JPH10173395A - チップ状回路部品吸着ヘッド - Google Patents

チップ状回路部品吸着ヘッド

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JPH10173395A
JPH10173395A JP8346624A JP34662496A JPH10173395A JP H10173395 A JPH10173395 A JP H10173395A JP 8346624 A JP8346624 A JP 8346624A JP 34662496 A JP34662496 A JP 34662496A JP H10173395 A JPH10173395 A JP H10173395A
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JP
Japan
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suction
chip
suction nozzle
mounting
circuit component
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JP8346624A
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English (en)
Inventor
Hajime Koyama
肇 小山
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Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】テンプレートからのチップ状回路部品aの取り
上げ、回路基板への搭載時の衝撃を小さくする。 【解決手段】 チップ状回路部品吸着ヘッドは、空気吸
引通路31aを有し、先端にこの空気吸引通路31aが
開口した吸着口39を有する金属製の吸着ノズル31
と、この吸着ノズル31の前記吸着口39を有する先端
部40を下方に突出した状態で吸着ノズル31の胴部3
2を上下動自在に保持した取付穴35a、36aを有す
る取付板35、36と、吸着ノズル31の先端部40の
基部となる胴部32が取付穴35a、36aから下方に
抜け出ないように停止させるストッパ38と、前記取付
穴35a、36aに装着され、取付板35、35に対し
て吸着ノズル31に下方へ向けて弾力を付勢した弾性体
37と、前記取付板35に設けられ、空気吸引通路31
aを介して前記吸着口39に通じる空気吸引孔34とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、チップ状回路部品
をバルク状に収納した複数の容器から、テンプレートに
配置した複数の凹部にチップ状回路部品を同時に送り出
し、その後このチップ状回路部品を真空吸着ヘッドで同
時に取り上げ、回路基板に搭載する、いわゆるマルチマ
ウンタと呼ばれるチップ状回路部品搭載装置において、
複数のチップ状回路部品を複数の吸着ノズルの先端にそ
れぞれ吸引、保持し、搬送するのに使用されるチップ状
回路部品吸着ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】回路基板の所定の位置にチップ状回路部
品を搭載する場合、前述のようなチップ状回路部品搭載
装置が使用されている。このチップ状回路部品搭載装置
では、複数のバラ詰容器の中にバルク状に収納されたチ
ップ状回路部品を、エスケープメント機構を介して、分
配器に配管された複数本の案内チューブにそれぞれ送り
出す。分配器の下には、テンプレートが挿入されてお
り、このテンプレートの上には、各々のチップ状回路部
品を回路基板の上に搭載する位置に合わせて、チップ状
回路部品を収納する凹部を有する容器が配置されてい
る。前記分配器に送り出されたチップ状回路部品は、前
記案内チューブを通って、テンプレート上の容器の中に
1つずつ収受される。
【0003】このようにして、チップ状回路部品aがテ
ンプレート6の容器21の凹部29に収納された状態
を、図7に二点鎖線で示す。このテンプレート6は、一
般的には図7に示すような構造を有している。すなわ
ち、容器21の下から突起状の継手22、23が突設さ
れており、これがテンプレート6の取付板25の所定の
位置に設けられた取付穴24、24に嵌め込まれること
によって、容器21、21…が取付板25の所定の位置
に装着される。このテンプレート6の下側には、バキュ
ームケース10が当てられ、このバキュームケース10
により取付板21の下面に形成された真空室26が負圧
とされる。これによって、前記容器21の一方の継手2
2に設けられた空気通路22aを介して容器21内から
取付板25の下面へと空気が吸引される。これによっ
て、分配器の案内チューブを通してチップ状回路部品a
を強制搬送し、これを容器21、21…の凹部29、2
9…の中に吸引収受する。
【0004】チップ状回路部品aを収受したテンプレー
ト6は、分配器の下から、図7に示すように、吸着ヘッ
ド8の真下に移動する。図7に示すように、吸着ヘッド
8には、前記テンプレート6上の容器21、21…の配
置パターンに合わせて吸着ノズル11、11…が取付ら
れており、同ヘッド8が下降したとき、同吸着ノズル1
1、11…の先端にチップ状回路部品a、a…を吸着、
保持し、吸着ヘッド8が上昇する。次いで、テンプレー
ト6が吸着ヘッド8の下から退避した後、吸着ヘッド8
が下降し、その下に搬送されてきた図示してない回路基
板の上に前記チップ状回路部品aを置き、そこで吸着ノ
ズル11、11…におけるチップ状回路部品a、a…の
吸着を解除する。
【0005】回路基板には、チップ状回路部品を搭載す
べき位置に予め接着剤を塗布しておき、搭載された前記
チップ状回路部品をこの接着剤で仮固定する。その後、
半田付工程を経て、チップ状回路部品の電極が、回路基
板上の電極ランドに半田付けされる。
【0006】このようなチップ状回路部品搭載装置にお
いて用いられている従来の真空吸着ヘッド8とその吸着
ノズル11は、図7に示すような構造を有している。す
なわち、吸着ノズル11は、プラスチック等からなるホ
ルダー12と、これに嵌め込まれたゴム等の弾性体から
なる吸着体15とで構成され、ホルダー12の上端に筒
形突起状の継手13、13を有している。このホルダー
12の継手13、13が吸着ユニットの取付板16のそ
れぞれ所定の位置に設けられたノズル取付穴17、17
に嵌合されることによって、吸着ノズルが取付板16の
所定の位置に装着されている。この取付板16の上側に
は、真空室14が形成されており、符号9は、この真空
室14を形成する箱体の上壁を示す。この真空室14
は、吸引ポンプ(図示せずに)に連結され、この吸引ポ
ンプの作動により、ホルダー12の空気通路13a及び
吸着体15の空気通路18を介して空気が吸引される。
これにより、吸着体15の先端の吸着口19、19…が
負圧に維持され、そこにチップ状回路部品aが吸着され
る。
【0007】前記吸着ノズル11の吸着体15が弾性体
からなるのは、容器21の凹部29内のチップ状回路部
品aを吸着し、取り上げるとき、或いは回路基板上に吸
着したチップ状回路部品aを搭載するときに発生するチ
ップ状回路部品aの衝撃を和らげるためである。さら
に、この吸着ノズル11で吸着し、保持するチップ状回
路部品aが図7に示すような円柱形部品の場合、吸着体
15の先端の吸着口19の部分は、吸着安定性を確保す
るため、前記チップ状回路部品aの外形に合わせた凹状
円弧面またはV溝面に加工されている。
【0008】
【発明が解決しようとしている課題】前記のような従来
の吸着ヘッド8とその吸着ノズル11の構造では、チッ
プ状回路部品aを吸着する部分である吸着体15が変形
しやすいゴム等の弾性体からなるため、テンプレート6
の容器21内からチップ状回路部品aを取り上げたり、
そのチップ状回路部品aを回路基板上に搭載するとき
に、テンプレート6や回路基板から受ける反力により吸
着体15が変形しやすい。また、このような弾性体から
なる吸着体15は、ゴムなどの変形しやすい材質からな
り、精密な切削加工等を行うことができない。このた
め、吸着体15は専ら成形加工によって作られ、高い寸
法精度が得られない。このような理由から、チップ状回
路部品aの吸着位置及びその回路基板への搭載位置につ
いて、高い精度が得られない。
【0009】その一方で、チップ状回路部品aは、その
サイズも年々小さくなってきているため、より高い位置
精度でチップ状回路部品aを回路基板上に搭載できる吸
着ヘッドとその吸着ノズルが要望されているところであ
る。本発明は、このような要望を背景としてなされたも
ので、チップ状回路部品をより高い精度で吸着、保持
し、さらにより高い精度で回路基板上に搭載することが
でき、しかもテンプレートからのチップ状回路部品の取
り上げ、或いはその回路基板への搭載時に、チップ状回
路部品に与える衝撃の小さなチップ状回路部品吸着ヘッ
ドを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明では、前記の目的
を達成するため、吸着ノズル31全体を一体の変形しに
くい材料で形成とすると共に、高い加工精度で加工でき
る吸着ノズル31を使用することとした。そして、その
吸着ノズル31でチップ状回路部品aを吸着するとき
や、そのチップ状回路部品aを回路基板上に搭載すると
きに、テンプレートや回路基板から受ける反力を、吸着
ノズル31に装着したばね等の弾性体37で受け止め、
緩衝するものである。
【0011】すなわち、本発明によるチップ状回路部品
吸着ヘッドは、空気吸引通路31aを有し、先端にこの
空気吸引通路31aが開口した吸着口39を有する吸着
ノズル31と、この吸着ノズル31の前記吸着口39を
有する先端部40を下方に突出した状態で吸着ノズル3
1の胴部32を上下動自在に保持した取付穴35a、3
6aを有する取付板35、36と、吸着ノズル31の先
端部40の基部となる胴部32が取付穴35a、36a
から下方に抜け出ないように停止させるストッパ38
と、前記取付穴35a、36aに装着され、取付板3
5、36に対して吸着ノズル31に下方へ向けて弾力を
付勢した弾性体37と、前記取付板35に設けられ、空
気吸引通路31aを介して前記吸着口39に通じる空気
吸引孔34とを有することを特徴とする。
【0012】このようなチップ状回路部品吸着ヘッドで
は、テンプレートや回路基板から受ける反力を吸収し、
緩和する弾性体37が設けられているので、吸着ノズル
31自体が弾性を有する必要がなく、それを金属やプラ
スチック等の変形しにくい材料で製作することができ
る。すなわち、吸着ノズル31をゴム等の弾性材に比べ
て変形しにくいものとすることができる。また、吸着ノ
ズル31を機械加工することもできるため、その精密加
工が可能である。さらに、ホルダ等も必要とせず、高精
度の吸着ノズル31を取付板35、36の取付穴35
a、36aに直接取り付けることができるため、取付板
35、36の取付位置に対する位置も高精度で実現する
ことができる。
【0013】しかも、吸着ノズル31自体が弾性を有し
ない部材であっても、ばね等の弾性体37によりテンプ
レートや回路基板から受ける反力を吸収し、緩和するこ
とができるので、チップ状回路部品aに衝撃を与えず、
その取り出しや搭載をすることが可能となる。このチッ
プ状回路部品吸着ヘッドでは、吸着ノズル31の胴部3
2が先端部40より幅または径が大きくなっており、吸
着ノズル31の先端部40がストッパ38の挿入孔38
aを通してその外側に突出されると共に、吸着ノズル3
1の胴部32の端面がストッパ38の内側主面に当たる
ことにより、胴部32が取付穴35a、36aから下方
に抜け出ないように停止させられている。これにより、
吸着ノズル31の先端部40がストッパ38から通常突
出される寸法が一定となる。
【0014】また、吸着ノズル31の胴部32と、それ
が嵌め込まれた取付板35、36の取付穴35a、36
aとは、対応する非円筒形を有する。これにより、吸着
ノズル31が回転することなく、取付板35、36の取
付穴35a、36aに組み込まれる。また、吸着ノズル
31の回転を規制する必要がない場合は、吸着ノズル3
1の胴部32と、それが嵌め込まれた取付板35、36
の取付穴35a、36aとを、対応する円筒形とするこ
ともできる。さらに、吸着ノズル31の回転を規制する
必要がある場合も、別に吸着ノズル31の回転を規制す
る手段を設ければ、やはり吸着ノズル31の胴部32
と、それが嵌め込まれた取付板35、36の取付穴35
a、36aとを、対応する円筒形とすることもできる。
さらに、このような取付板35、36及びストッパ38
が複数の板材を積層した集合板からなる場合は、その取
付穴35a、36aへの前記胴部32の組み込みが容易
となる。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
図1及び図2に示すように、吸着ノズル31は、胴部3
2を有し、その下面から下方に突起状の先端部40が、
その上面から上方に突起状の弾性体装着部33がそれぞ
れ突設されている。図1及び図2に示した胴部32は、
平面正方形の角柱形であるが、これは、取付板35、3
6に対する吸着ノズル31の回転を規制するためであ
る。従って、このように吸着ノズル31の回転を規制す
る必要がある場合でも、取付板35、36に対する吸着
ノズル31の回転防止が可能ならば、胴部32は他の形
状であってもよい。例えば、胴部32が四角以外の角形
柱状や楕円柱状等であってもよく、別に回転規制手段を
設ければ、円柱形であってもよい。さらに、吸着ノズル
31の回転を規制する必要がない場合は、吸着ノズル3
1の胴部32を円柱形とすることもできる。先端部40
及び弾性体装着部33は、何れも円柱形であるが、これ
らは角柱形や楕円柱形等であってもよい。胴部32の幅
に比べて、先端部40及び弾性体装着部33の径や幅
は、小さくなっており、その間に段部を有することにな
る。前記弾性体装着部33から胴部32及び先端部40
にわたって、吸着ノズル31の中心軸上に空気吸引通路
31aが形成され、先端部40の下端面においてこの空
気吸引通と31aが吸着口39として開口している。
【0016】図1に示す板状の部材である2枚の取付板
35、36とストッパ38とは、互いに重ね合わせて前
記吸着ノズル31を取り付けるのに使用される。2枚の
取付板35、36の対応する位置には、取付穴35a、
36aが形成されており、2枚の取付板35、36が所
定の位置関係で重ね合わせられたとき、この取付穴35
a、36aは、一連に連なった空間部を形成する。この
取付穴35a、36aにより形成される空間部の平面形
状は、前記吸着ノズル31の胴部32の平面形状に対応
しており、それよりごく僅かに幅が広く設定されてい
る。また、この空間部の高さは、吸着ノズル31の胴部
32と弾性体装着部33の合計高さより十分高い。上側
の取付穴35aの上部は、取付穴35aより十分幅また
は径の小さな空気吸引孔34により上面側の外部に通じ
ている。この空気吸引孔34は、後述する組立状態にお
いて、取付穴35a及び前記吸着ノズル31の空気吸引
通路31aを介して、吸着ノズル31の先端部40の吸
着口39に通じる空気吸引孔となる。
【0017】2枚の取付板35、36は、図示のように
それらの取付穴35a、36aが一致して連なる所定の
位置関係で重ね合わせられ、ねじ等の締結手段で互いに
固定される。この2枚の取付板35、36は、その2枚
分の厚さに相当する1枚の取付板からなっていてもよ
く、この場合、前記取付穴35a、36aは、一体の取
付板に形成された一連の空間部であればよい。
【0018】ストッパ38は、吸着ノズル31の先端部
40の長さより十分薄い板状であり、前記取付板35、
36の取付穴35a、36aに対応して挿入孔38aが
穿孔されている。この挿入孔38aの径または幅は、吸
着ノズル31の段部32の幅または径より十分小さく、
且つ吸着ノズル31の先端部40の外径または外幅より
ごく僅かに大きく設定されている。このストッパ38
は、その挿入孔38aの中心が、取付板36の取付穴3
6aと中心が一致する所定の位置関係で重ね合わせら
れ、ねじ等の締結手段で取付板36に固定される。
【0019】このような構成部材からなる吸着ヘッドを
組み立てる場合は、まず2枚の取付板35、36を所定
の位置関係で重ね合わせ、ねじ等の締結手段で互いに固
定する。この状態では、それら取付板35、36の取付
穴35a、36aが一連に連なり、吸着ノズル31の胴
部32と弾性体装着部33とが収納される空間部が形成
される。
【0020】次に、図2に示すように、吸着ノズル31
の弾性体装着部33の外側に、弾性体としての圧縮性コ
イルばね等のばねからなる弾性体37を嵌め込む。次
に、取付板35、36を上下を逆、すなわち取付板36
を上側にした状態で、弾性体37及び弾性体装着部33
を先にして、その胴部32までを取付板35、36の取
付穴35a、36aの中に嵌め込む。この状態では、弾
性体装着部33がコイルばねからなる弾性体37の内側
に挿入され、弾性体37が胴部32の端面に当接する。
ここで、弾性体37に弾力を付勢しない自然な状態で
は、吸着ノズル31の胴部32は、取付板36の取付穴
36aから突出している。
【0021】このようにして取付板35、36の所定の
取付穴35a、36aにそれぞれ弾性体37と吸着ノズ
ル31の胴部32及び弾性体装着部33を挿入した後、
取付板36の上にストッパ38を重ねる。このとき、取
付板35、36の取付穴35a、36aから突出した吸
着ノズル31の先端部40をストッパ38の挿入孔38
aを差し込みながら、ストッパ38を取付板36に重ね
る。この課程で、吸着ノズル31の胴部32の端面がス
トッパ38の主面に当たるので、弾性体37の弾力に抗
して吸着ノズル31の胴部32が取付穴35a、36a
の奥に押し込まれ、これによって弾性体37に弾力が付
勢される。その後、ストッパ38をねじなどの締結手段
で取付板36に固定することにより、吸着ヘッドが完成
する。
【0022】このようにして組み立てられた吸着ヘッド
は、図1に示すように、吸着ノズル31の先端部40を
下方向けた姿勢で使用される。また、取付板35、36
は、真空容器を形成する吸着ヘッドの下面部分に取り付
けられ、取付板35の図1において上面が真空室として
使用される。この真空室を負圧としたり、或いは大気圧
に戻したりすることで、吸着ノズル31の先端部40の
吸着口39が、取付穴35a及び空気吸引通路31aを
介して、負圧とされたり大気圧に戻されたりする。これ
により、吸着口39にチップ状回路部品aを吸着した
り、その吸着を解除したりすることができる。
【0023】また前述したように、取付板35、36の
取付穴35a、36aにより形成される空間部の高さ
は、吸着ノズル31の胴部32と弾性体装着部33の合
計高さより十分高いため、吸着ノズル31は弾性体37
の弾力に抗して取付穴35a、36aの奥側へと押し込
むことが可能である。従って、チップ状回路部品aをテ
ンプレートから取り上げたり、そのチップ状回路部品a
を回路基板へ搭載するとき、前記弾性体37の弾力によ
り、テンプレートや回路基板からの反力が和らげられ、
チップ状回路部品aに与える衝撃を小さく抑えることが
できる。この吸着ヘッドのその他の使用法は、図7に示
した前記従来の吸着ヘッドと同じである。
【0024】次に、図3及び図4に示す本発明による吸
着ヘッドの例を説明すると、この例では、吸着ノズル3
1の胴部32が一方向に長い長円柱状となっており、取
付板35、36の取付穴35a、36aもその形状に対
応して長円筒内面或いは長方形内面を有している。ま
た、この長円柱形の胴部32の上面から突出した突起状
の弾性体装着部33、33は、胴部32の上面の長軸方
向に並んで吸着ノズル31の中心に対して対照に2つ設
けられており、そこに装着される圧縮性コイルばね等の
ばねからなる弾性体37もそれぞれの弾性体装着部3
3、33に装着される。吸着ノズル31の空気吸引通路
31aは、2つの弾性体装着部33、33の間に設けら
れ、図1に示す例のように、弾性体装着部33、33に
は空気吸引通路31aが形成されていない。
【0025】このような吸着ノズル31は、2つの弾性
体37、37の弾力が吸着ノズル31の中心に対して対
称に働くため、吸着ノズル31の突出や引き込みの動作
が円滑となる。そして、各弾性体37、37の弾性係数
やばね常数を1つの弾性体37を使用した場合のその弾
性体37の弾性係数やばね常数の半分程度かそれよりや
や小さくすることにより、緩衝効果も良好となる。図3
において、左側と右側に示された吸着ノズル31、31
は、取付板35、36に90゜異なる向きで取り付けら
れたものである。
【0026】次に、図5及び図6に示す本発明による吸
着ヘッドの例を説明すると、この例では、吸着ノズル3
1の胴部32が円柱状となっており、取付板35の取付
穴35aもその形状に対応して円筒内面或いは直方体形
内面を有している。さらに、前記の例では、取付板3
5、36が2枚の板を重ねた複合体となっているが、こ
の例では、取付板35が一体となっている。すなわち、
吸着ノズル31の胴部32と弾性体37とを収納する取
付穴35aが一体となった取付板35が使用されてい
る。その他の構成は、前記図1及び図2に示された例と
同じである。
【0027】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によるチップ
状回路部品吸着ヘッドでは、チップ状回路部品aをより
高い精度で吸着、保持し、さらにより高い精度で回路基
板上に搭載することができ、しかもテンプレートからの
チップ状回路部品aの取り上げ、或いはその回路基板へ
の搭載時に、チップ状回路部品aに与える衝撃を小さく
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるチップ状回路部品吸着ヘッドの例
を示す要部縦断側面図である。
【図2】同チップ状回路部品吸着ヘッドに使用される吸
着ノズルと弾性体の例を示す下から見た斜視図である。
【図3】本発明によるチップ状回路部品吸着ヘッドの他
の例を示す要部縦断側面図である。
【図4】同チップ状回路部品吸着ヘッドに使用される吸
着ノズルと弾性体の例を示す下から見た斜視図である。
【図5】本発明によるチップ状回路部品吸着ヘッドの他
の例を示す要部縦断側面図である。
【図6】同チップ状回路部品吸着ヘッドに使用される吸
着ノズルと弾性体の例を示す下から見た斜視図である。
【図7】チップ状回路部品吸着ヘッドとテンプレートの
従来例を示す要部縦断側面図である。
【符号の説明】 31 吸着ノズル 31a 吸着ノズルの空気吸引通路 32 吸着ノズルの胴部 34 取付板の空気吸引孔 35 取付板 35a 取付板の取付穴 36 取付板 36a 取付板の取付穴 37 弾性体 38 ストッパ 39 吸着ノズルの吸着口 40 吸着ノズルの先端部 a チップ状回路部品

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端にチップ状回路部品(a)を吸着
    し、保持する複数の吸着ノズル(31)を有する吸着ヘ
    ッドにおいて、空気吸引通路(31a)を有し、先端に
    この空気吸引通路(31a)が開口した吸着口(39)
    を有する吸着ノズル(31)と、この吸着ノズル(3
    1)の前記吸着口(39)を有する先端部(40)を下
    方に突出した状態で吸着ノズル(31)の胴部(32)
    を上下動自在に保持した取付穴(35a)、(36a)
    を有する取付板(35)、(36)と、吸着ノズル(3
    1)の先端部(40)の基部となる胴部(32)が取付
    穴(35a)、(36a)から下方に抜け出ないように
    停止させるストッパ(38)と、前記取付穴(35
    a)、(36a)に装着され、取付板(35)、(3
    6)に対して吸着ノズル(31)に下方へ向けて弾力を
    付勢した弾性体(37)と、前記取付板(35)に設け
    られ、空気吸引通路(31a)を介して前記吸着口(3
    9)に通じる空気吸引孔(34)とを有することを特徴
    とするチップ状回路部品吸着ヘッド。
  2. 【請求項2】 吸着ノズル(31)の胴部(32)が先
    端部(40)より幅または径が大きくなっており、吸着
    ノズル(31)の先端部(40)がストッパ(38)の
    挿入孔(38a)を通してその外側に突出されると共
    に、吸着ノズル(31)の胴部(32)の端面がストッ
    パ(38)の内側主面に当たることにより、胴部(3
    2)が取付穴(35a)、(36a)から下方に抜け出
    ないように停止させられていることを特徴とする請求項
    1に記載のチップ状回路部品吸着ヘッド。
  3. 【請求項3】 吸着ノズル(31)の胴部(32)と、
    それが嵌め込まれた取付板(35)、(36)の取付穴
    (35a)、(36a)とは、対応する非円筒形を有す
    ることを特徴とする請求項1または2に記載のチップ状
    回路部品吸着ヘッド。
  4. 【請求項4】 吸着ノズル(31)の胴部(32)と、
    それが嵌め込まれた取付板(35)、(36)の取付穴
    (35a)、(36a)とは、対応する円筒形を有する
    ことを特徴とする請求項1または2に記載のチップ状回
    路部品吸着ヘッド。
  5. 【請求項5】 取付板(35)、(36)及びストッパ
    (38)は、複数の板材を所定の位置関係で積層し、固
    定した集合板からなることを特徴とする請求項1〜4の
    何れかに記載のチップ状回路部品吸着ヘッド。
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