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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Komponentenmontagevorrichtung
mit einem Montagekopf zum Montieren einer Elektronikkomponente auf einem
Substrat unter Verwendung von Saugdüsen und einem Linearmotor.
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1 zeigt
ein Beispiel einer Komponentenmontagevorrichtung 1 zum
Montieren einer Elektronikkomponente auf einem Substrat, z. B. einer
Leiterplatte.
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Mittels
einer an einem Montagekopf 10 angebrachten Saugdüse
(nicht gezeigt) saugt die Komponentenmontagevorrichtung 1 eine
einem Komponentenzuführbereich 3 zugeführte
Elektronikkomponente an und hält dieselbe. Und sodann bewegt
die Komponentenmontagevorrichtung 1 den Montagekopf 10 durch
einen X-Achsenbewegungsmechanismus 12 und einen Y-Achsenbewegungmechanismus 14 in
X- und Y-Richtung und montiert die angesaugte Elektronikkomponente
auf einer Oberfläche eines über einen Substratlieferpfad 2 angelieferten
und positionierten Substrats S. Die Saugdüse ist an einem
Düsenkopf (nicht gezeigt) befestigt, der vertikal beweglich
an dem Montagekopf 10 gehalten ist.
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Beispielsweise
offenbart die
JP-A-2007-080970 eine
Komponentenmontagevorrichtung gemäß dem Stand
der Technik, wobei an dem Montagekopf
10 eine Mehrzahl
von Saugdüsen individuell vertikal beweglich bereitgestellt
sind.
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Ferner
offenbart die
JP-A-7-298599 eine Komponentenmontagevorrichtung
gemäß dem Stand der Technik mit einem Linearmotor,
der als Vertikalantriebsmittel für jeden Düsenkopf
(Saugdüse) verwendet wird.
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Bezugnehmend
auf die 2A und 2B wird
ein Düsenkopf gemäß dem Stand der Technik beschrieben,
bei dem ein Linearmotorantriebsverfahren zum Einsatz kommt.
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Ein
linker und ein rechter Düsenkopf 20L und 20R weisen
jeweils eine Saugdüse 20A auf, die jeweils am
unteren Ende angebracht sind und ferner so gehalten sind, dass sie
vertikal beweglich sind mittels Linearmotoren 26L und 26R,
umfassend einen linken und einen rechten Linearmotorstator 22L und 22R (im
Folgenden als Statoren bezeichnet), die nahe beieinander angeordnet
und an einem Montagekopf befestigt sind, und ein linkes und ein
rechtes bewegliches Linearmotorglied 24L und 24R (im
Folgenden als bewegliche Glieder bezeichnet), welche entlang den
Statoren 22L bzw. 22R angeordnet sind.
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Durch
eine vertikale Bewegung des linken und des rechten beweglichen Gliedes 24L und 24R werden
der linke und der rechte Düsenkopf 20L bzw. 20R bezüglich
des Montagekopfs vertikal bewegt. Weggelassen sind eine Linearführung
zum Halten eines Düsenkopfs 20 und zum Führen
des Düsenkopfs 20 in einer vertikalen Richtung
und ein θ-Achsenmechanismus zum Rotieren der Saugdüse 20A.
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Bei
einer neueren Komponentenmontagevorrichtung ist es wünschenswert,
eine Größe des Montagekopfs 10 zu reduzieren,
und es ist wichtig, den Düsenkopf 20 entsprechend,
mit hoher Dichte, an dem Montagekopf 10 zu montieren. Aus
diesem Grund ist es ferner wünschenswert, zusätzlich
zu dem Düsenkopf 20 den Linearmotor 26 in
der Breite zu reduzieren.
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Jedoch
kann eine ausreichende Antriebskraft (Schub) beim Montieren einer
Komponente durch eine vertikale Bewegung eines Düsenkopfs nicht
erhalten werden als eine Folge davon, dass eine Breite eines Linearmotors,
welcher einen Stator und ein bewegliches Glied umfasst, reduziert
wird, um den Düsenkopf mit hoher Dichte montieren zu können.
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Eine
Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Komponentenmontagevorrichtung
bereitzustellen, mit der eine ausreichende Antriebskraft gewährleistet werden
kann, und ferner darin, einen Düsenkopf, der durch einen
Linearmotor vertikal angetrieben werden soll, an einem Montagekopf
mit hoher Dichte zu montieren.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird eine Komponentenmontagevorrichtung
(1) bereitgestellt mit: einem Montagekopf (10),
der horizontal bewegt werden soll; einer Mehrzahl von Düsenköpfen
(20L, 20R), welche parallel zu dem Montagekopf
(10) bereitgestellt sind; und einem Linearmotor (26)
zum vertikalen Bewegen der jeweiligen Düsenköpfe
(20L, 20R). Die Komponentenmontagevorrichtung
(1) ist dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (26)
umfasst: einen einzigen Stator (22), der an dem Montagekopf
(10) befestigt ist; und eine Mehrzahl von beweglichen Gliedern
(24L, 24R), welche eine vertikale Bewegung entlang
dem Stator (22) ausführen und an denen die Düsenköpfe
(20L bzw. 20R) angeordnet sind, wobei die Mehrzahl
von beweglichen Gliedern (24L, 24R) vertikal bereitgestellt sind,
und dadurch, dass die beweglichen Glieder (24L, 24R)
von dem einzigen Stator (22) angetrieben werden und dass
der Stator (22) und die beweglichen Glieder (24L, 24R)
Breiten aufweisen, die ein ganzzahliges Vielfaches einer Breite
des entsprechenden Düsenkopfs (20L, 20R)
sind.
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Erfindungsgemäß sind
die beweglichen Glieder, an denen die Düsenköpfe
jeweils anbringbar sind, an dem einzigen Stator angeordnet, und
der Stator und die beweglichen Glieder weisen die Breiten auf, die
durch das ganzzahlige Vielfache der Breite des Düsenkopfs
erhalten werden. Durch Reduzieren der Breite des Düsenkopfs
ist es folglich möglich, den Düsenkopf mit hoher
Dichte an dem Montagekopf zu montieren, und ferner, eine Elektronikkomponente
durch eine vertikale Bewegung mit einer ausreichenden Antriebskraft
zu montieren.
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Zwar
offenbart die
JP-A-7-298599 einen
Linearmotor zum Antreiben einer Mehrzahl von beweglichen Gliedern,
welche in einer Linie an einem einzigen Stator angeordnet sind,
jedoch kann der Linearmotor nicht auf die Erfindung angewendet werden.
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Die
folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung dient der näheren Erläuterung der
Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung, welche einen Umriss einer ganzen Komponentenmontagevorrichtung
zeigt, wobei ein Bereich derselben weggebrochen wurde;
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2A und 2B typische
Darstellungen einer Beziehung zwischen einem Düsenkopf
und einem Linearmotor gemäß dem Stand der Technik,
wobei 2A eine Ansicht von vorne und 2B eine Ansicht
von unten ist;
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3A und 3B Darstellungen
eines Hauptteils einer Komponentenmontagevorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung, wobei 3A eine
Ansicht von vorne und 3B eine untere Draufsicht ist;
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4A eine
perspektivische Explosionsdarstellung korrespondierend zu dem in
den 3A und 3B illustrierten
Hauptteil;
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4B eine
vergrößerte Draufsicht, welche eine Positionsbeziehung
zwischen einem Stator und einem beweglichen Glied zeigt, die auseinandergezogen
sind;
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5A und 5B typische
Darstellungen einer Anbringungsstruktur des in den 3A und 3B illustrierten
Hauptteils, wobei 5A eine Draufsicht und 5B eine
Ansicht von vorne ist;
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6A bis 6C erläuternde
Darstellungen, welche einen Bewegungsablauf gemäß der Ausführungsform
zeigen, wobei 6A einen Zustand zeigt, in dem
sich beide Düsenköpfe in einer Bereitschaftsposition
befinden, wobei 6B einen Zustand zeigt, in dem
sich einer der Düsenköpfe in einer Montageposition
befindet, und wobei 6C einen Zustand zeigt, in dem
sich beide Düsenköpfe in Montageposition befinden;
und
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7A und 7B Darstellungen,
welche eine Variante der Erfindung zeigen, wobei 7A eine
Ansicht von vorne und 7B eine untere Draufsicht ist.
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Eine
erfindungsgemäße Ausführungsform wird
nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.
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In
den 3A und 3B dient,
in gleicher Weise wie in 2, eine Komponentenmontagevorrichtung
dazu, einen Montagekopf 10 in X- und Y-Richtung zu bewegen.
An dem Montagekopf 10 sind mehrere (zwei) Düsenköpfe
parallel in Querrichtung bereitgestellt zum vertikalen Bewegen einer Saugdüse 20A mittels
eines Linearmotors 26. Die Komponentenmontagevorrichtung
montiert auf einem positionierten Substrat S eine Elektronikkomponente
(nicht gezeigt), welche von der an einem optionalen Düsenkopf 20 angebrachten
Saugdüse 20A angesaugt und gehalten wird. Die
anderen grundlegenden Strukturen der Komponentenmontagevorrichtung
sind die gleichen wie die in 1 gezeigten.
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Bei
der Ausführungsform umfasst der Linearmotor 26 einen
Stator 22, der an dem Montagekopf 10 befestigt
ist, und zwei bewegliche Glieder 24L und 24R,
welche entlang dem Stator 22 getrennt voneinander vertikal
bewegbar sind und vertikal bereitgestellt sind. Ferner weisen der
Stator 22 und die beiden beweglichen Glieder 24L und 24R Breiten
auf, die nahezu gleich zueinander sind. Ein linker Düsenkopf 20L ist
an dem oberen beweglichen Glied 24L befestigt, und ein
rechter Düsenkopf 20R ist an dem unteren beweglichen
Glied 24R befestigt.
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Die
jeweiligen beweglichen Glieder 24L und 24R weisen
Breiten auf, die nahezu doppelt so groß sind wie die Breiten
der Düsenköpfe 20L und 20R. Ferner:
bei einem maximalen vertikalen Bewegungshub beim Montieren einer
Elektronikkomponente oder mehr sind die beiden beweglichen Glieder 24L und 24R vertikal
voneinander getrennt angeordnet.
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4A zeigt
eine Beziehung zwischen dem einzigen Stator 22 und dem
linken und dem rechten beweglichen Glied 24L und 24R,
welche den Linearmotor 26 bilden.
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Wie
in 4A gezeigt, wenn die Breite der Düsenköpfe 20L und 20R jeweils
mit W bezeichnet ist, dann sind der Stator 22 und die beiden
beweglichen Glieder 24L und 24R so ausgebildet,
dass sie Breiten [2W + α] aufweisen, welche nahezu doppelt so
groß sind wie die Breite W. Da α einen Abstand zum
Kompensieren der vertikalen Bewegung der beiden Düsenköpfe 20L und 20R repräsentiert,
hat es einen sehr kleinen Wert und ist in 4A und
in der nachfolgenden Beschreibung weggelassen. Mit anderen Worten:
der Stator und die beweglichen Glieder weisen eine Breite (2W) auf,
die das ganzzahlige Vielfache der Breite W des Düsenkopfs
ist.
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Der
linke und der rechte Düsenkopf 20L und 20R sind
an vorspringenden Bereichen 24LA und 24RA des
linken bzw. des rechten beweglichen Gliedes 24L und 24R mit
Schrauben befestigt. Solange jedes der beweglichen Glieder 24L und 24R mit
vorspringenden Bereichen 24LA und 24RA eine solche Form
aufweist, dass die Düsenköpfe 20L und 20R befestigt
werden können, kann eine beliebige Form verwendet werden.
Beispielsweise können die beweglichen Glieder 24L und 24R anstelle
einer L-Form, wie in 3B sowie 4A und 4B gezeigt,
eine konvexe Form aufweisen, wie in 7B gezeigt.
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Wie
in 4B gezeigt, sind ferner der linke und der rechte
Düsenkopf 20L und 20R in der Weise angeordnet,
dass sich ihre Zentren in einer Querrichtung in einer Position Q
befinden, welche nahezu die Hälfte von W in der Querrichtung
ausgehend vom Zentrum des Stators 22 in der Querrichtung
beträgt.
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Wie
in den 5A und 5B gezeigt,
sind die beiden beweglichen Glieder 24L und 24R über
einen Linearführungsgleiter 34 an einer Linearführungsschiene 32 gehalten,
um eine Gleitbewegung in einer vertikalen Richtung zu ermöglichen.
Die Linearführungsschiene 32 ist an eine Innenwand
auf einer dem Stator 22 gegenüberliegenden Seite
geschraubt, welcher an einer Innenwand eines Rahmens 30 gesichert
ist, der an dem Montagekopf 10 befestigt ist und sich vertikal
erstreckt, und der Linearführungsgleiter 34 ist
an den Düsenköpfen 20L und 20R befestigt.
Die beweglichen Glieder 24L und 24R sind in einen
Zustand gebracht, in dem ein vorab bestimmter Spalt G bezüglich
des Stators 22 gebildet ist.
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Ferner
sind die beweglichen Glieder 24L und 24R, welche
vertikal benachbart zueinander angeordnet sind und an denen der
linke bzw. der rechte Düsenkopf 20L bzw. 20R befestigt
sind, höhenmäßig verschoben voneinander
mit Schrauben gesichert und sind in einem Abstand H in einer vertikalen
Richtung (einer Axialrichtung) in einer Bereitschaftsposition bereitgestellt,
welche eine oberste Position sein soll, wie in 6A gezeigt
und im Folgenden beschrieben. Der Abstand H ist gleich oder größer
als ein maximaler Abwärtsabstand, der für den
Düsenkopf 20L, der an dem beweglichen Glied 24L befestigt
ist, welches auf einer gegenüber dem beweglichen Glied 24R oberen
Seite angeordnet ist, erforderlich ist, um eine Abwärtsbewegung
zu einer untersten Position bei der Montage auszuführen.
Folglich ist es möglich, eine Montageoperation zu realisieren,
umfassend eine Operation zum Ansaugen der Elektronikkomponente mittels
des linken und des rechten Düsenkopfs 20L und 20R,
ohne dass eine gegenseitige mechanische Störung hervorgerufen wird.
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Bei
dem Linearmotor 26, der für die Ausführungsform
zur Verwendung kommen soll, kann z. B. der Stator 22 eine
Struktur aufweisen, welche einen Permanentmagneten umfasst, und
die beweglichen Glieder 24L und 24R können
eine Struktur aufweisen, welche einen Elektromagneten (ein Solenoid) umfasst.
Mit anderen Worten: eine Mehrzahl von Permanentmagneten mit einer
Länge korrespondierend zu fast einer vollen Breite (2W)
sind in einer Längsrichtung über eine Oberfläche
des Stators 22 gegenüberliegend zu den beweglichen
Gliedern 24L und 24R angeordnet, und ein Elektromagnet
mit fast einer vollen Breite (2W) ist an den beweglichen Gliedern 24L und 24R angeordnet.
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Die 6A bis 6C sind
typische Darstellungen einer Montageoperation, welche durch den
Linearmotor 26 gemäß der Ausführungsform durchgeführt
werden soll.
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6A zeigt
einen Zustand, in dem sich beide beweglichen Glieder 24L und 24R in
Bereitschaftspositionen befinden, wobei der Abstand H vertikal hierzwischen
gebildet ist, und die dazu korrespondierenden Düsenköpfe 20L bzw. 20R sind
in einen Bereitschaftszustand versetzt. 6B zeigt
einen Montagezustand, in dem nur der Düsenkopf 20L nach
unten bewegt ist und ein Abstand H' gebildet ist, und 6C zeigt
einen Montagezustand, in dem beide Düsenköpfe 20L und 20R nach
unten bewegt sind und der Abstand H gebildet ist.
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Bei
der Ausführungsform können also die zwei beweglichen
Glieder 24L und 24R durch denselben Stator 22 ohne
Störung vertikal bewegt werden. Daher ist es möglich,
die Elektronikkomponente mittels der entsprechenden Düsenköpfe 20L und 20R zuverlässig
zu montieren, und ferner, einen Abstand zwischen den Statoren, der
im Stand der Technik vorhanden ist, zu eliminieren. Folglich kann
die Komponentenmontagevorrichtung 1 so ausgebildet sein, dass
sie eine kleine Größe aufweist, und der Düsenkopf
kann mit hoher Dichte montiert werden.
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Ferner
ist es möglich, beide beweglichen Glieder 24L und 24R mittels
des einzigen Stators 22 zu betätigen, und zu bewirken,
dass die Breite des Stators 22 größer
ist als die Breiten der Düsenköpfe 20L und 20R.
Daher ist es möglich, eine ausreichende Antriebskraft zu
gewährleisten.
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Gemäß der
im Vorstehenden im Detail beschriebenen Ausführungsform
kann die Breite des beweglichen Glieds 24 auch dann ausreichend
gewährleistet sein, wenn die Breite des Stators unter Beschränkung
einer Abmessung in einer Querrichtung reduziert wird. Daher ist
es möglich, eine erforderliche Antriebskraft zu erhalten.
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Ferner
ist es möglich, einen parallelen Abstand des Düsenkopfs 20 zu
reduzieren. Daher ist es möglich, die Montage mit einer
hohen Dichte leicht auszuführen, und es ist möglich,
die Anzahl der Statoren zu reduzieren. Folglich ist es auch möglich,
die Kosten zu reduzieren.
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Die
Positionen, in denen der Düsenkopf 20L und 20R an
den beweglichen Gliedern 24L und 24R angebracht
sind, sind nicht auf die in 3A gezeigte
vertikale Verschiebung beschränkt. Wie in 7A gezeigt,
ist ein unterer Bereich jedes der Düsenköpfe 20L und 20R an
den beweglichen Gliedern 24L bzw. 24R so angebracht,
dass die Anbringungsposition des Düsenkopfs 20L bezüglich
des beweglichen Elements 24L die gleiche ist wie die Anbringungsposition
des Düsenkopfs 20R bezüglich des beweglichen Glieds 24R,
und dadurch kann eine Länge einer Düsenwelle 20B des
Düsenkopfs 20R, der an dem oberen beweglichen
Glied 24R angebracht ist, eine zur Montage der Elektronikkomponente
auf das Substrat erforderliche Länge regulieren, wenn der
Düsenkopf 20R gesenkt wird.
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Die
Ausführungsform wurde mit Bezug auf den Linearmotor beschrieben,
welcher die zwei beweglichen Glieder 24 kombiniert mit
dem einzigen Stator 22L aufweist; jedoch kann die Anzahl
(n) der beweglichen Glieder drei oder mehr betragen. In diesem Fall
sind die Breiten des Stators und des beweglichen Elements repräsentiert
durch (nW) bezogen auf die Breite (W) des Düsenkopfs. Mit
anderen Worten, der Stator und die beweglichen Glieder weisen Breiten
auf, die das ganzzahlige Vielfache der Breite des Düsenkopfs
betragen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2007-080970
A [0004]
- - JP 7-298599 A [0005, 0014]
