JP2004055707A

JP2004055707A - Work suction unit

Info

Publication number: JP2004055707A
Application number: JP2002209058A
Authority: JP
Inventors: ▲高▼浪　保夫; Yasuo Takanami; Takayuki Iwamoto; 岩本　孝幸
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】簡便な機構で多品種に対応することが可能なワーク吸着ユニットを提供することを目的とする。
【解決手段】ワークを真空吸着によって保持するワーク吸着ユニット６において、吸着面１１ａの吸着孔１２を真空吸引する吸引孔１６ａの上面に板バネ状の弁体１４ｂを設け、弁体１４ｂを折り曲げることによって真空吸引方向と反対方向に付勢しておき、吸着孔１２が開放された状態において真空吸引されると真空吸引によって生じる流体力によって弁体１４ｂが真空吸引方向に変位して吸引孔１６ａを塞ぎ、吸着孔１２が閉塞された状態において真空吸引されると弁体１４ｂが付勢力によって吸引孔１６ａから離隔するように構成する。これにより対象物によって閉塞された吸着孔１２からのみ真空吸引し、これ以外の吸着孔１２からの真空吸引を遮断することができる。
【選択図】　図２An object of the present invention is to provide a work suction unit capable of coping with various types with a simple mechanism.
In a work suction unit that holds a work by vacuum suction, a leaf spring-shaped valve body is provided on an upper surface of a suction hole for vacuum suction of a suction hole of a suction surface, and the valve body is bent. Is urged in the direction opposite to the vacuum suction direction, and when vacuum suction is performed in a state where the suction hole 12 is opened, the valve body 14b is displaced in the vacuum suction direction by the fluid force generated by the vacuum suction, and the suction hole 16a is moved. The valve body 14b is configured to be separated from the suction hole 16a by the urging force when the suction is performed and vacuum suction is performed in a state where the suction hole 12 is closed. Thereby, vacuum suction can be performed only from the suction holes 12 closed by the object, and vacuum suction from other suction holes 12 can be cut off.
[Selection] Fig. 2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板などのワークを真空吸着により吸着保持するワークの吸着ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リードフレームなどの薄い平面状のワークに半導体素子を実装する電子部品実装装置は、実装位置においてリードフレームを下方から保持する下受けユニットを備えている。リードフレームは薄くて撓みやすいため、下受けのために保持には一般に真空吸着によってリードフレームを下受け面に密着させる方法が用いられる。この方法では、リードフレームの形状に応じて吸着孔が配置された吸着板が用いられ、リードフレームの種類が切り換えられるたびに吸着板を交換する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の吸着方法によれば、リードフレームの品種毎に専用の吸着板を予め準備しなければならず、ランニングコストが上昇するとともに、品種切り換え毎に段取り替え作業を必要としていた。また、各種の形状に対応可能な汎用型のユニバーサル治具を用いることにより、このような段取り替え作業を省くことが可能であるが、従来のユニバーサル治具は、多数の吸着孔毎に真空吸引を個別に断接するための電磁弁などの開閉制御機構を必要としており、設備コストが増大するとともに構造の複雑化を招いて使用性が低下するという難点があった。
【０００４】
また、このような複雑な開閉機構を省いて、大容量の真空吸引源を用いることにより対象物の形状に無関係にすべての吸着孔から真空吸引する方法も考えられるが、このような場合には、吸着する必要のない吸着孔からも不要に真空吸引することとなり、動力ロスの発生が避けられなかった。このように、従来のリードフレームを保持するためのワーク吸着ユニットには、簡便な機構で多品種に対応することが困難であるという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、簡便な機構で多品種に対応することが可能なワーク吸着ユニットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のワーク吸着ユニットは、ワークを真空吸着によって保持するワーク吸着ユニットであって、前記ワークの吸着対象面に当接する吸着面を有する吸着部と、前記吸着面に開孔して設けられた複数の吸着孔と、これらの吸着孔から真空吸引する真空吸引手段と、この真空吸引手段と前記吸着孔とを個別に連結する真空吸引路と、この真空吸引路に設けられた開閉当接面と、この開閉当接面に当接する当接子と、この当接子を真空吸引方向と反対方向に付勢する付勢手段とを備え、前記吸着孔が開放された状態において前記真空吸引路が真空吸引されると、真空吸引によって生じる流体力により前記当接子が真空吸引方向に変位して開閉当接面に当接し、前記吸着孔が閉塞された状態において前記真空吸引路が真空吸引されると、真空吸引回路内の当接子が前記付勢力によって開閉当接面から離隔する。
【０００７】
請求項２記載のワーク吸着ユニットは、請求項１記載のワーク吸着ユニットであって、前記開閉当接面は真空吸引回路を横切って設けられた平面であり、前記当接子は前記平面に当接する板状部材であり、前記付勢手段は、この板状部材を前記平面から離隔する方向に付勢するバネ部材である。
【０００８】
請求項３記載のワーク吸着ユニットは、請求項１記載のワーク吸着ユニットであって、前記開閉当接面は真空吸引回路に設けられた円錐テーパ面であり、前記当接子は前記円錐テーパ面に当接する形状のボール体であり、前記付勢手段は、このボール体を一方方向に押圧する弾性体である。
【０００９】
請求項４記載のワーク吸着ユニットは、請求項１記載のワーク吸着ユニットであって、前記開閉当接面は真空吸引回路に設けられた円錐テーパ面であり、前記当接子は前記円錐テーパ面に当接する形状のボール体であり、前記付勢手段は、このボール体を下方に落下させる重力である。
【００１０】
本発明によれば、真空吸引手段と吸着孔とを個別に連結する真空吸引路に設けられた開閉当接面に当接して真空吸引路を所定量の真空漏洩を許容した状態で閉塞する当接子を真空吸引方向と反対方向に付勢しておき、吸着孔が開放された状態において真空吸引されると真空吸引によって生じる流体力によって当接子が真空吸引方向に変位して開閉当接面に当接し、吸着孔が閉塞された状態において真空吸引されると当該吸着孔と連結した真空吸引回路内の当接子が付勢力によって開閉当接面から離隔するように構成することにより、対象物によって閉塞された吸着孔からのみ真空吸引し、これ以外の吸着孔からの真空吸引を遮断することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分斜視図、図２（ａ）は本発明の一実施の形態の基板吸着ユニットの断面図、図２（ｂ）は本発明の一実施の形態の基板吸着ユニットの部分断面図、図３は本発明の一実施の形態の基板吸着ユニットの分解斜視図、図４は本発明の一実施の形態の基板吸着ユニットの動作説明図、図５は本発明の一実施の形態の基板吸着ユニットの部分断面図、図６は本発明の一実施の形態の基板搬送ヘッドの側面図、図７は本発明の一実施の形態の基板吸着ユニットの部分断面図である。
【００１２】
まず図１を参照して電子部品実装装置の構成を説明する。図１において、ワークである基板１は、基板クランパ３によって片側を保持され、搬送レール２に沿って矢印方向に搬送される。基板１はリードフレームなどの薄型基板であり、基板１の搬送経路には、基板１を下受けして支持する基板吸着ユニット６（ワーク吸着ユニット）を備えた基板下受け部４が配設されている。
【００１３】
基板下受け部４に基板１が搬入されると、基板１の下面に基板吸着ユニット６の上面が当接する。この状態で基板吸着ユニット６の上面に設けられた吸着孔から真空吸引することにより基板１は真空吸着され、リードフレームなどの撓みやすい薄型基板であっても、真空吸着によって正しい平面状態に保持される。そしてこの状態で保持され位置決めされた基板１に対して、移載ヘッド７によって半導体チップ８が搭載される。
【００１４】
次に図２，図３を参照して、基板吸着ユニット６の構造を説明する。図２，図３に示すように、基板吸着ユニット６は、吸着板１１，弁プレート１４，吸引板１６および基部１７を積層し、ボルト１３によって締結した構成となっている。吸着板１１の上面１１ａは、吸着対象面である基板１の下面に当接して吸着する吸着面となっており、この吸着面には吸着孔１２が格子状に多数設けられている。図２（ｂ）に示すように、吸着孔１２は吸着板１１の下面に吸着孔１２よりも大きい径で設けられた開孔部１２ａと連通している。
【００１５】
吸着板１１の下面側に弁プレート１４を介して装着される吸引板１６には、吸着孔１２と対応した位置に、吸引孔１６ａが設けられている。基部１７の上面には、吸引板１６の全ての吸引孔１６ａをカバーする範囲を含む凹部１７ａが設けられており、凹部１７ａは基部１７の底面に設けられた接続孔１７ｂを介して管継手１８と接属されている。管継手１８は、真空吸引源１９および大気開放弁２０と接続されており、基部１７と吸引板１６が締結された状態で真空吸引源１９を駆動することにより、凹部１７ａを介して各吸引孔１６ａから真空吸引する。
【００１６】
弁プレート１４はバネ鋼など可撓性に富む金属の薄板より成り、弁プレート１４には、吸着板１１の各吸着孔１２に対応した位置に、開閉部１５が設けられている。開閉部１５は、弁プレート１４を打ち抜いて形成されており、開孔部１２ａよりも小さい開口１４ａと、開口１４ａ内に一方側のみが弁プレート１４本体と連結された片持ち形状で形成された弁体１４ｂより成る。
【００１７】
弁体１４ｂは一方側（図２（ｂ）において上側）に折り曲げられた形状となっており、通常時は吸引板１６の上面から離隔し、また所定条件下で吸引孔１６ａから真空吸引されることにより、吸引板１６の上面に当接して吸引孔１６ａを塞ぐ。このとき、弁体１４ｂは吸引板１６の上面に完全に密着した状態とはならず、この状態で真空吸引すると弁体１４ｂの当接状態に応じた所定量の真空漏洩が発生する。
【００１８】
上記構成において、吸着板１１は、基板１の吸着対象面に当接する吸着面を有する吸着部となっており、真空吸引源１９は、吸着面に設けられた吸着孔１２から真空吸引する真空吸引手段となっている。また開孔部１２ａ、吸引孔１６ａ、および凹部１７ａは、この真空吸引手段と吸着孔１２とを個別に連結する真空吸引路となっており、吸引板１６の上面はこの真空吸引路を横切って設けられた平面形状の開閉当接面となっている。そして板状部材である弁体１４ｂは、この開閉当接面に当接することにより真空吸引路を所定量の真空漏洩を許容した状態で閉塞する当接子であるとともに、可撓性を有する薄板を片持ち状態で折り曲げた形状の弁体１４ｂはバネ部材としても機能し、このバネ部材である弁体１４ｂ自身の付勢力によって弁体１４ｂを真空吸引方向と反対方向（吸引板１６の上面から離隔する方向）に付勢する付勢手段となっている。
【００１９】
次に図４を参照して、基板吸着ユニット６による基板１の吸着保持動作について説明する。図４（ａ）は、吸着孔１２が開放された状態において、真空吸引源１９を駆動して真空吸引路が真空吸引された状態を示している。吸引開始時には弁体１４ｂは吸引孔１６ａを閉塞しておらず、凹部１７ａに連通した各吸引孔１６ａから真空吸引されると、吸着孔１２から開孔部１２ａ内に空気が吸引され、この空気は吸引孔１６ａを介して凹部１７ａに流通する。
【００２０】
この真空吸引によって生じる流体力は、上述の付勢力に抗して弁体１４ｂを変位させ、吸引板１６の上面に当接させる。ここでいう流体力には、真空吸引の際の空気の流動によって生じる圧力（動圧）と、凹部１７ａ内が減圧されることによる差圧（静圧）を含む。これにより、吸引孔１６ａは弁体１４ｂによって閉塞され、弁体１４ｂの当接面に生じる真空漏洩により、開孔部１２ａから吸引孔１６ａを介してわずか量の空気が凹部１７ａ内に流入する。したがって、吸着孔１２が開放状態のまま真空吸引した場合にあっても、吸着孔１２からの無駄な吸引が発生しない。
【００２１】
図４（ｂ）は、基板吸着ユニット６の吸着板１１の吸着面１１ａに基板１が載置され、吸着孔１２が基板１によって閉塞された状態において、真空吸引源１９を駆動して真空吸引路が真空吸引された状態を示している。この場合には、吸着孔１２から開孔部１２ａ内に流入する空気の量はわずかであることから、前述の場合に弁体１４ｂを変位させる流体力は小さく、したがって弁体１４ｂは前述の付勢力によって吸引板１６の上面から離隔した状態を保つ。
【００２２】
これにより、開孔部１２ａ内は吸引孔１６ａを介して真空吸引された状態を保ち、この真空吸引による吸着力が吸着孔１２を介して基板１に及ぶことにより、基板１は吸着面１１ａに保持される。この吸着状態は、図４（ａ）の状態で真空吸引を行いながら吸着面１１ａに基板１を当接させた場合においても、また吸着面１１ａに予め基板１を当接させた状態で、真空吸引を開始した場合においても同様に実現される。そしてこの吸着状態から、大気開放弁２０を作動させて真空吸引回路内の真空を破壊することにより、吸着孔１２の吸着力が消失し、基板１の保持が解除される。
【００２３】
したがって、サイズ・形状が異なる複数種類の基板を保持対象とする基板吸着ユニットにおいて、上記構成を採用することにより、保持対象の基板１によって覆われた吸着孔１２のみが真空吸着機能を果たし、基板１によって覆われない吸着孔１２は開閉部１５の開閉機能によって閉塞された状態となる。すなわち、本実施の形態に示す基板吸着ユニット６では、サイズ・形状の異なる複数種類の基板を吸着保持可能なユニバーサル型の吸着ユニットが実現されている。
【００２４】
なお、吸着板１１，吸引板１６および基部１７を積層して基板吸着ユニットを構成する形態において、弁プレート１４を用いる替わりに、図５に示す基板吸着ユニット６Ａのような構成を採用してもよい。図５（ａ）において、吸着板１１，基部１７は図２に示すものと同様であり、吸引板１６Ａに設けられた吸引孔１６ａの上面には、放射状の溝１６ｃが設けられた円錐テーパ面１６ｂが形成されている。吸引孔１６ａ内には下端部を基部１７に固着された圧縮バネ２２が挿通しており、圧縮バネ２２の上端部には円錐テーパ面１６ｂに当接する形状のボール体２１が結合されている。圧縮バネ２２はボール体２１を上方（真空吸引方向と反対方向）に付勢しており、通常状態ではボール体２１は円錐テーパ面１６ｂから離隔している。
【００２５】
図５（ｂ）は、吸着孔１２が開放された状態において、図４（ａ）に示す例と同様に凹部１７ａを介して吸引孔１６ａから真空吸引した状態を示している。吸引孔１６ａから真空吸引されると、吸着孔１２から開孔部１２ａ内に空気が吸引され、この空気は吸引孔１６ａを介して凹部１７ａに流通する。この真空吸引によって生じる流体力は、ボール体２１を圧縮バネ２２の付勢力に抗して下方に変位させ、円錐テーパ面１６ｂに当接させる。これにより、吸引孔１６ａはボール体２１によって閉塞され、溝１６ｃによって生じる真空漏洩により、開孔部１２ａから吸引孔１６ａを介してわずか量の空気が凹部１７ａ内に流入する。したがって、吸着孔１２が開放状態のまま真空吸引した場合にあっても、吸着孔１２からの無駄な吸引が発生しない。
【００２６】
そして吸着孔１２が基板１によって閉塞されると、図４（ｂ）に示す例と同様に真空吸引によって生じる流体力が大幅に縮小し、図５（ａ）の状態と同様に、ボール体２１が圧縮バネ２２の付勢力によって円錐テーパ面１６ｂから離隔する。これにより、吸着面１１ａ上の基板１は吸着孔１２によって真空吸着される。
【００２７】
上記例においては、溝１６ｃが設けられた円錐テーパ面１６ｂが、真空吸引回路に設けられた開閉当接面であり、ボール体２１が当接子となっている。そして、ボール体２１を一方方向に押圧する弾性体である圧縮バネ２２が、付勢手段となっている。
【００２８】
図６は、このような基板吸着ユニット６（６Ａ）を、基板下受け用の用途以外に適用して例を示している。図６において、移載ヘッド２３には、基板吸着ユニット６（６Ａ）が、吸着面１１ａを下向きにした状態で装着されており、基板吸着ユニット６（６Ａ）は真空吸引源２４に接続されている。移載ヘッド２３を下降させて、載置面に載置された基板２５に対して下降させ、吸着面１１ａを基板２１の上面に当接させることにより、基板２１は吸着面１１ａに真空吸着される。この用途においても、同一の基板吸着ユニット６（６Ａ）によって、サイズ・形状の異なる複数種類の基板２１を吸着対象とすることができる。
【００２９】
さらに、図７は基板吸着ユニットのもう一つの構成例を示している。図７（ａ）において、吸着ブロック３０（吸着部）の上面は、図２に示す吸着板１１と同様に多数の吸着孔３１が設けられた吸着面３０ａとなっている。吸着孔３１は吸着ブロック３０内に形成された開閉部３３と内孔３２を介して連通しており、開閉部３３の内部には、図５（ａ）に示すボール体２１と同様のボール体３６が収容されている。
【００３０】
開閉部３３には、天井面に図５（ａ）に示す円錐テーパ面１６ｂと同様に溝（図示省略）付きの円錐テーパ面３３ａが形成され、底面にはテーパ面３３ｂが形成されている。そして円錐テーパ面３３ａの頂部は内孔３４を介して吸引孔３５と連通しており、吸引孔３５から真空吸引することにより吸着孔３１から真空吸引し、吸着面３０ａに当接した吸着対象物を真空吸着する。
【００３１】
吸着孔３１が開放された状態において、吸引孔３５から真空吸引することにより、吸着孔３１から開閉部３３内に空気が吸引され、この空気は内孔３４を介して吸引孔３５に流通する。この真空吸引によって生じる流体力は、ボール体３６を重力に抗して上方に変位させ、円錐テーパ面３３ａに当接させる（破線で示すボール体３６参照）。これにより、内孔３４はボール体３６によって閉塞され、円錐テーパ面３３ａに設けられた溝によって生じる真空漏洩により、開閉部３３から内孔３４を介してわずか量の空気が吸引孔３５に流入する。したがって、吸着孔３１が開放状態のまま真空吸引した場合にあっても、吸着孔３１からの無駄な吸引が発生しない。
【００３２】
そして吸着孔３１が吸着対象物によって閉塞されると、真空吸引によって生じる流体力が大幅に縮小し、ボール体３６が重力によって円錐テーパ面３３ａから離隔し、テーパ面３３ｂに落下する。これにより、吸着孔３１が吸引孔３５と連通した状態となり、吸着面３０ａ上の吸着対象物は吸着孔３１によって真空吸着される。
【００３３】
図７（ｂ）に示す吸着ブロック４０は、図７（ａ）に示す吸着ブロックの吸着面を下向きにした用途（図６参照）に適用する場合の吸着ブロックの構造を示している。この場合には、吸着孔４１が設けられた吸着面４０ａが下向きに配置され、円錐テーパ面４３ｂが設けられた開閉部４３の上方に、吸引孔４５が配置されている。この場合においても、開閉部４３内においてボール体４６が真空吸引によって上方に変位し、また重力によって落下する。
【００３４】
上記説明したように、本実施の形態に示す基板吸着ユニットによれば、同一の吸着板によって複数種類の基板品種に対応可能であり、従来必要とされた段取り替え作業を省くことができる。しかも、多数の吸着孔毎に真空吸引を個別に断接するための電磁弁などの開閉制御機構を必要とする従来のユニバーサル治具と比較して、機構が大幅に簡略化され設備コストが削減される。
【００３５】
また、このような複雑な開閉機構を省いて、大容量の真空吸引源を用いることにより対象物の形状に無関係にすべての吸着孔から真空吸引する方法と比較すれば、吸引する必要のない吸着孔からも不要に真空吸引することがなく、動力ロスの発生を防止することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、真空吸引手段と吸着孔とを個別に連結する真空吸引路に設けられた開閉当接面に当接して真空吸引路を所定量の真空漏洩を許容した状態で閉塞する当接子を真空吸引方向と反対方向に付勢しておき、吸着孔が開放された状態において真空吸引されると真空吸引によって生じる流体力によって当接子が真空吸引方向に変位して開閉当接面に当接し、吸着孔が閉塞された状態において真空吸引されると当該吸着孔と連結した真空吸引回路内の当接子が付勢力によって開閉当接面から離隔するように構成したので、対象物によって閉塞された吸着孔からのみ真空吸引し、これ以外の吸着孔からの真空吸引を遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分斜視図
【図２】（ａ）本発明の一実施の形態の基板吸着ユニットの断面図
（ｂ）本発明の一実施の形態の基板吸着ユニットの部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態の基板吸着ユニットの分解斜視図
【図４】本発明の一実施の形態の基板吸着ユニットの動作説明図
【図５】本発明の一実施の形態の基板吸着ユニットの部分断面図
【図６】本発明の一実施の形態の基板搬送ヘッドの側面図
【図７】本発明の一実施の形態の基板吸着ユニットの部分断面図
【符号の説明】
１　基板
６　基板吸着ユニット
１１　吸着板
１２　吸着孔
１４　弁プレート
１４ｂ　弁体
１５　開閉部
１６　吸引板
１６ａ　吸引孔
１９　真空吸引源[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a work suction unit that suctions and holds a work such as a substrate by vacuum suction.
[0002]
[Prior art]
An electronic component mounting apparatus that mounts a semiconductor element on a thin flat work such as a lead frame includes a lower receiving unit that holds the lead frame from below at a mounting position. Since the lead frame is thin and easily bent, a method of bringing the lead frame into close contact with the lower receiving surface by vacuum suction is generally used for holding the lower frame. In this method, a suction plate having suction holes arranged according to the shape of the lead frame is used, and the suction plate is replaced each time the type of the lead frame is switched.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-described conventional suction method, a dedicated suction plate must be prepared in advance for each type of lead frame, which increases running costs and requires a setup change operation every time the type is changed. In addition, by using a general-purpose universal jig that can respond to various shapes, such setup change work can be omitted, but the conventional universal jig requires vacuum suction for each of a large number of suction holes. Opening and closing control mechanism such as a solenoid valve for individually connecting and disconnecting each other, there is a problem that the equipment cost increases, the structure becomes complicated, and the usability decreases.
[0004]
In addition, a method of omitting such a complicated opening / closing mechanism and using a large-capacity vacuum suction source to perform vacuum suction from all the suction holes irrespective of the shape of the object may be considered. In addition, unnecessary vacuum suction is performed from suction holes that do not need to be suctioned, and power loss is inevitable. As described above, the conventional work suction unit for holding the lead frame has a problem that it is difficult to cope with various types with a simple mechanism.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide a work suction unit capable of coping with various types with a simple mechanism.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The work suction unit according to claim 1, wherein the work suction unit holds the work by vacuum suction, wherein the work suction unit includes a suction unit having a suction surface in contact with a suction target surface of the work, and is provided by opening the suction surface. A plurality of suction holes provided, vacuum suction means for vacuum suction from these suction holes, a vacuum suction path for individually connecting the vacuum suction means and the suction holes, and an opening / closing means provided in the vacuum suction path. A contact surface, an abutment contacting the opening / closing abutment surface, and an urging means for urging the abutment in a direction opposite to the vacuum suction direction, wherein the vacuum is provided when the suction hole is opened. When the suction path is vacuum-suctioned, the abutment is displaced in the vacuum suction direction and abuts on the opening / closing contact surface by the fluid force generated by the vacuum suction, and the vacuum suction path is closed in a state where the suction hole is closed. True when vacuumed Those SECCO in the suction circuit is disengaged from the switching contact surface by said biasing force.
[0007]
The work suction unit according to claim 2 is the work suction unit according to claim 1, wherein the opening / closing contact surface is a plane provided across a vacuum suction circuit, and the contact element contacts the plane. The urging means is a spring member for urging the plate member in a direction away from the plane.
[0008]
The work suction unit according to claim 3 is the work suction unit according to claim 1, wherein the opening / closing contact surface is a conical taper surface provided in a vacuum suction circuit, and the contact member is the conical taper surface. , And the urging means is an elastic body that presses the ball in one direction.
[0009]
The work suction unit according to claim 4 is the work suction unit according to claim 1, wherein the opening / closing contact surface is a conical taper surface provided in a vacuum suction circuit, and the contact member is the conical taper surface. And the urging means is a gravitational force that causes the ball to drop downward.
[0010]
According to the present invention, the vacuum suction path is closed in a state in which a predetermined amount of vacuum leakage is allowed by contacting the opening / closing contact surface provided in the vacuum suction path that individually connects the vacuum suction means and the suction hole. The contact is urged in the direction opposite to the vacuum suction direction, and when vacuum suction is performed with the suction hole open, the contact is displaced in the vacuum suction direction due to the fluid force generated by the vacuum suction and opens and closes. Abuts on the surface, and when the vacuum suction is performed in a state where the suction hole is closed, the contact in the vacuum suction circuit connected to the suction hole is configured to be separated from the opening / closing contact surface by the urging force, Vacuum suction can be performed only from the suction holes closed by the object, and vacuum suction from other suction holes can be blocked.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a partial perspective view of an electronic component mounting apparatus according to one embodiment of the present invention, FIG. 2A is a cross-sectional view of a substrate suction unit according to one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a substrate suction unit according to one embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exploded perspective view of the substrate suction unit according to one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a substrate suction unit according to one embodiment of the present invention, FIG. 6 is a side view of a substrate transport head according to one embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a substrate according to one embodiment of the present invention. It is a fragmentary sectional view of a suction unit.
[0012]
First, the configuration of the electronic component mounting apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a substrate 1, which is a work, is held on one side by a substrate clamper 3 and is transported along a transport rail 2 in the direction of the arrow. The substrate 1 is a thin substrate such as a lead frame, and a substrate lower receiving portion 4 provided with a substrate suction unit 6 (work suction unit) for receiving and supporting the substrate 1 is provided on a transport path of the substrate 1. ing.
[0013]
When the substrate 1 is loaded into the substrate lower receiving portion 4, the upper surface of the substrate suction unit 6 contacts the lower surface of the substrate 1. In this state, the substrate 1 is vacuum-sucked by vacuum suction from suction holes provided on the upper surface of the substrate suction unit 6, and even a thin flexible substrate such as a lead frame is held in a correct flat state by vacuum suction. You. The semiconductor chip 8 is mounted on the substrate 1 held and positioned in this state by the transfer head 7.
[0014]
Next, the structure of the substrate suction unit 6 will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 2 and 3, the substrate suction unit 6 has a configuration in which a suction plate 11, a valve plate 14, a suction plate 16, and a base 17 are stacked and fastened by bolts 13. The upper surface 11a of the suction plate 11 is a suction surface that is in contact with and suctions the lower surface of the substrate 1, which is the surface to be suctioned. The suction surface is provided with a large number of suction holes 12 in a lattice shape. As shown in FIG. 2B, the suction hole 12 communicates with an opening 12 a provided on the lower surface of the suction plate 11 with a larger diameter than the suction hole 12.
[0015]
The suction plate 16 mounted on the lower surface side of the suction plate 11 via the valve plate 14 is provided with a suction hole 16 a at a position corresponding to the suction hole 12. The upper surface of the base 17 is provided with a concave portion 17a including a range covering all the suction holes 16a of the suction plate 16, and the concave portion 17a is connected to the pipe joint 18 through a connection hole 17b provided on the bottom surface of the base 17. Has been associated with. The pipe joint 18 is connected to a vacuum suction source 19 and an atmosphere release valve 20, and drives the vacuum suction source 19 in a state where the base 17 and the suction plate 16 are fastened, so that each suction hole is formed through the recess 17 a. Vacuum suction from 16a.
[0016]
The valve plate 14 is made of a thin metal plate having a high flexibility such as spring steel. The valve plate 14 is provided with an opening / closing portion 15 at a position corresponding to each of the suction holes 12 of the suction plate 11. The opening / closing portion 15 is formed by punching the valve plate 14, and has an opening 14 a smaller than the opening 12 a and a cantilever shape in which only one side is connected to the valve plate 14 main body in the opening 14 a. It comprises a valve element 14b.
[0017]
The valve element 14b has a shape bent to one side (upward in FIG. 2B), is normally separated from the upper surface of the suction plate 16, and is vacuum-sucked from the suction hole 16a under predetermined conditions. Thus, the suction hole 16a is closed by contacting the upper surface of the suction plate 16. At this time, the valve element 14b does not completely adhere to the upper surface of the suction plate 16, and if vacuum suction is performed in this state, a predetermined amount of vacuum leakage corresponding to the contact state of the valve element 14b occurs.
[0018]
In the above configuration, the suction plate 11 is a suction portion having a suction surface that comes into contact with the suction target surface of the substrate 1, and the vacuum suction source 19 is a vacuum suction that performs vacuum suction from the suction holes 12 provided on the suction surface. It is a means. The opening 12a, the suction hole 16a, and the concave portion 17a form a vacuum suction path for individually connecting the vacuum suction means and the suction hole 12, and the upper surface of the suction plate 16 crosses the vacuum suction path. The opening / closing abutment surface has a planar shape. The valve element 14b, which is a plate-shaped member, is a contact element that closes the vacuum suction path in a state where a predetermined amount of vacuum leakage is allowed by contacting the opening / closing contact surface, and has a flexible thin plate. Is bent in a cantilevered state and also functions as a spring member. The urging force of the valve body 14b itself, which is a spring member, causes the valve body 14b to move in a direction opposite to the vacuum suction direction (from the upper surface of the suction plate 16). (Separating direction).
[0019]
Next, an operation of holding the substrate 1 by suction by the substrate suction unit 6 will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows a state in which the vacuum suction source 19 is driven and the vacuum suction path is vacuum-suctioned in a state where the suction holes 12 are opened. At the start of suction, the valve body 14b does not close the suction hole 16a, and when vacuum suction is performed from each suction hole 16a communicating with the concave portion 17a, air is sucked from the suction hole 12 into the opening 12a. Flows into the recess 17a via the suction hole 16a.
[0020]
The fluid force generated by the vacuum suction displaces the valve body 14 b against the above-mentioned urging force, and makes the valve body 14 b contact the upper surface of the suction plate 16. The fluid force includes a pressure (dynamic pressure) generated by the flow of air at the time of vacuum suction and a differential pressure (static pressure) caused by reducing the pressure in the concave portion 17a. As a result, the suction hole 16a is closed by the valve body 14b, and a small amount of air flows into the recess 17a from the opening 12a through the suction hole 16a due to a vacuum leak generated on the contact surface of the valve body 14b. Therefore, even when vacuum suction is performed while the suction hole 12 is open, useless suction from the suction hole 12 does not occur.
[0021]
FIG. 4B shows a state where the substrate 1 is placed on the suction surface 11 a of the suction plate 11 of the substrate suction unit 6 and the suction holes 12 are closed by the substrate 1, and the vacuum suction source 19 is driven to perform vacuum suction. This shows a state where the path is suctioned by vacuum. In this case, since the amount of air flowing into the opening 12a from the suction hole 12 is small, the fluid force for displacing the valve element 14b in the above-described case is small. The state of being separated from the upper surface of the suction plate 16 by the force is maintained.
[0022]
As a result, the inside of the opening 12a is maintained in a state of vacuum suction through the suction hole 16a, and the suction force by this vacuum suction reaches the substrate 1 through the suction hole 12, so that the substrate 1 is placed on the suction surface 11a. Will be retained. The suction state is such that when the substrate 1 is brought into contact with the suction surface 11a while performing vacuum suction in the state of FIG. This is similarly realized when suction is started. By operating the atmosphere release valve 20 to break the vacuum in the vacuum suction circuit from this suction state, the suction force of the suction holes 12 is lost and the holding of the substrate 1 is released.
[0023]
Therefore, in the substrate suction unit in which a plurality of types of substrates having different sizes and shapes are to be held, by employing the above configuration, only the suction holes 12 covered by the substrate 1 to be held perform a vacuum suction function, and The suction holes 12 not covered by 1 are closed by the opening / closing function of the opening / closing section 15. That is, in the substrate suction unit 6 described in the present embodiment, a universal suction unit capable of sucking and holding a plurality of types of substrates having different sizes and shapes is realized.
[0024]
Note that, in a configuration in which the suction plate 11, the suction plate 16, and the base 17 are stacked to form a substrate suction unit, a configuration like the substrate suction unit 6A shown in FIG. 5 may be adopted instead of using the valve plate 14. Good. In FIG. 5A, the suction plate 11 and the base 17 are the same as those shown in FIG. 2, and the upper surface of the suction hole 16a provided in the suction plate 16A has a conical tapered surface provided with a radial groove 16c. 16b are formed. A compression spring 22 having a lower end fixed to the base 17 is inserted into the suction hole 16a, and a ball 21 having a shape contacting the conical tapered surface 16b is coupled to the upper end of the compression spring 22. The compression spring 22 urges the ball 21 upward (in the direction opposite to the vacuum suction direction), and in a normal state, the ball 21 is separated from the conical tapered surface 16b.
[0025]
FIG. 5B shows a state where the suction hole 12 is opened and vacuum suction is performed from the suction hole 16a via the concave portion 17a as in the example shown in FIG. 4A. When vacuum suction is performed from the suction hole 16a, air is sucked into the opening 12a from the suction hole 12, and the air flows to the concave portion 17a through the suction hole 16a. The fluid force generated by the vacuum suction displaces the ball body 21 downward against the urging force of the compression spring 22, and makes the ball body 21 abut on the conical tapered surface 16b. As a result, the suction hole 16a is closed by the ball 21 and a small amount of air flows into the recess 17a from the opening 12a through the suction hole 16a due to the vacuum leakage caused by the groove 16c. Therefore, even when vacuum suction is performed while the suction hole 12 is open, useless suction from the suction hole 12 does not occur.
[0026]
When the suction hole 12 is closed by the substrate 1, the fluid force generated by the vacuum suction is greatly reduced as in the example shown in FIG. 4B, and the ball 21 is closed as in the state shown in FIG. Are separated from the conical tapered surface 16b by the urging force of the compression spring 22. Thus, the substrate 1 on the suction surface 11a is vacuum-sucked by the suction holes 12.
[0027]
In the above example, the conical tapered surface 16b provided with the groove 16c is an opening / closing contact surface provided in the vacuum suction circuit, and the ball 21 is a contact. A compression spring 22, which is an elastic body that presses the ball 21 in one direction, serves as a biasing unit.
[0028]
FIG. 6 shows an example in which such a substrate suction unit 6 (6A) is applied to an application other than the use for receiving a substrate. In FIG. 6, a substrate suction unit 6 (6A) is mounted on the transfer head 23 with the suction surface 11a facing downward. The substrate suction unit 6 (6A) is connected to a vacuum suction source 24. I have. By lowering the transfer head 23 and lowering the substrate 25 placed on the mounting surface, and bringing the suction surface 11a into contact with the upper surface of the substrate 21, the substrate 21 is vacuum-sucked to the suction surface 11a. You. Also in this application, a plurality of types of substrates 21 having different sizes and shapes can be suctioned by the same substrate suction unit 6 (6A).
[0029]
FIG. 7 shows another configuration example of the substrate suction unit. In FIG. 7A, the upper surface of the suction block 30 (suction unit) is a suction surface 30a provided with a large number of suction holes 31 similarly to the suction plate 11 shown in FIG. The suction hole 31 communicates with an opening / closing portion 33 formed in the suction block 30 through an inner hole 32. Inside the opening / closing portion 33, a ball similar to the ball 21 shown in FIG. 36 are accommodated.
[0030]
In the opening / closing section 33, a conical tapered surface 33a having a groove (not shown) is formed on the ceiling surface similarly to the conical tapered surface 16b shown in FIG. 5A, and a tapered surface 33b is formed on the bottom surface. The top of the conical tapered surface 33a communicates with the suction hole 35 via the inner hole 34. The suction object 31 is sucked in vacuum from the suction hole 31 by vacuum suction from the suction hole 35 and comes into contact with the suction surface 30a. Is vacuum-adsorbed.
[0031]
In a state where the suction hole 31 is opened, the air is sucked from the suction hole 31 into the opening / closing portion 33 by vacuum suction from the suction hole 35, and the air flows to the suction hole 35 via the inner hole 34. The fluid force generated by the vacuum suction displaces the ball body 36 upward against the gravity and makes the ball body 36 abut on the conical tapered surface 33a (see the ball body 36 shown by a broken line). As a result, the inner hole 34 is closed by the ball 36 and a small amount of air flows into the suction hole 35 from the opening / closing section 33 through the inner hole 34 due to vacuum leakage caused by the groove provided in the conical tapered surface 33a. . Therefore, even when vacuum suction is performed while the suction hole 31 is open, useless suction from the suction hole 31 does not occur.
[0032]
When the suction hole 31 is closed by the suction target, the fluid force generated by the vacuum suction is greatly reduced, and the ball body 36 is separated from the conical tapered surface 33a by gravity and falls on the tapered surface 33b. As a result, the suction holes 31 communicate with the suction holes 35, and the suction target on the suction surface 30a is vacuum-sucked by the suction holes 31.
[0033]
The suction block 40 shown in FIG. 7B shows a structure of the suction block when applied to an application in which the suction surface of the suction block shown in FIG. 7A is directed downward (see FIG. 6). In this case, the suction surface 40a provided with the suction hole 41 is disposed downward, and the suction hole 45 is disposed above the opening / closing unit 43 provided with the conical tapered surface 43b. Also in this case, the ball body 46 is displaced upward by the vacuum suction in the opening / closing section 43 and falls by the gravity.
[0034]
As described above, according to the substrate suction unit shown in the present embodiment, it is possible to cope with a plurality of types of substrate using the same suction plate, and it is possible to omit the conventionally required setup change work. In addition, compared to conventional universal jigs that require an opening and closing control mechanism such as a solenoid valve for individually connecting and disconnecting vacuum suction for each of a large number of suction holes, the mechanism is greatly simplified and equipment costs are reduced. You.
[0035]
In addition, by eliminating such a complicated opening / closing mechanism and using a large-capacity vacuum suction source, compared with a method of vacuum suction from all the suction holes regardless of the shape of the object, there is no need for suction. Unnecessary vacuum suction is not performed through the holes, and power loss can be prevented.
[0036]
【The invention's effect】
According to the present invention, the vacuum suction path is closed in a state in which a predetermined amount of vacuum leakage is allowed by contacting the opening / closing contact surface provided in the vacuum suction path that individually connects the vacuum suction means and the suction hole. The contact is urged in the direction opposite to the vacuum suction direction, and when vacuum suction is performed with the suction hole open, the contact is displaced in the vacuum suction direction due to the fluid force generated by the vacuum suction and opens and closes. Since the contact in the vacuum suction circuit connected to the suction hole is separated from the opening / closing contact surface by the urging force when the vacuum suction is performed in a state where the suction hole is closed and the suction hole is closed, Vacuum suction can be performed only from the suction holes closed by the object, and vacuum suction from other suction holes can be blocked.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG. 2A is a cross-sectional view of a substrate suction unit according to an embodiment of the present invention; FIG. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a substrate suction unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an exploded perspective view of the substrate suction unit according to one embodiment of the present invention. FIG. FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a substrate suction unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a side view of a substrate transfer head according to an embodiment of the present invention. FIG. Partial sectional view [Description of reference numerals]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 6 Substrate suction unit 11 Suction plate 12 Suction hole 14 Valve plate 14b Valve element 15 Opening / closing part 16 Suction plate 16a Suction hole 19 Vacuum suction source

Claims

A work suction unit for holding a work by vacuum suction, comprising: a suction unit having a suction surface in contact with a suction target surface of the work; a plurality of suction holes formed by opening the suction surface; Vacuum suction means for vacuum suction from the suction holes, a vacuum suction path for individually connecting the vacuum suction means and the suction holes, an opening / closing contact surface provided in the vacuum suction path, and An abutting member, and an urging means for urging the abutting member in a direction opposite to a vacuum suction direction, wherein when the vacuum suction path is vacuum-suctioned in a state where the suction hole is opened, a vacuum is applied. When the contact element is displaced in the vacuum suction direction due to the fluid force generated by the suction and comes into contact with the opening / closing contact surface, and the vacuum suction path is suctioned in a state where the suction hole is closed, the vacuum suction circuit Of the contact Work adsorption unit, characterized in that spaced apart from the switching contact surface Te.

The opening / closing abutment surface is a plane provided across the vacuum suction circuit, the abutment is a plate-like member abutting on the plane, and the urging means separates the plate-like member from the plane. The work suction unit according to claim 1, wherein the work suction unit is a spring member that urges in a direction in which the work is performed.

The opening / closing abutment surface is a conical taper surface provided in a vacuum suction circuit, and the abutment is a ball body having a shape abutting the conical taper surface, and the urging means moves the ball body in one direction. The work suction unit according to claim 1, wherein the work suction unit is an elastic body that presses against the workpiece.

The opening / closing abutment surface is a conical taper surface provided in a vacuum suction circuit, and the abutment is a ball body having a shape abutting on the conical taper surface, and the urging means moves the ball body downward. 2. The work suction unit according to claim 1, wherein the gravity is a gravity to be dropped.