吸嘴及元件装配机的制作方法

1.本说明书涉及将多个柱状元件装配于基板时使用的吸嘴及包含该吸嘴而构成的元件装配机。


背景技术：

2.专利文献1所公开的柱整列装置具备：整列板，具有以与cga基板(陶瓷栅阵列基板)的电极数相同数量及与电极宽度相同宽度刻设的长槽；盖部件，排除从长槽伸出的柱(柱状元件)；直进供料器，使整列板振动而使柱推进；及柱供给装置，向整列板上供给柱。由此，能够使柱准确地整列而输送至吸附夹具，可进行不脱落的钎焊。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2004-200280号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的课题
7.然而，专利文献1的柱整列装置及吸附夹具是与多个电极以一列配置的cga基板对应的技术，无法与多个电极二维配置的基板对应。
8.因此，在本说明书中，应该解决的课题在于提供能够不被设定于基板的多个装配位置的配置制约而高效地进行多个柱状元件的吸附及向基板的装配的吸嘴及包含该吸嘴而构成的元件装配机。
9.用于解决课题的技术方案
10.本说明书公开一种吸嘴，具备：吸嘴前端部，具有多个吸附孔，上述多个吸附孔与为了装配多个柱状元件而设定于基板的多个装配位置的配置相对应地排列，并能够分别吸附上述柱状元件；及空气通路，能够与多个上述吸附孔分别连通而同时供给负压空气。
11.此外，本说明书公开一种元件装配机，具备：元件移载装置，具有保持上述的吸嘴的装配头及使上述装配头移动的头驱动机构；基板搬运装置，搬运上述基板；及元件供给装置，供给上述柱状元件。
12.发明效果
13.在本说明书中公开的吸嘴、元件装配机中，吸嘴前端部所具有的多个吸附孔能够与设定于基板的多个装配位置的二维配置相对应地设置，未被其配置状况制约。并且，多个吸附孔分别从空气通路同时被供给负压空气，因此，能够分别吸附柱状元件，接着能够装配于基板。因此，吸嘴能够一次进行所需要的所有数量的柱状元件的吸附及向基板的装配，能够高效地进行吸附及装配。
附图说明
14.图1是表示实施方式的元件装配机的整体结构的俯视图。
15.图2是从吸嘴前端部这侧观察实施方式的吸嘴的立体图。
16.图3是从吸嘴基部这侧观察吸嘴的立体图。
17.图4是图2的a部分的局部放大立体图，且是示出吸嘴的吸附孔的配置的图。
18.图5是吸嘴的侧视剖视图。
19.图6是图5的b部分的局部放大图，且是示出柱状元件吸附于吸附孔的状态的图。
20.图7是恢复吸嘴的侧视剖视图。
21.图8是将恢复吸嘴的前端附近放大示出的侧视剖视图。
22.图9是托盘的示意性的俯视图。
23.图10是表示粘接回收部的结构例的立体图。
24.图11是表示元件装配机的控制的结构的框图。
25.图12是对元件装配机的动作进行说明的动作流程的图。
具体实施方式
26.1.实施方式的元件装配机1的整体结构
27.首先，参考图1对包含实施方式的吸嘴5而构成的实施方式的元件装配机1的整体结构进行说明。元件装配机1实施将柱状元件p(参照图5、图6)及其他元件装配于基板k的装配作业。
28.图1中，从纸面左侧朝向右侧的方向成为搬运基板k的x轴方向，从纸面上侧(后侧)朝向纸面下侧(前侧)的方向成为y轴方向。元件装配机1由基板搬运装置2、元件供给装置3、元件移载装置4、元件识别用相机7及控制装置8等组装于基台10而构成。
29.基板搬运装置2配置为在基台10上沿x轴方向延伸。基板搬运装置2由省略附图标记的引导导轨、搬运带及夹紧机构等构成。搬运带通过沿着引导导轨轮转，将载置的基板k搬入至机内的装配实施位置。夹紧机构使基板k定位于装配实施位置。在由元件移载装置4进行的元件的装配作业结束之后，夹紧机构放开基板k，搬运带将基板k向机外搬出。
30.元件供给装置3配置于基台10的前侧的靠左位置。元件供给装置3由在x轴方向的靠左位置排列的多个带式供料器31及在x轴方向的靠中央位置配置的托盘装置33构成。各带式供料器31将多个元件以一列收纳的载带朝向后端侧的供给位置32送出。载带在供给位置32处可拾取地供给元件。带式供料器31能够应用公知的各种形式。
31.托盘装置33由被划分为多层的收纳架34、收纳于收纳架34的各层的多个托盘35及选择托盘35而从收纳架34向后方拉出的机构(图略)构成。托盘装置33使用大体长方形的托盘35来供给多个柱状元件p(详情后述)。
32.元件移载装置4配置于比基板搬运装置2及元件供给装置3靠上方处。元件移载装置4由y轴移动体41、x轴移动体42、装配头43、3种吸嘴及基板识别用相机45等构成。y轴移动体41被y轴直动机构驱动而沿y轴方向移动。x轴移动体42装架于y轴移动体41，被x轴直动机构驱动而沿x轴方向移动。装配头43安装于在x轴移动体42的前表面设置的图略的夹紧机构，与x轴移动体42一起沿水平两个方向移动。由y轴移动体41、x轴移动体42、y轴直动机构及x轴直动机构构成头驱动机构。
33.吸嘴保持座44可升降且可旋转地设置于装配头43的下侧(参照图5)。在吸嘴保持座44的下侧可自动更换地保持有3种吸嘴。为了载置3种吸嘴，在基台10上的基板搬运装置2
与元件供给装置3之间配置有吸嘴站47。图1中，吸附多个柱状元件p的吸嘴5被保持于吸嘴保持座44的下侧。此外，吸附1个柱状元件p的恢复吸嘴48及吸附除柱状元件p以外的元件的通常用吸嘴49载置于吸嘴站47。
34.吸嘴5及恢复吸嘴48从托盘装置33的托盘35吸附柱状元件p。通常用吸嘴49从带式供料器31的供给位置32吸附除柱状元件p以外的元件。通常用吸嘴49能够应用公知的各种形式。吸嘴的自动更换通过装配头43移动至吸嘴站47的上方来进行。
35.基板识别用相机45与装配头43排列而设置于x轴移动体42。基板识别用相机45以光轴向下的姿势配置。基板识别用相机45从上方拍摄附设于基板k的位置基准标记。获取到的图像数据被图像处理，准确地求出基板k的装配实施位置。作为基板识别用相机45，能够例示具有ccd(charge coupled device：电荷耦合器件)、cmos(complementary metal oxide semiconductor：互补金属氧化物半导体)等拍摄元件的数字拍摄装置。
36.元件识别用相机7设置于基台10上的吸嘴站47的右侧。元件识别用相机7以光轴向上的姿势配置。元件识别用相机7在装配头43从元件供给装置3向基板k移动的中途，从下方拍摄被吸附于通常用吸嘴49的元件。此外，元件识别用相机7相对于吸嘴5及恢复吸嘴48也进行相同的拍摄。作为元件识别用相机7，能够例示具有ccd、cmos等拍摄元件的数字拍摄装置。
37.此外，在托盘装置33的右侧配置有废弃箱37及粘接回收部38。废弃箱37及粘接回收部38构成使不需要的柱状元件p废弃的废弃部39。废弃箱37以向上方开口的箱形状形成，并在内部收容不需要的柱状元件p。粘接回收部38通过粘接力回收不需要的柱状元件p(详情将后述)。
38.控制装置8组装于基台10，其配置位置未特别限定。控制装置8由具有cpu并通过软件而动作的计算机装置构成。另外，控制装置8也可以在机内分散配置有多个cpu，并且被通信连接而构成。控制装置8基于基板k的每个种类的作业数据，控制基板搬运装置2、元件供给装置3、元件移载装置4及元件识别用相机7，推进元件的装配作业。作业数据是描述了装配作业的详细过程、实施方法等的数据。
39.2.实施方式的吸嘴5的结构
40.接下来，参考图2～图6对实施方式的吸嘴5的结构进行说明。如图2及图3所示那样，吸嘴5以吸嘴基部51及吸嘴前端部55作为主要的结构部件，在内部形成有空气通路6。吸嘴基部51从上侧依次将凸缘部52、轴部53及安装部54相连而形成。
41.凸缘部52形成为在水平方向上扩张的圆板状。凸缘部52在周围的一个部位形成有缺口部521(参照图3)。由此，吸嘴5在被保持于吸嘴保持座44的姿势及单品中，容易通过目视观察被确认周向的旋转状态。如图5所示那样，若将凸缘部52保持于装配头43的吸嘴保持座44，则保持吸嘴5的整体。
42.若详述，则吸嘴保持座44的下部以圆柱状形成。吸嘴保持座44在中心轴上具有中心空气通路441，在从中心轴偏离的多个部位具有周边空气通路442。中心空气通路441及周边空气通路442向下方开口，分别控制空气的流动。吸嘴保持座44通过装配头43的移动而到达凸缘部52的上方，下降而与凸缘部52的上表面522接触。而且，若对周边空气通路442供给负压的空气，则吸嘴保持座44吸附并保持凸缘部52。但不局限于此，吸嘴保持座44也可以具有夹持吸嘴5的夹头机构。
43.轴部53位于凸缘部52的下侧的中央。轴部53形成为比凸缘部52小径的圆筒状。安装部54位于轴部53的下侧。安装部54的上部541的平面形状成为从正方形除去了四个角的形状。在上部541的外周靠近的四个部位上下贯通而形成有安装孔542。安装孔542形成为上侧为小径，下侧为大径。安装部54的下部543的平面形状成为比上部541小一圈的形状。以环绕下部543的外周的方式刻设形成有密封槽544。密封槽544嵌入有用于确保气密的o型环545。
44.吸嘴前端部55由上侧的被固定部56及下侧的吸附构造部59相连而形成。被固定部56形成为包围安装部54的下部543的外周的框形状。被固定部56在内侧的面压接有o型环545。在被固定部56的上表面中的与安装孔542相向的四个部位立起并固定有被紧固部件561。被紧固部件561形成有内螺纹，卡入于安装孔542的下侧的大径的部分。因此，通过从上侧使紧固螺纹件58插入于安装孔542并旋转，能够使紧固螺纹件58旋合于被紧固部件561的内螺纹。由此，吸嘴基部51对吸嘴前端部55以能够装卸的方式进行保持。
45.吸附构造部59形成为在水平方向上扩张的板形状。吸附构造部59从安装部54的下部543的下表面稍微分隔而配置。由此，在吸附构造部59与安装部54的下部543之间，以高度方向的分隔距离d划分出在水平两个方向上扩张的平面状空气通路65(参照图6)。平面状空气通路65由o型环545确保气密。吸附构造部59的下表面被分成吸附区域5a及非吸附区域5c。
46.吸附区域5a形成有向下方开口的多个吸附孔5b。吸附孔5b是吸附柱状元件p的部位。多个吸附孔5b的排列位置与为了装配多个柱状元件p而设定于基板k的多个装配位置的配置对应。无论基板k侧的多个装配位置以二维状怎样配置，均能够与其配置状况匹配而适当地设定包含所有吸附孔5b的吸附区域5a的形状及大小。此外，吸附区域5a也可以分散配置于两个部位以上。图4所示的例子中，吸附区域5a设定为正方形的框形状。吸附区域5a内的吸附孔5b的个数为304个，不限定于此。
47.吸附孔5b成为轴向上下延伸的垂直孔，并且与吸附的柱状元件p的圆柱形状匹配地以圆孔形成。将吸附孔5b的内径设定为比基于柱状元件p的直径的尺寸公差的最大直径稍大。吸附孔5b的深度设定为比柱状元件p的长度稍短。通过这些设定，实现被吸附于吸附孔5b的柱状元件p的垂直姿势的稳定化。另外，在柱状元件p为棱柱形状的情况下，优选使吸附孔5b成为相同的棱柱形状的孔。如图6所示那样，吸附孔5b的最深部(最高的位置)与平面状空气通路65连通。
48.在图4所示的例子中，非吸附区域5c成为吸附区域5a的内侧的区域及吸附区域5a的外侧的区域。吸附区域5a的下表面比非吸附区域5c的下表面向下方突出。此处，在柱状元件p的长度比其他元件的高度大的情况下，先对基板k装配其他元件，后装配柱状元件p。在吸嘴5下降而将柱状元件p装配于基板k时，非吸附区域5c比吸附区域5a向上方退回，因此，不与装配完毕的元件干涉。若假设先装配柱状元件p，则在后装配其他元件时，装配完毕的柱状元件p容易与通常用吸嘴49干涉。
49.在非吸附区域5c的外缘附近的位置设置有吸嘴位置标记5d。吸嘴位置标记5d表示吸嘴5的位置的基准。吸嘴位置标记5d能够由元件识别用相机7拍摄。即，元件识别用相机7作为拍摄吸嘴位置标记5d并获取图像数据的吸嘴拍摄相机发挥功能。通过使吸嘴位置标记5d成为多个(图2的例子中四个)，吸嘴5的位置的检测精度提高。除此之外，能够检测吸嘴5
的周向的旋转状态。
50.接下来，对能够同时对多个吸附孔5b供给负压空气的空气通路6进行说明。空气通路6由中心空气通路61、分支空气通路62、下降空气通路64及前述的平面状空气通路65构成。中心空气通路61上下贯通吸嘴基部51的中心而形成。在吸嘴5保持于吸嘴保持座44的状态下，中心空气通路61与吸嘴保持座44的中心空气通路441连通，从装配头43选择性地被供给负压及正压的空气。中心空气通路61的下端与平面状空气通路65的中央位置连通。
51.在俯视时，分支空气通路62以90
°
间距形成有四个。分支空气通路62分别从中心空气通路61的中途高度分支，且朝向径向外侧水平延伸。在穿过2个分支空气通路62而形成时，在吸嘴基部51的安装部54穿孔有横孔。该横孔的开口部由塞子63密封。下降空气通路64从分支空气通路62的径向外靠近的位置向下方延伸。下降空气通路64的下端与比平面状空气通路65的吸附区域5a靠外侧的位置连通。
52.根据该空气通路6的结构，在对中心空气通路61的上端供给了负压的空气时，空气通路6能够与多个吸附孔5b分别连通而同时供给负压空气。并且，平面状空气通路65从与吸附孔5b的轴向正交的全周方向与吸附孔5b的最深部连通。因此，对于被吸附于吸附孔5b的柱状元件p而言，其上端未向特定的方向被吸引，而保持垂直姿势。
53.若假设设想不设置分支空气通路62及下降空气通路64的结构，则柱状元件p的上端朝向中心方向被吸引。因此，柱状元件p容易以倾斜了直径的尺寸公差的量的姿势被吸附。作为结果，柱状元件p装配于基板k时的垂直精度降低。
54.在实施方式的吸嘴5中，吸嘴前端部55所具有的多个吸附孔5b能够与设定于基板k的多个装配位置的二维配置对应地设置，不被其配置状况制约。并且，多个吸附孔5b分别从空气通路6同时被供给负压空气，因此，能够分别吸附柱状元件p，接着能够装配于基板k。因此，吸嘴5能够一次进行所需的所有数量的柱状元件p的吸附及向基板k的装配，能够高效地进行吸附及装配。
55.并且，吸嘴前端部55被以能够装卸的方式保持于吸嘴基部51。因此，能够针对多个柱状元件p的装配位置的配置不同的其他种类的基板k，制作吸附孔5b的配置不同的其他吸嘴前端部55，安装于吸嘴基部51来对应。即，向其他种类的基板k的对应容易，并且用于对应的成本低廉。除此之外，能够取下吸嘴前端部55，因此，以吸附孔5b、空气通路6的清洁为代表的维护较容易。
56.3.恢复吸嘴48
57.接下来，参考图7及图8对恢复吸嘴48进行说明。恢复吸嘴48在装配于基板k的柱状元件p不足的情况下，负责装配不足的量的柱状元件p的恢复动作。恢复吸嘴48由凸缘部481及轴部482相连而构成，并在内部形成有空气通路484。凸缘部481形成为与吸嘴5的凸缘部52相同的直径。与吸嘴5相同，若凸缘部481被吸附保持于吸嘴保持座44，则保持恢复吸嘴48的整体。
58.轴部482位于凸缘部481的下侧的中央，并向下方延伸。轴部482以中空的圆筒状形成，下部缩径而形成有吸附孔483。吸附孔483的内径及深度设定为与吸嘴5的吸附孔5b相同程度。将吸附孔483的周围的轴部482的外径设定得较细，以不与装配完毕的其他柱状元件p干涉。
59.空气通路484上下贯通凸缘部481及轴部482而形成。在恢复吸嘴48被保持于吸嘴
保持座44的状态下，空气通路484与吸嘴保持座44的中心空气通路441连通，从装配头43选择性地被供给负压及正压的空气。空气通路484的下端与吸附孔483连通。因此，在对空气通路484供给了负压的空气时，在吸附孔483吸附柱状元件p。
60.4.基于托盘35的柱状元件p的供给
61.接下来，参考图9对使用了托盘35的多个柱状元件p的供给进行说明。托盘35保持三组由通过吸嘴5的一次吸附动作吸附的304个柱状元件p构成的元件组。保持元件组的三个组保持部351在长方形的托盘35的长边方向上排列配置。组保持部351分别形成为与吸嘴5的吸附区域5a相同形状的正方形的框状。组保持部351的四边相对于托盘35的四边平行。
62.组保持部351分别具有与吸嘴5的吸附孔5b相同配置的304个保持孔。但是，组保持部351的保持孔形成得比吸嘴5的吸附孔5b浅，柱状元件p的取出变容易。另外，托盘35也可以保持一组、两组元件组，或者也可以保持超过三组的多个元件组。
63.在正方形框状的组保持部351的对角线上的两个拐角的附近位置分别设置有组位置标记352。组位置标记352相对于组保持部351分别成为一对。组位置标记352成为被组保持部351保持的元件组的位置的基准。组位置标记352能够由基板识别用相机45拍摄。即，基板识别用相机45作为拍摄组位置标记352并获取图像数据的托盘拍摄相机发挥功能。另外，在拍摄视场存在制约的情况下，基板识别用相机45也可以分两次分别拍摄一对组位置标记352。通过使组位置标记352成为一对，元件组的位置的检测精度提高。除此之外，能够检测元件组的水平面内的旋转角度的误差。
64.并且，托盘35具有能够逐个供给柱状元件p的单品保持部353。单品保持部353在托盘35的一方的长边的附近的位置处与长边平行地配置。单品保持部353在分隔并以一列排列的多个保持孔分别保持柱状元件p。由此，柱状元件p的元件组及单品从一个托盘35被供给，因此，较方便。在单品保持部353的两端附近的位置分别设置有单品位置标记354。一对单品位置标记354成为被单品保持部353保持的柱状元件p的位置的基准。与组位置标记352相同，单品位置标记354由基板识别用相机45拍摄。
65.5.粘接回收部38
66.接下来，参考图10对粘接回收部38的结构进行说明。如图示那样，粘接回收部38使用输送机装置而构成。即，在输送机装置的传送带381粘贴有双面粘性胶带382，构成粘接回收部38。双面粘性胶带382被移送并按压在不需要的柱状元件p。因此，双面粘性胶带382能够通过粘接力保持并回收该柱状元件p。
67.如图1所示那样，粘接回收部38的前部向元件装配机1的前侧的机外被拉出。因此，若传送带381轮转，则双面粘性胶带382被移送至机外。因此，能够在不停止元件装配机1的情况下在机外将双面粘性胶带382剥离而与不需要的柱状元件p一起废弃。该废弃操作在回收了与双面粘性胶带382的面积相称的数量的柱状元件p之后实施。此后，新品的双面粘性胶带382粘贴于传送带381，传送带381再次轮转。由此，粘接回收部38返回至可进行柱状元件p的回收的状态。
68.另外，粘接回收部38也可以成为在基台10上粘贴双面粘性胶带382的简单的结构。但是，在该结构中，在粘贴或者剥离双面粘性胶带382时，需要使元件装配机1停止，打开图略的安全罩。同样，在使收容于废弃箱37的柱状元件p废弃时，也需要使元件装配机1停止而打开安全罩。
69.6.元件装配机1的控制的结构
70.接下来，参考图11对元件装配机1的控制的结构进行说明。如前述那样，控制装置8控制基板搬运装置2、元件供给装置3、元件移载装置4及元件识别用相机7，来推进元件的装配作业。此外，控制装置8具有校正部81、元件检测部82、废弃控制部83、位置检测部84及清洁控制部85，作为进行与吸嘴5相关的控制的控制功能部。
71.校正部81在吸嘴5保持于吸嘴保持座44时发挥功能。此处，吸嘴5每当在吸嘴保持座44反复被装卸、保持时，相对于装配头43的相对位置可变化。校正部81校正该相对位置的变化。
72.校正部81首先使保持于吸嘴保持座44的吸嘴5移动至元件识别用相机7的上方。校正部81接下来使元件识别用相机7(吸嘴拍摄相机)拍摄多个吸嘴位置标记5d，并获取图像数据。另外，在拍摄视场存在制约的情况下，元件识别用相机7也可以分多次拍摄多个吸嘴位置标记5d。校正部81第三次接受图像数据并实施图像处理，校正吸嘴5相对于装配头43的相对位置。除此之外，校正部81校正吸嘴5的周向的旋转角度。
73.若进行补充，则通过图像处理，求出吸嘴5的实际的安装位置相对于设定于装配头43的基准安装位置的位置误差。考虑该位置误差，来执行以下的装配头43的位置控制。或者，基于位置误差，修正基准安装位置。并且，通过图像处理，求出吸嘴5的实际的安装角度相对于设定于吸嘴保持座44的基准安装角度的角度误差。考虑该角度误差，来执行以下的吸嘴保持座44的旋转控制。或者，基于角度误差，修正基准安装角度。通过校正的实施，准确地进行以下的吸嘴5的位置的控制及旋转的控制。
74.元件检测部82检测吸嘴5的多个吸附孔5b中是否分别存在柱状元件p。元件检测部82首先使吸嘴5移动至元件识别用相机7的上方。元件检测部82接下来使元件识别用相机7(吸嘴拍摄相机)拍摄吸附孔5b，获取图像数据。另外，此时的图像数据也可以与校正部81获取到的图像数据共用。此外，在拍摄视场存在制约的情况下，元件识别用相机7也可以分多次拍摄多个吸附孔5b。元件检测部82第三次接受图像数据并实施图像处理，检测吸附孔5b中是否存在柱状元件p。柱状元件p的有无例如通过图像数据中的亮度的不同来检测。
75.元件检测部82在吸嘴5将柱状元件p吸附于吸附孔5b的吸附动作的动作前及动作后发挥功能。元件检测部82能够在吸附动作的动作前的时间点检测在至少一个吸附孔5b已经存在柱状元件p的第1异常。此外，元件检测部82能够在吸附动作的动作后的时间点检测在至少一个吸附孔5b不存在柱状元件p的第2异常。
76.并且，元件检测部82在吸嘴5将柱状元件p装配于基板k的装配动作的动作后发挥功能。元件检测部82能够在装配动作的动作后的时间点检测在至少一个吸附孔5b残留柱状元件p的第3异常。第3异常是指装配于基板k的柱状元件p不足。第1～第3异常例如是由于在吸附孔5b内侵入微小的尘埃而堵塞所引起的。
77.废弃控制部83成为废弃部39的一部分。废弃控制部83在元件检测部82检测出不需要的柱状元件p的情况下换言之在检测出第1异常及第3异常的情况下发挥功能。废弃控制部83使吸嘴5移动至废弃箱37的上方，从空气通路6对吸附孔5b供给正压空气而吹飞柱状元件p，落下到废弃箱37而废弃。将废弃时的正压空气的压力设定得比元件装配时的正压空气的压力高。废弃控制部83针对实际是否能够废弃，通过再次由元件识别用相机7进行的拍摄及图像处理来判定。
78.在无法废弃的情况下，废弃控制部83使吸嘴5从粘接回收部38的双面粘性胶带382的上方下降，将柱状元件p按压到双面粘性胶带382。由此，柱状元件p通过双面粘性胶带382的粘接力而回收并废弃。废弃控制部83针对实际是否能够废弃，通过第三次由元件识别用相机7进行的拍摄及图像处理来判定。
79.位置检测部84在吸嘴5从托盘35吸附柱状元件p之前发挥功能。位置检测部84首先使基板识别用相机45移动至托盘35的上方。位置检测部84接下来使基板识别用相机45(托盘拍摄相机)拍摄组位置标记352，获取图像数据。位置检测部84第三次接受图像数据并实施图像处理，对保持于组保持部351的元件组的位置进行检测。此外，位置检测部84通过相同的拍摄及图像处理，能够检测保持于单品保持部353的柱状元件p的位置。
80.清洁控制部85进行吸嘴5的清洁。清洁控制部85具体而言从空气通路6对吸附孔5b供给正压空气，进行吸附孔5b内的吹气。将清洁时的正压空气的压力设定得比元件装配时的正压空气的压力高。清洁控制部85发挥功能的时期设定为装配头43取下吸嘴5而载置于吸嘴站47之前。此外，清洁控制部85也可以利用运转的间歇的时间等，进行吸嘴5的清洁。由此，通过吹走吸附孔5b内的尘埃等，将吸嘴5维持为良好的状态。并且，每当使用恢复吸嘴48时，清洁控制部85能够通过与吸嘴5的清洁相同的方法进行恢复吸嘴48的清洁。
81.7.元件装配机1的动作
82.接下来，参考图12的动作流程对元件装配机1的动作进行说明。在元件装配机1的装配作业中，首先，基板搬运装置2进行动作，将基板k搬入并定位于装配实施位置。接下来，装配头43保持通常用吸嘴49，将不与吸嘴5的装配动作干涉的元件装配于基板k。图12示出此后的动作流程。
83.在图12的步骤s1中，控制装置8使装配头43移动至吸嘴站47，从装配头43取下通常用吸嘴49，更换为吸嘴5。接下来，校正部81发挥功能，对吸嘴5相对于装配头43的相对位置及安装角度进行校正。在接下来的步骤s2中，元件检测部82检测吸附孔5b中是否存在柱状元件p。在存在1个以上的不需要的柱状元件p的情况下(第1异常)，将动作流程分支到步骤s11。
84.在步骤s11中，废弃控制部83使柱状元件p废弃于废弃箱37。在接下来的步骤s12中，废弃控制部83通过图像处理判定废弃是否成功。在废弃成功的情况下，吸附孔5b的状态恢复正常，因此，动作流程返回步骤s2。在废弃失败的情况下的步骤s13中，废弃控制部83使柱状元件p废弃于粘接回收部38。在接下来的步骤s14中，废弃控制部83通过图像处理判定废弃是否成功。在废弃成功的情况下，动作流程返回步骤s2。在废弃失败的情况下，成为无法从吸附孔5b除去柱状元件p的状态，元件装配机1发生错误而停止。控制装置8通知发生错误而停止。
85.在步骤s2中，在吸附孔5b不存在柱状元件p的情况下(正常状态)，动作流程推进至步骤s3。在步骤s3中，位置检测部84通过图像处理来检测保持于托盘35的组保持部351的元件组的位置。接下来，控制装置8控制吸嘴5吸附元件组的柱状元件p的动作。
86.在接下来的步骤s4中，元件检测部82通过图像处理判定所有吸附孔5b中是否存在柱状元件p。在柱状元件p哪怕有1个不足的情况下(第2异常)，将动作流程分支到步骤s5。在步骤s5中，控制装置8存储吸嘴5无法吸附的柱状元件p的位置。所存储的位置相当于在基板k上未装配有柱状元件p的不足位置。
87.在步骤s4中在所有吸附孔5b存在柱状元件p的情况下(正常状态)及步骤s5执行之后，动作流程汇合于步骤s6。在步骤s6中，控制装置8控制柱状元件p向基板k的装配动作。在接下来的步骤s7中，元件检测部82判定吸附孔5b中是否存在柱状元件p。在柱状元件p哪怕残留1个的情况下(第3异常)，将动作流程分支到步骤s8。
88.在步骤s8中，控制装置8存储由于残留在吸附孔5b而未装配于基板k的不足的量的柱状元件p的位置(不足位置)。在步骤s8执行之后，将动作流程推进至步骤s11。此后的动作流程与前述相同，但在步骤s12、步骤s14中柱状元件p的废弃成功的情况下，将动作流程推进至步骤s9(参照虚线的箭头)。
89.在步骤s7中在吸附孔5b中1个柱状元件p也未残留的情况下(正常状态)，动作流程汇合于步骤s9。在步骤s9中，控制装置8判定是否能够将所有柱状元件p装配于基板k。在步骤s5和步骤s8均未实施的情况下，控制装置8判定为能够将所有柱状元件p无遗漏地吸附而无遗漏地装配。在这种情况下，动作流程结束。在除此以外的情况下，将动作流程推进至步骤s10。
90.在步骤s10中，控制装置8控制恢复吸嘴48的恢复动作。此时，控制装置8基于在步骤s5及步骤s8的至少一方中存储的不足位置来进行控制。针对恢复吸嘴48的控制方法除了吸附及装配的柱状元件p为1个这点之外，其他与针对吸嘴5的控制方法相同。即，控制装置8控制为，恢复吸嘴48从托盘35的单品保持部353吸附柱状元件p，并将其装配于基板k上的不足位置。此时，与吸嘴5相同，进行基于图像处理的柱状元件p的位置的检测及柱状元件p的有无的判定等。通过步骤s10的执行，动作流程结束。
91.另外，步骤s10的执行意味着产生了第2异常及第3异常中的至少一方，不优选。因此，控制装置8也可以控制为，在步骤s10的执行次数、执行频次超过了规定值的情况下元件装配机1产生错误而停止。由此，控制装置8能够监视吸嘴5的运转状态，来检测以吸附孔5b的堵塞为代表的性能降低。
92.装配动作结束的基板k由基板搬运装置2搬出至机外。另一方面，清洁控制部85进行吸嘴5、恢复吸嘴48的清洁。此后，装配头43将吸嘴5、恢复吸嘴48载置于吸嘴站47，再次保持通常用吸嘴49。此外，三组元件组全部被消耗了的托盘35返回收纳架34，拉出新的托盘35。由此，针对接下来的基板k的装配作业的准备完成。
93.根据实施方式的元件装配机1，与关于吸嘴5而叙述的效果相同，能够一次进行所需的所有数量的柱状元件p的吸附及向基板k的装配，能够高效地进行吸附及装配。并且，若制作吸嘴5，则元件装配机1的其他结构要素能够使用现有产品，因此，导入成本低廉。
94.8.实施方式的应用及变形
95.另外，能够成为将吸嘴5固定地设置于装配头43而仅装配柱状元件p的专用的元件装配机1。在这种情况下，清洁控制部85优选对应吸嘴5的每预定动作次数进行清洁或者在异常产生时等进行清洁。并且，也可以省略构成废弃部39的废弃箱37及粘接回收部38中的一方。本实施方式此外还能够进行各种应用、变形。
96.附图标记说明
97.1：元件装配机2：基板搬运装置3：元件供给装置33：托盘装置34：收纳架35：托盘351：组保持部352：组位置标记353：单品保持部354：单品位置标记37：废弃箱38：粘接回收部39：废弃部4：元件移载装置43：装配头44：吸嘴保持座45：基板识别用相机47：吸嘴站48：
恢复吸嘴483：吸附孔484：空气通路49：通常用吸嘴5：吸嘴51：吸嘴基部55：吸嘴前端部59：吸附构造部5a：吸附区域5b：吸附孔5c：非吸附区域5d：吸嘴位置标记6：空气通路61：中心空气通路62：分支空气通路64：下降空气通路65：平面状空气通路8：控制装置81：校正部82：元件检测部83：废弃控制部84：位置检测部85：清洁控制部k：基板p：柱状元件。

技术特征：
1.一种吸嘴，具备：吸嘴前端部，具有多个吸附孔，所述多个吸附孔与为了装配多个柱状元件而设定于基板的多个装配位置的配置相对应地排列，并能够分别吸附所述柱状元件；及空气通路，能够与多个所述吸附孔分别连通而同时供给负压空气。2.根据权利要求1所述的吸嘴，其中，所述吸嘴前端部具有：排列有向下方开口的所述吸附孔的吸附区域；及未排列有所述吸附孔的非吸附区域，所述吸附区域比所述非吸附区域向下方突出。3.根据权利要求1或2所述的吸嘴，其中，所述空气通路从与所述吸附孔延伸的轴向交叉的多个方向与所述吸附孔连通。4.根据权利要求3所述的吸嘴，其中，所述空气通路从与所述轴向正交的全周方向与所述吸附孔的最深部连通。5.根据权利要求1～4中任一项所述的吸嘴，其中，所述吸嘴具备吸嘴基部，所述吸嘴基部对所述吸嘴前端部以能够装卸的方式进行保持。6.一种元件装配机，具备：元件移载装置，具有保持权利要求1～5中任一项所述的所述吸嘴的装配头及使所述装配头移动的头驱动机构；基板搬运装置，搬运所述基板；及元件供给装置，供给所述柱状元件。7.根据权利要求6所述的元件装配机，其中，所述吸嘴具有表示位置的基准的吸嘴位置标记，所述装配头对所述吸嘴以能够装卸的方式进行保持，所述元件装配机具备：吸嘴拍摄相机，拍摄所述吸嘴位置标记并获取图像数据；及校正部，对所述图像数据实施图像处理，对所述吸嘴相对于所述装配头的相对位置进行校正。8.根据权利要求6或7所述的元件装配机，其中，所述元件装配机具备：吸嘴拍摄相机，拍摄所述吸嘴的所述吸附孔并获取图像数据；及元件检测部，对所述图像数据实施图像处理，检测所述吸附孔中是否存在所述柱状元件。9.根据权利要求8所述的元件装配机，其中，所述吸嘴拍摄相机在所述吸嘴将所述柱状元件吸附于所述吸附孔的吸附动作的动作前及动作后和所述吸嘴将所述柱状元件装配于所述基板的装配动作的动作前及动作后中的一个以上的时机拍摄所述吸附孔。10.根据权利要求8或9所述的元件装配机，其中，所述元件装配机具备废弃部，所述废弃部在所述元件检测部检测出不需要的所述柱状元件的情况下从所述空气通路向所述吸附孔供给正压空气而将不需要的所述柱状元件废弃。
11.根据权利要求10所述的元件装配机，其中，所述废弃部具有收容不需要的所述柱状元件的废弃箱及通过粘接力回收不需要的所述柱状元件的粘接回收部中的至少一方。12.根据权利要求8～11中任一项所述的元件装配机，其中，所述装配头对所述吸嘴以能够装卸的方式进行保持，所述元件装配机具备恢复吸嘴，在所述元件检测部检测出装配于所述基板的所述柱状元件的不足的情况下，所述恢复吸嘴被以能够装卸的方式保持于所述装配头并进行不足的所述柱状元件的吸附动作及向所述基板的装配动作。13.根据权利要求12所述的元件装配机，其中，所述恢复吸嘴具备：能够吸附所述柱状元件的吸附孔；及与所述吸附孔连通而能够供给负压空气的空气通路。14.根据权利要求6～13中任一项所述的元件装配机，其中，所述元件供给装置具有托盘，所述托盘保持有一组以上的元件组，所述元件组由通过一次吸附动作吸附的多个所述柱状元件构成。15.根据权利要求14所述的元件装配机，其中，所述托盘具有成为所述元件组的位置的基准的组位置标记，所述元件装配机具备：托盘拍摄相机，拍摄所述组位置标记并获取图像数据；及位置检测部，对所述图像数据实施图像处理来检测所述元件组的位置。

技术总结
吸嘴具备：吸嘴前端部，具有多个吸附孔，上述多个吸附孔与为了装配多个柱状元件而设定于基板的多个装配位置的配置相对应地排列，并能够分别吸附上述柱状元件；及空气通路，能够与多个上述吸附孔分别连通而同时供给负压空气。气。气。


技术研发人员：井村仁哉 佐藤阳介 村山翔
受保护的技术使用者：株式会社富士
技术研发日：2020.12.11
技术公布日：2023/8/21