CN1256012C

CN1256012C - 芯片元件排列装置

Info

Publication number: CN1256012C
Application number: CNB021543321A
Authority: CN
Inventors: 矢田英夫
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2022-11-27
Also published as: KR20030043729A; JP2003160223A; JP3804520B2; CN1422114A; KR100492141B1

Abstract

本发明提供一种芯片元件排列装置，具有：设有芯片元件排列面(2a)的板(2b)；配置在该板(2b)上并对芯片元件(C)的充填区域设定的外框(3)、向所述板(2b)供给芯片元件(C)的元件供给部(4)；对向所述板(2b)供给的芯片元件(C)赋予水平旋转摆动的水平旋转摆动机构(5)。本发明的芯片元件排列装置可获得芯片元件的排列作业的自动化，减少零件个数，抑制成本的上升，并可进行不需要费时的排列芯片元件的移换作业。

Description

芯片元件排列装置

技术领域

本发明涉及将许多芯片元件排列成所需排列形态的芯片元件排列装置。

背景技术

例如，在将层叠芯片电容器等的芯片元件安装在印刷基板上制造陶瓷电子元件的场合，采用将排列许多芯片元件的夹具放置在元件供给部、并将芯片元件捡起而自动安装在放置于零件安装部的印刷基板上的零件安装装置。

为使这样的芯片元件排列在夹具上，以往，一般是用人手来进行排列作业的。即，将经计量杯等计量的一定量的芯片元件投放于排列用夹具上，将该排列用夹具适当摆动而使芯片元件排列在规定的区域内。

但是，在所述以往的芯片元件的排列方法中，是用人手进行的排列作业，而且，由于是依靠操作者熟练程度的作业，因操作者不同，会使排列所需要的时间及排列状态不同，故存在着生产率低且不能获得稳定排列形态的问题。

因此，本案申请人曾提出过下述的芯片元件排列装置：不需要用人手来进行排列作业而能提高生产率，并从谋求排列形态的稳定化的观点来看，通过对由排列用夹具所供给的芯片元件赋予振动加速度、并向与振动方向垂直的方向进行摆动，而使芯片元件自动地进行排列在规定的区域内(日本特愿2000-156814号)。

可是，在所述芯片元件排列装置中，虽然可使排列作业自动化，但需要对芯片元件赋予加速度的振动加速度赋予机构、使芯片元件分散摆动的摆动分散机构，故存在着相应增加构成零件数而使成本上升的问题，要求在这方面进行改进。

又，在使用所述排列用夹具的场合，存在着必需将芯片元件移换至元件安装用板上这种费工夫的作业，故这方面也要求改进。

发明内容

本发明是鉴于所述问题而作成的，其目的在于，提供一种可获得芯片元件的排列作业自动化、减少零件个数而抑制成本上升，并可不需要费时的排列芯片元件的移换作业的芯片元件排列装置。

第一技术方案的发明，是一种芯片元件排列装置，其特征在于，具有：在设有芯片元件排列面的板上配设对芯片元件的充填区域进行设定的外框而成的元件排列部；在所述外框外部向该元件排列部供给芯片元件的元件供给部；在所述元件排列部的下方对所述元件排列部赋予水平面内的旋转摆动的水平旋转摆动机构，该水平旋转摆动机构至少具有驱动电动机、偏心旋转部和摆动基座；以及与所述水平旋转摆动机构的驱动装置相连、通过使由所述水平旋转摆动机构进行的排列形态的动作图形连续地变化而使所述芯片元件的排列形态变化的排列形态可变部。

第二技术方案的发明是，在第一技术方案中，其特征在于，具有配设在所述板的所述芯片元件排列面的上方并控制芯片元件的累积层数的累积层数控制板，所述累积层数控制板的控制板与所述芯片元件排列面之间设有间隙，该间隙被设定成芯片元件高度×n个+芯片元件高度的约1/2，其中n为正整数。

第三技术方案的发明是，在第二技术方案中，其特征在于，所述累积层数控制板构成为控制芯片元件排列面的一部分区域的累积层数。

第四技术方案的发明是，在第一技术方案中，其特征在于，所述排列形态可变部具有：对供给于所述板的芯片元件进行摄象的芯片元件摄象装置；为获得作为目标的排列形态、根据该所摄制的芯片元件的位置数据而对所述元件排列部的动作图形进行设定的图象处理动作设定装置；根据该设定值通过电动机驱动器而驱动控制所述水平旋转摆动机构的旋转速度的驱动控制装置。

这里，本发明中的所谓旋转摆动，是指围绕与元件排列部的图心偏位配置的一个或多个的垂直轴进行公转的意思，并且，除了所述的公转外，还包含围绕位于图心等的假想轴进行自转的意思。

采用技术方案1的发明的芯片元件排列装置，由于对在具有芯片元件排列面的板上配置设定充填区域的外框而成的元件排列部赋予水平面内的旋转摆动，故芯片元件在板的元件排列面上滑动而被均匀地分散，可使芯片元件自动地排列成与元件排列面的整个面接触的状态。由此，无需进行依靠作业者熟练度的排列作业。

在本发明中，由于是利用水平旋转摆动机构对所述元件排列部赋予水平旋转摆动而进行排列的结构，故用一个驱动部即可，与所述用2个机构进行排列的情况相比，可减少零件个数而抑制成本上升，并可使装置整体变得简单。

又，采用本发明，由于在板的芯片元件排列面上配置有设定充填区域的外框，将外框作成可装拆并在排列后仅卸下外框时，在将芯片元件排列的状态下可将板保持原状地用于下道工序的元件安装工序中，可不需要费时的移换作业。

另外，由于设置使排列形态的动作图形连续地变化的排列形态可变部，例如通过改变水平旋转摆动的速度等，可使芯片元件的排列形态进行变化，可提高对于排列形态的自由度。因此，能与下道工序中的加工条件适当地对应。又，在所述芯片元件的排列形态产生不匀等场合，利用所述排列形态可变部可对不匀自动地进行修正，可容易地修正成作为目标的排列形态。

在第二技术方案的发明中，由于在所述板上配设控制芯片元件的累积层数的累积层数控制板，故能使芯片元件以规定的积层数均匀地排列，可防止洒落及累积层数产生不匀的现象。另外，由于在所述累积层数控制板与芯片元件上面之间设有芯片元件的高度尺寸的大致1/2程度的间隙，故能可靠地控制因所述控制板所确定的芯片元件的累积层数，可防止芯片元件的偏移及洒落或不匀，能获得稳定的排列形态。

在第三技术方案的发明中，由于用所述累积层数控制板控制芯片元件排列面的一部分区域，例如，通过将所述控制板仅配置在板的中央部，可使在该中央部设定一层、而在周边部可多层地任意地设定芯片元件的累积层数。

在第四技术方案的发明中，由于根据摄制的芯片元件的位置数据对水平旋转摆动机构进行驱动控制、以可获得作为目标的排列形态，故能使芯片元件的排列形态自动地进行变化，并能正确地变化排列形态。

附图说明

图1是用于说明技术方案1、2、3、4、5的发明的一实施形态的芯片元件排列装置的整体结构图。

图2是所述芯片元件排列装置的侧视图。

图3是表示所述芯片零件排列装置的水平旋转摆动机构动作的俯视图。

图4是表示所述芯片元件的排列形态的剖视图。

图5是表示所述实施形态的其他实施形态的外框的图。

图6是具有技术方案6的发明的一实施形态的排列形态可变部的芯片元件排列装置的整体结构图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施形态进行说明。

图1-图4是用于说明技术方案1、2、3、4、5的发明的一实施形态的芯片元件排列装置的图，图1、图2是芯片元件排列装置的整体结构图、侧视图，图3是表示水平旋转摆动机构动作的俯视图，图4是表示芯片元件的排列形态的剖视图。

图中，1表示芯片元件排列装置。该芯片元件排列装置1，是对由层叠芯片电容器、芯片电阻器等构成的大致立方体状的芯片元件C自动地排列成所需的排列形态，主要具有：元件排列部2、向该元件排列部2供给芯片元件C的元件供给部4、向所述元件排列部2赋予水平面内的旋转摆动的水平旋转摆动机构5。

所述元件排列部2，具有芯片元件排列面2a的平板状的板2b、配置在该板2b上并设定芯片元件C的充填区域的方形外框3。

所述元件供给部4，从芯片供给口4a至所述元件排列部2依次供给利用零件送料器或传送带(未图示)搬送的规定量的芯片元件C。

所述水平旋转摆动机构5被配设在固定座6上，该固定座6，是在大致呈L字状的固定基座7上对平板状的支承座8的一边缘部单臂支承成使该支承座8的支承角度可稍作改变的结构。由此，通过支承座8就能使所述元件排列部2从水平位置向上下方向稍作倾斜。

所述水平旋转摆动机构5具有驱动电动机17、利用该驱动电动机17进行旋转摆动的偏心旋转部18、被该偏心旋转部18支承的矩形板状的摆动基座19。所述驱动电动机17被安装在支承座8的下面。

所述偏心旋转部18的结构是：将驱动皮带轮11、从动皮带轮12分别固定在与所述支承座8垂直配置的进行轴支承的2根彼此平行的旋转轴9、10上，将各皮带轮11、12用环形皮带13连接，且在各皮带轮11、12上固定偏心轴14、15。而且，利用该各偏心轴14、15的上端部相对旋转自如地支承着所述摆动基座19。由此，作成由具有所述旋转轴9、10的皮带轮11、12和偏心轴14、15构成的平行连杆机构。因此，利用所述驱动电动机17，当旋转驱动旋转轴9、10时，分别固定在旋转轴9、10上的皮带轮11、12旋转，而分别固定在皮带轮11、12上的偏心轴14、15随之围绕旋转轴9、10进行旋转，因此，摆动基座19在水平面内旋转摆动。

又，在所述摆动基座19上可装拆地安装着所述板2b、并在该板2b上可装拆地配设着所述外框3。

而且，在所述板2b上配设着累积层数控制板20。该累积层数控制板20，是将在圆板状的控制板20a上向直径方向突出延伸的支承板20b进行固定的结构。该支承板20b，架跨固定在外框3的相对的侧缘部3a、3b之间，由此，所述控制板20a以规定的间隙t与所述板2b的芯片元件排列面2a的中央部相对。

所述控制板20a的与芯片元件排列面2a的间隙t被设定成芯片元件C的高度尺寸的1.5倍。由此，在板2b的芯片元件排列面2a的中央部上铺设了一层芯片元件C，在其余的周边部分上累积2层以上的芯片元件C。在该其余的周边部分上的芯片元件的累积层数，可根据外框3的高度尺寸来设定，在本实施形态中被设定为2层。

所述芯片元件排列装置1具有排列形态可变部25。该排列形态可变部25，连续可变地控制所述驱动电动机17的转速。具体地说，通过操作调整旋钮来改变驱动电动机17的转速，由此，使芯片元件C的图形改变，或对芯片元件C的散乱进行修正。

下面，对本实施形态的作用效果进行说明。

对于利用本实施形态的芯片元件排列装置1对芯片元件C进行排列，在摆动基座19上放置板2b、外框3并一起连接固定。在该状态下，从元件供给部4向板2b的充填区域内依次供给规定量的芯片元件C，并利用驱动电动机17通过偏心旋转部18对板2b赋予水平旋转摆动。于是，芯片元件C在板2b的芯片元件排列面2a上滑动并到处分散在整个区域，以互相接触的状态排列着。该场合，在累积层数控制板20的下面上排列着一层芯片元件C，在其余的周边部上就排列着2层的芯片元件C。即，在控制板20a与元件排列面2a之间的间隙t中仅进入1层部分的芯片元件C，2层的芯片元件就层叠在其余的周边上。然后，将板2b和外框3从摆动基座19上卸下，并将该板2b搬送至下一工序的元件安装工序。

如此，采用本实施形态的芯片元件排列装置，由于可在具有芯片元件排列面2a的平板状的板2b上配置设定充填区域的方形框状的外框3、并将水平旋转摆动赋予向该板2b供给的芯片元件C，故芯片元件C能在板2b的元件排列面2a上滑动并均匀地分散，能将该芯片元件C以互相接触的状态自动地排列在芯片元件排列面2a的整个区域上。由此，可不需要进行依赖于操作者的熟练度的排列作业，能消除排列时间及排列形态的差异，进而，可提高生产率并可获得稳定的排列形态。

在本实施形态中，由于是利用水平旋转摆动机构5的平行连杆机构对所述板2b赋予水平旋转摆动的结构，故只要配置一个驱动电动机17即可，与利用所述的2个机构进行排列的场合相比可减少零件个数，抑制成本的上升并能使装置整体简单。

又，由于在所述板2b的芯片元件排列面2a上可装拆地配置了设定充填区域的外框3，故只要拆下该外框3，就能在排列芯片元件C后的状态下照原样地在下一工序的元件安装工序中进行使用，可不需要进行费时的转移作业。

在本实施形态中，由于将该板2b的中央部的累积层数控制成1层的累积层数控制板20配设在所述板2b上，故该中央部可将芯片元件C的累积层数任意地设定成：残余的周围部成为2层或2层以上，可容易地形成与下一工序相应的各种排列形态。

又，由于配设所述累积层数控制板20，故可防止在使水平旋转摆动时芯片元件C洒落、或产生累积层数不匀的现象。

又，由于将所述累积层数控制板20的与芯片元件排列面2a的间隙t作成大致芯片元件C的高度尺寸的1.5倍，故在控制板20a与元件排列面2a间隙t中仅能进入1层的芯片元件C，能可靠地控制累积层数，可防止芯片元件的偏移及洒落或不匀，可获得稳定的排列形态。

又，在所述芯片元件C的排列形态产生不匀的场合，通过操作所述排列形态可变部25可自动地修正不匀，并能修整成规定的排列形态。

又，在所述实施形态中，虽然利用方形外框3设定了充填区域，但在本发明中，如图5(a)所示，利用多边形外框31也可以设定多边形的充填区域，或如图5(b)所示，也可以利用圆形、椭圆形的外框32设定圆形的充填区域。主要是，根据板形状或元件安装工序中的必需的排列形态来设定外框的形状。

又，在所述实施形态中，对由累积层数控制板20控制板2b中央部的情况作了说明，但本发明，也可以作成控制板的外周围部上的累积层数的状态。在任何场合，通过将控制板与元件排列面的间隙控制成规定的值，都能获得累积层数不同的排列形态。

图6是用于说明技术方案6的发明的一实施形态的芯片元件排列装置。本实施形态是将排列形态可变部作成自动化的例子，图中与图1相同的符号表示相同的或相当的部分。

本实施形态的芯片元件排列装置，具有设有芯片元件排列面2a的平板状的板2b、配置在该板2b上对芯片元件C的充填区域进行设定的外框3、向所述板2b供给芯片元件C的元件供给部4、对向所述板2b供给的芯片元件C赋予水平旋转摆动的水平旋转摆动机构5，基本结构与所述实施形态相同。

本实施形态的装置，具有对向板2b供给的芯片元件C进行摄象的摄象机(芯片元件摄象装置)35、根据利用该摄象机35所摄制的芯片元件C的位置数据设定可获得作为目标的排列形态的板2b的水平旋转摆动图形的图象处理动作设定装置36、根据设定值通过电动机驱动器38对驱动电动机17的转速即旋转速度进行驱动控制的驱动控制装置37。

在本实施形态中，由于控制驱动电动机17的转速等、以使利用摄象机35摄制的芯片元件C的排列姿势成为目标的排列姿势，故可将芯片元件C的排列形态自动作成作为目标的排列形态，或可对芯片元件C的不匀自动地修正，从而可进一步提高自动化的生产率。

Claims

1.一种芯片元件排列装置，其特征在于，具有：

在设有芯片元件排列面的板上配设对芯片元件的充填区域进行设定的外框而成的元件排列部；

在所述外框外部向该元件排列部供给芯片元件的元件供给部；

在所述元件排列部的下方对所述元件排列部赋予水平面内的旋转摆动的水平旋转摆动机构，所述水平旋转摆动机构至少具有驱动电动机、偏心旋转部和摆动基座；以及

与所述水平旋转摆动机构的驱动装置相连、通过使由所述水平旋转摆动机构进行的排列形态的动作图形连续地变化而使所述芯片元件的排列形态变化的排列形态可变部。

2.如权利要求1所述的芯片元件排列装置，其特征在于，具有配设在所述板的所述芯片元件排列面的上方并控制芯片元件的累积层数的累积层数控制板，所述累积层数控制板的控制板与所述芯片元件排列面之间设有间隙，该间隙被设定成芯片元件高度×n个+芯片元件高度的1/2，其中n为正整数。

3.如权利要求2所述的芯片元件排列装置，其特征在于，所述累积层数控制板构成可控制芯片元件排列面的一部分区域的累积层数的结构。

4.如权利要求1所述的芯片元件排列装置，其特征在于，所述排列形态可变部具有：

对供给于所述板的芯片元件进行摄象的芯片元件摄象装置；

将为获得作为目标的排列形态、根据该所摄制的芯片元件的位置数据而对所述元件排列部的动作图形进行设定的图象处理动作设定装置；

根据该设定值通过电动机驱动器而驱动控制所述水平旋转摆动机构的旋转速度的驱动控制装置。