CN104125717B - 支撑销、基板支撑装置、基板处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种支撑销、基板支撑装置及基板处理装置，无论有无定位板都能够共用支撑销。该支撑销（50）配置在设于基板支撑装置（30）的底座（31）上，用于支撑印刷基板（P），该支撑销具备：支撑销主体（51）及姿态稳定部件（60），支撑销主体具有形成于下端侧的小径部（53）和形成于前端侧的支撑部（55），小径部与形成于定位板（40）的定位孔（43）嵌合，其中该定位板装卸自如地安装于底座上，并且支撑部支撑印刷基板（P）；姿态稳定部件（60）能够装卸地安装于支撑销主体的小径部，在不使用定位板（40）而将支撑销主体（51）配置于底座（31）上的情况下，使支撑销主体相对于底座稳定为立起的姿态。

Description

支撑销、基板支撑装置、基板处理装置

技术领域

本发明涉及一种支撑印刷基板的技术。

背景技术

以往，通过以下方法来制造安装基板被广泛应用：将印刷机、点胶机、表面安装机、回流装置等各种基板处理装置配置成一列而构筑生产线，并在印刷基板上依次进行焊膏的印刷处理、粘接剂的涂敷处理、电子元件的安装处理、基板检查处理、回流处理各处理。在这种基板处理装置中，在进行印刷处理、涂敷处理、安装处理时，为了防止印刷基板挠曲而设置有基板支撑装置。

基板支撑装置具备升降自如的支撑台和配置于支撑台上的支撑销，而形成由支撑销从下方支撑印刷基板的结构。根据下述专利文献1所记载的基板支撑装置，在支撑台上设置有保持板。保持板采用将销固定用孔形成为行列状而得到的结构，通过将销端部***到销固定用孔中，从而形成能够固定支撑销的结构。通过设置这样的保持板，能够实现防止支撑销的倾倒，并确保支撑销的固定位置的精度。

专利文献1：日本特开2007－19218号公报

发明内容

但是，根据规格，也存在未安装保持板（以下记作定位板）的基板支撑装置，以往，未安装定位板的基板支撑装置和安装有定位板的基板支撑装置中使用各自的支撑销。这是因为，为了提高支撑销的配置密度，需要将形成于定位板的定位孔尽量设为小径，因此定位板用的支撑销的下端部的销径为小径。因此，在将该支撑销直接配置于支撑台上的情况下（在将定位板用的支撑销适用于未安装定位板的基板支撑装置的情况下），下端部的销径过小，支撑销容易倾倒或者容易产生位置偏移等而使姿态不稳定。

根据定位板的有无而改变所使用的支撑销的种类会相应地增加支撑销的持有数量。因此，需要使支撑销共用化。

本发明基于上述情况而作出，其目的在于无论有无定位板都能够共用支撑销。

本发明提供一种支撑销，配置在设于基板支撑装置的底座上，用于支撑印刷基板，所述支撑销的特征在于，具备：支撑销主体，具有形成于下端侧的小径部和形成于前端侧的支撑部，所述小径部与形成于定位板上的定位孔嵌合，其中所述定位板装卸自如地安装于所述底座上，并且所述支撑部支撑所述印刷基板；及姿态稳定部件，能够装卸地安装于所述支撑销主体的所述小径部，在不使用所述定位板而将所述支撑销主体配置于所述底座上的情况下，使所述支撑销主体相对于所述底座稳定为立起的姿态。

在该发明中，在使用定位板时，拆下姿态稳定部件而单独使用支承销主体，在未使用定位板时，在支撑销主体上安装姿态稳定部件而使用，从而能够在定位板使用时和未使用时这两种情况下共同使用支撑销主体。

作为本发明的实施方式，优选以下结构。

·所述姿态稳定部件可以构成为，具备：金属体，与所述小径部嵌合的轴孔贯通地形成于该金属体的中心部；及密接环，安装于所述轴孔的内周面，并由与所述小径部密接的弹性材料构成。与金属彼此的嵌合相比，密接性高，且容易拆除。而且，即使发生磨损，也只需更换密接环即可，因此成本上有优势。

·也可以构成为，具备：收容部，形成于所述支撑销主体的下端面；及磁体，安装于该收容部。能够利用磁力将支撑销固定于底座，因此支撑销难以倾倒，而且，难以引起位置偏移。

·也可以构成为，所述姿态稳定部件是合成树脂制成的，并直接安装于所述支撑销主体的所述小径部。

·也可以构成为，所述支撑部形成为弯曲成L字型的形状。

·也可以构成为，仅所述支撑销主体的下端面与所述底座接触，所述磁体不与所述底座接触。在使支撑销相对于底座的固定优先的情况下，使磁体与底座接触为优选。但是，在使磁体与底座接触的情况下，销前端的高度位置受磁体下表面的位置影响，因此存在以下问题：当磁体相对于支撑销主体的安装位置存在误差时印刷基板的支撑位置会产生“偏差”。关于这一点，在本结构中，采用使磁体不与基底接触的结构，印刷基板的支撑位置仅取决于（依赖于）支撑销主体的高度。支撑销主体的加工精度高，高度的偏差小，因此能够减小印刷基板的支撑位置的“偏差”。

发明效果

根据本发明，能够在定位板使用时和未使用时这两种情况下共同使用支撑销主体。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的表面安装机的立体图。

图2是表示头单元的支撑结构的图。

图3是基板支撑装置的立体图（定位板使用时）。

图4是支撑销的分解立体图。

图5是支撑销的剖视图。

图6是基板支撑装置的垂直剖视图。

图7是表示支撑销相对于底座的支撑结构的剖视图（定位板使用时）。

图8是定位板的俯视图。

图9是基板支撑装置的立体图（定位板未使用时）。

图10是表示支撑销相对于底座的支撑结构的剖视图（定位板未使用时）。

图11是基板支撑装置的主视图（从A方向观察图3的图）。

图12是表示支撑销的变形例的图。

图13是表示支撑销的变形例的图。

附图标记说明

1 表面安装机

30 基板支撑装置

31 底座

40 定位板

43 定位孔

45 磁体

50 支撑销

51 支撑销主体

53 小径部

55 支撑部

60 姿态稳定部件

61 金属块（相当于本发明的“金属体”）

65 密封环（相当于本发明的“密接环”）

70 升降装置

100 执行作业装置（相当于本发明的“执行部”）

具体实施方式

<实施方式1>

1.表面安装机1的整体结构

根据图1至图11说明本发明的实施方式1。图1是表面安装机1的俯视图，图2是表示头单元（head unit）160的支撑结构的图。该表面安装机（相当于本发明的“基板处理装置”）1是对印刷基板（以下简称为基板）P安装电子元件B的装置，如图1所示，在上表面平滑的基台10上配置有各种装置（搬运基板P的搬运输送机（conveyor）20、支撑基板P的基板支撑装置30、在基板P上安装电子元件B的安装作业装置（相当于本发明的“执行部”）100）。

另外，在以上的说明中，将基台10的长度方向（图1的左右方向）称为X方向，将Y方向、Z方向分别规定为图1、图2的朝向。而且，图1中以右手侧为上游侧（作为作业对象的基板P的搬入侧）、以左手侧为下游侧（作业完成的基板P的搬出侧）进行说明。

基台10形成为在X方向上较长的长方形状，在中央配置搬运输送机（以下简称为输送机）20，而且，在位于上游侧的基台10的右端配置有搬入输送机12，在位于下游侧的基台10的左端配置有搬出输送机13。这三台输送机12、13、20彼此无高低差地连续，从而形成能够在X方向（从图1的右侧至左侧）上依次输送作为作业对象的基板P的结构。

在基台10上设置有能够进行升降动作的基板止动件（stopper）25，从而形成使由输送机20在X方向上输送的基板P停止在基台10的中央的安装作业位置的结构。并且，在基台10的中央设置有基板支撑装置30，从而形成从下方支撑停止在安装作业位置的基板P的结构。另外，关于基板支撑装置30的结构，参照图3、图7、图11等进行详细说明。

而且，在基台10上，在上述安装作业位置的周围四个部位设置有元件供给部80，在此作为元件供给装置的供料器85在X方向上被设置成一整列。各供料器85由卷绕有元件供给带的未图示的卷盘（reel）、从卷盘拉出元件供给带（tape）的电动式的未图示的送出装置等构成。

在元件供给带上以一定间隔保持有电子元件B，当驱动送出装置时，伴随元件供给带的拉出，电子元件B一个一个地被供给。并且，所供给的电子元件B形成由接下来说明的安装作业装置100安装在支撑（support）于安装作业位置上的基板P上的结构。

而且，在基台10上，在输送机20的Y方向的两侧设置有一对元件识别相机（camera）95。该元件识别相机95用于拍摄由吸附头（head）185吸附保持的电子元件B。

安装作业装置100由吸附保持电子元件B的吸附头185和移动装置130构成。该移动装置130是具有XYZ方向的正交的三个驱动轴的正交坐标机器人，通过组合驱动这三个驱动轴，将吸附头185移动操作到基台10上的任意位置。

若具体说明，如图1所示，在基台10上设置有一对支撑脚141。两支撑脚141位于安装作业位置的两侧（X方向两侧），并且在Y方向（在图1中为上下方向）上笔直地延伸。

通过以下方法将头支撑体151安装于两支承脚141：在Y方向上延伸的Y方向导向轴142设置于支撑脚上表面，并且将头支撑体151长度方向上的两端部与这些左右的Y方向导向轴142嵌合。

而且，在图1中，在右侧的支撑脚141安装由在Y方向上延伸的滚珠丝杠构成的Y方向驱动轴145，而且未图示的滚珠螺母（ball nut）与Y方向驱动轴145螺合。并且，在Y方向驱动轴145的轴端部设置有Y轴马达（motor）147。

当对该Y轴马达147进行通电操作时，滚珠螺母沿Y方向驱动轴145进退，其结果为，固定于滚珠螺母的头（head）支撑体151乃至后述的头单元160沿Y方向导向轴142在Y方向上水平移动（Y轴伺服机构（servo mechanism））。

如图2所示，在头支撑体151设置有在X方向上延伸的X方向导向轴153，而且，头单元160移动自如地安装于X方向导向轴153。在该头支撑体151安装有在X方向上延伸的由滚珠丝杠构成的X方向驱动轴155，而且，滚珠螺母与X方向驱动轴155螺合。

并且，在X方向驱动轴155的轴端部设置有X轴马达157，当对该X轴马达157进行通电操作时，滚珠螺母沿X方向驱动轴155进退，其结果为，固定于滚珠螺母的头单元160沿X方向导向轴153在X方向上移动（X轴伺服机构（servo mechanism））。

因此，通过组合控制X轴伺服机构、Y轴伺服机构，从而形成能够使头单元160在基台10上沿水平方向（XY方向）进行移动操作的结构。

在该头单元160设置有一列吸附头185。各吸附头185通过由Z轴滚珠丝杠（ballscrew）构成的Z轴伺服机构（图略）而能够在Z方向上被移动操作。并且，在各吸附头185的前端设置有吸嘴186，在头前端产生吸引力。如上所述，通过使头单元160在元件供给部80与基台10的中央的安装作业位置之间往复移动，并同时对吸嘴185进行适当升降操作，能够从元件供给部80取出电子元件B，并且能够将所取出的电子元件B安装在支撑（support）于安装作业位置的基板P上。

2.基板支撑装置的结构

基板支撑装置30起到从下方支撑停止在安装作业位置的基板P的功能，如图3所示，由底座（base）31、支撑底座31的支撑台（table）35、定位板（plate）40、支撑销（supportpin）50和升降装置70构成。

支撑销50起到从下方支撑纵向配置于底座31上的基板P的功能。如图4所示，支撑销50由支撑销主体51和姿态稳定部件60构成。支撑销主体51为形成上下方向上较长的形状的带台阶的销（pin），在主体部52的下侧形成有小径部（比主体部52的直径小的小径部）53，在主体部52的上侧（前端侧）形成有支撑部55。支撑部55比小径部53直径更小且更细，向上方笔直地延伸。支撑部55起到支撑基板P的功能，支撑部55的上端面构成水平的支撑面。

小径部53与形成于定位板40的定位孔43对应地形成，并形成与定位孔43无间隙地嵌合的结构。而且，在小径部53的端面形成有收容部44。收容部44向下方开口，在收容部44的内部安装有磁体45（参照图5）。

姿态稳定部件60具备金属块（block）（相当于本发明的“金属体”）61和密封环（seal ring）65。金属块61形成为圆柱状，上下贯通的轴孔63形成于金属块61的中心部。轴孔63与支撑销50的小径部53对应。因此，通过使小径部53与轴孔63嵌合，从而形成能够将姿态稳定部件60安装于支撑销主体51的下部的结构。密封环65由橡胶等弹性部件构成，如图5所示，安装在形成于金属块61的轴孔63的内周侧的上下两处。并且，在使小径部53与轴孔63嵌合的状态下，密封环65发生弹性变形并密接于小径部53的外周，因此能够将姿态稳定部件60无偏差地安装于支撑销主体51。

姿态稳定部件60如前面所说明那样，是仅使小径部53与轴孔63嵌合的结构，因此通过解除嵌合，能够从支撑销主体51简单地拆除。如此将姿态稳定部件60设为装卸自如，是为了能够由用户选择是否使用以下说明的定位板40，从而在使用定位板40的情况下和不使用定位板40的情况下共同使用支撑销主体51。

另外，作为使用定位板40的情况的优点，能够将支撑销50定位在规定的场所。另外，作为使用定位板40的情况的缺点，无法调整支撑销50的位置，例如有时在支撑双面安装型的基板P时支撑销50与元件发生干涉。

如图3所示，定位板40是与底座31的大小大致相等形状的金属板，在周围形成有向下弯曲的凸缘（flange）41。并且，在定位板40的下表面的四角经由保持器（holder）33而固定有磁体（magnet）35，定位板40形成通过磁体35的磁力而固定于底座31的结构（参照图6）。因此，形成通过抵抗磁体35的磁力而将定位板40从底座31抽离从而能够容易地拆除定位板40的结构。

并且，在底座31上设置导向销（guide pin）37，另一方面，在定位板40形成有导向孔（guide hole）47，通过使导向销37与导向孔47嵌合，从而形成能够将定位板40定位于底座31的结构。

当返回至图3继续说明时，在定位板40的上下两面之间沿板厚方向贯通形成有定位孔43。定位孔43与形成于支撑销50的下端的小径部53对应地形成，形成与小径部53无间隙地嵌合的大小。

在使用定位板40的情况下，单独使用支承销主体51。即、如图3、图7所示，使小径部53***到安装于底座31上的定位板40的定位孔43，从而在底座31上纵向安装支撑销主体51。所安装的支撑销主体51如图7所示，处于小径部53的下端面面接触于底座31上而在底座31上立起的状态，而且，通过磁体45的磁力而固定于底座31上。而且，定位板40的上表面的位置设定得比支撑销主体51的主体部52的下端位置（台阶部）低，并设定成定位板40的上表面与支撑销主体51的主体部52在上下方向上不发生干涉。

另外，在本实施方式中，使定位孔43以纵向13列、横向29列地形成于定位板40，在使用定位孔40的情况下，能够在底座31上最多安装377根支撑销50。而且，在定位板40上，如图8所示，在纵向各列和横向各列分别分配牌号（A～M、1～29），并以牌号作为参考来进行配置作业，从而能够在底座31上的期望的位置配置支撑销50。

另一方面，在不使用定位板40的情况下，在支撑销主体51安装姿态稳定部件60而使用。即，如图9所示，在使姿态稳定部件60朝下的状态下，将支撑销50纵向安装于底座31上。所安装的支撑销50如图10所示，处于小径部53的下端面面接触于底座31上而在底座31上立起的状态，而且，通过磁体45的磁力而固定于底座31上。并且，在不使用定位板40的情况下，支撑销50的侧方为自由状态，因此容易倾倒。但是，即使支撑销50从立起的姿态倾斜，姿态稳定部件60也会与底座31接触（具体而言姿态稳定部件60的底部外周缘与底座31接触），而起到限制支撑销50倾倒的作用，因此即使没有定位板40，也能够使支撑销50保持立起的状态，且立起姿态容易稳定。

另外，在使支撑销50相对于底座31的固定优先的情况下，使磁体45与底座31接触为优选。但是，在使磁体45与底座31接触的情况下，由于支撑销50的前端的高度位置受磁体45下表面的位置影响，因此存在以下问题：当磁体45相对于支撑销主体51的安装位置存在误差时基板P的支撑位置会发生“偏差”。

关于这一点，在本结构中，将整个磁体45收容在收容部44中，如图7、图10所示，形成磁体45不与底座31接触的结构（非接触结构）。因此，基板P的支撑位置仅取决于（依赖于）支撑销主体51的高度。一般而言，销的加工精度高，销的高度的“偏差”小，因此能够减小基板P的支撑位置的“偏差”。

而且，如图10所示，关于姿态稳定部件60，也将姿态稳定部件60的下表面的位置设定得比小径部53的下端面的位置高，使得姿态稳定部件60不与底座31接触。之所以设为这样的结构，与上述同样地是因为通过使基板P的支撑位置仅取决于（依赖于）支撑销主体51的高度来减小基板P的支撑位置的“偏移”。

如图3、图6、图11所示，升降装置70具备多根导向轴（guide shaft）72、支撑导向轴72的壳体（housing）73、滚珠丝杠（ball screw）75、轴承部76和马达（motor）77。导向轴72将支撑台35支撑为能够上下移动，起到使支撑台35水平地升降的作用。

滚珠丝杠75由轴承部76支撑为能够在上下方向上进退，且上端部与支撑台35的下表面中央部连接。设于轴承部76的未图示的滚珠螺母（ball nut）与该滚珠丝杠75螺合，从而构成将绕轴的旋转运动变换为沿着轴的直线运动的滚珠丝杠机构（ball screwmechanism）。

马达77在轴承部76的侧部（图11的右侧部）而使马达轴（motor shaft）朝上设置。在轴承部76和马达77的马达轴上分别设置有皮带轮（pulley），环形带（endless belt）79架设于两皮带轮之间。

如上所述，当驱动马达77时，其旋转力经由环形带79而向轴承部76的滚珠螺母传递，使滚珠丝杠75上下移动。其结果为，支撑台35与滚珠丝杠75一体地升降，从而构成使底座31在下降位置（图略）和上升位置（图略）之间产生位移的结构。

在使底座31位于下降位置的状态下，在输送机20上被搬运的基板P的下方，各支撑销50处于与基板P隔开规定距离的间隔状态。另一方面，当使底座31向上升位置移动时，支撑销50从下方与基板P的下表面抵接，从而形成对停止在安装作业位置的基板P进行支撑（support）的结构。

3.本实施方式的效果

根据本实施方式，能够在使用定位板40的情况下和不使用定位板40的情况下共同使用支撑销主体51。因此，与根据定位板40的有无来变更所使用的支撑销的种类的情况相比，能够将支撑销的持有数量降低到大约一半左右。

而且，根据本实施方式，在金属块61的轴孔63设置有密封环65。因此，与金属彼此的嵌合相比，密接性高，且容易拆除。而且，即使发生磨损，也只需更换密封环65即可，与整体更换金属块61的情况相比，具有能够降低成本（cost）的优点。

而且，根据本实施方式，由于利用磁力将支撑销50固定于底座31，因此支撑销50难以倾倒，而且难以引起位置偏移。

<其他实施方式>

本发明不限于由上述说明和附图说明的实施方式，例如以下的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

（1）在上述实施方式中，作为搭载有基板支撑装置30的基板处理装置的一例，例示了“表面安装机1”，但是基板处理装置不限于表面安装机。即，只要是使用基板支撑装置30对所支撑的印刷基板P进行任何处理的装置即可，例如，本发明也能够适用于将焊膏（paste）印刷于印刷基板P的印刷装置、在印刷基板P上涂敷粘接剂的点胶机（dispenser）。另外，在印刷装置的情况下，刮板（squeege）、驱动（移动）刮板的驱动部是“执行部”，在点胶机的情况下，排出涂敷液的头部、驱动（移动）头部的驱动部是“执行部”。

（2）在上述实施方式中，支撑销50形成为直线形状，但是例如，如图12所示，也可以采用将支撑销主体151前端的支撑部155弯曲成L字型这一形状的支撑销150。若设为弯曲成L字型的形状，则可获得能够对在俯视图中从底座31露出的范围也进行支撑（support）的效果。

（3）在上述实施方式中，姿态稳定部件60为金属制，但是，如图13所示，也可以采用姿态稳定部件260为合成树脂制成的支撑销250。若如此，则能够舍弃密接环而直接安装于支撑销主体51的小径部53，因此能够降低成本（cost）。而且，也可以将姿态稳定部件260直接安装于具有弯曲成L字型的形状的支撑部155的支撑销主体151。

Claims (8)

1.一种支撑销，配置在设于基板支撑装置的底座上，用于支撑印刷基板，其特征在于，所述支撑销具备：

支撑销主体，具有形成于下端侧的小径部和形成于前端侧的支撑部，所述小径部与形成于定位板的定位孔嵌合，其中所述定位板装卸自如地安装于所述底座上，并且所述支撑部支撑所述印刷基板；及

姿态稳定部件，能够装卸地安装于所述支撑销主体的所述小径部，在不使用所述定位板而将所述支撑销主体配置于所述底座上的情况下，使所述支撑销主体相对于所述底座稳定为立起的姿态。

2.根据权利要求1所述的支撑销，其特征在于，具备：

收容部，形成于所述支撑销主体的下端面；及

磁体，安装于所述收容部。

3.根据权利要求2所述的支撑销，其特征在于，

仅所述支撑销主体的下端面与所述底座接触，所述磁体不与所述底座接触。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的支撑销，其特征在于，

所述姿态稳定部件具备：

金属体，与所述小径部嵌合的轴孔贯通地形成于该金属体的中心部；及

密接环，安装于所述轴孔的内周面，并由与所述小径部密接的弹性材料构成。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的支撑销，其特征在于，

所述姿态稳定部件是合成树脂制成的，并直接安装于所述支撑销主体的所述小径部。

6.一种基板支撑装置，其特征在于，具备：

权利要求1～5中任一项所述的支撑销；

底座，用于安装所述支撑销；及

升降装置，使所述底座升降。

7.根据权利要求6所述的基板支撑装置，其特征在于，

具备定位板，该定位板装卸自如地安装于所述底座的上表面，并形成有对所述支撑销进行定位的定位孔。

8.一种基板处理装置，其特征在于，具备：

权利要求6或7所述的基板支撑装置；及

执行部，对由所述基板支撑装置支撑的印刷基板执行规定的处理。