JPH082000B2 - 電子部品装着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は回路基板上に電子部品を装着するための電子
部品装着装置に関する。

「従来の技術」 回路基板上に所定の電子部品を装着するための電子部
品装着装置として、電子部品を搬送する部品搬送装置
（例えば電子部品を保持したテープを送り出すテープフ
ィーダ等）と、この部品搬送装置を載置する部品搬送装
置支持手段と、該部品搬送装置支持手段上の所定のピッ
クポイント（吸着位置）において前記電子部品を吸着し
て回路基板上の所定位置へ装着する吸着手段と、を有す
る装置は知られている（例えば特願平１−34849）。

然してこれまでの装置では、吸着手段は、XY方向に移
動可能なヘッドに取付けられ、ヘッド自体は回路基板上
の部品搭載位置情報及びピックポイントの位置情報を記
憶する記憶手段からの情報に基づいて駆動されている。
また回路基板は、基準搬送装置上に設けられたガイド上
に載置されている。しかしてこのガイドは一般には部品
搬送装置支持手段側にある可動ガイドと、その反対側に
ある固定ガイドと、から成り、両ガイド間に回路基板を
載置している。基板ガイドが大きくなるときには可動ガ
イドをＹ方向に移動し、固定ガイドとの幅を拡大してい
る。更に、基板の位置決めは、ガイドの片側に設けたス
トッパ機構により行っている。

またこれまでの装置では、電子部品を基板へ装着する
際に、または基板を所定位置へ位置決めした際に、基板
が下向きにたわまないように、該基板を下面から支承す
るために、搬送可能最大基板面積とほぼ同じ大きさのテ
ーブル上に設けた多数の孔の所定部分にピンを差込み、
基板面積に対応したレイアウトを施こし又はテーブルに
取付けたアーム上に固定ピンを立上げて、それらのピン
によって基板下面を支承していた。

「発明が解決しようとする課題」 かかる従来公知の装置では次のような課題があった。

（１）両ガイド間に供給された基板の位置決めはガイド
の片側に設けたストッパ機構により行われていたので、
しばしば基板に片当りして基板の位置に偏倚が生じるこ
とがあり、そのため電子部品の正確な位置決めを欠くこ
とがあった。

（２）特に大型基板の場合、基板全体を下面からバック
アップし該基板の平坦さを維持する必要があるが、該下
面を支承するピンの位置を獲得するためにテーブルが大
型化し、大きいスペースが必要となる。

（３）テーブルに取付けられたアーム上の支承ピンは、
アーム可動範囲内にてのみ移動出来、ピンの自由なかつ
最適位置へのレイアウトは困難である。特に下面にも電
子部品を装着した基板の場合には特に問題が大きい。

（４）基板の自重によるたわみに加え、ヘッドユニット
が電子チップ部品を基板へ装置する際該ユニットが基板
を押圧するため、チップ部品の取付位置が僅かにずれた
り又はその取付状態が不完全となることがあった。

本発明はこれらの欠点を解消するものである。

「課題を解決するための手段」 上記課題を解決するために、本発明では、ガイドの片
側に取付けていたストッパ機構を両ガイドを中間に位置
ずけ、これにより常時ストッパが両ガイドの中央に位置
し、基板の片当りによって発生する基板の斜きを防止し
て該基板への電子部品の正確な位置決めを達成するよう
にした。

またテーブル上に一軸周りに枢動可能な細いアームを
複数個設け、このアーム上にそのアームの長手方向に移
動自在に基板バックアップピンを取着した。このため該
アームが、基板幅に応じて基板中央部で該アームを互い
に拡げてバックアップピン位置を調整することにより基
板の広範囲なサポートが可能となり、テーブルの大型化
が防止出来、スペースの節約が図られている。

更に基板バックアップピンが、極めて容易にかつ円滑
に調節でき、これによってピンの自由かつ迅速に最適位
置ヘレイアウトできる。

「作用」 基板が一対のレール間を供給される、一対のレールは
少なくとも一方を基板幅方向に移動調整可能としてい
る。これらの一方のレール間にはストッパピンユニット
が設けてある。該ユニットは一対のレールの少なくとも
一方の移動に応答して、該ユニットは常に両レール間の
中央部に位置する。

基板がレール間のセンタリングステーションに至ると
ストッパピンが該基板の前進を阻止すると同時に基板バ
ックアップピンユニットが基板下面側に上昇して基板バ
ックアップピンが基板下面に衝接し、当該基板の下面を
バックアップする。

該ピンユニットはバックアップピンサポートガイドア
ームに支持されている。当該ガイドアームは−軸周りに
回動自在となっており、広範囲にわたる基板のサポート
領域を形成している。

「実施例」 第１図は本発明装置の全体斜視図であり、この装置10
は、床面へ固定又は、キャスタ等を介して床面を移動可
能となっているベース12と、該ベース12上を長手方向
（Ｘ軸方向）に伸長している装着機構部14と、該装着機
構部14の両側にあり被装着電子チップ部品供給ユニット
16を上面に載置しているフィーダーキャリア18を支承し
ているフィーダバンク20と、前記ユニット16内の電子チ
ップ（図示なし）を装着機構部14へ運ぶ把持供給機構部
即ちヘッドユニット120と、から成っている。

装着機構部14は、系外から供給される所定の基板42に
公知の把持供給機構手段即ちヘッドユニット120によっ
て電子チップを装着する作用をしている。この装着機構
部14は、ベース12上へ支持板22を介して固定されたフロ
ントレール24と、該フロントレール24に対置しかつ該フ
ロントレール24に対しハンドル26を操作することにより
Ｙ軸方向（基板幅方向）に移動調整可能となっているリ
ヤレール28と、を含んでいる。これらのレール24,28は
第１図で左側より夫々インプットステーション30、セン
タリングステーション32及びアウトプットステーション
34に区分され、各ステーションの夫々のレールの内側に
固定されたインプットベルトガイド37、センタリングベ
ルトガイド39、アウトプットベルトガイド41により案内
される夫々インプットベルト36、センタリングベルト3
8、アウトプットベルト40が夫々独立の駆動源により駆
動可能に設けてある。そして、これ等で基板の搬送手段
を形成している。

各レール24,28の各ベルト36,38,40上には、第２図に
示すように基板42の下面の両端縁を載置しかつ基板42を
搬送する構造となっている。

装着機構部14において、少なくとも一対のリニアガイ
ドレール44がベース12上に固定されている。このガイド
レール44にはバックアップピンスライドテーブル46がＹ
軸方向にスライド自在に載置されている。該テーブル46
のＹ軸方向スライドは、ハンドル26の操作によりリヤレ
ール28のＹ軸方向運動と連動するものであるが、歯車比
又はねじのリード比又はピッチ比等により、ハンドル26
を操作した場合に該テーブル46はリヤレール28の移動量
の1/2だけ移動するようにしている。

好ましくは該テーブル46には、バックアップピン上下
駆動シリンダ48が取付けてある。該シリンダ48の上部に
は、バックアップピンサポートガイドアーム50の一端を
枢着しているアーム取付板52が取着されている。該取付
板52は、シリンダ48の両側に設けられ該シリンダ48と連
動して上下動する支持体54によって、常に水平位置を保
持するようになっている。

一端をアーム取付板52へ枢支されそこから夫々右方又
は左方へ伸長しているバックアップピンサポートガイド
アーム50（第１図では４本だけ示すが、これ以上多くて
も少なくてもよい）には基板バックアップピンユニット
56が載置されている。このユニット56は、第２図に示す
ように前記アーム50を両側から挟持するようにしてアー
ム50上へ載置されているコ字形断面を有するユニット本
体58と、該本体のコ字形断面の凹部へ配置した永久磁石
60と、該ユニット本体58から真直上方へ伸長している基
板バックアップピン62と、から成っている。

更にバックアップピンスライドテーブル46には、Ｌ字
状サポート体64が固定され、ことサポート体64の上部に
はストッパピンユニット66が取着されている。このユニ
ット66には例えば電磁弁と空気シリンダなどによって直
立位置及び横臥位置に作動するストッパピン68が取付け
てある。

フロントレール24の両端をベース12へ固着している一
対の支持板22間にあるフィーダーバンク20上には一対の
フィーダーキャリア18が滑動自在に載置されており、こ
のキャリア18上に所定の電子チップ部品供給ユニット16
が配置されている。このユニット16はテープフィーダ、
ステックフィーダ、トレイホールダ等種々の形態を取り
うるものである。

またハンドル26を回動することによりＹ軸方向に移動
可能なリヤレール28には同様の電子チップ部品供給ユニ
ット16が同期移動するように装置されている。

装着機構部14の両側にある電子チップ部品供給ユニッ
ト16は、それ自体公知の部品把持供給手段120により把
持され基板の所定位地へ供給装着される。この手段は、
一対のＹ軸支柱70により支持されたＹ軸ユニット72と、
該ユニット72及び一対のＹ軸サポートブラケット74によ
り支持されたＹ軸サポートレール76により支持されたＸ
軸ユニット78と、から成るXYユニットによって、Ｘ軸及
びＹ軸の双方に移動自在となっている。

本発明装置の作動について説明する。

初めに基板に装着するための電子チップ部品を搭載し
た被装着電子部品供給ユニット16を装着機構部14の両側
のフィーダキャリア18上へ配置する。この際フィーダキ
ャリア18を移動することにより供給ユニット16のユニッ
ト交換が容易に行うことができる。

次に装着機構部14へ供給する基板42のＹ軸方向寸法即
ち幅方向寸法に応じて、予かじめハンドル26を操作し、
リヤレール28をフロントレール24から引き離す。即ちハ
ンドル26を回転するとバックアップピンスライドテーブ
ル駆動スクリュウシャフト80か回転する。このテーブル
用シャフト80の回転力は従動部材82を介してバックアッ
プピンスライドテーブル46へ伝えられると同時に歯車
（図示なし）等を介してリヤレール駆動スクリュウシャ
フト84へ伝えられる。このリヤレール用シャフト84の回
転力は従動部材86を介して当該リヤレール28へ伝えら
れ、これを移動する。前述の如く、リヤレール28の移動
量はバックアップピンスライドテーブル46の移動量の２
倍となっており、これにより、該テーブル46の位置は、
常にフロントレール24とリヤレール28との間の中間位置
に位置するようになっている。

基板幅に応じてリヤレール28をフロントレール24から
所定距離だけ引き離した後、図示していないスイッチを
入れ、インプットベルト36のための駆動モータ88、該駆
動モータ88の下部にあるセンタリングベルト38のための
駆動モータ、及びアウトプットベルト40のための駆動ベ
ルトモータ90を駆動して、夫々インプットベルト駆動ス
プラインシャフト92、センタリングベルト駆動スプライ
ンシャフト94及びアウトプットベルト駆動スプラインシ
ャフト96を介してインプットベルト36、センタリングベ
ルト38及びアウトプットベルト40を夫々矢印98,100,102
方向に回動する。

次に公知の供給装置により、インプットベルト36の上
走行部に基板42を供給し（第３図）、当該基板42を矢印
108方向に供給する。

公知のように所定のリミットスイッチ等によって間欠
駆動するこれらのベルトにより基板42はインプットベル
ト36からセンタリングベルト38へ移送される。

センタリングベルト38によって基板42が所定位置まで
走行してきたことをスイッチ等が検知すると、該ベルト
38の走行速度を減速すると同時に、ストッパピンユニッ
ト66の例えば電磁弁等が作動し、ストッパピン68を横臥
位置から立上位置へ起立させる（第１図参照）。基板42
の移送がストッパピン68により阻止され該基板がそこに
停止され、ベルト36,38の走行が一時的に停止するとス
トッパピン68は横臥位置となる（第１図で右方へ倒れ
る）。基板42が停止した後に、例えば基板の両側の所定
位置に設けた夫々通常２個の基準孔へ一対のレール24,2
8側の図示しないソレノイドと空気シリンダにより直立
位置に作動する位置決めピンが入り込む。その後に、セ
ンタリングステーション32の一対のレール24,28側に設
けた図示しない基板クランプ機構（レール24側に２個、
レール28側に１個）が作動し基板42をクランプする。即
ち、第４図（ａ）は基板クランプ機構作動前を示し（基
板42はエアシリンダ27のロッドで支持されるベルトサポ
ート29を介してセンタリングベルト38上に載置されてい
るから、一対のレール24,28に固定した逆Ｌ字形のレー
ルクランプ25の基板42に対向する突起面に対してフリー
である）、第４図（ｂ）は基板42のクランプ状態を示す
（エアシリンダ27が矢印方向に作動するから、基板42は
レールクランプ25とベルトサポート29上のベルト38の間
でクランプされる）。これにより基板42の位置決めが達
成するとともにバックアップピンスライドテーブル46上
のバックアップピン上下駆動シリンダ48が空気又は油圧
又は電磁作動等により伸長する。前記シリンダ48の伸長
により、基板の形態により予かじめ当該基板の支持位置
にセットした基板バックアップピン62を具備したアーム
取付板52が隆起する。この隆起はピン62が基板42の下面
を支承する位置まで立上ったところで停止する。これに
より、基板42下面はピンにより完全に支持される。次に
公知のヘッドユニット120がXYユニット72,78に基づい
て、フロントフィーダーバンク20又はリアフィーダーバ
ンク上に載置した電子チップ部品供給ユニット16から所
定のチップ部品を公知の手段で把持しこれを基板42上の
所定位置へ装着する。

ヘッドユニットが電子チップ部品を該供給ユニット16
から取りあげる手順又は基板42へ装着する手順等につい
てはヘッドユニッドの作動プログラムにより適宜調整で
きる。

所定の装着が完了すると、バックアップピン上下駆動
シリンダ48が縮小して基板バックアップピン62が解除す
るとともに位置決めピン及び基板クランプ機構も解除す
る。次いでベルト36,38が回動を開始する。これにより
今や所定の電子チップ部品が装着された基板42はセンタ
リングステーション32からアウトプットステーション34
へ送給され次いで系外へ搬送される。

第５及び６図はセンタリングステーション32の上面図
である。この図から理解されるように、電子チップ部品
が装着されるべき基板42の大きさ又は形態に従ってバッ
クアップすべき基板の底面位置に応じた位置へガイドア
ーム50及びピンユニット56を調整することができる。特
にバックアップ面にすでに電子チップ部品が装着され、
バックアップ可能部所が制限されている場合には特にか
かる調節が有用である。なお第５図は本発明がバックア
ップ出来る着板の最小幅を画定しているものである。ま
たガイドアーム50やピンユニット56の除去又は追加も可
能である（第５及び６図参照）。また、上記実施例で
は、フロントレール24をベース12に固定しリヤレール28
を可動として説明したが、リヤレール28をベース12に固
定しフロントレール24を可動としても良く、さらにスト
ッパピンがフロントレール24とリヤレール28との中間位
置にあってフロントレール24及びリヤレール28を夫々可
動に駆動手段を構成し、かつレール24,28の移動に同期
して供給ユニット16を移動しても同様の効果を有する。

「発明の効果」 ヘッドユニット120が電子チップ部品を基板42へ装着
する際に該基板42を押圧するが、本発明においては基板
バックアップピンユニット56が当該基板42を下面から完
全にバックアップしているのでヘッドユニットが基板42
を押圧しても基板がたわみ変形を発生せずこれによって
電子チップ部品の装着装置に変動を生じたり、装着状態
が不完全となるような事故は完全に防止できる。

ストッパーピンが常にフロントレールやリヤレールと
の中間位置にあるので、基板がこれまでのように片当り
することがなく基板の傾きを発生することがない。

ガイドアーム及び該ガイドアームに沿って移動するピ
ンユニットの位置を適切に調整することにより、基板の
バックアップ位置を自在にレイアウト出来るので非常に
小型のテーブル使用にも拘わらず、小さい基板から大き
い基板まで多種の基板を広範囲にわたりサポートするこ
とが可能である。

一対のレールの基板幅方向の移動に同期して被装着電
子チップ部品供給ユニットも移動するので、基板に最短
距離で電子部品を搭載できるため装着時間の短縮化が図
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子部品装着装置の上方全体斜視
図、第２図は第１図のII−II矢視図、第３図は第１図の
III−III矢視図、第４図（ａ）及び（ｂ）はセンタリン
グステーションにおける基板クランプ機構の作動前及び
作動状態を示す説明図、第５図及び第６図は本発明のセ
ンタリングステーションの上面図であって夫々固定のフ
ロントレールに対し可動のリヤレールを引き離した状態
及び接近した状態を示す図である。 符号の説明 10:装置、12:ベース、14:装着機構部、16:被装着電子チ
ップ部品供給ユニット、24:フロントレール、26:ハンド
ル、28:リヤレール、30:インプットステーション、32:
センタリングステーション、34:アウトプットステーシ
ョン、36:インプットベルト、38:センタリングベルト、
40:アウトプットベルト、42:基板、48:バックアップピ
ン上下駆動シリンダ、52:アーム取付板、56:基板バック
アップピンユニット、58:ユニット本体、60:永久磁石、
62:基板バックアップピン、80:バックアップピンスライ
ドテーブル駆動スクリュウシャフト、84:リヤレール駆
動スクリュウシャフト、120:ヘッドユニット。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板に電子部品を装着する装置であって、
   ベースと、該ベースの中心部分にある装着機構部と、 該ベース上であって装着機構部の側方にある被装着電子
   チップ部品供給ユニットと、 当該ユニットから所定の電子チップを取上げ基板の所定
   位置へ装着する装置と、 から成り、 前記装着機構部が基板を載置しこれを一方向に供給する
   搬送手段を支持し、少なくとも一方を基板幅方向に移動
   調整可能とした一対のレールと、 前記装着機構部にあり基板の下面に接近自在なアーム取
   付板と、 該アーム取付板に枢動自在に取着されたバックアップピ
   ンサポートガイドアームと、 基板下面を支持し該アームに沿って滑動自在な基板バッ
   クアップ部材と、 前記装着機構部にあり基板前縁に衝接して該基板の供給
   を所定位置で停止するストッパピンユニットと、 該ストッパピンユニット及び前記アーム取付板を支持
   し、レールの移動方向に対して常に一対のレールの中間
   部に位置するスライドテーブルと、 を含んでいることを特徴とする電子部品装着装置。
2. 【請求項２】基板バックアップピンユニットが、ガイド
   アームをまたいでいるユニット本体と、該本体とガイド
   アームとの間に挟持された永久磁石と、ユニット本体か
   ら上方に伸長しているバックアップピンと、から成るこ
   とを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。