JP2002335098A - 電子部品実装用装置における基板の下受け装置および下受けピンモジュールならびに基板の下受け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 段取り替え作業を迅速に行うことができる電
子部品実装用装置における基板の下受け装置および基板
の下受け方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 下面に電子部品Ｐが実装された基板１０
を下受けする電子部品実装用装置における基板の下受け
装置６において、下受けピン２１が垂直姿勢で配設され
た下受けピンモジュール２０を複数組み合わせて下受け
ピンユニット９とし、下受けベース部８ａ上に下受けピ
ンユニット９を複数配列して下受け部を構成する。下受
けピン２１は下受けピンモジュール２０内のスプリング
によって上方に付勢されており、基板１０を下受け部に
対して相対的に押しつけて下受けピン２１の高さを基板
１０の下面形状にならわせた状態で、下受けピン２１の
上下位置を内蔵した位置固定手段によって固定する。こ
れにより、多品種の基板を対象とする場合にあっても段
取り替え作業を迅速に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリーン印刷装
置や電子部品実装装置など電子部品実装用装置において
下受けピンによって基板を下受けする電子部品実装用装
置における基板の下受け装置および下受けピンモジュー
ルならびに基板の下受け方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品が実装される基板には、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
面実装基板がある。この両面実装基板の実装工程では、
まず第１面への実装が行われた後、基板を反転して第２
面へ半田印刷、電子部品搭載およびリフローなどの実装
作業が行われる。この第２面への実装の際には、電子部
品が既に実装された既実装面が下向きとなるため、半田
のスクリーン印刷や部品搭載など基板を位置決めして保
持する必要がある装置においては、この既実装面が下方
から支持される。

【０００３】しかしながら既実装面を下受けする際に
は、既実装部品が障害となって基板下面を面支持するこ
とができないため、既実装部品が存在しない下受け可能
部位を適宜選定し、この位置を基板下受けピンによって
支持する方法が用いられる。従来よりこのような既実装
面の下受けに用いられる下受け装置として、多数のピン
孔が設けられたピンプレートに基板に応じて下受けピン
を配列する方式のものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の下
受け装置では、作業対象の基板が変更される度に、新た
な基板に対応した下受け可能部位にピンを再配置する段
取り替えを行う必要があった。この段取り替えは、ピン
プレートの着脱やピンの挿入作業、さらにはピン挿入後
に実際の既実装基板を用いて行われる下受け状態の確認
など、繁雑で手間を要する作業であるため、この段取り
替えに長時間を要して生産性向上が阻害されるという問
題点があった。

【０００５】そこで本発明は、段取り替え作業を迅速に
行うことができる電子部品実装用装置における基板の下
受け装置および下受けピンモジュールならびに基板の下
受け方法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記載の電子部品
実装用装置における基板の下受け装置は、電子部品実装
用装置において下受けピンにより基板を支持する電子部
品実装用装置における基板の下受け装置であって、下受
けベース部上に前記下受けピンが垂直姿勢で配設された
下受けピンモジュールを複数個配列して構成された下受
け部を備え、前記下受けピンモジュールは、下受けピン
を上下方向に摺動自在に保持する保持体と、この保持体
に保持された下受けピンを上方に付勢する付勢手段と、
下受けピンの上下方向の位置を任意位置において固定す
る位置固定手段とを有する。

【０００７】請求項２記載の電子部品実装用装置におけ
る基板の下受けピンモジュールは、電子部品実装用装置
において下受けピンにより基板を支持する電子部品実装
用装置における基板の下受けピンモジュールであって、
前記下受けピンを上下方向に摺動自在に保持する保持体
と、この保持体に保持された下受けピンを上方に付勢す
る付勢手段と、下受けピンの上下方向の位置を任意位置
において固定する位置固定手段とを有する。

【０００８】請求項３記載の電子部品実装用装置におけ
る基板の下受けピンモジュールは、請求項２記載の電子
部品実装用装置における基板の下受けピンモジュールで
あって、前記位置固定手段は、前記保持体に変位可能に
配設され下受けピンが挿通する挿通孔が形成された制動
板と、この挿通孔を下受けピンに押しつける方向に前記
制動板を変位させる押しつけ手段と、前記挿通孔の下受
けピンに対する押しつけ状態を解除する押しつけ解除手
段とを備えた。

【０００９】請求項４記載の電子部品実装用装置におけ
る基板の下受け方法は、電子部品実装用装置において下
受けピンにより基板を支持する電子部品実装用装置にお
ける基板の下受け方法であって、下受けピンを上下方向
に摺動自在に保持する保持体と、この保持体に保持され
た下受けピンを上方に付勢する付勢手段と、下受けピン
の上下方向の位置を任意位置において固定する位置固定
手段とを有する下受けピンモジュールを複数個下受けベ
ース部に配列して下受け部を構成する工程と、この下受
け部に対して前記基板を相対的に押しつけることにより
前記下受けピンの上下位置を基板の下面形状にならわせ
る工程と、基板の下面形状にならった状態の前記下受け
ピンの位置を前記位置固定手段によって固定する工程と
を含む。

【００１０】本発明によれば、下受けピンを上下方向に
摺動自在に保持する保持体と、保持体に保持された下受
けピンを上方に付勢する付勢手段と、下受けピンの上下
方向の位置を任意位置において固定する位置固定手段と
を有する下受けピンモジュールを下受けベース部に配列
して下受け部を構成し、基板の品種変更に伴う段取り替
え時には、この下受け部に対して基板を上方から押しつ
けて下受けピンを基板の下面形状にならわせた状態で下
受けピンの位置を固定することにより、多品種の基板を
対象とする場合にあっても段取り替え作業を迅速に行う
ことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】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スク
リーン印刷装置の正面図、図２（ａ）は本発明の一実施
の形態の基板の下受け装置の正面図、図２（ｂ）は本発
明の一実施の形態の基板の下受け装置の部分平面図、図
３、図４、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装
用装置における基板の下受けピンモジュールの断面図、
図６、図７、図８は本発明の一実施の形態の基板の下受
け方法における下受け準備作業の説明図である。

【００１２】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用装置であるスクリーン印刷
装置の構造を説明する。図１において、基板位置決め部
１は、Ｙ軸テーブル２およびＸ軸テーブル３よりなる移
動テーブル上にθ軸テーブル４を段積みし、さらにその
上にＺ軸テーブル５を配設して構成されている。Ｚ軸テ
ーブル５上には、電子部品が実装される基板１０を保持
し下受けする下受け装置６が配設されている。下受け装
置６は、Ｚ軸テーブル５に対して昇降可能に設けられた
下受け昇降部８の上面の下受けベース部８ａ（図２参
照）上に、複数の下受けピンユニット９を配列して構成
されている。

【００１３】このスクリーン印刷装置では、片面に既に
電子部品が実装された基板１０を対象として、クリーム
半田の印刷が行われる。図示しない搬送コンベアによっ
て受け取られた基板１０は、下受け装置６によって既実
装面を下受けされた状態で、クランパ７によってその両
側端部をクランプされる。そして基板位置決め部１を駆
動することにより、基板１０をＸ方向およびＹ方向に移
動させてスクリーン印刷時の基板１０の位置を調整する
ことができる。印刷後の基板１０は、図示しない搬出コ
ンベアによって搬出される。

【００１４】基板位置決め部１の上方には、スクリーン
マスク１１が配設されており、スクリーンマスク１１は
ホルダ１１ａにマスクプレート１１ｂを装着して構成さ
れている。基板１０は基板位置決め部１によってマスク
プレート１１ｂに対して位置合わせされ、マスクプレー
ト１１ｂの下方から当接する。スクリーンマスク１１上
には、スキージユニット１３が配設されている。スキー
ジユニット１３は、シリンダ１３ａによって上下駆動さ
れる２つのスキージ１３ｂを備えており、図示しない移
動手段によって水平方向（Ｙ方向）に往復動自在となっ
ている。

【００１５】基板１０がマスクプレート１１ｂの下面に
当接した状態で、マスクプレート１１ｂ上にクリーム半
田を供給し、スキージ１３ｂをマスクプレート１１ｂの
表面に当接させて摺動させることにより、基板１０の表
面にはマスクプレート１１ｂに設けられたパターン孔を
介してクリーム半田が印刷される。

【００１６】また基板位置決め部１の上方には、基板反
り矯正部１４（基板押しつけ手段）が水平方向に進退可
能に配設されている。基板反り矯正部１４は、シリンダ
１４ａによって昇降自在な反り矯正板１４ｂを備えてい
る。反り矯正板１４ｂを基板位置決め部１の上方に移動
させて基板１０に対して下降させた状態で、下受け昇降
部８を上昇させて下受けピンユニット９を基板１０の下
面に押しつけることにより、基板１０の反りを矯正する
ことができるようになっている。

【００１７】次に、図２を参照して基板の下受け装置６
について説明する。図２（ａ）においてＺ軸テーブル５
には、下受け昇降部８が図示しない昇降機構によって昇
降自在に配設されている。下受け昇降部８の上面の下受
けベース部８ａには、複数の下受けピンユニット９が装
着される。下受けピンユニット９は、垂直姿勢で配設さ
れた下受けピン２１を上下動自在に保持し任意のピン高
さの設定が可能な下受けピンモジュール２０を複数個
（本実施の形態では４個）組み合わせたものであり、図
２（ｂ）に示すように、この下受けピンユニット９を基
板１０のサイズや下受け箇所に応じて下受けベース部８
ａ上に配列することにより、基板１０に対応した下受け
部が構成される。もちろん下受けピンモジュール２０を
単体で下受けベース部８ａ上に配列するようにしてもよ
い。

【００１８】次に図３を参照して、下受けピンモジュー
ル２０の構造について説明する。図３において、２２は
下受けピン２１を垂直姿勢で上下方向に摺動自在に保持
する角柱状の保持ブロック（保持体）であり、内部に形
成されたハウジング部２２ａには、ピストン２３が摺動
自在に嵌合している。ピストン２３の中央部に設けられ
た挿通孔２３ａには、中空軸の下受けピン２１が摺動自
在に挿通しており、下受けピン２１の下部はピン保持孔
２２ｅに挿入されている。ピン保持孔２２ｅ内にはスプ
リング２７（付勢手段）が装着されており、スプリング
２７によって下受けピン２１は上方へ付勢される。

【００１９】ピストン２３の外周面および挿通孔２３ａ
の内面には、それぞれハウジング部２２ａの内周との当
接面および下受けピン２１の外周との当接面を密封する
シール部材（図示せず）が装着されており、ハウジング
部２２ａの上部の加圧室２２ｂ内に、側面に設けられた
給気孔２２ｃを介してエア供給源２８から加圧エアを送
給することにより、ピストン２３は加圧力によって下方
に押し下げられる。

【００２０】ピストン２３の下方には、下受けピン２１
が挿通する挿通孔２４ａが設けられた制動板２４が、１
端部をピン２５によって軸支されている。制動板２４の
軸支端の反対側は、スプリング座２２ｄに装着されたス
プリング２６によって矢印方向に付勢されている。挿通
孔２４ａの孔径は下受けピン２１の径よりも幾分大きく
設定されており、制動板２４が水平な状態においては挿
通孔２４ａは下受けピン２１に接触せず（図４参照）、
図３に示すように制動板２４が所定角度傾斜した状態
で、挿通孔２４ａのエッジが下受けピン２１に接触する
ように設定されている。

【００２１】上述のように、スプリング２６によって付
勢された状態では、制動板２４は水平姿勢から傾斜す
る。この結果挿通孔２４ａのエッジが付勢力により下受
けピン２１の外周面に押しつけられて「かじり」を発生
することにより、下受けピン２１の上下方向の位置が任
意位置において固定される。すなわち、挿通孔２４ａが
設けられた制動板２４、スプリング２６は、下受けピン
２１の上下方向の位置を任意位置において固定する位置
固定手段となっている。またスプリング２６は、挿通孔
２４ａを下受けピン２１に対して押しつける押しつけ手
段となっている。

【００２２】そして図４に示すように、給気孔２２ｃか
ら加圧エアを供給することにより加圧室２２ｂ内が加圧
され、ピストン２３は加圧力によって下方に押し下げら
れる。これにより、制動板２４はスプリング２６の付勢
力に抗して押し下げられて水平状態となり、この結果挿
通孔２４ａは下受けピン２１と接触せず、下受けピン２
１の位置固定が解除される。すなわち、ピストン２３、
エア供給源２８は、押しつけ解除手段となっている。

【００２３】保持孔２２ｅには吸引孔２２ｆが設けられ
ており、吸引孔２２ｆから真空吸引源２９によって真空
吸引することにより、下受けピン２１の上端部に開口し
た吸着孔２１ａから真空吸引する。これにより、下受け
ピン２１によって基板１０の下面を下受けする際に基板
１０を吸着保持することができ、基板１０を下受けする
際に、下方から支持するのみならず、基板１０の反りを
吸着力によって矯正することができる。

【００２４】なお、下受けピンモジュールとして、図５
に示すような構成の下受けピンモジュール２０’を用い
てもよい。この例では、図３に示す下受けピンモジュー
ル２０と同様の構成要素を異なる配置で組み合わせてお
り、同様の作用によって下受けピン２１’の上下位置が
固定される。この例では、下受けピン２１’の吸着孔２
１’ａから真空吸引する際に、下受けピン２１’の中間
に設けられた開口２１ｂを介して吸引孔２２’ｆと連通
させるようにしている。

【００２５】このスクリーン印刷装置および下受け装置
は上記のように構成されており、以下スクリーン印刷に
先立って行われる下受け準備作業について、図６、図７
を参照して説明する。まず、下受け対象の基板１０に応
じて、下受けベース部８ａ上に下受けピンユニット９を
配列して下受け部を構成する。ここでは、基板１０のサ
イズ、既実装面の電子部品Ｐの位置に応じて、下受けピ
ンユニット９の数量・配置を決定する（図２参照）。

【００２６】このとき、基板１０の下面において電子部
品Ｐが存在しない特定位置に対応した下受けピンモジュ
ール２０については、下受けピン２１（図６（ａ）にお
いてハッチングを付した下受けピン２１Ａ参照）の上下
位置を固定しておく。この特定位置は基板１０の反り矯
正のための力を作用させる矯正作用点として適当な位置
・数が、基板のサイズ・剛性に応じて適宜決定される。

【００２７】そしてクランパ７によって基板１０を保持
したならば、図６（ａ）に示すように基板反り矯正部１
４（図１）を基板１０上に移動させ、次いで図６（ｂ）
に示すように反り矯正板１４ｂをクランパ７に対して下
降させて押しつける。そしてこの状態で図７（ａ）に示
すように下受け昇降部８を上昇させる。このとき、前述
の特定位置の下受けピン２１Ａ以外の下受けピン２１に
ついては、各下受けピンモジュール２０において加圧室
２２ｂ内に加圧エアを送給し、下受けピン２１の上下位
置固定を解除しておく。

【００２８】下受け昇降部８が上昇すると、各下受けピ
ンユニット９の下受けピン２１の上端部が、基板１０の
下面もしくは電子部品Ｐに当接する。このとき、上下位
置が固定された下受けピン２１Ａが基板１０の下面に当
接することにより、基板１０は押し上げられて反り矯正
板１４ｂに押しつけられる。これにより、基板１０の上
下方向の反りが反り矯正板１４ｂの下面にならって矯正
される。

【００２９】また上下位置固定が解除された各下受けピ
ン２１の上端部は、上昇の過程で電子部品Ｐに当接して
下方に押し込まれ、それぞれの電子部品Ｐの形状になら
った高さで停止する。これにより、各下受けピン２１の
上下位置は基板１０の下面形状にならう。そしてこの状
態で、各下受けピンモジュール２０において加圧エアの
送給を停止する。これにより、制動板２４の挿通孔２４
ａが下受けピン２１に押しつけられ、下受けピン２１の
上下位置が固定される。

【００３０】次いで図７（ｂ）に示すように、反り矯正
板１４ｂを上昇させるとともに、下受け昇降部８を下降
させる。これにより、下受け昇降部８上面の下受けベー
ス部８ａには、対象とする基板１０の既実装面の形状に
ならって各下受けピン２１の高さが設定された下受け部
の準備が完成する。そして後続の基板１０の生産におい
ては、この下受け部により基板下受けを行う。

【００３１】このような任意位置における上下位置の固
定および固定解除が可能な下受けピンモジュール２０を
組み合わせた基板の下受け装置６を用いることにより、
従来必要とされたような、既実装面において電子部品が
存在しない下受け可能部位を基板ごとに選定し各下受け
可能部位に下受けピンを装着する煩雑な下受け準備作業
を行う必要がない。したがって段取り替え作業の効率化
を図ることができるとともに、下受け可能部位の存否に
関係なく適切な支持間隔で下受け位置を設定できること
から、下受け対象の基板１０を適切に保持し作業品質を
向上させることができる。

【００３２】図８は、このような下受け装置をスクリー
ン印刷に用いた場合の例を示している。図８（ａ）は、
図１に示すスクリーン印刷装置において、スクリーンマ
スク１１のマスクプレート１１ｂに、下面に電子部品Ｐ
が実装された基板１０の上面を位置合わせし、前述の下
受け準備作業によって下受けピン２１の高さを基板１０
の下面の形状にならわせた状態を示している。このと
き、下受け昇降部８の下受けベース部８ａ上における下
受けピンユニット９の配列は、基板１０の範囲のみなら
ず基板１０の外側部分にも下受けピン２１が配置される
ような、下受けピン配置となっている。

【００３３】下受け準備作業後の状態においては、基板
１０の範囲外の下受けピン２１は、マスクプレート１１
ｂの下面にならった高さ位置で上下位置が固定される。
これにより、スクリーンマスク１１上でスキージ１３ｂ
を摺動させるスクリーン印刷動作においては、図８
（ｂ）に示すように基板１０のみならず基板１０の周辺
部のマスクプレート１１ｂの下面も下受けピン２１によ
って下方から支持される。

【００３４】このため、スキージングにおいて基板１０
の周辺部に位置するマスクプレート１１ｂが下方に垂れ
ることがない。これによりマスクプレート１１ｂの部分
的な変形に起因するマスクプレート１１ｂと基板１０上
面との密着不良が発生せず、印刷品質を安定させること
ができる。

【００３５】なお上記例では、下受け装置をスクリーン
印刷装置に用いた例を示したが、これ以外にも電子部品
実装装置など、片面に電子部品を実装した後の基板を下
受けする必要がある装置に対して本発明を適用すること
ができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、下受けピンを上下方向
に摺動自在に保持する保持体と、保持体に保持された下
受けピンを上方に付勢する付勢手段と、下受けピンの上
下方向の位置を任意位置において固定する位置固定手段
とを有する下受けピンモジュールを下受けベース部に配
列して下受け部を構成し、基板の品種変更に伴う段取り
替え時には、この下受け部に対して基板を上方から押し
つけて下受けピンを基板の下面形状にならわせた状態で
下受けピンの位置を固定するようにしたので、多品種の
基板を対象として段取り替え作業を迅速に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の
正面図

【図２】（ａ）本発明の一実施の形態の基板の下受け装
置の正面図 （ｂ）本発明の一実施の形態の基板の下受け装置の部分
平面図

【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装用装置に
おける基板の下受けピンモジュールの断面図

【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装用装置に
おける基板の下受けピンモジュールの断面図

【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装用装置に
おける基板の下受けピンモジュールの断面図

【図６】本発明の一実施の形態の基板の下受け方法にお
ける下受け準備作業の説明図

【図７】本発明の一実施の形態の基板の下受け方法にお
ける下受け準備作業の説明図

【図８】本発明の一実施の形態の基板の下受け方法にお
ける下受け準備作業の説明図

【符号の説明】

１ 基板位置決め部 ６ 下受け装置 ８ 下受け昇降部 ８ａ 下受けベース部 ９ 下受けピンユニット １０ 基板 １４ 反り矯正部 ２０ 下受けピンモジュール ２１ 下受けピン ２４ 制動板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮原 清一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2C035 AA06 FA29 FA30 FC07 FD01 FD22 5E313 AA01 AA11 CC07 DD05 DD12 DD13 FF11 5E319 AC01 BB05 CD26 CD45 GG15

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品実装用装置において下受けピンに
   より基板を支持する電子部品実装用装置における基板の
   下受け装置であって、下受けベース部上に前記下受けピ
   ンが垂直姿勢で配設された下受けピンモジュールを複数
   個配列して構成された下受け部を備え、前記下受けピン
   モジュールは、下受けピンを上下方向に摺動自在に保持
   する保持体と、この保持体に保持された下受けピンを上
   方に付勢する付勢手段と、下受けピンの上下方向の位置
   を任意位置において固定する位置固定手段とを有するこ
   とを特徴とする電子部品実装用装置における基板の下受
   け装置。
2. 【請求項２】電子部品実装用装置において下受けピンに
   より基板を支持する電子部品実装用装置における基板の
   下受けピンモジュールであって、前記下受けピンを上下
   方向に摺動自在に保持する保持体と、この保持体に保持
   された下受けピンを上方に付勢する付勢手段と、下受け
   ピンの上下方向の位置を任意位置において固定する位置
   固定手段とを有することを特徴とする電子部品実装用装
   置における基板の下受けピンモジュール。
3. 【請求項３】前記位置固定手段は、前記保持体に変位可
   能に配設され下受けピンが挿通する挿通孔が形成された
   制動板と、この挿通孔を下受けピンに押しつける方向に
   前記制動板を変位させる押しつけ手段と、前記挿通孔の
   下受けピンに対する押しつけ状態を解除する押しつけ解
   除手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載の電子
   部品実装用装置における基板の下受けピンモジュール。
4. 【請求項４】電子部品実装用装置において下受けピンに
   より基板を支持する電子部品実装用装置における基板の
   下受け方法であって、下受けピンを上下方向に摺動自在
   に保持する保持体と、この保持体に保持された下受けピ
   ンを上方に付勢する付勢手段と、下受けピンの上下方向
   の位置を任意位置において固定する位置固定手段とを有
   する下受けピンモジュールを複数個下受けベース部に配
   列して下受け部を構成する工程と、この下受け部に対し
   て前記基板を相対的に押しつけることにより前記下受け
   ピンの上下位置を基板の下面形状にならわせる工程と、
   基板の下面形状にならった状態の前記下受けピンの位置
   を前記位置固定手段によって固定する工程とを含むこと
   を特徴とする電子部品実装用装置における基板の下受け
   方法。