JPH07105636B2 - 電子部品装着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、供給装置上に並べられた電子部品を吸着して
プリント基板に装着する電子部品装着装置に関する。

〔従来の技術〕

電子部品装着装置は、所定の位置で供給装置から電子部
品を真空吸着し、その電子部品をプリント基板上の装着
目標位置まで運んで装着する装置であり、電子部品を真
空吸着するために吸着ノズルが設けられている。そし
て、この吸着ノズルには吸着した電子部品を背面側から
照らす背景照明装置が設置され、電子部品のシルエット
画像を撮影装置によりノズル軸方向から撮影できるよう
になっている。

このような背景照明装置については色々と提案されてい
るが、以下に示す３つの例が主なものである。まず第１
の例は、特開昭61−48702号公報および特開昭61−48703
号公報に記載されているように、吸着ノズルの周囲に吸
着ノズルと同心円状に半透明の光拡散板を設け、この光
拡散板の上方すなわち吸着した電子部品の反対方向から
ライトガイドで照明するようになっている。

また第２の例は、特開昭61−287195号公報、特開昭62−
46382号公報、特開昭62−46383号公報、特開昭62−5728
1号公報および特開昭63−51699号公報等に記載されてい
るように、吸着ノズルに光反射面または光散乱面、若し
くはその両者を付設し、これらの光反射面または光散乱
面に向かって外部光源から投光するようになっている。

さらに第３の例は、特開昭63−122182号公報に記載され
ているように、光散乱板に多数の発光ダイオードが付設
された背景照明板を吸着ノズルに設け、この背景照明板
により照明するようになっている。

一方、従来の電子部品撮影装置は、蛍光灯または光ファ
イバ等で構成されるリングライトを光源とし、このリン
グライトから被写体に光を照射して、被写体からの反射
光をリングライトの中心に設置した画像撮影装置で撮影
するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来技術の電子部品装着装置におい
て、第１の例に示した背景照明装置では、ライトガイド
照明の光源としては主に球面鏡付きハロゲンランプが使
用され、光源が大型化するために、電子部品装着装置の
固定部に光源が設置されるのが一般的である。そして、
この光源と吸着ノズルとは光ファイバ製ライトガイドを
介して接続されるが、吸着ノズルは繰り返し往復上下運
動を行うために、光ファイバ製ライトガイドに繰り返し
て変形力が作用して、長期間使用しているとライトガイ
ドの耐久性が劣化する恐れがある。

第２の例に示した背景照明装置では、外部光源として、
一般に指向性の強い光源が必要になり、光軸等の調整が
難しく、また光源から発せられる熱により吸着ノズル等
が変形し、長期間のうちに電子部品の装着精度が狂って
くる欠点がある。

第３の例に示した背景照明装置では、多数の発光ダイオ
ードを使用しているために、保守・点検に非常に手間が
掛かるという問題がある。

また、上記各例に示した背景照明装置は、どれも背景板
部分が軸方向に厚く、吸着ノズルの重量が大きくなると
いう問題もある。

そこで、吸着ノズルにエレクトロ・ルミネッセンス素子
を取り付け、このエレクトロ・ルミネッセンス素子を光
源として、電子部品のシルエット画像を撮影する装置が
提案されている（例えば、特開平１−152699号公報）。

しかし、吸着ノズルに単にエレクトロ・ルミネッセンス
素子を取り付けただけでは、撮影装置に入射する背景光
の照度が不十分であり、明瞭なシルエット画像を撮影す
るためには高性能な撮影装置を必要とする欠点がある。

本発明の目的は、光源として吸着ノズルにエレクトロ・
ルミネッセンス素子を取り付けた際に、高性能な撮影装
置を設置しなくても明瞭なシルエット画像を撮影するこ
とを可能とし、これにより、プリント基板に装着される
電子部品の姿勢制御の高精度化を図った電子部品装着装
置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、電子部品が並べ
られた供給装置から電子部品を吸着する吸着ノズルと、
吸着した電子部品の画像を撮影する画像撮影装置と、該
画像撮影装置の撮影結果を基にして前記吸着ノズルを駆
動して電子部品の姿勢を修正し、姿勢修正後の電子部品
をプリント基板に装着する吸着ノズル駆動手段とを備え
た電子部品装着装置において、中央部を前記吸着ノズル
が遊嵌状態で挿通するエレクトロ・ルミネッセンス素子
を、前記吸着ノズル駆動手段に固定し、かつ前記エレク
トロ・ルミネッセンス素子の発光面側に集光手段を設け
たものである。

〔作用〕

上記構成の電子部品装着装置によれば、吸着ノズルで供
給装置から１個の電子部品を吸着し、その吸着ノズルを
吸着ノズル駆動手段で上方へ移動させた後に水平に駆動
して、電子部品をプリント基板へ搬送する際に、吸着ノ
ズルで吸着された電子部品の姿勢を画像撮影装置で撮影
する。この場合、エレクトロ・ルミネッセンス素子に通
電して発光させ、これを背景照明の光源として用いる。
エレクトロ・ルミネッセンス素子からの光は集光手段で
集光された後に電子部品に照射され、これにより電子部
品のシルエット像を撮影することができる。そして、撮
影した結果を画像処理することにより、吸着異常の有無
の検出、および吸着位置の測定などが実行される。吸着
異常があれば吸着した電子部品は供給装置に戻されて吸
着のやり直しが行われる。また吸着位置の測定結果に基
づいて吸着ノズルをプリント基板上方で位置決めしてか
ら、吸着ノズルを下降させて電子部品をプリント基板の
所定の位置に装着する。

エレクトロ・ルミネッセンス素子を吸着ノズル駆動手段
に固定され、吸着ノズルはエレクトロ・ルミネッセンス
素子の中央部の貫通孔内で下降・上昇運動を行う。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第６図は本発明の電子部品装着装置の全体構成を、第１
図および第２図はその集光手段取付前の電子部品装着装
置の吸着ノズル部の詳細をそれぞれ示している。図にお
いて、装着ヘッド６には、吸着ノズル11を保持する吸着
ノズルスライダ21と、吸着ノズル11を回転駆動するノズ
ル回転駆動装置22と、吸着ノズル11を上下に駆動するノ
ズル上下動駆動装置23とが設けられている。装着ヘッド
６の上部にはロボット20が設けられ、このロボット20を
駆動することにより、装着ヘッド６は供給装置９および
プリント基板10と平行な面内で移動できるようになって
いる。そして、ノズル回転駆動装置22はタイミングベル
ト24を介して吸着ノズル11を回転駆動し、吸着ノズル11
に真空吸着された電子部品７の姿勢を修正する。またノ
ズル上下動駆動装置23は、カム25およびリンク機構26を
介して吸着ノズル11を上下に駆動して、供給装置９上か
ら電子部品７を１つずつ拾い上げてプリント基板10に装
着する。

吸着ノズルスライダ21の下部には、エレクトロ・ルミネ
ッセンス素子（以下、EL素子という）１が、その発光面
２を吸着した電子部品７の方へ向けて取付けられ、その
EL素子１の略中央に穿設された貫通孔５に吸着ノズル11
が貫通している。EL素子１は、第３図〜第５図に示すよ
うに、樹脂バインダに蛍光体を埋め込んだ蛍光体層17と
導電ガラス板18とからなる発光面２と、金属反射電極19
と、電極端子３と、密閉部材４とから構成され、略中央
の貫通孔５の周囲には僅かに密閉部材４の縁取りが施さ
れている。

また、第１図に示すように、供給装置９とプリント基板
10の中間位置には画像撮影装置８が配設され、吸着ノズ
ル11が供給装置９から電子部品７を真空吸着してプリン
ト基板10に装着する際に、ロボット20により吸着ノズル
11は画像撮影装置８の上方で一旦停止して、真空吸着し
た電子部品７の姿勢が撮影される。撮影時には、EL素子
１の電極端子３に通電してEL素子１を発光させ、これを
背景照明の光源としてすることにより、電子部品７のシ
ルエット像が形成されるため、このシルエット像を画像
撮影装置８で撮影する。また電子部品７を吸着して供給
装置９から拾い上げる時、およびプリント基板10に装着
する時には、吸着ノズル11はEL素子１の貫通孔５内を下
降・上昇運動する。

なお、装着ヘッド６に設けられた吸着ノズルスダイダ2
1、ノズル回転駆動装置22、ノズル上下動駆動装置23、
および装着ヘッド６を移動させるロボット20は吸着ノズ
ル駆動手段を構成している。

上記のような構成によれば、大面積を有し、かつ一様な
輝度でムラの無い光源を構成することができるので、FI
C（Flat Integrated Circuit）、PLCC（Plastic Leaded
Chip Carier）等の比較的大型の電子部品を撮影する際
にも、均一で適当な輝度を有する良質な透過照明が得ら
れる。また光源が軽量薄型となり、装着ヘッド６全体が
コンパクトになる。

また、EL素子１はほとんど発熱しないので、吸着ノズル
11の熱膨脹が無く、プリント基板10への電子部品７の装
着精度を向上させることができる。

さらに、EL素子１は長期間使用するうちに次第に減光し
ていくが、電球のように突然球切れを起すことが無く、
EL素子１の交換を計画的に行うことができるので、保守
の点で都合が良い。

また、EL素子１の電極端子３の一端を装着ヘッド６に固
定すれば、電極端子３に変形力が繰り返し加わることを
防止でき、電極端子３の耐久性を向上させることができ
る。

本実施例の特徴は、EL素子１の発光面２の下方に、中央
部に貫通孔12を有するフレネルレンズ13が配設されてい
ることである。

本実施例によれば、EL素子１からの光を吸着ノズル11の
中心軸延長線に沿って集光できるので、撮影装置６に入
射する背景光の照度を大きくすることができる。

なお、EL素子１とフレネルレンズ13の厚さは共に１〜2m
m程度と薄いため、フレネルレンズ13を設けても装着ヘ
ッド６全体のコンパクト化が阻害される恐れはない。

本実施例によれば、上記した光源が薄型になるので、電
子部品撮影装置を軽量化することも可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、光源としてEL素
子を用い、さらにEL素子からの光を集光するための集光
手段を設けたので、EL素子からの光は吸着ノズルの中心
軸延長線に沿って集光され、撮影装置に入射する背景光
の照度を大きくすることができる。その結果、高性能な
撮影装置を設置しなくても、吸着ノズルに吸着された電
子部品のシルエット画像を明瞭に撮影することが可能と
なり、プリント基板に装着される電子部品の姿勢制御を
高精度に実施することができる。

さらに、集光手段としてフレネルレンズを用いれば、EL
素子と集光手段をまとめた光源の厚さを薄型に構成する
ことができるため、電子部品装着装置を小型軽量化する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は集光手段を取付ける前の電子部品装着装置の全
体構成図、第２図は第１図の電子部品装着装置の吸着ノ
ズル部の詳細図、第３図はEL素子の正面図、第４図は第
３図のEL素子の左側面図、第５図は第３図のＶ−Ｖ線に
沿った断面図、第６図は集光手段を取付けた電子部品装
着装置の全体構成図である。 １…エレクトロ・ルミネッセンス素子（EL素子）、２…
発光面、３…電極端子、４…密閉部材、5,12…貫通孔、
６…装着ヘッド、７…電子部品、８…画像撮影装置、９
…供給装置、10…プリント基板、11…吸着ノズル、13…
フレネルレンズ、17…蛍光体層、18…導電ガラス板、19
…金属反射板、20…ロボット、21…吸着ノズルスライ
ダ、22…ノズル回転駆動装置、23…ノズル上下動駆動装
置、24…タイミングベルト、25…カム、26…リンク機
構。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品が並べられた供給装置から電子部
   品を吸着する吸着ノズルと、吸着した電子部品の画像を
   撮影する画像撮影装置と、該画像撮影装置の撮影結果を
   基にして前記吸着ノズルを駆動して電子部品の姿勢を修
   正し、姿勢修正後の電子部品をプリント基板に装着する
   吸着ノズル駆動手段とを備えた電子部品装着装置におい
   て、 中央部を前記吸着ノズルが遊嵌状態で挿通するエレクト
   ロ・ルミネッセンス素子を、前記吸着ノズル駆動手段に
   固定し、かつ前記エレクトロ・ルミネッセンス素子の発
   光面側に集光手段を設けたことを特徴とする電子部品装
   着装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の電子部品装着装置におい
   て、 前記集光手段は、前記吸着ノズルが遊嵌状態で挿通する
   孔を中央部に有するフレネルレンズであることを特徴と
   する電子部品装着装置。