JPH0661692A - チップ部品実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チップ部品実装用のヘッドに設けられた複数
本のノズルに対して共通の真空発生器を用いることによ
りコンパクト化等を図りつつ、ノズルによるチップ部品
の吸着の良否を正確に判定する。 【構成】 実装用のヘッド５の各ノズル６にそれぞれ真
空導入用の通路２１を接続し、これらの通路２１を共通
の真空発生器２３に接続するとともに、各通路２１の途
中に絞り２６を設け、これよりもノズル側に真空計２５
を設けて、この真空計２５により検出される真空度の変
化により吸着状態を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ等の電子部品のよ
うな小片状のチップ部品を実装用のヘッドにより吸着、
移送してプリント基板上に実装する装置に関し、とくに
複数本のノズルを有するヘッドを用いる場合の真空の供
給および吸着状態判定のための構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント基板の搬送および位置決
め保持が可能な搬送ラインの側方に、チップ部品を順次
供給可能とする部品供給部を配置するとともに、この部
品供給部と上記搬送ラインのプリント基板上とにわたっ
て移動可能な実装用のヘッドを装備し、このヘッドに真
空でチップ部品を吸着するノズルを設け、このヘッドに
よりチップ部品を吸着、移送してプリント基板上に実装
するようにした実装装置は知られている（例えば特公平
３−２２７２０号公報参照）。

【０００３】また、この種の装置において、処理能率を
高めるため、実装用のヘッドがノズルを複数本並列に具
備した多連式となっているものも知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の実装装置で
は、実装用のヘッドに設けられたノズルによる部品の吸
着が正しく行なわれたかどうかを確認する必要があり、
その１つの手段として、ノズルに作用する真空度の変化
を調べることが考えられている。すなわち、図６のよう
に、ヘッドａのノズルｂに通じる真空導入用の通路ｃが
切換バルブ（この図では省略）等を介して真空発生器ｄ
に接続されるとともに、ノズルｂの近傍の真空導入用通
路ｃに真空計ｅが具備されている。そして、ノズルが開
放されているときはノズル付近の通路内の真空度が低
く、チップ部品が正しく吸着されてノズルが閉塞される
と上記真空度が高くなることから、上記真空計ｅの信号
が基準値と比較されることにより吸着状態が判定される
ようになっている。ところが、図６中に示すような複数
本のノズルｂを有する多連式のヘッドａを備えた実装装
置に適用される場合に、次のような問題が残されてい
た。

【０００５】すなわち。多連式のヘッドａに適用される
場合、各ノズルｂに対してそれぞれ真空導入用の通路ｃ
およびセンサｅ等が配設されるが、真空供給系統の簡略
化のためには、図６中に二点鎖線で示すように、真空発
生器ｄは各ノズルｂに対して共通とし、この真空発生器
ｄから各ノズルｂに真空が導かれるようにすることが望
ましい。しかしこのようにした場合、各ノズルｂが全て
開放されているときはノズル付近の通路ｃ内の真空度が
低いが、一部のノズルｂがチップ部品の吸着により閉塞
されるとそれに伴って残りの非閉塞のノズルｂに及ぶ吸
引作用が増大するので、図５に二点鎖線で示すように、
チップ部品吸着により閉塞されたノズルの本数が増加す
るにつれて非閉塞のノズルに作用する真空度は高くな
り、例えば８個並列のノズルのうちで７個まで閉塞され
ている状態では、残りのノズルに作用する真空度がかな
り高くなって真空到達点との差βが非常に小さくなる。
つまり、ノズルが閉塞される正常吸着時とノズルが閉塞
されない吸着不良時とでの真空度の格差が非常に小さく
なる。そして、真空度の多少の変動は脈動等によっても
生じるので、上記格差が小さくなるとチップ部品の吸着
の良否を正確に判別することが困難になる。

【０００６】このような問題を回避するため、従来で
は、図６中に破線で示すように、各ノズルに対して個別
に真空発生器が設けられることが多かったが、このよう
にすると、真空発生器が多数必要となり、装置全体の大
型化、重量増大およびコストアップを招くという不都合
があった。

【０００７】本発明は、上記の事情に鑑み、多連ヘッド
の複数本のノズルに対して共通の真空発生器を用いるこ
とにより装置全体のコンパクト化、重量軽減およびコス
トダウンを図りつつ、ノズルによるチップ部品の吸着の
良否を正確に判定することができるチップ部品実装装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、部品供給部からチップ部品を移送してプ
リント基板に実装するヘッドを備え、このヘッドに、上
記チップ部品を吸着するノズルを複数本並列に設けると
ともに、各ノズルの真空度を検出する真空度検出手段
と、この真空度検出手段の出力に基づいてチップ部品吸
着状態を判定する手段とを備えたチップ部品実装装置で
あって、上記各ノズルにそれぞれ真空導入用の通路を接
続し、これらの通路を共通の真空発生器に接続するとと
もに、その各通路の途中に、空気の流通を制限する流通
制限部分を設け、この流通制限部分よりもノズル側に真
空度検出手段を設けたものである。

【０００９】

【作用】上記構成によると、共通の真空発生器から各ノ
ズルに負圧が供給される。また、真空導入用の通路の空
気流通が制限されることにより、上記複数本のノズルの
うちの多くがチップ部品の吸着により閉塞されている状
態でも、残りのノズルの非閉塞時の真空度が低く抑えら
れ、ノズル閉塞時の真空度との差が十分に確保される。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１および図２は本発明の一実施例による実装装置の全
体構造を示している。これらの図において、実装装置の
基台１上には、搬送ラインを構成するコンベア２が配置
され、図外のプリント基板が上記コンベア２上を搬送さ
れ、所定の実装作業位置で停止されるようになってい
る。

【００１１】上記実装作業位置におけるコンベア２の側
方には、部品供給部３が配置されている。この部品供給
部３は、多数種のチップ部品を供給することができるよ
うになっており、例えばリールに巻回された供給テープ
３ａが多数個配列され、各供給テープ３ａにそれぞれ、
ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部
品が等間隔に収納されている。そして、図外の繰り出し
機構により、チップ部品の供出につれて供給テープ３ａ
が繰り出されるようになっている。

【００１２】上記実装作業位置における基台１の上方に
は、実装用のヘッド５が装備され、このヘッド５に複数
本のノズル６が並列に設けられ、図示の例では８本のノ
ズル６が配設されている。上記ヘッド５は、取付部材７
を介してヘッド支持部材８に支持されるとともに、Ｘ軸
方向（コンベア２の方向）、Ｙ軸方向（水平面上でＸ軸
と直交する方向）およびＺ軸方向（垂直方向）に移動可
能となっており、各方向にヘッド５を移動させる機構が
基台１、ヘッド支持部材８および取付部材７に配設され
ている。

【００１３】すなわち、上記基台１上には、コンベア２
を横切ってＹ軸方向に延びる２本の固定レール１１が所
定間隔をおいて互いに平行に配置されるとともに、Ｙ軸
方向の送り機構として、一方の固定レール１１の近傍
に、サーボモータ１３により回転駆動されるボールねじ
軸１２が配置されている。そして、ヘッド支持部材８が
上記両固定レール１１に移動自在に支持され、かつ、ヘ
ッド支持部材８の端部のナット部分１４が上記ボールね
じ軸１２に螺合し、ボールねじ軸１２の回転によってヘ
ッド支持部材８がＹ軸方向に移動するようになってい
る。

【００１４】また、上記ヘッド支持部材８には、Ｘ軸方
向に延びるガイドレール１５が設けられるとともに、Ｘ
軸方向の送り機構として、上記ガイドレール１５の近傍
に配置されたボールねじ軸１６と、このボールねじ軸１
６を回転駆動するサーボモータ１７とが装備されてい
る。そして、上記ガイドレール１５に上記取付部材７を
介してヘッド５が移動自在に支持され、かつ、この取付
部材７に設けられたナット部分１８が上記ボールねじ軸
１６に螺合し、ボールねじ軸１６の回転によってヘッド
５がＸ軸方向に移動するようになっている。

【００１５】上記取付部材７に対してヘッド５はＺ軸方
向（上下方向）に移動可能に取付られ、また上記各ノズ
ル６は回転可能に設けられており、上記Ｚ軸方向の送り
用のモータおよびノズル回転用のモータ（これらは図示
省略）等が上記取付部材７に装備されている。またヘッ
ド５には、後記通路２１を構成するパイプや電気配線等
を収納するダクト１９が接続されている。

【００１６】図３は上記ヘッド５の各ノズル６に対する
真空等の給排系統を示している。この図において、上記
各ノズル６にはそれぞれ真空導入用の通路２１が接続さ
れている。そして、チップ部品吸着時に真空（負圧）が
供給され、またプリント基板上の所定位置でチップ部品
が実装される際には真空の供給が停止されるとともに若
干の正圧がノズル６に供給されるように、上記各通路２
１が、切換バルブ２２を介し、真空発生器２３とコンプ
レッサ２４とに選択的に接続されるようになっている。
真空発生器２３およびコンプレッサ２４は上記各ノズル
６に対して共通となっており、それぞれ、共通通路２３
ａ，２４ａとこれから分岐した通路２３ｂ，２４ｂとを
介して切換バルブ２２に接続されている。

【００１７】上記各ノズル６に対し、真空導入用の通路
２１のノズル近傍の位置に真空計（真空度検出手段）２
５が具備されている。また、上記各通路２１の途中に
は、空気の流通を制限する流通制限部分として、通路面
積を縮小する絞り２６が設けられており、この絞り２６
よりもノズル側に、真空計２５が配置されている。そし
て、真空発生器２３による真空吸引中にＮ本（図示の例
では８本）のノズル６が全て開放状態にあるときの流量
をＱとすると、１本のノズル６のみ開放されている状態
のときは流量がＱ／８程度となるように、上記各絞り２
６が設定されている。

【００１８】上記真空計２５からの信号は制御ユニット
２７に入力されている。この制御ユニット２７は、チッ
プ部品吸着状態を判定する手段を構成するもので、上記
各ノズル６についてそれぞれ、真空計２５によって検出
される真空度を予め設定された基準値と比較することに
より、チップ部品吸着の良否を判定するようになってい
る。なお、図３において、各ノズル６はハウジング３
１、ベアリング３２、ガイド３３等を介してヘッド５に
組付けられている。

【００１９】以上のような当実施例の装置によると、上
記ヘッド５による実装作業としては、先ず上記ヘッド５
がチップ部品供給部３に対応する位置において所定高さ
まで下降し、かつ、ヘッド５の各ノズル６に真空（負
圧）が供給されて、各ノズル６によりそれぞれチップ部
品が吸着される。それからヘッド５が上昇し、上記サー
ボモータ１３，１４によるＹ軸方向のボールねじ軸１２
およびＸ軸方向のボールねじ軸１６の回転駆動によりプ
リント基板上にヘッド５が移動し、プリント基板のチッ
プ部品装着個所に対応する位置で、ノズル６に対する真
空の供給がカットされて若干の正圧が供給される状態に
切換えられることにより、チップ部品が装着される。こ
のような作業はプログラムに従って自動的に行なわれ
る。

【００２０】この実装作業におけるチップ部品吸着時に
は、チップ部品を吸着する各ノズル６についてそれぞ
れ、上記真空計２５によって検出される真空度の変化が
制御ユニット２７において調べられ、真空度が基準値以
上であれば吸着適正状態、真空度が基準値に達しなけれ
ば吸着不良状態と判定される。この場合に、上記各通路
２１の途中に絞り２６が設けられていることにより、吸
着状態の判定が容易かつ正確に行なわれるものであり、
その作用を、図４および図５を参照しつつ説明する。

【００２１】図４は１つのノズル６にチップ部品が吸着
されるときの、そのノズル６に対応する通路２１内の真
空度の変化を示しており、この図中のｔ₀ の時点でヘッ
ド５が下降し、ｔ₁ の時点で真空供給状態に切換バルブ
２２が切換えられ、ｔ₂ の時点でチップ部品の吸着を始
める。この図のように、真空度は、真空供給状態に切換
えられると多少高くなり、チップ部品の吸着開始時点ｔ
₂ から急速に高くなって、真空発生器２３の能力に応じ
た真空到達点に達する。従って、吸着前の真空度と真空
到達点との間の適当なレベルに基準値が設定されること
により、吸着状態の良否が判定される。

【００２２】図５は、ヘッド５の各ノズル６のうちでチ
ップ部品の吸着により閉塞されているのズルの数を０
（全て開放），１，２，……と変化させたときに、例え
ば図３中の右端のノズル６を対象としてこのノズルの非
閉塞状態での真空度（Ａ位置の真空度）がどのようにな
るかを示している。図５中の二点鎖線は、絞りを有しな
い従来例による場合のものであり、この場合については
先にも述べたように、チップ部品吸着ノズル数の増加に
つれ、対象ノズルの非閉塞状態での真空度が高くなって
真空到達点との差βが小さくなり、閉塞状態と非閉塞状
態との区別が難しくなる。

【００２３】これに対し、上記絞り２６が設けられた当
実施例の装置による場合は、図５中に実線で示すよう
に、吸着ノズル数が増加しても、対象ノズルに対する通
路の空気流通が制限されることでＡ位置の真空度が比較
的低く抑えられ、真空到達点との差αが従来と比べて大
きくなるため、閉塞状態となる正常吸着時と非閉塞状態
となる吸着不良時との区別が明確となり、前記の基準値
の設定とそれに基づく判定が容易になる。

【００２４】なお、上記実施例では、流通制限部分とし
て固定的な絞り２６を真空導入用の通路２１に設けてい
るが、その変わりに、例えば切換バルブ２２により真空
供給状態のときの流通を制限し、つまり、この状態での
切換バルブ２２の通路面積を小さくして絞り機能をもた
せるようにしておいてもよい。

【００２５】また、上記実施例では８本のノズル６を有
する１つのヘッド５で実装が行なわれるようになってい
るが、ノズル６の本数は上記実施例に限定されない。ま
た、作業性向上等のため上記多連ヘッド５およびヘッド
支持部材８等からなるユニットを２組設けて個別に作動
可能としてもよく、この場合、各ユニットにおいてそれ
ぞれ真空給排等の系統を図３のように構成しておけばよ
い。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明のチップ部品実装装
置は、実装用のヘッドの複数本のノズルに対する真空導
入用の通路を共通の真空発生器に接続することにより、
個別に真空発生器を設ける場合と比べて構造の簡略化、
コンパクト化およびコストダウンを図ることができる。
しかも、上記各通路の途中に絞り等の流通制限部分を設
け、これよりもノズル側に真空度検出手段を設けて、こ
の検出手段の出力に基づいてチップ部品吸着状態を判別
するようにしているため、上記ノズルの正常吸着時の真
空度と吸着不良時の真空度との格差を十分に大きくし、
吸着状態の良否の判定を容易かつ正確に行なうことがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による実装装置の平面図であ
る。

【図２】同装置の正面図である。

【図３】実装用のヘッドとこれに設けられた複数本のノ
ズルに対する真空等の給排系統の構成図である。

【図４】ノズルにチップ部品が吸着されるときの真空度
の変化を示す特性図である。

【図５】チップ部品吸着ノズル数を種々変えたときの、
特定ノズルに対する通路内の真空度を示す図である。

【図６】従来例を概略的に示す説明図である。

【符号の説明】

３ 部品供給部 ５ ヘッド ６ ノズル ２１ 真空導入用の通路 ２３ 真空発生器 ２５ 真空計 ２６ 絞り ２７ 制御ユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品供給部からチップ部品を移送してプ
   リント基板に実装するヘッドを備え、このヘッドに、上
   記チップ部品を吸着するノズルを複数本並列に設けると
   ともに、各ノズルの真空度を検出する真空度検出手段
   と、この真空度検出手段の出力に基づいてチップ部品吸
   着状態を判定する手段とを備えたチップ部品実装装置で
   あって、上記各ノズルにそれぞれ真空導入用の通路を接
   続し、これらの通路を共通の真空発生器に接続するとと
   もに、その各通路の途中に、空気の流通を制限する流通
   制限部分を設け、この流通制限部分よりもノズル側に真
   空度検出手段を設けたことを特徴とするチップ部品実装
   装置。