(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレイを段積して収納するマガジンと、マガジンを昇降させるエレベータと、マガジンの前方に設けられた第１の待機ステージと、第１の待機ステージの下方に設けられた第２の待機ステージと、第１の待機ステージの前方に設けられた第１のピックアップステージと、第２の待機ステージの前方に設けられた第２のピックアップステージと、マガジンと第１の待機ステージと第１のピックアップステージの間でトレイを出し入れする第１の出し入れ手段と、マガジンと第２の待機ステージと第２のピックアップステージの間でトレイを出し入れする第２の出し入れ手段と、第１のピックアップステージおよび第２のピックアップステージのトレイに対して上下動作を行ってトレイに収納された電子部品をピックアップするノズルを有し、位置決め部に位置決めされた基板に電子部品を移送搭載する移載ヘッドと、移載ヘッドを水平方向に移動させる移動テーブルとを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
トレイを段積して収納したマガジンをエレベータにより昇降させる動作と、第１の出し入れ手段によりマガジンとマガジンの前方の第１の待機ステージと第１の待機ステージの前方の第１のピックアップステージの間でトレイを出し入れする動作と、第２の出し入れ手段によりマガジンとマガジンの前方の前記第１のステージよりも低位置の第２の待機ステージと第２の待機ステージの前方の第２のピックアップステージの間でトレイを出し入れする動作と、第１のピックアップステージまたは第１のピックアップステージの下方の第２のピックアップステージのトレイに備えられた電子部品を移載ヘッドのノズルでピックアップし位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載する動作を、互いに独立して個別に行うことを特徴とする電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレイに備えられた電子部品を基板に移送搭載する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装装置として、マガジンに段積して収納されたトレイを出し入れ手段によりマガジンの前方のピックアップステージへ取り出し、トレイに備えられた電子部品（以下、「チップ」という）を移載ヘッドのノズルでピックアップし、位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載するものが知られている（特開平７−１７６０２号公報）。
【０００３】
この種電子部品実装装置においては、ピックアップステージのトレイのチップが品切れになったときや、基板に実装するチップの品種が変るときには、マガジンとピックアップステージの間でトレイの交換が行われる。
【０００４】
この場合、ピックアップステージ上の用済みのトレイをまずマガジンに回収する必要があり、このためトレイを出し入れ手段によりマガジンの空席のラック上へ移動させて回収する。次にマガジンをエレベータにより昇降させてマガジン内の所望のトレイを出し入れレベルに位置させ、次にこのトレイを出し入れ手段によりピックアップステージへ引き出す。以上によりトレイの交換が終了し、移載ヘッドによる基板へのチップの実装が再開される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の方法ではトレイをマガジンとピックアップステージの間で出し入れしてその交換を行っている間は、移載ヘッドはチップを基板に実装する動作を中断せねばならず、生産能率が悪いものであった。特に、上述したトレイの出し入れ交換にはかなりの時間を要するので、移載ヘッドの動作中断時間もかなり長く、このことがこの種電子部品実装装置の生産能率があがらない大きな要因となっていた。
【０００６】
したがって本発明は、トレイの交換を段取りよく行って生産能率を大巾に向上させることができる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品実装装置は、トレイを段積して収納するマガジンと、マガジンを昇降させるエレベータと、マガジンの前方に設けられた第１の待機ステージと、第１の待機ステージの下方に設けられた第２の待機ステージと、第１の待機ステージの前方に設けられた第１のピックアップステージと、第２の待機ステージの前方に設けられた第２のピックアップステージと、マガジンと第１の待機ステージと第１のピックアップステージの間でトレイを出し入れする第１の出し入れ手段と、マガジンと第２の待機ステージと第２のピックアップステージの間でトレイを出し入れする第２の出し入れ手段と、第１のピックアップステージおよび第２のピックアップステージのトレイに対して上下動作を行ってトレイに収納された電子部品をピックアップするノズルを有し、位置決め部に位置決めされた基板に電子部品を移送搭載する移載ヘッドと、移載ヘッドを水平方向に移動させる移動テーブルとを備えた。
【０００８】
また本発明の電子部品実装方法は、トレイを段積して収納したマガジンをエレベータにより昇降させる動作と、第１の出し入れ手段によりマガジンとマガジンの前方の第１の待機ステージと第１の待機ステージの前方の第１のピックアップステージの間でトレイを出し入れする動作と、第２の出し入れ手段によりマガジンとマガジンの前方の前記第１のステージよりも低位置の第２の待機ステージと第２の待機ステージの前方の第２のピックアップステージの間でトレイを出し入れする動作と、第１のピックアップステージまたは第１のピックアップステージの下方の第２のピックアップステージのトレイに備えられた電子部品を移載ヘッドのノズルでピックアップし位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載する動作を、互いに独立して個別に行うようにした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
上記構成の各発明によれば、第１の待機ステージ、第１のピックアップステージ、第２の待機ステージ、第２のピックアップステージの４つのステージを設け、かつこれらの各ステージとマガジンの間でトレイを出し入れする第１の出し入れ手段と第２の出し入れ手段を備えることにより、トレイの交換時にも移載ヘッドは基板に対する電子部品の実装を中断することなく実行することができ、したがってトレイ交換にともなう生産能率の低下を解消できる。
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図、図２は同側面図、図３は同トレイの出し入れ機構の正面図、図４、図５、図６、図７、図８、図９、図１０、図１１は同トレイの交換動作の説明図である。
【００１１】
まず、図１を参照して電子部品実装装置の全体構造を説明する。図１において、１は移動テーブルであり、互いに直交するＸテーブル２とＹテーブル３から成っている。Ｙテーブル３の下部には移載ヘッド４が装着されており、移載ヘッド４はチップ６を真空吸着するノズル５を有している。移動テーブル１が駆動すると、移載ヘッド４はＸ方向やＹ方向へ水平移動する。７は基板８を載置して位置決めする位置決め部である。位置決め部７の側方にはマガジン１０が設けられている。マガジン１０はエレベータ１１により昇降する。
【００１２】
次に、図２および図３を参照して、チップの供給機構について説明する。図２において、マガジン１０の内面にはラック１２が上下方向にピッチをおいて形成されており、ラック１２上にパレット１３が段積して収納されている。パレット１３上にはトレイ１４が載せられている。トレイ１４にマトリクス状に形成されたポケットにはチップ６が収納されている。
【００１３】
図２および図３において、マガジン１０の前方には左右一対の第１のガイドレール２１が設けられている。第１のガイドレール２１上は第１の待機ステージＳ１１となる。また第１のガイドレール２１の前方にはこれと平行な第２のガイドレール２２が設けられており、第２のガイドレール２２上は第１のピックアップステージＳ１２となっている。マガジン１０の前方の第１のガイドレール２１の下方には第３のガイドレール２３が設けられている。第３のガイドレール２３上は第２の第２の待機ステージＳ２１となっている。また第３のガイドレール２３の前方にはこれと平行な第４のガイドレール２４が設けられており、第４のガイドレール２４上は第２のピックアップステージＳ２２となっている。図３において、各ガイドレール２１〜２４は、支持フレーム２５，２６に支持されている。勿論、第１のガイドレール２１と第２のガイドレール２２および第３のガイドレール２３と第４のガイドレール２４は一体ものにしてもよい。
【００１４】
次に、トレイ１４を載せたパレット１３の出し入れ手段について説明する。図２および図３において、３１は第１のチャック部であって、ブラケット３２に保持されている。第１のチャック部３１のチャック爪３１ａはパレット１３の前壁部を着脱自在にチャックする。ブラケット３２の下端部にはスライダ３３が装着されており、スライダ３３はレール３４にスライド自在に嵌合している。またブラケット３２の下部はタイミングベルト３５に結合されている。タイミングベルト３５はプーリ３６に水平に調帯されている。したがってモータ（図外）に駆動されてプーリ３６が回転すると、タイミングベルト３５はプーリ３６に沿って回動し、これによりブラケット３２は前進後退する。符号３１〜３６を付した上記各部材は、第１の出し入れ手段を構成している。第１の出し入れ手段３１〜３６は、トレイ１４が載せられたパレット１３を、マガジン１０、第１の待機ステージＳ１１、第１のピックアップステージＳ１２の間で出し入れする。
【００１５】
４１は第２のチャック部であって、チャック爪４１ａを有している。第２のチャック部４１はブラケット３２に保持されている。ブラケット４２の下部にはスライダ４３が装着されており、スライダ４３は上記レール３４と平行なレール４４にスライド自在に嵌合している。またブラケット４２の下部はタイミングベルト４５に結合されており、タイミングベルト４５はプーリ４６に調帯されている。したがってモータ（図外）に駆動されてプーリ４６が回転すると、タイミングベルト４５はプーリ４６に沿って回動し、これによりブラケット４２は前進後退する。符号４１〜４６を付した部材は、第２の出し入れ手段を構成している。第２のチャック部４１は第１のチャック部３１よりも低位置にあり、トレイ１４が載せられたパレット１３を、マガジン１０、第２の待機ステージＳ２１、第２のピックアップステージＳ２２の間で出し入れする。第１の出し入れ手段３１〜３６と第２の出し入れ手段４１〜４６は、互いの動作を干渉しない構造となっており、所定の動作を互いに独立して個別に行うことができる。
【００１６】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、次に動作を説明する。図４〜図１１は、一連の動作を動作順に示している。なお図４〜図１１では、説明を判りやすくするために、マガジン１０内のパレット１３には符号Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・を付しており、また第１の出し入れ手段３１〜３６や第２の出し入れ手段４１〜４６などは省略している。
【００１７】
さて、図４は初期状態であり、パレットＡ，Ｂ，Ｃ，・・・はすべてマガジン１０内に収納されている。まず、第１の出し入れ手段３１〜３６と第２の出し入れ手段４１〜４６により、所望のパレットＡ，Ｂをそれぞれ第１のピックアップステージＳ１２と第２のピックアップステージＳ２２へ引き出す（図５の矢印ａ，ｂを参照）。そこで移載ヘッド４は第１のピックアップステージＳ１２のトレイ１４上へ到来し、上下動作を行ってトレイ１４内のチップ６をノズル５で真空吸着してピックアップし、位置決め部７上の基板８に移送搭載する（矢印ｃ）。このとき、第２のピックアップステージＳ２２へ引き出されたパレットＢは、第１のピックアップステージＳ１２に引き出されたパレット１３の下方で待機している。
【００１８】
さて、第１のピックアップステージＳ１２上のパレットＡのトレイ１４のチップ６が品切れになったならば、第１の出し入れ手段３１〜３６により、用済みとなったこのパレットＡをマガジン１０内に回収する（図６の矢印ｄ）。以後、移載ヘッド４は第２のピックアップステージＳ２２のパレットＢ上のトレイ１４のチップ６をピックアップし、基板８に移送搭載する（矢印ｅ）。
【００１９】
図７に示すようにこのパレットＢ上のトレイ１３のチップ６の移送搭載を行っているときにマガジン１０を上昇させ、次に使用するトレイ１４を載せたパレットＣを第１の出し入れ手段３１〜３６の出し入れレベルへ移動させ（図７の矢印ｆ）、次いでこのパレットＣを第１の待機ステージＳ１１へ引き出す（図８の矢印ｇ）。以後、パレットＣは第１の待機ステージＳ１１で待機する。またパレットＣを引き出したならば、マガジン１０を下降させ（矢印ｈ）、マガジン１０内の空席のラック１２を第２の出し入れ手段４１〜４６によるパレットの出し入れレベルと同じレベルへ移動させる。
【００２０】
さて、第２のピックアップステージＳ２２のパレットＢのトレイ１４のチップ６が品切れになったならば、図９において第１の待機ステージＳ１１で待機していたパレットＣを第１のピックアップステージＳ１２へ移動させ（矢印ｉ）、移載ヘッド４によるチップ６の基板８への移送搭載を続行するとともに（矢印ｊ）、第２の出し入れ手段４１〜４６により用済みとなったパレットＢをマガジン１０内のラック１２上に回収する（矢印ｋ）。
【００２１】
次にマガジン１０を上昇させて次に使用するパレットＤを第２の出し入れ手段４１〜４６による出し入れレベルへ移動させ（図１０の矢印ｌ）、このパレットＤを第２のピックアップステージＳ２２へ引き出す（矢印ｍ）。そしてパレットＣ上のトレイ１４のチップ６が品切れになってパレットＣを上述した動作と同様の動作によりマガジン１０内に回収したならば、パレットＤ上のトレイ１４のチップ６を移載ヘッド４に供給する。
【００２２】
以上のように本方法によれば、チップ６の品切れにともなうパレットの交換を段取りよく行って、移載ヘッド４によるチップ６の基板８への移送搭載作業の中断を解消できる。
【００２３】
なお図４〜図１１は、チップの品切れにともなうトレイの交換を例にとって説明したが、基板に実装するチップの品種変更にともなうトレイの交換もまったく同様にして行われる。またパレットの出し入れの実行方法も図４〜図１１に例示した方法に限定されないのであって、要は移載ヘッド４による基板８へのチップ６の移送搭載作業を極力中断しないように動作させればよいものである。また上記実施の形態では、第１および第２の待機ステージとピックアップステージを上下に２段設けているが、３段以上設けてもよいものであり、要は少なくとも２段設けることにより、トレイの交換を段取りよく行うようにすればよいものである。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、第１の待機ステージ、第１のピックアップステージ、第２の待機ステージ、第２のピックアップステージの４つのステージを設け、かつこれらの各ステージとマガジンの間でトレイを出し入れする第１の出し入れ手段と第２の出し入れ手段を備えることにより、トレイの交換時にも移載ヘッドは基板に対する電子部品の実装を中断することなく実行することができ、したがってトレイ交換にともなう生産能率の低下を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のトレイの出し入れ機構の正面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のトレイの交換動作の説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のトレイの交換動作の説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のトレイの交換動作の説明図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のトレイの交換動作の説明図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のトレイの交換動作の説明図
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のトレイの交換動作の説明図
【図１０】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のトレイの交換動作の説明図
【図１１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のトレイの交換動作の説明図
【符号の説明】
１  移動テーブル
４  移載ヘッド
５  ノズル
６  チップ
７  位置決め部
８  基板
１０  マガジン
１１  エレベータ
１２  ラック
２１  第１のガイドレール
２２  第２のガイドレール
２３  第３のガイドレール
２４  第４のガイドレール
３１  第１のチャック部
４１  第２のチャック部
Ｓ１１  第１の待機ステージ
Ｓ１２  第１のピックアップステージ
Ｓ２１  第２の待機ステージ
Ｓ２２  第２のピックアップステージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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