JP4370192B2 - 基板搬送機 - Google Patents

Description

本発明は、部品実装機等において使用され、基板を搬送するための基板搬送機に関し、特に、搬送ベルトを用いて基板を搬送する基板搬送機に関する。

従来、電子基板にＩＣチップ等の部品を実装するフリップチップボンダ等の部品実装機において、レール上に載置されている基板を部品の実装を行うステージ上に搬送するために、搬送レールに搬送ベルトを配設する搬送プーリを設けて、搬送ベルトを駆動モータ等により回転させることにより基板を搬送する基板搬送機が一般的に知られている。

図９は、従来の基板搬送機の駆動プーリ９０１の正面断面図である。
この駆動プーリ９０１は駆動モータに接続され、駆動モータを回転させることにより駆動プーリ９０１に掛け渡されている搬送ベルト１００２を回転させる。ここで、搬送ベルト９０２は駆動プーリ９０１の外周部に設けられている凹部９０３に掛け渡されているが、この凹部９０３の形状は搬送ベルト９０２の形状に合わせて形成されている。

また、図１０は、従来の基板搬送機の搬送レール１００３の正面断面図である。
搬送レール１００３には、搬送ベルト１００２が配設され、搬送ベルト１００２の径に合わせた搬送プーリ１００５が設けられている。そして、搬送ベルト１００２に基板１００４の一端が載置され、搬送ベルト１００２が駆動し、基板１００４は搬送レール上に搬送される。また、ガイドレール１００３ａが設けられているために、搬送過程において基板１００４が搬送方向からずれないように構成されている。ここで搬送プーリ１００５の径は、例えば搬送ベルト１００２の径の０．９倍となる。

さらに、搬送ベルトを用いて基板を搬送する基板搬送装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この基板搬送装置は、基板側面とガイド手段とが擦過することにより発生する削り屑を吸引する吸引手段を備えることを特徴とする。
特許第３１３２０４１号公報

しかしながら、上述する従来の基板搬送機において、基板を搬送するための搬送ベルトは、駆動プーリや搬送プーリに蛇行しながら係合することとなる。
従って、搬送ベルトと搬送プーリや駆動プーリとの外周部接触部において、搬送ベルトが接触して削られ、玉形状の解れ等が生じ搬送ベルトの寿命が短いという問題がある。また、搬送ベルトと搬送プーリ及び駆動プーリとの間に摩擦等の摺動負荷が生じ、解れが生じやすく、搬送ベルトの寿命が長くないという問題がある。具体的には搬送ベルトの寿命は連続的に使用する場合においては、約２時間である。特に、基板搬送機において、複数の基板を短期間で搬送する必要がある場合においては、この問題は顕著となる。

そして、搬送ベルトの寿命が終了した後における搬送ベルトの交換の作業においては、搬送レールを一端取り外す等の作業が必要となり、作業者に手間を要している。
また、基板搬送機においては、基板が２００度以上の高温に加熱されるために、使用される搬送ベルトは、耐久性が要求されると共に耐熱性が要求され、搬送ベルトの種類が限定されるという問題もある。

本発明は上記課題を解決するためのものであり、搬送ベルトを用いて基板を搬送する基板搬送機において、搬送ベルトの使用時における寿命を向上させることができる基板搬送機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る基板搬送機は、搬送ベルト上に基板が載置され、前記搬送ベルトの側方に立設された搬送レールに形成されるガイド部分にて前記基板の両側面がガイドされて基板を搬送する基板搬送機であって、前記搬送ベルトを係合する溝部を外周に備えた駆動プーリと、前記搬送ベルト上に載置される前記基板を、前記駆動プーリの回転に伴う前記搬送ベルトの移動により搬送するために、前記駆動プーリを駆動させる駆動手段とを備え、前記駆動プーリの外周の前記溝部には、前記外周の形状に沿った２つのリング部材が互いに隣接して配設され、前記搬送ベルトは前記駆動手段における駆動に伴って、前記リング部材間に当接して前記駆動プーリに係合されることを特徴とする。
従って、搬送ベルトは、駆動プーリの外周の溝部に隣接して配設された２つのリング部材間に当接して駆動プーリに係合されるために、搬送ベルトと駆動プーリとの接触面積を低減して、搬送ベルトと駆動プーリとの間の摺動負荷を軽減して、搬送ベルトの寿命を向上させることができる。

また好ましくは、前記ガイド部分の前記基板側の側面には、前記基板の側面に対して斜め方向に切欠いてなる切欠き部が形成される。
従って、基板のガイド手段に斜め方向に形成された切欠き部を設けることにより、基板とガイド手段との間の不要な接触、干渉を完全に排除することにより、搬送ベルトと基板との間の不要な干渉を低減して、搬送ベルトにかかる摺動負荷を軽減して搬送ベルトの寿命を向上させることができる。

尚、前記目的を達成するために、本発明は、基板搬送機の特徴的な構成手段をステップとする基板搬送方法としたり、この基板搬送機を備えるフリップチップボンダ等の部品実装機とすることもできる。

本発明に係る基板搬送機は、駆動プーリの外周の溝部に２つのリング部材が互いに隣接して配設され、搬送ベルトが隣接して配設された２つのリング部材間に当接して駆動プーリに係合されることにより、搬送ベルトと駆動プーリ又は搬送プーリとの間の摩擦や接触を低減して、搬送ベルトの寿命を向上させることができる。

以下、本発明に係る基板搬送機の実施の形態について図面を参照しながら説明を行う。尚、以下の説明において使用する数値は例示であって、本発明はこれに限定されるものではない。

（実施の形態）
図１は、本発明に係る基板搬送機２００を備える部品実装部１００の拡大図である。

基板搬送機２００は、フリップチップボンダ等の部品実装機の部品実装部１００において基板２０７をステージ１０１等に搬送する基板搬送機２００として用いることができる。

部品実装機１００は、搬送レール２０６、基板２０７、ステージ１０１、ウエハ載置部１０２、吸着ノズル１０３、実装ヘッド１０４、及び位置認識用カメラ１０５を備える。
ステージ１０１は、基板２０７に半導体チップ等の部品を実装する処理を行うためのステージである。また、ステージ１０１はＸＹテーブルを用いて基板搬送用レールと実装ヘッド１０４側の間を矢印で示す方向に移動を繰り返すことにより基板２０７に部品を実装する。

基板２０７は、レール上を搬送されると共に、ステージ１０１上で部品の実装が行われる。この基板２０７の種類としては、例えば、ガラエポ基板、フレキ基板、セラミック基板等がある。

ウエハ載置部１０２には、半導体チップ等の部品が集合してなるウエハが載置される。吸着ノズル１０３は、ウエハから部品を吸着して、反転ヘッド部において接着面を反転させて実装ヘッド１０４に受け渡す。実装ヘッド１０４は、吸着ノズル１０３から受け渡された部品を取り込み、この部品を基板２０７の所定の回路位置に実装する。

位置認識用カメラ１０５は、実装ヘッド１０４が吸着した部品と、ＸＹステージ１０１上の基板２０７との間に移動し、それぞれ対応する上方の部品パターン及び下方の基板パターンを２視野により画像認識し、ずれ量を測定して基板２０７上の所定の回路位置に部品を実装する。

基板搬送機２００は、駆動モータを用いて搬送ベルトを回転させて、搬送ベルト上に両端部が載置されている基板２０７を搬送する。また、基板２０７の大きさに応じて搬送レール２０６のレール幅を変更することが可能であり、基板２０７の大きさは、例えば３３０×２５０ｍｍ等の大きさとなる。

尚、フリップチップボンダ等の部品実装機においては、２００度から３００度に基板２０７が加熱されるため、搬送ベルトの材質には、高強力で耐熱性に優れているアラミド等が用いられる。

図２は、本実施の形態に係る基板搬送機２００の同側断面図を示す。
基板搬送機２００は、搬送ベルト２０１、テンションローラ２０２、駆動プーリ２０３、駆動モータ２０４、室内ローラ２０５、及び搬送レール２０６を備える。

搬送ベルト２０１は、点線で示すように駆動プーリ２０３、テンションローラ２０２、室内ローラ２０５に渡る部分に掛け渡される。そして、基板の搬送における動作を説明すると、搬送ベルト２０１は駆動モータ２０４に連結された駆動プーリ２０３により一方向に駆動されて搬送レール２０６上に端部が載置されている基板を搬送する。

また、基板２０７の両側面は搬送ベルト２０１の側方に立設されたガイド部分でガイドされ、基板２０７の搬送過程において搬送方向にズレが生じないようになっている。尚、本発明においては、このガイド部分に基板２０７の端部が不要に接触しないように切欠き部を設けていることを特徴とするが、この詳細な説明は後述の図５において行う。

図３は、本実施の形態に係る基板搬送機２００の搬送レール２０６の正面断面図である。
搬送レール２０６には、搬送ベルト２０１が配設される搬送プーリ３０１が形成されている。そして、搬送ベルト２０１の上には基板２０７が載置されている。この搬送プーリ３０１の径は、搬送ベルト２０１の径より大きく形成されている。

また、基板２０７の両側面は搬送ベルト２０１の側方に立設された搬送レール２０６に形成されるガイド部分３０２においてガイドされているが、このガイド部分３０２に斜め方向に形成されて成る切欠き部３０２ａが設けられている。

図４は、本実施の形態に係る基板搬送機２００の上面図である。
基板２０７は、その両端部が搬送レール２０６の搬送プーリに配設されている搬送ベルト２０１上に載置され、搬送ベルト２０１が駆動することにより基板２０７が矢印で示す搬送方向に搬送される。

図５は、図３に示す基板搬送機２００の搬送レール２０６の拡大断面図である。
搬送レール２０６には搬送ベルト２０１が配設される搬送プーリ３０１が形成されている。この搬送プーリ３０１の径は、搬送ベルト２０１の径と比較して大きくとられている。本実施の形態においては、搬送ベルト２０１の径は、搬送プーリ３０１の径の約１．２倍となっている。

従って、本実施の形態においては、搬送ベルト２０１と搬送プーリ３０１との間の接触面積を低減することができ、搬送ベルト２０１の磨耗を軽減して搬送ベルト２０１の寿命を高めることが可能となる。具体的には、搬送ベルト２０１の寿命は約２時間から約８時間に向上して耐久時間は４倍以上に延長することができる。

尚、搬送ベルト２０１が基板２０７の搬送途中において外れることを防止するために、搬送プーリ３０１の深さ方向の径は、搬送ベルト２０１の径の１／２以下であり且つ１／３以上とすることが望ましい。

また、搬送レール２０６の基板２０７側の端部には、ガイド部分３０２が設けられ、このガイド部分３０２には斜め下方向に切断された切欠き部３０２ａが設けられている。従って、基板２０７の搬送中に、搬送ベルト２０１とガイド部分３０２との間の不要な干渉を完全に除去して、基板２０７とガイド部分３０２とが不要に接触して搬送ベルト２０１を圧縮したり摩擦したりすることを防止して、搬送ベルト２０１の寿命を向上させることが可能となる。

また、搬送ベルト２０１がガイド部分３０２に接触することにより搬送ベルト２０１がほつれて、ガイド部分３０２のエッジに引っかかり搬送ベルト２０１の駆動が停止することを防止して、万一の搬送ベルト２０１の解れ時も、極力解れ助長を軽減することができる。

図６は、本発明に係る駆動モータに接続される駆動プーリ２０３の断面図を示す。
駆動プーリ２０３は、その外周部に凹部が形成され、この凹部内の底面には隣接して２つのＯリング６０１が配設され、搬送ベルト２０１はこれらの２つのＯリング６０１間に当接して駆動プーリ２０３に係合される。

尚、Ｏリング６０１の材質は、例えば基板搬送機２００をクリーンルーム以外において使用する場合には耐久性や耐磨耗性に優れるＮＢＲ（ニトリルゴム）とし、基板搬送機２００をクリーンルーム対応において使用する場合においてはＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）とする。この場合において、搬送ベルト２０１とＯリング６０１との間に滑りを確実に防止できる。

図７は、図６に示した駆動プーリ２０３の拡大断面図である。
本実施の形態においては、Ｏリング６０１の径と搬送ベルト２０１の径の比は例えば１０：９である。また、Ｏリング６０１の径は、駆動プーリ２０３の凹部の径の大きさに合わせて形成されている。

以上の説明から明らかなように、本発明に係る基板搬送機２００の駆動プーリ２０３の外周部には２つのＯリング６０１が隣接して配設され、搬送ベルト２０１はこれらのＯリング６０１間に当接して配置される。また、搬送レール２０６に設けられている搬送プーリ３０１の径は搬送ベルト２０１の径よりも大きく、さらに、ガイド部分３０２には搬送中において基板２０７との不要な接触を防ぐ切欠き部３０２ａが設けられている。

従って、搬送ベルト２０１の駆動時において、搬送ベルト２０１と駆動プーリ２０３や搬送プーリ３０１との間の摩擦を軽減して、搬送ベルト２０１の摺動負荷を軽減して搬送ベルト２０１の寿命を向上させることができる。例えば、搬送ベルト２０１の寿命は、約２時間から１００時間以上になり、従来の部品実装機の使用において抱えていた搬送ベルト２０１の寿命の問題を解決することができるようになる。

また、搬送ベルト２０１の寿命が向上することにより、従来は頻繁に行われていた搬送ベルト２０１の交換作業の回数を減らすことができ、部品実装における作業効率を向上させることが可能となる。

尚、以上の説明においては、駆動プーリ２０３に配設されるＯリング６０１の形状は例示であり、その他の形状とすることも考え得る。具体的には、ベルト部材の両端にＯ形状のリング部材を一体化した形状の部材等が考え得る。また、Ｏリング６０１にフッ素等のコーティング処理を行うことによりＯリング６０１と搬送ベルト２０１との間の摩擦力の改善を図ることも考え得る。

図８は、駆動プーリ２０３に係合されるリング部材８０１の変形例を示す図である。このように、駆動プーリの凹部に、１つのリング部材８０１と、これに当接するように搬送ベルト２０１が配設される。従って、上述した実施の形態１と同様に、駆動プーリ２０３と搬送ベルト２０１との間の摺動負荷を軽減して搬送ベルト２０１の寿命を向上させることができる。

本発明に係る基板搬送機は、基板上に半導体チップ等の部品の実装を行う部品実装機に備わる基板搬送機として用いることができ、この部品実装機としては、フリップチップボンダ等がある。

本発明に係る基板搬送機を備える部品実装部の拡大図である。 実施の形態に係る基板搬送機の同側断面図を示す。 実施の形態に係る基板搬送機の搬送レールの正面断面図である。 実施の形態に係る基板搬送機の上面図である。 本発明に係る基板搬送機の搬送レールの拡大断面図である。 本発明に係る駆動モータに接続される駆動プーリの断面図を示す。 図６に示した駆動プーリの拡大断面図である。 駆動プーリに係合されるリング部材の変形例を示す図である。 従来の基板搬送機の駆動プーリの正面断面図である。 従来の基板搬送機の搬送レールの正面断面図である。

符号の説明

１００ 部品実装機
２００ 基板搬送機
２０１ 搬送ベルト
２０２ テンションローラ
２０３ 駆動プーリ
２０４ 駆動モータ
２０５ 室内ローラ
２０６ 搬送レール
２０７ 基板
３０１ 搬送プーリ
３０２ ガイド部分
３０２ａ 切欠き部
６０１ Ｏリング

Claims (4)

1. 搬送ベルト上に基板が載置され、前記搬送ベルトの側方に立設された搬送レールに形成されるガイド部分にて前記基板の両側面がガイドされて基板を搬送する基板搬送機であって、
   前記搬送ベルトを係合する溝部を外周に備えた駆動プーリと、
   前記搬送ベルト上に載置される前記基板を、前記駆動プーリの回転に伴う前記搬送ベル
   トの移動により搬送するために、前記駆動プーリを駆動させる駆動手段とを備え、
   前記駆動プーリの外周の前記溝部には、前記外周の形状に沿った２つのリング部材が互いに隣接して配設され、
   前記搬送ベルトは前記駆動手段における駆動に伴って、前記リング部材間に当接して前記駆動プーリに係合される
   ことを特徴とする基板搬送機。
2. 前記ガイド部分の前記基板側の側面には、前記基板の側面に対して斜め方向に切欠いてなる切欠き部が形成される
   ことを特徴とする請求項１記載の基板搬送機。
3. 搬送ベルト上に基板が載置され、前記搬送ベルトの側方に立設された搬送レールに形成されるガイド部分にて前記基板の両側面がガイドされて基板を搬送する基板搬送機を備える部品実装機であって、
   前記基板搬送機は、
   前記搬送ベルトを係合する溝部を外周に備えた駆動プーリと、
   前記搬送ベルト上に載置される前記基板を、前記駆動プーリの回転に伴う前記搬送ベルトの移動により搬送するために、前記駆動プーリを駆動させる駆動手段とを備え、
   前記駆動プーリの外周の前記溝部には、前記外周の形状に沿った２つのリング部材が互いに隣接して配設され、
   前記搬送ベルトは前記駆動手段における駆動に伴って、前記リング部材間に当接して前記駆動プーリに係合される
   ことを特徴とする部品実装機。
4. 搬送ベルト上に基板が載置され、前記搬送ベルトの側方に立設された搬送レールに形成されるガイド部分にて前記基板の両側面がガイドされて基板を搬送する基板搬送機を用いる基板搬送方法であって、
   前記基板搬送機は、
   前記搬送ベルトを係合する溝部を外周に備えた駆動プーリを備え、
   前記搬送ベルト上に載置される前記基板を、前記駆動プーリの回転に伴う前記搬送ベル
   トの移動により搬送するために、前記駆動プーリを駆動させる駆動ステップを含み、
   前記駆動プーリの外周の前記溝部には、前記外周の形状に沿った２つのリング部材が互いに隣接して配設され、
   前記搬送ベルトは前記駆動ステップにおける駆動に伴って、前記リング部材間に当接し
   て前記駆動プーリに係合される
   ことを特徴とする基板搬送方法。

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