CN102595868A - 电子部件安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子部件安装装置，其防止电子部件及基板的损伤。其特征在于，具有：固定在搭载头(106)上的主体部(60)；在主体部上进行升降动作的升降体(14)；使升降体升降的升降机构(20)；在下端部保持吸附嘴的中空的吸附嘴轴部(30)；经由花键螺母(55)使吸附嘴轴部转动的转动机构(50)；检测吸附嘴所承受的向上方的负载的负载检测部(40)；以及利用负载检测进行负载控制的动作控制部(70)，升降机构和转动机构支撑在主体部上，吸附嘴轴部的上端部从前述主体部的上部凸出并安装，负载检测部支撑在升降体或主体部上。

Description

电子部件安装装置

技术领域

本发明涉及一种电子部件安装装置，其控制由吸附嘴产生的压力。

背景技术

现有的电子部件安装装置，在搭载头上搭载吸附电子部件的夹头(吸附嘴)、使夹头转动的转动机构、内置转动机构的框体、可上下移动地支撑框体的导轨、以及使框体上下移动的滚珠丝杠机构，转动机构和夹头在框体内部可上下移动地被支撑，并且经由从转动机构沿水平方向伸出的凸起部，利用测力传感器对夹头下降时向电子部件施加的压力进行检测(例如，参照专利文献1)。

该电子部件安装装置利用滚珠丝杠机构使吸附着电子部件的状态的夹头下降，如果夹头的前端部经由电子部件与处于下方的基板抵接，则夹头和转动机构相对于框体上升，经由凸起部按压测力传感器，从而检测夹头前端部对基板施加的压力。并且，如果检则出预先确定的规定的压力，则将电子部件从夹头释放，并且停止下降，使夹头上升。由此，以规定的压力进行电子部件相对于基板的安装作业。

另外，其他的电子部件安装装置具有：吸附嘴，其吸附电子部件；吸附嘴保持架，其允许吸附嘴的上下移动并保持吸附嘴；支撑框，其以吸附嘴为中心可转动地支撑吸附嘴保持架；主体框架，其可上下移动地对支撑框进行支撑；滚珠丝杠，其使支撑框上下移动；转动机构，其经由固定安装在吸附嘴保持架的上端部的花键轴对吸附嘴及吸附嘴保持架施加转动动作；测力传感器，其设置在吸附嘴保持架上，并且检测吸附嘴的向上方的压力，以及音圈电动机，其设置在支撑框上，并且经由花键轴使吸附嘴上下移动(例如，参照专利文献2)。

该电子部件安装装置利用滚珠丝杠机构使吸附着电子部件的状态的吸附嘴下降，如果吸附嘴的前端部经由电子部件与处于下方的基板抵接，则吸附嘴上升，按压测力传感器，从而检测吸附嘴前端部对基板施加的压力。并且，控制音圈电动机以使预先确定的规定的压力维持规定时间，然后，将电子部件从吸附嘴上释放，并且利用滚珠丝杠使吸附嘴上升。由此，以规定的压力进行电子部件相对于基板的安装作业。

专利文献1：日本特开2001-127081号公报

专利文献2：日本特开2004-158743号公报

发明内容

但是，上述专利文献1的电子部件安装装置，由于夹头和转动机构成为一体而进行下降，因此总重量变大，响应性降低，存在电子部件对基板的加压难以控制的问题。

另外，专利文献2的电子部件安装装置，由于通过使用花键轴使转动机构和吸附嘴分离，在加压控制时仅使吸附嘴和吸附嘴保持架上升，因此将可动重量降低，可以实现高响应性的控制，但是，由于负载检测器配置在吸附嘴的上端部，并且将转动机构与吸附嘴同轴地配置在其上方，因此无法将吸附嘴提升至装置的上端部。因此，用于连接吸附嘴和吸引源的软管向侧方延伸，与专利文献1相同地，吸附嘴的转动范围受到限制。

另外，由于安装在吸附嘴保持架上的测力传感器的配线也向吸附嘴保持架的外侧引出，因此该配线也成为限制吸附嘴的转动范围的原因。

本发明的目的在于，可以使吸附嘴上下移动时的响应性提高，使吸附嘴在更大的范围内进行转动。

技术方案1所述的发明的电子部件安装装置，其利用可在电子部件的供给部和基板的保持部之间移动的搭载头上设置的吸附嘴，对电子部件进行吸附，将前述电子部件搭载至前述基板上，其具有：主体部，其固定在前述搭载头上；升降体，其可升降地支撑在前述主体部上；升降机构，其向前述升降体施加升降动作；中空的吸附嘴轴部，其在下端部保持前述吸附嘴，上端部与吸气源连接；转动机构，其在前述吸附嘴轴部上形成花键槽，并且经由花键螺母向前述吸附嘴轴部施加转动动作；负载检测部，其检测前述吸附嘴承受的向上方的负载；以及动作控制部，其进行下述控制：使前述升降体下降而从前述供给部吸附电子部件，直至前述负载检测部检测出预先确定的规定的负载，该电子部件安装装置的特征在于，前述升降机构和前述转动机构支撑在前述主体部上，以前述吸附嘴轴部的上端部从前述主体部的上部凸出的状态进行安装，前述负载检测部支撑在前述升降体或前述主体部上。

技术方案2所述的发明的特征在于，具有与技术方案1所述的发明相同的结构，并且前述负载检测部设置在前述升降体上，并且具有：中空保持部，其以使前述吸附嘴轴部贯穿的状态可转动地保持前述吸附嘴轴部；连结部，其将该中空保持部与前述升降体连结；以及变形检测元件，其检测前述连结部的变形。

技术方案3所述的发明的特征在于，具有与技术方案1所述的发明相同的结构，并且具有前述升降机构的驱动源和从该驱动源向前述升降体传递升降动作的传动部件，前述负载检测部具有变形检测元件，其对支撑前述升降机构的驱动源或前述传动部件的部位的变形进行检测。

技术方案4所述的发明的特征在于，具有与技术方案1所述的发明相同的结构，并且前述升降体采用分割为从前述升降机构的升降动作输入部和前述吸附嘴轴部的支撑部的结构，并且设置弹性体，其施加将前述支撑部和前述升降动作输入部的各自的相对部位彼此拉近的力，前述支撑部相对于前述升降动作输入部配置于上侧，并且前述负载检测部具有压力检测元件，其检测前述支撑部和前述升降动作输入部的相对部位彼此之间的压力。

技术方案5所述的发明的特征在于，具有与技术方案1所述的发明相同的结构，并且将前述升降体分割为从前述升降机构的升降动作输入部和前述吸附嘴轴部的支撑部而构成，前述负载检测部具有压力检测元件，其检测前述升降动作输入部位于上侧而前述支撑部成为下侧的相对部位彼此之间的压力。

发明的效果

技术方案1所述的发明，由于升降机构和转动机构均支撑在主体部上，因此，与转动机构搭载在升降体上的情况相比，可以减轻重量，使得对利用吸附嘴的下降施加电子部件的负载的控制变得容易，可以高精度地施加负载，因此，提高吸附嘴上下移动时的响应性。

另外，由于吸附嘴轴部是中空的，以其上端部从主体部的上部凸出的状态进行安装，因此，可以将吸附嘴轴部的上端部与吸气源连接，无需将连接管等向侧方延伸，吸附嘴的转动不会受到限制，可以使可转动角度扩大。

并且，由于负载检测部支撑在升降体或主体部上，因此在吸附嘴转动时负载检测部不进行转动，因此，不会由于负载检测部的配线等限制吸附嘴的转动，从这方面出发，也可以使可转动角度扩大。另外，也可以不需要用于传递负载检测部的配线电流的可动触点构造等。

技术方案2所述的发明，由于负载检测部检测与使吸附嘴轴部穿过的中空保持部连结的连结部的变形，因此即使成为使吸附嘴沿上下穿过主体部的配置，负载检测部也不会成为障碍，并且，由于在吸附嘴的周围进行负载检测，因此可以更准确地检测出施加在吸附嘴及吸附嘴轴部上的负载。

技术方案3所述的发明，由于负载检测部检测升降机构的驱动源或传动部件的支撑部位的变形，因此可以使负载检测部远离吸附嘴轴部而配置，即使在成为吸附嘴轴部沿上下穿过主体部的配置的情况下，负载检测部也不会成为障碍，并且，由于将负载检测部设置在主体部上，因此不会随吸附嘴轴部转动或升降，其配线不会成为升降体的升降动作的障碍，另外，可以不需要与升降动作相对应的配线构造。

技术方案4所述的发明，由于压力检测元件配置在升降动作输入部和支撑部之间，并且支撑部配置于升降动作输入部的上侧，因此在由于吸附嘴的下降而与下方抵接时，支撑部上升，升降动作输入部和支撑部之间的间隔扩大，可以有效地避免由于抵接时的负载过大而损坏压力检测元件。

技术方案5所述的发明，由于负载检测部检测升降动作输入部和支撑部的相对部位彼此之间的压力，因此通过在升降动作输入部和支撑部之间夹装压力检测元件，从而可以进行负载检测，可以实现构造的简单化及结构部件数量的减少。

附图说明

图1是第一实施方式中的电子部件安装装置的斜视图。

图2是第一实施方式中的吸附嘴的吸附嘴驱动装置的侧剖面图。

图3是沿负载检测部的中心线的剖面图。

图4(A)是仅示出了负载检测部中的测力传感器部分的俯视图，图4(B)是斜视图。

图5是表示电子部件安装装置的控制系统的框图。

图6是表示将电子部件向基板上搭载时的吸附嘴的驱动控制的流程图。

图7是表示将电子部件向基板上搭载时的吸附嘴的驱动控制的时序图。

图8是第一实施方式中的吸附嘴驱动装置的其他例子的局部剖面图。

图9是第一实施方式中的吸附嘴驱动装置的其他例子的局部剖面图。

图10是第二实施方式中的吸附嘴驱动装置的侧剖面图。

图11是负载检测部的俯视图。

图12是第三实施方式中的吸附嘴驱动装置的其他例子的侧剖面图。

图13是第三实施方式中的吸附嘴驱动装置的侧剖面图。

图14是负载检测部的放大剖面图，图14(A)表示各连结部接近的状态，图14(B)表示各连结部远离的状态。

图15是表示第三实施方式中的负载检测部的检测量和吸附嘴下降量的关系的曲线图。

图16是第三实施方式中的负载检测部的其他例子的放大剖面图。

图17是第三实施方式中的负载检测部的其他例子的放大剖面图。

图18是第四实施方式中的吸附嘴驱动装置的侧剖面图。

图19是第四实施方式中的负载检测部的斜视图。

图20是第四实施方式中的吸附嘴驱动装置的其他例子的侧剖面图。

具体实施方式

(第一实施方式：整体结构)

参照附图，对本发明的第一实施方式进行说明。图1是电子部件安装装置100的斜视图。下面，如图所示，在水平面上彼此正交的两个方向中，将基板输送方向作为X轴方向，将与基板输送方向正交的方向作为Y轴方向，将与它们正交的铅直方向称为Z轴方向。

电子部件安装装置100是在基板上进行各种电子部件的搭载的装置，如图1所示，具有：两组部件供给部，其由多个电子部件进料器101和进料器保持部102构成，该电子部件进料器101供给所要搭载的电子部件，该进料器保持部102将多个电子部件进料器101并列地保持；基板输送单元103，其在X轴方向上输送基板；基板保持部104，其用于进行电子部件相对于设置在由该基板输送单元103输送基板的路径的中途的基板的搭载作业；吸附嘴驱动装置10，其分别可升降地保持多个(在本例中为三个)吸附嘴12；搭载头106，其固定各吸附嘴驱动装置10，进行电子部件的保持；作为搭载头移动机构的X-Y龙门架107，其将搭载头106驱动输送至包含两组部件供给部和基板保持部104在内的作业区域内的任意位置上；多个作为拍摄单元的基板识别照相机108，其搭载在搭载头106上，进行基板的拍摄；部件识别照相机120，其在进料器保持部102附近使视线垂直向上地从下方拍摄吸附在吸附嘴12上的电子部件C；以及动作控制单元70，其进行图5所示的上述各结构的动作控制。

该电子部件安装装置100的动作控制单元70，使各吸附嘴12从电子部件进料器101的电子部件转移部101a吸附电子部件。另外，动作控制单元70根据由部件识别照相机120拍摄吸附在各吸附嘴12上的电子部件而得到的拍摄图像数据，进行图像处理，求出电子部件相对于吸附嘴前端部的位置及以吸附嘴的中心线为中心的角度，进行吸附嘴12相对于基板的定位校正，以及使吸附嘴12旋转而进行电子部件的角度校正，从而进行电子部件的安装控制。

(吸附嘴的吸附嘴驱动装置)

图2是吸附嘴12的吸附嘴驱动装置10的侧剖面图。如该图所示，吸附嘴12的吸附嘴驱动装置10具有：作为主体部的主体框架60，其固定支撑在搭载头106上；吸附嘴保持架31，其保持由前端部吸附电子部件C的吸附嘴12；吸附嘴轴部30，其经由该吸附嘴保持架31在下端部保持吸附嘴12；作为升降体的可动托架14，其可上下移动地支撑在主体框架60上；升降机构20，其沿上下方向驱动可动托架14；负载检测部40，其检测施加在吸附嘴12上的负载；转动机构50，其绕沿Z轴方向的中心线转动而进行吸附嘴12的旋转角度的调节；以及动作控制单元70，其进行上述各结构的动作控制。下面，对各部分进行详细说明。

(主体框架)

主体框架60具有：背面板61，其固定在搭载头106上；第一和第二伸出支撑部62、63，其从背面板61的上部沿Y轴方向伸出；以及滑动导轨64，其设置在背面板61的下部，可沿Z轴方向滑动地支撑可动托架14。

背面板61是沿X-Z平面的平板，其一个面固定在搭载头106上，在另一个面上设置第一和第二伸出支撑部62、63及滑动导轨64。

第一伸出部62为沿X-Y平面的板状，支撑升降机构20。

第二伸出部63为沿X-Y平面的板状，支撑转动机构50。另外，该第二伸出部63位于第一伸出部62的正下侧。

(可动托架)

可动托架14经由可动滑块14a可相对于设置在背面板61的下部的滑动导轨64上下滑动地被支撑。该可动托架14由设置在第一伸出部62上的升降机构20沿上下方向驱动。

(升降机构)

升降机构20具有：旋转驱动式的Z轴电动机21(升降驱动源)，其以使输出轴朝向下方的状态配置在主体框架60的第一伸出部62上；编码器22(参照图5)，其检测Z轴电动机21的旋转角度量；作为传动部件的滚珠丝杠轴23，其经由联轴器26与Z轴电动机21的输出轴连结，以沿上下方向的状态可自由旋转地支撑在主体框架60上；以及滚珠丝杠螺母24，其由该滚珠丝杠轴23施加上下移动。

滚珠丝杠轴23与Z轴电动机21的输出轴同轴地连结，以沿Z轴方向的状态向下方垂下，并且经由轴承25可旋转地由第二伸出支撑部63支撑。

滚珠丝杠螺母24固定在可动托架14上，通过Z轴电动机2 1的旋转驱动，与旋转角度量相对应，使可动托架14上下移动，并且进行Z轴方向的定位。另外，上述编码器22将其检测信号向动作控制单元70输出，动作控制单元70可基于该信号识别可动托架14的当前位置，进行Z轴电动机21的动作控制。

(吸附嘴轴部)

吸附嘴12是下端部逐渐变细地形成的管状体，以使该前端部朝向电子部件C的状态进行吸附保持。

吸附嘴轴部30在下端部具有吸附嘴保持架31，经由该吸附嘴保持架31保持吸附嘴12。另外，该吸附嘴轴部30的内部在全长上为中空，在吸附嘴轴部30的上端部设置有用于与成为吸引源的吸引泵或排出器等连接的软管的接头32。即，如果该吸附嘴轴部30从上端部的软管接头32处利用吸引源进行吸引，则可以由安装在下端部的吸附嘴12产生吸引。

另外，该吸附嘴轴部30在其上部的外周面上形成花键槽，该吸附嘴轴部30的上部以穿过后述的花键螺母55的状态嵌合，该花键螺母55可旋转地由第一和第二伸出支撑部62、63支撑。

另外，吸附嘴轴部30的下部，由安装在可动托架14上的负载检测部40支撑，可以相对于可动托架14绕Z轴旋转。此外，对于吸附嘴轴部30由负载检测部40支撑的状态，在后面进行详述。

利用该构造，吸附嘴轴部30随可动托架14一起进行上下移动，但是，由于其上部由花键螺母55支撑，因此该上下移动不会受阻。

此外，吸附嘴轴部30在实际中，其上半部分为在外周面上形成有花键槽的内部中空的花键轴，其下半部分为无花键槽的内部中空的管状体，这两部分由联轴器35一体地连接。

另外，吸附嘴轴部30的上端部安装为，即使在可动托架14下降至可动范围内的最低位置的情况下，其与主体框架60的上端面相比也向上方凸出。由此，安装在吸附嘴轴部30的上端部的接头32上的软管，始终维持位于主体框架60上方的状态，即使吸附嘴轴部30进行转动，随其一起转动的软管与周围的其他结构发生干涉的可能性也充分地降低，排除了限制吸附嘴12的转动角度范围的必要性。

(转动机构)

转动机构50具有：θ轴电动机51(旋转驱动源)，其以使输出轴朝向上方的状态设置在第二伸出支撑部63上；原点传感器52(参照图5)，其检测θ轴电动机51的转动角度的原点位置；以及花键螺母55，其经由同步带54与设置在θ轴电动机51的输出轴上的带轮53连结。

如前所述，花键螺母55可绕Z轴旋转地支撑在第一伸出支撑部62和第二伸出支撑部63之间，如果插入吸附嘴轴部30，则彼此的花键槽嵌合，它们同时绕Z轴进行旋转。

另外，该花键螺母55的外周面成为同步带54的带轮，由θ轴电动机51的驱动施加转动动作，并且向吸附嘴轴部30传递转动。

即，吸附嘴轴部30在利用转动机构50进行转动时，由负载检测部40容许该转动，在利用升降机构20进行上下移动时，由花键螺母55容许上下移动。由此，吸附嘴轴部30在支撑在可动托架14上进行上下移动的同时，也可以进行转动。

另外，原点传感器52在检索到原点时，将θ轴电动机51的输出轴的原点位置向动作控制单元70输出，动作控制单元70可基于该原点位置对θ轴电动机51进行旋转驱动控制，以产生规定的角度量的旋转。其结果，从θ轴电动机51的输出轴经由花键螺母55、吸附嘴轴部30进行吸附嘴12的旋转驱动，可以调节吸附保持在吸附嘴12的前端部上的电子部件C的朝向。

(负载检测部)

对负载检测部40及可动托架14上的吸附嘴轴部30的支撑状态进行说明。

图3是沿负载检测部40的中心线的剖面图，图4(A)是仅示出了负载检测部40中的测力传感器部分的俯视图，图4(B)是斜视图。该负载检测部40具有测力传感器44和经由垫片45安装在测力传感器44的上侧的止动部46，该测力传感器44由圆筒状的中空保持部41、多个作为连结部的连结腕部42和作为变形检测元件的应变计43构成，该圆筒状的中空保持部41以使吸附嘴轴部30穿过的状态可旋转地由内部的轴承47保持，该连结腕部42将该中空保持部41与可动托架14连接，该应变计43检测连结腕部42的变形。

与之相对，设置在吸附嘴轴部30的长度方向上的大致中间位置上的凸缘状台阶部33，从下方与轴承47的内圈抵接，联轴器35经由圆筒状的轴环34从上方与轴承47的内圈紧固。由此，吸附嘴轴部30形成将轴承47沿上下夹入的状态，保持为容许相对于测力传感器44绕Z轴旋转且相对于Z轴方向固定的状态。

此外，吸附嘴轴部30在测力传感器44的下方，利用行程回转轴承36支撑在可动托架14上，成为允许相对于该可动托架14绕Z轴转动和沿Z轴方向直线移动的状态。

测力传感器44的连结腕部42在中空保持部41上设置两个，各连结腕部42以中空保持部4 1为中心分别向图4(A)中的上下方向延伸出一个。并且，各连结腕部42在其伸出端部处，利用未图示的止动螺钉与垫片45及止动部46一起固定在可动托架14的上表面。

并且，各连结腕部42与中空保持部41一体地形成，通过使该各连结腕部42弯曲，从而可以使中空保持部41相对于可动托架14在Z轴方向(上下方向)上进行摆动。

另外，各连结腕部42在伸出部的中间位置的上表面各粘帖安装两个应变计43，各应变计43在中空保持部41沿Z轴方向摆动时，向动作控制单元70进行与其动作量相对应的检测输出。

止动部46由刚性比连结腕部42高的材料形成，并且设置为相对于中空保持部41的上端面仅离开与垫片45的厚度相对应的距离。

并且，在吸附嘴12及吸附嘴轴部30被向上方按压时，中空保持部41的上端面与止动部46抵接，限制其向上方过度移动。

即，在该电子部件安装装置100中，将利用吸附嘴12使电子部件C对基板施加的最大按压负载设定为50N，将垫片45的厚度设定为，与在吸附嘴12以该最大按压负载50N向下方按压时产生于中空保持部41上的向上方的移动量相等。

由此，利用止动部46进行限制，以使得在各连结腕部42上仅产生与最大按压负载相对应的弯曲量，在各应变计上不会产生过大的负载。另外，利用止动部46限制各连结腕部42过多的弯曲，可以防止其损坏。

(电子部件安装装置的控制系统)

图5是表示电子部件安装装置100的控制系统的框图。电子部件安装装置100如图5所示，具有进行电子部件安装装置100的各部分的动作控制的动作控制单元70，在该动作控制单元70上，分别经由驱动电路121a、122a、21a、51a连接有使搭载头106沿X轴方向和Y轴方向移动的X-Y龙门架107的X轴电动机121及Y轴电动机122、使吸附嘴12上下移动的Z轴电动机21、以及使吸附嘴12转动的θ轴电动机51。

另外，在动作控制单元70上，经由接口71连接Z轴电动机21的编码器22、θ轴电动机51的原点传感器52、负载检测部40的应变计43、以及根据基板识别照相机108及部件识别照相机120的拍摄图像进行基板及电子部件的位置识别等的图像识别装置123。

此外，Z轴电动机21、θ轴电动机、编码器22、原点传感器52、应变计43，在实际中搭载多个，但在图5中仅分别图示一个。

动作控制单元70具有：ROM 72，其存储对吸附嘴12的吸附嘴驱动装置10进行后述的各种控制的控制程序；CPU 73，其按照控制程序集中控制各种结构；作为作业区域起作用的RAM 74，其存储CPU 73的处理数据；以及数据存储器75，其保存处理数据及设定数据。

(吸附嘴的驱动控制方法)

下面，参照图6的流程图及图7的时序图，对在电子部件C向基板上搭载时CPU 73所执行的吸附嘴12的驱动控制方法进行说明。这是CPU 73通过执行存储在ROM 72中的规定的程序而进行的处理。

此外，在这里，以处于下述状态为前提，即，吸附嘴12进行电子部件C的吸附，吸附在吸附嘴12的前端部的电子部件C的朝向已由θ轴电动机51调节，搭载头106已输送至基板的搭载位置上。另外，该控制是对一个吸附嘴12的驱动控制，在进行多个吸附时，对各吸附嘴12分别执行下述的控制。

首先，CPU 73使Z轴电动机2 1驱动，使吸附嘴12的前端部，从搭载头106输送时的高度Z4(图7(1))快速地下降至接近基板上表面(下面称为搭载面)的高度Z3(步骤S1：图7(2))。此外，高度Z3是接近搭载面Z0的高度，但设定为吸附嘴12的下端部未到达电子部件C处的高度。另外，由该状态下的应变计43检测的负载为L0。

然后，待吸附嘴12的动作稳定后(图7(3))，将Z轴电动机21的增益切换为低速的负载控制模式，开始低速下降(步骤S3：图7(4))。

并且，CPU 73监测是否由于吸附在吸附嘴12上的电子部件C到达搭载面，而使由应变计43检测的负载从L0上升(步骤S5：图7(5))。

并且，如果检测出电子部件C到达搭载面(图7(6)，高度Z1(电子部件C与搭载面抵接时的高度))，则继续下降(步骤S7)，进而对检测负载是否达到目标负载(应变计输出L1)进行监测(步骤S9)。

并且，如果检测出检测负载达到目标负载(应变计输出L1)，则使Z轴电动机21停止，将可动托架14维持在该高度上，并且开始规定加压时间的计时(步骤S11：图7(7)及图7(8))。

并且，如果检测出经过了预先设定的加压时间T1(步骤S13：图7(9)及图7(10))，则使Z轴电动机21进行驱动，使吸附嘴12上升至高度Z2处(步骤S15：图7(11))。

此外，高度Z2成为比搭载面Z0稍微靠上且比高度Z3低的位置，但也可以成为与Z3相同的高度。

在使Z轴电动机21暂时停止后，将Z轴电动机21的增益切换为高速的通常模式，进行高速上升直至高度Z4处(步骤S17：图7(12))，结束吸附嘴的驱动控制。

(第一实施方式的效果)

在上述电子部件安装装置100中，由于升降机构20和转动机构50均支撑在主体框架60上，因此与将转动机构50搭载在可动托架14上的情况不同，可以使进行升降动作的结构重量轻，使得对利用吸附嘴12的下降施加电子部件C的负载的控制变得容易，可以高精度地施加负载。

另外，由于使吸附嘴轴部30为中空，以使其上端部从主体框架60的上部凸出的状态进行安装，因此，即使在与进气源连接的软管等配管和吸附嘴轴部30一起进行转动的情况下，也容易地避免和周围的干涉，可以使吸附嘴12的可转动角度扩大。

并且，由于负载检测部40设置在可动托架14上，因此在吸附嘴12转动时，负载检测部40不会进行转动，不会由于应变计43的配线等限制吸附嘴12的转动，从这方面出发，也可以扩大可转动角度。

另外，由于负载检测部40具有应变计43，该应变计43对与使吸附嘴轴部30穿过的中空保持部4 1连结的连结腕部42的变形进行检测，因此，在将吸附嘴轴部30延伸至主体框架60的上方时，负载检测部40不会成为障碍，另外，由于在吸附嘴轴部30的周围进行负载检测，因此可以更准确地检测施加在吸附嘴12及吸附嘴轴部30上的负载。

(第一实施方式的其他例子)

此外，在前述的电子部件安装装置100中，例示了将负载检测部40搭载在可动托架14的上部的情况，但其配置并不限定于此。例如，如图8所示，也可以将负载检测部40安装在可动托架14的下部。该负载检测部40是与前述的负载检测部40相同的构造。在该情况下，吸附嘴轴部30的台阶部33在下端部附近形成，由此进行负载检测部40的轴承47的保持。另外，从上方保持轴承47的轴环和联轴器，省略图示。

另外，在前述的电子部件安装装置100中，将吸附嘴轴部30配置在搭载头106的附近，将升降机构20配置在搭载头106的远方，但并不限定于此，如图9所示，也可以将吸附嘴轴部30配置在搭载头106的远方，将升降机构20配置在搭载头106的附近(在图9中仅示出了升降机构20的滚珠丝杠轴23和滚珠丝杠螺母24)。另外，与之相同地，转动机构50的配置也可以变更。

另外，在电子部件安装装置100中，利用行程回转轴承36将吸附嘴轴部30可转动及上下移动地支撑在可动托架14上，但是，例如，在对负载检测部40施加负载时产生的Z轴方向的位移很小的情况下，也可以构成为，取代行程回转轴承36，利用通常的球轴承支撑吸附嘴轴部30，利用其内圈和外圈的摆动允许吸附嘴轴部30的Z轴方向的位移。

(第二实施方式)

参照附图，对作为本发明的第二实施方式的吸附嘴驱动装置10A进行说明。由于该第二实施方式在吸附嘴驱动装置10A中具有特征，其他结构与前述的电子部件安装装置100相同，因此，主要对吸附嘴驱动装置10A进行说明。另外，对与前述的吸附嘴驱动装置10相同的结构，标注相同的标号，省略重复的说明。

图10是吸附嘴驱动装置10A的侧剖面图，图11是负载检测部40A的俯视图。

该吸附嘴驱动装置10A与吸附嘴驱动装置10的不同点是，不将负载检测部40A设置在可动托架14A上，而是设置在主体框架60上。

即，通过在主体框架60的第二伸出支撑部63上，在轴承25的周围的四个部位以大致扇形形成贯穿孔41A，从而形成从四周支撑轴承25及其周围的部分的四个梁构造部42A，通过在该各梁构造部42A的上表面和下表面分别粘帖安装应变计43A，从而构成负载检测部40A。

另外，由于通过将负载检测部40A设置在主体框架60侧，所以无需在可动托架14A中，可沿Z轴方向摆动地支撑吸附嘴轴部30，因此，不利用行程回转轴承36，而利用通常的球轴承36A、36A进行支撑，成为在Z轴方向上不产生摆动，但可绕Z轴转动地进行支撑的构造。

利用上述结构，吸附嘴驱动装置10A使吸附嘴12以吸附着电子部件C的状态朝向基板下降，如果电子部件C到达基板，则利用其反作用力，经由吸附嘴轴部30、可动托架14A、滚珠丝杠螺母24、滚珠丝杠轴23将轴承25及第二伸出支撑部63处的其周围的支撑部向上方推压。由此，在各梁构造部42A上产生变形，通过各应变计43A的检测，可以求出相对于基板的推压负载。

另外，对于针对该吸附嘴驱动装置10A的动作控制，可以执行与基于前述的图6的流程图和图7的时序图的处理相同的处理。

(第二实施方式的效果)

上述吸附嘴驱动装置10A具有与前述的吸附嘴驱动装置10相同的效果，并且，由于负载检测部40A检测升降机构20的滚珠丝杠轴23的支撑部位的变形，因此，可以使负载检测部40A远离吸附嘴轴部30而配置，在成为吸附嘴轴部30沿上下穿过主体框架60的配置的情况下，负载检测部40A不会成为该配置的障碍。

并且，由于将负载检测部40A设置在主体框架60上，因此不会与吸附嘴轴部30一起转动或升降，所以负载检测部40A的各应变计43A的配线不会成为升降体进行升降动作的障碍，另外，可以不需要与升降动作相对应的配线构造。

(第二实施方式的其他例子)

此外，在前述的吸附嘴驱动装置10A中，例示了将负载检测部40A设置在第二伸出支撑部63上的轴承25的周围的情况，但其配置并不限定于此。例如，如图12所示，也可以在与轴承25相比靠近第二伸出支撑部63上的根部侧(背面板61侧)的位置上设置负载检测部40A。

例如，也可以对与轴承25相比靠近第二伸出支撑部63上的根部侧的一部分，以Z轴方向的厚度变薄的方式沿X轴方向贯穿设置贯穿孔41A，形成薄壁的梁构造部42A，在其上表面和下表面的各两个部位上粘帖安装应变计43A，构成负载检测部40A。

另外，在采用第二伸出支撑部63不支撑滚珠丝杠轴23，而使加压时的反作用力传递至Z轴电动机2 1的支撑构造的情况下，也可以在图12的S1的位置上形成与图11相同构造的负载检测部40A。另外，或者也可以在与Z轴电动机21相比靠近第一伸出支撑部62上的根部侧(背面板61侧)的位置S2上，形成与图12相同构造的负载检测部40A。

(第三实施方式)

参照附图，对作为本发明的第三实施方式的吸附嘴驱动装置10B进行说明。由于该第三实施方式在吸附嘴驱动装置10B中具有特征，其他结构与前述的电子部件安装装置100相同，因此，主要对吸附嘴驱动装置10B进行说明。另外，对与前述的吸附嘴驱动装置10相同的结构，标注相同的标号，省略重复的说明。

图13是吸附嘴驱动装置10B的侧剖面图，图14是负载检测部40B的放大剖面图。

该吸附嘴驱动装置10B的特征在于，将可动托架14B分割为来自升降机构20的升降动作输入部141B和吸附嘴轴部30的支撑部142B而构成，在彼此的连结部处，将支撑部142B配置在升降动作输入部141B的上方，设置作为弹性体的拉伸弹簧143B，其将该支撑部142B和升降动作输入部141B的各自的相对部位彼此拉近，在上述的相对部位之间设置负载检测部40B。

根据上述前提，可动托架14B分割为升降动作输入部141B和吸附嘴轴部30的支撑部142B这两个部分，在升降动作输入部141B上安装升降机构20的滚珠丝杠螺母24，在支撑部142B上安装吸附嘴轴部30，其可利用两个球轴承36B、36B绕Z轴转动。

并且，如图14所示，升降动作输入部141B和支撑部142B的连结部144B、145B，成为在Z轴方向上重叠的配置，形成彼此相对的相对面。

并且，升降动作输入部141B的连结部144B配置于支撑部142B的连结部145B的下侧。

另外，在各个连结部144B、145B上，彼此朝向对方侧伸出地安装有沿Z轴方向的连结销146B、147B，在各连结部144B、145B上安装有可插入对方侧的连结销147B、146B的推力环148B、149B。

由此，升降动作输入部141B的连结部144B和支撑部142B的连结部145B，可以沿Z轴方向彼此相对移动。

另外，如前所述，升降动作输入部141B的连结部144B和支撑部142B的连结部145B由拉伸弹簧143B连结，处于在彼此的相对面始终接近的方向上承受张力的状态。

并且，在支撑部142B的连结部145B侧的相对面上，安装有作为负载检测部40B的测力传感器(压力检测元件)，其检测与连结部144B侧的相对面的接触压力，在未对可动托架14B施加外力的状态下，该测力传感器由于拉伸弹簧而始终承受固定的压力，处于检测出该压力的状态(图14(A))。

在这里，在将由吸附嘴12对电子部件C施加的最大设定负载设为50N的情况下，拉伸弹簧143B使用可产生比最大设定负载稍大的按压负载(例如60N)的弹簧。

由于在因吸附嘴12的下降而使电子部件C对基板施加压力时，连结部144B和连结部145B抵抗拉伸弹簧143B而向彼此离开的方向起作用，因此，如果继续压入吸附嘴12，则如图15所示，由负载检测部40B产生的检测输出，从拉伸弹簧143B的负载即60N逐渐下降。如果吸附嘴12被压下直至成为超过拉伸弹簧143B的负载的负载，则如图14(B)所示，连结部144B和连结部145B彼此分开，无法进行负载检测，但由于作为拉伸弹簧143B选择了比最大设定负载大的拉伸负载的弹簧，因此在进行通常的电子部件安装动作时，不会产生这种情况。

此外，对于针对该吸附嘴驱动装置10B的动作控制，可以执行与基于前述图6的流程图和图7的时序图的处理相同的处理。

(第三实施方式的效果)

上述吸附嘴驱动装置10B具有与前述的吸附嘴驱动装置10相同的效果，并且，由于负载检测部40B配置在升降动作输入部141B和支撑部142B之间，因此，在由于吸附嘴12的下降使电子部件C与基板抵接时，支撑部142B上升，升降动作输入部14 1B和支撑部142B的间隔扩大，可以有效地避免由于抵接时的负载过大而损坏负载检测部40B。

(第三实施方式的其他例子)

此外，前述可动托架14B的升降动作输入部141B和支撑部142B的连结部144B、145B，如图16(A)所示，也可以构成为，可利用由沿X轴方向的轴确定的铰链150B彼此相对转动地连结，并且以将彼此的相对面拉近的方式设置拉伸弹簧143B。另外，也可以在可接近、分离的相对面的任一个上，朝向另一个相对面而安装负载检测部40B。在该情况下，如图16(B)所示，为了使负载检测部40B不离开另一个相对面，必须选择即使在以最大设定负载加压的情况下也不使负载检测部40B和另一相对面分离这种程度的负载的拉伸弹簧143B。

另外，前述可动托架14B的升降动作输入部141B和支撑部142B的连结部144B、145B，如图17(A)所示，也可以构成为，利用构成四节连杆机构的平行且等长的两个连杆体151B、152B进行连结，并且以将彼此的相对面拉近的方式设置拉伸弹簧143B。另外，也可以在可接近、分离的相对面的任一个上，朝向另一个相对面而安装负载检测部40B。在该情况下，如图17(B)所示，为了使负载检测部40B不离开另一个相对面，必须选择即使在以最大设定负载加压的情况下也不使负载检测部40B和另一相对面分离这种程度的负载的拉伸弹簧143B。

(第四实施方式)

参照附图，对作为本发明的第四实施方式的吸附嘴驱动装置10C进行说明。由于该第四实施方式在吸附嘴驱动装置10C中具有特征，其他结构与前述的电子部件安装装置100相同，因此，主要对吸附嘴驱动装置10C进行说明。另外，对与前述的吸附嘴驱动装置10相同的结构，标注相同的标号，省略重复的说明。

图18是吸附嘴驱动装置10C的侧剖面图，图19是负载检测部40C的俯视图。

该吸附嘴驱动装置10C的特征在于，将可动托架14C分割为来自升降机构20的升降动作输入部141C和吸附嘴轴部30的支撑部142C而构成，将支撑部142C配置在升降动作输入部141C的下方，在该支撑部142C和升降动作输入部141C的各自的相对部位之间设置负载检测部40C，利用负载检测部40C将升降动作输入部141C和支撑部142C连结。

根据上述前提，可动托架14C被分割为升降动作输入部141C和吸附嘴轴部30的支撑部142C这两个部分，在升降动作输入部141C上安装升降机构20的滚珠丝杠螺母24，在支撑部142C上安装吸附嘴轴部30，其可利用两个球轴承36C、36C绕Z轴转动。

另外，吸附嘴轴部30通过在支撑部142C和升降动作输入部141C上以同轴方式形成的贯穿孔，同时进行贯穿配置。

并且安装为，升降动作输入部141C的下表面和支撑部142C的上表面相对，由负载检测部40C将这些相对面连结。

负载检测部40C是由大致长方体形状的变形体41C和应变计43C构成的测力传感器，该应变计43C在变形体41C的上表面和下表面的薄壁部上沿Y轴方向对称地各设置两个，其中，薄壁部是通过在变形体41C中沿X轴方向设置贯穿孔，使其上表面部和下表面部成为薄壁状态而形成的。在变形体41C中，在上表面的中央部直至下表面为止形成贯穿的吸附嘴轴部30的插入孔44C。

如果该负载检测部40C从上表面中央部在沿Z轴方向的方向上承受负载，则各应变计43C进行与负载相对应的检测输出，从而可以检测负载。

并且，变形体41C的上表面中央部固定安装在升降动作输入部141C的下表面上，变形体41C的下表面中央部固定安装在支撑部142C的上表面上，将升降动作输入部141C和支撑部142C连结。

由此，如果使吸附嘴12以吸附着电子部件C的状态下降而对基板加压，则变形体41C在升降动作输入部141C和支撑部142C之间被加压，与按压负载相对应，各应变计43C进行检测输出，从而可以检测出由电子部件C产生的加压负载。

此外，对于针对该吸附嘴驱动装置10C的动作控制，可以执行与基于前述图6的流程图和图7的时序图的处理相同的处理。

(第四实施方式的效果)

上述吸附嘴驱动装置10C具有与前述的吸附嘴驱动装置10相同的效果，并且，由于负载检测部40C检测升降动作输入部141C和支撑部142C的相对部位彼此之间的压力，因此，通过在升降动作输入部141C和支撑部142C之间夹装负载检测部40C的变形体41C，从而可以进行负载检测，可以实现构造的简单化及结构部件数量的减少。

另外，由于在变形体41C中，在X-Y平面的中央部形成插入孔44C而插入吸附嘴轴部30，并将负载检测部40C配置在升降动作输入部141C和支撑部142C之间，因此可以在吸附嘴正上方的位置检测对吸附嘴12施加的负载，从而可以进行更高精度的检测。

(第四实施方式的其他例子)

此外，前述的负载检测部40C，以吸附嘴轴部30贯穿其中的配置设置在升降动作输入部141C和支撑部142C之间，但并不限于此，如图20所示，也可以将负载检测部40C配置在升降动作输入部141C和支撑部142C之间且避开吸附嘴轴部30。

在该情况下，无需在变形体41C中设置插入孔44C，另外，在负载检测部40C的安装过程中，也无需与吸附嘴轴部30的中心线对齐而进行定位等，可以实现结构的简单化、生产性的提高。

Claims (5)

1.一种电子部件安装装置(100)，其利用可在电子部件的供给部(101、102)和基板的保持部(104)之间移动的搭载头(106)上设置的吸附嘴(12)，对电子部件进行吸附，将前述电子部件搭载至前述基板上，

其具有：

主体部(60)，其固定在前述搭载头上；

升降体(14)，其可升降地支撑在前述主体部上；

升降机构(20)，其向前述升降体施加升降动作；

中空的吸附嘴轴部(30)，其在下端部保持前述吸附嘴，上端部与吸气源连接；

转动机构(50)，其在前述吸附嘴轴部上形成花键槽，并且经由花键螺母(55)向前述吸附嘴轴部施加转动动作；

负载检测部(40)，其检测前述吸附嘴承受的向上方的负载；以及

动作控制部(70)，其进行下述控制：使前述升降体下降而从前述供给部吸附电子部件，直至前述负载检测部检测出预先确定的规定的负载，

该电子部件安装装置的特征在于，

前述升降机构和前述转动机构支撑在前述主体部上，

以前述吸附嘴轴部的上端部从前述主体部的上部凸出的状态进行安装，

前述负载检测部支撑在前述升降体或前述主体部上。

2.根据权利要求1所述的电子部件安装装置，其特征在于，

前述负载检测部设置在前述升降体上，并且具有：中空保持部(41)，其以使前述吸附嘴轴部贯穿的状态可转动地保持前述吸附嘴轴部；连结部(42)，其将该中空保持部与前述升降体连结；以及变形检测元件(43)，其检测前述连结部的变形。

3.根据权利要求1所述的电子部件安装装置，其特征在于，

具有前述升降机构的驱动源(21)和从该驱动源向前述升降体传递升降动作的传动部件(23)，

前述负载检测部具有变形检测元件(43)，其对支撑前述升降机构的驱动源或前述传动部件的部位的变形进行检测。

4.根据权利要求1所述的电子部件安装装置，其特征在于，

前述升降体采用分割为从前述升降机构的升降动作输入部(141B)和前述吸附嘴轴部的支撑部(142B)的结构(35)，并且设置弹性体(143B)，其施加将前述支撑部和前述升降动作输入部的各自的相对部位彼此拉近的力，

前述支撑部相对于前述升降动作输入部配置于上侧，并且

前述负载检测部具有压力检测元件(43C)，其检测前述支撑部和前述升降动作输入部的相对部位彼此之间的压力。

5.根据权利要求1所述的电子部件安装装置，其特征在于，

将前述升降体分割为从前述升降机构的升降动作输入部和前述吸附嘴轴部的支撑部而构成，

前述负载检测部具有压力检测元件(43C)，其检测前述升降动作输入部位于上侧(141C)而前述支撑部成为下侧(142C)的相对部位彼此之间的压力。

Images