JP3019886B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品実装装置に係
り、詳しくは、基板の平面精度を確保するために、基板
を下方からバックアップするバックアップピンの高さ
を、基板の厚さに応じて自動調整できるようにし、同時
に電子部品を基板に高速実装するために、移載ヘッドの
上下動ストロークと、基板の高さを自動調整できるよう
にしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を基板に実装する装置として、
移載ヘッドをロータリーヘッドの円周方向に沿ってイン
デックス回転させながら、この移載ヘッドのノズルにパ
ーツフィーダの電子部品を吸着してピックアップし、こ
の電子部品を、ＸＹテーブル上に位置決めされた基板
に、毎秒３個以上実装できる高速な電子部品実装装置
が、広く知られている。本出願人は、先にこの装置に関
し、移載ヘッドの上下動ストロークを調整できる手段を
提案した（特開平１−２６１８９８号公報）。なおこの
手段は、電子部品の厚さに応じて移載ヘッドの上下動ス
トロークを調整することにより、電子部品か゛基板に実
装される際に破壊されないようにしたものである。

【０００３】また、上記電子部品実装装置により、電子
部品が実装される基板は、通常ＸＹテーブルに設けられ
たクランパにより、ＸＹ方向に関して位置決めされてい
る。そして、電子部品を吸着する移載ヘッドのノズルを
ＸＹ方向の一定位置においてＺ方向に上下動させるとと
もに、ＸＹテーブルを駆動して基板をこのノズルの上下
動位置に対しＸＹ方向に移動させて、基板の所定座標位
置に電子部品を実装するようになっている。ところが、
基板がＺ方向に撓んでいると、基板に対するノズルの上
下動ストロークが不適切となり、電子部品を確実に実装
できない。そこで、基板の下方にバックアップピンを多
数設け、このバックアップピンにより、基板を下方から
支持し、基板の撓みを矯正して平面精度を確保し、確実
に電子部品を実装できるようにすることが行なわれてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年、電子部
品を多種類の基板により速く実装することが要請されて
いる。ここで、この電子部品を実装すべき基板には種々
のものがあり、厚さが異なることが多い。このため従来
は、基板の厚さが変わるたびに、多数のバックアップピ
ンを人手で交換していた。したがって、基板の厚さに応
じて長短様々のバックアップピンを用意しておく必要が
あるばかりでなく、この交換作業は、多大の時間・労力
を要するという問題があった。

【０００５】したがって従来の実装装置を用いて、多種
類の基板へ電子部品を実装しようとする場合、上記公報
記載の上下動ストロークの調整手段を応用して、基板が
バックアップピンに支持された後に、ノズルに吸着され
た電子部品を基板に実装する速度を向上しても、基板の
厚さが変わるごとに上記バックアップピンの交換作業を
行う必要があり、この交換作業のため多大の時間をロス
していた。このため、多種類の基板に電子部品を実装す
る際、トータルの処理時間を短縮するには限界があっ
た。

【０００６】そこで、本発明は電子部品を多種類の基板
に、より速く実装することができる手段を提供すること
を目的とする。さらに詳しくは、電子部品を基板に実装
する際の移載ヘッドの上下動ストロークを小さくして、
電子部品をより速く基板に実装することができると共
に、バックアップピンの人手による交換作業を不要にす
べく基板の厚さに応じてバックアップピンの高さを迅速
に自動調整できるようにした手段を提供しようとするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、ロー
タリーヘッドの下方に設けられ基板をクランプするクラ
ンパと、この基板をＸＹ方向に移動させるＸＹテーブル
と、このＸＹテーブルに上下動自在に設けられたＺテー
ブルと、このＺテーブルに上下動自在に設けられた支持
テーブルと、この支持テーブルに設けられ前記基板を下
方からバックアップするバックアップピンと、この支持
テーブルを前記Ｚテーブルに対して上下動させて前記基
板の厚さに応じてバックアップピンの高さを調整する支
持テーブル駆動手段と、前記ＸＹテーブルに設けられ前
記Ｚテーブルを前記ＸＹテーブルに対して上下動させて
電子部品の厚さに応じて前記Ｚテーブルの高さを調整す
るＺテーブル駆動手段とを構成している。

【０００８】

【作用】上記構成において、まず基板の厚さが変わるか
若しくは、最初の基板に電子部品を実装しようとする際
には、支持テーブル駆動手段を駆動して、バックアップ
ピンの高さを調整することにより、基板の厚さに対応す
る高さにバックアップピンを位置させる。このように、
バックアップピンの高さ調整により、基板の厚さに対応
できるので、基板の厚さが変わっても、バックアップピ
ンを交換する必要がない。

【０００９】次に、電子部品を基板に実装するにあた
り、電子部品の厚さに応じて、移載ヘッドの上下動スト
ロークを調整すると共に、Ｚテーブル駆動手段を駆動し
て、Ｚテーブル、支持テーブル駆動手段、支持テーブル
及びバックアップピンを一体的に上下動させることによ
り、このバックアップピンに支持された基板の高さを調
整する。このようにすれば、電子部品を基板に着地させ
るための上下動ストロークは、移載ヘッドの上下動スト
ロークと、基板の上下動ストロークとにより分担される
ので、移載ヘッドの上下動ストロークを小さくできる。
したがって、移載ヘッドの上下動に要する時間を短縮で
き、それだけ実装速度を上げることができる。

【００１０】

【実施例】図面を参照しながら本発明の実施例を説明す
る。図１は、電子部品実装装置の正面図である。１は基
板であり、この基板１は両側部のクランパ２によってク
ランプして位置決めされている。３は図１左方のクラン
パ２を横方向に移動させるためのシリンダであり、その
ロッド４を突没させることにより、基板１をクランプ
し、またそのクランプを解除する。このクランパ２は、
ロータリーヘッド２１（後述）の下方に設けられる。

【００１１】５はクランパ２の支持ブロックであり、基
板１をこのクランパ２間に搬入し、又ここから搬出する
ためのコンベアベルト６が設けられている。この支持ブ
ロック５の下端部５ａは、垂直ガイド７の上端部に固定
されたガイドレール９に摺動自在に係合している。そし
て、図１右方の支持ブロック５は、ブラケットＢ１によ
り、ガイドレール９に着脱可能に固定されている。

【００１２】１１はＸテーブル、１２はＹテーブルであ
り、Ｘテーブル１１はＹテーブル１２上に載置されてい
る。１５はＺテーブル、１９は支持テーブルである。垂
直ガイド７は、Ｚテーブル１５、支持テーブル１９のそ
れぞれに、摺動自在に挿通されている。すなわち、Ｚテ
ーブル１５は、ＸＹテーブル１１、１２に対し上下動自
在に設けられ、支持テーブル１９は、Ｚテーブル１５に
対し上下動自在に設けられている。この垂直ガイド７の
下方は、コイルばね８を介してＸテーブル１１に上下動
自在に立設される。ＭＸはＸテーブル１１の駆動用モー
タ、ＭＹはＹテーブル１２の駆動用モータであり、これ
らのモータＭＸ、ＭＹを駆動すると、ＸＹテーブル１
１、１２はＸＹ方向に移動し、基板１も同方向に移動す
る。

【００１３】１３はＹテーブル１２の下方に設けられた
シリンダであり、そのロッド１４は垂直ガイド７の下端
部を接離自在に支持している。このロッド１４が突没す
ると、垂直ガイド７に支持されたガイドレール９、支持
ブロック５及び基板１が、Ｘテーブル１１、Ｙテーブル
１２、Ｚテーブル１５、支持テーブル１９から独立して
上下動する。

【００１４】２５は、ガイドレール９の縁部下方に突設
される位置決め突起である。この位置決め突起２５に対
向するように、Ｚテーブル１５の縁部には、上方を向く
受けロッド２６が立設される。そして、この位置決め突
起２５と受けロッド２６の上端部とが、当接することに
よって、シリンダ１３のロッド１４が下降した際（後
述）、Ｚテーブル１５に対して、垂直ガイド７に支持さ
れたガイドレール９、支持ブロック５及び基板１の下降
が規制され、位置決め突起２５と受けロッド２６の上端
部とが当接した状態において、Ｚテーブル１５が上下動
すると基板１がＺテーブル１５と一体的に、上下動す
る。

【００１５】３０は、支持テーブル１９をＺテーブル１
５に対して上下動させて、基板１の厚さに応じてバック
アップピン１８の高さを調整する支持テーブル駆動手段
である。ＭＺ２は支持テーブル駆動用モータであり、こ
のモータＭＺ２はＺテーブル１５にブラケットＢ２で固
定される。３７はこのモータＭＺ２の出力軸に軸着され
るプーリである。また、３５、３６はＺテーブル１５に
設けられる送りナット、３１、３２はこの送りナット３
５、３６にそれぞれ螺合する垂直な送りねじ、３３、３
４は送りねじ３１、３２の上端部に設けられ支持テーブ
ル１９を下方から支持する支持部材、３８、３９はこれ
らの送りねじ３１、３２に軸着されるプーリ、ＴＢはプ
ーリ３７、３８、３９を巻回するタイミングベルトであ
る。

【００１６】したがって、支持テーブル駆動用モータＭ
Ｚ２を駆動すると、プーリ３７が回転し、タイミングベ
ルトＴＢ、プーリ３８、３９を介して、送りねじ３１、
３２に回転力が伝達され、送りねじ３１、３２が回転す
ることにより、支持テーブル１９が、Ｚテーブル１５に
対して上下動するようになっている。

【００１７】４０は、Ｘテーブル１１に設けられ、かつ
Ｚテーブル１５をＸＹテーブル１１、１２に対して上下
動させ、電子部品Ｐの厚さに応じて、Ｚテーブル１５の
高さを調整するＺテーブル駆動手段である。ＭＺ１は、
Ｚテーブル駆動用モータであり、このモータＭＺ１は、
Ｘテーブル１１にブラケットＢ３で固定される。４５は
プーリであって、このプーリ４５にはこのモータＭＺ１
の出力軸と、垂直な送りねじ４１とが軸着される。４
３、４４はＺテーブル１５に設けられる送りナットであ
り、それぞれ垂直な送りねじ４１、４２に螺合してい
る。４６は送りねじ４２の下方に軸着されたプーリ、Ｔ
Ｂはプーリ４５、４６に巻回されるタイミングベルトで
ある。

【００１８】したがって、Ｚテーブル駆動用モータＭＺ
１を駆動すると、プーリ４５、４６及び送りねじ４１、
４２が回転し、Ｚテーブル１５が、Ｘテーブル１１に対
し、上下動するようになっている。

【００１９】２０は、バックアップピン挿通孔がマトリ
ックス状に多数穿設されたバックアップピン支持板であ
る。この支持板２０は、支持杆２０ａにより、支持テー
ブル１９の上方に、この支持テーブル１９と平行に支持
されている。そして、このバックアップピン支持板２０
の挿通孔に、バックアップピン１８を挿通して、バック
アップピン１８を垂直に支持し、このバックアップピン
１８の上端部により基板１を下方からバックアップす
る。

【００２０】２１は電子部品実装装置のロータリーヘッ
ドであり、移載ヘッド２２を備えている。移載ヘッド２
２のノズル２３には、電子部品Ｐが吸着されており、こ
のノズル２３が上下動して、電子部品Ｐを基板１に実装
するようになっている。Ｍθはノズル２３をθ回転させ
るためのモータである。

【００２１】本装置は上記のような構成よりなり、次に
動作を説明する。まず、供給される基板１の厚さに応じ
て、支持テーブル駆動用モータＭＺ２を駆動し、バック
アップピン１８の先端部の高さを調整しておく。次に基
板１をコンベアベルト６により搬入し、クランパ２で基
板１をクランプする。次に、シリンダ１３のロッド１４
を下降し、コイルばね８の伸び方向に対する復元力に抗
しながら、位置決め突起２５と、受けロッド２６の上端
部とを、当接させる（図２参照）。この状態において、
垂直ガイド７や支持ブロック５はＺ方向に関してＺテー
ブル１５により支持される。しかも、基板１の下面は、
予めＺ方向に位置決めされたバックアップピン１８の先
端部により支持され、基板１の平面精度が高く保持され
る。

【００２２】そして、図３（ａ）に示すように、厚さｄ
１の大きい電子部品Ｐ１を移載ヘッド２２のノズル２３
で吸着する場合は、Ｚテーブル駆動用モータＭＺ１を駆
動して基板１を基準面Ｓ．Ｌ．から小距離ｈ１上昇させ
た位置に待機させておく。この場合、移載ヘッド２２の
ストロークはＳ１である。また同図（ｂ）に示すよう
に、厚さｄ２の小さい電子部品Ｐ２の場合、基板１を大
距離ｈ２上昇させた位置に待機させておく。このように
電子部品Ｐの厚さに応じて基板１の高さを調節すれば、
移載ヘッド２２の上下動ストロークＳ１、Ｓ２を小さく
でき、それだけ高速度で電子部品Ｐを基板１に実装でき
る。

【００２３】また基板１の交換に伴い、基板１の厚さが
変わる場合には、支持テーブル駆動用モータＭＺ２を駆
動し、バックアップピン１８の高さを調整する。図４一
点鎖線は、基板１の厚さが増加した場合を示し、この場
合には、この厚さの増加分だけ、バックアップピン１８
の先端部を下降させる。このように本装置によれば、基
板１の厚さが変化した場合にも、バックアップピン１８
を交換することなく、容易迅速に対応できる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ロータリ
ーヘッドの下方に設けられ、かつ基板をクランプするク
ランパと、この基板をＸＹ方向に移動させるＸＹテーブ
ルと、このＸＹテーブルに上下動自在に設けられたＺテ
ーブルと、このＺテーブルに上下動自在に設けられた支
持テーブルと、この支持テーブルに設けられ、かつ前記
基板を下方からバックアップするバックアップピンと、
この支持テーブルを前記Ｚテーブルに対して上下動させ
て、前記基板の厚さに応じてバックアップピンの高さを
調整する支持テーブル駆動手段と、前記ＸＹテーブルに
設けられ、かつ前記Ｚテーブルを前記ＸＹテーブルに対
して上下動させて、前記電子部品の厚さに応じて前記Ｚ
テーブルの高さを調整するＺテーブル駆動手段とを構成
した。

【００２５】したがって、支持テーブル駆動手段を駆動
して、バックアップピンの高さを調整することにより、
基板の厚さに対応する高さにバックアップピンを位置さ
せることができるので、基板の厚さが変わっても、バッ
クアップピンを交換する必要がない。

【００２６】また、電子部品の厚さに応じて、移載ヘッ
ドの上下動ストロークを調整すると共に、Ｚテーブル駆
動手段を駆動して、Ｚテーブル、支持テーブル駆動手
段、支持テーブル及びバックアップピンを一体的に上下
動させることにより、このバックアップピンに支持され
た基板の高さを調整することができる。よって、電子部
品を基板に着地させるための上下動ストロークを、移載
ヘッドの上下動ストロークと、基板の上下動ストローク
とに分けて、移載ヘッドの上下動ストローク及びこの上
下動に要する時間を少なくして、実装時間を短縮するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子部品の正面図

【図２】同正面図

【図３】同動作説明図

【図４】同動作説明図

【符号の説明】

１ 基板 ２ クランパ １１ Ｘテーブル １２ Ｙテーブル １５ Ｚテーブル １８ バックアップピン １９ 支持テーブル ２１ ロータリーヘッド ２２ 移載ヘッド ２３ ノズル ３０ 支持テーブル駆動手段 ４０ Ｚテーブル駆動手段 Ｐ 電子部品

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品を吸着するノズルを備え、かつ駆
   動部に駆動されてロータリーヘッドの円周方向に沿って
   インデックス回転する複数個の移載ヘッドと、この移載
   ヘッドの上下動ストロークの調整手段とを備えてなる電
   子部品実装装置において、 このロータリーヘッドの下方に設けられ、かつ基板をク
   ランプするクランパと、この基板をＸＹ方向に移動させ
   るＸＹテーブルと、このＸＹテーブルに上下動自在に設
   けられたＺテーブルと、このＺテーブルに上下動自在に
   設けられた支持テーブルと、この支持テーブルに設けら
   れ、かつ前記基板を下方からバックアップするバックア
   ップピンと、この支持テーブルを前記Ｚテーブルに対し
   て上下動させて、前記基板の厚さに応じてバックアップ
   ピンの高さを調整する支持テーブル駆動手段と、前記Ｘ
   Ｙテーブルに設けられ、かつ前記Ｚテーブルを前記ＸＹ
   テーブルに対して上下動させて、前記電子部品の厚さに
   応じて前記Ｚテーブルの高さを調整するＺテーブル駆動
   手段とを有することを特徴とする電子部品実装装置。