| 【発明の名称】 |
測定端子付き吸着ノズル及び該吸着ノズルを用いた装着方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】伊藤 強
【氏名】加藤 昭裕
【氏名】伊藤 鉄郎
【氏名】加藤 幸治
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| 【要約】 |
【課題】多様なフィーダーにも対応できる様に比較的簡単な構造でベリファイア測定端子を備えた、装着ヘッドの吸着ノズル及びそれを用いた装着方法を提供する。
【解決手段】チップ部品３０を吸着するための吸引孔１１の外周筒部分に、チップ部品３０の電極部３１に接触自在な測定端子１３を設けて測定端子付き吸着ノズルを構成する。この測定端子付き吸着ノズルを用いて部品供給部よりチップ部品３０を吸着した時点又は吸着後に、前記チップ部品３０の電極部３１に接触している前記測定端子１３を用いて当該チップ部品３０の電気特性を測定、照合し、照合結果が良品と判定されたもののみ基板に装着する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 チップ部品を吸着するための吸引孔の外周筒部分に、前記チップ部品の電極部に接触自在な測定端子を設けたことを特徴とする測定端子付き吸着ノズル。
【請求項２】 前記測定端子が各々の電極部に対し２箇所で当接するように配置されている請求項１記載の測定端子付き吸着ノズル。
【請求項３】 前記外周筒部分にガイド孔を設け、前記チップ部品の電極部に当接自在なワイヤプローブを前記ガイド孔内に移動自在に設けて前記測定端子を構成した請求項１又は２記載の測定端子付き吸着ノズル。
【請求項４】 前記ワイヤプローブは軸方向に沿って複数に分割されていて、分割された前記ワイヤプローブの各分割片は、前記電極部に当接する端面を除いた外周面が硬質絶縁保護膜で覆われるとともに、各分割片別に設けられた付勢手段により移動自在である請求項３記載の測定端子付き吸着ノズル。
【請求項５】 チップ部品を吸着するための吸引孔の外周筒部分に、前記チップ部品の電極部に接触自在な測定端子を設けた測定端子付き吸着ノズルを用い、該測定端子付き吸着ノズルで部品供給部より前記チップ部品を吸着した時点又は吸着後に、前記チップ部品の電極部に接触している前記測定端子を用いて当該チップ部品の電気特性を測定、照合し、照合結果が良品と判定されたもののみ基板に装着することを特徴とする測定端子付き吸着ノズルを用いた装着方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チップ部品装着機において、部品供給部より供給されたチップ部品を吸着保持して基板上の所定位置に装着する装着ヘッドの吸着ノズル及びそれを用いた装着方法に係り、とくに、吸着保持しているチップ部品の電気特性を測定するための測定端子を具備した測定端子付き吸着ノズル及び該吸着ノズルを用いた装着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、チップ部品装着機において、チップ部品の部品供給部へのセット違いによる誤装着、あるいは電気特性不良部品の装着による不良基板の発生をなくす為、部品の電気定数測定照合装置（ベリファイア：Verifier）が使用されている。
【０００３】従来、ベリファイアによるチップ部品の測定、照合の工程は次の順序が周知で使用されている。
【０００４】■ 装着ヘッドの吸着ノズルが部品供給部のフィーダーよりチップ部品を吸着、ピックアップする。
【０００５】■ 装着ヘッドの吸着ノズルがピックアップしたチップ部品を、部品供給部と装着部の間に配置されたベリファイアの測定端子上に移送し、測定端子にチップ部品の電極部を接触させてチップ部品の電気定数を測定し、規格値と照合する。
【０００６】■ チップ部品測定値が規格値内であれば、装着ヘッドは基板上の所定装着位置にチップ部品を装着する。規格外のチップ部品であれば基板上に装着せず排出部にチップ部品を排出する。
【０００７】この様にベリファイアの測定端子によるチップ部品の測定部は、部品供給部と装着される基板との間に独立して配置されている構造が一般的である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来構成の場合、チップ部品の測定部は、部品供給部と装着される基板との間に配置される為、ベリファイアの測定端子部の配置スペースと、吸着ノズルと測定端子との相対運動によるチップ部品の測定動作機構が必要である。
【０００９】チップ部品装着機において、ベリファイアを用いてチップ部品の測定、照合を行う場合、測定端子部の構造を簡単にし、測定工程をより簡略したい課題がある。
【００１０】上記のようにチップ部品装着機においてベリファイアが使用されるようになってきた背景には、最近、バルク状のチップ部品を収納、供給するバルクフィーダーの使用数が増加していることがその理由として挙げられる。角チップのコンデンサー、抵抗を主にバルクフィーダーが使用されている。バルク状のチップ部品は電気定数値の識別が困難な為、電気定数値の異なるチップ部品が万が一フィーダーに混入した場合でも、ベリファイアがチップ部品の電気定数値を測定、照合し、規格値内のチップ部品であれば基板上に装着動し、規格外のチップ部品であれば装着せず排出部へ排出する。不良基板の発生を未然に防止する。
【００１１】部品供給部のフィーダーとしては、上記のバルクフィーダー、チップ部品がテーピングされたテーピングリールを使用するテープフィーダーがある。
【００１２】本発明は、上記の点に鑑み、いずれのフィーダーにも対応できる様に比較的簡単な構造でベリファイア測定端子を備えた、装着ヘッドの吸着ノズル及びそれを用いた装着方法を提供することを目的とする。
【００１３】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本願請求項１の発明に係る測定端子付き吸着ノズルは、チップ部品を吸着するための吸引孔の外周筒部分に、前記チップ部品の電極部に接触自在な測定端子を設けたことを特徴としている。
【００１５】本願請求項２の発明に係る測定端子付き吸着ノズルは、請求項１において、前記測定端子が各々の電極部に対し２箇所で当接するように配置されていることを特徴としている。
【００１６】本願請求項３の発明に係る測定端子付き吸着ノズルは、請求項１又は２において、前記外周筒部分にガイド孔を設け、前記チップ部品の電極部に当接自在なワイヤプローブを前記ガイド孔内に移動自在に設けて前記測定端子を構成したことを特徴としている。
【００１７】本願請求項４の発明に係る測定端子付き吸着ノズルは、請求項３において、前記ワイヤプローブは軸方向に沿って複数に分割されていて、分割された前記ワイヤプローブの各分割片は、前記電極部に当接する端面を除いた外周面が硬質絶縁保護膜で覆われるとともに、各分割片別に設けられた付勢手段により移動自在であることを特徴としている。
【００１８】本願請求項５の発明に係る測定端子付き吸着ノズルを用いた装着方法は、チップ部品を吸着するための吸引孔の外周筒部分に、前記チップ部品の電極部に接触自在な測定端子を設けた測定端子付き吸着ノズルを用い、該測定端子付き吸着ノズルで部品供給部より前記チップ部品を吸着した時点又は吸着後に、前記チップ部品の電極部に接触している前記測定端子を用いて当該チップ部品の電気特性を測定、照合し、照合結果が良品と判定されたもののみ基板に装着することを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る測定端子付き吸着ノズル及び該吸着ノズルを用いた装着方法の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２０】図１乃至図４で本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は測定端子付き吸着ノズルの先端部分の拡大底面図及び拡大正面図、図２は該吸着ノズルを有する装着ヘッドの正面図、図３は測定端子とチップ部品の接触関係を示す説明図、図４はチップ部品装着機の全体構成を示す。
【００２１】まず、図４において、測定端子付き吸着ノズルが設けられたチップ部品装着機の全体構成の１例について説明する。装着機の基台１上には、トランスファー部２が設けられ、これによりプリント基板３が搬入され、所定位置に位置決め支持されるようになっている。また、部品供給部となるフィーダーを配置するために、フィーダーベース４がトランスファー部２の両側に設けられている。装着ヘッド５はフィーダーベース４から基板面に至る範囲をＸＹ方向に移動自在に支えられている。フィーダーベース４には、バルク状のチップ部品を収納、供給するバルクフィーダー、チップ部品がテーピングされたテーピングリールを使用するテープフィーダーが配置されるようになっている。
【００２２】図２に示す装着ヘッド５は、下部に測定端子付き吸着ノズル１０を備えるものであり、吸着ノズル１０を昇降、回転させたりする機能を有している。ここで、図１（Ａ）,（Ｂ）のように、吸着ノズル１０は中心部にチップ部品３０を吸着するための吸引孔１１がある円筒状又は角筒状であり、真空吸引経路に接続された吸引孔１１の周囲の絶縁性外周筒１２部分に、チップ部品３０の両端部の電極３１に接触自在な測定端子１３を各電極に対してそれぞれ２個有している。つまり、測定端子１３は、図３の説明図に示すように、吸引孔１１を挟んで両側の外周筒１２の２箇所にそれぞれ配置するようにし、吸着ノズルの垂直軸方向に平行に上下方向に微少量摺動自在に設ける構造とする。図３では測定端子１３−１，１３−２がチップ部品３０の一方の電極３１に接触自在で、測定端子１３−３，１３−４が他方の電極３１に接触自在である。図１のような吸着ノズル１０が吸着対象とするのは、１６０８（１.６×０.８mm）、２０１２（２×１.２mm）、３２１６（３.２×１.６mm）等の一般用チップ部品である。
【００２３】図１のように、吸着ノズル１０の外周筒１２部分にはガイド孔１５が形成されており、ここに金属ガイド筒１６が嵌め込み固着されている。そして、チップ部品３０の電極３１に当接自在なワイヤプローブ１７がその金属ガイド筒１６内に微少量摺動自在（昇降自在）に設けられて測定端子１３を構成している。各ワイヤプローブ１７はチップ部品３０の電極３１に当接して接触可能なように、外周筒１２の下端面より僅かに突出しており、各ワイヤプローブ１７を突出方向に付勢する付勢手段としてのスプリングプローブを介し接続リード線に接続されている。この場合、スプリングプローブの上端が外周筒１２側に固定となり、このスプリングプローブの弾性力でワイヤプローブ１７は下方に付勢されることになる。
【００２４】前記ノズル１０の外周筒１２の材質は、ジルコニア、セラミック等の絶縁材料からなり、絶縁性、耐久性に優れるものとする。吸着ノズル自体は絶縁材料を使うことで、チップ部品の電気特性の測定に影響を及ぼさないようにしている。
【００２５】前記ワイヤプローブ１７は、タングステン、ステンレス等の材質であり、直径寸法は０.１５mm〜０.３０mm（ノズル外形に合わせ選択）である。
【００２６】前記測定端子１３の結線は、チップ部品３０の電極側では、各々の測定端子を互いに絶縁しておき、測定端子がチップ部品の同じ電極側の場合（例えば測定端子１３−１，１３−２同士の場合）、任意の位置に配置された測定器つまりベリファイアの測定入力端子部側にて導通させる。従って、図３の左側の電極３１の場合は測定端子１３−１，１３−２の少なくともいずれか一方が、右側の電極３１の場合は測定端子１３−３，１３−４の少なくともいずれか一方が接触していれば、測定器で電気特性が測定可能である。測定器の測定項目は、抵抗、キャパシタンス、インダクタンス、電圧、電流等である。そして、チップ部品装着機の実装プログラムと部品供給部の所定のパーツデータにより装着対象部品を識別して、測定レンジを切替え、現に吸着ノズル１０にて保持されている対象部品を測定し、良品か不良品かの判定を行う【００２７】次に、測定端子付き吸着ノズル１０を用いたときのチップ部品３０のプリント基板への装着動作を説明する。
【００２８】下部に測定端子付き吸着ノズル１０を備える図４の装着ヘッド５は、フィーダーベース４に配置された部品供給部（バルク状のチップ部品を収納、供給するバルクフィーダー又はチップ部品がテーピングされたテーピングリールを使用するテープフィーダー）のチップ部品の供給位置上に移動する。例えば、図１（Ｂ）ではバルクフィーダーの部品供給位置Ｐに最先端のチップ部品３０がある場合を示し、吸着ノズル１０は下降してチップ部品３０を吸引孔１１の真空吸引により吸着、保持して上昇する（ピックアップ）する。その後、必要に応じて図４のビジョンカメラ６上を通過して、そのカメラ６を用いた画像認識でチップ部品３０の外形、吸着姿勢を認識し、装着ヘッド５は図４のプリント基板３の所定の部品装着位置に向けて移動を開始する。
【００２９】測定端子付き吸着ノズル１０で現に保持されているチップ部品３０の電気特性の測定は、当該チップ部品を供給部からのピックアップした時点からプリント基板３に装着する直前までの間に行えばよい。つまり、装着ヘッド５が供給部からプリント基板３の所定装着位置に移動している最中にチップ部品３０の電極３１に接触している測定端子１３を用いて当該チップ部品の電気特性を測定し、チップ部品装着機の実装プログラムと部品供給部の所定のパーツデータにより本来装着すべき部品のデータと照合する。装着ヘッド５は、照合結果が良品（つまり本来装着すべき部品の特性データの規格内である）と判定されたもののみプリント基板３に装着する。不良品と判定されたものは装着せず排出部へ排出する。
【００３０】この第１の実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００３１】(1) 吸着ノズル１０の外周筒１２部分の吸引孔１１を挟む両側２箇所にワイヤプローブ１７を持つ測定端子１３を配設しているので、測定端子部をチップ部品装着機の基板を配置した面に別途スペースを確保して独立して設けなくてもよい。
【００３２】(2) 吸着ノズル１０のガイド孔１５に固着された金属ガイド筒１６にワイヤプローブ１７を通すので、支持案内構造が簡素である。
【００３３】(3) 吸着ノズル１０がフィーダーからチップ部品３０を吸着し、取出したとき、前記ワイヤプローブ１７の各々は測定端子１３として前記チップ部品３０の両端部の各電極３１に当接するから、取り出し時点からプリント基板に装着するまでの間に前記チップ部品３０の電気特性値を測定し照合できる。電気特性測定のための特別の動作は必要ない。
【００３４】(4) 従来の様にベリファイアの測定端子部と吸着ノズルで保持されたチップ部品との接触のための相対動作機構を必要としない。
【００３５】(5) チップ部品３０の１つの電極３１毎にワイヤプローブ１７が２箇所で当接するので電極面凹凸に対応した信頼性の高い測定が可能となる。
【００３６】上記第１の実施の形態は、１６０８（１.６×０.８mm）、２０１２（２×１.２mm）、３２１６（３.２×１.６mm）等の一般用チップ部品を装着対象としたものであるが、０６０３（０.６×０.３mm）、１００５（１×０.５mm）等の極小チップ部品の場合には以下の図５に示す第２の実施の形態の吸着ノズル構造とする。
【００３７】図５の第２の実施の形態において、測定端子付き吸着ノズル１０Ａの外周筒１２には吸引孔１１を挟んで１個ずつガイド孔１５が形成され、ここに金属ガイド筒１６が嵌め込み固着されている。
【００３８】各金属ガイド筒１６には１本の直線状のワイヤプローブを中心軸より軸方向沿って２本に分割したワイヤプローブ分割片１７ａ，１７ｂがその分割された平面同士を合わせて挿入、配置されている。ここで、２本に分割された各々のワイヤプローブ分割片１７ａ，１７ｂの端面は半円であり、その端面を除く外周面は硬質絶縁保護膜で被覆されている。前記ワイヤプローブ分割片１７ａ，１７ｂのチップ部品の電極面に当接する端面を除いた外周面に形成する硬質絶縁保護膜は例えばＤＬＣ（Diamond-like Carbon）薄膜である。２つに分割された各ワイヤプローブ分割片１７ａ，１７ｂ同士は接触しても絶縁状態は保たれ、それぞれ測定端子１３として機能する。
【００３９】前記測定端子１３として機能するワイヤプローブ分割片１７ａ，１７ｂは、金属ガイド筒１６内にて各別に摺動可能あり、当接するチップ部品電極面の高さの凹凸に応じて微小摺動できるようになっている。つまり、各ワイヤプローブ分割片１７ａ．１７ｂは、その半円形の端面でチップ部品の各電極上面に対し当接して接触可能なように、外周筒１２の下端面より僅かに突出しており、各ワイヤプローブ分割片１７ａ，１７ｂを個別に突出方向に付勢する付勢手段としての各スプリングプローブを介し接続リード線にそれぞれ接続されている。この結果、ワイヤプローブの当接箇所は、チップ部品の各電極あたり２箇所ずつになる。つまり、電極毎に２つの測定端子１３が接触可能となる。
【００４０】なお、ワイヤプローブ分割前の直径寸法は０.１５mm〜０.３０mm（ノズル外形に合わせ選択）であり、硬質絶縁保護膜の厚さは５０Å〜３μｍで、好適には３μｍ程度である。
【００４１】なお、その他の構成は前述した第１の実施の形態と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００４２】この第２の実施の形態の場合、吸着対象のチップ部品が極小寸法で、吸着ノズルの吸引孔を挟んで片側２箇所、合計４箇所ガイド孔を設けるのが困難なときであっても、個々のガイド孔にワイヤプローブを半割にしたワイヤプローブ分割片１７ａ，１７ｂを相互に絶縁して用いることで、極小チップ部品の電極毎に２箇所で測定端子１３となるワイヤプローブ分割片１７ａ，１７ｂを接触させることができ、測定の信頼性を確保できる。その他の作用効果は前述の第１の実施の形態と同様である。
【００４３】なお、上記第１の実施の形態では、図１（Ｂ）に例示したようにバルクフィーダーの部品供給位置Ｐからチップ部品を吸着ノズルが吸着して保持する旨説明したが、フィーダー構造を問わないことは明らかである。例えば、テープフィーダーを用いて、図６（図１と同じ部分には同一符号を付した）のように、テーピング２１のエンボス（部品収納凹部）２２内のチップ部品３０を吸着ノズル１０で吸着、保持する場合にも本発明が適用可能であることは勿論である。
【００４４】以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、チップ部品を供給するいずれのフィーダーにも対応できる様に比較的簡単な構造でベリファイア測定端子を備えた、装着ヘッドの吸着ノズルを実現でき、またその吸着ノズルを用いることで、装着部品の信頼性向上及び検査工程の簡略化が可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３０６７
【氏名又は名称】ティーディーケイ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１１月２４日（２０００．１１．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７９２９０
【弁理士】
【氏名又は名称】村井 隆
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| 【公開番号】 |
特開２００２−１６４７００（Ｐ２００２−１６４７００Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年６月７日（２００２．６．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３５７３９４（Ｐ２０００−３５７３９４） |
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