(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース本体に案内溝が形成され、前記案内溝で昇降自在に案内される昇降堰部材で前記ケース本体内部をホッパー部とチップ部品貯留部とに区画し、前記ホッパー部の底部にチップ部品を１個毎に分離して落下させる部品分離用部材が貫通する底部穴を形成し、前記昇降堰部材を下降させて当該昇降堰部材の上端位置を下げることで前記チップ部品貯留部に貯留されたチップ部品のうち上部のチップ部品が前記昇降堰部材を越えて前記ホッパー部に落下するようにしたことを特徴とするチップ部品供給ケース。
【請求項２】
ケース本体に案内溝が形成され、前記案内溝で昇降自在に案内される昇降堰部材で前記ケース本体内部をホッパー部とチップ部品貯留部とに区画し、かつ前記ホッパー部の底部に底部穴を形成したチップ部品供給ケースを用い、
前記底部穴に部品分離用部材を貫通させて配置し、前記昇降堰部材を下降させて当該昇降堰部材の上端位置を下げることで前記チップ部品貯留部に貯留されたチップ部品のうち上部のチップ部品を前記昇降堰部材を越えて前記ホッパー部に落下させ、前記チップ部品供給ケースと部品分離用部材との相対上下運動により前記ホッパー部内のチップ部品を１個毎に分離して部品分離用部材内に落下させることを特徴とするチップ部品供給方法。
【請求項３】
前記ホッパー部内のチップ部品量が所定量未満であるときに、前記昇降堰部材に圧接しているローラーを回転させて摩擦力により前記昇降堰部材を下降させ、当該昇降堰部材の上端の高さを低くして前記チップ部品貯留部から前記ホッパー部にチップ部品を落下させて補充する請求項２記載のチップ部品供給方法。
【請求項４】
ケース本体に案内溝が形成され、前記案内溝で昇降自在に案内される昇降堰部材で前記ケース本体内部をホッパー部とチップ部品貯留部とに区画し、かつ前記ホッパー部の底部に底部穴を形成したチップ部品供給ケースと、
前記底部穴に貫通配置された部品分離用部材と、
前記昇降堰部材に圧接するローラーを有し、前記ローラーを回転させることで摩擦力により前記昇降堰部材を昇降させて当該昇降堰部材の上端の高さ位置を可変調整する可変調整手段と、
前記チップ部品供給ケースと部品分離用部材の少なくともいずれかを上下動させる上下動手段とを備え、
前記昇降堰部材を下降させて当該昇降堰部材の上端位置を下げることで前記チップ部品貯留部に貯留されたチップ部品のうち上部のチップ部品を前記昇降堰部材を越えて前記ホッパー部に落下させ、前記チップ部品供給ケースと部品分離用部材との相対上下運動により前記ホッパー部内のチップ部品を１個毎に分離して部品分離用部材内に落下させることを特徴とするチップ部品供給装置。
【請求項５】
前記ホッパー部内のチップ部品量を検知するセンサを設け、該センサの検知結果により前記可変調整手段を制御する請求項４記載のチップ部品供給装置。
【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（チップ型電子部品）をプリント基板に装着するためのチップ部品装着機等において使用する、チップ部品供給ケース、チップ部品供給方法及び装置に係り、とくにチップ部品をバルク状で（ばら部品状態で）収納しかつその端子電極を劣化させずに供給することが可能なチップ部品供給ケース、並びに該ケースを用いるチップ部品供給方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のチップ部品供給装置は、図４或いは図５等に代表される構造である（例えば特開平８−２７４４９６号、特開平８−１３９４９４号）。図４ではホッパー１０に対してチップ部品供給ケース１１が連結され、チップ部品供給ケース１１内のチップ部品１はケース１１の内側底面に沿って移動してホッパー１０への連絡口１２を通りホッパー１０内に入る。ホッパー１０内に入ったチップ部品１は部品分離用部材としての部品分離整列パイプ１３のチップ部品搬送口に入り、これに接続された部品給送路の取出し口まで順次送られていく。
【０００３】
図５ではホッパー２０内のチップ部品１は部品分離整列パイプ２３のチップ部品搬送口に入り、これに接続された部品給送路の取出し口まで順次送られていく。
【０００４】
上記図４、図５において、チップ部品１は、チップ部品供給装置のホッパー１０，２０の底部分にあるものから順にチップ部品搬送口に入っていく。その為、ケース１１内、ホッパー２０内のチップ部品塊の上面表層部に有るチップ部品（以下、チップ表層品と言う）は、チップ部品全体が使用されるまでケース１１内、ホッパー２０内にとどまることになる。
【０００５】
前記ケース、ホッパーを有する供給装置は、チップ部品装着機のフィーダーユニットとして使用されたとき、チップ部品装着機の吸着ノズルの吸着点に対応させて横方向に移動されたり、あるいは部品分離整列パイプのチップ部品搬送口にチップ部品を落下させるために前記ケース、ホッパーに上下動が加えられたりする。このため、ケース１１内、ホッパー２０内のチップ表層品は、チップ部品供給装置の移動等による振動がケース、ホッパーに加わる度に、チップ部品同士又はケース、ホッパー壁に衝突したり擦れ合ったりする。その為、チップ部品の端子電極メッキ層が欠落したり酸化したりしてはんだ濡れ性が劣化していく。
【０００６】
ケース、ホッパー内にチップ部品が長時間留まってケース、ホッパーの振動等を受けていると、チップ部品のはんだ濡れ性の劣化が進み、最後には殆どはんだに濡れなくなり、はんだ付けを要する電子部品として使用できなくなってしまう。
【０００７】
一方、チップ部品塊の中段、下段部分に有るチップ部品は上側に有るチップ部品の重さが加わる為、振動等でのチップ部品同士又はケース、ホッパー壁への衝突、擦れ合いが規制される。よって、そのはんだ濡れ性の劣化はチップ表層品に比べ格段に劣化しにくい。つまり従来装置では、チップ表層品は位置的な問題で振動を受け易く、かつ長時間ケース、ホッパー内に留まるため、特にはんだ濡れ性が劣化し易い条件下にあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来装置ではチップ表層品が位置的な問題で振動を受け易く、かつ長時間ケース、ホッパー内に留まるため、端子電極のはんだ濡れ性がとくに劣化し易く、はんだ付け不良の原因となる恐れがあった。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑み、ケース内表層部のチップ部品から順に使用し、はんだ濡れ性劣化が進行する前にチップ部品を全て使用してしまうことによって、はんだ濡れ性が劣化して使用できなくなるチップ部品の発生の問題を解消可能なチップ部品供給ケース、チップ部品供給方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１０】
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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るチップ部品供給ケースは、ケース本体に案内溝が形成され、前記案内溝で昇降自在に案内される昇降堰部材で前記ケース本体内部をホッパー部とチップ部品貯留部とに区画し、前記ホッパー部の底部にチップ部品を１個毎に分離して落下させる部品分離用部材が貫通する底部穴を形成し、前記昇降堰部材を下降させて当該昇降堰部材の上端位置を下げることで前記チップ部品貯留部に貯留されたチップ部品のうち上部のチップ部品が前記昇降堰部材を越えて前記ホッパー部に落下するようにしたことを特徴としている。
【００１２】
本発明に係るチップ部品供給方法は、ケース本体に案内溝が形成され、前記案内溝で昇降自在に案内される昇降堰部材で前記ケース本体内部をホッパー部とチップ部品貯留部とに区画し、かつ前記ホッパー部の底部に底部穴を形成したチップ部品供給ケースを用い、
前記底部穴に部品分離用部材を貫通させて配置し、前記昇降堰部材を下降させて当該昇降堰部材の上端位置を下げることで前記チップ部品貯留部に貯留されたチップ部品のうち上部のチップ部品を前記昇降堰部材を越えて前記ホッパー部に落下させ、前記チップ部品供給ケースと部品分離用部材との相対上下運動により前記ホッパー部内のチップ部品を１個毎に分離して部品分離用部材内に落下させることを特徴としている。
【００１３】
前記チップ部品供給方法において、前記ホッパー部内のチップ部品量が所定量未満であるときに、前記昇降堰部材に圧接しているローラーを回転させて摩擦力により前記昇降堰部材を下降させ、当該昇降堰部材の上端の高さを低くして前記チップ部品貯留部から前記ホッパー部にチップ部品を落下させて補充するとよい。
【００１４】
本発明に係るチップ部品供給装置は、ケース本体に案内溝が形成され、前記案内溝で昇降自在に案内される昇降堰部材で前記ケース本体内部をホッパー部とチップ部品貯留部とに区画し、かつ前記ホッパー部の底部に底部穴を形成したチップ部品供給ケースと、
前記底部穴に貫通配置された部品分離用部材と、
前記昇降堰部材に圧接するローラーを有し、前記ローラーを回転させることで摩擦力により前記昇降堰部材を昇降させて当該昇降堰部材の上端の高さ位置を可変調整する可変調整手段と、
前記チップ部品供給ケースと部品分離用部材の少なくともいずれかを上下動させる上下動手段とを備え、
前記昇降堰部材を下降させて当該昇降堰部材の上端位置を下げることで前記チップ部品貯留部に貯留されたチップ部品のうち上部のチップ部品を前記昇降堰部材を越えて前記ホッパー部に落下させ、前記チップ部品供給ケースと部品分離用部材との相対上下運動により前記ホッパー部内のチップ部品を１個毎に分離して部品分離用部材内に落下させることを特徴としている。
【００１５】
前記チップ部品供給装置において、前記ホッパー部内のチップ部品量を検知するセンサをさらに設け、該センサの検知結果により前記可変調整手段を制御するとよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るチップ部品供給ケース、チップ部品供給方法及び装置の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１７】
図１及び図２は本発明の第１の実施の形態を示す。これらの図において、３０は樹脂等により形成されたチップ部品供給ケースであり、４０は該ケース３０が載置、固定される台座であり、５０は該台座４０が載置される上下ベースである。
【００１８】
チップ部品供給ケース３０は、ケース本体３１とその上部開口を閉じる蓋体３９とからなり、ケース本体３１の内側には昇降堰部材（シャッター）６０を昇降自在に案内するための案内溝３２が形成されている。この案内溝３２は、ケース本体３１内側のチップ部品収納空間の底面３３より上の部分においてケース本体３１の相互に対向する側面に上下方向の直線状凹溝３２ａとして形成されるとともに天井面にも形成されており、それ以外の部分では昇降堰部材６０をチップ部品収納空間から円滑に引き込めるように湾曲した引き込み溝３２ｂとなっている。該引き込み溝３２ｂはケース本体３１の外面と内面の間の肉厚部分に形成される。
【００１９】
前記昇降堰部材６０は、樹脂、金属等の可撓性を持つ板材であり、最も上昇した状態では、ケース本体３１の内側底面３３より直線状凹溝３２ａに案内されて突出し、ケース本体３１のチップ部品収納空間を左側のホッパー部３４と右側のチップ部品貯留部３５とに区画している（昇降堰部材６０の最も上昇した位置では左右のホッパー部３４とチップ部品貯留部３５とを隔離している）。また、最も下降した状態では引き込み溝３２ｂ内に引き込まれてケース本体３１の内側底面３３より完全に引っ込んだ状態となる。
【００２０】
なお、昇降堰部材６０は長手方向に対して容易に曲げ伸ばしできる性質であれば、案内溝３０が湾曲していても動作に支障はない。
【００２１】
また、図２に示すように、案内溝３０のうち直線状凹溝３２ａはチップ部品１が流れ出る方の溝深さを浅くしてやれば、チップ部品が凹溝３２ａに引っ掛かることがなくなる。
【００２２】
ケース本体３１の内側底面３３のうち、ホッパー部３４の底面３３ａは漏斗状であり、その最下点に底部穴３６が上下方向にあけられている。また、チップ部品貯留部３５の底面３３ｂはホッパー部３４に向かって単調に低くなっている。
【００２３】
前記チップ部品供給ケース３０が載置固定される台座４０には、昇降堰部材６０を昇降駆動する堰駆動手段（堰部材の上端の高さ位置を可変調整する可変調整手段）として、モータ４１、アーム４２先端に枢着されたローラー４３、引っ張りばね４４、及びベルト４５が設けられている。アーム４２の基端側は台座４０に枢支されており、ローラー４３は引っ張りばね４４によって昇降堰部材６０に押し当てられている。ベルト４５はモータ４１の回転駆動力をローラー４３に伝達するものである。従って、モータ４１を回転させることで、ベルト４５を介してローラー４３を回転させ、ローラー４３とこれが圧接している昇降堰部材６０との間の摩擦力により昇降堰部材６０を昇降駆動可能である。
【００２４】
また、ホッパー部３４内のチップ部品量を検知するチップ部品量感知センサ４６がケース本体３１を挟んで対向するように台座４０側に設けられている。このセンサ４６は例えば投受光形光センサである。
【００２５】
前記台座４０を載置した上下ベース５０の垂直部は、装置本体フレーム７０にボールスライド７１を介し昇降自在に取り付けられているが、この上下ベース５０に往復上下運動を行わせるためにモータ７２が固定される。このモータ７２の回転軸にはカム７３が固着され、該カム７３に固定されたピン７４は上下ベース５０下端部のカムフォロアの長穴に嵌まっている。従って、モータ７２の回転により上下ベース５０上のチップ部品供給ケース３０及び台座４０は往復上下運動を行う。但し、図１はチップ部品供給ケース３０の下降位置を示す。これらの上下ベース５０、ボールスライド７１、モータ７２、カム７３、ピン７４等がチップ部品供給ケース３０に上下動を与える上下動手段を構成している。
【００２６】
前記装置本体フレーム７０には、またシュート７５が固定されている。このシュート７５は上下方向から横方向にチップ部品１の給送方向を変換する方向変換給送路７６を内部に有し、これに連通するように部品分離用部材としての部品分離整列パイプ７７がシュート７５の上端面側に固定されている。この部品分離整列パイプ７７は上下ベース５０、台座４０を貫通してチップ部品供給ケース３０の底部穴３６に嵌合してホッパー部３４の漏斗状内部空間に到達している。部品分離整列パイプ７７の上端開口がチップ部品搬送口となる。
【００２７】
なお、シュート７５には、方向変換給送路７６の下端に接続する横方向給送路７９を形成した直線シュート７８が連結されており、直線シュート７８の先端部がチップ部品供給位置Ｐ、つまりチップ部品装着機の吸着ノズルによる吸着点となっている。
【００２８】
この第１の実施の形態において、チップ部品供給ケース３０内をホッパー部３４とチップ部品貯留部３５とに区画している昇降堰部材（シャッター）６０の上端位置が下がることで、チップ部品貯留部３５におけるチップ表層品がホッパー部３４へ昇降堰部材６０を越えて移動する。モータ７２によりチップ部品供給ケース３０に往復上下運動を行わせているため、ホッパー部３４内のバルク状（ばらの）チップ部品１はホッパー部の漏斗状空間内に上下に出入りする分離整列パイプ７７の貫通穴に１個ずつ入り込む（つまり１個毎に分離されて落下する）。
【００２９】
ホッパー部３４内のチップ部品１が不足すると、チップ部品量感知センサ４６がチップ部品量の不足を検知して堰駆動手段のモータ４１を作動させ、ローラー４３の回転により昇降堰部材６０の上端位置を下降させて行く。これによりチップ部品貯留部３５からチップ表層品がホッパー部３４へ昇降堰部材６０を越えて補給される。
【００３０】
ホッパー部３４から分離整列パイプ７７に入ったチップ部品１は、分離整列パイプ７７内の貫通穴を通ってシュート７５内の方向変換給送路７６通り、直線シュート７８の横方向給送路７９を通ってチップ部品供給位置Ｐに到達する。なお、チップ部品１の横方向の給送は例えばチップ部品供給位置Ｐに向かう空気流を発生させることで実行可能である。
【００３１】
図６は従来装置と本発明の第１の実施の形態の装置（以下本発明装置という）でチップ部品を供給した場合のはんだ付け不良発生数の試験方法を示す。この図で、試料チップ部品として１６０８タイプ（縦１．６mm×横０．８mm×高さ０．８mm）のチップコンデンサ（端子電極材質Ｓｎ）を３万個用意し、分割して１．５万個毎従来装置と本発明装置とに振り分ける。そして、チップ部品装着機により、タクト０．１s/pcs、加速度８Ｇ、振動回数１８０００往復／時間、振動時間１５０時間という条件下でプリント基板に装着し、リフローはんだ付けを行った。
【００３２】
プリント基板へのリフローはんだ付けは、リフロー雰囲気温度２３０℃で、ＥＩＡＪ標準クリームはんだ（共晶はんだ）を使用した。
【００３３】
はんだ付け不良発生数の試験結果を以下の表１に示す。
【表１】
0003718796.tif 000002
この表１の試験結果における分母は実装チップ部品数を表し、分子は正常なはんだフィレットを形成できなかったかはんだが濡れずに基板のランドに接続できなかったチップ部品数を表す。従来装置を用いた場合、端子電極のはんだ濡れ性のの劣化に起因して９０００個目からはんだ付け不良の発生が見られるが、本発明装置では１．５万個装着してもはんだ付け不良の発生は見られなかった。つまり、本発明装置の構造を持つことによって、従来装置の構造のものより明らかにチップ部品のはんだ濡れ性劣化を防止することができる効果のあることが確認された。
【００３４】
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。
【００３５】
(1)  チップ部品供給ケース３０のケース本体３１内部を昇降堰部材６０でホッパー部３４とチップ部品貯留部３５とに区画して、チップ部品貯留部３５に貯留されたチップ部品のうち上部のチップ部品が昇降堰部材６０を越えてホッパー部３４に落下するようにし、チップ部品貯留部３５におけるチップ表層品から順にチップ部品搬送口、つまり部品分離整列パイプ７７に送る構造とすることで、はんだ濡れ性劣化が進行しやすいチップ表層品を優先して使用することが出来る。そして、次にまだはんだ濡れ性劣化が進行していない下層部のチップ部品がチップ部品貯留部３５における次のチップ表層品となる。これが繰り返されて、常にまだはんだ濡れ性劣化が進行していないチップ部品が順次チップ部品搬送口に供給され、最後のチップ部品まではんだ濡れ性が劣化することなく使用できる。
【００３６】
(2)  昇降堰部材６０が下側へ下がることによりチップ部品貯留部３５におけるチップ表層品がホッパー部３４へ移動する。このとき、ホッパー部３４内のチップ部品量をチップ部品量感知センサ４６で検知し、その検知結果により前記堰部材６０の可変調整手段を制御して堰部材６０の上端の高さ位置を徐々に下げることでホッパー部３４に適切量のチップ部品を補給可能である。例えば、ホッパー部３４のチップ部品量が所定量未満であることをチップ部品量感知センサ４６が検知したときに昇降堰部材６０の上端の高さが低くなるように当該堰部材６０を堰駆動手段のモータ４１を駆動することで昇降堰部材６０を適宜下降させて、ホッパー部３４内のチップ部品量の減り具合に合わせて適度なチップ部品補給が可能である。
【００３７】
図３は本発明の第２の実施の形態を示す。この場合、チップ部品供給ケース３０のチップ部品貯留部３５内にブロック状のケース収容容積調整アダプター８０を配置して、チップ部品貯留部３５の容積を縮小している。その他の構成は前述の第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。
【００３８】
この第２の実施の形態によれば、チップ部品１の使用量が少ないため、又はチップ部品形状が小さくて通常のケース容積では多量のチップ部品が入ってしまうため、チップ部品がケース３０内に留まる時間が長くなってしまい、はんだ濡れ性劣化が発生する恐れがある場合でも、チップ部品貯留部３５にケース収容容積調整アダプター８０を取り付けてやることで、ケース３０内のチップの収納量及び滞留時間を任意の範囲内に調整することができる。
【００３９】
なお、第２の実施の形態ではブロック状のアダプターをチップ部品貯留部に設けてチップ部品貯留部の容積を減じたが、位置可変の隔壁をチップ部品貯留部に設けてその容積を減じる方向に調整してもよい。
【００４１】
また、上記第１又は第２の実施の形態では、チップ部品供給ケース３０に上下動手段で上下動を与えているが、チップ部品供給ケース３０側は装置本体フレームに固定とし、部品分離用部材としての部品分離整列パイプ側を上下に往復運動させてチップ部品が部品分離整列パイプの開口であるチップ部品搬送口に落下するように構成してもよい。
【００４２】
また、チップ部品供給ケースはチップ部品供給装置としてのフィーダーユニット内に組み込まれたものであっても、後からフィーダーユニットにセットする構造であってもよい。
【００４３】
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。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ケース内表層部のチップ部品から順に使用し、はんだ濡れ性劣化が進行する前にチップ部品を全て使用してしまうことによって、はんだ濡れ性が劣化して使用できなくなるチップ部品の発生の問題を解消可能であり、ひいてはチップ部品のはんだ付けの信頼性の向上を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す正断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態で用いるチップ部品供給ケースの横断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す正断面図である。
【図４】従来装置のチップ部品供給装置の１例を示す正断面図である。
【図５】従来装置のチップ部品供給装置の他の例を示す正断面図である。
【図６】本発明による装置と従来装置の場合におけるチップ部品のはんだ付け不良発生の試験方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１  チップ部品
１０，２０  ホッパー
１１，３０  チップ部品供給ケース
１３，２３，７７  部品分離整列パイプ
３１  ケース本体
３２  案内溝
３４  ホッパー部
３５  チップ部品貯留部
４０  台座
５０  上下ベース
６０  昇降堰部材
４１，７２  モータ
４３  ローラー
７０  装置本体フレーム
７１  ボールスライド
７５  シュート
７６  方向変換給送路
７８  直線シュート
７９  横方向給送路
８０  ケース収容容積調整アダプター
【図１】
0003718796.tif 000003
【図２】
0003718796.tif 000004
【図３】
0003718796.tif 000005
【図４】
0003718796.tif 000006
【図５】
0003718796.tif 000007
【図６】
0003718796.tif 000008