JP4479616B2 - テープフィーダ - Google Patents

Description

本発明は、電子部品実装装置に装着され、テープに保持された電子部品を搭載ヘッドによるピックアップ位置に供給するテープフィーダに関するものである。

電子部品実装装置における電子部品の供給装置としてキャリアテープに保持された電子部品を供給するテープフィーダが広く用いられている。このテープフィーダにおいては、半導体チップなどの電子部品の微小化に伴って、テープ搬送時の衝撃や静電気などに起因する電子部品の姿勢不安定による不具合が生じやすくなっている。すなわち、キャリアテープのポケット内に格納された電子部品は、ピックアップ位置の手前において上面を覆ったトップテープが剥離されることにより露呈状態となるが、このときテープ送り動作の発停時の衝撃により、ポケット内における電子部品の挙動が不安定となり、ピックアップミスなどの動作不具合を生じやすくなる。このとき、キャリアテープが帯電状態にあると電子部品の姿勢はさらに不安定となる。

このため、従来よりピックアップ位置における電子部品の姿勢安定対策を講じたテープフィーダが知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献例においては、テープフィーダ本体部においてキャリアテープが走行する経路に設けられたキャリアテープの下受部材に磁石を配置するようにしている。これにより、この磁石の磁力をキャリアテープの下面を介して電子部品に及ぼし、ポケット内の電子部品の姿勢の乱れを抑制する効果を得る。
特開平１１−３０７９９２号公報

しかしながら上述の特許文献例に示す例では、以下のような不都合があった。すなわち同一のテープフィーダに用いられるキャリアテープは種類によって幅寸法や断面形状が異なっているため、キャリアテープの品種切り替えの都度、磁石が配置された下受部材を交換する必要がある。このため、複数種類の下受部材を多数準備することに起因する設備費用や管理費用のアップとともに、品種切り替えにともなう段取り替え作業に手間と時間を要するという問題点があった。

そこで本発明は、下受部材を共用化可能で汎用性に優れ、品種切り替えにともなう段取り替え作業を簡略化することができるテープフィーダを提供することを目的とする。

本発明のテープフィーダは、電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、搭載ヘッドによるピックアップ位置に電子部品を供給するテープフィーダであって、前記キャリアテープが走行するテープ走行路が設けられたフレーム部材と、前記キャリアテープを前記テープ走行路に沿ってピッチ送りするテープ送り機構と、前記ピックアップ位置の近傍において前記キャリアテープの上方を覆ってガイドする上ガイド部と、この上ガイド部の下方に配設され前記キャリアテープを下面側から下受けするとともに磁力によって前記キャリアテープの凹部内に収容された電子部品の姿勢を安定させるマグネット付き下受部材とを備え、前記マグネット付き下受け部材は、前記フレーム部材に装着される水平な基部と、中央部が上側に凸の状態で前記基部に両端支持された細長形状の板バネ部材と、前記板バネ部材の中央部の下面に装着されたマグネット部材とを含み、前記キャリアテープの厚み寸法に対応して上下方向の変位が許容された前記マグネット部材は、前記基部の前記マグネット部材の直下に前記マグネット部材を嵌入可能な形状の嵌入孔を設けることにより、前記マグネット部材の下面が前記嵌入孔の底面に接触する下限高さまで下降することが許容される。

本発明によれば、キャリアテープを下面側から下受けするとともに磁力によって電子部品の姿勢を安定させる目的で用いられるマグネット付き下受け部材は、フレーム部材に装着される水平な基部と、中央部が上側に凸の状態で基部に両端支持された細長形状の板バネ部材と、板バネ部材の中央部の下面に装着されたマグネット部材とを含み、キャリアテープの厚み寸法に対応して上下方向の変位が許容されたマグネット部材は、基部のマグネット部材の直下にマグネット部材を嵌入可能な形状の嵌入孔を設けることにより、マグネット部材の下面が嵌入孔の底面に接触する下限高さまで下降することが許容されることにより、厚み寸法の異なる複数種類のキャリアテープに下受部材を共有することができる。

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実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図、図３は本発明の一実施の形態のテープフィーダの構成説明図、図４は本発明の一実施の形態のテープフィーダの斜視図、図５（ａ）は本発明の一実施の形態のテープフィーダの部分斜視図、図５（ｂ）は本発明の一実施の形態のテープフィーダの部分断面図、図６は本発明の一実施の形態のテープフィーダに装着されるマグネット付き下受部材の構造説明図、図７、図８は本発明の一実施の形態のテープフィーダに装着されるマグネット付き下受部材の機能説明図である。

まず図１、図２を参照して電子部品実装装置の構造を説明する。図２は、図１におけるＡ−Ａ断面を部分的に示している。図１において基台１の中央にはＸ方向（基板搬送方向）に搬送路２が配設されている。搬送路２は上流側から搬入された基板３を搬送し実装ステージに位置決めする。搬送路２の両側方には、部品供給部４が配置されており、それぞれの部品供給部４には複数のテープフィーダ５が並設されている。テープフィーダ５は、電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、以下に説明する搭載ヘッドによるピックアップ位置に電子部品を供給する。

基台１上面の両端部上にはＹ軸テーブル６Ａ，６Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル６Ａ、６Ｂ上には２台のＸ軸テーブル７Ａ，７Ｂが架設されている。Ｙ軸テーブル６Ａを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＡがＹ方向に水平移動し、Ｙ軸テーブル６Ｂを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＢがＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル７Ａ，７Ｂには、それぞれ搭載ヘッド８および搭載ヘッド８と一体的に移動する基板認識カメラ９が装着されている。

Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂをそれぞれ組み合わせて駆動することにより搭載ヘッド８は水平移動し、それぞれの部品供給部４から電子部品を吸着ノズル８ａ（図２参照）によってピックアップし、搬送路２に位置決めされた基板３上に実装する。基板３上に移動した基板認識カメラ９は、基板３を撮像して認識する。また部品供給部４から搬送路２に至る経路には、部品認識カメラ１０およびノズル保持部１１が配設されている。

部品供給部４から電子部品を取り出した搭載ヘッド８が実装ステージに位置決めされた基板３へ移動する際に、吸着ノズル８ａに保持された電子部品を部品認識カメラ１０の上方でＸ方向に移動させることにより、部品認識カメラ１０は吸着ノズル８ａに保持された電子部品を撮像する。そして撮像結果を認識処理部（図示省略）によって認識処理することにより、吸着ノズル８ａに保持された状態における電子部品の位置が認識されるとともに、電子部品の種類が識別される。ノズル保持部１１は、複数種類の吸着ノズル８ａを所定姿勢で収納し、搭載ヘッド８がノズル保持部１１にアクセスしてノズル交換動作を行うことにより、搭載ヘッド８において対象とする電子部品の種類に応じてノズル交換が行われる。

部品供給部４の構造を説明する。図２に示すように、部品供給部４には複数のテープフィーダ５を装着するためのフィーダベース４ａが設けられている。テープフィーダ５は、フィーダ装着用の台車１２によって部品供給部４に配置される。台車１２には、キャリア
テープ１５を巻回状態で収納したテープリール１４を保持するためのリール保持部１３が設けられている。リール保持部１３はテープリール１４を回転自在に保持するための保持ローラを備えており、部品供給部４に配置されたテープリール１４を回転させることにより、キャリアテープ１５を引き出すことができるようになっている。

次に、図３．図４を参照してテープフィーダ５の機能を説明する。図３、図４に示すように、フィーダベース４ａに装着されたフレーム部材５ａには、キャリアテープ１５が走行するテープ走行路５ｂが設けられており、テープリール１４から引き出されたキャリアテープ１５は、テープ走行路５ｂの上面に添って下流側（図３において右側）に送られる。キャリアテープ１５に定ピッチで形成された部品ポケット１６ａには電子部品Ｐが保持されており、部品ポケット１６ａの上面は、トップテープ１７によって覆われている。

フレーム部材５ａの下流端の上部にはキャリアテープ１５に定ピッチで設けられたテープ送り孔（図示省略）に嵌合する送りピンを備えたスプロケット２１が配設されており、モータを備えた回転駆動機構２０によってスプロケット２１を間欠回転駆動することにより、キャリアテープ１５はテープ走行路５ｂに添ってピッチ送りされる。スプロケット２１および回転駆動機構２０は、キャリアテープをテープ走行路５ｂに沿ってピッチ送りするテープ送り機構となっている。

スプロケット２１の手前側は、部品収納用の凹部である部品ポケット１６ａ内の電子部品Ｐを、搭載ヘッド８の吸着ノズル８ａによってピックアップするピックアップ位置となっている。フレーム部材５ａの下流部分の上面には、ピックアップ位置の近傍においてキャリアテープ１５の上方を覆ってガイドする上ガイド部１８が配設されている。上ガイド部１８には、吸着開口部１８ａが設けられており、吸着開口部１８ａの下流端は、トップテープ１７を剥離するためのトップテープ剥離部１８ｂとなっている。すなわち、キャリアテープ１５が上ガイド部１８の下方を走行する過程において、トップテープ剥離部１８ｂによってトップテープ１７が剥離され、上流側へ折り返される。折り返されたトップテープ１７は、トップテープ送り機構２２によってテープ回収部５ｃ内へ送り込まれ回収される。

次に、図５を参照して、搭載ヘッド１９によるピックアップ位置近傍におけるテープ送り経路およびに吸着開口部１８ａの構造について説明する。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面を示しており、図５においては、テープ送りのためのスプロケット２１やキャリアテープ１５の図示は省略している。フレーム部材５ａの上面には、溝状部５ｄがテープ送り方向に沿って設けられている。溝状部５ｄの両側壁の頂部は、それぞれベーステープ１６を下面側から支持する下受け面となっており（図８参照）、ベーステープ１６は、この下受け面と上ガイド部１８とによって上下両面をガイドされてピッチ送りされる。このとき、対象とするキャリアテープが下方に突出したエンボス部を有するエンボステープである場合には、エンボス部を溝状部５ｄ内に沿わせた状態でテープ送りが行われる。

図５（ａ）に示すように、上ガイド部１８に設けられた吸着開口部１８ａは、中間位置において右側からテープ送り経路上に延出した中間カバー部１８ｃを有しており、吸着開口部１８ａは中間カバー部１８ｃによって前後２つの開口に分割された形状となっている。中間カバー部１８ｃの後側の開口は、トップテープ剥離部１８ｂによって剥離されたトップテープ１７が後方へ折り返されるための開口であり、中間カバー部１８ｃの前側の開口は、吸着ノズル８ａによって部品ポケット１６ａ内の電子部品Ｐを取り出すための開口である。そして中間カバー部１８ｃは、トップテープ１７が剥離されて上方が露呈状態となった部品ポケット１６ａから、電子部品Ｐがテープ送り時の振動や衝撃によって飛び出さないように、上方をカバーする機能を有している（図７参照）。

溝状部５ｄ内には、図５（ｂ）に示すように、上ガイド部１８の下方に位置して、基部２４およびマグネット部材２６が装着された板バネ部材２５の２部材を上下対向させた構成のマグネット付き下受け部材２３が配設されている。マグネット付き下受け部材２３は、キャリアテープ１５を下面側から下受けするとともに、マグネット部材２６の磁力によって部品ポケット１６ａ内に収容された電子部品の姿勢を安定させる機能を有するものである。

図６に示すように、基部２４は細長矩形状の金属部材であり、溝状部５ｄ内にボルトなどの固着手段によって水平姿勢でに装着される。なお基部２４を弾性に富む樹脂によって製作すれば、フレーム部材５ａに植設された位置決めピンを基部２４に設けられた挿入穴に圧入することにより、ボルト等を用いずに樹脂自体の弾性によって固定することができる。基部２４の両端には板バネ部材２５を係止するための係止部２４ａが設けられており、中央部にはマグネット部材２６が嵌入可能な形状の嵌入孔２４ｂが設けられている。

板バネ部材２５は、銅合金系など非磁性のバネ材を基部２４と略同一長さに加工して設けられている。もちろん、非磁性体以外のバネ材を用いてもよい。板バネ部材２５には、長手方向の中心位置を挟む２箇所に両端が幾分下垂する形の折り曲げ部を設けることによって、中央部が上側に凸の形状となっている。板バネ部材２５の両端部には、基部２４の係止部２４ａに係止するための屈曲部２５ａが曲げ加工によって設けられており、中央部の水平部分の下面には、マグネット部材２６が接着などの方法によって固着されている。

図６（ｂ）は、屈曲部２５ａを係止部２４ａに係止することにより、１つのマグネット付き下受け部材２３を構成した状態の断面を示している。板バネ部材２５は基部２４に装着されることにより、基本高さＨの状態で基部２４によって両端支持された状態となる。そしてこの状態から板バネ部材２５の中央部部分に上方から荷重が作用することにより板バネ部材２５は撓み変形し、板バネ部材２５に装着されたマグネット部材２６が基部２４に対して下降する。このとき、マグネット部材２６の直下にはマグネット部材２６が嵌入可能な形状の嵌入孔２４ｂが設けられていることから、マグネット部材２６は基部２４の上面に当接することなく、マグネット部材２６の下面が嵌入孔２４ｂの底面に接触する下限高さまで下降することが許容される。

次に、図７，図８を参照して、吸着開口部１８ａにおけるキャリアテープの下受け状態およびマグネット付き下受け部材２３の機能について説明する。図７は、テープフィーダ５に引き込まれたキャリアテープが、上ガイド部１８に到達して上面側をガイドされ、また下面側をマグネット付き下受け部材２３によって下受けされた状態を示している。図７（ａ）、（ｂ）は、紙製のキャリアテープ１５およびエンボス加工がなされたキャリアテープ１５Ａをそれぞれ用いた場合の吸着開口部１８ａの近傍の側面図を示している。また図８（ａ）、（ｂ）は、テープ送り方向に直交した方向の断面図を、それぞれ図７（ａ）、（ｂ）に対応して示している。

図７（ａ）に示すように、トップテープ剥離部１８ｂによってトップテープ１７を剥離されたキャリアテープ１５は、ベーステープ１６のみとなって中間カバー部１８ｃによって上面側を部分的にカバーされた状態で、ピッチ送りされる。このとき図８（ａ）に示すように、ベーステープ１６はフレーム部材５ａの上面と上ガイド部１８の下面との間で、上に凸形状の板バネ部材２５の上面側を通過する。

このときベーステープ１６には、板バネ部材２５をベーステープ１６の厚み寸法に応じた下受け高さＨ１まで押し下げることによる板バネ部材２５からの上向きの反力が作用し、ベーステープ１６はこの状態でトップテープ剥離部１８ｂ、中間カバー部１８ｃの下面に沿ってピッチ送りされる。そして電子部品Ｐを収納した部品ポケット１６ａが板バネ部
材２５の下面に装着されたマグネット部材２６の上方を通過する際には、電子部品Ｐにはマグネット部材２６の磁力が作用し、これによりテープ送り時の電子部品Ｐの姿勢が安定する。このとき、板バネ部材２５は非磁性体であるため、マグネット部材２６の作用を妨げない。

また図７（ｂ）に示すように、トップテープ剥離部１８ｂによってトップテープ１７を剥離されたキャリアテープ１５Ａは、エンボス部１６ｂが下面側に設けられたベーステープ１６Ａのみとなってピッチ送りされ、同様にフレーム部材５ａの上面と上ガイド部１８の下面との間を通過する。このとき、エンボス部１６ｂは板バネ部材２５をエンボス部１６ｂの厚み寸法に応じた下受け高さＨ２まで押し下げることによる板バネ部材２５からの上向きの反力を受け、ベーステープ１６Ａは、この状態でトップテープ剥離部１８ｂ、中間カバー部１８ｃの下面に沿ってピッチ送りされる。

そして電子部品Ｐを収納したエンボス部１６ｂが板バネ部材２５の下面に装着されたマグネット部材２６の上方を通過する際には、電子部品Ｐにはマグネット部材２６の磁力が作用し、これによりテープ送り時の電子部品Ｐの姿勢が安定する。このとき、基部２４にはマグネット部材２６が嵌入可能な嵌入孔２４ｂが設けられているため、エンボス部１６ｂの厚みが紙製のベーステープ１６よりも大幅に大きいベーステープ１６Ａを用いる場合にあっても、板バネ部材２５の押し下げ代が十分確保される。

なお、上記実施の形態に示す吸着開口部１８ａやトップテープ１７の剥離範囲に限らず、マグネット付き下受け部材２３を、電子部品Ｐの姿勢を安定させる必要のあるより広い範囲に装着して用いるようにしてもよい。また本実施の形態においては、キャリアテープに接触する板バネ部材２５および板バネ部材２５を係止する基部２４のいずれにも導電性材料を使用していることから、板バネ部材２５をフレーム部材５ａと電気的に導通して設けた形態となっている。これにより、板バネ部材２５、基部２４を介してキャリアテープに蓄った静電気の除電効果が確保され、帯電による動作不具合が低減される。

このように本実施の形態に示すマグネット付き下受け部材２３を使用することにより、従来のテープフィーダにおいては、対象とするキャリアテープの種類、すなわち、紙テープであるかエンボステープであるか、さらにはエンボス高さの相違に応じて、異なる下受け高さの下受部材を選択して用いる必要があった。特に、エンボステープを用いる場合には、キャリアテープのテープ送りによる振動発生を防ぐため、エンボス部の底面と下受部材との間に隙間を保った状態とすることが望ましいため、エンボス高さに応じて多数種類の下受部材を準備する必要があり、これらの部品管理に手間と時間を要していた。

これに対し、本実施の形態のマグネット付き下受け部材２３を用いることにより、紙テープ、エンボステープのいずれを対象とする場合にあっても、さらにはエンボス高さの異なる多種類のエンボステープを対象とする場合にあっても、１種類の下受部材を準備するのみで良く、品種切り替えに伴う段取り替え作業の省力化とともに、ランニングコストの低減と部材管理を容易にすることができる。さらに、キャリアテープは常に板バネ部材２５と接触した状態でテープ送りされ、マグネット部材２６とテープ底面とのの距離が常に一定であることから、マグネットによる姿勢安定効果のばらつきが低減される。また、平滑な板バネ部材２５を下受部材として使用しているため、ある程度の大きさの電子部品Ｐが何らかの原因で吸着開口部１８ａ内に落下した場合にあっても、電子部品がテープと他の部分との間に噛み込むことによる動作不具合の発生度合いが少ない。

なお上記実施の形態においては、マグネット部材２６を板バネ部材２５の下面側に装着する例を示しているが、板バネ部材２５の上面側にマグネット部材２６を装着し、さらにマグネット部材２６の上面側に樹脂を塗布して平滑にする構成を用いてもよい。

本発明のテープフィーダは、下受部材を共用化可能で汎用性に優れ、品種切り替えにともなう段取り替え作業を簡略化することができるという利点を有し、複数種類のキャリアテープから電子部品を取り出して基板に実装する電子部品実装装置に対して有用である。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図 本発明の一実施の形態のテープフィーダの構成説明図 本発明の一実施の形態のテープフィーダの斜視図 （ａ）本発明の一実施の形態のテープフィーダの部分斜視図（ｂ）本発明の一実施の形態のテープフィーダの部分断面図 本発明の一実施の形態のテープフィーダに装着されるマグネット付き下受部材の構造説明図 本発明の一実施の形態のテープフィーダに装着されるマグネット付き下受部材の機能説明図 本発明の一実施の形態のテープフィーダに装着されるマグネット付き下受部材の機能説明図

符号の説明

３ 基板
５ テープフィーダ
５ａ フレーム部材
５ｂ テープ走行路
５ｄ 溝状部
８ 搭載ヘッド
１５，１５Ａ キャリアテープ
１６、１６Ａ ベーステープ
１６ａ 部品ポケット
１７ トップテープ
１８ 上ガイド部
１８ａ 吸着開口部
２３ マグネット付き下受け部材
２４ 基部
２４ｂ 嵌入孔
２５ 板バネ部材
２６ マグネット部材

Claims (3)

1. 電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、搭載ヘッドによるピックアップ位置に電子部品を供給するテープフィーダであって、
   前記キャリアテープが走行するテープ走行路が設けられたフレーム部材と、前記キャリアテープを前記テープ走行路に沿ってピッチ送りするテープ送り機構と、前記ピックアップ位置の近傍において前記キャリアテープの上方を覆ってガイドする上ガイド部と、この上ガイド部の下方に配設され前記キャリアテープを下面側から下受けするとともに磁力によって前記キャリアテープの凹部内に収容された電子部品の姿勢を安定させるマグネット付き下受部材とを備え、
   前記マグネット付き下受け部材は、前記フレーム部材に装着される水平な基部と、中央部が上側に凸の状態で前記基部に両端支持された細長形状の板バネ部材と、前記板バネ部材の中央部の下面に装着されたマグネット部材とを含み、
   前記キャリアテープの厚み寸法に対応して上下方向の変位が許容された前記マグネット部材は、前記基部の前記マグネット部材の直下に前記マグネット部材を嵌入可能な形状の嵌入孔を設けることにより、前記マグネット部材の下面が前記嵌入孔の底面に接触する下限高さまで下降することが許容されることを特徴とするテープフィーダ。
2. 前記板バネ部材は、非磁性のバネ材より成ることを特徴とする請求項１記載のテープフィーダ。
3. 前記板バネ部材は、前記フレーム部材と電気的に導通して設けられていることを特徴とする請求項１記載のテープフィーダ。

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