JPH08288698A - 電子部品の実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品の厚さの変化に対応して、適正なノ
ズルの昇降ストロークで電子部品を供給部からテイクア
ップしたり、あるいは基板に搭載することができる電子
部品の実装方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 装着ヘッド７のノズル８は、カム３０の
回転運動をタイロッド４０の水平運動に変え、タイロッ
ドの水平運動をレバー４３の揺動運動に変えることによ
り昇降する。レバー４３の揺動量すなわちノズル８の昇
降ストロークは、タイロッド４０の高さで変化する。ま
たタイロッド５０の高さはパルスモータ５０により変え
られる。コンピュータ５９には、電子部品の厚さのデー
タが入力されており、この厚さのデータに基づいてパル
スモータ５０を制御し、ノズル８を各電子部品の厚さに
対応したストロークで昇降させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を基板に
搭載する電子部品の実装方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣやＬＳＩなどの電子部品を基板に高
速実装する電子部品実装装置として、ロータリーヘッド
を備えたものが知られている。図６は、従来の電子部品
実装装置のロータリーヘッドの平面図であって、１００
はロータリーヘッドであり、その下面には円周方向に沿
って装着ヘッド１０１が多数並設されている。ロータリ
ーヘッド１００の下方にはトレイやテープのような電子
部品の供給部１０２と、ＸＹテーブルから成る搭載部１
０３が設けられている。この電子部品実装装置は、供給
部１０２において装着ヘッド１０１を昇降させて電子部
品Ｃを吸着した後、ロータリーヘッド１００がＮ方向へ
間欠回転することにより装着ヘッド１０１を搭載部１０
３まで移動させ、そこで再度装着ヘッド１０１を昇降さ
せて電子部品Ｃを搭載部１０３にセットされた基板１０
４に搭載するようになっている。

【０００３】図７は従来の電子部品実装装置の装着ヘッ
ドの駆動機構の正面図、図８は同電子部品実装装置のノ
ズルの正面図である。図７において、１０５，１０６は
ロータリーヘッド１００を上記Ｎ方向に回転させるため
の駆動部ボックスとモータ、１０７は伝動ベルト、１０
８はカム１０８ａとカムフォロア１０８ｂから成る第１
の駆動方向変換部、１０９，１１０は伝動用のレバーと
タイロッド、１１１はレバー、１１２はスライダー１１
２ａなどから成る駆動方向変換部、１１３は装着ヘッド
１０１のシャフト、１１４は装着ヘッド１０１の下方に
突出するノズルである。

【０００４】次に本電子部品実装装置の動作を説明す
る。モータ１０６が駆動してカム１０８ａが回転する
と、カムフォロア１０８ｂは上下動し、レバー１０９は
ピン１０９ａを中心に矢印ａ方向に揺動する。するとタ
イロッド１１０は水平方向ｂに往復運動し、レバー１１
１もピン１１１ａを中心に矢印ｃ方向に揺動してスライ
ダー１１２ａは上下動する。するとシャフト１１３も上
下動してノズル１１４は昇降し、ノズル１１４の下端部
に吸着した電子部品Ｃを基板１０４に搭載する。かかる
動作は、供給部１０２において装着ヘッド１０１のノズ
ル１１４を昇降させて電子部品Ｃをテイクアップする場
合も同様である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の電子部品
実装装置のノズル１１４の昇降ストロークは、カム１０
８ａの形状により一定であり、カム１０８ａは、所望の
昇降ストロークが得られるように設計される。この昇降
ストロークは、実装の対象となる電子部品の厚さの平均
値に対応する平均ストロークとして設定される。したが
ってこの種従来の電子部品実装装置においては、装着ヘ
ッドのノズルの昇降ストロークを変える場合は、その都
度所望の平均ストロークが得られるカムを設計製作し
て、装置にセットされたカムと交換せねばならなかっ
た。しかしながらカムの設計製作には相当の手間や費用
を要し、またカムの交換作業は甚だ面倒であり、しかも
交換中には装置の運転を停止せねばならないなどの問題
があった。

【０００６】また従来の電子部品実装装置は、上記平均
ストロークに設定された昇降ストロークは一定であるた
め、作業中に電子部品の厚さの変化に対応して、昇降ス
トロークを自由に調節することはできないものであっ
た。このため電子部品の厚さが平均値よりも厚い場合
は、図８（ａ）に示すように昇降ストローク（平均スト
ロークＳｍ）は大きすぎることとなり、したがって装着
ヘッド１０１が下降すると、ノズル１１４の下端部は電
子部品Ｃの上面に強く当ってこれを破壊する虞れがあっ
た。かかるトラブルは、供給部１０２と搭載部１０３の
何れにおいても生じる。

【０００７】またこれと反対に、その電子部品の厚さが
平均値よりも薄い場合は、昇降ストロークは短かすぎる
こととなり、したがって供給部１０２において装着ヘッ
ド１０１が下降しても、ノズル１１４の下端と電子部品
Ｃの上面の間にすき間ｔを生じて確実に電子部品Ｃを吸
着することはできず（図８（ｂ）参照）、また搭載部１
０３においては、装着ヘッド１０１が下降しても、電子
部品Ｃと基板１０４の間にすき間ｔが存在し、電子部品
Ｃは宙に浮いた状態で吸着を解除されるため、電子部品
Ｃは基板１０４上に自然落下し、正しい姿勢で正しい位
置に着地できない問題があった（図８（ｃ）参照）。以
上の説明から理解されるように、この種装置において、
装着ヘッドの昇降ストロークを簡単かつ適正に設定する
ことは、きわめて重要な課題である。

【０００８】装着ヘッドの昇降ストロークを設定する手
段として、もう一つの手段が知られている。この手段
は、電子部品の厚さの大小に対応して、ＸＹテーブルな
どから成る搭載部を昇降させることにより、装着ヘッド
の昇降ストロークを実質的に調節する手段である。しか
しながらこの手段は、電子部品の厚さの変化に細かく対
応することは困難であって、単に高低の２段階を設定し
て電子部品の厚さの変化に大雑把に対応するものにすぎ
ないため、基板への搭載ミスが多いものであった。また
この種供給部は、一般に床上に固設されたテーブルに固
設されているので、搭載部のように昇降させることは実
際上不可能もしくは困難であり、したがってかかる手段
は、供給部において昇降ストロークを調節する手段には
少くとも一般には適用できないものである。また仮に供
給部を装着ヘッドの昇降ストロークの調節ができるよう
に昇降自在に配設したとしても、この場合には供給部と
搭載部にそれぞれ別個にこれらの昇降手段や制御手段を
設けなければならないため、装置がきわめて複雑化する
こととなる。このようなノズルの昇降ストロークの問題
点は、ロータリーヘッドを備えた上記電子部品実装装置
に限らず、例えば特開昭６３−１４５００号公報に記載
された装着ヘッドをＸ方向やＹ方向へ水平移動させて、
電子部品の供給部に備えられた電子部品を搭載部に位置
決めされた基板に搭載する方式の電子部品実装装置にお
いても同様に見られるものであった。

【０００９】したがって本発明は、電子部品の厚さの変
化に対応して、適正なノズルの昇降ストロークで電子部
品を供給部からテイクアップしたり、あるいは基板に搭
載することができる電子部品の実装方法を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、電子
部品の供給部において装着ヘッドのノズルを昇降させて
このノズルの下端部に電子部品を装着した後、この装着
ヘッドを電子部品の搭載部まで移動させ、この搭載部に
おいて再度ノズルを昇降させて電子部品を基板に搭載す
るようにした電子部品の実装方法において、前記装着ヘ
ッドのノズルが前記搭載部の基板に基準電子部品を搭載
するときの昇降ストロークを基準ストロークとし、また
前記基準電子部品と他の電子部品の厚さの差に基づく昇
降ストロークの補正値をノズル昇降用モータの回転数と
してコンピュータにより演算して求め、前記他の電子部
品を前記基板に搭載するときの前記ノズルの昇降ストロ
ークを、前記基準ストロークに前記補正値を加えて設定
するようにした。

【００１１】請求項２の発明は、電子部品の供給部にお
いて装着ヘッドのノズルを昇降させてこのノズルの下端
部に電子部品を装着した後、この装着ヘッドを電子部品
の搭載部まで移動させ、この搭載部において再度ノズル
を昇降させて電子部品を基板に搭載するようにした電子
部品の実装方法において、前記装着ヘッドのノズルが前
記供給部から基準電子部品をテイクアップするときの昇
降ストロークを基準ストロークとし、また前記基準電子
部品と他の電子部品の厚さの差に基づく昇降ストローク
の補正値をノズル昇降用モータの回転数としてコンピュ
ータにより演算して求め、前記他の電子部品を前記供給
部からテイクアップするときの前記ノズルの昇降ストロ
ークを、前記基準ストロークに前記補正値を加えて設定
するようにした。

【００１２】

【発明の実施の形態】請求項１の発明によれば、基準電
子部品を基板に搭載するときのノズルの昇降ストローク
を基準ストロークとすれば、それ以外の他の電子部品に
ついては、この基準ストロークに電子部品の厚さの差に
よる補正値を加えることにより、昇降ストロークを的確
に設定できる。

【００１３】請求項２の発明によれば、基準電子部品を
テイクアップするときのノズルの昇降ストロークを基準
ストロークとすれば、それ以外の他の電子部品について
は、この基準ストロークに電子部品の厚さの差による補
正値を加えることにより、昇降ストロークを的確に設定
できる。

【００１４】（実施の形態１）図１は、本発明の一実施
の形態の電子部品実装装置の斜視図、図２は同装着ヘッ
ドの駆動機構の正面図、図３は同ロータリーヘッドの平
面図、図４は同駆動機構の簡略正面図、図５は同ノズル
の正面図である。

【００１５】図１において、１は本体ボックス、２は本
体ボックス１の下部に回転自在に装着されたロータリー
ヘッド、３はＸテーブル４およびＹテーブル５から成る
電子部品の搭載部である。６は搭載部３にクランプ部１
０によりクランプしてセットされた基板であり、基板６
はＸテーブル４およびＹテーブル５の摺動により任意方
向Ｊにスライドして所定の位置に位置決めされる。ロー
タリーヘッド２の下面には、その円周方向に沿って多数
の装着ヘッド７が並設されており、各装着ヘッド７は下
方へ突出するノズル８を備えている（図２も併せて参
照）。９はノズル８の若干の上下動を許容するために設
けられたスプリングである。このノズル８は、真空圧に
よりその下端部に電子部品を吸着する。

【００１６】図３はロータリーヘッド２の平面図であっ
て、１２は搭載部３と反対側に配設された電子部品Ｃの
供給部であり、後述するようにロータリーヘッド２の間
欠回転動作と、装着ヘッド７のノズル８の昇降動作によ
り、供給部１２の電子部品Ｃを基板６へ搬送してこれに
搭載する。１３は供給部１２と搭載部３の間に配設され
た認識装置であって、光学系から成っており、ノズル８
の下端部に吸着された電子部品Ｃのノズル８の軸心線に
対するねじれ（水平方向の回転角）を検出し、その検出
信号により、ロータリーヘッド２の上面に装着されたモ
ータ１４（図２参照）を駆動し、ベルト１５、スプライ
ンシャフト１６、ギヤ１７，１８等を介して装着ヘッド
７をその軸心線を中心にＨ方向（図３）に回転させて、
ノズル８に吸着された電子部品Ｃの上記ねじれを修正す
るものである。次に図１と図２を参照しながら、装着ヘ
ッド７の駆動機構の説明を行う。

【００１７】２０は本体ボックス１内のロータリーヘッ
ド２の直上に配設された駆動部ボックス、２１は駆動部
ボックス２０の駆動部、２２は支持フレームである。駆
動部ボックス２０の出力軸２３ａにロータリーヘッド２
が取り付けられており、駆動部２１の駆動によりロータ
リーヘッド２は間欠的に水平回転する。駆動部２１はパ
ルスモータであって、その動力は以下に述べる伝動路を
介して装着ヘッド７に伝達され、装着ヘッド７のノズル
８を所定のストロークで昇降させる。２５ａは駆動部ボ
ックス２０のもう一つの出力軸２３ｂに取り付けられた
プーリ、２５ｂはもう一つのプーリ、２６はプーリ２５
ａ，２５ｂに調帯されたタイミングベルト、２７はプー
リ２５ｂの回転軸である。回転軸２７の両端部には、供
給部１２と搭載部３の２ケ所で装着ヘッド７のノズル８
を昇降させるために、２個のカム３０，３０が装着され
ている。供給部１２と搭載部３における装着ヘッド７の
ノズル８の昇降機構は同一であるので、以下特に図２を
参照しながら、搭載部３側の駆動機構を説明する。

【００１８】３１はカム３０の周面に当接するカムフォ
ロアであり、カギ形のレバー３３に軸着されている。３
４はカムフォロア３１をカム３０に圧接するためのコイ
ルばねであり、カムフォロア３１はカム３０の回転に追
隨して上下動し、レバー３３はピン３２を中心に矢印ａ
方向に揺動する。すなわち、これらの部材３０〜３４
は、カム３０の回転運動をレバー３３の揺動運動に変換
する第１の駆動方向変換部３５を構成している。

【００１９】４０はタイロッドであって、水平に配設さ
れており、その両端部にはローラ４１，４２が軸着され
ている。一方のローラ４１はレバー３３の下端部に形成
された溝部３６に嵌合し、他方のローラ４２は、もう一
つのレバー４３の溝部４４に嵌合している。レバー３３
が揺動すると、タイロッド４０は水平方向ｂに往復動
し、レバー４３はピン４５を中心に矢印ｃ方向に揺動す
る。

【００２０】５０はタイロッド４０の上方に配設された
パルスモータ、５１はその支持ブラケット、５２はカプ
リング、５３はネジ杆であり、パルスモータ５０の駆動
により、タイロッド４０は上下方向ｄに昇降する。この
パルスモータ５０は、コンピュータ５９により自動制御
される。５４，５５はタイロッド４０の上下動をガイド
するガイド材（図１参照）、５６は水平方向の往復動を
ガイドするガイド材、５７はガイド材５５，５６の支持
材である。

【００２１】６０は第２の駆動方向変換部であって、本
体ボックス１の底面に立設されたガイド体６１、ガイド
体６１に沿って上下動するスライダー６２等から成って
いる。スライダー６２の両側部には溝部が形成されてお
り、一方の溝部にはレバー４３のロール４６が、またも
う一方の溝部には装着ヘッド７の昇降シャフト６３の上
部に装着されたロール６４が嵌合している。６５はシャ
フト６３の上部に取り付けられたもう一つのロール６４
のリングガイド、６６はシャフト６３の昇降ガイドであ
る。図４は、上記した駆動部２１から装着ヘッド７への
伝動機構を簡略に示すものであり、次にこの図４を参照
しながら動作を説明する。

【００２２】カム３０の連続回転により、レバー３３は
矢印ａ方向に揺動し、これとともにタイロッド４０は水
平方向ｂに往復動する。すると他方のレバー４３は矢印
ｃ方向に揺動し、スライダー６２はガイド体６１に沿っ
て上下動し、したがってシャフト６３を介してスライダ
ー６２に連結された装着ヘッド７も上下動する。ここ
で、図４中実線にて示すように、タイロッド４０の位置
が高く、ロール４１がレバー３３の溝部３６に深く進入
している時は、タイロッド４０はレバー３３により小さ
く往復動され、その水平方向のストロークＬは短く、し
たがって他方のレバー４３の揺動も小さく、装着ヘッド
７の昇降ストロークＳ１は短い。またこれと反対に、図
４中鎖線にて示すようにタイロッド４０の位置が低く、
ロール４１が溝部３６に浅く進入しているときは、タイ
ロッド４０は大きなストロークＬで往復動し、したがっ
て装着ヘッド７のノズル８の昇降ストロークＳ２も長
い。このように装着ヘッド７の昇降ストロークは、タイ
ロッド４０の高さにより変化する。したがって本電子部
品実装装置は、コンピュータ５９に自動制御されるパル
スモータ５０を駆動してタイロッド４０の高さを変更す
ることにより、カム３０の形状により設定された装着ヘ
ッド７のノズル８のストロークの大きさを調節すること
ができる。すなわちパルスモータ５０は、ノズル昇降用
モータである。タイロッド４０の高さの変更は、かかる
パルスモータ５０やコンピュータ５９により行わなくて
もよいものであり、このことは実施の形態において後述
する。

【００２３】このようにタイロッド４０やタイロッド４
０の上下動手段は、第１の駆動方向変換部３５から第２
の駆動方向変換部６０へ伝達される伝動量の調節部５８
を構成している。したがって図５に示すように、基板６
に順に搭載される電子部品Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３・・・Ｃｎ
の厚さＤ１，Ｄ２，Ｄ３・・・Ｄｎ（これは既知であ
る）の大小に応じたパルスモータ５０の回転量を予めプ
ログラミングしてコンピュータ５９に入力しておけば、
各電子部品Ｃ１〜Ｃｎを基板６に適正に搭載するために
必要な装着ヘッド７のノズル８の昇降ストロークを簡単
に得ることができる。勿論、供給部１２において、ノズ
ル８の下端部に電子部品を吸着するのに必要な昇降スト
ロークも、同様にして得ることかできる。次に本装置に
よる一連の作業手順を、図５を参照しながら更に説明す
る。

【００２４】その作業スケジュールにおいて第１番目の
電子部品Ｃ１（図５（ａ）参照）が、装着ヘッド７のノ
ズル８を昇降させることにより基板６に搭載される。こ
の場合、厚さＤ１の電子部品Ｃ１が適正に基板６にされ
るように、タイロッド４０を昇降させるパルスモータ５
０が制御され、その時の制御値がコンピュータ５９に検
知して記憶される。このようなティーチング手段によ
り、厚さＤ１の電子部品Ｃ１を基板６に搭載する昇降ス
トロークが、基準ストロークＳ１として設定される。そ
して第２番目以後に基板６に搭載される他の電子部品Ｃ
２〜Ｃｎの昇降ストロークＳ２〜Ｓｎは、第１番目の電
子部品Ｃ１との厚さの差ΔＤ２〜ΔＤｎを基準ストロー
クＳ１の補正値として加えることにより設定される。す
なわち第１番目の電子部品Ｃ１が、他の電子部品Ｃ２〜
Ｃｎを基板６に搭載するときのノズル８の昇降ストロー
クを決定するための基準電子部品となる。

【００２５】すなわち図５（ｂ）〜（ｅ）に示す第２番
目以後の電子部品Ｃ２〜Ｃｎの厚さＤ〜Ｄｎは既知であ
るから、基準電子部品である第１番目の電子部品Ｃ１の
厚さＤ１との厚さの差ΔＤ２〜ΔＤｎも既知である。し
たがって各差ΔＤ２〜ΔＤｎを上記パルスモータ５０の
回転数の関数として予めコンピュータ５９で演算して求
めてプログラミングしておき、コンピュータ５９から所
定のパルス信号を送ってパルスモータ５０の回転数を制
御すれば、各電子部品Ｃ２〜Ｃｎを基板６に適正に搭載
するのに必要な昇降ストロークＳ２〜Ｓｎにて装着ヘッ
ド７のノズル８を昇降させることができる。この手段の
特筆すべき利点は、装置の運転を停止させることなくカ
ム３０を連続回転させながら、パルスモータ５０をコン
ピュータ５９により自動制御することにより、装着ヘッ
ド７のノズル８の昇降ストロークを自由に調節できるこ
とであり、かかる利点は作業の高速性と正確性が重視さ
れるこの種電子部品実装装置にとってきわめて重要であ
る。

【００２６】上記動作は、搭載部３において電子部品を
基板６に搭載する場合を例にとって説明したが、供給部
１２の電子部品を装着ヘッド７のノズル８を昇降させて
テイクアップする場合も同様である。すなわちこの場合
も、第１番目に供給部１２から基準電子部品をテイクア
ップする時の昇降ストロークを検知してこの昇降ストロ
ークを基準ストロークとし、第２番目以後の電子部品の
テイクアップに必要な昇降ストロークは、第１番目の電
子部品との厚さの差に基づいてパルスモータ５０を制御
すればよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、基準電子部品を供給部からテ
イクアップしたり、基板に搭載するときのノズルの昇降
ストロークを基準ストロークとし、それ以外の他の電子
部品については、この基準ストロークに電子部品の厚さ
の差による補正値を加えることによりそれぞれ昇降スト
ロークを設定するようにしているので、様々な厚さの電
子部品を装着ヘッドのノズルの下端部に確実に吸着して
テイクアップし、基板に搭載することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜
視図

【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の装
着ヘッドの駆動機構の正面図

【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のロ
ータリーヘッドの平面図

【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の駆
動機構の簡略正面図

【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のノ
ズルの正面図

【図６】従来の電子部品実装装置のロータリーヘッドの
平面図

【図７】従来の電子部品実装装置の装着ヘッドの駆動機
構の正面図

【図８】従来の電子部品実装装置のノズルの正面図

【符号の説明】

３ 搭載部 ６ 基板 ７ 装着ヘッド ８ ノズル １２ 供給部 ２１ パルスモータ ３０ カム ３１ カムフォロア ４０ タイロッド ５０ パルスモータ（ノズル昇降用モータ） ５９ コンピュータ Ｃ１ 基準電子部品 Ｃ２〜Ｃｎ 他の電子部品

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品の供給部において装着ヘッドのノ
   ズルを昇降させてこのノズルの下端部に電子部品を装着
   した後、この装着ヘッドを電子部品の搭載部まで移動さ
   せ、この搭載部において再度ノズルを昇降させて電子部
   品を基板に搭載するようにした電子部品の実装方法にお
   いて、前記装着ヘッドのノズルが前記搭載部の基板に基
   準電子部品を搭載するときの昇降ストロークを基準スト
   ロークとし、また前記基準電子部品と他の電子部品の厚
   さの差に基づく昇降ストロークの補正値をノズル昇降用
   モータの回転数としてコンピュータにより演算して求
   め、前記他の電子部品を前記基板に搭載するときの前記
   ノズルの昇降ストロークを、前記基準ストロークに前記
   補正値を加えて設定するようにしたことを特徴とする電
   子部品の実装方法。
2. 【請求項２】電子部品の供給部において装着ヘッドのノ
   ズルを昇降させてこのノズルの下端部に電子部品を装着
   した後、この装着ヘッドを電子部品の搭載部まで移動さ
   せ、この搭載部において再度ノズルを昇降させて電子部
   品を基板に搭載するようにした電子部品の実装方法にお
   いて、前記装着ヘッドのノズルが前記供給部から基準電
   子部品をテイクアップするときの昇降ストロークを基準
   ストロークとし、また前記基準電子部品と他の電子部品
   の厚さの差に基づく昇降ストロークの補正値をノズル昇
   降用モータの回転数としてコンピュータにより演算して
   求め、前記他の電子部品を前記供給部からテイクアップ
   するときの前記ノズルの昇降ストロークを、前記基準ス
   トロークに前記補正値を加えて設定するようにしたこと
   を特徴とする電子部品の実装方法。