JP3144053B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品実装装置に係
り、詳しくは、隣接するコンベアの間での基板同士の衝
突を防止しながら電子部品実装ラインの基板の搬送速度
を高速化でき、また基板が前コンベアの待機位置で待機
中に、回転しているこの前コンベアのベルトに摺接して
損傷するのを回避できる電子部品実装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＱＦＰ、ＳＯＰ、抵抗チップ、コンデサ
チップなどのチップタイプの電子部品（以下「チップ」
という）を基板に実装する電子部品実装ラインは、基板
の電極にクリーム半田を塗布するスクリーン印刷部、基
板の電極上にチップを搭載する電子部品実装部、チップ
を電極に接着するクリーム半田を加熱処理するリフロー
部を並設して構成されている。

【０００３】図８は従来の電子部品実装ラインの正面図
である。なお同図は縮尺を大きくして図を明瞭にするた
め、電子部品実装ラインをＩ２−Ｉ２により分割して示
している。Ｂはロータリーヘッド式電子部品実装部であ
り、この電子部品実装部Ｂのロータリーヘッド１の下部
には多数個の移載ヘッド３がその円周方向に沿って設け
られており、ロータリーヘッド１が矢印Ｎ方向に回転す
ることにより、移載ヘッド３はチップ供給部（図外）の
チップＰをノズル２に吸着してピックアップし、基板Ｓ
に移送搭載する。ロータリーヘッド１の下方には中央コ
ンベア１０が配置されており、この中央コンベア１０は
Ｘテーブル４、Ｙテーブル５、Ｚテーブル６から成るＸ
ＹＺテーブル７上に載置されている。中央コンベア１０
の基板Ｓの搬入側には、スクリーン印刷部Ａを通過して
半田部が形成された基板Ｓをこの中央コンベア１０に搬
入する前コンベア８が配設され、また中央コンベア１０
の基板Ｓの搬出側には、電子部品実装部Ｂによりチップ
Ｐが実装された基板Ｓをこの中央コンベア１０から後工
程のリフロー部Ｃに搬出する後コンベア１２が配設され
ている。上記コンベア８，１０，１２はいずれもベルト
コンベアである。

【０００４】中央コンベア１０上には、基板Ｓを両側部
からクランプして位置決めする位置決め部１５が設けら
れており、また中央コンベア１０の基板Ｓの搬出側の端
部の上方には、基板Ｓをロータリーヘッド１の直下の搭
載位置ａで停止させるストッパとしてのシリンダ１６が
設けられている。シリンダ１６のロッド１７を突出させ
ることにより、中央コンベア１０上に搬送されてきた基
板Ｓを搭載位置ａで停止させ、またロッド１７を引き込
ませることにより後コンベア１２に搬出する。また前コ
ンベア８の基板Ｓの搬出側の端部と中央部上にも、所定
間隔をあけてストッパとしての第１のシリンダ１８と第
２のシリンダ２６が設けられており、第１のシリンダ１
８のロッド１９を突没させることにより第１の待機位置
ｂで基板Ｓを停止させ、また次の中央コンベア１０へ搬
出する。また第２のシリンダ２６のロッド２７を突没さ
せることにより第２の待機位置ｃで基板Ｓを停止させ、
また次の第１の待機位置ｂへ搬出する。

【０００５】Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は各コンベア８，１０，
１２を駆動するモータであって、３０，３１，３２は各
コンベア８，１０，１２に配備されたベルトである。３
８はベルト３０やベルト３２が調帯されたプーリであ
る。各コンベア８，１０，１２の基板Ｓの送り速度は、
前コンベア８がＶ１、中央コンベア１０がＶ２、後コン
ベア１２がＶ３であり、これらの速度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３
の関係は、各コンベア８，１０，１２の送り速度が等し
くなるようにＶ１＝Ｖ２＝Ｖ３となっている。３３は前
コンベア８の本体ボックスであり、３４は後コンベア１
２の本体ボックスである。

【０００６】従来手段は上記のような構成より成り、次
に動作を説明する。図８においてスクリーン印刷部Ａを
通過した基板Ｓは、前コンベア８から中央コンベア１０
に搬入され、シリンダ１６のロッド１７に当たって中央
コンベア１０の搭載位置ａで停止し、位置決め部１５に
よりクランプされて位置決めされる。次にＺテーブル６
の駆動により中央コンベア１０は同図鎖線位置まで下降
し、次にＸＹテーブル４，５により中央コンベア１０を
ＸＹ方向に移動させながら、移載ヘッド３のノズル２に
吸着されたチップＰを基板Ｓの所定の座標位置に順次移
送搭載する。この搭載中に、スクリーン印刷部Ａから前
コンベア８に後続の基板Ｓが順次搬送され、後続の１枚
目の基板Ｓが第１のシリンダ１８のロッド１９に当たっ
て前コンベア８の第１の待機位置ｂに待機され、後続の
２枚目の基板Ｓが第２のシリンダ２６のロッド２７に当
たって第２の待機位置ｃで待機される。

【０００７】チップＰの実装が終了したならば、Ｚテー
ブル４を駆動して中央コンベア１０を同図実線位置まで
上昇させ、シリンダ１６のロッド１７を引き込ませて、
チップＰが実装された基板Ｓを中央コンベア１０から後
コンベア１２に搬出し、次の工程のリフロー部Ｃへ搬送
する。これと同時に、前コンベア８上のシリンダ１８，
２６のロッド１９，２７を引き込ませて、第１の待機位
置ｂの基板Ｓを中央コンベア１０に搬入し、第２の待機
位置ｃの基板Ｓを第１の待機位置ｂへ送り、スクリーン
印刷部Ａからは第２の待機位置ｃへ基板Ｓが搬出され
る。その後上述と同様の操作を繰り返すことにより順次
基板ＳにチップＰが実装される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子部品実
装部Ｂは、基板ＳにチップＰを極めて高速度で実装（毎
秒５個以上）できるように、極力実装時間の短縮化を図
っている。ところが、コンベア８，１０，１２の送り速
度は極めて遅く、前コンベア８、中央コンベア１０、後
コンベア１２によって基板Ｓをスクリーン印刷部Ａから
リフロー部Ｃまで搬送する搬送時間に数秒という長い時
間を要している。このため、電子部品実装部Ｂの実装速
度を高速化して実装時間を短縮しても、各コンベア８，
１０，１２による基板Ｓの搬送速度が遅いために、スク
リーン印刷部Ａから搬出されてきた基板ＳにチップＰを
実装してから次工程のリフロー部Ｃに送るまでの総時間
は実質的にさほど短縮されていないのが実情である。

【０００９】これを解消するためには、各コンベア８，
１０，１２の送り速度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を等しく高速化
することが考えられるが、このようにすると、殊に基板
Ｓがコンベアの長さいっぱいの大形のものの場合、コン
ベアの駆動開始時に、前コンベア８上の基板Ｓが中央コ
ンベア１０上の基板Ｓに、また中央コンベア１０上の基
板Ｓが後コンベア１２上の基板Ｓに、すなわち後続の基
板Ｓが先行の基板Ｓに衝突しやすくなるという問題点が
生じる。

【００１０】また前コンベア８のモータＭ１は、第１の
待機位置ｂや第２の待機位置ｃで待機中の基板Ｓが次の
停止位置まで移動する際に、瞬時に基板Ｓを搬送できる
ように、基板Ｓの待機中にも常時駆動している。このた
め、前コンベア８の第１の待機位置ｂや第２の待機位置
ｃに待機中の基板Ｓは、回転しているベルト３１に摺接
して損傷しやすいという問題点があった。

【００１１】そこで本発明は、次のコンベアに基板が移
動する際の基板同士の衝突を防止しながら、基板を高速
度で搬送でき、また前コンベアの待機位置で待機中の基
板が回転するベルトに摺接して損傷することのない電子
部品実装装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、ベルトコンベ
アから成る前コンベアに、基板の待機位置の下方に配設
されて、この基板を前コンベアのベルト上から持ち上げ
る持ち上げ手段と、この持ち上げ手段を昇降させる昇降
手段とを設けたものである。

【００１３】

【作用】上記構成において、本発明にあっては、前コン
ベアの待機位置に基板が待機されると、待機中の基板を
持ち上げ板により持ち上げてベルトから離す。これによ
り前コンベアの待機位置で待機中の基板は、回転してい
るベルトに摺接して損傷することはない。

【００１４】

【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図１は本発明に係る電子部品実装ラインの正
面図である。なお同図は縮尺を大きくして図を明瞭にす
るため、電子部品実装ラインをＩ１−Ｉ１により分割し
て示している。図中、図８に示す従来装置と同じ構成部
品には同一符号を付して説明を省略する。本装置におい
て、前コンベア８の送り速度Ｖ１と、中央コンベア１０
の送り速度Ｖ２と、後コンベア１２の送り速度Ｖ３は、
前コンベア８より中央コンベア１０を低速にし、また中
央コンベア１０より後コンベア１２が高速になるよう
に、Ｖ１＞Ｖ２＜Ｖ３の関係になっており、速度比は例
えばＶ１：Ｖ２：Ｖ３＝２：１：２である。

【００１５】また、前コンベア８の本体ボックス３３内
には、第１の待機位置ｂに待機中の基板Ｓと第２の待機
位置ｃに待機中の基板Ｓを各々個別に持ち上げる一対の
持ち上げ装置３５，３６が配設されており、さらに後コ
ンベア１２の基板Ｓの搬入側の端部には、中央コンベア
１０から搬出された基板Ｓを後コンベア１２へ高速度で
搬送するための高速送り装置３７が設けられている。本
体ボックス３３には、基板ＳへのチップＰの実装に先駆
けて基板Ｓの品種に応じ、前コンベア８間の間隔を調整
をする間隔調整手段が配備されている。以下、この間隔
調整手段を図５を参照して説明する。

【００１６】図５は前コンベア８とその駆動系の斜視図
である。４０はＬ字形の固定プレートであり、固定プレ
ート４０上に基板Ｓの品種に応じてＹ方向に移動する可
動プレート４１が設けられている。前コンベア８は固定
プレート４０および可動プレート４１の上端部に取り付
けられている。固定プレート４０と可動プレート４１の
中央部と基板Ｓの搬出側の端部には、後述する昇降板５
４，５５の両端部を挿通させるための４つの開口部４０
ａ，４１ａが形成されている。これらの固定プレート４
０と可動プレート４１により前記本体ボックス３３が構
成されている。

【００１７】４２は固定プレート４０の両側部上に設け
られたＹ方向（基板Ｓの幅方向）に延びる一対のガイド
レール、４３は可動プレート４１の下面に設けられたス
ライダである。４４は可動プレート４１に設けられたナ
ットであり、４５はナット４４が螺合されたボールねじ
である。モータ４６を駆動するとボールねじ４５が回転
し、可動プレート４１がガイドレール４２に沿ってＹ方
向に移動し、基板Ｓの品種に応じて前コンベア８の間の
間隔調整を行う。なおこの間隔調整手段は、図示しない
ものの中央コンベア１０および後コンベア１２にも配備
されている。次に、上記基板Ｓの持ち上げ装置３５，３
６を詳細に説明する。

【００１８】図５において５０，５１はシリンダであ
り、固定プレート４０の基板Ｓの搬出側の端部と、中央
部に各々設けられている。シリンダ５０のロッド５２
と、シリンダ５１のロッド５３の先端部にはＹ方向に延
びる昇降板５４，５５が設けられている。昇降板５４，
５５は固定プレート４０の下面のＹ方向の幅とほぼ同じ
長さを有している。昇降板５４，５５の各々の一端部の
下面にはガイドロッド５６が垂設され、このガイドロッ
ト５６は固定プレート４０上に立設されたガイドリング
５７に摺動自在に挿通されている。シリンダ５０，５１
を駆動してロッド５２，５３を突没させると、昇降板５
４，５５が昇降する。

【００１９】５８は待機位置ｂで待機する基板Ｓを上記
ベルト３０上から持ち上げる持ち上げ手段としての左右
一対の持ち上げ板であり、５９は待機位置ｃで待機する
基板Ｓをベルト３０上から持ち上げる同じく持ち上げ手
段としての左右一対の持ち上げ板である。６０は昇降板
５４，５５の両端部に載置されて、各持ち上げ板５８，
５９を持ち上げる持ち上げ部である。シリンダ５０，５
１の駆動により昇降板５４，５５が昇降すると、持ち上
げ部６０を介して持ち上げ板５８，５９が昇降する。次
に、この持ち上げ部６０を図６を参照して説明する。

【００２０】図６は前コンベア８の断面図である。図６
において、左半部（ａ）は前コンベア８の下降状態を、
また右半部（ｂ）は上昇状態を示している。前コンベア
８の支持ブラケット６１の下部にブロック６８に取り付
けられた軸受６２が設けられ、軸受６２に昇降シャフト
６３が昇降自在に挿通されている。昇降シャフト６３の
下部には回転自在なローラ６４が設けられ、昇降シャフ
ト６３の上部にはブロック６８より上方に配置される上
記持ち上げ板５８が設けられている。モータ４６の駆動
により可動プレート４１がＹ方向に移動する際に、可動
プレート４１側のローラ６４が昇降板５４上を回転しな
がら移動する。なお、固定プレート４０側のローラ６４
は回転しない固定ローラでもよい。軸受６２と昇降シャ
フト６３の下部との間には、昇降シャフト６３を下方に
付勢するスプリング６５が設けられている。

【００２１】図６（ｂ）に示すように、シリンダ５０の
ロッド５２を突出させると昇降板５４は上昇し、これに
よりスプリング６５は収縮して昇降シャフト６３が高さ
ｔだけ上昇し、押し上げ板５８はその上端部により基板
Ｓの下面を押し上げて、この基板Ｓをベルト３０から持
ち上げる。また図６（ａ）に示すように、シリンダ５０
のロッド５２を引き込ませると昇降板５４は下降する。
するとスプリング６５のばね力により昇降シャフト６３
が下降し、押し上げ板５８は下降して基板Ｓの下面から
離れ、基板Ｓは再びベルト３０上に接地される。これら
の構成部品５０〜５７，６２〜６５により持ち上げ板５
８，５９を昇降させる昇降手段が構成されている。持ち
上げ装置３６の持ち上げ部６０も同様の構成および作動
である。次に、後コンベア１２に設けられた上記高速送
り装置３７を図７を参照して説明する。

【００２２】図７において、７０は台板であり、この台
板７０には垂直方向に延びるガイドレール７１が設けら
れている。７２はスライダであり、昇降プレート７３に
設けられている。昇降プレート７３の下部にはモータ７
４が設けられ、このモータ７４の出力軸７５に駆動ロー
ラ７６が取り付けられている。７７は後コンベア１２の
支持ブラケットであり、この支持ブラケット７７の基板
Ｓの搬入側の端部に駆動ローラ７６に対する従動ローラ
７８が回転自在に設けられている。７９は台板７０に設
けられたシリンダであり、ロッド８０がカップリング８
１により昇降プレート７３の上端部に突設した連結ロッ
ド８２に連結されている。８３は基板Ｓが後コンベア１
２に搬送されてきたのを検出するための基板検出センサ
である。このセンサ８３が基板Ｓの端部を検出すると、
モータ７４が駆動して基板Ｓを高速度で搬送する。

【００２３】本装置は上記のような構成より成り、次に
動作を説明する。予め図５においてモータ４６を駆動し
てボールねじ４５を回転させ、可動プレート４１をＹ方
向に移動させて、基板Ｓの幅に対応するように前コンベ
ア８と前コンベア８の間隔を調整しておく。なお、図示
しないものの中央コンベア１０，後コンベア１２も同様
の間隔調整を行う。

【００２４】図１において、スクリーン印刷部Ａを通過
して半田部が形成された基板Ｓは前コンベア８から中央
コンベア１０に搬入され、この中央コンベア１０の搭載
位置ａでシリンダ１６のロッド１７に当たって停止し、
位置決め部１５により位置決めされる。

【００２５】次いで、図２に示すようにＺテーブル６に
より中央コンベア１０を下降させ、ＸＹテーブル４，５
を駆動して基板ＳをＸＹ方向に移動させながら、電子部
品実装部Ｂにより移載ヘッド３のノズル２に吸着された
チップＰを基板Ｓに移送搭載する。このチップＰの実装
作業中に、スクリーン印刷部Ａから順次後続の基板Ｓが
前コンベア８に搬送され、同図実線に示すように後続の
１枚目の基板Ｓをシリンダ１８のロッド１９に当てて第
１の待機位置ｂに待機させ、また同図鎖線に示すように
後続の２枚目の基板Ｓをシリンダ２６のロッド２７に当
てて第２の待機位置ｃに待機させておく。

【００２６】続いて、図３に示すようにシリンダ５０，
５１のロッド５２，５３を突出させて昇降板５４，５５
を上昇させることにより、押し上げ板５８，５９を上昇
させ、これにより第１の待機位置ｂおよび第２の待機位
置ｃに待機中の基板Ｓを押し上げ板５８，５９により持
ち上げて支持し、回転しているベルト３０から基板Ｓを
離す。これにより、従来手段では常時回転しているベル
ト３０が基板Ｓの下面に摺接して基板Ｓやベルト３０が
損傷していたが、本手段では押し上げ板５８，５９によ
り第１の待機位置ｂおよび第２の待機位置ｃの基板Ｓを
ベルト３０から持ち上げて待機させるので、基板Ｓが待
機中に損傷したりベルト３０が損傷したりすることはな
い。

【００２７】次に、図４に示すように基板Ｓへのチップ
Ｐの実装が終了したら、Ｚテーブル６により中央コンベ
ア１０を元の高さ位置まで上昇させるとともに、シリン
ダ５０，５１のロッド５２，５３を引き込ませて押し上
げ板５８，５９を下降させ、これにより持ち上げられて
いた第１の待機位置ｂの基板Ｓと第２の待機位置ｃの基
板Ｓを再びベルト３０上に着地させる。次いで、各シリ
ンダ１６，１８のロッド１７，１９を一斉に引き込ませ
ることにより、搭載位置ａの基板Ｓは中央コンベア１０
から後コンベア１２に搬出され、また第１の待機位置ｂ
の基板Ｓは中央コンベア１０の搭載位置ａまで搬送され
る。

【００２８】このとき、コンベアの送り速度は前コンベ
ア８の送り速度Ｖ１より中央コンベア１０の送り速度Ｖ
２が低速であるため、例えば基板Ｓがコンベアいっぱい
の長さを有する大形のものであっても、前コンベア８か
ら中央コンベア１０に高速で搬入されてきた基板Ｓは、
中央コンベア１０に移動した際に送り速度が急激に遅く
なるのでブレーキ効果が生じ、一方中央コンベア１０の
送り速度Ｖ２より後コンベア１２の送り速度Ｖ３の方が
高速であるため、チップＰが実装された中央コンベア１
０上の基板Ｓは、後コンベア１２に移動するとすぐに高
速搬送されるので、基板Ｓがコンベア間を移動する際に
基板Ｓ同士が衝突することはない。

【００２９】また図７において、基板Ｓが中央コンベア
１０から後コンベア１２に移動する際に、センサ８３が
基板Ｓの先端部を検出するとシリンダ７９が作動して駆
動ローラ７６と従動ローラ７８との間に、基板Ｓの先端
部が挟まれる。そして、モータ７４が駆動されて駆動ロ
ーラ７６が高速回転する。これにより駆動ローラ７６と
従動ローラ７８との間で挟持された基板Ｓが後コンベア
１２に高速度で搬送される。このため、後コンベア１２
による基板Ｓの搬送がさらに高速化する。その後上述と
同様の操作を繰り返して順次基板ＳにチップＰを実装す
る。

【００３０】本装置では前コンベア１０および後コンベ
ア１２の送り速度が高速であるため、従来手段のように
各コンベア８，１０，１２の送り速度を等速度にしたも
のより、スクリーン印刷部Ａからリフロー部Ｃまでの基
板Ｓの搬送時間を含めた実装にかかる総時間を短縮し
て、電子部品実装ラインにおいて基板Ｓを高速度で搬送
できる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、コンベア
の送り速度が前コンベアより中央コンベアが低速であ
り、また中央コンベアより後コンベアが高速であるた
め、前コンベアから中央コンベアに高速で搬入されてき
た基板は、中央コンベアに移動した際に送り速度が急激
に遅くなるのでブレーキ効果が生じ、一方電子部品が実
装された中央コンベア上の基板は、後コンベアに移動す
るとすぐに高速搬送されるので、基板がコンベア間を移
動する際に基板同士が衝突することはない。しかも前コ
ンベアおよび後コンベアの送り速度が高速であるため、
基板の搬送時間を含めた実装にかかる総時間を短縮し
て、電子部品実装ラインにおいて基板を高速度で搬送で
きる。

【００３２】また前コンベアに、この前コンベアの待機
位置に待機中の基板を持ち上げ手段によりベルトから持
ち上げる昇降手段を設けているため、前コンベアの待機
位置で待機中の基板が、回転しているベルトに摺接して
損傷することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電子部品実装ラインの
正面図

【図２】本発明の一実施例に係る電子部品実装ラインの
正面図

【図３】本発明の一実施例に係る電子部品実装ラインの
正面図

【図４】本発明の一実施例に係る電子部品実装ラインの
正面図

【図５】本発明の一実施例に係る前コンベアと駆動系の
斜視図

【図６】（ａ）本発明の一実施例に係る前コンベアの下
降位置の断面図（ｂ）本発明の一実施例に係る前コンベ
アの上昇位置の断面図

【図７】本発明の一実施例に係る後コンベアの要部斜視
図

【図８】従来手段に係る電子部品実装ラインの正面図

【符号の説明】

８ 前コンベア １０ 中央コンベア １２ 後コンベア １５ 位置決め部 ３０ ベルト ５０ 昇降手段 ５１ 昇降手段 ５８ 持ち上げ手段 ５９ 持ち上げ手段 Ｂ 電子部品実装部 Ｃ リフロー部 Ｐ 電子部品 Ｓ 基板 ｂ 基板の待機位置 ｃ 基板の待機位置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半田部が形成された基板に電子部品を実装
   する電子部品実装部と、この電子部品実装部の下方に配
   置され、且つ基板の位置決め部が設けられた中央コンベ
   アと、この中央コンベアの基板の搬入側に設けられたベ
   ルトコンベアから成る前コンベアと、この基板をリフロ
   ー部へ送るべくこの中央コンベアの基板の搬出側に設け
   られた後コンベアと、前記前コンベアにおける基板の待
   機位置の下方に配設されて、待機中の基板を前記前コン
   ベアのベルト上から持ち上げる持ち上げ手段と、この持
   ち上げ手段を昇降させる昇降手段とを設けたことを特徴
   とする電子部品実装装置。