KR20100085030A - 부품 실장기, 부품 장착 헤드 및 부품 장착 방법 - Google Patents

부품 실장기, 부품 장착 헤드 및 부품 장착 방법 Download PDF

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모토히로 히구치
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파나소닉 주식회사
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Abstract

본 발명은 미소한 탑재 가압력을 정밀도 좋게 검출할 수 있는 부품 실장기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따른 부품 실장기의 부품 장착 헤드는 흡착 비트부와 가동축을 갖는 가동부와, 상기 가동축에 맞물려서 상기 가동부와 상기 흡착 비트부에 흡착된 부품의 합계 중량에 의거하여 상기 합계 중량의 중력을 보상하는 중량 보상 기구와, 상기 가동부에 걸리는 상하 방향의 힘을 검출하는 힘 검출부와, 상기 힘 검출부를 상하 방향으로 이동시키는 구동부를 구비한다. 본 발명에 따른 부품 실장기의 제어부는 상기 힘 검출부의 검출값이 목표값이 되도록 상기 구동부를 제어한다.

Description

부품 실장기, 부품 장착 헤드 및 부품 장착 방법{COMPONENT MOUNTING APPARATUS, COMPONENT MOUNTING HEAD, AND COMPONENT MOUNTING METHOD}
본 발명은, 예를 들면 전자 부품을 기판에 탑재하는 전자 부품 실장기 등의 부품 실장기, 그 부품 실장기가 구비하는 부품 장착 헤드 및 부품 장착 방법에 관한 것이다.
도 7은 종래의 베어 칩 마운터의 개략 구성을 나타내는 도면이다. XY 테이블(104)의 상면에는 기판(103)이 탑재된다. XY 테이블(104)은 탑재된 기판(103)을 수평면을 따라 직각 방향으로 이동시킨다. 흡착 노즐부(102)는 진공 발생기(105)와 접속되어 있다. 이 진공 발생기(105)의 흡입력에 의해 흡착 노즐부(102)의 선단에 베어 칩(101)의 상면이 흡착된다.
제 1 1축 테이블의 가동부(106b)는 흡착 노즐부(102)를 유지한다. 제 1 1축 테이블의 고정부(106a)는 가동부(106b)를 상하 이동 가능하게 유지한다. 흡착 노즐부(106)의 상하 이동은 제 1 1축 테이블에 의해 안내된다.
브래킷(107)은 제 1 1축 테이블(106)을 유지한다. 제 2 1축 테이블(113)은 브래킷(107)을 유지한다. 제 2 1축 테이블(113)은 도면에 나타내지 않은 모터에 의해 상하 방향으로 이동된다. 이 제 2 1축 테이블(113)의 상하 이동에 의해 브래킷(107)이 상하 이동된다.
또한, 브래킷(107)은 로드 셀(110)을 유지한다. 로드 셀(110)의 감압면은 로드(109)의 상면에 접속되어 있다. 로드(109)의 하면은 압축 스프링(108)의 상단에 접속되어 있다. 압축 스프링(108)은 흡착 노즐부(102)를 하방으로 누른다.
가압 검출부(112)는 로드 셀(110)의 검출 압력을 테이블 컨트롤러(114)로 출력한다. 테이블 컨트롤러(114)는 가압 검출부(112)의 출력을 기초로 제 2 1축 테이블(113)을 상하 방향으로 이동시키는 도면에 나타내지 않은 모터를 구동한다. 즉, 테이블 컨트롤러(114)는 가압 검출부(112)의 출력을 기초로 제 2 1축 테이블(113)의 상하 이동을 제어한다.
또한, 브래킷(107)은 인장 스프링(111)의 상단을 유지한다. 인장 스프링(111)의 하단은 제 1 1축 테이블의 가동부(106b)의 상면에 접속되어 있다. 인장 스프링(111)은 압축 스프링(108)의 하중 방향과 반대 방향으로 제 1 1축 테이블의 가동부(106b)의 자중 이상의 하중을 발생시킨다. 즉, 인장 스프링(111)은 제 1 1축 테이블의 가동부(106b)를 끌어 올리고 있다.
이와 같이 구성된 종래의 베어 칩 마운터에 있어서 흡착 노즐부(102)에 흡착된 베어 칩(101)이 기판(103)의 프린트 패턴 상에 탑재될 때 제 2 1축 테이블(113)은 하방으로 이동된다. 이 때 제 2 1축 테이블(113)은 베어 칩(101)의 접촉 전 이동 거리(B)보다 압입 거리(A)만큼 여분의 하방으로 이동된다. 또한, 이 때 테이블 컨트롤러(114)는 로드 셀(110)의 검출 압력을 소정의 기준 가압력과 비교한다.
여기서, 기준 가압력은 흡착 노즐부(102)에 흡착된 베어 칩(101)이 기판(103)에 접촉하기 전에 로드 셀(110)에 의해 검출되는 초기 검출 하중에 압입 거리(A)에 의해 압축 스프링(108) 및 인장 스프링(111)이 발생시키는 하중을 가산한 값으로 한다.
베어 칩(101)이 기판(103)에 접촉되고나서 더욱 압입 거리(A)만큼 제 2 1축 테이블(113)이 하방으로 이동될 때 제 1 1축 테이블의 가동부(106b)가 제 2 1축 테이블(113)에 대해서 상방향으로 이동된다. 이 가동부(106b)의 상방으로의 이동에 의해 압축 스프링(108)이 압축되고 또한 인장 스프링(111)이 리턴되어 그에 따라 상기한 기준 가압력이 발생한다.
또한, 압입 거리(A)만큼 제 2 1축 테이블(113)이 하방으로 이동될 때 그 압입 거리(A)에 의해 압축 스프링(108) 및 인장 스프링(111)이 발생시키는 하중에 의해 베어 칩(101)은 가압된다. 즉, 압입 거리(A)에 의해 압축 스프링(108) 및 인장 스프링(111)이 발생시키는 하중이 탑재 가압력이 된다.
테이블 컨트롤러(114)는 가압 검출부(112)에 의해 검출되는 가압력이 기준 가압력에 도달된 시점에서 제 2 1축 테이블(113)의 동작을 정지시킨다.
이상에서 설명한 바와 같이, 종래의 베어 칩 마운터에서는 압입 거리에 의해 압축 스프링 및 인장 스프링이 발생시키는 하중이 탑재 가압력이 된다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조.).
그러나, 이상 설명한 종래의 베어 칩 마운터는 인장 스프링(111)에 의해 중력 밸런스를 잡고 있다. 그 때문에 인장 스프링(111)에 접속되는 부재[제 1 1축 테이블의 가동부(106b)나 흡착 비트부(102), 베어 칩(101) 등]에 열팽창이 발생되면 그 열팽창에 의해 인장 스프링(111)이 연장되거나 또는 줄어들어서 중력 밸런스가 무너진다. 이 중력 밸런스의 무너짐이 탑재 가압력의 고정밀도한 검출의 방해가 되고 있었다.
: 일본 특허 공개 평8-330790호 공보
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 부품이나 노즐 등이 열팽창되어도 중력 밸런스가 무너지지 않고, 미소한 탑재 가압력을 정밀도 좋게 검출할 수 있는 부품 실장기, 부품 장착 헤드 및 부품 장착 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 부품 실장기는,
장착 헤드 베이스와,
상기 장착 헤드 베이스에 상하 이동 가능하게 지지되는 이동체와,
흡착 비트부와 가동축을 갖고, 상기 이동체에 적어도 상하 이동 가능하게 지지되어 상기 흡착 비트부가 부품을 흡착하는 가동부와,
상기 가동축에 맞물려서 상기 가동부의 중량 또는 상기 가동부와 상기 흡착 비트부에 흡착된 부품의 합계 중량에 의거하여 상기 가동부의 중량 또는 상기 가동부와 상기 흡착 비트부에 흡착된 부품의 합계 중량의 중력을 보상하는 중량 보상 기구와,
상기 가동부에 걸리는 상하 방향의 힘을 검출하는 힘 검출부와,
상기 힘 검출부를 상기 이동체에 대해서 상하 방향으로 이동시키는 구동부를 구비하는 부품 장착 헤드와,
부품이 피실장 대상체에 탑재될 때에 상기 힘 검출부의 검출값이 목표값이 되도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 구비한다.
상기 부품 실장기에 있어서 상기 중량 보상 기구는 지점을 사이에 둔 한쪽에 있어서 상기 가동부에 맞물리는 천칭 기구로 구성해도 좋다.
또한, 상기 부품 실장기에 있어서 상기 구동부는 보이스 코일 모터, 리니어 모터 또는 실린더 중 어느 하나를 갖고 있어도 좋다.
또한, 상기 부품 실장기에 있어서 상기 구동부에 걸리는 부하를 증가시키는 바이어싱 부재를 상기 부품 장착 헤드에 설치하여도 좋다.
또한, 상기 부품 실장기에 있어서 상기 부품 장착 헤드는 상기 이동체에 회전 가능하게 지지되고 그 내부 공간에 상기 가동부의 일부가 상하 이동 가능하게 삽입되는 회전 부재와, 상기 회전 부재를 회전시키는 모터를 더 구비하고, 또한 상기 회전 부재의 회전에 따라 상기 흡착 비트부가 회전하는 구성으로 하여도 좋다.
본 발명에 따른 부품 장착 헤드는 상기 부품 실장기에 설치되는 부품 장착 헤드이다.
본 발명에 따른 부품 장착 방법은 가동부의 흡착 비트부에 흡착된 부품을 피실장 대상체에 탑재하는 공정에 있어서 상기 가동부의 중량 또는 상기 가동부와 상기 흡착 비트부에 흡착된 부품의 합계 중량에 의거하여 상기 가동부의 중량 또는 상기 가동부와 상기 흡착 비트부에 흡착된 부품의 합계 중량의 중력을 보상하도록 힘을 상기 가동부에 작용시킨 상태에서 상기 가동부에 걸리는 상하 방향의 힘을 검출하는 힘 검출부의 검출값을 상기 가동부를 상하 방향으로 이동시킴으로써 목표값으로 제어하면서 부품을 피실장 대상체에 탑재하는 것이다.
<발명의 효과>
본 발명의 바람직한 형태에 의하면 가동부나 흡착된 부품 등이 열팽창해도 중력 밸런스가 무너지지 않고 미소한 탑재 가압력을 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면 바이어싱 부재에 의해 구동부에 걸리는 부하를 증가시킨 상태에서 힘 검출부에 작은 부하가 걸리도록 상기 구동부를 제어함으로써 미소한 탑재 가압력을 고응답으로 정밀도 좋게 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 부품 장착 헤드의 일부의 개략 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시형태 1∼3에 있어서의 전자 부품 실장기를 일부 노칭해서 그 내부를 나타내는 외관 사시도.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 부품 장착 헤드의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 부품 장착 헤드의 다른 예의 일부의 개략 구성을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 부품 장착 헤드의 일부의 개략 구성을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시형태 3에 있어서의 부품 장착 헤드의 일부의 개략 구성을 나타내는 도면.
도 7은 종래의 베어 칩 마운터의 개략 구성을 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 통하여 설명한다. 이하의 각 실시형태에서는 부품 실장기로서 기판에 전자 부품을 탑재하는 전자 부품 실장기를 예로 들어 설명한다. 다만, 본 발명은 전자 부품 실장기에만 적용되는 것은 아니고 실장 대상의 부품을 피실장 대상체로 탑재하는 장치에 적용시킬 수 있다.
(실시형태 1)
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전자 부품 실장기가 구비하는 부품 장착 헤드의 일부의 개략 구성을 나타내는 도면, 도 2는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전자 부품 실장기를 일부 노칭해서 그 내부를 나타내는 외관 사시도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 전자 부품 실장기(50)는 X-Y이동 기구(52)에 지지되는 부품 장착 헤드(51)를 구비한다. 이 부품 장착 헤드(51)는, 예를 들면 반도체 패키지와 같은 소형의 전자 부품을 유지하고, 그 유지된 전자 부품을 기판의 상방으로부터 소정의 가압력(탑재 가압력)으로 가압해서 기판 상에 탑재하기 위해서 사용된다. X-Y이동 기구(52)는 부품 장착 헤드(51)를 X-Y평면(수평면)을 따라 부품 공급부로부터 공급되는 전자 부품의 수취 위치의 상방이나 기판 상의 탑재 위치의 상방으로 반송한다.
이하, 부품 장착 헤드에 대해서 도 1을 이용하여 상세하게 설명한다. 장착 헤드 베이스(1)는 전자 부품 실장기의 X-Y이동 기구(52)에 지지된다. 이동체(2)는 장착 헤드 베이스(1)에 상하 이동 가능하게 지지된다. 예를 들면, 장착 헤드 베이스(1)가 리니어 가이드를 통해서 이동체(2)를 지지하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 이동체(2)는 도면에 나타내지 않은 이동체 이동 기구에 의해 장착 헤드 베이스(1)에 대해서 상하 방향으로 이동된다. 이 이동체 이동 기구는, 예를 들면 장착 헤드 베이스(1)에 설치된 모터와, 그 모터의 출력축에 설치된 볼 나사와, 그 볼 나사에 나사 결합되는 이동체(2)에 고정된 너트 등에 의해 구성해도 좋다. 이와 같이 구성하면 모터의 회전 각도량에 따라 이동체(2)의 상하 방향의 위치 결정을 행할 수 있다.
또한, 이동체(2)는 흡착 비트부(4)가 삽입되는 삽입부를 갖는다. 이동체(2)는 삽입부에 삽입된 흡착 비트부(4)를 리니어 가이드(3)를 통해서 상하 이동 가능하게 지지한다. 리니어 가이드(3)에는, 예를 들면 볼 스플라인 베어링 등을 사용할 수 있다. 흡착 비트부(4)의 선단에는 노즐(5)이 장착되어 있다. 노즐(5)은 이동체(2)의 하면으로부터 돌출된다. 이 노즐(5)의 선단에 전자 부품이 흡착된다.
본 실시형태 1에서는 흡착되는 전자 부품으로서 반도체 패키지(6)를 예로 들어 설명한다. 실장 대상물이 반도체 패키지의 경우 도 1에 나타내는 바와 같이, 노즐(5)에 가열 헤드(7)가 설치된다. 가열 헤드(7)는 반도체 패키지의 땜납 볼을 용융하기 위해서 열을 발생한다.
흡착 비트부(4) 및 흡착 비트부(4)의 상부에 접속되는 가동축(9)에는 공기 흡인 구멍(10)이 형성되어 있다. 공기 흡인 구멍(10)은 가동축(9)의 외주면에 개구되고, 또한 노즐(5)의 관통 구멍에 연통하고 있다. 공기 흡인 구멍(10)의 가동축(9)측의 개구단은 도면에 나타내지 않은 진공 발생기에 접속되어 있다. 이 진공 발생기는 노즐(5)의 선단에 형성되어 있는 개구단을 진공으로 한다. 이 진공 발생기의 흡입력에 의해 노즐(5)의 선단에 전자 부품이 흡착된다.
또한, 이동체(2)에는 흡착 비트부(4)가 삽입되는 삽입부의 하방에 단차부(11)가 형성되어 있다. 해당 전자 부품 실장기에서는 흡착 비트부(4)가 단차부(11)에 접촉된 상태로 이동체(2)가 하강해서 반도체 패키지(6)가 기판(8)에 접촉한다.
가동축(9)은 압축 스프링(12)을 통해서 로드 셀(힘 검출부)(13)의 감압면(감압부)에 접속되어 있다. 로드 셀(13)은 가동부에 걸리는 상하 방향의 힘을 검출한다. 본 실시형태 1에서는 가동부는 노즐(5), 가열 헤드(7), 흡착 비트부(4), 가동축(9) 및 압축 스프링(12)으로 이루어진다. 압축 스프링(12)은 로드 셀(13)을 보호하기 위한 것이다. 본 실시형태 1에서는 로드 셀을 보호하는 수단으로서 압축 스프링을 사용할 경우에 대해서 설명하지만 물론, 로드 셀을 보호하는 수단은 로드 셀에 고부하가 걸렸을 때에 보호할 수 있는 수단이면 좋고 압축 스프링에 한정되는 것은 아니다.
요동체(14)는 지점을 사이에 둔 한쪽에 있어서 가동축(9)에 맞물리고 다른쪽에 있어서 밸런스 웨이트(15)에 맞물려 있다. 지점에는 베어링(16)이 배치되어 있다. 베어링(16)은 이동체(2)에 고정된 지지대(17)에 지지되어 있다. 이 베어링(16)이 요동체(14)를 요동 가능하게 지지한다. 밸런스 웨이트의 중량은 흡착 비트부(4) 등으로 이루어지는 가동부와 흡착 비트부(4)에 흡착된 전자 부품의 합계 중량에 균형을 이루도록 결정되어 있다. 이 천칭 기구에 의해 가동부와 흡착된 전자 부품의 합계 중량이 보상된다.
이와 같이, 본 실시형태 1에서는 가동부와 흡착된 전자 부품의 합계 중량이 보상되도록 상기 합계 중량에 상당하는 힘을 발생하는 중량 보상 기구로서 천칭 기구를 사용한다.
요동체(14)가 밸런스 웨이트(15)에 맞물리는 구성으로서는, 예를 들면 요동체(14)가 밸런스 웨이트(15)에 설치된 지축을 베어링을 통해서 파지하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 요동체(14)가 가동축(9)에 맞물리는 구성은 가동축(9)의 상하 이동의 장해가 되지 않는 구성이면 된다. 예를 들면, 요동체(14)의 선단에 2개의 클로를 설치하고 그들 클로에 의해 가동축(9)에 형성된 2개의 돌기를 지지하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 지점에 베어링을 배치했지만, 예를 들면 칼날받이(blade rest)에 의해 요동체(14)를 지지해도 좋다.
또한, 가동부와 흡착된 전자 부품의 합계 중량을 보상하기 위해 천칭 기구를 사용했지만 합계 중량을 보상하는 수단(중량 보상 기구)은 임의로 설정 가능한 일정한 힘을 발생시킬 수 있는 수단이면 좋고 천칭 기구에 한정되는 것은 아니다. 즉, 합계 중량을 보상하는 수단은 가동부와 흡착된 전자 부품의 합계 중량에 상당하는 일정한 힘을 발생할 수 있는 수단이면 좋다.
또한, 가동부와 흡착된 전자 부품의 합계 중량을 100% 보상할 경우에 한정되는 것은 아니고, 미소한 탑재 가압력을 양호하게 제어할 수 있도록 가동부와 흡착된 전자 부품의 합계 중량을 보상할 수 있으면 좋다. 따라서, 보상되는 중량은 미소한 탑재 가압력을 양호하게 제어할 수 있는 범위 내의 중량이면 좋고, 예를 들면 가동부의 중량에 상당하는 일정한 힘을 발생시켜도 좋다.
또한 후술하는 바와 같이, 가동부와 흡착된 전자 부품의 합계 중량 이상의 일정한 힘을 발생시켜도 좋다.
이동체(2)에는 로드 셀(13)을 이동체(2)에 대해서 상하 방향으로 이동시키는 보이스 코일 모터(구동부)(18)가 설치되어 있다. 보이스 코일 모터(이하, VCM이라고 칭함)(18)는 로드(19)와, 로드(19)에 장착된 자석(20)과, 자석(20)의 둘레측에 설치된 코일(21)을 구비한다. 로드(19)는 코일(21)에 흐르는 전류를 제어함으로써 그 축 방향을 따라 이동시킬 수 있다.
VCM(18)의 케이싱은 이동체(2)에 설치된 유지부(22)에 고정되어 있다. 유지부(22)는 로드(19)를 그 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지한다.
로드(19)는 로드 셀(13)의 감압면과는 반대측의 면에 접속되어 있다. 따라서, VCM(18)을 구동함으로써 로드 셀(13)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. VCM(18)의 동작 제어에는 일반적으로 힘 제어 루프가 사용된다.
이어서, VCM(18)의 동작을 제어하기 위한 힘 제어 루프에 대해서 설명한다. VCM(18)의 동작은 상기 부품 장착 헤드의 동작을 제어하는 전자 부품 실장기의 제어부(23)에 의해 제어된다.
노즐(5)의 선단에 흡착된 반도체 패키지(6)의 기판(8)으로의 탑재시에 이동체(2)는 반도체 패키지(6)가 기판(8)에 접촉될 때까지 하강한 후, 또한 압입 거리만큼 여분으로 하강한다. 이 이동체(2)의 하강 동작은 이동체(2)를 상하 이동시키는 도면에 나타내지 않은 이동체 이동 기구의 이동 거리를 제어부(23)가 제어함으로써 실행된다.
이 때 제어부(23)는 로드 셀(13)의 검출값과 목표값의 편차에 의거한 전류를 VCM(18)의 코일(21)에 흘린다. 이에 따라, VCM(18)의 로드(19)에 접속되는 로드 셀(13)은 로드 셀(13)의 검출값이 목표값이 되도록 상승한다.
또한, 로드 셀을 상하 방향으로 이동시키는 구동부 및 구동부를 제어하는 구성은 이상 설명한 구성에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 로드(19)를 위치 제어하는 구성으로 하여도 좋다. 로드(19)를 위치 제어하는 구성으로서는, 예를 들면 로드(19)의 위치를 검출하는 위치 검출기를 VCM(18)의 본체측에 설치하고, 제어부가 로드 셀(13)의 검출값과 목표값의 편차를 로드(19)의 목표 위치로 변환해서 위치 검출기의 검출값과 목표 위치의 편차에 의거한 전류를 VCM(18)의 코일(21)에 흘리는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우, VCM(18)의 로드(19)에 접속되는 로드 셀(13)은 위치 검출기의 검출값이 목표 위치에 일치하도록 이동된다.
또한, 예를 들면 VCM 대신에 리니어 모터를 사용하여도 좋다. 리니어 모터를 사용할 경우에는 로드 셀의 검출값과 목표값의 편차를 리니어 모터의 로드의 목표 위치로 변환하고, 리니어 모터의 로드의 위치를 검출하는 위치 검출기의 검출값이 목표 위치에 일치하도록 리니어 모터의 로드를 이동시키는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 예를 들면 VCM 대신에 실린더를 사용해도 좋고, 실린더를 사용할 경우에는 실린더의 피스톤을 상하 방향으로 이동시키는 압력을 제어하면 좋아 간이한 방식으로 로드 셀의 검출값을 목표값으로 제어할 수 있다.
이어서, 부품 장착 헤드의 동작에 대해서 로드 셀(13)의 검출값의 목표값으로서 10gf를 설정한 경우를 예로 들어 설명한다.
전자 부품 실장기의 제어부(23)는 VCM(18)을 구동해서 로드(19)에 하방향의 10gf의 힘을 가한다. 이 때 흡착 비트부(4)는 단차부(11)에 10gf의 힘으로 접촉한다.
이 상태에서 제어부(23)는 이동체(2)를 상하 이동시키는 도면에 나타내지 않은 이동체 이동 기구의 이동 거리를 제어해서 반도체 패키지(6)가 기판(8)에 접촉할 때까지 이동체(2)를 하강시킨 후, 또한 압입 거리만큼 여분으로 이동체(2)를 하강시킨다.
도 3에 압입 거리만큼 여분으로 이동체(2)가 하강하고 있는 상태를 나타낸다. 이 때 제어부(23)는 로드 셀(13)의 검출값과 목표값의 편차에 의거한 전류를 VCM(18)의 코일(21)에 흘린다. 이에 따라, VCM(18)의 로드(19)에 접속되는 로드 셀(13)이 로드 셀(13)의 검출값이 목표값이 되도록 상승한다. 이 때 흡착 비트부(4)가 상승해서 단차부(11)로부터 떨어지므로 반도체 패키지(6)를 가압하는 힘(탑재 가압력)을 로드 셀(13)에 의해 검출할 수 있게 된다.
이와 같이 하면 반도체 패키지(6)를 가압하는 힘(탑재 가압력)을 10gf로 유지할 수 있다. 이 탑재 가압력을 가한 상태에서 제어부(23)는 가열 헤드(7)에 열을 발생시킨다. 그 후에 제어부(23)는 진공 발생기를 정지시킴으로써 흡착 비트부(4)에 의한 반도체 패키지(6)의 흡착을 해제한 후 이동체(2)를 상승시킨다. 이 이동체(2)의 상승에 맞춰서 흡착 비트부(4)는 하강하여 단차부(11)에 접촉된다.
이상과 같이 본 실시형태 1에서는 흡착 비트부(4) 등으로 이루어지는 가동부의 상하 방향으로 걸리는 힘을 검출하는 로드 셀(13)의 검출값이 목표값이 되도록 로드 셀(13)을 상하 방향으로 이동시키는 VCM을 제어하면서 반도체 패키지(6)를 기판(8) 상에 탑재한다.
본 실시형태 1에 의하면 일정한 힘을 발생하는 천칭 기구(중량 보상 기구)가 흡착 비트부 등으로 이루어지는 가동부와 흡착 비트부에 흡착된 전자 부품의 합계 중량을 보상하므로 가동부나 흡착된 전자 부품 등의 열팽창에 의한 중력 밸런스의 무너짐을 회피할 수 있다.
또한, 본 실시형태 1에 의하면 천칭 기구(중량 보상 기구)에 의해 가동부와 흡착된 전자 부품의 합계 중량을 보상하므로 전자 부품이 기판에 접촉할 때에 로드 셀의 감압면(감압부)에 걸리는 충격력이 억제된다. 따라서, 미소한 힘을 검출할 수 있는 분해능이 높은 로드 셀을 사용할 수 있고, 기판에 전자 부품을 탑재할 때의 미소한 가압력(탑재 가압력)을 정밀도 좋게 검출하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태 1에 의하면 전자 부품이 기판에 접촉하기 전부터 VCM의 코일에 전류를 흘리고 있고, 그 상태에서 미묘한 탑재 가압력을 VCM에 의해 제어하므로 전자 부품을 탑재할 때의 VCM의 응답성을 향상시킬 수 있고, 미소한 탑재 가압력을 정밀도 좋게 제어할 수 있다.
또한, 본 실시형태 1에서는 밸런스 웨이트의 중량을 가동부와 흡착된 전자 부품의 합계 중량에 상당하는 중량으로 설정할 경우에 대해서 설명했지만 가동부와 흡착되는 전자 부품의 합계 중량보다 약간 무거운 밸런스 웨이트를 사용하여도 좋다.
이 경우, 밸런스 웨이트에 의해 가동부에 상방향의 힘이 걸린다. 이 상방향의 힘은 밸런스 웨이트의 중량으로부터 가동부와 흡착된 전자 부품의 합계 중량을 뺀 차분 중량에 상당하는 힘이다. 이 차분 중량에 상당하는 힘이 로드 셀의 감압면(감압부)에 항상 걸린다. 따라서, 로드 셀에 의해 검출되는 힘은 노즐의 선단에 흡착된 전자 부품을 기판에 탑재할 때의 탑재 가압력에 밸런스 웨이트(천칭 기구)에 의해 로드 셀의 감압면(감압부)에 걸리는 힘을 가산한 값이 된다.
따라서, 예를 들면 밸런스 웨이트의 중량으로부터 가동부와 흡착된 전자 부품의 합계 중량을 뺀 차분 중량이 '10gf'이면 노즐의 선단에 흡착된 전자 부품을 가압하는 힘(탑재 가압력)을 '10gf'로 제어할 경우에는 로드 셀의 검출값의 목표값을 '20gf'로 하면 좋다.
이와 같이, 가동부와 흡착된 전자 부품의 합계 중량보다 약간 무거운 밸런스 웨이트를 이용하여 로드 셀의 감압면(감압부)에 밸런스 웨이트에 의한 부하가 걸리도록 했을 경우, 로드 셀의 검출값의 목표값을 크게 해도 노즐의 선단에 흡착된 전자 부품을 가압하는 힘(탑재 가압력)을 작은 값으로 제어할 수 있어 탑재 가압력의 더욱 미세한 제어가 가능하게 된다.
또한, 본 실시형태 1에서는 이동체(2)가 리니어 가이드(3)를 통해서 흡착 비트부(4)를 상하 이동 가능하게 지지하는 구성에 대해서 설명했지만 물론 이 구성에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 공기 베어링에 의해 흡착 비트부(4)를 지지하는 구성으로 하여도 좋다.
도 4에 이동체(2)가 흡착 비트부(4)를 공기 베어링에 의해 상하 이동 가능하게 지지하는 구성의 일례를 나타낸다. 다만, 이미 설명한 부재에 대응되는 부재에는 동일 부호를 붙여서 적절히 설명을 생략한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 이동체(2)에는 이동체(2)의 외면에 개구되는 공기 공급 구멍(25)이 형성되어 있다. 또한, 이동체(2)에는 흡착 비트부(4)가 삽입되는 삽입부의 내주면[이하, 이동체(2)의 내주면이라고 칭한다.]에 환상의 공기 공급실(26)이 형성되어 있다. 공기 공급 구멍(25)은 공기 공급실(26)에 연통되어 있다. 또한, 공기 공급 구멍(25)의 이동체(2)의 외면측의 개구단에는 도면에 나타내지 않은 공기 공급기를 접속한다.
이와 같이 구성하면 도면에 나타내지 않은 공기 공급기로부터 공급되는 공기를 공기 공급 구멍(25)을 통해서 공기 공급실(26)로 공급함으로써 이동체(2)의 내주면과 흡착 비트부(4)의 외주면 사이의 간극에 공기 베어링(24)을 구성할 수 있다. 또한, 환상의 공기 공급실(26)을 형성함으로써 흡착 비트부(4)의 외주면의 전체 둘레에 대해서 공기 베어링(24)을 구성할 수 있다.
이와 같이, 공기 베어링에 의해 흡착 비트부를 지지함으로써 마찰이 발생되지 않아 노즐 선단에 흡착된 전자 부품을 기판에 탑재할 때의 미소한 탑재 가압력을 보다 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또한, 공기 공급실(26)을 이동체(2)의 내주면에 형성했지만 이동체(2)의 내부에 환상의 공기 공급실을 형성함과 아울러 그 공기 공급실에 연통되고 또한 이동체의 내주면에 개구되는 복수개의 연통 구멍을 형성해도 좋다. 또한, 흡착 비트부(4)의 외주면에 환상의 공기 공급실을 형성해도 좋다.
또한, 본 실시형태 1에서는 가동축(9)의 외주면에 형성된 공기 흡인 구멍(10)의 개구단으로부터 공기를 흡인해서 노즐 선단에 진공을 발생시키는 구성에 대해서 설명했지만 물론 이 구성에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 도 4에 나타내는 바와 같이 구성해도 좋다.
즉, 이동체(2)에 이동체(2)의 외면에 개구되는 공기 흡인 구멍(27)을 형성한다. 또한, 이동체(2)의 내주면에 환상의 공기 흡인실(28)을 형성해서 공기 흡인 구멍(27)을 공기 공급 흡인실(28)에 연통시킨다. 공기 흡인 구멍(27)의 이동체(2)의 외면측의 개구단에는 도면에 나타내지 않은 진공 발생기를 접속한다. 또한, 공기 흡인실(28)은 흡착 비트부(4)의 외주면에 형성해도 좋다.
한쪽, 흡착 비트부(4)에는 노즐(5)의 관통 구멍에 연통되고 또한 흡착 비트부(4)의 외주면에 개구되는 복수개의 공기 흡인 구멍(29)을 형성한다. 각 공기 흡인 구멍(29)의 흡착 비트부(4)의 외주면측의 개구단은 이동체(2)의 내주면에 형성된 공기 흡인실(28)에 대향하도록 형성된다. 흡착 비트부(4)의 외주면에 공기 흡인실(28)을 형성했을 경우에는 그 공기 흡인실(28)에 연통되도록 공기 흡인 구멍(29)을 형성한다.
이와 같이 구성하면 공기 흡인 구멍(27)의 이동체(2)의 외면측의 개구단으로부터 공기를 흡인해서 노즐(5)의 선단에 진공을 발생시킬 수 있다. 여기서, 공기 흡인 구멍(27)으로부터 흡인되는 공기의 유량은 공기 공급 구멍(25)으로 공급되는 공기의 유량보다 크게 된다.
(실시형태 2)
이하, 본 발명의 실시형태 2에 대해서 상술한 실시형태 1과 다른 점을 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 전자 부품 실장기가 구비하는 부품 장착 헤드의 일부의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 다만, 상술한 실시형태 1에서 설명한 부재와 동일한 부재에는 동일 부호를 붙이고 있다.
본 실시형태 2는 도 5에 나타내는 바와 같이, VCM(18)에 걸리는 부하를 증가시키는 바이어싱 부재로서의 인장 스프링(30)이 부품 장착 헤드에 설치되어 있는 점이 상술한 실시형태 1과 다르다. 인장 스프링(30)은 일단이 이동체(2)에 형성된 돌기부에 록킹되고, 타단이 로드 셀(13)을 유지하는 유지 부재(31)에 록킹되어 있다.
이어서, 이 부품 장착 헤드의 동작에 대해서 인장 스프링(30)의 인장력이 200gf이고, 로드 셀(13)의 검출값의 목표값으로서 1gf를 설정했을 경우를 예로 들어 설명한다.
전자 부품 실장기의 제어부(23)는 VCM(18)을 구동해서 로드(19)에 하방향의 201gf의 힘을 건다. 이 때 로드 셀(13)의 검출값은 1gf가 된다. 또한, 이 때 흡착 비트부(4)는 단차부(11)에 1gf의 힘으로 접촉된다.
이 상태에서 제어부(23)는 이동체(2)를 상하 이동시키는 도면에 나타내지 않은 이동체 이동 기구의 이동 거리를 제어해서 반도체 패키지(6)가 기판(8)에 접촉될 때까지 이동체(2)를 하강시킨 후, 또한 압입 거리만큼 여분으로 이동체(2)를 하강시킨다.
압입 거리만큼 여분으로 이동체(2)가 하강하고 있을 때 제어부(23)는 로드 셀(13)의 검출값과 목표값의 편차에 의거한 전류를 VCM(18)의 코일(21)에 흘린다. 이에 따라, VCM(18)의 로드(19)에 접속되는 로드 셀(13)이 로드 셀(13)의 검출값이 목표값이 되도록 상승한다. 이 때 흡착 비트부(4)가 상승해서 단차부(11)로부터 떨어지므로 반도체 패키지(6)를 가압하는 힘(탑재 가압력)을 로드 셀(13)로 검출할 수 있게 된다.
이와 같이 하면 반도체 패키지(6)를 가압하는 힘(탑재 가압력)을 1gf로 유지할 수 있다. 이 탑재 가압력을 가한 상태에서 제어부(23)는 가열 헤드(7)에 열을 발생시킨다. 그 후에 제어부(23)는 진공 발생기를 정지시킴으로써 흡착 비트부(4)에 의한 반도체 패키지(6)의 흡착을 해제한 후 이동체(2)를 상승시킨다. 이 이동체(2)의 상승에 맞춰서 흡착 비트부(4)는 하강하여 단차부(11)에 접촉된다.
이상과 같이 본 실시형태 2에서는 인장 스프링(30)에 의한 인장력을 상쇄하도록 VCM(18)이 하방향으로의 힘을 발생시키고 있는 상태에서 로드 셀(13)의 검출값이 목표값이 되도록 VCM(18)을 구동시킨다.
본 실시형태 2에 의하면 전자 부품이 기판에 접촉하기 전부터 VCM에 걸리는 부하를 증가시켜서 VCM의 코일에 흘리는 전류량을 증가시키고 있고, 그 상태에서 미묘한 탑재 가압력을 VCM에 의해 제어하므로 전자 부품을 탑재할 때의 VCM의 응답성을 보다 향상시킬 수 있어 보다 미소한 탑재 가압력을 정밀도 좋게 제어하는 것이 가능해진다.
또한, 로드 셀을 상하 방향으로 이동시키는 구동부 및 구동부를 제어하는 구성은 이상 설명한 구성에 한정되는 것은 아니고 상술의 실시형태 1에서 설명한 바와 같이, 예를 들면 VCM(18)의 로드(19)를 위치 제어하는 구성으로 해도 좋고 VCM 대신에 리니어 모터나 실린더를 사용한 구성으로 하여도 좋다.
또한, 상술한 실시형태 1과 같이 가동부와 흡착된 전자 부품의 합계 중량보다 약간 무거운 밸런스 웨이트를 이용하여 로드 셀의 감압면(감압부)에 밸런스 웨이트에 의한 부하가 걸리도록 하여도 좋다.
또한, 상술한 실시형태 1에서 설명한 바와 같이, 공기 베어링에 의해 흡착 비트부(4)를 지지하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 노즐 선단에 진공을 발생시키는 구성에 대해서도 가동축(9)의 외주면에 형성된 공기 흡인 구멍(10)의 개구단으로부터 공기를 흡인하는 구성에 한정되는 것은 아니고 상술한 실시형태 1에서 설명한 바와 같이, 이동체(2)의 외면으로부터 공기를 흡인해서 이동체(2)의 내주면과 흡착 비트부(4)의 외주면 사이의 간극을 경유해서 노즐 선단에 진공을 발생시키는 구성으로 하여도 좋다.
이상 설명한 실시형태 1, 2에서는 흡착 비트부에 흡착된 전자 부품을 수평면상에서 이동시키거나 상하 방향으로 이동시킬 경우에 대해서 설명했지만 기판에 전자 부품을 실장함에 있어서 회전 보정할 필요가 있을 경우에는, 예를 들면 이동체(2)에 대해서 흡착 비트부가 회전하지 않도록 한 데다가 이동체(2) 전체를 회전시키는 구조로 하면 좋다.
또한, 이동체(2)와 흡착 비트부(4) 사이에 공기 베어링을 구성했을 경우에 이동체(2)에 대해서 흡착 비트부(4)가 회전하지 않도록 하기 위해서는, 예를 들면 이동체(2)의 장착 비트부가 삽입되는 삽입부의 수평 단면 형상과 흡착 비트부(4)의 수평 단면 형상을 모두 사각형 등의 다면 형상으로 하거나, 이동체(2)와 흡착 비트부(4)의 한쪽에 다른쪽에 형성된 홈에 맞물리는 돌기를 형성하면 좋다.
(실시형태 3)
이하, 본 발명의 실시형태 3에 대해서 상술한 실시형태 1, 2와 다른 점을 설명한다. 본 실시형태 3은 이동체(2) 전체를 회전시키지 않고 흡착 비트부(4)가 회전 가능해지도록 부품 장착 헤드가 구성되어 있는 점이 상술한 실시형태 1 및 2와 다르다.
도 6은 본 발명의 실시형태 3에 있어서의 전자 부품 실장기가 구비하는 부품 장착 헤드의 일부의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 다만, 상술한 실시형태 1 및 2에서 설명한 부재와 동일한 부재에는 동일 부호를 붙이고 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 이동체(2)의 하부는 케이싱(32)으로 되어 있다. 케이싱(32)의 내측에는 베어링(33a, 33b)을 통해서 회전 부재(34)가 장착되어 있다. 따라서, 회전 부재(34)는 케이싱(32)[이동체(2)]에 대해서 회전 가능하게 지지된다.
회전 부재(34)의 상면에는 기어(35)가 그 중심이 회전 부재(34)의 중심에 일치된 상태로 장착되어 있다. 또한, 케이싱(32)의 천장부에는 모터(36)가 장착되어 있고 그 모터(36)의 출력축은 케이싱(32)의 내측에 돌출되어 있다. 이 모터(36)의 출력축에는 기어(37)가 장착되어 있고 이 기어(37)가 회전 부재(34)의 상면에 장착되어 있는 기어(35)에 맞물려 있다. 따라서, 모터(36)를 구동시키면 케이싱(32)[이동체(2)]에 대해서 회전 부재(34)가 베어링(33a, 33b)에 의해 가이딩되면서 회전된다.
회전 부재(34)는 하방으로 개구되는 중공 구조로 되어 있다. 이 회전 부재(34)의 중공부(내부 공간)(34a)에는 흡착 비트부(4)가 삽입되어 있다. 흡착 비트부(4)의 하단에 접속되는 노즐(5)은 케이싱(32)의 하부에 형성되어 있는 구멍(38a)으로부터 케이싱(32)의 외측으로 돌출되어 있다. 또한, 본 실시형태 3에서는 흡착 비트부(4)의 하단이 접촉되는 단차부로서 케이싱(32)의 하부를 사용한다.
한편, 흡착 비트부(4)의 상단에는 제 1 가동축(9a)의 하단이 접속되어 있다. 이 제 1 가동축(9a)은 회전 부재(34)의 상부에 형성된 구멍(38b)과, 기어(35)에 형성된 구멍(38c)과, 케이싱(32)의 천장부에 형성된 구멍(38d)을 통해서 케이싱(32)의 외부로 연장되어 설치되어 있다. 케이싱(32)의 상방에는 홀더부(43)가 배치되어 있다. 이 홀더부(43)는 하방으로 개구되는 중공 구조로 되어 있다. 이 홀더부의 중공부(43a)에 제 1 가동축(9a)의 상단측이 삽입된다. 홀더부(43)는 베어링(44)을 통해서 제 1 가동축(9a)을 회전 가능하게 지지하고 있다.
케이싱(32)에는 케이싱(32)의 외면에 개구되는 공기 공급 구멍(40)이 형성되어 있다. 또한, 케이싱(32)의 내주면에는 환상의 공기 공급실(39)이 형성되어 있다. 공기 공급 구멍(40)은 공기 공급실(39)에 연통되어 있다.
한편, 회전 부재(34)에는 그 외주면과 내주면에 개구되는 복수개의 공기 공급 구멍(41)이 형성되어 있다. 각 공기 공급 구멍(41)의 회전 부재(34)의 외주면측의 개구단은 환상의 공기 공급실(39)에 대향하도록 형성되어 있다.
케이싱(32)의 내주면과 회전 부재(34)의 외주면 사이에는 환상의 공기 공급실(39)로부터 회전 부재(34)의 공기 공급 구멍(41)으로 공기를 기밀 상태로 보내도록 시일 수단으로서의 에어 시일(42a, 42b)이 상하 방향으로 서로 떨어져 배치되어 있다. 여기서는 O링을 에어 시일(42a, 42b)로서 사용하지만 Y 팩킹으로 구성할 수도 있다.
이와 같이 구성했기 때문에 케이싱(32)의 외면에 배치된 공기 공급 구멍(40)의 개구단으로부터 공급된 공기가 에어 시일(42a, 42b)로 끼워진 공기 공급실(39)의 기밀 에리어에 공급되고, 이 공기 공급실(39)의 기밀 에리어에 공급된 공기가 회전 부재(34)의 공기 공급 구멍(41)을 통해서 회전 부재(34)의 내주면과 흡착 비트부(4)의 외주면 사이의 간극에 방출된다. 이에 따라, 회전 부재(34)와 흡착 비트부(4) 사이에 공기 베어링이 구성된다.
또한, 도 6에 나타내는 바와 같이, 공기 공급 구멍(41)의 도중에 회전 부재(34)의 전체 둘레에 걸치는 공기 유지실(41a)을 형성하여도 좋다. 공기 유지실(41a)은 공기 공급 구멍(41)의 회전 부재(34)의 내주면측의 개구단보다 큰 단면적을 갖도록 형성된다. 이와 같이, 공기 유지실(41a)을 형성함으로써 회전 부재(34)와 흡착 비트부(4) 사이에 안정된 압력을 확보할 수 있다.
이상의 구성에 있어서 회전 부재(34)의 중공부(34a)의 수평 단면 형상을 사각형으로 하고, 이 중공부(34a)에 공기 베어링용 간극을 형성하여 맞물리는 흡착 비트부(4)의 수평 단면 형상도 사각형으로 함으로써 회전 부재(34)의 회전과 일체로 흡착 비트부(4)를 회전시킬 수 있다. 또한, 회전 부재(34)의 중공부(34a)의 수평 단면 형상과 흡착 비트부(4)의 수평 단면 형상은 사각형에 한정되는 것은 아니고, 회전 부재(34)의 중공부(34a)의 수평 단면 형상과 흡착 비트부(4)의 수평 단면 형상이 모두 다면 형상이면 좋다. 또한, 회전 부재(34)와 흡착 비트부(4)의 한쪽에 다른쪽에 형성된 홈에 맞물리는 돌기를 형성해도 좋다.
홀더부(43)의 상면에는 가동부의 제 2 가동축(9b)이 접속되어 있고, 제 2 가동축(9b)의 상단은 압축 스프링(12)을 통해서 로드 셀(13)의 감압면에 접속되어 있다. 따라서, 로드 셀(13)에 접속되는 제 2 가동축(9b)은 회전되지 않는다.
요동체(14)는 제 2 가동축(9b)에 맞물려 있다. 본 실시형태 3에서는 노즐(5), 가열 헤드(7), 흡착 비트부(4), 제 1 가동축(9a), 홀더부(43), 제 2 가동축(9b) 등으로 이루어지는 가동부와 노즐 선단에 흡착된 전자 부품의 합계 중량과 균형을 이루도록 밸런스 웨이트(15)의 무게를 결정한다.
또한, 상술한 실시형태 1, 2와 같이 가동부와 흡착된 전자 부품의 합계 중량보다 약간 무거운 밸런스 웨이트를 이용하여 로드 셀의 감압부(감압면)에 밸런스 웨이트에 의한 부하가 걸리도록 하여도 좋다.
이어서, 노즐의 선단에 있어서 전자 부품을 진공 흡착하는 구성에 대해서 설명한다. 본 실시형태 3에서는 노즐(5)의 관통 구멍에 연통되는 공기 흡인 구멍(10)은 흡착 비트부(4)의 노즐(5)이 장착되는 부분으로부터 제 1 가동축(9a)의 상단에 걸쳐 형성되어 있다. 공기 흡인 구멍(10)은 제 1 가동축(9a)의 상단에 개구되어 있고 홀더부(43)의 중공부(내부 공간)(43a)에 연통되어 있다. 또한, 홀더부(43)에는 그 외주면과 내주면에 개구되는 공기 흡인 구멍(45)이 형성되어 있다. 이 공기 흡인 구멍(45)의 홀더부(43)의 외주면측의 개구단에는 도면에 나타내지 않은 진공 발생기가 접속된다. 또한, 제 1 가동축(9a)의 외주면과 홀더부(43)의 내주면 사이에는 홀더부(43)의 내부 공간을 기밀 상태로 하는 시일 수단으로서의 에어 시일(46)이 배치되어 있다.
이와 같이 구성했기 때문에 진공 발생기에 의해 노즐(5)의 선단을 진공으로 해서 노즐(5)의 선단에 전자 부품을 흡착할 수 있다. 또한, 여기서는 O링을 에어 시일(46)로서 사용하지만 Y 팩킹으로 구성할 수도 있다.
이상 설명한 구성에 의해 흡착 비트부(4)를 이동체(2)에 대해서 회전시키는 것이 가능해진다. 또한, 전자 부품 실장기의 제어부(23)가 모터(36)의 회전 각도를 검출하는 인코더(도시 생략)의 출력에 의거하여 소정의 각도량의 회전이 생기도록 모터(36)를 제어하는 구성으로 함으로써 노즐(5)의 선단부에 흡착 유지된 전자 부품의 방향을 조절하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태 3에서는 회전 부재(34)와 흡착 비트부(4) 사이에 공기 베어링을 구성했지만 회전 부재(34)에 흡착 비트부(4)를 볼 스플라인 베어링 등의 리니어 가이드를 통해서 장착해도 좋다. 또한, 노즐 선단에 진공을 발생시키는 구성에 대해서도 상술한 실시형태 1에서 설명한 바와 같이, 이동체(2)[케이싱(32)]의 외면으로부터 공기를 흡인해서 이동체(2)[케이싱(32)]의 내주면과 회전 부재(34)의 외주면 사이의 간극, 및 회전 부재(34)의 내주면과 흡착 비트부(4)의 외주면 사이의 간극을 경유해서 노즐 선단에 진공을 발생시키는 구성으로 하여도 좋다.
이상 설명한 실시형태 1 내지 3에서는 기판에 반도체 패키지를 실장할 경우를 예로 들어 설명을 행했지만 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 가열 헤드(7)를 갖지 않는 부품 장착 헤드에 의해 전자 부품을 기판 상에 도포된 땜납 페이스트에 적재되는 전자 부품 실장기에 있어서도 실시할 수 있다.
본 발명에 따른 부품 실장기, 부품 장착 헤드 및 부품 장착 방법은 부품이나 노즐 등이 열팽창해도 중력 밸런스가 무너지지 않고, 미소한 탑재 가압력을 정밀도 좋게 검출할 수 있고, 소형화 및 박형화가 점점 진전되고 있는 반도체 패키지를 기판 상에 실장하는 부품 실장기에 유용하다.

Claims (11)

  1. 부품 장착 헤드와 제어부를 구비하여 부품을 피실장 대상체에 탑재하는 부품 실장기로서:
    상기 부품 장착 헤드는,
    장착 헤드 베이스와,
    상기 장착 헤드 베이스에 상하 이동 가능하게 지지되는 이동체와,
    흡착 비트부와 가동축을 갖고 상기 이동체에 적어도 상하 이동 가능하게 지지되어 상기 흡착 비트부가 부품을 흡착하는 가동부와,
    상기 가동축에 맞물려서 상기 가동부의 중량 또는 상기 가동부와 상기 흡착 비트부에 흡착된 부품의 합계 중량에 의거하여 상기 가동부의 중량 또는 상기 가동부와 상기 흡착 비트부에 흡착된 부품의 합계 중량의 중력을 보상하는 중량 보상 기구와,
    상기 가동부에 걸리는 상하 방향의 힘을 검출하는 힘 검출부와,
    상기 힘 검출부를 상기 이동체에 대해서 상하 방향으로 이동시키는 구동부를 구비하고;
    상기 제어부는 상기 힘 검출부의 검출값이 목표값이 되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 부품 실장기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중량 보상 기구는 지점을 사이에 둔 한쪽에 있어서 상기 가동부에 맞물리는 천칭 기구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부품 실장기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부는 보이스 코일 모터, 리니어 모터 또는 실린더 중 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 부품 실장기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부에 걸리는 부하를 증가시키는 바이어싱 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 실장기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 부품 장착 헤드는 상기 이동체에 회전 가능하게 지지되고, 또한 그 내부 공간에 상기 가동부의 일부가 상하 이동 가능하게 삽입된 회전 부재와, 상기 회전 부재를 회전시키는 모터를 더 구비하고, 상기 흡착 비트부는 상기 회전 부재의 회전에 따라 회전되는 것을 특징으로 하는 부품 실장기.
  6. 장착 헤드 베이스;
    상기 장착 헤드 베이스에 상하 이동 가능하게 지지되는 이동체;
    흡착 비트부와 가동축을 갖고 상기 이동체에 적어도 상하 이동 가능하게 지지되어 상기 흡착 비트부가 부품을 흡착하는 가동부;
    상기 가동축에 맞물려서 상기 가동부의 중량 또는 상기 가동부와 상기 흡착 비트부에 흡착된 부품의 합계 중량에 의거하여 상기 가동부의 중량 또는 상기 가동부와 상기 흡착 비트부에 흡착된 부품의 합계 중량의 중력을 보상하는 중량 보상 기구;
    상기 가동부에 걸리는 상하 방향의 힘을 검출하는 힘 검출부; 및
    상기 힘 검출부를 상기 이동체에 대해서 상하 방향으로 이동시키는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 장착 헤드.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 중량 보상 기구는 지점을 사이에 둔 한쪽에 있어서 상기 가동부에 맞물리는 천칭 기구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부품 장착 헤드.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 구동부는 보이스 코일 모터, 리니어 모터 또는 실린더 중 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 부품 장착 헤드.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 구동부에 걸리는 부하를 증가시키는 바이어싱 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 장착 헤드.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 이동체에 회전 가능하게 지지되고, 또한 그 내부 공간에 상기 가동부의 일부가 상하 이동 가능하게 삽입된 회전 부재와, 상기 회전 부재를 회전시키는 모터를 더 구비하고, 상기 흡착 비트부는 상기 회전 부재의 회전에 따라 회전되는 것을 특징으로 하는 부품 장착 헤드.
  11. 가동부의 흡착 비트부에 흡착된 부품을 피실장 대상체에 탑재하는 공정에 있어서 상기 가동부의 중량 또는 상기 가동부와 상기 흡착 비트부에 흡착된 부품의 합계 중량에 의거하여 상기 가동부의 중량 또는 상기 가동부와 상기 흡착 비트부에 흡착된 부품의 합계 중량의 중력을 보상하도록 힘을 상기 가동부에 작용시킨 상태에서 상기 가동부에 걸리는 상하 방향의 힘을 검출하는 힘 검출부의 검출값을 상기 가동부를 상하 방향으로 이동시킴으로써 목표값으로 제어하면서 부품을 피실장 대상체에 탑재하는 것을 특징으로 하는 부품 장착 방법.
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