JP2003504896A - 自動実装装置ならびに底部プレートおよび支持ピンにおいて基板を支持するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 構成素子を、十分に支持されていない基板（１）に載着した後の後振動により、しばしば自動実装装置では、既に実装された構成素子がずれてしまう。本発明によれば、基板（１）を、先端（６）と、該先端（６）に相対的にばね支承された脚部（７）とから成る、高さ調節可能な支持ピン（５）によって支持することが提案されている。基板（１）の下面に対する支持ピン（５）の高さ方向での走行の際に、支持ピン（５）が、個々に基板（１）の下面の輪郭に適合する。次いでニューマチック式ブレーキ（１１）によって支持ピン（５）の高さ位置が位置固定される。これにより種々異なるように湾曲された基板（１）は、簡単な装置によって、構成素子の載着時の湾曲を防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、自動実装装置において基板を支持するための方法、ならびに請求項
４の上位概念に記載の形式の自動実装装置において基板を支持するための装置、
ならびに請求項８の上位概念に記載の形式の底部プレート、ならびに請求項９の
上位概念に記載の形式の支持ピンに関する。

【０００２】 基板（特にプリント配線板）に表面実装可能な構成素子（ＳＭＤ構成素子）を
実装する際には、自動実装装置によってＳＭＤ構成素子を供給ユニットから取り
出し、基板上の所定の位置に載置する。基板はこの場合、通常２つの面で緊締さ
れて、自動実装装置の内側の搬送ベルトでに静止している。基板、特にプリント
配線板は、実際には理想的に扁平ではなく、下方または上方に向かって約３ｍｍ
湾曲している。極めて大きく特に薄いプリント配線板は、その自重に基づき主と
して下方に向かってのみたるむ。構成素子は、粘着性の媒体（例えば溶接ペース
ト、接着剤または融剤）に付着し続けるように、所定の載着力によって基板に押
し付けられるので、吸引ピペットは基板を下方に向かって押し、この場合、構成
素子を下方に向かって湾曲させる。所望の載着力および基板の剛性に応じて、撓
みはミリメータの範囲で生じる。機械出力がますます高くなることにより、付加
的に吸引ピペットの載着スピードが、基板が、ハンマで打ったごとく鉛直方向に
振動させられるほど高くなる。この振動は一方では、吸引ピペットによって実装
される構成素子にとって有害である。何故ならば、基板がばね弾性的に上方に向
かって戻ることにより、敏感な構成素子を損傷する恐れのある、制御不能な付加
的な力の衝撃が構成素子に生じるからである。

【０００３】 他方では、接続脚部の微細なパターンを備えた比較的大きな構成素子では、載
着精度に対する影響が不都合である。構成素子は基板が下方に向かってばね弾性
的に撓ませられる際に、粘性のある媒体のプレートへの付着力が、ピペットの吸
引力よりも大きい場合、ピペットによって裂断されてしまう。または、ピペット
吸引力が付着力を超過すると粘性の媒体によっても裂断される。このことは特に
、付着力が弱い媒体（例えば、希薄な溶剤）内に配置された構成素子に当てはま
る。構成素子がこのようにして側方でずれると、基板は不都合にも使用不能にな
り、または後から運転中に故障する恐れがある。

【０００４】 さらに、既に基板に載着された構成素子が、実装時の振動によりずれて、外れ
てしまう危険がある。このようなことは、付着力が弱い媒体上の構成素子または
特に付着面の少ない小幅のまたは高いまたは重たい構成素子の場合に当てはまる
。

【０００５】 従ってこれまでは自動実装装置において、定置の基板支持装置が使用されてい
る。この場合、通常は、垂直に上方に向かって直立する同じ長さの複数の支持ピ
ンが１つの底部プレート上に配置されている。これらの支持ピンは実装過程前に
、支持するために下方からプリント配線板に接近する。しかしながらこのような
支持は、ピンが直接にプリント配線板に接触している場合にしか機能しない。従
ってこれらの支持ピンは、正確に再現可能かつ調整可能な駆動装置によって正確
に、基板にまさに接触するまで高さ方向で走行されなければならない。しかしな
がら、昇降駆動装置の基板載置高さと、全面積にわたる底部プレートの扁平性と
の累積誤差を加えることにより、実際には全く正確ではない。

【０００６】 所定の基板を支持するために、支持ピンを、基板が自由であるような個所に位
置決めしなければならない。ここには構成素子を実装することはできない。何故
ならば支持ピンが構成素子に当接してしまい、損傷させてしまう恐れがあるから
である。このようなことが緊締部の近傍の縁部で行われると、基板が構成素子の
高さ分だけ上方に強制的に押し出され、場合によっては損傷されてしまう。

【０００７】 従って定置の基板支持装置の使用は、未熟かつ特に几帳面なオペレータにとっ
て大きな手間を要する。このことは、１日で例えば３〜１０種の基板を製造しな
ければならない場合、一列の各自動実装装置で支持装置の配置を頻繁に変更しな
ければならず極めて面倒である。

【０００８】 特開平９−１８１４９６号明細書および特開平４−２９３３００号明細書によ
り、高さ変更可能な支持ピンを備えた基板支持装置が公知である。この公知の装
置では個々の支持ピンがばね弾性的に底部プレートの凹部内に位置していて、そ
の高さ位置を全ての支持ピンのために一緒に、支持ピンのための複数の孔を備え
た、互いに相対的に摺動可能に配置された２つのプレートを使用することにより
保証される。底部プレートに設けられた凹部に基づき、この場合、支持ピンの所
定の配置しか実現できない。

【０００９】 特開平２−１９００００号明細書により公知の基板支持装置では、支持ピンが
磁気的なカップリングにより底部プレートに接続されている。支持ピンの高さ方
向調節は開示されていない。

【００１０】 特開平６−２０９１０５号により、基板支持のための、個々に高さ調節可能な
支持ピンが公知である。この場合、個々の支持ピンの位置固定が実現されるよう
なことは開示されていない。

【００１１】 本発明の課題は、特に湾曲した基板のためのフレキシブルな取り扱いに適した
、基板を自動実装装置に支持するための方法および装置を提供することである。

【００１２】 この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴を有する方法および請求項４の
特徴を有した装置および請求項８の特徴を有した底部プレートおよび請求項９の
特徴を有した支持ピンにより解決された。

【００１３】 この場合、支持ピンは底部プレートに取り付けられている。定置の支持ピンと
は異なり、この支持ピンの先端はばね弾性的である。昇降テーブルは、運転中に
底部プレートと支持ピンとともに、基板下面に接触するために必要であるよりも
数ミリメートル高く走行する。これによりピンは相応する超過行程分だけ個々に
ばね弾性的に収縮し、個々の支持ピンは僅かなばね力で基板下面に当接する。こ
の場合、構成素子上に載着されたピンは、それぞれ、さらに構成部分の厚さ分だ
けばね弾性的に収縮する。次のステップでは、支持ピンの、個々に達せられた高
さ位置が、各支持ピンに個々に配属されたニューマチック式ブレーキによって位
置固定される。個々の支持ピンは固有の高さに留まり、これにより基板は自動実
装装置による構成素子の載着時にもはや湾曲されず、振動を生ぜしめない。支持
ピンに個々にニューマチック式ブレーキを装備することにより、支持ピンを底部
プレートにフレキシブルに配置することもできる。

【００１４】 本発明の手段により、プリント配線板がばね弾性的に戻ることによる制御不能
な載着力の問題、吸引ピペットまたは粘着性の媒体による構成素子の裂断による
載着精度の悪化、プリント配線板に既に載着された構成素子のずれが回避される
。本発明による手段により、例えば基板が任意に上方に向かってまたは下方に向
かって湾曲しているような、または個々の支持ピンが基板に載着されている個所
に既に構成素子が実装されている場合のような、または支持装置の製造精度また
は昇降駆動装置の位置精度が悪化される場合のような、またはオペレータが支持
ピンを不適切な個所に配置した場合のような不都合な条件下でも有効である。支
持ピンは、製造交換の際に、異なる位置に位置決めする必要はない。

【００１５】 請求項２の有利な構成によれば、実装終了時に位置固定は解消され、これによ
り支持ピンは、テーブルの下方走行時に再び完全な長さになるようにばね弾性的
に走出される。

【００１６】 請求項５によれば、有利には、底部プレートに固定された複数の支持ピンを一
緒に位置固定してもよい。何故ならば底部プレートが、各ニューマチック式ブレ
ーキの圧縮空気供給のための圧縮空気導管を有しているからである。

【００１７】 請求項６の有利な構成では、支持ピンを底部プレート上に自由に位置決め可能
である。これにより支持ピンの位置が良好に基板特性に適合される。

【００１８】 請求項１１によれば、有利には、場合によっては基板の下面に既に実装された
構成素子を損傷しないように、基板と接触する、前記先端の表面が、ゴムから形
成されている。安定的な支持ピンの簡単な製造は、請求項１２によれば、部材ピ
ンの脚部と先端とを管状に形成することにより保証される。

【００１９】 図１には、上方に向かって湾曲された基板１の概略的な側方図が示されている
。この基板１は基板縁部２で側方の位置固定装置３によって保持される。自動実
装装置における基板１の搬送方向は、通常は図平面に対して垂直に形成されてい
る。基板１を側方で位置固定したあと、昇降テーブル（図示せず）が底部プレー
ト４を上方に向かって走行させる。この底部プレートには、上方に向かって垂直
に突出する複数の支持ピン５が設定されたパターンで配置されている。支持ピン
５はこの場合、個々に高さ調節可能であるので、支持ピン５は基板１の下面の輪
郭に適合する。支持ピン５の個々の高さ調節により、この場合、基板の下面に既
に実装された、例えば右側に第２の支持ピンとして示されているような構成素子
１９も考慮される。

【００２０】 図２には、支持ピン５と底部プレート４との作用形式が横断面で示されている
。支持ピン５はこの場合、先端６と脚部分７とを有している。この先端６と脚部
分７とはスムーズに互いに相対的に摺動可能である。先端６はこの場合、管状に
形成されていて、脚部分７を取り囲んでいる。先端６の上面にはゴム栓８が設け
られている。これにより支持ピン５が基板１に接触する際に、基板１の下面に既
に実装された構成素子１９が損傷されることはない。脚部分７は固定手段９によ
って底部プレート４に固定されている。固定手段９としてはこの場合、例えばね
じ結合部材または別の公知のの固定手段を設けることができる。先端６は脚部分
７にばね１０を介して連結されている。これにより先端６の高さが調節可能であ
る。底部プレート４が、ひいては支持ピン５が高さ方向で走行することによりば
ね１０は、先端６と基板１とが接触した後、押し合わせられる。底部プレート４
がオペレータの操作の通り高さ方向で走行されるならば、支持ピン５のばね１０
全ては個別に押し合わされた状態となる。このような状態で、先端６の高さ位置
が底部プレート４に対して位置固定される。図２にはこのために、エアクッショ
ンとしてのニューマチック式のブレーキ１１が示されている。このブレーキ１１
は圧縮空気によって運転される。このために脚部分７には圧縮空気導管１２が、
底部プレート４には圧縮空気導管１３が設けられていて、これらの圧縮空気導管
は互いに接続されている。圧縮空気リザーバ１４（詳しくは図示せず）は圧縮空
気導管に圧縮空気を供給する。圧縮空気を導入することによりニューマチック式
ブレーキ１１が外方に向かって押され、先端６の位置を脚部分７に対してロック
する。脚部分７における圧縮空気導管１２はこの場合、閉鎖部１６によって閉鎖
されている。当接部１７と、この当接部に属する、脚部分７に設けられた切欠１
８とが、脚部分７に相対的な先端６の可動性を制限する。栓１５によって底部プ
レート４に設けけられた使用されていない孔が閉鎖される。続く実装過程中に圧
縮空気は遮断されこれにより支持ピン５全体がその高さ位置を維持する。これに
より基板がばね弾性的に戻ることによる制御されない載置力は防止され、吸引ピ
ペットにおける構成素子の裂断による載置精度の悪化も回避できる。基板に既に
載着された構成素子の滑脱も減じることができる。

【００２１】 支持ピン５の別の実施例が図３に示されている。支持ピン５は磁石脚部２０に
よって、磁気的な材料から成る底部プレート４上に固定される。これにより支持
ピン５を自由に底部プレート４上に位置決めすることができる。これにより基板
１の形状に良好に適合させることができる。圧縮空気は、支持ピン５に設けられ
た圧縮空気接続部２１とフレキシブルなホース２２とを介して中央の圧縮空気供
給部２３から供給される。

【００２２】 実装過程後には圧縮空気は遮断され、昇降テーブル４が戻される際に支持ピン
５が再びばね弾性的に送出された状態に移行する。次いで基板１は側方でも、も
はや位置固定されず、さらに搬送することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一連の支持ピンによって支持された湾曲した基板を示す概略的な側方図である
。

【図２】 底部プレート上に定置のパターンで位置決めされた本発明による支持ピンを示
す横断面図である。

【図３】 底部プレート上に自由に位置決めされる本発明による支持ピンを示す横断面図
である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年７月１８日（２００１．７．１８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動実装装置において基板（１）を支持するための方法であ
   って、 −基板（１）を所定の実装位置に位置固定し、 −底部プレート（４）に、上方に向かって突出する支持ピン（５）を設け、こ
   の場合、支持ピン（５）の先端（６）を底部プレート（４）に対してばね弾性的
   に支承し、 −底部プレート（４）の支持ピン（５）を下方から、基板（１）の下面に対し
   てばね弾性的に押し付け、 −支持ピン（５）の先端（６）の高さ位置を、支持ピンに個々に対応配置され
   たニューマチック式ブレーキ（１１）によって位置固定することを特徴とする、
   自動実装装置において基板（１）を支持するための方法。
2. 【請求項２】 実装過程後に支持ピン（５）の先端（６）の高さ方向位置の
   位置固定を解消し、底部プレート（４）を下方に向かって動かし、基板（１）の
   位置固定を解除する、請求項１記載の自動実装装置において基板（１）を支持す
   るための方法。
3. 【請求項３】 支持ピン（５）を定置のパターンで底部プレート（４）上に
   配置する、請求項１又は２記載の自動実装装置において基板（１）を支持するた
   めの方法。
4. 【請求項４】 自動実装装置において基板（１）を支持するための装置であ
   って、底部プレート（４）と、該底部プレート（４）に配置された支持ピン（５
   ）とを有した形式のものにおいて、 支持ピン（５）の先端（６）が基板（４）に対してばね弾性的に支承されてい
   て、 支持ピンがそれぞれ、個々の支持ピン（５）の各先端（６）の位置を底部プレ
   ート（４）に対して相対的に位置固定するために、ニューマチック式ブレーキ（
   １１）を有していることを特徴とする、自動実装装置において基板（１）を支持
   するための装置。
5. 【請求項５】 底部プレート（４）が、ニューマチック式ブレーキ（１１）
   への圧縮空気供給のために圧縮空気導管（１３）を有している、請求項４記載の
   自動実装装置において基板（１）を支持するための装置。
6. 【請求項６】 支持ピン（５）が定置のパターンで配置されている、請求項
   ４又は５記載の自動実装装置において基板（１）を支持するための装置。
7. 【請求項７】 支持ピン（５）が磁気的に底部プレート（４）に固定されて
   いて、支持ピンが圧縮空気接続部（２１）を有しており、該圧縮空気接続部（２
   １）がホース（２２）を介して中央の圧縮空気供給部（２３）に接続されている
   、請求項４記載の自動実装装置において基板（１）を支持するための装置。
8. 【請求項８】 所定のパターンで支持ピン（５）を固定するための底部プレ
   ート（４）において、 底部プレート（４）が圧縮空気導管（１３）を有しており、該圧縮空気導管（
   １３）を介して、底部プレート（４）に配置すべき支持ピン（５）に圧縮空気が
   供給されることを特徴とする、所定のパターンで支持ピン（５）を固定するため
   の底部プレート（４）。
9. 【請求項９】 自動実装装置において基板（１）を支持するための支持ピン
   （５）において、 支持ピン（５）の高さ調節可能な先端（６）が、支持ピン（５）の脚部（８）
   に長手方向摺動可能に支承されていて、前記先端（６）が、脚部分（８）の切替
   可能なクランプ装置（１１）によって位置固定可能であることを特徴とする、自
   動実装装置において基板（１）を支持するための支持ピン（５）。
10. 【請求項１０】 クランプ装置（１１）がニューマチック式ブレーキ（１１
    ）として形成されていて、遮断可能な圧縮空気源（１４）に接続されている、請
    求項９記載の自動実装装置において基板（１）を支持するための支持ピン（５）
    。
11. 【請求項１１】 基板（１）と接触する、前記先端（６）の表面が、ゴム（
    ７）から形成されている、請求項９又は１０記載の自動実装装置において基板（
    １）を支持するための支持ピン（５）。
12. 【請求項１２】 脚部分（８）が管状に形成されており、前記先端（６）が
    管状に形成されていて、脚部分（８）を側方で取り囲んでいる、請求項９から１
    １までのいずれか１項記載の自動実装装置において基板（１）を支持するための
    支持ピン（５）。