JP2000299595A

JP2000299595A - 部品装着装置

Info

Publication number: JP2000299595A
Application number: JP11104140A
Authority: JP
Inventors: Norio Kawatani; 典夫川谷; Iwao Ichikawa; 岩夫市川; Manabu Yamauchi; 学山内; Kazumasa Osoniwa; 和正獺庭
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-04-12
Filing date: 1999-04-12
Publication date: 2000-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】部品を格納・供給する部分のスペース効率が
良く、部品の交換作業性や部品装着の生産効率及び接続
信頼性が高く、低コストの部品装着装置を提供するこ
と。【解決手段】トレイ供給手段１３０は、複数の部品１
０２が収納されたトレイ１０３を段積み状態で格納可能
な第１格納部１３１、第１格納部からの１つのトレイを
格納可能な第２格納部１３２及び第２格納部からの空の
トレイを段積み状態で格納可能な第３格納部１３３を有
する。部品取出手段１２０は、Ｘ方向及びＹ方向に移動
可能であり、第２格納部に格納されたトレイ上から部品
を取り出す。部品装着手段１１０は、直交２軸に直交す
る方向（Ｚ方向）に移動可能であり、部品取出手段から
部品を受け取って基板に装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部品を基板に装着
する部品装着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ウエハから分割されたパッケー
ジ前のＩＣであるベアチップ（以下、単にチップと呼
ぶ）をプリント基板に装着する際は、フリップチップボ
ンダー（Ｆ／Ｃボンダー）が使用されている。このＦ／
Ｃボンダーは、チップを収納するためのユニット、チッ
プを装着するためのへッド、チップを収納ユニットから
装着へッドへ搬送するためのユニット、プリント基板の
位置を画像認識するためのユニット及びチップの位置を
補正するためのユニットで大略構成されている。

【０００３】図１２は、従来のチップ収納ユニットの概
略構成を示す斜視図である。このチップ収納ユニット１
０は、トレイ１１、トレイプレート１２及びカセット１
３を備えている。トレイ１１は、上面に複数のチップが
収納可能な標準形状（２インチまたは４インチの正方
形）の板状に形成されている。トレイプレート１２は、
上面に複数（この例では４枚）のトレイ１１を嵌め込み
・固定可能な矩形板状に形成されている。

【０００４】カセット１３は、内部に複数（この例では
１３枚）のトレイプレート１２を一定間隔をあけて積層
収納可能な一側面が開放された箱状に形成されている。
そして、カセット１３自体を垂直方向（図示矢印ａ）に
移動させる垂直移動機構（図示せず）及びカセット１３
内に収納されているトレイプレート１２を水平方向（図
示矢印ｂ）に移動させる水平移動機構（図示せず）が備
えられている。

【０００５】このような構成において、その動作例を説
明する。先ず、垂直移動機構によりカセット１３を上下
動させ、供給すべきチップが収納されているトレイプレ
ート１２の位置を水平移動機構に合わせる。次に、水平
移動機構によりそのトレイプレート１２をカセット１３
から引き出してチップ供給位置に位置決めする。そし
て、そのトレイプレート１２上のチップを吸着搬送して
プリント基板に装着する。

【０００６】その後、そのトレイプレート１２上のチッ
プの装着が終了したら、水平移動機構によりそのトレイ
プレート１２をカセット１３に押し込む。以降、上述し
た動作を繰り返す。これにより、空になったトレイ１１
はトレイプレート１２ごとカセット１３内に収納される
ことになる。従って、新たなチップを供給する場合は、
カセット１３単位で交換するか、トレイプレート１２単
位で入替する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の部品装
着装置のチップ収納ユニット１０では、以下の欠点があ
る。即ち、複数のトレイプレート１２を所定の間隔をあ
けてカセット１３内に収納しているので、カセット１３
のスペース効率が悪いという欠点がある。垂直移動機構
によりカセット１３を上下動させているので、１台のカ
セット１３に対して２台分のスペースが必要であり、チ
ップ収納ユニット１０のスペース効率が悪いという欠点
がある。

【０００８】また、トレイプレート１２の上面にトレイ
１１を嵌め込み・固定しているので、トレイ１１の交換
作業性が悪いという欠点がある。トレイ１１を交換する
際はカセット１３単位の交換、あるいはトレイプレート
１２単位の入替を行うので、部品装着装置を一時停止さ
せる必要があり、部品装着の生産効率が悪化するという
欠点がある。

【０００９】さらに、垂直移動機構の移動制御を高精度
に行う必要があるため、コスト高になるという欠点があ
る。また、カセット１３からのトレイプレート１２の出
し入れ時にゴミ等が発生し易いので、そのゴミ等がチッ
プに付着した場合はチップの接続信頼性を低下させると
いう欠点がある。

【００１０】本発明は、上記課題を解消し、部品を格納
・供給する部分のスペース効率が良く、部品の交換作業
性や部品装着の生産効率及び接続信頼性が高く、低コス
トの部品装着装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、部品を基板に装着する部品装着装置において、
直交２軸方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動可能であり、前
記基板を載置する基板載置手段と、複数の前記部品が収
納されたトレイを段積み状態で格納可能な第１格納部、
前記第１格納部からの１つの前記トレイを格納可能な第
２格納部及び前記第２格納部からの空の前記トレイを段
積み状態で格納可能な第３格納部を有するトレイ供給手
段と、前記第２格納部に格納された前記トレイ上の前記
部品の位置を認識する部品認識手段と、Ｘ方向及びＹ方
向に移動可能であり、前記第２格納部に格納された前記
トレイ上から前記部品を取り出す部品取出手段と、直交
２軸に直交する方向（Ｚ方向）に移動可能であり、前記
部品取出手段から前記部品を受け取って前記基板に装着
する部品装着手段と、前記部品装着手段による部品装着
毎の前記基板と部品の位置を認識する基板・部品認識手
段と、前記各手段を制御する制御手段とを備えることに
より達成される。

【００１２】また、上記目的は、上記構成に加え、前記
トレイ供給手段が、前記第１格納部の下方から前記トレ
イを取り出して前記第２格納部へ搬送・供給し、その後
にこのトレイを前記第３格納部へ搬送して前記第３格納
部の下方から供給するトレイ搬送手段を備えることによ
り達成される。

【００１３】上記構成によれば、部品が収納されたトレ
イの格納部と部品が空になったトレイの格納部とを別個
に設け、各格納部にトレイを段積みで格納するようにし
ている。さらに、トレイを取出・供給するための搬送機
構をトレイの格納部の下部に設け、各格納部の下方から
トレイを取出・供給するようにしている。このため、ト
レイ供給手段の省スペース化を図ることができると共
に、部品を交換する際の作業性や部品を装着する際の生
産効率を高めることができる。さらに、部品を装着する
際の接続信頼性を高めることができる。また、簡易な構
成とすることができ、コストを低減させることができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００１５】図１、図２及び図３は、本発明の部品装着
装置の実施形態を示す平面図、側面図及び正面図であ
る。この部品装着装置１００は、プリント基板１０１に
チップ１０２を装着するフリップチップボンダー（Ｆ／
Ｃボンダー）であり、架台１０４のベース１０５に対
し、プリント基板１０１の載置、移動等を行う手段１１
１等、チップ１０２の収納、供給、位置認識等を行う手
段１３０等、チップ１０２の取出等を行う手段１２０等
及びチップ１０２のプリント基板１０１への装着等を行
う手段１０６等が取り付けられている。

【００１６】先ず、プリント基板１０１の載置、移動等
を行う手段について説明する。基板Ｘ−Ｙステージ（基
板載置手段）１１１には、プリント基板１０１の位置決
め機構（基板載置手段、図示せず）、基板Ｘモータ（基
板載置手段）１１２及び基板Ｙモータ（基板載置手段）
１１３が取り付けられている。プリント基板１０１は、
基板Ｘ−Ｙステージ１１１の上面に載置され、位置決め
機構により所定の位置に位置決めされ、基板Ｘモータ１
１２及び基板Ｙモータ１１３の駆動によりＸ−Ｙ方向に
移動するようになっている。

【００１７】次に、チップ１０２の収納、供給、位置認
識等を行う手段について説明する。ここで、図４（Ａ）
及び（Ｂ）は、トレイ供給ユニット１３０の詳細構成を
示す平面図及び断面側面図である。トレイ供給ユニット
（トレイ供給手段）１３０の本体（トレイ供給手段）１
３４の上部には、トレイ格納部（第１格納部）１３１、
供給トレイ格納部（第２格納部）１３２及び空トレイ格
納部（第３格納部）１３３がＹ方向に並設されている。

【００１８】チップ１０２は、チップ収納用トレイ１０
３内に複数収納されるようになっている。そして、この
チップ収納用トレイ１０３は、トレイ格納部１３１に複
数段積み状態で格納されるようになっている。トレイ格
納部１３１からのチップ１０２を供給するための１つの
チップ収納用トレイ１０３は、供給トレイ格納部１３２
に格納されるようになっている。供給トレイ格納部１３
２からの空のチップ収納用トレイ１０３は、空トレイ格
納部１３３に複数段積み状態で格納されるようになって
いる。尚、チップ収納用トレイ１０３は、段積みしたと
きにトレイ間に隙間ができるように段差が付けられてい
る。

【００１９】トレイ格納部１３１及び空トレイ格納部１
３３は、本体１３４を構成する着脱可能なベース板１３
５に設けられている。ベース板１３５には、チップ収納
用トレイ１０３の大きさより若干大きい２つの矩形状の
穴１３５ａが並設されている。そして、各穴１３５ａの
角部のベース板１３５上には、断面がＬ字状のガイドバ
ー１３６がそれぞれ立設されている。さらに、各穴１３
５ａの対向する辺上の中間位置には、開閉可能なシャッ
タ１３７がそれぞれ配設されている。シャッタ１３７
は、対向内側方向に延びる突起部１３７ａ及び対向内側
方向に向かう傾斜底面１３７ｂが形成されている。

【００２０】トレイ格納部１３１に格納されるチップ収
納用トレイ１０３は、ガイドバー１３６の上部から挿入
され、ガイドバー１３６の下部に案内される。そして、
シャッタ１３７の突起部１３７ａ上に載置され段積みさ
れるようになっている。格納されたチップ収納用トレイ
１０３は、シャッタ１３７の開閉動作により、最下段の
チップ収納用トレイ１０３が穴１３５ａを通してトレイ
格納部１３１の下方に順次取り出されるようになってい
る。空トレイ格納部１３３に格納されるチップ収納用ト
レイ１０３は、上述とは逆に、シャッタ１３７の開閉動
作により、空トレイ格納部１３３の下方から穴１３５ａ
を通して挿入され、シャッタ１３７の突起部１３７ａ上
に載置され段積みされるようになっている。

【００２１】トレイ供給ユニット１３０の本体１３４の
内部には、トレイ搬送手段１４０が備えられている。ト
レイ搬送手段１４０は、ボールネジ（トレイ上下手段）
１４１、ボールガイド（トレイ上下手段）１４２、フレ
ーム（トレイ上下手段）１４３、モータ（トレイ上下手
段）１４４、スプライン軸（トレイ上下手段）１４５、
カム（トレイ上下手段、カム機構）１４６、１４７、ガ
イドピン（トレイ上下手段、カム機構）１４８、１４
９、トレイ受け（トレイ上下手段）１５０、プッシャ
（トレイ上下手段）１５１、モータ（トレイ上下手段）
１５２を備えている。

【００２２】ボールネジ１４１及びスプライン軸１４５
は、供給トレイ格納部１３２からトレイ格納部１３１を
経て空トレイ格納部１３３に至る間を上下に平行に配設
されている。ボールネジ１４１及びスプライン軸１４５
の各両端は、本体１３４の側面に回転可能にそれぞれ軸
支されており、各一端には、モータ１４４、１５２がそ
れぞれ接続されている。ボールガイド１４２は、ボール
ネジ１４１に螺合されている。各カム１４６、１４７
は、スプライン軸１４５にそれぞれ挿入されている。

【００２３】フレーム１４３は、断面がＬ字状に形成さ
れており、一端側はスプライン軸１４５に挿入され、他
端側には各ガイドピン１４８、１４９が軸方向に移動可
能に挿入されている。そして、各ガイドピン１４８、１
４９が、各カム１４６、１４７と接触可能なように、フ
レーム１４３の一端が、ボールガイド１４２に固定され
ている。トレイ受け１５０は、ガイドピン１４８の先端
に固定されている。プッシャ１５１は、ガイドピン１４
９の先端に固定されている。

【００２４】即ち、ボールガイド１４２、フレーム１４
３、カム１４６、１４７、ガイドピン１４８、１４９、
トレイ受け１５０及びプッシャ１５１は、一体的に構成
されている。プッシャ１５１は、シャッタ１３７の配置
間隔と略同間隔で平行に上方に延びる突起部１５１ａが
形成されている。

【００２５】トレイ搬送手段１４０は、トレイ格納部１
３１の下方からチップ収納用トレイ１０３を取り出して
供給トレイ格納部１３２へ搬送・供給し、その後にこの
チップ収納用トレイ１０３を空トレイ格納部１３３へ搬
送して空トレイ格納部１３３の下方から供給するように
なっている。即ち、フレーム１４３、カム１４６、１４
７、ガイドピン１４８、１４９、トレイ受け１５０及び
プッシャ１５１は、モータ１４４の駆動によるボールネ
ジ１４１に沿ったボールガイド１４２のＹ方向の移動に
伴って、スプライン軸１４５に沿ってＹ方向に移動する
ようになっている。これにより、チップ収納用トレイ１
０３が搬送されるようになっている。

【００２６】ガイドピン１４８、１４９、トレイ受け１
５０及びプッシャ１５１は、モータ１５２の駆動による
スプライン軸１４５の回転に伴って、カム１４６、１４
７の外形状に倣ってＺ方向に移動するようになってい
る。これにより、チップ収納用トレイ１０３が取出・供
給されるようになっている。

【００２７】フレーム（部品認識手段）１３８には、カ
メラ（部品認識手段）１３９が取り付けられている。供
給トレイ格納部１３２へ搬送・供給されたチップ収納用
トレイ１０３上のチップ１０２は、位置がカメラ１３９
により認識されるようになっている。

【００２８】次に、チップ１０２の取出等を行う手段に
ついて説明する。チップ反転Ｘ−Ｙステージ（部品取出
手段）１２０には、チップ反転Ｘモータ（部品取出手
段）１２１、チップ反転シリンダ（部品取出手段）１２
２、チップ反転アーム（部品取出手段）１２３、チップ
反転リニアガイド（部品取出手段）１２４及びチップ反
転Ｙモータ（部品取出手段）１２５が取り付けられてい
る。

【００２９】供給トレイ格納部１３２へ搬送・供給され
たチップ収納用トレイ１０３上のチップ１０２は、チッ
プ反転Ｙモータ１２５によるチップ反転Ｘ−Ｙステージ
１２０のＹ方向の移動及びチップ反転アーム１２３によ
り取り出され、チップ反転Ｘモータ１２１によるチップ
反転Ｘ−Ｙステージ１２０のＸ方向の移動及びチップ反
転シリンダ１２２によるチップ反転アーム１２３のＸ方
向の旋回により搬送されるようになっている。

【００３０】次に、チップ１０２の装着等を行う手段に
ついて説明する。フレーム（部品装着手段、基板・部品
認識手段）１０６には、ツールＺリニアガイド（部品装
着手段）１０７、ツールＺモータ（部品装着手段）１０
８、ツールＺステージ（部品装着手段）１０９及びツー
ル（部品装着手段）１１０が取り付けられている。ツー
ル１１０は、ツールＺステージ１０９に取り付けられて
いる。このツール１１０には、回転機構（部品装着手
段、図示せず）及び平行度調整機構（部品装着手段、図
示せず）が取り付けられている。

【００３１】さらに、フレーム１０６には、カメラベー
ス（基板・部品認識手段）１１４、カメラＺモータ（基
板・部品認識手段）１１５、カメラ（基板・部品認識手
段）１１６及びカメラＺステージ（基板・部品認識手
段）１１７が取り付けられている。カメラ１１６には、
Ｘ−Ｙ方向移動機能（基板・部品認識手段、図示せず）
が取り付けられている。

【００３２】チップ反転Ｘ−Ｙステージ１２０により搬
送されてきたチップ１０２は、ツール１１０に受け渡さ
れ、カメラ１１６によりプリント基板１０１及びチップ
１０２の位置が認識され、チップ１０２の位置が、ツー
ルＺモータ１０８、回転機構及び平行度調整機構による
ツール１１０の移動により補正されるようになってい
る。そして、これらを制御する図５に示すような制御ユ
ニット（制御手段）１８０及び操作パネル（制御手段）
１９０が、例えば架台１０４に内蔵あるいは外付けされ
ている。

【００３３】このような構成において、その動作例につ
いて図６のフローチャートを参照して説明する。先ず、
作業者は、プリント基板１０１を基板Ｘ−Ｙステージ１
１１の上面に載置し、位置決め機構により所定の位置に
位置決めする（ＳＴＰ１）。そして、チップ１０２が収
納されているチップ収納用トレイ１０３をトレイ供給ユ
ニット１３０のトレイ格納部１３１に複数段積みする
（ＳＴＰ２）。

【００３４】続いて、制御ユニット１８０は、トレイ搬
送手段１４０を駆動して、トレイ格納部１３１の下方か
らチップ収納用トレイ１０３を取り出して供給トレイ格
納部１３２へ搬送・供給する（ＳＴＰ３）。ここで、ト
レイ搬送手段１４０の動作を図７〜図９を参照して説明
する。制御ユニット１８０は、モータ１４４を駆動して
ボールガイド１４２をボールネジ１４１に沿ってＹ方向
に移動させ、フレーム１４３、カム１４６、１４７、ガ
イドピン１４８、１４９、トレイ受け１５０及びプッシ
ャ１５１をスプライン軸１４５に沿ってＹ方向に移動さ
せる。そして、トレイ受け１５０及びプッシャ１５１を
トレイ格納部１３１の下方に位置決めする（図７
（Ａ））。

【００３５】続いて、制御ユニット１８０は、モータ１
５２を駆動してスプライン軸１４５を回転させ、ガイド
ピン１４８、１４９をカム１４６、１４７の外形状に倣
ってＺ方向に移動させる。これらのカム１４６、１４７
の外形状は、例えば図１０に示すように形成されてい
る。即ち、回転角度が０（°）を超えてから６０（°）
までは、カム１４６によりガイドピン１４８と共にトレ
イ受け１５０を上昇させる。そして、トレイ受け１５０
によりシャッタ１３７の突起部１３７ａ上に載置され段
積みされているチップ収納用トレイ１０３を持ち上げ
る。これにより、シャッタ１３７は開閉可能となる（図
７（Ｂ））。

【００３６】回転角度が６０（°）を超えてから９０
（°）までは、トレイ受け１５０によるチップ収納用ト
レイ１０３の持ち上げを維持した状態で、カム１４７に
よりガイドピン１４９と共にプッシャ１５１を上昇させ
る。そして、プッシャ１５１の突起部１５１ａをシャッ
タ１３７の傾斜底面１３７ｂに接触摺動させることによ
り、シャッタ１３７を開く。これにより、シャッタ１３
７は、チップ収納用トレイ１０３から退避した状態にな
る（図８（Ａ））。

【００３７】回転角度が９０（°）を超えてから１２０
（°）までは、プッシャ１５１によるシャッタ１３７の
開放を維持した状態で、段積みされているチップ収納用
トレイ１０３の最下段とその上段の隙間がシャッタ１３
７の突起部１３７ａと一致するまで、カム１４６により
ガイドピン１４８と共にトレイ受け１５０を下降させ
る。これにより、シャッタ１３７の突起部１３７ａは、
チップ収納用トレイ１０３の間隙に挿入可能となる（図
８（Ｂ））。

【００３８】回転角度が１２０（°）を超えてから１５
０（°）までは、チップ収納用トレイ１０３の位置決め
を維持した状態で、カム１４７によりガイドピン１４９
と共にプッシャ１５１を下降させ、シャッタ１３７を閉
じる。これにより、シャッタ１３７の突起部１３７ａ
が、チップ収納用トレイ１０３の間隙に挿入され、突起
部１３７ａ上には、最下段の上段以上のチップ収納用ト
レイ１０３が載置されることになる（図９（Ａ））。

【００３９】回転角度が１５０（°）を超えてから１８
０（°）までは、カム１４６によりガイドピン１４８と
共にトレイ受け１５０を下降させる。そして、トレイ受
け１５０に載置されている最下段のチップ収納用トレイ
１０３をその上段以上のチップ収納用トレイ１０３から
分離する。これにより、トレイ格納部１３１に複数段積
みされているチップ収納用トレイ１０３のうち、最下段
のチップ収納用トレイ１０３が、トレイ格納部１３１の
下方に取り出されることになる（図９（Ｂ））。

【００４０】次に、制御ユニット１８０は、モータ１４
４を駆動してボールガイド１４２をボールネジ１４１に
沿って供給トレイ格納部１３２に移動させ、フレーム１
４３、カム１４６、１４７、ガイドピン１４８、１４
９、トレイ受け１５０、プッシャ１５１及び取り出した
チップ収納用トレイ１０３をスプライン軸１４５に沿っ
て供給トレイ格納部１３２に移動させる。そして、トレ
イ受け１５０の上に載置されているチップ収納用トレイ
１０３を供給トレイ格納部１３２に位置決めする。

【００４１】制御ユニット１８０は、カメラ１３９によ
り供給トレイ格納部１３２へ搬送・供給されているチッ
プ収納用トレイ１０３上のチップ１０２の外形を認識さ
せる（ＳＴＰ５）。制御ユニット１８０は、チップ反転
Ｘモータ１２１及びチップ反転Ｙモータ１２５を駆動し
て、チップ反転Ｘ−Ｙステージ１２０をＸ方向及びＹ方
向、即ち供給トレイ格納部１３２側に移動させて位置決
めすると共に、チップ反転シリンダ１２２を駆動して、
チップ反転Ｘ−Ｙステージ１２０上のチップ反転アーム
１２３を供給トレイ格納部１３２側に旋回させる。そし
て、制御ユニット１８０は、チップ反転アーム１２３の
先端部に取り付けられているチップ吸着ノズル（図示せ
ず）で、供給トレイ格納部１３２へ搬送・供給されてい
るチップ収納用トレイ１０３上の所定のチップ１０２を
吸着させる（ＳＴＰ６）。

【００４２】その後、制御ユニット１８０は、チップ反
転Ｘモータ１２１及びチップ反転Ｙモータ１２５を先程
とは逆に駆動して、チップ反転Ｘ−Ｙステージ１２０を
Ｘ方向及びＹ方向、即ちプリント基板１０１側に移動さ
せて位置決めすると共に、チップ反転シリンダ１２２を
先程とは逆に駆動して、チップ反転Ｘステージ１２０上
のチップ反転アーム１２３をプリント基板１０１側に１
８０度反転旋回させる（ＳＴＰ７）。

【００４３】そして、制御ユニット１８０は、チップ反
転アーム１２３のチップ吸着ノズルからツール１１０に
チップ１０２を受け渡した後（ＳＴＰ８）、チップ反転
Ｘモータ１２１及びチップ反転Ｙモータ１２５を駆動し
て、チップ反転Ｘ−Ｙステージ１２０をＸ方向及びＹ方
向、即ち供給トレイ格納部１３２側に移動させて退避さ
せる。制御ユニット１８０は、カメラ１１６によりツー
ル１１０に受け渡されたチップ１０２の位置及び基板Ｘ
−Ｙステージ１１１の上面に固定されているプリント基
板１０１の位置を認識させる（ＳＴＰ９）。

【００４４】最後に、制御ユニット１８０は、カメラ１
１６で認識されたチップ１０２及びプリント基板１０１
の位置に基づいて、ツールＺモータ１０８、回転機構及
び平行度調整機構を駆動すると共に、基板Ｘモータ１１
２及び基板Ｙモータ１１３を駆動して、ツール１１０及
び基板Ｘ−Ｙステージ１１１を動作させて、チップ１０
２の装着位置を補正する。そして、制御ユニット１８０
は、チップ１０２をプリント基板１０１上の目的の位置
に装着する（ＳＴＰ１０）。

【００４５】以上のＳＴＰ５〜１０の動作を繰り返して
供給トレイ格納部１３２へ搬送・供給されているチップ
収納用トレイ１０３上の全てのチップ１０２の装着が終
了したら、制御ユニット１８０は、トレイ搬送手段１４
０を駆動して、空のチップ収納用トレイ１０３を供給ト
レイ格納部１３２から空トレイ格納部１３３へ搬送し、
空トレイ格納部１３３の下方から供給する。即ち、制御
ユニット１８０は、モータ１４４を駆動してボールガイ
ド１４２をボールネジ１４１に沿って空トレイ格納部１
３３に移動させ、フレーム１４３、カム１４６、１４
７、ガイドピン１４８、１４９、トレイ受け１５０、プ
ッシャ１５１及び空のチップ収納用トレイ１０３をスプ
ライン軸１４５に沿って空トレイ格納部１３３に移動さ
せる。そして、トレイ受け１５０の上に載置されている
空のチップ収納用トレイ１０３を空トレイ格納部１３３
の下方に位置決めする。

【００４６】続いて、制御ユニット１８０は、モータ１
５２を駆動してスプライン軸１４５を回転させ、ガイド
ピン１４８、１４９を図１０に示すカム１４６、１４７
の外形状に倣ってＺ方向に移動させる。即ち、回転角度
が１８０（°）を超えてから２１０（°）までは、カム
１４６によりガイドピン１４８と共にトレイ受け１５０
及び空のチップ収納用トレイ１０３を上昇させる。

【００４７】回転角度が２１０（°）を超えてから２４
０（°）までは、トレイ受け１５０による空のチップ収
納用トレイ１０３の持ち上げを維持した状態で、カム１
４７によりガイドピン１４９と共にプッシャ１５１を上
昇させる。そして、プッシャ１５１の突起部１５１ａを
シャッタ１３７の傾斜底面１３７ｂに接触摺動させるこ
とにより、シャッタ１３７を開く。これにより、シャッ
タ１３７は、空のチップ収納用トレイ１０３から退避し
た状態になる。

【００４８】回転角度が２４０（°）を超えてから２７
０（°）までは、プッシャ１５１によるシャッタ１３７
の開放を維持した状態で、空のチップ収納用トレイ１０
３がシャッタ１３７の突起部１３７ａを超えるまで、カ
ム１４６によりガイドピン１４８と共にトレイ受け１５
０及び空のチップ収納用トレイ１０３を上昇させる。

【００４９】回転角度が２７０（°）を超えてから３０
０（°）までは、空のチップ収納用トレイ１０３の位置
決めを維持した状態で、カム１４７によりガイドピン１
４９と共にプッシャ１５１を下降させ、シャッタ１３７
を閉じる。これにより、シャッタ１３７の突起部１３７
ａが、空のチップ収納用トレイ１０３の下部に挿入さ
れ、突起部１３７ａ上には、空のチップ収納用トレイ１
０３が載置されることになる。

【００５０】回転角度が３００（°）を超えてから３６
０（°）までは、カム１４６によりガイドピン１４８と
共にトレイ受け１５０を下降させる。これにより、空の
チップ収納用トレイ１０３が、空トレイ格納部１３３に
格納されることになる（ＳＴＰ４、１１）。そして、制
御ユニット１８０は、ＳＴＰ２に戻って、次のチップ収
納用トレイ１０３の搬送・供給を繰り返す。

【００５１】次に、作業者は、トレイ格納部１３１に格
納されている全てのチップ収納用トレイ１０３の搬送が
終了したら、図１１（Ａ）に示すように、トレイ格納部
１３１及び空のチップ収納用トレイ１０３が格納された
空トレイ格納部１３３をベース板１３５ごと本体１３４
から外し、図１１（Ｂ）に示すように、新たなチップ収
納用トレイ１０３が格納されたトレイ格納部１３１及び
空トレイ格納部１３３をベース板１３５ごと本体１３４
に装着する。尚、このときのベース板１３５の本体１３
４に対する位置決めは、図４にも示すピン１５２、１５
３により行われる。

【００５２】上述したように、チップ収納用トレイ１０
３は、段積みされたときにトレイ間に隙間ができるよう
な寸法で設計されており、シャッタ１３７の突起部１３
７ａは、その隙間寸法以下となるような寸法で設計され
ている。このため、シャッタ１３７の突起部１３７ａを
段積みされたチップ収納用トレイ１０３の隙間に差し込
むことにより、チップ収納用トレイ１０３を分離するこ
とができる。従って、段積みされたチップ収納用トレイ
１０３の底部にシャッタ１３７を設けることにより、最
下段のチップ収納用トレイ１０３を取り出し、またチッ
プ収納用トレイ１０３を最下段に格納することができ
る。

【００５３】カム１４６、１４７は、スプライン軸１４
５の軸線方向にスライド可能に構成されている。このた
め、ボールガイド１４２をボールネジ１４１に沿って移
動させることにより、カム１４６、１４７を各格納部１
３１、１３２、１３３間で移動させることができる。従
って、チップ１０２が収納されたチップ収納用トレイ１
０３の取出、チップ１０２の取出のためのチップ収納用
トレイ１０３の格納、空のチップ収納用トレイ１０３の
格納の動作を１組の機構で行うことができる。また、こ
の機構は各格納部１３１、１３２、１３３の下部に分離
配置されているため、格納の部分と機構の部分の着脱が
可能となる。さらに、格納部単位で機種切り替えを簡単
に行うことができる。

【００５４】カム１４６、１４７は、スプライン軸１４
５上で同期回転可能に構成されている。このため、チッ
プ収納用トレイ１０３の上下動及びシャッタ１３７の開
閉を同時に行うことができる。従って、カム１４６、１
４７の半回転毎にチップ収納用トレイ１０３の上下動及
びシャッタ１３７の開閉が可能なようにカム１４６、１
４７を形成することにより、チップ１０２が収納された
チップ収納用トレイ１０３の取出、チップ１０２の取出
のためのチップ収納用トレイ１０３の格納、空のチップ
収納用トレイ１０３の格納の動作をカム１４６、１４７
の１回転の中で行うことができる。

【００５５】尚、トレイ供給ユニット１３０には、チッ
プ収納用トレイ１０３の落下防止用のシャッタとチップ
収納用トレイ１０３の分離用のシャッタをそれぞれ専用
に複数配設するようにしても良い。シャッタは、チップ
収納用トレイ１０３の落下を防止できるものであれば、
例えば摩擦式のものでも良い。トレイ搬送手段１４０の
ボールネジ１４１等を用いた移動機構の代わりに、例え
ばエアシリンダやベルト駆動式送り機構等を用いた移動
機構としても良い。トレイ搬送手段１４０のカム１４
６、１４７等を用いたトレイ上下機構及びシャッタ開閉
機構の代わりに、例えばエアシリンダ等を用いたトレイ
上下機構及びシャッタ開閉機構としても良い。

【００５６】上述した部品装着装置１００によれば、チ
ップ収納用トレイ１０３をトレイ供給ユニット１３０に
直接段積みして格納しているため、従来のチップ収納ユ
ニット１０のカセット１３に比べて容積が小さくなり、
トレイ供給ユニット１３０のスペース効率を向上させる
ことができる。トレイ格納部１３１と空トレイ格納部１
３３を別個に設けているので、チップ収納ユニット１０
の出し入れが容易になると共に稼動中・非稼動中にかか
わらず可能となり、チップ収納ユニット１０の交換作業
性及びチップ１０２の装着の生産効率を向上させること
ができる。

【００５７】また、トレイ搬送手段１４０は、１枚のチ
ップ収納用トレイ１０３の搬送が可能であれば良いの
で、小型、省材料、低剛性の機構で実用可能とすること
ができ、コスト低減を図ることができる。さらに、チッ
プ収納用トレイ１０３との接触部からはゴミ等が発生し
にくいため、チップ１０２の接続信頼性を高めることが
できる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
部品を格納・供給する部分のスペース効率を高め、部品
の交換作業性や部品装着の生産効率及び接続信頼性を高
め、コストを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の部品装着装置の実施形態を示す平面
図。

【図２】図１の部品装着装置の側面図。

【図３】図１の部品装着装置の正面図。

【図４】図１の部品装着装置のトレイ供給ユニットの詳
細構成を示す平面図及び断面側面図。

【図５】図１の部品装着装置の制御ユニット及び操作パ
ネルの関係を示すブロック図。

【図６】図１の部品装着装置の動作例を示すフローチャ
ート。

【図７】図１の部品装着装置のトレイ供給ユニットの具
体的動作を示す第１の図。

【図８】図１の部品装着装置のトレイ供給ユニットの具
体的動作を示す第２の図。

【図９】図１の部品装着装置のトレイ供給ユニットの具
体的動作を示す第３の図。

【図１０】図１の部品装着装置のトレイ供給ユニットの
カム機構のカム線を示す図。

【図１１】図１の部品装着装置のトレイ供給ユニットの
着脱動作を示す図。

【図１２】従来のチップ収納ユニットの概略構成を示す
斜視図。

【符号の説明】

１００・・・部品装着装置、１０１・・・プリント基
板、１０２・・・チップ、１０３・・・チップ収納用ト
レイ、１０４・・・架台、１０５・・・ベース、１０６
・・・フレーム、１０７・・・ツールＺリニアガイド、
１０８・・・ツールＺモータ、１０９・・・ツールＺス
テージ、１１０・・・ツール、１１１・・・基板Ｘ−Ｙ
ステージ、１１２・・・基板Ｘモータ、１１３・・・基
板Ｙモータ、１１４・・・カメラベース、１１５・・・
カメラＺモータ、１１６・・・カメラ、１１７・・・カ
メラＺステージ、１２０・・・チップ反転Ｘ−Ｙステー
ジ、１２１・・・チップ反転Ｘモータ、１２２・・・チ
ップ反転シリンダ、１２３・・・チップ反転アーム、１
２４・・・チップ反転リニアガイド、１２５・・・チッ
プ反転Ｙモータ、１３０・・・トレイ供給ユニット、１
３１・・・トレイ格納部、１３２・・・供給トレイ格納
部、１３３・・・空トレイ格納部、１３４・・・本体、
１３５・・・ベース板、１３５ａ・・・穴，１３６・・
・ガイドバー、１３７・・・シャッタ、１３７ａ・・・
突起部、１３７ｂ・・・傾斜底面、１３８・・・フレー
ム、１３９・・・カメラ、１４０・・・トレイ搬送手
段、１４１・・・ボールネジ、１４２・・・ボールガイ
ド、１４３・・・フレーム、１４４・・・モータ、１４
５・・・スプライン軸、１４６、１４７・・・カム、１
４８、１４９・・・ガイドピン、１５０・・・トレイ受
け、１５１・・・プッシャ、１５２・・・モータ、１５
３、１５４・・・ピン、１８０・・・制御ユニット、１
９０・・・操作パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山内学東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者獺庭和正東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5E313 AA03 AA11 AA23 CC04 CC08 CC09 DD07 DD18 DD22 EE03 FF24 FF29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】部品を基板に装着する部品装着装置にお
いて、直交２軸方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動可能であり、前
記基板を載置する基板載置手段と、複数の前記部品が収納されたトレイを段積み状態で格納
可能な第１格納部、前記第１格納部からの１つの前記ト
レイを格納可能な第２格納部及び前記第２格納部からの
空の前記トレイを段積み状態で格納可能な第３格納部を
有するトレイ供給手段と、前記第２格納部に格納された前記トレイ上の前記部品の
位置を認識する部品認識手段と、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能であり、前記第２格納部に
格納された前記トレイ上から前記部品を取り出す部品取
出手段と、直交２軸に直交する方向（Ｚ方向）に移動可能であり、
前記部品取出手段から前記部品を受け取って前記基板に
装着する部品装着手段と、前記部品装着手段による部品装着毎の前記基板と部品の
位置を認識する基板・部品認識手段と、前記各手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴と
する部品装着装置。
【請求項２】前記トレイ供給手段が、前記第１格納部
の下方から前記トレイを取り出して前記第２格納部へ搬
送・供給し、その後にこのトレイを前記第３格納部へ搬
送して前記第３格納部の下方から供給するトレイ搬送手
段を備えている請求項１に記載の部品装着装置。
【請求項３】前記トレイ搬送手段が、前記トレイを取
出・供給する際に、前記トレイを載置して上下動するト
レイ上下手段を備えている請求項２に記載の部品装着装
置。
【請求項４】前記トレイ上下手段が、カム機構により
動作する請求項３に記載の部品装着装置。
【請求項５】前記トレイ供給手段の第１格納部及び第
３格納部が、段積みされる前記トレイの落下を防止する
シャッタであって、前記トレイ上下手段の動作に連動し
て開閉するシャッタをそれぞれ備えている請求項３に記
載の部品装着装置。
【請求項６】前記トレイ供給手段の第１格納部及び第
３格納部が、着脱可能に構成されている請求項１に記載
の部品装着装置。