表面貼裝機的貼裝頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種貼裝頭，在用于把IC芯片等部件(電子部件)貼裝到基板上的表面貼裝機上，真空吸附而吸持部件，并把其吸持的部件貼裝到基板上。
【背景技術(shù)】
[0002]—般來說，表面貼裝機以如下方式構(gòu)成:使貼裝頭向供應(yīng)部的上方移動，并在此處使部件支撐頭所具備的吸嘴執(zhí)行下降/上升動作，以在吸嘴的下端部真空吸附部件并將其拾取，之后使貼裝頭向基板的上方移動，并在此處重新使吸嘴執(zhí)行下降/上升動作而把部件貼裝到基板上的預定的坐標位置上。
[0003]如此，為了利用一個吸嘴來進行部件的拾取以及貼裝工作，吸嘴上輪流地供應(yīng)正壓和負壓。具體而言，在吸附部件時，通過負壓供應(yīng)路徑供應(yīng)負壓而真空吸附部件。而且，在貼裝所述部件時，從負壓供應(yīng)路徑轉(zhuǎn)換為正壓供應(yīng)路徑，并破壞吸嘴內(nèi)的真空而借助于正壓來進行鼓風操作。
[0004]滑閥(spool valve)被公知為是一種進行上述的從負壓供應(yīng)路徑轉(zhuǎn)換到正壓供應(yīng)路徑的操作的機構(gòu)。即在貼裝部件時，滑閥通過使滑動件從負壓轉(zhuǎn)換位置移動到正壓轉(zhuǎn)換位置而實現(xiàn)從負壓供應(yīng)路徑到正壓供應(yīng)路徑的轉(zhuǎn)換。但是，使滑動件從負壓轉(zhuǎn)換位置移動到正壓轉(zhuǎn)換位置的操作會需要時間，另外，從轉(zhuǎn)換為正壓到完成真空破壞而開啟鼓風操作也需要時間。即，從開啟轉(zhuǎn)換操作到能夠借助鼓風操作而貼裝部件為止，需要一定的時間(比如7ms左右，以下統(tǒng)稱為‘鼓風操作準備時間’)。因此，如果在吸附于吸嘴的部件抵接(接觸)到基板的時間點開始進行轉(zhuǎn)換為正壓的操作，則在其位置上至少需要等待與鼓風操作準備時間相當?shù)臅r間，因此會導致單件工時的增加。
[0005]因此，公開了一種現(xiàn)有技術(shù):提前計算并求出吸附于吸嘴的部件抵接到基板上的抵接時間點，并且相對于其計算的抵接時間點而提前與上述的鼓風操作準備時間相當?shù)臅r間來開啟轉(zhuǎn)換到正壓的操作(比如日本專利公開公報2003-283188號、日本專利公開公報1994-338700號)。S卩，這種現(xiàn)有技術(shù)的目的在于通過對轉(zhuǎn)換為正壓的操作的開啟時間點的控制，來縮短與鼓風操作準備時間相當?shù)膯渭r。
[0006]但是，計算的抵接時間點終歸還是計算出來的，因此可能與實際抵接時間點之間存在差異。比如如果基板處于彎折狀態(tài)，則計算的基板高度和實際的基板高度之間存在差異，因此計算的抵接時間點和實際的抵接時間點之間會產(chǎn)生差異。
[0007]另外，為求出計算的抵接時間點，則有必要輸入設(shè)計上的基板高度等各種設(shè)計值，但是因為這種輸入是人類參與的，因此可能會發(fā)生因人類的失誤而導致的輸入失誤。因此，計算的抵接時間點和實際的抵接時間點之間會發(fā)生差異。
[0008]對于現(xiàn)有技術(shù)，如果計算的抵接時間點和實際的抵接時間點之間存在差異，則會存在發(fā)生貼裝失誤等問題的可能性。即，如果計算的抵接時間點早于實際的抵接時間點，則在實際抵接之前就開啟鼓風操作，因此會存在部件貼裝到基板之前掉落而發(fā)生貼裝失誤的可能性。另外，如果計算的抵接時間點晚于實際的抵接時間點，則即使抵接也不會開啟鼓風操作，因此可能會發(fā)生部件沒有被貼裝的貼裝失誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明主要的課題是，在利用吸嘴來真空吸附部件并貼裝到基板上的表面貼裝機的貼裝頭中，縮短其貼裝部件的單件工時，使其能夠可靠地貼裝部件。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一方面公開一種表面貼裝機的貼裝頭，該表面貼裝機的貼裝頭通過正壓供應(yīng)路徑向利用從負壓供應(yīng)路徑供應(yīng)的負壓而吸附部件的吸嘴供應(yīng)正壓，從而使所述部件貼裝到基板上，表面貼裝機的貼裝頭包括:滑閥，通過使滑動件從初始位置移動至正壓轉(zhuǎn)換位置，從而進行轉(zhuǎn)向所述正壓供應(yīng)路徑的轉(zhuǎn)換；控制單元，控制所述滑動件的移動；抵接檢測傳感器，對吸附于所述吸嘴的部件抵接到所述基板的事實進行檢測，所述控制單元在吸附于所述吸嘴的部件抵接到所述基板之前使所述滑動件移動到位于所述初始位置和所述正壓轉(zhuǎn)換位置之間的準備位置，當所述抵接檢測傳感器檢測到所述部件的抵接時，使所述滑動件從所述準備位置移動到所述正壓轉(zhuǎn)換位置。
[0011]S卩，根據(jù)本發(fā)明的一方面，在抵接前進行使滑動件移動到準備位置的預備工作，因此能夠縮短與此相當?shù)膯渭r。另外，轉(zhuǎn)換為正壓的操作在抵接檢測傳感器檢測到部件的抵接時，即在實測的抵接時間點進行，因此可以準確地貼裝部件。
[0012]在此，所述滑動件具備開孔，而且所述開孔在所述正壓轉(zhuǎn)換位置上可以完全整合于所述正壓供應(yīng)路徑。
[0013]在此，所述準備位置可以是所述開孔開始整合于所述正壓供應(yīng)路徑之前的位置。因此，可以防止在所述準備位置發(fā)生真空破壞，而能夠更準確地貼裝部件。
[0014]另外，根據(jù)本發(fā)明的一方面的滑閥可以借助于滑動件的移動而轉(zhuǎn)換正壓供應(yīng)路徑和負壓供應(yīng)路徑。所述初始位置是負壓轉(zhuǎn)換位置，而且能夠通過使所述滑動件從多數(shù)負壓轉(zhuǎn)換位置移動到所述正壓轉(zhuǎn)換位置而進行向所述正壓供應(yīng)路徑的轉(zhuǎn)換，并通過使所述滑動件從所述正壓轉(zhuǎn)換位置移動到所述負壓轉(zhuǎn)換位置而進行向所述負壓供應(yīng)路徑的轉(zhuǎn)換。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一方面，對于利用吸嘴來真空吸附部件并貼裝到基板上的表面貼裝機而言，其可以帶來縮短貼裝的單件工時，并能夠準確地貼裝部件的效果。
【附圖說明】
[0016]圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的貼裝頭的整體構(gòu)成的立體圖。
[0017]圖2是表示在圖1的貼裝頭上使主軸(吸嘴)沿著Z方向升降的機構(gòu)的說明圖。
[0018]圖3是表示在使圖2的主軸(吸嘴)沿著Z方向升降的機構(gòu)中的加壓部周邊的構(gòu)成的說明圖。
[0019]圖4a是表示圖2所表示的主軸(吸嘴)位于初始位置的狀態(tài)的圖，圖4b是表示使圖2所表示的主軸(吸嘴)下降的狀態(tài)的圖。
[0020]圖5是放大表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的安裝在主軸下端的吸嘴部分的截面的立體圖。
[0021]圖6是表不根據(jù)本發(fā)明的一實施例的吸嘴抵接時的光纖傳感器的受光量變化模式的圖。
[0022]圖7表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的通過控制部控制Z伺服電機的例。
[0023]圖8是示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的滑閥(spool valve)的構(gòu)成例和工作的圖。
[0024]圖9是表示圖8的滑閥的工作的一例的時序圖。
[0025]符號說明
[0026]10:貼裝頭20:頭主體
[0027]30:旋轉(zhuǎn)頭40:光纖傳感器
[0028]50:控制部60:滑閥
[0029]61:滑動件62a:負壓供應(yīng)路徑
[0030]62b:正壓供應(yīng)路徑70:脈沖電機
【具體實施方式】
[0031]以下，通過參照附圖來對根據(jù)優(yōu)選的實施例的本發(fā)明進行詳細的說明。另外，在本說明書及附圖中，對具有實質(zhì)上相同的構(gòu)成的構(gòu)成要素將使用相同的符號而省略重復的說明。
[0032]圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的貼裝頭的整體構(gòu)成的立體圖。
[0033]如圖1所示，貼裝頭10是旋轉(zhuǎn)頭形式的貼裝頭，旋轉(zhuǎn)頭30可沿著垂直軸周圍的R方向旋轉(zhuǎn)地安裝于頭主體20。在這種旋轉(zhuǎn)頭30，沿著其周圍方向等間隔地布置有多線的主軸31，而且吸附并固定部件的吸嘴32安裝于各個主軸31的下端。
[0034]旋轉(zhuǎn)頭30可借助于設(shè)置在頭主體20的R伺服電機21的驅(qū)動而沿著R方向旋轉(zhuǎn)。另外，各個主軸31可以借助于設(shè)置在頭本體20的T伺服電機22的驅(qū)動而沿著各個主軸31的軸線周圍的T方向旋轉(zhuǎn)。
[0035]另外，在頭主體20，布置有作為用于使位于特定位置的主軸31a在沿著軸線方向的Z方向上升降的升降單元的Z伺服電機23。借助于R伺服電機21的驅(qū)動而使旋轉(zhuǎn)頭30沿著R方向旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)，以及借助于T伺服電機22的驅(qū)動而使各個主軸31沿著T方向旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)都是公知的，所以在此將省略對其的說明。對借助于Z伺服電機23的驅(qū)動而使主軸31(31a)升降的機構(gòu)則在以下進行說明。
[0036]圖2是表示在圖1的貼裝頭10上使主軸31a沿著Z方向升降的機構(gòu)的說明圖。布置于頭主體20的Z伺服電機23的電機軸連接于滾珠螺桿機構(gòu)24的螺旋軸24a。而且，螺母24b安裝于其螺旋軸24a上。此外，加壓部25連接于該螺母24b。因此，加壓部25借助于Z伺服電機23的驅(qū)動而與螺母24b —起沿著Z方向移動。
[0037]加壓部25在頭主體20側(cè)只配備了一個。當使主軸31下降時，使主軸31相對于加壓部25進行相對性的移動，從而在多個主軸31中選擇要下降的主軸31 (所述位于特定位置的主軸31a)，并通過使加壓部25下降而使對應(yīng)的主軸31a下降。
[0038]即，在本實施例中，如圖3所示，通過使旋轉(zhuǎn)頭30沿著R方向旋轉(zhuǎn)，使主軸31相對于加壓部25而進行相對性的移動，從而使要下降的主軸31a位于加壓部25的下方。接著，按壓加壓部25而使位于加壓部25的緊下方的主軸31a下降。在此，選擇位于特定位置的主軸31a而使其下降的構(gòu)成并不局限于上述的構(gòu)成。例如，可以不通過主軸31的移動來選擇要下降的主軸31a，反而可以采取借助于加壓部25的移動而選擇要下降的主軸31a的構(gòu)成。另外，所述特定位置可以有兩處以上。
[0039]如圖2所示，連接桿26連接于連接有加壓部25的螺母24b，而且花鍵螺母28連接于連接桿26，并且光纖傳感器40設(shè)置于花鍵螺母28。
[0040]另外，頭主體20設(shè)置有花鍵軸27，而且花鍵螺母28可滑動地設(shè)置于花鍵軸27上。即，光纖傳感器40與加壓部25被設(shè)置成一體的結(jié)構(gòu)。因此，加壓部25借助于Z伺服電機23的驅(qū)動而沿著Z方向移動時，光纖傳感器40會與此聯(lián)動而沿著Z方向移動，圖4a以及圖4b表不了其狀態(tài)。
[0041]圖4a是表示圖2所表示的主軸31a位于初始位置的狀態(tài)的圖，圖4b是表示圖2所表示的主軸31a借助于加壓部25而下降的狀態(tài)的圖。在此，主軸31通過由兩個螺旋彈簧構(gòu)成的彈性體33 (參照圖2)而始終朝向初始位置地得到彈性支撐。
[0042]另外，作為抵接檢測傳感器的光纖傳感器40的發(fā)光部以及受光部由光纖或透鏡一起構(gòu)成，其構(gòu)成本身是公知的，因此將省略對其的詳細說明。
[0043]在本實施例中，如圖2所示，光纖傳感器40相對吸嘴32而布置于斜上方的方向，所述吸嘴31隔著作為彈性部件的螺旋彈簧34而安裝于主軸31下端。而且光纖傳感器40的發(fā)光部向圖5所放大表示的吸嘴32的外周上表面的反射面32a而朝著斜下方照射光P。其照射的光P在反射面32a上反射，被反射的反射光在光纖傳感器40的受光部接收