JP2589290B2 - 電気部品装置方法及び装置 - Google Patents

電気部品装置方法及び装置

Info

Publication number
JP2589290B2
JP2589290B2 JP60223867A JP22386785A JP2589290B2 JP 2589290 B2 JP2589290 B2 JP 2589290B2 JP 60223867 A JP60223867 A JP 60223867A JP 22386785 A JP22386785 A JP 22386785A JP 2589290 B2 JP2589290 B2 JP 2589290B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
electric component
tip
vacuum
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60223867A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61216388A (ja
Inventor
ダブリユー.ジヤニシイーウイツク スタンレイ
ジエイ.ラベル エドワード
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universal Instruments Corp
Original Assignee
Universal Instruments Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universal Instruments Corp filed Critical Universal Instruments Corp
Publication of JPS61216388A publication Critical patent/JPS61216388A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2589290B2 publication Critical patent/JP2589290B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/0015Orientation; Alignment; Positioning
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0413Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws with orientation of the component while holding it; Drive mechanisms for gripping tools, e.g. lifting, lowering or turning of gripping tools
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0815Controlling of component placement on the substrate during or after manufacturing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y10T29/49133Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. with component orienting
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53022Means to assemble or disassemble with means to test work or product
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53039Means to assemble or disassemble with control means energized in response to activator stimulated by condition sensor
    • Y10T29/53061Responsive to work or work-related machine element
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
    • Y10T29/53174Means to fasten electrical component to wiring board, base, or substrate
    • Y10T29/53178Chip component

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ハイブリッド回路基板上に電子部品を正確
に配置(装着)させる方法及び装置に関するものであ
り、更に詳細には、厚い膜導体パターンが予めプリント
されているセラミック基板上に半導体チップやコンデン
サチップや集積回路チップの如き小さな物体を配置(装
着)させる方法及び装置に関するものである。
本発明に特に関係ある従来技術としては、1979年1月
23日発行の米国特許第4,135,630号、1980年5月14日公
告された西ドイツ特許2,944,810号、1984年3月20日発
行の米国特許第4,437,232号、1984年5月18日に公開さ
れた日本特許出願第58−185651号等がある。
名前が暗示する如く、ハイブリッド回路はディスクリ
ート回路技術と集積回路技術との結合である。集積回路
における如く、導体、抵抗及び導電性リードはセラミッ
ク基板上にプリントされている。厚膜技術においては、
プリントされる要素は通常数ミルの厚さである。ディス
クリート即ち個別的チップは導電性隆起部上に正確に位
置決めされ且つ次いで電気回路を完成するようにその位
置にボンドされる。プリントされた導体隆起部は、半田
によってチップ内の回路要素へ接続するチップの対応す
る導電性部分へ正確にマッチするパターンを与えてい
る。露出されたリードフレームを具備しており互いにボ
ンドされたチップ及び基板は全体的にポッティング化合
物で封止して物理的及び環境上の損傷に対し保護するこ
とが多い。回路基板上に未封止のチップを使用すること
は、既に封止されているディスクリート部品のリードを
回路基板に挿入させ受納コネクタに嵌入させたり又は予
め穿設した穿孔内に嵌入してその後にリードを切断し且
つクリンチする場合よりも物理的に一層小さな回路を製
造することを可能とする。チップの主要な利点はその寸
法が小さいことであり、その幾つかは略顕微鏡を必要と
する程度の大きさである。縦横が夫々0.030インチで0.0
10インチの厚さのチップで、半田接続部及び導体隆起部
の高さ及び幅が0.005インチ程度で間隔もその程度のも
のは普通である。然し乍ら、ハイブリッド回路技術が有
効である為には、小さなチップが基板上に置かれる場合
に、全ての半田接続部及び隆起部はエラー無しで適切に
接続される様に、これらのチップが位置決めされ方向が
決められなければならない。このことは、位置決めにお
いて高度の正確さを必要とし、これら技術の初期におい
て、顕微鏡やピンセットを使用する人の手作業によって
行なわれていた。
電子業界において芽生えつつある大量生産の要求が充
足される為には、自動で、迅速で、正確で、再現性のあ
り、低価格であり基板上にチップを位置決めしボンドす
る手段が必要であることは明らかである。一般的には、
従来開発された装置においては、チップ又は例えばビー
ムリード付部品等のその他の小さな商品がピックアップ
され且つ真空源に接続された中空のプローブ装置によっ
て配置される。プローブがチップの平坦な上表面と接触
すると、プローブ内の真空がチップをプローブの端部に
保持する。次いで、チップは上昇され、基板へ平行移動
されて、基板上に下降される。前掲の従来技術の引用文
献の幾つかは、心合せ用フィンガを真空プローブと結合
させることによって回路基板上への部品の配置の精度を
改善しようとする従来の試みを示している。従って、プ
ローブぱ部品を真空によって支持する一方、配置させる
前にフィンガが部品をそれと相対的に心合させる。プロ
ーブがチップを継続して保持している間に幾つかのシス
テムではチップの基板への永久的なボンディングが達成
される。他のシステムにおいては、導電性隆起部は何等
かの形態の粘着性の接着剤又は半田フラックスで予め処
理する。プローブは優しくチップ表面を粘着性接着剤内
に押し付け、従って導電性隆起部との電気的接触がなさ
れる。次いで、プローブ内の真空が解除され、プローブ
が引き戻されてもチップは基板に接着したままである。
屡々、プローブ内の正のガス圧力を使用してチップをプ
ローブから分離させる。
概略的には、その他の従来技術は大略2つのカテゴリ
ーに分類される。第1のカテゴリーにおいては、基板と
チップの両方が別々に、固定的に、且つ正確に方向決め
され且つ位置決めされる。前述した如く通常真空プロー
ブを使用する転送機構は、不変で繰り返しの経路を移動
してチップをピックアップしそれを基板上の選択した1
つの位置上に置く。次いで、新たな基板と新たなチップ
とが夫々の位置に供給され、動作が繰り返される。第2
のカテゴリーにおいては、チップは最初或る程度の配向
ズレ、例えば、振動性の供給容器内でのランダムな配向
にある。該供給容器は、周知の態様において、動作して
各チップを順番に精密な位置を持ってくる。その観点か
ら、構成は第1カテゴリーのものと類似しているが、供
給容器と精密に位置された基板との中間に該チップの角
度方向の配向を行なう付加的な工程が必要である。更に
その他の従来技術はこれら2つのカテゴリーを結合させ
ている。
配置させる前に真空プローブ上のチップの心合せを行
なう別の装置は米国特許第3,982,972号に開示されてい
る。その中において、矩形状部品が多少の真空を使用し
てプローブ上に下から支持されている。該プローブは反
転された切頭ピラミッド形状を持った4側部の空洞内に
心合せされる。プローブが下降されると、部品が空洞の
壁と接触しそれに対して整合され、同時に、その部分は
該プローブ上に心合せされる。基板が該空洞の上方に正
確に位置決めされ、且つ該プローブが上昇されて心合せ
された部品を基板上に下側から位置させる。
米国特許第4,437,232号及び第4,135,630号は西ドイツ
特許第2,944,810号と共に、心合せ用フィンガの制御さ
れた正の圧力を部品上に与える為の従来技術の失敗例を
示している。更に、部品へのフィンガのスプリング閉止
は、制御した、再現性のあるフィンガによるスクエア動
作、心合せ、及び方向決めに必要とされる精度を提供す
るものではない。更に、従来技術の文献は、心合せ用フ
ィンガによる部品の把持の間に方向決めが行なわれる様
に回路基板のレイアウト条件に従う部品の方向決めを示
唆するものではない。
必要とされるものは、チップ、例えば集積回路チッ
プ、コンデンサチップ、を厚膜構造の予めプリントされ
た回路基板上へ配置させる装置である。自動化プログラ
ムに従って、該装置は単一の作業ステーションにおいて
種々のタイプで物理的及び電気的寸法の複数個の異なっ
たチップを回路を完成するのに要求される程度の高い精
度で基板上に配置することが可能なものとすべきであ
る。ストアしたチップの精密な位置は要求されるべきで
はなく、該装置は選別の後で配置の前に各チップを方向
決め且つ心合せすべきである。
この様な装着(ピックアンドプレース)装置を異なっ
た形態を持った種々の組の部品へ適合させる為に、従来
技術では、取り扱われるべきチップの低回に従ってピッ
クアンドプレースヘッドを完全に変更したり実質的に修
正したりしており、その結果この様な変更を行なう為に
費用や休止時間が一層大きなものとなっていた。必要と
されているものは、特定のピックアンドプレースヘッド
を種々の形態及び寸法の部品へ高速度で自動的に適合さ
せる方法及び装置である。
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上
述した如き従来技術の欠点を解消するものである。
従って、本発明の目的とするところは、複数個の部品
貯蔵トレイの任意のものから連続的にチップ部品を選択
し且つそれらを単一の基板上の種々の位置に連続的に配
置させることの可能な電気部品装着方法及び装置を提供
することである。
本発明の更に別の目的とするところは、基板上への部
品の配置が正確な電気部品装着方法及び装置を提供する
ことである 本発明の更に別の目的とするところは、配置圧力を検
知し必要に応じて調節する電気部品装着方法及び装置を
提供することである。
上記の目的を達成するために、本発明は、真空管に設
けたノズル先端において真空により電気部品をピックア
ップし配置圧力によって基板の選択した位置に前記電気
部品を配置させる電気部品装着方法において、前記配置
動作期間中に前記電気部品に作用する圧力を前記真空管
を介して常時検知し、その検知した圧力に応じて前記配
置圧力を制御することにより、前記配置圧力を予め選択
した値に制限する、各ステップを有することを特徴とし
ている。
また、本発明は、ノズル先端で真空によって電気部品
をピックアップし且つ配置圧力によって基板の選択した
位置に前記電気部品を配置させる電気部品装着装置にお
いて、前記ノズル先端は真空管の先端に取りつけられて
おり、前記配置動作期間中に前記ノズル先端に吸着され
ている前記電気部品に作用する圧力を前記真空管を介し
て検討する圧力検知手段と、前記圧力検知手段と動作上
関連しており前記検知した圧力に応答して前記配置圧力
を予め選択した値に制限する制御手段が設けられている
ことを特徴としている。
以下、添付の図面を参考に本発明の実施例について詳
細に説明する。
第1図を参照すると、支持ブラケット152が主ハウジ
ング150を支持し且つ主ハウジング150をそれによってX
及びY方向に移動自在であるオーバーヘッド位置決めシ
ステムへ取り付ける為の手段を与えている。主ハウジン
グ150に支持されているものとしては、Z軸モータ160が
あり、それは更に詳細に第2図及び第3図に示されてお
り、歯車ラック162はタイミングベルト166、168と平歯
車164を介してモータ160と機械的な接続によって上下に
移動自在である。歯車ラック162はブラケット112及び10
2を介してスピンドル74へ接続されており、歯車ラック1
62の垂直往復運動はスピンドル74の垂直往復運動を与え
る。スピンドル74もスプロケット16への接続を介して長
手軸11周りに回転自在であり、スプロケット16は、方向
決め用モータ170によるタイミングベルト及び駆動装置1
72、174によって駆動される。第1図から理解される如
く、方向決め用モータ170及びZ軸モータ160の制御は制
御器200によって行なわれる。制御器200は、マイクロプ
ロセサ等を包含することが可能であり、後に詳細に説明
する如く、ロードセル110から信号を受けとって、スピ
ンドル74の下方運動によって基板上に部品を配置させる
間に部品上の圧力を適切に制御する。
第4図は組立体は下部支持軸受36の下側に係合する保
持用ワッシャ154によって主ハウジング150内に保持され
ている。主ハウジング150には更にスコット(不図示)
が設けられており、ヨーク等がハウジング150の壁を貫
通して延在し、これから説明する理由の為に、外側カム
122を動作させる。第4図の組立体は上部及び下部部分1
0、32を夫々持っており、上部部分10のハブ12はスピン
ドルハウジング26上に軸受14を支持している。スプリン
グクリップ28はスプンドルハウジング26の環状溝内に嵌
合し、螺子17を締結することによってハブ12とスプロケ
ット16との間にクランプされる。この様に、上部部分10
はスピンドルハウジング26と相対的に長手軸方向に固定
される。上部部分10をスピンドルハウジング26と相対的
に回転方向に固定する為に、スピース(speith)クラン
プ用スリーブ24がハブ12と保持用ワッシャ22との間に挟
持されている。螺子23を締めつけることによって、スペ
ーススリーブ24をハブ12とスピンドルハウジング26との
間にウエッジ状にはさみこみ、その間にアタッチメイト
を与えており、従ってハブ1はハウジング26と相対的に
回転することはない。軸受14はスペーさ18と保持ワッシ
ャ22との間に保持されている波ワッシャ20によって予め
負荷がかけられている。
スピンドルハウジング26は青銅軸受30を介してスピン
ドル74の長さに沿って摺動すべく適合されている。スピ
ンドルハウジング26の下部部分は34の箇所で拡大されて
おり、下部軸受36と回動心合せアーム50の取り付け(ア
タッチメント)を与えている。第4図及び第5図を参照
すると、心合せアーム50は保持プレート70によってスピ
ンドルハウジング拡大部34の下面内のチャンネル内に保
持されているピン52上で回動自在である。保持プレート
70は大略第5図に示した如くU形状をしている。スピン
ドルハウジング拡大部34には直角スロット38(第5図)
が設けられており、その中においてアーム50の上部部分
が回動自在であり、この様な回動運動の範囲はピン40に
よって制限される。アーム50の上部部分内のピン56の各
々はスプリング54を支持し、そのスプリング54は、その
下端において、対応する制限ピン40に当接し、従ってア
ーム50は第4図に示した正規の位置へバイアスされてい
る。各アーム50は位置決めピン58及びスプリング金属保
持器60によって心合せフィンガ66を支持し、心合せフィ
ンガ66はこれから説明する機構によって容器に交換可能
である。
第5図に示した如く、好適実施例は4つの心合せアー
ム50を有しており、それらのアームに対向するアームは
対を形成し、2対のアーム50は互いに直角である。対向
するアームの各対は別々に動作されて、カム120、122に
よって部品の本体に係合し心合せを行なう。カム120及
び122の構造及びそれらとアーム50との相関関係を第4
図、第5図、第7図乃至第12図に示してある。これらの
図面を参照すると分かる如く、圧縮スプリング124はカ
ム120と122とを分離する方向にバイアスし、軸11に沿っ
てのカム120、122の差動運動がスプリング124のスプリ
ング定数に従って与えられる。カム動作はハウジング15
0の壁を貫通して延在しており且つフランジ123間のカム
122と係合するヨーク等によって与えられる。外側カム1
22のカム動作用耳部128は内側カム120の切欠部分126内
を摺動自在であり、カム122はカム120伸縮自在である。
従って、カム122の下方向運動(第4図に向かって)は
その上部部分と係合するカム120によって一対の対向す
る心合せアーム50の動作を発生させる。その後或る時間
において、スプリング124のスプリング定数に従って、
カム122のカム動作用耳部128は他方の対の心合せアーム
50と係合する。この様な構成は、例えば、Y軸に沿って
部品を心合せする前に、X軸等の1つの軸に沿ってその
部品の心合せを行なうことを可能とする。
この様な積極的なカム動作は、アーム50の回動の積極
的な制御された速度及び部品上へのフィンガ66の閉止を
与えることによって長手軸11上の部品に正確な心合せを
確保する。本発明の積極的なカムによるバイアス機構と
対照的に、従来技術の心合せフィンガは、スプリングを
使用して心合せフィンガを閉止位置又は心合せ位置へバ
イアスさせるので、スプリング定数の不正確さに基づい
て心合せ上不正確さを与える。
長手軸11周りの部品の方向決めは、タイミングベルト
172、174を介して方向決め用モータ170によって駆動さ
れるスプロケット16を介して軸11の周りにスピンドルハ
ウジング26を回転させることによって与えられる。
この様な心合せ作用の間部品を保持し且つこの様な部
品を供給源からピックアップし且つそれを基板上に載置
させる為に、真空管80が設けられている。真空管80の交
換可能な先端64(第16図及び第17図に示した如く)は、
スピンドル74及び真空管80を取り囲んでいる環状溝108
を介して管80の反対端上の真空接続ニップル104と連通
している。管80及びスピンドル74を介しての連通は適宜
の開口(図示せず)を介して行なわれる。環状溝108の
上下に位置されたOリング106によって真空が喪失され
ることが防止されている。
動作を説明すると、第1図及び第4図の装置組立体は
作業表面上方に懸架されており、公知のXY位置決めシス
テム(図示せず)によってこの表面の上方の種々の位置
へ平行移動することが可能である。従って、該ヘッドを
部品供給源の上方へ位置させることも可能であり、その
際に、Z軸モータ160を動作させてスピンドル74を下降
させ且つ通常の態様で真空ノズル先端64によって部品を
ピックアップすることが可能である。その後、Z軸モー
タ160を再度動作させてノズル64と共にスピンドル74を
上昇させ、装置組立体は部品が位置される基板上の点の
直上方の予め選択した位置へ作業表面上方へ横断方向へ
移動自在である。
部品が一度ピックアップされ且つ真空ノズル80の先端
64上に保持されると、前述した如く、心合せアーム50の
動作によって先端64上の部品の心合せが行なわれる。こ
の様な心合せの後又は間に、心合せフィンガ66を該部品
と係合させ且つスプロケット16及び方向決め用モータ17
0を介してスプンドル74と共にスピンドルハウジング26
を回転させることによって該部品を長手軸11の周りに方
向決めさせることが可能であり、従って該部品の再方向
決めの間に該部品の制御を与えると共にこの様な再方向
決めの間に該部品の方向がズレる何等の問題をも回避し
ている。該部品が先端64上に適切に配向され且つ心合せ
されると、スピンドル74はZ軸モータ160によって下降
されて該部品を基板上に位置させることが可能であり、
その際の真空が中断される。
部品と基板と装置組立体が配置圧力によって損傷を受
けることから保護し、且つ何時該部品が基板に到達した
かを検知することは、ロードセル組立体によって与えら
れ、該ロードセル組立体によって、配置圧力が検知され
且つ制御器200へ連絡される。第4図から理解される如
く、ロードセル110はスピンドル74上方のブラケット112
によって支持されている。ロードセル110はスピンドル7
4と相対的に固定されており、真空管80はスピンドル74
内を伸縮自在でありそれはスロット86とクロスピン84で
制限される。圧縮スプリング88は真空管80の上部とピス
トン90の下部の間にはさまれており、ピストン90の上部
はボール114と係合しており、該ボールは平等化プレー
ト116と係合している。平等化プレート116とボール114
は、典型的にはピエゾ結晶である。ロードセル110へ均
等な力の分布を与えている。従って、部品を基板上へ載
置することによって遭遇する圧力はロードセル110へ伝
達される(真空管80、スプリング88、ピストン90、ボー
ル114、平等化プレート116を介して)。スプリング88を
適宜選択されており、従ってその圧縮は印加圧力の適切
な関数であり、従ってノズル先端64と該部品が置かれて
いる基板との間のサンドイッチされている間に該部品上
の圧力を検知して、適宜のZ軸制御が行なわれて上述し
た保護と検知とが与えられる。例えば、本実施例のプロ
トタイプにおいて、40グラムの配置圧力は0.030インチ
のスプリングの圧縮に対応し、80グラムの圧力は0.060
インチのスプリングの圧縮に対応する。。理解される如
く、印加され且つ検知される配置圧力に関しては真空管
80の差動運動がある。配置圧力を表すロードセル110の
直線的な電圧出力は制御器200へ伝達され(第1図)、
Z軸モータ160を適宜制御する。この様なロードセル110
からの直線的な出力は真空ノズル80の正確なZ軸制御を
行なうことを可能とする。
上述した本装置の従来技術を越えた特定の改良点は、
交換可能な真空ノズル64と共に交換可能な心合せフィン
ガ66を組み込んでいることであり、従って操作される部
品に必要とされるフィンガ先端66の寸法及び形状に従っ
て心合せフィンガ66の高速で自動的な変更を行なうこと
が可能であるということである。先端66は手動で変更す
るのに適用可能であるのみならず、この様な特徴は現在
多数のプリント回路基板に使用されている高速自動装置
において極めて重要である。種々の形態及び寸法の部品
を操作する為に通常必要とされるセットアップ時間は可
能な限り出来るだけ回避すべきものである。上述した本
装置に拠れば、完全にヘッド組立体を変更する通常の作
業はこの様な変化する部品へ適合する2つの方法の何れ
かによって容易に回避される。
その1方法においては、心合せアーム50は容易に脱装
可能であり且つ交換可能であって、C形状の保持プレー
ト70を取りはずし且つアーム50を下方向(第4図内に向
かって)へ引くことによって行なわれる。異なったアー
ム50は逆の動作によってその中で交換可能であり、即ち
スピンドルハウジング拡大部34の直角スロット38内を該
アームを上方向へ摺動させ且つ保持プレート70を交換さ
せる。
特定の部品の心合せするのに必要な構成へ変更する為
の更に高速の方法は、第13図及び第14図の装置によって
与えられ、そこでは、交換用心合せフィンガ先端部66の
1つのみ示してある(本装置の動作を示す為に)。1つ
の交換可能フィンガ66のみを示してあるが、心合せアー
ム50の位置に対応する交換機構180の4つの位置の各々
はその中に位置されて適宜の交換先端部66を持ってい
る。
動作において、第4図及び第5図のヘッド組立体152
は装置機構180の上方の位置へ並進される。ヘッド組立
体152が既に心合せフィンガ50を持っていると、交換機
構180は空となり、従って、シリンダ182を付勢してスプ
リング187のバイアスに抗して回転可能な先端部把持ア
ームを開放させると、シリンダ184は付勢されて機構180
を上昇させ機構180の直角に離隔した入れ子181内に先端
66を受納することが可能である。その後、シリンダ182
が逆に動作されて、スプリング187が各把持器186を対応
するフィンガ先端66上に閉止することを可能とする。こ
の時点において、シリンダ184は再度動作されて機構180
を下降させ、フィンガ先端66は心合せアーム50のスプリ
ングホールダ60から係脱される。その後、該ヘッド組立
体は、心合せ先端66を既にその中に固着させた別の交換
機構180の上方へ再度位置させ、逆の手順が行なわれて
新たなチップを心合せアーム50上にロードさせる。
上述した本装置の付加的な特徴は、部品本体の寸法及
び/又は形態に応じて上方向行程において種々の高さに
真空管80を停止させることが可能であるということであ
る。これにより、先端66の各組は先端66の1つの垂直高
さを越えた点で部品の1つを越えた特定の寸法及び/又
は形態のものを収納することが可能である。この特徴に
対しての精度は制御器20及びZ軸サーボモータ160によ
って与えられる。
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本
発明はこれら実施例にのみ限定されるべきものでは無
く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種々の変
形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の部分破断正面図、第2図は第1図
の2−2線の方向に大略取った断面図、第3図はZ軸モ
ータ及び関連するタイミングベルトを示した第1図の部
分図、第4図は鮮明の為に一部を破断し断面を取って示
した第1図の装置の部分左側面図、第5図は第1図の5
−5線の方向に大略取った断面図、第6図は第4図の6
−6線の方向に大略取った断面図、第7図は一対の心合
せフィンガを動作させる為のカムの底部平面図、第8図
は第7図の8−8線の方向に大略取った断面図、第9図
は他の対の心合せフィンガを動作させる為のカムの頂部
平面図、第10図は第9図の装置の一部破断正面図、第11
図及び第12図は回動自在の心合せフィンガ及びそれらを
動作させる為のカム手段の各部分図、第13図は心合せフ
ィンガ用の先端交換機構の一部破断正面図、第14図はフ
ィンガ先端交換機構の部分頂部平面図、第15図は真空ノ
ズルとスピンドルの部分断面詳細図、第16図は真空管用
の交換可能先端部の部分断面正面図、第17図は第16図の
装置の頂部平面図である。 (符号の説明) 11……長手軸 12……ハブ 26……スピンドルハウジング 50……心合せアーム 64……先端部 66……心合せフィンガ 74……スピンドル 80……真空管 110……ロードセル 120,122……カム 150……主ハウジング 160……Z軸モータ 170……方向決め用モータ 200……制御器
フロントページの続き (72)発明者 エドワード ジエイ.ラベル アメリカ合衆国,ニユーヨーク 13904, ビンハントン,ゲイロード ストリート 67 (56)参考文献 特開 昭57−184294(JP,A) 特開 昭59−7531(JP,A) 特開 昭59−86299(JP,A) 実開 昭59−120527(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空管に設けたノズル先端において真空に
    より電気部品をピックアップし配置圧力によって基板の
    選択した位置に前記電気部品を配置させる電気部品装着
    方法において、前記配置動作期間中に前記電気部品に作
    用する圧力を前記真空管を介して常時検知し、その検知
    した圧力に応じて前記配置圧力を制御することにより、
    前記配置圧力を予め選択した値に制限する、各ステップ
    を有することを特徴とする電気部品装着方法。
  2. 【請求項2】ノズル先端で真空によって電気部品をピッ
    クアップし且つ配置圧力によって基板の選択した位置に
    前記電気部品を配置させる電気部品装着装置において、
    前記ノズル先端は真空管の先端に取りつけられており、
    前記配置動作期間中に前記ノズル先端に吸着されている
    前記電気部品に作用する圧力を前記真空管を介して検討
    する圧力検知手段と、前記圧力検知手段と動作上関連し
    ており前記検知した圧力に応答して前記配置圧力を予め
    選択した値に制限する制限手段が設けられていることを
    特徴とする電気部品装着装置。
JP60223867A 1984-10-09 1985-10-09 電気部品装置方法及び装置 Expired - Lifetime JP2589290B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/658,827 US4611397A (en) 1984-10-09 1984-10-09 Pick and place method and apparatus for handling electrical components
US658827 1984-10-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61216388A JPS61216388A (ja) 1986-09-26
JP2589290B2 true JP2589290B2 (ja) 1997-03-12

Family

ID=24642872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60223867A Expired - Lifetime JP2589290B2 (ja) 1984-10-09 1985-10-09 電気部品装置方法及び装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4611397A (ja)
EP (1) EP0178167A3 (ja)
JP (1) JP2589290B2 (ja)
CA (1) CA1238985A (ja)

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985003405A1 (en) * 1984-01-23 1985-08-01 Dyna/Pert - Precima Limited Pick-up head for handling electrical components
WO1985003404A1 (en) * 1984-01-23 1985-08-01 Dyna/Pert - Precima Limited Head for handling electrical components
US4733457A (en) * 1985-02-04 1988-03-29 Metalmeccanica Gori & Zucchi M.G.Z. S.P.A. Apparatus for the automation of operative systems with mechanical hand or the like
US4705311A (en) * 1986-02-27 1987-11-10 Universal Instruments Corporation Component pick and place spindle assembly with compact internal linear and rotary displacement motors and interchangeable tool assemblies
DE3750592T2 (de) * 1986-07-04 1995-02-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Anordnung zum Auswechseln eines Bestückungskopfes für eine Maschine zum Bestücken von Bauteilen.
GB2201941A (en) * 1987-03-13 1988-09-14 Philips Nv Gripping device
US4759124A (en) * 1987-04-28 1988-07-26 Universal Instruments Corp. Method and apparatus for controlling component pickup and placement pressures
JPH0777308B2 (ja) * 1987-05-28 1995-08-16 三洋電機株式会社 部品装着装置
US4799854A (en) * 1987-07-20 1989-01-24 Hughes Aircraft Company Rotatable pick and place vacuum sense head for die bonding apparatus
US5127692A (en) * 1987-10-20 1992-07-07 Canon Kabushiki Kaisha Article gripping apparatus
US4796357A (en) * 1988-02-16 1989-01-10 International Business Machines Corporation Method and apparatus for positioning electrical components
SE8800779L (sv) * 1988-03-04 1989-09-05 Mydata Automation Ab Roerligt verktygshuvud foer monteringsmaskiner samt roterbar, i axiell led roerlig axel foer ett saadant huvud
JPH0235743A (ja) * 1988-07-26 1990-02-06 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造装置
USRE35027E (en) * 1988-09-22 1995-08-29 Delaware Capital Formation, Inc. Pick and place method and apparatus
FR2638669A1 (fr) * 1988-11-10 1990-05-11 Sree Robot permettant l'insertion et le soudage de composants electroniques sur une plaque support
US5040291A (en) * 1990-05-04 1991-08-20 Universal Instruments Corporation Multi-spindle pick and place method and apparatus
US5065933A (en) * 1990-09-19 1991-11-19 At&T Bell Laboratories Electronic device manipulating apparatus and method
JP2680773B2 (ja) * 1991-10-11 1997-11-19 三洋電機株式会社 部品装着装置における加圧力制御装置
JP2798834B2 (ja) * 1991-12-02 1998-09-17 三洋電機株式会社 電子部品装着装置
US5251946A (en) * 1992-01-21 1993-10-12 Emhart Inc. Compound tool drive
KR930017478A (ko) * 1992-01-21 1993-08-30 스펜서 티이 스미스 표면 장착형 전자 부품들을 인쇄회로 기판상에 배치시키는 기계
KR930017480A (ko) * 1992-01-21 1993-08-30 스펜서 티이 스미스 표면 장착형 부품들을 인쇄회로 기판상에 배치시키는 기계
US5201696A (en) * 1992-05-05 1993-04-13 Universal Instruments Corp. Apparatus for replacement of vacuum nozzles
DE4223516C1 (ja) * 1992-07-17 1993-07-22 Viktor Dipl.-Ing. 5300 Bonn De Schatz
KR970010118B1 (en) * 1994-09-16 1997-06-21 Lg Ind Systems Co Ltd Head tool of surface mounter and automatic exchanger
JPH08279697A (ja) * 1995-04-10 1996-10-22 Fuji Mach Mfg Co Ltd 電子部品装着ヘッド,電子部品装着装置および電子部品装着方法
US5649356A (en) * 1995-09-22 1997-07-22 Universal Instruments Corporation Method and apparatus for supplying and placing components
JPH09139961A (ja) * 1995-11-14 1997-05-27 Fujitsu Ltd 自動回線分配装置
JPH09312682A (ja) * 1996-05-22 1997-12-02 Fujitsu Ltd 接続ピン挿抜装置及び挿抜方法
JPH1027996A (ja) * 1996-07-10 1998-01-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品装着装置
JP4082770B2 (ja) * 1998-02-02 2008-04-30 富士機械製造株式会社 電気部品搬送装置ならびにそれにおける保持具交換方法および装置
US6315189B1 (en) * 1998-10-13 2001-11-13 Texas Instruments Incorporated Semiconductor package lead plating method and apparatus
US6385842B1 (en) 2000-01-14 2002-05-14 Delaware Capital Formation, Inc. Tube feeder having a zone on which components can pivot
JP2002127065A (ja) * 2000-10-23 2002-05-08 Fuji Mach Mfg Co Ltd ノズル取付装置
JP2002200585A (ja) * 2000-12-28 2002-07-16 Fuji Mach Mfg Co Ltd 電気部品保持装置
DE50214847D1 (de) * 2001-10-31 2011-02-17 Komax Holding Ag Handhabungsvorrichtung für Drahtleitung, Einführungsmaschine und Einführungsverfahren mit einer solchen Handhabungsvorrichtung
JP3717834B2 (ja) * 2001-11-15 2005-11-16 富士通メディアデバイス株式会社 電子部品吸着装置及びこれを備えた電子部品の試験装置
JP4166620B2 (ja) * 2003-05-13 2008-10-15 オリンパス株式会社 半導体接合装置
JP4468195B2 (ja) * 2005-01-31 2010-05-26 富士通株式会社 加工装置向け識別ユニットおよび加工装置並びに加圧装置
DE102006046028B4 (de) * 2006-09-28 2013-06-06 Asm Assembly Systems Gmbh & Co. Kg Verschiebeeinrichtung für eine Bauelement-Haltevorrichtung mit zentraler Krafteinleitung
CN104669284A (zh) * 2013-11-30 2015-06-03 深圳富泰宏精密工业有限公司 吸放料装置
ES2549546B1 (es) * 2014-04-28 2016-09-09 Emdep-2, S.L. Dispositivo y procedimiento de inserción de elementos en cajas de fusibles
WO2016172452A1 (en) * 2015-04-23 2016-10-27 Massachusetts Institute Of Technology Discrete assemblers utilizing conventional motion systems
ITUB20160018A1 (it) * 2016-01-25 2017-07-25 Officina Meccanica Di Prec G 3 Di Gamba Walter & C S N C Picker per manipolatore di circuiti integrati
DE112017002691T5 (de) 2016-05-27 2019-02-14 Universal Instruments Corporation Bestückungskopf mit einer Düsenheizvorrichtung, System und Verfahren zu ihrer Verwendung
KR102425309B1 (ko) * 2016-10-12 2022-07-26 삼성전자주식회사 본딩 헤드와 스테이지 사이의 평행도 보정 장치 및 이를 포함하는 칩 본더
KR102491703B1 (ko) 2018-02-26 2023-01-27 유니버셜 인스트루먼츠 코퍼레이션 스핀들 모듈, 뱅크 및 방법
US11375651B2 (en) 2018-02-26 2022-06-28 Universal Instruments Corporation Dispensing head, nozzle and method

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3337941A (en) * 1965-05-27 1967-08-29 Ibm Recycle control circuit for a chip positioning machine
US3453714A (en) * 1967-02-10 1969-07-08 Ibm Vacuum operated chip placement head
US3731867A (en) * 1971-07-19 1973-05-08 Motorola Inc Vacuum die sensor apparatus and method for a semiconductor die bonding machine
GB2034613B (en) * 1978-11-09 1983-01-19 Tokyo Shibaura Electric Co Method and apparatus for mounting electronic components
JPS5599795A (en) * 1979-01-25 1980-07-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Device for mounting electronic part
US4438559A (en) * 1980-06-27 1984-03-27 Fuji Machine Mfg. Co. Ltd. Apparatus for automatically mounting non-lead electronic components on printed-circuit
JPS57138587A (en) * 1981-02-13 1982-08-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Shifter for article
GB2108015B (en) * 1981-08-24 1985-03-06 Tdk Electronics Co Ltd Apparatus for mounting chip type circuit elements on printed circuit boards
JPS5853887A (ja) * 1981-09-26 1983-03-30 富士機械製造株式会社 リ−ドレス電子部品のプリント基板等への取付方法
JPS57184294A (en) * 1982-03-04 1982-11-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Device for mounting electronic part
NL8201593A (nl) * 1982-04-16 1983-11-16 Philips Nv Inrichting voor het overbrengen van een elektrisch of elektronisch onderdeel naar een montagepaneel.
JPS597531A (ja) * 1982-07-07 1984-01-14 Agency Of Ind Science & Technol 圧入制御装置
JPS59120527U (ja) * 1983-02-02 1984-08-14 三菱電機株式会社 部品自動交換装置
JPS59224279A (ja) * 1983-06-01 1984-12-17 富士機械製造株式会社 電子部品の位置決め保持方法および装置
JPS5986299A (ja) * 1983-10-04 1984-05-18 富士機械製造株式会社 電子部品の位置決め保持装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61216388A (ja) 1986-09-26
US4611397A (en) 1986-09-16
EP0178167A3 (en) 1987-09-30
EP0178167A2 (en) 1986-04-16
CA1238985A (en) 1988-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2589290B2 (ja) 電気部品装置方法及び装置
US4872258A (en) Pick and place method and apparatus
US5955877A (en) Method and apparatus for automatically positioning electronic dice within component packages
US4151945A (en) Automated hybrid circuit board assembly apparatus
CA1218767A (en) Head and method for orienting electrical components
EP0324002B1 (en) Rotatable pick and place vacuum sense head for die bonding apparatus
EP0257546B1 (en) Chip-placement machine with test function
US5501005A (en) Mounting device of electronic components and a mounting method
GB2034613A (en) Method and apparatus for mounting electronic components
US20020004980A1 (en) Assembly apparatus and assembly method of electronic appliances and display devices
GB2050906A (en) Non-destructive dismantling of a modular electronic component
US5526974A (en) Fine pitch electronic component placement method and apparatus
US4898416A (en) Pickup device
US20040037690A1 (en) Method and apparatus for transferring a thin plate
CN1983549B (zh) 用于布置器件进行处理的装置和方法
JP2009503880A (ja) 電子的な構成素子を移載するための方法
US4500032A (en) Method and apparatus for proper registration of mating parts
US5172469A (en) Advanced part removal and torque shear station
US5056844A (en) Multiple jaw centering head structure for surface mounted component placement machines
US5233152A (en) Robotic laser soldering apparatus for automated surface assembly of microscopic components
US4682766A (en) X-Y-Z rotation positioning system using flexible mountings
US4797996A (en) Device for centering preformed components for the flat implantation thereof by means of an automatic setting machine
KR20010039708A (ko) 위치설정 장치 및 방법
US4929892A (en) Process for electrically testing a component in transit to assembly and component test chuck
EP0177563A4 (en) ROBOT CLAMP FOR INTEGRATED CIRCUIT MOUNTING FRAMES.

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term