JP2809226B2 - 電子部品実装装置のマルチヘッド - Google Patents

電子部品実装装置のマルチヘッド

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を基板に
搭載する電子部品実装装置のマルチヘッドに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】電子部品実装装置として、ロータリーヘ
ッドに複数個のノズルを備えたマルチヘッドを装備する
ものが知られている(特開昭59−113699号公
報)。このマルチヘッド(同公報では副ホルダ4)は、
主ホルダ2に保持されて、インデックスシャフト1を中
心にインデックス回転をしながら、部品吸着ステーショ
ンIや部品装着ステーションIIIを含む複数の作業ス
テーションI,II,I,IVを順に移動させて、部品
28を回路基板22に装着(実装)するようになってい
る。
【0003】図8は、従来の電子部品実装装置に備えら
れたマルチヘッドの側面図であって、上記特開昭59−
113699号に係るロータリーヘッド(主ホルダ)を
簡略に示すものである。図8において、副ホルダ4には
複数本のノズル31,32,33が備えられており、セ
レクタ26で副ホルダ4を取付軸5を中心に回転させる
ことにより、対象となる部品28に適したノズル31,
32,33を選択するようになっており、また部品吸着
ステーションIと部品装着ステーションIIIに設けら
れた棒状のタペット24,25により選択されたノズル
31,32,33を押圧して、部品28の吸着や回路基
板22への装着を行うようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のものにおいては、副ホルダ4に備えられた複数本のノ
ズル31,32,33の下端部は、常時(インデックス
回転中)は同一レベルLにあるため、ノズル同士の間隔
Tを大きく確保しておかないと、何れかのノズル(図8
ではノズル31)に吸着された部品28が他のノズル
(図8ではノズル32)に当ってしまう。しかしながら
この間隔Tを大きくすると、副ホルダ4は大型化し、そ
の重量も重くなるなどして高速度でのインデックス回転
が困難となり、それだけ作業能率が低下するという問題
点があった。
【0005】またノズル31,32,33に吸着された
部品28は、θ方向(水平回転方向)の位置ずれがあ
り、したがってこの位置ずれを補正したうえで、部品装
着ステーションIIIの回路基板22に装着する必要が
あるが、上記従来装置はこのθ方向の位置ずれを簡単か
つ正確に行える手段を具備していないものであった。
【0006】したがって本発明は、小型コンパクトで、
θ補正を容易に行える電子部品実装装置のマルチヘッド
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ロータリーヘ
ッドの円周方向に沿って回転しながら、電子部品供給部
に備えられた電子部品をノズルの下端部に真空吸着して
ピックアップし、XY方向移動装置に位置決めされた基
板に搭載するようにした電子部品実装装置のマルチヘッ
ドであって、前記マルチヘッドが、駆動手段に駆動され
て回転する垂直軸と、この垂直軸の周囲に配設されて、
駆動手段の駆動によりこの垂直軸の周囲を回動する複数
個のノズルと、これらのノズルをそれぞれ下方に付勢す
るばね材と、ノズル側の係止部材に着脱自在に係合し
て、ノズルがこのばね材のばね力により下降するのを阻
止する下降阻止部材とから成り、この下降阻止部材がピ
ンに回転自在に軸着されて前記各ノズルに対応して設け
られ、またこれらの下降阻止部材を前記係止部材に係合
する方向に付勢するばねを備え、ノズル突出装置により
前記下降阻止部材を押圧して前記下降阻止部材を前記ば
ねのばね力に抗して前記ピンを中心に回転させることに
より、前記下降阻止部材を前記係止部材から離脱させ、
前記ノズルを前記ばね材のばね力により下降させるよう
したものである。
【0008】上記構成のマルチヘッドは、構造が小型コ
ンパクトであり、かつノズルの突没は、下降阻止部材の
係止部材に対する着脱により簡単かつ確実に行われ、ま
たノズルの選択や、その下端部に吸着された電子部品の
θ補正は、モータなどの駆動手段を駆動してノズルを垂
直軸の周囲を回動させることにより簡単かつ正確に行え
る。また所定の下降阻止部材をノズル突出装置で押圧す
ることにより、所望のノズルをばね材のばね力により下
方へ突出させることができる。
【0009】また好ましくは、前記ばねが、前記下降阻
止部材の外周に帯着されたリングばねである。
【0010】この構成によれば、複数個の下降阻止部材
を共通のリングばねによりノズルの係止部材に係合させ
てノズルの下降(下方への突出)を阻止しておくことが
できる。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施の形
態の電子部品実装装置に備えられたマルチヘッドの斜視
図、図2は同電子部品実装装置の斜視図、図3は同電子
部品実装装置のロータリーヘッドの平面図、図4は同電
子部品実装装置に備えられたマルチヘッドの側面図、図
5は同電子部品実装装置に備えられたマルチヘッドの底
面図、図6は同電子部品実装装置に備えられたマルチヘ
ッドの部分側面図、図7は同電子部品実装装置のロータ
リーヘッドの平面図である。
【0012】まず、図2を参照して電子部品実装装置の
全体構造を説明する。図2において、1はロータリーヘ
ッドであり、テーブル2上に設けられた駆動ボックス3
の下部に回転自在に配設されている。4はマルチヘッド
であって、ロータリーヘッド1の下面にその円周方向に
沿って多数個並設されている。5はテーブル1上に設け
られた外観検査装置であって、マルチヘッド4のノズル
の下端部に吸着された電子部品のx方向,y方向,θ方
向の位置ずれを検出する。6はXY方向移動装置7,8
から成るマウント部であって、その上部に基板9が位置
決めされており、基板9をXY方向に水平移動させて、
所望の位置に電子部品を搭載する。10は基板9をマウ
ント部6に搬入し、またここから搬出するコンベヤであ
る。
【0013】図3はロータリーヘッド1の平面図であ
る。マルチヘッド4はこのロータリーヘッド1の円周方
向に矢印N方向に回転するが、マルチヘッド4の移動路
には、電子部品を装備するトレイやテープユニットから
成る電子部品供給部11が備えられた電子部品の供給ス
テージA、上記外観検査装置5が配設された観察ステー
ジB、ノズルに真空吸着された電子部品を基板に搭載す
るマウント部6が備えられたマウントステージCが順に
設けられている。
【0014】DはマウントステージCと供給ステージA
の間に設けられたイニシャル化ステージ、Eはノズル突
出ステージであって、それぞれ平板から成るイニシャル
化装置12と(図2も併せて参照)、棒材から成るノズ
ル突出装置13が設けられている。また観察ステージB
とマウントステージCの間は、後に詳述するように、ノ
ズルの下端部に吸着された電子部品のθ方向(ノズルの
軸心を中心とする回転方向)の補正をゆっくりと行うθ
補正エリアFとなっており、またイニシャル化ステージ
Dとノズル突出ステージEの間は、次に使用されるノズ
ルを使用位置に移動させるノズル選択エリアGとなって
いる。
【0015】イニシャル化装置12は、マルチヘッド4
から下方に突出するノズルを上方位置へ退去させるもの
である。またノズル突出装置13は、ノズル選択エリア
Gにおいて、後述する手段により、使用位置に移動させ
られたノズルを、下方に突出させるものである。次に、
図1及び図4〜図6を参照しながら、マルチヘッド4の
詳細な構造を説明する。
【0016】このマルチヘッド4は、略コの字形のフレ
ーム25(図1参照)に、以下に述べる種々の部材を組
み付けて構成されている。図4において、1は上記ロー
タリーヘッドであって、垂直軸15とガイドシャフト1
6が貫通している。垂直軸15の上部はスプライン軸1
5aとなっており、スプライン軸受け17に摺動自在に
装着されている。18はロータリーヘッド1に設けられ
たノズル選択駆動用モータであり、タイミングベルト1
9を介して垂直軸15を回転させることにより、垂直軸
15の周囲に配設された4つのノズル4a,4b,4
c,4d(図5参照)をこの垂直軸15を中心に回動さ
せて、これらのうちの、何れか一つのノズルを使用位置
(最外部)に移動させる。図4及び図5では、ノズル4
aが使用位置にある。なおこのモータ18は、後述する
ように、各ノズル4a〜4dを、垂直軸15の周囲を回
動させることにより、その下端部に吸着された電子部品
Pのθ方向の位置ずれを補正するための補正用モータを
兼務している。
【0017】図1において、33は垂直軸15に装着さ
れた回転体であって、その周縁部にはスリットから成る
マーク34が形成されている。このマーク34は、各ノ
ズル4a〜4dに対応して4ケ所形成されており、セン
サー(図外)などにより、ノズルの現在位置を認識する
ための目印になっている。なお4ケ所のうち、1ケ所に
だけマーク34は2個形成されて、原点マークとなって
いる。
【0018】21は垂直軸15とガイドシャフト16の
上部を結合するブラケットであり、これに突設されたロ
ーラ22に、昇降子23が嵌合している。24はこの昇
降子23を駆動する揺動子であって、図示しない手段に
より駆動されてピン24aを中心に揺動し、これにより
昇降子23,ブラケット21,垂直軸15,ガイドシャ
フト16は昇降する。20はカバーケースである。32
はフレーム25の下部に装着された反射板であり、上記
観察ステージBにおいて、下方から照射された光をこの
反射板32で反射させ、ノズル4a〜4dの下端部に吸
着された電子部品Pを黒いシルエットとして外観検査装
置5により観察し、そのx方向,y方向,θ方向の位置
ずれを認識する。なお本発明のマルチヘッドは、ロータ
リーヘッド式の電子部品実装装置に限らず、他の方式の
電子部品実装装置に用いてもよいものである。
【0019】上記ノズル4a〜4dはフレーム25の下
方に突出しており、またその上端部は係止部材26に装
着されている(図6参照)。なお、係止部材26は、ノ
ズル4a〜4dと一体成形したものでもよい。29は係
止部材26が保持されたシャフト、30はこのシャフト
29に嵌挿されたコイルスプリングから成るばね材であ
り、このばね材30のばね力により、係止部材26やこ
れに装着されたノズル4a〜4dは下方に付勢されてい
る。27はノズル4a〜4dがばね材30のばね力によ
り下降するのを阻止する下降阻止部材であって、ピン2
8に回転自在に軸着されており、その下端係止部27a
は、上記ノズル4a〜4d側の係止部材26の上端係止
部26aに着脱自在に係合している。31はリングばね
であり、図1に示すように複数個の下降阻止部材27の
外周に帯着されている。このリングばね31は、図6に
おいて、下降阻止部材27を反時計方向、すなわち係止
部27aが係止部26aに係合する方向に付勢してい
る。
【0020】ここで、マルチヘッド4が上記イニシャル
化装置12の上方にきた状態で、昇降子23(図4)が
下降することによりマルチヘッド4が下降すると、下方
に突出するノズル(例えばノズル4a)はこのイニシャ
ル化装置12(図6)に着地し、ノズル4aはスプリン
グ30のばね力に抗して上方へ押し上げられ、係止部材
26の係止部26aは下降阻止部材27の係止部27a
に係合し、ノズル4aは上方位置(イニシャル位置)に
退去する。
【0021】またマルチヘッド4が上記ノズル選択エリ
アGを移動している間に、モータ18(図4)が駆動す
ることにより、ノズル4a〜4dは垂直軸15を中心に
回動し、所望のノズル(例えばノズル4b)が使用位置
(最外部)に移動して選択される。
【0022】そしてマルチヘッド4が更に回転してノズ
ル突出装置13まで移動すると、このノズル突出装置1
3の先端部がノズル4bの上方の下降阻止部材27の上
部に当り(図6鎖線参照)、この下降阻止部材27をリ
ングばね31のばね力に抗して内方へ押圧することによ
り、下降阻止部材27は図6においてピン28を中心に
時計方向に回転して、係止部27aは係止部26aから
はずれ、ノズル4bの下端部はばね材30のばね力によ
り下方に突出する。次に供給ステージAにおいて、マル
チヘッド4が昇降することにより、このノズル4bの下
端部に電子部品Pを真空吸着してピックアップする。上
記のように構成されたマルチヘッド4は、構造が簡単で
あって小型コンパクトであり、したがってロータリーヘ
ッド1に小さなピッチで多数並設することができる。
【0023】本電子部品実装装置は上記のような構成よ
り成り、次に図3と図7を参照しながら全体の動作の説
明を行う。なお図7は、各ステージA,B,Cにおける
動作を簡略に示すものである。
【0024】供給ステージAにおいて、何れかのノズル
(例えばノズル4a)に電子部品Pを真空吸着してピッ
クアップしたマルチヘッド4は、矢印N方向へ間欠回転
することにより、観察ステージBに到達し、ここで、外
観検査装置5により、ノズル4aの下端部に吸着された
電子部品Pのx方向,y方向,θ方向の位置ずれΔx,
Δy,Δθが観察される(図7の観察ステージBの部分
拡大図参照)。
【0025】次にマルチヘッド4はマウントステージC
へ向って移動するが、その間のθ補正エリアFにおい
て、モータ18が駆動して、ノズル4aを垂直軸15を
中心に回転させることにより、θ方向の位置ずれΔθを
補正する。このようにノズル4aをθ回転させると、そ
のセンターOはO’へ移動するため(図7のマウントス
テージCの部分拡大図参照)、新たなxy方向の誤差Δ
x’,Δy’を生じる。したがって、この誤差Δx’,
Δy’と、上記誤差Δx,Δyを補正するよう、XY方
向移動装置7,8を駆動して基板9をその分だけx方向
やy方向に水平移動させることにより、xy方向の位置
ずれΔx+Δx’,Δy+Δy’を補正したうえで、電
子部品Pを基板9に搭載する。
【0026】以上のように、マルチヘッド4に装備され
たノズル選択駆動用モータ18と、マウント部6のXY
方向移動装置7,8を利用して、ノズル4a〜4dの下
端部に吸着された電子部品Pのθ方向の位置ずれを簡単
かつ正確に補正することができる。特にノズル4a〜4
d等から成る回動部分はかなりの重量を有しているが、
マルチヘッド4が観察ステージ13からマウントステー
ジCへ移動する間の十分に長いエリアをθ補正エリアF
としているので、ゆっくりと時間的余裕をもって回動さ
せてθ補正を行うことができ、したがって小型低容量の
モータであっても、難なくかつ正確にθ補正を行うこと
ができる。
【0027】マウントステージCにおいて、基板9に電
子部品Pを搭載したマルチヘッド4は、次の電子部品P
をピックアップするために、供給ステージAへ向かって
移動するが、その途中のイニシャル化ステージDにおい
て、図6を参照しながら説明したように、マルチヘッド
4を下降させて下方へ突出する上記ノズル4aをイニシ
ャル化装置12に着地させることにより、このノズル4
aを上方へ押し上げて上方位置(イニシャル位置)へ退
去させる。
【0028】次にマルチヘッド4はノズル突出ステージ
Eへ向かって移動するが、その途中のノズル選択エリア
Gにおいて、モータ18を駆動してマルチヘッド4を垂
直軸15を中心に回転させることにより、供給ステージ
Aで次にピックアップする電子部品Pに適合するノズル
(例えばノズル4b)を選択する。そしてノズル突出ス
テージ13において、ノズル突出装置13の先端部が選
択されたノズル4bの上方の下降阻止部材27の上部に
当ることにより、その係止部27aを係止部26aから
はずして、ノズル4bをばね材30のばね力によって下
方へ突出させる。次にマルチヘッド4は供給ステージA
へ移動し、そこで昇降動作をすることにより、ノズル4
bは次の電子部品Pを真空吸着してピックアップし、以
下、上述した動作が繰り返される。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明の電子部品実
装装置のマルチヘッドは、構造が簡単で小型コンパクト
かつ軽量であり、またノズルの選択や、その下端部に吸
着された電子部品のθ方向の位置ずれ補正を簡単かつ正
確に行うことができる。またマルチヘッドは小型コンパ
クトに構成できるので、ロータリーヘッドに多数個並設
することができ、それだけ実装速度をあげることができ
るものであり、特にロータリーヘッド式電子部品実装装
置用のマルチヘッドとしてその長所を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に備
えられたマルチヘッドの斜視図
【図2】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜
視図
【図3】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のロ
ータリーヘッドの平面図
【図4】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に備
えられたマルチヘッドの側面図
【図5】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に備
えられたマルチヘッドの底面図
【図6】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に備
えられたマルチヘッドの部分側面図
【図7】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のロ
ータリーヘッドの平面図
【図8】従来の電子部品実装装置に備えられたマルチヘ
ッドの側面図
【符号の説明】
1 ロータリーヘッド 4 マルチヘッド 4a,4b,4c,4d ノズル 7,8 XY方向移動装置 9 基板 11 電子部品供給部 15 垂直軸 18 モータ 26 係止部材 27 下降阻止部材 30 ばね材 31 リングばね

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロータリーヘッドの円周方向に沿って回転
    しながら、電子部品供給部に備えられた電子部品をノズ
    ルの下端部に真空吸着してピックアップし、XY方向移
    動装置に位置決めされた基板に搭載するようにした電子
    部品実装装置のマルチヘッドであって、前記マルチヘッ
    ドが、駆動手段に駆動されて回転する垂直軸と、この垂
    直軸の周囲に配設されて、前記駆動手段の駆動によりこ
    の垂直軸の周囲を回動する複数個のノズルと、これらの
    ノズルをそれぞれ下方に付勢するばね材と、ノズル側の
    係止部材に着脱自在に係合して、ノズルがこのばね材の
    ばね力により下降するのを阻止する下降阻止部材とから
    り、この下降阻止部材がピンに回転自在に軸着されて
    前記各ノズルに対応して設けられ、またこれらの下降阻
    止部材を前記係止部材に係合する方向に付勢するばねを
    備え、ノズル突出装置により前記下降阻止部材を押圧し
    て前記下降阻止部材を前記ばねのばね力に抗して前記ピ
    ンを中心に回転させることにより、前記下降阻止部材を
    前記係止部材から離脱させ、前記ノズルを前記ばね材の
    ばね力により下降させるようにしたことを特徴とする電
    子部品実装装置のマルチヘッド。
  2. 【請求項2】前記ばねが、前記下降阻止部材の外周に帯
    着されたリングばねであることを特徴とする請求項1記
    載の電子部品実装装置のマルチヘッド。
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