电子部件安装装置的制作方法

专利名称：电子部件安装装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用吸附嘴吸附电子部件，并向基板上搭载的电子部件安装装置。
背景技术：
现有的电子部件安装装置，例如如专利文献1中记载所示，具有搭载吸附嘴并可 以在X-Y平面上自由移动的搭载头，从电子部件的送料器，通过吸附而取得电子部件，将搭 载头移动至基板的部件安装位置，通过从吸附嘴将电子部件释放，从而进行电子部件的安 装。此时，将真空泵作为电子部件的吸附所需的负压的产生源。作为装配台内部的致动器，大多情况下使用以压缩空气为动力源的气缸。通常从 压缩空气产生源供给的压缩空气，利用减压装置，减压至例如0. 49[MPa]左右，向装配台内 部引入。在搭载头上连接该大约0.49[MPa]的空气管，以不妨碍搭载头的移动的方式纵横
地配置空气管。另外，在上述吸附嘴将电子部件释放时，将真空泵停止，使吸附嘴内向大气开放， 但此时，由于在吸附嘴内部成为大气压状态前产生等待时间，所以为了提高大气开放的速 度，有时采用将调整至低压的正压向吸附嘴短时间施加的所谓微弱送风的方法。为了施加 微弱送风而设置减压装置，其将之前向装配台内部引入的压缩空气进一步减压；以及电 磁阀。专利文献1 日本特开平6-132698号公报

发明内容
然而，之前记载的作为负压产生源的真空泵存在下述问题，S卩，需要定期的维护， 且成为噪音的产生源。另外，存在下述问题，即，由于真空泵为大型且质量也较大，所以必须 固定在电子部件安装装置的基架等上，利用空气管向搭载头供给负压，但由于需要使搭载 头在X-Y平面上自由移动，所以需要非常长的空气管，以不妨碍该搭载头的动作，而且，还 需要用于可以使空气管与X-Y平面上自由移动的搭载头的动作联动的引导机构。另外，有时空气管中会混入油成分或异物，在包含空气管在内的路径的中途设置 电磁阀等的情况下，会产生下述问题，即，由于混入空气中的油成分或异物，而产生性能的 降低或响应时间的降低等。另外，由于还进行上述的微弱送风，所以需要正压供给的空气管，产生与该空气管 相同的问题。另外，作为吸附嘴的负压产生源，考虑不使用真空泵，而使用利用压缩空气的流动 所产生的负压，从而产生负压状态的真空产生机等。但是，虽然真空产生器小型且可以搭载 在搭载头上，但需要向真空产生器自身供给正压，相同地产生上述空气管的问题。本发明的目的在于，不需要向搭载头连接较长的空气管。技术方案1记载的发明是一种电子部件安装装置，其具有基板保持部，其保持进行电子部件的安装的基板；部件供给部，其供给所安装的电子部件；搭载头，其具有可升降 的吸附嘴，该吸附嘴用于吸附向所述基板搭载的电子部件；以及移动机构，其使所述搭载头 在所述基板保持部和所述部件供给部之间进行移动，其特征在于，设置吸排气装置，其搭载 在所述搭载头上，具有由具有可弯曲性的膜或者薄板构成的可弯曲部、粘贴设置在所述可 弯曲部上的压电元件、以及与所述可弯曲部一起构成空气室的结构体，该吸排气装置是用 于由所述吸附嘴进行吸附的负压产生源。技术方案2记载的发明的特征在于，具有与技术方案1记载的发明相同的结构，并 且，具有负压产生装置，其利用所述吸排气装置排气所产生的空气流动得到负压。技术方案3记载的发明的特征在于，具有与技术方案1或2记载的发明相同的结 构，并且，搭载在所述搭载头上的所述吸排气装置，是用于解除所述吸附嘴的吸附的正压产 生源。技术方案4记载的发明的特征在于，具有与技术方案3记载的发明相同的结构，并 且，具有将所述吸排气装置的吸气口和排气口与所述吸附嘴切换连接的吸排气切换单元， 由一个吸排气装置实现作为所述吸附嘴的负压产生源和正压产生源的功能。技术方案5记载的发明是一种电子部件安装装置，其具有基板保持部，其保持进 行电子部件安装的基板；部件供给部，其供给所安装的电子部件；搭载头，其具有可升降的 吸附嘴，该吸附嘴用于吸附向所述基板搭载的电子部件；以及移动机构，其使所述搭载头在 所述基板保持部和所述部件供给部之间进行移动，其特征在于，在所述搭载头上搭载吸排 气装置，其具有由具有可弯曲性的膜或者薄板构成的可弯曲部、粘贴设置在所述可弯曲部 上的压电元件、以及与所述可弯曲部一起构成空气室的结构体，该吸排气装置是用于解除 所述吸附嘴的吸附的正压产生源。技术方案6记载的发明的特征在于，具有与技术方案1至5中任一项所记载的发 明相同的结构，并且，在所述吸排气装置的结构体上，设置从所述空气室通向外部的排气流 路和与该排气流路交叉并合流的吸气流路，所述吸排气装置利用所述压电元件使所述空气 室的容积周期性地增减而进行吸排气。技术方案7记载的发明的特征在于，具有与技术方案1至5中任一项所记载的发 明相同的结构，并且，在所述吸排气装置的可弯曲部上，沿圆周配置多个所述压电元件，在 所述可弯曲部或者结构体的所述圆周的中央位置设置吸气口，并且在所述可弯曲部或者结 构体的所述圆周的外周位置设置排气口，具有驱动电路，其通过使所述各压电元件沿圆周 依次驱动，使所述可弯曲部和结构体之间的间隙区域旋转移动，利用由所述间隙区域的旋 转移动产生的离心力，从排气口进行排气。技术方案8记载的发明的特征在于，具有与技术方案1至7中任一项所记载的发 明相同的结构，并且，具有控制单元，其对所述压电元件的驱动频率或者施加电压进行调 节，进行吸气压力或者排气压力的控制。发明的效果技术方案1记载的发明，将利用压电元件使可弯曲部变形而从空气室进行吸排气 的吸排气装置作为吸附嘴的负压源。此外，所谓负压，是指与大气压相比较低的压力，所谓 正压，是指与大气压相比较高的压力。由于通常压电元件容易薄型化，压电元件所安装的可 弯曲部也为膜或者薄板状，所以可以使吸排气装置整体薄型化。因此，与如现有的负压源所示具有叶轮和对其进行旋转驱动的电动机的结构相比，吸排气装置可以容易地实现轻量化 以及小型化，可以直接搭载在搭载头上。其结果，可以不需要对在作业区域内自由移动的搭载头进行负压供给的巨大的空 气管，不需要与搭载头的移动对应的引导机构。与此相伴，使搭载头的动作顺利化，并且，可 以通过装置结构简化而实现生产成本减少。另外，由于不需要空气管，所以减少油成分及异物混入的发生，即使在使用电磁阀 等的情况下，也可以抑制其性能及响应时间的降低。另外，只要能够实现微小的电子部件的吸附所需要的吸附压力即可，即使考虑其 强度，也可以选择轻量的材料，从上述角度看，也可以实现吸排气装置的轻量化。另外，由于吸排气装置利用压电元件使可弯曲部振动，进行吸排气，所以例如可以 通过将振动频率调节到听觉区域以外，还可以抑制噪音。技术方案2记载的发明，由于具有负压产生装置，所以可以不将吸排气装置的吸 气用于产生负压，而是将排气用于产生负压。因此，即使在例如因设计上的问题，使吸气口 远离吸附嘴的情况下，也可以使排气口侧与吸附嘴连接，所以可以提高搭载头上的吸排气 装置的配置的自由度。技术方案3记载的发明，由于还将吸排气装置作为用于解除吸附嘴的吸附的正压 产生源，所以可以不需要对搭载头进行正压供给的巨大的空气管及其引导机构。与此相伴， 在使用电磁阀等的情况下，也可以抑制由油成分及异物的混入引起的性能及响应时间的降 低。另外，只要能够实现用于进行吸附嘴内部的负压解除的正压的压力即可，即使考 虑其强度，也可以选择轻量的材料，可以实现吸排气装置的轻量化。技术方案4记载的发明，由于将吸排气装置的吸气口和排气口与吸附嘴切换连 接，所以可以将吸排气装置作为负压产生源和正压产生源这两个方面利用，可以减少搭载 在搭载头上的吸排气装置的个体数，可以实现搭载头的轻量化以及小型化。技术方案5记载的发明，由于将小型、轻量化容易的吸排气装置作为用于解除吸 附嘴的吸附的正压产生源，所以通过直接搭载在搭载头上，可以不需要对搭载头进行负压 供给的巨大的空气管，不需要与搭载头的移动对应的引导机构。另外，只要能够实现用于吸附解除的正压的压力即可，可以选择轻量的材料，可以 实现吸排气装置的轻量化。另外，通过在加压施加时使频率位于听觉区域以外而进行振动，还可以抑制噪音。技术方案6记载的发明，由于采用由吸排气装置使吸气流路与排气流路合流的构 造，所以即使在利用可弯曲部的振动，使空气室内的容积从减少转向增加时，也可以利用惯 性力使排气路径内的排气向外部喷出，最小限度地抑制脉动而进行吸排气。另外，由于是利用压电元件使可弯曲部单纯地振动即可的构造，所以可以实现吸 排气装置自身的构造简单化，并且，使控制简单，可以容易地制造该控制电路。技术方案7记载的发明，由于利用沿圆周配置的多个压电元件，使间隙区域旋转 移动，并且，利用该离心力进行吸排气，所以可以进行没有脉动的吸排气。技术方案8记载的发明，由于利用压电元件的驱动频率或者施加电压对吸排气的 压力进行控制，所以任何时候都可以容易地调节压力。另外，可以不需要用于压力调节的电
6空调节器，也可以实现装置的生产成本减少。另外，特别地，在进行用于吸附嘴的负压解除的正压施加的情况下，要求精细的压 力调节，但可以通过控制容易地进行该调节，也可以实现调节作业负担的减轻。


图1是表示本实施方式所涉及的电子部件安装装置的整体的斜视图。图2是表示电子部件安装装置的控制系统的框图。图3是表示电子部件安装装置的吸排气系统的框图。图4是吸排气装置的分解斜视图。图5是沿吸排气装置的中心线方向的剖面图，图5(A)表示非动作时，图5(B)表示 动作时。图6是表示压电元件的配置的俯视图。图7是沿具有集合管的吸排气装置的中心线方向的剖面图。图8是表示其他具有吸排气切换电磁阀的吸排气系统的框图。图9(A)是表示第二实施方式的电子部件安装装置的吸排气系统的框图，图9(B)是负压产生装置的剖面图。图10是表示第三实施方式的电子部件安装装置的吸排气系统的框图。图11是第三实施方式中使用的吸排气装置的斜视图。图12是第三实施方式中使用的吸排气装置的沿图11的X-X线的斜视图。图13是第三实施方式中使用的吸排气装置的沿图12的Y-Y线的斜视图。图14是沿具有集合管的图11的吸排气装置的中心线方向的剖面图。图15是表示第四实施方式的电子部件安装装置的吸排气系统的框图。图16是表示第五实施方式的电子部件安装装置的吸排气系统的框图。图17是表示第六实施方式的电子部件安装装置的吸排气系统的框图。图18是表示第七实施方式的电子部件安装装置的吸排气系统的框图。
具体实施例方式(第一实施方式)基于图1至图7，说明本发明的第一实施方式。以下，如图示所示，将水平面上彼此正交的两个方向分别设为X轴方向和Y轴方 向，将与它们正交的铅垂方向设为Z轴方向。电子部件安装装置100，向基板上进行各种电子部件的搭载，如图1所示，具有两 组部件供给部，其由用于供给所搭载的电子部件的多个电子部件送料器101以及将多个电 子部件送料器101排列并保持的送料器保持部102构成；基板输送单元103，其沿X轴方向 输送基板；基板保持部104，其设置在该基板输送单元103的基板输送路径的中途，用于进 行相对于基板的电子部件搭载作业；搭载头106，其可升降地保持多个(在本例中，为3个) 吸附嘴105，进行电子部件T的保持；作为搭载头移动机构的X-Y龙门架107，其将搭载头 106向包含两组部件供给部和基板保持部104在内的作业区域内的任意的位置进行驱动输 送；基架114，其对上述各结构进行搭载支撑；以及动作控制单元10，其进行上述各结构的动作控制。动作控制单元10保存有记录与电子部件的安装相关的各种设定内容的安装数 据。在安装数据中包含应安装的电子部件、基于电子部件的电子部件送料器101的设置 位置的部件接收位置、以及基板上的安装位置的各数据。另外，动作控制单元根据读出的安 装数据，对X-Y龙门架107进行控制，将搭载头106向电子部件的接收位置以及安装位置输 送，在各位置处，对搭载头106进行控制而进行吸附嘴105的升降动作以及吸附_释放动 作，而且，在移动中，使用未图示的部件姿态识别单元，进行吸附时的电子部件的位置以及 吸附嘴旋转角度检测，并且，执行位置校正以及角度调节等动作控制。(基板输送单元以及基板保持部)基板输送单元103具有未图示的输送带，利用该输送带，将基板沿X轴方向输送。另外，如上述所示，在基板输送单元103的基板输送路径的中途，设置有基板保持 部104，其用于在将电子部件向基板搭载时的作业位置处固定保持基板。基板输送单元103 将基板输送至基板保持部104并停止，利用未图示的保持机构，对基板进行保持。S卩，在基 板被保持机构保持的状态下，进行稳定的电子部件搭载作业。(部件供给部)各送料器保持部102以沿X轴方向的状态，分别设置在基架114的Y轴方向两端 部上。各送料器保持部102具有沿X-Y平面的平坦部，在该平坦部的上表面，多个电子部件 送料器101沿X轴方向排列并载置安装(在图1中，仅图示一个电子部件送料器101，但实 际上，将多个电子部件送料器101排列并安装)。另外，各送料器保持部102具有用于保持各电子部件送料器101的未图示的闩销 机构，可以根据需要，将各电子部件送料器101安装或者分离。上述电子部件送料器101，在后端部侧保持有带盘，其卷绕将电子部件以均等间隔 大量封入的载料带，并且，在前端部附近，如上述所示，具有将电子部件向搭载头106传送 的传送部101a。另外，在安装于送料器保持部102上的状态下，电子部件的传送部IOla相 对于Y轴方向以及Z轴方向成为一定的位置。此外，对于X轴方向，根据安装在送料器保持 部102上的X轴方向上的哪个位置，而确定电子部件的传送部IOla的位置。另外，在执行安装作业时，将载料带输送至电子部件的传送部101a，向定位在该传 送部IOla处的搭载头106，进行电子部件的供给。(X-Y 龙门架)X-Y龙门架107具有X轴引导导轨107a，其沿X轴方向引导搭载头106的移动；两 根Y轴引导导轨107b，其将搭载头106与该X轴引导导轨107a —起沿Y轴方向引导；作为 驱动源的X轴电动机109，其使搭载头106沿X轴方向移动；以及作为驱动源的Y轴电动机 110，其经由X轴引导导轨107a，使搭载头106沿Y轴方向移动。另外，通过各电动机109、 110的驱动，可以将搭载头106在两根Y轴引导导轨107b之间的大致整个区域进行输送。此外，各电动机109、110，通过使各自的旋转量被动作控制单元10识别，控制成为 期望的旋转量，由此经由搭载头106，进行吸附嘴105的定位。另外，根据电子部件安装作业的需要，将上述2个送料器保持部102、基板保持部 104均配置在X-Y龙门架107的可输送搭载头106的区域内。(搭载头)
虽然在图1中没有表示，但在搭载头106上设置有图2所示的动作结构。此外，在 该图2中，仅图示一个吸附嘴105的控制结构，但实际上，对搭载在搭载头106上的每个吸 附嘴105，设置控制结构。在图2中，搭载头106设置有三个吸附嘴105(图1)，在其前端部利用空气吸引 保持电子部件T ；三个Z轴电动机111，其使吸附嘴105分别沿Z轴方向升降；以及三个旋转 电动机112，其用于使各吸附嘴105分别旋转，对所保持的电子部件围绕Z轴方向进行角度调节。上述各吸附嘴105，以沿Z轴方向的状态，可升降且可旋转地支撑在搭载头106上， 可以利用升降进行电子部件的接收或者安装、以及利用旋转进行电子部件的角度调节。在图3中，说明设置在搭载头106内的用于进行电子部件的吸附及其关联动作的 吸排气系统。在该图3中，仅图示一个吸附嘴105的吸排气系统，但实际上，对搭载在搭载 头106上的每个吸附嘴105，设置吸排气系统。各吸附嘴105的吸排气系统构成为，具有作为负压产生源的吸排气装置20A，其 用于吸附嘴105的电子部件吸附；主配管61，其将吸附嘴105与吸排气装置20A连接；作为 正压(微弱送风)产生源的吸排气装置20B，其用于吸附嘴105的电子部件释放；分支配管 62，其从主配管61分支，将吸附嘴105和吸排气装置20B连接；以及吸排气切换电磁阀63， 其作为正负压力切换单元，用于切换吸附嘴105与吸排气装置20A和吸排气装置20B的连 接状态。上述主配管61的一端部与吸附嘴105连接，并且另一端部与吸排气装置20A的吸
气口连接。另外，分支配管62的一端部与主配管61的中途连接，并且另一端部与吸排气装置 20B的排气口连接。另外，吸排气切换电磁阀63设置在分支配管62的中途，是常闭型的2 口 2位的先 导型电磁阀。该吸排气切换电磁阀63具有利用后述的动作控制单元10，对吸排气装置20B 与吸附嘴105之间的连接和非连接进行切换的功能。(吸排气装置)利用图4、图5，说明吸排气装置20A。吸排气装置20A具有薄板状的作为可弯曲 部的振动板21，其具有可弯曲性；8个压电元件22，其沿圆周粘贴设置在振动板21的上表 面；以及作为结构体的基板23，其与振动板21 —起构成空气室。基板23为圆形，在其外周附近，以贯穿其正反面的方式，形成4个将圆周分割成4 份的圆弧状的排气口 24。振动板21是与基板相同直径的圆形，在基板23的上表面的外周附近(与各排气 口 24相比的外侧)，在整个圆周上紧固。即，与基板23的各排气口 24相比内侧的区域成为 未与振动板21粘接的状态，该区域中的基板23与振动板21之间的间隙为空气室A(间隙 区域)(图5 (B))。另外，在振动板21的中央部，形成贯穿其止反面的吸气口 25，从该吸气 口 25向空气室A中吸入大气，从基板23的排气口 24进行排气。各压电元件22为将圆环八等分而成的圆弧状，各压电元件22，其下表面整体粘贴 在振动板21的上表面上，从而成为圆环状。8个压电元件22，其圆环的外径设定为与振动 板的外径相比较小，圆环的内径设定为与振动板21的吸气口 25相比较大，与振动板21同心配置。吸排气装置20A具有向各压电元件22分别施加动作电压的驱动电路26 (图3)， 压电元件22具有如下特性在该驱动电路26施加正的驱动电压时其圆弧形状的两端部向 下方弯曲，由此，压电元件22，从半径方向观察，以上方凸出的圆弧状弯曲。而且，利用该弯 曲，在振动板21和基板23之间形成空气室A。驱动电路26可以向各压电元件22分别施加驱动电压，如图6所示，进行通电，以 使各压电元件22中被施加驱动电压的压电元件22X沿圆周向一定方向(顺时针方向和逆 时针方向均可)推移。由此，空气室A沿圆周进行旋转移动，与此相伴，空气室A内的空气利 用离心力向其半径方向外侧流动。其结果，空气室A的中心侧成为低压，外周侧成为高压， 空气从吸气口 25流入，空气从各排气口 24排出，而进行吸排气。此外，驱动电路26也可以将按照正弦曲线使电位变化的交流电压，以1/8周期的 相位差或者1/4周期的相位差，按照排列顺序向各压电元件24施加。在此情况下，也可以 在顺时针方向和逆时针方向中的任一个方向上设置相位差。在1/8周期的相位差的情况 下，可以与上述大致相同地进行吸排气，在1/4周期的相位差的情况下，可以利用隔着圆周 的中心而相对的2个压电元件22，形成2个空气室A。另外，各压电元件22可以是单压电晶片，也可以是双压电晶片，但由于在双压电 晶片的情况下，可以使弯曲变大，从而可以使空气室A的容积变大，所以更优选。另外，驱动电路26的施加电压或者其周期(压电元件22X的推移速度或者交流的 频率)，可以利用动作控制单元10进行变更调节，通过上述变更，可以自由地调节吸排气装 置20A的吸排气的流量。图7是吸排气装置20B的剖面图。吸排气装置20B除了与吸排气装置20A完全相 同的结构以外，还具有集合管27，其使来自4个排气口 24的排气集合。对于吸排气装置20B的与吸排气装置20A相同的结构，标注相同的标号，省略说明。吸排气装置20B的集合管27，上部开口，基板23与该开口部无间隙地嵌合，来自各 排气口 24的排气全部向集合管27内部排出。而且，在集合管27的中央下部，设置向外部贯穿的排气口 28，来自各排气口 24的 排气全部从1个排气口 28进行排气。上述的吸排气装置20A从各排气口 24依次进行排气，但吸排气装置20B从1个排 气口 28进行排气，由此，通过使排气口 28与需要正压的对象物连接，从而可以供给没有脉 动的正压。(动作控制单元)如图2所示，动作控制单元10主要具有CPU 30，其按照规定的控制程序，对X-Y 龙门架107的X轴电动机109、Y轴电动机110、在搭载头106上进行吸附嘴105的升降的Z 轴电动机111、进行吸附嘴105的旋转的旋转电动机112、吸排气装置20Α和吸排气装置20Β 的各驱动电路26、26，执行各种处理以及控制；系统ROM 12，其存储用于执行各种处理以及 控制的程序；RAM 13，其通过存储各种数据，成为各种处理的作业区域；I/F(接口)14，其实 现CPU 30与各种设备的连接；非易失性存储装置17，其存储向基板安装的电子部件的列表 及上述安装数据等；操作面板15，其用于进行各种设定或操作所需要的数据的输入；以及
10显示器18，其进行各种设定内容及必要信息的提示等。另外，上述的各电动机109 112均 是具有编码器的伺服电动机，经由未图示的伺服驱动器与I/F 14连接。上述CPU 30，在电子部件的安装作业时，从存储装置17读入安装数据，从该安装 数据中，取得成为相对于基板的安装对象的各种电子部件的列表、各电子部件的接收位置 以及安装位置的信息。然后，CPU 30对X轴以及Y轴电动机109、110进行控制，将搭载头106向该电子 部件的接收位置输送，对Z轴电动机进行控制，使吸附嘴105下降，吸附电子部件，使吸附嘴 105上升，然后将搭载头106输送至安装位置。另外，CPU 30，在向安装位置的输送中，使用 部件姿态识别单元，进行所吸附的电子部件相对于吸附嘴的位置以及吸附嘴旋转角度的检 测，对旋转电动机112进行控制，执行角度校正。另外，在将搭载头106向安装位置定位时， 考虑电子部件相对于吸附嘴的位置而进行校正。然后，利用Z轴电动机使吸附嘴105下降，完成电子部件的安装。CPU 30对向基板搭载的所有电子部件反复执行上述动作。在这里，进一步说明上述电子部件安装动作时对吸附嘴105的吸排气系统进行的 控制。在接收电子部件时，CPU 30维持吸排气切换电磁阀63的关闭状态，同时，对吸排 气装置20A的驱动电路26进行控制而开始驱动，使吸附嘴105的内部成为负压状态。在上 述状态下，进行电子部件接收，使吸附嘴105的前端部吸附电子部件。此外，预先设定向吸 排气装置20A施加的驱动电压的电压值或者频率值，从而得到适于吸附作为对象的电子部 件的压力，基于该值进行驱动电路26的控制。上述设定值，例如也可以针对每个电子部件 而在安装数据内预先准备。另外，在将电子部件向基板安装时，如果搭载头106到达安装位置，开始吸附嘴 105的下降，则CPU 30在到达目标高度前，在考虑了规定延迟的定时，使吸排气装置20A的 驱动停止，并且，开始吸排气装置20B的驱动，且将吸排气切换电磁阀63切换至连接状态。 由此，处于负压状态的吸附嘴105的内部迅速切换为正压，使电子部件脱离吸附嘴105的前 端部，而安装在基板侧。(第一实施方式的效果)在电子部件安装装置10中，用于吸附嘴105吸气的负压产生源即吸排气装置20A、 和用于微弱送风的正压产生源即吸排气装置20B，均采用通过各压电元件22使可弯曲部21 变形，从空气室A进行吸排气的构造。由于上述压电元件22为板状，薄型化容易，各压电元 件22所安装的可弯曲部21也为膜或者薄板状，所以可以将吸排气装置20A及20B的整体
薄型化。因此，与如现有装置所示由叶轮和电动机构成的结构相比，吸排气装置20A、20B 可以容易地实现轻量化以及小型化，可以直接搭载在搭载头106上。因此，可以不需要对搭 载头106进行负压以及正压的供给的巨大的空气管，不需要与搭载头106的移动对应的引 导机构。由此，使搭载头106的动作顺利化，并且，可以通过装置结构简化，实现电子部件安 装装置10的生产成本减少。另外，与此相伴，由于不需要空气管，所以减少油成分及异物混入的发生，可以抑 制吸排气切换电磁阀63等的性能及响应时间的降低。
11
另外，对于各吸排气装置20A、20B，只要能够实现电子部件吸附所需要的负压压力 及电子部件释放所需要的正压压力即可，即使考虑其强度，也可以选择轻量的材料，可以实 现其轻量化，可以实现搭载头106的轻量化。另外，对于各吸排气装置20A、20B，通过将压电元件22的振动频率调节到听觉区 域以外，还可以抑制噪音。另外，各吸排气装置20A、20B，可以利用向各压电元件22施加的电压值或者电压 的频率，对吸排气量进行控制，与此相伴，可以对所产生的负压或者正压进行控制，所以可 以不需要用于压力调节的电空调节器，也可以实现装置的生产成本减少。另外，特别地，在 进行用于吸附嘴的负压解除的正压施加的情况下，要求精细的压力调节，但可以利用动作 控制单元10容易地进行该调节，也可以实现调节作业负担的减轻。此外，由于在上述搭载头106内的吸排气系统中，在分支配管62上设置吸排气切 换电磁阀63，所以在微弱送风执行时的正压施加时，通过主配管61，空气不仅向吸附嘴105 侧流动，而且向吸排气装置20A侧流动。因此，在施加正压时，必须考虑空气向吸排气装置 20A侧的流出，而设定吸排气装置20B的排气量。因此，也可以取代吸排气切换电磁阀64，将如图8所示的4 口 2位的先导型电磁 阀64A，设置在主配管61和分支配管62的结合位置上。此外，在图8中，省略各吸排气装置 20A、20B的驱动电路26的图示。上述吸排气切换电磁阀64A，在一个位置将从吸排气装置20A至吸附嘴105连接， 在另一个位置，将吸排气装置20B和吸附嘴105连接。另外，在位于该另一个位置时，吸排 气装置20B与吸排气装置20A不连接。如上述所示，通过在图8所示的配置中使用吸排气切换电磁阀64A，在正压施加 时，不会产生向吸排气装置20A侧的流出，可以从吸排气装置20B进行正压的供给，使正压 的调节变得容易，可以抑制正压施加时的延迟。此外，上述吸排气切换电位阀64A的例子，也适用于后述的第二 第五实施方式。(第二实施方式)基于图9，将电子部件安装装置10中的针对搭载头106的吸附嘴105的吸排气系 统的其他例子作为第二实施方式进行说明。此外，对于上述吸排气系统以外的结构，由于与 上述电子部件安装装置10的结构相同，所以省略重复的说明。在该吸排气系统中，如图9(A)所示，作为用于吸附嘴105的吸附的负压产生源，取 代吸排气装置20A，而利用吸排气装置20B，附加负压产生装置65作为新的结构，该负压产 生装置65利用从该吸排气装置20B的排气口 28 (参照图7)排气的正压的空气流动。此外， 在图9(A)中，省略各吸排气装置20B的驱动电路26的图示。上述负压产生装置65，如图9(B)所示，由笔直的主管路65a和与该主管路65a正 交而分支的分支管路65b构成，主管路65a的一端部与吸排气装置20B的排气口 28连接， 另一端部向大气开放。另外，分支管路65b经由主配管61与吸附嘴105连接。通过上述构 造，如果吸排气装置20B的排气在主管路65a内流动，则与其流速对应地，主管路65a内成 为低压，与此相伴，分支管路65b也成为低压，因此可以向吸附嘴105供给负压。在上述第二实施方式中，在吸附嘴105的电子部件接收时，使与负压产生装置65 连接的吸排气装置20B驱动，在电子部件的安装(吸附释放)时，进行吸排气切换电磁阀63
12的切换，使分支配管62侧的吸排气装置20B驱动。由此，第二实施方式所示的吸排气系统，可以具有与第一实施方式的吸排气系统 相同的效果。另外，如该实施方式的例子所示，通过使用负压产生装置65，可以将吸排气装置 20B作为负压产生源而利用，在例如由于搭载头105的搭载的配置问题，而与吸排气装置 20A相比更期望利用吸排气装置20B的情况下，可以与该要求对应。(第三实施方式)基于图10至图13，将电子部件安装装置10中的针对搭载头106的吸附嘴105的 吸排气系统的其他例子作为第三实施方式而进行说明。此外，对于上述吸排气系统以外的 结构，由于与上述电子部件安装装置10的结构相同，所以省略重复的说明。在该吸排气系统中，如图10所示，示出了作为用于吸附嘴105吸附的负压产生源， 取代吸排气装置20A而利用新的吸排气装置30B，作为用于电子部件释放的微弱送风的正 压产生源，取代吸排气装置20B而使用吸排气装置30A的例子。在图12、图13中，吸排气装置30A具有；膜状的作为可弯曲部的隔膜31，其具有可 弯曲性；压电元件32，其粘贴设置在隔膜31的下表面中央部；结构体33，其与隔膜31 —起 构成空气室；固定板34，其将隔膜31固定在结构体33上；以及驱动电路38，其进行压电元 件32的控制，以使隔膜31周期性地向其厚度方向进行振动。结构体33俯视为正方形状，在底面中央部形成凹部33a。另外，与结构体33的俯 视形状为相同形状且相同尺寸的隔膜31，利用结构体33和固定板34夹持固定，以将该凹部 33a闭塞。如上述所示，通过利用隔膜31将结构体33的凹部33a闭塞，而形成空气室A。另外，从结构体33的上表面中心部至空气室A为止，上下贯穿地形成排气流路35， 在空气室A的容积缩小时，通过该排气流路35，向吸排气装置30A的上方进行排气。即，该 排气流路35的上端部成为吸排气装置30A的排气口。另外，在结构体33的排气流路35的中途，设置直径变大的缓冲部36，从该缓冲部 36向四个方向均沿与排气流路35正交的方向形成吸气流路37。此外，也可以不设置缓冲 部36，而采用使各吸气流路37直接与排气流路35合流的构造。各吸气流路37在结构体33的四角向后方弯曲，贯穿隔膜31以及固定板34，在吸 排气装置30A的下表面向大气开放。即，各吸气流路37的下端部成为吸气口。固定板34，在其中央部，以与结构体33的凹部33a相同的尺寸，形成上下贯穿的 开口 34a。另外，压电元件32的上表面粘贴在隔膜31的下表面中央部，从而收容在该开口 34a的内侧。驱动电路38向压电元件32施加交流的动作电压，通过由该驱动电路38施加正极 电压，压电元件32以向上方凸出的方式产生弯曲，通过施加负极电压，压电元件32以向下 方凸出的方式产生弯曲。即，利用正极电压压迫空气室A，利用负极电压使空气室扩张。在这里，说明空气室A的压迫时和扩张时的吸排气的流动。首先，在通过驱动电路38施加正极电压而压迫空气室A时，在排气流路35内，通 过缓冲部36而产生向上方的空气流动。由此，在缓冲部36内产生压力降低，通过各吸气流 路37，从外部进行吸气。然后，在通过驱动电路38施加负极电压而使空气室A扩张时，从各吸气流路37向
13空气室A内流入空气，并且，在与排气流路35的缓冲部36相比上方部分，由于惯性力，空气 持续从各吸气流路37向排气流路35的上端部(排气口)流动。即，即使吸排气装置30A 通过交流电压的施加，使压电元件32沿上下交替地弯曲，使空气室A进行伸缩，也从排气流 路35的排气口进行排气，可以抑制脉动，进行连续的排气。此外，压电元件32可以是单压电晶片，也可以是双压电晶片，但由于在双压电晶 片的情况下，可以使弯曲变大，可以将由空气室A的伸缩引起的容积变化变大，所以更优 选。另外，驱动电路38的施加电压和其周期，可以通过动作控制单元10进行变更调 节，通过上述变更，可以自由地调节吸排气装置30A的吸排气流量。图14是吸排气装置30B的剖面图。吸排气装置30B除了与吸排气装置30A完全 相同的结构以外，还具有将4个吸气流路37的各吸气口集合的集合管39。对于吸排气装置 30B的与吸排气装置30A相同的结构，标注相同的标号，省略说明。吸排气装置30B的集合管39上部开口，固定板34无间隙地与该开口部嵌合。另 外，在集合管39的下表面中央部，形成上下贯穿的1个吸气口 40，来自各吸气流路37的吸 气口的吸气，从该一个吸气口 40通过集合管39的内部而供给。利用该集合管39，可以将吸气口 40统一为一个，在将吸排气装置30B作为负压供 给源的情况下，只要进行与该吸气口 40的连接即可。在第三实施方式的吸排气系统中，除了可以得到与第一实施方式的吸排气系统相 同的效果以外，由于吸排气装置30A、30B为将一个压电元件32作为驱动源的构造，且，为利 用压电元件32使隔膜31单纯地向厚度方向往复振动即可的构造，所以可以实现吸排气装 置自身的构造的简单化，并且，可以使驱动电路38简单化，并且可以实现其控制的简单化。另外，控制简单，可以容易地制造其控制电路。(第四实施方式)基于图15，作为电子部件安装装置10的吸排气系统其他例子，说明第四实施方 式。此外，该第四实施方式的吸排气系统，由于除了所使用的吸排气装置以外，与上述第二 实施方式的吸排气系统相同，所以省略重复的说明。另外，在图15中，省略各吸排气装置 30A的驱动电路38的图示。在该吸排气系统中，如图15所示，作为用于吸附嘴105吸附的负压产生源，利用吸 排气装置30A，利用从该吸排气装置30A的排气口 40 (图12)排气的正压空气的流动，通过 负压产生装置65产生负压，向吸附嘴105进行供给。另外，作为用于进行解除负压的微弱 送风的正压产生源，也利用吸排气装置30A。在上述第四实施方式中，可以具有与第二实施方式的吸排气系统相同的效果。另 外，由于负压产生源、正压产生源均使用相同构造的吸排气装置30A，所以通过部件通用化， 可以实现装置的生产性的提高。(第五实施方式)基于图16，作为电子部件安装装置10的吸排气系统的其他例子，说明第五实施方 式。此外，由于上述第五实施方式的吸排气系统，除了所使用的吸排气装置以外，与上述第 一实施方式的吸排气系统相同，所以省略重复的说明。另外，在图16中，省略各吸排气装置 20A、30A的驱动电路26、38的图示。
14
在该吸排气系统中，如图16所示，作为用于吸附嘴105吸附的负压产生源，利用吸 排气装置20A，作为用于进行解除负压的微弱送风的正压产生源，利用吸排气装置30A。在上述第五实施方式中，可以得到与第一实施方式的吸排气系统相同的效果。另 外，由于利用如吸排气装置20A以及吸排气装置30A这样不需要集合管27、39的装置，所以 可以实现制品成本的减少。(第六实施方式)基于图17，作为电子部件安装装置10中的相对于搭载头106的吸附嘴105的吸排 气系统的其他例子，说明第六实施方式。此外，由于该第六实施方式，除了吸排气系统以外， 与上述第一实施方式相同，所以省略重复的说明。另外，在图17中，省略吸排气装置20B的 驱动电路26的图示。在该吸排气系统中，如图17所示，作为用于吸附嘴105的吸附的负压产生源，利用 吸排气装置20B，作为用于进行解除负压的微弱送风的正压产生源，也使用同意吸排气装置 20B,由此，实现对于一个吸附嘴105，仅需要一个吸排气装置20B的结构。S卩，采用下述结构使吸排气装置20B的吸气口 25通过主配管61与吸附嘴105连 接，使吸排气装置20B的排气口 28通过分支配管62与吸附嘴105连接，在分支配管62与 主配管61的合流位置，设置吸排气切换电磁阀63B，其选择性地使吸排气装置20B的吸气口 25或者排气口 28中的某一个与吸附嘴105连接。吸排气切换电磁阀63B为4 口 2位的先导型电磁阀，将连接吸排气装置20B的吸 气口 25的端口和连接排气口 28的端口，分别与吸附嘴105所连接的端口和向大气开放的 端口切换连接。动作控制单元10对上述吸排气切换电位阀63B进行控制，以在电子部件的吸附 时，使吸排气装置20B的吸气口 25与吸附嘴105连接，并且使吸排气装置20B的排气口 28 与大气开放侧连接，在电子部件的安装时(释放时)，使吸排气装置20B的排气口 28与吸附 嘴105连接，并且使吸排气装置20B的吸气口 25与大气开放侧连接。在第六实施方式中，由于相对于一个吸附嘴105，由一个吸排气装置20B进行负压 供给和正压供给这两者，所以对于一个吸附嘴105，可以将吸排气装置的所需个数设为一 个，通过大幅度减少部件个数，可以实现装置的制造成本的减少。(第七实施方式)基于图18，作为电子部件安装装置10的吸排气系统的其他例子，说明第七实施方 式。此外，由于上述第七实施方式的吸排气系统，除了所使用的吸排气装置以外，与上述第 六实施方式的吸排气系统相同，所以省略重复的说明。另外，在图18中，省略吸排气装置 30B的驱动电路38的图示。在该吸排气系统中，如图18所示，作为用于吸附嘴105的吸附的负压以及正压的 产生源，利用吸排气装置30B。S卩，使吸排气装置30B的吸气口 40通过主配管61与吸附嘴105连接，使吸排气装 置30B的排气流路35的排气口通过分支配管62与吸附嘴105连接。另外，利用吸排气切 换电磁阀63B，将吸排气装置30B的吸气口 40所连接的端口和排气流路35的排气口所连接 的端口，分别与吸附嘴105所连接的端口和向大气开放的端口切换连接。由此，上述第七实施方式也可以得到与第六实施方式的吸排气系统相同的效果。
(其他)此外，在上述各实施方式中，作为吸附嘴105的负压产生源(吸附压力的供给源) 以及正压产生源(吸附解除压力的供给源)这两者，均采用使用压电元件22、32的吸排气 装置20A、20B、30A、30B，但也可以仅负压产生源或者正压产生源中的任意一个使用吸排气 装置，而另一个与现有技术相同地使用吸引泵或外部的正压产生源。即，由于即使在负压产 生源或者正压产生源中的任意一个使用吸排气装置的情况下，至少可以不需要这一个所使 用的空气管，所以虽然存在程度的差异，但可以得到与上述相同的技术效果。
权利要求
一种电子部件安装装置，其具有基板保持部，其保持安装电子部件的基板；部件供给部，其供给所安装的电子部件；搭载头，其具有可升降的吸附嘴，该吸附嘴用于吸附向所述基板搭载的电子部件；以及移动机构，其使所述搭载头在所述基板保持部和所述部件供给部之间进行移动，其特征在于，设置吸排气装置，其搭载在所述搭载头上，具有由具有可弯曲性的膜或者薄板构成的可弯曲部、粘贴设置在所述可弯曲部上的压电元件、以及与所述可弯曲部一起构成空气室的结构体，该吸排气装置是用于由所述吸附嘴进行吸附的负压产生源。
2.根据权利要求1所述的电子部件安装装置，其特征在于，具有负压产生装置，其利用所述吸排气装置排气所产生的空气流动得到负压。
3.根据权利要求1或2所述的电子部件安装装置，其特征在于，搭载在所述搭载头上的所述吸排气装置，是用于解除所述吸附嘴的吸附的正压产生源。
4.根据权利要求3所述的电子部件安装装置，其特征在于，具有将所述吸排气装置的吸气口和排气口相对于所述吸附嘴切换连接的吸排气切换 单元，由一个吸排气装置实现作为所述吸附嘴的负压产生源和正压产生源的功能。
5.一种电子部件安装装置，其具有基板保持部，其保持进行电子部件安装的基板； 部件供给部，其供给所安装的电子部件；搭载头，其具有可升降的吸附嘴，该吸附嘴用于吸附向所述基板搭载的电子部件；以及 移动机构，其使所述搭载头在所述基板保持部和所述部件供给部之间进行移动， 其特征在于，在所述搭载头上搭载吸排气装置，其具有由具有可弯曲性的膜或者薄板构成的可弯 曲部、粘贴设置在所述可弯曲部上的压电元件、以及与所述可弯曲部一起构成空气室的结 构体，该吸排气装置是用于解除所述吸附嘴的吸附的正压产生源。
6.根据权利要求1、2、5中任一项所述的电子部件安装装置，其特征在于，在所述吸排气装置的结构体上，设置从所述空气室通向外部的排气流路、和与该排气 流路交叉并合流的吸气流路，所述吸排气装置利用所述压电元件使所述空气室的容积周期性地增减而进行吸排气。
7.根据权利要求1、2、5中任一项所述的电子部件安装装置，其特征在于， 在所述吸排气装置的可弯曲部上，沿圆周配置多个所述压电元件，在所述可弯曲部或者结构体的所述圆周的中央位置设置吸气口，并且在所述可弯曲部 或者结构体的所述圆周的外周位置设置排气口，具有驱动电路，其通过使所述各压电元件沿圆周依次驱动，使所述可弯曲部和结构体 之间的间隙区域旋转移动，利用由所述间隙区域的旋转移动产生的离心力，从所述排气口进行排气。
8.根据权利要求1、2、7中任一项所述的电子部件安装装置，其特征在于， 具有控制单元，其对所述压电元件的驱动频率或者施加电压进行调节，进行吸气压力 或者排气压力的控制。
全文摘要
本发明得到一种电子部件安装装置，其可以稳定且准确地识别电子部件的保持状态。电子部件安装装置(100)采用下述结构，即具有基板保持部(104)，其保持进行电子部件的安装的基板；部件供给部(101、102)，其供给安装的电子部件；搭载头(106)，其具有吸附向基板搭载的电子部件的可升降的吸附嘴(105)；以及移动机构(107)，其使搭载头在基板保持部和部件供给部之间移动，在搭载头上搭载吸排气装置(10)，其具有由具有可弯曲性的膜或者薄板构成的可弯曲部(21)、粘贴设置在可弯曲部上的压电元件(32)、以及与可弯曲部一起构成空气室(A)的结构体(23)，将该吸排气装置作为用于进行吸附嘴吸附的负压产生源。
文档编号H05K13/08GK101925294SQ201010199459
公开日2010年12月22日 申请日期2010年6月10日 优先权日2009年6月10日
发明者黑田洁 申请人:Juki株式会社