WO2011004544A1 - 部品実装装置及びその方法 - Google Patents

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WO2011004544A1
WO2011004544A1 PCT/JP2010/003616 JP2010003616W WO2011004544A1 WO 2011004544 A1 WO2011004544 A1 WO 2011004544A1 JP 2010003616 W JP2010003616 W JP 2010003616W WO 2011004544 A1 WO2011004544 A1 WO 2011004544A1
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carrier tape
component
sprocket
positioning
sprocket wheel
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PCT/JP2010/003616
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門田昌三
山田晃
東田忠信
木谷実
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パナソニック株式会社
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    • G02F1/1303Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs
    • GPHYSICS
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    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
    • Y10T29/53174Means to fasten electrical component to wiring board, base, or substrate

Definitions

  • the present invention relates to a component mounting apparatus for punching out a component provided on a carrier tape and mounting the component on a mounting portion of a substrate, and a method thereof.
  • LCD liquid crystal display panel
  • PDP plasma display panel
  • TCP Transmission Carrier Package
  • COF Chip
  • Display devices are manufactured by mounting components such as On Film) components, TAB (Tape Automated Bonding) components, flexible printed circuit boards (FPC boards), other electronic components, mechanical components, and optical components.
  • an anisotropic conductive material (hereinafter referred to as ACF) is formed on each mounting portion of the substrate on which an electrode for electrical connection with an electrode of the component is formed.
  • ACF anisotropic conductive material
  • the ACF pasting process is performed, and then the component mounting process is performed in which components are supplied and mounted on the ACF that is pasted on each mounting portion of the board, and then the components that are respectively mounted on the mounting portions of the board.
  • a component mounting apparatus that performs such a mounting process is configured to include an ACF sticking device, a component mounting device, a crimping device, and a transport device that transports a substrate between these work devices.
  • the substrate is received from the transfer device onto the substrate holding portion of the moving means, the mounting parts of the substrate are positioned at predetermined mounting positions by the moving means, and the components are supplied by the component mounting means.
  • a component supplied from the apparatus is configured to be mounted at a predetermined component mounting position.
  • a turntable that has a transfer nozzle at a plurality of arm tip portions and performs index rotation or a turntable that performs index rotation and movement in one axis direction.
  • a component supply unit comprising a punching device that punches out the carrier tape and picks up the component is disposed at a plurality of stop positions of the mounting nozzle, and the punched component is vacuum-adsorbed by the transfer nozzle to a predetermined position. It is also known to move to the component delivery position, receive the component with the mounting nozzle at the component delivery position, move it to the predetermined mounting position, and mount it on each mounting part of the board positioned with the movable table (For example, refer to Patent Document 1).
  • sprocket pins are equidistantly arranged on the outer periphery of the sprocket roller body.
  • the carrier tape is wrapped around the sprocket roller provided with the carrier, the sprocket hole provided in the carrier tape is engaged with the sprocket pin, the carrier tape is fed by the rotation of the sprocket roller, and the carrier tape is positioned.
  • tool which prevents a tape from winding in a sprocket roller is known (for example, refer patent document 2).
  • the part punching device provided on the carrier tape
  • the part provided on the carrier tape by engaging the sprocket teeth in the carrier tape engagement hole, winding the carrier tape around the sprocket, and rotating the sprocket.
  • a tooth detection sensor for detecting the sprocket teeth, and punching out the part in a state where the positioning pin provided on the mold device is engaged with the engagement hole of the carrier tape and positioned.
  • An encoder that detects the rotation angle of the sprocket is provided, and the initial origin position of the tooth when each sprocket is set is detected by the tooth detection sensor for each type of carrier tape and the corresponding sprocket.
  • the sprocket is rotated from above, and the positioning pin of the mold device is engaged with the engagement hole of the carrier tape.
  • the rotation angle at is detected by an encoder and stored as a corrected origin position, and the sprocket rotation is controlled with respect to the corrected origin position for each type of carrier tape.
  • a sprocket is applied as a means for feeding and positioning the carrier tape to the punching device of the component supply unit.
  • the sprocket hole provided in the carrier tape is engaged with the sprocket teeth, and the carrier tape is fed and positioned by the rotation of the sprocket.
  • a square sprocket hole 102 is formed in the carrier tape 101, and an involute curve sprocket tooth 104 is provided in the sprocket 103, and the tooth 104 moves with respect to the sprocket hole 102 as the sprocket 103 rotates. For example, it is possible to smoothly engage and disengage and secure high positioning accuracy.
  • the tooth surface 104a is formed at the boundary between the root of the sprocket tooth 104 having the involute curve and the root circle 105 along with the tooth surface processing.
  • the connecting curved surface 106 having a predetermined radius r (for example, 0.2 mm) is formed, and the carrier tape 101 has a thickness of, for example, about 0.03 to 0.05 mm and is highly flexible.
  • a tension T that moves and urges the tape 101 rearward in the feed direction is applied, and the hole side surface 102a on the front side in the feed direction of the carrier tape of the sprocket hole 102 is engaged with the tooth surface 104a of the tooth 104 of the sprocket 103.
  • the positioning accuracy in the carrier tape feeding direction at the time of conventional component punching may be about 50 to 100 ⁇ m.
  • the fine pitch of the electrode of the TAB component and the glass substrate With the progress of the narrowing of the width dimension of the mounting part, positioning accuracy of about 20 to 40 ⁇ m is required, and the engaging portion of the sprocket hole 102 of the carrier tape 101 with the tooth 104 of the sprocket 103 is shown in FIG. In such a state, there is a problem that such feed position accuracy cannot be ensured.
  • Patent Document 3 can eliminate the positioning variation caused by changing the sprocket in accordance with the change in the type of carrier tape, but the above problem cannot be solved.
  • a tooth detection sensor is provided. Instead of the tooth detection sensor, a detection sensor for detecting a position mark provided at a component placement position of the carrier tape is provided to detect the position mark.
  • the present invention can feed the carrier tape with high positioning accuracy with a simple and low-cost configuration, and improves the punching accuracy of the components to realize highly reliable component mounting.
  • An object of the present invention is to provide a component mounting apparatus and a method thereof.
  • the component mounting apparatus of the present invention is a component mounting apparatus that punches out a component provided on a carrier tape at a component take-out portion and mounts it on a board, and feeds the carrier tape and then sends the component to be punched out to the component take-out portion.
  • a carrier tape feeding means for positioning the carrier tape feeding means, and a sprocket wheel portion for feeding the carrier tape by rotating the teeth by engaging teeth in a sprocket hole provided in the carrier tape and the width direction of the carrier tape.
  • a positioning feed roller having a support wheel portion that supports at least a portion near the sprocket hole and supports the carrier tape, and a rotating means that rotationally drives the positioning feed roller, the diameter of the root circle of the sprocket wheel portion being The outer diameter of the support wheel portion is set smaller.
  • the sprocket hole of the carrier tape is engaged with the teeth of the sprocket wheel portion of the positioning feed roller, and the outer diameter of the support wheel portion is larger than the diameter of the root circle of the sprocket wheel portion.
  • At least a portion near the sprocket hole in the width direction of the carrier tape is wound to support the carrier tape, and in that state, the positioning feed roller is rotated to feed the carrier tape, and then the component to be punched is sent to the component take-out part,
  • the carrier tape does not ride on the connecting curved surface existing at the boundary between the tooth base and root circle of the sprocket wheel, and the side surface of the sprocket hole is properly engaged with the tooth surface.
  • the carrier tape Since the carrier tape is fed in the combined state, the carrier tape is accurate with respect to the part extraction part. Ku is fed positioned, and since it is only necessary to improve the structure of the positioning feed roller can be easily and to improve the punching precision of the components at a low cost configuration to realize a highly reliable component mounting.
  • a tension that moves and urges the carrier tape toward the rear in the feed direction is applied, and the tooth surface of the sprocket wheel part is engaged with the side surface of the hole perpendicular to the feed direction in the tape feed direction of the carrier tape sprocket hole.
  • the carrier tape is fed in a state where the hole side in front of the tape feed direction of the square sprocket hole is securely engaged with the tooth surface of the sprocket wheel part.
  • the feed positioning accuracy can be ensured more stably.
  • both sides of the carrier tape sprocket hole are securely supported by the support wheel part. Therefore, the feeding positioning accuracy can be more stably ensured.
  • the positioning feed roller is composed of a sprocket wheel part and a support wheel part as separate bodies, and is constructed by stacking together in the axial direction and integrally connecting them, and a large number of sprocket wheel parts are stacked in the axial direction. Since it can be mass-produced by being processed by wire cutting or the like in a state, it can be manufactured at a low cost, so that the positioning feed roller can be manufactured at a lower cost and the cost can be reduced.
  • the positioning feed roller has a pair of sprocket wheel portions corresponding to the sprocket holes disposed on both sides of the carrier tape, and the distance between the outer side surfaces of the pair of sprocket wheel portions is on both sides of the carrier tape. It is arranged with reference to the hole side surface outside the sprocket hole on both sides in the carrier tape width direction so as to match the distance between the hole side surfaces outside the sprocket hole, and at least on the side edge outside the teeth of the sprocket wheel portion.
  • the outer side surfaces of the teeth of the pair of sprocket wheel portions engage with the outer side surfaces of the sprocket holes on both sides of the carrier tape, so that the carrier tape can be positioned with high positional accuracy in the width direction. Can be positioned.
  • the teeth of the sprocket wheel part may be in any shape such as a prismatic shape with a trapezoidal or triangular shape at the tip, or a shape in which the tip corner is curved with a trapezoidal or triangular shape as a whole,
  • the involute tooth profile is preferable because the engagement and disengagement of the teeth with respect to the sprocket holes of the carrier tape can be performed more smoothly.
  • the component mounting method of the present invention is a component mounting method in which a component provided on a carrier tape is punched out at a component take-out portion and mounted on a substrate, and the teeth of the sprocket wheel portion are placed in a sprocket hole provided in the carrier tape.
  • the sprocket wheel part is supported while the carrier tape is supported by wrapping at least the part near the sprocket hole in the width direction of the carrier tape around the support wheel part having an outer diameter larger than the diameter of the root circle of the sprocket wheel part.
  • a carrier tape feeding and positioning step for rotating and positioning a positioning feed roller having a support wheel portion and feeding and positioning the next punched component to the component picking portion, a component punching step for punching the component at the component picking portion, and a component A part transfer process that holds the punched part at the take-out part and delivers it to the part delivery position.
  • the sprocket hole of the carrier tape is engaged with the teeth of the sprocket wheel portion of the positioning feed roller, and the outer diameter of the support wheel portion is larger than the diameter of the root circle of the sprocket wheel portion.
  • At least a portion near the sprocket hole in the width direction of the carrier tape is wound to support the carrier tape, and in that state, the positioning feed roller is rotated to feed the carrier tape, and then the component to be punched is sent to the component take-out part,
  • the carrier tape does not ride on the connecting curved surface existing at the boundary between the tooth base and root circle of the sprocket wheel, and the side surface of the sprocket hole is properly engaged with the tooth surface.
  • the carrier tape Since the carrier tape is fed in the combined state, the carrier tape is accurate with respect to the part extraction part. Ku is fed positioned, and since it is only necessary to improve the structure of the positioning feed roller can be easily and to improve the punching precision of the components at a low cost configuration to realize a highly reliable component mounting.
  • a tension that moves and urges the carrier tape toward the rear in the feed direction is applied, and the tooth surface of the sprocket wheel part is engaged with the side surface of the hole perpendicular to the feed direction in the tape feed direction of the carrier tape sprocket hole.
  • the carrier tape is fed in a state where the hole side in front of the tape feed direction of the square sprocket hole is securely engaged with the tooth surface of the sprocket wheel part.
  • the feed positioning accuracy can be ensured more stably.
  • the sprocket hole of the carrier tape is engaged with the teeth of the sprocket wheel portion of the positioning feed roller, and at least the portion near the sprocket hole in the width direction of the carrier tape on the support wheel portion.
  • the carrier tape Since it is set to be larger than the diameter of the tooth bottom surface of the wheel part, the carrier tape does not ride on the connecting curved surface existing at the boundary between the base of the sprocket wheel and the root circle, and the sprocket hole is not bent.
  • the carrier tape is fed with the side properly engaged with the tooth surface. Therefore, the carrier tape can be fed and positioned accurately with respect to the component take-out part, and the configuration of the positioning feed roller only needs to be improved. Highly reliable component mounting can be realized with improved accuracy.
  • the side view which shows the whole schematic structure of 1st Embodiment of the component mounting apparatus of this invention.
  • the perspective view which shows the structure of the components supply part of the embodiment.
  • the principal part structure of the components supply part of the embodiment is shown, (a) is a plan view, (b) is a front view, and (c) is a partial detailed sectional front view.
  • the perspective view which shows the principal part structure of the component supply part of the embodiment.
  • the structure of the positioning feed roller of the component supply part of the embodiment is shown, (a) is a plan view, (b) is a front view, and (c) is a perspective view of the main part.
  • the other example of a structure of the positioning feed roller of the component supply part of the embodiment is shown, (a) is a plan view, (b) is a front view, and (c) is a perspective view of the main part.
  • the front view which shows the principal part structure of the component supply part of 2nd Embodiment of the component mounting apparatus of this invention.
  • (A) is explanatory drawing of the supply state of the carrier tape in the embodiment.
  • the positioning feed roller in 3rd Embodiment of the component mounting apparatus of this invention is shown, (a) is a top view, (b) is a partial detailed plan view.
  • reference numeral 1 denotes a component mounting apparatus, which includes a component supply unit 2, a component transfer unit 3, a component mounting unit 4, and a board positioning unit 5.
  • the component supply unit 2 is disposed in front of the gantry 6 on the front side in the Y direction when the operator M stands for supply of parts or equipment operation, and the component transfer unit 3 is disposed on the front side of the gantry 6 in the Y direction.
  • the component mounting portion 4 is disposed at the intermediate portion between the substrate positioning portion 5 in the Y direction of the gantry 6 and the component transfer portion 3, and the substrate positioning portion 5 is the gantry. 6 is arranged at the rear of the Y direction.
  • the substrate 8 in this embodiment is formed by bonding two glass plates each having a rectangular shape with a side of about several hundred mm to 2,000 mm and a thickness of about 0.5 to 0.7 mm, and at the side edges thereof.
  • One glass plate is protruded, and a plurality of connection electrode portions each formed by arranging a plurality of connection electrodes made of transparent electrodes in parallel at a fine pitch are disposed on the inner surface of the stacked glass plates at intervals.
  • the connection electrode portion constitutes a mounting portion 9 on which the component 10 is mounted.
  • the component 10 is supplied by being wound around a supply reel 21 in a state where a large number of components 10 are held at a predetermined pitch interval on a long carrier tape 11 and the surface thereof is covered with a protective tape 12 (FIG. 2). reference).
  • the component supply unit 2 pulls out the carrier tape 11 from the supply reel 21 arranged along the X direction, peels off the protective tape 12 on the surface, and arranges it along the X direction.
  • the carrier tape 11 taken up on the protective tape collecting reel 22 is peeled off, and the carrier tape 11 from which the protective tape 12 has been peeled is fed to the component take-out section 23, the component 10 is punched out, and the remaining carrier tape 11 is arranged along the X direction.
  • the take-up reel 24 is configured to be wound up.
  • the supply reel 21 is disposed at the lower portion of the front surface portion of the gantry 6, the protective tape collecting reel 22 is disposed at the side portion thereof, and the component take-out portion 23 is disposed at the upper portion thereof.
  • a positioning feed roller 25 is disposed on one side of the component take-out portion 23 and a guide roller 26 is provided on the other side, and the carrier tape 11 that has passed through the positioning feed roller 25 is directed toward the component take-out portion 23 along the X direction.
  • the carrier tape 11 that travels horizontally and comes out of the component take-out part 23 is wound around a take-up reel 24 through a guide roller 26.
  • a guide roller 27 is disposed immediately below the positioning feed roller 25, and the carrier tape 11 drawn from the supply reel 21 is sent to the positioning feed roller 25 via the guide roller 27, whereby the carrier tape 11 with respect to the positioning feed roller 25 is supplied.
  • the carrier tape 11 is configured to be stably fed while maintaining the wrapping angle at a constant.
  • the component take-out part 23 includes a lower fixed die 28 and an upper movable punch 29.
  • the carrier tape 11 is punched from the upper side by the movable punch 29, and the component 10 separated by punching is passed through the fixed die 28 from the lower side. It is configured to be taken out by the component transfer unit 3 (see FIG. 4B).
  • the removal by feeding the carrier tape 11 to the component take-out portion 23 and punching out the component 10 is performed by punching out the component 10 from the carrier tape 11 from above with the movable punch 29 at the component take-out portion 23 and separating it. It is assumed that the removed part 10 is taken out, but includes parts taken out from the carrier tape 11 by the part take-out unit 23 using laser processing.
  • the component transfer unit 3 sequentially holds a plurality of components 10 continuously taken out by the component takeout unit 23 by a plurality of component holding units 31, and horizontally holds the components 10 held by the substrate. It is configured such that it is sequentially delivered to an arbitrary parts delivery position G (not shown) that is movable along the X direction as the transport direction.
  • the component transfer unit 3 is attached to the movable body 33 of the biaxial robot 32 that can move and position in two directions, ie, the X direction that is the substrate transport direction of the substrate 8 and the Y direction that is orthogonal to the substrate transport direction.
  • a rotating plate 34 is provided, and a plurality of component holding portions 31 for sucking and holding the component 10 are arranged on the outer peripheral portion of the rotating plate 34 so as to be movable up and down. It is comprised so that intermittent rotation is possible at the arrangement pitch interval.
  • the biaxial robot 32 moves the movable body 33 in the X and Y directions using the X axis table 36 disposed in the X direction on the gantry 6 and the Y axis table 37 disposed on the X axis table 36. And it is comprised so that positioning is possible.
  • a rotary plate 34 is disposed on the movable body 33 via a rotation positioning means 35, and an arbitrary component holding portion 31 of the rotary plate 34 is positioned below the component extraction portion 23 of the component supply portion 2, and the component holding portion
  • the component 10 can be received and held by the lifting / lowering operation of the component 31 and the component 10 is mounted on the mounting head 44 of the component mounting unit 4 at the component delivery position G that can move in the X direction along the board conveyance direction. It is configured to sequentially deliver from a plurality of component holding units 31 of the delivery unit 3.
  • the component mounting unit 4 includes a portal frame 41 disposed on the upper surface of the gantry 6, and an X-axis table 42 extending in the X direction is formed above the upper surface of the gantry 6.
  • a Y-axis table 43 is disposed along the Y direction, and the mounting head 44 is positioned along a side edge along the X direction of the substrate 8 positioned at a predetermined position by the X-axis table 42 and the Y-axis table 43.
  • Each of the mounting sites 9 and a plurality of mounting sites arranged on the side edge along the X direction of the substrate 8. 9 is moved in the X direction corresponding to 9, and is configured to be movable between the parts delivery positions G set in the vicinity of the Y direction.
  • a mounting tool 45 for sucking and holding the component 10 is disposed on the mounting head 44 so as to be able to move up and down and to rotate around the vertical Z axis. It is configured to move in the axial direction directly above the mounting portion 9, correct the rotational position, and move down to mount the component 10 on the mounting portion 9.
  • an X-axis table 46 is disposed below the side edge of the substrate 8 positioned at a predetermined position, and the component 10 is mounted on the mounting portion 9 on the movable member 47 that can be moved and positioned in the X direction by the X-axis table 46.
  • a lower receiving member 48 is disposed so as to be able to move up and down between a supporting position and a position retracted downward so as to support the side edge of the substrate 8 from below when mounting the substrate 8, and the mounting portion 9 of the substrate 8.
  • a recognition camera 49 for recognizing the position of the component 10 with high accuracy is provided.
  • the substrate 8 to be mounted is transported in the X direction, which is the substrate transport direction, by a transport means (not shown), and is carried into and out of the component mounting apparatus 1.
  • the board 8 carried into the component mounting apparatus 1 is directed toward the front in the Y direction (worker M side) by the board positioning unit 5 with one or more side edges on which the mounting portions 9 of the parts 10 are disposed. Then, it is positioned at a predetermined position where the component mounting operation is performed.
  • the substrate positioning unit 5 is arranged on the X-axis table 51 for positioning the loaded substrate 8 in the X direction, and disposed on the X-axis table 51 so that the side edge portion of the substrate 8 is located above the lower receiving member 48.
  • a Y-axis table 52 that moves in the Y direction between a component mounting position on which the component 10 is mounted by the component mounting unit 4 and a position that is retracted from the component mounting position, and rotational positioning means that is disposed on the Y-axis table 52 53 and a lifting / lowering means 54 disposed thereon can be configured to move and position the substrate holding portion 55 that sucks and holds the substantial center portion of the substrate 8 in the X, Y, Z, and ⁇ directions. Yes.
  • the positioning feed roller 25 of the component supply unit 2 has teeth in the sprocket holes 13 provided in the carrier tape 11 as shown in FIGS.
  • the carrier tape 11 is wound by winding a sprocket wheel portion 61 that rotates by engaging 62, and at least a portion of the side surface 13a of the sprocket hole 13 in the width direction of the carrier tape 11 in the width direction inside and / or outside of the carrier tape 11 in the width direction.
  • a diameter D1 of a root circle 64 of the sprocket wheel portion 61 is set smaller than an outer diameter D2 of the support wheel portion 63.
  • the teeth 62 of the sprocket wheel portion 61 are formed in an involute tooth profile.
  • a rotating means 65 for rotating the positioning feed roller 25 is provided.
  • a pair of sprocket wheel portions 61 are arranged on both sides of the support wheel portion 63a at the center portion corresponding to the sprocket holes 13 being arranged along the both side portions of the carrier tape 11, and further on the outside thereof.
  • a pair of support wheel portions 63b are arranged on the same, and the support wheel portion 63a, the pair of sprocket wheel portions 61, and the pair of support wheel portions 63b are formed separately, and are integrated in the axial direction. It is configured to be combined.
  • the carrier tape 11 is applied with a tension T that moves and urges backward with respect to the feeding direction to the component take-out portion 23 by a rotational urging force applied to the supply reel 21, and the component take-out portion 23.
  • a sprocket hole of the carrier tape 11 is applied by applying a tension t smaller than a tension T that moves and urges the carrier tape 11 in the feed direction to the take-up reel 22. 13 is engaged with the tooth side 62a on the front side in the rotational direction of the teeth 62 of the sprocket wheel portion 61, thereby causing the component extraction portion 23 to have high positional accuracy. It is comprised so that it can position with.
  • the tension T is set to 400 g
  • the tension t is set to 100 g
  • the looseness of the carrier tape 11 is prevented by the action of 100 g of tension.
  • the difference between the outer diameter D2 of the support wheel portion 63 and the diameter D1 of the root circle 64 of the sprocket wheel portion 61 is a connection generated at the boundary between the root and the root circle 64 when the tooth surface 62a of the tooth 62 is processed.
  • the radius r is set to about 0.4 to 1.0.
  • the sprocket holes 13 arranged on the outer sides of the four corners of the component 10 of the carrier tape 11 are fitted into the upper surface of the fixed die 28 of the component take-out portion 23.
  • a positioning pin 71 is provided, and a positioning hole 72 into which the positioning pin 71 is fitted is formed on the lower surface of the movable punch 29.
  • the sprocket hole 13 provided in the carrier tape 11 is engaged with the teeth 62 of the sprocket wheel portion 61 of the positioning feed roller 25, and the tooth bottom circle of the sprocket wheel portion 61 is engaged. At least both side portions of the sprocket hole 13 in the width direction of the carrier tape 11 are wound around the support wheel portion 63 (63a, 63b) having an outer diameter D2 larger than the diameter D1 of 64 to support the carrier tape 11. .
  • the positioning feed roller 25 is rotated by a predetermined amount, so that the carrier tape 11 is fed with a predetermined amount, that is, the arrangement pitch of the component 10 on the carrier tape 11 with high accuracy, and the component 10 to be punched next is taken out. It is sent to the portion 23 with high positional accuracy and positioned.
  • the outer diameter D2 of the support wheel 63 is set to be larger than the diameter D1 of the root circle 64 by the radius r of the connection curved surface 66 existing at the boundary between the root of the tooth 62 and the root circle 64. Since it is set to be twice or more larger, even if the connection curved surface 66 exists at the boundary between the root of the tooth 62 and the root circle 64, the carrier tape 11 does not run on the connection curved surface 66 and bends.
  • the carrier tape 11 is fed by rotating the tooth surface 62a of the tooth 62 of the sprocket wheel 61 into the hole side surface 13a of the sprocket hole 13 provided in the carrier tape 11 and rotating, the carrier tape is used by the support wheel portion 63.
  • the carrier tape 11 is wound to support the carrier tape 11, and the hole side surface 13 a of the carrier tape 11 is separated from the connection curved surface 66 between the tooth 62 of the sprocket wheel portion 61 and the root circle 64. So the carrier tape 11 so as to be supported can be supported. Accordingly, the carrier tape 11 is fed in a state where the hole side surface 13a of the sprocket hole 13 is properly engaged with the tooth surface 62a, and the carrier tape 11 is accurately fed and positioned with respect to the component extraction portion 23 as described above. Is done. Further, since it is only necessary to improve the configuration of the positioning feed roller 25, the punching accuracy of the component 10 can be improved and the component mounting with high reliability can be realized with a simple and low-cost configuration.
  • the root circle and the diameter D1 of the root circle substantially include a connection curved surface 66 between the tooth 62 of the sprocket wheel portion 61 and the root circle 64.
  • the outer diameter D2 that is the outer diameter surface of the support wheel portion 63 (63a, 63b) is larger in the radial direction than the connecting curved surface 66 of the teeth 62 and the root circle 64 of the sprocket wheel portion 61, the sprocket Even if the connection curved surface 66 exists at the boundary between the tooth surface 62 a of the tooth 62 of the wheel portion 61 and the root circle 64, the carrier tape 11 does not run on the connection curved surface 66 and bend.
  • the carrier tape 11 since the tension of (Tt) is applied to the carrier tape 11 so as to move and urge toward the rear in the feed direction, the carrier tape is applied to the tooth surface 62a of the tooth 62 of the sprocket wheel portion 61. Since the hole side surface 13a perpendicular to the feed direction in the tape feed direction of the 11 sprocket holes 13 is reliably and properly engaged and the carrier tape 11 is fed in this state, the parts are removed from the component take-out portion 23. 10 can be positioned with higher accuracy. Further, since the teeth 62 of the sprocket wheel portion 61 are involute teeth, the engagement and disengagement of the teeth 62 with respect to the sprocket holes 13 of the carrier tape 11 is performed more smoothly.
  • both side portions of the sprocket holes 13 of the carrier tape 11 are supported by the support wheel portions 63 (63a, 63b). Since the hole side surface 13a of the sprocket hole 13 is stably and properly engaged with the tooth surface 62a of the tooth 62 of the sprocket wheel portion 61, the feeding positioning accuracy can be ensured more stably. it can.
  • the positioning feed roller 25 is constituted by separating the sprocket wheel portion 61 and the support wheel portion 63 (63a, 63b) as separate bodies and integrally connecting them in the axial direction,
  • the sprocket wheel unit 61 can be mass-produced by wire cutting or the like while being stacked in the axial direction, and can be manufactured at a low cost. Therefore, the positioning feed roller 25 can be manufactured at a lower cost to reduce the cost. Can be planned.
  • an example of an involute tooth shape is shown as the tooth 62 of the sprocket wheel portion 61. You may make it into arbitrary shapes, such as the shape and the shape which curved the front-end
  • a pair of sprocket wheel portions 61 are disposed on both sides of the support wheel portion 63a, and a pair of support wheel portions 63b are disposed on the outside thereof.
  • the sprocket wheel portion 61 may be arranged, and the carrier tape 11 may be supported on one side of the sprocket hole 13.
  • a relief groove is formed on the surface in the center side in the width direction of the support wheel portion 63a so as to avoid contact with the component 10 punched out from the carrier tape 11 when the carrier tape 11 is wound around the support wheel portion 63a and sent. May be.
  • the operation of mounting the component 13 on the plurality of mounting portions 12 arranged on the side edge of the substrate 8 by the component mounting apparatus 1 having the above configuration will be described with reference to FIGS.
  • the required number of components 10 are continuously taken out from the component take-out unit 23 of the component supply unit 2, and the rotating plate 34 of the component transfer unit 3 is intermittently rotated to each of them.
  • the components are sequentially held by the component holding unit 31.
  • the component mounting portion 4 corresponds to each mounting portion 9 of the substrate 8 along the X direction that is the conveyance direction of the substrate 8.
  • Each component delivery position set in the vicinity of each mounting part 9 of the substrate 8 by moving the component transfer unit 3 following the sequential movement to the mounting work position and moving the component holding unit 31 of the component transfer unit 3 G is sequentially positioned.
  • the component mounting unit 4 receives the component 10 from the component holding unit 31 of the component transfer unit 3 positioned at the component delivery position G (not shown), and sequentially mounts the component 10 on the mounting portion 9 of the substrate 8. To do. The above operation is repeated until the mounting of the components 10 is completed for all the mounting parts 9 on the side edge of the substrate 8, and when the mountings for all the mounting parts 9 are completed, the board 8 is unloaded.
  • the carrier tape 11 sent from the component take-out unit 23 is wound around the guide roller 26, and the carrier tape 11 is moved horizontally between the positioning feed roller 25 and the guide roller 26.
  • a pair of sprocket wheel portions 61 and a support wheel portion 63 are provided in the same manner as the positioning feed roller 25, and the teeth 62 of the sprocket wheel portion 61 are used as carriers.
  • a tape pulling roller 81 is provided which is engaged with the sprocket hole 13 of the tape 11 and pulls the carrier tape 11 in the tape feeding direction, and is wound from the tape pulling roller 81 via a guide roller 82 disposed below the take-up reel.
  • Carrier tape 11 after punching part 10 with 24 (not shown) It is configured so as to recover.
  • the sprocket hole 13 of the carrier tape 11 is formed between the positioning feed roller 25 on which the teeth 62 of the sprocket wheel portion 61 for feeding the carrier tape 11 are formed and the tape pulling roller 81.
  • the carrier tape 11 can be fed while reliably guiding the both sides. For this reason, when the component 10 is punched from the carrier tape 11 by the component take-out part 23, the configuration in which the guide roller 26 is disposed as in the first embodiment, in particular, the positioning pin 71 and the positioning hole 72 are provided in the part take-out part 23. If not, the carrier tape 11 may be deformed in the width direction as shown in FIG. 9A and the punching accuracy may be lowered, whereas the carrier tape 11 as shown in FIG.
  • the tape 11 can be prevented from being deformed in the width direction, and high punching accuracy can be ensured. Therefore, in the present embodiment, the carrier tape 11 can be fed and positioned with high positional accuracy by the positioning feed roller 25 and combined with the tape pulling roller 81, the component take-out portion 23 is replaced with the positioning pin 71 and the positioning hole 72. It can be set as the simple structure which is not provided.
  • the pair of sprocket wheel portions 61 and 61 of the positioning feed roller 25 are separated from each other by a gap W between the outer side surfaces of the carrier tape 11. It is arranged so as to coincide with the interval W between the outer side surfaces of the sprocket holes 13 on both sides in the width direction with high precision, and as shown in FIG. A take-out portion 62 b is provided so that the outer corner portion of the tooth 62 does not interfere with the outer corner portion of the sprocket hole 13.
  • the outer side surfaces of the teeth 62 of the pair of sprocket wheel portions 61 and 61 are engaged with the outer side surfaces 13b of the sprocket holes 13 on both sides of the carrier tape 11, whereby the carrier tape 11 is removed. Since positioning can be performed with high positional accuracy in the width direction, the punching accuracy of the component 10 can be further improved.
  • the configuration of the sprocket wheel portion 61 is schematically shown for easy illustration, but an actual configuration example of the sprocket wheel portion 61 is shown in FIG.
  • the sprocket wheel portion 61 has a large number of 10 or more (25 in the illustrated example) teeth 62 engaged with the sprocket holes 13 with the carrier tape 11 wound 90 degrees. It is comprised by the ring-shaped member in which the tooth
  • FIG. As shown in FIG.
  • the tooth 62 is formed in an involute tooth shape, and the side surface 13a of the sprocket hole 13 is engaged with the tooth surface 62a on the front side in the rotational direction, as shown in FIG. 11 (c).
  • the chamfered part 62b is formed in the side edge part on the outer side of the tooth 62 and the root circle.
  • 92a and 92b are positioning pin holes for positioning in the rotational direction.
  • the carrier tape is fed by the rotation of the positioning feed roller while the side surface of the sprocket hole of the carrier tape is properly engaged with the tooth surface of the sprocket wheel portion of the positioning feed roller.

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Abstract

 本発明の課題は、簡単かつ低コストの構成にてキャリアテープを高い位置決め精度で送給し、部品の打ち抜き精度を向上して信頼性の高い部品実装を実現することである。 キャリアテープ(11)を送給して次に打ち抜く部品(10)を部品取出部(23)に送り、位置決めするキャリアテープ送給手段を、キャリアテープ(11)に設けられたスプロケット穴(13)に歯(62)を係合させて回転することでキャリアテープ(11)を送るスプロケットホイール部(61)と、キャリアテープ(11)の幅方向における少なくともスプロケット穴(13)の近傍部分を巻き付けてキャリアテープ(11)を支持するサポートホイール部(63)とを有する位置決め送りローラ(25)と、位置決め送りローラ(25)を回転駆動する回転手段(65)にて構成し、スプロケットホイール部(61)の歯底円(64)の直径を、サポートホイール部(63)の外径よりも小さく設定した。

Description

部品実装装置及びその方法
 本発明は、キャリアテープに設けられた部品を打ち抜いて基板の実装部位に実装する部品実装装置及びその方法に関するものである。
 液晶ディスプレイパネル(LCD)(以下LCD と呼ぶ)やプラズマディスプレイパネル(PDP)の製造においては、そのガラス基板の側縁部に設けられた実装部位に、TCP(Tape Carrier Package)部品、COF(Chip On Film)部品、TAB(Tape Automated Bonding)部品、フレキシブルプリント基板(FPC基板)、その他の電子部品、機械部品、光学部品などの部品を実装することでディスプレイ装置が製造されている。
 基板の実装部位に部品を実装する方法として、まず部品の電極と電気的に接合するための電極が形成されている基板の各実装部位上に異方性導電材(以下、ACFと記す)を貼り付けるACF貼付工程を行い、次に基板の各実装部位に貼り付けられたACFの上に部品を供給して装着する部品装着工程を行い、次に基板の実装部位にそれぞれ装着されている部品に圧力と熱を印加することで部品を圧着固定するとともに部品の電極と基板の電極を電気的に接続する圧着工程を行うことで部品を実装する方法が知られている。
 このような実装工程を実施する部品実装装置は、ACF貼付装置と、部品装着装置と、圧着装置と、これらの作業装置間で基板を搬送する搬送装置とを備えた構成とされている。また、その部品装着装置においては、搬送装置から移動手段の基板保持部上に基板を受け取り、移動手段にて基板の各実装部位を所定の部品装着位置に位置決めし、部品装着手段にて部品供給装置から供給された部品を所定の部品装着位置で装着するように構成されている。
 また、部品実装装置の他の構成例として、複数のアーム先端部に移載用ノズルを有してインデックス回転するターンテーブル、又はインデックス回転と1軸方向の移動をするターンテーブルを設け、その移載用ノズルの複数の停止位置に、キャリアテープを打ち抜いて部品を取り出す打抜装置を配設して成る部品供給部を配設し、打ち抜いた部品を移載用ノズルで真空吸着して所定の部品受渡位置へ移動させ、部品受渡位置で装着ノズルにて部品を受け取って所定の装着位置に移動させ、可動テーブルにて位置決めされた基板の各実装部位に装着するようにしたものも知られている(例えば、特許文献1参照)。
 また、キャリアテープに設けられた部品に対する配線成形、インナーリードボンディング、樹脂封止などの作業を行う作業装置にキャリアテープを送給するテープ搬送装置として、スプロケットローラ本体の外周に等間隔にスプロケットピンを設けられているスプロケットローラにキャリアテープを巻き掛け、キャリアテープに設けられているスプロケット穴をスプロケットピンに係合させ、スプロケットローラの回転によりキャリアテープを送給して位置決めするようにし、さらにキャリアテープがスプロケットローラに巻き込むのを防止する治具を設けたものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
 また、キャリアテープに設けられた部品の打ち抜き装置において、キャリアテープの係合穴にスプロケットの歯を係合させてスプロケットにキャリアテープを巻き掛け、スプロケットを回転することでキャリアテープに設けられた部品を金型装置に送給し、金型装置に設けた位置決めピンをキャリアテープの係合穴に係合させて位置決めした状態で部品を打ち抜くようにし、さらにスプロケットの歯を検出する歯検出センサとスプロケットの回転角度を検出するエンコーダとを設け、キャリアテープの品種とそれに対応するスプロケット毎に、各々のスプロケットをセットした時の歯の初期原点位置を歯検出センサにて検出し、その初期原点位置からスプロケットを回転させ、金型装置の位置決めピンがキャリアテープの係合穴に係合するまでの回転角をエンコーダにて検出して補正原点位置として記憶しておき、キャリアテープの品種毎にその補正原点位置を基準にしてスプロケットを回転制御することで、キャリアテープの品種変更に応じてスプロケットを交換しても高い位置決め精度を確保できようにしたものが知られている(例えば、特許文献3参照)。
日本国特許第3024457号明細書 日本国特開平9-30695号公報 日本国特開2007-227633号公報
 ところで、特許文献1に記載された部品実装装置においては、その部品供給部の打抜装置にキャリアテープを送給・位置決めする手段としてスプロケットを適用することが記載されており、具体的には、特許文献2に記載のテープ搬送装置のように、キャリアテープに設けられているスプロケット穴をスプロケットの歯に係合させ、スプロケットの回転によりキャリアテープを送給して位置決めするように構成される。さらに、図12に示すように、キャリアテープ101に方形のスプロケット穴102を形成し、スプロケット103にインボリュート曲線のスプロケット歯104を設け、スプロケット103の回転に伴ってその歯104がスプロケット穴102に対して円滑に係合・離脱するとともに高い位置決め精度が確保されるようにしたものが考えられている。
 しかしながら、図12に示したような構成では、図13に詳細に示すように、歯面104aがインボリュート曲線から成るスプロケット歯104の歯元と歯底円105との境界部に歯面加工に伴って所定半径r(例えば、0.2mm)の接続曲面106が形成されることになるとともに、キャリアテープ101は、例えば0.03~0.05mm程度の厚さで可撓性が大きいため、キャリアテープ101にその送り方向後方側に移動付勢するテンションTを付与して、スプロケット穴102のキャリアテープの送り方向前方側の穴側面102aをスプロケット103の歯104の歯面104aに係合させてスプロケット103の回転に伴ってキャリアテープ101を送給しようとしたときに、スプロケット103の歯104の歯面104aとの係合部であるキャリアテープ101のスプロケット穴102の穴側面102aが、スプロケット103の歯104の接続曲面106に沿って乗り上げるように変形し、そのためキャリアテープ101の送給位置精度を十分に確保することができないという問題がある。
 例えば、LCDなどのガラス基板に実装するTAB部品の場合、従来の部品打ち抜き時のキャリアテープ送り方向の位置決め精度は、50~100μm程度でよかったが、TAB部品の電極のファインピッチ化とガラス基板における実装部位の幅寸法の狭幅化の進展に伴って20~40μm程度の位置決め精度が要求されるようになり、スプロケット103の歯104とのキャリアテープ101のスプロケット穴102の係合部が図13に示すような状態になると、このような送り位置精度を確保することができないという問題がある。
 一方、特許文献3に記載された構成では、キャリアテープの品種変更に伴ってスプロケットを変更することによる位置決めばらつきを無くすことはできるが、上記の問題を解消することはできない。なお、特許文献3では歯検出センサを設けているが、歯検出センサに代えてキャリアテープの部品配置位置に設けられている位置マークを検出する検出センサを配設し、位置マークを検出してキャリアテープを送給制御することによって高い送り位置精度を確保することも考えられるが、構成が複雑になってコスト高になるという問題がある。
 本発明は、上記従来の問題に鑑み、簡単かつ低コストの構成にて、キャリアテープを高い位置決め精度で送給することができ、部品の打ち抜き精度を向上して信頼性の高い部品実装を実現できる部品実装装置及びその方法を提供することを目的とする。
 本発明の部品実装装置は、キャリアテープに設けられた部品を部品取出部で打ち抜いて基板に実装する部品実装装置であって、キャリアテープを送給して次に打ち抜く部品を部品取出部に送り、位置決めするキャリアテープ送給手段を備え、キャリアテープ送給手段は、キャリアテープに設けられたスプロケット穴に歯を係合させて回転することでキャリアテープを送るスプロケットホイール部とキャリアテープの幅方向における少なくともスプロケット穴の近傍部分を巻き付けてキャリアテープを支持するサポートホイール部とを有する位置決め送りローラと、位置決め送りローラを回転駆動する回転手段とを有し、スプロケットホイール部の歯底円の直径を、サポートホイール部の外径よりも小さく設定したものである。
 この構成によれば、位置決め送りローラのスプロケットホイール部の歯に、キャリアテープに設けられたスプロケット穴を係合させるとともに、スプロケットホイール部の歯底円の直径よりも大きな外径のサポートホイール部に、キャリアテープの幅方向における少なくともスプロケット穴の近傍部分を巻き付けてキャリアテープを支持し、その状態で位置決め送りローラを回転させてキャリアテープを送給し、次に打ち抜く部品を部品取出部に送り、位置決めすることで、スプロケットホイール部の歯元と歯底円の境界部に存在する接続曲面にキャリアテープが乗り上げて撓むようなことがなく、スプロケット穴の穴側面が歯面に対して適切に係合した状態でキャリアテープが送給されるため、キャリアテープが部品取出部に対して精度良く送給位置決めされ、かつ位置決め送りローラの構成を改良するだけで良いので、簡単かつ低コストの構成にて部品の打ち抜き精度を向上して信頼性の高い部品実装を実現することができる。
 また、キャリアテープに対してその送り方向後方に向けて移動付勢するテンションを作用させ、キャリアテープのスプロケット穴のテープ送り方向前方の送り方向と直交する穴側面にスプロケットホイール部の歯面を係合させて部品取出部に部品を位置決めすると、スプロケットホイール部の歯面に方形状のスプロケット穴のテープ送り方向前方の穴側面が確実に係合した状態でキャリアテープが送給されるので、送給位置決め精度をより一層安定して確保することができる。
 また、スプロケットホイール部に対してその両側にサポートホイール部が設けられていると、キャリアテープのスプロケット穴の両側部がサポートホイール部にて確実に支持されるので、スプロケット穴の穴側面がスプロケットホイール部の歯面に安定して適切に係合するので、送給位置決め精度をより一層安定して確保することができる。
 また、位置決め送りローラは、スプロケットホイール部とサポートホイール部を別体にて構成し、軸心方向に重ねて一体的に結合して構成すると、多数のスプロケットホイール部をその軸心方向に積み重ねた状態でワイヤカット等より加工して量産することができ、低コストにて製作できるので、位置決め送りローラをより安価に製造して低コスト化を図ることができる。
 また、位置決め送りローラは、キャリアテープの両側に配設されたスプロケット穴に対応して一対のスプロケットホイール部を有するとともに、一対のスプロケットホイール部をその外側の側面間の間隔がキャリアテープの両側のスプロケット穴の外側の穴側面間の間隔と一致するように、キャリアテープ幅方向の両側のスプロケット穴の外側の穴側面基準で配設し、かつスプロケットホイール部の少なくとも歯の外側の側縁部に面取部を設けると、一対のスプロケットホイール部の歯の外側の側面が、キャリアテープの両側のスプロケット穴の外側の穴側面に係合することで、キャリアテープをその幅方向に高い位置精度で位置決めすることができる。
 また、スプロケットホイール部の歯は、先端部を台形状や三角形状にした角柱形状や、全体が台形状や三角形状で先端角部を湾曲させた形状などの任意の形状にしても良いが、インボリュート歯形とすると、キャリアテープのスプロケット穴に対する歯の係合・離脱がより円滑に行われるので好適である。
 また、本発明の部品実装方法は、キャリアテープに設けられた部品を部品取出部で打ち抜いて基板に実装する部品実装方法であって、スプロケットホイール部の歯をキャリアテープに設けられたスプロケット穴に係合させ、かつスプロケットホイール部の歯底円の直径よりも外径の大きいサポートホイール部にキャリアテープの幅方向における少なくともスプロケット穴の近傍部分を巻き付けてキャリアテープを支持した状態で、スプロケットホイール部とサポートホイール部とを有する位置決め送りローラを回転して次に打ち抜く部品を部品取出部に送り、位置決めするキャリアテープ送給位置決め工程と、部品取出部にて部品を打ち抜く部品打抜工程と、部品取出部で打ち抜いた部品を保持して部品受渡位置に受け渡す部品移載工程と、部品受渡位置で部品を受け取って基板の実装部位に部品を装着する部品装着工程とを有するものである。
 この構成によれば、位置決め送りローラのスプロケットホイール部の歯に、キャリアテープに設けられたスプロケット穴を係合させるとともに、スプロケットホイール部の歯底円の直径よりも大きな外径のサポートホイール部に、キャリアテープの幅方向における少なくともスプロケット穴の近傍部分を巻き付けてキャリアテープを支持し、その状態で位置決め送りローラを回転させてキャリアテープを送給し、次に打ち抜く部品を部品取出部に送り、位置決めすることで、スプロケットホイール部の歯元と歯底円の境界部に存在する接続曲面にキャリアテープが乗り上げて撓むようなことがなく、スプロケット穴の穴側面が歯面に対して適切に係合した状態でキャリアテープが送給されるため、キャリアテープが部品取出部に対して精度良く送給位置決めされ、かつ位置決め送りローラの構成を改良するだけで良いので、簡単かつ低コストの構成にて部品の打ち抜き精度を向上して信頼性の高い部品実装を実現することができる。
 また、キャリアテープに対してその送り方向後方に向けて移動付勢するテンションを作用させ、キャリアテープのスプロケット穴のテープ送り方向前方の送り方向と直交する穴側面にスプロケットホイール部の歯面を係合させて部品取出部に部品を位置決めすると、スプロケットホイール部の歯面に方形状のスプロケット穴のテープ送り方向前方の穴側面が確実に係合した状態でキャリアテープが送給されるので、送給位置決め精度をより一層安定して確保することができる。
 本発明の部品実装装置及びその方法によれば、キャリアテープのスプロケット穴を位置決め送りローラのスプロケットホイール部の歯に係合させるとともに、サポートホイール部にキャリアテープの幅方向における少なくともスプロケット穴の近傍部分を巻き付けてキャリアテープを支持した状態で位置決め送りローラを回転させることで、キャリアテープを送給して次に打ち抜く部品を部品取出部に位置決めすることができ、かつサポートホイール部の外径をスプロケットホイール部の歯底面の直径よりも大きく設定しているので、スプロケットホイール部の歯元と歯底円の境界部に存在する接続曲面にキャリアテープが乗り上げて撓むようなことがなく、スプロケット穴の側面が歯面に対して適切に係合した状態でキャリアテープが送給されるため、キャリアテープが部品取出部に対して精度良く送給して位置決めすることができ、かつ位置決め送りローラの構成を改良するだけで良いので、簡単かつ低コストの構成にて部品の打ち抜き精度を向上して信頼性の高い部品実装を実現することができる。
本発明の部品実装装置の第1の実施形態の全体概略構成を示す側面図。 同実施形態の部品供給部の構成を示す斜視図。 同実施形態の部品供給部の正面図。 同実施形態の部品供給部の要部構成を示し、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は部分詳細断面正面図。 同実施形態の部品供給部の要部構成を示す斜視図。 同実施形態の部品供給部の位置決め送りローラの構成を示し、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は要部の斜視図。 同実施形態の部品供給部の位置決め送りローラの他の構成例を示し、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は要部の斜視図。 本発明の部品実装装置の第2の実施形態の部品供給部の要部構成を示す正面図。 (a)、(b)は同実施形態におけるキャリアテープの送給状態の説明図。 本発明の部品実装装置の第3の実施形態における位置決め送りローラを示し、(a)は平面図、(b)は部分詳細平面図。 同実施形態の位置決め送りローラにおけるスプロケットホイール部の具体構成例を示し、(a)は正面図、(b)は歯の拡大正面図、(c)は歯の拡大平面図。 従来例の部品実装装置における部品供給部の要部構成を示す部分断面正面図。 同従来例における問題点を示す部分拡大説明図。
 以下、本発明を、LCDやPDPのガラス基板などの基板の側縁部に配設された複数の実装部位に、TCPやCOFなどの部品を実装する部品実装装置に適用した各実施形態について、図1~図11を参照して説明する。
 (第1の実施形態)
 まず、本発明の部品実装装置に係る第1の実施形態について、図1~図7を参照して説明する。
 図1において、1は部品実装装置で、部品供給部2と、部品移載部3と、部品装着部4と、基板位置決め部5とによって構成されている。部品供給部2は、架台6におけるその手前に作業者Mが部品切れ供給や設備操作等の時に立つY方向の前面部に配設され、部品移載部3は架台6のY方向の前面部より内側に位置する前部に配設され、部品装着部4は架台6のY方向の基板位置決め部5と部品移載部3との間の中間部に配設され、基板位置決め部5は架台6のY方向の後部に配設されている。本実施形態における基板8は、1辺が数100mm~2000mm程度の長方形で、0.5~0.7mm程度の厚さの2枚のガラス板を貼り合わせて構成され、かつその側縁部において一方のガラス板が突出され、その重ねた内側の表面に、多数の透明電極から成る接続電極を微細ピッチで並列して配設してなる接続電極部が間隔をあけて複数配設され、各接続電極部が部品10を装着する実装部位9を構成している。また、部品10は、長尺のキャリアテープ11に多数の部品10を所定ピッチ間隔で保持させかつその表面を保護テープ12で覆った状態で供給リール21に巻回されて供給される(図2参照)。
 部品供給部2は、図2、図3に示すように、X方向に沿って配設された供給リール21からキャリアテープ11を引き出し、表面の保護テープ12を剥離してX方向に沿って配設された保護テープ回収リール22に巻取り、保護テープ12を剥離したキャリアテープ11を部品取出部23に送給して部品10を打ち抜いて取り出し、残りのキャリアテープ11をX方向に沿って配設された巻取リール24に巻取るように構成されている。
 具体的には、供給リール21が架台6の前面部の下部に配設されるとともに、その側部に保護テープ回収リール22が配設され、それらの上部に部品取出部23が配設されている。部品取出部23の一側部には位置決め送りローラ25が他側部にはガイドローラ26が配設され、位置決め送りローラ25を経たキャリアテープ11が部品取出部23に向けてX方向に沿って水平に走行し、部品取出部23から出たキャリアテープ11を、ガイドローラ26を経て巻取リール24に巻き取るように構成されている。位置決め送りローラ25の直下にガイドローラ27が配設され、供給リール21から引き出されたキャリアテープ11を、ガイドローラ27を介して位置決め送りローラ25に送ることにより、位置決め送りローラ25に対するキャリアテープ11の巻き付け角を一定に維持してキャリアテープ11を安定して送給するように構成されている。
 部品取出部23は、下部の固定ダイ28と上部の可動ポンチ29から成り、可動ポンチ29にて上方からキャリアテープ11を打ち抜き、打ち抜いて分離した部品10を、固定ダイ28を貫通して下方から部品移載部3にて取り出すように構成されている(図4(b)参照)。
 なお、キャリアテープ11を部品取出部23に送給して部品10を打ち抜いての取り出しとは、部品取出部23にて、可動ポンチ29にて上方からキャリアテープ11から部品10を打ち抜いて、分離した部品10を取り出すとしたが、レーザ加工を用いて部品取出部23にて、キャリアテープ11から部品を切り出して取り出すものも含まれるものとする。
 部品移載部3は、図1に示すように、部品取出部23で連続して取出した複数の部品10を複数の部品保持部31で順次保持し、水平移動して保持した部品10を基板搬送方向であるX方向に沿って移動可能な任意の部品受渡位置G(図示せず)に順次受渡すように構成されている。具体的には、部品移載部3は、基板8の基板搬送方向であるX方向と、基板搬送方向に直交するY方向の2方向に移動及び位置決め可能な2軸ロボット32の可動体33に回転板34が設けられ、その回転板34の外周部に部品10を吸着保持する複数の部品保持部31が昇降可能に配設され、かつ回転板34は回転位置決め手段35にて部品保持部31の配置ピッチ間隔で間欠回転可能に構成されている。
 2軸ロボット32は、架台6上にX方向に配設されたX軸テーブル36と、X軸テーブル36上に配設されたY軸テーブル37にて、可動体33をX、Y方向に移動及び位置決め可能に構成されている。可動体33に回転位置決め手段35を介して回転板34が配設されており、回転板34の任意の部品保持部31を部品供給部2の部品取出部23の下部に位置させ、部品保持部31の昇降動作によって部品10を受け取って保持できるように構成され、また基板搬送方向に沿うX方向に移動可能な部品受渡位置Gで、部品装着部4の装着ヘッド44に対して部品10を部品受渡部3の複数の部品保持部31から順次受渡すように構成されている。
 部品装着部4は、架台6の上面に配設された門型フレーム41にて、架台6の上面の上方側にX方向に沿うX軸テーブル42が構成されるとともに、X軸テーブル42の下部にY方向に沿うY軸テーブル43が配設され、これらX軸テーブル42とY軸テーブル43にて装着ヘッド44が、所定の位置に位置決めされた基板8のX方向に沿う側縁部に沿って移動して基板8の各実装部位9に対応する各実装作業位置に順次位置決め可能で、かつ各実装部位9と、その基板8のX方向に沿う側縁部に複数個配置された実装部位9に対応してX方向に移動され、Y方向の近傍位置に設定される各部品受渡位置Gとの間を移動可能に構成されている。装着ヘッド44には、部品10を吸着保持する装着ツール45が昇降可能にかつ垂直なZ軸回りに回転可能に配設されており、部品受渡位置Gで部品10を受け取って上昇し、少なくともY軸方向に実装部位9の直上に向けて移動し、回転位置を補正して下降し、実装部位9に部品10を装着するように構成されている。
 また、所定位置に位置決めされた基板8の側縁部の下部にX軸テーブル46が配設され、X軸テーブル46にてX方向に移動・位置決め可能な可動部材47に実装部位9に部品10を装着する際に基板8の側縁部を下方から支持するように支持位置と下方に退避した位置との間を昇降可能に下受け部材48が配設され、かつ基板8の実装部位9と部品10の位置を高精度に画像認識する認識カメラ49が配設されている。
 実装対象の基板8は、搬送手段(図示せず)にて基板搬送方向であるX方向に搬送されて部品実装装置1に対して搬入・搬出される。部品実装装置1に搬入された基板8は、基板位置決め部5にて、部品10の実装部位9が配設された1又は複数の側縁部をY方向の前方(作業者M側)に向け、部品装着作業を行う所定位置に位置決めされる。基板位置決め部5は、搬入された基板8を、X方向に位置決めするX軸テーブル51と、X軸テーブル51上に配設されて基板8の側縁部を下受け部材48上方に配置し、部品装着部4により部品10が装着される部品装着位置と部品装着位置から退避した位置との間でY方向に移動させるY軸テーブル52と、Y軸テーブル52上に配設された回転位置決め手段53と、その上に配設された昇降手段54とによって、基板8の実質的な中央部を吸着保持する基板保持部55をX、Y、Z、θ方向に移動及び位置決め可能に構成されている。
 以上のような全体構成の部品実装装置1において、本実施形態では部品供給部2の位置決め送りローラ25が、図4~図6に示すように、キャリアテープ11に設けられたスプロケット穴13に歯62を係合させて回転するスプロケットホイール部61と、キャリアテープ11の幅方向における少なくともスプロケット穴13の穴側面13aのキャリアテープ11の幅方向内側および/あるいは外側の近傍部分を巻き付けてキャリアテープ11を支持するサポートホイール部63とを有し、かつスプロケットホイール部61の歯底円64の直径D1をサポートホイール部63の外径D2よりも小さく設定した構成とされている。スプロケットホイール部61の歯62は、インボリュート歯形に形成されている。そして、この位置決め送りローラ25を回転駆動する回転手段65が設けられている。
 図示例では、キャリアテープ11にその両側部に沿ってスプロケット穴13が配列されているのに対応して中央部のサポートホイール部63aの両側に一対のスプロケットホイール部61が配置され、さらにその外側に一対のサポートホイール部63bが配置された構成とされ、さらにこれらサポートホイール部63aと一対のスプロケットホイール部61と一対のサポートホイール部63bを別体にて構成し、軸心方向に重ねて一体的に結合した構成とされている。
 また、キャリアテープ11には、部品取出部23への送り方向に対して後方に向けて移動付勢するテンションTが供給リール21に付与された回転付勢力などによって作用させるとともに、部品取出部23から送出されるキャリアテープ11に対して送り方向に向けて移動付勢するテンションTよりも小さいテンションtが巻取リール22に付与された回転付勢力などによって作用させて、キャリアテープ11のスプロケット穴13のテープ送り方向前方の送り方向と直交する穴側面13aをスプロケットホイール部61の歯62の回転方向前方側の歯面62aに係合させ、それによって部品取出部23に部品10を高い位置精度で位置決めできるように構成されている。具体例を示すと、テンションTが400g、テンションtが100gに設定され、(T-t)=300gの付勢力で穴側面13aが歯面62aに係合されて位置決め精度が確保されるとともに、キャリアテープ11に100gのテンションが作用することでその弛みが防止されている。
 サポートホイール部63の外径D2とスプロケットホイール部61の歯底円64の直径D1との差は、歯62の歯面62aの加工時にその歯元と歯底円64との境界部に生じる接続曲面66の半径rの2倍以上必要であり、例えばrが0.2mm程度の場合、0.4~1.0程度に設定される。
 なお、図4(a)、(b)、及び図5において、部品取出部23の固定ダイ28の上面に、キャリアテープ11の部品10の四隅の外側に配置されているスプロケット穴13に嵌入する位置決めピン71が設けられるとともに、可動ポンチ29の下面に位置決めピン71が嵌入する位置決め穴72が形成され、部品10の打ち抜き時に部品10の四隅の外側位置を位置決めすることで高い打ち抜き精度を確保するように構成されている。
 以上の構成の部品実装装置1によれば、位置決め送りローラ25のスプロケットホイール部61の歯62に、キャリアテープ11に設けられたスプロケット穴13を係合させるとともに、スプロケットホイール部61の歯底円64の直径D1よりも大きな外径D2のサポートホイール部63(63a、63b)に、キャリアテープ11の幅方向における少なくともスプロケット穴13の両側部分を巻き付けてキャリアテープ11を支持している状態となる。この状態で位置決め送りローラ25を所定量回転させることで、キャリアテープ11が所定量、すなわちキャリアテープ11における部品10の配置ピッチ分だけ精度良く送給されて、次に打ち抜くべき部品10が部品取出部23に位置精度良く送り込まれて位置決めされる。
 その際に、上記のようにサポートホイール部63の外径D2を歯底円64の直径D1よりも、歯62の歯元と歯底円64の境界部に存在する接続曲面66の半径rの2倍以上大きく設定しているので、歯62の歯元と歯底円64の境界部に接続曲面66が存在しても、キャリアテープ11が接続曲面66に乗り上げて撓むようなことがなく、キャリアテープ11に設けられたスプロケット穴13の穴側面13aにスプロケットホイール61の歯62の歯面62aを係合させて回転することでキャリアテープ11を送る際に、サポートホイール部63にてキャリアテープ11を巻きつけてキャリアテープ11を支持させて、キャリアテープ11の穴側面13aを、スプロケットホイール部61の歯62と歯底円64との接続曲面66より離間させて支持可能なようにキャリアテープ11を支持できる。従ってスプロケット穴13の穴側面13aが歯面62aに対して適切に係合した状態でキャリアテープ11が送給され、上記のようにキャリアテープ11が部品取出部23に対して精度良く送給位置決めされる。また、位置決め送りローラ25の構成を改良するだけで良いので、簡単かつ低コストの構成にて部品10の打ち抜き精度を向上して信頼性の高い部品実装を実現することができる。
 なお、歯底円および歯底円の直径D1とは、スプロケットホイール部61の歯62と歯底円64との接続曲面66を実質的に含むものとする。
 つまり、スプロケットホイール部61の歯62と歯底円64との接続曲面66よりサポートホイール部63(63a、63b)の外径の面である外径のD2が、径方向に大きいことにより、スプロケットホイール部61の歯62の歯面62aと歯底円64の境界部に接続曲面66が存在しても、キャリアテープ11が接続曲面66に乗り上げて撓むようなことがない。
 また、キャリアテープ11に対してその送り方向後方に向けて移動付勢するように(T-t)のテンションを作用させているので、スプロケットホイール部61の歯62の歯面62aに、キャリアテープ11のスプロケット穴13のテープ送り方向前方の送り方向と直交する穴側面13aが確実にかつ適切に係合され、その状態でキャリアテープ11が送給されるので、部品取出部23に対して部品10をより一層高い精度で位置決めすることができる。また、スプロケットホイール部61の歯62をインボリュート歯形としているので、キャリアテープ11のスプロケット穴13に対する歯62の係合・離脱がより円滑に行われる。
 また、スプロケットホイール部61に対してその両側にサポートホイール部63(63a、63b)が設けられているので、キャリアテープ11のスプロケット穴13の両側部がサポートホイール部63(63a、63b)にて確実に支持され、そのためスプロケット穴13の穴側面13aがスプロケットホイール部61の歯62の歯面62aに安定して適切に係合するので、送給位置決め精度をより一層安定して確保することができる。
 また、位置決め送りローラ25を、スプロケットホイール部61とサポートホイール部63(63a、63b)を別体物とし、これらを軸心方向に重ねて一体的に結合して構成しているので、多数のスプロケットホイール部61をその軸心方向に積み重ねた状態でワイヤカット等により加工して量産することができ、低コストにて製作できるので、位置決め送りローラ25をより安価に製造して低コスト化を図ることができる。
 なお、以上の説明では、スプロケットホイール部61の歯62としてインボリュート歯形の例を示したが、これに限定されるものではなく、先端部を台形状や三角形状にした角柱形状や、全体が台形状や三角形状で先端角部を湾曲させた形状などの任意の形状にしても良い。
 また、以上の説明では、位置決め送りローラ25として、図6に示すように、サポートホイール部63aの両側に一対のスプロケットホイール部61を配置し、その外側に一対のサポートホイール部63bを配置し、キャリアテープ11をスプロケット穴13の両側で支持するようにした例を示したが、キャリアテープ11の支持や位置決めに悪影響がなければ、図7に示すように、サポートホイール部63aの両側に一対のスプロケットホイール部61を配置した構成とし、キャリアテープ11をスプロケット穴13の片側で支持するようにしても良い。
 また、サポートホイール部63aの幅方向中央側表面には、キャリアテープ11をサポートホイール部63aに巻きつけて送る際に、キャリアテープ11から打ち抜かれる部品10との接触を回避する逃がし溝を形成しても良い。
 次に、以上の構成の部品実装装置1により基板8の側縁部に配設されている複数の実装部位12に部品13を装着する動作を図1から図3をもちいて説明する。基板8が部品実装装置1に搬入されると、部品供給部2の部品取出部23より所用数の部品10を連続して取り出すとともに、部品移載部3の回転板34を間欠回転させて各部品保持部31に順次保持させる。次に、基板8の側縁部の各実装部位9に部品10を実装するために部品装着部4が基板8の搬送方向であるX方向に沿って基板8の各実装部位9に対応する部品装着作業位置に順次移動するのに追従して部品移載部3を移動させ、部品移載部3の部品保持部31を、基板8の各実装部位9の近傍に設定される各部品受渡位置Gに順次位置させる。次に、部品装着部4が部品受渡位置G(図示せず)に位置されている部品移載部3の部品保持部31から部品10を受け取り、基板8の実装部位9に順次部品10を装着する。基板8の側縁部の全ての実装部位9に対して部品10の装着が終了するまで以上の動作を繰り返し、全ての実装部位9に対する装着が終了すると基板8を搬出する。
 (第2の実施形態) 
 次に、本発明の部品実装装置に係る第2の実施形態について、図8、図9を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明では先行する実施形態と同一の構成要素に対して同一の参照符号を付して説明を省略し、主として相違点についてのみ説明する。
 上記第1の実施形態の部品実装装置1では、部品取出部23から送出されたキャリアテープ11をガイドローラ26に巻き付け、位置決め送りローラ25とガイドローラ26間でキャリアテープ11を水平走行させるようにした構成を示したが、本実施形態ではガイドローラ26に代えて、位置決め送りローラ25と同様に一対のスプロケットホイール部61とサポートホイール部63を有する構成で、スプロケットホイール部61の歯62をキャリアテープ11のスプロケット穴13に係合させてキャリアテープ11をテープ送り方向に引張って送るテープ引張ローラ81を配設し、テープ引張ローラ81からその下部に配置したガイドローラ82を介して巻取リール24(図示せず)にて部品10を打ち抜いた後のキャリアテープ11を回収するように構成している。
 本実施形態では、キャリアテープ11の送りのためのスプロケットホイール部61の歯62が形成されている位置決め送りローラ25とテープ引張ローラ81との間で、キャリアテープ11のスプロケット穴13が形成されている両側部を確実にガイドして、キャリアテープ11の送りを行うことができる。そのため、部品取出部23でキャリアテープ11から部品10を打ち抜くとき、第1の実施形態のようにガイドローラ26を配設した構成では、特に部品取出部23に位置決めピン71と位置決め穴72を設けていないときには、図9(a)に示すように、キャリアテープ11がその幅方向に変形を生じて打ち抜き精度が低下する恐れがあるのに対して、図9(b)に示すように、キャリアテープ11に幅方向の変形を生じるのを抑制することができ、高い打ち抜き精度を確保することができる。したがって、本実施形態では、位置決め送りローラ25にてキャリアテープ11を位置精度良く送給位置決めすることができるとともにテープ引張ローラ81と組み合わせることで、部品取出部23を位置決めピン71と位置決め穴72を設けていない簡単な構成とすることができる。
 (第3の実施形態) 
 次に、本発明の部品実装装置に係る第3の実施形態について、図10~図11を参照して説明する。
 本実施形態の部品実装装置1においては、図10(a)に示すように、位置決め送りローラ25の一対のスプロケットホイール部61、61を、それらの外側の側面間の間隔Wがキャリアテープ11の幅方向の両側のスプロケット穴13の外側の側面間の間隔Wと精度良く一致するように配設し、かつ図10(b)に示すように、少なくともその歯62の外側の側縁部に面取部62bを設け、歯62の外側の角部がスプロケット穴13の外側の隅角部と干渉しないようにしている。
 本実施形態によれば、一対のスプロケットホイール部61、61の歯62の外側の側面が、キャリアテープ11の両側のスプロケット穴13の外側の穴側面13bに係合することで、キャリアテープ11をその幅方向に高い位置精度で位置決めすることができるので、部品10の打ち抜き精度をさらに向上することができる。
 以上の説明ではスプロケットホイール部61の構成を図示し易いように模式的に示したが、実際のスプロケットホイール部61の構成例を図11に示す。図11(a)に示すように、スプロケットホイール部61はキャリアテープ11を90度巻き付けた状態で10個以上(図示例では25個)の歯62がスプロケット穴13に係合するように多数の歯62が形成されたリング状部材にて構成され、多数の取付穴91にてサポートホイール部63に締結固定するように構成されている。歯62は、図11(b)に示すように、インボリュート歯形にて形成され、その回転方向前方側の歯面62aにスプロケット穴13の側面13aが係合し、また図11(c)に示すように、歯62と歯底円の外側の側縁部に面取部62bが形成されている。なお、92a、92bは回転方向の位置決めを行う位置決めピン穴である。
 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
 本出願は、2009年7月9日出願の日本特許出願(特願2009-162801)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 本発明によれば、キャリアテープのスプロケット穴の側面が位置決め送りローラのスプロケットホイール部の歯面に対して適切に係合した状態で位置決め送りローラの回転によりキャリアテープを送給するため、キャリアテープを部品取出部に対して精度良く位置決めすることができ、かつ位置決め送りローラの構成を改良するだけで良いので、簡単かつ低コストの構成にて部品の打ち抜き精度を向上して信頼性の高い部品実装を実現することができるので、各種基板に各種部品を実装する部品実装装置に好適に利用することができる。
 1 部品実装装置
 2 部品供給部
 3 部品移載部
 4 部品装着部
 8 基板
 10 部品
 11 キャリアテープ
 13 スプロケット穴
 13a、13b 穴側面
 23 部品取出部
 25 位置決め送りローラ
 61 スプロケットホイール部
 62 歯
 62a 歯面
 62b 面取部
 63、63a、63b サポートホイール部
 64 歯底円
 65 回転手段
 66 接続曲面

Claims (8)

  1.  キャリアテープに設けられた部品を部品取出部で打ち抜いて基板に実装する部品実装装置であって、
     キャリアテープを送給して次に打ち抜く部品を部品取出部に送り、位置決めするキャリアテープ送給手段を備え、
     キャリアテープ送給手段は、キャリアテープに設けられたスプロケット穴に歯を係合させて回転することでキャリアテープを送るスプロケットホイール部とキャリアテープの幅方向における少なくともスプロケット穴の近傍部分を巻き付けてキャリアテープを支持するサポートホイール部とを有する位置決め送りローラと、
     位置決め送りローラを回転駆動する回転手段と、を有し、
     スプロケットホイール部の歯底円の直径を、サポートホイール部の外径よりも小さく設定したことを特徴とする部品実装装置。
  2.  キャリアテープに対してその送り方向後方に向けて移動付勢するテンションを作用させ、キャリアテープのスプロケット穴のテープ送り方向前方の送り方向と直交するスプロケット穴の穴側面にスプロケットホイール部の歯面を係合させて部品取出部に部品を位置決めすることを特徴とする請求項1記載の部品実装装置。
  3.  スプロケットホイール部に対してその両側にサポートホイール部が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の部品実装装置。
  4.  位置決め送りローラは、スプロケットホイール部とサポートホイール部を別体にて構成し、軸心方向に重ねて一体的に結合して構成したことを特徴とする請求項1~3の何れか1つに記載の部品実装装置。
  5.  位置決め送りローラは、キャリアテープの両側に配設されたスプロケット穴に対応して一対のスプロケットホイール部を有するとともに、一対のスプロケットホイール部をその外側の側面間の間隔がキャリアテープの両側のスプロケット穴の外側の穴側面間の間隔と一致するように配設し、かつスプロケットホイール部の少なくとも歯の外側の側縁部に面取部を設けたことを特徴とする請求項1~4の何れか1つに記載の部品実装装置。
  6.  スプロケットホイール部の歯をインボリュート歯形としたことを特徴とする請求項1~5の何れか1つに記載の部品実装装置。
  7.  キャリアテープに設けられた部品を部品取出部で打ち抜いて基板に実装する部品実装方法であって、
     スプロケットホイール部の歯をキャリアテープに設けられたスプロケット穴に係合させ、かつスプロケットホイール部の歯底円の直径よりも外径の大きいサポートホイール部にキャリアテープの幅方向における少なくともスプロケット穴の近傍部分を巻き付けてキャリアテープを支持した状態で、スプロケットホイール部とサポートホイール部とを有する位置決め送りローラを回転して次に打ち抜く部品を部品取出部に送り、位置決めするキャリアテープ送給位置決め工程と、
     部品取出部にて部品を打ち抜く部品打抜工程と、
     部品取出部で打ち抜いた部品を保持して部品受渡位置に受け渡す部品移載工程と、
     部品受渡位置で部品を受け取って基板の実装部位に部品を装着する部品装着工程とを有することを特徴とする部品実装方法。
  8.  キャリアテープに対してその送り方向後方に向けて移動付勢するテンションを作用させ、キャリアテープのスプロケット穴のテープ送り方向前方の送り方向と直交する穴側面にスプロケットホイール部の歯面を係合させて部品取出部に部品を位置決めすることを特徴とする請求項7記載の部品実装方法。
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