JP2011122792A - Environmental tank, environmental device, and environmental processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物品を一定条件下に環境処理するための装置に関する。更に詳しくは、物品に加熱、又は、冷却、乾燥、高湿度、不活性ガス処理等を自動的に実施する装置を提供する。 The present invention relates to an apparatus for environmentally treating an article under certain conditions. More specifically, an apparatus for automatically performing heating, cooling, drying, high humidity, inert gas treatment, etc. on an article is provided.
物品、例えば、プリント配線基板、シリコンウエハ、太陽電池パネル、ガラス基板などの電子用基板は、熱ショックを与えて信頼性を検査するために、高温環境及び/又は低温環境に一定時間に保持した後、またはそれを繰り返した後、通電特性を測定して良否を判定する。また、レジスト塗布後のプリント配線基板や塗装後の種々の物品は、含まれる溶剤を揮発するために一定の温度の及び/又は送風環境に保持して乾燥させる。さらに、合成樹脂製品の場合は、耐熱性、耐寒性、耐湿気性等を試験する環境装置に投入する。この際、効率よく大量の試験片を連続的に試験することが望まれる場合が多く、環境試験の自動化が試みられている。 Articles such as printed circuit boards, silicon wafers, solar cell panels, glass substrates, etc. are held in a high temperature environment and / or a low temperature environment for a certain period of time in order to inspect reliability by applying a heat shock. After or after repeating this, the energization characteristics are measured to determine pass / fail. In addition, the printed wiring board after the application of the resist and various articles after the coating are dried while being kept in a constant temperature and / or air blowing environment in order to volatilize the contained solvent. Furthermore, in the case of synthetic resin products, they are put into an environmental device for testing heat resistance, cold resistance, moisture resistance and the like. At this time, it is often desired to continuously test a large number of test pieces efficiently, and automation of environmental tests has been attempted.
特開2004−45057号広報では、電子部品試験装置に関し、環境槽内に、1つの水平軸中心に回転する2つの円盤支持部材の、外周付近の間に渡した複数のトレイ支持部材それぞれに、水平を常に保つトレイを吊り下げ、そのトレイに電子部品を順次載置して試験する装置を提案している。これにより従来の長尺の環境槽(図3)内に通した水平ベルト上に電子部品を水平に載置する場合より小型化されたが、不安定なトレイに電子部品を載置するためバランスを取るのが困難であり、また、水平トレイが干渉しない程度にこれを吊り下げなければならないため、収容数に限りがある。従って、JIS規格などで定められた各電子部品を30分〜60分という一定時間処理するためには、時間当たり処理数を減らすか、円盤半径を大きくする、横に多数の回転体を並べて大型化などしなければならない。 In JP 2004-45057 PR, regarding an electronic component testing apparatus, each of a plurality of tray support members passed between the vicinity of the outer periphery of two disk support members rotating around one horizontal axis in an environmental tank, We have proposed a device that hangs a tray that is always level and places electronic components on the tray for testing. As a result, the electronic component is reduced in size compared to the case where the electronic component is horizontally placed on the horizontal belt passed through the conventional long environmental tank (FIG. 3), but the balance is required to place the electronic component on the unstable tray. It is difficult to remove and the horizontal tray must be suspended to the extent that the horizontal tray does not interfere with it. Therefore, in order to process each electronic component defined by JIS standard for a fixed time of 30 to 60 minutes, the number of processing per hour is reduced or the disk radius is increased, and a large number of rotating bodies are arranged side by side. It must be made.
特開2002−67051号広報では、ハウジングの中に備える多段のターンテーブルに被処理物を載置し、多数の孔を有する回転可能な中空円筒軸から熱風を吹き出して熱処理し、各段に配置する開閉機構体を通してロボットにより被処理物を搬入搬出する炉を提案し、例えばエポキシ樹脂系接着処理した被処理物を処理している。しかし、ガラス繊維強化エポキシ樹脂製のプリント基板などの板状物を硬化させる場合は、ターンテーブル上にそれら四角い板状物をと隙間ができ、ハウジング内に無駄なスペースを設けることになって装置が大きくなり、熱量の無駄が発生する。また、開閉機構体(ドア)は、各段のターンテーブル毎に複数設けなければならないため、この開閉機構体のドア及びその周辺から熱量の漏洩が多くなり好ましくない。 In Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-67051, a workpiece is placed on a multi-stage turntable provided in a housing, hot air is blown from a rotatable hollow cylindrical shaft having a large number of holes, and heat treatment is performed. The furnace which carries in and carries out a to-be-processed object with a robot through the opening-and-closing mechanism which performs is processed, for example, the to-be-processed object which processed the epoxy resin type adhesion processing is processed. However, when curing a plate-like object such as a printed circuit board made of glass fiber reinforced epoxy resin, there is a gap between the square plate-like object on the turntable, and a wasteful space is provided in the housing. Becomes larger and wastes heat. Further, since a plurality of opening / closing mechanisms (doors) must be provided for each turntable, it is not preferable because the amount of heat leaks from the door of the opening / closing mechanism and its periphery.
特開2001−263944号広報は、従来のチェーンコンベアに印刷したプリント基板などを垂直に保持して乾燥炉内に導入する方法を提案し、収納枚数が大幅に増加させたが、炉の高さが高くなり炉容積が大きくなってしまった。また、チェーンコンベアから基板の落下を防止するため、上部のみにプリント基板を挿入し、炉を出たところでプリント基板を取り出すので、帰りのチェーンコンベアは空運転となり、炉の長さが長くなり、無駄な通風路を設けないための複雑な通風路構造を余儀なくされている。 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-263944 has proposed a method of vertically holding a printed circuit board printed on a conventional chain conveyor and introducing it into a drying furnace, and the number of stored sheets has been greatly increased. Became higher and the furnace volume became larger. Also, in order to prevent the substrate from dropping from the chain conveyor, the printed circuit board is inserted only into the upper part, and the printed circuit board is taken out when leaving the furnace, so the return chain conveyor becomes idle operation, the length of the furnace becomes longer, A complicated ventilation path structure is unavoidable so as not to provide a useless ventilation path.
特開平10−213375号広報は、熱風乾燥機内のターンテーブル上に複数の塗装物品を立ててバッチ式に乾燥する方法に関するが、バッチ式であるため自動的、連続的に乾燥することが出来ない。 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-213375 relates to a method of standing a plurality of coated articles on a turntable in a hot air dryer and drying them in a batch manner. However, since it is a batch type, it cannot be automatically and continuously dried. .
文献1から3は、いずれも試料を1つずつ投入し、1つずつ取り出して連続運転処理することができる。しかし、新しい試料が投入されると前後にある他の試料への環境条件変化の影響が避けられない。例えば、図11に示した文献2の例では、新しいエポキシ樹脂未硬化の基板が投入されると、すでに左右上下にある基板は温度が下げられ、熱硬化条件に悪影響をもたらし、一定の品質の基板が得られない恐れがある。
本発明は、複数の物品収容部が循環機構に設置されて循環する環境槽中で物品を処理する方法において、前記環境槽に備える少なくとも1つのドア付き開口部を通して物品が搬入及び/又は搬出され、仕切り板に平行に送風される環境風を前記物品に接触させ、前記循環機構を、少なくとも1つの前記物品収容部毎に間歇的に運転させて前記開口部の前で停止させ、停止の間に処理済み前記物品を搬出及び/又は新規物品を搬入することを特徴とする、環境処理方法及びそのための環境槽と自動化装置を提供する。 According to the present invention, in a method of processing an article in an environmental tank in which a plurality of article storage units are installed in a circulation mechanism, the article is carried in and / or carried out through at least one opening with a door provided in the environmental tank. The environmental air blown in parallel with the partition plate is brought into contact with the article, and the circulation mechanism is intermittently operated for each of the at least one article accommodating portion to stop in front of the opening. In addition, the present invention provides an environmental treatment method, an environmental tank and an automation device for carrying out the treated article and / or carrying in a new article.
本発明は第1に、1つの回転軸から半径方向に配置されて回転する複数の物品収容部を環境槽内に有する環境槽において、前記環境槽の側面に物品を搬入及び/又は搬出させるための少なくとも1つのドア付き開口部と、前記環境槽内で回転し前記回転軸方向に配設された複数の仕切り板と、前記仕切り板の間に前記物品収容部とを設け、環境風が前記仕切り板に平行に送風されることを特徴とする、環境槽を提供する。 The present invention firstly, in an environmental tank having a plurality of article storage portions arranged in a radial direction from one rotating shaft and rotating in the environmental tank, to carry in and / or carry out an article on a side surface of the environmental tank. At least one door opening, a plurality of partition plates rotating in the environmental tank and disposed in the direction of the rotation axis, and the article accommodating portion between the partition plates, and environmental wind is provided to the partition plate An environmental tank is provided in which air is blown in parallel.
環境槽の内壁は、1つの回転軸と複数の仕切り板と複数の物品収容部とを有する回転体を収納するように円筒形が好ましいが、六角形や八角形、十二角形などの多角形の筒状であってもよい。回転軸が垂直の場合、内壁の天井面には環境風を導入する部分があり、底面にはそれを排出する部分がある。回転軸筒状体が水平の場合の側面も同様である。環境槽の外壁は、任意の形状でよいが通常立方体が好まれる。外壁と内壁の間には断熱材を挿入し、環境槽内部と外部の環境を隔絶させる。 The inner wall of the environmental tank is preferably cylindrical so as to accommodate a rotating body having one rotating shaft, a plurality of partition plates, and a plurality of article accommodating portions, but a polygon such as a hexagon, octagon, or dodecagon It may be a cylindrical shape. When the rotation axis is vertical, the ceiling surface of the inner wall has a portion for introducing environmental wind, and the bottom surface has a portion for discharging it. The same applies to the side surface when the rotating shaft cylinder is horizontal. The outer wall of the environmental tank may be of any shape, but a cube is usually preferred. A heat insulating material is inserted between the outer wall and the inner wall to isolate the environment inside and outside the environmental tank.
物品を環境槽に搬入搬出する場合は、回転軸を開口部前に間歇的に停止させ、開口部のドアを開いて操作する。本発明で重要な点は仕切り板であり、その回転軸側は回転軸に固定されている。仕切り板の機能は、例えば、加熱環境試験で処理済みの物品を搬出し、常温又は低温の新しい物品を搬入する場合、すでに周囲に収容されて加熱されている物品に、新規物品の冷熱の影響を与えないために仕切り板が設置される。従って、仕切り板の材質は、金属ではなく、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、発泡ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、発泡ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、芳香族ポリアミド繊維板などの熱伝導性の低いものが好ましい。 When an article is carried into and out of the environmental tank, the rotating shaft is intermittently stopped before the opening, and the opening door is opened for operation. An important point in the present invention is a partition plate, and the rotating shaft side is fixed to the rotating shaft. The function of the partition plate is, for example, when unloading an article that has been processed in a heating environment test and carrying in a new article at room temperature or low temperature, the effect of the cold of the new article on the article that has already been stored and heated. A partition plate is installed in order not to give Therefore, the material of the partition plate is preferably not a metal but a material having low thermal conductivity such as phenol resin, epoxy resin, polycarbonate, foamed polycarbonate, polyphenylene sulfide, foamed polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, and aromatic polyamide fiber board.
またこれら仕切り板は、隣り合った2枚の仕切り板が開口部の2辺を遮断し、このドアが開いた時、環境風が吹き出すのを緩和する。好ましくは、開口部外辺の環境風上流側及び/又は下流側に、隣り合った2枚の仕切り板にともに物品収容部1つ分を覆う様に、蓋部を仕切り板に対し直角に環境槽内壁に固定すると、開放された開口部から環境風が吹き出すのをほぼ止めることができる。この蓋部は、回転する仕切り板と接触しないように取り付けられる。 In addition, these two partition plates block the two sides of the opening by the two adjacent partition plates, and alleviate the blowing of environmental wind when the door is opened. Preferably, on the upstream side and / or downstream side of the environmental wind outside the opening, the lid is placed at a right angle to the partition plate so that two adjacent partition plates cover one article storage portion. If it fixes to a tank inner wall, it can almost stop that an environmental wind blows off from the open opening part. The lid is attached so as not to contact the rotating partition plate.
回転軸が細い軸である場合、中心付近で仕切り板間の距離が小さくなる。多数の物品収容部を設けたり、各物品収納部を大きくするためには回転軸が円筒体であることが好ましい。さらに、円筒体の中に無駄な環境風を導入しないために、円筒体用蓋を、環境風上流側及び/又は下流側に、回転するこの円筒体に非接触に環境槽内壁に固定することが好ましい。本発明の仕切り板は、収容する物品のサイズにより異なるが通常10枚以上設置する。例えば、物品がA4判サイズの板状物の場合は、12枚から120枚、即ち、物品収容部も12から120個設置し、これ以上であってもよい。 When the rotation shaft is a thin shaft, the distance between the partition plates is small near the center. In order to provide a large number of article storage sections or to enlarge each article storage section, the rotation shaft is preferably a cylindrical body. Further, in order not to introduce wasteful environmental wind into the cylindrical body, the cylindrical lid is fixed to the inner wall of the environmental tank in a non-contact manner with the rotating cylindrical body on the upstream side and / or downstream side of the environmental wind. Is preferred. Although the partition plate of this invention changes with sizes of the articles | goods to accommodate, ten or more sheets are normally installed. For example, in the case where the article is an A4 size plate-like article, 12 to 120 sheets, that is, 12 to 120 article storage units may be installed, and the number may be larger.
回転軸は、垂直であっても水平であってもよい。プリント基板、シリコンウエハ、太陽電池パネル、ガラス基板などの平板状物品を回転軸に平行且つ半径方向に収納すれば、多数枚収容でき環境槽をコンパクトにすることができる。回転軸が垂直の場合は、下側、奥側に平板状物品を縦に置くためのV字状溝などの物品載置冶具など簡単な冶具を設ければよい。物品が立体的であったり復雑な形状であったりする場合は、物品載置冶具は水平な網などを使用することとなるので、回転軸は垂直の方がよい。円筒状回転軸の場合は、円筒の側面にスリットを設け、ここに物品を抑えたり支持したりするために、上下に移動可能なフィンガーを取り付けることができる。物品のサイズが一定の場合、円筒内にリングを設け、このリングに前記スリットを通してフィンガを固定すれば、同時に効率よく物品を支持することができる。前記の平板状物品の場合は、回転軸が水平であってもよいが、物品が落下しないように上下に鍵爪を配設する物品載置冶具や、応力をかける把持冶具を使用する。 The rotation axis may be vertical or horizontal. If a flat article such as a printed board, a silicon wafer, a solar battery panel, or a glass substrate is accommodated in the radial direction and parallel to the rotation axis, a large number of sheets can be accommodated and the environmental tank can be made compact. When the rotation axis is vertical, a simple jig such as an article placement jig such as a V-shaped groove for placing a flat article vertically on the lower side and the rear side may be provided. When the article is three-dimensional or has a complicated shape, the article placement jig uses a horizontal net or the like, and therefore the rotation axis is preferably vertical. In the case of a cylindrical rotary shaft, a slit can be provided on the side surface of the cylinder, and a finger movable up and down can be attached to hold or support the article. When the size of the article is constant, if a ring is provided in the cylinder and the finger is fixed to the ring through the slit, the article can be supported efficiently at the same time. In the case of the flat plate-shaped article, the rotation axis may be horizontal, but an article placement jig that arranges key claws up and down or a holding jig that applies stress is used so that the article does not fall.
本発明では、大きな環境槽の中に、1つの回転軸と複数の仕切り板と複数の物品収容部とを有する回転体が、前記回転軸上に複数重ねられていてもよい。この際環境槽に設けられるドア付き開口部は、各回転体毎に少なくとも1つ設けられる。 In the present invention, a plurality of rotating bodies having one rotating shaft, a plurality of partition plates, and a plurality of article accommodating portions may be stacked on the rotating shaft in a large environmental tank. At this time, at least one opening with a door provided in the environmental tank is provided for each rotating body.
本発明は第2に、環境槽内の前記循環機構がチェーンコンベアであって、
前記物品収納枠がチェーンのコマの軸に取り付けられ、前記仕切り板がチェーンの、他のコマの軸に取り付けられ、環境槽に備える少なくとも1つのドア付き開口部を通して物品が搬入及び/又は搬出され、仕切り板に平行に送風される環境風を前記物品に接触させ、前記循環機構を、少なくとも1つの前記物品収容部毎に間歇的に運転させて前記開口部の前で停止させ、停止の間に処理済み前記物品を搬出及び/又は新規物品を搬入することを特徴とする、環境処理方法とそのための環境槽と装置を提供する。
Secondly, the circulation mechanism in the environmental tank is a chain conveyor,
The article storage frame is attached to the shaft of the chain piece, the partition plate is attached to the shaft of another piece of the chain, and the article is carried in and / or out through at least one door opening provided in the environmental tank. The environmental air blown in parallel to the partition plate is brought into contact with the article, and the circulation mechanism is intermittently operated for each of the at least one article accommodating portion to stop in front of the opening, The present invention provides an environmental treatment method, and an environmental tank and apparatus for carrying out the treated article and / or carrying in a new article.
ここでチェーンコンベア、即ち、そのチェーン送りギヤの回転軸は、水平であっても垂直であってもよい。水平の場合は、前述のように物品が落下しないように鍵爪などで固定しなければならない。垂直の場合は、物品は上下に反転しないので重力及び遠心力、環境風力に抗する程度の物品収納枠の形状に定めればよい。このチェーンコンベアは長円形をしているために、スペースが許す限り仕切り板を非常に多く設置でき、30枚から300枚の環境槽も可能である。従って、同数の物品の収納も可能となる。 Here, the rotation axis of the chain conveyor, that is, the chain feed gear, may be horizontal or vertical. If it is horizontal, it must be fixed with a key nail or the like so that the article does not fall as described above. In the case of the vertical, since the article does not flip up and down, the shape of the article storage frame may be determined so as to resist gravity, centrifugal force, and environmental wind force. Since this chain conveyor has an oval shape, an extremely large number of partition plates can be installed as long as space permits, and 30 to 300 environmental tanks are also possible. Therefore, the same number of articles can be stored.
チェーンコンベアタイプの場合は、物品の収容数を多くすることができるので、物品を搬入搬出する開口部を、コンベアの2つの折返し部にそれぞれ設けてもよい。即ち、物品を一定の滞在時間、環境処理する場合は、2倍の処理能力が得られることになる。また、2種類の物品をそれぞれ異なる開口部に供給すれば、2種類を1度に環境処理することができる。また、チェーン送りギヤの回転軸が水平の場合は、開口部を環境槽の天井部に設け、物品を上下に搬入することもできる。 In the case of the chain conveyor type, since the number of articles accommodated can be increased, openings for loading / unloading articles may be provided in the two folded portions of the conveyor. That is, when the article is environmentally treated for a certain staying time, twice the processing capacity can be obtained. If two types of articles are supplied to different openings, the two types can be subjected to environmental treatment at a time. Further, when the rotation axis of the chain feed gear is horizontal, an opening can be provided in the ceiling of the environmental tank so that articles can be carried up and down.
環境槽内には、別途用意する公知の環境風発生機から冷風、熱風、加湿風、乾燥風などの空気や、酸化されやすい物品の試験や絶乾気体が要求される場合は窒素などの不活性ガスが循環される。一般に、前記風は1種類のみが使用されるが、冷風から徐々に加温する温度変化風、乾燥された冷風、加湿された熱風、乾燥された窒素風など合理的な組み合わせの環境の風を導入してもよい。 In the environmental tank, air such as cold air, hot air, humidified air, dry air, etc., prepared from a separately-known environmental wind generator prepared separately, or if there is a requirement for oxidizable goods testing or absolutely dry gas, nitrogen, etc. Active gas is circulated. In general, only one type of the wind is used, but a wind of a reasonable combination such as a temperature change wind that gradually warms from a cold wind, a dried cold wind, a humidified hot wind, and a dried nitrogen wind. It may be introduced.
環境槽に開口部を通して物品を搬入搬出する作業は、人手で行ってもよいが、連続的に大量の物品の試験をするためには、ロボットを使用することが好ましい。ロボットの台数は、物品の時間当たりの処理数量によるが、1台であっても複数台であってもよい。ロボットの機種は、物品を環境槽への搬入搬出する前後で、物品を90度回転させなければならない場合は、6軸ロボットを用いるのが好ましいが、4軸ロボットのハンドのリスト部分に回転機構を設けてもよいし、シングルアーム或いはダブルアームロボットでもよい。ハンドの物品固定方法としては、落とし込み、吸着、把持など公知の方法を用いる。環境槽が低温槽の場合は、低温処理された物品をロボットハンドで取り出す際、大気に触れて結露や結氷を防ぐために、環境槽の開口部周辺とロボットハンド周辺に除湿風環境を設けるか、ロボット活動領域全体を除湿雰囲気に囲うなど、公知の処置を施すことができる。 The operation of carrying the article into and out of the environmental tank through the opening may be performed manually, but it is preferable to use a robot in order to test a large number of articles continuously. The number of robots depends on the number of articles processed per hour, but may be one or more. The robot model is preferably a 6-axis robot when it is necessary to rotate the article 90 degrees before and after carrying the article into and out of the environmental tank. May be provided, or a single-arm or double-arm robot may be used. As a method for fixing the article of the hand, a known method such as dropping, sucking or gripping is used. If the environment tank is a low-temperature tank, when taking out the low-temperature processed article with the robot hand, in order to prevent condensation and icing by touching the atmosphere, install a dehumidified air environment around the opening of the environment tank and the robot hand, A known treatment such as enclosing the entire robot activity area in a dehumidifying atmosphere can be performed.
本発明の環境装置においては、環境槽内の温度、湿度、風速などの条件、回転体の速度、開口部前での間歇的停止、開口部用ドアの開閉、ロボットによる物品の搬入搬出など各種の制御に、シーケンサやコンピュータによる制御器を用いる。 In the environmental device of the present invention, conditions such as temperature, humidity, wind speed, etc. in the environmental tank, speed of the rotating body, intermittent stop in front of the opening, opening / closing of the door for the opening, loading / unloading of articles by the robot, etc. A controller using a sequencer or a computer is used for the control.
本発明では、環境槽内で各物品の間に、仕切り板を設けることにより、新規に投入された物品が、すでに槽内に収容されている他の物品への悪影響を最小限に抑えることができる。例えば、電子部品では−40℃の環境槽で処理した後直ちに+80℃の環境槽に移送して処理する場合や、その逆の条件で処理する試験法があるが、仕切り板を断熱材料で作成し、仕切り板に平行に熱風或いは冷風を流すので、隣接の物品に影響を与えることはほとんどない。 In the present invention, by providing a partition plate between the articles in the environmental tank, newly introduced articles can minimize adverse effects on other articles already contained in the tank. it can. For example, for electronic parts, there is a test method in which processing is carried out immediately after being processed in an environmental tank at -40 ° C and then transferred to an environmental tank at + 80 ° C, or vice versa. However, since hot air or cold air is allowed to flow in parallel to the partition plate, there is almost no influence on adjacent articles.
また、回転軸タイプであっても、チェーンコンベアタイプであっても、環境槽内のほとんど全容積に物品を収容する構造となっており、スペース及び環境風利用に無駄がない。特に、回転軸やチェーン送りギヤ軸が垂直のタイプでは、物品の落下に配慮する必要がなく、物品収納枠の構造を簡単にすることができる。 Moreover, even if it is a rotating shaft type or a chain conveyor type, it has the structure which accommodates articles | goods in almost all the volumes in an environmental tank, and there is no waste in utilization of space and an environmental wind. In particular, in a type in which the rotary shaft and the chain feed gear shaft are vertical, it is not necessary to consider dropping of the article, and the structure of the article storage frame can be simplified.
更に、数多くの物品収容部を設けて大量の物品を環境処理できるので、プリント配線基板など大量生産品を全自動で全数検査が可能となる。特に、自動車用プリント配線基板、電力用プリント配線基板など、高信頼性が要求され不良があってはならない製品の場合は、全数検査によって信頼性の高い電子部品のみを選別するなどの製造が可能となる。 In addition, since a large number of articles can be environmentally processed by providing a large number of article storage units, it is possible to fully inspect all mass-produced products such as printed wiring boards. In particular, in the case of products that require high reliability and must not be defective, such as printed wiring boards for automobiles and printed wiring boards for electric power, it is possible to manufacture only high-reliability electronic components by 100% inspection. It becomes.
図1に、一例として本発明の垂直回転軸の環境槽2を2基有する環境装置1を示す。図面左側の環境槽2aは、例えば−40℃の低温槽、右側の環境槽2bは例えば125℃の恒温槽である。これらの槽の環境条件は、それぞれの環境槽2の背面に備えられた、公知の乾燥冷風発生機5aから左側送風ファン47によって左側環境槽2aへ供給される冷風や、公知の熱風発生機5bから右側送風ファン47によって右側環境槽2bへ供給される熱風によって決まる。これら環境風は、紙面の上から下に向けて回転体6を通過し、物品収容部8に収納された物品24をその環境条件に曝し、回転体の下側から回収される。環境槽2aと環境槽2bはともに同数の物品を収容でき、回転速度を同じとして、低温処理と高温処理を同じとしている。
FIG. 1 shows, as an example, an
図1の環境槽2の回転体6は、その回転軸7は垂直で、回転軸の一種である円筒体13の外周に物品把持用冶具10と仕切り板11とが取り付けられて回転する。隣り合う2枚の仕切り板11の間と仕切り板11下部の金網の上に物品収容部8を形成している。それぞれの環境槽2の前面側にドア4付きの開口部3が設けられ、開口部3の上端内側に細長い台形の蓋部12が設置されている。開口部3の前で回転体6が停止した時は、物品収容部8は、両サイドの仕切り板11と天井と底に配置された蓋部12とで覆われ、上からの環境風は遮られてほとんど開口部3からは逃げることはない。
The
図1の環境槽2の前面に配置されロボットは2台で、ロボット18aが、左右に敷かれたロボット移動路27を走って左側の未処理物品置き台25から水平に置かれた物品24(プリント配線基板)をそのハンド19で1枚取り、リスト部20を90度回転させて、物品を垂直にして開口部3から環境槽2aに挿入しハンド19をロボット18a上に引き、ドア4が閉まって回転体6が回転し、次の物品収容部がドア4(開口部3)の前に停止する。同様にして、次々と物品を挿入していく。
Two robots are arranged in front of the
定められた処理時間で1回転すると、環境槽2aに最初に投入した物品24が開口部3前に戻ることになるので、ロボット18aは環境槽2aからその物品を抜き取り、環境槽2bの物品収容部8に挿入し、引き返して未処理物品置き台25から新規物品24を取上げ、環境槽2aに挿入する。この動作を繰り返して、環境槽2bが満杯となって一回転し、ロボット18bが最初の物品を環境槽2bから取り出し、処理済み物品置き台26、又は不図示の検査機に載置する。環境槽2bの空いた物品収容部8には、ロボット18aが低温処理済み物品24を環境槽2aから補給し、環境槽2aには未処理物品置き台25からロボット18aが補給する。以下同様にして、連続して物品を処理していく。
When one rotation is made for a predetermined processing time, the
さらに、他の実施例として、図12に示すように、環境風発生機5を環境槽2から分離させ、別の場所に配置することも可能である。これによって、環境槽2の背面にも開口部3、ドア4を配置することが可能となり、各開口部3に対応するそれぞれの位置にロボット18を配置することができる。こうすることで、一方のロボット18を環境槽2への物品24の搬入用、他方のロボット18を搬出用として用いるが可能となり、スループットの向上を図ることができる。
Furthermore, as another embodiment, as shown in FIG. 12, the
さらに、図1及び図12に示す環境装置1において、環境風発生機5が発生させる環境風51を、ダクト52を介して円筒体13内部に供給する。円筒体13内部に供給された環境風51は、円筒体13内部を通って、回転体6下方から環境槽2内部に流出し、環境槽2の上方に配置された排出口53からダクト54を介して環境風発生機5に戻されるようにすることも可能である。こうすることにより、環境風51の循環がスムーズに行われ、環境槽2内部に環境風51の循環のための流通路を設ける必要がなくなり、装置の占有面積を小さくすることが出来る。なお、環境風51は、上記とは反対方向、すなわち、排出口53を通して環境槽2内部に供給され、回転体6下方から円筒体13内部を通って環境風発生機5に戻されるようにすることも十分可能である。
Further, in the
本実施例にて開示する環境装置1は、全自動連続環境処理を目的としており、自動化のためコンピュータ内蔵の制御器28を設置している。管理制御すべきファクターは以下の通りである。冷却環境槽2aの温度、湿度測定データの収集整理と冷風発生器5aの冷風温度、湿度、風量等の制御、冷却槽2aの回転体6の回転速度・回転時期と開口部3前での停止時間、ドア4の環境変化を最小限に留める開閉時期、個々の物品24の滞在時間、ロボット18aのロボット移動路27上での移動と位置決め、未処理物品置き台24での物品24の把持とリスト部20の90度回転、冷却槽2aへの物品の搬入搬送とスケジューリング、加熱環境槽2bへの搬入、ロボット18bの加熱環境槽2b前への移動と位置決め、処理済み物品の取り出しとリスト部20の90度回転、処理済み物品置き台26への移動と位置決め、処理済み物品載置などケースバイケースに対応したプログラミングを行う。
The
図2に、環境槽2内に取り付けられる回転体6を示す。回転軸7に繋がる円筒体13の形状をしており、垂直に位置させてある。その上部に円筒体用蓋14が取り外し自在に取り付けられ環境風が円筒内に流入するのを防ぐ。円筒体13の外面に放射状に仕切り板11が固定されている。円筒体13の下部の回転軸7は、ベアリング23によって環境槽底面の壁に連結され、減速機22を介してモータ21により回転される。モータ21は、サーボモータで制御器28の指令によって回転体6を必要な角度回転させ停止させる。
In FIG. 2, the
図2の円筒体13の下部には、金網に固定した物品載置用冶具9を設けている。隣り合う仕切り板11の間には、多様なサイズの物品24の把持が可能となるように、円筒体13の外面に物品把持用冶具10を、円筒体14の外周の軸方向に設けたスリット50に沿って上下移動できるように、取り付けている。即ち、隣り合う仕切り板11の間の空間が物品収容部8である。本実施例では、物品24としてはプリント基板を対象としており、物品把持用冶具10としてはプリント板を縦に、物品載置用冶具9と物品把持用冶具10の間に挟んで支持している。更に、V溝を刻んだ物品載置用冶具9上にプリント基板の端面を載置して安定させる。すべての物品把持用冶具10は、円筒内で上下にスライド可能に取り付けたリング(不図示)に固定され、把持されるプリント基板のサイズが同じである限り、一度に効率よく把持することができる。勿論、各スリット50に物品把持用冶具10を個別にねじ止めしてもよい。
An
図3は、回転体6の軸が水平の場合の、環境槽2の例である。環境槽2の左右の、垂直の壁面にベアリング23を介して回転軸7が連結され、回転軸7に円筒体13が同軸に固定され、図2と同様な構造で仕切り板11が固定される。回転体6は減速機22を通してモータ21より回転する。この場合、物品収容部8が、回転に伴い上下反転するので、物品を落下させずに確実に把持するために必要となる冶具の例を図5に示すが、説明は後述する。環境槽2の上部は環境風発生機5となっており、この環境風は、送風ファン47によって上流側風洞15に送り込まれ、パンチングプレートなどで作られた環境風制御板17を通して回転体6に注がれる。この環境風制御板17は、上流側風洞15の圧力を回転体6にある物品収容部8より高くすることにより、各物品収容部の風の流れを均一にする作用がある。回転体6を抜けた環境風は、下流側風洞16を通って環境風発生機5に回収される。
FIG. 3 is an example of the
図4は、図3のA−B断面図である。環境風発生機5で発生された環境風は上流側風洞15に送り込まれ、環境風制御板17の多数の孔を通して回転体6に注がれる。ここで環境風制御板17の孔は、回転体6の円筒体用蓋14と仕切り板11の外縁部にはなく、回転体6の物品収容部8の部分のみに空けられており、環境風が無駄なく物品に注がれるように工夫されている。また、環境槽2の開口部3の環境風上流側には蓋部12が環境槽2の壁に取り付けられており、1つの物品収納部8が開口部3の前にある間、環境風が流れ込まないように塞いでいる。回転体6を抜けた環境風は、向こう側にある下流側風洞16を通って環境風発生機5に還流する。
4 is a cross-sectional view taken along the line AB of FIG. The environmental wind generated by the
図5は、図3および図4に示す円筒体13に固定し、角形板状の物品試料を把持するための物品収納枠30を示す。この枠30の内側に、試料サイズと幅はほぼ同じで、奥行きは少し長めの切り込みをつけ、枠の厚さはロボットハンドが入る程度とし、枠の両内側の上側に物品抑え板37を取り付け、枠の下側に物品支持ピン36を2本立てた物品支持ピン用棒を奥行き側と手前側の2か所固定する。ここで、ピン36の頂点と物品抑え板37の下面との高さ差が5mmから20mm程度とし、物品が5mmより厚い場合は高さ差を適宜広げる。物品収納枠30の手前側両端の上面に、物品支持回動バー31を回動自在に取り付け、回動中心の他端に下向きに物品支持突起をつけ、バネ33を物品支持回動バー31とバネ止めピン34の間に嵌め込む。物品支持回動バー31は、ストッパ48により物品収納枠30の両辺に対しほぼ90度以上回動しないが、奥側に向けては、ほぼ90度回動して、物品支持回動バー31の物品支持突起32は突起収容部49に収容される。
FIG. 5 shows an
図6には、前記図5の物品収納枠30に対応したロボットハンド19を示す。ロボットハンド19と物品収納枠30とは、水平状態で角板状の物品をうけ渡す。ハンド19は二股で角板状の物品24を載置しており、その先端は両外側とも垂直面で内側にテーパー状となっている。これら2つの先端が、物品収納枠30の2つの物品支持突起32に当たって2つの物品支持回動バー31を押し広げ、物品支持突起32にハンド側面39が滑りながら、物品抑え板37と物品支持ピン36の間を通って奥まで物品を運び、ハンド19を下にさげて角板状の物品24を物品支持ピン36上に置く。すると物品支持突起32がハンド側面39からはずれて90度開き、物品24が物品抑えコイルバネ38におされて物品支持突起32に当たって固定される。次いでロボットハンド19を物品支持突起32の下を通して抜く。
FIG. 6 shows a
図7は、図2に示した垂直型の回転軸7を持つ環境槽2に用いるロボットハンド19で、プリント基板など角型板状物品24の端を把持するものである。2つのフィンガー40は、ともに長辺の内側V溝状になっていて板状物を両脇から挟みこむようになっている。このロボットハンド19は手前側のリスト部20を介してロボットアームと連結し、更に、ロボット18に連結している。リスト部20は回転機構を有し、水平に置かれた板状物品24を把持後垂直に回転させたり、或いは、垂直に置かれた板状物品24を把持後水平に90度回転させるなどする。
FIG. 7 shows a
図8は、水平回転軸を有するチェーンコンベアタイプの平板状物用環境槽2の、左部分主要部のみを示している。細部は図10に示すように、チェーンのコマ41のチェーン連結軸42に仕切り板11を取り付け、その隣のコマ41に物品収納枠30(図5参照)を連結する。このように仕切り板11と物品収納枠30とを交互に、全チェーンコマに渡って取り付ける。仕切り板11及び物品収納枠30は、それぞれが隣り合う2本のチェーン連結軸42に渡って連結されて安定化されている。チェーンのコマ41が小さい場合は、2個又はそれ以上の一定のコマ数ごとにチェーン連結軸を設けて、仕切り板11および物品収納枠30を設けてもよい。
FIG. 8 shows only the main part of the left part of the
図8は、チェーン送りギヤ45により、各チェーンのコマが下方から上方に送られることで、物品収容部8も下方から上方に送られている状況を示している。チェーン送りギヤ45は物品収納枠30が水平になるところ、即ち、開口部3の前で一時停止し、ドア4が開かれて環境処理された物品24が取り出され、新しく処理すべき物品24が挿入される。物品24の交換が終わると再びチェーン送りギヤ45が回転して、次の物品収納枠30が水平になるところで一時停止し、同様に次の物品24の交換が行われる。環境風は、図8の紙面上から下に向かって送風される。但し、開口部3の風上側及び風下側には、物品収容部8が1つ覆われるように蓋部12が環境槽2の壁に固定され、これらと2つの仕切り板11とで、環境風の開口部3からの流出を抑制するように配慮されている。
FIG. 8 shows a situation in which the
図9は、図8のCD断面図を表す。左右にあるチェーン支持枠44にチェーン支持ギヤ43を、上部のチェーンの送り側と戻り側との下部に取り付け、チェーンのコマ41を支える。チェーンのコマ41の連結軸42には物品収納枠30と仕切り板11が連結されている。環境槽2内の一方に多孔板などからなる環境風制御板17を設け、これを通して上流側風洞15から物品収容部8、仕切り板11側に環境風51をおくる。環境風51は反対側に抜けて、下流側風洞16を経て環境風発生機5に還流する。ここでチェーンコンベアの内側には、プリント基板など物品24がなく、無駄な環境風を送らないために、風止め板46をチェーン支持枠44に固定してある。
FIG. 9 shows a CD cross-sectional view of FIG. Chain support gears 43 are attached to the lower side of the upper chain feed side and return side to support the
近年、自動車エンジンの燃焼制御用電子部品や、太陽電池パネル及び、太陽電池パネルの制御盤などは、長期間過酷な環境下で信頼性を要求される場面で、多く使われている。こういった過酷な環境で使用される場合、電子部品実装前の基板そのものに不良があったり、太陽電池パネルのパターンが欠損していたりといった不具合が多々あり、上記に代表される物品そのものの信頼性を向上させるため、低温環境、高温環境に曝して加速度試験を行い、その後、公知の品質検査を行って不良品を排除することが求められている。本発明では、特にプリント配線基板や太陽電池パネルの検査を行うにあたって、大量の物品を自動的に全数環境試験することによって、電子部品実装後のプリント基板や太陽電池パネル等の、完成品となった後の不良品発生を減少させ、信頼性の高い製品を提供することが可能となる。 In recent years, electronic components for automobile engine combustion control, solar battery panels, solar battery panel control panels, and the like are often used in situations where reliability is required in a harsh environment for a long period of time. When used in such a harsh environment, there are many problems such as defects in the substrate itself before mounting electronic components or missing patterns on the solar cell panel. In order to improve the performance, it is required to perform an acceleration test by exposure to a low temperature environment and a high temperature environment, and then perform a known quality inspection to eliminate defective products. In the present invention, particularly when inspecting a printed wiring board or a solar cell panel, a large number of articles are automatically subjected to an environmental test to complete a finished product such as a printed circuit board or a solar cell panel after mounting electronic components. It is possible to reduce the generation of defective products and provide a highly reliable product.
1.
環境装置
2.
環境槽
2a. 低温槽
2b. 高温槽
3.
開口部
4.
ドア
5.
環境風発生機
5a. 乾燥冷風発生機
5b. 熱風発生機
6.
回転体
7.
回転軸
8.
物品収容部
9.
物品載置用冶具
10. 物品把持用冶具
11. 仕切り板
12. 蓋部
13. 円筒体
14. 円筒体用蓋
15. 上流側風洞
16. 下流側風洞
17. 環境風制御板
18. ロボット
18a.ロボットa
18b.ロボットb
19. ロボットハンド
20. リスト部
21. モータ
22. 減速機
23. ベアリング
24. 物品
25. 未処理物品置き台
26. 処理済み物品置き台
27. ロボット移動路
28. 制御器
30. 物品収納枠
31. 物品支持回動バー
32. 物品支持突起
33. バネ
34. バネ止めピン
35. 物品支持ピン用棒
36. 物品支持ピン
37. 物品抑え板
38. 物品抑えコイルバネ
39. ハンド側面
40. フィンガー
41. チェーンのコマ
42. チェーン連結軸
43. チェーン支持ギヤ
44. チェーン支持枠
45. チェーン送りギヤ
46. 風止め板
47. 送風ファン
48. ストッパ
49. 突起収容部
50. スリット
51. 環境風
52. ダクト
53. 排出口
54. ダクト
1.
Environmental tank 2a. Cryogenic bath 2b. 2. High temperature bath
Opening 4.
Environmental wind generator 5a. Dry cold air generator 5b.
9.
18b. Robot b
19.
Claims (16)
前記循環機構の進行方向に直角に固定した複数の仕切り板と、
前記環境槽に設けた、少なくとも1つのドア付き開口部と、
前記開口部の近傍に前記仕切り板に直角、且つ、非接触に設ける蓋部と、
前記仕切り板2つの間に設けた物品収容部と、
前記仕切り板に平行に環境風が送風されることを特徴とする、環境槽。 A circulation mechanism for continuously moving articles into the environmental tank;
A plurality of partition plates fixed at right angles to the traveling direction of the circulation mechanism;
At least one door opening provided in the environmental tank;
A lid provided in the vicinity of the opening at a right angle to the partition plate and in a non-contacting manner;
An article storage section provided between the two partition plates;
An environmental tank is characterized in that an environmental wind is blown in parallel to the partition plate.
前記蓋部は、前記環境風の上流側及び/又は下流側に、前記仕切り板に非接触且つ直角に位置していることを特徴とする、請求項1記載の環境槽。 A lid fixed to the inner wall of the environmental tank near the end of the opening;
The environmental tank according to claim 1, wherein the lid portion is located on the upstream side and / or the downstream side of the environmental wind in a non-contact manner and at a right angle to the partition plate.
前記仕切り板が前記回転軸に放射状に固定されていることを特徴とする、請求項1または2記載の環境槽。 The circulating mechanism is a rotating body having one rotating shaft,
The environmental tank according to claim 1 or 2, wherein the partition plate is fixed radially to the rotating shaft.
前記物品収容部がチェーンのコマの軸に取り付けられ、
前記仕切り板がチェーンの少なくとも他のコマの軸に取り付けられている、
ことを特徴とする、請求項1記載の環境槽。 The circulation mechanism is a chain conveyor;
The article accommodating part is attached to the shaft of the top of the chain;
The partition plate is attached to the shaft of at least another frame of the chain;
The environmental tank according to claim 1, wherein:
前記開口部を通して前記物品を搬入搬出する少なくとも1台のロボットと、
制御器と、を備えることを特徴とする、環境装置。 At least one environmental tank according to any one of claims 1 to 13;
At least one robot for loading and unloading the article through the opening;
An environmental device comprising: a controller;
前記循環機構の進行方向に直角に固定した仕切り板に、平行に送風される環境風を前記物品に接触させ、
前記循環機構を、間歇的に運転させて、少なくとも1つの前記物品収容部毎に前記開口部の前で停止させ、
停止の間に処理済み前記物品を搬出及び/又は新規物品を搬入することを特徴とする、環境処理方法。 In a method in which an article is processed in an environmental tank in which a plurality of article storage units are installed in a circulation mechanism and circulated, and the article is carried in and / or out through at least one door opening provided in the environmental tank.
A partition plate fixed at a right angle to the direction of travel of the circulation mechanism, the environmental wind blown in parallel is brought into contact with the article,
The circulation mechanism is operated intermittently, and is stopped in front of the opening for each of the at least one article storage unit,
An environmental treatment method comprising carrying out the treated article and / or carrying in a new article during the stop.
前記蓋部は前記環境風の上流側及び/又は下流側に、前記仕切り板に非接触且つ直角に位置し、
前記蓋部と前記仕切り板2つとで1つの前記物品収容部を覆う形状となって前記開口部から環境風の流出と大気の流入を防止することを特徴とする、請求項15記載の環境処理方法。 A lid is fixed to the inner wall of the environmental tank near the end of the opening,
The lid portion is positioned on the upstream side and / or the downstream side of the environmental wind in a non-contact and right angle with the partition plate,
The environmental treatment according to claim 15, wherein the lid and the two partition plates cover one article storage portion to prevent outflow of environmental wind and inflow of air from the opening. Method.
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