JP4337622B2 - 基板の下受け装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品実装装置において下受けピンによって基板を下受けする基板の下受け装置に関するものである。

基板に電子部品を実装する電子部品実装装置は、実装ヘッドによる実装位置において基板を下面から支持する下受け装置を備えている。この下受け装置として、複数のピンを基板の下面に当接させるにことによって基板を支持するピン方式の下受け装置が多用されている（例えば特許文献１参照）。この下受け装置では、複数のピン装着用の装着孔が設けられた板状のピン装着ベースを部品実装位置に配置し、実装対象の基板の形状やサイズに応じたピン配列位置に下受けピンを装着するようにしている。このピン方式によれば、基板の片面のみならず両面に電子部品が実装されるいわゆる両面実装基板を対象とする場合においても、ピンの配置を適宜設定することにより既に電子部品が実装された既実装面を支持することができるという利点がある。
特開２０００−１２４６９０号公報

ところで、電子部品実装装置において部品実装位置に基板を保持する基板保持部には、基板を正確に停止・位置決めするためのストッパや基板検出用のセンサなどが基板の下側に配設される。このため、前述のピン装着ベースを基板下面に全面にわたって配置できない場合が生じ、このような部分については基板の下面が直接ピンによって下受けされていない状態で電子部品が搭載されることとなり、安定した姿勢で電子部品を搭載することができない場合が生じていた。

このような下受け不十分な状態での電子部品搭載を避けようとすれば、ピン装着ベースをストッパやセンサ配置部分などに相当する範囲について部分的に切欠いた形状にせざるを得ず、このような場合には、この切欠きが必要な位置は全ての基板に対して一様ではないため、多種類のピン装着ベースを準備する必要があった。このように、従来の電子部品実装装置におけるピン方式による基板の下受けには、下受けが必要とされる全ての範囲を安定して下受けすることができず、実装精度を確保することが困難であるという問題があった。

そこで本発明は、多種類の基板を対象として下受けが必要とされる全ての範囲を安定して下受けすることが可能で、実装精度を確保することができる電子部品実装装置における基板下受け装置を提供することを目的とする。

本発明の基板の下受け装置は、基板を下面側から支持する基板の下受け装置において、クランパにより基板の両端がクランプされたときに前記クランパの間に配置され、下受けピンを装着することにより下受け範囲として基板の一部を支持するピン装着ベースと、前
記ピン装着ベースを配置できない下受け範囲以外の部位において基板の他の一部を下受けする補助用下受け治具とを備え、前記補助用下受け治具は、前記下受け範囲以外の部位において基板の他の一部を下面側から支持する補助下受けピンと、前記補助下受けピンが装着される補助装着ベースと、前記補助装着ベースを前記ピン装着ベースに対して着脱自在に固定する補助ベース装着手段とを有する。

本発明によれば、ピン装着ベースを配置できない下受け範囲以外の部位において基板を下受けする場合に、前記部位を下受け範囲とする補助用下受け治具をピン装着ベースに装着することにより、多種類の基板を対象として下受けが必要とされる全ての範囲を安定して下受けすることが可能となり、実装時の基板の姿勢を安定させて実装精度を確保することができる。

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の基板の下受け装置の平面図、図３、図４は本発明の一実施の形態の基板の下受け装置に使用される補助用下受け治具の構造説明図、図５，図６，図７は本発明の一実施の形態の基板の下受け方法の説明図である。

まず図１を参照して、基板の下受け装置が組み込まれた電子部品実装装置の構造を説明する。基台１上面の中央にはＸ方向に搬送路２が配設されている。搬送路２は上流側から受け渡された基板３を搬送し、基板３を部品実装位置に位置決めする。部品実装位置においては、基板３はクランパ２ａによって挟み込まれるとともに、後述する下受け装置によって下面側から支持される。

搬送路２の両側には、部品供給部４が配設されており、部品供給部４には複数のテープフィーダ５が並列に装着されている。テープフィーダ５は、基板３に実装される電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、以下に説明する部品搭載機構に電子部品を供給する。

基台１上面の両端部上にはＹ軸テーブル６Ａ，６Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル６Ａ、６Ｂ上には２台のＸ軸テーブル７Ａ，７Ｂが架設されている。Ｙ軸テーブル６Ａを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＡがＹ方向に水平移動し、Ｙ軸テーブル６Ｂを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＢがＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル７Ａ，７Ｂには、それぞれ移載ヘッド８および移載ヘッド８と一体的に移動するカメラ９が装着されている。

Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂをそれぞれ組み合わせて駆動することにより移載ヘッド８は水平移動し、それぞれの部品供給部４から電子部品を吸着ノズル（図示省略）によってピックアップし、部品実装位置に位置決めされた基板３上に実装する。基板３上に移動したカメラ９は、基板３を撮像して認識する。

部品供給部４から搬送路２に至る経路には、ラインカメラ１０、ノズルストッカ１１が配設されている。ラインカメラ１０は、それぞれの移載ヘッド８に保持された状態の電子部品を下方から撮像する。ノズルストッカ１１には電子部品の種類に対応した複数種類の吸着ノズルが収納されており、実装動作において移載ヘッド８がノズルストッカ１１にアクセスすることにより、実装対象とする電子部品に応じた吸着ノズルが移載ヘッド８に装着される。

次に図２を参照して、基板３の下受け装置について説明する。図２（ａ）に示すように
、基板３に電子部品が実装される部品実装位置には、搬送路２の列間に位置して下受け装置１２が配設されている。下受け装置１２は２つの下受けユニット１２ａを搬送方向に沿って並設した構成となっており、対象とする基板３のサイズに応じて、いずれか１つまたは２つの下受けユニット１２ａが使用される。

下受けユニット１２ａは複数の装着孔１３ａが格子状に設けられたピン装着ベース１３を備えており、図５（ａ）に示すように、下受けベース１２ｂの上面に２枚のピン装着ベース１３を重ねて配置した構成となっている。そして装着孔１３ａに下受けピン１５の下部を挿入することにより、下受けピン１５は垂直姿勢で装着孔１３ａに装着される。

下受けベース１２ｂはエアリンダなどの昇降機構１４に結合されており、昇降機構１４を駆動することにより、ピン装着ベース１３は装着された下受けピン１５とともに上昇する。そして下受けピン１５の上端部が搬送路２によって搬送された基板３の下面に当接して支持することにより、基板３は部品実装位置において下面側から下受けされる。

図２（ａ）に示すように、部品実装位置には、片側の搬送路２に近接して基板位置決め用のストッパ機構２ｂおよび部品実装位置における基板の有無を検出するための基板検出センサ２ｃが配設されている。これらのストッパ機構２ｂ、基板検出センサ２ｃは、下受け対象の基板３の下面側で且つ搬送路２の内側に位置する必要があるため、これらの要素部品が存在する範囲に重複してピン装着ベース１３を配置することができない。このため従来の下受け装置においては、基板３は部品実装位置において図２（ａ）に示す幅Ａの範囲内で下面側を支持されない状態のまま部品実装が行われていた。

しかしながら、部品実装においては、基板３を極力安定した姿勢に保って部品搭載動作を行うことが望ましく、また図２（ａ）に示す範囲Ａ１，Ａ２は、幅Ａの範囲内にはあるものの、ストッパ機構２ｂや基板検出センサ２ｃとは直接重複しないことから、この範囲内には下受けピンを配置することが望ましい。このため、本実施の形態に示す基板の下受け装置においては、図２（ｂ）に示すように、このような範囲Ａ１，Ａ２をカバーするために、補助装着ベース１６を用いた補助用下受け治具１９をピン装着ベース１３に補助的に装着し、基板３の下面を可能な限り下受けするようにしている。

図３，図４を参照して、ピン装着ベース１３に補助的に装着される補助用下受け治具１９の構造を説明する。補助用下受け治具１９は基板３を下面側から支持する補助下受けピン１７と、この補助下受けピン１７が装着される補助装着孔１６ａが複数設けられた補助装着ベース１６と、この補助装着ベース１６をピン装着ベース１３に対して着脱自在に固定する連結ピン１８より構成されている。図３（ａ）に示すように、補助装着ベース１６には補助装着孔１６ａが格子状に設けられており、補助装着ベース１６の一方側の端部には、連結ピン１８を補助装着ベース１６に固定するための固定締結孔１６ｂが設けられている。

そして補助装着ベース１６に固定された連結ピン１８の下端部をピン装着ベース１３の装着孔１３ａに挿入することにより、補助用下受け治具１９はピン装着ベース１３に対して着脱自在に固定される。すなわち、補助装着ベース１６に固定されピン装着ベース１３の装着孔１３ａに装着される連結ピン１８は、補助装着ベース１６をピン装着ベース１３に対して着脱自在に固定する補助ベース装着手段となっている。

図４は、図３に示すような上端部が平坦な形状の通常の下受けピン１７を補助装着ベース１６に装着する替わりに、樹脂などの可撓性材料を上部が尖った錐形状に成形した可撓下受けピン２０を補助装着ベース１６に装着した例を示している。下受けピンとして可撓下受けピン２０を用いることにより、後述するように、電子部品が表裏両面に実装される
両面実装基板を下受け対象とし、既に電子部品が実装された既実装面を下受けする場合において次のような利点がある。すなわち、可撓下受けピン２０の上端部が基板の下面に既に実装された電子部品に当接した場合にあっても、上端部が撓むことによって電子部品への損傷を生じることなく基板を下受けすることができる。

次に、図５，図６を参照して、上述構成の基板の下受け装置による基板の下受け方法について説明する。図５（ａ）は、補助用下受け治具１９を装着する前の状態の下受けユニット１２ａを示している。この状態では、下受けユニット１２ａに備えられたピン装着ベース１３は、図２（ａ）に示す範囲Ａ１，Ａ２をカバーしておらず、範囲Ａ１，Ａ２はピン装着ベース１３による下受け範囲以外となっている。

そしてこのままの状態で搬送路２によって部品実装位置に搬入された基板３を下受けユニット１２ａによって下受けすると、範囲Ａ１，Ａ２に対応する基板３の部位には下面側からの支持がないまま上面に電子部品が搭載されることとなるため、本実施の形態においては前述のように、これらの部位を下受け範囲とする補助用下受け治具１９をピン装着ベース１３に装着するようにしている。すなわち図５（ｂ）に示すように、連結ピン１８を装着孔１３ａ内に挿入することによって、予め必要位置に下受けピン１７が装着された補助用下受け治具１９を下受けユニット１２ａに取り付け、範囲Ａ１，Ａ２が下受け範囲に含まれるようにする。

電子部品実装動作が開始されると、図６（ａ）に示すように、搬送路２によって基板３が部品実装位置に搬入され、クランパ２ａによって基板３の両端がクランプされる。次いでクランプされたときに、図６（ｂ）に示すように、昇降機構１４を駆動して、クランパ２ａの間に装着して配置されたピン装着ベース１３を下受けピン１５とともに、また補助用下受け治具１９を下受けピン１７とともに上昇させる。これにより、下受け対象の基板３の下面に下受けピン１５、１７の上端部が当接し、基板３は下面側から支持される。そしてこの状態で、移載ヘッドによる電子部品の搭載が実行される。

すなわち、上述の基板の下受け方法においては、ピン装着ベース１３による下受け範囲以外の部位において基板３を下受けする場合に、前記部位を下受け範囲とする下受け用補助治具１９をピン装着ベース１３に補助的に装着するようにしている。これにより、本来はピン装着ベース１３の下受け範囲以外に位置する範囲Ａ１，Ａ２に対応する部位においても、基板３は下受けピン１７によって支持されるため、多種類の基板を対象として下受けが必要とされる全ての範囲を安定して下受けすることが可能で、下受け不良に起因する実装不具合を排除して実装精度を確保することができる。

図７は、上述の補助用下受け治具１９を用いる基板の下受け方法における下受けピンの使い分け例を示している。図７（ａ）は、下受けユニット１２ａのピン装着ベース１３、補助用下受け治具１９の補助装着ベース１６のいずれにも、上端が平坦な通常形状の下受けピン１５、下受けピン１７を装着して使用する例を示している。この場合には、下受けピン１５、１７の上端部が基板３の下面側の既実装部品に当接することが許容されないため、基板３における既実装部品Ｐの配置を参照して、下受けピン１５、１７をこれらの既実装部品Ｐと干渉しない位置に配置する必要がある。

図７（ｂ）は、補助用下受け治具１９に装着される下受けピンとして、樹脂製の可撓下受けピン２０を選択した例を示している。この場合には、可撓下受けピン２０の上端が既実装部品Ｐに当接することが許容されるため、補助装着ベース１６における下受けピンの配置をその都度変更する必要がなく、同一の補助用下受け治具１９を多種類の基板に対して適用できるという長所がある。

さらに図７（ｃ）は、補助用下受け治具１９に装着される可撓下受けピン２０に加えて
、ピン装着ベース１３に装着される下受けピンにも樹脂製の可撓下受けピン２１を選択した例を示している。この場合には、可撓下受けピン２０、２１ともに上端が既実装部品Ｐに当接することが許容されるため、ピン装着ベース１３、補助装着ベース１６における下受けピンの配置をその都度変更する必要がなく、同一の下受けユニット１２ａ、補助用下受け治具１９を多種類の基板に対して適用でき、段取り替え作業を大幅に減少させることができる。

本発明の基板下受け装置は、多種類の基板を対象として下受けが必要とされる全ての範囲を安定して下受けすることが可能で、実装精度を確保することができるという効果を有し、電子部品実装装置に用いられる基板の下受け装置に有用である。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の基板の下受け装置の平面図 本発明の一実施の形態の基板の下受け装置に使用される補助用下受け治具の構造説明図 本発明の一実施の形態の基板の下受け装置に使用される補助用下受け治具の構造説明図 本発明の一実施の形態の基板の下受け方法の説明図 本発明の一実施の形態の基板の下受け方法の説明図 本発明の一実施の形態の基板の下受け方法の説明図

符号の説明

２ 搬送路
３ 基板
１２ 下受け装置
１２ａ 下受けユニット
１３ ピン装着ベース
１３ａ 装着孔
１５ 下受けピン
１６ 補助装着ベース
１６ａ 補助装着孔
１７ 下受けピン
１８ 連結ピン
１９ 補助用下受け治具

Claims (4)

1. 基板を下面側から支持する基板の下受け装置において、
   クランパにより基板の両端がクランプされたときに前記クランパの間に配置され、下受けピンを装着することにより下受け範囲として基板の一部を支持するピン装着ベースと、
   前記ピン装着ベースを配置できない下受け範囲以外の部位において基板の他の一部を下受けする補助用下受け治具とを備え、
   前記補助用下受け治具は、前記下受け範囲以外の部位において基板の他の一部を下面側から支持する補助下受けピンと、前記補助下受けピンが装着される補助装着ベースと、前記補助装着ベースを前記ピン装着ベースに対して着脱自在に固定する補助ベース装着手段とを有することを特徴とする基板の下受け装置。
2. 前記補助下受けピンは樹脂製の可撓下受けピンであることを特徴とする請求項１記載の基板の下受け装置。
3. 前記下受け範囲以外の部位が、基板位置決め用のストッパ機構が配設されているために前記ピン装着ベースを配置することができない部位であることを特徴とする請求項１又は２記載の基板の下受け装置。
4. 前記下受け範囲以外の部位が、部品実装位置における基板の有無を検出するための基板検出センサが配設されているために前記ピン装着ベースを配置することができない部位であることを特徴とする請求項１又は２記載の基板の下受け装置。

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