專利名稱：電子元器件安裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電子電路基板上安裝電子元器件的電子元器件安裝裝置。
背景技術(shù)：
近年來，向電子電路基板安裝電子元器件的裝置希望要提高速度、提高電子元器件的安裝精度、并進(jìn)一步能適應(yīng)多品種的電子元器件安裝、以及提高電子元器件的質(zhì)量。


圖10所示為以往的電子元器件安裝裝置整體概要構(gòu)成立體圖之一例。在圖10中，101為將電子電路基板102送進(jìn)送出的輸送部，103為驅(qū)動(dòng)部(XY機(jī)械手)，將內(nèi)部裝有吸附安裝電子元器件的吸嘴部104的安裝頭105定位在任意位置。106為供給電子元器件的電子元器件供給部，107為根據(jù)安裝的元器件更換裝在吸嘴部104上的吸嘴的吸嘴更換部，108為對吸嘴吸附保持的電子元器件的保持姿態(tài)進(jìn)行識別及修正的識別部。
圖11所示為以往的電子元器件安裝裝置吸嘴單元構(gòu)成的主要部分剖面圖之一例。在圖11中，111為進(jìn)行旋轉(zhuǎn)方向定位的電動(dòng)機(jī)，112為提高旋轉(zhuǎn)精度用的減速部，113為吸附保持電子元器件的吸嘴，114為壓緊吸嘴113的彈簧，115為傳遞彈簧力用的壓緊部。
下面就由上述構(gòu)件構(gòu)成的電子元器件安裝裝置(圖10)及吸嘴單元(圖11)的動(dòng)作加以說明。
圖10所示的電子電路基板102利用輸送部101送至安裝位置。驅(qū)動(dòng)部103將安裝頭105定位在電子元器件供給部106的上面，定位后，安裝頭105內(nèi)的吸嘴部104下降，吸附電子元器件。
接著，電子元器件吸附后，吸嘴部104上升，利用驅(qū)動(dòng)部103將安裝頭105定位在安裝位置。在該移動(dòng)時(shí)，用識別部108對吸嘴部104吸附的電子元器件的吸附姿態(tài)進(jìn)行識別，控制部(未圖示)進(jìn)行修正運(yùn)算，進(jìn)行位置修正。位置修正后，吸嘴部104下降，將電子元器件安裝在電子電路基板102上。
在該電子元器件安裝裝置中，機(jī)構(gòu)上使吸嘴部104下降時(shí)的速度一定，不能改變。另外，電子元器件安裝時(shí)的壓緊力取決于彈簧114。
如上所述，以往的電子元器件安裝裝置，對于電子元器件只能以一定的壓緊力及吸嘴下降時(shí)的一定的速度進(jìn)行安裝。因此為了減少電子元器件損壞、提高質(zhì)量，加上現(xiàn)在電子元器件品種多，還希望將大型接插件插入電子電路基板，為了實(shí)現(xiàn)這些要求，必須要具有能夠施加高負(fù)荷的功能。
發(fā)明揭示本發(fā)明的目的在于解決上述課題，為了減少電子元器件的損壞，減少對于電子元器件的沖擊負(fù)荷，另外通過大幅度擴(kuò)大負(fù)荷范圍，以提高對于電子元器件多品種的適應(yīng)能力。
本發(fā)明為了達(dá)到解決上述課題的目的，在將多種電子元器件安裝在電子電路基板上時(shí)，通過改變流體壓力對于吸嘴能夠設(shè)定任意的壓緊力，而且對每個(gè)吸嘴進(jìn)行壓緊力的修正，另外電子元器件安裝速度也可變。
根據(jù)本發(fā)明，甚至能夠適應(yīng)必須加以高負(fù)荷的電子元器件或插入元器件中容易受到損壞的半導(dǎo)體元件等多種電子元器件。
在本發(fā)明的電子元器件安裝裝置中，通過將電子元器件送至規(guī)定位置的元器件供給部，利用吸嘴單元將電子元器件安裝在由輸送部輸送、定位在規(guī)定位置的電子電路基板上；所述吸嘴單元具有吸附保持電子元器件的能夠自動(dòng)拆裝的吸嘴，在所述吸嘴旋轉(zhuǎn)方向及高度方向定位用的定位部，利用流體將所述吸嘴向下壓緊用的壓緊部，切換壓緊力用的流體壓力切換部，對所述吸嘴進(jìn)行壓緊力定時(shí)切換的定時(shí)切換部及控制所希望負(fù)荷的壓力控制部。
本發(fā)明的壓緊力定時(shí)切換可以在將電子元器件安裝在電子電路基板上之前進(jìn)行，或者在安裝時(shí)進(jìn)行。在相應(yīng)于必須加以高負(fù)荷的電子元器件或插入元器件中容易受到損壞的半導(dǎo)體元件等電子元器件更換吸嘴時(shí)，其作用在于能夠?qū)ξ熘亓康冗M(jìn)行修正，減少電子元器件的損壞，或者能夠大幅度擴(kuò)展對于元器件的適應(yīng)能力，甚至對容易損壞的半導(dǎo)體元件這一類元器件也能適用。
附圖概述圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例的電子元器件安裝裝置吸嘴單元構(gòu)成的主要部分剖面圖。
圖2為對圖1所示的壓緊部所加的流體壓力進(jìn)行切換的電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器的動(dòng)作方框圖。
圖3為圖2的電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器動(dòng)作原理的說明圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例中對負(fù)荷(壓緊力)切換吸嘴單元進(jìn)行壓力切換的系統(tǒng)方框圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例中進(jìn)行負(fù)荷修正的系統(tǒng)方框圖。
圖6所示為圖5測量部分的動(dòng)作機(jī)構(gòu)圖。
圖7所示為本發(fā)明實(shí)施例中輸入電壓與實(shí)際負(fù)荷的負(fù)荷曲線圖。
圖8為本發(fā)明實(shí)施例中電子元器件安裝前壓緊力切換定時(shí)的說明圖。
圖9為本發(fā)明實(shí)施例中電子元器件安裝時(shí)壓緊力切換定時(shí)的說明圖。
圖10所示為以往的電子元器件安裝裝置整體概要構(gòu)成立體圖之一例。
圖11所示為圖10的吸嘴單元構(gòu)成的主要部分剖面圖。
本發(fā)明的最佳實(shí)施方式下面參照圖1至圖9說明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例中電子元器件安裝裝置吸嘴單元構(gòu)成的主要部分剖面圖。在圖1中，1為電子元器件，2為吸附保持電子元器件1的吸嘴，3為對吸嘴2在旋轉(zhuǎn)方向及高度方向進(jìn)行定位、且傳遞壓緊力的定位部。作為該定位部，可以采用滾珠花鍵等，特別有利的是利用鋼珠滾動(dòng)使得滑動(dòng)時(shí)的摩擦阻力小。4為承受流體壓力并變換為實(shí)際負(fù)荷的壓緊部。該壓緊部由活塞或橡皮構(gòu)成。作為活塞，可以使用淬火鋼一類的材料，特別是由于耐摩性及容易提高加工精度而能夠防止缸體(ホルダ-)與活塞間的流體泄漏這一點(diǎn)比較理想。另外，橡皮可以使用波形隔膜一類的構(gòu)件，特別其有利點(diǎn)是利用橡皮的滾動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)、滑動(dòng)阻力很小，以及無流體泄漏、所加的壓力容易均勻。5為進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)力，6為提高電動(dòng)機(jī)5的旋轉(zhuǎn)精度的減速部。作為該減速部，可以使用齒隙較小的諧波減速器或球式減速器。
圖2為對圖1所示的壓緊部4所加的流體壓力進(jìn)行切換的電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器40的動(dòng)作框圖，圖3為圖2的電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器40的動(dòng)作原理說明圖。下面就圖2及圖3所示的電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器40的動(dòng)作加以說明。首先，若輸入信號a增大，則壓電元件構(gòu)成的瓣閥7向著閉合小孔8的方向彎曲，背壓室9的壓力上升。前述壓力作用在隔膜10的上部，按下排氣閥11，與其連動(dòng)的閥門12向下運(yùn)動(dòng)，打開進(jìn)氣口13。供給壓力b的一部分通過進(jìn)氣口13形成輸出壓力C。該輸出壓力C通過傳感器14變換為電信號，反饋給控制器15。這樣，能夠?qū)ξ⑿〉膲毫M(jìn)行控制。然后，將作為目標(biāo)值的輸出壓力C作用在壓緊部4，變換為實(shí)際負(fù)荷。
圖4為對負(fù)荷(壓緊力)切換吸嘴單元20進(jìn)行壓力切換的系統(tǒng)框圖。在圖4中，壓力切換部40a為前述圖2及圖3已說明過的電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)整器40，壓力控制部40b將規(guī)定的負(fù)荷進(jìn)行D/A變換，將規(guī)定的電壓信號送至電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器40。定時(shí)切換部40c改變電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器40的電壓，改變定時(shí)，在主控制器進(jìn)行。
圖5為進(jìn)行負(fù)荷修正的系統(tǒng)框圖。在圖5中，測量部50a由測量用夾具的平衡應(yīng)變片18及測量實(shí)際負(fù)荷用的應(yīng)變片16構(gòu)成，控制存儲部50b為存儲前述測得的負(fù)荷結(jié)果用的主控制器。
圖6所示為圖5的測量部50a的動(dòng)作原理圖，其測量順序?yàn)椋紫?，吸?吸附平衡應(yīng)變片18，吸嘴2以下降速度V下降到設(shè)定的任意的吸嘴高度H，與應(yīng)變片16接觸(接地)。這時(shí)，如圖2及圖3所示，將每隔微小單位增加的電壓加到電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器40上，這時(shí)，利用應(yīng)變片16測量輸出的負(fù)荷，得到負(fù)荷曲線。這時(shí)的輸入電壓與實(shí)際負(fù)荷的關(guān)系示于圖7中，橫軸為加到電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器40上的輸入電壓(V)，縱軸為負(fù)荷測力器的實(shí)際負(fù)荷(Kgf)。也就是說，圖7中輸入電壓與實(shí)際負(fù)荷呈正比關(guān)系。
據(jù)此，將該負(fù)荷曲線作為數(shù)據(jù)輸入至電子元器件安裝裝置的控制器，根據(jù)前述數(shù)據(jù)，從作為目標(biāo)值的所需要的負(fù)荷求出應(yīng)該輸入至電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器40的電壓，能夠任意切換負(fù)荷。
圖8及圖9為負(fù)荷(壓緊力)切換吸嘴單元的壓緊力切換定時(shí)說明圖。這里，圖8表示電子元器件安裝前的壓緊力切換定時(shí)，圖中的17為電子電路基板。另外，圖8(1)及(2)表示吸嘴2的動(dòng)作變化狀態(tài)，圖8(3)及(4)表示低負(fù)荷及高負(fù)荷時(shí)的壓力曲線，圖8(5)表示安裝速度曲線，在用吸嘴2吸附保持電子元器件1的圖8(1)及圖8(5)所示的狀態(tài)下，從吸嘴原點(diǎn)高度H3的位置以高速度V1下降到圖8(2)及圖8(5)所示的吸嘴速度切換高度H2的位置。
在該吸嘴原點(diǎn)高度H3的時(shí)候，根據(jù)負(fù)荷曲線(圖7)，將指令輸入電壓(V)送給電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器40，在高負(fù)荷的情況(圖8(4))，將壓力從通常壓力P2切換至高壓力P3，在低負(fù)荷的情況(圖8(3))，將壓力從通常壓力P2切換至低壓力P1，使壓緊力切換吸嘴單元的加壓部的壓緊力改變。然后，吸嘴2下降到吸嘴速度切換高度H2的位置后，如圖8(5)所示，切換為低速度V2，再下降到電子電路基板17的上面、高度H1的位置，將負(fù)荷加在電子電路基板上的電子元器件1上進(jìn)行安裝。安裝后，在任意的吸嘴高度H處恢復(fù)通常壓力P2。
圖9所示為電子元器件安裝時(shí)的壓緊力切換定時(shí)，圖9(1)至(3)所示為吸嘴2的動(dòng)作變化狀態(tài)，圖9(4)及(5)所示為低負(fù)荷及高負(fù)荷時(shí)的壓力曲線，圖9(6)所示為吸附速度曲線。首先，在圖9(1)及圖9(6)所示的用吸嘴2吸附保持電子元器件1的狀態(tài)以高速度V1從吸嘴原點(diǎn)高度H3的位置下降到圖9(2)及圖9(6)所示的吸嘴速度切換高度H2的位置。然后，吸嘴2在下降到吸嘴速度切換高度H2的位置后，如圖9(6)所示切換至低速率V2，再將吸嘴2下降到圖9(3)所示的電子電路基板17的上面、高度H1的位置。在吸嘴2下降時(shí)，根據(jù)負(fù)荷曲線(圖7)，將指令的輸入電壓V送給電動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)器40，在高負(fù)荷的情況(圖9(5))，將壓力從通常壓力P2切換至高壓力P3，在低負(fù)荷的情況(圖9(4))，將壓力從通常壓力P2切換至低壓力P1。這樣，使壓緊力切換吸嘴單元的加壓部的壓緊力改變，將負(fù)荷加在電子電路基板上的電子元器件1上進(jìn)行安裝。安裝后，在任意的吸嘴高度H處恢復(fù)通常壓力P2。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的電子元器件安裝裝置，由于設(shè)有采用流體的任意壓緊力切換機(jī)構(gòu)，設(shè)有在進(jìn)行吸嘴更換以適應(yīng)電子元器件不同品種時(shí)采用應(yīng)變片自動(dòng)修正壓緊力的功能，以及設(shè)有按照任意的吸嘴高度將安裝下降速度切換為任意速度的功能，因此能夠減少目前對電子元器件造成的損壞，同時(shí)對于半導(dǎo)體元件等元器件、那種容易產(chǎn)生微細(xì)裂紋的部件也能夠適應(yīng)，可見大幅度改善了質(zhì)量。
另外，能夠安裝至今不可能安裝的接插件那樣的具有高負(fù)荷的異形電子元器件，因而能夠大幅度擴(kuò)展元器件對象，而且還能夠免除手工作業(yè)，能夠提高生產(chǎn)率及實(shí)現(xiàn)無人運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種電子元器件安裝裝置，在該電子元器件安裝裝置中，通過將電子元器件送至規(guī)定位置的元器件供給部，利用吸嘴單元將電子元器件安裝在由輸送部輸送、定位在規(guī)定位置的電子電路基板上；其特征在于，所述吸嘴單元具有吸附保持電子元器件的能夠自動(dòng)拆裝的吸嘴，在所述吸嘴旋轉(zhuǎn)方向及高度方向定位用的定位部，利用流體將所述吸嘴向下壓緊用的壓緊部，切換壓緊力用的流體壓力切換部，對所述吸嘴進(jìn)行壓緊力定時(shí)切換的定時(shí)切換部及控制所希望負(fù)荷的壓力控制部，使之能夠切換電子元器件的安裝負(fù)荷。
2.如權(quán)利要求1所述的電子元器件安裝裝置，其特征在于，所述壓緊力定時(shí)切換在將電子元器件安裝在電子電路基板之前、或者在安裝時(shí)進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求1所述的電子元器件安裝裝置，其特征在于，具有采用所述吸嘴吸附平衡應(yīng)變片并利用應(yīng)變片對安裝負(fù)荷進(jìn)行測量的測量部，以及預(yù)先存儲所述負(fù)荷測量結(jié)果的控制存儲部，能夠設(shè)定任意的安裝負(fù)荷。
4.如權(quán)利要求1所述的電子元器件安裝裝置，其特征在于，設(shè)有在任意的吸嘴高度位置將裝置下降速度切換為任意速度的功能。
全文摘要
本發(fā)明能夠減少對于電子元器件的沖擊負(fù)荷,通過大幅度擴(kuò)大負(fù)荷范圍,提高對于電子元器件的適應(yīng)能力,還能夠免除手工作業(yè),提高生產(chǎn)率及實(shí)現(xiàn)無人運(yùn)轉(zhuǎn)。吸嘴單元具有吸附保持電子元器件的能夠自動(dòng)折裝的吸嘴(2),在前述吸嘴旋轉(zhuǎn)方向及高度方向定位用的定位部(3),利用流體將吸嘴(2)向下壓緊用的壓緊部(4),切換壓緊力用的流體壓力切換部,切換前述吸嘴壓緊力定時(shí)的定時(shí)切換部及控制所希望負(fù)荷的壓力控制器。壓緊力定時(shí)切換可以在將電子元器件安裝在電子電路基板上之前或安裝時(shí)進(jìn)行。
文檔編號B23P21/00GK1197588SQ9719086
公開日1998年10月28日 申請日期1997年7月2日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月10日
發(fā)明者仕田智, 平井彌, 藤原宗良, 大田博, 本川裕一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社