JP2005243774A - 電子部品搭載装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板Kの搬送手段21,22による搬送経路の途中に基板保持手段31,32を設け、搬送経路を跨いで設けられたヘッド用のガイド枠51,52によりガイド枠に沿ったヘッドの位置決めを行う第一の位置決め機構と、搬送方向に沿ったヘッドの位置決めを行う第二の位置決め機構とを備え、各ヘッド40は各ガイド枠の互いの対向面側に配置され、一方のガイド枠に支持されたヘッドと他方のガイド枠に支持されたヘッドとが、互いに異なる基板保持手段に保持された基板に対してのみ搭載動作を行う。
【選択図】 図2
Description
上記各電子部品供給手段は基板搬送方向に沿って並んで配設された複数の電子部品フィーダーからなり、両側の電子部品供給手段はいずれも、一方のガイド枠のヘッドに電子部品の受け渡しを行う領域と他方のガイド枠のヘッドに電子部品の受け渡しを行う領域とに区分けされている。
さらに、一方のヘッドが基板に対して搭載を行っている間は、他方のヘッドは電子部品供給手段で電子部品の受け取りを行い、交互に搭載動作を行う制御により作業効率のさらなる向上が図られている。
しかしながら、上記動作制御にあっては、一方のヘッドの搭載時間が他方のヘッドの電子部品受け取り時間よりも長い場合に、他方のヘッドに待ち時間が生じ、その搭載作業の高効率化が十分ではないという不都合があった。
本発明は、搭載作業の効率の向上を図ることをその目的とする。
このように各ヘッドがガイド枠ごとに、いずれの基板保持部の基板に対して搭載作業を行うかが決まっているので、単一の基板に二つのヘッドで搭載を行う場合のように干渉避けるための待ち時間の発生を生じない。一方、一枚毎の基板に対する単位時間当たりの電子部品搭載数では、二つのヘッドが交互に搭載を行う場合の方が多くなることもあり得るが、本発明の構成では、二枚の基板に対して同時に搭載作業が行われることから、二枚毎の基板に対する単位時間当たりの電子部品搭載数では、二つのヘッドが交互に搭載を行う場合を上回ることとなる。
上記構成では、二枚の基板が搬入され、それぞれが各基板保持部で搭載作業が行われると、二枚とも搬出される。
上記構成では、一つの基板について、一方の基板保持部で搭載作業が行われると、他方の基板保持部に搬送されてまた搭載作業が行われる。また、先行する基板が次の基板保持部に移行した段階で次の基板について手前の基板保持部で搭載作業を行わせることで、二工程からなる搭載作業を順次連続的に実行することができる。
上記構成では、各基板ごとに複数のヘッドが部品搭載を行う。
例えば、基板移動手段が存在しない場合を仮定すると、各ガイド枠の複数のヘッドが一つの基板に対して部品搭載を行う場合に、一つのヘッドが基板への搭載のために、ガイド枠を搬送方向について位置決めすると、他のヘッドも搬送方向については同じ位置に位置決めされてしまい、その間、電子部品の受け取りに行くことができず、待ち時間が発生する。
従って、上記構成では、いずれかのヘッドを電子部品の受け取りのためにガイド枠を搬送方向について位置決めすると、他のヘッドが基板に対する搭載作業を行うことができるように基板保持部を基板移動手段により搬送方向について所定位置に移動させる。これにより、待ち時間を設けることなく、電子部品の受け取りと搭載とを並行して行うことができる。
さらに、一つの搬送経路を共通化して二つの基板保持部を設けていることから、従来の電子部品搭載装置を二基設ける場合に比べて飛躍的に省スペース化を図ることが可能となる。
また、二つのヘッドを二つのガイド枠の対向面に対向配置することから、二つのガイド枠の同じ側面にヘッドを設ける場合と比較すると、各ヘッド間にガイド枠が介在することがない分だけ相互のヘッド間距離を近接させることができ、これに伴い、二つの基板保持部を近接配置することが可能となる。従って、装置全体の小型化を図ることが可能となる。
請求項4記載の発明は、基板ごとに複数のヘッドが部品搭載を行うため、作業のさらなる高効率化を図ることが可能となる。
請求項5記載の発明は、基板移動手段により、ガイド枠を位置決めした状態でいずれかのヘッドによる電子部品受け取りと他のヘッドによる電子部品搭載とを並行して行うことができ、搭載作業のさらなる高効率化を図ることが可能となる。
以下、本発明の実施形態たる電子部品搭載装置10について図1乃至図5に基づいて説明する。図1は電子部品搭載装置10の斜視図、図2は平面図を示す。
なお、電子部品搭載装置10とは、基板Kを搬送方向に搬送し基板搬送路の所定位置に固定して該基板Kに電子部品を実装するものである。
以下の説明において、基板Kの搬送方向をX軸方向、基板Kの搬送方向と略直交する方向をY軸方向と定めるものとする(図1〜図5参照)。
基台2は、その上面がX−Y平面に沿った平坦に形成され、その中央部に凹部が形成されている。かかる凹部の内側には、各基板ステージ31,32及び基板移動手段33,34が格納配置されている。
二つの基板ステージ31,32は、基台2の中央部において、搬送経路に沿って上流側と下流側とに並んで配置されている(基板ステージ31は上流側、基板ステージ32は下流側)。
そして、各基板移動手段33,34は、それぞれ基板ステージ31,32をX軸方向に沿って移動可能に案内するレールと当該レールに沿って往復移動力を付与する図示しないアクチュエータ(例えばリニアモータ)とを備えている。
かかる基板移動手段33により、基板ステージ31は、前述したベルト搬送機構21に対する最接近位置と基台2の中央寄りの搭載作業位置(図2に示す位置)との間で往復移動を行う。
また、基板移動手段34により、基板ステージ32は、基台2の中央寄りの搭載作業位置(図2に示す位置)と前述したベルト搬送機構22に対する最接近位置との間で往復移動を行う。
そして、各基板ステージ31,32のベルト機構と前述したベルト搬送機構21,22とは、いずれもその高さが一致するように設定されている。これにより、基板ステージ31は、最接近したベルト搬送機構21から基板Kの受け渡しが行われる。
また、基板ステージ31−32間にあっては、相互の基板ステージ31,32が搭載作業位置に移動して、互いに最接近した状態において、互いのベルト機構の駆動により基板の受け渡しが行われる。
さらに、基板ステージ32−ベルト搬送機構22間では、基板ステージ32がベルト搬送機構22に最接近した状態で基板Kの受け渡しが行われる。
電子部品供給手段70は、基板搬送路を挟んでY軸方向両側、即ち、基台2のY軸方向両端部にそれぞれ設けられている。
かかる各電子部品供給手段70は、X軸方向に並んで配置された複数のテープフィーダ71(フィーダ)と、各テープフィーダ71を載置するフィーダバンク72とから構成されている。各テープフィーダ71は、リールに巻かれたテープに例えば直方体形状のコンデンサ等の電子部品を略等間隔に収納しており、このテープを送り出すことにより電子部品を所望の位置に露出させて、各ヘッド40に受け渡すものである。また、図1及び図2に示すように、各電子部品供給手段70の複数のテープフィーダ71は複数(図1,2では三つ)のフィーダ群に分かれて配置されている。
二つのY軸位置決め機構は、基台2の上面において、基板搬送方向(X軸方向)の上流側と下流側とにそれぞれ配置されている。そして、基板搬送方向上流側のY軸位置決め機構は、二つのヘッド40をY軸方向に沿って移動可能に支持するガイド枠51と、各ヘッド40の移動量を付与するリニアモータ53(図4参照)とを有しており、基板搬送方向下流側のY軸位置決め機構は、二つのヘッド40をY軸方向に沿って移動可能に支持するガイド枠52と、各ヘッド40の移動量を付与するリニアモータ54(図4参照)とを有している。
また、各Y軸位置決め機構のリニアモータは、各ガイド枠51,52内でその長手方向に沿って固定子が配置され、各ヘッド40ごとに可動子が配置されている。そして、各ヘッド40をその分解能に応じてY軸方向に沿って位置決めすることができる。
前述した二つのガイド枠51,52は、それぞれその両端部近傍の下部に脚部が設けられている。一方、X軸位置決め機構は、基台2の上面におけるY軸方向両端部において、各ガイド枠51,52をその脚部を介してX軸方向に移動可能に支持するレール61,62と、各ガイド枠51,52のX軸方向に沿った移動量を付与するリニアモータ63,64(図4参照)とを備えている。
一方のリニアモータ63は、ガイド枠51の駆動を行い、他方のリニアモータ64は、ガイド枠52の駆動を行う。これにより、各ガイド枠51,52を介して、各ヘッド40をその分解能に応じてX軸方向に沿って位置決めすることができる。
また、X軸位置決め機構と、前述した下流側のY軸位置決め機構とにより、ガイド枠52に支持された二つのヘッド40は、Y軸方向及びX軸方向に移動自在となり、搭載作業位置における基板ステージ32の基板Kの略全域と二つの電子部品供給手段70の搬送方向下流側の残る一部の領域の各テープフィーダの受け取り口とにわたり移動可能となる。
ここで、ガイド枠51の二つのヘッド40を合わせた移動可能領域とガイド枠52の二つのヘッド40を合わせた移動可能領域とは、二つの電子部品供給手段70の全てのテープフィーダ71について、漏れも重複も生じない状態で分け合うことがより望ましいが、搭載頻度の高い一部の電子部品について一部重複を生じるように設定しても良い。なお、この場合であっても、搭載作業位置における基板ステージ31の基板Kの略全域は、ガイド枠51の二つのヘッド40を合わせた移動可能領域のみに含まれる設定とし、搭載作業位置における基板ステージ32の基板Kの略全域は、ガイド枠52の二つのヘッド40を合わせた移動可能領域のみに含まれる設定とする。
またここで、X軸位置決め機構と各Y軸位置決め機構は、リニアモータ53,54,63,64を用いる移動機構に代えて、モータとベルトとを組み合わせる移動機構としてもよいし、また、モータとボールねじとを組み合わせる移動機構としてもよい。
図3はヘッド40の斜視図を示している。各ヘッド40は、それぞれのガイド枠51,52に支持される本体部41と、本体部41のY軸方向両端部においてX軸方向に沿って三本ずつが並んで合計六本搭載されたノズル42とを備えている。かかるノズル42は、図示しない吸気装置によりその下端部において吸引を行うことで電子部品を保持し、また、吸引の停止により電子部品を解放することができる。また、各ノズル42は上下動方向に移動可能に支持されており、電子部品の受け取り及び搭載時において、上下方向について移動位置決めされる。
図4は電子部品搭載装置10の制御系を示すブロック図である。図4に示すように、電子部品搭載装置10の制御系は、主にY軸位置決め機構のリニアモータ53,54、X軸移動機構のリニアモータ63,64、基板移動手段33,34のリニアモータを制御するためのものであり、図4に示すように、少なくとも所定の制御プログラムに従って各種の処理及び制御を実行するCPU81と、各種の処理及び制御を実行するためのプログラムや各種の処理及び制御に要するデータが格納されたシステムROM82と、各種のデータを格納して各種の処理の作業領域となるRAM83と、CPU81と各種の機器との接続を図るI/F(インターフェース)84と、各種の設定入力や操作指示入力を行うための操作パネル85と、外部記憶媒体86に対する読み取り/書き込みを行う補助記憶装置87とを含む構成となっている。また、前述した各リニアモータは、図示しないモータドライバを介してI/F84と接続されている。
そして、上記外部記憶媒体86には、基板Kに対する電子部品搭載位置を示すX−Y座標系の位置座標データと、搭載すべき電子部品の受け取り位置を示すX−Y座標系の位置座標データ及びその搭載の順番等が記録されている。
また、CPU81は、ROM82に格納されたプログラムと外部記憶媒体86に記録された電子部品搭載位置と受け取り位置とを示す位置座標データとにより、搬送方向下流側(図2左側)のガイド枠52に支持された二つのヘッド40の移動範囲を、搭載作業位置の基板ステージ32上の基板K全面と、各電子部品供給手段70の搬送方向下流側の残る一部のテープフィーダ71群についての受け取り位置全てを網羅する範囲(図2におけるR2)内に規制する動作制御を行う。
そして、ガイド枠51に支持された二つのヘッド40の移動領域R1とガイド枠52に支持された二つのヘッド40の移動領域R2とは、いずれも重複を生じないが、合計すると全てのテープフィーダ71を網羅するように設定されている。
また、CPU81は、ROM82に格納されたプログラムにより、基板ステージ32上において電子部品の搭載が行われた基板Kについて、基板ステージ32上に設けられたベルト機構と、基板移動手段34と、ベルト搬送機構22との協働により装置外部に搬出する動作制御を行う。
即ち、上記二つの動作制御により、いずれの基板ステージ31,32で搭載が行われた基板Kについても、他方の基板ステージで次の搭載を行うことなく装置外部に搬出が行われる。
即ち、一方のヘッド40(図5における上側のヘッド)を電子部品供給手段70のいずれかのテープフィーダ71の受け取り位置に位置決めすると、同一のガイド枠51(52)に支持された他方のヘッド40もX軸方向について同じ位置に固定されてしまい、当該他方のヘッド40の基板Kの搭載位置への位置決めがY軸方向についてしか行うことができない。従って、かかる場合、搭載作業位置から基板移動手段33(34)により基板ステージ31(32)をX軸方向について移動すると共にX軸方向について基板Kの搭載位置に相対的にヘッド40(図5における下側のヘッド)を位置決めする動作制御が行われる。
これにより、同一のガイド枠51(52)に支持された二つのヘッド40の内の一方が電子部品の受け取りを行っている間に他方が基板への搭載を行うことができる。
上記構成からなる電子部品搭載装置10では、まず、一枚目の基板Kがベルト搬送機構21により搬入され、基板ステージ31に渡される。さらに、一枚目の基板Kは基板移動手段33による基板ステージ31の搬送方向下流側への移動により、さらに、基板ステージ32に渡され、クランプされる。また、二枚目の基板Kは、ベルト搬送機構21により搬入され、基板ステージ31に渡されて、クランプされ、さらに、基板移動手段33により基板ステージ31と共に搭載作業位置への搬送される。
各ガイド枠51,52に搭載された各ヘッド40は、それぞれ前述した領域R1,R2の範囲内で移動位置決めされて、所定の電子部品の受け取り及び搭載動作が繰り返される。
このとき、同一のガイド枠51(52)に搭載された二つのヘッド40は、一方がX軸位置決め機構とY軸位置決め機構の協働により電子部品の受け取り位置に移動している状態で、他方はY軸位置決め機構と基板移動手段33(34)の協働により基板Kの搭載位置に位置決めされる。つまり、同一のガイド枠51(52)に支持された二つのヘッド40は、一方の受け取り作業と他方の搭載作業とを並行してお行うことができる。
一方、基板ステージ31上の基板Kについて搭載が完了した時点で、基板ステージ32の基板の搬出が完了していない場合には完了待ちとなる。また、基板ステージ32の基板の搬出が完了している場合には、基板クランプ状態を解除し、ベルト機構の駆動により基板ステージ31から基板ステージ32への基板お受け渡しが行われ、さらに、基板移動手段34の駆動により基板ステージ32を下流側に移動し、ベルト機構の駆動により基板Kをベルト搬送機構22に受け渡す。かかるベルト搬送機構22により基板Kは装置外に搬出される。
上記構成からなる電子部品搭載装置10は、各ガイド枠51,52ごとに、ヘッド40がいずれの基板ステージ31,32に保持された基板Kに対して搭載作業を行うかが決まっている。そして、各ガイド枠51,52ごとに、ヘッド40が、各電子部品供給手段70のテープフィーダ71の基板搬送方向上流側の一群と下流側の一群とについて、いずれから部品受け取りを行うかが決まっている。
このため、各ガイド枠51,52のヘッドが搭載及び受け取りに際して干渉することがないことから、干渉回避の待ち時間を設ける必要がなく、且つ二枚の基板に対する搭載作業が同時に行われることから、二枚の基板に対する搭載作業効率が高められることで結果的に連続する基板の搭載作業効率を高めることが可能となる。
さらに、二つのガイド枠51,52が、互いの対向面側に各ヘッド40を対向配置することから、一方のガイド枠51のヘッド40と他方のガイド枠52のヘッド40とをX軸方向について干渉しない範囲で最接近させることができ、これに伴い、各基板ステージ31,32も搭載作業時において、接近配置することができるため、X軸方向について電子部品搭載装置10の小型化を図ることが可能となる。
上記構成にあっては、動作制御手段80により、各基板ステージ31,32で電子部品の搭載が行われると、いずれの基板ステージ31,32上の基板もそのまま搬出される動作制御が実行されていたが、他の動作制御を行っても良い。例えば、CPU81がROM82に格納された制御プログラムに従って、上流側の基板ステージ31で搭載が行われた基板Kについては、下流側の基板ステージ32に移動して保持し、上流側の基板ステージ31には新たな基板Kを供給して、順次搬入される基板が各基板ステージ31,32において、二工程の搭載作業が行われるように動作制御を行う構成としても良い。
これにより、一つの基板Kにつき、二つの基板ステージ31,32に渡ってそれぞれで搭載作業が行われるので、二工程からなる搭載作業を順次連続的に実行することができ、複数基板に対する搭載作業をより効率的に行うことが可能となる。
21,22 ベルト搬送機構(搬送手段)
31,32 基板ステージ(基板保持手段)
40 ヘッド
51,52 ガイド枠
70 電子部品供給手段
80 動作制御手段
K 基板
Claims (5)
- 電子部品の搭載が行われる基板を所定方向に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送手段による搬送経路の途中に設けられた、前記電子部品の搭載作業を行うための基板保持手段と、
前記電子部品の保持と解放とが可能なヘッドと、
前記搬送経路を跨いで基板搬送方向に対する交差方向に沿って設けられた前記ヘッド用のガイド枠を有し、当該ガイド枠に沿った前記ヘッドの移動位置決めを行う第一の位置決め機構と、
前記ガイド枠を移動させて前記搬送方向に沿った前記ヘッドの移動位置決めを行う第二の位置決め機構と、
前記ヘッドに対して各種の電子部品を供給する電子部品供給手段と、
前記基板に対する電子部品の搭載動作制御を行う動作制御手段とを備え、
前記基板保持手段と前記第一の位置決め機構とがいずれも前記搬送経路に沿って二つずつ設けられる共に、前記各位置決め機構のガイド枠の互いの対向面側に各々のヘッドが配置され、
前記動作制御手段は、一方のガイド枠に支持されたヘッドと他方のガイド枠に支持されたヘッドとが、互いに異なる前記基板保持手段に保持された基板に対してのみ搭載動作を行うように制御することを特徴とする電子部品搭載装置。 - 前記動作制御手段は、一方の基板保持手段で搭載作業が行われた基板を他方の基板保持手段に再保持させることなく搬出する動作制御を行うことを特徴とする請求項1記載の電子部品搭載装置。
- 前記動作制御手段は、一つの基板について前記二つの基板保持部で搭載動作を行った後に搬出する動作制御を行うことを特徴とする請求項1記載の電子部品搭載装置。
- 前記各ガイド枠に複数のヘッドを設けたことを特徴とする請求項1,2又は3記載の電子部品搭載装置。
- 前記基板保持手段ごとに、当該基板保持手段を前記搬送方向に沿って移動させる基板移動手段を設けたことを特徴とする請求項4記載の電子部品搭載装置。
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