JP2006237316A - 電子部品実装装置及び電子部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】共通単一のエア源により４個のシリンダ（基板ストッパ用シリンダ、基板バックアップ用シリンダ、空テープ切断用可動刃を駆動する２つのシリンダ）を適切なタイミングで動作させることができる電子部品実装装置及び電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【解決手段】搬送路を搬送されてきた基板５を停止させる第１シリンダＣ１、基板５を下方からバックアップするバックアップ部４０を駆動する第２シリンダ、切断部３０に設けられた可動刃３３を固定刃３２に対して前進後退させるための第３シリンダＣ３と第４シリンダＣ４の４個のシリンダＣ１〜Ｃ４を、バルブ５１，５２等を介して共通の単一のエア源５０に接続する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子部品の供給部に並設されたテープフィーダの電子部品を移載ヘッドによりピックアップして基板に実装し、電子部品がピックアップされた複数本の空テープを切断部の固定刃と可動刃により一括して切断する電子部品実装装置及び電子部品実装方法に関するものである。

電子部品実装装置として、テープフィーダなどのパーツフィーダの電子部品を移載ヘッドによりピックアップし、基板に実装するものが知られている。テープフィーダの場合、電子部品がピックアップされた空テープは、切断部により切断するようになっている。

電子部品実装装置に備えられる空テープの切断部として、長尺の固定刃と可動刃により複数本の空テープを一括して切断するものが知られている（特許文献１）。このものは、移載ヘッドにより電子部品（以下、「チップ」と略記する）がピックアップされた空テープを、互いに対向して設けられた固定刃と可動刃の間に進入させ、可動刃の両端部を２つのシリンダ（第３シリンダと第４シリンダ）により固定刃側へ相前後して前進させることにより複数本の空テープを一括して切断するものである。シリンダはエアシリンダであり、これを作動させるためのエア源及びバルブが備えられる。

一方、基板の搬送路（一般に、ベルトコンベアである）には、基板を所定位置で停止させるための基板ストッパを上下動させるエアシリンダ（第１シリンダ）が設けられており、その基板ストッパを搬送路上に突出させることにより、搬送路上を搬送されてまた基板の前端部をこの基板ストッパに衝突させて基板を所定の実装位置に停止させるようになっている。

また実装位置に停止せられる基板の下方にはバックアップ部（一般に、プレート上に多数本のバックアップピンを立設して構成されている）が設けられており、チップの実装中にはバックアップ部を上昇させてバックアップピンにより基板の下面を下方から支持するようになっている。そしてバックアップ部の昇降アクチュエータとしては、一般にエアシリンダ（第２シリンダ）が用いられる。
特開２０００−１７４４９６号公報

以上のように、この種電子部品実装装置には第１シリンダ〜第４シリンダの合計４個のエアシリンダ（本発明では、エアシリンダを単にシリンダとも称する）が備えられている。しかしながら従来のこの種電子部品実装装置においては、４個のシリンダの駆動源として各シリンダに対応した４個のバルブが備えられており、かつ各シリンダの動作タイミングは互いに独立して設定しなければならないため部品点数が多くなり、また全体制御も面倒であり、高コストの要因となっていた。

そこで本発明は、複数個のシリンダを駆動する共通のバルブにより上記４個のシリンダを適切なタイミングで動作させることができる電子部品実装装置及び電子部品実装方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の電子部品実装装置は、基板の位置決め部と、テープフィーダを並設する
電子部品の供給部と、テープフィーダの電子部品をピックアップして位置決め部に位置決めされた基板に移載する移載ヘッドと、テープフィーダから送り出されて移載ヘッドにより電子部品がピックアップされた空テープを固定刃と可動刃により切断する切断部と、搬送路を搬送されてきた基板の前端部が当接して基板を位置決め部に停止させる基板ストッパを上下動させる第１シリンダと、位置決め部に位置する基板を下方から支持するバックアップ部を上下動させる第２シリンダと、前記可動刃の両端部を前記固定刃に対して個別に進退させることにより両刃の間に進入した複数本の空テープを一括して切断する第３シリンダ及び第４シリンダと、第１〜第４シリンダの共通のエア源とを備え、エア源と第１〜第４シリンダの入側ポート及び出側ポートとを接続する管路に各入側ポート及び各出側ポートへのエアの流入を切替えるためのバルブを設け、前記バルブは第１シリンダと第４シリンダに共通のバルブ及び第２シリンダと第３シリンダに共通のバルブである。

請求項２記載の電子部品実装方法は、請求項１記載の電子部品実装装置による電子部品実装方法であって、第１シリンダを作動させて基板ストッパを上方へ突出させ、その状態で搬送路上を搬送されてきた基板の前端部をこの基板ストッパに衝突させて基板を停止させ、基板を位置決めする工程と、第２シリンダを作動させてバックアップ部を上昇させて基板を下方から支持する工程と、移載ヘッドにより各テープフィーダの電子部品を次々にピックアップして基板に実装し、電子部品がピックアップされた各空テープを切断部の固定刃と可動刃の間に進入させる工程と、基板への電子部品の実装が終了したならば、第２シリンダを作動させてバックアップ部を下降させ、また第１シリンダのロッドを下降させて基板を下流へ向って搬出し、且つ第３シリンダと第４シリンダを相前後して作動させて可動刃の両端部を固定刃に対して相前後して前進させることにより固定刃と可動刃の間に進入した複数本の空テープを一括して切断する工程とを含む。

本発明によれば、複数個のシリンダを駆動する共通のバルブにより第１〜第４のシリンダを適切なタイミングで動作させながら、基板に対する電子部品の実装と空テープの切断処理を行うことができる。

図１は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の配管図、図４は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の制御系のブロック図、図５は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の動作説明図である。

まず、図１及び図２を参照して、電子部品実装装置の全体構造を説明する。基台１上にはガイドレール２が２本並設されており、基板５をＸ方向に搬送する。ガイドレール２の間には第１シリンダＣ１のロッドＣ１ａ（図３参照）に設けられた基板ストッパ６が配設されている。図１に示すように、基板ストッパ６は２個あり、Ｘ方向に間隔をおいて配設されている。

基板５は、図１においてガイドレール２に沿って右方から左方へ搬送され、その前端部が基板ストッパ６に当接することにより所定の位置に停止し、そこでガイドレール２に内蔵されたクランパ（不図示）によりクランプされることにより、所定の実装位置に位置決めされる。すなわち、ガイドレール２は基板５の位置決め部になっている。

図１、図２において、基台１の上方には、第１移載ヘッド１１と第２移載ヘッド１２が設けられている。両移載ヘッド１１，１２は同構造であって、多連式のノズル１３と基板認識用のカメラ１４などが一体的に組み付けられている。両移載ヘッド１１，１２は水平
移動手段（不図示）によりＸ方向やＹ方向へ水平移動する。

基台１の側部には電子部品の供給部２０が左右２組設けられている。供給部２０はテープフィーダやチューブフィーダなどのパーツフィーダ２１をＸ方向へ複数個設置して成っており、その背後には切断部３０が設けられている。切断部３０には刃部３０ａが設けられている。刃部３０ａは、後述する固定刃３２や可動刃３３を備えている。またガイドレール２と供給部２０の間の基台１上には左右２個の認識ユニット１５が設けられている。図２に示すように、認識ユニット１５は、光源１６と電子部品認識用のカメラ１７から成っている。移載ヘッド１１，１２は互いに独立して水平移動してパーツフィーダ２１に備えられた電子部品をパーツフィーダ２１のピックアップ位置Ｐにおいてピックアップし、次いで認識ユニット１５の上方へ移動して電子部品認識を行った後、基板５の上方へ移動し、基板５の所定の座標位置に搭載（実装）する。

図１において、基台１の両側部にはボックスなどから成る廃棄部１８が設けられている。上記電子部品認識の結果、電子部品が不良品と判定されたならば、両移載ヘッド１１，１２は廃棄部１８の上方へ移動して不良品の電子部品をこれに廃棄し、再びピックアップ位置へ移動して電子部品をピックアップする。

図２において、移載ヘッド１１，１２によって電子部品がピックアップされたテープフィーダ２１の空テープ２２’は、切断部３０へ向って送られ（矢印ａ）、刃部３０ａにおいて切断される。２３はパーツフィーダ２１に備えられた供給リールであって、電子部品収納テープ２２が巻回されており、テープ２２はピックアップ位置Ｐへピッチ送りされる。

図２において、基板５の位置決め部にはバックアップ部４０が設けられている。バックアップ部４０は、プレート４１に支持ピン４２を複数本立設して成っており、基板５にチップを実装する際に、支持ピン４２により基板５を下方から支持する。

次に、図３を参照して切断部３０とバックアップ部４０の詳細を説明する。バックアップ部４０のプレート４１は第２シリンダＣ２のロッドＣ２ａに下方から支持されており、ロッドＣ２ａが上下動することによりプレート４１も上下動する。プレート４１が上昇することにより、支持ピン４２は基板５を下方から支持する。第２シリンダＣ２の両側部にはプレート４１の上下動を案内するガイド部４３が設けられている。

図３において、切断部３０は平面視した状態を示している。切断部３０は器体３１を主体としており、その上面前部には刃部３０ａを構成する固定刃３２と可動刃３３がすき間Ｔをおいて互いに対向して水平に配設されている。すき間Ｔには空テープ２２’が上方から進入する（図２の矢印ａも参照）。可動刃３３は、その一端部が支点部３４に回転自在に軸着されている。可動刃３３の両側部の背後には第３シリンダＣ３と第４シリンダＣ４が水平な姿勢で配設されており、それぞれのロッドＣ３ａ，Ｃ４ａは可動刃３３の両側部に結合されている。

次に、エア管路を説明する。Ａ〜Ｈは第１シリンダＣ１〜第４シリンダＣ４のポートであって、Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇが上側ポート、Ｂ，Ｄ，Ｆ，Ｈが下側ポートである。エア源５０は、第１バルブ（基板ストッパ上下シリンダ用バルブ）５１と第２バルブ（バックアップ上下シリンダ用バルブ）５２に接続されている。Ｉ〜Ｌは第１バルブ５１と第２バルブ５２の出側のポートであり、Ｍ，Ｎは入側のポートである。

図示するように、ポートＩはポートＢ，Ｈに、またポートＪはポートＡ，Ｇに、ポートＫはポートＤ，Ｅに、ポートＬはポートＣ，Ｆに接続されている。シリンダＣ１〜Ｃ４は
、それぞれ下側のポートＢ，Ｄ，Ｆ，Ｈにエア源５０からエアが導入されるとそれぞれのロッドＣ１ａ〜Ｃ４ａは突出し、また上側のポートＡ，Ｃ，Ｅ，Ｇにエア源５０からエアが導入されるとそれぞれのロッドＣ１ａ〜Ｃ４ａは没入する。以上のように、単一のエア源５０は第１〜第４シリンダＣ１〜Ｃ４の共通のエア源となっている。

図４において、バス６０には制御部６１、基板ストッパ駆動部６２、基板バックアップ駆動部６３が接続されている。基板ストッパ駆動部６２は、第１バルブ５１を介して第１シリンダＣ１と第４シリンダＣ４に接続されている。基板バックアップ駆動部６３は、第２バルブ５２を介して第２シリンダＣ２、第３シリンダＣ３に接続されている。以上のように、第１バルブは第１シリンダと第４シリンダ、第２バルブは第２シリンダと第３シリンダの共通のバルブとなっている。

この電子部品実装装置は上記のような構成より成り、次に図５（ａ）〜（ｄ）を参照して動作の説明を行う。なお、図１に示すように、基板５に対するチップの実装は２つの移載ヘッド１１，１２により２つの位置で行われるが、何れの位置も動作は同じである。また図５（ａ）〜（ｄ）において、エアが導入されたポートは黒塗している。図５（ａ）は、ガイドレール２により搬入されてきた基板５の前端部が第１シリンダＣ１のロッドＣ１ａに設けられた基板ストッパ６に当接して停止し、かつプレート４１が上昇して支持ピン４２により基板５を下方から支持し、基板５が所定の位置に位置決めされた状態を示している。この状態で、黒塗で示すようにポートＢ，Ｄ，Ｅ，Ｈにエア源５０のエアが導入されており、したがってロッドＣ１ａ，Ｃ２ａ，Ｃ４ａは突出し、ロッドＣ３ａは没入している。これにより、可動刃３３は支点部３４側が「開（固定刃３２から離隔）」、反対側（切断側）が「閉（固定刃３２側へ前進）」となって、図示するように可動刃３３は固定刃３２に対して傾斜している。

次に図５（ｂ）に示すように、第１シリンダＣ１のポートＡにエアが導入されてロッドＣ１ａは下降し、また第４シリンダＣ４のポートＧにエアが導入されて可動刃３３の支点部３４との反対側は後退し、可動刃３３と固定刃３２は平行になって、その間に空テープ２２’が進入するすき間Ｔが確保される。この状態で、移載ヘッド１１，１２は基板５に電子部品の実装を行う。電子部品の実装にともない、空テープ２２’は両刃３２，３３に次第に進入していく。

基板５に対する電子部品の実装が終了したならば、図５（ｃ）に示すようにポートＣにエアが供給されて支持ピン４２は下降し、基板５は下流側へ搬出される（矢印Ａ）。一方、電子部品がピックアップされた空テープ２２’は固定刃３２と可動刃３３の間に垂下するように進入している。そこで図５（ｃ）に示すように、まず第２シリンダＣ２のポートＣにエアを送ると同時に、第３シリンダＣ３のポートＦにもエアが送られ、可動刃３３の支点部３４側を固定刃３２へ向って前進させる。次いで図５（ｄ）に示すように第１シリンダＣ１のポートＢにエアを送ると同時に第４シリンダＣ４のポートＨにも送られ、可動刃３３の反対側を固定刃３２へ向って前進させることにより、すき間Ｔに進入したすべての空テープ２２’を一括して切断する。切断された空テープ２２’は下方の器体３１の内部に回収される。

これと前後して、ガイドレール２には次の基板５が搬入されてきており（矢印Ｂ）、第１シリンダＣ１のポートＢにエアが導入されてロッドＣ１ａはその搬送を停止させるべく基板５の搬送路上に突出している。次いで基板５の前端部はロッドＣ１ａに当接して基板５は停止し、またポートＤにエアが供給されて支持ピン４２は上昇し、図５（ａ）の当初の状態に戻る。以上の動作が繰り返されることにより、基板に対する電子部品実装が遂行される。

このように、基板の搬送動作に関わる基板ストッパ及び基板バックアップを駆動するバルブに切断部を作動するシリンダを接続しているので、切断部にはバルブが必要なく、構造の簡単化とコストの減少を図ることができる。また、基板の搬送動作における制御に連動して切断部の動作が行われる為、切断部の個別の制御は必要でなくなる。

本発明によれば、複数個のシリンダを駆動する共通のバルブにより第１〜第４のシリンダを適切なタイミングで動作させながら、基板に対する電子部品の実装と空テープの切断処理を行うことができるので、基板に対する電子部品実装装置及び電子部品実装方法として有用である。

本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の側面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の配管図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の制御系のブロック図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の動作説明図

符号の説明

２ ガイドレール（基板の位置決め部）
５ 基板
１１，１２ 移載ヘッド
２０ 電子部品の供給部
２１ テープフィーダ
２２ テープ
２２’ 空テープ
３０ 切断部
３２ 固定刃
３３ 可動刃
３４ 支点部
４０ バックアップ部
Ｃ１ 第１シリンダ
Ｃ２ 第２シリンダ
Ｃ３ 第３シリンダ
Ｃ４ 第４シリンダ
Ａ〜Ｌ シリンダのポート

Claims (2)

1. 基板の位置決め部と、テープフィーダを並設する電子部品の供給部と、テープフィーダの電子部品をピックアップして位置決め部に位置決めされた基板に移載する移載ヘッドと、テープフィーダから送り出されて移載ヘッドにより電子部品がピックアップされた空テープを固定刃と可動刃により切断する切断部と、搬送路を搬送されてきた基板の前端部が当接して基板を位置決め部に停止させる基板ストッパを上下動させる第１シリンダと、位置決め部に位置する基板を下方から支持するバックアップ部を上下動させる第２シリンダと、前記可動刃の両端部を前記固定刃に対して個別に進退させることにより両刃の間に進入した複数本の空テープを一括して切断する第３シリンダ及び第４シリンダと、第１〜第４シリンダの共通のエア源とを備え、エア源と第１〜第４シリンダの入側ポート及び出側ポートとを接続する管路に各入側ポート及び各出側ポートへのエアの流入を切替えるためのバルブを設け、前記バルブは第１シリンダと第４シリンダに共通のバルブ及び第２シリンダと第３シリンダに共通のバルブであることを特徴とする電子部品実装装置。
2. 請求項１記載の電子部品実装装置による電子部品実装方法であって、
   第１シリンダを作動させて基板ストッパを上方へ突出させ、その状態で搬送路上を搬送されてきた基板の前端部をこの基板ストッパに衝突させて基板を停止させ、基板を位置決めする工程と、
   第２シリンダを作動させてバックアップ部を上昇させて基板を下方から支持する工程と、
   移載ヘッドにより各テープフィーダの電子部品を次々にピックアップして基板に実装し、電子部品がピックアップされた各空テープを切断部の固定刃と可動刃の間に進入させる工程と、
   基板への電子部品の実装が終了したならば、第２シリンダを作動させてバックアップ部を下降させ、また第１シリンダのロッドを下降させて基板を下流へ向って搬出し、且つ第３シリンダと第４シリンダを相前後して作動させて可動刃の両端部を固定刃に対して相前後して前進させることにより固定刃と可動刃の間に進入した複数本の空テープを一括して切断する工程とを含むことを特徴とする電子部品実装方法。
   

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