JP2014212180A - 部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
電子部品の微小化は今後も進むことが予想され、部品実装装置にはさらなる高速高精度実装が要求されている。高速高精度実装を実現するためには、部品を保持するノズルの動作軸には高速動作が要求される。高速動作のためには、ノズルが基板に対する位置を変え、また位置は実質的に変更せずにその場で回転できる方が望ましいことを本発明では見出した。従来技術では、この点に関する配慮が十分ではない。
【解決手段】
本発明は、基板に部品を搭載するためのノズルと、前記ノズルに形成された第１のギアと、前記ノズルの位置を変更するための第１のモータユニットと、第２のギアを含み、前記ノズルを自転させるための第２のモータユニットと、前記第２のモータユニットの回転を前記第１のギアに伝播させるための第３のギアと、を有することを１つの特徴とする。
【選択図】図９

Description

本発明は、基板に処理を施す処理ヘッド、それを用いた処理装置に関する。本発明は、例えば、電子部品を吸着し、基板に電子部品を搭載する部品実装装置に関する。

現在、様々な電気製品の基板に電子部品を実装する作業は自動化されており、その際に使用されるのが部品実装装置である。基板に装着する電子部品は年々微小化が進んでいる。先行技術としては特許文献１乃至４が挙げられる。

特開２０１０−５０１９７号公報 特開平０９−２６７２２４号公報 特開２０１０−２８０３２号公報 特表２００４−３４２７１０号公報

電子部品の微小化は今後も進むことが予想され、部品実装装置にはさらなる高速高精度実装が要求されている。高速高精度実装を実現するためには、部品を保持するノズルの動作軸には高速動作が要求される。

高速動作のためには、ノズルが基板に対する位置を変え、また位置は実質的に変更せずにその場で回転できる方が望ましいことを本発明では見出した。従来技術では、この点に関する配慮が十分ではない。

本発明は、基板に部品を搭載するためのノズルと、前記ノズルに形成された第１のギアと、前記ノズルの位置を変更するための第１のモータユニットと、第２のギアを含み、前記ノズルを自転させるための第２のモータユニットと、前記第２のモータユニットの回転を前記第１のギアに伝播させるための第３のギアと、を有することを１つの特徴とする。

本発明によれば実装精度、及び実装速度の少なくとも１つを向上させることが可能となる。

実施例１に係る部品搭載装置全体の上面図。 図１の部品搭載装置を図１の矢印１３０から観察した場合の矢視図。 ヘッドアクチュエータ１１３の第１の構成を説明する図。 ノズルシャフト３１１の上下動作を説明する図。 ヘッドアクチュエータ１１３のノズル選択動作を説明する図。 ノズルシャフト３１１の回転動作を説明する図。 ノズル回転モータ３１６を下面からみた説明図。 ヘッドアクチュエータ１１３の移動経路を説明する図。 ヘッドアクチュエータ１１３の第２の構成を説明する図。 第１の構成のノズル３１７、及び第２の構成のノズル９０８周辺の詳細に説明する図。 ヘッドアクチュエータ１１３の第２の構成におけるノズルシャフト９０８の上下動作を説明する図。 ヘッドアクチュエータ１１３の第２の構成においてノズル選択動作を説明する図。 ヘッドアクチュエータ１１３の第２の構成において、ノズルシャフト９０８の回転動作を説明する図。 ヘッドアクチュエータ１１３の第２の構成において、ノズルシャフト９０８のノズル自転動作を説明する図。 ノズル回転モータ９１３を下面からみた説明図。 ヘッドアクチュエータ１１３の第２の構成において、移動経路を説明する図。 実施例２を説明する図。 実施例３を説明する図。

以下、実施例について図面を用いて説明する。

図１は実施例１に係る部品搭載装置全体の上面図である。基板１２３は紙面左側から基板ガイド１９１によって電子部品搭載位置に搬送される。

基板の搬送方向に直交する方向に第１のＹビーム１０１、第２のＹビーム１０２、第３のＹビーム１８０が配置されている。第３のＹビーム１８０には、後述するＸビーム１０３、１０５の進行方向を規定するためのガイド１８１、及びＸビーム１０４、１０６の進行方向を規定するためのガイド１８２が配置されている。

第１のＹビーム１０１、及び第３のＹビーム１８０によって、Ｘビーム１０３、１０５は移動する。第２のＹビーム１０２と第３のＹビーム１８０によって、Ｘビーム１０４、０６が移動することになる。より具体的には、Ｘビーム１０３、１０４、１０５、１０６は、それぞれ、第１のＹビーム１０１、第２の１０２それぞれに配置されたリニアモータ等のアクチュエータ１０７、１０８によって基板の搬送方向に対して実質的に直交方向に移動することになる。

Ｘビーム１０３、１０４、１０５、１０６のそれぞれには、リニアモータ等のアクチュエータ１０９、１１０、１１１、１１２が配置されている。そして、アクチュエータ１０９、１１０、１１１、１１２にはそれぞれ、電子部品を基板１２３に搭載するヘッドアクチュエータ１１３、１１４、１１５、１１６がそれぞれ配置されている。 ここでアクチュエータ１０９、１１０、１１１、１１２は、リニアモータではなく、ボールネジ等の機構を用いれば安価かつ軽量な構成とすることができる。

そして、ヘッドアクチュエータ１１３、１１４、１１５、１１６は、それぞれアクチュエータ１０９、１１０、１１１、１１２によってＹビーム１０１、１０２に対して実質的に直交方向（基板搬送方向に対して実質的に水平方向）に駆動される。

電子部品をヘッドアクチュエータ１１３、１１４、１１５、１１６に供給する部品供給装置１５１、１５２、１５３、１５４は第１のＹビーム１０１、第２のＹビーム１０２の両端に配置されている。ヘッドアクチュエータ１１３は、部品供給装置１５１から電子部品を補給する。ヘッドアクチュエータ１１４は、部品供給装置１５３から電子部品を補給する。ヘッドアクチュエータ１１５は、部品供給装置１５２から電子部品を補給する。ヘッドアクチュエータ１１６は、部品供給装置１５４から電子部品を補給する。

例えば、ヘッドアクチュエータ１１３について搭載する電子部品が無くなった場合は、アクチュエータ１０７によってＸビーム１０３が部品供給装置１５１の手前（又は上方）に移動し、ヘッドアクチュエータ１１３はノズルに電子部品を吸着することになる。この補給動作は、ヘッドアクチュエータ１１４、１１５、１１６についても同様である。そして、部品搭載装置にはノズルに吸着された電子部品の姿勢を確認するカメラ１１７、１１８、１１９、１２０が、部品供給装置１５１、１５２、１５３、１５４のそれぞれと基板１２３との間に配置されており、補給された電子部品の姿勢はこのカメラ１１７、１１８、１１９、１２０によってそれぞれ確認される。

もし、姿勢に傾きが検出された場合は、ヘッドアクチュエータ１１３、１１４、１１５、１１６が電子部品の傾きを調整する。

なお、このカメラ位置であれば、ヘッドアクチュエータ１１３、１１４、１１５、１１６のそれぞれは、基板１２３に至る経路でカメラ１１７、１１８、１１９、１２０に撮像されることになるので効率が良い。また、制御部１２４は、上述した様々な動作の処理、制御、及び後述する様々な動作の処理、制御を行う。

図２は、図１の部品搭載装置を図１の矢印１３０から観察した場合の矢視図である。ここでは、第１のＹビーム１０１、及びヘッドアクチュエータ１１３周辺の構造について詳細に説明するが、他のヘッドアクチュエータについても同様である。

第１のＹビーム１０１の上にはアクチュエータ１０７が配置されている。アクチュエータ１０７にはＸビーム１０３が接続されている。Ｘビーム１０３の一方の端部はアクチュエータに接続されており、Ｘビーム１０３のもう一方の端部はガイド１８１に接続されている。Ｘビーム１０３は、荷台２０１上の基板１２３の搬送方向に対して実質的に直交方向に移動することになる。

Ｘビーム１０３の側面にはアクチュエータ１０９が配置されている。このアクチュエータ１０９には、ヘッドアクチュエータ１１３が接続されている。ヘッドアクチュエータ１１３は、アクチュエータ１０９によって基板搬送方向に対して実質的に平行に移動することになる。

本実施例の部品実装装置では、ヘッドアクチュエータ１１３、１１４、１１５、１１６が各々、独立して移動する。よって、従来よりも高速な部品搭載装置を構成することができる。

なお、図１では、Ｘビームが４つの場合を説明したが、Ｘビームの数は４つでなくても良い。また、Ｘビーム１０３、１０４、１０５、１０６はそれぞれ取り外し可能にしても良い。その場合は、例えば、異なる種類のヘッドアクチュエータを接続することもでき、より多彩な部品の搭載を実現することもできる。上述したビームの構成により、各ヘッドアクチュエータ１１３、１１４、１１５、１１６を独立して自在に駆動することが可能となる。

次にヘッドアクチュエータ１１３の第１の構成について説明する。なお、ここではヘッドアクチュエータ１１３の構成について説明するが、他のヘッドアクチュエータ１１４、１１５、１１６の構成についても同様である。

図３はヘッドアクチュエータ１１３の正面図である。ヘッドフレーム３０１は図２のＸビーム１０３に接続されている。ノズル上下モータ３０２はフレーム３０１に接続されている。ノズル上下モータ３０２には、ボールネジ３０８が接続されている。さらにボールネジ３０８の端部はガイド３１８によって支持されている。ボールネジ３０８には、アーム３０９が接続されている。アーム３０９の先端はノズル移動部３１０の少なくとも周囲に形成された凸な部分３５０（凸部）を挟み込む構造（凹型）になっている。

ノズル移動部３１０には、中空構造のノズルシャフト３１１が接続されている。さらに、ノズルシャフト３１１は、ロータ３１３に接続されている。そしてノズルシャフト３１１の先端には開口を有し、電子部品を吸着するためのノズル３１７が取り外し可能に接続されている。また、図示はしていないが、ヘッドアクチュエータ１１３は、ノズル３１７を吸引するための吸引力を発生するためのポンプも有している。

ノズル回転モータ３１６はフレーム３０１に接続されおり、ノズルシャフト３１１は、ノズル回転モータ３１６とロータ３１３との相互作用によって、回転することになる。次にノズルの選択動作、上下動作、回転動作について、ヘッドアクチュエータ１１３の構成をさらに詳細に説明する。

図４は、ヘッドアクチュエータ１１３のセンタースプライン３０６、ノズル選択用ベルト３０７、ノズル移動部３１０、ノズルシャフト３１１の詳細を説明する図である。

まず、ノズルの上下動作について説明する。ノズル移動部３１０はセンタースプライン３０６に接続されている。センタースプライン３０６は、ノズル移動部の移動方向を規定するガイドとしての役割を果たす。

ノズル移動部３１０は、前述した少なくとも周囲に凸な部分３５０（凸部）を有しており、その凸部をアーム３０９に把持されている。さらに、この凸部３５０にはＬ字型のアーム３５１が接続されている。このＬ字型のアーム３５１の先端は、ノズル台座３２０の切り欠き部３５２（別の表現としては、凹部）に配置されている。さらに、各ノズルシャフト３１１は、回転体３５３を介して、ノズル台座３２０に配置されている。

そして、アーム３０９がノズル上下モータ３０２によって、上下に移動すると、それに伴って、ノズル移動部３１０、さらにそれに接続されたアーム３５１、アーム３５１の先端上の回転体３５３、回転体３５３に接続されたノズルシャフト３１１が上下することとなる。

次に、図５を用いてノズルの選択動作について説明する。センタースプライン３０６において、ノズル選択用ベルト３０７がノズル選択モータ３０３によって回転すると、センタースプライン３０６も回転し、センタースプライン３０６に接続されたノズル移動部３１０、及びノズル台座３２０も同期して、同じ角度だけ回転する。そして、ノズル台座３２０の回転に伴って、切り欠き部３５２も回転する。これによって、ノズル台座上の任意のノズルシャフト３１１を選択することができる。

なお、ノズル台座３２０に接触しているのは、前述したローラ等の回転体３５３であるため、ノズル台座３２０が回転する際の摩擦の影響を少なくすることができる。ここで、発塵の影響を考慮するなら、回転体３５３の硬度と、ノズル台座３２０の硬度は同じであることが望ましい。

このような構成によって、ヘッドアクチュエータ１１３という限られた空間の中で効率的に、ノズルの選択動作、上下動作を行うことが可能となる。

次に、ヘッドの回転動作について図６を用いて説明する。ノズル回転モータ３１６はロータ３１３を回転させることにより、ロータ３１３に取り付けられたノズルシャフト３１１をロータ３１３の中心を回転軸として回転させる。これにより、ノズルシャフト３１３に取り付けられたローラ等の回転体３５３は、ノズル台座３２０上を回転する。これにより任意のノズルシャフト３１１を任意の角度へ移動することができ、また、Ｌ字型のアーム３５１上に移動することが可能となる。

図７にノズル回転モータ３１６を下面からみた説明図を示す。複数のノズル３１７はロータ３１３の中心から距離r（符号７０１）の位置に同心円状に配置されている。なお、配置の仕方は同心円状でなくともよい、つまり、距離rはノズル３１７毎に異なって良いということである。

ノズル３１７には電子部品７０２が真空吸着されている。部品実装の際は電子部品を実装する角度へ変更し実装する。例えば、電子部品７０２を基板に、電子部品７０２の長手方向をヘッドアクチュエータ１１３のＸ方向と水平になるように実装する場合は、ノズル回転モータ３１６、及びロータ３１３によってノズル３１７は位置７５０から位置７５１及び位置７５２に、矢印７０３及び矢印７０４の向きに回転することで電子部品７０２の角度を変更することが可能である。

また、電子部品７０２を基板に、電子部品７０２の短手方向をヘッドアクチュエータ１１３のＸ方向と水平になるように実装する場合は、ノズル回転モータ３１６、及びロータ３１３によってノズル３１７は位置７５０から位置７５３に、矢印７０５及び矢印７０６の向きに回転することで電子部品７０２の角度を変更することが可能である。

ヘッドアクチュエータ１１３の移動経路を図８に示す。ヘッドアクチュエータ１１３の実装範囲は範囲８５１である。ヘッドアクチュエータ１１３の初期位置は位置８０１であり、ヘッドアクチュエータ１１３は、基板１２３に形成された位置８７１、位置８７２、位置８７３、及び位置８７４に対して、位置８７１、位置８７２、位置８７３、位置８７４の順に部品を実装し、ヘッドアクチュエータ１１３を位置８０１に移動させる。

ヘッドアクチュエータ１１３の移動経路は生産性を向上するために最短距離で構成するため、ヘッドアクチュエータ１１３は位置８０１から移動を開始し、最初に位置８７１へ部品を実装する。次に、ヘッドアクチュエータ１１３は位置８７２へ部品を実装する。次に、ヘッドアクチュエータ１１３は位置８７３へ部品を実装する。次に、ヘッドアクチュエータ１１３は位置８７４へ部品を実装し、最後に位置８０１に移動する。

このとき、部品角度を正しく補正しつつ実装するため、ヘッドアクチュエータ１１３は位置８０１から移動を開始し、最初に位置８０２へ移動し、次に、位置８０３へ移動し次に、位置８０４へ移動し、最後に位置８０１へ移動する。ヘッドアクチュエータ１１３の軌跡は矢印８８１乃至矢印８８５によって表現できる。ヘッドアクチュエータ１１３の移動は、第１のＹビーム１０１のアクチュエータ１０７、Ｘビーム１０３のアクチュエータによるものである。

このとき、ヘッドアクチュエータ１１３の総移動距離は矢印８８１と矢印８８２と矢印８８３と矢印８８４と矢印８８５の合計となる。

次にヘッドアクチュエータ１１３の第２の構成について説明する。図９はヘッドアクチュエータ１１３の第２の構成を説明する図である。

ヘッドフレーム９０１は図２のＸビーム１０３に接続される。ノズル上下モータ９０２はフレーム９０１に接続されている。ノズル上下モータ９０２には、ボールネジ９０３が接続されている。さらにボールネジ９０３の端部はガイド９０４によって支持されている。ボールネジ９０３には、アーム９０５が接続されている。アーム９０５の先端はノズル移動部９０６の少なくとも周囲に形成された凸な部分９０７（凸部）を挟み込む構造（凹型）になっている。

ノズル移動部９０６には、凸部９０７からノズルシャフト９０８に向かって伸びるアームと、アームの先端に接続された転がり機構が形成されている。転がり機構の例としては、ボール９０９が挙げられる。

各ノズルシャフト９０８の端部には板９１０が形成されており、ボール９０９が板９１０上を転がることで、ノズルシャフト９０８の選択動作が行われる。そして、ノズル移動部９０６の下降に伴い、アーム９０５及びボール９０９は板９１０を押すことになり、その結果、ノズルシャフト９０８の下降動作が行われることになる。

なお、詳細は後述するがノズル９１２とロータ９１１との間にはバネが配置されており、ノズル移動部９０６が下降した後に上昇するとバネの初期状態に戻ろうとする力により、ボール９０９に押されたノズルシャフト９０８は初期位置へ戻ることになる。

ノズルシャフト９０８は、ロータ９１１に接続されている。そしてノズルシャフト９０８の先端には開口を有し、電子部品６０３を吸着するためのノズル９１２が取り外し可能に接続されている。また、ノズルシャフト９０８にはノズルギア９１９が接続されている。ノズルギア９１９はノズルシャフト９０８に対して切削等所定の処理を施すことで、直接ノズルシャフト９０８へ形成しても良い。

ノズル回転モータ９１３はヘッドフレーム９０１に接続されおり、ロータ９１１との相互作用によってヘッド中心回転軸としてノズル９１２を回転させ、基板とノズル９１２との相対的な位置関係を変更する。

ノズル自転モータ９２０はロータ９１１に内蔵されており、ノズル９１２を回転軸９５０として回転させる機能を持つ。ノズル自転モータ９２０によるノズル９１２の回転は、基板とノズル９１２との相対的な関係に実質的な変化がないので、自転と表現することができる。

第２の構成もノズル選択用ベルト９１４を駆動するためのノズル選択モータ９１５を有する。

センタースプライン９１６は、ノズル移動部９０６の移動方向を規定するガイドとしての役割を果たす。

センターシャフト９１７は同心円状に配置されたノズルシャフト９０８、及びノズル９１２の内側に配置された中空のケーシングである。センターシャフト９１７は、ロータリージョイント９１８と共にノズル９１２が電子部品を真空吸着する際の真空の流路、配線類を制御部１２４へ導く通路の役割を果たす。

伝播ギア９２２は、ノズル自転モータ９２０によるモータギア９２１の回転をノズルギア９１９に伝播させるためのものであり、実質的にモータギア９２１、及びノズルギア９１９とかみ合うものである。伝播ギア９２２を詳細に説明すると、伝播ギア９２２はロータ９１１の回転軸９２３が通過するよう形成された第１のギア９２４、及び回転軸９２３が通過するよう形成され、かつ第１のギア９２４よりも高い位置に形成された第２のギア９２５を含む。第２のギア９２５は、第１のギア９２４と一体成型されるか、実質的に第１のギア９２４の回転による力を受けるよう設計されている。

ノズル自転モータ９２０は、回転軸９２３の外側にある。ノズル自転モータ９２０、及び伝播ギア９２２は複数のノズル９１２が配置された位置よりも内側（他の表現としては、複数のノズル９１２を結んで表現した形状の内側）に配置される。

モータギア９２１が自転モータ９２０によって回転すると、伝播ギア９２２、及び伝播ギア９２２にかみ合ったノズルギア９１９も回転し、その結果ノズル９１２は自転することなる。なお、ノズルシャフト９０８は、板９１０に対して回転可能となっており、ノズルシャフト９０８が板９１０に接続されていることはノズル９１２の自転に影響を与えない。

次に、図１０を用いて第１の構成のノズル３１７、及び第２の構成のノズル９１２周辺の詳細について説明する。第１の構成のノズル３１７は、その軌跡１００１は基板１２３が搭載されるべき面の法線１００２と実質的に平行となるよう配置されている。なお、ノズル３１７の裏面にはバネ１００３が配置されている。バネ１００３はノズル３１７が初期位置にある状態で所定の力により収縮した状態となっている。

ノズル９１２の裏面には弾性体の一例であるバネ１００３が配置されている。バネ１００３はノズル９１２が初期位置にある状態（基板１２３から所定の距離離れた状態）で初期状態（伸縮していない状態）である。

ノズル移動部９０６が下降した後に上昇するとバネ１００３は初期状態に戻ろうとする結果、矢印１００４の向きの力をノズル９１７に発生させる。その結果、ノズル９１７は初期位置へ戻ることになる。なお、ノズル９１７の裏面にはバネ１００３だけでなく、バネ１００３の振動の集束を促すよう油圧式ダンパーに例示される減衰システムをバネ１００３に組み合わせても良い。

次に、第２の構成における（１）ノズル上下動作（２）ノズル選択動作（３）ヘッド回転動作（回転によってノズル９１２の基板に対する位置を変更すること）（４）ノズル自転動作について説明する。

まず、（１）ノズル上下動作について図１１を用いて説明する。図１１（a）は、ノズルシャフト９０８が下降する前の状態を説明する図であり、特に、ヘッドアクチュエータ１１３の第２の構成におけるセンタースプライン９１６、ノズル選択用ベルト９０７、ノズル移動部９０６、ノズルシャフト９０８周辺の詳細を説明する図である。

ノズル移動部９０６はセンタースプライン９１６に接続されている。センタースプライン９１６は、ノズル移動部９０６の移動方向を規定するガイドとしての役割を果たす。

ノズル移動部９０６は、前述した少なくとも周囲に凸な部分９０７（凸部）を有しており、その凸部をアーム９０５に把持されている。さらに、この凸部９０７にはＬ字型のアーム９５１が接続されている。Ｌ字型のアーム９５１の先端には、転がり形状の例えばボール９０９が接続されている。

そして、図１１（b）に示すように、ノズル上下モータ９０２によってアーム９０５が下方向に移動すると、それに伴って、ノズル移動部９０６、さらにそれに接続されたＬ字型のアーム９５１、Ｌ字型のアーム９５１の先端上のボール９０９、板９１０に接続されたノズルシャフト９０８が下方向へ移動することとなる。このとき、ノズルギア９１９と伝達ギア９２２は摺動するがギアによる伝達であるため、ノズルシャフト９０８の動作方向に関しては干渉しない。

ノズルシャフト９０８が上下移動する距離は、ノズル９１２の所定の初期位置から部品を実装するための位置までの距離と実質的に一致する。ノズルギア９１９はノズルシャフト９０８が下降した後に後述する自転動作を行う場合もある。よって、ノズルギア９１９は、ノズルシャフト９０８が所定量下降した後にあっても、伝播ギア９２２とかみ合っていることが望ましい。１つの表現としては、ノズルギア９１９の長さＬはノズルシャフト９０８（ノズル９１２と言い換えることもできる）の上下移動距離よりも長い方が好ましいと表現することもできる。

なお、下方向に移動したノズルシャフト９０８は、図１０（b）に示すばね１００３により所定の初期位置へ戻ることになる。

次に、（２）ノズルの選択動作について図１２を用いて説明する。センタースプライン９１６において、ノズル選択用ベルト９１４がノズル選択モータ９１５によって回転すると、センタースプライン９１６も回転する。そして、センタースプライン９１６に接続されたノズル移動部９０６も回転することにより、結果的にアーム９５１の位置は図１２（a）の状態から図１２（b）の状態へ変化し、任意のノズルシャフト９０８を選択することができる。

なお、ノズル移動部９０６に接触しているのは、前述した板９１０であるため、ノズルギア９１９及び伝達ギア９２２はノズル選択動作による摩擦の影響を受けない。

このような構成によって、第２の構成でも限られた空間の中で効率的に、ノズルの選択動作、上下動作を行うことが可能となる。

次に、（３）ヘッドの回転動作について図１３を用いて説明する。ノズル回転モータ９１３はロータ９１１を回転させることにより、ロータ９１１に取り付けられたノズルシャフト９０８をロータ９１１の中心を回転軸として回転させる。回転前後の様子は、図１３（a）から図１３(b)へ変化することで表現できる。これにより任意のノズルシャフト９０８を任意の位置、及び角度へ移動することができ、Ｌ字型のアーム９５１上に移動することが可能となる。また、ノズルギア９１９、伝達ギア９２２、モータギア９２１、ノズル自転モータ９２０もロータ９２０と同時に回転するためノズルシャフト９０８は自転しない。

次に、（４）ノズル自転動作について図１４を用いて説明する。図１４はノズルシャフト９０８が自転する前を示しており、図１４（b）はノズルシャフト９０８が自転する様子を示している。

ノズル自転モータ９２０はノズルシャフト９０８を、回転軸９５０を回転の中心として回転させる機能を持つ。ノズル自転モータ９２０はロータ９１１に内蔵されており、ノズル自転モータ９２０のシャフトにはモータギア９２１が接続されており、モータギア９２１は伝播ギア９２２が接続されている。また、伝播ギア９２２はノズルギア９１９に接続されている。よって、ノズル自転モータ９２０が回転することで、ノズル自転ギア９１９が回転し、ノズルシャフト９０８およびノズル９１２は回転する。

モータギア９２１、伝播ギア９２２（より具体的には、前述した第１のギア９２４、及び第２のギア９２５）、及びノズルギア９１９の寸法については、伝播ギア９２２が、モータギア９２１、及びノズルギア９１９よりも大きくなる場合が多いが、作業者が任意に設計すれば良い。

ノズルシャフト９０８の自転する角度（ノズル９１２の角度と表現することもできる）はモータギア９２１、伝播ギア９２２（より具体的には、前述した第１のギア９２４、及び第２のギア９２５）、及びノズルギア９１９のギア比で決定される。実際には、伝播ギア９２２はモータギア９２１、及びノズルギア９１９と実質的に接触しているため、ギア比を得るためには実質的に無視でき、ギア比はモータギア９２１とノズルギア９１９との比として得ることができる。

ギア比は作業者が任意に決定すれば良いが、モータギア９２１とノズルギア９１９とのギア比が実質的に１：１となるのであれば、ノズルシャフト９０８の回転角はモータギア９２１の回転角と実質的に同視できる。ギア比が１：Ｎ（１＜Ｎ）であれば、ノズルシャフト９０８の回転角はモータギア９２１の回転角よりも大きくなり、高速部品実装に好適である。一方、ギア比が１：Ｎ（Ｎ＜１）であれば、ノズルシャフトの回転角はモータギア９２１の回転角よりも小さくなり、高精度部品実装に好適である。

図１５を用いてノズル回転モータ９１３を下面からみた説明図を示す。複数のノズル９１２はロータ９１１の中心から距離r（符号１００１）の位置に同心円状に配置されている。なお、配置の仕方は同心円状でなくともよい、つまり、距離rはノズル９１３毎に異なって良いということである。

ノズル９１２には電子部品１００３が真空吸着されている。部品実装装置は、部品実装の際は電子部品を実装のための角度へ変更し実装する。例えば、電子部品１００３を電子部品１００３の長辺方向をヘッドアクチュエータ１１３のＸ方向と実質的に水平として基板へ実装する場合は、ノズル自転モータ９２０の動作によりノズル９１２は位置１０５０において矢印１０６１、及び矢印１０６２の向きの少なくとも１つの方向に回転することで電子部品１００３の角度を変更し、符号１００２に示す状態とすることができる。

矢印１０６１、矢印１０６２いずれの方向に電子部品回転させるべきかは、作業者が任意に決定、変更できるが、カメラ１１７（他のヘッドアクチュエータについては対応するカメラ）を利用することで効率的に得ることができる。より具体的には、図１５（b）に示すように、制御部１２４はカメラ１１７で保持された電子部品１００３の画像を得て、得られた電子部品１００３の画像と搭載すべき位置とを比較し、得られた回転角a、bのうち小さいほうの回転角でノズルシャフト１０８を回転できる方向を決定する。図１５（a）では回転角aで回転できる方向１０６２によって、ノズルシャフト１０８は回転されることになる。

ヘッドアクチュエータ１１３の移動経路を図１６に示す。ヘッドアクチュエータ１１３の第２の構成における実装範囲は範囲１１５１である。例えば、ヘッドアクチュエータ１１３の第２の構成の初期位置は位置８０１であるとする。

第２の構成では、ヘッドアクチュエータ１１３は基板１２３に配置された位置８７１、位置８７２、位置８７３、位置８７４の順に移動し、部品を実装する。

ヘッドアクチュエータ１１３の移動距離は、矢印１１８１、矢印８８３、矢印８８４、矢印８８５の合計として得られる。第１の構成での移動距離と第２の構成での移動距離とを比較すると、第１の構成での矢印８８２と第２の構成での矢印１１８１との間で差があり、第１の構成での矢印８８４と第２の構成の矢印１１８２との間で差がある。より具体的には、矢印１１８１は矢印８８２よりも短く、矢印１１８２は矢印８８４よりも短い。これは、第２の構成ではノズルシャフト９０８が自転できるからである。

本実施例によれば、高速な部品実装が可能となる。本実施例によれば、高精度な部品実装が可能となる。より具体的には、本実施例の効果は以下のように説明される。（１）カメラ１１７により基板１２３への部品実装角度とノズル９１２に保持した部品の角度との差を得ることができ、その差を考慮してノズル自転モータ９２０によってノズル９１２を自転させることでヘッドアクチュエータ１１３の移動距離を短縮し生産性を向上させることができる。
（２）ノズル９１２を自転することにより、ノズル回転モータ９１３で回転によって生じる誤差の影響を少なくして、部品実装を行うことが可能となる。

次に、実施例２について説明する。以降では、他の実施例と異なる部分について主に説明する。ロータ９１１を回転させるノズル回転モータ９１３は非常に高温になる場合がある。ノズル回転モータ９１３が高温となると、モータギア９２１、伝播ギア９２２、及びノズルギア９１９の少なくとも１つは膨張する場合もある。モータギア９２１、伝播ギア９２２、及びノズルギア９１９の少なくとも１つが膨張した場合、他のギアに接触し、望ましくない力を発生させる場合もある。本実施例はこの点に考慮したものである。

図１７は本実施例を説明する図である。本実施例では、モータギア９２１と伝播ギア９２２の歯１７０１との間、及びモータギア９２１の歯１７０２と伝播ギア９２２との間にモータギア９２１、及び伝播ギア９２２の熱膨張を考慮した空間Ｄ₀を形成する。ノズル回転モータ９１３が発熱した場合、モータギア９２１、及び伝播ギア９２２は膨張する、Ｄ₀は実質的にＤ₀＝０となるか、またはＤ１（＜Ｄ₀）となるので、望ましくない力は実質的に発生しない。図１７では、モータギア９２１、及び伝播ギア９２２について説明したが、Ｄ₀は伝播ギア９２２、及びノズルギア９１９についても適用できる。

次に、実施例３について説明する。以降では、他の実施例と異なる部分について主に説明する。モータギア９２１、伝播ギア９２２、及びノズルギア９１９は円滑に回転した方が望ましい。本実施例はこの点に考慮したものである。

図１８は、本実施例を説明する図である。図１８（a）に示すように本実施例では、モータギア９２１、伝播ギア９２２、及びノズルギア９１９の少なくとも１つにグリス１８０１を塗布する。グリス１８０１によりモータギア９２１、伝播ギア９２２、及びノズルギア９１９の少なくとも１つは良好に回転する。

グリス１８０１は、ギアの回転により飛散する場合もある。飛散したグリスが基板に付着するのは、基板を汚染することになるので望ましくない。そこで本実施例では図１８（b）に示す用に、モータギア９２１、伝播ギア９２２、及びノズルギア９１９の少なくとも１つを覆う隔壁１８０２を形成しても良い。隔壁１８０２は、モータギア９２１、伝播ギア９２２、及びノズルギア９１９を覆うよう構成された方が望ましい。隔壁は実質的なギアボックスである。

以上、本発明の実施例を用いて説明したが、本発明は実施例に限定されない。本発明は、基板上の試料に何らかの処理を施す処理装置に幅広く適用可能である。また、各実施例記載の内容は相互に置換、組み合わせが可能である

１０１ …第１のＹビーム
１０２ …第２のＹビーム
１０３，１０４，１０５，１０６ …第１のＸビーム
１０７，１０８，１０９，１１０，１１１，１１２ …アクチュエータ
１１３，１１４，１１５，１１６ …ヘッドアクチュエータ
１１７，１１８，１１９，１２０ …カメラ
１２１，１２２ …部品供給装置
１２３ …基板
１２４ …制御部
３０２ …ノズル上下モータ
３０３ …ノズル選択モータ
３０４ …センターシャフト
３０５ …ロータリージョイント
３０６ …センタースプライン
３０７ …ノズル選択用ベルト
３０８ …ボールネジ
３５１ …アーム
３１０ …ノズル移動部
３１１ …ノズルシャフト
３１７ …ノズル

Claims (20)

1. 基板に部品を搭載するためのノズルと
   前記ノズルに形成された第１のギアと、
   前記ノズルの位置を変更するための第１のモータユニットと、
   第２のギアを含み、前記ノズルを自転させるための第２のモータユニットと、
   前記第２のモータユニットの回転を前記第１のギアに伝播させるための第３のギアと、を有する部品実装装置。
2. 請求項１に記載の部品実装装置において、
   複数のノズルを有し、
   前記第１のモータユニットの回転軸は前記第２のギアを通過し、
   前記第２のモータユニットは前記複数のノズルよりも内側に配置される部品実装装置。
3. 請求項２に記載の部品実装装置において、
   前記ノズルに保持された部品の画像を得るカメラを有し、
   前記ノズルの自転の向きは前記カメラが得た画像を使用して決定される部品実装装置。
4. 請求項３に記載の部品実装装置において、
   前記ノズルに接続された弾性体を有する部品実装装置
5. 請求項４に記載の部品実装装置において、
   前記弾性体は前記ノズルが初期位置にある状態で初期状態にある部品実装装置。
6. 請求項５に記載の部品実装装置において、
   前記ノズルの振動を集束させるための減衰システムを有する部品実装装置。
7. 請求項６に記載の部品実装装置において、
   前記第２のギアと前記第１のギアとのギア比は１：Ｎ（１＜Ｎ）、１：１、または１：Ｎ（Ｎ＜１）である部品実装装置。
8. 請求項７に記載の部品実装装置において、
   前記第１のギア、前記第２のギア、及び前記第３のギアの少なくとも２つの間には、熱膨張を考慮した空間が形成される部品実装装置。
9. 請求項８に記載の部品実装装置において、
   前記第１のギア、前記第２のギア、及び前記第３のギアの少なくとも１つにはグリスが塗布される部品実装装置。
10. 請求項９に記載の部品実装装置において、
    前記グリスが塗布されたギアを覆う隔壁を有する部品実装装置。
11. 請求項１に記載の部品実装装置において、
    前記ノズルに保持された部品の画像を得るカメラを有し、
    前記ノズルの自転の向きは前記カメラが得た画像を使用して決定される部品実装装置。
12. 請求項１に記載の部品実装装置において、
    前記ノズルに接続された弾性体を有する部品実装装置
13. 請求項１２に記載の部品実装装置において、
    前記弾性体は前記ノズルが初期位置にある状態で初期状態にある部品実装装置。
14. 請求項１３に記載の部品実装装置において、
    前記ノズルの振動を集束させるための減衰システムを有する部品実装装置。
15. 請求項１に記載の部品実装装置において、
    前記第２のギアと前記第１のギアとのギア比は１：Ｎ（１＜Ｎ）である部品実装装置。
16. 請求項１に記載の部品実装装置において、
    前記第２のギアと前記第１のギアとのギア比は１：１である部品実装装置。
17. 請求項１に記載の部品実装装置において、
    前記第２のギアと前記第１のギアとのギア比は１：Ｎ（Ｎ＜１）である部品実装装置。
18. 請求項１に記載の部品実装装置において、
    前記第１のギア、前記第２のギア、及び前記第３のギアの少なくとも２つの間には、熱膨張を考慮した空間が形成される部品実装装置。
19. 請求項１に記載の部品実装装置において、
    前記第１のギア、前記第２のギア、及び前記第３のギアの少なくとも１つにはグリスが塗布される部品実装装置。
20. 請求項１９に記載の部品実装装置において、
    前記グリスが塗布されたギアを覆う隔壁を有する部品実装装置。