JP2007311382A - テープフィーダ - Google Patents

Abstract

【課題】テープに収納された電子部品の姿勢変化を防止するテープフィーダを提供する。
【解決手段】一方の面７ｃに電子部品Ｐが収納されたテープ７の他方の面７ｄ側に、電子部品Ｐに作用する磁力が開口部９の切欠き部５０ａからピックアップ位置Ｓに向けて漸減する磁石５１を配設した。これにより、ピックアップ位置Ｓにおいて磁界の急激な変化が回避され、強い磁力により吸着ノズル１２による電子部品Ｐの吸着が妨げられることがないので、テープ７に収納された電子部品Ｐの姿勢変化を抑制してピックアップミスを防止することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、テープに収納された電子部品を電子部品実装装置に備えられた吸着ノズルによるピックアップ位置に供給するテープフィーダに関するものである。

テープフィーダは、電子部品を等ピッチで収納した長尺テープをピッチ送りすることにより電子部品実装装置に電子部品を順次供給するパーツフィーダとして広く使用されている。テープフィーダには、テープに収納された電子部品を外部に露出する開口部が形成されており、電子部品実装装置に備えられた吸着ノズルは、この開口部から電子部品をピックアップし、ピックアップ時の姿勢を維持した状態で基板に実装する。従って、電子部品は、正常姿勢、すなわち基板への実装姿勢である水平姿勢で開口部に送られてくることが要求される。そのため、電子部品は、テープの一方の面に形成された収納部内に正常姿勢となるように収納されている。しかしながら、ピッチ送りの際のテープ送り機構の駆動に起因する衝撃や振動、さらにテープ送りをガイドするテープガイドとテープ間の摩擦により生じる静電気等の影響で、電子部品が収納部から浮き上がる等の姿勢変化が発生し、立ち姿勢等の正常姿勢でない状態で開口部に送られてくることがある。このような電子部品の姿勢変化を防止するため、従来、収納部が形成された一方の面と反対側の他方の面側に磁石を配設し、電子部品をテープの他方の面側に吸引して姿勢変化を規制するテープフィーダが提案されている（特許文献１参照）。
特開平１１−３０７９９２号公報

ところで、磁石には、テープの収納部に正常姿勢で収納された電子部品が収納部の底面から容易に浮き上がることがない程度に吸引する磁力が要求される。このような磁石を、吸着ノズルによるピックアップ位置の近傍に配設すると、ノズルの吸着力が弱い場合に電子部品を磁力に抗して吸着することができず、ピックアップミスが発生することがある。また、磁性体で構成された吸着ノズルを磁化させてしまうことがある。これらを防止するため、ピックアップ位置より上流側の開口部近傍のみに磁石を配設すると、ピックアップ位置と間に磁力が作用しない部分が生じ、磁界の急激な変化により電子部品の姿勢に変化が生じることがある。

そこで本発明は、テープに収納された電子部品の姿勢変化を防止するテープフィーダを提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、電子部品実装装置に備えられた吸着ノズルによるピックアップ位置に電子部品を供給するテープフィーダであって、一方の面に電子部品を収納する収納部が等ピッチで形成されたテープを上流から下流へピッチ送りするテープ送り機構と、前記収納部に収納された電子部品を外部に露出する開口部と、前記テープの他方の面側に配設されて前記収納部に収納された電子部品を前記テープの他方の面側に吸引する磁石と、を備え、前記磁石が、前記テープの送り方向において、少なくとも前記開口部の上流側の端部と前記開口部の何れかの位置に設定された前記ピックアップ位置との間の長さより長く形成されるとともに、前記開口部の上流側の端部から前記ピックアップ位置に向けて磁力を漸減させた。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記磁石が、前記テープの送り
方向において、少なくとも前記開口部の上流側の端部と前記開口部の何れかの位置に設定された前記ピックアップ位置との間の長さより長く形成されるとともに、前記開口部の上流側の端部から前記ピックアップ位置に向けて前記テープの他方の面との離間距離が漸増するように形成された。

本発明によれば、テープに収納された電子部品に作用する磁力をピックアップ位置に向けて漸減させることにより、磁界の急激な変化を回避するとともに吸着ノズルによる電子部品の吸着を妨げないようにしているので、テープに収納された電子部品の姿勢変化を防止し、正確なピックアップを可能にしている。

本発明の実施の形態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の電子部品実装装置の側面図、図２は本発明の実施の形態のテープフィーダの側面図、図３は本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるテープ送り機構の側面図、図４は本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるテープ送り機構の支持機構を示す側面図、図５は本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるテープのピッチ送り量の調整機構を示す側面図、図６は本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるテープに収納された電子部品の姿勢変化を示す側面図、図７は本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるピックアップ位置と磁石との位置関係を示す側面図、図８は従来のテープフィーダにおけるピックアップ位置と磁石との位置関係を示す側面図である。

まず、本発明の実施の形態の電子部品実装装置の全体構成および動作について説明する。図１において、電子部品実装装置のベースとなる基台１上に基板２の搬送を行う基板搬送装置３が配設される。基板搬送装置３にはクランプ機構が備えられ、搬送される基板２を所定に位置に位置決めして保持する基板位置決め装置として機能する。なお、本発明においては、基板２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。基板搬送装置３のＹ方向における側方に、電子部品実装装置に電子部品を供給する電子部品供給装置であるテープフィーダ４が複数並設される。テープフィーダ４はキャリア５により支持され、オペレータがキャリア５に装着されたハンドル６を操作することで基台１に対して着脱自在となっている。キャリア５には電子部品を等ピッチで収納したテープ７がテープリール８に巻回された状態で装着され、テープフィーダ４内でピッチ送りされて供給口９に順次供給される。

基台１の上方に移載ヘッド１０がＸＹ方向に水平移動自在に配設される。移載ヘッド１０には複数のノズルユニット１１が装着され、各ノズルユニット１１に対してＺ方向に昇降自在でθ方向（Ｚ軸周り）に回転自在に構成されたノズル１２が装着される。ノズル１０は電子部品を吸着する機能を備えており、テープフィーダ４の供給口９をピックアップ位置として電子部品をピックアップし、基板２上に設定された実装箇所に移載する。さらに移載ヘッド１０には基板２を撮像する撮像手段である第１のカメラ１３が装着される。第１のカメラ１３により撮像された基板２の画像処理結果に基づいてノズル１２に吸着された電子部品と基板２の実装箇所との位置合わせを行った後に電子部品を実装する。基板搬送装置３の側方にはノズル１２に吸着された電子部品を下方から撮像する撮像手段である第２のカメラ１４が配設される。第２のカメラ１４により撮像された電子部品の画像処理結果に基づいてノズル１２の水平位置および回転角度を調整し、電子部品を正常位置および角度に補正する。

次に、本発明の実施の形態のテープフィーダの構成について説明する。図２において、テープフィーダ４の下流側の先端部にはテープ送り機構２１が配設される。テープ送り機構２１は、テープ７の送り方向に等ピッチで形成された送り孔（図示せず）に係合する係
合部２２ａが外周に設けられたスプロケット２２をインデックス回転させることにより、テープ７を上流から下流へ（矢印Ａ参照）ピッチ送りし、テープ７に等ピッチで収納された電子部品を供給口９に順次供給する機能を有している。

図３において、スプロケット２２は、テープフィーダ４の基体である機枠２０に支持された支軸２３に回転自在に軸支され、ラチェット機構により一方向（矢印Ｂ参照）にのみインデックス回転するように構成される。ラチェット機構は、支軸２３に軸支されてスプロケット２２と一体的に回転する被動側のラック２４と、ラック２４に係合して一方向（矢印Ｂ参照）にのみインデックス回転させる駆動側の送り爪２５から構成される。送り爪２５は、支軸２３を中心として揺動する揺動部材２６の作用点となる一端部２６ａにラック２４側に付勢された状態で枢支され、揺動部材２６がラック２４の回転方向（矢印Ｂ参照）に揺動するときにラック２４と係合し、逆方向（矢印Ｃ参照）に揺動するときにラック２４との係合が解除される。揺動部材２６の力点となる他端部２６ｂには、シリンダ２７に対して伸縮するロッド２７ａがブラケット２８を介して枢支される。シリンダ２７は尾端部で支軸２９を中心として揺動自在に機枠２０に支持されており、揺動部材２６の揺動に伴うロッド２７ａの微小な上下動を許容する。

シリンダ２７の駆動によりロッド２７ａが縮方向（矢印Ｄ参照）に移動すると、支軸２３を中心とした他端部２６ｂの揺動に伴って一端部２６ａの送り爪２５がラック２４の外周を揺動し、送り爪２５に係合するラック２４を一方向（矢印Ｂ参照）にインデックス回転させる。送り爪２５の揺動行程の終点側はストッパ３０により規制され、これによりテープ７のピッチ送り量の終点側が規制される。ラック２４は逆転防止爪３１により一方向（矢印Ｂ参照）にのみ回転可能になっており、ロッド２７ａの伸方向（矢印Ｅ参照）への移動により送り爪２５がラック２４の回転方向（矢印Ｂ参照）と逆方向（矢印Ｃ参照）に揺動する際にラック２４の逆回転が起きないようにしてテープ７の逆送りを防止している。

図２において、テープ７の一方の面にはカバーテープ７ａが貼着されており、一方の面に形成された収納部に収納された電子部品を被覆している。カバーテープ７ａは、開口部９においてテープ７から剥離され、カバーテープ剥離機構４０により上流側に回収される。カバーテープ剥離機構４０は、テープ送り機構２１と同様のラチェット機構によりリール４１をインデックス回転させることでカバーテープ７ａをリール４１で回収部４３に送る。リール４１の駆動源は、テープ送り機構２１の駆動源と同一のシリンダ２７であり、揺動部材２６に枢支されたアーム４２によりロッド２７ａの伸縮動が伝達される。

テープフィーダ４の下流側の上部にはテープガイド５０が配設される。テープガイド５０には開口部９が形成され、開口部９の近傍においてテープ７の送り孔（図示せず）にスプロケット２２の係合部２２ａが係合するようになっている。これにより、ピッチ送りされるテープ７の位置ずれを防止し、開口部９に供給される電子部品の位置精度を高めている。

以上のように構成されるテープフィーダ４は、図３において、シリンダ２７の駆動によりロッド２７ａを一行程伸縮させると、揺動部材２６が支軸２３を中心として揺動し、送り爪２５に係合したラック２４およびラック２４と一体的に回転するスプロケット２２が一方向（矢印Ｂ参照）へインデックス回転し、テープ７が揺動部材２６の揺動角に対応したピッチで上流から下流へ（矢印Ａ参照）ピッチ送りされる。また、テープ７のピッチ送り動作と同期してカバーテープ７ａが剥離され、テープ７に収納された電子部品が外部に露出した状態で供給口９に順次供給される。

次に、シリンダ２７の支持機構について説明する。図３において、シリンダ２７の尾端
部は第１の支持プレート６０の上端部に支軸２９により軸支される。第１の支持プレート６０は、機枠２０に固定された第２の支持プレート６１にねじ等の締結部材により締結される。このように、シリンダ２７は、第１の支持プレート６０および第２の支持プレート６１により機枠２０に支持された状態となる。図４（ｂ）、（ｃ）において、第２の支持プレート６１は、一方向に延伸された第１の支持部６１ａと第２の支持部６１ｂを連結部６１ｃで連結した形状に形成され、第２の支持部６１ｂはねじ６２等の締結部材により機枠に固定される。連結部６１ｃは、一方向に延伸された第１の支持部６１ａの一端が第２の支持部６１ｂと連結する部分に形成されており、連結部６１ｃを固定端として第１の支持部６１ａの他端部６１ｄは自由端となっている。第１の支持部６１ａと第２の支持部６１ｂにはねじ孔６３、６４が形成され、ねじ孔６４は第１の支持部６１ａの他端部６１ｄ寄りに形成される。

図４（ａ）において、第１の支持プレート６０は、一方向に延伸された第１の領域６０ａと第２の領域６０ｂに区画され、第２の領域６０ｂはねじ６５により第２の支持部６１ｂに締結される。また、第１の領域６０ａと第２の領域６０ｂとの境界部６０ｃはねじ６６により第１の支持部６１ａに締結され、第１の領域６０ａの先端部６０ｄは境界部６０ｃと相対的に自由に動き得る自由端となっている。先端部６０ｄにシリンダ２７の尾端部が支軸２９により軸支される。なお、本実施の形態では、第１の支持プレート６０を第２の支持プレート６１に締結した状態において、第１の支持部６１ａはＹ方向（水平方向）に延伸され、第１の支持部６１ａはＺ方向（鉛直方向）に延伸されている。

このように、シリンダ２７は、機枠２０に直接固定されるのではなく、第２の支持プレート６１の連結部６１ｃを固定端として第１の支持部６１ａの自由端に締結された第１の領域６０ａの自由端に支持される。すなわち、シリンダ２７を機枠２０に対して支持する支持部材を、機枠２０に固定された固定部である第２の支持部６１ｂおよび連結部６１ｃと、固定部に対する位置の変動が許容される変動部である第１の支持部６１ａの他端部６１ｄと第１の領域６０ａの先端部６０ｄとにより構成し、シリンダ２７は先端部６０ｄに支持される。従って、ロッド２７ａの伸縮行程を繰り返し行う際にシリンダ２７に発生する振動や衝撃は、板ばねとして機能する第１の領域６０ａおよび第１の支持部６１ａにより減滅され、直接機枠２０に伝達することがない。これにより、テープフィーダ４の破損や歪み等の不具合を防止し、また、テープ７に収納された電子部品の位置や姿勢がずれることによるピックアップ精度や実装精度の悪化を防止する。

次に、テープ７のピッチ送り量の調整機構について説明する。図３において、テープ送り機構２１は、支軸２３を中心として揺動する揺動部材２６の揺動角に対応したピッチでテープ７をピッチ送りする。揺動部材２６の揺動角は、揺動部材２６の他端部２６ｂを支軸２３を中心に揺動させるロッド２７ａのストロークにより決定される。図５（ａ）において、ロッド２７ａは、シリンダ２７の内部で往復動するピストン２７ｂに連動して伸縮動する。ロッド２７ａのストロークはピストン２７ｂの往復行程Ｓ１により決定され、ピストン２７ａがシリンダ２７の筐体２７ｃに当接する位置でロッド２７ａの伸方向（矢印Ｅ参照）への移動が規制され、送り爪２５がストッパ３０に当接する位置でロッド２７ａの縮方向（矢印Ｄ参照）への移動が規制される。

ロッド２７ａのストロークを変更する場合、ストッパ３０の位置を変更してロッド２７ａの縮方向（矢印Ｄ参照）への移動量を大きくする場合と、シリンダ２７の位置を変更してロッド２７ａの伸方向（矢印Ｅ参照）への移動量を大きくする場合があるが、本実施の形態では、シリンダ２７の機枠２０に対する支持位置を変更することでロッド２７ａのストロークを調整する。

図４（ａ）において、第１の支持プレート６０の第２の領域６０ｂにはＹ方向（水平方
向）に延びる長孔６０ｅが形成され、長孔６０ｅの任意の位置において第２の支持部６１ｂのねじ孔６３にねじ６５で締結する。また、第２の支持プレート６１の第１の支持部６１ａのねじ孔６４についてもＹ方向（水平方向）に延びる長孔状に形成され、任意の位置においてねじ６６で締結する。第１の支持プレート６０を長孔に沿って移動させることで、第１の支持プレート６０の第２の支持プレート６１に対するＹ方向（水平方向）における締結位置を変更することができる。これにより、シリンダ２７の機枠２０に対する支持位置を調整することが可能になり、ロッド２７ａのストロークを任意の長さに調整することができる。

図５（ｂ）において、第１の支持プレート６０の第２の支持プレート６１に対する締結位置をロッド２７ａの伸方向（矢印Ｅ参照）側に変更すると、送り爪２５がストッパ３０に当接するときのピストン２７ｂの位置がシリンダ２７の尾端側に移動するので、ピストン２７ｂの往復行程がＳ１からＳ２に増大してロッド２７ａのストロークが長くなる。これにより、揺動部材２６の支軸２３に対する揺動角が大きくなってテープ７のピッチ送り量が大きくなる。一方、図５（ａ）に示すように、第１の支持プレート６０の第２の支持プレート６１に対する締結位置をロッド２７ａの縮方向（矢印Ｄ参照）側に変更すると、送り爪２５がストッパ３０に当接するときのピストン２７ｂの位置がシリンダ２７の先端側に移動するので、ピストン２７ｂの往復行程がＳ２からＳ１に減少してロッド２７ａのストロークが短くなる。これにより、揺動部材２６の支軸２３に対する揺動角が小さくなってテープ７のピッチ送り量が小さくなる。

このように、第１の支持プレート６０と第２の支持プレート６１は、シリンダ２７の機枠２０に対する支持位置を調整することでロッド２７ａのストロークを調整するストローク調整手段として機能し、テープフィーダ４におけるテープ７のピッチ送り量は、第１の支持プレート６０の第２の支持プレート６１に対する締結位置を変更してシリンダ２７の機枠２０に対する支持位置を変更するだけで容易に調整することができる。従って、テープフィーダ４において取り扱うテープ７の品種が変更されて電子部品の収納ピッチが変化する場合であっても、特別な技術を要することなく短時間でピッチ送り量を調整することができる。

次に、テープフィーダ４の供給口９に供給される電子部品の姿勢を規制する機構について説明する。図６において、テープ７に等ピッチで収納された電子部品Ｐは、上流から下流へ（矢印Ａ参照）へピッチ送りされ、開口部９に供給される。開口部９は移載ヘッド１０に装着されたノズル１０（図１参照）による電子部品Ｐのピックアップ位置となっているため、電子部品Ｐは、正常姿勢、すなわち基板２への実装姿勢である水平姿勢で開口部９に供給されることが要求される。電子部品Ｐは、テープ７の一方の面に等ピッチで形成された収納部７ｂ内に正常姿勢で収納されているが、ピッチ送りを行う際にテープ送り機構２１の駆動により生じる衝撃や振動、さらにテープ送りをガイドするテープガイド５０とテープ７の摩擦で生じる静電気等の影響により、収納部７ｂの底面から浮き上がり（図６（ａ）参照）、立ち姿勢等の正常姿勢でない状態で開口部９に送られてくることがある（図６（ｂ）参照）。

図７において、本実施の形態のテープフィーダ４には、テープ７の収納部７ｂが形成された一方の面７ｃと反対の他方の面７ｄ側、すなわち、テープ７を挟んで開口部９と対向する側に磁石５１が配設される。テープ７の収納部７ｂに正常姿勢で収納された電子部品Ｐは、磁石５１の磁力によりテープ７の他方の面７ｄ側に吸引されて収納部７ｂの底面から容易に浮き上がることがないようになっている。磁石５１のテープ７の送り方向（矢印Ａ参照）における長さＬ１は、開口部９の上流側の端部、すなわちテープガイド５０に開口部９を形成する切欠き部５０ａと、ノズル１２による電子部品Ｐのピックアップ位置Ｓとの間の長さＬ２より長く形成される。磁石５１の上部は、切欠き部５０ａより上流側で
はテープ７と略平行に形成されてテープ７の他方の面７ｄに近接し、切欠き部５０ａより下流側ではテーパが形成されてテープ７の他方の面７ｄから徐々に離反し、切欠き部５０ａから遠ざかるに従ってテープ７の他方の面７ｄとの離間距離Ｓ３が漸増するように形成される。これにより、電子部品Ｐに作用する磁石５１の磁力が切欠き部５０ａからピックアップ位置Ｓに向けて漸減する。

ところで、図８（ａ）に示すように、磁石５２を切欠き部５０ａより上流側に配設した場合、切欠き部５０ａを境に磁界が急激に変化するため、開口部９に露出された電子部品Ｐの姿勢に変化が現れることがある。また、図８（ｂ）に示すように、磁石５３の上部にテーパを形成せずにピックアップ位置Ｓより下流まで延長して配設した場合、上述したような磁界の変化は発生しないが、ノズル１２による吸着力が弱い場合、ピックアップ位置Ｓにおいて電子部品Ｐを吸引する磁力に抗して電子部品Ｐを吸着することができず、ピックアップミスが発生することがある。さらに、吸着ノズル１２が磁性体で構成されている場合、吸着ノズル１２を磁化させてしまうことがある。そのため、図７に示すような形状および位置に磁石５１を配設することで、磁界の急激な変化を回避しつつピックアップ位置Ｓにおいて電子部品Ｐに作用する磁力を減少させてピックアップミスの発生を防止している。

なお、磁石５０の上部には必ずしもテーパを設ける必要はなく、磁石５０の組成に変化を加え、切欠き部５０ａからピックアップ位置Ｓに向けて磁力が漸減するように構成してもよい。

本発明によれば、テープに収納された電子部品の姿勢変化を防止し、正確なピックアップを可能にしているので、テープフィーダを用いた電子部品の実装分野において有用である。

本発明の実施の形態の電子部品実装装置の側面図 本発明の実施の形態のテープフィーダの側面図 本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるテープ送り機構の側面図 本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるテープ送り機構の支持機構を示す側面図 本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるテープのピッチ送り量の調整機構を示す側面図 本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるテープに収納された電子部品の姿勢変化を示す側面図 本発明の実施の形態のテープフィーダにおけるピックアップ位置と磁石との位置関係を示す側面図 従来のテープフィーダにおけるピックアップ位置と磁石との位置関係を示す側面図

符号の説明

４ テープフィーダ
７ テープ
７ｂ 収納部
７ｃ 一方の面
７ｄ 他方の面
９ 開口部
１２ 吸着ノズル
２１ テープ送り機構
５１ 磁石
５０ａ 切欠き部
Ｐ 電子部品
Ｓ ピックアップ位置

Claims (2)

1. 電子部品実装装置に備えられた吸着ノズルによるピックアップ位置に電子部品を供給するテープフィーダであって、
   一方の面に電子部品を収納する収納部が等ピッチで形成されたテープを上流から下流へピッチ送りするテープ送り機構と、
   前記収納部に収納された電子部品を外部に露出する開口部と、
   前記テープの他方の面側に配設されて前記収納部に収納された電子部品を前記テープの他方の面側に吸引する磁石と、
   を備え、
   前記磁石が、前記テープの送り方向において、少なくとも前記開口部の上流側の端部と前記開口部の何れかの位置に設定された前記ピックアップ位置との間の長さより長く形成されるとともに、前記開口部の上流側の端部から前記ピックアップ位置に向けて磁力を漸減させたテープフィーダ。
2. 前記磁石が、前記テープの送り方向において、少なくとも前記開口部の上流側の端部と前記開口部の何れかの位置に設定された前記ピックアップ位置との間の長さより長く形成されるとともに、前記開口部の上流側の端部から前記ピックアップ位置に向けて前記テープの他方の面との離間距離が漸増するように形成された請求項１記載のテープフィーダ。

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