JPH11307998A - 電子部品の実装方法及び電子部品の実装機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 実装の際に生じる誤差を修正することによ
り、高速動作においても充分な実装精度を確保すること
ができる。 【解決手段】 水平方向Ｘ，Ｙ及び垂直方向Ｚに移動す
ることが可能な部品装着用ヘッド１２を用いて、所定の
実装プログラムに従い自動的に基板２０に電子部品の実
装を行う実装機１に対して、複数のマーク２２がマトリ
クス状に設けられた治具基板２１のマーク２２の位置座
標を測定する工程と、マーク２２の位置を装着位置とし
て治具基板２１にダミー部品の装着を行う工程と、ダミ
ー部品が装着された位置の座標を測定する工程と、治具
基板２１のマーク２２の位置座標とダミー部品が装着さ
れた位置座標との間の誤差量を算出する工程とを有し、
所定の実装プログラムに誤差量に基づいた修正を行った
修正実装プログラム得て、この修正実装プログラムによ
り、基板２０への電子部品の実装を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に電子部品
を実装する際の電子部品の実装方法及び電子部品の実装
機に係わり、特に自動的に実装を行う実装機に適用して
好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子部品において、実装部品の小
型化及び基板の高密度化が留まる所を知らず日進月歩で
進んでいる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の実装部品の高密
度化に伴い、実装を行う製造設備に対しても、精度の要
求が厳しくなる傾向にあり、現状の設備構造における精
度の限界を超えた精度が要望される場合も起こってきて
いる。

【０００４】実装精度を向上するだけであれば、例えば
３次元測定機並に剛性を有するように設備（実装機）を
構成すれば達成可能である。しかしながら、実装機の剛
性を強くすると、その分重量が増加するため慣性力が大
きくなり、動作に大きな力を必要としたり、消費電力が
増大したりするため、高速動作させることが困難にな
る。即ち、実装速度の要求を満足できなくなるため、実
装機の剛性のみを高めることはできない。

【０００５】また、最近では、基板サイズの大型化も合
わせて進行しているために、これに対応して設備の大型
化を図る必要があり、ますます実装精度を向上すること
が困難な状況となってきている。

【０００６】因みに、基板に対して複数種の電子部品を
実装する異形部品装着機（異形マウンター）において、
現在のカタログスペックの平均レベルは以下の通りであ
る。 １．基板サイズ ：４６０×５１０ｍｍ （部品吸着点を含めると可動範囲は８００×８００ｍｍ程度が必要である。） ２．装着精度（０．３ｍｍピッチのＶＱＦＰ（Very Quad Flat Plastic）を実装 する場合の値） ：±０．０２５ｍｍ ３．部品サイズ ：５０×５０ｍｍ ４．基板当たり装着時間 ：２．０秒（リードの認識時間含む） ５．装着角度 ：１度単位で設定可能

【０００７】実装する部品の位置決めは、画像認識を用
いているため、それ自身にも幾分誤差を有している。従
って、装着設備のメカ部としては、装着精度より高精度
の±０．０２ｍｍ程度の精度が要求される。

【０００８】しかしながら、実際には高速性を重視する
ために、軽量化した機構部と、１０００ｍｍ以上の可動
部を有する構造とされていて、軽量化のため振動しやす
く、可動部が長いため撓みやすくなり、上述の±０．０
２ｍｍ程度の精度を実現できないことが多くなり、この
点が問題となっている。

【０００９】ここで、部品、基板ともにカメラで位置認
識を行っているため、本来ならば装着位置のズレは発生
しないはずである。ところが、実際には、ロボット即ち
実装機の可動部の機構が公差内であっても多少の誤差を
有していることと、カメラによる位置の読みとりにも幾
分誤差が有ることから、ズレを全く０とすることは実際
には困難である。

【００１０】従来は、このズレが問題とならなかった
が、最近の部品の小型化に伴う高精度実装では精度の要
求がより厳しくなり、ズレが許容できなくなってきてい
る。

【００１１】このズレ即ち装着誤差は、実装機の可動部
の機構をできる限り高精度にすることにより、幾分は改
善できる。

【００１２】しかしながら、実装機の可動部の機構とし
て一般に用いられている、Ｘ軸方向（水平方向）に延び
るレールに部品ヘッド部をぶら下げて部品ヘッド部の先
端からＺ軸方向に部品吸着ノズルを伸ばしている構成に
おいては、レールと部品ヘッド部の自重によりレールが
たわんだり、レールが捻れたりする。またレールの摩耗
等により部品ヘッド部の位置がずれたりする。

【００１３】このとき、自由端である部品ヘッド部の部
品吸着ノズル先端が最もズレ量が大きくなり、場合によ
っては上述の許容精度の範囲を超えてしまうことがあ
る。

【００１４】例えばＸ軸方向の長さが１ｍ以上のレール
に、Ｚ軸方向（鉛直方向）に１５０ｍｍ近くも延びる部
品ヘッド部がぶら下がっている状態では、部品ヘッド部
の部品吸着ノズル先端では、要求されるスペック例えば
±０．０２５ｍｍを超えるズレが生じてしまっている。

【００１５】また、部品ヘッド部には、通常、装着位置
を認識する画像認識用のＴＶカメラと、部品吸着ノズル
（２本以上の場合もある）が組み込まれている。

【００１６】ここで、Ｘ軸方向の移動に伴うＴＶカメラ
及び部品吸着ノズルのＹ軸方向の変化量を図６に示す。
Ｓは移動のスタート点、曲線ＩはＴＶカメラのＹ軸方向
の変化量、曲線ＩＩは部品吸着ノズルのＹ軸方向の変化
量をそれぞれ示す。尚、この測定に用いた実装機におけ
る装着範囲はＸ：−１５５〜４１５（ｍｍ）の範囲であ
る。

【００１７】図６では、Ｙ座標を固定して（Ｙ＝２５０
ｍｍ）、Ｘ軸方向に移動を行っているので、理想的には
Ｙ軸方向の変化量は０であるが、実際にはレールと部品
ヘッドとの間のかみ合わせの具合等によりＹ軸にμｍ単
位の変化が生じている。また、ＴＶカメラと部品吸着ノ
ズルとはある程度例えば約１００ｍｍの間隔を有してい
るため、Ｙ軸方向の変化量に多少の違いを生じていて、
これらの相対位置関係は常に一定ではないことがわか
る。

【００１８】このように、ＴＶカメラ及び部品吸着ノズ
ルの相対位置関係が、部品の取付位置のＸＹ座標により
変化することが判明しており、そのため、前述の精度の
問題をより複雑にしている。

【００１９】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、実装の際に生じる誤差を修正することにより、
高速動作においても充分な実装精度を確保することがで
きる電子部品の実装方法及び電子部品の実装機を提供す
るものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品の実装
方法は、水平方向及び垂直方向に移動することが可能な
部品装着用ヘッドを用いて、所定の実装プログラムに従
って、自動的に基板に複数の電子部品の実装を行う電子
部品の実装機に対して、複数のマークがマトリクス状に
設けられた治具基板のマークの位置座標を測定し、部品
装着用ヘッドによりマークの位置を装着位置として治具
基板にダミー部品の装着を行い、ダミー部品が装着され
た位置の座標を測定し、治具基板のマークの位置座標と
ダミー部品が装着された位置座標との間の誤差量を算出
し、所定の実装プログラムに誤差量に基づいた修正を行
った修正実装プログラムを得、この修正実装プログラム
により、基板への電子部品の実装を行うものである。

【００２１】本発明の電子部品の実装機は、水平方向及
び垂直方向に移動することが可能な部品装着用ヘッドを
用いて、所定の実装プログラムに従って、自動的に基板
に複数の電子部品の実装を行う電子部品の実装機であっ
て、座標を測定する測定手段と、予め座標が測定された
複数のマークがマトリクス状に設けられた治具基板に対
して、マークの座標が測定手段により測定された第１の
測定値と、部品ヘッドによりマークの位置に装着された
ダミー部品の座標が測定手段により測定された第２の測
定値とから、治具基板のマークの座標とダミー部品が装
着された座標との間の誤差量を算出する誤差量算出手段
と、誤差量を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶
した誤差量に基づいて、所定の実装プログラムに修正を
行う実装プログラム修正手段とを備え、この実装プログ
ラム修正手段により修正された実装プログラムにより、
基板への電子部品の実装位置が規定されるものである。

【００２２】上述の本発明の電子部品の実装方法によれ
ば、治具基板のマークの座標とダミー部品が装着された
座標との間の誤差量を算出し、この誤差量に基づいて修
正された実装プログラムにより基板への電子部品の実装
を行うことにより、部品装着用ヘッドの移動の際に生じ
る誤差量を修正して基板上の正しい位置に精度良く部品
を実装することができる。

【００２３】上述の本発明の電子部品の実装機によれ
ば、治具基板のマークの座標とダミー部品が装着された
座標との間の誤差量が算出され、記憶手段に記憶された
この誤差量に基づいて修正された実装プログラムにより
基板への電子部品の実装位置が規定されることにより、
部品装着用ヘッドの移動の際に生じる誤差量を修正して
基板上の正しい位置に精度良く部品を実装できる実装機
を構成することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明は、水平方向及び垂直方向
に移動することが可能な部品装着用ヘッドを用いて、所
定の実装プログラムに従って、自動的に基板に複数の電
子部品の実装を行う電子部品の実装機に対して、複数の
マークがマトリクス状に設けられた治具基板の該マーク
の位置座標を測定し、部品装着用ヘッドによりマークの
位置を装着位置として治具基板にダミー部品の装着を行
い、ダミー部品が装着された位置の座標を測定する工程
と、治具基板のマークの位置座標とダミー部品が装着さ
れた位置座標との間の誤差量を算出する工程とを有し、
所定の実装プログラムに誤差量に基づいた修正を行った
修正実装プログラムを得、修正実装プログラムにより、
基板への電子部品の実装を行う電子部品の実装方法であ
る。

【００２５】また本発明は、上記電子部品の実装方法に
おいて、部品が装着された位置の座標の測定を、部品装
着用ヘッドに併設され部品装着用ヘッドに追随して移動
する撮像カメラによって測定を行う。

【００２６】また本発明は、上記電子部品の実装方法に
おいて、撮像カメラの読みとり精度より充分高い精度の
測定機により治具基板のマークの位置座標を測定した後
に、再度撮像カメラにより上記治具基板のマークの位置
座標の測定を行い、撮像カメラの読みとり誤差量を算出
する。

【００２７】また本発明は、上記電子部品の実装方法に
おいて、撮像カメラの読みとり誤差量を全てのマークの
位置について記憶し、記憶した読みとり誤差量を読み出
して実装プログラムの読み取り誤差の補正を行う。

【００２８】また本発明は、上記電子部品の実装方法に
おいて、治具基板のマークが、治具基板にマトリクス状
に形成された穴であって、かつダミー部品として穴の径
より大なる径の円板形状のダミー部品を用いる。

【００２９】また本発明は、上記電子部品の実装方法に
おいて、電子部品を装着する位置座標の近傍の少なくと
も１つ以上の上記マークの上記誤差量から修正量を算出
して上記実装プログラムに修正を行う。

【００３０】本発明は、水平方向及び垂直方向に移動す
ることが可能な部品装着用ヘッドを用いて、所定の実装
プログラムに従って、自動的に基板に複数の電子部品の
実装を行う電子部品の実装機であって、座標を測定する
測定手段と、予め座標が測定された複数のマークがマト
リクス状に設けられた治具基板に対して、マークの座標
が測定手段により測定された第１の測定値と、部品装着
用ヘッドによりマークの位置に装着されたダミー部品の
座標が測定手段により測定された第２の測定値とから、
治具基板のマークの座標とダミー部品が装着された座標
との間の誤差量を算出する誤差量算出手段と、誤差量を
記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶した誤差量に
基づいて、所定の実装プログラムに修正を行う実装プロ
グラム修正手段とを備え、この実装プログラム修正手段
により修正された実装プログラムにより、基板への電子
部品の実装位置が規定される電子部品の実装機である。

【００３１】また本発明は、上記電子部品の実装機にお
いて、第１の測定値と予め測定されたマークの座標の測
定値との間の誤差量を算出する第２の誤差量算出手段
と、第２の誤差量算出手段により算出された誤差量を記
憶する第２の記憶手段とを備え、この第２の記憶手段に
記憶された誤差量により第２の測定値が補正される構成
とする。

【００３２】また本発明は、上記電子部品の実装機にお
いて、測定手段が、上記部品装着用ヘッドに併設され上
記部品装着用ヘッドに追随して移動する撮像カメラであ
る構成とする。

【００３３】図１は本発明に係る電子部品の実装機の一
実施の形態の概略構成図を示す。

【００３４】図１に示す実装機１は、基板上に複数種の
部品を実装する異形部品装着機（異形マウンター）の一
形態であり、一般的な直行型の三軸ロボットをベースに
して作られている。実装機１は、電子部品がマウントさ
れる基板２０を載置する基板載置部と、電子部品を供給
するための部品供給部３と、部品供給部３から電子部品
を吸着（もしくは把持）して基板２０上にマウントする
ための部品装着用ヘッド（以下部品ヘッド部１２とす
る）と、部品の位置を確認するための撮像カメラである
位置認識カメラ１５と、実装プログラムに基づいて部品
ヘッド部１２の制御を行うための制御ボックス５とを備
えて成る。

【００３５】部品ヘッド部１２は、水平面にＸ軸及びＹ
軸をとり、鉛直方向をＺ軸方向として、Ｘ軸方向、Ｙ軸
方向、Ｚ軸方向にそれぞれ移動可能な機構を備えてい
る。

【００３６】即ち、具体的な移動可能な機構として、梁
状のレール２を跨いで、ケーブルベアー１１が接続され
たＸ軸方向の移動が可能な部品ヘッド部１２が設けられ
ている。

【００３７】また、部品ヘッド部１２の拡大図を図２に
示すように、この部品ヘッド部１２には２本の部品保持
用ノズル１３，１４が設けられ、さらに部品の位置を撮
影かつ検出する検出部（撮像装置）として位置認識カメ
ラ１５が併設されている。この図２の場合は、部品吸着
ノズル１３と部品把持ノズル１４の２本のノズルが設け
られている。

【００３８】尚、部品保持用ノズル１３，１４は、交換
可能であり、吸着ノズルや把持ノズルに限らずその他の
種類のノズルを装着するようにしてもよく、２つの同一
種のノズルを装着してもよい。

【００３９】梁状のレール２は、その両端がスライドす
ることによりＹ軸方向への移動が可能である。また、Ｚ
軸方向の移動は、部品ヘッド部１２から部品保持用ノズ
ル１３，１４の根元が出入りすることにより行われる。

【００４０】実装機１の後部には、部品供給トレイ等の
容器に収納された電子部品を保管し、実装の際に部品供
給トレイが送り出されるように構成した部品供給部３が
設けられている。尚、部品供給部３から送り出された部
品供給トレイ等の容器の近傍には、部品認識カメラ（図
示せず）が設けられ、画像認識により部品ノズル１３，
１４によって吸着又は把持した電子部品の形状及び位置
を高速で認識することができる。

【００４１】実装機１の側部には、部品認識カメラの像
を表示するモニタ４と、部品保持用ノズル１３，１４の
移動の制御を行う制御ボックス５が設けられている。制
御ボックス５の表面には制御のためのデータやコマンド
の入力を行うボタンや入力内容などの表示を行うディス
プレイ等が設けられる。

【００４２】尚、図１では、部品を実装した後の基板の
排出機構等の構成は省略している。

【００４３】この実装機１における部品取付は、実装プ
ログラムに基づいて、制御部からの命令により、例えば
次のような流れで行われる。ここではＱＦＰ（Quad Fla
t Plastic ）装着の場合を説明する。

【００４４】まず、部品供給部３から部品供給トレイ
（図示せず）が部品保持用ノズル１３，１４の可動範囲
内に送り出され、上述のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向
の移動を行うことにより、部品保持用ノズル１３，１４
が供給トレイ内の実装プログラムにより指定された電子
部品を吸着又は把持する。

【００４５】次に、下から見上げている部品認識カメラ
で電子部品の形状と位置（含む角度）を読み取る。ＱＦ
Ｐ装着ではここでリードの曲がりも認識される。

【００４６】そして、部品を吸着したまま、Ｚ軸方向の
上方に移動して部品供給トレイから取り出した後、Ｘ軸
方向及びＹ軸方向の移動を行って、電子部品の実装を行
う基板２０の所定の取付位置まで移動する。このとき、
基板２０に目印として記載したターゲットマークから基
板２０の位置と角度を読み取る。

【００４７】さらに、Ｘ軸方向・Ｙ軸方向夫々のズレを
修正した後、部品保持用ノズル１３，１４がＺ軸方向の
下方に移動して基板２０への部品の取付が行われる。取
付後は、部品吸着ノズル１３の吸着を停止させ、或いは
部品把持ノズル１４の把持を緩め、さらに部品保持用ノ
ズル１３，１４をＺ軸方向上方に移動させることにより
基板２０に取り付けられた部品から離して、次の部品の
取付を行うことが可能となる。これらの動作を所定分繰
り返して実装を終了する。

【００４８】上述のＱＦＰ（Quad Flat Plastic ）装着
の場合は、リードの曲がり方向認識も必要であるため、
約２秒／個程度の速度であるが、リードのない例えばチ
ップ部品の装着では０．５秒／個程度で実装が行われる
ため、実装機１が揺れる程の速度である。

【００４９】ここで、部品、基板ともにカメラで位置認
識を行っているため、本来ならば装着位置のズレは発生
しないはずである。ところが、実際はロボット即ち可動
部の機構が公差内であっても多少の誤差を有しているこ
とと、カメラによる位置の読みとりにも幾分誤差が有る
ことから、ズレ量を全く０とすることは実際には困難で
ある。

【００５０】しかし、そのズレ量は部品の装着位置の座
標に対応していて、再現性があることが分かっているた
め、ズレ量の分だけ部品保持用ノズル１３，１４の位置
を修正することが可能である。

【００５１】その修正方法を以下に説明する。一連の工
程の流れを図４及び図５に示す。図４及び図５中、太い
矢印は、矢印の元の実装プログラム等のプログラム又は
工程に基づいて実行されることを示す。

【００５２】１．図４の第１ステップＳ１で治具基板を
作成する。 治具基板２１としては、その実装機１に適用可能な基板
２０の最大限の大きさを有し熱膨張の少ない金属板が好
ましい。この金属板に、マークとして約５０ｍｍ四方間
隔の格子状に配列されるように例えば直径３ｍｍ程度の
穴２２を空けて、治具基板２１を作製する。

【００５３】図３に治具基板２１の一形態を示す。この
治具基板２１は、（Ｘ０，Ｙ０）の位置を座標の基準点
として、Ｘ座標がそれぞれＸ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ
４，Ｘ５，・・・、Ｙ座標がそれぞれＹ０，Ｙ１，Ｙ
２，Ｙ３，Ｙ４である位置にマークとなる格子穴２２が
開けられ、この格子穴２２が格子状に配列されている。

【００５４】尚、格子穴２２の格子間隔は、図３に示す
ようにＸ方向の間隔とＹ方向の間隔とを等しくするのが
好ましいが、特にいずれかの方向の要求実装精度が高い
製品の場合には、その方向の間隔を他の方向の間隔より
狭くする構成を採ってもよい。

【００５５】２．図４の第２ステップＳ２で治具基板２
１の夫々の格子穴２２の座標を、例えば３次元測定機な
ど高精度の測定機により精密に測定する。ここで得られ
る測定値をＤａｔａ．１とする。このとき、測定機によ
って格子穴２２の中心（又は重心）の位置を求めて、格
子穴２２の中心の座標を格子穴２２の座標とする。格子
穴２２が円形の場合は中心の位置、楕円形その他の場合
は重心の位置の座標を使用する。

【００５６】この格子穴２２の中心又は重心の位置は、
画像処理プログラム等を用いてコンピュータにより自動
的に位置を求め座標を決定することも可能である。

【００５７】３．図４の第３ステップＳ３で治具基板２
１の格子穴２２と同じ位置に部品を取り付ける実装プロ
グラムを作成する。この実装プログラムは、部品を取り
付ける位置の座標データを与えることによって、基板上
のその座標の位置に部品を取り付けることができるよう
に制御するように構成されたプログラムである。即ち、
この工程において、実装プログラム（Ｐｒｏｇ．１）に
は、先に高精度の測定機で測定した格子穴２２の中心
（又は重心）座標データ（Ｄａｔａ．１）を入力する。

【００５８】尚、この格子穴２２の中心（又は重心）の
座標データの入力は、高精度の測定機による測定値を人
手で入力を行ってもよく、また高精度の測定機から電子
記憶媒体に記憶してこの記憶媒体を介して入力を行って
も良く、またデータ転送プログラムを用いることにより
高精度の測定機から実装プログラムを用いる実装機１に
自動的に実装プログラムにデータ転送して測定値が取り
込まれるようにしてもよい。

【００５９】４．図４の第４ステップＳ４で治具基板２
１を実装機１に設置して、原点合わせをした後、部品ヘ
ッド部１２に搭載された位置認識カメラ１５を移動させ
て、各格子穴２２の座標を測定する。このとき得られる
データをＤａｔａ．２とする。

【００６０】位置認識カメラ１５による座標の測定は、
前述の高精度の測定機による測定と同様に、格子穴２２
の中心又は重心の位置を自動的に認識して測定を行うこ
とができる。

【００６１】５．図４の第５ステップＳ５で位置認識カ
メラ１５によって測定した格子穴（マーク）２２の座標
（Ｄａｔａ．２）を精度の高い測定機によって測定した
格子穴（マーク）２２の座標（Ｄａｔａ．１）と比較す
る。これにより、カメラの読みとり誤差（Ｄａｔａ．
Ｃ）が得られる。Ｄａｔａ．２−Ｄａｔａ．１＝カメラ
の読みとり誤差（Ｄａｔａ．Ｃ）

【００６２】この誤差の量Ｄａｔａ．Ｃの算出は、誤差
量算出手段として、実装機１の制御プログラム中に算出
プログラムを含めておくことにより、入力されているＤ
ａｔａ．１と、位置認識カメラ１５の測定により得られ
たＤａｔａ．２とから自動的に算出することが可能であ
る。

【００６３】尚、このカメラの読みとり誤差は、各格子
穴２２の座標毎に算出した値を実装機１の記憶手段に記
憶しておいて、以降の位置認識カメラ１５による測定の
際には測定値を修正できるように制御プログラムを構成
するとよい。このとき、任意の点の修正値には、その点
の周囲にある格子穴２２のうち、最も近い格子穴２２に
おけるカメラの読みとり誤差の量を採用する。

【００６４】６．図４の第６ステップＳ６で実装プログ
ラム（Ｐｒｏｇ．１）に基づいて、治具基板２１の格子
穴（マーク）２２の位置にダミー部品を装着する。例え
ば直径５ｍｍの円形形状で厚さが２ｍｍのダミー部品
を、部品吸着ノズル１３で吸着し、治具基板２１の直径
３ｍｍの各格子穴２２上に装着する。このとき、ダミー
部品の装着後の位置ずれを防止するために、治具基板２
１の格子穴２２上に粘着テープ等を貼ることが望まし
い。

【００６５】ダミー部品は、格子穴２２の直径より大き
い直径として、格子穴２２の上に取り付けることができ
るようにする。また、ダミー部品は、各方向の長さが等
しく、かつ中心を容易に求めることができる円形形状と
するのが望ましい。

【００６６】７．図４の第７ステップＳ７で部品ヘッド
１２に搭載された位置認識カメラ１５により実装機１で
のダミー部品の装着位置の座標を測定する。このとき得
られるデータをＤａｔａ．３とする。

【００６７】８．図４の第８ステップＳ８でダミー部品
の装着位置（Ｄａｔａ．３）と位置認識カメラ１５によ
って測定した格子穴（マーク）２２の座標（Ｄａｔａ．
２）とを比較することにより、真の装着誤差を得る。こ
の真の装着誤差の値をＤａｔａ．４とする。Ｄａｔａ．
３−Ｄａｔａ．２＝真の装着誤差（Ｄａｔａ．４）尚、
この工程は、位置認識カメラ１５の読み取り誤差を修正
した後に実施する。

【００６８】この誤差の量Ｄａｔａ．４の算出は、誤差
量算出手段として、実装機１の制御プログラム中に算出
プログラムを含めておくことにより、先に得られた格子
穴（マーク）２２の位置測定値Ｄａｔａ．２と、後で得
られたダミー部品の装着位置の測定値Ｄａｔａ．３とか
ら自動的に算出することが可能である。

【００６９】そして、この真の装着誤差は、各格子穴２
２の座標毎に算出した値を実装機１の記憶手段に記憶し
ておいて、後述するように実際に基板２０に部品を実装
する実装プログラムを修正できるようにするとよい。

【００７０】上述の装着誤差を算出する工程までの流れ
は、図４に示すように行われる。続いて、基板２０上に
部品を実装するまでの流れを図５に示す。

【００７１】９．ＣＡＤ情報等の実装する部品の設計情
報に基づいて、図５の第９ステップＳ９で実装機１毎の
実装プログラム（Ｐｒｏｇ．２）を作成する。

【００７２】１０．図５の第１０ステップＳ１０でこの
実装機１毎の実装プログラム（Ｐｒｏｇ．２）に、前述
の第８ステップＳ８で得られた真の装着誤差（Ｄａｔ
ａ．４）を加味した修正を加え、修正済み実装プログラ
ム（Ｐｒｏｇ．３）を作成する。

【００７３】この実装プログラムの修正は、実装プログ
ラム修正手段として、例えば実装機１の制御プログラム
中に、実装機１毎の実装プログラム（Ｐｒｏｇ．２）に
真の装着誤差（Ｄａｔａ．４）を加味して修正済みプロ
グラム（Ｐｒｏｇ．３）を自動的に作成するプログラム
を含めて行うようにするとよい。

【００７４】尚、この修正済み実装プログラム（Ｐｒｏ
ｇ．３）は、実装機１の中に実装プログラム（Ｐｒｏ
ｇ．２）を読み込む際に、自動的に真の装着誤差（Ｄａ
ｔａ．４）を加味してその都度作成させ実装機１の例え
ば制御ボックス５内にある記憶領域にのみ存在させるよ
うにしてもよい。

【００７５】１１．図５の第１１ステップＳ１１で修正
済み実装プログラム（Ｐｒｏｇ．３）により生産用の基
板２０への電子部品の実装を行う。

【００７６】尚、実装機１毎に真の実装誤差Ｄａｔａ．
４が異なるため、１つの実装機１用に作成した修正済み
実装プログラム（Ｐｒｏｇ．３）は、他の実装機１に流
用するべきではない。

【００７７】この一連の工程を定期的に行うことによ
り、実装機１が元来有している誤差を修正するだけでな
く、例えばレールの摩耗等の経時変化に起因する誤差分
も修正可能となる。これにより、経時変化が生じても、
繰り返しの再現性が維持され、生じる誤差量が一定であ
る間は、精度を保つことが可能である。従って、基板２
０への実装位置の測定を一枚毎に行う必要がなく、繰り
返しの再現性が得られる間は、同じ修正済み実装プログ
ラムによって、基板２０上の正しい位置に部品を実装す
ることができる。

【００７８】そして、繰り返しの再現性が維持されなく
なった場合には、部品ヘッド１２やレール２等の可動機
構を点検し、必要に応じて修理・交換した後に、再び治
具基板２１とダミー部品による測定を行って、修正実装
プログラムを作成すれば、また再現性が維持される間は
精度を保つことができる。

【００７９】上述の一連の工程を、さらに具体的な数値
を示して説明する。ここで、図３に示す治具基板２１の
（Ｘ３，Ｙ２）の位置の格子穴（マーク）２２であるＡ
点に着目して説明する。Ａ点の座標を、３次元測定機等
により精密測定して（Ｄａｔａ．１）、Ｘ＝１５０ｍ
ｍ，Ｙ＝１００ｍｍを得たとする。以下単位のｍｍは省
略して説明する。

【００８０】続いて、Ａ点を位置認識カメラ１５で読み
取り、読み取った測定値（Ｄａｔａ．２）がＸ＝１４
９．９，Ｙ＝１００．２であったとする。このとき、位
置認識カメラ１５の読みとり誤差（Ｄａｔａ．Ｃ）は、
Ｘ方向で、１４９．９−１５０＝−０．１Ｙ方向で、１
００．２−１００＝＋０．２となる。

【００８１】従って、カメラ読みとり修正値、即ち誤差
を打ち消すための修正値は、（−Ｄａｔａ．Ｃ）に該当
し、次の通りとなる。 Ｘ方向＝＋０．１，Ｙ方向＝−０．２

【００８２】このカメラ読みとり修正値をカメラによる
測定値に加算すると次のようになる。 Ｘ方向では、１４４．９（カメラ測定値）＋０．１（修
正値）＝１５０ Ｙ方向では、１００．２（カメラ測定値）−０．２（修
正値）＝１００ このように、最初に精密測定した値（Ｄａｔａ．１）と
一致する。

【００８３】このカメラ読みとり修正値の適用範囲は、
各格子穴２２の中線を境界とした範囲、即ちＡ点の場合
には、Ｘ方向：１２５〜１７５，Ｙ方向：７５〜１２５
とする。

【００８４】続いて、治具基板の各格子穴（マーク）２
２上に部品を置く実装プログラムを作成し、その実装プ
ログラムでダミー部品（直径５ｍｍ厚さ２ｍｍ）をマウ
ントする。そして、マウントされたダミー部品の位置
を、位置認識カメラ１５で測定し（Ｄａｔａ．３）、例
えばＡ点の場合に、Ｘ＝１４９．７，Ｙ＝１００．５で
あったとする。

【００８５】次に、ダミー部品の位置を位置認識カメラ
１５で読み取った測定値（Ｄａｔａ．３）に、先に求め
たカメラ読みとり誤差の修正値（−Ｄａｔａ．Ｃ）を加
算して、ダミー部品の真の装着位置座標（Ｄａｔａ．３
−Ｄａｔａ．Ｃ）を求める。 Ｘ方向 １４９．７＋０．１（カメラ修正値）＝１４
９．８ Ｙ方向 １００．５−０．２（カメラ修正値）＝１０
０．３ このとき、真の装着誤差（Ｄａｔａ．４）は次のように
なる。 Ｘ方向 １４９．８−１５０＝−０．２ Ｙ方向 １００．５−１００＝＋０．３ これは、式で表すと次の数１になる。

【００８６】

【数１】 （Ｄａｔａ．３−Ｄａｔａ．Ｃ）−Ｄａｔａ．１ ＝Ｄａｔａ．３−（Ｄａｔａ．２−Ｄａｔａ．１）−Ｄａｔａ．１ ＝Ｄａｔａ．３−Ｄａｔａ．２ ＝Ｄａｔａ．４

【００８７】そして、装着位置の修正値即ち真の装着誤
差を打ち消す値は、（−Ｄａｔａ．４）に該当し、その
値は次の通りとなる。 Ｘ方向 ＋０．２，Ｙ方向 −０．３ この修正値を用いて修正済み実装プログラム（Ｐｒｏ
ｇ．３）を作成することができる。

【００８８】この修正値の適用範囲は、カメラ読みとり
誤差の修正値（−Ｄａｔａ．Ｃ）の場合と同じく各格子
穴２２の中線を境界としてもよいが、さらに微細修正す
る場合には、境界内の格子穴２２の隣に位置する格子穴
２２における装着位置の修正値（−Ｄａｔａ．４）との
差を比例配分するとよい。

【００８９】尚、上述の説明では、Ａ点の座標は（１０
０ｍｍ，１５０ｍｍ）ちょうどとして説明したが、治具
基板２１の格子穴２２の加工精度はそれほど高くなくて
もよく、Ａ点にある格子穴２２の中心（又は重心）の座
標が例えば（１０１ｍｍ，１４９ｍｍ）等であっても、
３次元測定機等精度の高い測定機によって、座標の精密
な測定値が得らればよい。

【００９０】上述の精度較正法は、治具基板とダミー部
品があれば、実装機１が有している機能を利用すること
で自己修正が可能となる。尚、制御ソフトウエアの面で
の追加は必要である。

【００９１】そして、この修正済み実装プログラム（Ｐ
ｒｏｇ．３）に従って部品の実装を行うことにより、下
記の効果を生ずることができる。

【００９２】１．設備類の剛性をさほど高めることなく
高精度の部品装着が可能となる。

【００９３】２．治具基板２１と修正済み実装プログラ
ム（Ｐｒｏｇ．３）を１回用意すれば、次回からは特に
技能を必要とせずに実装位置の修正ができる。

【００９４】３．経時変化によりレール２や部品ヘッド
部１２等機構部に変化があっても、再現性が得られる状
態で有る間は精度が維持できる。

【００９５】４．治具基板２１は、格子穴２２の座標の
測定精度さえ高ければ、穴の加工精度は低くてもよいた
め、治具基板２１を用いることによる製造コストアップ
は少なく、むしろ基板２０一枚毎に部品の実装位置を測
定し修正する必要がないため、製造時間の短縮ができ、
その結果として製造コストの低減が図られる。

【００９６】本発明の電子部品の実装方法及び電子部品
の実装機は、上述の実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成
が取り得る。

【００９７】

【発明の効果】上述の本発明によれば、設備類の剛性を
さほど高めなくても高精度の部品の実装が可能となる。

【００９８】また、治具基板と実装プログラムとを用意
し、いったん実装プログラムの修正を行えば、次回から
は特に技能を必要とせずに実装位置の修正ができる。さ
らに、経時変化による機構部変化があっても再現性が得
られる状態で有れば精度が維持できる。そして、治具基
板は、測定精度さえ高ければ加工精度は低くてもよいた
め、治具基板は安価に作成することができる。従って実
装位置の測定を基板一枚一枚に対して行う必要がなく、
製造に係る時間が短縮されるとともに、治具基板を用い
ることによるコスト上昇は小さいので、基板への部品の
実装にかかる製造コストの低減が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子部品の実装機の一実施の形態
の概略構成図（斜視図）である。

【図２】図１の実装機の部品ヘッド部付近の拡大図であ
る。

【図３】格子穴を設けた治具基板を示す図である。

【図４】真の装着誤差を得るまでの工程の流れを示す図
である。

【図５】修正した実装プログラムを用いて実装を行うま
での工程の流れを示す図である。

【図６】Ｘ軸方向の移動による位置認識カメラ及び部品
吸着ノズルの位置の変化量を示す図である。

【符号の説明】

１ 実装機、２ レール、３ 部品供給部、４ モニ
タ、５ 制御ボックス、１１ ケーブルベアー、１２
部品ヘッド部、１３ 部品吸着ノズル、１４ 部品把持
ノズル、１５ 位置認識カメラ、２０ 基板、２１ 治
具基板、２２ 格子穴（マーク）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向及び垂直方向に移動することが
   可能な部品装着用ヘッドを用いて、所定の実装プログラ
   ムに従って、自動的に基板に複数の電子部品の実装を行
   う電子部品の実装機に対して、 複数のマークがマトリクス状に設けられた治具基板の該
   マークの位置座標を測定し、 上記部品装着用ヘッドにより上記マークの位置を装着位
   置として上記治具基板にダミー部品の装着を行い、 上記ダミー部品が装着された位置の座標を測定し、 上記治具基板のマークの位置座標と上記部品が装着され
   た位置座標との間の誤差量を算出し、 上記所定の実装プログラムに上記誤差量に基づいた修正
   を行った修正実装プログラムを得、 上記修正実装プログラムにより、上記基板への電子部品
   の実装を行うことを特徴とする電子部品の実装方法。
2. 【請求項２】 上記ダミー部品が装着された位置の座標
   の測定を、上記部品装着用ヘッドに併設され上記部品装
   着用ヘッドに追随して移動する撮像カメラによって行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装方
   法。
3. 【請求項３】 上記撮像カメラの読みとり精度より充分
   高い精度の測定機により上記治具基板のマークの位置座
   標を測定した後に、再度上記撮像カメラにより上記治具
   基板のマークの位置座標の測定を行い、上記撮像カメラ
   の読みとり誤差量を算出することを特徴とする請求項２
   に記載の電子部品の実装方法。
4. 【請求項４】 上記撮像カメラの読みとり誤差量を全て
   の上記マークの位置について記憶し、記憶した読みとり
   誤差量を読み出して上記実装プログラムの読み取り誤差
   の補正を行うことを特徴とする請求項３に記載の電子部
   品の実装方法。
5. 【請求項５】 上記治具基板のマークが、該治具基板に
   マトリクス状に形成された穴であって、かつ上記ダミー
   部品として該穴の径より大なる径の円板形状のダミー部
   品を用いることを特徴とする請求項１に記載の電子部品
   の実装方法。
6. 【請求項６】 上記電子部品を装着する位置座標の近傍
   の少なくとも１つ以上の上記マークの上記誤差量から修
   正量を算出して上記実装プログラムに修正を行うことを
   特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装方法。
7. 【請求項７】 水平方向及び垂直方向に移動することが
   可能な部品装着用ヘッドを用いて、所定の実装プログラ
   ムに従って、自動的に基板に複数の電子部品の実装を行
   う電子部品の実装機であって、 座標を測定する測定手段と、 予め座標が測定された複数のマークがマトリクス状に設
   けられた治具基板に対して、該マークの座標が上記測定
   手段により測定された第１の測定値と、上記部品ヘッド
   により上記マークの位置に装着されたダミー部品の座標
   が上記測定手段により測定された第２の測定値とから、
   治具基板のマークの座標と上記ダミー部品が装着された
   座標との間の誤差量を算出する誤差量算出手段と、 上記誤差量を記憶する記憶手段と、 上記記憶手段に記憶した誤差量に基づいて、上記所定の
   実装プログラムに修正を行う実装プログラム修正手段と
   を備え、 上記実装プログラム修正手段により修正された実装プロ
   グラムにより、上記基板への上記電子部品の実装位置が
   規定されることを特徴とする電子部品の実装機。
8. 【請求項８】 上記第１の測定値と予め測定された上記
   マークの座標の測定値との間の誤差量を算出する第２の
   誤差量算出手段と、該第２の誤差量算出手段により算出
   された誤差量を記憶する第２の記憶手段とを備え、該第
   ２の記憶手段に記憶された誤差量により上記第２の測定
   値が補正されることを特徴とする請求項７に記載の電子
   部品の実装機。
9. 【請求項９】 上記測定手段が、上記部品装着用ヘッド
   に併設され上記部品装着用ヘッドに追随して移動する撮
   像カメラであることを特徴とする請求項７に記載の電子
   部品の実装機。