JPH1126993A

JPH1126993A - 吸着ノズル及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1126993A
Application number: JP9177046A
Authority: JP
Inventors: Kenta Ito; 健太伊藤; Yukio Nishikawa; 幸男西川; Takao Inoue; 孝夫井上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-07-02
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】耐久性と装着精度を両立できる吸着ノズルを
提供する。【解決手段】ノズル本体１を耐摩耗性・耐衝撃性に優
れた母材にて構成し、ノズル本体１の一端の部品吸着面
２を母材と母材より摩擦係数が大きい材料又は母材より
高硬度の材料の接触材３にて構成し、吸着ノズルと電子
部品の接触面での摩擦力を大きくし又は吸着ノズルと電
子部品の接触面での切削抵抗力を大きくすることによ
り、電子部品の滑りを抑え、安定した装着精度と耐久性
を両立できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はチップ形状の電子部
品を吸着してプリント基板等に装着する電子部品実装機
の吸着ノズルなど、部品を吸着して装着する吸着ノズル
とその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品実装機にはステンレス等
の金属製の吸着ノズルが搭載されているが、チップ形状
の電子部品にはセラミックス等の硬い材料のものがあ
り、さらに近年は実装の高速化が図られているために吸
着ノズルに加わる衝撃荷重が大きくなっている。そのた
め、吸着ノズルの摩耗・変形が生じ易く、吸着ノズルの
頻繁な交換が必要になり、メンテナンス性が悪くなって
いる。そこで、吸着ノズルの長寿命化が求められてい
る。

【０００３】このような要請に答えるために、特開平８
−９０７００号公報には、図８に示すように、吸着ノズ
ルのノズル本体２１の先端部にセラミックス等の耐摩耗
性・耐衝撃性に優れた材料から成るリング２２を固着し
て、ノズル先端部の摩耗を防止し、吸着ノズルの耐久性
を向上し、メンテナンス性の向上を図ったものが開示さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セラミ
ックス等の耐摩耗性に優れた材料は摩擦係数が小さいた
めに、実装機の高速化を図ると、電子部品をプリント基
板上の所定位置に運ぶまでに吸着ノズルの電子部品との
接触面で滑りが起こり、プリント基板に装着する電子部
品の安定した装着精度が得られないという問題があるこ
とが判明した。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、耐久
性と装着精度を両立できる吸着ノズル及びその製造方法
を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の吸着ノズルは、
部品を吸着して基板上に装着する吸着ノズルにおいて、
ノズル本体を耐摩耗性・耐衝撃性に優れた母材にて構成
し、ノズル本体の一端の部品吸着面を母材と母材より摩
擦係数が大きい材料又は母材より高硬度の材料の接触材
にて構成したものであり、ノズル本体を耐摩耗性・耐衝
撃性に優れた母材にて構成して耐久性を確保し、部品吸
着面に母材より摩擦係数が大きい材料の接触材を設ける
ことにより吸着ノズルと電子部品の接触面での摩擦力を
大きくし、又は部品吸着面に母材より高硬度の材料の接
触材を設けることにより吸着ノズルと電子部品の接触面
での切削抵抗力を大きくすることによって電子部品の滑
りを抑え、耐久性と安定した装着精度を両立できるよう
にしている。

【０００７】接触材に母材より摩擦係数の大きいゴム又
は樹脂材料を用いると、その弾性変形により部品を確実
に吸着できてさらに安定した装着精度が得られ、特にウ
レタン樹脂を用いると、摩擦係数が大きくかつ耐摩耗性
が高いために、安定した装着精度とより大きな耐久性が
得られる。

【０００８】また、接触材を母材より摩擦係数が大きい
材料としかつ部品吸着面より突出させると、摩擦係数が
大きい材料が電子部品に確実に接触して滑りを抑えるた
め、より安定した装着精度を確保できる。

【０００９】また、接触材が部品吸着面に加工された凹
部に充填されたものとすると、接触材が耐摩耗性・耐衝
撃性に優れた母材で囲まれているためその材料に加わる
衝撃力が緩和され、耐久性が向上する。

【００１０】また、ノズル本体を構成する母材がジルコ
ニアセラミックスから成ると、破壊靭性値が大きいので
上記ノズル本体に要求される特性が確実に得られる。

【００１１】また、ノズル本体及びその一端の部品吸着
面を、粉末冶金法で成形可能な材料から成る母材に母材
より高硬度の材料ウィスカを体積比で１０〜３０％添加
して成形して構成すると、高硬度のウィスカが電子部品
との接触面での切削抵抗力を大きくして滑りを抑え、安
定した装着精度と耐久性を両立できる。

【００１２】また、部品吸着面の面粗さを、最大高さで
０．５μｍ〜２．０μｍとすることにより、吸着ノズル
と電子部品の接触面に働く切削抵抗力が大きくなり、安
定した装着精度が確実に得られる。

【００１３】また、本発明の吸着ノズルの製造方法は、
母材から成るノズル本体の成形工程と、ノズル本体の一
端の部品吸着面に凹部を形成する工程と、部品吸着面に
樹脂又はゴム材料をコーティングする工程と、部品吸着
面にコーティングされた樹脂又はゴム材料を研削により
除去して凹部にのみ樹脂又はゴム材料を残す工程とから
成るものであり、安定した装着精度と耐久性が両立でき
る上記吸着ノズルが得られる。

【００１４】また、ノズル本体の成形工程が粉末射出成
形法から成り、部品吸着面に凹部を形成する工程がノズ
ル本体の成形工程に含まれるようにすると、工程が削減
され、生産性良く、低コストで上記吸着ノズルが得られ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の吸着ノズルとその
製造方法の一実施形態について図１、図２を参照して説
明する。

【００１６】図１において、１は破壊靭性値の大きいジ
ルコニアセラミックスなどの母材から成る耐摩耗性・耐
衝撃性に優れた吸着ノズルのノズル本体であり、軸芯部
に吸引孔４が穿孔されており、先端の部品吸着面２の一
部にはゴム又は樹脂材料などの母材より摩擦係数が大き
い材料、又は母材より高硬度の材料から成る接触材３が
固着されている。

【００１７】この吸着ノズルの製造工程を図２を参照し
て説明する。まず、図２（ａ）に示すように耐摩耗性・
耐衝撃性に優れたジルコニアセラミックスなどの母材か
ら成るノズル本体１を成形する。次に、図２（ｂ）に示
すようにその部品吸着面２に溝や穴などの凹部５をレー
ザー加工、超音波加工、又は放電加工により形成する。
なお、ノズル本体１を粉末射出成形する場合に、部品吸
着面２に溝や穴などの凹部５を同時に形成するとこの工
程を削減できるので好ましい。次に、図２（ｃ）に示す
ようにディッピング又はスプレー塗布により接触材３を
構成するゴム又は樹脂材料のコーティング膜６を部品吸
着面２に形成して溝又は穴などの凹部５に充填する。コ
ーティング膜６の膜厚は、ゴム又は樹脂材料が吸引穴４
の内壁に詰まることを防ぐため、１６０μｍ以下が好ま
しい。最後に、図２（ｄ）に示すように研削加工にてゴ
ム又は樹脂材料を除去し、部品吸着面２に母材を露出さ
せるとともにゴム又は樹脂材料の接触材３を構成する。

【００１８】以上の構成の吸着ノズルにおいて、ゴム又
は樹脂材料などの摩擦係数の大きい材料から成る接触材
３を設けているので、部品吸着面２の摩擦力が大きくな
り、電子部品に確実に接触して滑りを抑えるため、安定
した装着精度が得られ、耐摩耗性・耐衝撃性に優れた母
材から成るノズル本体１との組み合わせで安定した装着
精度と耐久性を両立できる。

【００１９】また、接触材３をゴム又は樹脂材料にて構
成した場合、電子部品の凹凸に沿って弾性変形するた
め、真空吸引力の損失を低減でき、電子部品を確実に吸
着できるため好ましい。このゴム又は樹脂材料の接触材
３の部品吸着面２からの突出量は、小さいと電子部品と
の接触が不足し、大きいと真空吸引力の損失が大きくな
るので、３〜１００μｍが好ましい。

【００２０】以上の説明では接触材３がゴム又は樹脂材
料などの摩擦係数の大きい材料から成るものを示した
が、母材よりも高硬度の材料から成る接触材３を設けて
もよい。その場合、部品吸着面２の凹凸の切削抵抗力が
大きくなり、吸着ノズルの電子部品との接触面で滑りを
抑えるので、電子部品を確実に吸着することができ、安
定した装着精度と耐久性を両立できる。

【００２１】また、部品吸着面２の面粗さは、実験結果
より最大高さで０．５〜２．０μｍとするのが好まし
い。

【００２２】さらに、上記実施形態ではノズル本体１の
先端の部品吸着面２に形成した凹部５に接触材３を充填
して部品吸着面２に露出させた例を示したが、ノズル本
体１をその母材よりも高硬度の材料ウィスカを母材に添
加して成形することによって構成してもよい。即ち、ノ
ズル本体１の母材を粉末冶金法で成形可能な材料にて構
成するとともに、成形する際に母材よりも高硬度の材料
から成るウィスカを添加して成形し、ウィスカを部品吸
着面２に露出させてもよい。ウィスカの添加量は、少な
いと切削抵抗の効果が得られず、多いとノズル本体の破
壊靭性値が小さくなり、耐久性が劣化するので、体積比
で１０〜３０％の添加量が好ましい。

【００２３】以下、具体的な各実施例について説明す
る。（実施例１）本実施例における吸着ノズルは、図３に示
すように、ジルコニアセラミックスを母材としてノズル
本体１が構成され、このノズル本体１の先端の部品吸着
面２に複数の溝７が形成され、これら溝７に充填したウ
レタン樹脂にて接触材３が構成されている。接触材３の
部品吸着面２からの突出量は１０〜２０μｍに設定され
ている。

【００２４】この吸着ノズルの製造方法を図４を参照し
て説明すると、まず図４（ａ）に示すようにジルコニア
セラミックスを母材とするノズル本体１を成形し、次に
図４（ｂ）に示すようにその部品吸着面２に溝７をレー
ザー加工により形成する。この溝７は後に充填されるウ
レタン樹脂の面積を大きくとるためには大きいほど好ま
しいが、寸法を大きくするとノズルに割れ等の不良を発
生する恐れがあるため、溝７は幅０．８ｍｍ、深さ０．
４ｍｍとした。次に、図４（ｃ）に示すようにスプレー
塗布によりウレタン樹脂コーティング膜８を形成し、溝
７にウレタン樹脂を充填する。最後に、図４（ｄ）に示
すように研削加工によりウレタン樹脂コーティング膜８
を除去し、部品吸着面２に母材を露出させるとともに、
ウレタン樹脂の接触材３を形成した。

【００２５】（実施例２）本実施例における吸着ノズル
は、図５に示すように、ジルコニアセラミックスを母材
としてノズル本体１が構成され、このノズル本体１の先
端の部品吸着面２に形成された複数の穴９に充填したウ
レタン樹脂にて接触材３が構成されている。接触材３の
部品吸着面２からの突出量は１０〜２０μｍに設定され
ている。

【００２６】このようにウレタン樹脂を穴９に充填して
接触材３を構成することにより、その全周が耐摩耗性・
耐衝撃性が高いジルコニアセラミックスで囲まれるた
め、実施例１よりも耐久性が向上する。

【００２７】この吸着ノズルの製造方法を図６を参照し
て説明すると、図６（ａ）に示すようにジルコニアセラ
ミックスを母材としてノズル本体１が射出成形法で成形
され、その成形工程と同時に部品吸着面２に穴９が形成
されている。このように穴９を形成する工程が母材の成
形工程に含ませることにより、より安価に製造される。
次に、図６（ｂ）に示すようにスプレー塗布によりウレ
タン樹脂コーティング膜８を形成し、穴９にウレタン樹
脂を充填し、最後に図６（ｃ）に示すように、研削加工
によりウレタン樹脂コーティング膜８を除去し、部品吸
着面２に母材を露出させるとともに、ウレタン樹脂の接
触材３を形成した。

【００２８】（実施例３）本実施例における吸着ノズル
は、図７に示すように、母材としてのジルコニア粉末に
ＳｉＣウィスカを体積比で２５％添加して焼結したジル
コニア粉末の焼結体にてノズル本体１１が構成されてい
る。そして、このノズル本体１１の部品吸着面１２を＃
４００の砥石で研削加工を行い、その面粗さを最大１．
２〜１．６μｍにした。

【００２９】このような構成の吸着ノズルによれば、ジ
ルコニアセラミックス製のノズル本体１１の部品吸着面
１２が荒されているため、この部品吸着面１２にジルコ
ニアよりも硬度が高いビッカース硬度３２００のＳｉｃ
が露出している。かくして、部品吸着面１２にノズル本
体１１の母材よりも高硬度のＳｉＣウィスカから成る接
触材が露出するため、電子部品との間の切削抵抗力が大
きくなり、滑りを抑え、安定した装着精度が得られる。

【００３０】以上の実施例１から実施例３の３種類の吸
着ノズルをそれぞれ１０本用意し、耐久性と装着精度の
評価を行った。装着精度の評価には、１．６×０．８ｍ
ｍと１．０×０．５ｍｍの２種類のサイズのチップ抵抗
部品を使用した。その結果を表１に示す。○は良好、△
は普通、×は不良であることを示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】本発明の吸着ノズルによれば、以上の説
明から明らかなように、ノズル本体を耐摩耗性・耐衝撃
性に優れた母材にて構成しているので耐久性を確保で
き、また部品吸着面に母材より摩擦係数が大きい材料の
接触材を設けて吸着ノズルと電子部品の接触面での摩擦
力を大きくし、または部品吸着面に母材より高硬度の材
料の接触材を設けて吸着ノズルと電子部品の接触面での
切削抵抗力を大きくすることによって電子部品の滑りを
抑えることができ、耐久性と安定した装着精度を両立で
きる吸着ノズルを得ることができる。

【００３３】接触材に母材より摩擦係数の大きいゴム又
は樹脂材料を用いると、その弾性変形により部品を確実
に吸着できてさらに安定した装着精度が得られ、特にウ
レタン樹脂を用いると、摩擦係数が大きくかつ耐摩耗性
が高いために、安定した装着精度とより大きな耐久性が
得られる。また、接触材を部品吸着面より突出させる
と、摩擦係数が大きい材料が電子部品に確実に接触して
滑りを抑えるため、より安定した装着精度を確保でき
る。また、接触材を部品吸着面に加工された凹部に充填
すると、接触材が耐摩耗性・耐衝撃性に優れた母材で囲
まれているためその材料に加わる衝撃力が緩和され、耐
久性が向上する。

【００３４】また、ノズル本体及びその一端の部品吸着
面を、粉末冶金法で成形可能な材料から成る母材に母材
より高硬度の材料ウィスカを体積比で１０〜３０％添加
して成形して構成すると、高硬度のウィスカが電子部品
との接触面での切削抵抗力を大きくして滑りを抑え、安
定した装着精度と耐久性を両立できる。

【００３５】また、上記吸着ノズルにおいて、部品吸着
面の面粗さを、最大高さで０．５μｍ〜２．０μｍとす
ることにより、吸着ノズルと電子部品の接触面に働く切
削抵抗力が大きくなり、安定した装着精度が確実に得ら
れる。

【００３６】また、本発明の吸着ノズルの製造方法によ
れば、母材から成るノズル本体を成形し、ノズル本体の
一端の部品吸着面に凹部を形成し、部品吸着面に樹脂又
はゴム材料をコーティングし、部品吸着面にコーティン
グされた樹脂又はゴム材料を研削により除去して凹部に
のみ樹脂又はゴム材料を残すことにより、安定した装着
精度と耐久性が両立できる上記吸着ノズルが得られる。

【００３７】また、ノズル本体の成形工程に粉末射出成
形法を用い、部品吸着面に凹部を形成する工程がノズル
本体の成形工程に含まれるようにすると、工程が削減さ
れ、生産性良く、低コストで上記吸着ノズルが得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸着ノズルの一実施形態の斜視図であ
る。

【図２】同実施形態の吸着ノズルの製造工程の説明図で
ある。

【図３】本発明の実施例１の吸着ノズルの斜視図であ
る。

【図４】同実施例１の製造工程の説明図である。

【図５】本発明の実施例２の吸着ノズルの斜視図であ
る。

【図６】同実施例２の製造工程の説明図である。

【図７】本発明の実施例３の吸着ノズルの斜視図であ
る。

【図８】従来例の吸着ノズルの斜視図である。

【符号の説明】

１ノズル本体２部品吸着面３接触材５凹部６コーティング膜７溝８ウレタン樹脂コーティング膜９穴１１ノズル本体１２部品吸着面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】部品を吸着して基板上に装着する吸着ノ
ズルにおいて、ノズル本体を耐摩耗性・耐衝撃性に優れ
た母材にて構成し、ノズル本体の一端の部品吸着面を母
材と母材より摩擦係数が大きい材料又は母材より高硬度
の材料の接触材にて構成したことを特徴とする吸着ノズ
ル。
【請求項２】接触材が母材より摩擦係数の大きいゴム
又は樹脂材料から成ることを特徴とする請求項１記載の
吸着ノズル。
【請求項３】接触材がウレタン樹脂から成ることを特
徴とする請求項２記載の吸着ノズル。
【請求項４】接触材が母材より摩擦係数が大きい材料
から成りかつ部品吸着面より突出していることを特徴と
する請求項１〜３の何れかに記載の吸着ノズル。
【請求項５】接触材が部品吸着面に加工された凹部に
充填されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか
に記載の吸着ノズル。
【請求項６】母材がジルコニアセラミックスから成る
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の吸着ノ
ズル。
【請求項７】ノズル本体及びその一端の部品吸着面
を、粉末冶金法で成形可能な材料から成る母材に母材よ
り高硬度の材料ウィスカを体積比で１０〜３０％添加し
て成形して構成したことを特徴とする請求項１記載の吸
着ノズル。
【請求項８】部品吸着面の面粗さが、最大高さで０．
５μｍ〜２．０μｍであることを特徴とする請求項１〜
７の何れかに記載の吸着ノズル。
【請求項９】母材から成るノズル本体の成形工程と、
ノズル本体の一端の部品吸着面に凹部を形成する工程
と、部品吸着面に樹脂又はゴム材料をコーティングする
工程と、部品吸着面にコーティングされた樹脂又はゴム
材料を研削により除去して凹部にのみ樹脂又はゴム材料
を残す工程とから成ることを特徴とする吸着ノズルの製
造方法。
【請求項１０】ノズル本体の成形工程が粉末射出成形
法から成り、部品吸着面に凹部を形成する工程がノズル
本体の成形工程に含まれることを特徴とする請求項９記
載の吸着ノズルの製造方法。