JPH09116299A

JPH09116299A - プリント基板保持装置

Info

Publication number: JPH09116299A
Application number: JP7265784A
Authority: JP
Inventors: Masashi Saito; 賢史斉藤; Shoji Ueda; 章二上田; Hitoshi Soda; 均曽田; Nobuhide Takano; 信英高野; Hiroyuki Ota; 洋幸太田; Riyouji Mutou; 良児武藤; Ryoji Sohara; 良治曽原; Hideki Ono; 秀樹小野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-10-13
Filing date: 1995-10-13
Publication date: 1997-05-02
Anticipated expiration: 2015-10-13
Also published as: JP3318476B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電子部品を損傷させることなく、準備時間を
必要としないプリント基板保持装置を提供する。【解決手段】搬送レール３上の定位置に一時的固定さ
れ、複数の電子部品２が下面に実装されているプリント
基板１の下面部に、当該プリント基板１と、当該プリン
ト基板保持装置上面４と、当該プリント基板サイズに合
わせて移動可能な複数の部材６ａ、６ｂとから大きさが
調整できる空間を形成し、当該空間内に流体圧力により
膨張させるゴム状袋５を配設し、当該膨張させたゴム状
袋５により、前記プリント基板１を均一に支持するよう
に構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板上に
複数のＬＳＩ、ＩＣ、抵抗またはコンデンサ等の電子部
品を自動実装する電子部品実装装置のプリント基板保持
装置に係り、特に、本発明を利用することにより、プリ
ント基板の反り防止機構を有する検査装置や試験装置の
段取時間の短縮に対しても有効なプリント基板保持装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子部品実装工程では、部品実装
時に回路用プリント基板の反りを防止するため、下方か
らプリント基板を支持するバックアップピンを有するプ
リント基板保持装置を使用するのが一般である。図８を
参照して、従来におけるプリント基板保持装置の概要を
説明する。図８は、従来のプリント基板保持装置の下受
け保持部の概要図である。図８において、１は部品を実
装する回路用プリント基板、２はプリント基板に実装さ
れる電子部品、３はプリント基板１を搬送する搬送レー
ル、４ａはバックアップピン４ｂを備えた下受け保持
部、４ｂは下方からプリント基板を支持するバックアッ
プピンである。この下受け保持部４ａは、その具備した
バックアップピン４ｂにより、プリント基板１の下面に
実装されている電子部品２を避け、当該プリント基板１
を下方より支持することにより、該プリント基板１の下
面に実装された電子部品の損傷を防ぎ、かつ、該プリン
ト基板１の反りを矯正する治具である。

【０００３】上記のような治具においては、作業者は、
生産品種切り替えの際に、プリント基板１を、該プリン
ト基板１の下面に実装されている電子部品２を回避し
て、前記バックアップピン４ｂで支持させる必要が有
る。しかし、前記プリント基板１の下面に実装された電
子部品の状態が作業者から目視しづらいため、前記バッ
クアップピン４ｂによる支持作業に多大な時間と手間と
を要し、また前記プリント基板１の保持が均一となら
ず、反りができるという欠点があった。

【０００４】上記欠点を改良した技術としては、実開平
４−８７７００号公報、特開平４−１６８７９９号公
報、特開平４−１７６２００号公報等の記載技術が実用
化されている。前記実開平４−８７７００号公報記載技
術は、基板を下から支持する下受け治具において、治具
の表面に上記基板の二つの主面の内、支持すべき面に取
り付けられている回路部品を避けるように凹部を形成
し、残りの面を平面によって形成したものである。前記
特開平４−１６８７９９号公報記載技術は、基板の部品
実装ロケーションのデータにより、部品実装されていな
いエリアのみを駆動手段を作動せしめ、基板を押し上げ
るようにしたものである。また、前記特開平４−１７６
２００号公報記載技術はバックアップピンの支持力を調
整することにより、部品の損傷を防ぎ、かつプリント基
板の反りを矯正する構造にしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の改良技
術において、第一の基板主面の内、支持すべき面に取り
付けられている回路部品を避けるように凹部を形成し、
残りの面を平面によって形成する下受け治具は、専用治
具を生産品種毎に準備する必要があり、多大な準備時間
とコストを必要とし、しかも均一に基板を押し上げない
という問題点があった。次ぎの基板の電子部品が実装さ
れてない位置をバックアップピンで支持する機構は、あ
らかじめ電子部品が実装されてない位置デ−タ資料が必
要であり、準備が煩瑣であり、コストを高くなり、さら
に均一に基板を支持しないという問題点があった。ま
た、第三のバックアップピンの支持力を調整することに
より、プリント基板に実装されている電子部品の損傷を
防ぐプリント基板保持装置は、ピンの一点、一点で前記
電子部品を支持する構造のため、各ピンでの応力が高く
なり、逆に電子部品を損傷させる恐れがあるという問題
点があった。本発明は、かかる従来技術の問題点を解決
するためになされたもので、電子部品を損傷させること
なく、部品が実装されたプリント基板を均一に押し上
げ、かつ部品の実装に要する段取時間の短縮し、準備時
間を必要とせず、生産能力を向上させ、低コストのプリ
ント基板保持装置を提供することをその目的とするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るプリント基板保持装置の構成は、搬送
レール上の定位置に一時的固定され、複数の電子部品が
下面に実装されているプリント基板の下面部に、当該プ
リント基板と、当該プリント基板保持装置本体と、当該
プリント基板サイズに合わせて移動できる複数の部材と
から大きさが調整できる空間を形成し、当該空間内に圧
力流体により膨張させるゴム状袋を配設し、当該膨張さ
せたゴム状袋により、前記プリント基板を支持するよう
に構成したことを特徴とするものである。

【０００７】前項記載のプリント基板保持装置におい
て、前記ゴム状袋と前記プリント基板下面との間に、多
数の開孔部を有する押板を配設し、前記ゴム状袋の膨張
時、前記押板が膨張する袋に上方から当接すると共に、
当該押板の多数の開孔部を介して当該ゴム状袋が上方に
膨張するように構成したことを特徴とするものである。
前項記載のプリント基板保持装置において、前記ゴム状
袋の上面に、弾性部材により前記プリント基板と点接触
する先端部を突設するように構成したことを特徴とする
ものである。前項記載のプリント基板保持装置におい
て、前記ゴム状袋を、多数に分割して構成したことを特
徴とするものである。前項記載のプリント基板保持装置
において、前記多数の分割されたゴム状袋の膨張させる
大きさを、当該ゴム状袋の上方に配設されている前記各
電子部品の位置とその高さとその機械的強度に応じて制
御することを特徴とするものである。

【０００８】上記課題を解決するための手段を機能的に
説明する。請求項１の発明は、電子部品が下面に実装さ
れているプリント基板の下面部に、当該プリント基板
と、当該プリント基板保持装置本体と、他の複数の部材
とから大きさが調整できる空間を形成させ、当該空間内
に流体圧力により膨張させるゴム状袋を配設し、膨張さ
せたゴム状袋により、電子部品を損傷させることなく、
プリント基板を均一に押し上げ、かつ部品実装の段取時
間の短縮し、生産能力を向上させるようにしたものであ
る。請求項２の発明は、ゴム状袋とプリント基板下面と
の間に、多数の開孔部を有する押板を配設し、ゴム状袋
の膨張時、押板が膨張する袋を上方から当接すると共
に、押板の多数の開孔部からゴム状袋が上方に膨張させ
ることにより、一層、電子部品を損傷させることがな
く、均一にプリント基板を押し上げようにしたものであ
る。請求項３の発明は、ゴム状袋の上面に弾性部材によ
りプリント基板と点接触する先端部を突設し、ゴム状袋
が膨張させることにより、プリント基板を点接触先端部
により支持し、電子部品を損傷させることがなく、均一
にプリント基板を押し上げるようにしたものである。請
求項４の発明は、ゴム状袋を、多数の分割したゴム状袋
で構成し、電子部品にかかる応力を下げ、当該電子部品
を損傷させることがなく、均一にプリント基板を押し上
げるようにしたものである。請求項５の発明は、プリン
ト基板下面の電子部品の搭載位置とその高さとその機械
的な強度に応じて、分割したゴム状袋の膨張する大きさ
を制御し、各電子部品に対する応力を調整して、その損
傷を防ぎ、均一にプリント基板を押し上げるようにした
ものである。

【０００９】すなわち、以上を要約して説明すれば、搬
送レ−ル上で定位値に固定されたプリント基板の下面か
らエア圧力により膨張した袋状部材で、基板全体を支持
するように装置を構成し、従来のバックアップピンを用
いてプリント基板を支持する装置に比べ、搭載部品にか
かる応力を下げるようにしたものである。このため、搭
載部品を避けることなくプリント基板を基板全体で支持
するものである。このように装置を構成することによ
り、バックアップピンの支持位置デ−タもしくは専用治
具を事前に準備して作成することなく、電子部品を搭載
し、また、生産品種切り替えの際に、作業者は、下受け
治具の段取作業無しで部品実装できるようにしたもので
ある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図１ないし図７に従い、本
発明の各実施の形態を説明する。〔実施の形態１〕本実施の形態に係るプリント基板保
持装置はエアバックを用いたものである。図１は、本発
明の一実施の形態に係るプリント基板保持装置の部分略
示説明図である。図１において図８と同一符号は、同等
部分であるので再度の説明を省略し、新たな符号のみを
説明する。４はプリント基板保持装置上面、５はエア圧
により膨張するエアバック、６ａ、６ｂは膨張時のエア
バックに対する壁状カバー、７は基板センサーである。

【００１１】図示するごとく、プリント基板１が搬送レ
ール３で搬送され、部品２の実装位置に停止し、固定さ
れた状態となっている。前記二本の搬送レール３の直下
部には、壁状カバー６ａが、それぞれ前記プリント基板
１の搬送レール３の搬送方向全体に垂設されている。ま
た、前記プリント基板１の搬送レール３に対する先端位
置と後端位置の幅方向の下面間には、それぞれ蛇腹状の
壁面カバー６ｂが垂設され、前記搬送レール３間を接続
するようになっている。

【００１２】前記蛇腹状の壁面カバー６ｂは、プリント
基板１の幅変更により前記搬送レール３がその幅方向に
移動した時には、その移動量に合わせて伸縮する構造と
なっている。一方、プリント基板１の搬送方向の長さが
変更された時は、基板センサー７の検知により図示しな
い駆動装置により前記蛇腹状の壁面カバー６ｂが移動さ
れる構造となっている。このようにして、プリント基板
１、二枚の壁状カバー６ａ、二枚の蛇腹状の壁面カバー
６ｂ、プリント基板保持装置上面４とから密閉空間を構
成すると共に、当該密閉空間の大きさが調整できるよう
になっている。

【００１３】プリント基板保持装置上面４に載置された
エアバック５がエア圧により膨張した際に、前記壁状カ
バー６ａと蛇腹状の壁面カバー６ｂとは塞壁となり、前
記エアバック５が外側へはみ出さないように塞壁となっ
ている。上記のような装置により、エア圧により前記エ
アバック５が膨張した際にプリント基板１を下面より押
し上げることができる。また、エアバック５は、図示し
ないエア圧力計とエア供給制御装置を有し、常に一定の
圧力を保つ構造となっている。

【００１４】図２は、図１のプリント基板保持装置にお
けるエアバック状態の略示説明図、２（ａ）は、エアバ
ック膨張前の状態略示説明図、２（ｂ）はエアバック膨
張後の略示説明図である。図示するごとく、プリント基
板１本体の自重により、該プリント基板１に反りが生じ
ているが、エアバック膨張後は、エアバック５がエア圧
により膨張し、図示しないエア圧力計と制御装置により
エア圧力を一定に保ち、常に一定の力でプリント基板１
の全面を支持する為、電子部品を損傷させることもな
く、容易に短時間に、プリント基板の反りを補正し、支
持することができる。なお、本実施の形態においては、
壁状カバー６ａと蛇腹状の壁面カバー６ｂとは、連続し
た板状部材を用いたが、孔部を有する枠板を用いても差
し支えない。

【００１５】〔実施の形態２〕さらに、図３は、本発
明に係る他の実施の形態のプリント基板保持装置の略示
断面図である。図３において、図１と同一符号は、同等
部分であるので再度の説明を省略し、新たな符号のみを
説明する。８はエアバック５が膨張した時に当接するよ
う設けられたメッシュ板である。本実施の形態は、図示
するごとく、プリント基板保持装置上面４に載置された
エアバック５が膨張し、膨張した当該エアバック５が前
記メッシュ板８と接し、このメッシュ板８のメッシュを
通して膨張したエアバック５の先端部が、搬送レール３
により搬送されたプリント基板１をバックアップする方
式である。

【００１６】本実施の形態の特徴は、エアバック５を膨
張させプリント基板１を押し上げた場合、前記プリント
基板１の最もそりのある場所に荷重が集中するのを避け
ることにある。いま、下方側に反っている（以下、下ぞ
りという）プリント基板１の支持について検討してみ
る。一般に、前記下ぞりのあるプリント基板１の下ぞり
面側には、電子部品２が実装されているので、当該プリ
ント基板１の下ぞりを矯正するためには、バックアップ
するときに実装電子部品２に荷重を集中させないよう、
前記プリント基板１の全面上で支持する必要がある。図
示する如く、エアバック５は、丸みをおびた袋状形態で
膨張を続ける。次いで、袋状形態のエアバック５は、前
記メッシュ板８に接触すると、当該メッシュ板８のメッ
シュ間より突出するように、均等に膨張した形状が変化
する。前記エアバック５の形状変化後の突出部をプリン
ト基板１の下ぞりの全面に接触させ、電子部品２のみに
当該プリント基板１の荷重が集中することが避けられる
構造となっている。

【００１７】〔実施の形態３〕次ぎに、本発明の他の実
施の形態を説明する。図４は、本発明に係るさらに他の
実施の形態のプリント基板保持装置の略示断面図であ
る。図４において、図１と同一符号は、同等部分である
ので再度の説明を省略し、新たな符号のみを説明する。
９は対象物と当接する際、点接触する突設部を備えたバ
ックアップ板である。本実施の形態は、搬送レ−ル３に
より搬送されたプリント基板１をバックアップ板９がバ
ックアップする方式であり、図３の〔実施の形態２〕
と同様、プリント基板１の一部分に荷重が集中するのを
避けるようにしたものでにある。搬送レ−ル３により搬
送されたプリント基板１の全面と、ゴム状袋を膨張させ
ることにより点接触する形状に加工されたバックアップ
板９の突設部とを接触させ、バックアップさせる。この
ようにすることにより、電子部品２に荷重が集中するこ
とが避ける構造としている。この場合、バックアップ板
９は、膨張するゴム状袋５にスポンジ・ゴム等の弾性体
の突設部を貼付た部材が好ましく、より効果的である。

【００１８】〔実施の形態４〕本発明のさらに他の実施
の形態を説明する。図５は、本発明に係るさらに他の実
施の形態のプリント基板保持装置の略示説明図、図６
は、図５のプリント基板保持装置の動作説明図である。
本実施の形態は、分割したエアーバックによりプリント
基板を支持するようにした装置である。図６において、
図１と同一符号は、同等部分であるので再度の説明を省
略し、新たな符号のみを説明する。５ａ11、５ａ12・・
５ａ17、５ａ21・・５ａ27、５ａ51・・５ａ57は、複数
のブロック、図示では左右が７ブロック、奥行きが５ブ
ロック、計３５ブロックに分割されているエアーバック
である。図５において、搬送レール３によりプリント基
板１は所定の位置に搬送され、位置決めされる。そのの
ち、分割エアーバック５ａ11、５ａ12・・５ａ17、５ａ
21・・５ａ27、５ａ51・・５ａ57の一部が、膨張・上昇
し、プリント基板１の下面部を支持するようになってい
る。図６を参照して、図５に示した構造によりなるエア
ーバックの基板支持動作を説明する。図６（ａ）は、各
エアーバック５ａ11、５ａ12・・５ａ17、５ａ21・・５
ａ27、５ａ51・・５ａ57が収縮している状態である。図
示では、各エアーバック５ａ11、５ａ12・・５ａ17が示
されている。搬送レール３により搬送され所定の位置に
位置決めされたプリント基板１は、その長さと幅を図示
しない検出器で検出される。図５に示す如く、前記基板
１の下面の面積に対応する部分のエアーバック、５ａ₁₃
・・５ａ17、５ａ23・・５ａ27が膨張し、かつ上昇して
プリント基板１を支持する。図６（ｂ）は、５ａ13・・
５ａ17が膨張し、かつ上昇してプリント基板１を支持し
ている状態を示している。ここでは、基板１の下面以外
の部分に配設されている複数の分割されているエアーバ
ック５ａxxは、膨張・上昇しない。本方式によると、各
種基板のサイズに対応でき、複数の分割されたエアーバ
ック５ａxxが膨張・上昇することによりプリント基板１
の下面部を支持するため、均等な力で当該プリント基板
１を支持することが可能である。

【００１９】〔実施の形態５〕本発明のさらに他の実施
の形態を説明する。図７は、本発明のさらに他の実施の
形態であるプリント基板保持装置のバックアップ制御方
法の説明図である。本実施の形態は、〔実施の形態４〕
のプリント基板保持装置の分割型バックアップ装置と同
一構成であるが、制御方法に特徴がある。図７は、両面
に電子部品を搭載するプリント基板に関し、片面に電子
部品を搭載した後、その反対面に電子部品を搭載する
際、分割型のバックアップ装置により、先に片面に搭載
した電子部品が破損するのを防止するため、個々のエア
バック部のエア流量を制御して圧力を調整し、電子部品
に加わる応力を低減すると共に、プリント基板１の全面
に対して均一な圧力でバックアップを行う制御方法であ
る。

【００２０】図７において、１０は基板の外形寸法、基
準位置情報（以下、基板情報という）、１１は部品の外
形寸法、基準ピン位置（以下、部品情報という）、１２
は部品搭載位置座標情報であり、１３は部品搭載情報で
あり、プリント基板１の電子部品の搭載位置をＸＹ座標
で表した情報である。これらの基板情報１０、部品情報
１１、部品搭載位置座標情報１２のデータベースから
（イ）に示すようにプリント基板１の電子部品の搭載位
置をＸＹ座標で表した部品搭載情報１３が作成される。

【００２１】１４はエアバック機構格子座標情報であ
り、（ロ）に示すように分割型バックアップ機構１５の
各エアバック１５’のＸＹ座標情報、１６は部品高さ情
報、１７はエア流量制御情報である。前記（イ）に示す
部品搭載情報１３と（ロ）に示す前記エアバック機構格
子座標情報１４とを比較し、各エアバック１５’が部品
搭載位置に接触し、干渉する座標を照合する。また、そ
の照合した干渉箇所の座標とその位置の部品高さ情報１
６とこの部品高さに対する各エアバックへ１５’のエア
流量制御情報１７とから、各エアバック１５’に対する
エア流量情報１８を作成し、エアバック制御コントロー
ラ１９を介して、エアバルブ２０のバルブ開閉を図示し
ないタイマーによって制御し、（ハ）に示すように各エ
アバック１５’の圧力を制御する。このようにして、複
数の分割されたエアーバックの上昇位置を制御すること
により、実装部品を損傷することなく、プリント基板１
を支持することが可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の構成に
よれば、バックアップピンの支持位置デ−タもしくは専
用治具を事前に作成することなく、かつ、電子部品を損
傷させることなく、部品が実装されたプリント基板を均
一に押し上げ、段取時間の短縮し、準備時間を必要とせ
ず、生産能力を向上させ、低コストのプリント基板保持
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るプリント基板保持
装置の部分略示説明図である。

【図２】図１のプリント基板保持装置におけるエアバッ
ク状態の略示説明図である。

【図３】本発明に係る他の実施の形態のプリント基板保
持装置の略示断面図である。

【図４】本発明に係るさらに他の実施の形態のプリント
基板保持装置の略示断面図である。

【図５】本発明に係るさらに他の実施の形態のプリント
基板保持装置の略示説明図である。

【図６】図５のプリント基板保持装置の動作説明図であ
る。

【図７】本発明のさらに他の実施の形態であるプリント
基板保持装置のバックアップ制御方法の説明図である。

【図８】従来のプリント基板保持装置の下受け保持部の
概要図である。

【符号の説明】

１…部品を実装する回路用プリント基板、２…プリント
基板に実装される電子部品、３…プリント基板１を搬送
する搬送レール、４…プリント基板保持装置上面、４ａ
…バックアップピンを備えた下受け保持部、４ｂ…下方
からプリント基板を支持するバックアップピン、５…エ
ア圧により膨張するエアバック、５ａ12・５ａ17、５ａ
21・５ａ27、５ａ51・５ａ57…複数のブロックに分割さ
れているエアーバック、６ａ、６ｂ…膨張時のエアバッ
クに対する壁状カバー、７…基板センサー、８…エアバ
ック５が膨張した時に当接するメッシュ板、９…対象物
と当接し点接触する突設部を備えたバックアップ板、１
０…基板情報、１１…部品情報、１２…部品搭載位置座
標情報、１３…部品搭載情報、１４…エアバック機構格
子座標情報、１５…分割型バックアップ機構、１６…部
品高さ情報、１７…エア流量制御情報、１８…エア流量
情報、１９…エアバック制御コントローラ、２０…エア
バルブ

フロントページの続き (72)発明者高野信英神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者太田洋幸神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者武藤良児神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者曽原良治神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者小野秀樹神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報通信事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】搬送レール上の定位置に一時的固定さ
れ、複数の電子部品が下面に実装されているプリント基
板の下面部に、当該プリント基板と、当該プリント基板
保持装置本体と、当該プリント基板サイズに合わせて移
動できる複数の部材とから大きさが調整できる空間を形
成し、当該空間内に圧力流体で膨張させるゴム状袋を配
設し、当該膨張させたゴム状袋により前記プリント基板
を支持するように構成したことを特徴とするプリント基
板保持装置。
【請求項２】請求項１記載のプリント基板保持装置に
おいて、前記ゴム状袋と前記プリント基板下面との間に、多数の
開孔部を有する押板を配設し、前記ゴム状袋の膨張時、
前記押板が膨張する袋に上方から当接すると共に、当該
押板の多数の開孔部を介して当該ゴム状袋が上方に膨張
するように構成したことを特徴とするプリント基板保持
装置。
【請求項３】請求項１記載のプリント基板保持装置に
おいて、前記ゴム状袋の上面に、弾性部材により前記プリント基
板と点接触する先端部を突設するように構成したことを
特徴とするプリント基板保持装置。
【請求項４】請求項１記載のプリント基板保持装置に
おいて、前記ゴム状袋を、多数に分割して構成したことを特徴と
するプリント基板保持装置。
【請求項５】請求項４記載のプリント基板保持装置に
おいて、前記多数の分割されたゴム状袋の膨張させる大きさを、
当該ゴム状袋の上方に配設されている前記各電子部品の
位置とその高さとその機械的強度に応じて制御すること
を特徴とするプリント基板保持装置。