JP2014225594A - Electronic component mounting apparatus and electronic component mounting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、下受けピンによって下受けされた基板に電子部品を実装する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関するものである。 The present invention relates to an electronic component mounting apparatus and an electronic component mounting method for mounting an electronic component on a substrate received by a receiving pin.
基板に電子部品を実装する部品実装工程では、基板は下面側を下受け部によって支持された状態で位置決め保持される。この基板の下受け方式として、複数の下受けピンを基板の下面に当接させて支持する下受けピン方式が広く用いられる。この下受けピン方式におけるピンの配置方法として、ピン装着孔が格子状に形成された従来方式の下受けベースを用いる方法に代えて、複数の自立型の下受けピンをマグネットの磁力によって下受けベースに固定する方法が用いられるようになっている(例えば特許文献1参照)。 In the component mounting process for mounting the electronic component on the substrate, the substrate is positioned and held in a state where the lower surface side is supported by the lower receiving portion. As the base plate method for this substrate, a base pin method for supporting a plurality of base pins in contact with the lower surface of the substrate is widely used. As a method for arranging pins in this receiving pin method, a plurality of free-standing receiving pins are received by the magnetic force of a magnet instead of using a conventional receiving base in which pin mounting holes are formed in a lattice shape. A method of fixing to a base is used (for example, see Patent Document 1).
これにより、ピン装着孔の配列位置に制約されることなく、基板において下受けが必要とされる部位に合わせて下受けピンを位置可変に配置することができるという利点がある。そして下受けピンの配置変更作業を電子部品実装装置に備えられている実装ヘッドの移載機能を用いて行うことにより、基板種の切替に伴う下受けピンの配置替え作業を自動化して、段取り替え作業を省力・高効率化することが可能となる。 Accordingly, there is an advantage that the receiving pin can be arranged in a variable position in accordance with a portion where the receiving is required on the substrate without being restricted by the arrangement position of the pin mounting holes. Then, by changing the placement of the receiving pins using the mounting head transfer function provided in the electronic component mounting apparatus, the placement of the receiving pins accompanying the switching of the board type is automated, and the steps are changed. The replacement work can be labor-saving and highly efficient.
上述の特許文献例を含め、磁力によって固定される下受けピンを実装ヘッドによる移載機能を用いて行う基板下受け方式には、下受けピンの配置替え作業を安定して高効率で行う上で、以下に述べるような不具合が生じている。すなわちピン配置替え作業においては、磁力によって下受けベースに固定された下受けピンを磁力による固定力に抗して下受けベースから離隔させる必要がある。ところが、実装ヘッドによって下受けピンを移載する際に用いられる吸着ノズルの保持力には限界がある。 The above-described patent document examples, including the above-described patent document, have the substrate receiving method in which the receiving pins fixed by the magnetic force are transferred using the mounting head, and the placement of the receiving pins is stably performed with high efficiency. Thus, the following problems have occurred. That is, in the pin rearrangement work, it is necessary to separate the receiving pin fixed to the receiving base by the magnetic force from the receiving base against the fixing force by the magnetic force. However, there is a limit to the holding force of the suction nozzle that is used when the receiving pin is transferred by the mounting head.
このため、下受けベースに下受けピンの横滑り防止用の樹脂層が形成されて、下受けピンが下受けベースに貼着されているような場合には、吸着ノズルによって下受けピンを下受けベースから持ち上げることができない事態が生じ得る。そしてこのような現象が頻発すると、下受けピンの配置替え作業を安定して自動的に行うことができず、段取り替え作業の省力・高効率化を妨げる要因となっていた。 For this reason, when a resin layer for preventing the skid of the receiving pin is formed on the lower receiving base and the lower receiving pin is adhered to the lower receiving base, the lower receiving pin is received by the suction nozzle. There may be situations where it cannot be lifted from the base. If such a phenomenon occurs frequently, the placement of the receiving pins cannot be performed stably and automatically, which has been a factor that hinders labor saving and high efficiency of the setup changing work.
そこで本発明は、下受けピンの配置替え作業を安定して自動的に行い、段取り替え作業の省力・高効率化を可能とする電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electronic component mounting apparatus and an electronic component mounting method that can stably and automatically perform the replacement work of the receiving pins, and can save labor and increase the efficiency of the setup change work. To do.
本発明の電子部品実装装置は、実装ヘッドに装着された部品吸着ノズルよって電子部品を保持して基板に実装する電子部品実装装置であって、少なくとも上面側の一部が磁性体で設けられた下受けベース部と、前記下受けベース部の任意の位置に基部を当接させて立設され、前記基部に内蔵されたマグネットの引磁力により前記磁性体に位置固定される複数の下受けピンと、前記下受けベース部を昇降させることにより前記下受けピンの先端部を前記基板の下面に当接させて下受けする下受け昇降機構と、前記下受けベース部の上面に形成され表面に前記基部が載置される樹脂層と、前記実装ヘッドに前記部品吸着ノズルと交換自在に装着され、前記下受けピンの配置替えに際して下受けピンの先端部を吸着保持して移動させるピン吸着ノズルと、前記実装ヘッドの移動動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記基部が前記樹脂層に貼着した状態において前記先端部をピン吸着ノズルによって吸着保持した状態の前記実装ヘッドを、少なくとも水平方向への移動動作を含む所定の動作パターンで動作させることにより、前記貼着した状態の下受けピンを剥離させる。 An electronic component mounting apparatus according to the present invention is an electronic component mounting apparatus that mounts an electronic component on a substrate by holding the electronic component by a component suction nozzle mounted on a mounting head, and at least a part of the upper surface side is provided with a magnetic material. A plurality of lower receiving pins that are erected with a base abutting at an arbitrary position of the lower receiving base and fixed to the magnetic body by an attractive force of a magnet built in the base; A lower receiving lift mechanism that lifts and lowers the lower receiving base portion to bring the tip end portion of the lower receiving pin into contact with the lower surface of the substrate, and is formed on the upper surface of the lower receiving base portion. A resin layer on which a base portion is placed, and a pin suction nose that is mounted on the mounting head in a manner that can be exchanged with the component suction nozzle, and that moves the tip end portion of the lower receiving pin by suction while moving the lower receiving pin. And a control unit that controls the movement operation of the mounting head, wherein the control unit is configured to hold the tip portion by suction with a pin suction nozzle in a state where the base portion is adhered to the resin layer. Is operated in a predetermined operation pattern including at least a movement operation in the horizontal direction, thereby peeling off the attached receiving pin.
本発明の電子部品実装方法は、実装ヘッドに装着された部品吸着ノズルよって電子部品を保持して基板に実装する電子部品実装方法であって、少なくとも上面側の一部が磁性体で設けられた下受けベース部と、前記下受けベース部の任意の位置に基部を当接させて立設され、前記基部に内蔵されたマグネットの引磁力により前記磁性体に位置固定される複数の下受けピンと、前記下受けベース部の上面に形成され表面に前記基部が載置される樹脂層とを備えた基板下受け装置において、前記下受けベース部を昇降させることにより前記下受けピンの先端部を前記基板の下面に当接させて下受けし、前記下受けピンの配置替えに際して、下受けピンの先端部を吸着保持して移動させるピン吸着ノズルを前記実装ヘッドに前記部品吸着ノズルと交換自在に装着し、前記基部が前記樹脂層に貼着した状態において前記先端部をピン吸着ノズルによって吸着保持した状態の前記実装ヘッドを、少なくとも水平方向への移動動作を含む所定の動作パターンで動作させることにより、前記貼着した状態の下受けピンを剥離させる。 An electronic component mounting method according to the present invention is an electronic component mounting method in which an electronic component is held by a component suction nozzle mounted on a mounting head and mounted on a substrate, and at least a part on the upper surface side is provided with a magnetic material. A plurality of lower receiving pins that are erected with a base abutting at an arbitrary position of the lower receiving base and fixed to the magnetic body by an attractive force of a magnet built in the base; In the substrate receiving device having a resin layer formed on the upper surface of the lower receiving base portion and on which the base portion is placed, the lower end of the lower receiving pin is moved up and down by moving the lower receiving base portion up and down. A pin suction nozzle that contacts the lower surface of the substrate and receives the lower end of the base plate, and moves and moves the front end of the lower support pin by suction is exchanged with the component suction nozzle. The mounting head in a state of being freely mounted and having the tip portion adsorbed and held by a pin adsorbing nozzle in a state where the base portion is adhered to the resin layer operates at a predetermined operation pattern including at least a movement operation in the horizontal direction. By doing so, the underpinned pin is peeled off.
本発明によれば、上面に樹脂層が形成された下受けベース部に基部を当接させて立設されマグネットの引磁力により位置固定される複数の下受けピンによって基板3の下面下受けする基板の下受け方式において、下受けピンの配置替えに際してピン吸着ノズルを実装ヘッドに交換自在に装着し、基部が樹脂層に貼着した状態において下受けピンの先端部をピン吸着ノズルよって吸着保持した状態の実装ヘッドを、水平方向への移動動作を含む所定の動作パターンで動作させて、基部が樹脂層に貼着した状態の下受けピンを剥離させる方法を用いることにより、下受けピンの配置替え作業を安定して自動的に行い、段取り替え作業の省力・高効率化が可能となる。
According to the present invention, the lower surface of the
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図1,図2を参照して、電子部品実装装置1の全体構成を説明する。電子部品実装装置1は実装ヘッドに装着された部品吸着ノズルによって電子部品を保持して基板に実装する機能を有している。図1において、基台1aの中央部には、X方向(基板搬送方向)に基板搬送機構2が配設されている。基板搬送機構2は上流側から搬入された基板3を搬送し、以下に説明する部品実装機構による実装作業位置に位置決めする機能を備えるものであり、並行に配設された2条の搬送レール2aを有している。基板搬送機構2の中央部には、搬入された基板3を下受けするための基板下受け機構2cおよび基板下受け機構2cによって持ち上げられた基板3の相対向する2辺の側端部を上方から押さえてクランプする押さえ部材2bを備えている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the overall configuration of the electronic
基板搬送機構2の両側には、実装対象の電子部品を供給する部品供給部4が配置されている。部品供給部4には複数のテープフィーダ5が並列に配置されており、テープフィーダ5はキャリアテープに保持された部品を以下に説明する部品実装機構による取出位置までピッチ送りする機能を有している。基台1a上面のX方向の1端部上にはY軸移動テーブル6が配設されており、Y軸移動テーブル6には2台のX軸移動テーブル7がY方向にスライド自在に結合されている。X軸移動テーブル7には、それぞれ実装ヘッド8がX方向にスライド自在に装着されている。
On both sides of the
実装ヘッド8は複数の単位保持ヘッド9より成る多連型ヘッドであり、単位保持ヘッド9の下端部に設けられたノズルホルダ9aに装着された部品保持用の部品吸着ノズル34A(図7参照)によってテープフィーダ5から実装対象の電子部品Pを真空吸着によって保持する。Y軸移動テーブル6およびX軸移動テーブル7は実装ヘッド8を移動させるヘッド移動機構を構成する。ヘッド移動機構を駆動することにより、実装ヘッド8は部品供給部4と基板搬送機構2に位置決めされた基板3との間で移動し、基板3において実装ヘッド8が昇降することにより,保持した電子部品P(図7参照)を基板3に実装する。実装ヘッド8および実装ヘッド8を移動させるヘッド移動機構は、部品供給部4から部品を取り出して基板3に実装する部品実装機構43(図8)を構成する。
The
X軸移動テーブル7の下面には、それぞれ実装ヘッド8と一体的に移動する基板認識カメラ10が装着されている。ヘッド移動機構を駆動して基板認識カメラ10を基板搬送機構2に保持された基板3の上方へ移動させることにより、基板認識カメラ10は基板3に形成された認識マークを撮像する。部品供給部4と基板搬送機構2との間の実装ヘッド8の移動経路には、部品認識カメラ11,第1のノズル収納部12,第2のノズル収納部13が配設されている。部品供給部4から部品を取り出した実装ヘッド8が部品認識カメラ11の上方を所定方向に通過する走査動作を行うことにより、部品認識カメラ11は実装ヘッド8に保持された状態の部品を撮像する。
A
第1のノズル収納部12には,単位保持ヘッド9のノズルホルダ9aに装着される部品吸着ノズル34Aが部品種に対応して複数収納保持されており、第2のノズル収納部13には単位保持ヘッド9のノズルホルダ9aに装着されるピン吸着ノズル34Bが収納保持されている。実装ヘッド8が第1のノズル収納部12,第2のノズル収納部13にアクセスしてノズル交換動作を行うことにより、単位保持ヘッド9に装着される吸着ノズルを目的および対象とする部品種に応じて交換することができる。
A plurality of
図2を参照して、基板搬送機構2の構成および機能について説明する。図2に示すように、基板搬送機構2は並行に配設された2条の搬送レール2aより構成され、搬送レール2aの内側にはコンベア機構2dが搬送方向に沿って設けられている。基板3の両側端部をコンベア機構2dの上面に当接させた状態でコンベア機構2dを駆動することにより、基板3は基板搬送方向に搬送される。さらに、コンベア機構2dの内側には、押さえ部材2bにより基板3の側端部を上方から押さえてクランプする際、基板3の側端部を下方から支持するクランプ部2eが昇降自在に配設されている。下受けベース部21が上昇してクランプ部2eに当接することにより、クランプ部2eもともに上昇して基板3を押さえ部材2bに対して押しつける。
With reference to FIG. 2, the structure and function of the
基板搬送機構2の中央部には、部品実装機構43による作業位置に対応して基板下受け機構2cが配設されている。基板下受け機構2cは、水平な板状の下受けベース部21を昇降機構20によって昇降(矢印a)させる構成となっており、下受けベース部21の上面には、基板3を下面側から支持する下受けピンモジュール22(下受けピン)が立設されている。下受けベース部21は、アルミニウムなどの非磁性体より成る板部材21aの上面において、下受けピンモジュール22の配置範囲に対応した少なくとも一部に鋼板などの磁性体21bを積層し、さらに磁性体21bの表面に樹脂層21cを被覆した構成となっている。
In the central portion of the
樹脂層21cは液状のウレタン樹脂などを吹き付けて40μm〜100μmの厚みで形成されており、下受けピンモジュール22を下受けベース部21に配置する際には、樹脂層21cの表面の任意の位置に下受け対象となる基板3の下受け位置に応じて基部23を載置する。
The
この下受け配置状態において、下受けピンモジュール22の基部23に内蔵されたマグネット部材26(図3(b)参照)によって、下受けピンモジュール22は磁性体21bとの間に作用する引磁力によって下受けベース部21に位置固定される。なお下受けベース部21全体を磁性材料によって製作しても差し支えなく、下受けベース部21としては少なくとも上面側に磁性体が存在する構成であればよい。この状態で、図2(b)に示すように、昇降機構20を駆動して下受けベース部21を上昇させる(矢印b)ことにより、下受けピンモジュール22の上端部及びクランプ部2eの上端部が基板3の下面に当接し、基板3は基板下受け機構2cによって下受け支持されるとともに、基板3の両端部が押さえ部材2bの下面に押し付けられて位置固定される。
In this lower receiving arrangement state, the lower
次に図3,図4を参照して、電子部品実装装置用に用いられる下受けピンモジュール22の構成および機能を説明する。下受けピンモジュール22は、図2に示すように、磁性体21bの上面を樹脂層21cで被覆した下受けベース部21の任意の位置に立設されて、基板3を下面側から下受けして支持する機能を有する。下受けピンモジュール22は、図3(a)に示すように、下受けベース部21に当接する基部23から上方に、上端部に頂部部材25を有する中空軸部材24を延出させた構成となっている。
Next, with reference to FIGS. 3 and 4, the configuration and function of the receiving
下受けピンモジュール22の縦断面を示す図3(b)において、基部23は内部に円筒状の昇降室23dが設けられた基部本体23aと、昇降室23dの内面上部に加工された雌ねじ部に雄ねじ部を螺合結合させた蓋部材23bとを有する構成となっている。昇降室23dの内部には、下面側に凹部を有する形状のピストン27が上下に摺動自在に嵌合しており、ピストン27の凹部には永久磁性を有するマグネット部材26が下面を露呈させた姿勢で固着されている。
In FIG. 3B, which shows a longitudinal section of the lower
昇降室23dは下部に底部23eを有する有底形状となっており、通常状態においては、ピストン27は昇降室23d内において底部23eに当接した状態にある。ここで底部23eは極力薄く設定されており、基部23を下受けベース部21上に載置した状態で、マグネット部材26と磁性体21bとの間隔が極力小さく、マグネット部材26による引磁力が磁性体21bに十分作用するような距離となっている。底部23eには昇降室23dの下部と外部とを連通させる通気孔23cが開孔されており、昇降室23d内におけるピストン27の昇降動作が、昇降室23d内のエアの圧力によって妨げられないようになっている。
The elevating
蓋部材23bには吸引孔24aを有する中空軸部材24が立設されており、吸引孔24aは蓋部材23bに設けられた開口部23fを介して昇降室23dと連通している。そして中空軸部材24の上端部には、上方に突出した細径の当接ピン25aおよび横方向に延出した吸着用鍔部25bを有する形状の頂部部材25が固着されている。当接ピン25aの上端部は下受け時において基板3の下面に当接して支持する。当接ピン25aには側部に開口した吸引孔25cが設けられており、頂部部材25を中空軸部材24に装着した状態では吸引孔25cは吸引孔24aと連通する。なおここでは、頂部部材25を中空軸部材24の本体とは別部品で設けているが、頂部部材25と中空軸部材24とを一体部品として製作するようにしてもよい。すなわち中空軸部材24および頂部部材25は、基部23から上方に延出して設けられ,上端部が基板3の下面に当接して支持する軸状部を構成する。
A
図4を参照して、下受けピンモジュール22の機能を説明する。図4(a)は、下受けピンモジュール22を単に下受けベース部21上に載置した状態を示している。この状態では、ピストン27は自重によって昇降室23d内の底部23e上に位置しており、マグネット部材26の底面から磁性体21bの上面までの距離D1は、マグネット部材26と磁性体21bとの間に十分な大きさの引磁力F1が作用する距離となっていることから、下受けベース部21上に載置された基部23は、引磁力F1によって下受けベース部21に位置固定される。
The function of the receiving
これに対し、図4(b)は、頂部部材25に設けられた吸引孔25cから真空吸引(矢印c)した状態を示している。これにより、吸引孔24aを介して連通する昇降室23dの内部が上方から真空排気され、ピストン27が昇降室23d内において上方に摺動する(矢印d)。この結果、マグネット部材26の下面と磁性体21bの上面との間の距離D2は図4(a)における距離D1から大きく拡大する。これにより、マグネット部材26と磁性体21bとの間に作用する引磁力F2は大幅に減少し、基部23の下受けベース部21への位置固定が解除される。
On the other hand, FIG. 4B shows a state in which vacuum suction (arrow c) is performed from the
すなわち上述構成の下受けピンモジュール22は、永久磁性を有するマグネット部材26を昇降自在に内蔵しマグネット部材26が下降した状態において下受けベース部21に引磁力により固定される基部23と、基部23から上方に延出して設けられ、上端部が基板3の下面に当接して支持する軸状部とを備えた構成となっている。そして基部23は、内部に設けられた昇降室23d内でマグネット部材26とともに摺動して昇降するピストン27を備え、ピストン27とともにマグネット部材26を下降・上昇させることにより、基部23の下受けベース部21への位置固定・固定解除が行われる。本実施の形態においては、実装ヘッド8に装着されたピン吸着ノズル34Bによって頂部部材25を吸着保持した状態において、軸状部の側面に開口した吸引孔25cと吸引孔24aとを連通させて昇降室23d内を真空吸引することにより、ピストン27とともにマグネット部材26を上昇させるようにしている。
That is, the
次に図5を参照して、下受けベース部21に配置された下受けピンモジュール22によって基板3を下受けした状態における樹脂層21cの機能について説明する。ここでは、反り変形状態にある基板3を下受け対象とする場合を示している。この場合には図5(a)に示すように、下受けピンモジュール22によって下受けされる基板3は反り変形の度合いに応じた角度θだけ傾斜した状態にある。このため、当接ピン25aは基板3の下面に対して正しく垂直方向から当接せず、当接ピン25aには基板3からの下受け支持反力が、角度θだけ傾いた方向に作用する(矢印e)。
Next, the function of the
これにより、基部23が載置される樹脂層21cには、上面を垂直上方から押圧する垂直成分(矢印f1)と、樹脂層21cの上面に沿って作用する水平成分(矢印f2)とを有する押圧外力が作用する。そしてこの水平成分は、基部23を樹脂層21c上で横滑りさせるように作用する。
Accordingly, the
このような場合にあっても、本実施の形態では樹脂層21cは樹脂層21cはウレタン樹脂など可撓性を有する樹脂を主成分としていることから、荷重に対応して変形する機械的特性を有しており、図5(b)に示すように、樹脂層21cの表面における押圧部位21dは、基板3より受ける下受け支持反力およびマグネット部材26の引磁力の大きさに応じた僅かな変形量だけ凹状に変形する。
Even in such a case, in the present embodiment, since the
ここで、水平成分(矢印f2)の存在により、基部23が樹脂層21cに凹入する変形量は、基部23の全領域について一様ではなく、矢印f2方向の両端部の変形量d1,d2は異なる大きさとなる。すなわち、基部23と樹脂層21cとの間に作用する静止摩擦力に抗して水平成分が作用することから、矢印f2方向の終端側の変形量d2の方が、反対側端部における変形量d1よりも大きくなる。これにより、基部23の下面の矢印f2方向の端部は、変形量d2だけ嵌入した段差によって係止される状態となり、基部23の横方向(矢印g)への移動が抑制されて横方向の位置が保持される。
Here, due to the presence of the horizontal component (arrow f2), the deformation amount in which the
このとき、前述のように樹脂層21cの厚みを40μm〜100μmの範囲とすることにより、下受けピンモジュール22を位置固定するのに必要な引磁力を確保しつつ、位置保持に必要十分な変形量d2を確保することが可能となっている。なお、樹脂層21cを構成する樹脂として金属平面との摩擦係数が大きい摩擦特性を有するウレタン樹脂を用いることにより、上述の押圧部位21dの変形による横方向の位置保持とともに押圧部位21dの表面と基部23との摩擦力によって基部23の横方向の位置保持力を増大させることができる。
At this time, by making the thickness of the
次に図6を参照して、実装ヘッド8の構成および実装ヘッド8に装着される吸着ノズルについて説明する。図6(a)に示すように、実装ヘッド8は複数の単位保持ヘッド9を並列した多連型ヘッドであり、それぞれの単位保持ヘッド9の下部には吸着ノズルを着脱自在に保持する機能を有するノズルホルダ9aが設けられている。図6(b)に示すように、ノズルホルダ9aは、単位保持ヘッド9の本体部から下方に延出し真空吸引孔31aを有する摺動軸31にホルダ本体部30を上下に摺動自在に嵌合させ、ホルダ本体部30の両側面の対称位置に配設された2つのクランプ部材32を、円環状の引張りバネ部材33によって内側方向に付勢する構成となっている。
Next, the configuration of the mounting
この構成において、2つのクランプ部材32の下部に外側へ開く方向の外力を作用させることによりクランプ部材32は、上部を支点として引張りバネ部材33の付勢力に抗して開方向に回転移動し(矢印i)、これにより吸着ノズルの装着が可能となる。そしてこの状態では2つのクランプ部材32の下部は、装着された吸着ノズルを引張りバネ部材33の付勢力によって内側に押し附け、これにより吸着ノズルはノズルホルダ9aにクランプ固定される。
In this configuration, by applying an external force in the direction of opening outward to the lower part of the two
本実施の形態においては、吸着対象・目的に応じて、2種類の吸着ノズル(部品吸着ノズル34A,ピン吸着ノズル34B)を、単位保持ヘッド9に交換自在に装着して使い分けるようにしている。すなわち、図6(b)に示す部品吸着ノズル34Aは、基板3に電子部品を実装する部品実装動作において用いられる吸着ノズルであり、ピン吸着ノズル34Bは基板下受け機構2cにおけるピン配置替えに際して、下受けピンモジュール22の先端部を吸着保持して移動させるために用いられるピン移動用の吸着ノズルである。
In the present embodiment, two types of suction nozzles (
ここで部品吸着ノズル34A,ピン吸着ノズル34Bは共通の単位保持ヘッド9に選択的に装着されて用いられるため、ノズルホルダ9aに対して装着互換性を有しており、上部の装着部34aは部品吸着ノズル34A,ピン吸着ノズル34Bいずれについても同一構造となっている。装着部34aには、ノズルホルダ9aに設けられたホルダ本体部30が嵌号する嵌合孔が設けられており、装着部34aの下方には側方に延出した鍔状部34bが設けられている。
Here, since the
鍔状部34bから下方には、吸着対象に応じた形状の吸着部34c、34gが延出して設けられている。すなわち部品吸着ノズル34Aに設けられた吸着部34cは吸着対象とする電子部品Pに応じた径サイズのノズル軸を有し、内部には下端部の吸着面34dに開孔する吸着孔が上下に貫通して設けられている。またピン吸着ノズル34Bに設けられた吸着部34eは、吸着対象とする下受けピンモジュール22の頂部部材25に設けられた吸着用鍔部25bに応じた径サイズで設けられており、下端部の吸着面34fが吸着用鍔部25bの上面に当接する。吸着部34eの内部には、装着状態において真空吸引孔31aと連通する吸着孔34gが設けられている。
Below the bowl-shaped
図7は、ノズルホルダ9aに部品吸着ノズル34A、ピン吸着ノズル34Bの装着部34aを装着して、それぞれの吸着対象物である電子部品P、下受けピンモジュール22をそれぞれ吸着保持した状態を示している。すなわち、図7(a)に示すように、ノズルホルダ9aに部品吸着ノズル34Aを装着した状態では、クランプ部材32が引張りバネ部材33の付勢力によって部品吸着ノズル34Aをクランプする。そしてこの状態で真空吸引孔31aから真空吸引することにより(矢印j)、電子部品Pを吸着部34cにより吸着保持する。
FIG. 7 shows a state in which the mounting
また図7(b)に示すように、ノズルホルダ9aにピン吸着ノズル34Bを装着した状態では、クランプ部材32が引張りバネ部材33の付勢力によってピン吸着ノズル34Bをクランプする。そしてこの状態で真空吸引孔31aから真空吸引することにより(矢印j)、吸着部34eは吸着用鍔部25bを介して下受けピンモジュール22を吸着孔34g内の負圧により吸着保持する。ここで、吸着部34eの径サイズは、下受けピンモジュール22の自重を真空吸引によって吸着保持可能な吸着面積が十分に確保できるサイズに設定されている。
Further, as shown in FIG. 7B, in a state where the
また、この真空吸引により当接ピン25aに設けられた吸引孔25cを介して、中空軸部材24の吸引孔24a内が真空吸引される(矢印k)。これにより吸引孔24aを介して基部23内の昇降室23dもともに真空吸引され、後述するように、昇降室23d内でピストン27とともにマグネット部材26を上昇させて、マグネット部材26と下受けベース部21との間に作用する引磁力を低減するようにしている。
Also, the vacuum suction sucks the inside of the
次に図8を参照して制御系の構成について説明する。図8において制御部40は演算装置であり、記憶部41に記憶された各種のプログラムやデータに基づいて以下に説明する各部を制御する。これにより、電子部品実装装置1による作業動作が実行される。記憶部41には実装データ41a、下受けピン剥離動作データ41bが記憶されている。実装データ41aは基板3に電子部品を実装するための実装座標データや部品データを規定する。下受けピン剥離動作データ41bは、基板下受け機構2cにおいて下受けベース部21上での下受けピンモジュール22の位置を変更するピン配置替え作業時に参照されるデータである。
Next, the configuration of the control system will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the
すなわち、下受けベース部21に下受けピンモジュール22が樹脂層21cを介して配置された状態において、樹脂層21cに基部23が貼着した状態となりやすく、単位保持ヘッド9に装着されたピン吸着ノズル34Bによる吸着保持力のみでは、下受けピンモジュール22を下受けベース部21から持ち上げて移動させることが困難な場合がある。このため本実施の形態では、基部23が樹脂層21cに貼着した状態において下受けピンモジュール22の先端部をピン吸着ノズル34Bによって吸着保持した状態の実装ヘッド8を、少なくとも水平方向への移動動作を含む所定の下受けピン剥離用の動作パターンで動作させることにより、基部23が貼着した状態の下受けピンモジュール22を樹脂層21cから剥離させるようにしている。すなわち、制御部40によって単位保持ヘッド9の移動動作を制御する際に、下受けピン剥離動作データ41bを参照することにより、単位保持ヘッド9に下受けピン剥離用の動作を行わせる。
That is, in a state where the lower
機構駆動部42は制御部40によって制御されて、基板搬送機構2,基板下受け機構2c、実装ヘッド8を含む部品実装機構43を駆動する。認識処理部44は基板認識カメラ10,部品認識カメラ11の撮像結果を認識処理する。これにより、基板3の位置検出、単位保持ヘッド9に保持された状態の電子部品の位置検出が行われる。部品実装動作においては、制御部40はこれらの認識結果に基づいて、部品実装機構43を制御する。
The
本実施の形態に示す電子部品実装装置1は上記のように構成されており、以下電子部品実装装置1による電子部品実装方法において、基板下受け機構2cにて実行される下受けピンモジュール22のピン配置替えについて説明する。電子部品実装装置1による電子部品実装作業では、上流側から搬入された基板3は基板搬送機構2の基板下受け機構2cに配置された複数の下受けピンモジュール22よって下面側から下受け保持される。そして作業対象の基板種が切り替えられる機種変更作業においては、基板下受け機構2cにおいて下受けピンモジュール22の数や位置を新たな基板種に応じて変更するピン配置替えが実行される。
The electronic
このピン配置替え方法について、図9、図10を参照して説明する。図9(a)は、下受けピンモジュール22が下受けベース部21の所定位置に配置された状態を示している。この状態では、基部23の昇降室23d内においてマグネット部材26は下降した状態にあり、磁性体21bとマグネット部材26との間に作用する引磁力によって基部23は下受けベース部21に固定されている。
This pin arrangement changing method will be described with reference to FIGS. FIG. 9A shows a state in which the lower
次に、図9(b)、(c)、(d)は、配置されて位置が固定された状態の下受けピンモジュール22を、実装ヘッド8によって移動させる過程を示している。まず1つの単位保持ヘッド9のノズルホルダ9aにピン吸着ノズル34Bが装着された実装ヘッド8を、位置変更対象の下受けピンモジュール22の上方へ移動させて、図9(b)に示すように、ノズルホルダ9aに装着されたピン吸着ノズル34Bを、当該下受けピンモジュール22の頂部部材25に対して下降させ(矢印l)、吸着部34eの下端部の吸着面34fを吸着用鍔部25bの上面に当接させ、吸着面34fをシールして吸着孔34g内を密閉状態とする。
Next, FIGS. 9B, 9 </ b> C, and 9 </ b> D show a process in which the mounting
次いでこの状態で、図9(c)に示すように、真空吸引孔31aから真空吸引することにより(矢印n)、吸着孔34gおよび吸引孔25cを介して吸引孔24a内が真空吸引される(矢印m)。これにより、昇降室23d内が吸引孔24aを介して減圧され、ピストン27はマグネット部材26とともに昇降室23d内で上昇する(矢印o)。この上昇動作によりマグネット部材26は下受けベース部21の磁性体21bから離隔し、マグネット部材26と磁性体21bとの間に作用する引磁力が低減されて基部23の下受けベース部21への位置固定が解除される。なお、基部23の底面が樹脂層21cに貼着してしまい、下受けピンモジュール22を下受けベース部21から剥離することが困難な場合は、下受けピン剥離動作データ41bに基づいて下受けピン剥離動作が実行される。
Next, in this state, as shown in FIG. 9C, vacuum suction is performed from the
基部23の下受けベース部21への固定を解除した状態で、下受けピンモジュール22の移動が行われる。すなわち、図9(d)に示すように、真空吸引孔31aからの真空吸引を継続して(矢印p)吸着孔34g内を減圧した状態で実装ヘッド8において単位保持ヘッド9のノズルホルダ9aを上昇させる(矢印q)。このとき、基部23の下受けベース部21への固定は解除されていることから、ピン吸着ノズル34Bには下受けピンモジュール22の自重のみが吸着負荷として作用する。そしてピン吸着ノズル34Bにおいて吸着部34eの径サイズは、下受けピンモジュール22の自重を真空吸引によって十分に吸着保持可能に設定されていることから、下受けピンモジュール22は上昇して(矢印r)下受けベース部21から取り外される。
The lower
そしてこのようにして取り外された下受けピンモジュール22を新たな位置へ配置する際には、ピン吸着ノズル34Bによって下受けピンモジュール22を吸着保持した単位保持ヘッド9を目標位置に移動させ、ピン吸着ノズル34Bを下降させて吸着保持した下受けピンモジュール22の基部23を下受けベース部21に当接させる。次いで真空吸引孔31aからの真空吸引を解除することにより、基部23の昇降室23d内においてマグネット部材26がピストン27とともに下降する。これにより、マグネット部材26と磁性体21bとの間に引磁力が作用し、基部23は下受けベース部21に位置固定される。
When the lower
次に図10を参照して、下受けピンモジュール22の基部23が樹脂層21cに貼着してしまった場合における下受けピン剥離動作の例を説明する。図10(a)は、下受けピンモジュール22の頂部部材25を実装ヘッド8に装着されたピン吸着ノズル34Bによって吸着保持した状態を示している。本実施の形態においてピン吸着ノズル34Bは、下受けピンモジュール22の自重を持ち上げるのに十分な吸着保持力を有しているが、基部23が樹脂層21cに貼着している場合には、ピン吸着ノズル34Bの有する吸着保持力のみでは樹脂層21cから下受けピンモジュール22を剥離することが困難となっている。すなわち基部23が樹脂層21cに貼着している場合には、下受けピンモジュール22を剥離するためには、ピン吸着ノズル34Bは下受けピンモジュール22の自重と樹脂層21cとの貼着力とを併せた力に抗して下受けピンモジュール22を持ち上げる必要がある。
Next, with reference to FIG. 10, an example of the receiving pin peeling operation when the
しかしながらピン吸着ノズル34Bの吸着保持力は、樹脂層21cと貼着状態にある下受けピンモジュール22を持ち上げるのに必要とされる剥離力には不十分であり、このまま実装ヘッド8を上昇させるとピン吸着ノズル34Bが頂部部材25から外れてしまう。このため、本実施の形態では、基部23と樹脂層21cとの貼着力を低減させて下受けピンモジュール22の剥離を容易にするため、以下に説明するように、制御部40が下受けピン剥離動作データ41bを参照して下受けピン剥離動作を実装ヘッド8に実行させるようにしている。
However, the suction holding force of the
すなわち、先端部の頂部部材25をピン吸着ノズル34Bによって吸着保持した状態の実装ヘッド8を、水平方向への移動動作(矢印s)を含む所定の動作パターンで移動させる。これにより、下受けピンモジュール22は基部23を支点として先端部が水平往復動する形態で揺動し、図10(b)に示すように、基部23の下面と樹脂層21cの上面との間には、揺動代に応じた微少隙間Sが反復して生じる。そしてこの微少隙間Sが反復して生じることにより、基部23の樹脂層21cへの貼着状態が解消もしくは低減され、下受けピンモジュール22を容易に下受けベース部21から持ち上げることができる。
That is, the mounting
したがって下受けピンモジュール22の配置替えを実装ヘッド8の機能によって自動的に行わせる自動ピン配置替えにおいて、下受けピンモジュール22が樹脂層21cに貼着することに起因する不具合を防止することができ、下受けピンモジュール22の配置替え作業を安定して自動的に行うことが可能となっている。
Therefore, in the automatic pin relocation in which the relocation of the lower
上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装装置および電子部品実装方法では、下受けベース部21に基部23を当接させて立設されマグネットの引磁力により位置固定される複数の下受けピンモジュール22を基板3の下面に当接させる基板の下受け方式において、下受けベース部21の上面に基部23が載置される樹脂層21cを形成し、下受けピンモジュール22の先端部が基板3の下面に当接することにより基部23が樹脂層21cを押圧して押圧部位21dを凹状に変形させ、この凹状の変形によって下受けピンモジュール22の基部23の横方向の位置を保持する構成としている。これにより、引磁力によって固定される下受けピンモジュール22を位置可変に配置する基板下受けにおいて、下受けピンモジュール22の横方向の位置を安定して保持して位置ずれを防止することができる。
As described above, in the electronic component mounting apparatus and the electronic component mounting method shown in the present embodiment, a plurality of
また下受けピンモジュール22の配置替えに際して下受けピンモジュール22の先端部を吸着保持して移動させるピン吸着ノズル34Bを実装ヘッド8に部品吸着ノズル34Aと交換自在に装着し、基部23が樹脂層21cに貼着した状態において下受けピンモジュール22の先端部をピン吸着ノズル34Bによって吸着保持した状態の実装ヘッド8を、水平方向への移動動作を含む所定の動作パターンで動作させて貼着した状態の下受けピンモジュール22を剥離させるようにしている。これにより、下受けピンモジュール22の配置替え作業を安定して自動的に行い、段取り替え作業の省力・高効率化が可能となる。
Further, when the lower
本発明の電子部品実装装置および電子部品実装方法は、引磁力によって固定される下受けピンを位置可変に配置する基板下受けにおいて、下受けピンを安定して位置保持して位置ずれを防止することができるという効果を有し、下受けピンによって下受け支持された基板に電子部品を実装する分野において有用である。 An electronic component mounting apparatus and an electronic component mounting method according to the present invention prevent a positional deviation by stably holding a lower receiving pin in a substrate lower receiving in which the lower receiving pin fixed by attractive force is variably disposed. And is useful in the field of mounting electronic components on a substrate supported by a receiving pin.
1 電子部品実装装置
2 基板搬送機構
2c 基板下受け機構
3 基板
8 実装ヘッド
9 単位保持ヘッド
9a ノズルホルダ
21 下受けベース部
21b 磁性体
21c 樹脂層
21d 押圧部位
22 下受けピンモジュール
23 基部
26 マグネット部材
34A 部品吸着ノズル
34B ピン吸着ノズル
DESCRIPTION OF
Claims (2)
少なくとも上面側の一部が磁性体で設けられた下受けベース部と、
前記下受けベース部の任意の位置に基部を当接させて立設され、前記基部に内蔵されたマグネットの引磁力により前記磁性体に位置固定される複数の下受けピンと、
前記下受けベース部を昇降させることにより前記下受けピンの先端部を前記基板の下面に当接させて下受けする下受け昇降機構と、
前記下受けベース部の上面に形成され表面に前記基部が載置される樹脂層と、
前記実装ヘッドに前記部品吸着ノズルと交換自在に装着され、前記下受けピンの配置替えに際して下受けピンの先端部を吸着保持して移動させるピン吸着ノズルと、
前記実装ヘッドの移動動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記基部が前記樹脂層に貼着した状態において前記先端部をピン吸着ノズルによって吸着保持した状態の前記実装ヘッドを、少なくとも水平方向への移動動作を含む所定の動作パターンで動作させることにより、前記貼着した状態の下受けピンを剥離させることを特徴とする電子部品実装装置。 An electronic component mounting apparatus for holding an electronic component by a component suction nozzle mounted on a mounting head and mounting the electronic component on a substrate,
A lower base portion having at least a part on the upper surface side made of a magnetic material;
A plurality of lower receiving pins which are erected by contacting a base portion at an arbitrary position of the lower receiving base portion and fixed to the magnetic body by an attractive force of a magnet built in the base portion;
A lower raising / lowering mechanism for lowering and lowering the lower receiving base part so that the tip of the lower receiving pin is brought into contact with the lower surface of the substrate;
A resin layer formed on the upper surface of the lower base portion and on which the base is placed;
A pin suction nozzle that is mounted on the mounting head so as to be interchangeable with the component suction nozzle, and moves by holding the tip of the lower support pin by suction when rearranging the lower support pin;
A control unit for controlling the movement operation of the mounting head,
The control unit operates the mounting head in a state in which the tip portion is adsorbed and held by a pin adsorbing nozzle in a state in which the base portion is adhered to the resin layer in a predetermined operation pattern including at least a movement operation in the horizontal direction. The electronic component mounting apparatus according to claim 1, wherein the underpinned pin is peeled off.
少なくとも上面側の一部が磁性体で設けられた下受けベース部と、前記下受けベース部の任意の位置に基部を当接させて立設され、前記基部に内蔵されたマグネットの引磁力により前記磁性体に位置固定される複数の下受けピンと、前記下受けベース部の上面に形成され表面に前記基部が載置される樹脂層とを備えた基板下受け装置において、前記下受けベース部を昇降させることにより前記下受けピンの先端部を前記基板の下面に当接させて下受けし、
前記下受けピンの配置替えに際して、下受けピンの先端部を吸着保持して移動させるピン吸着ノズルを前記実装ヘッドに前記部品吸着ノズルと交換自在に装着し、
前記基部が前記樹脂層に貼着した状態において前記先端部をピン吸着ノズルによって吸着保持した状態の前記実装ヘッドを、少なくとも水平方向への移動動作を含む所定の動作パターンで動作させることにより、前記貼着した状態の下受けピンを剥離させることを特徴とする電子部品実装方法。 An electronic component mounting method for holding an electronic component by a component suction nozzle mounted on a mounting head and mounting the electronic component on a substrate,
At least a part of the upper surface side is provided with a lower base part, and a base is brought into contact with an arbitrary position of the lower base part, and an attractive force of a magnet built in the base part In the substrate receiving device, comprising: a plurality of lower receiving pins fixed to the magnetic body; and a resin layer formed on the upper surface of the lower receiving base portion and on which the base portion is placed, the lower receiving base portion The lower end of the lower receiving pin is brought into contact with the lower surface of the substrate by raising and lowering the lower receiving pin,
At the time of rearrangement of the lower receiving pin, a pin suction nozzle for sucking and holding the tip of the lower receiving pin is attached to the mounting head so as to be replaceable with the component suction nozzle,
By operating the mounting head in a state where the tip portion is adsorbed and held by a pin adsorbing nozzle in a state where the base is adhered to the resin layer, by operating the mounting head at least in a predetermined operation pattern including a moving operation in the horizontal direction, An electronic component mounting method, comprising: peeling off a receiving pin in a stuck state.
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