特許 5852366 電子部品装着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5852366

(24)【登録日】2015年12月11日

(45)【発行日】2016年2月3日

(54)【発明の名称】電子部品装着装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20160114BHJP

   H05K 9/00 20060101ALI20160114BHJP

【ＦＩ】

   H05K13/04 A

   H05K9/00 G

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2011-185392(P2011-185392)

(22)【出願日】2011年8月28日

(65)【公開番号】特開2013-48128(P2013-48128A)

(43)【公開日】2013年3月7日

【審査請求日】2014年8月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】小野 哲治

(72)【発明者】

【氏名】本間 裕

(72)【発明者】

【氏名】橋本 将敏

【審査官】 遠藤 邦喜

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１６０７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３０６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２２５５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１１１２９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１３００５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０３４７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００４２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１５８２１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ １３／０４

Ｈ０５Ｋ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＸＹステージに設けられた保持具で電子部品を保持して取出して移動し基板上に装着する電子部品装着装置において、
前記基板上に装着された電子部品を側面が間隔を存して囲うように前記基板上に半田を介して装着されてアース接続される上面及び下面が開口したシールドケースの位置を認識する認識処理装置を備え、前記シールドケースに取り付けられるケースキャップを前記保持具が保持し、前記認識処理装置の認識結果に基づいて、前記ＸＹステージの駆動源により、前記保持具に保持された前記ケースキャップが前記シールドケースに上方から取り付けられるように前記ケースキャップを移動させるように構成したことを特徴とする電子部品装着装置。

【請求項2】

ＸＹステージに設けられた保持具で電子部品を保持して取出して移動し基板上に装着する電子部品装着装置において、
前記基板上に装着された電子部品を側面が間隔を存して囲うように前記基板上に半田を介して装着されてアース接続される上面及び下面が開口したシールドケースの対角の位置にある角部の位置を認識する認識処理装置を備え、下方へ向けて形成された保持爪を備えて前記シールドケースに取り付けられるケースキャップを前記保持具が保持し、前記認識処理装置の認識結果に基づいて前記シールドケースを上方から覆い、このシールドケースの側面に開設された取り付け開口に前記保持爪が嵌合して取り付けられるように前記ＸＹステージの駆動源及び前記保持具のθ軸駆動源により、前記保持具に保持された前記ケースキャップを移動させるように構成したことを特徴とする電子部品装着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＸＹステージに設けられた保持具で電子部品を保持して取出して移動し基板上に装着する電子部品装着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プリント基板上に電子部品を装着する電子部品装着装置は、例えば特許文献１などに開示されているが、前記基板上に装着した電子部品を物的な衝突から保護したり、また電気的なノイズを遮断して保護するために、前記基板上に装着された電子部品を保護するケースを同じく前記基板上に装着することが考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−７７２０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、基板上に装着された電子部品を保護するために、この電子部品を囲う側面及び開口を有した上面を有し、面が開口する角筒状のケースを保持具により保持して基板上に装着し、更にケースの上にキャップを被せるものでは、半田ペーストを介して基板上に装着する際に軟らかい半田ペーストにより前記ケースが移動し易く、装着位置ズレが起こると、その後ケースにキャップを被せることができない状態も起こり得る。

【0005】

そこで本発明は、上述せる問題を解決するために、装着されたケースに確実にキャップを被せるようにして、電子部品を保護することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

このため第１の発明に係る電子部品装着装置は、ＸＹステージに設けられた保持具で電子部品を保持して取出して移動し基板上に装着する電子部品装着装置において、基板上に装着された電子部品を側面が間隔を存して囲うように基板上に半田を介して装着されてアース接続される上面及び下面が開口したシールドケースの位置を認識する認識処理装置を備え、シールドケースに取り付けられるケースキャップを保持具が保持し、認識処理装置の認識結果に基づいて、ＸＹステージの駆動源により、保持具に保持されたケースキャップがシールドケースに上方から取り付けられるようにケースキャップを移動させるように構成したことを特徴とする。

【0007】

また第２の発明に係る電子部品装着装置は、ＸＹステージに設けられた保持具で電子部品を保持して取出して移動し基板上に装着する電子部品装着装置において、基板上に装着された電子部品を側面が間隔を存して囲うように基板上に半田を介して装着されてアース接続される上面及び下面が開口したシールドケースの対角の位置にある角部の位置を認識する認識処理装置を備え、下方へ向けて形成された保持爪を備えてシールドケースに取り付けられるケースキャップを保持具が保持し、認識処理装置の認識結果に基づいてシールドケースを上方から覆い、このシールドケースの側面に開設された取り付け開口に保持爪が嵌合して取り付けられるようにＸＹステージの駆動源及び保持具のθ軸駆動源により、保持具に保持されたケースキャップを移動させるように構成したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明は、装着されたケースに確実にキャップを被せるようにして、電子部品を保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】電子部品の装着ラインの概略システム図である。

【図2】電子部品装着装置の平面図である。

【図3】シールドケースの平面図である。

【図4】シールドケースを撮像した画像を示す図である。

【図5】シールドケースにケースキャップを載置した状態を示す縦断面図である。

【図6】吸着ノズルによるケースキャップの押し込む順序を示す説明図である。

【図7】シールドケースにケースキャップを取り付けた状態の縦断側面図である。

【図8】シールドケースにケースキャップを取り付けた状態の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１は電子部品の装着ラインの概略システム図であり、Ａ１は電子部品装着装置で、上流装置（図示せず）であるスクリーン印刷機、接着剤塗布装置から受け継いだ基板としてのプリント基板Ｐ上にクリーム半田及び接着剤を介して電子部品Ｄを装着すると共に、プリント基板Ｐ上に装着された電子部品Ｄを保護するための後述するシールドケース２０を装着する。Ｂは検査機で、プリント基板Ｐの配線パターン（クリーム半田）と装着された電子部品Ｄとの位置関係を検査すると共に、プリント基板Ｐの配線パターン（クリーム半田）と前記シールドケース２０との位置関係を検査する。即ち、配線パターン上のクリーム半田と電子部品Ｄの電極との位置関係が正しいか否か、また同クリーム半田と前記シールドケース２０との位置関係が正しいか否かを検査する。

【0011】

Ｃはリフロー炉で、紫外線硬化型の前記クリーム半田に紫外線を照射して、クリーム半田を硬化させて、電子部品Ｄや前記シールドケース２０の位置を固定する。Ａ２は電子部品装着装置で、前記電子部品装着装置Ａ１と同じ構造であって同じ機能を発揮するが、プリント基板Ｐ上に固定した前記シールドケース２０にケースキャップ２２を装着する。

【0012】

図２は電子部品装着装置Ａ１の平面図であり、電子部品装着装置本体１は、機台２と、この機台２の中央部に左右方向に延在するコンベア部３と、機台２の前部（図示の下側）及び後部（図示の上側）にそれぞれ配設した２組の部品装着部４、４及び２組の部品供給部５、５とを備えている。そして、各部品供給部５には、電子部品供給装置である複数個の部品供給ユニット６がフィーダベース１９上に横並びに且つ着脱自在に組み込まれて電子部品装着装置が構成される。前記フィーダベース１９は、電子部品装着装置本体１に単に固定されたものでも、台車付きで前記電子部品装着装置本体１に着脱自在に固定されるものでもよい。

【0013】

前記コンベア部３は、中央のセットテーブル８と、左側の供給コンベア９と、右側の排出コンベア１０とを有している。基板としてのプリント基板Ｐは、供給コンベア９からセットテーブル８に供給され、このセットテーブル８において電子部品の装着を受けるべく不動に且つ所定の高さにセットされる。そして、電子部品の装着が完了したプリント基板Ｐは、セットテーブル８から排出コンベア１０を介して下流側装置に排出される。

【0014】

各部品装着部４には、ヘッドユニット１３を移動自在に搭載したＸＹステージ１２が配設されると共に、部品認識カメラ１４及びノズルストッカ１５が配設されている。ヘッドユニット１３には、電子部品を吸着及び装着するための装着ヘッド１６と、プリント基板Ｐの位置を認識するための基板認識カメラ１７とが搭載されている。

【0015】

前記各ＸＹステージ１２はＹ軸駆動モータによりビーム１２ＡがＹ方向に移動し、Ｘ軸駆動モータにより前記ヘッドユニット１３がビーム１２に沿ってＸ方向に移動し、結果としてヘッドユニット１３はＸＹ方向に移動することとなる。

【0016】

この部品供給ユニット６には、多数の電子部品Ｄをキャリアテープの凹部から成る各収納部に一定の間隔で収容したカバーテープで覆う収納テープが搭載されており、収納テープを間欠送りすると共にキャリアテープからカバーテープを剥離することで、部品供給ユニット６の部品取出位置に電子部品Ｄが１個ずつ供給され、各収納部から前記ヘッドユニット１３により取出される。

【0017】

更には、前記部品供給ユニット６は以上のような収納テープの収納部内に格納された電子部品Ｄを供給するものに限らず、プリント基板Ｐ上に装着した電子部品Ｄを物的な衝突から保護したり、また電気的なノイズを遮断して保護するために、プリント基板Ｐ上に装着された電子部品Ｄを保護するシールドケース２０を供給する部品供給ユニット６や、このシールドケース２０に取り付けられるケースキャップ２２を供給する部品供給ユニット６もある。即ち、電子部品装着装置Ａ１にはシールドケース２０を供給する部品供給ユニット６が配設され、電子部品装着装置Ａ２にはケースキャップ２２を供給する部品供給ユニット６が配設される。

【0018】

この電子部品装着装置本体１の記憶部に格納された装着データに基づく運転は、先ずＸＹステージ１２を駆動しヘッドユニット１３を部品供給ユニット６に臨ませた後、装着ヘッド１６に複数本設けられた任意の吸着ノズル（保持具）１８を下降させることにより所望の電子部品Ｄやシールドケース２０等を取出す。続いて、吸着ノズル１８を上昇させてから、ＸＹステージ１２を駆動して電子部品Ｄやシールドケース２０等を部品認識カメラ１４の直上方まで移動させ、吸着ノズル１８に吸着保持された電子部品Ｄやシールドケース２０等を撮像し、その吸着姿勢及び吸着ノズル１８に対する位置ずれを認識処理装置が認識する。次に、装着ヘッド１６をセットテーブル８上の基板Ｐの位置まで移動させ、基板認識カメラ１７で基板Ｐの認識マークを撮像して認識処理装置で認識処理してプリント基板Ｐの位置を認識した後、前記部品認識カメラ１４及び基板認識カメラ１７による認識結果に基づき前記ＸＹステージ１２のＸ軸駆動モータ、Ｙ軸モータ及び吸着ノズル１８のθ軸駆動モータを補正移動させて電子部品Ｄやシールドケース２０等をプリント基板Ｐ上に装着する。

【0019】

このシールドケース２０は、図３に示すように、４面の周側壁２０Ａと、各周側壁２０Ａの上端中央部から対向する周側壁２０Ａに向けて延びた４面の上壁２０Ｂと、各上壁２０Ｂが突き合わさって平面視中央位置に形成されて吸着ノズル１８が吸着保持する吸着壁２０Ｃとを備えている。また、前記各周側壁２０Ａには四角形状の取付け用開口２１が、所定間隔を存してそれぞれ、例えば６つ開設されている。なお、このシールドケース２０の材質は、アルミニウム等の金属製である。

【0020】

また、同じくアルミニウム等の金属製の材質で構成された前記ケースキャップ２２は、平面視した前記シールドケース２０の外郭の最大面積より大きな面積を有する平板状の上壁２２Ａと、上壁２２Ａの各外周端部にはそれぞれ６つ各保持爪２２Ｂが下方へ向けて延びて形成される。即ち、各保持爪２２Ｂは前記シールドケース２０の周側壁２０Ａに開設した各取付け用開口２１に対応しており、この保持爪２２Ｂは前記上壁２２Ａの各外周端部から下方へ直角に折り曲げられて形成される平面部２２Ｂ１と、この平面部２２Ｂ１の下端部に連続して内方へ「く」の字形状に折り曲げて形成した保持部２２Ｂ２とを備えている。

【0021】

以上の構成により、電子部品装着装置Ａ１における電子部品のプリント基板Ｐへの装着動作について説明する。先ず、プリント基板Ｐは、供給コンベア９からセットテーブル８に供給され、セットテーブル８で位置決め固定される。そして、装着データに従い、ＸＹステージ１２を駆動させてヘッドユニット１３を部品供給ユニット６に臨ませた後、装着ヘッド１６に設けた吸着ノズル１８を下降させることにより所望の電子部品を部品供給ユニット６より取出す。

【0022】

この場合、装着データに従い装着順序が最初のステップ番号の電子部品を供給する部品供給ユニット６に制御装置は送り指令を送り、制御装置は当該部品供給ユニット６に部品送り動作及びカバーテープの剥離動作を行わせ、収カバーテープが剥がされたキャリアテープの収納部内の電子部品Ｄが部品取出位置に送り込まれる。そして、部品取出位置まで送られた電子部品Ｄは吸着ノズル１８により取出される。

【0023】

また、同様に、装着データに従い、他の部品供給ユニット６から前記シールドケース２０を吸着壁２０Ｃを吸着することにより吸着ノズル１８により取出す。

【0024】

続いて、装着ヘッド１６を上昇させてから、ＸＹステージ１２を駆動して電子部品を部品認識カメラ１４の直上方まで移動させ、吸着ノズル１８に吸着保持された電子部品やシールドケース２０を撮像する。

【0025】

次に、装着ヘッド１６をセットテーブル８上の基板Ｐの位置まで移動させ、基板認識カメラ１７でプリント基板Ｐの位置認識マークを撮像した後、前記部品認識カメラ１４及び基板認識カメラ１７が撮像した画像を認識処理装置が認識処理した結果に基づいて、前記ＸＹステージ１２のＸ軸駆動モータ、Ｙ軸駆動モータ及び吸着ノズル１８のθ軸駆動モータを補正移動させて、上下軸駆動モータの駆動により吸着ノズル１８を下降させて電子部品及びこの電子部品を囲むようにシールドケース２０をプリント基板Ｐ上に装着する。そして、前記プリント基板Ｐ上に全ての電子部品及びシールドケース２０を装着したら、前記セットテーブル８から排出コンベア１０を介して検査機Ｂに排出される。

【0026】

そして、前記検査機Ｂにおいて、プリント基板Ｐの配線パターン（クリーム半田）と装着された電子部品Ｄとの位置関係を検査すると共に、プリント基板Ｐの配線パターン（クリーム半田）と前記シールドケース２０との位置関係を検査する。そして、各位置関係が正しければ、検査機Ｂはプリント基板Ｐをその下流のリフロー炉Ｃに搬送し、このリフロー炉Ｃにおいて、紫外線硬化型の前記クリーム半田に紫外線を照射して、このクリーム半田を硬化させて、前記電子部品Ｄやシールドケース２０の位置を固定する。

【0027】

次に、このリフロー炉Ｃから電子部品装着装置Ａ２にプリント基板Ｐを搬送し、この電子部品装着装置Ａ２において、前記シールドケース２０にケースキャップ２２を取り付ける。即ち、吸着ノズル１８は部品供給ユニット６からケースキャップ２２の上壁２２Ａの中央位置を真空吸着して取り出し、図４に示すように、基板認識カメラ１７がプリント基板Ｐに固定された前記シールドケース２０の対角の位置にある角部をそれぞれ撮像する（図４において、四角形状のカメラ視野ＶＦを右上部及び左下部に示す。）。そして、基板認識カメラ１７で撮像された画像を認識処理装置が認識処理して前記シールドケース２０の位置を認識し、認識処理装置による認識結果に基づいて、前記ＸＹステージ１２のＸ軸駆動モータ、Ｙ軸モータ及び吸着ノズル１８のθ軸駆動モータを補正移動させて、確実に前記ケースキャップ２２を前記シールドケース２０に取り付ける。

【0028】

この場合、認識処理装置による認識結果に基づいて、前記吸着ノズル１８を補正移動させて前記ケースキャップ２２の「く」の字形状の各保持部２２Ｂ２の外方に向けて傾斜した外向き傾斜面が前記シールドケース２０の上壁２０Ｂの外周部分に当接するまで吸着ノズル１８を下降させて載置させる（図５参照）。次いで吸着ノズル１８による真空吸着を解除して上昇させ、次に真空吸引をしない状態で単に吸着ノズル１８を下降させることにより前記ケースキャップ２２を下降させて押し込み、前記保持爪２２Ｂの各保持部２２Ｂ２を前記シールドケース２０の周側壁２０Ａに開設した各取付け用開口２１に嵌合させることにより、前記ケースキャップ２２は前記シールドケース２０に取り付けられる（図７及び図８参照）。しかも、前記シールドケース２０の上壁２０Ｂ上に前記ケースキャップ２２の上壁２２Ａ下面が接するようにして、前記シールドケース２０の上壁２０Ｂを除く上面開口を閉塞するように、前記ケースキャップ２２が前記シールドケース２０を上方から覆うように、確実に取り付けられる。

【0029】

この押し込み方法は、吸着ノズル１８の下降及び上昇を繰り返すが、吸着ノズル１８による押し込む位置の順序は、図６における位置Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の順で押し込み動作を行うが、これに限らず、他の順序でもよく、更には回数も４回に限らない。例えば、前記ケースキャップ２２の上壁２２Ａの中央部を１回のみ、或いは対角関係にある両角部の２箇所において、押し込み動作を行うようにしてもよい。

【0030】

これにより、確実に前記ケースキャップ２２を前記シールドケース２０に取り付けることができ、前記ケースキャップ２２と前記シールドケース２０とにより、プリント基板Ｐ上に装着した電子部品Ｄを物的な衝突から保護したり、前記シールドケース２０がプリント基板Ｐに形成された配線パターンを介してアース接続されて電気的なノイズを遮断して保護することができる。

【0031】

なお、基板認識カメラ１７が前記シールドケース２０を撮像して認識処理装置が認識処理した前記シールドケース２０の位置認識結果と前記部品認識カメラ１４が前記ケースキャップ２２を撮像して認識処理装置が認識処理した前記ケースキャップ２２の位置認識結果とを加味して、前記吸着ノズル１８を補正移動させて、前記ケースキャップ２２を前記シールドケース２０に取り付けるようにしてもよい。

【0032】

そして、この電子部品装着装置Ａ２において、前述したように、必要な個数の前記シールドケース２０に前記ケースキャップ２２がそれぞれ取り付けられると、電子部品装着装置Ａ２の下流装置へと搬送されることとなる。

【0033】

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

【符号の説明】

【0034】

１ 電子部品装着装置本体
６ 部品供給ユニット
１８ 吸着ノズル
２０ シールドケース
２０Ａ 周側壁
２０Ｂ 上壁
２１ 取付け用開口
２２ ケースキャップ
２２Ｂ 保持爪
２２Ｂ２ 保持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】