JP4055007B2 - 部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、メンテナンスの間隔を大幅に引き延ばすことができる部品実装装置に関するものである。

従来の部品実装装置はロータリー機と称されている大型で高速の部品実装装置が主体であったが、近年のそれはロータリー機の大きさと高価さが敬遠されて小型で部品吸引ヘッドが移動するタイプの部品実装装置が主流になってきている。

図４にその従来技術の部品実装装置の外観を示した。同図Ａはその部品実装装置の正面図、そして同図Ｂは同図Ａの矢示Ｂから見た側面図、そして図５は従来技術の部品実装装置の部品供給開口部における一部断面図である。

なお、図４Ａにおいては、同図Ｂに示したような複数個の各種部品カセットを載置した台車を省略して図示したことを予め断っておく。

図４において、符号１Ｂは全体として従来技術の部品実装装置を指す。この部品実装装置１Ｂは、本出願人が製造し、販売している小型チップ実装機（Ｃｏｎｐａｃｔ−Ｓｉｚｅ Ｃｈｉｐ Ｍｏｕｎｔｅｒ）Ｓｉ−Ｅ１１０型であって、上方部に部品実装空間２が形成されており、下方部には、同図Ｂに示したように、前後から複数個の各種部品カセットを載せ、それら部品カセットに組み込まれている部品テープを供給、巻き取るための機構を搭載した台車３がそれぞれ押し込める台車挿入空間４が形成されている。

部品実装空間２には、その一部分を図５に示したように、部品供給位置５の上方に移動してくる複数個の部品吸引ノズルＮが取り付けられているロータリー型の部品吸引ヘッド６、その部品吸引ヘッド６の移動機構（不図示）、電子部品や機械部品などの部品を実装する電子回路基板Ｂ、その電子回路基板Ｂを搬送する固定レール７ｆと可変レール７ｍとから構成されている基板搬送コンベア７、この基板搬送コンベア７を駆動するモーター８、そして上方に発熱装置９（図４Ａ）などが組み込まれている。

部品供給位置５には、複数種の部品カセット２０からの部品が供給されている。これらの部品カセット２０は前記の台車３に載せられ、外界に配置されていて、大小各種の個々の部品がエンボステープであるボトムテープとこれを封止しているトップテープとからなる部品テープ（不図示）に収納されている。これらの部品カセット２０から送られた部品テープは剥離器２１でトップテープが剥離され、剥離されたトップテープは巻き取りリール２２に巻き取られ、部品が取り出されたボトムテープはシューター２３を通じて外界に排出されるように構成されている。部品吸引ノズルＮによりピックアップされた個々の部品は基板搬送コンベア７により搬入された電子回路基板Ｂの所定の位置に載置、実装される。この部品の実装機構及びその動作は本発明の主要点ではないので詳細な説明は割愛する。

前記部品実装空間２の上面、両側面はカバー１０で、正面及び背面は透明板の覗き窓１１を備えた開閉ドア１２で概ね外界から隔離させている。それぞれの開閉ドア１２は上面のカバー７にヒンジ１３で連結されていて、矢示Ｒで示したように開閉できる構造となっている。

図４Ａ及び図５に示したように、部品実装空間２の正面及び背面の開閉ドア１２の下方と部品供給位置５との間には比較的大きな面積の部品供給空間１４が開いており、右側面のカバー１０には電子回路基板Ｂを供給する基板搬入開口部１５が、反対側の左側面のカバー１０には部品が実装された電子回路基板Ｂが搬出される、基板搬入開口部１５と同一の形状、大きさの基板搬出開口部（不図示）が形成されている。

なお、図４中、符号１５はモニター、符号１６は操作盤を指す。

しかし、前記のように従来技術の部品実装装置は、何れのタイプのものでも部品実装空間２内のゴミ対策はできておらず、部品実装空間２の内外の気圧は同じであるため、部品供給開口部１４、基板搬入開口部１２、基板搬出開口部（不図示）などから部品実装空間２の外部の浮遊塵埃が部品実装空間２の内部に容易に侵入できる。また、部品実装空間２の内部に位置している部品供給力セット２０からは、常時、紙剥離塵埃が発生し、部品実装空間２の内部を浮遊している。更にまた、部品実装空間２に搬入されてくる電子回路基板Ｂ上の塵埃も浮遊する。

従って、部品実装空間２に存在する真空吸着機構を備えた部品吸引ノズルＮに付着し、部品実装装置１Ｂを頻繁にメンテナンスしなければならないという課題がある。

本発明は、このような課題を解決しようとするものであって、部品実装空間内を清浄に維持しながら部品を電子回路基板上に実装できる部品実装方法及び部品実装装置を得ることを目的とする。

それ故、本発明の部品実装方法は、内部が部品実装空間を形成する外筐の電子回路基板の搬送方向に対して側方に柔軟なフラップカバーを備える部品供給開口部が形成され、前記フラップカバーを押開くようにして前記部品供給開口部を通して部品カセットの先端部を前記部品実装空間内に挿入し、部品吸引ノズルによって前記部品カセットから部品を取出し、前記電子回路基板上に実装するようになし、内部にクリーンな空気を強制的に送給して部品実装空間内の気圧を大気圧より高い気圧に高めた状態で部品を電子回路基板の所定の位置に実装することを特徴とする。

そして本発明の部品実装装置は、側方がカバーで覆われた外筐の内部に形成される部品実装空間と、前記外筐の電子回路基板の搬送方向に対して側方に形成され、柔軟なフラップカバーを有する部品供給開口部と、先端部が前記フラップカバーを押開くようにして前記部品供給開口部を通して前記部品実装空間内に挿入される部品カセットと、前記部品カセットから部品を取出し、前記電子回路基板上に実装する部品吸引ノズルと、内部にクリーンな空気を強制的に送給して上記部品実装空間内の気圧を大気圧より高い気圧に高める空気供給手段とを備えて構成されている。

前記部品実装空間は、複数個の部品吸引ノズルを備えた部品吸引ヘッド、それら部品吸引ヘッドの移動機構、部品を実装する電子回路基板、部品カセットの部品取り出し部、基板搬送コンベアが存在する空間であることを特徴とする。

そして、前記カバーには外界に通じる部品供給開口部、基板搬入開口部及び基板搬出開口部が形成されており、部品カセットからの部品テープを前記部品供給開口部に位置させ、前記部品実装空間内に搬入されてくる電子回路基板を前記基板搬入開口部入口に位置させ、前記部品実装空間内の大気圧より高い前記気圧により噴出する空気流により前記部品テープの剥離塵埃及び前記電子回路基板に付着している塵埃を前記部品実装空間内に入れないことを特徴とする。

また、前記空気供給手段は前記部品実装空間の上方に配設されており、その空気供給手段はファンで構成されており、そのファンにより前記部品実装空間の全開口部から空気が噴出するように空気を供給する。前記空気供給手段により供給される空気は必要に応じてフィルターを通したクリーンな空気であることが望ましい。

そしてまた、前記空気供給手段により供給される空気は前記部品実装空間の上方に配設されている発熱装置の空冷にも使用することが望ましい。

更に、本発明の部品実装装置は、前記カバーに各種の大きさの電子回路基板が搬入、搬出できる基板搬入出開口部が開けられており、該基板搬入出開口部を前記電子回路基板の大きさに応じて閉鎖できる閉鎖板を備えている。

前記閉鎖板は前記電子回路基板の大きさに応じて幅を可変できる可変レールを備えた基板搬送コンベアのその可変レールに取り付けられていることが望ましい。

また、本発明の前記部品実装装置は、部品カセットが取り付けられる前記開口部を縮小する閉鎖手段を備えている。

前記閉鎖手段はフラップカバーで構成されており、そのフラップカバーは前記部品実装空間を開閉する開閉ドアーの下端部に取り付けられている。

従って、本発明の部品実装方法によれば、前記部品実装空間内の空気をその外部へ噴流させることができ、前記部品実装空間外の空気がその内部に進入することをほぼ防止することができる。

そして本発明の部品実装装置によれば、前記本発明の部品実装方法を実現できる。

また、本発明の部品実装装置によれば、クリーンな空気を前記部品実装空間内に供給することができ、比較的高い清浄な雰囲気内で部品を電子回路基板上に実装することができる。

そしてまた、本発明の部品実装装置によれば、前記クリーンな空気で発熱装置を冷却することができる。

更に、本発明の部品実装装置によれば、前記部品実装空間へ電子回路基板を搬入、搬出する開口部を前記電子回路基板の大きさに応じて閉鎖板で閉鎖することができ、従って前記部品実装空間の気圧をより一層高めることができ、前記部品実装空間内から外部へ空気を噴流させることができる。

更にまた、本発明の部品実装装置によれば、前記可変レールの位置を搬入する電子回路基板の大きさに応じて可変することにより前記閉鎖板を連動させて前記開口部を開閉することができる。

そして更にまた、本発明の部品実装装置によれば、フラップカバーにより前記部品供給開口部の面積を縮小でき、前記部品実装空間の気圧をより一層高めることができ、従って前記部品実装空間内から外部へ空気を噴流させることができる。

本発明によれば、内部が部品実装空間を形成する外筐の電子回路基板の搬送方向に対して側方に柔軟なフラップカバーを備える部品供給開口部が形成され、フラップカバーを押開くようにして部品供給開口部を通して部品カセットの先端部を部品実装空間内に挿入し、部品吸引ノズルによって部品カセットから部品を取出し、電子回路基板上に実装するようになし、内部にクリーンな空気を強制的に送給して部品実装空間内の気圧を大気圧よりも高い気圧に高めた状態で実装するようにしているために、部品実装空間の外界からの塵埃の進入を可能な限り防止でき、従って部品実装空間内を比較的クリーンに保つことができるため、部品実装装置のメンテナンスを頻繁に行う必要が無くなり、稼働率を上げることができるなど、数々の優れた効果が得られる。

本発明の部品実装装置においては、その部品実装空間の各種開口部の開口面積を出来るだけ狭くし、その上方に空気供給手段を取り付けて前記部品実装空間の外部からその内部にクリーンな空気を強制的に送給して前記部品実装空間内の気圧を外界の大気圧より高め、前記部品実装空間の最小化された前記各種開口部から前記部品実装空間内の空気を噴流として排気させ、実装しようとする部品が収容されている部品テープの剥離塵埃、部品を実装しようとする電子回路基板上の塵埃などを外部へ吐き出し、部品吸引ノズルの詰まりを防止するように構成している。

以下、図を用いて、本発明の一実施例の部品実装装置を説明する。

図１は本発明の第１実施例の部品実装装置の外観図であって、同図Ａはその正面図、同図Ｂはその側面図、図２は本発明の部品実装装置の部品供給開口部における一部断面図、図３は基板搬送コンベア上の電子回路基板の位置関係を示した概略的な平面図である。

なお、本発明の部品実装装置の構成、構造部分の従来技術の部品実装装置１Ｂとそれらと同一の部分には同一の符号を付して、それらの構成、構造部分説明を省略する。

図１において、符号１Ａは全体として本発明の実施例の部品実装装置を指す。この部品実装装置１Ａにおいては、その上面に空気供給手段３０が取り付けられている。この空気供給手段３０はフィルター３１とその下方に配設されたファン３２とから構成されている。ファン３２は必要に応じて複数個設けるとよい。そして空気供給手段３０の下方にはロータリーヘッドのような部品吸引ヘッド６を回転させるモータなどの発熱装置９が配設されている。

従って、ファン３２を作動させることにより、外気を吸引し、フィルター３１で塵埃を除去されたクリーンな空気が部品実装空間２内に導入することができる。そして後記するように部品実装空間２の各種開口部の面積を可能な限り縮小することにより、前記流入したクリーンな空気流で部品実装空間２内の気圧を部品実装空間２の外部の気圧（大気圧）より高めることができる。そしてこの高気圧によって部品実装空間２の内部の空気は噴流となって各種開口部から排気させることができる。

その一つの開口部であるが、部品実装装置１Ａには、前記のように部品カセット２０が取り付けられる部品供給開口部１４が部品実装装置１Ａの前後に存在し、それら部品供給開口部１４を縮小する閉鎖手段であるフラップカバー３３を備えている。実施例では、このフラップカバー３３は部品実装空間１４を開閉する開閉ドアー１２の下端部に取り付けられている。そのフラップカバー３３の先端部は、図２に示したように、部品供給位置５の直上まで接近するように延在させて開口部を縮小させている。

従って、部品実装装置１Ａを作動させているときは、この開閉ドア１２は部品実装空間２を閉じるので、フラップカバー３３は部品供給開口部１４を僅かに開けるだけで殆ど閉鎖でき、従来技術の部品実装装置１Ｂにおける部品供給開口部よりも大幅に開口面積を縮小できる。

また、本発明の部品実装装置１Ａにおいては、基板搬入開口部１５Ａ（図１、図３）及び基板搬出開口部１５Ｂ（図３）が形成されている。基板搬入開口部１５Ａは、その上方部分を閉鎖する着脱可能な固定板３４がカバー１０にねじ止めなどの手段で取り付けられており、そして可変レール７ｍに閉鎖板３５が連結されていて、可変レール７ｍが矢示Ｘの方向に移動する連れ左右に移動し、閉鎖板３５が基板搬入開口部１５Ａの開口を縮小するように構成されている。

一方の基板搬出開口部１５Ｂもこのような構造で構成されている。

従って、部品実装装置１Ａに投入する電子回路基板Ｂのサイズが予め判っていることから、その電子回路基板Ｂのサイズに応じて基板搬入開口部１５Ａ及び基板搬出開口部１５Ｂの開口面積を一杯に開いたり、縮小することができる。例えば、幅が狭い電子回路基板Ｂを基板搬入開口部１５Ａから搬入する場合は、図１Ｂに示したような状態に上方に固定板３４を取り付け、可変レール７ｍを左側に移動させることにより閉鎖板３５で基板搬入開口部１５Ａの右側部分を閉鎖することができる。固定板３４は背の低い部品ばかりを電子回路基板Ｂ上に実装する場合に取り付け、背の高い部品を実装する場合に取り外す。このようにすることにより基板搬入開口部１５Ａ及び基板搬出開口部１５Ｂの開口面積を最小限に開けておくことができ、部品実装空間２内の気圧を外界より高い状態に保つことができる。

そしてまた、図３に示したように、部品実装空間２内に搬入されている電子回路基板Ｂｂに部品を実装している間は、部品実装空間２に搬入され、部品を実装するために待機している電子回路基板Ｂａは基板搬入開口部１５Ａの位置に、そして部品が既に実装され、部品実装空間２から搬出される電子回路基板Ｂｃは基板搬出開口部１５Ｂの位置に留めるようにする。

このように部品実装装置１Ａを構成することにより、部品実装空間２の基板搬入開口部１５Ａ及び基板搬出開口部１５Ｂが前記のような構造で構成されていることから部品実装空間２から空気が噴き出し、その噴流する空気流が電子回路基板Ｂａ及び電子回路基板Ｂｃの表面を流れ、万一、その表面に塵埃が付着している場合は、その塵埃を吹き飛ばしてクリーンにすことができる。

本発明の部品実装装置１Ａは以上説明したような構造で構成されている。次に、部品実装装置１Ａの動作を説明する。

先ず、部品実装装置１Ａの前後の開閉ドアー１２を矢示Ｒの上方に回動させて開け、実装しようとする各種の部品が収納されている部品カセット２０を搭載した台車３を前後の台車挿入空間４に押し込み、各種部品カセット２０からの部品テープをセットする。このセットが終了すると、両開閉ドアー１２を矢示Ｒの下方に回動させて図１の状態に閉める。両開閉ドアー１２が閉まると、フラップカバー３３の先端部が部品供給位置５に接近する。

次に、部品実装装置１Ａの部品実装空間２に投入し、各種の部品を実装しようとする電子回路基板Ｂの大きさに応じて可変レール７ｍの幅を設定し、また実装しようとする部品の高さが低いものばかりである場合は、基板搬入開口部１５Ａ及び基板搬出開口部１５Ｂに固定板３４を取り付ける。もし、実装しようとする部品の中に背の高い部品がある場合は、この固定板３４は取り付けない。

以上の準備が終われば、その電子回路基板Ｂを不図示の基板搬送コンベアで基板搬入開口部１５Ａ内の基板搬送コンベア７に受け渡して部品実装位置に搬入し、そして次に部品を実装しようとする電子回路基板Ｂａを基板搬入開口部１５Ａに位置させる。

次に、ファン３２を作動させ、外気を吸気し、フィルター３１でクリーンな空気にして加熱装置９を冷却しながら部品実装空間２内に導入する。外気はファン３２により部品実装空間２に強制的に吸気されており、しかも前記のように各部の開口部の面積が縮小されていることから部品実装空間２内の気圧は大気圧より高くなり、導入された空気は噴流となって電子回路基板Ｂｂ、電子回路基板Ｂａの表面を流れ、そして部品供給開口部１４、基板搬入開口部１５Ａ、基板搬出開口部１５Ｂ及びシューター２３から排気される。従って、塵埃が浮遊している外気の空気は部品供給開口部１４、基板搬入開口部１５Ａ、基板搬出開口部１５Ｂ及びシューター２３から部品実装空間２内に入ることはなく、また電子回路基板Ｂの表面に付着している塵埃は概ね除去され、そして部品テープの剥離塵埃は前記の部品供給開口部１４、基板搬入開口部１５Ａ、基板搬出開口部１５Ｂ及びまたはシューター２３から部品実装空間２の外部に排出される。

このような部品実装空間２内の雰囲気状態で各種の部品が部品吸引ノズルＮで吸引され、電子回路基板Ｂｂ上に実装される。全ての部品の実装が終了すると、基板搬送コンベア７を作動させて、実装済み電子回路基板Ｂｂを図３の電子回路基板Ｂｃの位置、即ち、基板搬出開口部１５Ｂの位置に留め、待機している次の電子回路基板Ｂａを部品実装位置にセットする。このような状態を維持しながら部品実装空間２に次々に投入されてくる電子回路基板Ｂに対して部品の行う。

以上のように部品実装空間２内に供給された空気は、各種の開口部及びシューターから常時外部に強制排出され、部品実装空間２の内部に塵埃を残さないため、部品吸引ノズルＮが塵埃で詰まるような現象を殆どなくすことができる。試験運転によれば、従来技術の部品実装装置１Ｂではメンテナンスを約１週間毎に行っていたが、本発明の部品実装装置１Ａでは３〜４週間毎に行うだけでよいことが確かめられた。

部品実装空間２のクリーン度はその要求に応じてフィルター３１のレベルを変えることによって様々な仕様設定がが可能である。また、空気流の流速はファン３２の能力に応じて設定できるが、流速が強すぎると、微少な部品が動いたり、吹き飛ばされるおそれがあるので限度がある。

本発明の第１実施例の部品実装装置の外観図であって、同図Ａはその正面図、同図Ｂはその側面図である。 本発明の部品実装装置の部品供給開口部における一部断面図である。 基板搬送コンベア上の電子回路基板の位置関係を示した概略的な平面図である。 従来技術の部品実装装置の外観図であって、同図Ａはその正面図、同図Ｂは同図Ａの矢示Ｂから見た側面図である。 従来技術の部品実装装置の部品供給開口部における一部断面図である。

符号の説明

１Ａ 本発明の第１実施例の部品実装装置 ２ 部品実装空間 ３ 台車 ４ 部品供給空間 ５ 部品供給位置 ６ 部品吸引ヘッド ７ 基板搬送コンベア ７ｆ 固定レール ７ｍ 可変レール ８ モーター ９ 発熱装置 １０ カバー １１ 覗き窓
１２ 開閉ドアー １３ ヒンジ １５Ａ 基板搬入開口部 １５Ｂ 基板搬出開口部
１６ 操作盤 ３０ 空気供給手段 ３１ フィルター ３２ ファン ３３ フラップカバー ３４ 固定板 ３５ 閉鎖板

Claims (12)

1. 内部が部品実装空間を形成する外筐の電子回路基板の搬送方向に対して側方に柔軟なフラップカバーを備える部品供給開口部が形成され、前記フラップカバーを押開くようにして前記部品供給開口部を通して部品カセットの先端部を前記部品実装空間内に挿入し、部品吸引ノズルによって前記部品カセットから部品を取出し、前記電子回路基板上に実装するようになし、内部にクリーンな空気を強制的に送給して部品実装空間内の気圧を大気圧より高い気圧に高めた状態で部品を電子回路基板の所定の位置に実装することを特徴とする部品実装方法。
2. 側方がカバーで覆われた外筐の内部に形成される部品実装空間と、
   前記外筐の電子回路基板の搬送方向に対して側方に形成され、柔軟なフラップカバーを有する部品供給開口部と、
   先端部が前記フラップカバーを押開くようにして前記部品供給開口部を通して前記部品実装空間内に挿入される部品カセットと、
   前記部品カセットから部品を取出し、前記電子回路基板上に実装する部品吸引ノズルと、
   内部にクリーンな空気を強制的に送給して前記部品実装空間内の気圧を大気圧より高い気圧に高める空気供給手段と、
   を備えていることを特徴とする部品実装装置。
3. 前記部品実装空間は、複数個の前記部品吸引ノズルを備えた部品吸引ヘッド、該部品吸引ヘッドの移動機構、部品を実装する電子回路基板、部品カセットの部品取り出し部、基板搬送コンベアが存在する空間であることを特徴とする請求項２に記載の部品実装装置。
4. 前記カバーには外界に通じる部品供給開口部、基板搬入開口部及び基板搬出開口部が形成されており、部品カセットからの部品テープを前記部品供給開口部に位置させ、前記部品実装空間内に搬入されてくる電子回路基板を前記基板搬入開口部入口に位置させ、前記部品実装空間内の大気圧より高い前記気圧により噴出する空気流により前記部品テープの剥離塵埃及び前記電子回路基板に付着している塵埃を前記部品実装空間内に入れないことを特徴とする請求項２に記載の部品実装装置。
5. 前記空気供給手段は前記部品実装空間の上方に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の部品実装装置。
6. 前記空気供給手段はファンで構成されており、該ファンにより前記部品実装空間の前記全開口部から空気が噴出するように空気を吸気することを特徴とする請求項５に記載の部品実装装置。
7. 前記空気供給手段により吸気される空気は必要に応じてフィルターを通したクリーンな空気であることを特徴とする請求項５、請求項６に記載の部品実装装置。
8. 前記空気供給手段により供給される空気は前記部品実装空間の上方に配設されている発熱装置の冷却にも使用されることを特徴とする請求項５、請求項６、または請求項７に記載の部品実装装置。
9. 前記カバーに各種の大きさの電子回路基板が搬入、搬出できる基板搬入出開口部が開けられており、該基板搬入出開口部を前記電子回路基板の大きさに応じて閉鎖できる閉鎖板を備えていることを特徴とする請求項２に記載の部品実装装置。
10. 前記閉鎖板は前記電子回路基板の大きさに応じて幅が可変できる可変レールを備えた基板搬送コンベアの該可変レールに取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載の部品実装装置。
11. 部品カセットが取り付けられる前記部品供給開口部を縮小する閉鎖手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の部品実装装置。
12. 前記閉鎖手段は前記フラップカバーで構成されており、該フラップカバーは前記部品実装空間を開閉する開閉ドアーの下端部に取り付けられていることを特徴とする請求項１１に記載の部品実装装置。

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