(57)【要約】【課題】  移載やその位置精度に問題なくさらなる高速化が実現するようにする。【解決手段】  移載ヘッド３により、供給された部品１を保持して移送し、別に位置決めされた移載対象物１２上に移載することを、移載ヘッド３の、前記部品を供給し移載する位置間の前後移動に上下移動を伴って行うのに、移載ヘッド３を前後駆動用のカム２１と上下駆動用のカム２２とに同時に従動させることにより、前記の前後移動と上下移動とを行わせて部品１の移載を行うことにより、上記の目的を達成する。【選択図】  図1
2005236031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移載ヘッドにより、供給された部品を保持して移送し、別に位置決めされた移載対象物上に移載することを、移載ヘッドの、前記部品を供給し移載する位置間の前後移動に上下移動を伴って行う部品の移載方法において、
移載ヘッドを前後駆動用のカムと上下駆動用のカムとに同時に従動させることにより、前記の前後移動と上下移動とを行わせて部品の移載を行うことを特徴とする部品の移載方法。
【請求項２】
移載ヘッドにより、供給された部品を保持して、別に位置決めされた移載対象物上に移載することを、移載ヘッドの、前記部品を供給し移載する位置間の前後移動に上下移動を伴って行う部品の移載方法において、
移載ヘッドを前後駆動用のカムと上下駆動用のカムとに同時に従動させることにより、前記の前後移動と上下移動とを行わせるのに併せ、移載ヘッドの前後駆動用のカムによる部品移載位置への部品の移送位置を、移載ヘッドの前後駆動用のカムに対する従動側に設けた前後移動機構により位置補正を含む別の移送位置に前後方向にシフトさせて部品を１つ以上の位置に移載することを特徴とする部品の移載方法。
【請求項３】
前記位置補正は、移載ヘッドが部品供給位置にて保持した部品を移送する部品移載位置の手前の途中位置で認識した前記部品の位置情報に基づき行う請求項２に記載の部品の移載方法。
【請求項４】
部品を供給する部品供給部と、移載対象物を位置決めして部品の移載に供する部品移載部と、部品供給部および部品移載部間の前後移動に加え上下移動ができるように支持され部品供給部で供給される部品を保持して部品移載部へ移送しそこに位置決めされている移載対象物上に移載する移載ヘッドと、移載ヘッドをそれの前後移動部材に働いて前後移動させる前後駆動用のカム、および移載ヘッドをそれの上下移動部材に働いて上下移動させる上下駆動用のカムを有したカム機構と、を備えたことを特徴とする部品の移載装置。
【請求項５】
部品を供給する部品供給部と、移載対象物を位置決めして部品の移載に供する部品移載部と、部品供給部および部品移載部間の前後移動に加え上下移動ができるように支持され部品供給部で供給される部品を保持して部品移載部へ移送しそこに位置決めされている移載対象物上に移載する移載ヘッドと、移載ヘッドの前後移動部材に連結された従動部材上にあるローラメンバと外周にある無端のカム凸条またはカム凹条で接触して移載ヘッドを前後移動させる前後駆動用のカム、および移載ヘッドの上下移動部材に連結された従動部材上にあるローラメンバと外周にある無端のカム凸条またはカム凹条で接触して移載ヘッドを上下移動させる上下駆動用のカムを有したカム機構と、を備えたことを特徴とする部品の移載装置。
【請求項６】
部品を供給する部品供給部と、移載対象物を位置決めして部品の移載に供する部品移載部と、部品供給部および部品移載部間の前後移動に加え上下移動ができるように支持され部品供給部で供給される部品を保持して部品移載部へ移送しそこに位置決めされている移載対象物上に移載する移載ヘッドと、移載ヘッドの前後移動部材に働いて移載ヘッドを前後移動させる前後駆動用のカム、および移載ヘッドの上下移動部材に働いて移載ヘッドを上下移動させる上下駆動用のカムを有したカム機構と、移載ヘッドの前記前後駆動用のカムによる部品移載位置への部品の移送位置を前後方向にシフトさせる、移載ヘッドの前後駆動用のカムに対する従動側に設けられた前後移動機構と、を備えたことを特徴とする部品の移載装置。
【請求項７】
部品を供給する部品供給部と、移載対象物を位置決めして部品の移載に供する部品移載部と、部品供給部および部品移載部間の前後移動に加え上下移動ができるように支持され部品供給部で供給される部品を保持して部品移載部へ移送しそこに位置決めされている移載対象物上に移載する移載ヘッドと、移載ヘッドの前後移動部材に連結された従動部材上にあるローラメンバと外周にある無端のカム凸条またはカム凹条で接触して移載ヘッドを前後移動させる前後駆動用のカム、および移載ヘッドの上下移動部材に連結された従動部材上にあるローラメンバと外周にある無端のカム凸条またはカム凹条で接触して移載ヘッドを上下移動させる上下駆動用のカムを有したカム機構と、移載ヘッドの前記前後駆動用のカムによる部品移載位置への部品の移送位置を前後方向にシフトさせる、移載ヘッドの前後駆動用のカムに対する従動側に設けられた前後移動機構とを備えたことを特徴とする部品の移載装置。
【請求項８】
前後移動機構は、前記前後駆動用のカムによる部品の移送位置に対し、位置補正を含む１つ以上の、別の部品の移送位置にシフトさせる請求項６、７のいずれか１項に記載の部品の移載装置。
【請求項９】
前後移動機構はねじ送り機構である請求項８に記載の部品の移載装置。
【請求項１０】
移載ヘッドが部品供給部で保持した部品を移送する部品移載位置の手前の途中位置に設けられて、前記移送されてくる部品を認識する認識手段と、認識手段により認識された部品の位置情報を基に、前記位置補正を行う制御手段とを備えた請求項８、９のいずれか１項に記載の部品の移載装置。
【請求項１１】
移載ヘッドの部品保持部を回転させる回転機構と、前記認識手段による部品の向き情報を基に、前記部品保持部を回転させて部品の向きを補正する制御手段とを備えた請求項１０に記載の部品の移載装置。
【請求項１２】
移載ヘッドの前記前後駆動用のカムによる部品移載位置への部品の移送位置を前後方向に直交する横方向にシフトさせる横移動機構を移載ヘッドの前後駆動用のカムに対する従動側に有し、認識手段により認識された部品の位置情報を基に、横移動機構により部品の移送位置を横方向に位置補正する制御手段を備えた請求項１０、１１のいずれか１項に記載の部品の移載装置。
【請求項１３】
横移動機構はねじ送り機構である請求項１２に記載の部品の移載装置。
【請求項１４】
補正は、部品が認識手段を通過した以降、移載対象物への移載位置に向けて下降される以前に行う請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の部品の移載装置。
【請求項１５】
ローラメンバとカム凸条またはカム凹条とは遊びの無い与圧のある接触状態としてある請求項５、７のいずれか１項に記載の部品の移載装置。
【請求項１６】
従動部材は回転体であり、レバー・リンク機構を介して移載ヘッド側に連結された請求項５、７、１５のいずれか１項に記載の部品の移載装置。
【請求項１７】
前後駆動用のカムと上下駆動用のカムとは一体回転する請求項４〜７、１５、１６のいずれか１項に記載の部品の移載装置。
【請求項１８】
部品供給部にて供給する部品を、この部品を担持している弾性を有した担持シートを介し下方から突き上げて担持シートから剥離し、移載ヘッドによる部品保持に供する部品の突き上げ機構を有し、この部品の突き上げ機構の突き上げ、突き上げ解除の動作を、前記移載ヘッドの前後、上下駆動用のカムと機械的または電気的に同期したカムによって行わせる請求項５〜７、１５〜１７のいずれか１項に記載の部品の移載装置。
【請求項１９】
移載ヘッドの前記上下駆動用のカムによる高さ位置を調整する高さ調整機構を移動ヘッドの上下駆動用のカムに対する従動側に備えた請求項１８に記載の部品の移載装置。
【請求項２０】
突き上げ機構の、前記移載ヘッドの前後、上下駆動用のカムに対する同期を断接する断接手段を備えた請求項１８、１９のいずれか１項に記載の部品の移載装置。
【請求項２１】
移載ヘッドは、供給される部品を吸着保持する吸着ノズルを、下限位置への付勢力に抗し上動できるように支持して備えている請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の部品の移載装置。
【請求項２２】
吸着ノズルの下限位置からの上動量を検出する検出手段と、検出手段により検出した上動量情報に応じて高さ調整機構により移載ヘッドの高さを調整する制御手段とを備えた請求項２１に記載の部品の移載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は供給される部品を移載対象物上に移載し、主としてボンディングや仮装着などに供する部品の移載方法とその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば電子部品は、多数を自動的に取り扱って回路パターンを持った回路基板やその他の部品基材を移載対象物としてその上に移載することにより、部品を接着剤や金属間接合などによる電気接続を伴う各種ボンディングに供して電子回路基板やその他の電子機器部品を製造することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。このような部品の移載は、特許文献１に記載されているように、供給される部品上に下動して吸着ノズルにより保持した後上動することにより部品をピックアップする上下動作、ピックアップした部品を移載対象物上に下動させて移載してから吸着を解除し、その後上動して部品から離れる上下動作、およびピックアップ位置と移載位置との間を吸着ノズルが往復移動する前後動作との組み合わせで行われるのが一般的である。
【０００３】
このような部品の移載における図１０に示すような部品ａを取り扱う吸着ノズルｂやこれを持った移載ヘッドｃの具体的動作は、部品供給部ｄで上動した後、部品移載部ｅに向かって移動し、部品移載部ｅで下降する往動作と、これとは逆に部品移載部ｅで上動した後、部品供給部ｄに向かって移動し、部品供給部ｄで下降する復動作との繰り返しとなる。このような動作は、移載ヘッドｃのＸ方向の前後移動とＺ方向の上下移動とによって行うことができ、基本的には矢印ｆで示すような動作軌跡が得られる。
【０００４】
このようなＸ、Ｚ２方向に移載ヘッドなどの作業ヘッドを動作させるのに、従来、図１０に示すような方法が採られてきた。これにつき説明すると、前後移動および上下移動共にボールねじとしたねじ軸ｇ１、ｈ１をサーボモータｇ、ｈで駆動して精密移動させるようにして、電子部品の微細化、実装の高密度化により必要となってきた高い位置精度に対応している。
【０００５】
一方、特許文献１は移載ヘッドの前後移動に併せリニアモータによって上下移動させる従来方式に対し、移載ヘッドの前後移動をリニアモータによって行い、上下移動をカムによって行う技術を開示している。これによれば、リニアモータによる部品供給部へ向かう移動に併せ、前記カム自体を下動させることにより吸着ノズルを前もって所定量下動させておくことができ、部品供給部に達したときの吸着ノズルの必要下動量が軽減する分だけタクトタイムが短縮する。また、移載ヘッドが上下移動用のリニアモータの下動側を有していた場合に比し移動負荷が小さくなり、その分だけ高速移動による作業能率の向上が図れる。
【０００６】
また、別に、作業ヘッドなどを一方向に移動させるのに、ねじ軸とカムとによる移動を併用して、それらの移動方式の違いを使い分けることが知られている（例えば、特許文献２、３参照。）。特許文献２は作業ヘッドを待機位置から目的位置への送りをねじ軸で行い、目的位置での送りをカムによって行う技術を開示している。これによれば、大きな送りはねじ軸によって低速で摩耗少なく行い、小さな送りはカムによってねじ軸が持つ摩擦の問題を回避して高速に遂行できる。また、特許文献３は従来の機械プレスやサーボプレスに対し、第１スライドをカムによって下降させ、第１スライド上の第２スライドをねじ軸によってさらに下降させる技術を開示している。これによれば、機械プレスの移動負荷軽減による高速動作と、サーボプレスによる高い下死点位置決め精度とが互いの動作方式での欠点を回避して得られる。
【特許文献１】特開平０９−２９８２１０号公報
【特許文献２】特開２００２−２８３１７０号公報
【特許文献３】特開２００１−０６２５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近時では位置精度に加え、さらなる高速化による生産性の向上が望まれている。しかし、前後移動および上下移動の双方を図１０に示すねじ軸ｇ１、ｈ１で行うような従来例では、上記のように既に知られている摩擦による寿命の点だけでも高速動作に向かない。因みに、ねじ軸と移載ヘッド側の雌ねじとの摺動条件を考えると、摺動距離は「移動ストローク÷ねじのリードピッチ×ねじ軸のほぼ円周」と極端に長い上に、ねじ軸と雌ねじとの摺動面積がさらに加算されるので、ボールねじを採用して摩擦を軽減しても寿命の問題を解消するのは困難である。特に、０．０４秒以下というレベルまで高速化していくと極端な寿命の低下と共に、慣性の制御に限界があるし、前後移動および上下移動の停止時にショックが生じる。また、移動向きの前後の切り替え、移動向きの上下の切り替えに時間を要しさらなる高速化への妨げになる。
【０００８】
さらに、動作側および取り扱われる部品の衝撃や慣性による影響を軽減して少しでも高速化を図ろうとすると、図１０に示すような縦向き動作、横向き動作、縦向き動作という２回の方向転換を伴う移動軌跡ｆを、方向転換を緩やかに行うような移動軌跡とする必要があるが、これを２つのねじ軸ｇ１、ｈ１による直線動作を合成して行うには無理がある。これによっても、さらなる高速化の妨げになる。これを解消するのに、前後移動と上下移動とに、特許文献２、３に記載のような一方向の動作に２種の駆動が複合する方式を採用すると、装置が勢い複雑化および重量化して高価につくし、高速化の妨げにもなる。
【０００９】
また、特許文献１に記載の上下駆動用のカムは、リニアモータにより前後移動される移載ヘッドにあるカムフォロアを受け入れるカム溝を有した固定方式のもので、部品移載部など移載ヘッドを上下動させるのに必要な範囲に限って設ける結果、カムフォロアとの係合、離脱を繰り返すので、リニアモータによる移動の開始時、停止時の慣性の制御限界やショックなどと共に高速動作するには到底無理がある。まして、部品のピックアップや移載を吸着ノズルと対象部品や他の部品との干渉、対象部品と他の部品との干渉などを避けて首尾よく行うには、部品供給部や部品移載部において垂直に下動し、また上動する必要があるが、特許文献１に記載のものでは前記カムの部品供給部および部品移載部での下動またはその復動としての上動を、ねじ軸による進退動作をベルクランクによりカムに伝達することで実現していて、上下移動がカムとねじ軸による２種の駆動を利用した複雑で高価なものとなっている上、移載ヘッドがピックアップ位置や移載位置に到達して停止した時点でカムを下動させ、またカムを上動させてから移載ヘッドを前後移動させることになり、移載ヘッドの前後移動と垂直移動とはそれらの動作停止状態を含んで切り替えられる不連続動作となるので、これも高速化の妨げになる。
【００１０】
本発明の目的は、移載やその位置精度に問題なくさらなる高速化が実現する部品の移載方法とその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の部品の移載方法は、移載ヘッドにより、供給された部品を保持して移送し、別に位置決めされた移載対象物上に移載することを、移載ヘッドの、前記部品を供給し移載する位置間の前後移動に上下移動を伴って行う部品の移載方法において、移載ヘッドを前後駆動用のカムと上下駆動用のカムとに同時に従動させることにより、前記の前後移動と上下移動とを行わせて部品の移載を行うことを１つの特徴としている。
【００１２】
このような構成では、前後駆動用のカムと上下駆動用のカムとに移載ヘッドを同時に従動させることにより、前後駆動用のカムのカム形状に機械的に倣った前後移動と、上げ駆動用のカムのカム形状に倣った上下移動とを複合させて、縦向き動作、横向き動作、縦向き動作が連続する部品の移載動作、これと逆な復帰動作を、カム形状に従い慣性の制御限界などの問題なく所望の移動軌跡をもって高速度にかつ高精度に達成することができ、しかも、前後移動および上下移動に必要な各カムと移載ヘッド側との接触距離はカムによる前後移動分および上下移動分に対応したリード分だけでよく、カムの形式如何にかかわりなくねじ軸利用の場合に比し低減する。
【００１３】
このような方法は、部品を供給する部品供給部と、移載対象物を位置決めして部品の移載に供する部品移載部と、部品供給部および部品移載部間の前後移動に加え上下移動ができるように支持され部品供給部で供給される部品を保持して部品移載部へ移送しそこに位置決めされている移載対象物上に移載する移載ヘッドと、移載ヘッドの前後移動部材に働いて前後移動させる前後駆動用のカム、および移載ヘッドの上下移動部材に働いて上下移動させる上下駆動用のカムを有したカム機構と、を備えたことを１つの特徴とする部品の移載装置によって、自動的に安定して達成することができる。特に、前後駆動用のカムおよび上下駆動用のカムのそれぞれは、移載ヘッドの前後移動部材および上下移動部材に働いて、移載ヘッドをカム形状に機械的に同時に倣わせ、つまり同時に従動させ、前後駆動用のカムおよび上下駆動用のカムによる前後移動および上下移動が合成した移載動作を確実に達成する。
【００１４】
また、部品を供給する部品供給部と、移載対象物を位置決めして部品の移載に供する部品移載部と、部品供給部および部品移載部間の前後移動に加え上下移動ができるように支持され部品供給部で供給される部品を保持して部品移載部へ移送しそこに位置決めされている移載対象物上に移載する移載ヘッドと、移載ヘッドの前後移動部材に連結された従動部材上にあるローラメンバと外周にある無端のカム凸条またはカム凹条で接触して移載ヘッドを前後移動させる前後駆動用のカム、および移載ヘッドの上下移動部材に連結された従動部材上にあるローラメンバと外周にある無端のカム凸条またはカム凹条で接触して移載ヘッドを上下移動させる上下駆動用のカムを有したカム機構と、を備えたことを今１つの特徴とする部品の移載装置によっても、前記方法を自動的に安定して達成することができ、前記１つの特徴の場合に加え、特に、前後移動用および上下駆動用のカムに従動する各従動部材のそれぞれは、移載ヘッドの前後移動部材および上下移動部材に連結されて、前後移動用および上下駆動用のカムによる前後移動と、上下移動とを移載ヘッドに機械的に同時に伝達することを前後移動部材および上下移動部材を備えた移載ヘッド側から離れたカム側部材として働くことができ、しかも、各従動部材は前後移動用および上下駆動用のカムの外周にあるカム凸条またはカム凹条に対しそれらに接触するローラメンバを介して摩擦抵抗小さく従動することができる。また、前後移動用および上下駆動用のカムの凸条または凹条が無端であることによって、移載ヘッドの部品移載動作、それとは逆の復帰動作を、一方向への連続駆動状態にて繰り返し行わせることができる。
【００１５】
本発明の部品の移載方法は、また、移載ヘッドにより、供給された部品を保持して、別に位置決めされた移載対象物上に移載することを、移載ヘッドの、前記部品を供給し移載する位置間の前後移動に上下移動を伴って行う部品の移載方法において、移載ヘッドを前後駆動用のカムと上下駆動用のカムとに同時に従動させることにより、前記の前後移動と上下移動とを行わせるのに併せ、移載ヘッドの前後駆動用のカムによる部品移載位置への部品の移送位置を、移載ヘッドの前後駆動用のカムに対する従動側に設けた前後移動機構により位置補正を含む別の移送位置に前後方向にシフトさせて部品を１つ以上の位置に移載することを別の特徴としている。
【００１６】
このような構成では、前記１つの特徴の方法に加え、さらに、前後駆動用のカムの形状に機械的に倣って一義的に決まる部品の移送位置につき、位置補正を含む１つ以上の別の移送位置に前後方向にシフトさせることを、前後駆動用のカムに対する移載ヘッドの従動側に設けた前後移動機構により小さな移動負荷にて実現し、温度変化など何らかの理由で生じている位置ずれの補正や、その都度異なる小間隔または微小間隔な複数の位置への移載に簡単かつ適正に対応することができる。負荷の低減には前後移動機構は前後および上下の各駆動用カム双方に対する従動側に設けるのが好適である。
【００１７】
このような方法は、部品を供給する部品供給部と、移載対象物を位置決めして部品の移載に供する部品移載部と、部品供給部および部品移載部間の前後移動に加え上下移動ができるように支持され部品供給部で供給される部品を保持して部品移載部へ移送しそこに位置決めされている移載対象物上に移載する移載ヘッドと、移載ヘッドを前後移動させる前後駆動用のカムおよび上下移動させる上下駆動用のカムを有したカム機構と、移載ヘッドの前記前後駆動用のカムによる部品移載位置への部品の移送位置を前後方向にシフトさせる、移載ヘッドの前後駆動用のカムに対する従動側に設けられた前後移動機構と、を備えたことを別の特徴とする部品の移載装置によって、自動的に安定して達成することができる。
【００１８】
また、部品を供給する部品供給部と、移載対象物を位置決めして部品の移載に供する部品移載部と、部品供給部および部品移載部間の前後移動に加え上下移動ができるように支持され部品供給部で供給される部品を保持して部品移載部へ移送しそこに位置決めされている移載対象物上に移載する移載ヘッドと、移載ヘッドの前後移動部材に連結された従動部材上にあるローラメンバと外周にある無端のカム凸条またはカム凹条で接触して移載ヘッドを前後移動させる前後駆動用のカム、および移載ヘッドの上下移動部材に連結された従動部材上にあるローラメンバと外周にある無端のカム凸条またはカム凹条で接触して移載ヘッドを上下移動させる上下駆動用のカムを有したカム機構と、移載ヘッドの前記前後駆動用のカムによる部品移載位置への部品の移送位置を前後方向にシフトさせる、移載ヘッドの前後移動用のカムに対する従動側に設けられた前後移動機構とを備えたことをさらに別の特徴とする部品の移載装置によって、前記今１つの特徴の部品の移載装置の場合の利点を生かしてより有利に達成することができる。
【００１９】
前記位置補正を、移載ヘッドが部品供給位置にて保持した部品を移送する部品移載位置の手前の途中位置で認識した前記部品の位置情報に基づき行う、さらなる構成では、
部品の認識位置が部品移載位置に近くなる分だけ、それを基に判断した部品移載位置との間の位置ずれ量を補正して所定の部品移載位置へ移送し移載することが、その時々の位置ずれの原因が影響する確率を小さくして高精度に達成しやすい。もっとも、位置補正によるタイムラグをなくす上では、位置補正が特別な時間を持たないように、つまり、位置認識後の部品を所定の部品移載位置まで移送する間に位置ずれの判定とそれに基づく位置補正とが行える余裕を確保できる、部品移載位置の直前位置で部品の位置認識を行うのが好適となる。
【００２０】
前後移動機構が、ねじ送り機構である、さらなる構成では、
前後駆動用のカムにより一義的に決まる部品移載位置への部品の移送位置につき、微小量補正したり、その時々で小間隔または微小間隔を持った異なる複数の部品移載位置に移載する移送位置を得たりすることが、ねじのリードを利用した低速な軽負荷の駆動状態にて寿命低下の問題なく容易かつ適確に実現する。
【００２１】
移載ヘッドが部品供給部で保持した部品を移送する部品移載位置の手前の途中位置に設けられて、前記移送されてくる部品を認識する認識手段と、認識手段により認識された部品の位置情報を基に、前記位置補正を行う制御手段とを備えた、さらなる構成では、
既述した部品の位置補正を自動的に安定して行うのに好適である。
【００２２】
移載ヘッドの部品保持部を回転させる回転機構と、前記認識手段による部品の向き情報を基に、前記部品保持部を回転させて部品の向きを補正する制御手段とを備えた、さらなる構成では、
部品の位置補正に加え、さらに、移載ヘッドの部品保持部に保持した部品の向きをも認識し、向きにずれがあれば回転機構を働かせることにより自動的に安定して補正することができる。
【００２３】
移載ヘッドの前記前後駆動用のカムによる部品移載位置への部品の移送位置を前後方向に直交する横方向にシフトさせる横移動機構を移載ヘッドの前後駆動用のカムに対する従動側に有し、認識手段により認識された部品の位置情報を基に、横移動機構により部品移送位置を横方向に位置補正する制御手段を備えた、さらなる構成では、
前後駆動用のカムの形状に機械的に倣って一義的に決まる部品移載位置への部品の移送位置につき、部品の位置認識に基づき前後方向に直交する横方向にシフトさせることを、前後駆動用のカムに対する移載ヘッド側に設けた横移動機構により小さな移動負荷にて実現し、温度変化など何らかの理由で生じている横方向の位置ずれの補正に慣性の影響などなく簡単かつ適正に対応することができる。
【００２４】
横移動機構がねじ送り機構である、さらなる構成では、
前後駆動用のカムにより一義的に決まる部品移載位置への部品の移送位置につき、前後移動方向に直角な横方向に微小量補正することも、ねじのリードを利用した低速で軽負荷の状態にて寿命低下の問題なしに容易かつ適確に実現する。
【００２５】
補正は、部品が認識手段を通過した以降、移載対象物への移載位置に向かって下降される以前に行う、さらなる構成では、
前後駆動用および上下駆動用のカムにより一義的に決まる部品移載位置に対する部品の移送位置につき、前後方向またはおよび横方向に位置補正するのに、移載ヘッドが移載対象物への移載位置に向かって下降される以前に行うことにより、部品の移載対象物上への移載においてその最終段階での垂直な下降軌跡はもとより、それ以前の垂直な下降に緩やかに近づく下降軌跡をも含めて一定となるようにすることができる。
【００２６】
ローラメンバとカム凸条またはカム凹条とは遊びの無い与圧のある接触状態としてある、さらなる構成では、
前後移動用および上下駆動用のカムに対する各従動部材のローラメンバを介した摩擦抵抗の小さな従動が、遊びやガタツキなく安定して達成される。
【００２７】
従動部材が回転体であり、レバー・リンク機構を介して移載ヘッド側に連結された、さらなる構成では、
従動部材が回転体であることにより、それに対応する前後駆動用または上下駆動用のカムに対する移載ヘッドの前後移動または上下移動に必要な従動域を軸まわりの小さな範囲に納めながら、レバー・リンク機構を介し直線摺動部を持つことなく前後移動部材の前後移動または上下移動部材の上下移動に変換させられる。
【００２８】
前後駆動用のカムと上下駆動用のカムとは一体回転する、さらなる構成では、
前後移動用および上下駆動用のカムによる移載ヘッドの前後移動および上下移動の確実な同期が簡単に取れる。
【００２９】
部品供給部にて供給する部品を、この部品を担持している弾性を有した担持シートを介し下方から突き上げて担持シートから剥離し、移載ヘッドによる部品保持に供する部品の突き上げ機構を有し、この部品の突き上げ機構の突き上げ、突き上げ解除の動作を、前記移載ヘッドの前後、上下駆動用のカムと機械的または電気的に同期したカムによって行わせる、さらなる構成では、
部品供給部での供給部品を、突き上げ機構により部品を担持している担持シートを介し下方から突き上げて担持シートから剥離するので、移載ヘッドによる供給部品の保持およびピックアップに担持シート側の部品担持力が影響したり、担持シート上のまわりの部品に影響したり、影響されるようなことを防止することができるし、突き上げ機構による供給部品の突き上げが移載ヘッドによる供給部品の保持動作に連動した適正なタイミングで行わせることができる。
【００３０】
移載ヘッドの前記上下駆動用のカムによる高さ位置を調整する高さ調整機構を移動ヘッドの上下駆動用のカムに対する従動側に備えた、さらなる構成では、
移載ヘッドの上下駆動用のカムにより決まる部品供給部での部品の保持高さにつき調節することを、上下駆動用のカムに対する移載ヘッド側に設けた高さ調整機構により小さな移動負荷にて実現し、部品の種類の違いなどで生じる高さ位置の変化に慣性の影響などなく簡単かつ適正に対応することができる。
【００３１】
突き上げ機構の、前記移載ヘッドの前後、上下駆動用のカムに対する同期を断接する断接手段を備えた、さらなる構成では、
断接手段を接続状態とすることにより突き上げ機構を前後移動用および上下移動用のカムに同期させて、確実な同期、連動関係が容易に得られるようにしながら、断接手段を切断状態にすることにより移載ヘッドの上下移動機構側単独で部品を保持する下動位置を突き上げ機構側に対して調節したりすることが、突き上げ機構側を手動操作しながら容易に行える。
【００３２】
移載ヘッドが、供給される部品を吸着保持する吸着ノズルを、下限位置への付勢力に抗し上動できるように支持して備えている、さらなる構成では、
移載ヘッドが吸着ノズルによって供給部品を保持し取り扱うのに、下動によって吸着ノズルを供給部品上に押し当てて吸着保持するが、その際、吸着ノズルの下限位置が供給部品の突き上げ高さ以下となる関係を満足していさえすれば、吸着ヘッドが供給部品に当接して保持することを確実に保証し、万一、吸着ノズルの下降位置が部品の突き上げ高さを下回って干渉するようなことがあっても、吸着ノズルが付勢に抗して上動することにより部品や吸着ノズルが損傷したり、突き上げ機構や移載ヘッドの上下移動機構に影響するようなことを回避することができる。
【００３３】
吸着ノズルの下限位置からの上動量を検出する検出手段と、検出手段により検出した上動量情報に応じて高さ調整機構により移載ヘッドの高さを調整する制御手段とを備えた、さらなる構成では、
吸着ノズルの下限位置からの上動量を検出し、その情報に応じて移載ヘッドの高さを調節することにより、吸着ノズルによる部品の保持高さを過不足のない適正な高さ範囲を保つように自動的に対応することができる。
【００３４】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴はそれ単独で、あるいは可能な限り種々な組合せで複合して採用することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の部品の１つの特徴の移載方法とその装置によれば、移載ヘッドの縦向き動作、横向き動作、縦向き動作が連続する部品の移載動作、これと逆な復帰動作を、カム形状に従い緩やかな方向転換部を持った理想的な軌跡をも必要に応じ高精度に満足して、動作側および取り扱う部品側の衝撃や慣性の問題なくさらなる高速化に対応することができる。特に、装置によれば、前後駆動用のカムおよび上下駆動用のカムに対し移載ヘッドを同時に従動させることが、自動的に安定してなされると共に移載ヘッドの前後移動部材および上下移動部材の併存によって確実に実現する。
【００３６】
また、今１つの特徴とする部品の移載装置によれば、特に、前後駆動用および上下駆動用のカムに従動する各従動部材を、移載ヘッド側に離れてある前後移動部材および上下移動部材の対応するものに連結して働かせ、それらの全体を前記連結部を境にした駆動側および被駆動側の別ブロックとして製作し、取り扱い、また使用できるものとなる。しかも、各従動部材と前後駆動用および上下駆動用のカムとの間の摩擦が小さく寿命がさらに長大化する上、移載ヘッドの部品移載動作、それとは逆の復帰動作を、無端のカム凸条またはカム凹条による一方向への無理の無い連続駆動状態にて繰り返し安定してタイムラグ無く行わせることができる。
【００３７】
本発明の部品の別の特徴の移載方法とその装置によれば、前記１つの特徴の方法とその装置に加え、さらに、前後駆動用のカムの形状に機械的に倣って一義的に決まる部品移載位置への部品の移送位置につき、位置補正を含む１つ以上の別の移送位置に前後方向にシフトさせることを、小さな移動負荷にて実現し、温度変化など何らかの理由で生じている位置ずれの補正や、その都度異なる小間隔または微小間隔を持った複数の位置への移載に慣性の影響などなく簡単かつ適正に対応することができる。
【００３８】
また、前記今１つの特徴の部品の移載装置の場合の利点を生かしてより有利に達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態に係る部品の移載方法とその装置につき、図１〜図９に基づき詳細に説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の説明は本発明の具体例であって、特許請求の範囲の記載を限定するものではない。
【００４０】
本実施の形態に係る部品の移載方法は、図１、図７に示す部品の移載装置を参照して、部品１として半導体ウエハを移載ヘッド３により取り扱い、部品供給部４にて供給された部品１を保持して移送し、部品供給部４とは別の部品移載部５に位置決めされた移載対象物としてのリードフレーム１２上に移載することを、移載ヘッド３の部品供給部４および部品移載部５間での前後方向Ｘの前後移動と、主として部品供給部４および部品移載部５での上下方向Ｚの上下移動とを伴って行う場合の一例を示している。部品供給部４は半導体ウエハである部品１を個々に切り離すダイシングに供したまま多数の部品１担持している弾性シートである担持シート１１を、担持シート１１のエキスパンド状態を保って、つまりダイシングした個々の部品１の間隔が少し開いた状態を保って、前記Ｘ方向とこれに直交するＹ方向とに移動する移動台１３に保持し、この移動台１３のＸ方向およびＹ方向の移動によって担持シート１１上の部品１の１つずつを所定の部品供給位置１４に順次に位置決めして、移載ヘッド３による保持およびピックアップに供する。部品移載部５はリードフレーム１２を搬送テープ１５上に所定の長手方向ピッチにて多数担持して取り扱い、搬送ベッド１６上を間欠的に搬送して部品移載位置１７でリードフレーム１２上への部品１の移載に順次に供する。リードフレーム１２は搬送テープ１５の幅方向には所定の幅方向ピッチで例えば図７に示す複数の部品移載位置１７ａ〜１７ｎが並ぶように連続して、あるいは等間隔を持って配列される。これに対応して、部品移載位置１７ではこれら複数の部品移載位置１７ａ〜１７ｎにつき部品１を移載する。
【００４１】
リードフレーム１２は図示しない電極を持ち、前記部品１の移載により熱圧着ボンディングないしはエポキシ樹脂ボンディングなどの電気接続を伴う各種ボンディングを図り、部品１の実装が行われるようにする。もし金属間接合を行うのであれば吸着ノズル２に超音波振動を与えるホーンを備え、部品１を移載対象物上に移載したときに部品１および移載対象物との間に金属接続部どうしに超音波振動による摩擦を与えて拡散や溶融を伴う金属接合を図るようにもできる。また、ボンディングに代えて仮装着を図ることもできる。図示する例では、熱圧着ボンディング方式を採用しており、この熱圧着ボンディングのために搬送ベッド１６は搬送方向で見た部品移載位置１７の部分から上流側をヒータ内蔵の加熱ゾーン１６ａとしてあり、部品移載位置１７の部分を越えた下流側を冷却ゾーン１６ｂとしてある。
【００４２】
しかし、本発明では部品１やそれを保持するツール、リードフレーム１２などの移載対象物の種類、移載目的、移載のための部品１およびリードフレーム１２など移載対象物の位置決め方式は特に問うものではない。
【００４３】
本実施の形態の部品移載方法では、特に、移載ヘッド３を図１、図４〜図６に例示するような前後駆動用のカム２１と上下駆動用のカム２２とに同時に従動させることによって、前後方向Ｘでの前後移動と上下方向Ｚでの上下移動とを行わせ前記部品１の移載を行う。このように、前後駆動用のカム２１と上下駆動用のカム２２とに移載ヘッド３を同時に従動させることにより、前後駆動用のカム２１のカム形状に機械的に倣った前後方向Ｘでの前後移動と、上下駆動用のカム２２のカム形状に倣った上下方向Ｚでの上下移動とを複合させて、縦向き動作、横向き動作、縦向き動作が連続した図７に例示するような動作軌跡６を持った部品１の移載動作Ａ、これと逆な復帰動作Ｂを、カム２１、２２の形状に従い慣性の制御限界などの問題なく高速度にかつ高精度に達成することができる。しかも、前後移動および上下移動に必要な各カム２１、２２と移載ヘッド３側との接触距離はカム２１、２２による前後移動分および上下移動分に対応したリード分だけでよく、カム２１、２２の形式如何にかかわりなくねじ軸利用の場合に比し格段に低減する。この結果、移載動作Ａ、これと逆な復帰動作Ｂを、図７に示す動作軌跡６のように緩やかな方向転換部を持った理想的な軌跡をも必要に応じ高精度に満足して、移載ヘッド３からカム２１、２２までの動作側および取り扱う部品１の側の双方共に衝撃や慣性の問題なくさらなる高速化に対応することができる。
【００４４】
このような方法を達成するのに図に示す本実施の形態の部品の移載装置は、既述した部品１を供給する部品供給部４と、移載対象物であるリードフレーム１２を位置決めして部品１の移載に供する部品移載部５と、部品供給部４および部品移載部５間の前後移動に加え上下移動ができるように支持され部品供給部４で供給される部品１を保持して部品移載部５へ移送しそこに位置決めされているリードフレーム１２上に移載する移載ヘッド３とに加え、前記移載ヘッド３の前後移動部材２３に働いて前後移動させる前後駆動用のカム２１、および移載ヘッド３の上下移動部材２４に働いて上下移動させる上下駆動用のカム２２を有したカム機構２５を備え、前記部品１の移載を自動的に安定して行なう。特に、前後駆動用のカム２１および上下駆動用のカム２２のそれぞれは、移載ヘッド３の前後移動部材２３および上下移動部材２４に働き、移載ヘッド３をカム形状に機械的に同時に倣わせられる。つまり同時に従動させ複合動作させられる。
【００４５】
ここに、前後移動部材２３および上下移動部材２４は移載ヘッド３を支持するカム機構２５のカムケース２６に対し移載ヘッド３を互いに直行するＸ、Ｚ２つの方向に移動できるように支持する支持機構２７を構成し、前後移動部材２３および上下移動部材２４の併存によって前後駆動用のカム２１および上下駆動用のカム２２による前後移動および上下移動が合成した移載動作を確実に達成させる。なお、支持機構２７は図４、図５に示すように上下移動部材２４がカムケース２６上のスライドガイド２８によって支持案内され、前後移動部材２３が上下移動部材２４上のスライドガイド２９によって支持案内されるようにしている。これと前後逆にしてもよいが、支持および動作の安定のためには、移動ストロークの大きい側を支持元としてのカムケース２６側に配置して支持するのが好適である。図示する装置では部品供給部４と部品移載部５との段差が大きく、上下移動量が前後移動量を上回っていることに対応している。部品供給部４および部品移載部５の段差は、図７に示すような部品供給部４と部品移載部５との一部重畳した配置を可能とし、直径３００ｍｍ程度以上の大きいサイズの半導体ウエハをＸＹ２方向に移動させて取り扱うような場合に平面スペースを採らないし、何よりもまして部品１を移載する前後移動量を小さくできる利点があり、高速化に有効である。
【００４６】
また、前後駆動用のカム２１、上下駆動用のカム２２を前後移動部材２３、上下移動部材２４を介し移載ヘッド３を従動させるのに、本実施の形態のカム機構２５は、図４〜図６に示すように、前後移動部材２３に連結された従動部材３１上にあるローラメンバ３２と外周にある無端のカム凸条２１ａまたはカム凹条で接触して移載ヘッド３を前後移動させる前後駆動用のカム２１と、移載ヘッド３の上下移動部材２４に連結された従動部材３３上にあるローラメンバ３４と外周にある無端のカム凸条２２ａまたはカム凹条で接触して移載ヘッド３を上下移動させる上下駆動用のカム２２とを採用している。これにより、前後駆動用および上下駆動用のカム２１、２２に従動する各従動部材３１、３３のそれぞれは、移載ヘッド３の前後移動部材２３および上下移動部材２４との連結部３５にて、前後駆動用および上下駆動用のカム２１、２２による前後移動と、上下移動とを移載ヘッド３に機械的に同時に伝達することを前後移動部材２３および上下移動部材２４を備えた移載ヘッド３側から離れたカム機構２５側の部材として働くことができ、それらの全体を前記連結部３５を境にした駆動側としてのカム機構２５および被駆動側としての移載ヘッド移動部３６の別ブロックとして製作し、取り扱い、また使用できるものとなる。これによって、カム機構２５のカムケース２６内を潤滑油封入環境とするような場合に特に有効である。また、各従動部材３１、３３と前後駆動用および上下駆動用のカム２１、２２との間の摩擦がローラメンバ３２、３４の採用によって極く小さくなり寿命がさらに長大化するし、摩擦部を前記のような潤滑油環境に置くことにより寿命は大幅に延びる。さらに、カム凸条２１ａまたはカム凹条を無端としていることにより移載ヘッド３の図７に示すような部品移載動作Ａ、それとは逆の復帰動作Ｂを一方向への無理の無い連続駆動状態にて繰り返し安定してタイムラグ無く行わせることができ、これによってもさらなる高速化に貢献することができる。
【００４７】
ローラメンバ３２、３４とカム凸条２１ａ、２２ａまたはカム凹条とは遊びの無い与圧のある接触状態としてある。具体的には、カム凸条２１ａに対して２つのローラメンバ３２が与圧のある状態で挟み付け、カム凸条２２ａに対して２つのローラメンバ３４が与圧のある状態で挟み付けるようにしてあり、前後駆動用および上下駆動用のカム２１、２２に対する各従動部材３１、３３のローラメンバ３２、３４を介した摩擦抵抗の小さな従動が、遊びやガタツキなく安定して達成される。これを行なうローラメンバ３２、３４には摩擦の軽減上からは転がり軸受を採用するのが好適である。
【００４８】
従動部材３１、３３は図４〜図６に示すように軸６１、６２まわりに回転する回転体であり、レバー６３とリンク６４とによるレバー・リンク機構６５を介して移載ヘッド３側、つまり移載ヘッド３側の従動部としての前後移動部材２３、上下移動部材２４に対しピン６６にて連結している。このように従動部材３１、３３が回転体であることにより、それに対応する前後駆動用または上下駆動用のカム２１、２２に対する移載ヘッド３の前後移動または上下移動に必要な従動域を軸６１、６２まわりの小さな範囲に納めながら、レバー・リンク機構６５を介し直線摺動部を持つことなく前後移動部材２３の前後移動または上下移動部材２４の上下移動に変換させられるので、これによっても、さらなる高速化が耐久性良く実現する。また、前後駆動用のカム２１と上下駆動用のカム２２とは駆動軸３８によって一体回転する構成としてあり、前後駆動用および上下駆動用のカム２１、２２による移載ヘッド３の前後移動および上下移動の確実な同期が簡単に取れる。特に、カム２１、２２は図１、図４に示すようにサーボモータ３７に連結した駆動軸３８によって駆動することにより、回転開始、回転の停止、速度を含めて高精度に回転制御することができ、カム２１、２２のカム形状との複合によってさらに種々な前後移動、上下移動の複合動作が必要に応じて得られる。
【００４９】
本実施の形態では、また、以上のように移載ヘッド３を前後駆動用および上下駆動用のカム２１、２２に同時に従動させたときの前後移動および上下移動によって部品１の移載を行うのに併せ、カム２１、２２による部品移載位置１７への部品の移送位置を、移載ヘッド３の前後駆動用のカム２１に対する従動側に設けた前後移動機構４１により位置補正を含む別の移送位置に前後方向にシフトさせて部品を１つ以上の位置に移載するようにしている。これにより、前後駆動用のカム２１のカム形状に機械的に倣って一義的に決まる部品１の部品移載位置１７への移送位置につき、さらに、位置補正を含む１つ以上の別の移送位置に前後方向にシフトさせることを、前後駆動用のカム２１に対する移載ヘッド３の従動側に設けた前後移動機構４１による小さな移動負荷にて実現し、カム２１、２２の形状誤差や温度変化など何らかの理由で生じている位置ずれの補正や、その都度異なる小間隔または微小間隔な複数の部品移載位置１７ａ〜１７ｎへの移載に簡単かつ適正に対応することができ、前記補正動作は部品移載位置１７ａ〜１７ｎのいずれに対しても同様に生きる。
【００５０】
これを実現する前後移動機構４１は図１に示すように、移載ヘッド３の支持機構２７との間に設ければよく、サーボモータ４２により駆動されるねじ軸４３により前後移動させることにより、例えばミクロン単位となる微小な位置補正をねじのリードを利用した低速ではあるが移動負荷の問題なく瞬時に高精度に達成することができる。特に、このような位置補正は、図２、図７に示すように移載ヘッド３が部品供給位置１４にて保持した部品を移送する部品移載部５の手前の途中位置４４で認識カメラ４５などによって認識した部品１の位置情報に基づき行う。これにより、部品１の認識位置が部品移載位置１７に近くなる分だけ、それを基に判断したカム２１、２２による部品移載位置１７への部品の移送位置との間の位置ずれ量を補正して所定の部品移載位置１７ａ〜１７ｎへ移送し移載することが、その時々の位置ずれの原因が影響する確率を小さくして高精度に達成しやすい。もっとも、位置補正によるタイムラグをなくす上では、位置補正が特別な時間を持たないように、つまり、位置認識後の部品１を所定の部品移載位置１７、具体的には１７ａ〜１７ｎまで移送する間に位置ずれの判定とそれに基づく位置補正とが行える余裕を確保できるような途中位置４４を選択して行うのが好適となる。
【００５１】
なお、認識カメラ４５などにより部品１の認識を行なう途中位置４４から部品移載位置１７ないしは各部品移載位置１７ａ〜１７ｎまでの距離は装置それぞれで一定しており、部品１の移送位置のずれはカム２１、２２の回転位置に対する途中位置４４への部品１の到達タイミングの遅い早いによって判別でき、その時間差に対応した移動距離分を前後移動機構４１により補正すればよいことになり、この補正量に各部品移載位置１７ａ〜１７ｎの間隔の累積増、累積減を配慮した部品１の移送調整を前後移動機構４１により行なえば、カム２１、２２により決まる一義的な基準となる部品移載位置１７ｍに対して、複数の部品移載位置１７ａ〜１７ｎへと順次にシフトした部品１の移載が簡単にかつ前記補正動作を含んで達成することができる。これを自動で一定のプログラムに従い安定して行なうのに部品の移載装置としては、移載ヘッド３が部品供給部４で保持した部品１を移送する部品移載位置１７の手前の途中位置に設けられて、前記移送されてくる部品１を認識する認識手段としての前記認識カメラ４５に加え、認識カメラ４５により認識された部品１の位置情報を基に、前記位置補正および部品移送位置のシフトを行なう図１に示すシフト制御手段４６などを備えている。基準となる部品移載位置１７ｍは図７に示す例では複数の部品移載位置１７ａ〜１７ｎのうちの中央位置としてある。しかし、これに限られることはない。
【００５２】
認識手段としての認識カメラ４５などは部品１の前後方向Ｘおよびそれに直角な横方向Ｙの位置ずれのほか、部品１の移載ヘッド３により保持される向き、つまり回転位置θをも検出することができる。そこで、本実施の形態の部品の移載装置は、図１に示すように移載ヘッド３の部品保持部である吸着ノズル２を回転させる回転機構４７と、前記認識手段としての認識カメラ４５による部品１の向き情報を基に、吸着ノズル２を回転させて部品１の向きを補正する図１に示すような制御手段４８をも備えている。これにより、部品１の前記のような位置補正に加え、さらに、移載ヘッド３の吸着ノズル２に保持した部品１の向きをも認識し、向きにずれがあれば回転機構４７を働かせることにより自動的に安定して補正することができる。回転機構４７はサーボモータ１４８の回転をベルト４９などにより吸着ノズル２に伝達するようにしてあり、向きの補正が微小角度から正確に行える。
【００５３】
さらに、移載ヘッド３の前記前後駆動用のカム２１による部品移載位置１７ｍへの部品１の移送位置を前後方向Ｘに直交する横方向Ｙにシフトさせる横移動機構５１をも移載ヘッド３の前後駆動用のカム２１に対する従動側に有し、認識手段である認識カメラ４５により認識された部品１の位置情報を基に、横移動機構５１により部品１を横方向Ｙに位置補正する図１に示す制御手段５２を備えている。これにより、前後駆動用のカム２１の形状に機械的に倣って一義的に決まる部品移載位置１７ｍへの部品１の移送位置につき、部品１の位置認識に基づき前後方向Ｘに直交する横方向Ｙにシフトさせることを、前後駆動用のカム２１に対する移載ヘッド３側に設けた横移動機構５１による小さな移動負荷にて実現し、機構上の精度や温度変化など何らかの理由で生じている横方向のＹ位置ずれの補正に慣性の影響などなく簡単かつ適正に対応することができる。横移動機構５１はサーボ―モータ５３により駆動するねじ軸５４によって行うようにしてあり、横方向Ｙの位置補正をミクロン単位の微小量から正確に行える。
【００５４】
しかし、移載ヘッド３が部品１を取り扱って移載するＹ方向位置は、移載ヘッド３に対する駆動側ないしは支持元であるカム機構２５をサーボモータ５５がねじ軸５６を駆動するＹ方向の原点位置調整機構５０によって部品供給部４での部品供給位置１４に対する位置を高精度に微調整するようにしてあり、移載ヘッド３が取り扱う部品１の横方向Ｙの位置は、搬送ベッド１６上に位置決めされる移載対象物であるリードフレーム１２上の部品移載位置１７ｍとの間に生じる位置ずれが問題となる。そこで、横移動機構５１による部品１の横方向Ｙの位置補正は、部品移載位置１７との間の位置ずれに対して行えばよい。これには、移載対象物としてのリードフレーム１２の位置決めに伴い決まる実質的な部品移載位置１７ｍをも認識手段としての認識カメラ５７によって認識した位置情報と、認識カメラ４５による部品１の認識位置の情報とにより横制御手段５２が横方向Ｙの位置補正の要否、補正量を判定し横移動機構５１を働かせるようにする。
【００５５】
もっとも、部品１の前後移動機構４１またはおよび横移動機構５１による前後方向Ｘまたはおよび横方向Ｙの位置補正は、移載対象物であるリードフレーム１２を位置決めする搬送ベッド１６の側の移動で代替することができる。それには搬送ベッド１６をＸＹ２方向に移動させる移動機構を設ければよい。
【００５６】
以上のような部品１の位置や向きの補正は、部品１が認識手段である認識カメラ４５を通過した以降、移載対象物であるリードフレーム１２への移載位置１７ｍに向かって下降される以前に行う。これにより、前後駆動用および上下駆動用のカム２１、２２により一義的に決まる部品移載位置１７ｍに対する部品１の移送位置につき、前後方向Ｘまたはおよび横方向Ｙに位置補正するのに、移載ヘッド３がリードフレーム１２への移載位置１７ａ〜１７ｎに向かって下降される以前に行うことにより、部品１のリードフレーム１２上への移載においてその最終段階での垂直な下降軌跡はもとより、それ以前の垂直な下降に緩やかに近づく下降軌跡をも含めて、補正の影響なく一定となるようにすることができる。
【００５７】
また、部品供給部４にて供給する部品１を、図１、図３に示すようにこの部品１を担持している弾性を有した担持シート１１を介し下方から突き上げて担持シート１１から剥離し、移載ヘッド３による部品保持に供する部品１の突き上げ機構７１を有し、この部品の突き上げ機構７１の突き上げ、突き上げ解除の動作を、図１に示すように移載ヘッド３の前後、上下駆動用のカム２１、２２とギア連結などする動力伝達系１７２によって機械的に同期したカム７２によって行わせるようにしている。このように、部品供給部４での供給部品１を、突き上げ機構７１により部品１を担持している担持シート１１を介し下方から突き上げて担持シート１１から剥離すると、移載ヘッド３による供給部品１の保持およびピックアップに担持シート１１側の部品担持力が影響したり、担持シート１１上のまわりの部品に影響したり、影響されるようなことを防止することができるし、突き上げ機構７１による供給部品１の突き上げが移載ヘッド３による供給部品１の保持動作に連動した適正なタイミングで行わせることができる。
【００５８】
突き上げ機構７１は支持部材７４により上下動できるように支持案内される突き上げ部材７３をばね７５により付勢してカム７２にローラメンバ７８を介して従動するようにしてあり、突き上げ機構７１の、前記移載ヘッド３の前後、上下駆動用のカム２１、２２に対する機械的な同期を断接するクラッチなどの断接手段７６を備えたものとしている。これにより、断接手段７６を接続状態とすることにより突き上げ機構７１を前後駆動用のカム２１および上下駆動用のカム２２に機械的に同期させて、確実な同期、連動関係が容易に得られるようにしながら、断接手段７６を切断状態にすることにより移載ヘッド３側単独で部品１を保持する下動位置を突き上げ機構７１側に対して調節したりすることが、突き上げ機構７１側を手動操作しながら容易に行える。このような同期とその断接は電気的に行なう場合も同様に有効である。
【００５９】
このような同期の断接構造に対応して、移載ヘッド３の前記上下駆動用のカム２２による高さ位置を調整するＺ方向の高さ調整機構７７を移動ヘッド３の上下駆動用のカム２２に対する従動側に備えている。これにより、移載ヘッド３の上下駆動用のカム２２により決まる部品供給部４での部品１の保持高さにつき調節することを、上下駆動用のカム２２に対する移載ヘッド３側に設けた高さ調整機構７７により小さな移動負荷にて実現し、部品１の種類の違いなどで生じる高さ位置の変化に慣性の影響などなく簡単かつ適正に対応することができる。このような高さ調整はＺ方向の原点調節に係わるもので頻繁に行なわなくてよく、ボルト８１を手動操作して調整するようにしてある。しかし、手動式に限られることはない。
【００６０】
また、移載ヘッド３が吸着ノズル２によって供給部品１を保持し取り扱うのに、下動によって吸着ノズル２を供給部品１上に押し当てて吸着保持するが、その際、吸着ノズル２の下限位置が供給部品１の突き上げ高さ以下となる関係を満足していさえすれば、吸着ノズル２が供給部品１に当接して保持することを確実に保証するのに、万一、吸着ノズル２の下降位置が部品１の突き上げ高さを下回って干渉するようなことがあっても、移載ヘッド３が、供給される部品１を吸着保持する吸着ノズル２を、ボイルコイルモータ８２などによって下限位置への付勢力に抗し上動できるように支持して備えていることにより、吸着ノズル２が前記付勢に抗して上動して部品１や吸着ノズル２が損傷したり、突き上げ機構７１や移載ヘッド３の上下移動機構に影響するようなことを回避することができる。
【００６１】
ここで、ボイスコイルモータ８２は吸着ノズル２が部品１を保持するときの圧力の違いが駆動電流の変化などに反映するので、吸着ノズル２の移載ヘッド３に対する下限位置からの上動量を検出する検出手段とすることができる。そこで、図示していないが、ボイスコイルモータ８２などの検出手段により検出した上動量情報に応じて高さ調整機構７７などにより移載ヘッド３の高さを調整する制御手段を備えたものとすることができる。これにより、吸着ノズル２の下限位置からの上動量を検出し、その情報に応じて移載ヘッド３の高さを自動調節することにより、吸着ノズル２による部品１の保持高さを過不足のない適正な高さ範囲を保つように自動的に対応することができる。
【００６２】
なお、既述の制御手段４６、４８、５２はいずれも部品の移載装置全体の動作制御を行なう図１に示すマイクロコンピュータ９１の内部機能としてあり、予め与えられ、あるいは外部入力されるプログラム９２と、操作パネル９３からの入力に従って部品１の移載を伴う一連のボンディング動作を制御する。図８にそのようなボンディング動作の主な制御例を示してあり、ボンディング開始信号によってカム２１、２２、７２の駆動が開始し、カム駆動に連動した部品位置決めタイミングでの部品位置決め指令によって部品供給部４での部品１の部品供給位置１４への位置決めが行なわれ、リードフレーム位置決めタイミングにてリードフレーム位置決め指令によって部品移載部５でのリードフレーム１２の部品移載位置１７への位置決めが行なわれる。また、カム駆動に連動した部品保持タイミングでの部品保持指令によって吸着ノズル２による吸引を開始することで部品１の保持およびピックアップ、部品移載部５への移載が行なわれるようにする。この結果認識カメラ４５による部品１の認識があると、部品１のＸ、Ｙ、θについての判定と部品移載位置１７ａ〜１７ｎのシフト位置の判定とを行ない、この判定に従い補正、シフトを行う。カム駆動に連動した部品保持解除タイミングでの部品保持解除指令によって吸着ノズル２の吸引を解除して部品１の熱圧着方式によるボンディングのための移載を終える。その後停止信号があれば動作を終了し、停止信号がなければカウンタをインクリメントし、このカウトの都度部品位置決め指令を出すとともに、部品移載位置１７ａ〜１７ｎへのシフトが終了するカウント数αに達する都度カウンタを０にリセットするとともに、部品１の位置決め指令およびリードフレーム１２の位置決め指令を出す。なお、カウンタのカウント数は部品１の位置補正に併せた部品移載位置のシフト制御にも用いる。
【００６３】
図９に移載ヘッド３の上下動作、前後動作、θ補正、Ｘ補正、部品のＸＹ位置決め、部品の突き上げについての、タイムチャートの１つの具体例を示しており、移載動作のサイクル速度は０．１５秒を達成し、部品移載上のトラブルは発生しなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は電子部品のボンデリングに実用して、充分な信頼性をもって高速化することができ、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態に係る部品の移載装置の1つの例を示す斜視図。
【図２】図１の装置の平面図。
【図３】図１の装置の部品供給部での部品突き上げ状態を示す説明図。
【図４】図１の装置のカム機構を示す斜視図。
【図５】図４のカム機構の平面図。
【図６】図４のカム機構の正面図。
【図７】図１の装置の部品移載動作の説明図。
【図８】図１の装置のボンディング動作制御例を示すフローチャート。
【図９】図１の装置の主な動作部のタイムチャート。
【図１０】従来の部品の移載装置を示す斜視図。
【符号の説明】
【００６６】
１  部品
２  吸着ノズル
３  移載ヘッド
４  部品供給部
５  部品移載部
１１  担持シート
１２  リードフレーム
１４  部品供給位置
１６  搬送ベッド
１７、１７ａ〜１７ｎ  部品移載位置
２１  前後駆動用のカム
２２  上下駆動用のカム
２１ａ、２２ａ  カム凸条
２３  前後移動部材
２４  上下移動部材
２５  カム機構
３１、３３  従動部材
３２、３４  ローラメンバ
３７、４２、５３  サーボモータ
４１  前後移動機構
４３、５４  ねじ軸
４６、４８、５２  制御手段
５１  横移動機構
６３  レバー
６４  リンク
６５  レバー・リンク機構
７１  突き上げ機構
７２  動力伝達機構
７６  断接手段
８２  ボイスコイルモータ
９１  マイクロコンピュータ
【図１】
2005236031.tif 000003
【図２】
2005236031.tif 000004
【図３】
2005236031.tif 000005
【図４】
2005236031.tif 000006
【図５】
2005236031.tif 000007
【図６】
2005236031.tif 000008
【図７】
2005236031.tif 000009
【図８】
2005236031.tif 000010
【図９】
2005236031.tif 000011
【図１０】
2005236031.tif 000012