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【発明の名称】 チップ状回路部品マウント装置
【発明者】 【氏名】柿島 雅之

【氏名】深井 喜久司

【要約】 【課題】チップ状回路部品がテンプレートの収納部に正常に収納されていないとき、マウント装置の動作を止めることなく、容易にそのリカバリーを行う。

【解決手段】チップ状回路部品aを分配、供給するディストリビュータと、これから供給されるチップ状回路部品aを収受するテンプレート6と、回路基板bを搬送するコンベアと、チップ状回路部品aを回路基板にマウントするサクションヘッドとを備える。テンプレート6がディストリビュータからサクションヘッドに移動する経路上に、テンプレート6の収納部61内に倒伏せずに収納されているチップ状回路部品aを取り出す第一の部品チャック51と、テンプレート6の盤面上にあるチップ状回路部品aを取り上げる第二の部品チャック52を備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 チップ状回路部品(a)がバルク状に収納される複数の容器(1)、(1)…と、各容器(1)、(1)…の中に収納されたチップ状回路部品(a)を分配、供給するディストリビュータ(2)と、このディストリビュータ(2)から供給されるチップ状回路部品(a)を収受する収納部(61)が所定の位置に配置されたテンプレート(6)と、チップ状回路部品(a)をマウントすべき回路基板(b)を搬送するコンベア(7)と、前記テンプレート(6)の収納部(61)に収納された回路部品を同収納部の中から吸着し、吸着したチップ状回路部品(a)を前記回路基板(b)にマウントするサクションヘッド(8)とを備えるチップ状回路部品マウント装置において、テンプレート(6)がディストリビュータ(2)からサクションヘッド(8)に移動する経路上に、テンプレート(6)の収納部(61)内に倒伏せずに収納されているチップ状回路部品(a)を取り出す第一の部品チャック(51)と、テンプレート(6)の収納部(61)及び、テンプレート(6)の盤面上にあるチップ状回路部品(a)を取り上げる第二の部品チャック(52)とを備えることを特徴とするチップ状回路部品マウント装置。
【請求項2】 ディストリビュータ(2)からサクションヘッド(8)に移動する経路の途中に、テンプレート(6)の収納部のチップ状部品(a)の収納姿勢を検査する検査手段を配置し、第一の部品チャック(51)は、前記検査手段により、チップ状回路部品aが倒伏せずに収納されていることが検知された収納部(61)からチップ状回路部品(a)を取り出すことを特徴とする請求項1に記載のチップ状回路部品マウント装置。
【請求項3】 第二の部品チャック(52)は、テンプレート(6)がその下を通過するときに、同テンプレート(6)の盤面上及び収納部にあるチップ状回路部品(a)を全数取り上げるものであることを特徴とする請求項1または2に記載のチップ状回路部品マウント装置。
【発明の詳細な説明】【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回路基板上にチップ状回路部品をマウントする装置に関し、回路基板上にマウントしたチップ状回路部品をその場で回路基板上のランド電極に半田付けするチップ状回路部品マウント装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来において、回路基板の所定の位置にチップ状回路部品をマウントする場合、概略図10に示すような自動マウント装置を用いて次のようにして行なわれていた。複数の容器1、1…の中にバルク状に収納されたチップ状回路部品を、エスケープメント機構を有する送出部11から、ディストリビュータ2に配管された複数本の案内チューブ21、21…に一つずつ送り出す。このディストリビュータ2は、上下に固定したパネル23、22の間に案内チューブ21、21…を配管したもので、この案内チューブ21、21…は、上側のパネル23において、送出部11からチップ状回路部品を送り出す送出口の真下に接続され、下側のパネル22において、回路基板bへチップ状回路部品を搭載する搭載パターンに合わせて接続されている。
【0003】このディストリビュータ2の下側のパネル22の真下に、テンプレート6が配置される。このテンプレート6上には、チップ状回路部品を収納すべき収納部61、61…が配置されている。この収納部61、61…は、回路基板bへチップ状回路部品を搭載する搭載パターンに合わせて配置されており、テンプレート6がディストリビュータ2の真下に配置されたとき、前記下側のパネル22に接続された案内チューブ21、21…の下端と、収納部61とが上下に対応するようになっている。さらに、この収納部61の底面には、テンプレート6を貫通する通孔が開設されていると共に、このテンプレート6の下に真空ケース4が当てられ、排気管5を通して真空ケース4内が真空とされる。これによって、テンプレート6の下面が負圧に維持され、案内チューブ21、21…内に、上から下へと空気の流れが形成される。そのため、前記送出部11から送り出されたチップ状回路部品aが、案内チューブ21、21…内を強制搬送され、テンプレート6上のそれぞれの収納部61、61…に収受される。
【0004】次に、各収納部61、61…にチップ状回路部品を収納したテンプレート6が、ガイド65に沿ってサクションヘッド8側に移動する。その途中のテンプレート6が通過する上下に、受光器9と光源15とがそれぞれ配置されている。前記収納部61の底にテンプレート6を貫通して形成された前記通孔を通して、前記光源15で発光した光が受光器9で受光されるか否かによって、各収納部61、61…内にチップ状回路部品が正常に収納されているか否かが検査される。この検査の結果、一部の収納部61、61…の通孔から光が漏れ、これが受光器9で受光されると、制御器16により装置の運転が停止され、収納部61、61…にチップ状回路部品が正常に収納されていない原因の把握やそのリカバリーが行われる。他方、検査の結果、全ての収納部61、61…の通孔から光が漏れていないときは、テンプレート6がサクションヘッド8の真下に移動する。
【0005】サクションヘッド8には、回路基板へのチップ状回路部品の搭載位置に合わせて図示されてないセットノズルが下方に突設されている。サクションヘッド8が下降し、その前記セットノズルの先端がテンプレート6の収納部61、61…のチップ状回路部品を吸着し、保持した後、サクションヘッド8が上昇する。その後、テンプレート6がサクションヘッド8の下から退避し、ディストリビュータ2の下に戻る。
【0006】他方、サクションヘッド8の下には、コンベア7によって回路基板bが搬送されてくる。サクションヘッド8が回路基板bへ向けて下降し、サクションヘッド8のセットノズルの先端に吸着したチップ状回路部品が回路基板b上に当てられる。これにより、チップ状回路部品が予め回路基板上のランド電極間に塗布された接着剤で仮固定される。その後、セットノズル31の先端の負圧が解除されると共に、サクションヘッド8が上方に復帰する。その後、回路基板bがリフロ炉へ送られ、ランド電極上に予め塗布したクリーム半田等の半田が一旦リフロされた後、硬化することで、ランド電極にチップ状回路部品aの両端の端子が半田付けされる。
【0007】
【発明が解決しようとしている課題】前述したように、前記チップ状回路部品マウント装置では、ディストリビュータ2の下サクションヘッド8の下へとテンプレート6が移動する間に、テンプレート6の収納部61、61…にチップ状回路部品が正常に収納されているか否かが検査される。このとき、収納部61、61…に正常にチップ状回路部品aが収納されていないときは、その都度マウント装置を停止し、チップ状回路部品aの姿勢の修正や交換、或いはチップ状回路部品aの補充をする必要があった。
【0008】また、チップ状回路部品aがテンプレート6の収納部61、61…に入らず、テンプレート6の盤面上にこぼれている場合、そのままチップ状回路部品aの動作を続けると、ディストリビュータ2やテンプレート6を破損する原因となる。そのため、テンプレート6の何れかの収納部61、61…にチップ状回路部品aが収納されていない、いわゆる欠品が発生したときは、マウント装置を停止して、テンプレート6の上にチップ状回路部品aがこぼれていないか否か検査し、チップ状回路部品aをテンプレート6上から取り除く必要があった。このようなトラブルが多く発生すると、マウント装置の稼働率が低下すると共に、オペレータの負担が増大し、生産性の低下をもたらす。
【0009】そこで本発明は、前記従来のチップ状回路部品マウント装置の欠点を解決すべくなされたもので、その目的は、チップ状回路部品がテンプレートの収納部に正常に収納されていない状態及びチップ状回路部品がテンプレートの盤面上にこぼれている状態の何れのケースであっても、マウント装置の動作を止めることなく、容易にそのリカバリーが行えるようにするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】すなわち、前記目的を達成するため、本発明では、チップ状回路部品aがテンプレート6の収納部61に正常な姿勢で収納されていないときは、そのチップ状回路部品aを第一の部品チャック51で取り出すと同時に、チップ状回路部品aが収納部61からこぼれてテンプレート6の盤面上にあるときは、前記第一の部品チャック51とは別の第二の部品チャック52でテンプレート6の盤面上からチップ状回路部品aを取り上げることが出来るようにした。
【0011】すなわち、本発明によるチップ状回路部品マウント装置は、チップ状回路部品aがバルク状に収納される複数の容器1、1…と、各容器1、1…の中に収納されたチップ状回路部品aを分配、供給するディストリビュータ2と、このディストリビュータ2から供給されるチップ状回路部品aを収受する収納部が所定の位置に配置されたテンプレート6と、チップ状回路部品aをマウントすべき回路基板bを搬送するコンベア7と、前記テンプレート6の収納部に収納された回路部品を同収納部の中から吸着し、吸着したチップ状回路部品aを前記回路基板bにマウントするサクションヘッド8とを備え、テンプレート6がディストリビュータ2からサクションヘッド8に移動する経路上に、テンプレート6の収納部61内に倒伏せずに収納されているチップ状回路部品aを取り出す第一の部品チャック51と、テンプレート6の収納部61及び、テンプレート6の盤面上にあるチップ状回路部品aを取り上げる第二の部品チャック52とを備えることを特徴とするものである。
【0012】このチップ状部品マウント装置では、基本的に前述と同様の動作で、チップ状回路部品aが回路基板b上に搭載される。すなわち、容器1、1…からディストリビュータ2で分配され、テンプレート6の収納部に収納されたチップ状回路部品aがサクションヘッド8でテンプレート6から取り上げられ、サクションヘッド8によってチップ状回路部品aが回路基板b上に搭載される。
【0013】この過程で、ディストリビュータ2側から送られてきたチップ状回路部品aは、テンプレート6の収納部61に倒伏した姿勢で収納されていなければならない。さもなくば、後述するサクションヘッド8で収納部61からチップ状回路部品aを取り出し、これを正常な姿勢で回路基板上に搭載することができない。そこで、CCDカメラ等のイメージセンサを備える検査手段により、各収納部61のチップ状回路部品aの有無と共に、それら収納部61のチップ状回路部品aの収納姿勢を検知する。そして、チップ状回路部品aが正常でない姿勢、例えば立った状態で収納部61に収納されているとき、第一の部品チャック51をその収納部61まで移動させて、このチップ状回路部品aを収納部61から取り出す。
【0014】また前述のように、チップ状回路部品aがテンプレート6の収納部61、61…に入らず、テンプレート6の盤面上にこぼれている場合、そのままチップ状回路部品aの動作を続けると、ディストリビュータ2やテンプレート6を破損する原因となる。そこで、第二の部品チャック52をテンプレート6の盤面に沿って移動させて、テンプレート6の盤面上にあるチップ状回路部品aを取り除く。この第二の部品チャック52は、テンプレート6の盤面上及び収納部にあるチップ状回路部品aを取り除き、収納部61、61…に収納されているチップ状回路部品aは取り出さない。
【0015】その後、テンプレート6をディストリビュータ2の下に戻し、チップ状回路部品aが収納されていないテンプレート6の収納部61、61…のみにチップ状回路部品aを供給する。その後、再度欠品、異常姿勢等を検知した後、テンプレート6をサクションヘッド8の下に移動させる。そこで前述のようにして、同サクションヘッド8でテンプレート6の収納部21、21…からチップ状回路部品aを取り出し、回路基板上に搭載する。
【0016】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。本考案によるチップ状回路部品マウント装置の全体の構成は、図10により、既に述べた通りである。すなわち、チップ状回路部品をバルク状に収納した容器1が複数配置され、その下にディストリビュータ2が配置されている。図4と図5に示すように、容器1は、漏斗状の底面を有し、この底面が最も低くなった中央部に通孔が開設されている。さらに、この通孔から部品排出パイプ11の上端がスライド自在に嵌め込まれ、同パイプ11の上端が容器1の中に挿入されている。図示の場合、部品排出パイプ11は、容器1の中心軸にほぼ一致するよう挿入され、その上端は斜に開口している。
【0017】前記容器1は、フレーム11に対して上下動自在に取り付けられている。また、第5図に示したように、容器1にはブラケット18を介してカム機構17が連結され、このカム機構17には、伝達機構19を介してモータ15から動力が伝達される。これにより、容器1は上下に往復駆動される。図4において、二点鎖線で示したのは、容器1の上下動に伴う排出パイプ11の相対的な動きを示す。この容器1の上下動により、その中のチップ状回路部品aが1つずつ排出パイプ11の中に一列になって送り出される。
【0018】前記部品排出パイプ11の下端には、ディストリビュータ2の案内チューブ21、21…にチップ状回路部品aを1つずつ逃がすエスケープメント機構が設けられている。すなわち、前記部品排出パイプ12の下端とディストリビュータ2の案内チューブ21、21…との間に、フレームベース11上を図4において矢印方向に往復スライドする板状のスライダ13が配置されている。このスライダ13には、チップ状回路部品aが1個だけ入る部品収納孔14が開設され、同スライダ13の往復により、この部品収納孔14が前記部品排出パイプ12の下端と案内チューブ21、21…の上端との間を往復する。これにより、部品排出パイプ12の位置で、同パイプ12から1つだけ部品収納孔14に収められ、スライダ13のスライドにより、部品収納孔14が案内チューブ21に移動したところで、チップ状回路部品aがディストリビュータ2の案内チューブ21へ送り出される。
【0019】ディストリビュータ2は、フレームを介して上下に水平に対向保持された一対のプレート22、23(図10参照)を有し、これらプレート22、23の間に可撓性の案内チューブ21、21…が配管されている。この案内チューブ21、21…の上端側は、前記フレームベース11に設けた部品通過孔に各々接続するよう上のプレート23に接続され、その下端側は、後述するテンプレート6の収納部61に各々対応する位置で下側のプレート22に接続されている。
【0020】図6に示すように、ディストリビュータ2の下側のプレート22の下には、チップ状回路部品の回路基板へのマウント位置に合わせてチップ状回路部品aを収納する収納部61を設けたテンプレート6が挿入される。このとき、ディストリビュータ2の下側のプレート22に固定された前記案内チューブ21の下端が、テンプレート6の各々の収納部61の上に配設される。
【0021】テンプレート6の収納部61の底部には、通孔61aが設けられている。この通孔61aは、収納部61の長手方向の一方に偏って配置されている。ディストリビュータ2の下側のプレート22の下にテンプレート6が挿入されたとき、その下にバキュームケース4が当てられ、容器1から案内チューブ34及び収納部61の通孔61aを経て空気が吸引される。これによって、前記容器1、1…から送り出されたチップ状回路部品aは、この空気の吸引によって案内チューブ21内に形成される空気の流れによって搬送され、テンプレート6の収納部61に収受される。
【0022】図6において、右側の収納部61内には、チップ状回路部品aが紙面の前後方向に倒伏して収納されており、これは正常で良好な収納姿勢ある。他方、図6において左側の収納部61内では、チップ状回路部品aが通孔61aの上に立った状態で収納されており、これは、後述するサクションヘッド8で吸着ミスによる欠品を生じやすい不良な収納状態である。
【0023】このようにして収納部61にチップ状回路部品aを収納したテンプレート6は、後述するサクションヘッド8の真下に搬送される。図1は、テンプレート6を搬送する搬送機構の例を示しており、図示の例では、図示してないモータによって回転されるボールネジ67が、テンプレート6を支持するブラケット65に貫通し、このボールネジ67が図示してないモータによって正逆回転されることにより、テンプレート6が図1において左右に移動し、ディストリビュータ2の下とサクションヘッド8の下との間を移動する。符合68は、ボールネジ67を架設したフレームであり、符合66はボールネジ67の一端側を支持する軸受である。
【0024】ボールネジ67に沿って、テンプレート6が前述のディストリビュータ2の真下から後述するサクションヘッド8へと移動する経路の途中に、テンプレート6の収納部61、61…にチップ状回路部品aが正しい姿勢で収納されているか否かを検知する検査手段が配置されている。図1及び図2に示すように、図示の検査手段は、テンプレート6の通過する位置の下方に配置された光源15と、この光源15に対向してテンプレート6が通過する位置の上方に配置されたCCDカメラ等のイメージセンサ9からなる。
【0025】例えば、図1及び図2に示す左から2番目の収納部61のように、収納部61にチップ状回路部品aが無い場合、テンプレート6が光源15とイメージセンサ9との間を通過するときに、矢印で示すように収納部61の通孔61aを通して光源15側からテンプレート6の上方に光りが漏れる。従って、これをイメージセンサ9で受光し、これを図示してないコンピュータで画像処理することにより、各収納部61、61…のチップ状回路部品aの有無が検知される。
【0026】図1及び図2に示す右から2番目の収納部61のように、収納部61にチップ状回路部品aが収納されているが、立った状態で収納されている場合もまた、矢印で示すように収納部61の通孔61aを通して光源15側からテンプレート6の上方に光りが漏れる。従って、この場合も光源15の光をイメージセンサ9で受光し、これを図示してないコンピュータで画像処理することにより、各収納部61、61…のチップ状回路部品aの収納姿勢の良否が検知される。また、この画像処理により、チップ状回路部品aの欠品や姿勢異常が生じている収納部61、61…を位置が特定される。
【0027】図1及び図3に示すように、前記検査手段より先側であって、テンプレート6が通過する位置の上に、第一と第二の部品チャック51、52が配置されている。第一の部品チャック51は、前記のイメージセンサ9により、テンプレート6の収納部61に異常姿勢で収納されていると判断されたチップ状回路部品aを該当する収納部61から取り出して廃棄する。そのため、第一の部品チャック51は、前記イメージセンサ9から画像データが入力される図示してないコンピュータにより動作制御される。この動作制御により、第一の部品チャック51は、テンプレート6の平面上を二次元方向に移動しながらその先端が上下動し、前記のチップ状回路部品aの取出し動作を行う。テンプレート6の全ての収納部61にチップ状回路部品aが収納され、且つ全てのチップ状回路部品aが、収納部61内で倒伏しているときは、前記のようなチップ状回路部品aの取出は行われず、図1に二点鎖線で示すように、テンプレート6は第一の部品チャック51の下をそのまま通過する。
【0028】第二の部品チャック52は、図1及び図3において、チップ状回路部品aを取り上げる下端側が紙面の前後方向に長いものである。この第二の部品チャック52は、その下をテンプレート6が通過する際に、図1及び図3に示すように、テンプレート6の盤面上にあるチップ状回路部品aを全て取り上げ、廃棄するものである。この第二の部品チャック52は、テンプレート6の盤面上及び収納部にあるチップ状回路部品aのみを取り上げる。サクションヘッド8側からディストリビュータ2側にテンプレート6が戻るときは、第一の部品チャック51と第二の部品チャック52は、動作せず、テンプレート6は、それらの下をそのまま通過する。
【0029】前記のイメージセンサ9による画像処理により、テンプレート6の一部の収納部61、61…にチップ状回路部品aが無いことが検知された場合、或いは前述のようにして第一の部品チャック51により、テンプレート6の一部の収納部61、61…からチップ状回路部品aを取り出したとき、テンプレート6は、ディストリビュータ2の下に再び戻される。そして、一部の容器1、1…からディストリビュータ2を介してチップ状回路部品aが無い収納部61、61…にだけチップ状回路部品aが送られる。その後、検査手段により前記のような検査が行われた後、必要があれば再び、第一と第二の部品チャック51、52によるチップ状回路部品aの取り出し、取り上げが行われる。検査の結果、テンプレート6の全ての収納部61、61…にチップ状回路部品aが正常な姿勢で収納されているときは、テンプレート6は、次のサクションヘッド6の真下に移動する。
【0030】テンプレート6がサクションヘッド6の真下に移動した状態を図7に示す。同図に示されたように、このサクションヘッド8の下面には、テンプレート6上の収納部61、61…の位置に各々対応して吸着ヘッド31、31…が突設され、負圧に維持されたその先端部にチップ状回路部品を吸着、保持する。図示の実施例において、吸着ヘッド31、31…は、プラスチック等からなるホルダ32と、これに嵌め込まれたゴム等の弾性体からなるノズル部40とで構成され、ホルダ32の上端がサクションヘッドの取付板36の所定の位置に装着されている。取付板36の背後は、真空室41となっており、そこが図示しない吸引ポンプ(図示せずに)に連結され、この吸引ポンプの作動により、負圧とされる。これにより、ノズル部40の先端が負圧に維持され、そこにチップ状回路部品aが吸着される。その後、サクションヘッド8は上昇し、テンプレート6がサクションヘッド8の下から退避し、ディストリビュータ2の下に戻る。
【0031】回路基板bは、コンベア7等の搬送手段によって搬送され、一旦サクションヘッド8の真下で位置決め、停止された後、次に送られる。回路基板bがコンベア7によってサクションヘッド8の下に搬送され、所定の位置に停止されると、図8の状態から図9に示すように、サクションヘッド8が下降し、吸着ヘッド31の先端に吸着、保持したチップ状回路部品aを回路基板bの上に接触させ、吸着ヘッド31の吸着を解除する。その後、サクションヘッド8が元の位置に上昇する。
【0032】図8に示すように、チップ状回路部品aをマウントすべき回路基板bの所定の位置、すなわち、ランド電極d、dの間に予め接着剤e、eが塗布されており、図9に示す吸着ヘッド31による搭載動作により、チップ状回路部品aがこの接着剤e、eで接着され、チップ状回路部品aの回路基板bへのマウントが完了する。図11は、チップ状回路部品aが回路基板b上のランド電極d、dに搭載された状態を示す。
【0033】以下、この動作を繰り返すことにより、順次回路基板bにチップ状回路部品a、a…がマウントされる。チップ状回路部品a、a…がマウントされた回路基板は、コンベア7によって次工程へ送られ、チップ状回路部品aの回路基板bの上に形成されたランド電極d、dへの半田付けが行なわれる。例えば、図8及び図9に示すように、ランド電極d、dには予めクリーム半田c、cが印刷されている。半田付工程では、このランド電極d、d上に塗布されたクリーム半田cが一旦リフロされた後、硬化され、ランド電極d、dにチップ状回路部品aの両端の端子が半田付けされる。
【0034】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、テンプレート6の収納部に収納されたチップ状回路部品aのうち、収納部に倒伏せずに収納されたチップ状回路部品aを、テンプレート6がディストリビュータ2からサクションヘッド8に移動する間に、第一の部品チャック51によって取り除くと共に、テンプレート6上にこぼれているチップ状回路部品aを第二の部品チャック52により取り除くことが出来る。これによって、テンプレート6やディストリビュータ2の破損や最終的な回路基板bへのチップ状回路部品の搭載時における同チップ状回路部品aの欠品をほぼ完璧に無くすことが出来る。従って、チップ状回路部品マウント装置の信頼性を向上させることが出来る。
【出願人】 【識別番号】000204284
【氏名又は名称】太陽誘電株式会社
【出願日】 平成9年(1997)12月13日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】北條 和由
【公開番号】 特開平11−177293
【公開日】 平成11年(1999)7月2日
【出願番号】 特願平9−362723