JP2013135046A - Double side mounting substrate manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ICチップ等の電子部品をプリント基板上に実装して実装基板を製造する実装基板製造装置に関し、特にプリント基板の上下両面に電子部品が実装された両面実装基板を製造する両面実装基板製造装置に関する。なお、本明細書では、電子部品のことを単に部品ともいう。 The present invention relates to a mounting board manufacturing apparatus that manufactures a mounting board by mounting electronic components such as IC chips on a printed board, and more particularly, double-sided mounting that manufactures a double-sided mounting board in which electronic components are mounted on both upper and lower surfaces of the printed board. The present invention relates to a substrate manufacturing apparatus. In this specification, an electronic component is also simply referred to as a component.
一般的に、実装基板製造装置(電子部品実装装置)は、部品供給部において吸着ノズルにより電子部品を吸着し、実装位置に停止しているプリント基板上に移送して、プリント基板上の所定位置に実装するように構成されている。また、実装位置に停止しているプリント基板の下方には、プレート上に複数本のバックアップピンを立ち上げて構成されたバックアップテーブルが設けられており、実装時にはバックアップテーブルを上昇させてバックアップピンによりプリント基板の下面を下方から支持するようになっている(例えば特許文献1)。 Generally, a mounting board manufacturing apparatus (electronic component mounting apparatus) sucks an electronic component by a suction nozzle in a component supply unit, transfers it to a printed board stopped at a mounting position, and places it on a predetermined position on the printed board. It is configured to be implemented. Also, below the printed circuit board stopped at the mounting position, there is a backup table configured by raising a plurality of backup pins on the plate. The lower surface of the printed circuit board is supported from below (for example, Patent Document 1).
一方、実装基板製造装置としては、プリント基板の上下両面に電子部品が実装された両面実装基板を製造する両面実装基板製造装置も知られている(例えば特許文献2)。このような両面実装基板製造装置においては、実装位置に搬入されるプリント基板の下面に既に部品が実装されていることがある。したがって、プリント基板を実装位置に搬入する際には、上述のバックアップテーブルは、プリント基板下面に実装されている部品と干渉しないように下降させておく必要がある。そして、実装時にはバックアップテーブルを上昇させ、更に実装後のプリント基板を搬出する際には再度、バックアップテーブルを下降させる必要がある。 On the other hand, as a mounting board manufacturing apparatus, there is also known a double-side mounting board manufacturing apparatus that manufactures a double-side mounting board in which electronic components are mounted on both upper and lower surfaces of a printed board (for example, Patent Document 2). In such a double-sided mounting board manufacturing apparatus, components may already be mounted on the lower surface of the printed board carried into the mounting position. Therefore, when the printed circuit board is carried into the mounting position, the backup table described above needs to be lowered so as not to interfere with the components mounted on the lower surface of the printed circuit board. Then, it is necessary to raise the backup table at the time of mounting, and to lower the backup table again when carrying out the mounted printed board.
このように、両面実装基板製造装置においては、プリント基板の搬入、部品の実装、プリント基板の搬出という一連の工程に合わせてバックアップテーブルを昇降させる必要がある。従来、バックアップテーブルの昇降アクチュエータとしては、一般にエアシリンダが用いられており、バックアップテーブルの下限位置は、プリント基板に実装され得る部品の最大高さに基づき、一定の位置に固定されていた。すなわち、従来の両面実装基板製造装置においては、その両面実装基板製造装置で実装される可能性のある部品の最大高さに所定のクリアランス(隙間)を加えた位置をバックアップテーブルの下限位置とし、この下限位置を基準としてバックアップテーブルの昇降が行われていた。 As described above, in the double-sided mounting board manufacturing apparatus, it is necessary to raise and lower the backup table in accordance with a series of processes including loading of the printed board, mounting of components, and unloading of the printed board. Conventionally, an air cylinder is generally used as a lift actuator for a backup table, and the lower limit position of the backup table is fixed at a fixed position based on the maximum height of components that can be mounted on a printed circuit board. That is, in the conventional double-sided mounting board manufacturing apparatus, the position where a predetermined clearance (gap) is added to the maximum height of components that may be mounted in the double-sided mounting board manufacturing apparatus is set as the lower limit position of the backup table, The backup table has been raised and lowered with this lower limit position as a reference.
バックアップテーブルの昇降は、上述のとおりプリント基板の搬入、部品の実装、プリント基板の搬出という一連の工程に合わせて繰り返し行われる。したがって、バックアップテーブルの昇降時間を短縮することは生産性の向上に大きく寄与する。このため、特に両面実装基板製造装置においてはバックアップテーブルの昇降時間を短縮することが求められていた。 As described above, the back-up and lowering of the backup table is repeatedly performed in accordance with a series of processes of loading the printed circuit board, mounting components, and unloading the printed circuit board. Therefore, shortening the back-and-forth time of the backup table greatly contributes to the improvement of productivity. For this reason, especially in a double-sided mounting board manufacturing apparatus, it has been required to shorten the back-and-forth time of the backup table.
本発明が解決しようとする課題は、両面実装基板製造装置においてバックアップテーブルの昇降時間を短縮することにある。 The problem to be solved by the present invention is to shorten the back-and-forth time of the backup table in the double-sided mounting board manufacturing apparatus.
本発明は、上下両面に電子部品が実装されるプリント基板を実装位置に搬入し、実装位置に停止させたプリント基板の上面に電子部品を実装し、電子部品を実装後、プリント基板を搬出するように構成されており、前記実装位置に停止するプリント基板の下方にバックアップテーブルを設け、電子部品の実装時にはバックアップテーブルを上昇させて当該バックアップテーブルによりプリント基板の下面を下方から支持し、プリント基板の搬入及び搬出時にはバックアップテーブルを下降させる両面実装基板製造装置において、バックアップテーブルを昇降させる昇降アクチュエータとしてサーボモータを設け、前記サーボモータは、前記実装位置の基準面から下方に、前記実装位置に搬入されるプリント基板の下面に既に実装されている電子部品の最大高さ及びプリント基板の厚さの合計に所定のクリアランスを加えた位置を下限位置として、プリント基板の搬入及び搬出時にバックアップテーブルを下降させることを特徴とする。 In the present invention, a printed circuit board on which electronic components are mounted on both upper and lower surfaces is carried into a mounting position, the electronic component is mounted on the upper surface of the printed circuit board stopped at the mounting position, and the printed circuit board is unloaded after mounting the electronic component. A backup table is provided below the printed circuit board that stops at the mounting position, and when mounting electronic components, the backup table is raised and the lower surface of the printed circuit board is supported by the backup table from below. In a double-sided mounting board manufacturing apparatus that lowers the backup table at the time of loading and unloading, a servo motor is provided as a lifting actuator for raising and lowering the backup table, and the servo motor is loaded into the mounting position below the reference surface of the mounting position. Already mounted on the bottom surface of the printed circuit board The position obtained by adding a predetermined clearance to the sum of the maximum height and the print thickness of the substrate of the component as a lower limit position, characterized in that lowering the backup table when loading and unloading the printed circuit board.
本発明の両面実装基板製造装置は、上記サーボモータの動作を制御するための構成として、実装位置に搬入されるプリント基板の下面に既に実装されている電子部品の最大高さ及びプレート基板の厚さを入力するデータ入力部と、入力された前記電子部品の最大高さ及びプレート基板の厚さと予め設定されている所定のクリアランスとに基づき前記下限位置を演算する下限位置演算部と、前記下限位置演算部で演算された下限位置を基準として、サーボモータの動作を指令するサーボ動作司指令部とを有するものとすることができる。 The double-sided mounting board manufacturing apparatus of the present invention has a configuration for controlling the operation of the servo motor, and the maximum height of electronic components already mounted on the lower surface of the printed board carried into the mounting position and the thickness of the plate board. A data input unit for inputting a height, a lower limit position calculating unit for calculating the lower limit position based on the input maximum height and thickness of the electronic component and a predetermined clearance, and the lower limit A servo operation manager command unit that commands the operation of the servo motor with the lower limit position calculated by the position calculation unit as a reference may be provided.
本発明において、バックアップテーブルは、プレート上に複数本のバックアップピンを立ち上げて構成し、前記バックアップピンによりプリント基板の下面を下方から支持するようにすることができる。 In the present invention, the backup table can be configured by raising a plurality of backup pins on a plate and supporting the lower surface of the printed circuit board from below by the backup pins.
本発明によれば、実装位置に搬入されるプリント基板の下面に既に実装されている電子部品の最大高さのデータ及びプリント基板の厚さのデータに基づきバックアップテーブルの下限位置を決定するので、バックアップテーブルの昇降ストロークを必要最小限とすることができる。したがって、バックアップテーブルの昇降時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。 According to the present invention, the lower limit position of the backup table is determined based on the maximum height data of the electronic components already mounted on the lower surface of the printed board carried into the mounting position and the thickness data of the printed circuit board. The back-and-forth stroke of the backup table can be minimized. Therefore, the raising / lowering time of a backup table can be shortened and productivity can be improved.
また、バックアップテーブルを昇降させる昇降アクチュエータとしてサーボモータを使用しているので、バックアップテーブルの昇降を精密に制御できる。従来使用されていたエアシリンダでは、上限及び下限位置においてその位置が安定するまで一定時間待機する必要があったが、サーボモータでは上記の待機時間は不要であり、この点からも生産性を向上させることができる。 In addition, since the servo motor is used as the lifting actuator for raising and lowering the backup table, the raising and lowering of the backup table can be precisely controlled. Conventionally used air cylinders had to wait for a certain period of time until the position became stable at the upper and lower limit positions, but servo motors do not require the waiting time described above, which also improves productivity. Can be made.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の両面実装基板製造装置の一実施形態を示す正面図である。 FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a double-sided mounting board manufacturing apparatus of the present invention.
プリント基板を搬送する搬送路Aにおいて電子部品が実装される実装位置A1の下方にバックアップテーブル1が昇降可能に配置されている。バックアップテーブル1はプレート1a上に複数本のバックアップピン1bを立ち上げて構成されている。
The backup table 1 is disposed so as to be movable up and down below a mounting position A1 where electronic components are mounted in a transport path A that transports a printed circuit board. The backup table 1 is configured by raising a plurality of
また、バックアップテーブル1を昇降させる昇降アクチュエータとしてサーボモータ2が設けられており、このサーボモータ2の動作により、バックアップテーブル1が昇降する。具体的には、サーボモータ2のモータ軸とギア機構3により連結されたスクリューシャフト4にナット5が装着されており、ナット5にバックアップテーブル1のプレート1aが固定されている。これにより、サーボモータ2の動作によりスクリューシャフト4が回転し、これに伴いナット5が上下動し、バックアップテーブル1が昇降する。なお、図1において符号6は、バックアップテーブル1のバックアップピン1bの昇降をガイドするガイド板である。
In addition, a
図2は、図1の両面実装基板製造装置の基本動作を示す説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing the basic operation of the double-sided mounting board manufacturing apparatus of FIG.
図2(a)は、既に下面に部品Cが実装されたプリント基板PCBを実装位置A1に搬入する直前の状態を示す。このときバックアップテーブル1は、プリント基板PCBの搬入時に部品Cと干渉しないように下限位置まで下降させておく。本発明では、このバックアップテーブル1の下限位置を、実装位置A1に搬入されるプリント基板PCBの下面に既に実装されている部品Cの最大高さh及びプリント基板PCBの厚さtに基づき決定する。具体的には、バックアップテーブル1(バックアップピン1bの上端面)の下限位置は、プリント基板PCBの上面レベルと一致する実装位置の基準面Asの高さを基準として下方に、部品Cの最大高さh及びプレート基板PCBの厚さtの合計に所定のクリアランスαを加えた位置である。すなわち、バックアップテーブル1の下限位置は、実装位置の基準面Asから下方に(t+h+α)の位置である。
FIG. 2A shows a state immediately before the printed circuit board PCB having the component C already mounted on the lower surface is carried into the mounting position A1. At this time, the backup table 1 is lowered to the lower limit position so as not to interfere with the component C when the printed circuit board PCB is carried. In the present invention, the lower limit position of the backup table 1 is determined based on the maximum height h of the component C already mounted on the lower surface of the printed circuit board PCB carried into the mounting position A1 and the thickness t of the printed circuit board PCB. . Specifically, the lower limit position of the backup table 1 (the upper end surface of the
なお、プレート基板PCBの下面に部品が実装されていない場合、部品の最大高さhは0とする。また、プレート基板PCBの下面に複数の部品が実装されている場合は、当然、そのうちの最大高さをhとする。一方、クリアランスαは、プリント基板及び部品の寸法公差やプリント基板の水平搬送の精度等を考慮して予め設定される。 When no component is mounted on the lower surface of the plate substrate PCB, the maximum height h of the component is 0. Further, when a plurality of components are mounted on the lower surface of the plate substrate PCB, the maximum height is naturally set to h. On the other hand, the clearance α is set in advance in consideration of the dimensional tolerance of the printed circuit board and components, the accuracy of horizontal conveyance of the printed circuit board, and the like.
プリント基板PCBを実装位置A1に搬入する際には、バックアップテーブル1を上記の下限位置まで下降させておき、プリント基板PCBが実装位置A1に搬入されたら、図2(b)に示すように、バックアップテーブル1を上昇させてバックアップピン1bによりプリント基板PCBの下面を下方から支持する。この状態でプリント基板PCBの上面に部品(図示せず)を実装する。次いで、実装後のプリント基板PCBを搬出する際には、図2(c)に示すようにバックアップテーブル1を上記の下限位置まで下降させる。バックアップテーブル1は、プリント基板PCBへの部品の実装の度に以上の昇降動作を繰り返す。
When the printed circuit board PCB is carried into the mounting position A1, the backup table 1 is lowered to the lower limit position, and when the printed circuit board PCB is carried into the mounting position A1, as shown in FIG. The backup table 1 is raised and the lower surface of the printed circuit board PCB is supported from below by the
バックアップテーブルの昇降は、図1で説明したようにサーボモータの動作により行う。すなわち、サーボモータは、バックアップテーブルが上記の下限位置を基準として昇降するように動作する。 The backup table is moved up and down by the operation of the servo motor as described with reference to FIG. That is, the servo motor operates so that the backup table moves up and down with reference to the lower limit position.
このようなサーボモータの動作を制御するため、本実施形態の両面実装基板製造装置は図3に示すように、データ入力部と、下限位置演算部と、サーボ動作指令部とを有する。データ入力部では、実装位置に搬入されるプリント基板の下面に既に実装されている電子部品の最大高さ及び当該プレート基板の厚さを入力する。この電子部品の最大高さ及びプレート基板の厚さのデータは生産プログラム(生産計画)より入手することができ、入力されたデータはメモリに記憶される。電子部品の最大高さ及びプレート基板の厚さは、プリント基板の種類に対応させてデータベース化してもよい。 In order to control the operation of such a servo motor, the double-sided mounting board manufacturing apparatus of this embodiment includes a data input unit, a lower limit position calculation unit, and a servo operation command unit as shown in FIG. In the data input unit, the maximum height of the electronic component already mounted on the lower surface of the printed board carried into the mounting position and the thickness of the plate substrate are input. Data on the maximum height of the electronic component and the thickness of the plate substrate can be obtained from a production program (production plan), and the input data is stored in a memory. The maximum height of the electronic component and the thickness of the plate substrate may be stored in a database corresponding to the type of the printed circuit board.
下限位置演算部は、入力された前記電子部品の最大高さ及びプレート基板の厚さと予め設定されている所定のクリアランスとに基づき、図2で説明した下限位置を演算する。すなわち、下限位置は、実装位置の基準面から下方に、(プレート基板の厚さ+電子部品の最大高さ+クリアランス)の位置である。サーボ動作指令部は、下限位置演算部で演算された下限位置を基準として、サーボモータの動作を指令する。 The lower limit position calculation unit calculates the lower limit position described in FIG. 2 based on the input maximum height of the electronic component, the thickness of the plate substrate, and a predetermined clearance set in advance. That is, the lower limit position is a position of (plate substrate thickness + maximum height of electronic component + clearance) downward from the reference surface of the mounting position. The servo operation command unit commands the operation of the servo motor with reference to the lower limit position calculated by the lower limit position calculation unit.
図4は、上記の下限位置演算部の処理フローを示す。下限位置演算部は、メモリに記憶された電子部品の最大高さ及びプリント基板の厚さの取得に成功したことを確認して、上述の要領で下限位置を演算する。そして、下限位置演算部は、下限位置の演算に成功したことを確認して、その下限位置を確定し、図3に示したサーボ動作指令部に送る。 FIG. 4 shows a process flow of the lower limit position calculation unit. The lower limit position calculator confirms that the maximum height of the electronic component and the thickness of the printed circuit board stored in the memory have been successfully obtained, and calculates the lower limit position in the manner described above. Then, the lower limit position calculation unit confirms that the calculation of the lower limit position is successful, determines the lower limit position, and sends it to the servo operation command unit shown in FIG.
図5は、本発明と従来例とのバックアップテーブルの昇降ストロークの違いを示す説明図である。図5(a)は本発明であり、上述のとおりバックアップテーブル1は、実装位置の基準面から下方に、部品Cの最大高さ及びプリント基板PCBの厚さの合計にクリアランスαを加えた位置を下限位置として昇降するので、バックアップテーブル1の昇降ストロークは必要最小限で済む。これに対して、図5(b)に示す従来例では、背景技術の欄で説明したように、実装される可能性のある部品の最大高さに所定のクリアランスを加えた位置を下限位置とし、その下限位置は、実際にプリント基板PCBの下面に実装されている部品Cの最大高さに関係なく一定の位置としていた。したがって、図5の例において本発明と従来例とを比較すると、バックアップテーブル1の昇降ストロークは、本発明の方が長さLだけ短縮される。バックアップテーブル1は、プリント基板PCBへの部品の実装の度に昇降を繰り返すので、昇降ストロークの短縮は生産性の向上に大きく寄与する。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing the difference in the lift stroke of the backup table between the present invention and the conventional example. FIG. 5A shows the present invention. As described above, the backup table 1 has a position where the clearance α is added to the sum of the maximum height of the component C and the thickness of the printed circuit board PCB, downward from the reference surface of the mounting position. Therefore, the back-and-forth stroke of the backup table 1 can be minimized. On the other hand, in the conventional example shown in FIG. 5B, as described in the background section, the position obtained by adding a predetermined clearance to the maximum height of a component that may be mounted is set as the lower limit position. The lower limit position is a constant position regardless of the maximum height of the component C actually mounted on the lower surface of the printed circuit board PCB. Therefore, when the present invention is compared with the conventional example in the example of FIG. 5, the elevation stroke of the backup table 1 is shortened by the length L in the present invention. Since the backup table 1 repeatedly moves up and down each time components are mounted on the printed circuit board PCB, shortening the lifting stroke greatly contributes to improvement in productivity.
本発明者が本発明による生産性向上の効果をシミュレーションしたところ、搬送制御時間(実装位置においてバックアップテーブルが下降し始めた時点から、実装位置に次のプリント基板が搬入されてバックアップテーブルが上昇しきった時点までの時間)が、従来例(バックアップテーブルの昇降アクチュエータとしてエアシリンダを使用)では約5秒であるのに対し、本発明では約3.7秒まで短縮できた。 When the present inventor simulated the productivity improvement effect of the present invention, the transfer control time (from the time when the backup table starts to descend at the mounting position, the next printed circuit board is carried into the mounting position and the backup table is completely raised. The time until the point of time) was approximately 5 seconds in the conventional example (using an air cylinder as the lifting actuator for the backup table), but was shortened to approximately 3.7 seconds in the present invention.
1 バックアップテーブル
1a プレート
1b バックアップピン
2 サーボモータ
3 ギア機構
4 スクリューシャフト
5 ナット
6 ガイド板
A 搬送路
A1 実装位置
PCB プリント基板
C 部品
1 Backup
Claims (3)
バックアップテーブルを昇降させる昇降アクチュエータとしてサーボモータを設け、
前記サーボモータは、前記実装位置の基準面から下方に、前記実装位置に搬入されるプリント基板の下面に既に実装されている電子部品の最大高さ及びプリント基板の厚さの合計に所定のクリアランスを加えた位置を下限位置として、プリント基板の搬入及び搬出時にバックアップテーブルを下降させることを特徴とする両面実装基板製造装置。 It is configured to carry a printed circuit board on which electronic components are mounted on both the upper and lower surfaces to the mounting position, mount the electronic component on the upper surface of the printed circuit board stopped at the mounting position, and carry out the printed circuit board after mounting the electronic component. A backup table is provided below the printed circuit board that stops at the mounting position, and when mounting electronic components, the backup table is raised to support the lower surface of the printed circuit board from below, and the printed circuit board is loaded and unloaded. Sometimes in a double-sided mounting board manufacturing device that lowers the backup table,
A servo motor is provided as a lifting actuator that lifts and lowers the backup table.
The servo motor has a predetermined clearance below the reference surface of the mounting position, the total height of the electronic components already mounted on the lower surface of the printed board carried into the mounting position and the thickness of the printed board. A double-sided mounting board manufacturing apparatus characterized in that the backup table is lowered when a printed board is carried in and out, with the position added with the lower limit position.
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