(57)【要約】本発明は、ピック・アンド・プレースシステムで使用するコンポーネントフィーダ（１８）のコンポーネントフィーダテープ（２８）の自動ローディングと自動送り装置（１８）および方法（３００、３６０）に関する。フィーダ（１８）は、検出技術を採用して、いつコンポーネントテープ始端部をテープガイド（２０）へ挿入するかを決定し、続いてカバーテープ（３５）の引き剥し開始を含めて、フィーダをテープと一緒に自動ローディングする。続いて、フィーダはコンポーネントテープポケット内に部品またはコンポーネントの存在を検出し、最初の構成品がピック位置（１２４）に到達する位置までコンポーネントテープを送る。さらに、フィーダはコンポーネントテープの繰返し適性を検出することも可能で、これによりコンポーネントテープのピッチを自動的に決定できる。
2005539370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のポケットを備え、そのポケット内にコンポーネントをカバーテープで保持するコンポーネントテープを供給する自動装填式コンポーネントテープフィーダであって、
コンポーネントテープの上面からカバーテープを自動的に除去するカバーテープ剥離ステーションと、
コンポーネントテープの先行端が前記コンポーネントテープフィーダに挿入されると、当該テープと接触する駆動手段によりコンポーネントテープが自動的にその位置まで前進するコンポーネントピックアップ地点
を具備した自動装填式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項２】
前記駆動手段が、垂直力ローラによりコンポーネントテープと摩擦接触するキャプスタンである請求の範囲第１項記載の自動装填式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項３】
前記駆動手段が、コンポーネントテープの上面の少なくとも一部と接触する請求の範囲第１項記載の自動ローディング式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項４】
前記駆動手段が、カバーテープが通過するニップであって、そのニップが、対向する一対のローラを備え、その少なくとも一方がモータにより駆動される請求の範囲第１項記載の自動装填式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項５】
前記駆動手段がカバーテープ剥離機構を備え、その剥離機構はテープがチャンネルに供給される位置より前の位置に設けられ、コンポーネントテープからカバーテープを剥離することが、コンポーネントテープに駆動力を伝え、しかも、前記のチャンネルはテープを剥した後にポケット内部のコンポーネントを保持するための固定カバーを備えている請求の範囲第１項記載の自動装填式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項６】
複数個のポケットの各々にコンポーネントが存在するかどうかを検知するコンポーネントセンサをさらに備え、そのコンポーネントセンサからの信号を前記駆動手段の制御と、前記ピックアップ位置へのコンポーネントの連続配置の確保に使用する請求の範囲第１項記載の自動装填式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項７】
請求の範囲第１項記載の自動装填式コンポーネントテープフィーダにおいて、
前記カバーテープ剥離ステーションと協働するカバー回収手段と、
前記カバーテープ剥離ステーションに隣接して設けられた一対のカバーテープ駆動ローラと、
その駆動ローラの少なくとも一方と協働するエンドレスベルト
をさらに備え、一対のカバーロール駆動ローラにて形成されるニップが、カバーテープに力を付与してこれをカバーテープ回収手段へ導き、エンドレスベルトの前進によって駆動ローラを回転させる自動装填式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項８】
カバーテープが前記のニップを通過すると、前記エンドレスベルトの前進がカバーテープをカバーテープ回収手段に導くのにも寄与する請求の範囲第７項記載の自動装填式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項９】
請求の範囲第１項記載の自動装填式コンポーネントテープフィーダにおいて、そのカバーテープ剥離ステーションが、
コンポーネントテープの表面からカバーテープを引張るカバーテープ駆動ニップと、
カバーテープ駆動ニップの大部分が露呈するように、前記駆動ニップに関して格納可能なカバーテープ剥離エッジと、
このカバーテープ剥離エッジが格納されると、カバーテープを前記駆動ニップに向けて方向付けし、また、この剥離エッジが動作位置にある時は、カバーテープがその剥離エッジ付近で引張られ、コンポーネントがカバーテープの下側に付着したままにならないように機能するカバーテープダイバータ（方向転換器）
を備えた自動装填式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項１０】
複数個のポケットを備え、そのポケット内にコンポーネントをカバーテープで保持するコンポーネントテープを供給する自動装填式コンポーネントテープフィーダであって、
コンポーネントテープのポケット内にコンポーネントをカバーテープで保持したコンポーネントテープのリール支持手段と、
コンポーネントテープの表面からカバーテープを剥離するカバーテープ剥離ステーションと、
剥離されてカバーテープを始末するカバーテープ回収手段と；
コンポーネントテープのリールからコンポーネントテープをカバーテープ剥離ステーションに案内するガイドと、
コンポーネントピックアップステーションと；
コンポーネントテープの表面と摩擦係合してこのテープをカバーテープ剥離ステーションに近接するからコンポーネントピックアップステーションに前進させる少なくとも一つのコンポーネントテープ駆動機構と、
カバーテープ剥離ステーションとピックアップステーションとの間に位置し、テープポケットがカバーテープで覆われていない状態で、駆動手段の表面に接触させてコンポーネントテープを前進させるオープンポケット搬送領域
を備えた自動装填式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項１１】
請求の範囲第１０項記載の自動装填式コンポーネントテープフィーダにおいて、そのフィーダが、
外周から延びる複数の歯を持ったバイアスエンコーダホイールと、
コンポーネントテープの先行端と接触した時に、エンコーダホイールが逆回転を防止するピン
を備えたピックアップ位置センサをさらに具備し、コンポーネントテープの先行端に設けられた駆動孔が、エンコーダホイールの歯に噛合って、コンポーネントテープを前進させると、その前進がエンコーダを回転させ、エンコーダの回転が光学式センサで検出される自動充填式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項１２】
駆動手段が、コンポーネントをコンポーネントテープのポケット内に保持することに寄与する請求の範囲第１０項記載の自動装填式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項１３】
自動装填モードでコンポーネントテープフィーダを操作する方法であって、
コンポーネントテープのテープガイドへの挿入を検出する工程と、
その検出に呼応して、コンポーネントテープをカバーテープ剥離位置に、第１駆動ニップにて自動的に前進させる工程と、
コンポーネントテープの表面からカバーテープを自動的に剥離してテープ内部のコンポーネントを露呈させる工程と、
コンポーネントテープを第２駆動ニップ自動的に前進させる工程と、
コンポーネントテープにおけるポケットの間隔とポケット内のコンポーネントの存在を検出する工程と、さらに、
コンポーネントが内在する最初のポケットを検出するピックアップ地点に、コンポーネントテープをピックアップ地点に自動的に前進させる工程
を包含する前記フィーダの操作方法。
【請求項１４】
カバーテープの剥離に連動して剥離されたカバーテを容器に前進させる工程をさらに包含する請求の範囲第１３項記載の方法。
【請求項１５】
コンポーネントテープのポケット間隔の検出に呼応して、コンポーネントテープのピッチを、第２駆動ニップを通過するテープの動きの関数として、自動的に算出する工程をさらに包含する請求の範囲第１３項記載の方法。
【請求項１６】
請求の範囲第１３項記載の方法が、後続のコンポーネントをピックアップ地点に自動的に供給する工程をさらに包含し、その工程が、
ピックアップ地点からのコンポーネントの取り出しを逐次検出する工程と、さらに
コンポーネントテープがテープビッチと等しい距離だけ前進するように、第２駆動ニップを活動させる工程
を包含するフィーダの操作方法。
【請求項１７】
請求の範囲第１６項記載の方法が、コンポーネントが空になったコンポーネントテープを自動的に前進させる工程をさらに包含し、その工程が、
テープ終端での最後のコンポーネントを検出する工程と、
ピックアップ地点でコンポーネントが存在しなくなる前に、テープの終端を合図する工程と、さらに
新しいテープのリールを装填するに際しては、フィーダの運転時間の中断を最小にするために、新しいコンポーネントテープを巻いたリールを自動的に装填する工程
を包含するフィーダの操作方法。
【請求項１８】
請求の範囲第１５項記載の方法が、さらに、
新しく装填したコンポーネントテープの第１コンポーネントテープピッチと、直前に先行しているテープの第２コンポーネントテープピッチとを自動的に対比する工程と、
第１および第２のコンポーネントテープピッチが互いに等しくなければ、エラーがあることを合図する工程
を包含するフィーダの操作方法。
【請求項１９】
コンポーネントテープがピックアップ地点に自動的に前進する前に、そのコンポーネントテープが有効なテープであることを示す認証信号の発信を要求する工程をさらに包含する請求の範囲第１３項記載の方法。
【請求項２０】
フィーダ内のコンポーネントテープピッチを自動的に算出するための自動装填式コンポーネントテープフィーダの操作方法であって、
各ステップがコンポーネントテープ固有の直線変位に対応することが知られているステッピングモータにて駆動される摩擦駆動手段を制御してコンポーネントテープを前進させる工程と、
コンポーネントテープを前進させながら、テープピッチに等しい間隔でコンポーネントテープの繰返し特性の存在を検出可能なセンサを監視する工程と、さらに
このセンサによる最初及びその後の繰返し特性の検出に呼応して、コンポーネントテープのピッチを自動的に算出するために、摩擦駆動手段によりコンポーネントテープの直線変位を調節する工程
を包含する前記の自動装填式コンポーネントテープフィーダの操作方法。
【請求項２１】
繰返し特性がポケットエッジである請求の範囲第２０項記載の方法。
【請求項２２】
繰返し特性がポケットの孔である請求項第２０項記載の方法。
【請求項２３】
自動充填式コンポーネントテープフィーダの操作方法であって、
ピッチが固定されたコンポーネントテープの各ポケット内に、コンポーネントが存在することを検出する工程と、
コンポーネントテープドライブを稼動させて、最後にピックアップしたコンポーネントと、コンポーネントテープ内の次のコンポーネントとの隔たりに等しい距離だけ、コンポーネントテープを前進させる工程と、
テープ終端での最後のコンポーネントを検出する工程と、
コンポーネントが無くなる前に、テープの終端の接近を合図する工程と、さらに
フィーダの運転時間の中断が最小になるように、第２のコンポーネントテープを装填して、これをピックアップステーションに前進させる工程
を包含する前記の自動装填式コンポーネントテープフィーダの操作方法。
【請求項２４】
コンポーネントを収納してカバーテープで保持される複数のポケットを有するコンポーネントテープを、ピック・アンド・プレース・システムに供給するためのコンポーネントテープフィーダであって、
コンポーネントテープを、フィーダに通してコンポーネントピックアップ地点に前進させる駆動手段と、
コンポーネントピックアップ地点から間隔を置いて設置され、コンポーネントテープの上面からカバーテープを自動的に除去してテープポケット内のコンポーネントを露呈させるためのカバーテープ剥離ステーションと、さらに
カバーテープ剥離ステーションとピックアップ地点との間で、テープポケット内にコンポーネントを保持するための代用バー
を具備し、ピック・アンド・プレース・システムからコンポーネントテープフィーダを取り外すことなく、コンポーネントテープの装填が可能なコンポーネントテープフィーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント回路基板ユニット（PCBA）と電子コンポーネント（電子部品）の製造に関し、より詳しくは、ピック・アンド・プレース式の組立て装置において、装置のピックアップステーションに、連続する部品供給テープから電子部品を補充する際に、装置稼動に中断を必要としない自動装填式のコンポーネントフェーダに係る。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、パナソニックMPAやFUJI  IPのピック・アンド・プレース式プリント回路基板組立て装置のような、ピック・アンド・プレース式装置の部品ピックアップ地点に、ハンダ付けなどで基板に取り付けられる電子部品を供給するための自動装填式テープフィーダに関する発明である。リール巻きされて使用されるコンポーネントテープは、典型的には、基板に実装される電子部品（コンポーネント）を収納した空洞が、一定の間隔（テープピッチ）で設けられたエンボス加工したプラスチック製又は紙製の第１の帯状体と、搬送中の電子部品を空洞内に保持するために、接着剤又は熱で第１の帯状体に接着して空洞をシールする第２のプラスチック製カバーテープとで構成される。こうしたコンポーネントテープは、通常、長さの制限があり、その長さはコンポーネントの大きさによって決まり、コンポーネントテープを巻いたリールの直径は、そのテープが供給されるフィーダに依存する。しかし、本発明に係るコンポーネントテープ供給装置は、様々な体裁のコンポーネントテープに適用可能であり、しかもその供給装置では、空になったリールを満載のリールに自動交換する際でも、連続したテープ供給が可能である。従来、これを実現するには、面倒で時間の掛かるやり方を採用しなければならず、例えば、オペレータが新しいテープの先行端を古いテープの最終端に繋ぎ合す必要があり、さらに一般的には、テープ供給機構を取り外し、カバーテープの剥離・巻き取り機構にカバーテープを手作業で装着する必要があった。
【０００３】
さらに、本発明によれば、テープリールの片手充填（または、ロボットガントリーもしくは類似の自動式装置によるリールの自動ローディング）が可能となる。こうした特徴は、迅速なパーツ補給と、回路板組み立てラインで従来型のコンポーネントテープフィーダを使用した場合に避けられない製造休止時間の最小化または排除を可能とする。回路板を自動構造とするための好ましい方法では、フィーダのピックアップ位置からコンポーネントを拾い、後続の取り付け作業のためにプリント回路基板の所定の位置にそれらのコンポーネントを置く、高速のピック・アンド・プレース装置が必要になる。一般的に、テープが前進するにつれて、ピックアップ位置の手前の地点でコンポーネントテープからカバーテープを引き剥がす。これを実行するのは、
（１）ピックアップステーションで拾い上げる前にコンポーネントがポケットから脱落したり降下したりする危険性を最小限とし、
（２）汚染の可能性を排除するためである。
従って、従来型のフィーダを設計する場合、カバーテープの引き剥がし、テープの前進、コンポーネントの供給メカニズム、センサ、およびその他の装置を、ピックアップ位置と間近または直接隣接した相対的に小さな領域で組合せる方法に主眼を置いていた。
【０００４】
一方、本発明では、コンポーネントリールの供給に全く新しい手法を取り入れて、自動ローディングまたは自動掛け式フィーダを提供する。さらに、本書に記載したフィーダの設計によれば、部品の検出や供給の煩雑さが軽減され、ピックアップ地点に直接隣り合わせるように多数の機能要素を取り付ける必要がない。例えば、本発明では、カバーテープ引き剥がし機能とコンポーネントテープドライブをピックアップ位置から“上流”に移してあるので、ピックアップ位置でのコンポーネント妨害を回避できる。
【０００５】
さらに、本発明によりフィーダを製造すると、スプロケットまたは歯付き駆動テープフィーダに伴う不規則なテープ運動の問題が解消される。本発明のフィーダはテープを前進させるのにコンポーネントテープのドライブホール内部に設けた歯の嵌合および解除に拠るものではない。加圧状態で駆動歯がテープの対応ドライブホールから引っ込むときにオープンポケット内のパーツが不安定な状態になる。好ましい実施例では、フリクションまたはトラクションドライブ法によるコンスタントドライブをテープに組み込むことにより、コンポーネントテープの運動をテープに沿ったより層状に近いものとする。本発明のその他の重要な特徴は、目下、フィーダにあるコンポーネントテープの最後のパーツを取り出すよりはるか以前に、組立て工程を中断することなく、空のコンポーネントリールを外し、自動的にフルリールを装填できる点にある。
【０００６】
フィルムの自動はめ込み装置を開示した先行技術文献の要約を以下に記載する。
【０００７】
カラートビクター社に対して１９７６年１１月２３日に発行された米国特許３,９９３,４０４号、“自己はめ込み式映写機”は、送り装置にフィルムの挿入を組込んだ映写機を教示している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、テープ送り機能とテープローディング機能を分離させつつ、フィーダ内のテープ搬送システムの構成要素を協働させる自動式の二頂オペレーションを提供する。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、カバーテープによりコンポーネントを内部に保持する複数のポケットを有するコンポーネントテープを搬送するための自動ローディング式コンポーネントテープフィーダであって、コンポーネントテープの上面からカバーテープを剥して引っ張るためのステーションである伸縮式カバーテープ引き剥しエッジと；カバーテープ回収ステーションと；コンポーネントテープの前縁を該コンポーネントテーフィーダに挿入すると、コンポーネントテープと接続する駆動手段によりコンポーネントテープを自動的に送るコンポーネントピックアップ位置と、を具備してなるコンポーネントテープフィーダが提供される。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、カバーテープによりコンポーネントを内部に保持する複数のポケットを有するコンポーネントテープを搬送するための自動ローディング式コンポーネントテープフィーダであって、カバーテープにより保持され、コンポーネントテープのポケット内部に配置されたコンポーネントを有するコンポーネントテープのリールサポート手段と；カバーテープをコンポーネントテープの表面から剥すカバーテープ引き剥しステーションと；剥したカバーテープを配置するのに適したカバーテープ回収手段と；コンポーネントテープを該コンポーネントテープリールサポートからカバーテープ引き剥しステーションへ導くためのガイドと；コンポーネントピックアップステーションと；摩擦を利用してコンポーネントテープの表面と嵌合し、カバーテープ引き剥しステーションに隣接する位置から該コンポーネントピックアップステーションにコンポーネントテープを送る少なくとも1つのコンポーネントテープ駆動機構と；カバーテープ引き剥しステーションとピックアップステーションの間に設けたオープンポケット搬送領域であって、コンポーネントテープポケットが覆われていない該領域の少なくとも一部を、駆動手段によりその表面と接しながらコンポーネントテープを送るオープンポケット搬送領域と、を具備してなるコンポーネントテープフィーダが提供される。
【００１１】
本発明のさらに別の態様によれば、自動ローディングモードにおいてコンポーネントテープフィーダを操作する方法であって、コンポーネントテープのテープガイドへの挿入を検出し；テープガイドへのコンポーネントテープ挿入の検出に反応して、第1コンポーネントテープ駆動ニップでコンポーネントテープをカバーテープ引き剥し位置へ自動的に送り；コンポーネントテープ表面からのカバーテープの引き剥しを自動的に開始してテープ内部のコンポーネントを露出させ；コンポーネントテープを第2テープ駆動ニップへ自動的に送り；コンポーネントテープのポケットの間隔とポケット内のコンポーネントの存在を検出し；コンポーネントテープをピックアップ位置に自動的に送り、内部にコンポーネントを収納した第1ポケットを該ピックアップ位置に配置させ、これを回収させるステップからなる方法が提供される。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、フィーダ内のコンポーネントテープのピッチを自動的に算出するための自動ローディング式コンポーネントテープフィーダを操作する方法であって、摩擦駆動の制御下でコンポーネントテープを送り、該駆動は各ステップがコンポーネントテープの独特の線形配置に対応することが知られているステッパモータで駆動し；コンポーネントテープを送りながら、テープピッチに等しい間隔でコンポーネントテープの繰返し適性の存在を検出可能なセンサを監視し；センサによる最初及びその後の繰返し適性の検出に反応して、摩擦駆動によりコンポーネントテープの線形配置の介在を決定し、コンポーネントテープのピッチを自動的に算出するステップからなる方法が提供される。
【００１３】
本発明の１つの態様は、ポケットテープ内のコンポーネントの検出および搬送やオープンポケット式構造のコンポーネントの搬送に関する技術、及びポケット間のピッチまたは間隔を自動的に算出する技術の発見に基づいている。これらの技術は、信頼性の高い、連続的なテープ送り、カバーテープの引き剥し、およびコンポーネントテープの精密な位置決めを可能にし、特に、こうしたテープの自動装填と自動ローディングを可能にする。
【００１４】
これらの技術は、従来型のフィーダの形状やスペースの制限に合わせて設計した機械によって実施できる。本発明を実施する機械は改良されたカバーテープ回収手段（例えば、貯蔵容器、リール、下方放出）、代理コンポーネントカバー（静止、可動、または駆動式）、制御論理、１個または複数の駆動機構を含むことが可能で、ピックアップ位置などでテープ内部のコンポーネントを適当な位置に正確に置くことができる。
【００１５】
本明細書に記載する技術は、その他の手法と比較して、効率的かつ実用的であるという長所がある。本発明の様々な実施態様によれば、コンポーネントテープフィーダは自動ローディング式に構成され、コンポーネントパーツをピックアップ位置に連続して正確に供給できる。さらに、本発明の改良型テープドライブ態様によれば、従来型のスプロケットまたは歯付き駆動式テープフィーダの特徴である不連続な動きが改善されたコンポーネントテープの動きが提供される。
【００１６】
以下に本発明を好ましい実施例と共に説明するが、本発明がこれらの実施例に限定もしくは制限されるものでないことは理解されよう。請求項に記載した本発明の精神及び範囲から逸脱せずに適用される全ての変更、応用、等価物を含むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図面を参照しながら本発明の概要を説明する。図面では同一の構成要素には同じ参照番号を使用した。本発明を説明するに当たり、次の用語を記述に使用した。
【００１８】
“コンポーネント”は、ピック・アンド・プレース・マシンもしくは類似の機械的装置によって、プリント回路基板の表面に設置される電子デバイスである。コンポーネントは、典型的にはポケットコンポーネントテープ内のピック・アンド・プレース・マシンに供給される。“ポケットコンポーネントテープ”は、テープ内に一連の等間隔の空洞またはポケットと、テープの少なくとも片側に沿って等間隔に設けられた一連のテープドライブホールとを有する紙製又はプラスチック製のテープもしくは類似のテープであり、コンポーネントは、テープの窪みに保持される。通常、コンポーネントは、予めポケットコンポーネントテープに収納されており、そのテープはテープフィーダに装填できるようにリールに巻き付けられている。
搬送及び充填を容易にするために、コンポーネントはカバーテープでテープポケット内に保持され、そのカバーテープは、コンポーネントがピックアップ位置に到着する前に、コンポーネントテープの上面から剥ぎ取り、コンポーネントを露呈させる。“自動装填式”又は“自己装填式”フィーダには、オペレータの介在なしに、あるいはプレースメント装置での特定の位置から移送機構を取り外すことなしに、コンポーネントテープの始端を容易に移送機構に係合させることができる全てのフィーダが包含される。コンポーネントが空になったコンポーネントテープのリールから、コンポーネントが満たされたコンポーネントテープのリールへの交換は、ピック・アンド・プレース・マシンがテープからコンポーネントを取り上げられるピックアップステーションに対して、コンポーネントの供給遅延が発生しないようにようにフィーダによって行われる。
【００１９】
本発明は、知的で高性能の自動装填式フィーダの提供を目指している。リールに巻かれたコンポーネントテープは、始端と終端にそれぞれコンポーネントを収容していない部分（約４６ｃｍ）を持つのが通例である。この部分は、それぞれテープのリーダおよびトレーラと呼ばれる。本発明は、リーダの無い又は少ないコンポーネントテープの使用を目論んでいる。図１に示すように、本発明によるフィーダ１８は、オペレータが前記リーダのカバーテープを少しの長さだけ引き剥し、テープをテープガイド２０に挿入し、新リールをリール保持手段、例えば、リールホルダ（バスケット）２２（図８参照）に挿入することで、新しいリールが装着できるように設計されている。本発明のリールホルダとしては、車軸、ローラ又は架台など、フィーダと協働する周知の支持機構を使用することができ、これらの支持機構は、必ずしもフィーダと直接結合させる必要はない。
【００２０】
フィーダは、テープの挿入を感知すると、これを捕捉してフィーダのテープ駆動機構に装填し、カバーテープを引き剥し、コンポーネントピッチを計算してコンポーネントの存在を感知し、コンポーネントをピックアップ地点まで前進させる。フィーダがリールに巻かれたテープの終端を感知すると、アラーム又は信号を発生させ、交換リールの準備が必要であることを知らせ。最後のコンポーネントが取り上げられると、フィーダが自動的にテープトレーラ（終端部）をテープ駆動機構から送り出し、新しいリールの受入れ態勢に入る。１つの実施形態によれば、フィーダは短時間で（例えば、数秒で）コンポーネントを新しいリールからピックアップ地点に装填できるように設計される。剥離エッジ３２でコンポーネントテープの上面から引き剥がされたカバーテープ３５は、オペレータがアクセス可能な容器などのカバーテープ回収容器３０に送られ、少なくとも２個のローラ３６、３８を備えたカバーテープ剥離ニップ３４によって容器に回収される。ローラ３６、３８には、粘着性ある剥離カバーテープのローラへの絡み付きを防止するストリッパを設けることができる。１つの実施形態では、カバーテープ回収器３０は、複数のコンポーネントテープリールからのカバーテープを収容できるようになっている。ローラ３６及び３８の少なくとも一方は、直接的に又は付加的なギヤを介して間接的に、エンドレスベルト４０によって駆動され、このエンドレスベルト４０は、様々なプーリによって限定される経路で、モータ４２により駆動される。後述するように、矢印４６で示す方向へのベルトの前進は、カバーテープ剥離ニップ３４を駆動させるだけでなく、コンポーネントテープをテープガイド２０内へ前進させる。
【００２１】
図１では剥離したカバーテープを密閉容器に回収する場合を図示したが、剥離したカバーテープを、カバーテープ及びコンポーネントテープ共通のテープ回収容器で回収することもでき（“改良型カバーテープ処理経路及びドライブを備えたテープフィーダ”と題するS.E.マックネイル他の米国特許出願第０９／９９６,７０９号参照）、また、剥離したカバーテープを使い捨て式リールに巻きつけることもできる（“コンポーネントフィーダ用リボルビングカバーテープ容器”と題するD.リンデーカー他の米国特許出願第１０／０４２,６０１号参照）。
【００２２】
モータ４２は、好ましくはＤＣモータであり、図１に示す実施態様ではモータは２個の異なる機能を備える。その一つは、コンポーネントテープを担ってベルト４０を前進させる役割である。他の一つは、カバーテープ駆動ニップ３４へ駆動力を付与してカバーテープを容器へ送る役割である。以下に説明する形状記憶アクチュエータシステムが、加圧ローラ８４をカバーテープに押しつけ、収縮式剥離エッジ３２の周囲にカバーテープを廻らせて、テープ剥離ギアとの接点、つまり，そのニップまで導いた以後に、テープの装填が実行される。この時点で、加圧ローラ８４と、カバーテープ剥離ニップからテープが受ける引張り力との組合せによって、テープ装填センサ５２がテープを感知するまで、ＤＣモータ４２は、コンポーネントテープを前進させる。その後、コンポーネントがピックアップ地点に提供される普通のコンポーネント供給の過程では、ベルト４０を介してＤＣモータが、カバーテープニップに接触力を付与し、カバーテープニップは回収手段３０に剥離カバーテープを押し出すと共に、ポケットテープをピックアップ地点に搬送する。
【００２３】
図１に示すフィーダは、コンポーネントテープの進行の検出および制御と、ピックアップ地点でのコンポーネントの位置決めを行うために、多数のセンサとアクチュエータを採用している。図２には本発明の別の一般的な実施形態が示されているが、ここでは様々なシステム機能を制御するために、少なくとも４個のセンサ５０、５２、５４、５６と、２個の形状記憶ワイヤ又は類似のアクチュエータ６０、６２と、ＤＣモータ４２と、ステッパモータ７０とが使用されている。図１に示す本発明の一実施態様では、形状記憶アクチュエータを用いることで、フィーダの要素（例えば、ローラピボットや剥離エッジなど）を稼動させる手段の設置面積の縮小とコストの削減を図っている。しかし、他のタイプのアクチュエータ（モータやソレノイドを含む）も、同等な手段として本発明の自動装填機構と組合せて使用できる。以下に、センサの機能をその幾つかの変更例と共に詳述する。
【００２４】
図３Aでは、テープセンサ（検出器）５０の詳細が図示されている。一実施態様では、テープセンサ５０は、ビーム断続器を利用する光学式検出器であり、テープがテープガイド２０に挿入されると、このセンサは直ちにテープの存在を知らせる信号を発する。センサ５０の操作は、コンポーネントテープのサイズと無関係であることが好ましく、テープがテープガイドに挿入されると、センサは状態が変化し、この初期変化が装填操作を開始させるのに必要な主要な機能である。テープ検出器として、製造するハニーウェル製（フェアチャイルド製）の様々なタイプのセンサや、エミッタ−センサペア（ＳＥＰ８５０５−００２及びＳＤＰ８４０５−００２）が使用可能である。テープ装填センサ５０は、好ましくは、テープガイド２０に沿って設けられ、オペレータがテープ２８を挿入するとセンサ５０が作動して、コンポーネントテープを自動装填ニップ８０に前進させるテープを送る。
【００２５】
自動装填ニップ８０おけるコンポーネントテープの垂直力抗力は、リーダの有無に関わらず、新しいテープがフィーダに挿入された時のみ効力を発揮する。この場合、センサ５０が新しいテープのリーダを検出し、コンポーネントテープが剥離エッジに送られ、カバーテープの剥離が始まり、剥離されたカバーテープは容器に送られる。自動装填プロセスのさらなる詳細は、図６を参照しながら説明する。
【００２６】
自動装填手順の始めの部分は先に説明したが、図３Aの右側には、テープ搬送経路とテープ充填センサ５２の詳細が図示されている。カバーテープを除去した後は、コンポーネントテープは、その上面が“代理カバー”と接してピックアップ位置に向かうことが望ましい。図１及び図３Aに記載した実施態様では、このカバーは、駆動ローラ７６と連動するテープガイド２０が行う。カバーテープの剥離位置からピックアップ位置までの領域の短い一部分でしか、ローラ７６はテープ上面に接触していないかのように図示されているが、先に引用した“自己充填式コンポーネントテープフィーダ”と題するリンデーカー他の米国出願第６０／２９３,３９７号に開示されているように、コンポーネントテープと接触するベルト又はその類似物を利用することで、ローラ７６によって付加される摩擦駆動力を、上記した剥離位置からピックアップ位置までの大部分に亙って、コンポーネントテープに作用させることもできる。
【００２７】
センサに関して言えば、その一実施態様では、テープ充填センサ５２は、不透明テープが光エミッタと光検出器との間に来る場合には、標準的な断続モジュール（エミッタ−検出器）を有する。テープの適切な検出はこうしたセンサにより達成させるものと考えられる。さらに、後述するように、センサは、ポケットエッジやポケットホール（テープのタイプによる）を検出するために、さらにはポケット内でのコンポーネントの有無を検出するために、テープの透光性や不透明性の変化を検知可能にすることもできる。
【００２８】
別法として、テープ充填センサ５２をテープ経路からずらし、フラグをセンサに感知させることもできる。すなわち、テープがピックアップ位置に向かって前進するにつれてフラグが上方に移動し、コンポーネントテープの前進に応じてフラグ９０がセンサ信号を遮断する。図３Bは、パーツ検出センサ５４の詳細を図示し、ここでこれをより詳細に説明する。光学式センサでは、直通ビーム断続器が“パーツの存在”の表示する。この検出器（センサ）は、テープ送りローラとピックアップ位置の間に配置される。検出器信号は、パーツキャリアテープの関数である。紙テープはテープ内の適当な寸法のカットアウトに、パーツを透明性の高い又は低いカバーテープで保持する。パーツ及びパーツ間のペーパーウェブは光を遮断するが、空のポケットはこれを遮断しない。従って、テープリーダを送りながら、テープセンサからの出力を測定することでテープピッチ（ポケット間の間隔）を決定できる。このピッチサイズは、フィーダが新しいテープを送って良いかを確認する一つの手段として利用することができるが、この場合の新しいテープは前のテープと同じピッチでなければならない。
【００２９】
プラスチックエンボステープは、打ち出しポケット内のパーツを収め、そのパーツは半透明のカバーテープによってポケット内に保持される。１．５ｍｍより大きなポケットは、多くの場合、ポケット底部に１．０ｍｍの孔を有する。プラスチックエンボステープには透明と不透明（黒）の２つの種類がある。従って、一実施態様では、パーツ検出器がコンポーネントテープ（紙テープ）の下層またはポケットの孔（プラスチックエンボステープ）を見通せるように、パーツ検出器は一方に偏らせている。センサでの検出は、コンポーネントテープのタイプによって異なる。ピックアップ地点又は位置から所定の距離でパーツセンサ５４が設置されていることを知っておけば、システムはテープの前進とピックアップ地点でのパーツの位置を制御できる。
【００３０】
さらなる別法として、パーツセンサ５４は、コンポーネントパーツ内の金属に反応してこれを感知する誘導型センサとすることもできる。例えば、トロイドから誘導原をつくり、トロイダル構造の外側に発生する磁界を、ギャップの周辺部分を除いて相殺する。このギャップを、銅またはアルミニウム製の非磁性導体で満たし、その導体内に誘導される渦電流にて、前記ギャップを通る磁束経路を遮断する。ギャップ近くに付加的な金属が存在すると、磁束経路が変化してインダクタンスも変化し、誘導原が特定の周波数で励起することで生じる電流が連続的にモニターされる。この電流の変化は、パーツが存在することを示す。このような変法は、コンポーネントサイズが１．５ｍｍより小さいか、または、ポケットの孔がない場合に好ましい。
【００３１】
上述したように、センサ５４又はテープ経路に沿って設けたその他のセンサの特長は、コンポーネントテープピッチ（コンポーネントポケットに隣接する共通地点間の標準間隔、例えば、隣接するポケットのリードエッジの間隔）を、自動的に検出できることである。上記のとおり、一実施態様においては、センサを使用してコンポーネントポケットの先行端又は後続端や、コンポーネントテープの孔を検出することができる。図３Ｂを参照しながら以下に説明するように、本発明は、コンポーネントテープをピックアップ位置まで送るのにステッピングモータを利用した摩擦駆動も採用する。テープ送りの精度が高いので、コンポーネントテープピッチを自動的に決定するため、コンポーネントテープポケットの特性を検出する際に、センサ５４のような固定式センサを使用することができる。例えば、ドライブをステッピングモータで駆動させる摩擦駆動を制御して、コンポーネントテープを送るプロセスを、本発明は含む。好ましくは、ステッピングモータ又は類似の駆動モータを使用して、ステップ毎にコンポーネントテープを直線変位させることができる。この関係は予め決めることができ、このものはコンポーネントテープに駆動力を伝えるのに使用するドライブと歯車装置の関数である。コンポーネントテープが前進している間、センサは、コンポーネントテープの再現特性（繰り返し特性）の有無を監視または検出する。例えば、ポケットの先行端、ポケット孔又はその両者は、コンポーネントテープのピッチに等しい間隔となっている。ステッピングモータからのテープの既知の変位と、センサからの信号とに基づいて、図５に示すようなマイクロコントローラ（μC）を有するように、フィーダをプログラムすることができ、このマイクロコントローラは、テープの再現特性と直線変位の介在に呼応してテープピッチを決定する。さらに、予めプログラムされた参照用テーブルを採用してピッチを決定することも目論むこともでき、そこでは、個々の再現特性間のステップ数が、テーブルの索引として使用され、得られたピッチがテーブルに記憶される。コンポーネントテープピッチを自動的に検出する特性は、検証の目的で使用でき、例えば、自動的に装填された新しいテープのピッチが、前のテープのピッチと同じかどうかをチェックすることができる。大雑把な比較であるが、上記した特性は、不適切なコンポーネントの搬送を防止するのに役立つ。
【００３２】
最後のセンサは、図３Ｃに示すピックポイントセンサ５６である。作動中、ピックポイントセンサ５６は、ドライブ孔の位置を検出し、一方、駆動モータ７０は、センサ５６とピックポイント１１８との間の直線距離に基づいて予め決められた距離だけ、コンポーネントテープ２８を前進させる。従って、センサ５６は、コンポーネントテープのドライブ孔に関して、ポケットの中心に位置している。しかし、断続モジュールでスロットを単に監視する代わりに、コンポーネントテープのドライブ孔に係合するエンコーダホイールのスロット又は隙間を、このセンサで監視することができ、こうすることで位置決めと動作制御を改善することが可能である。より具体的に言えば、このセンサは、エンコーダホイール１３２の後の傾斜面１０２に光を放つよう角度を付けたエミッタ１００を備え、エンコーダホイールで反射された光は、検出器１０６で感知される。ピックアップ位置付近の空間的制約に対処するため、検出器は、エンコーダの正面に直接取り付ける。エミッタと検出器との間の傾斜面は、フィーダの幅を広げずに、エンコーダホイールと連動してセンサの使用を可能にする。エンコーダのスロットは、テープの割出し（Indexing）の最小識別距離が少なくとも４．０ｍｍ増分、好ましくは、２．０ｍｍ増分となるように設置される。
【００３３】
コンポーネントテープが一旦装填され、カバーテープがコンポーネントテープから剥がされると、コンポーネントテープの前進を制御するために、ステッピングモータ７０と共にピックポイントセンサ５６が使用される。好ましくは、トンプソン社製のステッピングモー（品番Airpax）は、ピックアップ地点でパーツ（コンポーネント）の位置取決めを制御する。歯車列７４は、摩擦駆動ニップ７２（ローラ７６、７８で構成され、歯車列でローラ７８が駆動される）を介して、ステッピングモータと搬送テープとを連動させる。摩擦駆動システムは、テープなどの動きのコントロールを容易にすることが知られており、コンポーネントの損傷を最小限とするという効果も実証されている。摩擦駆動システムは、スプロケットを孔に係合させる公知のテープ駆動手段とは対照的であって、後者の駆動手段では、スプロケットが駆動孔から外れると、テープの動きが乱れることがある。また、摩擦駆動手段では、駆動方向を逆転させても歯と駆動孔との間でガタツキが生ずるようなこともない。
【００３４】
図３Ｃには、ピックアップステーション１１８の拡大図が示される。ピックアップステーション１１８は、ウィンドウまたはオリフィス１２４を備えるカバー１２０を備え、真空ノズル１３０を備えるピック・アンド・プレース・マシンのヘッドは、そのウィンドウ１２４を介して、テープポケット内のコンポーネントにアクセスすることができる。ピックアップステーション１１８は、さらに、テープガイドまたはチャンネル１２６（その一部を破線で示す）を備え、このチャンネル内を移動するテープは、ピックアップステーションに到達する前に剥離されたカバーテープの代用テープとして機能する。さらに、このチャンネルは、コンポーネントテープ内のコンポーネントが、テープがピックアップ位置に前進するまで、コンポーネントを覆いの無いポケット内に保持できるように設計されている。搬送テープの動きと位置を正確に感知するため、光学式エンコーダホイール１３２または類似の装置は、ピックアップステーションと、好ましくはその近傍で連動する。エンコーダホイール１３２は、好ましくは、コンポーネントテープの縁に沿って等間隔で設けたドライブ孔に、接触するの充分な高さの歯１３４を備える。あるいは、図３Ｃに示すように、高さの異なる一連の歯１３６を、エンコーダホイールの外周部に備えていても構わない。
【００３５】
長い歯１３４の高さおよび間隔を含む歯を適切に設計することで、コンポーネントテープのドライブ孔への歯の自動挿入を容易にすることができる。例えば、エンコーダホイール、換言すれば、スプロケット１３２は、レバーアーム１４０の端部に回転自在に取り付けられる。レバーアーム１４０は、圧縮ばね１４２により、上向きに付勢される。コンポーネントテープの先行端が、エンコーダホイールの長い歯１３４と接触すると、エンコーダホイール全体が下方に移動してインデックスピン１５０と長い歯が係合し、エンコーダホイールが次のコンポーネントテープのドライブ孔と係合するまで、ホィールの回転を止める。つまり、スプロケットの長い歯の１個が次のドライブ孔と係合してエンコーダホィールがコンポーネントテープのドライブ孔と同調できるように、キャリアテープが十分に前進するまで、エンコーダホイールは、強制的に下方に維持される。このため、本発明によれば、従来のテープフィーダにおけるが如く、コンポーネントテープのドライブ孔にスプロケットの歯を合致させるオペレータの介在なしに、コンポーネントテープを自動装填することができる。
【００３６】
その後は長い歯が後続のドライブ孔と係合するが、光学式エンコーダには、最小識別距離約４．０ｍｍで、長い歯１３６を感知でき、別の具体例では、最小識別距離２．０ｍｍで長い歯と短い歯を感知できるようなエンコーダが使用される。ドライブ孔ピッチの少なくとも２倍又はそれ以上の最小識別距離で搬送テープの位置を検知できるような別の特徴を、エンコーダホイール１３２に放射状に分布させておくこともできる。
さらに言えば、エンコーダホイールは、位置の検出だけに使用され、かつ、ステッピングモータ７０の制御下にある駆動手段は、連続的な摩擦駆動システムであるため、本発明によれば、ドライブ孔に挿入されるスプロケットを介してコンポーネントテープを駆動するシステムで頻繁に遭遇するテープ速度のバラツキ、搬送中のテープの振動、さらには衝動的動きなどを回避することができる。詳しく言えば、ステッピングモータとコンポーネントテープに駆動力を伝える摩擦駆動ニップと使用してテープを駆動することができる本発明によれば、スプロケットの歯とテープのドライブ孔とが接触することによって生じる位置や速度の乱れを解消することができる。
【００３７】
再び、図１および２を参照しながら説明する。コンポーネントテープのカバーテープ引き剥しエッジ３２への速やかな搬送は、カバーテープ自動引き剥しステーションの中心的要素である自動ローディングニップ８０でコンポーネントテープを駆動させる結果、可能となる。自動ローディングニップ８０は、ベルト駆動プーリ８２と対向プレッシャローラ８４の間に設けられる。プレッシャローラ８４をコンポーネントテープの下面と当接、嵌合させると、コンポーネントテープ２８は、自動ローディング駆動ニップ８０を介してローラ８２、８４との摩擦接触により前進する。コンポーネントテープの前縁が引き剥しエッジに到達すると、ダイバータ３７がカバーテープだけを、カバーテープを取りこむように設計されたカバーテープドライブギア３６と３８の間のエリアにそらし、前進するにつれ、ポケットテープから分離させる。図１と２に示すように、好ましくは、フィーダは形状記憶ワイヤを使用し、コンポーネントテープに向かって、プレッシャロール８４と嵌合し、これによりコンポーネントテープを捕獲する。これと同時に、引き剥カバーテープニップ３４およびカバーテープし力駆動ローラ３６と３８により、引き剥しエッジまたはアンビル３２を後方に引っ張り、カバーテープ貯蔵器への遮るものがない経路を提供する。好ましい実施例において、カバーテープ引き剥しエッジが引っ張られると、カバーテープダイバータ３７がカバーテープと協働して、コンポーネントテープリーダのカバーテープを駆動ローラ３６と３８の間のカバーテープ引き剥しニップへと導く。換言すると、引き剥しエッジが引っ込むことで、通常ごく小さな引き剥し“開口部”が開き、それを広げて、カバーテープがカバーテープニップによって嵌合可能なニップ領域へ容易く到達できる。
【００３８】
カバーテープが自動ローディングニップへ送られると、カバーテープ引き剥しエッジ３２の辺りでニップがコンポーネントテープの上面からカバーテープを引っ張る。この時、引き剥しエッジは動作ポジション（形状記憶アクチュエータ６２が弛緩している状態）で、若干ダイバータ３７から間隔を置いて、自動ローディングニップ８０の下方に小さな開口部を備えている。状況によっては、カバーテープをコンポーネントテープから剥すと、コンポーネントがカバーテープに付着する場合がある。従って、ダイバータ３７の２番目の機能は、引き剥しエッジが動作ポジションにある場合、引き剥しエッジの辺りでカバーテープを引っ張る時にコンポーネントがカバーテープの下側に付着したままにならないようにすることである。
【００３９】
カバーテープのニップ８０への自己装填、または、自動ローディングは、オペレータがカバーテープをはめ込んだり、カバーテープ引き剥しエッジを通過してしまったり、２つのテープを互いに張り合わせたりしなければならない従来のシステムを有意に改良するものであることは理解されよう。カバーテープは、ダイバータ３７と共にピックアップ位置に到達するよりかなり前にコンポーネントテープから剥されるので、ダイバータと、テープガイド２０の上面と、駆動ローラ７６の全てがコンポーネントの“代理”カバーを形成し、ピックアップ位置に到達するまでコンポーネントをポケット内に保持する。
【００４０】
一実施例において、形状記憶ワイヤはダイナロイ（Dynalloy）によって製造され、登録商標フレキシノ−ル（FlexinolTM）という商品名で流通している。形状記憶ワイヤは、通電して加熱すると長さが縮み、周囲温度に冷却されると下の長さに戻る。フィーダに採用しているワイヤは直径が約０．００５インチ、抵抗負荷が約１．３ワット／インチで、ロールアクチュエータ８６を動作させるのに約３３０グラムの最大引張り力を生成し、約８８ポイントでこれを回転させる。形状記憶ワイヤアクチュエータを動作させるには、嵌合に約１．０秒辺りおよそ４００ミリアンペアの駆動電流ドライブ、嵌合を外すのにおよそ０．５ミリ秒の冷却時間を必要とする。
【００４１】
再度、図３Aについて言及すると、形状記憶ワイヤシステムのもう一方の半分は、ベルト４０がコンポーネントテープ２８を送るときに、引き剥しエッジ３２の位置を制御するのに採用している。特に、機械式アクチュエータシステム６８を採用して引き剥しエッジの位置を制御する。テープインセンサ５０がコンポーネントテープの存在を信号で報せると、上述したように、コントローラ（図示省略）が形状記憶ワイヤセグメント６０と形状記憶ワイヤセグメント６２とを約１秒間励振させる。加熱されたワイヤセグメント６２は、電機子１６０を時計方向に引っ張る。これにより、電機子１６０はリンケージ１６２を上方向に動かし、引き剥しエッジ３２が収縮して、引き剥しエッジ３２とリンケージ１６２は、引き剥しエッジの片側からリンケージのＺ字形スロットに伸長するピン１６６により結合する。すなわち、ワイヤセグメント６２を励振させることで引き剥しエッジを引張り、カバーテープニップ３４のローラ３６と３８がリーダのカバーテープの固定されていない端部を捕える。
【００４２】
カバーテープがカバーテープニップ３４と貯蔵器３０へ引き込まれると、自動ローディングニップ８０で閉鎖型ドライブを介して印加される力とカバーテープの連続的な引張りが、テープ装填センサ５２によって検出される装填地点までフィーダのコンポーネントテープを前進させる。テープ装填センサがコンポーネントテープの存在を信号で報せると、コントローラはＤＣモータを停止させ、形状記憶ワイヤの電流ドライバの嵌合を外し、プレッシャローラおよび引き剥しエッジが名目上初期の位置に復帰するまで約５００ｍｓ待機する。引き続き、コントローラは、好ましくは、短い間隔（約１００ｍｓ）でＤＣモータを反転させ、引き剥しエッジ３２に対するカバーテープの圧力を開放させ、一連のテープローディングが終了する。
【００４３】
テープを装填した後、コントローラはステッパモータ７０とＤＣモータ４２の両方と嵌合し、最初のパーツをピックアップ地点に送る。コンポーネントテープが動くと、コントローラはセンサ５４を監視し、ポケット間の距離を測定し、適切なピッチを設定し、最初のコンポーネントを位置決めして、それをピックアップ地点に置く。最初のパーツを装填するのに掛かる時間はリーダの長さで決まる。テープ装填地点とキャリアテープフリクションローラニップ７２との間にはある程度の間隔があるため、最初、カバーテープドライブは、カバーテープを介してテープをフィーダ１８に引張り続ける。しかし、このとき、自動ローディングニップ８０においてプレッシャローラドライブは嵌合していない。これが生じると、センサの出力が変化する。変化しない場合は、カバーテープリーダがカバーテープニップとの嵌合に失敗し、キャリアテープがうまく装填されなかった可能性があり、システムは例外処理または手動による回復が必要となる。フィーダの機械的構成要素とその動作を説明したが、次に、図５と６を参照しながら、本発明による実施例の様々な電気的構成要素を説明する。本発明は多重走行レーン式フィーダにも採用できるが、以下の説明は、単一レーン式のものとして実施している。多重走行レーンを実施する場合は、単に必要な機能をレーン毎に複製するだけで構わない。フィーダのコントローラのサイズは付加的なレーン回路を収容するために大きくなるが、回路はなるべく共有する。ブロック図は、以下に詳述する回路の様々な機能の概略を示す。
【００４４】
図４と５に２つのブロック図を示す。図４はフィーダの全体的な構成と制御コンポーネントの構成を図示する。図５はコンポーネントの機能的分類と、信号の流れとコンポーネントとの関わりを図示する。
【００４５】
図から明らかなように、センサ５０〜５６はＬＥＤエミッタとフォトトランジスタ検出器を備えた光遮断式センサである。パーツセンサ５４を除いて、フォトトランジスタは更なる増幅を必要としない。従って、バイアス抵抗器のみを使用する。周知のように、バイアス値は、特異なセンサ許容差の分布と感度要求を満たすために一定ではない。パーツセンサ５４は０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）の開口部を備え、最も小さなパーツ幅より低い数値である０２０１（０．０２“長さ×０．０１”幅）に光を制限する。
【００４６】
形状記憶ワイヤ電流はワイヤドライバ２１０によって制御される（第１ワイヤセグメント６０または第２ワイヤセグメント６２）。形状記憶ワイヤは電気的に単一抵抗（〜５Ｏｈｍ）で、電流装置は〜４００ｍａの活性化電流を必要とする。従って、ワイヤドライバ２１０用に単極電流ドライバを採用して、ドライバのパルス幅で印加電圧を変調し、ワット損を減少させる。この回路は基本的に発振器で、インダクタと、ワイヤ抵抗と、電流ヒステリシスとが作動周波数を設定する。ドライバにおいては、ワイヤオン信号はワイヤドライブのタイミングを制御するだけでなく、コンパレータ（図示省略）にパワーを供給し、出力過渡変動の間、スプリアス電流が流れるの防止する。ワイヤオン信号は、リセット状態で全ての入出力回線を入力モードにする制御プロセッサと接続しているため、コンパレータが出力過渡変動に悩まされることはない。
【００４７】
ＤＣモータドライバ２１４は双極電流ドライバで、ＤＣモータ４２の両方向動作の制御が可能となる。この回路はコンパレータヒステリシスと電気的パラメータによって設定されるスイッチング周波数を備えた発振器である。電流の導入では、スイッチング周波数は約２００ＫＨｚである。この回路は２つの同一のセクションから構成される。各回路は、ワイヤドライバと類似の方法で機能する。ＣＷ信号とＣＣＷ信号が電流極性を制御し、コンパレータ出力を適切なレベルのコンバータにゲートコントロールする。
【００４８】
一実施例において、制御システム２００はアレグロ（Allegro）ＵＡ３９７７ＳＥＰドライバ２１８とステッパモータとを採用する。ステッパモータドライブは同期整流を備えた常時オフタイムスイッチングコントローラである。チップが電流レベルを２．５Ａピークに保持し、ステップ毎に８マイクロステップまでモータをマイクロステップさせる手段を備える。オフタイムコントローラにおいては、コンパレータが電流レベルを検出し、望ましい設定ポイントに到達するとパワードライバを遮断し、予め設定しておいた時間が経過すると、パワーステージが復活する。図５と６には入出力トランシーバ２２０が図示され、インタフェースを採用する任意の数のピック・アンド・プレース装置に接続するようにインタフェースを設計できる。同様に、コントロールパネル２２４は従来技術のホーバーデービス（Hover‐Davis）ＳＦシリーズコンポーネントフィーダから直接取り入れる。一連のＲＳ２３２インタフェースを使用してフィーダマイクロコントローラ２１２とコントロールパネル表示２２６とをリンクさせ、さらにスイッチ２２６の動作をディコード化する。
【００４９】
付加的な特徴であると考えられる上述のコントロールを以下の表に要約する：
【００５０】
表Ａ
2005539370.tif 000003
【００５１】
表Ｂ
2005539370.tif 000004
【００５２】
本発明の電気的および機械的構成要素の概要を説明したが、ここで、本発明による自動装填および動作モードプロセスを各々示した図６および７を参照されたい。図６は、テープを挿入するステップ３１０で始まる自動装填プロセス３００を示す。一実施例において、オペレータが手動でテープを挿入することができる。しかし、変更例では、例えばＰ．デービス他（Peter Davis et al.）により２００１年７月２日に出願された公開番号ＵＳ２００２／０００３９９４Ａ１号に記載のコンポーネントソースインターチェンジガントリー（Component source interchange gantry）を使用してテープを自動挿入する。リールをサポート２２に配置して自動的に送り、コンポーネントテープをテープガイド２２に送る。  
【００５３】
挿入したテープをセンサ５０（Ｓ−１）がステップ３１４で検出し、テープが検出されるまでステップ３１０〜３１４のプロセスを単に繰り返す（loop）。ステップ３１８でセンサ５２（Ｓ−２）がテープを検出しないと仮定した場合、プロセスはステップ３１４と３１８の初期のループからステップ３２２へ移行し、モータ４２（Ｍ−１）とアクチュエータ（形状記憶ワイヤ）６０、６２を励振する。このステップはフィーダの制御の下にテープを前進させる。すなわち、テープはモータ４２及びドライプニップまたはベルトと接触しながら送られる。ステップ３２６でセンサ５２（Ｓ−２）がテープを検出すると、プロセスはステップ３３０に移行してアクチュエータが除勢され、自動ローディング駆動ニップ８０を除勢し、引き剥しエッジを正常な位置に送る。続いて、ステップ３３４が実行され、ステップドライブモータ７０（Ｍ−２）を励振し、フリクションローラニップ７２を介してコンポーネントテープの前進を制御する。この間、駆動モータ４２（Ｍ−１）はオン状態を保ち、カバーテープを剥がしながら、コンポーネントテープをピック位置に確実に送るようにする。
【００５４】
ステップ３３８に示すように、自動装填プロセスは装填されるテープのピッチを自動的に決定する。特に、センサ５４（Ｓ−３）はテープリーダの空ポケットの位置を検出できるため、テープピッチが決定できる。センサ５４はテープの前縁も検出するので、送らなければならないポケットの数を決定し、コンポーネントを備えたポケットをピックアップ位置に供給する。ステップ３３８〜３４２のループに示すように、テープの送りはテープがピックアップ位置で検出されるまで続く。これは、センサ５６（Ｓ−４）が検出するエンコーダホイール１３２の動きによって決定される。ピック位置でテープを検出すると、ステップ３４６で駆動モータ４２と７０が除勢され、ステップ３５０で自動ローディングプロセスを終了するよう決定する。
【００５５】
図７において、自動ローディング式フィーダの動作モードをプロセス３６０に示す。このプロセスでは、テープ送りコマンド３６４がプロセスを開始する。続いて、ステップ３６８でＤＣモータ４２（Ｍ−１）とステッパモータ７０を励振させる。次に、ステップ３７２でセンサ５４（Ｓ−３）から情報を得て、パーツが検出されたかどうかを決定する。パーツが検出されない場合は、ステップ３７６に移行し、エンドオブリールサブプロセスを開始する。より具体的には、このサブプロセスは、新しいリールを準備／装填するための信号を送るために、間もなくリールが終わるかどうかを決定する。テストステップ３８４では、システムがテスト（＃Ａｄｖ＝ｆＤ）を実行し、ステップ３７２で最初の空ポケットを検出してから、センサ位置とピックアップ位置（検出したポケットピッチに基づく）間のコンポーネントの数が達成されたかどうかを決定する。達成していない場合は、ステップ３８０またはステップ３９２に移行し、ステップ３９６で示すようにテープがセンサ５４（Ｓ−３）で検出されなくなるまで、モータ４２と７０を励振させることによりテープを高速前進させる。パーツがステップ３７２で検出されたか、または、中心線（Ｃ／Ｌ）状態がステップ３８４を満たさなかった（テープが次のコンポーネントポケットの位置まで送られなかった）と仮定した場合、ステップ３８０に移行し、試験を行ってＣ／Ｌが検出されるかどうかを決定する。
【００５６】
ステップ３８４で検出されなかった場合、ステップ３６８に戻り、テープを１コンポーネントまたは１ポケットピッチ送る。Ｃ／Ｌが検出された場合は、ステップ３８８に移行し、１コンポーネント分、テープを送り、ステップ４００を終了するまで２個のモータを除勢する。本明細書に記載した動作モードにより、検出や作業ステップを変更できることは理解されよう。しかし、自動ローディング式フィーダに採用されたセンサやテープ送り構成要素と協働させることで動作モードを最適化できる。
【００５７】
前述したように、本発明の自動ローディング式フィーダを、例えば、Ｐ．デービス他（Peter Davis et al.）による公開番号ＵＳ２００２／０００３９９４Ａ１号に記載されたガントリーまたは類似のコンポーネントテープリール交換システムとインタフェース接続させることが可能で、組合せたものを参照用に図８に示す。こうしたシステムは、フィーダの信号に反応して（例えば、ステップ３９２で生成される信号に反応）、空のコンポーネントテープリール４１０の除去および空リールとフルリール４１２の交換を自動的に開始する。さらに、交換システムまたはフィーダ１８のリールホルダ２２がリールを送り、フリーリーダがテープガイド２０に導入される（図１）。この実施例の概要を図８に示す。より具体的には、ベイ４１６に保存した複数のウェーハの代りに、複数のテープリール４１２を保存することが可能で、これにより、空リール４１０を補給できる。
【００５８】
図８に示すように、ＸＹＺガントリー型ロボットシステム４００を採用して、空になったリール４１０を素早く除去し、この空リールをベイ（または別の場所）に保管し、続いて、フルリール４１２を獲得し、フィーダのリールホルダーに挿入することができる。システム４００の動作を予めプログラムして、フィーダ１８に自動的に組込みことが可能で、これによりフィーダ１８はコンポーネントテープの終了検出合図をシステム４００に送り、自動アンローディングとその後のリローディングを開始できることが理解されよう。ガントリーアーム４２０とリール保持メカニズム４２２を操作してコンポーネントテープリーダをテープガイドに送り、上述したフィーダの自動ローディングプロセスに着手することもできる。
【００５９】
本明細書に記載したように、自動ローディング式フィーダ１８（例えば、図１）はコンポーネントテープポケットに存在するコンポーネントパーツを検出する。コンポーネントテープのリーダとトレーラについては、フィーダはピックアップ位置を介してコンポーネントテープの当該領域を搬送することで空ポケットを処理するように設計してある。しかし、テープリーダの空ポケットを検出する自動ローディング式フィーダの機能は、テープの自動装填に使用されるだけでなく、フィーダのその他の機能にも利用できる。特に、新しく装填したテープとそのリーダを検出することにより、フィーダはオペレータまたはシステムに待機信号を含む合図を送り、正しいテープが装填されたかどうかの確認や認証が可能となる。換言すると、新しく装填されたテープの検出に反応して、フィーダが信号を生成することにより、新しいテープが装填されたことをピック・アンド・プレースシステムに伝えるだけでなく、フィーダがオペレータまたはその他の自動認証システムから折返し認証信号を受け取るまで、あるいは受け取らない限り、新しいテープを送るのを阻止することも可能になる。すなわち、本発明のフィーダは新しいテープの自動装填に使用されるだけでなく、正しいコンポーネントテープが装填されたことの確認手段としても用いられる。
【００６０】
要約すると、本発明は、ピック・アンド・プレースＰＣＢ組立てシステムと共に使用されるコンポーネントテープフィーダにおいて、コンポーネントフィーダテープを自動ローディング及び自動送りするための方法と装置に関する。フィーダは検出技術を採用して、コンポーネントテープリーダをテープガイドチャンネルにいつ挿入するかを決定し、巻き取りメカニズム内でのカバーテープのしめつけを含め、その後のフィーダへのテープの自動装填の時期を決定する。続いて、フィーダは、コンポーネントテープポケット内のパーツまたはコンポーネントの存在を検出し、組立てシステムからフィーダを外すことなく、最初のコンポーネントを自動的にピック位置に供給する位置までコンポーネントテープを送る。
【００６１】
本発明によれば、コンポーネントフィーダテープの自動ローディングおよび自動送りに関する方法と装置が提供される。本発明を好ましい実施例を用いて説明してきたが、様々な変更や応用が可能なことは当業者であれば理解されよう。従って、添付のクレームの範囲から逸脱することなく加えられるそうした変更や応用を全て含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施例の機械的特徴を示す側面図。
【図２】コンポーネントテープの存在を検出する電気検出器の相対的な位置を示す図１の実施例の透視図。
【図３Ａ】図１及び２に記載のフィーダの特殊な態様の拡大図。
【図３Ｂ】図１及び２に記載のフィーダの特殊な態様の拡大図。
【図３Ｃ】図１及び２に記載のフィーダの特殊な態様の拡大図。
【図４】本発明により動作するフィーダの制御要素の概要を示す構成図。
【図５】本発明により動作するフィーダの制御要素の概要を示す構成図。
【図６】本発明による自動ローディングと運転モードプロセスを示すフローチャート。
【図７】本発明による自動ローディングと運転モードプロセスを示すフローチャート。
【図８】テープリールコンポーネントフィーダで使用するコンポーネント相互交換ガントリーシステムの変更例の一部を示す透視図。
【図１】
2005539370.tif 000005
【図２】
2005539370.tif 000006
2005539370.tif 000007
2005539370.tif 000008
2005539370.tif 000009
【図４】
2005539370.tif 000010
【図５】
2005539370.tif 000011
【図６】
2005539370.tif 000012
【図７】
2005539370.tif 000013
【図８】
2005539370.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成17年2月7日(2005.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カバーテープで保持されたコンポーネントを内部に収容した複数のポケットを有するコンポーネントテープを供給するための自動充填式コンポーネントテープフィーダにおいて、
コンポーネントテープの経路を経由して、コンポーネントテープフィーダに挿入されたカバーテープの先行端を自動的に前進させるための、コンポーネントテープと接触した駆動手段と、
カバーテープの下のコンポーネントを自動的に露呈させるためのステーションと、
コンポーネントを自動的にピックアップするための、前記ステーションから間隔を置いて設置されコンポーネントピックアップステーションと、
を備えた前記の自動装填式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項２】
コンポーネントテープの経路に、露呈されたコンポーネントをポケット内に保持するためのコンポーネントテープカバー部材が設けられている請求項１記載の自動装填式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項３】
複数のポケットの各々でのコンポーネントの存在を確認するコンポーネントセンサを設け、該コンポーネントセンサからの信号を使用して前記の駆動手段を制御し、ピックアップステーションへのコンポーネントの連続配置を可能にする請求項１記載の自動装填式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項４】
前記のセンサが、コンポーネントの近接に応じて可変な渦電流の関数として、出力信号を発するインダクタである請求項３記載の自動装填グ式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項５】
前記の駆動手段が、コンポーネントテープの経路と協働して、コンポーネントテープポケット内でのコンポーネントの保持に機能する請求項１記載の自動装填式コンポーネントテープフィーダ。
【請求項６】
コンポーネントテープのテープ経路への挿入に応えてコンポーネントテープを自動的に前進させる工程と、
テープ内部のコンポーネントを自動的に露呈させる工程と、
ポケット内のコンポーネントが回収されるピックアップステーションにコンポーネントテープを自動的に前進させる工程
を包含するコンポーネントテープフィーダへのコンポーネントテープ自動装填方法。
【請求項７】
複数のポケットの各々でのコンポーネントの存在を検知する工程をさらに包含する請求項６記載の方法。
【請求項８】
コンポーネントテープにおける各ポケットの間隔を検出してテープピッチを求める工程をさらに包含する請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記のピックアップステーションに、連続的にコンポーネントを自動供給する工程をさらに包含し、その工程が、
ピックアップステーションでのコンポーネントの回収を連続的に認識する工程と、
テープピッチに等しい距離で、コンポーネントテープを前進させるために、テープ駆動手段を作動させる工程
を包含する請求項８記載の方法。
【請求項１０】
コンポーネントを取り出して空になったコンポーネントテープを自動的に前進させる工程をさらに包含し、その工程が
テープ後端の最後のコンポーネントを検知する工程と、
ピックアップステーションでのコンポーネントの取り出し以前に、コンポーネントテープの終端を信号で合図する工程
を包含する請求項６記載の方法。
【国際調査報告】
2005539370.tif 000015