JPS5984499A

JPS5984499A - 電子部品搭載装置

Info

Publication number: JPS5984499A
Application number: JP57193328A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　高道; 保宏藤田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-11-05
Filing date: 1982-11-05
Publication date: 1984-05-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、テーピングされた電子部品を搭載ヘッドによ
り取着し、取着状態にある電子部品のＹ軸、Ｙ＠および
これに直交する上記搭載ヘッドの軸線まわ−りの変位量
紐よび変位角を′検出し、この分だけ補正制御した後、
ＸＹテーブル上の回路基板に上記電子部品を面付けする
電子部品搭載装置に関する。

〔従来技術〕

第１図（ａ）Ｋ示す如き電子部品１は、第２図に示す如
くテープ２に収容されて移送され、所定位置で搭載ヘッ
ド１０に・より取着され、所定位置にあるＸＹテーブル
１６上に支承される回路基板１５に面付けされる。第４
図に示す如く、電子部品】はテープ２の凹部２ａ内に間
隙を有して収納されているため、凹部２ａ内を自由に動
き得る状態にある。従って、搭載ヘッド１０に取着され
た電子部品１の姿勢はまちまちとなる。このために、そ
の状態で、回路基板１５に面付するとパターンずれが生
じ接続不良等が生ずる。このため、従来技術では、第５
図に示す如く、搭載ヘッド１０側に箱、子部品】の姿勢
補正用の爪２（１、２１等を設け、この爪２（１、２１
ｍにより、電子部品１の位置を補正した後、回路基板１
５に面付Ｈるようにしていた。しかし、この方法では、
電子部品１の外形側パリやモールドのチーーパ等により
、補正か不充分となったり、爪２Ｏ＠が回路基板１５に
面付けする際他のパターンや電子部品に接着する等の問
題が生じていた。

すなわち、第１図（ａｌ　、　（ｂｌに示す抵抗および
コンデンサの如き比較的小形の電子部品１，１ａは、第
２図および第３図に示す如く、テープ２内にテーピング
されて収納される。このテープ２は、リールボルダ４の
シャフト５に枢支されたり−ル３に巻回され、ガイドペ
ース６とガイドグレート７間を案内され、スゲロケット
９により移送される。

チーｆ２は、第４図（ｂｌに示す如く、電子部品］を収
納する凹部２ａが一定間隔で形成されるペーステープ２
″と、この上下に貼着された上テープ１および下テープ
２“の三重構造になって卦り第３図。

第４図ａに示す如くスプロケットの爪に掛止する送り穴
１９ないし１９′′″等が形成されている。ガイドプレ
ート７の先端で、第２図に示す如く、上テープ２′が剥
…１（され、上テープ２′は巻取りリール８側に巻取ら
れ、ペーステープ２Ｍおよび下テープ０２″は、上記の
如くスプロケット９により搭載ヘッド１ｏ側に送られる
。

搭載ヘッド１０は、テープ２の送り方向に直交し、テー
プ２の上方側に設けられ、スライドペース１１に支承さ
れ、上下動する。搭載ヘッド１ｏのテープ２側の先端部
には吸着ノズル２２が設けられ、テープ２内の電子部品
１を吸着して取着するように形成される。

スライドペース１１は、横架された２本のスライドシャ
フト１３　、１３’にガイドされ、送りねじ１２、お裏
ひこれに係合する送り用ＤＣサーボモータ１４により搭
載ヘッド１０の軸線と直交する方向に移動する。

回路基板１５は、搭載ヘッド１ｏの軸線と直交するＸ１
１１＋、Ｙ軸方向に移動可能なＸＹテーブル１６のホル
ダ１７　、１７’により平面状に保持されている。ＸＹ
テーブル１６はＸ軸周ＤＣサーボモータ１８および図に
明示してないＹ軸周ＤＣサーデモータ１８ａにょυ、Ｘ
軸およびＹ軸方向に移動する。

テープ２内の電子部品１は、位置Ａにある搭載ヘッド１
０の吸着ノズル２２により取着された後、ＸＹテーブル
１６のある位置Ｂまで移送され、回路基板１５上に面付
けされる。以上の如くして、テープ２内に収納されてい
る電子部品１ないし１′′′等が順次、回路基板１５上
に面付けされる。

一方、第３図、第４図ｔａｌ　、　（ｂｌに示す如く、
電子部品ｌはペースチーｆ　２／／／の凹部２ａに間隙
を有して収納されている。従って、電子部品］は凹部２
ａ内で自由の姿勢となる。この自由な姿勢にある電子部
品１を、上記の如く、搭載ヘッド１０で吸着し、回路基
板１５に面付けすると、電子部品ｌが回路基板１５のパ
ターンからはずれ、接触不良を起したり、隣接するノリ
ーンとショートする欠点が生ずる。

この欠点を解消する手段として、従来技術においても第
５図（ａｌ　、　（ｂｌに示す手段が採用されていた。

すなわち、搭載ヘッド１ｏの先端側には、吸着した電子
部品］を囲繞して、四方から爪ａｌ　、　７＋’、　２
］　。

２１′が設けられている。圧加等は図示しない手段によ
り電子部品１の外形側に係合し、吸着した電子部品１　
（７）　Ｘ軸、Ｙ軸およびこれに直交する搭載ヘッド１
０の軸線まゎり（以下ｚ軸と呼称する）の変位量・変位
角を補正する。しかし、この方法では次の如き欠点があ
る。すなわち、電子部品】の外形側には製造時における
パリやモールドのテーパ等が形成され、爪加等がこれ等
の影響で充分な補正ができなかったり、電子部品１を押
圧し過ぎて吸着ノズル２２から電子部品１を落下させる
不具合が生ずること、電子部品ｌがセラミック等の硬質
材で形成されているため、圧加等が摩耗踵交換頻度が多
く、作業効率が低下すること、回路基板１５への面付は
時に、圧加等が既に面付けされている電子部品と干渉す
る等が上げられる。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の欠点を解決すべく創案されたものであ
り、その目的は、電子部品の面付けが正確にてき、かつ
、他の電子部品等の干渉がなく、高密度の面付けができ
ると共に、作業効率の高い面付けができる電子部品搭載
装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記の目的を達成するために、電子部品を搭
載ヘッドにて取着した稜、これを照射手段により照射し
、その反射光線を検出手段のラインセンサに入光し、上
記電子部品の画像を検出すると共に、この検出信号を制
御装置に入力し、上記電子部品のＸ軸、Ｙ軸および２軸
まわジの位置変位量、方向変位角を演算し、この分だけ
上記電子部品が面付けされる回路基板を支えるＸＹテー
ブルのＸ軸周、Ｙ軸片ＤＣサーボモータと、搭載ヘット
９仰１設けられたＺ軸周ＤＣサーデモータとを回転し、
補正制御したのち、上記回路基板に電子部品を面付けす
るようにした電子部品搭載装置を特徴としたものである
。

〔発明の実施例〕

ｆず、本実施例の概要を説明する。

第６図において、第２図と同一符号のものは同−物又は
同−Ｉ”Ｇ能のものを示す。

搭載ヘッド１０の設けられるスライドペースＩＩＫは２
輔甲ＤＣザーボモータ３７が設けられ、搭載ヘッド１０
に取着された電子部品１をＺｉｌ＋！ゎりに回転さぜる
。スライドペース１１は上記の如く、霜、子部品】の増
殖位置ＡからＸＹテーブル１６の設りら・れている面付
けの位ｆｔｋＢまで移動するが、その中間の位置Ｃで姿
勢が検出される。位置Ｃには、搭載ヘッドに取着した電
子部品】を照射する照射装置４０が設けられている。又
、位置ｃにある搭載ヘッド１０の真下には、照射による
反射光＃が入党する検出手段４１が設けられている。検
出手段４】はラインセンサ５を内蔵するラインスキャン
カメラ部から構成される。ラインセンサ５は、後に説明
する如く、照射された電子部品１の画像を検出するもの
である。この検出信号は、制御装置３１に入力される。

制御装置３１では、電子部品ｌの正規の位置に対するＸ
軸およびＹＭ力方向位置変位量お上びｚｍｔわりの方向
変位角をそれぞれ演算すると共に、Ｘ軸およびＹ軸用の
ＤＣザー？モータ１８゜１８ａおよび２軸用ＤＣサーデ
モータ３７に上記の位置変位量および方向変位角に相当
する信号を出力し、その分だけ、これ等を回転し、補正
制御するように指令する。以上により電子部品ｌおよび
その面付けされる位置が補正され、電子部品１は正しく
回路基板１５に面付けされる。

次に、本実施例を実に詳しく説明する。

搭載ヘッド１０を支承するスライドペース１１の上方側
には搭載ヘッドＪＯを２＠まわりに回転させるＺ軸周Ｄ
Ｃサーボモータが設けられている。従って、搭載ヘッド
１０は、電子部品１を取着するため上下動し得ると共に
、電子部品１を取着したまま２軸交わりに回転し得るよ
うに形成される。

搭載ヘッド１０に取着された電子部品ｌは位置Ａから位
置Ｂに向って移動するがその中間の位置Ｃで、姿勢が検
出される。照射装置４０は位置Ｃの電子部品ｌを照射す
るもので、電子部品１の下方側左右に設けられ、その照
射角度、位置等が調整自在とされる（図示せず）照射光
源部３３　、３３’と、この遮閉板３９　；　３９’等
から構成される。搭載ヘッド１０の真下には、電子部品
１の画像を検出する検出手段４１が設けられている。検
出手段４１はラインセンサ５を内蔵するラインスキャン
カメラ部から構成され、ラインセンサ２５は、照射され
た電子部品１からの反射光線により、電子部品】の画像
を検出するものである。すなわち、第７図に示す如く、
ラインセンサ５で電子部品１の画像と交叉する点ｍｌｎ
のＸ軸およびＹ軸上の値を検出することができる。そし
て、図示の如きラインセンサ５を一定ピッチで多数設け
ることにより、マトリックスデータとして画像が検出さ
れる。

検出手段４１による電子部品ｌの画像の検出信号は、こ
れに接続する制御装置３１に入力される。制御装置３１
は、第８図に示す如く、インターフェース３５を介在さ
せるマイク目コンピュータ３６ヲ、マイクロコンピュー
タ％に接続しラインスキャンカメラ部の検出信号を順次
記憶するビデオＲＡＭ　２７と、マイクロコンピュータ
３６の指令によりラインスキャンカメラ２６の検出信号
を１スキャン分取込む時期を指令するトリが信号をビデ
オＲＡＭ　２７に送る画像データコントローラ四と、同
じく、マイクロコンピュータ３６の指令により、送り用
ＤＣＣサーモータ】４０図示しないエンコーダの出力ｉ
’？ルスをカウントし、このカウント値を画像データコ
ントローラ公に出力するサーボコントロールユニッ）　
３０　ト、同じく、マイクロコンピュータ３６に接続し
、その指令によりＸ軸胴ＤＣサーボモータ１８、Ｙ軸周
ＤＣサーデモータ１８ａおよび２軸用ＤＣサーボモータ
３７をコントロールするＹ軸、Ｙ＋１１］およびＺ軸周
サー？コントローラ３２．３４．３８等とから構造され
る。

なお、マイクロコンピュータ３６から画像データコント
ローラ公には、画像取込みタイミングを設定するノリセ
ットカウンタ値がセットされ、このプリセットカウンタ
値と、上記のサー？コントロールユニツ）３０から送ら
れる送り用ＤＣＣサーモータ１４の出力パルスのノ４ル
スカウント値とが一致した時、画像データコントローラ
路は上記トリガ信号をビデオＲＡＭ　２７に送る。

以上の如く、搭載ヘッド１０の送りに伴ってビデオＲＡ
Ｍ２７で記憶された２次元画像を、マイクロコンピュー
タ３１により演算し、上記の如く、各ＤＣサーボモータ
１８　、１８ａ　、　３７を制御する補正値が求められ
る。今、第９図に補正値を求める算出アルゴリズムの例
を示す。

ビデオＲＡＭ２７の２次元画面ＡＢＣＤ内に、電子部品
１０画像がａｂｅｄ（内側部ａ’　ｂ’　ｃ’　ｄ’　
）で表示された画像として取込まれる。

ここで、ＢＡ力方向Ｙ軸とし、ＢＣ方向をＹ軸とする。

ラインセンサ５のＩ線のＸ座標Ｘ、と■線のｘ２に対応
するＹ座標を３’Ｉ　＋　３’ｔを求める。今、電子部
品】の傾斜角度をθとすると、 θ＝ｔａｎ−，”ｋ（θ〈±９０°）となる。ここでθは反時計回わりを正とする。

従って、直線ｂ′ｃ′は次式で求まる。

）’ｌ　（Ｘｌ　：ｌ：　ｋ　ｘ　＋　Ａ！ここで、ｌ
は次の式で表わされる。

１　””　’！＋　−ｋｘ＋以上より、雷、子部品１０重心Ｇを通る直線ｙＨ（ｘｌ
は次式で求まる。

ｙＩ（ｘｌ　＝　ｋｘ＋　１１　＋　ａ　＝　ｋｘ＋　
Ｌここで、αは、／　ｂ／の１／２幅を示し、Ｌは！＋
αを示す。

次に、！１線のＸ座標ｘ３に対応するＹ座標をｙ３とす
ると、直線ａｂは次式の如くなる。

ここで、ｍ　＝　３’ｓ＋　ＨＬ３である。

今、ａｄ幅を２βとすると、重心Ｇを通るｙｌ（ｘｌと
直交する直線は次式に＋ｌ＋９求まる上記のｙｍ（ｘｌ
およびｙ％ｘｌより重心ＧのＸ、７座標をＸｒ；＋’ｉ
ｏ’とするととなる。

以上の如くして求めた重心の座標と、電子部品（１）の
正しい重心座標（ｘ６　＋　ｙｏ　）との差をδｘＯ・
〜０とすると δＸ　Ｏ：：　Ｘ６−　ＸＯ’ δ）’ｏ　＝　Ｙａ　−’！。

となる。

上記のδＫＯ＋δ３’ｏおよびθの値が、ＸＹテーブル
１６のＹ軸、Ｙ軸の位置変位量および２軸まわジの方向
変位角を表示する。

−次に本実施例の作用を述べる。

上記した如く、テーピングされた電子部品１は位置Ａで
搭載ヘッド１０の吸着ノズルｎにより吸着された後、位
置Ｃ−１’で移動する。

この位置Ｃで電子部品１は照射され、ラインスキ５ヤン
カメラ２６のラインセンサ５により上記の如く、ｘ、ｙ
値が求められる。搭載ヘッド】０は送り用ＤＣＣサーブ
モータ４により、ぞのまま位置Ｂ側に向って送られるが
、多数個のラインセンサ５により、順次、Ｘ　＋　Ｙ値
が求められ、その結果、画像が検出される。

第８図において、上記した如く、マイクロコンピュータ
３６は、インターフェイス３５を介し、予め画像データ
コントローラ公にラインスキャンカメラ２６の画像を取
込む時期を設定するプリセットカウント値をセットする
。又画像データコントロールあには、サーボコントロー
ルユニット３０かう送り用ＤＣサーボモータ１４のエン
コーダからのパルスカウント値が出力される。上記のプ
リセットカウント値とパルスカウント値とが一致すると
、ラインスキャンカメラ２６の検出信号がビデオＲＡＭ
２７に取込まれる。同時にマイクロコンピュータ３６に
、上記検出信号の取込信号が画像データコントローラお
から送られる。

搭載ヘッド１０の移動に伴って、同様のことが繰返され
、電子部品】の２次元画像を求められる。

これにより、上記した如く、補正値がマイクロコンピュ
ータ３６で演算される。すなわち電子部品１は搭載ヘッ
ド１０に吸着されたまま、Ｚ軸周ＤＣサーボモータ３７
により方向変位角θ分だけ補正されると共に、電子部品
１が面付けされる前に、ＸＹテーブル１６がＸ軸、Ｙ動
用ＤＣサーボモータ１８゜１８８により上記の位置変位
量δｘ６，６７０分だけ補正される。従って、電子部品
１ｆ′ｉ正しく回路基板１５上に面付けされる。

又、以−ヒの如く、本実施例は、従来技術の如く、爪２
０等を特別使用するものでないため、面付は時に障害に
なるものがなく、かつ、上記の如く正確な面付けができ
るため、高密度の電子部品搭載ができる。

又、保守面でも特に交換頻度の高いものがなく、長時間
連続作業ができるため、作業効率を向上することができ
る。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかの如く、本発明によれば、電子部品
の面付けが正確にでき、他の電子部品との干渉がなく、
高密度の面付けができると共に、作業効率の高い面付け
ができる効果が上げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ（ｂｌは面付けする電子部品を示す斜視図
、第２図は従来の装置を示す側面図、第３図はテーピン
グされた電子部品を示す余１視図、第４図（ａｔはテー
プ内に収納される電子部品の姿勢を示す平面図、第４図
（ｂｌはそのｍＶ−ＩＶ線矢視の断面図、第５図（ａｌ
　（ｂｌは従来の部品姿勢補正方法を示す平面図、側面
図、第６図は本発明一実施例の側面図、第７図はライン
センサと電子部品との係合状態を示す説明図、第８図は
制御装置の制御ブロック図、第９図は電子部品の位置、
方向の算出アルゴリズムの説明図である。］、】ａ・・・電子部品２．２・・・テ・−ゾ、１（１
・・・搭載ヘッド、１］・・・スライドベーヌ、１４・
・・送！ニー片Ｄｃサーデモータ、１５・・・回路基板
、１６・・・ＸＹテーブル、１８・・・Ｘ軸周ＤＣサー
デモータ、１８ａ・・・Ｙ軸周ＤＣサーデモータ、２２
・・・吸着ノズル、５・・・ラインセンサ、が・・・ラ
インスキャンカメラ、２７川ビデオＲＡＭ、　２８・・
・画像データコントローラ、加・・・サーボコントロー
ルユニット、３１・・・制御装置、３２・・・Ｘ動用す
−デモータコントローラ、３３　、３３’・・・照射光
源部、３４・・・Ｙ軸周ＤＣサーボモータコントローラ
、３５・・・インターフェイス、３６・・・マイクロコ
ンピュータ、３７・・・Ｚｆｉ用Ｄｃサーボモータ、讃
し・ｚ動用サーボモータコントローラ、３９　Ｈ３９’
・・・遮閉板、４０・・・照射手段、４１・・・検出手
段。代理人弁理士　　秋　　本　　正　　実第１図（０）　　　　　　　　　　　　　（ｂ）１゜第２図８　　　　　　　　　Ａ８０第３図第４８（０）

Claims

【特許請求の範囲】

テーピングされた電子部品を搭載ヘッドに取着し、これ
を上記搭載ヘッドに直交して設けられ、Ｙ軸およびＹ軸
用のＤＣＣサーモータを有するＸＹテーブル上の回路基
板に面付けする電子部品搭載装置において、上記搭載ヘ
ッドに設けられ、取着した上記電子部品を、上記Ｙ軸お
よびＹ軸に直交する上記搭載ヘッド軸線（２軸）まわり
に回転するＺ軸周ＤＣサーボモータと上記搭載ヘッドに
取着す一１上記電子部品を照射する照射手段と、該照射
による反射光線により、上記電子部品の画像を検出する
ラインセンサを有する検出手段と、該検出手段による検
出信号により上記電子部品のＸ１１１．％−よびＹ軸方
向の位置変位量と、上記搭載ヘッドのＺｌｍｌｌｆわり
の方向変位角とを演算すると共に、王妃Ｘ軸周、Ｙ軸用
およびＺ軸周のＤＣサーボモータを上記位置変位量およ
び方向変位角分だけ補正制御する制御装置とを設けｌこ
とを特徴とする電子部品搭載装置。