JP2006120890A - Component mounting apparatus, component mounting method, and component suction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、部品供給部に供給される部品を取り出し、当該部品を回路基板の実装位置に実装する部品実装装置、及び部品実装方法に関する。より具体的には、本発明は、部品供給テープによって供給された部品を部品吸着ノズルの負圧の作用により吸着して取り出す部品吸着方法と、当該部品吸着方法を利用する部品実装装置、及び部品実装方法に関する。 The present invention relates to a component mounting apparatus and a component mounting method for taking out a component supplied to a component supply unit and mounting the component on a mounting position of a circuit board. More specifically, the present invention relates to a component suction method for picking up and removing a component supplied by a component supply tape by the negative pressure action of a component suction nozzle, a component mounting apparatus using the component suction method, and a component It relates to the implementation method.
部品実装装置の1例を図5に示している。図において部品実装装置50は、実装すべき部品を供給する部品供給部51と、部品供給部51から部品を取り出して回路基板52に実装する実装ヘッド53と、実装ヘッド53を所定位置に搬送するロボット54と、回路基板52を搬入して保持する基板保持部56と、全体の動作を制御する制御部57とを備える。部品供給部51には、部品10を順次供給可能な部品供給装置30が取り付けられる。
An example of a component mounting apparatus is shown in FIG. In the figure, a
部品実装の技術分野では、前記供給された部品10を取り出して回路基板52に実装するため、負圧を利用して部品を吸着・保持する部品吸着ノズル(以下、「ノズル」という。)1が広く使用される。図5に示す例では、実装ヘッド53に4つのノズル1が装着されており、各ノズル1はそれぞれ部品10の取り出しから実装までを行う。
In the technical field of component mounting, in order to take out the supplied
図6(a)〜(c)はノズル1の1例を示している。図において、ノズル1は、長手方向上方に位置する実装ヘッド53に連結するための連結部2と、同下方に部品を吸着するための吸着部3とを有している。上方の連結部2と下方の吸着部3の間には、ノズル1を実装ヘッド53へ着脱する際に着脱工具(図示せず)が差し込まれる2つのフランジ4が設けられている。吸着すべき部品10の形状、大きさ等に応じ、実装ヘッド53に装着されるノズル1は前記着脱工具を使って取替えが可能である。吸着部3の下端部にはノズル1の長手軸(中心軸)5に直交する部品吸着面6が形成され、吸着時にはこの部品吸着面6を部品10の上端面に当接させる。
6A to 6C show an example of the
ノズル1の部品吸着面6には吸着孔7(図6(c)参照)が開口し、吸着孔7と連結部2の上端面8に形成された上部開口9(図6(a)参照)との間は、ノズル1の内部に形成されたエア通路15(一部を破線で示す)を介して相互に流体的に連結されている。部品吸着時には実装ヘッド53から供給される負圧を利用して部品吸着面6に実装部品10を吸着し、部品実装時には同じく実装ヘッド53から供給される正圧を利用して部品10をノズル1から切り離して実装する。
A suction hole 7 (see FIG. 6C) is opened on the
図6(b)は吸着部3の拡大図を示す。図示のように吸着部3では、上部円筒部12から下部円筒部13が延び、下部円筒部13からはさらに下方に向けて逆角錐台部14が延びて先端にある矩形状の部品吸着面6につながっている。図示のノズル1の例では、図6(c)の底面図に示すように吸着孔7が略X字形状に開口しているが、この吸着孔7の形状は部品10の形状等に応じて円形(単数又は複数)、長円形、星形、王字状形状など各種のものが考えられている。一般に負圧が同一であれば吸着孔7の開口面積を大きくするほど強い吸引力が得られる。しかしながら部品10に対して吸着孔7を大きくすると部品10が吸着孔7内に吸い込まれたり片落ちしたりして実装不良を起こす原因となり得る。これを回避するため、開口面積をできるだけ大きくしながら部品10が吸い込まれ難くする各種開口部形状が考えられている(例えば、特許文献1参照。)。
FIG. 6B shows an enlarged view of the
次に、図7は、部品実装装置50に部品を連続的に供給する部品供給テープ20の1例を示す。図において部品供給テープ20は、部品10を収納するベーステープ21と、ベーステープ21を覆うカバーテープ22とから構成される。ベーステープ21には長手方向等間隔にエンボス加工によって形成される凹状のエンボス部からなる部品収納部23が設けられている。部品10はこの部品収納部23内に収納され、ベーステープ21に貼り付けられたカバーテープ22に覆われて保護される。カバーテープ22は、後にベーステープ21から剥ぎ取られるまでの間、部品10が部品収納部23から脱落したり部品収納部23内で位置ずれしたりすることを防止している。このように構成された部品供給テープ20は、リール25に巻き取られて後に説明する部品供給装置に装填される。
Next, FIG. 7 shows an example of the
部品10のサイズが微小である場合、ベーステープ21にはエンボス加工により形成されたエンボス部による部品収納部23を設けるまでもなく、紙製のベーステープ21を単に打ち抜いただけの空洞の打ち抜き部内に部品10を収納し、表裏からカバーテープ22でこれを保護する打ち抜き形式の部品供給テープ20もある。
When the size of the
図8は、上述したリール25を取り付けて部品実装装置50に順次部品を供給する部品供給装置30の1例を示している。図において、部品供給装置30は、部品実装装置50の部品供給部51(図5参照)に取り付け可能に形成された本体部31と、部品供給テープ20を巻回したリール25を取り付けるリール取付け部32と、リール25から部品供給テープ20を引き出して搬送するテープ搬送駆動部33と、カバーテープ22を回収するカバーテープ回収部34とを含んでいる。リール取付け部32には、リール25を回転可能に保持する支持ピン35が固定されている。
FIG. 8 shows an example of a
以上のように構成された部品供給装置30は以下のように動作する。図8において、部品供給テープ20は、支持ピン35に回転自在に取付けられたリール25から引き出され、テープ搬送駆動部33にある駆動ホイール36の間欠回転駆動によって図の左前方に位置する図示しない部品実装装置50に向けて搬送される。テープ搬送駆動部33の直前には部品10を保護するシャッタ37が設けられ、シャッタ37の開放時に同期して上方から部品実装装置のノズル1(図示せず)が下降して部品供給テープ20から部品10を吸着して取り出す。それまで部品10を保護していたカバーテープ22はシャッタ37の直前で剥ぎ取られ、間欠回転駆動するカバーテープ回収部34に巻き取られて回収される。
The
図9(a)〜(c)は、部品供給テープ20のベーステープ21に形成された部品収納部23からノズル1が部品10を吸着して取り出す際の動作を示している。部品取り出し位置直前でカバーテープ22が剥ぎ取られて上方が開放された部品10に対し、ノズル1が下降して(図9(a))下端部にある部品吸着面6を部品10の上端面に当接させる(図9(b))。この時、ノズル1のエア通路15に破線矢印16で示す負圧が作用して部品吸着面6に部品10を吸着する。部品吸着面6は、この時点でベーステープ21の上端面A−Aを越えて下降し、部品収納部23の内部に距離dだけ侵入して部品10に当接している。部品10を吸着したノズル1は、その後、負圧の作用により部品10を吸着保持したまま上昇し、所定の部品実装位置へと移動する(図9(c))。
FIGS. 9A to 9C show an operation when the
図9(a)〜(c)に示すように、ノズル1の先端にある部品吸着面6は、部品10の吸着に際してベーステープ21の部品収納部23内部に至るまで押し込まれる必要があることから、部品収納部23の開口部との干渉を回避するよう設計される。すなわち、部品吸着面6の幅aと部品収納部23の幅bとの間には、b>aの関係がある。図には示されていないが、図面に垂直な方向の幅に対しても同様な関係が保たれている。部品収納部23および部品吸着面6が円形状である場合も同様である。部品吸着面6をこのような寸法に維持するため、図6(b)に示したようにノズル1の吸着部3は下部円筒部13から延びる逆角錐台部14を介して部品吸着面6に向かって寸法が縮小し、部品吸着面6が部品収納部23内まで下降可能な形状に形成されている。
As shown in FIGS. 9A to 9C, the
図9(a)〜(c)ではベーステープ21にエンボス加工された部品収納部23を有する形式の部品供給テープ20の例で示しているが、エンボス加工の代わりに紙製のベーステープ21を打ち抜き加工して空洞の打ち抜き部を部品収納部とする打ち抜き形式の部品供給テープに対しても、部品吸着面6には全く同様な寸法的制約が課せられる。なお、打ち抜き形式の部品供給テープ20は、一辺が約2mm以下の矩形表面などの小物チップ部品供給用に主に使用され、エンボス形式の部品供給テープ20はそれ以外の相対的に大きな部品供給用に主に使用される。
FIGS. 9A to 9C show an example of a
ところで、昨今の市場における電子機器の多機能化、小型軽量化要請に伴い、電子機器に実装される部品自身も更なる小型化が要請されている。例えば、一辺が0.5mmを下回る矩形形状の部品も既に使用されるようになってきている。部品10が小型化すれば、これらの部品10を吸着すべきノズル1も相応に小型化される必要があるが、ノズル1の部品吸着面6及び吸着孔7を加工する際に要求される加工精度、外力による部品吸着面6の損傷に対する必要な強度確保を考慮すると、ノズル1の更なる小型化にはそれなりの限界がある。
By the way, along with the recent demand for multi-functionalization and reduction in size and weight of electronic devices in the market, parts themselves mounted on electronic devices are required to be further downsized. For example, rectangular parts having a side of less than 0.5 mm have already been used. If the
このような状況に対応し、ノズル先端部のさらなる小型化を回避するには以下の方策が考えられる。
1.部品10を収納した部品収納部23の開口面積を広くし、部品10対して相対的に大きな部品吸着面6であっても部品収納部23内への押し込みを可能にする。
2.ベーステープ21の上端面A−Aの高さで部品吸着面6による部品吸着を可能とし、部品収納部23内への部品吸着面6の押し込みを不要とする。
In order to cope with such a situation and avoid further downsizing of the nozzle tip, the following measures can be considered.
1. The opening area of the
2. The
この内、1の対応では、部品10が小さくなる一方で部品収納部23の面積を広げることとなり、部品供給テープ20の搬送過程で部品収納部23内に収納された部品10が内部で移動し、吸着時の位置決め精度を低下させることとなる。このため、現状のままでは実施化が困難である。
Of these, in response to 1, the
次に2の対応策に関し、これまで各種の施策が検討されてきている。図10(a)、(b)はその一例を示しており、図10(a)において、ノズル1の部品吸着面6の幅aは、ベーステープ21の部品収納部23の開口幅bよりも広く形成されている(a>b)。ノズル1は、動作時に図10(b)に示すようにベーステープ21の上端面A−Aに接するまで下降し、エア通路15を介して破線矢印16で示す負圧を作用させる。しかしながらこのままでは図10(b)に示すように、部品収納部23の周囲がノズルの部品吸着面6の周囲によってシールされ、部品収納部23内部全体が同じ負圧圧力となるために部品10に対する吸引力が働かない。
Next, regarding the second countermeasure, various measures have been studied so far. FIGS. 10A and 10B show an example. In FIG. 10A, the width a of the
この状況を打破する従来技術による1つの解決策は、部品吸着面6の表面に破線で示すような溝17を設け、この溝17を通して外気を部品収納部23内に導き、ノズル1の負圧効果を部品10に及ぼす方策が考えられている。また、他の解決策では、例えば部品収納部23の底面又は側面に図10(b)に示すような通気孔18を開け、この通気孔18から外気を部品収納部23内に導いて負圧による吸引を機能させる方策が考えられている(例えば、特許文献2、3参照。)
しかしながら、上述した従来の課題解決策には問題があった。まず、部品吸着面6に溝17を設ける方策では、この溝17を介して常時エアが流入可能となる。このため、例えば部品10を吸着した後においても負圧の洩れが継続し、これによって部品10を吸着保持する力が低下する。あるいは、吸着保持力を確実にしようとすればより強い負圧圧力が必要とされる。また、ノズル1は一般に複数種類の部品の吸着に対しても使用され得るが、この溝17が無くとも吸着可能である部品10の吸着時においても負圧洩れの発生を避けることができない。
However, there has been a problem with the above-described conventional problem solution. First, in the measure of providing the
また、部品収納部23の底面又は側面に通気孔18を設ける方策では、この通気孔18を介して埃などが部品収納部23内部に侵入し、あるいは大気中の水分が侵入して内部で凝結するなどにより、部品10に不測の不具合を発生させ、あるいは部品10が部品収納部23の底面に密着して吸着不良を起こす虞があった。
Further, in the measure in which the
以上より、本発明は上述した従来技術にある不具合を解消し、小型の部品10に対してもノズル1を相応に小型化する必要がなく、かつ確実な部品10の吸着を可能とする部品吸着方法を提供することを目的としている。
As described above, the present invention eliminates the problems in the prior art described above, and it is not necessary to downsize the
本発明は、部品供給テープに設けられる部品収納部の開口部の少なくとも一方向において前記開口部の幅よりも長い寸法を有する部品吸着面を備えたノズルを使用し、前記部品吸着面で部品収納部の周囲の一部又は全体を押圧して変形させ、前記部品吸着面を部品収納部の変形前の領域内に押し込むことにより、又は、部品収納部の上方の一部に部品収納部の側壁が部品収納部の外側に広がる拡大部を設けて部品吸着面の押し込みを可能にすることにより、部品吸着面を部品に当接又は近接させて部品吸着を可能とし、上述の課題を解消するもので、具体的には以下の内容を含んでいる。 The present invention uses a nozzle provided with a component suction surface having a dimension longer than the width of the opening in at least one direction of the opening of the component storage provided on the component supply tape, and stores the component on the component suction surface. A part or the whole of the periphery of the part is pressed and deformed, and the part suction surface is pushed into an area before deformation of the part storage part, or the side wall of the part storage part is partly above the part storage part By providing an enlarged part that spreads outside the part storage part and allowing the part suction surface to be pushed in, the part suction surface can be brought into contact with or close to the part to enable part suction and eliminate the above-mentioned problems Specifically, the following contents are included.
すなわち、本発明にかかる1つの態様は、部品供給テープのベーステープに開口する部品収納部から回路基板に実装される部品を負圧の作用により部品吸着ノズルの部品吸着面に吸着して取り出す部品吸着方法であって、前記部品収納部の開口部の少なくとも一方向において前記開口部の幅よりも長い寸法を有する部品吸着面を備えた部品吸着ノズルを使用し、前記部品を取り出す際、前記ベーステープの上端面を越えてさらに前記部品収納部の内部に至るまで前記部品吸着面を下降させ、前記部品吸着面に部品を吸着して前記部品収納部から取り出すことを特徴とする部品吸着方法に関する。 That is, according to one aspect of the present invention, a component mounted on a circuit board is picked up and taken out by a component suction surface of a component suction nozzle by a negative pressure from a component storage portion opened in a base tape of a component supply tape. A suction method comprising: using a component suction nozzle having a component suction surface having a dimension longer than the width of the opening in at least one direction of the opening of the component storage portion; A component suction method, wherein the component suction surface is lowered until it reaches the inside of the component storage portion beyond the upper end surface of the tape, and the component is suctioned and taken out from the component storage portion. .
前記部品を取り出す際、前記部品吸着面で前記部品収納部の開口部全周を押圧して変形させ、前記部品吸着面を前記部品収納部の変形前の領域内に押し込むことができる。また、部品が部品収納部に収納された状態で前記ベーステープの上端面と前記部品の上端面との高さの差をd、前記ベーステープ上端面から前記部品収納部の変形前の領域内への前記部品吸着面の下降量をeとしたとき、e≧dの関係とすることができる。 When the component is taken out, the entire circumference of the opening of the component storage portion can be pressed and deformed by the component suction surface, and the component suction surface can be pushed into the region before deformation of the component storage portion. Further, when the component is stored in the component storage portion, the difference in height between the upper end surface of the base tape and the upper end surface of the component is d, and the region before the deformation of the component storage portion is determined from the upper end surface of the base tape. When the descending amount of the component suction surface to e is defined as e, the relationship of e ≧ d can be established.
本発明にかかる他の態様は、部品供給テープのベーステープに形成された部品収納部から回路基板に実装される部品を負圧の作用により部品吸着ノズルの部品吸着面に吸着して取り出す部品吸着方法であって、前記部品収納部の上方に当該部品収納部の側壁が部品収納部の外側に広がる拡大部を前記ベーステープに開口させ、前記拡大部の開口部の少なくとも一方向において前記部品収納部の非拡大部の幅よりも長く、前記拡大部の開口部の幅よりも短い寸法を有する部品吸着面を備えた部品吸着ノズルを使用し、前記部品を取り出す際、前記ベーステープの上端面を越えてさらに前記拡大部の内部に至るまで前記部品吸着面を下降させ、部品を吸着して前記部品収納部から取り出すことを特徴とする部品吸着方法に関する。 Another aspect of the present invention is a component suction that picks up a component mounted on a circuit board from a component storage portion formed on a base tape of a component supply tape by sucking it onto a component suction surface of a component suction nozzle by the action of negative pressure. In the method, the base tape is provided with an enlarged portion where a side wall of the component storage portion extends outside the component storage portion above the component storage portion, and the component storage is performed in at least one direction of the opening of the expansion portion. When a component suction nozzle having a component suction surface having a dimension that is longer than the width of the non-enlarged portion of the portion and shorter than the width of the opening of the enlarged portion is used to take out the component, the upper end surface of the base tape More specifically, the present invention relates to a component suction method, wherein the component suction surface is further lowered to reach the inside of the enlarged portion, and the component is sucked and taken out from the component storage portion.
上述の部品吸着方法において、部品が部品収納部に収納された状態で前記ベーステープの上端面と前記部品の上端面との高さの差をd、前記ベーステープ上端面からの前記部品収納部の拡大部内への前記部品吸着面の下降量をe、前記ベーステープの上端面からの前記拡大部の深さをfとしたとき、f≧e≧dの関係とすることができる。 In the component suction method described above, the difference in height between the upper end surface of the base tape and the upper end surface of the component is d in a state where the component is stored in the component storage unit, and the component storage unit from the upper end surface of the base tape The relationship of f ≧ e ≧ d can be established, where e is the amount by which the component suction surface descends into the enlarged portion, and f is the depth of the enlarged portion from the upper end surface of the base tape.
以上述べた各部品吸着方法において、前記ベーステープの上端面からの前記部品収納部領域内への前記部品吸着面の下降量を、約0.2mmとすることができる。また、前記部品は、一辺がそれぞれ約2mm以下の略矩形表面を有するチップ部品とすることができる。さらに、前記部品吸着面上の任意の一方向における前記吸着孔の開口幅は、同一方向における前記部品吸着面の長さの約50%以下とすることができる。 In each of the component suction methods described above, the descending amount of the component suction surface from the upper end surface of the base tape into the component storage area can be about 0.2 mm. The component may be a chip component having a substantially rectangular surface with sides of approximately 2 mm or less. Furthermore, the opening width of the suction hole in any one direction on the component suction surface can be about 50% or less of the length of the component suction surface in the same direction.
本発明にかかる更に他の態様は、部品供給部に供給される部品を負圧の作用で部品吸着ノズルにより吸着して取り出し、前記部品を搬送して規制保持された回路基板の実装位置に実装する部品実装方法であって、前記部品供給部で部品を取り出す際、以上に述べたいずれか一に記載の部品吸着方法を利用することを特徴とする部品実装方法に関する。 According to still another aspect of the present invention, a component supplied to the component supply unit is picked up and taken out by a component suction nozzle under the action of negative pressure, and the component is transported and mounted at a circuit board mounting position regulated and held. The component mounting method according to any one of the above, wherein when the component is taken out by the component supply unit, the component adsorption method according to any one of the above is used.
本発明にかかる更に他の態様は、部品供給テープの部品収納部に収納された部品を連続的に供給する部品供給部と、前記部品供給部から部品を取り出して回路基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを搬送するロボットと、回路基板を搬入して保持する基板保持部と、全体の動作を制御する制御部とから構成され、前記実装ヘッドに装着された部品吸着ノズルを利用してエアの吸引作用により前記部品供給部から部品を取り出し、エアの吹出し作用により前記部品を回路基板の実装位置に実装する部品実装装置であって、前記部品吸着ノズルが、前記部品収納部の開口部の少なくとも一方向において前記開口部の幅よりも長い寸法を有する部品吸着面を備えていることを特徴とする部品実装装置に関する。 Still another aspect of the present invention includes a component supply unit that continuously supplies components stored in a component storage unit of a component supply tape, and a mounting head that takes out components from the component supply unit and mounts them on a circuit board. A robot that transports the mounting head, a substrate holding unit that carries in and holds the circuit board, and a control unit that controls the overall operation, and uses a component suction nozzle mounted on the mounting head A component mounting apparatus that takes out a component from the component supply unit by air suction action and mounts the component at a mounting position of a circuit board by air blowing action, wherein the component suction nozzle is an opening of the component storage unit The component mounting apparatus includes a component suction surface having a dimension longer than the width of the opening in at least one direction.
本発明にかかる更に他の態様は、複数の部品収納部が長手方向に沿って均等間隔で連続して形成された長尺のベーステープと、前記ベーステープに貼り付けられ、前記部品収納部を覆って内部に収納された部品を保持する長尺のカバーテープとから構成され、前記部品収納部に収納された部品を順次部品実装装置へ供給する部品供給テープであって、前記部品収納部が、当該部品収納部の側壁が部品収納部の外側に広がって前記ベーステープに開口する拡大部を前記部品収納部の上方に備えていることを特徴とする部品供給テープに関する。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a long base tape in which a plurality of component storage portions are continuously formed at equal intervals along a longitudinal direction, and the component storage portion is attached to the base tape. A component supply tape configured to sequentially supply the components stored in the component storage unit to the component mounting apparatus, the component storage unit comprising: Further, the present invention relates to a component supply tape characterized in that an enlarged portion is provided above the component storage portion so that a side wall of the component storage portion spreads outside the component storage portion and opens into the base tape.
前記拡大部は、前記部品収納部の前記ベーステープ上端面近傍位置に形成された段差部、前記部品収納部から前記ベーステープ上端面に向けて拡開する拡開部、前記部品収納部と前記ベーステープのつなぎ部分に設けられた面取り部のいずれかにより形成することができる。前記部品収納部は、前記ベーステープを打ち抜き加工して得られる打ち抜き部、又は前記ベーステープをエンボス加工して得られるエンボス部のいずれかにより形成することができる。 The enlarged portion includes a stepped portion formed near the upper end surface of the base tape of the component storage portion, an expanded portion that expands from the component storage portion toward the upper end surface of the base tape, the component storage portion, and the It can be formed by any of the chamfered portions provided in the connecting portion of the base tape. The component storage portion can be formed by either a punched portion obtained by punching the base tape or an embossed portion obtained by embossing the base tape.
本発明の実施により、小型の部品に対してもこれを吸着するためのノズルの部品吸着面を相応に小型化する必要がなくなり、加工が容易で強度的にも優れた部品吸着ノズルを使用して小型部品の部品実装を行うことができるようになる。 By implementing the present invention, it is no longer necessary to downsize the component suction surface of the nozzle for sucking even small components, and a component suction nozzle that is easy to process and excellent in strength is used. This makes it possible to mount small parts.
本発明の第1の実施の形態にかかる部品吸着方法につき、図面を参照して説明する。図1(a)〜(d)は、本実施の形態にかかる部品吸着方法の概要を示している。各図において、部品10に対向して上方から下降するノズル1は、幅aの部品吸着面6を有する。これに対し、下方に位置するベーステープ21の部品収納部23の対応する開口部の幅はb、部品10の対応する幅はcであるとする。また、ベーステープ21の上端面A−Aと部品10の上端面との高さの差はdであるとする。図示の時点では、部品供給テープ20のカバーテープ22が既にベーステープ21から剥ぎ取られている。
A component suction method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig.1 (a)-(d) has shown the outline | summary of the components adsorption | suction method concerning this Embodiment. In each figure, the
本実施の形態にかかる部品吸着方法では、上述した各幅a、b、cの間に、a>b>cの関係がある。図面に垂直な方向の幅についてもこれと同等な関係があるものとする。このため、各面積に関しても同様に、部品吸着面6は面積は部品収納部23の開口面積よりも広く、当該開口面積は部品10の表面積よりも広い。すなわち、部品収納部23とノズル1とが正常な位置関係にあれば、部品収納部23の開口縁部の外側に部品吸着面6の外周縁部が位置する。
In the component suction method according to the present embodiment, there is a relationship of a> b> c between the widths a, b, and c described above. It is assumed that there is an equivalent relationship with respect to the width in the direction perpendicular to the drawing. For this reason, as for each area, similarly, the
図1(b)は、図1(a)に対してノズル1が下降し、部品吸着面6がベーステープ21の上端面A−Aに接した状態を示す。従来技術では部品吸着面6がこのように上端面A−Aに接した高さがノズル1の下死点となり、この位置でいかにして部品10を吸着するかが検討されてきたのは上述の通りである。
FIG. 1B shows a state where the
これに対して本実施の形態では、ノズル1の部品吸着面6がベーステープ21の上端面A−Aを越えて更に部品収納部23の下方に向けて押し込まれ、図1(c)に示すように部品吸着面6が部品10に当接、又は当接寸前の距離に至るまで下降してノズル1の下死点に達する。これにより、図1(b)から図1(c)に至る間において、図1(c)に示すように部品収納部23の開口部を形成しているテープ部分の周囲(以下、「開口部周囲」という。)が部品吸着面6によって押圧され、変形する。この変形は不定形なもので、部品収納部23の周囲が押しつぶされ、凹み、あるいは波打ち変形する。
On the other hand, in the present embodiment, the
ベーステープ21の材質は一般にポリスチレンなどの軟質樹脂が使用されており、部品吸着面6による押しつぶし作用によっても十分に変形可能な柔軟性を備えている。また、部品吸着面6を形成するノズル1の先端部分は、例えば工業用ダイアモンドなどの硬質材料で作られているため、部品収納部23を押しつぶすことによってこの先端部分が損傷する虞はない。部品収納部23が押しつぶされた状態で周囲の不規則な変形部分から大気エアが進入可能となるため、エア通路15を介して破線矢印16に示す負圧が作用すると、部品10に当接または近接した位置にある部品吸着面6の吸引作用で部品10を容易に吸着できるようになる。その後、図1(d)に示すように負圧の作用で部品10を吸着保持したままノズル1は上昇し、部品実装位置に向けて搬送される。
Generally, a soft resin such as polystyrene is used as the material of the
これまでの説明では、ベーステープ21の上端面A−Aから部品収納部23の変形前の領域内への部品吸着面6の押し込み量(侵入量)をeとした場合、前記上端面A−Aと部品10の上端面との高さの差dとの関係はd≧eであった。本実施の形態の他の態様では、ノズル1を更に下降させてe≧dとすることも可能である。この際、ノズル1は部品10に当接した後、更にこれを押し付けることができ、部品吸着をより確実に行うことができる。従来の部品吸着面の狭いノズルでこのように部品を押し付けた場合には部品が傾くなどの不安定な要因となり得たが、本実施の形態にかかるノズル1では部品吸着面6が従来に比べて拡大していることから、このような部品への更なる押し付けをする場合にも安定して実施することができる。e≧dとした場合には部品吸着面6による押し付けによって部品収納部23の底面がある程度変形して押し下げられるが、ベーステープ21を支持する部品供給装置30(図8参照)にはこの変形を許容するクリアランスが設けられている。なお、d>eの状態、すなわち部品吸着面6が部品10の上端面に当接せず、接近することによっても部品10の吸着は可能である。
In the above description, when the pushing amount (intrusion amount) of the
図2(a)、(b)は、同じく部品収納部23の開口面積よりも大きな面積を有する部品吸着面6を備えたノズル1を使用し、エンボス部ではなく打ち抜き式の部品収納部23を有するベーステープ21に対して同様な押し込み動作を行った状況を示す。図において、ベーステープ21の板厚は0.6mm、ベーステープ21の上端面A−Aに対する部品10の上端面の高さの差dは0.15mm、この時の部品吸着面6による押し込み量eは約0.15mmであった。紙製である打ち抜き形式のベーステープ21では、押し込みによってプラスチックのエンボス部23のように複雑な変形をすることはない。代わりにベーステープ21の部品収納部23の周囲が、図示のように部品吸着面6の押圧作用によって圧縮変形する。素材である紙は元来密度が低いため、この程度の圧縮は容易である。また、紙自身が備えた通気性によって押し付け状態にあっても外気が部品収納部23内に導入され得る。この際、従来技術とは違って部品吸着面6が部品10に当接又は近接しているため、負圧による部品10の吸着効果がより強力に作用して吸着を可能にしている。本態様においても、e≧dの関係とすることにより部品吸着面6を部品10に押し付けて部品吸着をより確実なものとすることができる。
2 (a) and 2 (b), the
本願発明者が行った実験によれば、エンボス式、打ち抜き式のいずれの部品収納部23を備えたベーステープ21においても、部品収納部23の変形による部品吸着動作への弊害は全く見られず、また、ノズル1による部品10への押し付け効果も得られることから、図9に示す従来技術による部品取り出し方法と比較しても部品取り出し時における不良率を同等以下とすることができた。
According to the experiments conducted by the inventors of the present application, the
なお、先に説明したようにノズル1の押し込み量eが部品10とベーステープ21との高さの差d(図1a参照)との間でe≧dの関係にある場合、部品10の上端面にノズルの部品吸着面6が当接した瞬間に部品10には衝撃荷重が加わる。しかしながら、一般に部品10の耐久荷重はこの衝撃荷重の倍ほどにもなるため、前記衝撃荷重が加わったとしてもこれによって部品10が破壊に至ることはない。また、ノズル1上部の連結部2(図6(a)参照)は実装ヘッド53内にある図示しないスプリングを介して支持されているため、たとえノズル1の下死点が部品10の上端面より低い高さに設定されたとしても、ノズル1が部品10に当接した後には前記スプリングが圧縮されるだけとなり、これによっても部品10が破壊に至ることはない。
As described above, when the pushing amount e of the
また、これに関連して本実施の形態では、部品吸着のために下降するノズル1の下降速度を大きくできるというメリットが得られる。すなわちノズル1が下降すると、部品吸着面6はベーステープ21の上端面A−Aに当接した後、部品収納部23を押しつぶす。この押しつぶしがノズル1の下降エネルギを吸収し、緩衝作用を果たすことから、ノズル1の下降速度を高めても部品10に当接した際の衝撃が緩和されるという効果が得られる。ノズル1の下降速度の増大は、加工サイクルを短縮させるメリットにつながり得る。
In relation to this, in the present embodiment, there is an advantage that the descending speed of the
図1、図2では矩形形状の部品10を矩形形状のノズル1で吸着する例を示しているが、部品10、ノズル1とも、例えば円形、楕円形、多角形などの他の形状であっても同様な対応ができる。例えば、部品10が円形であればベーステープ21の部品収納部23も円形となり、その際、部品収納部23の径よりも大きな径の部品吸着面6を有するノズル1を使用することで部品収納部23の開口部周囲を押し付け、部品吸着面6が部品収納部23の変形前の領域内に侵入して部品を吸着することができる。
FIGS. 1 and 2 show an example in which the
また、これまでの説明では部品吸着面6の幅(a)と部品収納部23の開口幅(b)に関し、各図に表示された正面に加えて図面に垂直な方向に関しても同様な関係にあるとしてきた。この場合、部品吸着面6の周囲が部品収納部23の開口部の周囲全周にわたって外部にはみ出す状態となるが、本実施の形態の適用はこれに限定はされない。すなわち、いずれか一方の対辺では部品吸着面6が部品収納部23の外部にはみ出し(a>b)、いずれか他方の対辺では部品吸着面6が部品収納部23よりも短い場合(a<b)であっても本実施の形態の適用は可能である。より一般的に、部品収納部23の開口部の少なくとも一方向において前記開口部の幅よりも長い寸法を有する部品吸着面6を使用することが可能である。この場合、部品吸着面6による部品収納部23周囲の押し付け作用は、前記少なくとも一方向において発生する。
Further, in the above description, regarding the width (a) of the
なお、本実施の形態は、以上に説明した部品吸着方法のほかに当該部品吸着方法を利用する部品実装装置、部品実装方法をも包含している。 The present embodiment includes a component mounting apparatus and a component mounting method that use the component suction method in addition to the component suction method described above.
次に、本発明の第2の実施の形態にかかる部品吸着方法について図面を参照して説明する。本実施の形態は、部品収納部23の一部に、部品吸着面6を受け入れ可能とする相対的に大きな面積の拡大部を設けて部品吸着を行う部品吸着方法に関する。
Next, a component suction method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment relates to a component suction method in which a part having a relatively large area that can receive the
図3(a)において、ベーステープ21に形成される部品収納部23には、その上方の一部に側壁が部品収納部の外側に広がった段差部で構成される拡大部24が設けられ、拡大部24がベーステープ21に開口している。この拡大部24は部品収納部23の一部を形成する。ベーステープ21の上端面A−Aに対する拡大部24の深さfは、前記上端面A−Aと部品10の上端面との差dに対して、f≧dの関係がある。また、段差部24の開口幅gは、部品吸着面6の対応する幅aに対して、g>aの関係がある。図示はしていないが、図面に垂直な方向についても同様な関係があるものとする。あるいは部品収納部、拡大部が円形である場合も同様な関係があるものとする。
In FIG. 3A, the
図3(a)に示す例では、部品収納部23がプラスチック製のベーステープ21をエンボス加工して形成してあるため、エンボス加工用の型を換えることで拡大部24の形成は容易である。また、紙製のベーステープ21を打ち抜いて部品収納部23を形成する打ち抜き式のベーステープ21においても、打ち抜きと同時に、もしくは別工程において拡大部24を型で押圧して塑性変形させることで拡大部24の形成は容易である。
In the example shown in FIG. 3A, since the
上述したf≧d、g>aの関係が成立する拡大部24を部品収納部23の上方に設けることにより、図3(a)に見られるように、ノズル1の先端にある部品吸着面6は、ベーステープ21、及び部品収納部23、拡大部24のいずれにも接触することなく拡大部24内に下降して部品10に当接が可能であり、負圧の作用で部品を吸着して取り出すことができる。部品収納部23内部では、従来の部品収納部23と全く同様に部品10が位置決め保持されたままの状態で保たれるため、拡大部24が設けられることによっても部品10が移動したりせず、部品10の吸着、取り出しを行うことができる。
As shown in FIG. 3A, the
なお、ベーステープ21の上端面A−Aから部品吸着面6が下死点位置まで下降する間の距離e(図3(a)参照)は、前記上端面A−Aと部品上端面との差dとの間に、第1の実施の形態で示したようにe≧dの関係とすることもできる。上述した拡大部24の深さfとの関係をも含めると、f≧e≧dの関係とすることができる。この内、d=eであるときに部品吸着面6は部品10の上端面に当接し、e>dのときには部品吸着面6で部品10を更に押し付けて吸着をより確実なものとすることができる。ただし、
d>eの状態、すなわち部品吸着面6が必ずしも部品10の上端面に当接しなくとも、接近することによっても部品10の吸着は可能である。
The distance e (see FIG. 3A) during which the
The state of d> e, that is, even if the
図3(b)、(c)は拡大部24の代替となる態様を示しており、図3(b)は部品収納部23の一部に上方に向けて朝顔状に広がる拡開部によって構成された拡大部24aを設けたもの、また図3(c)は、部品収納部23とベーステープ21とのつなぎ部分の面取り部によって構成された拡大部24bをそれぞれ設けたものを示している。いずれも部品収納部23のほとんどの部位は従来通り部品10を位置決め保持する機能を果たし、部品吸着面6が押し込まれる上方の一部に部品吸着面6を受け入れ可能とする拡大部分を設けている。前記各拡大部24a、24bは、部品収納部23内に下降してくる部品吸着面6との接触を回避するに十分な寸法採りがされていることが好ましい。
FIGS. 3B and 3C show an alternative embodiment of the
なお、図3(c)では拡大部24bが直線状の面取りにより形成されているが、これは曲線状の面取りであってもよい。また図3(a)において部品吸着面6、ベーステープ21、拡大部24の各寸法の間でf≧d、g>aの関係が成立すること、又は図3(b)、(c)において部品吸着面6がベーステープ21及び拡大部24a、24bに接触しない寸法採りとすることが好ましいが、この他に第1の実施の形態との折衷となる中間的な寸法取りを採用することも可能である。すなわち、ベーステープ21や部品吸着面6の寸法制約などの要求に応じ、僅かな量だけ拡大した拡大部分を部品収納部23の上方に設け、この拡大部分で部品吸着面6による一定量の押し込みを受け入れた後、残りの押し込み時に部品吸着面6が前記拡大部分に接触し、これを押し広げて部品収納部23の変形前の領域内に侵入して部品吸着を行うような構成とすることもできる。部品吸着面6による部品収納部23周囲の押しつぶしを全く排除し、又は一定量排除すれば、押しつぶし動作の際に発生する騒音、振動を軽減することができる。
In addition, in FIG.3 (c), although the
なお、以上の説明では拡大部24、24a,24bが部品収納部23の全周にわたって設けられるものとしているが、本実施の形態の適用はこれに限定されず、例えば部品収納部23のいずれか一方に拡大部分が設けられ、その他の部分は部品吸着面6で部品収納部23を押圧するようにする形式であってもよい。
In the above description, the
本実施の形態は、以上述べた拡大部24、24a、24bを有する部品収納部23を備えた部品供給テープを用いる部品吸着方法のほか、当該部品吸着方法を使用する部品実装方法、及び図3(a)〜(c)に示すような拡大部24、24a、24bを有する部品収納部23を備えた部品供給テープ20をも包含している。
In the present embodiment, in addition to the component suction method using the component supply tape including the
次に、本発明の第3の実施の形態にかかる部品実装方法について図面を参照して説明する。本実施の形態は、第1の実施の形態に示す部品収納部の開口部よりも大きな寸法を有するノズル、もしくは第2の実施の形態に示す部品収納部の拡大部に侵入可能なノズルを使用して実装を行う部品実装方法に関する。図4(a)は、本実施の形態にかかる部品実装方法で使用するノズル1aの部品吸着面6a(底面図)を示しており、図4(b)は、これに対応する従来技術で使用されているノズル1bの部品吸着面6bを示している。
Next, a component mounting method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment uses a nozzle having a size larger than the opening of the component storage section shown in the first embodiment, or a nozzle that can enter the enlarged section of the component storage section shown in the second embodiment. The present invention relates to a component mounting method for performing mounting. FIG. 4A shows the component suction surface 6a (bottom view) of the nozzle 1a used in the component mounting method according to the present embodiment, and FIG. 4B is used in the conventional technology corresponding to this. The
図4(a)において、ノズル1aの部品吸着面6aは外形寸法がX=1.7mm、Y=1.2mmであり、その中に略H字状の吸着孔7bが開口している。吸着孔7bの開口寸法は、x=0.80mm、y=0.55mmである。これによれば、ノズル1aの横方向における部品吸着面6aの長さと吸着孔7bの開口部の長さの比x/Xは0.47、同じく縦方向における両者の長さの比y/Yは0.46となる。
4A, the component suction surface 6a of the nozzle 1a has outer dimensions of X = 1.7 mm and Y = 1.2 mm, and a substantially H-shaped
これに対して図4(b)に示す従来使用されていたノズル1bでは、同じ寸法形状の吸着孔7bを開口させている部品吸着面6bの外形寸法はX=1.00mm、Y=0.80mmである。これによれば部品吸着面6bに対する吸着孔7bの横方向の長さの比x/Xは0.80、同じく縦方向の比y/Yは0.69となっている。
On the other hand, in the conventionally used
すなわち、従来では、部品吸着面の任意の一方向の長さに対する同一方向の吸着孔の開口長さの比が約0.70〜0.80あったのに対し、本実施の形態ではこの比が約0.50以下にまで大幅に低減させることができる。従来技術によるノズル1bでは、部品収納穴23に干渉しないよう部品吸着面6bの寸法をできるだけ小さくし、かつ、その中で部品吸着力を確保するために吸着孔7bをできるだけ大きくすることが基本であった。これに対して本実施の形態によれば、部品吸着面6aによる部品収納穴23への干渉の制約がなくなり、部品吸着面6aの面積を大きくとることが可能になるため、上述のように吸着孔7bに対する寸法比率を大幅に低減可能となったものである。
That is, conventionally, the ratio of the suction hole opening length in the same direction to the length in any one direction of the component suction surface was about 0.70 to 0.80, whereas in the present embodiment, this ratio is about 0.50 or less. Can be significantly reduced. In the
この結果、図4(b)に示す従来のノズル1bでは吸着孔7bから部品吸着面6bの縁までの距離をX方向で0.1mm、Y方向で0.125mmしか取れなかったものを、図4(a)に示す本実施の形態のノズル1aではこれらをそれぞれ0.25mm、0.325mmまで倍以上に増大させることができる。この吸着孔7bから部品吸着面6aの縁までの距離の増大は、部品吸着面6aの異物噛み込み時などにおけるノズル1aの強度を高めることのほか、部品10を吸着したときに部品10と部品吸着面6aとの間の形成される負圧シールのシール幅(部品10が部品吸着面6aに重なり合う幅)を増大させる効果を生む。本願発明者らが行った実験によれば、本実施の形態にかかるノズル1aの負圧シール幅の増大による効果も加わり、図4(b)に示す従来技術のノズル1bと比較して部品保持力が約4倍に増え、逆に当該保持力のばらつきが約1/3に減少するという結果を得た。
As a result, in the
なお、図4(a)に示すノズル1aは単なる例示であり、他の形状寸法のノズルにおいても部品吸着面の任意の一方向の長さに対する同一方向の吸着孔の開口長さの比を約0.50以下に低減させることにより(すなわち、吸着孔に対して部品吸着面を相対的に大きくすることにより)、同様な効果を得ることができる。吸着孔7bの開口部形状は、H字状のほかにも、X字状、王字状、円形、長円形などの各種が考えられている。また、部品吸着面を相対的に大きく形成した場合においても、第1及び第2の実施の形態で示した部品吸着方法を適用することにより、部品吸着時における部品吸着の障害を生ずることがない。
The nozzle 1a shown in FIG. 4A is merely an example, and the ratio of the opening length of the suction hole in the same direction to the length of any one direction of the component suction surface in the nozzles of other shapes and dimensions is about By reducing it to 0.50 or less (that is, by making the component suction surface relatively larger than the suction holes), the same effect can be obtained. As the shape of the opening of the
以上、本発明にかかる各実施の形態の部品吸着方法、部品実装方法について述べてきたが、本発明の適用は、これまで述べてきた各実施の形態に限定されるものではない。例えば図5に示す部品実装装置は、実装ヘッドをXY方向へ移動させるロボットを備えた形式のものとしているが、多数のノズルをインデックスの周囲に円周状に配置してこれを間欠回転させながら順次部品の取り出しから実装までを行うロータリ式の部品実装装置に対しても本発明は同様に適用することができる。また、図6に示すノズルは、吸着する部品に応じて取替え可能な形式となっているが、例えば複数のノズルを放射状に配置し、吸着する部品に応じて回転により適切なノズルを選択して使用する形式のものに対しても適用が可能である。 As mentioned above, although the component adsorption | suction method and component mounting method of each embodiment concerning this invention were described, application of this invention is not limited to each embodiment described so far. For example, the component mounting apparatus shown in FIG. 5 is of a type that includes a robot that moves the mounting head in the XY directions. A number of nozzles are arranged circumferentially around the index and rotated intermittently. The present invention can be similarly applied to a rotary type component mounting apparatus that sequentially takes out from component mounting to mounting. In addition, the nozzle shown in FIG. 6 has a form that can be replaced according to the part to be sucked. For example, a plurality of nozzles are arranged radially, and an appropriate nozzle is selected by rotation according to the part to be sucked. The present invention can also be applied to the format used.
本発明にかかる部品実装装置、部品吸着方法、部品実装方法は、部品実装の産業分野において広く利用することができる。 The component mounting apparatus, component suction method, and component mounting method according to the present invention can be widely used in the industrial field of component mounting.
1.部品吸着ノズル、 2.連結部、 3.吸着部、 4.フランジ、 5.中心軸、 6.部品吸着面、 7.吸着孔、 8.上端面、 9.上部開口、 10.部品、 12.上部円筒部、 13.下部円筒部、 14.逆角錐台部、 15.エア通路、 17.溝、 18.通気孔、 20.部品供給テープ、 21.ベーステープ、 22.カバーテープ、 23.部品収納部(エンボス部)、 25.リール、 30.部品供給装置、 50.部品実装装置、 51.部品供給部、 52.回路基板、 53.実装ヘッド、 A−A.ベーステープ上端面。
1. 1. Part suction nozzle, 2. connecting part; 3. Adsorption part, 4. flange, Central axis, 6. 6. Component adsorption surface Adsorption hole, 8. 8. Upper end surface Top opening, 10. Parts, 12. 12. upper cylindrical part; Lower cylindrical part, 14. 15. inverted frustum, Air passage, 17. Groove, 18. Vents, 20. 21. parts supply tape Base tape, 22. Cover tape, 23. 24. Parts storage part (embossed part) Reel, 30. Component supply device, 50. Component mounting apparatus, 51. Component supply unit, 52. Circuit board, 53. Mounting head, AA. The top surface of the base tape.
Claims (14)
前記部品収納部の開口部の少なくとも一方向において前記開口部の幅よりも長い寸法を有する部品吸着面を備えた部品吸着ノズルを使用し、
前記部品を取り出す際、前記ベーステープの上端面を越えてさらに前記部品収納部の内部に至るまで前記部品吸着面を下降させ、前記部品吸着面に部品を吸着して前記部品収納部から取り出すことを特徴とする部品吸着方法。 A component suction method for picking up a component mounted on a circuit board from a component storage portion opened in a base tape of a component supply tape by sucking it to a component suction surface of a component suction nozzle by the action of negative pressure,
Using a component suction nozzle having a component suction surface having a dimension longer than the width of the opening in at least one direction of the opening of the component storage portion,
When taking out the component, the component suction surface is moved down beyond the upper end surface of the base tape to reach the inside of the component storage portion, and the component is sucked to the component suction surface and taken out from the component storage portion. Part adsorption method characterized by the above.
前記部品収納部の上方に当該部品収納部の側壁が部品収納部の外側に広がる拡大部を設けて前記ベーステープに開口させ、
前記拡大部の開口部の少なくとも一方向において前記部品収納部の非拡大部の幅よりも長く、前記拡大部の開口部の幅よりも短い寸法を有する部品吸着面を備えた部品吸着ノズルを使用し、
前記部品を取り出す際、前記ベーステープの上端面を越えてさらに前記拡大部の内部に至るまで前記部品吸着面を下降させ、部品を吸着して前記部品収納部から取り出すことを特徴とする部品吸着方法。 A component suction method for picking up a component mounted on a circuit board from a component storage portion formed on a base tape of a component supply tape by sucking it to a component suction surface of a component suction nozzle by the action of negative pressure,
An opening is provided in the base tape to provide an enlarged portion where the side wall of the component storage unit extends outside the component storage unit above the component storage unit,
A component suction nozzle having a component suction surface having a dimension that is longer than the width of the non-enlarged portion of the component storage portion and shorter than the width of the opening portion of the enlarged portion in at least one direction of the opening of the enlarged portion. And
When picking up the component, the component suction surface is lowered until it reaches the inside of the enlarged portion beyond the upper end surface of the base tape, and the component is sucked and taken out from the component storage portion. Method.
前記部品吸着ノズルが、前記部品収納部の開口部の少なくとも一方向において前記開口部の幅よりも長い寸法を有する部品吸着面を備えていることを特徴とする部品実装装置。 A component supply unit that continuously supplies components stored in a component storage unit of a component supply tape, a mounting head that takes out components from the component supply unit and mounts them on a circuit board, and a robot that conveys the mounting head; A circuit board holding unit that carries in and holds the circuit board and a control unit that controls the entire operation, and from the component supply unit by air suction using a component suction nozzle mounted on the mounting head. In a component mounting apparatus that takes out a component and mounts the component on the mounting position of the circuit board by air blowing action,
The component mounting apparatus, wherein the component suction nozzle includes a component suction surface having a dimension longer than the width of the opening in at least one direction of the opening of the component storage portion.
前記部品収納部が、当該部品収納部の側壁が部品収納部の外側に広がって前記ベーステープに開口する拡大部を前記部品収納部の上方に備えていることを特徴とする部品供給テープ。 A long base tape in which a plurality of component storage portions are continuously formed at equal intervals along the longitudinal direction, and a component that is affixed to the base tape and covers the component storage portion and holds the components stored inside A component supply tape configured to sequentially supply the components stored in the component storage unit to the component mounting device.
The component supply tape according to claim 1, wherein the component storage portion includes an enlarged portion above the component storage portion in which a side wall of the component storage portion spreads outside the component storage portion and opens into the base tape.
The component storage portion is formed by either a punched portion obtained by punching the base tape or an embossed portion obtained by embossing the base tape. The component supply tape according to claim 13.
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