JP2007229860A - 電子部品の吸着ノズル部材 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子部品の吸着ノズル部材において、部材点数等の増大を招かず、ゴミ等が入り難いと共に均一な吸引力及び吸着力で電子部品を吸着可能にすること。
【解決手段】 セラミックスで形成されたノズル本体２の吸着面３に、チップ状の電子部品Ｅを吸着する吸着孔４が開口形成され、吸着孔４が、均等に密集配置された同一形状の複数の微細孔であり、その長さが前記密集配置された領域である密集領域の最も長径な部分よりも長く直線状かつ平行に形成されている。これにより、ゴミ等が孔内に入り難く、各吸着孔４がその密集領域の最も長径な部分よりも長く直線状かつ平行に形成されていることで、全体に安定かつ均一な吸引力及び吸着力を得ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、半導体チップ等の電子部品を実装基板等に搭載する電子部品実装装置に使用される電子部品の吸着ノズル部材に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップや抵抗器、コンデンサ等の電子部品を実装基板などに実装、搭載する電子部品実装装置において、電子部品を真空吸着して搬送するために吸着ノズル部材が用いられている。この吸着ノズル部材は、吸着面に吸着孔が開口して形成され、この吸着面に電子部品を当接させ吸着孔によって真空吸引することで、吸着面に電子部品を吸着させている。

従来、吸着ノズル部材には、種々の電子部品を吸着可能にするためや吸着時の位置ずれ抑制等のために、吸着面に吸着孔を多数形成したものが提案されている。
例えば、特許文献１では、ノズル本体に細管や仕切を用いて複数の細孔が形成された吸着ノズルが提案されている。また、特許文献２では、板状のノズル先端にワークよりも広い範囲に分布する多数の小径孔を穿設して成る吸着ノズル部材が提案されている。

特開平１１−２６１２９５号公報 特開平１−３２１１７１号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記特許文献１に記載の吸着ノズル部材では、複数の細管や仕切用の部材を組み合わせて複数の孔を形成しているために、部材点数及び部材コストが増大してしまう不都合があると共に高精度に多数の微細孔を形成することが困難であった。特に、微細な孔を形成できないため、真空による吸引時にゴミ等が孔に入り込み易く、詰まり易いためにメンテナンス頻度が多くなってしまう問題があった。また、各孔径が比較的大きいために、孔内に電子部品の角部が嵌り込む等、電子部品が傾いて吸着されて吸着不良となるおそれもある。さらに、円筒の細管を束ねて複数の細孔を形成した場合、細管内の細孔と細管間の細孔とで互いに形状及び開口面積が異なり、各細孔における吸引力に差が生じて吸引力及び吸着力が不均一になる不都合があった。このため、電子部品の吸着ずれ（吸着時の位置ずれ）が生じる問題があった。
また、上記特許文献２に記載の吸着ノズル部材では、板状のノズル先端に穿設することで微細な小径孔を多数形成しているが、孔の長さが板厚に制限されて短いために、吸引による孔開口部近傍におけるエアの流れ方向が傾き易いと共に流量が乱れ易いという不都合があった。このため、広い範囲の微細孔によって面方向への気流を抑制しようとしているにも関わらず、吸引力及び吸着力の分布が不均一となり、やはり吸着ずれが生じるおそれがあった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、部材点数等の増大を招かず、ゴミ等が入り難いと共に均一な吸引力及び吸着力で電子部品を吸着可能な電子部品の吸着ノズル部材を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の電子部品の吸着ノズル部材は、セラミックスで形成されたノズル本体の先端部に配された吸着面に、チップ状の電子部品を吸着する吸着孔が開口形成され、前記吸着孔が、均等に密集配置された同一形状の複数の微細孔であり、その長さが前記密集配置された領域である密集領域の最も長径な部分よりも長く直線状かつ平行に形成されていることを特徴とする。

この電子部品の吸着ノズル部材では、セラミックスで形成されたノズル本体に吸着孔が開口形成されているので、孔形成用の別部材を組み込む必要がないと共に、吸着孔が均等に密集配置された同一形状の複数の微細孔であるので、ゴミ等が孔内に入り難い。また、各吸着孔が、密集領域の最も長径な部分よりも長く互いに直線状かつ平行に形成されていることで、密集領域のサイズに対応して密集領域全体における必要十分な安定かつ均一な吸引力及び吸着力を得ることができる。
特に、互いに近接し密集した長く微細な吸着孔を高硬度のセラミックスで形成するので、密集化により吸着孔間の壁が薄くなっても高い強度及び耐久性を有していると共に、長さ方向において高い精度で平行度及び一定の内径寸法を維持することができる。

さらに、本発明の電子部品の吸着ノズル部材は、前記吸着孔が、互いに前記ノズル本体の軸方向全長にわたって形成されていることが好ましい。すなわち、この電子部品の吸着ノズル部材では、各吸着孔が互いにノズル本体の軸方向全長にわたって形成されていることで、最大限長く形成された吸着孔により、より安定かつ均一な吸引力及び吸着力を得ることができる。

また、本発明の電子部品の吸着ノズル部材では、前記吸着面における前記吸着孔の密集領域が、前記電子部品の外形よりも小さくかつその略相似形とされていることを特徴とする。すなわち、この電子部品の吸着ノズル部材では、吸着孔を電子部品の外形よりも小さくかつその略相似形に密集配置しているので、電子部品の外形に対応した均等な吸引力で電子部品を吸引して吸着することができ、吸着時の位置ずれが生じ難い。また、上記従来の特許文献１及び２に記載の吸着ノズル部材は、いずれも吸着する電子部品よりも広い範囲に孔を分布させているため、電子部品を吸着した状態でも周囲の孔が開口状態であり、高い吸着力が得られないが、本発明では、吸着時に全ての吸着孔が電子部品に覆われて閉塞されるため、真空抜けが生じず、高い吸着力を得ることができる。

また、本発明の電子部品の吸着ノズル部材では、前記吸着孔が、前記吸着面に千鳥配置されてメッシュ状に開口形成されていることが好ましい。すなわち、この電子部品の吸着ノズル部材では、千鳥配置によるメッシュ状の吸着孔とされるため、各吸着孔が効率よく狭ピッチで配列されてより近接、密集することで高い開口率を得ることができる。

また、本発明の電子部品の吸着ノズル部材では、隣接する前記吸着孔の間隔が、前記吸着孔の内径よりも小さいことが好ましい。すなわち、この電子部品の吸着ノズル部材では、隣接する吸着孔間の壁厚（間隔）が、吸着孔の内径よりも小さいことにより、各吸着孔をより狭ピッチで近接、密集させることができ、高い開口率を得ることができる。

さらに、本発明の電子部品の吸着ノズル部材では、前記吸着孔が、０．１５ｍｍ以下の内径で形成されていることを特徴とする。すなわち、この電子部品の吸着ノズル部材では、０．１５ｍｍ以下の内径を有する吸着孔とされるので、微細で密集した吸着孔の開口領域を形成することができ、より均一な吸引力及び吸着力を実現することができる。

そして、本発明の電子部品の吸着ノズル部材では、前記吸着孔が、０．０７ｍｍ以下の内径で形成されていることが好ましい。すなわち、この電子部品の吸着ノズル部材では、０．０７ｍｍ以下の内径を有する吸着孔とされるので、極めて微細で密集した吸着孔の開口領域を形成することができ、さらに均一な吸引力及び吸着力を実現することができる。

そして、本発明の電子部品の吸着ノズル部材では、前記吸着孔が、５ｍｍ以上の長さで形成されていることが好ましい。すなわち、この電子部品の吸着ノズル部材では、内径に対して十分に長い５ｍｍ以上の吸着孔を有しているので、各吸着孔の開口部近傍におけるエアの流れ方向が傾かず十分に揃った安定した吸引力及び吸着力を得ることができる。

また、本発明の電子部品の吸着ノズル部材では、前記ノズル本体が、ジルコニアで形成されていることを特徴とする。すなわち、この電子部品の吸着ノズル部材では、ジルコニア（ＺｒＯ_２）でノズル本体が形成されているので、ダイヤモンドやサファイヤに匹敵する非常に高い硬度を有し、吸着面の磨耗度をさらに低下させ、より優れた耐久性を得ることができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る電子部品の吸着ノズル部材によれば、セラミックスで一体形成されたノズル本体の吸着孔が、均等に密集配置された同一形状の複数の微細孔であり、その長さが前記密集配置された領域である密集領域の最も長径な部分よりも長く直線状かつ平行に形成されているので、電子部品に対する吸引力及び吸着力の優れた均一性が得られ、吸着ずれを防ぐことができる。したがって、本発明の吸着ノズル部材を電子部品実装装置に採用すれば、高い精度で正規の位置に電子部品を実装可能になる。また、本発明の吸着ノズル部材によれば、高硬度なセラミックスによる一体形成によって極めて小径な吸着孔を高い強度及び耐久性をもって密集形成することができる。したがって、部品点数の増大を招かず、ゴミ等の詰まりや電子部品の角部の嵌り込みを防ぐと共に、吸着面の高い耐久性を得ることができる。

以下、本発明に係る電子部品の吸着ノズル部材の第１実施形態を、図１及び図２を参照しながら説明する。

本実施形態の電子部品の吸着ノズル部材１は、図１の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップや抵抗器やチップコンデンサ等のチップ状の電子部品Ｅを実装基板などに実装する電子部品実装装置に取り付けられるもので、セラミックスで形成されたノズル本体２の先端部に配された吸着面３に、電子部品Ｅを吸着する吸着孔４が開口形成されたものである。

上記ノズル本体２は、全長にわたって断面長方形状とされ、上記吸着面３を有し断面長方形状とされたノズル先端部２ａと、ノズル先端部２ａに連設され軸方向に直交する方向にノズル先端部２ａよりも拡がったフランジ部２ｂと、フランジ部２ｂに連設されたノズル後端部２ｃとで構成されている。また、ノズル本体２は、セラミックスとしてジルコニア（ＺｒＯ_２）で形成されている。

この吸着ノズル部材１は、図２に示すように、電子部品実装装置（図示略）に取付固定されるノズル支持部材５の先端部に、ノズル後端部２ｃが差し込み固定されて使用される。このノズル支持部材５は、円筒形状とされ、内部の真空孔がノズル本体２の吸着孔４に連通されると共に、基端部が電子部品実装装置に装着された際に電子部品実装装置の真空吸引源に接続されるようになっている。すなわち、吸着ノズル部材１の吸着孔４では、真空吸引源に接続されたノズル支持部材５の真空孔を介して吸引、吸着が行われる。

上記吸着孔４は、均等に密集配置された同一形状の複数の微細孔であり、その長さが密集配置された領域である密集領域の最も長径な部分よりも長く直線状かつ平行に形成されている。なお、本実施形態では、吸着孔４は、互いにノズル本体２の軸方向全長にわたって形成されている。また、吸着面３における吸着孔４の密集領域は、電子部品Ｅの外形よりも小さくかつその略相似形とされている。なお、本実施形態では、吸着面３の外形を電子部品Ｅの外形とほぼ同じに設定しており、１．５ｍｍ×１．０ｍｍの長方形状としている。また、吸着孔４の密集領域は、１．０５ｍｍ×０．６９ｍｍの長方形範囲内に設定している。すなわち、密集領域の最も長径な部分のサイズは、１．０５ｍｍであり、これよりも吸着孔４は長く設定される。

また、吸着孔４は、吸着面３に千鳥配置されてメッシュ状に開口形成されていると共に、隣接する吸着孔４の間隔が吸着孔４の内径よりも小さく設定されている。なお、本実施形態では、内径０．１５ｍｍの吸着孔４が２５個形成されている。また、本実施形態では、隣接する吸着孔４の間隔（壁の肉厚）が０．０２ｍｍに設定され、０．１８ｍｍの狭ピッチで各吸着孔４が配列されている。
さらに、ノズル本体２は、軸方向長さが５ｍｍとされ、ノズル本体２の軸方向全長にわたって貫通形成されている吸着孔４も、５ｍｍの長さに設定されている。

このように本実施形態では、セラミックスで形成されたノズル本体２に吸着孔４が開口形成されているので、孔形成用の別部材を組み込む必要がないと共に、吸着孔４が均等に密集配置された同一形状の複数の微細孔であるので、ゴミ等が孔内に入り難い利点がある。さらに、各吸着孔４が密集領域の最も長径な部分よりも長く、密集領域のサイズに対応して密集領域全体における必要十分な安定かつ均一な吸引力及び吸着力を得ることができる。特に、各吸着孔４が互いにノズル本体２の軸方向全長にわたって形成されていることで、最大限長く形成された吸着孔４により、より安定かつ均一な吸引力及び吸着力を得ることができる。

また、互いに近接し密集した長い吸着孔４を高硬度のセラミックスで形成するので、密集化により吸着孔４間の壁が薄くなっても高い強度及び耐久性を有していると共に、長さ方向において高い精度で平行度及び一定の内径寸法を維持することができる。特に、吸着面３がダイヤモンドやサファイヤに匹敵する非常に高い硬度を有するジルコニアで形成されているので、吸着面３の磨耗度をさらに低下させ、より優れた耐久性を得ることができる。

また、吸着孔４を電子部品Ｅの外形よりも小さくかつその略相似形に密集配置しているので、電子部品Ｅの外形に対応した均等な吸引力で電子部品Ｅを吸引して吸着することができ、吸着時の位置ずれが生じ難い。さらに、吸着時に全ての吸着孔４が電子部品Ｅに覆われて閉塞されるため、真空抜けが生じず、高い吸着力を得ることができる。
そして、千鳥配置によるメッシュ状の吸着孔４とされていると共に、隣接する吸着孔４間の壁厚が、吸着孔４の内径よりも小さくされていることにより、各吸着孔４が効率よく狭ピッチで配列されてより近接、密集することで高い開口率を得ることができる。
また、内径に対して十分に長い５ｍｍの吸着孔４を有しているので、各吸着孔４の開口部近傍におけるエアの流れ方向が傾かず十分に揃った安定した吸引力及び吸着力を得ることができる。

次に、本発明に係る電子部品の吸着ノズル部材の第２、第３及び第４実施形態について、図３から図５を参照して説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２、第３及び第４実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、吸着面３に２５個の吸着孔４が開口形成されているのに対し、第２、第３及び第４実施形態の吸着ノズル部材１１、２１、３１では、図３から図５に示すように、吸着面３にそれぞれ７１個、１６２個及び４５０個の吸着孔４が密集して開口形成されている点である。

すなわち、第２実施形態の吸着ノズル部材１１は、図３に示すように、内径０．１０ｍｍの吸着孔４が７１個形成されている。また、第２実施形態では、隣接する吸着孔４の間隔（壁の肉厚）が０．０２ｍｍに設定され、０．１３ｍｍの狭ピッチで各吸着孔４が配列されている。また、第３実施形態の吸着ノズル部材２１は、図４に示すように、内径０．０７ｍｍの吸着孔４が１６２個形成されている。また、第３実施形態では、隣接する吸着孔４の間隔（壁の肉厚）が０．０１ｍｍに設定され、０．０９ｍｍの狭ピッチで各吸着孔４が配列されている。さらに、第４実施形態の吸着ノズル部材３１は、図５に示すように、内径０．０４ｍｍの吸着孔４が４５０個形成されている。また、第４実施形態では、隣接する吸着孔４の間隔（壁の肉厚）が０．０１ｍｍに設定され、０．０５ｍｍの狭ピッチで各吸着孔４が配列されている。

このように第２から第４実施形態では、第１実施形態に比べて吸着孔４の形成数が大幅に増えていると共に、微細化されて、高い密集度による細かなメッシュ状に千鳥配置されている。特に、第３及び第４実施形態では、内径が０．０７ｍｍ以下の極めて微細な吸着孔４が１００個以上密集されて開口領域を形成しているため、より均一な吸引力及び吸着力を実現することができる。

次に、本発明に係る電子部品の吸着ノズル部材の第５実施形態について、図６を参照して説明する。

第５実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では吸着面３が先端面に面一に形成されているのに対し、第５実施形態の吸着ノズル部材４１では、図６に示すように、先端面に形成された凹部に吸着面３が形成されている点である。また、第１実施形態では、ノズル本体４２の全長にわたって吸着孔４が形成されているのに対し、第５実施形態の吸着ノズル部材４１では、ノズル本体４２の略半分の長さで吸着孔４が形成されている点で相違している。

すなわち、第５実施形態では、ノズル本体４２の先端面に断面矩形状の凹部が形成されており、この凹部に吸着孔４が密集配置された吸着面３が形成されている。また、凹部周囲は、吸着面３より若干突出した外周突条部４５となっている。したがって、電子部品Ｅを吸着した際、電子部品Ｅが吸着面３周囲の外周突条部４５に当接した状態で吸着孔４から吸引されて吸着状態とされる。

また、第５実施形態では、ノズル本体４２のノズル先端部４２ａにおいてフランジ部２ｂ近傍まで微細な複数の吸着孔４が形成され、フランジ部２ｂ近傍からノズル後端部４２ｃの端部までは吸着孔４に接続された１つの吸引管路４６が形成されている。すなわち、この吸引管路４６を介して各吸着孔４が真空吸引源に接続されている。このように、第５実施形態では、吸引管路４６の長さを任意に設定することで、ノズル本体４２の長さにかかわらず吸着孔４の任意の長さを調整することができる。なお、この場合でも、吸着孔４の長さはその密集領域の最も長径の部分よりも長く設定される。

なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記第５実施形態では、先端面に断面矩形状に形成された凹部内に吸着面４が形成されているが、先端面に断面円弧状又は断面湾曲状に形成された凹部内に吸着面４が形成されていても構わない。

本発明に係る第１実施形態の電子部品の吸着ノズル部材において、吸着面の正面図、該正面図のＡ１−Ａ１線矢視におけるノズル本体断面図及びＢ１−Ｂ１線矢視におけるノズル本体断面図である。 第１実施形態において、吸着ノズル部材を装着したノズル支持部材を示す側面図である。 本発明に係る第２実施形態の電子部品の吸着ノズル部材において、吸着面の正面図、該正面図のＡ２−Ａ２線矢視におけるノズル本体断面図及びＢ２−Ｂ２線矢視におけるノズル本体断面図である。 本発明に係る第３実施形態の電子部品の吸着ノズル部材において、吸着面の正面図、該正面図のＡ３−Ａ３線矢視におけるノズル本体断面図及びＢ３−Ｂ３線矢視におけるノズル本体断面図である。 本発明に係る第４実施形態の電子部品の吸着ノズル部材において、吸着面の正面図、該正面図のＡ４−Ａ４線矢視におけるノズル本体断面図及びＢ４−Ｂ４線矢視におけるノズル本体断面図である。 本発明に係る第５実施形態の電子部品の吸着ノズル部材において、吸着面の正面図、該正面図のＡ５−Ａ５線矢視におけるノズル本体断面図及びＢ５−Ｂ５線矢視におけるノズル本体断面図である。

符号の説明

１、１１、２１、３１、４１…吸着ノズル部材、２…ノズル本体、３…ノズル本体の吸着面、４…吸着孔、Ｅ…電子部品

Claims (9)

1. セラミックスで形成されたノズル本体の先端部に配された吸着面に、チップ状の電子部品を吸着する吸着孔が開口形成され、
   前記吸着孔が、均等に密集配置された同一形状の複数の微細孔であり、その長さが前記密集配置された領域である密集領域の最も長径な部分よりも長く直線状かつ平行に形成されていることを特徴とする電子部品の吸着ノズル部材。
2. 請求項１に記載の電子部品の吸着ノズル部材において、
   前記吸着孔が、互いに前記ノズル本体の軸方向全長にわたって形成されていることを特徴とする電子部品の吸着ノズル部材。
3. 請求項１又は２に記載の電子部品の吸着ノズル部材において、
   前記吸着面における前記吸着孔の密集領域が、前記電子部品の外形よりも小さくかつその略相似形とされていることを特徴とする電子部品の吸着ノズル部材。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の電子部品の吸着ノズル部材において、
   前記吸着孔が、前記吸着面に千鳥配置されてメッシュ状に開口形成されていることを特徴とする電子部品の吸着ノズル部材。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電子部品の吸着ノズル部材において、
   隣接する前記吸着孔の間隔が、前記吸着孔の内径よりも小さいことを特徴とする電子部品の吸着ノズル部材。
6. 請求項４又は５に記載の電子部品の吸着ノズル部材において、
   前記吸着孔が、０．１５ｍｍ以下の内径で形成されていることを特徴とする電子部品の吸着ノズル部材。
7. 請求項６に記載の電子部品の吸着ノズル部材において、
   前記吸着孔が、０．０７ｍｍ以下の内径で形成されていることを特徴とする電子部品の吸着ノズル部材。
8. 請求項６又は７に記載の電子部品の吸着ノズル部材において、
   前記吸着孔が、５ｍｍ以上の長さで形成されていることを特徴とする電子部品の吸着ノズル部材。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の電子部品の吸着ノズル部材において、
   前記ノズル本体が、ジルコニアで形成されていることを特徴とする電子部品の吸着ノズル部材。
   

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