元件安裝裝置製造方法
2023-06-02 01:47:46
元件安裝裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型的目的在於提供一種元件安裝裝置，可有效地冷卻將安裝頭支承為能夠移動的梁部件而抑制梁部件的溫度上升，抑制由熱膨脹引起的翹曲而防止安裝精度的降低。使安裝頭(16)在水平面內移動的頭移動機構(15)具備：中空結構的X軸梁(15c)，將安裝頭(16)支承為能夠在水平面內的第一方向(X軸方向)上移動；及梁部件移動單元(Y軸梁15a及Y軸方向移動直線電機21)，使X軸梁(15c)在與第一方向正交的水平面內的第二方向(Y軸方向)上移動，X軸梁(15c)在沿第二方向相對配置的兩面上分別具備開口部(K)，該開口部(K)通過X軸梁(15c)的內部空間而互相連通。
【專利說明】元件安裝裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種通過安裝頭拾取元件而將元件安裝於基板的元件安裝裝置。
【背景技術】
[0002]在通過安裝頭拾取元件而將元件安裝於基板的元件安裝裝置中具備使安裝頭在水平面內移動的頭移動機構。該頭移動機構構成為能夠使梁部件在與第一方向正交的水平面內的第二方向上移動，該梁部件將安裝頭支承為能夠在水平面內的第一方向(X軸方向)上移動，通過安裝頭沿著梁部件向X軸方向的移動和梁部件向Y軸方向的移動的組合，能夠使安裝頭在水平面內自如地移動。
[0003]在這樣的頭移動機構中，梁部件形成為使種類不同的金屬材料粘合而成的結構，因此當由於在使安裝頭移動的促動器的動作時產生的熱而使梁部件整體發生熱膨脹時，可能由於粘合的金屬材料的線膨脹係數的不同而產生翹曲，安裝頭的移動軌道從正常的狀態偏離而使安裝精度降低。因此，以往，已知有如下結構:將梁部件設為中空結構，並且設置與梁部件的內部空間相連的開口部，通過伴隨於梁部件的移動而相對於內部空間進出的空氣來對梁部件進行冷卻(空冷)，抑制梁部件的溫度上升而難以在梁部件產生由熱膨脹引起的翹曲(例如專利文獻I)。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2011-258806號公報實用新型內容
[0007]然而，在上述以往的結構中存在如下問題:作為空氣的出入口的開口部僅設於梁部件的沿行進方向相對的兩面中的一方，因此空氣的流入和流出在同一開口部混雜而發生，空氣不能順暢地通過梁部件的內部，因此無法得到充分的冷卻效果。
[0008]因此，本實用新型的目的在於提供一種元件安裝裝置，其可有效地冷卻將安裝頭支承為能夠移動的梁部件而抑制梁部件的溫度上升，抑制由熱膨脹引起的翹曲而防止安裝精度的降低。
[0009]技術方案I記載的元件安裝裝置通過安裝頭拾取元件而將元件安裝於基板，使所述安裝頭在水平面內移動的頭移動機構具備:中空結構的梁部件，將所述安裝頭支承為能夠在水平面內的第一方向上移動；及梁部件移動單元，使所述梁部件在與所述第一方向正交的水平面內的第二方向上移動，所述梁部件在沿所述第二方向相對配置的第一面和第二面上分別具備開口部，所述開口部通過所述梁部件的內部空間而互相連通。
[0010]技術方案2記載的元件安裝裝置在技術方案I記載的元件安裝裝置的基礎上，所述梁部件具有在與設於所述安裝頭的動子之間構成直線電機的定子，所述定子配置成與所述第一方向正交的截面的縱向尺寸比橫向尺寸小的姿勢。
[0011]技術方案3記載的元件安裝裝置在技術方案I或2記載的元件安裝裝置的基礎上，所述梁部件的一方的端部被相對於所述梁部件移動單元支承為懸臂梁的狀態，在所述梁部件的另一方的端部設置的端部開口部與所述梁部件的所述內部空間連通。
[0012]實用新型效果
[0013]在本實用新型中，通過梁部件向第二方向的移動，空氣從梁部件的行進方向的前表面側的開口部流入，該空氣通過梁部件的內部空間而從梁部件的行進方向的後表面側的開口部流出，因此空氣伴隨於梁部件向第二方向的移動而順暢地通過梁部件的內部，梁部件被有效地冷卻。因此，能夠抑制梁部件的溫度上升而抑制由熱膨脹引起的翹曲，能夠防止安裝精度的降低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的一實施方式中的元件安裝裝置的立體圖。
[0015]圖2是本實用新型的一實施方式中的元件安裝裝置具備的頭移動機構的立體圖。
[0016]圖3是本實用新型的一實施方式中的構成頭移動機構的X軸梁的剖視圖。
[0017]圖4、圖5是本實用新型的一實施方式中的X軸梁的立體圖。
[0018]圖6是表示本實用新型的一實施方式中的元件安裝裝置的控制系統的框圖。
[0019]圖7、圖8是本實用新型的一實施方式中的X軸梁的局部放大立體圖。
[0020]圖9、圖10是本實用新型的一實施方式中的X軸梁的局部放大立體圖。
[0021]標號說明
[0022]I 元件安裝裝置
[0023]2 基板
[0024]3 元件
[0025]15 頭移動機構
[0026]15a Y軸梁(梁部件移動單元)
[0027]15c X軸梁(梁部件)
[0028]16 安裝頭
[0029]21 Y軸方向移動直線電機(梁部件移動單元)
[0030]22 X軸方向移動直線電機(直線電機)
[0031]22a X軸方向移動定子(定子)
[0032]22b X軸方向移動動子(動子)
[0033]Fl 第一面
[0034]F2 第二面
[0035]SP 內部空間
[0036]K 開口部
[0037]K3 端部開口部
[0038]L 縱向尺寸
[0039]W 橫向尺寸
【具體實施方式】
[0040]以下，參照附圖對本實用新型的實施方式進行說明。在圖1中，元件安裝裝置I是將元件3安裝於基板2上的裝置，在基臺11上具有基板搬送部12、元件供給部13及元件安裝部14。
[0041]基板搬送部12具備一對輸送機12a,通過被同步驅動的一對輸送機12a而在水平面內的一個方向(設為X軸方向。從操作者OP觀察的左右方向)上搬送基板2。元件供給部13由安裝於基臺11的多個元件供料器13a(例如帶式供料器)構成，各元件供料器13a向元件供給口 13p連續地供給元件3。
[0042]元件安裝部14由設於基臺11上的頭移動機構15和通過頭移動機構15而移動的安裝頭16構成。如圖2中也表示的那樣，頭移動機構15包括:Y軸梁15a，在基臺11的上方在與X軸方向正交的水平面內方向(設為Y軸方向。從操作者OP觀察的前後方向)上延伸；￥臺15b，在Y軸梁15a上移動自如；X軸梁15c，一端側固定於Y臺15b而在X軸方向上延伸，被支承為懸臂梁狀態；及X臺15d，在X軸梁15c上移動自如，安裝頭16安裝於X臺15d。在安裝頭16具備通過吸附來拾取各元件供料器13a向元件供給口 13p供給的元件3的多個吸嘴16a。
[0043]在安裝頭16設有將拍攝視場朝向下方的基板攝像機17，在基臺11上的基板搬送部12與元件供給部13之間的位置設有將拍攝視場朝向上方的元件攝像機18。
[0044]構成頭移動機構15的X軸梁15c如圖3及圖4、圖5所示具有中空結構，在X軸梁15c的移動方向(Y軸方向)上相對的兩面F分別設有通過X軸梁15c的內部空間SP而互相連通的多個開口部K。在此，將上述X軸梁15c的移動方向上相對的兩面F中的設有安裝頭16 (X臺15d)的一側稱為第一面F1，將與此相反的一側的面稱為第二面F2，將設於第一面Fl的開口部K稱為第一面開口部K1，將設於第二面F2的開口部K稱為第二面開口部K2。
[0045]在圖2及圖4、圖5中，在被支承為懸臂梁狀態的X軸梁15c的與相對於Y臺15b的固定端側相反的一側的端部(非固定側的端部)設有板狀的罩部件20，但在罩部件20設有與X軸梁15c的內部空間SP相連的端部開口部K3，因此X軸梁15c的內部空間SP處於通過端部開口部K3而向大氣敞開的狀態。
[0046]如圖2及圖3所示，X軸梁15c具有使中空結構的框架部FR和一對導向部⑶粘合的結構，該導向部GD在X軸方向上延伸而設於框架部FR的第一面Fl的上下的端部，安裝安裝頭16的X臺15d使在X臺15d的背面(與X軸梁15c相對的一側的面)的上下設置的截面為「〕」字狀的一對滑動件SL分別與X軸梁15c的導向部⑶卡合，滑動件SL被導向部GD引導而進行滑動，由此X臺15d(即安裝頭16)能夠在X軸方向上移動。
[0047]X軸梁15c的框架部FR為了輕量化而由將鋁作為主材的部件構成，導向部GD根據保持高剛性的需要而由剛部件構成。即，X軸梁15c形成為使種類不同的金屬材料粘合的結構。如圖2及圖3所示，在導向部⑶設有與X軸梁15c的內部空間SP相連的多個開口部K(第一面開口部K1)。
[0048]在圖2中，定子(稱為Y軸方向移動定子21a)在Y軸方向上延伸而設於Y軸梁15a的設有Y臺15b的一側的面上，在Y臺15b的與Y軸梁15a相對的一側的面上設有動子(稱為Y軸方向移動動子21b)。這些Y軸方向移動定子21a和Y軸方向移動動子21b構成直線電機(稱為Y軸方向移動直線電機21)，通過進行Y軸方向移動定子21a的磁場控制，能夠使安裝有Y軸方向移動動子21b的Y臺15b (即X軸梁15c)沿著Y軸梁15a向Y軸方向移動。
[0049]另外，在圖2及圖3中，定子(稱為X軸方向移動定子22a)在X軸方向上延伸而設於X軸梁15C的第一面F1，在X臺15d的背面設有動子(稱為X軸方向移動動子22b)。這些X軸方向移動定子22a和X軸方向移動動子22b構成直線電機(稱為X軸方向移動直線電機22)，通過進行X軸方向移動定子22a的磁場控制，能夠使安裝有X軸方向移動動子22b的X臺15d (即安裝頭16)沿著X軸梁15c向X軸方向移動。
[0050]在圖6中，由基板搬送部12 (—對輸送機12a)進行的基板2的搬送及定位動作控制、由元件供給部13 (元件供料器13a)進行的元件3的供給動作控制、由頭移動機構15 (Y軸方向移動直線電機21及X軸方向移動直線電機22)進行的安裝頭16的移動動作控制、由內置於安裝頭16的嘴驅動機構16A進行的各吸嘴16a的升降及轉動動作控制、及由內置於安裝頭16的吸附機構16B進行的各吸嘴16a對元件3的吸附動作控制通過元件安裝裝置I具備的控制裝置30實現。另外，由基板攝像機17進行的拍攝動作控制和由元件攝像機18進行的拍攝動作控制通過控制裝置30實現，通過基板攝像機17的拍攝動作而得到的圖像數據和通過由元件攝像機18進行的拍攝動作而得到的圖像數據的圖像識別通過控制裝置30的圖像識別部30a實現。
[0051]這樣一來，在本實施方式的元件安裝裝置I中，使安裝頭16在水平面內移動的頭移動機構15具備:作為中空結構的梁部件的X軸梁15c，將安裝頭16支承為能夠在X軸方向(水平面內的第一方向)上移動；及梁部件移動單元，使該X軸梁15c在Y軸方向(與X軸方向正交的水平面內的第二方向)上移動。而且，X軸梁15c形成為在沿Y軸方向相對配置的兩面F(第一面Fl和第二面F2)上分別具備多個開口部K的結構，該多個開口部K通過X軸梁15c的內部空間SP而互相連通。在此，梁部件移動單元是指將X軸梁15c支承為能夠在與X軸方向正交的水平面內的第二方向(Y軸方向)上移動的Y軸梁15a和使X軸梁15c沿著Y軸梁15a移動的作為促動器的Y軸方向移動直線電機21。
[0052]接著，對控制裝置30執行的元件3向基板2的安裝動作步驟進行說明。控制裝置30首先通過基板搬送部12搬送從元件安裝裝置I的上遊側的其他裝置輸送來的基板2並將基板2定位於規定的作業位置(圖1)。然後，通過頭移動機構15使安裝頭16在水平面內移動，而使基板攝像機17位於基板2的上方，進行設於基板2的位置識別標記(未圖示)的拍攝。然後，在圖像識別部30a中對得到的位置識別標記的圖像進行圖像識別，從而對基板2距離標準的作業位置的位置偏差進行檢測。
[0053]控制裝置30在對基板2的位置偏差進行檢測之後，進行頭移動機構15的動作控制而使安裝頭16向元件供給部13的上方移動，使各元件供料器13a進行元件3的供給動作，並且進行嘴驅動機構16A和吸附機構16B的動作控制，使吸嘴16a吸附元件3而拾取元件3。而且，以由吸嘴16a拾取的元件3通過元件攝像機18的上方的方式使安裝頭16移動，進行由元件攝像機18進行的元件3的拍攝和由此得到的圖像數據的圖像識別，而求出元件3相對於吸嘴16a的位置偏差(吸附偏差)。
[0054]控制裝置30在求出元件3相對於吸嘴16a的位置偏差之後，以元件3位於基板2的上方的方式使安裝頭16移動。而且，使吸嘴16a下降，而將元件3安裝於基板2。在該元件3的安裝時，控制裝置30進行吸嘴16a相對於基板2的位置校正(包括旋轉校正)，以修正已求出的基板2的位置偏差和元件3的吸附偏差。
[0055]控制裝置30在應安裝於基板2的所有的元件3的安裝結束之後，使基板搬送部12動作，將基板2向元件安裝裝置I的外部搬出。
[0056]在上述結構的由元件安裝裝置I進行的元件3向基板2的安裝動作中，當控制裝置30使Y軸方向移動直線電機21動作而使X軸梁15c在Y軸方向上移動時，空氣從X軸梁15c的行進方向的前表面側的開口部K流入，該空氣通過X軸梁15c的內部空間SP而從X軸梁15c的行進方向的後表面側的開口部K流出。具體而言，在X軸梁15c將設有安裝頭16的一側的面(第一面Fl)作為行進方向的前表面進行移動時，從設於第一面Fl的第一面開口部Kl流入的空氣通過X軸梁15c的內部空間SP而從設於第二面F2的第二面開口部K2流出(圖7、圖8)，在X軸梁15c將與設有安裝頭16的一側相反的一側的面(第二面F2)作為行進方向的前表面進行移動時，從設於第二面F2的第二面開口部K2流入的空氣通過X軸梁15c的內部空間SP而從設於第一面Fl的第一面開口部Kl流出(圖9、圖10)。
[0057]這樣一來，在本實施方式的元件安裝裝置I中，通過X軸梁15c向Y軸方向的移動，空氣從X軸梁15c的行進方向的前表面側的開口部K流入，該空氣通過X軸梁15c的內部空間SP而從X軸梁15c的行進方向的後表面側的開口部K流出，因此空氣伴隨於X軸梁15c向Y軸方向的移動而順暢地通過X軸梁15c的內部，X軸梁15c被有效地冷卻(空冷)。因此，即使由於使安裝頭16移動的促動器即X軸方向移動直線電機22的動作而產生熱，X軸梁15c的溫度上升也被抑制，由於粘合的金屬材料的線膨脹係數的不同而產生的X軸梁15c的翹曲被抑制，因此不會發生如安裝頭16的移動軌道從正常的狀態偏離那樣的狀況，能夠防止安裝精度的降低。
[0058]另外，如圖3所示，將設於X軸梁15c的X軸方向移動定子22a配置成與X軸方向正交的截面的縱向尺寸L比橫向尺寸W小(L〈W)的橫倒姿勢，並且將X軸方向移動動子22b設為從X軸方向移動定子22a的上下夾持的截面為「 口 」字形狀的結構，由此在X軸梁15c的沿Y軸方向相對配置的兩面F(第一面Fl和第二面F2)中的安裝安裝頭16的一側的面的主視圖(從圖3的紙面右方觀察的向視圖)中，能夠使X軸方向移動定子22a佔據的區域減小。因此，能夠以X軸方向移動定子22a佔據的區域減小的量使設置第一面開口部Kl的區域擴大，由此，能夠使X軸梁15c的冷卻效果增大。
[0059]而且，在本實施方式的元件安裝裝置I中，在X軸梁15c的與相對於Y臺15b的固定端側相反的一側的端部(非固定側的端部)設有與X軸梁15C的內部空間SP連通的端部開口部K3，X軸梁15c的內部空間SP成為通過端部開口部K3而向大氣敞開的狀態，因此在X軸梁15c的移動時，從行進方向的前表面側流入的空氣不僅從行進方向的後表面側流出，而且也從X軸梁15c的端部流出。因此，空氣也沿著X軸梁15c的長度方向(X軸方向)側流動，能夠進一步提高X軸梁15c的冷卻效果。
[0060]此外，在上述的實施方式中，安裝頭16形成為通過直線電機(X軸方向移動直線電機22)在X軸梁15c上移動的結構，但使安裝頭16移動的促動器並不限於直線電機，也可以是由電機對與安裝頭16螺合的滾珠絲槓進行驅動而使安裝頭16移動的機構等。即使是這樣的結構，在安裝頭16的移動動作之際也從促動器(在上述例中為電機)產生熱，因此能夠得到同樣的效果，但在直線電機中，發熱量與通過電機驅動滾珠絲槓的機構等相比非常大，因此在使安裝頭16移動的促動器為直線電機時本實用新型的效果特別大。
[0061]工業實用性
[0062] 提供一種元件安裝裝置，可有效地冷卻將安裝頭支承為能夠移動的梁部件而抑制梁部件的溫度上升，抑制由熱膨脹引起的翹曲而防止安裝精度的降低。
【權利要求】
1.一種元件安裝裝置，通過安裝頭拾取元件而將元件安裝於基板，其特徵在於， 使所述安裝頭在水平面內移動的頭移動機構具備:中空結構的梁部件，將所述安裝頭支承為能夠在所述水平面內的第一方向上移動；及梁部件移動單元，使所述梁部件在與所述第一方向正交的所述水平面內的第二方向上移動， 所述梁部件在沿所述第二方向相對配置的第一面和第二面上分別具備開口部，所述開口部通過所述梁部件的內部空間而互相連通。
2.根據權利要求1所述的元件安裝裝置，其特徵在於， 所述梁部件具有在與設於所述安裝頭的動子之間構成直線電機的定子，所述定子配置成與所述第一方向正交的截面的縱向尺寸比橫向尺寸小的姿勢。
3.根據權利要求1或2所述的元件安裝裝置，其特徵在於， 所述梁部件的一方的端部被相對於所述梁部件移動單元支承為懸臂梁的狀態，在所述梁部件的另一方的端部設置的端部開口部與所述梁部件的所述內部空間連通。
【文檔編號】H05K13/04GK204244646SQ201420375640
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年7月8日 優先權日:2013年7月8日
【發明者】平木勉 申請人:松下電器產業株式會社