JP2581205B2 - リプレース装置 - Google Patents

リプレース装置

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JP2581205B2
JP2581205B2 JP1049005A JP4900589A JP2581205B2 JP 2581205 B2 JP2581205 B2 JP 2581205B2 JP 1049005 A JP1049005 A JP 1049005A JP 4900589 A JP4900589 A JP 4900589A JP 2581205 B2 JP2581205 B2 JP 2581205B2
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【発明の詳細な説明】 〔概要〕 基板に実装された電子部品の表面にリプレースヘッド
のノズルを接近させることで該電子部品が該リプレース
ヘッドによって吸着保持されるように形成されたリプレ
ース装置に関し、 電子部品の表面に検出棒などを接触させることなく、
ノズルの先端との間が所定の隙間になるようにすること
を目的とし、 電子部品の表面とノズルの先端との間が所定の隙間に
なることでリプレースヘッドの降下が停止されるよう該
リプレースヘッドに於ける真空度が所定の値に達するこ
とにより信号を昇降部に送出させる真空検出器を設け、
該信号の出力によって該リプレースヘッドの降下を停止
させるように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は基板に実装された電子部品の表面にリプレー
スヘッドのノズルの接近させることで該電子部品が該リ
プレースヘッドによって吸着保持されるように形成され
たリプレース装置に関する。
半導体素子などの電子部品が実装されることで構成さ
れたプリント基板では、改造または障害などによって所
定の電子部品を挿脱することが必要となる場合があり、
このような場合、基板に対して損傷を与えることのない
よう電子部品の挿脱が行えることが重要であり、一般的
に、第4図に示すリプレース装置が用いられ、所定の電
子部品の挿脱が行われている。
第4図のリプレース装置の斜視図に示すように、架台
ユニット25の上部に設けられたXYテーブル21にホットバ
ス20を係止し、電子部品が実装された基板がホットバス
20にセットされることが行われる。
また、XYテーブル21の上方には着脱する電子部品を収
納する部品収納ハンドラ23と、光学的手段によってセッ
トされた基板の基準マークを読み取り、位置決めを行う
基板検出ユニット24と、旋回ユニット22および昇降部3
によって移送されるリプレースヘッド1とがそれぞれ配
設されている。
そこで、基板をホットバス20にセットし、オペレータ
パネル26の操作によって、電子部品を脱抜する場合は、
脱抜すべき個所にリプレースヘッド1をXYテーブル21お
よび昇降部3の駆動によって移動させ、電子部品の表面
にリプレースヘッド1の先端の近接させ、例えば、先
づ、加熱した窒素ガス(N2)をリプレースヘッド1から
噴射させ、電子部品を固着している半田を溶融させ、次
に、リプレースヘッド1からエアの吸引を行い、リプレ
ースヘッド1に電子部品を吸着させ、吸着した電子部品
を昇降部3の上昇によって持ち上げ、同時に部品収納ハ
ンドラ23をリプレースヘッド1の真下に突出させ、リプ
レースヘッド1の吸引を停止することで吸着した電子部
品を落下させ、部品収納ハンドラ23に脱抜した電子部品
の収納が行われる。
また、基板に電子部品をボンディングする場合は、前
述の同様にボンディングすべき個所にリプレースヘッド
1をXYテーブル21および昇降部3の駆動によって移動さ
せ、電子部品の表面にリプレースヘッド1の先端を近接
させることによって加熱した窒素ガス(N2)をリプレー
スヘッド1から噴射させ、半田を溶融させることで電子
部品を基板に固着することが行われる。
このような、XYテーブル21および昇降部3の駆動によ
る位置決めは、制御ユニット27の制御によって行われ、
また、ホットバス20および噴射すべき窒素ガス(N2)の
温度は温調ユニット28によって管理され、更に、XYテー
ブル21の上方は排気ダクト30を有するカバー31に覆わ
れ、前述の稼働状態はワーニングライト29の点灯によっ
て表示されるように形成されている。
このようなリプレースヘッド1を脱抜すべき個所また
はボンディングすべき個所の所定個所に位置決めするこ
とで加熱、および、吸引を行う構成では、確実に半田を
溶融させたり、または、電子部品を吸着させることを効
率良く行うためには、常に、電子部品の表面にリプレー
スヘッド1の先端を近接させた時、その隙間が所定の値
にする必要がある。
しかし、実際には、リプレースヘッド1を昇降させる
Z方向の位置決め精度は、基板の板厚の変動,ソリまた
は電子部品の外径寸法の精度に影響されることになり、
高い位置決め精度を得ることが困難である。
したがって、リプレースヘッド1の昇降させるZ方向
の対する位置決め精度の向上が図れることが望まれてい
る。
〔従来の技術〕
従来は第3図の従来の説明図に示すように構成されて
いた。第3図は従来の説明図で、(a)は構成図,(b
1)(b2)はノズルの昇降状態の要部側面図である。
第3図の(a)に示すように、昇降部3には固定部材
13に固着されたモータ3Aと、モータ3Aの駆動を駆動指令
Dによって制御する駆動制御回路3Bとが備えられ、ノズ
ル2が形成されたリプレースヘッド1がモータ3Bに係止
され、矢印Aのように昇降される。
また、リプレースヘッド1には気体送出部6の窒素ガ
スボンベ6Aから送出される窒素ガス(N2)がヒータ6Bに
よって加熱されることでバルブ4Bを介して送出され、ノ
ズル2Aから気体8として窒素ガス(N2)の噴出が点線で
示すように行われるように形成されている。
一方、リプレースヘッド1からバルブ4Aを介してエア
7の吸引が吸引部5の真空ポンプ5Aによって行われるよ
うに形成されている。
この吸引は、エアボンベ5Bから圧搾空気が真空ポンプ
5Aに送出され、矢印のように噴出させることで行われ
る。
そこで、基板9に実装された所定の電子部品10Aを脱
抜する場合は、先づ、前述のXYテーブル21の移送によっ
てリプレースヘッド1を脱抜すべき電子部品10Aの直上
に位置させ、モータ3Aの駆動によって降下させ、ノズル
2の先端2Aと電子部品10Aの表面11Aと間に所定の隙間K
が保持されるようにリプレースヘッド1の降下を停止さ
せ、バルブ4Bを矢印のようにスライドさせ、加熱された
窒素ガス(N2)をノズル2から点線の矢印に示すように
噴射させ、電子部品10Aのリードピンに固着されている
半田の溶融を行う。
この場合、窒素ガス(N2)は気体送出部6ではセンサ
T1によって、また、ノズル2ではセンサT2によって、そ
れぞれ温度がチェックされ、所定の温度より低下してい
る場合はヒータ6Bおよび14によって加熱され、常に、所
定の温度によってノズル2から噴出されるように配慮さ
れている。
次に、バルブ4Bのスライドによって加熱された窒素ガ
ス(N2)の送出を停止させ、バルブ4Aの矢印のスライダ
によって真空ポンプ5Aによる吸引を行い、ノズル2から
矢印に示すようにエア7の吸引を行い、ノズル3の先端
2によって電子部品10Aを吸着させる。
このようにノズル2の先端2Aに吸着された電子部品10
Aはモータ3Aの駆動によって上昇され、リプレースヘッ
ド1に固着されたブロック17をセンサT3が検出すること
で駆動制御回路3Bに上昇停止信号SAが出力され、リプレ
ースヘッド1の上昇が停止され、ノズル2はホールポジ
ションH,Pの位置まで上昇し、基板9から電子部品10Aを
脱抜することが行われる。
また、基板9の所定個所に電子部品10aをボンディン
グする場合は、前述と同様のノズル2の先端2Aと電子部
品10Aの表面11Aと間に所定の隙間Kが保持されるように
リプレースヘッド1の降下を所定個所に停止させ、窒素
ガス(N2)をノズル2から点線の矢印に示すように噴射
させることによって行われる。
このようなリプレースヘッド1の降下によりノズル2
の先端2Aと電子部品10Aの表面11Aと間に所定の隙間Kを
保持させることは(b1)に示すように、基板9をセット
する積載テーブル15から電子部品10Aの表面11Aの高さHn
と、積載テーブル15からリプレースヘッド1の先端2Aが
位置するホームポジションH,Pまでの距離ZKとをそれぞ
れ測定し、リプレースヘッド1をZK−(Hn+K)=Znの
距離だけ降下させることで隙間Kを保持させることが行
われていた。
しかし、実際には、高さHnの基板9の板厚バラツキお
よびソリ、更に、電子部品10Aの外形寸法の精度に影響
されるため、算出されたZnの距離によってリプレースヘ
ッド1を降下させても、所定の隙間Kが得られない。
したがって、(b2)に示すように、昇降される検出棒
16によって電子部品10Aの表面11Aの位置を検出すること
が行われていた。
この検出棒16はリプレースヘッド1を所定の電子部品
10Aの直上に移送させる前に、所定の電子部品10Aの直上
に移送することで予め、電子部品10Aの表面11Aの位置を
検出し、降下すべき値を算出するようにしたものであ
る。
検出棒16による位置検出は、検出棒16のホームポジシ
ョンh,Pから降下させ、検出棒16の先端が電子部品10Aの
表面11Aに当接される距離ZPを測定する。
この測定は、検出棒16の所定の押圧力Pによって徐々
に降下させ、検出棒16の先端が電子部品10Aの表面11Aに
当接されることで押圧力Pが大きくなることで検知する
ことができる。
そこで、距離ZPにリプレースヘッド1と検出棒16との
互いのホームポジションH,Pとh,Pとの差Cを加え、(ZP
+C)−K=Zhによってリプレースヘッド1の降下すべ
き距離Zhの決定を行っていた。
尚、こような電子部品の脱抜およびボンディングは第
2図に示すバンプによって基板9に実装された電子部品
10Bであっても電子部品10Aの場合と同様に行うことがで
きる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、このような検出棒16によってその都度実際の
電子部品10Aまたは10Bの表面11A,11Bの位置を検出する
ことでは作業工数を要し、作業能率が低下する問題を有
していた。
また、検出棒16の降下によって電子部品10A,10Bを押
圧することは、電子部品10A,10Bにストレスを与えるこ
とになり、好ましくない。
そこで、本発明では、電子部品の表面に検出棒などを
接触させることなく、ノズルの先端との間が所定の隙間
になるようにすることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理説明図である。
第1図に示すように、電子部品10の表面11とノズル2
の先端2Aとの間が所定の隙間Kになることで前記リプレ
ースヘッド1の降下が停止されるよう該リプレースヘッ
ド1に於ける真空度が所定の値に達することにより信号
Sを前記昇降部3に送出させる真空検出器12を設け、該
信号Sの出力によって該リプレースヘッド1の降下を停
止させるように構成する。
このように構成することによって前述の課題は解決さ
れる。
〔作用〕
即ち、リプレースヘッド1に於ける真空度が所定の値
に達することにより信号Sを昇降部3に送出させる真空
検出器12を設け、リプレースヘッド1のノズル2からエ
ア7の吸引が行われる状態で徐々にリプレースヘッド1
を降下させる。
この場合、ノズル2の先端2Aが電子部品10の表面11に
近接されるに従って、リプレースヘッド1に於ける真空
度が高くなるため、その真空度が所定の値になることで
真空検出器12から信号Sが出力されることになる。
したがって、真空検出器12から信号Sが出力されるこ
とで昇降部3はリプレースヘッド1の降下を停止させる
ことによりノズル2の先端2Aと電子部品10の表面11との
間に所定の隙間Kを形成させるようにしたものである。
したがって、従来のような検出棒16を電子部品10に押
圧させることが不要となり、かつ、非接触のため、電子
部品10に対してストレスを与えることのないようにする
ことができ、工数の削減および信頼性の向上が図れる。
〔実施例〕
以下本発明の第2図を参考に詳細に説明する。第2図
は本発明による一実施例の説明図である。全図を通じ
て、同一符号は同一対象物を示す。
第2図に示すように、吸引部5の真空ポンプ5Aによる
吸引による真空度を検出する真空検出器12である真空ス
イッチ12Aを設け、真空度が所定の値に達することでON
となり、信号Sが駆動制御回路3Bに出力され、駆動制御
回路3Bによってリプレースヘッドの降下が停止されるよ
うにしたもので、その他は前述と同じ構成である。
そこで、基板9に実装された所定の電子部品10Aを脱
抜する場合は、先づ、前述のXYテーブル21の移送によっ
てリプレースヘッド1を脱抜すべき電子部品10Aの直上
に位置させ、モータ3Aの駆動によって降下させ、同時
に、バルブ4Aを開放状態にし、真空ポンプ5Aによる吸引
を行うことでノズル2の先端2Aを電子部品10Aの表面11A
に近接させる。
この場合、ノズル2の先端2Aが電子部品10Aの表面11A
に近接するにしたがって、ノズル2の先端2Aから吸引さ
れるエアの量が制限されることになり、近接するにした
が真空度が上昇し、その真空度が所定の値に達すること
で真空スイッチ12Aからの信号Sによってモータ3Aの駆
動が停止され、リプレースヘッド1の降下が停止され
る。
このようにしてリプレースヘッド1の降下を停止させ
ることでノズル2の先端2Aと電子部品10Aの表面11Aとの
間に所定の隙間Kが得られる。
次に、バルブ4Aを閉塞させ、真空ポンプ5Aによる吸引
をカットし、バルブ4Bの開放によって気体送出部6から
加熱した窒素ガス(N2)をノズル2より噴出させ、以下
は前述と同様に半田の溶融によって電子部品10Aの脱抜
を行う。
また、基板9に所定の電子部品10Aをボンディングす
る場合も、同様に、リプレースヘッド1の降下時に、真
空ポンプ5Aによる吸引を行うことでノズル2の先端2Aを
電子部品10Aの表面11Aに近接させることでリプレースヘ
ッド1を所定の位置に停止させることができ、リプレー
スヘッド1の停止後、加熱した窒素ガス(N2)をノズル
2より噴出させることで行うことができる。
したがって、ノズル2の先端2Aと電子部品10Aの表面1
1Aとの間に所定の隙間Kを保持させることは、従来のよ
うな電子部品10A,10Bを押圧するようなことは不要であ
り、非接触によって行うことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、真空スイッチ
を設け、ノズルの先端からエアの吸引を行いながらリプ
レースヘッドの降下を行うことで、ノズルの先端が電子
部品の表面に近接されることによって真空度が上昇さ
れ、その真空度が所定の値に達することでリプレースヘ
ッドの降下を停止させることによってノズルの先端と電
子部品の表面との間に所定の隙間を保持させることがで
きる。
したがって、従来のような検出棒を電子部品に当接さ
せることでの高さを測定し、リプレースヘッドの降下距
離を算出する必要がなく、非接触であるため、電子部品
に対するストレスを与えることがなく、しかも、余分な
検出工数を費やすことがなく、品質の向上および工数の
削減が図れ、実用的効果は大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図, 第2図は本発明による一実施例の説明図, 第3図は従来の説明図で、(a)は構成図,(b1)(b
2)はノズルの昇降状態の要部側面図, 第4図はリプレース装置の斜視図を示す。 図において、 1はリプレースヘッド,2はノズル, 3は昇降部,4A,4Bはバルブ, 5は吸引部,6は気体送出部, 7はエア,8は気体, 9は基板,10は電子部品, 11は表面,2Aは先端を示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸引部(5)によるエア(7)の吸引がバ
    ルブ(4)を介して行われ、ノズル(2)を有するリプ
    レースヘッド(1)と、該リプレースヘッド(1)にバ
    ルブ(4A)を介して接続され、エア(7)の吸引を行う
    吸引部(5)と、該リプレースヘッド(1)にバルブ
    (4B)を介して接続され、加熱した気体(8)の送出を
    行う気体送出部(6)と、該リプレースヘッド(1)を
    昇降する昇降部(3)とを備え、基板(9)に実装され
    た電子部品(10)の表面(11)に該ノズル(2)を接近
    させるよう該昇降部(3)によって該リプレースヘッド
    (1)が降下され、該ノズル(2)から該エア(7)の
    吸引、および、該気体(8)の噴出を行うことによって
    該電子部品(10)の脱着を行うリプレース装置におい
    て、 前記表面(11)と前記ノズル(2)の先端(2A)との間
    が所定の隙間(K)になることで前記リプレースヘッド
    (1)の降下が停止されるよう該リプレースヘッド
    (1)に於ける真空度が所定の値に達することにより信
    号(S)を前記昇降部(3)に送出させる真空検出器
    (12)を設け、該信号(S)の出力によって該リプレー
    スヘッド(1)の降下を停止させることを特徴とするリ
    プレース装置。
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