JPH1022687A - 部品供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】リサイクル可能なスティック状の収納容器によ
る部品の供給を可能にするとともに、中間ステージにお
ける画像認識に伴う吸着位置の補正を省略し得るように
した部品供給装置を提供することを目的とする。 【解決手段】パッケージの裏面に金属ボールから成る電
極２６を有するＢＧＡ−ＩＣ２５をスティック状収納容
器２７によって供給するとともに、スティック状収納容
器２７からステージ３１に部品を移載し、ステージ３１
を水平に回動させた状態でその下側に位置する認識カメ
ラ４４によって部品２５の電極２６の画像認識を行な
い、これに応じて吸着ヘッド４３の位置補正を行ないな
がら部品の吸着を行なうようにしたものであって、これ
によってタクトの短縮を図るようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は部品供給装置に係
り、とくに回路基板との接合面に多数の突起状電極を有
する部品をスティック状の収納容器内に収納しておき、
この収納容器から部品を順次取出して供給するようにし
た部品供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子回路は、絶縁材料から回路基板上に
各種の電子部品やＩＣをマウントし、それらの電極ある
いはリードを回路基板上の接続用ランドに半田付けして
接続することによって構成されている。とくに面実装型
のＩＣとしては、例えば図１０に示すようなＱＦＰ（Ｑ
ｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）−ＩＣ１が一般的
に用いられている。この種のＩＣ１においては、パッケ
ージの外周においてその４辺にそれぞれリードが配列さ
れるとともに、ガルウイング状にリード２をフォーミン
グしたタイプであり、パッケージＩＣとして用いられる
面実装型のＩＣの主流をなしている。

【０００３】半導体素子の高集積化、および多ピン化に
伴って、ＱＦＰ−ＩＣ１のリード２の挟ピッチ化が進
み、高度な実装技術が必要となってきている。そこで既
存の実装技術で簡易に実装できるＩＣパッケージとし
て、図１１および図１２に示すようなＢＧＡ（Ｂａｌｌ
Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）−ＩＣ３が提案されている。
ＢＧＡ−ＩＣ３はプリント配線基板と接続を行なうため
の電極端子をパッケージの裏面に例えばマトリックス状
に配したパッケージであって、電極は半田ボール等の金
属ボール４から構成されている。一般に端子のピッチは
１〜１．５ｍｍ程度である。

【０００４】また図１３に示すように、ＢＧＡ−ＩＣ３
の外形をＩＣチップ６とほぼ同等の大きさにしたパッケ
ージが提案されており、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅｄ
Ｐａｃｋａｇｅ）−ＩＣ５と呼ばれている。ＣＳＰ−
ＩＣ５の端子ピッチは一般に０．５ｍｍ程度になってい
る。またこのようなＣＳＰ−ＩＣ５はＢＧＡ−ＩＣ３と
同様に、パッケージの裏面に金属ボール等の端子４を備
えている。

【０００５】一方で図１０に示すようなＱＦＰ−ＩＣ１
は図１４に示すようなトレー８によって包装されるよう
になっている。あるいはまた図１５および図１６に示す
ようなキャリアテープ９から成るプラスチックテープに
よる包装形態が採用されている。ＱＦＰ−ＩＣ１は、リ
ード２のＺ軸方向のバタツキであるコプラナリティが実
装品質に大きな影響を与えるために、トレイ８による搬
送中にリード２が曲がるのを防止するように、図１５お
よび図１６に示すようなリード２がキャリアテープ９に
接触しないプラスチックのエンボステープが用いられる
ようになっている。この場合にＱＦＰ−ＩＣ１のパッケ
ージの下面が図１５に示すように、接着剤１１等によっ
てキャリアテープ９の凹部に接着固定されるようになっ
ている。

【０００６】これに対して金属ボール４から成る電極を
備えるＢＧＡ−ＩＣ３やＣＳＰ−ＩＣ５は、ＱＦＰ−Ｉ
Ｃ１のようなリード２の変形を気にする必要がないため
に、図１４に示すトレイ８によって包装されるようにな
っている。

【０００７】トレイ８によって供給されたＢＧＡ−ＩＣ
３あるいはＣＳＰ−ＩＣ５を自動装着機によってマウン
トする場合には、図１７に示すようにトレイ８によって
供給されたＢＧＡ−ＩＣ３の上面を吸着ヘッド１４によ
って吸着してピックアップするとともに、吸着ヘッド１
４によってＢＧＡ−ＩＣ３を透明ステージ１５上に載置
する。そして金属ボールから成る電極４を透明ステージ
１５を通して下側から認識カメラ１６によって画像認識
し、パッケージのセンター値を算出する。そしてこのよ
うな算出に基いて、位置補正を行なった状態で再び吸着
ヘッド１４によって回路基板１７上にマウントし、その
電極４を接続用ランド１８に接続するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の包装形態におい
て、とくにキャリヤテープ９やトレイ８を用いる形態
は、使用後においてキャリアテープ９やトレイ８がゴミ
となり、環境上問題を生ずる。またキャリアテープ９の
場合にはリールに巻装された状態で供給されるために、
使用後のＢＧＡ−ＩＣ３の残数を明確にすることが困難
になっている。この点でトレイ８を用いた場合には、Ｂ
ＧＡ−ＩＣ３の残数を明確にすることができるものの、
寸法や仕切り数等が標準化されておらず、メーカーによ
ってまちまちになっているために、自動装着機により適
用の有無が異なっている。

【０００９】また部品がなくなったときにトレイを外し
て次のトレイをセットする機構が自動装着機に付いてお
らず、自動装着機に重ねてセットできないために、トレ
イによってスペースをとり、多品種や多量のトレイをセ
ットすることが困難になっている。

【００１０】さらに図１７に示すような従来の装着の場
合には、吸着ヘッド１４によってＢＧＡ−ＩＣ３を認識
ステージ１５上に移載し、ここで認識カメラ１６によっ
て画像認識を行なって位置を補正し、その後にマウント
を行なうようにしているために、自動装着のタクトが長
くなる欠点がある。

【００１１】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、部品供給のタクトが短縮可能であっ
て、しかもリサイクルできるスティック状の収納容器を
用いることが可能な部品供給装置を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、回路基板との
接合面に多数の突起状電極を有する部品をスティック状
の収納容器内に収納しておき、該収納容器から前記部品
を順次取出して供給するようにした部品供給装置におい
て、前記収納容器の供給側開放端と対向するように回動
可能に配されており、上方に回動すると前記収納容器か
ら部品を受入れるようになっているステージと、前記ス
テージがほぼ水平に回動されたときに前進して収納容器
の供給側開放端を閉じるストッパと、前記ステージが水
平に回動されたときにその上に載置されている部品を吸
着保持する吸着ヘッドと、をそれぞれ具備する部品供給
装置に関するものである。

【００１３】前記部品の突起状電極が金属ボールから構
成されていてよい。

【００１４】前記ステージの少なくとも部品の載置面が
透明に構成されており、前記ステージが水平に回動され
たときにその下側に位置する認識カメラで部品の画像認
識が行なわれるとともに、画像認識に連動して前記吸着
ヘッドによる吸着の際に位置の補正が行なわれてよい。

【００１５】あるいはまた、前記ステージの部品載置面
には前記突起状電極を受ける位置決め用凹部が形成され
ており、該位置決め用凹部によって部品の位置決めを行
なうようにしてよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１〜図５は本発明の第１の実施
の形態に係る部品供給装置を示すものであって、ここで
はＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）−ＩＣを
部品とする部品供給装置に関するものである。ＢＧＡ−
ＩＣ２５はその下面に金属ボールから成る電極２６を多
数有するＩＣであって、スティック状収納容器２７内に
１列に配列された状態で供給されるようになっている。
なおこのようなスティック状収納容器２７はその下端が
開放され、この開放された下端側からＩＣ２５が順次１
つずつ供給されるようになっている。

【００１７】スティック状収納容器２７は図１に示すよ
うに、その下端側の開放端をステージ３１と対向するよ
うにして自動供給装置に装着される。ステージ３１はそ
の基端側の両側に回転支軸３２を備えるとともに、とく
に図２および図４に示すように、その両側には側面側壁
部３３を備えている。また背面側には背面側壁部３４を
備えるようになっており、その中にＢＧＡ−ＩＣ２５を
受入れるようになっている。

【００１８】ステージ３１が図１に示すように上方へ回
動された状態で、このステージ３１と対向するようにス
トッパ３８が配されている。ストッパ３８はばね３９に
よってステージ３１側に押圧されるようになっており、
ステージ３１の側面側壁部３３と当接した状態にある。

【００１９】またこのようなステージ３１が水平に回動
された場合には、その上に載置されているＢＧＡ−ＩＣ
２５が吸着ヘッド４３によって吸着保持されるようにな
っている。吸着ヘッド４３による吸着の際に、ステージ
３１の下側に位置する認識カメラ４４によって画像認識
を行ない、ＢＧＡ−ＩＣ２５の位置ずれや回転方向のず
れをコントローラ４５およびアクチュエータ４６によっ
て補正するようにしている。

【００２０】このように本実施の形態に係る部品供給装
置は、供給される部品が裏面に突起状電極２６を有する
ＢＧＡ−ＩＣ２５から構成されており、このようなＩＣ
２５がスティック状収納容器２７内に梱包されて供給さ
れる。スティック状収納容器２７は下から部品２５を順
次１つずつ取出し、これに伴って上の部品２５が重力に
より落ちてきて、取出し部に補充される構造になってい
る。裏面に金属ボールから成る電極２６を有するＩＣ２
５の場合には、リードへのバタツキの影響がないため
に、このようなスティック状収納容器２７による梱包供
給が可能になる。

【００２１】図１に示すように、ステージ３１が直立し
た状態で、その上部側の開口を通してこのステージ３１
内にスティック状収納容器２７の１番下側の部品２５が
取出される。ステージ３１は回転支軸３２によって回動
可能に支持されており、部品２５を保持した後に電極２
６が下になるように、すなわち基板へのマウント方向と
同じ向きとなるように図３に示すように９０°回転され
る。そしてこのときにステージ３１の下側にある認識カ
メラ４４によって部品２５の画像認識が行なわれる。そ
してこのような認識に基いて、コントローラ４５によっ
てアクチュエータ４６を制御し、吸着ヘッド４３による
吸着位置を補正して吸着ヘッド４３が部品２５の上部を
吸着するようになっている。なお認識カメラ４４による
部品の認識と部品２５の吸着とを同時にステージ３１で
行なうようにしている。

【００２２】図１および図２に示すようにステージ３１
が上方へ回動されている場合には、スティック状収納容
器２７から部品２５が落下するとともに、この部品２５
がステージ３１によって保持される。するとステージ３
１内の部品２５がストッパとなってその次の部品が落下
するのが防止され、ステージ３１内には正しく１個の部
品２５が収納保持される。

【００２３】ステージ３１が図３および図４に示すよう
に９０°回転して部品の認識および吸着を行なっている
際には、ばね３９によってストッパ３８が前進し、ステ
ィック状収納容器２７の下端側の開口端を押えるように
なり、このためにこのスティック状収納容器２７から次
の部品２５が落下することがない。

【００２４】ストッパ３８とステージ３１との関係は図
１〜図４に示されている。すなわちストッパ３８はその
背面側に取付けられたばね３９によって前方へ押圧付勢
されており、ステージ３１が水平に回動されると前進す
るようになっている。ステージ３１は部品２５がスティ
ック状収納容器２７から落下したときに押えとなる背面
側壁部３４と側面側壁部３３とをもつ構造になってお
り、部品２５の移載時にはステージ３１の背面側壁部３
４と当接する位置までストッパ３８がばね３９に対向し
て押出され、ストッパ３８は図３に示すように前方へ移
動し、スティック状収納容器２７の下部を閉塞する。

【００２５】ステージ３１が再び図１に示すように上方
へ回動されると、ストッパ３８はステージ３１の側面側
壁部３３によって押されて後退し、スティック状収納容
器２７の底部開口が開放される。従ってスティック状収
納容器２７から次の部品２５が落下する。

【００２６】ステージ３１はガラス、アクリル樹脂等の
透明な材料からできており、図３に示すようにこのよう
なステージ３１を通して下側から認識カメラ４４によっ
て画像認識を行なうことを可能にしている。

【００２７】このような画像認識に基いて、コントロー
ラ４５によってアクチュエータ４６を駆動し、吸着ヘッ
ド４３を部品２５の位置に応じて移動させるようにして
おり、これによって正しい部品の吸着を可能にしてい
る。

【００２８】図５はこのようなコントローラ４５の動作
を示しており、認識カメラ４４を通してステージ３１上
の部品２５の画像、とくに電極２６の画像の取込みを行
なう。そしてこのような画像の取込みに基いて、中心位
置の演算を行なうとともに、吸着ヘッド４３の軸線を中
心とする部品２５の回転方向の角度ずれの演算を行な
う。このような中心位置と回転方向の角度の演算結果に
基いて、コントローラ４５がアクチュエータ４６を介し
て吸着ヘッド４３の位置補正を行なう。従ってこのよう
な制御動作により、吸着ヘッド４３によって正しく部品
２５の位置保持を行なうことが可能になる。

【００２９】このように本実施の形態においては、下面
に多数の金属ボールから成る電極２６を有する部品２５
の実装の際に、スティック状収納容器２７から供給され
る部品２５を受けるステージ３１を回転させ、水平に回
転されたステージ３１上の部品２５を認識カメラ４４に
よって認識するとともに、認識カメラ４４による認識に
連動して吸着ヘッド４３によって吸着位置を補正するよ
うにした部品供給装置に関するものである。

【００３０】このような部品供給装置によれば、認識カ
メラ４４による部品の認識と、吸着ヘッド４３による吸
着とを同じステージ３１で行なうことが可能になるため
に、従来のような中間のステージを必要としなくなり、
これによって部品供給動作が１工程少なくなってタクト
の短縮につながる。また下面に電極２６を有する部品２
５をスティック状収納容器２７を用いて供給するように
しているために、このようなスティック状収納容器２７
をリサイクルして利用することが可能になり、環境問題
が解決される。またスティック状収納容器２７を自動装
着機に多数本直立してセットすることが可能になるため
に、部品の補充頻度が減少するという効果を有する。

【００３１】次に別の実施の形態を図６〜図９によって
説明する。この実施の形態においても、裏面に金属ボー
ルから成る電極２６を有するＢＧＡ−ＩＣ２５がスティ
ック状収納容器２７にスティック梱包されており、この
ような容器２７から部品を取出し、ステージ３１によっ
て部品を保持した後に、電極２６が下側に位置するよう
に、すなわち基板へのマウント方向と同じ向きとなるよ
うに図９に示すように９０°回転されるようにしてい
る。

【００３２】ステージ３１には、ＩＣ２５の下面の電極
２６と対応する位置にこのような電極２６が入る半球状
の位置決め孔５０が所定の数形成されており、ステージ
３１への部品２５の移載および保持の際に、部品２５は
この位置決め用の孔５０を用いて電極２６を落し込むこ
とによって位置決めを行なうようにしている。

【００３３】このような構成によれば、ステージ３１の
下側に認識カメラ４４を配し、吸着ヘッド４３の吸着時
に位置補正を行なう必要がなくなる。すなわち電極２６
がステージ３１上の位置決め用凹部５０によって位置決
めされているＩＣ２５をそのままの状態で吸着ヘッド４
３によって吸着すればよく、マウント時に位置補正をし
なくてもマウントが可能になる。従って認識カメラやコ
ントローラ、およびアクチュエータが不要になり、部品
供給装置の簡潔化と低コスト化とを達成できるようにな
る。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明は、収納容器の供給
側開放端と対向するように回動可能に配されているステ
ージを上方に回動させて収納容器から部品を受入れ、ス
テージがほぼ水平に回動されたときに前進して収納容器
の部品供給側開放端をストッパによって閉じるととも
に、ステージが水平に回動されたときにその上に載置さ
れている部品を吸着ヘッドによって吸着保持するように
したものである。

【００３５】従って本発明によれば、スティック状の収
納容器によって部品を供給することが可能になり、リサ
イクル可能なスティック状の収納容器による部品の供給
が可能になるために、環境問題の解決につながる。また
スティック状収納容器を直立して多数本セット可能にな
るために、部品供給頻度が減少することになる。

【００３６】とくにスティック状の収納容器によって金
属ボールから成る突起状電極を有する部品を供給するこ
とが可能になり、スティック状収納容器によってこのよ
うな部品を供給しても、電極が変形することがない。

【００３７】ステージの少なくとも部品の載置面を透明
に構成するとともに、ステージが水平に回動されたとき
にその下側に位置する認識カメラで部品の画像認識を行
ない、画像認識に連動して吸着ヘッドによる吸着の際に
位置の補正を行なうようにすると、ステージ上で部品の
認識に伴う位置補正と吸着とを同時に行なうことが可能
になり、タクトの短縮が可能になる。

【００３８】ステージの部品載置面に突起状電極を受入
れる位置決め用凹部が形成され、この位置決め用凹部に
よって部品の位置決めを行なうようにした構成によれ
ば、このような位置決め用凹部によって部品を正しく位
置決めして吸着保持することが可能になり、認識カメラ
による部品の認識を必要としなくなり、部品供給装置の
簡潔化と低コスト化とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】部品供給装置の要部の縦断面図である。

【図２】同ステージの横断面図である。

【図３】ステージが水平に回動された状態の縦断面図で
ある。

【図４】部品供給装置の要部斜視図である。

【図５】制御動作を示すフローチャートである。

【図６】別の実施の形態の部品供給装置の要部縦断面図
である。

【図７】ステージの縦断面図である。

【図８】ステージの正面図である。

【図９】ステージが水平に回動された状態の要部縦断面
図である。

【図１０】ＱＦＰ−ＩＣの斜視図である。

【図１１】ＢＧＡ−ＩＣの一部を破断した斜視図であ
る。

【図１２】ＢＧＡ−ＩＣの内部構造を示す縦断面図であ
る。

【図１３】ＣＳＰ−ＩＣの断面図である。

【図１４】トレイの斜視図である。

【図１５】キャリアテープの斜視図である。

【図１６】キャリアテープによるＱＦＰ−ＩＣの保持を
示す縦断面図である。

【図１７】従来の吸着ヘッドによる部品のマウント動作
を示す工程図である。

【符号の説明】

１‥‥ＱＦＰ−ＩＣ、２‥‥リード、３‥‥ＢＧＡ−Ｉ
Ｃ、４‥‥電極（金属ボール）、５‥‥ＣＳＰ−ＩＣ、
６‥‥ベアチップ、８‥‥トレイ、９‥‥キャリアテー
プ、１０‥‥トップテープ、１１‥‥接着剤、１４‥‥
吸着ヘッド、１５‥‥透明ステージ、１６‥‥認識カメ
ラ、１７‥‥回路基板、１８‥‥接続用ランド、２５‥
‥ＢＧＡ−ＩＣ（部品）、２６‥‥電極（金属ボー
ル）、２７‥‥スティック状収納容器、３１‥‥ステー
ジ、３２‥‥回転支軸、３３‥‥側面側壁部、３４‥‥
背面側壁部、３８‥‥ストッパ、３９‥‥ばね、４３‥
‥吸着ヘッド、４４‥‥認識カメラ、４５‥‥コントロ
ーラ、４６‥‥アクチュエータ、５０‥‥位置決め用凹
部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回路基板との接合面に多数の突起状電極を
   有する部品をスティック状の収納容器内に収納してお
   き、該収納容器から前記部品を順次取出して供給するよ
   うにした部品供給装置において、 前記収納容器の供給側開放端と対向するように回動可能
   に配されており、上方に回動すると前記収納容器から部
   品を受入れるようになっているステージと、 前記ステージがほぼ水平に回動されたときに前進して収
   納容器の供給側開放端を閉じるストッパと、 前記ステージが水平に回動されたときにその上に載置さ
   れている部品を吸着保持する吸着ヘッドと、 をそれぞれ具備する部品供給装置。
2. 【請求項２】前記部品の突起状電極が金属ボールから構
   成されていること特徴とする請求項１に記載の部品供給
   装置。
3. 【請求項３】前記ステージの少なくとも部品の載置面が
   透明に構成されており、前記ステージが水平に回動され
   たときにその下側に位置する認識カメラで部品の画像認
   識が行なわれるとともに、画像認識に連動して前記吸着
   ヘッドによる吸着の際に位置の補正が行なわれることを
   特徴とする請求項１に記載の部品供給装置。
4. 【請求項４】前記ステージの部品載置面には前記突起状
   電極を受ける位置決め用凹部が形成されており、該位置
   決め用凹部によって部品の位置決めを行なうことを特徴
   とする請求項１に記載の部品供給装置。