JP2021019140A - 基板作業装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1〜図6を参照して、第1実施形態による部品実装装置100の構成について説明する。なお、部品実装装置100は、特許請求の範囲の「基板作業装置」の一例である。
基台1は、部品実装装置100において各構成要素を配置する基礎となる台である。基台1は、鋳鉄により形成されている。ここで、基台1には、約160[GPa]以下のヤング率を有する鋳鉄が用いられることが好ましい。基台1は、鋳鉄の中でもFCD(Ferrum Casting Ductile)450(ダクタイル鋳鉄材)により形成されることがより好ましい。
テープフィーダ21は、基板Bに実装される電子部品Eを供給する装置である。テープフィーダ21は、複数の電子部品Eを所定の間隔を隔てて保持したテープを巻き回したリール(図示せず)を保持している。また、テープフィーダ21は、ヘッドユニット5による電子部品Eの取り出しのための部品保持動作に応じて、テープを送り出すように構成されている。テープフィーダ21は、テープを送り出すことにより、作業位置側の先端部(吸着位置)から電子部品Eを供給するように構成されている。
図2に示すように、複数の支柱3は、第2支持部8を支持するように構成されている。複数の支柱3と基台1とは、鋳鉄により一体的に形成されている。すなわち、複数の支柱3は、鋳鉄により形成されている。複数の支柱3には、基台1と同様に、約160[GPa]以下のヤング率を有する鋳鉄が用いられることが好ましい。複数の支柱3は、基台1と同様に、鋳鉄の中でもFCD450により形成されることがより好ましい。
図1に示すように、基板搬送部4は、部品実装装置100の外部から基板Bを搬入し、基板Bを搬送方向(X1方向)に搬送するように構成されている。すなわち、基板搬送部4は、基台1に設けられ、基板Bを搬送するように構成されている。基板搬送部4は、一対のコンベア部41と、一対のコンベア部41を回転駆動させるための駆動モータ42(図6参照)とを含んでいる。一対のコンベア部41は、それぞれ、プーリ(図示せず)と、プーリに掛け回された輪状の搬送ベルトとを有している。一対のコンベア部41上に載置された基板Bの搬送速度は、制御部12により駆動モータ42を制御することによって制御される。
ヘッドユニット5は、図2に示すように、部品実装用のヘッドユニット5であり、基板BのZ1方向(上方)を移動するとともに基板Bに対して所定の作業(実装作業)を行うように構成されている。つまり、ヘッドユニット5は、作業位置において固定された基板Bに電子部品Eを実装するように構成されている。具体的には、ヘッドユニット5は、電子部品Eを保持するとともに、基板B上の目標搭載位置(図示せず)に電子部品Eを搭載する複数(4つ)の実装ヘッド51を含んでいる。
第1支持部6は、図1に示すように、ヘッドユニット5を水平方向のうちのX方向に移動可能に支持するように構成されている。つまり、第1支持部6は、ヘッドユニット5を基板Bの搬送方向(X1方向)および基板Bの搬送方向とは逆方向(X2方向)に移動可能に支持するように構成されている。
図2に示すように、リニアモータ7は、第1支持部6をY方向に移動させるように構成されている。具体的には、リニアモータ7は、可動子71と、固定子72と、ガイドレール73とを含んでいる。つまり、リニアモータ7は、可動子71と固定子72との間の引力および斥力を制御して可動子71にY方向の駆動力を発生させることにより、ガイドレール73に沿って第1支持部6をY方向に移動させるように構成されている。なお、固定子72は、特許請求の範囲の「駆動部材」の一例である。また、ガイドレール73は、特許請求の範囲の「ガイド部材」の一例である。
図2および図3に示すように、一対の第2支持部8の各々は、X方向において対向して配置されている。ここで、X2方向側の第2支持部8を第2支持部8aとし、X1方向側の第2支持部8を第2支持部8bとする。X2方向側の第2支持部8aは、第1支柱31と第2支柱32とにまたがって配置されている。X1方向側の第2支持部8bは、第3支柱33と第4支柱34とにまたがって配置されている。なお、X2方向側の第2支持部8aは、特許請求の範囲の「第2支持部」の一例であり、X1方向側の第2支持部8bは、特許請求の範囲の「第3支持部」の一例である。
図4および図5に示すように、締結部材9は、高剛性部83により構成される第2支持部8aを第1支柱31および第2支柱32に取り付けるように構成されている。また、締結部材9は、第2支持部8aと同様に、高剛性部83により構成される第2支持部8bを第3支柱33および第4支柱34に取り付けるように構成されている。なお、X2方向側の第2支持部8aの締結部材9は、特許請求の範囲の「第1締結部材」の一例であり、X1方向側の第2支持部8bの締結部材9は、特許請求の範囲の「第2締結部材」の一例である。
部品認識カメラ10は、図2に示すように、基板Bへの電子部品Eの実装に先立って実装ヘッド51に保持(吸着)された電子部品Eを撮像する部品撮像用のカメラである。部品認識カメラ10は、基台1上に固定されており、電子部品Eの下方(Z2方向)から、実装ヘッド51に保持(吸着)された電子部品Eを撮像するように構成されている。
基板認識カメラ11は、ヘッドユニット5に取り付けられ、基板Bへの電子部品Eの実装に先立って、基板Bの上面に付されたFIマーク(Fiducial Mark(フィデューシャルマーク))(図示せず)を撮像するマーク撮像用のカメラである。FIマークは、基板Bの位置を確認するためのマークである。
制御部12は、図6に示すように、CPU(Central Processing Unit)12aおよび記憶部12bなどを含み、部品実装装置100の動作を制御する制御回路である。制御部12は、テープフィーダ21、駆動モータ42、ヘッドユニット5、X軸モータ62、リニアモータ7、部品認識カメラ10および基板認識カメラ11に電気的に接続されている。記憶部12bには、電子部品Eの実装処理を行うための実装プログラムが記憶されている。
以下に、部品実装装置の製造方法について図7を参照して説明する。部品実装装置の製造方法は、基台1および基台1に取り付けられる第2支持部8aおよび第2支持部8bを加工する処理である。なお、部品実装装置の製造方法は、特許請求の範囲の「基板作業装置製造方法」の一例である。
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
次に、図1、図2および図13を参照して、第2実施形態の部品実装装置200について説明する。第2実施形態の部品実装装置200は、詳細には、第2支持部8の全体が、高剛性部83により構成されている上記第1実施形態の部品実装装置100とは異なり、第2支持部208が、支持部本体281と、高剛性部282とにより構成されている。なお、第2実施形態において、上記第1実施形態と同様の構成に関しては、同じ符号を付して説明を省略する。
図13に示すように、一対の第2支持部208aおよび第2支持部208bの各々は、X方向において対向している。ここで、X2方向側の第2支持部208を第2支持部208aとし、X1方向側の第2支持部208を第2支持部208bとする。X2方向側の第2支持部208aは、第1支柱31と第2支柱32とにまたがって配置されている。X1方向側の第2支持部208bは、第3支柱33と第4支柱34とにまたがって配置されている。なお、X2方向側の第2支持部208aは、特許請求の範囲の「第2支持部」の一例であり、X1方向側の第2支持部208bは、特許請求の範囲の「第3支持部」の一例である。
また、支持部本体281は、鋳鉄により形成されている。ここで、支持部本体281には、基台1と同様に、約160[GPa]以下のヤング率を有する鋳鉄が用いられることが好ましい。支持部本体281は、基台1と同様に、鋳鉄の中でもFCD450により形成されることがより好ましい。
また、高剛性部282は、基台1および基台1に一体的に設けられた第1支柱31、第2支柱32、第3支柱33および第4支柱34よりもヤング率の高い材料により形成されている。具体的には、高剛性部282は、構造用鉄鋼材により形成されている。高剛性部282には、約210[GPa]以上のヤング率を有する構造用鉄鋼材が用いられることが好ましい。上記したヤング率を有する構造用鉄鋼材としては、SS400、S45CおよびS50Cなどが例示されるが、高剛性部282に用いる構造用鉄鋼材としては、コストと効果との関係などからSS400であることがより好ましい。
第2実施形態の効果について説明する。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
4 基板搬送部
5 ヘッドユニット
6 第1支持部
7 リニアモータ
8a、208a (X2方向側の)第2支持部(第2支持部)
8b、208b (X1方向側の)第2支持部(第3支持部)
9 (X2方向側の第2支持部の)締結部材(第1締結部材)
9 (X1方向側の第2支持部の)締結部材(第2締結部材)
31、32 第1支柱、第2支柱
33、34 第3支柱、第4支柱
71 可動子
72 固定子(駆動部材)
73 ガイドレール(ガイド部材)
81 第1部分
82 第2部分
83、282 (X2方向側の第2支持部の)高剛性部(第1高剛性部)
83、282 (X1方向側の第2支持部の)高剛性部(第2高剛性部)
84 (X2方向側の第2支持部の)ざぐり孔(第1ざぐり孔)
84 (X1方向側の第2支持部の)ざぐり孔(第2ざぐり孔)
100、200 部品実装装置(基板作業装置)
281 支持部本体
B 基板
D 範囲
Claims (10)
- 基台と、
基板の上方を移動するとともに前記基板に対して所定の作業を行うヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットを水平方向のうちの第1方向に移動可能に支持する第1支持部と、
前記基台に設けられ、水平方向のうちの前記第1方向に直交する第2方向に対向する一対の第1支柱および第2支柱と、
前記基台の前記第1支柱および前記第2支柱のそれぞれに対して前記第1方向に対向する位置に設けられ、前記第2方向に対向する一対の第3支柱および第4支柱と、
一対の前記第1支柱および前記第2支柱と一対の前記第3支柱および前記第4支柱とのそれぞれにまたがって設けられ、前記第2方向に移動可能に前記第1支持部を支持する一対の第2支持部および第3支持部とを備え、
前記第2支持部は、前記第1支柱と前記第2支柱とにまたがって設けられ、鋳鉄よりもヤング率の高い高剛性材料により形成された第1高剛性部を含み、
前記第3支持部は、前記第3支柱と前記第4支柱とにまたがって設けられ、鋳鉄よりもヤング率の高い高剛性材料により形成された第2高剛性部を含む、基板作業装置。 - 前記第1高剛性部および前記第2高剛性部の各々は、構造用鉄鋼材、構造用炭素鋼材またはカーボン材により形成されている、請求項1に記載の基板作業装置。
- 前記基台に設けられ、前記基板を搬送する基板搬送部をさらに備え、
一対の前記第1支柱および前記第2支柱の各々は、前記第2方向において、前記基板搬送部を挟むように所定の間隔を隔てて配置され、
一対の前記第3支柱および前記第4支柱の各々は、前記第2方向において、前記基板搬送部を挟むように所定の間隔を隔てて配置され、
前記第1高剛性部は、前記第2方向において、少なくとも前記第1支柱の内側端部から前記第2支柱の内側端部にわたる範囲に設けられ、
前記第2高剛性部は、前記第2方向において、少なくとも前記第3支柱の内側端部から前記第4支柱の内側端部にわたる範囲に設けられている、請求項2に記載の基板作業装置。 - 前記基台と前記第1支柱、前記第2支柱、前記第3支柱および前記第4支柱とは、鋳鉄により一体的に形成されている、請求項2または3に記載の基板作業装置。
- 前記第2支持部の全体が、一対の前記第1支柱および前記第2支柱とは別に設けられる前記第1高剛性部により構成され、
前記第3支持部の全体が、一対の前記第3支柱および前記第4支柱とは別に設けられる前記第2高剛性部により構成されている、請求項2〜4のいずれか1項に記載の基板作業装置。 - 前記第1高剛性部により構成される前記第2支持部を一対の前記第1支柱および前記第2支柱に取り付ける第1締結部材と、
前記第2高剛性部により構成される前記第3支持部を一対の前記第3支柱および前記第4支柱に取り付ける第2締結部材とをさらに備え、
前記第2支持部および前記第3支持部の各々の上面には、それぞれ、前記第1締結部材および前記第2締結部材を挿入する第1ざぐり孔および第2ざぐり孔が形成されている、請求項5に記載の基板作業装置。 - 前記第2支持部および前記第3支持部の各々は、
前記第1支持部を移動可能に支持するガイド部材が設置される第1部分と、
前記基台の前記第1方向における中央部とは反対側に向かって前記第1部分の下端部から突出し、前記第1支持部を前記第2方向へ移動させるための駆動部材が設置される第2部分とを含む、請求項5または6に記載の基板作業装置。 - 前記第1支持部には、前記第1支持部を前記第2方向へ移動させるためのリニアモータの可動子が設けられており、
前記ガイド部材は、前記第1部分に設けられ、前記第1支持部の前記第2方向への移動をガイドするガイドレールを有し、
前記駆動部材は、前記第1支持部のリニアモータの可動子に対応して前記第2部分に設けられ、前記第1支持部を前記第2方向へ移動させるためのリニアモータの固定子を有する、請求項7に記載の基板作業装置。 - 一対の前記第2支持部および前記第3支持部は、それぞれ、
支持部本体と、
一対の前記第2支持部および前記第3支持部のそれぞれの一部として、前記支持部本体に取り付けられる前記第1高剛性部および前記第2高剛性部とを有する、請求項2〜4のいずれか1項に記載の基板作業装置。 - 基台と、前記基台に設けられ、水平方向のうちの第1方向に直交する第2方向に対向する一対の第1支柱および第2支柱と、一対の第3支柱および第4支柱とを鋳鉄により一体的に形成する工程と、
鋳鉄よりもヤング率の高い高剛性材料により、ヘッドユニットを前記第1方向に移動可能に支持する第1支持部を支持する第2支持部および第3支持部を形成する工程と、
前記基台に設けられた一対の前記第1支柱および前記第2支柱に前記第2支持部を組み付けるとともに、一対の前記第3支柱および前記第4支柱に前記第3支持部を組み付ける工程と、
前記第2支持部および前記第3支持部を組み付けた後、前記基台の上面を平面にする加工と前記基台の上面に対して平行な面を前記第2支持部および前記第3支持部の各々に形成する加工とを行う工程とを備える、基板作業装置製造方法。
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