JP4835473B2

JP4835473B2 - Chip mounting device

Info

Publication number: JP4835473B2
Application number: JP2007059422A
Authority: JP
Inventors: 聡文和田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2027-03-09
Also published as: JP2008226939A

Description

本発明は、バルク状に収納されたチップをピックアップ可能に整列させて実装するチップの実装装置に関するものである。 The present invention relates to a chip mounting apparatus for mounting chips stored in a bulk shape so that they can be picked up and mounted.

従来、チップの実装においては、実装装置の所定の位置にチップをピックアップ可能な姿勢（水平姿勢）に整列させ、実装ヘッドに装着されたノズルによりピックアップして基板に実装していた（特許文献１参照）。
特開平７−２０２４９６号公報 Conventionally, in mounting a chip, the chip is aligned in a position (horizontal position) in which the chip can be picked up at a predetermined position of the mounting apparatus, and picked up by a nozzle mounted on a mounting head and mounted on a substrate (Patent Document 1). reference).
Japanese Patent Laid-Open No. 7-20296

しかしながら、実装ヘッドの一回のターンで実装可能なチップの個数はノズルの本数に制限されていた。そこで、実装ヘッド自体にチップの収納部と、これを整列させる機構を搭載することで、ターンすることなく連続してチップを実装することも行われたが、実装ヘッドが基板上で移動するときにチップが擦動し、電極部が黒化するという問題があった。 However, the number of chips that can be mounted in one turn of the mounting head is limited to the number of nozzles. Therefore, by mounting the chip storage part and the mechanism for aligning it on the mounting head itself, it was also possible to mount the chip continuously without turning, but when the mounting head moves on the substrate Further, there was a problem that the tip was rubbed and the electrode part was blackened.

本発明は、チップの黒化を防止しつつ連続実装を可能にしたチップの実装装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a chip mounting apparatus that enables continuous mounting while preventing blackening of the chip.

請求項１記載のチップの実装装置は、複数のチップを収納する収納部と、前記収納部に収納された複数のチップのうち所定の個数のチップを所定の位置に整列させる整列手段と、前記所定の位置に整列された所定の個数のチップを取り込んで前記所定の位置に対し少なくとも水平方向に移動させるチップ移動手段と、前記チップ移動手段に取り込まれた所定の個数のチップを整列順にピックアップするノズルを備え、また前記整列手段が、前記収納部に収納されたチップを所定の姿勢で搬送するとともに直線状の第１整列部を有する第１チップ搬送路と、前記収納部に収納された複数のチップのうち所定の個数のチップを前記第１チップ搬送路内に吸引して前記第１整列部に整列させる第１吸引手段を備え、また前記チップ移動手段が、前記第１チップ搬送路と接離可能に連通するとともに直線状の第２整列部を有する第２チップ搬送路と、前記第１整列部に整列したチップを前記第２チップ搬送路内に吸引して前記第２整列部に整列させる第２吸引手段を備えた。 The chip mounting apparatus according to claim 1, a storage unit that stores a plurality of chips, an alignment unit that aligns a predetermined number of chips out of the plurality of chips stored in the storage unit at a predetermined position, and A chip moving unit that takes in a predetermined number of chips aligned at a predetermined position and moves the chip at least in a horizontal direction with respect to the predetermined position, and picks up a predetermined number of chips captured in the chip moving unit in the order of alignment. A first chip transport path having a nozzle and having the linearly aligned first alignment unit and a plurality of units stored in the storage unit, the alignment unit transporting chips stored in the storage unit in a predetermined posture; A first suction means for sucking a predetermined number of chips out of the chips into the first chip transport path and aligning the chips with the first alignment section; and A second chip transport path that communicates with the one chip transport path in a detachable manner and has a linear second alignment section, and the chips aligned in the first alignment section are sucked into the second chip transport path to Second suction means for aligning with the second alignment portion was provided .

請求項２記載のチップの実装装置は請求項１に記載のチップの実装装置であって、前記第２整列部に整列した所定の個数のチップを整列順に上方から下方に向けてピックアップして基板に実装する。 3. The chip mounting apparatus according to claim 2, wherein the chip mounting apparatus according to claim 1 picks up a predetermined number of chips aligned in the second alignment portion from the upper side to the lower side in the alignment order. To implement.

本発明によれば、所定の個数のチップの整列順にピックアップことでチップ連続実装が実現できる。また整列されたチップは電極部同士が擦れ合うことがないので、電極部の黒化を防止することできる。 According to the present invention, continuous chip mounting can be realized by picking up a predetermined number of chips in order of alignment. Further, since the aligned chips do not rub against each other, blackening of the electrode portions can be prevented.

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の実装装置の全体構成図、図２は実装時のノズルの動作を説明する側面図、図３は本発明の実施の形態の実装装置における実装動作を説明する側面図、図４は本発明の実施の形態の実装装置における実装動作を説明する側面図である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view illustrating the operation of a nozzle during mounting, and FIG. 3 illustrates a mounting operation in the mounting apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a side view for explaining the mounting operation in the mounting apparatus according to the embodiment of the present invention.

最初に本発明の実施の形態の実装装置の構成について説明する。図１において、実装装置は、フィーダ部１とヘッド部２と実装部３とヘッド駆動部４とで構成されている。フィーダ部１のチップ収納部５には複数のチップ６が整列されない状態でバルク状にランダムに収納されている。収納部としてのチップ収納部５にはチップ搬送路（第１チップ搬送路）７の一端が開口しており、他端から真空吸引することでチップ収納部５内のチップ６がチップ搬送路７内に取り込まれる。 First, the configuration of the mounting apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1, the mounting apparatus includes a feeder unit 1, a head unit 2, a mounting unit 3, and a head driving unit 4. A plurality of chips 6 are randomly stored in bulk in the chip storage unit 5 of the feeder unit 1 without being aligned. One end of a chip transport path (first chip transport path) 7 is opened in the chip storage section 5 as a storage section, and the chip 6 in the chip storage section 5 is sucked from the other end by vacuum suction. It is taken in.

チップ搬送路７は、チップの姿勢を縦方向（長手方向）に規制し、かつ吸引による気流の生成を妨げない程度の断面を有しており、少なくとも一部に水平方向に直線状の搬送路が形成されている。この直線状の搬送路部分は、所定の個数のチップ６を直線状に整列させる整列部（第１整列部）８を形成している。 The chip transport path 7 has a cross section that restricts the orientation of the chip in the vertical direction (longitudinal direction) and does not hinder the generation of airflow by suction, and is at least partially linearly transported in the horizontal direction. Is formed. The linear conveyance path portion forms an alignment portion (first alignment portion) 8 that aligns a predetermined number of chips 6 in a straight line.

バキュームヘッド９はチップ搬送路７の他端に接離自在であり（矢印ａ）、チップ搬送路７の他端に接触した状態で所定時間真空吸引を継続することでチップ搬送路７の整列部８に所定の個数のチップ６を整列させる第１吸引手段として機能する。また、チップ搬送路７とバキュームヘッド９は、チップ収納部５に整列されない状態で収納された複数のチップ６のうち所定の個数のチップ６を所定の位置、すなわち整列部８に整列させる整列手段として機能する。 The vacuum head 9 can be freely contacted and separated from the other end of the chip transport path 7 (arrow a), and vacuum suction is continued for a predetermined time while being in contact with the other end of the chip transport path 7 so that the alignment section of the chip transport path 7 is aligned. 8 functions as first suction means for aligning a predetermined number of chips 6 to 8. In addition, the chip transport path 7 and the vacuum head 9 are an alignment unit that aligns a predetermined number of chips 6 among a plurality of chips 6 stored in an unaligned state in the chip storage unit 5 at a predetermined position, that is, the alignment unit 8. Function as.

チップ搬送路７の他端側には、チップ搬送路７内に取り込まれたチップ６の落下を防止するためのストッパ１０が設けられている。ストッパ１０はチップ搬送路７内の先頭にあるチップ６に対して接離自在であり（矢印ｂ）、接触したチップ６の移動を規制することでチップ搬送路７内に取り込まれたチップ６の落下を防止する。なお、チップ６の移動を規制する移動規制手段としては、ストッパ１０のように直接チップ６に接触するもののほか、真空吸引等の非接触手段によりチップ搬送路７の内壁に吸着させることで移動を規制することも可能である。 On the other end side of the chip transport path 7, a stopper 10 is provided for preventing the chip 6 taken into the chip transport path 7 from dropping. The stopper 10 is freely movable toward and away from the tip 6 in the tip conveyance path 7 (arrow b), and by restricting the movement of the contacted chip 6, the chip 10 taken into the chip conveyance path 7 is controlled. Prevent falling. As the movement restricting means for restricting the movement of the chip 6, in addition to directly contacting the chip 6 like the stopper 10, the movement is performed by adsorbing to the inner wall of the chip transport path 7 by non-contact means such as vacuum suction. It is also possible to regulate.

ヘッド部２にはチップ搬送路７と接離可能に連通するチップ搬送路（第２チップ搬送路）１１が設けられている。チップ搬送路１１の一端をチップ搬送路７に当接させて連通させた状態でチップ搬送路１１の多端から真空吸引することで整列部８に整列した全てのチップ６がチップ搬送路１１内に取り込まれる。チップ搬送路１１には、チップ搬送路７の整列部８に水平に整列した複数のチップ６をそのままの姿勢で整列させる整列部（第２整列部）１２が形成されている。 The head unit 2 is provided with a chip transport path (second chip transport path) 11 that is communicatively connected to the chip transport path 7. With the one end of the chip transport path 11 in contact with and communicated with the chip transport path 7, all the chips 6 aligned with the alignment unit 8 are sucked into the chip transport path 11 by vacuum suction from multiple ends of the chip transport path 11. It is captured. The chip transport path 11 is formed with an alignment section (second alignment section) 12 that aligns a plurality of chips 6 that are horizontally aligned with the alignment section 8 of the chip transport path 7 in the same posture.

チップ搬送路１１の一端側には、チップ搬送路１１に取り込まれたチップ６の落下を防止するためのシャッタ１３が設けられている。シャッタ１３はチップ搬送路１１の一端を外部に対して開閉自在であり（矢印ｃ）、一端を閉鎖することでチップ搬送路１１内に取り込まれたチップ６の落下を防止する。 On one end side of the chip transport path 11, a shutter 13 for preventing the chip 6 taken into the chip transport path 11 from dropping is provided. The shutter 13 can freely open and close one end of the chip transport path 11 with respect to the outside (arrow c), and prevents the chip 6 taken into the chip transport path 11 from dropping by closing one end.

バキュームヘッド１４はチップ搬送路１１の他端に接離自在であり（矢印ｄ）、チップ搬送路１１の他端と接触した状態でチップ搬送路１１内を真空吸引することで整列部８に整列した所定の個数のチップ６をチップ搬送路１１内に取り込んで整列部１２に整列させる第２吸引手段として機能する。バキュームヘッド１４には整列部１２に整列されたチッ
プ６を先頭のものから順に１個ずつ受け入れる空間１５が形成されている。空間１５の上方には開閉自在（矢印ｅ）のシャッタ１６が設けられており、シャッタ１６を開くと空間１５内のチップ６の上面が外部に露呈する。バキュームヘッド１４による真空吸引時にはシャッタ１６を閉じてチップ搬送路１１内の気密性を確保するとともにチップ６の飛び出しを防止する。 The vacuum head 14 is detachable from the other end of the chip transport path 11 (arrow d), and is aligned with the alignment unit 8 by vacuum suction inside the chip transport path 11 in contact with the other end of the chip transport path 11. It functions as a second suction unit that takes the predetermined number of chips 6 into the chip transport path 11 and aligns them with the alignment unit 12. The vacuum head 14 is formed with a space 15 for receiving the chips 6 aligned in the alignment unit 12 one by one from the top. A shutter 16 that can be freely opened and closed (arrow e) is provided above the space 15. When the shutter 16 is opened, the upper surface of the chip 6 in the space 15 is exposed to the outside. During vacuum suction by the vacuum head 14, the shutter 16 is closed to ensure airtightness in the chip transport path 11 and to prevent the chip 6 from popping out.

シャッタ１６の上方にはチップ６の吸装着を行うノズル１７が鉛直方向に移動自在（矢印ｆ）に設けられている。図２（ａ）において、ノズル１７は、シャッタ１６の開放（矢印ｇ）により上部が露呈したチップ６に向けて下降し（矢印ｈ）、真空吸引によりチップ６をピックアップする。そして図２（ｂ）において、バキュームヘッド１４がチップ搬送路１１から離反（矢印ｉ）してチップ６の下部が開放されると、さらに下降してチップ搬送路１１からチップ６を搬出する（矢印ｊ）。 Above the shutter 16, a nozzle 17 for sucking and mounting the chip 6 is provided so as to be movable in the vertical direction (arrow f). In FIG. 2A, the nozzle 17 descends toward the chip 6 whose upper part is exposed by opening the shutter 16 (arrow g) (arrow h), and picks up the chip 6 by vacuum suction. In FIG. 2B, when the vacuum head 14 is separated from the chip transport path 11 (arrow i) and the lower part of the chip 6 is opened, the vacuum head 14 is further lowered to carry the chip 6 out of the chip transport path 11 (arrow). j).

図１において、ヘッド部２はヘッド駆動部３により鉛直方向（矢印ｋ）と水平方向（矢印ｌ）に移動自在であり、整列部８に整列された所定の個数のチップを取り込んで整列部８に対し少なくとも水平方向に移動させるチップ移動手段として機能し、また実装部３の上方に移動させたチップ６を整列順にピックアップして基板１８に実装する実装手段としても機能する。 In FIG. 1, the head unit 2 is movable in the vertical direction (arrow k) and the horizontal direction (arrow l) by the head driving unit 3, and takes in a predetermined number of chips aligned in the alignment unit 8. In contrast, it functions as a chip moving means for moving at least in the horizontal direction, and also functions as a mounting means for picking up the chips 6 moved above the mounting portion 3 in order of arrangement and mounting them on the substrate 18.

次に、実装装置における一連の実装動作について説明する。図３（ａ）において、バキュームヘッド９がチップ搬送路７の他端からチップ搬送路７内を真空吸引し、チップ収納部５にランダムに収納されたチップ６を縦方向（長手方向）に姿勢を規制した状態でチップ搬送路７内に取り込む。 Next, a series of mounting operations in the mounting apparatus will be described. In FIG. 3A, the vacuum head 9 sucks the inside of the chip transport path 7 from the other end of the chip transport path 7, and the chips 6 randomly stored in the chip storage section 5 are held in the vertical direction (longitudinal direction). Is taken into the chip conveyance path 7 in a state where the above is regulated.

図３（ｂ）において、所定時間真空吸引を継続し、所定の個数のチップが整列部８に整列されると、バキュームヘッド９による真空吸引を停止し、チップ搬送路７の他端から離反させる（矢印ｍ）。また、ストッパ１０をチップ搬送路７の他端にあるチップ６に接触させ（矢印ｎ）、チップ６の落下を防止する。 In FIG. 3B, vacuum suction is continued for a predetermined time, and when a predetermined number of chips are aligned in the alignment unit 8, vacuum suction by the vacuum head 9 is stopped and separated from the other end of the chip transport path 7. (Arrow m). Further, the stopper 10 is brought into contact with the chip 6 at the other end of the chip transport path 7 (arrow n) to prevent the chip 6 from falling.

図３（ｃ）において、ヘッド部２がフィーダ部１側に移動し（矢印ｏ）、チップ搬送路１１の一端をヘッド搬送路７の他端に接触させて両搬送路７、１１を連通させる。また、ストッパ１０による規制を解除し（矢印ｐ）、シャッタ１３を開放する（矢印ｑ）。 In FIG. 3C, the head unit 2 moves to the feeder unit 1 side (arrow o), and one end of the chip transport path 11 is brought into contact with the other end of the head transport path 7 so that both transport paths 7 and 11 are communicated. . Further, the restriction by the stopper 10 is released (arrow p), and the shutter 13 is opened (arrow q).

図４（ａ）において、バキュームヘッド１４によりチップ搬送路１１の他端からチップ搬送路１１内を真空吸引し、チップ搬送路７の整列部８に整列した全てのチップ６をチップ搬送路１１内に取り込む。チップ搬送路１１内に取り込まれたチップ６は整列部１２に整列し、そのうち先頭のチップ６ａはバキュームヘッド１４の空間１５内に到達している。フィーダ部１からヘッド部２へのチップ６の取り込みは、ともに直線状の両整列部８、１２が同一直線状になった状態で行われるので、チップ６の移動が円滑になり、極めて短時間でチップ６の取り込みが完了する。 In FIG. 4A, the inside of the chip transport path 11 is vacuum-sucked from the other end of the chip transport path 11 by the vacuum head 14, and all the chips 6 aligned with the alignment portion 8 of the chip transport path 7 are stored in the chip transport path 11. Into. The chip 6 taken into the chip transport path 11 is aligned with the alignment unit 12, and the leading chip 6 a of the chip 6 reaches the space 15 of the vacuum head 14. The chip 6 is taken into the head part 2 from the feeder part 1 in a state in which both the linear alignment parts 8 and 12 are in the same straight line, so that the movement of the chip 6 becomes smooth and an extremely short time. This completes the loading of the chip 6.

図４（ｂ）において、ヘッド部２は、バキュームヘッド１４による真空吸引を一時停止し、シャッタ１３を閉鎖（矢印ｒ）した状態で基板１８の上方に移動する（矢印ｓ）。 4B, the head unit 2 temporarily stops the vacuum suction by the vacuum head 14, and moves above the substrate 18 with the shutter 13 closed (arrow r) (arrow s).

図４（ｃ）において、ヘッド部２を移動させて基板１８の実装箇所と位置合わせを行いながらノズル１７にピックアップしたチップ６を実装箇所に順次実装する。 In FIG. 4C, the chip 6 picked up by the nozzle 17 is sequentially mounted on the mounting portion while moving the head portion 2 and aligning with the mounting portion of the substrate 18.

チップ６を１個実装するとバキュームヘッド１４による真空吸引を再開し、整列部１２に整列したチップ６を順に空間１５に受け入れる動作を全てのチップ６の実装が終えるまで繰り返し行う。ヘッド部２が実装動作を行っている間にフィーダ部１では新たなチップ
６をチップ搬送路７に取り込み、所定の個数のチップ６を整列部８に整列させた状態で実装を終えたヘッド部２による取り込みを待機する。 When one chip 6 is mounted, the vacuum suction by the vacuum head 14 is resumed, and the operation of sequentially receiving the chips 6 aligned in the alignment unit 12 into the space 15 is repeated until all the chips 6 are mounted. While the head unit 2 is performing the mounting operation, the feeder unit 1 takes a new chip 6 into the chip transport path 7 and finishes mounting in a state where a predetermined number of chips 6 are aligned with the alignment unit 8. Wait for capture by 2.

ヘッド部２には所定の個数のチップ６を一度に取り込むことができるので、チップ６の連続実装が可能になり、フィーダ部１と実装部３との間をターンする回数を大幅に減らすことができる。また、ヘッド部２の実装動作中、フィーダ部１では新たなチップ６をヘッド部２に受け渡し可能な状態に待機させておくことも可能であるため、フィーダ部１における取り込みのためにヘッド部２に待ち時間が発生することがなくなり、実装効率の向上が期待できる。 Since a predetermined number of chips 6 can be taken into the head unit 2 at a time, the chips 6 can be continuously mounted, and the number of turns between the feeder unit 1 and the mounting unit 3 can be greatly reduced. it can. Further, during the mounting operation of the head unit 2, the feeder unit 1 can wait for a new chip 6 to be transferred to the head unit 2, so that the head unit 2 can be taken in by the feeder unit 1. Therefore, no waiting time is generated, and improvement in mounting efficiency can be expected.

また、フィーダ部１とヘッド部２が独立しているので、実装動作を担うヘッド部２の軽量化、小型化が実現し、位置合わせ精度の向上が期待できる。さらに、ヘッド部２に取り込まれた複数のチップ６は縦方向（長手方向）に整列されており、ヘッド部２の移動の際にチップ６の電極部同士が擦れ合うことがないので、電極部の黒化により半田の濡れ性等が悪化して実装品質が低下するという問題を回避することができる。 Further, since the feeder unit 1 and the head unit 2 are independent, the weight and size of the head unit 2 responsible for the mounting operation can be reduced, and an improvement in alignment accuracy can be expected. Further, the plurality of chips 6 taken into the head unit 2 are aligned in the vertical direction (longitudinal direction), and the electrode units of the chip 6 do not rub against each other when the head unit 2 moves. It is possible to avoid the problem that the wettability of the solder deteriorates due to blackening and the mounting quality deteriorates.

本発明によれば、所定の個数のチップの整列順にピックアップことでチップ連続実装が実現でき、また整列されたチップは電極部同士が擦れ合うことがなく電極部の黒化を防止することできるという利点を有し、バルク状に収納されたチップを連続実装する分野において有用である。 According to the present invention, continuous chip mounting can be realized by picking up a predetermined number of chips in the order of alignment, and the aligned chips can prevent blackening of the electrode parts without causing the electrode parts to rub against each other. And is useful in the field of continuously mounting chips stored in bulk.

本発明の実施の形態の実装装置の全体構成図Overall configuration diagram of mounting apparatus according to an embodiment of the present invention 実装時のノズルの動作を説明する側面図Side view explaining nozzle operation during mounting 本発明の実施の形態の実装装置における実装動作を説明する側面図The side view explaining the mounting operation in the mounting apparatus of embodiment of this invention 本発明の実施の形態の実装装置における実装動作を説明する側面図The side view explaining the mounting operation in the mounting apparatus of embodiment of this invention

Explanation of symbols

１フィーダ部
２ヘッド部
３実装部
５チップ収納部
６チップ
７チップ搬送路（第１チップ搬送路）
８整列部（第１整列部）
９バキュームヘッド
１１チップ搬送路（第２チップ搬送路）
１２整列部（第２整列部）
１４バキュームヘッド
１７ノズル
１８基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Feeder part 2 Head part 3 Mounting part 5 Chip storage part 6 Chip 7 Chip conveyance path (1st chip conveyance path)
8 Alignment part (first alignment part)
9 Vacuum head 11 Chip transfer path (second chip transfer path)
12 alignment part (second alignment part)
14 Vacuum head 17 Nozzle 18 Substrate

Claims

A storage section for storing a plurality of chips; an alignment means for aligning a predetermined number of chips among the plurality of chips stored in the storage section at a predetermined position; and a predetermined number of chips aligned at the predetermined position Chip moving means for taking chips and moving them at least in the horizontal direction with respect to the predetermined position; and a nozzle for picking up a predetermined number of chips taken into the chip moving means in order of alignment;
The alignment means transports the chips stored in the storage unit in a predetermined posture, and includes a first chip transfer path having a linear first alignment unit, and a plurality of chips stored in the storage unit A first suction means for sucking a predetermined number of chips into the first chip transport path and aligning them with the first alignment unit;
Further, the chip moving means communicates with the first chip transport path so as to be able to come into contact with and separate from the first chip transport path, and has a second chip transport path having a linear second alignment section, and chips aligned with the first alignment section in the second mounting apparatus Chi-up with the second suction means for by suction the chip conveyance path aligned with the second alignment portion.

2. The chip mounting apparatus according to claim 1 , wherein a predetermined number of chips aligned in the second alignment portion are picked up from the top to the bottom in the alignment order and mounted on the substrate.