JPH11112196A - 電子部品の搭載装置 - Google Patents

電子部品の搭載装置

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JPH11112196A
JPH11112196A JP10199344A JP19934498A JPH11112196A JP H11112196 A JPH11112196 A JP H11112196A JP 10199344 A JP10199344 A JP 10199344A JP 19934498 A JP19934498 A JP 19934498A JP H11112196 A JPH11112196 A JP H11112196A
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nozzle
suction nozzle
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸着ノズルに吸着された電子部品が基板に搭
載された状態で吸着ノズルを通じてその電子部品に加わ
るノズルホルダの自重などの外力を減少させうるように
構造の改善のなされた電子部品の搭載装置を提供する。 【解決手段】 吸着ノズル50に吸着された電子部品1
を基板2に搭載させるためにハウジング30と、そのハ
ウジング30に昇降可能に支持されて下方に付勢された
ノズルホルダ40と、ノズルホルダ40が下降した状態
でノズルホルダ40に上昇する方向への弾性力を加える
弾性力の提供手段とを含む。吸着ノズル50に吸着され
た電子部品1が基板2に搭載された状態で吸着ノズル5
0を通じてその電子部品1に加わる外力は弾性力の提供
手段により減少され、これにより電子部品1の破損や亀
裂が効果的に防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を基板に
搭載させる電子部品の搭載装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子部品を回路基板やリードフレームな
どの所定基板に搭載させるための電子部品の搭載装置
は、一般的に、モータにより昇降可能なハウジングと、
ハウジングに設けられ、その下端に電子部品を吸着する
吸着ノズルが設けられたノズルホルダとを具備する。こ
のような電子部品の搭載装置において、吸着ノズル内に
形成される真空の吸引力によりその吸着ノズルに電子部
品が吸着され、モータによるハウジングの下降時にノズ
ルホルダ及び吸着ノズルが共に下降して吸着している電
子部品が回路基板に搭載されるようになる。一方、ノズ
ルホルダはハウジングに対して所定高さに昇降可能に設
けられ、スプリングにより下方に付勢される。従って、
ハウジングが下降する途中で吸着ノズルに吸着された電
子部品が基板に搭載されると、ハウジングがもう少し下
降してもノズルホルダ及びそのノズルホルダに支持され
た吸着ノズルは前記スプリングを圧縮させながらその位
置に停止しているようになる。
【0003】ところが、前述したように電子部品が基板
に搭載された後にハウジングがさらに下降する時、ノズ
ルホルダ及び吸着ノズルが基板に搭載された電子部品上
に載った状態になるので、吸着ノズルとノズルホルダの
自重及び前記圧縮されたスプリングの復元力が吸着ノズ
ルを通じて前記電子部品に加わる。従って、従来構成の
電子部品の搭載装置を通じて電子部品を搭載すると、そ
の電子部品に亀裂が発生したり電子部品が破損する場合
がたびたび発生するという問題点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点を解決するために案出されたことであって、吸着ノ
ズルに吸着された電子部品が基板に搭載された状態で吸
着ノズルを通じてその電子部品に加わるノズルホルダの
自重などの外力を減少させうるように構造の改善のなさ
れた電子部品の搭載装置を提供することに目的がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明による電子部品の搭載装置は、フレーム
と、前記フレームに昇降可能に支持されたハウジング
と、前記ハウジングに対して所定高さに昇降可能に支持
されて下方に付勢されたノズルホルダと、前記ノズルホ
ルダの下端に接続され、その内部に形成される真空の吸
引力により電子部品を吸着し、それに吸着された電子部
品は前記ハウジングの下降時に基板に搭載する吸着ノズ
ルと、前記吸着ノズルに吸着された電子部品が前記基板
に搭載された状態で前記吸着ノズルを通じてその電子部
品に加わる外力が減少するように、前記ハウジングの下
降時に前記ノズルホルダに上方に弾性力を加える弾性力
提供手段と、を含む点に特徴がある。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明による望ましい実施
の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。図1
を参照すると、駆動手段(図示せず)により水平移動の
可能なフレーム10には、ボールスクリュー11と昇降
用モータ12が設けられている。ボールスクリュー11
は垂直に長く配置され、その両端がベアリング(図示せ
ず)を通してフレーム10に回転可能に取り付けられて
いる。ボールスクリュー11の上端には従動プーリ11
1が取り付けられ、前記昇降用モータ12の回転軸には
駆動プーリ121が取り付けられている。前記プーリ1
11,121にはベルト13が巻かれている。参照符号
15は、昇降用モータ12の回転数を感知するためのエ
ンコーダである。
【0007】前記ボールスクリュー11にはブロック2
0が螺合されていて、ボールスクリュー11の回転時に
ブロック20は垂直に移動できる。ブロック20にはブ
ラケット21が固定され、このブラケット21には後述
するロードセル90が設けられている。また、ブロック
20には、支持体22が固定され、この支持体22には
ハウジング30がベアリング23により回転可能に設け
られている。
【0008】前記ハウジング30には、ノズルホルダ4
0が一対のボールスプライン31によりそのハウジング
30に対して昇降可能に設けられている。ノズルホルダ
40は、ホルダ本体41と、このホルダ本体41の上端
部に位置した空気出入管42とを具備している。ホルダ
本体41は、その上下端を貫通する空気経路411を有
している。ホルダ本体41にはフランジ部材43が設け
られているが、このフランジ部材43には圧縮コイルス
プリング44の下端が支持されている。圧縮コイルスプ
リング44の上端は、ハウジング30の上部に固定され
たカバー32の底面に支持されている。この圧縮コイル
スプリング44によりノズルホルダ40は下降する方向
に付勢される。前記空気出入管42は、相対回転可能に
ホルダ本体41にベアリング(図示せず)を介して接続
されている。空気出入管42は、所定の真空源(図示せ
ず)との接続のための接続具421と、この接続具42
1からその空気出入管42の下端まで通じる空気経路4
22を有している。空気出入管42の空気経路422と
ホルダ本体41の空気経路411は、お互い通じるよう
になっている。参照符号45は、ノズルホルダ40の下
降位置を限定するためにホルダ本体41に固定されたス
トッパ部材であり、参照符号46は、ストッパ部材45
と前記空気出入管42の間に設けられたベアリングを示
す。
【0009】ノズルホルダ40の下端には吸着ノズル5
0が設けられている。この吸着ノズル50にはその上下
端を貫通し、ホルダ本体41の空気経路411と通じる
空気経路51が形成されている。吸着ノズル50の下端
に電子部品が接触された状態でその吸着ノズル50の空
気経路411の内に真空が形成されると、その真空の吸
引力により電子部品が吸着される。
【0010】前記支持体22に固定されたブラケット6
9には、前記吸着ノズル50に吸着された電子部品1の
姿勢変更のための動力を提供する回転用モータ60が固
定されている。回転用モータ60の作動時にその回転用
モータ60の回転軸に取り付けられたプーリ61と前記
ハウジング30に巻かれたベルト62により、ハウジン
グ30とそのハウジング30にスプライン結合されたノ
ズルホルダ40とが回転する。これにより、ノズルホル
ダ40に設けられた吸着ノズル50が回転することによ
って、その吸着ノズル50に吸着された電子部品1が回
転されて姿勢が変更するようになっている。
【0011】一方、前記ホルダ本体41の下端部にはス
トッパ47が固定され、ホルダ本体41の下降による前
記ストッパ47の下降経路上にはプレート70が設けら
れている。このプレート70は、フレーム10に設けら
れたガイドレール71に沿って昇降するガイドブロック
72に固定されている。プレート70の底面にはスプリ
ング85の上端が支持されているが、このスプリング8
5の下端は支持台80に支持されている。この支持台8
0はフレーム10に螺合されたねじ部材89に固定さ
れ、このねじ部材89を締め付けたり緩めたりすること
によって、前記プレート70に対して接近及び離隔され
ながらスプリング85の弾発力を調節できるようになっ
ている。本実施の形態の電子部品の搭載装置において、
前記ストッパ47とプレート70とスプリング85は、
ハウジング30の下降時にノズルホルダ40に上昇する
方向への弾性力を加えることによって、吸着ノズル50
に吸着された電子部品1が基板2に搭載される時、吸着
ノズル50を通じてその電子部品1に加わる外力を減少
させる弾性力提供手段を構成している。
【0012】一方、前記ブラケット21には入力端91
を通して入力される外力の大きさを測定する、いわゆる
力センサーとも呼ばれるロードセル90が設けられてい
る。このロードセル90の入力端91はノズルホルダ4
0の最上断面に接触され、そのノズルホルダ40との接
触部、即ち入力端91の先端部は球面よりなってノズル
ホルダ40と点接触される。
【0013】このような構成の電子部品の搭載装置によ
り電子部品1が基板2に搭載される過程に対して説明す
る。まず、基板2に搭載される電子部品1が吸着ノズル
50に密着されている状態で、前記真空源により前記空
気経路51,411,422の内の空気を空気出入管4
2に設けられた接続具421を通じて排出させるとその
空気経路51,411,422の内部には真空が形成さ
れ、その真空の吸引力により電子部品1は吸着ノズル5
0に吸着される。このように電子部品1が吸着ノズル5
0に吸着された後、図1に示したように吸着ノズル50
に吸着された電子部品1が基板2の垂直上方に位置する
ようにフレーム10が水平移動された状態で前記昇降用
モータ12を作動させる。昇降用モータ12が作動され
るとプーリ111,121とベルト13を通じてボール
スクリュー11が回転され、そのボールスクリュー11
に螺合されたブロック20、ブロック20に固定された
ブラケット21、及び支持体22が下降する。支持体2
2が下降することによって、その支持体22に支持され
たハウジング30とハウジング30に支持されたノズル
ホルダ40が下降しながら吸着ノズル50に吸着された
電子部品1が基板2に接近する。このようにノズルホル
ダ40が下降する途中でそのノズルホルダ40に固定さ
れたストッパ47がプレート70に接触される。この
際、吸着ノズル50に吸着されている電子部品1は基板
2から所定間隔離隔される。その後、昇降用モータ12
によりハウジング30がさらに下降すると、ノズルホル
ダ40のストッパ47に接触されたプレート70がスプ
リング85を圧縮させながらノズルホルダ40と共に下
降する。この際、吸着ノズル50に吸着された電子部品
1が基板2上に接触した時点から、図2に示したように
ノズルホルダ40はそれ以上下降せず、そのノズルホル
ダ40とスプライン結合されているハウジング30だけ
が圧縮コイルスプリング44を圧縮させながら、もう少
し下降した後に停止する。このように電子部品1が基板
2に搭載された状態での、その電子部品1に加わる外力
は以下の概略的な数式により算出できる。
【0014】F=W1+T1−(T2−W2)
【0015】ここで、Fは電子部品1に加わる外力、W
1は前記ノズルホルダ40の自重と吸着ノズル50の自
重とストッパ47の自重とを全て合せた重さであり、W
2は前記プレート70の自重とガイドブロック72の自
重とを合せた重さである。そして、T1は前記圧縮され
ている圧縮コイルスプリング44の復元力であり、T2
は前記圧縮されているスプリング85の復元力である。
その他、ガイドレール71とガイドブロック72との摩
擦力等の微少な力は全て無視した。
【0016】従来の電子部品の搭載装置において、ノズ
ルホルダ40の自重と吸着ノズル50の自重と前記圧縮
されている圧縮コイルスプリング44の復元力が前記電
子部品1に全て加わったこととは違い、本実施の形態の
電子部品の搭載装置においては、前記数式から分かるよ
うに電子部品1が搭載された状態で電子部品1に加わる
外力がスプリング85の復元力からプレート70及びガ
イドブロック72が自重を引いた大きさの力だけ小さく
なる。また、前記部材40,47,50,70,72の
自重を勘案して適切な規格のスプリング85と圧縮コイ
ルスプリング44を採用すれば電子部品1が搭載された
状態で全く外力を作用させないこともできる。従って、
電子部品1が基板2に搭載された状態で電子部品1が破
損したり電子部品1に亀裂が発生することを防止でき
る。
【0017】一方、図1に示したように電子部品1が基
板2に搭載されていない状態でノズルホルダ40をロー
ドセル90の入力端91を押さえない状態で接触できる
ように設置しておくと、図2に示したように電子部品1
が基板2に搭載された状態でその電子部品1に加わる外
力と同じ大きさの反力がノズルホルダ40を通じてロー
ドセル90の入力端91に入力されてその力の大きさが
測定されるので、電子部品1に加わる外力Fの大きさが
分かる。従って、例えば電子部品1に加わる外力が大き
くなる場合には、前記ねじ部材89を締め込んで支持台
80を上昇させることによってスプリング85をあらか
じめ所定の長さに圧縮させておく。こうすると、電子部
品1が基板2に搭載された状態での復元力の大きさが増
大するので基板2に搭載された電子部品1に加わる外力
を減少させうる。
【0018】昇降用モータ12によりハウジング30及
びノズルホルダ40を図1に示したような位置から図2
に示したような位置まで下降させる過程で、その昇降用
モータ12の回転数の制御を通じてノズルホルダ40の
ストッパ47がプレート70に接触される直前まではハ
ウジング30及びノズルホルダ40を速く下降させ、そ
の後にはハウジング30及びノズルホルダ40をゆっく
り下降させることが望ましい。こうすると、ストッパ4
7とプレート70との接触が急激になされることが防止
されるので、それによる衝撃や騷音が効果的に抑制で
き、またスプリング85と圧縮コイルスプリング44の
振動が防止されながらスプリング85による弾性力がノ
ズルホルダ40により安定的に提供できる。
【0019】図2に示したように吸着ノズル50に吸着
されている電子部品1が基板2に搭載された後には、前
記空気経路51,411,422の内に空気を吹き込ん
で真空状態を解除させて電子部品1の吸着状態を解除す
る。その後、昇降用モータ12によりボールスクリュー
11を逆方向に回転させて前述した過程を経ってノズル
ホルダ40を上昇させると、電子部品1は上昇されるノ
ズルホルダ40の吸着ノズル50から分離されながらそ
の基板2に搭載された状態で残る。
【0020】
【発明の効果】以上、説明したように本発明による電子
部品の搭載装置は、吸着ノズルに吸着された電子部品を
基板に搭載させるためにハウジングと、そのハウジング
に昇降可能に支持されて下方に付勢されたノズルホルダ
と、このノズルホルダが下降した状態でノズルホルダに
上昇する方向への弾性力を加える弾性力の提供手段を含
む。吸着ノズルに吸着された電子部品が基板に搭載され
た後吸着ノズルを通じてその電子部品に加わる外力は弾
性力の提供手段により減少され、これにより電子部品の
破損や亀裂が効果的に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態を示す図であって、電
子部品を基板に搭載させる前の状態を示す側断面図であ
る。
【図2】 同電子部品を基板に搭載させた後の状態を示
す側断面図である。
【符号の説明】
1 電子部品 2 基板 10 フレーム 30 ハウジング 40 ノズルホルダ 47 ストッパ 50 吸着ノズル 70 プレート 85 スプリング 90 ロードセル 91 入力端

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレームと、 前記フレームに昇降可能に支持されたハウジングと、 前記ハウジングに対して所定高さに昇降可能に支持され
    て下方に付勢されたノズルホルダと、 前記ノズルホルダの下端に接続され、その内部に形成さ
    れる真空の吸引力により電子部品を吸着し、それに吸着
    された電子部品を前記ハウジングの下降時に基板に搭載
    する吸着ノズルと、 前記吸着ノズルに吸着された電子部品が前記基板に搭載
    された状態で前記吸着ノズルを通じてその電子部品に加
    わる外力が減少するように、前記ハウジングの下降時に
    前記ノズルホルダに上方に弾性力を加える弾性力提供手
    段と、を含むことを特徴とする電子部品の搭載装置。
  2. 【請求項2】 前記弾性力提供手段は、 前記ノズルホルダに備えられたストッパと、 前記ノズルホルダの下降による前記ストッパの下降経路
    上に所定高さに昇降可能に設けられるプレートと、 前記プレートを上昇させる方向に弾性力を提供するスプ
    リングと、を具備することを特徴とする請求項1に記載
    の電子部品の搭載装置。
  3. 【請求項3】 前記電子部品に加わる外力を測定するた
    めの測定手段をさらに含むことを特徴とする請求項1に
    記載の電子部品の搭載装置。
  4. 【請求項4】 前記測定手段は、その入力端が前記ノズ
    ルホルダの上端と接触するように設けられるロードセル
    を含むことを特徴とする請求項3に記載の電子部品の搭
    載装置。
  5. 【請求項5】 前記ロードセルの入力端は、前記ノズル
    ホルダの上端と点接触するようにしてなることを特徴と
    する請求項4に記載の電子部品の搭載装置。
JP10199344A 1997-08-30 1998-07-14 電子部品の搭載装置 Expired - Lifetime JP2935698B2 (ja)

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