WO2014049822A1 - 吸着ノズルおよび部品装着方法 - Google Patents

吸着ノズルおよび部品装着方法 Download PDF

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WO2014049822A1
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suction nozzle
component
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力茂 手嶋
岳史 櫻山
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富士機械製造株式会社
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0408Incorporating a pick-up tool
    • H05K13/0409Sucking devices

Definitions

  • the present invention relates to a suction nozzle for sucking and holding a component, and to a method for mounting the component on a substrate using the suction nozzle.
  • circuit board There are a plurality of parts with different sizes on the circuit board. In order to suck and hold various parts with different sizes, a plurality of suctions are provided for each size of the parts. A nozzle is prepared. Even if the size is the same, there are parts of different types, and therefore, for example, there is a suction nozzle described in the following patent document in order to stably hold each of the parts of different types.
  • the suction nozzle of the present invention has a rectangular suction surface, and can suck and hold two types of parts that are different from each other in the size of the suction surface.
  • the suction surface that contacts the suction surface of the component is formed in a size and shape that fits inside the suction surface of the larger one of the two components, It is formed in a shape that fits the suction surface of a small one of the two types of parts, and
  • the opening to the suction surface of the through hole that functions as an intake passage is the suction of the small one of the two types of parts It is characterized in that it is formed in a size and shape that fits inside the surface.
  • the component mounting method of the present invention is a method of mounting a component on a substrate using the suction nozzle described above, and (I) a large one of two types of components is sucked by the suction nozzle.
  • the suction nozzle of the present invention since one suction nozzle can cope with two types of parts, for example, the number of suction nozzles necessary for manufacturing one substrate can be reduced. Moreover, according to the component mounting method of the present invention, the step of replacing the suction nozzle between the step of mounting one component of two types of components and the step of mounting the other component. Therefore, it is possible to shorten the cycle time during manufacturing.
  • a suction nozzle that has a rectangular suction surface and is capable of sucking and holding two types of components that are different from each other in the size of the suction surface, (a) a suction surface that comes into contact with the suction surface of the component; and (b) a through hole that penetrates in the axial direction and opens to the suction surface and functions as an intake passage.
  • the suction surface is formed in a size and shape that fits inside the suction target surface of a large one of the two types of components, and the suction target surface of a small one of the two types of components is arranged inside itself. Is formed in a dimension and shape that fits A suction nozzle formed so that an opening of the through hole fits inside the suctioned surface of a small one of the two types of parts.
  • the size and shape of the suction surface and the air inlet are determined according to the corresponding two types of parts so that the two types of parts having different sizes can be supported.
  • a plurality of suction nozzles are provided corresponding to these various components. It is necessary to prepare. That is, by using the suction nozzle of this section, it is possible to reduce the number of suction nozzles necessary for manufacturing the substrate.
  • the suction surface has a shape extending in one direction, and the contour of the suction surface has two sides facing each other in a direction orthogonal to the longitudinal direction, which is the direction in which the suction surface extends, and parallel to each other.
  • the suction nozzle described in this section is an aspect in which the suction surface and the opening of the through hole to the suction surface are long in one direction, like a component having a rectangular suction surface, The suction nozzle is used so as to suck and hold the component in the state in which the longitudinal direction of the component and the longitudinal direction of the component are combined. Therefore, for example, when a small one of the two types of parts is detached from the part feeder, the interval between the parts in the part feeder can be made as small as possible.
  • the opening of the through hole is The suction nozzle according to item (2), wherein a dimension in a direction perpendicular to the longitudinal direction has a narrow width portion formed in a half dimension on both end sides at an intermediate portion in the longitudinal direction.
  • the suction nozzle described in this section it is possible to prevent a small one of the two types of parts from being sucked into the through-hole or from being inclined and sucked to the suction surface. It is.
  • the opening of the through hole is The suction nozzle according to (3), wherein each of the longitudinal ends has a circular circular portion, and each of the two circular portions is connected by the narrow width portion.
  • the opening of the through-hole has a circular portion, even if the suction surface of the component is rounded, the circular portion abuts on the suction surface of the component without a gap. Therefore, even such parts can be stably adsorbed and held.
  • the suction nozzle is A small diameter portion, a large diameter portion, and a tapered portion formed by connecting the small diameter portion and the large diameter portion into a tapered shape,
  • the suction surface is formed at the tip of the small diameter portion and has the shape having two sides parallel to each other.
  • the outer shape of the suction nozzle described in this section is embodied.
  • the suction nozzle described in this section is shaped so that the cross-sectional shape becomes smaller toward the tip. Therefore, the suction nozzle described in this section can be easily manufactured by die cutting.
  • the suction nozzle described in this section captures a good image because the tapered portion forms a background even if the suction held part is imaged, even if it is a large part of the two types. Is possible.
  • the suction nozzle is For sucking and holding a component having a long side of 1.6 mm and a short side of 0.8 mm and a component having a long side of 1.0 mm and a short side of 0.5 mm in the size of the surface to be sucked
  • the suction nozzle according to any one of (1) to (5).
  • suction nozzle In the suction nozzle described in this section, two types of corresponding parts are specified, and the suction nozzle is formed so as to correspond to so-called 1608 parts and 1005 parts.
  • a component mounting method comprising: a small component mounting step of sucking and holding a small one of the two types of components by the suction nozzle and mounting the component on the substrate.
  • the mode described in this section is a mode in which the category is a mounting method of parts.
  • each of the two types of components is mounted on the substrate by using the suction nozzle capable of handling two types of components.
  • the suction nozzle capable of handling two types of components.
  • FIG. 4 is a plan view of the suction nozzle shown in FIG. 3, showing a relationship between a suction surface of the suction nozzle and a suction target surface of a component.
  • FIG. 1 is a perspective view of a component mounting machine 20 including a suction nozzle 10 that is an embodiment of the claimable invention.
  • FIG. 1 shows the component mounting machine 20 with the exterior panel removed.
  • the component mounting machine 20 can be replaced with a base 22, a beam 24 overlaid on the base 22, a board conveyor device 26 disposed on the base 22, and the base 22 on the front side of the component mounting machine 20.
  • a plurality of component feeders 28 attached, a component camera 30 fixed to the base 22 between the substrate conveyor device 26 and the plurality of component feeders 28, and components supplied from any of the plurality of component feeders 28 are held.
  • a mounting head 32 for mounting the component on the substrate S and a head moving device 34 which is disposed on the beam 24 and moves the mounting head 32 are provided.
  • the mounting head 32 is an index type head and includes eight suction nozzles 10 which will be described in detail later.
  • Each of the eight suction nozzles 10 sucks and holds the component P by supplying negative pressure (lowering the pressure below atmospheric pressure), and detaches the sucked and held component P from itself by stopping the supply of negative pressure.
  • each of the eight suction nozzles 10 is held by a nozzle holder 40 included in the mounting head 32, and the nozzle holder 40 corresponding to one suction nozzle 10 at a specific position is
  • the suction nozzle 10 is configured to move up and down by being moved up and down by a nozzle lifting mechanism (not shown) of the mounting head 32.
  • the suction nozzle 10 is attached to the lower end of the nozzle holder 40 included in the mounting head 32 and is detachable.
  • the nozzle holder 40 is configured to be rotated around the axis by a nozzle rotation mechanism (not shown) of the mounting head 32 for adjusting the mounting position. So that the relative rotation is impossible. That is, the suction nozzle 10 is configured to rotate integrally with the nozzle holder 40.
  • the nozzle holder 40 is generally formed in a cylindrical shape, and the inside thereof serves as a passage for supplying negative pressure, that is, an intake passage 42 for sucking air (see FIG. 3). ing.
  • FIG. 3 is a perspective view of the tip side of the suction nozzle 10
  • FIG. 4 is a plan view showing the relationship between the suction nozzle 10 and components.
  • the suction nozzle 10 includes a small diameter portion 44, a large diameter portion 46, and a tapered portion 48 formed in a tapered shape by connecting the small diameter portion 44 and the large diameter portion 46.
  • the small-diameter portion 44 has a shape in which the tip ends are sharpened on both ends facing each other across the axis, and the tip surface of the small-diameter portion 44 abuts against the suction surface of the component.
  • the surface 50 is used. As shown in FIG.
  • the suction surface 50 has a shape in which each of both end sides sandwiching one center line is cut out in parallel with the center line. That is, the suction surface 50 has a shape extending in one direction, and the contour of the suction surface 50 is opposed to each other in a direction orthogonal to the direction in which the suction surface 50 extends, and parallel sides 52 that are two sides parallel to each other. It is made into the shape which has.
  • the small-diameter portion 44 has a shape in which the tip is rolled up at both ends facing each other across the axis. Therefore, the small-diameter portion 44 has an axial direction from the cylindrical portion 54 connected to the tapered portion 48, the columnar nozzle tip 56 having the same cross-sectional shape as the suction surface 50, and the parallel side 54 of the suction surface 50 in the nozzle tip 54. And an inclined surface portion 58 that connects the cylindrical portion 56 with an inclined surface.
  • the suction nozzle 10 has a through hole 60 that opens to the suction surface 50 and functions as a part of the intake passage 42 described above.
  • the opening of the through hole 60 that is, the air inlet 62 has a long shape in the same direction as the direction in which the suction surface 50 extends. More specifically, the air inlet 62 has a circular circular portion 64 formed on each of both end sides in the direction in which the air inlet 62 extends, and each of the two circular portions 64 is half the outer shape of the circular portion 64.
  • the shape includes a narrow portion 66 connected by a width.
  • the suction nozzle 10 is capable of sucking and holding two types of parts P1 and P2 having different sizes.
  • the part P1 is a so-called 1005 part in which the dimension of the surface to be sucked by the suction nozzle 10 is 1.0 mm long and 0.5 mm short.
  • the component P2 is a so-called 1608 component in which the dimension of the surface to be sucked by the suction nozzle 10 is 1.6 mm long and 0.8 mm short.
  • 4A shows the relationship between the suction surface 50 of the suction nozzle 10 and the suction target surface of the component P1
  • FIG. 4B shows the suction surface 50 of the suction nozzle 10 and the suction surface of the component P2. Shows the relationship.
  • the suction nozzle 10 is adjusted by the mounting head 32 so that the longitudinal direction of the suction nozzle 10 coincides with the longitudinal direction of the parts P1 and P2 when sucking and holding the parts P1 and P2. It has become.
  • the suction surface 50 is formed in a size and shape that fits inside the suction surface of P2, which is the larger of the two types of parts P1 and P2, and 2 It is formed in a size and shape that fits the attracted surface of P1, which is a small one of the seed components P1, P2. Further, the air inlet 62 is formed in a size and shape that fits inside the attracted surface of P1, which is the smaller of the two types of parts P1 and P2.
  • the suction surface 50 and the intake port 62 are shaped as described above, so that two types of parts P1 and P2 having different sizes can be stably suctioned and held. Is possible.
  • P1 which is a small one of the two types of components may be sucked into the through hole 52 or may be sucked and sucked with respect to the suction surface 50. Since the suction nozzle 10 has a shape in which the suction port 62 has a narrow width portion 66 at the middle in the longitudinal direction, the smaller component P1 can be stably sucked and held. Further, as shown in FIG.
  • the distance between the parallel sides 52 on the suction surface 50 is slightly smaller than the short side of the large component P2 of the two types of components, and the short side of the small component P1. It is made slightly larger.
  • the suction nozzle 10 of the present embodiment the component interval in the supply feeder 28 is almost unnecessary in the large component P2, and even in the small component P1, it is not necessary to leave a large interval. .
  • the component having a rectangular surface to be attracted is a rectangular chip having a rectangular parallelepiped shape, and there are two types of the square chip, a resistor and a capacitor. Since these square chips are set on the component feeder 28 in a state of being affixed to the tape, the square chips have a sufficient suction force to be sucked by the suction nozzle 10 and to be detached from the tape.
  • the component P1 is a resistor square chip, and the resistor square chip has eight rectangular parallelepiped-shaped corners as compared with the capacitor square chip. That is, the square corner of the resistor is more likely to be caught when it is detached from the tape than the square corner of the capacitor, and a large suction force is required.
  • the surface of the resistor square tip has a slightly rounded shape.
  • the circular portion 64 can be in contact with the rounded resistance suction surface without a gap. Therefore, according to the suction nozzle 10 of the present embodiment, even a component having the above shape can be stably sucked and held.
  • the suction nozzle 10 is dimensioned so that P2, which is a large one of the two types of components, can be accommodated inside the large-diameter portion 46. Therefore, in the suction nozzle 10 of this embodiment, when the part P2 is picked up and held while the part P2 is picked up, the inclined surface part 58 and the taper part 48 of the small diameter part 44 form the background of the part P2. Since it functions as a member, it is possible to capture a good image.
  • the mounting head 32 when holding the component P1 which is a small one of the two types of components in the component mounting machine 20, the mounting head 32 is first positioned above the component feeder 28 by the head moving device 34. Then, the suction nozzle 10 at a specific position among the eight suction nozzles 10 is lowered by the nozzle lifting mechanism, negative pressure is supplied to the suction nozzle, and the component P supplied from the component feeder 28 is suction-held. Is done. By repeating this suction holding operation for each suction nozzle 10 in order, the component P1 is sucked and held by each of the eight suction nozzles 10.
  • the mounting head 32 is positioned above the mounting position of the component P1 on the substrate S fixed by the substrate conveyor device 26 by the head moving device 34. Then, the suction nozzle 10 at the specific position is lowered by the nozzle lifting mechanism, the supply of negative pressure to the suction nozzle 10 is cut off, and the component is mounted at the mounting position. This mounting operation is sequentially repeated for each suction nozzle 10 so that the component P1 sucked and held by each of the eight suction nozzles 10 is mounted on the substrate S.
  • the component mounting method of the present embodiment using the suction nozzle 10 includes a small component mounting step in which P1 which is a small one of the two types of components is suction-held and mounted on the substrate S, and the two types of components. And a large component mounting step in which P2 which is a large one of them is held by suction and mounted on the substrate S.
  • the process of exchanging from one of the two types of suction nozzles to the other is performed.
  • the cycle time for manufacturing one substrate is shortened by the time required.
  • the eight suction nozzles 10 included in the mounting head 32 are automatically replaceable, and the above two types of nozzle nozzles 70 disposed between the substrate conveyor device 26 and the plurality of component feeders 28 are provided.
  • a replacement suction nozzle capable of accommodating two types of parts having different sizes from the parts P1 and P2 is accommodated.
  • the suction nozzle of this embodiment by using the suction nozzle of this embodiment, the types of suction nozzles necessary for manufacturing one substrate can be reduced. Furthermore, since the types of components to be mounted on the substrate S in one component mounting machine 20 can be increased by using the suction nozzle of this embodiment, the number of necessary component mounting machines can be reduced. It is possible to reduce.
  • Adsorption nozzle 20 Component mounting machine 22: Base 24: Beam 26: Substrate conveyor device 28: Component feeder 30: Component camera 32: Mounting head 34: Head moving device 40: Nozzle holder 42: Intake passage 44: Small diameter section 46 : Large diameter portion 48: Tapered portion 50: Suction surface 52: Parallel side 54: Cylinder portion 56: Nozzle tip portion 58: Inclined surface portion 60: Through hole 62: Inlet port 64: Circular portion 66: Narrow portion 70: Nozzle stocker P1: 1005 parts (resistance) P2: 1608 parts S: Board

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Abstract

 それぞれが長方形状の被吸着面を有してその被吸着面の大きさにおいて互いに異なる2種の部品P1,P2を吸着して保持することが可能な吸着ノズル10であって、(A)部品P1,P2の被吸着面に当接する吸着面50が、2種の部品のうちの大きなものP2の被吸着面の内側に収まる寸法形状に形成されるとともに、自身の内側に、2種の部品のうちの小さなものP1の被吸着面が収まる寸法形状に形成され、(B)吸気通路として機能する貫通孔60の吸着面50への開口62が、2種の部品のうちの小さなものP1の被吸着面の内側に収まる寸法形状に形成する。したがって、本吸着ノズル10を用いることで、例えば、1つの基板を製造するために必要な吸着ノズルの本数を減らすことが可能である。

Description

吸着ノズルおよび部品装着方法
 本発明は、部品を吸着して保持するための吸着ノズルに関し、その吸着ノズルを用いて部品を基板に装着する方法に関する。
 回路基板には、多くの部品が装着される。それら回路基板に装着される部品には、大きさが異なる複数のものが存在し、それら大きさの異なる種々の部品を吸着して保持するために、それら部品の大きさごとに、複数の吸着ノズルが用意される。大きさが同じであっても種別の異なる部品が存在するため、種別の異なる部品の各々を安定して保持するために、例えば、下記の特許文献に記載された吸着ノズルが存在する。
特開平8-78885号公報 特許第4461660号公報
 例えば、部品装着機においては、装着する部品の大きさごとに、複数の吸着ノズルを用意する必要があり、さらに、作業中にノズルを交換する工程が必要となるため、製造工程における1サイクル当たりの時間の増加に繋がるという問題がある。つまり、吸着ノズルは、改良の余地を残しており、何らかの改良を加えることで、その吸着ノズルの実用性が向上するものと思われる。本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い吸着ノズルを提供するとともに、その吸着ノズルを用いた実用的な部品装着方法を提供することを課題とする。
 上記課題を解決するために、本発明の吸着ノズルは、それぞれが長方形状の被吸着面を有してその被吸着面の大きさにおいて互いに異なる2種の部品を吸着して保持することが可能な吸着ノズルであって、(A)部品の被吸着面に当接する吸着面が、2種の部品のうちの大きなものの被吸着面の内側に収まる寸法形状に形成されるとともに、自身の内側に、2種の部品のうちの小さなものの被吸着面が収まる寸法形状に形成され、(B)吸気通路として機能する貫通孔の吸着面への開口が、2種の部品のうちの小さなものの被吸着面の内側に収まる寸法形状に形成されたことを特徴とする。
 また、本発明の部品装着方法は、上記の吸着ノズルを用いて部品を基板に装着する方法であって、(I)上記の吸着ノズルによって、2種の部品のうちの大きなものを吸着して保持し、基板に装着する大部品装着工程と、(II)上記の吸着ノズルによって、2種の部品のうちの小さなものを吸着して保持し、基板に装着する小部品装着工程とを含むことを特徴とする。
 本発明の吸着ノズルによれば、1本の吸着ノズルで2種の大きさの部品に対応できるため、例えば、1つの基板を製造するために必要な吸着ノズルの本数を減らすことが可能である。また、本発明の部品装着方法によれば、2種の大きさの部品のうちの1つの部品を装着する工程と、もう1つの部品を装着する工程との間に、吸着ノズルを交換する工程が必要ないため、製造時のサイクルタイムの短縮を図ることが可能である。
発明の態様
 以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、(1)項ないし(7)項の各々が、請求項1ないし請求項7の各々に相当する。
 (1)それぞれが長方形状の被吸着面を有してその被吸着面の大きさにおいて互いに異なる2種の部品を吸着して保持することが可能な吸着ノズルであって、
 (a)前記部品の被吸着面に当接する吸着面と、(b)軸線方向に貫通して前記吸着面に開口し、吸気通路として機能する貫通孔とを有し、
 前記吸着面が、前記2種の部品のうちの大きなものの前記被吸着面の内側に収まる寸法形状に形成されるとともに、自身の内側に、前記2種の部品のうちの小さなものの前記被吸着面が収まる寸法形状に形成され、
 前記貫通孔の開口が、前記2種の部品のうちの小さなものの前記被吸着面の内側に収まる寸法形状に形成された吸着ノズル。
 本項に記載の吸着ノズルは、大きさが異なる2種の部品に対応できるように、吸着面および吸気口の寸法形状が、対応する2種の部品に応じて定められている。先にも述べたように、1つの基板に装着させる部品は、種々の大きさのものがあるため、1つの基板を製造するためには、それら種々の部品に対応して複数の吸着ノズルを用意しておく必要がある。つまり、本項の吸着ノズルを用いることで、その基板を製造するのに必要な吸着ノズルの本数を減らすことが可能である。
 (2)前記吸着面が、一方向に延びた形状とされ、その吸着面の輪郭が、その吸着面の延びる方向である長手方向に直交する方向において対向するとともに互いに平行な2つの辺を有する形状とされ、
 前記貫通孔の開口が、前記長手方向と同じ方向に延びる長穴形状とされた(1)項に記載の吸着ノズル。
 本項に記載の吸着ノズルは、吸着面とその吸着面への貫通孔の開口とが、長方形状の被吸着面を有する部品と同じように、一方向に長い形状とされた態様であり、当該吸着ノズルは、その部品の長手方向と、自身の長手方向とを合わせた状態で吸着・保持するように用いられる。したがって、例えば、2種の部品のうちの小さいものを部品フィーダから離脱させる際に、その部品フィーダにおける部品の間隔をできる限り小さくすることが可能である。
 (3)前記貫通孔の開口が、
 前記長手方向の中間部に、その長手方向に直交する方向の寸法が、両端側の半分の寸法に形成された狭幅部を有する形状とされた(2)項に記載の吸着ノズル。
 本項に記載の吸着ノズルによれば、2種の部品のうちの小さいものが貫通孔に吸い込まれること、あるいは、吸着面に対して部品が傾いて吸着してしまうことを防止することが可能である。
 (4)前記貫通孔の開口が、
 前記長手方向の両端側の各々に、円形状の円形部を有し、それら2つの円形部の各々が、前記狭幅部によって繋がれた形状とされた(3)項に記載の吸着ノズル。
 本項に記載の吸着ノズルは、貫通孔の開口が円形部を有するため、部品の吸着面が丸みを帯びた形状のものであっても、円形部が部品の吸着面に隙間なく当接することができるため、そのような部品であっても、安定して吸着・保持することが可能である。
 (5)当該吸着ノズルが、
 小径部と、大径部と、それら小径部と大径部とを繋いでテーパ状に形成されたテーパ部とを含んで構成され、
 前記小径部の先端が、円柱を切り欠いたような形状とされることによって、その小径部の先端に、前記互いに平行な2つの辺を有する形状となる前記吸着面が形成され、
 前記大径部が、自身の断面形状の内側に、前記2種の部品のうちの大きなものが収まる寸法形状に形成された(2)項ないし(4)項のいずれか1つに記載の吸着ノズル。
 本項に記載の吸着ノズルは、その外形形状が具体化されている。本項に記載の吸着ノズルは、先端に向かうほど、断面形状が小さくなるような形状とされている。したがって、本項に記載の吸着ノズルは、型抜きによる製造を容易に行うことが可能である。また、本項に記載の吸着ノズルは、吸着保持した部品が撮像される場合に、2種のうちの大きな部品であっても、テーパ部が背景を形成するため、良好な画像を撮像することが可能である。
 (6)当該吸着ノズルが、
 前記被吸着面の大きさにおいて長辺が1.6mmで短辺が0.8mmの部品と、長辺が1.0mmで短辺が0.5mmの部品とを吸着して保持するためのものである(1)項ないし(5)項のいずれか1つに記載の吸着ノズル。
 本項に記載の吸着ノズルは、対応する2種の部品が特定されており、いわゆる1608部品と1005部品と呼ばれるものに対応するように形成された態様である。
 (7)(1)項ないし(6)項のいずれか1つに記載の吸着ノズルを用いて部品を基板に装着する方法であって、
 前記吸着ノズルによって、前記2種の部品のうちの大きなものを吸着して保持し、前記基板に装着する大部品装着工程と、
 前記吸着ノズルによって、前記2種の部品のうちの小さなものを吸着して保持し、前記基板に装着する小部品装着工程と
 を含む部品装着方法。
 本項に記載の態様は、カテゴリを部品の装着方法とした態様である。本項に記載の部品装着方法によれば、2種の部品に対応可能な上記の吸着ノズルを用いて、それら2種の部品の各々が、それぞれ基板に装着される。2種の部品の各々に対応して2種の吸着ノズルを用意する場合には、2種の吸着ノズルの一方から他方に交換する行程が必要であったが、本項に記載の部品装着方法によれば、その行程が必要ないため、1つの基板を製造するためのサイクルタイムの短縮を図ることが可能である。
請求可能発明の実施例である吸着ノズルを含んで構成される部品装着機の斜視図である。 図1に示す装着ヘッドの1つを拡大して示す側面図である。 請求可能発明の実施例である吸着ノズルの斜視図である。 図3に示す吸着ノズルの平面図であり、その吸着ノズルの吸着面と部品の被吸着面との関係を示す図である。
 以下、請求可能発明を実施するための形態としての実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。また、〔発明の態様〕の各項の説明に記載されている技術的事項を利用して、下記の実施例の変形例を構成することも可能である。
 図1には、請求可能発明の実施例である吸着ノズル10を含んで構成される部品装着機20の斜視図である。なお、その図1は、外装パネルを外した状態の部品装着機20を示している。その部品装着機20は、ベース22と、そのベース22に上架されたビーム24と、ベース22に配設された基板コンベア装置26と、当該部品装着機20の正面側においてベース22に交換可能に取付られた複数の部品フィーダ28と、基板コンベア装置26と複数の部品フィーダ28との間においてベース22に固定された部品カメラ30と、複数の部品フィーダ28のいずれかから供給される部品を保持してその部品を基板Sに装着するための装着ヘッド32と、ビーム24に配設されて装着ヘッド32を移動させるヘッド移動装置34とを備えている。
 装着ヘッド32は、インデックス型のヘッドであり、後に詳しく説明する吸着ノズル10を8つ備えている。それら8つの吸着ノズル10の各々は、負圧の供給(大気圧より圧力を低くすること)によって、部品Pを吸着保持し、負圧の供給の停止により、吸着保持した部品Pを自身から離脱させる。なお、8つの吸着ノズル10の各々は、図2に示すように、装着ヘッド32が有するノズルホルダ40によって保持されており、特定の位置にある1つの吸着ノズル10に対応するノズルホルダ40を、装着ヘッド32が有するノズル昇降機構(図示省略)によって昇降させることで、吸着ノズル10を上下方向に移動させるように構成されている。
 吸着ノズル10は、装着ヘッド32が備えるノズルホルダ40の下端に取り付けられ、着脱可能とされている。そのノズルホルダ40は、装着位置の調整のために装着ヘッド32が有するノズル回転機構(図示省略)によって軸線回りに回転させられるように構成されており、吸着ノズル10は、そのノズルホルダ40に対して相対回転不能に保持される。つまり、吸着ノズル10は、ノズルホルダ40と一体的に回転するように構成されている。なお、そのノズルホルダ40は、概して筒状に形成されたものであり、その内部が、負圧を供給するための通路、つまり、エアを吸引するための吸気通路42(図3参照)とされている。
 次に、本実施例の吸着ノズル10について、図3および図4をも参照しつつ詳しく説明する。図3に、吸着ノズル10の先端側の斜視図を、図4に、吸着ノズル10と部品との関係を示す平面図を、それぞれ示す。図3に示すように、吸着ノズル10は、小径部44と、大径部46と、それら小径部44と大径部46とを繋いでテーパ状に形成されたテーパ部48とから構成されている。その小径部44は、先端が、軸線を挟んで対向する両端側の各々を、抉りとったような形状とされており、その小径部44の先端面が、部品の被吸着面に当接する吸着面50とされる。吸着面50は、図4に示すように、円形から、1本の中心線を挟んだ両端側の各々を、その中心線と平行に切り取ったような形状とされている。つまり、吸着面50は、一方向に延びた形状とされ、その吸着面50の輪郭が、その吸着面50の延びる方向と直交する方向において対向するとともに互いに平行な2つの辺である平行辺52を有する形状とされている。
 上述したように、小径部44は、先端が、軸線を挟んで対向する両端側の各々を、抉りとったような形状とされている。そのため、小径部44は、テーパ部48に繋がる円柱部54と、吸着面50の形状と同じ断面形状で柱状のノズル先端部56と、ノズル先端部54における吸着面50の平行辺54から軸線方向に延びる2つの面と円柱部56とを傾斜面で繋ぐ傾斜面部58とから構成されている。
 また、吸着ノズル10は、吸着面50に開口して上記の吸気通路42の一部として機能する貫通孔60を有している。その貫通孔60の開口、つまり、吸気口62は、上記の吸着面50の延びる方向と同じ方向に長い形状とされている。より詳しく言えば、その吸気口62は、自身が延びる方向の両端側の各々に形成された円形状の円形部64と、それら2つの円形部64の各々をその円形部64の外形の半分の幅で接続する狭幅部66とを含んだ形状とされている。
 そして、本吸着ノズル10は、互いに大きさが異なる2種の部品P1,P2とを吸着して保持することが可能とされている。部品P1は、吸着ノズル10に吸着される被吸着面の寸法が長辺1.0mm,短辺0.5mmとされた部品、いわゆる1005部品である。また、部品P2は、吸着ノズル10に吸着される被吸着面の寸法が長辺1.6mm,短辺0.8mmとされた部品、いわゆる1608部品である。図4(a)には、吸着ノズル10の吸着面50と部品P1の被吸着面との関係を、図4(b)には、吸着ノズル10の吸着面50と部品P2の被吸着面との関係を示している。なお、吸着ノズル10は、それら部品P1,P2を吸着・保持する際には、装着ヘッド32により、自身の長手方向が、部品P1,P2の長手方向とが一致する状態に、調整されるようになっている。
 その図4から分かるように、吸着面50は、2種の部品P1,P2のうちの大きなものであるP2の被吸着面の内側に収まる寸法形状に形成されるとともに、自身の内側に、2種の部品P1,P2のうちの小さなものであるP1の被吸着面が収まる寸法形状に形成されている。また、吸気口62は、2種の部品P1,P2のうちの小さなものであるP1の被吸着面の内側に収まる寸法形状に形成されている。
 本実施例の吸着ノズル10は、吸着面50および吸気口62が上述のような形状とされているため、互いに大きさの異なる2種の部品P1,P2を、安定して吸着・保持することが可能とされてる。特に、2種の部品のうちの小さいものであるP1は、貫通孔52に吸い込まれてしまう虞や、吸着面50に対して部品が傾いて吸着してしまう虞があるが、本実施例の吸着ノズル10は、吸気口62が長手方向の中間部に狭幅部66を有する形状とされているため、その小さい方の部品P1をも安定して吸着・保持することが可能である。また、図4に示したように、吸着面50における上記の平行辺52の間隔が、2種の部品のうちの大きな部品P2の短辺より僅かに小さくされるとともに、小さな部品P1の短辺より僅かに大きくされている。それにより、本実施例の吸着ノズル10によれば、供給フィーダ28における部品間隔が、大きな部品P2においては、ほとんど必要なく、小さな部品P1においても、大きな間隔を空けずに済むようになっている。
 なお、被吸着面が長方形状の部品は、概して直方体形状の角チップであり、その角チップには、抵抗とコンデンサとの2つの種類のものが存在する。それら角チップは、テープに貼り付けられた状態で部品フィーダ28にセットされているため、吸着ノズル10によって吸着して、そのテープから角チップを離脱させるのに充分な吸着力を有する。そして、上記の部品P1は、抵抗の角チップであり、抵抗の角チップは、コンデンサの角チップに比較して、直方体形状の8つの角が角張っている。つまり、抵抗の角チップは、コンデンサの角チップに比較して、テープから離脱させる際に角が引っ掛かりやすく、大きな吸着力が必要となる。さらに、抵抗の角チップの表面は、僅かに丸みを帯びた形状とされている。本実施例の吸着ノズル10は、吸気口62の両端部が、円形状に形成されているため、その円形部64が、丸みを帯びた抵抗の被吸着面に隙間なく当接することができる。したがって、本実施例の吸着ノズル10によれば、上記のような形状の部品であっても、安定して吸着・保持することが可能とされているのである。
 さらに、吸着ノズル10は、図4(b)に示すように、大径部46の内側に、2種の部品のうちに大きなものであるP2が収まるような寸法形状とされている。したがって、本実施例の吸着ノズル10は、部品P2を吸着保持した状態で、その部品をP2が撮像される際に、小径部44の傾斜面部58とテーパ部48とがその部品P2の背景形成部材として機能するため、良好な画像を撮像することが可能である。
 次に、上記の吸着ノズル10を含んで構成される部品装着機20の作業工程について、簡単に説明する。まず、2種の部品のうちに小さなものである部品P1を、部品装着機20において保持する際には、まず、装着ヘッド32が、ヘッド移動装置34により部品フィーダ28の上方に位置させられる。そして、8つの吸着ノズル10のうちの特定位置にある吸着ノズル10がノズル昇降機構によって下降させられ、その吸着ノズルに負圧が供給されて、その部品フィーダ28から供給される部品Pが吸着保持される。この吸着保持動作を、順次各吸着ノズル10について繰り返し行うことで、8つの吸着ノズル10の各々によって部品P1が吸着保持される。
 次いで、部品P1を基板Sに装着する際には、装着ヘッド32が、ヘッド移動装置34により、基板コンベア装置26によって固定された基板Sにおける部品P1の装着位置の上方に位置させられる。そして、特定位置にある吸着ノズル10がノズル昇降機構によって下降させられ、その吸着ノズル10への負圧の供給が断たれて、その部品が装着位置に装着される。この装着動作を、順次各吸着ノズル10について繰り返し行うことで、8つの吸着ノズル10の各々によって吸着保持された部品P1が基板Sに装着される。
 続いて、2種の部品のうちに大きなものである部品P2が、部品P1と同様に、8つの吸着ノズル10の各々によって吸着保持され、その吸着保持された部品P2が基板Sに装着される。つまり、吸着ノズル10を利用した本実施例の部品装着方法は、2種の部品のうちの小さなものであるP1を吸着保持して基板Sに装着する小部品装着工程と、2種の部品のうちの大きなものであるP2を吸着保持して基板Sに装着する大部品装着工程とを含むものとされている。つまり、本実施例の部品装着方法は、2種の部品の各々に対応して2種の吸着ノズルを用意する場合にに比較して、2種の吸着ノズルの一方から他方に交換する行程に掛かる時間分だけ、1つの基板を製造するためのサイクルタイムが短縮されているのである。ちなみに、装着ヘッド32が有する8つの吸着ノズル10は、自動的に交換可能となっており、基板コンベア装置26と複数の部品フィーダ28との間に配置されたノズルストッカ70に、上記2種の部品P1,P2と異なる大きさの2種の部品に対応可能な交換用の吸着ノズルが収容されている。
 以上のことから、本実施例の吸着ノズルを利用することで、1つの基板を製造するのに必要な吸着ノズルの種類を減らすことができる。さらに言えば、本実施例の吸着ノズルを利用することで、1つの部品装着機20において基板Sに装着する部品の種類を増加させることが可能であるため、必要な部品装着機の数をも減らすことが可能である。
 10:吸着ノズル  20:部品装着機  22:ベース  24:ビーム  26:基板コンベア装置  28:部品フィーダ  30:部品カメラ  32:装着ヘッド  34:ヘッド移動装置  40:ノズルホルダ  42:吸気通路  44:小径部  46:大径部  48:テーパ部  50:吸着面  52:平行辺  54:円柱部  56:ノズル先端部  58:傾斜面部  60:貫通孔  62:吸気口  64:円形部  66:狭幅部  70:ノズルストッカ  P1:1005部品(抵抗)  P2:1608部品  S:基板

Claims (7)

  1.  それぞれが長方形状の被吸着面を有してその被吸着面の大きさにおいて互いに異なる2種の部品を吸着して保持することが可能な吸着ノズルであって、
     (a)前記部品の被吸着面に当接する吸着面と、(b)軸線方向に貫通して前記吸着面に開口し、吸気通路として機能する貫通孔とを有し、
     前記吸着面が、前記2種の部品のうちの大きなものの前記被吸着面の内側に収まる寸法形状に形成されるとともに、自身の内側に、前記2種の部品のうちの小さなものの前記被吸着面が収まる寸法形状に形成され、
     前記貫通孔の開口が、前記2種の部品のうちの小さなものの前記被吸着面の内側に収まる寸法形状に形成された吸着ノズル。
  2.  前記吸着面が、一方向に延びた形状とされ、その吸着面の輪郭が、その吸着面の延びる方向である長手方向に直交する方向において対向するとともに互いに平行な2つの辺を有する形状とされ、
     前記貫通孔の開口が、前記長手方向と同じ方向に延びる長穴形状とされた請求項1に記載の吸着ノズル。
  3.  前記貫通孔の開口が、
     前記長手方向の中間部に、その長手方向に直交する方向の寸法が、両端側の半分の寸法に形成された狭幅部を有する形状とされた請求項2に記載の吸着ノズル。
  4.  前記貫通孔の開口が、
     前記長手方向の両端側の各々に、円形状の円形部を有し、それら2つの円形部の各々が、前記狭幅部によって繋がれた形状とされた請求項3に記載の吸着ノズル。
  5.  当該吸着ノズルが、
     小径部と、大径部と、それら小径部と大径部とを繋いでテーパ状に形成されたテーパ部とを含んで構成され、
     前記小径部の先端が、切り欠かれたような形状とされることによって、その小径部の先端に、前記互いに平行な2つの辺を有する形状となる前記吸着面が形成され、
     前記大径部が、自身の断面形状の内側に、前記2種の部品のうちの大きなものが収まる寸法形状に形成された請求項2ないし請求項4のいずれか1つに記載の吸着ノズル。
  6.  当該吸着ノズルが、
     前記被吸着面の大きさにおいて長辺が1.6mmで短辺が0.8mmの部品と、長辺が1.0mmで短辺が0.5mmの部品とを吸着して保持するためのものである請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の吸着ノズル。
  7.  請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載の吸着ノズルを用いて部品を基板に装着する方法であって、
     前記吸着ノズルによって、前記2種の部品のうちの大きなものを吸着して保持し、前記基板に装着する大部品装着工程と、
     前記吸着ノズルによって、前記2種の部品のうちの小さなものを吸着して保持し、前記基板に装着する小部品装着工程と
     を含む部品装着方法。
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