(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に電子部品を実装する実装装置であって、
第１の実装ヘッドと、
この第１の実装ヘッドを水平方向及び上下方向に駆動する第１の駆動手段と、
第２の実装ヘッドと、
この第２の実装ヘッドを水平方向及び上下方向に駆動する第２の駆動手段と、
上記第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドの少なくとも一方によってピックアップされる上記電子部品を供給する部品供給部と、
上記基板が位置決めされるとともにその位置決めされた基板に上記第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドの少なくとも他方が上記部品供給部からピックアップした電子部品を実装する実装部と、
上記第１、第２の実装ヘッドが上記部品供給部と上記実装部の間を水平方向に往復駆動されるときに上記第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドの水平方向の駆動を逆方向に同期させて制御するとともに、上記第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドによる上記電子部品の実装を交互に行わせる制御手段と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置。
【請求項２】
上記制御手段は、上記第１、第２の実装ヘッドの一方が上記部品供給部に対して進退駆動され、他方が上記実装部に対して進退駆動されるときに、上記第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドを逆方向に同期させて駆動することを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。
【請求項３】
上記制御手段は、上記第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドを、Ｘ方向とＹ方向を合成した方向に対して逆方向に同期させて駆動することを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。
【請求項４】
上記第１の駆動手段と第２の駆動手段は同一のベース上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は実装ヘッドによって部品供給部からピックアップした電子部品を基板に実装する電子部品の実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に電子部品を実装する実装装置は実装ヘッドを有する。この実装ヘッドは、駆動手段によってＸ、Ｙ方向（水平方向）及びＺ方向（上下方向）に駆動されるようになっている。上記実装装置には水平方向の、たとえばＹ方向の一端に上記電子部品を供給する部品供給部が設けられ、他端に基板を搬送位置決めして上記電子部品を実装する実装部が設けられている。
【０００３】
上記実装ヘッドはＹ方向に駆動されて上記部品供給部或いは実装部に対向する位置に位置決めされると、これら部品供給部或いは実装部に対して進退する方向である、上記Ｙ方向と交差するＸ方向に駆動される。それによって、実装ヘッドは上記部品供給部から電子部品をピックアップしたり、ピックアップした電子部品を実装部で上記基板に実装するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
生産性の向上を図るためには、基板に電子部品を実装するために要するタクトタイムを短縮することが要求される。タクトタイムを短縮するための１つの手段として、上記実装ヘッドのＸ、Ｙ方向の移動速度、とくに距離の長いＹ方向の移動を高速度で行うことが要求される。
【０００５】
しかしながら、実装ヘッドの移動を高速度で行うようにすると、この実装ヘッドを発停させる際に生じる加速度の変化が大きくなる。加速度の変化が大きくなると、実装装置が振動するということがあるため、その振動によって位置決め精度の低下や騒音の発生などを招くため、実装ヘッドの高速移動に限界が生じる。
【０００６】
この発明は、実装ヘッドを高速度で移動させて生産性の向上を図るとともに、発停時に加速度が大きく変化しても、振動の発生を防止することができるようにした電子部品の実装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、基板に電子部品を実装する実装装置であって、
第１の実装ヘッドと、
この第１の実装ヘッドを水平方向及び上下方向に駆動する第１の駆動手段と、
第２の実装ヘッドと、
この第２の実装ヘッドを水平方向及び上下方向に駆動する第２の駆動手段と、
上記第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドの少なくとも一方によってピックアップされる上記電子部品を供給する部品供給部と、
上記基板が位置決めされるとともにその位置決めされた基板に上記第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドの少なくとも他方が上記部品供給部からピックアップした電子部品を実装する実装部と、
上記第１、第２の実装ヘッドが上記部品供給部と上記実装部の間を水平方向に往復駆動されるときに上記第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドの水平方向の駆動を逆方向に同期させて制御するとともに、上記第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドによる上記電子部品の実装を交互に行わせる制御手段と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置にある。
【０００８】
上記制御手段は、上記第１、第２の実装ヘッドの一方が上記部品供給部に対して進退駆動され、他方が上記実装部に対して進退駆動されるときに、上記第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドを逆方向に同期させて駆動することが好ましい。
【００１０】
上記制御手段は、上記第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドを、Ｘ方向とＹ方向を合成した方向に対して逆方向に同期させて駆動することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドによって電子部品を実装するため、１つの実装ヘッドによって電子部品を実装する場合に比べて能率を向上させることができ、しかも一対の実装ヘッドを逆方向に駆動するため、発停時に生じる加速度は逆方向となって打ち消されるから、実装ヘッドを高速で移動させても、振動が発生するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。  
図１乃至図４はこの発明の第１の実施の形態を示す。図１は実装装置の概略的構成を示す平面図で、図２は断面図であって、この実装装置はベース１を備えている。ベース１の四隅部にはそれぞれ支柱２が立設されていて、図１に矢印で示すＸ方向に沿う各一対の支柱２にはそれぞれＸガイド部材３が架設されている。
【００１４】
一対のＸガイド部材３には第１のＹガイド部材４Ａと第２のＹガイド体４Ｂがそれぞれ長手方向両端部に設けられた受け部材５を上記Ｘガイド部材３にスライド可能に係合させて設けられている。第１、第２のＹガイド部材４Ａ，４Ｂは図３に示すように制御装置６によって駆動が制御される第１のＸ駆動源７Ａと第２のＸ駆動源７Ｂとによって上記Ｘガイド部材３に沿って駆動される。つまり、第１、第２のＹガイド部材４Ａ，４ＢはＸ方向に駆動可能となっている。
【００１５】
上記第１、第２のＸ駆動源７Ａ，７Ｂは、詳細は図示しないが、たとえばＸガイド部材３に電磁コイルを設けるとともに受け部材５に永久磁石を設け、上記電磁コイルに対する通電を上記制御装置６によって制御することで、第１、第２のＹガイド部材４Ａ，４ＢをそれぞれＸ方向に駆動するリニアモータなどが用いられている。なお、第１のＹガイド部材４Ａと第２のＹガイド部材４ＢがＸ方向に駆動されるときの質量はほぼ同じに設定されている。
【００１６】
上記第１のＹガイド部材４Ａには第１の実装ヘッド１１Ａがこの第１のＹガイド部材４Ａに沿うＹ方向に移動可能に設けられている。第１のＹガイド部材４Ａの一端にはパルスモータなどの第１のＹ駆動源１２Ａが設けられている。
【００１７】
上記第１のＹ駆動源１２Ａは上記第１のＹガイド部材４Ａの長手方向に沿って設けられた図示しないねじ軸を回転駆動する。ねじ軸が回転駆動されると、上記第１の実装ヘッド１１Ａが第１のＹガイド部材４Ａに沿ってＹ方向に駆動される。
【００１８】
上記第２のＹガイド部材４Ｂには第２の実装ヘッド１１Ｂがこの第２のＹガイド部材４Ｂに沿うＹ方向に移動可能に設けられている。この第２の実装ヘッド１１Ｂは第２のＹガイド部材４Ｂの一端に設けられたパルスモータなどの第２のＹ駆動源１２Ｂによって回転駆動される図示しないねじ軸を介してＹ方向に駆動されるようになっている。上記第１、第２のＹ駆動源１２Ａ，１２Ｂは上記制御装置６によって駆動が制御される。すなわち、上記第１の実装ヘッド１１Ａと第２の実装ヘッド１１Ｂは、水平方向のＹ方向を中心にしてＸ方向に対称に配置されている。なお、上記第１の実装ヘッド１１Ａと第２の実装ヘッド１１Ｂの質量はほぼ同じに設定されている。
【００１９】
上記第１、第２の実装ヘッド１１Ａ，１１Ｂはヘッド本体１３を有し、各ヘッド本体１３の前面にはＺテーブル１４が上下方向である、Ｚ方向に沿って移動可能に設けられている。各Ｚテーブル１４の前面にはそれぞれ第１、第２の吸着ノズル１６Ａ，１６Ｂが軸線をＺ方向に沿わせて設けられている。
【００２０】
各ヘッド本体１３の上端には、各Ｚテーブル１４をＺ方向に駆動する第１、第２のＺ駆動源１７Ａ，１７Ｂがそれぞれ設けられている。第１、第２のＺ駆動源１７Ａ，１７Ｂは上記制御装置６によって駆動が制御されるようになっている。
【００２１】
一対のＹガイド部材４Ａ，４Ｂの下方であって、一方のＸガイド部材３側である、＋Ｙ方向には搬送手段を構成する一対の搬送レール２１が所定間隔で平行に、かつＸ方向に沿って配置されている。一対の搬送レール２１の一端には基板２２の供給ストッカ２３が設けられ、他端には回収ストッカ２４が設けられている。
【００２２】
上記供給ストッカ２３には図示しないプッシャが設けられ、供給ストッカ２３に収容された基板２２を上記搬送レール２１に１枚ずつ供給するようになっている。搬送レール２１に供給された基板２２は図示しない送り機構によってこの搬送レール２１に沿って所定のピッチで間欠的に駆動されるようになっている。
【００２３】
基板２２が所定の位置まで搬送されると、その位置で基板２２には上記第１の吸着ノズル１６Ａ或いは第２の吸着ノズル１６Ｂによって後述する部品供給部２８からピックアップされた半導体チップなどの電子部品２５が実装される。
【００２４】
実装時、上記基板２２の下面は図２に示す実装ステージ２６によって支持される。この実装ステージ２６はＺ方向に駆動可能となっていて、実装時に上昇して基板２２の下面を支持する。上記第１の吸着ノズル１６Ａ或いは第２の吸着ノズル１６Ｂが基板２２に電子部品２５を実装する部位を実装部２７とする。
【００２５】
上記実装部２７の上方には図２に示すように第１の撮像カメラ３０が配置されている。この第１の撮像カメラ３０は実装部２７に位置決めされた基板２２を撮像し、その撮像信号を上記制御装置６に入力する。制御装置６は第１の撮像カメラ３０からの撮像信号に基いて電子部品２５の実装位置を算出し、その実装位置の上方に上記第１の吸着ノズル１６Ａ或いは第２の吸着ノズル１６Ｂを位置決めする。
【００２６】
一対のＹガイド部材４Ａ，４Ｂの下方であって、他方のＸガイド部材３側である、−Ｙ方向には上記電子部品２５を上記第１の吸着ノズル１６Ａ或いは第２の吸着ノズル１６Ｂに供給する部品供給部２８が設けられている。この部品供給部２８は載置台２９を有し、この載置台２９上にトレイ３１が供給されて位置決め載置される。このトレイ３１には半導体チップなどの多数の上記電子部品２５が所定の配置状態で収納されている。
【００２７】
上記載置台２８の上方には図２に示すように第２の撮像カメラ３２が設けられている。この第２の撮像カメラ３２は上記トレイ３１に収容された電子部品２５を撮像し、その撮像信号を上記制御装置６に入力する。
【００２８】
上記制御装置６は第２の撮像カメラ３２からの撮像信号に基いて上記第１、第２の実装ヘッド１１Ａ，１１Ｂを上記トレイ３１の所定の電子部品２５の上方に位置決めする。上記トレイ３１の上方に位置決めされた第１、第２の実装ヘッド１１Ａ，１１Ｂは下降方向に駆動されて上記トレイ３１から電子部品２５をピックアップする。
【００２９】
つぎに、上記構成の実装装置によって基板２２に電子部品２５を実装する場合の動作を図４を参照しながら説明する。  
電子部品２５の実装が開始される前、第１の実装ヘッド１１Ａと第２の実装ヘッド１１Ｂはそれぞれ初期位置に位置決めされる。図４に示すように、第１の実装ヘッド１１Ａの初期位置をＳ１、第２の実装ヘッド１１Ｂの初期位置をＳ２とする。第１の実装ヘッド１１Ａは初期位置Ｓ１に位置決めされる前に、手動で部品供給部２８の上方に駆動して電子部品２５を予め吸着保持させてから初期位置Ｓ１に位置決めされる。
【００３０】
制御装置６に設けられた図示せぬスタートスイッチによって電子部品２５の実装を開始させる。実装が開始されると、第１の実装ヘッド１１Ａは図４にＡで示す経路、つまり実装部２７に向かうＡ経路を＋Ｙ方向に駆動される。
【００３１】
第１の実装ヘッド１１Ａが実装部２７の側方に到達すると、実装部２７に接近するＢ経路の＋Ｘ方向に駆動され、実装部２７の実装位置に位置決めされる。ついで、第１の実装ヘッド１１ＡはＺ方向下方に駆動されて電子部品２５を基板２２の所定の位置に実装する。実装後、第１の実装ヘッド１１Ａは上昇してＢ経路を−Ｘ方向に駆動されてＡ経路に至り、Ａ経路を−Ｙ方向に駆動されて初期位置Ｓ１に戻る。
【００３２】
初期位置Ｓ１に戻った第１の実装ヘッド１１Ａは部品供給部２８に向かってＣ経路を−Ｙ方向に駆動される。そして、部品供給部２８の側方に到達すると、部品供給部２８に接近するようＤ経路を＋Ｘ方向に駆動されて部品供給部２８の上方に位置決めされる。ついで、第１の実装ヘッド１１ＡはＺ方向下方に駆動されて電子部品２５を吸着保持してから上昇した後、Ｄ経路を−Ｘ方向に駆動されてＣ経路に至り、このＣ経路を＋Ｙ方向に駆動されて初期位置Ｓ１に戻る。
【００３３】
第２の実装ヘッド１１Ｂは第１の実装ヘッド１１Ａと同期し、かつこの第１の実装ヘッド１１ＡとＸ方向及びＹ方向の移動が逆方向になるよう駆動される。つまり、第１の実装ヘッド１１ＡがＡ経路を＋Ｙ方向に駆動されるとき、第２の実装ヘッド１１ＢはＥ経路を部品供給部２８に向かって−Ｙ方向に駆動される。第１の実装ヘッド１１ＡがＢ経路を＋Ｘ方向に駆動されるとき、第２の実装ヘッド１１Ｂは部品供給部２８に接近するようＦ経路を−Ｘ方向に駆動される。ここで、第２の実装ヘッド１１Ｂはトレイ３１の上方に位置決めされた後、Ｚ方向下方に駆動されて所定の位置にある電子部品２５を吸着保持して上昇する。
【００３４】
電子部品２５をピックアップした第２の実装ヘッド１１Ｂは、Ｆ経路を＋Ｘ方向に駆動される。このとき、上記第１の実装ヘッド１１ＡはＢ経路を−Ｘ方向に駆動されている。第２の実装ヘッド１１ＢはＦ経路からＥ経路を＋Ｙ方向に駆動されて初期位置Ｓ２に戻る。
【００３５】
初期位置Ｓ２に戻った第２の実装ヘッド１１Ｂは実装部２７に向かってＧ経路を＋Ｙ方向に駆動される。このとき、第１の実装ヘッド１１ＡはＣ経路を−Ｙ方向に向かって駆動されている。
【００３６】
第２の実装ヘッド１１Ｂが実装部２７の側方に到達すると、Ｈ経路を実装部２７に向かう−Ｘ方向に向かって駆動される。このとき、第１の実装部１１ＡはＤ経路をプラスＸ方向に駆動される。
【００３７】
第２の実装ヘッド１１Ｂが実装部２７の上方に位置決めされると、Ｚ方向下方に駆動され、吸着保持した電子部品２５を基板２２に実装する。このとき、第１の実装ヘッド１１Ａは部品供給部２８の上方に位置決めされてから下降し、所定の位置の電子部品２５をピックアップする。
【００３８】
電子部品２５を基板２２に実装した第２の実装ヘッド１１Ｂは上昇してからＨ経路を＋Ｘ方向に駆動された後、Ｇ経路を−Ｙ方向に駆動されて初期位置Ｓ２に戻る。このとき、第１の実装ヘッド１１ＡはＤ経路を−Ｘ方向に駆動されてから、Ｃ経路を＋Ｙ方向に駆動される。
【００３９】
このように、第１の実装ヘッド１１Ａと第２の実装ヘッド１１Ｂが実装部２７と部品供給部２８との間をＸ方向とＹ方向とに駆動されるとき、第１の実装ヘッド１１Ａと第２の実装ヘッド１１ＢのＸ方向とＹ方向の駆動方向が逆方向になるように制御している。
【００４０】
そのため、第１の実装ヘッド１１Ａが発停を繰り返してＡ〜Ｄの各経路を変更するときと、第２の実装ヘッド１１Ｂが発停を繰り返してＥ〜Ｈの各経路を変更するとき、これら各実装ヘッド１１Ａ，１１Ｂの発停によって生じる加速度の向きはＸ方向及びＹ方向においてそれぞれ逆方向となる。
【００４１】
そのため、第１の実装ヘッド１１Ａと第２の実装ヘッド１１Ｂの発停によって生じる加速度は互いに打ち消されることになるから、その加速度によってＸガイド部材３、Ｙガイド部材４Ａ，４Ｂを介してベース１が振動するのを防止することができる。
【００４２】
しかも、電子部品２５の実装を第１の実装ヘッド１１Ａと第２の実装ヘッド１１Ｂとによって交互に行うようにしているため、１つの実装ヘッドによって行う場合に比べてタクトタイムを約半分に短縮することができる。つまり、電子部品２５の実装を、２つの実装ヘッド１１Ａ，１１Ｂによって能率よく、しかもベース１を振動させることなく行うことが可能となる。
【００４３】
図５はこの発明の第２の実施の形態を示す。この実施の形態は、第１の実施の形態の図４に示された第１の実装ヘッド１１ＡのＡ経路とＢ経路及びＣ経路とＤ経路とを同時に行うとともに、第２の実装ヘッド１１ＢのＥ経路とＦ経路及びＧ経路とＨ経路を同時に行うようにした。
【００４４】
すなわち、第１の実施の形態では第１、第２の実装ヘッド１１Ａ，１１Ｂを実装部２７と部品供給部２８に対して進退駆動するために、これらヘッド１１Ａ，１１ＢをＸ方向とＹ方向とに分けて駆動したが、第２の実施の形態ではＸ方向とＹ方向とに分けず、目的部位に向かってＸ方向とＹ方向とを合成した斜め方向に駆動するようにした。しかも、第１の実装ヘッド１１Ａと第２の実装ヘッド１１Ｂは、Ｘ方向及びＹ方向が逆方向になるよう駆動される。
【００４５】
このように、第１、第２の実装ヘッド１１Ａ，１１ＢをＸ方向とＹ方向とを合成した斜め方向に駆動すれば、これら第１、第２の実装ヘッド１１Ａ，１１Ｂの経路長が短縮されるから、電子部品２５の実装に要するタクトタイムを短縮することができる。  
しかも、第１の実施の形態と同様、第１の実装ヘッド１１Ａと第２の実装ヘッド１１Ｂに生じる加速度が相殺されるから、振動の発生を防止することができる。
【００４６】
図６はこの発明の第３の実施の形態を示す。この実施の形態は実装部２７と部品供給部２８との間に受け渡し部３５が設けられている。第２の実装ヘッド１１Ｂは部品供給部２８からピックアップした電子部品２５を受け渡し部３５に供給載置する。第１の実装ヘッド１１Ａは受け渡し部３５に載置された電子部品２５を受けて実装部２７で基板２２に実装する。
【００４７】
したがって、第１の実装ヘッド１１Ａの経路は第１の実施の形態に示したＡ経路とＢ経路及び初期位置Ｓ１から受け渡し部３５に対して進退するＩ経路となる。第２の実装ヘッド１１Ｂの経路は第１の実施の形態に示したＥ経路とＦ経路及び初期位置Ｓ２から受け渡し部３５に対して進退するＪ経路となる。
【００４８】
第１の実装ヘッド１１ＡがＡ経路とＢ経路を駆動されるときには、第２の実装ヘッド１１ＢはＥ経路とＦ経路とを第１の実装ヘッド１１ＡとＹ方向及びＸ方向に対して逆方向に駆動される。それによって、第１、第２の実装ヘッド１１Ａ，１１Ｂに生じる加速度が相殺されるから、振動の発生を防止できる。
【００４９】
第１の実装ヘッド１１ＡのＩ経路と第２の実装ヘッド１１ＢのＪ経路を逆方向に行うと、第１のヘッド１１Ａと第２のヘッド１１Ｂが受け渡し部３５で干渉するから、これらのヘッド１１Ａ，１１Ｂは受け渡し部３５上に到達するタイミングをずらして駆動される。それによって、第１のヘッド１１Ａと第２のヘッド１１ＢをＩ経路とＪ経路を駆動されるときには、それぞれの実装ヘッド１１Ａ，１１Ｂの発停によって生じる加速度が相殺されなくなる。
【００５０】
しかしながら、各実装ヘッド１１Ａ，１１ＢのＸ方向に沿うＩ経路とＪ経路の駆動は駆動距離が短いため、移動速度を大きくしなくともたくとタイムに及ぼす影響は少ない。そのため、各実装ヘッド１１Ａ，１１ＢがＩ経路とＪ経路を駆動されて発停するときに生じる加速度の増減は小さいから、第１，第２の実装ヘッド１１Ａ，１１ＢをＩ経路とＪ経路で逆方向に同期させて駆動できなくとも、実装装置が大きく振動することはほとんどない。
【００５１】
なお、この第３の実施の形態において、第１の実装ヘッド１１Ａによって電子部品２５を部品供給部２８からピックアップして受け渡し部３５に供給し、第２の実装ヘッド１１Ｂによって受け渡し部３５から電子部品２５を受けて実装部２７で基板２２に実装させるようにしてもよい。
【００５２】
上記実施の形態では第１、第２のＹガイド部材をＸ方向に駆動する第１、第２のＸ駆動源としてリニアモータを用いたが、リニアモータに代わりパルスモータを用いるようにしてもよく、駆動源の種類は限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の第１の実施の形態の実装装置の概略的構成を示す平面図。
【図２】図１に示す実装装置の側断面図。
【図３】制御回路のブロック図。
【図４】第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドの動きを説明するための動作図。
【図５】この発明の第２の実施の形態を示す第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドの動きを説明するための動作図。
【図６】この発明の第３の実施の形態を示す第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドの動きを説明するための動作図。
【符号の説明】
【００５４】
１…ベース、３…Ｘガイド部材、４Ａ，４Ｂ…Ｙガイド部材、７Ａ，７Ｂ…Ｘ駆動源、１１Ａ…第１の実装ヘッド、１１Ｂ…第２の実装ヘッド、１２Ａ，１２Ｂ…Ｙ駆動源、１６Ａ，１６Ｂ…吸着ノズル、１７Ａ，１７Ｂ…Ｚ駆動源、２２…基板、２５…電子部品、２７…実装部、２８…部品供給部。
【図１】
0004728759.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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