JPH05304395A

JPH05304395A - 電子部品自動装着装置

Info

Publication number: JPH05304395A
Application number: JP4063236A
Authority: JP
Inventors: Yoshitoshi Morita; 芳年森田; Akira Sakaguchi; 明阪口
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1993-11-16
Anticipated expiration: 2015-08-14
Also published as: JP3075827B2

Abstract

(57)【要約】【目的】基板への装着時に電子部品が受ける作用力を
正確に所定値に設定出来る電子部品自動装着装置を提供
する。【構成】部品装着面に対して接近離間する往復機構の
出力部に、吸着ヘッド機構４を取り付けて構成され、該
吸着ヘッド機構４は、往復機構の出力部に固定された外
筒44と、外筒44に対して前記往復移動方向の相対移動が
可能に係合した中間筒43と、外筒44と中間筒43の間に介
在するバネ42と、中間筒43に対して前記往復移動方向へ
弾性変形可能なバネ板部材61を介して連結された部品吸
着ノズル71と、前記バネ板部材61の弾性変形量を測定す
るストレインゲージ62とを具えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップ等の各種
電子部品をプリント基板等の装着面上の所定位置に装着
するための電子部品自動装着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント基板上の所定位置に電子
部品を自動的に装着する装置として、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ
軸方向の移動制御が可能な往復装置の出力部に、部品を
吸着保持すべき吸着ヘッド機構を取り付けた電子部品自
動装着装置が知られている。

【０００３】図５に示す電子部品自動装着装置(２)は、
機台上に、プリント基板(31)を搬送するための一対のコ
ンベヤ(32)(33)を具えると共に、電子部品を載置するた
めの部品トレイ(30)を具え、更にコンベヤ(32)(33)を挟
んで両側には、テープ(38)に収容された電子部品を１ピ
ッチずつ送るテープフィーダユニット(37)と、電子部品
を縦積みした状態で収納する部品マガジン(39)を配置し
ている。

【０００４】電子部品を吸着保持するための吸着ヘッド
機構(４)をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させるＸ−Ｙテ
ーブルは、機台上にＹ軸方向へ架設された一対のＹ軸方
向ガイド体(35)(36)と、該ガイド体に摺動可能に係合し
Ｙ軸方向に駆動されるＸ軸方向ガイド体(34)とを具え、
吸着ヘッド機構(４)は、Ｘ軸方向ガイド体(34)上にＸ軸
方向へ往復駆動可能に取り付けられている。

【０００５】吸着ヘッド機構(４)は、図６に示す如くＸ
軸方向ガイド体(34)上にヘッド昇降機構(５)を介して保
持されている。ヘッド昇降機構(５)は、Ｘ軸方向ガイド
体(34)に対して摺動可能に係合したＺ軸方向ガイド体(5
3)を具え、該Ｚ軸方向ガイド体(53)には、一対の軸受(5
5)(56)によって垂直に支持されたボールねじ(52)が配置
されている。該ボールねじ(52)には、Ｚ軸方向ガイド体
(53)に摺動可能に係合して上下動を案内された昇降ブロ
ック(54)が螺合している。

【０００６】ボールねじ(52)の上端部には、Ｚ軸方向ガ
イド体(53)上に設置されたモータ(51)が連結されてい
る。又、昇降ブロック(54)には、吸着ヘッド機構(４)に
突設した支持アーム(40)が固定されている。

【０００７】従って、モータ(51)の駆動によってボール
ねじ(52)が回転すると、ねじ推力によって昇降ブロック
(54)が昇降駆動され、これに伴って吸着ヘッド機構(４)
が昇降することになる。

【０００８】吸着ヘッド機構(４)は、支持アーム(40)に
よって支持された外筒(44)の下端部に吸着ノズル(41)を
具えており、該吸着ノズル(41)は、外筒(44)に対して一
定範囲内で昇降が可能に係合すると共に、図示省略する
バネによって下方へ付勢されている。

【０００９】吸着ノズル(41)に保持された電子部品が基
板上に装着される際には、前記バネが縮み、その反発力
で電子部品が基板に対して下圧されることになる。

【００１０】そして、電子部品装着時には、電子部品が
基板側から受ける力によって破壊されるのを防止すると
共に、電子部品を確実に基板上へ装着するべく、前記バ
ネの圧縮量を測定して、該圧縮量が所定値となる位置で
吸着ノズル(41)の下降を停止することにより、電子部品
に作用する力を所定値に設定するのである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の電子
部品自動装着装置においては、吸着ノズル(41)と外筒(4
4)の間に生じる摺動摩擦や、電子部品及び基板の寸法バ
ラツキの影響によって、実際の装着時に電子部品に作用
する力は、バネの圧縮量から算出される値とは異なり、
前記所定値からずれることになる。然も、電子部品が基
板に衝突した瞬間に、電子部品は衝撃力を受けることに
なるが、その衝撃力は、バネの圧縮量からは測定出来な
い。従って、実際の作用力が所定値を越える場合は電子
部品の破損を招来し、作用力が所定値に満たない場合は
電子部品の取付け不良を招来する問題がある。

【００１２】本発明の目的は、基板への装着時に電子部
品が受ける作用力を正確に所定値に設定出来る電子部品
自動装着装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決する為の手段】本発明に係る電子部品自動
装着装置は、部品装着面に対して接近離間する往復機構
の出力部に、部品保持機構を取り付けて構成され、該部
品保持機構は、往復機構の出力部に固定された基体部
と、基体部に対して前記往復移動方向の相対移動が可能
に係合した可動部と、基体部と可動部の間に介在するバ
ネ部材と、可動部に対して前記往復移動方向へ弾性変形
可能な弾性支持部材を介して連結された部品保持ヘッド
部と、前記弾性支持部材の弾性変形量を測定する歪セン
サーとを具えている。

【００１４】

【作用】往復機構の動作によって部品保持機構が下降し
て、部品保持ヘッド部に保持された電子部品が基板上へ
押し付けられる際、可動部が基体部に対して相対移動
し、バネ部材が圧縮されると共に、弾性支持部材が弾性
変形し、該弾性変形量が歪センサーによって測定され
る。そして、バネ部材の反発力によって電子部品が基板
上へ押圧される。

【００１５】この際、弾性支持部材の弾性変形量は、部
品保持ヘッド部に保持された電子部品が基板から受ける
力と一定の対応関係にある。又、電子部品が基板に衝突
した際の衝撃力は即時に弾性変形量となって現われる。
従って、歪センサーの出力に基づいて往復機構の動作を
制御すれば、電子部品に実際に作用する力を所定値に設
定することが出来る。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係る電子部品自動装着装置によ
れば、基板への装着時に電子部品が受ける作用力を正確
に所定値に設定することが可能であり、これによって電
子部品の破損や装着ミスを防止することが出来る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面に沿って
詳述する。図１に示す如く吸着ヘッド機構(４)は、支持
アーム(40)に垂直に支持された外筒(44)を具え、該外筒
(44)の内部に中間筒(43)が垂直軸回りに回転可能に軸支
されている。

【００１８】又、外筒(44)の上端部には、保持した電子
部品(３)の向きを調整するためのサーボモータ(50)が配
備され、該モータ軸は中間筒(43)に連結されている。

【００１９】中間筒(43)の内部には、中央孔(46)を有す
る内筒(45)が中間筒(43)に対して一定範囲内で昇降可能
且つ相対回転不能に係合している。尚、内筒(45)の昇降
範囲は、中間筒(43)に突設したストッパー(47)によって
規定されている。中間筒(43)と内筒(45)の間には圧縮バ
ネ(42)が介装され、内筒(45)を下方へ付勢している。

【００２０】内筒(45)の中央孔(46)は図示省略する真空
ポンプに連繋している。又、内筒(45)の下端部には、電
子部品(３)を吸着保持すべき吸着ノズル片(７)が取り付
けられている。

【００２１】吸着ノズル片(７)は、図２に示す如くドラ
ム部(73)の下方開口部に、円盤状のバネ板部材(61)を固
定し、該バネ板部材(61)の中央部に、中央孔(72)を有す
るノズル(71)が下向きに突設されている。又、バネ板部
材(61)の表面には、ストレインゲージ(62)が貼着され、
電子部品が基板から受ける力を測定するための力検出器
を構成している。

【００２２】図１に示す吸着ヘッド機構(４)を具えた電
子部品自動装着装置においては、吸着ノズル片(７)のノ
ズル(71)によって電子部品(３)が真空吸着され、該電子
部品(３)をプリント基板の上方位置まで移動させ、その
後、吸着ヘッド機構(４)が降下して、電子部品(３)をプ
リント基板上の所定位置に装着する。

【００２３】又、電子部品(３)がプリント基板に接触し
た時点で、更に吸着ヘッド機構(４)を下方へ駆動して、
電子部品(３)を基板表面に塗布された所謂クリーム半田
の層へ押し付け、該電子部品をプリント基板に仮固定す
ることが行なわれる。

【００２４】上記電子部品自動装着装置は、図４に示す
マイクロコンピュータ(１)によって動作が制御されてい
る。ストレインゲージ(62)から出力される変位データは
Ａ／Ｄ変換器(13)を介してマイクロコンピュータ(１)へ
供給されている。

【００２５】又、モータ(51)にはモータ回転速度を検出
するためのエンコーダ(14)が装備されており、該エンコ
ーダから出力されるパルスがカウンター(15)にてカウン
トされ、吸着ヘッド機構(４)の高さ位置が検出され、該
位置データはマイクロコンピュータ(１)へ供給される。

【００２６】マイクロコンピュータ(１)には、前記Ａ／
Ｄ変換器(13)から変位データ及び、前記カウンター(15)
からの位置データに基づいてモータ制御信号を作成する
プログラムが登録されており、作成されたモータ制御信
号はＤ／Ａ変換器(11)を介してモータドライバー(12)へ
供給される。

【００２７】この結果、ストレインゲージ(62)からの変
位データが所定値に達した時点で、サーボモータ(51)の
回転が停止され、吸着ヘッド機構(４)の下降が停止され
ることになる。

【００２８】上記電子部品自動装着装置によれば、吸着
ノズル片(７)に対して直接に、或いは吸着ノズル片(８)
を取り付けた内筒(45)の下端部に直接に、ストレインゲ
ージ(62)からなる歪センサーが設けられているから、内
筒(45)が中間筒(43)に対して摺動する際の摩擦力の影響
を受けることなく、該歪センサーの出力に基づいて、電
子部品(３)が受ける衝撃力及び押圧力を正確に検出する
ことが出来る。従って、歪センサーの出力に基づいて吸
着ヘッド機構(４)の昇降動作を制御すれば、電子部品の
損傷、装着ミスを防止することが可能である。

【００２９】図３は、吸着ヘッド機構(４)の他の構成例
を示しており、ここでは、内筒(45)の下端部に力検出器
が設けられている。即ち、上部及び下部開口に夫々円盤
状のバネ板部材(61)(61)が取り付けられたドラム部(48)
を、内筒(45)の途中に介在せしめ、両バネ板部材(61)(6
1)の内面にストレインゲージ(62)を貼着している。該吸
着ヘッド機構(４)を具えた電子部品自動装着装置によっ
ても上記同様の効果が得られる。

【００３０】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子部品自動装着装置に装備すべ
き吸着ヘッド機構の断面図である。

【図２】吸着ノズル片の一部破断斜視図である。

【図３】吸着ヘッド機構の他の構成を示す断面図であ
る。

【図４】吸着ヘッド機構の制御系を示すブロック図であ
る。

【図５】従来の電子部品自動装着装置を示す斜視図であ
る。

【図６】従来の吸着ヘッド機構の外観を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】 (４) 吸着ヘッド機構 (44) 外筒 (43) 中間筒 (45) 内筒 (７) 吸着ノズル片 (62) ストレインゲージ (３) 電子部品

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】部品装着面に対して接近離間する往復機
構の出力部に、部品保持機構を取り付けて構成され、該
部品保持機構は、往復機構の出力部に固定された基体部
と、基体部に対して前記往復移動方向の相対移動が可能
に係合した可動部と、基体部と可動部の間に介在するバ
ネ部材と、可動部に前記往復移動方向へ弾性変形可能な
弾性支持部材を介して連結された部品保持ヘッド部と、
前記弾性支持部材の歪みを測定する歪センサーとを具え
ていることを特徴とする電子部品自動装着装置。