JP3399405B2 - 電子部品実装装置および電子部品実装方法 - Google Patents

電子部品実装装置および電子部品実装方法

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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、電子部品を基板の
所定の座標位置に自動搭載する電子部品実装装置および
電子部品実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子部品実装装置は、テープフィーダ、
チューブフィーダ、トレイフィーダなどのパーツフィー
ダに備えられた電子部品(以下、「チップ」という)を
移載ヘッドのノズルにより真空吸着してピックアップ
し、次いで移載ヘッドを位置決め部に位置決めされた基
板の所定の座標位置の上方へ移動させ、そこでノズルに
上下動作を行わせて、電子部品を基板に搭載するように
なっている。
【0003】位置決め部に位置決めされた基板は、自身
の弾性により下方へたわみやすい。基板がたわんでいる
と、移載ヘッドのノズルの上下動のストロークに狂いが
生じ、チップを基板に正しく搭載できないので、位置決
め部の基板を下方から支持してそのたわみを矯正する支
持部が設けられる。例えば特開平5−110297号公
報に示されるように、支持部は多数本のピンを備えてお
り、これらのピンにより基板を下方から支えて、基板が
たわまないようにしている。
【0004】基板サイズは大小様々であり、従来、基板
の品種変更にともなって基板サイズが変わる場合には、
これに応じて作業者が手作業でピンを抜き差ししてピン
を補充・削減していた。
【0005】また基板には両面実装基板(上面と下面に
共にチップが実装される基板)がある。このような両面
実装基板の場合、まず一方の面にチップを実装した後、
基板を上下反転させて、他方の面にチップが実装され
る。この場合、先にチップが実装された一方の面が下面
になるので、上記ピンは下面に実装されたチップに当ら
ないようにしなければならない。そこで従来は、作業者
が手作業でピンを抜き差ししてピンの配置替えを行い、
チップが存在しない位置をピンで下方から支持するよう
にしていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
方法は、基板の品種変更の度に、作業者が手作業で多数
本のピンを抜き差ししなければならないため、多大な時
間と労力を要するという問題点があった。殊に近年は、
基板は多品種少量のものが多く、基板の品種変更はしば
しば行われることから、その都度上述したピンの抜き差
しを行わねばならないので、ピンの配置変更を自動的に
段取りよく行われる装置の出現が強く望まれていた。
【0007】そこで本発明は、基板の品種変更に対応し
てピンの配置替えを自動的かつ迅速に行える基板の支持
部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。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の電子部品
実装装置は、基板の位置決め部と、電子部品の供給部
と、この供給部に備えられた電子部品を前記基板に移送
搭載する移載ヘッドと、この移載ヘッドを移動させる移
動テーブルと、複数本のピンが上下動自在に配設された
ピンユニットによって前記基板を下方から支持する支持
部とを有する電子部品実装装置であって、前記ピンは前
記ピンユニットのブロックに形成されたピン孔に上下動
自在に装着されるピストンを有し、前記ピン孔の上部に
連通する孔路と前記ピン孔の下部に連通する孔路を形成
し、この上部に連通する孔路とこの下部に連通する孔路
気体を圧入・排出することにより前記ピンに上下動作
を行わせる気体圧送手段を設けた。また請求項2記載の
電子部品実装装置は、前記ピンユニットの下方に突き上
げユニットを設け、前記ピンをこの突き上げユニットで
突き上げることにより、前記ピストンを前記下部に連通
する孔路よりも上方へ上昇させてこの孔路をピン孔の下
部に連通させるようにした。
【0009】請求項記載の電子部品実装方法は、基板
の位置決め部に位置決めされ、複数本のピンが上下動自
在に配設されたピンユニットによって下方から支持され
た基板に、電子部品の供給部に備えられた電子部品を移
載ヘッドによって移送搭載する電子部品実装方法であっ
て、前記ピンは前記ピンユニットのブロックに形成され
たピン孔に上下動自在に装着されるピストンを有し、前
記ピン孔の上部に連通する孔路と前記ピン孔の下部に連
通する孔路を形成し、この上部に連通する孔路とこの下
部に連通する孔路に気体圧送手段により気体を圧入・排
出することにより前記ピンに上下動作を行わせるように
した。
【0010】上記構成によれば、気体圧送手段によりピ
ン孔に気圧を圧入することにより、ピンを自動的に上下
動させることが出来る。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施の形態
の電子部品実装装置の斜視図、図2は同正面図である。
1は基台であり、その上面には以下に述べる要素が配設
されている。2a,2bは左右一対のガイドレールであ
る。このガイドレール2a,2bは基板3を左右からク
ランプして位置決めする位置決め部となっている。基板
3は、図示しないコンベアによりこのガイドレール2
a,2bの間に搬入される(矢印N1)。そしてガイド
レール2a,2bの間に位置決めされた状態で、その上
面にチップが搭載(実装)される。搭載が終了すれば、
基板3は図示しないコンベアにより次の工程へ搬出され
る(矢印N2)。
【0012】一方のガイドレール2bの側方には、パー
ツフィーダ4が多数個並設されている。各々のパーツフ
ィーダには、様々な品種のチップ5が備えられている。
すなわち、これらのパーツフィーダ4は、電子部品の供
給部である。6は移載ヘッドであって、ノズル7を有し
ている。この移載ヘッド6は移動テーブル10に保持さ
れてX方向やY方向に水平移動する。またノズル7は、
移載ヘッド6に内蔵された駆動手段に駆動されて上下動
作を行う。移載ヘッド6は、パーツフィーダ4の上方へ
移動し、そこでノズル7が上下動作を行って、パーツフ
ィーダ4に備えられたチップ5をノズル7の下端部に真
空吸着してピックアップする。次に移載ヘッド6は基板
3の上方へ移動し、そこでノズル7は再度上下動作を行
って、ノズル7に真空吸着したチップ5を基板3の所定
の座標位置に搭載する。なおノズル7の上下動のストロ
ークは、チップデータなどに基づいて予めコンピュータ
プログラミングされている。
【0013】ガイドレール2a,2bは支柱8に支持さ
れている。一方のガイドレール2bを支持する支柱8は
リニヤテーブル9に立設されている。リニヤテーブル9
のモータ9aが駆動すると、このガイドレール2bは他
方のガイドレール2aに対して接近・離間し、ガイドレ
ール2a,2b間の間隔を基板3の幅に応じて調整す
る。
【0014】基板3の下方には、基板3の支持部11が
設けられている。この支持部11は、ピンユニット12
と、その下方に設けられた突き上げユニット13から成
っている。以下、支持部11について説明する。図3は
本発明の一実施の形態の突き上げユニットの斜視図、図
4、図5、図6は同ピンユニットの部分断面図、図7
(a)(b)は図4のA−A断面図、B−B断面図であ
る。
【0015】図1、図2および図4において、ピンユニ
ット12は平板状のブロック14を主体にしている。ブ
ロック14にはピン孔15がマトリクス状に多数開孔さ
れており、図4に示すように、各々のピン孔15にピン
16が垂直に挿入されている。ピン16の中央部には円
柱状のピストン17が一体形成されており、このピスト
ン17はピン孔15に上下動自在に装着されている。
【0016】ブロック14の内部には、ピン孔15の上
部に連通する孔路18と、下部に連通する孔路19が形
成されている(図7も参照)。図4において、孔路18
と孔路19は、通路20,21を通じて気体圧送手段と
してのエア源22に接続されている。また通路20,2
1の途中には通路切替用のバルブ23が設けられてい
る。このバルブ23は電磁バルブである。
【0017】次に突き上げユニット13を説明する。図
2および図3において、30は四角形のフレームであ
り、その内部にX方向の送りねじ31とY方向の送りね
じ32が設けられている。送りねじ31,32にはそれ
ぞれナット33,34が螺合している。ナット33,3
4にはガイドロッド36,37が結合されている。ガイ
ドロッド36,37は十字形に交差しており、交差部に
はブロック38がガイドロッド36,37に沿ってスラ
イド自在に保持されている。
【0018】ブロック38にはシリンダ39が設けられ
ている。40はシリンダ39のロッドであり、上記ピン
16を下方から突き上げる突き上げ部材となっている。
41,42は送りねじ31,32を回転させるモータで
ある。モータ41,42が駆動して送りねじ31,32
が回転すると、ナット33,34は送りねじ31,32
に沿って移動し、ナット33,34に結合されたガイド
ロッド36,37も同方向に移動し、これによりブロッ
ク38はX方向、Y方向に移動し、ロッド40を所望の
ピン16の直下に位置させる。そこでシリンダ39が作
動してロッド40は上昇し、ピン16を突き上げる。す
なわち、符号30〜38,41,42を付した要素は、
ロッド40を上下動させる駆動部であるシリンダ39を
水平方向に移動させる移動装置となっている。
【0019】図1および図2において、突き上げユニッ
ト13の側面にはシリンダ43が設けられている。シリ
ンダ43のロッド44はピンユニット12の側面に結合
されている。また突き上げユニット13の四隅にはガイ
ドシャフト45が立設されており、ピンユニット12は
ガイドシャフト45に上下動自在に装着されている。し
たがってロッド44が上昇すると、ピンユニット12は
ガイドシャフト45に沿って上昇し、またロッド44が
引き込むと、ピンユニット12はガイドシャフト45に
沿って下降する。すなわち、シリンダ43は、ピンユニ
ット12を基板3に対して上下動させる上下動手段とな
っている。
【0020】この電子部品実装装置は上記のように構成
されており、次に全体の動作を説明する。図2におい
て、モータ41,42を駆動することによりブロック3
8をX方向やY方向に移動させ、シリンダ39のロッド
40を所望のピン16の直下に位置させる。図4はこの
ときの状態を示しており、ピンユニット12のすべての
ピン16は下死点にある。
【0021】次に図4においてシリンダ39が作動して
ロッド40は上昇し、ピン16を鎖線位置まで突き上げ
る。この鎖線位置で、図示するようにピン16のピスト
ン17の下面aは下方の孔路19よりも上方へ上昇し、
孔路19はピン孔15の下部12に連通する。このと
き、エア源22から通路21を通じて孔路19に高圧の
エアが圧送されており、したがって高圧エアはピン孔1
5の下部に圧入され、その圧力によりピン16は上死点
まで一気に上昇する。図5はその状態を示している。す
なわち本手段は、シリンダ39のロッド40を所望のピ
ン16の直下に移動させ、そこでロッド40を上昇させ
て、そのピン16のピストン17の下面aを孔路19よ
りも上方まで若干上昇させることにより、ピン孔15の
下部へ高圧エアを圧入して、ピン16を上死点まで上昇
させる。以下、同様の方法により、所望のピン16を次
々に上死点まで上昇させる。
【0022】図2は、以上のようにして、所望の複数本
のピン16を上死点まで上昇させた状態を示している。
この状態で、すべてのピン16を上死点に保持するため
に、エア源23により各ピン孔15の下部にエア圧が加
えられている。次にシリンダ43のロッド44を突出さ
せれば、ピンユニット12は実線位置から鎖線位置まで
上昇し、ピン16により基板3は下方から支持させる
(図2において、鎖線で示すピン16を参照)。この状
態で、移載ヘッド6はパーツフィーダ4と基板3の間を
繰り返し往復移動し、パーツフィーダ4に備えられた所
望のチップ5を基板3の所定の座標位置に次々に移送搭
載する。
【0023】すべてのチップ5が基板3に搭載されたな
らば、シリンダ43のロッド44は引き込み、ピンユニ
ット12は図2で実線で示す位置へ下降し、ピン16は
基板3から離れて基板3の支持状態を解除する。そこで
この基板3を次の工程へ搬出するとともに、次の基板3
がガイドレール2a,2bの間に搬入され、上記した動
作が繰り返される。
【0024】基板の品種変更のために、上方へ突出させ
るピン16を変更する場合には、まずすべてのピン16
を下死点まで下降させてイニシャル状態にする。図6は
このときの状態を示している。この場合、まずバルブ2
3を通路20側に切り替え、孔路18からピン孔15の
上部へエアを圧入する。するとそのエア圧により、すべ
てのピン16は下死点まで下降する。したがって本手段
によれば、すべてのピン16を同時に瞬間的に下死点ま
で下降させてイニシャル状態に戻すことができる。
【0025】ピン16の上方への突出動作は、基板の品
種変更の度に行われるが、多数本のピン16のうち、何
れのピン16を上昇させるかは、基板データに基づいて
決定される。また基板が両面実装基板であって、下面側
にチップがすでに実装されている場合には、チップに当
らないピン16を上昇させる。この場合も、どのピン1
6を上昇させるかは基板データに基づいて決定される。
上述した様々な制御は、コンピュータにより自動的に行
われる。
【0026】本発明は上記実施の形態に限定されないの
であって、例えば上記実施の形態では、シリンダ43に
よりピンユニット12を基板3に対して上下動させてい
るが、基板3を保持するガイドレール2a,2bをピン
ユニット12に対して上下動させてもよいものである。
また移載ヘッドがロータリーヘッドに保持されてパーツ
フィーダと基板の間を円移動しながらチップの移送搭載
を行うロータリーヘッド式の電子部品実装装置などの他
の方式の電子部品実装装置にも適用できる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ピ
ンを自動的に上昇させ基板を下方から支持することがで
きるので、基板の品種変更にともなう段取り替えを迅速
に行える。
【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正
面図
【図3】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の突
き上げユニットの斜視図
【図4】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のピ
ンユニットの部分断面図
【図5】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のピ
ンユニットの部分断面図
【図6】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のピ
ンユニットの部分断面図
【図7】(a)本発明の一実施の形態の電子部品実装装
置のピンユニットの部分断面図 (b)本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のピン
ユニットの部分断面図
【符号の説明】
2a,2b ガイドレール(位置決め部) 3 基板 4 パーツフィーダ(電子部品の供給部) 5 チップ(電子部品) 6 移載ヘッド 7 ノズル 10 移動テーブル 11 支持部 12 ピンユニット 13 突き上げユニット 14 ブロック 15 ピン孔 16 ピン 17 ピストン 18,19 孔路 22 エア源(気体圧送手段) 23 バルブ 31,32 送りねじ 33,34 ナット 38 ブロック 39 シリンダ(駆動部) 40 ロッド(突き上げ部材) 41,42 モータ 43 シリンダ(上下動手段)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板の位置決め部と、電子部品の供給部
    と、この供給部に備えられた電子部品を前記基板に移送
    搭載する移載ヘッドと、この移載ヘッドを移動させる移
    動テーブルと、複数本のピンが上下動自在に配設された
    ピンユニットによって前記基板を下方から支持する支持
    部とを有する電子部品実装装置であって、前記ピンは前
    記ピンユニットのブロックに形成されたピン孔に上下動
    自在に装着されるピストンを有し、かつ前記ピン孔の上
    部に連通する孔路と前記ピン孔の下部に連通する孔路を
    形成し、この上部に連通する孔路とこの下部に連通する
    孔路に気体を圧入・排出することにより前記ピンに上下
    動作を行わせる気体圧送手段を設けたことを特徴とする
    電子部品実装装置。
  2. 【請求項2】前記ピンユニットの下方に突き上げユニッ
    トを設け、前記ピンをこの突き上げユニットで突き上げ
    ることにより、前記ピストンを前記下部に連通する孔路
    よりも上方へ上昇させてこの孔路をピン孔の下部に連通
    させるようにしたことを特徴とする請求項1記載の電子
    部品実装装置。
  3. 【請求項3】基板の位置決め部に位置決めされ、複数本
    のピンが上下動自在に配設されたピンユニットによって
    下方から支持された基板に、電子部品の供給部に備えら
    れた電子部品を移載ヘッドによって移送搭載する電子部
    品実装方法であって、前記ピンは前記ピンユニットのブ
    ロックに形成されたピン孔に上下動自在に装着されるピ
    ストンを有し、前記ピン孔の上部に連通する孔路と前記
    ピン孔の下部に連通する孔路を形成し、この上部に連通
    する孔路とこの下部に連通する孔路に気体圧送手段によ
    り気体を圧入・排出することにより前記ピンに上下動作
    を行わせることを特徴とする電子部品実装方法。
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