JP2002064298A - 配線基板保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一の部品レイアウトを備えた配線基板のみ
に通用する専用のバックアップ治具を使用することな
く、一つの配線基板保持装置を多様なレイアウトを備え
た配線基板に対して汎用的に適用することにより、これ
を安定して支持することによって、クリームハンダ印
刷、及び部品搭載作業を効率よく実施することが可能と
なる。 【解決手段】 流体圧力を利用したピン昇降手段２４
と、該ピン昇降手段によって上下動自在に支持され且つ
流体圧力によって所定のストロークの範囲内で夫々独立
して上下動させられるバックアップピン２３と、各バッ
クアップピンが夫々所要の上昇位置に達した時点で上昇
位置を固定するロック機構２５、２６と、を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配線基板上にクリ
ームハンダを印刷したり、実装部品を搭載する作業を実
施する際に、基板の機種の変更に関係なく配線基板を所
定の安定した姿勢に支持することができる配線基板保持
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、配線基板上にクリームハンダ
をスクリーン印刷して表面実装部品を搭載する作業を実
施する際に、配線基板を安定的に水平に支持して作業を
行うために、配線基板保持装置を用いて支持している。
特に、配線基板の両面に部品を表面実装する場合、両面
に部品を実装していない配線基板の片面に対する部品の
実装は、平坦な作業台やベルトコンベア上にて行い得る
が、片面に部品を実装した後の配線基板の他面に部品を
実装する作業は、部品実装済みの片面を平坦な面上に載
置して行うことが困難である。即ち、配線基板の片面に
実装した各部品の高さは一定でないため、配線基板の部
品搭載面を平坦な作業台面上に載置すると、部品未実装
の他面を平坦な姿勢に維持して安定した部品実装作業を
実施することが困難となる。そこで、従来から図２(a)
(b)に示すような配線基板保持装置が提案されている。
まず(a)に示す配線基板保持装置１は、ベース２の上面
に所定の配置で形成した複数のピン嵌合穴３内に、夫々
バックアップピン４の下部を嵌合し、各バックアップピ
ン４の上端部によって配線基板１０の下面（部品１１を
回避した基板面）を支持するものである。各バックアッ
プピン４は、同形状であるため、各ピン嵌合穴３内に下
端部を嵌合したときの上端部の高さ位置は一定である。
このため、部品１１を回避した基板下面に各バックアッ
プピン４の上端部が接するように予め選択した嵌合穴３
内にバックアップピン４を嵌合立設させることにより、
基板下面だけに各バックアップピン４の上端部を接触さ
せて支持するようにしている。このようにバックアップ
ピン４を用いて基板及び部品下面を支持することによ
り、部品未実装の基板上面が水平な姿勢に支持されるこ
ととなり、基板上面にマスクを固定した上でのクリーム
ハンダのスクリーン印刷や、部品搭載作業を安定して実
施することが可能となる。しかし、このタイプの配線基
板保持装置１にあっては、処理対象となる基板の機種が
変更されて、基板の形状や、基板下面の部品１１の配置
が変更する場合には、それに応じてバックアップピン４
の位置を変更する必要がある。このバックアップピン４
の位置変更作業は、配線基板側の部品の位置等に合わせ
て行う必要があるため、大変煩雑な作業であった。

【０００３】次に、図２(b)に示した配線基板保持装置
１は、上面が平坦なベース５上に専用バックアップ治具
６をネジ等７によって固定した構成を有する。専用バッ
クアップ治具６は、所定の部品配列を有した特定機種の
配線基板１０の該部品配列に対応させてレイアウトした
部品嵌合凹所６ａを上面に備えた専用の治具であり、配
線基板１０の部品実装面を治具６の上面に載置したとき
に、各凹所６ａ内に各部品１１が入り込むように予め凹
所６ａの形状、配置を確定させた構成を備えている。こ
のタイプの配線基板保持装置１は、図２(a)に示したバ
ックアップピン４を用いる汎用性タイプとは異なり、特
定の部品配列を有した特定機種の配線基板専用のバック
アップ治具６を使用する為、部品配列等のレイアウトが
異なる異機種の配線基板に対しては使用できない。この
ため、配線基板の機種毎にバックアップ治具６を製作
し、保管しておく必要があり、同じ機種の基板であって
も部品配置等のレイアウトが変更される度にバックアッ
プ治具６を再製作する必要があり、製作手数がかかり、
コストが増大していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、配線基板上にクリームハンダをスクリーン
印刷して表面実装部品を搭載する作業を実施する際に、
配線基板を安定して支持して作業を行うために使用され
る配線基板保持装置において、片面に部品を実装した配
線基板の他面に部品を実装する際に、煩雑な作業を伴わ
ずに、配線基板の機種や搭載部品のレイアウトの変更に
対応して配線基板を安定して水平に支持して、上記作業
を実施することを可能とした配線基板保持装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、請求項１の発明は、流体圧力を利用したピン昇降手
段と、該ピン昇降手段によって上下動自在に支持され且
つ流体圧力によって所定のストロークの範囲内で夫々独
立して上下動させられるバックアップピンと、各バック
アップピンが夫々所要の上昇位置に達した時点で上昇位
置を固定するロック機構と、を備えたことを特徴とす
る。請求項２の発明は、下面のみに電子部品を搭載した
配線基板の電子部品未搭載の上面に接してバックアップ
するために上下動可能に構成された上面ストッパと、該
配線基板の下面及び電子部品下面に上端で当接すべく独
立して上下動可能に支持された複数のバックアップピン
と、各バックアップピンの下部を支持し流体圧力によっ
て各バックアップピンを上下動させるピン昇降手段と、
該ピン昇降手段と上面ストッパとの間に位置して上下動
可能に構成されたロックプレートと、該ロックプレート
とピン昇降手段との間に位置しロックプレートの下降時
にロックプレートとピン昇降手段との間で圧縮されるこ
とにより各バックアップピンの周面に圧接して各バック
アップピンの上下動を停止させる弾性ストッパと、を備
え、前記上面ストッパと、ピン昇降手段の作動によって
上昇付勢された各バックアップピンの上端との間で前記
配線基板を挟圧保持して配線基板を所定の姿勢に保持し
た後で、該ロックプレートを下降させて各弾性ストッパ
を圧縮して各バックアップピンの高さ位置を固定し、各
弾性ストッパの高さ位置を固定した後で、上面ストッパ
を退避させて配線基板の上面に対するクリームハンダ印
刷、或は電子部品実装を行い得るように構成したことを
特徴とする。請求項３の発明は、前記バックアップピン
は、前記ピン昇降手段により許容されるストロークエン
ド位置にて、その上端部にて前記配線基板下面に当接す
ることを特徴とする。請求項４の発明は、前記バックア
ップピンの上端部に弾性部材を配置したことを特徴とす
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
の形態により詳細に説明する。図１は本発明の一実施形
態に係る配線基板保持装置の構成説明図であり、この配
線基板保持装置２１は、配線基板Ｐの上面（部品未搭載
面）に接してこれをバックアップするために上下動可能
に構成された上面ストッパ２２と、該配線基板Ｐの下面
（部品搭載面）に上端２３ａで当接すべく独立して上下
動可能に構成された複数のバックアップピン２３と、各
バックアップピン２３の下部を支持し空気圧、油圧等の
流体圧力によって各バックアップピン２３を上下動させ
るピン昇降手段２４と、該ピン昇降手段２４と上面スト
ッパ２２との間に位置して上下動可能に構成されたロッ
クプレート２５と、該ロックプレート２５とピン昇降手
段２４との間に位置しロックプレート２５の下降時にロ
ックプレート２５とピン昇降手段２４との間で圧縮され
ることにより各バックアップピン２３の周面に圧接して
各バックアップピンの上下動を停止させる弾性ストッパ
２６と、を備える。配線基板Ｐは、表裏両面の配線パタ
ーン上に夫々表面実装用の電子部品３０を搭載するタイ
プであり、配線基板Ｐの片面に対するクリームハンダの
スクリーン印刷作業及び部品実装作業は、図示しない平
坦な作業台等の上に該片面を上向きにした配線基板を載
置した状態で実施することができる。これに対して、片
面上に電子部品３０を実装完了した配線基板Ｐの他面に
クリームハンダの印刷及び部品実装を行う場合には、本
発明の配線基板保持装置２１を用いて未実装面を上向き
且つ水平の姿勢に保持した状態で、部品実装作業が行わ
れる。この際、各バックアップピン２３の上端２３ａに
より配線基板Ｐの下面及び電子部品３０の下面を支持し
つつ、水平に支持されている配線基板上面（未実装面）
に対してクリームハンダ印刷及び部品実装を行うが、各
バックアップピン２３は夫々独立して上下動可能となっ
ているため、電子部品３０を搭載した配線基板下面の段
差を有した形状に追随して各バックアップピン２３の突
出量を個別に異ならせ、配線基板上面を水平な姿勢にす
ることができる。上面ストッパ２２は、支持バー３１に
支持されて図示しない駆動源によって上下動するように
構成され、その下面は配線基板Ｐの部品未搭載面（上
面）の適所に面接触するように構成されている。配線基
板Ｐは、例えば図示しない基板ガイドによってその端縁
を支持されて水平姿勢に保持された状態で、バックアッ
プピン２３と上面ストッパ２２との間に位置決めされ
る。この状態で、上面ストッパ２２を配線基板Ｐの上面
に下降させて上面ストッパ２２の下面を配線基板上面に
接触させる。このように基板ガイドにより外周縁を保持
された配線基板の上面に上面ストッパ２２を予め接触さ
せておくことにより、バックアップピン２３が上昇して
基板下面に接する際に、配線基板を上方へ押し上げた
り、変形させる不具合を防止し、配線基板を水平に保つ
ことができる。なお、上面ストッパは、バックアップピ
ン２３による基板下面の支持が完了した後には、クリー
ムハンダの印刷、部品実装の障害とならないように上方
に退避する。

【０００７】次に、ピン昇降手段２４は、空気圧、或は
油圧によって各バックアップピン２３を夫々独立して昇
降させる手段である。この実施形態では、ピン昇降手段
２４として、圧縮空気を供給するコンプレッサと接続さ
れたエアシリンダを備えたものを想定している。このピ
ン昇降手段２４は、その本体３５の内部に複数の中空部
であるエアシリンダ３６を有し、各エアシリンダ３６内
には各バックアップピン２３の下端部を摺動的に嵌合さ
せる。バックアップピン２３の下端部２３ｂ外径はエア
シリンダ３６の内径と整合して摺動するように寸法、及
び形状を設定されている。また、各エアシリンダ３６の
上端には各バックアップピン２３の外周と気密的に整合
して摺動する摺動穴３７が本体２４の上面まで貫通形成
されている。また、各ピン昇降手段３６の下部には図示
しないエアコンプレッサからの圧縮空気を供給する圧力
供給管３８を接続して各エアシリンダ３６内に空気圧を
導入したり、供給を遮断するように構成している。従っ
て、圧力供給管３７から各エアシリンダ３６内に空気圧
をかけた場合には、各バックアップピン２３は各摺動穴
３７内を上向きに摺動移動して、図１のように各バック
アップピンの上端を配線基板Ｐの下面及び電子部品３０
の下面に当接させて上昇を停止する。この際、配線基板
の下面に当接するバックアップピン２３（図中左端）は
ストロークエンド（バックアップピン下端部２３ｂがエ
アシリンダ３６内の上端部に当接した位置）まで上昇し
て停止した時点で上端を基板下面に当接させる。また、
各電子部品３０の下面に当接するバックアップピン２３
は、図示のように電子部品３０の高さに応じてストロー
クを異ならせた状態で上端を電子部品の下面に当接させ
て停止する。

【０００８】エアシリンダ３６に対するエアーの供給を
遮断し、且つロックプレート２５を上昇させておく（非
ロック状態にしておく）ことにより、各バックアップピ
ンは下降し、最下位置にて停止することはいうまでもな
い。なお、バックアップピン２３は、所要の縦横ピッチ
にて複数本配置され、配線基板の下面等をバランスよく
支持し得るように配慮する。また、バックアップピン２
３の上端部は基板下面及び部品下面を良好に支持し得る
ように十分な面積とする一方で、基板や部品を損傷しな
いように上端部にゴムまたはシリコーン等の弾性材料や
バネ等の弾性部材を固定してもよい。具体的には、例え
ばバックアップピン上端に１ｍｍ程度のストローク幅を
有したスプリング構造を設けることにより、配線基板の
反りや、部品の高さ寸法バラツキを吸収緩和することが
可能となる。なお、バネを用いる場合は、バネの弾性力
によって配線基板Ｐが押し上げられないようバネ係数の
小さいものを使用することが望ましい。ロックプレート
２５は、これと一体化したシリンダシャフト４０を図示
しないエアリンダによって上下動可能に支持されると共
に、各挿通孔２５ａ内に各バックアップピン２３を挿通
させ、この状態でバックアップピン２３に対して相対的
に昇降する。また、挿通孔２５ａの下端部はテーパー状
に凹んだ（或は突起状でもよい）加圧部２５ｂとなって
おり、図示のようにロックプレート２５が本体３５上面
に下降し切った時に、加圧部２５ｂによって弾性ストッ
パ２６を加圧圧縮させて各バックアップピン２３の上下
動を停止させる。弾性ストッパ２６は、例えばゴム等の
弾性材料を環状に成形したものをバックアップピン２３
の外周に嵌合配置したものであり、常時においてはバッ
クアップピン２３の昇降動作の障害となることがない一
方で、ロックプレート２５が下降し切った場合には加圧
部２５ｂによって圧縮変形されて、各バックアップピン
２３の昇降動作をロックする。当然、ロックプレート２
５が上昇して加圧を解除された場合には、再びバックア
ップピン２３に対するロックが解除される。このように
各バックアップピン２３の上端が夫々対応する基板下
面、部品下面に当接した後で、ロックプレート２５を本
体３５の上面に下降させることにより、各バックアップ
ピン２３が当該突出位置に固定される。従って、この時
点で、圧力供給管３８からの空気圧供給路を停止しても
よいし、適度な圧力を加え続けてもよい。なお、ロック
プレート２５及び弾性ストッパ２６は、ロック機構を構
成しているが、このロック機構の構成は、図示のものに
限定される訳ではない。この際、配線基板Ｐの上面は上
面ストッパ２２によって保持されている為、配線基板が
位置ずれを起こしたり、基板ガイドから脱落することが
ない。従って、この状態で上面ストッパ２２を上昇させ
て退避させたとしても配線基板Ｐは各バックアップピン
２３によって安定して支持された状態となり、配線基板
の上面は水平姿勢を維持されている。従って、バックア
ップピン２３のみによって下面を支持された配線基板Ｐ
の上面に対してクリームハンダ印刷、及び部品実装を順
次実行することが可能となる。

【０００９】一枚の配線基板の未実装面に対するクリー
ムハンダ印刷、及び部品実装を終了した後は、基板ガイ
ドによって配線基板Ｐを所要距離上昇させて他のバック
アップピン２３との干渉を避けた上で、各バックアップ
ピン２３の上端から移動させる。続いて、後続の配線基
板（部品レイアウトは先行する配線基板と同一）を処理
する場合には、基板ガイドによって図示の状態に固定さ
れた各バックアップピン２３上に後続の配線基板を載置
させた上で、該処理を実行すればよい。また、同一構造
の配線基板を連続処理する場合に、配線基板を一枚処理
する度にロックプレート２５を上昇させて弾性ストッパ
２６によるバックアップピンのロックを解除しつつ、圧
力供給管３８からの圧力供給を解除することにより、バ
ックアップピン２３を退避させるようにしてもよい。こ
の場合には、バックアップピンが既に下方に退避してい
る為、上面に部品実装を受けた配線基板をそのまま基板
ガイドによって水平方向に移動させることができるた
め、作業効率が高まる。なお、部品レイアウト等の異な
る異種基板に対して部品実装を行う場合には、バックア
ップピン２３による基板下面の支持作業を、上記した手
順にて実行し直す必要があることは勿論であるが、従来
のように手作業にてバックアップピンの位置を変更する
煩雑な作業が一切不要となる為、作業効率が格段と高ま
る。つまり、本発明によれば、部品レイアウト等の異な
る異種基板、改良基板に対しても、本発明の配線基板保
持装置にて対応することができる。

【００１０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、同一の部
品レイアウトを備えた配線基板のみに通用する専用のバ
ックアップ治具を使用することなく、一つの配線基板保
持装置を多様なレイアウトを備えた配線基板に対して汎
用的に適用することにより、これを安定して支持するこ
とによって、クリームハンダ印刷、及び部品搭載作業を
効率よく実施することができる。また、配線基板の機種
変更等に伴って、部品配置等のレイアウトが変更された
場合にも、バックアップピンの配置を変更する煩雑な調
整作業を行うことなく、全てのバックアップピンを同時
に上昇させて基板下面に接触させるだけで、配線基板下
面の凹凸形状に追随した基板支持が可能となる。即ち、
本発明の配線基板保持装置では、空気圧等の流体圧力に
よって上方（基板下面方向）に付勢されるバックアップ
ピンのストロークエンドを配線基板下面の位置に合わ
せ、且つ基板下面の部品に対してはストロークエンド手
前で当接してこれを支持するようにし、更に各バックア
ップピンが基板下面及び部品下面に当接した時点で各バ
ックアッピンの位置をロックするようにしたので、上記
のごとき効果を発揮することができる。更に、バックア
ップピン上端部に、流体圧力によって加圧される荷重に
見合ったバネ力を有する弾性部材、バネ等を配置するこ
とにより、配線基板の変形、部品の存在による凹凸段差
等に追随することができ、これらを吸収することができ
る。このため、安定した支持が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る配線基板保持装置の
構成説明図。

【図２】(a)及び(b)は夫々従来例の説明図。

【符号の説明】

２１ 配線基板保持装置、Ｐ 配線基板、２２ 上面ス
トッパ、２３ バックアップピン、２３ａ 上端、２３
ｂ 下端、２４ ピン昇降手段、２５ ロックプレー
ト、２６ 弾性ストッパ、３０ 電子部品、３１ 支持
バー、３５ 本体、３６ エアシリンダ、３７ 摺動
穴、３８ 圧力供給管。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体圧力を利用したピン昇降手段と、該
   ピン昇降手段によって上下動自在に支持され且つ流体圧
   力によって所定のストロークの範囲内で夫々独立して上
   下動させられるバックアップピンと、各バックアップピ
   ンが夫々所要の上昇位置に達した時点で上昇位置を固定
   するロック機構と、を備えたことを特徴とする配線基板
   保持装置。
2. 【請求項２】 下面のみに電子部品を搭載した配線基板
   の電子部品未搭載の上面に接してバックアップするため
   に上下動可能に構成された上面ストッパと、該配線基板
   の下面及び電子部品下面に上端で当接すべく独立して上
   下動可能に支持された複数のバックアップピンと、各バ
   ックアップピンの下部を支持し流体圧力によって各バッ
   クアップピンを上下動させるピン昇降手段と、該ピン昇
   降手段と上面ストッパとの間に位置して上下動可能に構
   成されたロックプレートと、該ロックプレートとピン昇
   降手段との間に位置しロックプレートの下降時にロック
   プレートとピン昇降手段との間で圧縮されることにより
   各バックアップピンの周面に圧接して各バックアップピ
   ンの上下動を停止させる弾性ストッパと、を備え、前記
   上面ストッパと、ピン昇降手段の作動によって上昇付勢
   された各バックアップピンの上端との間で前記配線基板
   を挟圧保持して配線基板を所定の姿勢に保持した後で、
   該ロックプレートを下降させて各弾性ストッパを圧縮し
   て各バックアップピンの高さ位置を固定し、各弾性スト
   ッパの高さ位置を固定した後で、上面ストッパを退避さ
   せて配線基板の上面に対するクリームハンダ印刷、或は
   電子部品実装を行い得るように構成したことを特徴とす
   る配線基板保持装置。
3. 【請求項３】 前記バックアップピンは、前記ピン昇降
   手段により許容されるストロークエンド位置にて、その
   上端部にて前記配線基板下面に当接することを特徴とす
   る請求項１又は２記載の配線基板保持装置。
4. 【請求項４】 前記バックアップピンの上端部に弾性部
   材を配置したことを特徴とする請求項１、２又は３記載
   の配線基板保持装置。