JPH0399499A - フレキシブルプリント配線板への部品実装方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 フレキシブルプリント配線板（Ｆ　Ｐ　Ｃ）への部品実
装方法及びその装置に関し、 ＦＰＣの変形防止用治具を使用せずに部品実装位置精度
を高めることを目的とし、 ＦＰＣの互いに対向する１対の側縁部をそれぞれクラン
プで保持し、両クランプの間隔をクランプ開閉駆動装置
により拡げることによりＦＰＣをその面方向に緊張して
所定の平面上に支持する一方、ＦＰＣの一面側からマウ
ンタヘッドで部品をＦＰＣｌの所定の部品搭載位置に押
し付けると同時に、ＦＰＣの他面側から上記所定の部品
搭載位置に対応する箇所をカウンタヘッドで押さえる構
成とし、 また、ＦＰＣの互いに対向する１対の側縁部を保持する
各クランプと、両クランプの間隔を開閉するクランプ開
閉駆動装置と、両クランプに保持されたＦＰＣの一面側
に配置され、電子部品を保持して該ＦＰＣに向かって進
退するマウンタヘッドと、該ＦＰＣの他面側に上記マウ
ンタヘッドに対向して配置され、フＦＰＣに向かって進
退するカウンタヘッドと、マウンタ・カウンタ両ヘッド
の間隔を開閉させるヘッド開閉駆動装置とを備えた構成
とした。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ＦＰＣｌすなわち、ＦＰＣへの部品実装方法
及びその装置に関する。

〔従来の技術〕

電子機器の小型化及びコンパクト化が著しく促進されて
いる今日では、ＦＰＣは単なるワイヤーハーネスの代替
としてのみならず、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向への移動、各軸ま
わりの回転、捻じり等の任意の自由度を有する配線部品
として広範囲に利用されている。また、ＦＰＣをこのよ
うな配線部品として使用する場合、硬質のプリント配線
板と同様に種々の電子部品を実装することにより、電子
機器内の回路密度を高め、電子機器の小型化及びコンパ
クト化を一層高めることが試みられている。

ところで、ＦＰＣに電子部品を実装する場合には、マウ
ンタで部品を搭載する時に部品を介してマウンタからフ
ＦＰＣに作用する力によってＦＰＣが撓み、部品実装位
置精度が低下するという問題がある。

従来、この問題を解決するためには、ＦＰＣに補強材で
裏打ちしたり、ＦＰＣ内に積層される絶縁フィルムを厚
くすることによりＦＰＣの曲げ強度を高めたり、ＦＰＣ
を変形防止用治具に保持させたりして、マウンタの圧力
に対するＦＰＣの撓みを減少させている。この治具とし
ては、例えば第５図に示すように、ＦＰＣＩの輪郭に合
わせて凹入させた位置決め穴２６とその内側で更に１段
低く凹入させた回路部品逃げ穴２７と、回路部品逃げ穴
２７内に適当な間隔を置いて配置され、画１の裏面を受
は止める多数のピン２８とを備えるものが使用され、Ｆ
ＰＣＩはその位置決め穴２６に填め込まれた後、その周
囲を例えば粘着テープ２９で治具に固定される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ＦＰＣの曲げ強度を高める従来例によれ
ば、ＦＰＣＩの変形の自由度が低下するので、電子機器
の小型化及びコンパクト化を高める上で不利になる。

治具を使用する従来例では、ＦＰＣｌの変形の自由度が
低下することはなく、電子機器の小型化及びコンパクト
化を高める上で不利にはならないが、ＦＰＣｌの寸法、
部品の実装位置等によって種々の治具を備える必要が生
じ、設備費用が高価になる。また、ピン４を裏面に形成
された導体パターンや裏面に実装された部品と干渉しな
い位置に配置する必要があることから、ピン４の間隔が
一定以上大きくなり、マウンタの圧力によるＦＰＣｌの
撓みを確実に防止できな（なることがあり、部品実装位
置精度を高める上での不満が残される。

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、Ｆ
ＰＣの変形防止用治具を使用せずに部品実装位置精度を
高められるようにしたＦＰＣへの部品実装方法及びその
装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明に係るＦＰＣへの部
品実装方法は、例えば第１図に示すように、ＦＰＣＩの
互いに対向する１対の側縁部をそれぞれクランプ４・６
で保持し、両クランプ４・６の間隔をクランプ開閉駆動
装置７により拡げることによりＦＰＣＩをその面方向に
緊張して所定の平面上に支持する一方、ＦＰＣＩの一面
側からマウンタヘッド９で部品をＦＰＣＩ上の所定の部
品搭載位置に押し付けると同時に、ＦＰＣＩの他面側か
ら上記所定の部品搭載位置に対応する箇所をカウンタヘ
ッド１０で押さえる また、本発明に係るＦＰＣＩへの部品実装装置は、ＦＰ
ＣＩの互いに対向する１対の側縁部をそれぞれ保持する
各クランプ４・６と、両クランプ４・６の間隔を開閉す
るクランプ開閉駆動装置７と、ＦＰＣＩの一面側に配置
され、かつ、電子部品Ｐを保持してＦＰＣＩに向かって
進退するマウンタヘッド９と、ＦＰＣ１の他面側に配置
され、上記マウンタへラド９に対向してＦＰＣＩに向か
って進退するカウンタヘッド１０と、マウンタ・カウン
タ両ヘッド９・１０の間隔を開閉させるヘッド開閉駆動
装置１２とを備える。

〔作用〕

本発明においては、ＦＰＣの互いに対向する１対の側縁
部をそれぞれクランプ４・６で保持し、両クランプ４・
６の間隔をクランプ開閉駆動装置７により拡げることに
よりＦＰＣＩをその面方向に緊張させるので、両クラン
プの４・６間隔を調節することにより、寸法が異なる種
々のＦＰＣＩをその面方向に緊張させて所定の平面上に
支持することができる。そして、マウンタヘッド９で部
品をＦＰＣＩに押し付けると同時にその反対側からカウ
ンタヘッド１０でＦＰＣＩを押さえるので、ＦＰＣＩを
その平面から移動させることなく部品ＰをＦＰＣに搭載
することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るＦＰＣ用部品マウンタ
の斜視図である。

同図に示すように、このＦＰＣ用部品マウンタは、ＦＰ
ＣＩを所定の水平面上に緊張させて保持するクランプ装
置２と、マウンタ本体３とを備えている。

第２図はそのクランプ装置の正面図である。

同図に示すように、クランプ装置２は、フレーム２５上
の左側に設けた定置クランプ４と、これを開閉するエア
シリンダ５ａと、フレーム２５上を左右に移動する移動
クランプ６と、これを開閉するエアシリンダ５ｂと、移
動クランプ６を左右に移動させるクランプ開閉駆動装置
７と、両エアシリンダ５ａ・５ｂ及びクランプ開閉駆動
装置７の動作を制御する制御装置８とを備えている。

上記定置クランプ４は上下に開閉される１対のクランプ
ヘッド４ａ・４ｂを備え、下側のクランプヘッド４ｂの
上面には、ＦＰＣＬの基準孔１ａに対応する基準ピン４
Ｃが突設され、上側のクランプヘッド４ｂの下面には、
基準ピン４Ｃに対応してビン穴４ｄが凹設される。

また、上記移動クランプ６は、上下に開閉される１対の
クランプヘッド６ａ・６ｂを備え、下側のクランプへラ
ド６ｂの上面及び上側のクランプヘッド６ａの下面には
ゴム等の摩擦部材６ｃが接着される。

上記クランプ開閉駆動装置７は、モータ７ａと、減速機
構７ｂと、トルクリミッタ７ｃと、駆動スクリエ軸７ｄ
とを備え、この駆動スクリュ軸７ｄに移動クランプ６の
下側のクランプヘッド６ｂが螺進退可能に螺合される。

上記制御装置８は、操作部８ａから制御回路本体８ｂに
与えられる指令に基づき、三方弁８ｃを操作してエアシ
リンダ５ａを伸縮させることにより定置クランプ４を開
閉させ、また、三方弁８ｄを操作してエアシリンダ５ｂ
を伸縮させることにより移動クランプ６を開閉させ、更
に、クランプ開閉駆動装置７のモータ７ａを開方向また
は閉方向に回転させるように構成されている。

第３図はそのマウンタ本体の側面図である。

同図に示すように、マウンタ本体３は、マウンタヘッド
９と、カウンタヘッド１０と、マウンタ・カウンタ両ヘ
ッド９・１０を同時に水平移動させるヘッド移動袋Ｗ１
１と、マウンタ・カウンタ両ヘッド９・１０の間隔を開
閉するヘッド開閉駆動装置１２と、ヘッド移動装置１１
、ヘッド開閉駆動袋２１２及び後述する真空チャック１
６の動作を制御する制御装置１３とを備えている。

マウンタヘッド９は、クランプ装置２に保持されたＦＰ
ＣＩの上方に配置され、マウンタアーム１４と、その先
端部に緩衝装置１５を介してマウンタ・カウンタ両ヘッ
ド９・１０の開閉方向（ここでは上下方向）に変位可能
に支持された真空チャック１６とを備えている。

また、カウンタヘッド１０は、カウンタアーム１７と、
その先端部に緩衝装置１８を介してマウンタ・カウンタ
両ヘッド９・１０の開閉方向に変位可能に支持されたカ
ウンタパッド１９とを備えている。

上記ヘッド移動袋Ｗ１１はＸＹテーブルｌｌａ、Ｘ軸移
動装置１１ｂ、Ｙ軸テーブルＩｌｃ及びＹ軸移動装置ｌ
ｉｄを備え、上記マウンタヘッド９、カウンタヘッド１
０及びヘッド開閉駆動装置１２はＸＹテーブルｌｌａに
支持される。このＸＹテーブルｌｌａは、クランプ開閉
駆動装置７と同様に構成されたＸ軸移動装置１１ｂによ
り、Ｘ軸方向（前後方向）に変位され、また、Ｘ軸移動
装置１１ｂを支持するＹ軸テーブルｌｌｃとともに、ク
ランプ開閉駆動装置７と同様に構成されたＹ軸移動装置
ｌｉｄによりＹ軸方向（左右方向）に変位されるように
なっている。

第４図はそのヘッド開閉駆動装置の縦断正面図である。

同図に示すように、上記ヘッド開閉駆動装置１２は、モ
ータ２０と、減速機構２１と、駆動ビニオン２２と、こ
れの左右各側に噛み合わせた１対のラック２３ａ・２３
ｂとを備え、一方のラック２３ａにマウンタアーム１４
の基端部が、他方のラック２３ｂにカウンタアーム１７
の基端部がそれぞれ固定される。また、これらマウンタ
アーム１４、カウンタアーム１７及び両ラック２３ａ・
２３ｂを昇降案内する１対の溝型のガイドレール２４ａ
・２４ｂが設けられる。

第３図に示すように、上記制御装置１３は、操作部１３
ａとマイクロコンピュータを内蔵した制御回路本体１３
ｂとを備え、操作部１３ａを介して入力された制御プロ
グラムにしたがって、真空チャック１６を始動して部品
Ｐをマウンタヘッド９に保持させ、ヘッド移動装置ｆｌ
ｌでマウンタ・カウンタ両ヘッド９・１０を所定の平面
位置に移動させ、ヘッド開閉駆動装置１２でマウンタ・
カウンタ両ヘッド９・１０の間隔を閉じて部品ＰをＦＰ
ＣＩに搭載し、真空チャック１６の作動を停止して部品
１６を開放した後、ヘッド開閉駆動装置１２でマウンタ
・カウンタ両ヘッド９・１０の間隔を開き、ヘッド移動
装置１１でマウンタ・カウンタ両ヘッド９・１０を元の
待機位置に復帰させるという動作を繰り返させるように
構成されている。

次に、このＦＰＣ用部品マウンタを使用してＦＰＣＩに
部品Ｐを搭載する手順を説明する。

まず、クランプ装Ｗ２の定置クランプ４と移動クランプ
６との間隔を処理するＦＰＣｌの左右寸法に合わせて適
当に開き、定置クランプ４及び移動クランプ６を開いて
ＦＰＣＩを定置クランプ４の両クランプへラド４ａ・４
ｂの間に挿入し、ＦＰｃｔの一端部に形成した基準孔１
ａを基準ピン４Ｃに填め合わせた後、両クランプヘッド
４ａ・４ｂを閉じる。この後、ＦＰＣＩの他端部を移動
クランプ６の両クランプへラド６ａ・６ｂの間に挿入し
てから両クランプヘッド６ａ・６ｂを閉じることにより
、ＦＰＣＩを定置クランプ４と移動クランプ６とに保持
させる。更にこの後、クランプ開閉駆動装置７を作動さ
せ、ＦＰＣＩを緊張させる。ＦＰＣＩの張力が所定値に
達すると、トルクリミッタ７Ｃが作動してＦＰＣｌの張
力の増大が停止されると共に、モータ７ａが自動停止さ
れる。ＦＰＣＩの左右方向の寸法が移動クランプ６のス
トローク範囲内であればこのようにＦＰＣ１を緊張して
保持することができる。したがって、１台のＦＰＣ用部
品マウンタによって寸法の異なる複数種類のＦＰＣｌの
部品実装が可能になる。

このようにしてクランプ装置２によってＦＰＣ１を所定
の水平面上に緊張させて保持した後、マウンタ本体３が
始動される。そして、マウンタ本体３が、部品Ｐをマウ
ンタアーム１４に保持し、ＦＰＣＩ上の所定の位置に部
品Ｐを搭載する動作を繰り返し、その必要な動作を終了
した後、クランプ装置２の定置クランプ４と移動クラン
プ６との間隔を若干狭めるとともに、定置クランプ４及
び移動クランプ６を開くことにより部品Ｐを搭載したＦ
ＰＣＩがＦＰＣ用部品マウンタから取り出される。

ＦＰＣＩに部品を搭載する際に、マウンタヘッド９に保
持された部品Ｐに対向してＦＰＣＩの下側からカウンタ
ヘッド１０のカウンタパッド１９がＦＰＣＩを押さえる
ので、ＦＰＣＩが部品Ｐを介してマウンタヘッド９から
受ける圧力がカウンタパッド１９に受けとめられ、ＦＰ
ＣＩが下方に撓むことが防止される。したがって、ＦＰ
ＣＩの所定の位置に正確に部品Ｐを搭載することができ
、部品の位置精度を高めることができる。

この実施例では、特に、マウンタヘッド９の真空チャッ
ク１６とマウンタアーム１４との間に緩衝装置１５を介
在させであるので、ＦＰＣＩに搭載される部品Ｐの高さ
の差異が緩衝装置１５の伸縮作用によって吸収される。

その結果、真空チャック１６によって部品Ｐが圧潰され
ることを防止できる。また、この実施例では、特に、カ
ウンタヘッド１０のカウンタパッド１９とカウンタアー
ム１７との間に緩衝装置１８を介在させであるので、Ｆ
ＰＣＩ下面に既に他の部品が装着されている場合に、こ
の部品の高さをカウンタヘッド１０の緩衝装置１８の伸
縮作用によって吸収することができる。その結果、下面
に既に装着された部品がカウンタパッド１９によって圧
潰されることを防止できる。

なお、上記の実施例においては、クランプ装置２に定置
クランプ４と移動クランプ６とを設けであるが、１対の
移動クランプ６を設け、再移動クランプ６をクランプ開
閉駆動装置７により互いに他の一方に対して進退するよ
うに駆動するように変形することができる。

また、クランプ開閉駆動装置７は、制御精度を高めるた
めに、駆動スクリヱ軸７ｄを用いているが、例えば、ラ
ック、チェーン、ベルト等を使用して移動クランプ６を
駆動することも可能である。

このことは、ヘッド移動装置１１のＸ軸移動装置１１ｂ
及びＹ軸移動装置ｌｉｄについても同様である。

また、ヘッド開閉駆動装置１２は、マウンタアーム１４
とカウンタアーム１７とが互いに反対方向に同期して駆
動されるように構成してあればよく、駆動ピニオン２２
と１対のラック２３ａ・２３ｂとに変えて、マウンタア
ーム１４とカウンタアーム１７とを０字形あるいはＵ字
形の軌跡に沿って往復駆動されるチェーン、スチールベ
ルト等によって連動させるように構成してもよい。

また、本発明において、緩衝装置１５・１８を省略する
ことが可能である。

もちろん、クランプ装置２の制御装置８と、マウンタ本
体３の制御装置１３との原作部８ａ・１３ａどうし及び
制御回路本体８ｂ−１３ｂどうしをそれぞれ一体的に組
み合わせることは何等支障はない。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明においては、ＦＰＣの互いに対向
する１対の側縁部をそれぞれクランプで保持し、両クラ
ンプの間隔をクランプ開閉駆動装置により拡げることに
よりＦＰＣをその面方向に緊張して所定の平面上に支持
して部品を搭載するので、１台のマウンタを寸法の異な
る複数種類のＦＰＣへの部品搭載に使用することができ
、ＦＰＣの種類ごとに治具を用意すべき従来のＦＰＣへ
の部品実装方法に比べると設備費用を大幅に減少させる
ことができる。また、ＦＰＣの一面側からマウンタヘッ
ドで部品をＦＰＣ上の所定の部品搭載位置に押し付ける
と同時に、ＦＰＣの他面側から上記所定の部品搭載位置
に対応する箇所をカウンタヘッドで押さえるので、マウ
ンタヘッドから部品を介してＦＰＣに作用する圧力によ
るＦＰＣの撓みをカウンタヘッドて押さえて無くすこと
ができ、ＦＰＣの撓みにより部品位置精度が低下するこ
とを防止して、部品実装位置精度を高めることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るＦＰＣ用部品マウンタ
を概略的に示す斜視図、第２図はそのクランプ装置の正
面図、第３図はそのマウンタ本体の側面図、第４図はそ
のヘッド開閉駆動装置１１の正面図、第５図は従来例で
使用される治具の断面図である。 図中、 １・・・フレキシブルプリント配線板、４・・・定置ク
ランプ、　　　６・・・移動クランプ、７・・・クラン
プ開閉駆動装置、 ９・・・マウンタヘッド、　　１０・・・カウンタヘッ
ド、１２・・・ヘッド開閉駆動装置、　Ｐ・・・部品。 へ１．ト°閉ｆｆｉ鉦動装すの尉υ斤正面図書　　４　
　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕フレキシブルプリント配線板（１）の互いに対向
   する１対の側縁部をそれぞれクランプ（４）・（６）で
   保持し、両クランプ（４）・（６）の間隔をクランプ開
   閉駆動装置（７）により拡げることによりフレキシブル
   プリント配線板（１）をその面方向に緊張して所定の平
   面上に支持する一方、フレキシブルプリント配線板（１
   ）の一面側からマウンタヘッド（９）で部品（Ｐ）をフ
   レキシブルプリント配線板（１）上の所定の部品搭載位
   置に押し付けると同時に、フレキシブルプリント配線板
   （１）の他面側から上記所定の部品搭載位置に対応する
   箇所をカウンタヘッド（１０）で押さえることを特徴と
   する、フレキシブルプリント配線板への部品実装方法。 〔２〕フレキシブルプリント配線板（１）の互いに対向
   する１対の側縁部をそれぞれ保持する各クランプ（４）
   ・（６）と、両クランプ（４）・（６）の間隔を開閉す
   るクランプ開閉駆動装置（７）と、両クランプ（４）・
   （６）に保持したフレキシブルプリント配線板（１）の
   一面側に配置され、電子部品（Ｐ）を保持してフレキシ
   ブルプリント配線板（１）に向かって進退するマウンタ
   ヘッド（９）と、該フレキシブルプリント配線板（１）
   の他面側に上記マウンタヘッド（９）に対向して配置さ
   れ、フレキシブルプリント配線板（１）に向かって進退
   するカウンタヘッド（１０）と、マウンタ・カウンタ両
   ヘッド（９）・（１０）の間隔を開閉させるヘッド開閉
   駆動装置（１２）とを備えたことを特徴とする、フレキ
   シブルプリント配線板への部品実装装置。