JP5206927B2 - 電子部品のピックアップ方法と装置 - Google Patents

Description

本発明は電子部品のピックアップ方法と装置に関し、より詳しくは、発光ダイオード、トランジスタ、半導体チップなどの電子部品をピックアップ位置で１個ずつ取り出すようにしたピックアップ方法と装置に関する。

テーピング装置やボンディング装置には、発光ダイオード、トランジスタ、半導体チップなどの電子部品を１個ずつピックアップノズルに供給するものがある。この種の装置においては、搬送手段によって搬送されてくる電子部品がピックアップ位置に供給されたら、該ピックアップ位置に供給された電子部品をピックアップノズルで保持して該ピックアップ位置から取り出すようになっている。
上記搬送手段による電子部品の搬送に際しては、電子部品が飛び出さないように電子部品の周囲を囲ってあり、先端部のピックアップ位置では電子部品を取り出せるように上方が開放されている。
電子部品の形状などによっては、上記ピックアップ位置で電子部品が飛び出たり姿勢が傾斜したりして安定した状態で取り出すことができないことがあり、従来、電子部品の飛び出しや傾斜を防止するために、ピックアップ位置にストッパー手段を設けたり（特許文献１）、或いはシャッターを設けるようにしていた（特許文献２）。
特開２００３−２４６４４６号公報 特許３６４２０７１号公報

上記ストッパー手段やシャッターを設ければ、ピックアップ位置での電子部品の飛び出しや傾斜を防止することができるが、装置が複雑となってコストが増大するという問題がある。
本発明はそのような事情に鑑み、ストッパー手段やシャッターを設けることなく、ピックアップ位置での電子部品の飛び出しや傾斜を防止することができる電子部品のピックアップ方法と装置を提供するものである。

すなわち請求項１の発明は、搬送手段によって搬送されてくる電子部品がピックアップ位置に供給されたら、該ピックアップ位置に供給された電子部品をピックアップノズルで保持して該ピックアップ位置から取り出すようにした電子部品のピックアップ方法において、
上記電子部品がピックアップ位置に供給される前に、上記ピックアップノズルをガイド位置に位置させて、該ピックアップノズルによりピックアップ位置に供給される電子部品をガイドするようにし、
上記ピックアップノズルによって取り出された電子部品に後続する電子部品は、上記電子部品がピックアップノズルによって取り出された後に、その後続する位置よりも上記ピックアップ位置の手前の位置まで前進されてからストッパ手段によりその前進が阻止され、かつ上記ピックアップノズルがガイド位置に復帰されたら、ストッパ手段による阻止が解除されてピックアップノズルによってガイドされながらピックアップ位置に前進供給されることを特徴とするものである。
また請求項２の発明は、 複数の電子部品の周囲を囲って搬送する搬送手段と、この搬送手段による電子部品の搬送方向前方に設けられたピックアップ位置と、このピックアップ位置に供給された電子部品を保持して該ピックアップ位置から取り出すピックアップノズルとを備えた電子部品のピックアップ装置において、
上記ピックアップノズルは、上記電子部品がピックアップ位置に供給される際に、電子部品がピックアップ位置に供給されるのをガイドするガイド位置に位置し、
上記搬送手段は、ピックアップ位置に供給された電子部品に後続する電子部品の前進を阻止するストッパ手段を備えており、該ストッパ手段は、上記ピックアップノズルがピックアップ位置の電子部品を取り出してから、再び上記ガイド位置に復帰されるまでの間、ピックアップ位置に供給された電子部品に後続する電子部品が、その後続する位置よりも前進した位置で当該電子部品の前進を阻止して、当該後続する電子部品がピックアップ位置に供給されるのを阻止することを特徴とするものである。

本発明によれば、上記電子部品がピックアップ位置に供給される前に、上記ピックアップノズルをガイド位置に位置させて、該ピックアップノズルで電子部品がピックアップ位置に供給されるのをガイドさせることができるので、ピックアップ位置に供給される電子部品が飛び出したり傾斜したりすることを上記ピックアップノズルによって確実に防止することができる。
そして上記ピックアップノズルは、ピックアップ位置に供給された電子部品を取り出すために元々設けられているものであるから、従来のように新たにストッパー手段やシャッターを追加して設ける必要がなく、したがってコストの増大を抑制することができる。
また、上記ピックアップノズルによって取り出された電子部品に後続する電子部品は、上記電子部品がピックアップノズルによって取り出された後に、その後続する位置よりも上記ピックアップ位置の手前の位置まで前進されてからストッパ手段によりその前進が阻止されるようになっているので、次にピックアップノズルがガイド位置に復帰されてから、後続の電子部品がピックアップ位置に搬入されるまでの時間を短縮することができ、したがって高速化に寄与することができる。

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１、図２において、ＬＥＤ、トランジスタ、半導体チップなどの多数の電子部品１は、図示しない従来公知のパーツフィーダによって表裏面が一定の方向に揃えられ、かつ一列に整列されて周囲が囲われた状態で、搬送手段２によってその先端のピックアップ位置Ａに搬送されるようになっている。
図示実施例では、各電子部品１は下半分と上半分とがそれぞれ方形板状となっており、かつ上半分の方形板状部分が下半分の方形板状部分よりも大きく成形されて下半分の方形板状部分の四方に突出する形状となっている。

上記搬送手段２は、各電子部品１の底面を支持する底部支持部材３と、１列に整列された各電子部品の両側面を支持する側部支持部材４，４と、各電子部品の天面を支持する上部支持部材５とを備えており、各電子部品１は上記底部支持部材３、側部支持部材４，４および上部支持部材５によりそれぞれ底面と両側面と天面とが囲まれた状態で、図示しない振動手段による振動によって、上記ピックアップ位置Ａに向けて搬送されるようになっている。

上記底部支持部材３と側部支持部材４，４とは上記ピックアップ位置Ａまで伸びており、かつそれらの先端部にストッパ部材６が一体に連設されている。これにより、上述した図示しない振動手段による振動によってピックアップ位置Ａに向けて搬送されてきた電子部品１は、最先端の電子部品１ａが上記ストッパ部材６に当接したら、その前進が阻止されるようになっている。
上記上部支持部材５のみは、上記ピックアップ位置Ａよりも手前の位置で切り欠かれており、それによってストッパ部材６に当接した最先端の電子部品１ａは、その天面が外部に露出するようになっている。これにより、ピックアップノズル７で最先端の電子部品１ａの天面を吸着して上昇させることにより、該電子部品１ａを搬送手段２から取り出して、次の工程に搬送することができるようになっている。

図２に示すように、側部支持部材４，４にはピックアップ位置Ａに電子部品１が供給されたか否かを検出する検出手段１１を設けてある。図示実施例では、検出手段１１は投光素子１１ａと受光素子１１ｂとを備えており、投光素子１１ａから発光された光は、一方の側部支持部材４に穿設した貫通孔４ａと他方の側部支持部材４に穿設した貫通孔４ｂとを介して受光素子１１ｂで受光されるようになっている。
そして電子部品１が上記ストッパ部材６に当接した状態では、当該電子部品１が上記光を遮ることができるようになっており、光が遮ぎられたことによって、電子部品１が上記ピックアップ位置Ａに供給されたことを検出することができるようになっている。

上記搬送手段２の底部支持部材３には、３つの連続した電子部品１の底面をそれぞれ吸着して各電子部品１の前進を阻止するためにストッパ手段として３つの吸着孔３ａ〜３ｃを形成してあり、各吸着孔３ａは図示しない電磁開閉弁を介して真空源に連通させてある。
また、上記ピックアップノズル７にも電子部品１の天面を吸着保持するための吸着孔７ａを形成してあり、この吸着孔７ａも図示しない電磁開閉弁を介して上記真空源に連通させてある。

以上の構成において、図３は上記ピックアップノズル７が電子部品１を吸着保持した状態で上昇されて当該電子部品１をピックアップ位置Ａから取り出して所定時間経過後の状態を示している。この状態では、図４の本発明のシーケンスで示すように、上記搬送手段２の各吸着孔３ａ〜３ｃに負圧が導入されて（ステップ１）それぞれ電子部品１を吸着保持している。この状態では、最先端の電子部品１ａは未だピックアップ位置Ａに導入されておらず、したがって最先端の電子部品１ａはストッパ部材６に当接してはいない。
この後、上記ピックアップノズル７は吸着した電子部品１を次工程に受け渡すようになり、その受け渡しの際には、ピックアップノズル７の吸着孔７ａへの負圧の導入が遮断されることになる（ステップ２）。
そして上記ピックアップノズル７が吸着保持した電子部品１を次の工程に受け渡すと、該ピックアップノズル７はピックアップ位置Ａの上方のガイド位置Ｂに移動されるようになり（ステップ３）、この状態では、ピックアップノズル７の下面によって最先端の電子部品１ａの天面をガイドすることができるようになる。このときのピックアップノズル７の下面と電子部品１ａの天面との間のクリアランスは、２０〜５０μｍ程度が好ましい。

この状態となると、搬送手段２の各吸着孔３ａ〜３ｃへの負圧の導入が遮断され（ステップ４）、これにより各電子部品１は、上述した振動手段による振動によって搬送手段２のピックアップ位置Ａに向けて搬送されるようになる。
そして最先端の電子部品１がピックアップ位置Ａに搬入されてストッパ部材６によりその前進が阻止されると、検出手段１１がその状態を検出するので（ステップ５）、これによりピックアップノズル７の吸着孔７ａに負圧が導入されて（ステップ６）、ピックアップ位置Ａに搬入された最先端の電子部品１ａを吸着保持する。この際には、搬送手段２の各吸着孔３ａ〜３ｃには未だ負圧が導入されていない。

電子部品１がピックアップ位置Ａに搬入される際に、図６に示すように、ピックアップノズル７がガイド位置Ｂから離れた位置に、すなわち従来のように最先端の電子部品１ａの天面をガイドすることができない位置に位置している場合には、最先端の電子部品１ａが後続の電子部品１ｂによって押し出されたり、乗り上げてその天面が傾斜したりして、ピックアップノズル７によって最先端の電子部品１ａを吸着保持することができない事態が発生する危険性があった。
このような事態は、最先端の電子部品１ａがストッパ部材６によりその前進が阻止されて、その状態が検出手段１１によって検出されてから、吸着孔３ａによって最先端の電子部品１ａが吸着保持されるまでの間にタイムラグがあると、最先端の電子部品１ａに後続の電子部品からの押圧力が作用するのでそれにより押し出されて発生することになる。
そして上述したように電子部品１の形状が、例えば上半分の方形板状部分が下半分の方形板状部分よりも大きく成形されて下半分の方形板状部分の四方に突出する形状となっている場合のように、電子部品１の相互の接触面に凹凸がある場合に発生し易くなり、また電子部品１の搬送速度が速い場合にも発生し易くなる。

しかるに本実施例においては、最先端の電子部品１ａがピックアップ位置Ａに搬入される際にはピックアップノズル７はガイド位置Ｂに位置しているので、最先端の電子部品１ａがストッパ部材６によりその前進が阻止された状態となり、かつ後続の電子部品１ｂによって押圧力を受けても、ピックアップノズル７の下面によって最先端の電子部品１ａが上方に押し出されることが阻止されるので、当該電子部品１ａの上面が傾斜するような事態の発生を防止することができる。

このようにして最先端の電子部品１ａの天面がピックアップノズル７によって吸着保持されると、ピックアップノズル７が上昇されて（ステップ７）、最先端の電子部品１ａをピックアップ位置Ａから取り出し、次の工程に搬送するようになる。
他方、図３に示すように、上記ピックアップノズル７が上昇されて最先端の電子部品１ａがピックアップ位置Ａから取り出されると、これに後続する電子部品１の前進が再開されるようになるが、新たに最先端となった電子部品１がピックアップ位置Ａに搬入される前に、すなわちストッパ部材６に当接する前に、上記搬送手段２の各吸着孔３ａ〜３ｃに負圧が導入されて（ステップ１）、後続の電子部品１がそれぞれ底部支持部材３に吸着保持されるようになる。したがって、新たに最先端となった電子部品１が後続の電子部品に押し出されて、その上面が傾斜するような事態が生じることはない。なお、各吸着孔３ａ〜３ｃに負圧を導入するタイミングは、ピックアップノズル７の上昇後からの経過時間と電子部品１の進む距離より予め設定しておく。
以後、上述の作動が繰り返されて、ピックアップノズル７により電子部品１がピックアップ位置Ａから１つずつ取り出されるようになる。

ところで、最先端の電子部品１ａがピックアップ位置Ａに搬入されてストッパ部材６によりその前進が阻止されている状態（図１の状態参照）で、搬送手段２の各吸着孔３ａ〜３ｃに負圧を導入して各電子部品１を底部支持部材３に吸着保持させることも可能である。
この場合には、最先端の電子部品１ａがピックアップノズル７に吸着保持されたら、吸着孔３ｂ、３ｃへの負圧の導入を維持したまま最先端の電子部品１ａを吸着する吸着孔３ａへの負圧の導入を遮断することが望ましい。しかしながら、ピックアップノズル７の吸着力の方が搬送手段２の吸着力よりも大きい場合には、吸着孔３ａへの負圧の導入を継続したままとしてもよい。
そして、ピックアップノズル７が最先端の電子部品１ａを取り出して次工程に受け渡し、再びピックアップノズル７がガイド位置Ｂに復帰されたら、上記吸着孔３ａ〜３ｃの負圧を遮断すれば、各電子部品１を前進させることができる。

しかしながら図１の状態に比較して、図３に示すように、後続の電子部品１をある程度、望ましくはストッパ部材６に当接する寸前の位置まで前進させた状態で、底部支持部材３に吸着保持させることが好ましい。このように、後続の電子部品１を前進させておけば、次にピックアップノズル７がガイド位置Ｂに復帰されてから、後続の電子部品１がピックアップ位置Ａに搬入されるまでの時間を短縮することができ、したがって高速化に寄与することができる。

以上の説明から理解されるように、高速化という観点からは、ピックアップノズル７がガイド位置Ｂに、つまり吸着位置に復帰された際には、既に電子部品１がピックアップ位置Ａに搬入されていることが望ましい。
図５の従来のシーケンスは、飛び出しや傾斜の危険性がない電子部品１を処理する場合のシーケンスを示しており、本実施例では、処理すべき電子部品１の種類に応じて、本発明のシーケンスと従来のシーケンスとを選択使用することができるようになっている。
上記従来のシーケンスでは、電子部品１がピックアップ位置Ａに搬入されたことが検出手段１１によって検出されてから（ステップ１）、搬送手段２の吸着孔３ａ〜３ｃに負圧を導入して（ステップ２）、各電子部品１を吸着保持するようになっている。この後、ピックアップノズル７が下降して電子部品１をピックアップ可能な状態となったら（ステップ３）、ピックアップノズル７の吸着孔７ａに負圧が導入されて電子部品１を吸着し（ステップ４）、この状態となったら搬送手段２の吸着孔３ａ〜３ｃへの負圧の導入が解除されてから（ステップ５）、ピックアップノズル７が上昇して吸着保持した電子部品１をピックアップ位置Ａから取り出すようになる。
そしてピックアップノズル７がピックアップ位置Ａから吸着保持した電子部品１を取り出すことによって後続の電子部品１が前進するようになり、電子部品１がピックアップ位置Ａに搬入されたことが検出手段１１によって検出されれば、以後上述の作動が繰り返されるようになる。

なお、ストッパ手段としては上述した実施例のように吸着孔３ａ〜３ｃでなくてもよく、ストッパピンやストッパ片を突出させることによって電子部品１の前進を阻止するようにしてもよい。

本発明の一実施例を示す断面図。 図１の平面図。 図１と異なる状態を示す断面図。 本発明のシーケンスを示すステップ図。 従来のシーケンスを示すステップ図。 従来の欠点を説明するための断面図。

符号の説明

１ 電子部品 ２ 搬送手段
３ａ〜３ｃ 吸着孔（ストッパ手段） ７ ピックアップノズル
７ａ 吸着孔 １１ 検出手段
Ａ ピックアップ位置 Ｂ ガイド位置

Claims (3)

1. 搬送手段によって搬送されてくる電子部品がピックアップ位置に供給されたら、該ピックアップ位置に供給された電子部品をピックアップノズルで保持して該ピックアップ位置から取り出すようにした電子部品のピックアップ方法において、
   上記電子部品がピックアップ位置に供給される前に、上記ピックアップノズルをガイド位置に位置させて、該ピックアップノズルによりピックアップ位置に供給される電子部品をガイドするようにし、
   上記ピックアップノズルによって取り出された電子部品に後続する電子部品は、上記電子部品がピックアップノズルによって取り出された後に、その後続する位置よりも上記ピックアップ位置の手前の位置まで前進されてからストッパ手段によりその前進が阻止され、かつ上記ピックアップノズルがガイド位置に復帰されたら、ストッパ手段による阻止が解除されてピックアップノズルによってガイドされながらピックアップ位置に前進供給されることを特徴とする電子部品のピックアップ方法。
2. 複数の電子部品の周囲を囲って搬送する搬送手段と、この搬送手段による電子部品の搬送方向前方に設けられたピックアップ位置と、このピックアップ位置に供給された電子部品を保持して該ピックアップ位置から取り出すピックアップノズルとを備えた電子部品のピックアップ装置において、
   上記ピックアップノズルは、上記電子部品がピックアップ位置に供給される際に、電子部品がピックアップ位置に供給されるのをガイドするガイド位置に位置し、
   上記搬送手段は、ピックアップ位置に供給された電子部品に後続する電子部品の前進を阻止するストッパ手段を備えており、該ストッパ手段は、上記ピックアップノズルがピックアップ位置の電子部品を取り出してから、再び上記ガイド位置に復帰されるまでの間、ピックアップ位置に供給された電子部品に後続する電子部品が、その後続する位置よりも前進した位置で当該電子部品の前進を阻止して、当該後続する電子部品がピックアップ位置に供給されるのを阻止することを特徴とする電子部品のピックアップ装置。
3. 上記ストッパ手段は、搬送手段に設けられた吸着孔を備えており、該吸着孔に導入される負圧により電子部品を吸着保持して当該電子部品の前進を阻止することを特徴とする請求項２に記載のピックアップ装置。

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