JP3045005B2 - 電子部品実装装置及び電子部品実装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノズル及びノズル周囲
を自動清掃できるようにした電子部品実装装置及び電子
部品実装方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】基板に電子部品を実装するために、電子
部品実装装置が広く用いられている。このような電子部
品実装装置はパーツフィーダと基板との間を移動する移
載ヘッドを備え、移載ヘッドのノズル孔には吸着する電
子部品の品種に応じて複数のノズルが摺動自在に装着さ
れ、使用するノズルを選択位置とし、使用しないノズル
を収納位置に納めるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここでノズルは吸引孔
を有し、吸引手段により吸引孔内を引圧とすることによ
り電子部品を吸着するようになっている。またノズルの
側面とノズル孔との間には、わずかな隙間がある。した
がって、電子部品を吸着すべく吸引手段により吸引孔内
の空気を引くと、上記隙間にチリなどの異物が入り、ノ
ズルの摺動が妨げられることが多い。殊に近年高速な実
装動作を実現するためノズルの吸着動作は短時間に極め
て多数回くり返して行われるようになっており、一層異
物混入の問題が深刻になっている。

【０００４】このため、作業者がノズル孔及びノズルを
頻繁に清掃する必要があり、維持管理が大変であるとい
う問題点があった。

【０００５】また、電子部品の実装が行われる前工程に
おいて、スクリーン印刷法などにより基板の回路パター
ンにはクリーム半田が塗布されている。ここでノズルが
電子部品の吸着に失敗したまま吸引孔内が引圧となった
ノズルが基板に近づくと、吸引孔内にクリーム半田が吸
込まれて、吸引孔が詰まってしまうことがある。そこ
で、従来次のような手段が講じられていた。

【０００６】即ちノズルの使用が終了すると、このノズ
ルを移載ヘッドの収納位置に入れておく。そして再度こ
のノズルを使用する直前にノズルの吸引孔から高圧空気
を噴出させノズルを清掃するものである。しかしなが
ら、クリーム半田は空気に触れたまま放置すると硬化す
る性質があり、ノズルの使用直前に高圧空気を噴出させ
ても、ノズルの吸引孔内のクリーム半田が硬化して吸引
孔の詰まりを取り除けず、爾後の吸着動作が困難になる
という問題点があった。

【０００７】そこで本発明は、ノズル及びノズル周囲を
十分に清掃でき、メンテナンスが容易な電子部品実装装
置及び電子部品実装方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、電子部品を吸
着する吸引孔を有し、かつ側面に吸引孔に連通する連通
孔が開口されたノズルと、ノズルの側面が摺動自在に内
挿されるノズル孔を有し、かつノズルを選択位置又は収
納位置のいずれか一方の位置に保持する移載ヘッドと、
高圧空気を吐出する高圧空気供給手段と、空気を吸引す
る吸引手段と、一端部が選択位置に保持されたノズルの
連通孔に符合する配管と、配管に、高圧空気供給手段と
吸引手段のいずれか一方を接続する切替手段と、切替手
段が、配管に高圧空気供給手段を接続している際に、ノ
ズルを選択位置から収納位置へ移動させる収納手段とを
備える。

【０００９】

【作用】上記構成により、電子部品を吸着するにあた
り、ノズルを選択位置にし、切替手段を、吸引手段と配
管とを接続する状態とする。そして吸引手段を配管、連
通孔及び吸引孔に連通させ、吸引孔内を引圧としてノズ
ルにより電子部品をピックアップする。なおこの吸着動
作により、ノズルの吸引孔やノズルの周囲に異物が混入
することがある。

【００１０】次にこのノズルの使用が終了したら、ノズ
ルが選択位置にある状態で切替手段を、高圧空気供給手
段と配管とを接続する状態にする。したがって、高圧空
気が配管、連通孔及び吸引孔を介して外部に噴出する。
これにより、吸引孔内の異物が外部に吹出される。ここ
で、吸引孔内にクリーム半田が入っていたとしても、ク
リーム半田が吸引孔内に入ってから短時間しか経過して
いないので、クリーム半田は柔かいままの状態にあり、
簡単に取り除くことができる。そして収納手段を駆動し
てノズルを選択位置から収納位置側へ移動させる。ここ
で、ノズルが選択位置から小距離ずれると、連通孔と配
管の一端部は符合しなくなり、配管の一端部はノズルの
側面と対面する。この状態において、配管から高圧空気
が噴出しており、高圧空気はノズルの側面とノズル孔と
のわずかな隙間を通過して外部へ吹き出る。これによ
り、ノズルの周囲に混入した異物も一緒に吹き出され、
ノズルの周囲が清掃される。

【００１１】

【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。図１は本発明の一実施例における電子部品実
装装置の平面図である。図１において、１はＸＹテーブ
ル２により位置決めされる基板、３は各品種の電子部品
Ｐ（図８参照）を供給するパーツフィーダ４からなる部
品供給部である。５は基板１と部品供給部３との間を矢
印Ｍ方向にインデックス回転して循環するインデックス
回転体である。インデックス回転体５の周面には、複数
の移載ヘッドが取付けられており、６〜１７はこれら移
載ヘッドを回転させるためのモータ、１８〜２９はこれ
らモータ６〜１７（即ち移載ヘッド）と一対一に設けら
れるブラケットである。また、Ｓ１は基板１に電子部品
Ｐを搭載する部品搭載ステーション、Ｓ２は次順に使用
しないノズル（後述するように各移載ヘッドは電子部品
Ｐの品種に対応する複数のノズルを備えている）を選択
位置から収納位置へ収納する動作が行われるノズル収納
ステーション、Ｓ３は次順に使用すべきノズルを収納位
置から選択位置へ突出させる動作が行われるノズル選択
ステーション、Ｓ４はノズルがパーツフィーダ４から電
子部品Ｐを吸着してピックアップする部品吸着ステーシ
ョン、Ｓ５はノズルに吸着された電子部品の有無、位置
ずれなどをカメラ３４により観察し画像情報を取得する
部品認識ステーションである。またＲはノズル選択ステ
ーションＳ３において移載ヘッドの後述する係止レバー
の突部を押して次順で使用すべきノズルを選択位置へ突
出させるノズル選択ロッド、６０はノズル収納ステーシ
ョンＳ２において第１の高圧空気供給源７０（図５参
照）から高圧空気（２ｋｇ／ｃｍ² ）を吐出する第１パ
イプ、７７は部品搭載ステーションＳ１において第２の
高圧空気供給源７４（図７参照）から高圧空気（０．５
ｋｇ／ｃｍ² ）を吐出する第５パイプである。

【００１２】図２は本発明の一実施例における移載ヘッ
ドの縦断面図（図１Ａ−Ａ線）である。Ｈは移載ヘッ
ド、３０はインデックス回転体５の周面に固定される垂
直なガイドレール、３１はガイドレール３０に摺動自在
に係合するスライダ３２，３３に固定される昇降フレー
ム、３４は昇降フレーム３１の上部に固定され、モータ
９をその出力軸９ａが下向きになるように支持するブラ
ケット、３５は出力軸９ａに軸着される回転軸、３６は
回転軸３５の下部に回転自在に装着されるジョイント、
３７は昇降フレーム３１の下部に固定されると共に、回
転軸３５と一体的に回転する回転体３８が回転自在に内
挿される回転体ホルダである。ＰＬは回転体３８の下端
部に固着される光拡散板であり、部品認識ステーション
Ｓ５においてカメラ３４により電子部品Ｐを観察する際
に用いられる。

【００１３】図３は本発明の一実施例における移載ヘッ
ドの横断面図（図２Ｂ−Ｂ線）である。本実施例の移載
ヘッドＨは４本のノズル４１，４２，６７，６８を装備
しており、図２に示すように、第１ノズル４１が摺動自
在に内挿されるノズル孔３９や、第２ノズル４２が摺動
自在に内挿されるノズル孔４０は、回転体３８の中心か
らやや偏心した位置に設けられている。また第３ノズル
６７、第４ノズル６８についても同様のノズル孔が設け
られている。４１ａ，４２ａ，６７ａ，６８ａはそれぞ
れ第１ノズル４１、第２ノズル４２、第３ノズル６７、
第４ノズル６８の吸引孔である。

【００１４】図２において、４３，４４はそれぞれ第１
ノズル４１、第２ノズル４２の上部に固定されるストッ
パ、４３ａ，４４ａはストッパ４３，４４から外径方向
に突出する係合部、４５，４６はストッパ４３，４４の
上部に固着されるノズルシャフトである。またノズルシ
ャフト４５，４６の周囲であって、回転体３８とストッ
パ４３，４４との間にはストッパ４３，４４を下方に付
勢するコイルスプリング４７，４８が介装されている。
また回転体３８のつば部３８ａには、係止レバー４９，
５０の中央部が軸５１，５２により軸支されている。４
９ａ，５０ａは係止レバー４９，５０の下部から内径側
へ突出する爪部、４９ｂ，５０ｂは係止レバー４９，５
０の上部から外径側へ突出する突部、５３は係止レバー
４９，５０の下部を内径方向へ付勢するリングばねであ
る。

【００１５】ここで、図２において第２ノズル４２は収
納位置にあり、係止レバー５０の爪部５０ａがストッパ
４４の係合部４４ａと係合し、リングばね５３が係止レ
バー５０の下部を内径方向に付勢していることにより、
コイルスプリング４８のばね力に抗して第２ノズル４２
は下降することなく、ほとんど回転体３８のノズル孔４
０内に位置する。一方、第１ノズル４１は選択位置にあ
り、ノズル選択ヘッドＲ（図１参照）により、突部４９
ｂを図２右側へ押すことにより、爪部４９ａと係合部４
３ａとの係合状態を解除して、コイルスプリング４７の
ばね力をストッパ４３に作用させ、第１ノズル４１の下
端部を光拡散板ＰＬよりも大きく下方へ突出させてあ
る。また５４は図示しない昇降手段により昇降する昇降
ロッド、５５は昇降ロッド５４の上部に固着されノズル
４１，４０，６７，６８の下端部に接離するコマであ
る。さて選択位置にある第１ノズル４１を収納位置にす
るには、昇降ロッド５４を上昇させコマ５５を第１ノズ
ル４１の下端部に接触させ、さらに係合部４３ａと爪部
４９ａを係合させるまで上昇させればよい。

【００１６】次に図２における流路系統について説明す
る。３８ｂは回転体３８の中心を貫通する管路であり、
その下端部は図３に示すように十字状に分岐した横穴３
８ｃとなり、横穴３８ｃはノズル孔３９，４０に開口す
る。一方、図２に示すように第１ノズル４１、第２ノズ
ル４２の側面には吸引孔４１ａ，４２ａに連通し、かつ
選択位置において横穴３８ｃに符合する連通孔４１ｂ，
４２ｂが開口されている。また第３ノズル６７、第４ノ
ズル６８も同様である。

【００１７】図４、図５は本発明の一実施例におけるノ
ズル収納ステーションの流路系統図である。図４の破線
内は移載ヘッドＨと一体的にインデックス回転する部分
である。このうち、６４は上述のブラケット２１に固定
される第１の電磁バルブ、６５は第１の電磁バルブ６４
のＡポート６４ｂと管路３８ｂを接続する第３パイプ、
６６はＲポート６４ｃと吸引手段７３を接続する第４パ
イプ、６２はＰポート６４ａとブラケット２１に固定さ
れる連結部６３を接続する第２パイプである。第１の電
磁バルブ６４は、第３パイプ６５に、第２パイプ６２又
は第４パイプ６６（吸引手段７３）の一方を接続する。

【００１８】図２中、ＺＭは図示しない昇降手段により
昇降する昇降部材、６１は昇降部材ＺＭに固定され、連
結部６３と対面し、第１パイプ６０と第２パイプ６２と
を接続したり切断したりする連結部である。図４中、７
０は高圧空気（２ｋｇ／ｃｍ ² ）を吐出する第１の高圧
空気供給源、７１はサイレンサ、７２は第１パイプ６０
に第１の高圧空気供給源７０又はサイレンサ７１の一方
を接続する第２の電磁バルブである。図９（ａ）（ｂ）
は本発明の一実施例におけるノズル収納動作説明図であ
る。次に図２、図４、図５、図９を参照しながら、第１
ノズル４１を選択位置から収納位置にするまでのノズル
収納動作を説明する。さて第１ノズル４１を備えた移載
ヘッドＨがノズル収納ステーションＳ２に至った際、流
路系統は図４に示すようになっている。そして図５に示
すように昇降部材ＺＭを下降させ、連結部６１，６３を
当接させ、第１パイプ６０と第２パイプ６２を接続す
る。また第２の電磁バルブ７２を作動させ、第１パイプ
６０を第１の高圧空気供給源７０に接続する。すると、
図９（ａ）に矢印で示すように第１の高圧空気供給源７
０が吐出する高圧空気（２ｋｇ／ｃｍ² ）が管路３８
ｂ、横穴３８ｃ、連通孔４１ｂ、吸引孔４１ａを介して
第１ノズル４１の下端部から噴出される。したがって、
吸引孔４１ａにクリーム半田などの異物が誤って吸込ま
れていた場合は、この異物が第１ノズル４１が収納位置
に至る前に、即ちクリーム半田が柔らかいうちに取り除
かれる。そして図９（ａ）の矢印Ｎ４で示すように、昇
降ロッド５４を上昇させ、図９（ｂ）で示すようにコマ
５５により第１ノズル４１の下端部を押上げる。する
と、横穴３８ｃに符合していた連通孔４１ｂは上方にず
れてもはや連通孔４１ｂから吸引孔４１ａ内に高圧空気
が流れ込めなくなる。このため高圧空気は、第１ノズル
４１の側面とノズル孔３９との間のわずかな隙間を通過
し下方へ噴出する。この際ノズル孔３９及び第１ノズル
４１の側面に付着したチリなどの異物が高圧空気と一緒
に外部へ吹出され第１ノズル４１及びその周囲が自動的
に清掃されるものである。なお第１ノズル４１が収納位
置に至ると、係合部４３ａが爪部４９ａと係合し第１ノ
ズル４１が収納位置に保持されると共に、流路系統を図
５の状態から図４の状態に復元させる。

【００１９】次に図６〜図８を参照しながら、部品搭載
ステーションＳ１における動作を説明する。図６、図７
は本発明の一実施例における部品搭載ステーションの流
路系統図、図８（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例におけ
る電子部品実装装置の部品搭載動作説明図である。図６
において、破線内は図４の破線内と同様の構成要素から
なる。但し、第１の電磁バルブ６４の位置が逆になって
いる。また７４は高圧空気（０．５ｋｇ／ｃｍ² ）を吐
出する第２の高圧空気供給源、７５はサイレンサ、７６
は第５パイプ７７に第２の高圧空気供給源７４又はサイ
レンサ７５の一方を接続する第３の電磁パイプ、そのう
ち７４ａはＰポート、７６ｂはＡポート、７６ｃはＲポ
ートである。また第５パイプ７７の先端には、第１パイ
プ６０と同様に昇降する連結部７８が取付けてある。

【００２０】まず移載ヘッドＨが部品搭載ステーション
Ｓ１に至ろうとする際、流路系統は図６の状態にある。
即ち吸引手段７９が第３パイプ６５に接続され、吸引孔
４１ａは引圧となっており第１ノズル４１の下端部には
電子部品Ｐが吸着されている。そして図８（ａ）の矢印
Ｎ２で示すように、第１ノズル４１が基板１へ向って下
降し、第１ノズル４１が部品搭載ステーションＳ１で停
止した直後に、図７に示すように連結部７８を下降さ
せ、連結部６３と接続する。同時に、第３の電磁バルブ
７６を作動して、第２の高圧空気供給源７４と第１の電
磁バルブ６４のＰポート６４ａを接続する。そして電子
部品Ｐが基板１に着地すると（図８（ｂ））、第１の電
磁バルブ６４を作動して、図７で示すように、Ｐポート
６４ａを第３パイプ６５を介し吸引孔４１ａに接続し、
図８（ｃ）の矢印Ｎ３で示すように吸引孔４１ａから高
圧空気（０．５ｋｇ／ｃｍ² ）を電子部品Ｐへ噴射しな
がら、第１ノズル４１を上昇させる。これにより、電子
部品Ｐと第１ノズル４１が分離し、電子部品Ｐを基板１
に確実に搭載できる。なお部品搭載が完了したら、連結
部７８を上昇させ、バルブ７６を図６の状態とする。

【００２１】

【発明の効果】本発明の電子部品実装装置は、電子部品
を吸着する吸引孔を有し、かつ側面に吸引孔に連通する
連通孔が開口されたノズルと、ノズルの側面が摺動自在
に内挿されるノズル孔を有し、かつノズルを選択位置又
は収納位置のいずれか一方の位置に保持する移載ヘッド
と、高圧空気を吐出する高圧空気供給手段と、空気を吸
引する吸引手段と、一端部が選択位置に保持されたノズ
ルの連通孔に符合する配管と、配管に、高圧空気供給手
段と吸引手段のいずれか一方を接続する切替手段と、切
替手段が、配管に高圧空気供給手段を接続している際
に、ノズルを選択位置から収納位置へ移動させる収納手
段とを備えるので、ノズルの吸引孔やノズルの周囲の異
物を自動的に取り除くことができ、メンテナンスを容易
にすることができると共に、スムーズな実装動作を実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における電子部品実装装置の
平面図

【図２】本発明の一実施例における移載ヘッドの縦断面
図

【図３】本発明の一実施例における移載ヘッドの横断面
図

【図４】本発明の一実施例におけるノズル収納ステーシ
ョンの流路系統図

【図５】本発明の一実施例におけるノズル収納ステーシ
ョンの流路系統図

【図６】本発明の一実施例における部品搭載ステーショ
ンの流路系統図

【図７】本発明の一実施例における部品搭載ステーショ
ンの流路系統図

【図８】（ａ）本発明の一実施例における電子部品実装
装置の部品搭載動作説明図 （ｂ）本発明の一実施例における電子部品実装装置の部
品搭載動作説明図 （ｃ）本発明の一実施例における電子部品実装装置の部
品搭載動作説明図

【図９】（ａ）本発明の一実施例におけるノズル収納動
作説明図 （ｂ）本発明の一実施例におけるノズル収納動作説明図

【符号の説明】

３８ｂ 管路 ３８ｃ 横穴 ３９ ノズル孔 ４１ 第１ノズル ４１ａ 吸引孔 ４１ｂ 連通孔 ５４ 昇降ロッド ５５ コマ ６４ 第１の電磁バルブ ６５ 第３パイプ ７０ 第１の高圧空気供給源 ７３ 吸引手段 Ｐ 電子部品 Ｈ 移載ヘッド

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品を吸着する吸引孔を有し、かつ側
   面に前記吸引孔に連通する連通孔が開口されたノズル
   と、 前記ノズルの側面が摺動自在に内挿されるノズル孔を有
   し、かつ前記ノズルを選択位置又は収納位置のいずれか
   一方の位置に保持する移載ヘッドと、 高圧空気を吐出する高圧空気供給手段と、 空気を吸引する吸引手段と、 一端部が選択位置に保持された前記ノズルの前記連通孔
   に符合する配管と、 前記配管に、前記高圧空気供給手段と前記吸引手段のい
   ずれか一方を接続する切替手段と、 前記切替手段が、前記配管に前記高圧空気供給手段を接
   続している際に、前記ノズルを選択位置から収納位置へ
   移動させる収納手段とを備えることを特徴とする電子部
   品実装装置。
2. 【請求項２】使用すべきノズルを選択位置にし、このノ
   ズルに電子部品を吸着して基板に電子部品を搭載し、 使用しないノズルを選択位置から収納位置へ納める際、
   前記ノズルの吸引孔から高圧空気を噴出させると共に、
   前記ノズルの側面と前記ノズルが摺動自在に内挿される
   ノズル孔との隙間を介して外部に高圧空気を噴出させる
   ことを特徴とする電子部品実装方法。