JP2001267794A - 基板搬送装置及び基板搬送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板搬送時間の短縮化を図る。 【解決手段】 各種形状の異なる基板Ｓを部品実装位置
まで搬入し、また部品実装位置から搬出する際、前記部
品実装位置は、実際に部品実装が行われる実装作業位置
の他に実装作業待機位置が設けられており、前記実装作
業位置及び実装作業待機位置には、搬送レベルから前記
基板Ｓを接離可能にするクランプ装置２１ａ，２１ｂが
それぞれ具備されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部品実装位置に基
板を搬入し、また部品実装位置から搬出する基板搬送装
置及び基板搬送方法に関し、その基板搬送時間の短縮化
を図る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来の基板搬送装置及び基板搬送
方法について説明する。尚、本説明では、基板上に各種
電子部品を実装する多機能チップマウンタに搭載される
搬送機構について紹介する。

【０００３】図１１は従来の基板搬送装置の平面図であ
り、１０１は部品実装装置による部品実装位置１０２に
各種基板１０３を搬入する搬入コンベアで、１０４は部
品実装作業の完了した前記基板１０３を部品実装位置１
０２から搬出する搬出コンベアである。

【０００４】また、１０５は前記実装位置まで搬入され
てきた基板１０３を位置決めする位置決めストッパで、
当該ストッパ１０５にベルト搬送されてきた基板１０３
の先端部を当接させて位置決めするものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の基板搬
送装置及び基板搬送方法では、扱う基板１０３の基板サ
イズの大小にかかわらず、上記ストッパ１０５に当接す
る位置まで所定の搬送ストローク（例えば、Ｌ１ｍｍ）
で基板１０３を搬送していた。

【０００６】そのため、例えば携帯電話等に使用される
比較的基板サイズの小さい基板（以下、小基板と称
す。）を扱う場合でも、上記搬送ストロークは同一であ
り、基板の移送距離が長くなる分、搬送効率が低下する
ことになる。

【０００７】従って、当該小基板を搬送する場合の搬送
時間の短縮化を図り、生産性を向上させたいという要望
があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題に鑑
み、本発明の基板搬送装置及び基板搬送方法は、各種形
状の異なる基板をコンベア上に載置した状態で部品実装
位置まで搬入し、また部品実装位置から搬出するもので
あって、当該部品実装位置には、実際に部品実装が行わ
れる実装作業位置の他に実装作業待機位置が設けられ、
実装作業中の前記基板を前記コンベアによる搬送レベル
から接離可能にする上下動機構を具備させたことで、前
記実装作業待機位置への前記基板の搬入を前記実装作業
位置での実装作業中に可能にしたことを特徴とするもの
である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の基板搬送装置及び基板搬送方法を多機能チップ
マウンタの基板搬送機構に適用した一実施形態について
説明する。

【００１０】このマウンタは、各種の電子部品を各種形
態の異なる基板に実装可能に構成されている。図１はマ
ウンタの平面図であり、同図に示すようにマウンタ１
は、機台２と、機台２の中央部に左右方向に延在する基
板供給部３と、機台２の前部（図示の下側）及び機台２
の後部（図示の上側）にそれぞれ部品供給部が準備され
ている。

【００１１】そして、当該部品供給部には、例えば部品
をテープに収納した状態で供給するテープカセットフィ
ーダー４ａと、部品をトレイに収納した状態で供給する
トレイフィーダー４ｂとが、それぞれ任意に配置されて
いる。尚、図１に示す本実施形態では、機台２の前部
（図示の下側）には複数個のテープカセットフィーダー
４ａから成るテープカセットフィーダー４ａ群が２体配
置され、機台２の後部（図示の上側）にはテープカセッ
トフィーダー４ａ群が１体と、トレイフィーダー４ｂが
１体配置された状態を示している。

【００１２】しかし、これは一例に過ぎず、扱う基板Ｓ
に実装する各種部品の種類に応じて、任意に変更できる
ものであることは言うまでもないことであり、更に言え
ば、スティック内に部品を収納した状態で供給するステ
ィックフィーダーも含めた３種類の部品供給フィーダー
を任意に選択配置させれば良い。

【００１３】また、機台２には、隣り合う部品供給部
群、例えば機台２の前部（図示の下側）に配置された２
体のテープカセットフィーダー４ａ群の範囲内で、また
機台２の後部（図示の上側）に配置されたテープカセッ
トフィーダー４ａ群とトレイフィーダー４ｂの範囲内で
Ｘ移動自在なＸビーム５ａと、当該Ｘビーム５ａを基板
供給部３を挟んで、機台２の前部から機台２の後部に跨
って移動自在と為す一対のＹビーム５ｂとが準備されて
いる。

【００１４】前記Ｘビーム５ａには、電子部品を吸着及
び装着するための第１ヘッドユニット６ａ及び第２ヘッ
ドユニット６ｂが搭載されている。各ヘッドユニット６
ａ，６ｂには、吸着ノズル７（図２参照）を装着した装
着ヘッド８が搭載されている他、基板認識カメラ（図示
省略）が搭載されている。また、機台２上には、基板供
給部３を挟んで、一対の部品認識カメラ１０ａ，１０ｂ
と、２台のノズルストッカ１１ａ，１１ｂとが、それぞ
れ配設されている。

【００１５】このマウンタ１では、表面実装部品等の小
さい電子部品は、主にテープカセットフィーダー４ａ群
やスティックフィーダーから供給され、多リード部品等
の大きい電子部品は、主にトレイフィーダー４ｂから供
給される。

【００１６】また、基板Ｓは、基板供給部３により左方
から供給されて機台２の中央に不動にセットされ、右方
に排出される。

【００１７】そして、例えば第１ヘッドユニット６ａを
用いて、機台２の前部（図示の下側）に配置された２体
のテープカセットフィーダー４ａ群から供給される電子
部品を基板Ｓに実装する場合について説明すると、先
ず、Ｘビーム５ａの作動により、第１ヘッドユニット６
ａを所望のテープカセットフィーダー４ａに臨ませ、前
記吸着ノズル７に所望の電子部品を吸着させる。続い
て、Ｙビーム５ｂの作動により、前記第１ヘッドユニッ
ト６ａを基板方向に移動させる途上で、吸着ノズル７に
吸着された状態の電子部品を（機台２の前部側の）部品
認識カメラ１０ａに臨ませて位置認識させ、更にＹビー
ム５ｂの作動により、当該第１ヘッドユニット６ａを基
板Ｓの所定の位置まで移動させて、当該第１ヘッドユニ
ット６ａに搭載された基板認識カメラで基板位置を認識
させた後、電子部品を基板Ｓに装着させる。

【００１８】基板供給部３は、中央に配設したクランプ
装置２１と、クランプ装置２１の図示左側に連なる基板
搬入機構２２と、クランプ装置２１の図示右側に連なる
基板搬出機構２３とを有している。基板Ｓは、基板搬入
機構２２により、装置外からクランプ装置２１に搬入さ
れ、クランプ装置２１で電子部品の装着を受けるべく不
動にセットされ、かつ部品装着の際に撓まないように下
側から支持される。

【００１９】そして、電子部品の装着が完了した基板Ｓ
は、クランプ装置２１から基板搬出機構２３を介して装
置外に搬出される。

【００２０】ところで、クランプ装置２１にクランプさ
れた基板Ｓに、電子部品が装着（実装）されるが、その
際、基板Ｓの撓みを防止すべく基板の裏側から後述する
バックアップピン１３（図２参照）を臨ませて、これを
支持するようにしている。基板Ｓは、その大きさや厚
み、基板の裏側に先付け部品があるか否かなどにより、
その配置が異なるため、基板の段取り替えの際に多数の
バックアップピン１３を抜き差しして、新たな基板Ｓに
対し適切な配置になるように並べ替えている。

【００２１】以下、図２及び図３を参照して、クランプ
装置２１について説明する。尚、以降のクランプ装置２
１の説明では、基板の搬送方向（長手方向）を前後（マ
ウンタ１全体としては左右）とし、基板の幅方向を左右
（マウンタ１全体としては前後）として説明を進めるこ
ととする。

【００２２】クランプ装置２１は、基板Ｓの左右両側端
部をそれぞれ支持する固定側基板導入台３１ａ及び可動
側基板導入台３１ｂと、導入する基板Ｓの幅に合わせて
可動側基板導入台３１ｂを左右方向に進退させる導入台
移動装置（図示省略）と、基板Ｓを基板搬入機構２２か
ら受け取って両基板導入台３１ａ，３１ｂの所定のクラ
ンプ位置（部品実装位置）までベルト搬送すると共に、
電子部品の装着が完了した基板Ｓをクランプ位置から基
板搬出機構２３までベルト搬送するコンベア方式の基板
移送装置３３（後述するコンベアローラ３３ａ，３３ｂ
とベルト３４）とを備えている。また、３９はエアシリ
ンダで、当該エアシリンダ３９の作動により基板供給部
３に搬入されてきた基板Ｓの幅方向の位置決めがされ
る。

【００２３】更に、クランプ装置２１は、前記基板導入
台３１ａ，３１ｂに固定されたエアシリンダ３９の作動
により付勢体（例えば、バネ３６等）を介して上下動レ
バー３７が上下動作されることで、基板Ｓをコンベアに
よる搬送レベルより接離可能にしている。即ち、図３
（ａ）に示すように前記上下動レバー３７が下動されて
いるときは、基板Ｓはコンベアによる搬送レベル位置に
あり、当該コンベアの駆動に伴い下流側に搬送される。
また、図３（ｂ）に示すように前記上下動レバー３７が
上動されているときは、基板Ｓは搬送レベル位置よりも
上方に移送されており、従って、当該基板Ｓはコンベア
による搬送動作から開放される。

【００２４】更に、クランプ装置２１は、クランプ位置
にセットされた基板Ｓに下側から臨みこれを支持する多
数のバックアップピン１３と、多数のバックアップピン
１３が立設されたバックアップテーブル１４ａと、バッ
クアップテーブル１４ａを介してバックアップピン１３
を昇降させるバックアップピン昇降装置１５（図２及び
図５参照）とを備えている。

【００２５】そして、固定側基板導入台３１ａと可動側
基板導入台３１ｂとは、対向するように配設され、また
バックアップテーブル１４ａとバックアップピン昇降装
置１５とは、両基板導入台３１ａ，３１ｂ間の下方に配
設されている。尚、前記バックアップテーブル１４ａは
平面視略方形に形成されており、その上側には前記バッ
クアップピン１３を立設するためのピンセットプレート
１４ｂが載置され、当該ピンセットプレート１４ｂに
は、バックアップピン１３を立設するための多数のセッ
ト孔１４ｃが形成されている。多数のセット孔１４ｃ
は、ピンセットプレート１４ｂの全域に分布している
が、広狭幅の異なる基板Ｓに対応させるべく、固定基板
導入台３１ａ側は細かいピッチでかつ可動基板導入台３
１ｂは荒いピッチで配設されている。この場合、バック
アップピン１３は、基板Ｓの大きさに合わせ、かつ基板
Ｓの裏面に先付け部品がある場合にはこれを逃げて、適
宜セット孔１４ｃに差し込まれるようにしてセット（装
着）される。

【００２６】そして、前記バックアップテーブル１４ａ
は、モータ１６が回転駆動され、その回転がベルト１７
を介してカム１８に伝達され、当該カム１８が回転され
ることで、カム１８に接するリンク体１９がカム１８の
外周径に沿って揺動され、この揺動により、当該リンク
体１９の先端部２０に押し上げられる形で上下動作され
る。

【００２７】一方、前記固定側基板導入台３１ａには、
その内側の部位と、これに取り付けた基板移送装置３３
のコンベアローラ３３ａとにより、基板Ｓの側端部を案
内する断面「コ」字状のガイド溝３８が形成されてい
る。同様に、可動側基板導入台３１ｂには、その内側の
部位と、これに取り付けた基板移送装置３３のコンベア
ローラ３３ａとにより、基板Ｓの側端部を案内する断面
「コ」字状のガイド溝３８が形成されている。更に、可
動側基板導入台３１ｂには、ガイド溝３８の部分にエア
ーシリンダ３９が臨んでおり、導入した基板Ｓを固定側
基板導入台３１ａとの間で押圧・固定できるようになっ
ている。

【００２８】以下、図４及び図５を参照して、本発明の
特徴である基板搬送機構について説明する。

【００２９】ここで、本発明の特徴は、クランプ位置
（部品実装位置）に複数枚の基板Ｓ（本実施形態では、
クランプ位置に、実際に部品実装が行われる実装作業位
置と、実装作業待機位置とを備え、実装作業位置及び実
装作業待機位置にそれぞれ基板Ｓ）を搭載可能にし、基
板の各停止位置（基板搬入機構２２上、実装作業待機位
置上、実装作業位置上、基板搬出機構２３上）への基板
搬送時の搬送ストローク、特に実装作業待機位置から実
装作業位置への搬送ストローク（Ｌ２ｍｍ）を従来の搬
入コンベア１０１から部品実装位置１０２への搬送スト
ローク（Ｌ１ｍｍ＞Ｌ２ｍｍ）よりも短くしたことによ
り、基板搬送時間の短縮化を可能にしている。

【００３０】更に、前記クランプ装置２１が、前記実装
作業位置及び実装作業待機位置に合せてそれぞれ配置さ
れ（以下、前記実装作業位置側のクランプ装置を２１ａ
と称し、実装作業待機位置側のクランプ装置を２１ｂと
称す。）、実装作業位置側の基板及び実装作業待機位置
側の基板を、各クランプ装置２１ａ，２１ｂの上下動動
作により、それぞれ別々に前記基板移送装置３３による
搬送レベルから接離可能にしたことで、実装作業位置に
おける基板Ｓへの実装作業中に、実装作業待機位置への
基板Ｓの搬入を可能にしたことで、基板搬送効率を向上
させることができる。

【００３１】４５ａ，４５ｂはストッパで、ストッパ４
５ａは実装作業位置に搬入されてきた基板Ｓの先端部に
当接することで当該基板Ｓを位置決めするためのもの
で、４５ｂは基板搬入機構２２から実装作業待機位置へ
の基板Ｓの搬入を規制するためのものである。尚、上述
した図面紙上左から右への基板流れに対し、逆方向（右
から左）への基板流れの場合には、ストッパ４５ｂが実
装作業位置に搬入されてきた基板Ｓの先端部に当接する
ことで当該基板Ｓを位置決めし、４５ａが基板搬出機構
２３（機能としては、基板搬入機構２２に相当する。）
から実装作業待機位置への基板Ｓの搬入を規制すること
になる。

【００３２】４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６
ｅ，４６ｆ，４６ｇ，４６ｈはフォトセンサで、前記コ
ンベアによる基板Ｓの各部での通過状況を検知するもの
である。

【００３３】以下、本発明の基板搬送動作について説明
する。

【００３４】先ず、作業者による各種段取り作業が行わ
れる。即ち、例えば、扱う基板Ｓの基板サイズに合せて
基板搬入機構２２、基板供給部３、基板搬出機構２３等
の搬送コンベア幅の調整、基板供給部３のバックアップ
ピン１３の並べ替え等の各種調整を行う。尚、本実施形
態では、バックアップテーブル１４ａ上の、実際に実装
作業が行われる実装作業位置に対応する領域にのみバッ
クアップピン１３を立設させておく。

【００３５】以下、生産運転が開始されると、図６に示
すように基板搬入機構２２を介して基板Ｓが実装作業待
機位置を通って実装作業位置に搬入されると、当該基板
Ｓは、両コンベアローラ３３ａにより、ストッパ４５ａ
に突き当たるクランプ位置（部品実装位置）まで搬送さ
れる。

【００３６】続いて、エアーシリンダ３９が作動して、
基板Ｓを幅方向において不動に固定する。

【００３７】次に、クランプ装置２１ａ及びバックアッ
プピン昇降装置１５が作動して、基板を装着位置まで上
昇させる。そして、この位置で装着ヘッド８による電子
部品の実装作業が行われる。

【００３８】続いて、装着位置での実装作業中に上流の
基板搬入機構２２の基板受け渡し準備が完了したら（フ
ォトセンサ４６ｂが基板Ｓの存在を確認したのを受け
て）、基板供給部３のコンベアを駆動させて、上記基板
搬入機構２２の基板Ｓを当該基板供給部３のコンベア上
に載り移らせる。このとき、フォトセンサ４６ｃにより
基板Ｓの通過を確認後、その信号を受取った制御回路
（図示省略）は当該コンベアの駆動モータ（図示省略）
の駆動パルスを計数し、所定パルスを計数した後、当該
モータを停止させる（図７参照）。そして、クランプ装
置２１ｂが作動して、実装作業待機位置に搬入された基
板Ｓは待機位置まで上昇させる。尚、この実装作業待機
位置への基板搬入時には、装着位置にある基板Ｓは、上
記クランプ装置２１ａの上動により搬送レベルよりも上
方に移送されているため、搬送動作から開放されてお
り、従って、当該装着位置にある基板Ｓへの部品実装作
業は、この搬送動作とは無関係に続けられている。

【００３９】次に、装着位置での実装作業が完了した基
板Ｓの搬出作業に移る。この場合には、図８に示すよう
にクランプ装置２１ａが作動して、実装作業位置にある
基板Ｓをコンベアによる搬送レベルまで下降させる。ま
た、同様にクランプ装置２１ｂが作動して、図９に示す
ように実装作業待機位置にある基板Ｓをコンベアによる
搬送レベルまで下降させる。当然のことながら、クラン
プ装置２１ａ，２１ｂを同時に作動させても構わない。

【００４０】そして、基板供給部３と基板搬出機構２３
のコンベア駆動により実装作業位置にある基板Ｓを基板
搬出機構２３側に、また当該実装作業待機位置上の基板
Ｓを実装作業位置に搬送する。尚、このとき、基板搬入
機構２２側に実装作業待機位置上に搬送可能な基板Ｓの
準備ができていれば、上記搬送作業と同時に、当該基板
搬入機構２２上の基板Ｓも実装作業待機位置へ搬送する
ことになる。

【００４１】本実施形態では、各フォトセンサ、例えば
フォトセンサ４６ｂ（基板搬入機構２２上に搬送可能な
基板Ｓが有るか否か）、４６ｄ（実装作業待機位置上に
搬送可能な基板Ｓが有るか否か）、４６ｆ（実装作業位
置上に搬送可能な基板Ｓが有るか否か）、４６ｇ（基板
搬出機構２３側は基板Ｓの受取り可能状況にあるか否
か）の各検知情報に基づいて、制御装置が各コンベアを
駆動する駆動モータの作動を制御している。

【００４２】以下、同様にして基板搬送作業及び部品実
装作業が繰り返される。

【００４３】尚、上記実施形態の説明では、実装作業位
置上に載置させた基板Ｓ（例えば、携帯電話等に使用さ
れる小基板）に対する実装作業に関して説明したが、従
来と同様に通常サイズの基板を扱う場合には、実装作業
位置及び実装作業待機位置にて実装作業を行うものであ
り、この場合には、当然のことながらクランプ装置２１
ａ，２１ｂの上下動作は連動させる必要がある。更に言
えば、小基板を扱う場合においても、例えば、実装作業
位置での実装作業と共に、実装作業待機位置でも基板Ｓ
の実装作業を行わせるようにしても良い。

【００４４】以上、説明したように本発明によれば、部
品実装位置に、実際に部品実装が行われる実装作業位置
の他に実装作業待機位置を設けたことで、各基板の搬送
ストロークを短くでき、基板搬送時間の短縮化が図れ
る。特に、例えば携帯電話等に使用される小基板を扱う
場合等における搬送時間の短縮化が可能となり、生産性
が向上する。

【００４５】更に、本発明では、実装作業位置及び実装
作業待機位置に、搬送レベルから前記基板を接離可能に
する上下動機構（クランプ装置２１ａ，２１ｂ）をそれ
ぞれに具備させたことで、基板搬送時において、各実装
作業位置及び実装作業待機位置での基板Ｓの存在による
制約を受けることがないため、例えば実装作業中での実
装作業待機位置への基板の取り込みも可能となり、基板
搬送効率を向上させることができる。

【００４６】尚、本実施形態では、本発明をマウンタ１
に適用した一例を紹介しているが、これに限定されるも
のではなく、基板搬送機構を有する各種装置に適用可能
なものである。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、部品実装
位置に、実際に部品実装が行われる実装作業位置の他に
実装作業待機位置を設けたことで、各基板の搬送ストロ
ークを短くでき、基板搬送時間の短縮化が図れる。

【００４８】また、前記実装作業位置及び実装作業待機
位置には、搬送レベルから前記基板を接離可能にする上
下動機構をそれぞれ具備させたことで、各実装作業位置
及び実装作業待機位置での基板の存在による制約を受け
ることがない。そのため、例えば実装作業中での実装作
業待機位置への基板の取り込みも可能になり、基板搬送
効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたマウンタの平面図である。

【図２】本発明が適用されたマウンタの側面図である。

【図３】本発明の一実施形態に係る基板搬送装置のクラ
ンプ装置の側面図である。

【図４】本発明の一実施形態に係る基板搬送装置を示す
平面図である。

【図５】本発明の一実施形態に係る基板搬送装置を示す
正面図である。

【図６】本発明の一実施形態に係る基板搬送方法を示す
正面図である。

【図７】本発明の一実施形態に係る基板搬送方法を示す
正面図である。

【図８】本発明の一実施形態に係る基板搬送方法を示す
正面図である。

【図９】本発明の一実施形態に係る基板搬送方法を示す
正面図である。

【図１０】本発明の一実施形態に係る基板搬送方法を示
す正面図である。

【図１１】従来の基板搬送装置を示す平面図である。

【符号の説明】 １ マウンタ ３ 基板供給部 １３ バックアップピン ２１ クランプ装置 ２２ 基板搬入機構 ２３ 基板搬出機構 ３３ 基板移送装置 Ｓ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 繁 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5E313 AA02 AA11 AA15 AA23 DD02 DD03 DD05 DD07 DD12 DD13 DD14 DD50 EE02 EE22 EE35 EE50 FF12 FF13 FF31 FG01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各種形状の異なる基板をコンベア上に載
   置した状態で部品実装位置まで搬入し、また部品実装位
   置から搬出する基板搬送装置において、 前記部品実装位置には、実際に部品実装が行われる実装
   作業位置の他に実装作業待機位置が設けられ、 実装作業中の前記基板を前記コンベアによる搬送レベル
   から接離可能にする上下動機構が具備されていることを
   特徴とする基板搬送装置。
2. 【請求項２】 前記上下動機構は、前記実装作業位置及
   び前記実装作業待機位置にそれぞれ具備されていること
   を特徴とする請求項１に記載の基板搬送装置。
3. 【請求項３】 各種形状の異なる基板を部品実装位置ま
   で搬入し、また部品実装位置から搬出する基板搬送方法
   において、 前記部品実装位置に、実際に部品実装が行われる実装作
   業位置の他に実装作業待機位置を設け、前記実装作業待
   機位置への前記基板の搬入を前記実装作業位置での実装
   作業中に行うようにしたことを特徴とする基板搬送方
   法。
4. 【請求項４】 各種形状の異なる基板をコンベア上に載
   置した状態で部品実装位置まで搬入し、また部品実装位
   置から搬出する基板搬送方法において、 前記部品実装位置に、実際に部品実装が行われる実装作
   業位置の他に実装作業待機位置を設け、上下動機構の上
   動により実装作業位置にある前記基板を前記コンベアに
   よる搬送レベルより上方に移送させておき、前記実装作
   業待機位置への前記基板の搬入を前記実装作業位置での
   実装作業中に行うようにしたことを特徴とする基板搬送
   方法。