部品実装装置
【課題】部品供給装置の装着互換性を向上させて、設備汎用化を促進することができる部品実装装置を提供することを目的とする。
【解決手段】トレイ２１を上下方向に複数段に積層して格納する格納部２３から取り出されたトレイ２１を格納部２３と搭載ヘッドによる部品取り出し位置Ｐとの間で搬送するトレイ搬送部２４において、基板搬送機構２に近接した側の先端部２４ａが、基板搬送機構２と部品供給部４Ｂとの間に設けられた作業ユニット配置スペース２８の上方へ突出することが許容される構成とする。これにより、搭載ヘッドの動作ストロークを延長することなくトレイ２１の全範囲を搭載ヘッドの取り出し可能範囲内に位置させることが可能となり、部品供給装置の装着互換性を向上させて、設備汎用化を促進することができる。
【解決手段】トレイ２１を上下方向に複数段に積層して格納する格納部２３から取り出されたトレイ２１を格納部２３と搭載ヘッドによる部品取り出し位置Ｐとの間で搬送するトレイ搬送部２４において、基板搬送機構２に近接した側の先端部２４ａが、基板搬送機構２と部品供給部４Ｂとの間に設けられた作業ユニット配置スペース２８の上方へ突出することが許容される構成とする。これにより、搭載ヘッドの動作ストロークを延長することなくトレイ２１の全範囲を搭載ヘッドの取り出し可能範囲内に位置させることが可能となり、部品供給装置の装着互換性を向上させて、設備汎用化を促進することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレイ供給装置によって供給されるトレイに収納された部品を搭載ヘッドによって取り出して基板に移送搭載する部品実装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
部品実装装置において、半導体チップなどの部品を供給する方法として、トレイフィーダを用いる方法が知られている。このトレイフィーダは複数の部品を平面状に収納したトレイを多段に格納しておき、トレイを順次引き出して部品供給位置まで移動させることにより、部品を供給するものである（例えば特許文献１参照）。トレイによる部品供給方式では、部品は平板状の部品収納エリアに複数の部品が平面配列で収納されているため、トレイフィーダから引き出されたトレイを、部品搭載機構の搭載ヘッドによる部品の取り出し可能範囲内に位置させる必要がある。このため、トレイによる部品供給方式の対象となる部品実装装置においては、引き出されたトレイの搬送位置と部品搭載機構における搭載ヘッドのストロークとの関連を適正に設定する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０１４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで近年部品実装ラインではフレキシブル生産に対応するため、ラインの汎用化が求められるようになっている。このため部品を供給するパーツフィーダとして、上述のトレイフィーダやテープに保持された状態の部品を供給するテープフィーダなどを必要に応じて使い分けることが可能な装着互換性が要求されている。しかしながら、従来のトレイフィーダにおいては、汎用型の部品実装装置にテープフィーダと装着互換性を持たせることが困難で、トレイフィーダがそのまま装着可能な機種が限定されていた。
【０００５】
すなわち、テープフィーダにおいては搭載ヘッドによる部品取り出し位置はフィーダ本体の前端部に固定され、搭載ヘッドはこの部品取り出し位置まで移動すればよいのに対し、トレイフィーダを用いる場合には、複数の部品を収納したトレイの全範囲に搭載ヘッドが移動する必要があるため、搭載ヘッドの移動ストロークをテープフィーダを対象とする場合よりも大きく設定する必要があった。このため従来の実装ラインにおいては、トレイフィーダの装着を可能とするために搭載ヘッドのストロークを予め長く設定したトレイフィーダ対応機種を準備するなどの、個別対応を余儀なくされており、部品供給装置の装着互換性が損なわれて設備汎用化の要請に反することとなっていた。
【０００６】
そこで本発明は、部品供給装置の装着互換性を向上させて、設備汎用化を促進することができる部品実装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の部品実装装置は、トレイ供給装置によって供給されるトレイに収納された部品を搭載ヘッドによって取り出して基板に移送搭載する部品実装装置であって、前記基板を搬送して実装作業位置に位置決めして保持する基板位置決め部と、少なくとも前記トレイ供給装置を含む複数種類の部品供給装置が装着可能な部品供給部と、前記部品供給部から前記搭載ヘッドによって部品を取り出して前記基板に搭載する部品搭載機構と、前記基板位置決め部と前記部品供給部との間に設けられ、前記搭載ヘッドに保持された前記部品を
下方から撮像して認識する部品認識装置を少なくとも含み、前記部品搭載機構による作業動作において補助的に必要とされる機能を果たすために用いられる作業ユニットが着脱自在に配置される作業ユニット配置スペースとを備え、前記トレイ供給装置は、前記トレイを上下方向に複数段に積層して格納する格納部と、前記トレイを前記格納部と前記搭載ヘッドによる前記部品の取り出し位置との間で搬送するトレイ搬送部とを有し、前記トレイ搬送部において前記基板位置決め部に近接した側の先端部が、前記作業ユニット配置スペースの上方へ突出する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、トレイを上下方向に複数段に積層して格納する格納部から取り出されたトレイを格納部と搭載ヘッドによる部品取り出し位置との間で搬送するトレイ搬送部において基板位置決め部に近接した側の先端部が、基板位置決め部と部品供給部との間に設けられた作業ユニット配置スペースの上方へ突出することが許容される構成とすることにより、搭載ヘッドの動作ストロークを延長することなくトレイの全範囲を搭載ヘッドの取り出し可能範囲内に位置させることが可能となり、部品供給装置の装着互換性を向上させて、設備汎用化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態の部品実装装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の部品実装装置の部分平面図
【図３】本発明の一実施の形態の部品実装装置の部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着されるトレイ供給装置の側面図
【図５】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着されるトレイ供給装置の部分断面図
【図６】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着されるトレイ供給装置の部分断面図
【図７】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着されるトレイ供給装置の動作説明図
【図８】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着されるトレイ供給装置の動作説明図
【図９】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着されるトレイ供給装置の動作説明図
【図１０】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着されるトレイ供給装置の動作説明図
【図１１】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着されるトレイ供給装置の動作説明図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１、図２，図３を参照して、部品実装装置１の構造を説明する。なお図３は、図２におけるＡ−Ａ断面を示している。図１において、基台１ａ上にはＸ方向に基板搬送機構２が配設されている。基板搬送機構２は部品が実装される基板３を搬送し、基板搬送機構２上に設定された実装作業位置に基板３を位置決めして保持する。したがって基板搬送機構２は基板３を実装作業位置において位置決めして保持する基板位置決め部となっている。基板搬送機構２の両側には基板３に実装される部品を供給する部品供給部４Ａ，４Ｂが配置されている。部品供給部４Ａ，４Ｂは、それぞれ基台１ａを切り込んで設けられた台車収納部１ｂに、台車５Ａ，５Ｂを着脱自在に収納した構成となっている。
【００１１】
部品供給部４Ａに収納される台車５Ａの上部に設けられたフィーダ装着テーブル５ａには、部品供給装置である複数のテープフィーダ６が並列して装着されている。フィーダ装
着テーブル５ａの下方には、チップ型部品などの小型の部品を保持したキャリアテープを巻回収納したテープリール７が、それぞれのテープフィーダ６に対応して配列されている。テープリール７から引き出されたキャリアテープは、テープフィーダ６によってピッチ送りされ、これによりキャリアテープに保持された部品は、後述する部品搭載機構の搭載ヘッド１７による部品取り出し位置へ供給される。
【００１２】
部品供給部４Ｂに収納される台車５Ｂの上部に設けられたフィーダ装着テーブル５ｂには、部品供給装置であるトレイ供給装置２０およびフラックス転写装置２２が装着されている。トレイ供給装置２０はバンプ付き部品２５を収納したトレイ２１を、搭載ヘッド１７による部品取り出し位置に供給する機能を有している。すなわち、部品実装装置１は、少なくともトレイ供給装置２０を含む複数種類の部品供給装置が装着可能な部品供給部４Ａ，４Ｂを備えた構成となっている。そしてトレイ供給装置２０とともに装着されるフラックス転写装置２２は、バンプ付き部品２５の基板３への搭載に先立って、バンプ付き部品２５に形成されたバンプ２５ａ（図４参照）などの接合用端子に塗布されるフラックス２６を、塗膜の状態で供給する機能を有している。
【００１３】
基台１ａのＸ方向の一端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸移動テーブル８がＹ方向に水平に配設されている。Ｙ軸移動テーブル８は水平方向に細長形状で設けられたビーム部材８ａを主体としており、ビーム部材８ａにはリニアレール８ｂが水平方向に配設されている。リニアレール８ｂには、リニアブロック９がＹ方向にスライド自在に嵌着している。リニアブロック９は、垂直姿勢で配設された矩形状の結合ブラケット１０を介して、リニア駆動機構を備えたＸ軸移動テーブル１３Ａ，１３Ｂと結合されている。
【００１４】
Ｘ軸移動テーブル１３Ａ、１３ＢはＸ方向に細長形状で設けられたビーム部材１３ａを主体としており、ビーム部材１３ａにはリニアレール１４が水平方向に配設されている。リニアレール１４には、垂直姿勢で配設された矩形状の結合ブラケット１６がリニアブロック（図示省略）を介してＸ方向にスライド自在に装着されており、結合ブラケット１６には搭載ヘッド１７が装着されている。搭載ヘッド１７は、結合ブラケット１６に結合されたリニア駆動機構によってＸ方向に移動する。
【００１５】
搭載ヘッド１７は複数の単位搭載ヘッド１８を備えた多連型ヘッドであり、それぞれの単位搭載ヘッド１８の下端部に設けられたノズル装着部には部品を吸着して保持する吸着ノズル１８ａが装着されている。吸着ノズル１８ａは、単位搭載ヘッド１８に内蔵されたノズル昇降機構によって昇降する。Ｙ軸移動テーブル８、Ｘ軸移動テーブル１３を駆動することにより搭載ヘッド１７はＸ方向、Ｙ方向に移動し、これにより各単位搭載ヘッド１８は部品供給部４Ａのテープフィーダ６、部品供給部４Ｂのトレイ供給装置２０によって供給されるトレイ２１から部品を取り出して、基板搬送機構２に位置決めされた基板３に移送搭載する。
【００１６】
Ｙ軸移動テーブル８、Ｘ軸移動テーブル１３は、搭載ヘッド１７を部品供給部４Ａ，４Ｂと基板搬送機構２との間で移動させるヘッド移動機構を構成し、さらにこのヘッド移動機構および搭載ヘッド１７は、部品供給部４Ａ，４Ｂから部品を取り出して基板３に移送搭載する部品搭載機構を構成する。このヘッド移動機構による移動において、搭載ヘッド１７は図２，図３に示す移動ストロークＳの範囲でＹ方向に移動可能となっている。
【００１７】
図２、図３に示すように、台車５Ｂのフィーダ装着テーブル５ｂに装着されたトレイ供給装置２０は、トレイ２１を複数段に積層して格納する格納部２３と、トレイ２１を格納部２３とバンプ付き部品２５を搭載ヘッド１７によって取り出すための部品取出し位置Ｐとの間で搬送（矢印ａ、ｂ）するトレイ搬送部２４とを備えた構成となっている。部品取出し位置Ｐは、バンプ付き部品２５を収納した全ての部品収納範囲が搭載ヘッド１７のＹ
方向の移動ストロークＳの範囲内に収まるように設定されている。そして格納部２３から部品取り出し位置Ｐまで搬送されたトレイ２１を対象として、図３に示すように、搭載ヘッド１７によるバンプ付き部品２５の取り出しおよび基板３への移送搭載が行われる（矢印ｃ）。バンプ付き部品２５が取り出されて空となったトレイ２１＊は、トレイ搬送部２４によって格納部２３に戻し入れされる。
【００１８】
フラックス転写装置２２は搭載ヘッド１７のストローク範囲Ｓ内に配置されており、バンプ付き部品２５の基板３への搭載に際しては、吸着ノズル１８ａにバンプ付き部品２５を保持した搭載ヘッド１７をフラックス転写装置２２の上方に移動させる。図２に示すように、フラックス転写装置２２は平滑な底面を有する略矩形箱形状の転写ステージ２２ａに成膜スキージ２７を組み合わせて構成されている。転写ステージ２２ａ内にフラックス２６を供給した状態で、成膜スキージ２７をＸ方向に移動させるスキージング動作を行うことにより、転写ステージ２２ａ内には、フラックス２６を所定の膜厚に延展した塗膜が形成される。そしてバンプ付き部品２５を保持した搭載ヘッド１７を転写ステージ２２ａに対して昇降させることにより、バンプ付き部品２５のバンプ２５ａ（図４参照）には、フラックス２６が転写により塗布される。
【００１９】
すなわち本実施の形態に示す部品実装装置１は、少なくともトレイ供給装置２０を含む複数種類の部品供給装置が装着可能な部品供給部４Ａ，４Ｂを備え、トレイ供給装置２０によって供給されるトレイ２１に収納されたバンプ付き部品２５を、搭載ヘッド１７によって取り出して基板３に移送搭載する構成となっている。そしてトレイ供給装置２０は、部品供給部４Ｂに着脱自在に収納される台車５Ｂに装着されており、台車５Ｂにはトレイ２１から取り出されたバンプ付き部品２５にフラックス２６を転写するためのフラックス転写装置２２が併せて装着される形態となっている。
【００２０】
図２に示すように、部品供給部４Ｂと基板搬送機構２との間には部品認識装置１９が配設されており、部品供給部４Ｂからバンプ付き部品２５を取り出した搭載ヘッド１７が部品認識装置１９の上方を移動することにより、部品認識装置１９は搭載ヘッド１７に保持された状態のバンプ付き部品２５を撮像して認識する。バンプ付き部品２５を基板３に実装する際には、この認識結果に基づいて部品搭載時の位置補正が行われる。
【００２１】
基台１ａの上面において基板搬送機構２と部品供給部４Ｂとの間には、波線枠で示す作業ユニット配置スペース２８が設けられている。作業ユニット配置スペース２８は上述の部品認識装置１９のように、搭載ヘッド１７によって部品供給部４Ｂからバンプ付き部品２５などの部品を取り出して基板３に移送搭載する部品搭載作業において、補助的に必要とされる機能を果たすために用いられる作業ユニットが必要に応じて配置される。このような作業ユニットとしては、例えば部品認識装置１９以外に、部品供給部４Ｂによって供給される複数種類の部品に対応した吸着ノズル１８ａを交換自在に収納するノズルストッカ２９などがある。部品供給部４Ｂに台車５Ａと同様に複数のテープフィーダ６が装着されるような場合には、作業ユニット配置スペース２８内の鎖線枠で示す位置に、ノズルストッカ２９が配置される。
【００２２】
すなわち部品実装装置１には、搭載ヘッド１７に保持されたバンプ付き部品２５を下方から撮像して認識する部品認識装置１９を少なくとも含み、部品搭載機構による作業動作において補助的に必要とされる機能を果たすために用いられる作業ユニットが必要に応じて着脱自在に配置される作業ユニット配置スペース２８が設けられている。そして本実施の形態においては、図２に示すように、トレイ搬送部２４において基板位置決め部である基板搬送機構２に近接した側の先端部２４ａが、作業ユニット配置スペース２８の上方へ突出する形態となっている。
【００２３】
部品供給部４Ｂにトレイ供給装置２０が装着された台車５Ｂをセットする場合には、ノズルストッカ２９など先端部２４ａと位置的に干渉する作業ユニットは取り外される。このように、基板搬送機構２の方向に突出したトレイ搬送部２４を備えたトレイ供給装置２０を、部品供給部４Ｂに選択的に装着する場合において、トレイ搬送部２４の先端部２４ａが作業ユニット配置スペース２８の上方に突出することを許容することにより、Ｙ方向の寸法が大きいタイプのトレイ２１を用いる場合にあっても、Ｙ軸移動テーブル８の移動ストロークを延長することなく、トレイ２１を搭載ヘッド１７のＹ方向の移動ストロークＳ内に位置させることができる。
【００２４】
次に、図４，図５，図６を参照して、トレイ供給装置２０の詳細構成を説明する。なお図５、図６（ａ）は、図４におけるＢ−Ｂ矢視、Ｃ−Ｃ断面をそれぞれ示している。各図において、格納部２３は平面視して矩形断面形状を有する箱形のケーシングであり、Ｘ平面を形成してＹ方向に対向する２つのガイド部材３０ａ、Ｙ平面を形成してＸ方向に対向する２つのガイド部材３０ｂによって、上下方向に段積みされた状態の複数のトレイ２１を保持格納する構成となっている。それぞれのガイド部材３０ｂには、格納部２３内においてトレイ２１を上下方向に移動させるためのトレイ昇降機構３６が配設されている。
【００２５】
格納部２３は、トレイ搬送部２４による搬送レベルＬによって上下に上格納部２３Ａ、下格納部２３Ｂに分割されており、上格納部２３Ａにはバンプ付き部品２５が収納された状態の複数のトレイ２１が段積み状態で格納される。ガイド部材３０ｂの上部は中央部が切除されており、マシンオペレータが複数の新たなトレイ２１を上格納部２３Ａ内に上方から格納する際には、この切除部分を利用してトレイ２１の両側面を把持することにより、トレイ２１のハンドリングを行う。また下格納部２３Ｂには、バンプ付き部品２５が取り出された後の空の複数のトレイ２１＊が、底板３０ｄ上に段積み状態で順次格納される。
【００２６】
図４、図５に示すように、トレイ２１には複数の凹部２１ａが格子配列で形成されており、それぞれの凹部２１ａには下面にバンプ２５ａが形成されたバンプ付き部品２５が収納されている。トレイ２１の下面２１ｅには、両端の縁部に沿って凸部２１ｄが突設されており、以下に説明する搬送レール３１上をトレイ２１が搬送される際には、凸部２１ｄを搬送レール３１のスライド面３１ａに沿って摺接させる。
【００２７】
トレイ搬送部２４は、格納部２３の前面（トレイ２１の取り出し方向・・図４において右側）から、２条の搬送レール３１を水平方向に延出させた構成となっている。搬送レール３１は、格納部２３から取り出されたトレイ２１がスライドするスライド面３１ａを搬送レベルＬに位置させて水平に設けられている。格納部２３から取り出されたトレイ２１は、凸部２１ｄをスライド面３１ａに摺接させてＹ方向にスライドし、このときトレイ２１の側端面は、搬送レール３１に設けられたガイド面３１ｂ（図５）によってガイドされる。
【００２８】
２条の搬送レール３１の中間には、搬送駆動部４０が配設されている。搬送駆動部４０は、搬送レール３１に沿って移動自在に設けられた搬送部材４６を、ベルト４４によってＹ方向に往復駆動する構成となっている。すなわち、格納部２３の前面に配設されたモータ４１の出力軸には駆動プーリ４２が装着されており、駆動プーリ４２とトレイ搬送部２４の先端部２４ａに配設された従動プーリ４３には、ベルト４４がＹ水平方向に調帯されている。上側のベルト４４には、結合部材４５ａを介して移動プレート４５が結合されており、移動プレート４５の上面には搬送部材４６が固着されている。
【００２９】
搬送部材４６の格納部２３側の側面には係止凹部４６ａが形成されており、トレイ２１の前面に搬送部材４６を接近させた状態では、トレイ２１の取り出し方向における前面側
の係止端部２１ｂは、搬送部材４６の係止凹部４６ａに嵌合する。トレイ２１の係止端部２１ｂには、下面側に開口した形状のピン嵌合孔２１ｃ（被係合部）が形成されている。搬送部材４６には、係止凹部４６ａ内に下方から突出する係止ピン４７（係合部）が、ピン駆動部４７ａによって突没自在に設けられている。係止端部２１ｂを係止凹部４６ａ内に嵌合させた状態でピン駆動部４７ａを駆動することにより、係止ピン４７がピン嵌合孔２１ｃ内に突出し、これによりトレイ２１の前面側は搬送部材４６に係合される。すなわち、搬送部材４６は、トレイ２１の取り出し方向における前面側に設けられた被係合部と係合する係合部を備えた構成となっている。
【００３０】
この状態でモータ４１を正逆回転駆動することにより、ベルト４４は往復動し（矢印ｄ、ｅ）、これにより、搬送部材４６は係合状態にあるトレイ２１とともにＹ方向に往復動する。すなわち上格納部２３Ａに段積みされた複数のトレイ２１から切り出された最下段のトレイ２１は、搬送部材４６によって引き出されてスライド面３１ａに沿ってガイド面３１ｂによってガイドされながら、図２に示す部品取り出し位置Ｐまで搬送される。そしてここで搭載ヘッド１７によってバンプ付き部品２５が取り出されて空になった後のトレイ２１＊は、トレイ搬送部２４を逆送されて格納部２３に戻し入れられ、下格納部２３Ｂ内に格納される。
【００３１】
すなわち、搬送駆動部４０は、搬送部材４６を搬送レール３１に沿って駆動することにより、バンプ付き部品２５を収納したトレイ２１を格納部２３から取り出し、さらにバンプ付き部品２５が取り出された後の空のトレイ２１＊を格納部２３内に戻し入れする機能を有している。なお、搬送駆動部４０の構成としてここでは、モータ４１によってベルト４４を往復動させる構成例を示しているが、搬送部材４６を直線往復動させることが可能な駆動機構であれば、ベルト駆動方式以外の各種の直動機構を採用してもよい。
【００３２】
次に、格納部２３においてトレイ２１を上下方向に移動させるトレイ昇降機構３６の構成について説明する。トレイ昇降機構３６は、図４に示すように、両側のガイド部材３０ｂに上側から順に配設されたトレイ切り出し部３２、上トレイ移動部３３、下トレイ移動部３４および段積み収納部３５より構成される。トレイ切り出し部３２、上トレイ移動部３３、下トレイ移動部３４および段積み収納部３５はいずれも爪駆動機構３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ、３５ｂによって突没する切り出し爪３２ａ，上トレイ移動爪３３ａ，下トレイ移動爪３４ａおよび段積み収納爪３５ａを１対で備えており、切り出し爪３２ａ，上トレイ移動爪３３ａ，下トレイ移動爪３４ａおよび段積み収納爪３５ａを格納部２３内に突出させることにより、トレイ２１を下面側から支持する機能を有している。
【００３３】
ここで、図６（ｂ）に示すように、トレイ切り出し部３２、上トレイ移動部３３、下トレイ移動部３４、段積み収納部３５のうち、トレイ切り出し部３２および段積み収納部３５は、切り出し爪３２ａ、段積み収納爪３５ａをトレイ２１の下面２１ｅに当接させることによりトレイ２１を支持する。また上トレイ移動部３３および下トレイ移動部３４は、上トレイ移動爪３３ａ、下トレイ移動爪３４ａをトレイ２１の凸部２１ｄの下面に当接させることによりトレイ２１を支持するようになっている。
【００３４】
図６（ａ）に示すように、トレイ切り出し部３２、上トレイ移動部３３、下トレイ移動部３４、段積み収納部３５のうち、最上段に位置するトレイ切り出し部３２は上下方向の位置が固定となっている。トレイ切り出し部３２は、上格納部２３Ａに格納された複数の段積み状態のトレイ２１のうち、最下段に位置する１枚のトレイ２１のみを所定の固定された高さ位置において下方に切り出す機能を有している。上トレイ移動部３３、下トレイ移動部３４は、所定の高さ間隔Ｄを隔てて相対位置が固定されるとともに、第１昇降機構３７によって昇降が自在となっている（矢印ｆ）。これにより、上トレイ移動部３３は、上格納部２３Ａにおいてトレイ切り出し部３２によって切り出されたトレイ２１を下方か
ら支持し、トレイ搬送部２４による搬送レベルＬまで移動させる機能を有している。また下トレイ移動部３４は、バンプ付き部品２５が取り出されて格納部２３に戻し入れられて搬送レベルＬに位置する空のトレイ２１＊を、下格納部２３Ｂに移動させる機能を有している。
【００３５】
ここで、上トレイ移動部３３、下トレイ移動部３４の高さ間隔Ｄおよびトレイ切り出し部３２の高さ位置は、下トレイ移動部３４の高さ位置が搬送レベルＬに一致した状態において、トレイ切り出し部３２が上格納部２３Ａ内に格納された複数枚のトレイ２１のうちの最下段に位置する１枚のトレイ２１を切り出して上トレイ移動部３３に支持させることができるような位置関係に設定される（図７（ａ）に示す状態参照）。さらに段積み収納部３５は第２昇降機構３８によって昇降が自在となっており（矢印ｇ）、下トレイ移動部３４によって下方に移動した空のトレイ２１＊を受け取って、下格納部２３Ｂにおいて段積みする機能を有している。この段積み収納部３５と下トレイ移動部３４との位置関係において、段積み収納部３５は下トレイ移動部３４の高さ位置の上方まで移動できるようになっており、これにより下トレイ移動部３４によって支持されたトレイ２１を、段積み収納部３５に受け渡すことが可能となっている。
【００３６】
次に図７〜図１１を参照して、格納部２３におけるトレイ２１の移動動作について説明する。まず図７（ａ）に示すように、上格納部２３Ａに上方から所定枚数のトレイ２１を段積み状態で供給する（矢印ｈ）。このとき、第１昇降機構３７によって上トレイ移動部３３、下トレイ移動部３４をともに上昇させて、下トレイ移動部３４を搬送レベルＬに位置させる。そして上トレイ移動部３３の上トレイ移動爪３３ａが突出した状態で、トレイ２１を上方から上格納部２３Ａ内に載置する。これにより、上格納部２３Ａ内では段積みされた複数枚のトレイ２１が上トレイ移動部３３によって支持された状態、すなわち最下段のトレイ２１の凸部２１ｄを上トレイ移動爪３３ａによって支持した状態となる。
【００３７】
次いで図７（ｂ）に示すように、段積みされた複数枚のトレイ２１から、最下段のトレイ２１を切り出す。すなわち、まずトレイ切り出し部３２の切り出し爪３２ａを突出させることにより、最下段のトレイ２１の直上に位置するトレイ２１の下面を切り出し爪３２ａによって保持する。そしてこの状態で、第１昇降機構３７（図６）を駆動して上トレイ移動部３３の高さ位置が搬送レベルＬと一致するように、上トレイ移動部３３および下トレイ移動部３４を下降させる。これにより、上トレイ移動部３３によって支持された状態の最下段のトレイ２１は、搬送レベルＬまで移動する（矢印ｉ）。次いで、トレイ２１の取り出しが行われる。すなわち図８（ａ）に示すように、搬送駆動部４０のモータ４１を回転駆動してベルト４４をトレイ受け取り方向（矢印ｊ方向）へ移動させ、係止ピン４７をトレイ２１に係合させる（図４参照）。
【００３８】
そしてこの状態からモータ４１を回転駆動して、ベルト４４をトレイ取り出し方向（矢印ｋ方向）へ移動させることにより、トレイ２１は係止ピン４７によって引き出され、搭載ヘッド１７によってバンプ付き部品２５を取り出すための部品取り出し位置Ｐに位置する。この後、搭載ヘッド１７による部品取り出しが実行され、空状態となったトレイ２１は、逆方向（矢印ｌ方向）に搬送され、格納部２３に戻し入れされる。すなわち図９（ａ）に示すように、予め第１昇降機構３７を駆動して下トレイ移動部３４の高さ位置を搬送レベルＬに位置させた状態で、トレイ２１を格納部２３内に搬入する。これにより、空のトレイ２１＊は下トレイ移動部３４の下トレイ移動爪３４ａによって凸部２１ｄの下面を支持された状態となる。そしてこの状態では、上トレイ移動部３３は、上格納部２３Ａにおいて段積みされた状態の複数枚のトレイ２１の最下段のトレイ２１を、上トレイ移動爪３３ａによって支持した状態となる。
【００３９】
次いで第１昇降機構３７を駆動して、図９（ｂ）に示すように、上トレイ移動部３３、
下トレイ移動部３４を下降させる。これにより上トレイ移動部３３によって支持された新たなトレイ２１が搬送レベルＬに移動する（矢印ｍ）。また下トレイ移動部３４によって支持された空のトレイ２１＊は、下格納部２３Ｂへ下降して、段積み収納部３５への受け渡し位置まで移動する（矢印ｎ）。そしてここで、空のトレイ２１＊の段積み収納部３５への受け渡しが行われる。すなわち第２昇降機構３８を駆動して、図１０（ａ）に示すように、段積み収納爪３５ａを突出させた状態の段積み収納部３５を上昇させ（矢印ｏ）、トレイ２１＊の下面を段積み収納爪３５ａによって支持することにより、下トレイ移動部３４によって保持された状態のトレイ２１＊を下方から掬い取る。
【００４０】
次いで、下トレイ移動爪３４ａを没入させた後、第２昇降機構３８を駆動して、図１０（ｂ）に示すように、段積み収納部３５を空のトレイ２１＊とともに下降させる。そしてトレイ２１＊を下格納部２３Ｂの底板３０ｄ上に載置した後、図１１に示すように、段積み収納部３５を上昇させるとともに、上トレイ移動部３３、下トレイ移動部３４をともに上昇させる。これにより、図７（ａ）に示す状態に戻り、これ以降、同様の動作が反復して実行される。
【００４１】
上記説明したように、本実施の形態に示す部品実装装置１は、トレイ２１を上下方向に複数段に積層して格納する格納部２３から取り出されたトレイ２１を格納部２３と搭載ヘッド１７による部品取り出し位置Ｐとの間で搬送するトレイ搬送部２４を有する構成において、このトレイ搬送部２４において基板搬送機構２に近接した側の先端部２４ａが、基板搬送機構２と部品供給部４Ｂとの間に設けられた作業ユニット配置スペース２８の上方へ突出することが許容される構成としたものである。
【００４２】
これにより、搭載ヘッド１７の動作ストロークを延長することなくトレイ２１の全範囲を搭載ヘッド１７の取り出し可能範囲内に位置させることが可能となる。したがって、実装対象の基板品種に応じて、トレイ供給装置２０が装着された台車５Ｂやテープフィーダ６が装着された台車５Ａなどの部品供給装置を交換して装着する際の装着互換性を向上させて、設備汎用化を促進することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の部品実装装置は、部品供給装置の装着互換性を向上させて、設備汎用化を促進することができるという利点を有し、トレイに収納された形態で供給される部品を基板に実装する分野に有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 部品実装装置
３ 基板
４Ａ，４Ｂ 部品供給部
５Ａ，５Ｂ 台車
６ テープフィーダ
８ Ｙ軸移動テーブル
１７ 搭載ヘッド
１９ 部品認識装置
２０ トレイ供給装置
２１ トレイ
２１ｃ ピン嵌合孔
２２ フラックス転写装置
２３ 格納部
２３Ａ 上格納部
２３Ｂ 下格納部
２４ トレイ搬送部
２４ａ 先端部
２５ バンプ付き部品
２６ フラックス
２８ 作業ユニット配置スペース
３１ 搬送レール
３１ａ スライド面
３２ トレイ切り出し部
３３ 上トレイ移動部
３４ 下トレイ移動部
３５ 段積み収納部
３６ トレイ昇降機構
４０ 搬送駆動部
４６ 搬送部材
４７ 係止ピン
Ｓ 移動ストローク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレイ供給装置によって供給されるトレイに収納された部品を搭載ヘッドによって取り出して基板に移送搭載する部品実装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
部品実装装置において、半導体チップなどの部品を供給する方法として、トレイフィーダを用いる方法が知られている。このトレイフィーダは複数の部品を平面状に収納したトレイを多段に格納しておき、トレイを順次引き出して部品供給位置まで移動させることにより、部品を供給するものである（例えば特許文献１参照）。トレイによる部品供給方式では、部品は平板状の部品収納エリアに複数の部品が平面配列で収納されているため、トレイフィーダから引き出されたトレイを、部品搭載機構の搭載ヘッドによる部品の取り出し可能範囲内に位置させる必要がある。このため、トレイによる部品供給方式の対象となる部品実装装置においては、引き出されたトレイの搬送位置と部品搭載機構における搭載ヘッドのストロークとの関連を適正に設定する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０１４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで近年部品実装ラインではフレキシブル生産に対応するため、ラインの汎用化が求められるようになっている。このため部品を供給するパーツフィーダとして、上述のトレイフィーダやテープに保持された状態の部品を供給するテープフィーダなどを必要に応じて使い分けることが可能な装着互換性が要求されている。しかしながら、従来のトレイフィーダにおいては、汎用型の部品実装装置にテープフィーダと装着互換性を持たせることが困難で、トレイフィーダがそのまま装着可能な機種が限定されていた。
【０００５】
すなわち、テープフィーダにおいては搭載ヘッドによる部品取り出し位置はフィーダ本体の前端部に固定され、搭載ヘッドはこの部品取り出し位置まで移動すればよいのに対し、トレイフィーダを用いる場合には、複数の部品を収納したトレイの全範囲に搭載ヘッドが移動する必要があるため、搭載ヘッドの移動ストロークをテープフィーダを対象とする場合よりも大きく設定する必要があった。このため従来の実装ラインにおいては、トレイフィーダの装着を可能とするために搭載ヘッドのストロークを予め長く設定したトレイフィーダ対応機種を準備するなどの、個別対応を余儀なくされており、部品供給装置の装着互換性が損なわれて設備汎用化の要請に反することとなっていた。
【０００６】
そこで本発明は、部品供給装置の装着互換性を向上させて、設備汎用化を促進することができる部品実装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の部品実装装置は、トレイ供給装置によって供給されるトレイに収納された部品を搭載ヘッドによって取り出して基板に移送搭載する部品実装装置であって、前記基板を搬送して実装作業位置に位置決めして保持する基板位置決め部と、少なくとも前記トレイ供給装置を含む複数種類の部品供給装置が装着可能な部品供給部と、前記部品供給部から前記搭載ヘッドによって部品を取り出して前記基板に搭載する部品搭載機構と、前記基板位置決め部と前記部品供給部との間に設けられ、前記搭載ヘッドに保持された前記部品を
下方から撮像して認識する部品認識装置を少なくとも含み、前記部品搭載機構による作業動作において補助的に必要とされる機能を果たすために用いられる作業ユニットが着脱自在に配置される作業ユニット配置スペースとを備え、前記トレイ供給装置は、前記トレイを上下方向に複数段に積層して格納する格納部と、前記トレイを前記格納部と前記搭載ヘッドによる前記部品の取り出し位置との間で搬送するトレイ搬送部とを有し、前記トレイ搬送部において前記基板位置決め部に近接した側の先端部が、前記作業ユニット配置スペースの上方へ突出する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、トレイを上下方向に複数段に積層して格納する格納部から取り出されたトレイを格納部と搭載ヘッドによる部品取り出し位置との間で搬送するトレイ搬送部において基板位置決め部に近接した側の先端部が、基板位置決め部と部品供給部との間に設けられた作業ユニット配置スペースの上方へ突出することが許容される構成とすることにより、搭載ヘッドの動作ストロークを延長することなくトレイの全範囲を搭載ヘッドの取り出し可能範囲内に位置させることが可能となり、部品供給装置の装着互換性を向上させて、設備汎用化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態の部品実装装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の部品実装装置の部分平面図
【図３】本発明の一実施の形態の部品実装装置の部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着されるトレイ供給装置の側面図
【図５】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着されるトレイ供給装置の部分断面図
【図６】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着されるトレイ供給装置の部分断面図
【図７】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着されるトレイ供給装置の動作説明図
【図８】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着されるトレイ供給装置の動作説明図
【図９】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着されるトレイ供給装置の動作説明図
【図１０】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着されるトレイ供給装置の動作説明図
【図１１】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着されるトレイ供給装置の動作説明図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１、図２，図３を参照して、部品実装装置１の構造を説明する。なお図３は、図２におけるＡ−Ａ断面を示している。図１において、基台１ａ上にはＸ方向に基板搬送機構２が配設されている。基板搬送機構２は部品が実装される基板３を搬送し、基板搬送機構２上に設定された実装作業位置に基板３を位置決めして保持する。したがって基板搬送機構２は基板３を実装作業位置において位置決めして保持する基板位置決め部となっている。基板搬送機構２の両側には基板３に実装される部品を供給する部品供給部４Ａ，４Ｂが配置されている。部品供給部４Ａ，４Ｂは、それぞれ基台１ａを切り込んで設けられた台車収納部１ｂに、台車５Ａ，５Ｂを着脱自在に収納した構成となっている。
【００１１】
部品供給部４Ａに収納される台車５Ａの上部に設けられたフィーダ装着テーブル５ａには、部品供給装置である複数のテープフィーダ６が並列して装着されている。フィーダ装
着テーブル５ａの下方には、チップ型部品などの小型の部品を保持したキャリアテープを巻回収納したテープリール７が、それぞれのテープフィーダ６に対応して配列されている。テープリール７から引き出されたキャリアテープは、テープフィーダ６によってピッチ送りされ、これによりキャリアテープに保持された部品は、後述する部品搭載機構の搭載ヘッド１７による部品取り出し位置へ供給される。
【００１２】
部品供給部４Ｂに収納される台車５Ｂの上部に設けられたフィーダ装着テーブル５ｂには、部品供給装置であるトレイ供給装置２０およびフラックス転写装置２２が装着されている。トレイ供給装置２０はバンプ付き部品２５を収納したトレイ２１を、搭載ヘッド１７による部品取り出し位置に供給する機能を有している。すなわち、部品実装装置１は、少なくともトレイ供給装置２０を含む複数種類の部品供給装置が装着可能な部品供給部４Ａ，４Ｂを備えた構成となっている。そしてトレイ供給装置２０とともに装着されるフラックス転写装置２２は、バンプ付き部品２５の基板３への搭載に先立って、バンプ付き部品２５に形成されたバンプ２５ａ（図４参照）などの接合用端子に塗布されるフラックス２６を、塗膜の状態で供給する機能を有している。
【００１３】
基台１ａのＸ方向の一端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸移動テーブル８がＹ方向に水平に配設されている。Ｙ軸移動テーブル８は水平方向に細長形状で設けられたビーム部材８ａを主体としており、ビーム部材８ａにはリニアレール８ｂが水平方向に配設されている。リニアレール８ｂには、リニアブロック９がＹ方向にスライド自在に嵌着している。リニアブロック９は、垂直姿勢で配設された矩形状の結合ブラケット１０を介して、リニア駆動機構を備えたＸ軸移動テーブル１３Ａ，１３Ｂと結合されている。
【００１４】
Ｘ軸移動テーブル１３Ａ、１３ＢはＸ方向に細長形状で設けられたビーム部材１３ａを主体としており、ビーム部材１３ａにはリニアレール１４が水平方向に配設されている。リニアレール１４には、垂直姿勢で配設された矩形状の結合ブラケット１６がリニアブロック（図示省略）を介してＸ方向にスライド自在に装着されており、結合ブラケット１６には搭載ヘッド１７が装着されている。搭載ヘッド１７は、結合ブラケット１６に結合されたリニア駆動機構によってＸ方向に移動する。
【００１５】
搭載ヘッド１７は複数の単位搭載ヘッド１８を備えた多連型ヘッドであり、それぞれの単位搭載ヘッド１８の下端部に設けられたノズル装着部には部品を吸着して保持する吸着ノズル１８ａが装着されている。吸着ノズル１８ａは、単位搭載ヘッド１８に内蔵されたノズル昇降機構によって昇降する。Ｙ軸移動テーブル８、Ｘ軸移動テーブル１３を駆動することにより搭載ヘッド１７はＸ方向、Ｙ方向に移動し、これにより各単位搭載ヘッド１８は部品供給部４Ａのテープフィーダ６、部品供給部４Ｂのトレイ供給装置２０によって供給されるトレイ２１から部品を取り出して、基板搬送機構２に位置決めされた基板３に移送搭載する。
【００１６】
Ｙ軸移動テーブル８、Ｘ軸移動テーブル１３は、搭載ヘッド１７を部品供給部４Ａ，４Ｂと基板搬送機構２との間で移動させるヘッド移動機構を構成し、さらにこのヘッド移動機構および搭載ヘッド１７は、部品供給部４Ａ，４Ｂから部品を取り出して基板３に移送搭載する部品搭載機構を構成する。このヘッド移動機構による移動において、搭載ヘッド１７は図２，図３に示す移動ストロークＳの範囲でＹ方向に移動可能となっている。
【００１７】
図２、図３に示すように、台車５Ｂのフィーダ装着テーブル５ｂに装着されたトレイ供給装置２０は、トレイ２１を複数段に積層して格納する格納部２３と、トレイ２１を格納部２３とバンプ付き部品２５を搭載ヘッド１７によって取り出すための部品取出し位置Ｐとの間で搬送（矢印ａ、ｂ）するトレイ搬送部２４とを備えた構成となっている。部品取出し位置Ｐは、バンプ付き部品２５を収納した全ての部品収納範囲が搭載ヘッド１７のＹ
方向の移動ストロークＳの範囲内に収まるように設定されている。そして格納部２３から部品取り出し位置Ｐまで搬送されたトレイ２１を対象として、図３に示すように、搭載ヘッド１７によるバンプ付き部品２５の取り出しおよび基板３への移送搭載が行われる（矢印ｃ）。バンプ付き部品２５が取り出されて空となったトレイ２１＊は、トレイ搬送部２４によって格納部２３に戻し入れされる。
【００１８】
フラックス転写装置２２は搭載ヘッド１７のストローク範囲Ｓ内に配置されており、バンプ付き部品２５の基板３への搭載に際しては、吸着ノズル１８ａにバンプ付き部品２５を保持した搭載ヘッド１７をフラックス転写装置２２の上方に移動させる。図２に示すように、フラックス転写装置２２は平滑な底面を有する略矩形箱形状の転写ステージ２２ａに成膜スキージ２７を組み合わせて構成されている。転写ステージ２２ａ内にフラックス２６を供給した状態で、成膜スキージ２７をＸ方向に移動させるスキージング動作を行うことにより、転写ステージ２２ａ内には、フラックス２６を所定の膜厚に延展した塗膜が形成される。そしてバンプ付き部品２５を保持した搭載ヘッド１７を転写ステージ２２ａに対して昇降させることにより、バンプ付き部品２５のバンプ２５ａ（図４参照）には、フラックス２６が転写により塗布される。
【００１９】
すなわち本実施の形態に示す部品実装装置１は、少なくともトレイ供給装置２０を含む複数種類の部品供給装置が装着可能な部品供給部４Ａ，４Ｂを備え、トレイ供給装置２０によって供給されるトレイ２１に収納されたバンプ付き部品２５を、搭載ヘッド１７によって取り出して基板３に移送搭載する構成となっている。そしてトレイ供給装置２０は、部品供給部４Ｂに着脱自在に収納される台車５Ｂに装着されており、台車５Ｂにはトレイ２１から取り出されたバンプ付き部品２５にフラックス２６を転写するためのフラックス転写装置２２が併せて装着される形態となっている。
【００２０】
図２に示すように、部品供給部４Ｂと基板搬送機構２との間には部品認識装置１９が配設されており、部品供給部４Ｂからバンプ付き部品２５を取り出した搭載ヘッド１７が部品認識装置１９の上方を移動することにより、部品認識装置１９は搭載ヘッド１７に保持された状態のバンプ付き部品２５を撮像して認識する。バンプ付き部品２５を基板３に実装する際には、この認識結果に基づいて部品搭載時の位置補正が行われる。
【００２１】
基台１ａの上面において基板搬送機構２と部品供給部４Ｂとの間には、波線枠で示す作業ユニット配置スペース２８が設けられている。作業ユニット配置スペース２８は上述の部品認識装置１９のように、搭載ヘッド１７によって部品供給部４Ｂからバンプ付き部品２５などの部品を取り出して基板３に移送搭載する部品搭載作業において、補助的に必要とされる機能を果たすために用いられる作業ユニットが必要に応じて配置される。このような作業ユニットとしては、例えば部品認識装置１９以外に、部品供給部４Ｂによって供給される複数種類の部品に対応した吸着ノズル１８ａを交換自在に収納するノズルストッカ２９などがある。部品供給部４Ｂに台車５Ａと同様に複数のテープフィーダ６が装着されるような場合には、作業ユニット配置スペース２８内の鎖線枠で示す位置に、ノズルストッカ２９が配置される。
【００２２】
すなわち部品実装装置１には、搭載ヘッド１７に保持されたバンプ付き部品２５を下方から撮像して認識する部品認識装置１９を少なくとも含み、部品搭載機構による作業動作において補助的に必要とされる機能を果たすために用いられる作業ユニットが必要に応じて着脱自在に配置される作業ユニット配置スペース２８が設けられている。そして本実施の形態においては、図２に示すように、トレイ搬送部２４において基板位置決め部である基板搬送機構２に近接した側の先端部２４ａが、作業ユニット配置スペース２８の上方へ突出する形態となっている。
【００２３】
部品供給部４Ｂにトレイ供給装置２０が装着された台車５Ｂをセットする場合には、ノズルストッカ２９など先端部２４ａと位置的に干渉する作業ユニットは取り外される。このように、基板搬送機構２の方向に突出したトレイ搬送部２４を備えたトレイ供給装置２０を、部品供給部４Ｂに選択的に装着する場合において、トレイ搬送部２４の先端部２４ａが作業ユニット配置スペース２８の上方に突出することを許容することにより、Ｙ方向の寸法が大きいタイプのトレイ２１を用いる場合にあっても、Ｙ軸移動テーブル８の移動ストロークを延長することなく、トレイ２１を搭載ヘッド１７のＹ方向の移動ストロークＳ内に位置させることができる。
【００２４】
次に、図４，図５，図６を参照して、トレイ供給装置２０の詳細構成を説明する。なお図５、図６（ａ）は、図４におけるＢ−Ｂ矢視、Ｃ−Ｃ断面をそれぞれ示している。各図において、格納部２３は平面視して矩形断面形状を有する箱形のケーシングであり、Ｘ平面を形成してＹ方向に対向する２つのガイド部材３０ａ、Ｙ平面を形成してＸ方向に対向する２つのガイド部材３０ｂによって、上下方向に段積みされた状態の複数のトレイ２１を保持格納する構成となっている。それぞれのガイド部材３０ｂには、格納部２３内においてトレイ２１を上下方向に移動させるためのトレイ昇降機構３６が配設されている。
【００２５】
格納部２３は、トレイ搬送部２４による搬送レベルＬによって上下に上格納部２３Ａ、下格納部２３Ｂに分割されており、上格納部２３Ａにはバンプ付き部品２５が収納された状態の複数のトレイ２１が段積み状態で格納される。ガイド部材３０ｂの上部は中央部が切除されており、マシンオペレータが複数の新たなトレイ２１を上格納部２３Ａ内に上方から格納する際には、この切除部分を利用してトレイ２１の両側面を把持することにより、トレイ２１のハンドリングを行う。また下格納部２３Ｂには、バンプ付き部品２５が取り出された後の空の複数のトレイ２１＊が、底板３０ｄ上に段積み状態で順次格納される。
【００２６】
図４、図５に示すように、トレイ２１には複数の凹部２１ａが格子配列で形成されており、それぞれの凹部２１ａには下面にバンプ２５ａが形成されたバンプ付き部品２５が収納されている。トレイ２１の下面２１ｅには、両端の縁部に沿って凸部２１ｄが突設されており、以下に説明する搬送レール３１上をトレイ２１が搬送される際には、凸部２１ｄを搬送レール３１のスライド面３１ａに沿って摺接させる。
【００２７】
トレイ搬送部２４は、格納部２３の前面（トレイ２１の取り出し方向・・図４において右側）から、２条の搬送レール３１を水平方向に延出させた構成となっている。搬送レール３１は、格納部２３から取り出されたトレイ２１がスライドするスライド面３１ａを搬送レベルＬに位置させて水平に設けられている。格納部２３から取り出されたトレイ２１は、凸部２１ｄをスライド面３１ａに摺接させてＹ方向にスライドし、このときトレイ２１の側端面は、搬送レール３１に設けられたガイド面３１ｂ（図５）によってガイドされる。
【００２８】
２条の搬送レール３１の中間には、搬送駆動部４０が配設されている。搬送駆動部４０は、搬送レール３１に沿って移動自在に設けられた搬送部材４６を、ベルト４４によってＹ方向に往復駆動する構成となっている。すなわち、格納部２３の前面に配設されたモータ４１の出力軸には駆動プーリ４２が装着されており、駆動プーリ４２とトレイ搬送部２４の先端部２４ａに配設された従動プーリ４３には、ベルト４４がＹ水平方向に調帯されている。上側のベルト４４には、結合部材４５ａを介して移動プレート４５が結合されており、移動プレート４５の上面には搬送部材４６が固着されている。
【００２９】
搬送部材４６の格納部２３側の側面には係止凹部４６ａが形成されており、トレイ２１の前面に搬送部材４６を接近させた状態では、トレイ２１の取り出し方向における前面側
の係止端部２１ｂは、搬送部材４６の係止凹部４６ａに嵌合する。トレイ２１の係止端部２１ｂには、下面側に開口した形状のピン嵌合孔２１ｃ（被係合部）が形成されている。搬送部材４６には、係止凹部４６ａ内に下方から突出する係止ピン４７（係合部）が、ピン駆動部４７ａによって突没自在に設けられている。係止端部２１ｂを係止凹部４６ａ内に嵌合させた状態でピン駆動部４７ａを駆動することにより、係止ピン４７がピン嵌合孔２１ｃ内に突出し、これによりトレイ２１の前面側は搬送部材４６に係合される。すなわち、搬送部材４６は、トレイ２１の取り出し方向における前面側に設けられた被係合部と係合する係合部を備えた構成となっている。
【００３０】
この状態でモータ４１を正逆回転駆動することにより、ベルト４４は往復動し（矢印ｄ、ｅ）、これにより、搬送部材４６は係合状態にあるトレイ２１とともにＹ方向に往復動する。すなわち上格納部２３Ａに段積みされた複数のトレイ２１から切り出された最下段のトレイ２１は、搬送部材４６によって引き出されてスライド面３１ａに沿ってガイド面３１ｂによってガイドされながら、図２に示す部品取り出し位置Ｐまで搬送される。そしてここで搭載ヘッド１７によってバンプ付き部品２５が取り出されて空になった後のトレイ２１＊は、トレイ搬送部２４を逆送されて格納部２３に戻し入れられ、下格納部２３Ｂ内に格納される。
【００３１】
すなわち、搬送駆動部４０は、搬送部材４６を搬送レール３１に沿って駆動することにより、バンプ付き部品２５を収納したトレイ２１を格納部２３から取り出し、さらにバンプ付き部品２５が取り出された後の空のトレイ２１＊を格納部２３内に戻し入れする機能を有している。なお、搬送駆動部４０の構成としてここでは、モータ４１によってベルト４４を往復動させる構成例を示しているが、搬送部材４６を直線往復動させることが可能な駆動機構であれば、ベルト駆動方式以外の各種の直動機構を採用してもよい。
【００３２】
次に、格納部２３においてトレイ２１を上下方向に移動させるトレイ昇降機構３６の構成について説明する。トレイ昇降機構３６は、図４に示すように、両側のガイド部材３０ｂに上側から順に配設されたトレイ切り出し部３２、上トレイ移動部３３、下トレイ移動部３４および段積み収納部３５より構成される。トレイ切り出し部３２、上トレイ移動部３３、下トレイ移動部３４および段積み収納部３５はいずれも爪駆動機構３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ、３５ｂによって突没する切り出し爪３２ａ，上トレイ移動爪３３ａ，下トレイ移動爪３４ａおよび段積み収納爪３５ａを１対で備えており、切り出し爪３２ａ，上トレイ移動爪３３ａ，下トレイ移動爪３４ａおよび段積み収納爪３５ａを格納部２３内に突出させることにより、トレイ２１を下面側から支持する機能を有している。
【００３３】
ここで、図６（ｂ）に示すように、トレイ切り出し部３２、上トレイ移動部３３、下トレイ移動部３４、段積み収納部３５のうち、トレイ切り出し部３２および段積み収納部３５は、切り出し爪３２ａ、段積み収納爪３５ａをトレイ２１の下面２１ｅに当接させることによりトレイ２１を支持する。また上トレイ移動部３３および下トレイ移動部３４は、上トレイ移動爪３３ａ、下トレイ移動爪３４ａをトレイ２１の凸部２１ｄの下面に当接させることによりトレイ２１を支持するようになっている。
【００３４】
図６（ａ）に示すように、トレイ切り出し部３２、上トレイ移動部３３、下トレイ移動部３４、段積み収納部３５のうち、最上段に位置するトレイ切り出し部３２は上下方向の位置が固定となっている。トレイ切り出し部３２は、上格納部２３Ａに格納された複数の段積み状態のトレイ２１のうち、最下段に位置する１枚のトレイ２１のみを所定の固定された高さ位置において下方に切り出す機能を有している。上トレイ移動部３３、下トレイ移動部３４は、所定の高さ間隔Ｄを隔てて相対位置が固定されるとともに、第１昇降機構３７によって昇降が自在となっている（矢印ｆ）。これにより、上トレイ移動部３３は、上格納部２３Ａにおいてトレイ切り出し部３２によって切り出されたトレイ２１を下方か
ら支持し、トレイ搬送部２４による搬送レベルＬまで移動させる機能を有している。また下トレイ移動部３４は、バンプ付き部品２５が取り出されて格納部２３に戻し入れられて搬送レベルＬに位置する空のトレイ２１＊を、下格納部２３Ｂに移動させる機能を有している。
【００３５】
ここで、上トレイ移動部３３、下トレイ移動部３４の高さ間隔Ｄおよびトレイ切り出し部３２の高さ位置は、下トレイ移動部３４の高さ位置が搬送レベルＬに一致した状態において、トレイ切り出し部３２が上格納部２３Ａ内に格納された複数枚のトレイ２１のうちの最下段に位置する１枚のトレイ２１を切り出して上トレイ移動部３３に支持させることができるような位置関係に設定される（図７（ａ）に示す状態参照）。さらに段積み収納部３５は第２昇降機構３８によって昇降が自在となっており（矢印ｇ）、下トレイ移動部３４によって下方に移動した空のトレイ２１＊を受け取って、下格納部２３Ｂにおいて段積みする機能を有している。この段積み収納部３５と下トレイ移動部３４との位置関係において、段積み収納部３５は下トレイ移動部３４の高さ位置の上方まで移動できるようになっており、これにより下トレイ移動部３４によって支持されたトレイ２１を、段積み収納部３５に受け渡すことが可能となっている。
【００３６】
次に図７〜図１１を参照して、格納部２３におけるトレイ２１の移動動作について説明する。まず図７（ａ）に示すように、上格納部２３Ａに上方から所定枚数のトレイ２１を段積み状態で供給する（矢印ｈ）。このとき、第１昇降機構３７によって上トレイ移動部３３、下トレイ移動部３４をともに上昇させて、下トレイ移動部３４を搬送レベルＬに位置させる。そして上トレイ移動部３３の上トレイ移動爪３３ａが突出した状態で、トレイ２１を上方から上格納部２３Ａ内に載置する。これにより、上格納部２３Ａ内では段積みされた複数枚のトレイ２１が上トレイ移動部３３によって支持された状態、すなわち最下段のトレイ２１の凸部２１ｄを上トレイ移動爪３３ａによって支持した状態となる。
【００３７】
次いで図７（ｂ）に示すように、段積みされた複数枚のトレイ２１から、最下段のトレイ２１を切り出す。すなわち、まずトレイ切り出し部３２の切り出し爪３２ａを突出させることにより、最下段のトレイ２１の直上に位置するトレイ２１の下面を切り出し爪３２ａによって保持する。そしてこの状態で、第１昇降機構３７（図６）を駆動して上トレイ移動部３３の高さ位置が搬送レベルＬと一致するように、上トレイ移動部３３および下トレイ移動部３４を下降させる。これにより、上トレイ移動部３３によって支持された状態の最下段のトレイ２１は、搬送レベルＬまで移動する（矢印ｉ）。次いで、トレイ２１の取り出しが行われる。すなわち図８（ａ）に示すように、搬送駆動部４０のモータ４１を回転駆動してベルト４４をトレイ受け取り方向（矢印ｊ方向）へ移動させ、係止ピン４７をトレイ２１に係合させる（図４参照）。
【００３８】
そしてこの状態からモータ４１を回転駆動して、ベルト４４をトレイ取り出し方向（矢印ｋ方向）へ移動させることにより、トレイ２１は係止ピン４７によって引き出され、搭載ヘッド１７によってバンプ付き部品２５を取り出すための部品取り出し位置Ｐに位置する。この後、搭載ヘッド１７による部品取り出しが実行され、空状態となったトレイ２１は、逆方向（矢印ｌ方向）に搬送され、格納部２３に戻し入れされる。すなわち図９（ａ）に示すように、予め第１昇降機構３７を駆動して下トレイ移動部３４の高さ位置を搬送レベルＬに位置させた状態で、トレイ２１を格納部２３内に搬入する。これにより、空のトレイ２１＊は下トレイ移動部３４の下トレイ移動爪３４ａによって凸部２１ｄの下面を支持された状態となる。そしてこの状態では、上トレイ移動部３３は、上格納部２３Ａにおいて段積みされた状態の複数枚のトレイ２１の最下段のトレイ２１を、上トレイ移動爪３３ａによって支持した状態となる。
【００３９】
次いで第１昇降機構３７を駆動して、図９（ｂ）に示すように、上トレイ移動部３３、
下トレイ移動部３４を下降させる。これにより上トレイ移動部３３によって支持された新たなトレイ２１が搬送レベルＬに移動する（矢印ｍ）。また下トレイ移動部３４によって支持された空のトレイ２１＊は、下格納部２３Ｂへ下降して、段積み収納部３５への受け渡し位置まで移動する（矢印ｎ）。そしてここで、空のトレイ２１＊の段積み収納部３５への受け渡しが行われる。すなわち第２昇降機構３８を駆動して、図１０（ａ）に示すように、段積み収納爪３５ａを突出させた状態の段積み収納部３５を上昇させ（矢印ｏ）、トレイ２１＊の下面を段積み収納爪３５ａによって支持することにより、下トレイ移動部３４によって保持された状態のトレイ２１＊を下方から掬い取る。
【００４０】
次いで、下トレイ移動爪３４ａを没入させた後、第２昇降機構３８を駆動して、図１０（ｂ）に示すように、段積み収納部３５を空のトレイ２１＊とともに下降させる。そしてトレイ２１＊を下格納部２３Ｂの底板３０ｄ上に載置した後、図１１に示すように、段積み収納部３５を上昇させるとともに、上トレイ移動部３３、下トレイ移動部３４をともに上昇させる。これにより、図７（ａ）に示す状態に戻り、これ以降、同様の動作が反復して実行される。
【００４１】
上記説明したように、本実施の形態に示す部品実装装置１は、トレイ２１を上下方向に複数段に積層して格納する格納部２３から取り出されたトレイ２１を格納部２３と搭載ヘッド１７による部品取り出し位置Ｐとの間で搬送するトレイ搬送部２４を有する構成において、このトレイ搬送部２４において基板搬送機構２に近接した側の先端部２４ａが、基板搬送機構２と部品供給部４Ｂとの間に設けられた作業ユニット配置スペース２８の上方へ突出することが許容される構成としたものである。
【００４２】
これにより、搭載ヘッド１７の動作ストロークを延長することなくトレイ２１の全範囲を搭載ヘッド１７の取り出し可能範囲内に位置させることが可能となる。したがって、実装対象の基板品種に応じて、トレイ供給装置２０が装着された台車５Ｂやテープフィーダ６が装着された台車５Ａなどの部品供給装置を交換して装着する際の装着互換性を向上させて、設備汎用化を促進することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の部品実装装置は、部品供給装置の装着互換性を向上させて、設備汎用化を促進することができるという利点を有し、トレイに収納された形態で供給される部品を基板に実装する分野に有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 部品実装装置
３ 基板
４Ａ，４Ｂ 部品供給部
５Ａ，５Ｂ 台車
６ テープフィーダ
８ Ｙ軸移動テーブル
１７ 搭載ヘッド
１９ 部品認識装置
２０ トレイ供給装置
２１ トレイ
２１ｃ ピン嵌合孔
２２ フラックス転写装置
２３ 格納部
２３Ａ 上格納部
２３Ｂ 下格納部
２４ トレイ搬送部
２４ａ 先端部
２５ バンプ付き部品
２６ フラックス
２８ 作業ユニット配置スペース
３１ 搬送レール
３１ａ スライド面
３２ トレイ切り出し部
３３ 上トレイ移動部
３４ 下トレイ移動部
３５ 段積み収納部
３６ トレイ昇降機構
４０ 搬送駆動部
４６ 搬送部材
４７ 係止ピン
Ｓ 移動ストローク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレイ供給装置によって供給されるトレイに収納された部品を搭載ヘッドによって取り出して基板に移送搭載する部品実装装置であって、
前記基板を搬送して実装作業位置に位置決めして保持する基板位置決め部と、少なくとも前記トレイ供給装置を含む複数種類の部品供給装置が装着可能な部品供給部と、前記部品供給部から前記搭載ヘッドによって部品を取り出して前記基板に搭載する部品搭載機構と、
前記基板位置決め部と前記部品供給部との間に設けられ、前記搭載ヘッドに保持された前記部品を下方から撮像して認識する部品認識装置を少なくとも含み、前記部品搭載機構による作業動作において補助的に必要とされる機能を果たすために用いられる作業ユニットが着脱自在に配置される作業ユニット配置スペースとを備え、
前記トレイ供給装置は、前記トレイを上下方向に複数段に積層して格納する格納部と、前記トレイを前記格納部と前記搭載ヘッドによる前記部品の取り出し位置との間で搬送するトレイ搬送部とを有し、
前記トレイ搬送部において前記基板位置決め部に近接した側の先端部が、前記作業ユニット配置スペースの上方へ突出することを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
前記トレイ供給装置は前記部品供給部に着脱自在にセットされる台車に装着されており、前記台車には前記トレイから取り出された部品にフラックスを転写するためのフラックス転写装置が併せて装着され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１】
トレイ供給装置によって供給されるトレイに収納された部品を搭載ヘッドによって取り出して基板に移送搭載する部品実装装置であって、
前記基板を搬送して実装作業位置に位置決めして保持する基板位置決め部と、少なくとも前記トレイ供給装置を含む複数種類の部品供給装置が装着可能な部品供給部と、前記部品供給部から前記搭載ヘッドによって部品を取り出して前記基板に搭載する部品搭載機構と、
前記基板位置決め部と前記部品供給部との間に設けられ、前記搭載ヘッドに保持された前記部品を下方から撮像して認識する部品認識装置を少なくとも含み、前記部品搭載機構による作業動作において補助的に必要とされる機能を果たすために用いられる作業ユニットが着脱自在に配置される作業ユニット配置スペースとを備え、
前記トレイ供給装置は、前記トレイを上下方向に複数段に積層して格納する格納部と、前記トレイを前記格納部と前記搭載ヘッドによる前記部品の取り出し位置との間で搬送するトレイ搬送部とを有し、
前記トレイ搬送部において前記基板位置決め部に近接した側の先端部が、前記作業ユニット配置スペースの上方へ突出することを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
前記トレイ供給装置は前記部品供給部に着脱自在にセットされる台車に装着されており、前記台車には前記トレイから取り出された部品にフラックスを転写するためのフラックス転写装置が併せて装着されることを特徴とする請求項１記載の部品実装装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２６７６５１（Ｐ２０１０−２６７６５１Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１５３９３（Ｐ２００９−１１５３９３）
【出願日】平成２１年５月１２日（２００９．５．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１２日（２００９．５．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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