JP2007283445A - 吸着ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】吸気孔等の加工精度や、多軸搭載ヘッドにおける軸の直列精度が低い場合でも、吸気孔の開口端の大きさや形状の影響を受けることなく、微小部品をも容易且つ確実に吸着・保持できるようにする。
【解決手段】先端に形成されている吸気孔１２の開口端１４を部品Ｐに当接し、該吸気孔１２内を負圧にすることにより該部品Ｐを吸着・保持する吸着ノズル１０において、前記開口端１４を含む、少なくとも吸気孔１２の一部に多孔質材料が充填された多孔質部１６を形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸着ノズル、特に小型部品に対する高度な吸着安定性と、信頼性の高い搭載精度とを実現する際に適用して好適な吸着ノズルに関する。

一般に、配線基板等の基板に、電子部品等の部品を搭載するために、いわゆる電子部品の実装装置が用いられている。

この実装装置では、いわゆるテープフィーダ等の部品供給装置により所定位置に供給される部品を、搭載ヘッドに装着されている吸着ノズルにより吸着・保持し、所定位置に位置決めされている基板上方に搭載ヘッドを移動させた後に、該吸着ノズルを下降させて該基板上に搭載することが行なわれている。

このような部品の吸着搭載に使用される吸着ノズルは、例えば特許文献１に開示されているように、通常その先端に開口端を有する吸気孔が機械加工等により形成され、該吸気孔内を負圧にすることにより、その先端（開口端）に所望の部品を吸着するようになっている。

特開平９−２９３９９５号公報

しかしながら、前記従来の吸着ノズルで吸着搭載するチップ部品等の電子部品は、電子装置等の小型化に伴い、その大きさがますます微小化されつつあることから、以下のような問題がある。

前記吸着ノズルにより、例えば１ｍｍ以下の微小チップ部品を吸着する場合には、所定位置に供給される微小チップ部品に対するノズル先端に形成されている開口端の位置が、吸着姿勢や吸着能力に大きく影響するため、吸気孔等を形成するノズル加工には高度な加工技術と能力が要求されることになる。

又、横方向に複数の吸着ノズルが一列に装着可能な、いわゆる多軸の搭載ヘッドを有する実装装置において、複数のチップ部品を対応するノズルで同時吸着するときには、供給位置における各電子部品の位置精度と共に、各吸着ノズルの軸の直列精度が要求される。

更に、吸気孔（開口端）の大きさや形状が部品の吸着姿勢に大きく関わるため、該部品の端部や側面を吸着する吸着ミスを発生したり、部品の一部を吸気孔の中に落とし込んで、例えば縦向きに吸着してしまうチップ立ちを発生させたりすることがある。このような場合は、生産時間の増大を来たしたり、部品搭載精度を著しく悪化させたりすることになる。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、吸気孔等の加工精度や、多軸搭載ヘッドにおける軸の直列精度が低い場合でも、吸気孔の開口端の大きさや形状の影響を受けることなく、微小部品をも容易且つ確実に吸着・保持することができる吸着ノズルを提供することを課題とする。

本発明は、先端に形成されている吸気孔の開口端を部品に当接し、該吸気孔内を負圧にして該部品を吸着・保持する吸着ノズルにおいて、前記開口端を含む、少なくとも吸気孔の一部に多孔質材料が充填されているようにしたことにより、前記課題を解決したものである。

本発明は、又、前記多孔質材料に、前記開口端側に貫通する第２吸気孔が形成されているようにしてもよい。

本発明によれば、開口端に多孔質材料が充填されているようにしたので、該多孔質材料の先端の全面で部品を吸着・保持することが可能となることから、開口端より大きい部品はもとより、小さい微小部品をも容易且つ確実に吸着・保持することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る第１実施形態の吸着ノズルの要部を示す、一部を破断した拡大部分断面図である。

本実施形態の吸着ノズル１０は、図示を省略した上端部が、搭載ヘッドに上下動と回転が可能に取付けられているシャフトの下端部に装着され、図示されている下端部の先端に電子部品Ｐを吸着・保持可能になっている。

この吸着ノズル１０の内部には吸気孔１２が先端まで貫通形成された中空の筒体からなり、その下端（先端）には、横断面が矩形や丸形状等の開口端１４が形成されている。

そして、上記吸気孔１２には、開口端１４を含むその一部に多孔質材料が充填された多孔質部１６が形成され、吸気孔１２内を負圧にすることにより、該多孔質部１６内の細孔を通して開口端の全面に均等な負圧が伝達されるようになっている。

この多孔質部１６を形成する多孔質材料としては、開口端１４に対して均等な通気性を有しているものであれば、その材料・材質は任意であるが、例えば焼結金属や発泡ウレタン等の発泡プラスチック、流体を通過させるフィルタ材料等を挙げることができる。

これらの多孔質材料を、通気孔１２の内壁との間に、該材料に形成されている細孔より大きな隙間ができないように、必要に応じて接着剤を介在させたり、圧入する等により、該内壁に密に固着する。これにより、多孔質材料が存在しない通気孔１２の空筒部に吸引形成された負圧を、開口端１４に位置する多孔質部１６の全面に均等に伝達することが可能となる。

以上説明した本実施形態の吸着ノズル１０においては、電子部品Ｐを吸着するための吸気孔１２の開口端１４を多孔質材料を充填した多孔質部１６で形成したので、該開口端１４が図示されているような同程度の大きさの部品Ｐは勿論、これより大きい場合でも該部品Ｐを確実に吸着することができる。図２には、開口端１４と同程度の大きさの部品を吸着・保持している様子を示す。

一方、図３には従来の吸着ノズル２０の先端部を拡大して示すように、通気孔２２は全体が空筒であるため、確実に吸着するためには開口端２４を電子部品Ｐより小さくする必要があり、それ故に該通気孔１２の加工に高い精度が要求されることになる。

これに対し、本実施形態の吸着ノズル１０では多孔質材料１６を充填して開口端１４の任意位置で吸着可能としたので、該開口端１４を部品Ｐと同程度又はそれ以上の大きさにすることもできるため、図３に示した吸気孔２２のような加工精度はなくても良い。

又、本実施形態の吸着ノズル１０と開口端１４の大きさが同程度の従来の吸着ノズル３０を図４に示すように、電子部品Ｐの大きさが開口端３４に近いため、正確に吸着することが難しい上に、図示されているように吸気孔３２内に部品Ｐの一部が落ち込んだ斜め立ち状態になり易い。

これに対して、本実施形態では、図３に示した従来の吸気孔２２の場合よりも十分に大きな開口端（吸着面積）１４を確保することが可能であるため、部品吸着エリアを広くとることができる上に、多孔質部１６が形成されているため、吸気孔１２内に部品Ｐが落ち込むことも確実に防止できる。

又、このように吸着面積を大きくすることができるため、従来より大きな吸着力による部品吸着が可能となる。従って、吸着ノズル１０を位置決めする目標位置に対して部品の停止位置がオフセットしていたとしても、該部品に対する吸着マージンが増加するため、結果として生産性、信頼性の向上を図ることができる。

又、部品供給装置には、微小部品の場合でも、部品供給位置に対する部品の高い停止精度が要求されず、又、搭載ヘッドには、該部品に対する吸着ノズルの高い位置決め精度も要求されないため、これら各装置の生産コストの低減を図ることができる上に、多軸の搭載ヘッドにも容易に適用することができる。

更に、微小部品でも被吸着面全体を開口端１４により吸着することができるため、高い吸着力の確保が可能である。又、その際、部品Ｐの被吸着面の形状に合わせて多孔質部１６の先端（吸着面）の加工が可能であるため、図５に図１の開口端１４に位置する多孔質部１６の先端部と、吸着する電子部品Ｐとの関係の一例を拡大して示すように、多孔質部１６の先端を凹面状にすることにより、図中上端の被吸着面が平らでない凸面状の部品Ｐに対しても、吸着姿勢の安定化を図ることができる。

なお、特表２００２−５０５６２４号公報には、通気孔の開口側を通気性のカバーで覆った吸着ノズルが開示されているが、これはノズル先端の外周部を該カバーで覆っているため、負圧はその外周部までリークすることになる。従って、本実施形態の吸着ノズル１０のように、吸気孔先端の開口端１４を部品Ｐに直接当接（接触）することはできず、該開口端１４の内側のみによる、従来と同様の強い負圧力により部品を吸着することはできない。

又、前記特許文献１でも、図２８にノズルの外周部を多孔質材料で形成したものを開示しているが、構造が全く異なることから、本実施形態のような広い範囲の強い吸着力を得ることはできない。

図６には、本発明に係る第２実施形態の吸着ノズルの、前記図１に相当する部分断面図と、それを下方から見た多孔質部１６の先端部分の平面図を示す。

この吸着ノズル１０は、横断面が矩形の多孔質部１６が、前記第１実施形態の吸着ノズルと同様に吸気孔１２内に充填され、更にこの多孔質部１６を開口端１４まで貫通する上記吸気孔１２より細い第２吸気孔１８が形成されている。

この吸着ノズル１０によれば、第１実施形態の吸着ノズル１０の場合と同様に開口端１４に位置する多孔質部１６の全体により確実に吸着保持することができる上に、微小部品をも第２吸気孔１８により強力に吸着保持することができる。

本発明に係る第１実施形態の吸着ノズルの要部を示す、一部破断した拡大部分断面図 本実施形態の作用を示す拡大部分正面図 従来の吸着ノズルの先端部を示す拡大部分正面図 他の従来の吸着ノズルの先端部を示す拡大部分正面図 多孔質材料の先端形状と部品の関係を示す拡大部分正面図 本発明に係る第２実施形態の吸着ノズルの要部を示す、図１相当の拡大部分断面図と、多孔質部先端の平面図

符号の説明

１０…吸着ノズル
１２…吸気孔
１４…開口端
１６…多孔質材料
１８…第２吸気孔
２０、３０…従来の吸着ノズル

Claims (2)

1. 先端に形成されている吸気孔の開口端を部品に当接し、該吸気孔内を負圧にして該部品を吸着・保持する吸着ノズルにおいて、
   前記開口端を含む、少なくとも吸気孔の一部に多孔質材料が充填されていることを特徴とする吸着ノズル。
2. 前記多孔質材料に、前記開口端側に貫通する第２吸気孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の吸着ノズル。

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