JPS618234A - 電気部品を配向するヘツド及び方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は、いわゆるチップ等の電気部品を配向するた
めのヘッドで、基準面と少くとも一対の対向ジョーを有
するピックアップツールを備え、各ジョーは各月のジョ
ーが相互に接近する方向に移動したとき、ヘッドの他方
のジョーの対応する配向面と協働するように配設された
少くとも１つの配向面を有し、基準面上に支持された部
品は各月のジョーが相互に接近する方向に移動したとき
配向面と係合し、これによって部品を配向せしめるヘッ
ドに関する。

又、本発明は、いわゆるチップ等の電気部品を配向する
方法で、部品をピックアップツールの基準面上に支持す
ること、及び少くとも一対の対向ジョーを相互に接近す
る方向に移動して、これらジョーの対応する配向面を部
品のエツジ部に係合させ、部品を配向せしめることから
成る方法に関する。

（従来の技術、発明が解決しようとする問題点）現代技
術では、各種目的のため電気部品を配向する必要がある
。通常部品が配向されねばならない一つの主な領域は、
電子回路の組立で例えばプリント回路基板等の基板へ部
品を施したり、あるいは例えばワイヤボンディング等の
更なる作業のためチップを位置決めする領域である。電
子部品の取扱いでは、多くの作業において、指定位置に
所望配向で配置するため部品を正確に所望の配向に位１
決めすることが重要である。部品を基板上に正確に配置
するのに、多くの機械がこれまで提案されてきた。一部
の周知な機械はいわゆるピックアップヘッドを有し、こ
のヘッドによって部品が部品供給器から拾われ、適当な
基板上に所望の位置及び配向で配置される。米国特許第
４１３５６３０号及び第４２９０７３２号は共に、電気
部品を拾い上げ、それらを適当な基材上の所望位置に所
望の配向で配置するための機械を記述している。これら
米国特許のそれぞれに記述された機械のピックアップヘ
ッドは、部品をピックアップヘッドつまり真空又は吸引
ツールを保持する手段と、部品をツール」：へ正確に正
しい配向で位置決めするいわゆるツメ又はフィンガとを
有する。この種の機械は、適当なサイズの部品を極めて
正確に配置法めでき、例えばチップを始めいわゆるフラ
ンドパツク、Ｓ、０．スタイルトランジスタ、リードレ
スチップキャリア等の各種異った部品を取扱えるように
構成できる。このような機械は部品の取扱い上多くの点
でかなり満足し得ることが認められているが、一般に極
めて脆いチップの取扱いにおいては、各月の対向ツメ、
フィンガ、ピンセット又はジョー（これらの手段は通常
様々な名称で呼ばれている）間にデツプを把持するため
、例えばチップ片にひび割れや破損を生じ、許容し得な
い高い率でチップに損傷を引き起す。

本発明の目的の１つは、部品の損傷を防止できるような
電気部品を配向するヘッド及び方法を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段、作用）本発明は、基準
面がピンクアップすべき部品と同じ外周形状だが、各寸
法は部品の対応する寸法よりわずかに大きく、部品が配
向されたとき、対応する配向面がピックアップツールの
外周と係合するように配設されている上記のごときヘッ
ドにある。

又、本発明は、基準面がピックアップすべき部品と同じ
外周形状だが、各寸法は部品の対応寸法よりわずかに大
きく、部品が配向されたとき、ジョーの配向面がピック
アップツールの外周と係合するまで、ジョーが部品を付
勢し基準面と整合させるような上記のごとき−Ｆ記の方
法にある。

好ましくは、本発明によるヘッドの各ジョーが複数の配
向面を有し、各ジョーの配向面はヘッドの他方のジョー
の対応する配向面と協働するように配設され、複数組の
配向ジョーを与える。各ジョーが複数の配向面を有する
場合には、ピックアップツールの基準面がヘッドの動作
時複数組の配向面のうち対応する１組の配向面と整合し
て部品を支持するべく配設されるように構造及び構成さ
れるのが好ましい。この点は各種の手段、例えばピック
アップジョーに対して高さが調整可能なツールホルダー
上にピックアップツールを取付けることによって達成で
きる。本発明によるヘッドは、例えばツールボルダ−上
に、ヘッドのピックアップツールを交換可能に装着する
手段を備えているのが便利であり、この場合、ツールは
交換可能に装着され、ツールの基準面が複数ｘ、■の配
向ジョーのうち対応するＩ　１，１１と整合して部品を
支持するべく配設されるのを保証するために、適切な長
ざのツールが選択可能となる。ツールが交換可能に装着
されれば、ヘッドを装着する機械の適切なツール支持体
に広い範囲のツールを便利に支持できる。

好ましくは、本発明によるヘッドは、複数対の対向ジョ
ーを備えている。矩形の部品をを扱うための本発明によ
るヘッドは、２対の対向したピックアップジョーを備え
、各月のジョーは、相互に平行な配向面を有すると共に
、他方の対のジョーの配向面に対し直角に配設され、ピ
ックアップツールの基準面は、矩形であるのが好ましい
。

本発明に基く機械では、部品が任意の適切な手段によっ
て基準面上に支持される；各部品は、ツ−ルの基準面の
開口を通じて与えられる真空により、基準面上に支持さ
れるのが便利である。

本発明の方法を実施するための本発明によるヘッドの動
作において、各月の対向ジョーが相互に接近する方向に
移動されたとき、ジョーの配向面が部品のエツジ部と係
合することによって、部品をピックアップクールの基準
面と整合するように（＝Ｊ勢する。部品が基準面と整合
するその配向位置に達したとき、部品のエツジは、基準
面の幾分大きい外周を越えて突出しなくなり、ジョーの
配向面が基準面の外周においてピックアップツールと係
合することによって、部品が各月の対向ジョー間に挟持
されるのを防ぎ、ジョーが部品を把持することで加わる
圧力のために部品が損傷する可能性を減少させる。

以下に、添付の図面を参照して読むべき、電気部品を配
向するためのピックアップヘッド及びその使用方法の詳
細な説明を示す。但し、以下のピンクアップヘッド及び
方法は、発明の一例を例示し説明するために選んだもの
である。

（実施例） 本発明を実施したピックアップヘッドは、通常、電気部
品を取扱う機械、例えば前出の米国特許に記述された型
の機械内に取付けられる。つまり、本発明を実施するピ
ックアップヘッドが取付けられる周知な機械は、電気部
品を基板上に載置するためのものである。このような機
械は、複数のピックアップツールを支持するツールサポ
ートを備えるのが便利であり、取扱うべき部品に応じて
、ピックアップヘッドで支持されたツールがサポート内
のツールと交換できるように構成されている。

部品を基板上に載置するためのこうした機械は、通常更
に、基板を基準位置に支持する手段と、ピックアップヘ
ッドと基板めサポートを相対的に移動させ、ピンクアッ
プヘッドで支持された部品を基板上の所望位置に所望配
向で配置する手段と、及び、ピックアンプヘッドによっ
て基板へ搬送されるように拾われ配向されるべき部品を
ピックアンプヘッドに供給する手段と、を備えて成る。

部品をピックアップヘッドへ供給する手段は、人きな部
品を支持するいわゆる“スティック”、テープ上に支持
された部品がピックアップヘッドに供給されるテープマ
ガジン等で構成できる。

第１図は、ピックアップツール１４が交換可能に装着さ
れるツールホルダー１２を備えたピックアンプヘッド１
０を示している。ツールホルダー１２は、ヘッドに取付
けられたジａ　　１６に対し上下動自在にヘッド１０に
装着されており、適当な部品供給器（図示せず）から部
品を拾い上げて、その拾い上げた部品を基板（図示せず
）の所望位置に置（。ヘッド１０自体は、好ましくは、
同様にして、上下動自在に装着されており、基板及び部
品供給手段に対してヘッドを適切に位置決めする。又、
ヘッド１０は、その縦軸を中心に回転自在に装着されて
おり、ピックアップツール」二で配向された部品を基板
に対して所望の配向に移動し、基板上に′Ｒ置する。

ピックアップツール１４は、基準面２０で終端となって
いるノーズ部１８を備えている。ツール１４内の通路２
２は、基準面２０を介して開口し１　つ ている。ツールホルダー１２は、ピックアップツール１
４をツールホルダー１２に交換可能に装着する手段を有
する。この装着手段は、ツールホルダーの最下端部にあ
るソケット２４から成り、ツールの軸胴２６がソケット
２４内へ摺動可能に受入れられる。ツールホルダー１２
は、ソケット２４内に受入れられたツール１４の軸胴２
６の凹部２Ｂ内へ向かって弾性付勢される保持手段であ
ってツール１４をホルダー１２上に保持する保持手段を
備えている。保持手段は、ホルダー１２内に係留されて
いるがソケット２４内へと突出した複数つまり一対のボ
ール３０を備え、これらボールは、ホルダー１２の下端
部を取巻きそのハウジングからホルダー１２内へ突出し
たボール３０部分に作用してボール３０をソケット２４
の内方へ付勢する弾性ゴムスリーブ３２によって、ソケ
ット内へと弾性付勢されている。各ツール１４は、ツー
ル１４の突出カラー３６の位置決め面３４がツールホル
ダー１２の最下位置決め面と係合することにより、ツー
ルホルダー１２に対して所定の位置へ正確に位置決めさ
れる。従って、ツールホルダー１２に装着されたツール
の基準面２０は、ツールホルダーに対して所定の位置に
位置決めされる。ツール１４を貫く通路２２は、ツール
ホルダー内の通路を経て、ピックアンプヘッド１０が取
付けられている機械の真空源に接続される。

ジョー］６は、ヘッド１０の本体部（図示せず）に取付
けられたアーム３８の下端部に固定され、ツールホルダ
ー１２がジョー１６に対し基準位置に位置決めされてい
るとき、ピックアップツール１４で支持された部品へ接
近・離反する方向に旋回動自在である。ジョー１６がピ
ックアップツールへ接近・離反する方向に旋回動自在に
アームへ取付けられる一方、ジョーをピックアップツー
ルへ接近・離反する方向に移動自在に取付ける他の手段
も与えられ、例えば、ジョーをスライド路上に取付け、
ピックアップツールへ接近・離反する方向に線形摺動自
在となるようにしてもよい。アーム３８は、任意の手段
、例えば空圧ピストン及びシリンダ機構（図示せず）に
よって内方へ旋回動し、ジョー１６をピックアップツー
ルの方へ移動させるように構成されている。又、アーム
３８は、同じく任意の適当な手段でピックアップツール
１４から離れる方向にジョーを運ぶように移動可能であ
り、アーム３８は、例えば、バネ手段（図示せず）によ
ってピックアップツールから離れる外側へ向かつて付勢
されている。

第２図から明らかなように、ピックアップツール１４の
基準面２０は、ピックアップすべき部品つまりいわゆる
“チップ”４０　（第２図中鎖線で示す）と同じ外周形
状である。しかし、基準面２０の各寸法は、部品の対応
する寸法（矩形チップ４０の長さと巾）よりわずかに大
きい。基準面２０の各寸法は、チップ４０の対応する寸
法よりわずかに大きいが、位置合せされたとき、特定の
ピックアップツールに対応するサイズの電気部品が実質
上全て基準面の境界内に実際に入るのを保証しながら、
上記の寸法差は、できるだけ小さくすることが重要であ
る（公称上同一の部品間にもわずかな寸法差がある点に
留意されたい）。基準１　ζ 面の寸法は、半導体ダイス等精密な部品の場合、配向さ
れるべき部品の対応寸法より２　ｔｈｏｕ　（０，０５
龍）だけ大きくし得るが、一部のキャパシターのように
例えば１０ｔｈｏｕ　（０，２５ｍｍ）まで等部品が大
きい公差を持つ場合には、部品の公称寸法よりもっと大
きくしてもよい。図面に示した本発明を実施するための
装置は、２対の対向したジョー１６を備え（第２図参照
）、これらが協働してチップ４０を配向せしめる。各月
のジョーは、それぞれ配向面４２．４４．４６を有し、
これら配向面は相互に平行である一方、他方の対のジョ
ーの配向面とはほぼ直交して配設されている。それぞれ
のジョーの対応する配向面がヘッドの動作時に協働し、
−絹の配向面を与える。例えば、配向面４４がそのよう
な一糾を与える。

本発明を実施した電子部品を配向する方法において、配
向されるべき部品は、図面に示した本発明を実施する機
械のピックアップツール１４の基準面２０−１−に支持
される。正しいピックアップツール１４がツールホルダ
ー１２内に収納されていれば、ピックアップヘッド１０
と部品マガジンは、相互に整合するように移動し、ピッ
クアップツールは、マガジンの出口位置で部品、例えば
チップ４０と位置合せされる。次いで、ピックアップヘ
ッド１０が下降され、ツールホルダー１２がピンクアッ
プヘッドに対して下降されて、部品をツールの基準面２
０と係合させる。ここで真空が通路２２に与えられ、部
品が基準面２０に対して保持される。真空により基準面
２０に対して保持された部品（一般に所望な配向でマガ
ジンからピックアップツール１４へ与えられている）は
、ツールホルダーがヘッドに対して基準位置に達し、該
当する組の配向面４２．４４．４６がツール１４の基準
面２０に支持された部品つまりチップ４０と位置合せさ
れるまで、ツールホルダーをピックアップヘッドに対し
て上昇させることによって、マガジンから引上げられる
。ツール１４の基準面２０は、チップ４０と同じ外周形
状だが、基準面２０の各寸法はチップ４０の対応する寸
法よりわずかに大きい。ツールホルダー１２がヘッド内
の基準位置に達すると、アーム３８を移動させる手段（
図示せず）が作動されてアームを内方へ旋回動し、各月
の対向ジョーを相互に近づくように移動させる。ジョー
が内方へ移動すると、該当する組の而４２．４４．４６
の配向面がチップ４０のエツジ部と係合し、チップ４０
を付勢して基準面２０と係合させる。チップの各エツジ
が基準面２０の外周形状内に位置するようにチップ４０
が配向されると、ジョーの該当する組の配向面４２．４
４．４６が基準面の周囲においてピックアップツール１
４の外周と係合する。従って、この際、部品４０に把持
力は及ぼされず、部品が損傷する可能性は減じられる。

図示した機械において、ツール１４は、ツールボルダ−
１２内で回転可能であり、最初にホルダー上へ装着され
たとき正確に配向されていないときは、ジョーの配向面
と係合して配向し直される。あるいは、ツール１４がホ
ルダー１２に対して回転可能でなく、常に正しい配向で
装着されているように、ツール１４とホルダー１２を構
成してもよい。

本発明を実施したヘッドで取扱うべき部品の各サイズ及
び形状ブσに、適切なピックアップツール１４が設けら
れねばならない。各ツールは、好ましくは、ツールサポ
ート（図示せず）によって支持されており、ツールは、
ビックアンプヘッドを移動してツールサポートの受入れ
四部と位置合・口し、ピックアンプヘッドを下降しヘッ
ド上のツールを凹部内に下げ、カラー３６をツールサポ
ートのストリッパプレートと係合させ、ピンクアップヘ
ッドを上昇する一方、ツールをストリンパプレートによ
って凹部内に保持し、ツールホルダーをツールから分離
させることにより、容易に交換できる。次いで、ヘッド
とツールサボ−１・が相対的に移動され、ツールホルダ
ーを別のツールと位置合せした後、ボルダ−１２がツー
ルと係合するように下降されてツールの軸胴２６をソケ
ット２４内に受入れ、ストリッパプレートが離れたとこ
ろで、新たなツールを装備したツールホルダーを上昇さ
せる。次いで、この新たなツールが、適切な形状の部品
を部品マガジンからピックアップするｑ のに使われる。部品は、前述したのと同し方法で、ビッ
クアンプヘッドに対して配向される。

配向された部品は、ツールホルダーを下降しくジョー１
６は初めに離されている）部品を基板」−の所望位置に
置くことによって、適当な基板上に載置され、このとき
、ツールホルダーを基板上の該当位置に一致させるため
、ピックアップヘッドと基板とは、相互に相対的に移動
されている。

ピックアンプヘッド１０は、適当な手段（図示せず）に
よって回転できる一方、該当する組の面４２．４４．４
６がピックアンプツールの外周と係合し、千ツブ４０（
ヘッドに対して配向法）を基板に対して所望の配向に回
転させる。ピックアップツール１４の基準面２０は、任
意の適切な手段でジョーの複数組の而４２．４４．４６
のうち該当する１組と位置合せ可能であり、例えば、ツ
ールホルダー１２は、常にピックアップヘッドに対し同
じ基準位置へ上昇されるようにしてもよく、この場合、
ピックアップツール１４のノーズ部１８は、ツールの基
準面２０上に支持された部品９凸 を複数組の配向面４２．４４．４６のうち適切な１組と
位置合せするのに適切な長さとなるように選択される。

あるいは、ピンクアップヘッド１０が、ヘッドに対しツ
ールホルダー１２を幾つかの基準位置のうち適切な１位
置へ上昇させ、ピックアップツール（ツールは既知の長
さのノーズ部１８を有する）の基準面を複数組の配向面
４２．４４．４６のうち適切な１組と位置合せするよう
に構成、配置されてもよい。

（発明の効果） 図面を参照した１−述した本発明によるビックアンプヘ
ッドは、ヘッドによって配向される部品を損傷する可能
性を著しく減じることが見い出されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したヘッドの各部を示す概略正面
図であって、一部を破断した図、第２図はヘッドのピッ
クアップツールで支持された電気部品の配向を示してお
り下から上方を見上げた図である。 １０・・・ヘッド、１４・・・ピックアップツール、１
６・・・ジョー、２０・・・基準面、２２・・・開口、
２Ｂ、３０，３２・・・交換可能な装着手段、４０・・
・部品、４２．４４．４６・・・配向面。 手続補正書（方式） 特許庁長官　　宇　賀　道　部　　殿 １、事件の表示　　　昭和６０年特許願第４７３２３号
２、発明の名称　　　電気部品を配向するヘッド及び方
法３、補正をする者 事件との関係　　出願人 名　称　　　ニーニスエム　コーポレーション４、代理
人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕電気部品（４０）を配向するためのヘッド（１０
   ）であって、基準面（２０）と少くとも一対の対向ジョ
   ー（１６）を有するピックアップツール（１４）を備え
   ており、各ジョー（１６）は、各対のジョー（１６）が
   相互に接近する方向に移動したとき、ヘッド（１０）の
   他方のジョー（１６）の対応する配向面（４２、４４、
   ４６）と協働するように配設された少くとも１つの配向
   面（４２、４４、４６）を有しており、基準面（２０）
   上に支持された部品（４０）は、各対のジョー（１６）
   が相互に接近する方向に移動したとき対応する配向面（
   ４２、４４、４６）と係合し、これによって、部品（４
   ０）を配向せしめるヘッドにおいて、基準面（２０）が
   ピックアップすべき部品（４０）と同じ外周形状である
   が、各寸法は、部品（４０）の対応する寸法よりわずか
   に大きく、部品（４０）が配向されたとき対応する配向
   面（４２、４４、４６）がピックアップツール（１４）
   の外周と係合するように配設されたことを特徴とするヘ
   ッド。 〔２〕各ジョー（１６）が複数の配向面（４２、４４、
   ４６）を有し、各ジョー（１６）の配向面（４２、４４
   、４６）が、ヘッド（１０）の他方のジョー（１６）の
   対応する配向面（４２、４４、４６）と協働するように
   配設され、複数組の配向ジョー（１６）を与えることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のヘッド（１０）
   。 〔３〕ピックアップツール（１４）の基準面（２０）が
   、ヘッド（１０）の動作時、複数組の配向面（４２、４
   ４、４６）のうち対応する１組と整合して部品を支持す
   るように配設されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載のヘッド（１０）。 〔４〕ヘッド（１０）が複数対の対向ジョー（１６）を
   備えたことを特徴する上記特許請求の範囲のいずれか１
   項に記載のヘッド（１０）。 〔５〕ヘッド（１０）がピックアップツール（１４）を
   ヘッド（１０）上に交換可能に取り付ける装着手段（２
   ８、３０、３２）を備えたことを特徴とする上記特許請
   求の範囲のいずれか１項に記載のヘッド（１０）。 〔６〕２対の対向したピックアップジョー（１６）を備
   え、各対のジョー（１６）が相互に平行な配向面（４２
   ４４、４６）を有すると共に、他方の対のジョー（１６
   ）の配向面（４２、４４、４６）に対し直角に配設され
   ており、ピックアップツール（４０）の基準面（２０）
   が矩形であることを特徴とする矩形の部品（１０）を取
   扱うための上記特許請求の範囲のいずれか１項に記載の
   ヘッド（１０）。 〔７〕ヘッド（１０）がツール（１４）の基準面（２０
   ）に開口（２２）を有し、該開口を通じて真空が与えら
   れ、部品（４０）を基準面（２０）上に支持することを
   特徴とする上記特許請求の範囲のいずれか１項に記載の
   ヘッド（１０）。 〔８〕電気部品（４０）を配向する方法であって、部品
   （４０）をピックアップツール（１４）の基準面（２０
   ）上に支持すること、及び、少くとも一対の対向ジョー
   （１６）を相互に接近する方向に移動して、これらジョ
   ー（１６）の対応する配向面（４２、４４、４６）を部
   品（４０）のエッジ部に係合させ、部品（４０）を配向
   せしめることを含む方法において、基準面（２０）がピ
   ックアップすべき部品（４０）と同じ外周形状であって
   、各寸法が部品（４０）の対応寸法よりわずかに大きく
   、部品（４０）が配向されたとき、ジョー（１６）の配
   向面（４２、４４、４６）がピックアップツール（１４
   ）の外周と係合するまで、ジョー（１６）が部品（４０
   ）を付勢し基準面（２０）と整合させることを特徴とす
   る方法。