JPS6321893A - 部品搭載方式 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、部品搭載方式に関し、さらに詳しくはＩＣ
パッケージを精度よく基板上の決められた位置に位置決
めし自動的に搭載できるような部品搭載方式に関する。

［従来の技術］ 近年、超ＬＳＩ、超々ＬＳＩと言われるように、ＩＣは
高密度化されて、そのビン数も２０ピンから４０ピン、
６０ピン、８０ピン、そして１００ピンと増加の−・途
を辿っている。したがって、そのピン間隔も狭くなり、
各ピンがｌ’＝ＩＬｌ付けされる基板側にあっては、そ
の端子パターンとか、ピンが挿入されるスルーホールの
間隔も対応して狭くなって来ている。その結果、ＩＣが
基板に実装される場合の位置精度も次第に厳しいものが
要求されている。

一方、ＩＣパッケージは、多（の場合、自動実装装置乃
至はパッケージ基板搭載゛トｌ″Ｆｌ付は装置等により
自動的に基板−Ｆに載置される。そこで、ＩＣパッケー
ジを取り出してハンドリングするＩＣ保持アームの位置
精度が重要となり、ＩＣパッケージの保持状態にばらつ
きがある関係から正確に基板の所定の位置にセットする
ことが難しく、シかもＩＣパッケージ自体にもピンを含
め、その大きさにばらつきを持っている。

このような状況の下で、高精度な位置決めをするために
、従来は、アームに保持されたＩＣパッケージの状態を
画像処理してその位置乃至状態を算出し、基板」−のセ
ットされる位置との関係を修正処理している。この処理
としては、例えば、あらかじめＬ−ｊ、えられている座
標位置を画像処理データから得られた部品の中心位置又
はそのずれ量を求めて、その中心位置又はずれ晴に基づ
き位置決め位置を修正する演算を行って修正座標により
その位置決めを行う処理を挙げることができる。

［解決しようとする問題点コ このように画像処理により位置決めを行うシステムにあ
っては、ＩＣピンを含めて中心座標とかずれ晴を算出し
て処理する関係から処理に時間がかかる上に、コスト高
となる問題がある。

［発明の目的コ この発明は、このような従来技術の問題点を解決するも
のであって、ＩＣパッケージを簡単な機構で精度よく基
板上の決められた位置に位置決めし、搭載することがで
きる部品搭載方式を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するこの発明の部品搭載方式にお
ける手段は、部品載置部材と、この部品載置部材の所定
の位置に搭載する部品と、部品を保持する保持アームと
、この保持アームにより保持された部品の特定位置をこ
の保持アーム又はその保持部の基準保持位置に位置修正
する保持位置修正機構と、保持アーム又は部品載置部材
を相対的に移動する移動機構と、この移動機構を制御し
て基準保持位置を部品載置部材の所定の位置に位置決め
する制御部とを備えていて、保持アームにより保持され
た部品の保持状態を保持位置修正機構で修正してこの部
品を部品載置部材の所定の位置に１１！置するというも
のである。

［作用］ このように保持位置修正機構を設けて、保持アームに保
持された部品の特定の位置を一旦保持アームの基準位置
に位置修正した後に部品載置部材側に位置付けるように
しているので、画像処理等によらなくても簡単な構成で
精度のよい位置決めが効率よ＜、シかも現実の位置決め
部品に対してできる。

その結果、ＩＣパッケージをはじめとして、微小な位置
決めをして搭載する必要がある部品を確実に位置決めし
搭載することができる。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例について図面を用いて詳細に
説明する。

第１図は、この発明の部品搭載方式を適用した一実施例
のＩＣパッケージ搭載半１１付は装置の止血Ｗ１′！！
：図、第２図はその要部の側面ａＳ図、第３図はその要
部の平面概要図、第４図（ａ）、（ｂ）ｔ　　（ｃ）、
（ｄＬ　　（ｅ）及び（ｆ）は、それぞれその保持位置
修正機構の説明図、第５図（ａ）。

（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、そのＩＣパッケージ搭載
動作の説明図、第８図（ａ）、（ｂ）は、他の保持位置
修正機構の断面図である。

第１図、第２図において、ＩＣパッケージ搭載半田付は
装置１０は、ＩＣ未搭載の基板１が載置されたＸ−Ｙス
テージ２と、その上部に配置されたＺステージ３上に取
付られたＩＣハンドリングアーム４と、Ｘ−Ｙステージ
２の左側端部に取付られた保持位置修正機構５と、ＣＲ
Ｔディスプレイ６、そして制御部７とを備えている。

ここで、Ｘ−Ｙステージ２には、第３図に見るように保
持位置修正機構５の他に、フラットピンＩＣパッケージ
（以下ＰＰＰ）８を、例えば５０個程度所定間隔でマト
リックス状に配列収納しているパレット９が載置されて
いて、パレット９は、Ｘ−Ｙステージ２に植設された位
１ξ決めピン２　ａ　＋２ｂにより所定の位置に位置付
けられ、着脱可能となっている。なお、基板１もＸ−Ｙ
ステージ２に植設された位置決めピン２ｃ、２ｄにより
位置決めされ着脱可能に載置される。

第１図に見るように、ｘ−ｙステージ２は、Ｙ方向に移
動するＹ移動台ＩＬヒに固定されていて、Ｘ移動台１１
は、Ｘ移動台１２に支持されている。

Ｘ移動台１２には、ボールねじ機［１２ａが内蔵され、
ボールねじ機構１２ａのボール部分に結合されたアーム
１３にＸ移動台１１が固定されている。そしてＸ移動台
１１側に固定されたローラ１１ａ、１１ａ＋　　１１ａ
＋　　１１ａ　（第１図参照）がＸ移動台１２の側面に
摺動支持されて、これらローラｌｌａとアーム１３とに
よりＸ移動台１１がＹ方向に移動可能に支承されている
。ここで、ボールねじ機構１２ａのねじは、ステッピン
グモータ２０により駆動され、このことにより所定量だ
けＹ方向にＸ−Ｙステージ２が移動する。

また、Ｘ移動台１２は、レール１６とＸ移動機横１４と
の間に架は渡され（第２図参照）でいて、その−Ｑ側が
ローラ１７，１７を介してフレーム１５に固定されたレ
ール１６に摺動移動可能に支承され、その他端側がＸ移
動機横１４によりＸ方向に駆動できる状態で支持されて
いる。

Ｘ移動機構１４は、フレーム１８に固定され、前記と同
様に、ボールねじ機構２１が内蔵されている。そしてア
ーム１９がそのボールに結合されていて、そのねじに結
合されたステ１ピングモータ２２により駆動されて、Ｘ
移動台１１がＸ方向に移動し、もってＸ−Ｙステージ２
がステッピングモータ２２により駆動され、所定量だけ
Ｘ方向に移動するものである。

一方、２ステージ３は、第２図に見るようにフレーム２
３に固定されたＺ移動機横２４により、ヒト方向に駆動
される。Ｘ移動機構２４は、ボールねじ機構２５を内蔵
していて、そのボールにＺステージ３が結合され、ねじ
がステ・ソピングモータ２６により駆動されてＺステー
ジ３に支持されたハンドリングアーム４が所定…１−下
方向に移動する。

ここで、ハンドリングアーム４には、その先ＷＪ側にＦ
ＰＰ８を負圧吸？″ｔする吸着ヘッド４１が設けられて
いてこの吸着ヘッド４１の周囲にこれを囲むように゛１
″口１こて部４２（第５図（ａ）　〜（ｄ）参照）が一
体内に設けられている。そしてこれらＸ−Ｙステージ２
及びＺステージ３は、それぞれ独立にそれぞれのステッ
ピングモータにより制御部７の下で駆動されて、ｘ、ｙ
、ｚ方向に移動制御される。なお、吸着へラド４２は、
後退移動可能にばね支持されていて、基板１側から押上
刃が作用したときに半田にて部４２の先端位置より後退
する。また、４３は、半ＦＴＩこて部４２に設けられた
開口部である。

次に、ハンドリングアーム４によりピックアップされた
ＦＰＰ８の位置修正について説明する。

まず、ＦＰＰ８は、吸着へラド４１によってパレット９
の選択された位置から負圧吸着されて取り出され、Ｘ−
Ｙステージ２側の移動により保持位置修正機構５上に位
置付けられる。そして第４図（Ｃ）〜（ｆ）に見るよう
に位置修正がなされる。

第４図（ａ）の平面概ｄ図及び第４図（ｂ）のＦＰＰ８
の（１勺ｍ図、そして第４図（ｃ）　〜（ｆ）の側面概
要図に見るように、保持位置修正機構５は、一対のＸ方
向位置修正アーム５１．５２と一対のＹ方向位置修正ア
ーム５３．５４（第４図（ｅ）、（ｆ）を照）とを有し
ていて、これらＸ方向位置修正アーム５１．５２の先端
部５１ａ、５２ａとＹ方向位置修正アーム５３．５４の
先端部５３　ａ、　　５４　ａとが平面から見たＦＰＰ
８の大きさくピンを含めて）よりやや大きい仮想の四角
形Ｓの４辺」−（第４図（ａ）参照）に配置されるよう
になっていて、それぞれがＸ方向ブラケ、ト５５．５６
及びＹ方向ブラケ７）５７．５８のそれぞれに設けられ
た支点５５　ａｌ　　５６　ａｌ　　５７　ａｔ５８ａ
を中心に回動する構成を採る。

ハンドリングアーム４によりピックアップされたＦ’Ｐ
Ｐ８の位置修正は、ＦｅＦ２の平面から見た場合の中心
位置Ｏ（第４図（ｂ）参照）を、ハンドリングアーム４
の吸ａｔヘッド４１の基準保持位置Ｃに一致させるもの
であって、この位置修正は、吸着状態においてＦｅＦ２
の位置をずらせることにより行う。なお、Ｘ−Ｙステー
ジ２の位置決め制御により、吸間ヘッド４１の基準保持
位置Ｃが中軸６３の中心位置に一致するようにハンドリ
ングアーム５が保持位置修正機構５上に位置付けられる
。したがって、１ｌｉｉ記の位置修正は、ＦｅＦ２の中
心Ｏを中軸６３の中心に位置付ければよいことになる。

ここで、一対のＸ方向位置修正アーム５１，５２と一対
のＹ方向位置修正アーム５３．５４とは、それぞれ中軸
６３の中心に対して対称となるように設けられている。

そして基準保持位置Ｃへの位置付けは、ＦｅＦ２を−・
対のＸ方向位置修正アーム５１．５２と−・対のＹ方向
位置修正アーム５３゜５４とにより両側から中軸６３の
中心に位置付けられるようにＦｅＦ２を押圧して移動さ
せることによりなされる。

一対のＸ方向位置修正アーム５１．５２は、圧縮された
コイルばね６０により外側に付勢されている。そして第
４図（Ｃ）から（ｄ）に見るように中軸６３の外側に嵌
合するスリーブ６１が」二がすると、その傾斜ヘッド而
６１ａにローラ５　ｌ　ｂ。

５２ｂが係合してＸ方向位置修正アーム５１，５２がば
ね６０の力に抗して同時に内側に回動させられる。また
、一対のＹ方向位置修正アーム５３゜５４も、圧縮され
たコイルばね６２により外側に付勢されていて、第４図
（ｅ）から（ｆ）に見るように中軸６３がさらに上へと
上昇すると、その傾斜ヘッド而８３ａにローラ５３ｂ、
５４ｂが係合してＹ方向位置修正アーム５３．５４がば
ね６２の力に抗して同時に内側に回動させられる。

前記のスリーブ６１及び中軸６３の−Ｆ昇の制御は、エ
アシリンダ６４によりなされる。そのうち中軸６３は、
エアシリンダ６４に直接結合されていて、これにより直
接なされるが、スリーブ６１は、中軸６３の外側に挿着
され、エアシリンダ６４とスリーブ６１との間に介装さ
れたばね６５により間接的に駆動される。すわなち、エ
アシリンダ６４のピストンロッドが伸張すると、ばね６
５を介してスリーブ６１が中軸６３とともに−Ｌ　’ｎ
ｌＬ／て、まず、Ｘ方向の位置修正がなされ、次に中軸
６３がさらに上昇してＹ方向の位置修正がなされるもの
である。

次に、ＦｅＦ２の基板１への搭・に動作について第５図
（ａ）〜（ｄ）に従って説明する。

パレット９及び基板１がＸ−Ｙステージ２の所定の位置
に設置されると、制御部７の制御の下にＸ−Ｙステージ
２が移動されて、第５図（ａ）に示すように、パレット
９の所定のアドレス位置のＦｅＦ２をピックアップする
位置に吸着ヘッド４１が位置付けられる。第５図（ｂ）
に見るように、次にＺステージ３をＣＩ、ＩＩ御して吸
着へラド４１を所定位置まで降下せて、ＦｅＦ２のパッ
ケージ［―面に接触させる。ここで、吸着ヘッド４１を
負圧にて吸着し、Ｚステージ３を制御してＦｅＦ２を吸
着保持したままハンドリングアーム４を−Ｌη１させる
。

この状態で、Ｘ−Ｙステージ２を移動して、吸着へラド
４１の中心位置（基準保持位置Ｃ）の真ドに保持位置修
正機構５の中軸６３の中心が位置付けられるように制御
する。次にＺステージ３を制御して、吸着ヘッド４１に
吸着されたＦｅＦ２と一対のＸ方向位置修正アーム５１
．５２及び−対のＹ方向位置修正アーム５３．５４との
位置関係が第４図（Ｃ）又は（ｅ）の状態になるように
吸着ヘッド４１を所定量降下させる。

この時点で、エアシリンダ６４を駆動して、まず、一対
のＸ方向位置修正アーム５１．５２を内側に回動させて
Ｘ方向についてＦｅＦ２の中心Ｏを中軸６３の中心（基
準保持位置Ｃ）上に一致させ、次いで、一対のＹ方向位
置修正アーム５３゜５４を内側に回動させてＹ方向につ
いてＦｅＦ２の中心０を中軸６３の中心（基準保持位置
Ｃ）に合わせる。このような状態を示すのが第５図（Ｃ
）である。

このようにしてＦｅＦ２の中心Ｏを吸着ヘッド４１の基
準保持位置Ｃ（その中心位置）に一致さセタ後に、エア
ンリンダ６４の駆動を解いて、中軸６３及びスリーブ６
１を降下させて、Ｚステージ３を制御して吸着へノド４
１を上ｈ“せる。そしてＸ−Ｙステージ２を制御して基
板１上のＰＰＰ８が載置されるアドレス位置へ吸着へラ
ド４１の中心位置（基を保持位置Ｃ）を位置付け、第５
図（ｄ）に見るように、Ｚステージ３を制御して、吸着
へ１ド４１を所定量降下させて、ＰＰＰ８を基板ｌ上の
所定の位置にセットし、内高の吸着ヘッド部分が後退し
て、）６日こて部４２により゛ト田付けした後に負圧を
排気して常圧とし、ＰＰＰ８を吸着へラド４１から分離
して切離す。その後、吸着ヘッド４１を上昇させて、パ
レット９の次のＰＰＰ８をピックアップに行くか、基板
１に１個のパッケージ搭載の場合には、次の基板１のＸ
−Ｙステージ２への設定まで待機する。

第６図（ａ）、（ｂ）は、他の保持位置修正機構３０を
示すものであって、Ｘ−Ｙステージ２に固定された位置
修正受は皿３１を有していて、吸着へラド４１に吸着さ
れたＰＰＰ８の負圧を解いて、ＰＰＰ８を吸着へラド４
１から離し、この位置修正受は皿３１の中に落下させる
。

次に、第６図（ｂ）に見るように、吸着へラド４１がゆ
っくり降下してＰＰＰ８が位置修正受けｍｔ３ｔの底面
に押し付けられた時点でその位置が中心位置に一致する
ように修正され、この時点で再び負圧吸着されて次の基
板１への搭載へと移行する。なお、位置修正受は皿３１
の側面は、ＰＰＰ８の滑り而となる。そこで滑り易い材
質の合成樹脂でコーテングされるか、この皿全体がその
ような材質のもので構成されるとよい。

以上説明してきたが、Ｘ−Ｙステージと吸着ヘッドとは
、相対的に移動すればよ＜、ｘ−ｙステージ側を固定又
はＺステージとして、ノ１ンドリングアーム側をＸ−Ｙ
ステージとしてもよい。　また、実施例ではＰＰＰは、
吸着ヘッドにより負圧吸着されるものであるが、メカニ
カルなチャックとか、挟持乃至は保持アームであっても
よい。

さらに、吸着ヘッドの中心をその基準位置とじているが
、これは部品を保持する構造によって相違し、いわゆる
保持アームの中心か、その先端側に吸着ヘッドをはじめ
として、挟持部材、保持部材。

爪等の保持部があるときには、その保持部の中心乃至は
特定の位置をこの基を位置としてもよいことはもちろん
である。なお、前記実施例におけるハンドリングアーム
と吸着ヘッドとは、この発明における保持アームの具体
例の１つである。

この発明の保持位置修正機構は、実施例のものに限定さ
れるものではなく、保持アーム等の部品を保持するアー
ムの形状、取り扱い方で自由に設計でき、その修正位置
は、平面から見た部品の中心に限定されるものではない
。これは、部品の端部とか、あらかじめ設定しておいた
特定位置でよいことはもちろんである。

さらに、搭載する部品は、ＩＣ等の電子部品に限定され
るものではなく、搭載する側も基板に限定されない。

［発明の効果］ 以上の説明から理解できるように、この発明にあっでは
、保持位置修正機構を設けて、保持アームに保持された
部品の特定の位置を一旦保持アームの基準位置に位置修
正した後に部品載置部材側に位置付けるようにしている
ので、画像処理等によらなくても面１１１−な構成で精
度のよい位置決めが効率よく、シかも現実の位置決め部
品に対してできる。

その結果、ＩＣパッケージをはじめとして、微小な位置
決めをして搭載する必要がある部品を確実に位置決めし
搭載することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の部品搭載方式を適用した一実施例
のＩＣパッケージ搭載半田付は装置の正面概要図、第２
図はその要部の側面概要図、第３図はそのｄ部の平面概
要図、第４図（ａＬ　　（ｂ）＋　　（ｃＬ、（ｄＬ　
　（ｅ）及び（ｆ）は、それぞれその保持位置修正機構
の説明図、第５図（ａ）。 （ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、そのＩＣパッケージ搭載
動作の説明図、第６図（ａ）、（ｂ）は、他の保持位置
修正機構の断面図である。 ■・・・基板、２・・・Ｘ−Ｙステージ、３・・・Ｚス
テージ、４・・・ＩＣハンドリングアーム、５・・・保
持位置修正機構、 ６・・・ＣＲＴディスプレイ、７・・・１制御部、８・
・・フラットピンＩＣパッケージ、９・・・パレット、
４１・・・吸着ヘッド、　　　　′４２・・・’ｌ’　
［ＩＪこて部、 ５１．５２・・・Ｘ方向位置修正アーム、５３．５４・
・・Ｙ方向位置修正アーム。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）部品載置部材と、この部品載置部材の所定の位置
   に搭載する部品と、この部品を保持する保持アームと、
   この保持アームにより保持された部品の特定位置をこの
   保持アーム又はその保持部の基準保持位置に位置修正す
   る保持位置修正機構と、前記保持アーム又は前記部品載
   置部材を相対的に移動する移動機構と、この移動機構を
   制御して前記基準保持位置を前記部品載置部材の前記所
   定の位置に位置決めする制御部とを備え、前記保持アー
   ムにより保持された部品の保持状態を前記保持位置修正
   機構で修正してこの部品を前記部品載置部材の前記所定
   の位置に載置することを特徴とする部品搭載方式。
2. （２）部品はＩＣパッケージであり、部品載置部材はこ
   のＩＣパッケージを搭載する基板であり、部品の特定位
   置は前記ＩＣパッケージを、平面から見た場合の中心で
   あり、移動機構はＸ−Ｙ方向の二次元の移動機構であり
   、保持アームはＺ方向の移動機構に取付られていて前記
   ＩＣパッケージを上側から保持するものであり、基準位
   置はこの保持アーム又はその保持部を平面から見たとき
   の保持の中心に採られることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の部品搭載方式。