元件安装用吸嘴的制作方法

在本说明书中，公开元件安装用吸嘴。

背景技术：

以往，作为元件安装用吸嘴，已知有具有沿着轴向的通气孔的吸嘴头被插入圆形管的插入口并被固定而成的结构。例如，在专利文献1中，作为吸嘴头，公开了一种具备插入部、吸附部及凸缘部的结构，上述插入部向圆形管的插入口插入，上述吸附部具有元件吸附面，上述凸缘部设于插入部与吸附部之间。

在先技术文献

专利文献1：国际公开第2015/111156号小册子

在用陶瓷制造这样的吸嘴头时，准备吸嘴头的金属模具，使陶瓷高浓度浆料从凸缘部与插入部之间的边界附近流入并成形之后，从金属模具中取出成形体并进行烧结。在烧结后，对凸缘部中的插入部侧的凸缘面进行研磨，来确保从该凸缘面到元件吸附面为止的长度的精度。并且，将吸嘴头的插入部向圆形管的插入口插入并固定。

但是，在该制造方法中，需要凸缘面的研磨工序，因此存在元件安装用吸嘴的制造成本变高这样的问题。另一方面，即便能够降低制造成本，也会牺牲尺寸精度，这样的话本末倒置。

技术实现要素：

本公开鉴于这种课题而作出，其主要目的在于提供一种能够以低成本进行制造并且尺寸精度较高的元件安装用吸嘴。

本公开的元件安装用吸嘴中具有沿着轴向的通气孔的吸嘴头被插入并被固定于圆形管的插入口，上述吸嘴头是烧结了陶瓷的状态下未进行机械加工的烧成部件，并具备：插入部，被插入上述圆形管的上述插入口且在端面具有毛刺；吸附部，具有元件吸附面；及凸缘部，设于上述插入部与上述吸附部之间，上述凸缘部利用上述插入部侧的凸缘面而与上述圆形管的插入口的周端面接触，从上述插入部的外周面到上述凸缘面的外周缘为止的长度为上述插入部的壁厚以下。

在该元件安装用吸嘴中，吸嘴头是烧结了陶瓷的状态下未进行机械加工的烧成(asfired)部件，因此不需要进行机械加工的成本，能够以低成本进行制造。该吸嘴头在插入部的端面具有毛刺。毛刺示出向用于成形吸嘴头的金属模具中注入陶瓷浆料时的注入口。在此，由于从插入部的外周面到凸缘部的插入部侧的凸缘面的外周缘为止的长度(以下称为长度l1)为插入部的壁厚以下，所以即使从与插入部的端面接触的位置向金属模具中注入陶瓷浆料，浆料也遍及金属模具的整个内部空间(包括与凸缘部相当的空间)。因此，即使吸嘴头是烧成部件，凸缘面的精度也较高。另外，吸嘴头利用插入部侧的凸缘面而与圆形管的插入口的周端面接触，因此从圆形管的预定的基准位置到吸嘴头的元件吸附面为止的长度(以下称为长度l2)依赖于该凸缘面的精度。该凸缘面即使如上述那样是烧成部件，精度也较高，因此长度l2的精度也变高。

另外，若长度l1超过插入部的壁厚，则有时浆料不遍及整个凸缘部(尤其是插入部侧的凸缘面的外周缘)而产生空隙，使吸嘴头为烧成部件时凸缘面的精度变低。

附图说明

图1是表示元件安装机50的整体结构的说明图。

图2是头单元60的立体图。

图3是保持于吸嘴保持架30的吸嘴10的主视图。

图4是保持于吸嘴保持架30的吸嘴10的纵截面图。

图5是吸嘴头18的纵截面图

图6是吸嘴主体14的组装顺序的说明图。

图7是金属模具90的纵截面图。

图8是吸嘴头118的纵截面图。

具体实施方式

以下参照附图来说明本公开的元件安装用吸嘴的优选的实施方式。图1是表示元件安装机50的整体结构的说明图，图2是头单元60的立体图，图3是保持于吸嘴保持架30的吸嘴10的主视图，图4是保持于吸嘴保持架30的吸嘴10的纵截面图，图5是吸嘴头18的纵截面图。在本实施方式中，左右方向(x轴)、前后方向(y轴)及上下方向(z轴)如图1所示的那样。

如图1所示，元件安装机50具备：搭载于基台52的基板输送装置54、能够在xy平面上移动的头单元60、以可拆装的方式安装于头单元60的头70、对吸附于吸嘴10的电子元件从下方进行拍摄的零件相机72及供给向基板51安装的电子元件的元件供给装置80。

基板输送装置54通过分别安装在前后一对支撑板56、56上的传送带58、58(图1中仅图示单侧)而将基板51从左向右输送。

头单元60安装于x轴滑动件62，伴随着x轴滑动件62沿着导轨64、64在左右方向上移动而在左右方向上移动，伴随着y轴滑动件66沿着导轨68、68在前后方向上移动而在前后方向上移动。因此，头单元60能够在xy平面上移动。各滑动件62、66分别由未图示的伺服电动机驱动。

头70以可拆装的方式安装于头单元60。吸嘴10利用压力而在吸嘴前端吸附元件或者将吸附于吸嘴前端的元件释放。该头70是外观为大致圆柱状的部件，在下方具有多个(在此为12根)吸嘴10。吸嘴10与沿上下方向延伸的吸嘴保持架30(参照图3)一体化。吸嘴保持架30被头70的罩覆盖，因此在图2中未出现。该吸嘴保持架30在上端附近具备杆，当按下了杆时吸嘴保持架30与吸嘴10一起下降，当解除了杆的按下时吸嘴保持架30及吸嘴10通过未图示的弹簧的力而向固定位置返回。另外，吸嘴保持架30能够轴旋转。此外，在各吸嘴10中安装有对向吸嘴前端供给负压或供给大气压进行切换的未图示的压力切换阀。

零件相机72配置于基板输送装置54的前侧。在吸附有元件的吸嘴10通过零件相机72的上方时，零件相机72从吸附于吸嘴10的元件的下方照射未图示的光源的光并对该元件从下方进行拍摄。通过零件相机72拍摄到的图像使用于元件是否正常地被吸附于吸嘴10的判定和元件的姿态的识别。

元件供给装置80安装于元件安装机50的前方。该元件供给装置80具有多个插槽，供料器82能够插入于各插槽。在供料器82上安装有卷绕了带的带盘84。元件以沿着带的长度方向排列的状态保持于带的表面。这些元件由覆盖带的表面的薄膜保护。这样的带通过未图示的链轮机构而向后方送出，在将薄膜剥去而元件露出的状态下配置于预定位置。预定位置是指吸嘴10能够吸附该元件的位置。在该预定位置吸附了元件的吸嘴10能够将该元件向基板51上的规定的位置安装。

此外，元件安装机50具备吸嘴储备器74等。吸嘴储备器74是储存多种吸嘴10的盒子，配置于零件相机72的旁边。吸嘴10被更换成与安装元件的基板的种类和元件的种类相适合的吸嘴。

该元件安装机50通过控制器86来控制动作。控制器86接受来自对基板51的生产作业进行管理的未图示的管理计算机的指令而对元件安装机50进行控制。生产作业规定在元件安装机50中从哪个插槽位置的供料器将哪个元件以什么样的顺序向哪个基板种类的基板51安装及制作多少块那样安装的基板51等。

在此，以下参照图3～图5来详细说明吸嘴10。吸嘴10具备吸嘴主体14(相当于本公开的元件安装用吸嘴)和套筒20，该套筒20以使吸嘴主体14能够沿着通气通路12延伸的方向滑动的方式收纳该吸嘴主体14。通气通路12经由未图示的压力切换阀而与真空泵连接。

吸嘴主体14是具有沿着轴向的通气孔18e的吸嘴头18的插入部18b被插入并被固定于圆形管16的插入口16b的结构。

圆形管16是起到将通气通路12包围的壁的作用的部件，具有一对长孔16a、16a。一对长孔16a、16a形成为沿着通气通路12延伸的方向(轴向)较长，设于以通气通路12的中心线为轴的双重对称的位置。也就是说，一对长孔16a、16a设于圆形管16的侧面的相互相向的位置。圆形管16的下部通过锥形部16c而直径缩小，下部的开口成为用于插入吸嘴头18的插入部18b的插入口16b。

吸嘴头18在吸附部18a与插入部18b之间具有凸缘部18c。吸附部18a具有吸附元件的吸附面18d。吸附部18a与插入部18b的内径相同，外径不同。吸附部18a的壁厚ta为插入部18b的壁厚tb的0.4～0.6倍(例如0.5倍)。凸缘部18c以直径从吸附部18a与凸缘部18c之间的边界朝着插入部18b慢慢地变大的方式形成为锥形状。凸缘部18c的内径与吸附部18a及插入部18b相同。凸缘部18c中的插入部18b侧的凸缘面18f(与通气通路12垂直的面)与圆形管16的插入口16b的周端面16d接触。因此，吸附面18d的高度位置的精度由凸缘面18f和周端面16d的表面精度决定。在插入部18b的端面残留有在金属模具成形时产生的毛刺18g。插入部18b的端面没有与圆形管16卡合。如图5所示，从插入部18b的外周面到凸缘面18f的外周缘为止的长度l1设定为插入部18b的壁厚tb以下(例如与壁厚tb相同)。

如图3及图4所示，套筒20具备：圆筒部22、圆盘部24及销26。圆筒部22将吸嘴主体14的圆形管16保持成能够滑动。该圆筒部22也起到包围通气通路12的壁的作用。圆盘部24以使直径大于设于吸嘴储备器74的未图示的吸嘴保持孔的方式形成。销26沿与轴向正交的方向贯通圆筒部22，在该状态下固定于圆筒部22。该销26横穿通气通路12并且贯通设于圆形管16的一对长孔16a、16a。另外，销26的两端从后述的吸嘴保持架30的吸嘴轴32的侧面向外部突出。在相对于套筒20的圆筒部22而吸嘴主体14的圆形管16沿着通气通路12延伸的方向滑动时，吸嘴主体14由销26插通的一对长孔16a、16a引导地进行滑动。

吸嘴10利用向外部突出的销26的两端以可拆装的方式安装于吸嘴保持架30的下端侧。吸嘴保持架30以形成为大致筒状的吸嘴轴32为主体。在吸嘴轴32的下端设有j字槽32a、32a(图3中仅露出单侧)。在吸嘴轴32的内部配置有下端侧的直径缩小的管34和对该管34朝着吸嘴前端侧施力的内弹簧36。管34在以通气通路12的中心线为轴的双重对称的位置具有一对长孔34a、34a。在该一对长孔34a、34a中插通有沿与轴向正交的方向贯通吸嘴轴32的销33。在吸嘴轴32上嵌入有用于防止销33的脱落的环35。管34通过内弹簧36的作用力而将吸嘴主体14的圆形管16向吸嘴前端侧按压。另外，管34在沿着通气通路12延伸的方向在吸嘴轴32的内部滑动时，由销33插通的一对长孔34a、34a引导地进行滑动。形成为大致筒状的可动部件38以能够沿着通气通路12延伸的方向移动的方式安装于吸嘴轴32的外周。可动部件38在下端具有凸缘38a。吸嘴轴32在比销33插通的位置稍微靠下侧处具有弹簧承受部32b。在该弹簧承受部32b与可动部件38的凸缘38a之间设有外弹簧40。

为了将吸嘴10从吸嘴保持架30上拆下，相对于吸嘴保持架30克服外弹簧40的作用力将吸嘴10的销26抬起而从j字槽32a的止动槽部分32aa向上脱离，在该状态下使销26相对于吸嘴保持架30轴旋转并从j字槽32a拔出。由此，吸嘴10从吸嘴保持架30脱离。在将吸嘴10向吸嘴保持架30安装时，进行与此相反的顺序。

接着，以下参照图6来说明吸嘴主体14的制造方法。图6是吸嘴主体14的组装顺序的说明图。

首先，如图6a所示，工作人员准备圆形管16和吸嘴头18。在此，对吸嘴头18的制造方法进行说明。吸嘴头18使用具有与吸嘴头18大致相同的形状的内部空间92的金属模具90(参照图7)来制造。金属模具90是将上模与下模对合的构造，在内部空间92中的相当于吸嘴头18的插入部18b的端面的位置具有注入口92a。陶瓷(例如氧化锆)的高浓度浆料从该注入口92a向内部空间92注入。另外，在金属模具90上，在与注入口92a相反的一侧设置未图示的通气孔，伴随着注入浆料而内部空间92内的空气从通气孔漏出。浆料在填充到整个内部空间92之后硬化而成为成形体。然后，将金属模具90打开并取出成形体，进行成形体的烧结。由此，得到吸嘴头18。吸嘴头18是烧结了陶瓷的状态下未进行机械加工(研磨、磨削加工等)的烧成部件，在插入部18b的端面具有来源于注入口92a的毛刺18g(参照图5)。另外，将从插入部18b的外周面到凸缘面18f的外周缘为止的长度l1设定为插入部18b的壁厚tb以下，因此在向金属模具90中注入浆料时浆料遍及整个内部空间92，尤其是遍及至相当于凸缘部18c的整个空间。因此，在内部空间92内不产生或几乎不产生空隙。因此，即使吸嘴头18是烧成部件，凸缘面18f的表面精度也会成为充分良好的值。

图8是比较方式的吸嘴头118的纵截面图。吸嘴头118除了尺寸与吸嘴头18不同以外，是与吸嘴头18相同的结构。即，吸嘴头118在吸附部118a与插入部118b之间具有凸缘部118c。凸缘部118c具有凸缘面118f。该吸嘴头118的长度l1是插入部118b的壁厚tb的两倍，吸附部118a的壁厚ta是插入部118b的壁厚tb的1/3。为了制造该吸嘴头118而使用与金属模具90相同的金属模具从相当于插入部118b的端面的位置注入浆料时，浆料不遍及整个内部空间，尤其是不遍及至相当于凸缘部118c的整个空间，而产生空隙。因此，得到的吸嘴头118成为凸缘部118c的形状不良的吸嘴头。由于这样的原因，将金属模具的注入口变更为相当于凸缘部118c与插入部118b之间的边界的位置。在该情况下，虽然浆料遍及整个内部空间，但是需要对在凸缘面118f产生的毛刺等剩余部分(参照图8中的虚线的影线)进行磨削、研磨来进行去除，提高凸缘面118f的表面精度。当这样需要磨削、研磨等机械加工时，制造成本增大。

返回图6，工作人员在准备了圆形管16和吸嘴头18之后，向圆形管16的插入口16b中插入吸嘴头18的插入部18b。由此，如图6b所示，圆形管16和吸嘴头18无间隙地紧贴，并且吸嘴头18的凸缘部18c的外表面和圆形管16的插入口16b的外表面无阶梯地相连，吸嘴主体14完成。吸嘴头18既可以压入固定于圆形管16，也可以使用粘接剂来固定。

接着，对元件安装机50的控制器86基于生产作业而向基板51安装元件的动作进行说明。首先，控制器86使头单元60的多个吸嘴10依次吸附从供料器82供给的元件。具体而言，控制器86控制x轴滑动件62及y轴滑动件66而将第一个吸嘴10配置于期望的元件的正上方。接着，控制器86使第一个吸嘴10下降并且向该吸嘴10供给负压。由此，将期望的元件吸附于第一个吸嘴10。另外，吸嘴10的吸嘴主体14相对于吸嘴保持架30能够沿轴向移动且通过内弹簧36来弹性保持，因此能够吸收吸附元件时的轴向上的冲击。然后，控制器86使第一个吸嘴10从下降位置以返回固定位置的方式上升。关于第二个以后的吸嘴10，也重复与此相同的动作。由此，能够使第一个～第十二个吸嘴10全部吸附元件。然后，控制器86控制x轴滑动件62及y轴滑动件66而使头单元60向基板51的上方移动。在该移动期间，通过零件相机72拍摄吸附于各吸嘴10的元件。然后，控制器86使头70向基板51上移动，使第一个吸嘴10下降到期望的位置，并向该吸嘴10供给大气压。由此，将吸附于第一个吸嘴10的元件向基板51上的期望的位置安装。关于吸附于第二个以后的吸嘴10的元件，也相同地向基板51上安装。

在以上详细叙述的本实施方式中，吸嘴头18是烧结了陶瓷的状态下未进行机械加工的烧成(asfired)部件，因此不需要进行机械加工的成本。因此，能够以低成本制造吸嘴头18，进而能够以低成本制造吸嘴主体14。该吸嘴头18在插入部18b的端面具有毛刺18g。毛刺18g是示出向用于成形吸嘴头18的金属模具90中注入陶瓷浆料时的注入口92a的痕迹。在此，从插入部18b的外周面到凸缘部18c的凸缘面18f的外周缘为止的长度l1为插入部18b的壁厚tb以下，因此即使从与插入部18b的端面相接的注入口92a向金属模具90的内部空间92注入陶瓷浆料，浆料也遍及整个内部空间92(包含相当于凸缘部18c的空间)。因此，即使吸嘴头18是烧成部件，凸缘面18f的精度也较高。另外，吸嘴头18在凸缘面18f与圆形管16的周端面16d接触，因此从圆形管16的预定的基准位置(在此设为长孔16a的上端位置)到吸嘴头18的吸附面18d为止的长度l2(参照图6b)依赖于该凸缘面18f的精度。该凸缘面18f即使是烧成部件，精度也较高，因此长度l2的精度也变高，进而元件安装时的吸附面18d的高度位置的精度变高。

另外，吸嘴头18的吸附部18a的壁厚ta比插入部18b的壁厚tb薄。因此，向圆形管16的插入口16b插入的插入部18b可确保强度。另一方面，吸附部18a能够应对尺寸较小的元件。

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性范围，就能够以各种方案实施，这是不言而喻的。

例如，在上述实施方式中，使长度l1(参照图5)与插入部18b的壁厚tb相同，但是只要为壁厚tb以下即可。并且，长度l1优选设定为0.2mm以上。这样的话，能够充分确保吸嘴头18的凸缘面18f与圆形管16的周端面16d之间的接触面积。

在上述实施方式中，吸嘴头18是烧结了的状态下未进行机械加工的烧成部件，但是也可以为例如烧结了的状态下未进行机械加工而进行了电镀等表面加工的烧成部件。

在上述实施方式中，将长度l2的基准位置设为圆形管16的长孔16a的上端位置，但是并不特别限定于此，例如也可以将圆形管16的插入口16b的周端面16d设为长度l2的基准位置。

在上述实施方式中，将吸嘴头18的吸附面设为圆形，但是并不特别限定于圆形，也可以为具有方向性的形状(例如长方形、椭圆形、长圆形等)。或者，也可以将吸嘴头18的通气孔18e的开口设为具有方向性的形状。

在上述实施方式中，由工作人员进行吸嘴主体14的组装，但是也可以取代工作人员而由工作机器人进行。

本公开的元件安装用吸嘴也可以如以下那样构成。

在本公开的元件安装用吸嘴中，优选的是从上述插入部的外周面到上述凸缘面的外周缘为止的长度为0.2mm以上。这样的话，能够充分确保吸嘴头的凸缘面与圆形管的插入口的周端面之间的接触面积。

在本公开的元件安装用吸嘴中，上述吸附部的壁厚可以比上述插入部的壁厚薄。考虑将吸嘴头的插入部插入圆形管的插入口时，需要使插入部的壁厚变厚一定程度，但是吸附部的壁厚优选根据元件尺寸变小而变薄。

工业上的有用性

本公开的元件安装用吸嘴能够利用于元件安装机。

附图标记说明

10吸嘴、12通气通路、14吸嘴主体、16圆形管、16a长孔、16b插入口、16c锥形部、16d周端面、18吸嘴头、18a吸附部、18b插入部、18c凸缘部、18d吸附面、18e通气孔、18f凸缘面、18g毛刺、20套筒、22圆筒部、24圆盘部、26销、30吸嘴保持架、32吸嘴轴、32aj字槽、32aa止动槽部分、32b弹簧承受部、33销、34管、34a长孔、35环、36内弹簧、38可动部件、38a凸缘、40外弹簧、50元件安装机、51基板、52基台、54基板输送装置、56支撑板、58传送带、60头单元、62x轴滑动件、64导轨、66y轴滑动件、68导轨、70头、72零件相机、74吸嘴储备器、80元件供给装置、82供料器、84带盘、86控制器、90金属模具、92内部空间、92a注入口、118吸嘴头、118a吸附部、118b插入部、118c凸缘部、118f凸缘面。