JP3953802B2 - 電子部品実装システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電子部品搭載機を備えた電子部品実装システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より電子部品搭載機は、電子部品を吸着するノズル、該ノズルを装着するシャフト、該シャフトを複数装備しZ軸(上下)方向・θ軸回転方向の位置決めをするヘッドユニット、該ヘッドユニットをXY座標方向に移動・位置決めするXY駆動部、電子部品を供給する部品供給装置、回路基板を搬入・搬出するとともに、所定の位置に固定する基板搬送ユニット、及びこれらを制御する制御部により概略構成されている。
【0003】
そして、ヘッドユニットのシャフトに装着されたノズルで部品供給装置から電子部品を吸着し、XY駆動部でヘッドユニットを移動し、基板搬送ユニットに固定された回路基板上の所定位置に搬送する。その後、ノズルを降下させ吸着を解除して電子部品を回路基板上に装着する動作を繰り返すことで、電子部品を自動的に搭載する。
【0004】
このような電子部品搭載機を用いた電子部品の実装方法は、例えば、電子部品搭載機による回路基板上への電子部品の搭載の前工程として回路基板に半田ペーストを印刷する工程や、電子部品搭載機において電子部品を回路基板に仮止めするために接着剤を予め回路基板に塗布する工程を有し、かつ、後工程として半田を溶融するリフロー工程とを有する。そして、このような工程を有する電子部品実装ライン(電子部品実装システム)に電子部品搭載機が備えられている。
このような電子部品実装ラインにおいて、生産効率をあげるために、ライン上に連続して複数台の電子部品搭載機を配置し、一枚の回路基板に複数台の電子部品搭載機から電子部品を搭載する場合がある。
また、このような場合には、電子部品搭載機の数を増やした際に、電子部品実装ラインの占有面積が余り大きくならないように、小型の電子部品搭載機を配置する場合が多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子部品搭載機は、ヘッドユニットが移動できる範囲内でしか回路基板上に電子部品を搭載することができず、電子部品を搭載可能な搭載可能範囲が決まっている。また、基板搬送ユニットは、前記搭載可能範囲に対応するように、搬送して所定位置に固定可能な回路基板の最大サイズが決められている。また、電子部品搭載機は、予め決められた最大サイズ以内の回路基板であれば、一台で、回路基板の電子部品の搭載を必要とする搭載必要領域の全域に電子部品を搭載できるようになっている。
【0006】
そして、電子部品搭載機のサイズは、電子部品搭載可能な回路基板の最大サイズに対応してだいたい決まるので、小型の電子部品搭載機においては、大きな回路基板に電子部品を搭載することができない。
したがって、上述のように小型の電子部品搭載機を複数台備えるような電子部品実装ラインにおいては、電子部品搭載機として小型のものを設置することにより、電子部品が搭載可能な回路基板の最大サイズを小さくせざるを得なかった。すなわち、小型の電子部品搭載機においては、電子部品搭載可能な回路基板のサイズが比較的小さなものに制限されていた。
【0007】
本発明の課題は、小型の電子部品搭載機を用いるものとしても、大きなサイズの回路基板に電子部品を搭載可能とすることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、例えば、図1〜図5に示すように、電子部品等の搭載部品を基板(回路基板B)上に搭載する電子部品搭載機1を複数備え、前記基板に複数の前記電子部品搭載機により前記電子部品を搭載する電子部品実装システムであって、前記電子部品搭載機は、前記搭載部品を着脱自在に保持して前記基板上に搬送して、前記搭載部品を基板に搭載するヘッドユニット3と、前記搭載部品を前記基板上に搭載する際に前記ヘッドユニットを移動させる移動手段(XY駆動部4)と、前記基板を搬入及び搬出するとともに、前記基板を前記搭載部品を搭載する所定位置に固定する基板搬送手段(基板搬送ユニット6)とを備え、かつ、前記基板の前記搭載部品の搭載を必要とする搭載必要領域Nを、前記移動手段により移動させられる前記ヘッドユニットによって前記搭載部品を搭載可能な搭載可能範囲Pより広くし、各電子部品搭載機毎に前記基板の所定の側縁から前記搭載可能範囲までの距離が異なるように前記基板の固定位置に差を付け、各電子部品搭載機が、それぞれ、前記基板の固定位置によって決まるとともに、前記搭載必要領域の一部と重なる前記基板上に対応させた前記搭載可能範囲内に前記搭載部品を搭載するようにして、前記各電子部品搭載機の搭載可能範囲のそれぞれが前記搭載必要領域の異なる一部分となっており、各電子部品搭載機の搭載可能範囲を合わせて前記基板上に対応させた領域が、前記基板の搭載必要領域の全域と重なるようになっていることを特徴とする電子部品実装システムである。
【0009】
請求項1記載の発明によれば、前記基板搬送手段に搬送される前記基板の前記搭載部品の搭載を必要とする搭載必要領域を、前記移動手段により移動させられる前記ヘッドユニットによって前記搭載部品を搭載可能な搭載可能範囲より広くしているので、一台の電子部品搭載機では、一つの基板の搭載必要領域の全体に電子部品を搭載できない、しかし、一枚の基板に対して複数の電子部品搭載機で電子部品を搭載するとともに、各電子部品搭載機の搭載可能範囲を合わせた領域が、前記基板の搭載必要領域の全域と重なるようになっているので、電子部品実装システム全体では、各電子部品搭載機の搭載可能範囲よりも広い搭載必要領域を有する基板に必要な電子部品の全てを搭載することができる。
したがった、この電子部品実装システムによれば、小さな電子部品搭載機を複数備えた電子部品実装システムにおいても、大きな基板に電子部品を搭載することが可能となる。
なお、基板搬送手段の基板の搬送や基板の固定を行う部分は、電子部品搭載機の搭載可能範囲より大きな搭載必要領域を有する基板に対応している必要がある。
また、本発明によれば、基板上の領域が複数に分割され、各分割された領域毎に異なる電子部品搭載機で電子部品が搭載されることになるが、各領域は一部が互いに重なり合っていても良い。
【0010】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の電子部品実装システムにおいて、前記基板搬送手段に搬送される前記基板を停止させて前記基板を固定する際に、各電子部品搭載機毎に、前記搭載可能範囲に対する前記基板の停止位置を異なるものとすることにより、前記基板の搬送方向に沿って前記基板の固定位置に差を付けることを特徴とする電子部品実装システムである。
【0011】
請求項2記載の発明によれば、基板は、該基板の搬送方向に並ぶ複数の領域に分割され(領域同士は一部重複していても良い)、分割された各領域にそれぞれ異なる電子部品搭載機が電子部品を搭載することになる。これにより、請求項1記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
また、基板搬送手段に搬送される基板の停止位置を各電子部品搭載機毎に変えることにより、各電子部品搭載機が電子部品を搭載する基板上の上述の分割された領域を選択することができるので、基板搬送手段の構成を従来と大きく変える必要はなく、例えば、基板の停止位置を決めるストッパの位置を変更できるようにしたり、複数箇所にストッパを設けるようにすることで、対応することができる。
また、このような構成とした場合には、基板の搬送方向に直交する幅は、基本的に従来の同じサイズの電子部品搭載機で電子部品を搭載可能な基板とほぼ同じになるので、基板搬送手段の幅が広くなることがなく、大きな基板に電子部品を実装可能としても電子部品実装機の小型を容易に図ることができる。
また、例えば、一つの電子部品搭載機において電子部品が搭載されている基板の一部がその前工程の装置や後工程の装置に少しはみ出すようにしても良く、このようにすれば、搬送方向に長い基板に電子部品を搭載するものとしても、基板搬送手段が長くなるのを防止することができ、大きな基板に電子部品を実装するものとしても電子部品搭載機の小型化を図ることができる。
なお、基板の一部を前工程の装置や後工程の装置にはみ出させる際に、そのはみ出し量は、前工程や後工程の装置の動作の邪魔にならない範囲である必要がある。
【0012】
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の電子部品実装システムにおいて、前記ヘッドユニットが、前記基板の搬送方向に沿って並んで複数個配置されていることを特徴とする電子部品実装システムである。
【0013】
請求項3記載の発明によれば、請求項1もしくは2記載の発明による作用効果に加えて、複数のヘッドユニットにより搭載部品を搭載することで、さらに生産効率を向上することができる。
また、複数のヘッドユニットが基板の搬送方向に並んで配置されているので、例えば、基板の搬送方向に沿ったX軸フレームをXY駆動部に備える電子部品搭載機においては、このX軸フレームに複数のヘッドユニットを取り付けるようにすることで、比較的容易にヘッドユニットの数を増やすことができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子部品搭載機に係る実施の形態(第1形態)の電子部品実装システム及び電子部品搭載機について図1〜図3を参照して説明する。この例の電子部品実装システムは、周知の電子部品実装システムと同様に、回路基板Bを収容するとともに供給する基板供給装置(図示略)と、回路基板Bに半田ペーストを印刷する半田印刷装置(図示略)と、回路基板Bに電子部品(図示略)を仮止めするための接着剤を所定位置に塗布する接着剤塗布装置(図示略)と、回路基板Bに電子部品を搭載する前記電子部品搭載機1(図1等に図示)と、半田を溶融して回路基板Bに電子部品を接続するリフロー炉(図示略)とを備える。
また、図2に示すように、電子部品実装システムは、複数の電子部品搭載機1(1a、1b)を互い回路基板Bの搬出及び搬入が可能に連結した状態で備えている。ここでは、電子部品実装システムは、二台の電子部品搭載機1a、1bを備えている。
【0021】
ここで、電子部品搭載機1について説明する。図1に示すように、本発明の電子部品搭載機1は、基本的に周知の電子部品搭載機と同様に、電子部品を吸着する図示しないノズル、該ノズルが取り付けられるシャフト2、該シャフト2を複数装備しZ軸(上下)方向・θ軸回転方向の位置決めをするヘッドユニット3、該ヘッドユニット3をXY軸座標方向に移動・位置決めをするXY駆動部4、電子部品を供給する部品供給装置5(図2等に図示)、回路基板Bを搬入・搬出するとともに回路基板Bを所定位置に固定する基板搬送ユニット6、多種のノズルがシャフト2により交換可能に複数保持されるノズルチェンジャ7、及びこれらを制御する制御部から概略構成されている。
【0022】
XY駆動部(移動手段)4は、互いに平行に配置された二本のY軸フレーム41と、これらY軸フレーム41に両端部をY軸方向に沿って移動自在に支持されたX軸フレーム42とを備えている。そして、X軸フレーム42は、ヘッドユニット3をX軸方向に移動自在に支持している。そして、XY駆動部4は、X軸フレーム42及びヘッドユニット3を駆動することにより、ヘッドユニット3をXY軸方向へ移動して位置決めする。
【0023】
部品供給装置5は、装着する部品種類毎に用意され、電子部品搭載機1のホルダ11に並列に着脱自在に装着される。なお、前記ホルダ11は、基板搬送ユニット6の一方もしくは両方の側部の外側に配置されるものであり、図2等に示すように、この第1形態においては、基板搬送ユニット6の両側の側部の外側にそれぞれ配置されている。
【0024】
基板搬送ユニット6(基板搬送手段)は、前工程から回路基板Bを搬入して所定位置に固定する。そして、電子部品の回路基板Bへの装着が終了すると、装着終了を示す制御部からの信号を受けて回路基板Bを次工程へ搬出する。なお、図2及び図3において、基板搬送ユニット6の搬送方向は、矢印Aに示される方向である。
また、基板搬送ユニット6は、左右両側部に、回路基板Bを搬送方向に沿って案内するとともに、回路基板Bを搬送し、かつ、図示しない搬送ベルトを備えたガイド部材61、61を備えている。また、ガイド部材61、61は、図示しないバックアップピンにより上昇させられる回路基板Bを上側から押えることにより、回路基板Bの左右の側縁部を挟持した状態として、回路基板Bを固定する基板固定手段を備える。
【0025】
また、基板固定手段に回路基板Bを固定させる際に、回路基板Bの位置を決める固定位置決め手段の一部として、搬送方向に沿った回路基板Bの位置を決めるストッパ62,63を備えている。
ストッパ62,63は、回路基板Bが搬送される搬送経路に対して出没自在(上下動自在)に設けられている。そして、ストッパ62,63は、搬送経路上に突出することにより、例えば、回路基板Bの前縁(後述するように回路基板Bが後退している場合は後縁)に接触して、回路基板Bの前記搬送ベルトによる搬送を止めることにより、回路基板Bの位置を決めるものである。
【0026】
そして、本発明においては、前記ストッパ62、63が、微調整の範囲を超えて、回路基板Bの停止位置を大きく変えられるように、複数設けられているか、もしくは、移動自在に設けられている。
この例においては、例えば、搬送方向に前進する回路基板Bの前縁を止めるストッパ63と、回路基板Bを搬送方向に沿って後退させた際に回路基板Bの後縁を止めるストッパ62との二つを備える。
なお、搬送方向に前進する回路基板Bの前縁を止めるストッパ63を、搬送方向に沿って間隔を開けて複数箇所に設けるものとしても良いし、ストッパ62,63を搬送方向に沿って、微調整を超える範囲で大きく移動できるようにしても良い。また、ストッパ63を、基板搬送ユニット6より搬送方向に沿って外側に配置できるようにしても良い。
【0027】
また、本発明において、基板搬送ユニット6は、上記ヘッドユニット3の移動により電子部品搭載機1において、電子部品を搭載可能な搭載可能範囲P(図2等に一点鎖線で図示)より大きな搭載必要領域N(図3にハッチングで示される二つの後述する搭載領域M1、M2を合わせた領域)を有するサイズの回路基板Bを搬送可能とされるとともに所定位置に固定可能とされている。ここで、搭載可能範囲Pは、例えば、XY駆動部4によりヘッドユニット3が移動させられる際のノズルの移動可能な範囲から部品供給装置5と回路基板Bとの間で電子部品を搬送する範囲を除いたものである。
また、搭載必要領域Nとは、回路基板B上の電子部品等の搭載部品の搭載が必要とされる領域であり、基本的に各側縁部において、もっとも側縁の近くに配置される搭載部品の位置を通る側縁に平行な直線で囲まれる範囲であり、例えば、矩形状の回路基板Bにおいては、四つの側縁部のそれぞれ最も側縁の近傍に配置される電子部品を通る側縁に平行な4本の直線で囲まれる範囲である。
【0028】
この第1形態においては、前記搭載可能範囲Pに対して回路基板Bの搬送方向に長い回路基板Bを搬送して固定することが可能となっている。なお、基板搬送ユニット6は、搬送可能な最大サイズより小さな回路基板Bも搬送可能となっている。すなわち、基板搬送ユニット6は、その搬送方向に直交する方向の幅を調節して(左右のガイド部材61間の距離を一方のガイド部材61を移動させることより調節して)、最大サイズの回路基板Bより幅の狭い回路基板Bも搬送できるようになっている。なお、図2及び図3においては、例えば、基板搬送ユニット6が搬送可能な最大幅を有する回路基板Bを搬送する状態となっている。
また、回路基板Bの位置を固定する際の搬送方向に直交する方向の位置決めは、例えば、左右のガイド部材61の一方のガイド部材61に回路基板Bの側縁に当接して位置決めする図示しない規制部材を設け、他方のガイド部材61に回路基板Bを一方のガイド部材61側に押し付ける図示しない押圧手段を設けることにより行われる。
【0029】
制御部は、生産プログラムを記憶したROMと、各電子部品の相対的な搭載位置決めに関するXYZ座標や、部品供給装置5の種類と座標等の各種の変更可能なパラメータを記憶するEPROM等の不揮発性メモリと、各種データや各種プログラム等を一時的に記憶するRAMと、各種センサ等からの情報を受け取り各種の演算及び判断をするCPUとを有し、電子部品搭載機の各稼働部分に制御信号を送って装置の動作全般を制御する。
【0030】
次ぎに、第1形態の電子部品実装システムにおける電子部品の実装方法を説明する。
回路基板Bへの半田ペーストの印刷及び接着剤塗布は、周知の方法により行われる。
そして、電子部品搭載機1による回路基板Bへの電子部品の搭載においては、周知のようにヘッドユニット3のノズルを予め設定された電子部品を供給する部品供給装置5上に移動して、ノズルを降下させて部品供給装置5から電子部品を吸着した後にノズルを上昇させる。次いで、ヘッドユニット3を移動させて電子部品を吸着したノズルを回路基板B上の設定された位置で降下させるとともに吸着を解除して電子部品を回路基板B上に搭載し、ノズルを上昇させる。
この動作を搭載される電子部品全てについて、繰り返し行うことにより、回路基板B上に電子部品が搭載されることになる。
【0031】
ここで、第1形態では、複数(二台)の電子部品搭載機1a、1bを備えており、回路基板B上に搭載すべき電子部品が二つに分けられ、一枚の回路基板Bに対して複数の電子部品搭載機1a、1bで電子部品が搭載されることになる。また、複数の電子部品搭載機1a、1bは、回路基板Bの搬送方向の上流側の電子部品搭載機1aから下流側の電子部品搭載機1bに回路基板Bを搬送できるように、互いに連結された状態に並んで配置されている。
また、図3に示すように、回路基板B上の搭載必要領域Nは、各電子部品搭載機1a、1bの搭載可能範囲Pよりも広くなっており、一台の電子部品搭載機1による電子部品の搭載では、回路基板Bに必要な全ての電子部品を搭載することができないようになっている。
【0032】
したがって、図2に示すように、回路基板Bの搬送方向の上流側の電子部品搭載機1aにおいては、回路基板Bの搭載必要領域Nの前側(上流側)のほぼ半分の領域(搭載領域M1)に電子部品を搭載するようになっており、下流側の電子部品搭載機1bにおいては、図3に示すように、回路基板Bの搭載必要領域Nの後側(下流側)のほぼ半分の領域に電子部品を搭載するようになっている。
すなわち、複数の電子部品搭載機1a、1bの各々の搭載領域M1は、回路基板Bの搭載必要領域N上で搬送方向に並んだ状態となっている。
【0033】
なお、上述の搭載領域M1、M2は、図3の示すように、一部が重なった状態となっている。また、搭載領域M1、M2を互いに重ならないようにしても良い。しかし、例えば、ヘッドユニット3には、複数のノズルが備えられている場合があるとともに、複数のノズルにより隣合う複数の電子部品を同時に搭載する場合がある。そのような場合に、複数の搭載領域M1、M2を重ならないようにすると、隣合って同時に搭載可能な二つの電子部品の搭載位置が、隣接する二つの搭載領域M1、M2に分かれてしまうことにより、これら電子部品を同時に搭載できなくなってしまうことがある。
また、各電子部品の搭載位置に対応して効率良く電子部品を配置するように、電子部品の搭載順等が決められるが、この場合も、隣接する二つの搭載領域M1、M2が重ならないことにより、効率が悪くなる可能性がある。
また、各電子部品搭載機1a、1bにおける搭載可能範囲Pに対して実際に部品が搭載される回路基板B上の搭載領域M1,M2を狭いものとしたが、搭載可能範囲Pと搭載領域M1、M2とを同じ大きさとしても良く、搭載領域M1、M2は、搭載可能範囲P内に収まる形状となっていれば良い。
【0034】
また、予め、電子部品搭載機1aには、回路基板B上の搭載領域M1内に搭載される電子部品を供給する部品供給装置5がセットされ、電子部品搭載機1bには、回路基板B上の搭載領域M2に搭載される電子部品を供給する部品供給装置5がセットされる。また、各電子部品搭載機1a、1bの制御部には、それぞれの搭載領域M1、M2に対応して電子部品を搭載するためのデータが入力される。
【0035】
そして、電子部品の搭載に当たっては、上流側の電子部品搭載機1aにおいて、図1に示すように、基板搬送ユニット6により前工程から搬送方向に沿って搬入される回路基板Bの前縁が既に突出させられたストッパ63に当接することにより、搬送方向に沿った回路基板Bの停止位置が決められ、該停止位置で回路基板Bが基板搬送ユニット6により固定される。この際に、回路基板Bの搭載必要領域Nのうちの主に前側の部分が上流側の電子部品搭載機1aの搭載可能範囲内に入る。そして、回路基板Bの搭載必要領域Nの前半分より僅かに広い領域が上流側の電子部品搭載機1aにより電子部品が搭載される搭載領域M1となり、この搭載領域M1に電子部品が搭載される。
【0036】
次ぎに、上流側の電子部品搭載機1aによる搭載領域M1への電子部品の搭載が終了した後に、回路基板Bが下流側の電子部品搭載機1bの基板搬送ユニット6に搬出される。そして、電子部品搭載機1bの基板搬送ユニット6が回路基板Bを搬入し、引き続き搬送する。ここで、例えば、図示しないセンサ等により、回路基板Bが上流側のストッパ62を超えたのを検知した場合に、基板搬送ユニット6による回路基板Bの搬送を停止する。次いで、基板搬送ユニット6により、回路基板Bを搬送方向の逆方向に後退させるとともに、ストッパ62を突出させる。
これにより、回路基板Bの後縁がストッパ62に当接して回路基板Bが停止し、この停止位置で回路基板Bが基板搬送ユニット6により位置を固定される。
【0037】
これにより、回路基板Bのほぼ後側半分の搭載領域M2が下流側の電子部品搭載機1bの搭載可能範囲P内に入ることになる。すなわち、上流側の電子部品搭載機1aの回路基板Bの固定位置における回路基板Bの前縁から電子部品搭載機1aの搭載可能範囲Pまでの距離と、下流側の電子部品搭載機1bにおける回路基板Bの固定位置における回路基板Bの前縁から電子部品搭載機1bの搭載可能範囲Pまでの距離とを異なるものとなるように、上流側と下流側との電子部品搭載機1a、1bで回路基板の固定位置(停止位置)に差を付けることにより、これら電子部品搭載機1a、1bにおける搭載領域M1、M2を分けることができる。
【0038】
なお、回路基板Bを後退させるようなことをせずに、図3に示す回路基板Bの前縁が当接する位置にストッパを設けるものとしても良い。また、図3においては、回路基板Bの前縁が電子部品搭載機1bの基板搬送ユニット6の下流側端部より突出した状態で図示されており、回路基板Bの前縁に当接するストッパは、基板搬送ユニット6より下流側にはみ出して配置されることになる。また、回路基板Bの前縁が基板搬送ユニット6の下流側端部よりはみ出さない大きさならば、回路基板Bの前縁に当接するストッパは、基板搬送ユニット6の範囲内に配置される。
【0039】
次ぎに、電子部品搭載機1bにおいて、搭載領域M2に電子部品が搭載される。そして、電子部品が搭載された後に、回路基板Bは、基板搬送ユニット6により次工程に搬出され、リフロー炉で、半田が溶融されて、搭載された電子部品と回路基板Bとが接続される。
また、図2、図3では、理解を容易にするために、一方の電子部品搭載機1a、1bに回路基板Bが固定されている場合には、他方の電子部品搭載機1a、1bに回路基板Bが固定されていない状態で図示したが、実際には、上流側の電子部品搭載機1aにより、回路基板Bの搭載領域M1に電子部品が搭載されている間、下流側の電子部品搭載機1bで、その前の段階で既に搭載領域M1に電子部品が搭載された回路基板Bの搭載領域M2に電子部品が搭載される。
【0040】
そして、全ての電子部品搭載機1a、1bで、電子部品の搭載が終了した際に、上流側の電子部品搭載機1aは、搭載が終わった回路基板Bを搬出するとともに前工程から回路基板Bを搬入し、下流側の電子部品搭載機1bは、搭載が終わった回路基板Bを搬出するとともに、上流側の電子部品搭載機1aから回路基板Bを搬入する。
【0041】
このように、各電子部品搭載機1a、1bで、同時に、それぞれ異なる回路基板Bの異なる搭載領域M1、M2に電子部品が搭載される場合に、それぞれの電子部品搭載機1a、1bにおける電子部品搭載にかかる作業時間をほぼ等しくすることにより、作業時間の短縮を図ることができる。
そこで、各電子部品搭載機1a、1bに対しては、それぞれ、作業時間がほぼ等しくなるように回路基板Bに搭載すべき電子部品が割り振られるようになっている。この際に、作業時間を同じにするために、各電子部品搭載機1a、1bにおける搭載領域M1、M2の面積を異なるものとしても良い。
【0042】
以上のような電子部品実装システムによれば、複数の電子部品搭載機1a、1bを使って作業効率を向上させる際に、電子部品実装システムの占有面積の増加を抑止するために各電子部品搭載機1a、1bを小型化することで、電子部品を搭載可能な回路基板Bの最大サイズが小さくなるのを防止することができる。
なお、図2及び図3に破線で示すように、各電子部品搭載機1a、1bの少なくとも一つの電子部品搭載機1a、1bに、搬送方向に沿って並んで複数のヘッドユニット3を配置するようにしても良い。すなわち、X軸フレーム42に、複数(二つ)のヘッドユニット3を取り付けるものとしても良い。このようにすれば、さらに、作業効率を向上することができる。
【0043】
次ぎに、本発明の第2形態の電子部品実装システムを、図4及び図5を参照して説明する。
第2形態の電子部品実装システムにおける基本的な装置構成は、第1形態と同様であり、用いられる電子部品搭載機1(1c、1d)の基本構成も第1形態と同様なので、それらの構成の詳細な説明を省略する。
【0044】
なお、第1形態の基板搬送ユニット6が搬送可能な最大サイズの回路基板Bの搬送方向に直交する幅が、搭載可能範囲Pより僅かに大きい程度だったのに対して、第2形態における電子部品搭載機1c、1dの基板搬送ユニット6が搬送可能な最大サイズの回路基板の搬送方向に直交する幅が、搭載可能範囲Pより、例えば、1.5倍以上のようにかなりかなり大きいものとなっている。
また、第2形態の基板搬送ユニット6において、回路基板Bの搬送を停止させるストッパ65は、回路基板Bの前縁に当接して、回路基板Bを停止させるものだけとなっている。なお、ストッパ65は、回路基板Bの搬送経路に出没自在とされている。
また、第2形態の電子部品搭載機1c、1dにおいては、部品供給装置5を装着するホルダ11が基板搬送ユニット6の一方のガイド部材61の外側にだけに設けられるとともに、上流側の電子部品搭載機1cと、下流側の電子部品搭載機1dとで、ホルダ11の配置が基板搬送ユニット6を挟んで逆側となっている。
【0045】
また、上流側の電子部品搭載機1cは、基板搬送ユニット6の矢印Aで示す回路基板Bの搬送方向に向かって主に左側の部分に搭載可能範囲Pを有し、下流側の電子部品搭載機1dは、基板搬送ユニット6の前記搬送方向の向かって右側の部分に搭載可能範囲Pを有する。したがって、一方の電子部品搭載機1cは、回路基板Bの搭載必要領域Nの搬送方向に向かってほぼ左側半分が搭載可能範囲Pとなり、他方の電子部品搭載機1dは、回路基板Bの搭載必要領域Nの搬送方向に向かってほぼ右側半分が搭載可能範囲Pとなる。
したがって、二台の電子部品搭載機1c、1dの搭載可能範囲Pは、回路基板B上に対応させた場合に、搬送方向に直交した方向に並んで配置される。また、二台の電子部品搭載機1c、1dの搭載可能範囲Pは、回路基板B上に対応させた場合に互いに一部が重複して配置されるが、重複しないように配置されるものとしても良い。
【0046】
そして、二台の電子部品搭載機1c、1dが上述のような配置となっていることにより、ホルダ11を二つ備えた電子部品搭載機よりも、基板搬送ユニット6の幅を広げることが可能となる。また、二台の電子部品搭載機1c、1dのホルダ11の位置が左右逆に配置され、かつ、二台の電子部品搭載機1c、1dの搭載可能範囲Pが、部品供給装置5と回路基板Bとの間で電子部品の搬送時間を短縮するために、ホルダ11(部品供給装置5)に近接して配置されている。
【0047】
次ぎに、第2形態の電子部品実装システムを用いた電子部品の実装方法において、第1形態と異なる電子部品の搭載方法について説明する。
第1形態の場合と同様に前工程から基板搬送ユニット6により回路基板Bが上流側の電子部品搭載機1cに搬送される。そして、突出したストッパ65に回路基板Bが接触して、回路基板Bが所定の停止位置に停止する。この際に、回路基板Bの搭載必要領域N(図5に示すように後述する搭載領域M3、M4を合わせた領域)の左側半分より少し広い領域が電子部品搭載機1cの搭載可能範囲に入るようになっている。
この状態で、電子部品搭載機1cによる電子部品の搭載が行われ、回路基板Bの搭載必要領域Nと搭載可能範囲Pとが重なった範囲内で、回路基板Bの左側半分より僅かに大きい搭載領域M3内に電子部品が搭載される。
【0048】
次いで、電子部品搭載機1cの基板搬送ユニット6から電子部品搭載機1dの基板搬送ユニット6に回路基板Bが搬送され、上述の場合と同様に、下流側の電子部品搭載機1dにおいて回路基板Bが停止する。
この際に、回路基板Bの搭載必要領域Nの右側半分より少し広い領域が電子部品搭載機1dの搭載可能範囲に入るようになっている。このようにすることで、各電子部品搭載機1c、1d毎に前記基板の所定の側縁(右側縁もしくは左側縁)から搭載可能範囲Pまでの距離が異なるように前記基板の固定位置に差を付けた状態となる。
この状態で、電子部品搭載機1dによる電子部品の搭載が行われ、回路基板Bの搭載必要領域Nと搭載可能範囲Pとが重なった範囲内で、回路基板Bの左側半分より僅かに大きい搭載領域M4内に電子部品が搭載される。
【0049】
次ぎに、複数の電子部品搭載機1c、1dにより電子部品が搭載された回路基板Bが次工程に搬出される。
以上のような第2形態の電子部品実装システムにおいても、第1形態と同様に、電子部品搭載機を複数台用いて、生産効率をあげるものとした場合に、小型の電子部品搭載機1c、1dを用いることにより、電子部品を搭載可能な回路基板が小型化してしまうのを防止できる。
【0050】
また、第2形態においては、搬送方向に直交する方向の幅が広い回路基板Bに対応することができる。
なお、搬送方向に直交する方向の幅が広い回路基板Bに対応するために、基板搬送ユニット6の幅を広くすることが可能な構成とする必要があるが、基板搬送ユニット6の幅が広くなっても、必ずしも、電子部品搭載機1c、1dが大型化するとは限らず、例えば、上述のように片側にだけ部品供給装置5を配置するようにすることにより、電子部品搭載機1c、1dを小型にした状態で、基板搬送ユニット6の幅を広げることができる。
【0051】
また、上流側の電子部品搭載機1cと下流側の電子部品搭載機1dとで、部品供給装置の配置を逆にすることにより、二つの電子部品搭載機1c、1dで回路基板Bの搭載必要領域Nを左右に分けて部品を搭載する際に、それぞれ、回路基板Bの部品供給装置5に近い領域に電子部品を供給することが可能となり、部品供給装置5を片側だけとしても、部品供給装置5から回路基板B上への電子部品のヘッドユニット3による搬送を効率化することができる。
【0052】
また、第2形態においても、実際には、上流側の電子部品搭載機1cで回路基板Bに電子部品を搭載している間、下流側の電子部品搭載機1dにおいて、その前の段階で、既に電子部品搭載機1cにより電子部品が搭載された回路基板Bに電子部品が搭載される。したがって、複数の電子部品搭載機1c、1dにおける搭載に必要な時間をほぼ等しくするように、予め、各電子部品搭載機1c、1dで搭載する電子部品を割り振っておくことにより、第1形態の場合と同様に作業効率を向上することができる。なお、この際には、二つの電子部品搭載機1c、1dにおける作業時間を調整するために、それぞれの搭載領域M3、M4の面積を異なるように調整しても良い。
また、回路基板Bの搬送方向に直交する方向に位置が異なる搭載領域M3、M4に電子部品を搭載する際に、回路基板Bの搬送中に回路基板Bを前記搬送方向に直交する方向に沿ってずらすような構成としても良い。
【0053】
次ぎに、図6(A)(B)を参照して、本発明の第3形態の電子部品搭載機1eを説明する。
なお、本発明の第3形態は、電子部品実装システムではなく、該電子部品実装システムで用いられる電子部品搭載機1eの発明であるが、上述の本発明の電子部品実装システムに用いられるものとしても良いし、周知の電子部品実装システムに用いられるものとしても良い。
【0054】
また、ここで用いられる電子部品搭載機1eの構成は、その電子部品の搭載方法を除けば、第1形態で説明した電子部品搭載機1a、1bと同じ構成となっているので、構成の詳細な説明を省略する。
電子部品搭載機1eによる電子部品の搭載方法を説明する。
【0055】
第3形態においては、図6(A)に示すように、電子部品搭載機1eにおいて、基板搬送ユニット6により前工程から搬送方向に沿って搬送される回路基板Bの前縁が既に突出させられたストッパ63に当接することにより、搬送方向に沿った回路基板Bの停止位置が決められ、該停止位置で回路基板Bが基板搬送ユニット6により固定される。この際に、回路基板Bの搭載必要領域Nのうちの主に前側の部分が上流側の電子部品搭載機1eの搭載可能範囲内に入る。そして、回路基板Bの搭載必要領域Nの前半分より僅かに広い領域が上流側の電子部品搭載機1eにより電子部品が搭載される搭載領域M1となり、この搭載領域M1に電子部品が搭載される。
【0056】
次ぎに、搭載領域M1への電子部品の搭載が終了した後に、回路基板Bが下流側に搬送される。ここで、例えば、図示しないセンサ等により、回路基板Bが上流側のストッパ62を超えたの検知した場合に、基板搬送ユニット6による回路基板Bの搬送を停止し、次いで、基板搬送ユニット6により、回路基板Bを搬送方向の逆方向に後退させるとともに、ストッパ62を突出させる。
これにより、回路基板Bの後縁がストッパ62に当接して回路基板Bが停止し、この停止位置で回路基板Bが基板搬送ユニット6により位置を固定される。
【0057】
これにより、回路基板Bのほぼ後側半分の搭載領域M2が電子部品搭載機1eの搭載可能範囲P内に入ることになる。次ぎに、電子部品搭載機1eにおいて、搭載領域M2に電子部品が搭載される。以上の動作により、電子部品搭載機1eは、その搭載可能範囲Pよりも大きな搭載必要領域N(搭載領域M1、M2を合わせた領域)を有する回路基板Bに電子部品を搭載することができる。
このように一台の電子部品搭載機1eにより、回路基板Bの固定位置をずらし、電子部品の搭載を異なる搭載領域M1、M2(一部重複していても良い)に分けて行うことにより、小型の電子部品搭載機1eでも大きな回路基板Bに電子部品の搭載を行うことができる。
【0058】
また、回路基板Bの固定位置を変更するのに上述のように、基板搬送ユニット6を用いることにより、新たに、回路基板Bの固定位置を変更するために回路基板Bを移動させるための手段を設けなくとも良い。
なお、基板搬送ユニット6においては、固定位置を変更するために、複数のストッパ62,63を備えるか、微調整の範囲を超えて大きく移動できるストッパを備える必要がある。
また、基板搬送ユニット6により回路基板Bの固定位置を変える場合には、回路基板Bの固定位置が搬送方向に沿った方向にしか変えられないが、例えば、基板搬送ユニット6とに、さらに、前記搬送方向以外の方向に沿って回路基板Bの固定位置を変更するために回路基板Bを移動させる手段を設ければ、前記搬送方向以外の方向に固定位置を変更することもできる。
【0059】
本発明は、上述の実施の形態に限られるものではなく、例えば、変形例として図7に示すように、上述の第1形態における電子部品搭載機1a、1bの動作と、第1形態における電子部品搭載機1c、1dの動作とを組み合わせて、回路基板Bに電子部品を搭載しても良い。
例えば、第1形態の電子部品搭載機1bと、第2形態の電子部品搭載機1cと、第2形態の電子部品搭載機1dとを、この順で並べて連結した状態とする。
【0060】
そして、第1形態の電子部品搭載機1bにより、回路基板Bの矢印Aで示される搬送方向の後側の搭載領域M5に電子部品を搭載する。次ぎに、回路基板Bを搬送して、第2例の電子部品搭載機1cにより、回路基板Bの前記搬送方向の前側の左側の搭載領域M6に電子部品を搭載する。次ぎに、回路基板Bを搬送して、第2例の電子部品搭載機1dにより、回路基板Bの前記搬送方向の前側の右側の搭載領域M7に電子部品を搭載するようにしても良い。
【0061】
また、変形例として、例えば、第3形態の電子部品搭載機1eを二台組み合わせて用いるものとしても良い。図8に示すように、一台目の電子部品搭載機1eにおいて、回路基板Bの固定位置をずらして電子部品を搭載することにより、回路基板B上に搬送方向に並んだ4つの搭載領域M8〜M11のうちの搭載領域M8とM9とに電子部品を搭載する。次いで、回路基板Bを二台目の電子部品搭載機1eに搬送し、搭載領域M10と搭載領域M11とに電子部品を搭載するようにしても良い。
また、図8のように搭載領域M8〜M11を分けた際に、上述の電子部品搭載機1eのうちの少なくとも一方に変えて、第1例の二台の電子部品搭載機1a、1bを用いても良い。
【0062】
また、これらの変形例においても、各電子部品搭載機1において、同時に異なる回路基板Bに電子部品を搭載することで、生産効率をあげることになるが、この際にも、各電子部品搭載機の電子部品の搭載にかかる作業時間をほぼ等しくなるように、各電子部品搭載機が搭載する電子部品を振り分けることが好ましく、このようにすることでさらに生産効率をあげることができる。
【0063】
また、第1〜3形態及び変形例において、各搭載領域M1〜M11へ電子部品を搭載する順番は、任意であり、各搭載領域M1〜M11に電子部品を搭載する電子部品搭載機1の配置順を変えることにより変更することができる。
なお、電子部品搭載機1の配置順によっては、回路基板Bの形状等に基づいて、スペース効率や生産効率に違いが生じる可能性もあり、これらの効率を考慮して、搭載領域M1〜M11への電子部品の搭載順や、電子部品搭載機1の配置が決められることが好ましい。
【0064】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、小さな電子部品搭載機を複数備えた電子部品実装システムにおいても、大きな基板に電子部品を搭載することが可能となる。
【0065】
請求項2記載の発明によれば、基板搬送手段に搬送される基板の停止位置を各電子部品搭載機毎に変えることにより、請求項1記載の発明と同様の作用効果を得ることができる
【0066】
請求項3記載の発明によれば、請求項1もしくは2記載の発明による作用効果に加えて、複数のヘッドユニットにより搭載部品を搭載することで、さらに生産効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係る電子部品搭載機を示す斜視図である。
【図2】本実施の形態の第1形態の電子部品実装システムに用いられる二台の電子部品搭載機を示す平面図である。
【図3】上記第1形態の電子部品実装システムに用いられる二台の電子部品搭載機を示す平面図である。
【図4】本実施の形態の第2形態の電子部品実装システムに用いられる二台の電子部品搭載機を示す平面図である。
【図5】上記第2形態の電子部品実装システムに用いられる二台の電子部品搭載機を示す平面図である。
【図6】本実施の形態の第3形態の電子部品搭載機を示す平面図である。
【図7】本実施の形態の電子部品実装システムの変形例を説明するための固定基板の搭載領域を示す図面である。
【図8】本実施の形態の電子部品実装システムの変形例を説明するための固定基板の搭載領域を示す図面である。
【符号の説明】
B 回路基板(基板)
1 電子部品搭載機
3 ヘッドユニット(ヘッド)
4 XY駆動部(移動手段)
6 基板搬送ユニット(基板搬送手段)
Claims (3)
- 電子部品等の搭載部品を基板上に搭載する電子部品搭載機を複数備え、前記基板に複数の前記電子部品搭載機により前記電子部品を搭載する電子部品実装システムであって、
前記電子部品搭載機は、前記搭載部品を着脱自在に保持して前記基板上に搬送して、前記搭載部品を基板に搭載するヘッドユニットと、
前記搭載部品を前記基板上に搭載する際に前記ヘッドユニットを移動させる移動手段と、
前記基板を搬入及び搬出するとともに、前記基板を前記搭載部品を搭載する所定位置に固定する基板搬送手段とを備え、
かつ、前記基板の前記搭載部品の搭載を必要とする搭載必要領域を、前記移動手段により移動させられる前記ヘッドユニットによって前記搭載部品を搭載可能な搭載可能範囲より広くし、
各電子部品搭載機毎に前記基板の所定の側縁から前記搭載可能範囲までの距離が異なるように前記基板の固定位置に差を付け、
各電子部品搭載機が、それぞれ、前記基板の固定位置によって決まるとともに、前記搭載必要領域の一部と重なる前記基板上に対応させた前記搭載可能範囲内に前記搭載部品を搭載するようにして、前記各電子部品搭載機の搭載可能範囲のそれぞれが前記搭載必要領域の異なる一部分となっており、
各電子部品搭載機の搭載可能範囲を合わせて前記基板上に対応させた領域が、前記基板の搭載必要領域の全域と重なるようになっていることを特徴とする電子部品実装システム。 - 請求項1記載の電子部品実装システムにおいて、
前記基板搬送手段に搬送される前記基板を停止させて前記基板を固定する際に、各電子部品搭載機毎に、前記搭載可能範囲に対する前記基板の停止位置を異なるものとすることにより、前記基板の搬送方向に沿って前記基板の固定位置に差を付けることを特徴とする電子部品実装システム。 - 請求項1または2記載の電子部品実装システムにおいて、
前記ヘッドユニットが、前記基板の搬送方向に沿って並んで複数個配置されていることを特徴とする電子部品実装システム。
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