JPH04363099A - チップ部品装着装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チッブ部品をプリント
基板に自動的に装着するチップ部品装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装着装置として、従来、プリン
ト基板が搬送されるコンベア上に、このコンベアと平行
な水平面内をＸＹ方向に高速で移動するヘッド支持部を
設け、このヘッド支持部に部品供給部から供給されるチ
ップ部品を吸着して、プリント基板上の所定位置に移し
換える吸着ヘッドを設けたものが知られている。この吸
着ヘッドは、チップ部品を吸着する吸着ノズルと、この
吸着ノズルに吸着されたチップ部品を挾み込んで、吸着
ノズルに対するチップ部品の位置決めを行う複数本の修
正アームとを備え、この吸着ヘッドには修正アームを互
いに連動して開閉するための開閉機構が付加されている
。ところが、この開閉機構としてリンクを用いると、部
品点数が増大して吸着ヘッド自体が重く大きなものとな
る傾向にあった。それとともに、吸着ヘッドはチップ部
品の装着方向を選択するために軸回り方向にも回動され
るが、上記リンクを用いた吸着ヘッドでは、このリンク
が吸着ヘッドの径方向外側に張り出すので、特に吸着ヘ
ッドを複数個並べるに当たっては、吸着ヘッドの間隔を
大きくして相互接触を回避せざるを得ず、その分、ヘッ
ド支持部も大形化して吸着ヘッドを含めた可動部分が重
くなる不具合があった。従って、ヘッド支持部が所定の
位置で停止する際、慣性によってヘッド支持部が動き過
ぎてしまうことがあり、吸着ヘッドを部品供給部やプリ
ント基板上の所定位置に精度良く位置合わせするのに苦
慮するものであった。また、上記慣性の問題から、ヘッ
ド支持部の移動速度の高速化にも限界があり、チップ部
品の装着効率を高める上でいま一歩改善の余地があった
。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みなされたもので、上記吸着ヘッド、そのヘッ
ド支持部等の可動部を小形軽量化し、吸着ヘッドの停止
の際の慣性を小さくして、吸着ヘッドの所定の位置への
停止精度を良くすると共に、ヘッド支持部の移動を高速
化してチップ部品の装着を効率的に行うチップ部品装着
装置を提供することを課題とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明において
は、基板が搬送される搬送路上に、基板の所定位置に向
かって移動可能なヘッド支持部を設け、このヘッド支持
部に、部品供給部から供給されるチップ部品を吸着して
上記基板上に移し換える少なくとも１個の吸着ヘッドを
設けたチップ部品装着装置を前提とし、上記吸着ヘッド
は、ヘッド支持部に支持された筒状ガイドに、上下方向
に昇降動されるシャフト部品を摺動自在に挿通すると共
に、このシャフト部品の下端部にチップ部品を吸着する
吸着ノズルを設け、このシャフト部品と筒状ガイドとを
軸廻り方向に互いに連動して回動可能に設ける一方、上
記筒状ガイドの下端部に、吸着ノズルに吸着されたチッ
ブ部品を挾み込んで、チップ部品の位置決めを行う少な
くとも一組の修正アームを回動可能に枢着し、この修正
アームの対向面には上記シャフト部品が降下された際に
、このシャフト部品の下端部外周面に摺接して修正アー
ムを外側に向かって拡開させるカム部を形成すると共に
、上記筒状ガイドの外周には修正アームの上端部に設け
た外側に張り出すレバー部を上方から押圧して、修正ア
ームを閉じ方向に付勢するスリーブを軸方向に摺動可能
に嵌合させたことを特徴とする。

【０００５】

【作　　用】この構成によれば、修正アームの開閉は、
筒状ガイドの内側に挿通したシャフト部品並びに外側に
被せたスリーブの摺動によってなされるから、修正アー
ムを開閉するための機構を数少ない部品で以て簡単に構
成することができ、吸着ヘッドの軽量化が可能となる。 しかも、上記シャフト部品やスリーブは、筒状ガイドに
対し同軸状に設けられるから、この筒状ガイドにコンパ
クトに組み込むことができ、吸着ヘッドの外側に修正ア
ームを開閉するための部品が大きく張り出すこともなく
、吸着ヘッドを極力小径化することができる。このため
、吸着ヘッドを複数個並べて配置する場合でも、これら
吸着ヘッドの間隔を詰めることができ、ヘッド支持部を
含めた可動部分を小形軽量化することができる。従って
、吸着ヘッドが所定の位置で停止する際の慣性も小さく
抑えられ、部品供給部や基板に対する吸着ヘッドの位置
合わせを高精度に行える。また、このように慣性が小さ
くなることに伴って、ヘッド支持部の移動速度をより高
速化することが可能となり、チップ部品の装着効率を高
めることができる。

【０００６】

【実　　施　　例】以下本発明を、図面に示す一実施例
に基づいて説明する。図１１は装置の側面を示し、その
キャビネット１の上面には、搬送路としてのコンベア２
が水平に設置されている。コンベア２上にはその一方側
からプリント基板３が搬送され、このコンベア２の送り
はプリント基板３がチップ部品装着ポジションＰ１に至
った時点で一時的に停止される。コンベア２の上方には
フレーム４が配置されており、このフレーム４はコンベ
ア２と直交するガイドレール５、５に案内されて、コン
ベア２と平行な水平面内をコンベア２と直交する方向、
つまりＹ方向に往復動される。そして、このフレーム４
の一端部には、ガイドレール５、５と平行な親ねじ６が
噛み合っており、この親ねじ６をモータ７で回転させる
ことにより、フレーム４にＹ方向への送りが与えられる
。また、フレーム４にはヘッド支持部８が支持されてお
り、このヘッド支持部８はコンベア２に沿うガイドレー
ル９に案内されて、コンベア２の送り方向に沿うＸ方向
に往復動される。このヘッド支持部８にはガイドレール
９と平行な親ねじ１０が噛み合っており、この親ねじ１
０をモータ１１で回転させることにより、ヘッド支持部
８にＸ方向への送りが与えられる。従って、ヘッド支持
部８は上記フレーム４のＹ方向への送りと相まって、コ
ンベア２と平行な水平面内を任意な位置に移動される。 一方、上記キャビネット１上には、コンベア２を挾んだ
両側に位置して、部品供給部１２が設けられている。本
実施例の部品供給部１２は、リールに巻回された粘着テ
ープ１３に例えば直方体形状をなすチップ部品１４・・
・を等間隔に張付けたもので、この粘着テープ１３の繰
り出し端には、図２に示すように粘着テープ１３を間欠
的に送り出すラチェット式の送り機構１６が組み込まれ
ている。送り機構１６はつめ車１７及びこのつめ車１７
に引掛かるつめ１８を有した入力車１９を備え、上記つ
め車１７は粘着テープ１３の送り孔に噛み合う送り車（
図示せず）と一体に回転される。そして、入力車１９は
押圧ロッド２０が下方に押し込まれることによって矢印
Ａ方向に一定角度回転されると共に、その後、ばね２１
によって引き戻され、この際、つめ１８がつめ車１７を
矢印Ｂ方向に一定角度回転させる。このつめ車１７の回
転により、粘着テープ１３が一定のピッチで繰り出され
、その先端部のチップ部品１４が吸着ポジションＰ２に
位置されるようになっている。ところで、上記ヘッド支
持部８には、３個の吸着ヘッド２２・・が並設されてい
る。この吸着ヘッド２２は上記吸着ポジションＰ２に位
置されたチップ部品１４を、チップ部品装着ポジション
Ｐ１にあるプリント基板３の所定位置に移し換えるもの
であり、以下この吸着ヘッド２２の詳細について、図１
ないし図６を参照しつつ説明する。即ち、図中符号２３
はヘッド本体であり、上記ヘッド支持部８に支持されて
いる。ヘッド本体２３内にはシリンダ２４及びこのシリ
ンダ２４よりも大径な装着孔２５が上下方向に沿って同
軸的に形成されており、ヘッド本体２３の上面にはシリ
ンダ２４の上端開口部を閉塞する蓋部材２６が被着され
ていると共に、装着孔２５内にはシリンダ２４の下端開
口部を塞ぐ中間部材２７が嵌合されている。装着孔２５
の内側にはスリーブ２８及び軸受２９を介して円筒状の
ガイド３０が同軸状に軸支されており、このガイド３０
の下端部は装着孔２５の下方に導出されている。そして
、シリンダ２４及びガイド３０内には中空のシャフト部
品３１が同軸状に挿通されている。本実施例のシャフト
部品３１は、外側シャフト３２と内側シャフト３３とを
軸方向に摺動可能に嵌合した二重構造をなし、内側シャ
フト３３の内部には軸方向に沿って真空通路３４が形成
されている。このシャフト部品３１の上端部は端部材２
６を貫通して上方に導出されていると共に、内側シャフ
ト３３の上端部は外側シャフト３２よりも上方に突出さ
れており、この内側シャフト３３の上端部には軸受３５
を介して端部キャップ３６が嵌合されている。そして、
内側シャフト３３内の真空通路３４は、端部キャップ３
６に連なるホース３７及びヘッド本体２３内の連通路３
８を介して真空ポンプ３９に連なっている。また、内側
シャフト３３の下端部は、外側シャフト３２よりも下方
に導出されており、この導出部分の外周には、外側シャ
フト３２の下端面から軸方向に距離Ｌ１隔てた位置に、
外側シャフト３２を受けるゴム製のダンパ４０が固定さ
れている。内側シャフト３３の下端面に開口する真空通
路３４の下端開口部内には、チップ部品１４を吸着する
吸着ノズル４１が装着されており、この吸着ノズル４１
はコイルばね４２を介して軸方向に上下動可能に嵌合さ
れて、チップ部品１４の大きさや形状が変わった場合に
、その高さ変化分を吸収し得るようになっている。 上記外側シャフト３２の外周には、シリンダ２４内を上
部室４３と下部室４４とに区画するピストン４５が取付
けられている。これら上部室４３及び下部室４４は夫々
エアー供給路４７、４７を介してエアーポンプ４６、４
６に連なっており、この上部室４３又は下部室４４への
空気の供給を切換えることにより、ピストン４５と共に
外側シャフト３２が昇降動される。また、端部キャップ
３６に設けたブラケット５０には、内側シャフト３３の
昇降動をガイドする二本のガイドシャフト５１、５１が
連結されている。ガイドシャフト５１、５１はヘッド本
体２３を摺動自在に貫通してシャフト部品３１よりも下
方に延びており、その一方の下端部は、吸着ヘッド２２
が吸着ポジションＰ２に位置された際に、送り機構１６
の押圧ロッド２０と対抗される。なお、内側シャフト３
３及びガイドシャフト５１、５１は、リターンばね５２
を介して上方に付勢されている。シャフト部品３１が貫
通する端部材２６には、ストローク調整用の調整ねじ５
３がねじ込まれている。この調整ねじ５３の上部はブラ
ケット５０を上下方向に貫通しており、この調整ねじ５
３にはブラケット５０の上面及び下面に当接して内側シ
ャフト３３とガイドシャフト５１、５１のストローク量
を規制するストッパ５４、５５が取付けられている。ブ
ラケット５０の下面に当接するストッパ５５は、この下
面から距離Ｌ２隔てた位置に設けられている。従って、
内側シャフト３３は、そのダンパ４０に外側シャフト３
２の下端部が当接することで、外側シャフト３２と一体
的に降下を開始し、この外側シャフト３２及びピストン
４５のストローク量Ｌは、Ｌ１＋Ｌ２となる。また、外
側シャフト３２及び内側シャフト３３の外周面は、ガイ
ド３０を貫通する部分において、平坦に切欠かれており
、これら両シャフト３２、３３の平坦面３２ａ、３３ａ
は図６に示すように同一平坦面となっている。そして、
ガイド３０には上記平坦面３２ａ、３３ａに転接する回
り止めピン５７が軸支されており、この回り止めピン５
７によって、ガイド３０、外側シャフト３２及び内側シ
ャフト３３の三者が軸方向に相対的に摺動自在でありな
がら、軸回り方向には一体的に回動可能に連結されてい
る。このガイド３０の外周部にはジョイント６０を介し
てエアーシリンダ６２のピストンロッド６３が連結され
ており、このピストンロッド６３の突没より、ガイド３
０、外側シャフト３２及び内側シャフト３３が軸回り方
向に例えば９０°の範囲内で一体に回動される。ところ
で、上記ガイド３０の下端部には、吸着ノズル４１に吸
着されたチップ部品１４の位置決めを行う四本の修正ア
ーム６３ａ、６３ｂ及び６４ａ、６４ｂが周方向に等間
隔を存して配置されている。これら修正アーム６３ａ、
６３ｂ及び６４ａ、６４ｂは径方向に対向する二本を一
組としたもので、その上端部はガイド３０の下端部に形
成したスリット６５・・・内に入り込むと共に、枢軸６
６を介してガイド３０の径方向に回動可能に支持されて
いる。そして、修正アーム６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６
４ｂの下端部には、チップ部品１４の相対向する二面を
挾み込む挟持片６７が固定されていると共に、上端部に
は上記ガイド３０よりも径方向外側に突出するレバー部
６８が一体に形成されている。このような修正アーム６
３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂは、シャフト部品３１の
外側を囲んで位置されており、そのシャフト部品３１を
挾んで対向し合う面には、外側シャフト３２が降下した
際に、この外側シャフト３２の下端部外周面に接するカ
ム部６９が突設されている。カム部６９は下方に進むに
したがって内側に張出しており、このカム部６９の形状
に応じて修正アーム６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂの
下端部が径方向外側に向かって拡開される。また、上記
ガイド３０の下端部外周面には、修正アーム６３ａ、６
３ｂ、６４ａ、６４ｂを閉じ方向に付勢するスリーブ７
０が軸方向に摺動可能に嵌合されている。本実施例のス
リーブ７０は、一方の組の修正アーム６３ａ、６３ｂを
連動させる内側スリーブ７１と、他方の組の修正アーム
６４ａ、６４ｂを連動させる外側スリーブ７２との二重
構造をなし、各スリーブ７１、７２はリターンばね７３
によって下向きに付勢されて、その下端部が上記レバー
部６８に当接されている。この場合、内側スリーブ７１
の下端部には、他方の組の修正アーム６４ａ、６４ｂの
レバー部６８を逃げる凹部７４が形成されていると共に
、外側スリーブ７２の下端部には、一方の組の修正アー
ム６３ａ、６３ｂのレバー部６８を逃げる凹部７５が形
成されており、このため、修正アーム６３ａ、６３ｂ及
び６４ａ、６４ｂは、組毎に独立して閉じ方向に付勢さ
れている。なお、各修正アーム６３ａ、６３ｂ、６４ａ
、６４ｂには、これらが閉じる際に内側シャフト３３の
下端部外周に当接するダンパ８０が付設されている。 このダンパ８０はコイルばね８１を介して修正アーム６
３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂの開閉方向にスライド可
能に装着されており、このダンパ８０によって挟持片６
７がチップ部品１４を挾み込む際の衝撃が吸収緩和され
る。このような構成において、ヘッド支持部８のＸＹ方
向への移動により、吸着ヘッド２２が吸着ポジションＰ
２で停止すると、エアーポンプ４６を通じて上部室４３
に空気が供給され、外側シャフト３２及びガイドシャフ
ト５１、５１が降下を開始する。この降下により外側シ
ャフト３２の外周面がカム部６９に接触し、図８に示す
ように修正アーム６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂがス
リーブ７１、７２の付勢力に抗して開き始める。そして
、外側シャフト３２がダンパ４０に当接すると、内側シ
ャフト３３も一体に降下を開始し、吸着ノズル４１が挟
持片６７間から下方に突出すると共に、一方のガイドシ
ャフト５１が押圧ロッド２０を押し込み、送り機構１６
をＡの方向に部品１ピッチ分回転させる。内側シャフト
３３が最下位にまでストロークされて、吸着ノズル４１
がチップ部品１４の上面を吸着すると、上部室４３内の
排気が行われると同時に、下部室４４内にエアーポンプ
４６から空気が供給される。このことにより、外側シャ
フト３２が上昇を開始すると共に、内側シャフト３３も
リターンばね５２により上昇し、粘着テープ１３からチ
ップ部品１４がピックアップされる。その後、部品１ピ
ッチ分Ａの方向に回転されていた送り機構がリターンス
プリング２１によりＢ方向に戻され次のピッチ部品１４
が吸着ポジションＰ２に位置される。そして、この場合
、修正アーム６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂはスリー
ブ７１、７２によって常時閉じ方向の付勢力を受けて、
そのカム部６９が外側シャフト３２に接しているから、
外側シャフト３２が上昇すると、修正アーム６３ａ、６
３ｂ、６４ａ、６４ｂはカム部６９の形状に応じて徐々
に閉じ始める。そして、挟持片６７がチップ部品１４の
側面を互いに直交する方向から挾み込んだ時点でシャフ
ト部品３１の上昇が停止され、上記挾み込みにより、吸
着ノズル４１に対するチップ部品１４の幅及び長手方向
の位置出し、つまり心出しがなされる。次に、上記ヘッ
ド支持部８が再びＸＹ方向に移動し、チップ部品１４を
吸着した吸着ヘッド２２がチップ部品装着ポジションＰ
１にあるプリント基板３上の所定位置で停止されると、
エアーシリンダ６２によって吸着ノズル４１と修正アー
ム６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂが９０°の範囲内で
一体に回動され、チップ部品１４の装着方向の選択がな
される。引き続いて下部室４４内の排気と同時に、上部
室４３に空気が供給され、シャフト部品３１が降下を開
始すると、修正アーム６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂ
が再び開き始め、図７に示すように吸着ノズル４１に吸
着されたチップ部品１４がプリント基板３の所定位置に
載置される。そして、この後、チップ部品１４の吸着が
解除され、プリント基板３上への装着が完了する。なお
、図７中符号Ｂはチップ部品１４を固着する接着剤を示
す。このような本発明の一実施例によれば、ガイド３０
内に挿通した外側シャフト３２、並びにこのガイド３０
の外周に嵌合したスリーブ７１、７２の摺動により、修
正アーム６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂの開閉がなさ
れるから、修正アーム６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂ
を開閉するための機構を数少ない部品で以て簡単に構成
でき、吸着ヘッド２２自体の軽量化が可能となる。しか
も、上記外側シャフト３２やスリーブ７１、７２は、修
正アーム６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂを枢支するガ
イド３０に対し同軸状に設けられるから、これらが吸着
ヘッド２２の外側に部分的に大きく張出すこともなく、
ガイド３０に対してコンパクトに組込むことができる。 このため、軸回り方向にも回動する吸着ヘッド２２を極
力小径化することができ本実施例のように吸着ヘッド２
２を３個並べた場合でも、これら吸着ヘッド２２の間隔
を詰めることができるから、ヘッド回りに無駄なスペー
スがなくなり、その分、ヘッド支持部８を含めた可動部
分の小形軽量化が可能となる。以上のことから、吸着ヘ
ッド２２がチップ部品装着ポジションＰ１や吸着ポジシ
ョンＰ２で停止する際の慣性が小さく抑えられ、粘着テ
ープ１３上のチップ部品１４やプリント基板３に対する
吸着ヘッド２２の位置合わせを精度良く行うことができ
る。また、慣性が小さくなることに伴って、ヘッド支持
部８の移動速度をより高速化することができ、その分、
チップ部品１４の装着効率を高めることができる。なお
、チップ部品の形状は直方体に限らず、円形あるいは筒
形であっても良いと共に、修正アームの本数も４本に制
約されず、例えば２本であっても良い。

【０００７】

【効　　果】以上詳述した本発明によれば、吸着ヘッド
を始めとして、ヘッド支持部を含めた可動部分の小形軽
量化が可能となり、吸着ヘッドが所定の位置で停止する
際の慣性も小さく抑えられて、部品供給部や基板に対す
る位置合わせを精度良く行える。それと共に、ヘッド支
持部の移動速度をより高速化することができ、チップ部
品の装着効率の向上にも寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸着ヘッドの断面図である。

【図２】吸着ヘッドの側面図である。

【図３】吸着ノズル及び修正アーム回りを拡大して示す
断面図である。

【図４】図３中Ｕ線方向から見た矢視図である。

【図５】修正アーム回りの斜視図である。

【図６】図２中Ｖ−Ｖ線に沿う断面図である。

【図７】吸着ノズルが最も降下した状態の断面図である
。

【図８】チップ部品の位置決め状態を示す断面図である
。

【図９】図８中Ｗ線方向から見た矢視図である

【図１０
】装置全体の平面図である。

【図１１】装置全体の側面図である。

【符号の説明】

２・・・搬送路（コンベア） ３・・・基板（プリント基板） ８・・・ヘッド支持部 １２・・・部品供給部 １４・・・チップ部品 ２２・・・吸着ヘッド ３０・・・ガイド ３１・・・シャフト部品 ４１・・・吸着ノズル ６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂ・・・修正アーム６８
・・・レバー部 ６９・・・カム部 ７０・・・スリーブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板が搬送される搬送路上に、前記基板の
   所定位置に向かって移動可能なヘッド支持部を設け、こ
   のヘッド支持部に、部品供給部から供給されるチップ部
   品を吸着して上記基板上に移し換える少なくとも１個の
   吸着ヘッドを設けたチップ部品装着装置において、上記
   吸着ヘッドは、ヘッド支持部に支持された筒状ガイドに
   、上下方向に昇降動されるシャフト部品を摺動自在に挿
   通すると共に、このシャフト部品の下端部にチップ部品
   を吸着する吸着ノズルを設け、このシャフト部品と筒状
   ガイドとを軸回り方向に互いに連動して回動可能に設け
   る一方、上記筒状ガイドの下端部に、吸着ノズルに吸着
   されたチップ部品を挾み込んで、チップ部品の位置決め
   を行う少なくとも一組の修正アームを回動可能に枢着し
   、この修正アームの対向面には上記シャフト部品が降下
   された際に、このシャフト部品の下端部外周面に摺接し
   て修正アームを外側に向かって拡開させるカム部を形成
   すると共に、上記筒状ガイドの外周には、修正アームの
   上端部に設けた外側に張り出すレバー部を上方から押圧
   して、修正アームを閉じ方向に付勢するスリーブを軸方
   向に摺動可能に嵌合させたことを特徴とするチップ部品
   装着装置。