JP5279887B2 - 真空吸着ノズル - Google Patents
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Description
置検出が行なえることが開示されている。そして、この吸着ノズルは耐摩耗性に優れ、チップ部品をノズルでピックアップした際の画像処理を確実に行なえることが開示されている。
れている。
流れる空気への抵抗が抑えられるので、吸引力が低下することがなく十分な吸着力を確実に得ることができる。この突起7の高さは、真空吸着ノズル1の吸着面2の側を上面にして吸引孔3の内部を工具顕微鏡にて100倍以上の倍率で観察し、突起7の最も高いポイントと吸引孔3の内周底面との高低差を計測することで、測定することができる。
未満であると、突起7に電子部品15を真空吸引したときに塵や埃および半田屑などが接触しにくくなる傾向があり、付着物に帯電した静電気を効果的に放電することができない。一方、この表面粗さ(最大高さRmax)が5.5μmを超えると、電子部品15を真
空吸引によって吸着するときに塵や埃および半田屑などが突起7に引っ掛かる傾向があり、吸引孔3の目詰まりの原因となる。さらに好ましくは、この表面粗さ(最大高さRmax)は0.66〜4.8μmである。この範囲内であれば、静電気が帯電することによる塵や埃および半田屑などの付着や堆積を抑制することができる。そして、吸引孔3の中を通過する空気の流れの一部が、突起7に当たり渦流を発生させ、渦流が空気の流れの本流と吸引孔3の内面との摩擦抵抗を減らすことから、流量の低下を抑制し電子部品15の吸着ミスをより効果的に低減できる。
1mm以下の矩形状の電子部品15を吸着して、高密度に実装される回路基板に、電子部
品15を他の部品とともに実装するときに、吸着面2や円筒部5が先に実装してある電子部品や周囲に実装してある他の部品に接触して欠けるという問題を生じ難くするためである。吸着面2の直径が0.7mmを超えると、長辺が1mm以下の矩形状の電子部品15
を吸着して高密度に実装される回路基板に実装しようとすると、吸着面2や円筒部5が実装箇所の周囲にある他の部品と接触して破損しやすくなる。例えば、電子部品15が0603タイプ(寸法が縦0.6mm×横0.3mm)のチップ部品である場合には、回路基板に実装された部品の間隔が約0.1mmとなる箇所もある。そのために、電子部品15が
吸着面2に吸着されたときに僅かにずれただけでも、実装時に吸着面2や円筒部5が実装箇所の周囲にある他の部品に接触して破損することがある。
鉄,酸化チタン,酸化クロム,酸化コバルト,酸化ニッケルなどが挙げられる。中でも、酸化鉄および酸化クロムは黒色系セラミックスを得るための導電性付与材として好ましい。また、炭化珪素セラミックスでは、導電性付与材として炭素を使用したものが黒色系セラミックスとして好ましい。
0.8μmの範囲にあることがより好ましい。
。真空吸着ノズル1の吸着孔3の内面は焼き肌面であり、焼き肌面には導電性付与材の結晶粒子が突起7として現われるが、導電性付与材の平均結晶粒径が0.5〜3μmの範囲
であれば、吸引孔3の内面の表面粗さ(算術平均粗さRa)を0.5μm以下とすること
ができる。さらに、導電性付与材の平均結晶粒径が0.5〜3μmの範囲であれば、表面
粗さ(最大高さRmax)を0.6〜5.5μmの範囲内とすることができる。このことから、吸引孔3の内面に塵や埃および半田屑などが付着し堆積することを低減することができ、吸引力の低下を抑制することができ電子部品15の吸着ミスを低減することができる。
ために真空吸着ノズル1の色合いとしては黒色系などの濃色系の色合いが求められることが多い。このような黒色系の色合いの真空吸着ノズル1を得るためには、例えば、ジルコニアが65質量%に酸化鉄を30質量%,酸化クロムを3質量%,酸化コバルトを2質量%の組成としたものが好適である。また、電子部品15が銀色系のときは、真空吸着ノズル1の色合いは濃い黒色系を用いるのが好ましいが、これは、酸化鉄を25質量%以上とすることによって得ることができる。
℃〜1300℃)に一定時間(約1時間)保持するとよい。
高低差を、任意の場所を10ヶ所選んで測定した。その平均を吸引孔3の内面に形成された突起7の高さとした。また、各突起7の高さ調整は、大気雰囲気中での焼成の場合は、1000℃付近の高温域から400℃付近までの急冷時間を調整することで行なった。
以下であり、吸引力についても落下するものはなかったことが分かる。一方、本発明の比較例である試料No.19は、実装不良については11個以上であり、吸引力についても吸引し続けられず落下するものがあったことから、本発明の実施例のものは比較例のものよりも良好であることが分かる。すなわち、通常、電子部品を真空吸引によって吸着するときに同時に空気中の塵や埃および半田屑などの付着物が空気とともに吸引孔3から吸引され、これらの付着物に静電気が帯電する。これにより、吸引孔3の内面にこれらの付着物が堆積し、真空吸着ノズル1の吸引力が低下してしまう。しかしながら、本発明の試料No.2〜8,10〜17では、吸引孔3の内面にセラミックスの主成分よりも電気抵抗の小さい複数の突起7が形成されていることから、吸引された付着物が吸引孔3の内面に形成された突起7と接触することで、真空吸着ノズル1から電子部品装着装置20を介して付着物の静電気がアースされて放電される。これにより、静電気により空気中の塵や埃および半田屑などが吸引孔3の内面に付着して堆積することがほとんどない。一方、比較例である試料No.19は、真空吸着ノズル1の吸引孔3の内面に電気抵抗の小さい突起7がなく、吸引孔3の内面に静電気により塵や埃および半田屑などが付着しやすく、吸引孔3の孔詰まりによる実装不良が11個以上発生し、吸引力については落下するものがあり、従来品と同等かまたは劣るものであった。
囲気中で焼結して試料を作製した。そのときの試料を試料No.23とした。
0.15mmとなるように真空吸着ノズル1を作製した。なお、突起7の形状は、100
0倍のSEM(電子顕微鏡)写真にて観察して確認した。その突起7の形状の概略図を図5(X)〜(Z)に示す。図5(X)は半球状の形状を、(Y)はクレーター状の形状を、(Z)は山形状の形状を表しているものである。
質量%との割合で混合した。これに、水を加えてボールミルで粉砕し混合してスラリーを
作製し、これらのスラリーをスプレードライヤーを用いて噴霧乾燥し、顆粒を作製した。そして、この顆粒100質量部に対してエチレン酢酸ビニル共重合体,ポリスチレン,アクリル系樹脂を合計で20質量部加えてニーダに投入し、約150℃の温度に保ちながら混練して坏土を作製した。次に、得られた坏土をペレタイザーに投入してインジェクション成形用の原料となるペレットを作製した。そして、このペレットを公知のインジェクション成形機に投入し、図1に示す真空吸着用ノズル1となる成形体を作製した。
300℃)に一定時間(約1時間)保持し、続けて最高温度を1900〜2200℃とし
、最高温度での保持時間を1〜5時間として焼成して焼結体とした。得られた焼結体はバレル加工でセラミックスの表面を数μm研磨した。その後、真空吸着ノズル1の吸着面2となる部分を研削加工して平面とした。そして、真空吸着ノズル1の円筒部5の長さが3.2mm,外径が0.7mm,内径が0.4mmであり、円筒部5の肉厚が0.15mmである真空吸着ノズル1を得た。これらを試料No.24〜28とした。
与材を添加しなかった原料とを各々秤量した。そして、これらに水を加えてボールミルで粉砕し混合してスラリーを作製し、これらのスラリーをスプレードライヤーを用いて噴霧乾燥させ、それぞれの顆粒を作製した。また、これらの原料には焼結助剤として秤量時にマグネシア,カルシア,チタニア,ジルコニアなどを適宜添加した。
1300℃)に一定時間(約1時間)保持し、続けて最高温度を1400〜1800℃の
範囲とし、最高温度での保持時間を1〜5時間として、それぞれアルゴン雰囲気中で焼成して焼結体とした。得られた焼結体はバレル加工でセラミックスの表面を数μm研磨し、その後、真空吸着ノズル1の吸着面2となる部分を研削加工して平面とした。そして、真空吸着ノズル1の円筒部5の長さが3.2mm,外径が0.7mm,内径が0.4mmとな
り、円筒部5の肉厚が0.15mmとなるように真空吸着ノズル1を作製した。これらを
試料No.29〜43とした。
気の影響を受けることがない。そのため、真空吸着ノズル1からの静電気の反発力により電子部品15が吹き飛ばされるということがなくなることが確認された。また、電子部品15への放電による静電破壊を抑制することができ、吸引孔3の内面に静電気が溜まることが回避される。そのため、空気中の塵や埃および電子部品15の表面に形成された電極の半田屑などの付着物が吸引孔3の内面に付着して堆積するのを抑制することができるので、電子部品15の吸引不良や実装不良がほぼなくなることが確認された。
であり、円筒部5の肉厚は0.25mmである。
着テストを行なった。ここで、最近の特に薄型チップになると真空圧による破壊等の問題が発生することや、電子部品15の実装時間短縮のために吸着解除動作時間を短くする目的で吸引力の設定値を低くする方向にあることから、一般的な吸引力の設定値より低い60kPaという条件を追加したものである。
て吸引力を100kPaとして100個の電子部品15を吸着した結果は、電子部品15が落下したものはなく、また、吸着したときの位置ずれが10個を超えたものもないことから、判定は全て○または◎であった。しかし、表面粗さ(算術平均粗さRa)が、0.
60μmである試料No.129〜135のうち、表面粗さ(最大高さRmax)が0.
48μmと5.9μmとである試料No.129と135とでは、電子部品15の落下は
なかったものの、11個以上の電子部品15に吸着したときの位置ずれがあったことから判定は△であった。
下の時にもっとも発生が少ない。このことから、この値が大きくなると、塵や埃および半田屑などが突起7に直接引っ掛かり、付着し、さらに堆積する。これにより、吸引孔3を通過する空気の流量が低下して位置ずれが多発すると考えられる。
が好ましいことが分かる。
0〜5.50μmである試料No.102〜106,109〜113,116〜120,
123〜127では、電子部品15の位置ずれの判定は全て○または◎であった。さらに、表面粗さ(算術平均粗さRa)が0.06と0.45μmとであって表面粗さ(最大高さRmax)が0.66〜4.80μmである試料No.110〜112,117〜119では、位置ずれはなく判定は◎であった。
2:吸着面
3:吸引孔
4:円錐部
5:円筒部
6:頭部
7:突起
10:保持部材
Claims (9)
- 吸着面を先端に有する基体と、前記基体を貫通して前記吸着面に連通する吸引孔と、を備え、前記吸引孔の内面に複数の突起が形成されているとともに、該突起の高さが吸引孔の径の10%以下であることを特徴とする真空吸着ノズル。
- 前記基体は、少なくとも前記吸着面がセラミックスからなることを特徴とする請求項1に記載の真空吸着ノズル。
- 前記突起は、導電性付与材を含んだセラミックス、金属、および超硬合金のいずれかからなることを特徴とする請求項1または2に記載の真空吸着ノズル。
- 前記セラミックスが炭化珪素,アルミナ,ジルコニアのいずれかからなることを特徴とする請求項2に記載の真空吸着ノズル。
- 前記突起は半球状であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の真空吸着ノズル。
- 前記突起の高さが1μm以上30μm以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の真空吸着ノズル。
- 前記突起が酸化鉄,酸化チタン,酸化クロム、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ニッケル、炭化チタン、窒化チタンおよび炭素からなる群から選択される少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の真空吸着ノズル。
- 前記真空吸着ノズルの先端と後端との間の抵抗値が10〜1000Vの電圧で測定したときに、103Ω以上、1011Ω以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の真空吸着ノズル。
- 前記吸着面の直径が0.7mm以下であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の真空吸着ノズル。
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