JP2002178287A - 電子部品搭載装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上面に微細な起伏を有する電子部品を確実、
且つ、安定した吸着姿勢で吸着し、基板上への電子部品
の高精度な搭載を実現することができる電子部品搭載装
置を供給する。 【解決手段】 先端部に吸着パッド２２が設けられると
共に、該吸着パッドの開口部外周縁２２ｃよりもＸ−Ｙ
軸方向外側で下向きに突出する突出部４０を含んでな
り、且つ、該突出部４０の突出端４０ｂのＺ軸方向の位
置が、前記吸着パッド２２の前記開口部外周縁２２ａの
前記Ｚ軸方向の可撓範囲内とされ、吸着される電子部品
２４に前記突出端４０ｂにおいて当接し、該電子部品２
４を一定の吸着姿勢に保持する吸着ガイド３２が設けら
れたパッド付電子部品吸着ノズル１２を電子部品搭載装
置に備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品搭載装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品搭載装置はテープフィー
ダ等の電子部品供給装置により供給される電子部品を基
板上の所定の位置に搭載するために、中心軸線であるθ
軸が鉛直のＺ軸方向に配置され、電子部品を真空吸着可
能である電子部品吸着ノズルと、この電子部品吸着ノズ
ルを前記Ｚ軸及びこれと直交するＸ軸方向及びＹ軸方向
に移動自在、前記θ軸廻りに回転自在に支持するヘッド
部と、このヘッド部を前記Ｚ軸と直交するＸ−Ｙ軸方向
移動自在に支持するＸ−Ｙ駆動ユニットと、画像認識装
置とを有している。

【０００３】画像認識装置は電子部品供給装置と基板と
の間において、電子部品吸着ノズルに対する電子部品の
吸着誤差（設計上の正規の吸着姿勢に対する誤差）を検
出するために備えられている。この検出された吸着誤差
を補正しつつ電子部品は基板上の所定の位置に搭載され
る。

【０００４】電子部品吸着ノズルは、一般的に、筒状体
のノズルスライダと、このノズルスライダを軸線方向の
一定範囲で摺動自在に支持するノズルホルダと、ノズル
スライダを先端方向に付勢する緩衝ばねと、を有して構
成され、ノズルスライダ下端部を電子部品上面に当接さ
せつつ上端部側から供給される負圧により、電子部品を
真空吸着するようにされている。

【０００５】しかし、電子部品が例えば図５に示される
コイルを備えるトランス９０等のように、上面に微細な
起伏を有している場合、ノズルスライダ先端部と電子部
品上面とが密着することができずに負圧が漏れて電子部
品を真空吸着することができないことがある。

【０００６】このような上面に微細な起伏を有する電子
部品を真空吸着するために、例えば図６に示されるよう
な、下端部にゴム、樹脂等の弾性体吸着パッド１００が
設けられたパッド付電子部品吸着ノズル１０２が知られ
ている。

【０００７】吸着パッド１００は、上端近傍においてノ
ズルスライダ１０４の下端部１０４ａに嵌着し、自身の
下端近傍に下向きに拡開する開口部１００ａを有してい
る。

【０００８】吸着パッド１００の開口部外周縁１００ｂ
は電子部品９０上面の微細な起伏に当接して、該起伏の
形状に追従して弾性変形することにより、該電子部品９
０上面に密着可能とされている。

【０００９】更に、吸着パッド１００の開口部内に負圧
が供給されることにより、開口部外周縁１００ａは大気
圧で電子部品９０上面に押付けられ、該電子部品９０上
面に確実に密着するようにされている。

【００１０】ここで、近年、電子部品の精密化等のた
め、より高精度な電子部品の搭載が要求される傾向にあ
り、画像認識装置による吸着誤差の検出、及びその補正
の精度の向上が求められている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、吸着パッド１
００はゴム、樹脂等の弾性体であるため、パッド付電子
部品吸着ノズル１０２で電子部品１０６を吸着し、該電
子部品１０６を画像認識装置１０８の上方まで搬送して
吸着誤差を検出する際、該電子部品１０６が吸着パッド
１００を弾性変形させつつ振動して吸着姿勢が定まら
ず、高精度な吸着誤差の検出ができないという問題があ
った。

【００１２】これに対して、吸着パッドの剛性を高める
ことにより、パッド付電子部品吸着ノズルに吸着される
電子部品の振動を制限して吸着姿勢を安定させることが
できるが、剛性の高い吸着パッドは電子部品上面の微細
な起伏に対する追従性が悪いため、該電子部品上面との
不十分な密着により負圧が漏れて、吸引力が低下し、該
電子部品を確実に吸着することができないという問題が
ある。

【００１３】本発明は、以上のような問題点に鑑みてな
されたものであり、上面に微細な起伏を有する電子部品
を確実、且つ、安定した吸着姿勢で吸着し、基板上への
電子部品の高精度な搭載を実現することができる電子部
品搭載装置を供給することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１のよ
うに、中心軸線であるθ軸が鉛直のＺ軸方向に配置さ
れ、下端部に吸着パッドが設けられて、該吸着パッドの
開口部外周縁を電子部品に密着させつつ上端部側から供
給される負圧により電子部品を真空吸着可能であり、前
記Ｚ軸及びこれと直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に移動
自在、前記θ軸廻りに回転自在のパッド付電子部品吸着
ノズルを備えてなり、前記吸着した電子部品を基板上に
搭載する電子部品搭載装置において、前記吸着パッドの
開口部外周縁よりも前記Ｘ−Ｙ軸方向の外側で下向きに
突出する突出部を含んでなり、該突出部の突出端の前記
Ｚ軸方向の位置が前記吸着パッドの開口部外周縁の前記
Ｚ軸方向の可撓範囲内とされ、吸着される電子部品に前
記突出端において当接して、該電子部品を一定の吸着姿
勢に保持する吸着ガイドが設けられたことを特徴とする
電子部品搭載装置により、上記目的を達成するものであ
る。

【００１５】又、前記突出端のＺ軸方向の位置を、電子
部品非吸着時における前記吸着パッドの開口部外周縁の
Ｚ軸方向常態位置又は該Ｚ軸方向常態位置よりも前記上
端部側の範囲内としてもよい。

【００１６】更に、前記吸着ガイドの前記突出部は各々
下向きに突出する３つの爪状部からなるようにしてもよ
い。

【００１７】本発明によれば、上面に微細な起伏を有す
る電子部品を確実、且つ、安定した吸着姿勢で吸着して
高い精度で基板上に搭載することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図面を参照して詳細に説明する。

【００１９】本発明の実施の形態の例に係る電子部品搭
載装置１０は、図１〜図４に示されるパッド付電子部品
吸着ノズル１２の構造に特徴を有している。

【００２０】該電子部品搭載装置１０の全体構造につい
て概説すると、該電子部品搭載装置１０は、中心軸線で
あるθ軸が鉛直のＺ軸方向の筒状体のスライドシャフト
１４と、このスライドシャフト１４をＺ軸方向移動自
在、且つ、前記θ軸廻りに回転自在に支持するヘッド部
１６と、このヘッド部１６を前記Ｚ軸と直交するＸ−Ｙ
軸方向移動自在に支持するＸ−Ｙ駆動部１８と、ＣＣＤ
カメラを含んでなる画像認識装置２０とを有している。

【００２１】前記パッド付電子部品吸着ノズル１２は前
記Ｚ軸方向に配置されると共に、前記スライドシャフト
１４下端近傍に着脱自在に支持され、中心軸線が前記θ
軸と一致している。又、前記パッド付電子部品吸着ノズ
ル１２は、該スライドシャフト１４を介して供給される
負圧により下端部に設けられた吸着パッド２２において
電子部品２４を真空吸着可能、電子部品供給装置２６と
基板２８との間で移動自在とされている。

【００２２】以下、該電子部品吸着ノズル１２の構造に
ついて説明する。なお、電子部品搭載装置１０の他の部
分の構造については従来と同様であるので説明を省略す
る。

【００２３】前記電子部品吸着ノズル１２は、前記Ｚ軸
方向の筒状体のノズルスライダ３０と、このノズルスラ
イダ３０の下端近傍に支持される前記吸着パッド２２
と、同様に前記ノズルスライダ３０の下端近傍に支持さ
れる吸着ガイド３２と、前記ノズルスライダ３０を軸線
方向摺動自在に支持するノズルホルダ３４と、前記ノズ
ルスライダ３０を下向きに付勢する緩衝ばね３６と、ピ
ン３８とを有して構成されている。

【００２４】前記ノズルスライダ３０は下端近傍が他部
よりも細い段付軸形状で、該下端近傍は更に３段階の段
付形状とされ、下端中段部３０ａが下端上段部３０ｂ及
び下端下段部３０ｃよりも細くされている。

【００２５】又、前記ノズルスライダ３０の上端近傍の
側面には、前記Ｚ軸方向の長孔３０ｄが形成されてい
る。

【００２６】前記吸着パッド２２はゴム製の弾性体で、
上端側の段付孔２２ａにおいて自身の緊縛力により前記
ノズルスライダ３０の前記下端中段部３０ａ及び前記下
端上段部３０ｂに嵌着している。

【００２７】前記吸着パッド２２の下端近傍には下向き
に拡開して開口する吸盤状の開口部２２ｂが形成され、
最下端の開口部外周縁２２ｃが特に前記Ｚ軸方向に容易
に撓むようにされている。

【００２８】又、前記開口部２２ｂと前記段付孔２２ａ
との間には通気孔２２ｄが形成されている。

【００２９】前記吸着ガイド３２は、前記吸着パッド２
２の前記開口部外周縁２２ｃよりも前記Ｘ−Ｙ軸方向外
側で下向きに突出する突出部４０と、この突出部４０と
一体に形成されたリング状の上端嵌着部３２ａとからな
り、該上端嵌着部３２ａの中心孔において前記ノズルス
ライダ３０の前記下端上段部３０ｂに嵌着し、接着剤で
固定されている。

【００３０】前記突出部４０は、各々下向きに突出し、
θ軸廻りの略等角度位置に設置された３つの爪状部４０
ａからなる構成とされている。なお、これら爪状部４０
ａの前記θ軸からの離間距離は略同一とされている。

【００３１】これら爪状部４０ａの突出端４０ｂの前記
Ｚ軸方向の位置は前記吸着パッド２２の開口部外周縁２
２ａの電子部品非吸着時における前記Ｚ軸方向常態位置
と略同一位置とされている。

【００３２】前記ノズルホルダ３４は筒状体で中心孔３
４ａにおいて前記ノズルスライダ３０の外周部に遊嵌
し、ニップル状に形成された自身の上端部３４ｂにおい
て前記スライドシャフト１４下端に着脱自在に支持され
ている。

【００３３】又、前記ノズルホルダ３４の前記Ｚ軸方向
略中央位置には外周面から中心孔まで貫通するねじ孔３
４ｃが形成され、このねじ孔３４ｃには前記ピン３８が
螺合している。

【００３４】該ピン３８はおねじ部の軸線方向一端面中
央から円柱状のピン部３８ａが突出した形状で、このピ
ン部３８ａにおいて前記ノズルスライダ３０の前記長孔
３０ｄに遊嵌している。

【００３５】これにより前記ノズルスライダ３０は前記
ノズルホルダ３４に対してＺ方向の一定範囲で摺動自
在、且つ、前記θ軸廻りに回転不能とされている。

【００３６】前記緩衝ばね３６は、前記ノズルスライダ
３０を取り巻くように配置された圧縮コイルばねで上端
において前記ノズルホルダ３４の下端に当接し、下端に
おいて前記吸着ガイド３２の上端に当接すると共に、自
然長よりも圧縮された状態で装架されて、前記ノズルス
ライダ３０を下向きに付勢している。

【００３７】次に、本実施の形態の例に係る電子部品搭
載装置１０の電子部品搭載時における作用について説明
する。

【００３８】前記電子部品供給装置２６において、電子
部品２４を真空吸着するときは、前記ヘッド部１６及び
前記Ｘ−Ｙ駆動部１８を駆動して前記パッド付電子部品
吸着ノズル１２を前記電子部品供給装置２６上の前記電
子部品２４の上方に移動させた後、下降させ、前記吸着
パッド２２及び前記吸着ガイド３２を電子部品２４上面
に当接させつつ、前記スライドシャフト１４を介して前
記吸着パッド２２の開口部２２ｃへ負圧を供給して該電
子部品２４を真空吸着する。

【００３９】前記吸着パッド２２がゴム製の弾性体とさ
れているので、前記開口部外周縁２２ｃが前記電子部品
２４の上面の微細な起伏の形状に追従して弾性変形し、
該電子部品２４の上面に密着する。

【００４０】更に、該吸着パッド２２の開口部２２ｂ内
に負圧が供給されることにより、前記開口部外周縁２２
ｃは大気圧で前記電子部品２４の上面に押付けられ、該
電子部品２４の上面に更に強く密着する。

【００４１】これにより上面に微細な起伏を有する前記
電子部品２４を確実に吸着することができる。

【００４２】この際、前記吸着パッド２２及び前記吸着
ガイド３２は、前記ノズルスライダ３０と共に前記緩衝
ばね３６の付勢力に抗して引込みつつ、前記電子部品供
給装置２６の取付誤差等を吸収するので、該電子部品２
４が破損することはない。

【００４３】該電子部品２４を真空吸着後、前記ヘッド
部１６を駆動して前記パッド付電子部品吸着ノズル１２
を上昇させると、前記電子部品２４も前記電子部品吸着
ノズル１２と共に上昇する。

【００４４】前記電子部品２４、前記吸着パッド２２及
び前記吸着ガイド３２は、前記ノズルスライダ３０と共
に前記緩衝ばね３６に付勢されて突出し、下限位置に保
持される。

【００４５】前記吸着パッド２２はゴム製の弾性体であ
るので、自身が撓みつつ吸着した電子部品２４を上向き
に吸引可能であるが、該電子部品２４の上端は前記吸着
ガイド３２の突出部４０に当接しているので、該電子部
品２４は前記パッド付電子部品吸着ノズル１２に対して
一定の吸着姿勢に保持される。

【００４６】又、前記突出部４０はθ軸廻りの略等角度
位置に設置された３つの爪状部４０ａからなる構成とさ
れ、前記電子部品２４を３ヶ所で支持するので、該電子
部品２４は力学的静定状態で前記パッド付電子部品吸着
ノズル１２に対して一定の吸着姿勢に保持され、安定す
る。

【００４７】更に、前記突出部４０は前記吸着パッド２
２の前記開口部外周縁２２ｃよりも前記Ｘ−Ｙ軸方向外
側に配置されているので、該開口部外周縁２２ｃよりも
前記Ｘ−Ｙ軸方向内側に配置される場合に対して３つの
前記爪状部４０ａ同士の離間距離、即ち前記電子部品２
４の支持点間距離が長くなり、それだけ該電子部品２４
の吸着姿勢は安定する。

【００４８】次に、該電子部品２４の前記パッド付電子
部品吸着ノズル１２に対する吸着誤差（設計上の正規の
吸着姿勢に対する誤差）を検出するため、前記Ｘ−Ｙ駆
動部１８を駆動して該電子部品２４を前記画像認識装置
２０の上方まで移動させる。

【００４９】この移動中も、前記電子部品２４が前記吸
着ガイド３２に支持されているので、前記吸着パッド２
２がゴム製の弾性体であるにも拘らず、該電子部品２４
が該吸着パッド２２を撓ませつつ振動することがなく、
吸着姿勢は一定に保持される。

【００５０】これにより、前記画像認識装置２０は、正
確に吸着誤差を検出することができる。

【００５１】次に、前記ヘッド部１６及び前記Ｘ−Ｙ駆
動部１８を駆動して、検出した吸着誤差を補正しつつ前
記電子部品２４を前記基板２８の所定の搭載位置上方ま
で移動させた後、下降させて該電子部品２４を前記基板
２８上に当接させる。

【００５２】吸着誤差が正確に検出されているので、前
記電子部品２４は正確な補正により前記基板２８上の所
定の搭載位置に確実に当接する。

【００５３】又この際、前記吸着パッド２２及び前記吸
着ガイド３２が前記ノズルスライダ３０と共に引込むこ
とにより基盤の前記Ｚ軸方向の製造誤差等を吸収するの
で、前記電子部品２４は破損することなく前記基板２８
上に当接する。

【００５４】次に、前記パッド付電子部品吸着ノズル１
２への負圧の供給を停止すると共に若干の正圧を供給
し、前記ヘッド部１６を駆動して前記パッド付電子部品
吸着ノズル１２を上昇させると、該パッド付電子部品吸
着ノズル１２から前記電子部品２４は解放されて、前記
基板２８上に載置される。以後同様に電子部品搭載作業
を繰り返す。

【００５５】なお、本実施の形態の例において、前記突
出部４０の前記突出端４０ｂのＺ方向の位置は、前記吸
着パッド２２の開口部外周縁２２ｃの電子部品非吸着時
における前記Ｚ軸方向常態位置と略同一位置とされてい
るが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記突
出端４０ｂの前記Ｚ軸方向の位置は前記開口部外周縁２
２ｃのＺ方向の可撓範囲内であればよい。

【００５６】ここで可撓範囲とは、以下に説明するよう
に前記吸着パッド２２の開口部外周縁２２ｃが前記開口
部２２ｂへの負圧の供給により撓み得る範囲をいうもの
である。

【００５７】例えば、前記突出端４０ｂの前記Ｚ軸方向
の位置が前記開口部外周縁２２ａのＺ方向の可撓範囲
内、且つ、前記Ｚ軸方向常態位置よりも上方（前記ノズ
ルホルダ３４の基端部３４ｂ側）に位置する場合、前記
電子部品供給装置２６において電子部品２４を吸着する
ときに、前記吸着パッド２２及び前記吸着ガイド３２を
該電子部品２４の上方から下降させると、まず前記吸着
パッド２２が該電子部品２４の上面に当接し、該吸着パ
ッド２２を撓ませつつ前記吸着ガイド３２が更に下降し
て、該電子部品２４の上面に当接する。

【００５８】この状態で前記吸着パッド２２の開口部内
に負圧を供給すると、前記電子部品２４は吸引力により
上方に付勢され、撓んだ前記吸着パッド２２の反発力に
抗して前記吸着ガイド３２に当接し、吸着姿勢が安定す
る。

【００５９】一方、前記突出端４０ｂの前記Ｚ軸方向の
位置が前記開口部外周縁２２ｃの前記Ｚ軸方向の可撓範
囲内、且つ、前記Ｚ軸方向常態位置よりも下方に位置す
る場合、前記電子部品供給装置２６において電子部品２
４を吸着するときに、前記吸着パッド２２及び前記吸着
ガイド３２を該電子部品２４の上方から下降させると、
まず前記吸着ガイド３２が該電子部品２４の上面に当接
し、前記吸着パッドは該電子部品２４から上方に若干離
間した位置に保持される。

【００６０】この状態で前記吸着パッド２２の開口部２
２ｂ内に負圧を供給すると、該吸着パッド２２の開口部
外周縁２２ｃ近傍は上方からの大気圧により下方に撓み
つつ前記電子部品２４の上面に当接、密着する。

【００６１】これにより前記電子部品２４は該吸着パッ
ド２２に吸着されると共に、吸引力により上向きに付勢
されつつ上方から前記吸着ガイド３２に当接支持され、
吸着姿勢が安定する。

【００６２】即ち、前記突出端４０ｂの前記Ｚ軸方向の
位置が前記開口部外周縁２２ｃの前記Ｚ軸方向の可撓範
囲内であれば、前記Ｚ軸方向常態位置の上方及び下方の
いずれに位置していても、電子部品２４は前記吸着パッ
ド２２に吸着されると共に前記吸着ガイド３２に当接支
持されて吸着姿勢が安定する。

【００６３】なお、前記吸着パッド２２を前記電子部品
２４の上面に確実に密着させるためには、前記突出端４
０ｂのＺ方向の位置が前記開口部外周縁２２ｃの前記Ｚ
方向常態位置、又は該Ｚ方向常態位置よりも上方とされ
ていることが望ましい。

【００６４】又、本実施の形態の例において、前記吸着
ガイド３２の前記突出部４０は３つの前記爪状部４０ａ
からなる構成とされているが、本発明はこれに限定され
るものではなく、吸着する電子部品の上面の微細な起伏
のばらつきが比較的小さい場合には４つ以上の爪状部か
らなる突出部としてもよく、更に、例えば円筒状等の連
続した突出部としてもよい。

【００６５】更に又、本実施の形態の例において、３つ
の前記爪状部４０ａは前記θ軸廻りの略等角度位置に設
置されているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、前記吸着パッド２２に吸着される電子部品の吸着姿
勢を一定に保持することができる範囲内で、前記爪状部
４０ａを前記θ軸廻りの非等角度位置に設置してもよ
い。

【００６６】同様に、吸着姿勢を一定に保持することが
できる範囲内で、前記爪状部４０ａの前記θ軸からの離
間距離が各々異なるように該爪状部材４０ａを配置して
もよい。

【００６７】又、前記吸着ガイド３２の前記突出部４０
の前記突出端４０ｂに、例えばゴムのような摩擦係数の
高い材料を取付けてもよい。このようにすることで吸着
した電子部品が該突出端４０ｂに対して前記Ｘ−Ｙ軸方
向に位置ずれすることを防止する効果を高めることがで
きる。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、上面に微細な起伏を有
する電子部品を確実、且つ、安定した吸着姿勢で吸着す
ることが可能となり、基板上への電子部品の高精度な搭
載が実現されるという優れた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の例に係る電子部品搭載装
置の要部構造を示す斜視図

【図２】同電子部品搭載装置におけるパッド付電子部品
吸着ノズルの構造を拡大して示す断面図

【図３】図２における吸着パッド周辺の構造を更に拡大
して示す断面図

【図４】図２における吸着パッド周辺の構造を更に拡大
して示す斜視図

【図５】トランス（電子部品）の形状を示す斜視図

【図６】従来のパッド付電子部品吸着ノズルの構造を示
す断面図

【符号の説明】

１０…電子部品搭載装置 １２、１０２…パッド付電子部品吸着ノズル ２２、１００…吸着パッド ２２ｃ…開口部外周縁 ３２…吸着ガイド ４０…突出部 ４０ａ…爪状部 ４０ｂ…突出端

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中心軸線であるθ軸が鉛直のＺ軸方向に配
   置され、下端部に吸着パッドが設けられて、該吸着パッ
   ドの開口部外周縁を電子部品に密着させつつ上端部側か
   ら供給される負圧により電子部品を真空吸着可能であ
   り、前記Ｚ軸及びこれと直交するＸ軸方向及びＹ軸方向
   に移動自在、前記θ軸廻りに回転自在のパッド付電子部
   品吸着ノズルを備えてなり、前記吸着した電子部品を基
   板上に搭載する電子部品搭載装置において、 前記吸着パッドの開口部外周縁よりも前記Ｘ−Ｙ軸方向
   の外側で下向きに突出する突出部を含んでなり、該突出
   部の突出端の前記Ｚ軸方向の位置が前記吸着パッドの開
   口部外周縁の前記Ｚ軸方向の可撓範囲内とされ、吸着さ
   れる電子部品に前記突出端において当接して、該電子部
   品を一定の吸着姿勢に保持する吸着ガイドが設けられた
   ことを特徴とする電子部品搭載装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記突出端の前記Ｚ軸
   方向の位置が、電子部品非吸着時における前記吸着パッ
   ドの開口部外周縁の前記Ｚ軸方向常態位置又は該Ｚ軸方
   向常態位置よりも前記上端部側の範囲内とされたことを
   特徴とする電子部品搭載装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、前記吸着ガイド
   の前記突出部は各々下向きに突出する３つの爪状部から
   なることを特徴とする電子部品搭載装置。