JP5280245B2

JP5280245B2 - 電子部品実装ライン

Info

Publication number: JP5280245B2
Application number: JP2009037581A
Authority: JP
Inventors: 忠幸山崎
Original assignee: Kojima Industries Corp
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: JP2010192795A

Description

本発明は、基板の両面にそれぞれハンダを印刷し、かつ、電子部品を実装するための電子部品実装ラインに関する。

この種の電子部品実装ラインは、例えば特許文献１に開示された技術が既に知られている。この技術では、二列に設定された搬送路の進行方向に沿ってハンダの印刷部、部品の実装部、およびリフロー炉が順に配置されている。そして、二列の搬送路に対して個々の治具にセットされた基板を送り込み、これら二枚の基板をまとめて処理するように設定されている。

特許第３９００１６６号公報

特許文献１に開示されている技術では、二枚の基板が個別の治具にセットされてそれぞれの搬送路に送り込まれることから、個々の搬送路を移動する治具（基板）の位置にズレが生じた場合、それぞれの基板に対するハンダの印刷精度あるいは部品の実装精度に差が生じる。つまり、二列の搬送路を移動する個々の基板に対する処理精度が、一方は適正であっても他方は不適正、といったことが起こり得る。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、二枚の基板に対するハンダの印刷および電子部品の実装といった処理を、高精度で、かつ、能率よく行うことである。

本発明は、上記の目的を達成するためのもので、以下のように構成されている。
基板の両面において電子部品を実装するための電子部品実装ラインであって、二枚の基板を互いに反対側の面を表側にして個別に位置決めしてセットすることが可能な単一のセット治具と、このセット治具を、二枚の基板の表側にそれぞれハンダを印刷する印刷工程、同じく二枚の基板の表側にそれぞれ電子部品を実装する実装工程の順に搬送する搬送装置とからなっている。そして、印刷工程を行う印刷機は、二枚の基板に対応して対をなすマスキングシートおよびスキージを備えている。また、実装工程を行う実装機は、二枚の基板に各種の電子部品を実装するために旋回駆動するロボットアームを備えている。

この構成によれば、一つのセット治具を基準としてセットされた二枚の基板の互いに反対側の面に対し、ハンダの印刷および電子部品の実装といった処理を同時に並行して行うことができるので、高精度の処理を能率よく遂行できる。

電子部品実装装置を表した平面図。図１の正面図。図１を模式的に表した平面図。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。
図面に示されているプリント配線基板の電子部品実装ラインは、該基板の両面に電子部品を実装するためのものである。このラインを構成するベース１０の上面には、基板をセットするためのセット治具１４、ハンダの印刷機２４、電子部品の実装機３０、リフロー炉３６がそれぞれ配置されている。なお、図１および図３におけるベース１０の手前側が作業位置１２であり、そのスペース、左右方向の幅スペースは作業者一人分程度に設定されている。セット治具１４および印刷機２４は図面の右側に配置され、リフロー炉３６は図面の左側に配置されている。また実装機３０は、作業位置１２の反対側に配置されている。

セット治具１４は金属製のプレートであって、その上面に一対の位置決め部１６，１７を備えている。これらの位置決め部１６，１７は、矩形の凹状に形成されており、個々にプリント配線基板（図示省略）を嵌め込んだ状態でセットすることが可能である。すなわち、セット治具１４には二枚の基板を同時にセットすることができる。
セット治具１４は、つぎに説明する搬送装置２０の駆動によって作業位置１２と実装機３０との間を往復搬送される。また、セット治具１４は、図２に示されている昇降用のシリンダ２３を駆動制御することにより、搬送装置２０側に対して図２の上下方向へ昇降することが可能である。

搬送装置２０は、ベース１０上に配置されているとともに、その駆動によって移動部材２２が作業位置１２と実装機３０との間を往復するように構成されている。この移動部材２２に対し、セット治具１４が共に往復移動可能で、かつ、昇降可能に装着されている。これにより、搬送装置２０は、前述のようにセット治具１４（昇降用のシリンダ２３を含む）を、作業位置１２と実装機３０との間で往復移動させることができる。

印刷機２４は、セット治具１４の上方に配置された一対のマスキングシート２６と、両マスキングシート２６上に位置する一対のスキージ２８とを備えている。これらのマスキングシート２６およびスキージ２８は、セット治具１４の位置決め部１６，１７にセットされる二枚の基板にそれぞれ対応して対をなしている。両スキージ２８は、印刷機２４の駆動機構（図示省略）によって個々のマスキングシート２６の上面に沿って搬送装置２０の移動部材２２と平行な方向へ往復移動する。これにより、両マスキングシート２６上に供給されたペースト状のハンダが、それぞれに対応する基板上に印刷される。

実装機３０は、ロボットアーム３２を主体として構成されている。このロボットアーム３２は、図１で示すアーム軸３３の軸心回りに旋回駆動される。また、ロボットアーム３２の先端部に設けられているスピンドル３４は、上下方向へ駆動させることができるとともに、その下端には基板に実装する各種の電子部品を把持することが可能なチャック（図示省略）を備えている。
なお、実装機３０に、基板をセット治具１４からリフロー炉３６に移す移送機能をもたせることも可能である。その場合には、ロボットアーム３２にスピンドル３４とは別に基板を把持するためのスピンドルを設ける。

リフロー炉３６は、基板にハンダ付けを実行するための設備であって、ベース１０上において印刷機２４の反対側（図面左側）に配置されている。このリフロー炉３６は、実装機３０の側から炉内を通過して作業位置１２の側へ連続的に移動する一対のコンベア３８を備えている。
リフロー炉３６の内部には、コンベア３８の移動方向に沿って配置された複数個のエアヒーター等（図示省略）から熱風が吹き出されるようになっている。この熱風により、両コンベア３８で運ばれる基板に向けて遠赤外線が放射される。

つづいて、実装ラインによる電子部品の実装について説明する。
まず、作業位置１２においてセット治具１４の位置決め部１６，１７に基板をそれぞれセットする。このとき、一方の位置決め部１６には片面（以下「Ａ面」と称する）を表側にした基板を位置決めしてセットし、他方の位置決め部１７には他面（以下「Ｂ面」と称する）を表側にした基板を位置決めしてセットする。なお、位置決め部１７にＢ面を表側にセットされる基板のＡ面については、後述するように既に電子部品が実装され、かつ、ハンダ付けが完了している。

このように単一のセット治具１４に二枚の基板を同時にセットするとともに、実装ラインの作動をスタートする。これにより、搬送装置２０によってセット治具１４が図１の実線で示す位置から印刷機２４による印刷位置まで移動して停止する。この印刷位置において、昇降用のシリンダ２３によってセット治具１４を上昇させ、二枚の基板の表面（Ａ面およびＢ面）を個々に対応するマスキングシート２６の下面にそれぞれ接触させる。
ここで、印刷機２４の両スキージ２８をマスキングシート２６の上面に沿って往復駆動させることにより、前述のようにペースト状のハンダが両基板のＡ面およびＢ面にそれぞれ印刷される。この後、昇降用のシリンダ２３によってセット治具１４を元の位置に下降させ、両基板のＡ面およびＢ面を個々のマスキングシート２６の下面から離す。以上によって、二枚の基板にハンダを同時に印刷するための「印刷工程」が完了する。

セット治具１４を元の位置に下降させ後、再び搬送装置２０が駆動制御されて該セット治具１４を図１の仮想線で示す実装位置まで移動させて停止する。この実装位置に運ばれた両基板の表面（Ａ面およびＢ面）には、前述の「印刷工程」において個々に所定パターンのハンダが印刷されている。そこで、実装位置では実装機３０が駆動制御され、ロボットアーム３２がアーム軸３３の軸心回りに旋回動作するとともに、スピンドル３４の上下移動とチャックの作動とが繰り返され、所定位置にストックされている電子部品が両基板のＡ面およびＢ面に実装される。これによって、二枚の基板に電子部品をそれぞれ実装するための「実装工程」が完了する。

つぎに、セット治具１４の位置決め部１６，１７にセットされている両基板を、適宜の手段によってリフロー炉３６の個々に対応するコンベア３８上に移す。なお、前述したように実装機３０に基板の移送機能をもたせている場合は、ロボットアーム３２の作動によって両基板を個々のコンベア３８上に移す。この時点で、セット治具１４は搬送装置２０によって図１の仮想線で示す実装位置から実線で示すスタート位置に戻される。
リフロー炉３６の両コンベア３８上にそれぞれ移された両基板は、これらのコンベア３８の移動によってリフロー炉３６の中を通過し、作業位置１２側に運ばれる。両基板はリフロー炉３６の中を通過することによって加熱され、「印刷工程」で個々に印刷されたハンダを溶かしてハンダ付けが行われる。これによって、二枚の基板に電子部品を実装した状態での「ハンダ付け工程」が完了する。

リフロー炉３６から送り出された両基板は、作業位置１２においてコンベア３８上から個別に回収される。そして、図３の矢印で表した工程の流れから明らかなように、両基板のうちＡ面が表側になって回収された基板については、既にスタート位置に戻っているセット治具１４の一方の位置決め部１７に、今度はＢ面を表側にしてセットする。これに対し、Ｂ面が表側になって回収された基板については、その両面に対する実装およびハンダ付けが完了したことになるので、つぎの工程に送る。
なお、セット治具１４の他方の位置決め部１６には、前工程から送られてきた新たな基板がＡ面を表側にしてセットされ、セット治具１４には再び二枚の基板がセットされて前述の作業が繰り返される。

このように、一つのセット治具１４にセットされた二枚の基板における互いの反対面であるＡ面およびＢ面に対し、「印刷工程」でのハンダの印刷および「実装工程」での電子部品の実装といった処理を同時に並行して行うことができる。これにより、基板の両面に対する処理を個別のラインで行うのと比べ、電子部品実装ラインの小型化が可能となり、作業効率も向上する。また、二枚の基板を一方向へ移動させてハンダの印刷および電子部品の実装を行い、その後は両基板の移動方向を反転してリフロー炉３６でハンダ付けを行うので、実装ラインの長さが大幅に短縮されて設置スペースを小さくできる。
さらに、対象となる基板は１個単位（１個取り）であり、多数個取りの基板を後で分離するのと異なり、分離作業に伴う粉塵の発生がなく、かつ、余分な工数もなくなる。

１４セット治具
２０搬送装置
２４印刷機
３０実装機

Claims

基板の両面において電子部品を実装するための電子部品実装ラインであって、
二枚の基板を互いに反対側の面を表側にして個別に位置決めしてセットすることが可能な単一のセット治具と、このセット治具を、二枚の基板の表側にそれぞれハンダを印刷する印刷工程、同じく二枚の基板の表側にそれぞれ電子部品を実装する実装工程の順に搬送する搬送装置とからなり、印刷工程を行う印刷機は二枚の基板に対応して対をなすマスキングシートおよびスキージを備え、実装工程を行う実装機は二枚の基板に各種の電子部品を実装するために旋回駆動するロボットアームを備えている電子部品実装ライン。