JPH01209799A - 電子部品用配置装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は電子部品配置機械に関し、さらに具体的には、
上記機械用の部品配置ヘッド組立体に関するものである
。

Ｂ、従来技術 電子製造技術では回路基板（サーキット・ボード）上に
部品を自動的に配置するための装置として様々な形のも
のが開発されてきた。そうした装置の１つに、取外し式
の配置ヘッド組立体を備えた配置機械があり、その代表
例は添付の図面の第１０図ないし第１２図に示されてい
る。これらの図は、米国マサチューセッツ州ベヴアリー
のエムバー）　（Ｅｍｈａｒｔ　）マシナリー・グルー
プのダイナパート（Ｄｙｎａｐｅｒｔ）事業部製の配置
機械用アセンブリＭＰ８１１８型、ＭＰＳ５００型、Ｍ
Ｐ８３１８型、ＭＰＳ５２５型の簡略図である。

こうしたヘッド組立体の機能は、部品をその供給部から
自動的に把握し、部品を基板上の配置場所に対して正し
い方向に位置合せし、所期の場所まで移動させ、そこに
配置して、その後のウェーブはんだ付けや蒸気はんだ付
けなどによるボンディングに供することである。

こうしたヘッド組立体の構造と動作をさらに具体的に参
照すると、第１０図には配置ヘッド１０及びアクチュエ
ータ１２が示されている。アクチュエータ１２はヘッド
組立体１０の一体部分ではないが、部品配置装置の一部
として含まれ、ヘッド組立体と協動して上記機能を実行
する。アクチュエータ１２は矢印１４及び１６の方向に
原動力を供給し、それが（ピボット点２０の周りで旋回
する）動作レバー１８によってヘッド組立体１０に伝え
られる。さらに具体的に言うと、アクチュエータ１２が
矢印１４及び１６の方向に移動すると、ピボット点２０
の周りでのレバー１８の旋回作用によって、それぞれ矢
印２４及び２２の方向に対応する逆方向運動が発生する
。レバー１８には軸受２６が含まれ、内側ピンセット作
動スリーブ３２のフランジ部分３０の上面２８と係合す
る。このスリーブ３２は円形の主軸３４の周りにあり、
主軸３４は配置装置に接続されている。

外側ピンセット作動スリーブ３８の７ランノ部分３６の
上面３３と接続する同様の軸受を備えた、同様のアクチ
ュエータ・レバー機構（分かりやすくするため省略）が
設けられている。主軸３４、内側スリーブ３２及び外側
スリーブ３８は、互いに同軸すべり係合する。

主軸３４の周りの四分円中に、４本のピンセット・アー
ム４０が垂れ下がっている。ただし、第１０図ではピン
セット・アーム４０は３本しか見えない。ピンセット・
アーム４０はピボット点４２によって主軸３４に旋回可
能に接続されている。

−例として一番左側のピンセット・アーム４０を参照す
ると、ピンセット・アーム４０がピボット点４２の周り
で旋回すると、アーム４０の上部と下部がそれぞれピボ
ット点４２の周りを逆向きに矢印４４及び４６の方向に
移動し、またはそれと反対にそれぞれ矢印４８及び５０
の方向に移動する。

各スリーブ３２及び３８は、一対の直径方向に対向する
軸受を備えている。すなわち、第１０図及び内側スリー
ブ３２をさらに参照すると、これらのピンセット作動ロ
ーラ５２は、当該のピンセット・アーム４０の対応する
上側ローラ面に接触している。ピンセット・アーム４０
と同様に、ローラ５２も３個だけ見えている。

先述のアクチュエータ１２とレバー１８の運動によって
内側スリーブ３２が下方に押されると、ローラ５２は下
方に動きながらピンセット・アーム４０の表面５４上を
転がり、ピンセット・アーム４０の上部を矢印４４の半
径方向に外向きの方向に押す。このため、ピンセット・
アーム４０が矢印４６の半径方向に内向きの方向に動き
、その中心に配置された部品の向きを決める。同様に外
側スリーブ３８が下方に動（と、ローラ５２がピンセッ
ト・アーム４０の上部の対応する表面と転がり係合する
と同時に、ピンセット・アームの残りの対も半径方向に
内向きに動く。４本のピンセット・アーム４０の上部の
周囲にそれと係合してばね５６が配置され、これらのピ
ンセット・アーム上部を半径方向に内向きに押す。こう
して、前述のようにスリーブ３２及び３８の下向き運動
によってピンセット・アーム４０の下部が半径方向に内
向きに動いた後、ばね５６はピンセット・アーム４０の
上部に半径方向に内向きの復元力を与えて、次にスレー
ブ３２及び３８を下向きに押す前に、アーム４０を第１
０図に示した位置に復元させる。

第１１図で、ヘッド組立体１０は通常、複数のピンセッ
ト・ヘッド６０を備え、その各々が当該のピンセット・
アームの下端のジョー調節ブロック６２とピンセット・
ジロー６４から構成されている。シロー調節ブロック６
２は、ブロック６２のスロット６８中を貫通するねじ６
６によって、当該各アーム４０の下端に取り付けられて
いる。

ピンセット・ジョー６４は、ねじ穴７０を通って延びる
ねじ６８によって、ジョー調節ブロック６２中に保持さ
れている。それによって、内側把握表面７２が、半径方
向に内向きに提示されて、部品との整合接触に供される
。

こうした既知の配置ヘッド組立体１０の全体的動作手順
が、第１２図ないし第１８図に出ている。

第１２図に関連して、これまでに考察しなかった組立体
１０の他の部品、すなわち中空の主軸３４内に同軸です
べり係合するように相互接続され、主軸３４及び真空支
持手段７４の縦軸方向に移動可能な真空支持手段７４に
留意されたい。回路板の配置部位に配置すべき複数の部
品７６は、通常テープ・ロールによって運搬されて供給
される。

第１２図に示した動作では、真空支持手段７４が下がっ
て１つの部品７６の上面と接触し、そのとき真空支持手
段７４によって真空が引かれて第１３図に示すように部
品が真空支持手段７４の端部から一時的に吊り下げられ
る。

アクチュエータ１２による運動の結果、スリーブ３２及
び３８が下方に移動すると、ピンセット・アーム４０が
前述のように半径方向に内向きに移動させられ、そのた
めに各ピンセット・ヘッド６０の当該の内側部品接触面
７２が四分円内の部品７６の当該側面と接触し、所期の
ようにヘッド組立体１０の縦軸に垂直な平面内で部品を
位置合せして、後続の回路板上の配置部位への配置に供
する。こうしたピンセット・ヘッド６０の内側への移動
は、それらのヘッドの第１３図での位置とその後の第１
４図の位置を比較すると分かる。部品はこの時点で真空
支持手段７４によって周縁部でのみ支持されているので
、部品はその端部で自由に動くことができ、したがって
、ジａ　　６４と接触すると、部品はジｇ　　６４が部
品側面との内側で接触することによって定義される向き
に向く。

第１４図と第１５図を比較すると分かるように、ヘッド
組立体１０はそれから様々な機械リンク、ロボット・ア
ーム等によって所期の任意の方式で回転し横移動して、
部品７６を第１６図に示すように回路板８０上の所期の
部位７８に垂直方向で隣接する位置に配置することがで
きる。この配置部位７８は、必要に応じてエポキシ・ド
ツトを付着させ、続いて配置された部品をそれに接着さ
せるようにする工程を含むことができる。さらに第１６
図から分かるように、アクチュエータ１２が矢印１６の
方向に戻り、かっばね５６がピンセット・アーム４０の
上部に対して内向きのパイアスカを加える結果、ピンセ
ット・ヘッド６０はそれから半径方向に外向きに移動し
て、真空支持手段７４及び部品７６から離れる。第１７
図で、真空支持手段７４は押し下げられて、部品７６を
回路板８０上の配置部位７８と接触させる。最後に第１
８図で、真空支持手段７４の真空が切れて、部品７６を
所期の通り配置部位７８上に付着させたまま真空支持手
段７４が引き上げられる。

以上で配置ヘッド組立体１０の全般的動作の説明は終わ
るが、次にこの設計のいくつかの重大な欠陥について指
摘しておく。それらの欠陥は、本発明によって除去され
た。

第１に、主軸３４と内側スリーブ３２及び外側スリーブ
３８とが同軸ですべり係合を行なうため、いくつかの問
題が頻繁に起こった。ピンセット・アーム４０がてこ作
用を行なうので、各種の可動要素（特にスリーブ）間の
遊びのためにスリーブ３２または３８が横に変位すると
、ジョー６４及びその接触面７２の動き及びそれらの半
径方向で一番内側の最終位置が不精確かつ不整合になる
恐れがある。この最終位置は続いて回路板８０に配置す
るための、部品７６の最終的な精確な位置合せを規定す
るので、こうした遊びの結果、部品力１回路板上の配置
部位に不精確に配置されることになる。チップ密度が増
し部品寸法が小さくなるにつれて、ますます精確に部品
配置を行なう必要が生じるため、問題は悪化する。スリ
ーブ３２及び３８の横方向の位置決めは、前記のピンセ
ット・アーム４０のてこ作用のために、内側ジロー接触
面７２の位置で１２倍も不精確さが増すことがある。

スリーブ３２．３８と主軸３４のはめ合い精度を改善す
れば、この問題は克服できるが、それに伴って製造コス
トが高くなり、かつすべり面を滑らかな研磨された、ま
たは注油された状態に保つ点で保守上の問題が生じる。

狭い許容差によって生じる摩擦の増大または摩擦の変動
は、ジａ　−６４が部品７６に付与する位置合せ力の大
きさを抑制するという別の問題を引き起こす。ジョー６
４は、通常、位置合せの過程で部品７６の外縁上のコネ
クタ・リードと係合する。回路密度が増すと部品サイズ
が小さくなり、それに伴って回路リードとハウジングも
小さく力；つ脆くなり、そのために部品に対して内向き
にかかる力を精確に制御する必要が生じる。このような
制御は、スリーブ３２及び３８のすべり機構によって困
難となる。従来技術のヘッド組立体では別の関連する設
計上の欠陥によって、しばしば部品７６の望ましくない
変形が起こる。滑らかなすべり面を保つため、スリーブ
３２及び３８は通常真鍮などの重金属から機械切削され
、その結果、カラーまたはスリーブの比較的大きな慣性
がビンセット・アーム４０を経て部品７６に付与される
。

このため、ジョー・ヘッドが部品に対して好ましくない
過剰な衝撃を与え、部品の破壊、そのリードの破砕など
をもたらす。さらに、保持ばね５６によってこれらの重
いスリーブ３２．３８に上向きの完全な復元力を与えな
ければならず、そのため別の問題が生じる。

従来技術のヘッド組立体１０に関係するもう一つのさら
に重大な問題は、アクチュエータ１２が配置機械自体の
一体部分となっており、ヘッド組立体１０とは分離して
いることから生じるものである。すなわち、アクチュエ
ータ１２と作動レバー１８とヘッド組立体１０の間の機
械的連結は、ヘッド組立体１０を機械に取り付けた後の
最終較正及び調節時にやっと完成する。したがって、こ
うしたヘッド組立体の位置合せ及び調節を、機械に取り
付けた吠態でその場で行なわなければならないため、ヘ
ッド組立体の交換に運転停止時間が必要となり、したが
って普通数十万ドルもする高価な配置機械の生産稼働時
間が減る。配置機械とヘッド組立体の連結は比較的複雑
なので、ヘッド組立体の調節と位置合せをオフラインで
行なって、ヘッド組立体交換時の配置機械の運転停止時
間を最小限に抑えるための手段は容易には得られなかっ
た。

以上及びその他の理由により、より簡単で信頼性が置く
安価で、配置したい部品を破壊せず、またオフラインの
調節及び位置合せを実現しながら、ヘッド組立体の交換
時の配置機械の停止時間を大幅に減少させることのでき
る、配置ヘッド組立体が求められていた。

Ｃ０開示の概要 電子部品配置機械用の配置ヘッド組立体を開示する。こ
の組立体は、中空の主軸とその周りに配置されたキャリ
ッジ組立体を含み、キャリッジ組立体はキャリッジ組立
体によって担持され主軸の外面ところがり接触する減摩
手段によって、主軸に沿って軸方向に移動できる。主軸
内で同軸に配置された真空支持軸が下方に伸びて吸引に
より部品をピックアップして保持し、後の主軸の縦軸に
ほぼ垂直な平面内での位置合せに供する。

キャリッジ組立体はアクチュエータ手段を担持する。ア
クチュエータ手段は、差圧がかかるとキャリッジ組立体
を主軸に対して軸方向に移動させる。

ピンセット手段が四分円内で主軸の周りのピボット点か
らぶら下がって配置され、それによって、部品が真空支
持手段から吊り下げられたとき、ピンセット手段の下端
にあるジョーが部品の周囲で位置決めされる。

キャリッジ組立体が下向きに動くと、その下側軸受面が
ピンセット手段の上端の対応する表面と係合し、これら
の上端を半径方向に外向きに押しやる。それに応じて、
ピンセット手段の旋回作用により、ジョーは４つの四分
円から半径方向に内向きに押されて部品と接触し、それ
によって主軸の縦軸にほぼ垂直な平面内で部品を位置合
せさせて、後の回路板上への配置に供する。ばねが、ピ
ンセット手段の上端の外縁部と係合する主軸に接し、ピ
ンセットの上端をその半径方向で内側の゛位置に戻らせ
る。

一実施例では、アクチュエータ手段はピストン・シリン
ダ組立体を含む。ピストン・ヘッドを横切る一方向の差
圧が、キャリッジ組立体を下方に移動させる。逆方向の
差圧が、キャリッジ組立体を上方に引き上げ、それによ
ってピンセット手段をキャリッジ組立体の重量から解放
する。そのため、ジョーがばねによって部品と接触する
前に半径方向で外側の位置に戻るのが容易になる。キャ
リッジ組立体に主軸の外面ところがり接触する減摩手段
を設けることにより、キャリッジ組立体を希望通り主軸
の周りに固定して、ジョーの移動の不精確さと不均一性
（一部はピンセット手段のでこ作用による）の−因とな
っている横方向の遊びを最小限に抑え、同時に摩擦を減
らすことができる。

■実施例では、この減摩手段は、主軸の周りに隔置され
、主軸の外面ところがり接触するローラの形を取る。こ
れらのローラは、それぞれ玉軸受を備えることが好まし
い。このローラと主軸の係合を実現し、かつキャリッジ
組立体自体によって担持される圧力作動式アクチュエー
タ手段を設けることによって、配置ヘッドの迅速で確実
なオフライン調節及び較正も容易になる。このために、
配置ヘッド組立体を交換する際の配置機械の運転停止時
間も減少し、そのため本発明に基づいて予め調節し位置
合せしたヘッド組立体を据え付けることができ、機械に
取り付けた状態後のこの組立体の調節及び位置合せ時間
が最小限に抑えられる。

Ｄ、実施例 第１図には、本発明の配置ヘッド組立体１００が分解図
で示されている。中空の主軸３４は円筒形の外面１０４
を有し、縦軸１０２に沿って同軸に配置されている。チ
ップを回路板上に配置する前にヘッド組立体１００によ
って軸１０２に垂直な平面内で位置合せするために支持
する、真空支持手段が設けられていることに留意された
い。したがって、真空支持手段は、主軸３４と同軸に配
置された内側軸１０６、親ねじ１０８、及び工具ホルダ
１１４を含む。親ねじ１０８は組立体１００の残りの部
分の上方から下に延び、配置機械に相互接続されている
。さらに、そのねじ山は親ねじナラ）１１０で受けられ
、ナツト１１０は内側軸１０６の上端で受けられ、グラ
ブねじ１１２で軸１０６内に保持されている。軸１０６
の下端は、（軸１０６のスロットを通って工具ホルダ１
１４内のねじ穴に延びる案内ビン１１６で摺動可能に保
持されている）工具ホルダ１１４を受ける。軸１０６と
工具ホルダ１１４がスロットとピン１１６の協動作用に
よって摺動可能に同軸的に係合しているので、部品を正
しく配置するのに必要な場合、工具ホルダ１１４を垂直
方向で調節することができる。

工具ホルダ１１４の下端にはオリフィス１２３を備えた
ノズル片１２２があり、ノズル片１２２及び工具ホルダ
１１４の内部を真空ホースのバーブ１１８と連絡してい
る。バーブ１１８には真空ホース１２０及び真空減圧の
供給源が接続されている。組立ての際には、真空支持手
段は、第１２図ないし第１８図及び第８図に示した方式
で動作する。軸３４内での摺動係合によって真空支持手
段が下がると、オリフィス１２３は配置すべき部品の上
面と接触し、そうするとホース１２０を引かれてオリフ
ィス１２３まで伝わった真空がチップを支持手段に付着
させる。このときチップは第１２図、第１３図及び第８
図に示すように持ち上げられて支持され、前述のように
後の位置合せ及び回路板８０への配置に供される。

このように支持されたチップ７６を、縦軸１０２にほぼ
垂直面内で位置合せするため、位置合せ手段が設けられ
ている。１実施例では、この位置合せ手段は、軸３４の
周りに配置されたキャリッジ組立体の形を取る。キャリ
ッジ組立体は、２対のキャリッジ１２４．１２Ｂを含む
ことが好ましい。便宜上、そのうち１対のみについて詳
しく説明することにする。ただし、ここで説明する対の
参照番号のすぐ後の括弧内の参照番号は、もう−方のキ
ャリッジ対１２６の構造及び機能に関するものである。

キャリッジ対１２４は、受動カー１２８　（１３０）と
能動カー１３４　（１３２）から構成される。能動カー
の内部には、ピストン室１３８（能動カー１３２内には
図示せず）を画定するシリンダ壁面１３６が配置されて
いる。キャリッジ組立体に必要な様々な部品の数を減ら
すことが本発明の１つの特徴であり、したがって受動カ
ーとその部品はほぼ同一になっており、能動カーについ
てもそうである。したがって、第１図には１対のカーに
関する特徴のみを詳しく示す。

第１図で、ブラケット様の支持部材１４０　（１４２）
が、直交して配置された４個のねじ等によって対１２４
　（１２６）の受動カー１２８　（１３０）と能動カー
１３４（１３２）を相互接続している。

キャリッジ対１２４　（１２６）上に上側ローラ１４４
　（１４８）と下側ローラ１４６　（１５０）が設けら
れている。すなわち、第２図に示すようにキャリッジ対
を支持部材によって組み立てたとき、ローラ１４４ない
し１４６　（１４８ないし１５０）が主軸３４の外面１
０４ところがり係合するため、キャリッジ組立体の全体
が主軸３４の周りで容易に移動する。キャリッジ１２４
及び１２６は互いに独立して移動できることに留意され
たい。

ローラ１４４．１４６．１４８．１５０等の各ローラは
、実際にはそれぞれその中に対応する玉軸受が同軸位置
合せで配置された１対のローラとすることが好ましい。

これらの玉軸受は軸上に装着される。こうすると、キャ
リッジが軸に沿ってころがり運動有するとき、これらの
ローラのころがり接触が各ローラを支える玉軸受の減摩
作用とあいまって、摩擦が少なくなる。

下側ローラ対１４Ｂ、１５０に関して、所与の対の各ロ
ーラ間にそれぞれもう１つの玉軸受１４７．１５１が配
置され、そのローラ対と同じ軸上に装着されている。

キャリッジ組立体と軸の間にころがり型係合を実現し、
そのための減摩手段を提供することが、本発明の１つの
特徴である。図の実施例では、この減摩手段は、減摩作
用をもつ玉軸受に支えられた、軸ところがり接触する表
面をもつローラの形を取る。したがって、ローラも玉軸
受も減摩作用に貢献する。ただし、本発明はそれだけに
限定されるものではなく、設けるローラの数と軸の周り
でのその配置方法に関して、玉軸受なしのローラ、玉軸
受の外面を（ローラ内部に配置せず）軸と直接接触させ
る等、他の変形も許容される。

各能動カーにはピストン・ヘッド支持軸１５２（１５４
）が付随し、その上にピストン・ヘッド１５６．１５８
が配置されている（カー１３２については図示せず）。

これらのピストン・へ・ラドはピストン室１３８中まで
延び、ピストン室を画定するシリンダ壁１３６と密封状
態で摺動係合している。各能動カーに関して、１対のボ
ート（能動カー１３２については図示せず）が、１つの
ピストン・ヘッドの両側に１個ずつ設けられている（第
９図参照）。これらのボートは、ピストン室１３８と、
キャリッジ組立体の外側の、選択的に変化させることが
できる差波圧の供給源とを連結する。この差波圧は、加
圧ホース等の任意の好都合な手段でボート１６０．１６
２に伝えられる。

十字形軸支持板１６４が、ピストン・ヘッド支持軸１５
２（１５４）、及び受動カー案内袖１６６（１８８）の
他に、主軸３４にも接続され、それから下に垂れ下がっ
て配置されている。受動カー１２８　（１３０）に装着
された１対のころ軸受１７０　（１７２）が当該の案内
軸１１３８　（１８８）と係合して、軸１０２の周りで
のキャリッジ組立体の垂直方向の位置合せを維持し、そ
れによってピストン・ヘッドの摩耗を防止する。

第２図及び第８図に、それぞれヘッド組立体１００の第
１の投影図及び軸１０２の周りでそれから１８０度回転
した第２の投影図を示す。これらの図を詳しく参照する
゛と、主軸３４の周りの四分円内に４本のピンセット・
アーム１７４．１７８．１７８．１８０が配置され、そ
れぞれアーム中を通り主軸３４で支持されているピン１
８２．１８４．１８６．１８８によって支持されている
。このため、ピンセット１７４ないし１８０が当該の玉
軸受１４７及び１５１の外面との係合によって半径方向
に外向きに押されたとき、それらのピン１８２ないし１
８８の周りでの旋回作用によって、ピンセット１７４な
いし１８０（それぞれピンセット・ヘッド１９８．２０
０．２０２．２０４を担持する）の下端が軸１０２に向
かって半径方向で内向きに移動する。逆に、ピンセット
の上端１９０ないし１９６が半径方向に内向きに移動す
ると、ピンセットの下端及びヘッド１９８ないし２０４
は半径方向に外向きに移動する。ピンセット１７４ない
し１８０の上端１９０ないし１９６に保持ばね２１２が
接しており、第２図に示すようにこれらの上端に半径方
向に内向きの力を加えて、ピンセット・ヘッド１９８な
いし２０４を半径方向で外側のオープン位置にこさせる
。

第１図に関して、ヘッド組立体１００を取り付けたとき
、それを支持するために、ヘッド組立体支持体２０６及
び２０８が配置機械の一部分として設けられている。ヘ
ッド組立体１００の下端軸受２１０が支持体２０６と協
動してヘッド組立体１００をその軸の周りで回転させて
、部品７６の回転方向を所期の正しい方向に調節する。

チップ７６を回路板上に精確に配置するために軸１０２
に対して垂直な平面内でチップの位置を調節する際の、
位置合せ手段の典型的な動作方式は、第３図ないし第６
図を参照すると最もわかりやすい。これらの図は、様々
な動作段階でのヘッド組立体１００の底面図である。第
３図では、キャリッジ組立体は、第９図に関して説明し
たように能動カー１３４　（１３２）のボートＩＥ３０
１１８２が正しく装入され、また保持ばね２１２によっ
てそれに上向きの力が加えられるために、その行程の垂
直方向で上向きの位置にある。第４図では、真空支持手
段が、親ねじ１０８によって押し下げられ、そのためホ
ース１２０及びオリフィス１２３を経て引かれる真空が
チップ７６を支持している。さらに、ピンセット・ヘッ
ド２００及び２゜４が、それに付随する能動キャリッジ
の各ボートが正しく装入されるために、半径方向に内向
きに押されて、当該のピンセット・ヘッド２００及び２
０４の接触点７２がチップ７６の側面と接触する。第４
図では、図示の都合上、チップは縦軸１０２から右へず
らせであることに留意されたい。

第５図では、ピンセット・ヘッド対２００ないし２０４
と関連する能動キャリッジのボート内の差圧が緩和また
は逆転し、それが保持ばね２１２の作用とあいまって、
ピンセット・へ−／　）’　２００及び２０４をチップ
７６から半径方向に外向きに移動させる。しかし、ピン
セット・ヘッド１９８及び２０２に付随するボートが正
しく装入されているため、この場合はその当該の接触点
７２が半径方向に内向きに移動して、チップ７６の１対
の対向面と接触する。第４図と第５図を比較するとわか
るが、この接触の結果、チップ７６は軸１０２に垂直な
平面内で左に移動して、続いてチップを回路板上に配置
するのに必要な通り、中央で軸と位置合せされる。

第６図では、第４図の場合と同様に、ピンセット・ヘッ
ド１９８及び２０２に付随するボート内の差圧が緩和ま
たは逆転し、それが保持ばね２１２の作用とあいまって
、それらのピンセット・ヘッドをチップから離れるよう
に半径方向に外向きに移動させ、チップは軸に関して平
面内で回転上望ましい位置にきて、続いて回路板上に配
置するための準備ができる。第１２図ないし第１８図に
関する先程の説明から、第１２図ないし第１８図に示し
たように、その後、真空支持手段に関して逆のステップ
が起こり、部品がまず位置合せ手段による位置合せの準
備として部品供給テープから垂直に持ち上げられ、すな
わち、この場合は真空支持手段が押し下げられて、チッ
プを配置すべき部位７８にチップを接触させることを思
い起こされたい。ホース１２０で引かれる真空が切れる
と、チップ７６はもはやノズル片１２２によって支持さ
れず、次いで真空支持手段を軸方向に押し上げて、次の
部品の配置に備えさせることができる。

能動カーと受動カーの各対は互いに独立に（各ボート対
のボート１６０ないし１６２にかかる差圧がいつ相対的
に確立されるかに応じて）移動できるので、４個のジョ
ー１９８ないし２０４をすべて同時に半径方向に内向き
に移動させるか、それともシロ一対２００ないし２０４
と１９８ないし２０２を順次移動させてチップ７６と接
触させるかは好みの問題である。リード線のない部品で
は、同時に移動及び接触させるのが普通である。

しかし、リード線付きの部品では、通常、リード線が曲
がるのを避けるため、まず１つのジョ一対を接触させて
解除し、続いて残りのジジーを部品の半径方向に内向き
に移動させて対向する両側面上のリード線と位置合せし
て接触させ、リード線から解除する。

第９図は１つの能動キャリッジの簡略化した断面図で、
シリンダ壁１３６によって画定されるピストン室１３８
内でボート１６０及び１６２を通じてピストン・ヘッド
１５６にかかる差圧によって、どのようにして、矢印２
２４の方向に所期の移動が起こってピンセット・ヘッド
を内側に押すのか、あるいは矢印２２２の方向に移動が
起こって、真空支持手段上で部品を位置合せした後、ピ
ンセット・ヘッドを半径方向に外向きに移動させるのか
を示したものである。ピストン・ヘッド１５６の両側で
ボート１６２に比べてボート１６０に正圧を導入すると
、能動キャリッジ１３４は、主軸３４に固定されている
軸１５２に関して矢印２２４の方向に押される。逆に、
ポート１６０に比べてポート１８２に正圧を導入すると
、ピストン室１３８のピストン・ヘッド１５６と１５８
の間の部分が、ピストン室１３８のピストン・ヘッド１
５６より下の部分に比べて正圧となるため、キャリッジ
１３４が矢印２２２の方向に押し上げられ、保持ばね２
１２が動きやすくなって、ピンセット・アームの上部を
半径方向に内向きに移動させ、それに応じてピンセット
・ジコーをチップ７６から離れる方向に半径方向に外向
きに移動させる。

次に本発明のピンセット・ヘッド１９８ないし２０４の
第２図に示す特定の設計に関して、各ヘッドには複数の
孔２２６．２２８．２３０がついていて、ジョー調節ブ
ロックから材料が除去されており、それらの孔はまたは
垂直にピンセット・ヘッドの行程の半径方向に内向き及
び外向きの方向に延びていることに留意されたい。こう
した設計及び材料除去の目的は２つある。

第１に、従来技術によるヘッド組立体の設計の重大な欠
陥の１つが、金属性カラーまたはスリーブ３２または３
８（第１０図）の大きな質量であったことを思い起こさ
れたい。それらの質量が動作レバー１１８によって移動
すると、その慣性がピンセット及びピンセット・ヘッド
を介して部品に伝わった。その結果、組立体が正しく調
節されていない場合、ピンセット・ジ仔−が部品と接触
したときこの慣性エネルギーを吸収する部品のリード線
の破損や部品自体の破壊が生じた。本発明の小さな質量
のキャリッジによって、そのような欠陥が緩和されただ
けでなく、孔２２６ないし２３０によって、部品に悪影
響を与えるこの慣性質量がさらに減少した。その上、こ
うした孔を設けたことにより、ピンセット・ヘッドに、
部品と接触する際の半径方向に外向きの方向でわずかな
たわみ性または弾力性が付与され、そのためにピンセッ
ト・ヘッドが位置合せ動作を行なう際に部品が損傷を受
けるという問題がさらに軽減された。

零発°明の特徴としては以下のことがある。この作用で
支持されるキャリッジの設計によってアクチュエータ手
段中の摩擦が減少しかつより一貫したものになり、オフ
ラインの場合でも配置機械に取り付けたときでも軸上で
の移動が予見しやすくなる。やはりこの作用を利用した
設計によって、アクチュエータ手段の横方向の遊びが減
少する。

アクチュエータ手段が（差圧供給源を除き）ヘッド組立
体自体の一部分として完全かつ一体式に担持され、した
がって、機械的連結、相互接続、従来技術の設計でアク
チュエータ手段を移動させるための力を供給した配置機
械自体の一部分との調節など、従来技術の設計上の欠陥
が除去される。

したがって、上記の特徴のためもあって、本発明及びそ
のもう１つの特徴では、１つまたは複数のヘッド組立体
をオフラインで、すなわち所期の配置機械から離しであ
るときに、予め位置合せし調節することを意図している
。こうすると、交換用ヘッド組立体を以前に取り付けた
組立体の代わりに取り付けるとき、それを機械に取り付
けた状態でその位置合せや調節を行なう必要がなくなる
ため、機械の停止時間を大幅に削減することができる。

さらに具体的に言えば、一実施例では、必要に応じて当
該の機械部品を調節することにより、ピンセット及びジ
ョーの対応する半径方向で内向き及び外向きの移動、及
びキャリッジの垂直方向の移動を、その相対的大きさ、
タイミング、空間位置などの点でチップ７６を特定の製
造作業に合わせて所定の形で位置合せするのに必要な通
りに予め位置合せし調節することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の部品配置ヘッド組立体の部分分解図
である。 第２図は、本発明の部品配置ヘッド組立体の別の斜視図
である。 第３図ないし第６図は、ヘッド組立体の縦軸に垂直な平
面内で位置合せする際の一連の操作を示す、第２図の部
品配置ヘッド組立体の底面図である。 第７図は、２個のピンセット・ジローが部品と接触した
状態の、第２図の部品配置ヘッド組立体の一部分の別の
斜視図である。 第８図は、真空支持手段が軸方向に下向きに伸びて部品
を支持し、位置合せ用ピンセット・アームのジローが半
径方向で外向きに押された状態の、第２図の部品配置ヘ
ッド組立体を１８０度回転させた別の斜視図である。 第９図は、１つの能動キャリッジの簡略化した断面図で
ある。 第１０図は、従来技術の配置ヘッド・アセンブリに連結
された部品配置機械の一部分を示す、部分切断側面斜視
図である。 第１１図は、第１０図の従来技術のヘッド組立体のピン
セット・ヘッド部品の分解斜視図である。 第１２図ないし第１８図は、部品を回路板上に配置する
際の順次操作を示す、第１０図の従来技術のヘッド組立
体の側面斜視図である。 ３４・・・・主軸、１００・・・・ヘッド組立体、１１
４・・・・工具ホルダ、１２０・・・・真空ホース、１
２２・・・・ノズル片、１２４．１２Ｂ・・・・キャリ
ッジ、１２８．１３０・・・・受動カー、１３２．１３
４・・・・能動カー、１３６・・・・シリンダ壁面、１
３８・・・・ピストン室、１４４．１４６．１４８．１
５０・・・・ローラ、１５２．１５４・・・・ピストン
・へ・ンド支持軸、１５６．１５ｇ・・・・ピストン・
ヘッド、１６４・・・・軸支持板、１６６．１６８・・
・・カー案内軸、１７４．１７６．１７８．１８０・・
・・ピンセット・アーム、１９８．２００．２０２．２
０４・・・・ピンセット・ヘッド。 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人　　弁理士　　山　　本　　仁　　朗（外１名） 第１４図 第１７ｖＡｆ、１Ｂ’ｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電子部品を回路基板上に配置するための配置ヘッド装置
   であって、 長軸方向に延びる外周面を有する主軸と、 前記電子部品を着脱可能に支持するための真空支持手段
   と、 前記電子部品を前記長軸に対して位置合せさせるための
   位置合せ手段であって、前記外周面に係合するローラを
   有する位置合せ手段と、 を有する電子部品用配置装置。