JP2019021853A - 部品実装装置および部品実装方法ならびにペースト供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷によりペーストが供給できない形状のワークを対象として、複数種類の部品に対して適正量のペーストを供給することができる部品実装装置および部品実装方法ならびにペースト供給装置を提供することを目的とする。【解決手段】印刷により部品接合用のペーストが供給できない形状のワークへの部品の実装に用いられる部品実装装置において、部品供給部に配置された半田供給ユニット１０（ペースト供給装置）の印刷ステーション１７にて転写台４０に部品におけるペーストの供給位置に対応した配列でペーストを印刷し、ペーストが印刷された転写台４０を移動させて搭載ヘッドがアクセスする転写ステーション１８の転写位置に位置させ、部品供給部から取り出した部品を転写位置に位置する転写台４０に接近させて部品に転写台４０に印刷されたペーストを転写し、次いでペーストが転写された部品をワークに実装する。【選択図】図７

Description

本発明は、印刷によりペーストが供給できない形状のワークに部品を実装する部品実装装置および部品実装方法ならびにこのワークにペーストを供給するペースト供給装置に関する。

近年、立体形状のワークに部品を三次元的に実装して立体形状の部品実装体を製造する部品実装装置が提案されるようになっている。ここで実装の対象となる立体形状のワークは、通常の平面基板のようにスクリーン印刷による半田供給が適用できない。このため、従来技術においては装着ヘッドによって保持された状態の部品に対して下面側からクリーム状の半田などのペーストを供給する方法が提案されていた（特許文献１、２参照）。

上述の特許文献１に示す先行技術では、半田を吐出し個別に突没可能に構成された複数のノズル２２がマトリクス状に配置された半田供給ユニット２０の例が記載されている。電子部品１への半田供給に際しては、ヘッド１２で保持した部品を半田供給ユニット２０の上方に搬送し、この電子部品１のサイズに対応したノズル２２のみを突出させて、電子部品１の電極に半田を付着させるようにしている。また特許文献２に示す先行技術では、基板に構成素子１０を装着する自動装着装置において、装着ヘッド１１に保持された構成素子１０の下面に、接着剤などのディスペンス媒体２を重力に抗して塗布するためのディスペンスシステム１を備えた例が記載されている。

特開平１０−６５３２３号公報 特開２０１２−２８７８０号公報

しかしながら、上述の従来技術にはその構成に起因して、以下に述べるような問題点があった。すなわち特許文献１に示す例では、構成自体が複雑で形状やサイズが異なる複数種類の部品に対応することが難しいという課題があった。また特許文献２に示す例では、ディスペンスシステムにおける吐出量の制御が困難で、限られたショット時間で適正量の接着剤を塗布することが困難であった。このように従来技術においては、印刷により半田などのペーストが供給できない形状のワークを対象とする場合に、複数種類の部品に対して適正量のペーストを供給することが困難であるという課題があった。

そこで本発明は、印刷によりペーストが供給できない形状のワークを対象として、複数種類の部品に対して適正量のペーストを供給することができる部品実装装置および部品実装方法ならびにペースト供給装置を提供することを目的とする。

本発明の部品実装装置は、スクリーン印刷によりペーストが供給できない形状のワークに部品を実装する部品実装装置であって、スクリーン印刷により、転写台に前記部品の複数のペースト付着位置に対応した配列で複数の島状ペースト部を形成する印刷部と、部品供給部から取り出した前記部品を前記転写台に形成された前記複数の島状ペースト部に接近させて前記部品の複数のペースト付着位置に前記複数の島状ペースト部を転写し、次いで前記複数の島状ペースト部が転写された前記部品を前記ワークに実装する部品実装機構と、を備えた。

本発明の部品実装方法は、スクリーン印刷によりペーストが供給できない形状のワークに部品を実装する部品実装方法であって、スクリーン印刷により、転写台に前記部品の複数のペースト付着位置に対応した配列で複数の島状ペースト部を形成する印刷工程と、部品供給部から取り出した前記部品を前記転写台に形成された前記複数の島状ペースト部に接近させて前記部品の複数のペースト付着位置に前前記複数の島状ペースト部を転写し、次いで前記複数の島状ペースト部が転写された前記部品を前記ワークに実装する部品実装工程と、を含む。

本発明のペースト供給装置は、スクリーン印刷によりペーストが供給できない形状のワークに部品を実装する部品実装装置において、前記部品に転写される前記ペーストを供給するペースト供給装置であって、スクリーン印刷により、転写台に前記部品の複数のペースト付着位置に対応した配列で複数の島状ペースト部を形成する印刷部と、前記ペーストが印刷された前記転写台を移動させて転写位置に位置させる転写台移動機構と、を備えた。

本発明によれば、印刷によりペーストが供給できない形状のワークを対象として、複数種類の部品に対して適正量のペーストを供給することができる。

本発明の一実施の形態の部品実装装置の構成を示す斜視図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における作業ステージの斜視図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における作業ステージの斜視図 本発明の一実施の形態の部品実装装置における作業ステージの断面図 本発明の一実施の形態の部品実装装置において作業対象となるワークの構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置におけるワークの姿勢変更の動作説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置に配置された半田供給ユニットの構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置に配置された半田供給ユニットによる印刷工程の動作説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置による部品実装工程の動作説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置による部品実装工程の動作説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置に配置された半田供給ユニットによる印刷工程の動作説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置による部品実装工程の動作説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、部品実装装置１の全体構成を説明する。部品実装装置１は、印刷によりペーストが供給できない形状のワークに部品を実装する機能を有する。本実施の形態においては、立体形状を有するワーク６（図５参照）の表面に形成された複数の実装面に部品を実装する。

図１において、矩形板形状のワーク保持体であるワークキャリア５には、複数（ここでは３つ）のワーク６が保持されている。ワークキャリア５は搬送キャリア（図示省略）に載置された状態で、搬送部（図示省略）により鎖線（２）で示す搬送経路に沿って上流側から部品実装装置１に搬入される（矢印ａ）。本実施の形態では搬送キャリアの搬送方向をＸ方向と定義し、これと直交する方向をＹ方向と定義している。

搬送経路には作業ステージ３が設けられており、作業ステージ３は作業ステージ移動機構４によってＸ方向，Ｙ方向に水平移動するとともに、Ｚ方向に昇降する。搬送キャリアに載置されて搬入されたワークキャリア５は、作業ステージ３によって支持され、ワーク６を対象とする部品実装作業は、この状態で実行される。

作業ステージ３の後方には部品供給部８が設けられている。部品供給部８には、複数のテープフィーダなどの部品供給フィーダ９および半田供給ユニット１０が配置されている。部品供給フィーダ９はワーク６に実装される部品Ｐ（図５参照）を、以下に説明する搭載ヘッド１２による部品取出位置に供給する。半田供給ユニット１０（ペースト供給装置）は、部品Ｐに転写される部品接合用のペーストであるクリーム状の半田４５（図８、図９参照）を供給する。本実施の形態では、半田供給ユニット１０は、部品Ｐに転写される半田４５が所定の形状・サイズの半田部４５ａの形態で予め印刷された転写台４０を、搭載ヘッド１２がアクセスする転写位置に移動させる構成となっている。

作業ステージ３の上方には、搭載ヘッド１２が配置されている。搭載ヘッド１２は搭載ヘッド移動機構１４によって移動し、下部に装着された部品保持ノズル１２ａによって部品供給フィーダ９から部品を真空吸着により取り出して、作業ステージ３に支持されたワーク６の実装面に搭載する。搭載ヘッド１２および搭載ヘッド移動機構１４は、部品供給部８から取り出した部品Ｐをワーク６に実装する部品実装機構１５を構成する。本実施の形態の部品実装装置１においては、部品実装機構１５は部品供給部８から取り出した部品Ｐを、半田供給ユニット１０の転写位置に位置する転写台４０に接近させて、部品Ｐに転写台４０に印刷された半田部４５ａを転写し、次いで半田部４５ａが転写された部品Ｐをワーク６に実装する。

部品供給部８と作業ステージ３との間の搭載ヘッド１２の移動経路には、カメラとＬＥＤなどの照明を備えた部品認識ユニット１１が配置されている。部品を保持した搭載ヘッド１２が部品認識ユニット１１の上方を移動する際に、部品認識ユニット１１は搭載ヘッド１２に保持された部品を下方から撮像して認識する。これにより、部品の保持姿勢、部品保持ノズル１２ａによる部品の吸着位置が認識される。

搭載ヘッド１２の側部には、基板認識ユニット１３が取り付けられている。基板認識ユニット１３は、カメラとＬＥＤなどの照明を備えて構成されている。基板認識ユニット１３は、搭載ヘッド移動機構１４を駆動することにより、搭載ヘッド１２と一体的に水平方向に移動する。搭載ヘッド１２が移動することにより、基板認識ユニット１３は作業ステージ３に保持されたワーク６の上方に移動してワーク６を撮像して認識する。これにより、ワーク６の実装面に設けられた認識マークＭ（図５参照）の位置が認識される。

部品実装装置１は制御部１６を備えており、制御部１６は、搬送部、作業ステージ３、作業ステージ移動機構４、部品供給部８、半田供給ユニット１０、部品実装機構１５を制御する。制御部１６が、搬送部、作業ステージ３、作業ステージ移動機構４を制御することにより、ワークキャリア５を保持した搬送キャリアの搬送動作、作業ステージ３におけるワークキャリア５の姿勢変更動作が実行される。また制御部１６が部品供給部８、半田供給ユニット１０、部品実装機構１５を制御することにより、部品供給フィーダ９から取り出した部品Ｐに半田供給ユニット１０によって印刷された半田部４５ａを転写し、次いで半田部４５ａが転写された部品Ｐをワーク６に搭載する部品実装動作が実行される。

この部品実装動作において、制御部１６は、部品認識ユニット１１による部品認識結果および基板認識ユニット１３によるワーク認識結果を加味して搭載ヘッド１２、搭載ヘッド移動機構１４を制御する。これにより、作業ステージ３におけるワーク６の位置ずれおよび搭載ヘッド１２に保持された状態における部品位置ずれに起因する位置誤差が補正される。

次に、図２、図３、図４を参照して、作業ステージ３の詳細構成を説明する。図２において、作業ステージ移動機構４は底板部２０ａと底板部２０ａの両端部から立設された側板部２０ｂよりなるフレーム部２０を備えている。フレーム部２０は図１に示す作業ステージ移動機構４によって昇降可能な昇降ベースであり、作業ステージ移動機構４はこの昇降ベースを昇降させる昇降機構となっている。フレーム部２０の上部には、ワークキャリア５の長辺方向であるＸ方向の両端部をそれぞれ保持する１対のワークキャリア保持部２１が、Ｘ方向に相対向して設けられている。これらの１対のワークキャリア保持部２１は、Ｙ方向に同一高さで２組並列して設けられている。

図４に示すように、ワークキャリア保持部２１は長短２つの延出端部２２ｃ、２２ｂが設けられたかぎ形状のスイングアーム２２を有している。側板部２０ｂに近接して位置する延出端部２２ｂは、側板部２０ｂを水平方向に貫通する支持軸２２ａと結合されて、スイング軸２１ａ廻りに回動自在に軸支されている。延出端部２２ｂの反対側に位置する延出端部２２ｃが上方に延出した上端部には、ワークキャリア５を下面側から支持可能な平面部を有する支持部２３が設けられている。さらに支持部２３の上面には、ワークキャリア５を構成するメインプレート５ａの両端部に形成されたピン係合穴５ｂに係合するピン２４が設けられている。

ワークキャリア５を作業ステージ３に保持させる際には、相対向する１対のワークキャリア保持部２１のピン２４を、メインプレート５ａの両端部のピン係合穴５ｂにそれぞれ係合させる。このようにワークキャリア５をワークキャリア保持部２１を介して作業ステージ３に保持させた状態において、ワークキャリア保持部２１のスイングアーム２２は、スイング軸２１ａ廻りに回動するスイング動作が可能となっている。これにより、ワークキャリア５に保持されたワーク６の姿勢を変更することができる。

以下、本実施の形態に示す作業ステージ３において、ワークキャリア５に保持されたワーク６の姿勢を変更する姿勢変更部の構成について説明する。図２、図４において、フレーム部２０の底板部２０ａの上面には、上述のスイング動作の駆動源であるスイング用モータ２５が、出力軸２５ａを水平にして配置されている。スイング用モータ２５の上方には、両側の側板部２０ｂを貫通して軸支された伝達軸２９が配置されている。出力軸２５ａ、伝達軸２９にそれぞれ結合されたモータ出力軸プーリ２６、伝達軸プーリ２８には、ベルト２７が調帯されている。

図４に示すように、両側の側板部２０ｂを貫通した伝達軸２９の両端部には、それぞれ駆動プーリ３０が結合されている。２組のワークキャリア保持部２１において、スイングアーム２２を軸支する支持軸２２ａが側板部２０ｂを貫通した両端部には、それぞれ従動プーリ３１が結合されている。両側の側板部２０ｂの外側面において、各組のワークキャリア保持部２１に対応した従動プーリ３１の中間には、テンションプーリ３３が上下方向の位置調節自在に設けられている。

図２に示すように、駆動プーリ３０、２つの従動プーリ３１およびテンションプーリ３３には、駆動伝達用のベルト３２が調帯されている。テンションプーリ３３の位置を調整することにより、ベルト３２のテンションを適正状態に調節することができる。このような構成において、スイング用モータ２５を駆動してモータ出力軸プーリ２６を回転させる（矢印ｂ）ことにより、伝達軸プーリ２８、伝達軸２９を介して駆動プーリ３０が回転する。そしてこの回転が従動プーリ３１に伝達されることにより、支持軸２２ａ（図４参照）を介してスイングアーム２２がスイング軸２１ａ廻りに回動する（矢印ｃ）。

このとき、スイング用モータ２５の回転量および回転方向を制御することにより、スイングアーム２２に設けられた支持部２３を所望の角度に傾斜させることができる。これにより支持部２３に支持されたワークキャリア５の傾斜が変更され、ワークキャリア５に保持されたワーク６の姿勢が変更される。ここで、２組のワークキャリア保持部２１のスイング動作は共通のスイング用モータ２５によって駆動される構成であることから、これら２組のワークキャリア保持部２１に支持された２つのワークキャリア５を対象として、同時に同一の変更量で姿勢変更が行われる。

図３は、１対のワークキャリア保持部２１がＹ方向に２組設けられた作業ステージ３に、２つのワークキャリア５を保持させた状態を示している。この状態において、ワークキャリア５の両端部は支持部２３によって下面側から支持されており、支持部２３に設けられたピン２４がワークキャリア５に設けられたピン係合穴５ｂに係合することにより、ワークキャリア５の位置が保持されている。

なお、ここでは、同時に作業ステージ３に保持された２つのワークキャリア５を、搬送方向（Ｘ方向）の下流側（図３において右側）に対する左右位置によって区別する。すなわち左側に位置するワークキャリア５をワークキャリア５（Ｌ）、右側に位置するワークキャリア５をワークキャリア５（Ｒ）と記載して区別している。これらのワークキャリア５（Ｌ）、５（Ｒ）においては、ワーク６の姿勢が同時に同一の変更量で変更される。そしてこのように姿勢が変更されたワーク６に対して、作業部である搭載ヘッド１２によって所定の作業である部品実装作業が実行される。

次に図５を参照して、部品実装装置１において部品が搭載されるワーク６の構造について説明する。図５（ａ）は、部品Ｐが搭載される前のワーク６の一例を示している。図５（ｂ）は、部品Ｐが搭載されたワーク６の状態を示している。図５（ａ）において、ワーク６は矩形ブロック状の下部６ａの上部に、台形断面を有する異形ブロック形状の上部６ｂを重ねた構造となっている。

下部６ａの下面には、円筒部６ｃが下方に突出して設けられている。下部６ａの左右の側面には、それぞれ耳部６ｄが側方に突出して設けられている。耳部６ｄには、上下に貫通する位置決め孔６ｅが形成されている。円筒部６ｃと位置決め孔６ｅは、ワーク６をワークキャリア５に保持させる際に、ワーク６をワークキャリア５に対して位置決めする機能を有している。

上述構成の６において、上部６ｂの上面は第１実装面Ｓ１であり、下部６ａの上面は第１実装面Ｓ１と平行で高さ位置が段違いの第２実装面Ｓ２である。また上部６ｂの斜面部は、第１実装面Ｓ１、第２実装面Ｓ２に対して傾斜した第３実装面Ｓ３である。第１実装面Ｓ１、第２実装面Ｓ２、第３実装面Ｓ３には、それぞれ対角の位置に２つの認識マークＭが形成されている。認識マークＭは、搭載ヘッド１２が部品Ｐを第１実装面Ｓ１、第２実装面Ｓ２、第３実装面Ｓ３の実装位置に搭載する際の位置決めに使用される。

そして図５（ｂ）に示すように、第１実装面Ｓ１、第２実装面Ｓ２、第３実装面Ｓ３の部品実装位置に形成された部品接続用の電極６ｐ（図１０参照）には、それぞれ部品Ｐが搭載される。この搭載ヘッド１２によるワーク６への部品搭載においては、第３実装面Ｓ３は第１実装面Ｓ１、第２実装面Ｓ２に対して傾斜していることから、ワーク６を同一姿勢に保持したままで全ての実装面に対して部品を搭載することができない。このため、前述の姿勢変更部によって、必要に応じてワーク６の姿勢を変更しながら部品搭載が実行される。

図６は、作業ステージ３においてワークキャリア５に保持されたワーク６に対して、搭載ヘッド１２によって部品実装作業を実行する際のワーク６の姿勢変更を示している。図６に示すように、ワークキャリア保持部２１が備えたスイングアーム２２は、スイング軸２１ａを回転軸とする支持軸２２ａによって回動する。これにより、スイングアーム２２の上端に設けられた支持部２３がメインプレート５ａとともに傾斜し、ワーク６の姿勢が変更される。ここに示す例では、スイングアーム２２の方向を示すスイング方向線２２θの垂直軸に対する角度を制御パラメータとして、ワーク６の姿勢を変更するようにしている。そしてこのようにして姿勢が変更されたワーク６に対して、搭載ヘッド１２によって部品Ｐ（図５参照）が搭載される。

図６（ａ）は、ワークキャリア保持部２１に支持されたワークキャリア５（Ｌ）、５（Ｒ）が保持するワーク６において、第１実装面Ｓ１、第２実装面Ｓ２を対象として部品搭載を実行する際のワーク６の姿勢を示している。第１実装面Ｓ１、第２実装面Ｓ２は、ワーク６における水平面であることから、スイング方向線２２θが垂直軸に一致するように支持軸２２ａを回動させる。これにより、第１実装面Ｓ１、第２実装面Ｓ２は部品搭載に適した正しい水平姿勢に保持される。

これに対し図６（ｂ）は、ワーク６における傾斜面である第３実装面Ｓ３を対象として部品搭載を実行する際のワーク６の姿勢を示している。すなわちこの場合には、スイング方向線２２θが垂直軸に対して傾斜補正角度θｘ３だけ傾斜するように、支持軸２２ａを回動させる（矢印ｄ）。傾斜補正角度θｘ３は、ワーク６における第３実装面Ｓ３の傾斜角度に応じて予め設定されている。これにより、第３実装面Ｓ３が部品搭載に適した正しい水平姿勢となるように、ワーク６の姿勢が保持される。

次に図７を参照して、部品供給部８に配置された半田供給ユニット１０（ペースト供給装置）の構成および機能を説明する。図７（ａ）に示すように、半田供給ユニット１０は基部１０ａの上に上部１０ｂを設けて構成される。基部１０ａは、図１に示す部品供給部８において複数の部品供給フィーダ９が装着されるフィーダベースに装着可能となっている。

半田供給ユニット１０には３つの動作ステーション、すなわち印刷ステーション１７、転写ステーション１８、クリーニングステーション１９が設定されている。印刷ステーション１７およびクリーニングステーション１９は上部１０ｂによって覆われており、搭載ヘッド１２がアクセスする転写ステーション１８は上部１０ｂの範囲外にあって上方が露呈されている。

印刷ステーション１７には、印刷マスク４４および印刷マスク４４の上面で摺動してスキージング動作を行うスキージユニット４３を備えた構成の印刷部１７ａが配置されている。印刷部１７ａは、スクリーン印刷で転写台４０に半田４５（図８参照）を印刷することにより、転写台４０の上面に部品Ｐの端子Ｐｔ（図９参照）の下面に対応した配列で、複数の島状ペースト部である半田部４５ａを形成する。すなわち、印刷部１７ａは、部品Ｐのペースト付着位置（本実施の形態では複数の端子Ｐｔの下面）と同様な配列で、転写台４０の上面に複数の島状ペースト部である半田部４５ａを形成する。

クリーニングステーション１９には、クリーニングユニット４６を備えたクリーニング部１９ａが配置されている。クリーニングユニット４６は、クリーニング用のクリーニングシート４６ｂをシート送りローラ４６ａの廻りに周回させた構成となっている。クリーニングユニット４６を転写台４０に押し付けることにより、クリーニング部１９ａは転写台４０において半田４５が印刷される印刷面４０ａをクリーニングする。

基部１０ａには、転写台４０を昇降自在（矢印ｅ）に保持した転写台昇降機構４１が設けられている。転写台昇降機構４１は、転写台移動機構４２によってＹ方向（矢印ｆ）に移動する。これにより転写台４０は、印刷ステーション１７、転写ステーション１８、クリーニングステーション１９を移動範囲に含んで移動自在となっている。

印刷部１７ａにより転写台４０に半田４５を印刷する際には、図７（ａ）に示すように、転写台昇降機構４１を印刷ステーション１７に位置させて、転写台４０を印刷マスク４４の下面に当接させる。そしてこの状態で印刷部１７ａは、スキージユニット４３にスキージング動作を行わせるスクリーン印刷を実行することにより、転写台４０に接合対象の部品Ｐのペースト付着位置と同様な配列およびサイズの半田部（島状ペースト部）４５ａの形態で印刷される。

転写台４０に印刷された半田部４５ａを部品Ｐに転写する際には、図７（ｂ）に示すように、半田部４５ａが印刷された状態の転写台４０を保持した転写台昇降機構４１を転写ステーション１８に移動させて（矢印ｇ）、転写台４０を搭載ヘッド１２による転写位置に位置させる。

そして転写動作を反復実行する過程で、転写台４０の印刷面４０ａにおいて半田４５の付着による汚損が進行した場合には、クリーニング部１９ａによるクリーニング動作を行う。すなわち図７（ｃ）に示すように、転写台４０を保持した転写台昇降機構４１をクリーニングステーション１９に移動させ（矢印ｈ）、クリーニングユニット４６のクリーニングシート４６ｂを印刷面４０ａに押し当てて付着した半田４５を拭き取る。

次に、図１に示す部品実装装置１によって、スクリーン印刷により半田４５が供給できない形状のワーク６に部品Ｐを実装する部品実装方法について説明する。この部品実装方法では、上述構成の半田供給ユニット１０によって以下に説明する印刷工程および転写台移動工程が実行され、次いで部品実装機構１５によって部品実装工程が実行される。

図８は、印刷ステーション１７において印刷部１７ａによって実行される印刷工程を示している。図８（ａ）において、スキージユニット４３は対向した１対のスキージ４３ａ、４３ｂを備えている。下端部を印刷マスク４４の上面に摺接させたスキージ４３ａ、４３ｂの間には印刷対象の半田４５が貯留されている。印刷マスク４４には、複数のパターン孔４４ａが、部品Ｐにおける複数の端子Ｐｔの下面、すなわち複数のペースト付着位置に対応した配列で形成されている。

印刷工程においては、スキージ４３ａ、４３ｂの下端部を印刷マスク４４に摺接させた状態で、スキージユニット４３をスキージ移動機構（図示省略）によってスキージング方向に移動させる（矢印ｉ）。これにより、印刷マスク４４の複数のパターン孔４４ａに半田４５が充填される。次いで図８（ｂ）に示すように、印刷マスク４４の下面から転写台４０を離隔させる版離れが行われる。

すなわち、転写台昇降機構４１（図７参照）を駆動して転写台４０を下降させると（矢印ｊ）、パターン孔４４ａ内に充填された半田４５がともに下降して、パターン孔４４ａから離脱する。これにより、転写台４０の印刷面４０ａには、複数の半田部４５ａが部品Ｐの複数のペースト付着位置と同様な配列で転写台４０上に形成される。そして転写台移動工程では、このようにして複数の半田部４５ａが形成された転写台４０を転写台移動機構４２によって移動させて、転写ステーション１８の転写位置に位置させる。一つの部品Ｐに転写する２つの半田部４５ａを一組とした場合、本実施の形態における印刷工程は、１回の印刷工程で４組、すなわち部品Ｐ４個分の複数の半田部４５ａを転写台４０に形成する。

次に部品実装工程が実行される。すなわち搭載ヘッド１２の部品保持ノズル１２ａによって部品供給部８（図１参照）から取り出した部品Ｐを、図９（ａ）に示すように、転写ステーション１８の転写位置に位置する転写台４０に接近させる。次いで部品Ｐの両側部に形成された接続用の端子Ｐｔを印刷面４０ａに印刷された半田部４５ａに位置合わせし、図９（ｂ）に示すように、部品保持ノズル１２ａを下降させる（矢印ｋ）。そして部品Ｐの端子Ｐｔを半田部４５ａに接触させた後に、図９（ｃ）に示すように、部品保持ノズル１２ａを上昇させる（矢印ｍ）。これにより、部品Ｐの複数の端子Ｐｔには、半田部４５ａが転写される。

次いで、このようにして半田部４５ａが転写された部品Ｐをワーク６に実装する。この部品実装動作では、まず図１０（ａ）に示すように、部品保持ノズル１２ａに保持された部品Ｐを、第１実装面Ｓ１、第２実装面Ｓ２、第３実装面Ｓ３のいずれかにおける部品実装位置の電極６ｐに対して位置合わせし、部品Ｐをワーク６に対して下降させる（矢印ｎ）。このときワーク６は、図６に示すように、第１実装面Ｓ１、第２実装面Ｓ２、第３実装面Ｓ３がそれぞれ上向き姿勢となるように姿勢変更された状態にある。

次に図１０（ｂ）に示すように、部品保持ノズル１２ａによって部品Ｐが下降することにより、端子Ｐｔの下面に転写された半田部４５ａがワーク６の電極６ｐに接触する。これにより、部品Ｐは半田部４５ａの粘着力により電極６ｐに保持された状態となる。そしてこの状態で、部品保持ノズル１２ａによる真空吸着を解除して部品保持ノズル１２ａを上昇させる。これにより、図１０（ｃ）に示すように、部品Ｐは電極６ｐと端子Ｐｔとの間に半田部４５ａを介在させた状態でワーク６に実装される。

上記説明したように、本実施の形態に示す部品実装装置１および部品実装方法ならびに半田供給ユニット１０（ペースト供給装置）では、印刷により半田４５が供給できない形状のワーク６への部品の実装において、転写台４０に部品Ｐのペースト付着位置に対応した配列で半田部４５ａを印刷し、半田部４５ａが印刷された転写台４０を移動させて搭載ヘッド１２がアクセスする転写位置に位置させ、部品供給部８から取り出した部品Ｐを転写位置に位置する転写台４０に接近させて、部品Ｐに転写台４０に印刷された半田部４５ａを転写し、次いで半田部４５ａが転写された部品Ｐをワーク６に実装するようにしている。

これにより、立体形状のワークなど印刷によりペーストが供給できない形状のワークを対象として、複数種類の部品に対して適正量のペーストを供給することができる。すなわち、半田供給ユニット１０の印刷マスク４４を、対象とするワークおよび部品の組み合わせにおいて求められる島状ペースト部の配列や供給量などの供給形態に応じて交換することにより、多品種のワークおよび部品に対応することが可能となっている。

以下、図１１、図１２を参照して、複数種類の部品を対象として、配列もしくは大きさが異なる複数組の半田部（島状ペースト部）を転写台４０に形成する例を説明する。ここでは、端子の形成ピッチおよび大きさが異なる２種類のチップ型部品（図１２に示す第１の部品Ｐ１、第２の部品Ｐ２）を対象とする例を示している。

第１の部品Ｐ１、第２の部品Ｐ２の両側端部には、それぞれ第１の端子Ｐｔ１、第２の端子Ｐｔ２が形成されている。第１の端子Ｐｔ１、第２の端子Ｐｔ２の下面は、第１の部品Ｐ１、第２の部品Ｐ２において半田４５を付着させるペースト付着位置となっている。ここで第１の端子Ｐｔ１、第２の端子Ｐｔ２の大きさおよび配列ピッチは異なっている。すなわち第２の端子Ｐｔ２の大きさ（端子幅）は第１の端子Ｐｔ１よりも大きく、第２の端子Ｐｔ２の配列ピッチＬ２は第１の端子Ｐｔ１の配列ピッチＬ１よりも大きく設定されている（図１１に示す配列ピッチＬ１、Ｌ２も参照）。

このような２種類の第１の部品Ｐ１、第２の部品Ｐ２を対象とするため、前述の印刷工程において印刷部１７ａには、図８に示す印刷マスク４４に替えて、図１１（ａ）に示す印刷マスク４４Ａを用いる。印刷マスク４４Ａには、第１の部品Ｐ１に設けられた第１の端子Ｐｔ１の大きさに対応した開口サイズの第１のパターン孔４４ｂが、第１の端子Ｐｔ１の配列ピッチＬ１に対応して複数組（ここでは２組）形成されている。さらに印刷マスク４４Ａには、第２の部品Ｐ２に設けられた第２の端子Ｐｔ２の大きさに対応した開口サイズの第２のパターン孔４４ｃが、第２の端子Ｐｔ２の配列ピッチＬ２に対応して１組形成されている。

印刷工程においては、図８にて説明した例と同様に、スキージユニット４３をスキージング方向に移動させる（矢印ｏ）。これにより、印刷マスク４４Ａの複数の第１のパターン孔４４ｂ、第２のパターン孔４４ｃに半田４５が充填される。次いで図１１（ｂ）に示すように、転写台４０を下降させると（矢印ｐ）、第１のパターン孔４４ｂ、第２のパターン孔４４ｃ内に充填された半田４５がともに下降して、第１のパターン孔４４ｂ、第２のパターン孔４４ｃから離脱する。これにより、転写台４０の印刷面４０ａには、複数の第１の半田部４５ｂ（第１の島状ペースト部）、複数の第２の半田部４５ｃ（第２の島状ペースト部）が形成される。すなわち図８に示す例と同様に、一つの部品に対応する複数の島状ペースト部を一組とした場合、印刷部１７ａは、転写台４０に複数組を一回のスクリーン印刷で形成するようになっている。

ここで第１の部品Ｐ１に対応した第１の半田部４５ｂは、第１の端子Ｐｔ１の大きさに対応した大きさで、且つ第１の端子Ｐｔ１の配列ピッチＬ１に対応して２組が形成されている。また、第２の部品Ｐ２に対応した第２の半田部４５ｃは、第２の端子Ｐｔ２の大きさに対応した大きさで、且つ第２の端子Ｐｔ２の配列ピッチＬ２に対応して１組が形成されている。すなわちここに示す例では、少なくとも一組の複数の島状ペースト部（例えば第２の島状ペースト部である第２の半田部４５ｃ）は、他の組の複数の島状ペースト部（例えば第１の島状ペースト部である第１の半田部４５ｂ）と配列もしくは大きさが異なっている。

このようにして複数の第１の半田部４５ｂ、第２の半田部４５ｃが形成された転写台４０を転写台移動機構４２によって移動させて、転写ステーション１８の転写位置に位置させ、部品実装工程が実行される。すなわち図１２（ａ）に示すように、部品供給部８（図１参照）から部品保持ノズル１２ａ（図示省略）によって保持して順次取り出した第１の部品Ｐ１、第２の部品Ｐ２を、転写位置に位置する転写台４０に接近させる。次いで第１の部品Ｐ１の第１の端子Ｐｔ１、第２の部品Ｐ２の第２の端子Ｐｔ２を、印刷面４０ａに印刷された第１の半田部４５ｂ、第２の半田部４５ｃに順次位置合わせし、第１の部品Ｐ１、第２の部品Ｐ２を順次下降させる（矢印ｑ）。

そして第１の部品Ｐ１の第１の端子Ｐｔ１、第２の部品Ｐ２の第２の端子Ｐｔ２を、第１の半田部４５ｂ、第２の半田部４５ｃに順次接触させた後に、図１２（ｂ）に示すように、第１の部品Ｐ１、第２の部品Ｐ２を順次上昇させる（矢印ｒ）。これにより、ペースト付着位置である第１の部品Ｐ１の第１の端子Ｐｔ１の下面、第２の部品Ｐ２の第２の端子Ｐｔ２の下面には、第１の半田部４５ｂ、第２の半田部４５ｃがそれぞれ転写される。このようにして第１の半田部４５ｂ、第２の半田部４５ｃが転写された第１の部品Ｐ１、第２の部品Ｐ２は、ワークに順次実装される。

なお本実施の形態においては、印刷によりペーストが供給できない形状のワークとして立体形状のワーク６を対象とする例を示しているが、本発明はこのような形状のワークには限定されない。例えば平面基板において凹部の底面など印刷が困難な部位が実装対象となる様な場合や、スクリーン印刷用のマスクの障害物となる物品の存在により印刷が困難な部位が実装対象となるような場合についても本発明を適用することができる。

本発明の部品実装装置および部品実装方法ならびにペースト供給装置は、印刷によりペーストが供給できない形状のワークを対象として、複数種類の部品に対して適正量のペーストを供給することができるという効果を有し、立体形状のワークを対象として部品を実装する分野において有用である。

１ 部品実装装置
６ ワーク
８ 部品供給部
１０ 半田供給ユニット
１２ 搭載ヘッド
１５ 部品実装機構
１７ 印刷ステーション
１７ａ 印刷部
１８ 転写ステーション
１９ クリーニングステーション
１９ａ クリーニング部
４０ 転写台
４０ａ 印刷面
４１ 転写台昇降機構
４２ 転写台移動機構
４３ スキージユニット
４５ａ 半田部
４６ クリーニングユニット

Claims (13)

1. スクリーン印刷によりペーストが供給できない形状のワークに部品を実装する部品実装装置であって、
   スクリーン印刷により、転写台に前記部品の複数のペースト付着位置に対応した配列で複数の島状ペースト部を形成する印刷部と、
   部品供給部から取り出した前記部品を前記転写台に形成された前記複数の島状ペースト部に接近させて前記部品の複数のペースト付着位置に前記複数の島状ペースト部を転写し、次いで前記複数の島状ペースト部が転写された前記部品を前記ワークに実装する部品実装機構と、を備えた、部品実装装置。
2. さらに、前記ペーストが印刷された前記転写台を前記印刷部から転写位置へ移動させる転写台移動機構を備え、前記部品実装機構は、前記部品供給部から取り出した部品を前記転写位置に位置する前記転写台に接近させて前記部品の複数のペースト付着位置に前記複数の島状ペースト部を転写する、請求項１記載の部品実装装置。
3. 一つの部品に対応する前記複数の島状ペースト部を一組とした場合、前記印刷部は、前記転写台に複数組を一回のスクリーン印刷で形成する、請求項１または２記載の部品実装装置。
4. 少なくとも一組の複数の島状ペースト部は、他の組の複数の島状ペースト部と配列もしくは大きさが異なっている、請求項３に記載の部品実装装置。
5. スクリーン印刷によりペーストが供給できない形状のワークに部品を実装する部品実装方法であって、
   スクリーン印刷により、転写台に前記部品の複数のペースト付着位置に対応した配列で複数の島状ペースト部を形成する印刷工程と、
   部品供給部から取り出した前記部品を前記転写台に形成された前記複数の島状ペースト部に接近させて前記部品の複数のペースト付着位置に前前記複数の島状ペースト部を転写し、次いで前記複数の島状ペースト部が転写された前記部品を前記ワークに実装する部品実装工程と、を含む、部品実装方法。
6. さらに、前記ペーストが印刷された前記転写台を前記印刷部から転写位置へ移動させ、前記部品実装工程において、前記部品供給部から取り出した部品を前記転写位置に位置する前記転写台に接近させて前記部品の複数のペースト付着位置に前記複数の島状ペースト部を転写する、請求項５に記載の部品実装方法。
7. 一つの部品に対応する前記複数の島状ペースト部を一組とした場合、前記印刷工程は、前記転写台に複数組を一回のスクリーン印刷で形成する、請求項５または６に記載の部品実装方法。
8. 少なくとも一組の複数の島状ペースト部は、他の組の複数の島状ペースト部と配列もしくは大きさが異なっている、請求項７に記載の部品実装方法。
9. スクリーン印刷によりペーストが供給できない形状のワークに部品を実装する部品実装装置において、前記部品に転写される前記ペーストを供給するペースト供給装置であって、
   スクリーン印刷により、転写台に前記部品の複数のペースト付着位置に対応した配列で複数の島状ペースト部を形成する印刷部と、
   前記ペーストが印刷された前記転写台を移動させて転写位置に位置させる転写台移動機構と、を備えた、ペースト供給装置。
10. 前記転写台において前記ペーストが印刷される印刷面をクリーニングするクリーニング部をさらに備えた、請求項９に記載のペースト供給装置。
11. 前記転写台移動機構は、前記転写台を前記転写位置、前記印刷部、前記クリーニング部へ移動させる、請求項１０に記載のペースト供給装置。
12. 一つの部品に対応する前記複数の島状ペースト部を一組とした場合、前記印刷部は、前記転写台に複数組を一回のスクリーン印刷で形成する、請求項９から１１のいずれかに記載のペースト供給装置。
13. 少なくとも一組の複数の島状ペースト部は、他の組の複数の島状ペースト部と配列もしくは大きさが異なっている、請求項１２に記載のペースト供給装置。

Images