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部件安裝頭、吸附管嘴及吸附管嘴的制造方法

文檔序號:2325777閱讀:293來源:國知局
專利名稱:部件安裝頭、吸附管嘴及吸附管嘴的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及用吸附管嘴吸附保持部件,通過配置于基板上的部件安裝位置上,進(jìn)行吸附保持的解除而將所述部件安裝于所述基板上的部件安裝頭、吸附管嘴及該吸附管嘴的制造方法。
背景技術(shù)
以往,在具備此種裝有吸附管嘴的部件安裝頭的部件安裝裝置中,被如下地構(gòu)成,即,按照使吸附管嘴位于應(yīng)當(dāng)安裝于基板上的部件的上方的方式,使所述部件安裝頭相對于該部件相對地移動,其后,通過使吸附管嘴下降,使所述部件接觸在該吸附管嘴的吸附保持面上,并且通過用所述吸附保持面吸引所述部件,就能夠進(jìn)行所述吸附管嘴對所述部件的吸附保持。另外還被如下構(gòu)成,即,使裝有像這樣吸附保持了部件的狀態(tài)的吸附管嘴的部件安裝頭向基板的上方移動,其后,使吸附管嘴下降,將所述部件配置于所述基板的部件安裝位置上,并且通過停止所述吸附管嘴的吸引而進(jìn)行吸附解除,就能夠?qū)⑺霾考惭b于所述基板上。
近年來,在內(nèi)置有通過在基板上安裝部件而形成的電子電路的電子機(jī)器中,逐漸地實(shí)現(xiàn)了高功能化、多樣化或小型化。伴隨著此種電子機(jī)器的高功能化、多樣化或小型化,對于所述部件或所述基板自身也要求實(shí)現(xiàn)高功能化、多樣化或小型化,對于在所述部件向所述基板上的安裝時所要求的各條件,也不斷要求更為多樣化了的各種各樣的條件,并且各個條件自身正不斷變?yōu)楦鼮閲?yán)格的條件。
作為此種部件安裝中所要求的條件,例如有如下等條件,即,可以將被多樣化而具有各種各樣的形狀的部件用吸附管嘴的吸附保持面可靠地吸附保持;使因所述高功能化而相對于外來負(fù)載更為脆弱化的所述部件不發(fā)生損傷等。作為此種外來負(fù)載,例如有靜電等電氣負(fù)載、由周圍環(huán)境的潔凈度引起的污染等影響等。另外,為了應(yīng)對反復(fù)進(jìn)行的部件安裝,作為所述條件還要求吸附管嘴或部件安裝頭具有耐久性等。
在裝備于此種部件安裝頭中的吸附管嘴中,為了可以適合所述各種條件之中的盡量多的條件,開發(fā)了各種各樣的吸附管嘴。
作為此種以往的各種各樣的吸附管嘴,例如有利用陶瓷材料形成的吸附管嘴(例如參照特開2000-151200號公報(bào))。在該吸附管嘴中,因被使用陶瓷形成,因此具有可以提高在吸附管嘴的反復(fù)使用中的耐久性或耐磨損性的優(yōu)點(diǎn)。
另外,作為以往的其他的種類的吸附管嘴,例如有以能夠可靠地吸附保持各種形狀的部件特別是大型部件為目的而形成的吸附管嘴(例如參照特開2002-233983號公報(bào))。將此種吸附管嘴114的示意剖面圖表示于圖13中。
如圖13所示,吸附管嘴114被可以上下移動地配置于中空軸狀的頭主體112的內(nèi)部,該頭主體112被安裝于作為部件安裝頭的一部分的中空軸111上。另外,在吸附管嘴114上,設(shè)有被以能夠沿該吸附管嘴114內(nèi)的貫穿孔117上下移動并且向下方施力的狀態(tài)保持的突出銷栓128。另外,吸附管嘴114具有設(shè)于該管嘴主體114a的下方前端的襯墊部122。該襯墊部122在其外周側(cè)具有向下方側(cè)成喇叭狀突出的裙部171,由軟彈性體形成。
另外,吸附管嘴114在其下方前端面上形成有吸附部件的吸附面。在該吸附面上,近似環(huán)狀地形成有吸附保持部125,其在開口于噴嘴主體114a的前端面上的吸氣口181的周圍向下方突出,被與噴嘴主體114a一體化地用剛體形成。而且,襯墊部122的裙部171被向該吸附保持部125的略微下方成喇叭狀突出地配置形成。另外,在該吸附保持部125的表面電沉積有約為15μm的金剛石粒子。而且,考慮到其機(jī)械強(qiáng)度或制作加工的容易性等,吸附管嘴114被用金屬材料形成。部件的吸附保持時的吸附面將裙部171向部件的表面推壓展開,而吸附保持部125成為與部件的表面接觸的狀態(tài)。
下面,對在具有此種構(gòu)成的所述部件安裝頭中,利用吸附管嘴114進(jìn)行部件的吸附保持的動作,在參照圖14A、圖14B及圖14C的同時進(jìn)行說明。
如圖14A所示,所述部件安裝頭在不與部件接觸的通常情況時,襯墊部122的吸附面因其自身的彈性而保持通常狀態(tài),即,保持裙部171向吸附保持部125的略微下方突出的狀態(tài)。另外,突出銷栓128因施力力而保持從吸氣口181中突出給定長度的狀態(tài),并且吸附管嘴141被保持于下限位置。在從該狀態(tài)開始,如圖14B所示,部件安裝頭向部件供給部104內(nèi)的部件109的表面下降,吸附面被推壓在部件109的表面時,即使部件109為傾斜的狀態(tài),裙部171也會被追隨部件109的傾斜地推壓展開,而向外側(cè)打開,因而可以提高吸附面和部件109的表面的密封度。該狀態(tài)下,通過使真空發(fā)生裝置動作,部件109就被其吸引力保持于吸附保持部125上。
如上所述地吸附了部件109的部件安裝頭如圖14C所示,在被定位于基板103的給定的安裝位置上后下降,將部件109安裝于基板103上。
根據(jù)具備此種吸附管嘴114的部件安裝頭,可以可靠地吸附保持大型部件,能夠應(yīng)對此種大型部件的部件安裝。
但是,像特開2000-151200號公報(bào)中所記載的那樣的由陶瓷材料形成的吸附管嘴中,因該陶瓷材料一般來說為電絕緣材料,在吸附管嘴主體中容易產(chǎn)生靜電,從而有可能因該靜電而誘發(fā)灰塵等向吸附管嘴的附著,將吸附管嘴自身甚至被吸附保持的部件污染。另外,由于此種靜電在吸附保持之時被向部件傳遞施加,就有可能破壞被吸附保持的或被與吸附管嘴接觸的部件。此種情況下,不僅無法進(jìn)行可靠并且穩(wěn)定的部件的吸附保持,而且有將所保持的部件污染或破壞的問題。
另外,在像特開2002-233983號公報(bào)中所記載的吸附管嘴114那樣,不是被用電絕緣材料,而是被用導(dǎo)電性材料形成的情況下,在被吸附管嘴114吸附保持的部件和該吸附管嘴114之間就有可能通電,此種情況下,會有將該部件破壞的情況。特別是,在因部件的高功能化使該部件被相對于電負(fù)載脆弱化的情況下,此種問題變得更為明顯。
另外,該吸附管嘴114中,為了應(yīng)對部件的多樣化,特別是為了應(yīng)對QFP等大型部件的吸附保持,吸附管嘴114具備由軟彈性體形成的襯墊部122,然而因該襯墊部122的裙部171的前端部位于吸附管嘴114的吸附面的下方,例如在吸附保持了部件所能夠吸附的面小而作為部件整體延及襯墊部122的部位的大小的部件的情況下,襯墊部122就先于吸附面而與部件接觸,其后,裙部171被部件推壓而彈性變形,雖然所述吸附面與部件接觸,然而由于裙部171處于所述彈性變形的狀態(tài),因此將所述吸附面和部件的接觸狀態(tài)拉開的力就會作用,從而有無法獲得由所述的吸附面形成的足夠的吸附保持力的情況。此種情況下,就會有無法柔性地應(yīng)對具有被多樣化了的各種形狀的部件的吸附保持的問題。

發(fā)明內(nèi)容
所以,本發(fā)明的目的在于解決所述問題,提供如下的部件安裝頭、吸附管嘴及吸附管嘴的制造方法,即,在利用吸附管嘴將部件吸附保持,配置于基板上的部件安裝位置,通過進(jìn)行吸附保持的解除,而將所述部件安裝于所述基板上的部件安裝中,能夠可靠并且順利地應(yīng)對被高功能化及多樣化了的部件的安裝。
具體來說,(1)目的在于,提供在吸附保持之時不會對部件造成外來的負(fù)載的影響的吸附管嘴及部件安裝頭。
另外,(2)目的在于,提供能夠可靠并且柔性地應(yīng)對具有被多樣化了的各種形狀的部件的吸附保持的吸附管嘴及部件安裝頭。
為了實(shí)現(xiàn)所述目的,本發(fā)明如下所示地構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的方式1,提供一種部件安裝頭,是具備具有部件的吸附保持面的吸附管嘴,利用該吸附管嘴的所述吸附保持面將部件吸附保持,在基板的部件安裝位置上配置該被吸附保持的部件,并且通過解除該部件的吸附保持,將所述部件安裝于所述部件安裝位置上的部件安裝頭,所述吸附管嘴的具有所述吸附保持面的部分由半導(dǎo)體陶瓷形成。
根據(jù)本發(fā)明的方式2,提供如下的方式1所述的部件安裝頭,即,所述半導(dǎo)體陶瓷具有104~108Ω·cm的范圍的體積固有電阻率。
根據(jù)本發(fā)明的方式3,提供如下的方式2所述的部件安裝頭,即,在所述吸附管嘴中,在所述吸附保持面上形成有吸附孔部,它由以該吸附管嘴的軸心作為其中心而形成的近似圓形孔部、和該圓形孔部的端部的一部分被沿其徑向擴(kuò)大了的多個端部擴(kuò)大部被一體化形成,進(jìn)行被接觸了的狀態(tài)的所述部件的吸引。
根據(jù)本發(fā)明的方式4,提供如下的方式3所述的部件安裝頭,即,所述吸附管嘴具備突出構(gòu)件,它被可以在其前端部位于所述吸附保持面的內(nèi)側(cè)的容納位置、該前端部比所述吸附保持面更突出的突出位置之間滑動地插入配置于所述近似圓形孔部內(nèi);施力構(gòu)件,它總是將所述突出構(gòu)件向所述突出位置側(cè)施加力。
根據(jù)本發(fā)明的方式5,提供如下的方式4所述的部件安裝頭,即,所述突出構(gòu)件的所述前端部由所述半導(dǎo)體陶瓷形成。
根據(jù)本發(fā)明的方式6,提供如下的方式3所述的部件安裝頭,即,所述吸附管嘴的所述吸附保持面被實(shí)施了表面加工,從而具有多個凹凸部,它們具有約為10~20μm的范圍的高度尺寸或深度尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的方式7,提供如下的方式6所述的部件安裝頭,即,所述多個凹凸部是在所述吸附保持面上被按照將所述吸附孔部和該吸附保持面的外周端部連通的方式形成的多個槽部。
根據(jù)本發(fā)明的方式8,提供如下的方式1所述的部件安裝頭,即,還具備由彈性材料形成的輔助吸附部,它具有內(nèi)周端部和外周端部,所述內(nèi)周端部被與該吸附管嘴的外周部密接地配置,所述外周端部被比所述吸附保持面的周部更向外側(cè)突出地形成,被配置于與所述吸附保持面大致相同的高度位置或比所述吸附保持面略為后退的位置上。
根據(jù)本發(fā)明的方式9,提供如下的方式8所述的部件安裝頭,即,所述吸附管嘴在其外周部具備所述輔助吸附部的所述內(nèi)周端部能夠拆裝地安裝的輔助吸附部安裝部,所述輔助吸附部被與所吸附保持的所述部件的大小對應(yīng)地選擇性地安裝于所述輔助吸附部安裝部上。
根據(jù)本發(fā)明的方式10,提供一種吸附管嘴,是將部件吸附保持,在基板的部件安裝位置上配置該被吸附保持的部件,并且通過解除該部件的吸附保持,將所述部件安裝于所述部件安裝位置上的部件安裝頭所具備的吸附管嘴,其中,具有將所述部件可以解除地吸附保持的吸附保持面的部分由半導(dǎo)體陶瓷形成。
根據(jù)本發(fā)明的方式11,提供一種吸附管嘴的制造方法,是將部件吸附保持,在基板的部件安裝位置上配置該被吸附保持的部件,并且通過解除該部件的吸附保持,將所述部件安裝于所述部件安裝位置上的部件安裝頭所具備的吸附管嘴的制造方法,使用在與所述吸附管嘴的所述部件的吸附保持面相當(dāng)?shù)牟课簧?,固定了多個硬質(zhì)粒子的模具,通過向該模具內(nèi)注入半導(dǎo)體陶瓷,而將所述吸附管嘴成形,在該吸附保持面上形成與所述各個硬質(zhì)粒子對應(yīng)的多個凹凸部。
根據(jù)本發(fā)明的方式12,提供如下的方式11所述的吸附管嘴的制造方法,即,所述模具在與所述吸附保持面相當(dāng)?shù)牟课簧希姵练e形成有包括具有約為10~20μm的粒徑的金剛石粒子的所述硬質(zhì)粒子,形成于所述吸附保持面上的所述凹凸部具有約為10~20μm的范圍的高度尺寸或深度尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的所述方式1,在部件安裝頭中,由于吸附管嘴不是由具有電絕緣性的陶瓷形成(例如像特開2000-151200號公報(bào)那樣),而是例如使用通過混和碳粒子和陶瓷等而做成的半導(dǎo)體陶瓷來形成,因而就可以使該被形成的吸附管嘴具備作為半導(dǎo)體的特性。這樣,就可以防止在所述吸附管嘴中產(chǎn)生靜電(像用絕緣性材料形成的情況那樣),從而可以可靠地防止由伴隨著該靜電的產(chǎn)生而發(fā)生的灰塵等的附著造成的部件的污染、因?qū)⒃撿o電向被與所述吸附管嘴接觸的部件傳遞施加而給該部件造成電氣損傷的情況。另外,因不具有作為導(dǎo)電體的特性,而具有作為半導(dǎo)體的特性,因而也不會在和被與所述吸附管嘴接觸的部件之間產(chǎn)生電導(dǎo)通,從而可以可靠地防止因所述導(dǎo)通而給被吸附保持的部件造成電氣損傷的情況。所以,就可以提供能夠可靠并且穩(wěn)定地應(yīng)對被高功能化、高精度化以及被多樣化了的部件的吸附保持及安裝的吸附管嘴及部件安裝頭。
根據(jù)本發(fā)明的所述方式2,在使用此種所述半導(dǎo)體陶瓷的情況下,通過將其體積固有電阻率設(shè)為104~108Ω·cm的范圍,就可以可靠地獲得作為所述半導(dǎo)體的特性。
根據(jù)本發(fā)明的所述方式3,因形成于所述吸附管嘴上的吸附孔部被利用近似圓形孔部和從該近似圓形孔部的端部沿其徑向?qū)⒃摱瞬坎糠值財(cái)U(kuò)大的多個端部擴(kuò)大部一體化形成,因此就可以在更大的部件的吸附保持時穩(wěn)定地應(yīng)對。另外,在吸附保持小型的部件時,即使在保持姿勢變?yōu)閮A斜吸附的情況下,也可以大幅度地減少被吸附保持的部件嵌入所述吸附管嘴的所述吸附孔部內(nèi)的狀況的發(fā)生。所以,從小型部件到大型部件以及異形部件,都可以可靠并且穩(wěn)定地吸附保持。
根據(jù)本發(fā)明的所述方式4,即使在安裝有在所述吸附管嘴的所述吸附孔部內(nèi)滑動的突出構(gòu)件的情況下,由于該所述突出構(gòu)件是在所述近似圓形孔部內(nèi)滑動,而不被配置于所述各個長孔部內(nèi),因此就可以大幅度地減少所述突出構(gòu)件的滑動被阻礙的狀況的發(fā)生。所以,就能夠穩(wěn)定地進(jìn)行所述突出構(gòu)件的動作。
另外,因具備此種所述突出構(gòu)件,就可以輔助所述吸附管嘴的吸引動作,并且可以輔助被吸附保持的部件的吸附保持解除動作。所以,可以進(jìn)行更為可靠并且穩(wěn)定的吸附保持動作及安裝動作。
根據(jù)本發(fā)明的所述方式5,因所述突出構(gòu)件被用所述半導(dǎo)體陶瓷形成,從而就可以獲得與所述吸附管嘴由所述半導(dǎo)體陶瓷形成的情況相同的效果。
根據(jù)本發(fā)明的所述方式6,在所述吸附管嘴中,因?qū)Ρ慌c所述部件接觸的所述吸附保持面,實(shí)施了表面加工,形成具有約為10~20μm左右的范圍的高度尺寸或深度尺寸的多個凹凸部,因而在將所述部件吸附保持時,可以在所述部件和所述吸附保持面之間減少滑動的產(chǎn)生,從而可以實(shí)現(xiàn)可靠并且穩(wěn)定的吸附保持。另外,通過像這樣在所述吸附保持面上形成所述凹凸部,在從所述吸附管嘴的下方拍攝所述部件被吸附保持了的狀態(tài)的圖像的情況下,就可以利用所述凹凸部將向所述吸附保持面照射的光漫反射,從而可以可靠地拍攝部件的圖像。所以,就可以在將具有被多樣化了的各種形狀的部件可靠地并且穩(wěn)定地吸附保持的同時,正確地識認(rèn)其吸附保持姿勢,從而可以應(yīng)對高精度的部件的安裝。
根據(jù)本發(fā)明的所述方式7,因所述各個凹凸部是在所述吸附保持面上被按照將所述吸附孔部和該吸附保持面的外周端部連通的方式形成的多個槽部,因而在所述部件和所述吸附保持面被接觸的狀態(tài)下,可以在兩者之間局部地積極地形成間隙。通過形成此種間隙,利用所述吸附孔部的負(fù)壓吸引作用,在該間隙(槽部)內(nèi)的微小的空間中就會急速地流動流體(例如空氣),根據(jù)伯努利法則,就可以在所述部件和所述吸附保持面之間的該間隙中產(chǎn)生負(fù)壓(間隙負(fù)壓效應(yīng))。除了由所述吸附孔部的吸引造成的負(fù)壓(例如真空源負(fù)壓效應(yīng))以外,因還可以使用所述間隙負(fù)壓效應(yīng),因而即使用更大的吸引力,也可以可靠地進(jìn)行部件保持。
根據(jù)本發(fā)明的所述方式8,通過在所述吸附管嘴上還設(shè)置輔助吸附部,該所述輔助吸附部所具備的外周端部就可以輔助所述吸附保持面對所述部件的吸附保持。
特別是,通過將所述外周端部的高度位置形成于與所述吸附保持面大致相同的高度位置或略為后退的位置上,在所述吸附管嘴對部件的吸附保持之時,就可以可靠地防止所述外周端部的前端部先于所述吸附保持面而與所述部件接觸,阻礙所述吸附保持面對所述部件的吸附保持的狀況的發(fā)生。此種吸附保持的阻礙狀況在所述外周端部被形成于比所述吸附保持面更為突出的高度位置上的情況下有可能發(fā)生。
另外,所述外周端部被用可以彈性變形的彈性材料形成,在靠近所述部件的上部的狀態(tài)下,因被所述外周端部和所述部件的上部夾持的空間的壓力被降低,就可以使所述外周端部向內(nèi)側(cè)下方彈性變形,通過進(jìn)行此種彈性變形,就可以使所述外周端部與所述部件可靠地接觸。所以,就可以利用所述輔助吸附部可靠地吸附保持所述部件。通過實(shí)現(xiàn)此種吸附保持,就可以將所述吸附管嘴所能吸附保持的區(qū)域擴(kuò)大到被所述輔助吸附部的所述外周端部包圍的區(qū)域,從而能夠應(yīng)對大型的部件或異形部件的吸附保持。另外,對于不會與所述外周端部接觸的小型的部件,通過使之接觸所述吸附保持面,無論所述輔助吸附部是否存在,都可以進(jìn)行可靠的吸附保持。這樣,從小型部件到大型部件以至異形部件,都可以柔性并且迅速地應(yīng)對被多樣化了的各種形狀的部件的吸附保持。
根據(jù)本發(fā)明的所述方式9,因所述輔助吸附部能夠與被吸附保持的所述部件的大小對應(yīng)地拆裝,因而就可以與所述部件為小型部件的情況或大型部件的情況等對應(yīng)地選擇所述輔助吸附部的安裝。
根據(jù)本發(fā)明的所述方式10,可以提供能夠獲得與所述方式1相同的效果的吸附管嘴。
根據(jù)本發(fā)明的所述方式11及所述方式12,在吸附管嘴的吸附保持面的凹凸部的形成中,如果考慮所述吸附管嘴由半導(dǎo)體陶瓷形成的情況,則當(dāng)例如像特開2000-151200號公報(bào)那樣以陶瓷進(jìn)行噴丸而形成所述凹凸部時,就會產(chǎn)生如下等問題,即發(fā)生破裂,或加工面不穩(wěn)定,容易在端部產(chǎn)生下垂,另外還花費(fèi)很多加工時間。另外,像特開2002-233983號公報(bào)那樣,在所述吸附管嘴上電沉積金剛石粒子而形成所述凹凸部的做法,雖然在所述吸附管嘴由金屬材料等形成的情況下是可能的,然而在由陶瓷形成的情況下,會有無法進(jìn)行所述電沉積的問題。
為了解決此種問題,通過在模具自身上固定硬質(zhì)粒子,例如電沉積具有約為10~20μm的粒徑的金剛石粒子,使用該所述模具,利用所述半導(dǎo)體陶瓷而將所述吸附管嘴成形,就能夠可靠并且容易地在所述吸附保持面上形成所述凹凸部。


本發(fā)明的這些與其他的目的和特征將由與針對附圖的優(yōu)選的實(shí)施方式有關(guān)的下面的記述來闡明。該附圖中,圖1是具備本發(fā)明的一個實(shí)施方式的部件安裝頭的部件安裝裝置的外觀立體圖,圖2是所述部件安裝頭的下部側(cè)視圖及所安裝的吸附管嘴的局部縱剖面圖,是表示安裝了襯墊部及突出管嘴的狀態(tài)的圖,圖3是所述部件安裝頭的下部側(cè)視圖及所安裝的吸附管嘴的局部縱剖面圖,是表示拆下了襯墊部及突出管嘴的狀態(tài)的圖,圖4是所述部件安裝頭的下部側(cè)視透視圖及所安裝的吸附管嘴的整體縱剖面圖,是表示安裝了襯墊部及突出管嘴的狀態(tài)的圖,圖5是所述部件安裝頭的下部側(cè)視透視圖及所安裝的吸附管嘴的整體縱剖面圖,是表示拆下了襯墊部及突出管嘴的狀態(tài)的圖,圖6是從下方看圖4的吸附管嘴的仰視圖,圖7是從下方看圖5的吸附管嘴的仰視圖,圖8是吸附管嘴主體的縱剖面圖,圖9是吸附管嘴主體的側(cè)視圖,圖10是吸附管嘴的下部的放大剖面圖,
圖11是表示吸附保持有大型部件的狀態(tài)的吸附管嘴的示意剖面圖,圖12是表示吸附保持有連接器部件的狀態(tài)的吸附管嘴的示意剖面圖,圖13是以往的部件安裝頭及吸附管嘴的縱剖面圖,圖14A是表示以往的吸附管嘴對部件的吸附保持及安裝動作的示意圖,是表示吸附管嘴被降下的狀態(tài)的圖,圖14B是表示以往的吸附管嘴對部件的吸附保持及安裝動作的示意圖,是表示在部件被傾斜的狀態(tài)下進(jìn)行吸附保持的圖,圖14C是表示以往的吸附管嘴對部件的吸附保持及安裝動作的示意圖,是表示將吸附保持的部件安裝于基板上的狀態(tài)的圖,圖15是表示所述實(shí)施方式的吸附管嘴的吸附面的凹凸部的示意圖,圖16是對利用圖15的吸附管嘴進(jìn)行部件的吸附保持的原理進(jìn)行說明的示意說明圖。
具體實(shí)施例方式
下面將基于附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
在圖1中表示有表示具備本發(fā)明的實(shí)施方式1的部件安裝頭10的部件安裝裝置100的示意性構(gòu)成的示意立體圖。
如圖1所示,部件安裝裝置100具備作為部件供給部的一個例子的部件供給裝置6,它可以將多個部件1取出地供給;作為基板保持部的一個例子的臺架5,它將安裝所述被供給的各個部件1的基板2可以解除地保持;安裝頭10,它將被從部件供給部6中可以取出地供給的各個部件1保持地取出,并且在被臺架5保持的基板2上進(jìn)行所述保持的各個部件1的安裝;作為頭移動裝置的一個例子的XY機(jī)械手8,它進(jìn)行該部件安裝頭10的沿基板2的大致表面的方向的移動動作。
另外,如圖1所示,在部件安裝頭10的下面,設(shè)有作為部件保持構(gòu)件的一個例子的吸附管嘴3,它將部件1在其上面可以解除地吸附保持。另外,吸附管嘴3能夠沿著與基板2的表面大致正交的方向升降。
另外,如圖1所示,XY機(jī)械手8具備支撐部件安裝頭10并且使部件安裝頭10沿圖示X軸方向進(jìn)退移動的X軸機(jī)械手8a、支撐X軸機(jī)械手8a并且使X軸機(jī)械手8a沿圖示Y軸方向進(jìn)退移動的Y軸機(jī)械手8b。這樣,就能夠進(jìn)行部件安裝頭10,即部件安裝頭10所具備的吸附管嘴3的圖示X軸方向或Y軸方向的移動。而且,所謂圖示X軸方向和Y軸方向是與基板2的表面大致平行的方向,并且是相互正交的方向。
另外,部件供給裝置6安裝有將多個部件1可以取出地收納于運(yùn)載帶上的所謂taping部件,并且通過使所述被安裝的taping部件進(jìn)行輸送移動,使將所收納的部件1設(shè)為可以取出的狀態(tài)的多個部件供給盒7沿圖示X軸方向相互鄰靠。另外,各個部件供給盒7具備部件取出位置7a,它們是所述處于可以取出狀態(tài)的部件1所處的位置,被沿著X軸方向排列成1列地配置。而且,本實(shí)施方式中,雖然對部件供給裝置6從部件供給盒7供給所述taping部件這樣的情況進(jìn)行了說明,然而本實(shí)施方式并不僅限于此種情況。也可以不是此種情況,例如為如下的情況,即,在部件供給裝置6上配置部件供給盤,進(jìn)行QFP等比較大型的部件或者連接器部件等大型并且異形的部件的供給。
另外,臺架5被配置于部件安裝裝置100的底盤4上,另外,在臺架5的上部,設(shè)有基板搬送裝置9,它從圖示X軸方向右側(cè)將基板2向臺架5搬送而供給,并且從臺架5向圖示X軸方向左側(cè)搬送基板2而排出。
另外,部件安裝裝置100具備控制系統(tǒng)(未圖示),它在將作為部件安裝裝置100所具備的各個構(gòu)成部的噴頭部4、部件供給裝置6、XY機(jī)械手8、基板搬送裝置9等的各自的動作相互賦予關(guān)聯(lián)的同時,進(jìn)行各自的動作的控制。
下面,對此種部件安裝裝置100所具備的部件安裝頭10,特別是部件安裝頭10所裝備的吸附管嘴3的構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)說明。作為表示此種部件安裝頭10所具備的吸附管嘴3的示意性的構(gòu)成的示意構(gòu)成圖,在圖2及圖3中表示了部件安裝頭10的下部的側(cè)視圖及吸附管嘴3的局部縱剖面圖,另外,將在圖2及圖3中透過部件安裝頭的下部看到的吸附管嘴3的整體縱剖面圖表示于圖4及圖5中。而且,圖2及圖4表示將所述襯墊部及所述突出管嘴從吸附管嘴3上取下后的狀態(tài)。另外,將圖2及圖4的作為吸附管嘴3的下面的吸附保持面表示于圖6中,將圖3及圖5的吸附管嘴3的所述吸附保持面表示于圖7中。以下將使用圖2到圖7,特別是主要使用明確地判明吸附管嘴3的內(nèi)部構(gòu)造和部件安裝頭10的內(nèi)部構(gòu)造的關(guān)系的圖4,對吸附管嘴3的構(gòu)造進(jìn)行說明。
如圖2至圖5所示,特別是如圖4所示,該部件安裝頭10具備中空軸狀的頭主體12,它被安裝于與真空發(fā)生裝置(未圖示)側(cè)連接的中空軸11上,并且在中心部形成了小徑保持孔20及大徑保持孔13;被可以上下移動地配置于該頭主體12的大徑保持孔13上的吸附管嘴3;被可以上下移動地并以向下方施力的狀態(tài)保持于該吸附管嘴3內(nèi)的貫穿孔17中的突出管嘴28(作為突出構(gòu)件的一個例子);被設(shè)于頭主體12和吸附管嘴3之間而總是將吸附管嘴3向下方施力的螺旋彈簧37。吸附管嘴3具有安裝于該管嘴主體3a的下方前端的襯墊部22(輔助吸附部)。該襯墊部22在其外周側(cè)具有向下方以喇叭狀突出的裙部71(作為外周端部的一個例子),由彈性材料,更優(yōu)選由軟彈性體形成。
另外,吸附管嘴3在其下方前端面上形成有作為將部件吸附保持的吸附保持面的一個例子的吸附面14。該吸附面14在開口于管嘴主體3的前端面的作為吸附孔部的一個例子的吸引口81的周圍被作為近似環(huán)狀的平面形成。另外,該吸附面14的表面被實(shí)施了表面加工,從而形成多個微細(xì)的凹凸部,它們具有約為10~20μm左右,例如15μm左右的高度尺寸或深度尺寸。
另外,突出管嘴28在其軸心形成有沿軸向貫穿的吸引孔18,在其下端部具備以傾斜狀形成的傾斜吸引口29。另外,在突出管嘴28的大致中間高度位置附近的側(cè)周部,環(huán)繞地形成有成凸?fàn)盥∑鸬目ㄖ共?0。該卡止部30被作為施力構(gòu)件(彈性體)的一個例子的突出管嘴用壓縮彈簧21總是向下方施力,從而總是被向設(shè)于吸附管嘴3的貫穿孔17內(nèi)的卡止段部31推壓。此種狀態(tài)下,突出管嘴28的前端部就被從吸氣口81中以給定長度突出。而且,突出管嘴用壓縮彈簧21的上端被固定在配置于吸附管嘴3的內(nèi)部的彈簧座19上,因而該彈簧座19就處于以下的狀態(tài),即,在由螺旋彈簧37限制了其安裝位置的狀態(tài)下,總是被向下方施力。另外,因突出管嘴28被如此安裝,就會將突出管嘴28向部件的上面推靠,從而能夠使突出管嘴28在所述被突出的突出位置、作為其前端部被容納于吸附管嘴3的吸引口81中的位置的容納位置之間進(jìn)退移動。
另外,在部件安裝頭10中,形成有穿過突出管嘴28的吸引孔18、吸附管嘴3的貫穿孔17、頭主體12的大徑保持孔13、小徑保持孔20及中空軸11而與真空發(fā)生裝置連通的連續(xù)的真空吸氣路徑。
而且,該部件安裝頭10被按照可以吸收部件的厚度的差異的方式構(gòu)成。即,在可以上下移動并且被以向下方施力的狀態(tài)保持于頭主體12上的吸附管嘴3的一個側(cè)面上,形成沿軸向延伸的導(dǎo)引槽33,被貫穿頭主體12地安裝的導(dǎo)引銷栓34的前端部自由滑動地卡合在導(dǎo)引槽33中。在通常情況時,利用螺旋彈簧37,將吸附管嘴3保持于導(dǎo)引銷栓34接觸在導(dǎo)引槽33的上端部的下限位置上。另外,螺旋彈簧37形成受扭螺旋彈簧體,利用扭轉(zhuǎn)恢復(fù)力使導(dǎo)引銷栓34總是接觸在導(dǎo)引槽33的一個側(cè)面上。吸附管嘴3被導(dǎo)引銷栓34和導(dǎo)引槽33限制上下移動范圍,從而從所述下限位置到導(dǎo)引銷栓34與導(dǎo)引槽33的下端面接觸的上限位置都嵌入頭主體12內(nèi)。
這里,使用圖6及圖7,對吸附管嘴3的吸附面14及吸引口81的形狀等進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖7所示(在吸附管嘴3上未安裝突出管嘴28及襯墊部22的狀態(tài)),吸附管嘴3的吸引口81由主孔部81a和多個長孔部81b一體化形成,其中,主孔部81a是以吸附管嘴3的軸心作為其中心形成的作為近似圓形孔部的一個例子,長孔部81b是在吸附面14上,從主孔部81a的端部沿其徑向延伸,將主孔部81a的外周圓端部部分地?cái)U(kuò)大的多個端部擴(kuò)大部,例如被以大致相等的角度間距成放射狀沿5個方向延伸地形成。
另外,在圖6所示的狀態(tài)中(在吸附管嘴3上安裝有突出管嘴28及襯墊部22的狀態(tài)),突出管嘴28被收容于吸引口81的主孔部81a內(nèi)的狀態(tài)安裝于吸附管嘴3上,在突出管嘴28的周圍,配置有各個長孔部81b。另外,按照將吸附管嘴3的吸附面14的外周整體包圍的方式,環(huán)狀地配置有襯墊部22的裙部71。
另外,作為此種吸引口81的形狀的尺寸例子,例如可以如下形成,即,將主孔部81a設(shè)為直徑1.5mm,將各個長孔部81b以寬度0.6mm形成5個,另外將連結(jié)各個長孔部81b的外周端部的假想圓的直徑設(shè)為3mm。另外,可以將吸附面14的外周圓的直徑設(shè)為5mm,將襯墊部22的裙部71的外周端部的直徑設(shè)為8mm而形成。
這里,將從部件安裝頭10上取下后的狀態(tài)的吸附管嘴3的縱剖面圖表示于圖8中,將外觀側(cè)視圖表示于圖9中。
如圖8所示,在吸附管嘴3中,連續(xù)地連通形成有吸引口81、貫穿孔17、中間孔41、上部孔42,其中,吸引口81由形成于作為吸附管嘴3的下端面的吸附面14上的主孔部81a及多個長孔部81b構(gòu)成,貫穿孔17被與該吸引口81連通地形成,中間孔41在卡止段部31的形成位置上與該貫穿孔17連通,上部孔42在為了限制彈簧座19的設(shè)置位置而設(shè)置的彈簧座限制段部43的形成位置上被與該中間孔41連通,并且在吸附管嘴3的上部被敞開。
另外,如圖8及圖9所示,在吸附管嘴3的下部附近的周面上,環(huán)繞所述周面地形成有襯墊部22的安裝用槽部44(作為輔助吸附部安裝部的一個例子)。另外,如作為安裝了襯墊部22的狀態(tài)的吸附管嘴3的局部放大剖面圖的圖10所示,安裝用槽部44被如下地形成,即,襯墊部22的內(nèi)周端部72可以接觸在形成于吸附管嘴3的周面上的安裝用槽部44的底部,并且可以調(diào)整襯墊部22的安裝高度,其形成寬度大于襯墊部22的內(nèi)周端部72的寬度。另外,襯墊部22的內(nèi)周端部72可以利用固定用螺栓73在所需的安裝高度位置上固定于安裝用槽部44中。通過像這樣形成襯墊部22的內(nèi)周端部72和吸附管嘴3的安裝用槽部44,就可以在以與吸附管嘴3的吸附面14的關(guān)系調(diào)整作為襯墊部22的外周端部的裙部71的前端高度位置的同時將其固定。而且,本實(shí)施方式中,襯墊部22的裙部71的前端的高度位置被調(diào)整為位于與吸附管嘴3的吸附面14的高度位置大致相同的位置或略為后退的位置(即,裙部71的前端位置位于吸附面14略靠上方)。
另外,本實(shí)施方式的吸附管嘴3由半導(dǎo)體陶瓷形成。這里所謂半導(dǎo)體陶瓷是指如下的陶瓷,即,可以通過在一般來說具有電絕緣性的陶瓷中,混和碳等半導(dǎo)體材料而形成,利用所述半導(dǎo)體材料的混和比率,而具有作為半導(dǎo)體的特性。為了具有作為半導(dǎo)體的特性,其體積固有電阻率需要處于1~108Ω·cm左右的范圍內(nèi),然而為了可靠地具有作為半導(dǎo)體的特性,最好利用具有104~108Ω·cm的范圍的體積固有電阻率的半導(dǎo)體陶瓷,來形成吸附管嘴3。
像這樣,由于通過將吸附管嘴3用半導(dǎo)體陶瓷形成,就可以抑制吸附管嘴3的靜電的產(chǎn)生,從而在吸附管嘴3與部件接觸之時,在防止由灰塵等的附著造成的部件的污染或防止對部件施加靜電方面具有效果,并且不具備導(dǎo)電性,因此就有可以防止由從吸附管嘴3向部件的電導(dǎo)通導(dǎo)致的對部件造成電氣損傷的情況的效果。
而且,本實(shí)施方式中,雖然對吸附管嘴3整體由半導(dǎo)體陶瓷形成的情況進(jìn)行了說明,然而本發(fā)明并不僅限于此種情況。也可以不是此種情況,而是吸附管嘴3的吸附面14的部分由半導(dǎo)體陶瓷形成的情況。這是因?yàn)椋谠撐焦茏?中,通過至少使作為與部件接觸的部分的吸附面14具備所述作為半導(dǎo)體的特性,就可以得到所述的各個效果。
另外,在吸附管嘴3中安裝有突出管嘴28的情況下,由于該突出管嘴28也與部件接觸,因此最好用半導(dǎo)體陶瓷形成。另外,同樣地,也可以不是突出管嘴28整體由半導(dǎo)體陶瓷形成的情況,而是突出管嘴28的至少作為前端部的傾斜吸引口29由半導(dǎo)體陶瓷形成的情況。
另外,在此種吸附管嘴3由半導(dǎo)體陶瓷形成的情況下,吸附管嘴3例如通過使用模具來成形而被形成。該情況下,如圖10所示,最好將模具的抽拔方向作為圖示向上方向,在吸附管嘴3的貫穿孔17中設(shè)置向圖示向上方向略為拓寬的傾斜(錐面)。這是因?yàn)椋朔N傾斜在成形加工之時將會需要,被插入配置于吸附管嘴3的貫穿孔17的突出管嘴28如果不在圖示下方前端部分產(chǎn)生晃動,則可以充分地實(shí)現(xiàn)其功能。
另外,在利用此種吸附管嘴3的成形加工的制造之時,在成形模具的相當(dāng)于吸附管嘴3的吸附面14的部位上固定多個硬質(zhì)粒子,從而可以通過使用該成形模具利用半導(dǎo)體陶瓷將吸附管嘴3成形,而按照在吸附面14上形成與所述各個硬質(zhì)粒子對應(yīng)的多個凹凸部的方式,實(shí)施表面加工。更具體來說,作為所述硬質(zhì)粒子,使用具有約為10~20μm左右的直徑的金剛石粒子,通過使用在所述部位電沉積地形成了金剛石粒子的成形模具,就可以形成具有約為10~20μm左右的范圍,例如15μm左右的高度尺寸或深度尺寸的所述凹凸部。而且,在所述硬質(zhì)粒子中,只要作為主成分至少含有所述金剛石粒子即可。
下面,使用圖11及圖12,對具備了具有此種構(gòu)成的吸附管嘴3的部件安裝頭10的對部件的吸附保持動作進(jìn)行說明。
本實(shí)施方式的部件安裝頭10能夠應(yīng)對利用對如下的部件的吸附保持的向基板上的安裝,即,芯片部件或小型的IC部件等所謂小型部件、一般被稱作異形部件的電子部件如鋁電解電容器(例如具有8~10mm左右的直徑及10mm左右的高度的圓筒形狀的電容器)、連接器部件(例如具有矩形等各種形狀的部件)以及QFP等大型的IC部件等。圖11表示在這些部件當(dāng)中,將QFP(例如28mm見方×4mm厚)這樣的大型部件不僅用吸附管嘴3的吸附面14吸附保持,而且還用襯墊部22吸附保持的狀態(tài)。
圖11中,雖然表示了部件1已經(jīng)被利用吸附管嘴3吸附保持的狀態(tài),然而在吸附管嘴3的吸附面14不與部件1的被吸附面1a(圖示上面)接觸的狀態(tài)下,襯墊部22的裙部71的前端部由于被調(diào)整為位于與吸附面14大致相同高度的位置或比吸附面14略靠上方的位置,因此當(dāng)位于所述上方時,例如在位于上方0.1mm左右的情況下,就形成裙部71的前端部未接觸在部件1的被吸附面1a上的狀態(tài)。
首先,通過利用XY機(jī)械手8移動部件安裝頭10,進(jìn)行吸附管嘴3與部件1的對齊。其后,在部件安裝頭10中,開始吸附管嘴3的下降。當(dāng)進(jìn)行吸附管嘴3的下降時,處于比其吸附面14更突出的狀態(tài)(即處于位于突出位置的狀態(tài))的突出管嘴28的傾斜吸引口29的前端和部件1的被吸附面1a就被接觸。與該接觸同時,穿過吸附管嘴3的貫穿孔17及突出管嘴28的傾斜吸引口29,開始真空吸引。繼而,通過使吸附管嘴3下降,因總是將所述接觸狀態(tài)的突出管嘴28向下方施力的突出管嘴用壓縮彈簧21被壓縮,突出管嘴28相對于吸附管嘴3的貫穿孔17被相對地上升,其傾斜吸引口29被容納于貫穿孔17內(nèi)(即,被設(shè)為位于容納位置的狀態(tài))。
在進(jìn)行突出管嘴28的傾斜吸引口29向貫穿孔17中的容納時,被部件1的被吸附面1a、吸附管嘴3的吸附面14及襯墊部22的裙部71夾持的空間內(nèi)的壓力會因所述吸引動作而被急劇地降低。該壓力的降低隨著吸附面14和部件1的被吸附面14的距離變近而變得明顯。因該壓力的降低,由彈性材料形成的襯墊部22的裙部71被向圖示下方彈性變形,因該彈性變形,裙部71的前端部和部件1的被吸附面1a就被靠近。這樣,所述空間的密閉度被提高,另外壓力被降低,從而如圖11所示,吸附管嘴3的吸附面14和部件1的被吸附面1a被接觸,襯墊部22的裙部1被進(jìn)一步彈性變形,而與部件1a的被吸附面1a接觸。這樣,就會形成部件1被吸附管嘴3及襯墊部22吸附保持的狀態(tài)。
通過具備此種襯墊部22,就可以確保較大的吸附保持面積,即使對于大型并且大重量的部件1,也可以進(jìn)行可靠并且穩(wěn)定的吸附保持。另外,因具備此種裙部71,即使在與吸附管嘴3的吸附面14接觸的部分的部件1的被吸附面1a上存在較多的凹凸或傾斜面的情況下,也可以利用由所述壓力的降低造成的裙部71的彈性變形,來進(jìn)行可靠的吸附保持。另外,為了能夠形成此種裙部71的彈性變形動作,最好裙部71被以可以彈性變形的形狀由彈性材料形成,在裙部71的前端部位于比吸附面14略靠上方的位置的情況下,該位置最好被設(shè)為如下程度的位置,即,所述前端部可以利用裙部71的所述彈性變形而位于與吸附面14大致相同高度的位置。作為此種位置,例如可以設(shè)為在吸附面14的上方0.1mm左右的位置。
其后,在將部件1吸附保持的狀態(tài)下,使吸附管嘴3上升,并且利用XY機(jī)械手8將部件安裝頭10向基板2的上方移動,進(jìn)行基板2上的部件1的安裝位置與吸附管嘴3的對齊。在該對齊之后,在部件安裝頭10中開始吸附管嘴3的下降。其后,當(dāng)被吸附保持的狀態(tài)的部件1與基板2接觸而被設(shè)為推壓狀態(tài)時,即停止真空吸引。在該停止之后,就開始吸附管嘴3的上升,而與該上升動作同時,處于所述壓縮狀態(tài)的突出管嘴用壓縮彈簧21被拉伸,突出管嘴28的前端部被從吸附管嘴3的吸附面14中突出出來。利用該突出管嘴28的突出,就可以順利地并且強(qiáng)制性地解除部件1的被吸附面1a和吸附面14及裙部71的前端部的接觸狀態(tài),將吸附管嘴3與部件1分離而將吸附保持設(shè)為解除狀態(tài)。這樣,就可以在基板2的安裝位置上安裝部件1。
另一方面,在圖12中表示了將所述異形部件,例如連接器部件91利用吸附管嘴3吸附保持的狀態(tài)。如圖12所示,連接器部件91例如即使在整體上具有近似矩形的形狀的情況下,也有在其被吸附面91a上不僅包括平坦部,還包括凹凸?fàn)畹牟糠?1b的情況。如圖12所示,在此種凹凸?fàn)畹牟糠?1b被配置于襯墊部22的裙部71的內(nèi)側(cè)的情況下,即使在裙部71的前端部和連接器91被接觸的狀態(tài)下,如果凹凸?fàn)畹牟糠?1b例如被以槽狀敞開,則無法降低裙部71的內(nèi)側(cè)的空間的壓力,從而無法利用裙部71實(shí)現(xiàn)吸附功能。
但是,即使在此種情況下,如果吸附管嘴3的吸附面14和連接器部件91的被吸附面91a的平坦部被可靠地接觸,則可以降低環(huán)狀的吸附面14的內(nèi)側(cè)空間的壓力,從而可以將連接器部件91可靠地吸附保持。而且,此種連接器部件91雖然是形狀很大的部件,然而多具有凹凸?fàn)畹牟糠?1b或被形成中空形狀,其重量經(jīng)常是比較輕。特別是,通過將裙部71的前端部的高度位置調(diào)整為與吸附面14大致相同的高度位置或比其略為后退的位置,即使在進(jìn)行具有此種凹凸?fàn)畹牟糠?1b的連接器部件91的吸附保持的情況下,也可以避免裙部71的前端部先于吸附面14而與連接器91接觸,阻礙吸附面14和連接器部件91的接觸的狀況的發(fā)生。
而且,所述說明中,雖然對在吸附管嘴3上安裝了襯墊部22及突出管嘴28的情況下,進(jìn)行大型部件或異形部件的吸附保持及向基板2上的安裝的情況進(jìn)行了說明,然而也可以不是此種情況,而是在吸附管嘴3上僅安裝有襯墊部22或突出管嘴28的任意一方的情況,或者在吸附管嘴3上未安裝襯墊部22及突出管嘴28的任意一方的情況。此種襯墊部22或突出管嘴28的安裝可以根據(jù)所吸附保持的部件的種類而選擇決定,例如在進(jìn)行小型的芯片部件等的吸附保持的情況下,可以在吸附管嘴3上不安裝襯墊部22及突出管嘴28的任意一方的狀態(tài)下進(jìn)行。但是,即使在吸附管嘴3上安裝了襯墊部22及突出管嘴28的狀態(tài)下,也可以沒有問題地應(yīng)對芯片部件的吸附保持,在此種安裝狀態(tài)下,可以柔性并且穩(wěn)定地應(yīng)對更多樣的形狀或種類的部件的吸附保持。
這里,對于所述說明中的形成于吸附管嘴3的吸附面14上的微細(xì)的凹凸的特征、功能及其效果進(jìn)一步詳細(xì)說明如下。
按照在本實(shí)施方式的吸附管嘴3的吸附面14的表面,形成具有約為10~20μm左右,例如15μm左右的高度尺寸或深度尺寸的微細(xì)的凹凸部的方式,將其表面精加工。此種凹凸部例如可以如圖15所示,通過沿著吸附面14的表面形成其深度尺寸達(dá)到15μm左右的被沿一個方向排列的槽52a而形成?;蛘?,也可以不是像這樣形成一個方向的槽52a的情況,而是如圖15所示,沿著吸附面14的表面形成在相互交叉的方向(即2個方向)上排列的十字狀的槽52b的情況。
此種槽52a、52b雖然例如可以通過對吸附面14進(jìn)行研削而形成,然而如果考慮吸附管嘴3的材質(zhì)為半導(dǎo)體陶瓷,則最好在模具(燒結(jié)模具)的相當(dāng)于吸附面14的部位,通過預(yù)先設(shè)置而形成與各個槽52a、52b對應(yīng)的凹凸部。另外,各個槽52a、52b最好被按照將吸引口81和吸附面14的外周端部連通的方式形成。而且,圖15中,示例性地表示了形成于吸附面14上的槽52a、52b的一部分,這些槽52a、52b在吸附面14上被大致形成于全面上。
通過像這樣在吸附面14上形成成為凹凸部的各個槽52a、52b,與未形成該凹凸部的情況相比,就可以增大部件1向吸附面14的吸附保持力。
對于該吸附保持力的增大效果,將使用圖16所示的表示吸附管嘴3的吸附面14附近的局部放大剖面的示意說明圖來進(jìn)行說明。如圖16所示,當(dāng)用吸附面14將部件1吸附保持時,在吸附面14的表面和部件1的表面之間,就會產(chǎn)生與各個槽部52a(或者52b)的形成深度相當(dāng)?shù)某叽绲牟糠值拈g隙δ。由于像這樣形成間隙δ,并由于部件吸附時的吸引口81的負(fù)壓吸引作用,就會如箭頭51所示,空氣急速地流過該微小的間隙δ而到達(dá)吸引口81內(nèi)。根據(jù)在流體急速地流過狹小的間隙的情況下會產(chǎn)生負(fù)壓的原理(伯努利法則),在該部件1和吸附面14之間產(chǎn)生負(fù)壓,部件1就被吸附保持于吸附面14上。將此種由負(fù)壓的產(chǎn)生而形成的吸引效應(yīng)稱作「間隙負(fù)壓效應(yīng)」。
另外,在吸附管嘴3中,為了將部件1吸附保持,除了利用真空源的吸引將吸引口81內(nèi)設(shè)為負(fù)壓,用該負(fù)壓力來吸引與吸附面14接觸的部件1的以往所用的吸引保持力(以箭頭50表示),即「真空源負(fù)壓效應(yīng)」以外,通過積極地利用由所述的間隙負(fù)壓效應(yīng)形成的吸附保持力,就可以實(shí)現(xiàn)吸附保持力的增大。但是,在部件安裝裝置100中,從空間的有效利用的觀點(diǎn)考慮,無法使用具有比所吸附保持的部件1更大的吸附面14的吸附管嘴3。所以,最好用有限的空間取得產(chǎn)生負(fù)壓吸引作用的吸引口81、產(chǎn)生間隙負(fù)壓效應(yīng)的吸附面14的平衡,并且采用不會使部件1落入吸引口81的孔形狀。將此種想法具體化了的是如圖7所示的吸引口81和吸附面14的組合形狀與尺寸。即,在圖7所示的吸附管嘴3中,例如為吸附面14的外周圓的直徑設(shè)為5mm、櫻花花瓣型的吸引口81的外周假想圓的直徑設(shè)為3mm的構(gòu)成。另外,由于此種間隙負(fù)壓效應(yīng)在吸附面14的外周端部附近將最有效地產(chǎn)生,因此例如即使在將部件1吸附保持的狀態(tài)下使吸附管嘴3繞其軸心旋轉(zhuǎn)時,也可以有效地抑制該部件1的吸附保持位置的錯位。
另外,此種凹凸部并不僅限于所述被作為沿一個方向排列的槽52a或以十字狀排列的槽52b而形成的情況。也可以不是此種情況,而例如是在吸附面14上形成被不規(guī)則地排列的多個凹凸部,利用此種凹凸部的存在,形成將吸引口81和吸附面14的外周端部連通的通路(間隙)。這是因?yàn)椋┻^該通路可以急速地流過流體,可以利用伯努利法則產(chǎn)生「間隙負(fù)壓效應(yīng)」。
另外,此種不規(guī)則的凹凸部可以通過對吸附管嘴3的成形模具的與吸附面14對應(yīng)的面,例如實(shí)施噴丸處理,而形成深度為15μm左右的凹凸部,使用該成形模具,可以形成在吸附面14上形成了所述不規(guī)則的凹凸部的吸附管嘴3。
另外,在所述說明中,對如下的情況進(jìn)行了說明,即,如圖7所示,在吸附管嘴3的吸附面14上,利用近似圓形的主孔部81和配置于其周圍的5的長孔部81b,作為吸引口81形成具有近似櫻花的花瓣形狀(即,5的花瓣形狀)的開口部。
例如,通過將吸引口81設(shè)為此種櫻花花瓣形狀,并且按照使1個花瓣(即,長孔部81b)的形成方向與Y軸方向一致的方式將吸附管嘴3安裝于部件安裝頭10上,即使在Y軸方向上產(chǎn)生應(yīng)當(dāng)吸附保持的部件1的錯位的情況下,也可以使在吸引孔81中向大氣敞開的面積與X軸方向相比更少。
一般來說,在部件安裝裝置100中,當(dāng)從由部件供給盒7供給的taping部件中取出部件1時,如圖1所示,各個部件供給盒7被沿圖示Y軸方向配置。該部件供給盒7在沿Y軸方向?qū)aping部件送出的特性上,沿該Y軸方向的定位精度與X軸方向的定位精度相比降低。由此,在將由部件供給盒7供給的部件1利用吸附管嘴3吸附保持時,該部件1的吸附保持位置沿Y軸方向錯位的情況增多。即使在產(chǎn)生此種Y軸方向的錯位的情況下,通過采用如上所述的吸附管嘴3的配置,也可以將伴隨著錯位產(chǎn)生的向大氣敞開面積設(shè)為最小限度,可以減少部件1的吸附不良發(fā)生率。
此種吸附管嘴3的吸引口81的形狀最好被按照具有如下所示的各個特征的方式形成。
首先,形成于近似圓形的主孔部81a的周圍的各個長孔部81b最好具有相同的形狀,并且被以等角度間距排列。通過如此設(shè)置,就可以提高穿過吸引口81而施加在部件1的表面的吸附保持力的均一性。另外,從此種吸附保持力的均一性的觀點(diǎn)考慮,在將吸引口81繞著其中心分為4個等分的區(qū)域的情況下,最好將長孔部81b配置于各個區(qū)域內(nèi)。
另外,各個長孔部81b最好不是相對于主孔部81a的中心被以點(diǎn)對稱排列。這是因?yàn)椋考?的吸附保持位置相對于吸附面14的錯位雖然相對于主孔部81a的中心沿一個方向產(chǎn)生,然而在產(chǎn)生了此種錯位的情況下,根據(jù)該錯位的程度,會有吸引口81被部分地向大氣敞開的情況。但是,在被非點(diǎn)對稱地配置的情況下,與被點(diǎn)對稱地配置的情況相比,經(jīng)??梢允顾鱿虼髿獬ㄩ_的面積更小。
另外,各個長孔部81b的寬度尺寸最好小于主孔部81a的直徑。這是因?yàn)?,通過如此設(shè)置,即使產(chǎn)生比較小型的部件1被以傾斜姿勢等吸附保持的情況,也可以可靠地防止該部件1進(jìn)入吸引口81內(nèi)。
根據(jù)所述實(shí)施方式,可以獲得如下所述的各種效果。
首先,在部件安裝頭10中,因吸附管嘴3不是被利用具有電絕緣性的陶瓷形成(例如像特開2000-151200號公報(bào)那樣),而是使用例如通過混和碳粒子和陶瓷等而形成的半導(dǎo)體陶瓷來形成,因而就可以使該所形成的吸附管嘴3具備作為半導(dǎo)體的特性。這樣,就可以防止在吸附管嘴3中產(chǎn)生靜電的情況,從而可以可靠地防止由伴隨著該靜電的產(chǎn)生而發(fā)生的灰塵的附著造成的部件的污染、因?qū)⒃撿o電向與吸附管嘴3接觸的部件傳遞施加而給該部件造成電損傷。另外,因使之不具有作為導(dǎo)電體的特性,而具有作為半導(dǎo)體的特性,從而在與吸附管嘴3接觸的部件之間,也不會產(chǎn)生電導(dǎo)通,可以可靠地防止由所述導(dǎo)通給被吸附保持的部件造成電損傷的情況。所以,可以提供能夠可靠地并且穩(wěn)定地應(yīng)對被高功能化、高精度化以及多樣化了的部件的吸附保持及安裝的吸附管嘴及部件安裝頭。
另外,在使用此種半導(dǎo)體陶瓷的情況下,通過將其體積固有電阻率設(shè)為104~108Ω·cm的范圍,就能夠可靠地獲得所述作為半導(dǎo)體的特性。
另外,因形成于吸附管嘴3的下面的吸引口81具有主孔部81a和被按照從該主孔部81a沿徑向延伸的方式與主孔部81a一體化形成的長孔部81b,就可以穩(wěn)定地應(yīng)對更大部件的吸附保持。另外,在吸附保持小型的部件時,即使在保持姿勢變?yōu)閮A斜吸附的情況下,也可以大幅度地減少發(fā)生所吸附保持的部件嵌入吸附管嘴3的吸引口81內(nèi)的狀況的可能性。
另外,即使在安裝有在吸附管嘴3的貫穿孔17中滑動的突出管嘴28的情況下,由于該突出管嘴28在相當(dāng)于所述主孔部81a的貫穿孔17的部分中滑動,在相當(dāng)于各個長孔部81b的貫穿孔17的部分未配置突出管嘴28,因此就可以大幅度地減少因來自吸引口81的灰塵等的吸引,發(fā)生突出管嘴28的滑動被阻礙的狀況的可能性。所以,就能夠穩(wěn)定地進(jìn)行突出管嘴28的動作。另外,因具備此種突出管嘴28,就可以輔助吸附管嘴3的吸引動作,并且可以輔助被吸附保持的部件的吸附保持解除動作。另外,因該突出管嘴28被利用所述半導(dǎo)體陶瓷形成,因此可以獲得與所述吸附管嘴3的情況相同的效果。
另外,在吸附管嘴3中,因?qū)εc部件接觸的吸附面14,實(shí)施了表面加工,形成具有約為10~20μm左右的范圍的高度尺寸或深度尺寸的多個凹凸部,因而在將部件吸附保持之時,可以在部件和吸附面14之間減少滑動的產(chǎn)生,從而可以實(shí)現(xiàn)可靠并且穩(wěn)定的吸附保持。另外,通過形成此種凹凸部,除了所述的真空源負(fù)壓效應(yīng)以外,還可以利用所述間隙負(fù)壓效應(yīng),從而可以實(shí)現(xiàn)更為可靠的吸附保持。
另外,通過像這樣在吸附面14上形成凹凸部,在從吸附管嘴3的下方拍攝部件被吸附保持了的狀態(tài)的圖像的情況下,就可以利用所述凹凸部將向吸附面14照射的光漫反射,從而還具有可以可靠地拍攝部件的圖像的效果。特別是,在使用通常的陶瓷的情況下,該陶瓷易發(fā)亮,在對部件進(jìn)行反射識認(rèn)時,吸附管嘴的吸附面發(fā)亮,從而產(chǎn)生有時無法清楚地拍攝部件圖像的問題。所以,通過實(shí)施如上所述的處理,就可以解決此種問題。
另外,將吸附管嘴3的吸附面14設(shè)為黑色,或者考慮到矩形形狀的部件1很多而將吸附面14的形狀設(shè)為圓形,都是為了實(shí)現(xiàn)所述部件的圖像的可靠的拍攝而有效的手段。
另外,在此種凹凸部的形成中,如果考慮吸附管嘴3是由半導(dǎo)體陶瓷形成,則當(dāng)例如像特開2000-151200號公報(bào)那樣,對陶瓷進(jìn)行噴丸處理而形成所述凹凸部時,則會產(chǎn)生如下等問題,即,發(fā)生破裂,或加工面不穩(wěn)定,在端部容易產(chǎn)生下垂,另外還花費(fèi)很多加工時間。另外,像特開2002-233983號公報(bào)那樣,在吸附管嘴3上電沉積金剛石粒子而形成所述凹凸部的做法,雖然在吸附管嘴由金屬材料等形成的情況下是可能的,然而在由陶瓷形成的情況下,會有無法進(jìn)行所述電沉積的問題。
為了解決此種問題,在所述實(shí)施方式中,通過在模具自身上電沉積金剛石粒子,使用該模具而利用半導(dǎo)體陶瓷將吸附管嘴3成形,就能夠可靠地并且容易地形成所述凹凸部。
另外,通過在吸附管嘴3上還設(shè)置襯墊部22,該襯墊部22所具備的裙部71就可以輔助吸附面14對部件的吸附保持。特別是,通過將裙部71的前端的高度位置設(shè)于與吸附面14大致相同的高度位置或略為后退的位置,以及通過用彈性構(gòu)件形成裙部71,在吸附管嘴3對部件的吸附保持之時,就可以可靠地防止裙部71的前端部先于吸附管嘴14而與部件接觸,而發(fā)生阻礙吸附面14對部件的吸附的狀況。
另外,因裙部71由所述彈性材料形成,在靠近部件的上部的狀態(tài)下,由裙部71和部件上部夾持的空間的壓力被降低,從而可以使裙部71的前端部向內(nèi)側(cè)下方彈性變形,因此就可以利用該變形使裙部71的前端部可靠地接觸在部件的上部。所以,就可以利用裙部71可靠地吸附保持部件。通過實(shí)現(xiàn)此種吸附保持,就可以將吸附管嘴3的可以吸附保持區(qū)域擴(kuò)大至由裙部71的外周端部包圍的區(qū)域,從而能夠應(yīng)對大型的部件或異形部件的吸附保持。另外,對于不會與裙部71的前端部接觸的小型的部件,通過使吸附面14接觸,則無論裙部71是否存在,都可以進(jìn)行可靠的吸附保持。這樣,從小型部件到大型部件以至異形部件,都可以柔性并且迅速地應(yīng)對被多樣化了的各種形狀的部件的吸附保持。
而且,通過將所述各種各樣的實(shí)施方式當(dāng)中的任意的實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合,就可以起到各自所具有的效果。
本發(fā)明雖然是在參照附圖的同時對優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行了充分的記載,然而對于熟悉該技術(shù)的人員來說,各種變形或修正是很明顯的。此種變形或修正只要不脫離由附加的技術(shù)方案的范圍形成的本發(fā)明的范圍,就應(yīng)當(dāng)被理解為包含于其中。
2003年12月19日申請的日本國專利申請No.2003-4222209號的說明書、附圖及技術(shù)方案的范圍的公布內(nèi)容被作為整體參照而加入本說明書之中。
權(quán)利要求
1.一種部件安裝頭(10),其具備具有部件(1、91)的吸附保持面(14)的吸附管嘴(3),利用該吸附管嘴的所述吸附保持面將部件吸附保持,在基板(2)的部件安裝位置上配置該被吸附保持的部件,并且通過解除該部件的吸附保持,將所述部件安裝于所述部件安裝位置上,其中,所述吸附管嘴的具有所述吸附保持面的部分由半導(dǎo)體陶瓷形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件安裝頭,其中,所述半導(dǎo)體陶瓷具有104~108Ω·cm的范圍的體積固有電阻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的部件安裝頭,其中,在所述吸附管嘴中,吸附孔部(81)形成于所述吸附保持面,該吸附孔部(81)由以該吸附管嘴的軸心作為其中心而形成的近似圓形孔部(81a)、和該圓形孔部的端部的一部分沿其徑向擴(kuò)大了的多個端部擴(kuò)大部(81b)一體化形成,并吸引處于被接觸狀態(tài)的所述部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的部件安裝頭,其中,所述吸附管嘴具備突出構(gòu)件(28),其插入配置于所述近似圓形孔部內(nèi),并可以在其前端部(29)位于所述吸附保持面的內(nèi)側(cè)的容納位置、和該前端部比所述吸附保持面更突出的突出位置之間滑動;施力構(gòu)件(21),其對所述突出構(gòu)件一直向所述突出位置側(cè)施加力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的部件安裝頭,其中,所述突出構(gòu)件的所述前端部由所述半導(dǎo)體陶瓷形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的部件安裝頭,其中,所述吸附管嘴的所述吸附保持面按照具有多個凹凸部(52a、52b)的方式被實(shí)施了表面加工,其中所述的多個凹凸部(52a、52b)具有約為10~20μm的范圍的高度尺寸或深度尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的部件安裝頭,其中,所述多個凹凸部是在所述吸附保持面上以使所述吸附孔部和該吸附保持面的外周端部連通的方式形成的多個槽部(52a、52b)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件安裝頭,其中,還具備由彈性材料形成的輔助吸附部(22),該輔助吸附部(22)具有內(nèi)周端部(72)和外周端部(71),所述內(nèi)周端部被與該吸附管嘴的外周部密接地配置,所述外周端部比所述吸附保持面的周部更向外側(cè)突出地形成,并被配置于與所述吸附保持面大致相同的高度位置或比所述吸附保持面略為后退的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的部件安裝頭,其中,所述吸附管嘴在其外周部具備可拆裝地安裝所述輔助吸附部的所述內(nèi)周端部的輔助吸附部安裝部(44),所述輔助吸附部根據(jù)所吸附保持的所述部件的大小而選擇性地安裝到所述輔助吸附部安裝部。
10.一種吸附管嘴(3),是將部件(1、91)吸附保持,在基板(2)的部件安裝位置上配置該被吸附保持的部件,并且通過解除該部件的吸附保持,將所述部件安裝于所述部件安裝位置上的部件安裝頭(10)所具備的吸附管嘴(3),其中,具有將所述部件按照可解除的方式吸附保持的吸附保持面(14)的部分由半導(dǎo)體陶瓷形成。
11.一種吸附管嘴的制造方法,是將部件(1、91)吸附保持,在基板(2)的部件安裝位置上配置該被吸附保持的部件,并且通過解除該部件的吸附保持,將所述部件安裝于所述部件安裝位置上的部件安裝頭(10)所具備的吸附管嘴(3)的制造方法,其中,通過使用在與所述吸附管嘴上的所述部件的吸附保持面(14)相當(dāng)?shù)牟课簧瞎潭硕鄠€硬質(zhì)粒子的模具,并向該模具內(nèi)注入半導(dǎo)體陶瓷而成形所述吸附管嘴,從而在該吸附保持面上形成與所述各個硬質(zhì)粒子對應(yīng)的多個凹凸部(52a、52b)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的吸附管嘴的制造方法,其中,所述模具在與所述吸附保持面相當(dāng)?shù)牟课簧?,通過電沉積形成有具有約為10~20μm粒徑的包括金剛石粒子的所述硬質(zhì)粒子,形成于所述吸附保持面上的所述凹凸部具有約為10~20μm范圍的高度尺寸或深度尺寸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種部件安裝頭,通過將吸附管嘴(3)的部件(1)的吸附保持面(14)用半導(dǎo)體陶瓷形成,而使在吸附保持之時與所述部件直接接觸的所述吸附保持面具備作為半導(dǎo)體的特性,從而防止伴隨著在所述吸附管嘴中產(chǎn)生靜電而帶來的弊病以及伴隨著所述吸附管嘴和所述部件被設(shè)為電導(dǎo)通狀態(tài)而帶來的弊病。
文檔編號B25J15/06GK1894078SQ20048003747
公開日2007年1月10日 申請日期2004年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月19日
發(fā)明者內(nèi)田英樹, 櫻井利沙, 遠(yuǎn)藤真一郎, 城戶一夫 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社
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