JPH10242694A - 電子部品の装着ヘッドおよびこれを備えた電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタの管理が容易で、且つ可能な限り吸
引経路の上流側で塵埃を除去することができる電子部品
の装着ヘッドおよびこれを備えた電子部品装着装置を提
供することを目的とする。 【解決手段】 内部に吸引通路３１を形成したヘッド本
体１５と、ヘッド本体１５の下端部に着脱自在に装着さ
れ軸芯に吸引通路３１に連通するノズル孔３２を形成し
た吸着ノズル１２とを備えた電子部品の装着ヘッド９に
おいて、吸引通路３１の上流端部にエアーフィルタ１６
を着脱自在に設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を吸着す
ると共に、吸着した電子部品を基板などに装着する電子
部品の装着ヘッドおよびこれを備えた電子部品装着装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子部品装着装置とし
て、特開平７−３０２９９９号公報に記載のものが知ら
れている。この電子部品装着装置では、装着装置本体を
挟んで、装着装置本体に電子部品を供給する供給部と、
装着装置本体から電子部品の装着を受ける装着部とが配
設され、装着装置本体には、その回転テーブルの外周部
に複数本の吸着ノズルを装着した装着ヘッドが設けられ
ている。回転テーブルは間欠回転しながら、装着ヘッド
を供給部と装着部との間で回転送りし、その際、装着ヘ
ッドは、吸着ノズルで供給系から電子部品を吸着し、こ
れを装着系の基板に装着する。各吸着ノズルにはその軸
芯にノズル孔が形成され、ノズル孔は装着ヘッドの本体
に形成した各ノズル共用の吸引通路に連通している。ま
た、吸引通路は、真空管路を介して真空吸引装置に接続
されている。

【０００３】ところで、この種の電子部品装着装置で
は、吸着ノズルにより電子部品を吸着する場合、同時に
塵埃を吸引してしまい、吸引系の切換バルブなどに悪影
響を及ぼす可能性がある。そこで、上記の真空管路に
は、回転テーブルの外周面に取り付けるようにしてフィ
ルターユニットが介設されている。フィルターユニット
は、周方向に複数個のフィルタを取り付けたフィルタホ
ルダを備えており、複数個のフィルタのうちの１のフィ
ルタが真空管路に臨んでいる。また、フィルタの下流側
に位置して真空管路には切換バルブが組み込まれてい
る。真空管路に臨んでいるフィルタが目詰まりした場合
（実際には定期的に）には、回転テーブルの回転を利用
してフィルタホルダをワンピッチ回転させて、次の新し
いフィルタを真空管路に臨ませるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の電子
部品装着装置では、フィルタを装着ヘッドと真空吸引装
置とを接続する真空管路に介設するようにしているた
め、吸着ノズルからフィルタユニットに至る経路では、
塵埃の吸引を許容することになる。かかる場合、吸着ノ
ズルは着脱可能であるため、そのノズル孔に塵埃が付着
したり詰まったりしても、比較的簡単に取り除くことは
できるが、装着ヘッド本体の吸引通路やフィルタユニッ
トに至る真空管路では、これらを装置から取り外すなど
しないと、塵埃を取り除くことは不可能である。もっと
も、フィルタを吸着ノズルに装着すれば係る不具合は解
消される。しかし、吸着ノズルは、使用個数が多く且つ
電子部品に対応して度々交換されるため、フィルタの吸
着ノズルへの装着や交換時期の管理が極めて煩雑になる
と共に、フィルタの内側に塵埃が付着しないように吸着
ノズルを保管する必要があり、この点でも管理が煩雑に
なることが想定される。

【０００５】本発明は、フィルタの管理が容易で、且つ
可能な限り吸引経路の上流側で塵埃を除去することがで
きる電子部品の装着ヘッドおよびこれを備えた電子部品
装着装置を提供することをその目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品の装着
ヘッドは、内部に吸引通路を形成したヘッド本体と、ヘ
ッド本体の下端部に着脱自在に装着され軸芯に吸引通路
に連通するノズル孔を形成した吸着ノズルとを備えた電
子部品の装着ヘッドにおいて、吸引通路の上流端部にエ
アーフィルタを着脱自在に設けたことを特徴とする。

【０００７】この構成によれば、ヘッド本体の吸引通路
の上流端部にエアーフィルタを設けるようにしているた
め、吸着ノズルを除く吸引経路の最上流端で塵埃を除去
することがてきる。また、エアーフィルタを、吸引通路
の上流端部に着脱自在に設けるようにしているため、吸
着ノズルと同様な形態でエアーフィルタを交換すること
ができる。さらに、エアーフィルタを、吸着ノズルでは
なく、これに対峙する吸引通路の上流端部に設けるよう
にしているため、吸着ノズルの交換と関係なくエアーフ
ィルタを交換することができ、交換時期などの管理が適
切でかつ容易なものになる。

【０００８】この場合、ヘッド本体の下端部は、吸引通
路の上流側部を形成した内筒部と、吸着ノズルの基部が
装着される外筒部とを有し、エアーフィルタは内筒部に
装着されていることが、が好ましい。

【０００９】この構成によれば、吸着ノズルの着脱や気
密性保持に対し、エアーフィルタが邪魔になることがな
く、吸着ノズルを離脱させた状態で、エアーフィルタの
有無を直接視認することができる。

【００１０】この場合、エアーフィルタは、筒状に形成
されたフィルタ本体と、内周面で内筒部に気密に装着さ
れ、外周面にフィルタ本体が装着される有底のフィルタ
ホルダとを有し、フィルタホルダには、一端が外周面に
開口し他端が吸引通路に連通する複数の貫通孔が形成さ
れていることが、好ましい。

【００１１】この構成によれば、ヘッド本体の下端部に
おいて、その内筒部の外周面にフィルタ本体が位置する
ため、フィルタの有効面積は吸引通路の断面積ではな
く、複数の貫通孔の総断面積となり、有効面積を大きく
とることができる。このため、吸引性能の低下を抑制す
ることがてきると共に、フィルタの寿命を延ばすことが
できる。

【００１２】この場合、フィルタホルダの外周面には、
複数の貫通孔に連なる環状溝が形成されていることが、
好ましい。

【００１３】この構成によれば、フィルタの有効面積
が、複数の貫通孔を含む環状溝の表面積となり、より一
層有効面積を大きくすることができる。言い替えれば、
フィルタのほぼ表面全域を防塵のために有効に活用する
ことができ、より一層フィルタの寿命を延ばすことがで
きる。

【００１４】また、本発明の電子部品装着装置は、請求
項１ないし４のいずれかに記載の電子部品の装着ヘッド
を備えた電子部品装着装置であって、装着ヘッドを移動
させるヘッド移動機構と、エアーフィルタを保持可能に
構成されると共に、吸着ノズルを離脱させた装着ヘッド
に相対的に接近し装着ヘッドに対しエアーフィルタを着
脱させるフィルタ着脱機構とを有することを特徴とす
る。

【００１５】この構成によれば、フィルタ着脱機構にエ
アーフィルタを保持させておいて、これに吸着ノズルを
離脱させた装着ヘッドに相対的に接近させることで、エ
アーフィルタを自動で装着（交換）することができる。
もちろん、フィルタ着脱機構のエアーフィルタを保持可
能部分を複数設ければ、エアーフィルタの自動交換も可
能になる。すなわち、装置の稼働を停止させることな
く、エアーフィルタの交換が可能になる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の一実施形態に係る電子部品の吸着ノズルを搭載した
電子部品装着装置について説明する。この電子部品装着
装置は、いわゆる多機能チップマウンタであり、チップ
コンデンサやチップ抵抗などの表面実装部品、およびフ
ラットパックＩＣなどの多リード部品などの各種の電子
部品を実装可能に構成されている。図１は電子部品装着
装置の平面図であり、同図に示すように、この電子部品
装着装置１は、供給された電子部品を基板に装着する装
着装置本体２と、装着装置本体２に表面実装部品などの
小さな電子部品を供給する第１部品供給装置３と、装着
装置本体２に多リード部品などの大きな電子部品を供給
する第２部品供給装置４とを備えている。

【００１７】装着装置本体２は、機台５と、機台５の中
央部にセットテーブル７を有する基板搬送機構６と、１
個または２個の装着ヘッド９を搭載したＸＹステージ８
とを備えている。ＸＹステージ８の作動により、装着ヘ
ッド９が第１部品供給装置３または第２部品供給装置４
に臨んで電子部品をピックアップし、この電子部品を更
にセットテーブル７上にセットされた基板に装着する。
この動作を繰り返して基板への電子部品の装着が完了す
ると、基板は基板搬送機構６により、その搬送路１０上
を先方に送り出され、これに代わって新たな基板がセッ
トテーブル７に導入される。

【００１８】第１部品供給装置３は、カセット形式のテ
ープフィーダ１１を多数、横並びに配設したものであ
り、部品供給側の先端部が搬送路１０に平行な機台５の
一の辺に臨むように、すなわち装着ヘッド９のピックア
ップ領域に臨むように配設されている。各テープフィー
ダ１１には、キャリアテープ（図示では省略）に装填さ
れた状態で電子部品が収容され、電子部品はテープフィ
ーダ１１の先端から１つずつ供給される。

【００１９】第２部品供給装置４は、第１部品供給装置
３が臨む機台５の１の辺に直角に交わる他の１の辺に配
設されている。第２部品供給装置４では、多数個の電子
部品をトレイの上に整列配置し、更にこのトレイを１個
または複数個、パレットＰに搭載し、このパレットＰを
第１部品供給装置３とセットテーブル７との間のピック
アップ位置に臨ませることで、電子部品を装着装置本体
２に供給する。

【００２０】一方、装着ヘッド９の下端部には、電子部
品を吸着する吸着ノズル１２が着脱自在に装着されてお
り、吸着ノズル１２は、電子部品の平面形状や重量など
に対応して交換できるようになっている。この場合、交
換のための吸着ノズル１２は、機台５の上面に配設した
ノズルストッカ１３に収容されており、ノズルストッカ
１３には装着姿勢に保持された複数種の吸着ノズル１２
が横並びにセットされている。また、ノズルストッカ１
３に隣接して、後述するエアーフィルタ１６をストック
するフィルタストッカ１４が配設されいる。

【００２１】次に、図２を参照して、上記のエアーフィ
ルタ１６を搭載した装着ヘッド９について、詳細に説明
する。同図に示すように、装着ヘッド９は、軸芯に吸引
通路３１を形成したヘッド本体１５と、軸芯にノズル孔
３２を形成した吸着ノズル１２と、吸着ノズル１２の基
部３３により隠ぺいされるようにしてヘッド本体１５の
下端部に装着されたエアーフィルタ１６とで、構成され
ている。吸着ノズル１２は装着ヘッド９に気密に装着さ
れており、この状態で吸着ノズル１２のノズル孔３２と
ヘッド本体１５の吸引通路３１とは、エアーフィルタ１
６を介して連通している。また、吸引通路３１の下流端
は、真空管路を介して真空吸引装置に連通している（い
ずれも図示省略）。

【００２２】ヘッド本体１５は、軸芯に上記の吸引通路
３１を形成した段付きの管状部材３４と、管状部材３４
の下部外面に取り付けた把持機構３５とから成り、把持
機構３５は、管状部材３４に固定した支持ブロック３６
と、支持ブロック３６に回動自在に支持された左右一対
の把持アーム３７，３７とで構成されている。支持ブロ
ック３６の下半部は円錐台形状にくり貫かれており、こ
のくり貫かれた部分の周壁（外周部）３８の内周面が、
吸着ノズル１２が気密に嵌合する部位となっている。ま
た、このくり貫かれた部分の中央には、薄肉に形成した
管状部材３４の下端部が突出しており、この突出部位
（内周部）３９の内部が吸引通路３１の下流端部となる
と共に、外周面がエアーフィルタ１６の装着部位となっ
ている。すなわち、上記の周壁３８とこの突出部位３９
との間に構成される空間に、吸着ノズル１２の基部３３
とエアーフィルタ１６とが収容されるように、構成され
ている。

【００２３】各把持アーム３７は、その上下の中間部で
ピン４０を介して支持ブロック３６に回動自在に支持さ
れており、上部で支持ブロック３６との間に介設した圧
縮ばね４１により付勢されることで、下部が吸着ノズル
１２側に回動するようになっている。各把持アーム３７
の下部には、吸着ノズル１２に当接するローラ４２が取
り付けられており、圧縮ばね４１に付勢された両把持ア
ーム３７，３７のローラ４２，４２が、支持ブロック３
６に装着した吸着ノズル１２を把持するようになってい
る。この場合、両ローラ４２，４２は、吸着ノズル１２
のネック部４３の上斜面部に当接し、吸着ノズル１２を
上側に引きつけるようにしてこれを把持している。

【００２４】吸着ノズル１２は、ノズル孔３２を拡開形
成した基部３３と、基部に下側に連なるネック部４３
と、ネック部４３の下側に設けた鍔部４４と、ネック部
４３から鍔部４４を貫通して下方に延びるストレート部
４５とで構成されている。ストレート部４５の下端は電
子部品を吸着する部位であり、鍔部４４は吸着ノズル１
２を上記のノズルストッカ１３に着座させる部位であ
る。また、ネック部４３は上記のように、吸着ノズル１
２が把持機構３５によって把持される部位である。

【００２５】一方、基部３３には、その内側にエアーフ
ィルタ１６を収容すると共に、エアーフィルタ１６を介
してヘッド本体１５の吸引通路３１に連なるチャンバ部
４６が形成され、外周面に支持ブロック３６の周壁３８
の内周面に密着するテーパ部が形成されている。すなわ
ち、円錐台形状にくり貫いて形成した周壁３８の内周面
と、このテーパ部とは相補形状に形成されており、把持
機構３５で上側に引きつけるように吸着ノズル１２を把
持すると、この内周面とテーパ部とが密着して、吸着ノ
ズル１２がヘッド本体１５に気密に装着される。

【００２６】エアーフィルタ１６は、円筒状に形成した
フィルタ本体５１と、外周面にフィルタ本体５１を装着
したフィルタホルダ５２とで構成されている。フィルタ
ホルダ５２は有底のキャップ状に形成され、その内周面
で上記の管状部材３４の突出部位３９に装着され、外周
面にフィルタ本体５１が装着されている。また、フィル
タホルダ５２の上部内周面にはＯリング５３が組み込ま
れており、フィルタホルダ５２は突出部位３９に気密に
装着されている。なお、Ｏリング５３は突出部位３９に
形成した溝に係合することで、エアーフィルタ１６の係
止部材を兼ねている。

【００２７】さらに、フィルタホルダ５２の上下中間部
には複数個の貫通孔５４が形成され、この複数個の貫通
孔５４は、突出部位３９に形成した複数個の小孔３９ａ
に連通している。この場合、複数個の貫通孔５４および
複数個の小孔３９ａは、それぞれ周方向に等間隔に配設
されている。また、フィルタホルダ５２の外周面には、
複数個の貫通孔５４を結ぶ環状溝５５が形成されてい
る。この構成では、チャンバ部４６の吸引エアーは、フ
ィルタ本体５１を通過すると共に、環状溝５５、貫通孔
５４および小孔３９ａを通って吸引通路３１に流れる。
なお、図中の符号５６は、フィルタホルダ５２の下端に
形成した掛止め突起である（詳細は後述する）。

【００２８】次に、図３、図４および図５を参照して、
エアーフィルタ１６の交換（装着）手順について説明す
る。装着ヘッド９は、上記のＸＹステージ８に搭載した
ヘッド昇降機構（ヘッド移動機構）２１に支持されてお
り、ヘッド昇降機構２１により昇降される。一方、エア
ーフィルタ１６は、上記のフィルタストッカ１４に設け
たフィルタ着脱機構２２にセットされている。これらの
図では、交換用のエアーフィルタ１６ａをセットしたも
のと、使用済みエアーフィルタ１６ｂを装着ヘッド９か
ら受け取るものとの、２つのフィルタ着脱機構２２，２
２が設けられている。

【００２９】各フィルタ着脱機構２２は、エアーフィル
タ１６をセットするセット台２３と、エアーフィルタ１
６の掛止め突起５６に係止してこれを挟持する挟持爪２
４と、挟持爪２５を係止および係止解除動作させる駆動
部２５とで構成されている。また、ヘッド昇降機構２１
およびフィルタ着脱機構２２はコントローラ２６に接続
されており、コントローラ２６は、両機構２１，２２の
駆動を制御してエアーフィルタ１２を自動で交換する
（詳細は後述する）。

【００３０】図３は、使用済みのエアーフィルタ１６ｂ
を離脱させる動作を表している。この場合吸着ヘッド９
は、既にその吸着ノズル１２をノズルストッカ１３上に
解放している。図示右側のフィルタ着脱機構２２にはエ
アーフィルタ１６ａがセットされているが、左側のフィ
ルタ着脱機構２２にはエアーフィルタ１６がセットされ
ていない。また、右側のフィルタ着脱機構２２の挟持爪
２４が係止状態にあり、左側のフィルタ着脱機構２２の
挟持爪２４が係止解除状態にある。

【００３１】この状態から装着ヘッド９が左側のフィル
タ着脱機構２２に上側から接近し、エアーフィルタ１６
ｂがセット台２３に突き当たる（実際には直前で停止）
と、装着ヘッド９の下降が停止する同時に挟持爪２４が
掛止め突起５６を挟持するようにして係止動作する。次
に、装着ヘッド９が上昇して、エアーフィルタ１６ｂを
セット台２３上に置き去る。続いて、図４に示すよう
に、装着ヘッド９が右側のフィルタ着脱機構２２の直上
部まで移動した後、再度下降する。この下降により、装
着ヘッド９の突出部位３９がエアーフィルタ１６ａに深
く挿入されると、装着ヘッド９が停止すると同時に挟持
爪２４が係止解除動作する。このようにして、装着ヘッ
ド９にエアーフィルタ１６ａが装着されると、図５に示
すように、装着ヘッド９が、再度上昇し続いて吸着ノズ
ル１２を取りに行く。

【００３２】このように、エアーフィルタ１６を吸着ノ
ズル１２と同様に自動で交換することができるので、電
子部品装着装置１の稼働を停止しなくても、エアーフィ
ルタ１６の交換を行うことができる。このため、部品装
着の一連の動作の中にエアーフィルタ１６の交換動作を
組み入れることができ、この交換動作が部品装着におけ
るタクトタイムに大きな影響を及ぼすことがなくなる。
また、自動交換の為の構造を単純化することができる。

【００３３】また、エアーフィルタ１６を吸着ノズル１
２の装着部であるヘッド本体１５の下端部に設けるよう
にしているため、その着脱を簡単に行うことができると
共に、吸着ノズル１２に設ける場合のようにエアーフィ
ルタ１６や吸着ノズル１２の管理が複雑になることがな
い。また、ヘッド本体１５の吸引通路３１や真空吸引装
置に至る真空管路などに、塵埃か付着したり詰まったり
することがなく、吸引性能の低下も防止することができ
る。一方、エアーフィルタ１６のフィルタ本体５１を、
突出部位３９の外周面に配設するようにしているため、
フィルタ本体５１の有効面積を広くとることができる。

【００３４】なお、エアーフィルタを、自動ではなく手
動で着脱（交換）させるようにしてもよい。また、エア
ーフィルタの交換は、時間、日数、週数、月数などを基
準にして定期的に行うようにしてもよいし、例えば真空
吸引装置側に設けた真空度検出センサの検出値に基づい
て、行うようにしてもよい。さらに、本発明は、従来技
術に記載の高速チップマウンタの装着ヘッドにも適用可
能である。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明の装着ヘッドによれ
ば、エアーフィルタ自体の管理が容易になると共にこれ
を簡単に交換することができる。また、エアーフィルタ
を除塵の効果が最もよく発揮される位置に設けることが
でき、塵埃を効率良く除去することができる。

【００３６】また、本発明の電子部品装着装置によれ
ば、エアーフィルタを自動で交換できるので、交換の手
間および交換の為の時間的なロスを少なくすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る装着ヘッドを搭載し
た電子部品装着装置の平面図である。

【図２】実施形態に係る装着ヘッドの断面図である。

【図３】自動によるエアーフィルタの交換手順（１）を
表した断面図である。

【図４】自動によるエアーフィルタの交換手順（２）を
表した断面図である。

【図５】自動によるエアーフィルタの交換手順（３）を
表した断面図である。

【符号の説明】

１ 電子部品装着装置 ２ 装着本体 ９ 装着ヘッド １２ 吸着ノズル １４ フィルタストッカ １５ ヘッド本体 １６ エアーフィルタ ２１ ヘッド昇降装置 ２２ フィルタ着脱装置 ３１ 吸引通路 ３２ ノズル孔 ３３ 基部 ３８ 周壁 ３９ 突出部位 ５１ フィルタ本体 ５２ フィルタホルダ ５４ 貫通孔 ５５ 環状溝

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に吸引通路を形成したヘッド本体
   と、当該ヘッド本体の下端部に着脱自在に装着され軸芯
   に前記吸引通路に連通するノズル孔を形成した吸着ノズ
   ルとを備えた電子部品の装着ヘッドにおいて、 前記吸引通路の上流端部にエアーフィルタを着脱自在に
   設けたことを特徴とする電子部品の装着ヘッド。
2. 【請求項２】 前記ヘッド本体の下端部は、前記吸引通
   路の上流端部を形成した内筒部と、前記吸着ノズルの基
   部が装着される外筒部とを有し、 前記エアーフィルタは前記内筒部に装着されていること
   を特徴とする請求項１に記載の電子部品の装着ヘッド。
3. 【請求項３】 前記エアーフィルタは、筒状に形成され
   たフィルタ本体と、内周面で前記内筒部に気密に装着さ
   れ、外周面にフィルタ本体が装着される有底のフィルタ
   ホルダとを有し、 前記フィルタホルダには、一端が前記外周面に開口し他
   端が前記吸引通路に連通する複数の貫通孔が形成されて
   いることを特徴とする請求項２に記載の電子部品の装着
   ヘッド。
4. 【請求項４】 前記フィルタホルダの外周面には、前記
   複数の貫通孔に連なる環状溝が形成されていることを特
   徴とする請求項３に記載の電子部品の装着ヘッド。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の電
   子部品の装着ヘッドを備えた電子部品装着装置であっ
   て、 前記装着ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、 前記エアーフィルタを保持可能に構成されると共に、前
   記吸着ノズルを離脱させた前記装着ヘッドに相対的に接
   近し当該装着ヘッドに対し前記エアーフィルタを着脱さ
   せるフィルタ着脱機構とを有することを特徴とする電子
   部品装着装置。