JP3129004B2 - 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、チップ等の電子部品をプリント基板に自
動搭載する電子部品実装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＱＦＰ，ＳＯＰなどのチップをプリント
基板に自動搭載する電子部品実装装置として、移載ヘッ
ドをＸ方向やＹ方向に移動させながら、チューブフィー
ダ、テープフィーダ、トレイフィーダなどのパーツフィ
ーダに備えられたチップを移載ヘッドのノズルに真空吸
着してピックアップし、位置決め部に位置決めされたプ
リント基板に搭載するものが広く実施されている（例え
ば特開平２−３６５９９号公報）。

【０００３】ノズルに真空吸着されたチップをプリント
基板に搭載するのに先立って、このチップの位置ずれを
計測することが行われる。この場合、殊にＱＦＰやＳＯ
Ｐなどのリード付チップの場合には、リードの位置ずれ
や曲りを精密に計測しなければならない。このために本
出願人は、リードを精密に計測するためのレーザ装置を
備えた電子部品実装装置をすでに提案している（例えば
特開平３−３６７９８号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】レーザ装置は移載ヘッ
ドの移動路の下方に設置されており、ノズルに保持され
たチップに向って上方へレーザ光を照射し、その反射光
を受光してリードの位置などを計測するようになってい
る。ところがリードの変形などのため、レーザ光が下方
へ反射されずに側方へ異常に反射されて装置外へ漏光す
る場合がある。

【０００５】このように誤って側方へ異常に反射された
レーザ光が装置の管理を行っているオペレータに当る
と、オペレータの身体の安全上の問題が生じる。したが
ってレーザ装置が設けられた電子部品実装装置にあって
は、レーザ光に対する十分な安全上の配慮を施しておく
ことが望ましい。殊にオペレータはパーツフィーダの交
換作業のためにパーツフィーダの近くに立っている場合
が多く、しかもパーツフィーダは一般にレーザ装置に比
較的近い場所に設けられることから、パーツフィーダ側
へ漏光したレーザ光は強いエネルギーでオペレータに当
りやすいものであるから、パーツフィーダ側への漏光は
特に厳重に防止しなければならない。

【０００６】そこで本発明は、レーザ光の漏光を防止す
る手段、殊にパーツフィーダ側へ異常に反射されたレー
ザ光の漏光を防止する手段を備えた電子部品実装装置を
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】このために本発明は、パ
ーツフィーダの上面を覆う開閉自在なカバー体と、移載
ヘッドのノズルがこのパーツフィーダのチップをピック
アップする際にこのカバー体を開放するべくこのカバー
体を開閉する開閉手段を設け、前記カバー体を前記位置
決め部へ向って前傾させて配置したものである。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、レーザ光がパーツフィーダ
側から装置外へ漏光するのをカバー体により確実に防止
でき、オペレータの安全を確保することができる。

【０００９】

【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。

【００１０】図１は本発明の一実施例に係る電子部品実
装装置の斜視図である。１は本体ボックスであり、その
上面には以下に述べる部品が配置されている。２はプリ
ント基板５をクランプして位置決めする位置決め部とし
てのクランパである。このクランパ２には搬入コンベア
３と搬出コンベア４が接続されている。搬入コンベア３
からクランパ２上に搬送されてきたプリント基板５はク
ランパ２にクランプされて位置決めされ、その状態でプ
リント基板５の所定の座標位置にＱＦＰやＳＯＰなどの
チップ６を搭載した後、プリント基板５は搬出コンベア
４へ搬出される。

【００１１】クランパ２の手前側の側方にはテーブル１
０が配置されている。このテーブル１０上には、チュー
ブフィーダ１１やテープフィーダ１２などのパーツフィ
ーダが設置されている。また本体ボックス１の背後には
マガジン１４が設置されており、このマガジン１４内に
はトレイフィーダ（後述）１３が収納されている。チュ
ーブフィーダ１１には、中型のＱＦＰやＳＯＰなどのリ
ード付チップが備えられている。またテープフィーダ１
２には、コンデンサ、抵抗などの比較的小型のチップが
備えられている。またトレイフィーダ１３には大型のＱ
ＦＰや異形チップが備えられている。

【００１２】本体ボックス１の上方には第１の移動テー
ブル２１が設けられている。この移動テーブル２１には
第２の移動テーブル３３が設けられており、この第２の
移動テーブル３３には移載ヘッド２２が保持されてい
る。第１および第２の移動テーブル２１，３３が駆動す
ることにより、移載ヘッド２２はチューブフィーダ１１
〜１３の上方へ到来してチューブフィーダ１１〜１３に
備えられたチップ６をノズル２４に真空吸着してピック
アップし、プリント基板５の所定の座標位置に搭載す
る。７はカバーボックスであり、本体ボックス１の上部
全体を覆っている。

【００１３】図２は移載ヘッド２２の斜視図である。こ
の移載ヘッド２２は、θ回転用モータ２３と、このモー
タ２３を貫通してその上面と下面から突出するノズル２
４と、このモータ２３を上下方向に垂直回転させること
により、ノズル２４を上下方向に反転させるモータ２５
と、移載ヘッド２２を上下動させるモータ２６及びタイ
ミングベルト２７と、上下反転されたノズル２４の上端
部に真空吸着されたチップ６を上方から観察してその位
置を検出するカメラ２８と、このチップ６に向って横方
向からレーザスリット光を発光する発光部２９と、レー
ザ光を受光する受光部３０などを備えている。この発光
部２９と受光部３０は、チップ６によるレーザスリット
光の遮光巾からチップ６の厚さを計測して、その結果に
基づいてチップ６の品種判別などを行う。

【００１４】この移載ヘッド２２は、箱型のカバー体３
１により覆われている。このカバー体３１は、発光部２
９から照射されたレーザ光が、チップ６のリードなどに
異常反射されて装置外へ漏光するのを防止するものであ
り、金属板などのレーザ光を確実に遮光できる素材によ
り形成されている。このカバー体３１の底面には、ノズ
ル２４が出入するための小孔３２が開かれている。図１
において、移載ヘッド２２の移動路の下方にはレーザ装
置８が設けられている。このレーザ装置８は、ノズル２
４に吸着されたチップ６に向って下方からレーザ光を照
射し、リードの位置や曲りなどを計測する。

【００１５】図３はチューブフィーダ１１、１２が載置
されるテーブル１０付近の斜視図、図４は側面図であ
る。テーブル１０の両側部には支柱４１が立設されてお
り、この支柱４１の間には断面Ｌ字形のブラケット４２
が保持されている。このブラケット４２の背面にはシリ
ンダ４３が取り付けられている。このシリンダ４３のロ
ッド４４はブラケット４２の上方へ延出しており、その
先端部にはプレート状のカバー体４５が結合されてい
る。

【００１６】チューブフィーダ１１の前部にはノズルス
トッカ４６が設けられており、このノズルストッカ４６
には多数個のノズル２４が装備されている。前記移載ヘ
ッド２２はこのノズルストッカ４６の上方に移動し、チ
ップ６の品種に応じてノズル２４の自動交換を行う。

【００１７】図４に示すように、ブラケット４２とカバ
ー体４５は、プリント基板５を位置決めするクランパ２
へ向ってチューブフィーダ１１と同一角度で前傾して配
置されており、ロッド４４が突出した状態で、カバー体
４５の下端部はノズルストッカ４６の真上に近接し、こ
のカバー体４５はチューブフィーダ１１やテープフィー
ダ１２の上面を覆う。またシリンダ４３のロッド４４が
引き込むと、カバー体４６はブラケット４２の上面に沿
ってスライドし、上方へ退却してパーツフィーダ１１、
１２の下端部上方を開放する。このようにカバー体４５
を退却させた状態で、移載ヘッド２２のノズル２４はパ
ーツフィーダ１１、１２のチップ６をピックアップす
る。なおカバー体４５の下縁部４５ａは、ノズルストッ
カ４６の左側面に接合できるように下方へカギ型に屈曲
されている。

【００１８】ブラケット４２は、ピン４７により支柱４
１の間に回転自在に軸支されている。したがって図４鎖
線で示すように、このピン４７を中心にブラケット４２
を時計方向に回転させることにより、チューブフィーダ
１１、１２の上方を開放し、本体ボックス１の上面に配
設されたクランパ２、レーザ装置８などの機器の保守管
理を行う。

【００１９】図４において、前記マガジン１４の内部に
は、トレイ１３が段積して収納されている。このトレイ
フィーダ１３は図示しない引出し手段によりテーブル１
０Ａ上に引き出される。移載ヘッド２２のノズル２４
は、このテーブル１０Ａ上に引き出されたトレイ１３の
チップ６をピックアップしてプリント基板５に搭載す
る。またこのマガジン１４の前方にはプレート状のカバ
ー体４８が立設されており（図１も参照）、レーザ光が
マガジン１４側へ漏光するのを防止している。

【００２０】図１及び図５において、クランパ２の両側
部にはガイド体５１が立設されている。このガイド体５
１にはプレート状のカバー体５２が上下方向にスライド
自在に装着されている。このカバー体５２はシリンダ５
３のロッド５４に結合されており、ロッド５４が突設す
ると、カバー体５２は上下動する。通常は、ロッド５４
は突出してカバー体５２は下降位置にあり、レーザ光が
外部へ漏光するのを防止しているが、プリント基板５が
通過する時には、ロッド５４は引き込んでカバー体５２
は上昇し、プリント基板５の通路を開ける。

【００２１】クランパ２とクランパ２の間隔は、プリン
ト基板５の横巾に応じて調整される。この調整機構は周
知手段であって、図が繁雑になるので図示していない
が、テーブル１０側のクランパ２をＹ方向に移動させる
ことにより行われる。このような手段は巾寄せ手段と呼
ばれるものであるが、次にこのようなクランパ２の巾寄
せ手段に対応するテーブル１０の位置調整手段を説明す
る。

【００２２】図３および図４において、テーブル１０の
下面にはスライダ７５が装着されている。このスライダ
７５は、プリント基板５の搬送方向と直交するＹ方向ガ
イドレール７４に嵌合している。またテーブル１０の下
面にはナット７１が装着されており、このナット７１に
はガイドレール７４と平行なボールねじ７２が螺合して
いる。モータ７３に駆動されてボールねじ７２が回転す
ると、テーブル１０はガイドレール７４に沿ってＹ方向
に摺動する。また支柱４１を介してこのテーブル１０上
に設けられたブラケット４２、シリンダ４３、カバー体
４５は、このテーブル１０と一体的にＹ方向に移動す
る。したがって巾寄せのためにクランパ２のＹ方向の位
置が変わる場合には、これに応じてテーブル１０をＹ方
向に移動させ、テーブル１０とクランパ２の距離を一定
にする。因みに、テーブル１０はクランパ２に極力近い
位置に位置させた方が、移載ヘッド２２のＹ方向の移動
ストロークが短くなり、チューブフィーダ１１、１２の
チップ６をより高速度でピックアップできる利点があ
る。勿論、クランパ２とテーブル１０は同一の機構によ
り同時に一体的に移動させてもよいものである。

【００２３】本発明の電子部品実装装置は上記のような
構成より成り、次に動作の説明を行う。

【００２４】図１において、プリント基板５は搬入コン
ベア３によりクランパ２の間へ搬入される。このとき、
この搬入の障害にならないように、シリンダ５３のロッ
ド５４は引き込んでカバー体５２を上方へ退避させ、ブ
ラケット基板５がクランパ２上へ搬送されると、ロッド
５４は突出してカバー体５２は下降し、装置の左側を閉
鎖する。

【００２５】クランパ２がプリント基板５をクランプし
て位置決めすると、チップ６のプリント基板５への搭載
が開始される。この搭載は、コンピュータのプログラム
に従って次のようにして行われる。すなわち移動テーブ
ル２１が駆動することにより、移載ヘッド２２はチュー
ブフィーダ１１、１２やトレイフィーダ１３の上方に到
来し、そこでモータ２６（図２参照）が駆動することに
より、ノズル２４は上下動し、チップ６をピックアップ
する。この場合、モータ２５を駆動してノズル２４を上
下反転させることにより、モータ２３の上下両面から突
出する２本のノズル２４にそれぞれチップ６を真空吸着
してピックアップする。このピックアップ時には、ピッ
クアップの動作の障害にならないように、シリンダ４３
のロッド４４は引き込んでカバー体４５を上方へ退避さ
せている。またピックアップ動作が終了したならば、ロ
ッド４４は突出してカバー体４５はチューブフィーダ１
１、１２の上面を覆う。

【００２６】次に移載ヘッド２２はレーザ装置８へ向っ
て移動するが、その途中でカメラ２８によりノズル２４
の上端部に吸着されたチップ６を観察してその位置など
を検出し、また発光部２９からレーザスリット光を照射
してチップ６の厚さを計測し、チップ６の品種を判別す
る。このような観察や計測は、モータ２５を駆動してノ
ズル２４を上下反転させることにより、２つのノズル２
４に吸着された各々のチップ６に対して行われる。この
場合、レーザ光が側方へ異常反射しても、レーザ光の漏
光はケース３１により阻止される。なお、一般には、ト
レイ１３に備えられたリード付チップのリードにレーザ
光を照射してその浮きなどを計測することが多い。

【００２７】次に移載ヘッド２２はレーザ装置８の上方
へ移動し、そこでレーザ装置８からレーザ光が照射され
ることにより、チップ６から延出するリードの位置や曲
りが計測される。この場合、レーザ光が側方へ異常反射
しても、外部へ漏光するのは各カバー体４５、４８、５
２により阻止される。次に移載ヘッド２２はプリント基
板５の上方へ移動し、所定の座標位置へこのチップ６を
搭載する。なお、検出されたＸＹθ方向の位置ずれのう
ち、ＸＹ方向の位置ずれは移動テーブル２１の駆動によ
る移載ヘッド２２の移動ストロークを加減することによ
り補正し、また回転方向の位置ずれは、モータ２３を駆
動してノズル２４をθ回転させることにより補正する。
またレーザ装置８により許容値以上の曲りが検出された
チップ６は、不良品として投棄ボックス（図外）に投棄
される。

【００２８】図６は安全上望ましい電気回路の構成を示
している。レーザ装置８は直列スイッチ６１、６２、６
３を介して電源６０に接続されている。これらのスイッ
チ６１、６２、６３は、それぞれ前記カバー体４５、５
２の開閉に連動するスイッチであって、カバー体４５、
５２が閉じているときのみ閉成し、カバー体４５、５２
が開くと、これらのスイッチ６１、６２、６３も開く。
このように電気回路を構成しておけば、複数のカバー体
４５、５２のうち何れか１つでも開いていれば、レーザ
装置８は駆動しないこととなり、きわめて安全性の高い
ものとなる。勿論、レーザ光を発光する発光部２９も、
これと同様の回路構成にすることが望ましい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、パ
ーツフィーダ側へ異常反射されたレーザ光の漏光をカバ
ー体により確実に防止でき、したがってパーツフィーダ
の交換作業のためにパーツフィーダの近くに立つことの
多いオペレータの安全を確保することができる。しか
も、カバー体をプリント基板の位置決め部へ向って前傾
させてパーツフィーダを覆うように設けているので、カ
バー体は移載ヘッドの移動範囲を狭くせず、移載ヘッド
を自由にＸ方向やＹ方向へ移動させながら、所定の作業
を遂行することができる。

【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電子部品実装装置の移
載ヘッドの斜視図

【図３】本発明の一実施例に係る電子部品実装装置の要
部の斜視図

【図４】本発明の一実施例に係る電子部品実装装置の要
部の側面図

【図５】本発明の一実施例に係る電子部品実装装置の要
部の斜視図

【図６】本発明の一実施例に係る電子部品実装装置の電
気回路図

【符号の説明】

２ クランパ（位置決め部） ５ プリント基板 ６ チップ ８ レーザ装置 １１ チューブフィーダ １２ チューブフィーダ ２１ 移動テーブル ２２ 移載ヘッド ２４ ノズル ４３ シリンダ（開閉手段） ４５ カバー体

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント基板を位置決めする位置決め部
   と、この位置決め部の側方に設けられたパーツフィーダ
   と、移動テーブルと、この移動テーブルに保持されてＸ
   方向およびＹ方向に移動しながらパーツフィーダに備え
   られたチップをノズルに真空吸着してピックアップし前
   記プリント基板に搭載する移載ヘッドと、この移載ヘッ
   ドの移動路にあってこのノズルに真空吸着されたチップ
   に向ってレーザ光を照射しその反射光を受光することに
   よりこのチップの位置を計測するレーザ装置とを備え、 パーツフィーダの上面を覆う開閉自在なカバー体と、前
   記ノズルがこのパーツフィーダのチップをピックアップ
   する際にこのカバー体を開放するべくこのカバー体を開
   閉する開閉手段とを設け、前記カバー体を前記位置決め
   部へ向って前傾させて配置したことを特徴とする電子部
   品実装装置。