专利名称：电子元器件安装装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在电子电路基板上安装电子元器件的电子元器件安装装置。
背景技术：
近年来，向电子电路基板安装电子元器件的装置希望要提高速度、提高电子元器件的安装精度、并进一步能适应多品种的电子元器件安装、以及提高电子元器件的质量。
图10所示为以往的电子元器件安装装置整体概要构成立体图之一例。在图10中，101为将电子电路基板102送进送出的输送部，103为驱动部(XY机械手)，将内部装有吸附安装电子元器件的吸嘴部104的安装头105定位在任意位置。106为供给电子元器件的电子元器件供给部，107为根据安装的元器件更换装在吸嘴部104上的吸嘴的吸嘴更换部，108为对吸嘴吸附保持的电子元器件的保持姿态进行识别及修正的识别部。
图11所示为以往的电子元器件安装装置吸嘴单元构成的主要部分剖面图之一例。在图11中，111为进行旋转方向定位的电动机，112为提高旋转精度用的减速部，113为吸附保持电子元器件的吸嘴，114为压紧吸嘴113的弹簧，115为传递弹簧力用的压紧部。
下面就由上述构件构成的电子元器件安装装置(图10)及吸嘴单元(图11)的动作加以说明。
图10所示的电子电路基板102利用输送部101送至安装位置。驱动部103将安装头105定位在电子元器件供给部106的上面，定位后，安装头105内的吸嘴部104下降，吸附电子元器件。
接着，电子元器件吸附后，吸嘴部104上升，利用驱动部103将安装头105定位在安装位置。在该移动时，用识别部108对吸嘴部104吸附的电子元器件的吸附姿态进行识别，控制部(未图示)进行修正运算，进行位置修正。位置修正后，吸嘴部104下降，将电子元器件安装在电子电路基板102上。
在该电子元器件安装装置中，机构上使吸嘴部104下降时的速度一定，不能改变。另外，电子元器件安装时的压紧力取决于弹簧114。
如上所述，以往的电子元器件安装装置，对于电子元器件只能以一定的压紧力及吸嘴下降时的一定的速度进行安装。因此为了减少电子元器件损坏、提高质量，加上现在电子元器件品种多，还希望将大型接插件插入电子电路基板，为了实现这些要求，必须要具有能够施加高负荷的功能。
发明揭示本发明的目的在于解决上述课题，为了减少电子元器件的损坏，减少对于电子元器件的冲击负荷，另外通过大幅度扩大负荷范围，以提高对于电子元器件多品种的适应能力。
本发明为了达到解决上述课题的目的，在将多种电子元器件安装在电子电路基板上时，通过改变流体压力对于吸嘴能够设定任意的压紧力，而且对每个吸嘴进行压紧力的修正，另外电子元器件安装速度也可变。
根据本发明，甚至能够适应必须加以高负荷的电子元器件或插入元器件中容易受到损坏的半导体元件等多种电子元器件。
在本发明的电子元器件安装装置中，通过将电子元器件送至规定位置的元器件供给部，利用吸嘴单元将电子元器件安装在由输送部输送、定位在规定位置的电子电路基板上；所述吸嘴单元具有吸附保持电子元器件的能够自动拆装的吸嘴，在所述吸嘴旋转方向及高度方向定位用的定位部，利用流体将所述吸嘴向下压紧用的压紧部，切换压紧力用的流体压力切换部，对所述吸嘴进行压紧力定时切换的定时切换部及控制所希望负荷的压力控制部。
本发明的压紧力定时切换可以在将电子元器件安装在电子电路基板上之前进行，或者在安装时进行。在相应于必须加以高负荷的电子元器件或插入元器件中容易受到损坏的半导体元件等电子元器件更换吸嘴时，其作用在于能够对吸嘴重量等进行修正，减少电子元器件的损坏，或者能够大幅度扩展对于元器件的适应能力，甚至对容易损坏的半导体元件这一类元器件也能适用。
附图概述图1所示为本发明实施例的电子元器件安装装置吸嘴单元构成的主要部分剖面图。
图2为对图1所示的压紧部所加的流体压力进行切换的电动气动调节器的动作方框图。
图3为图2的电动气动调节器动作原理的说明图。
图4为本发明实施例中对负荷(压紧力)切换吸嘴单元进行压力切换的系统方框图。
图5为本发明实施例中进行负荷修正的系统方框图。
图6所示为图5测量部分的动作机构图。
图7所示为本发明实施例中输入电压与实际负荷的负荷曲线图。
图8为本发明实施例中电子元器件安装前压紧力切换定时的说明图。
图9为本发明实施例中电子元器件安装时压紧力切换定时的说明图。
图10所示为以往的电子元器件安装装置整体概要构成立体图之一例。
图11所示为图10的吸嘴单元构成的主要部分剖面图。
本发明的最佳实施方式下面参照图1至图9说明本发明的实施例。
图1为本发明实施例中电子元器件安装装置吸嘴单元构成的主要部分剖面图。在图1中，1为电子元器件，2为吸附保持电子元器件1的吸嘴，3为对吸嘴2在旋转方向及高度方向进行定位、且传递压紧力的定位部。作为该定位部，可以采用滚珠花键等，特别有利的是利用钢珠滚动使得滑动时的摩擦阻力小。4为承受流体压力并变换为实际负荷的压紧部。该压紧部由活塞或橡皮构成。作为活塞，可以使用淬火钢一类的材料，特别是由于耐摩性及容易提高加工精度而能够防止缸体(ホルダ-)与活塞间的流体泄漏这一点比较理想。另外，橡皮可以使用波形隔膜一类的构件，特别其有利点是利用橡皮的滚动运转、滑动阻力很小，以及无流体泄漏、所加的压力容易均匀。5为进行旋转运动的电动力，6为提高电动机5的旋转精度的减速部。作为该减速部，可以使用齿隙较小的谐波减速器或球式减速器。
图2为对图1所示的压紧部4所加的流体压力进行切换的电动气动调节器40的动作框图，图3为图2的电动气动调节器40的动作原理说明图。下面就图2及图3所示的电动气动调节器40的动作加以说明。首先，若输入信号a增大，则压电元件构成的瓣阀7向着闭合小孔8的方向弯曲，背压室9的压力上升。前述压力作用在隔膜10的上部，按下排气阀11，与其连动的阀门12向下运动，打开进气口13。供给压力b的一部分通过进气口13形成输出压力C。该输出压力C通过传感器14变换为电信号，反馈给控制器15。这样，能够对微小的压力进行控制。然后，将作为目标值的输出压力C作用在压紧部4，变换为实际负荷。
图4为对负荷(压紧力)切换吸嘴单元20进行压力切换的系统框图。在图4中，压力切换部40a为前述图2及图3已说明过的电动气动调整器40，压力控制部40b将规定的负荷进行D/A变换，将规定的电压信号送至电动气动调节器40。定时切换部40c改变电动气动调节器40的电压，改变定时，在主控制器进行。
图5为进行负荷修正的系统框图。在图5中，测量部50a由测量用夹具的平衡应变片18及测量实际负荷用的应变片16构成，控制存储部50b为存储前述测得的负荷结果用的主控制器。
图6所示为图5的测量部50a的动作原理图，其测量顺序为，首先，吸嘴2吸附平衡应变片18，吸嘴2以下降速度V下降到设定的任意的吸嘴高度H，与应变片16接触(接地)。这时，如图2及图3所示，将每隔微小单位增加的电压加到电动气动调节器40上，这时，利用应变片16测量输出的负荷，得到负荷曲线。这时的输入电压与实际负荷的关系示于图7中，横轴为加到电动气动调节器40上的输入电压(V)，纵轴为负荷测力器的实际负荷(Kgf)。也就是说，图7中输入电压与实际负荷呈正比关系。
据此，将该负荷曲线作为数据输入至电子元器件安装装置的控制器，根据前述数据，从作为目标值的所需要的负荷求出应该输入至电动气动调节器40的电压，能够任意切换负荷。
图8及图9为负荷(压紧力)切换吸嘴单元的压紧力切换定时说明图。这里，图8表示电子元器件安装前的压紧力切换定时，图中的17为电子电路基板。另外，图8(1)及(2)表示吸嘴2的动作变化状态，图8(3)及(4)表示低负荷及高负荷时的压力曲线，图8(5)表示安装速度曲线，在用吸嘴2吸附保持电子元器件1的图8(1)及图8(5)所示的状态下，从吸嘴原点高度H3的位置以高速度V1下降到图8(2)及图8(5)所示的吸嘴速度切换高度H2的位置。
在该吸嘴原点高度H3的时候，根据负荷曲线(图7)，将指令输入电压(V)送给电动气动调节器40，在高负荷的情况(图8(4))，将压力从通常压力P2切换至高压力P3，在低负荷的情况(图8(3))，将压力从通常压力P2切换至低压力P1，使压紧力切换吸嘴单元的加压部的压紧力改变。然后，吸嘴2下降到吸嘴速度切换高度H2的位置后，如图8(5)所示，切换为低速度V2，再下降到电子电路基板17的上面、高度H1的位置，将负荷加在电子电路基板上的电子元器件1上进行安装。安装后，在任意的吸嘴高度H处恢复通常压力P2。
图9所示为电子元器件安装时的压紧力切换定时，图9(1)至(3)所示为吸嘴2的动作变化状态，图9(4)及(5)所示为低负荷及高负荷时的压力曲线，图9(6)所示为吸附速度曲线。首先，在图9(1)及图9(6)所示的用吸嘴2吸附保持电子元器件1的状态以高速度V1从吸嘴原点高度H3的位置下降到图9(2)及图9(6)所示的吸嘴速度切换高度H2的位置。然后，吸嘴2在下降到吸嘴速度切换高度H2的位置后，如图9(6)所示切换至低速率V2，再将吸嘴2下降到图9(3)所示的电子电路基板17的上面、高度H1的位置。在吸嘴2下降时，根据负荷曲线(图7)，将指令的输入电压V送给电动气动调节器40，在高负荷的情况(图9(5))，将压力从通常压力P2切换至高压力P3，在低负荷的情况(图9(4))，将压力从通常压力P2切换至低压力P1。这样，使压紧力切换吸嘴单元的加压部的压紧力改变，将负荷加在电子电路基板上的电子元器件1上进行安装。安装后，在任意的吸嘴高度H处恢复通常压力P2。
如上所述，根据本发明的电子元器件安装装置，由于设有采用流体的任意压紧力切换机构，设有在进行吸嘴更换以适应电子元器件不同品种时采用应变片自动修正压紧力的功能，以及设有按照任意的吸嘴高度将安装下降速度切换为任意速度的功能，因此能够减少目前对电子元器件造成的损坏，同时对于半导体元件等元器件、那种容易产生微细裂纹的部件也能够适应，可见大幅度改善了质量。
另外，能够安装至今不可能安装的接插件那样的具有高负荷的异形电子元器件，因而能够大幅度扩展元器件对象，而且还能够免除手工作业，能够提高生产率及实现无人运转。
权利要求
1.一种电子元器件安装装置，在该电子元器件安装装置中，通过将电子元器件送至规定位置的元器件供给部，利用吸嘴单元将电子元器件安装在由输送部输送、定位在规定位置的电子电路基板上；其特征在于，所述吸嘴单元具有吸附保持电子元器件的能够自动拆装的吸嘴，在所述吸嘴旋转方向及高度方向定位用的定位部，利用流体将所述吸嘴向下压紧用的压紧部，切换压紧力用的流体压力切换部，对所述吸嘴进行压紧力定时切换的定时切换部及控制所希望负荷的压力控制部，使之能够切换电子元器件的安装负荷。
2.如权利要求1所述的电子元器件安装装置，其特征在于，所述压紧力定时切换在将电子元器件安装在电子电路基板之前、或者在安装时进行。
3.如权利要求1所述的电子元器件安装装置，其特征在于，具有采用所述吸嘴吸附平衡应变片并利用应变片对安装负荷进行测量的测量部，以及预先存储所述负荷测量结果的控制存储部，能够设定任意的安装负荷。
4.如权利要求1所述的电子元器件安装装置，其特征在于，设有在任意的吸嘴高度位置将装置下降速度切换为任意速度的功能。
全文摘要
本发明能够减少对于电子元器件的冲击负荷,通过大幅度扩大负荷范围,提高对于电子元器件的适应能力,还能够免除手工作业,提高生产率及实现无人运转。吸嘴单元具有吸附保持电子元器件的能够自动折装的吸嘴(2),在前述吸嘴旋转方向及高度方向定位用的定位部(3),利用流体将吸嘴(2)向下压紧用的压紧部(4),切换压紧力用的流体压力切换部,切换前述吸嘴压紧力定时的定时切换部及控制所希望负荷的压力控制器。压紧力定时切换可以在将电子元器件安装在电子电路基板上之前或安装时进行。
文档编号B23P21/00GK1197588SQ9719086
公开日1998年10月28日 申请日期1997年7月2日 优先权日1996年7月10日
发明者仕田智, 平井弥, 藤原宗良, 大田博, 本川裕一 申请人:松下电器产业株式会社