特許 6792637 部品装着方法

(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】6792637

(24)【登録日】2020年11月10日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】部品装着方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20201116BHJP

   H05K 13/08 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   H05K13/04 B

   H05K13/08 Q

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2018-555357(P2018-555357)

(86)(22)【出願日】2016年12月6日

(86)【国際出願番号】JP2016086147

(87)【国際公開番号】WO2018105030

(87)【国際公開日】20180614

【審査請求日】2019年4月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000604

【氏名又は名称】特許業務法人 共立

(72)【発明者】

【氏名】久野 耕資

【審査官】 福島 和幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１７０５２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ １３／００−１３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

部品供給位置に供給された部品を採取し、基板搬送位置に搬送された基板に前記部品を装着する装着ヘッドと、
前記部品を撮像する撮像装置と、
前記装着ヘッドに設けられ、第一部品を保持可能な第一部品保持部、及び、前記第一部品よりも低い位置で第二部品を保持可能な第二部品保持部と、
を備えた部品装着機を用いた部品装着方法であって、
前記第一部品保持部が前記第一部品を採取する工程と、
前記第一部品保持部が前記第一部品を保持した状態で、前記第二部品保持部が前記第二部品を採取する工程と、
前記第一部品保持部が前記第一部品を保持し、且つ、前記第二部品保持部が前記第二部品を保持した状態で、前記撮像装置が前記第二部品を撮像する工程と、
前記撮像装置が撮像した撮像結果に基づき、前記第二部品を前記基板に装着する工程と、
前記撮像装置が前記第一部品を撮像する工程と、
前記第一部品保持部が前記第一部品を保持した状態で、前記第二部品保持部が前記第二部品を採取する工程と、
前記第一部品保持部が前記第一部品を保持し、且つ、前記第二部品保持部が前記第二部品を保持した状態で、前記撮像装置が前記第二部品を撮像する工程と、
前記撮像装置が撮像した撮像結果に基づき、前記第一部品及び前記第二部品を前記基板に装着する工程と、
を含む部品装着方法。

【請求項2】

部品供給位置に供給された部品を採取し、基板搬送位置に搬送された基板に前記部品を装着する装着ヘッドと、
前記部品を撮像する撮像装置と、
前記装着ヘッドに設けられ、第一部品を保持可能な第一部品保持部、及び、前記第一部品よりも低い位置で第二部品を保持可能な第二部品保持部と、
を備えた部品装着機を用いた部品装着方法であって、
前記第一部品保持部が前記第一部品を採取する工程と、
前記撮像装置が前記第一部品を撮像する工程と、
前記第一部品保持部が前記第一部品を保持した状態で、前記第二部品保持部が前記第二部品を採取する工程と、
前記第一部品保持部が前記第一部品を保持し、且つ、前記第二部品保持部が前記第二部品を保持した状態で、前記撮像装置が前記第二部品を撮像する工程と、
前記第一部品保持部が前記第一部品を保持し、且つ、前記第二部品保持部が前記第二部品を保持した状態で、前記撮像装置が前記第二部品を撮像する際に、前記第一部品を前記撮像装置の被写界深度外に移動する工程と、
を含む部品装着方法。

【請求項3】

部品供給位置に供給された部品を採取し、基板搬送位置に搬送された基板に前記部品を装着する装着ヘッドと、
前記部品を撮像する撮像装置と、
前記装着ヘッドに設けられ、第一部品を保持可能な第一部品保持部、及び、前記第一部品よりも低い位置で第二部品を保持可能な第二部品保持部と、
を備えた部品装着機を用いた部品装着方法であって、
前記第一部品保持部が前記第一部品を採取する工程と、
前記撮像装置が前記第一部品を撮像する工程と、
前記第一部品保持部が前記第一部品を保持した状態で、前記第二部品保持部が前記第二部品を採取する工程と、
前記第一部品保持部が前記第一部品を保持し、且つ、前記第二部品保持部が前記第二部品を保持した状態で、前記撮像装置が前記第二部品を撮像する工程と、
前記第一部品保持部が前記第一部品を保持し、且つ、前記第二部品保持部が前記第二部品を保持した状態で、前記撮像装置が前記第二部品を撮像する際に、前記撮像装置から見た場合に前記第二部品が前記第一部品を隠す状態にする工程と、
を含む部品装着方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部品装着方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の部品保持部により部品を吸着し、基板に装着する部品装着機が知られている。特許文献１には、複数の吸着ノズル（部品保持部）の各々に部品を吸着する際に、部品の吸着位置をオフセット補正することにより、吸着ノズルが吸着する部品どうしの干渉を防止する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−３０４１２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記した特許文献１に記載の技術では、基板に装着しようとする部品が、吸着位置のオフセット補正により部品どうしの干渉を回避できないような大型部品である場合に、その大型部品と他の部品とを複数の吸着ノズルに対して同時に吸着させることができない。

【0005】

本発明は、部品の装着作業を効率よく行うことができる部品装着方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書で開示する部品装着方法は、部品供給位置に供給された部品を採取し、基板搬送位置に搬送された基板に前記部品を装着する装着ヘッドと、前記部品を撮像する撮像装置と、前記装着ヘッドに設けられ、第一部品を保持可能な第一部品保持部、及び、前記第一部品よりも低い位置で第二部品を保持可能な第二部品保持部と、を備えた部品装着機を用いた部品装着方法である。これに加え、本明細書で開示する部品装着方法は、前記第一部品保持部が前記第一部品を採取する工程と、前記撮像装置が前記第一部品を撮像する工程と、前記第一部品保持部が前記第一部品を保持した状態で、前記第二部品保持部が前記第二部品を採取する工程と、前記第一部品保持部が前記第一部品を保持し、且つ、前記第二部品保持部が前記第二部品を保持した状態で、前記撮像装置が前記第二部品を撮像する工程と、を含む。

【0007】

本明細書で開示する部品装着方法によれば、第二部品保持部は、第一部品よりも低い位置で第二部品を保持するので、第二部品が大型である場合であっても、第一部品と第二部品との干渉を防止できる。よって、部品装着機は、部品の装着作業を効率よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第一実施形態における部品装着方法に用いる部品装着機の概略図である。

【図2】装着ヘッドの部分拡大正面図であり、第一部品保持部に第一部品を保持し、第二部品保持部に第二部品を保持した状態を示す。

【図3】制御装置により実行される部品装着処理１を示すフローチャートである。

【図4】装着ヘッドの部分拡大正面図であり、部品供給位置に供給された第一部品及び第二部品を採取した後に、第二部品を撮像可能な位置へ装着ヘッドを移動させた状態を示す。

【図5】装着ヘッドの部分拡大正面図であり、基板搬送位置に搬送された基板に第二部品を装着した後に、第一部品を撮像可能な位置へ装着ヘッドを移動させた状態を示す。

【図6】装着ヘッドの部分拡大正面図であり、部品供給位置に供給された第二部品を採取した後に、第二部品を撮像可能な位置へ装着ヘッドを移動させた状態を示す。

【図7】第二実施形態における装着ヘッドの部分拡大正面図であり、第二部品を撮像可能な位置へ移動させた状態を示す。

【図8】第三実施形態における装着ヘッドの部分拡大正面図であり、部品供給位置に供給された第一部品及び第二部品を採取した後に、第二部品を撮像可能な位置へ移動させた状態を示す。

【図9】第四実施形態の部品装着方法において、制御装置により実行される部品装着処理２を示すフローチャートである。

【図10】装着ヘッドの部分拡大正面図であり、部品供給位置に供給された第一部品を採取した後に、第一部品を撮像可能な位置へ装着ヘッドを移動させた状態を示す。

【図11】装着ヘッドの部分拡大正面図であり、部品供給位置に供給された第二部品を採取した後に、第二部品を撮像可能な位置へ装着ヘッドを移動させた状態を示す。

【図12】装着ヘッドの部分拡大正面図であり、基板搬送位置に搬送された基板に第二部品を装着した後に、第一部品を基板に装着した状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本明細書に開示する部品装着方法を適用した各実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0010】

１．第一実施形態
１−１．部品装着機１の構成
まず、図１を参照して、部品装着機１の概要について説明する。図１に示すように、部品装着機１は、基板搬送装置１０と、部品供給部２０と、部品移載装置３０と、部品カメラ４１と、基板カメラ４２と、制御装置５０と、を備える。なお、図１において、基板Ｋの搬送方向をＸ軸方向（図１左右方向）、Ｘ軸方向と水平方向に直角な方向（図１上下方向）をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向（図１紙面垂直方向）をＺ軸方向とする。

【0011】

基板搬送装置１０は、ベルトコンベア等により構成され、基板ＫをＸ軸方向へ順次搬送する。基板搬送装置１０は、部品装着機１の機内における所定位置（以下「基板搬送位置」と称す）に基板Ｋを位置決めし、基板Ｋに対する部品の装着処理が完了すると、基板Ｋを部品装着機１の機外へ搬出する。

【0012】

部品供給部２０は、Ｘ軸方向に並んで配置された複数のスロットを備える。複数のスロットには、フィーダ２１が着脱可能にそれぞれセットされる。フィーダ２１は、キャリアテープを送り移動させて、フィーダ２１の先端側（図１上側）に設けられる部品供給位置に部品を供給する。また、部品供給部２０は、上下方向に区画された収納棚２３に複数のトレイ２２を収納し、装着処理に応じて所定のトレイ２２を引き出し、部品供給位置に部品を供給する。

【0013】

部品移載装置３０は、ヘッド駆動装置３１と、移動台３２と、装着ヘッド３３と、複数の部品保持部３４と、を備える。ヘッド駆動装置３１は、直動機構により移動台３２をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に構成される。装着ヘッド３３は、部品供給位置に供給された部品を採取し、基板搬送装置に搬送された基板Ｋに部品を装着する。装着ヘッド３３は、移動台３２に着脱可能に設けられ、部品供給位置と基板搬送位置と部品カメラ４１により部品を撮像可能な撮像位置との間を移動する。

【0014】

部品保持部３４は、部品を吸着により保持可能なノズルであり、複数の部品保持部３４は、装着ヘッド３３に着脱可能に装着される。また、各々の部品保持部３４は、装着ヘッド３３に対し、Ｚ軸に平行な軸線まわりに回転可能に支持され、且つ、Ｚ軸方向に昇降可能に支持される。

【0015】

部品カメラ４１及び基板カメラ４２は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有する撮像装置である。部品カメラ４１及び基板カメラ４２は、通信可能に接続された制御装置５０による制御信号に基づいて、カメラ視野に収まる範囲の撮像を行う。部品カメラ４１は、光軸がＺ軸方向の上向きとなるように設けられ、部品保持部３４に保持された部品を下方から撮像する。基板カメラ４２は、移動台３２に対し、光軸がＺ軸方向の下向きとなるように設けられ、基板搬送位置に位置決めされた基板Ｋを上方から撮像する。部品カメラ４１及び基板カメラ４２は、撮像により取得した画像データを制御装置５０に送信する。

【0016】

制御装置５０は、部品カメラ４１及び基板カメラ４２から取得した画像データや、部品装着機１に設けられた各種センサから出力された情報等に基づき、装着ヘッド３３の移動や部品保持部３４の吸着動作等を制御する。

【0017】

図２に示すように、装着ヘッド３３には、２つの部品保持部３４が設けられている。２つの部品保持部３４のうち、一方の部品保持部３４（以下「第一部品保持部３５」と称す）は、他方の部品保持部３４（以下「第二部品保持部３６」と称す）よりも高い位置で部品を保持する。これにより、第一部品保持部３５が保持する部品（以下「第一部品Ｐ１」と称す）と、第二部品保持部３６が保持する部品（以下「第二部品Ｐ２，Ｐ２１，Ｐ２２」と称す）とが、互いに干渉することを回避することができる。

【0018】

このような構成により、例えば、第二部品Ｐ２が第一部品Ｐ１よりも大型の部品であり、第一部品Ｐ１と第二部品Ｐ２を、同じ高さ位置で保持すると第一部品Ｐ１と第二部品Ｐ２とが互いに干渉するような場合であっても、装着ヘッド３３は、第一部品Ｐ１と第二部品Ｐ２とを同時に保持することができる。

【0019】

なお、本実施形態では、装着ヘッド３３に２つの部品保持部３４が設けられる場合を例に挙げて説明するが、３つ以上の部品保持部３４が装着ヘッド３３に設けられていてもよい。

【0020】

１−２．部品装着処理１
次に、図３を参照して、制御装置５０により実行される部品装着処理１について説明する。この部品装着処理１は、装着ヘッド３３が、フィーダ２１の部品とトレイ２２の部品供給位置に供給された部品を採取し、基板搬送位置に搬送された基板Ｋに装着する処理の一例である。

【0021】

図３及び図４に示すように、部品装着処理１において、制御装置５０は、装着ヘッド３３をフィーダ２１上の部品供給位置に移動させる。そして、制御装置５０は、装着ヘッド３３に対して第一部品保持部３５を下降させ、第一部品保持部３５により第一部品Ｐ１を採取させる（Ｓ１）。続いて、制御装置５０は、装着ヘッド３３をトレイ２２上の部品供給位置に移動させる。そして、装着ヘッド３３に対して第二部品保持部３６を下降させ、第二部品保持部３６により第二部品Ｐ２１を採取させる（Ｓ２）。

【0022】

次に、制御装置５０は、装着ヘッド３３を撮像位置に移動させる（Ｓ３）。そして、制御装置５０は、第一部品Ｐ１を、部品カメラ４１の被写界深度外へ移動させた後に（Ｓ４）、部品カメラ４１による第二部品Ｐ２１の撮像を行う（Ｓ５）。これにより、制御装置５０は、部品カメラ４１が第二部品Ｐ２１を撮像した撮像結果を得ることができる。なお、Ｓ４の処理に関し、第一部品Ｐ１を被写界深度外へ移動させるタイミングは、撮像位置へ移動した後に行う場合に限られるものではなく、撮像位置への移動が完了する前でもよい。

【0023】

図３及び図５に示すように、制御装置５０は、第二部品Ｐ２１の撮像が終了した後に、装着ヘッド３３を基板Ｋ上に移動させる（Ｓ６）。そして、制御装置５０は、装着ヘッド３３に対して第二部品保持部３６を下降させ、第二部品保持部３６に保持された第二部品Ｐ２１のみを基板Ｋに装着する（Ｓ７）。次に、制御装置５０は、第一部品保持部３５に第一部品Ｐ１を保持させた状態のまま、装着ヘッド３３を撮像位置へ移動させる（Ｓ８）。そして、制御装置５０は、第一部品保持部３５が保持する第一部品Ｐ１を被写界深度内に移動させた後に、部品カメラ４１により撮像する（Ｓ９）。

【0024】

次に、図３及び図６に示すように、第一部品Ｐ１を撮像した後、制御装置５０は、装着ヘッド３３をトレイ２２上の部品供給位置へ移動させる（Ｓ１０）。そして、制御装置５０は、第一部品保持部３５に第一部品Ｐ１を保持させた状態のまま、装着ヘッド３３に対して第二部品保持部３６を下降させ、トレイ２２上の部品供給位置に供給された第二部品Ｐ２２を第二部品保持部３６により採取する（Ｓ１１）。その後、制御装置５０は、装着ヘッド３３を撮像位置に移動させる（Ｓ１２）。その後、制御装置５０は、第一部品Ｐ１を部品カメラ４１の被写界深度外へ移動させ（Ｓ１３）、部品カメラ４１による第二部品Ｐ２２の撮像を行う（Ｓ１４）。

【0025】

次に、図３に示すように、制御装置５０は、装着ヘッド３３を撮像位置から基板Ｋ上へ移動させる（Ｓ１５）。そして、制御装置５０は、装着ヘッド３３に対して第二部品保持部３６を下降させ、第二部品Ｐ２２を先に基板Ｋへ装着する。続いて、制御装置５０は、装着ヘッド３３に対して第一部品保持部３５を下降させ、第一部品Ｐ１を基板Ｋへ装着する（Ｓ１６）。

【0026】

このように、この部品装着処理１において、部品装着機１は、装着ヘッド３３が部品供給位置と部品搬送位置との間を２往復する間に、３つの部品を基板Ｋに装着できる。特に、部品装着機１は、第二部品Ｐ２１，Ｐ２２を第一部品Ｐ１よりも低い位置で保持することができるので、第二部品Ｐ２１，Ｐ２２が大型の部品であっても、第一部品Ｐ１と第二部品Ｐ２との干渉を回避することができる。よって、部品装着機１は、部品の装着作業を効率よく行うことができる。

【0027】

さらに、この部品装着処理１において、第一部品保持部３５が第一部品Ｐ１を、第二部品保持部３６が第二部品Ｐ２１，Ｐ２２を、それぞれ同時に保持した状態で、第二部品Ｐ２１，Ｐ２２を撮像した場合であっても、第二部品Ｐ２１，Ｐ２２の撮像結果として、制御装置５０は、適正な撮像結果を得ることができる。その結果、部品装着機１は、基板Ｋに対して第二部品Ｐ２１，Ｐ２２を適切な位置に装着することができる。

【0028】

２．第二実施形態
次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態では、部品カメラ４１から見た場合に、部品保持部３５が保持する第一部品Ｐ１を、第二部品保持部３６が保持する第二部品Ｐ２３により隠す状態にする。

【0029】

図７に示すように、第二実施形態では、第一部品保持部３５が第一部品Ｐ１を保持した状態で第二部品保持部３６により第二部品Ｐ２３を保持する際（第一実施形態における部品装着処理１内で実行されるＳ２及びＳ１１に相当）、第二部品保持部３６は、第二部品Ｐ２３により、第一部品Ｐ１が下方から見えなくなるように、第二部品Ｐ２３を保持する。具体的には、第二部品保持部３６が、第二部品Ｐ２３の中心からオフセットした位置で第二部品Ｐ２３を保持することにより、第二部品Ｐ２３を部品カメラ４１で撮像する際に、第一部品Ｐ１が撮像されないようにする。これにより、制御装置５０は、部品カメラ４１が第二部品Ｐ２３を撮像した撮像結果を得ることができる。

【0030】

３．第三実施形態
次に、第三実施形態について説明する。第三実施形態では、第二部品保持部３６が、保持した第二部品Ｐ２４をＺ軸方向に平行な軸線まわりに回転させることで、第一部品Ｐ１を第二部品Ｐ２３により隠す状態にする。なお、第二部品Ｐ２４は、平面視略矩形状であるものとする。

【0031】

図８に示すように、第三実施形態において、第一部品保持部３５が第一部品Ｐ１を保持し、且つ、第二部品保持部３６が第二部品Ｐ２４を保持した状態で、制御装置５０は、装着ヘッド３３に対し、Ｚ軸方向に平行な軸線まわりに第二部品保持部３６を回転させる。そして、制御装置５０は、第一部品Ｐ１が下方から見えなくなるように、第二部品Ｐ２４の向きを変える。これにより、第二部品Ｐ２４を部品カメラ４１で撮像する際に、第一部品Ｐ１が撮像されないようにすることができるので、制御装置５０は、部品カメラ４１が第二部品Ｐ２４を撮像した撮像結果を得ることができる。

【0032】

４．第四実施形態
次に、第四実施形態について説明する。第一実施形態において実行する部品装着処理１では、装着ヘッド３３が部品供給位置と基板搬送位置との間を２往復する間に、３つの部品を部品供給位置から基板搬送位置へ搬送する。これに対し、第四実施形態において実行する部品装着処理２では、装着ヘッド３３が部品供給位置と基板搬送位置との間を１往復する間に、２つの部品を部品供給位置から基板搬送位置へ搬送する。

【0033】

図９及び図１０に示すように、第四実施形態における部品装着処理２において、制御装置５０は、装着ヘッド３３をフィーダ２１上の部品供給位置に移動させた後、装着ヘッド３３に対して第一部品保持部３５を下降させ、フィーダ２１上の第一部品Ｐ１を第一部品保持部３５により採取する（Ｓ２１）。次に、制御装置５０は、第一部品保持部３５に第一部品Ｐ１を保持させ、且つ、第二部品保持部３６には第二部品Ｐ２５を保持させない状態で、装着ヘッド３３を撮像位置に移動させる（Ｓ２２）。そして、制御装置５０は、第一部品保持部３５に保持された第一部品Ｐ１を部品カメラ４１により撮像する（Ｓ２３）。

【0034】

次に、図９及び図１１に示すように、制御装置５０は、装着ヘッド３３を撮像位置からトレイ２２上の部品供給位置へ移動させる（Ｓ２４）。そして、制御装置５０は、第一部品保持部３５により第一部品Ｐ１を保持させた状態のまま、装着ヘッド３３に対して第二部品保持部３６を下降させ、第二部品Ｐ２５を第二部品保持部３６により採取する（Ｓ２５）。続いて、制御装置５０は、第一部品保持部３５が第一部品Ｐ１を保持し、且つ、第二部品保持部３６が第二部品Ｐ２５を保持した状態で、撮像位置へ装着ヘッド３３を移動させる（Ｓ２６）。そして、制御装置５０は、第一部品Ｐ１を、部品カメラ４１の被写界深度外へ移動させた後に（Ｓ２７）、部品カメラ４１による第二部品Ｐ２５の撮像を行う（Ｓ２８）。

【0035】

次に、図９及び図１２に示すように、制御装置５０は、装着ヘッド３３を撮像位置から基板Ｋ上へ移動させる（Ｓ２９）。そして、制御装置５０は、装着ヘッド３３に対して第二部品保持部３６を下降させ、第二部品Ｐ２５を先に基板Ｋへ装着する。続いて、制御装置５０は、装着ヘッド３３に対して第一部品保持部３５を下降させ、第一部品Ｐ１を基板Ｋへ装着する（Ｓ３０）。

【0036】

このように、この部品装着処理２において、部品装着機１は、装着ヘッド３３が部品供給位置と部品搬送位置との間を１往復する間に、２つの部品を基板Ｋに装着できるので、部品装着機１は、部品の装着作業を効率よく行うことができる。

【0037】

以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。

【0038】

例えば、上記第一実施形態の部品装着処理１において、Ｓ２の処理で採取する第二部品Ｐ２１とＳ１１の処理で採取する第二部品Ｐ２２が同一部品である場合を例に挙げて説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、２つの第二部品Ｐ２１とＰ２２が異なる部品であってもよい。

【符号の説明】

【0039】

１：部品装着機、 ３３：装着ヘッド、 ３５：第一部品保持部、 ３６：第二部品保持部、 ４１：部品カメラ（撮像装置）、 ５０：制御装置、 Ｋ：基板、 Ｐ１：第一部品、 Ｐ２，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５：第二部品

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】