(57)【要約】【課題】様々な電子部品の装着を行うことができるとともに装着速度の向上および省資源化を図る電子部品装着装置を提供する。【解決手段】電子部品装着装置１に第１装着ヘッド２１および第２装着ヘッド３１を設け、第１装着ヘッド２１は移動機構２２により水平に移動し、第２装着ヘッド３１は移動機構３２により水平に移動する。第１装着ヘッド２１は、テープ部材上に電子部品を配列して保持する部品カセット２３から電子部品を受け取って基板９に装着する。第２装着ヘッド３１は複数の電子部品を収納する容器が取り付けられ、容器から供給される電子部品を保持して基板９に装着する。これにより、第１装着ヘッド２１により多種類の電子部品の装着が可能であるとともに第２装着ヘッド３１により高速に電子部品を装着することが実現される。また、容器を用いる電子部品の供給により省資源化も実現される。【選択図】　図１
2004087650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を基板に装着する電子部品装着装置であって、
複数の電子部品をテープ部材上に保持する供給部と、
前記供給部から電子部品を受け取って基板に装着する第１装着機構と、
複数の電子部品を収納する容器が取り付けられるとともに前記容器からの電子部品を基板に装着する第２装着機構と、
基板に対して前記第１装着機構および前記第２装着機構を相対的に移動する移動機構と、
を備えることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子部品装着装置であって、
前記移動機構が、前記第１装着機構および前記第２装着機構を互いに独立に基板の主面に沿って移動することを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電子部品装着装置であって、
前記第１装着機構が、複数の供給部から電子部品を受け取って保持する複数の第１保持部を有し、
前記第２装着機構が、複数の容器からの電子部品を保持する複数の第２保持部を有することを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項４】
電子部品を基板に装着する電子部品装着装置であって、
複数の電子部品をテープ部材上に保持する供給部と、
複数の電子部品を収納する容器が取り付けられるとともに前記容器からの電子部品を基板に装着する装着機構と、
前記装着機構を基板と前記供給部との間で移動することにより、前記装着機構に前記供給部からの電子部品を基板に装着させる移動機構と、
を備えることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電子部品装着装置であって、
前記装着機構が、複数の容器からの電子部品を保持する複数の保持部を有することを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項６】
電子部品を基板に装着する電子部品装着装置であって、
複数の電子部品を収納する容器が取り付けられるとともに前記容器からの電子部品を基板に装着する装着機構と、
固定された基板に対して前記装着機構を移動する移動機構と、
を備えることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電子部品装着装置であって、
複数の電子部品を収納する容器が取り付けられるとともに前記容器からの電子部品を基板に装着するもう１つの装着機構と、
固定された基板に対して前記もう１つの装着機構を移動するもう１つの移動機構と、
をさらに備えることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の電子部品装着装置であって、
前記装着機構が、複数の容器からの電子部品を保持する複数の保持部を有することを特徴とする電子部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に電子部品を装着する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プリント配線基板（以下、「基板」という。）に電子部品（特に、微小な直方体状の電子部品）を実装する際に、基板上に塗布されたはんだ上に電子部品を吸着ノズルにて吸着して装着する装置が用いられている。このような装着装置では多くの場合、電子部品はテープ部材上に配列された状態で供給され（以下、「テープ供給」という。）、テープ部材から電子部品を取り出して吸着ノズルによる保持が行われる。
【０００３】
一方、電子部品の供給に使用されるテープ部材は使い捨てとされることから、省資源化を目的として、近年、プラスチック製の容器に多数の電子部品を収納し、容器に電子部品を１個ずつ取り出す機構を取り付けたものを用いて電子部品を供給する手法（以下、「バルク供給」という。）が注目されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バルク供給にて供給することができる電子部品の種類は限定されていることから、１つの装着装置においてテープ供給とバルク供給とを併存させる技術が重要となる。テープ供給とバルク供給とを単純に併存させる場合、従来の吸着ノズルへと電子部品を供給する機構にバルク供給の機構を追加することとなる。このような装着装置では、テープあるいは容器から電子部品が１つずつ取り出されて所定の供給位置に配置され、吸着ノズルが基板上の装着位置と供給位置との間で移動を繰り返す。したがって、バルク供給が利用されたとしても装置の装着速度（単位時間当たりに装着可能な電子部品の数）はテープ供給のみを用いる場合と比べて向上することはない。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、多数の電子部品を容器に収納するというバルク供給の特徴を利用することにより、装着装置の装着速度を向上することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、電子部品を基板に装着する電子部品装着装置であって、複数の電子部品をテープ部材上に保持する供給部と、前記供給部から電子部品を受け取って基板に装着する第１装着機構と、複数の電子部品を収納する容器が取り付けられるとともに前記容器からの電子部品を基板に装着する第２装着機構と、基板に対して前記第１装着機構および前記第２装着機構を相対的に移動する移動機構とを備える。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子部品装着装置であって、前記移動機構が、前記第１装着機構および前記第２装着機構を互いに独立に基板の主面に沿って移動する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電子部品装着装置であって、前記第１装着機構が、複数の供給部から電子部品を受け取って保持する複数の第１保持部を有し、前記第２装着機構が、複数の容器からの電子部品を保持する複数の第２保持部を有する。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、電子部品を基板に装着する電子部品装着装置であって、複数の電子部品をテープ部材上に保持する供給部と、複数の電子部品を収納する容器が取り付けられるとともに前記容器からの電子部品を基板に装着する装着機構と、前記装着機構を基板と前記供給部との間で移動することにより、前記装着機構に前記供給部からの電子部品を基板に装着させる移動機構とを備える。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電子部品装着装置であって、前記装着機構が、複数の容器からの電子部品を保持する複数の保持部を有する。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、電子部品を基板に装着する電子部品装着装置であって、複数の電子部品を収納する容器が取り付けられるとともに前記容器からの電子部品を基板に装着する装着機構と、固定された基板に対して前記装着機構を移動する移動機構とを備える。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の電子部品装着装置であって、複数の電子部品を収納する容器が取り付けられるとともに前記容器からの電子部品を基板に装着するもう１つの装着機構と、固定された基板に対して前記もう１つの装着機構を移動するもう１つの移動機構とをさらに備える。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の電子部品装着装置であって、前記装着機構が、複数の容器からの電子部品を保持する複数の保持部を有する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る電子部品装着装置１を示す斜視図である。電子部品装着装置１はプリント配線基板９上に塗布されたはんだペースト上に微細な電子部品を装着する装置である。以下の説明では、図１中に示すＸ，Ｙ，Ｚ方向を適宜参照し、（−Ｙ）側から（＋Ｙ）方向を向いて見たときの面を正面という。
【００１５】
電子部品装着装置１は基台１０上にＸ方向に伸びる１組のガイドレール１１を有し、ガイドレール１１に沿って設けられたベルトにより基板９が（＋Ｘ）方向に搬送される。ガイドレール１１の（−Ｘ）側には基板９上にはんだを印刷する印刷装置が配置され、印刷装置からガイドレール１１へと基板９が渡される。ガイドレール１１の（＋Ｘ）側には基板９上にＱＦＰ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　Ｓｉｚｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）等の比較的大型の電子部品を基板９上のはんだ上に装着する多機能装着装置が配置され、ガイドレール１１から払い出される基板９は多機能装着装置へと渡される。
【００１６】
ガイドレール１１の上方には、第１装着ヘッド２１および第２装着ヘッド３１がＸ方向に並ぶように配置され、第１装着ヘッド２１は移動機構２２によりＸＹ平面内（すなわち、基板９の主面に沿って）で移動可能とされ、第２装着ヘッド３１は移動機構３２によりＸＹ平面内で移動可能とされる。両移動機構２２，３２はそれぞれ、基台１０上のフレーム１２に固定され、２軸のリニアモータにて装着ヘッドを移動する。
【００１７】
第１装着ヘッド２１の（＋Ｙ）側には、多数の部品カセット２３がＸ方向に配列して取り付けられる。各部品カセット２３は複数の電子部品を配列して保持するテープ部材を捲回したリール８１を有し、リール８１から繰り出されるテープ部材から電子部品を１個ずつ取り出して所定の供給位置に配置する。
【００１８】
図２は第１装着ヘッド２１の下部を拡大して示す正面図である。第１装着ヘッド２１はＸ方向に並ぶ複数の吸着ノズル２１１を有し、各吸着ノズル２１１は先端に吸引口を有する。各吸着ノズル２１１は第１装着ヘッド２１内にて昇降機構２１２および回動機構２１３に接続されており、個別に昇降および回動可能となっている。第１装着ヘッド２１により基板９上に電子部品の装着が行われる際には、まず、第１装着ヘッド２１が移動機構２２により部品カセット２３側へと移動し、複数の部品カセット２３から取り出された複数の電子部品の上方に複数の吸着ノズル２１１が位置する。そして、吸着ノズル２１１が昇降機構２１２により下降して吸引吸着を開始し、吸着ノズル２１１が上昇することにより電子部品を保持する。
【００１９】
基台１０上には図示を省略する認識カメラが設けられており、複数の電子部品を吸着した第１装着ヘッド２１が認識カメラ上へと移動して各吸着ノズル２１１に吸着された電子部品の向きが検出される。第１装着ヘッド２１の各回動機構２１３は検出結果に基づいて吸着ノズル２１１を回動し、電子部品の姿勢を調整する。その後、第１装着ヘッド２１は移動機構２２により基板９へと向かい、各吸着ノズル２１１を個別に下降させるとともに吸着を解除することにより、基板９上のはんだ上に複数の電子部品を順次装着する。
【００２０】
一方、図１に示すように、第２装着ヘッド３１は複数の装着ユニット３１１をＸ方向に配列したものとなっている。図３は１つの装着ユニット３１１の側面図である。装着ユニット３１１には多数の電子部品を収納する容器３１２が取り付けられ、容器３１２からの電子部品が整列機構４１により整列されて供給路４２へと導かれる。供給路４２の先端には吸着ノズル４３が設けられる。
【００２１】
吸着ノズル４３は回動部材４４が回動することにより昇降し、回動部材４４は電磁ソレノイド４５のＯＮ／ＯＦＦにより駆動される。そして、吸着ノズル４３が上昇すると供給路４２からの電子部品が吸着ノズル４３の先端に吸着され、吸着ノズル４３が下降することにより１個の電子部品が装着ユニット３１１から繰り出される。また、吸着ノズル４３には回動機構４６が接続されており、下方に押し出された電子部品の向きを変更することが可能とされている。
【００２２】
第２装着ヘッド３１により基板９に電子部品の装着が行われる際には、まず、いずれかの装着ユニット３１１の吸着ノズル４３が基板９上の装着位置の真上に位置するように移動機構３２により第２装着ヘッド３１が移動する。そして、吸着ノズル４３が下降して吸着が解除されることにより、電子部品が基板９上に装着される。第２装着ヘッド３１の複数の装着ユニット３１１に対して上記動作が順番に行われることにより、複数の電子部品が基板９上に順次装着される。
【００２３】
図１に示すように電子部品装着装置１では、第１装着ヘッド２１と第２装着ヘッド３１とが個別に移動制御可能とされており、ガイドレール１１上を搬送される基板９には、まず、第２装着ヘッド３１による電子部品の装着が行われ、その後、第１装着ヘッド２１による電子部品の装着が行われる。ここで、第２装着ヘッド３１では容器３１２とともに装着に係る機構が移動するため、吸着ノズルが電子部品を取りに行くという動作が不要となる。したがって、第２装着ヘッド３１により電子部品を高速に装着することができる。また、容器３１２は再利用が可能であるため、装着に要するコストの低減および省資源化も図ることができる。
【００２４】
一方、電子部品装着装置１では第１装着ヘッド２１により従来のテープ供給による電子部品の装着も可能とされている。したがって、装着ユニット３１１により装着することができない電子部品（すなわち、バルク供給では供給困難な電子部品）の装着も行うことができる。その結果、電子部品装着装置１では従来のテープ供給のみの電子部品装着装置と比べて、装着可能な電子部品の種類を維持しつつ、装着速度の向上および省資源化が実現される。
【００２５】
また、電子部品装着装置１では移動機構２２，３２により第１装着ヘッド２１と第２装着ヘッド３１とが互いに独立して移動するため、第１装着ヘッド２１と第２装着ヘッド３１とによる装着を並行して行うことができる。さらに、第１装着ヘッド２１は複数の部品カセット２３から電子部品を受け取って保持する複数の吸着ノズル２１１を有し、第２装着ヘッド３１は複数の容器３１２から電子部品を受け取って保持する複数の吸着ノズル４３を有するため、装着ヘッドの移動速度が低くても装着速度（単位時間当たりの電子部品の装着個数）を高く維持することができる。
【００２６】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る電子部品装着装置１を示す斜視図である。第２の実施の形態に係る電子部品装着装置１は、１つの装着ヘッド３１ａのみが設けられる。装着ヘッド３１ａは、装着ユニット３１１の向きが異なる点を除いて第１の実施の形態に係る第２装着ヘッド３１と同様となっており、移動機構３２によりＸＹ平面内にて移動する。
【００２７】
装着ヘッド３１ａの（＋Ｙ）側には第１の実施の形態と同様の複数の部品カセット２３がＸ方向に配列され、部品カセット２３から取り出された電子部品に対して装着ユニット３１１の吸着ノズル４３（図３参照）がアクセス可能とされる。さらに、装着ユニット３１１では電子部品の繰り出しのＯＮ／ＯＦＦが制御され、装着ユニット３１１の吸着ノズル４３が部品カセット２３からの電子部品を吸引吸着することが可能とされている。
【００２８】
電子部品装着装置１により電子部品の装着が行われる際には、装着ヘッド３１ａの装着ユニット３１１において容器３１２からの電子部品が吸着ノズル４３に供給され、ガイドレール１１上を搬送されてきた基板９に対して電子部品の装着が行われる。その後、容器３１２から吸着ノズル４３への電子部品の供給が停止され、装着ヘッド３１ａが部品カセット２３にアクセスして吸着ノズル４３が部品カセット２３からの電子部品を吸着保持する。装着ヘッド３１ａは移動機構３２により図示を省略する認識カメラ上へと移動し、回動機構４６（図３参照）により電子部品の姿勢を調整した上で基板９の上方へと移動する。そして、吸着ノズル４３が下降するとともに吸引吸着を解除することにより電子部品を基板９上に装着する。
【００２９】
以上のように、第２の実施の形態に係る電子部品装着装置１では、バルク供給により電子部品の装着を行う装着ユニット３１１を部品カセット２３と基板９との間で移動させ、テープ供給による電子部品の装着を装着ヘッド３１ａが行う。これにより、テープ供給用の装着ヘッドを設けることなくバルク供給およびテープ供給による電子部品の装着を行う装置を構成することができ、電子部品装着装置１の製作コストを削減することができる。また、第１の実施の形態と同様に、多くの種類の電子部品の装着が可能であるとともに、バルク供給により装着速度の向上および省資源化が実現される。
【００３０】
なお、バルク供給では吸着ノズル４３への電子部品の供給および装着を高速に行うことができることから、基板９上に同種のものが多数装着される電子部品がバルク供給とされることが好ましい。
【００３１】
図５は本発明の第３の実施の形態に係る電子部品装着装置１を示す斜視図である。第３の実施の形態に係る電子部品装着装置１は、第１の実施の形態に係る第２装着ヘッド３１（以下、「装着ヘッド３１」という。）が２つＸ方向に並べられ、テープ供給にて電子部品を装着する第１装着ヘッド２１が省かれる。各装着ヘッド３１が移動機構３２により個別に基板９の主面に対して平行に移動される。その他の構成は第１の実施の形態と同様であり、同符号を付している。
【００３２】
電子部品装着装置１では、複数の電子部品を容器３１２（図３参照）に収納する装着ユニット３１１群が各装着ヘッド３１に設けられるため、バルク供給により複数の容器３１２内の電子部品が高速に複数の吸着ノズル４３に供給され、第１の実施の形態と同様に装着ヘッド３１により高速に装着が行われる。このとき、基板９は装着後の電子部品が外れてしまうことを防止するためにガイドレール１１上に固定された状態とされる。さらに、電子部品装着装置１では装着ヘッド３１が２つ設けられることから、多量の電子部品であってもバルク供給により迅速に装着を行うことができる。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００３４】
例えば、電子部品が装着される基板９はフェノール樹脂やガラスエポキシ樹脂により形成された板状のプリント配線基板のみならず、フィルム状の配線基板やセラミックにて形成された配線基板であってもよい。また、上記実施の形態では、はんだ上に電子部品の装着が行われるが、他の導電性接着材料上に電子部品が装着される場合にも上記装置構成を利用することができる。
【００３５】
第１および第２の実施の形態における基板９に対する装着ヘッドの移動は相対的なものでよく、例えば、装着ヘッドに対して基板９が移動してもよい。
【００３６】
また、第３の実施の形態における装着ヘッド３１の個数は、装着される電子部品の個数や種類の数に応じて適宜変更されてよく、１つのみであっても３以上であってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、様々な電子部品の装着を行うことができるとともに装着速度の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る電子部品装着装置の斜視図
【図２】第１装着ヘッドの下部を拡大して示す正面図
【図３】１つの装着ユニットの側面図
【図４】第２の実施の形態に係る電子部品装着装置の斜視図
【図５】第３の実施の形態に係る電子部品装着装置の斜視図
【符号の説明】
１　電子部品装着装置
９　基板
２１　第１装着ヘッド
２２，３２　移動機構
２３　部品カセット
３１　第２装着ヘッド
３１ａ　装着ヘッド
４３，２１１　吸着ノズル
３１２　容器
【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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