(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持部から移載ヘッドで取り出した電子部品を、適宜反転ヘッドで反転させ、搭載ヘッドで電子部品を基板上に搭載する表面実装装置の供給位置に供給する部品供給装置において、
電子部品を保持する第１供給ヘッド及び第２供給ヘッドと、
前記移載ヘッドで到達可能な第１受渡位置及び第２受渡位置と、前記搭載ヘッドが到達可能な第１供給位置及び第２供給位置との間を、第１供給ヘッド及び第２供給ヘッドをそれぞれ交互に往復直線移動させる第１駆動機構及び第２駆動機構と、
前記第１受渡位置に対応する第１反転位置と、前記第２受渡位置に対応する第２反転位置との間を、前記反転ヘッドを往復直線移動させる第３駆動機構と、を備えたことを特徴とする部品供給装置。
【請求項２】
前記第１駆動機構が、離間された第１Ａプーリ及び第１Ｂプーリに巻架された第１駆動ベルトと、該駆動ベルトに沿設された第１直動ガイドとを有し、
前記第２駆動機構が、前記第１Ａプーリ及び第１Ｂプーリに、同一間隔で対向配置された第２Ａプーリ及び第２Ｂプーリに巻架された第２駆動ベルトと、該駆動ベルトに沿設された第２直動ガイドとを有し、
前記第３駆動機構が、前記第１Ａプーリ及び第２Ａプーリとそれぞれ同軸固定された第３Ａプーリ及び第３Ｂプーリに巻架された第３駆動ベルトと、該駆動ベルトに沿設された第３直動ガイドとを有し、
前記第１供給ヘッドが第１受渡位置に、前記第２供給ヘッドが第２供給位置に、前記反転ヘッドが第１反転位置にそれぞれ一致している状態で、前記第１駆動ベルト、第２駆動ベルト、第３駆動ベルトに固定され、且つ、第１直動ガイド、第２直動ガイド、第３直動ガイドに案内可能に係合され、
前記第３駆動機構を構成する第３Ａプーリ又は第３Ｂプーリのいずれかが固定されている回転軸が駆動モータにより回転されることを特徴とする請求項１に記載の部品供給装置。
【請求項３】
前記搭載ヘッド、第１供給ヘッド、第２供給ヘッド及び反転ヘッドのいずれも、同一方向に同一ピッチで配列された複数の吸着ノズルを有していることを特徴とする請求項１に記載の部品供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品供給装置、特に電子部品を必要に応じて表裏反転させて表面実装装置に供給する際に適用して好適な部品供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
位置決めされた基板上に電子部品を搭載する表面実装装置に対して、電子部品を表裏反転させて供給する従来の部品供給装置としては、例えば特許文献１に開示されているものがある。
【０００３】
この部品供給装置では、個別に用意される電子部品を、反転手段により予め反転させてシャトルに配列されている複数の吸着ノズルに反転状態で吸着させた後、該シャトルを表面実装装置の部品供給位置に直線移動させて供給している。
【０００４】
なお、この特許文献１には、シャトルを回転テーブルを使って旋回移動させる例も開示されているが、省スペース化の上からも、又、制御精度の上からも、直線移動させる方が有利である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１７９５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電子部品を保持したシャトルを直線移動させて表面実装装置に電子部品を供給する前記従来の部品供給装置の場合は、表面実装装置が基板に対して電子部品の搭載動作を行なうために供給された電子部品を吸着している間は、次に供給する電子部品の反転動作を含む供給準備を行なうことができず、逆にシャトルに対して電子部品の供給準備をしている間は、基板に対して電子部品の搭載動作を行なうことができないために待機時間が発生することになり、昨今の部品搭載の高速化に対応することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、表面実装装置の供給位置へ直線移動して部品を供給するシャトル（供給ヘッド）を採用した上で、シャトルに電子部品の供給準備をしている最中でも表面実装装置では搭載動作を行なうことができる部品供給装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、保持部から移載ヘッドで取り出した電子部品を、適宜反転ヘッドで反転させ、搭載ヘッドで電子部品を基板上に搭載する表面実装装置の供給位置に供給する部品供給装置において、電子部品を保持する第１供給ヘッド及び第２供給ヘッドと、前記移載ヘッドで到達可能な第１受渡位置及び第２受渡位置と、前記搭載ヘッドが到達可能な第１供給位置及び第２供給位置との間を、第１供給ヘッド及び第２供給ヘッドをそれぞれ交互に往復直線移動させる第１駆動機構及び第２駆動機構と、前記第１受渡位置に対応する第１反転位置と、前記第２受渡位置に対応する第２反転位置との間を、前記反転ヘッドを往復直線移動させる第３駆動機構と、を備えたことにより、前記課題を解決したものである。
【０００９】
本発明は、又、前記第１駆動機構が、離間された第１Ａプーリ及び第１Ｂプーリに巻架された第１駆動ベルトと、該駆動ベルトに沿設された第１直動ガイドとを有し、前記第２駆動機構が、前記第１Ａプーリ及び第１Ｂプーリに、同一間隔で対向配置された第２Ａプーリ及び第２Ｂプーリに巻架された第２駆動ベルトと、該駆動ベルトに沿設された第２直動ガイドとを有し、前記第３駆動機構が、前記第１Ａプーリ及び第２Ａプーリとそれぞれ同軸固定された第３Ａプーリ及び第３Ｂプーリに巻架された第３駆動ベルトと、該駆動ベルトに沿設された第３直動ガイドとを有し、前記第１供給ヘッドが第１受渡位置に、前記第２供給ヘッドが第２供給位置に、前記反転ヘッドが第１反転位置にそれぞれ一致している状態で、前記第１駆動ベルト、第２駆動ベルト、第３駆動ベルトに固定され、且つ、第１直動ガイド、第２直動ガイド、第３直動ガイドに案内可能に係合され、前記第３駆動機構を構成する第３Ａプーリ又は第３Ｂプーリのいずれかが固定されている回転軸が駆動モータにより回転されるようにしてもよい。
【００１０】
本発明は、又、前記搭載ヘッド、第１供給ヘッド、第２供給ヘッド及び反転ヘッドのいずれも、同一方向に同一ピッチで配列された複数の吸着ノズルを有しているようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、保持部から電子部品を移載する移載ヘッドが到達可能な第１受渡位置及び第２受渡位置に、第１供給ヘッド及び第２供給ヘッドがそれぞれ交互に位置決め可能であると共に、移載ヘッドにより移載されて反転ヘッドに保持された電子部品を、第１反転位置又は第２反転位置で該反転ヘッドを反転動作させることにより、第１供給ヘッド又は第２供給ヘッドに選択的に受け渡すことを可能としたので、いずれかの受渡位置で一方の供給ヘッドに対して反転動作を含む部品の供給準備を行なっている間でも、供給位置に移動している他方の供給ヘッドからの部品搭載を行なうことができる。従って、待機時間を発生させることなく、基板に対する電子部品の搭載動作を継続して行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る一実施形態の部品供給装置が適用される表面実装装置の概要を示す平面図である。
【００１４】
矩形のベース部を有する表面実装装置１は、複数の吸着ノズル２が装着されている搭載ヘッド３が、Ｘ軸ロボットアーム４によりＸ方向に移動されると共に、該Ｘ軸ロボットアーム４と一体でＹ軸ロボットアーム５によりＹ方向に移動され、供給位置に供給された電子部品を吸着ノズル２で吸着保持し、搬送装置６により搬入され、位置決めされている基板Ｓ上に搭載するようになっている。
【００１５】
図中符号１０で示す本実施形態の部品供給装置は、上記表面実装装置１のベース部に接合部１０Ａを介して連結位置決めされると共に、両者間の電気的接続がなされ、互いに信号の授受を行なうことによって動作の連携と状態の把握とが実現されている。
【００１６】
この部品供給装置には、その全体の概要を図２の平面図に示すように、表面実装装置１とは反対側にストック部１２が形成されている。このストック部１２には、所定の回路形成領域を単位に格子状にダイシングすることにより、複数のベアチップとして分離されていると共に、裏側に粘着シートが貼り付けられているシリコンウェハ（以下、ダイシングウェハと言う）が複数枚積み重ねて保管されている。
【００１７】
ストック部１２に保管されているダイシングウェハＷは保持部１４に引き出され、図示されているようにリング状の保持具に位置決め固定される。この保持部１４の上方には、下端に電子部品を吸着保持するバキュームノズルが上下動可能に取り付けられた吸着ヘッド（移載ヘッド）１６が、吸着位置認識装置（カメラ）１８と一体でＸ軸ロボットアーム２０によりＸ方向に移動されると共に、該Ｘ軸ロボットアーム２０と一体でＹ軸ロボットアーム２２によりＹ方向に移動可能に配設されている。
【００１８】
本実施形態の部品供給装置１０では、上記吸着ヘッド１６がＸ軸ロボットアーム２０とＹ軸ロボットアーム２２により保持部１４に位置決めされているダイシングウェハＷの上方にＸＹ移動され、指定されたベアチップ（図示せず）を吸着し、反転ヘッド２４に吸着されているノズル２４Ａに受け渡すことにより、該反転ヘッド２４に移載することが可能となっている。
【００１９】
本実施形態では、電子部品を吸着保持する第１供給ヘッド２６と第２供給ヘッド２８が、それぞれ左右に配設されている。
【００２０】
又、ＸＹ移動する吸着ヘッド１６の到達可能範囲には第１受渡位置Ａと第２受渡位置Ａ´が設定され、前記表面実装装置１の搭載ヘッド３が到達可能範囲には第１供給位置Ｂと第２供給位置Ｂ´とが設定されている。
【００２１】
そして、図中左側に位置する第１受渡位置Ａと第１供給位置Ｂとの間を第１供給ヘッド２６が、右側に位置する第２受渡位置Ａ´と第２供給位置Ｂ´との間を第２供給ヘッド２８が、第１駆動機構３０及び第２駆動機構３２によりそれぞれ交互に往復直線移動されるようになっている。
【００２２】
又、図３に拡大して示すように、第１駆動機構３０は、Ｙ方向に離間して配設された第１Ａプーリ３４と第１Ｂプーリ３６との間に巻架された無端状の第１タイミングベルト（第１駆動ベルト）３８と、該第１タイミングベルト３８に沿設され、その回転に伴って固定されている第１供給ヘッド２６をＹ方向に係合して案内する第１直動ガイド４０とを有している。
【００２３】
第２駆動機構３２は、同様にＹ方向に同一間隔に離間して配設された第２Ａプーリ４２と第２Ｂプーリ４４との間に巻架された無端状の第２タイミングベルト（第２駆動ベルト）４６と、該第２タイミングベルト４６に沿設され、その回転に伴って固定されている第２供給ヘッド２８をＹ方向に係合して案内する第２直動ガイド４８とを有している。
【００２４】
又、本実施形態においては、前記第１受渡位置Ａの第１供給ヘッド２６に、反転した電子部品を受渡しできる第１反転位置Ａ″と、前記第２受渡位置Ａ´の第２供給ヘッド２８に、反転した電子部品を受渡しできる第２反転位置Ｂ″との間を、それぞれ前記反転ヘッド２４を往復直線移動させる第３駆動機構５０を備えている。
【００２５】
この第３駆動機構５０は、図４に拡大して示す駆動モータ５２に回転される駆動プーリ（第３Ｂプーリ）５４と、Ｘ方向に離間して配設された従動プーリ（第３Ａプーリ）５６との間に巻架された無端状の第３タイミングベルト（第３駆動ベルト）５８と、該第３タイミングベルト５８に沿設され、その回転に伴って固定されている前記反転ヘッド２４をＸ方向に係合して案内する第３直動ガイド６０とを有している。
【００２６】
又、図３、図４に示したように、駆動プーリ５４及び従動プーリ５６は、前記第２Ａプーリ４２及び第１Ａプーリ３４の下方にそれぞれ同軸固定されている。
【００２７】
従って、第１タイミングベルト３８、第２タイミングベルト４６及び第３タイミングベルト５８に、第１供給ヘッド３６、第２供給ヘッド２８及び反転ヘッド２４をそれぞれ図示されている位置関係で連結固定すると共に、対応する各直動ガイド４０、４８及び６０に係合させることにより、後述する動作が可能となっている。
【００２８】
又、前記搭載ヘッド３に装着されている複数の吸着ノズル２と同様に、反転ヘッド２４、第１供給ヘッド２６、第２供給ヘッド２８には、それぞれ同数の吸着ノズル２４Ａ、２６Ａ、２８Ａが同一のピッチでＸ方向に一列に装着されている。
【００２９】
更に、反転ヘッド２４は、図５に要部を抽出し、又、図６に第１供給ヘッド２６との対応関係を示すように、ベース部６２にベース軸６４を介して矢印方向に回転が可能に軸支されたフレーム６５の先端部に複数の吸着ノズル２４Ａが装着された反転ヘッド２４が固定されており、裏側にある反転モータ６８により回転される第１反転プーリ６６Ａ及び第２反転プーリ６６Ｂに巻回されている反転ベルト７０により約１８０°の回転をすることにより、第１供給ヘッド２６の吸着ノズル２６Ａに電子部品（図示せず）を反転受渡しができるようになっている。
【００３０】
本実施形態の部品供給装置を更に具体的に説明すると、第１供給ヘッド２６、第２供給ヘッド２８は、電子部品をバキュームによって吸着保持するための複数のノズル２６Ａ、２８Ａを有しており、第１直動ガイド４０、第２直動ガイド４８に沿ってそれぞれ互いに逆のＹ方向に移動可能になっている。第１Ａプーリ３４、第１Ｂプーリ３６、第２Ａプーリ４２、第２Ｂプーリ４４は、それぞれ第１タイミングベルト３８、第２タイミングベルト４６で駆動が連結されており、各ベルト３８、４６に第１供給ヘッド２６、第２供給ヘッド２８がそれぞれ固定されることにより、ベルトの駆動に応じてＹ方向に移動する構造になっている。
【００３１】
前記反転ヘッド２４は、第３直動ガイド６０上をＸ方向に移動可能に固定支持されており、第１反転プーリ６６Ａ、第２反転プーリ６６Ｂの間に張られている反転ベルト７０と一体となるように固定することにより、Ｘ方向に駆動されるようになっている。第１Ａプーリ３４と従動プーリ５６、又、第２Ａプーリ４２と駆動プーリ５４はそれぞれ同軸に固定されており、一体となって軸心を中心とした回転運動をするようになっている。
【００３２】
第２Ａプーリ４２を固定している軸は駆動モータ５２に回転可能に連結され、該駆動モータ５２が駆動プーリ５４を回動させると、全てのプーリが同時に同じ角度だけ回転することになり、第１供給ヘッド２６及び第２供給ヘッド２８は互いに逆のＹ方向に、反転ヘッド２４はＸ方向に同時に一体となって移動する。
【００３３】
反転ヘッド２４は、ベース軸６４を支点に回動自在に固定されており、反転モータ６８を動力として、前記図５に示した如く矢印の方向に凡そ１８０°回転し、第１供給ヘッド２６又は第２供給ヘッド２８に対する電子部品の反転受渡しを行なうことができるようになっている。
【００３４】
以上の構成において、本実施形態におけるベアチップ搭載動作を説明する。
【００３５】
吸着ヘッド１６は、保持部１４に固定されているダイシングウェハＷから任意のベアチップを吸着した後、左右のストロークエンドである第１反転位置Ａ″及び第２反転位置Ｂ″のどちらかに停止している反転ヘッド２４に装着されているノズル２４Ａの１つの上方にＸＹ移動され、位置決めされる。
【００３６】
位置決めされた吸着ヘッド１６は、ノズルを降下させて下端のベアチップが反転ヘッド２４のノズル２４Ａと当接した時点で、吸着ヘッド１６側のバキュームがＯＦＦし、反転ヘッド２４側のバキュームをＯＮすることにより、該ベアチップは反転ヘッド２４のノズル２４Ａ上に受け渡される。なお、ここでは、図３のように反転ヘッド２４が左側の第１受渡位置Ａに対峙している第１反転位置Ａ″にあるとして説明する。
【００３７】
反転ヘッド２４に対して必要な個数のベアチップの受渡しが完了すると、反転モータ６５を駆動して反転ヘッド２４をベース軸６４を中心に回転させる。反転ヘッド２４の各ノズル２４Ａ先端は、ベアチップ（図示せず）を保持したまま矢印Ａ１方向のストロークエンド（第１受渡位置Ａ）に停止している第１供給ヘッド２６のノズル２６Ａに当接し、バキュームの切替えによりベアチップを受け渡す。
【００３８】
反転ヘッド２４から第１供給ヘッド２６へのベアチップの受渡しが完了すると、駆動モータ５２を動作させて、第１供給ヘッド２６、反転ヘッド２４、第２供給ヘッド２８の３つのヘッドをそれぞれ矢印Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３方向に移動させる。つまり、それぞれのヘッドは図２、図３に示す位置と反対側のストロークエンドに移動し、第２供給ヘッド２８が第２受渡位置Ａ´に停止する。
【００３９】
矢印Ｂ１のストロークエンドの第１供給位置Ｂに停止した第１供給ヘッド２６に対して、搭載ヘッド３がベアチップの受取動作を行ない、受け取ったベアチップを搭載基板Ｓ上に搭載する。この搭載動作の間に、吸着ヘッド１６は保持部１４のダイシングウェハＷから新たにベアチップを吸着し、矢印Ｂ２方向のストロークエンドにある第２反転位置Ｂ″に位置決めされた反転ヘッド２４上に移動させ、吸着ノズル２４Ａに対する移載動作を行なう。又、必要な回数の移載動作が完了した時点で、反転ヘッド２４を回動させ、対峙する位置にある第２供給ヘッド２８にベアチップを反転させて受け渡す。
【００４０】
搭載ヘッド３へのベアチップ受渡し、即ち第１供給ヘッド２６から基板Ｓへの搭載動作が完了していれば、再度駆動モータ５２を駆動し、第１供給ヘッド２６、反転ヘッド２４、第２供給ヘッド２８の３つのヘッドを矢印Ａ１、Ａ２、Ａ３の方向へと移動させる。
【００４１】
ベアチップを反転させない場合には、吸着ヘッド１６による移載先を、反転ヘッド２４ではなく第１供給ヘッド２６又は第２供給ヘッド２８にすることにより実現することが可能である。
【００４２】
以上詳述した本実施形態によれば、２つの供給ヘッドが交互に部品を供給することができるので、従来のような吸着ヘッド１６により供給ヘッドに電子部品を移載する際の受渡しによる搭載動作の妨げが発生することを防止できる。
【００４３】
又、反転ヘッド２４、第１供給ヘッド２６、第２供給ヘッド２８の３つを１つの駆動モータ５２で動作させることにより、コストや消費電力を低減させ、しかも複雑な制御を排除することができる。
【００４４】
更に、表面実装装置の搭載ヘッド３に装着されている複数の吸着ノズル２と、第１供給ヘッド２６に装着されている吸着ヘッド２６Ａと、第２供給ヘッド２８に装着されている複数の吸着ヘッド２８Ａと、反転ヘッド２４に装着されている複数の吸着ノズル２４Ａとが、いずれも同一ピッチで一列に同一方向に配設したにより、非反転部品と共に反転部品の同時吸着の効率を大幅に向上することが可能となる。
【００４５】
なお、前記実施形態では、駆動ベルトとしてタイミングベルトを採用したが、これに限定されず、一般的なベルトであっても、穴付きスチールベルトであっても良く、更にチェーンを使うこともできる。又、駆動モータで回転させるプーリ軸は、駆動力の伝達効率の上では２つのプーリが同軸固定されている方が有利であるが、これに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る一実施形態の部品供給装置と表面実装装置との関係の概要を示す平面図
【図２】本実施形態の部品供給装置の全体の概要を示す平面図
【図３】本実施形態の部品供給装置の要部を拡大して示す平面図
【図４】駆動モータと同軸プーリの関係を示す斜視図
【図５】反転ヘッドを抽出し、拡大して示す斜視図
【図６】反転ヘッドと第１供給ヘッドとの関係を示す斜視図
【符号の説明】
【００４７】
１０…部品供給装置
１０Ａ…接合部
１２…ストック部
１４…保持部
１６…吸着ヘッド（移載ヘッド）
１８…吸着位置認識装置
２０…Ｘ軸ロボットアーム
２２…Ｙ軸ロボットアーム
２４…反転ヘッド
２６…Ｌ供給ヘッド（第１供給ヘッド）
２８…Ｒ供給ヘッド（第２供給ヘッド）
３０…第１駆動機構
３２…第２駆動機構
３４…第１Ａプーリ
３６…第１Ｂプーリ
３８…第１タイミングベルト（第１駆動ベルト）
４０…第１直動ガイド
４２…第２Ａプーリ
４４…第２Ｂプーリ
４６…第２タイミングベルト（第２駆動ベルト）
４８…第２直動ガイド
５０…第３駆動機構
５２…駆動モータ
５４…駆動プーリ
５６…従動プーリ
５８…第３タイミングベルト（第３駆動ベルト）
６０…第３直動ガイド
【図１】
0004901683.tif 000002
【図２】
0004901683.tif 000003
【図３】
0004901683.tif 000004
【図４】
0004901683.tif 000005
【図５】
0004901683.tif 000006
【図６】
0004901683.tif 000007