JP4119598B2 - 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 Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キァリアから電子部品を打ち抜き、打ち抜いた電子部品を基板に実装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。
【0002】
【従来の技術】
たとえば、液晶表示装置の製造工程においては、液晶セルを構成するガラス基板に電子部品としてのTCP(Tape Carrier Package)を実装する工程がある。この実装工程においては、金型装置によって樹脂製テープのキャリアから電子部品を打ち抜き、その電子部品をマウントヘッドに供給し、このマウントヘッドに保持された電子部品を基板に異方性導電膜を介して圧着するということが行なわれる。
【0003】
この実装工程に用いられる実装装置の一例が、特開平4−302064号公報に記載されている。これによると、上型と下型を有する金型装置を用いてキャリアから電子部品が打ち抜かれ、打ち抜かれた電子部品は下型に保持された状態でこの下型の横移動により取り出し位置まで移送される。そして、取り出し位置に位置付けられた電子部品は、移載ノズルによって下金型より取り出され、中間ステージに移送される。中間ステージに移送された電子部品は、今度はマウントヘッドによって吸着保持され、基板まで移送されて圧着されることになる。
【0004】
ところが、ここに記載された技術では、下金型が横方向に移動するものであるから、取り出し位置に位置付けられた下金型が上金型の下方に戻ってからでないと次の電子部品をキャリアから打ち抜けないことになり、作業効率の点で改良の余地があった。
【0005】
そこでこの問題を解決するため、たとえば特開平10−598号に記載されているように、キァリアから打ち抜いた電子部品を上金型が有する打ち抜き部の下面で吸着保持するとともに、下金型に形成された打ち抜き孔を通して下方よりこの電子部品をピックアップノズルで受け取り、マウントヘッドまで移送するものが提案されている。そしてこの技術によれば、打ち抜いた電子部品を上金型の打ち抜き部の下面にて保持することができるため、ピックアップノズルが下金型の下方に位置付けられていようがいまいが、つまりピックアップノズルがどの位置にあっても次の電子部品の打ち抜き作業を開始することができ、作業効率を向上させることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、金型装置によってキァリアを打ち抜く際には、どうしてもこの打ち抜きによりゴミが発生し、先に挙げた特開平10−598号に記載の技術では、このゴミが下型の打ち抜き孔を介して下方に落下する。そしてこの打ち抜き時、打ち抜き孔の下方領域にピックアップノズルが位置付けられた状態にあると、この落下したゴミがピックアップノズルに溜まり、これが打ち抜き部より受け取った電子部品のリードなどに付着する。もっとも前工程で打ち抜かれた電子部品を保持したピックアップノズルが打ち抜き孔の下方領域に位置付けられていれば、ゴミは電子部品のリードに直接付着することにもなる。これは、電子部品を基板へ実装したときショートなどの接続不良の原因となる。
【0007】
また、上金型の打ち抜き部の下面より受け取る手段がピックアップノズルから構成されている場合には、打ち抜きにより発生したゴミがノズル詰まりの原因となり、電子部品の移送ミスを引き起こしてしまうことにもなり、確実な実装作業が行なえない。
【0008】
そこで本発明は、キャリアから電子部品を打ち抜く際に生じるゴミの影響を極力受けることなく、電子部品を基板に確実に実装することができる、電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、打ち抜き孔を有し、上面側にキャリアが供給される下金型およびこの下金型の上方に設けられ下金型に向かって駆動されることで前記打ち抜き孔に挿入されて前記キャリアから電子部品を打ち抜く打ち抜き部を有するとともに、この打ち抜き部によって打ち抜かれた前記電子部品を前記打ち抜き部の下端面に吸着保持する吸引孔が形成された上金型とを備えた金型装置と、この金型装置で打ち抜かれ前記上金型の打ち抜き部に吸着保持された電子部品を受け取り後記第二の移送手段への受け渡し位置まで移送する第一の移送手段と、この第一の移送手段を移動させる第一の駆動手段と、前記第一の移送手段にて前記受け渡し位置に移送された電子部品を受け取り、基板における実装位置まで移送する第二の移送手段と、この第二の移送手段を移動させる第二の駆動手段と、前記第一の移送手段の位置を知るセンサと、前記金型装置、第一の駆動手段、第二の駆動手段を制御し、第一の移送手段の位置を知る制御装置と、を具備した電子部品実装装置において、前記制御装置は、前記金型装置による前記電子部品の打ち抜き時には前記第一の移送手段を前記下金型の打ち抜き孔の下方領域外に位置付けるように前記第一の駆動手段を制御するとともに、前記第一の移送手段の位置を前記センサから知り前記第一の移送手段が下金型の打ち抜き孔の下方領域外に位置付けられていることを条件に打ち抜き動作を行なわせるようにしたことを特徴とする。
【0010】
請求項2の発明は、打ち抜き孔を有し、上面側にキャリアが供給される下金型およびこの下金型の上方に設けられ下金型に向かって駆動されることで前記打ち抜き孔に挿入されて前記キャリアから電子部品を打ち抜く打ち抜き部を有するとともに、この打ち抜き部によって打ち抜かれた前記電子部品を前記打ち抜き部の下端面に吸着保持する吸引孔が形成された上金型とを備えた金型装置と、この金型装置で打ち抜かれ前記上金型の打ち抜き部に吸着保持された電子部品を受け取り後記第二の移送手段への受け渡し位置まで移送する第一の移送手段と、この第一の移送手段を移動させる第一の駆動手段と、前記第一の移送手段にて前記受け渡し位置に移送された電子部品を受け取り、基板における実装位置まで移送する第二の移送手段と、この第二の移送手段を移動させる第二の駆動手段と、前記第一の移送手段の位置を知るセンサと、前記金型装置、第一の駆動手段、第二の駆動手段を制御し、第一の移送手段の位置を知る制御装置と、を具備した電子部品実装装置において、前記制御装置は、前記第一の移送手段が前記下金型の打ち抜き孔の下方領域外に位置付けられているとともに、前記第一の移送手段の位置を前記センサから知り前記第一の移送手段が下金型の打ち抜き孔の下方領域外に位置付けられていることを条件に打ち抜き動作を行なわせるようにしたことを条件に前記金型装置を作動させることを特徴とする。
【0011】
請求項3の発明は、打ち抜き孔を有し、上面側にキャリアが供給される下金型およびこの下金型の上方に設けられ下金型に向かって駆動されることで前記打ち抜き孔に挿入されて前記キャリアから電子部品を打ち抜く打ち抜き部を有するとともに、この打ち抜き部によって打ち抜かれた前記電子部品を前記打ち抜き部の下端面に吸着保持する吸引孔が形成された上金型とを備えた金型装置を用いて前記キャリアから電子部品を打ち抜き、打ち抜かれた電子部品を前記打ち抜き部で保持する工程と、前記打ち抜き部に保持されている電子部品を第一の移送手段で受け取り後記第二の移送手段への受け渡し位置まで移送する工程と、前記第一の移送手段の位置をセンサによって制御手段が知る工程と、前記第一の移送手段にて前記受け渡し位置に移送された電子部品を第二の移送手段で受け取り、基板における実装位置まで移送する工程と、基板まで移送された電子部品を基板に実装する工程と、を含む電子部品実装方法において、前記金型装置による前記電子部品の打ち抜き時には、前記第一の移送手段を前記下金型の打ち抜き孔の下方領域外に位置付けるようにするとともに、前記第一の移送手段の位置をセンサによって制御手段が知り、その位置が下金型の打ち抜き孔の下方領域外に位置付けられていることを条件に打ち抜き動作を行なわせるようにしたことを特徴とする。
【0012】
【作用】
本発明によれば、金型装置によって電子部品が打ち抜かれると、その電子部品は上金型の打ち抜き部によって吸着保持される。そして、この状態の電子部品は第1の移送手段によって受け取られ、受け渡し位置まで移送される。受け渡し位置に位置付けられた電子部品は、第二の移送手段によって基板の実装位置まで移送され、そして基板に実装される。ここで本発明においては、金型装置による電子部品の打ち抜き時には、第一の移送手段は下金型の打ち抜き孔の下方領域外に位置付けられ、あるいは第一の移送手段が下金型の打ち抜き孔の下方領域外に位置付けられていることを条件に金型装置は作動させられることとなる。ここで打抜き孔の下方領域とは、下金型に設けられた打ち抜き孔の少なくとも直下領域を含む領域をいう。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図1は本発明に係る電子部品実装装置全体の概略図、図2は図1に示す電子部品実装装置が有する金型装置の上金型が閉じた状態を示す構成図である。
【0014】
まず、図1を用いて電子部品実装装置全体の構成について説明する。この図に示された電子部品実装装置1は、金型装置2を備えている。金型装置2は、上金型3と下金型4を有する。下金型4の中央部には、上下方向に貫通する打ち抜き孔5が設けられ、一方上金型3には、この上金型3が不図示の駆動源の作用で下金型4に向かって駆動されたときに打ち抜き孔5に挿入される打ち抜き部6を有する。打ち抜き孔5は、この孔より径の大なる打ち落とし孔7に連続していて、上下方向にて貫通している。
【0015】
打ち抜き部6には、吸引孔8が設けられる。吸引孔8は一端が打ち抜き部6の下面6aに開口し、他端は吸引源としての吸引ポンプ9が不図示のチューブを介して接続されている。吸引ポンプ9は、制御装置としての制御装置10によって駆動制御されるようになっている。
【0016】
下金型4の上面側には、キャリアテープ11が供給される。このキャリアテープ11は、所定間隔で実装された半導体チップがパッケージングされていて、金型装置2の作動でテープキャリア11から半導体チップが実装された部分が打ち抜かれるごとに、不図示の送り装置によって1ピッチ送られるようになっている。打ち抜かれたものは、電子部品としてのTCP12となる。
【0017】
下金型4の下方には、第一の移送手段を構成するピックアップノズル13が配置される。このピックアップノズル13の上面には吸引孔が設けられて吸着面13aとされ、吸引孔が適宜不図示の真空ポンプに接続されることで吸着面13aに吸引力を発生するようになっている。またピックアップノズル13は、可動体14に対して不図示の駆動手段により上下方向に移動させられるようになっていて、さらに可動体14自体もテーブル15上をXY方向に移動できるように構成される。
【0018】
金型装置2の側方には、インデックスユニット16が配設される。インデックスユニット16は、駆動源17によって所定角度、この実施の形態では90度ずつ間欠的に回転駆動される。このインデックスユニット16には、90度間隔にて4つの垂直ガイド18(図では左右の2つだけが示される)が設けられる。そして各ガイド18には、それぞれマウントヘッド19が上下方向にスライド自在に、かつ不図示の内蔵ばねにより上方に付勢状態とされ、さらには不図示のストッパにより、図に実線で示す上昇位置が維持されるようになっている。このマウントヘッド19は、第二の移送手段を構成する。
【0019】
これらのマウントヘッド19は、シリンダ装置20の作動で下方に移動させられる。各シリンダ装置20は、インデックユニット16の回転が停止したときの個々のマウントヘッド19に対向するようにして設けられ、シリンダ装置20がそのロッド21伸ばすと、マウントヘッド19は垂直ガイド18に沿って下方に移動させられるようになっている。
【0020】
なお、マウントヘッド19には、その下面に開口した吸引孔(不図示)が形成されている。この吸引孔は不図示の吸引ポンプに適宜接続され、この吸引ポンプが作動することで、マウントヘッド19の下面に吸引力が発生するようになっている。
【0021】
先に述べたように、本実施の形態において、インデックスユニット16は90度ずつ間欠回転駆動される構成であるが、図1において左側に示されるマウントヘッド19の位置をTCP12の受け渡しポジション、右側に示されるマウントヘッド19の位置を実装ポジションとされる。
【0022】
実装ポジションには、ガラス基板22を保持した実装テーブル23が設けられる。この実装テーブル23は、XYテーブル24によりXY方向(水平方向)に駆動されるようになっていて、実装ポジションに到達したマウントヘッド19の下方にガラス基板22を位置決めする。
【0023】
なお、制御装置10は、前述した吸引ポンプ9を制御する他にも、金型装置2、可動体14、駆動源17、シリンダ装置20、XYテーブル24などの駆動制御も行なうものであり、特に金型装置2の制御においては、金型装置2を駆動させて上金型3の下動によりにキャリアテープ11よりTCP12を打ち抜く際、ピックアップノズル13を下金型4の打ち抜き孔5の下方領域外に位置付けるように可動体14の位置を制御するとともに、可動体14の位置を不図示のセンサから知り、ピックアップノズル13が下金型4の打ち抜き孔5の下方領域外に位置付けられていることを条件に、金型装置2による上述の打ち抜き動作を行なわせるようになっている。
【0024】
次に、上記構成による電子部品実装装置1の動作を説明する。まず、ピックアップノズル13を有する可動体14は、図1の二点鎖線に示されるような位置に位置付けられる。つまり、第一の移送手段を構成するピックアップノズル13は、下金型4に設けられた打ち抜き孔5の下方領域外に位置付けられる。
【0025】
次に図1に示すように、金型装置2の上金型3が上昇した型開き状態でキャリアテープ11が所定位置まで送られてくると、図2に示すように上金型3が下降してキャリアテープ11からTCP12を打ち抜く。
【0026】
上金型3がキャリアテープ11からTCP12を打ち抜く前、この実施の形態では上金型3が下降し始める前に、制御装置10によって吸引ポンプ9が作動させられて上金型3が有する打ち抜き部6の下面6aに吸引力が発生している。従って、キャリアテープ11から打ち抜かれたTCP12は、下金型4の打ち抜き孔5に入り込んだ上金型3の打ち抜き部6の下面6aに吸着保持される。
【0027】
上金型3が下降し終わると、つまり金型装置2によるキャリアテープ11の1回の打ち抜き作業が終了すると、可動体14は図1において左方に移動し、図1に実線で示す位置にて可動体14に支持されるピックアップノズル13は打ち抜き孔5の下方に位置付けられる。そして不図示の駆動手段にてピックアップノズル13は上昇方向に駆動されて、打ち抜き部6の下面6aに吸着保持されているTCP12にその上端面の吸着面13aを当接させる。その時点で吸引ポンプ9が停止して吸引孔8の吸引力が消失し、それに代わって吸引力が発生したピックアップノズル13の吸着面13aによってTCP12が吸着保持される。
【0028】
ビックアップノズル13は、TCP12を吸着すると下降方向に駆動されて下金型4の打ち落とし孔7から抜け出し、ついで水平方向に駆動されて図1で二点鎖線で示す位置、つまり先に述べた受け渡しポジションに移動する。
【0029】
この受け渡しポジションには、インデックスユニット16に設けられたマウントヘッド19の一つ(図1では左側のマウントヘッド19)が停止させられ、TCP12を吸着保持したピックアップノズル13は、この受け渡しポジションに位置付けられたマウントヘッド19の下方に位置付けられる。
【0030】
上金型3がTCP12をピックアップノズル13に受け渡すと、この上金型3は上昇方向に駆動される。上金型3が所定位置まで上昇すると、キャリアテープ11が所定寸法送られる。ついで、吸引ポンプ9が作動して上金型3の吸引孔8に吸引力が発生すると、この上金型3が下降方向に駆動されてキャリアテープ11からTCP12を打ち抜き、このTCP12を打ち抜き部6の下面6aに吸着保持した状態で待機する。なおこの打ち抜きの際にも、先に述べた打ち抜き動作と同様、制御装置10は、可動体14の位置を不図示のセンサから知り、結果的にピックアップノズル13が下金型4の打ち抜き孔5の下方領域外に位置付けられていることを条件に、金型装置2による上述の打ち抜き動作を行なわせるように制御する。従って、たとえ打ち抜き部6がTCP12をピックアップノズル13に受け渡した後であっても、ピックアップノズル13が下金型4の打ち抜き孔5の下方領域外に位置付けられるまでは、金型装置2による次の打ち抜き動作は行なわれない。
【0031】
一方、ピックアップノズル13が受け渡しポジションにてマウントヘッド19の下方に達すると、このマウントヘッド19はシリンダ装置20によって下降方向に駆動され、その下面でピックアップノズル13に吸着保持されたTCP12を受け取る。
【0032】
マウントヘッド19がTCP12を吸着して上昇すると、インデックスユニット16が90度回転駆動される。それと同時にピックアップノズル13は可動体14とともに下金型3の抜き落とし孔7の下方に戻り、ついでこの抜き落とし孔7内に上昇して上金型3の打ち抜き部6の下面6aに吸着保持されたTCP12を受けた後、下降してインデックスユニット16の方向に移動し、そのTCP12をマウントヘッド19に受け渡すというサイクルを繰り返す。
【0033】
ピックアップノズル13からTCP12を受けたマウントヘッド19がインデックスユニット16の間欠的回転駆動にて実装ポジションに到達すると、このマウントヘッド19が対向するシリンダ装置20にて下降方向に駆動されてTCP12を実装テーブル23に保持されたガラス基板22に仮圧着することになる。
【0034】
このようにして複数個のTCP12が仮圧着されたガラス基板22は、後工程に搬送され、公知である本圧着が行なわれることになる。
【0035】
以上述べた電子部品実装装置1によれば、制御装置10による金型装置2の制御において、金型装置2を駆動させて上金型3の下動によりにキャリアテープ11よりTCP12を打ち抜く際、ピックアップノズル13を下金型4の打ち抜き孔5の下方領域外に位置付けるように可動体14の位置を制御するようにした。また、可動体14の位置を不図示のセンサから知り、ピックアップノズル13が下金型4の打ち抜き孔5の下方領域外に位置付けられていることを条件に、金型装置2による上述の打ち抜き動作を実行させるように制御される。つまり、キャリアテープ11からTCP12を打ち抜くときにはゴミが発生し、そのゴミは、下金型4に設けられた打ち抜き孔5並びにそれに連なる打ち落とし孔7を通って下方に落下することとなるが、このゴミが発生する際、ピックアップノズル13は打ち抜き孔5の下方領域外に位置付けられるから、この落下したゴミがピックアップノズル13で代表される移送手段に溜まることもなく、また打ち抜き部6より受け取ったTCP12のリードなどに付着することもなく、従ってこれらが原因となって生じる電子部品と基板との実装時のショートなどの接続不良を防止することができる。
【0036】
また、同じ理由から、金型装置2からTCP12を受け取る移送手段が実施の形態のように吸引ノズルから構成される場合にも、TCP12の打ち抜きにより発生したゴミがノズルに詰まるといったことも防止でき、従って電子部品の移送ミスも防止され、確実な実装作業を行なうことができる。
【0037】
なお上記した実施の形態では、ピックアップノズル13を一つだけ有するものを説明したが、複数個のノズルを備え、例えばマウントヘッド19と同様にインデックスタイプに構成しても良い。
【0038】
また、上記した実施の形態では、キャリアテープ11から打ち抜いたTCP12を、ピックアップノズル13からマウントヘッド19に直接受け渡す例を説明したが、途中にバッファ機能を持たせるものであっても良い。
【0039】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、キャリアから電子部品を打ち抜く際に生じるゴミの影響を極力受けることなく、電子部品を基板に確実に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電子部品実装装置全体の概略図。
【図2】図1に示す電子部品実装装置が有する金型装置の上金型が閉じた状態を示す構成図。

Claims (3)

  1. 打ち抜き孔を有し、上面側にキャリアが供給される下金型およびこの下金型の上方に設けられ下金型に向かって駆動されることで前記打ち抜き孔に挿入されて前記キャリアから電子部品を打ち抜く打ち抜き部を有するとともに、この打ち抜き部によって打ち抜かれた前記電子部品を前記打ち抜き部の下端面に吸着保持する吸引孔が形成された上金型とを備えた金型装置と、この金型装置で打ち抜かれ前記上金型の打ち抜き部に吸着保持された電子部品を受け取り後記第二の移送手段への受け渡し位置まで移送する第一の移送手段と、この第一の移送手段を移動させる第一の駆動手段と、前記第一の移送手段にて前記受け渡し位置に移送された電子部品を受け取り、基板における実装位置まで移送する第二の移送手段と、この第二の移送手段を移動させる第二の駆動手段と、前記第一の移送手段の位置を知るセンサと、前記金型装置、第一の駆動手段、第二の駆動手段を制御し、第一の移送手段の位置を知る制御装置と、を具備した電子部品実装装置において、前記制御装置は、前記金型装置による前記電子部品の打ち抜き時には前記第一の移送手段を前記下金型の打ち抜き孔の下方領域外に位置付けるように前記第一の駆動手段を制御するとともに、前記第一の移送手段の位置を前記センサから知り前記第一の移送手段が下金型の打ち抜き孔の下方領域外に位置付けられていることを条件に打ち抜き動作を行なわせるようにしたことを特徴とする電子部品実装装置。
  2. 打ち抜き孔を有し、上面側にキャリアが供給される下金型およびこの下金型の上方に設けられ下金型に向かって駆動されることで前記打ち抜き孔に挿入されて前記キャリアから電子部品を打ち抜く打ち抜き部を有するとともに、この打ち抜き部によって打ち抜かれた前記電子部品を前記打ち抜き部の下端面に吸着保持する吸引孔が形成された上金型とを備えた金型装置と、この金型装置で打ち抜かれ前記上金型の打ち抜き部に吸着保持された電子部品を受け取り後記第二の移送手段への受け渡し位置まで移送する第一の移送手段と、この第一の移送手段を移動させる第一の駆動手段と、前記第一の移送手段にて前記受け渡し位置に移送された電子部品を受け取り、基板における実装位置まで移送する第二の移送手段と、この第二の移送手段を移動させる第二の駆動手段と、前記第一の移送手段の位置を知るセンサと、前記金型装置、第一の駆動手段、第二の駆動手段を制御し、第一の移送手段の位置を知る制御装置と、を具備した電子部品実装装置において、前記制御装置は、前記第一の移送手段が前記下金型の打ち抜き孔の下方領域外に位置付けられているとともに、前記第一の移送手段の位置を前記センサから知り前記第一の移送手段が下金型の打ち抜き孔の下方領域外に位置付けられていることを条件に打ち抜き動作を行なわせるようにしたことを条件に前記金型装置を作動させることを特徴とする電子部品実装装置。
  3. 打ち抜き孔を有し、上面側にキャリアが供給される下金型およびこの下金型の上方に設けられ下金型に向かって駆動されることで前記打ち抜き孔に挿入されて前記キャリアから電子部品を打ち抜く打ち抜き部を有するとともに、この打ち抜き部によって打ち抜かれた前記電子部品を前記打ち抜き部の下端面に吸着保持する吸引孔が形成された上金型とを備えた金型装置を用いて前記キャリアから電子部品を打ち抜き、打ち抜かれた電子部品を前記打ち抜き部で保持する工程と、前記打ち抜き部に保持されている電子部品を第一の移送手段で受け取り後記第二の移送手段への受け渡し位置まで移送する工程と、前記第一の移送手段の位置をセンサによって制御手段が知る工程と、前記第一の移送手段にて前記受け渡し位置に移送された電子部品を第二の移送手段で受け取り、基板における実装位置まで移送する工程と、基板まで移送された電子部品を基板に実装する工程と、を含む電子部品実装方法において、前記金型装置による前記電子部品の打ち抜き時には、前記第一の移送手段を前記下金型の打ち抜き孔の下方領域外に位置付けるようにするとともに、前記第一の移送手段の位置をセンサによって制御手段が知り、その位置が下金型の打ち抜き孔の下方領域外に位置付けられていることを条件に打ち抜き動作を行なわせるようにしたことを特徴とする電子部品実装方法。
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