JP2006086338A

JP2006086338A - 電子部品実装装置

Info

Publication number: JP2006086338A
Application number: JP2004269700A
Authority: JP
Inventors: Hirohiko Kishimoto; 浩彦岸本; Daisuke Takahashi; 大輔高橋
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2004-09-16
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2024-09-16
Also published as: JP4499517B2

Abstract

【課題】基板に帯電する電荷を効率良く除去する装置を提供する。
【解決手段】部品搭載位置１８の基板４に対して電子部品を装着する装着ヘッドと、部品搭載位置１８上流側の搬送経路上に配置され、前記基板４に帯電する電荷を除去する除電ユニット２１と、を有する電子部品実装装置において、除電ユニット２１の上流側に配置され、基板４の帯電量を計測する第１表面電位計２０と、第１表面電位計２０からの出力信号に応じて、基板４の搬送速度を制御する制御手段を備える構成とした。
【選択図】図３

Description

この発明は、装着ヘッドにより電子部品を基板に実装する電子部品実装装置に関するものであり、特に、基板に帯電する電荷を効率良く除去する装置に関するものである。

従来より、所定の搬送経路に沿って、部品搭載位置に搬送される基板に対して、その搬送経路の途中に除電装置を設けて、基板に帯電する電荷を除去する装置が提案されている。

特開２００２−２３２１８９（図２）

しかしながら、上記特許文献１の装置は、基板搬送速度が一定のため、帯電量が大きい基板の場合、十分な除電が行われない恐れがあった。十分な除電が行われないと、実装装置と基板の間に電荷が帯電し、一時的に高い電圧の電流が流れ、電子部品が静電破壊されてしまう恐れがある。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、基板に帯電する電荷を効率良く除去する装置に関するものである。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、
搬送経路に沿って、所定の搬送速度で基板を部品搭載位置に搬送する基板搬送ユニット（３）と、
前記部品搭載位置の前記基板に対して電子部品を装着する装着ヘッド（７）と、
前記部品搭載位置上流側の搬送経路上に配置され、前記基板に帯電する電荷を除去する除電ユニット（２１）と、を有する電子部品実装装置において、
前記除電ユニットの上流側に配置され、前記基板の帯電量を計測する第１表面電位計（２０）と、
前記第１表面電位計からの出力信号に応じて、前記基板の搬送速度を制御する制御手段（２５）と、を備える構成とした。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子部品実装装置において、
前記除電ユニットの下流側に配置され、前記基板の帯電量を計測する第２表面電位計（２２）と、
前記第２表面電位計からの出力信号に応じて、前記基板の搬送方向を制御する制御手段と、を備える構成とした。

請求項１記載の発明によれば、第１表面電位計からの出力信号が大きく、基板に帯電する電荷が多い場合、基板搬送速度を遅くする。また、第１表面電位計からの出力信号が小さく、基板に帯電する電荷が少ない場合、基板搬送速度を早くする。このように、基板に帯電する電荷量に応じて、基板搬送速度を制御するので、帯電量が多くても十分に除電でき、基板に帯電する電荷を効率的に除去することができる。

請求項２記載の発明によれば、第２表面電位計からの出力信号が大きい場合、基板搬送方向を逆方向にして、再度基板が除電ユニットを通過するように制御するので、より確実に基板に帯電する電荷を除去することができる。

この発明の第１実施形態を図１から図５に基づいて説明する。
図１は電子部品実装装置の斜視図であり、図２は実装装置の基板搬送ユニットの正面図である。図３は実装装置に設けた表面電位計と除電ユニットの配置を示す説明図である。図４は装置の制御系の構成を示すブロック図であり、図５はフローチャートである。なお、以下の説明において、基板４が水平面を搬送される方向を左右方向と、水平面内で左右方向に直交する方向を前後方向と、水平面に直交する方向を上下方向とする。

基板４に電子部品を実装する電子部品実装装置１は、機枠２の水平一方向（左右方向）に沿って、一対の基板搬送ユニット３が配置されている。この基板搬送ユニット３が配置された、搬送経路に沿って、基板４は搬送される。機枠２上には、前後方向に沿って、基板搬送ユニット３を跨ぐように、一対のＹフレーム８が配置されている。このＹフレーム８の上部には、個別にガイドレール５が固定されている。

一対のガイドレール５の上部には、左右方向に沿って、Ｘフレーム６が配置されている。Ｘフレーム６は、その両端部に、不図示の直動ガイドを有している。この直動ガイドにガイドレール５が係合して、Ｘフレーム６を前後方向に沿って移動自在に支持する。また、Ｙフレーム８には、一対のプーリと、それに巻き掛けられるベルト９が装備されている。そして、Ｙ軸駆動モータ１０の回動に伴い、プーリ、ベルト９を介して、Ｘフレーム６が前後方向に移動する。

Ｘフレーム６の一側面には、不図示のガイドレールが固定されている。このガイドレールの一部を覆うように、装着ヘッド７が配置されている。装着ヘッド７は、不図示の直動ガイドを有している。この直動ガイドにガイドレールが係合して、装着ヘッド７を左右方向に沿って、移動自在に支持している。また、Ｘフレーム７には、不図示の一対のプーリと、それに巻き掛けられるベルトが装備されている。そして、Ｘ軸駆動モータ１１の回動に伴い、プーリ、ベルトを介して、装着ヘッド７が左右方向に移動する。

装着ヘッド７には、吸着ノズル８が備えられている。また、装着ヘッド７は、吸着ノズル８を上下動及び回動させる各駆動部を備えている。また、機枠２の前後方向手前側には、電子部品を供給するテープフィーダ１２が配置されている。

図２に示すように、基板搬送ユニット３は、フレーム１３と、フレーム１３に回動可能に支持された複数の従動プーリ１４と、駆動プーリ１５と、これらプーリに掛け渡される無端ベルト１６と、駆動プーリ１５に連結された不図示の基板搬送モータ３０から構成されている。

基板搬送モータ３０を回動すると、駆動プーリ１５、無端ベルト１６が回動して、基板４を左右方向に搬送する。

図３に示すように、電子部品実装装置１は、左右方向に沿って３つのステーションに分割されている。一対の基板搬送ユニット３は、各ステーション毎に配置されている。そして、左右方向が基板４の搬送経路であり、左側が上流側、右側が下流側である。基板４は、上流側の入口ステーション１７から部品搭載ステーション（部品搭載位置）１８を経て出口ステーション１９に搬送される。

入口ステーション１７には、基板搬送経路に沿って、その上流側から、第１表面電位計２０、除電ユニット２１、第２表面電位計２２が順に配置されている。
第１表面電位計２０は、基板搬送経路に対向するように、装置の機枠上部に固定されている。第１表面電位計２０は、非接触表面電位計で、除電ユニット２１より上流側で、入口ステーション１７を搬送される基板４の静電位を測定する。

第１表面電位計２０の下流側には、除電ユニットとしてイオナイザ２１が配置されている。イオナイザ２１は、基板搬送経路に対向するように、装置の機枠上部に固定されている。イオナイザ２１は、前後方向に沿って細長形状で、基板の前後方向長辺より長い。イオナイザ２１は、内部に備えられた対の電極間に高圧の交流電圧を印可してコロナ放電を発生させ、このコロナ放電によって生じたプラスおよびマイナスイオンを、このイオナイザ２１の下面に設けられた吹き出し孔から吹き出す。吹き出されたイオンは、気流によって基板搬送経路に運ばれて、移動する基板４の表面に当たり、基板４に発生した静電気を中和して除電する。

イオナイザ（除電ユニット）２１の下流側には、第２表面電位計２２が配置されている。第２表面電位計２２は、基板搬送経路に対向するように、装置の機枠上部に固定されている。第２表面電位計２２は、非接触表面電位計で、入口ステーション１７を搬送される基板２０が、イオナイザ２１を通過した後の基板４の静電位を測定する。

基板４は、入口ステーション１７で静電気を除去された後、部品搭載ステーション（部品搭載位置）１８に搬送され、所定位置に保持される。部品搭載ステーション１８にて、装着ヘッド７が電子部品２３を基板４に実装する。実装作業が終了すると、基板４の保持が解除され、基板４は出口ステーション１９に移動する。その後、基板４は次工程の装置に搬出される。

図４は電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図である。
コントローラ（制御手段）２５は、装置全体を制御するマイクロコンピュータとしてのＣＰＵと、ＲＡＭ、ＲＯＭを内蔵している。コントローラ２５には、以下の構成が接続されており、それぞれを制御する。

第１表面電位計２０、第２表面電位計２２は、所定位置での基板４の静電位を計測して、その計測値に基づいて、出力信号をコントローラ２５に出力する。

また、コントローラ２５には、Ｘ軸駆動モータ１１、Ｙ軸駆動モータ１０、基板搬送モータ３０、除電ユニット２１が接続されている。なお、基板搬送モータ３０は、一個のみ記載したが、各ステーション毎に、個別に備えている。

Ｘ軸駆動モータ１１は、装着ヘッド７を左右方向に移動させ、Ｙ軸駆動モータ１０は、装着ヘッド７を前後方向に移動させる。基板搬送モータ３０は、各ステーション毎に、基板４を搬送経路に沿って移動させる駆動源であり、基板４の移動、停止や、搬送速度を制御する。

図５のフローチャートに基づき、第１実施形態の動作を説明する。
なお、以下の動作は制御手段としてのコントローラ２５により実行される。
また、第１表面電位計２０のみ使用した場合を説明する。
最初に、前工程の装置で処理された基板４の搬入を開始する（Ｓ１）。
次に、入口ステーション１７の基板搬送モータ３０を駆動して、基板４を入口ステーション１７の上流側から下流側に向けて搬送する（Ｓ２）。
次に、第１表面電位計２０に対向した計測位置に基板４が到達したかどうかを、図示省略の第１基板位置センサからの信号により判断する。そして、基板４が計測位置に到達した場合、次のステップに進む（Ｓ３）。
次に、第１表面電位計２０で基板４の表面電位を測定する。その測定値に基づいて、第１表面電位計２０は、コントローラ２５に出力信号を出力する（Ｓ４）。

次に、第１表面電位計２０からの出力信号に基づき、入口ステーション１７の基板搬送モータ３０の搬送速度を決定する。この決定には、ＲＯＭに記憶された参照テーブルが利用される。
参照テーブルは、例えば、基板４の表面電位が０〜４０Ｖの場合、基板搬送速度を４００ｍｍ／ｓｅｃに、表面電位が４１〜８０Ｖの場合、基板搬送速度を２００ｍｍ／ｓｅｃに、表面電位が８１〜１２０Ｖの場合基板搬送速度を１００ｍｍ／ｓｅｃに、表面電位が１２１Ｖ以上の場合、基板搬送速度が２０ｍｍ／ｓｅｃになるように設定されている（Ｓ５）。

次に、決められた基板搬送速度に、入口ステーション１７の基板搬送モータ３０の速度を変更する（Ｓ６）。
次に、イオナイザ（除電ユニット）２１の電源を起動する（Ｓ７）。
次に、入口ステーション１７を通過したかどうかを、図示省略の第２基板位置センサからの信号により判断する。そして、基板４が入口ステーション１７を通過した場合、次のステップに進む（Ｓ８）。
次に、イオナイザ２１の電源を遮断する（Ｓ９）。
次に、入口ステーション１７の基板搬送モータ３０の電源を遮断する（Ｓ１０）。
以上で単位基板の除電処理は終了する。

除電処理が終了した基板４は、部品搭載ステーション１８の基板搬送モータ３０により部品搭載位置に移動される。次に、部品搭載ステーション１８で電子部品２３を実装する。実装作業が終了すると、基板４は出口ステーション１９に移動し、その後、基板４は次工程の装置に搬出される。

第１実施形態によれば、除電ユニット２１の上流側で基板の帯電量を計測し、基板に帯電する電荷量に応じて、基板搬送速度を制御している。このため、帯電量が多くても十分に除電でき、基板に帯電する電荷を効率的に除去することができる。

この発明は、上記実施形態に限定されることなく種々変更可能である。
例えば、入口ステーション１７の除電ユニット２１の下流側に設けた、第２表面電位計２２を用いて、基板４の搬送方向を制御することも容易に考えられる。

すなわち、第２表面電位計２２の計測値が予め設定された許容値以内であれば、基板４を部品搭載ステーション１８に向けて移動させるように（正方向）、入口ステーション１７の基板搬送モータ３０を駆動する。そして、基板４を搭載ステーション１８に移動させる。

しかし、第２表面電位計２２の計測値が許容値より大きかった場合、入口ステーション１７の基板搬送モータ３０を逆方向に駆動し、基板搬送方向を逆方向にする。そして、再度基板４が除電ユニット２１の下を通過するように制御して、基板４を再度除電して、基板４に帯電する電荷を除去することも容易に考えられる。
また、第２表面電位計の計測値に基づいて、基板搬送速度を制御することも容易に考えられる。

また、搬送ユニット３は、無端ベルト１６を回転させて、基板を搬送しているが、これに代えて、基板搬送方向にローラを複数配置して、このローラ上に基板を載置して搬送することも容易に考えられる。

また、除電ユニットとしてイオナイザを用いたが、これに代えて、軟Ｘ線を照射してその雰囲気をイオン化させる装置を用いることも容易に考えられる。

さらに、上記実施形態では、参照テーブルを用いて、第１表面電位計２０からの出力信号に基づき、基板搬送モータ３０の搬送速度を算出したが、これに代えて、数式を用いて算出することも容易に考えられる。

第１実施形態の斜視図である。基板搬送ユニットの正面図である。表面電位計と除電ユニットの配置を示す説明図である。装置の制御系の構成を示すブロック図である。フローチャートである。

符号の説明

３・・・基板搬送ユニット
７・・・装着ヘッド
２１・・イオナイザ（除電ユニット）
２５・・コントローラ（制御手段）
２１・・第１表面電位計
２２・・第２表面電位計

Claims

搬送経路に沿って、所定の搬送速度で基板を部品搭載位置に搬送する基板搬送ユニットと、
前記部品搭載位置の前記基板に対して電子部品を装着する装着ヘッドと、
前記部品搭載位置上流側の搬送経路上に配置され、前記基板に帯電する電荷を除去する除電ユニットと、を有する電子部品実装装置において、
前記除電ユニットの上流側に配置され、前記基板の帯電量を計測する第１表面電位計と、
前記第１表面電位計からの出力信号に応じて、前記基板の搬送速度を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする電子部品実装装置。
請求項１記載の電子部品実装装置において、
前記除電ユニットの下流側に配置され、前記基板の帯電量を計測する第２表面電位計と、
前記第２表面電位計からの出力信号に応じて、前記基板の搬送方向を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする電子部品実装装置。