JP2007067041A - 電子部品実装装置のノズルのクリーニング装置及びクリーニング方法、電子部品実装装置及び電子部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニング液を使用しなくてもノズルを清浄にクリーニングすることができるノズルのクリーニング装置および電子部品実装装置におけるノズルのクリーニング方法を提供することを目的とする。
【解決手段】電子部品を吸着によりピックアップして基板等のワークに移載するノズル１０の下端部に付着する異物等を除去する際に、凹溝４３ａが形成された下受け部４３により下方から支持されたクリーニングテープ３２の上面にノズル１０を下降させて押し付け、クリーニングテープ３２を凹溝４３ａの内部に押入し、クリーニングテープ３２の下面を凹溝４３ａの底面４３ｃに当接させた状態で、ノズル１０に水平移動ａ、鉛直移動ｂ、水平回転ｃ、排気動作ｄの各動作を行わせることにより、ノズル１０の下端部をクリーニングテープ３２に擦り付けてクリーニングを行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子部品実装装置に備えられたノズルをクリーニングするクリーニング装置および電子部品実装装置におけるノズルのクリーニング方法等に関するものである。

電子部品をピックアップして基板等のワークに実装する分野において、電子部品を吸着してピックアップする吸着ノズルを備えた実装装置が知られている。吸着ノズルの先端には、電子部品を吸着する吸着孔が備えられており、この吸着孔内を真空吸引することにより電子部品を真空吸着してピックアップしている。

吸着孔は非常に微小な孔であり、真空吸引の際にこの微小な孔から空気を吸い込むため、吸着孔の周囲に大気中の浮遊ごみや実装装置のオイルミスト等の微細な異物が付着して堆積することがある。このような異物が吸着孔の内部に堆積すると、微小な孔である吸着孔が目詰まりを起こして吸着力が低下する。また、異物が吸着孔の先端部に堆積すると、電子部品の吸着姿勢が不安定となるといった不具合が生じる。さらに、ノズルに真空吸着された電子部品を吸着破壊する際に、吸着孔から吹き出される圧縮空気によって、堆積した異物が飛散して電子部品や基板等に付着する等の不具合も生じる。

このような不具合を解消する手段として、クリーニング液が含浸されたクリーニングテープにノズルが摺動させられることによりノズルを洗浄する装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−２４７４９８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された装置は、クリーニング液をクリーニングテープに含浸させるための機構等を備えているため、高コストであるとともにメンテナンスに際し時間と労力を要するものとなっている。

そこで本発明は、クリーニング液を使用しなくてもノズルを清浄にクリーニングすることができるノズルのクリーニング装置および電子部品実装装置におけるノズルのクリーニング方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、電子部品供給部より供給される電子部品をノズルに吸着してピックアップして基板に実装する電子部品実装装置の前記電子部品供給部に装着される電子部品実装装置のノズルのクリーニング装置であって、前記ノズルの下端部が挿入される開口部と、前記ノズルの下端部に接触してこれをクリーニングするクリーニングテープと、このクリーニングテープを前記開口部に送るテープ送り部と、前記開口部に送られた前記クリーニングテープを下方から支持する下受け部とを備え、前記開口部に挿入された前記ノズルの下端部により前記クリーニングテープを前記下受け部に形成された凹部に押入して前記ノズルの下端部に前記クリーニングテープを接触させた状態で、前記ノズルに、水平移動、鉛直移動、水平面回転のうち少なくとも何れか一つの動作を実行させることにより、前記ノズルの下端部を前記クリーニングテープに擦り付けてクリーニングを行うようにした。

請求項２記載の発明は、電子部品供給部より供給される電子部品をノズルに吸着してピックアップして基板に実装する電子部品実装装置であって、前記ノズルの下端部が挿入される開口部と、前記ノズルの下端部に接触してこれをクリーニングするクリーニングテープと、このクリーニングテープを前記開口部に送るテープ送り部と、前記開口部に送られた前記クリーニングテープを下方から支持する下受け部からなる電子部品実装装置のノズルのクリーニング装置を前記電子部品供給部に備え、前記開口部に挿入された前記ノズルの下端部により前記クリーニングテープを前記下受け部に形成された凹部に押入して前記ノズルの下端部に前記クリーニングテープを接触させた状態で、前記ノズルに、水平移動、鉛直移動、水平面回転のうち少なくとも何れか一つの動作を実行させることにより、前記ノズルの下端部を前記クリーニングテープに擦り付けてクリーニングを行うようにした。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の電子部品実装装置のノズルのクリーニング方法であって、前記開口部に挿入された前記ノズルの下端部により前記クリーニングテープを前記下受け部に形成された凹部に押入して前記ノズルの下端部に前記クリーニングテープを接触させた状態で、前記ノズルに、水平移動、鉛直移動、水平面回転のうち少なくとも何れか一つの動作を実行させることにより、前記ノズルの下端部を前記クリーニングテープに擦り付けてクリーニングを行う。

請求項４記載の発明は、請求項２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、前記電子部品供給部より供給される電子部品をノズルに吸着してピックアップして位置決めされた基板に移載する電子部品の実装工程と、前記クリーニングテープに前記ノズルの下端部を接触させてノズルのクリーニングを行う電子部品実装装置のノズルのクリーニング工程とを含む。

本発明によれば、クリーニング液を使用しなくてもノズルを清浄にクリーニングすることができ、コスト性及びメンテナンス性に優れる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態１における電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の実施の形態１における電子部品実装装置の側面図、図３は本発明の実施の形態１におけるクリーニング装置の側断面図、図４（ａ）は本発明の実施の形態１におけるクリーニング装置の開口部の斜視図、図４（ｂ）は同断面図、図５は本発明の一実施の形態におけるクリーニング方法を示す動作説明図、図６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を示すフローチャートである。

まず、電子部品実装装置の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１において、基台１上の略中央には搬送ガイド２が平行して配設されている。搬送ガイド２は、実装対象としての基板３を搬送して所定位置に位置決めする基板の位置決め部となっている。なお、本発明においては、基板３の搬送方向をＸ方向とし、これに水平面内で直交する方向をＹ方向とする。

搬送ガイド２のＹ方向における両側方には電子部品供給部４が配設されており、複数個の電子部品供給用のテープフィーダ２０が着脱自在に並設されている。テープフィーダ２０は、図２に示すように、フィーダベース２１を介して搬送台２２上に保持されており、搬送台２２に装着されたリール２３から電子部品を収納した電子部品収納テープ２４の供給を受けてピックアップ位置Ｓにピッチ送りする。搬送台２２にはキャスタ２５とハンド
ル２６が備えられており、オペレータがハンドル２６を操作して搬送台２２を床面上で移動させてテープフィーダ５を部品供給部４に着脱することができる。

電子部品供給部４には、テープフィーダ２０と並列してクリーニング装置３０が装着されている（本実施の形態１では電子部品供給部４の端部に装着されている）。クリーニング装置３０は、テープフィーダ２０と同様に台車２２上に保持されて電子部品供給部４に着脱自在となっている。

図１において、基台１のＸ方向における両端部には一対のＹテーブル６が配設されている。Ｙテーブル６上にはＸテーブル７が架設されており、Ｙテーブル６の駆動によりＹ方向に移動できるようになっている。Ｘテーブル７の側部には移載ヘッド８が装着されており、Ｘテーブル７の駆動によりＸ方向に移動できるようになっている。

図２において、移載ヘッド８には複数のノズルユニット９が備えられており、各ノズルユニット９の下部にはそれぞれノズル１０が装着されている。各ノズル１０はそれぞれ独立して昇降及び回転可能に装着されており、これらの動作は制御部１１の制御指令に基づいて行われる。また、各ノズル１０は吸排気源１２と連通しており、制御部１１の制御指令に基づいてノズル１０の吸着孔１０ａ（図５参照）内の吸排気動作を行う。また、制御部１１は、記憶部１３に記憶されたクリーニング動作プログラムに基づいて、移載ヘッド８の水平移動動作やノズル１０の昇降及び回転動作、吸排気動作における駆動量や駆動時間等を制御してクリーニングの際のノズル１０の動作を制御する。

図１において、移載ヘッド８の側部にはカメラ１４等からなる基板認識部が備えられており、基板３を上方から認識する。搬送ガイド２と電子部品供給部４の間にはラインカメラ１５等からなる電子部品認識部が備えられており、ノズル１０に吸着された電子部品を下方から認識する。

次に、クリーニング装置３０について、図３を参照して説明する。図３において、クリーニング装置３０は、本体部３１と、本体部３１にクリーニングテープ３２を供給するリール３３から構成されている。このリール３３は、図２に示すクリーニングテープ３２を供給するリール２３と同様に台車２２に装着される。クリーニングテープ３２は、フェルトや紙等の多孔質で弾性や柔軟性を有する素材により長尺状に形成されており、リール３３に巻回収納されている。

図３において、本体部３１は、細長形状のフレーム３４をフィーダベース２１の上部に載置し、フレーム３４の下部に設けられた被係合部３４ａをフィーダベース２１の端部に設けられた係合部２１ａと係合させることにより所定の位置に装着されている。また、フレーム３４をフィーダベース２１に装着した状態において、フレーム３４に内蔵されたクリーニング制御部３５が電子部品実装装置の制御部１１（図２参照）と接続されるようになっている。

本体部３１の前端部（図３において右側）は、テープ送り部３６となっている。テープ送り部３６は、クリーニングテープ３２の送り動作を行う送りローラ３７と、クリーニングテープ３２を送りローラ３７に付勢して押し付ける押さえローラ３８、３９と、送りローラ３７と噛合して駆動力を伝達する駆動ローラ４０と、この駆動ローラ４０を駆動させるモータ４１から構成されている。駆動ローラ４０の側面には、モータ４１の出力軸に結合された傘歯車と噛合する歯面が設けられている。

モータ４１は、クリーニング制御部３５の駆動指令により所定の間隔で駆動、停止を繰り返し、これにより駆動ローラ４０がインデックス回転する（矢印ｅ）。これに連動して
送りローラ３７がインデックス回転し（矢印ｆ）、クリーニングテープ３２を所定の間隔でピッチ送りする（矢印ｇ）。

このピッチ送り動作により、リール３３に巻回されたクリーニングテープ３２は、本体部３１の後端部（図３において左側）からフレーム３４内に導かれ、フレーム３４内のテープ送り経路に沿って姿勢を保持された状態で前端部上面に形成された開口部４２にピッチ送りされる。開口部４２の位置は、記憶部１３に位置データとして記憶されており、この位置データに基づいてクリーニングの際のノズル１０の位置決めが行われる。

図４（ａ）、（ｂ）において、開口部４２には、ピッチ送りされたクリーニングテープ３２を下方から支持する下受け部４３が備えられている。下受け部４３には、クリーニングテープ３２のピッチ送り方向に沿って凹溝４３ａが形成されており、図４（ｂ）に示すように、凹溝４３ａの両側部４３ｂでクリーニングテープ３２を支持するようになっている。

次に、ノズル１０のクリーニング方法について、図５を参照して説明する。図５（ａ）において、ノズル１０には吸着孔１０ａが形成されており、ノズル１０の下端部に開口している。図２に示す吸排気源１２を駆動して吸着孔１０ａ内を吸排気するようになっており、吸着孔１０ａ内を吸気すると電子部品を真空吸着することができ、この電子部品を基板に実装する際には、圧縮空気を排気することにより真空吸着状態を破壊して実装を容易にしている。

図５（ａ）において、ノズル１０は、開口部４２に備えられた下受け部４３の凹溝４３ａの上方に位置決めされている。開口部４２にはクリーニングテープ３２がピッチ送りされており、下受け部４３により下方から支持されている。

図５（ｂ）において、ノズル１０を下降させて下端部をクリーニングテープ３２の上面に押し付け、クリーニングテープ３２を凹溝４３ａの内部に押入し、クリーニングテープ３２の下面を凹溝４３ａの底面４３ｃに当接させる。クリーニングテープ３２は弾性を有しているので、ノズル１０の下端部周辺にクリーニングテープ３２が押圧して接触した状態となる。

図５（ｃ）において、ノズル１０に水平移動（矢印ａ）、鉛直移動（矢印ｂ）、水平回転（矢印ｃ）の各動作を行わせ、下端部周辺をクリーニングテープ３２に擦り付ける。これにより、下端部周辺はクリーニングテープ３２により満遍なくクリーニングされ、異物等が除去されて清浄な状態となる。クリーニングテープ３２はフェルトや紙等の多孔質な素材により形成されているので異物等の除去能力が高く効果的なクリーニングが可能となっている。

なお、図５（ｄ）に示すように、ノズル１０の吸着孔１０ａ内を排気（矢印ｄ）しながらクリーニングすることにより、吸着孔１０ａ内に付着した異物等を外部に排出するとともに、取り除かれた異物等が吸着孔１０ａ内に侵入しないようにしている。

これらのクリーニング動作は、図２に示す記憶部１３に記憶されたクリーニング動作プログラムに基づいて制御されている。このクリーニング動作プログラムは様々なクリーニングパターンを含んでおり、ノズル１０の水平移動動作や鉛直移動動作、回転動作、吸排気動作における駆動量や駆動時間等を様々なパターンで組み合わせて、ノズル１０の品種や実装に使用した時間等に対応したクリーニング方法が選択できるようになっている。従って、図５（ｄ）に示すように、ノズル１０に全動作ａ〜ｄを同時に行わせるクリーニング方法だけではなく、動作ａ〜ｄを適宜選択した組み合わせでノズル１０のクリーニング
を行うことができる。

このように、ノズル１０に様々な動きをさせてクリーニングテープ３２に下端部を擦り付けて異物を取り除くようにしているので、クリーニング液等を使用して異物等を溶解させることなく下端部を清浄にクリーニングすることができる。

一つのノズル１０をクリーニングしたクリーニングテープ３２にはノズル１０から取り除いた異物等が付着しているので、別のノズル１０をクリーニングする際には、クリーニングテープ３２がピッチ送りされて開口部４２にクリーニングテープ３２の新たな箇所が供給されるようになっている。

上記のように構成される電子部品実装装置の実装動作について、図６のフローチャートを参照して説明する。実装動作を開始すると、まず、搬送ガイド２上に基板３を搬入し、所定の位置に位置決めをする（ＳＴ１）。また、テープフィーダ５から供給された電子部品をノズル１０に吸着する（ＳＴ２）。次に、電子部品を吸着したノズル１０を移動させ、基板３上の電子部品実装箇所と電子部品との位置合わせを行う（ＳＴ３）。位置合わせが完了すると、ノズル１０を下降させて電子部品を基板３上の電子部品実装箇所に実装する（ＳＴ４）。その後、上記ＳＴ２〜ＳＴ４の動作を繰り返して継続し、基板３上の全ての電子部品実装箇所に電子部品の実装を終えると、新たな基板３を搬送ガイド２上に搬入して基板の入れ替えを行う（ＳＴ５）。このように、上記ＳＴ１〜ＳＴ５の動作を繰り返し行い、所定の基板に電子部品を実装し終えると実装動作が終了する。

この実装動作の過程において、ノズル１０の吸着孔１０ａ周辺の下端部には、大気中の浮遊ごみやオイルミスト等の異物が付着して堆積するので、所定のタイミングでノズル１０のクリーニング動作を行う。ノズル１０は、下端部に電子部品を吸着していない状態、すなわち電子部品を基板３に実装し終えて次の電子部品を吸着するまでの間にクリーニング装置３０の開口部４２の上方に移動し、この位置で下降して下端部をクリーニングテープ３２に押入して擦り付けるクリーニング動作を行う（ＳＴ６）。

このクリーニング動作を適宜行うことにより、下端部に付着した異物等を取り除いて清浄な状態を維持することができる。これにより、吸着孔１０ａが目詰まりを起こして吸着力が低下するのを防止することができる。また、異物等が下端部に堆積して電子部品の吸着姿勢が不安定となるといった不具合を回避することができる。さらに、ＳＴ４の実装の際に、ノズル１０に吸着された電子部品を吸着破壊するため吸着孔１０ａから吹き出される圧縮空気によって、堆積した異物等が飛散して電子部品や基板３等に付着する等の不具合を回避することができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２におけるクリーニング装置５０について、図７を参照して説明する。図７は本発明の実施の形態２におけるクリーニング装置の側断面図である。クリーニング装置５０は、クリーニングテープ５１が本体部５２に内蔵されている点でクリーニング装置３０と異なっている。本体部５２の前端部は、テープ送り部となっており、送りローラ５３とテンションローラ５４が離間して配設され、この送りローラ５３とテンションローラ５４にクリーニングテープ５１が調帯されている。

送りローラ５３は駆動ローラ４０と噛合しており、駆動ローラ４０の側面に形成された歯面に、モータ４１の出力軸に結合された傘歯車が噛合されている。モータ４１はクリーニング制御部３５の駆動指令により所定の間隔で駆動、停止を繰り返す。これにより、駆動ローラ４０がインデックス回転し（矢印ｈ）、これに連動して送りローラ５３がインデックス回転し（矢印ｉ）、クリーニングテープ５１を所定の間隔でピッチ送りする（矢印
ｊ）。

このピッチ送り動作により、クリーニングテープ５１は本体部５２の前端部上面に形成された開口部４２にピッチ送りされる。開口部４２には、ピッチ送りされたクリーニングテープ３２を下方から支持する下受け部４３が形成されている（図４参照）。

このクリーニング装置５０は、クリーニング装置３０と同様に電子部品供給部４に装着することにより、電子部品実装装置のノズル１０の下端部をクリーニングすることができる。

本発明は、クリーニング液を使用しなくてもノズルを清浄にクリーニングすることができ、コスト性及びメンテナンス性に優れるという利点を有し、電子部品をノズルに吸着してピックアップして基板等のワークに実装する分野において有用である。

本発明の実施の形態１における電子部品実装装置の平面図 本発明の実施の形態１における電子部品実装装置の側面図 本発明の実施の形態１におけるクリーニング装置の側断面図 （ａ）本発明の実施の形態１におけるクリーニング装置の開口部の斜視図（ｂ）本発明の実施の形態１におけるクリーニング装置の開口部の断面図 本発明の一実施の形態におけるクリーニング方法を示す動作説明図 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を示すフローチャー 本発明の実施の形態２におけるクリーニング装置の側断面図

符号の説明

３ 基板
４ 電子部品供給部
１０ ノズル
３０、５０ クリーニング装置
３２、５１ クリーニングテープ
４２ 開口部
３６ テープ送り部
４３ 下受け部

Claims (4)

1. 電子部品供給部より供給される電子部品をノズルに吸着してピックアップして基板に実装する電子部品実装装置の前記電子部品供給部に装着される電子部品実装装置のノズルのクリーニング装置であって、
   前記ノズルの下端部が挿入される開口部と、前記ノズルの下端部に接触してこれをクリーニングするクリーニングテープと、このクリーニングテープを前記開口部に送るテープ送り部と、前記開口部に送られた前記クリーニングテープを下方から支持する下受け部とを備え、
   前記開口部に挿入された前記ノズルの下端部により前記クリーニングテープを前記下受け部に形成された凹部に押入して前記ノズルの下端部に前記クリーニングテープを接触させた状態で、前記ノズルに、水平移動、鉛直移動、水平面回転のうち少なくとも何れか一つの動作を実行させることにより、前記ノズルの下端部を前記クリーニングテープに擦り付けてクリーニングを行うようにしたことを特徴とする電子部品実装装置のノズルのクリーニング装置。
2. 電子部品供給部より供給される電子部品をノズルに吸着してピックアップして基板に実装する電子部品実装装置であって、
   前記ノズルの下端部が挿入される開口部と、前記ノズルの下端部に接触してこれをクリーニングするクリーニングテープと、このクリーニングテープを前記開口部に送るテープ送り部と、前記開口部に送られた前記クリーニングテープを下方から支持する下受け部からなる電子部品実装装置のノズルのクリーニング装置を前記電子部品供給部に備え、
   前記開口部に挿入された前記ノズルの下端部により前記クリーニングテープを前記下受け部に形成された凹部に押入して前記ノズルの下端部に前記クリーニングテープを接触させた状態で、前記ノズルに、水平移動、鉛直移動、水平面回転のうち少なくとも何れか一つの動作を実行させることにより、前記ノズルの下端部を前記クリーニングテープに擦り付けてクリーニングを行うようにしたことを特徴とする電子部品実装装置。
3. 請求項２記載の電子部品実装装置のノズルのクリーニング方法であって、
   前記開口部に挿入された前記ノズルの下端部により前記クリーニングテープを前記下受け部に形成された凹部に押入して前記ノズルの下端部に前記クリーニングテープを接触させた状態で、前記ノズルに、水平移動、鉛直移動、水平面回転のうち少なくとも何れか一つの動作を実行させることにより、前記ノズルの下端部を前記クリーニングテープに擦り付けてクリーニングを行うことを特徴とする電子部品実装装置のノズルのクリーニング方法。
4. 請求項２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、
   前記電子部品供給部より供給される電子部品をノズルに吸着してピックアップして位置決めされた基板に移載する電子部品の実装工程と、前記クリーニングテープに前記ノズルの下端部を接触させてノズルのクリーニングを行う電子部品実装装置のノズルのクリーニング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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