元件安装装置制造方法
【专利摘要】本实用新型的目的在于提供一种元件安装装置，可有效地冷却将安装头支承为能够移动的梁部件而抑制梁部件的温度上升，抑制由热膨胀引起的翘曲而防止安装精度的降低。使安装头(16)在水平面内移动的头移动机构(15)具备：中空结构的X轴梁(15c)，将安装头(16)支承为能够在水平面内的第一方向(X轴方向)上移动；及梁部件移动单元(Y轴梁15a及Y轴方向移动直线电机21)，使X轴梁(15c)在与第一方向正交的水平面内的第二方向(Y轴方向)上移动，X轴梁(15c)在沿第二方向相对配置的两面上分别具备开口部(K)，该开口部(K)通过X轴梁(15c)的内部空间而互相连通。
【专利说明】元件安装装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种通过安装头拾取元件而将元件安装于基板的元件安装装置。
【背景技术】
[0002]在通过安装头拾取元件而将元件安装于基板的元件安装装置中具备使安装头在水平面内移动的头移动机构。该头移动机构构成为能够使梁部件在与第一方向正交的水平面内的第二方向上移动，该梁部件将安装头支承为能够在水平面内的第一方向(X轴方向)上移动，通过安装头沿着梁部件向X轴方向的移动和梁部件向Y轴方向的移动的组合，能够使安装头在水平面内自如地移动。
[0003]在这样的头移动机构中，梁部件形成为使种类不同的金属材料粘合而成的结构，因此当由于在使安装头移动的促动器的动作时产生的热而使梁部件整体发生热膨胀时，可能由于粘合的金属材料的线膨胀系数的不同而产生翘曲，安装头的移动轨道从正常的状态偏离而使安装精度降低。因此，以往，已知有如下结构:将梁部件设为中空结构，并且设置与梁部件的内部空间相连的开口部，通过伴随于梁部件的移动而相对于内部空间进出的空气来对梁部件进行冷却(空冷)，抑制梁部件的温度上升而难以在梁部件产生由热膨胀引起的翘曲(例如专利文献I)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2011-258806号公报实用新型内容
[0007]然而，在上述以往的结构中存在如下问题:作为空气的出入口的开口部仅设于梁部件的沿行进方向相对的两面中的一方，因此空气的流入和流出在同一开口部混杂而发生，空气不能顺畅地通过梁部件的内部，因此无法得到充分的冷却效果。
[0008]因此，本实用新型的目的在于提供一种元件安装装置，其可有效地冷却将安装头支承为能够移动的梁部件而抑制梁部件的温度上升，抑制由热膨胀引起的翘曲而防止安装精度的降低。
[0009]技术方案I记载的元件安装装置通过安装头拾取元件而将元件安装于基板，使所述安装头在水平面内移动的头移动机构具备:中空结构的梁部件，将所述安装头支承为能够在水平面内的第一方向上移动；及梁部件移动单元，使所述梁部件在与所述第一方向正交的水平面内的第二方向上移动，所述梁部件在沿所述第二方向相对配置的第一面和第二面上分别具备开口部，所述开口部通过所述梁部件的内部空间而互相连通。
[0010]技术方案2记载的元件安装装置在技术方案I记载的元件安装装置的基础上，所述梁部件具有在与设于所述安装头的动子之间构成直线电机的定子，所述定子配置成与所述第一方向正交的截面的纵向尺寸比横向尺寸小的姿势。
[0011]技术方案3记载的元件安装装置在技术方案I或2记载的元件安装装置的基础上，所述梁部件的一方的端部被相对于所述梁部件移动单元支承为悬臂梁的状态，在所述梁部件的另一方的端部设置的端部开口部与所述梁部件的所述内部空间连通。
[0012]实用新型效果
[0013]在本实用新型中，通过梁部件向第二方向的移动，空气从梁部件的行进方向的前表面侧的开口部流入，该空气通过梁部件的内部空间而从梁部件的行进方向的后表面侧的开口部流出，因此空气伴随于梁部件向第二方向的移动而顺畅地通过梁部件的内部，梁部件被有效地冷却。因此，能够抑制梁部件的温度上升而抑制由热膨胀引起的翘曲，能够防止安装精度的降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的一实施方式中的元件安装装置的立体图。
[0015]图2是本实用新型的一实施方式中的元件安装装置具备的头移动机构的立体图。
[0016]图3是本实用新型的一实施方式中的构成头移动机构的X轴梁的剖视图。
[0017]图4、图5是本实用新型的一实施方式中的X轴梁的立体图。
[0018]图6是表示本实用新型的一实施方式中的元件安装装置的控制系统的框图。
[0019]图7、图8是本实用新型的一实施方式中的X轴梁的局部放大立体图。
[0020]图9、图10是本实用新型的一实施方式中的X轴梁的局部放大立体图。
[0021]标号说明
[0022]I 元件安装装置
[0023]2 基板
[0024]3 元件
[0025]15 头移动机构
[0026]15a Y轴梁(梁部件移动单元)
[0027]15c X轴梁(梁部件)
[0028]16 安装头
[0029]21 Y轴方向移动直线电机(梁部件移动单元)
[0030]22 X轴方向移动直线电机(直线电机)
[0031]22a X轴方向移动定子(定子)
[0032]22b X轴方向移动动子(动子)
[0033]Fl 第一面
[0034]F2 第二面
[0035]SP 内部空间
[0036]K 开口部
[0037]K3 端部开口部
[0038]L 纵向尺寸
[0039]W 横向尺寸
【具体实施方式】
[0040]以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。在图1中，元件安装装置I是将元件3安装于基板2上的装置，在基台11上具有基板搬送部12、元件供给部13及元件安装部14。
[0041]基板搬送部12具备一对输送机12a,通过被同步驱动的一对输送机12a而在水平面内的一个方向(设为X轴方向。从操作者OP观察的左右方向)上搬送基板2。元件供给部13由安装于基台11的多个元件供料器13a(例如带式供料器)构成，各元件供料器13a向元件供给口 13p连续地供给元件3。
[0042]元件安装部14由设于基台11上的头移动机构15和通过头移动机构15而移动的安装头16构成。如图2中也表示的那样，头移动机构15包括:Y轴梁15a，在基台11的上方在与X轴方向正交的水平面内方向(设为Y轴方向。从操作者OP观察的前后方向)上延伸；￥台15b，在Y轴梁15a上移动自如；X轴梁15c，一端侧固定于Y台15b而在X轴方向上延伸，被支承为悬臂梁状态；及X台15d，在X轴梁15c上移动自如，安装头16安装于X台15d。在安装头16具备通过吸附来拾取各元件供料器13a向元件供给口 13p供给的元件3的多个吸嘴16a。
[0043]在安装头16设有将拍摄视场朝向下方的基板摄像机17，在基台11上的基板搬送部12与元件供给部13之间的位置设有将拍摄视场朝向上方的元件摄像机18。
[0044]构成头移动机构15的X轴梁15c如图3及图4、图5所示具有中空结构，在X轴梁15c的移动方向(Y轴方向)上相对的两面F分别设有通过X轴梁15c的内部空间SP而互相连通的多个开口部K。在此，将上述X轴梁15c的移动方向上相对的两面F中的设有安装头16 (X台15d)的一侧称为第一面F1，将与此相反的一侧的面称为第二面F2，将设于第一面Fl的开口部K称为第一面开口部K1，将设于第二面F2的开口部K称为第二面开口部K2。
[0045]在图2及图4、图5中，在被支承为悬臂梁状态的X轴梁15c的与相对于Y台15b的固定端侧相反的一侧的端部(非固定侧的端部)设有板状的罩部件20，但在罩部件20设有与X轴梁15c的内部空间SP相连的端部开口部K3，因此X轴梁15c的内部空间SP处于通过端部开口部K3而向大气敞开的状态。
[0046]如图2及图3所示，X轴梁15c具有使中空结构的框架部FR和一对导向部⑶粘合的结构，该导向部GD在X轴方向上延伸而设于框架部FR的第一面Fl的上下的端部，安装安装头16的X台15d使在X台15d的背面(与X轴梁15c相对的一侧的面)的上下设置的截面为“〕”字状的一对滑动件SL分别与X轴梁15c的导向部⑶卡合，滑动件SL被导向部GD引导而进行滑动，由此X台15d(即安装头16)能够在X轴方向上移动。
[0047]X轴梁15c的框架部FR为了轻量化而由将铝作为主材的部件构成，导向部GD根据保持高刚性的需要而由刚部件构成。即，X轴梁15c形成为使种类不同的金属材料粘合的结构。如图2及图3所示，在导向部⑶设有与X轴梁15c的内部空间SP相连的多个开口部K(第一面开口部K1)。
[0048]在图2中，定子(称为Y轴方向移动定子21a)在Y轴方向上延伸而设于Y轴梁15a的设有Y台15b的一侧的面上，在Y台15b的与Y轴梁15a相对的一侧的面上设有动子(称为Y轴方向移动动子21b)。这些Y轴方向移动定子21a和Y轴方向移动动子21b构成直线电机(称为Y轴方向移动直线电机21)，通过进行Y轴方向移动定子21a的磁场控制，能够使安装有Y轴方向移动动子21b的Y台15b (即X轴梁15c)沿着Y轴梁15a向Y轴方向移动。
[0049]另外，在图2及图3中，定子(称为X轴方向移动定子22a)在X轴方向上延伸而设于X轴梁15C的第一面F1，在X台15d的背面设有动子(称为X轴方向移动动子22b)。这些X轴方向移动定子22a和X轴方向移动动子22b构成直线电机(称为X轴方向移动直线电机22)，通过进行X轴方向移动定子22a的磁场控制，能够使安装有X轴方向移动动子22b的X台15d (即安装头16)沿着X轴梁15c向X轴方向移动。
[0050]在图6中，由基板搬送部12 (—对输送机12a)进行的基板2的搬送及定位动作控制、由元件供给部13 (元件供料器13a)进行的元件3的供给动作控制、由头移动机构15 (Y轴方向移动直线电机21及X轴方向移动直线电机22)进行的安装头16的移动动作控制、由内置于安装头16的嘴驱动机构16A进行的各吸嘴16a的升降及转动动作控制、及由内置于安装头16的吸附机构16B进行的各吸嘴16a对元件3的吸附动作控制通过元件安装装置I具备的控制装置30实现。另外，由基板摄像机17进行的拍摄动作控制和由元件摄像机18进行的拍摄动作控制通过控制装置30实现，通过基板摄像机17的拍摄动作而得到的图像数据和通过由元件摄像机18进行的拍摄动作而得到的图像数据的图像识别通过控制装置30的图像识别部30a实现。
[0051]这样一来，在本实施方式的元件安装装置I中，使安装头16在水平面内移动的头移动机构15具备:作为中空结构的梁部件的X轴梁15c，将安装头16支承为能够在X轴方向(水平面内的第一方向)上移动；及梁部件移动单元，使该X轴梁15c在Y轴方向(与X轴方向正交的水平面内的第二方向)上移动。而且，X轴梁15c形成为在沿Y轴方向相对配置的两面F(第一面Fl和第二面F2)上分别具备多个开口部K的结构，该多个开口部K通过X轴梁15c的内部空间SP而互相连通。在此，梁部件移动单元是指将X轴梁15c支承为能够在与X轴方向正交的水平面内的第二方向(Y轴方向)上移动的Y轴梁15a和使X轴梁15c沿着Y轴梁15a移动的作为促动器的Y轴方向移动直线电机21。
[0052]接着，对控制装置30执行的元件3向基板2的安装动作步骤进行说明。控制装置30首先通过基板搬送部12搬送从元件安装装置I的上游侧的其他装置输送来的基板2并将基板2定位于规定的作业位置(图1)。然后，通过头移动机构15使安装头16在水平面内移动，而使基板摄像机17位于基板2的上方，进行设于基板2的位置识别标记(未图示)的拍摄。然后，在图像识别部30a中对得到的位置识别标记的图像进行图像识别，从而对基板2距离标准的作业位置的位置偏差进行检测。
[0053]控制装置30在对基板2的位置偏差进行检测之后，进行头移动机构15的动作控制而使安装头16向元件供给部13的上方移动，使各元件供料器13a进行元件3的供给动作，并且进行嘴驱动机构16A和吸附机构16B的动作控制，使吸嘴16a吸附元件3而拾取元件3。而且，以由吸嘴16a拾取的元件3通过元件摄像机18的上方的方式使安装头16移动，进行由元件摄像机18进行的元件3的拍摄和由此得到的图像数据的图像识别，而求出元件3相对于吸嘴16a的位置偏差(吸附偏差)。
[0054]控制装置30在求出元件3相对于吸嘴16a的位置偏差之后，以元件3位于基板2的上方的方式使安装头16移动。而且，使吸嘴16a下降，而将元件3安装于基板2。在该元件3的安装时，控制装置30进行吸嘴16a相对于基板2的位置校正(包括旋转校正)，以修正已求出的基板2的位置偏差和元件3的吸附偏差。
[0055]控制装置30在应安装于基板2的所有的元件3的安装结束之后，使基板搬送部12动作，将基板2向元件安装装置I的外部搬出。
[0056]在上述结构的由元件安装装置I进行的元件3向基板2的安装动作中，当控制装置30使Y轴方向移动直线电机21动作而使X轴梁15c在Y轴方向上移动时，空气从X轴梁15c的行进方向的前表面侧的开口部K流入，该空气通过X轴梁15c的内部空间SP而从X轴梁15c的行进方向的后表面侧的开口部K流出。具体而言，在X轴梁15c将设有安装头16的一侧的面(第一面Fl)作为行进方向的前表面进行移动时，从设于第一面Fl的第一面开口部Kl流入的空气通过X轴梁15c的内部空间SP而从设于第二面F2的第二面开口部K2流出(图7、图8)，在X轴梁15c将与设有安装头16的一侧相反的一侧的面(第二面F2)作为行进方向的前表面进行移动时，从设于第二面F2的第二面开口部K2流入的空气通过X轴梁15c的内部空间SP而从设于第一面Fl的第一面开口部Kl流出(图9、图10)。
[0057]这样一来，在本实施方式的元件安装装置I中，通过X轴梁15c向Y轴方向的移动，空气从X轴梁15c的行进方向的前表面侧的开口部K流入，该空气通过X轴梁15c的内部空间SP而从X轴梁15c的行进方向的后表面侧的开口部K流出，因此空气伴随于X轴梁15c向Y轴方向的移动而顺畅地通过X轴梁15c的内部，X轴梁15c被有效地冷却(空冷)。因此，即使由于使安装头16移动的促动器即X轴方向移动直线电机22的动作而产生热，X轴梁15c的温度上升也被抑制，由于粘合的金属材料的线膨胀系数的不同而产生的X轴梁15c的翘曲被抑制，因此不会发生如安装头16的移动轨道从正常的状态偏离那样的状况，能够防止安装精度的降低。
[0058]另外，如图3所示，将设于X轴梁15c的X轴方向移动定子22a配置成与X轴方向正交的截面的纵向尺寸L比横向尺寸W小(L〈W)的横倒姿势，并且将X轴方向移动动子22b设为从X轴方向移动定子22a的上下夹持的截面为“ 口 ”字形状的结构，由此在X轴梁15c的沿Y轴方向相对配置的两面F(第一面Fl和第二面F2)中的安装安装头16的一侧的面的主视图(从图3的纸面右方观察的向视图)中，能够使X轴方向移动定子22a占据的区域减小。因此，能够以X轴方向移动定子22a占据的区域减小的量使设置第一面开口部Kl的区域扩大，由此，能够使X轴梁15c的冷却效果增大。
[0059]而且，在本实施方式的元件安装装置I中，在X轴梁15c的与相对于Y台15b的固定端侧相反的一侧的端部(非固定侧的端部)设有与X轴梁15C的内部空间SP连通的端部开口部K3，X轴梁15c的内部空间SP成为通过端部开口部K3而向大气敞开的状态，因此在X轴梁15c的移动时，从行进方向的前表面侧流入的空气不仅从行进方向的后表面侧流出，而且也从X轴梁15c的端部流出。因此，空气也沿着X轴梁15c的长度方向(X轴方向)侧流动，能够进一步提高X轴梁15c的冷却效果。
[0060]此外，在上述的实施方式中，安装头16形成为通过直线电机(X轴方向移动直线电机22)在X轴梁15c上移动的结构，但使安装头16移动的促动器并不限于直线电机，也可以是由电机对与安装头16螺合的滚珠丝杠进行驱动而使安装头16移动的机构等。即使是这样的结构，在安装头16的移动动作之际也从促动器(在上述例中为电机)产生热，因此能够得到同样的效果，但在直线电机中，发热量与通过电机驱动滚珠丝杠的机构等相比非常大，因此在使安装头16移动的促动器为直线电机时本实用新型的效果特别大。
[0061]工业实用性
[0062] 提供一种元件安装装置，可有效地冷却将安装头支承为能够移动的梁部件而抑制梁部件的温度上升，抑制由热膨胀引起的翘曲而防止安装精度的降低。
【权利要求】
1.一种元件安装装置，通过安装头拾取元件而将元件安装于基板，其特征在于， 使所述安装头在水平面内移动的头移动机构具备:中空结构的梁部件，将所述安装头支承为能够在所述水平面内的第一方向上移动；及梁部件移动单元，使所述梁部件在与所述第一方向正交的所述水平面内的第二方向上移动， 所述梁部件在沿所述第二方向相对配置的第一面和第二面上分别具备开口部，所述开口部通过所述梁部件的内部空间而互相连通。
2.根据权利要求1所述的元件安装装置，其特征在于， 所述梁部件具有在与设于所述安装头的动子之间构成直线电机的定子，所述定子配置成与所述第一方向正交的截面的纵向尺寸比横向尺寸小的姿势。
3.根据权利要求1或2所述的元件安装装置，其特征在于， 所述梁部件的一方的端部被相对于所述梁部件移动单元支承为悬臂梁的状态，在所述梁部件的另一方的端部设置的端部开口部与所述梁部件的所述内部空间连通。
【文档编号】H05K13/04GK204244646SQ201420375640
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2013年7月8日
【发明者】平木勉 申请人:松下电器产业株式会社