JPH10163697A - 電子部品実装用の基板支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】多種多用なプリント回路基板の製造に適用可能
な基板支持装置を提供することにある。 【解決手段】プリント配線板１６の周縁部が載置される
載置面２４を有する支持枠２２の内側には、プリント配
線板を支持するバックアップ機構３２が設けられてい
る。バックアップ機構は、支持枠内に固定されプリント
配線板と対向する多数のエアシリンダ３４と、各エアシ
リンダから突没自在な昇降ピン３６と、を有している。
昇降ピン３６は、載置面に載置されたプリント配線板に
実装されている電子部品の高さに応じて突出高さが制御
され、プリント配線板の表面あるいは電子部品に当接し
てプリント配線板を支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プリント配線板
へ電子部品を実装する際に用いる基板支持装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】リフロー半田付けにより、プリント配線
板の両面に多数の電子部品を実装する場合には、まず、
プリント配線板の一方の面上に設けられたパッド上に半
田ペーストを塗布し、その上に電子部品を載置した後、
加熱処理することによりプリント配線板の一方の面に電
子部品を実装する。

【０００３】続いて、プリント配線板の他方の面上に設
けられたパッド上に半田ペーストを塗布し、電子部品を
載置した後に加熱処理して電子部品の半田付けを行な
う。半田ペーストは、スクリーン印刷によってプリント
配線板の所定位置に塗布される。この場合、安定した塗
布を行なうために、プリント配線板は、その下面側がバ
ックアッププレート上に吸着支持された状態で所定位置
に保持される。

【０００４】プリント配線板上の一方の面に電子部品を
実装した後、他方の面に実装する場合には、既に電子部
品が実装されている面をバックアッププレートによって
支持する必要がある。そのため、バックアッププレート
には、電子部品を避けるための多数の凹所が形成されて
いる。これらの凹所は、プリント配線板に実装されてい
る電子部品の配置に応じて形成されている必要がある。
そこで、バックアッププレートは、半田付けを行なうプ
リント配線板の種類毎に用意されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、バックアッププレートは、半田付けを行なうプ
リント配線板の種類毎に形状が異なることから、プリン
ト配線板毎に個々のバックアッププレートを製造する必
要がある。従って、近年の製品製造リードタイムの短縮
化、および製造コストの低減化に適応することが困難と
なっている。この発明は上記の問題に鑑みなされたもの
で、その目的は、多種多用なプリント回路基板の製造に
適用可能な基板支持装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明の基板支持装置は、プリント配
線板の周縁部が載置される載置面を有する支持枠と、上
記支持枠内に設けられ、上記載置面に載置されたプリン
ト配線板を支持するバックアップ機構と、を備えてい
る。そして、上記バックアップ機構は、上記支持枠に固
定され、上記載置面に載置されたプリント配線板と対向
する多数のベース部と、上記載置面に載置されたプリン
ト配線板に対して突没自在に各ベース部に支持されたバ
ックアップ部材と、上記載置面に載置されたプリント配
線板に実装されている電子部品の高さに応じて上記バッ
クアップ部材の突出高さを制御し、各バックアップ部材
の先端部を上記プリント配線板の表面あるいは電子部品
に当接させる制御手段と、を備えたことを特徴としてい
る。

【０００７】請求項２に係るこの発明の基板支持装置に
よれば、各ベース部は、上記載置面に載置されたプリン
ト配線板とほぼ直交する方向に延びたエアシリンダを有
し、バックアップ部材は、上記エアシリンダに突没自在
に挿通された昇降ピンを有している。また、制御手段
は、上記エアシリンダに加圧流体を供給して上記エアシ
リンダから昇降ピンを突出させる供給手段と、上記加圧
流体の供給量を調整するバルブ手段と、を備えている。

【０００８】請求項３に係るこの発明の基板支持装置に
よれば、各ベース部は、上記載置面に載置されたプリン
ト配線板とほぼ直交する方向に延びているとともに内周
面にねじ部を有するシリンダを備え、バックアップ部材
は、上記シリンダにねじ込まれたリードねじを有してい
る。制御手段は、上記リードねじを回転駆動して上記シ
リンダから突没させる駆動手段を備えている。

【０００９】上記構成の支持装置によれば、制御手段
は、支持枠の載置面上に載置されたプリント配線板に実
装されている複数の電子部品の高さに応じて、これらの
電子部品と対向して位置したバックアップ部材の突出高
さを調整し、バックアップ部材の先端部を電子部品に当
接させる。また、電子部品と対向していないバックアッ
プ部材は、その先端部がプリント配線板表面に当接する
高さに調整される。

【００１０】それにより、支持枠の載置面上に載置され
たプリント配線板は、その下面側がバックアップ部材に
より支持され、この状態で、プリント配線板の上面側に
半田ペーストが印刷される。

【００１１】上記のように、支持枠の載置面に載置され
たプリント配線板に応じて各バックアップ部材の突出高
さを調整することにより、単一の支持装置によって多種
多用のプリント配線板を安定して支持することが可能と
なる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、この発
明の実施の形態に係る基板支持装置について詳細に説明
する。図１に示すように、プリント配線板に半田ペース
トをスクリーン印刷する際にプリント配線板を支持する
基板支持装置は、平坦な上面１０を有する基台１２を備
え、この基台には、上面１０に開口した矩形状の開口部
１４が形成されている。開口部１４内には、プリント配
線板１６を支持するための基板支持ユニット１８が配設
されている。そして、基板支持ユニット１８は、図示し
ない昇降機構により、基台１２の上面１０と面一となる
上昇位置と、上面１０から離間する下降位置との間を昇
降可能となっている。また、基台１２の上面１０には、
プリント配線板１６に半田ペーストを塗布するためのメ
タルマスク２０が配設されている。このメタルマスク２
０は、基台１２の上面１０と平行に位置してプリント配
線板１６を覆う塗布位置と、基台上面１０から離間する
開放位置との間を回動自在に設けられている。

【００１３】図２ないし図４に示すように、基板支持ユ
ニット１８は矩形状の支持枠２２を備え、この支持枠２
２は、基台１２の開口部１４とほぼ等しい外形を有して
いる。また、支持枠２２の上面は載置面２４を構成し、
基板支持ユニット１８が上昇位置に移動した際、載置面
２４は基台１２の上面１０と面一となる。そして、この
載置面２４上にプリント配線板１６の周縁部が載置され
る。

【００１４】支持枠２２は中空に形成され、その内部
は、チューブ２６を介して真空ポンプ（吸引手段）２８
に連通している。また、支持枠２２には、載置面２４に
開口した多数の吸着孔３０が形成され、これらの吸着孔
３０は支持枠２２内部に連通している。従って、プリン
ト配線板１６が載置面２４に載置された状態で真空ポン
プ２８によって支持枠２２内部を吸引することにより、
プリント配線板１６を載置面２４上に吸着保持すること
ができる。更に、載置面２４には、プリント配線板１６
およびメタルマスク２０を位置決めするための複数の位
置決め孔３１が形成されている。

【００１５】支持枠２２の内側には、載置面２４上に載
置されたプリント配線板１６の下面側を支えるバックア
ップ機構３２が配設されている。バックアップ機構３２
は、支持枠２２に固定された多数のエアシリンダ３４を
備え、これらのエアシリンダは、支持枠２２の内側全体
に亘って並んで設けられているとともに、載置面２４と
直交する方向に延びている。また、これらのエアシリン
ダ３４は、載置面２４上に載置されたプリント配線板１
６と所定の間隔を置いて対向するように配設されてい
る。

【００１６】ベース部として機能する各エアシリンダ３
４には、バックアップ部材として機能する円柱形状の昇
降ピン３６が挿通され、エアシリンダ３４の軸方向に沿
って、つまり、プリント配線板１６と直交する方向に沿
って突没自在に支持されている。各昇降ピン３６の先端
には、緩衝材としてのゴム３７が取り付けられている。
各エアシリンダ３４は、バルブ手段としての電磁弁３８
を介して吐出ポンプ４０に接続されている。各電磁弁３
８および吐出ポンプ４０は制御部４２によりその動作が
制御される。また、制御部４２には、後述するように、
プリント配線板１６に関する種々のデータを格納したメ
モリ４４が接続されている。

【００１７】供給手段として機能する吐出ポンプ４０か
らエアシリンダ３４内へ圧縮空気を供給することによ
り、昇降ピン３６はエアシリンダ３４からプリント配線
板１６に向かって上昇する。その際、電磁弁３８によっ
て圧縮空気の供給量を制御することにより、昇降ピン３
６の突出高さを調整することができる。

【００１８】上記のように構成された基板支持装置を用
いてプリント配線板１６に半田ペーストを塗布する場合
には、まず、図１に示すように、プリント配線板１６を
開口部１４と対向するように基台１２の上面１０に載置
する。続いて、図５に示すように、基板支持ユニット１
８を上昇位置へ移動させるとともに、真空ポンプ２８を
作動させる。それにより、プリント配線板１６は、その
周縁部が支持枠２２の載置面２４上に吸着保持される。

【００１９】また、図５（ｂ）に示すように、制御部４
２は、バックアップ機構３２の各昇降ピン３６を、その
先端がプリント配線板１６の下面に当接する位置まで上
昇させ、多数の昇降ピン３６によってプリント配線板１
６を下側から支持する。

【００２０】続いて、図６に示すように、メタルマスク
２０を塗布位置に回動してプリント配線板１６上に被せ
た後、スキージ５０を移動させることにより、プリント
配線板上面のパッド上に半田ペーストをスクリーン印刷
する。

【００２１】そして、図７に示すように、メタルマスク
２０を上方へ回動してプリント配線板１６から離間させ
た後、プリント配線板のパッド上に多数の電子部品を位
置決め載置し、更に、基板支持ユニット１８を下降させ
てプリント配線板１６から離間させる。その後、プリン
ト配線板１６を熱処理することにより、片面側の実装が
終了する。

【００２２】続いて、上記と同様の工程により、プリン
ト基板１６の他面側に半田ペーストの塗布および電子部
品の実装を行なう。すなわち、図８に示すように、プリ
ント配線板１６を電子部品の実装された片面側を下にし
た状態で、開口部１４と対向するように基台１２の上面
１０に載置する。続いて、基板支持ユニット１８を上昇
位置へ移動させるとともに、真空ポンプ２８を作動させ
る。それにより、プリント配線板１６は、その周縁部が
支持枠２２の載置面２４上に吸着保持される。

【００２３】この際、制御部４２は、図８（ｂ）および
図３に示すように、メモリ４４に格納されている電子部
品の高さ情報に応じて、つまり、プリント配線板１６の
片面に実装されている電子部品の高さに応じて、バック
アップ機構３２の各昇降ピン３６の突出高さを調整す
る。これにより、電子部品と対向して昇降ピン３６は、
電子部品の下面に当接する高さまで突出するとともに、
他の昇降ピン３６は、プリント配線板１６の下面に当接
する位置に移動し、プリント配線板１６を下側から支持
する。

【００２４】続いて、図９に示すように、メタルマスク
２０をプリント配線板１６上に被せた後、スキージ５０
を移動させることにより、プリント配線板上面のパッド
上に半田ペーストをスクリーン印刷する。

【００２５】そして、図１０に示すように、メタルマス
ク２０を上方へ回動してプリント配線板１６から離間さ
せた後、プリント配線板のパッド上に多数の電子部品を
位置決め載置し、更に、基板支持ユニット１８を下降さ
せてプリント配線板１６から離間させる。その後、プリ
ント配線板１６を熱処理することにより、プリント配線
板の両面実装が終了する。

【００２６】以上のように構成された基板支持装置によ
れば、支持するプリント配線板に実装されている電子部
品の配置および高さに応じて対向する昇降ピン３６の突
出高さを調整することにより、多種多様のプリント配線
板を安定して支持することができる。従って、従来のよ
うに、プリント配線板の機種毎に別々のバックアッププ
レートを製造する必要がなく、材料費、製造コストを大
幅に削減することが可能となる。

【００２７】また、昇降ピン３６の高さを調整するだけ
の簡単な操作によりあらゆる種類のプリント配線板に適
応できることから、製品製造リードタイムを短縮するこ
とができる。

【００２８】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、上記実施の形態においては、加圧流体と
して圧縮空気により昇降ピン３６の突出高さを調整する
構成としたが、油、水等の流体を用いて制御する構成と
してもよい。また、バックアップ部材は、ピン状に限ら
ず、伸縮自在なベローズ等を用いることもできる。

【００２９】図１１は、他の実施の形態に係るバックア
ップ機構３２を示している。この実施の形態によれば、
ベース部は、内周面にねじの切られたシリンダ５２によ
って構成され、バックアップ部材はシリンダ５２にねじ
込まれたリードねじ５４によって構成されている。

【００３０】そして、シリンダ５２の下端には、駆動手
段としてのパルスモータ５６が固定され、このパルスモ
ータの回転軸５７はリードねじ５４に接続されている。
また、パルスモータ５６は、ドライバ５８を介して制御
部４２に接続されている。

【００３１】上記構成のバックアップ機構３２によれ
ば、制御部４２の制御の下、パルスモータ５６を駆動す
ることによりリードねじ５４が回転してシリンダ５２か
ら突没し、その突出高さが調整される。なお、基板支持
装置の他の構成は前述した実施の形態と同一であり、そ
の詳細な説明は省略する。

【００３２】このように構成された他の実施の形態にお
いても、上記実施の形態と同様の作用効果を得ることが
できる。図１２は、更に他の実施の形態に係るバックア
ップ機構３２を示している。この実施の形態によれば、
バックアップ機構３２は、ベース部として機能するシリ
ンダ６２と、バックアップ部材として機能する昇降ピン
６４と、を備え、昇降ピンは、シリンダ６２に挿通され
シリンダ６２の軸方向に沿って突没自在に支持されてい
る。シリンダ６２内には、昇降ピン６４をプリント配線
板１６に向けて付勢した圧縮ばね６６が収納されてい
る。

【００３３】上記構成のバックアップ機構３２によれ
ば、昇降ピン６４は、その先端がプリント配線板１６の
下面あるいはこの下面に実装された電子部品に当接する
ことにより自動的に高さが調整され、プリント配線板１
６を支持する。

【００３４】なお、基板支持装置の他の構成は前述した
実施の形態と同一であり、このように構成された実施の
形態においても、前述した実施の形態と同様の作用効果
を得ることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
プリント配線板に実装された電子部品に応じて高さを調
整可能なバックアップ機構を設けることにより、多種多
用なプリント回路基板の製造に適用可能な基板支持装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る基板支持装置全体
を概略的に示す側面図。

【図２】上記基板支持装置の基板支持ユニットを示す平
面図。

【図３】上記基板支持ユニットの断面図。

【図４】上記基板支持ユニットの一部を拡大して示す
図。

【図５】上記基板支持装置によりプリント配線板の片面
側を支持する工程を示す図。

【図６】上記基板支持装置によりプリント配線板の片面
に半田ペーストを塗布する工程を示す図。

【図７】上記基板支持装置からプリント配線板を取り出
す工程を示す図。

【図８】上記基板支持装置によりプリント配線板の他面
側を支持する工程を示す図。

【図９】上記基板支持装置によりプリント配線板の他面
に半田ペーストを塗布する工程を示す図。

【図１０】上記基板支持装置からプリント配線板を取り
出す工程を示す図。

【図１１】この発明の他の実施の形態に係る基板支持装
置のバックアップ機構の一部を示す図。

【図１２】この発明の更に他の実施の形態に係る基板支
持装置のバックアップ機構の一部を示す図。

【符号の説明】

１６…プリント配線板 １８…基板支持ユニット ２０…メタルマスク ２２…支持枠 ２４…載置面 ２８…真空ポンプ ３２…バックアップ機構 ３４…エアシリンダ ３６…昇降ピン ３８…電磁弁 ４０…吸引ポンプ ４２…制御部 ５２…シリンダ ５４…リードねじ ６２…シリンダ ６４…昇降ピン ６６…圧縮ばね

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント配線板の周縁部が載置される載置
   面を有する支持枠と、 上記支持枠内に設けられ、上記載置面に載置されたプリ
   ント配線板を支持するバックアップ機構と、を備え、 上記バックアップ機構は、上記支持枠に固定され、上記
   載置面に載置されたプリント配線板と対向する多数のベ
   ース部と、 上記載置面に載置されたプリント配線板に対して突没自
   在に各ベース部に支持されたバックアップ部材と、 上記載置面に載置されたプリント配線板に実装されてい
   る電子部品の高さに応じて上記バックアップ部材の突出
   高さを制御し、各バックアップ部材の先端部を上記プリ
   ント配線板の表面あるいは電子部品に当接させる制御手
   段と、を備えていることを特徴とする基板支持装置。
2. 【請求項２】上記各ベース部は、上記載置面に載置され
   たプリント配線板とほぼ直交する方向に延びたエアシリ
   ンダを有し、上記バックアップ部材は、上記エアシリン
   ダに突没自在に挿通された昇降ピンを有し、 上記制御手段は、上記エアシリンダに加圧流体を供給し
   て上記エアシリンダから昇降ピンを突出させる供給手段
   と、上記加圧流体の供給量を調整するバルブ手段と、を
   備えていることを特徴とする請求項１に記載の基板支持
   装置。
3. 【請求項３】上記各ベース部は、上記載置面に載置され
   たプリント配線板とほぼ直交する方向に延びているとと
   もに内周面にねじ部を有するシリンダを備え、上記バッ
   クアップ部材は、上記シリンダにねじ込まれたリードね
   じを有し、 上記制御手段は、上記リードねじを回転駆動して上記シ
   リンダから突没させる駆動手段を備えていることを特徴
   とする請求項１に記載の基板支持装置。
4. 【請求項４】上記各ベース部は、上記載置面に載置され
   たプリント配線板とほぼ直交する方向に延びたシリンダ
   を有し、上記バックアップ部材は、上記シリンダに突没
   自在に挿通された昇降ピンを有し、 上記制御手段は、上記シリンダ内に収容され上記昇降ピ
   ンを上記プリント配線板に向けて付勢した付勢部材を備
   えていることを特徴とする請求項１に記載の基板支持装
   置。
5. 【請求項５】上記支持枠は、中空に形成されているとと
   もに、上記載置面に開口しているとともに上記支持枠内
   部に連通した複数の吸着孔を備え、 上記支持枠内部および吸着孔を介して、上記載置面に載
   置されたプリント配線板を吸着する吸引手段が設けられ
   ていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１
   項に記載の基板支持装置。
6. 【請求項６】プリント配線板が載置される上面と、上面
   に開口した開口部と、を有する基台と、 上記基台の上面に、上記上面に載置されたプリント配線
   板に被さって位置する塗布位置と、上記上面から離間す
   る開放位置との間を移動自在に設けられた、半田印刷用
   のマスクと、を備え、 上記支持枠は、上記載置面が上記基台の上面とほぼ同一
   平面に位置する上昇位置と、上記載置面が上記基台の上
   面から離間する下降位置との間を昇降自在に、上記基台
   の開口部内に配設されていることを特徴とする請求項１
   ないし５のいずれが１項に記載の基板支持装置。