JP3799895B2 - 電子部品の実装装置および実装方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品の実装装置および実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子部品の基板への実装に際しては、基板の実装面あるいは電子部品の下面にフラックスやクリーム半田などの粘性流体の塗布を必要とする場合がある。この塗布は様々な方法で行われ、例えばフラックス塗布の例では、電子部品に直接塗布する場合には供給部からピックアップされた電子部品をフラックスが所定膜厚で塗布されたテーブルに対して下降させ、電子部品の下面にフラックスを転写する方法が用いられる。また基板に塗布する場合には専用の転写ピンに同様のテーブルから一旦フラックスを転写した後に、この転写ピンを基板の塗布対象部位に下降させて塗布する方法などが用いられる。このため、従来より電子部品の実装装置には、フラックスなどの粘性流体が所定膜厚で塗布されるテーブルを備えた粘性流体の塗布ユニットが配置されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来の電子部品実装装置では、粘性流体の塗布ユニットの配置位置が固定されていたことから、以下のような問題点があった。まず、電子部品実装装置は一般に多品種の基板を対象として実装作業を行うため、基板品種毎に段取り替え作業が行われ、電子部品供給部におけるパーツフィーダの配列はその都度異なったものとなる。例えばある種類の基板では、供給部のほぼ全面を使用して多数のパーツフィーダが配列されるのに対し、基板の種類によっては少数のパーツフィーダが供給部の限定された狭い範囲のみに配列される場合もあり、固定配置された塗布ユニットに対するパーツフィーダの相対的位置関係は、実装対象の基板品種によって異なっていた。
【0004】
そしてこのことが実装動作上の無駄時間を発生させる原因となっていた。すなわち、パーツフィーダから電子部品をピックアップした移載ヘッドは、塗布動作の都度固定位置の塗布ユニットまで移動しなければならないが、パーツフィーダ配置によっては供給部におけるパーツフィーダの配置と塗布ユニットの相対的位置関係は、必ずしも効率のよい塗布動作を行う上で望ましいものとなるとは限らず、塗布動作毎に移載ヘッドが長い距離を移動して無駄時間を発生させる場合があった。
【0005】
また、塗布ユニットでは塗膜を所定厚さに保つとともに塗膜上面を平面に保つためのスキージング装置の駆動機構が必要とされ、塗布ユニットを設けた実装装置では、この駆動機構分だけコストアップを余儀なくされていた。このように従来の電子部品実装装置には、粘性流体の塗布ユニットを設置することに起因して、無駄時間が発生するとともにコストアップを招くという問題点があった。
【0006】
そこで本発明は、実装時の無駄時間を排除し、機構コスト低減を可能とする電子部品の実装装置および実装方法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】
請求項1記載の電子部品の実装装置は、電子部品を供給する供給部に配列されたパーツフィーダから移載ヘッドにより電子部品をピックアップして基板へ搭載する電子部品の実装装置であって、前記供給部に、複数のパーツフィーダが装着されるフィーダベースと、前記パーツフィーダを駆動する駆動手段と、前記フィーダベースに前記複数のパーツフィーダと並列に装着され前記駆動手段により駆動される粘性流体の塗布ユニットとを備えた。
【0008】
請求項2記載の電子部品の実装方法は、電子部品を供給する供給部に配列されたパーツフィーダから移載ヘッドにより電子部品をピックアップして基板へ搭載する電子部品の実装方法であって、前記供給部のフィーダベースに前記複数のパーツフィーダと並列に粘性流体の塗布ユニットを装着し、この塗布ユニットを前記パーツフィーダを駆動する駆動手段によって駆動することにより、パーツフィーダによる電子部品供給動作と前記粘性流体の塗布ユニットにおける粘性流体のスキージング動作とを同期させるようにした。
【0009】
本発明によれば、電子部品を供給する供給部に、複数のパーツフィーダを装着するフィーダベースと、パーツフィーダを駆動する駆動手段と、フィーダベースに装着され前記駆動手段により駆動される粘性流体の塗布ユニットとを備えることにより、粘性流体の塗布ユニットの専用の駆動手段を省くことができるとともに、塗布ユニットを常に適切な位置に配置することができる。
【0010】
【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て説明する。図1は本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の斜視図、図2は同電子部品の実装装置の供給部のフィーダベースの斜視図、図3は同電子部品の実装装置のテープフィーダの側面図、図4(a)は同電子部品の実装装置のフラックスの塗布ユニットの平面図、図4(b)は同電子部品の実装装置のフラックスの塗布ユニットの側面図、図5は同電子部品の実装装置の実装動作における各部の動作タイミングを示すチャート図である。
【0011】
まず図1を参照して電子部品の実装装置の構造を説明する。図1において、搬送路1上には基板2が載置されている。搬送路1の側方には電子部品の供給部6が配設されている。供給部6は2つのフィーダベース7を備えており、一方のフィーダベース7上には複数のパーツフィーダとしてのテープフィーダ8が並列状態で装着されている。他方のフィーダベース7上には同様に複数のテープフィーダ8およびフラックスの塗布ユニット9が装着されている。
【0012】
テープフィーダ8は、電子部品を保持したテープをピッチ送りすることにより、電子部品を移載ヘッド3のピックアップ位置まで供給する。移載ヘッド3は図外の駆動手段により水平方向に移動し、下端部に装着された複数の吸着ノズル4によって電子部品をテープフィーダ8のピックアップ位置からピックアップして基板2に搭載する。
【0013】
電子部品の基板2への搭載に先立って、フラックス塗布が必要とされる電子部品の場合には、移載ヘッド3は電子部品をピックアップした後にフィーダベース7に装着されたフラックスの塗布ユニット9上に移動し、ここで電子部品を塗布ユニット9に対して下降させることにより、電子部品の下面にはフラックスが転写される。
【0014】
供給部6と搬送路1の間にはラインカメラ5が配設されている。フラックス塗布後の電子部品を保持した移載ヘッド3がラインカメラ5上を移動することにより、ラインカメラ5は電子部品の画像を取り込む。そしてこの後、移載ヘッド3は基板2の上方へ移動し、電子部品を基板2に搭載する。
【0015】
次に図2を参照してフィーダベース7について説明する。フィーダベース7は、図1に示すようにテープフィーダ8と塗布ユニット9とを装着するための共通のベースとなるものである。図2に示すように,フィーダベース7の基部となるテーブル部材7aの前端部には、内向きのテーパ面7cを備えたストッパ部材7bが固着されている。またテーブル部材7aの後端部にはカギ型断面形状の係止部7dが取り付けられている。そしてテーブル部材7aの上面には、装着ガイド部7eが定ピッチで突設されている。
【0016】
装着ガイド部7eはフィーダベース7に装着されるテープフィーダ8の位置をガイドするためのものであり、装着ガイド部7eの間の間隔Bはテープフィーダ8の幅寸法に対応したものとなっている。装着ガイド7eの間にテープフィーダ8を挟み込むことにより、テープフィーダ8をフィーダベース7に多数並列状態で装着できるようになっている。テーブル部材7aの下面には、テープフィーダの装着ピッチ毎にテープフィーダ駆動用のシリンダ10が配設されており、シリンダ10のロッド端部には当接部材11が装着されている。
【0017】
次に図3を参照してテープフィーダ8のフィーダベース7への装着について説明する。図3に示すように、テープフィーダ8は本体部8aに供給リール12や巻き取りリール13などの各部が結合された構成となっており、本体部8aはベース部材14によって支持される。ベース部材14の先端部14aはフィーダベース7のストッパ部材7bのテーパ面7c(図2参照)に対応した形状となっており、この先端部14aをストッパ部材7bに押しつけ、ベース部材14の後端部に設けられた係止機構15をフィーダベース7の係止部材7dに嵌合させることにより、テープフィーダ8はフィーダベース7に装着される。
【0018】
この状態では、シリンダ10のロッド先端の当接部材11はテープフィーダ8のリンク部材16に当接する位置にある。シリンダ10を往復駆動することにより、リンク部材16は本体部8aに内蔵されたリンク機構(図示せず)を介して本体部8aの前端部に設けられたスプロケット17を間欠回転駆動するようになっている。これにより、供給リール12に巻回されたテープ18は本体部8aに沿ってピッチ送りされ、スプロケット17の手前側でテープ18を覆っていたカバーテープ18aが剥離されて折り返され、巻き取りリール13に回収される。そしてカバーテープ18aが剥離されることにより露呈状態となった電子部品は、吸着ノズル4によってピックアップされる。
【0019】
次に図4を参照して粘性流体であるフラックスの塗布ユニット9について説明する。図4(a)、(b)に示すように、塗布ユニット9はフラックスの転写テーブル23を備えており、転写テーブル23の底面23a上のフラックス塗膜26に対して電子部品や転写ピンを下降させることにより、電子部品の下面や転写ピンにフラックスが転写される。転写テーブル23には軸部材24が結合されており、軸部材24はプレート22によって軸支されている。プレート22の下方には、軸部材24と結合されたラチェット機構25が設けられている。
【0020】
ラチェット機構25はロッド部材28によってリンク部材30とピン結合されている。リンク部材30は支持部材31によって支持され、プレート22やリンク部材30の支持部材31は、ベース部材20に固定されている。ベース部材20は図3に示すテープフィーダ7のベース部材14と同様の形状となっており、先端部20aをフィーダベース7のストッパ部材7bに押し当てた状態で、係合機構21が係合部材7dに嵌合することにより、フィーダベース7に装着される。塗布ユニット9が装着された状態では、フィーダベース7上で通常のテープフィーダの6ピッチ分の幅スペースを占有する。
【0021】
そしてこの状態では、リンク部材30はフィーダベース7のシリンダ10の当接部材11の後方に位置し、シリンダ10を往復駆動することにより、この往復動はリンク部材30、ロッド部材28を介してラチェット機構25に伝達される。すなわち当接部材11が突出するとロッド部材28は矢印a方向に移動し、当接部材11が後退する際にはロッド部材28は装着されたバネ部材29の付勢力により矢印b方向に移動する。これにより,転写テーブル23はラチェット機構25によって矢印c方向に間欠回転する。
【0022】
転写テーブル23には,底面23aから所定の隙間を保ってスキージ27が取り付けられている。底面23a上にフラックス26を塗布した状態で、シリンダ10を駆動して転写テーブル23を間欠回転させることにより、底面23a上のフラックス26は表面をスキージ27によって均され、スキージ27と底面23aとの隙間に応じた膜厚tが保たれる。スキージ27は上下位置調整機構によって上下に微動し、これによってフラックス塗膜の膜厚tを調整できるようになっている。
【0023】
この電子部品の実装装置は上記のように構成されており,以下動作について図5のチャートを参照して説明する。図5は、移載ヘッドのXY移動および上下動、テープフィーダ8のテープ送り動作、塗布ユニット9の転写テーブルの回転動作のタイミングを示すものである。図5に示す動作は、移載ヘッド3によってテープフィーダ8から電子部品をピックアップした後に、移載ヘッド3が塗布ユニット9上に移動して、電子部品の下面にフラックスを転写し、その後に移載ヘッド3が基板上に移動して電子部品を実装位置に搭載する動作を示している。
【0024】
この一連の動作において、移載ヘッド3はピックアップ、転写、実装の3動作で上下動を行う。このうち、ピックアップおよび転写動作時には、テープ送り機構および転写テーブルは停止状態にある。そして移載ヘッド3が基板上で実装動作を行っている間に、テープフィーダ8ではテープ送り動作が行われる。そしてこのテープ送り動作と同期して、塗布ユニット9では、転写テーブル23が間欠回転する。このように移載ヘッド3が実装動作を行う度に、言い換えればテープフィーダ8においてテープ送り動作が行われる度に、転写テーブル23が間欠回転する。
【0025】
これにより、フラックス転写時には、常にスキージングにより表面が均され所定膜厚に保たれたフラックス塗膜が転写テーブル23上に準備される。そしてこの間欠回転動作時以外では、転写テーブル23は回転動作を行うことなく停止状態にある。したがってフラックス塗膜が無用にスキージングによって攪拌されることによる品質劣化を生じず、フラックスを常に適正品質に維持することができる。
【0026】
また本実施の形態の塗布ユニット9は、フィーダベース7の任意の位置に装着可能となっているため、フィーダベース7上でのテープフィーダ8の配置状況に応じて適正な位置に配置することが可能となる。このため、ピックアップ動作後に移載ヘッド3が転写動作に移る際の移動距離を最短に設定してタクトタイムを短縮することができる。
【0027】
また、設備面においても、フィーダベース7に塗布ユニット9を配置することにより、実装装置本体部には塗布ユニットを配置するためのスペースが不要になり省スペース化が促進されるとともに、本実施の形態では、フィーダベースに備えられたテープフィーダ用の駆動手段でフラックス塗布ユニットの駆動を行うようにしているので、専用の駆動機構を省いて全体機構を簡略化して設備コストを低減することが可能となる。
【0028】
なお上記実施の形態では、移載ヘッドでピックアップした電子部品にフラックスを転写する例を示したが、これ以外にも移載ヘッドに装着された転写ピンに転写テーブル上のフラックス塗膜を転写し、このフラックスが付着した転写ピンを基板上に下降させてフラックスを基板に塗布するようにしてもよい。この場合には、図5に示す動作チャートにおいて、移載ヘッド3は転写ピンへのフラックス転写時および基板へのフラックス塗布時の2回上下動する。
【0029】
また本実施の形態では、テープフィーダ8と塗布ユニット9を駆動する共通の駆動手段としてフィーダベース7に配設されたシリンダ10を用いた例を示しているが、駆動手段としてはこれ以外のもの、例えば移載ヘッド3の動作を利用したものなど、要は所要タイミングでテープ送り動作およびテーブル回転動作が行えるようなものであればよい。更に上記実施の形態では粘性流体としてフラックスを塗布する例を示しているが、本発明はこれに限定されず、例えばクリーム半田やボンドを塗布する場合であっても本発明を適用できる。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、電子部品を供給する供給部に、複数のパーツフィーダを装着するフィーダベースと、パーツフィーダを駆動する駆動手段と、フィーダベースに装着され前記駆動手段により駆動される粘性流体の塗布ユニットとを備えたので、粘性流体塗布ユニットの専用の駆動手段を省いてコストを削減するとともに、塗布ユニットを常に適切位置に配置して移載ヘッドの移動を効率よく行い、無駄時間を省いて生産性を向上させることができる。
【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の実装装置の斜視図
【図2】本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の供給部のフィーダベースの斜視図
【図3】本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置のテープフィーダの側面図
【図4】(a)本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置のフラックスの塗布ユニットの平面図
(b)本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置のフラックスの塗布ユニットの側面図
【図5】本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の実装動作における各部の動作タイミングを示すチャート
【符号の説明】
2 基板
3 移載ヘッド
6 供給部
7 フィーダベース
8 テープフィーダ
9 塗布ユニット
10 シリンダ
11 当接部材
Claims (2)
- 電子部品を供給する供給部に配列されたパーツフィーダから移載ヘッドにより電子部品をピックアップして基板へ搭載する電子部品の実装装置であって、前記供給部に、複数のパーツフィーダが装着されるフィーダベースと、前記パーツフィーダを駆動する駆動手段と、前記フィーダベースに前記複数のパーツフィーダと並列に装着され前記駆動手段により駆動される粘性流体の塗布ユニットとを備えたことを特徴とする電子部品の実装装置。
- 電子部品を供給する供給部に配列されたパーツフィーダから移載ヘッドにより電子部品をピックアップして基板へ搭載する電子部品の実装方法であって、前記供給部のフィーダベースに前記複数のパーツフィーダと並列に粘性流体の塗布ユニットを装着し、この塗布ユニットを前記パーツフィーダを駆動する駆動手段によって駆動することにより、パーツフィーダによる電子部品供給動作と前記粘性流体の塗布ユニットにおける粘性流体のスキージング動作とを同期させることを特徴とする電子部品の実装方法。
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