(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープ状基板から打ち抜かれた電子部品を基板に実装する電子部品の実装装置であって、テープ状基板を供給するテープ供給部と、打ち抜き金型を金型駆動手段によってテープ状基板に対して相対的に移動させることによりテープ状基板から電子部品を打ち抜く打ち抜き部と、テープ状基板の打ち抜き方向の反対側面に当接することにより打ち抜かれた電子部品を受け取る取り出しノズルから成る受け取り部と、受け取り部から受け渡された電子部品を前記基板に位置合わせして搭載する搭載手段とを有し、また前記打ち抜き部は、打ち抜き孔が設けられた下型と、この下型上にあって打ち抜きに位置を合わせされた前記打ち抜き金型であるパンチ部材とを備え、前記パンチ部材による打ち抜き動作を行うために前記パンチ部材を昇降させる打ち抜き駆動機構のモータと前記受け取り部による受け取り動作を行うために前記取り出しノズルを昇降させる昇降機構のモータとを同期させることにより、電子部品を前記パンチ部材と前記取り出しノズルにより上下から挟持した状態で打ち抜いて下降して前記取り出しノズルに受け渡すように制御する制御手段を備えたことを特徴とする電子部品の実装装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子部品の実装装置を用いてテープ状基板から打ち抜かれた電子部品を基板に実装する電子部品の実装方法であって、打ち抜き金型を金型駆動手段によってテープ状基板に対して相対的に移動させパンチ部材によりテープ供給部によって供給されたテープ状基板から電子部品を打ち抜く打ち抜き工程と、テープ状基板の打ち抜き方向の反対側面に当接することにより打ち抜かれた電子部品を受け取り部の取り出しノズルによって受け取る受け取り工程と、受け取り部から受け渡された電子部品を前記基板に位置あわせして搭載する搭載工程とを含み、前記打ち抜き工程および受け取り工程において、前記パンチ部材による打ち抜き動作を行うための打ち抜き駆動機構のモータの回転制御と前記取り出しノズルによる受け取り動作を行うための昇降機構のモータの回転制御とを制御手段によって同期させることにより、電子部品を前記パンチ部材と前記取り出しノズルにより上下から挟持した状態で打ち抜いて下降して前記取り出しノズルに受け渡すことにより、打ち抜き時の姿勢を保持した状態の電子部品を受け取り部によって受け取ることを特徴とする電子部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テープ状基板から打ち抜かれた電子部品を基板に実装する電子部品の実装装置および実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品の種類として、半導体素子をテープ状基板に実装したテープキャリアパッケージ（以下、「ＴＣＰ」と略記する。）が知られている。このＴＣＰの製造工程においては、接続用端子などの回路パターンが形成されたテープ状基板に半導体素子を定ピッチで連続的に実装して樹脂封止を行った後に、半導体素子と接続用端子の範囲のみを専用の打ち抜き装置によってテープ状基板から打ち抜くことにより個片のＴＣＰを得る。
【０００３】
そしてこのＴＣＰを基板に実装する際には、塵埃などによる汚染を極力避けるため、テープ状基板から打ち抜かれた直後に実装装置へ供給される場合が多い。このため、ＴＣＰの打ち抜き装置は実装装置と連結して設けられ、打ち抜き金型によって打ち抜かれたＴＣＰは受け取り部によって受け取られた後、電子部品実装装置の搭載ヘッドに受け渡される。
【０００４】
ところで、電子部品の高集積化にともない基板に形成される接続用端子のピッチは狭ピッチ化が進み、この基板の端子と電子部品の端子との位置あわせに際しては高い位置精度が要求される。この位置精度は、電子部品の基板に対しての直交軸方向の位置精度のみならず、回転方向の位置精度をも併せて確保する必要がある。このため、電子部品の基板への実装に際して基板に形成された認識マークと電子部品に形成された認識マークとを認識して直交軸方向の位置ずれと回転方向の位置ずれとをそれぞれ検出し、電子部品の実装時にはこの位置ずれを補正した上で電子部品を基板に搭載することが行われていた。
【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、電子部品の搭載に先立って予め搭載ヘッドに保持された状態の電子部品の回転方向の位置ずれを検出し、さらにこの位置ずれを搭載時に補正する必要があるため、位置ずれ検出のための認識や補正動作に時間を要し、実装作業のタクトタイムを短縮することが困難であるという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、実装作業のタクトタイムを短縮して生産性を向上させることができる電子部品の実装装置および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】
請求項１記載の電子部品の実装方法は、テープ状基板から打ち抜かれた電子部品を基板に実装する電子部品の実装装置であって、テープ状基板を供給するテープ供給部と、打ち抜き金型を金型駆動手段によってテープ状基板に対して相対的に移動させることによりテープ状基板から電子部品を打ち抜く打ち抜き部と、テープ状基板の打ち抜き方向の反対側面に当接することにより打ち抜かれた電子部品を受け取る取り出しノズルから成る受け取り部と、受け取り部から受け渡された電子部品を前記基板に位置合わせして搭載する搭載手段とを有し、また前記打ち抜き部は、打ち抜き孔が設けられた下型と、この下型上にあって打ち抜きに位置を合わせされた前記打ち抜き金型であるパンチ部材とを備え、前記パンチ部材による打ち抜き動作を行うために前記パンチ部材を昇降させる打ち抜き駆動機構のモータと前記受け取り部による受け取り動作を行うために前記取り出しノズルを昇降させる昇降機構のモータとを同期させることにより、電子部品を前記パンチ部材と前記取り出しノズルにより上下から挟持した状態で打ち抜いて下降して前記取り出しノズルに受け渡すように制御する制御手段を備えた。
【０００８】
請求項２記載の電子部品の実装方法は、請求項１記載の電子部品の実装装置を用いてテープ状基板から打ち抜かれた電子部品を基板に実装する電子部品の実装方法であって、打ち抜き金型を金型駆動手段によってテープ状基板に対して相対的に移動させパンチ部材によりテープ供給部によって供給されたテープ状基板から電子部品を打ち抜く打ち抜き工程と、テープ状基板の打ち抜き方向の反対側面に当接することにより打ち抜かれた電子部品を受け取り部の取り出しノズルによって受け取る受け取り工程と、受け取り部から受け渡された電子部品を前記基板に位置あわせして搭載する搭載工程とを含み、前記打ち抜き工程および受け取り工程において、前記パンチ部材による打ち抜き動作を行うための打ち抜き駆動機構のモータの回転制御と前記取り出しノズルによる受け取り動作を行うための昇降機構のモータの回転制御とを制御手段によって同期させることにより、電子部品を前記パンチ部材と前記取り出しノズルにより上下から挟持した状態で打ち抜いて下降して前記取り出しノズルに受け渡すことにより、打ち抜き時の姿勢を保持した状態の電子部品を受け取り部によって受け取るようにした。
【０００９】
本発明によれば、テープ状基板から打ち抜かれた電子部品を受け取り部によって受け取る工程において、打ち抜き金型のパンチ部材による打ち抜き動作と受け取り部の取り出しノズルによる受け取り動作とを制御手段によって同期させることにより、打ち抜き時の姿勢を保持した位置ずれのない状態の電子部品を受け取り部によって受け取ることができ、回転方向の位置補正を不要にしてタクトタイムを短縮することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に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表示パネルの組立装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置の部品供給部の断面図、図３は本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置の側面図、図４は本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置の取り出し部の部分断面図、図５は本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置の部品供給部の部分断面図、図６は本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置によるテープ打ち抜き動作の工程説明図である。
【００１１】
まず図１を参照して電子部品の実装装置としての表示パネルの組立装置の全体構成について説明する。図１において部品供給部１は、２基のテープの打ち抜き部２Ａ，２Ｂを備えている。打ち抜き部２Ａ，２Ｂは、テープ供給部であるテープ搬送部５Ａ，５Ｂによって左右面両方向から供給されるテープ状基板であるテープキャリア６から、電子部品であるテープキャリアパッケージ（以下、「ＴＣＰ」と略記する。）７を打ち抜く。
【００１２】
打ち抜き部２Ａ，３Ｂの下方にはベース部４上に部品移送部３が配設されている。部品移送部３はインデックス回転をする４つのスライドアーム８を備えており、スライドアーム８の先端部には取り出しヘッド（後述）の上端部を構成する取り出しノズル９が装着されている。取り出しノズル９はテープキャリア６から打ち抜かれたＴＣＰ７を受け取って保持し、以下に説明するインデックス部１０の搭載ヘッドに受け渡す。したがって、取り出しノズル９を備えた取り出しヘッドは、打ち抜かれたＴＣＰ７を受け取る受け取り部となっている。
【００１３】
インデックス部１０は略十字形のテーブル１０ａを備えており、テーブル１０ａの各アーム先端部には搭載ヘッド１１が装着されている。インデックス部１０は、第１〜第４の４つのインデックス位置を有しており、第１、第３各インデックス位置には、それぞれ受け渡しステーションＡ、搭載ステーションＣが設けられている。
【００１４】
受け渡しステーションＡにおいては、部品供給部１にてテープキャリア６から打ち抜かれ、取り出しノズル９によって保持されて取り出されたＴＣＰ７が搭載ヘッド１１に受け渡される。搭載ステーションＣの手前側は基板位置決め部２０となっており、Ｘテーブル２１Ｘ、Ｙテーブル２１Ｙより成るＸＹテーブル２１上の基板保持部２３に保持された基板２４の縁部に、搭載ヘッド１１によってＴＣＰ７が搭載される。
【００１５】
このとき撮像部２５によってＴＣＰ７は撮像され、この認識結果に基づいてＴＣＰ７の直交軸方向の位置ずれがＸＹテーブル２１によって補正される。したがって、インデックス部１０、搭載ヘッド１１およびＸＹテーブル２１は、受け渡されたＴＣＰ７を基板２４に位置合わせして搭載する搭載手段となっている。
【００１６】
次に図２、図５を参照して打ち抜き部２Ａ，２Ｂおよび部品移送部３について説明する。図２において、ベース部４の左右両端部に設けられた開口部４０上には、打ち抜き孔４１ａが設けられた下型４１が装着されている。図５に示すように下型４１上には、打ち抜き孔４１ａに位置を合わせて打ち抜き金型であるパンチ部材４３が昇降自在に配設されている。パンチ部材４３の上端部は、金型駆動手段である打ち抜き駆動機構４２に結合されている。
【００１７】
打ち抜き駆動機構４２は、モータ４６によって回転駆動される送りねじ４２ａ、送りねじ４２ａと螺合するナット４２ｂおよびナット４２ｂをパンチ部材４３と結合する結合部材４２ｃより成る。モータ４６を駆動することによりパンチ部材４３は昇降し、モータ４６の回転を制御することにより、パンチ部材４３の昇降動作を制御できるようになっている。
【００１８】
下型４１の上面には、テープ送りローラ４４によってテープキャリア６が送給される。テープキャリア６を打ち抜き孔４１ａに位置合わせした状態で打ち抜きパンチ部材４３を下降させることにより、すなわち打ち抜き駆動機構４２によってパンチ部材４３をテープキャリア６の上面に対して相対的に移動させることにより、テープキャリア６からＴＣＰ７が打ち抜かれる。
【００１９】
このとき、ガイドピン４３ａによってテープキャリア６の位置が正しく保持される。そして打ち抜かれたＴＣＰ７は、開口部４０を介して昇降する取り出しノズル９によって下方から保持される。取り出しノズル９の上端面には、テープキャリア６の下面、すなわち打ち抜き方向の反対側面に当接する当接部９ａが設けられている。
【００２０】
打ち抜き部２Ａ，２Ｂの下方には取り出しノズルの昇降機構５８が配設されている。昇降機構５８はモータ５９、モータ５９によって回転駆動される送りねじ５８ａ、送りねじ５８ａが螺合するナット５８ｂおよびナット５８ｂと結合された昇降部材５８ｃより成る。モータ５９の回転を制御することにより、昇降部材５８ｃの昇降動作を制御でき、したがって取り出しノズル９の昇降を制御できるようになっている。
【００２１】
打ち抜き駆動機構４２のモータ４６、昇降機構５８のモータ５９は、サーボモータなどの回転制御可能なものが用いられており、モータ４６、モータ５９は駆動制御部７６によって制御される。駆動制御部７６によってモータ４６、モータ５９の回転制御を行うことにより、打ち抜き部２Ａ，２Ｂによってテープキャリア６からＴＣＰ７を打ち抜く際に、パンチ部材４３の打ち抜き動作と取り出しノズル９によるＴＣＰ７の受け取り動作とを同期させて行うことが可能となる。したがって駆動制御部７６は、打ち抜き動作と受け取り動作とを同期させる制御手段となっている。
【００２２】
次に部品移送部３について説明する。インデックス駆動部５０にはターンテーブル５１が結合されており、ターンテーブル５１の上面に放射状に配設されたガイドレール５３にはスライダ５２が嵌着されている。スライダ５２はスライドアーム８の下面に固着されており、スライドアーム８の先端部には取り出しヘッド６０が装着されている。
【００２３】
取り出しヘッド６０には、上端部に取り出しノズル９が設けられたシャフト６１が挿通している。シャフト６１は取り出しヘッド６０に内蔵されたモータによって軸廻りに回転自在であるとともに、上下方向にスライド自在となっている。打ち抜き部２Ａ，２Ｂの直下には取り出しノズルの昇降部５８が配設されており、昇降部材５８ｃが昇降自在となっている。取り出しヘッド６０を打ち抜き部２Ａ，２Ｂの直下に位置させた状態で昇降部材５８ｃ上昇させることにより、取り出しノズル９は昇降部材５８ｃによって押し上げられて開口部４０の内部を上昇し、パンチ部材４３によって打ち抜かれたＴＣＰ７を保持する。
【００２４】
インデックス駆動部５０の外周には円環状のカム部材５５が配設されており、カム部材５５の外周には、スライドアーム８の下面に固設されたカムフォロア５６がスプリング５７によって付勢された状態で当接している。この状態でインデックス駆動部５０を駆動することにより、スライドアーム８はカム部材５５の外周に沿って回転する。これにより、取り出しノズル９に保持されたＴＣＰ７は、打ち抜き部２Ａ，２Ｂの下方の位置から図１、図３に示す受け渡しステーションＡまで取り出される。
【００２５】
図３に示すように、受け渡しステーションＡには、取り出しヘッド６０の下方に位置してスライドアーム駆動機構６３が配設されている。スライドアーム駆動機構６３は、図４に示すように水平方向に配置されたフレーム６４にモータ６５によって回転駆動される送りねじ６６を軸支させ、送りねじ６６と螺合するナット６７に垂直に突出した当接部６８を結合した構成となっている。取り出しヘッド６０が受け渡しステーションＡに位置した状態で、モータ６５を駆動することにより当接部６８は水平移動し、カムフォロア５６に当接してスライドアーム８を矢印方向に移動させる。これにより取り出しヘッド６０は水平移動し、取り出しノズル９に保持されたＴＣＰ７は搭載ヘッド１１の下端に設けられたノズル７５によって吸着保持可能な位置まで移動する。
【００２６】
次にインデックス部１０について説明する。図３に示すようにテーブル１０ａはインデックス機構部１０ｂによってインデックス回転し、テーブル１０ａの先端部には下端部にノズル７５を備えた搭載ヘッド１１が装着されている（図１も参照）。搭載ヘッド１１はテーブル１０ａの下面に固着された円筒形のケーシング８０内にノズル７５が装着されたノズルシャフト７７を回転・上下動自在に挿通させた構造となっている。
【００２７】
ノズルシャフト７７の頂部には当接部７７ａが設けられ、当接部７７ａはスプリング７９によって上方に付勢されている。当接部７７ａを下方に押し下げることにより、ノズルシャフト７７は下降する。そして押し下げを解除することにより、ノズルシャフト７７はスプリング７９の付勢力によって通常位置まで上昇する。
【００２８】
図３に示すように受け渡しステーションＡ、搭載ステーションＣには搭載ヘッド昇降機構７０が配設されている。搭載ヘッド昇降機構は垂直なフレーム７１にモータ７４によって回転駆動される送りねじ７２を軸支させ、送りねじ７２と螺合したナットによって昇降部材７３を上下動させるものである。昇降部材７３が下降して搭載ヘッド１１の当接部７７ａを押し下げることにより、ノズル７５が下降する。そしてノズル７５は受け渡しステーションＡにおいて搭載ヘッド１１の下方に位置する取り出しノズル９からＴＣＰ７を受け渡され、また搭載ステーションＣにおいて保持したＴＣＰ７を基板２４に搭載する。
【００２９】
次に図１、図３を参照して搭載ステーションＣおよび基板位置決め部２０について説明する。基板位置決め部２０はＸＹテーブル２１を備えており、ＸＹテーブル２１のＹ軸テーブル２１Ｙ上には基板保持部２３が装着されている。基板保持部２３は基板２４を保持して位置決めする。搭載ステーションＣの搭載ヘッド１１の下方に設けられた撮像部２５は２つのカメラを備えており、搭載ヘッド１１のノズル７５に保持された状態のＴＣＰ７および基板２４の縁部を下方から撮像する。
【００３０】
これにより、搭載ステーションＣにおけるＴＣＰ７の位置および基板２４の縁部の位置が検出される。そしてこれらの位置検出結果に基づいてＴＣＰ７の基板２４に対する直交軸方向の相対位置ずれ量が求められる。そしてＴＣＰ７の基板２４への搭載に際しては、求められた位置ずれ量を基板位置決め部２０によって補正しながら、搭載ヘッド１１のノズル７５を基板２４に対して押圧する。
【００３１】
この表示パネルの組立装置は上記の様に構成されており、以下動作について各図を参照して説明する。まず図１において、テープ搬送部５Ａ，５Ｂ上を内側に向って搬送されたテープキャリア６は、打ち抜き部２Ａ，２Ｂにおいて所定範囲が打ち抜かれ、これにより個片のＴＣＰ７が分離される。そして分離されたＴＣＰ７は、図２に示すように取り出しノズル９によって受け取られ保持される。このときの打ち抜き動作について、図６を参照して説明する。
【００３２】
図６（ａ）において、下型４１の上方にはテープキャリア６が水平に導入されている。下型４１の打ち抜き孔４１ａ内には取り出しノズル９が上昇し、当接部９ａがテープキャリア６の下面に当接した状態、すなわち打ち抜き動作開始可能な状態となっている。この後、打ち抜き駆動機構４２（図５）を駆動してパンチ部材４３を下降させ、図６（ｂ）に示すようにガイドピン４３ａによってテープキャリア６を位置決めした状態で、パンチ部材４３の下端部をテープキャリア６の上面に当接させる。
【００３３】
この状態から更にパンチ部材４３を下降させることにより、テープキャリア６は打ち抜き孔４１ａとパンチ部材４３によってせん断され打ち抜かれるが、この打ち抜き時にはパンチ部材４３のテープキャリア６への当接が取り出しノズル９の当接部９ａによって検知される。そして駆動制御部７６はこの検知を承けてこの当接のタイミングと同期して昇降機構５８のモータ５９を駆動する。
【００３４】
そして打ち抜き動作が完了するまでの間は、取り出しノズル９の下降動作は常にパンチ部材４３の下降動作と同期して行われる。すなわちテープキャリア６からＴＣＰ７を打ち抜く打ち抜き動作と、打ち抜かれたＴＣＰ７を受け取る受け取り動作が同期した状態で行われる。これにより、打ち抜き動作の開始時から打ち抜き動作完了までの間、ＴＣＰ７は常にパンチ部材４３と取り出しノズル９により上下から挟持された状態にあり、ＴＣＰ７はこの挟持された状態で打ち抜かれて下降して取り出しノズル９に受け渡される（図６（ｂ）、（ｃ）参照）。したがってＴＣＰ７は打ち抜き動作において位置ずれを生じることなく、打ち抜き開始前の正しい姿勢がそのまま保たれる。
【００３５】
この後、ＴＣＰ７を保持した取り出しノズル９は、受け渡しステーションＡまで移動する。このＴＣＰ７の取り出しは、２つの打ち抜き部２Ａ，２Ｂから交互に行われる。次にＴＣＰ７を保持した取り出しノズル９は、受け渡しステーションＡにおいて図３、図４に示すようにスライドアーム駆動機構６３によって搭載ヘッド１１のノズル７５の直下まで移動する。そしてノズル７５が下降することにより、ＴＣＰ７はノズル７５に吸着され受け渡される。
【００３６】
この後、テーブル１０ａがインデックス回転することにより、ＴＣＰ７を保持した搭載ヘッド１１は搭載ステーションＣへ移動する。ここではまず撮像部２５の直上に位置したノズル７５を下降させた状態でＴＣＰ７の下面を撮像する。次いでノズル７５を上昇させて、基板２４の縁部を撮像位置まで進出させた状態で基板２４を撮像する。そしてこれらの撮像結果に基づいてＴＣＰ７および基板２４の位置を認識し、認識結果よりＴＣＰ７の搭載時のＸＹテーブル２１の移動量が算出される。
【００３７】
そしてこの移動量に基づいてＸＹテーブル２１を駆動することにより、ＴＣＰ７は基板２４に正しく位置合わせされ、ノズル７５によって基板２４に搭載される。このとき、ノズル７５に保持されたＴＣＰ７は打ち抜き時の姿勢がそのまま保たれており、回転方向の位置ずれがないことから、この搭載時において回転方向の位置合わせを必要としない。
【００３８】
この後、ノズル７５による押圧および加熱を所定時間継続することにより、ＴＣＰ７は基板２４の縁部に実装される。そして搭載ヘッド１１は再び受け渡しステーションＡに戻り、同様のＴＣＰ７の実装作業が反復され、基板２４の各辺の縁部に所定数のＴＣＰ７を実装して表示パネルの組立が完了する。
【００３９】
上記説明したように、この表示パネルの組立においては、部品供給部１にてテープキャリア６からＴＣＰ７を打ち抜く際に、従来の打ち抜き方法では不可避であったＴＣＰ７の回転方向の位置ずれが発生しない。したがって従来の表示パネルの組立装置において必要とされた角度ずれ補正のための位置認識や角度補正動作を必要とせず、タクトタイムの短縮と共に組立装置の機構簡略化が実現される。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、テープ状基板から打ち抜かれた電子部品を受け取り部によって受け取る工程において、打ち抜き金型のパンチ部材による打ち抜き動作と受け取り部の取り出しノズルによる受け取り動作とを制御手段によって同期させることにより、電子部品を前記パンチ部材と前記取り出しノズルにより上下から挟持した状態で打ち抜いて下降して前記取り出しノズルに受け渡すことにより、打ち抜き時の姿勢を保持した状態の電子部品を受け取り部によって受け取ることができ、回転方向の位置補正を不要にしてタクトタイムを短縮するとともに、組立装置の機構簡略化が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置の部品供給部の断面図
【図３】本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置の側面図
【図４】本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置の取り出し部の部分断面図
【図５】本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置の部品供給部の部分断面図
【図６】本発明の一実施の形態の表示パネルの組立装置によるテープ打ち抜き動作の工程説明図
【符号の説明】
１  部品供給部
２Ａ，２Ｂ  打ち抜き部
３  部品移送部
５Ａ，５Ｂ  テープ搬送部
６  テープキャリア
７  ＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）
９  取り出しノズル
１０  インデックス部
１１  搭載ヘッド
２０  基板位置決め部
２１  ＸＹテーブル
４２  打ち抜き駆動機構
４３  パンチ部材
４６  モータ
５８  昇降機構
５９  モータ
７６  駆動制御部
【図１】
0003661565.tif 000002
【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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