JP3018766B2 - 電子部品の実装用ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品の実装用ヘッド
に係り、詳しくは、電子部品を真空吸着するノズルシャ
フトの昇降ストロークを計測できるリニヤスケールを備
えた電子部品の実装用ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品をプリント基板に実装するヘッ
ドとして、マグネットの磁気力によりノズルを上下動さ
せて、このノズルシャフトの下端部に設けられたノズル
により電子部品を真空吸着してピックアップしたり、ピ
ックアップした電子部品を基板に搭載するものが知られ
ている。以下従来の実装用ヘッドの構造を説明する。

【０００３】図４において、円筒状本体ブロック１の中
央にはノズルシャフト２が垂直に挿入されており、その
下端部には電子部品Ｐを真空吸着するノズル３が設けら
れている。本体ブロック１の内部下方には、ノズルシャ
フト２を取り囲むように第１のマグネット４が内蔵され
ており、このマグネット４の周囲には第１のコイル５が
配置されている。このマグネット４とコイル５はパルス
モータを構成している。ノズルシャフト２はスプライン
６に保持されており、コイル５に通電すると磁気力が発
生し、この磁気力によりノズルシャフト２はθ方向に回
転し、ノズル３に吸着された電子部品Ｐの回転角度を設
定する。１８はベアリングである。

【０００４】ノズルシャフト２の上端部には筒状体７が
結合されている。この筒状体７を包囲するように有蓋筒
状のブロック８が配置されている。筒状体７とブロック
８の間にはベアリング部９が介装されている。ブロック
８の下端部には第２のマグネット１１が設けられてい
る。またこのマグネット１１を包囲するように、本体ブ
ロック１には第２のコイル１２が設けられている。この
マグネット１１とコイル１２はボイスコイルモータ（Ｖ
ＣＭ）を構成しており、コイル１２に通電すると磁気力
が発生し、その磁気力によりノズル３はノズルシャフト
２と一体的に上下動し、ウェハやトレイなどに備えられ
た電子部品Ｐを真空吸着してピックアップし、あるいは
リードフレームやプリント基板などの基板に電子部品Ｐ
を搭載する。

【０００５】ブロック８の上面にはＬ字形のアーム１３
がビス１４により片持ち状に固着されている。アーム１
３の先端部に設けられた垂直な自由端部１３ａの外面に
はリニヤスケール１５が設けられており、その目盛を読
取り部１６で読取るようになっている。

【０００６】このヘッドは上記のように構成されてお
り、電子部品Ｐをピックアップしたり基板に搭載すると
きは、第２のコイル１２に通電してノズルシャフト２を
上下動させる。この場合ノズルシャフト２と一体的に上
下動するリニヤスケール１５の目盛を読取り部１６で読
取ってノズルシャフト２の上下動ストロークを制御して
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ノズルシャフト２の上
下動ストロークに狂いを生じると、ピックアップミスや
搭載ミスが発生する。したがってリニヤスケール１５の
目盛を読取り部１６で正確に読取りながら、コイル１２
への通電量などを制御しなければならない。ところが従
来の構成では、リニヤスケール１５が設けられたアーム
１３は片持ち状にブロック８に支持され、且つその自由
端部１３ａにリニヤスケール１５が形成されているた
め、ノズルシャフト２が上下動するとアーム１３にたわ
みが生じてその自由端部１３ａにかなりの上下方向の振
動が生じ、しかもベアリング部９にがたが生じることか
ら、リニヤスケール１５はノズルシャフト２の上下動に
正確に追随して上下動できず、したがってノズルシャフ
ト２の実際の上下動量とリニヤスケール１５の上下動量
に微妙な差異が生じて、読取り部１６の読取り量に誤差
が生じてしまい、その結果、ノズルシャフト２の上下動
制御に狂いを生じるという問題点があった。

【０００８】殊に、電子部品Ｐをリードフレームやプリ
ント基板に高速度で搭載するためには、ノズルシャフト
の上下動の速度を高速化しなければならないが、高速化
すればするほど、アーム１３の振動やベアリング部９の
がたは大きくなって上記差異も大きくなるため、このこ
とが高速化を阻害する大きな原因になっていた。

【０００９】そこで本発明は上記従来手段の問題点を解
消し、ノズルシャフトの上下動量を正確に読取りなが
ら、ノズルシャフトの上下動ストロークを厳密に制御で
きる手段を備えた電子部品の実装用ヘッドを提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、ノ
ズルシャフトに円筒部をこのノズルシャフトと同軸的に
結合し、この円筒部の外周面にリニヤスケールの目盛を
形成するとともに、この円筒部の外方にこの目盛を読取
る読取り部を設けている。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、目盛が形成された円筒部は
ノズルシャフトと完全に一体的に上下動するので、ノズ
ルシャフトの動きと目盛の動きに差異は生じず、ノズル
シャフトの実際の上下動量を読取り部で正確に読取りな
がら、ノズルシャフトの上下動ストロークを厳密に制御
でき、したがって電子部品のピックアップミスや搭載ミ
スを解消できる。

【００１２】

【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。

【００１３】図１は電子部品実装装置の斜視図である。
１０は実装用ヘッドであり、移動手段３０に駆動されて
Ｙ方向に移動する。まず移動手段３０の構造を説明す
る。３１１はダイレクトモータであって、水平なガイド
３１２と、このガイド３１２上をスライドするスライダ
３１３を有している。上記ヘッド１０はこのスライダ３
１３に装着されており、スライダ３１３と一体的にＹ方
向に移動する。３１４はガイド３１２に設けられたコイ
ル、３１５、３１６はスライダ３１３の下面に設けられ
たマグネットとヨークである。スライダ３１３には空気
受を構成するエア孔（図外）が穿設されており、ガイド
３１２上にわずかに浮上する。したがってコイル３１４
に通電すると、マグネット３１５との間に磁気力が生
じ、スライダ３１３はガイド３１２に沿ってＹ方向に摺
動する。

【００１４】移動手段３０の下方にはリードフレームＬ
ＦをＸ方向に搬送するコンベア４０が設けられている。
この搬送路の上方にはディスペンサ５０が配設されてお
り、そのノズル５１からボンド５２を吐出してリードフ
レームＬＦのアイランド５３に塗布する。また移動手段
３０の前方下部にはウェハ６０が設けられている。ウェ
ハ６０の下方には、ウェハ６０の電子部品Ｐを下方から
突上げるエジェクタ６１が設けられている。

【００１５】リードフレームＬＦがコンベア４０により
ピッチ送りされる際に、ディスペンサ５０はリードフレ
ームＬＦのアイランド５３上にボンド５２を塗布する。
また移動手段３０が駆動することにより、ヘッド１０は
ウェハ６０とリードフレームＬＦの間を往復動し、ウェ
ハ６０の直上でノズル３が上下動することによりウェハ
６０の電子部品Ｐをノズル３に真空吸着してピックアッ
プし、またアイランド５３の直上でノズル３が上下動す
ることによりアイランド５３に塗布されたボンド５２上
に電子部品Ｐを搭載する。

【００１６】次にヘッド１０の構造を説明する。図２は
ヘッド１０の斜視図である。なお図４に示す従来のヘッ
ドと同一部品には同一符号を付与している。１はヘッド
１０の主体となる円筒状の本体ブロックであり、その中
央にはノズルシャフト２が挿入されており、ノズルシャ
フト２の下端部にはノズル３が装着されている。

【００１７】図３はヘッド１０の断面図である。本体ブ
ロック１の内部下方には、ノズルシャフト２を取り囲む
ように第１のマグネット４が内蔵されており、このマグ
ネット４の周囲には第１のコイル５が配置されている。
ノズルシャフト２はスプライン６に保持されており、コ
イル５に通電すると磁気力が発生し、この磁気力により
ノズルシャフト２はθ方向に回転する。

【００１８】ノズルシャフト２の上部にはブロック２１
がこのノズルシャフト２と同軸的に結合されており、こ
のブロック２１の下部には第２のマグネット１１が装着
されている。このマグネット１１を包囲するように第２
のコイル１２が設けられている。このマグネット１１と
コイル１２はボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を構成して
おり、コイル１２に通電すると磁気力が発生し、その磁
気力によりノズルシャフト２はＺ方向に上下動する。な
お、マグネット４、１１やコイル５、１２の配設仕様は
本実施例に限定されないことは勿論である。ノズル３は
ノズルシャフト２と一体的に上下動し、ウェハ６０に備
えられた電子部品Ｐを真空吸着してピックアップし、あ
るいはリードフレームＬＦのアイランド５３に電子部品
Ｐを搭載する。

【００１９】ブロック２１の上部には円筒部２１ａが形
成されている。この円筒部２１ａは本体ブロック１の上
方へ突出している。この円筒部２１ａには円筒形のリニ
ヤスケール２２が止具２３とビス２４により一体的に組
み付けられている。図２に示すように、このリニヤスケ
ール２２の外周面には、目盛としての回転方向用モアレ
２６と上下方向用モアレ２７が格子状に形成されてい
る。またこのリニヤスケール２２の外方には第１の読取
り部１６Ａと第２の読取り部１６Ｂが設けられており、
それぞれ回転方向用モアレ２６と上下方向用モアレ２７
を読取る。このモアレ２７はリニヤスケール２２の外周
面にリング状に形成されている。

【００２０】上記構成において、第１のコイル５に通電
して磁気力を発生させると、ノズルシャフト２はθ方向
に回転し、その回転角度は第１の読取り部１６Ａが回転
方向モアレ２６を読取ることにより検出され、その読取
り結果によりコイル５への通電量が制御される。すなわ
ち図４に示す従来手段の、マグネット４とコイル５はパ
ルスモータを構成していたが、この本ヘッド１０のマグ
ネット４とコイル５はサーボモータを構成しており、読
取り結果をフィードバックしながら、ノズルシャフト２
の回転量を正確に制御し、電子部品Ｐの回転角度を設定
する。

【００２１】また第２のコイル１２に通電して磁気力を
生じさせると、その磁気力によりノズルシャフト２は上
下動し、その上下動量は第２の読取り部１６Ｂが上下方
向モアレ２７を読取ることにより検知され、その読取り
結果によりコイル１２への通電量が制御される。

【００２２】図３に示すように、このヘッド１０のリニ
ヤスケール２２はブロック２１を介してノズルシャフト
２に一体的に組み付けられており、図４に示す従来手段
のように、ベアリング部９やアーム１３は介在していな
いので、リニヤスケール２２はノズルシャフト２の動き
に完全に追随して動くことができる。したがってノズル
シャフト２の実際の動きを正確に検知しながら、ノズル
シャフト２の上下動量や回転量を厳密に制御でき、電子
部品Ｐのピックアップミスや搭載ミスを解消できる。

【００２３】またノズル３に真空吸着された電子部品Ｐ
の水平方向の回転角度の設定を行うために、ノズルシャ
フト２をその軸心を中心に回転させる場合、円筒部２１
ａはノズルシャフト２と一体的に回転するが、モアレ２
７は円筒部２１ａの外周面にリング状に形成されている
ので、円筒部２１ａが回転してもこのモアレ２７は常に
読取り部１６Ｂの対向位置にあり、読取り部１６Ｂによ
り上下動量を読取ることができる。

【００２４】本発明は種々の設計変更が可能であって、
例えば回転方向モアレ２６とその読取り部１６Ａを設け
ずに、マグネット４とコイル５は従来手段と同様にパル
スモータとしてもよい。また上記実施例は、ウェハ６０
の電子部品ＰをリードフレームＬＦに搭載する電子部品
実装装置を例にとって説明したが、抵抗チップ、コンデ
ンサチップ、ＩＣなどの電子部品をプリント基板に搭載
する電子部品実装装置のヘッドにも適用できる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、目
盛が形成された円筒部はノズルシャフトと一体的に上下
動するので、ノズルシャフトの実際の上下動量を正確に
検出しながらその上下動を厳密に制御でき、したがって
上下動の狂いによる電子部品のピックアップミスや搭載
ミスを解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電子部品実装装置の斜
視図

【図２】本発明の一実施例に係る実装用ヘッドの斜視図

【図３】本発明の一実施例に係る実装用ヘッドの断面図

【図４】従来の実装用ヘッドの断面図

【符号の説明】

１ 本体ブロック ２ ノズルシャフト ３ ノズル １０ 実装用ヘッド １１ マグネット １２ コイル １６ 読取り部 ２１ａ 円筒部 ２２ リニヤスケール ２７ 目盛（モアレ）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体ブロックと、この本体ブロックの中央
   に上下動自在且つ回転自在に挿入されたノズルシャフト
   と、このノズルシャフトの下端部に設けられた電子部品
   を真空吸着するノズルと、通電することにより磁気力を
   発生させてこのノズルシャフトを上下動させるコイル
   と、このノズルシャフトに同軸的に結合されてこのノズ
   ルシャフトと一体的に上下動し且つ回転する円筒部とを
   備え、この円筒部の外周面にリニヤスケールの目盛を形
   成するとともに、この円筒部の外方にこの目盛を読取る
   読取り部を設けたことを特徴とする電子部品の実装用ヘ
   ッド。