JPH02228100A

JPH02228100A - リプレース装置

Info

Publication number: JPH02228100A
Application number: JP1049005A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Isogai; 磯貝　良雄
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-03-01
Filing date: 1989-03-01
Publication date: 1990-09-11
Anticipated expiration: 2012-02-12
Also published as: JP2581205B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕基板に実装された電子部品の表面にリプレースヘッドの
ノズルを接近させることで該電子部品が該リプレースヘ
ッドによって吸着保持されるように形成されたリプレー
ス装置に関し、電子部品の表面に検出棒などを接触させることなく、ノ
ズルの先端との間が所定の隙間になるようにすることを
目的とし、電子部品の表面とノズルの先端との間が所定の隙間にな
ることでリプレースヘッドの降下が停止されるよう該リ
プレースヘッド６４於ける真空度が所定の値に達するこ
とにより信号を昇降部に送出させる真空検出器を設け、
該信号の出力によって該リプレースヘッドの降下を停止
させるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は基板に実装された電子部品の表面にリプレース
ヘッドのノズルを接近させることで該電子部品が該リプ
レースヘッドによって吸着保持されるように形成された
リプレース装置に関する。

半導体素子などの電子部品が実装されることで構成され
たプリント基板では、改造または障害などによって所定
の電子部品を挿脱することが必要となる場合があり、こ
のような場合、基板に対して損傷を与えることのないよ
う電子部品の挿脱が行えることが重要であり、−船釣に
、第４図に示すリプレース装置が用いられ、所定の電子
部品の挿脱が行われている。

第４図のリプレース装置の斜視図に示すように、架台ユ
ニット２５の上部に設けられたＸＹ子テーブル１にホッ
トバス２０を係止し、電子部品が実装された基板がホッ
トバス２０にセットされることが行われる。

また、ＸＹ子テーブル１の上方には着脱する電子部品を
収納する部品収納ハンドラ２３と、光学的手段によって
セットされた基板の基準マークを読み取り、位置決めを
行う基板検出ユニット２４と、旋回ユニット２２および
昇降部３によって移送されるリプレースヘッドｌとがそ
れぞれ配設されている。

そこで、基板をホットバス２０にセットし、オペレータ
パネル２６の操作によって、電子部品を脱抜する場合は
、脱抜すべき個所にリプレースヘッド１をＸＹ子テーブ
ル１および昇降部３の駆動によって移動させ、電子部品
の表面にリプレースヘッドｌの先端を近接させ、例えば
、先づ、加熱した窒素ガス（Ｎ２）をリプレースヘッド
１から噴射させ、電子部品を固着している半田を溶融さ
せ、次に、リプレースヘッドｌからエアの吸引を行い、
リプレースヘッド１に電子部品を吸着させ、吸着した電
子部品を昇降部３の上昇によって持ち上げ、同時に部品
収納ハンドラ２３をリプレースヘッド１の真下に突出さ
せ、リプレースヘッドｌの吸引を停止することで吸着し
た電子部品を落下させ、部品収納ハンドラ２３に脱抜し
た電子部品の収納が行われる。

また、基板に電子部品をボンディングする場合は、前述
と同様にボンディングすべき個所にリプレースヘッド１
をＸＹ子テーブル１および昇降部３の駆動によって移動
させ、電子部品の表面にリプレースヘッドｌの先端を近
接させるこ止によって加熱した窒素ガス（Ｎ２）をリプ
レースヘッド１から噴射させ、半田を溶融させることで
電子部品を基板に固着することが行われる。

このような、ＸＹ子テーブル１および昇降部３の駆動に
よる位置決めは、制御ユニット２７の制御によって行わ
れ、また、ホットバス２０および噴射すべき窒素ガス（
Ｎ２）の温度は温調ユニット２８によってご管理彩れ、更に、Ｘ’ｌテーブル２１の上方は排気ダク
ト３０を有するカバー３１に覆われ、前述の稼働状態は
ワーニングライト２９の点灯によって表示されるように
形成されている。

このようなリプレースヘッド１を脱抜すべき個所または
ボンディングすべき個所の所定個所に位置決めすること
で加熱、および、吸引を行う構成では、確実に半田を溶
融させたり、または、電子部品を吸着させることを効率
良く行うためには、常に、電子部品の表面にリプレース
ヘッド１の先端を近接させた時、その隙間が所定の値に
する必要がある。

しかし、実際には、リプレースへラド１を昇降させるＺ
方向の位置決め精度は、基板の板厚の変動、ソリまたは
電子部品の外径寸法の精度に影響されることになり、高
い位置決め精度を得ることが困難である。

したがって、リプレースヘッドｌを昇降させるＺ方向の
対する位置決め精度の向上が図れることが望まれている
。

〔従来の技術〕

従来は第３図の従来の説明図に示すように構成されてい
た。第３図は従来の説明図で、（ａ）は構成図、　（ｂ
ｌ）　（ｂ２）はノズルの昇降状態の要部側面図である
。

第３図の（ａ）に示すように、昇降部３には固定部材１
３に固着されたモータ３Ａと、モータ３Ａの駆動を駆動
指令りによって制御する駆動制御回路３Ｂとが備えられ
、ノズル２が形成されたリプレースへラド１がモータ３
Ａに係止され、矢印へのように昇降される。

また、リプレースヘッド１には気体送出部６の窒素ガス
ボンベ６Ａから送出される窒素ガス（Ｎ２）がヒータ６
Ｂによって加熱されることでバルブ４Ｂを介して送出さ
れ、ノズル２Ａから気体８として窒素ガス（Ｎ２）の噴
出が点線で示すように行われるように形成されている。

一方、リプレースヘッド１からバルブ４Ａを介してエア
７の吸引が吸引部５の真空ポンプ５Ａによって行われる
ように形成されている。

この吸引は、エアボンベ！Ｂから圧搾空気が真空ポンプ
５Ａに送出され、矢印のように噴出させることで行われ
る。

そこで、基板９に実装された所定の電子部品１０Ａを脱
抜する場合は、先づ、前述のｘＹ子テーブル１の移送に
よってリプレースヘッド１を脱抜すべき電子部品１０Ａ
の直上に位置させ、モータ３Ａの駆動によって降下させ
、ノズル２の先端２Ａと電子部品１０Ａの表面１１Ａと
間に所定の隙間Ｋが保持されるようにリプレースヘッド
１の降下を停止させ、バルブ４Ｂを矢印のようにスライ
ドさせ、加熱された窒素ガス（Ｎ２）をノズル２から点
線の矢印に示すように噴射させ、電子部品１０Ａのリー
ドビンに固着されている半田の溶融を行う。

この場合、窒素ガス（Ｎ２）は気体送出部６ではセンサ
Ｔ１によって、また、ノズル２ではセンサＴ２によって
、それぞれ温度がチエツクされ、所定の温度より低下し
ている場合はヒータ６Ｂおよび１４によって加熱され、
常に、所定の温度によってノズル２から噴出されるよう
に配慮されている。

次に、バルブ４Ｂのスライドによって加熱された窒素ガ
ス（Ｎ２）の送出を停止させ、バルブ４Ａの矢印のスラ
イドによって真空ポンプ５Ａによる吸引を行い、ノズル
２から矢印に示すようにエア７の吸引を行い、ノズル２
の先端静によって電子部品１０＾を吸着させる。

このようにノズル２の先端２Ａに吸着された電子部品１
〇八はモータ３Ａの駆動によって上昇され、リプレース
ヘッド１に固着されたブロック１７をセンサＴ３が検出
することで駆動制御回路３Ｂに上昇停止信号ＳＡが出力
され、リプレースヘッドｌの上昇が停止され、ノズル２
はホームポジション１１．Ｐの位置まで上昇し、基板９
から電子部品１０Ａを脱抜することが行われる。

また、基板９の所定個所に電子部品１０Ａをボンディン
グする場合は、前述と同様のノズル２の先端２Ａと電子
部品１０Ａの表面１１Ａと間に所定の隙間Ｋが保持され
るようにリプレースヘッドｌの降下を所定個所に停止さ
せ、窒素ガス（Ｎ２）をノズル２から点線の矢印に示す
ように噴射させることによって行われる。

このようなリプレースヘッド１の降下によりノズル２の
先端２Ａと電子部品１０Ａの表面１１八と間に所定の隙
間Ｋを保持させることは（ｂｌ）に示すように、基板９
をセットする積載テーブル１５から電子部品１０Ａの表
面１１Ａの高さＨｎと、積載テーブル１５からリプレー
スヘッド１の先端２Ａが位置するホームポジションＨ，
Ｐまでの距離ＺＫとをそれぞれ測定し、リプレースヘッ
ド１をＺＫ　−（ｔａｎ　＋Ｋ）　＝Ｚｎの距離だけ降
下させることで隙間Ｋを保持させることが行われていた
。

しかし、実際には、高さＩｎは基板９の板厚バラツキお
よびソリ、更に、電子部品１０Ａの外形寸法の精度に影
舌されるため、算出されたＺｎの距離によってリプレー
スヘッドｌを降下させても、所定の隙間Ｋが得られない
。

したがって、（ｂ２）に示すように、昇降される検出棒
１６によって電子部品１〇への表面１１Ａの位置を検出
することが行われていた。

この検出棒１６はリプレースへラド１を所定の電子部品
１０Ａの直上に移送させる前に、所定の電子部品１０Ａ
の直上に移送することで予め、電子部品１〇への表面１
１Ａの位置を検出し、降下すべき値を算出するようにし
たものである。

検出棒１６による位置検出は、検出棒１６のホームポジ
ションｈ、Ｐから降下させ、検出棒１６の先端が電子部
品１０Ａの表面１１Ａに当接される距離Ｚ、を測定する
。

この測定は、検出棒１６を所定の押圧力Ｐによって徐々
に降下させ、検出棒１６の先端が電子部品１０Ａの表面
１１Ａに当接されることで押圧力Ｐが大きくなることで
検知することができる。

そこで、距ｇＩ！ＺＰにリプレースヘッド１と検出棒１
６との互いのホームポジションＨ，Ｐとり、Ｐとの差Ｃ
を加え、（Ｚｐ　＋Ｃ）　　Ｋ　＝Ｚ　ｈによってリプ
レースヘッドｌの降下すべき距ｆＭｚｈの決定を行って
いた。

尚、このような電子部品の脱抜およびポンディングは第
２図命自≠に示すバンプによって基＋Ｊｉ９に実装され
た電子部品１０Ｂであっても電子部品１０Ａの場合と同
様に行うことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような検出棒１６によってその都度実際の
電子部品１０ＡまたはＩＯＨの表面１１Ａ、　１１Ｂの
位置を検出することでは作業工数を要し、作業能率が低
下する問題を有していた。

また、検出棒１６の降下によって電子部品１０Ａ、１０
Ｂを押圧することは、電子部品１０Ａ、　ＩＯＢにスト
レスを与えることになり、好ましくない。

そこで、本発明では、電子部品の表面に検出棒などを接
触させることなく、ノズルの先端との間が所定の隙間に
なるようにすることを目的とする。

（課題を解決するための手段〕第１図は本発明の原理説明図である。

第１図に示すように、電子部品１０の表面１１とノズル
２の先端加との間が所定の隙間Ｋになることでリプレー
スヘッド１の降下が停止されるよう該リプレースヘッド
１に於ける真空度が所定の値に達することにより信号Ｓ
を昇降部３に送出させる真空検出器１２を設け、該信号
Ｓの出力によって該リプレースヘッド１の降下を停止さ
せるように構成する。

このように構成することによって前述の課題は解決され
る。

〔作用〕

即ち、リプレースヘッド１に於ける真空度が所定の値に
達することにより信号Ｓを昇降部３に送出させる真空検
出器１２を設け、リプレースヘッド１のノズル２からエ
ア７の吸引が行われる状態で徐々にリプレースヘッド１
を降下させる。

この場合、ノズル２の先端２Ａが電子部品１０の表面１
１に近接されるに従って、リプレースヘッド１に於ける
真空度が高（なるため、その真空度が所定の値になるこ
とで真空検出器１２から信号Ｓが出力されることになる
。

したがって、真空検出器１２から信号Ｓが出力されるこ
とで昇降部３はリプレースヘッドｌの降下を停止させる
ことによりノズル２の先端２Ａと電子部品１０の表面１
１との間に所定の隙間にを形成させるようにしたもので
ある。

したがって、従来のような検出棒１６を電子部品■０に
押圧させることが不要となり、かつ、非接触のため、電
子部品１０に対してストレスを与えることのな−いよう
にすることができ、工数の削減および信頼性の向上が図
れる。

〔実施例〕

以下本発明を第２図を参考に詳細に説明する。

第２図は本発明による一実施例の説明図である。

全図を通じて、同一符号は同一対象物を示す。

第２図に示すように、吸引部５の真空ポンプ５Ａによる
吸引による真空度を検出する真空検出器１２である真空
スイッチ１２Ａを設け、真空度が所定の値に達すること
でＯＮとなり、信号Ｓが駆動制御回路３Ｂに出力され、
駆動制御回路３Ｂによってリプレースヘッド１の降下が
停止されるようにしたもので、その他は前述と同じ構成
である。

そこで、基板９に実装された所定の電子部品１０＾を脱
抜する場合は、先づ、前述のＸＹテーブル２１の移送に
よってリプレースヘッド１を脱抜すべき電子部品１０Ａ
の直上に位置させ、モータ３Ａの駆動によって降下させ
、同時に、バルブ４＾を開放状態にし、真空ポンプ５Ａ
による吸引を行うことでノズル２の先端２Ａを電子部品
１０Ａの表面１１Ａに近接させる。

この場合、ノズル２の先端２Ａが電子部品１０Ａの表面
１１Ａに近接するにしたがって、ノズル２の先端２Ａか
ら吸引されるエア７の量が制限されることになり、近接
するにしたが真空度が上昇し、その真空度が所定の値に
達することで真空スイッチ１２八からの信号Ｓによって
モータ３への駆動が停止され、リプレースヘッド１の降
下が停止される。

このようにしてリプレースへ・／Ｎ１の降下を停止させ
ることでノズル２の先端２Ａと電子部品１０Ａの表面１
１Ａとの間に所定の隙間Ｋが得られる。

次に、バルブ４Ａを閉塞させ、真空ポンプ５Ａによる吸
引をカットし、バルブ４Ｂの開放によって気体送出部６
から加熱した窒素ガス（ＮＺ）をノズル２より噴出させ
、以下は前述と同様に半田の溶融によって電子部品１０
Ａの脱抜を行う。

また、基板９に所定の電子部品１０Ａをボンディングす
る場合も、同様に、リプレースヘッド１の降下時に、真
空ポンプ５八による吸引を行うことでノズル２の先端２
Ａを電子部品１０Ａの表面１１Ａに近接させることでリ
プレースヘッドｌを所定の位置に停止させることができ
、リプレースヘッド１の停止後、加熱した窒素ガス（Ｎ
２）をノズル２より噴出させることで行うことができる
。

したがって、ノズル２の先端２Ａと電子部品１０Ａの表
面１１Ａとの間に所定の隙間Ｋを保持させることは、従
来のような電子部品１０Ａ、　ＩＯＢを押圧するような
ことは不要であり、非接触によって行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、真空スイッチを
設け、ノズルの先端からエアの吸引を行いながらリプレ
ースヘッドの降下を行うことで、ノズルの先端が電子部
品の表面に近接されることによって真空度が上昇され、
その真空度が所定の値に達することでリプレースヘッド
の降下を停止させることによってノズルの先端と電子部
品の表面との間に所定の隙間を保持させることができる
。

したがって、従来のような検出棒を電子部品に当接させ
ることでの高さを測定し、リプレースヘッドの降下距離
を算出する必要がなく、非°接触であるため、電子部品
に対するストレスを与え、ることがなく、しかも、余分
な検出工数を費やすことがな（、品質の向上および工数
の削減が図れ、実用的効果は大である。

３は昇降部。

５は吸引部。

７はエア。

９は基板２１１は表面。

４Ａ、４Ｂはバルブ。

６は気体送出部。

８は気体。

１０は電子部品。

２Ａは先端を示す。

【図面の簡単な説明】

第３図は従来の説明図で、（ａ）は構成図、　（ｂｌ）
（ｂ２）はノズルの昇降状態の要部側面図。第４図はリプレース装置の斜視図を示す。図において、１はリプレースヘッド、２はノズル。３！ｌ叫部ネ光明ｎ和右側起第１２放射１０月口１３　口（イのり（ｂｌ）（か２）イｌ−１／ｌふｙＬ明日第　３　ロ（）ｅの２）

Claims

【特許請求の範囲】吸引部（５）によるエア（７）の吸引がバルブ（４）を
介して行われ、ノズル（２）を有するリプレースヘッド
（１）と、該リプレースヘッド（１）にバルブ（４Ａ）
を介して接続され、エア（７）の吸引を行う吸引部（５
）と、該リプレースヘッド（１）にバルブ（４Ｂ）を介
して接続され、加熱した気体（８）の送出を行う気体送
出部（６）と、該リプレースヘッド（１）を昇降する昇
降部（３）とを備え、基板（９）に実装された電子部品
（１０）の表面（１１）に該ノズル（２）を接近させる
よう該昇降部（３）によって該リプレースヘッド（１）
が降下され、該ノズル（２）から該エア（７）の吸引、
および、該気体（８）の噴出を行うことによって該電子
部品（１０）の脱着を行うリプレース装置において、前記表面（１１）と前記ノズル（２）の先端（２Ａ）と
の間が所定の隙間（Ｋ）になることで前記リプレースヘ
ッド（１）の降下が停止されるよう該リプレースヘッド
（１）に於ける真空度が所定の値に達することにより信
号（Ｓ）を前記昇降部（３）に送出させる真空検出器（
１２）を設け、該信号（Ｓ）の出力によって該リプレー
スヘッド（１）の降下を停止させることを特徴とするリ
プレース装置。