JP6535882B2 - 電子部品実装装置およびディスペンサ - Google Patents

Description

本発明は、パーツフィーダから搭載ヘッドによって電子部品を取出して基板に移送搭載する電子部品実装装置およびこの電子部品実装装置に使用されるディスペンサに関するものである。

近年、ＢＧＡなどの大型部品については、部品搭載後の仮止め機能を含めて接合強度の確保が製品品質向上のために重要となっている。このため、電子部品実装装置として、部品取り出し後に搭載ヘッドに保持された状態の電子部品の下面に、接着剤を供給する機能を備えたものが用いられるようになっている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献例に示す先行技術には、電子部品（構成素子）を基板に装着する電子部品実装装置（自動装着装置）において、搭載ヘッド（装着ヘッド）に保持された電子部品の下面に対して、重力に抗して接着剤（ディスペンサ用媒体）を吐出する機能を有するディスペンサシステムによって接着剤を付加的に塗布する構成が記載されている。

特開２０１２−０２８７８０号公報

上述の接着剤の塗布に際しては、塗布対象となる電子部品の所定の位置に接着剤を正確に塗布しなければならない。しかしながら、ディスペンサシステムの吐出孔やその周囲が接着剤で汚れてくると接着剤の飛翔方向や液滴の形状に乱れが生じ、接着剤を付着させたくない位置に接着剤が付着してしまうという問題があった。例えば、電子部品の電極に絶縁性の接着剤が付着するとその電子部品の電極と基板の電極間での導通を妨げる導通不良が発生し、製品品質を悪化させるという問題があった。また、電子部品実装装置の搭載ヘッドに接着剤が付着することもあるが、これを放置したままにすると故障の原因となる。このため、清掃作業によってこれを除去する作業が追加されるので作業者の負荷が増大するという問題があった。

そこで本発明は、電子部品の下面にペーストを塗布するに際し、製品不良の発生を低減するとともに、清掃等のメンテナンス作業における作業者の負荷を低減させることができる電子部品実装装置およびディスペンサを提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装装置は、パーツフィーダから搭載ヘッドによって電子部品を取出して基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、前記搭載ヘッドによって取り出された電子部品の下面に、上向きに開いた吐出孔から重力に抗して飛翔させたペーストを塗布するディスペンサと、前記電子部品と前記ディスペンサの間に配置され、前記吐出孔の上方が開口したシールド体とを備え、前記吐出孔から上方に離れた位置に前記シールド体を保持するシールド体装着部を設けた。

本発明の電子部品実装装置は、パーツフィーダから搭載ヘッドによって電子部品を取出して基板に移送搭載する、電子部品実装装置であって、前記パーツフィーダを装着する複数のスロットを有するフィーダベースと、前記フィーダベースのスロットに装着された少なくとも１つのパーツフィーダと、前記フィーダベースのスロットに装着され、前記搭載ヘッドによって取り出された電子部品の下面に、上向きに開いた吐出孔から重力に抗して飛翔させたペーストを塗布するディスペンサを備え、前記ディスペンサは、前記吐出孔から上方に離れた位置に前記吐出孔に対応する部分が限定的に開口したシールド体を有する。

本発明のディスペンサは、パーツフィーダを装着する複数のスロットを有するフィーダベースと、前記スロットに装着されたパーツフィーダから搭載ヘッドによって電子部品を取出して基板に移送搭載する電子部品実装装置で使用するディスペンサであって、前記スロットに装着可能な本体部と、前記搭載ヘッドによって取り出された電子部品の下面に向かって上向きにペーストを飛翔させる吐出孔と、前記吐出孔から上方に離れた位置に前記吐出孔の上方が開口したシールド体を備えた。

本発明によれば、電子部品の下面にペーストを塗布するに際し、製品不良の発生を低減するとともに、清掃等のメンテナンス作業における作業者の負荷を低減させることができる。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に装着されるディスペンサの構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置において使用される一時使用部材および一時使用部材供給部の構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における一時使用部材（シールド体）装着部の構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における一時使用部材（シールド体）装着作業の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における一時使用部材（シールド体）の装着状態の説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置において一時使用部材をシールド体として用いた場合の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置において一時使用部材を計測用部材として用いた場合の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置において一時使用部材を清掃用部材として用いた場合の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置においてディスペンサに配置された一時使用部材供給部の説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１、図２を参照して、基板に電子部品を実装する電子部品実装装置１の構成を説明する。電子部品実装装置１は、電子部品を供給するパーツフィーダから電子部品を取り出して基板に移送搭載する機能を有するものであり、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面を部分的に示している。

図１において基台１ａの中央にはＸ方向（基板搬送方向）に基板搬送機構２が配設されている。基板搬送機構２は上流側から搬入された基板３を搬送し、部品実装作業を実行するために設定された実装ステージに位置決めして保持する。基板搬送機構２の両側方には、部品供給部４Ａ、４Ｂが配置されており、それぞれの部品供給部４Ａ、４Ｂにはパーツフィーダを装着する複数のスロットを有するフィーダベース１８ａ（図２参照）が設けられている。フィーダベース１８ａのスロットには、少なくとも１つのパーツフィーダであるテープフィーダ５が並列に装着されている。

ここで、一方（図１において下側）の部品供給部４Ａには、電子部品実装装置１に電子部品を供給するテープフィーダ５およびディスペンサ６が、共通のフィーダベース１８ａのスロットに装着されている。テープフィーダ５は、電子部品を収納したキャリアテープをテープ送り方向にピッチ送りすることにより、以下に説明する部品実装機構の搭載ヘッドによる取り出し位置に供給する。

ディスペンサ６は、搭載ヘッドによって取り出された電子部品２１の下面に、上向きに開いた吐出孔４２から重力に抗して飛翔させた部品接合用の接着剤などのペーストＰを下面側から塗布する機能を有している（図８参照）。なお、ここでは一方側の部品供給部４Ａのみにディスペンサ６を配置した例を示しているが、他方側の部品供給部４Ｂについても同様の構成を適用してもよい。

基台１ａの上面においてＸ方向の一方側の端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸移動テーブル７がＹ方向（Ｘ方向と直交する方向）に配設されており、Ｙ軸移動テーブル７には、同様にリニア駆動機構を備えた２基のＸ軸移動テーブル８が、Ｙ方向に移動自在に結合されている。２基のＸ軸移動テーブル８には、それぞれ搭載ヘッド９がＸ方向に移動自在に装着されている。

搭載ヘッド９は複数の保持ヘッドを備えた多連型ヘッドであり、それぞれの保持ヘッドの下端部には、図２に示すように、部品を吸着して保持し個別に昇降可能な部品吸着ノズル１０が装着されている。搭載ヘッド９は部品吸着ノズル１０を昇降させるＺ軸昇降機構および部品吸着ノズル１０をノズル軸廻りに回転させるθ軸回転機構を備えている。

Ｙ軸移動テーブル７、Ｘ軸移動テーブル８を駆動することにより、搭載ヘッド９はＸ方向、Ｙ方向に移動する。これにより２つの搭載ヘッド９は、それぞれ対応した部品供給部４Ａ、４Ｂのテープフィーダ５の取り出し位置から電子部品を部品吸着ノズル１０によって取り出す。本実施の形態では、搭載ヘッド９は、テープフィーダ５によって供給される電子部品２１のほかに、以下に説明する一時使用部材１７を、移送などの所定の作業処理のために保持する機能を有している。

下側の部品供給部４Ａと基板搬送機構２との間には、部品認識カメラ１３、廃棄ボックス１５および一時使用部材供給部１６が配設されており、上側の部品供給部４Ｂと基板搬送機構２との間には部品認識カメラ１３およびノズルホルダ１４が配設されている。一時使用部材供給部１６は、複数の板状またはシート状の一時使用部材１７を積層させて供給する機能を有している。

ここで一時使用部材１７は、ディスペンサ６を作動させる過程において、一時的に使用される部材である。本実施の形態の電子部品実装装置１では、一時使用部材供給部１６から供給された一時使用部材１７を使用してディスペンサ６に対して所定の処理を実行する対ディスペンサ作業部を備えており、対ディスペンサ作業部は以下に説明する処理を実行する。

まず一時使用部材１７は、ディスペンサ６の上方においてディスペンサ６の吐出孔４２（図５参照）の上方に開口部１７ｃ（図４参照）が位置するように配置することにより、ディスペンサ６によって飛翔させたペーストＰの飛散を低減する目的で用いられる。すなわちこの用途では一時使用部材１７は電子部品２１とディスペンサ６との間に配置され、吐出孔４２の上方が開口部１７ｃによって開口したシールド体１７Ａとして用いられる（図８参照）。

そしてこの場合には、対ディスペンサ作業部は、シールド体１７Ａとして用いられる一時使用部材１７を交換する作業、すなわち未使用の一時使用部材１７を一時使用部材供給部１６から取り出してシールド体１７Ａとしてディスペンサ６に保持させ、使用済みのシールド体１７Ａを廃棄ボックス１５に廃棄して回収する作業を実行する。

次に一時使用部材１７は、ディスペンサ６から試験的に飛翔させたペーストＰを受け止める計測用部材１７Ｂとしての用途に用いられる。この場合には、対ディスペンサ作業部は、試し塗布の目的でディスペンサ６から試験的に飛翔させたペーストＰを計測用部材１７Ｂとしての一時使用部材１７で受け止める作業を実行する（図９参照）。この作業では、計測用部材１７Ｂを搭載ヘッド９によって保持してディスペンサ６の上方に移動させる作業が実行される。

さらに一時使用部材１７は、ディスペンサ６の吐出孔４２またはその周囲に付着するペーストＰを拭き取る清掃用部材１７Ｃとしての用途に用いられる。この場合には、対ディスペンサ作業部は、清掃用部材１７Ｃとしての一時使用部材１７でディスペンサ６の吐出孔４２（図５参照）またはその周囲に付着するペーストＰを拭き取る作業を実行する。この作業では、清掃用部材１７Ｃを搭載ヘッド９によって保持してディスペンサ６の上方に位置させて、吐出孔４２に対して摺動させる拭き取り動作が実行される。

上述のディスペンサ６を対象として実行される所定の処理では、搭載ヘッド９に一時使用部材１７を保持する一時使用部材保持部を設け、この構成の搭載ヘッド９が対ディスペンサ作業部として機能する。一時使用部材保持部の具体例として、本実施の形態においては、搭載ヘッド９に部品吸着ノズル１０と交換自在に装着され、一時使用部材１７を吸着保持可能な部材保持ノズル１０Ａを用いるようにしている。なお、多連型ヘッドである搭載ヘッド９が有する保持ヘッドのうちの特定の一つを、一時使用部材１７を保持するための専用の一時使用部材保持部として用いるようにしてもよい。

上述のように本実施の形態においては、一時使用部材１７は、以下に説明する３通りの用途に用いられる。すなわち、一時使用部材１７は、ディスペンサ６の上方において電子部品２１との間に配置され、ディスペンサ６の吐出孔４２の上方のみが開口してディスペンサ６によって飛翔させたペーストＰの飛散を低減する目的で用いられるシールド体１７Ａとしての用途、ディスペンサ６から試験的に飛翔させたペーストＰを受け止める計測用部材１７Ｂとしての用途、さらにディスペンサ６の吐出孔４２またはその周囲に付着するペーストＰを拭き取る清掃用部材１７Ｃとしての用途に用いることが可能となっている。そして本実施の形態においては、これらの３つの用途のうち、少なくとも２つの用途に一時使用部材１７を用いるようにしている。

ノズルホルダ１４は、搭載ヘッド９に装着される吸着ノズルを複数個収納する。これらの吸着ノズルには、電子部品２１の吸着保持を目的として装着される部品吸着ノズル１０のほか、一時使用部材１７を吸着保持するための部材保持ノズル１０Ａが含まれている。搭載ヘッド９をノズルホルダ１４にアクセスさせて所定のノズル交換動作を行わせることにより、搭載ヘッド９には保持対象に応じて部品吸着ノズル１０または部材保持ノズル１０Ａが装着される。

廃棄ボックス１５は、部品認識カメラ１３による撮像結果を認識した結果、不良と判定された電子部品２１や、使用後の一時使用部材１７を回収する。すなわち回収対象の電子部品２１や一時使用部材１７を保持した搭載ヘッド９を廃棄ボックス１５に移動させて廃棄動作を行わせることにより、これらの回収対象は廃棄ボックス１５内に投棄されて回収される。したがって廃棄ボックス１５は、使用された一時使用部材１７を搭載ヘッド９によって回収する回収部として機能している。

部品供給部４Ａ，４Ｂから電子部品２１を取り出した搭載ヘッド９が部品認識カメラ１３の上方を移動する際に、部品認識カメラ１３は搭載ヘッド９に保持された状態の電子部品２１を撮像する。この撮像結果を実装処理部５２の画像認識５２ａ（図１１参照）によって認識処理することにより、電子部品２１の識別や位置検出が行われる。また試し塗布後の計測用部材１７Ｂを保持した搭載ヘッド９を部品認識カメラ１３の上方に移動させて撮像した撮像結果をディスペンサメンテナンス処理部５３の塗布量計測５３ｃが備えた認識処理機能によって認識処理することにより、計測用部材１７Ｂに試し塗布されたペーストＰの塗布量や塗布位置を計測することができる。したがって部品認識カメラ１３および塗布量計測５３ｃは、計測用部材１７Ｂとしての一時使用部材１７に塗布されたペーストＰを計測する計測部となっている。

搭載ヘッド９にはＸ軸移動テーブル８の下面側に位置して、それぞれ搭載ヘッド９と一体的に移動する基板認識カメラ１２が装着されている。搭載ヘッド９が移動することにより、基板認識カメラ１２は基板搬送機構２に位置決めされた基板３の上方に移動し、基板３を撮像する。この撮像結果を同様に実装処理部５２の画像認識５２ａ（図１１参照）によって認識処理することにより基板３の位置が検出される。

図２に示すように、部品供給部４Ａ、４Ｂにはパーツフィーダを装着する複数のスロット（図示省略）を有するフィーダベース１８ａが設けられている。部品供給部４Ａ、４Ｂには、フィーダベース１８ａのスロットに予めパーツフィーダである複数のテープフィーダ５が着脱自在に装着された状態の台車１８がセットされる。基台１ａに設けられた固定ベース１ｂに対してフィーダベース１８ａをクランプすることにより、部品供給部４Ａ、４Ｂにおいて台車１８の位置が固定される。台車１８には、電子部品２１を保持したキャリアテープ２０を巻回状態で収納する供給リール１９が保持されている。供給リール１９から引き出されたキャリアテープ２０は、テープフィーダ５によって部品吸着ノズル１０による部品取り出し位置までピッチ送りされる。

次に図３を参照して、前述構成の電子部品実装装置１で使用するディスペンサ６の構成および機能について説明する。図３において、ディスペンサ６の本体を形成する本体部６ａはテープフィーダ５と装着互換性を有しており、台車１８に設けられたフィーダベース１８ａが有するスロットに着脱自在に装着可能となっている。なお、本発明においてはディスペンサ６がフィーダベース１８ａに着脱自在となっていることは必須要件ではなく、フィーダベース１８ａの範囲外にテープフィーダ５とは別個に独立してディスペンサ６を配設するようにしてもよい。

本体部６ａの前端部には、塗布対象のペーストを吐出する吐出機構３０が、吐出孔４２が設けられた吐出ノズル４１（図５参照）を有する吐出ヘッド部３０ａを上面側に向けて配置されている。吐出ヘッド部３０ａの吐出孔４２は、搭載ヘッド９によって取り出された電子部品２１の下面に向かって上向きにペーストＰを飛翔させる（図８参照）。

吐出孔４２から上方に離れた位置には、吐出孔４２の上方が開口した（図５に示す開口部１７ｃ参照）一時使用部材１７がシールド体１７Ａとして装着されている。搭載ヘッド９によって取り出された電子部品２１の下面にディスペンサ６によってペーストＰを塗布する際には、電子部品２１とディスペンサ６との間には吐出孔４２の上方が開口したシールド体１７Ａが配置される。

吐出機構３０の後方には、貯留したペーストＰをエア圧力により吐出するシリンジ３２が斜め姿勢で配置されており、シリンジ３２の吐出側、加圧側にはそれぞれ吐出管３１、加圧管３３が接続されている。シリンジ３２の内部には貯留されたペーストＰを加圧するためのフロート部材３２ａが挿入されており、シリンジ３２の外周面には所定レベルまでペーストＰが減少したことを検出するための残量検出センサ３２ｂが装着されている。

吐出管３１は吐出ヘッド部３０ａの吐出ノズル４１に繋ぎ込まれており、加圧管３３はバルブユニット３４に繋ぎ込まれている。バルブユニット３４はさらにレギュレータ３５を介してエア供給源３６に接続されている。エア供給源３６から供給されるエアはレギュレータ３５によって規定のエア圧力に調圧され、バルブユニット３４によってオンオフ操作されることにより、規定のバルブ開放時間だけ加圧管３３を介してシリンジ３２に送給される。ここで、エア圧力およびバルブ開放時間は、吐出機構３０による単一ショットにおけるペーストＰの吐出量を調整するための調整パラメータとして用いられる。

ディスペンサ６はペースト吐出動作を制御するためのコントローラ３７を有しており、コントローラ３７は、吐出機構３０、残量検出センサ３２ｂ、操作パネル３８、台車１８、制御装置５０と接続されている。コントローラ３７は制御装置５０からの制御指令、台車１８からの動力供給によって制御を実行し、これにより吐出機構３０によるペーストＰの塗布動作を制御する。この塗布動作に伴ってペーストＰが消費される過程において、コントローラ３７は残量検出センサ３２ｂの検出結果に基づきシリンジ３２内におけるペーストＰの減少を検出する。さらに操作パネル３８を介して入力される手動操作指令によってコントローラ３７による所定の制御操作が可能となっている。

次に図４を参照して、一時使用部材１７および一時使用部材１７を供給する一時使用部材供給部１６について説明する。図４（ａ）に示すように、一時使用部材１７は矩形の板状部材であり、上面側、すなわち搭載ヘッド９の部品吸着ノズル１０に保持される側の層である第１の層１７ａと、下面側、すなわちディスペンサ６に装着された状態でディスペンサ６に対向して所定の処理作業に使用される側の層である第２の層１７ｂとの少なくとも２層を有する構成となっている。

第１の層１７ａとしては、部材保持ノズル１０Ａによって安定して吸着保持が容易となるように、剛性を有する樹脂材などを上面が平滑な板状に成型したものが用いられる。第２の層１７ｂとしては、ペーストＰの試し塗布や拭き取りなどに使用することができるよう、不織布や紙などペーストＰが付着または含浸し易い材質をシート状に成型したものが用いられる。

一時使用部材１７には、シールド体１７Ａとしてディスペンサ６に保持された状態において吐出孔４２の上方に位置する開口部１７ｃおよび開口部１７ｃをディスペンサ６に対して位置決めするための１対の位置決め穴１７ｄ、位置決め穴１７ｅが設けられている。１対の位置決め穴１７ｄ、１７ｅにおいて、位置決め穴１７ｄはシールド体装着部４５を構成する２つの位置合わせピン４４のうちの基準ピンが所定精度の寸法公差で嵌合する基準穴であり、位置決め穴１７ｅは２つの位置合わせピン４４の位置誤差を考慮して形状を長穴とした従属穴となっている。

図４（ｂ）は、上述の一時使用部材１７を供給する一時使用部材供給部１６の構成を示している。一時使用部材供給部１６は平板形状の台座１６ａの上面に、一時使用部材１７の外形形状に倣った複数の位置に位置保持ポスト１６ｂを立設した構成となっており、これらの位置保持ポスト１６ｂで囲まれた空間は、一時使用部材１７の側面を位置保持ポスト１６ｂで規制して積層状態で収納する収納空間となっている。すなわち一時使用部材供給部１６は、供給対象の板状の一時使用部材１７を複数枚積層させて供給する。このように、一時使用部材１７を複数枚積層させて収納することにより、長時間の稼働に対応する必要枚数の一時使用部材１７を、省スペースで収納効率よく供給することが可能となっている。

次に、図５〜図８を参照して、一時使用部材１７をシールド体１７Ａとして用いる場合のディスペンサ６への装着およびシールド体１７Ａとしての機能について説明する。シールド体１７Ａは、前述構成のディスペンサ６を備えた電子部品実装装置１において、搭載ヘッド９に保持された電子部品２１とディスペンサ６との間に配置されて用いられる。

図５において、ディスペンサ６の本体部６ａの先端部には、ディスペンサ６を構成する吐出機構３０が配置されている。吐出機構３０の上面の吐出ヘッド部３０ａは、吐出孔４２が設けられた吐出ノズル４１を装着した構成となっている。吐出ヘッド部３０ａの両側方には、上面に位置合わせピン４４が植設された保持ブロック４３が配置されており、１対の保持ブロック４３および位置合わせピン４４は、シールド体１７Ａを保持するシールド体装着部４５を構成する。シールド体１７Ａを吐出ヘッド部３０ａの上方に位置させて、位置決め穴１７ｄ、１７ｅを位置合わせピン４４に位置合わせすることにより、シールド体１７Ａの開口部１７ｃは吐出ノズル４１に設けられた吐出孔４２の直上に位置する。

この状態でシールド体１７Ａを下降させて位置決め穴１７ｄ、位置決め穴１７ｅを位置合わせピン４４に嵌合させることにより、図７に示すように、シールド体１７Ａはディスペンサ６に設けられたシールド体装着部４５に保持された状態となる。この状態では、シールド体装着部４５は吐出ノズル４１の吐出孔４２から上方に離れた位置にシールド体１７Ａを保持している。

すなわち電子部品実装装置１においてフィーダベース１８ａ（図２参照）のスロットに装着されたディスペンサ６は、吐出孔４２から上方に離れた位置に吐出孔４２に対応する部分が限定的に開口したシールド体１７Ａを有する構成となっている。このような構成とすることにより、シールド体１７Ａと吐出孔４２とを離隔させて配置することができ、シールド体１７Ａに付着したペーストＰによって吐出孔４２やその周辺が汚損されることを防止することができる。

シールド体１７Ａのディスペンサ６への装着は、図６に示す動作過程によって行われる。まず図６（ａ）に示すように、搭載ヘッド９に一時使用部材１７の保持のために準備された専用の部材保持ノズル１０Ａを装着する。すなわち搭載ヘッド９をノズルホルダ１４にアクセスさせ、搭載ヘッド９を部材保持ノズル１０Ａに対して下降させてノズル交換動作を行わせる。

次いで搭載ヘッド９を図６（ｂ）に示す一時使用部材供給部１６に移動させ、一時使用部材供給部１６に積層状態で収納された一時使用部材１７に対して部材保持ノズル１０Ａを下降させて吸着動作を行わせる。これにより、図６（ｃ）に示すように、搭載ヘッド９に装着された部材保持ノズル１０Ａによって一時使用部材１７を吸着保持する。

そしてこの後、部材保持ノズル１０Ａによって一時使用部材１７を保持した搭載ヘッド９をディスペンサ６の上方へ移動させる。次に、図６（ｄ）に示すように、部材保持ノズル１０Ａをディスペンサ６へ向かって下降させて、位置合わせピン４４をシールド体１７Ａの位置決め穴１７ｄ、位置決め穴１７ｅに挿入して、一時使用部材１７をシールド体１７Ａとしてディスペンサ６のシールド体装着部４５に保持させる。すなわち図７に示すように、シールド体装着部４５の位置合わせピン４４を、シールド体１７Ａの位置決め穴１７ｄ、位置決め穴１７ｅに嵌合させる。これにより、シールド体１７Ａの開口部１７ｃは吐出ノズル４１に設けられた吐出孔４２の上方に位置する。

このように、ディスペンサ６はシールド体１７Ａとしての一時使用部材１７を保持するシールド体装着部４５を備え、シールド体１７Ａはシールド体装着部４５に対して着脱自在となっている。これにより、使用によって汚損されたシールド体１７Ａを吐出孔４２から離すことができ、使用後のシールド体１７Ａに付着したペーストＰによる吐出孔４２やその周辺の汚損を防止することができる。上述の構成において、部材保持ノズル１０Ａが装着されて一時使用部材１７を吸着保持した状態で移動可能に構成された搭載ヘッド９は、ペーストＰが付着したシールド体１７Ａをシールド体装着部４５から取り外し、未使用のシールド体１７Ａを一時使用部材供給部１６から取り出してシールド体装着部４５に装着するシールド体交換部となっている。これにより、使用により汚損されたシールド体１７Ａの自動交換が可能となり、作業負荷の軽減が実現される。

上述のシールド体１７Ａの交換に際しては、以下のようなシールド体交換動作が実行される。すなわち使用済みのシールド体１７Ａを搭載ヘッド９によってディスペンサ６のシールド体装着部４５から取り外して廃棄ボックス１５まで移送し、廃棄ボックス１５内に投棄することによりシールド体１７Ａを回収する。次いで未使用のシールド体１７Ａを搭載ヘッド９によって一時使用部材供給部１６から取り出して、ディスペンサ６のシールド体装着部４５に保持させる。

すなわち、上述のシールド体交換部は、ディスペンサ６のシールド体装着部４５から取り外したシールド体１７Ａを回収する廃棄ボックス１５と、未使用のシールド体１７Ａを供給するシールド体供給部（一時使用部材供給部１６）と、シールド体１７Ａを移送するシールド体移送部としての搭載ヘッド９とを備えた構成となっている。シールド体移送部としての搭載ヘッド９は、搭載ヘッド９にシールド体１７Ａを保持する機能を有するシールド体保持部を設けて構成される。

シールド体保持部としては、電子部品２１を保持する部品吸着ノズル１０をシールド体１７Ａを吸着保持可能な部材保持ノズル１０Ａと交換する構成を用いることができる。このような構成でシールド体交換を行うことにより、電子部品実装装置１が備えた既存の機構を活用して、簡便・安価な構成でシールド体１７Ａの自動交換を実現することが可能となっている。

次に図８を参照して、ディスペンサ６に保持されたシールド体１７Ａの機能について説明する。図８は、電子部品実装装置１においてテープフィーダ５から搭載ヘッド９によって電子部品２１を取り出して基板に移送搭載する動作過程において、搭載ヘッド９によって取り出された電子部品２１の下面に部品接合用のペーストＰをディスペンサ６によって塗布するペースト塗布動作を示している。このペースト塗布は、制御部５０（図１１参照）の実装処理部５２による制御処理機能のうちのペースト塗布５２ｂにより実行される。

本実施の形態においては、ディスペンサ６の吐出ヘッド部３０ａの上方にシールド体１７Ａとしての一時使用部材１７をシールド体装着部４５によって保持させた状態で、ディスペンサ６によるペースト塗布を行うようにしている。すなわち図８（ａ）に示すように、複数の部品吸着ノズル１０のそれぞれに電子部品２１を吸着保持した搭載ヘッド９をディスペンサ６に保持されたシールド体１７Ａの上方に移動させ、電子部品２１が開口部１７ｃの直上、すなわちディスペンサ６においてペーストＰを吐出する吐出孔４２の直上を順次通過するように、搭載ヘッド９を移動させる（矢印ａ）。

この搭載ヘッド９の移動において、図８（ｂ）に示すように、上向きに開いた吐出孔４２から重力に抗してペーストＰが開口部１７ｃを介して上向きに飛翔し（矢印ｃ）、上方を矢印ｂ方向に移動する電子部品２１の下面に塗布される。このペーストＰの塗布動作において、ディスペンサ６の吐出孔４２から吐出されるペーストＰは、必ずしも所望の液滴形状で所望の狙い位置に飛翔するとは限らない。例えば吐出孔４２がペーストＰの付着などによって汚損されている場合には、本来の狙い位置である直上方向から外れて飛散する場合がある。

このような場合にあっても、ディスペンサ６の吐出ヘッド部３０ａの上方にシールド体１７Ａを配置することにより、吐出孔４２から吐出されて飛翔するペーストＰは、狙い方向である直上方向に開口した開口部１７ｃを介して飛翔するペーストＰのみが、電子部品２１に対して塗布される。これにより、シールド体１７Ａが配置されていない場合に生じていたペーストＰの飛散による不具合、すなわち飛散したペーストＰが電子部品２１の本来の塗布対象部位から外れた位置に塗布されることによる導通不良、搭載ヘッド９の機構部分など付着させたくない部位に付着することによる動作不良などを有効に防止することが可能となっている。

なお、本実施の形態ではシールド体装着部４５を吐出ヘッド部３０ａの上面に設けているがシールド体装着部４５を構成する位置合わせピン４４を吐出ノズル４１と一体的に設けてもよい。このようにすることによりシールド体装着部４５に装着されたシールド体１７Ａの開口部１７ｃと吐出孔４２との位置合わせをより高精度で実現することができる。

次に図９を参照して、一時使用部材１７を計測用部材１７Ｂとして使用することにより実行される試し塗布動作について説明する。本実施の形態においては、電子部品２１に塗布されたペーストＰの塗布量または塗布位置もしくはこれらのいずれもが所定範囲外の場合や、ディスペンサ６にペーストＰを新たにセットした場合、さらにはペーストＰの塗布が最後に実行されたタイミングから所定のインターバル時間以上が経過した場合など、予め規定された試し塗布実行条件にしたがって、計測用部材１７ＢにペーストＰを塗布する試し塗布を行うようにしている。この試し塗布の制御処理は、制御部５０（図１１参照）のディスペンサメンテナンス処理部５３による制御処理機能のうちの試し塗布５３ａにより実行される。

本実施の形態においては、ディスペンサ６の吐出ヘッド部３０ａの上方にシールド体１７Ａとしての一時使用部材１７をシールド体装着部４５によって保持させた状態で、ディスペンサ６による試し塗布を行うようにしている。すなわち図９（ａ）に示すように、部材保持ノズル１０Ａによって計測用部材１７Ｂとしての一時使用部材１７を吸着保持した搭載ヘッド９を、ディスペンサ６に保持されたシールド体１７Ａの上方に移動させる。そして一時使用部材１７に設定された試し塗布点が開口部１７ｃの直上、すなわちディスペンサ６においてペーストＰを吐出する吐出孔４２の直上を順次通過するように、搭載ヘッド９を移動させる（矢印ｄ）。

この搭載ヘッド９の移動において、図９（ｂ）に示すように、上向きに開いた吐出孔４２から重力に抗してペーストＰが開口部１７ｃを介して上向きに飛翔する（矢印ｆ）。そして上方を矢印ｅ方向に移動する計測用部材１７Ｂとしての一時使用部材１７の下面１７ｆに設定された複数の試し塗布点に、ペーストＰが順次塗布される。次いで試し塗布後の計測用部材１７Ｂを保持した搭載ヘッド９を部品認識カメラ１３の上方へ移動させ、ペーストＰが塗布された計測用部材１７Ｂを部品認識カメラ１３によって撮像する。そしてこの撮像結果をディスペンサメンテナンス処理部５３の塗布量計測５３ｃが備えた機能によって認識処理することにより、ペーストＰの塗布量の計測が行われる。

次に図１０を参照して、一時使用部材１７を清掃用部材１７Ｃとして使用することにより実行される拭き取り動作について説明する。この拭き取り動作は、電子部品２１や計測用部材１７Ｂに塗布されたペーストＰの塗布状態を画像認識５２ａによって認識した結果、塗布量や塗布位置の乱れなど吐出機構３０からのペースト吐出の不安定に起因する不良が検出された場合に行われる。この拭き取りは、制御部５０（図１１参照）のディスペンサメンテナンス処理部５３のうちの拭き取り５３ｂの制御処理機能により実行される。

この拭き取りは、図１０（ａ）に示すように、ディスペンサ６において吐出ヘッド部３０ａに設けられたシールド体装着部４５からシールド体１７Ａを取り外して、吐出ノズル４１の上面を露呈させた状態で行う。すなわち部材保持ノズル１０Ａが装着された搭載ヘッド９を一時使用部材供給部１６（図１，図４参照）に移動させ、部材保持ノズル１０Ａに清掃用部材１７Ｃとしての一時使用部材１７を保持させる。

そして部材保持ノズル１０Ａによって清掃用部材１７Ｃを保持した搭載ヘッド９をディスペンサ６の吐出ノズル４１の上方に移動させ、清掃用部材１７Ｃの下面を吐出孔４２に接触させた状態で、搭載ヘッド９を水平方向に往復動させる（矢印ｇ）。これにより、図１０（ｂ）に示すように、清掃用部材１７Ｃとして使用される一時使用部材１７の第２の層１７ｂが吐出孔４２の上面に接触し、搭載ヘッド９の往復動（矢印ｈ）により、吐出孔４２の上面に付着したペーストＰなどの汚損物が第２の層１７ｂによって拭き取られる。なおこの拭き取りにおける搭載ヘッド９の動作は、図１０に示す一方向の往復動のほか、２方向の往復動や回転動作など、各種の動作を適宜組み合わせることができる。

次に図１１を参照して、電子部品実装装置１の制御系の構成を説明する。図１１において、電子部品実装装置１の動作制御を行う制御装置５０は、基板搬送機構２、Ｙ軸移動テーブル７、Ｘ軸移動テーブル８、搭載ヘッド９よりなる部品実装機構１１、部品供給部４Ａ，４Ｂに配設されたテープフィーダ５、ディスペンサ６、基板認識カメラ１２、部品認識カメラ１３に接続されている。

制御装置５０が有する制御処理機能である処理部５１は、実装処理部５２、ディスペンサメンテナンス処理部５３を備えている。実装処理部５２は、電子部品実装装置１において前述の基板搬送機構２以下の各部を制御することにより、基板３に電子部品２１を移送搭載して実装するための作業処理を実行させる制御処理機能である。すなわち実装処理部５２は、画像認識５２ａ、ペースト塗布５２ｂ、部品供給５２ｃ、一時使用部材交換５２ｄの各処理を実行するための制御プログラムを備えている。さらにディスペンサメンテナンス処理部５３は、ディスペンサ６を対象とするメンテナンスなどの所定の処理を実行させるための制御処理機能である。すなわちディスペンサメンテナンス処理部５３は、試し塗布５３ａ、拭き取り５３ｂ、塗布量計測５３ｃ、塗布量補正５３ｄの各処理を実行するための制御プログラムを備えている。

画像認識５２ａは、基板認識カメラ１２、部品認識カメラ１３による撮像結果を認識処理するための制御処理である。ペースト塗布５２ｂは、ディスペンサ６によりペーストＰを吐出させて電子部品２１の下面に塗布するための制御処理である。部品供給５２ｃは、テープフィーダ５によって電子部品２１を部品実装機構１１に対して供給するための制御処理である。一時使用部材交換５２ｄは、ディスペンサ６に装着されるシールド体１７Ａや、計測用部材１７Ｂ、清掃用部材１７Ｃとして搭載ヘッド９に保持された状態で使用される一時使用部材１７を交換する処理を実行するための制御処理である。これにより未使用の一時使用部材１７を一時使用部材供給部１６から取り出し、使用済みの一時使用部材１７を廃棄ボックス１５に廃棄して回収する処理が搭載ヘッド９によって実行される。

試し塗布５３ａは、搭載ヘッド９に一時使用部材１７を計測用部材１７Ｂとして保持させてディスペンサ６の上方を移動させ、吐出孔４２から吐出されたペーストＰを計測用部材１７Ｂに試し塗布する処理を行うための制御処理である。拭き取り５３ｂは、搭載ヘッド９に一時使用部材１７を清掃用部材１７Ｃとして保持させてディスペンサ６に対して移動させることにより、清掃用部材１７Ｃの第１の層１７ａによって吐出孔４２やその周辺に付着したペーストＰを拭き取る処理を行うための制御処理である。

塗布量計測５３ｃは、試し塗布５３ａによってペーストＰが試し塗布された計測用部材１７Ｂ、すなわちディスペンサ６から試験的に飛翔させたペーストＰを受け止めた一時使用部材１７を、部品認識カメラ１３によって撮像した撮像結果を認識処理することにより、一時使用部材１７に塗布されたペーストＰの塗布量を計測する処理を行うための制御処理である。塗布量補正５３ｄは、塗布量計測５３ｃによって取得されたペーストＰの塗布量の計測結果に基づいて、ディスペンサ６の吐出機構３０によるペーストＰの単一ショットにおける塗布量を調整するための制御処理である。ここでは、単一ショットのペーストの塗布量に関するパラメータ（例えばシリンジ３２を加圧するエア圧力、加圧時のバルブ開放時間など）を調整することにより、塗布量を調整するようにしている。

上述の制御処理機能のうち、実装処理部５２の一時使用部材交換５２ｄ、ディスペンサメンテナンス処理部５３の試し塗布５３ａ、拭き取り５３ｂの各処理は、電子部品実装装置１が備えた前述の対ディスペンサ作業部にそれぞれの所定の処理を実行させるための制御処理に対応している。

なお図１に示す構成では、一時使用部材１７を供給する一時使用部材供給部１６を基板搬送機構２と部品供給部４Ａとの間に配置した例を示しているが、図１２に示すように、ディスペンサ６に未使用のシールド体１７Ａとしての一時使用部材１７を供給する一時使用部材供給部１６を備えた構成としてもよい。すなわちこの例では、本体部６ａの上面において、先端部に配置された吐出機構３０に隣接する位置に、図４（ｂ）に示す構成と同様の一時使用部材供給部１６を配置している。これにより、一時使用部材供給部１６を配置するスペースを削減することができるとともに、シールド体１７Ａが用いられる使用位置に近接して複数枚の一時使用部材１７を積層して待機させることができ、シールド体１７Ａの交換を効率よく行うことができるという利点がある。

上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装装置１は、パーツフィーダとしてのテープフィーダ５から搭載ヘッド９によって電子部品２１を取出して基板３に移送搭載する電子部品実装装置１に、搭載ヘッド９によって取り出された電子部品２１の下面に、上向きに開いた吐出孔４２から重力に抗して飛翔させたペーストＰを塗布するディスペンサ６を備えた構成において、板状もしくはシート状の一時使用部材１７を積層させて供給する一時使用部材供給部１６と、一時使用部材供給部１６から供給された一時使用部材１７を使用してディスペンサ６に所定の処理を実行する対ディスペンサ作業部とを備えるようにしている。

そして対ディスペンサ作業部による処理として、搭載ヘッド９によってディスペンサ６の上方において電子部品２１との間に配置される一時使用部材１７を、ディスペンサ６の吐出孔４２の上方が開口しディスペンサ６によって飛翔させたペーストＰの飛散を低減する目的でシールド体１７Ａとして交換して用いることにより、電子部品２１の所望の位置以外や搭載ヘッド９などペーストＰを付着させたくない位置にペーストＰが接着するのを防止することができる。これにより、ペーストＰの付着に起因する導通不良などの不具合を防止して、製品不良の発生を低減することができる。

また対ディスペンサ作業部による処理として、搭載ヘッド９によって保持された一時使用部材１７をディスペンサ６から試験的に飛翔させたペーストＰを受け止める計測用部材１７Ｂとして用いることにより、従来技術において試し塗布に実際の電子部品を用いる場合に発生する不都合、すなわち使用した後に廃棄される電子部品の無駄を排除することができる。

さらに対ディスペンサ作業部による処理として、搭載ヘッド９によって保持された一時使用部材１７をディスペンサ６の吐出孔４２またはその周囲に付着するペーストＰを拭き取る清掃用部材１７Ｃとして用いることにより、汚損により付着したペーストＰの拭き取り作業を自動で行うことが可能となっている。これにより、清掃等のメンテナンス作業における作業者の負荷を低減させて、保守清掃作業を効率よく適切に行うことができる。

本発明の電子部品実装装置およびディスペンサは、電子部品の下面にペーストを塗布するに際し、製品不良の発生を低減するとともに、清掃等のメンテナンス作業における作業者の負荷を低減させることができるという効果を有し、電子部品にペーストを塗布して基板に移送搭載する部品実装分野において有用である。

１ 電子部品実装装置
３ 基板
４Ａ，４Ｂ 部品供給部
５ テープフィーダ
６ ディスペンサ
６ａ 本体部
９ 搭載ヘッド
１０ 部品吸着ノズル
１０Ａ 部材保持ノズル
１４ ノズルホルダ
１５ 廃棄ボックス
１６ 一時使用部材供給部
１７ 一時使用部材
１８ａ フィーダベース
１７Ａ シールド体
１７Ｂ 計測用部材
１７Ｃ 清掃用部材
１７ｃ 開口部
２１ 電子部品
３０ 吐出機構
４２ 吐出孔
４５ シールド体装着部
Ｐ ペースト

Claims (17)

1. パーツフィーダから搭載ヘッドによって電子部品を取出して基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、
   前記搭載ヘッドによって取り出された電子部品の下面に、上向きに開いた吐出孔から重力に抗して飛翔させたペーストを塗布するディスペンサと、
   前記電子部品と前記ディスペンサの間に配置され、前記吐出孔の上方が開口したシールド体とを備え、
   前記吐出孔から上方に離れた位置に前記シールド体を保持するシールド体装着部を設けた、電子部品実装装置。
2. 前記シールド体は前記シールド体装着部に対して着脱自在である、請求項１記載の電子部品実装装置。
3. ペーストが付着したシールド体を前記シールド体装着部から取り外し、未使用のシールド体を前記シールド体装着部に装着するシールド体交換部を備えた、請求項２記載の電子部品実装装置。
4. 前記シールド体交換部は、前記シールド体装着部から取り外したシールド体を回収する回収部と、未使用のシールド体を供給するシールド体供給部と、シールド体を移送するシールド体移送部を備えた、請求項３記載の電子部品実装装置。
5. 前記シールド体が板状であり、前記シールド体供給部は前記シールド体を複数枚積層させて供給する、請求項４記載の電子部品実装装置。
6. 前記搭載ヘッドに前記シールド体を保持するシールド体保持部を設け、前記搭載ヘッドが前記シールド体移送部として機能する、請求項４記載の電子部品実装装置。
7. パーツフィーダから搭載ヘッドによって電子部品を取出して基板に移送搭載する、電子部品実装装置であって、
   前記パーツフィーダを装着する複数のスロットを有するフィーダベースと、
   前記フィーダベースのスロットに装着された少なくとも１つのパーツフィーダと、
   前記フィーダベースのスロットに装着され、前記搭載ヘッドによって取り出された電子部品の下面に、上向きに開いた吐出孔から重力に抗して飛翔させたペーストを塗布するディスペンサを備え、
   前記ディスペンサは、前記吐出孔から上方に離れた位置に前記吐出孔に対応する部分が限定的に開口したシールド体を有する、電子部品実装装置。
8. 前記ディスペンサに前記シールド体を保持するシールド体装着部を設け、前記シールド体は前記シールド体装着部に対して着脱自在である、請求項７記載の電子部品実装装置。
9. ペーストが付着したシールド体を前記シールド体装着部から取り外し、未使用のシールド体を前記シールド体装着部に装着するシールド体交換部を備えた、請求項８記載の電子部品実装装置。
10. 前記シールド体交換部は、前記シールド体装着部から取り外したシールド体を回収する回収部と、未使用のシールド体を供給するシールド体供給部と、シールド体を移送するシールド体移送部を備えた、請求項９記載の電子部品実装装置。
11. 前記シールド体が板状であり、前記シールド体供給部は前記シールド体を積層させて供給する、請求項１０記載の電子部品実装装置。
12. 前記シールド体供給部は前記ディスペンサに設けられている、請求項１０記載の電子部品実装装置。
13. 前記搭載ヘッドが前記シールド体移送部として機能する、請求項１０記載の電子部品実装装置。
14. パーツフィーダを装着する複数のスロットを有するフィーダベースと、前記スロットに装着されたパーツフィーダから搭載ヘッドによって電子部品を取出して基板に移送搭載する電子部品実装装置で使用するディスペンサであって、
    前記スロットに装着可能な本体部と、
    前記搭載ヘッドによって取り出された電子部品の下面に向かって上向きにペーストを飛翔させる吐出孔と、
    前記吐出孔から上方に離れた位置に前記吐出孔の上方が開口したシールド体を備えた、ディスペンサ。
15. さらに、前記シールド体を保持するシールド体装着部を備え、前記シールド体は前記シールド体装着部に対して着脱自在である、請求項１４記載のディスペンサ。
16. 未使用の前記シールド体を供給するシールド体供給部を備えた、請求項１５記載のディスペンサ。
17. パーツフィーダから搭載ヘッドによって電子部品を取出して基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、
    前記搭載ヘッドによって取り出された電子部品の下面に、上向きに開いた吐出孔から重力に抗して飛翔させたペーストを塗布するディスペンサと、
    前記吐出孔から上方に離れた位置に保持され前記吐出孔に対応する部分が開口したシールド体とを備えた、電子部品実装装置。

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