JP2008244054A - Apparatus and method of conveying electronic component - Google Patents
Apparatus and method of conveying electronic component Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008244054A JP2008244054A JP2007080929A JP2007080929A JP2008244054A JP 2008244054 A JP2008244054 A JP 2008244054A JP 2007080929 A JP2007080929 A JP 2007080929A JP 2007080929 A JP2007080929 A JP 2007080929A JP 2008244054 A JP2008244054 A JP 2008244054A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electronic component
- suction nozzle
- gas flow
- gas
- nozzle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、吸着ノズルを用いて電子部品を搬送する装置および方法に関するものである。 The present invention relates to an apparatus and a method for conveying an electronic component using a suction nozzle.
従来の電子部品の搬送装置には、受け渡し側に吸着ノズルが具備されているものがある。工程間での搬送時に、この吸着ノズルで周囲雰囲気を吸引しつつ電子部品に近接させることによって、吸着ノズルへの電子部品の吸着を実現し、吸着ノズルで吸着した状態で電子部品の搬送を行う。 Some conventional electronic component transport apparatuses include a suction nozzle on the delivery side. By sucking the ambient atmosphere with this suction nozzle and bringing it close to the electronic component during transport between processes, the electronic component is sucked to the suction nozzle, and the electronic component is transported while being sucked by the suction nozzle. .
従来の搬送装置としては、例えば、電子部品吸着時に生じる吸着ノズルとの衝突確率を低下させる機能を有する搬送装置(例えば、特許文献1参照)や、吸着ノズルとの衝撃を緩和する機能を有する搬送装置(例えば、特許文献2参照)等がある。以下、従来の搬送装置について説明する。なお、背景技術の説明において、同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。 As a conventional transport device, for example, a transport device having a function of reducing the probability of collision with a suction nozzle that occurs during electronic component suction (see, for example, Patent Document 1), or transport having a function of reducing the impact with the suction nozzle Apparatus (for example, refer to Patent Document 2). Hereinafter, a conventional conveying apparatus will be described. In the description of the background art, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図12は、特許文献1記載の電子部品の搬送装置の一部を示す斜視図である。図12は、特許文献1の図1を参照しており、この図を用いて、吸着ノズルと電子部品との衝突確率を低下させる方法について説明する。
FIG. 12 is a perspective view showing a part of the electronic component conveying apparatus described in
図12において、吸着ノズル1でチップ状の電子部品2を吸着するために、キャリアテープのキャビティ(図示せず)に配置された電子部品2を供給口である開口3まで搬送する。吸着ノズル1で電子部品2を吸着する際に、吸着ノズル1が開口3の周縁部4に衝突することで、吸着ノズル1の磨耗・破損や、吸着ノズル1の吸着信頼性の低下、開口3の変形が発生することがある。それらを防止するために、特許文献1においては、開口3の周縁部4に、吸着ノズル1の先端を衝突しにくくするための面取り5や座ぐりを形成している。
In FIG. 12, in order to suck the chip-shaped
図13は、特許文献2記載の電子部品の搬送装置の一部を示す斜視図である。図13は、特許文献2の図1を参照しており、この図を用いて、吸着ノズルとの衝撃を緩和する方法について説明する。
FIG. 13 is a perspective view showing a part of an electronic component transport device described in
図13において、吸着ノズル6の先端面には、曲面を有する回路部品7をその都度角度調整せずに安定して吸着するために、第1開口部8と、第1開口部8の周囲の環状の複数の第2開口部9、また、第2開口部9のそれぞれから吸着ノズル6の先端面の外周への空気流通溝10が形成されている。また、第1開口部8、第2開口部9の形状を円形とし、第1開口部8の直径を第2開口部9の直径よりも大きく設定することで、回路部品7をより安定して吸着させることができる。
In FIG. 13, in order to stably adsorb the
また、非接触で姿勢制御を行う方法としては、流体軸受の構造(例えば、特許文献3参照)がある。 Further, as a method of performing posture control without contact, there is a fluid bearing structure (see, for example, Patent Document 3).
図14は、特許文献3記載の流体軸受の一部を示す断面図である。図14は、特許文献3の図1を参照しており、この図を用いて、非接触での姿勢安定化について説明する。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a part of the hydrodynamic bearing described in
図14において、静圧スライド装置11を非接触でスムーズに移動させることを目的とした静圧軸受構造とすることで、スライダ12に加える負荷加重を大きくすることができ、円滑な移動や位置決め精度の向上を図ることができる。ここで、静圧スライド装置11には、位置規制のためのガイド13に対するスライダ12上面の対向面には、溝14と溝14から延びる複数の枝溝15とが設けられている。また、スライダ12下面の定盤16との対向面には、圧縮空気を絞るためのノズルを備えるオリフィス17が設けられている。
しかしながら、前述の従来の電子部品の搬送においても、電子部品の損傷が問題となっている。搬送時などの損傷により電子部品から生じた欠片は、他の電子部品によっては異物となるため、この欠片によって搬送の際の不良率が倍増する可能性がある。 However, even in the above-described conventional transportation of electronic components, damage to the electronic components is a problem. A piece generated from an electronic component due to damage during conveyance becomes a foreign substance depending on other electronic components, and this defective piece may double the defect rate during conveyance.
この電子部品の損傷原因を追究するために、出願人は高感度ビデオカメラで電子部品の搬送工程を繰り返し観察した。その観察の結果、電子部品を吸着ノズルから外す(浮上させる)際の電子部品の離陸の瞬間における電子部品の姿勢が、電子部品の損傷に大きく影響することを見出した。すなわち、吸着ノズルが真空保持状態から噴出(真空破壊)に切り替わる際に、吸着ノズルから外す電子部品の姿勢が不安定になってしまうため、電子部品の損傷が発生している可能性を見出した。 In order to investigate the cause of the damage of the electronic component, the applicant repeatedly observed the transport process of the electronic component with a high-sensitivity video camera. As a result of the observation, it was found that the attitude of the electronic component at the moment of take-off of the electronic component when the electronic component is removed (floated) from the suction nozzle greatly affects the damage to the electronic component. That is, when the suction nozzle is switched from the vacuum holding state to the ejection (vacuum break), the posture of the electronic component to be removed from the suction nozzle becomes unstable, and thus the electronic component may be damaged. .
前述の従来の電子部品の搬送においては、電子部品の姿勢を安定させることは考慮されておらず、また、流体軸受の構造も、機械要素や物体の非接触搬送へ適用されているが、非接触の部品の姿勢を安定させる目的ではないため、本発明における課題を解決するための効果を発揮しないと考えられる。 In the above-described conventional transportation of electronic parts, it is not considered to stabilize the posture of the electronic parts, and the structure of the fluid bearing is also applied to non-contact transportation of machine elements and objects. Since it is not the purpose of stabilizing the posture of the contact component, it is considered that the effect for solving the problem in the present invention is not exhibited.
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、電子部品の搬送時において電子部品の姿勢を安定させる装置及び方法の提供を目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus and method for stabilizing the posture of an electronic component during the conveyance of the electronic component.
上記目的を達成するために、本発明の電子部品搬送装置は、気体流通路と連通した開口部が先端に形成された吸着ノズルと、前記気体流通路に気体を排出または供給する給排気装置と、を備え、前記開口部の断面積が前記気体流通路の断面積よりも大きいことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electronic component transport apparatus according to the present invention includes an adsorption nozzle having an opening communicating with a gas flow passage formed at a tip thereof, and a supply / exhaust device that discharges or supplies gas to the gas flow passage. The cross-sectional area of the said opening part is larger than the cross-sectional area of the said gas flow path, It is characterized by the above-mentioned.
また、上記目的を達成するために、本発明の電子部品搬送方法は、気体流通路と連通した開口部が先端に形成された第1吸着ノズルで電子部品を吸着する第1吸着工程と、吸着された前記電子部品を搬送する搬送工程と、前記気体流通路から噴出する気体により前記第1吸着ノズルの先端から前記電子部品を浮上させる浮上工程と、浮上した前記電子部品を第2吸着ノズルで吸着する第2吸着工程と、を有し、前記気体流通路における気体通過抵抗をCsとし、電子部品と吸着ノズルとの間隙における気体通過抵抗をCxとした場合に、前記浮上工程において条件式を満たすことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the electronic component conveying method of the present invention includes a first adsorption step in which an electronic component is adsorbed by a first adsorption nozzle in which an opening communicating with a gas flow path is formed at a tip, and an adsorption A transporting step of transporting the electronic component, a floating step of levitating the electronic component from the tip of the first suction nozzle by a gas ejected from the gas flow path, and the electronic component floating up by the second suction nozzle A second adsorbing step for adsorbing, wherein the gas passage resistance in the gas flow passage is C s, and the gas passage resistance in the gap between the electronic component and the adsorption nozzle is C x , the conditions in the levitation step It is characterized by satisfying the formula.
以上のように、本発明を用いることで、吸着ノズルから浮上する電子部品の姿勢を安定化させることができ、電子部品端部が吸着ノズルに衝突することを回避して電子部品の損傷を低減することができる。 As described above, by using the present invention, it is possible to stabilize the posture of the electronic component that floats from the suction nozzle, and avoids the end of the electronic component from colliding with the suction nozzle to reduce damage to the electronic component. can do.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。ここでは、同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(実施の形態1)
図1(a)は、本発明の実施の形態1における搬送装置の一部を示す斜視図であり、図1(b)は、実施の形態1における搬送装置の一部を示す断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1A is a perspective view showing a part of the transport apparatus according to
図1において、本実施の形態における搬送装置は、第1吸着ノズル18と、それに対向する位置に第2吸着ノズル19とを具備し、吸着ノズル間で電子部品20を受け渡して搬送を行うものである。第1吸着ノズル18と第2吸着ノズル19とは、中心部にそれぞれ気体流通路21、22を有している。気体流通路21、22は、それぞれ吸引源、噴出源となるポンプ類(図示せず)に接続されることで、噴出孔23、24を通じて気体の吸引、噴出を行うことができる。また、本実施の形態では、第1吸着ノズル18と第2吸着ノズル19の先端面をそれぞれ平面として説明するが、噴出孔23、24及びその周辺部に面加工部25、26や、絞り27、28を施すことも可能である。これら面加工25、26や、通路に垂直な面内で異なる断面積の部位を形成するための絞り27、28の構成は、吸着ノズルと搬送すべき電子部品20との間隙に存在する気体に作用し、電子部品20の姿勢に影響する。これらの効果については、後述する。
In FIG. 1, the transport device in the present embodiment includes a
図2は、本発明の実施の形態1における吸着過程のフローを示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a flow of the adsorption process in the first embodiment of the present invention.
図2において、ステップS1で、第1吸着ノズル18に吸着(又は静止、真空保持)された状態で運ばれてきた電子部品20を、第1吸着ノズルでポンプからの空気を瞬間的に噴き上げて真空状態を破壊する。
In FIG. 2, in step S <b> 1, the
続いて、ステップS2で、第1吸着ノズル18からの気体供給を継続させることで、静圧スラスト機能を発現させる。これにより、電子部品20の浮遊姿勢を安定させる。
Subsequently, in step S2, the static pressure thrust function is developed by continuing the gas supply from the
続いて、ステップS3で、電子部品20が安定姿勢を実現するまで、第2吸着ノズル19の真空吸引を行わない。この時、第1吸着ノズル18からの気体供給を継続させることで、空中で電子部品20の姿勢を安定化させる。
Subsequently, in step S3, the
続いて、ステップS4で、電子部品20が安定浮遊状態になったのを確認した後、第2吸着ノズル19を電子部品20に近接させると共に、第2吸着ノズル19の真空吸引を開始する。
Subsequently, in step S4, after confirming that the
続いて、ステップS5で、電子部品20を、第2吸着ノズル19の先端面に吸着保持させる。この後、第2吸着ノズル19は、電子部品20を真空保持したまま移動させ、後工程に受け渡しを実施する。
Subsequently, in step S <b> 5, the
ここで、搬送中に何らかの外乱が作用した場合に、電子部品20の裏面で受ける圧力バランスが崩れて電子部品20の姿勢が傾く場合について、図3を用いて考察する。
Here, the case where the pressure balance received on the back surface of the
図3(a)は、本発明の実施の形態1における電子部品周辺を示す断面図であり、図3(b)は、実施の形態1における電子部品20が傾いた場合を示す断面図であり、図3(c)は、実施の形態1における電子部品20が傾いた時のモーメントを示す断面図である。
FIG. 3A is a cross-sectional view showing the periphery of the electronic component in the first embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view showing the case where the
図3(a)において、第1吸着ノズル18と電子部品20との間には、電子部品の両端それぞれで間隙29、30が生じている。
In FIG. 3A, gaps 29 and 30 are formed between the
ここで、第1吸着ノズル18と電子部品20との相対姿勢が変化すると、図3(b)に示すように、電子部品20が傾斜した状態になる。電子部品20が傾斜することによって、第1吸着ノズル18と電子部品20との間隙29、30の内、どちらか一方の間隙(図3においては間隙29)が狭まる。そのため、間隙29側の気体流路が一時的に狭まり、間隙29側の単位断面積を通過する気体流量31が増加し、間隙29側の圧力が上昇する。これにより、間隙29側においては電子部品20を支持する力が強まり、電子部品20を押し上げようとする。
Here, when the relative posture between the
一方、逆に間隙が広がる側(図3においては間隙30)では、一時的に気体流路が広がるために単位断面積を通過する気体流量32が減少し、間隙30側の圧力が減少する。これによって、電子部品20を支持する力が弱まる。
On the other hand, on the side where the gap widens (gap 30 in FIG. 3), the gas flow passage temporarily widens, so the gas flow rate 32 passing through the unit cross-sectional area decreases, and the pressure on the gap 30 side decreases. As a result, the force for supporting the
これらの結果として、図3(c)に示すように、電子部品20の傾斜とは逆向きにモーメント33、34が発生する。このモーメント33、34の作用によって、電子部品20は安定姿勢を保つことができると考えられる。
As a result, as shown in FIG. 3C, moments 33 and 34 are generated in the direction opposite to the inclination of the
図4(a)は、実施の形態1における絞りがない場合の圧力分布の一例を示す図であり、図4(b)は、実施の形態1における絞りがある場合の圧力分布の一例を示す図である。 FIG. 4A is a diagram illustrating an example of the pressure distribution when there is no restriction in the first embodiment, and FIG. 4B is an example of the pressure distribution when there is a restriction in the first embodiment. FIG.
図4(a)に示すように、座ぐりなどの面加工部が存在しない場合は、第1吸着ノズル18から電子部品20に加わる圧力の圧力分布35は、電子部品20の中心部から外周に向けて降下する分布となる。
As shown in FIG. 4A, when there is no surface machining portion such as a spot facing, the
それに対し、図4(b)に示すように、座ぐりなどの面加工部25が、第1吸着ノズル18の先端面に施されている場合は、面加工部25が静圧スラスト軸受のリセスとして機能する。この時の第1吸着ノズル18には、第1吸着ノズル18と電子部品20との間隙に存在する気体の静的な圧力によって生じる荷重が作用する。この場合は、面加工部25から電子部品20の裏面への投影面積に相当する領域で圧力分布36が一定となり、同じ孔寸法でも大きな負荷容量を得ることができる。ここで、座ぐりなどの面加工部25の形状は、搬送する電子部品20よりも小さく、かつ、電子部品20の相似形が望ましい。これは、電子部品20の裏面に不均一な圧力分布を発生させないためである。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the
図5は、本発明の実施の形態1におけるオリフィスを有するノズルの断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a nozzle having an orifice according to
図5に示すように、気体流通路21中にそれぞれオリフィス絞り37を設けることにより、第1吸着ノズル18が、静圧スラスト軸受のように、第1吸着ノズル18と電子部品20との間隙量の変化に対応して圧力を増減する作用を有する。これにより、間隙内の気体に作用する負荷の変化を抑える効果が期待できる。
As shown in FIG. 5, by providing the
前述の構成による本実施の形態の電子部品搬送装置によれば、搬送中の電子部品20の姿勢が傾斜した際でも、自立的に姿勢を制御することができる。従って、電子部品20の端部が第2吸着ノズル19に衝突する可能性を低下させることができるため、電子部品20の損傷に起因する異物の発生を抑制できる。結果として、電子部品搬送装置における歩留まりを向上させるとともに、工程内のクリーン環境を保つことが可能となる。
According to the electronic component transport apparatus of the present embodiment having the above-described configuration, the posture can be controlled independently even when the posture of the
なお、本実施の形態で説明した座ぐりによる表面絞り形状の面加工部25の他に、気体流通路21中にオリフィス絞り37を有するノズルであっても、静圧スラスト軸受の機能を備えていれば、本実施の形態の効果を奏することができる。
It should be noted that, in addition to the surface-drawing-shaped
ここで、第1吸着ノズル18が、静圧スラスト軸受の機能を発現させるための面加工部25や絞りの寸法を設計について考察する。
Here, the
図6(a)は、本発明の実施の形態1における軸受の上断面図であり、図6(b)は、実施の形態1における軸受の平面図である。ここで、図6に示すように、ノズルは、座ぐり(ポケット)40及びオリフィス絞り41を有する。
6A is a top sectional view of the bearing in the first embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a plan view of the bearing in the first embodiment. Here, as shown in FIG. 6, the nozzle has a counterbore (pocket) 40 and an
図6(a)において、Roは軸受半径、Riは座ぐり半径を示し、図6(b)において、はオリフィス絞り41の直径をd、軸受間隙42の距離をhとする。さらに、大気圧をPaとし、座ぐり40出口の圧力をPoとし、第1吸着ノズル18への給気圧力をPsとする。
In FIG. 6A, R o represents the bearing radius, R i represents the counterbore radius, and in FIG. 6B, the diameter of the
ここで、第1吸着ノズル18が、静圧スラスト軸受として機能する範囲について考察する。オリフィス絞り41における気体通過抵抗をCsとし、軸受間隙42における気体通過抵抗をCxとすると、下記式(1)が成立する。
Here, the range in which the
式(1)において、圧力損失を低減し、効率を上げるためには、Cxに対するCsの比を設定する必要がある。Csは、Cxに比較して同等または大きい方が望ましい。CsがCxに対して小さい場合、主たる圧力損失は軸受隙間42で発生することになる。この場合、給気圧力Psに変動が生じると、直接、軸受隙間42での圧力変動として現れ、電子部品20の姿勢安定化に悪影響を及ぼす。Cs/Cxの比は大きいほうが望ましいが、少なくとも同等以上、すなわち 1<Cs/Cx であることが望ましい。
In Equation (1), in order to reduce pressure loss and increase efficiency, it is necessary to set the ratio of C s to C x . C s is preferably equal to or larger than C x . When C s is smaller than C x , the main pressure loss occurs in the
一方、CsがCxに対して大きくなりすぎると、オリフィス絞り41で発生する圧力損失が大きくなるため、高圧の供給圧力Psが必要となる。安定的に高圧エアを供給できるようにするためには、供給圧力Psは10気圧以下が望ましい。
On the other hand, if C s becomes too large with respect to C x , the pressure loss generated in the
また、給気圧力Psは、式(1)より、 Ps=(1+Cs/Cx)Po で求められる。より安定的に高圧エアを供給するためにも、Cs/Cxの比は5以下とし、PsはPoに対し、高々6となるように設定することが望ましい。実用的な値は、経験的に下記式(2)で示される範囲の値である。
Further, the supply air pressure P s is obtained from the equation (1) as P s = (1 + C s / C x ) P o . In order to supply high-pressure air more stably, it is desirable to set the ratio of C s / C x to 5 or less and to set
気体通過の抵抗値が上記式(2)を満たすことが、本実施の形態において、ノズルが静圧スラスト軸受の機能を発現するために必要な範囲である。CxおよびCsの値は、絞り形状や座ぐり形状によって定められており、例えば毛細管絞りを有するノズルのCsについてはPoiseuilleの式から式(3)が求められ、座ぐり形状のCxについては下記式(4)に示すように求められる。 In the present embodiment, the gas passage resistance value satisfying the above formula (2) is a range necessary for the nozzle to exhibit the function of the hydrostatic thrust bearing. The values of C x and C s are determined by the throttle shape and the counterbore shape. For example, for C s of a nozzle having a capillary stop, Equation (3) is obtained from Poiseille's formula, and the counterbore shape C x Is obtained as shown in the following formula (4).
さらに、この条件下においては、座ぐり40出口の圧力Poが大気圧Pa以上となることが必要となるため、給気圧力Psが、下記式(5)で示される範囲の値となる。
Furthermore, in this condition, since the
次に、具体的にノズル形状を設定する手順について記述する。静圧スラスト軸受では、軸受間隙42を通過する気体に関して、次に示すレイノルズ方程式、式(6)が成立する。
Next, a specific procedure for setting the nozzle shape will be described. In the hydrostatic thrust bearing, the following Reynolds equation, equation (6), holds for the gas passing through the bearing
ここで、mは軸受間隙42を通過する気体の粘性、rは気体密度を示す。
Here, m is the viscosity of the gas passing through the bearing
円筒座標系で示されるNavier−Stokesの方程式から、軸受間隙42を通過する気体重量流量woは下記式(7)で表される。
From equation of Navier-Stokes represented by a cylindrical coordinate system, the gas weight flow rate w o which passes through the bearing
一方、軸受内に流入する気体重量流量wiは下記式(8)で表される。ここで、γaは大気圧・常温における気体の比重量であり、S(=πd2/4)は給気面積を示す。Sは絞り形状によって変化するが、以下ではオリフィス絞りの場合を例に式展開を行う。 On the other hand, the gas weight flow w i flowing into the bearing is expressed by the following formula (8). Here, gamma a is the specific weight of the gas at atmospheric pressure, room temperature, S (= πd 2/4 ) shows the air supply area. S varies depending on the shape of the diaphragm, but in the following, formula expansion is performed by taking the orifice diaphragm as an example.
ここで、は気体定数、Tは給気温度である。また、Y はオリフィスの流出速度係数であり、条件に応じてオリフィスの流出速度係数Ψは変化する。具体的には、 Po/Ps≧{2/(k+1)}k/(k-1) の時は下記式(9)で表され、 Po/Ps<{2/(k+1)}k/(k-1) の時は下記式(10)で表される。 Here, is a gas constant, and T is a supply air temperature. Y is an orifice outflow rate coefficient, and the orifice outflow rate coefficient Ψ varies depending on conditions. Specifically, when P o / P s ≧ {2 / (k + 1)} k / (k−1) , it is expressed by the following equation (9), and P o / P s <{2 / (k + 1)} When k / (k-1) , it is expressed by the following formula (10).
ここで、式中のgは重力加速度、kは気体の断熱指数である。 Here, g in the equation is gravitational acceleration, and k is the adiabatic index of gas.
出入する気体重量流量が一定であることから、上記式(7)と上記式(8)とを連立させることができ、下記式(11)のように、座ぐり40出口の圧力Poを求めることができる。また、圧力分布は下記式(12)で与えられる。
Since the gas weight flow rate entering and exiting is constant, the equation (7) and can be simultaneous with the formula and (8), as in the following equation (11), determining the pressure P o of the
上記式(12)で得られた圧力分布を軸受面積全域に亘って積分することにより、軸受の負荷能力Wが求められる。オリフィス絞りの場合には次の近似式、式(13)が与えられている。 By integrating the pressure distribution obtained by the above equation (12) over the entire area of the bearing, the load capacity W of the bearing is obtained. In the case of orifice restriction, the following approximate expression, Expression (13), is given.
今、電子部品20は第1吸着ノズル18から浮上すれば良いことから、負荷能力Wは電子部品20の重量である。よって、一連の上記式(6)〜上記式(13)を用いて、絞りなどの寸法を求めることができる。例として、重量2.0mg、厚み0.20mm、直径2.0mmの円形の電子部品20を浮上させることを考える。軸受寸法は電子部品寸法と等しいことから、軸受半径Ro=1.0mm、座ぐり半径Ri=0.90mm、環境温度T=20℃であるとする。ここで、軸受間隙hは電子部品20が空中に持ち上げられる高さだと考えて良い。一般に電子部品には電極形成のためのバンプを始めとした構成要素が設けられており、ここで扱う対象としてはバンプ等の構成要素の高さを0.10mm程度としている。図2でも示した通り、浮上した電子部品20を吸着するのは第2吸着ノズル19であり、第1吸着ノズル18の役割は、電子部品20を安定に離陸させることである。そのため、この軸受間隙hは電子部品20の表面の構成要素の高さがあれば十分である。よって軸受間隙hの最大値は、構成要素の高さである0.10mmよりわずかに大きい値とする。
Since the
図7は、実施の形態1における絞りと給気圧力との関係図である。図7は、前述の条件下において、電子部品20を離陸させるための絞り直径dと、その際に必要な給気圧力Psの関係を示したものである。このように与えられたノズルの寸法を基に式展開を実施することによって、所望の絞りや給気圧力などの変数同士の関係を求めることができる。さらに、上記式(2)および上記式(5)に示した条件を当てはめることによって、残る寸法を求めることができる。
FIG. 7 is a relationship diagram between the throttle and the supply air pressure in the first embodiment. FIG. 7 shows the relationship between the throttle diameter d for taking off the
(実施の形態2)
前述の構成より成る電子部品搬送装置では、第1吸着ノズル18から噴出される気体流量及びそれに起因して生じる圧力分布を、電子部品20の裏面で安定化されることに注目している。ここで、負荷能力の算出についても上記式(1)〜式(7)を用いて示す。
(Embodiment 2)
In the electronic component transport apparatus having the above-described configuration, attention is paid to the fact that the flow rate of the gas ejected from the
さらなる電子部品20の姿勢安定化を図るため、それぞれ独立な気体の噴出孔23、面加工25、気体流通路21を複数設けることが考えられる。この構成により、各孔から生じるモーメントを相殺し、さらに圧力分布を均一化することを主目的とする。これを検証するために、噴出孔23を複数設けた場合について、シミュレーション結果を元に考察する。
In order to further stabilize the posture of the
図8(a)は、実施の形態2における噴出孔が1つの場合の圧力分布図であり、図8(b)は、実施の形態2における噴出孔が4つの場合の圧力分布図であり、図8(c)は、実施の形態2における噴出孔が9つの場合の圧力分布図である。 FIG. 8A is a pressure distribution diagram in the case where there is one ejection hole in the second embodiment, and FIG. 8B is a pressure distribution diagram in the case where there are four ejection holes in the second embodiment. FIG. 8C is a pressure distribution diagram when the number of ejection holes in the second embodiment is nine.
ここで、図8(a)〜図8(c)は、面加工部25内における複数の噴出孔23を有する際に、孔数の圧力分布に対する影響を数値解析により求めたものである。面加工部25の寸法は1辺50mmの正方形、噴出孔23のサイズはそれぞれが直径0.5mm、各噴出孔の噴出圧力は30.0kgf/mm2の場合を想定している。
Here, FIG. 8A to FIG. 8C are obtained by numerical analysis of the influence of the number of holes on the pressure distribution when the plurality of ejection holes 23 are provided in the
より具体的には、図8(a)は面加工部25中央部に噴出孔23を1孔配置したものを、図8(b)は噴出孔23を均等4孔配置したものを、図8(c)は噴出孔23を均等9孔配置したものである。それぞれの比較から、噴出孔23の孔数が増えるにつれて圧力勾配が小さくなり、同時に圧力一定の領域も増加することが分かる。そのため、電子部品20の安定姿勢を保つためには孔数が多いほうが有利であることが明らかである。
More specifically, FIG. 8A shows one in which one
また、噴出孔23の配置とそのバランスについて、例えば、図8(b)の4孔配置を用いて考えると、その配置を均等に設定することが好ましい。 Further, regarding the arrangement of the ejection holes 23 and the balance thereof, for example, considering the arrangement of the four holes in FIG. 8B, it is preferable to set the arrangements equally.
図9(a)は、実施の形態2における噴出孔が4つの場合の孔配置図であり、図9(b)は、実施の形態2における噴出孔が9つの場合の孔配置図である。 FIG. 9A is a hole arrangement diagram when there are four ejection holes in the second embodiment, and FIG. 9B is a hole arrangement diagram when there are nine ejection holes in the second embodiment.
噴出孔23が4つの場合の配置は、図9(a)のように均等に設定することが望ましい。これは各孔から生じる圧力が電子部品20の裏面に均等に作用すること、および負荷荷重を均等に受け持つことを狙ったものである。この概念を基に、9孔配置を考えると図9(b)のようになる。なお、孔数が増加した場合も同様の考え方で配置をすれば良い。換言すれば、孔数とその配置については、電子部品20の形状に対応して、モーメントを釣り合わせる数と、それを満足する配置であれば良い。一般的に電子部品20の形状は長方形であることが多く、電子部品の傾斜要因となるモーメントを釣り合わせるためには、噴出孔は線対称、もしくは点対称の位置に配置され、それに対応した数であることが望まれる。
The arrangement in the case of four ejection holes 23 is desirably set evenly as shown in FIG. This is intended for the pressure generated from each hole to act evenly on the back surface of the
また、複数の面加工部を有する構成も、前述と同様の効果を発揮する。 Moreover, the structure which has a some surface process part exhibits the same effect as the above-mentioned.
図10(a)は、実施の形態2における面加工部が複数の場合の配置図であり、図10(b)は、実施の形態2における気体流通路が複数の場合の配置図である。 FIG. 10A is a layout diagram in the case where there are a plurality of surface processed portions in the second embodiment, and FIG. 10B is a layout diagram in the case where there are a plurality of gas flow passages in the second embodiment.
図10(a)や図10(b)に示す構成は、面加工部25や気体流通路21自体が独立に複数存在し、面加工部25の領域において静圧スラスト軸受の効果を得るものである。これらの位置と数は前述の噴出孔23の場合と同様に、線対称もしくは点対称の位置が望ましい。
10 (a) and 10 (b) has a plurality of
ここで、電子部品20の吸着過程は、実施の形態1で示した図2のステップS1〜S5と概略同じである。
Here, the adsorption process of the
なお、図10(a)、図10(b)で示した複数配置の例には、オリフィス絞りと自成絞りを挙げたが、他の絞り形態として、実施の形態1で記述した各種の絞り形状を含む。 In the example of the multiple arrangements shown in FIGS. 10A and 10B, an orifice diaphragm and a self-contained diaphragm are mentioned. However, as other diaphragm forms, various diaphragms described in the first embodiment are used. Includes shape.
(実施の形態3)
さらに、電子部品20の裏面形状が、対称形状で無い場合に選択すべき構成について考察する。
(Embodiment 3)
Further, a configuration to be selected when the back surface shape of the
図11(a)は、実施の形態3における搬送装置の斜視図であり、図11(b)は、実施の形態3における搬送装置の断面図であり、図11(c)は、実施の形態3における複数の気体流通路を有する場合の断面図である。 FIG. 11A is a perspective view of the transfer apparatus in the third embodiment, FIG. 11B is a cross-sectional view of the transfer apparatus in the third embodiment, and FIG. 11C is the embodiment. 3 is a cross-sectional view when a plurality of gas flow passages in FIG.
図11(a)は、図1に示す構成の面加工部25、および絞り27に相当する部分を多孔質体43に置換した構成であり、気体流通路21が多孔質体43に接続されている。
FIG. 11A shows a configuration in which the
気体流通路21を通過した気体は多孔質体43内に取り込まれ、内在する連続気孔を通じて表面から噴出される。多孔質体43表面ではランダムかつ均一に気体が噴出し、電子部品20裏面全域を噴き上げることが期待される。多孔質体43の材質としては、ノズルとしての強度を維持する観点から、多孔質セラミックスなどが考えられるが、多孔質金属でも可能だと推測される。
The gas that has passed through the
なお、多孔質体43の気体通過抵抗Csの算出が困難な場合は、気体流量Qと多孔質体通過後の圧力変化DPをそれぞれ実測し、下記式(14)として求めることができる。
If it is difficult to calculate the gas passage resistance C s of the
また、上記式(2)としい(14)より、下記式(15)が算出される。 Further, the following equation (15) is calculated from the above equation (2) and (14).
本実施の形態によれば、電子部品20が長方形以外の形状をとる場合に対しても、多孔質体43に内在する連続気孔が絞りと同等の働きを有し、電子部品20裏面に対して均一な圧力分布を生じさせることができる。結果として、搬送中の電子部品20の姿勢が傾斜した際でも、自立的に姿勢を制御することができる。したがって、電子部品20の端部が第2吸着ノズル19に衝突する危険性を回避でき、電子部品20の損傷に起因する異物の発生を抑制できることから、電子部品の搬送工程のおける歩留まりが向上するとともに、工程内のクリーン環境を保つことが可能である。
According to the present embodiment, even when the
ここで、吸着過程は実施の形態1で示した図2と大きく変更する部分はない。 Here, the adsorption process is not greatly changed from FIG. 2 shown in the first embodiment.
なお、多孔質体43に内在する不連続気孔によって、気体噴出が阻害されることを防止するために、図11(c)に示すように多孔質体43に接続する気体流通路21を複数配置しても良い。
In order to prevent the gas ejection from being hindered by the discontinuous pores present in the
本発明によると、搬送すべき電子部品と吸着ノズルとの不安定な衝突を回避し、電子部品の損傷を抑えるとともに、電子部品の欠片の発生を防止することでクリーン環境を保つことができるため、電子部品を搬送する装置等に有用である。 According to the present invention, an unstable collision between the electronic component to be transported and the suction nozzle can be avoided, the electronic component can be prevented from being damaged, and a clean environment can be maintained by preventing the occurrence of a fragment of the electronic component. It is useful for an apparatus for conveying electronic parts.
また、対象物を安定して空間保持する機能が含まれていることから、測定機器のステージへの適用等にも有用であると考える。 In addition, since it includes a function of stably holding an object in space, it is useful for application to a stage of a measuring instrument.
18 第1吸着ノズル
19 第2吸着ノズル
20 電子部品
21、22 気体流通路
23、24 噴出孔
25、26 面加工部
27、28 絞り
18
Claims (6)
前記気体流通路に気体を排出または供給する給排気装置と、を備え、
前記開口部の断面積が前記気体流通路の断面積よりも大きいこと
を特徴とする電子部品搬送装置。 An adsorption nozzle having an opening communicating with the gas flow passage formed at the tip;
An air supply / exhaust device for discharging or supplying gas to the gas flow passage,
The electronic component transport apparatus according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the opening is larger than a cross-sectional area of the gas flow passage.
を特徴とする請求項1記載の電子部品搬送装置。 The electronic component transport apparatus according to claim 1, wherein a porous body is provided at a tip of the suction nozzle.
を特徴とする請求項1または2記載の電子部品搬送装置。 The electronic component transport apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that includes a plurality of suction nozzles and performs control to transfer and transport the electronic component between the plurality of suction nozzles.
吸着された前記電子部品を搬送する搬送工程と、
前記気体流通路から噴出する気体により前記第1吸着ノズルの先端から前記電子部品を浮上させる浮上工程と、
浮上した前記電子部品を第2吸着ノズルで吸着する第2吸着工程と、を有し、
前記気体流通路における気体通過抵抗をCsとし、電子部品と吸着ノズルとの間隙における気体通過抵抗をCxとした場合に、前記浮上工程において下記式(1)を満たすこと
を特徴とする電子部品搬送方法。
A transporting process for transporting the adsorbed electronic component;
A levitation step of levitating the electronic component from the tip of the first suction nozzle by a gas ejected from the gas flow path;
A second adsorption step of adsorbing the levitated electronic component with a second adsorption nozzle,
When the gas passage resistance in the gas flow path is C s and the gas passage resistance in the gap between the electronic component and the suction nozzle is C x , the following equation (1) is satisfied in the levitation step: Parts transport method.
を特徴とする請求項4記載の電子部品搬送方法。 5. The electronic component conveying method according to claim 4, wherein the electronic component is levitated to a height of 0.1 mm from the tip surface of the first suction nozzle in the ascent step.
前記多孔質体の内部を通過する気体流量をQとし、前記多孔質体通過前後の圧力変化をΔPとし、電子部品と前記多孔質体との間隙における気体通過抵抗をCxとした場合に、下記式(2)を満たすこと
を特徴とする請求項4または5記載の電子部品搬送方法。
When the gas flow rate passing through the inside of the porous body is Q, the pressure change before and after passing through the porous body is ΔP, and the gas passage resistance in the gap between the electronic component and the porous body is C x , The electronic component conveying method according to claim 4, wherein the following expression (2) is satisfied.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007080929A JP2008244054A (en) | 2007-03-27 | 2007-03-27 | Apparatus and method of conveying electronic component |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007080929A JP2008244054A (en) | 2007-03-27 | 2007-03-27 | Apparatus and method of conveying electronic component |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008244054A true JP2008244054A (en) | 2008-10-09 |
Family
ID=39915053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007080929A Pending JP2008244054A (en) | 2007-03-27 | 2007-03-27 | Apparatus and method of conveying electronic component |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008244054A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012059901A (en) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Shibaura Mechatronics Corp | Mounting device of electronic component |
-
2007
- 2007-03-27 JP JP2007080929A patent/JP2008244054A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012059901A (en) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Shibaura Mechatronics Corp | Mounting device of electronic component |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10418262B2 (en) | Gas floated workpiece supporting apparatus and noncontact workpiece support method | |
JP4607665B2 (en) | Non-contact support device | |
JP5871366B2 (en) | Levitation transfer device | |
JP2011213435A (en) | Carrying device and applying system | |
JP5399963B2 (en) | Substrate transfer apparatus and substrate processing apparatus | |
JP2003063643A (en) | Thin plate conveying system and apparatus | |
US20190084778A1 (en) | Conveying pad, conveying apparatus using the conveying pad, and conveying method | |
CN106684014B (en) | Substrate floating and conveying device | |
JP6704658B2 (en) | Stage equipment | |
JP4012591B2 (en) | Conveying method of transported object and levitation type conveying apparatus in levitation type conveying apparatus | |
JP2010260715A (en) | Levitation unit and levitation device | |
CN108525941B (en) | Coating apparatus and coating method | |
JP6860356B2 (en) | Coating device and coating method | |
JP2008244054A (en) | Apparatus and method of conveying electronic component | |
JP4982292B2 (en) | Coating apparatus and coating method | |
CN113424303A (en) | Apparatus, system, and method for controlling substrate float | |
JP4494179B2 (en) | Non-contact support device | |
JP6860357B2 (en) | Coating device and coating method | |
JP6456904B2 (en) | Gas floating work support device | |
JPS62211236A (en) | Holding material for plate-like member | |
JP6270114B2 (en) | Substrate floating device | |
JP6147521B2 (en) | Levitation conveyance device, conveyance rail, and levitation conveyance method | |
JP2004025003A (en) | Apparatus for coating thin film continuously | |
JP2021011373A (en) | Air levitation device | |
JP6368508B2 (en) | Substrate floating device |