JPS6052099A - 部品の自動実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はフラットパッケージ型ＩＣ（以下、ＦＩＯと称
す）などの部品の自動実装装置に関する。

背景技術 ＦＩＯをプリント基板上に実装する場合、先ずプリント
基板の実装位置にクリーム半田を塗布し、次いでその上
にＦＩＯを塔載して半田の粘着力で仮固定した後、半田
を加熱溶融し固化させて半田付は固定するようにしてい
る。

従来、これらの作業は夫々別工程でピンセットや半田ゴ
テなどを用いて手作業により、あるいは各工程毎に単能
機を用いて行うようにしていた。

そのため、作業工数が多くなりかつ、その都度各工程毎
に手作業によりＦＩＯを位置出ししなければならず、連
続した作業が行えなかった。しかも、手作業であるため
、作業に時間と労力を要し、作業がやっかいで効率が力
、く作業性に欠ｉる欠点があった。その上、トータルの
工程時間が長くなるため、部品実装に要する処理速度も
遅く処理能力の点で問題があった。

更に、ＦＴＣのプリント基板への位置出しもやっかいで
あり、再現性に乏しいと共に、精度も得られなかった。

発明の開示 本発明は、ＦＴＣなどの部品のプリント基板への搭載仮
付けおよび半田付は固定が単一の装置で連続して自動的
に行えるようにし、部品実装工程の処理速度を速め、処
理能力を向上し作業性を高めることを目的とする。

この目的は、部品塔載位置と該部品のリードの半田付は
位置間をプリント基板を載置して往動又は復動可能に設
けられた移動テーブルと、前記部品塔載位置上方に前記
載置されたプリント基板と対向するように配設され、前
記部品を保持して降階で、前記プリン］・基板が前記テ
ーブルの往動により前記半田利は位置に送り込才れたと
き、その直上方に位置するように配設され、かつ前記テ
ーブルの往動に連係して前記基板」−に降下すると共に
、該降下により前記リードに圧接されるヘッドを有し、
該圧接により前記早目１を加熱溶融させる加熱手段とを
主たる構成要素とすることによって達成できる。

本発明によれば、ＦＴＣ等の部品のプリント基板への塔
載仮付け、その半ＥＴｌ付けによる固定が単一の装置で
連続して自動的に行えるだめ、部品実装の処理速度を従
来に比べて大幅に向上させることができる。１〜たがっ
て、部品実装工程を簡素化し得ると共に、作業効率も向
上し、作業性が一段と良くなる。更に、部品の位置出し
も装置を一度セットするだけで自動的に行えるだめ、再
現性を持って精度良く行える。

発明を実施するだめの最良の形態 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第１図は本発明に係る部品実装装置の全体構成を示すも
ので、本装置は機台゛１０と、機台１０の上面に設けた
ベースプレート１１上に長手方向に沿って往動又は復動
可能に設けられたテーブル２０と、機台１０の上部前面
寄りに配設された部品塔載手段３０と、その後方に配設
されたＦＴＣの半田付は接合を行う加熱手段４０とから
概略構成されている。

ベースプレート１１の上面両側に沿って一対のガイドレ
ール１．２．１２が設けられ、このガイドレール１２．
１．２にテーブル２０の下面両側に設けた各一対のガイ
ドブロック２１．２１が第２図、第８図に示すように機
台１０の長手方向に沿って摺動可能に嵌合ガイドされて
いる。テーブル２０はベースプレーｉ・１１上面の後方
寄り（第１図、第３図の左方）中央に設置されたエアシ
リンダ２２によってＦＴＣのプリント基板への塔載位置
と半田付は位置との間を一定のストロークで往復駆動さ
５− れる。ベースプレー１・１１の前端（第３図の右方端）
中央にテーブル２０を機台１０の前面方向に位置決めす
る位置決め部材２３が設けられている。

部品塔載手段３０はより詳しくは第２図、第３図に示す
ように構成されている。

これらの図において、ベースプレート 面のガイドレール２１．　２１の外側に第２のガイドレ
ール２４．２４が長手方向に沿って設置されている。

ベースプレート１１の前部両側に一対の側枠８１０、３
１０　が相対向して配置されており、この側枠３１０，
８１０　の対向する内壁に設けられた各一対のガイドブ
ロック８］．１，３１１　がガイドレール２４．２４に
摺動可能に嵌合ガイドされている。

側枠８１０，３１０　のベースプレート１１から下方に
突出する端部間に底＄ｉ８］．２が掛は渡されている。

側枠３１０，３］０の間に支持板３１３が横架され、そ
の前面」二、下部に一対のレール３２１。

３２１　が機台１０の幅方向に沿って設けられている。

このレール８２１，８２１　に本体支持枠３３〇６一 の裏面に取付けられたガイドブロック３３１，８３１が
機台１０の幅方向に摺動可能に嵌合されている。

支持枠３３０の裏面のガイドブロック３８１．３８１間
にネジ軸受３３２が設けられ、このネジ軸受３３２に側
枠８１０．８１０の上部間に軸受（図示せず）を介して
支持された送シネジ軸８４０が螺嵌されている。送りネ
ジ軸３４０の一方の側枠３１０から突出する端部に調整
用の・・ンドル３４１が取付けられている。かつ、その
他方の側枠３１０からの突出端に駆動用モータ３４２が
軸結されている。この駆動用モータ３４２の駆動による
送りネジ軸３４０の段目動作により後述する塔載ヘッド
のテーブル２０に対する位置がネジ軸受３３２を介して
機台１０の幅方向に移動調整される。また、ハンドル３
４１の操作により搭載ヘッドが該幅方向に手動によって
微調整される。この調整はＦＩＯのプリント基板への搭
載に先立って予め行われる。

支持枠８８０の前面にスライドブロック３５０が上下に
摺動可能に設けられている。このスライドブロック３５
０の前面下部に取付台３５１が一体に固着されている。

一方、支持枠３３０の両側板上部間に設けた取付プレー
ト３３３上にエアシリンダ８６０が垂直下向きに設置さ
れ、その下方に突出するロッド３６１の端部に上記取付
台３５１が連結されている。

取付台８５１はエアシリンダ８６０の駆動によりスライ
ドブロック３５ｏと一体で支持枠８３０の前面に沿って
上下に摺動するようになっている。

取付台３５１の前面に搭載ヘッドを反転させる反転ユニ
ッｌ−３７０が装着されている。この反転ユニツｌ−８
７０は、例えばロータリアクチュエータから成っており
、そのケース前面に突出する回転！１ＩＩＩ３７１に略
コ字状に形成されたヘッド支持体３８０が取付けられて
いる。このヘッド支持体３８０に部品塔載ヘッド３９が
取付けられている。

すなわち、第４図に示すようにヘッド支持体３８゜の開
口側−辺３８１に４本の支持軸３９１，８９１が上下に
摺動可能に嵌装されており、その一端に搭載ヘッド３９
が取付けられている。支持軸３９１゜３９１　の端部に
抜は止め用のフランジ８９２が形成されている。この支
持軸３９１，８９１　のヘッド支持体−辺８８１と塔載
ヘッド３９との間の外周にコイルバネ３９３が介装され
ておシ、塔載ヘッド３９をヘッド支持体８８０から離間
する方向に付勢している。塔載ヘッド３９は取付基部３
９４と、ヘッド本体３９５とにより２分割可能に構成さ
れている。この搭載ヘッド３９はいわゆるバキュームヘ
ッドから成っており、そのヘッド本体３９５のプリント
基板との対向面にＦＩＯが挿入載置される凹部３９６が
段付形状に形成されている。四部３９６の底部中央にエ
ア吸引孔３９７が穿設されている。このエア吸引孔３９
７は配管系３９８を介して図示しない真空ポンプ等の真
空発生源に接続され、該発生源の駆動にまり四部３９６
の内部を負正にし、ＦＩＣを吸引保持するように々って
いる。

塔載ヘッド３９は装置が停止している間は第４図に示す
ように上向き状態に保持されている。また−、ＦＩＯの
プリント基板への塔載時・に、ＦＩＣが凹部３９６に塔
載され負圧にょシ吸引保持され９− た段階で、反転ユニット３７ｏの駆動により下方に１８
０°の角度で回転し、プリント基板と対向する下向き状
態にセットされる。

一方、加熱手段４ｏは第５図、第６図に示すように構成
されている。

これらの図において、部品塔載手段３ｏの後・方のベー
スプレート１１の両側に一対の側枠４１０゜４１０が相
対向して配設されており、この側枠４１ｏ。

４１０の対向する内壁に設けられた各一対のガイドブロ
ック４１１．４１１　が」二記ガイドレール２４に摺動
可能に嵌合されている。側枠４１ｏ。

４１０のベースプレー）１１がら下方への突出端部間に
底板４１２がａｌけ渡されている。更に、側枠４１０、
４１０　の間に支持板４１３が横架され、その前面上，
下部に一対のレール４１４，４１４　ｄａｍ台ＩＯの幅
方向に沿って設けられている。このレール４１４，、４
１４　に本体取付板４２０の裏面に取付けられたガイド
ブロック４２１，４２１　が摺動可能に嵌合されている
。この取付板４２０の裏面のガイドブロック４２１，／
１２１　の間にネジ軸受４２２１　０− が設けられている。このネジＩＩｔ受４２２に側枠４１
０．４１０の上部間に軸受を介して支持された送シネジ
軸４３０が螺嵌されている。送りネジ軸４３０の一方の
側枠から突出する端部に調整用のハンドル４３１が取付
けられている。がっ、その他方の側枠から突出する端部
に駆動用のモータ４３２が軸結されている。この駆動用
モータ４３２の駆動による送りネジ軸４３０の段目動作
によシ後述するホットラムヘッドが本体ブロックと共に
テーブル２０に対して機台１０の幅方向に移動調整され
る。またホットラムヘッドはハンドル４３１の操作によ
り該幅方向に手動調整される。

上記取付板４２０の前面にホットラムヘッド４６０を支
持する本体ブロック４４０が固定されている。本体ブロ
ック４４０の上面にホットラムヘッド４６０を上昇又は
下降させるエアシリンダ４５０が設置されている。

本体ブロック４４０の下方にホットラムヘッド４６０が
上下動可能に取付けられている。ホットラムヘッド４６
０はエアシリンダ４５０の駆動により支持アーム４７０
を介して一定のストロークで上下方向に往動又は復動さ
れる。更に本体ブロック４４０の上部にバネ機構（図示
せず）を備える緩衝器４８０が設けられており、ホット
ラムヘッド４６０が後述するようにプリント基板上に設
置されたＦＴＯのリードに押当てられた際、その衝撃力
を緩衝すると共に、リードに対するヘッド４６０の圧接
力を一定に保つようになっている。

本体ブロック４４０には加熱用のヒータユニット（図示
せず）が内蔵されており、その通電加熱によシ、ホット
ラムヘッド４６０が加熱されるようになっている。

ホットラムヘッド４６０の下面にＦＩＯのケーシングが
嵌入される凹部４６１が形成されている。

ＦＩＯのリードは凹部４６１の周縁突部４６２でプリン
ト基板面に加圧圧接される。

機台１０のベースプレー１−１１の下方に送りネジ軸５
１０，５２０　が該下方に設けられた軸受５１１゜５１
２および軸受５２１．５２２を介して長手方向に同軸状
に支持されている。

送りネジ軸５１０は部品塔載手段３０を機台１０の長手
方向に移動調整するだめのもので、これに底板３１２の
下面に設けたネジ軸受５１３が螺嵌されている。送りネ
ジ軸５１００機台１０の前面操作パネル１５から突出す
る端部に−・ンドル５１４が取付けられており、その操
作により送りネジ軸５１０が段目操作され、部品塔載手
段３０が機台１０の長手方向に駆動されるようになって
いる。

送りネジ軸５２０は加熱手段４０を機台１０の幅方向に
移動調整するだめのもので、これに底板４１２の下面に
設けたネジ軸受５２３が螺嵌されている。送りネジ軸５
２０の機台後端側に軸受５８１．５８２　によって支持
された操作軸５３０がベベルギヤ５３３，５３４　を介
して互に直交状態に軸結されている。操作軸５３０の機
台１０の一側壁から突出する端部に操作用のノンドル５
３５が取付けられており、その操作によシ送りネジ軸５
２０が操作軸５３０を介して螺回し、加熱手段４０が機
台１０の長手方向に駆動されるようになっている。

１３一 部品塔載手段３０と加熱手段４０とはノンドル５１４、
５８５の操作により機台１０の長手方向に互に独立して
移動できるようになっている。

部品塔載手段３０と加熱手段４０との各側枠３１０．４
１０　の下部に固定片８１５．４１５　が設けられ、こ
れに螺嵌された固定ネジ８１６，４１６　を機台１０の
上面−側に設置したレール１１０にネジ込み押付けるこ
とにより、部品塔載手段３０と加熱手段４０とが機台１
０に固定されるようになっている。

々お、テーブル２０の往復、駆動、反転ユニット３７０
の駆動による塔載ヘッド３９の反転動作およびそのエア
シリンダ３６０の駆動による上昇下降動作、エアシリン
ダ４５０の駆動によるホットラムヘッド４６０の上昇下
降動作などは装置に内蔵された制御回路（図示せず）の
制御により所定の順序にしだがってタイミング良く自動
的に行われる。この制御回路は、例えばマイクロコンピ
ュータ、プログラマブルコントローラなどで構成される
。

１４− 次に以上のように構成された本実施例装置を用いたＦＩ
Ｏのプリント基板への実装動作について説明する。

先ずＦＩＣ塔載位置に所要量のクリーム半田Ｂが塗布さ
れたプリント基板Ａが第７図に示すように部品塔載位置
に停止状態に保持されたテーブル２０上に位置決め設置
される。このとき部品塔載手段３０の塔載ヘッド３９お
よび加熱手段４０のホットラムヘッド４６０は、上記ノ
ンドル操作によりテーブル２０に設置されたプリント基
板Ａの部品塔載位置および該搭載位置に塔載されたＦＩ
Ｏ６００のリード６０１・・・・・・と夫々正しく対応
するようにテーブル２０に対して機台１０の幅方向と長
手方向に予め移動調整され、その位置出しがなされてい
る。したがって、以後ＦＩＯ６００の部品塔載位置への
位置出しが自動的に行われる。そのため、別途手作業な
どでＦＩＯの位置出しを行う必要がなくなる。

プリント基板Ａがテーブル２０上に設置されると、次い
で第７図に示すようにＦＩＯ６００が上向き状態にある
塔載ヘッド３９の凹部３９６に位置決め挿入される。そ
の後、図示しないスタートスイッチを操作すると上記真
空発生源の駆動により四部３９Ｇの内部が負圧に七ツＩ
・され、ＦＴＣ６００が塔載ヘッド８９に吸引保持され
る。次に反転ユニット３７０の１駆動により塔載ヘッド
３９が矢印１００で示すように下方に１８０°の角度で
反転され、プリント基板Ａの部品塔載位置と上下に対向
する下向き状態にセットされる。それと同時にエアシリ
ンダ３６０が駆動され、搭載ヘッド３９が下降し始める
。搭載ヘッド３９が基板面まで下降し、リードａ・・・
を挾んで押当てられると、ＦＩＣ６００は基板上に載置
され、第８図に示すようにそのリード６０１・・・が基
板Ａのランドパターンａ・・・にクリーム半田Ｂを介し
かつその粘着力によって仮固定される。このとき、塔載
ヘッド３９がＩＪ−ドロ０１・・を挾んで基板面に押当
てられると、支持軸８９１，３９１　の外周に介装され
たコイルバネ３９３が圧縮変形する。しだがって、塔載
ヘッド３９の圧着によるリード６０１・・・に加わる衝
撃が緩衝されリード６０１・・・の損傷防止等がなされ
ると共に、その圧着力を常時一定の適度なものに保つこ
とができる。

その後、塔載ヘッド３９がエアシリンダ３６０の駆動に
よシ上昇し、反転ユニツｌ−３７０の駆動により第４図
、第７図の実線で示す如く上向き状態に１８０°の角度
で回動し、元の位置に反転復帰すると、ＦＩＣ６００の
プリント基板Ａへの塔載が終了する。

次いでテーブル２０がエアシリンダ２２の駆動によシ第
８図の矢印１０１で示すように部品塔載手段３０の位置
から機台１０の長手方向に沿ってその後方の加熱手段４
０のところに所定のスト。

−りで往動される。これにより基板Ａ上に塔載されたＦ
ＩＯ６００は第９図に示すように、ホットラムヘッド４
６０の直下方に送り込まれ、該−・ラド４６０に対して
位置決めされる。次いで、エアシリンダ４５０が駆動さ
れ、ホットラムヘッド４６０が第１０図に示すように基
板面まで降下すると、その凹部４６１にＦＩＣ６００の
ケーシングが嵌入１７− されると共に、リード６０１・・・に凹部４６１の周縁
突部４６２が押当てられる。すると、リード６０１・・
・はこの突部４６２によって加圧加熱される。これによ
りクリーム半田Ｂは加熱溶融される。その後、エアシリ
ンダ４５０が上述と反対に駆動され、ホットラムヘッド
４６０が第９図に示すように基板面から上動復帰する。

次いで所要の時間が経過してクリーム半田Ｂが冷却固化
されると、ＦＩＣ６００がプリント基板Ａに半田付は固
定される。

次いでテーブル２０は第９図の矢印１０２で示すように
、エアシリンダ２２の駆動により加熱手段４０の位置か
ら部品塔載手段３０のところまで復動し、位置決め部材
２３によって位置決め停止される。その後、テーブル２
０からプリント基板Ａを取出せば、ＦＩＣ６００の基板
Ａへの実装が完了する。

なお、外形、大きさ等が異なる数種のＦＩＯを基板に塔
載する必要がある場合は、塔載ヘッド３９のヘッド本体
３９５をそれに応じた外形、形状を有するものに適宜取
替え使用すれば良い。

１８− また、ＦＴＣのプリント基板への塔載位置が上述したと
ころと異なる場合は、部品塔載ヘッド３９およびホット
ラムヘッド４６０を上述した手順にしたがってテーブル
２０に対して機台１０の幅方向又は長手方向に夫々移動
調整すれば良い。これにより各ヘッド３９，４６０の位
置調整が簡単に行える。

本実施例によると、ＦＩＣ６００の塔載ヘッド３９への
装着がヘッドの上向き状態で行えるため、凹部３９６へ
の挿入載置が位置ズレなどなく正確にかつ極めて容易に
行える。しかも塔載ヘッド３９の上向き状態でＦＩＯの
吸着保持が行えるだめ、ヘッドからの脱落も確実に防止
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る部品実装装置の全体構成を示す斜
視図、第２図はその部品塔載手段の一例を示す正面断面
図、第３図は第２図の■−■線に沿う断面図、第４図は
その要部斜視図、第５図は本装置に適用される加熱手段
の正面断面図、第６図はそのｌ−１ｆｆ線に沿う断面図
、第７図は本装置によるＦＴＣ塔載手順を示す要部斜視
図、第８図は同じく塔載手順を示す要部断面図、第９図
は本装置によるＦＩＯのリードの加熱動作を説明する要
部斜視図、第１０図は同じく加熱動作を説明する要部断
面図である。 ６００・・・・・・・・・ＦＴＣ（部品）、６０１・・
・・・・・・・リード、 Ａ・・・・・・・・・・・・プリント基板、２０　・・
・・・・・・・テーブル、 Ｂ　・・・・・・・・・・・・（クリーム）半田、４４
０・・・・・・・・・本体ブロック　１３７０・・・・
・・・・・・・・反転ユニット、２２　・・・・・・・
・・・・・　エアシリンダ、１０　・・・・・・・・・
・・・機台、１１　・・・・・・・・・・・・ベースプ
レート、８８２．４２２・・・・・・・・・ネジ軸受、
８４．０．４３０・・・・・・・・・送りネジ軸、５１
０．５２０・・・・・・・・・送りネジ軸、５１１、５
１２．５２１．５２２・・・・・・軸受、５３０・・・
・・・・・・・・・操作軸、５８８．５８４・・・・・
・・・・ベベルギヤ、８４１、４８１．５１４．５８５
・・・・・・・・・　ハンドル。 ２１−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）部品塔載位置と該部品のリードの半田付は位置間
   をプリント基板を載置して往動又は復動可能に設けられ
   た移動テーブルと、前記塔載位置上方に前記載置された
   プリント基板と　対向するように配設され、前記部品を
   保持して降下することにより該部品を前記基板」二に塔
   載仮付けする部品の塔載手段と、前記部品が塔載された
   段階で、前記プリント基板が前記チルプルの往動により
   前記半田付は位置に送り込腫れたとき、前記部品の直上
   方に位置するように配設され、かつ前記テーブルの往動
   に連係して前記基板上に降下すると共に、該降下により
   前記リードに圧接され前記半田を加熱溶融させる加熱手
   段とから成る部品の自動実装装置。
2. （２）前記塔載手段がバキュームヘッドから成る搭載ヘ
   ッドを備え、該搭載ヘッドが反転ユニットの駆動により
   上向き状態から下向き状態にかつその反対に１８０°の
   角度で反転可能に構成されて成る特許請求の範囲第１項
   に記載の部品の自動実装装置。