WO2014170993A1 - 基板クランプ装置 - Google Patents

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WO2014170993A1
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substrate
pressing member
bending moment
downward bending
clamping device
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PCT/JP2013/061527
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English (en)
French (fr)
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英俊 川合
貴幸 水野
伊藤　秀俊
啓太 田中
Original Assignee
富士機械製造株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/0061—Tools for holding the circuit boards during processing; handling transport of printed circuit boards
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1216—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by screen printing or stencil printing
    • H05K3/1225—Screens or stencils; Holders therefor

Definitions

  • the present invention relates to a substrate clamping device that clamps a side edge portion of a substrate conveyed by a conveyor by being sandwiched between a lift member and a pressing member positioned above the lift member.
  • a board conveyed by a conveyor is lifted by a lift member of a board clamp device from below the both sides in the width direction of the conveyor, and the board is placed between the board and a holding member located above the board.
  • the component is mounted on the substrate by a mounting head.
  • the substrate is thinned and the strength is weakened, so that the substrate is likely to be warped.
  • demand for double-sided mounting boards with components mounted on both sides of the board is increasing. After mounting the solder and thermally curing the solder, the substrate is turned over and the components are mounted on the other side of the substrate and the solder is thermally cured. For this reason, the substrate may be warped by the heat during thermosetting.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-335993
  • Patent Document 2 Patent No. 2792931.
  • the warp of the substrate that can be corrected with the backup pin is only downward warping (downward warping), and upward warping (upward warping) cannot be corrected with the backup pin.
  • Patent Document 3 WO01 / 058233
  • a plurality of suction pads are arranged on the lower side of the substrate, and the substrate is sucked by the plurality of suction pads, thereby correcting the upper warping of the substrate.
  • JP 2004-335993 A Japanese Patent No. 2792931 WO01 / 058233
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a substrate clamping device that can surely correct the warping of the substrate while reducing the cost increase range.
  • the present invention lifts a substrate conveyed by a conveyor from a lower side on both sides in the width direction by a lift member and a side edge of the substrate between the holding member positioned above the lift member.
  • the substrate clamping device that clamps the substrate by clamping the side edge portion of the substrate between the lift member and the pressing member, the substrate is clamped by applying a downward bending moment to the substrate.
  • the apparatus is configured to include a warp correction means for correcting the warp.
  • the upper edge correction means imparts a downward bending moment to the substrate by sandwiching and clamping the side edge portion of the substrate between the lift member and the pressing member.
  • the upper warp correction means reliably prevents the upper warp of the substrate without interfering with the front-side components on the lower surface side of the substrate. It can be corrected.
  • a downward bending moment can be applied to the substrate by using a clamping operation that sandwiches the side edge of the substrate between the lift member and the pressing member, the configuration for correcting the substrate warpage can be simplified and the cost can be reduced.
  • the up width can be reduced.
  • the pressing members are attached to the guide rails positioned on both sides of the conveyor in the width direction so as to be movable between the upper warp correction position and the normal clamp position.
  • the substrate may be clamped with a downward bending moment applied thereto, and the substrate may be clamped without applying a downward bending moment to the substrate at the normal clamping position. In this way, when clamping a substrate that does not warp, the substrate can be clamped without applying a downward bending moment to the substrate by moving the pressing member to the normal clamping position.
  • a position display unit for recognizing the position of the pressing member a camera that images the position display unit, and an image captured by the camera to recognize the position display unit and recognize the position of the pressing member It is good also as a structure provided with the image processing apparatus which confirms. In this way, it is possible to confirm in advance whether or not the position of the pressing member has been moved to the correct position during production.
  • the entire side edge portion of the substrate may be pressed by one pressing member, or a plurality of divided pressing members are arranged along the side edge portion of the substrate. You may make it attach a holding
  • the plurality of pressing members arranged along the side edge portion of the substrate only the pressing member that corresponds to the empty space in the side edge portion of the substrate is moved to the warp correction position to thereby move the substrate. The upper warp can be corrected and the dead space by the pressing member can be minimized.
  • an upward warping correction pressing member that clamps the substrate in a state where the downward bending moment is applied to the substrate by the upward warping correction means, and a downward bending moment is not applied to the substrate.
  • a normal clamping member that clamps the substrate in a state may be replaceable.
  • an attachment for correcting warpage that functions as an upward warping correction means is detachably attached to a holding member for normal clamping that clamps the substrate without applying a downward bending moment to the substrate.
  • You may comprise so that a downward bending moment may be provided to a board
  • the upper warp correction means forms a portion of the lower surface of the pressing member that overlaps the side edge of the substrate in an inclined shape or a protruding shape with the tip side protruding downward, and the position of the lowest portion is the upper end of the lift member.
  • a downward bending moment is applied to the substrate by sandwiching a side edge portion of the substrate between the lowest portion and the upper end of the lift member in a state shifted inward of the substrate from the position of It is good to configure.
  • a downward bending moment is applied to the substrate with a very simple configuration in which an inclined or stepped portion is provided on the lower surface of the holding member, and the position of the lowest portion is shifted from the position of the upper end of the lift member. The cost increase can be minimized.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a component mounting station of a component mounter in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2A is a longitudinal sectional view of a main part showing a state where the pressing member is in the normal clamping position and the lifting member is in the substrate unclamping position (conveying position), and
  • FIG. 2B is the lifting member in the normal clamping position.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part showing a state of a substrate clamp position.
  • FIG. 3A is a longitudinal sectional view of a main part showing a state in which the pressing member is in the upper warp correction position and the lift member is in the substrate unclamping position (conveying position)
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part for explaining the action of correcting the warping of the substrate.
  • FIG. 5A is a perspective view for explaining an engagement state between the engagement groove of the pressing member and the engagement pin
  • FIG. 5B is a plan view of the same portion.
  • FIG. 6 is a top view and a longitudinal sectional view of each position showing a state when the pressing member is switched to (a) a warp correction position, (b) a normal clamp position, and (c) a substrate removal position.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a component mounting station of the component mounter according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a longitudinal sectional view of a main part showing a state during correction of an upward warp in Example 3 of the present invention
  • FIG. 8B is a longitudinal sectional view of the main part showing a state during normal clamping
  • FIG. 9A is a longitudinal sectional view of a main part showing a state during correction of an upward warp in Example 4 of the present invention
  • FIG. 9B is a longitudinal sectional view of the main part showing a state during normal clamping.
  • a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the configuration of the component mounting station 11 of the component mounter will be described with reference to FIG.
  • the component mounting station 11 is a place where components are mounted on the substrate 13 conveyed in the X direction by the conveyor 12 by a mounting head (not shown) of a component mounting machine.
  • the conveyor 12 is composed of two conveyor belts 12a (see FIG. 2) so that the left and right side edges of the substrate 13 are placed and conveyed, and the guide rail 14 holding one conveyor belt 12a is set to the width of the substrate 13. Accordingly, by moving in the width direction (Y direction), the width of the conveyor 12 (the interval between the two conveyor belts 12a) can be adjusted according to the width of the substrate 13.
  • the component mounting station 11 is provided with a backup plate 16 on which a backup pin 15 (backup member) is placed horizontally.
  • the backup plate 16 is made of a magnetic material such as iron, and a magnet (not shown) provided with a backup pin 15 below the backup plate 16 can be placed at an arbitrary position on the backup plate 16 (such as the tip 18 on the lower surface of the substrate 13). It can be sucked and held at a position where it does not interfere.
  • the backup plate 16 is configured to be moved up and down by an elevating mechanism 17, and the lower limit position during the lowering operation is the substrate unclamping position shown in FIGS. 2 (a) and 3 (a), and the upper limit position during the raising operation is shown in FIG. This is the substrate clamping position shown in 2 (b) and FIG. 3 (b).
  • a plate-like lift member 21 is attached to both sides of the backup plate 16 via support members 19 so as to be positioned on both sides in the width direction of the conveyor 12 (inside each conveyor belt 12a).
  • a plate-like pressing member 22 is attached to the upper end of each guide rail 14 so as to protrude inward in a flange shape.
  • the upper end of the backup pin 15 on the backup plate 16 is lower than the lower surface of the substrate 13 on the conveyor 12.
  • the upper end of the backup pin 15 on the back-up plate 16 is the lower end of the front-end component 18 on the lower surface of the base plate 13. Is in a lower position.
  • an inclined surface 23 (upward warp correction means) is formed on a portion of the lower surface of the pressing member 22 that overlaps with the side edge of the substrate 13 so that the tip side protrudes downward.
  • the holding member 22 is attached to the guide rail 14 so as to be movable to an upward warp correction position, a normal clamp position, and a substrate take-out position, as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the position of the tip portion of the inclined surface 23 which is the lowest portion of the inclined surface 23 of the pressing member 22 is shifted inward of the substrate 13 from the position of the upper end of the lift member 21.
  • a downward bending moment is applied to the substrate 13 by sandwiching the side edge of the substrate 13 between the tip of the inclined surface 23 and the upper end of the lift member 21. In this state, the substrate 13 is clamped.
  • the tip of the inclined surface 23 of the pressing member 22 is located immediately above the upper end of the lift member 21, so that there is no positional shift between them.
  • the substrate 13 is clamped without applying a downward bending moment to the substrate 13. It has become.
  • the substrate removal position is a position for moving the pressing member 22 outward of the substrate 13 and taking out the substrate 13 upward when trouble occurs.
  • the pressing member 22 in order to engage and hold the pressing member 22 in the upward warp correction position, the normal clamping position, and the substrate take-out position, the pressing member 22 includes the three engagement positions 24a, An engagement groove 24 such as a labyrinth groove having 24b and 24c is formed, and the position of the engagement groove 24 to be engaged with the engagement pin 25 fixed to the upper end of the guide rail 14 is switched to switch the position 24a, 24b and 24c.
  • the position of the member 22 is switched between a warp correction position, a normal clamp position, and a substrate removal position.
  • two engagement grooves 24 are illustrated, but the engagement pins 25 are not shown in one of the engagement grooves 24.
  • a position display mark 26 (position display mark) is provided on the upper end surface of the guide rail 14. 1), and the position of the pressing member 22 is switched among the warp correction position, the normal clamping position, and the substrate take-out position, so that any one of the three through holes 20a to 20c formed in the pressing member 22 is formed.
  • the position display mark 26 is configured so as to be exposed. Then, an area including the three through holes 20a to 20c of the pressing member 22 is picked up by a camera of the component mounter (camera for picking up a reference mark of the board 13), and the image is displayed as an image processing apparatus (see FIG.
  • the position of the pressing member 22 is confirmed by recognizing the position of the through hole where the position indication mark 26 of the three through holes 20a to 20c is exposed. Thereby, it can be confirmed in advance whether or not the position of the pressing member 22 has been moved to the correct position during production.
  • the position indication marks 26 are formed at two or more locations in the longitudinal direction (X direction) of the upper end surface of the guide rail 14, and three through holes are provided at two or more locations in the longitudinal direction (X direction) of the pressing member 22. If the positions 20a to 20c are formed so that the positions of the through holes where the position display marks 26 are exposed at two or more positions are image-recognized, the presence or absence of the inclination of the pressing member 22 can be confirmed.
  • a plurality of position display marks are formed on the upper surface of the holding member 22, the position display marks are picked up by the camera of the component mounting machine, and the images are processed to thereby obtain a plurality of positions.
  • the position of the display mark may be recognized to check the position of the pressing member 22 and the presence or absence of tilt.
  • the engagement groove 24 of the pressing member 22 is used as a position display portion, the engagement groove 24 is imaged with a camera, and the image is processed, whereby the engagement pin 25 is engaged with the engagement groove 24.
  • the position of the pressing member 22 may be confirmed by recognizing the position.
  • the position indication marks are formed at positions corresponding to the warp correction position, the normal clamp position, and the board removal position on the upper end surface of the guide rail 14 while shifting the position in the X direction (substrate transport direction).
  • a slit that exposes the position display mark at each position at the upper warp correction position, the normal clamp position, and the substrate removal position is formed in the holding member 22 so as to extend in the X direction, and the slit of the holding member 22 is imaged with a camera. Then, by processing the image, the position of the position indication mark in the slit may be recognized to confirm the position of the pressing member 22.
  • the operator When using the substrate clamping apparatus configured as described above to correct and clamp the warping of the substrate 13, the operator first presses down as shown in FIGS. 3, 4, and 6A.
  • the member 22 is moved to the warp correction position so that the tip of the inclined surface 23 of the pressing member 22 protrudes inward of the substrate 13 from the position of the upper end of the lift member 21.
  • the substrate 13 is loaded on the conveyor 12, and the substrate 13 is transported to a predetermined work position.
  • the backup plate 16 is raised to the board clamp position
  • the lift member 21 is raised integrally with the backup plate 16, and the gap between the press member 22 attached to the upper end of the guide rail 14 and the lift member 21 is increased.
  • the left and right side edges of the substrate 13 are sandwiched between and clamped.
  • the inclined surface 23 of the pressing member 22 By sandwiching the side edge portion of the substrate 13 between the tip portion and the upper end of the lift member 21, a downward bending moment is applied to the substrate 13, and the upward bending of the substrate 13 is corrected by this downward bending moment.
  • the substrate 13 to which a downward bending moment is applied is received and supported by the upper end of the backup pin 15 from the lower side, the substrate 13 is prevented from warping.
  • the operator moves the pressing member 22 to the normal clamping position, and the inclined surface 23 of the pressing member 22.
  • the front end of the lift member 21 is positioned directly above the upper end of the lift member 21 so that the positional deviation between them is eliminated.
  • the substrate 13 is loaded on the conveyor 12 and the substrate 13 is transported to a predetermined work position.
  • the backup plate 16 is raised to the substrate clamp position, and the lift member 21 is integrated with the backup plate 16.
  • the right and left side edges of the substrate 13 are sandwiched and clamped between the holding member 22 attached to the upper end of the guide rail 14 and the lift member 21.
  • the tip end portion of the inclined surface 23 of the pressing member 22 is located immediately above the upper end of the lift member 21 and the positional deviation therebetween is eliminated.
  • the substrate 13 is clamped without applying a downward bending moment to the substrate 13.
  • the substrate 13 is prevented from warping downward (bending downward).
  • the side edge portion of the substrate 13 is sandwiched between the lift member 21 and the pressing member 22 and clamped, a downward bending moment is applied to the substrate 13.
  • the downward bending moment can surely correct the upper warping of the substrate 13 and means for correcting the upper warping (inclined surface 23) of the substrate 13 even when correcting the upper warping of the double-sided mounting substrate.
  • the upper warping of the substrate 13 can be reliably corrected without interfering with the front-attached part 18 on the lower surface side.
  • a downward bending moment can be applied to the substrate 13 by using a clamping operation that sandwiches the side edge portion of the substrate 13 between the lift member 21 and the pressing member 22, a configuration for correcting the upper warping of the substrate 13 is simple. The cost increase range can be reduced.
  • the inclined surface 23 is formed on the lower surface of the pressing member 22 as the upper warp correction means, and the position of the tip portion of the inclined surface 23 which is the lowest portion is changed from the position of the upper end of the lift member 21.
  • a downward bending moment can be imparted to the substrate 13 with an extremely simple configuration that is simply shifted, and cost increases can be minimized.
  • the substrate to which the downward bending moment is applied. 13 is supported by the backup pin 15 from below, so that the back-up bending moment applied to the substrate 13 reliably prevents the substrate 13 from going over the flat state and being warped downward. it can.
  • the inclined surface 23 is formed on the lower surface of the pressing member 22 as the upper warp correction means.
  • the tip side portion of the lower surface of the pressing member 22 is formed in a protruding shape protruding downward. Even in this configuration, the side edge portion of the substrate 13 is sandwiched and clamped between the lowest portion on the front end side of the lower surface of the pressing member 22 and the upper end of the lift member 21, so that the substrate 13 faces downward. The bending moment can be imparted.
  • each pressing member 22 is individually attached to be able to move to a warp correction position, a normal clamp position, and a substrate removal position.
  • Each pressing member 22 is movably attached to the upper end of the guide rail 14 by engagement of an engagement pin 25 and an engagement groove 24 fixed to the upper end of the guide rail 14 as in the first embodiment. .
  • Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment.
  • the pressing member 22 is attached to the upper end of the guide rail 14 so as to be movable to the warp correction position, the normal clamp position, and the substrate take-out position, but the third embodiment of the present invention shown in FIG. Then, in a state where a downward bending moment is applied to the substrate 13 with the same configuration as that of the first embodiment, a pressing member 22 for correcting warping that clamps the substrate 13 and a state where no downward bending moment is applied to the substrate 13
  • the holding member 31 for normal clamping for clamping the substrate 13 is attached to the upper end of the guide rail 14 so as to be replaceable by an engaging means, a screw or the like.
  • the upper warp that functions as an upper warp correction means for the pressing member 31 for normal clamping that clamps the substrate 13 without applying a downward bending moment to the substrate 13.
  • a downward bending moment is applied to the substrate 13 by detachably attaching the correction attachment 32 with screws, engaging means, or the like.
  • the holding member 31 for normal clamping is attached to the upper end of the guide rail 14 by an engaging means, a screw or the like as in the third embodiment.
  • a stepped portion 33 for positioning and attaching the upper warp correction attachment 32 is formed on the upper surface portion of the normal clamping pressing member 31, and the upper warp correction attachment 32 is screwed to the stepped portion 33. It can be detachably attached by a combination means or the like. Thus, by attaching the attachment 32 for correcting the upper warp to the pressing member 31 for normal clamping, it functions as a “pressing member for correcting the upper warp”.
  • the height of the lowest portion 32 a of the distal end portion of the attachment 32 is the holding member 31.
  • the position of the lowermost portion 32a of the tip end portion of the attachment 32 is shifted to the inner side of the substrate 13 from the position of the upper end of the lift member 21.
  • the substrate 13 is provided with a downward bending moment applied to the substrate 13 by sandwiching the side edge of the substrate 13 between the lowest portion 32a of the tip of the attachment 32 and the upper end of the lift member 21. 13 is clamped.
  • the distal end portion of the pressing member 31 is directly above the upper end of the lift member 21.
  • the substrate 13 is positioned in a state in which a downward bending moment is not applied to the substrate 13 by sandwiching the side edge portion of the substrate 13 between the distal end portion of the pressing member 31 and the upper end of the lift member 21. Is to be clamped.
  • Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment.
  • the present invention is not limited to the substrate clamping device of the component mounting machine, and may be applied to the substrate clamping device of the screen printing machine.
  • the substrate is conveyed by a conveyor and clamped at a predetermined work position.
  • SYMBOLS 11 Component mounting station, 12 ... Conveyor, 12a ... Conveyor belt, 13 ... Board

Abstract

　基板１３の側縁部を押さえる押さえ部材２２は、コンベア１２のガイドレール１４に対して上反り矯正位置と通常クランプ位置と移動可能に取り付けられ、上反り矯正位置では、押さえ部材２２の傾斜面２３のうちの最も低い先端部の位置がリフト部材２１の上端の位置よりも基板１３の内側方向にずれた位置関係となり、この位置関係で、該傾斜面２３の先端部と該リフト部材２１の上端との間に該基板１３の側縁部を挟み込むことで、該基板１３に下向きの曲げモーメントを付与した状態で該基板１３をクランプする。通常クランプ位置では、押さえ部材２２の傾斜面２３の先端部がリフト部材２１の上端の真上に位置した状態となり、該傾斜面２３の先端部と該リフト部材２１の上端との間に該基板１３の側縁部を挟み込むことで、該基板１３に下向きの曲げモーメントを付与しない状態で該基板１３をクランプする。

Description

基板クランプ装置
　本発明は、コンベアによって搬送されてくる基板の側縁部を、リフト部材とその上方に位置する押さえ部材との間に挟み込んでクランプする基板クランプ装置に関する発明である。
　例えば、部品実装機においては、コンベアによって搬送されてくる基板を、該コンベアの幅方向両側の下方から基板クランプ装置のリフト部材により持ち上げて、その上方に位置する押さえ部材との間に該基板の側縁部を挟み込んでクランプした後、実装ヘッドによって部品を該基板に実装するのが一般的である。近年の基板は、薄型化が進み、強度が弱くなっているため、反りが生じやすい。また、近年の高密度実装化・小型化の要求を満たすために、基板の両面に部品を実装した両面実装基板の需要も増加しているが、この両面実装基板では、まず基板の片面に部品を実装して半田を熱硬化した後、基板を裏返して同様に基板の残りの片面に部品の実装と半田の熱硬化を行うようにしている。そのため、熱硬化時の熱で基板に反りが生じてしまうことがある。
　基板に反りが生じた状態で部品を実装すると、部品実装精度が悪化して製品品質の悪化につながるため、特許文献１（特開２００４－３３５９７３号公報）や特許文献２（特許第２７９２９３１号公報）に記載されているように、基板クランプ装置で両側縁部をクランプした基板を、下方からバックアップピンで突き上げて基板の反りを矯正するようにしている。
　しかし、バックアップピンで矯正できる基板の反りは、下反り（下方への反り）のみであり、上反り（上方への反り）は、バックアップピンでは矯正できない。
　そこで、特許文献３（ＷＯ０１／０５８２３３号公報）では、基板の下側に複数の吸着パッドを配列し、複数の吸着パッドで基板を吸着することで、基板の上反りを矯正するようにしている。
特開２００４－３３５９７３号公報 特許第２７９２９３１号公報 ＷＯ０１／０５８２３３号公報
　しかし、上記特許文献３のように、基板の下面側に複数の吸着パッドを配列すると、装置の構成が複雑化してコストアップ幅が大きくなるばかりか、両面実装基板の残りの片面に部品を実装する際に、該基板の下面側の先付け部品に吸着パッドが干渉して該基板の上反りを矯正できない可能性がある。
　そこで、本発明が解決しようとする課題は、コストアップ幅を縮小しながら基板の上反りを確実に矯正することができる基板クランプ装置を提供することである。
　上記課題を解決するために、本発明は、コンベアによって搬送されてくる基板を、その幅方向両側の下方からリフト部材により持ち上げて、その上方に位置する押さえ部材との間に該基板の側縁部を挟み込んでクランプする基板クランプ装置において、前記リフト部材と前記押さえ部材との間に前記基板の側縁部を挟み込んでクランプすることで該基板に下向きの曲げモーメントを付与して該基板の上反りを矯正する上反り矯正手段を備えた構成としたものである。この構成では、リフト部材と押さえ部材との間に基板の側縁部を挟み込んでクランプすることで、上反り矯正手段が基板に下向きの曲げモーメントを付与するため、この下向きの曲げモーメントによって基板の上反りを確実に矯正することができると共に、両面実装基板の上反りを矯正する場合でも、上反り矯正手段が該基板の下面側の先付け部品と干渉することなく該基板の上反りを確実に矯正することができる。しかも、リフト部材と押さえ部材との間に基板の側縁部を挟み込むクランプ動作を利用して基板に下向きの曲げモーメントを付与できるため、基板の上反りを矯正する構成を簡単化できて、コストアップ幅を縮小することができる。
　本発明は、押さえ部材を、コンベアの幅方向両側に位置するガイドレールに対して上反り矯正位置と通常クランプ位置とに移動可能に取り付け、前記上反り矯正位置では、前記上反り矯正手段により基板に下向きの曲げモーメントを付与した状態で該基板をクランプし、前記通常クランプ位置では、基板に下向きの曲げモーメントを付与しない状態で該基板をクランプするように構成すると良い。このようにすれば、上反りのない基板をクランプする場合は、押さえ部材を通常クランプ位置に移動させることで、基板に下向きの曲げモーメントを付与しない状態で該基板をクランプすることができる。
　この場合、押さえ部材の位置を認識するための位置表示部と、前記位置表示部を撮像するカメラと、前記カメラで撮像した画像を処理して前記位置表示部を認識して前記押さえ部材の位置を確認する画像処理装置とを備えた構成としても良い。このようにすれば、生産時に押さえ部材の位置が正しい位置に移動されているか否かを事前に確認することができる。
　また、本発明は、１つの押さえ部材で基板の側縁部全域を押え付けるようにしても良いし、或は、分割された複数の押さえ部材を基板の側縁部に沿って配列し、各押さえ部材を個別に前記上反り矯正位置と前記通常クランプ位置とに移動可能に取り付けるようにしても良い。この構成では、基板の側縁部に沿って配列した複数の押さえ部材のうち、基板の側縁部のうちの空きスペースに対応位置する押さえ部材のみを上反り矯正位置に移動させて該基板の上反りを矯正することができ、押さえ部材によるデッドスペースを最小限にすることができる。
　尚、本発明の他の実施態様として、上反り矯正手段により基板に下向きの曲げモーメントを付与した状態で該基板をクランプする上反り矯正用の押さえ部材と、基板に下向きの曲げモーメントを付与しない状態で該基板をクランプする通常クランプ用の押さえ部材とを取り替え可能に構成しても良い。
　或は、基板に下向きの曲げモーメントを付与しない状態で該基板をクランプする通常クランプ用の押さえ部材に対して、上反り矯正手段として機能する上反り矯正用のアタッチメントを着脱可能に取り付けることで該基板に下向きの曲げモーメントを付与するように構成しても良い。いずれの構成でも、同様の効果を得ることができる。
　また、上反り矯正手段は、押さえ部材の下面のうちの基板の側縁部と重なる部分を先端側が下方に突出する傾斜状又は突状に形成し、その最も低い部分の位置がリフト部材の上端の位置よりも該基板の内側方向にずれた状態で、該最も低い部分と該リフト部材の上端との間に該基板の側縁部を挟み込むことで該基板に下向きの曲げモーメントを付与するように構成すると良い。このようにすれば、押さえ部材の下面に傾斜状又は段差状の部分を設けて、その最も低い部分の位置をリフト部材の上端の位置からずらすだけの極めて簡単な構成で基板に下向きの曲げモーメントを付与することができ、コストアップを最小限に抑えることができる。
図１は本発明の実施例１における部品実装機の部品実装ステーションを示す斜視図である。 図２（ａ）は押さえ部材が通常クランプ位置でリフト部材が基板アンクランプ位置（搬送位置）の状態を示す主要部の縦断面図、同図（ｂ）は押さえ部材が通常クランプ位置でリフト部材が基板クランプ位置の状態を示す主要部の縦断面図である。 図３（ａ）は押さえ部材が上反り矯正位置でリフト部材が基板アンクランプ位置（搬送位置）の状態を示す主要部の縦断面図、同図（ｂ）は押さえ部材が上反り矯正位置でリフト部材が基板クランプ位置の状態を示す主要部の縦断面図である。 図４は基板の上反りを矯正する作用を説明する主要部の縦断面図である。 図５（ａ）は押さえ部材の係合溝と係合ピンとの係合状態を説明する斜視図、同図（ｂ）は同部分の平面図である。 図６は押さえ部材を（ａ）上反り矯正位置と（ｂ）通常クランプ位置と（ｃ）基板取り出し位置に切り替えたときの状態を示す各位置の上面図と縦断面図である。 図７は本発明の実施例２における部品実装機の部品実装ステーションを示す斜視図である。 図８（ａ）は本発明の実施例３の上反り矯正時の状態を示す主要部の縦断面図、同図（ｂ）は通常クランプ時の状態を示す主要部の縦断面図である。 図９（ａ）は本発明の実施例４の上反り矯正時の状態を示す主要部の縦断面図、同図（ｂ）は通常クランプ時の状態を示す主要部の縦断面図である。
　以下、本発明を実施するための形態を具体化した４つの実施例１～４を説明する。
　本発明の実施例１を図１乃至図６に基づいて説明する。
　まず、図１を用いて部品実装機の部品実装ステーション１１の構成を説明する。
　部品実装ステーション１１は、コンベア１２でＸ方向に搬送されてくる基板１３に部品実装機の装着ヘッド（図示せず）で部品を実装する場所である。コンベア１２は、基板１３の左右両側縁部を載せて搬送するように２本のコンベアベルト１２ａ（図２参照）で構成され、片方のコンベアベルト１２ａを保持するガイドレール１４を基板１３の幅に応じてその幅方向（Ｙ方向）に移動させることで、基板１３の幅に応じてコンベア１２の幅（２本のコンベアベルト１２ａの間隔）を調整できるようになっている。
　部品実装ステーション１１には、バックアップピン１５（バックアップ部材）を載せるバックアッププレート１６が水平に設けられている。このバックアッププレート１６は、鉄等の磁性材料で形成され、バックアップピン１５をその下部に設けた磁石（図示せず）によりバックアッププレート１６上の任意の位置（基板１３の下面の先付け部品１８等と干渉しない位置）に吸着保持できるようになっている。バックアッププレート１６は、昇降機構１７によって昇降するように構成され、下降動作時の下限位置が図２（ａ）及び図３（ａ）に示す基板アンクランプ位置となり、上昇動作時の上限位置が図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示す基板クランプ位置となる。
　バックアッププレート１６の両側部には、それぞれ支持部材１９を介してプレート状のリフト部材２１がコンベア１２の幅方向両側（各コンベアベルト１２ａの内側）に位置するように取り付けられている。各ガイドレール１４の上端には、それぞれプレート状の押さえ部材２２が内側にフランジ状に突出するように取り付けられている。
　図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、バックアッププレート１６が基板アンクランプ位置に下降した状態では、バックアッププレート１６上のバックアップピン１５の上端がコンベア１２上の基板１３の下面よりも低い位置にあり、且つ、コンベア１２上の基板１３の下面に先付け部品１８が実装されている場合は、バックアッププレート１６上のバックアップピン１５の上端が該基板１３の下面の先付け部品１８の下端よりも低い位置にある。
　一方、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、バックアッププレート１６が基板クランプ位置に上昇した状態では、バックアッププレート１６上のバックアップピン１５が上昇して、該バックアップピン１５の上端がコンベア１２上の基板１３の下面に当接して該基板１３を下方から支えて該基板１３の下反り（下方への曲がり）を防止する。バックアッププレート１６が基板クランプ位置に上昇する際に、リフト部材２１がバックアッププレート１６と一体的に上昇して、ガイドレール１４の上端に取り付けられた押さえ部材２２と該リフト部材２１との間に基板１３の左右両側縁部を挟み込んでクランプする。
　図４に示すように、押さえ部材２２の下面のうちの基板１３の側縁部と重なる部分には、先端側が下方に突出するように傾斜面２３（上反り矯正手段）が形成されている。図２、図３、図６に示すように、押さえ部材２２は、ガイドレール１４に対して上反り矯正位置と通常クランプ位置と基板取り出し位置に移動可能に取り付けられ、図３及び図４に示すように、上反り矯正位置では、押さえ部材２２の傾斜面２３のうちの最も低い部分である傾斜面２３の先端部の位置がリフト部材２１の上端の位置よりも基板１３の内側方向にずれた位置関係となり、この位置関係で、該傾斜面２３の先端部と該リフト部材２１の上端との間に該基板１３の側縁部を挟み込むことで、該基板１３に下向きの曲げモーメントを付与した状態で該基板１３をクランプするようになっている。
　一方、図２に示すように、通常クランプ位置では、押さえ部材２２の傾斜面２３の先端部がリフト部材２１の上端の真上に位置して両者の位置ずれが無くなり、この位置関係で、該傾斜面２３の先端部と該リフト部材２１の上端との間に該基板１３の側縁部を挟み込むことで、該基板１３に下向きの曲げモーメントを付与しない状態で該基板１３をクランプするようになっている。
　図６（ｃ）に示すように、基板取り出し位置は、トラブル発生時等に押さえ部材２２を基板１３の外側方向に移動させて該基板１３を上方へ取り出すための位置である。
　図５、図６に示すように、押さえ部材２２を上反り矯正位置と通常クランプ位置と基板取り出し位置とに係合保持するために、該押さえ部材２２には、上記３つの係合位置２４ａ，２４ｂ，２４ｃを持つラビリンス溝等の係合溝２４が形成され、ガイドレール１４の上端に固定した係合ピン２５に係合させる係合溝２４の位置２４ａ，２４ｂ，２４ｃを切り替えることで、押さえ部材２２の位置を上反り矯正位置と通常クランプ位置と基板取り出し位置との間で切り替えるようになっている。尚、図５には、２つの係合溝２４を図示しているが、片方の係合溝２４には、係合ピン２５の図示を省略している。
　本実施例１では、押さえ部材２２の位置を画像処理により確認するために、図５（ａ），（ｂ）に示すように、ガイドレール１４の上端面には、位置表示マーク２６（位置表示部）が形成され、押さえ部材２２の位置を上反り矯正位置と通常クランプ位置と基板取り出し位置との間で切り替えることで、押さえ部材２２に形成された３つの貫通孔２０ａ～２０ｃのいずれか１つに位置表示マーク２６が合致して露出するように構成されている。そして、部品実装機のカメラ（基板１３の基準マークを撮像するカメラ）で押さえ部材２２の３つの貫通孔２０ａ～２０ｃを含むエリアを撮像して、その画像を部品実装機の画像処理装置（図示せず）で処理することで、３つの貫通孔２０ａ～２０ｃのうちの位置表示マーク２６が露出する貫通孔の位置を認識することで押さえ部材２２の位置を確認するようにしている。これにより、生産時に押さえ部材２２の位置が正しい位置に移動されているか否かを事前に確認できるようになっている。この場合、ガイドレール１４の上端面の長手方向（Ｘ方向）の２箇所以上に位置表示マーク２６を形成すると共に、押さえ部材２２の長手方向（Ｘ方向）の２箇所以上にそれぞれ３つの貫通孔２０ａ～２０ｃを形成して、２箇所以上で位置表示マーク２６が露出する貫通孔の位置を画像認識するようにすれば、押さえ部材２２の傾きの有無を確認することができる。
　或は、押さえ部材２２の上面に、複数の位置表示マーク（位置表示部）を形成して、部品実装機のカメラで位置表示マークを撮像して、その画像を処理することで、複数の位置表示マークの位置を認識して押さえ部材２２の位置や傾きの有無を確認するようにしても良い。
　また、押さえ部材２２の係合溝２４を位置表示部として利用して、カメラで係合溝２４を撮像して、その画像を処理することで、係合溝２４に対する係合ピン２５の係合位置を認識して押さえ部材２２の位置を確認するようにしても良い。
　或は、ガイドレール１４の上端面のうちの上反り矯正位置と通常クランプ位置と基板取り出し位置に対応する位置にそれぞれ位置表示マークをＸ方向（基板搬送方向）に位置をずらして形成すると共に、押さえ部材２２に、上反り矯正位置と通常クランプ位置と基板取り出し位置でそれぞれの位置の位置表示マークを露出させるスリットをＸ方向に延びるように形成し、カメラで押さえ部材２２のスリットを撮像して、その画像を処理することで、スリット内の位置表示マークの位置を認識して押さえ部材２２の位置を確認するようにしても良い。
　以上のように構成した基板クランプ装置を使用して、基板１３の上反りを矯正してクランプする場合は、まず、図３、図４、図６（ａ）に示すように、作業者が押さえ部材２２を上反り矯正位置に移動させて、押さえ部材２２の傾斜面２３の先端部をリフト部材２１の上端の位置よりも基板１３の内側方向に突出させた状態にする。この状態で、コンベア１２に基板１３を投入して、該基板１３を所定の作業位置まで搬送する。この後、バックアッププレート１６を基板クランプ位置へ上昇させて、リフト部材２１をバックアッププレート１６と一体的に上昇させて、ガイドレール１４の上端に取り付けられた押さえ部材２２と該リフト部材２１との間に基板１３の左右両側縁部を挟み込んでクランプする。
　上反り矯正位置では、押さえ部材２２の傾斜面２３の先端部の位置がリフト部材２１の上端の位置よりも基板１３の内側方向にずれた位置関係となるため、押さえ部材２２の傾斜面２３の先端部とリフト部材２１の上端との間に該基板１３の側縁部を挟み込むことで、該基板１３に下向きの曲げモーメントが付与され、この下向きの曲げモーメントによって基板１３の上反りが矯正される。この際、下向きの曲げモーメントが付与された基板１３をその下側からバックアップピン１５の上端で受け支えるため、該基板１３の下反りも防止される。
　一方、矯正不要の基板１３をクランプする場合は、まず、図２、図６（ｂ）に示すように、作業者が押さえ部材２２を通常クランプ位置に移動させて、押さえ部材２２の傾斜面２３の先端部をリフト部材２１の上端の真上に位置させて両者の位置ずれを無くした状態にする。この状態で、コンベア１２に基板１３を投入して、該基板１３を所定の作業位置まで搬送した後、バックアッププレート１６を基板クランプ位置に上昇させて、リフト部材２１をバックアッププレート１６と一体的に上昇させて、ガイドレール１４の上端に取り付けられた押さえ部材２２と該リフト部材２１との間に基板１３の左右両側縁部を挟み込んでクランプする。
　通常クランプ位置では、押さえ部材２２の傾斜面２３の先端部がリフト部材２１の上端の真上に位置して両者の位置ずれが無くなるため、押さえ部材２２の傾斜面２３の先端部と該リフト部材２１の上端との間に該基板１３の側縁部を挟み込むことで、該基板１３に下向きの曲げモーメントを付与しない状態で該基板１３がクランプされる。この際、基板１３をその下側からバックアップピン１５の上端で受け支えるため、該基板１３の下反り（下方への曲がり）が防止される。
　尚、トラブル発生時等に押さえ部材２２を上方へ取り出す場合は、図６（ｃ）に示すように、作業者が押さえ部材２２を基板取り出し位置へ移動させることで、押さえ部材２２を基板１３の外側へ移動させて両者の重なりを無くした状態にして、コンベア１２上の基板１３を上方に取り出す。
　以上説明した本実施例１によれば、リフト部材２１と押さえ部材２２との間に基板１３の側縁部を挟み込んでクランプすることで該基板１３に下向きの曲げモーメントを付与するようにしたので、この下向きの曲げモーメントによって基板１３の上反りを確実に矯正することができると共に、両面実装基板の上反りを矯正する場合でも、上反りを矯正する手段（傾斜面２３）が該基板１３の下面側の先付け部品１８と干渉することなく該基板１３の上反りを確実に矯正することができる。しかも、リフト部材２１と押さえ部材２２との間に基板１３の側縁部を挟み込むクランプ動作を利用して基板１３に下向きの曲げモーメントを付与できるため、基板１３の上反りを矯正する構成を簡単化できて、コストアップ幅を縮小することができる。
　しかも、本実施例１では、押さえ部材２２の下面に上反り矯正手段として傾斜面２３を形成して、その最も低い部分である傾斜面２３の先端部の位置をリフト部材２１の上端の位置からずらすだけの極めて簡単な構成で基板１３に下向きの曲げモーメントを付与することができ、コストアップを最小限に抑えることができる。
　この場合、基板１３に付与する下向きの曲げモーメントが過大であると、基板１３が平面状態を越えて下反り状態になってしまうが、本実施例１では、下向きの曲げモーメントが付与された基板１３をその下側からバックアップピン１５で受け支えるようにしたので、基板１３に付与する下向きの曲げモーメントによって該基板１３が平面状態を越えて下反り状態になることをバックアップピン１５で確実に防止できる。
　尚、本実施例１では、押さえ部材２２の下面に上反り矯正手段として傾斜面２３を形成したが、これに代えて、押さえ部材２２の下面の先端側部分を下方に突出する突状に形成しても良く、この構成でも、押さえ部材２２の下面の先端側の最も低い部分とリフト部材２１の上端との間に該基板１３の側縁部を挟み込んでクランプすることで該基板１３に下向きの曲げモーメントを付与することができる。
　上記実施例１では、１つの押さえ部材２２で基板１３の側縁部全域を押さえるようにしたが、図７に示す本発明の実施例２では、分割された複数の押さえ部材２２を基板１３の側縁部に沿って配列し、各押さえ部材２２を個別に上反り矯正位置と通常クランプ位置と基板取り出し位置に移動可能に取り付けるようにしている。各押さえ部材２２は、上記実施例１と同様に、ガイドレール１４の上端に固定した係合ピン２５と係合溝２４との係合によって該ガイドレール１４の上端に移動可能に取り付けられている。その他の構成は、上記実施例１と実質的に同じである。
　以上説明した本実施例２では、基板１３の側縁部に沿って配列した複数の押さえ部材２２のうち、基板１３の側縁部のうちの空きスペースに対応位置する押さえ部材２２のみを上反り矯正位置に移動させて該基板１３の上反りを矯正することができ、押さえ部材２２によるデッドスペースを最小限にすることができる。
　上記実施例１，２では、ガイドレール１４の上端に押さえ部材２２を上反り矯正位置と通常クランプ位置と基板取り出し位置に移動可能に取り付けるようにしたが、図８に示す本発明の実施例３では、前記実施例１と同様の構成で基板１３に下向きの曲げモーメントを付与した状態で該基板１３をクランプする上反り矯正用の押さえ部材２２と、基板１３に下向きの曲げモーメントを付与しない状態で該基板１３をクランプする通常クランプ用の押さえ部材３１とをガイドレール１４の上端に係合手段、ねじ等により取り替え可能に取り付けるようにしている。通常クランプ用の押さえ部材３１の下面には、傾斜面を形成する必要がなく、通常クランプ用の押さえ部材３１の先端部がリフト部材２１の上端の真上に位置するように取り付けるようにしている。その他の構成は、前記実施例１と実質的に同じである。
　以上説明した本実施例３でも、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。
　図９に示す本発明の実施例４では、基板１３に下向きの曲げモーメントを付与しない状態で該基板１３をクランプする通常クランプ用の押さえ部材３１に対して、上反り矯正手段として機能する上反り矯正用のアタッチメント３２をねじ、係合手段等により着脱可能に取り付けることで該基板１３に下向きの曲げモーメントを付与するようにしている。
　通常クランプ用の押さえ部材３１は、上記実施例３と同様に、ガイドレール１４の上端に係合手段、ねじ等により取り付けられている。通常クランプ用の押さえ部材３１の上面部には、上反り矯正用のアタッチメント３２を位置決めして取り付けるための段差部３３が形成され、この段差部３３に上反り矯正用のアタッチメント３２をねじ、係合手段等により着脱可能に取り付けることができるようになっている。これにより、通常クランプ用の押さえ部材３１に上反り矯正用のアタッチメント３２を取り付けることで、「上反り矯正用の押さえ部材」として機能する。
　図９（ａ）に示すように、上反り矯正用のアタッチメント３２を通常クランプ用の押さえ部材３１に取り付けた状態では、該アタッチメント３２の先端部の最も低い部分３２ａの高さが該押さえ部材３１の下面の高さよりも低くなり、且つ、該アタッチメント３２の先端部の最も低い部分３２ａの位置がリフト部材２１の上端の位置よりも基板１３の内側方向にずれた位置関係となり、この位置関係で、該アタッチメント３２の先端部の最も低い部分３２ａと該リフト部材２１の上端との間に該基板１３の側縁部を挟み込むことで、該基板１３に下向きの曲げモーメントを付与した状態で該基板１３をクランプするようになっている。
　一方、図９（ｂ）に示すように、通常クランプ用の押さえ部材３１から上反り矯正用のアタッチメント３２を取り外した状態では、該押さえ部材３１の先端部がリフト部材２１の上端の真上に位置して、該押さえ部材３１の先端部と該リフト部材２１の上端との間に該基板１３の側縁部を挟み込むことで、該基板１３に下向きの曲げモーメントを付与しない状態で該基板１３がクランプされるようになっている。その他の構成は、前記実施例１と実質的に同じである。
　以上説明した本実施例４でも、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。
　尚、本発明は、部品実装機の基板クランプ装置に限定されず、スクリーン印刷機の基板クランプ装置に適用して実施しても良く、その他、コンベアで基板を搬送して所定の作業位置でクランプする様々な装置に適用して実施しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。
　１１…部品実装ステーション、１２…コンベア、１２ａ…コンベアベルト、１３…基板、１４…ガイドレール、１５…バックアップピン（バックアップ部材）、１６…バックアッププレート、１７…昇降機構、１８…先付け部品、２１…リフト部材、２２…押さえ部材、２３…傾斜面（上反り矯正手段）、２４…係合溝、２５…係合ピン、２６…位置表示マーク（位置表示部）、３１…通常クランプ用の押さえ部材、３２…上反り矯正用のアタッチメント

Claims (7)

  1. 　コンベアによって搬送されてくる基板を、その幅方向両側の下方からリフト部材により持ち上げて、その上方に位置する押さえ部材との間に該基板の側縁部を挟み込んでクランプする基板クランプ装置において、
    　前記リフト部材と前記押さえ部材との間に前記基板の側縁部を挟み込んでクランプすることで該基板に下向きの曲げモーメントを付与して該基板の上反りを矯正する上反り矯正手段を備えていることを特徴とする基板クランプ装置。
  2. 　前記押さえ部材は、前記コンベアの幅方向両側に位置するガイドレールに対して上反り矯正位置と通常クランプ位置とに移動可能に取り付けられ、前記上反り矯正位置では、前記上反り矯正手段により前記基板に下向きの曲げモーメントを付与した状態で該基板をクランプし、前記通常クランプ位置では、前記基板に下向きの曲げモーメントを付与しない状態で該基板をクランプするように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板クランプ装置。
  3. 　前記押さえ部材の位置を認識するための位置表示部と、前記位置表示部を撮像するカメラと、前記カメラで撮像した画像を処理して前記位置表示部を認識して前記押さえ部材の位置を確認する画像処理装置とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の基板クランプ装置。
  4. 　前記押さえ部材として、分割された複数の押さえ部材が前記基板の側縁部に沿って配列され、各押さえ部材が個別に前記上反り矯正位置と前記通常クランプ位置とに移動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の基板クランプ装置。
  5. 　前記上反り矯正手段により前記基板に下向きの曲げモーメントを付与した状態で該基板をクランプする上反り矯正用の押さえ部材と、前記基板に下向きの曲げモーメントを付与しない状態で該基板をクランプする通常クランプ用の押さえ部材とが取り替え可能となっていることを特徴とする請求項１に記載の基板クランプ装置。
  6. 　前記基板に下向きの曲げモーメントを付与しない状態で該基板をクランプする通常クランプ用の押さえ部材に対して、前記上反り矯正手段として機能する上反り矯正用のアタッチメントを着脱可能に取り付けることで該基板に下向きの曲げモーメントを付与するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板クランプ装置。
  7. 　前記上反り矯正手段は、前記押さえ部材の下面のうちの前記基板の側縁部と重なる部分を先端側が下方に突出する傾斜状又は突状に形成し、その最も低い部分の位置が前記リフト部材の上端の位置よりも該基板の内側方向にずれた状態で、該最も低い部分と該リフト部材の上端との間に該基板の側縁部を挟み込むことで該基板に下向きの曲げモーメントを付与するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の基板クランプ装置。
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