JP2004228131A - 部品交換装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、肉眼では判別できない程の小さな部品を正確に保持し、容易に部品の交換作業が行える部品交換装置を提供すること。
【解決手段】基板取付台と、先端に部品を保持する保持具を移動可能に備え、保持具を移動させて部品を搬送する部品搬送手段と、基板取付台上の基板表面と保持具先端に保持された部品の画像をともに撮影し合成する撮影装置と、撮影装置の画像を表示する表示装置とを備えた部品交換装置において、透明部材上に載置した部品を撮影装置に撮影させる部品載置具を保持具と撮影装置の間に着脱自在に備えて部品交換装置を構成した。これにより、部品を撮影装置で撮影でき、部品と保持具の画面を見ながら保持具の先端と部品とを位置合わせし、容易、かつ確実に微小な部品を保持具に保持させることができる。
【選択図】 図1
【解決手段】基板取付台と、先端に部品を保持する保持具を移動可能に備え、保持具を移動させて部品を搬送する部品搬送手段と、基板取付台上の基板表面と保持具先端に保持された部品の画像をともに撮影し合成する撮影装置と、撮影装置の画像を表示する表示装置とを備えた部品交換装置において、透明部材上に載置した部品を撮影装置に撮影させる部品載置具を保持具と撮影装置の間に着脱自在に備えて部品交換装置を構成した。これにより、部品を撮影装置で撮影でき、部品と保持具の画面を見ながら保持具の先端と部品とを位置合わせし、容易、かつ確実に微小な部品を保持具に保持させることができる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上から所定の部品を取り除き、また新たな部品を基板に取り付ける部品交換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子機器、特に携帯電話機等では、ほとんどの電子部品を1、2枚程度の基板上に搭載し、このような基板を筐体内に組み込み、その他の液晶画面等と接続させながら製品として組み立てるようにしている。かかる基板は、製品として取り付けられる前に不良がないか検査装置により全品検査している。そして検査で不具合、例えばある部品自体が不良品であったり、はんだ付け箇所にブリッジ等が発見されて不良とされた場合などでは、それを理由に基板全体を廃棄するのは高価な部品がすでに多数搭載されていることから不経済であるため、不良部品のみを基板から取り除き、取り除いた後に新たな部品を付けていた。
【0003】
基板における不良部品の交換は、一般に部品交換装置と呼ばれる装置を用いて行っている。部品交換装置は、部品を接続しているはんだを熱で溶融させる加熱装置と、部品をバキューム等で吸着し移動させる部品搬送装置と、基板を適宜移動させる移動台と、移動台上の基板表面と部品保持装置に保持された部品とを写し出す撮影機構等を備え、まず不良部品と基板との間のはんだを加熱装置によって溶融し、はんだが溶融されたらかかる部品を部品搬送装置で保持させて基板から取り除き、はんだ接合部を整えた後、部品搬送装置に新たな部品を保持させ、撮影装置で撮影された基板表面と保持された部品との位置関係を表示装置で見ながら両者間の位置決めを行い、新たな部品を基板上に移動させ取り付けていた。
(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開昭58−73188号公報。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら昨今は、肉眼ではっきり外形が判別できない程非常に小さい部品が基板上に多数組み付けられるようになってきている。従来は部品を交換する場合、新たな部品を直接あるいはピンセット等を用いて部品保持装置の保持具先端に持って行き保持させていたが、部品の大きさが微小になったためピンセットなどを用いても部品を持って保持具の先端に保持させることが困難になっている。
【0006】
殊に、1mm平方以下の部品の底部に複数のはんだバンプを備えた部品などの場合は、はんだバンプの位置を考慮して部品を所定の方向に正確に向かせて保持具先端に取り付けることは非常に困難であった。
【0007】
本発明は、肉眼では判別できない程の小さな部品を正確に保持し、基板上での部品の交換作業が容易に行える部品交換装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、基板を固定する基板取付台と、先端に部品を保持する保持具を移動可能に備え、前記保持具を移動させて前記部品を搬送する部品搬送手段と、前記基板取付台と前記部品搬送手段の間に設けられ、前記基板取付台上の基板表面と前記保持具先端に保持された前記部品の画像をともに撮影し合成する撮影装置と、前記撮影装置が撮影した画像を表示する表示装置とを備えた部品交換装置において、透明部材を有し、該透明部材上に載置した前記部品を前記撮影装置に撮影させる部品載置具を前記保持具と前記撮影装置の間に着脱自在に備えて部品交換装置を構成した。
【0009】
これにより、部品を撮影装置で撮影でき、部品と保持具の画面を見ながら保持具の先端と部品とを位置合わせし、容易、かつ確実に微小な部品を保持具に保持させることができる。
【0010】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の部品交換装置において、前記部品載置具は、該部品載置具を前記保持具と前記撮影装置の間に配置すると、前記透明部材上に前記保持具先端の移動ラインと交差する位置を示す目印を備えたことを特徴とした。
【0011】
これにより、部品を部品載置具の目印の位置に配置すると、部品は保持具先端の移動ライン上に載置されるので、そのまま保持具を移動させて部品を保持することができ、微小な部品を容易、かつ確実に保持具に固定させることができる。
【0012】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の部品交換装置において、前記部品載置具は、前記搬送ラインの側方に回動自在に設けられ、所定位置に回動させて固定すると前記目印が前記搬送ラインと交差する位置を示すように構成した。
【0013】
請求項4に記載の発明は、請求項1または2に記載の部品交換装置において、前記部品載置具は、前記透明部材の周囲に脚部を備え、該脚部で前記撮影装置上に載置することにより前記目印が前記搬送ラインと交差する位置を示すように構成した。
【0014】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の部品交換装置において、前記部品載置具は、前記部品を前記透明部材上で任意の位置に移動させる移動手段を備えて構成した。
【0015】
これにより、移動手段を用いて部品載置具上で部品を任意に移動でき、部品と保持具との位置合わせを容易に行うことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる部品交換装置の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【0017】
部品交換装置2は、図1、図2、図3に示すように台座部4と、台座部4に対して前後方向に移動する移動台6と、台座部4の左右両側に立ち上げられた一対の側壁8と、側壁8間に渡されたガイド24と、ガイド24に沿って左右方向に移動可能な部品搬送手段としての搬送本体10と、搬送体本10に対して上下方向に移動可能に設けられたノズル支持体12と、ノズル支持体12と台座部4の間に前後方向に突出後退可能に設けられた撮影装置14と、撮影装置14で撮影された画面を表示する表示装置16と、部品載置具3等から構成されている。
【0018】
台座部4は、各種メータやスイッチ類が設けられ、上面には加熱器18を備えている。加熱器1は、移動台6に取り付けられた基板を加熱し、基板上のはんだの温度を上昇させる。移動台6は、固定する基板の大きさに応じて取付幅が変更される固定具20を有し、ダイヤル22の操作により台座部4に対してレール23上を前後方向に移動可能となっている。
【0019】
搬送本体10は、基体部11がガイド24に摺動自在に取り付けられ、ガイド24に沿って左右方向に移動可能となっており、この基体部11にノズル支持体12が上下動自在に、また撮影装置14が前後方向に突出後退可能に設けられている。
【0020】
ノズル支持体12には、保持具としてのノズル13が下方に向けて着脱可能に固定してあり、ノズル13を交換することによりノズル13のパイプ径を変更可能となっている。ノズル13は中空の金属製パイプであり、ホースを介して吸引ポンプ(図示せず。)に接続してあり、吸引空気の負圧で部品をノズル13の先端に脱着可能に保持する。また、ノズル13の両側にはノズル13に固定された部品に向けて熱風を噴出する熱風用パイプ(図示せず。)が設けてあり、熱風用パイプからの熱風により、所望の部品を加熱し部品に付着しているはんだを溶融させる。熱風による加熱を有効にするためノズル13の周囲には四角錘状の覆いが設けられている。
【0021】
撮影装置14は、基体部11に前後方向に突出後退可能に設けられ、先端にプリズム及び調光自在な照明具(図示せず。)を備え、プリズムの後方にCCDなどからなるカメラ(図示せず。)を有している。撮影装置14が基体部11から前方に突出すると、プリズムはノズル13の直下に位置する。
【0022】
プリズムには45°の角度でハーフミラーが形成してあり、ノズル13側の画像はハーフミラーで反射してカメラに入射され、基板側の画像はハーフミラーで前方に反射した後プリズムの前方に設けられたミラーで再度反射しハーフミラーを通過してカメラに入射する。したがって、ノズル13側の合焦位置は基板側の合焦位置より遠くなっている。尚、プリズムにおける反射状態はこれに限るものではない。カメラは自動焦点であるが、通常基板表面に焦点を合わせてある。
【0023】
部品載置具3は、図4に示すように中央に透明部材としてのガラス5がはめ込まれており、基体部11に回動自在に設けられている。部品載置具3の取付位置はノズル13側のカメラの合焦位置と同一の高さであり、ガラス5には十字の目印7が表面に形成されている。
【0024】
この部品載置具3は、通常ノズル支持体12と干渉しないように側方に回動させてある。そしてノズル支持体12を上方に引き上げて、ノズル支持体12下方に回動させると、所定の位置で固定され、かつ目印7の交点がノズル13の先端の移動ライン、すなわち部品の搬送ラインに交差する位置に配置される。
【0025】
次に、部品交換装置2の作用について説明する。
【0026】
まず検査の結果不良と判定された基板50を移動台6に取り付ける。検査では、基板50上のどの部品が不良であるか判定されるので、その結果から不具合が発生した部品をノズル13の直下に位置するように表示装置16の画面を見ながら適宜移動させる。そして加熱装置18による加熱で、基板50のはんだを加熱し、ノズル13をかかる部品の上に載せ熱風で更に加熱し、また吸引空気で部品を吸着して基板50から引き上げ、基板50から取り除く。その後必要なら基板50の表面処理等を適宜行う。
【0027】
次に、ノズル13を上方に移動させ、部品載置具3を回動させてノズル13の下方で固定する。そして底部が透明部材で構成された容器9に交換すべき部品を収容し、容器9を部品載置具3のガラス5上に載せる。部品載置具3は、カメラの合焦位置であるので容器9内の部品を表示装置16に表示でき、その画像を確認しながら容器9を適宜移動させ、交換すべき部品を目印7と一致させる。その際必要があれば、部品の方向も所定の方向に整える。
【0028】
部品と目印7とを一致できたらノズル13を降下させ、ノズル13の先端に部品を吸着させる。部品は目印7の位置、すなわちノズル13の先端の移動ライン上に位置しているため確実にノズル13の先端に合わせることができ、先端に吸着できる。このようにして部品をノズル13に吸着できたら、ノズル13を引き上げ、容器9と部品載置具3とをノズル13の直下から移動させる。そして表示装置16で再度確認し、部品の位置と基板50の取り付け位置とを一致させ、撮影装置14を後退させ、保持した部品を従来の交換方法と同様の方法で基板50上の不良部品を取り除いた後に取り付ける。
【0029】
したがって、部品交換装置2によれば、仮に肉眼では取り扱えないような微小な部品であっても、表示装置16の画面で確認しながら部品載置具3により部品をノズル13の移動ラインに配置でき、微小な部品をノズル13に確実に吸着させ、基板50上に固定することができる。
【0030】
尚上記例では部品載置具3を基体部11に回動自在に取り付けた回動式としたが、本発明はこれに限るものではなく、図5に示すようにテーブル状に形成したものであってもよい。この場合は、部品載置具15を撮影装置14の先端上面に載せて用いる。部品載置具15は、撮影装置14の先端上面に載せると、目印7がカメラ合焦位置に一致する高さに設定されるとともにノズル13の先端の移動ライン上に位置する。このようにしても、部品載置具15に容器9を載せることにより容器9内の部品を表示装置16に映し出し、画像を見ながら部品を目印7に容易に一致させ、部品をノズル13に確実に吸着固定させることができる。
【0031】
また、上記例では目印7を部品載置具3等に形成したが、目印はなくともよい。この場合、ノズル13を部品載置具3のガラス5に近づけ、部品載置具3上に置かれた部品とノズル13の先端の映像を同時に映し出す。そして部品をガラス5上で移動させてノズル13の先端と部品の位置とを表示装置16の映像を見ながら一致させる。一致したならノズル13を降下させて部品を吸着する。
【0032】
このようにしても、部品をノズル13に確実に吸着させることができる。
【0033】
図6に、容器9の移動装置32を備えた部品載置具30を示す。この部品載置具30は、中央部分にガラス5を有し、上記部品載置具3と同様に基体部11に回動自在に取り付けられている。
【0034】
移動手段32は、容器9を摺動自在に狭持する狭持体34を直交する方向にそれぞれ備え、双方の狭持体34の交差部分に容器9を保持している。狭持体34はそれぞれツマミ円板36、及びギア機構37等により矢印の方向に適宜回動する。
【0035】
この部品載置具30によれば、ツマミ円板36を操作して狭持体34を回動させ容器9を任意の位置に移動できる。ツマミ円板36は、ギア機構37を介して挟持体34に連結しているので狭持体34を微動させることができ、容器9内の部品を容易、かつ正確に目印7、あるいはノズル13の先端に一致させることができる。
【0036】
図7に保持具の他の例を示す。これは、エアーシリンダ42で作動するチャック機構である。チャック機構40は上部にエアーシリンダ42を備え、エアーシリンダ42には、負圧、あるいは加圧エアーが導入され、その空気圧によってピストン43が下方に向けて作動する。ピストン43の下方には、押し棒44が外筒45内に摺動自在に設けてあり、押し棒44の下端はチャック46に向けてある。チャック46は開閉自在で、ばね機構(図示せず。)により閉鎖方向に付勢してあり、押し棒44が押し込まれると図8に示すように先端が開放される。尚、押し棒44の作用により閉鎖するようにチャック46を構成してもよい。
【0037】
このチャック機構40によれば、基板50上にある部品をチャック46によって摘み、溶融はんだで付着している場合でも確実に部品を基板50から取り外すことができる。
【0038】
尚、目印7の形状は十字型に限るものではなく、他の形状でもよい。また、容器9を用いず部品を部品載置具3等の上に直接載せ、目印7や表示画面16の画像からノズル13等に部品を一致させるようにしてもよい。
【0039】
【発明の効果】
本発明にかかる請求項1の部品交換装置によれば、基板を固定する基板取付台と、先端に部品を保持する保持具を移動可能に備え、前記保持具を移動させて前記部品を搬送する部品搬送手段と、前記基板取付台と前記部品搬送手段の間に設けられ、前記基板取付台上の基板表面と前記保持具先端に保持された前記部品の画像をともに撮影し合成する撮影装置と、前記撮影装置が撮影した画像を表示する表示装置とを備えた部品交換装置において、透明部材を有し、該透明部材上に載置した前記部品を前記撮影装置に撮影させる部品載置具を前記保持具と前記撮影装置の間に着脱自在に備えて部品交換装置を構成したので、部品を撮影装置で撮影でき、部品と保持具の画面を見ながら保持具の先端と部品とを位置合わせし、容易、かつ確実に微小な部品を保持具に保持させることができる。
【0040】
請求項2に記載の部品交換装置によれば、請求項1に記載の部品交換装置において、前記部品載置具に、該部品載置具を前記保持具と前記撮影装置の間に配置すると、前記透明部材上に前記保持具先端の移動ラインと交差する位置を示す目印を備えたので、部品を部品載置具の目印の位置に配置すると、部品は保持具先端の移動ライン上に載置され、その状態で保持具を移動させて部品を保持することができ、微小な部品を容易、かつ確実に保持具に固定させることができる。
【0041】
請求項3に記載の部品交換装置によれば、請求項1または2に記載の部品交換装置において、前記部品載置具を、前記搬送ラインの側方に回動自在に設け、所定位置に回動させて固定すると前記目印が前記搬送ラインと交差する位置を示すように構成したので、容易に部品を保持具に保持させることができる。
【0042】
請求項4に記載の部品交換装置によれば、請求項1または2に記載の部品交換装置において、前記部品載置具は、前記透明部材の周囲に脚部を備え、該脚部で前記撮影装置上に載置することにより前記目印が前記搬送ラインと交差する位置を示すように構成したので、容易に部品を保持具に保持させることができる。
【0043】
請求項5に記載の部品交換装置によれば、請求項1〜4のいずれか1項に記載の部品交換装置において、前記部品載置具は、前記部品を前記透明部材上で任意の位置に移動させる移動手段を備えて構成したので、移動手段を用いて部品載置具上で部品を任意に移動でき、部品と保持具との位置合わせを容易、かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる部品交換装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図2】本発明にかかる部品交換装置の一実施形態を示す正面図である。
【図3】本発明にかかる部品交換装置の一実施形態を示す側面図である。
【図4】部品載置具を示す斜視図である。
【図5】部品載置具の他の例を示す斜視図である。
【図6】部品載置具の他の例を示す斜視図である。
【図7】保持具の他の例を示す断面図である。
【図8】保持具の他の例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
2 ; 部品交換装置
3 ; 部品載置具
4 ; 台座部
5 ; ガラス
6 ; 移動台
7 ; 目印
8 ; 側壁
9 ; 容器
10 ;搬送本体
11 ;基体部
12 ;ノズル支持体
13 ;ノズル
14 ;撮影装置
15 ;部品載置具
16 ;表示装置
18 ;加熱器
20 ;固定具
22 ;ダイヤル
23 ;レール
24 ;ガイド
30 ;部品載置具
32 ;移動装置
34 ;狭持体
36 ;円板ツマミ
37 ;ギア機構
40 ;チャック機構
42 ;エアーシリンダ
43 ;ピストン
44 ;押し棒
45 ;外筒
46 ;チャック
50 ;基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上から所定の部品を取り除き、また新たな部品を基板に取り付ける部品交換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子機器、特に携帯電話機等では、ほとんどの電子部品を1、2枚程度の基板上に搭載し、このような基板を筐体内に組み込み、その他の液晶画面等と接続させながら製品として組み立てるようにしている。かかる基板は、製品として取り付けられる前に不良がないか検査装置により全品検査している。そして検査で不具合、例えばある部品自体が不良品であったり、はんだ付け箇所にブリッジ等が発見されて不良とされた場合などでは、それを理由に基板全体を廃棄するのは高価な部品がすでに多数搭載されていることから不経済であるため、不良部品のみを基板から取り除き、取り除いた後に新たな部品を付けていた。
【0003】
基板における不良部品の交換は、一般に部品交換装置と呼ばれる装置を用いて行っている。部品交換装置は、部品を接続しているはんだを熱で溶融させる加熱装置と、部品をバキューム等で吸着し移動させる部品搬送装置と、基板を適宜移動させる移動台と、移動台上の基板表面と部品保持装置に保持された部品とを写し出す撮影機構等を備え、まず不良部品と基板との間のはんだを加熱装置によって溶融し、はんだが溶融されたらかかる部品を部品搬送装置で保持させて基板から取り除き、はんだ接合部を整えた後、部品搬送装置に新たな部品を保持させ、撮影装置で撮影された基板表面と保持された部品との位置関係を表示装置で見ながら両者間の位置決めを行い、新たな部品を基板上に移動させ取り付けていた。
(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開昭58−73188号公報。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら昨今は、肉眼ではっきり外形が判別できない程非常に小さい部品が基板上に多数組み付けられるようになってきている。従来は部品を交換する場合、新たな部品を直接あるいはピンセット等を用いて部品保持装置の保持具先端に持って行き保持させていたが、部品の大きさが微小になったためピンセットなどを用いても部品を持って保持具の先端に保持させることが困難になっている。
【0006】
殊に、1mm平方以下の部品の底部に複数のはんだバンプを備えた部品などの場合は、はんだバンプの位置を考慮して部品を所定の方向に正確に向かせて保持具先端に取り付けることは非常に困難であった。
【0007】
本発明は、肉眼では判別できない程の小さな部品を正確に保持し、基板上での部品の交換作業が容易に行える部品交換装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、基板を固定する基板取付台と、先端に部品を保持する保持具を移動可能に備え、前記保持具を移動させて前記部品を搬送する部品搬送手段と、前記基板取付台と前記部品搬送手段の間に設けられ、前記基板取付台上の基板表面と前記保持具先端に保持された前記部品の画像をともに撮影し合成する撮影装置と、前記撮影装置が撮影した画像を表示する表示装置とを備えた部品交換装置において、透明部材を有し、該透明部材上に載置した前記部品を前記撮影装置に撮影させる部品載置具を前記保持具と前記撮影装置の間に着脱自在に備えて部品交換装置を構成した。
【0009】
これにより、部品を撮影装置で撮影でき、部品と保持具の画面を見ながら保持具の先端と部品とを位置合わせし、容易、かつ確実に微小な部品を保持具に保持させることができる。
【0010】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の部品交換装置において、前記部品載置具は、該部品載置具を前記保持具と前記撮影装置の間に配置すると、前記透明部材上に前記保持具先端の移動ラインと交差する位置を示す目印を備えたことを特徴とした。
【0011】
これにより、部品を部品載置具の目印の位置に配置すると、部品は保持具先端の移動ライン上に載置されるので、そのまま保持具を移動させて部品を保持することができ、微小な部品を容易、かつ確実に保持具に固定させることができる。
【0012】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の部品交換装置において、前記部品載置具は、前記搬送ラインの側方に回動自在に設けられ、所定位置に回動させて固定すると前記目印が前記搬送ラインと交差する位置を示すように構成した。
【0013】
請求項4に記載の発明は、請求項1または2に記載の部品交換装置において、前記部品載置具は、前記透明部材の周囲に脚部を備え、該脚部で前記撮影装置上に載置することにより前記目印が前記搬送ラインと交差する位置を示すように構成した。
【0014】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の部品交換装置において、前記部品載置具は、前記部品を前記透明部材上で任意の位置に移動させる移動手段を備えて構成した。
【0015】
これにより、移動手段を用いて部品載置具上で部品を任意に移動でき、部品と保持具との位置合わせを容易に行うことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる部品交換装置の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【0017】
部品交換装置2は、図1、図2、図3に示すように台座部4と、台座部4に対して前後方向に移動する移動台6と、台座部4の左右両側に立ち上げられた一対の側壁8と、側壁8間に渡されたガイド24と、ガイド24に沿って左右方向に移動可能な部品搬送手段としての搬送本体10と、搬送体本10に対して上下方向に移動可能に設けられたノズル支持体12と、ノズル支持体12と台座部4の間に前後方向に突出後退可能に設けられた撮影装置14と、撮影装置14で撮影された画面を表示する表示装置16と、部品載置具3等から構成されている。
【0018】
台座部4は、各種メータやスイッチ類が設けられ、上面には加熱器18を備えている。加熱器1は、移動台6に取り付けられた基板を加熱し、基板上のはんだの温度を上昇させる。移動台6は、固定する基板の大きさに応じて取付幅が変更される固定具20を有し、ダイヤル22の操作により台座部4に対してレール23上を前後方向に移動可能となっている。
【0019】
搬送本体10は、基体部11がガイド24に摺動自在に取り付けられ、ガイド24に沿って左右方向に移動可能となっており、この基体部11にノズル支持体12が上下動自在に、また撮影装置14が前後方向に突出後退可能に設けられている。
【0020】
ノズル支持体12には、保持具としてのノズル13が下方に向けて着脱可能に固定してあり、ノズル13を交換することによりノズル13のパイプ径を変更可能となっている。ノズル13は中空の金属製パイプであり、ホースを介して吸引ポンプ(図示せず。)に接続してあり、吸引空気の負圧で部品をノズル13の先端に脱着可能に保持する。また、ノズル13の両側にはノズル13に固定された部品に向けて熱風を噴出する熱風用パイプ(図示せず。)が設けてあり、熱風用パイプからの熱風により、所望の部品を加熱し部品に付着しているはんだを溶融させる。熱風による加熱を有効にするためノズル13の周囲には四角錘状の覆いが設けられている。
【0021】
撮影装置14は、基体部11に前後方向に突出後退可能に設けられ、先端にプリズム及び調光自在な照明具(図示せず。)を備え、プリズムの後方にCCDなどからなるカメラ(図示せず。)を有している。撮影装置14が基体部11から前方に突出すると、プリズムはノズル13の直下に位置する。
【0022】
プリズムには45°の角度でハーフミラーが形成してあり、ノズル13側の画像はハーフミラーで反射してカメラに入射され、基板側の画像はハーフミラーで前方に反射した後プリズムの前方に設けられたミラーで再度反射しハーフミラーを通過してカメラに入射する。したがって、ノズル13側の合焦位置は基板側の合焦位置より遠くなっている。尚、プリズムにおける反射状態はこれに限るものではない。カメラは自動焦点であるが、通常基板表面に焦点を合わせてある。
【0023】
部品載置具3は、図4に示すように中央に透明部材としてのガラス5がはめ込まれており、基体部11に回動自在に設けられている。部品載置具3の取付位置はノズル13側のカメラの合焦位置と同一の高さであり、ガラス5には十字の目印7が表面に形成されている。
【0024】
この部品載置具3は、通常ノズル支持体12と干渉しないように側方に回動させてある。そしてノズル支持体12を上方に引き上げて、ノズル支持体12下方に回動させると、所定の位置で固定され、かつ目印7の交点がノズル13の先端の移動ライン、すなわち部品の搬送ラインに交差する位置に配置される。
【0025】
次に、部品交換装置2の作用について説明する。
【0026】
まず検査の結果不良と判定された基板50を移動台6に取り付ける。検査では、基板50上のどの部品が不良であるか判定されるので、その結果から不具合が発生した部品をノズル13の直下に位置するように表示装置16の画面を見ながら適宜移動させる。そして加熱装置18による加熱で、基板50のはんだを加熱し、ノズル13をかかる部品の上に載せ熱風で更に加熱し、また吸引空気で部品を吸着して基板50から引き上げ、基板50から取り除く。その後必要なら基板50の表面処理等を適宜行う。
【0027】
次に、ノズル13を上方に移動させ、部品載置具3を回動させてノズル13の下方で固定する。そして底部が透明部材で構成された容器9に交換すべき部品を収容し、容器9を部品載置具3のガラス5上に載せる。部品載置具3は、カメラの合焦位置であるので容器9内の部品を表示装置16に表示でき、その画像を確認しながら容器9を適宜移動させ、交換すべき部品を目印7と一致させる。その際必要があれば、部品の方向も所定の方向に整える。
【0028】
部品と目印7とを一致できたらノズル13を降下させ、ノズル13の先端に部品を吸着させる。部品は目印7の位置、すなわちノズル13の先端の移動ライン上に位置しているため確実にノズル13の先端に合わせることができ、先端に吸着できる。このようにして部品をノズル13に吸着できたら、ノズル13を引き上げ、容器9と部品載置具3とをノズル13の直下から移動させる。そして表示装置16で再度確認し、部品の位置と基板50の取り付け位置とを一致させ、撮影装置14を後退させ、保持した部品を従来の交換方法と同様の方法で基板50上の不良部品を取り除いた後に取り付ける。
【0029】
したがって、部品交換装置2によれば、仮に肉眼では取り扱えないような微小な部品であっても、表示装置16の画面で確認しながら部品載置具3により部品をノズル13の移動ラインに配置でき、微小な部品をノズル13に確実に吸着させ、基板50上に固定することができる。
【0030】
尚上記例では部品載置具3を基体部11に回動自在に取り付けた回動式としたが、本発明はこれに限るものではなく、図5に示すようにテーブル状に形成したものであってもよい。この場合は、部品載置具15を撮影装置14の先端上面に載せて用いる。部品載置具15は、撮影装置14の先端上面に載せると、目印7がカメラ合焦位置に一致する高さに設定されるとともにノズル13の先端の移動ライン上に位置する。このようにしても、部品載置具15に容器9を載せることにより容器9内の部品を表示装置16に映し出し、画像を見ながら部品を目印7に容易に一致させ、部品をノズル13に確実に吸着固定させることができる。
【0031】
また、上記例では目印7を部品載置具3等に形成したが、目印はなくともよい。この場合、ノズル13を部品載置具3のガラス5に近づけ、部品載置具3上に置かれた部品とノズル13の先端の映像を同時に映し出す。そして部品をガラス5上で移動させてノズル13の先端と部品の位置とを表示装置16の映像を見ながら一致させる。一致したならノズル13を降下させて部品を吸着する。
【0032】
このようにしても、部品をノズル13に確実に吸着させることができる。
【0033】
図6に、容器9の移動装置32を備えた部品載置具30を示す。この部品載置具30は、中央部分にガラス5を有し、上記部品載置具3と同様に基体部11に回動自在に取り付けられている。
【0034】
移動手段32は、容器9を摺動自在に狭持する狭持体34を直交する方向にそれぞれ備え、双方の狭持体34の交差部分に容器9を保持している。狭持体34はそれぞれツマミ円板36、及びギア機構37等により矢印の方向に適宜回動する。
【0035】
この部品載置具30によれば、ツマミ円板36を操作して狭持体34を回動させ容器9を任意の位置に移動できる。ツマミ円板36は、ギア機構37を介して挟持体34に連結しているので狭持体34を微動させることができ、容器9内の部品を容易、かつ正確に目印7、あるいはノズル13の先端に一致させることができる。
【0036】
図7に保持具の他の例を示す。これは、エアーシリンダ42で作動するチャック機構である。チャック機構40は上部にエアーシリンダ42を備え、エアーシリンダ42には、負圧、あるいは加圧エアーが導入され、その空気圧によってピストン43が下方に向けて作動する。ピストン43の下方には、押し棒44が外筒45内に摺動自在に設けてあり、押し棒44の下端はチャック46に向けてある。チャック46は開閉自在で、ばね機構(図示せず。)により閉鎖方向に付勢してあり、押し棒44が押し込まれると図8に示すように先端が開放される。尚、押し棒44の作用により閉鎖するようにチャック46を構成してもよい。
【0037】
このチャック機構40によれば、基板50上にある部品をチャック46によって摘み、溶融はんだで付着している場合でも確実に部品を基板50から取り外すことができる。
【0038】
尚、目印7の形状は十字型に限るものではなく、他の形状でもよい。また、容器9を用いず部品を部品載置具3等の上に直接載せ、目印7や表示画面16の画像からノズル13等に部品を一致させるようにしてもよい。
【0039】
【発明の効果】
本発明にかかる請求項1の部品交換装置によれば、基板を固定する基板取付台と、先端に部品を保持する保持具を移動可能に備え、前記保持具を移動させて前記部品を搬送する部品搬送手段と、前記基板取付台と前記部品搬送手段の間に設けられ、前記基板取付台上の基板表面と前記保持具先端に保持された前記部品の画像をともに撮影し合成する撮影装置と、前記撮影装置が撮影した画像を表示する表示装置とを備えた部品交換装置において、透明部材を有し、該透明部材上に載置した前記部品を前記撮影装置に撮影させる部品載置具を前記保持具と前記撮影装置の間に着脱自在に備えて部品交換装置を構成したので、部品を撮影装置で撮影でき、部品と保持具の画面を見ながら保持具の先端と部品とを位置合わせし、容易、かつ確実に微小な部品を保持具に保持させることができる。
【0040】
請求項2に記載の部品交換装置によれば、請求項1に記載の部品交換装置において、前記部品載置具に、該部品載置具を前記保持具と前記撮影装置の間に配置すると、前記透明部材上に前記保持具先端の移動ラインと交差する位置を示す目印を備えたので、部品を部品載置具の目印の位置に配置すると、部品は保持具先端の移動ライン上に載置され、その状態で保持具を移動させて部品を保持することができ、微小な部品を容易、かつ確実に保持具に固定させることができる。
【0041】
請求項3に記載の部品交換装置によれば、請求項1または2に記載の部品交換装置において、前記部品載置具を、前記搬送ラインの側方に回動自在に設け、所定位置に回動させて固定すると前記目印が前記搬送ラインと交差する位置を示すように構成したので、容易に部品を保持具に保持させることができる。
【0042】
請求項4に記載の部品交換装置によれば、請求項1または2に記載の部品交換装置において、前記部品載置具は、前記透明部材の周囲に脚部を備え、該脚部で前記撮影装置上に載置することにより前記目印が前記搬送ラインと交差する位置を示すように構成したので、容易に部品を保持具に保持させることができる。
【0043】
請求項5に記載の部品交換装置によれば、請求項1〜4のいずれか1項に記載の部品交換装置において、前記部品載置具は、前記部品を前記透明部材上で任意の位置に移動させる移動手段を備えて構成したので、移動手段を用いて部品載置具上で部品を任意に移動でき、部品と保持具との位置合わせを容易、かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる部品交換装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図2】本発明にかかる部品交換装置の一実施形態を示す正面図である。
【図3】本発明にかかる部品交換装置の一実施形態を示す側面図である。
【図4】部品載置具を示す斜視図である。
【図5】部品載置具の他の例を示す斜視図である。
【図6】部品載置具の他の例を示す斜視図である。
【図7】保持具の他の例を示す断面図である。
【図8】保持具の他の例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
2 ; 部品交換装置
3 ; 部品載置具
4 ; 台座部
5 ; ガラス
6 ; 移動台
7 ; 目印
8 ; 側壁
9 ; 容器
10 ;搬送本体
11 ;基体部
12 ;ノズル支持体
13 ;ノズル
14 ;撮影装置
15 ;部品載置具
16 ;表示装置
18 ;加熱器
20 ;固定具
22 ;ダイヤル
23 ;レール
24 ;ガイド
30 ;部品載置具
32 ;移動装置
34 ;狭持体
36 ;円板ツマミ
37 ;ギア機構
40 ;チャック機構
42 ;エアーシリンダ
43 ;ピストン
44 ;押し棒
45 ;外筒
46 ;チャック
50 ;基板
Claims (5)
- 基板を固定する基板取付台と、
先端に部品を保持する保持具を移動可能に備え、前記保持具を移動させて前記部品を搬送する部品搬送手段と、
前記基板取付台と前記部品搬送手段の間に設けられ、前記基板取付台上の基板表面と前記保持具先端に保持された前記部品の画像をともに撮影し合成する撮影装置と、
前記撮影装置が撮影した画像を表示する表示装置とを備えた部品交換装置において、
透明部材を有し、該透明部材上に載置した前記部品を前記撮影装置に撮影させる部品載置具を前記保持具と前記撮影装置の間に着脱自在に備えたことを特徴とした部品交換装置。 - 前記部品載置具は、該部品載置具を前記保持具と前記撮影装置の間に配置すると、前記透明部材上に前記保持具先端の移動ラインと交差する位置を示す目印を備えたことを特徴とした請求項1に記載の部品交換装置。
- 前記部品載置具は、前記搬送ラインの側方に回動自在に設けられ、所定位置に回動させて固定すると前記目印が前記搬送ラインと交差する位置を示すように構成したことを特徴とする請求項1または2に記載の部品交換装置。
- 前記部品載置具は、前記透明部材の周囲に脚部を備え、該脚部で前記撮影装置上に載置することにより前記目印が前記搬送ラインと交差する位置を示すように構成したことを特徴とする請求項1または2に記載の部品交換装置。
- 前記部品載置具は、前記部品を前記透明部材上で任意の位置に移動させる移動手段を備えたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の部品交換装置。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011129647A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Shinapex Co Ltd | チップ部品のリワーク装置及びこれに用いるセットピン |
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-
2003
- 2003-01-20 JP JP2003010928A patent/JP2004228131A/ja active Pending
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