JP2636823B2 - 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

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JP2636823B2
JP2636823B2 JP8124195A JP12419596A JP2636823B2 JP 2636823 B2 JP2636823 B2 JP 2636823B2 JP 8124195 A JP8124195 A JP 8124195A JP 12419596 A JP12419596 A JP 12419596A JP 2636823 B2 JP2636823 B2 JP 2636823B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を基板に
搭載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。
【0002】
【従来の技術】ICやLSIなどの電子部品を基板に高
速実装する装置として、ロータリーヘッドを備えたもの
が知られている。図8は従来の電子部品実装装置の部分
平面図、図9は同装着ヘッドのノズルの正面図である。
図8において、100はロータリーヘッドであり、その
下面には円周方向に沿って装着ヘッド101が多数並設
されている。ロータリーヘッド100の下方にはトレイ
やテープのような電子部品Cの供給部102と、XYテ
ーブルから成る搭載部103が設けられている。この装
置は、供給部102において装着ヘッド101を昇降さ
せて電子部品Cを吸着した後、ロータリーヘッド100
がN方向へ間欠回転することにより電子部品Cを搭載部
103上まで搬送し、そこで再度装着ヘッド101を昇
降させて電子部品Cを基板104に搭載するようになっ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来のも
のは、図9に示すように装着ヘッドから下方に突出する
ノズル101a,101b,101c・・・の下端部
a,b,c・・・は、装着ヘッドの寸法のばらつきや、
ロータリーヘッド100への組み付けのばらつき、ある
いはノズルの装着ヘッドへの組み付けのばらつき等のた
めに一定のレベルLにはなく、高さのばらつきがある。
このため駆動部(図外)を駆動して装着ヘッド101の
ノズルを設定ストロークで昇降させた場合、図中鎖線に
て示すように下端部aが所定レベルLにあるノズル10
1aは電子部品Cを基板104に正しく着地させること
ができるが、レベルLよりも低いノズル101bの場合
は、その下端部bが下降しすぎることとなって、電子部
品Cはノズル下端部bにより破壊されやすい問題点があ
った。殊に近年は、この種電子部品のモールド体は小型
化等のためにぜい弱に作られる傾向にあり、このためノ
ズル下端部が当ると破壊されやすいものである。
【0004】またレベルLよりも高いノズル101cの
場合は、電子部品Cは基板104に着地できず、基板1
04よりも間隔t上方において吸着を解除されて自然落
下するため、基板104の所定位置に正しく搭載できな
い問題点があった。このようなノズル下端部の高さのば
らつきによる問題点は、ロータリーヘッドを備えた上記
電子部品実装装置に限らず、例えば特開昭63−145
00号公報に記載された装着ヘッドをX方向やY方向へ
水平移動させて、電子部品の供給部に備えられた電子部
品を搭載部に位置決めされた基板に搭載する方式の電子
部品実装装置においても同様に見られるものであった。
【0005】したがって本発明は、上記のようなノズル
下端部の高さのばらつきに対応できる電子部品実装装置
および電子部品実装方法、更に詳しくは、電子部品を基
板に搭載するのに先立ち、ノズル下端部の高さを検出
し、その検出信号により装着ヘッドのノズルの昇降スト
ロークを修正して、適正なストロークで電子部品を基板
に搭載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。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、電子
部品の供給部において装着ヘッドのノズルを昇降させて
このノズルの下端部に電子部品を吸着した後、装着ヘッ
ドを電子部品の搭載部へ移動させ、この搭載部において
再度装着ヘッドのノズルを昇降させて、電子部品をこの
搭載部に位置決めされた基板に搭載するようにした電子
部品実装装置であって、前記基板に搭載される複数品種
の電子部品の厚さのデータが入力されたコンピュータ
と、前記装着ヘッドの移動路にあって前記ノズルの下端
部の高さを検出しその検出信号を前記電子部品の厚さの
データの補正信号として前記コンピュータに入力するノ
ズル下端部の検出部と、前記コンピュータに制御される
駆動部により駆動される前記装着ヘッドのノズルの昇降
ストロークの調節部とを備えた。
【0007】請求項2の発明は、電子部品の供給部にお
いて、装着ヘッドのノズルに昇降動作を行わせることに
よりノズルの下端部に電子部品を吸着し、次いで装着ヘ
ッドを基板の上方へ移動させ、そこでノズルに昇降動作
を行わせることにより電子部品を基板に搭載する電子部
品実装方法であって、装着ヘッドの移動路に設けられた
検出部によりノズル下端部の高さを検出し、この検出信
号をコンピュータに予め入力された複数品種の電子部品
の厚さのデータの補正信号としてコンピュータに入力
し、このコンピュータによりノズルの昇降ストロークの
調節部を駆動する駆動部を制御して、ノズルの昇降スト
ロークを調節するようにした。
【0008】
【発明の実施の形態】上記構成において、装着ヘッドの
移動路において、装着ヘッドから下方に突出するノズル
の下端部の高さが検出部により検出され、その検出信号
は、装着ヘッドのノズルの昇降ストロークの調節部の駆
動部を制御するコンピュータに入力される。このコンピ
ュータには、予め、基板に搭載される各電子部品の厚さ
のデータが入力されており、この厚さのデータに基づい
てパルス信号を発信するなどして調節部の駆動部を制御
し、装着ヘッドのノズルを各電子部品の厚さに対応した
ストロークで昇降させる。したがってコンピュータは、
各電子部品の厚さのデータと、ノズル下端部の高さのデ
ータに基づく制御信号を駆動部に発信し、駆動部を制御
する。すると駆動部に駆動されて、装着ヘッドのノズル
は適正なストロークで昇降し、各電子部品は正しく基板
に搭載される。
【0009】以下、図面を参照しながら本発明の一実施
の形態を説明する。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は同正面図、図3は同ロー
タリーヘッドの平面図、図4は同駆動部の正面図、図5
は同検出部の斜視図、図6は同検出部の側面図、図7は
同装着ヘッドのノズルの正面図である。
【0010】図1において、1は本体ボックス、2は本
体ボックス1の下部に回転自在に装着されたロータリー
ヘッド、3はXテーブル4およびYテーブル5から成る
電子部品の搭載部である。6は搭載部3にクランプ部1
0によりセットされた基板であり、基板6はXテーブル
4およびYテーブル5の駆動により任意方向Jにスライ
ドして所定の位置に位置決めされる。
【0011】ロータリーヘッド2の下面には、その円周
方向に沿って多数の装着ヘッド7が並設されている。各
装着ヘッド7は下方へ突出するノズル8を備えている
(図2も併せて参照)。装着ヘッド7は、ロータリーヘ
ッド2の円周方向に沿って間欠的に移動する。9はノズ
ル8の若干の上下動を許容するために設けられたスプリ
ングである。このノズル8は、真空圧によりその下端部
に電子部品を吸着する。
【0012】図3はロータリーヘッド2の平面図であっ
て、12は搭載部3と反対側に配設された電子部品Cの
供給部であり、後述するようにロータリーヘッド2のN
方向への間欠回転動作と、装着ヘッド7のノズル8の昇
降動作により、供給部12に備えられた複数品種の電子
部品Cを基板6へ搬送してこれに搭載する。13は供給
部12と搭載部3の間に配設された認識装置であって、
光学系から成っており、ノズル8の下端部に吸着された
電子部品Cのノズル8の軸心線に対するねじれ(水平方
向の回転角度)を検出し、その検出信号により、ロータ
リーヘッド2の上面に装着されたモータ14(図2参
照)を駆動し、ベルト15、スプラインシャフト16、
ギヤ17,18等を介してノズル8をその軸心線を中心
にH方向(図3)に回転させて、ノズル8に吸着された
電子部品Cの上記ねじれを修正するものである。80
は、装着ヘッド7の移動路に配設された装着ヘッド7の
ノズル下端部の高さの検出部であり、次に図5及び図6
を参照しながら、その詳細な構造を説明する。
【0013】81は取付け用ブラケット、82はブラケ
ット81の背面に装着されたパルスモータ、83はパル
スモータ82に駆動されるカム、84はカム83の周面
に当接するカムフォロアである。85は連結材86を介
してカムフォロア84に連結された昇降板である。昇降
板85はこれを下方に付勢するばね材87,87を介し
て上記ブラケット81に連結されており、モータ82の
駆動によりカム83が回転すると、昇降板85は上下方
向Pに昇降する。
【0014】88はブラケット81の前面に装着された
垂直なガイドレール、89は昇降板85の背面に装着さ
れたガイド体であり、ガイド体89はガイドレール88
に沿って昇降する。90は昇降板85の下端部に取り付
けられた支持板であって、水平に前方へ突出しており、
その先端部に光学素子のような検出器91,92がノズ
ル8の移動路Naを挟んで配設されている。
【0015】パルスモータ82を駆動してカム83を回
転させると、カムフォロア84を介してカム82の周面
に追隨する支持板90は上方から下方へ下降し(図6実
線及び鎖線参照)、ノズル8の下端部を検出する。そし
て検出器91,92がノズル下端部を検出するまでパル
スモータ82を駆動するのに要したパルスの数が、ノズ
ル下端部の高さを表わす検出信号としてコンピュータ5
9(後述)に入力される。カム8の回転速度は、装着ヘ
ッド7を1ピッチ間欠移動させる速度に同期させてあ
り、ロータリーヘッド2の間欠動作の停止中に、パルス
モータ82を駆動してノズル下端部を検出する。
【0016】次に図1と図2を参照しながら、装着ヘッ
ド7の駆動機構の説明を行う。20は本体ボックス1内
のロータリーヘッド2の直上に配設された駆動部ボック
ス、21は駆動部ボックス20の駆動部、22は支持フ
レームである。駆動部ボックス20の出力軸23aにロ
ータリーヘッド2が取り付けられており、駆動部21の
駆動によりロータリーヘッド2は間欠的に水平回転す
る。駆動部21はパルスモータであって、その動力は以
下に述べる伝動路を介して装着ヘッド7に伝達され、装
着ヘッド7は所定のストロークで昇降する。
【0017】25aは駆動部ボックス20のもう一つの
出力軸23bに取り付けられたプーリ、25bはもう一
つのプーリ、26はプーリ25a,25bに調帯された
タイミングベルト、27はプーリ25bの回転軸であ
る。回転軸27の両端部には、供給部12と搭載部3の
2ケ所で装着ヘッド7を昇降させるために、カム30が
装着されている。供給部12と搭載部3における装着ヘ
ッド7の昇降機構は同一であるので、以下、特に図2を
参照しながら、搭載部3側の昇降機構を説明する。
【0018】31はカム30の周面に当接するカムフォ
ロアであり、カギ形のレバー33に軸着されている。3
4はカムフォロア31をカム30に圧接するためのコイ
ルばねであり、カムフォロア31はカム30の回転に追
隨して上下動し、レバー33はピン32を中心に矢印a
方向に揺動する。すなわち、これらの部材30〜34
は、カム30の回転運動をレバー33の揺動運動に変換
する第1の駆動方向変換部35を構成している。
【0019】40はタイロッドであって、水平に配設さ
れており、その両端部にはローラ41,42が軸着され
ている。一方のローラ41はレバー33の下端部に形成
された溝部36に嵌合し、他方のローラ42は、もう一
つのレバー43の溝部44に嵌合している。レバー33
が揺動すると、タイロッド40は水平方向bに往復動
し、レバー43はピン45を中心に矢印c方向に揺動す
る。
【0020】50はタイロッド40の上方に配設された
パルスモータ、51はその支持ブラケット、52はカプ
リング、53はネジ杆であり、駆動部であるパルスモー
タ50の駆動により、タイロッド40は上下方向dに昇
降する。このパルスモータ50は、コンピュータ59に
より自動制御される。すなわちこのコンピュータ59に
は、予め、基板6に順に搭載される複数品種の電子部品
の厚さのデータが入力されており、そのデータに基づく
パルスを発信してパルスモータ50を制御する。そして
パルスモータ50に駆動されてタイロッド40は上下動
し、その運動は装着ヘッド7の昇降シャフト63に伝達
される。54,55はタイロッド40の上下動をガイド
するガイド材(図1参照)、56は水平方向の往復動を
ガイドするガイド材、57はガイド材55,56の支持
材である。
【0021】60は第2の駆動方向変換部であって、本
体ボックス1の底面に立設されたガイド体61、ガイド
体61に沿って上下動するスライダー62等から成って
いる。スライダー62の両側部には溝部が形成されてお
り、一方の溝部には上記レバー43のロール46が、も
う一方の溝部には上記装着ヘッド7の昇降シャフト63
の上部に装着されたロール64が嵌合している。65は
シャフト63の上部に取り付けられたもう一つのロール
64のリングガイド、66はシャフト63の昇降ガイド
である。図4は、上記した駆動部21から昇降シャフト
63への伝動機構を簡略に示すものであり、次に図4を
参照しながら、動作を説明する。
【0022】図4において、カム30の連続回転によ
り、レバー33は矢印a方向に揺動し、これとともにタ
イロッド40は水平方向bに往復動する。すると他方の
レバー43は矢印c方向に揺動し、スライダー62はガ
イド体61に沿って上下動し、したがってシャフト63
を介して該スライダー62に連結された装着ヘッド7も
上下動する。
【0023】ここで、図中実線にて示すように、タイロ
ッド40の位置が高く、ロール41がレバー33の溝部
36に深く進入している時は、タイロッド40はレバー
33により小さく往復動され、その水平方向のストロー
クLは短く、したがって他方のレバー43の揺動も小さ
く、装着ヘッド7の昇降ストロークS1は短い。
【0024】またこれと反対に、図中鎖線にて示すよう
にタイロッド40の位置が低く、ロール41が溝部36
に浅く進入しているときは、タイロッド40は大きなス
トロークLで往復動し、したがって装着ヘッド7の昇降
ストロークS2も長い。このように装着ヘッド7の昇降
ストロークは、タイロッド40の高さにより変化する。
したがって、コンピュータ59に自動制御されるモータ
50を駆動してタイロッド40の高さを変更することに
より、カム30の形状により設定された装着ヘッド7の
ストロークの大きさを調節することができる。このよう
にタイロッド40やタイロッド40の上下動手段は、第
1の駆動方向変換部35から第2の駆動方向変換部60
へ伝達される伝動量、すなわち装着ヘッド7のノズル8
の昇降ストロークの調節部58を構成している。
【0025】この電子部品実装装置は上記のような構成
より成り、次に図7を参照しながら全体の動作を説明す
る。供給部12において電子部品をノズル8の下端部に
吸着した装着ヘッド7は、ロータリーヘッド2のピッチ
回転により搭載部3へ搬送される。搬送路の途中には検
出部80が配設されており、これによりノズル8の下端
部の高さが検出され、その検出信号は上記コンピュータ
59に入力され、この検出信号により予めコンピュータ
59に入力されていた複数品種の各電子部品C1〜Cn
の厚さD1〜Dnのデータを修正し、その修正信号によ
り上記調節部58を駆動するパルスモータ50を制御
し、装着ヘッド7を昇降させる。
【0026】図7において実線は、予めコンピュータ5
9に入力されていた上記データに基づく昇降ストローク
S1,S2・・・Snを示している。図7に示されるよ
うに、各ストロークS1〜Snには、装着ヘッド7の寸
法のばらつき、ロータリーヘッド2への組み付けのばら
つき、ノズル8の組み付けのばらつきなどに起因するノ
ズル8の下端部の高さのばらつきにより、何れも誤差Δ
S1,ΔS2・・・ΔSnが存在する。しかしながらこ
の誤差ΔS1〜ΔSnは、上述したように検出部80が
ノズル8の下端部の高さを検出することにより求めら
れ、電子部品の厚さのデータの補正信号としてコンピュ
ータ59に入力される。そしてコンピュータ59はこの
補正信号に基づいてノズル8の昇降ストロークの調整部
58を駆動するパルスモータ50を制御し、装着ヘッド
7のノズル8の昇降ストロークを決定する。したがって
ノズル8はその下端部の高さのばらつきを計算に入れた
適正なストロークで昇降して、各電子部品C1〜Cnを
基板6に正しく搭載する。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、寸
法誤差や組み付け誤差等によるノズル下端部の高さのば
らつきに対応しながら、装着ヘッドのノズルを適正なス
トロークで昇降させて、厚さの異る複数品種の電子部品
を基板に正しく搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】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】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の正
面図
【図3】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のロ
ータリーヘッドの平面図
【図4】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の駆
動部の正面図
【図5】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の検
出部の斜視図
【図6】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の検
出部の側面図
【図7】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の装
着ヘッドのノズルの正面図
【図8】従来の電子部品実装装置の部分平面図
【図9】従来の電子部品実装装置の装着ヘッドのノズル
の正面図
【符号の説明】
3 搭載部 6 基板 7 装着ヘッド 8 ノズル 12 供給部 50 パルスモータ 58 昇降ストロークの調節部 59 コンピュータ 80 ノズル下端部の検出部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子部品の供給部において装着ヘッドのノ
    ズルを昇降させてこのノズルの下端部に電子部品を吸着
    した後、装着ヘッドを電子部品の搭載部へ移動させ、こ
    の搭載部において再度装着ヘッドのノズルを昇降させ
    て、電子部品をこの搭載部に位置決めされた基板に搭載
    するようにした電子部品実装装置であって、前記基板に
    搭載される複数品種の電子部品の厚さのデータが入力さ
    れたコンピュータと、前記装着ヘッドの移動路にあって
    前記ノズルの下端部の高さを検出しその検出信号を前記
    電子部品の厚さのデータの補正信号として前記コンピュ
    ータに入力するノズル下端部の検出部と、前記コンピュ
    ータに制御される駆動部により駆動される前記装着ヘッ
    ドのノズルの昇降ストロークの調節部とを備えたことを
    特徴とする電子部品実装装置。
  2. 【請求項2】電子部品の供給部において、装着ヘッドの
    ノズルに昇降動作を行わせることによりノズルの下端部
    に電子部品を吸着し、次いで装着ヘッドを基板の上方へ
    移動させ、そこでノズルに昇降動作を行わせることによ
    り電子部品を基板に搭載する電子部品実装方法であっ
    て、装着ヘッドの移動路に設けられた検出部によりノズ
    ル下端部の高さを検出し、この検出信号をコンピュータ
    に予め入力された複数品種の電子部品の厚さのデータの
    補正信号としてコンピュータに入力し、このコンピュー
    タによりノズルの昇降ストロークの調節部を駆動する駆
    動部を制御して、ノズルの昇降ストロークを調節するよ
    うにしたことを特徴とする電子部品実装方法。
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