JP2013162090A - Electronic component mounting apparatus and electronic component mounting method - Google Patents

Electronic component mounting apparatus and electronic component mounting method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic component mounting apparatus which comprises mounting heads using shaft type linear motors to reduce a nozzle pitch and allows a large stroke of nozzles without causing increase of the mounting head size or decrease of the mounting precision.SOLUTION: A main frame 10 is provided with a sub-frame 20 that can be vertically moved by a servomotor 30. The sub-frame 20 is provided with a plurality of nozzle units 40 that can be vertically moved by shaft type linear motors 50. A nozzle 41 is placed at an end of each of the nozzle units. The nozzles 41 are vertically moved by a combination of vertical movement of the sub-frame 20 by the servomotor 30 and vertical movement of the nozzle units 40 by the shaft type linear motors 50.

Description

本発明は、ICチップ等の電子部品をプリント基板上に実装する電子部品実装装置及び電子部品実装方法に関する。なお、本明細書では、電子部品実装装置のことを単に実装装置ともいい、電子部品のことを単に部品ともいい、プリント基板のことを単に基板ともいう。   The present invention relates to an electronic component mounting apparatus and an electronic component mounting method for mounting an electronic component such as an IC chip on a printed board. In this specification, an electronic component mounting apparatus is simply referred to as a mounting apparatus, an electronic component is simply referred to as a component, and a printed circuit board is simply referred to as a board.

電子機器の小型軽量化、高機能化の進展に伴い、これに搭載される基板においても更なる小型化、高集積化が求められている。このように小型化、高集積化する基板においては、電子部品が実装される実装箇所が狭ピッチ化しているため、実装ヘッドにおいてもノズルピッチを狭ピッチ化することが要求される。   As electronic devices become smaller and lighter and have higher functionality, there is a need for further miniaturization and higher integration of substrates mounted thereon. In such a miniaturized and highly integrated substrate, the mounting locations on which electronic components are mounted are narrowed, and therefore the nozzle pitch is also required to be reduced in the mounting head.

このような狭ピッチ化の要求に対して、特許文献1では、シャフト型リニアモータを使用した実装ヘッドを備える実装装置が提案されている。具体的には特許文献1の実装ヘッドでは、下端にノズルが装着された複数のノズルユニットのそれぞれ鉛直上方にシャフト型リニアモータを配置し、シャフト型リニアモータで各々のノズルユニットを個別に上下移動させるようにしている。   In response to such a narrow pitch requirement, Patent Document 1 proposes a mounting apparatus including a mounting head using a shaft type linear motor. Specifically, in the mounting head of Patent Document 1, a shaft type linear motor is arranged vertically above each of a plurality of nozzle units having nozzles attached to the lower end, and each nozzle unit is individually moved up and down by the shaft type linear motor. I try to let them.

しかしながら、特許文献1の実装装置において、ノズルの上下方向のストロークを大きくしようとすると、シャフト型リニアモータのシャフトを長くする必要があり、その結果、シャフト型リニアモータが上下に大型化し、実装ヘッドの高さが高くなると共に、実装ヘッドの重心位置も高くなる。実装ヘッドの重心位置が高くなると、実装ヘッドに振動が生じやすくなり、それに伴いノズルも振動するので、実装精度が低下するという問題が生じる。   However, in the mounting apparatus disclosed in Patent Document 1, if the vertical stroke of the nozzle is to be increased, it is necessary to lengthen the shaft of the shaft type linear motor. As a result, the shaft type linear motor increases in size up and down, and the mounting head As the height of the mounting head increases, the position of the center of gravity of the mounting head also increases. If the position of the center of gravity of the mounting head is increased, vibration is likely to occur in the mounting head, and the nozzle is also vibrated accordingly, which causes a problem that mounting accuracy is lowered.

また、ノズルのストロークを大きくした場合、ノズルユニットにおいてボールスプラインのスプライン軸が、保持されている部分から下方に大きく延出するため、スプライン軸先端のノズルが振動しやすくなり、この点からも実装精度が低下するという問題が生じる。   In addition, when the nozzle stroke is increased, the spline shaft of the ball spline in the nozzle unit extends greatly downward from the held part, making it easier for the nozzle at the tip of the spline shaft to vibrate. There arises a problem that accuracy is lowered.

このように特許文献1の実装装置においてノズルのストロークを大きくしようとすると、実装ヘッドの上下方向の大型化を招くと共に、実装精度が低下するという問題がある。このため、特許文献1の実装装置では、ノズルのストロークを長くすることは困難である。ノズルのストロークが短いと、実装できる部品の高さに制約が生じ、実装対象部品の仕様が制限される。   Thus, when trying to increase the stroke of the nozzle in the mounting apparatus of Patent Document 1, there is a problem that the mounting head is increased in size in the vertical direction and mounting accuracy is lowered. For this reason, in the mounting apparatus of patent document 1, it is difficult to lengthen the stroke of a nozzle. If the nozzle stroke is short, the height of components that can be mounted is restricted, and the specifications of the components to be mounted are limited.

国際公開第2007/111296号International Publication No. 2007/111296

本発明が解決しようとする課題は、ノズルピッチを狭ピッチ化するためにシャフト型リニアモータを使用した実装ヘッドを備えた電子部品実装装置において、実装ヘッドの大型化及び実装精度の低下を招くことなく、ノズルのストロークを大きくできるようにすることにある。   The problem to be solved by the present invention is that in an electronic component mounting apparatus equipped with a mounting head using a shaft type linear motor to narrow the nozzle pitch, the mounting head is increased in size and mounting accuracy is reduced. There is no need to increase the stroke of the nozzle.

本発明の電子部品実装装置は、複数の電子部品を複数のノズルにより吸着保持して、プリント基板における複数の実装箇所に前記各々の電子部品を実装する実装ヘッドを備える電子部品実装装置において、前記実装ヘッドが、メインフレームと、前記メインフレームに対して上下移動可能に設けられたサブフレームと、前記メインフレームに設けられ、前記サブフレームを上下移動させるサーボモータと、その下端に前記ノズルが装着され、前記サブフレームに対して上下移動可能に設けられた複数のノズルユニットと、前記各々のノズルユニットの鉛直上方において前記サブフレームに固定され、前記各々のノズルユニットを前記サブフレームに対して個別に上下移動させる複数のシャフト型リニアモータと、前記サブフレームに設けられ、前記各々のノズルユニットを回転駆動する回転装置とを備えることを特徴とするものである。   The electronic component mounting apparatus according to the present invention is an electronic component mounting apparatus including a mounting head that sucks and holds a plurality of electronic components by a plurality of nozzles and mounts each electronic component at a plurality of mounting locations on a printed circuit board. A mounting head includes a main frame, a sub-frame that can be moved up and down with respect to the main frame, a servo motor that is provided in the main frame and moves the sub-frame up and down, and the nozzle is attached to the lower end of the servo motor. A plurality of nozzle units provided so as to be movable up and down with respect to the sub-frame, and fixed to the sub-frame vertically above each nozzle unit, and each nozzle unit individually with respect to the sub-frame. A plurality of shaft-type linear motors that are moved up and down, and provided on the subframe. It is characterized in further comprising a rotary device for rotating the respective nozzle units.

本発明の電子部品実装方法は、前記本発明の電子部品実装装置による電子部品実装方法において、前記サーボモータによる前記サブフレームの上下移動と、前記各々のシャフト型リニアモータによる前記各々のノズルユニットの上下移動との組合せにより、前記各々のノズルを上下移動させることを特徴とするものである。   The electronic component mounting method of the present invention is the electronic component mounting method of the electronic component mounting apparatus of the present invention, wherein the sub-frame is moved up and down by the servo motor, and the nozzle units of the respective shaft type linear motors. Each of the nozzles is moved up and down by a combination with vertical movement.

本発明によれば、サブフレームに固定されたシャフト型リニアモータによってノズルユニットを上下移動させるのに加え、サーボモータによってサブフレームを上下移動させるので、シャフト型リニアモータのストロークを大きくしなくとも、サブフレームを上下移動させることで、ノズルのストロークを大きくすることができる。したがって、シャフト型リニアモータのストロークを大きくした場合に生じる、前述の実装ヘッドの大型化及び実装精度の低下の問題を招くことなく、ノズルのストロークを大きくできる。   According to the present invention, the nozzle unit is moved up and down by the shaft type linear motor fixed to the sub frame, and the sub frame is moved up and down by the servo motor, so that the stroke of the shaft type linear motor is not increased. The nozzle stroke can be increased by moving the subframe up and down. Therefore, the stroke of the nozzle can be increased without incurring the problems of the increase in the size of the mounting head and the decrease in mounting accuracy that occur when the stroke of the shaft type linear motor is increased.

また、実装精度の低下を招くことなくノズルのストロークを大きくできるので、実装できる部品の高さに制約がなくなり、小型部品から大型部品まで実装対象部品の仕様を拡大することができる。   Further, since the nozzle stroke can be increased without causing a decrease in mounting accuracy, there is no restriction on the height of components that can be mounted, and the specifications of components to be mounted can be expanded from small components to large components.

本発明の実施形態の電子部品実装装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の実装ヘッドを簡略化して示す構成図で、(a)は側面構成図、(b)はノズルユニット部分を示す正面構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram which simplifies and shows the mounting head of embodiment of this invention, (a) is a side block diagram, (b) is a front block diagram which shows a nozzle unit part. ノズルユニットとその鉛直上方に配置されたシャフト型リニアモータを単体で示す正面図である。It is a front view which shows the nozzle unit and the shaft-type linear motor arrange | positioned perpendicularly upward. (a)は本発明の実施形態の実装ヘッドにおいてノズルを上限の起点位置に位置させた状態を示し、(b)は同実施形態においてノズルを下方に移動させた状態を示し、(c)は前記特許文献1の実装ヘッドにおいて、(b)と同じストロークでノズルを下方に移動させた状態を示す。(A) shows a state where the nozzle is positioned at the upper limit starting position in the mounting head of the embodiment of the present invention, (b) shows a state where the nozzle is moved downward in the embodiment, and (c) shows In the mounting head of Patent Document 1, the nozzle is moved downward with the same stroke as (b). (a)は各工程でのノズルの上下位置を示し、(b)は前記各工程におけるサーボモータのストロークを示し、(c)は前記各工程におけるシャフト型リニアモータのストロークを示す。(A) shows the vertical position of the nozzle in each step, (b) shows the stroke of the servo motor in each step, and (c) shows the stroke of the shaft type linear motor in each step.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明の実施形態の電子部品実装装置の全体構成について説明する。図1は本実施形態の電子部品実装装置の全体構成図である。   First, the overall configuration of the electronic component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electronic component mounting apparatus according to the present embodiment.

図1において、電子部品実装装置のベースとなる基台1上には、基板2の搬送を行う基板搬送装置3がX方向に延伸して配置されている。基板搬送装置3には基板2をクランプして保持する機能が備わっており、X方向に搬送される基板2を所定の位置で保持する基板保持装置として機能する。なお、本実施形態においては、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方向とし、X方向及びY方向に直交する鉛直方向をZ方向とする。   In FIG. 1, a substrate transfer device 3 for transferring a substrate 2 is arranged extending in the X direction on a base 1 serving as a base of an electronic component mounting apparatus. The substrate transfer device 3 has a function of clamping and holding the substrate 2 and functions as a substrate holding device that holds the substrate 2 transferred in the X direction at a predetermined position. In the present embodiment, the transport direction of the substrate 2 is the X direction, the direction orthogonal to the horizontal plane in the horizontal plane is the Y direction, and the vertical direction orthogonal to the X direction and the Y direction is the Z direction.

基板搬送装置3のY方向における両側方には、電子部品供給用フィーダの一例である複数のパーツフィーダ4が配置されている。パーツフィーダ4は電子部品供給装置として機能し、内部に収納された複数の電子部品を順次供給する。

基台1のX方向における両端部には一対のYテーブル5が配置されており、この一対のYテーブル5上に一対のXテーブル6が架け渡されている。各Xテーブル6には実装ヘッド100が装着されている。Yテーブル5及びXテーブル6には、それぞれY軸駆動機構及びX軸駆動機構(図示省略)が備えられており、実装ヘッド100を基台1に対して相対的に水平移動させる。
A plurality of parts feeders 4 which are examples of feeders for supplying electronic components are arranged on both sides in the Y direction of the substrate transport apparatus 3. The parts feeder 4 functions as an electronic component supply device and sequentially supplies a plurality of electronic components accommodated therein.

A pair of Y tables 5 are arranged at both ends in the X direction of the base 1, and a pair of X tables 6 are bridged over the pair of Y tables 5. A mounting head 100 is mounted on each X table 6. The Y table 5 and the X table 6 are respectively provided with a Y-axis drive mechanism and an X-axis drive mechanism (not shown), and move the mounting head 100 horizontally relative to the base 1.

図2は本実施形態の実装ヘッドを簡略化して示す構成図で、(a)は側面構成図、(b)はノズルユニット部分を示す正面構成図である。   2A and 2B are configuration diagrams showing the mounting head of the present embodiment in a simplified manner. FIG. 2A is a side configuration diagram, and FIG. 2B is a front configuration diagram showing a nozzle unit portion.

実装ヘッド100は、そのメインフレーム10が図1のXテーブル6に装着されることで、実装装置の実装ヘッドとして機能する。メインフレーム10には、サブフレーム20が上下移動可能に設けられている。また、メインフレーム10には、サーボモータ30が設けられ、サーボモータ30の回転軸にボールねじ31が連結されている。そして、サブフレーム20には、ボールねじ31と螺合するナット部21が設けられている。したがって、サーボモータ30の駆動によりボールねじ31が回転すると、サブフレーム20がメインフレーム10に対して上下移動する。なお、ボールねじ31の両側には、図示しないがリニアガイドが配置されており、サブフレーム20は、そのリニアガイドにガイドされながら上下移動する。また、サーボモータ30には、サーボモータ30の回転量及び回転速度を検出し、メインフレーム10に対するサブフレーム20の上下位置を検出するためのエンコーダが内蔵されている。   The mounting head 100 functions as a mounting head of the mounting apparatus by mounting the main frame 10 on the X table 6 of FIG. A subframe 20 is provided on the main frame 10 so as to be movable up and down. Further, the main frame 10 is provided with a servo motor 30, and a ball screw 31 is connected to a rotation shaft of the servo motor 30. The subframe 20 is provided with a nut portion 21 that is screwed into the ball screw 31. Therefore, when the ball screw 31 is rotated by driving the servo motor 30, the sub frame 20 moves up and down with respect to the main frame 10. Note that linear guides (not shown) are arranged on both sides of the ball screw 31, and the subframe 20 moves up and down while being guided by the linear guides. In addition, the servo motor 30 incorporates an encoder for detecting the rotation amount and rotation speed of the servo motor 30 and detecting the vertical position of the sub-frame 20 with respect to the main frame 10.

サブフレーム20には、ノズルユニット40が、Z方向に上下移動可能かつZ軸周り(θ方向)に回転可能に装着されている。本実施形態では、X方向に1列で合計12個のノズルユニット40が装着されている。各ノズルユニット40の下端には、電子部品を解除可能に吸着保持するノズル41が装着されている。   A nozzle unit 40 is mounted on the subframe 20 so as to be vertically movable in the Z direction and rotatable about the Z axis (θ direction). In the present embodiment, a total of 12 nozzle units 40 are mounted in one row in the X direction. At the lower end of each nozzle unit 40, a nozzle 41 that holds and holds the electronic component in a releasable manner is mounted.

また、サブフレーム20には、各ノズルユニット40をサブフレーム20に対して個別に上下移動させるために、各ノズルユニット40の鉛直上方位置においてシャフト型リニアモータ50が固定されている。各シャフト型リニアモータ50には、サブフレーム20に対する各ノズルユニット40の上下位置を検出するためのリニアエンコーダが内蔵されている。   In addition, a shaft type linear motor 50 is fixed to the sub frame 20 at a position vertically above each nozzle unit 40 in order to individually move each nozzle unit 40 up and down with respect to the sub frame 20. Each shaft type linear motor 50 has a built-in linear encoder for detecting the vertical position of each nozzle unit 40 with respect to the subframe 20.

更に、サブフレーム20には、ノズルユニット40をZ軸周り(θ方向)に回転させるための回転装置60が設けられている。本実施形態において回転装置60は、2個のモータ61を備え、1個のモータ61で6個のノズルユニット40を回転させるようにしている。具体的には、1個のモータ61に対し6個のノズルユニット40にタイミングベルト62が架け回されており、モータ61を回転駆動させることにより、各ノズルユニット40がZ軸周り(θ方向)に回転する。   Further, the sub frame 20 is provided with a rotating device 60 for rotating the nozzle unit 40 around the Z axis (θ direction). In the present embodiment, the rotating device 60 includes two motors 61 so that the six nozzle units 40 are rotated by one motor 61. Specifically, timing belts 62 are wound around six nozzle units 40 for one motor 61, and each nozzle unit 40 is rotated around the Z axis (θ direction) by rotating the motor 61. Rotate to.

次に、ノズルユニット40の構成を説明する。図3は、ノズルユニット40とその鉛直上方に配置されたシャフト型リニアモータ50を単体で示す正面図である。   Next, the configuration of the nozzle unit 40 will be described. FIG. 3 is a front view showing the nozzle unit 40 and the shaft-type linear motor 50 disposed vertically above it as a single unit.

ノズルユニット40はボールスプライン42を主体として構成され、ボールスプライン42は上下両端のベアリング43により、サブフレーム20(図2参照、図3では仮想的に符号のみ表記)に対してZ軸周り(θ方向)に回転自在に軸受けされている。   The nozzle unit 40 is mainly composed of a ball spline 42, and the ball spline 42 is rotated around the Z axis (θ Direction).

ノズル41はスプライン軸42aの下端に装着され、スプライン軸42aのZ方向への摺動に連動して移動し、サブフレーム20に対して上下に変位する。スプライン軸42aの周囲にはコイルばね44が装着されており、コイルばね44の上端はスプライン軸42aの上端部に固定され、コイルばね44の下端はサブフレーム20に対して固定されている。したがって、スプライン軸42aに何ら外力が作用しないと、スプライン軸42a及びこれに装着されたノズル41はコイルばね44の弾性力により上方に付勢された状態となる。一方、スプライン軸42aを下方に押圧する力が作用すると、スプライン軸42a及びノズル41はコイルばね44の弾性力に抗して下方に移動する。コイルばね44は、ノズル41をサブフレーム20に対して上方に付勢する付勢手段として機能する。   The nozzle 41 is attached to the lower end of the spline shaft 42a, moves in conjunction with the sliding of the spline shaft 42a in the Z direction, and is displaced up and down with respect to the subframe 20. A coil spring 44 is mounted around the spline shaft 42 a, the upper end of the coil spring 44 is fixed to the upper end portion of the spline shaft 42 a, and the lower end of the coil spring 44 is fixed to the subframe 20. Therefore, if no external force is applied to the spline shaft 42a, the spline shaft 42a and the nozzle 41 attached thereto are biased upward by the elastic force of the coil spring 44. On the other hand, when a force that presses the spline shaft 42 a downward is applied, the spline shaft 42 a and the nozzle 41 move downward against the elastic force of the coil spring 44. The coil spring 44 functions as a biasing unit that biases the nozzle 41 upward with respect to the subframe 20.

なお、コイルばねのばね長がばね巻き径に対して大きくなり過ぎると、圧縮された際に座屈しやすくなり、座屈したばね部が他の部位に干渉する不具合が生じることがある。そのため、コイルばね44は、スペーサ44aによりZ方向に2段に分割されており、ばね巻き径を大きくすることなくばね長を確保している。これにより、ノズルユニット40を近接して配置した場合に、座屈したコイルばね44が相互に干渉することを防止することができる。   Note that if the spring length of the coil spring becomes too large with respect to the spring winding diameter, the coil spring tends to buckle when compressed, and the buckled spring part may interfere with other parts. Therefore, the coil spring 44 is divided into two stages in the Z direction by the spacer 44a, and the spring length is secured without increasing the spring winding diameter. Thereby, when the nozzle unit 40 is disposed close to each other, it is possible to prevent the buckled coil springs 44 from interfering with each other.

ノズルユニット40の鉛直上方に配置されたシャフト型リニアモータ50は、サブフレーム20に固定されたモータ本体51と、モータ本体51に対して上下方向にスライド自在のシャフト52により構成されている。シャフト型リニアモータの詳細な構成は公知であるので説明を省略する。   The shaft-type linear motor 50 disposed vertically above the nozzle unit 40 includes a motor main body 51 fixed to the subframe 20 and a shaft 52 that is slidable in the vertical direction with respect to the motor main body 51. Since the detailed configuration of the shaft type linear motor is known, the description is omitted.

シャフト型リニアモータ50のシャフト52の先端は、ベアリング45を介してスプライン軸42aと接続している。したがって、シャフト52に下向きの推力を発生させると、ベアリング45を介してスプライン軸42aの上端に押圧力が作用する。この押圧力がコイルばね44の弾性力を超えると、スプライン軸42aは下方へ移動し、スプライン軸42aの下端に装着されたノズル41がサブフレーム20に対して下方に移動する。また、シャフト52は、ベアリング45を介してスプライン軸42aと接続しているので、ボールスプライン42の回転の影響を受けることはない。   The tip of the shaft 52 of the shaft type linear motor 50 is connected to the spline shaft 42 a via a bearing 45. Therefore, when a downward thrust is generated on the shaft 52, a pressing force acts on the upper end of the spline shaft 42a via the bearing 45. When this pressing force exceeds the elastic force of the coil spring 44, the spline shaft 42a moves downward, and the nozzle 41 attached to the lower end of the spline shaft 42a moves downward relative to the subframe 20. Further, since the shaft 52 is connected to the spline shaft 42 a via the bearing 45, the shaft 52 is not affected by the rotation of the ball spline 42.

次に、本実施形態の実装ヘッド100においてノズル41を上下移動させるときの動作を前記特許文献1の従来技術と比較して説明する。図4(a)は、本実施形態の実装ヘッド100においてノズル41を上限の起点位置に位置させた状態を示し、図4(b)はノズル41を下方に移動させた状態を示す。また、図4(c)は、シャフト型リニアモータ201のみによってノズル202を上下移動させるようにした前記特許文献1の実装ヘッド200において、図4(b)と同じストロークでノズル202を下方に移動させた状態を示す。   Next, the operation when the nozzle 41 is moved up and down in the mounting head 100 of the present embodiment will be described in comparison with the conventional technique of Patent Document 1. 4A shows a state in which the nozzle 41 is positioned at the upper limit starting position in the mounting head 100 of the present embodiment, and FIG. 4B shows a state in which the nozzle 41 is moved downward. 4C shows the mounting head 200 of Patent Document 1 in which the nozzle 202 is moved up and down only by the shaft type linear motor 201, and the nozzle 202 is moved downward with the same stroke as in FIG. 4B. Indicates the state of the

本実施形態の実装ヘッド100では。サブフレーム20に固定されたシャフト型リニアモータ50によってノズルユニット40を上下移動させるのに加え、サーボモータ30によってサブフレーム20を上下移動させるので、シャフト型リニアモータ50のストロークを大きくしなくとも、サブフレーム20を上下移動させることで、図4(b)に示すように、ノズル41のストロークを大きくすることができる。   In the mounting head 100 of this embodiment. In addition to moving the nozzle unit 40 up and down by the shaft type linear motor 50 fixed to the sub frame 20, the sub frame 20 is moved up and down by the servo motor 30, so that the stroke of the shaft type linear motor 50 is not increased. By moving the subframe 20 up and down, the stroke of the nozzle 41 can be increased as shown in FIG.

一方、図4(c)に示す前記特許文献1の実装ヘッド200では、図4(b)と同じストロークを得ようとすると、その分、シャフト型リニアモータ201のストロークを大きくする必要があるので、図4(c)に示すように、シャフト型リニアモータ201が上下に大型化する。その結果、前述のとおり、実装ヘッド200の重心位置が高くなって実装ヘッド200に振動が生じやすくなり、それに伴いノズル202も振動するので、実装精度が低下するという問題が生じる。また、実装ヘッド200においてノズルのストロークを大きくした場合、図4(c)に示すように、ボールスプラインのスプライン軸203が、保持されている部分から下方に大きく延出するため、スプライン軸203先端のノズル202が振動しやすくなり、この点からも実装精度が低下するという問題が生じる。   On the other hand, in the mounting head 200 of Patent Document 1 shown in FIG. 4C, if the same stroke as in FIG. 4B is to be obtained, the stroke of the shaft type linear motor 201 needs to be increased accordingly. As shown in FIG. 4C, the shaft type linear motor 201 is increased in size up and down. As a result, as described above, the position of the center of gravity of the mounting head 200 is increased, and the mounting head 200 is likely to vibrate, and the nozzle 202 also vibrates accordingly. Further, when the nozzle stroke is increased in the mounting head 200, the spline shaft 203 of the ball spline greatly extends downward from the held portion as shown in FIG. This causes the problem that the mounting accuracy is lowered.

本実施形態の実装ヘッド100では、前述のとおり、シャフト型リニアモータ50のストロークを大きくすることなくノズル41のストロークを大きくすることができるので、実装ヘッドの大型化及び実装精度の低下を招くことなく、ノズルのストロークを大きくできる。   In the mounting head 100 of the present embodiment, as described above, the stroke of the nozzle 41 can be increased without increasing the stroke of the shaft-type linear motor 50, leading to an increase in the size of the mounting head and a decrease in mounting accuracy. In addition, the nozzle stroke can be increased.

以上のとおり、本実施形態の実装ヘッドを使用した電子部品実装方法においては、サーボモータ30によるサブフレーム20の上下移動と、シャフト型リニアモータ50によるノズルユニット40の上下移動との組合せにより、ノズル41を上下移動させる。   As described above, in the electronic component mounting method using the mounting head according to the present embodiment, the combination of the vertical movement of the sub-frame 20 by the servo motor 30 and the vertical movement of the nozzle unit 40 by the shaft type linear motor 50 is used. 41 is moved up and down.

その具体例を図5を参照して説明する。図5(a)は各工程でのノズル41の上下位置を示し、図5(b)は前記各工程におけるサーボモータ30のストロークを示し、図5(c)は前記各工程におけるシャフト型リニアモータ50のストロークを示す。すなわち、図5(b)のサーボモータ30のストロークと図5(c)のシャフト型リニアモータ50のストロークの合算により、図5(a)のノズル41の上下方向の位置が規定される。   A specific example will be described with reference to FIG. 5A shows the vertical position of the nozzle 41 in each process, FIG. 5B shows the stroke of the servo motor 30 in each process, and FIG. 5C shows the shaft type linear motor in each process. 50 strokes are shown. That is, the vertical position of the nozzle 41 in FIG. 5A is defined by the sum of the stroke of the servo motor 30 in FIG. 5B and the stroke of the shaft type linear motor 50 in FIG.

図5中、Aの位置は、ノズル41を上限の起点位置に位置させた状態を示し、このとき、サーボモータ30とシャフト型リニアモータ50はいずれも上限の起点位置にありストロークは0である。   In FIG. 5, the position A indicates a state in which the nozzle 41 is positioned at the upper limit starting position. At this time, both the servo motor 30 and the shaft type linear motor 50 are at the upper limit starting position and the stroke is zero. .

図5中、Bの位置は、ノズル41により電子部品を吸着した後に、そのノズル先端に吸着された電子部品を実装ヘッドのカメラユニットによって撮像するときの状態を示す。このときは、サーボモータ30はストローク=0とし、シャフト型リニアモータ50のストロークのみを使用する。   In FIG. 5, the position B indicates a state when the electronic component is picked up by the nozzle 41 and then picked up by the camera unit of the mounting head. At this time, the servo motor 30 has a stroke = 0 and uses only the stroke of the shaft type linear motor 50.

図5中、Cの位置は、ノズル41により電子部品を基板に実装するときの状態を示す。このときは、サーボモータ30とシャフト型リニアモータ50のストロークを組み合わせて使用する。   In FIG. 5, a position C indicates a state when the electronic component is mounted on the substrate by the nozzle 41. At this time, the servo motor 30 and the shaft type linear motor 50 are used in combination.

図5中、Dの位置は、ノズル41交換の際にノズル41を外すときの状態を示す。このときもサーボモータ30とシャフト型リニアモータ50のストロークを組み合わせて使用する。このとき、サーボモータ30のストロークは最大である。   In FIG. 5, a position D indicates a state when the nozzle 41 is removed when the nozzle 41 is replaced. Also at this time, the strokes of the servo motor 30 and the shaft type linear motor 50 are used in combination. At this time, the stroke of the servo motor 30 is the maximum.

図5中、Eの位置は、ノズル41を外した後に新たにノズル41を装着するときの状態を示す。このときもサーボモータ30とシャフト型リニアモータ50のストロークを組み合わせて使用する。このとき、サーボモータ30とシャフト型リニアモータ50のストロークはともに最大である。   In FIG. 5, the position E indicates a state when the nozzle 41 is newly attached after the nozzle 41 is removed. Also at this time, the strokes of the servo motor 30 and the shaft type linear motor 50 are used in combination. At this time, the strokes of the servo motor 30 and the shaft type linear motor 50 are both maximum.

なお、図5に示したサーボモータ30とシャフト型リニアモータ50のストロークの組合せは一例であって、実装装置の仕様に応じて適宜組み合わせて使用できることは、当業者に自明である。   The combination of the strokes of the servo motor 30 and the shaft type linear motor 50 shown in FIG. 5 is merely an example, and it is obvious to those skilled in the art that they can be used in appropriate combinations according to the specifications of the mounting apparatus.

1 基台
2 基板
3 基板搬送装置
4 パーツフィーダ
5 Yテーブル
6 Xテーブル
7 カメラ
10 メインフレーム
20 サブフレーム
21 ナット部
30 サーボモータ
31 ボールねじ
40 ノズルユニット
40a プーリ
41 ノズル
42 ボールスプライン
42a スプライン軸
43 ベアリング
44 コイルばね
44a スペーサ
45 ベアリング
50 シャフト型リニアモータ
51 モータ本体
52 シャフト
60 回転装置
61 モータ
62 タイミングベルト
100,200 実装ヘッド
201 シャフト型リニアモータ
202 ノズル
203 スプライン軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 2 Board | substrate 3 Board | substrate conveyance apparatus 4 Parts feeder 5 Y table 6 X table 7 Camera 10 Main frame 20 Sub frame 21 Nut part 30 Servo motor 31 Ball screw 40 Nozzle unit 40a Pulley 41 Nozzle 42 Ball spline 42a Spline shaft 43 Bearing 44 Coil spring 44a Spacer 45 Bearing 50 Shaft type linear motor 51 Motor body 52 Shaft 60 Rotating device 61 Motor 62 Timing belt 100, 200 Mounting head 201 Shaft type linear motor 202 Nozzle 203 Spline shaft

Claims (2)

複数の電子部品を複数のノズルにより吸着保持して、プリント基板における複数の実装箇所に前記各々の電子部品を実装する実装ヘッドを備える電子部品実装装置において、
前記実装ヘッドが、
メインフレームと、
前記メインフレームに対して上下移動可能に設けられたサブフレームと、
前記メインフレームに設けられ、前記サブフレームを上下移動させるサーボモータと、
その下端に前記ノズルが装着され、前記サブフレームに対して上下移動可能に設けられた複数のノズルユニットと、
前記各々のノズルユニットの鉛直上方において前記サブフレームに固定され、前記各々のノズルユニットを前記サブフレームに対して個別に上下移動させる複数のシャフト型リニアモータと、
前記サブフレームに設けられ、前記各々のノズルユニットを回転駆動する回転装置とを備えることを特徴とする電子部品実装装置。
In an electronic component mounting apparatus comprising a mounting head for mounting a plurality of electronic components on a plurality of mounting locations on a printed circuit board by adsorbing and holding a plurality of electronic components by a plurality of nozzles,
The mounting head is
The mainframe,
A subframe provided to be movable up and down with respect to the main frame;
A servo motor provided on the main frame and moving the sub frame up and down;
A plurality of nozzle units that are mounted at the lower end of the nozzle and are movable up and down with respect to the sub-frame;
A plurality of shaft-type linear motors that are fixed to the sub-frame vertically above each nozzle unit and individually move the nozzle units up and down relative to the sub-frame;
An electronic component mounting apparatus, comprising: a rotation device provided on the subframe and configured to rotationally drive each of the nozzle units.
請求項1に記載の電子部品実装装置による電子部品実装方法において、
前記サーボモータによる前記サブフレームの上下移動と、前記各々のシャフト型リニアモータによる前記各々のノズルユニットの上下移動との組合せにより、前記各々のノズルを上下移動させることを特徴とする電子部品実装方法。
In the electronic component mounting method by the electronic component mounting apparatus according to claim 1,
An electronic component mounting method, wherein each nozzle is moved up and down by a combination of the vertical movement of the sub-frame by the servo motor and the vertical movement of each nozzle unit by each shaft type linear motor. .
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