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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Komponentenbefestigungsverfahren
und eine Vorrichtung zum Befestigen einer elektronischen Komponente auf
einem Substrat.
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Als
ein Beispiel von Elektronische-Komponente-Befestigungsvorrichtungen
zum Befestigen einer elektronischen Komponente auf einer Platine
ist eine Drehkopf-Art-Vorrichtung
bekannt. Eine Vorrichtung von dieser Art ist fähig, ein Befestigen mit einer hohen
Geschwindigkeit durchzuführen,
so dass diese Vorrichtung als Hauptvorrichtung zum Herstellen einer
elektronischen Platine häufig
verwendet wird. 13 zeigt eine konventionelle
Elektronische-Komponente-Befestigungsvorrichtung, und 14 zeigt einen
Aufbau eines Hauptabschnitts einer Elektronische-Komponente-Befestigungsvorrichtung
von der Drehkopf-Art. Ein Befestigungsabschnitt 1 ist konfiguriert,
um eine Komponente von einem beliebigen Komponentenliefermittel
von Komponentenliefermitteln 3, die in einem Komponentenlieferabschnitt 2 bereitgestellt
sind, aufzunehmen und die Komponente auf einem Substrat 5,
das auf einem 25 X-Y-Tisch 4 gesetzt ist, zu befestigen.
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In
dem Komponentenlieferabschnitt 2 sind mehrere Komponentenliefermittel 3 auf
einem Komponentenliefertisch 9 befestigt. Jedes der Komponentenliefermittel 3 weist
eine darin eingesetzte Komponentenrolle 8 auf. Ein Band
ist auf der Rolle aufgewickelt, das mehrere Komponenten vorbestimmter
Arten aufnimmt. Der Komponentenliefertisch 9, auf dem die
Komponentenliefermittel 3 befestigt sind, wird entlang
einer Führungsschiene 9a bewegt,
so dass ein gegebenes Komponentenliefermittel 3 in eine
vorbestimmte Komponentenlieferposition 10 gesetzt wird.
Der Befestigungsabschnitt 1 weist einen Drehtisch 11 auf,
der mit Unterbrechungen gedreht wird. Der äußere Umfang des Drehtisches
ist mit einer Vielzahl von Befestigungsköpfen 12 versehen.
Jeder der Befestigungsköpfe 12 ist
mit einer einzelnen Saugdüse
oder mit einer Vielzahl von Saugdüsen versehen. Nach dem Erreichen
der Komponentenlieferposition 10 nimmt der Befestigungskopf eine
Komponente von dem Komponentenliefermittel 3 mittels der
Saugdüse
auf. Dann wird der Befestigungskopf 12 bei dem Drehen des
Drehtisches 11 an einer Komponentenbefestigungsposition
angehalten. In diesem Moment wird die saugend gehaltene Komponente
auf dem Substrat 5, das durch den X-Y-Tisch 4 positioniert
ist, befestigt. Durch ein Wiederholen dieser Operation werden die
Komponenten, die von dem Komponentenlieferabschnitt 2 geliefert
werden, nacheinander auf dem Substrat 5 befestigt, wodurch eine
Platine hergestellt wird.
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Da
verschiedene Arten von Komponenten auf dem Substrat befestigt sind,
ist der Befestigungskopf 12, um mit Komponenten, die unterschiedliche Formen
und Größen aufweisen,
umzugehen, mit einer Vielzahl von Saugdüsen unterschiedlicher Art versehen.
Diese Saugdüsen
können
entsprechend der Komponentenarten, die saugend zu halten sind, ausgewählt werden.
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In
den letzten Jahren wurde beim Komponentenbefestigen nach immer größeren Geschwindigkeiten
gefragt, und dieser Trend hat eine steigende Nachfrage nach einer
Reduktion der Zeit erzeugt, die benötigt wird, um jeden beweglichen
Bestandteil zu bewegen. Während
es relativ leicht ist, die Zeitdauer für das Bewegen des Befestigungskopfes 12 durch
Erhöhen
der Drehgeschwindigkeit des Drehtisches 11 in dem Befestigungsabschnitt 1 zu
reduzieren, ist es jedoch schwierig, die Zeitdauer für ein Bewegen
des Komponentenliefertisches 9 und des X-Y-Tisches 4 zu
reduzieren. Dies liegt daran, dass die Begrenzung, die der Zeit
auferlegt ist, die für
die Bewegung der Letzteren zur Verfügung steht, strenger ist als
die Begrenzung, die derzeit für
die Bewegung des zuvor Genannten auferlegt ist. Um das oben erwähnte Problem
zu lösen,
entwickelten die Erfinder der vorliegenden Anmeldung ein Komponentenbefestigungsverfahren
und eine -vorrichtung, die fähig
sind, Komponenten mit einer höheren
Geschwindigkeit zu befestigen, indem die Distanz der Bewegung des
Komponentenliefertisches 9 und des X-Y-Tisches 4 verkürzt wird.
Dieses Komponentenbefestigungsverfahren und diese Komponentenbefestigungsvorrichtung
sind in der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei. 10-303562 vorgeschlagen.
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Die 12A bis 12E zeigen
jeweils die Arbeitsweise der oben erwähnten Komponentenbefestigungsvorrichtung,
die durch die Erfinder entwickelt worden ist. In diesen Figuren
wird der Drehtisch 11 des Befestigungsabschnitts 1 unterbrechend
gedreht, so dass jeder der Befestigungsköpfe 12, mit denen
der äußere Umfang
des Drehtisches 11 versehen ist, Komponenten von dem Komponen tenliefermittel 3 nacheinander
ansaugt. In 12A saugt ein Befestigungskopf 12a,
der zu den Befestigungsköpfen 12 gehört, eine
Komponente an, und in 12B saugt
ein anderer Befestigungskopf 12b eine Komponente an, nachdem
die unterbrechende Ein-Schritt-Drehung des Drehtisches 11 abgeschlossen
ist. Anschließend
saugen, wie in den 12C, 12D und 12E zu sehen, Befestigungsköpfe 12c, 12d und 12e Komponenten
nacheinander an.
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Wie
in den 12A bis 12E gezeigt, wird
eine Saugdüse 20,
in einem Zustand, in dem die Befestigungsköpfe 12a bis 12e jeweils
an einer Komponentenlieferposition F angehalten haben, die durch
einen Pfeil angezeigt ist, wahlweise in entweder eine erste Saugposition
K oder eine zweite Saugposition L gesetzt. Die erste Saugposition
K ist stromaufwärts
von einem Referenzpunkt C, an dem ein Drehkreis M des Drehtisches 11 tangential
zu einer Bewegungsrichtungslinie W des Komponentenliefermittels 3 ist,
entlang einer Drehrichtung S des Drehtisches 11 verschwenkt.
Die zweite Saugposition L ist stromabwärts von dem Referenzpunkt C
entlang der Drehrichtung S des Drehtisches 11 verschwenkt.
Gemäß diesem
Verfahren wird der Betrag der Bewegung des Komponentenliefermittels 3 auf
die Hälfte reduziert,
wodurch die Zykluszeit, die für
das Befestigen der Komponenten benötigt wird, merklich reduziert
wird.
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Wenn
eine Komponente an der ersten Saugposition K, die stromaufwärts von
dem Referenzpunkt C entlang der Drehrichtung S des Drehtisches 11 verschwenkt
ist, oder wenn eine Komponente an der zweiten Saugposition L, die
stromabwärts
verschwenkt ist, angesaugt wird, neigt die Saugdüse 20 dazu, bezüglich ihrer
Position von der vorbestimmten Position und Stellung der Komponente,
die von dem Komponentenliefermittel 3 geliefert wird, abzuweichen.
Diese positionsmäßige Abweichung
kann, obwohl sie ein kleiner Fehler ist, verschiedene Probleme in
feinen Komponenten verursachen. Beispielsweise ist eine Chipkomponente
mit feinen Dimensionen vorhanden, deren längere Seite eine Länge 0.6 mm
und deren kürze
Seite eine Länge
von 0.3 mm aufweist. Um mit einer derart feinen Komponente umzugehen,
ist die Schrittweite, mit der ein Band befördert wird, um eine Komponente
zu liefern, oder der Abstand zwischen benachbarten Komponenten, wenn
sie auf einem Substrat befestigt werden, minimiert. Um eine sogenannte
0603-Chipkomponente 100, wie oben gerade erwähnt, durch
die konventionelle Saugdüse 20 mit
einer kreisförmigen
Spitze an zusaugen, muss, damit die Saugdüse nicht mit benachbarten Komponenten
interferiert, wie in 15 gezeigt, ein Durchmesser
R der Spitze der Düse
größer als
eine kürzere
Seite P der Komponente, aber kleiner als eine längere Seite Q derselben sein,
insbesondere hat der Durchmesser R eine Größe von ungefähr 0.5 mn
aufzuweisen. Dies führt
zu einer schlechten Haltbarkeit und daher zu einer verkürzten Lebensdauer.
Schlimmer ist, dass die Komponente durch einen Stoß beschädigt werden
kann, der erzeugt wird, wenn sie in Anlage mit der Saugdüse 20, die
eine feine Spitze aufweist, gebracht wird. Des Weiteren verursacht
selbst eine leichte Positionsabweichung einen Saugfehler, da die
feine Saugdüse 20 relativ
zu der feinen Komponente bewegt wird. Dies führt zu einer ungewünschten
Reduktion der Saugrate.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Saugdüse bereitzustellen,
die so konstruiert ist, dass sie mit einer feinen Komponente umgehen
kann und dennoch eine lange Lebensdauer und eine zufriedenstellende
Saugrate aufweist. Es ist auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Komponentenbefestigungsverfahren und eine Komponentenbefestigungsvorrichtung,
die die Saugdüse verwenden,
bereitzustellen.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung wird ein Komponentenbefestigungsverfahren bereitgestellt,
das folgende Schritte aufweist:
sukzessives Zuführen einer
Vielzahl von Komponenten, die jeweils eine anzusaugende Oberfläche aufweisen,
von einem Komponentenlieferabschnitt zu einer vorbestimmten Position,
wobei die Komponenten in Nebeneinanderstellung in einer Nebenachsenrichtung
derselben angeordnet sind, und
saugendes Halten und Befestigen
der Komponenten auf einem Substrat mittels einer Saugdüse, wobei
die Saugdüse
eine Saugoberfläche
aufweist,
wobei die Komponenten an der vorbestimmten Position
durch die Saugdüse
angesaugt werden, wobei die Saugoberfläche an der anzusaugenden Oberfläche anliegt,
um die angesaugten Komponenten auf dem Substrat zu befestigen,
dadurch
gekennzeichnet, dass:
die anzusaugende Oberfläche von
jeder der Komponenten rechtwinklig ist und eine längere Seite
und eine kürzere
Seite aufweist,
wobei eine longitudinale Achse der Saugoberfläche bezüglich einer
Richtung, in der die Komponenten zugeführt werden, während des
Haltens und Befestigens der Komponenten schräg gehalten wird, und
wobei
die Saugoberfläche
flächenmäßig größer ausgebildet
ist als die anzusaugende Oberfläche
und wobei die Saugoberfläche
beliebig konfiguriert ist, solange eine Weite zwischen einander
gegenüberliegenden
Seiten, die parallel zu der längeren
Seite der Komponente verlaufen und bezüglich der longitudinalen Achse
der Saugoberfläche
schräg
angeordnet sind, kleiner ist als eine Weite parallel zu der längeren Seite
der anzusaugenden Komponente.
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Da
die Saugoberfläche
der Düse
flächenmäßig größer ausgebildet
ist als die anzusaugende Oberfläche
der Komponente, ist bei dieser Konstruktion die Haltbarkeit der
Düse verbessert,
obwohl die Düse
konstruiert ist, um mit einer feinen Komponente umzugehen. Des Weiteren
kann die Düse
eine dünne Spitze
aufweisen, um mit einer Vielzahl von Komponenten umgehen zu können, die
in einer Reihe angeordnet sind, wobei deren Nebenachsenrichtungs-Seiten,
d. h. deren längere
Seiten, parallel zueinander gehalten sind, ohne mit benachbarten
Komponenten während
eines Ansaugens einer Komponente und mit bereits befestigten Komponenten
während
eines Befestigens der Komponente auf einem Substrat zu interferieren.
Wenn die Saugdüse
eine Komponente ansaugt, wobei eine Achse ihrer Saugoberfläche um einen
bestimmten Winkel bezüglich
der Komponente gedreht worden ist, und wenn die Komponente eine
feine Größe aufweist,
weicht die Saugdüse
in einem nichtzufriedenstellenden Maße von der Komponente ab. Dies
führt zu
einem Saugfehler. Bei der Saugdüse
der vorliegenden Erfindung ist die Saugoberfläche jedoch ausreichend groß, und die
Düsenöffnung ist
flächenmäßig größer ausgebildet,
wobei eine dementsprechend starke Saugkraft erreicht wird. Dies
macht es möglich,
einen erlaubten Bereich für
die Positionsabweichung zwischen der Düse und Komponenten zu vergrößern, wodurch
eine Herabsetzung der Saugrate selbst bei feinen Komponenten verhindert
wird.
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Bei
der oben beschriebenen Konstruktion kann die Saugoberfläche in ihrem
mittigen Teil eine Düsenöffnung aufweisen,
die entsprechend der Form der anzusaugenden Oberfläche ausgebildet
ist. Da die Düsenöffnung in
der Saugoberfläche
ausgebildet ist, die flächenmäßig größer ausgebildet
ist als die anzusaugende Oberfläche
der Komponente, wird eine ausreichend große Öffnungsfläche sichergestellt, wodurch
die Saugkraft ansteigt. Daher werden Komponenten mit einer hohen
Saugrate saugend gehalten, selbst wenn die Saugdüse eine kleine Größe aufweist.
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Des
Weiteren werden in dem Komponentenlieferabschnitt die Komponenten,
die in einer Nebeneinanderstellung angeordnet sind, wobei deren
längere
Seiten bevorzugt parallel zueinander gehalten werden, eine nach
der anderen zu einer vorbestimmten Position geführt. Zu diesem Zeitpunkt tritt,
da die Saugoberfläche
so ausgebildet ist, dass ihre Weite parallel zu der längeren Seite
der Komponente klein ausgebildet ist, während der Zeit, während der
die in Nebeneinanderstellung angeordneten Komponenten, deren längere Seiten
parallel zueinander gehalten sind, angesaugt werden, keine Interferenz
zwischen benachbarten Komponenten auf.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird eine Komponentenbefestigungsvorrichtung bereitgestellt
mit:
einem Komponentenlieferabschnitt zum sukzessiven Zuführen einer
Vielzahl von Komponenten, die jeweils eine anzusaugende Oberfläche aufweisen,
zu einer Lieferposition, wobei die Komponenten in einer Nebeneinanderstellung
in einer Nebenachsenrichtung derselben angeordnet sind,
einer
Saugdüse
mit einer Saugoberfläche
zum Ansaugen der Komponente, während
sie an der anzusaugenden Oberfläche
anliegt, und
Komponentenbefestigungsmittel zum Ansaugen der Komponente
an der Lieferposition durch die Saugdüse und zum Befestigen der angesaugten
Komponente auf einem Substrat durch Bewegen der Saugdüse,
dadurch
gekennzeichnet, dass
die anzusaugende Oberfläche von
jeder der Komponenten rechtwinklig ist und eine längere Seite
und eine kürzere
Seite aufweist, und
die Saugoberfläche flächenmäßig größer ausgebildet ist als die
anzusaugende Oberfläche
und die Saugoberfläche
beliebig konfiguriert ist, solange eine Weite zwischen einander
gegenüberliegenden
Seiten, die parallel zu der längeren
Seite der Komponente verlaufen und bezüglich einer longitudinalen
Achse der Saugoberfläche
schräg
angeordnet sind, kleiner ist als eine Weite parallel zu der längeren Seite
der Komponente.
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Die
Saugoberfläche
kann in ihrem mittigen Teil eine Düsenöffnung aufweisen, die gemäß einer Form
der anzusaugenden Oberfläche
ausgebildet ist.
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Bei
den bisher beschriebenen Konstruktionen kann die Saugoberfläche so ausgebildet
sein, dass sie eine polygonale Konfiguration aufweist, die einander
gegenüberliegende
Seiten, die parallel zu der longitudinalen Richtung der Komponente
verlaufen, umfasst. Dies ermöglicht
es der Saugdüse,
eine Komponente anzusaugen, ohne mit den anderen in Nebeneinanderstellung
angeordneten Komponenten zu interferieren, und die Komponente auf
einem Substrat zu befestigen, ohne mit den bereits befestigten Komponenten
zu interferieren. Daher ist die Saugdüse für ein Substrat geeignet, das
eine hohe Packdichte aufweist. Alternativ kann die Saugoberfläche so ausgebildet
sein, dass sie eine hexagonale Konfiguration, wie beispielsweise
ein Schildplatt-Muster, aufweist, das einander gegenüberliegende
Seiten umfasst, die parallel zu der longitudinalen Richtung einer Komponente
verlaufen. Des Weiteren wird, selbst wenn die Saugoberfläche in der
Form eines Ovals oder einer länglichen
Ellipse ausgebildet ist, der entsprechende Effekt erreicht.
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Des
Weiteren ist es, indem die Düsenöffnung mit
einem verengten Abschnitt bereitgestellt wird, dessen Öffnungsdurchmesser
kürzer
ausgebildet ist als die Abmessung der kürzeren Seite der anzusaugenden
Oberfläche
der Komponente, möglich,
zu verhindern, dass die Komponente in die Düsenöffnung gesaugt wird oder dass
die Komponente so gesaugt wird, dass sie in einen aufgestellten
oder schrägen
Zustand gelangt.
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Bei
dem Verfahren gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
werden die Komponenten, die in einer Nebeneinanderstellung angeordnet
sind, wobei deren längere
Seiten parallel zueinander gehalten werden, durch die Saugdüse angesaugt,
bei der die Saugoberfläche
so konstruiert ist, dass die Weite in einer Richtung parallel zu
der längeren
Seite der Komponente kleiner ausgebildet ist. Dies ermöglicht es
der Saugdüse,
eine Komponente anzusaugen, ohne mit den anderen in Nebeneinanderstellung
angeordneten Komponenten zu interferieren, und die Komponente auf
einem Substrat zu befestigen, ohne mit den bereits befestigten Komponenten
zu interferieren.
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In
der Vorrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
werden die in Nebeneinanderstellung angeordneten Komponenten, bei
denen deren längere
Seiten parallel zueinander gehalten werden, durch die Saugdüse angesaugt,
deren Saugoberfläche
so konstruiert ist, dass die Weite in eine Richtung parallel zu
der längeren
Seite der Komponente kleiner ausgebildet ist. Dies ermöglicht es
der Saugdüse, eine
Komponente anzusaugen, ohne mit den anderen in Nebeneinanderstellung
angeordneten Komponenten zu interferieren, und die Komponente auf
einem Substrat zu befestigen, ohne mit den bereits befestigten Komponenten
zu interferieren. Dementsprechend wird eine Komponentenbefestigungsvorrichtung
bereitgestellt, die weniger unter einem Saugfehler leidet und daher
bei einem hochdichten Befestigen angewendet werden kann.
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Dementsprechend
werden eine Komponentenbefestigungsvorrichtung und ein Komponentenbefestigungsverfahren
bereitgestellt, die weniger unter einem Saugfehler leiden und daher
bei einem hochdichten Befestigen anwendbar sind.
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1A und 1B zeigen
die Struktur einer Saugdüse
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei 1A eine
Schnittansicht und 1B eine Draufsicht auf die vordere
Endseite der Struktur ist.
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2 ist
eine Draufsicht, die die Struktur einer Saugoberfläche der
Saugdüse
zeigt.
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3A und 3B sind
Ansichten, die einen Winkel darstellen, bei dem eine Komponente durch
die Saugdüse
angesaugt wird, wobei 3A die Position der Düse an der
ersten Saugposition zeigt und wobei 3B die
Position der Düse
an der zweiten Saugposition zeigt.
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4 ist
eine Ansicht, die darstellt, wie eine Komponente an der ersten Saugposition
angesaugt wird.
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5 ist
eine Ansicht, die darstellt, wie eine Komponente an der zweiten
Saugposition angesaugt wird.
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6 ist
eine Draufsicht, die eine andere Konfiguration der Saugoberfläche der
Saugdüse zeigt.
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7 ist
eine Draufsicht, die eine weitere andere Konfiguration der Saugoberfläche der
Saugdüse
zeigt.
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8 ist
eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine Komponente,
die durch die Saugdüse
angesaugt wird, auf einem Substrat befestigt wird.
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9 ist
eine Ansicht, die darstellt, wie eine Komponente an dem Referenzpunkt
angesaugt wird.
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10 ist
eine Schnittansicht, die ein Beispiel der Struktur eines Befestigungskopfes
zeigt.
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11 ist
eine schematische Ansicht, die die ebenenartige Anordnung zeigt,
wie sie in einer Komponentenbefestigungsvorrichtung zu sehen ist.
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12A bis 12E sind
Ansichten, die ein Komponentenbefestigungsverfahren Schritt für Schritt
zeigen.
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13 ist
eine Perspektivansicht, die die gesamte Struktur der Komponentenbefestigungsvorrichtung
zeigt.
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14 ist
eine Perspektivansicht, die die Struktur des Hauptabschnitts der
Komponentenbefestigungsvorrichtung zeigt.
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15 ist
eine Ansicht, die darstellt, wie eine Komponente durch eine konventionelle
Saugdüse angesaugt
wird.
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Im
Folgenden wir eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Zuerst
wird die Struktur und der Betrieb einer Komponentenbefestigungsvorrichtung
beschrieben, die mit einer Saugdüse
der Ausführungsform
versehen ist. Die Struktur und der Betrieb dieser Komponentenbefestigungsvorrichtung
werden in der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei. 10-303562 durch die
Erfinder der vorliegenden Anmeldung vorgeschlagen. Die gesamte Struktur
der Komponentenbefestigungsvorrichtung ist in den 13 und 14 gezeigt.
Wie bereits in der Beschreibung des Standes der Technik erläutert worden
ist, ist die Komponentenbefestigungsvorrichtung, wie folgt, konstruiert.
In einem Befestigungsabschnitt 1 wird eine Komponente von
einem beliebigen Komponentenliefermittel 3 eines Komponentenlieferabschnitts 2 entnommen
und wird dann auf einem Substrat 5 befestigt, das auf einem
X-Y-Tisch 4 angeordnet ist.
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Jedes
der Komponentenliefermittel 3, das auf dem Komponentenlieferabschnitt 2 befestigt
ist, ist als Teile-Kassette konstruiert, die darin eine Bandkomponente
aufweist, die durch Wickeln eines Bandes auf eine Rolle ausgebildet
ist, wobei das Band in seiner Erstreckungsrichtung äquidistant
angeordnete Komponenten aufweist. Das Komponentenliefermittel 3 dient
dazu, sukzessive an seinem Endabschnitt Komponenten zu liefern.
Mehrere der Komponentenliefermittel 3, die jeweils eine
Komponente einer vorbestimmten Art aufweisen, sind auf einem Komponentenliefertisch 9 befestigt.
Der Komponentenliefertisch 9 wird entlang einer Führungsschiene 9a bewegt,
um jedes der Komponentenliefermittel 3 in eine Komponentenlieferposition 10 zu
setzen, wobei eine gegebene Komponente der Komponentenlieferposition
zugeführt
wird.
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Der
Befestigungsabschnitt 1 weist einen Drehtisch 11 auf,
der unterbrechend gedreht wird. An dem äußeren Umfang des Drehtisches
sind eine Vielzahl von Befestigungsköpfen 12 vorhanden.
Wenn der Drehtisch 11 unterbrechend gedreht wird, erreicht
der Befestigungskopf 12 die Komponentenlieferposition 10,
um eine Komponente von dem Komponentenliefermittel 3 mittels
einer Saugdüse anzusaugen.
Dann wird der Befestigungskopf 12 durch die weitere unterbrechende
Rotation des Drehtisches an einer Komponentenbefestigungsposition
angehalten. Danach wird die Komponente an einer vorbestimmten Position
auf dem Substrat 5 befestigt, das auf dem X-Y-Tisch 4 angeordnet
ist. Der Befestigungskopf 12 ist mit einer Vielzahl von
Saugdüsen versehen,
die gemäß der Art
einer zu haltenden Komponente auswählbar sind.
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10 zeigt
ein Beispiel der Struktur des Befestigungskopfes 12. Die
Befestigungsköpfe 12, die
mehrfach entlang des Umfangs des Drehtisches 11 angeordnet
sind, sind jeweils mit einer Vielzahl mit Saugdüsen 20 unterschiedlicher
Arten versehen, die auf einem äußeren Umfang
eines Drehkörpers 18, der
an einem unteren Ende einer Drehwelle 15 befestigt ist,
derart angeordnet sind, dass sie parallel zu einer Drehachsenmitte
desselben verlaufen. Die Düsen 20 sind
jeweils an einem unteren Ende des beweglichen Schaftes 31 befestigt,
der auf dem äußeren Umfang
des Drehkörpers 18 gehalten
ist, um in Aufwärts-
und Abwärts-Richtungen
bewegbar zu sein. Der bewegbare Schaft 31 weist in seinem
oberen Teil gestufte Positionsabschnitte 32a und 32b auf,
um an Abstiegs- und Aufstiegspositionen gehalten zu werden. Des
Weiteren ist zwischen dem oberen Ende des bewegbaren Schaftes 31 und
dem Drehkörper 18 eine
Feder 33 angeordnet, die eine nach unten drängende Kraft
ausübt.
An dem äußeren Umfang
des Drehkörpers 18 ist
korrespondierend mit jedem der bewegbaren Schäfte 31 eine Halteklinke 34 angeordnet,
die zwischen einer Eingriffsposition und einer Nicht-Eingriffsposition
bezüglich
des gestuften Positionsabschnitts 32a schwingen kann. Um die
Klinke 34 ist eine Ringfeder 35 außen angepasst, die
eine Kraft aufübt,
die in Richtung der Eingriffsposition drängt. Die Halteklinke 34 weist
an ihrem unteren Ende einen Eingriffsabschnitt 34a auf,
der zu den gestuften Positionsabständen 32a und 32b korrespondiert.
Des Weiteren weist die Halteklinke 34 an ihrer mittleren
Position einen Stützpunktvorsprung 34b und
an ihrem oberen Ende einen Schwingungs-Betätigungsabschnitt 34c auf.
In 10 steht, da eine Saugdüse 20a, die in dem
rechten Teil der Figur gezeigt ist, in der Aufstiegsposition gehalten
ist, der Eingriffsabschnitt 34a der Halteklinke 34 mit
dem gestuften Positionsabschnitt 32b in Eingriff, sodass
der bewegbare Schaft 31 in der Aufstiegsposition gegen
die drängende
Kraft der Feder 33 gehalten wird. In diesem Zustand wird
durch Drücken
des Schwingungs-Betätigungsabschnitts 34c die
Halteklinke 34 in die Nicht-Eingriffsposition bewegt. Der
bewegbare Schaft 31 wird zu der Abstiegsposition bewegt
und der Eingriffsabschnitt 34a greift in den gestuften
Positionsabschnitt 32a. Demnach wird, wie in dem linken
Teil in 10 zu sehen ist, eine Saugdüse 20b in
der Abstiegsposition gehalten.
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In
dem unteren Teil des bewegbaren Schafts 31 ist ein Luftdurchgang 36 ausgebildet,
der mit der Saugdüse 20 kommuniziert.
Innerhalb der Drehwelle 15 ist ein Luftdurchgang 23 ausgebildet.
Der Luftdurchgang 23 weist in seinem unteren Teil einen
Luftdurchgang 37 auf, der eine radiale Nut 37a und
eine äußere ringförmige Umfangsnut 37b umfasst.
Der Luftdurchgang 36 des bewegbaren Schaftes 31 umfasst
einen Kommunikationspfad 36a, der der Drehwelle 15 zugewandt
ist. In dieser Anordnung ist es möglich, wenn ein beliebiger
gegebener bewegbarer Schaft 31 in der Abstiegsposition
gehalten ist, dass der Luftdurchgang 36 des bewegbaren
Schaftes 31 und der Luftdurchgang 37, 23 der
Drehwelle 15 miteinander durch die ringförmige Nut 37b und
den Kommunikationspfad 36a kommunizieren. Dadurch wird
es der Saugdüse 20 ermöglicht,
eine Komponente anzusaugen, wenn der bewegbare Schaft 31 durch
Drücken
des Schwingungs-Betätigungsabschnitts 34c der
Halteklinke 34 in der Abstiegsposition angeordnet worden
ist. Daher wird die Saugdüse 20 nach
unten bewegt und in einen Betriebszustand gebracht, indem die Halteklinke 34,
die zu der Saugdüse
korrespondiert, die entsprechend der Komponentenarten geeignet ausgewählt worden
ist, betätigt wird.
In diesem Zustand ist es durch Drehen des Drehkörpers 18 möglich, die
Betriebsposition der Saugdüse 20 zu
wählen,
wobei Ansaug- und Befestigungsoperationen der Komponenten durchgeführt werden.
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Unter
Bezugnahme auf die 11 und 12A bis 12E wird die Komponentenbefestigungsoperation
beschrieben, die durch die Komponentenbefestigungsvorrichtung mit
der oben beschriebenen Struktur durchgeführt wird. 11 zeigt die
ebenenartige Anordnung der Abschnitte, die die Komponentenbefestigungsvorrichtung
bilden.
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Auf
der einen Seite wird in 11 der
Drehtisch 11 mit einer Vielzahl von darauf angeordneten Befestigungsköpfen 12,
der unterbrechend in eine Richtung S gedreht wird, sukzessive zu
einem Haltepunkt an der Komponentenlieferposition F angetrieben.
Auf der anderen Seite werden von einer Vielzahl der Komponentenliefermittel 3,
die in Nebeneinanderstellung auf dem Komponentenliefertisch 9 befestigt
sind, der in eine Richtung einer Tangente W zu dem Drehkreis M des
Drehtisches 11 bewegt wird, die Komponentenliefermittel 3 zum
Liefern von anzusaugenden Komponenten angetrieben, um sukzessive
an einer vorbestimmten Position anzuhalten. Der Befestigungskopf 12,
der an der Komponentenlieferposition F angeordnet ist, saugt eine
Komponente, die von dem Komponentenliefermittel 3 zugeführt wird,
durch die Saugdüse 20 an.
Wenn der Befestigungskopf 12 eine Komponente-Erkennungsposition G
bei der unterbrechenden Drehung des Drehtisches 11 erreicht,
wird die angesaugte Komponente durch eine Komponente-Erkennungskamera 51 erkannt. Des
Weiteren wird, wenn eine Komponente-Befestigungsposition H erreicht
ist, die angesaugte Komponente auf dem Substrat 5 befestigt.
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Wie
in 10 gezeigt, ist der Befestigungskopf 12 so
konstruiert, dass die axiale Drehmitte der Drehwelle 15 und
die axiale Mitte der Saugdüse 20 um
eine Größe D voneinander
abweichen. In dem Zustand, in dem der Befestigungskopf 12 an
der Komponentenlieferposition F angehalten wird, wird die Saugdüse 20,
die an der Abstiegsposition angeordnet ist, wahlweise in entweder
eine erste Saugposition K oder eine zweite Saugposition L gesetzt.
Die erste Saugposition K weicht entlang der Drehrichtung S des Drehtisches 11 stromaufwärts von
einem Referenzpunkt C ab, an dem der Drehkreis M des Drehtisches 11 tangential
zu einer Bewegungsrichtungslinie W des Komponentenliefermittels 3 ist.
Die zweite Saugposition L weicht stromabwärts von dem Referenzpunkt C
entlang der Drehrichtung S des Drehtisches 11 ab (siehe 11).
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Auf
dem Komponentenliefertisch 9 sind mit Intervallen p die
Komponentenliefermittel 3 nebeneinander angeordnet. Der
Komponentenliefertisch 9 wird unterbrechend mit einer Schrittlänge p/2
in die W-Richtung, die in 11 durch
einen Pfeil gezeigt ist, bewegt. Des Weiteren wird die Größe der Abweichung
der ersten und zweiten Saugpositionen K und L von dem Referenzpunkt
C auf p/4 gesetzt. Im Folgenden werden Details der Komponentenansaugoperation
unter Bezugnahme auf die 12A bis 12E beschrieben.
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In
dem ersten Durchgang wird, wie in 12A gezeigt,
der Befestigungskopf 12a, der an der Komponentenlieferposition
F angeordnet ist, angetrieben, um die erste Saugposition K als die
Position der Saugdüse 20 auszuwählen. Dann
saugt der Befestigungskopf 12a eine Komponente Za an, die von
dem Komponentenliefermittel 3a, das entsprechend positioniert
ist, zugeführt
wird. In dem zweiten Durchlauf wird, wie in 12B gezeigt,
der Befestigungskopf 12b, der die Komponentenlieferposition
F erreicht hat, angetrieben, um die zweite Saugposition L als die
Position der Saugdüse 20 auszuwählen, wobei
dann der Befestigungskopf 12b eine Komponente Zb1 ansaugt,
die von dem folgenden Komponentenliefermittel 3b zugeführt wird,
das in die entsprechende Position gesetzt ist, nachdem es um einen
Betrag von p/2 schrittverschoben worden ist. In dem dritten Durchlauf
wird, wie in 12C gezeigt, der dritte Befestigungskopf 12c,
der die Komponentenlieferposition F erreicht hat, angetrieben, um
die erste Saugposition K als die Position der Saugdüse 20 auszuwählen, wobei
der dritte Befestigungskopf 12c danach eine Komponente
Zb2 ansaugt, die von dem gleichen Komponentenliefermittel 3b,
wie in dem zweiten Durchlauf verwendet, zugeführt wird, das in die entsprechende
Position gesetzt wird, nachdem es um einen Betrag p/2 schrittverschoben
worden ist. In dem vierten Durchlauf wird, wie in 12D gezeigt, der vierte Befestigungskopf 12d,
der die Komponentenlieferposition F erreicht hat, angetrieben, um
die zweite Saugposition L als die Position der Saugdüse 20 auszuwählen, wobei
der vierte Befestigungskopf 12d dann eine Komponente Zc1
ansaugt, die von einem dritten Komponentenliefermittel 3c zugeführt wird,
das in die entsprechende Position gesetzt ist, nachdem es um einen
Betrag von p/2 schrittverschoben worden ist. Als Nächstes saugt,
wie in 12E gezeigt, der Befestigungskopf 12e,
der die Komponentenlieferposition F wie in dem Fall des ersten Durchlaufs
erreicht hat, eine Komponente Zc2 an, die von dem dritten Komponentenliefermittel 3c geliefert wird.
Durch Wiederholen dieser Prozessschritte wird die Komponente-Ansaugoperation
durchgeführt.
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Es
sollte bemerkt werden, dass, um die Komponente-Ansaugoperation mit
einem in Ruhestellung gehaltenen Komponentenliefertisch 9 in
jedem des ersten bis vierten Durchlaufs zu wiederholen, ohne eine
Schrittverschiebung durchzuführen,
der Befestigungskopf 12, der als Nächstes zu der Komponentenlieferposition
F kommt, angetrieben wird, um die gleiche Saugposition wie die,
die durch den vorhergehenden Befestigungskopf 12 ausgewählt worden ist,
auszuwählen,
um die Komponente anzusaugen, die von dem identischen Komponentenliefermittel 3 zugeführt wird.
Beispielsweise wird, um zu ermöglichen,
dass der Befestigungskopf die Komponente, die von dem Komponentenliefermittel 3a zugeführt wird,
noch einmal in dem in 12A gezeigten
Zustand angesaugt wird, der nachfolgende Befestigungskopf 12b angetrieben,
um die erste Saugposition K auszuwählen. Danach wird die Komponente-Ansaugoperation
durchgeführt.
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Gemäß der oben
beschriebenen Operation werden Komponenten sukzessive aufgenommen, während der
Komponentenliefertisch 9 kontinuierlich in die W-Richtung bewegt wird.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Komponenten sukzessive von dem identischen
Komponentenliefermittel 3 entnommen werden, wird der erste
Befestigungskopf 12 angetrieben, um die Saugposition K
auszuwählen,
und der letzte Befestigungskopf 12 wird angetrieben, um
die Saugposition L auszuwählen.
Auf diese Art wird die Bewegung des Komponentenliefermittels 3 pro
Durchlauf auf die halbe Schrittweite p (p/2) zwischen den benachbarten
Komponentenliefermitteln 3 reduziert. Gewöhnlich sind
eine Vielzahl von Komponentenliefermitteln 3 auf dem Komponentenliefertisch 9 befestigt.
Daher ist eine Reduktion der Bewegung des Komponentenliefertisches 9 pro
Durchlauf der Schlüssel,
um die Durchlaufzeit zu reduzieren, die zum Befestigen von Komponenten
benötigt
wird. Daher ist die Komponenten-Befestigungsoperation, die hier
diskutiert wird, bezüglich
der signifikanten Reduktion der Komponte-Befestigungs-Durchlaufzeit exzellent.
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Wenn
die Komponente an den ersten und zweiten Saugpositionen K und L
angesaugt wird, wird jedoch, wie oben beschrieben, die Saugdüse 20 stromaufwärts oder
stromabwärts
von dem Referenzpunkt C auf dem bogenförmigen Bewegungsweg des Drehkreises
M des Drehtisches 11 verschoben. Dementsprechend tendiert
die Saugdüse 20 dazu, positionsmäßig von
der vorbestimmten Position und Stellung der Komponente abzuweichen,
die von dem Komponentenliefermittel 3 zugeführt wird.
Diese Positionsabweichung kann, obwohl sie ein kleiner Fehler ist,
wie oben beschrieben, verschiedene Probleme bei feinen Komponenten
verursachen. Das bedeutet, dass bei einer feinen Komponente, wie
beispielsweise der zuvor genannten 0603-Komponente, selbst eine
leichte Positionsabweichung einen Saugfehler verursachen kann, der
in einer unerwünschten Reduktion
der Saugrate resultiert. Bei einem Versuch, dieses zu verhindern,
wird, wenn die Spitze der Düse
entsprechend der Größe der Komponente
feiner gemacht wird, die Haltbarkeit verschlechtert und daher die
Lebensdauer verkürzt.
Ein anderes Problem ist, dass die Komponente durch einen Stoß beschädigt werden
kann, der erzeugt wird, wenn sie in Anlage mit der Saugdüse, die
eine feine Spitze aufweist, gebracht wird.
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Die
Saugdüse 20 gemäß der Ausführungsform
wurde konstruiert, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, die
mit der Saugoperation für
feine Komponenten verbunden sind, wobei dementsprechend, wie in
den 1A und 1B gezeigt, eine
Saugoberfläche 60 an
der Spitze der Saugdüse 20 so
konfiguriert worden ist, dass sie für eine feine Komponente passend
ist. Ein Spitzenschaft 61, an dem die Saugoberfläche 60 ausgebildet
ist, ist so geformt, dass sein Durchmesser in Richtung eines Basisschafts 62 zum
Halten des Spitzenschafts allmählich
größer wird,
wobei es möglich
wird, eine adäquate
Festigkeit beizubehalten.
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Wie
in 2 vergrößert gezeigt,
weist die Saugoberfläche 60 eine
hexagonale Konfiguration, wie beispielsweise ein Schildplatt-Muster,
und in ihrem mittigen Teil eine Düsenöffnung 65 auf. Die
Düsenöffnung 65 kommuniziert
mit einem Hohlraum 66 innerhalb des Basisschafts 62 durch
einen Luftdurchgang 63, der den Spitzenschaft 61 durchsetzt.
In dieser Saugdüse 20 ist,
wenn sie, wie in 10 gezeigt, an dem Befestigungskopf 12 befestigt
ist, der Hohlraum 66 des Basisschafts 62 durch
die radiale Nut 37a mit dem Luftdurchgang 23 des
Befestigungskopfes 12 verbunden. Eine Luft-Ansaugkraft
wird daher auf die Düsenöffnung 65 der
Saugdüse 20 ausgeübt, wobei
es der Saugoberfläche 60 ermöglicht wird, eine
Komponente anzusaugen.
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Die
Düse 20 ist,
wie in den 3A und 3B gezeigt,
konstruiert, um eine rechtwinklige anzusaugende Oberfläche einer
Komponente 55 anzusaugen. Die Düsenöffnung 65 ist als
ein Schlitz in Übereinstimmung
mit der rechtwinkligen anzusaugen Oberfläche ausgebildet. Des Weiteren,
hat, wie in 2 gezeigt, die Düsenöffnung 65 in
ihrem mittigen Teil verengte Abschnitte 64, 64 die
sich auf beiden Seiten erstrecken. Ein Intervall g zwischen den
einander gegenüberliegenden
verengten Abschnitten 64 ist kleiner ausgebildet als die
Größe einer
kürzeren
Seite 111 der Komponente 55. Dies dient dazu, zu
verhindern, dass die Komponente 55 in die Düsenöffnung 65 oder
in einen aufgestellten oder einen schrägen Zustand gesaugt wird.
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3A zeigt
einen angesaugten Zustand der Komponente 55, bei dem die
Saugdüse 20 an
der ersten Saugposition K angeordnet ist, die zuvor unter Bezugnahme
auf die 12A bis 12E beschrieben
worden ist. Die Saugoberfläche 60 der
Saugdüse 20 ist,
wie 4 ebenenartig zeigt, so angeordnet, dass ihr mittiger
Teil, im Wesentlichen auf dem mittigen Teil der anzusaugenden Oberfläche der
Komponente 55 angeordnet ist und dass ihre longitudinale Achse
O bezüglich
einer Komponentenlieferrichtung J des Komponentenliefermittels 3a schräg gehalten ist.
Die Saugoberfläche 60 ist
so ausgebildet, dass ihre einander gegenüberliegenden Seiten 60a und 60b jeweils
parallel zu einer längeren
Seite 110 der Komponente 55 angeordnet sind, wobei
die longitudinale Achse O in einem schrägen Zustand gehalten wird.
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Des
Weiteren zeigt die 3B einen anderen angesaugten
Zustand der Komponente 55, bei dem die Saugdüse 20 an
der zweiten Saugposition L angeordnet ist, die zuvor unter Bezugnahme
auf die 12A bis 12E beschrieben
worden ist. Die Saugoberfläche 60 ist,
wie in 5 gezeigt, so angeordnet, dass ihre longitudinale
Achse O bezüglich
der Komponentenlieferrichtung J des Komponentenliefermittels 3b schräg gehalten
wird. In dem Zustand, in dem die Saugdüse 20 an der zweiten
Saugposition L angeordnet ist, ist die Saugoberfläche 60 so
ausgebildet, dass die einander gegenüberliegenden Seiten 60c und 60d jeweils
parallel zu der längeren
Seite 110 der Komponente 55 angeordnet sind, wobei
die longitudinale Achse O in einem schrägen Zustand gehalten wird.
Die Seiten 60a bis 60d, die parallel zu der längeren Seite 110 der
Komponente 55 angeordnet sind, sind jeweils so ausgebildet,
dass ein Abschnitt, der sich nach außen über die längere Seite 110 der
Komponente 55 hinaus erstreckt (eine Distanz, die durch
ein Symbol E in den 3A und 3B angezeigt
ist), so kurz wie möglich
unter Aufrechterhaltung einer adäquaten
Festigkeit der Saugdüse 20 ausgebildet
ist.
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Das
bedeutet, die Saugoberfläche 60 ist
so ausgebildet, dass eine Weite G1 zwischen gegenüberliegenden
Seiten, die parallel zu einer Hauptachsenrichtung der anzusaugenden
Komponente 55, d. h. zu der längeren Seite 110 der
Komponente 55 verlaufen, kleiner ausgebildet ist als eine
Weite G2 parallel zu einer Nebenachsenrichtung der Komponente 55,
d. h. zu der kürzeren
Seite 111 der Komponente 55.
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Die
Saugoberfläche 60,
die derart aufgebaut ist, bietet folgende Vorteile. Wenn die Komponente 55 an
den ersten und zweiten Saugpositionen K und L angesaugt wird, wird,
wie in den 4 und 5 gezeigt,
die Saugoberfläche 60 nur
mit den anzusaugenden Komponenten der in Nebeneinanderstellung angeordneten
Komponenten 55 in Anlage gebracht, wobei ein versehentliches
Interferieren mit den anderen Komponenten 55 verhindert
wird. Des Weiteren wird, wie in 8 gezeigt,
wenn die angesaugte Komponente 55 auf einem Substrat befestigt
wird, selbst wenn das Substrat eine hohe Packdichte aufweist, d.
h. selbst wenn sie eine Struktur von der Art aufweist, dass die
Komponenten 55 mit kleinen Intervallen angeordnet sind,
das Befestigen erfolgreich durchgeführt. Die Saugdüse, die
die vorliegende Erfindung verkörpert,
weist, obwohl sie konstruiert worden ist, um mit der feinen Komponente 55 umzugehen,
eine Struktur auf, die so ausgebildet ist, dass die Saugoberfläche 60 flächenmäßig größer ist
als die anzusaugende Oberfläche
der Komponente 55. Daher tritt keine Herabsetzung der Haltbarkeit
auf. Des Weiteren kann, da die Saugoberfläche 60 flächenmäßig größer ausgebildet
ist, die Düsenöffnung 65 weit geöffnet werden.
Daher wird die Saugkraft vergrößert, wodurch
eine Reduktion der Saugrate verhindert wird.
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Es
sollte bemerkt werden, dass hinsichtlich des Umrisses der Saugoberfläche 60,
selbst wenn die Saugoberfläche 60 als
eine ovalförmige
Saugoberfläche 60a,
wie in 6 gezeigt, oder als eine längliche ellipsenförmige Saugoberfläche 60b,
wie in 7 gezeigt, ausgebildet ist, im Wesentlichen der gleiche
Effekt erreicht wird, wie bei dem oben beschriebenen Schildplatt-Muster.
Des Weiteren kann, wie in 9 gezeigt,
die Komponente 55 nicht nur an den ersten und zweiten Saugpositionen
K und L angesaugt werden, sondern auch, wie es konventioneller Weise
praktiziert wird, an dem Referenzpunkt C.
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Die
Saugdüse
wird, wie zuvor beschrieben, gemäß der vorliegenden
Erfindung, obwohl sie eine Saugoberfläche aufweist, die flächenmäßig größer ausgebildet
ist als die anzusaugende Oberfläche
der Komponente, während
der Saugoperation nur mit den anzusaugenden Komponenten der in Nebeneinanderstellung
angeordneten Komponenten in Anlage gebracht. Dies unterstützt eine
Vermeidung einer versehentlichen Interferenz mit den anderen Komponenten
und daher eine Vermeidung einer Störung der Nebeneinanderanordnung
der Komponenten. Des Weiteren werden die Komponenten ohne jegliche Probleme
in einem Sub strat befestigt, das eine hohe Packdichte aufweist,
das heißt,
dass solche eine Struktur aufweist, dass die Komponenten in kleinen Intervallen
angeordnet sind. Da die Saugoberfläche flächenmäßig größer ausgebildet ist als die
anzusaugende Oberfläche
der Komponente, weist die Saugdüse
keine feine Konfiguration mehr auf. Dementsprechend tritt keine
Herabsetzung der Haltbarkeit auf. Des Weiteren kann die Düsenöffnung entsprechend
der weiteren Fläche
der Saugoberfläche
weit geöffnet
werden, wodurch die Saugkraft vergrößert und eine Reduktion der
Saugrate verhindert wird. Daher bietet die Saugdüse, die die vorliegende Erfindung
verkörpert,
eine hohe Gebrauchstauglichkeit, da, selbst wenn eine zu befestigende
Komponente eine feine Größe aufweist,
das Befestigen mit einer hohen Genauigkeit und einer hohen Saugrate
durchgeführt
wird und da die Lebensdauer und Haltbarkeit verbessert ist.