KR100323790B1 - 전자부품장착장치 - Google Patents

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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 칩형 전자 부품을 프린트 기판 위에 장착하는 전자 부품 장착 장치에 관한 것으로, 소형으로 고속화가 가능한 전자 부품 장착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그래서, 이 목적을 달성하기 위해 본 발명은 테이블부(6)의 양쪽에 설치된 제 1, 제 2 공급부(2, 3)를 각각 구동하기 위한 제 1, 제 2 구동계(12, 13)를 설치하고, 각 공급부의 흡착 노즐(18), 각 구동계(12, 13), 공급부의 각 카세트(4)의 각 배치 피치를 동일하게 한 구성에 의해 소형으로 고속 장착이 가능한 전자 부품 장착장치가 얻어진다.

Description

전자 부품 장착 장치{electronic component mounting device}
종래의 이런 종류의 전자 부품 장착 장치는 크게 나누면 로봇을 사용한 방식의 범용형 장착장치와, 장착부를 로터리 방식으로 구성한 고속형 장착 장치가 주로 사용되고 있다. 로봇 방식의 범용형 장착 장치는 일본 특허 공개 평6-85492호 공보에 개시된 것이 알려져 있다. 이것은 도 9에 도시하는 바와 같이 테이핑된 전자 부품을 1개씩 공급하는 카세트(77)가 탑재된 전자 부품 공급부(70)와, 프린트 기판(75)을 유지하는 기판 유지부(79)와, 전자 부품을 흡착하는 흡착 노즐(71)이 미끄럼 가능하게 부착되어서 프린트 기판(75)에 전자 부품을 장착하는 장착 헤드부(72)와, 이 장착 헤드부(72)가 미끄럼 가능하게 설치된 제 1 구동축(73)과, 이 제 1 구동축(73)과 직교하는 방향으로 제 1 구동축(73)을 구동하는 제 2 구동축(74)으로 구성되어 있었다. 그래서, 장착 헤드부(72)가 XY 방향으로 이동해서 전자 부품 공급부(70)에서 차례로 공급되는 전자 부품을 1개씩 흡착하여 프린트 기판(75)상에 장착하도록 구성되어 있었다.
또, 로터리 방식의 고속형 장착 장치는 일본 특허 공개 평7-202491호 공보에 개시된 것이 알려져 있다. 이것은 도 10의 주요부 사시도에 도시된 바와 같이 원주 상에 복수의 흡착 노즐(82)이 설치되어 간헐적으로 회전하는 로터리 헤드(81)와, 흡착 노즐(82)이 정지하는 위치에 이동될 수 있는 X-Y 테이블(83)상의 부품 공급부(80)와, 흡착 노즐(82)에 흡착된 전자 부품을 인식하는 인식부(86)와, 전자 부품이 장착되는 프린트 기판을 위치시켜서 직교하는 2개의 방향으로 이동할 수 있는 X-Y 테이블(83)을 갖고 있다. 그래서, 차례로 로터리 헤드(81)가 간헐적으로 회전함으로써, 전자 부품을 흡착, 인식 및 장착하도록 구성된 것이었다.
그러나, 종래의 구성에서는 소형, 저가 및 고속의 전자 부품 장착장치가 요구되고 있으며, 로봇 방식의 범용형 장착 장치에서는 구성이 간단하고 소형이지만, 1점씩 전자 부품을 흡착하여 그후 프린트 기판(75)에 전자 부품을 장착하는 구성이기 때문에 고속화를 도모할 수 없는 문제가 있었다. 또, 로터리 방식의 고속형 장착장치에서는 로터리 헤드(81)의 고속화에 의해 장착 택트(tact)는 빠르나 1점씩 전자 부품을 흡착하는 구성이기 때문에 초고속화를 도모할 수 없고, 또, 설비가 대형이고, 또한, 설비 가격도 높다는 과제를 갖고 있어서 이 양자의 중간 형태의 전자 부품 장착 장치의 실현이 요망되고 있는 실정이었다.
본 발명은 각종 전자기기에 사용되는 표면에 장착되는 형태의 칩형 전자 부품을 프린트 기판 상에 장착하는 경우에 사용되는 전자 부품 장착 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전자 부품 장착 장치를 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전자 부품 장착장치를 도시하는 평면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전자 부품 장착장치의 카세트의 구동 기구를 도시하는 부분 파단 주요부 측면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전자 부품 장착장치의 카세트의 구동 기구를 형성하는 실린더를 도시하는 단면도.
도 5a는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전자 부품 장착 장치의 흡착동작을 설명하기 위한 주요부 정면도.
도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전자 부품 장착 장치의 흡착동작을 설명하기 위한 주요부 정면도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전자 부품 장착 장치의 흡착상태를 도시하는 주요부 정면도.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전자 부품 장착 장치의 장착상태를 도시하는 주요부 정면도.
도 8a는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 전자 부품 장착장치의 주요부 정면도.
도 8b는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 전자 부품 장착 장치의 측면도.
도 9는 종래의 범용형 전자 부품 장착 장치를 도시하는 사시도.
도 10은 종래의 고속형 전자 부품 장착 장치를 도시하는 주요부 사시도.
＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞
1 : 몸체 2 : 제 1 공급부
3 : 제 2 공급부 4, 77 : 카세트
5 : 볼나사 6 : 테이블부
8 : 가이드레일 9 : 상부프레임
10 : 제 1 장착 헤드부 10A : 베이스부재
11 : 제 2 장착 헤드부 12, 12A : 제 1 구동계
13 : 제 2 구동계 14 : 구동 모터
15 : 로더부 16 : 언로더부
18 : 흡착 노즐 19, 75, 85 : 프린트 기판
20, 20A : 실린더 20B : 설치판
21 : 레버 22, 24, 25 : 스풀
23, 23A : 푸셔 칼라 26 : 테이프 이송레버
27 : 이송 갈고리 기구 28 : 테이핑 전자 부품
29 : 링크부재 50 : 전자 부품
70 : 전자 부품 공급부 71 : 흡착 노즐
72 : 장착 헤드부 73 : 제 1 구동축
74 : 제 2 구동축 79 : 기판 유지부
80 : 부품 공급부 81 : 로터리 헤드
82 : 흡착 노즐 83 : X-Y 테이블
86 : 인식부
여기서, 본 발명은 이와 같은 종래의 과제를 해결하여 소형으로 고속화가 가능한 전자 부품 장착 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
그래서, 이 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 전자 부품 장착 장치는 복수의 흡착 노즐과, 전자 부품을 차례로 공급하는 복수의 카세트를 같은 피치로 설치하고, 또, 같은 피치로 설치된 카세트를 구동하는 구동 기구를 각 카세트에 대응해서 설치한 구성으로, 소형으로 고속화가 가능한 전자 부품 장착 장치가 얻어진다.
다음에 본 발명의 제 1 실시예에 대해서 도 1 내지 도 7을 사용하여 설명한다.
[제 1 실시예]
도 1, 도 2에서, 참조부호 2 및 3은 각각 제 1, 제 2 공급부이고, 각각 전자 부품을 차례로 공급하는 카세트(4)를 복수개 인접배치해서 몸체(1)위에 설치한 구성을 가지고 있다. 제 1, 제 2 공급부(2, 3)는 소정 간격을 두고 직선 상에 배치되고, 제 1, 제 2 공급부(2, 3)의 중간을 이루는 소정 간격에 테이블부(6)가 설치되어 있다. 이 테이블부(6)는 전자 부품을 장착하는 프린트 기판(19)을 유지하여 전자 부품의 공급방향(Y 방향)과 같은 방향으로 구동 모터(14)의 회전에 의해 볼나사(5)를 거쳐서 미끄럼 운동할 수 있도록 부착되어 있다.
참조부호 10 및 11은 전자 부품을 흡착 유지하는 복수의 흡착 노즐(18)을 승강가능하게 유지하는 제 1 및 제 2 장착 헤드부이다. 이들 제 1, 제 2 장착헤드부(10, 11)는 몸체(1) 위에 결합된 상부프레임(9)의 하면의 가이드 레일(8)에 대해서 전자 부품의 공급방향과 직교하는 방향(X 방향)으로 각각 독립해서 미끄럼 가능하게 설치되어 있다.
참조부호 15는 프린트 기판(19)을 테이블부(6)에 이송하기 위한 로더부, 참조부호 16은 테이블부(6)에서 프린트 기판(19)을 반출하는 언로더부이다. 참조부호 12, 13은 각각 제 1, 제 2 장착 헤드부(10, 11)의 흡착 노즐(18)에 카세트(4)로부터 차례로 전자 부품을 공급하기 위한 제 1, 제 2 구동계이고, 그 배열 피치를 카세트(4)의 배열 피치에 맞춘 구성으로 하고 있다.
도 3은 장착 헤드부와 카세트의 구동계를 도시한 것이고, 도 3에서, 참조부호 21은 카셋트(4)에 설치된 구동용 레버, 참조부호 20은 이 레버(21)를 눌러서 레버(21)를 요동 동작시키기 위한 실린더이다. 참조부호 23은 이 실린더(20)의 선단에 장착된 푸셔 칼라(pusher collar)이고, 이 실린더(20) 및 푸셔 칼라(23)는 상기 복수의 카세트(4)의 각각에 대응해서 제 1, 제 2 구동계(12, 13)에 각각 부착되어 있다.
참조부호 29는 레버(21)에 일단이 연결된 링크부재, 참조부호 26은 링크 부재(29)의 다른 끝에 연결되는 테이프 이송 레버, 참조부호 27은 이 테이프 이송 레버(26)의 동작에 의해 구동되는 이송 갈고리 기구, 참조부호 28은 이 이송 갈고리 기구(27)에 의해 간헐적으로 이송되는 테이핑된 전자 부품이다.
또, 상기 실린더(20)는 도 4에 상세히 도시되어 있는 바와 같이, 스풀 22는 후방에 스풀 24, 25를 연결해서 일체의 막대 형상으로 구성되어 있다. 그래서, 이구성에 따라, 스풀 24, 25에 의한 구동력이 누적되어 스풀 22에 의한 구동력에 가산된다. 즉 각 스풀(22, 24, 25)에는 각각 공기로 (A, B, C)를 거쳐서 공기압이 가해지고, 각각의 구동력이 가산되게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 전자 부품 장착 장치의 동작에 대해 다음에 설명한다.
먼저, 도 1에 도시하는 제 1, 제 2 구동계(12, 13)에 의해 도 3에 상세히 도시된 바와 같이, 제 1, 제 2 구동계(12, 13)내에 부착된 실린더(20)를 구동해서 제 1, 제 2 공급부(2, 3) 위에 장착된 카세트(4)의 구동용 레버(21)를 요동시킨다.
이 레버(21)의 요동 동작에 의해 링크 부재(29), 테이프 이송 레버(26), 이송 갈고리 기구(27)를 거쳐서 테이핑 전자 부품(28)을 간헐적으로 이송해서 인출 위치(도시되지 않음)까지 이송한다.
다음에, 도 5a에 도시하는 바와 같이, 제 1 장착 헤드부(10)가 프로그램에 의해 지시되어서 제 1 공급부(2)의 상방의 위치에 이동하여 도 5b에 도시하는 바와 같이 흡착 노즐(18)이 하강해서 전자 부품(50)의 흡착을 행하고, 이어서, 도 6에 도시하는 바와 같이 제 1 장착 헤드부(10)의 흡착 노즐(18)은 전자 부품(50)을 흡착해서 상승한다. 다음에, 위치결정(도시되지 않음; 기계적 위치결정, 패턴 인식 위치결정 등)을 행하고, 도 7에 도시하는 바와 같이 흡착한 전자 부품(50)을 테이블부(6) 위에 유지된 프린트 기판(19)위에서 흡착 노즐(18)을 선택하여 순차 장착 동작을 행하거나, 또는, 모든 흡착 노즐(18)을 동시에 작동시켜서 장착 동작을 행하여 흡착한 모든 전자 부품(50)을 프린트 기판(19) 위에 장착한다.
또한, 이와 같이, 제 1 장착 헤드부(10)가 장착 동작을 하고 있을 때, 제 2 장착 헤드부(11)는 제 1 장착 헤드부(10)와 상대적으로 움직여서, 제 2 공급부(3) 위에서 흡착 동작을 하도록 구성이 되어 있고, 제 1, 제 2 장착 헤드부(10, 11)가 교대로 이 동작을 반복해서 행함으로써, 전자 부품(50)을 프린트 기판(19) 위에 차례로 장착해 가는 구성으로 되어 있다.
즉, 이와 같이 제 1 장착 헤드부(10)는 제 1 공급부(2)에서 제 1 구동계(12)에 의해 공급되는 전자 부품(50)을 흡착해서 프린트 기판(19)에 장착하는 것이고, 더욱이, 제 1 장착 헤드부(10)에 유지된 복수의 흡착 노즐(18)의 배열 피치와, 제 1 공급부(2)에 배치된 복수의 카세트(4)의 배열 피치와, 카세트(4)를 구동하는 제 1 구동계(12)의 배열 피치는 모두 같은 치수로 설정되고, 제 1 장착 헤드부(10)와, 카세트(4)와, 제 1 구동계(12)는 서로 쌍을 이루도록 구성되어 있어서, 이와 같은 배열에 의해, 복수의 흡착 노즐(18)을 동시에 승강시킴으로써 복수의 전자 부품(50)을 동시에 흡착, 장착 할 수 있어 낭비되는 동작을 없애고, 고속으로 부품 장착을 할 수가 있는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 로터리 방식의 고속형 전자 부품 장치에도 적용될 수 있는 구성을 가지고 있다.
[제 2 실시예]
다음에 본 발명의 제 2 실시예에 대해서 도 8a 및 도 8b를 사용해서 설명한다.
단, 본 실시예에 의한 전자 부품 장착 장치의 흡착 헤드의 동작은 제 1 실시예와 동일하기 때문에 생략하고 다른 부품에 대해서만 설명한다.
도 8a 및 도 8b는 제 2 실시예에 의한 전자 부품 장착장치의 장착 헤드부의 근방을 도시하는 주요부 정면도 및 측면도이다. 도 8a 및 도 8b에 있어서, 참조부호 10은 가이드 레일(8)에 미끄럼 가능하게 부착된 제 1 장착 헤드부, 참조부호 18은 이 제 1 장착 헤드부(10)에 승강 가능하게 복수로 유지되는 흡착 노즐이다. 참조부호 12A는 제 1 장착 헤드부(10)가 부착된 베이스 부재(10A)에 설치판(20B)을 통해서 부착된 공급부 구동용의 제 1 구동계, 참조부호 20A는 이 제 1 구동계(12A)에 복수로 설치된 실린더, 참조부호 23A는 이 실린더(20A)의 선단에 장착된 푸셔 칼라이다.
참조부호 4는 카세트이고, 참조부호 21은 카세트(4)를 구동하기 위한 레버, 참조부호 29는 링크 부재, 참조부호 26은 테이프 이송 레버, 참조부호 27은 이송 갈고리 기구, 참조부호 28은 테이핑된 전자 부품이다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 전자 부품 장착 장치는 제 1 장착 헤드부(10)가 전자 부품을 흡착할 때에, 제 1 장착 헤드부(10)에 부착된 제 1 구동계(12A)가 제 1 장착 헤드부(10)와 함께 제 1 공급부(2)위에 배치된 카세트(4) 위로 이동해서 동작하기 때문에 낭비되는 동작이 없고, 고속으로 부품을 장착할 수 있을 뿐만 아니라, 흡착 노즐(18)에 대응한 수만큼의 실린더(20A)를 구비한 제 1 구동계(12A)를 설치하면 되므로 제 1 실시예와 비교하면 구동계를 반감할 수 있어서 소형 경량화와 저 가격화에 크게 공헌할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의한 전자 부품 장착 장치는 흡착 노즐과 카세트와 카세트를 구동하는 구동계의 각 배치 피치를 동일한 치수로 함으로써, 다수의 전자 부품을 한번에 흡착해서 프린트 기판에 장착할 수가 있고, 낭비되는 동작을 없애서, 총 택트의 향상을 도모할 수 있는 것이다.
또, 카세트를 구동하는 구동계를 장착 헤드부에 부착시킴으로써 구동계를 필요한 최저 숫자로 설정할 수 있고, 장치의 소형 경량화와 저 가격화를 도모함과 함께 새로운 택트 향상도 도모할 수 있는 것이다.

Claims (6)

  1. 전자 부품을 차례로 공급하기 위해 서로 인접하게 배열되어 있는 복수의 카세트를 각각 구비하고, 소정 간격으로 배열되어 있는 제 1 및 제 2 공급부와,
    상기 카세트 내의 전자 부품을 픽업 스테이션으로 차례로 이송하기 위해 상기 제 1 및 제 2 공급부에 대해 각각 제공되어 서로 인접하게 배열된 복수의 실린더를 포함하는 제 1 및 제 2 구동기구와,
    제 1 경로만을 따라 미끄럼 운동할 수 있도록 상기 제 1 및 제 2 공급부 사이에 배치되고, 그 위에 전자 부품이 장착되는 프린트 기판을 유지하는 테이블과,
    서로 인접하게 배열되어 상기 픽업 스테이션에서 전자 부품을 흡착하여 흡착된 전자 부품을 상기 테이블 상의 프린트 기판 상에 장착하도록 각각 가동될 수 있는 복수의 흡착 노즐을 각각 구비하는 제 1 및 제 2 장착 헤드를 포함하고,
    상기 각 제 1 및 제 2 장착 헤드는 하나의 가이드 레일에 부착되고, 상기 테이블을 가로질러 상기 제 1 경로에 수직 방향으로 연장되는 제 2 경로만을 따라서 제 1 및 제 2 공급부중 하나를 위한 픽업 스테이션으로부터 상기 제 1 및 제 2 공급부중 나머지 하나를 위한 픽업 스테이션으로 이동 가능하게 배치되며,
    서로 인접하게 배열된 카세트의 피치와, 서로 인접하게 배열된 실린더의 피치 및 서로 인접하게 배열된 흡착 노즐의 피치는 실질적으로 서로 동일한 전자 부품 장착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 제 1 및 제 2 구동 기구는 상기 제 1 및 제 2 공급부 중 하나의 위에 설치되는 전자 부품 장착 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 구동 기구의 각 실린더는 일렬로 연결된 복수의 스풀을 포함하고,
    상기 스풀 상에 각각 유압이 작용하여 상기 전자 부품을 픽업 스테이션으로 이송하도록 상기 스풀을 이동시키는 전자 부품 장착 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 각 제 1 및 제 2 구동 기구는 상기 제 1 및 제 2 장착 헤드 중 하나에 그와 동조되어 작동하도록 연결된 전자 부품 장착 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 구동 기구의 각 실린더는 일렬로 연결된 복수의 스풀을 포함하고,
    상기 스풀 상에 각각 유압이 작용하여 상기 전자 부품을 픽업 스테이션으로 이송하도록 상기 스플을 이동시키는 전자 부품 장착 장치.
  6. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항 및 제 5 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 테이블을 제 1 경로를 따라 구동하기 위한 수단과 상기 제 1 및 제 2 장착 헤드를 제 2 경로를 따라 구동하기 위한 수단은 독립하여 구성된 전자 부품 장착 장치.
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