JP4452817B2

JP4452817B2 - 回路基板用シート状ワークの枠貼装置

Info

Publication number: JP4452817B2
Application number: JP2000061443A
Authority: JP
Inventors: 政治中牧; 寿八十田
Original assignee: UHT Corp
Current assignee: UHT Corp
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2020-03-07
Also published as: JP2001251036A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板用シート状ワークの枠貼装置に関し、詳しくはセラミックグリーンシートやフレキシブル基板など回路基板製造材料であるシート状ワークに穿孔加工や印刷加工をする前段の準備工程として、該ワークの四周囲を囲む保持枠（ワークホルダ）を装着する枠貼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子回路基板の製造工程において、セラミックグリーンシートやフィルムキャリアなど基板製造材料に、導通孔や基準孔を開口するための穿孔加工や、導通処理を施すために導通孔に電気伝導材を刷り込んだり、平面部に回路パターンを形成するための印刷加工を行うが、被加工材（ワーク）である基板製造材料は、所定長さに裁断されたシート状であって薄いため扱い難い。
そのため、裁断された基板製造材料、すなわちシート状ワークは、その外周を薄い（一般的に０．４〜１．０ｍｍ程度）矩形枠状の金属製ワーク保持枠（ワークホルダ）により囲み、該ワークの四周囲にテープを沿え貼りして前記保持枠に止着する枠貼作業をし、それによりワークの搬送や加工時おけるセッティングなど扱いを容易にしている。
【０００３】
上記枠貼作業として従来は、テープの繰り出し貼着を自動的に行うテープ貼機を配設した作業テーブルの前面に作業者が立ち、その作業者がワーク保持枠とワークとを一個づつ順次に作業テーブル上へ供給し、ワーク保持枠上にワークを載接した状態で前記テープ貼機前へ配置させ、該テープ貼機により自動的にテープ貼りをさせていた。
すなわち、テープ貼機がワーク保持枠上を往復移動して、ワークの対向する側縁をそれぞれ保持枠に沿え貼りした後に復帰し、次いで作業者がワーク保持枠を９０度回転させ、テープ貼機が再び保持枠上を往復移動してワークの他の対向する側縁をそれぞれ保持枠に沿え貼りし、その後に作業テーブルから枠貼り完了したワークを回収している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記枠貼作業は、半自動作業すなわちテープ貼機によりテープ貼りを自動的に行うものの、ワーク保持枠及びワークの個別供給作業と枠貼り完了後の回収作業を作業者の手作業によって行わなければならず、その作業性に著しく劣るものであった。
上記不具合を解消するため、ワーク保持枠及びワークの供給・回収作業を機械的自動化すればよいが、その場合、一般的には直線状に配設したコンベア等の搬送路に、保持枠供給機、ワーク供給機、第１テープ貼機、第２テープ貼機及び枠貼り済みワークの回収機を順次に配置する装置が試行される。
しかしながら、上記試行例における配置では、装置の設置スペースが大きくなり、特にワーク供給機を組み込む場合には、搬送路との位置取りが悪くなって工場内配置の収まりに問題があり、結局、ワーク供給機は裁断済みのワークをマガジンに入れ、該マガジンからワークを供給しなければならず、作業性の改善が図れない不具合がある。
また、上記試行例の配置では、作業の有機的な結び付き、具体的には保持枠供給位置と回収位置とが離間するため共通する搬送手段を設けることができないなど、全体としてコンパクトな配置構成が得られない不具合を生じる。
【０００５】
本発明は、上記従来事情に鑑み、設置スペースを縮小可能にして工場内配置の便宜を図るとともに、ワーク保持枠を供給・回収する搬送手段を機能的簡素化することを目的とする。さらに、ロール原反から繰り出したワークを所定長さに裁断して供給するワーク供給機を収まりよく配置可能にし、作業性の向上及びワークの一枚供給動作を確実にすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
斯る本発明シート状ワークの枠貼装置は、矩形枠状のワーク保持枠に矩形シート状のワークを載接し、その四周囲にテープを沿え貼りしてワークの外周に保持枠を装着させる作業を自動化させるものである。
具体的には、回転テーブルを水平状間欠回転可能に設置して複数のステージを構成するようにし、その第１ステージを間にしてその両側に、枠用マガジンと回収マガジンを配置し、第２ステージの側辺にワーク供給機を配設し、他のステージ上にはテープ貼機を配設し、前記第１ステージと枠用マガジン及び回収マガジンとの間には、枠用マガジンから一個のワーク保持枠を第１ステージへ供給すると同時に第１ステージ上の枠貼り完了後のワークを回収マガジンへ回収する搬送手段を設け、前記テープ貼機は、テープロールからそれぞれ繰り出したテープを貼付ローラにより、前記ワークの対向する側縁と保持枠とにわたり沿え貼りしながら所定長さ位置で切断する
【０００７】
上記本発明によれば、間欠回転する回転テーブルの第１ステージにある作業領域（作業台板）上に、搬送手段により枠用マガジンから取り出した一個のワーク保持枠が供給載置され、その作業台板が第２ステージに達したときに、該台板の前記保持枠上に、ワーク供給機により一枚のシート状ワークが供給載接される。
そして、前記作業台板がその後のステージに達したときに、テープ貼機により前記ワークの対向する側縁と保持枠とにわたりテープが沿え貼りされ、かつ前記ワークの残りの対向側縁と保持枠とにわたりテープが沿え貼りされて枠貼りが完了する。
その後、前記作業台板が第１ステージに戻ったときに、該台板の枠貼り完了したワークがその保持枠と共に回収マガジンへ搬出され、同時に枠用マガジンから新たなワーク保持枠が取り出され前記作業台板上へ補給される。
上記枠貼り作業が、回転テーブルの一回転ごとに順次繰り返して行われる。
【０００８】
そして、上記ワーク供給機の具体的構成は、ロール原反から繰り出したワークを所定長さに裁断し、その一枚毎を搬送手段により前記第２ステージ上のワーク保持枠へ供給することが好ましい（請求項２）。
また、上記回転テーブルは、その作業領域である作業台板を、少なくとも３箇所、すなわちワークホルダの供給・回収ステージ、ワーク供給ステージ、テープ貼りステージの三つのステージが構成されるが、作業効率を高めるためには、前記テープ貼りステージを二つに分割した構成とすることが好ましい。すなわち、上記回転テーブルは、作業台板を平面視十字形とし、かつ９０度ごと水平状間欠回転可能に設置して四つのステージを構成させ、その第3及び第４ステージ上にそれぞれ前記テープ貼機を配設する（請求項３）。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明すると、装置はキャスター１ａを備えて可搬性を有する筐体１内に配備され、この筐体１内の基台２上に回転テーブル３を水平状回転可能に設置し、前記基台２前部の一段低い位置に配した前台部２ａに、回収マガジン４及び枠用マガジン５を左右に間隔をおいて配置し、一側部（図中の左側）には、前記前台部２ａから基台２の側面途中にわたる範囲にワーク供給機６を配設する。
また、前記基台２には、架設アーム等により２台のテープ貼機１０₁，１０₂を前記回転テーブル３上に吊架して配設する。
【００１０】
回転テーブル３は、中心より９０度間隔の放射方向にそれぞれ作業台板３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを突出させた平面視十字形のテーブルであって、その中心部の回転軸１１を前記基台２に回転自在に軸承するとともに、支軸１１にサーボモータ等を用いた駆動部１２を連結して９０度ごと間欠回転可能に設置する。それにより、回転テーブル３の作業台板３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが停止する位置４箇所を，作業ステージＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとする。
作業ステージは、便宜上、図中の前部を第１ステージＡとし、そこから時計回り方向へ第２ステージＢ、第３ステージＣ、第４ステージＤとする。
なお、各作業台板３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、その上面に僅かに突出する位置決め部材１３を着脱可能、好ましくは位置調整可能に取り付けておく。
【００１１】
回収マガジン４及び枠用マガジン５は、第１ステージＡを間にして左右に配置され、その枠用マガジン５には、矩形枠状のワークホルダ（ワーク保持枠）２０が積載状に収容するようにし、回収マガジン４には、枠貼り完了後のワークＷ及びワークホルダ２０（以下、枠貼りワーク２０Ｗという）を回収し収容するものである。
上記各マガジン４，５は、サーボモータ等を用いた駆動部１６，１７により昇降動するリフタ１６ａ，１７ａを配設するとともに、該リフタ１６ａ，１７ａ上端の昇降板１４，１５を各マガジン４，５内に配置する。それにより、駆動部１６，１７の駆動によりリフタ１６ａ，１７ａを介して昇降板１４，１５がマガジン４，５内を昇降動、詳しくは、昇降板１５は、ワークホルダ２０の一枚厚さ分ごと枠用マガジン５内を底部から間欠的に上動し、昇降板１４は、枠貼りワーク２０Ｗの一枚厚さ分ごと回収マガジン４内を上端から間欠的に下動する（図２，３参照）。
【００１２】
また、第１ステージＡには、二つの搬送具３１ａ，３１ｂを連結一体とした搬送機３０を基台２の前端部に架設して設ける。
搬送具３１ａは、前後左右にそれぞれ間隔をおいて配置した吸着パッド３２ａを備え、搬送具３１ｂもまた同様に吸着パッド３２ｂを備え、それら吸着パッド３２ａ，３２ｂはバキュームによる吸引作用により適時にワークホルダ２０又は枠貼りワーク２０Ｗを吸着するようにする。
上記搬送具３１ａ、３１ｂは、連結アーム３３により連結一体化され、その連結アーム３３が駆動部３４に連繋され該駆動部３４により左右往復動及び上下動するようにする。詳しくは、搬送具３１ａ及び３１ｂは同時に搬送動作をし、その搬送具３１ａは、第１ステージＡと回収マガジン４との間を往復動し、搬送具３１ｂは、枠用マガジン５と第１ステージＡとの間を往復動するよう設定する。
【００１３】
上記搬送機３０は、搬送具３１ａを第１ステージＡ上方、搬送具３１ｂを枠用マガジン５の上方に配置した状態が基準位置であり、その基準位置で両搬送具が下降し、搬送具３１ａの吸着パッド３２ａにより枠貼りワーク２０Ｗを吸着すると同時に搬送具３１ｂの吸着パッド３２ｂがワークホルダ２０を吸着する。
次いで、両搬送具３１ａ，３１ｂが上動しかつ移動位置すなわち搬送具３１ａが回収マガジン４の上方、搬送具３１ｂが第１ステージＡの上方に達した位置へ移動した後に、両搬送具が下降して、枠貼りワーク２０Ｗを回収マガジン４内へ回収し、同時にワークホルダ２０を第１ステージＡの作業台板３ａへ載置せしめる。
【００１４】
なお、作業台板３ａ上へ搬送載置されたワークホルダ２０は前記位置決め部材１３により位置決めされ、搬送具３１ａ及び３１ｂはその後基準位置へ復帰して待機し、その間に、枠用マガジン５の昇降板１５は前記所定距離を上動し、回収マガジン４の昇降板１４は下動する。
【００１５】
ワーク供給機６は、第２ステージＢの側方で該ステージＢに位置する作業台板３ｂと並設してワーク供給台６１を設け、そのワーク供給台６１の下方に、ワークＷを巻き込んだロール原反６２を駆動軸６３により繰り出し可能に配設するとともに、ワーク供給台６１の前端近傍に一対の繰り出しローラ６４，６４を配設し、該ローラ６４の前部にガイド部材６５を、後部にはカッター６６を配置する（図３参照）。
上記駆動軸６３は、駆動部６７により駆動されてロール原反６２からの繰り出しを助成し、繰り出しローラ６４は、サーボモータ等の駆動部６８を連結され設定された定量送りをする。
なお、ワークＷはセラミックグリーンシートの場合を例示する。
【００１６】
また、ワーク供給機６は、前記ワーク供給台６１の上部にワーク搬送機７０を配設する。
このワーク搬送機７０は、底面に多数の吸気孔７１ａを開口した吸着盤７１を図示省略の駆動部により昇降動及び往復動可能に設置したものであり、その吸着盤７１は、ワークＷより若干大きな矩形状の薄盤とし、前記駆動部により、ワーク供給台６１上と第２ステージＢとの間を往復動するとともにワーク供給台６１及び第２ステージＢの作業台板３ｂ上でそれぞれ昇降動する。
上記吸着盤７１も、前述の吸着パッド３２ａ，３２ｂと同様に、バキュームによる吸引作用によってワーク供給台６１上でワークＷを吸着して搬送する。
【００１７】
上記ワーク供給機６は、駆動部６８の駆動時にロール原反６２から繰り出されたワークが、繰り出しローラ６４，６４によりワーク供給台６１へ所定量繰り出されたところでカッター６６により裁断する。それにより、所定長さの一枚のワークＷが供給台６１へ搬出される。
次いで、供給台６１上のワークＷは、前記搬送機７０の吸着盤７１が下降することにより該吸着盤７１底面に吸着され、その後、吸着盤７１が上昇しかつ第２ステージＢ方向へ移動することによって作業台板３ｂ上へ搬送されるとともに、吸着盤７１の下降により作業台板３ｂ上のワークホルダ２０へ載接される。
その後、吸着盤７１は、バキューム作用を停止してワークＷの吸着を解放し、さらに前記供給台６１上へ復帰動する。
なお、ワークホルダ２０に対するワークＷの載接は、ワークホルダ２０のフレーム上へワークＷの外周が若干載った状態（図面はこの状態を示す）、あるいはワークＷがワークホルダ６１の枠内に嵌め合い収まった状態のいずれの場合でもよい。
【００１８】
テープ貼機１０₁は、第３ステージＣの作業台板３ｃ上に架設され、テープ貼機１０₂は、第４ステージＤの作業台板３ｄ上に架設されている。
このテープ貼機１０₁及び１０₂は従来の半自動作業機のテープ貼機と同一であるので、詳細な説明を省略し図９を兼用して説明する。
テープ貼機１０₁は、第３ステージＣ上を直線的に横断して往復動可能な機枠１０２に、一対のテープロール１０３ａ及び１０３ｂをワークＷの幅間隔をおいて配置し、前記機枠１０２が往動しながらテープロール１０３ａ，１０３ｂからテープ１００ａ，１００ｂを貼付ローラ１０４ａ，１０４ｂへそれぞれ繰り出し、所定長さ繰り出したところでカッター１０５ａ，１０５ｂにより切断するものである（図７，９参照）。
また、テープ貼機１０₂は、前記機枠１０２と同一方向へ移動するが第４ステージＤ上を縦断する方向へ往復動可能な機枠１０２’を有し、その機枠１０２’に、テープ貼機１０₁と同様なテープロール１０３ａ’及び１０３ｂ’、貼付ローラ１０４ａ’及び１０４ｂ’、カッター１０５ａ’及び１０５ｂ’を設けてテープ１００ａ’及び１００ｂ’を所定長さ繰り出すものである（図８，９参照）。
なお、テープ１００ａ〜１００ｂ’は、ポリエステルなど伸びの少ない合成樹脂製テープや紙テープ等であって、厚さは１０μ程度のものを使用している。
【００１９】
而して、上記枠貼装置の自動枠貼り作業を説明すると、回転テーブル３の間欠回転により該テーブルの作業台板３ａ〜３ｄは、第１ステージＡから第４ステージＤヘ順次に１ステージごと移行して停止し、その停止中に、各ステージＡ〜Ｄにおいて作業が自動的に行われ、各作業台板３ａ〜３ｄはその一回転により一行程が終了する。
第１ステージＡにおいては、前述した搬送機３０の搬送具３１ａにより、前行程で枠貼りが完了した枠貼りワーク２０Ｗを作業台板３ａから回収マガジン４へ搬送して回収し、同時に、搬送具３１ｂが枠用マガジン５から新たなワークホルダ２０を取り出し作業台板３ａ上へ搬送して供給する（図４，５参照）。
すなわち、第１ステージＡはワークホルダの回収・供給ステージである。
【００２０】
第２ステージＢにおいては、ワーク供給機６のワーク供給台６１へ送り出された一枚のワークＷを、前述した搬送機７０により、第２ステージＢへ達した前記作業台板３ｂ（実際には３ａであるが、ステージごと固有の符号を使用する。以下同様）の前記ワークホルダ２０上へ搬送し載接する（図６参照）。
すなわち、第２ステージＢはワーク供給ステージである。
【００２１】
第３ステージＣにおいては、当該ステージに達した前記作業台板３ｃ上をテープ貼機１０₁が移動して、テープロール１０３ａ，１０３ｂからテープ１００ａ，１００ｂを繰り出し、それらを貼付ローラ１０４ａ，１０４ｂによりワークＷの対向する側縁とワークホルダ２０のフレーム上とにわたり沿え貼りした後、カッター１０５ａ，１０５ｂにより切断する（図７，９参照）。
また、第４ステージＤにおいては、第３ステージＣで一方の対向側縁にテープ貼りされたワークＷに、さらに、テープ貼機１０₂により他方の対向側縁とワークホルダ２０のフレーム上とにわたりテープ１００ａ’及び１００ｂ’を沿え貼りする（図８，９参照）。
すなわち、第３ステージＣ及び第４ステージＤはそれぞれテープ貼りステージであり、その第４ステージＤにより作業台板３ｄ上の枠貼り作業が完了し枠貼りワーク２０Ｗが作製される。
その後、作業台板３ｄは第１ステージＡへ移行し、前述したと同様の作業を繰り返す。
【００２２】
なお、上記実施の形態において、ワークＷはセラミックグリーンシートの場合を例示したが、回路基板用の製造材料であればフレキシブルなフィルムやテープであってもよい。
また、搬送機３０、ワーク供給機６、テープ貼機１０₁及び１０₂は、本発明の所要の動作が得られるものであれば、上述した実施の形態に限定されることはない。
さらに、上記実施の形態においては、作業台板３ａ〜３ｄ作業台板を平面視十字形とした回転テーブル３の場合（請求項３）を示したが、請求項１及び２においては必ずしもそれに限定されるものではない。
例えば、図１１に示すように、作業台板３ａ’〜３ｃ’を三方向へ等間隔で突出させた回転テーブル３’とし、前述したテープ貼りステージである第３ステージと第４ステージとを、一つのステージＣ’で兼用させた構成とし、一台のテープ貼機１０’で二回テープ貼り動作を行わせるようにしてもよい。その場合には、回転テーブル３’は、１２０度ごと間欠回転するよう設定するとともに、作業台板３ａ’〜３ｃ’には、９０度回転可能な回転盤３００を設ける。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、回転テーブルの設置により構成される作業ステージを経ることにより、ワーク保持枠及びワークの供給・回収作業を含む枠貼り作業を自動化することができる。
そして、前記作業ステージを環状搬送路に配置した回転方式としたので、直線搬送方式に比べて装置の設置スペース、特に幅方向のスペースを縮小することができるとともに、第１ステージの両側空間を利用してそこに枠用マガジンと回収マガジンを配設し、第２ステージの側辺にワーク供給機を配設するので、奥行方向も拡張せず全体としての設置スペースを縮小できる。したがって、穿孔加工や印刷加工の準備工程として作業する本発明装置であるが、工場内配置の特に大きな支障とならずに配置することができる。
【００２４】
さらに、前記第１ステージと枠用マガジン及び回収マガジンの配置によって、ワーク保持枠及びワークの供給・回収作業を一つの搬送手段により同時に行うので、作業効率を高めることができるとともに構造簡素にしてコンパクトな装置を提供することができる。
【００２５】
また、請求項２によれば、上記ワーク供給機が、ロール原反から繰り出したワークを所定の長さに裁断して、その一枚毎を供給するものであるので、予め裁断した毎葉ワークをマガジンに収容して供給するマガジン供給方式に比べて、工程数を減らし、かつマガジンの交換作業を不要にすることができる。したがって、ワーク補給など付帯作業を軽減化し作業性を向上させることができる。
しかも、原反ロールから裁断してワークを一枚ごと供給するので、マガジン供給方式の場合のような、ワークが２枚取吸着されて供給される供給ミスがなく、ワーク供給動作を確実にすることができる。
【００２６】
また、請求項３によれば、四つのステージの配置バランスがよいとともに、テープ貼りステージにおける作業動作が短縮されるので、回転テーブルの回転速度を早めて作業効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の枠貼装置の概要を示す平面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】図１の左側面図である。
【図４】第１ステージにおける作業を説明する平面図であって、搬送具が基準位置にある状態を示す。
【図５】第１ステージにおける作業を説明する平面図であって、搬送具が移動位置にある状態を示す。
【図６】第２ステージにおける作業を説明する平面図である。
【図７】第３ステージにおける作業を説明する平面図である。
【図８】第４ステージにおける作業を説明する平面図である。
【図９】テープ貼機の動作を説明する斜視図である。
【図１０】枠貼り完了した枠貼りワークの斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態を示す平面図である。
【符号の説明】
３：回転テーブル３ａ〜３ｄ：作業台板Ａ〜Ｄ：第１〜第４ステージ
４：回収マガジン５：枠用マガジン６：ワーク供給機
Ｗ：ワーク１０₁：テープ貼機１０₂：テープ貼機
２０：ワークホルダ３０：搬送機７０：ワーク搬送機
１００ａ及び１００ｂ，１００ａ’及び１００ｂ’：テープ
１０３ａ及び１０３ｂ，１０３ａ’及び１０３ｂ’：テープロール
１０４ａ及び１０４ｂ，１０４ａ’及び１０４ｂ’：貼付ローラ

Claims

矩形枠状のワーク保持枠に矩形シート状のワークを載接し、その四周囲にテープを沿え貼りしてワークの外周に保持枠を装着させる回路基板用シート状ワークの枠貼装置において、
回転テーブルを水平状間欠回転可能に設置して複数のステージを構成するようにし、その第１ステージを間にしてその両側に、枠用マガジンと回収マガジンを配置し、第２ステージの側辺にワーク供給機を配設し、他のステージ上にはテープ貼機を配設し、
前記第１ステージと枠用マガジン及び回収マガジンとの間には、枠用マガジンから一個のワーク保持枠を第１ステージへ供給すると同時に第１ステージ上の枠貼り完了後のワークを回収マガジンへ回収する搬送手段を設け、
前記テープ貼機は、テープロールからそれぞれ繰り出したテープを貼付ローラにより、前記ワークの対向する側縁と保持枠とにわたり沿え貼りしながら所定長さ位置で切断する、
ことを特徴とする回路基板用シート状ワークの枠貼装置。
上記ワーク供給機は、ロール原反から繰り出したワークを所定長さに裁断し、その一枚毎を搬送手段により前記第２ステージ上のワーク保持枠へ供給することを特徴とする請求項１記載の回路基板用シート状ワークの枠貼装置。
上記回転テーブルは、作業台板を平面視十字形とし、かつ９０度ごと水平状間欠回転可能に設置して四つのステージを構成させ、その第３及び第４ステージ上にそれぞれ前記テープ貼機を配設したことを特徴とする請求項１又は２記載の回路基板用シート状ワークの枠貼装置。