JP2008066630A - 基板搬送装置及びそれを備えた印刷はんだ検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上の異なる複数箇所で振動を受けやすい構造であっても、かつ基板の種類によって、その振動を受けやすい箇所の位置が変わっても、それらの振動受けやすい箇所の位置に対応して防振対策できる技術を提供することである。
【解決手段】幅方向の両サイドの側板２ａの間隔を可変にされたコンベア２で基板１を搬送する。プラットホーム４は、長さ方向を各側板２の内側に沿うように配置され、かつ支持機構６によりその下部を上下に移動可能に支持されている。そして、片持梁部材５がその一端側が一つのプラットホームの所望の位置に脱着可能に保持され、他端が他のプラットホーム側に延伸し、その上面の所望の位置にプリント基板の一部を下部から支持する支持ピン５ｄを有する。さらに、支持機構又は片持梁部材の少なくとも一方に、基板を弾力性を持って支持できる構成とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、搬送機構で搬送されてきたプリント基板（以下、「基板」と言う。）を検査するために安定に保持する搬送装置、及び安定に保持されている基板の印刷されたはんだ状態を検査する印刷はんだ検査装置に関する。特に、複数種類のプリント基板に対応し、搬送機構上で停止した各プリント基板の振動を抑えて精度良く検査できるようにした技術に係る。

従来、搬送機構上で停止した各プリント基板の振動を抑えて精度良く検査できるようにした技術がある（特許文献１を参照）。また、基板の大きさに応じて、搬送機構の幅を変えられる技術がある（特許文献２を参照）。特許文献１の技術は、ベルトで搬送されて所定の検査位置で停止した基板の二つの辺をクランプ部によりベルトへ押し付け、かつ基板の下側から、第１の弾性体と第１の弾性体の下側に設けられた第１の弾性体より弾性力の低い第２の弾性体とを昇降部により上昇させることにより、第１の弾性体を前記部品面の部品の形状に応じて変形させて押圧させることにより、微少振動を抑圧させて、検査部により検査するという技術であった。

特許文献１の技術によれば、第１の弾性体の大きさによっては、基板を全面的に弾力性持たせて保持することもできるし、第１の弾性体を小さくし、第１の弾性体、第２の弾性体及び昇降部を複数、所有すれば、基板の背面を部分的に複数箇所で保持することもできる。

一方、最近、図８に示すような基板を安定に検査することを要望されるようになってきた。図８は、基板１の上面を示す図で、割り１ｃで囲まれ、電気回路を搭載した（つまり、回路に相当するはんだが印刷された）回路基板個片１ａが、複数存在していることを示す。使用時は、割り１ｃの周囲を切り取って、各回路基板個片１ａが、全部バラバラにされて使用される。小さな回路基板を大量に作成するのに用いられる製造方法である。

図８のような基板１を横にして搬送し、検査位置に停止させると、図８の各個片重心位置１ｄを中心に、それぞれの重みで振動を受けやすくなる傾向がある。このような基板１を上記従来技術で安定に保持して検査しようとする場合、各回路基板個片１ａ毎に対応するのは困難か、又は対応するための装置規模が大きくなりがちである。また、基板１の種類によっては、各回路基板個片１ａの回路、大きさ、位置が異なってくるので、これらに対応して防振対策することがより困難になってくる。

特開２００６−１０８２９３号公報 特開２００５−２８９５５７号公報

本発明の目的は、同一基板上の異なる複数箇所で振動を受けやすい構造であっても、かつ基板の種類によって、その振動を受けやすい箇所の位置が変わっても、それらの振動受けやすい箇所の位置に対応して防振対策できる技術、及び、防振対策をして検査できる技術を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、幅方向の両サイドに側板を有し、該側板の間隔を可変にされ、プリント基板を搬送するコンベアと、長さ方向を前記搬送方向に向けて前記それぞれの側板の内側に沿って配置され下部を支持された二つのプラットホームと、前記各プラットホームの前記下部を上下に移動可能に支持する支持機構と、一端側が前記一つのプラットホームに脱着可能に保持され、他端が他のプラットホーム側に延伸し、その上面に前記プリント基板の一部を下部から支持する支持用突部を有する、複数の片持梁部材と、を備え、前記支持機構又は片持梁部材の少なくとも一方は、前記プリント基板を弾力性を持って支持する構成とした。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記各プラットホームは、その上面に長さ方向に規則的に配された複数の取付孔を有し、
前記片持梁部材は、その前記一端側の下面に前記取付孔に嵌合する取付用突部と、上面に前記延伸方向に複数の支持ピン孔と、一端がいずれかの該支持ピン孔に嵌合し他端が前記プリント基板を支持する前記支持用突部としての支持ピンと、を備えた。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記支持機構は、前記プラットホームの前記下部を支持する弾性部材を有し、前記上下の方向に移動をガイドするガイド機構を備えた。

請求項４に記載の発明は、幅方向の両サイドに側板を有し、該側板の間隔を可変にされ、プリント基板を搬送し、所定検査位置において停止するコンベアと、長さ方向を前記搬送方向に向けて前記それぞれの側板の内側に沿って配置され下部を支持された二つのプラットホームと、前記各プラットホームの前記下部を上下に移動可能に支持する支持機構と、一端側が前記一つのプラットホームに脱着可能に保持され、他端が他のプラットホーム側に延伸し、その上面に検査位置にあるプリント基板の一部を下部から支持する支持用突部を有する、複数の片持梁部材と、を備え、前記支持機構又は片持梁部材の少なくとも一方は、前記プリント基板を弾力性を持って支持する構成を有しており、さらに、前記検査位置にある前記プリント基板に印刷されたはんだの状態を検査する検査部を備えた。

本発明の構成によれば、基板の一部を支える支持用突起部を有する片持梁部材をプラットホームの複数の位置に取付可能にされ、かつ、支持用突起部の位置が異なる片持梁部材を交換可能、又は支持用突起部の位置を可変可能に構成できる。したがって、同一基板上の異なる複数箇所で振動を受けやすい構造であっても、かつ基板の種類によって、その振動を受けやすい箇所の位置が変わっても、それらの位置に対応して配された支持用突起部で支持できるので、振動を受けやすい箇所の位置に対応して防振対策できる。また、そのために安定した検査ができる。さらには、出荷後に、新たな基板についての防振要求があっても、対応できる。

本発明の実施形態について図を用いて説明する。図１は、本発明に係る基板搬送装置の構造を示す図である。図２は、図１の基板搬送装置の一部を搬送方向からみた図で、主に片持梁部材及び支持機構の構造を説明するための図である。図３は、図１の搬送路の中央から左側の側板２ａ側を見た図である。図４は、片持梁部材の変形例を示す図である。図５は、図２の片持梁部材及び支持機構の他の変形例を示す図である。図６は、図１のプラットホームにおける片持梁部材の配列を説明するための図である。図７は、検査部を説明するための図である。

図１で、コンベア２は、対極して配置された２つの側板２ａと、それぞれの側板２ａの上段位に、搬送方向に配置され、基板１の両辺を搭載して搬送する二つの搬送機構２ｃで構成されている。二つの側板２ａは、幅方向ガイド部材２ｂにより、二つの側板２ａの間に形成される搬送路の幅を基板１の幅に応じて可変できる構成にされている。特許文献２の技術を採用しても良い。二つの側板２ａに設けられた搬送機構２ｃは、図１を搬送方向からみた図である図２（図２は、搬送機構２ｃの一つだけ示すが、他も同一である。）、又は図３に示すように、無端のベルト２ｃａをローラ２ｃｂで回転させることにより、基板１を搬送する。搬送は、図７の検査部１００の制御部１０３の指示により、行われ、適切な検査位置（後記するように、センサー１０１の下の位置）に来たところで、停止させられる。ベルト２ｃａの幅は、基板１の辺を載せて搬送できる範囲で、極力狭くされている。基板１の使用有効面積を狭めないようにするためである。

二つの側板２ａの内側（搬送路）に沿って、それぞれプラットホーム４がその長さ方向を搬送方向に向けて備えられている。各プラットホーム４は、図３に示すようにシリンダー７ａで上下に昇降可能にされている（詳細は後記）。各駆動部７ｂは、各シリンダー７ａに送るエアーを調整して昇降可能にしている。

各プラットホーム４の上面には、図１及び図２に示すように片持梁部材５の取付ピン５ｂ（取付用突部）が脱着可能な取付孔４ａが複数規則的に配列されている。片持梁部材５は、搬送路の幅以下の長さを有する枝部材５ａの一端側の下側（図１の下方向）に取付ピン５ｂが設けられ、プラットホーム４の所望の位置の取付孔４ａに差し込んで取付可能にされている。その枝部材５ａの上側（図１の上方向）の表面に、且つ長さ方向に複数の支持ピン５ｄ（支持用突部）が脱着可能な支持ピン孔５ｃが設けられている。

また、各プラットホーム４は、長さ方向の２カ所で、それぞれ、支持機構６によって弾力的に支持されている。つまり、各プラットホーム４は、図２又は図３に示すように、ガイド機構６ａ及びバネ部材６ｂによって、弾性力を持って上方向に付勢されて、支持されている。図３及び図２において、保持台６ａｄがシリンンダー７ａに固定ネジ７ｃで固定され、駆動部７ｂによりエアーで上下に移動可能にされている。保持台６ａｄの下部には、側板２ａに縦方向へ配設されたスライドレール６ａａ上を移動する移動部材６ａｂが固定支柱６ａｃ及び固定ネジ６ａｆで固定されている。保持台６ａｄの上部には、上端がプラットホーム４に設けられたガイド孔４ｂに挿入された支柱６ａｅが設けられ、その周囲であって、保持台６ａｄの上部とプラットホーム４の下部の間にバネ部材６ｂが設けられ、プラットホーム４は、支持台６ａｄに対して、弾力性を持って支持されている。
そして、プラットホーム４の上部には、取付孔４ａに取付ピン５ｂが差し込まれて片持梁部材５が配設され、更にその片持梁部材５の上に基板１を裏から支える支持ピン５ｄが配設されている。
したがって、シリンダー７ａが上下移動すると、プラットホーム４は、スライドレール６ａａにガイドされて上下に移動し、併せて支持ピン５ｄも上下にスムースに移動する。
なお、上記のバネ部材６ｂは、図２（図４でも同じ）では、コイルバネを示しているが、これに限らず、弾力的で柔らかい物質、例えば、スポンジと称される物や発砲ポリウレタン（樹脂）等で構成されても良い。

シリンダー７ａは、基板１が検査位置まで搬送されてくるまで、支持ピン５ｄが、基板１の高さ位置より下側に位置するようプラットホーム４を下げておき、基板１が検査位置まで搬送されて停止した後、プラットホーム４を上昇させ、プラットホーム４に搭載した片持梁部材５の上部の支持ピン５ｄが基板１の裏に当接させる。その当接したときは、バネ部材６ｂがその衝撃を吸収する。プラットホーム４が上昇を停止したときは、支持ピン５ｄが基板１をその裏から弾力性を持って支持する。したがって、基板１を振動等に対して安定に支持できる。

また、図２は、搬送されてきて検査位置にある基板１、支持機構６、片持梁部材５及び支持ピン５ｄの作用関係を示している。図２に示すように、検査位置で停止している基板１は、その上方からクランプ部８で下方に（ベルト２ｃａに）押圧され、基板１の所望の位置の下側で支持ピン５ｄで上方へ付勢されて、支持されている。支持ピン５ｄの位置は、搬送路の幅方向は、片持梁部材５の複数の支持ピン孔５ｃを選択することにより、搬送方向の位置は、片持梁部材５の取付ピン５ｂを取り付けるプラットホーム４の取付孔４ａを選択することにより、決定される。また、支持ピン５ｄの数は、片持梁部材５の使用数、片持梁部材５の１つ当たりの支持ピン５ｄの使用数によって、決定される。したがって、所望の位置で、かつ多くの位置で基板１を安定に支持することができる。

図６は、片持梁部材５を、二つのプラットホームの４のそれぞれから搬送路上に入れ子上に配置した例を示す。このように、基板１の種類に対応して、かつ基板１が図８に示すように安定に支持すべき位置が多く、かつ多様な基板１であっても対応して、支持できる。

次に、上記プラットホーム４及び片持梁部材５等の変形例について説明する。
［第１の変形例］
上記説明では、片持梁部材５に取り付けられる支持ピン５ｄの位置は支持ピン孔５ｃを選ぶことにより搬送路に直交する方向の位置を可変にできたが、支持ピン孔５ｃを無くし、予め支持ピン５ｄの位置が固定で、位置の異なる複数種類の片持梁部材５を準備しておき、基板１に合わせて支持ピン５ｄの位置が所望の位置にある片持梁部材５を選択、採用する構成としても良い（図４の片持ち梁部材１１を参照）。
また、図１におけるプラットホーム４の取付孔４ａの搬送方向に二列を搬送方向に沿った二本の溝としても良い。同様に枝部材５ａ上の支持ピン孔５ｃの列も溝にしても良い。
また、支持ピン５ｄは、上記説明では、差し込みであったが、ネジ込みでも良い（以下の変形例でも同様）。

［第２の変形例］
図４は、図４（Ａ）のプラットホーム１０と図４（Ｂ）の片持梁部材１１の取付関係の変形例を示す。プラットホーム１０及び片持梁部材１１の発明における機能は、それぞれプラットホーム４及び片持梁部材５と同一である。プラットホーム４の上面の取付孔４ａの代わりに、プラットホーム１０の搬送路側のサイドに、かつ搬送方向に複数、片持梁部材１１の差込部１１ａが差し込まれる固定孔１０ａを備えたものである（図４（Ｃ）を参照）。

［第３の変形例］
図５（Ａ）は、図１及び図２の支持ピン５ｄの変形例で、支持ピン１２そのものに弾性をもたせたものである。図５（Ａ）で、支持ピン１２は、外筒１２ｂの内部に外筒から抜けないように内筒１２ａを収容し、その内筒１２ａの底部と外筒１２ｂの底部との間にバネ部材１２ｃを有し、さらに外筒１２ｂの底部を延伸させた差込部１２ｄを有する。そして、その差込部１２ｄが、支持ピン孔５ｃに嵌合する構成とした。したがって、基板１は、バネ部材１２ｃにより付勢された内筒１２ａによって、弾力的に支持される。

この支持ピン１２は、図１及び図２において、そのまま、他の構成を変えることなく、支持ピン５ｄの代わりに用いられてもよい。また、支持ピン１２に弾力性を持たせたことにより、図５（Ｂ）のように図２におけるバネ部材６ｂを無くす構成にすることもできる。

次に、印刷はんだ検査装置について説明する。
図７は、検査部１００により検査する態様を説明する図である。図７の基板１は、上面に印刷はんだされており、センサー１０１が、例えば光を基板１に所定角度で走査しながら照射し、その基板１からの反射光を受光することにより（所謂、三角測定により）、その受光位置に応じた変位を出力する。その変位を受けた測定評価部１０２が変位をデジタルデータに変換して、その変位を基にはんだ箇所のはんだの状態を表す情報（はんだの面積、はんだの体積、はんだブリッジ等）を計算し、予定されている設計値と比較し、はんだ状態の良否判定を行い、その結果を表示する。制御部１０３は、センサー１０１と基板１との相対的な走査を制御し、測定評価部１０２に評価を実行させる。

制御部１０３は、その評価を行う前に、先ず、基板１の搬送、進入が容易になるようシリンダー７ａを制御してプラットホーム４を下げ、かつクランプ部８を制御して上げておく。そして、搬送機構部２ｃに対して基板１を検査位置まで搬送させ、その検査位置で停止させるとともに、クランプ部８を下げ、かつシリンダー７ａを制御して、プラットホーム４を支持ピン５ｄが基板１に略接触するまで押し上げ、その後、停止する。そして、その後、センサー１０１及び測定評価部１０２によって、基板１に印刷されたはんだ状態を評価させる。

制御部１０３の制御に従って、全体の一連の動作の流れを説明する。制御部１０３は、主として、コンピュータとメモリで構成され、下記のような動作手順は、そのメモリに記憶され、コンピュータがそのプログラムを読み出して実行することにより、実施される。以下では、図１及び図７を基に説明する。

（１）予め、検査対象とする基板１の種類又は内部構造に応じて、下から支持する位置を確認し、その位置に応じて、プラットホーム４の所望位置に片持梁部材５を配置し、かつその片持梁部材５の所望位置に支持ピン５ｄを取り付けておく。これらは操作者が行う。
（２）制御部１０３は、クランプ部８を制御してベルト２ｃａの高さから離れた高さに持ち上げ、かつシリンダー７ａを制御してプラットホーム４を下げておく。
（３）制御部１０３は、搬送機構２ｃのローラ２ｃｂを制御して、基板１の検査対象面であるはんだ面を上にして、両辺をベルト上に搭載された基板１を搬送し、基板１が、センサー１０１の下の検査位置まできたとき、搬送を停止させる。

（４）制御部１０３は、クランプ部８を制御して、基板１の両辺を下のベルトに押し付ける。一方、制御部１０３は、シリンダー７ａを制御して、予め決められた距離だけ（基板１に支持ピン５ｄが接触するまでの距離）上昇させる。

（５）支持ピン５ｄで弾力的に基板を押圧して振動を抑え安定に支持している状態で、センサー１０１を相対的に走査させて、検査対象面に形成されたはんだに応じた変位測定を行う。測定評価部１０２に対して、変位測定した測定値を基に、印刷されたはんだの状態を評価させ、表示させる。

（６）評価を終了した時点で、上記（２）の状態に設定し、搬送機構２ｃに対して搬送を再開させて、評価が終了した基板１を次の工程へ搬送させるとともに、新たな基板１を検査位置まで搬送させる。

なお、上記実施形態では、基板１は、部品を搭載していないもので説明したが、部品を下側に備えた場合であっても、部品の高さより長い支持ピン５ｄを使用し、かつ支持ピン５ｄを部品位置から避けて、できるだけ振動の起きやすい位置に近づけて配置することにより、同じように、微少振動を抑圧する効果を有する。

本発明に係る基板搬送装置の構造を示す図である。 図１の基板搬送装置の一部を搬送方向からみた図で、主に片持梁部材及び支持機構の構造を説明するための図である。 図１の搬送路の中央から左側の側板側を見た図である。 片持梁部材の変形例を示す図である。 図２の片持梁部材及び支持機構の他の変形例を示す図である。 図１のプラットホームにおける片持梁部材の配列を説明するための図である。 検査部を説明するための図である。 検査対象とするプリント基板の例を示す図である。

符号の説明

１ 基板、 ２ コンベア、 ２ａ 側板、 ２ｂ 幅方向ガイド部材、
２ｃ 搬送機構、２ｃａ ベルト、 ２ｃｂ ローラ、 ４ プラットホーム、
４ａ 取付孔、 ４ｂ ガイド孔、 ５ 片持梁部材、 ５ａ 枝部材、
５ｂ 取付ピン、 ５ｃ 支持ピン孔、 ５ｄ 支持ピン、 ６ 支持機構、
６ａ ガイド機構、 ６ａａ スライドレール、 ６ａｂ 移動部材、
６ａｃ 固定支柱、 ６ａｄ 保持台、 ６ａｅ 支柱、 ６ａｆ 固定ネジ、
６ｂ バネ部材、 ７ａ シリンダー、７ｂ 駆動部、 ７ｃ 固定ネジ、
８ クランプ部、 １０ プラットホーム、 １１ 片持梁部材、 １２ 支持ピン、
１２ａ 内筒、 １２ｂ 外筒、 １２ｃ バネ部材、 １２ｄ 差込部、
１００ 検査部、１０１ センサー、 １０２ 測定評価部、 １０３ 制御部

Claims (4)

1. 幅方向の両サイドに側板を有し、該側板の間隔を可変にされ、プリント基板を搬送するコンベア（２）と、長さ方向を前記搬送方向に向けて前記それぞれの側板の内側に沿って配置され下部を支持された二つのプラットホーム（４）と、前記各プラットホームの前記下部を上下に移動可能に支持する支持機構（６）と、一端側が前記一つのプラットホームに脱着可能に保持され、他端が他のプラットホーム側に延伸し、その上面に前記プリント基板の一部を下部から支持する支持用突部（５ｄ）を有する、複数の片持梁部材（５）と、を備え、
   前記支持機構又は片持梁部材の少なくとも一方は、前記プリント基板を弾力性を持って支持する構成とされたことを特徴とする基板搬送装置。
2. 前記各プラットホームは、その上面に長さ方向に規則的に配された複数の取付孔（４ａ）を有し、
   前記片持梁部材は、その前記一端側の下面に前記取付孔に嵌合する取付用突部（５ｂ）と、上面に前記延伸方向に複数の支持ピン孔（５ｃ）と、一端がいずれかの該支持ピン孔に嵌合し他端が前記プリント基板を支持する前記支持用突部としての支持ピン（５ｄ）と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
3. 前記支持機構は、前記プラットホームの前記下部を支持する弾性部材（６ｂ）を有し、前記上下の方向に移動をガイドするガイド機構（６ａ）を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の基板搬送装置。
4. 幅方向の両サイドに側板を有し、該側板の間隔を可変にされ、プリント基板を搬送し、所定検査位置において停止するコンベア（２）と、長さ方向を前記搬送方向に向けて前記それぞれの側板の内側に沿って配置され下部を支持された二つのプラットホーム（４）と、前記各プラットホームの前記下部を上下に移動可能に支持する支持機構（６）と、一端側が前記一つのプラットホームに脱着可能に保持され、他端が他のプラットホーム側に延伸し、その上面に検査位置にあるプリント基板の一部を下部から支持する支持用突部を有する、複数の片持梁部材（５）と、を備え、前記支持機構又は片持梁部材の少なくとも一方は、前記プリント基板を弾力性を持って支持する構成を有しており、
   さらに、前記検査位置にある前記プリント基板に印刷されたはんだの状態を検査する検査部（１００）を備えたことを特徴とする印刷はんだ検査装置。

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