JP2013197324A - 実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】 回路基板に電子部品を実装する実装機の小型化を図る。
【解決手段】 実装機は、回路基板を搬送する基板搬送コンベアと、複数の電子部品を格納するトレイと、トレイを部品供給位置において支持するトレイ支持機構と、トレイ支持機構に支持されたトレイから電子部品を取り出し、基板搬送コンベア上の回路基板へ搬送して実装する実装ヘッドを備えている。トレイ支持機構は、トレイの少なくとも一部が基板搬送コンベアの下方空間に対して出入りするように、トレイを移動可能に構成することが好ましい。
【選択図】図６

Description

ここで開示する技術は、回路基板に電子部品を実装する実装機（表面実装機又はチップマウンタとも称される）に関する。

特許文献１に、従来の実装機が開示されている。この実装機は、回路基板を搬送する基板搬送コンベアと、複数の電子部品を格納するトレイと、トレイを複数収容するトレイマガジンと、トレイマガジンから取り出されたトレイを部品供給位置において支持するトレイ支持機構と、トレイ支持機構に支持されたトレイから電子部品を取り出し、基板搬送コンベア上の回路基板へ搬送して実装する実装ヘッドを備えている。

特開２０００−３０７２９０号公報

従来の実装機は、トレイを部品供給位置に固定した状態で、実装ヘッドがトレイ上の電子部品を選択的に取り出すように構成されている。このような構成によると、実装ヘッドの可動範囲が、基板実装ステージ及びトレイの全域をカバーする必要があり、装置の大型化を招いてしまう。

上記の問題を鑑み、本明細書は、実装機の小型化に有用な技術を開示する。

本技術では、実装ヘッドに電子部品を供給するトレイを、部品供給位置において固定せず、基板搬送コンベアに対して移動させる。特に、トレイの少なくとも一部が基板搬送コンベアの下方空間に対して出入りするように、トレイを移動させることを特徴とする。このような構成によると、実装ヘッドとトレイとを協調的に移動させることによって、必要とされる実装ヘッドの可動範囲を狭くすることができる。それにより、実装機の小型化を図ることが可能となる。

本技術は、回路基板に電子部品を実装する実装機に具現化される。この実装機は、回路基板を搬送する基板搬送コンベアと、複数の電子部品を格納するトレイと、トレイを部品供給位置において支持するトレイ支持機構と、トレイ支持機構に支持されたトレイから電子部品を取り出し、基板搬送コンベア上の回路基板へ搬送して実装する実装ヘッドを備えている。トレイ支持機構は、トレイの少なくとも一部が基板搬送コンベアの下方空間に対して出入りするように、トレイを移動可能に構成することが好ましい。

上記した実装機では、実装ヘッドとトレイ支持機構とを協調的に動作させることによって、必要とされる実装ヘッドの可動範囲を狭くすることができる。そのことから、実装機のサイズを比較的に容易に小型化することができる。実装機のサイズを小型化することで、実装機が必要とする設置面積を減少させることができ、実装機の面積生産性を向上させることができる。

一実施形態では、実装機が、トレイを複数収容するトレイマガジンをさらに備えることが好ましい。この場合、トレイマガジンの高さは、基板搬送コンベアの下方空間よりも低いことが好ましい。そして、トレイ支持装置は、トレイの少なくとも一部が基板搬送コンベアの下方空間に配置される第１位置と、トレイの少なくとも一部がトレイマガジンの上方空間に配置される第２位置との間で、トレイを移動可能であることが好ましい。このような構成によると、実装機を平面視したときに、トレイマガジンが配置されるスペースと、部品供給位置においてトレイを移動させるためのスペースとを、少なくとも部分的にオーバーラップさせることができる。そのことから、実装機のさらなる小型化を図り、実装機の面積生産性をさらに向上させることができる。

上記した実施形態では、実装機が、トレイマガジンからトレイを取り出すトレイ取出機構をさらに備えることが好ましい。この場合、トレイ取出機構によって取り出されたトレイの少なくとも一部が、基板搬送コンベアの下方空間に位置することが好ましい。このような構成によると、実装機を平面視したときに、基板搬送コンベアが配置されるスペースと、トレイマガジンからトレイを取り出すためのスペースとを、少なくとも部分的にオーバーラップさせることができる。そのことから、実装機のさらなる小型化を図り、実装機の面積生産性をさらに向上させることができる。

上記した実施形態では、実装機が、トレイマガジンから取り出されたトレイを部品供給位置まで搬送するトレイ搬送機構をさらに備えることが好ましい。この場合、トレイ搬送機構が搬送するトレイの少なくとも一部が、基板搬送コンベアの下方空間に位置することが好ましい。このような構成によると、実装機を平面視したときに、基板搬送コンベアが配置されるスペースと、トレイを部品供給位置まで搬送するためのスペースとを、少なくとも部分的にオーバーラップさせることができる。そのことから、実装機のさらなる小型化を図り、実装機の面積生産性をさらに向上させることができる。

上記した実施形態では、トレイ支持機構とトレイ取出機構とトレイ搬送機構の少なくとも二つを、共通の機械装置によって構成することが好ましい。このような構成によると、実装機の機械的及び電気的な構造を、比較的に簡素なものとすることができる。

他の一実施形態では、実装機が、トレイを複数収容するトレイマガジンと、トレイマガジンを昇降させるマガジン昇降装置をさらに備えることが好ましい。そして、トレイ支持装置は、トレイの少なくとも一部が基板搬送コンベアの下方空間に配置される第１位置と、トレイの少なくとも一部がトレイマガジンの内部空間に配置される第３位置との間で、トレイを移動可能であることが好ましい。このような構成によると、先ず昇降装置がトレイマガジンを昇降させるによって、実装すべき電子部品が収容されたトレイを、部品供給位置の高さに合わせることができる。次いで、トレイ支持装置が、基板搬送コンベアの下方空間と、トレイマガジンの内部空間との間で、当該トレイを移動させることができる。このような構成においても、トレイマガジンが配置されるスペースと、部品供給位置においてトレイを移動させるためのスペースとを、少なくとも部分的にオーバーラップさせることができる。そのことから、実装機の小型化を図り、実装機の面積生産性を向上させることができる。

実施例１の実装機１０の外観を示す図。 図１に示す実装機１０をＩＩ−ＩＩ面でカットして示す図。 実施例１のトレイ式供給装置４０の外観を示す図。 基板搬送コンベア３０の下方空間Ｓにおいてトレイマガジン４４からトレイ４２を取り出す工程を示す図。 基板搬送コンベア３０の下方空間Ｓにおいてトレイ４２を上昇させる工程を示す図。 トレイ４２が基板搬送コンベア３０の下方空間Ｓに対して出入りするように、実装ヘッド３２への部品供給位置においてトレイ４２を前後に移動させる工程を示す図。 実施例２の実装機１１０（図２に対応するカットボディ）を示す図。 実施例２のトレイ式供給装置１４０の外観を示す図。 トレイ４２が基板搬送コンベア３０の下方空間Ｓ及びトレイマガジンの内部空間Ｕに対して出入りするように、実装ヘッド３２への部品供給位置においてトレイ４２を前後に移動させる工程を示す図。

本技術の一実施形態では、実装機を、複数のモジュールを用いて構成することができる。各々のモジュールは、少なくとも一つの基板搬送コンベアと、少なくとも一つの実装ヘッド又は検査ヘッドを備える。各々のモジュールの基板搬送コンベアは、隣接する他のモジュールの基板搬送コンベアと一連に接続されており、回路基板が複数のモジュールに亘って搬送されるように構成されている。各々のモジュールは、実装ヘッド又は検査ヘッドによって、回路基板に対する電子部品の実装又は検査を実行する。各々のモジュールは選択的に交換可能であり、組み合わせるモジュールの数や種類を変更することによって、様々な電気回路の製造に対応することができる。また、各々のモジュールには、電子部品を供給するテープ式供給装置及び／又はトレイ式供給装置を着脱可能に取り付けることができる。

上記した実施形態の実装機では、少なくとも一つのモジュールにおいて、トレイ式供給装置が、電子部品を格納するトレイの少なくとも一部を、少なくとも一つの基板搬送コンベアの下方空間において、移動させることが好ましい。このような構成によると、当該モジュールを小型化することが可能となり、実装機の面積生産性を向上させることができる。ここでいう面積生産性とは、実装機が占有する単位面積あたりの部品の実装能力であり、実装能力とは、単位時間あたりに実装（装着）可能な部品点数をいう。

図面を参照して実施例１の実装機１０について説明する。本実施例の実装機１０は、回路基板に電子部品を実装（装着）する装置である。実装機１０は、表面実装機又はチップマウンタとも称される。図１、２に示すように、実装機１０は、複数の装着モジュール２０の集合によって構成されている。実装機１０は、各々の装着モジュール２０において、一又は複数の電子部品を回路基板に実装（装着）する。装着モジュール２０の前部２２は部品供給部となっており、装着モジュール２０に電子部品を供給するトレイ式供給装置４０及び／又はテープ式供給装置６０を取付可能となっている。

本明細書では、便宜上、装着モジュール２０の並び方向を左右方向とし、それに垂直な水平方向を前後方向とし、それらの両方向に垂直である鉛直方向を上下方向とする。

各々の装着モジュール２０は、二つの基板搬送コンベア３０を備えている。基板搬送コンベア３０は、回路基板を搬送するベルトコンベアである。二つの基板搬送コンベア３０は互いに独立しており、回路基板を搬送する二つのラインが構成されている。各々のモジュール２０の基板搬送コンベア３０は、隣接する他の装着モジュール２０の基板搬送コンベア３０と一連に接続されている。回路基板は、基板搬送コンベア３０により、複数の装着モジュール２０に亘って順に搬送される。基板搬送コンベア３０の具体的な構成については、公知の構造を適宜採用することができ、特に限定されない。

各々の装着モジュール２０は、二つの実装ヘッド３２を備えている。一方の実装ヘッド３２は一方の基板搬送コンベア３０に対応しており、他方の実装ヘッド３２は他方の基板搬送コンベア３０に対応している。実装ヘッド３２は、移動機構３４によって支持されており、三次元方向に移動可能となっている。実装ヘッド３２は、各供給装置４０、６０から電子部品を受け取り、当該電子部品を基板搬送コンベア３０上の回路基板に搬送して実装する。実装ヘッド３２の具体的な構成については、公知の構造を適宜採用することができ、特に限定されない。

図２、図３に示すように、トレイ式供給装置４０は、複数のトレイ４２と、複数のトレイ４２を収容するトレイマガジン４４と、トレイ４２の搬送を行うトレイ搬送装置４６を備えている。各々のトレイ４２は、複数の電子部品を格納するものであり、特に、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）といった比較的に大型の電子部品を格納する。各々のトレイ４２は、パレット４３の上に載置された状態で、トレイマガジン４４に収容される。トレイマガジン４４は、その前後が開放されており、トレイ４２を出し入れ可能となっている。なお、トレイマガジン４４の前面には、安全扉（図示省略）が設けられている。

トレイ搬送装置４６は、トレイ４２を保持するトレイ保持部４６ａと、トレイ保持部４６ａを前後方向に移動する水平移動機構４６ｂと、トレイ保持部４６ａを上下方向に移動する上下移動機構４６ｃを備えている。トレイ搬送装置４６は、トレイマガジン４４からトレイ４２を選択的に取り出し、当該トレイ４２を電子部品の供給位置まで搬送することができる。図２に示すように、トレイ式供給装置４０の一部、特に、トレイ搬送装置４６は、基板搬送コンベア３０の下方空間Ｓに配置される。

図４、図５、図６を参照して、実装機１０の動作について説明する。図４は、トレイ搬送装置４６が、トレイマガジン４４からトレイ４２を取り出す工程を示している。図４に示すように、トレイ搬送装置４６がトレイマガジン４４からトレイ４２を取り出すときに、トレイ４２はトレイマガジン４４から基板搬送コンベア３０の下方空間Ｓへ引き出される。このように、本実施例の実装機１０では、トレイマガジン４４から取り出されたトレイ４２の少なくとも一部が、基板搬送コンベア３０の下方空間Ｓに位置する構成となっている。このような構成であると、トレイマガジン４４と基板搬送コンベア３０との間にスペースを設ける必要がなくなる。また、実装機１０を平面視したときに、基板搬送コンベア３０が配置されるスペースと、トレイマガジン４４からトレイ４２を取り出すためのスペースとが、少なくとも部分的にオーバーラップするので、実装機１０は小型化され、実装機１０の必要とする設置面積（占有面積）は小さくなる。

図５は、トレイ搬送装置４６が、トレイマガジン４４から取り出したトレイ４２を、電子部品の供給位置まで搬送する工程を示している。図５に示すように、トレイ搬送装置４６は、基板搬送コンベア３０の下方空間Ｓにおいて、トレイ４２を上昇させていく。このように、本実施例の実装機１０では、電子部品の供給位置まで搬送されるトレイ４２の少なくとも一部が、基板搬送コンベア３０の下方空間Ｓに位置するように構成されている。このような構成であると、実装機１０を平面視したときに、基板搬送コンベア３０が配置されるスペースと、トレイ４２を搬送するためのスペースとが、少なくとも部分的にオーバーラップするので、実装機１０は小型化され、実装機１０の必要とする設置面積（占有面積）は小さくなる。

図６は、トレイ４２上の電子部品を、基板搬送コンベア３０上の回路基板５０へ実装する工程を示す。図６に示すように、トレイ搬送装置４６は、基板搬送コンベア３０の近傍でトレイ４２を支持する。そして、実装ヘッド３２が、そのトレイ４２から電子部品を取り出し、基板搬送コンベア３０上の回路基板５０へ搬送して実装する。このとき、トレイ搬送装置４６は、トレイ４２の少なくとも一部が基板搬送コンベア３０の下方空間Ｓに対して出入りするように、トレイ４２を前後方向に移動させることができる。それにより、実装ヘッド３２が取り出そうとする電子部品を、その電子部品のトレイ４２上の位置にかかわらず、基板搬送コンベア３０の近傍に移動させることができる。本実施例の実装機１０では、実装ヘッド３２とトレイ搬送装置４６とを協調的に動作させることによって、実装ヘッド３２の可動範囲が比較的に狭く設計されている。このような設計によると、実装機１０を容易に小型化することができ、実装機１０の面積生産性を向上させることができる。

図６に示すように、本実施例の実装機１０は、トレイマガジン４４の高さが、基板搬送コンベア３０の下方空間Ｓよりも低くなるように、設計されている。そして、トレイ搬送装置４６が、トレイマガジン４４の上方空間Ｔも利用して、上記したトレイ４２の移動が行われる。即ち、トレイ搬送装置４６は、トレイ４２の少なくとも一部が基板搬送コンベア３０の下方空間Ｓに配置される位置（第１位置）と、トレイ４２の少なくとも一部がトレイマガジン４４の上方空間Ｔに配置される位置（第２位置）との間で、トレイ４２を移動させるように構成されている。このような構成によると、実装機１０を平面視したときに、トレイマガジン４４が配置されるスペースと、電子部品の供給位置においてトレイ４２を移動させるためのスペースとを、少なくとも部分的にオーバーラップさせることができる。そのことから、実装機１０の小型化を図り、実装機１０の面積生産性を向上させることができる。

図７、図８、図９を参照して、実施例２の実装機１１０について説明する。実施例２の実装機１１０は、実施例１の実装機１０と比較して、トレイ式供給装置１４０の構成が変更されている。その他の構成については、両実施例において実質的に共通している。共通する構成については、実施例１と同一の符号を付すことにより、重複した説明は避けることとする。

図７、図８に示すように、本実施例のトレイ式供給装置１４０は、複数のトレイ４２と、その複数のトレイ４２を収容するトレイマガジン４４と、トレイ４２を搬送するトレイ搬送装置１４６と、トレイマガジン４４を昇降させるマガジン昇降装置１４８を備えている。トレイ４２及びトレイマガジン４４の構成は、実施例１で説明したものと実質的に同じである。トレイ搬送装置１４６は、トレイ４２を支持するトレイ保持部４６ａと、トレイ保持部４６ａを前後方向に移動する水平移動機構４６ｂを備えている。トレイ搬送装置１４６は、実施例１のものとは異なり、トレイ４２を上下方向に移動する上下移動機構４６ｃは備えてない。

図９は、本実施例の実装機１１０において、トレイ４２上の電子部品を基板搬送コンベア３０上の回路基板５０へ実装する工程を示す。図９に示すように、先ず、マガジン昇降装置１４８は、トレイマガジン４４を昇降させることによって、実装すべき電子部品が収容されたトレイ４２を、実装ヘッド３２が電子部品を取り出す高さ位置に合わせる。その状態で、トレイ搬送装置１４６が、当該トレイ４２を保持して、トレイマガジン４４から取り出す。そして、実装ヘッド３２が、そのトレイ４２から電子部品を取り出し、基板搬送コンベア３０上の回路基板５０へ搬送して実装する。

本実施例の実装機１１０においても、トレイ搬送装置１４６は、実装ヘッド３２の動作と同期して、トレイ４２を前後方向に、即ち、基板搬送コンベア３０に対して移動させることができる。このとき、本実施例では、基板搬送コンベア３０の下方空間Ｓと、トレイマガジン４４の内部空間Ｕとを利用して、トレイ４２の移動が行われる。即ち、本実施例のトレイ搬送装置１４６は、トレイ４２の少なくとも一部が基板搬送コンベア３０の下方空間Ｓに配置される位置（第１位置）と、トレイ４２の少なくとも一部がトレイマガジン４４の内部空間Ｕに配置される位置（第３位置）との間で、トレイ４２を移動させるように構成されている。

本実施例の構成によっても、実装機１１０を平面視したときに、トレイマガジン４４が配置されるスペースと、電子部品の供給位置においてトレイ４２を移動させるためのスペースとを、少なくとも部分的にオーバーラップさせることができる。そのことから、実装機１１０の小型化を図り、実装機１１０の面積生産性を向上させることができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、上記した実施例では、電子部品の供給位置でトレイ４２を移動させる際に、トレイマガジン４４の上方空間Ｔ又は内部空間Ｕを利用しているが、その必要は必ずしもない。即ち、トレイマガジン４４とは水平方向に離れた位置で、基板搬送コンベア３０に対するトレイ４２の移動を行うような構成であってもよい。

例えば、上記した実施例では、共通のトレイ搬送装置４６、１４６によって、トレイマガジン４４からのトレイ４２の取り出し、部品供給位置へのトレイ４２の搬送、及び部品供給位置でのトレイ４２の移動を行っているが、トレイマガジン４４からトレイ４２を取り出す取出機構と、部品供給位置までトレイ４２を搬送する搬送機構と、部品供給位置においてトレイ４２を移動させるトレイ支持機構を、それぞれ独立した機械装置によって構成してもよい。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０、１１０：実装機
２０：装着モジュール
３０：基板搬送コンベア
３２：実装ヘッド
３４：移動機構
４０、１４０：トレイ式供給装置
４２：トレイ
４４：トレイマガジン
４６、１４６：トレイ搬送装置
４６ａ：トレイ保持部
４６ｂ：水平移動機構
４６ｃ：上下移動機構
５０：回路基板
Ｓ：基板搬送コンベアの下方空間
Ｔ：トレイマガジンの上方空間
Ｕ：トレイマガジンの内部空間

Claims (6)

1. 回路基板に電子部品を実装する実装機であって、
   回路基板を搬送する基板搬送コンベアと、
   複数の電子部品を格納するトレイと、
   前記トレイを部品供給位置において支持するトレイ支持機構と、
   前記トレイ支持機構に支持されたトレイから電子部品を取り出し、前記基板搬送コンベア上の回路基板へ搬送して実装する実装ヘッドを備え、
   前記トレイ支持機構は、前記トレイの少なくとも一部が前記基板搬送コンベアの下方空間に対して出入りするように、前記トレイを移動可能であることを特徴とする実装機。
2. 前記トレイを複数収容するトレイマガジンをさらに備え、
   前記トレイマガジンの高さは、前記基板搬送コンベアの下方空間よりも低く、
   前記トレイ支持装置は、前記トレイの少なくとも一部が前記基板搬送コンベアの下方空間に配置される第１位置と、前記トレイの少なくとも一部が前記トレイマガジンの上方空間に配置される第２位置との間で、前記トレイを移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の実装機。
3. 前記トレイマガジンからトレイを取り出すトレイ取出機構をさらに備え、
   前記トレイ取出機構によって取り出されたトレイの少なくとも一部は、前記基板搬送コンベアの下方空間に位置することを特徴とする請求項２に記載の実装機
4. 前記トレイマガジンから取り出されたトレイを前記部品供給位置まで搬送するトレイ搬送機構をさらに備え、
   前記トレイ搬送機構によって搬送されるトレイの少なくとも一部が、前記基板搬送コンベアの下方空間に位置することを特徴とする請求項２又は３に記載の実装機。
5. 前記トレイ支持機構と前記トレイ取出機構と前記トレイ搬送機構の少なくとも二つが、共通の機械装置によって構成されていることを特徴とする請求項４に記載の実装機。
6. 前記トレイを複数収容するトレイマガジンと、
   前記トレイマガジンを昇降させるマガジン昇降装置をさらに備え、
   前記トレイ支持装置は、前記トレイの少なくとも一部が前記基板搬送コンベアの下方空間に配置される第１位置と、前記トレイの少なくとも一部が前記トレイマガジンの内部空間に配置される第３位置との間で、前記トレイを移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の実装機。