JP3948315B2 - Electronic component mounting method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を移載ヘッドによって基板に移送搭載する電子部品実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子部品を基板に実装する実装装置には、電子部品を収納するテープフィーダなどのパーツフィーダが多数並設された部品供給部が設けられており、これらのパーツフィーダから移載ヘッドによって電子部品をピックアップして基板上に移載する実装動作が繰り返し行われる。この実装動作の効率向上を図るため、移載ヘッドに電子部品保持用の吸着ノズルを備えた単位移載ヘッドを複数本配列した多連型の移載ヘッドが用いられる場合が多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような多連型の移載ヘッドでは、1つの移載ヘッドに配列する単位移載ヘッドの数を増やすほど移載ヘッドの外形サイズが増大することから、各単位移載ヘッドの配列ピッチをできるだけ小さくすることが求められる。しかしながら、この配列ピッチを小さくすると、移載ヘッドが部品供給部から電子部品を取り出して基板へ移送搭載する実装ターンにおいて各単位移載ヘッドに保持された電子部品相互の干渉を考慮しなければならないことから、同時吸着可能な電子部品の形状やサイズに制約が生じる。このため、従来の多連型の移載ヘッドを備えた電子部品実装装置では、実装対象とすることができる電子部品の種類が限定されるという問題点があった。
【0004】
そこで本発明は、コンパクトな移載ヘッドによって、多種類の電子部品を実装対象とすることができる電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の電子部品実装方法は、複数の単位移載ヘッドを備えた多連型の移載ヘッドによって部品供給部から電子部品を取り出し基板に移送搭載する電子部品実装方法であって、前記複数の単位移載ヘッドの吸着ノズルによってそれぞれ電子部品を吸着保持するピックアップ工程と、各単位移載ヘッドに電子部品を保持した移載ヘッドを前記基板へ移動させるヘッド移動工程と、この移載ヘッドの移動過程において前記吸着ノズルを軸廻りにθ回転させることにより各吸着ノズルに吸着保持された電子部品のθ方向の回転位置を合わせるノズル回転工程と、回転位置合わせ後の電子部品を基板に搭載する工程とを含み、前記ノズル回転工程における各吸着ノズルの回転動作およびまたは昇降動作を含む作業動作を、前記移載ヘッドが部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する1実装ターンにおいて前記複数の単位移載ヘッドによって保持される電子部品の組合わせについて予め設定された動作パターンに基づいて行い、前記動作パターンは、前記複数の単位移載ヘッドに保持される電子部品の組合わせが、前記複数の単位移載ヘッドのうちの1つの単位移載ヘッドに保持された電子部品の厚み寸法が大きく、前記厚み寸法の大きい電子部品が前記θ回転において隣接する単位移載ヘッドの反射板と干渉する部品組合わせであり、この部品組合わせについて、前記隣接する単位移載ヘッドの吸着ノズルの高さ変更を行った後に前記回転動作を同時に一括して行う動作パターンと、前記複数の単位移載ヘッドに保持される電子部品の組合わせが、前記複数の単位移載ヘッドのうちの1つの単位移載ヘッドに保持された電子部品の厚み寸法が大きく、前記厚み寸法の大きい電子部品が前記θ回転において隣接する単位移載ヘッドの反射板と干渉し、さらに前記厚み寸法の大きい電子部品と隣接した電子部品との間に対角方向が一致することによる電子部品相互の干渉を生じる部品組合わせであり、この部品組合わせについて、前記隣接する単位移載ヘッドの吸着ノズルの高さ変更を行った後に、前記θ回転に順序を設けて隣接する電子部品相互の対角方向を一致させることなく前記回転動作を行う動作パターンのいずれかである。
【0006】
本発明によれば、各単位移載ヘッドに電子部品を保持した移載ヘッドを移動させるヘッド移動過程において行われるノズル回転工程における各吸着ノズルの回転動作およびまたは昇降動作を含む作業動作を、移載ヘッドが部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する1実装ターンにおいて複数の単位移載ヘッドによって保持される電子部品の組合わせについて予め設定された動作パターンに基づいて行うことにより、電子部品相互や電子部品と反射板との干渉を極力排除して、同時実装対象となる電子部品の範囲を拡大することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図2は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッドの正面図、図3は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図4,図5,図6,図7は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法におけるノズル動作パターンの説明図、図8は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法におけるノズル高さ変更の説明図である。
【0008】
まず図1を参照して電子部品実装装置の構造を説明する。図1において基台の中央にはX方向に搬送路2が配設されている。搬送路2は基板3を搬送し電子部品の実装位置に位置決めする。搬送路2の両側方には、部品供給部4が配置されており、それぞれの部品供給部4には多数のテープフィーダ5が並設されている。テープフィーダ5はテープに保持された電子部品を収納し、このテープをピッチ送りすることにより電子部品を供給する。
【0009】
基台上面の両端部上にはY軸テーブル6A,6Bが配設されており、Y軸テーブル6A,6B上には2台のX軸テーブル7A,7Bが架設されている。Y軸テーブル6Aを駆動することにより、X軸テーブル7AがY方向に水平移動し、Y軸テーブル6Bを駆動することにより、X軸テーブル7BがY方向に水平移動する。X軸テーブル7A,7Bには、それぞれ移載ヘッド8および移載ヘッド8と一体的に移動するカメラ11が装着されている。
【0010】
Y軸テーブル6A、X軸テーブル7A、Y軸テーブル6B、X軸テーブル7Bをそれぞれ組合わせて駆動することにより移載ヘッド8は水平移動し、それぞれの部品供給部4から電子部品を吸着ノズル10(図2参照)によってピックアップし、搬送路2に位置決めされた基板3上に実装する。基板3上に移動したカメラ11は、基板3を撮像して認識する。また部品供給部4から搬送路2に至る経路には、ラインカメラ12が配設されている。ラインカメラ12は、それぞれの移載ヘッド8に保持された電子部品を下方から撮像する。
【0011】
次に図2を参照して移載ヘッド8について説明する。図2に示すように、移載ヘッドはマルチタイプであり、部品保持手段としての単位移載ヘッド9A,9B,9Cを配列ピッチnpで3個並列に配置した構成となっている。これらの単位移載ヘッド9の下端部に設けられたノズル装着部9aには、電子部品を吸着して保持する吸着ノズル10が着脱自在に装着される。
【0012】
これらの単位移載ヘッド9は個別に制御され、単位移載ヘッド9A,9B,9Cを個別に駆動することにより、吸着ノズル10を個別に軸廻りにθ回転させ、また昇降させることができるようになっている。なお、単位移載ヘッドについては、区別する必要がある場合はそれぞれ添字を付した符号(9A,9B,9C)によって、また区別する必要がない場合には単に符号9で表記する。
【0013】
吸着ノズル10は、下端部に電子部品を吸着する吸着孔が設けられた軸部10aと、軸部10aの上部に設けられた鍔状の反射板10bを備えている。反射板10bは、ラインカメラ12によって吸着ノズル10に保持された電子部品を撮像する際に下方から照射された照明光を反射し、ラインカメラ12に入射させる。
【0014】
次に図3を参照して、電子部品実装装置の制御系の構成を説明する。図3において、CPU20は演算装置であり、プログラム記憶部21に記憶された各種プログラムを実行することにより、以下の各部を制御して実装動作などの動作制御や演算処理を実行する。このプログラムの実行においては、データ記憶部22に記憶された各種データが参照される。プログラム記憶部21には、実装動作のシーケンスプログラムのほか、部品組合わせデータ作成プログラム21aが記憶されている。
【0015】
データ記憶部22には、実装データ22aのほか、部品組合わせデータ22b、動作パターンデータ22cが記憶されている。部品組合わせデータ22b、動作パターンデータ22cについては後述する。認識処理部23は、カメラ11の撮像結果を認識処理することにより、基板3の位置を認識し、またラインカメラ12の撮像結果を認識処理することにより、移載ヘッド8に保持された電子部品を認識する。
【0016】
機構駆動部24は、X軸テーブル7A,7B、Y軸テーブル6A,6B、移載ヘッド8などの機構部を駆動する。操作入力部25はキーボードやマウスなどの入力手段であり、操作コマンド入力や、テープ送り速度パターンデータなど各種データの入力を行う。表示部26はディスプレイ装置であり、操作入力時の案内画面表示などの表示を行う。
【0017】
次に部品組合わせデータ22b、動作パターンデータ22cについて説明する。部品組合わせデータ22bは、3つの単位移載ヘッド9を備えた移載ヘッド8が部品供給部4から電子部品を取り出して基板3に移送搭載する1実装ターンにおいて、複数の単位移載ヘッド9によって保持される電子部品の組合わせを示すデータである。この電子部品の組合わせと移載ヘッド8の構成とは、以下に説明するような関係にある。
【0018】
複数の単位移載ヘッド9によって移載ヘッド8を構成する上で、コンパクト化の要請からは各単位移載ヘッド9の配列ピッチnpは極力小さい方がよい。これに対し実装対象とすることが可能な電子部品の範囲を広げるためには、サイズの大きい電子部品をも含めて対象とすることができるよう、配列ピッチnpは大きい方がよい。このように、設計上のコンパクト化の要請と対象部品範囲の拡大とは一般に相反する条件となることから、装置設計において上述の2つを勘案した上で配列ピッチnpが決定される。
【0019】
そして配列ピッチnpが決定され、さらに吸着ノズル10の各部寸法が決定されると、自ずから実装対象とすることが可能な電子部品の種類の範囲が限定される。この範囲の限定には、単体としての電子部品の形状やサイズのみならず、複数の単位移載ヘッド9を備えた移載ヘッド8が同時に保持して基板3に実装することが可能な電子部品の組合わせも含まれる。
【0020】
すなわち、多連型の移載ヘッド8を効率よく機能させるためには、各実装ターンにおいて各単位移載ヘッド9にもれなく電子部品を保持させ、移載ヘッド8の実装能力を最大限発揮させることが重要であるが、多様な形状・寸法の電子部品を対象とする実装動作においては、前述の配列ピッチnpに起因する制約により隣接する単位移載ヘッド9の吸着ノズル10が正常に保持して実装を行うことができる電子部品の組合わせが限定される。
【0021】
従来の電子部品実装装置においては、このような制約により移載ヘッド8の各単位移載ヘッド9に同時に保持させることができる電子部品の組合わせ範囲が限定され、サイズ的に制約がある電子部品を実装対象とする場合には隣接する吸着ノズルを空状態とせざるを得ない場合が多く、移載ヘッド8の実装能力を低下させる要因となっていた。
【0022】
このような課題に鑑み、本実施の形態の電子部品実装方法においては、当該基板の実装に必要な電子部品の種類を対象として、移載ヘッド8による各実装ターンにおける電子部品の組合わせ、すなわち単位移載ヘッド9が同時に保持して基板3に実装可能な電子部品の組合わせを、部品組合わせデータ22bとして予め作成しておくようにしている。
【0023】
そして、本実施の形態では上述の各部品組合わせに対応して、吸着ノズル10の回転動作や昇降動作を含む作業動作の動作パターンを予め設定しておくようにしている。すなわち、部品供給部4から電子部品を取り出した移載ヘッド8が基板3上へ移動する移動過程において、吸着ノズル10を軸廻りにθ回転させることにより各吸着ノズル10に吸着保持された電子部品のθ方向の回転位置を合わせるノズル回転が行われるが、このノズル回転工程における各吸着ノズル10の作業動作の動作パターンを、前述の部品組合わせデータ22bによって示される部品組合わせのそれぞれに対応させ、動作パターンデータ22cとして記憶させるようにしている。
【0024】
このような動作パターンを予め設定しておくことにより、後述の具体例に示すように、元々はサイズ的・形状的な制約により同一実装ターンで同時実装対象とすることができなかったような部品組合わせを同時実装対象とすることが可能となっている。すなわち、隣接して配置された吸着ノズル10に保持された電子部品相互の干渉、さらには電子部品と隣接する吸着ノズル10の反射板10bとの干渉を、各吸着ノズル10のθ回転を順序づけて行うことや、θ回転に昇降動作を組合わせることにより回避し、同時実装対象となる範囲を極力拡大するようにしている。
【0025】
この部品組合わせデータおよび動作パターンデータは、実装データ22aに基づいて、プログラム記憶部21に記憶された部品組合わせデータ作成プログラム21aによって作成され、データ記憶部22に記憶される。もちろん、外部のデータ演算装置によって予めデータ作成処理を行い、作成されたデータのみを記憶させるようにしてもよい。
【0026】
以下、図4〜図7を参照して、部品組合わせおよび動作パターンの例について説明する。ここでは最も基本的な4例を説明する。まず図4に示す部品組合わせは、3つの単位移載ヘッド9A,9B,9Cによってピックアップされる電子部品が、すべて小型の電子部品Paである例を示している。この場合には、電子部品サイズはノズル配列ピッチnpに対して小さいことから、電子部品相互の干渉も、また電子部品と反射板との干渉も生じない。
【0027】
この場合には、吸着ノズル10のθ回転動作は図4(b)に示すように、3つの単位移載ヘッド9について同時に一括して行われる。すなわちこの例は、動作上の制約が存在しない最も単純な動作パターンとなっている。なお、図4においては同一種類の電子部品Paをそれぞれの単位移載ヘッド9によってピックアップする例を示しているが、電子部品相互の干渉も、また電子部品と反射板との干渉が生じない限りにおいては、大きさや形状が異なる種類の電子部品を混載する部品組合わせであっても、この動作パターンが適用される。
【0028】
次に図5は、電子部品の平面サイズが図4に示す例よりも大きく、θ回転時に電子部品相互の干渉が生じる場合の部品組合わせの例を示している。この場合には、3つの電子部品Pbを同時にθ回転すると、回転過程において各電子部品の対角方向が配列ピッチ方向と一致することから、対角寸法の方が配列ピッチよりも大きい場合には、相隣接する電子部品のコーナ相互が干渉し正常なθ回転が行えない。
【0029】
このため、このような部品組合わせにおいては、図5(b)に示すようにθ回転に順序を設け、まず両端の単位移載ヘッド9A,9Cの吸着ノズル10によって保持された2つの電子部品Pbを先にθ回転させる。このとき、中間に位置する電子部品Pbは停止していることから、隣接する電子部品相互の対角方向が一致することがなく、クリアランスを確保しながら2つの電子部品Pbをθ回転させることができる。
【0030】
そして、この後、図5(c)に示すように、中央に位置する単位移載ヘッド9Bに保持された電子部品Pbをθ回転させる。これにより、一括して同時にθ回転を行うと、部品相互の干渉を生じるような部品組合わせであっても、θ回転に順序を設定することにより、同一実装ターンによって実装可能な部品組合わせとして採用することができる。なおこの例においても、各電子部品の種類は異なっていても差し支えなく、上述の干渉条件に該当する限りにおいてはこの動作パターンが適用される。
【0031】
次に図6は、対象とする3つの電子部品に平面サイズとともに厚み寸法が大きいタイプの電子部品が含まれている場合の部品組合わせを示している。このような場合には、たとえば単位移載ヘッド9Aに保持された電子部品Pcのように、対角方向が配列ピッチ方向に一致すると、隣接する単位移載ヘッド9Bの反射板10bと電子部品Pcのコーナとが干渉する場合が生じる。
【0032】
このような干渉を避けるため、このような部品組合わせにおいては、図5(b)に示すように平面サイズとともに厚み寸法が大きい電子部品Pcに隣接する電子部品Pdを保持した吸着ノズル10をHb1だけ上昇して高さ変更を行い、反射板10bを電子部品Pcとの干渉を発生する高さ位置から退避させるようにしている。
【0033】
そして、この後、図5(c)に示すように、3つの電子部品Pc,Pd,Peを同時に一括してθ回転させる。これにより、電子部品をテープフィーダ5のピックアップ位置から取り出したままの高さ位置でθ回転を行うと、いずれかの電子部品とこの電子部品と隣接した吸着ノズルの反射板との干渉が生じるような部品組合わせであっても、θ回転時に高さ変更を行うことにより、同一実装ターンによって実装可能な部品組合わせとして採用することができる。
【0034】
なお図6に示す例においては、相隣接する2つの単位移載ヘッド9A,9Bの吸着ノズル10を対象とした反射板の干渉例を示しているが、単位移載ヘッド9A,9Bに加えて単位移載ヘッド9B,9Cにおいて同様な干渉が発生する場合も、上述の干渉条件に該当する限りにおいてはこの動作パターンが適用される。
【0035】
次に図7は、図5に示す干渉例と図6に示す干渉例とが併せて生じるような部品組合わせを示している。すなわち、この例では、対象とする3つの電子部品に、図6と同様に平面サイズとともに厚み寸法が大きいタイプの電子部品Pcが含まれて電子部品Pcと隣接した吸着ノズルの反射板との干渉が生じ、さらにこの電子部品Pcと隣接した電子部品Pfとの間には、電子部品相互の干渉を生じる部品組合わせとなっている。
【0036】
このような干渉を避けるため、この部品組合わせにおいては、図7(b)に示すようにまず電子部品Pcに隣接する電子部品Pfを保持した吸着ノズル10をHb2だけ上昇させて高さ変更を行い、反射板10bを電子部品Pcとの干渉が生じる高さ位置から退避させる。
【0037】
そして、図7(c)に示すように、この状態でまず3つの電子部品Pc,Pf,Pgのうち、両端の単位移載ヘッド9A,9Cの吸着ノズル10によって保持された2つの電子部品Pc,Pgをθ回転させ、次いで図7(d)に示すように、中央に位置する単位移載ヘッド9Bに保持された電子部品Pfをθ回転させる。
【0038】
これにより、電子部品と反射板との干渉、さらに電子部品相互の干渉が合わせて生じるような部品組合わせであっても、θ回転時の高さ調整と動作遅れを設定することにより、同一実装ターンによって実装可能な部品組合わせとして採用することができる。
【0039】
上述の図4〜図7に示す4例は、部品組合わせの基本例およびこれらの基本例に基づく動作パターンであり、これ以外にも幾多の部品組合わせおよび動作パターンを設定することができる。すなわち、移載ヘッド8が備えた単位移載ヘッド9の数の範囲内の数量の電子部品の組合わせであって、単位移載ヘッド9に装着された吸着ノズル10の配列ピッチnpおよびノズル寸法によって許容されるサイズの電子部品の組合わせであればよく、これら組合わせに対してそれぞれ吸着ノズル10のθ回転動作と昇降動作とを組合わせた作業動作の動作パターンが予め設定される。
【0040】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、次に電子部品実装方法について説明する。まず図1において、移載ヘッド8を部品供給部4の上方に移動させ、3つの単位移載ヘッド9の吸着ノズル10によってそれぞれ電子部品を吸着保持する(ピックアップ工程)。このとき、移載ヘッド8による同一実装ターンにおいて、実装可能な部品の組合わせは予め部品組合わせデータ22bに登録されており、実装データ22aにしたがって電子部品を取り出す際には、この部品組合わせデータを参照して同一実装ターンにおける取り出し対象の電子部品が決定される。
【0041】
この後、各単位移載ヘッド9に電子部品を保持した移載ヘッド8を搬送路2に位置決めされた基板3に向かって移動させる(ヘッド移動工程)。この移載ヘッド8の移動過程において、吸着ノズル10に保持された電子部品を下方からラインカメラ12で撮像する(撮像工程)。そしてこの撮像結果を認識処理するすることにより、電子部品の位置を検出する(位置検出工程)。
【0042】
そして電子部品の位置が検出されたならば、吸着ノズル10を軸廻りにθ回転させることにより、各吸着ノズル10に吸着保持された電子部品のθ回転位置を合わせる(ノズル回転工程)。この後移載ヘッド8は基板3上に到達し、回転位置合わせ後の複数の電子部品を位置検出結果に基づいて順次基板3に搭載する(搭載工程)。
【0043】
そして、上述のノズル回転工程においては、当該実装ターンにおける部品組合わせに応じた動作パターンに基づいて、電子部品のθ位置合わせのための各吸着ノズル10のθ回転、また必要ならば高さ調整のための吸着ノズル10の昇降の動作を行う。
【0044】
次に図8を参照して、前述の高さ変更における高さ変更量の算出について説明する。前述のように、高さ変更は電子部品と隣接する吸着ノズルの反射板との干渉を防止するために行われるものである。ここで、相隣接する2つの吸着ノズル10について、電子部品と反射板との干渉が発生しない条件を考える。
【0045】
図8(a)に示すように、吸着ノズル10(1)の反射板10bの下面と隣接する吸着ノズル10(2)に保持された電子部品P2の上縁部との高さ差X12、および吸着ノズル10(2)の反射板10bの下面と吸着ノズル10(1)に保持された電子部品P1の上縁部との高さ差X21のいずれもが、干渉を発生しない許容隙間として設定される最小高さ差Xmよりも小さいことが、隣接する2つの吸着ノズルにおいて反射板と電子部品との干渉が発生しないための干渉回避条件となる。ここで、X21,X12は、電子部品P1の寸法値a1,b1、吸着ノズル10(1)の軸部長さ寸法c1、電子部品P2の寸法値a2,b2、吸着ノズル10(2)の軸部長さ寸法c2から演算して求める。
【0046】
図8(b)は、吸着ノズル10(1)に対して吸着ノズル10(2)を相対的に昇降させる場合において、上述の干渉回避条件を満たすための高さ変更量H2(図8(c)参照)の限界範囲を示している。すなわち、高さ変更量H2が、電子部品P1と吸着ノズル10(2)の反射板10bとが干渉しない条件によって定められる最小高さ変更量Hmin.と、電子部品P2と吸着ノズル10(1)の反射板10bとが干渉しない条件によって定められる最大高さ変更量Hmax.との間にあれば、干渉回避条件が満たされる。したがって、この条件を満たし、かつ絶対値が最小となるようなH2を求めれば、極力少ない高さ変更量で干渉防止の目的を達成することができる。
【0047】
そしてこのようにして高さ変更量H2が求められたならば、次に相隣接する2つの吸着ノズル10(2)と吸着ノズル10(3)とを対象として、同様に干渉回避条件を満たす高さ変更量を求めるための演算を行う。ここでは、まず吸着ノズル10(2)に対して吸着ノズル10(3)の相対的な高さを変更する場合における高さ変更量H3’を求める。そしてこの高さ変更量H3’を、吸着ノズル10(1)の電子部品P1を基準とした高さ変更量H3に換算する。
【0048】
このように、第1番目の吸着ノズル10(1)を基準ノズルとして、相隣接する2つの吸着ノズル10間における高さ変更量を順次求めることにより、多数の吸着ノズルによって同時に複数の電子部品を保持する場合においても、反射板と電子部品との干渉防止のための高さ変更量を合理的に効率よく求めることができる。
【0049】
【発明の効果】
本発明によれば、各単位移載ヘッドに電子部品を保持した移載ヘッドを移動させるヘッド移動過程において行われるノズル回転工程や、部品撮像工程における各吸着ノズルの回転動作およびまたは昇降動作を含む作業動作を、移載ヘッドが部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する1実装ターンにおいて複数の単位移載ヘッドによって保持される電子部品の組合わせについて予め設定された動作パターンに基づいて行うようにしたので、電子部品相互や電子部品と反射板との干渉を極力排除して、同時実装対象となる電子部品の範囲を拡大することができる。
【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平面図
【図2】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッドの正面図
【図3】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図
【図4】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法におけるノズル動作パターンの説明図
【図5】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法におけるノズル動作パターンの説明図
【図6】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法におけるノズル動作パターンの説明図
【図7】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法におけるノズル動作パターンの説明図
【図8】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法におけるノズル高さ変更の説明図
【符号の説明】
3 基板
4 部品供給部
8 移載ヘッド
9,9A,9B,9C 単位移載ヘッド
10 吸着ノズル
10a 軸部
10b 反射板
22b 部品組合わせデータ
22c 動作パターンデータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component mounting method for transferring and mounting an electronic component on a substrate by a transfer head.
[0002]
[Prior art]
A mounting apparatus for mounting electronic components on a board is provided with a component supply unit in which a number of parts feeders such as tape feeders for storing electronic components are arranged in parallel, and electronic components are transferred from these parts feeders by a transfer head. The mounting operation of picking up and transferring onto the substrate is repeated. In order to improve the efficiency of the mounting operation, a multiple transfer head in which a plurality of unit transfer heads each having a suction nozzle for holding an electronic component are arranged is often used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In such a multiple transfer head, the outer size of the transfer head increases as the number of unit transfer heads arranged in one transfer head increases. It is required to be as small as possible. However, if this arrangement pitch is reduced, it is necessary to consider the interference between the electronic components held by the unit transfer heads in the mounting turn in which the transfer head takes out the electronic components from the component supply unit and transfers them to the substrate. For this reason, there are restrictions on the shape and size of electronic components that can be picked up simultaneously. For this reason, in the electronic component mounting apparatus provided with the conventional multiple transfer head, there is a problem that the types of electronic components that can be mounted are limited.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an electronic component mounting method capable of mounting various types of electronic components with a compact transfer head.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The electronic component mounting method according to
[0006]
According to the present invention, the operation operation including the rotation operation and / or the raising / lowering operation of each suction nozzle in the nozzle rotation process performed in the head movement process of moving the transfer head holding the electronic component to each unit transfer head is transferred. By performing a combination of electronic components held by a plurality of unit transfer heads in one mounting turn in which the mounting head takes out the electronic components from the component supply unit and transfers and mounts them on the substrate, based on a preset operation pattern, Interference between electronic components and between the electronic component and the reflecting plate can be eliminated as much as possible, and the range of electronic components to be simultaneously mounted can be expanded.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a plan view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of a transfer head of the electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. The block diagram which shows the structure of the control system of the electronic component mounting apparatus of the form of FIG. 4, FIG.4, FIG.5, FIG.6, FIG.7 is explanatory drawing of the nozzle operation pattern in the electronic component mounting method of one embodiment of this invention, FIG. FIG. 8 is an explanatory view of nozzle height change in the electronic component mounting method according to the embodiment of the present invention.
[0008]
First, the structure of the electronic component mounting apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a
[0009]
Y-axis tables 6A and 6B are disposed on both ends of the upper surface of the base, and two X-axis tables 7A and 7B are installed on the Y-axis tables 6A and 6B. By driving the Y-axis table 6A, the X-axis table 7A moves horizontally in the Y direction, and by driving the Y-axis table 6B, the X-axis table 7B moves horizontally in the Y direction. The X-axis tables 7A and 7B are equipped with a
[0010]
When the Y-axis table 6A, the X-axis table 7A, the Y-axis table 6B, and the X-axis table 7B are driven in combination, the
[0011]
Next, the
[0012]
These
[0013]
The
[0014]
Next, the configuration of the control system of the electronic component mounting apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 3, a
[0015]
In addition to the mounting data 22a, the
[0016]
The
[0017]
Next, the component combination data 22b and the
[0018]
In configuring the
[0019]
When the arrangement pitch np is determined and the dimensions of each part of the
[0020]
That is, in order to make the multiple-
[0021]
In the conventional electronic component mounting apparatus, the combination range of electronic components that can be simultaneously held by the unit transfer heads 9 of the
[0022]
In view of such a problem, in the electronic component mounting method of the present embodiment, for the types of electronic components necessary for mounting the board, combinations of electronic components in each mounting turn by the
[0023]
In the present embodiment, the operation pattern of the work operation including the rotation operation and the raising / lowering operation of the
[0024]
By setting such an operation pattern in advance, as shown in the specific examples to be described later, components that were originally unable to be mounted simultaneously in the same mounting turn due to size and shape restrictions Combinations can be targeted for simultaneous implementation. That is, the interference between the electronic components held by the
[0025]
The component combination data and the operation pattern data are created by the component combination data creation program 21 a stored in the
[0026]
Hereinafter, examples of component combinations and operation patterns will be described with reference to FIGS. Here, the four most basic examples will be described. First, the component combination shown in FIG. 4 shows an example in which the electronic components picked up by the three unit transfer heads 9A, 9B, and 9C are all small electronic components Pa. In this case, since the electronic component size is small with respect to the nozzle arrangement pitch np, the interference between the electronic components and the interference between the electronic component and the reflecting plate do not occur.
[0027]
In this case, the θ rotation operation of the
[0028]
Next, FIG. 5 shows an example of combination of components when the planar size of the electronic component is larger than the example shown in FIG. 4 and the electronic components interfere with each other during θ rotation. In this case, if the three electronic components Pb are simultaneously rotated by θ, the diagonal direction of each electronic component coincides with the arrangement pitch direction in the rotation process, so the diagonal dimension is larger than the arrangement pitch. The corners of adjacent electronic components interfere with each other, and normal θ rotation cannot be performed.
[0029]
For this reason, in such a component combination, as shown in FIG. 5 (b), an order is set for the θ rotation, and first, two electronic components held by the
[0030]
Thereafter, as shown in FIG. 5C, the electronic component Pb held by the unit transfer head 9B located at the center is rotated by θ. As a result, even if component combinations that cause mutual interference between components when θ rotation is performed at the same time, by setting the order for θ rotation, component combinations that can be mounted with the same mounting turn Can be adopted. In this example as well, the types of electronic components may be different, and this operation pattern is applied as long as the above-described interference conditions are met.
[0031]
Next, FIG. 6 shows a combination of components in the case where electronic components of a type having a large thickness dimension as well as a planar size are included in three target electronic components. In such a case, for example, when the diagonal direction coincides with the arrangement pitch direction as in the electronic component Pc held by the unit transfer head 9A, the reflector 10b and the electronic component Pc of the adjacent unit transfer head 9B. May interfere with other corners.
[0032]
In order to avoid such interference, in such a component combination, as shown in FIG. 5B, the
[0033]
Thereafter, as shown in FIG. 5C, the three electronic components Pc, Pd, and Pe are simultaneously rotated by θ. As a result, when the electronic component is rotated by θ at the height position where the electronic component is removed from the pickup position of the
[0034]
In addition, in the example shown in FIG. 6, although the interference example of the reflecting plate which made object the
[0035]
Next, FIG. 7 shows a combination of components such that the interference example shown in FIG. 5 and the interference example shown in FIG. 6 occur together. That is, in this example, the target three electronic components include the electronic component Pc of a type having a large thickness as well as a planar size as in FIG. 6, and the interference between the electronic component Pc and the reflecting plate of the adjacent suction nozzle In addition, the electronic component Pc and the adjacent electronic component Pf are component combinations that cause mutual interference between the electronic components.
[0036]
In order to avoid such interference, as shown in FIG. 7B, the height of the
[0037]
As shown in FIG. 7C, in this state, among the three electronic components Pc, Pf, and Pg, first, the two electronic components Pc held by the
[0038]
As a result, even if the component combination is such that the interference between the electronic component and the reflector, and also the mutual interference between the electronic components, the same mounting is achieved by setting the height adjustment and operation delay during θ rotation. It can be adopted as a combination of components that can be mounted by turns.
[0039]
The above four examples shown in FIGS. 4 to 7 are basic examples of component combinations and operation patterns based on these basic examples. Many other component combinations and operation patterns can be set. That is, it is a combination of electronic components of a quantity within the range of the number of unit transfer heads 9 provided in the
[0040]
This electronic component mounting apparatus is configured as described above. Next, an electronic component mounting method will be described. First, in FIG. 1, the
[0041]
Thereafter, the
[0042]
When the position of the electronic component is detected, the
[0043]
In the nozzle rotation process described above, based on the operation pattern corresponding to the combination of components in the mounting turn, θ rotation of each
[0044]
Next, the calculation of the height change amount in the above-described height change will be described with reference to FIG. As described above, the height change is performed in order to prevent interference between the electronic component and the reflecting plate of the adjacent suction nozzle. Here, a condition in which interference between the electronic component and the reflection plate does not occur for the two
[0045]
As shown in FIG. 8A, the height difference X12 between the lower surface of the reflecting plate 10b of the suction nozzle 10 (1) and the upper edge of the electronic component P2 held by the adjacent suction nozzle 10 (2), and Any height difference X21 between the lower surface of the reflecting plate 10b of the suction nozzle 10 (2) and the upper edge of the electronic component P1 held by the suction nozzle 10 (1) is set as an allowable gap that does not cause interference. The minimum height difference Xm is an interference avoidance condition for preventing interference between the reflecting plate and the electronic component in two adjacent suction nozzles. Here, X21 and X12 are the dimension values a1 and b1 of the electronic component P1, the shaft length length c1 of the suction nozzle 10 (1), the dimension values a2 and b2 of the electronic component P2, and the shaft length of the suction nozzle 10 (2). It is calculated from the length dimension c2.
[0046]
FIG. 8B shows a height change amount H2 for satisfying the above-mentioned interference avoidance condition when the suction nozzle 10 (2) is moved up and down relative to the suction nozzle 10 (1) (FIG. 8C). ))). That is, the height change amount H2 is a minimum height change amount Hmin. Determined by the condition that the electronic component P1 and the reflector 10b of the suction nozzle 10 (2) do not interfere with each other. And the maximum height change amount Hmax. Determined by the condition that the electronic component P2 and the reflecting plate 10b of the suction nozzle 10 (1) do not interfere with each other. The interference avoidance condition is satisfied. Therefore, if H2 that satisfies this condition and minimizes the absolute value is obtained, the object of interference prevention can be achieved with as little height change amount as possible.
[0047]
If the height change amount H2 is obtained in this way, the next two adjacent adsorbing nozzles 10 (2) and 10 (3) are similarly subjected to the interference avoidance condition. The calculation for obtaining the change amount is performed. Here, first, a height change amount H3 ′ when the relative height of the suction nozzle 10 (3) is changed with respect to the suction nozzle 10 (2) is obtained. The height change amount H3 ′ is converted into a height change amount H3 based on the electronic component P1 of the suction nozzle 10 (1).
[0048]
In this manner, by using the first suction nozzle 10 (1) as a reference nozzle, the height change amount between two
[0049]
【The invention's effect】
According to the present invention, the nozzle rotation process performed in the head moving process of moving the transfer head holding the electronic component on each unit transfer head, and the rotation operation and / or the lifting operation of each suction nozzle in the component imaging process are included. The work operation is based on an operation pattern set in advance for a combination of electronic components held by a plurality of unit transfer heads in one mounting turn in which the transfer head takes out the electronic components from the component supply unit and transfers and mounts them on the substrate. Therefore, the range of electronic components to be simultaneously mounted can be expanded by eliminating interference between electronic components and between the electronic component and the reflector as much as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of a transfer head of the electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control system of the electronic component mounting apparatus according to the embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram of a nozzle operation pattern in the electronic component mounting method according to the embodiment of the invention. FIG. 6 is an explanatory diagram of a nozzle operation pattern in the electronic component mounting method according to the embodiment. FIG. 6 is an explanatory diagram of the nozzle operation pattern in the electronic component mounting method according to the embodiment of the invention. FIG. 8 is an explanatory diagram of a nozzle operation pattern in the mounting method. FIG. 8 is an explanatory diagram of nozzle height change in the electronic component mounting method according to the embodiment of the present invention.
3
Claims (1)
前記動作パターンは、前記複数の単位移載ヘッドに保持される電子部品の組合わせが、前記複数の単位移載ヘッドのうちの1つの単位移載ヘッドに保持された電子部品の厚み寸法が大きく、前記厚み寸法の大きい電子部品が前記θ回転において隣接する単位移載ヘッドの反射板と干渉する部品組合わせであり、この部品組合わせについて、前記隣接する単位移載ヘッドの吸着ノズルの高さ変更を行った後に前記回転動作を同時に一括して行う動作パターンと、
前記複数の単位移載ヘッドに保持される電子部品の組合わせが、前記複数の単位移載ヘッドのうちの1つの単位移載ヘッドに保持された電子部品の厚み寸法が大きく、前記厚み寸法の大きい電子部品が前記θ回転において隣接する単位移載ヘッドの反射板と干渉し、さらに前記厚み寸法の大きい電子部品と隣接した電子部品との間に対角方向が一致することによる電子部品相互の干渉を生じる部品組合わせであり、この部品組合わせについて、前記隣接する単位移載ヘッドの吸着ノズルの高さ変更を行った後に、前記θ回転に順序を設けて隣接する電子部品相互の対角方向を一致させることなく前記回転動作を行う動作パターンのいずれかであることを特徴とする電子部品実装方法。An electronic component mounting method in which an electronic component is taken out from a component supply unit by a multiple-type transfer head having a plurality of unit transfer heads, and is transferred and mounted on a substrate. A pick-up process for sucking and holding electronic components, a head moving process for moving a transfer head holding electronic components to each unit transfer head to the substrate, and the suction nozzle around the axis in the movement process of the transfer head a nozzle rotation step for aligning the rotation position in the θ direction of the electronic component sucked and held by each suction nozzle by rotating θ, and a step of mounting the electronic component after the rotation position on the substrate, in the nozzle rotation step The transfer head performs a work operation including a rotation operation and / or an elevating operation of each suction nozzle, and the electronic component is taken out from the component supply unit onto the substrate. Based on a preset operation pattern for a combination of electronic components held by the plurality of unit transfer heads in one mounting turn for transfer mounting,
The operation pattern is a combination of electronic components to be held before Symbol plurality of unit transfer heads, the thickness of the electronic component held by the one unit transfer head of the plurality of unit transfer heads The large electronic component having a large thickness dimension is a component combination that interferes with the reflection plate of the adjacent unit transfer head in the θ rotation. For this component combination, the height of the suction nozzle of the adjacent unit transfer head is high. An operation pattern in which the rotation operation is performed simultaneously at the same time after the change is made, and
The combination of the electronic components held by the plurality of unit transfer heads is such that the thickness dimension of the electronic component held by one unit transfer head among the plurality of unit transfer heads is large, A large electronic component interferes with the reflection plate of the adjacent unit transfer head in the θ rotation, and the diagonal direction between the electronic component having a large thickness and the adjacent electronic component matches each other. This is a combination of components that cause interference. After changing the height of the suction nozzle of the adjacent unit transfer head for this combination of components, a diagonal is formed between adjacent electronic components by providing an order for the θ rotation. An electronic component mounting method characterized by being one of operation patterns in which the rotation operation is performed without matching directions.
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