JP2008091372A - Substrate supporter - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、プリント基板の製造装置(はんだ印刷装置、マウンタなど)や検査装置などにおいて、処理対象の基板を固定状態で支持する(クランプする)ための基板の支持装置に関する。 The present invention relates to a substrate support device for supporting (clamping) a substrate to be processed in a fixed state in a printed circuit board manufacturing apparatus (solder printing apparatus, mounter, etc.), an inspection apparatus, or the like.
この種の基板支持装置は、一般に、基板ステージと、このステージ上のプリント基板(以下、単に「基板」という。)を端縁部で固定支持するクランプ機構とを具備する。クランプ機構は、手動で調整される場合もあるが、エアシリンダ、モータなどの駆動源によりクランプ機構を駆動するものが広く知られている(たとえば特許文献1参照)。 In general, this type of substrate support apparatus includes a substrate stage and a clamp mechanism that fixes and supports a printed circuit board (hereinafter simply referred to as “substrate”) on the stage at an edge. Although the clamp mechanism may be manually adjusted, one that drives the clamp mechanism with a drive source such as an air cylinder or a motor is widely known (see, for example, Patent Document 1).
しかし、駆動源を用いるタイプの装置では、装置が大がかりになる上、駆動源の動作環境の設定(エア設備の準備やモータへの供給電圧の調整など)が必要になり、コストや手間がかかる。一方、クランプ機構を手動で動かすタイプの装置では、基板の位置決めに時間がかかり、作業効率が低下するおそれがある。 However, in a device using a drive source, the device becomes large, and it is necessary to set the operating environment of the drive source (preparation of air equipment, adjustment of the supply voltage to the motor, etc.), which is costly and troublesome. . On the other hand, in an apparatus of a type that manually moves the clamp mechanism, it takes time to position the substrate, which may reduce work efficiency.
この発明は上記の問題点に着目してなされたもので、クランプ用の駆動源を使用することなく、自動的にクランプ状態の設定やクランプ状態の解除を行えるようにすることを課題とする。 The present invention has been made paying attention to the above problems, and it is an object of the present invention to automatically set a clamp state and release a clamp state without using a clamp drive source.
上記の課題を解決する基板支持装置は、プリント基板を支持するための基板ステージが、所定広さの支持部上に、少なくとも特定の一軸に沿って往復動可能に設置され、基板ステージは、基板の端縁部を上下いずれかの方向から押圧して固定するクランプ機構と、自己の変位をクランプ機構に作用させて、クランプ機構により基板が固定される状態(クランプ状態)と固定が解除される状態(非クランプ状態)とを切り換えるスライド機構とを具備する。また支持部には、基板ステージが特定の一軸に沿って移動する間にスライド機構に接触して、この機構を変位させるガイド部が設けられる。 In the substrate support apparatus that solves the above-described problem, a substrate stage for supporting a printed circuit board is installed on a support portion having a predetermined width so as to be able to reciprocate along at least a specific axis. The clamp mechanism that presses and fixes the edge of the substrate from either the upper or lower direction, and the displacement of the self acting on the clamp mechanism, the substrate is fixed by the clamp mechanism (clamped state) and the fixation is released. A slide mechanism that switches between a state (unclamped state). The support portion is provided with a guide portion that contacts the slide mechanism while the substrate stage moves along a specific axis and displaces the mechanism.
上記において、クランプ機構には、たとえば、基板ステージに支持された状態の基板を上方から押さえて固定するクランプ爪が含まれる。また、たとえば、基板を下面側から押し上げる押圧部材を具備する構成としてもよい。 In the above, the clamp mechanism includes, for example, a clamp claw for pressing and fixing the substrate supported by the substrate stage from above. For example, it is good also as a structure which comprises the press member which pushes up a board | substrate from the lower surface side.
基板ステージは、支持対象の基板の直交する2辺のいずれか一方に沿う軸を「特定の一軸」とするのが望ましい。基板ステージは、特定の一軸にでのみ往復動すれば良いが、さらに特定の一軸に直交する軸に沿って往復動するものであってもよい。 In the substrate stage, it is desirable that an axis along one of two orthogonal sides of the substrate to be supported be a “specific axis”. The substrate stage only needs to reciprocate along a specific axis, but may further reciprocate along an axis orthogonal to the specific axis.
上記の構成によれば、基板ステージが特定の一軸に沿って移動し、スライド機構が支持部のガイド部に接触すると、このガイド部の作用によりスライド機構が変位し、さらにその変位によってクランプ機構の状態が切り換えられる。たとえば、非クランプ状態にある基板ステージに基板を設置し、特定の一軸に沿って基板ステージを移動させると、非クランプ状態からクランプ状態に切り換えられる。また、このクランプ状態の基板ステージの移動方向を逆転させて元の位置に戻すと、クランプ状態から非クランプ状態に切り換えられる。 According to the above configuration, when the substrate stage moves along a specific axis and the slide mechanism comes into contact with the guide portion of the support portion, the slide mechanism is displaced by the action of the guide portion. The state is switched. For example, when a substrate is placed on a substrate stage in an unclamped state and the substrate stage is moved along a specific axis, the unclamped state is switched to the clamped state. Further, when the moving direction of the substrate stage in the clamped state is reversed and returned to the original position, the clamped state is switched to the unclamped state.
このように、基板ステージの移動に伴って自動的にクランプ機構の状態を切り換えることができるから、クランプ機構用の駆動源を設ける必要がなくなる。よって、装置の小型化やコストの削減を実現できるとともに、基板の位置決め処理について、従来の駆動源を用いるタイプの装置と同様の効率を確保することができる。 As described above, since the state of the clamp mechanism can be automatically switched with the movement of the substrate stage, it is not necessary to provide a drive source for the clamp mechanism. Therefore, it is possible to reduce the size of the apparatus and reduce the cost, and it is possible to secure the same efficiency as that of a conventional apparatus using a drive source for the substrate positioning process.
上記の基板支持装置の好ましい一態様では、クランプ機構およびスライド機構は、スライド機構がクランプ機構より下方に位置し、かつ両機構が互いに一部を接触させた状態で設けられる。また、スライド機構は、ガイド部に接触することによって基板の一端縁に沿って移動するとともに、この移動中にクランプ機構に接する部分の高さが変化するように構成される。一方、クランプ機構は、スライド機構の接触部分の高さ変化に応じた変位により、クランプ状態と非クランプ状態とが切り換えられるように構成される。 In a preferable aspect of the substrate support apparatus, the clamp mechanism and the slide mechanism are provided in a state where the slide mechanism is positioned below the clamp mechanism and the mechanisms are partially in contact with each other. Further, the slide mechanism is configured to move along one edge of the substrate by contacting the guide portion, and to change the height of the portion in contact with the clamp mechanism during the movement. On the other hand, the clamp mechanism is configured to be switched between a clamped state and an unclamped state by displacement according to a change in height of the contact portion of the slide mechanism.
上記の態様では、基板ステージが特定の一軸に沿って移動すると、スライド機構が、基板の端縁に沿って移動する。この移動に伴ってクランプ機構に接する部分の高さが変化し、その動きによって、クランプ状態と非クランプ状態とが切り換えられる。 In the above aspect, when the substrate stage moves along a specific axis, the slide mechanism moves along the edge of the substrate. Along with this movement, the height of the portion in contact with the clamp mechanism changes, and the movement switches between the clamped state and the unclamped state.
上記の態様に係る基板支持装置は、たとえば、クランプ機構に、基板の一端縁に沿う軸を介して回転可能に支持されたクランプ爪支持部と、このクランプ爪支持部に支持された所定数のクランプ爪と、クランプ爪支持部とスライド機構との間に設けられた上下動機構とを設けた構成のものとなる。また、上下動機構は、スライド機構の移動により接触部分の高さが変化するのに伴って上下動する。さらに、クランプ爪支持部は、上下動機構が上昇したとき、基板に向かう方向に回転してクランプ爪により基板の上を固定し、上下動機構が下降したとき、基板から離れる方向に回転してクランプ爪による固定状態を解除する。 The substrate support apparatus according to the above aspect includes, for example, a clamp claw support portion that is rotatably supported by a clamp mechanism via an axis along one end edge of the substrate, and a predetermined number of supports supported by the clamp claw support portion. The clamp claw and a vertical movement mechanism provided between the clamp claw support portion and the slide mechanism are provided. The vertical movement mechanism moves up and down as the height of the contact portion changes due to the movement of the slide mechanism. Furthermore, when the vertical movement mechanism is raised, the clamp claw support portion rotates in a direction toward the substrate and fixes the top of the substrate with the clamp claw, and when the vertical movement mechanism is lowered, the clamp claw support portion rotates in a direction away from the substrate. Release the clamped claw.
上記構成によれば、非クランプ状態の基板ステージが移動して上下動機構が上昇すると、クランプ爪支持部が基板に向かう方向に回転し、クランプ爪により基板の上面が固定されて、クランプ状態が設定される。またこのクランプ状態下で基板ステージの移動方向が切り換えられて上下動機構が下降すると、クランプ爪支持部が基板から離れる方向に回転し、クランプ爪による固定状態が解除され、クランプ状態から非クランプ状態に切り換えられる。 According to the above configuration, when the substrate stage in the unclamped state moves and the vertical movement mechanism rises, the clamp claw support portion rotates in the direction toward the substrate, the upper surface of the substrate is fixed by the clamp claw, and the clamp state is Is set. Also, when the moving direction of the substrate stage is switched under this clamping condition and the vertical movement mechanism descends, the clamping claw support part rotates away from the substrate, the fixed state by the clamping claw is released, and the clamping state is changed to the non-clamping state Can be switched to.
上記の構成をとる場合には、さらに基板の下面を支持する支持部を、クランプ爪による押圧力に応じて下方に変位し、押圧力が解除されたときに、元の位置に復帰するように構成するのが望ましい。このようにすれば、クランプ爪は、可動範囲のリミット位置まで下がるので、クランプ状態下では、基板の上面の高さを一定にすることができる。 In the case of adopting the above configuration, the support portion that supports the lower surface of the substrate is further displaced downward according to the pressing force by the clamp claw so that when the pressing force is released, it returns to the original position. It is desirable to configure. In this way, the clamp claw is lowered to the limit position of the movable range, so that the height of the upper surface of the substrate can be made constant under the clamped state.
さらに、好ましい態様にかかる基板支持装置では、クランプ機構およびスライド機構は、基板の移動軸である特定の一軸に直交する端縁に対応する位置に設けられる。また、スライド機構には、基板の上記端縁に沿って往復動可能に設けられたスライドフレームと、このスライドフレームのガイド部に対応する部分に連結されたローラとが含まれる。ガイド部は、基板ステージが特定の一軸に沿って移動する間に、この移動方向に直交する方向に沿ってローラを変位させる。このときスライドフレームは、ローラの変位の方向と同じ方向に移動する。 Furthermore, in the substrate support apparatus according to a preferred aspect, the clamp mechanism and the slide mechanism are provided at positions corresponding to the edge perpendicular to a specific axis that is the movement axis of the substrate. The slide mechanism includes a slide frame provided so as to be able to reciprocate along the edge of the substrate, and a roller connected to a portion corresponding to the guide portion of the slide frame. The guide unit displaces the roller along a direction orthogonal to the moving direction while the substrate stage moves along a specific axis. At this time, the slide frame moves in the same direction as the direction of displacement of the roller.
上記構成の基板支持装置によれば、基板ステージが特定の一軸に沿って移動する間に、支持部に設けられたガイド部とスライド機構とが接触することによって、クランプ機構のクランプ状態と非クランプ状態とが切り換えられる。よって、駆動源がなくとも自動的かつ簡単にクランプ機構を動かすことができ、コストの削減や装置の小型化を実現することができる。しかも、駆動源があるタイプの装置と同様に、基板の位置決め処理を効率良く行うことができる。 According to the substrate support apparatus having the above-described configuration, the guide unit provided on the support unit and the slide mechanism come into contact with each other while the substrate stage moves along a specific axis, whereby the clamping state of the clamp mechanism and the non-clamping state. The state is switched. Therefore, the clamp mechanism can be moved automatically and easily without a drive source, and cost reduction and downsizing of the apparatus can be realized. In addition, the substrate positioning process can be performed efficiently, as in a type of apparatus having a drive source.
図1は、この発明が適用された基板検査装置1の構成を示す。
この基板検査装置1は、検査対象の基板を撮像し、生成された画像を処理することにより、部品の実装状態やはんだ付け状態などを自動的に検査するもので、基板支持装置100、上部ケース体101、モニタ102、コントローラ103などにより構成される。
FIG. 1 shows a configuration of a
The
基板支持装置100は、上面開口の筐体104内に基板ステージ10やその移動機構などが組み込まれた構成のもので、所定広さのテーブル106の天板107上に設置される。上部ケース体101は、下面が開口された長手状の箱状体であって、内部には図示しないカメラや光源が収容されており、基板支持装置100の奥寄りの位置に、その横幅方向を横切るように設置される。
The
モニタ102は上部ケース体101の前面の適所に取り付けられる。またコントローラ103は、テーブル106の下部に設けられた支持板109上に設置される。また、テーブル106の天板107の下面には引出板110が取り付けられ、その上に、キーボードやマウスなど、コントローラ103への入力用機器が設置される。
The
このほか、基板支持装置100の上面には、電源ボタン111、スタートボタン112、停止ボタン113、緊急停止ボタン114が設けられる。
In addition, a
この基板検査装置1では、横幅方向をX軸、奥行き方向をY軸として、上部ケース体101内のカメラや光源を、図示しない移動機構によりX軸に沿って往復動させ、基板ステージ10を、Y軸方向に沿って往復動させることにより、基板とカメラとを位置合わせし、撮像を行っている。各移動機構の動作はコントローラ103により制御される。
In this
基板ステージ10には、基板の対向する一対の端縁を固定状態で支持するクランプ機構30が設けられている。基板ステージ10は、検査の開始前には、基板支持装置100の前方側(上部ケース体102により開口部が覆われていない部分)に位置し、検査対象の基板を受け付ける。この後、クランプ機構30が作動して基板が固定されると、コントローラ103の制御に基づき検査が開始される。
The
この実施例では、作業者が手作業により基板ステージ10に基板をセットした後、スタートボタン112を操作することにより、基板ステージ10が移動するとともにクランプ機構30が自動的に作動し、基板を固定するように設計されている。以下、この基板ステージ10やこれを支持する機構について、詳細に説明する。
In this embodiment, after the operator manually sets the substrate on the
なお、各図では、基板支持装置100の前方から後方に向かう方向をY軸の正方向とし、その方向を矢印で示す(ただしY軸が紙面に直交する関係にある図では省略する。)。一方、X軸については、基板支持装置100の前面に向かって右から左に移動する方向をA方向とし、この方向に反転する方向をB方向とし、それぞれの方向を個別に矢印で示す。また、便宜上、A方向を左側、B方向を右側として、各部の左右関係を表す場合もある。また、図中の一点鎖線Sは基板を示す。
In each figure, the direction from the front to the rear of the
基板支持装置100の筐体104内には、基板ステージ10を支持する支持台108(支持部の一態様)が組み込まれている。図2は、この支持台108を上方から見た状態を、図3は、支持台108を前方側から見た状態を、それぞれ示す。
In the
支持台108の右側縁に近い位置には、基板ステージ10の移動機構であるボールねじ機構60が、その軸の長さ方向をY軸に合わせて配備される。ボールねじ機構60には、可動ブロック体61、カップリング63、モータ64などが設けられる。
At a position close to the right edge of the
ボールねじ機構60の左側には、所定距離を隔ててスライドシャフト65が設けられ、さらに支持台108の左側縁に近い位置にはリニアガイド66が設けられる。スライドシャフト65やリニアガイド66も、軸の長さ方向をY軸に合わせて配置される。また、各軸には、それぞれ可動ブロック体67,68が2個ずつ取り付けられている。
A
ボールねじ機構60、スライドシャフト65、リニアガイド66の各可動ブロック体61,67,68は、それぞれ基板ステージ10に連結される。よって、モータ64が回転すると、基板ステージ10は、各可動ブロック体61,67,68とともに、Y軸方向の正方向または負方向に沿って移動する。この移動量や移動の方向は、モータ64の回転数や回転方向に置き換えられて制御される。
The
ボールねじ機構60の右手には、基板ステージ10の位置を検出するためのセンサ69a〜69dが、前方側に3個、後方側に1個、それぞれ設けられている。これらのセンサ69a〜69dは、投受光部が対向する透過式の光電センサであって、ボールねじ60の可動ブロック体61に取り付けられた遮光プレート62が投受光部間に入ったときにオン動作する。前方側の3個のセンサは、Y軸の正方向に沿って、69b,69a,69cの順に並べられており、このうちの中央のセンサ69aがオン状態になったときの基板ステージ10の位置が、ステージの初期位置に設定されている。検査開始前および検査終了後には、基板ステージ10は、必ずこの初期位置に位置決めされる。
The right hand of the
なお、初期位置検出用のセンサ69aの背後に設けられたセンサ69cは、基板ステージ10が初期位置に近づいていることを検出するためのものであり、最前方に配置されたセンサ69aおよび最後方に配置されたセンサ69dは、基板ステージ10がリミット位置に来ていることを検出するためのものである。センサ69bや69dがオンになった場合には、基板ステージ10を緊急停止させるために、ステージへの電源の供給が遮断される。
A sensor 69c provided behind the sensor 69a for detecting the initial position is for detecting that the
上記構成のほか、支持台100の上面には、3個のガイド部51,52,53が設けられる(以下、符号の順に、「第1ガイド部51」「第2ガイド部52」「第3ガイド部53」という。第1ガイド部51は、基板ステージ10の前端部の移動範囲に対応する位置に設けられ、第2、第3のガイド部52,53は、基板ステージ10の後端部の移動範囲に対応する位置に設けられる。これらのガイド部51,52,53の機能については、後で詳細に説明する。
In addition to the above configuration, three
図4は、基板ステージ10の全体構成を示す。この例の基板ステージ10は、前後一対のホルダ部2,3と左右一対のフレーム部4,5とを具備する枠状体であって、内部には、基板Sを設置するための空洞部6が形成されている。各ホルダ部2,3には、それぞれクランプ機構30や、このクランプ機構30の開閉動作を切り換えるためのスライド機構20(図5以下に示す。)が設けられている。
FIG. 4 shows the overall configuration of the
左右のフレーム部4,5は、各ホルダ部2,3の左右端よりも外側に突出している。フレーム部4,5間の距離は、支持台108上のリニアガイド66とスライドシャフト65との距離に対応しており、左側のフレーム部4の底面はリニアガイド66側の可動ブロック体68に、右側のフレーム部5の底面はスライドシャフト65側の可動ブロック体67に、それぞれ連結されている。さらに、右側のフレーム5の上面には、外側に突出する矩形状の突出片7が一体に形成されている。この突出片7は、ボールねじ機構60の可動ブロック体61に連結されている。
The left and
前後のホルダ部2,3のうち、前方のホルダ部2は固定されているが、後方のホルダ部3は、前後にスライド可能に支持されている。さらに、ホルダ部2の左右には、基板Sの左右の端縁を支持するためのガイド片8,9が設けられる。これらのうち、左側のガイド片8は左側のフレーム部4の上面に固定されているが、右側のガイド片9は、ホルダ部2の上面に左右方向に沿って形成された溝部17に取り付けられる。後方のホルダ部3と右側ガイド片9との位置は、基板Sの幅に応じて調整されている。
Of the front and
図5は、前方の固定されたホルダ部2(以下、「固定側ホルダ2」という。)の正面(基板ステージ10の前面に対応する。)の構成を示す。また図6は、固定側ホルダ2を左手側から見た構成を示し、図7は、固定側ホルダ2の背面(空洞部6側の面)を示す。図8−1および図8−2は、固定側ホルダ2のクランプ機構30およびスライド機構20を抜き出して示した斜視図である。図7以外の各図では、基板を支持する前の状態(非クランプ状態)と基板を固定支持した状態(クランプ状態)とを、対比させて示している。
FIG. 5 shows the configuration of the front surface (corresponding to the front surface of the substrate stage 10) of the front fixed holder portion 2 (hereinafter referred to as “fixed
以下、上記図5〜8および前出の図2〜4を用いて、固定側ホルダ2の構成や動作を詳細に説明する。
Hereinafter, the configuration and operation of the fixed-
この実施例の固定側ホルダ2は、垂直に起立するベースフレーム11を有する。ベースフレーム11の背面側には、所定の厚みを有する可動フレーム12が、複数の圧縮バネ14によって下方に変位可能に支持されている(図7参照。)。またこの可動フレーム12の背面の上端部には、薄板状の基板支持プレート13が連続形成されている。この基板支持プレート13は、基板Sの端縁部を下方から支持するためのもので、その上端面は、可動フレーム12の上端面より高くなるように設定されている。
The fixed
ベースフレーム11および可動フレーム12の上には、長尺状の保護ブロック15が配備される。この保護ブロック15は、ベースフレーム11と可動フレーム12との間に立設された一対のレール16(図6,7に示す。)により支持される。また保護ブロック15には、基板Sの右側端縁支持用のガイド片9を取り付けるための溝部17が設けられる。
A long
ベースフレーム11の前面側には、スライドフレーム21を有するスライド機構20が設けられる。このスライドフレーム21は、左右に2本ずつ設けられた水平レール22および左手側に設けられた引っ張りバネ23により、左右に移動可能に支持される。また、スライドフレーム21の左右には、それぞれこのフレーム21の移動範囲を規制するためのストッパ24,25が設けられている。
A
スライドフレーム21の下部には、前方に突出する取付部材26を介してローラ27が取り付けられている(以下、このローラ27を「下部ローラ27」という。)。この下部ローラ27は、回転軸の方向を垂直にして配備されている。
A
図3では、下部ローラ27の位置を、網点パターンにより示している。この図に示すように、下部ローラ27は、支持台108上に設けられた第1ガイド部51の右側面に接触する。
In FIG. 3, the position of the
第1ガイド部51は、図2、図8−2に示すように、前方から後方に向かうほど幅狭になるように、下部ローラ27への接触面が湾曲している。基板ステージ10が初期位置にあるときには、下部ローラ27は、第1ガイド部51の前端部(図2のP1の位置)にある。この後、基板ステージ10がY軸の正方向に沿って移動するのに伴い、下部ローラ27は第1ガイド部51によって、A方向に沿って変位する。すなわち、図2のP1,P2,P3に示す経路を辿ることになる。スライドフレーム21は、この下部ローラ27の変位を受けて、ベースフレーム11上をA方向に沿って移動する。
As shown in FIGS. 2 and 8-2, the
スライドフレーム21の上端縁は、中央部がU字状に切り欠かれており、この切り欠き部分の左右にそれぞれ案内部材28が設けられる。各案内部材28は、断面がL字状の部材であって、上端縁がスライドガイド21より上方に突出している。さらに、この上端縁には、左から右に向かう方向(B方向)を上り方向とする傾斜面29が形成されている。
The upper edge of the
上記の水平レール22、引っ張りバネ23、ストッパ24,25、取付部材26、下部ローラ27、および案内部材28は、スライドフレーム21とともにスライド機構20を構成する。このスライド機構20は、自己の変位をクランプ機構30に作用させて、クランプ状態と非クランプ状態とを切り換える機能を具備する。
The
クランプ機構30は、一対の長尺状のクランプ爪支持ブロック31、クランプ爪支持ブロック31により支持されたクランプ爪32、各クランプ爪支持ブロック31の前面に軸支されたローラ33(以下、「上部ローラ33」という。)などにより構成される。上部ローラ33は上下動機構の一態様である。
The
各クランプ爪支持ブロック31は、スライドフレーム21の上方位置に、A,B方向(基板Sの一端縁に沿う方向)に沿って設けられた軸34を介して回転可能に支持される。また、保護ブロック15と同様に、長手方向がA,B方向に対応づけられており、所定数の圧縮バネ35を介して保護ブロック15に連結されている。
Each clamp
クランプ爪支持ブロック31の上面には、長手方向に延びる溝部36が形成される。クランプ爪32は、この溝部36にネジ37により固定される。なお、図示例では、左側のクランプ爪支持ブロック31に3個のクランプ爪32を、右側のクランプ爪支持ブロック31に2個のクランプ爪32を、それぞれ取り付けているが、クランプ爪32の数や固定位置は、自由に変更することができる。
A
上部ローラ33は、その外周面をスライドフレーム21の案内部材28の傾斜面29に接触させた状態にして設けられる。よって案内部材28がスライドフレーム21とともに左右に移動すると、上部ローラ33に接触する部分の高さが変わるため、上部ローラ33は回転しながら上昇または下降する。
The
また、図6(1)に示すように、上部ローラ33は、傾斜面29の最も低い位置に接触しているときには、前面側が下がった状態になっている。また、上部ローラ33がこのような状態下にあるときは、クランプ爪32が持ち上げられて基板Sから離れた状態(すなわち非クランプ状態)になるように、クランプ爪支持ブロック31の姿勢が調整されている。
As shown in FIG. 6A, when the
上記の状態から案内部材28がA方向に沿って移動すると、上部ローラ33はしだいに持ち上げられ、最終的に回転軸の方向が水平に近い状態になる。クランプ爪支持ブロック31は、この上部ローラ33の動きに合わせて基板Sに向かう方向に軸回転する。これによりクランプ爪32も基板S側に下降する。また、クランプ爪支持ブロック31が保護ブロック15に接近することにより、両者間の圧縮バネ15はさらに圧縮される。
When the
上記構成の固定側ホルダ2では、基板ステージ10が初期位置にあるときは、スライドフレーム21は、引っ張りバネ23により右側のストッパ25に当接した状態で支持されている。このとき、上部ローラ33は、案内部材28の傾斜面29の最も低い位置に接触するので、クランプ爪32は持ち上げられている。すなわち、基板Sは固定されておらず、いわゆる非クランプ状態にある(図5(1)、図6(1)、図8−1を参照。)。また、基板ステージ10が初期位置にあるときは、スライドフレーム21に取り付けられた下部ローラ27は、図2のP1の位置に接触している。
In the fixed
基板ステージ10が初期位置からY軸の正方向に向かって移動すると、下部ローラ27が第1ガイド部51に案内されて、A方向に沿って変位する。この下部ローラ27の変位に伴い、スライドフレーム21およびその上部に取り付けられている案内部材28がA方向に沿って移動し、案内部材28の傾斜面29と上部ローラ33との位置関係が変化する。これにより上部ローラ33が上方に持ち上げられて、クランプ爪支持ブロック31が基板に向かう方向に回転し、クランプ爪32の先端が基板Sの上面に接触する。よって基板Sは、クランプ爪32の先端部と基板支持プレートとに挟持された状態で固定され、いわゆるクランプ状態になる(図5(2)、図6(2)、図8−2を参照。)。
When the
さらにこのとき、クランプ爪32の押圧力により、背面側の基板支持プレート13および可動フレーム12が基板Sの厚みの分だけ下降する。よって、クランプ爪32は、可動範囲のリミット位置まで下りて基板Sを支持する。後記するように、後方のホルダ部3でも同様の状態になるので、クランプ後の基板の上面を、一定の高さ位置で保持することができる。
Furthermore, at this time, the
上記のクランプ状態が成立したとき、下部ローラ27は、図2のP3の位置にある。この後、基板ステージ10がさらにY軸の正方向に沿って進むと、下部ローラ27は第1ガイド部51から離れる。しかし、スライドフレーム21が引っ張りバネ23により左側のストッパ24に当接する位置まで引っ張られ、上部ローラ33が案内部材28の最も高い部分に乗り上げて固定されているので、クランプ状態は維持される。よって図2の矢印Pで示すように、下部ローラ27についても、P3にあるときの位置が保持される。
When the above clamping state is established, the
この後、基板ステージ10の移動方向がY軸の負方向に切り替えられ、初期位置に近づくと、下部ローラ27は再び第1ガイド部51に接触する。今度は、下部ローラ27の位置は、前記したのとは逆に、B方向に沿って(P3,P2,P1の順に)変化するので、スライドフレーム21および案内部材28はB方向に沿って移動し、上部ローラ33が下降する。
Thereafter, the moving direction of the
クランプ爪支持ブロック31は、上部ローラ33の下降と圧縮バネ35の復元力とによって、基板Sから離れる方向に回転する。よって、クランプ爪32も基板から離れ、非クランプ状態に復帰する。
The clamp
図9は、後方の可動式のホルダ部3(以下、「可動側ホルダ3」という。)の正面(基板ステージ10の背面に対応する。)の構成を示す。この図でも、固定側ホルダ2と同様に、クランプ状態と非クランプ状態とを対比させて示す。
FIG. 9 shows the configuration of the front surface (corresponding to the back surface of the substrate stage 10) of the rear movable holder portion 3 (hereinafter referred to as “
なお、可動側ホルダ3の側面および内面側の構成については、固定側ホルダ2とほぼ同様であるため、図示を省略する。また固定側ホルダ2に対応する部材については、固定側ホルダ2の対応部材と同じ符号を付すことにより、説明を省略または簡単にする。また、以下の説明で左右関係を言う場合は、可動側ホルダ3の正面を基準にせず、これまでと同様に、A方向を左側、B方向を右側とする。
The configuration of the side surface and the inner surface side of the
可動側ホルダ3も、固定側ホルダ2と同様に、垂直に起立するベースフレーム11を具備する。また、このベースフレーム11の裏面側に、基板支持プレート13が一体化された可動フレーム12が上下動可能に設けられる点や、上面側に保護ブロック15が設けられる点も、固定側ホルダ2と同様である。ただし、可動側ホルダ3の保護ブロック15には、溝部16は形成されていない。
Similar to the fixed
ベースフレーム11の前面側のスライド機構20や、クランプ機構30も、基本的な構成は固定側ホルダ2と同様である。ただし、可動側ホルダ3の前面は基板ステージ10の背面に対応するため、案内部材28の傾斜面29は、固定側ホルダ2の案内部材28とは上り方向が逆になるように形成される。
The basic structure of the
さらに可動側ホルダ3では、スライドフレーム21の右手側と、右手上部の水平レール22の左端に対向する位置の2箇所に、ストッパ24,25が設けられる。また、スライドフレーム21の左手側には、ロック機構40が設けられる。このロック機構40は、ストッパ25とともに、スライドフレーム21のA方向に沿う移動の範囲を規制し、またクランプ状態の維持や解除に関わる。
Further, in the
ここでロック機構40の詳細な構成について、図12の拡大された正面図を用いて説明する。
このロック機構40には、ベースフレーム11の面に直交する軸に軸支される支持部41、この支持部41の軸に取り付けられたロックレバー42、ロックレバー42の姿勢調整用の引っ張りバネ43などが含まれる。また、支持部41は、ベースフレーム11より下方に突出しており、この突出部分に、軸方向を水平にした回転軸44を介してローラ45が取り付けられる。また、スライドフレーム21側には、ロックレバー42を案内して係止する部材46(以下、「案内係支部46」という。)が設けられる。これら回転軸44,ローラ45、案内係止部46も、ロック機構40に含められる。
Here, the detailed configuration of the
The
ロックレバー42は、先端の爪部42aを下に向け、引っ張りバネ43によって、長さ方向を水平にした状態で支持されている。案内係止部46の上端縁には、案内部材28と同じ方向に傾斜する傾斜面47と上記の爪部42aに対する係合溝48とが連続形成されている。
The
図2に示した第2ガイド部52はスライド機構20の下部ローラ27に、第3ガイド部53はロック機構40のローラ45に、それぞれ接触するように位置が調整されている。第2ガイド部52では、基板ステージ10のY軸の正方向への移動に応じて下部ローラ27がA方向に沿って変位するように、下部ローラ27に接触する左側面が湾曲している。この下部ローラ27の軌跡は、図2に点Q1,Q2,Q3および矢印Qにより示すとおりである。
The position of the
一方、第3ガイド部53は、図10に示すように、中央の平坦面55の前後に、それぞれこの平坦面55に向かう方向を上り方向とする傾斜面54,56が形成された構成のものである。ロック機構40のローラ45は、これらの面54,55,56に順に案内されて、上下動する。このローラ45の上下動とスライドフレーム21の移動とによって、ロックレバー42の爪部42aと案内係止部46との位置関係が変化する。図12の(1)(2)(3)は、このロック機構40の変化の様子を、順を追って示している。
On the other hand, as shown in FIG. 10, the
上記構成の可動側ホルダ3では、基板ステージ10が初期位置にある状態下では、スライドフレーム21は、引っ張りバネ23によってB方向に引っ張られた状態で支持されている。また、このときの上部ローラ33は、案内部材28の最も低い位置に接触しているので、固定側ホルダ2と同様に、クランプ爪32が持ち上がり、基板は非クランプ状態にある。また、このとき下部ローラ27は、図2のQ1の位置にある。
In the
ここで基板ステージ10がY軸の正方向に向かって移動すると、下部ローラ27が、A方向に沿って変位するので、スライドフレーム21もA方向に移動する。この移動に伴い、案内部材28も同様に移動し、固定側フレーム2と同様に上部ローラ33が持ち上げられてクランプ爪支持ブロック31が基板Sに近づく方向に回転する。よってクランプ爪32も基板Sの方に下降し、基板支持プレート13とクランプ爪32との間に基板Sが挟持され、クランプ状態となる。また基板支持プレート13および可動フレーム12は、クランプ爪32の押圧力により下降する。
Here, when the
一方、ロック機構40のロックレバー42は、基板ステージ10が初期位置にあるときは、案内係止部46の左端、すなわち傾斜面47の一番低い位置に接触している。この後、基板ステージ10がY軸の正方向に沿って移動すると、ロック機構40のローラ45が第3ガイド部53に導かれて上昇する。また、スライドフレーム21がしだいにロック機構40に近づいてくるので、ロックレバー42はしだいに傾斜面47の高い位置に接触する(図12(1)(2)参照)。また、ローラ45が第3ガイド部53の平坦面55から傾斜面56に移動して下降したとき、スライドフレーム21がストッパ45に当たって止まるとともに、ロックレバー42の爪部42aが案内係止部46の係合溝48に係合する(図12(3)参照。)。この係合のタイミングは、クランプ状態の成立とほぼ同時になるように、各機構の関係が調整されている。
On the other hand, when the
上記のロックレバー42と案内係止部46との係合により、スライドフレーム21が固定され、上部ローラ33と案内部材28との関係も保持される。よって、下部ローラ27が第2ガイドから離れた後も、クランプ状態が維持される。
The
この後、基板ステージ10の搬送方向がY軸の負方向に切り換えられると、上記とは反対の動きによりロックレバー42の係合が解除され、スライドフレーム21は、引っ張りバネ23の付勢力により元の位置に復帰する。これにより上部ローラ33が下降し、クランプ状態が解除される。
Thereafter, when the transport direction of the
上記したように、固定側ホルダ2、可動側ホルダ3とも、基板ステージ10のY軸に沿う移動に伴うスライド機構20の変位によって、クランプ状態と非クランプ状態とが自動的に切り換えられる。また、クランプ状態下では、基板支持プレート13およびスライドフレーム21が基板の厚み分だけ下降するので、クランプ爪32を可動範囲のリミット位置まで下ろして、その先端部に基板Sの上面を合わせることができ、基板Sを、その厚みに関わらず、上面が一定の高さになるようにして支持することができる。よって、ボールねじ機構60のモータ64以外の駆動源を使用することなく、基板Sを安定して支持し、検査を実行することができる。
As described above, both the fixed
なお、上記の例の基板支持装置100は、クランプ爪32によって基板Sの上面を押圧する構成のものであるが、クランプ機構30はこれに限定されるものではない。たとえば、固定側ホルダ2や可動側ホルダ3の内側に上記と同様のスライド機構20を設けるとともに、その上方に基板を下面側から押し上げる押圧部材を配備し、スライド機構20の左右への移動によって押圧部材を上下動させてもよい。
In addition, although the board |
また、スライド機構やこの機構を変位させるガイド部の構成についても、上記の実施例に限定されるものではない。たとえば図12および図13、または図14に示すような変形例(いずれも固定側ホルダ2側の構成のみを示す。)を考えることができる。
Further, the configuration of the slide mechanism and the guide portion for displacing the mechanism is not limited to the above embodiment. For example, a modified example as shown in FIG. 12 and FIG. 13 or FIG. 14 (all show only the configuration on the fixed
図12および図13に示す第1の変形例では、主要な構成は、最初の実施例と同様である(図示していないが、ガイド部51〜53も同様である。)変更されているのは、スライド機構20の案内部材28がリンク部材71に置き換えられた点と、クランプ機構30の上部ローラ33が固定用ネジ72に置き換えられた点である。リンク部材71は、複数の部材を棒状に連結させたもので、両端部71,71bにはネジ止め用の孔部(図示せず。)が形成されている。
In the first modification shown in FIGS. 12 and 13, the main configuration is the same as that of the first embodiment (not shown, but the
リンク部材71の一端71aは、固定用ネジ72により、クランプ機構30の上部ローラ33と同様の位置に固定され、他端71bは、スライドフレーム21の下端部に固定される(以下、71a,71bを、それぞれ「上端部71a」「下端部71b」という。)。また、下端側71bの固定位置は、スライドフレーム21が最も左に寄っているときに、リンク部材71が垂直状態になるように調整されている。なお、リンク部材71は上記のものに限らず、単一の長尺状の部材を用いてもよい。
One end 71a of the
上記構成においても、基板ステージ10が初期位置にあるときは、スライドフレーム21は最も右寄り(右側ストッパ25に当接している状態)になる。このため、図12(1)、図13(1)に示すように、リンク部材71も、下端部71bが上端部71aより右に寄った傾斜状態になるため、クランプ爪支持ブロック31は、ベースフレーム11側に引き寄せられた状態、すなわち基板Sから離れた状態となる。よって、クランプ爪32も基板Sから離れ、非クランプ状態が設定される。
Also in the above configuration, when the
基板ステージ10が初期位置からY軸の正方向に沿って移動すると、第1実施例と同様に、下部ローラ27がガイド部51によってA方向側に変位し、これに伴ってスライドフレーム21がA方向に沿って移動する。この移動により、リンク部材71の姿勢はしだいに垂直状態に近づくので、クランプ爪支持ブロック31は基板Sに向かう方向に回転する。最終的にスライドフレーム21が左側ストッパ24に当接する位置まで移動して、リンク部材71が垂直になったとき、クランプ爪32が基板Sに接触し、クランプ状態が設定される。また上記と逆の動作により、クランプ状態から非クランプ状態への切り換えが行われる。
When the
図14に示す第2の変形例では、スライドフレーム21を、左右ではなく上下にスライドさせ、その上下方向の変位を、上部ローラ33を介してクランプ爪支持機構31に伝達するようにしている。具体的には、スライド機構20側の下部ローラ27を、水平方向(スライドフレーム21の面に並行な方向)に沿う軸を介して、支持台108上を摺動可能に取り付けるとともに、この下部ローラ27の動きに応じてスライドフレーム21が上下動するように構成する。なお、図中、74は、ベースフレーム11に立設されたレールである。スライドフレーム21は、支持部材75を介して、このレール74上に摺動可能に支持されている。
In the second modification shown in FIG. 14, the
スライドフレーム21の前面の上端位置には、断面L字状のローラ支持部材73が設けられる。このローラ支持部材73は、第1実施例の案内部材28と同様に、上端部がスライドフレーム21よりも突出し、かつクランプ機構30の上部ローラ33に接触している。上部ローラ33は、このローラ支持部材73の上下動に応じて同じ方向に変位する。クランプ爪支持ブロック31(図14では図示せず。)は、上部ローラ33の上下動に応じて、軸34を中心軸として、基板Sに向かう方向または基板Sから遠ざかる方向に回転する。
A
さらに、この実施例の支持台108には、Y軸の正方向に沿って勾配が変化するガイド部76が配備される。図14中のK1は、基板ステージ10が初期位置にあるときに下部ローラ27が置かれる位置を示し、K2は、ガイド部76の勾配変化が終了する地点を示す。この図に示すように、ガイド部の上面は、K1からK2に向けて緩やかに上昇する。さらに、固定側ホルダ2が移動し得る位置まで、K2における高さを維持したまま連続する。
Furthermore, a
基板ステージ10が初期位置にあるときは、図14の(1)に示すように、スライドフレーム21およびローラ支持部材73は立ち下がった状態にある。このため、上部ローラ33は、前面側が下がった状態になって、クランプ爪支持ブロック33は基板Sから遠ざかる。よって、クランプ爪32も基板Sから離れ、非クランプ状態となる。
When the
基板ステージ10の移動に伴い、下部ローラ27がガイド部の傾斜面を上ると、スライドフレーム21はしだいに上昇する。ローラ支持部材73も同様に上昇するので、上部ローラ33が押し上げられ、これに応じてクランプ爪支持ブロック31が基板Sに向かう方向に回転し、クランプ爪32も基板Sの側に下降する。
As the
この実施例では、下部ローラ27がK2の地点に到達したときに、上部ローラ33の軸がほぼ水平になるように、K1−K2間の勾配の変化量を調整している。よって、図14(2)に示すように、下部ローラ27がK2の地点に達したとき、クランプ爪32の先端部が基板Sに接触する状態になり、クランプ状態が成立する。
In this embodiment, the amount of change in the gradient between K1 and K2 is adjusted so that the axis of the
クランプ状態が成立した後に、基板ステージ10がさらに進んだ場合も、ガイド部76の上面の高さがK2のときの高さのまま維持されているので、クランプ状態が維持される。この後、所定位置で基板ステージ10の移動方向が反転して、基板ステージ10が初期位置の方に戻ってくると、上記とは反対に、下部ローラ27がガイド部76の傾斜面を下ってスライドフレーム21が下降する。これに伴い、上部ローラ33も下降し、クランプ爪32によるクランプ状態が解除される。
Even when the
100 基板支持装置
2 固定側ホルダ
3 可動側ホルダ
10 基板ステージ
20 スライド機構
21 スライドフレーム
22 水平レール
23 バネ
24,25 ストッパ
27 下部ローラ
28 案内部材
29 傾斜面
30 クランプ機構
31 クランプ爪支持ブロック
32 クランプ爪
33 上部ローラ
34 軸
40 ロック機構
60 ボールねじ機構
64 モータ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記基板ステージは、前記基板の端縁部を上下いずれかの方向から押圧して固定するクランプ機構と、自己の変位を前記クランプ機構に作用させて、クランプ機構により基板が固定される状態と固定が解除される状態とを切り換えるスライド機構とを具備し、
前記支持部には、前記基板ステージが前記特定の一軸に沿って移動する間に前記スライド機構に接触して、この機構を変位させるガイド部が設けられている、基板支持装置。 A substrate stage for supporting the printed circuit board in a fixed state is installed on a support portion having a predetermined width so as to be able to reciprocate along at least one specific axis.
The substrate stage includes a clamp mechanism that presses and fixes the edge of the substrate from either the upper or lower direction, and a state in which the substrate is fixed by the clamp mechanism by causing its own displacement to act on the clamp mechanism. And a slide mechanism that switches between the state in which is released,
The substrate support apparatus, wherein the support portion is provided with a guide portion that contacts the slide mechanism and displaces the mechanism while the substrate stage moves along the specific axis.
前記スライド機構は、前記ガイド部に接触することによって基板の一端縁に沿って移動するとともに、この移動中に前記クランプ機構に接する部分の高さが変化するように構成されており、
前記クランプ機構は、前記スライド機構の接触部分の高さ変化に応じた変位により、基板を固定する状態と固定が解除される状態とが切り換えられるように構成されている、請求項1に記載された基板支持装置。 The clamp mechanism and the slide mechanism are provided in a state where the slide mechanism is positioned below the clamp mechanism, and both mechanisms are in contact with each other.
The slide mechanism is configured to move along one edge of the substrate by contacting the guide portion, and to change the height of a portion in contact with the clamp mechanism during the movement,
2. The clamp mechanism according to claim 1, wherein the clamp mechanism is configured to be switched between a state in which the substrate is fixed and a state in which the fixation is released by displacement according to a change in height of a contact portion of the slide mechanism. Substrate support device.
前記上下動機構は、前記スライド機構の移動により前記接触部分の高さが変化するのに伴って上下動し、
前記クランプ爪支持部は、前記上下動機構が上昇したとき、基板に向かう方向に回転して前記クランプ爪により基板の上面を固定し、上下動機構が下降したとき、基板から離れる方向に回転して前記クランプ爪による固定状態を解除する、請求項2に記載された基板支持装置。 The clamp mechanism includes a clamp claw support portion rotatably supported on an axis along one edge of the substrate, a predetermined number of clamp claws supported by the clamp claw support portion, a clamp claw support portion, and a slide mechanism. Including a vertical movement mechanism provided in between,
The vertical movement mechanism moves up and down as the height of the contact portion changes due to movement of the slide mechanism,
The clamp claw support portion rotates in a direction toward the substrate when the vertical movement mechanism is raised and fixes the upper surface of the substrate by the clamp claw, and rotates in a direction away from the substrate when the vertical movement mechanism is lowered. The substrate support device according to claim 2, wherein the fixed state by the clamp claw is released.
前記スライド機構には、基板の前記端縁に沿って往復動可能に設けられたスライドフレームと、このスライドフレームの前記ガイド部に対応する部分に連結されたローラとが含まれており、
前記ガイド部は、前記基板ステージが前記特定の一軸に沿って移動する間に、この移動方向に直交する方向に沿って前記ローラを変位させ、前記スライドフレームは、ローラの変位の方向と同じ方向に移動する、請求項2に記載された基板支持装置。 The clamp mechanism and the slide mechanism are provided at positions corresponding to an edge perpendicular to the specific axis of the substrate,
The slide mechanism includes a slide frame provided so as to be able to reciprocate along the edge of the substrate, and a roller connected to a portion corresponding to the guide portion of the slide frame,
The guide portion displaces the roller along a direction orthogonal to the moving direction while the substrate stage moves along the specific axis, and the slide frame has the same direction as the direction of displacement of the roller. The substrate support apparatus according to claim 2, which moves to the position.
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