JPH09246790A - 電子部品装着装置 - Google Patents

電子部品装着装置

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JPH09246790A
JPH09246790A JP8051398A JP5139896A JPH09246790A JP H09246790 A JPH09246790 A JP H09246790A JP 8051398 A JP8051398 A JP 8051398A JP 5139896 A JP5139896 A JP 5139896A JP H09246790 A JPH09246790 A JP H09246790A
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JP
Japan
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nozzle
electronic component
suction
spring
tip
Prior art date
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Pending
Application number
JP8051398A
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English (en)
Inventor
Osamu Okuda
修 奥田
Kanji Uchida
完司 内田
Hiroshi Furuya
浩 古屋
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 実装時に吸着ノズルが電子部品をダメージを
与えることなく吸着し、電子回路基板の実装品質を向上
する。 【解決手段】 吸着ノズル16がノズル本体16aと先
端ノズル29とから構成され、ヘッド部6のノズルホル
ダー9にノズル本体16aが着脱可能かつ上下方向に摺
動可能に挿着されると共に、ノズルホルダー9内のバネ
17によってノズル本体16aが下方に付勢される一
方、ノズル本体16aに先端ノズル29が上下方向に摺
動可能に挿着されると共に、ノズル本体16a内のバネ
32によって先端ノズル29が下方に付勢され、部品吸
着時に前記先端ノズル29が電子部品33に当接するよ
うに構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を電子回
路基板上に装着する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子回路基板に電子部品を装着す
るに際し電子部品にダメージを与えずに実装し、電子回
路基板の実装品質を向上することが要求されている。
【0003】(第一従来例)以下、図3〜図4を参照し
ながら、従来の電子部品装着装置の第一例について説明
する。図3は従来の電子部品装着装置の概略全体図であ
り、42は電子回路基板49を搬入搬出する搬送部、4
5はXYロボットであって、電子部品を吸着し電子回路
基板49に装着する吸着ノズルを含むヘッド部46を任
意の位置に位置決めする。43はチップ部品等の電子部
品のリール搭載部品供給部であり、44はQFP等の電
子部品のトレイ搭載部品供給部である。47は電子部品
の吸着姿勢を撮像計測する部品認識カメラで、48は吸
着ノズルを交換し収納するノズルステーションである。
図4はヘッド部46の断面図の一部を示し、吸着ノズル
34のエア経路はその上端が栓35で閉められており、
側方において真空ポンプに接続する接続管が取付けられ
ている。また吸着ノズル34はノズルホルダー36内に
上下摺動でき、ノズルホルダー36内のバネ40とピス
トン39で下方向に付勢されている。さらに、ノズルホ
ルダー36の側周壁に埋め込まれたバネ38と、バネ3
8で付勢されたボール37により吸着ノズル34の上下
方向止めと回転方向止めがなされている。
【0004】次に上記電子部品装着装置の動作について
説明する。電子回路基板49は搬送部42により装着位
置に搬入される。XYロボット45はヘッド部46をリ
ール搭載部品供給部43上に移動し吸着ノズル34は電
子部品41を吸着する。一般に電子部品41の吸着安定
のため、吸着ノズル34は電子部品41の上面に対し若
干低い位置まで下がる。即ち吸着ノズル34の吸着高さ
を電子部品41に対し押し込み気味に設定する。このと
き吸着ノズル34は未だ相当の速度を持ったまま電子部
品41に当接し電子部品41に当接衝撃を与える。吸着
された電子部品41は部品認識カメラ48にて吸着姿勢
を撮像され、この情報をもとに位置補正後電子回路基板
49上に装着される。また、装着される電子部品に応じ
て例えば、トレイ搭載部品供給部44のQFP等の電子
部品を搭載する場合は、ノズルステーション48で適正
な吸着ノズル34に交換し装着動作を行う。
【0005】(第二従来例)以下、図5を参照しなが
ら、従来の電子部品装着装置の第二例について説明す
る。吸着ノズルの下方向への付勢をバネにて行うこと
は、例えば特公昭63−14518号公報等において既
に知られている。図5は従来の電子部品装着装置の第二
例の吸着機構図で、電子部品60を吸着する吸着チャッ
ク59は吸着ロッド53内に設けられたバネ58で下方
向に付勢され、吸着ロッド53は、リンク51の揺動を
受けたシャフト52の上下方向の駆動を、吸着ロッド5
3に設けたツバ54とバネ57に付勢されたブロック5
6を介して受ける。
【0006】次に動作について簡単に説明する。リール
搭載供給された電子部品60は部品供給部62において
吸着チャック59によって吸着され、吸着後の電子部品
60は吸着姿勢を計測され位置補正をなされた後、電子
回路基板61に装着される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記構成においては、
以下の様な課題を有する。
【0008】(第一従来例に対する課題)近年、実装さ
れる電子部品は小型のチップ部品からQFPやコネクタ
等の中型、大型部品まで幅広く存在し、それらに対応す
る吸着ノズルは各種様々である。
【0009】特に装着精度を要求されるQFP等の部品
装着のため、ノズルホルダー36と吸着ノズル34の摺
動部分が長くなる場合や、吸着ノズル34自身がその高
剛性化に伴って重量が約5〜10グラムに達する場合が
ある。また、電子部品装着機にとっては生産性の向上が
必須条件であり、作業タクトの短縮のため吸着、装着の
ための吸着ノズルの上下昇降スピードは年々速くなって
いる。吸着ノズルの重量化と吸着スピードの高速化に伴
い、吸着時の電子部品と吸着ノズルの当接衝撃値は約2
〜3キログラムを超え、耐衝撃荷重の小さいチップコン
デンサーでは90%以上がチップの割れ、欠けを発生し
ている。
【0010】(第二従来例に対する課題)特公昭63−
14518号公報で示された当時の電子部品装着装置は
装着スピードがきわめて遅く、その吸着機構の構成では
吸着時に電子部品と吸着チャック59が当接する際の押
し圧はほとんどバネ58による付勢圧に等しかった。も
し同様の吸着機構で現在の部品装着機のスピードで当接
した場合ほとんど100%の電子部品が破損する。又各
種電子部品の装着に対応するように吸着チャック59の
種類を選択することはできなかった。
【0011】以上のように近年、部品装着機では幅広い
部品範囲に対応し、また同時に生産性向上を実現しつつ
且つ部品ダメージを与えない実装手段が求められてい
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、電子部品を吸着する吸着ノズルが対象と
する電子部品の種類に応じて交換可能であるヘッド部
と、前記ヘッド部を任意の位置に位置決めする機構と、
前記吸着ノズルを交換し収納する機構を備えた電子部品
装着装置において、吸着ノズルがノズル本体と先端ノズ
ルとから構成され、前記ヘッド部のノズルホルダーにノ
ズル本体が着脱可能かつ上下方向に摺動可能に挿着され
ると共に、ノズルホルダー内のバネによってノズル本体
が下方に付勢される一方、ノズル本体に先端ノズルが上
下方向に摺動可能に挿着されると共に、ノズル本体内の
バネによって先端ノズルが下方に付勢され、部品吸着時
に前記先端ノズルが電子部品に当接するように構成さ
れ、かつ電子部品の種類に応じて設けられた各種の吸着
ノズルにおけるノズル本体内のバネが、対象とする電子
部品の種類に応じて、夫々当接時に対象とする電子部品
にダメージを与えない適正なバネ強さに設定されている
ことを特徴とする。
【0013】本発明によれば、吸着時に電子部品に当接
するのは、質量が小さな先端ノズルであり、その際に先
端ノズルをバックアップして付勢力を及ぼすのは主とし
て、電子部品の種類に応じて当接時にダメージを与えな
い適正なバネ強さに設定されたノズル本体内のバネであ
るので、当接時の衝撃を和らげることができる結果、吸
着ノズルによって電子部品をダメージを与えることなく
吸着することができ、電子回路基板の実装品質を向上さ
せることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
〜図2を参照しながら説明する。
【0015】電子部品装着装置の全体概略図である図1
において、2は電子回路基板1を搬入搬出する搬送部、
5はXYロボットであって、電子部品を吸着し電子回路
基板1に装着する吸着ノズル16を含むヘッド部6を任
意の位置に位置決めする。3はチップ部品等の電子部品
のリール搭載部品供給部であり、4はQFP等の電子部
品のトレイ搭載部品供給部である。7は電子部品の吸着
姿勢を撮像計測する部品認識カメラで、8は吸着ノズル
を交換し収納するノズルステーションである。
【0016】ヘッド部6の断面図である図2に示すよう
に、吸着ノズル16はノズル本体16aと先端ノズル2
9とから構成されている。ノズル本体16aはノズルホ
ルダー9内で上下摺動でき、ノズルホルダー9内のバネ
17とピストン18で下方向に付勢され、ノズルホルダ
ー9の側周壁に埋め込まれたボールプランジャー11に
より上下方向止めと回転方向止めがなされている。ノズ
ル本体16aにはその軸心方向に下端開放の軸穴88が
設けられており、この軸穴88に上下方向に摺動可能な
先端ノズル29が挿着されている。またノズル本体16
aは先端ノズル29を下方向に付勢するバネ32と、先
端ノズル29の落下を防止するピン31とを有してい
る。ここでバネ32の付勢力は先端ノズル29が電子部
品33に当接してこれを吸着したとき、先端ノズル29
がピストンとなって上昇するのを弾性的に受け止めるに
適するように設定されている。
【0017】ノズルホルダー9はヘッドボディ19に対
し1対の回転ベアリング20、21で支持され、ヘッド
ボディ19に固設されたθ回転モータ25の出力軸24
にセットボルト26で連結されている。このヘッドボデ
ィ19はLMガイド27のスライダー28に固設され、
図示しない上下駆動軸により自由に昇降可能である。
【0018】次に吸着ノズル16へのエア配管経路につ
いて説明する。ノズルホルダー9の外周に環溝状に設け
られたエア経路13がヘッドボディ19のエア経路22
と接続しコネクタ23を介して真空回路に通じている。
一方、ノズルホルダー9には栓14、15で閉じられた
エア経路12があり、このエア経路12は吸着ノズル本
体16aの軸穴88で形成されるエア経路を介して先端
ノズル29の軸心に形成したエア吸引孔30に通じてい
る。
【0019】次に上記電子部品装着装置の動作について
図1〜図2を用いて説明する。電子回路基板1は搬送部
2により装着位置に搬入される。XYロボット5はヘッ
ド部6をリール搭載部品供給部3上に移動し、吸着ノズ
ル16は電子部品33を吸着する。電子部品33の吸着
安定のため吸着高さは押し込み気味に設定されているた
め、吸着ノズル16における先端ノズル29が電子部品
33と当接するときは速度はゼロになっていない。相当
の速度を持ったまま電子部品33に先端ノズル29が当
接するが、先端ノズル29は吸着ノズル16全体の重量
の10分の一以下の約0.3グラム程度であり電子部品
33にほとんど衝撃を与えない。その際の衝撃値はバネ
32の付勢力とほぼ同じ150グラム程度であり、耐衝
撃力の小さいチップコンデンサーでも全く損傷しない。
吸着後の電子部品33は部品認識カメラ7にて吸着姿勢
を計測され位置補正をなされた後、電子回路基板1に装
着される。
【0020】前記ノズルステーション8には、対象とす
る電子部品の種類に応じて、夫々当接時に対象とする電
子部品にダメージを与えない適正なバネ強さに設定され
たバネ32をノズル本体16a内に備えた各種の吸着ノ
ズル16が収納されている。
【0021】例えば、トレイ搭載部品供給部4のQFP
等の電子部品に用いる吸着ノズル16が配置されている
が、この場合には前記チップコンデンサーに比較して耐
衝撃値が大であるQFP等の電子部品に適するようこの
吸着ノズル16の前記バネ32の付勢力を、上述のもの
に比較して大に設定している。
【0022】各種吸着ノズル16は、ヘッド部6に対し
交換可能に構成されており、具体的にはヘッド部6のノ
ズルホルダー9に吸着ノズル16のノズル本体16a
を、装着動作時に作用する力よりも大きな力で挿入し、
ボールプランジャー11のボールを一旦退避させた後元
の位置に復帰させることにより、吸着ノズル16をノズ
ルホルダー9に挿着することができる。吸着ノズル16
をノズルホルダー9から抜き出すときは逆の操作を行え
ばよい。このような操作を自動的に行うノズル交換手段
(図示省略)が前記ノズルステーション8に配置されて
いる。
【0023】そして電子部品33の種類に応じて、適正
な吸着ノズル16をヘッド部6に装着して、電子部品3
3の装着動作を行っている。
【0024】なお、上記実施形態では主に電子部品吸着
時の当接衝撃値について言及したが、装着時に吸着され
ている電子部品と電子回路基板との当接衝撃についても
全く同様のことが言える。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、吸着ノズルによって電
子部品をダメージを与えることなく吸着することがで
き、電子回路基板の実装品質を向上させることができ
る。
【0026】又吸着ノズルを交換するだけで、耐衝撃値
の小さい微小部品から、耐衝撃値の大きい大型部品まで
幅広い範囲の電子部品の装着動作を適正に行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の電子部品装着装置の全体
概略図である。
【図2】そのヘッド部の断面図である。
【図3】第1の従来例の電子部品装着装置の全体概略図
である。
【図4】そのヘッド部の断面図である。
【図5】第2の従来例の吸着機構を示す図である。
【符号の説明】
1 電子回路基板 2 搬送部 3 リール搭載部品供給部 4 トレイ搭載部品供給部 5 XYロボット 6 ヘッド部 8 ノズルステーション 9 ノズルホルダー 11 ボールプランジャー 16 吸着ノズル 16a ノズル本体 17 バネ 18 ピストン 29 先端ノズル 32 バネ 33 電子部品

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品を吸着する吸着ノズルが対象と
    する電子部品の種類に応じて交換可能であるヘッド部
    と、前記ヘッド部を任意の位置に位置決めする機構と、
    前記吸着ノズルを交換し収納する機構とを備えた電子部
    品装着装置において、吸着ノズルがノズル本体と先端ノ
    ズルとから構成され、前記ヘッド部のノズルホルダーに
    ノズル本体が着脱可能かつ上下方向に摺動可能に挿着さ
    れると共に、ノズルホルダー内のバネによってノズル本
    体が下方に付勢される一方、ノズル本体に先端ノズルが
    上下方向に摺動可能に挿着されると共に、ノズル本体内
    のバネによって先端ノズルが下方に付勢され、部品吸着
    時に前記先端ノズルが電子部品に当接するように構成さ
    れ、かつ電子部品の種類に応じて設けられた各種の吸着
    ノズルにおけるノズル本体内のバネが、対象とする電子
    部品の種類に応じて、夫々当接時に対象とする電子部品
    にダメージを与えない適正なバネ強さに設定されている
    ことを特徴とする電子部品装着装置。
JP8051398A 1996-03-08 1996-03-08 電子部品装着装置 Pending JPH09246790A (ja)

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