JP2013254785A

JP2013254785A - 電子部品実装装置

Info

Publication number: JP2013254785A
Application number: JP2012128205A
Authority: JP
Inventors: Jing Sheng Park; 敬聖朴
Original assignee: Samsung Techwin Co Ltd
Current assignee: Hanwha Techwin Co Ltd
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2013-12-19
Anticipated expiration: 2032-06-05
Also published as: JP6108380B2; KR102003869B1; KR20130136901A

Abstract

【課題】部品に応じた異なる上下移動速度や上下移動のストロークを実現できる電子部品実装装置を提供すること。
【解決手段】電子部品を吸着しプリント基板上に実装するために複数のノズル１２、１３を上下移動可能に組み込んだ実装ヘッド１０を備える電子部品実装装置において、ノズル１２とノズル１３とは、それぞれ異なる上下移動機構により上下移動する。すなわち、ノズル１２はリニアモータ１２ａにより上下移動し、ノズル１３はサーボモータ１３ａを使用したボールねじ機構により上下移動する。
【選択図】図２

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。

実装装置は、吸着ノズルを有する実装ヘッドにより、電子部品を部品供給部から吸着してプリント基板上に移送し、プリント基板上の所定位置に実装するように構成されている。

吸着ノズルは、実装ヘッドに上下移動可能に組み込まれており、吸着ノズルを上下移動可能とする上下移動機構としては、一般的に、サーボモータを使用した送りねじ機構（ボールねじ機構）、リニアモータ、エアシリンダ等の直動アクチュエータ、及びその組合せが採用されている（特許文献１〜４）。また、電子部品をプリント基板上に実装するときの押圧荷重を制御する荷重制御手段を有する上下移動機構も知られている（特許文献５、６）。

サーボモータを使用した送りねじ機構は、上下移動のストロークを大きくすることができ、しかも高精度で上下移動できることから、大型異型部品を高精度に実装する場合に適している。直動アクチュエータは、上下移動のストロークは小さいものの高速で上下移動できることから、小型部品を高速で実装する場合に適している。また、特に衝撃に弱い電子部品を実装する場合には、前述の荷重制御手段を有する上下移動機構が適している。このことから、従来は、それぞれの上下移動機構を荷重制御手段の有無も含めて工程ごとに使い分け、それぞれの工程でその上下移動機構に適応した部品を実装するようにして、実装ラインを構築していた。

しかし、このような従来の実装ラインにおいては、一工程で一種類の部品しか実装できないので、多種類の部品を実装するには必ずしも効率的な実装方法とはいえない。

特開平７−２６６１５４号公報国際公開第２００７／１１１２９６号特開平５−１９８９８８号公報国際公開第２００６／１１４８３６号特開平８−３３０７９０号公報特開２００１−２０３４９７号公報

本発明が解決しようとする課題は、同一の実装ヘッドで、部品に応じた異なる上下移動速度や上下移動のストロークを実現できる電子部品実装装置を提供することにある。

本発明は、電子部品を吸着しプリント基板上に実装するために複数のノズルを上下移動可能に組み込んだ実装ヘッドを備える電子部品実装装置において、前記複数のノズルの一部と残部は、それぞれ異なる上下移動機構により上下移動することを特徴とするものである。

本発明においては、前記実装ヘッドを、Ｙ方向ビームに直交して配置されＹ方向ビームに沿って移動可能なＸ方向ビームに、Ｘ方向に移動可能に取り付けるとともに、前記複数のノズルを支持する支持プレートを備えたものとし、前記複数のノズルを、前記支持プレートの一面に沿って配置することができる。

また、前記複数のノズルは、前記支持プレートの一面に沿ってＸ方向に一列に配置することができる。

更に、前記Ｘ方向ビームを、Ｙ方向に所定の間隔をおいて２本配置し、それぞれのＸ方向ビームに前記実装ヘッドが相対するように取り付けてもよい。

また、本発明において上下移動機構としては、送りねじ機構及び直動アクチュエータによる上下移動機構を使用することができる。

更に、上下移動機構の少なくとも一つを、電子部品をプリント基板上に実装するときの押圧荷重を制御する荷重制御手段を有するものとすることができる。

本発明によれば、同一の実装ヘッド内に、異なる上下移動機構により上下移動するノズルを備えるので、同一の実装ヘッドで、部品に応じた異なる上下移動速度や上下移動のストロークを実現できる。これにより、一つの実装ヘッドで多種類の部品を実装できるようになり実装ラインの工程数を削減できることから、実装の効率を向上させることができるとともに実装ラインの省スペース化を実現できる。

本発明の電子部品実装装置の基本構成を示す概念図である。図１の電子部品実装装置の実装ヘッドの構成を示す図で、図１においてＹ方向から見た正面図である。図２の実装ヘッドにおいて、リニアモータにより上下移動するノズルの構成を示す側面図である。図２の実装ヘッドにおいて、サーボモータを使用したボールねじ機構により上下移動するノズルの構成を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の電子部品実装装置の基本構成を示す概念図である。電子部品実装装置は、電子部品を吸着しプリント基板上に実装するために実装ヘッド１０を有する。実装ヘッド１０には、後述するとおり複数のノズルが上下移動可能に組み込まれている。

図１の実装装置は二つの実装ヘッド１０を備え、これらの実装ヘッド１０は、それぞれＹ方向に所定の間隔をおいて配置された一対（２本）のＸ方向ビーム２０に相対するように取り付けられている。実装ヘッド１０は、Ｘ方向ビーム２０にＸ方向に移動可能に取り付けられている。また、Ｘ方向ビーム２０は、これと直交しＸ方向に所定の間隔をおいて配置された一対（２本）のＹ方向ビーム３０間に架け渡されるとともに、Ｙ方向ビーム３０にＹ方向に沿って移動可能に取り付けられている。このように、Ｘ方向ビーム２０とＹ方向ビーム３０の組合せにより、実装ヘッド１０は、水平面内でＸ方向及びＹ方向に自在に移動可能である。そして、実装ヘッド１０は、Ｘ方向及びＹ方向の移動の組合せにより、部品供給部（図示省略）に移動して電子部品を吸着し、更に実装位置に搬送されてきたプリント基板（図示省略）上の所定位置に移動してそのプリント基板上の所定位置に電子部品を実装する。

図２は、図１の実装ヘッド１０の構成を示す図で、図１においてＹ方向から見た正面図である。

実装ヘッド１０は、Ｘ方向と平行な一面を有する支持プレート１１を備え、８本のノズル１２と１本のノズル１３が、支持プレート１０の前記一面に沿ってＸ方向に一列に配置されている。ノズル１２、１３は、支持プレート１０に上下移動可能に支持されており、ノズル１２はリニアモータ１２ａ（直動アクチュエータ）による上下移動機構により上下移動し、ノズル１３はサーボモータ１３ａを使用したボールねじ機構（送りねじ機構）により上下移動する。すなわち、実装ヘッド１０は、同一の実装ヘッド内に、異なる上下移動機構により上下移動するノズルを備える。

図３は、ノズル１２の構成を示す側面図である。ノズル１２は、上下に伸びるシャフト１２ｂを備える。シャフト１２ｂの下端には部品を吸着するノズルチップ１２ｃが装着される。シャフト１２ｂの上端は、シャフト１２ｂがその軸周り（θ方向）に回転可能となるようにベアリングを介してリニアモータ１２ａの駆動シャフトに連結されている。リニアモータ１２ａは支持プレート１１に固定され、ノズル１２（シャフト１２ｂ）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。すなわち、リニアモータ１２ａは、リニアエンコーダによりノズル１２の上下位置を検出しながら、ノズル１２を上下移動させる。

ノズル１２は、そのシャフト１２ｂをθ方向に回転させるための回転モータ１２ｄを備え、この一台の回転モータ１２ｄで全８本のノズル１２をθ方向に回転させるようにしている。具体的には、回転モータ１２ｄに対し、全８本のノズル１２にタイミングベルト１２ｅが架け回されており、回転モータ１２ｄを回転駆動させることにより、各ノズル１２がθ方向に回転する。

図４は、ノズル１３の構成を示す側面図である。ノズル１３は、上下に伸びるシャフト１３ｂを備える。シャフト１３ｂの下端には部品を吸着するノズルチップ１３ｃが装着される。シャフト１３ｂの上端は、シャフト１３ｂをその軸周り（θ方向）に回転させる回転モータ１３ｄの回転軸に連結されている。したがって、回転モータ１３ｄを回転駆動させることにより、ノズル１３がθ方向に回転する。

シャフト１３ｂ及び回転モータ１３ｄはサブフレーム１３ｅに支持されている。そして、このサブフレーム１３ｅを、サーボモータ１３ａを使用したボールねじ機構により上下移動させることで、ノズル１３を上下移動させる。具体的には、支持フレーム１１に固定されたサーボモータ１３ａの回転軸にボールねじ１３ｆが連結され、サブフレーム１３ｅにボールねじ１３ｆに螺合するナット部１３ｇが設けられている。したがって、サーボモータ１３ａの駆動によりボールねじ１３ｆが回転すると、サブフレーム１３ｅが支持フレーム１１に対して上下移動する。

また、本実施例のノズル１３の上下移動機構は、電子部品をプリント基板上に実装するときの押圧荷重を制御する荷重制御手段１３ｈを有する。このような荷重制御手段１３ｈ自体は公知であり、単純には押圧荷重を検出するロードセルをシャフト１３ｂ部分に設け、このロードセルで検出した荷重値に基づいてサーボモータ１３ａの駆動を制御することで、押圧荷重を制御し調整することができる。そのほか、ロードセルとエアシリンダ又はばねとの組合せで荷重制御手段１３ｈを構成することもできる。

以上のとおり、本実施例では、リニアモータ１２ａにより上下移動するノズル１２と、ボールねじ機構により上下移動するノズル１３とが一つの実装ヘッド１０に組み込まれているので、部品に応じてこれらのノズル１２、１３を使い分けることで、一つの実装ヘッド１０により異なる種類の部品を実装できる。

なお、本実施例では、上下移動機構として、リニアモータ１２ａによる上下移動機構とボールねじ機構を使用したが、上下移動機構の組合せはこれに限定されるものではなく、公知の上下移動機構を二種又は三種以上組み合わせて使用してもよい。また、本実施例ではノズル１３の上下移動機構に荷重制御手段１３ｈを付加したが、荷重制御手段１３ｈが必要ない場合は、これを省略することができる。また、荷重制御手段をノズル１２側の少なくとも一つの上下移動機構に付加することもできる。更に、ノズル１２とノズル１３の本数が可変であることは言うまでもない。

１０実装ヘッド
１１支持プレート
１２ノズル
１２ａリニアモータ
１２ｂシャフト
１２ｃノズルチップ
１２ｄ回転モータ
１２ｅタイミングベルト
１３ノズル
１３ａサーボモータ
１３ｂシャフト
１３ｃノズルチップ
１３ｄ回転モータ
１３ｅサブフレーム
１３ｆボールねじ
１３ｇナット部
１３ｈ荷重制御手段
２０Ｘ方向ビーム
３０Ｙ方向ビーム

Claims

電子部品を吸着しプリント基板上に実装するために複数のノズルを上下移動可能に組み込んだ実装ヘッドを備える電子部品実装装置において、
前記複数のノズルの一部と残部は、それぞれ異なる上下移動機構により上下移動することを特徴とする電子部品実装装置。
前記実装ヘッドは、Ｙ方向ビームに直交して配置されＹ方向ビームに沿って移動可能なＸ方向ビームに、Ｘ方向に移動可能に取り付けられているとともに、前記複数のノズルを支持する支持プレートを備え、前記複数のノズルは、前記支持プレートの一面に沿って配置されている請求項１に記載の電子部品実装装置。
前記複数のノズルは、前記支持プレートの一面に沿ってＸ方向に一列に配置されている請求項２に記載の電子部品実装装置。
前記Ｘ方向ビームが、Ｙ方向に所定の間隔をおいて２本配置されており、それぞれのＸ方向ビームに前記実装ヘッドが相対するように取り付けられている請求項２又は３に記載の電子部品実装装置。
前記複数のノズルのうち一部のノズルの上下移動機構が送りねじ機構であり、残部のノズルの上下移動機構が直動アクチュエータによる上下移動機構である請求項１〜４のいずれかに記載の電子部品実装装置。
前記上下移動機構の少なくとも一つが、電子部品をプリント基板上に実装するときの押圧荷重を制御する荷重制御手段を有する請求項１〜５のいずれかに記載の電子部品実装装置。