(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に電子部品を実装する部品実装装置において、
フィルムキャリアから電子部品を打ち抜く打抜装置と、
前記打抜装置により打ち抜かれた電子部品をその向きを変えつつ所定の引き渡し位置まで移送する部品移送装置と、
前記引き渡し位置にて前記部品移送装置から引き渡された電子部品を基板上に圧着する部品圧着装置と、
前記部品移送装置を制御する制御装置とを備え、
前記部品移送装置は、前記打抜装置により打ち抜かれた電子部品を保持する保持部材と、前記保持部材をその軸心からずれた回転軸を中心として回転自在に支持する支持部材と、前記支持部材を前記回転軸を中心として回転させる回転駆動部と、前記保持部材を前記回転軸に垂直な平面内で移動させる平面移動駆動部とを有し、
前記制御装置は、前記保持部材にて保持された電子部品を前記引き渡し位置まで移送するとき、前記回転駆動部と前記平面移動駆動部とを並行動作させ、
前記回転軸は、前記保持部材により前記打抜装置から電子部品を受け取る受け取り位置と前記引き渡し位置とを結ぶ直線上を移動することを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
前記部品移送装置の前記保持部材は、電子部品を吸着保持するノズルであることを特徴とする請求項１記載の部品実装装置。
【請求項３】
基板上に電子部品を実装する部品実装方法において、
フィルムキャリアから電子部品を打ち抜く工程と、
前記フィルムキャリアから打ち抜かれた電子部品をその向きを変えつつ所定の引き渡し位置まで移送する工程と、
前記引き渡し位置にて引き渡された電子部品を基板上に圧着する工程とを含み、
前記移送する工程において、電子部品をその軸心からずれた回転軸を中心として回転させる動作と、前記回転軸を当該回転軸に垂直な平面内で移動させる動作とを並行して行い、
前記回転軸は、フィルムキャリアから電子部品を打ち抜く工程で打ち抜かれた電子部品を受け取る受け取り位置と当該電子部品を引き渡す引き渡し位置とを結ぶ直線上を移動することを特徴とする部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネル等を製造するための部品実装装置に係り、とりわけ、フィルムキャリアから打ち抜かれた電子部品を基板上に圧着して実装する部品実装装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、液晶パネル等を製造するための部品実装装置として、フィルムキャリアから打ち抜かれた電子部品を基板上に圧着して実装する部品実装装置が知られている。このような部品実装装置では一般に、フィルムキャリアから打ち抜かれた電子部品をＸ，Ｙ，θの各軸に移動可能なノズルに受け渡し、このノズルの移動により次工程への引き渡し位置まで電子部品を移送するようになっている。また、ノズルにより引き渡し位置まで移送された電子部品をインデックス機構（本発明を示す図１および図２の符号２０参照）に受け渡し、このインデックス機構の複数のヘッドにより電子部品を順次引き渡し位置から圧着位置まで移送するようになっている。
【０００３】
なお、このようなインデックス機構を用いると、電子部品が引き渡し位置から圧着位置まで移送される間にその向きが１８０度反転してしまうことから、打抜位置での電子部品の向きと圧着位置での電子部品の向きとが同一であるような部品実装装置では、電子部品がインデックス機構へ引き渡される前に電子部品の向きをあらかじめ１８０度反転させておく必要がある。このため、インデックス機構まで電子部品を移送するノズルには、Ｘ−Ｙ平面内でのＸ軸およびＹ軸方向への移動機構とともに、その軸心を中心としたθ軸回りの回転機構が設けられており、電子部品をその向きを変えつつ所定の引き渡し位置まで移送することができるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、部品実装装置の高速化がますます要求されるようになってきており、上述したような部品実装装置において、電子部品の移送時間を短縮することが重要な課題となってきている。
【０００５】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、実装対象となる電子部品の移送時間を短縮してタクトタイムの短縮および実装効率の向上を図ることができる部品実装装置およびその方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１に、基板上に電子部品を実装する部品実装装置において、フィルムキャリアから電子部品を打ち抜く打抜装置と、前記打抜装置により打ち抜かれた電子部品をその向きを変えつつ所定の引き渡し位置まで移送する部品移送装置と、前記引き渡し位置にて前記部品移送装置から引き渡された電子部品を基板上に圧着する部品圧着装置と、前記部品移送装置を制御する制御装置とを備え、前記部品移送装置が、前記打抜装置により打ち抜かれた電子部品を保持する保持部材と、前記保持部材をその軸心からずれた回転軸を中心として回転自在に支持する支持部材と、前記支持部材を前記回転軸を中心として回転させる回転駆動部と、前記保持部材を前記回転軸に垂直な平面内で移動させる平面移動駆動部とを有し、前記制御装置が、前記保持部材にて保持された電子部品を前記引き渡し位置まで移送するとき、前記回転駆動部と前記平面移動駆動部とを並行動作させ、前記回転軸が、前記保持部材により前記打抜装置から電子部品を受け取る受け取り位置と前記引き渡し位置とを結ぶ直線上を移動することを特徴とする部品実装装置を提供する。なお、本発明において、前記部品移送装置の前記保持部材は、電子部品を吸着保持するノズルであることが好ましい。
【０００７】
本発明は、第２に、基板上に電子部品を実装する部品実装方法において、
フィルムキャリアから電子部品を打ち抜く工程と、前記フィルムキャリアから打ち抜かれた電子部品をその向きを変えつつ所定の引き渡し位置まで移送する工程と、前記引き渡し位置にて引き渡された電子部品を基板上に圧着する工程とを含み、
前記移送する工程において、電子部品をその軸心からずれた回転軸を中心として回転させる動作と、前記回転軸を当該回転軸に垂直な平面内で移動させる動作とを並行して行い、前記回転軸は、フィルムキャリアから電子部品を打ち抜く工程で打ち抜かれた電子部品を受け取る受け取り位置と当該電子部品を引き渡す引き渡し位置とを結ぶ直線上を移動することを特徴とする部品実装方法を提供する。
【０００８】
本発明によれば、電子部品を所定の引き渡し位置まで移送する際に、電子部品をその軸心からずれた回転軸を中心として回転させる動作と、回転軸をその自軸に垂直な平面内で移動させる動作とが並行して行われるので、平面内における回転軸の移動距離を従来より短くすることができ、このため、実装対象となる電子部品の移送時間を短縮してタクトタイムの短縮および実装効率の向上を図ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図４は本発明による部品実装装置およびその方法の一実施の形態を説明するための図である。
【００１０】
図１に示すように、部品実装装置１０は、液晶パネル等の基板４３上に電子部品４２を圧着して実装するものであり、テープ状のフィルムキャリア４１から電子部品４２を打ち抜く打抜装置１１と、打抜装置１１によりフィルムキャリア４１から打ち抜かれた電子部品４２をその向きを変えつつ電子部品受け取り位置Ｐから電子部品引き渡し位置Ｈまで移送する部品移送装置１４と、電子部品引き渡し位置Ｈにて部品移送装置１４から引き渡された電子部品４２を基板４３上に圧着する部品圧着装置２０とを備えている。
【００１１】
このうち、打抜装置１１は、フィルムキャリア４１を挟んで互いに対向するよう配置された上型１２および下型１３を有している。ここで、上型１２の下面にはパンチ１２ａが、下型１３には上下方向に貫通する貫通孔１３ａが設けられており、上型１２が下降して上型１２のパンチ１２ａが下型１３の貫通孔１３ａ内に押し込まれることにより、フィルムキャリア４１から電子部品４２が打ち抜かれるようになっている。なお、上型１２のパンチ１２ａには真空吸引孔１２ｂが設けられており、打ち抜き後の電子部品４２がパンチ１２ａで吸着保持されるようになっている。
【００１２】
部品移送装置１４は、打抜装置１１により打ち抜かれた電子部品４２を吸着保持するノズル（保持部材）１５を有し、上型１２のパンチ１２ａで吸着保持された電子部品４２を下型１３の下方から貫通孔１３ａを介して受け取ることができるようになっている。なお、ノズル１５は、アーム（支持部材）１６を介してθ軸駆動部（回転駆動部）１７の回転シャフト１８に取り付けられており、ノズル１５がその軸心からずれた回転軸Ｌを中心として回転するようになっている。また、θ軸駆動部１７はＸＹ軸駆動部（平面移動駆動部）１９上に設けられており、ノズル１５がアーム１６およびθ軸駆動部１７とともに回転軸Ｌに垂直なＸ−Ｙ平面内で並行移動するようになっている。
【００１３】
部品圧着装置２０は、回転シャフト２５を間欠的に回転させるインデックス駆動部２４を有している。インデックス駆動部２４の回転シャフト２５には４本のアーム２１が外方に突出するよう取り付けられており、これら各アーム２１が一定方向Ｒに回転するようになっている。なお、各アーム２１には支持部材２２を介して熱圧着ヘッド２３が上下動可能に支持されている。ここで、各熱圧着ヘッド２３は、各アーム２１の回転に伴って電子部品引き渡し位置Ｈおよび電子部品圧着位置Ｂに順次位置付けられるようになっている。電子部品引き渡し位置Ｈおよび電子部品圧着位置Ｂにはそれぞれ加圧シリンダ２６，２６が設けられており、加圧シリンダ２６，２６に対して上下動可能に支持された加圧部材２７，２７により熱圧着ヘッド２３，２３が下方に向けて加圧されるようになっている。これにより、電子部品引き渡し位置Ｈにてノズル１５から熱圧着ヘッド２３へ電子部品４２が受け渡され、電子部品圧着位置Ｂにて熱圧着ヘッド２３に保持された電子部品４２が基板４３上に圧着される。
【００１４】
なお、基板４３は、可動テーブル２８上に載置されている。可動テーブル２８は、基板４３を吸着保持する載置台３２と、この載置台３２をＸ，Ｙ，θの各軸方向に移動させるＸ軸テーブル２９、Ｙ軸テーブル３０およびθ軸テーブル３１からなっており、Ｘ軸テーブル２９およびＹ軸テーブル３０を駆動することにより基板４３がＸ−Ｙ平面内で並行移動し、θ軸テーブル３１を駆動することにより基板４３がＸ−Ｙ平面内で回転するようになっている。
【００１５】
また、部品移送装置１４や部品圧着装置２０、可動テーブル２８等は制御装置５０に接続されており、この制御装置５０により、後述の動作制御がなされるようになっている。
【００１６】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００１７】
まず、打抜装置１１の上型１２を下型１３に対して下降させ、上型１２のパンチ１２ａを下型１３の貫通孔１３ａ内に押し込むことにより、フィルムキャリア４１から電子部品４２を打ち抜く。このとき、上型１２のパンチ１２ａは吸着状態となっており、打ち抜き後の電子部品４２がパンチ１２ａで吸着保持される。
【００１８】
次いで、上型１２のパンチ１２ａをさらに下降させ、パンチ１２ａで吸着保持された電子部品４２を吸着状態のノズル１５と接触させる。ここで、ノズル１５およびパンチ１２ａにはそれぞれ電子部品４２の吸着の有無を検出する吸着センサが設けられており、ノズル１５の吸着センサがオンとなった時点でパンチ１２ａの吸着状態を解除し、またパンチ１２ａの吸着センサがオフとなった時点で上型１２（パンチ１２ａ）を上昇させることにより、電子部品受け取り位置Ｐにて電子部品４２がパンチ１２ａからノズル１５へ受け渡される。
【００１９】
その後、部品移送装置１４のθ軸駆動部１７およびＸＹ軸駆動部１９により、図２に示すように、ノズル１５に保持された電子部品４２をその向きを変えつつ電子部品受け取り位置Ｐから電子部品引き渡し位置Ｈまで移送する。
【００２０】
図２に示すように、θ軸駆動部１７はその回転軸Ｌが電子部品受け取り位置Ｐおよび電子部品引き渡し位置Ｈを結ぶ直線ＰＨ上に位置するよう配置され、またθ軸駆動部１７の回転シャフト１８に取り付けられたアーム１６も直線ＰＨ上に位置するよう配置されている。
【００２１】
この状態で、ＸＹ軸駆動部１９により、ノズル１５を回転軸Ｌに垂直なＸ−Ｙ平面内で並行移動させながら、θ軸駆動部１７により、電子部品４２が吸着保持されたノズル１５をその軸心からずれた回転軸Ｌを中心として１８０度回転させる。
【００２２】
図３はノズル１５の軸心と回転軸Ｌとがずれている場合の電子部品４２の移動量（並行移動による移動量）を説明するための図である。図３に示すように、電子部品受け取り位置Ｐの座標を（ｘｐ，ｙｐ）、電子部品引き渡し位置Ｈの座標を（ｘｈ，ｙｈ）、これら２つの位置Ｐ，Ｈ間の相対角度をθｐｈ、アーム１６の長さ（ノズル１５の軸心と回転軸Ｌとの差）をｌとすると、ＸＹ軸駆動部１９によるＸ，Ｙの各軸の移動量Δｘ，Δｙ、およびθ軸駆動部１７によるθ軸の移動量Δθは、次のとおりとなる。
【００２３】
Ｘ軸：Δｘ＝｜ｘｐ−ｘｈ｜−２×｜ｌ×ｃｏｓθｐｈ｜
Ｙ軸：Δｙ＝｜ｙｐ−ｙｈ｜−２×｜ｌ×ｓｉｎθｐｈ｜
θ軸：Δθ＝１８０度
これに対し、ノズル１５の軸心と回転軸Ｌとが一致している場合には、図４に示すように、ＸＹ軸駆動部１９によるＸ，Ｙの各軸の移動量Δｘ′，Δｙ′、およびθ軸駆動部１７によるθ軸の移動量Δθ′は、次のとおりとなる。
【００２４】
Ｘ軸：Δｘ′＝｜ｘｐ−ｘｈ｜
Ｙ軸：Δｙ′＝｜ｙｐ−ｙｈ｜
θ軸：Δθ′＝１８０度
従って、図３に示す場合（本実施の形態の場合）には、図４に示す場合に比べて、θ軸駆動部１７によるθ軸回りの回転に関しては同一の時間がかかるが、ＸＹ軸駆動部１９によるＸ，Ｙ軸の移動に関してはその移動距離が短くなるので、その分だけ移送時間を短縮することができる。
【００２５】
その後、電子部品引き渡し位置Ｈに位置付けられた吸着状態の熱圧着ヘッド２３を加圧シリンダ２６の加圧部材２７により加圧して下降させ、ノズル１５に吸着保持された電子部品４２と接触させる。ここで、熱圧着ヘッド２３およびノズル１５にはそれぞれ電子部品４２の吸着の有無を検出する吸着センサが設けられており、熱圧着ヘッド２３の吸着センサがオンとなった時点でノズル１５の吸着状態を解除し、またノズル１５の吸着センサがオフとなった時点で熱圧着ヘッド２３を上昇させることにより、電子部品引き渡し位置Ｈにて電子部品４２がノズル１５から熱圧着ヘッド２３へ受け渡される。
【００２６】
ここで、インデックス駆動部２４により、各熱圧着ヘッド２３は各アーム２１の回転に伴って回転しており、電子部品引き渡し位置Ｈにて電子部品４２が引き渡された熱圧着ヘッド２３は電子部品圧着位置Ｂに位置付けられる。
【００２７】
その後、熱圧着ヘッド２３が電子部品圧着位置Ｂに位置付けられると、この熱圧着ヘッド２３を加圧シリンダ２６の加圧部材２７により加圧して下降させ、熱圧着ヘッド２３に保持された電子部品４２を基板４３上に圧着する。
【００２８】
このように本実施の形態によれば、電子部品４２を電子部品引き渡し位置Ｈまで移送する際に、電子部品４２が吸着保持されるノズル１５をその軸心からずれた回転軸Ｌを中心として回転させるようにしているので、電子部品４２の回転と同時にこの回転によるＸ−Ｙ平面内での並行移動を行うことができ、このため、実装対象となる電子部品４２の移送時間を短縮してタクトタイムの短縮および実装効率の向上を図ることができる。
【００２９】
なお、上述した実施の形態においては、平面移動駆動部に相当するＸＹ軸駆動部１９によりノズル１５をＸ軸およびＹ軸の二軸方向に移動可能としたが、この平面移動駆動部は、ノズル１５を一軸方向にだけ直線移動させるものであってもよい。この場合、その一軸方向は、図３を借りると、直線ＰＨ方向とするのが好ましい。
【００３０】
また、上述した実施の形態においては、ＸＹ軸駆動部１９によりノズル１５をＸ−Ｙ平面内で並行移動させている最中に、θ軸駆動部１７によりノズル１５を回転軸Ｌを中心として回転させるようにしたが、（１）ＸＹ軸駆動部１９によりノズル１５がＸ−Ｙ平面内にて並行移動を開始するタイミング、あるいは一軸直線方向への移動開始タイミングと、θ軸駆動部１７によりノズル１５が回転を開始するタイミングが同じで、しかも終了タイミングも同じ場合、（２）ＸＹ軸駆動部１９によりノズル１５がＸ−Ｙ平面内にて並行移動を開始した後、あるいは一軸直線方向への移動を開始した後に、θ軸駆動部１７によりノズル１５が回転を開始する場合、（３）θ軸駆動部１７によりノズル１５が回転を開始した後に、ＸＹ軸駆動部１９によりノズル１５がＸ−Ｙ平面内にて並行移動を開始、あるいは一軸直線方向への移動を開始する場合等、のように、ノズル１５のＸ−Ｙ平面内での並行移動、あるいは一軸直線方向への移動の動作と、θ軸駆動部１７によるノズル１５の回転動作とが少なくとも一部において並行して行われるものであればよい。
【００３１】
さらに、上述した実施の形態においては、部品移送装置１４が打抜装置１１から受け取った電子部品４２を部品圧着装置２０に直接引き渡しているが、部品移送装置１４と部品圧着装置２０との間に、さらに別の移送装置を介在させるようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電子部品を所定の引き渡し位置まで移送する際に、電子部品をその軸心からずれた回転軸を中心として回転させる動作と、回転軸をその自軸に垂直な平面内で移動させる動作とが並行して行われるので、平面内における回転軸の移動距離を従来より短くすることができ、このため、実装対象となる電子部品の移送時間を短縮してタクトタイムの短縮および実装効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による部品実装装置の一実施の形態を示す図。
【図２】図１に示す部品実装装置の作用を説明するための図。
【図３】ノズルの軸心と回転軸とがずれている場合の電子部品の移動量（並行移動による移動量）を説明するための図。
【図４】ノズルの軸心と回転軸とが一致している場合の電子部品の移動量（並行移動による移動量）を説明するための図。
【符号の説明】
１０  部品実装装置
１１  打抜装置
１２  上型
１２ａ  パンチ
１２ｂ  真空吸引孔
１３  下型
１３ａ  貫通孔
１４  部品移送装置
１５  ノズル（保持部材）
１６  アーム（支持部材）
１７  θ軸駆動部（回転駆動部）
１８  回転シャフト
１９  ＸＹ軸駆動部（並行移動駆動部）
２０  部品圧着装置
２１  アーム
２２  支持部材
２３  熱圧着ヘッド
２４  インデックス駆動部
２５  回転シャフト
２６  加圧シリンダ
２７  加圧部材
２８  可動テーブル
２９  Ｘ軸テーブル
３０  Ｙ軸テーブル
３１  θ軸テーブル
３２  載置台
４１  フィルムキャリア
４２  電子部品
４３  基板
Ｌ  回転軸
Ｐ  電子部品受け取り位置
Ｈ  電子部品引き渡し位置
Ｂ  電子部品圧着位置
【図１】
0004262903.tif 000002
【図２】
0004262903.tif 000003
【図３】
0004262903.tif 000004
【図４】
0004262903.tif 000005