JP2002151893A - 電子部品実装装置および電子部品実装方法 - Google Patents
電子部品実装装置および電子部品実装方法Info
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Abstract
ができる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提
供することを目的とする。 【解決手段】 移載ヘッドへの着脱が自在な吸着ノズル
によって電子部品を保持して基板に実装する電子部品実
装装置において、軽実装荷重部品用の吸着ノズル20
を、中空の保持部21内に摺動部22を上方への変位を
許容した状態でかつスプリング23によって下方に付勢
された状態で保持させて構成する。搭載時には、移載ヘ
ッドを下降させ電子部品をスプリング23の付勢力に抗
して基板に押圧し、摺動部22を上方に変位させること
により、電子部品に対して所定の実装荷重を作用させ
る。これにより吸着ノズル20の自重よりも小さい実装
荷重の電子部品を実装対象とすることができる。
Description
実装する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関
するものである。
装置では、供給部に収納された電子部品を移載ヘッドに
よってピックアップし、基板上へ移送して所定の実装点
に搭載する。電子部品のピックアップの方法としては、
吸着ノズルによって真空吸着する方法が広く用いられて
いる。そしてこの吸着ノズルは、一般に吸着対象の電子
部品に応じて種類や大きさが異なっており、吸着対象の
電子部品に応じて交換されるようになっている。
は、電子部品を基板に対して所定の押圧荷重(実装荷
重)で押し付ける必要がある。この実装荷重は電子部品
によって異なっているため、一般に移載ヘッドは吸着ノ
ズルを固定支持ではなくバネなどで弾性支持してフロー
ティング状態とする場合が多い。そして移載ヘッドの押
し下げ量を加減することで弾性力を変化させて、吸着ノ
ズルが電子部品を押圧する実装荷重を調整するようにな
っている。
品の小型化が進み実装荷重が小さい軽実装荷重部品の出
現に伴って、上記方法による実装荷重の調整が不可能と
なっている。すなわち、上記構造の移載ヘッドでは、フ
ローティング部分の自重に弾性力を加え合わせた荷重が
電子部品に対する押圧荷重として作用することから、フ
ローティング部分の自重より小さい実装荷重は実現でき
ない。このため、軽荷重部品を対象とする場合には、従
来構造の移載ヘッドに替えて専用の移載ヘッドを備えた
実装装置を用いる必要があり、設備の共用化ができない
という問題点があった。
実装対象とすることができる電子部品実装装置および電
子部品実装方法を提供することを目的とする。
実装装置は、電子部品の供給部から移載ヘッドの装着部
に着脱自在に装着された吸着ノズルによって電子部品を
真空吸着してピックアップし基板へ搭載する電子部品実
装装置であって、前記吸着ノズルの種類には実装荷重が
小さい軽実装荷重部品用の軽荷重ノズルを含み、この軽
荷重ノズルは、電子部品に当接しこの当接面に設けられ
た吸着孔から真空吸引することにより電子部品を吸着す
る吸着部と、この吸着部を上方への変位を許容した状態
で保持する保持部と、この保持部内に設けられ前記吸着
部を前記実装荷重に対応した付勢力で下方に押圧する付
勢手段と、前記吸着部の吸着孔を移載ヘッドに設けられ
真空吸引源と接続された吸引孔に連通させる連通手段と
を備えた。
項1記載の電子部品実装装置であって、前記吸着部の上
方への変位を所定位置で規制する高さ規制部と、吸着部
の高さ位置が所定位置に規制された状態における吸着ノ
ズルの高さ位置を検出する高さ位置検出手段とを備え
た。
部品の供給部から移載ヘッドの装着部に着脱自在に装着
された吸着ノズルによって電子部品を真空吸着してピッ
クアップし基板へ搭載する電子部品実装方法であって、
前記吸着ノズルの種類には実装荷重が小さい軽実装荷重
部品用の軽荷重ノズルを含み、軽実装荷重部品を実装対
象とする実装動作において、軽荷重ノズルに備えられた
吸着部を電子部品に当接させてこの当接面に設けられた
吸着孔から真空吸引することにより電子部品を吸着保持
する工程と、前記移載ヘッドを下降させることにより吸
着部に吸着保持された電子部品を基板に対して前記付勢
力に抗して押圧し、吸着部を上方に変位させることによ
り電子部品に対して所定の実装荷重を作用させる工程と
を含む。
項3記載の電子部品実装方法であって、前記吸着部の上
方への変位を所定位置で規制し、吸着部の高さ位置が所
定位置に規制された状態における吸着ノズルの高さ位置
を高さ位置検出手段によって検出することにより吸着対
象の電子部品の高さ位置を検出する。
荷重部品用の軽荷重ノズルに、電子部品に当接し吸着す
る吸着部と、この吸着部を上方への変位を許容した状態
で保持する保持部と、保持部内に設けられ吸着部を実装
荷重に対応した付勢力で下方に押圧する付勢手段を設
け、移載ヘッドを下降させて電子部品を基板に対して付
勢力に抗して押圧し、吸着部を上方に変位させて電子部
品に対して所定の実装荷重を作用させることにより、吸
着ノズルの自重よりも小さい実装荷重の電子部品を実装
対象とすることができる。
参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の電子
部品実装装置の斜視図、図2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3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4は本
発明の一実施の形態の電子部品実装装置の吸着ノズルの
断面図、図5は本発明の一実施の形態の電子部品実装装
置の動作説明図である。
置について説明する。図1において、基台1の中央部に
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を搬送し位置決めする位置決め部となっている。搬送
路2の両側には電子部品を供給する部品供給部4が配設
され、それぞれの部品供給部4には多数個のテープフィ
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
することによりピックアップ位置5aに電子部品を供給
する。
されている。移載ヘッド7は、個別に昇降可能な単位移
載ヘッドを備えている。X軸テーブル6は平行に配置さ
れた2つのY軸テーブル8A,8Bに両端を支持されて
架設されている。X軸テーブル6およびY軸テーブル8
A,8Bを駆動することにより、移載ヘッド7は水平移
動する。このとき、単位移載ヘッドのそれぞれの下端部
に電子部品吸着用の吸着ノズルを装着することにより、
移載ヘッド7はテープフィーダ5のピックアップ位置5
aから電子部品を真空吸着してピックアップし、基板3
上に移載する。
の移動経路には、ノズル保持部9、認識部10、ペース
ト供給部11が配設されている。ノズル保持部9は、移
載ヘッド7に装着され電子部品の吸着保持に用いられる
吸着ノズルをストックする。ここで、吸着ノズルには対
象とする電子部品のサイズや、搭載時に電子部品を基板
に対して押圧する荷重(実装荷重)に応じて、重実装荷
重用ノズルや軽実装荷重用ノズルなど多数の吸着ノズル
が保持されている。そして移載ヘッド7をノズル保持部
9にアクセスさせることにより、各単位移載ヘッドに装
着された吸着ノズルを交換することができる。
部品供給部4から電子部品をピックアップした移載ヘッ
ド7が上方を通過する際に、ラインカメラにより吸着ノ
ズルに保持された状態の電子部品を下方から撮像する。
そして撮像結果を認識処理することにより電子部品の識
別や位置検出を行う。ペースト供給部11は、電子部品
の半田接合に用いられるフラックスや電子部品接着用の
ペーストなどを回転テーブル状の容器に貯溜し、所定膜
圧のペースト塗膜で供給する。このペースト塗膜上に移
載ヘッド7に保持された電子部品を下降させることによ
り、電子部品の下面にペーストが塗布される。
説明する。図3は移載ヘッド7を構成する単位の移載ヘ
ッド7Aを示している。移載ヘッド7Aは図示しないZ
軸駆動機構により上下動し、下端部に電子部品を吸着す
る吸着ノズル20を備えている。移載ヘッド7Aは、本
体部12の下面に軸部13を介して装着ブロック15を
結合した構成となっている。装着ブロック15に設けら
れた装着孔15aには、吸着ノズル20がスプリングな
どの弾性体の保持力を利用した保持機構によって脱着自
在に装着されている。
装着されており、吸着ノズル20に対して上方への荷重
が作用した場合には、装着ブロック15はスプリング1
4に抗して上方へ変位する。本体部12から側方へ延出
したブラケット16には光学センサ17が装着されてお
り、装着ブロック15には光学センサ17の位置に対応
して検出用ドグ18が取り付けられている。
より、検出用ドグ18も上方へ移動し、所定位置にて光
学センサ17によって検出される。そしてこの検出タイ
ミングにおいて、Z軸駆動機構のZ軸モータに備えられ
たエンコーダのパルスに基づいて上下方向の位置を検出
するZ位置検出手段19の検出値を読み取ることによ
り、当該タイミングにおける装着ブロック15に装着さ
れた吸着ノズル20の高さ方向の位置検出が可能となっ
ている。
いて説明する。この吸着ノズル20は、実装荷重が小さ
い軽実装荷重部品を対象とする軽荷重ノズルであり、対
象部品が当該部品に切り換えられる際には、重実装荷重
部品用のノズルなど他の種類の吸着ノズルと交換して装
着ブロック15に装着される。図4において、吸着ノズ
ル20は、中空形状の保持部21内に摺動部22を上下
方向に摺動自在に配置し、摺動部22の下端部にノズル
ティップ24を装着した構造となっている。
けられた装着孔15a(図3)に嵌合するテーパ部21
aとなっており、テーパ部21aには吸引路21cが上
下に貫通して設けられている。テーパ部21aの下方は
円板状に張り出した鍔部21bとなっており、鍔部21
bの下面は電子部品の認識時において下方からの照明光
を反射する反射面として機能する。
fには摺動部22が嵌合しており、摺動部22の上下に
はそれぞれ突部22a,22cが設けられている。中空
部21fの天井面には、突部22aが嵌入可能な孔部2
1dが設けられており、また中空部21fの底面21g
は、中心部分が開口し、この開口から摺動部22の下端
部が下方へ突出している。
て、突部22aの上面が孔部21dの上面21eに当接
する上限位置と、摺動部22が底面21gと当接する下
限位置の間で摺動可能となっている。突部22aには圧
縮方向のスプリング23が装着されており、スプリング
23は摺動部22を下方に付勢する。これにより、摺動
部22は通常状態では底面21gに押し付けられた状態
にある。
孔24aが設けられたノズルティップ24が装着されて
いる。吸着孔24aは摺動部22の中心部を上下に貫通
して設けられた吸引路22bを介して吸引路21cと連
通している。したがって吸着ノズル20が単位移載ヘッ
ド7Aに装着された状態では、吸着孔24aは単位移載
ヘッド7Aに設けられた吸引孔と連通する。この吸引孔
は図示しない真空吸引源と接続されており、真空吸引源
を駆動することにより吸着孔24aから真空吸引し、ノ
ズルティップ24の下面に当接した電子部品を吸着して
保持する。
プ24が装着された摺動部22は、電子部品に当接し吸
着保持する吸着部を構成する。保持部21は、この吸着
部を上下方向の変位を許容した状態で保持する。そして
電子部品の実装時において、ノズルティップ24の下面
に保持した電子部品を基板に対して押圧する際には、ス
プリング23は実装荷重に対応した付勢力で摺動部22
を下方に押圧する。したがってスプリング23は付勢手
段となっている。また、保持部21の吸引路21c及び
摺動部22の吸引路22bは、吸着孔24aを単位移載
ヘッド7Aに設けられた吸引孔と連通させる連通手段と
なっている。
部21dは、吸着部の上方への変位を前記上限位置に対
応した所定位置で規制する高さ規制部となっており、図
3に示す光学センサ17と検出用ドグ18およびZ位置
検出手段19は、吸着部の高さ位置が所定位置に規制さ
れた状態における吸着ノズル20の高さ位置を検出する
高さ位置検出手段となっている。
されており、以下動作について説明する。部品供給部4
から多品種の電子部品を移載ヘッド7によってピックア
ップして基板3に実装する実装動作を継続する過程にお
いて、実装荷重が小さい軽実装荷重部品を対象とする場
合には、移載ヘッド7はノズル保持部9へアクセスし、
既装着ノズルを軽荷重用の吸着ノズル20と交換するツ
ールチェンジを行う。
動し、テープフィーダ5から電子部品をピックアップす
る。このピックアップ動作について図5を参照して説明
する。図5(a)は、移載ヘッド7を部品供給部4へ移
動させ、1つの単位移載ヘッド7Aをテープフィーダ5
のピックアップ位置5a、すなわちテープフィーダ5に
保持された電子部品Pの上方に位置合わせした状態を示
している。このとき、図4に示す摺動部22はスプリン
グ23によって下方に付勢されており、突部22aの上
面と孔部21dの上面とは所定の隙間cを保った状態に
ある。
と、図5(b)に示すように電子部品Pの上面にノズル
ティップ24が当接する。この状態でさらに単位移載ヘ
ッド7Aを下降させると、まずスプリング23(図4)
が圧縮され、突部22aが孔部21d内に徐々に嵌入す
る。そして図5(a)に示す隙間cがゼロとなった状態
から、さらに単位移載ヘッド7Aを下降させると、スプ
リング14が圧縮されるようになる。これにより、光学
センサ17が検出用ドグ18に対して相対的に接近を開
始する。
サ17が検出用ドグ18を検出したタイミングにおける
Z位置検出手段19(図3)の検出値を読み取ることに
より、吸着ノズル20のノズルティップ24の下面の高
さ位置、すなわち電子部品Pの上面の高さ位置を、実装
装置に備えられた固有の高さ基準線からの距離Hとして
検出する。
とにより電子部品Pは吸着ノズル20によって真空吸着
される。次いで電子部品Pを保持した移載ヘッド7は、
認識部10、ペースト供給部11へ順次移動して、電子
部品Pの認識および電子部品Pの下面へのペースト塗布
を行う。そしてこの後、移載ヘッド7は基板3上へ移動
し、ここで基板3に対して下降することにより、吸着ノ
ズル20に保持した電子部品Pを基板3に実装する。
に内蔵されたスプリング23が所定の圧縮量だけ圧縮さ
れるまで単位移載ヘッド7Aを下降させて、摺動部22
を吸着ノズル20内部でスプリング23の付勢力に抗し
て上方に変位させる。これにより、電子部品Pにはこの
圧縮量に対応した押圧力(実装荷重)が作用する。
重よりも小さい実装荷重を設定する必要がある場合にお
いても、スプリング23を適切に選定することにより、
広範囲の実装荷重の設定を行うことができる。したがっ
て、同一構成の移載ヘッド7を用い、単に吸着ノズル2
0のツールチェンジを行うのみで、実装荷重が大きく異
なる多種類の電子部品を実装対象とすることができる。
装荷重部品用の軽荷重ノズルに、電子部品に当接し吸着
する吸着部と、この吸着部を上方への変位を許容した状
態で保持する保持部と、保持部内に設けられ吸着部を実
装荷重に対応した付勢力で下方に押圧する付勢手段を設
け、移載ヘッドを下降させて電子部品を基板に対して付
勢力に抗して押圧し、吸着部を上方に変位させて電子部
品に対して所定の実装荷重を作用させるようにしたの
で、吸着ノズルの自重よりも小さい実装荷重の電子部品
を実装対象とすることができる。
視図
面図
載ヘッドの正面図
着ノズルの断面図
作説明図
Claims (4)
- 【請求項1】電子部品の供給部から移載ヘッドの装着部
に着脱自在に装着された吸着ノズルによって電子部品を
真空吸着してピックアップし基板へ搭載する電子部品実
装装置であって、前記吸着ノズルの種類には実装荷重が
小さい軽実装荷重部品用の軽荷重ノズルを含み、この軽
荷重ノズルは、電子部品に当接しこの当接面に設けられ
た吸着孔から真空吸引することにより電子部品を吸着す
る吸着部と、この吸着部を上方への変位を許容した状態
で保持する保持部と、この保持部内に設けられ前記吸着
部を前記実装荷重に対応した付勢力で下方に押圧する付
勢手段と、前記吸着部の吸着孔を移載ヘッドに設けられ
真空吸引源と接続された吸引孔に連通させる連通手段と
を備えたことを特徴とする電子部品実装装置。 - 【請求項2】前記吸着部の上方への変位を所定位置で規
制する高さ規制部と、吸着部の高さ位置が所定位置に規
制された状態における吸着ノズルの高さ位置を検出する
高さ位置検出手段とを備えたことを特徴とする請求項1
記載の電子部品実装装置。 - 【請求項3】電子部品の供給部から移載ヘッドの装着部
に着脱自在に装着された吸着ノズルによって電子部品を
真空吸着してピックアップし基板へ搭載する電子部品実
装方法であって、前記吸着ノズルの種類には実装荷重が
小さい軽実装荷重部品用の軽荷重ノズルを含み、軽実装
荷重部品を実装対象とする実装動作において、軽荷重ノ
ズルに備えられた吸着部を電子部品に当接させてこの当
接面に設けられた吸着孔から真空吸引することにより電
子部品を吸着保持する工程と、前記移載ヘッドを下降さ
せることにより吸着部に吸着保持された電子部品を基板
に対して前記付勢力に抗して押圧し、吸着部を上方に変
位させることにより電子部品に対して所定の実装荷重を
作用させる工程とを含むことを特徴とする電子部品実装
方法。 - 【請求項4】前記吸着部の上方への変位を所定位置で規
制し、吸着部の高さ位置が所定位置に規制された状態に
おける吸着ノズルの高さ位置を高さ位置検出手段によっ
て検出することにより吸着対象の電子部品の高さ位置を
検出することを特徴とする請求項3記載の電子部品実装
方法。
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