(57)【要約】【課題】半田ボールその他の粒体を所定の配列態様で保持手段により保持できるとともに効率的な供給を実現でき、しかも、粒体の保持姿勢を各部に対応させて柔軟に設定可能な粒体の配列供給装置を提供する。【解決手段】本発明の配列供給装置１００は、複数の粒体を所定の配列態様で吸着保持可能に構成された保持手段１１１を備え、実質的に水平な回転軸周りに回転可能に構成された回転部１１０と、第１の角度位置Ａに配置され、粒体を収容する粒体収容部１２０と、第２の角度位置Ｂに配置された粒体の配列態様を検出する保持状態検出手段１４０と、第３の角度位置Ｃに設定された複数の粒体を外部へ供給する粒体供給箇所と、各角度位置で割り出し動作する態様で回転部を回転駆動するとともに、保持手段による粒体の保持動作及び供給動作を制御する制御駆動部１０１とを具備する。【選択図】図１
2008172144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の粒体を所定の配列態様で保持して供給する粒体の配列供給装置において、
複数の粒体を前記所定の配列態様で吸着保持可能に構成された保持手段を備え、実質的に水平な回転軸周りに回転可能に構成された回転部と、
前記回転部の周囲の第１の角度位置に配置され、前記保持手段で保持すべき粒体を収容する粒体収容部と、
前記回転部の周囲の前記第１の角度位置とは異なる第２の角度位置に配置された前記保持手段に保持された前記粒体の配列態様を検出する保持状態検出手段と、
前記回転部の周囲の前記第１の角度位置及び前記第２の角度位置とは異なる第３の角度位置に配置され、前記保持手段により保持された複数の前記粒体を外部へ供給する粒体供給箇所と、
前記保持手段が前記第１の角度位置から前記第２の角度位置を経て前記第３の角度位置へ向かう回転方向に各角度位置で割り出し動作する態様で前記回転部を回転駆動するとともに、前記保持手段による前記第１の角度位置における前記粒体の保持動作、並びに、前記第３の角度位置における前記粒体の供給動作を制御する制御駆動部と、
を具備することを特徴とする粒体の配列供給装置。
【請求項２】
前記第１の角度位置は前記回転部の下方に設定され、前記第２の角度位置は前記回転部の側方に設定されることを特徴とする請求項１に記載の粒体の配列供給装置。
【請求項３】
前記保持手段の移動経路のうち、前記第１の角度位置から前記第２の角度位置までの少なくとも一部を包摂し、前記保持手段を導入及び導出可能とする開口部を備える除去粒体回収容器と、該除去粒体回収容器の内部に気流を生じさせる気流生成手段とを有し、前記保持手段により保持された所定の配列態様の前記粒体以外の不要の前記粒体を前記除去粒体回収容器内で前記保持手段から除去する粒体除去部をさらに具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の粒体の配列供給装置。
【請求項４】
前記除去粒体回収容器は、前記開口部のうち少なくとも上方に向いていない開口部分を実質的に閉鎖し、しかも前記保持手段を通過可能に構成するためのスリットを備えた可撓性シートを有することを特徴とする請求項３に記載の粒体の配列供給装置。
【請求項５】
前記保持状態検出手段は光学的検出器で構成されるとともに、前記除去粒体回収容器は前記第２の角度位置をも包摂するように構成され、前記除去粒体回収容器の前記光学的検出器側の壁面部が透光性を備え、該壁面部を通して前記光学的検出器により前記粒体の配列態様を検出可能に構成されていることを特徴とする請求項４に記載の粒体の配列供給装置。
【請求項６】
前記制御駆動部は、前記保持状態検出手段で検出された前記所定の配列態様に異常がある場合には前記粒体供給箇所における前記粒体の供給を中止し、前記回転方向に沿って前記第２の角度位置から前記第１の角度位置に至る範囲内に設定された第４の角度位置において前記保持手段から前記粒体を解放するように制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の粒体の配列供給装置。
【請求項７】
前記第４の角度位置を包摂し、前記保持手段を導入及び導出可能とする開口部を備えた廃棄粒体回収容器を有することを特徴とする請求項６に記載の粒体の配列供給装置。
【請求項８】
前記廃棄粒体回収容器は、前記開口部のうち少なくとも上方に開口していない開口部分を実質的に閉鎖し、しかも前記保持手段を通過可能に構成するためのスリットを備えた可撓性シートを有することを特徴とする請求項７に記載の粒体の配列供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粒体の配列供給装置に係り、特に、半田ボール等の複数の粒体を所定の配列態様で保持して供給する配列供給装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、粒体の配列供給装置としては、複数の半田ボールを所定の配列態様で保持した状態で供給する半田ボール搭載機が知られている。このような半田ボール搭載機は、ＢＧＡ、ＣＳＰなどと呼ばれる半導体デバイスを製造する工程で、基板面上に上述の所定の配列態様とされた複数の半田ボールをフラックス等を介して付着させるために用いられる。
【０００３】
上記の半田ボール搭載機としては、複数の半田ボールを所定の配列態様で一括して吸着保持する複数の吸着ヘッドと、吸着ヘッドの負圧を発生させる吸引手段と、吸着ヘッドを垂直シャフト周りに回動させる第１駆動手段と、垂直シャフトに沿って吸着ヘッドを上下にスライドさせる第２駆動手段と、所定の基板情報に基づき第１駆動手段と第２駆動手段並びに吸引手段の作動を制御する制御手段とを備え、吸着ヘッドに静電気等で付着した不要の半田ボールを除去するエアー吐出手段、及び、吸着ヘッドに半田ボールが吸着されているか否かを確認するセンサをさらに備えたものが知られている（たとえば、以下の特許文献１参照）。
【０００４】
また、複数の導電性ボールを吸着する吸着手段と、この吸着手段に導電性ボールを供給する供給手段と、吸着手段に吸着された導電性ボールにフラックス等を付着させる粘着液付着手段と、導電性ボールの各々と電子部品のパッドとの位置合わせを行う位置合わせ手段と、導電性ボールをパッドに押し付けて搭載させる搭載手段と、電子部品を加熱して導電性ボールをパッドに付着させるための加熱手段とを備え、上記吸着手段をそれぞれ構成する複数の吸着冶具が割り出し回転可能なテーブル上に所定の間隔で固定され、各吸着冶具の通過位置の下方には、はんだボール供給装置、フラックス供給装置、及び、位置決め装置がそれぞれ設けられ、これらの各装置間には吸着冶具の下面を撮影するＣＣＤカメラが設置され、画像処理によってはんだボールの吸着漏れ、脱落、搭載漏れを検出するように構成されてなるバンプ形成装置が知られている（たとえば、以下の特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−１７００５９号公報
【特許文献２】特開平９−２９８３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の半田ボール搭載機においては、複数の吸着手段が垂直軸周りに水平面に沿って回転するように構成されていることにより、吸着手段により吸着された半田ボールの保持姿勢が常に下向きで上下方向に変化しないことから、半田ボールの吸着状態を検出する際の検出姿勢、半田ボールへのフラックスの塗布姿勢、半田ボールの搭載姿勢などが限定され、その結果、装置設計上の制約が大きくなり、装置構成が複雑になるという問題点がある。
【０００６】
特に、予め所定の配列態様に配列された半田ボールを受け取って搭載するように構成された既設の半田ボール搭載機に対して、所定の配列態様に配列させて吸着保持した複数の半田ボールを受け渡す供給装置を別途構成しようとする場合には、当該供給装置における半田ボールの保持姿勢を上記既設の半田ボール搭載機の吸着手段の姿勢に合わせなければならないため、上記従来の吸着姿勢では対応することができない。
【０００７】
もちろん、上記吸着手段の姿勢を任意に変えることができるように構成することは可能であるが、このようにすると上述のように装置構成が複雑になるとともに、複数の吸着手段を垂直軸周りに回転させながら動作させることで効率的な処理を目指す上記半田ボール搭載機の目的に反し、処理効率を低下させることになる。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、上記半田ボールその他の粒体を所定の配列態様で保持手段により保持できるとともに効率的な供給を実現でき、しかも、粒体の保持姿勢を各部に対応させて柔軟に設定可能な粒体の配列供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
斯かる実情に鑑み、本発明の粒体の配列供給装置は、複数の粒体を所定の配列態様で保持して供給する粒体の配列供給装置において、複数の粒体を前記所定の配列態様で吸着保持可能に構成された保持手段を備え、実質的に水平な回転軸周りに回転可能に構成された回転部と、前記回転部の周囲の第１の角度位置に配置され、前記保持手段で保持すべき粒体を収容する粒体収容部と、前記回転部の周囲の前記第１の角度位置と異なる第２の角度位置に配置された前記保持手段に保持された前記粒体の配列態様を検出する保持状態検出手段と、前記回転部の周囲の前記第１の角度位置及び前記第２の角度位置と異なる第３の角度位置に設定され、前記保持手段により保持された複数の前記粒体を外部へ供給する粒体供給箇所と、前記保持手段のうち少なくとも一部が前記第１の角度位置から前記第２の角度位置を経て前記第３の角度位置へ向かう方向に各角度位置で割り出し動作する態様で前記回転部を回転駆動するとともに、前記保持手段による前記第１の角度位置における前記粒体の保持動作、並びに、前記第３の角度位置における前記粒体の供給動作を制御する制御駆動部と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、保持手段を備えた回転部が実質的に水平な回転軸周りに回転することにより、保持手段の粒体に対する上下方向の吸着保持姿勢が回転部の回転動作とともに連続的に変化するので、粒体供給箇所を適宜に設定することにより、粒体を受け渡し側へ供給する際の保持手段の保持姿勢を任意の上下方向に向けることができるため、受け渡し側の構造に容易に対応させることができるなど、装置設計上の制約を低減し、装置構成を簡易化できる。
【００１１】
本発明において、前記第１の角度位置は前記回転部の下方に設定され、前記第２の角度位置は前記回転部の側方に設定されることが好ましい。これによれば、回転部の下方に設定された第１の角度位置に粒体収容部が配置されるので、当該粒体収容部において粒体を収容しつつ、上方から保持手段を適用させ収容されている粒体を容易に吸着保持することができるとともに、回転部の側方に設定された第２の角度位置にある保持手段に対して保持状態検出手段によって側方から粒体の配列態様を検出することができるため、保持状態検出手段の設置場所が容易に確保でき、検出方向も容易に設定できるなど、容易かつ確実に検出することが可能になる。
【００１２】
本発明において、前記保持手段の移動経路のうち、前記第１の角度位置から前記第２の角度位置までの少なくとも一部を包摂し、前記保持手段を導入及び導出可能とする開口部を備える除去粒体回収容器と、該除去粒体回収容器の内部に気流を生じさせる気流生成手段とを有し、前記保持手段により保持された所定の配列態様の前記粒体以外の不要の前記粒体を前記除去粒体回収容器内で前記保持手段から除去する粒体除去部をさらに具備することが好ましい。これによれば、保持手段を除去粒体回収容器内に導入した状態で、気流生成手段により除去粒体回収容器内に気流を生じさせることにより、保持手段に正規に吸着保持された粒体以外の、たとえば静電気等によって付着した不要の粒体を除去することができる。また、このように除去された粒体は除去粒体回収容器にて回収されるため、粒体が外部に放出されて装置の動作等に支障を与えるといったことなどを防止できる。
【００１３】
本発明において、前記除去粒体回収容器は、前記開口部のうち少なくとも上方に向いていない開口部分を実質的に閉鎖し、しかも前記保持手段を通過可能に構成するためのスリットを備えた可撓性シートを有することが望ましい。これによれば、除去粒体回収容器の開口部のうち少なくとも上方に向いていない開口部分を可撓性シートで閉鎖し、この可撓性シートにスリットを設けて保持手段を通過可能に構成していることにより、保持手段に余分に付着した粒体を除去粒体回収容器内で除去した場合に、当該除去された粒体が除去粒体回収容器外に漏出することを防止できる。
【００１４】
本発明において、前記保持状態検出手段は光学的検出器で構成されるとともに、前記除去粒体回収容器は前記第２の角度位置をも包摂するように構成され、前記除去粒体回収容器の前記光学的検出器側の壁面部が透光性を備え、該壁面部を通して前記光学的検出器により前記粒体の配列態様を検出可能に構成されていることが好ましい。粒体の配列態様を検出する保持状態検出手段として光学的検出器を用いることにより、非接触で確実な検出が可能になるとともに、除去粒体回収容器の透光性の壁面部を通して検出可能とすることで、除去粒体回収容器の閉鎖性に影響を与えずに構成できる。
【００１５】
本発明において、前記制御駆動部は、前記保持状態検出手段で検出された前記所定の配列態様に異常がある場合には前記粒体供給箇所における前記粒体の供給を中止し、前記回転方向に沿って前記第２の角度位置を越えて前記第１の角度位置に至る範囲内に設定された第４の角度位置において前記保持手段から前記粒体を解放するように制御することが好ましい。これによれば、第２の角度位置において保持状態検出手段により検出された所定の配列態様に異常がある場合には、第３の角度位置において粒体を供給せずに第４の角度位置において粒体を解放することで、第１の角度位置において初期状態から再び粒体を保持し直すことができるため、粒体の保持状態を安定させることができ、その結果、所定の配列態様で供給できる確率を高めることができるので、全体として粒体の供給動作を確実かつ効率的に行うことができる。
【００１６】
本発明において、前記第４の角度位置を包摂し、前記保持手段を導入及び導出可能とする開口部を備えた廃棄粒体回収容器を有することが好ましい。これによれば、廃棄粒体回収容器によって保持手段から解放された粒体を回収することができるため、粒体が外部に放出されて装置の動作等に支障を与えるといったことなどを防止できる。
【００１７】
本発明において、前記廃棄粒体回収容器は、前記開口部のうち少なくとも上方に開口していない開口部分を実質的に閉鎖し、しかも前記保持手段を通過可能に構成するためのスリットを備えた可撓性シートを有することが望ましい。これによれば、廃棄粒体回収容器の開口部のうち少なくとも上方に向いていない開口部分を可撓性シートで閉鎖し、この可撓性シートにスリットを設けて保持手段を通過可能に構成していることにより、保持手段から解放された粒体が廃棄粒体回収容器外に漏出することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る粒体の配列供給装置の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る粒体の配列供給装置全体を斜め前方より見た様子を示す概略斜視図である。なお、以下に説明する実施形態は半田ボールを所定の配列態様で供給するための装置であり、特に、直径が０．１ｍｍ以下、たとえば０．０６ｍｍ径の微細な複数の半田ボールを一括して所定の配列態様で配列させて供給する場合に好適な装置であるが、本発明の配列供給装置の供給対象である粒体は上記半田ボールに限らず、たとえば、微細な樹脂球体、金属球体などの各種素材よりなる球状体であってもよく、また、球状以外の各種形状を有する粒体であっても構わない。
【００１９】
図１に示すように、この配列供給装置１００は、装置後部に設けられた制御駆動部１０１と、この制御駆動部１０１の前面側に配置され、保持手段である吸着ノズル１１１を備え、実質的に水平な回転軸周りに回転可能に取り付けられた回転部１１０とを具備し、さらに、この回転部１１０の周囲に、粒体収容部１２０、粒体除去部１３０、保持状態検出器１４０、及び、粒体廃棄部１５０がそれぞれ配設されている。これらの各部１２０、１３０、１４０、１５０は制御駆動部１０１の前面に設けられた支持板１０２に支持固定されている。
【００２０】
また、制御駆動部１０１内には、上記回転部１１０を回転駆動する回転駆動源（電動モータなど）と、上記吸着ノズル１１１の吸着／保持動作、及び、解放動作を生じさせる圧力回路（コンプレッサや排気装置などに接続された空気圧回路など）とが設けられるとともに、それぞれ後述する、上記回転駆動源及び圧力回路の動作、流体供給部１２０の上下動作、並びに、保持状態検出器１４０を用いた検出動作をそれぞれ制御する制御部が設けられている。
【００２１】
回転部１１０には、上記回転駆動源の出力軸に接続された支持部材（環状基板）１１２と、この支持部材１１２に固定され、前方へ突設された複数のホルダ１１３とを含み、当該ホルダ１１３の先端部にはそれぞれ上記吸着ノズル１１１が回転部１２０の回転半径方向に突出する姿勢で取り付けられている。吸着ノズル１１１の内部はホルダ１１３内の図示しない吸引経路に接続され、当該吸引経路を介した図示しない排気装置による排気作用により、その先端部１１１ａにおいて半田ボールを吸着保持することができるように構成されている。なお、本実施形態の保持手段である吸着ノズル１１１はノズル形状を備えているが、ブロック形状などの他の形状を有する吸着ヘッドを用いても構わない。
【００２２】
回転部１１０は、上記制御駆動部１０１によって、上記吸着ノズル１１１が図示の第１の角度位置Ａ、第２の角度位置Ｂ、第３の角度位置Ｃ、及び、第４の角度位置Ｄのそれぞれに一時的に停止する割り出し動作を行う態様で、第１の角度位置Ａから第２の角度位置Ｂ及び第３の角度位置Ｃを経て第４の角度位置Ｄへ向かう回転方向に間欠的に回転駆動される。
【００２３】
本実施形態の場合、第１の角度位置Ａは回転部１１０の下方（図示例では直下）位置であり、上記粒体収容部１２０に収容された粒体１０を吸着ノズル１１１に吸着保持させる箇所となっている。また、第２の角度位置Ｂは回転部１１０の側方（図示例では真横）位置であり、上記保持状態検出器１４０による保持状態検出箇所となっている。さらに、第３の角度位置Ｃは回転部１１０の上方（図示例では直上）位置であり、半田ボールである粒体１０を受け渡し側の構造へ供給する粒体供給箇所であって、たとえば、当該箇所で図示の搬送アーム２０に設けられた搬送ヘッド２１へ半田ボールを受け渡すように設定され、また、第４の角度位置Ｄは回転部１１０の側方（図示例では真横）位置であり、吸着ノズル１１１から粒体１０を解放し、廃棄する粒体廃棄箇所となっている。
【００２４】
なお、第１の角度位置Ａ、第２の角度位置Ｂ，第３の角度位置Ｃ、及び、第４の角度位置Ｄは本来的に任意の位置に設定可能であるが、図示例では、それぞれ等角度（９０度）間隔となるように設定され、これらの各角度位置に対応する複数（４つ）の吸着ノズル１１１が回転部１１０に角度位置と同じ間隔で等角度間隔に設けられ、或る吸着ノズル１１１がいずれかの角度位置にあるとき、他の吸着ノズル１１１も他のいずれかの角度位置にあるようになっている。ただし、第１の角度位置Ａ，第２の角度位置Ｂ及び第３の角度位置Ｃのみを等角度間隔となるように構成してもよく、或いは、角度位置の数よりも吸着ノズル１１１の数が多くても少なくても構わない。
【００２５】
次に、図２及び図３を参照して吸着ノズル１１１の構成について説明する。図２は吸着ノズル１１１の概略斜視図、図３はその先端部１１１ａの近傍を吸着孔の拡大断面図とともに示す一部断面拡大斜視図である。吸着ノズル１１１は、内部を貫通する通気孔１１１ｂを備えた軸状材であり、その先端部１１１ａには、上記通気孔１１１ｂに連通する複数の吸着孔１１１ｃが所定の配列態様にて開口している。図示例の場合、各吸着孔１１１ｃには粒体１０が一つずつ吸着保持されるように構成され、全体として複数（６つ）の吸着孔１１１ｃの開口が一列に配列され、複数の粒体１０が単列に配列された状態で吸着保持されるようになっている。
【００２６】
一方、先端部１１１ａの外面には対向する一対の外面部１１１ｄ及び一対の外面部１１１ｅがいずれも傾斜面として形成され、これらの外面部１１１ｄ及び１１１ｅにより先端部１１１ａが全体としてテーパ状（先細形状）となるように構成されている。一対の対向する外面部１１１ｄは共に平坦に構成され、これらの一対の外面部１１１ｄによって先端部１１１ａの先端縁が扁平形状とされている。そして、上記複数の吸着孔１１１ｃは一対の外面部１１１ｄによって扁平状に構成された先端縁の長手方向（扁平形状に沿った方向）に配列されている。
【００２７】
図３に示すように、吸着孔１１１ｃは、外側開口１１１ｂ−１の近傍に内側開口１１１ｂ−２に向けて縮径された孔形状（テーパ孔形状）を有し、外側開口１１１ｂ−１の開口径は吸着されるべき粒体１０の外径よりも大きく、内側開口１１１ｂ−２の開口径は粒体１０の外径より小さく形成されている。これによって、吸着ノズル１１１に吸着保持された粒体１０（図示二点鎖線）の少なくとも一部が吸着孔１１１ｃの内部に収容された状態とされる。吸着保持された状態において吸着孔１１１ｃ内に収容される粒体１０の部分は、吸着孔１１１ｃの深さ方向の距離で測ったとき、吸着動作および解放動作の容易性を考慮すると粒体１０の直径の１０％以上５０％未満の範囲内であることが好ましい。
【００２８】
また、吸着ノズル１１１においては、上記のように吸着保持された粒体１０が上記外面部１１１ｄ、１１１ｅを先端縁側に延長してなる仮想延長面Ｐ１、Ｐ２と交差しないように構成されている。ここで、図３においては、一対の外面部１１１ｄ、１１１ｅのうち片側の外面部１１１ｄ、１１１ｅに対応する仮想延長面Ｐ１，Ｐ２のみを三点鎖線で示してあるが、いずれの側の仮想延長面Ｐ１、Ｐ２も粒体１０と交差しないことが望ましい。
【００２９】
上記吸着孔１１１ｃの孔形状は上記テーパ部を有する孔形状に限らず、吸着孔１１１ｃの内部に粒体１０の少なくとも一部が収容された状態で吸着保持可能に構成されていればよい。たとえば、吸着孔１１１ｃは、粒体１０の外径以上の内径を有する外側円筒管と、粒体１０の外径未満の内径を有する内側円筒管の二重管構造で構成されていたり、粒体１０の外径以上の外側開口径と、粒体１０の外径未満の内側開口径を備えた段付孔形状とされていたり、さらには、吸着孔１１１ｃ全体がテーパ状に構成されていたりしてもよい。
【００３０】
なお、本実施形態では、上記吸着ノズル１１１の先端部１１１ａの先端縁の延長方向が、回転部１１０の回転とともに回転する方向に沿うように、すなわち、一対の外面部１１１ｃの幅方向が上記回転方向に沿った方向となるように、回転部１１０において取付固定される。したがって、図示例では吸着ノズル１１１に吸着保持された複数の粒体１０の配列方向が上記回転方向に沿った方向とされる。
【００３１】
次に、図４を参照して粒体収容部１２０の構成について説明する。図４は粒体収容部１２０の概略構成及び内部構造の一部を示す概略部分断面斜視図である。図４に示すように、粒体収容部１２０は、制御駆動部１０１（の支持板１０２）に固定されたガイド構造１２１によって回転部１１０の回転半径方向（図示例では上下方向）に移動可能に取り付けられた筐体１２２を有し、当該筐体１２２は流体シリンダ等といった図示しない駆動機構によって上記回転半径方向に往復動作するように構成される。
【００３２】
この筐体１２２の内部には、粒体１０を多数収容する粒体収容室１２２ａが形成され、この粒体収容室１２２ａの上方に開口部１２２ｂが形成されている。当該開口部１２２ｂはゴムや軟質樹脂等よりなる可撓性シート１２３で閉鎖され、この可撓性シート１２３の中央にはスリット１２３ａが放射状に形成されている。このスリット１２３ａを備えた可撓性シート１２３によって、粒体収容室１２２ａの密閉性を実質的に確保しつつ（すなわち、粒体１０が漏れないようにしつつ）、上記吸着ノズル１１１の先端部１１１ａが開口部１２２ｂを通して粒体収容室１２２ａに出入り可能に構成される。また、筐体１２２には粒体収容室１２２ａ内に連通する気流導入路１２４が形成され、この気流導入路１２４によって粒体収容室１２２ａ内の多数の粒体１０を攪拌し、粒体収容室１２２ａ内で粒体１０が吹き上げられた状態とすることができるようになっている。なお、上記気流導入路１２４に連通し、上記粒体収容室１２２ａに突出された気流導入管を設けることにより、より効率的に粒体収容室１２２ａ内の粒体１０を吹き上げるようにしてもよい。
【００３３】
図示例の場合、筐体１２２の上部は２重の蓋体を有し、内側蓋体１２５に設けられたテーパ状の開口部１２５ａと、この内側蓋体１２５上に固定された外側蓋体１２６に設けられたガイド孔１２６ａとで上記開口部１２２ａが構成され、内側蓋体１２５と外側蓋体１２６との間に可撓性シート１２３が挟持されている。そして、内側蓋体１２５のテーパ状の開口部１２５ａによって外側蓋体１２６との間に形成された空間は、吸着ノズル１１１が挿入されたときに可撓性シート１２３のスリット１２３ａを収容する空間として機能する。吸着ノズル１１１の先端部１１１ａが挿入されたとき、当該先端部１１１ａはガイド孔１２６ａによって案内されることで位置決めされた状態で、スリット１２３ａを通過して開口部１２５ａを介して上記粒体収容室１２２内に導入される。
【００３４】
上記吸着ノズル１１１が一時的に第１の角度位置Ａに停止しているとき、制御駆動部１０１が上記駆動機構によって筐体１２２を回転半径方向内側に移動（上昇）させることで、吸着ノズル１１１の先端部１１１ａが可撓性シート１２３のスリット１２３ａを押し分けて粒体収容室１２２ａ内に導入される。ここで、制御駆動部１０１が吸着ノズル１１１に負圧を発生させるため、粒体収容室１２２ａ内の粒体１０（このとき、上記気流によって吹き上げられた状態とされている。）は上記負圧により各吸着孔１１１ｃに吸着保持される。その後、上記駆動機構によって筐体１２２が回転軸から離反する側に移動（下降）するので、吸着ノズル１１１の先端部１１１ａは粒体１０を吸着保持した状態で可撓性シート１２３のスリット１２３ａを通して外部へ脱出する。
【００３５】
なお、上記のように開口部１２２ｂがスリット１２３ａ付きの可撓性シート１２３で覆われているため、吸着ノズル１１１の先端部１１１ａが脱出する際に、吸着孔１１１ｃに正規の状態で吸着保持されている粒体１０以外の、たとえば先端部１１１ａの外面上に静電気等によって付着している不要の粒体１０を可撓性シート１２３のスリット１２３ａの縁部で払い落とすことができるという効果も得られる。
【００３６】
次に、図５及び図６を参照して粒体除去部１３０の構造について説明する。図５は粒体除去部１３０を内側から見た様子を示す概略斜視図、図６は外側から見た様子を示す概略斜視図である。図１に示すように、粒体除去部１３０には、上記第１の角度位置Ａから上記第２の角度位置Ｂに至るまでの範囲の少なくとも一部領域を包摂する除去粒体回収容器１３１と、この除去粒体回収容器１３１内において気流を生じさせる気流生成手段である気流噴射ノズル１３２とを備えている。
【００３７】
除去粒体回収容器１３１は、外周側に開口を備えた箱体１３１Ａと、この箱体１３１Ａを閉鎖する透明板１３１Ｂにより構成され、制御駆動部１０１（の支持板１０２）の前面側に取付部材１３３を介して固定されている。除去粒体回収容器１３１の回転部１１０側の壁面には吸着ノズル１１１の回転軌跡に沿って延長された形状の開口部１３１ａが形成されている。ここで、開口部１３１ａは吸着ノズル１１１が除去粒体回収容器１３１内に導入されるときの導入口と、吸着ノズル１１１が除去粒体回収容器１３１内から脱出するときの導出口を一体に構成したものであり、除去粒体回収容器１３１の内側壁面部から吸着ノズル１１１の回転方向に沿って延在し、除去粒体回収容器１３１の上側壁面部にまで達している。
【００３８】
上記の開口部１３１ａの一部、特に、内側壁面部に形成された開口部分は、除去粒体回収容器１３１の内側壁面部に取り付けられたゴムや軟質樹脂等よりなる可撓性シート１３４で閉鎖されている。可撓性シート１３４には吸着ノズル１１１の回転軌跡に沿って伸びるスリット１３４ａが形成され、このスリット１３４ａを通過することで、吸着ノズル１１１の先端部１１１ａが第１の角度位置Ａから第２の角度位置Ｂへ向かう際に除去粒体回収容器１３１内に導入されることができ、そこからさらに回転していくことができるようになっている。なお、可撓性シート１３４は箱体１３１Ａの内面に固定板１３６等により固定されている。
【００３９】
可撓性シート１３４は開口部１３１ａのうち、上方へ向いて開口する上記上側壁面部に形成された開口部分には形成されていない。これは、可撓性シート１３４が開口部１３１ａから粒体１０が漏出することを防止するためのものであり、上方へ向いた開口部分からは粒体１０が漏出する可能性が低いからである。また、不要な粒体１０が除去され、その後、後述するように粒体１０の配列態様が保持状態検出器１４０で確認された後において、先端部１１１ａが除去粒体回収容器１３１から導出される際に可撓性シートが先端部１１１ａに接触して粒体１０が脱落するといったことを防止する意味もある。ただし、上記のスリット１３４ａを備えた可撓性シート１３４若しくはこれと同様の他の可撓性シートが当該上方へ向いた開口部分をも閉鎖するように構成しても構わない。
【００４０】
上記気流生成手段である気流噴射ノズル１３２は除去粒体回収容器１３１に取り付けられ、図示しないエアチューブ等を介して圧縮空気などの気体が送られることで、除去粒体回収容器１３１内に気流を噴出するように構成されている。気流噴射ノズル１３２は、吸着ノズル１１１の先端部１１１ａの回転軌跡に沿った位置に気流を噴射するように構成されている。より具体的には、除去粒体回収容器１３１内に導入された吸着ノズル１１１の先端部１１１ａに対して上記一対の外面部１１１ｃに沿って斜め外周側へ気流を噴射し、当該気流が上記外面部１１１ｃ上を先端縁に向けて流れるように構成される。図示例では一対（一組）の気流噴射ノズル１３２が吸着ノズル１１１の先端部１１１ａに対してそれぞれ回転部１１０の回転軸線方向両側にて対向し、外周側に斜めに先端を向けている。また、気流噴射ノズル１３２は図示例のように吸着ノズル１１１の先端部１１１ａの回転軌跡に沿って複数組（図示例では３組）設けられることが好ましい。また、気流噴射ノズル１３２の噴射位置は、上記第２の角度位置Ｂよりも手前（第１の角度位置Ａ側）に設定されていることが好ましい。
【００４１】
除去粒体回収容器１３１の下部には消音器（サイレンサ）１３５が取り付けられ、この消音器１３５は上記気流噴射ノズル１３５から噴射された気流を除去粒体回収容器１３１の外部へと逃がすとともに、気流が放出される際の騒音を低減する機能を備えている。ここで、消音器１３５は除去された粒体１０の漏出を防止する機能をも備えていることが望ましい。
【００４２】
図１に示すように、本実施形態において、除去粒体回収容器１３１は第２の角度位置Ｂをも包摂するように構成されている。また、除去粒体回収容器１３１の外側壁面部は上記透明板１３１Ｂで構成されているので、当該壁面部を透して第２の角度位置Ｂに配置された吸着ノズル１１１の先端部１１１ａに吸着保持された複数の粒体１０の所定の配列態様を上記保持状態検出器１４０で検出できるようになっている。保持状態検出器１４０は光学的検出器であり、具体的にはたとえばＣＣＤカメラ等の撮像装置で構成される。保持状態検出器１４０にて撮像された粒体１０の配列態様は制御駆動部１０１内の制御部で画像処理を受け、検出された粒体１０の配列態様が正規の配列態様に該当するか否かが判定される。すなわち、上記吸着孔１１１ｃ毎に一つずつ粒体１０が吸着保持され、しかも、粒体１０の吸着保持されていない吸着孔１１１ｃが存在せず、かつ、二以上の粒体１０が吸着保持されている吸着孔１１１ｃがなく、さらに、吸着孔１１１ｃ以外の場所に付着した粒体１０も存在しないかどうかが判定される。
【００４３】
図１に示すように、上記第３の角度位置Ｃには、回転部１１０を上方から覆う保護板１０３が水平に架設され、当該保護板１０３には上記吸着ノズル１１１の先端部１１１ａの回転軌跡に沿って延長された開口部１０３ａが形成されている。そして、吸着ノズル１１１の回転動作に応じて先端部１１１ａが第３の角度位置Ｃの近傍にきたときに先端部１１１ａが開口部１０３ａを通過することで保護板１０３に抵触しないように構成されている。これにより、吸着ノズル１１１が第３の角度位置Ｃにて停止したとき、その先端部１１１ａが開口部１０３ａを通して保護板１０３の上方へ突出した状態となる。
【００４４】
次に、図７及び図８を参照して粒体廃棄部１５０について説明する。粒体廃棄部１５０は、第４の角度位置Ｄを包摂する廃棄粒体回収容器１５１を有する。廃棄粒体回収容器１５１は、上記除去粒体回収容器１３１と同様に箱体１５１Ａと透明板１５１Ｂで構成され、制御駆動部１０１（の支持板１０２）に対して取付部材１５３を介して取付固定されている。また、廃棄粒体回収容器１５１には吸着ノズル１１１の先端部１１１ａの回転軌跡に沿って延在する開口部１５１ａが形成され、この開口部１５１ａによって吸着ノズル１１１の先端部１１１ａが支障なく廃棄粒体回収容器１５１内に導入可能とされ、しかも、廃棄粒体回収容器１５１内から外部へと導出可能となるように構成されている。この開口部１５１ａは図示例では上側壁面部から内側壁面部に至る範囲に一体に形成されている。なお、当該開口部１５１ａを備えた廃棄粒体回収容器１５１は、上記開口部１３１ａを備えた除去粒体回収容器１３１と回転部１１０を挟んでほぼ対称に構成されている。
【００４５】
開口部１５１ａは、固定板１５６等によって箱体１５１Ａに固定された可撓性シート１５４によって少なくとも内側壁面部上の開口部分が閉鎖され、この可撓性シート１５４には開口部１５１ａの延在方向に沿ったスリット１５４ａが形成されている。したがって、この可撓性シート１５４は、上述の可撓性シート１３４と同様に、スリット１５４ａによって吸着ノズル１１１の先端部１１１ａを通過可能に構成しつつ、廃棄粒体回収容器１５１の当該部分の閉鎖性を確保している。なお、上記廃棄粒体回収容器１５１には上記消音器１３５と同様の消音器１５５が接続される。
【００４６】
以上のように構成された粒体の供給装置１００においては、制御駆動部１０１の制御駆動により回転部１１０の間欠回転（割り出し回転）動作が行われるとともに、この間欠回転動作と同期して吸着ノズル１１１の吸着・解放動作が行われる。このとき、間欠回転動作の停止期間においては、吸着ノズル１１１が第１の角度位置Ａ、第２の角度位置Ｂ、第３の角度位置Ｃ及び第４の角度位置Ｄのいずれかに配置され、各角度位置において並行してそれぞれの角度位置に対応した動作が実行される。以下においては、一つの吸着ノズル１１１に注目して順を追って装置の稼動態様について説明する。
【００４７】
吸着ノズル１１１が第１の角度位置Ａにおいて一時的に停止したとき、粒体収容部１２０の筐体１２２が上昇して先端部１１１ａが可撓性シート１２３のスリット１２３ａを通過して粒体収容室１２２ａ内に挿入され、先端部１１１ａの吸引力によって吸着孔１１１ｃに粒体１０が吸着保持される。これにより、先端部１１１ａには所定の配列態様で複数の粒体１０が配列した状態とされる。その後、筐体１２２が降下することで先端部１１１ａはスリット１２３ａを通して再び外部へ引き出される。なお、本実施形態は上記のように粒体収容部１２０の筐体１２２が回転部１１０の回転半径方向に移動するように構成されているが、筐体１２２を固定し、その代わりに吸着ノズル１１１が回転半径方向に移動するように構成してもよい。
【００４８】
次に、吸着ノズル１１１が第１の角度位置Ａから第２の角度位置Ｂへ向けて回転を開始し、第２の角度位置Ｂに到達する前に、その先端部１１１ａが可撓性シート１３４のスリット１３４ａを通して粒体除去部１３０の除去粒体回収容器１３１内に導入される。そして、この先端部１１１ａの回転軌跡に沿って配置された複数の気流噴射ノズル１３２から噴射される気流により、吸着孔１１１ｃに正規の状態で吸着保持された粒体１０以外の不要の粒体１０、たとえば、先端部１１１ａの外面に静電気等によって付着した粒体１０が払い落とされ、除去される。そして、吸着ノズル１１１が第２の角度位置Ｂに到達したときには、不要の粒体１０の除去が既に完了している。
【００４９】
ここで、気流噴射ノズル１３２による気流の噴射方向は特に限定されるものではなく、実質的に閉鎖された除去粒体回収容器１３１内において気流が生じることで先端部１１１ａに付着されている不要の粒体１０は充分に除去される。ただし、不要の粒体１０の除去を効率的かつ確実に行うためには、気流を先端部１１１ａに向けることが好ましい。特に、気流の噴射方向を先端部１１１ａの軸線方向と直交する方向に対してその先端縁側に斜めに向く方向とすることで、気流が先端部１１１ａの外面に沿って先端縁に向けて流れるため、外面に付着している不要の粒体１０をより確実に除去できる。
【００５０】
また、このとき、外面部１１１ｃ及び１１１ｄの仮想延長面Ｐ１、Ｐ２が吸着孔１１１ｃに正規に吸着保持されている粒体１０と交差しないように構成されているので、外面部１１１ｃ及び１１１ｄに沿って先端縁に向けて流れる気流は正規の粒体１０に当たりにくくなり、気流を強く設定しても正規の粒体１０まで除去されてしまうといったことが防止される。この場合、気流は主として外面部１１１ｃに沿って流れるように気流の噴射方向を設定することがより望ましい。なお、上述のように正規の粒体１０の少なくとも一部が吸着孔１１１ｃの内部に収容される態様で吸着保持されていることによっても、粒体除去部１３０において正規の粒体１０が誤って除去されてしまうことが防止される。
【００５１】
第２の角度位置Ｂで吸着ノズル１１１が停止すると、保持状態検出器１４０により先端部１１１ａに吸着保持されている複数の粒体１０の配列態様が検出される。そして、制御駆動部１０１において配列態様の認識、判定が行われる。
【００５２】
その後、吸着ノズル１１１が回転して第３の角度位置Ｃに到達し停止したとき、上記の保持状態検出器１４０で検出された粒体１０の配列態様が正規のものである場合（判定結果が良好である場合）には、吸着ノズル１１１から受け渡し側である搬送アーム２０への粒体１０の受け渡しが実施される。このとき、搬送アーム２０の搬送ヘッド２１が先端部１１１ａに対向配置される位置まで移動し、所定の配列態様にある複数の粒体１０を保持した後、制御駆動部１０１により吸着ノズル１１１の吸引保持力が解除され、その後、搬送アーム２０とともに搬送ヘッド２１が吸着ノズル１１１から離反することで、所定の配列状態にある粒体１０の受け渡しが完了する。
【００５３】
一方、上記の保持状態検出器１４０で検出された粒体１０の配列態様に異常がある場合（判定結果が不良である場合）には、搬送アーム２０への粒体２０の受け渡しが中止され、吸着ノズル１１１による粒体１０の吸着保持状態が継続される。
【００５４】
なお、粒体１０の配列状態の判定結果は制御駆動部１０１より受け渡し側、すなわち、図示例では搬送アーム２０の制御部にも送出され、当該判定結果が良好であれば搬送アーム２０の搬送動作が行われ、判定結果が不良であれば搬送アームの上記搬送動作が中止されるように制御される。
【００５５】
次に、吸着ノズル１１１が回転し、その先端部１１１ａが廃棄粒体回収容器１５１の内部に導入され、第４の角度位置Ｄに到達し、停止すると、吸着ノズル１１１の吸着保持力が解除され、吸引経路を通して逆に気流が供給されて先端部１１１ａに吸着保持されていた粒体１０が解放され、この解放された粒体１０は廃棄粒体回収容器１５１内に放出される。ここで、上記判定結果が良好である場合には上記の廃棄動作を実施せず、上記判定結果が不良である場合には上記の廃棄動作を実施するようにしてもよいが、判定結果が良好であって第３の角度位置Ｃにおいて粒体１０の受け渡しが行われても、誤って粒体１０が先端部１１１ａに残留する可能性もあるため、上記判定結果に拘らず上記の廃棄動作（この場合には既に吸引状態は解除されているので、気流を送る放出動作のみ）を実施するようにすることが好ましい。
【００５６】
本実施形態においては、回転部１１０の割り出し回転動作によって処理を順次に行うようにしているため、処理効率を高めることができる。また、吸着ノズル１１１が実質的に垂直面に沿って回転するように構成されていることにより、吸着ノズル１１１の角度位置に応じて先端部１１１ａの粒体１０に対する吸着保持姿勢が上下に連続的に変化するため、受け渡し側の装置（搬送アーム２０）の構造に合わせた設計変更を容易に行うことができる。たとえば、上記実施形態では粒体１０の供給を行う箇所である第３の角度位置Ｃが回転部１１０の直上位置に設定されているため、先端部１１１ａが上方に向いた姿勢となっているが、たとえば、第３の角度位置Ｃを別の角度位置とすることで、上記先端部１１１ａが側方へ向いた姿勢とすることも可能であるなど、受け渡し側の構造に応じて容易に設計することができる。もちろん、受け渡し側の構造だけでなく、検出方向の変更、粒体収容部から粒体を受け取る姿勢の変更など、他の姿勢変更も容易に実現できる。
【００５７】
特に、この実施形態においては、第１角度位置Ａを回転部１０の下方に設定しているので、吸着ノズル１１１への粒体収容部１２０による粒体供給動作を可能にしつつ、粒体収容部１２０の構造を簡易化することが可能になる。また、第２角度位置Ｂを回転部１１０の側方に設定しているので、保持状態検出器１４０の設置場所を確保しやすくなり、また、検出姿勢の設定も容易になる。
【００５８】
また、粒体除去部１３０では、除去粒体回収容器１３１内にて不要の粒体１０を除去するようにしているため、除去された粒体１０が外部に放出されず、動作上の支障をなくすことができる。この点は廃棄粒体回収容器１５１を備えた粒体廃棄部１５０でも同様である。
【００５９】
さらに、粒体収容部１２０において多数の粒体１０を収容する筐体１２２を回転部１１０の回転半径方向に移動させて吸着ノズル１１１による粒体１０の吸着保持動作を実現しているので、吸着ノズル１１１を移動させる必要がなくなり、その分、回転部１１０の構造を簡易化できる。
【００６０】
尚、本発明の粒体の配列供給装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。たとえば、上記実施形態では第１の角度位置から第４の角度位置までを設けて各角度位置にて一時的に停止して処理を行うように構成されているが、第１の角度位置から第３の角度位置までのそれぞれで一時停止をして処理を行い、第４の角度位置では停止せずに処理（粒体の解放、廃棄処理）を行うようにしても構わない。また、上記実施形態では吸着ノズル１１１で複数の粒体を一列に配列させた配列態様となるように吸着保持しているが、当該配列態様としては、複数列とするなど、要求に応じて適宜の態様とすることができる。さらに、上記実施形態では回転部が水平軸線周りに回転するように構成されているが、上記と同様の作用効果が得られるのであれば、水平軸線に対して多少傾斜した軸周りに回転するように構成されていても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る実施形態全体を斜め前方向から見た様子を示す概略斜視図。
【図２】同実施形態の吸着ノズルを示す概略斜視図。
【図３】同実施形態の先端部を吸着孔の拡大断面図とともに一部断面で示す拡大一部断面斜視図。
【図４】同実施形態の粒体収容部の構造を示す一部断面斜視図。
【図５】同実施形態の粒体除去部の構造を斜め前方から見た様子を示す概略斜視図。
【図６】同実施形態の粒体除去部の構造を斜め後方から見た様子を示す概略一部断面斜視図。
【図７】同実施形態の粒体廃棄部を斜め前方から見た様子を示す概略斜視図。
【図８】同実施形態の粒体廃棄部を斜め後方から見た様子を示す一部断面斜視図。
【符号の説明】
【００６２】
１０…粒体（半田ボール）、２０…搬送アーム、２１…搬送ヘッド、１００…粒体の配列供給装置、１０１…制御駆動部、１０２…支持板、１０３…保護板、１１０…回転部、１１１…吸着ノズル、１１１ａ…先端部、１１１ｃ…吸着孔、１２０…粒体収容部、１２１…ガイド構造、１２２…筐体、１２３…可撓性シート、１２３ａ…スリット、１２４…気流導入路、１３０…粒体除去部、１３１…除去粒体回収容器、１３１ａ…開口部、１３２…気流噴射ノズル、１３４…可撓性シート、１３４ａ…スリット、１４０…保持状態検出器、１５０…粒体廃棄部、１５１…廃棄粒体回収容器、１５１ａ…開口部、１５４…可撓性シート、１５４ａ…スリット、Ａ…第１の角度位置、Ｂ…第２の角度位置、Ｃ…第３の角度位置、Ｄ…第４の角度位置、Ｐ１、Ｐ２…仮想延長面
【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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