JP5042145B2

JP5042145B2 - 電子部品の実装装置

Info

Publication number: JP5042145B2
Application number: JP2008168925A
Authority: JP
Inventors: 勝也佐野
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2028-06-27
Also published as: JP2010010465A

Description

この発明はテープ状の基材をガイドレールに沿って所定方向に搬送し、実装位置に位置決めして電子部品を実装する実装装置に関する。

樹脂製テープやリードフレームなどのテープ状の基材に電子部品を実装する場合、上記基材をたとえば供給ストッカなどの供給部からガイドレールに供給したならば、その基材を搬送手段によって上記ガイドレールに供給して搬送し、その基材の電子部品が実装される部位を実装位置である、実装ツールの中心線に対応する位置に位置決めする。実装位置で上記基材に電子部品を実装したならば、その基材を搬送し、ガイドレールから搬出してたとえば格納ストッカなどの格納部に格納したり、次工程に受け渡すようにしている。

上記基材の搬送手段としては、特許文献１に記載されているようにチャック搬送機構（特許文献１ではクランパ開閉機構としている。）が用いられている。チャック搬送機構は開閉駆動及び往復駆動される一対の挟持片を有し、上記基材を送るときに、上記一対の挟持片が閉じて上記基材を挟持し、その状態で所定方向に所定の距離で送る。

そして、上記チャック搬送機構が所定方向に所定の距離で送られると、上記一対の挟持片が開いて上記チャック機構が基材の送り方向と逆方向に所定距離戻り、その位置で再び挟持片が閉じて基材を挟持し、その基材を所定方向に所定距離搬送するということを繰り返すことになる。つまり、チャック搬送機構は基材を所定距離ずつ間欠的に搬送する用になっている。

上記基材が実装位置まで搬送されると、その位置で上記基材の所定の位置に実装ツールによって半導体チップなどの電子部品が実装される。実装後、電子部品が実装された基材は、上記チャック機構によってガイドレールから搬出されて格納部に格納されて次工程に供給される。
特開２００４−１９３１８２号公報

チャック搬送機構によって基材を搬送するようにすると、基材を実装位置に高精度に位置決めすることができるから、その基材に対する電子部品の実装も高精度に行なうことが可能となる。

しかしながら、チャック搬送機構は一対の挟持片を往復駆動して基材を搬送するため、基材を一対の挟持片で挟持して所定距離搬送したならば、その挟持片を開いて搬送方向と逆方向に戻さなければならないから、挟持片が戻るときには基材を搬送することができない待ち時間となってしまう。つまり、基材の搬送が非連続的（間欠的）となる。

そのため、チャック搬送機構によって基材を搬送するようにすると、搬送に要する時間が長く掛かることになるから、生産性を十分に向上させることができないということがある。

この発明は、基材を位置決めするときはその基材をチャック搬送機構によって精度よく搬送し、それ以外の搬送は連続的に能率よく搬送できるようにすることで、生産性の向上を図るようにした電子部品の実装装置を提供することにある。

この発明は、テープ状の基材に電子部品を実装する実装装置であって、
上記基材を搬送可能に支持するガイド手段と、
このガイド手段に支持された上記基材を搬送する搬送手段と、
この搬送手段によって搬送されて位置決めされた上記基材に上記電子部品を実装する実装手段を具備し、
上記搬送手段は、開閉及び回転駆動されるとともに往復駆動される一対のローラを有し、閉方向に駆動された一対のローラによって上記基材を挟持して上記実装位置に搬送位置決めするとともに、上記基材を位置決めするとき以外は上記基材を挟持した上記一対のローラが回転駆動されて上記基材を連続搬送するローラ搬送機構によって構成されていることを特徴とする電子部品の実装装置にある。

この発明によれば、ローラ搬送機構によって基材を精度よく位置決めすることができ、しかも能率よく搬送することができるから、生産性の向上を図ることが可能となる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１乃至図４はこの発明の第１の実施の形態を示し、図１は実装装置を示す平面図であって、この実装装置は所定間隔で平行に配置されたガイド手段としての断面Ｌ字状の一対のガイドレール１を備えている。このガイドレール１には樹脂製テープやリードフレームなどのテープ状の比較的長尺な基材Ｗが幅方向の両端部を係合させて移動可能に供給される。

上記ガイドレール１に供給された基材Ｗは左右一対のローラ搬送機構３と、このローラ搬送機構３よりも基材Ｗの搬送方向上流側に配置され左右一対のチャック搬送機構４によって搬送されるようになっている。

上記ローラ搬送機構３は、図３に示すように側面形状がコ字状で、所定位置に固定的に設けられた筐体７を有する。この筐体７の垂直な側壁には上下方向に沿って細長い通孔８が形成されている。この通孔８には上部軸９が挿通されていて、この上部軸９の上記筐体７の側壁の外面に突出した一端には上部ローラ１１が嵌着されている。

上記上部軸９の他端は駆動モータ１２に連結されている。この駆動モータ１２は上記筐体７の上面に軸線を垂直にして設けられた駆動シリンダ１３のロッド１３ａに連結されている。それによって、上部ローラ１１は上記駆動モータ１２によって回転駆動されるとともに、上記駆動シリンダ１３によって矢印で示す上下方向に駆動可能となっている。

上記筐体７の側壁の、上記上部軸９よりも下方の部位には下部軸１４が軸受１５によって回転可能に支持されている。この下部軸１４の筐体７の外面に突出した一端には下部ローラ１６が嵌着されている。この下部ローラ１６は上記上部ローラ１１の下方に対向位置し、その上端は上記ガイドレール１に供給された基材Ｗの下面とほぼ同じ高さに設定されている。

そして、上記上部ローラ１１が上記駆動シリンダ１３によって下方へ駆動されると、左右一対のローラ搬送機構３の上部ローラ１１と下部ローラ１６とで上記基材Ｗの幅方向の両端部を挟持する。したがって、その状態で上記駆動モータ１２を作動させて上部ローラ１１を回転駆動すれば、上記基材Ｗを上記ガイドレール１に沿う図１にＸで示す方向に連続搬送できるようになっている。

上記チャック搬送機構４は図２に示すように基材Ｗの幅方向の端部を挟持する上下一対の挟持片としての上クランパ２６と下クランパ２７が設けられた筐体２８を有する。この上クランパ２６と下クランパ２７は周知のように図示しないカム機構などによって上下逆方向に駆動されて開閉するようになっている。そして、上記筐体２８は図２に示す往復駆動機構２９によって図２にＳで示すストロークで往復駆動されるようになっている。

上記ガイドレール１に供給された基材Ｗは上記ローラ搬送機構３によって連続的に搬送される。ローラ搬送機構３によって搬送される基材Ｗは図２に示す撮像カメラ３１によって撮像される。撮像カメラ３１の撮像信号は図４に示す画像処理部３０でデジタル信号に変換され、制御装置３２に設けられた図示しない演算処理部で処理される。

そして、制御装置３２での演算処理に基いて基材Ｗに設けられた図示しない位置決めマークが認識されると、その認識に基いて上記ローラ搬送機構３による基材Ｗの搬送が停止される。

ついで、基材Ｗはチャック搬送機構４によってストロークＳ又は予め設定されたストロークＳと異なる距離で図１に矢印Ｘで示す搬送方向に複数回間欠的に搬送され、この基材Ｗの電子部品としての後述する半導体チップ３３が実装される部位の中心が実装位置Ｂに設けられた実装ツール３５の中心に一致するよう位置決めされる。

つまり、撮像カメラ３１が基材Ｗの位置決めマークを認識してローラ搬送機構３による基材Ｗの搬送が停止されると、その時点において基材Ｗの半導体チップ３３が実装される部位の中心、つまり撮像カメラ３１の光軸から実装位置Ｂの実装ツール３５の中心までの図２にＬで示す距離を求めることができるから、その距離Ｌに基いて上記チャック搬送機構４の駆動、つまり基材Ｗの搬送距離が上記制御装置３２によって制御される。それによって、上述したように基材Ｗは半導体チップ３３が実装される部位の中心が実装位置Ｂに設けられた実装ツール３５の中心に一致するよう位置決めされる。

上記実装ツール３５は実装ヘッド３６に取付けられていて、この実装ヘッド３６は第１のＺ駆動源３７によって上下方向である、Ｚ方向に駆動されるようになっている。

上記基材Ｗが上記実装位置Ｂに位置決めされると、上記実装ツール３５が下端に上記半導体チップ３３を吸着保持した状態で、上記実装ヘッド３６とともに上記第１のＺ駆動源３７によって下降方向に駆動される。それによって、上記半導体チップ３３が上記基材Ｗに押圧され、その基材Ｗに実装される。

上記半導体チップ３３が上記基材Ｗに実装されるとき、上記基材Ｗの下面は実装ステージ３８に支持される。それによって、上記基材Ｗが下方へ撓むのが阻止される。上記実装ステージ３８は第２のＺ駆動源３９によって上下方向に駆動可能となっている。そして、基材Ｗに半導体チップ３３を実装するとき、上昇方向に駆動されて基材Ｗの下面を支持するようになっている。

この実施の形態では、上記ローラ搬送機構３とチャック搬送機構４は上記実装位置Ｂよりも基材Ｗの搬送方向下流側に配設されている。
なお、上記制御装置３２は上記駆動モータ１２、駆動シリンダ１３、第１のＺ駆動源３７及び第２のＺ駆動源３９の駆動を予め設定されたプログラムに応じて制御するようになっている。

上記構成の実装装置によれば、ガイドレール１に供給された基材Ｗは、ローラ搬送機構３によって連続搬送される。そして、基材Ｗが撮像カメラ３１の撮像に基いて所定の位置まで搬送されたことが認識されると、その認識に基いて上記基材Ｗの搬送が制御装置３２によってローラ搬送機構３からチャック搬送機構４に切換えられる。

チャック搬送機構４は制御装置３２によって駆動が制御される往復駆動機構２９によって基材Ｗを図２にＬで示す距離で精密に搬送することができる。それによって、撮像カメラ３１によって撮像された、基材Ｗの半導体チップ３３が実装される部位の中心が実装位置Ｂに設けられた実装ツール３５の中心と精密に一致するよう、上記基材Ｗを実装位置に搬送位置決めすることができる。

このようにして、基材Ｗが実装位置Ｂに位置決めされると、Ｚ駆動源３７によって実装ツール３５が下降方向に駆動され、この実装ツール３５の下端に吸着保持された半導体チップ３３が上記基材Ｗに実装されることになる。つまり、半導体チップ３３を基材Ｗに精密に位置決めして実装することが可能となる。

基材Ｗに半導体チップ３３が実装されると、ローラ搬送機構３が作動し、その基材Ｗを上下一対のローラ１１，１６で挟持して連続搬送し、ガイドレール１から搬出する。すなわち、基材Ｗはローラ搬送機構３によって連続搬送されて次工程に受け渡されることになる。

このように、ガイドレール１に供給された基材Ｗは、半導体チップ３３が実装される部位が実装位置Ｂに近付き、その部位を実装位置Ｂに位置決めするときだけチャック搬送機構４によって間欠搬送し、それ以外の搬送はローラ搬送機構３によって連続搬送するようにした。

そのため、半導体チップ３３を実装するときには上記基材Ｗをチャック搬送機構４によって精密に位置決めすることができるから、その位置決め精度に応じて半導体チップ３３の実装精度を向上させることができる。しかも、位置決め以外の搬送はローラ搬送機構３によって連続搬送するため、ガイドレール１に供給された基材Ｗの平均搬送速度を速くして生産性を向上させることができる。つまり、実装精度の低下を招くことなく、基材Ｗを効率よく搬送して生産性を向上させることが可能となる。

図５はこの発明の第２の実施の形態を示す。この実施の形態は基材Ｗの搬送方向における実装位置Ｂの下流側だけでなく、上流側にも第１の実施の形態と同じ構成のローラ搬送機構３を配置する。

それによって、ガイドレール１に基材Ｗが供給されたならば、まず、上流側のローラ搬送機構３によってその基材Ｗを所定の位置まで連続搬送し、ついでチャック搬送機構４によって間欠搬送して位置決めする。

位置決めされた基材Ｗに半導体チップ３３が実装されたならば、この基材Ｗを実装位置Ｂの下流側に配置されたローラ搬送機構３によってガイドレール１から搬出する。

このように、基材Ｗの搬入及び搬出を一対のローラ搬送機構３によって行うようにすれば、搬出だけをローラ搬送機構３によって行う場合に比べてさらに生産性を向上させることができる。

図６はこの発明の第３の実施の形態を示す。この実施の形態は搬送手段として実装位置Ｂよりも基材Ｗの搬送方向の下流側にローラ搬送機構３Ａだけを設けるようにした。ローラ搬送機構３Ａの構成は、第１の実施の形態の図３に示すように一対のローラ１１、１６が開閉駆動され、上部ローラ１１が回転駆動されるという点で同じであるが、その筐体７が固定的に設けられず、往復駆動機構２９Ａによってガイドレール１に沿う方向に往復駆動されるようになっているという点で相違する。

このような構成によれば、ガイドレール１に基材Ｗが供給されると、その基材Ｗは上下一対のローラ１１、１６によって挟持される。ついで、ローラ搬送機構３Ａは往復駆動機構２９Ａによって往復駆動されて上記基材Ｗの半導体チップ３３が実装される部位を実装位置Ｂの実装ツール３５に対して位置決めする。

基材Ｗを実装位置Ｂに位置決めしたならば、その基材Ｗに半導体チップ３３を実装する。実装後、駆動モータ１２を作動させ、上部ローラ１１を回転駆動させて上下一対のローラ１１、１６によって挟持された基材Ｗを搬出方向へ連続搬送する。

このように、ローラ搬送機構３Ａを往復駆動機構２９Ａによって往復駆動させることができるようにすれば、ローラ搬送機構３Ａだけによって基材Ｗの間欠搬送及び連続搬送を行なうことが可能となる。
なお、第２、第３の実施例を示す図５、図６において、第１の実施の形態と同一部分には同一記号を付して説明を省略する。

第１の実施の形態では実装位置の下流側にローラ搬送機構とチャック搬送機構を設けたが、これら搬送機構は実装位置の上流側に設けてもよく、或いはチャック搬送機構を上流側に設け、ローラ搬送機構を下流側に設けるようにしてもよい。
また、各実施の形態において、基材には所定間隔で複数の半導体チップなどの電子部品を実装するようにしてもよい。

この発明の第１の実施の形態を示す実装装置の概略的構成の平面図。同じく正面図。一対のローラ搬送機構のうちの一方を示す断面図。制御系統のブロック図。この発明の第２の実施の形態を示す実装装置の概略的構成の平面図。この発明の第３の実施の形態を示す実装装置の概略的構成の正面図。

符号の説明

１…ガイドレール（ガイド手段）、３，３Ａ…ローラ搬送機構、４…チャック搬送機構、１１…上部ローラ、１６…下部ローラ、２６…上クランパ（挟持片）、２７…下クランパ（挟持片）、２９，２９Ａ…往復駆動機構、３１…撮像カメラ（撮像手段）、３２…制御装置、３３…半導体チップ（電子部品）、３５…実装ツール。

Claims

テープ状の基材に電子部品を実装する実装装置であって、
上記基材を搬送可能に支持するガイド手段と、
このガイド手段に支持された上記基材を搬送する搬送手段と、
この搬送手段によって搬送されて位置決めされた上記基材に上記電子部品を実装する実装手段を具備し、
上記搬送手段は、開閉及び回転駆動されるとともに往復駆動される一対のローラを有し、閉方向に駆動された一対のローラによって上記基材を挟持して上記実装位置に搬送位置決めするとともに、上記基材を位置決めするとき以外は上記基材を挟持した上記一対のローラが回転駆動されて上記基材を連続搬送するローラ搬送機構によって構成されていることを特徴とする電子部品の実装装置。