旋转头及元件安装装置的制作方法

本发明涉及旋转头及元件安装装置。

背景技术：

以往，将吸附的元件向基板安装的元件安装装置设置于净化车间，由此防止灰尘或尘埃向元件或基板附着。另外，由于因元件安装装置的工作而产生灰尘或尘埃，因此也进行上述情况的对策。例如，在专利文献1的元件安装装置中，设置沿着基板的上表面吹出空气的风帘，由此防止向基板落下的灰尘或尘埃附着于基板。

专利文献1：日本特开2008-147386号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，作为这种元件安装装置，存在如下的结构：具备沿周向配置有对元件进行吸附的多个吸嘴的旋转头，使旋转头间歇旋转，以使各吸嘴依次移动到元件的吸附位置上或元件的安装位置上。当由于该旋转头的间歇旋转而多个吸嘴旋转移动时，有时多个吸嘴的内周侧的压力下降而产生上升气流。在该情况下，旋转头有时会卷起元件安装装置内的灰尘或尘埃，被卷起的灰尘或尘埃飞散至装置的各部，有可能附着于元件或基板。

本发明的旋转头及元件安装装置的主要目的在于抑制由于旋转头的旋转而卷起灰尘或尘埃。

用于解决课题的方案

本发明的旋转头具备旋转体，上述旋转体沿周向配置有多个在前端吸附元件的吸嘴，通过上述旋转体的旋转而使上述多个吸嘴旋转移动，

在上述旋转体的下表面设有壁部，上述壁部的壁面沿着上述旋转体的旋转轴的轴向，

上述壁部设于上述多个吸嘴的内周侧附近以抑制该多个吸嘴的内周侧的压力随着上述旋转移动而下降。

本发明的旋转头在多个吸嘴的内周侧附近设置壁部以抑制多个吸嘴的内周侧的压力随着旋转体的旋转而下降。因此，能够抑制由于多个吸嘴的内周侧的压力下降而产生朝向旋转体的上升气流。因此，能够抑制由于旋转头的旋转而卷起灰尘或尘埃。

在这样的本发明的旋转头中，能够设为，上述壁部距上述旋转体的下表面的高度形成为不超过上述吸嘴的前端的高度。这样一来，能够防止壁部与吸附于吸嘴的前端的元件产生干扰。另外，能够使壁部尽量接近吸嘴，因此能够进一步抑制产生上升气流。

另外，在本发明的旋转头中，能够设为，上述壁部是与上述旋转体的旋转轴同轴地安装于上述旋转体的下表面的圆筒状部件。这样一来，在旋转体的下表面能够容易地设置壁部。另外，能够使壁部比较轻，因此能够抑制在设有壁部的情况下对旋转头的动作造成影响。

另外，在本发明的旋转头中，能够设为，在上述旋转体的下表面安装有从侧方拍摄上述吸嘴的前端时使用的圆筒状的背景部件，上述壁部形成为直径大于上述背景部件的外径，并且距上述旋转体的下表面的高度小于上述背景部件的高度。这样一来，能够防止在设有壁部的情况下对吸嘴的前端的拍摄造成影响。

本发明的元件安装装置的主旨在于，具备：上述任一个旋转头；移动单元，使上述旋转头在由元件供给装置供给上述元件的供给位置和将上述元件向安装对象安装的安装位置之间移动。

在本发明的元件安装装置中，由于具备上述任一个旋转头，因此能够抑制由于旋转头的旋转而卷起灰尘或尘埃。因此，能够防止被卷起的灰尘或尘埃随着旋转头的移动而向元件安装装置内飞散。

附图说明

图1是表示元件安装装置10的结构的概略的结构图。

图2是头单元60的立体图。

图3是表示头单元60的侧面结构的概略的结构图。

图4是表示头单元60的下表面结构的概略的结构图。

图5是表示模拟的解析模型的说明图。

图6是表示模拟中的压力变化的结果的说明图。

图7是表示模拟中的压力分布的一例的说明图。

具体实施方式

接下来，使用附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示元件安装装置10的结构的概略的结构图，图2是头单元60的立体图，图3是表示头单元60的侧面结构的概略的结构图，图4是表示头单元 60的下表面结构的概略的结构图。

如图1所示，元件安装装置10具备：元件供给装置20，具备收纳有元件的带盘等；基板输送装置30，对基板S进行输送；支撑装置 40，对输送来的基板S进行支撑；移动机构50，使吸附元件并向基板 S安装的头单元60移动；及控制器100，对装置整体进行控制。另外，元件供给装置20(带盘)以由膜覆盖的状态收纳元件，当剥下膜时，元件露出而成为能够吸附的状态。

移动机构50具备：沿着Y轴方向而设置在装置上部的导轨56；能够沿着导轨56移动的Y轴滑动件58；沿着X轴方向而设置在Y轴滑动件58的前表面的导轨52；及能够沿着导轨52移动且安装有头单元60的X轴滑动件54。

头单元60具备：多个轴状的吸嘴71在周向上(在与旋转轴同轴的圆周上)以预定角度间隔配置的旋转头70；及从侧方拍摄吸嘴71的前端的侧方相机80。如图4所示，本实施方式例示了以15度的间隔配置有24个吸嘴71的旋转头70，但是只要是配置有多个吸嘴71的结构即可，也可以设为以30度的间隔配置12个吸嘴71的结构等。另外，图 2省略了侧方相机80的图示。

如图3所示，旋转头70具备：分别保持多个吸嘴71的多个(24个) 吸嘴座72；安装有吸嘴座72并通过未图示的驱动电动机而绕着旋转轴 R旋转的旋转体74；染色有接收紫外光而发光的荧光涂料的荧光部件 76；及对配置有多个吸嘴71的区域(圆环状的区域)与多个吸嘴71的内周侧的区域(以下称为“吸嘴内周侧”)进行分隔的环状壁部78。旋转体 74构成为能够每次间歇旋转预定角度(15度)，通过该旋转体74的旋转而各吸嘴71沿周向每次旋转移动预定角度。另外，虽然图示省略，但是旋转头70具备：使吸嘴座72沿着Z轴方向移动的Z轴促动器；及使吸嘴座72绕着轴旋转的θ轴促动器。因此，多个吸嘴71能够进行Z 轴方向的移动和绕着轴的旋转。

荧光部件76是与旋转轴R同轴地安装在旋转体74的下表面74a 的圆筒状部件。该荧光部件76为了作为侧方相机80拍摄吸嘴71的前端时的背景发挥作用，而形成为考虑了与拍摄的吸嘴71的位置关系和距后述的照射部的距离、能确保所需的发光量的尺寸等的外径Dr。另外，荧光部件76距旋转体74的下表面74a的高度形成为超过安装在吸嘴71的前端的元件的下表面的高度(成为比元件靠下方的高度)。在此，在旋转体74的下表面74a设有基准标记74b。荧光部件76的内径形成为比从下表面74a的中心至基准标记74b的距离大的直径。

环状壁部78是与旋转轴R同轴地安装在旋转体74的下表面74a 的圆筒状部件，外壁面78a成为沿着旋转轴R的轴向的方向。另外，环状壁部78形成为不超过吸嘴71的前端的高度(未成为比前端靠下方的高度)，因此距旋转体74的下表面74a的高度小于荧光部件76的高度。另外，环状壁部78的外径Dp大于荧光部件76的外径Dr，并且成为与吸嘴71和所吸附的元件不产生干扰的直径。在此，若将沿周向配置的吸嘴71的径向上的距离设为吸嘴间距离Dn，则环状壁部78的外径Dp优选的是设为吸嘴间距离Dn的约70％以上的直径。本实施方式的环状壁部78的外径Dp形成为与吸嘴71和所吸附的元件不产生干扰的范围的上限的直径，以使外壁面78a位于多个吸嘴71附近。

侧方相机80由安装在头单元60的下部的相机主体82和形成向相机主体82的光路的光学系统单元84构成。光学系统单元84具备未图示的照射部，从该照射部朝向荧光部件76照射紫外光。当接收该紫外光而荧光部件76发光时，除了被处于预定拍摄位置的吸嘴71或元件遮挡的光之外的光向光学系统单元80进入，经过光学系统单元80的光路而被导向相机主体82。由此，相机主体82能够拍摄处于预定拍摄位置的吸嘴71或元件。另外，预定拍摄位置是元件的即将安装之前的位置或元件的刚安装之后的位置等。控制器100基于由侧方相机80拍摄的即将安装之前的位置的图像来判定是否为能够安装元件的姿势，或者基于由侧方相机80拍摄的刚安装之后的位置的图像来判定有无元件的带回。

元件安装装置10除此之外还具备用于从下方拍摄由吸嘴71吸附的元件的零件相机90等。控制器100基于由零件相机90拍摄的图像，检测出吸附于各吸嘴71的元件的位置偏差量，并算出对于安装元件时的安装位置的补正量。另外，零件相机90也能够拍摄设置在旋转体74 的下表面74a上的基准标记74b，控制器100以图像内的基准标记74b 为基准进行图像处理。

控制器100接收来自对基板S的生产作业进行管理的未图示的管理装置的指令而而对元件安装装置10进行控制。生产作业在元件安装装置10中规定将何种元件以什么样的顺序安装于何种基板S、以及对几块基板S进行元件的安装动作等。

接下来，对元件安装装置10基于生产作业而向基板S安装元件的安装动作进行说明。首先，控制器100以使头单元60移动到由元件供给装置20供给元件的供给位置上的方式对移动机构50进行控制，使旋转头70的旋转体74进行间歇旋转而使各吸嘴71依次旋转移动，并使各吸嘴71沿着Z轴方向移动至供给位置而吸附元件。当各吸嘴71 吸附有元件时，控制器100以使头单元60经由零件相机90上而移动到基板S上的方式对移动机构50进行控制。并且，控制器100以使头单元60移动到向基板S安装元件的安装位置上的方式对移动机构50 进行控制，使旋转头70的旋转体74进行间歇旋转而使各吸嘴71依次旋转移动，并使各吸嘴71沿着Z轴方向移动至安装位置而将元件向基板S安装。另外，控制器100对安装元件的安装位置，进行基于根据零件相机90的拍摄图像算出的补正量的补正。

这样，在向基板S的元件安装时，旋转头70的旋转体74反复进行间歇旋转，多个吸嘴71(吸嘴座72)反复进行旋转移动。在此，当多个吸嘴71旋转移动时，绕着吸嘴71产生回旋流，吸嘴内周侧有时会成为负压。尤其是近年来，为了提高元件安装装置10的安装效率而提高了旋转体74的旋转速度。因此，吸嘴内周侧的压力较大地下降，较强地发挥吸入空气的作用，有时会产生朝向旋转体74的上升气流。如上所述，元件供给装置20通过将覆盖元件的膜剥落而能够吸附元件，因此在供给位置周围存在将膜剥落时等产生的微小的膜片或纸片等的灰尘或尘埃。因此，当产生了上升气流时，旋转头70会卷起这样的灰尘或尘埃。若被卷起的灰尘或尘埃附着于吸嘴71，则在由零件相机90 拍摄元件时，灰尘或尘埃与元件一起映入图像，有时会妨碍控制器100 的元件识别。另外，若被卷起的灰尘或尘埃附着于设置在旋转体74的下表面74a的基准标记74b，则有时基准标记74b污损而控制器100误识别基准标记74b或者产生图像处理错误。在上述情况下，控制器100 无法适当地算出基于图像的补正量，元件的安装精度有时会下降。此外，在头单元60从供给位置向安装位置移动时，有时被卷起的灰尘或尘埃会向元件安装装置10内飞散而附着在基板S或安装后的元件上。

与此相对，本实施方式的旋转头70具备环状壁部78，因此即使多个吸嘴71旋转移动，也能够抑制吸嘴内周侧的压力下降。因此，旋转头70能够防止上升气流的产生，能够防止卷起灰尘或尘埃。尤其是旋转头70以外壁面78a在多个吸嘴71附近的方式设置环状壁部78，因此能够提高抑制吸嘴内周侧的压力下降的效果。另外，在本实施方式中，也具备圆筒状的荧光部件76，但是该荧光部件76的外径Dr小于环状壁部78的外径Dp，且远离配置有吸嘴71的区域，因此无法发挥环状壁部78起到的效果。另外，当旋转体74旋转时，环状壁部78 也旋转，但是吸嘴内周侧的压力不会由于该旋转而较大地下降。其理由是，环状壁部78为圆筒状部件，内壁面是没有凹凸的平滑的曲面，因此即使环状壁部78旋转也难以产生回旋流。

在此，关于通过模拟进行了确认的结果，对通过设置环状壁部78 而抑制吸嘴内周侧的压力下降的效果进行说明。图5是模拟的解析模型的说明图。如图所示，模拟的解析模型通过提取具有配置有吸嘴71 的区域和吸嘴内周侧的区域的流体区域，并分割成未图示的网格状的多个要素而制作成。该解析模型省略了荧光部件76，制作有如本实施方式那样有环状壁部78的模型和作为比较例而没有环状壁部78的模型。并且，在与旋转体74的旋转条件一致的模拟条件下，通过旋转或移动等使各要素变形，并通过计算求出压力。另外，模拟条件将旋转体74的角速度设为52.36rad/s，将模拟时间设为0.7s，将作为计算间隔的时间步长设为0.0033s。

图6是表示模拟中的压力变化的结果的说明图。如图所示，结果是，没有环状壁部78的模型与有环状壁部78的模型相比，压力下降较大。具体而言，在没有环状壁部78的模型中，观察到在吸嘴内周侧，相对于大气压而有平均约2.3Pa的压力下降，在具有环状壁部78的模型中，观察到在吸嘴内周侧，相对于大气压而有平均约0.9Pa的压力下降。即，在没有环状壁部78的比较例中，与有环状壁部78的实施方式相比，在吸嘴内周侧产生了平均约2.5倍的压力下降。另外，图7是表示模拟的压力分布的一例的说明图。在该图7中，颜色越深的部分表示压力越低。在没有环状壁部78的模型中(图7(a))，在吸嘴内周侧产生沿一定的方向的多个气流，结果是产生了形成涡旋的气流。另外，吸嘴内周侧的压力整体性地降低，也产生压力局部性地显著降低的部位。另一方面，在有环状壁部78的模型中(图7(b))，吸嘴71的旋转移动的影响被环状壁部78遮挡，因此在吸嘴内周侧未产生沿一定的方向的气流，而产生任意的方向的气流。另外，也没有产生压力局部性地显著降低的部位，成为没有从大气压较大地下降的大致均匀的压力分布。根据上述模拟的结果，证实了通过设置环状壁部78而在吸嘴内周侧抑制压力的下降的效果。

在此，明确本实施方式的构成要素与本发明的构成要素的对应关系。本实施方式的旋转头70相当于本发明的旋转头，吸嘴71相当于吸嘴，旋转体74相当于旋转体，环状壁部78相当于壁部。另外，荧光部件76相当于背景部件。另外，元件供给装置20相当于元件供给装置，移动机构50相当于移动单元。

以上所说明的本实施方式的元件安装装置10具备安装多个吸嘴 71的旋转头70，并在旋转体74的下表面74a以位于多个吸嘴71附近的方式安装环状壁部78，因此在多个吸嘴71旋转移动时，能够抑制吸嘴内周侧的压力下降。因此，旋转头70能抑制产生朝向旋转体74的上升气流，能够防止卷起灰尘或尘埃。另外，在旋转头70从吸附位置向安装位置移动时，能够防止卷起的灰尘或尘埃向元件安装装置10内飞散。上述结果是，元件安装装置10能够防止灰尘或尘埃附着于元件或基板S、吸嘴71或基准标记74b，能够适当地进行元件的安装。

另外，环状壁部78距旋转体74的下表面74a的高度形成为不超过吸嘴71的前端的高度，因此能够防止与吸附于吸嘴71的前端的元件产生干扰，并能够使外壁面78a尽量接近吸嘴71而进一步抑制产生上升气流。此外，环状壁部78设为圆筒状部件，因此能够容易地安装于旋转体74的下表面74a，并且能够使重量比较轻而抑制对旋转头70 的动作造成影响。并且，环状壁部78的外径比荧光部件76大并且降低距下表面74a的高度，因此能够发挥上升气流的抑制效果，并且防止对吸嘴71的拍摄造成影响。

另外，本发明不受上述实施方式的任何限定，只要属于本发明的技术范围就能以各种形态实施，这是不言而喻的。

例如，在上述实施方式中，将环状壁部78构成为圆筒状部件，但不限于此，只要在吸嘴71的内周侧形成壁部即可。例如，也可以在旋转体74的下表面74a安装多个分割后的圆弧状的壁部件而构成环状壁部。

在上述实施方式中，将环状壁部78为圆环状(圆筒状)，但不限于此，也可以为多边形形状的环状壁部。但是，当环状壁部的内壁面的凹凸较大时，也存在由于环状壁部的旋转而引起压力的下降的情况，因此优选的是设为多边形的各顶点的角度(内角)尽可能大的多边形，而使内壁面平滑。

在上述实施方式中，将荧光部件76与环状壁部78构成为不同的圆筒状部件，但不限于此，也可以构成为一个圆筒状部件。在该情况下，只要是从旋转体74的下表面74a至接近吸嘴71的前端的部分形成为与环状壁部78相同的外径，比此处靠前的部分形成为与荧光部件76相同的外径并染色有荧光涂料的阶梯圆筒状部件等即可。这样一来，能够减少元件个数。

在上述实施方式中，头单元60具备侧方相机80，但不限于此，也可以是头单元60不具备侧方相机80的结构，即不从侧方拍摄吸嘴 71的结构。在该情况下，能够省略荧光部件76，因此可以以使距旋转体74的下表面74a的环状壁部78的高度超过吸嘴71的前端的高度，并且避免外壁面78a与吸嘴71或元件产生干扰的方式设置环状壁部。另外，在该情况下，可以将环状壁部78形成为圆柱状等具有底部的形状，而不是圆环状(圆筒状)，并在该底部的下表面形成基准标记74b等。

工业实用性

本发明能够利用于元件安装装置的制造产业等。

10元件安装装置，20元件供给装置，30基板输送装置，40支撑装置，50移动机构，52、56导轨，54X轴滑动件，58Y轴滑动件， 60头单元，70旋转头，71吸嘴，72吸嘴座，74旋转体，74a下表面，74b基准标记，76荧光部件，78环状壁部，78a外壁面，80侧方相机，82相机主体，84光学系统单元，90零件相机，100控制器， R旋转轴，S基板。