KR101738713B1 - 미소 부품 배치 유닛 - Google Patents

Abstract

감압 기구에 접속하는 미소 부품 흡착 노즐을 하단에 구비한 축체 및 축체 주위에 구비된 축체의 승강을 안내하는 베어링으로 이루어지는 미소 부품의 승강 수단이 복수 개, 각각의 축체의 정상부 및 흡착 노즐의 하단부를, 각각이 동일한 높이에 있는 것과 같은 위치 관계로 축체의 폭 방향으로 정렬 배치하여 이루어지는 미소 부품의 승강 기구, 승강 기구를 지지 고정시키고 있는 프레임, 각 승강 수단의 축체와 베어링 혹은 프레임에 걸어맞춰 축체를 그 정상부의 높이가 모두 소정 높이가 되도록 지지하는 탄성체, 각 축체의 정상부의 상방에 간격을 두고 배치된 가압 장치, 임의의 축체의 정상부와 가압 장치의 바닥면 사이의 간격에 삽입하는 것이 가능하게 되어 있는 가압 보조 부재, 그리고 가압 보조 부재에 접속하고, 이 가압 보조 부재를 구동시켜 수평 방향의 이동 또한 위치 결정을 행하는 가압 보조 부재 구동 기구를 포함하는 미소 부품 배치 유닛은, 구성이 간단하고 경량화도 용이하다.

Description

미소 부품 배치 유닛{MICROCOMPONENT ALIGNMENT UNIT}

본 발명은, 전자 부품을 프린트 배선판의 표면에 실장하는 전자 부품 실장 장치에 삽입하여 특히 유리하게 사용할 수 있는 미소 부품 배치 유닛에 관한 것이다.

종래부터, 전자 부품을 프린트 배선판의 표면에 실장하기 위해 전자 부품 실장 장치가 사용되고 있다. 전자 부품 실장 장치에는 통상적으로, 하단(下端)에 전자 부품 (미소 부품) 의 흡착 노즐을 구비하는 축체와, 이 축체의 승강 구동 장치를 구비하는 미소 부품 배치 유닛이 삽입되어 있다.

전자 부품 실장 장치의 작동시에는, 먼저 상기 미소 부품 배치 유닛을, 전자 부품이 수용된 트레이의 상방으로 이동시킨다. 미소 부품 배치 유닛은, 축체를 하강시켜, 그 하단에 구비된 흡착 노즐에 의해 전자 부품을 흡착한 후 축체를 상승시킨다. 이어서, 전자 부품 실장 장치는, 미소 부품 배치 유닛을, 프린트 배선판의 상방으로 이동시킨다. 그리고, 미소 부품 배치 유닛은, 축체를 하강시켜, 그 흡착 노즐에 흡착되어 있는 전자 부품을 프린트 배선판의 표면에 배치 (실장) 한 후 축체를 상승시킨다. 이와 같은 조작을 반복함으로써, 프린트 배선판의 표면에 다수의 전자 부품이 실장된다.

프린트 배선판의 표면에 다수의 전자 부품을 효율적으로 (단시간에) 실장하기 위해, 미소 부품 배치 유닛은, 통상적으로, 각각 하단에 흡착 노즐을 갖는 축체가 복수 개 구비된 구성이 되어, 이 미소 부품 배치 유닛의 고속으로의 이동이 반복하여 행해진다.

특허문헌 1 에는, 각각 하단에 흡착 노즐을 갖는 복수 개 (예, 10 개) 의 축체 (구동 샤프트) 를 구비하는 미소 부품 배치 유닛 (헤드 유닛) 이 개시되어 있다. 복수 개의 축체 각각을 독립적으로 승강 가능하게 하기 위해, 각 축체마다 승강 구동 장치 (리니어 모터) 가 구비되어 있다.

특허문헌 2 에는, 각각 하단에 흡착 노즐을 갖는 복수 개 (예, 8 개) 의 축체 (스핀들) 를 구비하는 미소 부품 배치 유닛 (부품 이재 장치) 이 개시되어 있다. 복수 개의 축체는, 원반상의 로터리 헤드의 둘레 가장자리부에 장착되어 있다. 로터리 헤드에는 회전 구동 장치 (서보 모터 (43)) 가 접속되어 있다. 이 회전 구동 장치를 작동시킴으로써, 로터리 헤드가 회전 (자전) 한다. 이로써, 복수 개의 축체도 또한 회전 (로터리 헤드의 회전축을 중심으로 하여 공전) 한다. 미소 부품 배치 유닛에는, 승강 구동 장치 (서보 모터 (45), 이송 나사 (46) 및 하강 레버 (47)) 가 구비되어 있다. 이 승강 구동 장치를 작동시킴으로써, 상기 로터리 헤드의 회전에 의해 승강 구동 장치의 하강 레버 아래에 배치된 축체가 하강한다.

일본 공개특허공보 2009-170525호 (도 2 및 도 3) 일본 공개특허공보 2009-135553호 (도 7)

미소 부품 배치 유닛은, 그 고속으로의 이동이 반복하여 행해지기 때문에, 간단한 구성을 갖고 있으며, 또한 경량인 것이 바람직하다. 미소 부품 배치 유닛의 질량이 크면, 미소 부품 배치 유닛의 고속으로의 이동을 개시 혹은 정지할 때에 발생하는 관성으로 인해, 그 이동의 정밀도 (위치 결정의 정밀도) 가 저하되는 경우가 있으며, 또한 이동을 위해 필요로 되는 소비 전력도 커진다.

특허문헌 1 의 미소 부품 배치 유닛은, 그 각 축체마다 승강 구동 장치 (합계로 10 대의 리니어 모터) 를 구비하는 복잡한 구성을 갖고 있기 때문에, 이것을 경량화하는 것은 용이하지는 않다.

특허문헌 2 의 미소 부품 배치 유닛은, 로터리 헤드에 의해 복수 개의 축체를 회전 (공전) 시키는 복잡한 구성을 갖고 있기 때문에, 이것을 경량화하는 것은 용이하지는 않다. 또, 각 축체가 회전 (공전) 에 의해 수평 방향으로 이동하기 때문에, 로터리 헤드를 회전시켜 고정밀도로 위치를 결정하지 않으면, 축체의 흡착 노즐에 흡착시킨 전자 부품의 위치가 변동된다. 로터리 헤드를 고정밀도의 회전 구동 장치를 사용하여 회전시킬 수도 있지만, 이와 같은 회전 구동 장치는 복잡한 구성을 갖고 있어, 미소 부품 배치 유닛의 질량을 증가시키는 경향이 있다.

본 발명의 과제는, 구성이 간단하고 경량화도 용이한 미소 부품 배치 유닛을 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 감압 기구에 접속하는 미소 부품 흡착 노즐을 하단에 구비한 축체 및 축체 주위에 구비된 축체의 승강을 안내하는 베어링으로 이루어지는 미소 부품의 승강 수단이 복수 개, 각각의 축체의 정상부 및 흡착 노즐의 하단부를, 각각이 동일한 높이에 있는 것과 같은 위치 관계로 축체의 폭 방향으로 정렬 배치하여 이루어지는 미소 부품의 승강 기구, 승강 기구를 지지 고정시키고 있는 프레임, 각 승강 수단의 축체와 베어링 혹은 프레임에 걸어맞춰 축체를 그 정상부의 높이가 모두 소정 높이가 되도록 지지하는 탄성체, 각 축체의 정상부의 상방에 간격을 두고 배치된 가압 장치, 임의의 축체의 정상부와 가압 장치의 바닥면 사이의 간격에 삽입하는 것이 가능하게 되어 있는 가압 보조 부재, 그리고 가압 보조 부재에 접속하고, 이 가압 보조 부재를 구동시켜 수평 방향의 이동 또한 위치 결정을 행하는 가압 보조 부재 구동 기구를 포함하는 미소 부품 배치 유닛에 있다.

본 발명의 미소 부품 배치 유닛의 바람직한 양태는, 다음과 같다.

(1) 가압 보조 부재가, 원반상 부재와 원반상 부재를 회전 가능하게 유지하는 이동 부재로 이루어지고, 그리고 가압 보조 부재 구동 기구가 고리형 벨트와 고리형 벨트의 순환 이동을 실현시키는 구동 장치로 이루어진다.

(2) 미소 부품 흡착 노즐이 접속하는 감압 기구가, 중공으로 한 축체의 내부 공간을 통해 미소 부품 흡착 노즐에 접속하고 있다.

(3) 각 축체가 베어링 내에서 회전 가능하게 되어 있다.

본 발명의 미소 부품 배치 유닛은, 각 축체마다 승강 구동 장치를 형성할 필요가 없기 때문에, 그 구성이 간단하고 경량화도 용이하다.

도 1 은 본 발명의 미소 부품 배치 유닛의 구성예를 나타내는 정면도이다. 단, 전자 부품 (91a ∼ 91f), 트레이 (92), 고리형의 패킹 (18), 그리고 프레임 (16) 은, 각각 단면(斷面)으로서 기입되어 있다. 또, 프레임 (16) 의 도면의 지면에 대해 앞쪽에 구비되어 있는 접속구(具) (도 2：11) 는 기입되어 있지 않다.
도 2 는 도 1 의 미소 부품 배치 유닛 (10) 의 좌측면도이다.
도 3 은 도 1 의 미소 부품 배치 유닛 (10) 의 가압 장치 (51), 가압 보조 부재 (61), 그리고 가압 보조 부재 구동 기구 (71) 의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4 는 도 3 에 나타내는 가압 장치 (51), 가압 보조 부재 (61), 그리고 가압 보조 부재 구동 기구 (71) 를, 가압 보조 부재 (61) 를 수평 방향으로 이동시켜 위치 결정한 상태에서 나타내는 도면이다.
도 5 는 도 4 에 나타내는 가압 장치 (51), 가압 보조 부재 (61), 그리고 가압 보조 부재 구동 기구 (71) 를, 가압 보조 부재 (61) 를 하강시킨 상태에서 나타내는 도면이다.
도 6 은 도 1 의 미소 부품 배치 유닛 (10) 을, 1 개째 전자 부품 (91a) 의 흡착을 위해, 축체 (13a) 를 미소 부품 흡착 노즐 (12a) 과 함께 하강시킨 상태에서 나타내는 도면이다.
도 7 은 도 1 의 미소 부품 배치 유닛 (10) 을, 축체 (13a) 를 1 개째 전자 부품 (91a) 을 흡착시킨 미소 부품 흡착 노즐 (12a) 과 함께 상승시킨 상태에서 나타내는 도면이다.
도 8 은 도 1 의 미소 부품 배치 유닛 (10) 을, 2 개째 전자 부품 (91b) 의 흡착을 위해, 가압 보조 부재 (61) 를 수평 방향으로 이동시켜 위치 결정한 상태에서 나타내는 도면이다.
도 9 는 도 1 의 미소 부품 배치 유닛 (10) 을, 2 개째 전자 부품 (91b) 의 흡착을 위해, 축체 (13b) 를 미소 부품 흡착 노즐 (12b) 과 함께 하강시킨 상태에서 나타내는 도면이다.
도 10 은 도 1 의 미소 부품 배치 유닛 (10) 을, 모든 미소 부품 흡착 노즐 (12a ∼ 12f) 에, 각각 전자 부품 (91a ∼ 91f) 을 흡착시킨 상태에서 나타내는 도면이다.
도 11 은 도 1 의 미소 부품 배치 유닛 (10) 을, 1 개째 전자 부품 (91f) 을 프린트 배선판 (93) 의 표면에 배치하기 위해, 축체 (13f) 를 미소 부품 흡착 노즐 (12f) 과 함께 하강시킨 상태에서 나타내는 도면이다.
도 12 는 도 1 의 미소 부품 배치 유닛 (10) 을, 모든 전자 부품 (91a ∼ 91f) 을 동시에 흡착하기 위해, 축체 (13a ∼ 13f) 를 미소 부품 흡착 노즐 (12a ∼ 12f) 과 함께 하강시킨 상태에서 나타내는 도면이다.

본 발명의 미소 부품 배치 유닛을, 첨부한 도면을 이용하여 설명한다. 도 1 은, 본 발명의 미소 부품 배치 유닛 (10) 의 구성예를 나타내는 정면도이다. 그리고, 도 2 는, 도 1 의 미소 부품 배치 유닛 (10) 의 좌측면도이다. 또한, 상기의 도 1 에 있어서, 전자 부품 (91a ∼ 91f), 전자 부품을 수용하는 트레이 (92), 축체 (13a ∼ 13f) 각각의 주위에 장착되어 있는 고리형의 패킹 (18), 그리고 승강 기구 (15) 를 지지 고정시키고 있는 프레임 (16) 은, 각각 단면으로서 기입되어 있다. 또, 프레임 (16) 의 도면의 지면에 대해 앞쪽에 구비되어 있는 접속구 (도 2：11) 는 기입되어 있지 않다.

도 1 및 도 2 에 나타내는 미소 부품 배치 유닛 (10) 은, 감압 기구에 접속하는 미소 부품 흡착 노즐 (예, 흡착 노즐 (12a)) 을 하단에 구비한 축체 (예, 축체 (13a)) 및 축체 주위에 구비된 축체의 승강을 안내하는 베어링 (14) 으로 이루어지는 미소 부품의 승강 수단 (예, 승강 수단 (15a)) 이 복수 개, 각각의 축체의 정상부 및 흡착 노즐의 하단부를, 각각이 동일한 높이에 있는 것과 같은 위치 관계로 축체의 폭 방향으로 정렬 배치하여 이루어지는 미소 부품의 승강 기구 (15), 승강 기구 (15) 를 지지 고정시키고 있는 프레임 (16), 각 승강 수단의 축체와 프레임 (16) 에 걸어맞춰 축체를 그 정상부의 높이가 모두 소정 높이가 되도록 지지하는 탄성체 (17), 각 축체의 정상부의 상방에 간격을 두고 배치된 가압 장치 (51), 임의의 축체의 정상부와 가압 장치 (51) 의 바닥면 사이의 간격에 삽입하는 것이 가능하게 되어 있는 가압 보조 부재 (61), 그리고 가압 보조 부재 (61) 에 접속하고, 가압 보조 부재 (61) 를 구동시켜 수평 방향의 이동 또한 위치 결정을 행하는 가압 보조 부재 구동 기구 (71) 로 구성되어 있다.

미소 부품 배치 유닛 (10) 은, 예를 들어, 그 지지판 (19) 이 전자 부품 실장 장치가 구비하는 구동 장치에 접속 고정된 상태에서 전자 부품 실장 장치에 삽입된다. 이 구동 장치의 작동에 의해, 예를 들어, 복수 개의 전자 부품을 수용하고 있는 트레이 (92) 와 프린트 배선판 (도 11：93) 사이에서의 미소 부품 배치 유닛 (10) 의 고속으로의 이동이 반복하여 행해진다.

미소 부품 배치 유닛 (10) 에는, 예를 들어, 승강 수단 (15a ∼ 15f) 이 6 개 구비되어 있다. 승강 수단의 개수 (즉, 미소 부품 흡착 노즐을 구비하는 축체의 개수에 상당한다) 는, 통상은 2 ∼ 30 개, 바람직하게는 3 ∼ 20 개의 범위 내, 더욱 바람직하게는 4 ∼ 10 개의 범위 내로 설정된다.

승강 수단 (15a) 은, 감압 기구 (도시 생략) 에 접속하는 미소 부품 흡착 노즐 (12a), 축체 (13a), 및 베어링 (14) 으로 구성되어 있다. 승강 수단 (15b ∼ 15f) 의 각각의 구성은, 승강 수단 (15a) 과 동일하다. 이하에서는, 승강 수단 (15a ∼ 15f) 의 구성이나 동작을, 승강 수단 (15a) 을 대표예로 하여 설명한다.

감압 기구는, 프레임 (16) 에 구비된 접속구 (11) 의 관체 (11a) 에 접속된다. 감압 기구로는, 예를 들어, 이젝터 진공 펌프로 대표되는 공지된 펌프 (도시 생략) 를 사용할 수 있다.

감압 기구는, 미소 부품 흡착 노즐에 접속되어 있어도 되지만, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 중공으로 한 축체 (13a) 의 내부 공간 (22) 을 통해 미소 부품 흡착 노즐 (12a) 에 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 접속 방법을 채용하면, 전자 부품 (91a) 을 흡착하기 위해 축체 (13a) 를 미소 부품 흡착 노즐 (12a) 과 함께 승강시켰을 때에, 이 흡착 노즐 (12a) 과 함께 감압 기구가 승강하는 경우가 없기 때문에, 축체 (13a) 의 원활한 승강이 실현된다.

감압 기구의 펌프를 작동시켜 축체 (13a) 의 내부 공간 (22) 을 감압함으로써, 미소 부품 흡착 노즐 (12a) 의 하단에 전자 부품을 흡착시킬 수 있다. 축체 (13a) 의 내부 공간 (22) 을 감압하기 위해, 축체 (13a) 에는 내부 공간 (22) 에 접속하는 구멍 (23) 이 형성되어 있다. 그리고, 구멍 (23) 의 상하 각각에 있어서, 축체 (13a) 의 주위에는 고리형의 패킹 (18) 이 장착되어 있다. 이 펌프의 작동을 정지시켜 축체 (13a) 의 내부 공간을 외기압과 동일하게 함 (혹은 외기압보다 높은 압력으로 함) 으로써, 미소 부품 흡착 노즐 (12a) 의 하단으로부터 전자 부품을 이탈시킬 수 있다.

미소 부품 흡착 노즐 (12a) 을 구비하는 축체 (13a) 의 주위에는, 축체 (13a) 의 승강을 안내하는 베어링 (14) 이 구비되어 있다. 베어링 (14) 으로는, 공지된 직동 베어링 (예, 볼 부시) 이 사용되고 있다.

승강 수단 (15a ∼ 15f) 은, 각각의 축체의 정상부 및 흡착 노즐의 하단부를, 각각이 동일한 높이에 있는 것과 같은 위치 관계로 축체의 폭 방향으로 정렬 배치되어 있어, 미소 부품의 승강 기구 (15) 를 구성하고 있다. 승강 기구 (15) 는, 각 승강 수단의 베어링 (14) 을 개재하여 프레임 (16) 에 지지 고정되어 있다. 프레임 (16) 은 (접속 부재 (24) 와 회전 구동 장치 (83) 를 개재하여) 지지판 (19) 에 고정되어 있다.

미소 부품 배치 유닛 (10) 에는, 각 승강 수단의 축체와 프레임 (16) 에 걸어맞춰 축체를 그 정상부의 높이가 모두 소정 높이가 되도록 지지하는 탄성체 (17) 가 구비되어 있다. 탄성체 (17) 로는, 코일 스프링이 사용되고 있다. 코일 스프링 대신에, 예를 들어, 고무제 통체 등을 사용할 수도 있다. 또한, 상기의 「소정 높이」란, 축체를 하강시켰을 때에 미소 부품 흡착 노즐의 하단이 전자 부품 (미소 부품) 에 도달할 수 있는 높이를 의미하며, 미소 부품 배치 유닛이 삽입되는 장치에 따라 적절한 높이로 설정된다.

예를 들어, 축체 (13a) 를 그 정상면을 가압하여 하강시키면, 축체 (13a) 와 프레임 (16) 에 걸어맞춰져 있는 탄성체 (17) 가 단축된다. 따라서, 상기의 축체 (13a) 에 대한 가압을 정지하면, 탄성체 (17) 가 신장되어 축체 (13a) 가 상승한다.

상기 탄성체는, 축체와 베어링 (예, 베어링 (14)) 에 걸어맞춰져 있어도 된다. 상기 탄성체와, 축체 그리고 프레임 (혹은 베어링) 의 걸어맞춤에 대해서는, 이후에 상세하게 설명한다.

복수 개의 축체 (13a ∼ 13f) 를 승강시키기 위해, 각 축체의 정상부의 상방에 간격을 두고 가압 장치 (51) 가 배치된다.

가압 장치 (51) 는, 복수 개의 축체 (13a ∼ 13f) 의 상방으로 승강할 수 있게 배치 형성되어 있는, 각 축체의 상단(上端)면에 대향하는 바닥면을 갖는 가동 블록 (52), 가동 블록 (52) 의 상방에 배치 형성되어 있으며, 가동 블록 (52) 의 바닥면에 대해 평행하게 배치된 회전축 (53a) 을 갖는 회전 구동 장치 (53), 및 회전 구동 장치 (53) 의 회전축 (53a) 의 중심과는 상이한 위치에 일방의 단부(端部)가 접속되고, 타방의 단부가 가동 블록 (52) 의 측면 (혹은 정상면) 에 접속되어 있는, 상기 각 단부를 중심으로 하는 경사 이동이 가능한 로드 (54) 로 구성되어 있다.

가동 블록 (52) 과 회전 구동 장치 (53) 에 구비된 플레이트 (55) 는, 직동 안내 장치 (리니어 가이드) (56, 56) 를 개재하여 서로 접속되어 있다. 각 직동 안내 장치 (56) 는, 상하 방향으로 연장되는 레일 (56a) 과 레일 (56a) 에 슬라이딩할 수 있게 장착된 슬라이더 (56b) 로 구성되어 있다. 가동 블록 (52) 은, 각 직동 안내 장치 (56) 의 슬라이더 (56b) 와 함께 레일 (56a) 을 따라 이동 (승강) 가능하게 되어 있다.

회전 구동 장치 (53) 의 회전축 (53a) 을 도 1 에 기입한 화살표 59a 가 나타내는 방향 (시계 방향) 으로 회전시키면, 로드 (54) 가 가동 블록 (52) 을 눌러 내리고, 이로써 가동 블록 (52) 이 직동 안내 장치 (56) 의 슬라이더 (56b) 와 함께 하강한다. 한편, 회전 구동 장치 (53) 의 회전축 (53a) 을 상기와는 반대 방향 (도 1 에서 반시계 방향) 으로 회전시키면, 로드 (54) 가 가동 블록 (52) 을 끌어올리고, 이로써 가동 블록 (52) 은 직동 안내 장치 (56) 의 슬라이더 (56b) 와 함께 상승한다.

가압 장치 (51) 는, 부품 점수가 적기 때문에, 구성이 간단하여 경량화가 용이하다는 이점을 갖고 있다. 또한, 가압 장치 (51) 의 회전 구동 장치 (53) 및 로드 (54) 는, 가동 블록 (52) 을 상하 방향으로 이동 (승강) 시키는 직동 구동 장치로서 기능하고 있다. 이 회전 구동 장치 (53) 및 로드 (54) 대신에, 공지된 직동 구동 장치를 사용할 수 있다. 직동 구동 장치의 예로는, 리니어 모터, 혹은 회전 구동 장치와 이송 나사를 조합한 직동 구동 장치를 들 수 있다.

미소 부품 배치 유닛 (10) 에는, 축체 (13a ∼ 13f) 중 임의의 축체의 정상부와, 가압 장치 (51) 의 바닥면 (즉, 가동 블록 (52) 의 바닥면) 사이의 간격에 삽입하는 것이 가능하게 되어 있는 가압 보조 부재 (61) 와, 가압 보조 부재 (61) 에 접속하고, 가압 보조 부재 (61) 를 구동시켜 수평 방향의 이동 또한 위치 결정을 행하는 가압 보조 부재 구동 기구 (71) 가 구비되어 있다.

도 1 및 도 2 에 있어서, 가압 보조 부재 (61) 는, 예를 들어, 축체 (13a) 의 정상부와 가압 장치 (51) 의 바닥면 사이의 간격 (간극) 에 삽입된 상태로 도시되어 있다.

가압 보조 부재 (61) 를 지지하고 있는 플레이트 (62a) 는, 직동 안내 장치 (63) 에 고정되어 있다. 직동 안내 장치 (63) 는, 상하 방향으로 연장되는 레일 (63a) 과 레일 (63a) 에 슬라이딩할 수 있게 장착된 슬라이더 (63b) 로 구성되어 있다. 레일 (63a) 은 플레이트 (62b) 에 고정되어 있고, 그리고 슬라이더 (63b) 는 플레이트 (62a) 에 고정되어 있다. 플레이트 (62a) 의 하단면에는 플레이트 (62c) 가 고정되어 있다. 플레이트 (62b, 62c) 는, 탄성체 (64, 64) 를 개재하여 서로 접속되어 있다. 탄성체 (64) 로는, 예를 들어, 코일 스프링이 사용되고 있다.

따라서, 가압 장치 (51) 의 가동 블록 (52) 을 하강시킴으로써, 가압 보조 부재 (61) 는, 가동 블록 (52) 에 눌려 (가압되어), 플레이트 (62a, 62c), 및 슬라이더 (63b) 와 함께 레일 (63a) 을 따라 하방으로 이동 (하강) 한다. 이 때, 플레이트 (62b) 와 플레이트 (62c) 를 접속하고 있는 탄성체 (64) 가 신장된다. 이 때문에, 가동 블록 (52) 을 상승시킴으로써, 탄성체 (64) 가 단축되어, 가압 보조 부재 (61) 는, 플레이트 (62a, 62c), 및 슬라이더 (63b) 와 함께 레일 (63a) 을 따라 상방으로 이동 (상승) 한다. 이와 같은 기구에 의해, 가압 보조 부재 (61) 의 승강이 가능하게 되어 있다.

한편, 상기의 직동 안내 장치 (63) 를 지지하고 있는 플레이트 (62b) 는, 다른 직동 안내 장치 (65) 에 고정되어 있다. 직동 안내 장치 (65) 는, 수평 방향으로 (축체 (13a ∼ 13f) 의 정렬 방향을 따라) 연장되는 레일 (65a) 과 레일 (65a) 에 슬라이딩할 수 있게 장착된 슬라이더 (65b) 로 구성되어 있다. 레일 (65a) 은, 지지판 (19) 으로부터 수평 방향으로 연장되는 선반 널 (21) 의 끝면에 고정되어 있다.

따라서, 가압 보조 부재 (61) 는, 플레이트 (62a, 62c), 직동 안내 장치 (63), 플레이트 (62b), 및 직동 안내 장치 (65) 의 슬라이더 (65b) 와 함께 레일 (65a) 을 따라 수평 방향으로 (축체 (13a ∼ 13f) 의 정렬 방향을 따라) 이동하는 것이 가능하게 되어 있다.

가압 보조 부재 구동 기구 (71) 는, 고리형 벨트 (72) 와 고리형 벨트 (72) 의 순환 이동을 실현시키는 구동 장치 (73) 로 구성되어 있다.

구동 장치 (73) 는, 회전축 (74a) 을 갖는 회전 구동 장치 (예, 모터) (74), 회전축 (74a) 에 접속하는 풀리 (75a), 그리고 다른 4 개의 풀리 (75b ∼ 75e) 로 구성되어 있다.

고리형 벨트 (72) 로는, 타이밍 벨트가 사용되고 있으며, 고리형 벨트 (72) 의 내면을 지지하고 있는 풀리 (75a ∼ 75c) 로는, 타이밍 풀리가 사용되고 있다.

고리형 벨트 (72) 는, 예를 들어, L 자형의 접속 부재 (76) 를 개재하여, 상기 가압 보조 부재 (61) 를 지지하고 있는 플레이트 (62b) 에 접속되어 있다. 따라서, 회전 구동 장치 (74) 의 회전축 (74a) 을 회전 (혹은 역회전) 시켜, 고리형 벨트 (72) 를 순환 이동시킴으로써, 고리형 벨트 (72) 에 접속 부재를 개재하여 접속하고 있는 가압 보조 부재 (61) 를, 수평 방향으로 이동시켜 위치 결정할 수 있다.

고리형 벨트를 이용한 가압 보조 부재 구동 기구 (71) 는, 구성이 간단하여 경량화가 용이하다는 이점을 갖고 있다. 또한, 가압 보조 부재 구동 기구 (71) 는, 가압 보조 부재 (61) 를 수평 방향으로 이동시키는 직동 구동 장치로서 기능하고 있다. 이 가압 보조 부재 구동 기구 (71) 대신에, 공지된 직동 구동 장치를 사용할 수 있다. 직동 구동 장치의 예로는, 리니어 모터, 혹은 회전 구동 장치와 이송 나사를 조합한 직동 구동 장치를 들 수 있다.

다음으로, 가압 보조 부재 (61) 의 동작의 일례에 대하여, 첨부한 도 3 ∼ 도 5 를 참조하면서 설명한다. 도 3 ∼ 도 5 에는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 미소 부품 배치 유닛 (10) 의 가압 장치 (51), 가압 보조 부재 (61), 그리고 가압 보조 부재 구동 기구 (71) 가 기입되어 있다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 가압 보조 부재 구동 기구 (71) 의 회전 구동 장치 (도 2：74) 를 작동시켜, 그 회전축에 접속된 풀리 (75a) 를, 예를 들어, 화살표 79a 가 나타내는 방향으로 회전시킴으로써, 고리형 벨트 (72) 를, 화살표 79b 가 나타내는 방향으로 순환 이동시킨다. 이로써, 가압 보조 부재 (61) 가, 화살표 69a 가 나타내는 방향 (도면에서 우측 방향) 으로 이동한다. 그리고, 가압 보조 부재 (61) 가 임의의 축체의 정상부의 상방으로 이동한 후, 상기 회전 구동 장치의 작동을 정지시킴으로써, 가압 보조 부재 (61) 의 수평 방향의 위치 결정을 행할 수 있다.

도 4 는, 상기의 위치 결정의 조작에 의해, 가압 보조 부재 (61) 가, 예를 들어, 도 1 에 나타내는 축체 (13b) 의 정상부의 상방으로 위치 결정된 상태를 나타내고 있다.

그리고, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 가압 장치 (51) 의 회전 구동 장치 (도 2：53) 를 작동시켜, 그 회전축 (53a) 을 화살표 59a 가 나타내는 방향으로 회전시킴으로써, 가동 블록 (52) 을 하강시킨다. 이 가동 블록 (52) 에 가압되어, 가압 보조 부재 (61) 가 화살표 69b 가 나타내는 방향으로 이동 (하강) 한다.

도 5 는, 가압 보조 부재 (61) 가 하강한 상태를 나타내고 있다. 가압 보조 부재 (61) 는, 상기와 같이 도 1 에 나타내는 축체 (13b) 의 정상부의 상방으로 위치 결정되어 있다. 이 때문에, 상기와 같이 가압 보조 부재 (61) 를 하강시킴으로써, 도 1 에 나타내는 축체 (13b) 가 미소 부품 흡착 노즐 (12b) 과 함께 하강한다. 그리고, 가압 보조 부재 (61) 를 상승시킴으로써, 축체 (13b) 를 지지하고 있는 탄성체 (17) 가 신장되어, 축체 (13b) 도 또한 상승한다.

따라서, 도 1 및 도 2 에 나타내는 미소 부품 배치 유닛 (10) 은, 가압 보조 부재 구동 기구 (71) 를 사용하여 가압 보조 부재 (61) 를 임의의 축체 정상부의 상방으로 이동시켜 위치 결정을 행하고, 이어서, 가압 장치 (51) 를 사용하여 가압 보조 부재 (61) 를 승강시킴으로써, 이 축체를 그 하단에 구비된 미소 부품 흡착 노즐과 함께 선택적으로 승강시킬 수 있기 때문에, 즉 각 축체마다 승강 구동 장치를 형성할 필요가 없기 때문에, 그 구성이 간단하고 경량화도 용이하다.

또, 복수 개의 축체 (13a ∼ 13f) 는 각각 프레임 (16) 에 고정되어 있어, 각 축체가 수평 방향으로 이동하는 경우가 없기 때문에, 축체를 수평 방향으로 이동시켜 고정밀도로 위치 결정하는 구동 장치를 사용할 필요도 없다.

다음으로, 미소 부품 배치 유닛 (10) 의 사용 방법, 예를 들어, 트레이 (92) 에 수용된 전자 부품 (91a ∼ 91f) 을 프린트 배선판의 표면에 배치 (실장) 하는 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 가압 보조 부재 구동 기구 (71) 에 의해 가압 보조 부재 (61) 를 수평 방향으로 이동시켜, 축체 (13a) 의 정상부의 상방으로 위치 결정한다. 이로써, 가압 보조 부재 (61) 는, 가압 장치 (51) 의 바닥면 (즉, 가동 블록 (52) 의 바닥면) 과 축체 (13a) 의 정상부 사이의 간격 (간극) 에 삽입된다.

다음으로, 가압 장치 (51) 의 가동 블록 (52) 을 가압 보조 부재 (61) 와 함께 하강시킴으로써, 도 6 에 나타내는 바와 같이 축체 (13a) 를 미소 부품 흡착 노즐 (12a) 과 함께 하강시킨다. 미소 부품 흡착 노즐 (12a) 의 하단이 전자 부품 (91a) 에 도달한 후에 감압 기구를 작동시킴으로써, 흡착 노즐 (12a) 의 하단에 전자 부품 (91a) 을 흡착시킨다. 이어서, 가압 장치 (51) 의 가동 블록 (52) 을 상승시킴으로써, 가압 보조 부재 (61) 가 상승하고, 그리고 도 7 에 나타내는 바와 같이, 축체 (13a) 가 전자 부품 (91a) 을 흡착시킨 미소 부품 흡착 노즐 (12a) 과 함께 상승한다. 이와 같이 하여, 1 개째 전자 부품 (91a) 의 흡착이 행해진다.

계속해서, 가압 보조 부재 구동 기구 (71) 에 의해 가압 보조 부재 (61) 를 수평 방향으로 이동시켜, 도 8 에 나타내는 바와 같이 축체 (13b) 의 정상부의 상방으로 위치 결정한다. 그리고, 상기와 동일하게 하여 가압 장치 (51) 의 가동 블록 (52) 을 가압 보조 부재 (61) 와 함께 하강시킴으로써, 도 9 에 나타내는 바와 같이 축체 (13b) 를 미소 부품 흡착 노즐 (12b) 과 함께 하강시킨다. 미소 부품 흡착 노즐 (12b) 의 하단이 전자 부품 (91b) 에 도달한 후에 감압 기구를 작동시킴으로써, 흡착 노즐 (12b) 의 하단에 전자 부품 (91b) 을 흡착시킨다. 이어서, 가압 장치 (51) 의 가동 블록 (52) 을 상승시킴으로써, 가압 보조 부재 (61) 가 상승하고, 축체 (13b) 가 전자 부품 (91b) 을 흡착시킨 미소 부품 흡착 노즐 (12b) 과 함께 상승한다. 이와 같이 하여, 2 개째 전자 부품 (91b) 의 흡착이 행해진다.

동일한 조작을 반복함으로써, 도 10 에 나타내는 바와 같이 미소 부품 흡착 노즐 (12a ∼ 12f) 에, 각각 전자 부품 (91a ∼ 91f) 을 흡착시킨다.

그리고, 도 11 에 나타내는 바와 같이 미소 부품 배치 유닛 (10) 을 프린트 배선판 (93) 의 상방으로 이동시킨 후, 예를 들어, 축체 (13f) 를 미소 부품 흡착 노즐 (12f) 과 함께 하강시킴으로써, 프린트 배선판 (93) 의 표면에 전자 부품 (91f) 을 배치 (실장) 할 수 있다. 동일하게 하여, 나머지 전자 부품을 프린트 배선판 (93) 의 표면에 배치한다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 가압 보조 부재 (61) 는, 원반상 부재 (61a) 와 원반상 부재 (61a) 를 회전 가능하게 유지하는 이동 부재 (61b) 로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 가압 보조 부재 (61) 로는, 예를 들어, 축 부착 롤러, 축 주위에 회전 베어링을 장착한 부품, 혹은 캠 기구에 이용되는 캠 팔로어를 사용할 수 있다.

가압 보조 부재 (61) 가 원반상 부재 (61a) 와 이동 부재 (61b) 로 구성되어 있으면, 가압 보조 부재 (61) 가 수평 방향으로 이동할 때에, 원반상 부재 (61a) 가 가압 장치 (51) 의 바닥면 (즉, 가동 블록 (52) 의 바닥면) 에 접촉하면서 전동(轉動)한다. 이로써, 가압 보조 부재 (61) 와 가압 장치 (51) 의 마찰이 매우 작아지기 때문에, 가압 보조 부재 (61) 의 내구성이 양호해진다.

또한, 가압 장치를 가압 보조 부재의 상방에 간극을 두고 배치하여, 가압 보조 부재를 가압 장치와 접촉시키지 않고 수평 방향으로 이동시켜 위치 결정할 수도 있다. 이와 같은 경우에는, 가압 보조 부재를, 예를 들어 금속제 부재로 구성할 수도 있다.

또, 본 발명의 미소 부품 배치 유닛에 있어서는, 미소 부품 흡착 노즐에 흡착된 미소 부품 (예, 전자 부품) 이 소정 방향으로 배치되도록, 각 축체가 베어링 내에서 회전 가능하게 되어 있는 것이 바람직하다.

도 1 및 도 2 에 나타내는 미소 부품 배치 유닛 (10) 의 각 축체, 예를 들어, 축체 (13a) 는, 그 승강과 회전이 가능한 상태에서 베어링 (14) 에 지지되어 있다.

각 축체를 회전 구동시키기 위해, 각 축체의 주위에는 베어링 (81) 이 추가로 구비되어 있다. 베어링 (81) 으로는, 축체를 승강 가능하게 또한 비회전 상태에서 지지하는 공지된 베어링을 사용할 수 있다. 예를 들어, 각 축체의 외주면에 서로 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 개의 직선 홈을 형성하고, 그리고 각 직선 홈과의 걸어맞춤에 의해 축체를 승강 가능하게 또한 비회전 상태에서 지지하는 스플라인 베어링을 사용할 수 있다.

각 베어링 (81) 의 주위에는 회전 베어링 (82) 이 장착되어 있어, 베어링 (81) 을 축체와 함께 회전시키는 것이 가능하게 되어 있다. 그리고, 축체 (13a ∼ 13f) 에는, 각각 베어링 (81) 을 개재하여 풀리 (84a ∼ 84f) 가 구비되어 있다.

한편, 미소 부품 배치 유닛 (10) 에는, 회전 구동 장치 (83) 가 구비되어 있다. 회전 구동 장치 (83) 의 회전축 (83a) 에는 풀리 (85a) 가 구비되어 있다.

풀리 (85a) 는, 고리형 벨트 (86a) 를 개재하여 풀리 (85b) 에 접속되어 있다. 풀리 (85b) 는, 그 회전축 (87) 을 개재하여 풀리 (85c) 에 접속되어 있다. 풀리 (85c) 는, 고리형 벨트 (86b) 를 개재하여 풀리 (84a, 84b) 에, 그리고 고리형 벨트 (86c) 를 개재하여 풀리 (84b, 84c) 에 각각 접속되어 있다.

풀리 (85a) 는, 동일하게 하여 고리형 벨트 (86d) 를 개재하여 풀리 (85d) 에 접속되어 있다. 풀리 (85d) 에 그 회전축을 개재하여 접속된 풀리 (도시 생략) 는, 고리형 벨트 (86e) 를 개재하여 풀리 (84d, 84e) 에, 그리고 고리형 벨트 (86f) 를 개재하여 풀리 (84e, 84f) 에 각각 접속되어 있다.

따라서, 회전 구동 장치 (83) 를 구동시켜, 그 회전축 (83a) 을 회전시키고, 이로써 풀리 (84a ∼ 84f) 를 회전시킴으로써, 축체 (13a ∼ 13f) 를 각각 베어링 (81) 에 지지된 상태에서 동시에 회전시킬 수 있다.

회전 구동 장치 (83) 대신에, 2 개의 회전 구동 장치를 형성하여, 일방의 회전 구동 장치의 회전축에 풀리 및 벨트를 개재하여 풀리 (84a, 84c, 84e) 를 접속하고, 그리고 타방의 회전 구동 장치의 회전축에 풀리 및 벨트를 개재하여 풀리 (84b, 84d, 84f) 를 접속할 수도 있다. 즉, 일방의 회전 구동 장치에 의해, 축체 (13a, 13c, 13e) 를 동시에 회전 구동시키고, 그리고 타방의 회전 구동 장치에 의해, 축체 (13b, 13d, 13f) 를 동시에 회전 구동시킬 수도 있다.

이로써, 예를 들어, 도 11 에 나타내는 바와 같이 축체 (13f) 가 구비하는 미소 부품 흡착 노즐 (12f) 을 사용하여 전자 부품 (91f) 을 프린트 배선판 (93) 의 표면에 실장하고 있는 동안에, 축체 (13e) 를 미소 부품 흡착 노즐 (12e) 과 함께 회전시킴으로써, 이 흡착 노즐 (12e) 에 흡착된 전자 부품 (91e) 을 소정 방향으로 회전시킬 수 있다. 따라서, 복수 개의 전자 부품을 효율적으로 (단시간에) 프린트 배선판의 표면에 실장할 수 있다. 축체의 회전 구동 방법은 공지되어 있기 때문에, 이 이상의 설명은 하지 않는다.

또, 상기와 같이 각 축체를 회전 구동시키는 경우에는, 각 축체를 지지하는 탄성체와, 축체 그리고 프레임 (혹은 베어링) 의 걸어맞춤을, 이 축체의 회전을 방해하지 않는 상태에서 실시할 필요가 있다.

예를 들어, 도 2 에 나타내는 탄성체 (17) 는, 그 상단부에서 통체 (25a) 를 지지하고 있어, 이 통체 (25a) 와 회전 베어링 (26) 을 개재하여 축체 (13a) 에 걸어맞춰져 있다. 탄성체 (17) 는 또한, 그 하단부가 다른 통체 (25b) 에 지지되어 있어, 이 통체 (25b) 를 개재하여 프레임 (16) 에 걸어맞춰져 있다. 따라서, 축체 (13a) 는, 회전 베어링 (26) 에 지지된 상태에서 회전 가능하게 되어 있어, 그 정상부를 하방으로 가압함으로써, 회전 베어링 (26) 및 통체 (25a) 와 함께 하강 가능하게 되어 있다.

또한, 탄성체 (17) 를, 그 하단부를 직접적으로 혹은 다른 부품을 개재하여 베어링으로 지지함으로써, 이 베어링 (예, 베어링 (14)) 에 걸어맞추게 할 수도 있다. 또, 각 축체를 회전 구동시키지 않는 경우에는, 탄성체 (17) 를, 그 상단부를 회전 베어링을 개재하지 않고 축체의 정상부에 고정시킴으로써, 이 축체에 걸어맞추게 할 수도 있다.

도 12 는, 도 1 의 미소 부품 배치 유닛 (10) 을, 모든 전자 부품 (91a ∼ 91f) 을 동시에 흡착하기 위해, 축체 (13a ∼ 13f) 를 미소 부품 흡착 노즐 (12a ∼ 12f) 과 함께 하강시킨 상태에서 나타내는 도면이다.

도 12 에 나타내는 바와 같이, 가압 보조 부재 (61) 는, 가압 장치 (51) 의 바닥면 (즉, 가동 블록 (52) 의 바닥면) 의 하방 영역의 외측으로 이동 가능하게 되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성을 채용하면, 가압 보조 부재 구동 기구 (71) 에 의해 가압 보조 부재 (61) 를 가압 장치 (51) 의 바닥면의 하방 영역의 외측으로 이동시키고, 이어서 가압 장치 (51) 의 가동 블록 (52) 을 하강시킴으로써, 도 12 에 나타내는 바와 같이 축체 (13a ∼ 13f) 를 동시에 하강시켜, 복수 개의 미소 부품 흡착 노즐 (12a ∼ 12f) 의 각각에 동시에 전자 부품 (91a ∼ 91f) 을 흡착시킬 수 있다. 이와 같은 조작에 의해, 미소 부품 흡착 노즐 (12a ∼ 12f) 에 단시간에 전자 부품을 흡착시킬 수 있기 때문에, 복수 개의 전자 부품을 매우 효율적으로 프린트 배선판의 표면에 실장할 수 있다.

본 발명의 미소 부품 배치 유닛은, 미소한 전자 부품이나 기계 부품으로 대표되는 각종 미소 부품을 실장 혹은 이동시키는 장치에 삽입하여 유리하게 사용할 수 있다. 전자 부품의 예로는, 칩 콘덴서나 칩 저항으로 대표되는 칩형 전자 부품을 들 수 있다. 기계 부품의 예로는, 휴대 전화에 탑재되는 카메라에 사용되는 작은 사이즈의 광학 렌즈나 광학 필터를 들 수 있다.

본 발명의 부품 배치 유닛은, 예를 들어, 상기와 같은 작은 사이즈의 광학 렌즈나 광학 필터를 휴대 전화 내부의 소정 위치에 장착하는 장치, 혹은 트레이에 수용된 미소 부품을 이동시켜, 고객의 주문에 따라 다른 트레이에 수용 배치하는 장치에 삽입하여 사용할 수도 있다.

10 : 미소 부품 배치 유닛
11 : 감압 기구로의 접속구
11a : 관체
12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f : 미소 부품 흡착 노즐
13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f : 축체
14 : 베어링
15 : 승강 기구
15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f : 승강 수단
16 : 프레임
17 : 탄성체
18 : 패킹
19 : 지지판
21 : 선반 널
22 : 축체의 내부 공간
23 : 구멍
24 : 접속 부재
25a, 25b : 통체
26 : 회전 베어링
51 : 가압 장치
52 : 가동 블록
53 : 회전 구동 장치
53a : 회전축
54 : 로드
55 : 플레이트
56 : 직동 안내 장치
56a : 레일
56b : 슬라이더
59a : 회전 구동 장치 (53) 의 회전축 (53a) 의 회전 방향을 나타내는 화살표
61 : 가압 보조 부재
61a : 원반상 부재
61b : 이동 부재
62a, 62b, 62c : 플레이트
63 : 직동 안내 장치
63a : 레일
63b : 슬라이더
64 : 탄성체
65 : 직동 안내 장치
65a : 레일
65b : 슬라이더
69a, 69b : 가압 보조 부재 (61) 의 이동 방향을 나타내는 화살표
71 : 가압 보조 부재 구동 기구
72 : 고리형 벨트
73 : 구동 장치
74 : 회전 구동 장치
74a : 회전축
75a, 75b, 75c, 75d, 75e : 풀리
76 : 접속 부재
79a : 풀리 (75a) 의 회전 방향을 나타내는 화살표
79b : 고리형 벨트 (72) 의 순환 이동의 방향을 나타내는 화살표
81 : 베어링
82 : 회전 베어링
83 : 회전 구동 장치
83a : 회전축
84a, 84b, 84c, 84d, 84e, 84f : 풀리
85a, 85b, 85c, 85d : 풀리
86a, 86b, 86c, 86d, 86e, 86f : 고리형 벨트
87 : 회전축
91a, 91b, 91c, 91d, 91e, 91f : 전자 부품
92 : 트레이
93 : 프린트 배선판

Claims (4)

1. 감압 기구에 접속하는 미소 부품 흡착 노즐을 하단에 구비한 축체 및 축체 주위에 구비된 축체의 승강을 안내하는 베어링으로 이루어지는 미소 부품의 승강 수단이 복수 개, 각각의 축체의 정상부 및 흡착 노즐의 하단부를, 각각이 동일한 높이에 있는 것과 같은 위치 관계로 축체의 폭 방향으로 정렬 배치하여 이루어지는 미소 부품의 승강 기구, 그 승강 기구를 지지 고정시키고 있는 프레임, 각 승강 수단의 축체와 베어링 혹은 프레임에 걸어맞춰 축체를 그 정상부의 높이가 모두 소정 높이가 되도록 지지하는 탄성체, 각 축체의 정상부의 상방에 간격을 두고 배치된 가압 장치, 임의의 축체의 정상부와 가압 장치의 바닥면 사이의 간격에 삽입하는 것이 가능하게 되어 있는 가압 보조 부재, 그리고 가압 보조 부재에 접속하고, 그 가압 보조 부재를 구동시켜 수평 방향의 이동 또한 위치 결정을 행하는 가압 보조 부재 구동 기구를 포함하는 미소 부품 배치 유닛.
2. 제 1 항에 있어서,
   가압 보조 부재가, 원반상 부재와 그 원반상 부재를 회전 가능하게 유지하는 이동 부재로 이루어지고, 그리고 가압 보조 부재 구동 기구가 고리형 벨트와 그 고리형 벨트의 순환 이동을 실현시키는 구동 장치로 이루어지는 미소 부품 배치 유닛.
3. 제 1 항에 있어서,
   미소 부품 흡착 노즐이 접속하는 감압 기구가, 중공으로 한 축체의 내부 공간을 통해 미소 부품 흡착 노즐에 접속하고 있는 미소 부품 배치 유닛.
4. 제 1 항에 있어서,
   각 축체가 베어링 내에서 회전 가능하게 되어 있는 미소 부품 배치 유닛.

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