(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の装着対象物を載置収容したトレイを、ヒータが備えられた装着ステージ上に搭載し、ヒータによってトレイ上の装着対象物を加熱するよう構成し、装着ヘッドによって搬送されてきた電子部品を加熱された装着対象物に装着するよう構成した電子部品装着装置において、
前記トレイを装着ステージに押圧するトレイ押さえ部材を設けるとともに、このトレイ押さえ部材の下面に、トレイに点接触押圧される複数の突起を設けてあることを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項２】
前記突起を弾性後退変位可能にトレイ押さえ部材に支持してある請求項１記載の電子部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップ部品などの電子部品を加熱した基板やパッケージなどの装着対象物に実装するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１に、この種部品装着装置の従来例の一例が示されている。この部品装着装置は、複数の装着対象物３１を載置収容したトレイ３２を、ヒータ３３が備えられた装着ステージ３４上に搭載して、ヒータ３３によってトレイ３２上の装着対象物３１を加熱し、装着ヘッド３５によって搬送されてきた部品３６を加熱された装着対象物３１に装着するよう構成されている。この場合、加熱によってトレイ３２に反りが発生することがあり、反りが発生するとトレイ３２が装着ステージ３４から局部的に浮き上がってしまい、装着ステージ３４からの熱が効率よく均一にトレイ３２に伝わらなくなり、その結果、装着対象物３１の加熱むらが発生する。そこで、従来より、トレイ３２の上面にステンレス鋼板などからなるトレイ押さえ部材３７を配備して、トレイ３２を装着ステージ３４に押え付けるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来装置では、トレイ押さえ部材３７をトレイ３２に面接触させて反りを抑制するものであるために、トレイ押さえ部材３７自体が熱歪によって反りが発生すると、トレイ３２を装着ステージ３４に全面的に押え付けることができなくなり、所期の機能が十分に発揮されなくなるものであった。
【０００４】
また、反りが生じることなく、かつ平坦度高くトレイを押えるのに、トレイ押え部材を厚くすることも考えられるが、厚くした分その上面が高くなって装着ステージの横移動時に装着ヘッド等とトレイ押え部材とが干渉しなように装着ヘッドを高い位置で待機させたりしなければならないので、装着ヘッドの作動距離が長くなることで装着作業のタクトタイムが遅くなる虞れがあった。
【０００５】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、トレイ押さえ部材に改良を加えることで、トレイを反りなく装着ステージに接触させて、トレイ上の装着対象物群をムラ無く加熱できるように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】
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。
【０００７】
すなわち、請求項１に係る発明の電子部品装着装置は、複数の装着対象物を載置収容したトレイを、ヒータが備えられた装着ステージ上に搭載し、ヒータによってトレイ上の装着対象物を加熱するよう構成し、装着ヘッドによって搬送されてきた電子部品を加熱された装着対象物に装着するよう構成した電子部品装着装置において、前記トレイを装着ステージに押圧するトレイ押さえ部材を設けるとともに、このトレイ押さえ部材の下面に、トレイに点接触押圧される複数の突起を設けてあることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明の電子部品装着装置は、請求項１の発明において、前記突起を弾性後退変位可能にトレイ押さえ部材に支持してある。
〔作用〕
請求項１に係る発明の構成によると、トレイとトレイ押さえ部材との接触面積が小さいものとなり、トレイからトレイ押さえ部材への熱伝達が少ないものとなり、トレイ押さえ部材自体の熱歪が少ないものとなる。
【００１１】
請求項２に係る発明の構成によると、トレイ押さえ部材が多少変形したとしても、弾性後退変位可能な突起によるトレイの押圧が安定維持される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る電子部品装着装置の概略構成を示す斜視図、また、図２は、概略構成を示す正面図である。この電子部品装着装置における装置フレーム１の上面には、装着対象物の一例であるパッケージ２を搭載支持する左右２台の装着ステージ３、および、チップ部品などの部品４を整列収容した部品供給部５が装備されるとともに、装置フレーム１の上方には、部品搬送手段としての部品搬送ステージ６、部品供給部５から取出した部品４を部品搬送ステージ６に供給する部品供給ユニット７、部品搬送ステージ６に供給された部品４を受取って装着ステージ３上のパッケージ２に装着する装着ヘッド８、装着前の部品４とパッケージ２の位置情報（位置、姿勢、形状など）を取り込むための撮像機構９、などが配備された構造となっており、各部の詳細な構成および機能を以下に説明する。
【００１４】
２台の各装着ステージ３には、パッケージ２を整列装填したトレイ１０が脱着可能に搭載されるとともに、そのトレイ搭載部位にはヒータ１１が内蔵されており、トレイ１０を介してパッケージ２が適度に加熱されるようになっている。
【００１５】
そして、各装着ステージ３は、制御装置３０からの指令によって作動する図示しない駆動手段に接続されており、装着ヘッド８の下方の装着エリアと、これから左右に外れた待機位置とにわたって左右移動可能、かつ、前後方向にも移動可能に、構成されている。
【００１６】
図２に示すように、トレイ１０は、加熱によって反ることがないように、その上面に配備されたトレイ押さえ部材１２によって適度の荷重で装着ステージ３に押圧されている。トレイ押さえ部材１２はステンレス鋼板からなり、パッケージ２を露出させる開口１３が形成されるとともに、トレイ押さえ部材１２の下面の適所には多数の突起１４が設けられ、トレイ１０を複数箇所において点接触状態で押圧している。このようにトレイ１０を点接触状態で押圧することで、トレイ押さえ部材１２自体が加熱によって反り返り変形するのを抑制し、もって、トレイ１０が装着ステージ３に全面的に密着されて、ヒータ１１からの熱が効率よくトレイ１０に伝達されて、各パッケージ２が均一に加熱されるようになっている。
【００１７】
部品供給ユニット７は、制御装置３０に接続された図示しない駆動手段によって上下および水平移動可能であり、部品供給部５に整列収容された部品４を吸着ノズル１５で１個づつ吸着保持して搬出し、部品搬送ステージ６の上面に供給するよう構成されている。
【００１８】
部品搬送ステージ６も、制御装置３０からの指令によって作動する図示しない駆動手段に接続されており、部品供給ユニット７によって供給された部品４を装着ヘッド８の上下移動軌跡内に搬入して、装着ヘッド８に受け渡すよう上下および左右に移動可能に構成されている。また、部品搬送ステージ６の側部には、撮像機構９の一部を構成する反射部材１６（プリズム、反射鏡、ハーフミラーなど）が備えられている。
【００１９】
前記装着ヘッド８は、部品搬送ステージ６によって上下移動軌跡内に搬入された部品４を受取る吸着ノズルなどの部品保持部１７を備え、上方の待機位置と下方の装着位置とにわたって上下移動可能に構成されるとともに、保持した部品４の角度を変更するために部品保持部１７が縦軸心周りに回転制御可能に構成されている。
【００２０】
撮像機構９は、装着ヘッド８の部品保持部１７に保持された部品４と、トレイ１０上のパッケージ２を、部品搬送ステージ６に備えた反射部材１６および位置固定の反射部材１８を介して撮像する部品用のカメラ１９とパッケージ用のカメラ２０とで構成されている。
【００２１】
本発明に係る電子部品装着装置の基本的な構成は以上のようであり、次にその部品装着作動を図４〜図９に基づいて行程順に説明する。
【００２２】
（１）図４に示すように、パケージ２への部品４の装着が完了したことが確認されると、同図中の仮想線で示すように、装着ヘッド８が上昇を開始するとともに、部品搬送ステージ６が装着ヘッド８の移動経路に向けて進出する。
【００２３】
（２）図５に示すように、装着ヘッド８が上昇すると、装着ステージ３は水平方向にピッチ移動して、次に装着するパッケージ２を装着ヘッド８の直下位置にセットする。
【００２４】
（３）装着ヘッド８が或る高さまで上昇すると、部品４を保持して水平方向に移動してきた部品搬送ステージ６が上昇中の装着ヘッド８の直下にもぐり込みながら上昇作動する。
【００２５】
（４）ここで、制御装置３０を作動させて、装着ヘッド８の上昇速度の減速制御、あるいは、部品搬送ステージ６の上昇速度の増速制御、の少なくともいずれかを行うことで、装着ヘッド８と部品搬送ステージ６との上昇速度差を次第に少なくし、図６に示すように、装着ヘッド８の上昇作動中に装着ヘッド８に部品搬送ステージ６を追いつかせることで、部品４を装着ヘッド８の部品保持部１７に受け渡す。この受け渡し終了後、部品搬送ステージ６は、下降作動を開始する。
【００２６】
（５）図７に示すように、部品受け渡しが行われて装着ヘッド８が上方待機位置に到達する一方、部品搬送ステージ６は下降しながら横移動し、装着ヘッド８に保持された部品４と、その直下に位置するパッケージ２との間に反射部材１６を位置させ、部品用カメラ１９とパッケージ用カメラ２０によって部品４およびパッケージ２をそれぞれ撮像する。
【００２７】
この場合、部品４から部品用カメラ１９までの光路の長さと、パッケージ２からパッケージ用カメラ２０までの光路の長さとが等しくなる位置で撮像することが望ましい。
【００２８】
また、この撮像行程に入ると、常時は退避していた透明板２１が水平に進出移動されてパッケージ４を上方から覆い、パッケージ加熱用の熱で暖められた空気の揺らぎによる撮像誤差を抑制する。また、パッケージ２を覆った透明板２１の上方に送風装置２２からの風を吹き付けて、透明板２１の上方での空気の揺らぎを除去することで、一層撮像誤差を少なくすることができる。この場合、送風装置２２からの風は透明板２１で遮られて直接にパッケージ２に吹き付けられることがないので、パッケージ２の温度が低下することはない。
【００２９】
そして、上記撮像は複数回行われ、その撮像データを制御装置３０内に記憶設定された所定の手順によって平均化処理することで、更に位置情報の精度の向上が図られる。
【００３０】
（６）得られた位置情報は制御装置３０内で演算解析されて、部品４とパッケージ２との位置ずれが割り出される。そのずれ量に基づいて、装着ヘッド８における部品保持部１７の回転、および、装着ステージ３の水平方向での二次元移動によってその位置ずれが修正される。
【００３１】
（７）位置修正が完了すると、図８に示すように、部品搬送ステージ６は部品供給を受ける待機位置まで水平復帰移動するとともに、装着ヘッド８は下降作動して、加熱されているパッケージ２に部品４が押圧装着される。
【００３２】
（８）以上で１回の部品装着処理が完了し、以後上記作動を繰り返す。
【００３３】
（９）一方の装着ステージ３での部品装着処理が行われている間、他方の装着ステージ３においては次に処理されるパッケージ２の予備加熱が行われる。
【００３４】
（１０）そして、一方の装着ステージ３での部品装着処理が完了すると、図９に示すように、その装着ステージ３は装着ヘッド下方の装着エリアから外れた待機位置に移動するとともに、予備過熱処理を行いながら待機していた他方の装着ステージ３が装着エリアに進出移動され、他方の装着ステージ３に搭載されたパッケージ群への部品装着処理が上記手順で行われる。
【００３５】
（１１）そして、装着エリアから待機位置に退避移動した装着ステージ３においては、部品装着処理の済んだトレイ１０の搬出と、新しいパッケージ２を搭載したトレイ１０の装填が行われる。
【００３６】
〔他の実施形態〕
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
【００３７】
（１）  図１０に示すように、トレイ押え部材１２の下面に設ける突起１４を、上下に出退可能、かつ、バネ２３によって下方に突出付勢して装着し、トレイ１０を弾性的に押圧するように構成することもでき、これによると、トレイ押え部材１２が多少変形したとしても、弾性後退変位可能な突起１４群で確実にトレイ１０を押圧することができる。
【００３８】
（２）  トレイ押え部材の下面に設ける突起としては、板バネや、或いは圧縮コイルバネのような弾性体や、耐熱性の弾性樹脂等であっても良い。
【００３９】
（３）  トレイ押え部材の下面に設ける突起を、先端が先鋭な筋状に構成することもできる。この場合、筋状の突起を縦横に配備することで、突起群を、トレイ押え部材の剛性を高める補強リブとしての機能を期待することもできる。
【００４０】
（４）  トレイ押え部材の下面に設ける突起を断熱性の高い材料で構成すると、トレイからトレイ押え部材への熱伝達を一層効果的に抑制できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば以下に示すような効果が期待できる。
【００４２】
請求項１に係る発明の電子部品装着装置によれば、トレイからトレイ押え部材への熱伝達が抑制されるので、トレイ押え部材自体の反りの発生が少なくなり、トレイを反りなく装着ステージに接触させて、トレイ上の装着対象物群をムラ無く加熱できるようになった。また、熱歪みが小さくできることで、トレイ押え部材の厚みも比較的小さくできて、その高さを低くでき、装着ヘッドとトレイ押え部材との干渉も容易に回避できる状態で装着ヘッドの装着作動を行えるので、その装着作動のタクトタイムを速くできる。
【００４４】
請求項２に係る発明の電子部品装着装置によれば、トレイ押え部材の変形にかかわらず各突起でトレイを確実に押圧することができ、トレイの反り防止効果を確実に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子部品装着装置の概略構成を示す斜視図
【図２】本発明に係る電子部品装着装置の概略構成を示す正面図
【図３】トレイ押え部材の裏面側から見た斜視図
【図４】部品装着行程を示す正面図
【図５】部品装着行程を示す正面図
【図６】部品装着行程を示す正面図
【図７】部品装着行程を示す正面図
【図８】部品装着行程を示す正面図
【図９】部品装着行程を示す正面図
【図１０】他の実施形態におけるトレイ押え部材の要部を示す縦断面図
【図１１】従来例の概略構成を示す正面図
【符号の説明】
２            装着対象物（パッケージ）
３            装着ステージ
４            部品
８            装着ヘッド
１０          トレイ
１１          ヒータ
１２          トレイ押え部材
１４          突起
【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】
0004465914.tif 000006
【図６】
0004465914.tif 000007
【図７】
0004465914.tif 000008
【図８】
0004465914.tif 000009
【図９】
0004465914.tif 000010
【図１０】
0004465914.tif 000011
【図１１】
0004465914.tif 000012