WO2023079754A1 - 基板作業機及び基板固定方法 - Google Patents
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- H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
- H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
Definitions
- the technology disclosed in this specification relates to a board working machine and a board fixing method.
- a substrate working machine for example, a screen printer
- the substrate is sucked from the back surface and the substrate is held by a support member (for example, a backup block, a backup pin, etc.).
- a support member for example, a backup block, a backup pin, etc.
- International Publication No. WO 2018/163284 discloses a technique for eliminating leakage caused by a warped portion of the substrate.
- the board working machine disclosed in International Publication No. 2018/163284 when leakage is detected, one of the corners of the board is pressed from above.
- This specification discloses a technique for efficiently eliminating leaks that may occur when a substrate is aspirated and fixed.
- the board working machine disclosed in this specification performs work on a board.
- the substrate working machine includes a support member that abuts on the back surface of the substrate to support the substrate, a suction device that sucks the back surface of the substrate through a flow path provided in the support member, and a support member when the back surface of the substrate is sucked by the suction device.
- a detection unit that detects leakage from the contact surface with the substrate, a pressing device that presses a predetermined position on the surface side of the substrate when the detection unit detects leakage, and a detection unit that is pressed by the pressing device
- a storage unit that associates and stores the type of substrate and the position on the surface side of the substrate pressed by the pressing device when the state changes from a state of detecting leakage to a state of not detecting leakage, and a control unit that controls the pressing device. and a control unit for controlling the pressing device to press the position stored in the storage unit associated with the type of substrate supported by the support member, according to the type of the substrate.
- the storage unit stores the type of the board and the position of the board pressed by the pressing device when the leak is not detected by pressing the pressing device in association with each other. That is, the storage unit stores the position where the leak is eliminated by pressing. Boards of the same type often warp at similar positions. By pressing the position associated with the type of substrate according to the type of the substrate, it is possible to immediately press the position where the leak is likely to be eliminated by pressing. As a result, it is possible to suppress pressing of an irrelevant position in order to eliminate the leak, and it is possible to shorten the time required for the process of eliminating the leak.
- a substrate fixing method for fixing a substrate includes a supporting step of supporting the substrate from the back surface side with a supporting member, and a suction step of sucking the back surface of the substrate through a flow path provided in the supporting member. a first detection step of detecting a leak from the contact surface of the supporting member with the substrate when the suction is performed in the suction step; and a predetermined position on the surface side of the substrate when the leak is detected in the first detection step.
- the type of substrate when no leak is detected and the position on the surface side of the substrate pressed are stored in association with each other. That is, in the storing step, the position where the leak is eliminated by pressing is stored. Therefore, by pressing the position stored in the storage step associated with the type of board according to the type of board, the same effects as those of the above-described board working machine can be achieved.
- FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a screen printer as an example of a board working machine according to an embodiment
- FIG. Sectional drawing which shows schematic structure of a negative pressure generation mechanism.
- FIG. 2 is a block diagram showing the control system of the screen printer
- FIG. 4 is a diagram for explaining positions on a circuit board to be pressed by a pressing mechanism, where (a) shows a state in which the circuit board is warped downward, and (b) shows a state in which the circuit board is warped upward
- 4 is a flow chart showing an example of processing for fixing a circuit board in a screen printer.
- the leak when the leak is detected by the detection part and the position associated with the type of the board supported by the support member is stored in the storage part is a case where the position stored in the storage unit is pressed by the pressing device, and the leak is detected by the detection unit, and the position associated with the type of substrate supported by the support member is not stored in the storage unit.
- a plurality of predetermined positions on the surface side of the substrate may be sequentially pressed by the pressing device until the detection unit no longer detects the leak. According to such a configuration, when the position associated with the type of the substrate is stored in the storage unit, the leak is eliminated by pressing the position where the leakage is highly likely to be eliminated. can save time. Further, when the position associated with the type of substrate is not stored in the storage unit, the leakage can be eliminated by sequentially pressing a plurality of predetermined positions.
- the upper end of the support member may be provided with a contact surface that contacts the back surface of the board.
- One end of the channel may be provided with a suction port that opens to the contact surface.
- the controller may control the pressing device to press the substrate at a position above the suction port. According to such a configuration, the pressing device can press the substrate against the abutment surface provided with the suction port for sucking the back surface of the substrate. Therefore, for example, when the substrate is warped downward, leakage can be preferably eliminated.
- the upper end of the support member may be provided with a plurality of contact surfaces that contact the back surface of the board.
- One end of the channel may be provided with a suction port that opens to each of the plurality of contact surfaces.
- the control unit may control the pressing device so as to press the substrate at a position above a position between two adjacent suction ports in plan view. According to such a configuration, the pressing device presses the position between the two adjacent contact surfaces. If the substrate is warped upwards, by pressing the position between two adjacent abutment surfaces, the two abutment surfaces can be bent so that both are in contact with the substrate. In such a case, by pressing the position between the two adjacent contact surfaces, the two leaks can be eliminated at the same time, and the time required for the leak elimination process can be further shortened.
- the board working machine may be a printing machine equipped with a screen mask.
- Support members and suction devices may be used to position the substrate in position relative to the screen mask.
- a board working machine according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
- the screen printer 10 will be described as an example of the board working machine.
- the surface that becomes the upper surface when the circuit board 2 is conveyed and is screen-printed (the surface on the +Z side) is called the front surface, and the surface on the opposite side (the surface on the ⁇ Z side) is called the back surface.
- the front surface the surface that becomes the upper surface when the circuit board 2 is conveyed and is screen-printed
- the back surface the surface on the opposite side
- the Y-direction moving mechanism 40 is supported by the base of the screen printing machine 10.
- the Y-direction moving mechanism 40 can move relative to the base of the screen printer 10 in the Y-direction by driving an actuator (not shown).
- the X-direction moving mechanism 42 is supported by the Y-direction moving mechanism 40 .
- the X-direction moving mechanism 42 can move in the X-direction relative to the Y-direction moving mechanism 40 by driving an actuator (not shown).
- the lifting mechanism 46 is supported by the rotating mechanism 44 .
- the lifting mechanism 46 can move relative to the rotating mechanism 44 in the Z direction by driving an actuator (not shown).
- the X-direction transport mechanism 48 and the clamp mechanism 50 are supported by the lifting mechanism 46.
- the X-direction transport mechanism 48 includes a pair of conveyor belts 52 arranged along the X direction and servo motors (not shown) that drive the respective conveyor belts 52 .
- the X-direction transport mechanism 48 includes a pair of conveyor belts 52 arranged along the X direction and servo motors (not shown) that drive the respective conveyor belts 52 .
- the X-direction transport mechanism 48 includes a pair of conveyor belts 52 arranged along the X direction and servo motors (not shown) that drive the respective conveyor belts 52 .
- the interval between the pair of conveyor belts 52 can be adjusted according to the size of the circuit board 2 .
- the clamp mechanism 50 can clamp the circuit board 2 from both ends in the Y direction and hold the circuit board 2 with a desired width.
- the negative pressure generating mechanism 54 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a state in which the negative pressure generating mechanism 54 fixes the back surface of the circuit board 2 . 2, illustration of the lifting mechanism 46 and the conveyor belt 52 is omitted.
- the negative pressure generating mechanism 54 fixes the circuit board 2 by sucking it from the rear surface.
- the negative pressure generating mechanism 54 includes a support portion 55 , a plurality of backup pins 56 , an air flow path 58 , a negative pressure generating device 60 and a sensor 62 .
- the sensor 62 is arranged in the air flow path 58 .
- Sensor 62 is a pressure sensor and detects the pressure in air flow path 58 .
- the negative pressure generator 60 When the negative pressure generator 60 is turned on with the upper end surfaces of all the backup pins 56 in close contact with the circuit board 2, the openings of the plurality of communication passages 57 are closed by the circuit board 2, and the plurality of communication passages 57 and air flow paths are closed.
- the space formed by 58 is under negative pressure. Therefore, the sensor 62 detects that the space inside the air flow path 58 has a negative pressure.
- the sensor 62 detects that the space inside the air flow path 58 does not have a negative pressure. That is, when the sensor 62 detects that the space in the air flow path 58 does not have a negative pressure, an air leak (so-called leak) occurs between one of the backup pins 56 and the circuit board 2 . detect that
- the pressing mechanism 64 is a mechanism that presses the surface of the circuit board 2 downward from above.
- the pressing mechanism 64 has a moving mechanism 66 and a pressing pin 68 .
- the pressing pin 68 has a cylindrical shape and its tip is made of rubber.
- the moving mechanism 66 moves the pressing pin 68 onto the circuit board 2 and lowers the pressing pin 68 at that position, the pressing pin 68 touches a point on the surface of the circuit board 2 (specifically, the lower end surface of the pressing pin 68 ). area) from top to bottom.
- the screen mask 28 is a metal plate-shaped member formed in a rectangular shape, and is supported on four sides by a mask support frame 32 whose position is fixed with respect to the base of the screen printer 10 .
- An opening corresponding to the solder pattern to be printed on the circuit board 2 is formed in the center of the screen mask 28 .
- the squeegee device 30 includes a Y-direction moving mechanism 70, squeegee heads 74a and 74b, and squeegees 76a and 76b.
- the Y-direction moving mechanism 70 is supported by the base of the screen printer 10.
- the Y-direction moving mechanism 70 can move relative to the base in the Y-direction by driving an actuator (not shown).
- the squeegee 76a is supported by a squeegee head 74a.
- the squeegee 76a is tiltable with respect to the squeegee head 74a by being driven by a servomotor (not shown).
- Squeegee 76b is supported by squeegee head 74b.
- the squeegee 76b is tiltable with respect to the squeegee head 74b by being driven by a servomotor (not shown).
- the squeegees 76a and 76b squeegee the solder supplied onto the upper surface of the screen mask 28 from a solder supply device (not shown) on the printed pattern.
- the storage unit 80 associates and stores the type of the circuit board 2 and the position at which the surface of the circuit board 2 is pressed by the pressing mechanism 64 (hereinafter also referred to as "pressing position"). As described above, if the circuit board 2 is warped, the backup pins 56 may not be in close contact with the circuit board 2, causing leakage. In this case, by pressing the portion where the leak occurs or its vicinity, the backup pin 56 is brought into close contact with the circuit board 2, and the leak is eliminated.
- the storage unit 80 stores information on the pressing position (hereinafter also referred to as first pressing position information) that is used when the pressing position that eliminates the leak is unknown, and information that is used when the pressing position that eliminates the leak is known. information on the pressing position to be applied (hereinafter also referred to as second pressing position information) is stored.
- the first pressing position information includes a plurality of pressing positions set by the user and information on the order of pressing the plurality of pressing positions.
- the first pressing position may be referred to as the "first position”
- the n-th (n is an integer) pressing position may be referred to as the "nth position”.
- the plurality of pressing positions set by the user may be, for example, positions above the backup pins 56 or positions between two adjacent backup pins 56 .
- FIG. 4(b) shows an upward warping state in which the circuit board 2 protrudes upward.
- the circuit board 2 does not come into close contact with the backup pins 56 at positions corresponding to the two adjacent backup pins 56 in the vicinity of the warped portion.
- the circuit board 2 is brought into close contact with the backup pin 56 and the leakage is eliminated.
- pressing the warped position C between two adjacent backup pins 56 cancels the warp of the circuit board 2, and the two backup pins in the vicinity thereof The pins 56 and the circuit board 2 are brought into close contact at the same time.
- the control device 20 drives the receiving and transporting device and the X-direction transporting mechanism 48 to transfer the circuit board 2 from the receiving and transporting device to the X-direction transporting mechanism 48 .
- the controller 20 drives the X-direction transport mechanism 48 to transport the circuit board 2 to the X-direction position corresponding to the printed pattern of the screen mask 28 .
- the control device 20 drives the clamping mechanism 50 to hold the circuit board 2 .
- control device 20 causes the negative pressure generating mechanism 54 to suck the back surface of the circuit board 2 (S16). Specifically, the controller 20 turns on the negative pressure generator 60 . Then, the air in the communication passage 57 of each backup pin 56 is sucked through the air flow path 58 . When the upper end surface of the backup pin 56 and the back surface of the circuit board 2 are in close contact with each other, the back surface of the circuit board 2 is attracted.
- the control device 20 determines whether or not the sensor 62 has detected a negative pressure (S18). Specifically, the control device 20 acquires the pressure value detected by the sensor 62 and determines whether the acquired pressure value is lower than a predetermined value.
- the circuit board 2 is supported by a plurality of backup pins 56 and each backup pin 56 attracts the back surface of the circuit board 2 . When all of the plurality of backup pins 56 are in close contact with the circuit board 2, the space formed by the air flow path 58 and the communication passages 57 of all the backup pins 56 becomes negative pressure, and the sensor 62 detects negative pressure.
- the control device 20 determines whether or not the sensor 62 has detected a negative pressure (S26). If there is a leak at or near the first position, pressing the first position may eliminate the leak. On the other hand, if the leak occurs at a position different from the first position or its vicinity, the leak cannot be eliminated even if the first position is pressed. If sensor 62 does not detect negative pressure (NO in step S26), controller 20 determines that the leak has not been resolved. Then, the control device 20 drives the moving mechanism 66 to move the pressing pin 68 to the next position (that is, the second position) according to the first pressing position information (S28). After that, the process returns to step S24, and the processes of steps S24 to S28 are repeated.
- S26 negative pressure
- the control device 20 determines that the leak has been eliminated. Then, the controller 20 causes the memory unit 80 to store the last pressed position (that is, the pressed position when the sensor 62 detects the negative pressure) in association with the type of the circuit board 2 (S30). Thereby, the second pressing position information is stored in the storage unit 80 . Then, the process of fixing the circuit board 2 ends.
- the control device 20 determines whether the sensor 62 detects negative pressure (S38). As described above, since the same portion of the circuit board 2 of the same type is likely to warp, if the same position on the circuit board 2 where the leak was previously eliminated is pressed, there is a high possibility that the leak will be eliminated. If the sensor 62 detects negative pressure (YES in step S38), the control device 20 determines that the leak has been eliminated, and terminates the process of fixing the circuit board 2. FIG.
- the same position on the circuit board 2 as the position on the circuit board 2 where the leak was previously eliminated can be held, and the leak is eliminated without holding many positions. can do. Therefore, it is possible to shorten the time required for processing to eliminate the leak.
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Abstract
基板作業機は、基板に対して作業を実行する。基板作業機は、基板の裏面に当接して前記基板を支持する支持部材と、支持部材に設けられる流路を介して基板の裏面を吸引する吸引装置と、吸引装置で吸引したときに支持部材の基板との当接面からのリークを検出する検出部と、検出部がリークを検出したときに基板の表面側の所定の位置を押圧する押圧装置と、押圧装置で押圧することで検出部がリークを検出する状態からリークを検出しない状態になったときに、基板の種類と押圧装置が押圧した基板の表面側の位置とを関連付けて記憶する記憶部と、押圧装置を制御する制御部であって、支持部材で支持された基板の種類に応じて、当該基板の種類と関連付けられた記憶部で記憶された位置を押圧するように押圧装置を制御する制御部と、を備える。
Description
本明細書に開示する技術は、基板作業機及び基板固定方法に関する。
基板に対して所定の作業を実行する基板作業機(例えば、スクリーン印刷機)では、基板に対して作業する際に、基板を裏面から吸引して基板を支持部材(例えば、バックアップブロック、バックアップピン)に固定することがある。基板に反っている部分があると、吸引したときに反った部分でリークが発生して、基板を支持部材に適切に固定できない。例えば、国際公開第2018/163284号公報には、基板に反っている部分があることによって生じるリークを解消する技術が開示されている。国際公開第2018/163284号公報に開示される基板作業機では、リークが検出されると、基板の角部のうちの1つを上方から押圧する。基板を押圧する位置は、予め設定されており、基板が反っていると予測される複数の位置を順に押圧するように設定されている。基板は、四隅が反っていることが多いので、この基板作業機では、基板の角部を順に押圧するように設定されている。リークが解消されるまで、設定された位置を順に押圧する。
国際公開第2018/163284号公報の基板作業機では、リークが検出されると、基板上の予め設定された位置を押圧する。しかしながら、リークが解消されるまで予め設定された複数の位置を順番に押圧するため、基板の反っている部分の位置によってはリークを解消するまでに多くの位置を押圧しなければならないことがあり、リークを解消する処理に時間が掛かることがあった。
本明細書は、基板を吸引して固定する際に生じ得るリークを効率よく解消する技術を開示する。
本明細書に開示する基板作業機は、基板に対して作業を実行する。基板作業機は、基板の裏面に当接して前記基板を支持する支持部材と、支持部材に設けられる流路を介して基板の裏面を吸引する吸引装置と、吸引装置で吸引したときに支持部材の基板との当接面からのリークを検出する検出部と、検出部がリークを検出したときに基板の表面側の所定の位置を押圧する押圧装置と、押圧装置で押圧することで検出部がリークを検出する状態からリークを検出しない状態になったときに、基板の種類と押圧装置が押圧した基板の表面側の位置とを関連付けて記憶する記憶部と、押圧装置を制御する制御部であって、支持部材で支持された基板の種類に応じて、当該基板の種類と関連付けられた記憶部で記憶された位置を押圧するように押圧装置を制御する制御部と、を備える。
上記の基板作業機では、記憶部は、押圧装置で押圧することでリークを検出しない状態になったときの基板の種類と押圧装置が押圧した基板の位置とを関連付けて記憶する。すなわち、記憶部は、押圧することでリークが解消される位置を記憶する。同一種類の基板では、同様の位置で基板に反りが生じることが多い。基板の種類に応じて、当該基板の種類と関連付けられた位置を押圧することにより、押圧することでリークが解消される可能性が高い位置を直ちに押圧することができる。これにより、リークを解消するために関係のない位置を押圧することを抑制することでき、リークを解消する処理に掛かる時間を短縮することができる。
また、本明細書に開示する基板を固定する基板固定方法は、支持部材で前記基板を裏面側から支持する支持工程と、支持部材に設けられる流路を介して基板の裏面を吸引する吸引工程と、吸引工程で吸引したときに支持部材の基板との当接面からのリークを検出する第1検出工程と、第1検出工程でリークが検出されたときに基板の表面側の所定の位置を押圧する第1押圧工程と、第1押圧工程で所定の位置を押圧したときに前記リークを検出する第2検出工程と、第2検出工程でリークが検出されなくなるまで、基板の表面側の所定の位置を順に変更しながら第1押圧工程と第2検出工程を繰り返し実行する工程と、第2検出工程でリークが検出されなかったときに、基板の種類と、第1押圧工程で押圧した前記基板の表面側の位置とを関連付けて記憶する記憶工程と、支持部材で支持された基板の種類に応じて、当該基板の種類と関連付けられた記憶工程で記憶された前記位置を押圧する第2押圧工程と、を備える。
上記の基板固定方法では、記憶工程において、リークが検出されなかったときの基板の種類と押圧した前記基板の表面側の位置とを関連付けて記憶する。すなわち、記憶工程において、押圧することでリークが解消される位置を記憶する。このため、基板の種類に応じて、当該基板の種類と関連付けられた記憶工程で記憶された位置を押圧することによって、上記の基板作業機と同様の作用効果を奏することができる。
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。
本明細書に開示する基板作業機では、制御部は、検出部でリークが検出された場合であって、支持部材で支持する基板の種類と関連付けられた位置が記憶部に記憶されているときは、記憶部で記憶された位置を押圧装置により押圧し、検出部でリークが検出された場合であって、支持部材で支持する基板の種類と関連付けられた位置が記憶部に記憶されていないときは、検出部でリークが検出されなくなるまで、基板の表面側の複数の所定の位置を順に押圧装置により押圧してもよい。このような構成によると、基板の種類と関連付けられた位置が記憶部に記憶されている場合には、リークが解消される可能性が高い位置を押圧することで、リークを解消する処理に掛かる時間を短縮することができる。また、基板の種類と関連付けられた位置が記憶部に記憶されていない場合には、複数の所定の位置を順に押圧することによって、リークを解消することができる。
本明細書に開示する基板作業機では、支持部材の上端には、基板の裏面に当接する当接面が設けられていてもよい。流路の一端には、当接面に開口する吸引口が設けられていてもよい。制御部は、吸引口の上方の位置で基板を押圧するように押圧装置を制御してもよい。このような構成によると、押圧装置によって、基板の裏面を吸引する吸引口が設けられた当接面に基板を押し付けることができる。このため、例えば、基板が下方に向かって反っている場合等において、リークを好適に解消することができる。
本明細書に開示する基板作業機では、支持部材の上端には、基板の裏面に当接する当接面が複数設けられていてもよい。流路の一端には、複数の当接面のそれぞれに開口する吸引口が設けられていてもよい。制御部は、平面視したときに隣接する2つの吸引口の間の位置の上方の位置で基板を押圧するように押圧装置を制御してもよい。このような構成によると、押圧装置によって、隣接する2つの当接面の間の位置が押される。基板が上方に向かって反っている場合、隣接する2つの当接面の間の位置を押さえることによって、その2つの当接面の両方が基板に接触するように曲げることができる。このような場合に、隣接する2つの当接面の間の位置を押さえることで2箇所のリークを同時に解消することができ、リークを解消する処理に掛かる時間をより短縮することができる。
本明細書に開示する基板作業機では、基板作業機は、スクリーンマスクを備える印刷機であってもよい。支持部材及び吸引装置は、スクリーンマスクに対して基板を所定の位置に位置決めするために用いられてもよい。
図面を参照して、実施例に係る基板作業機について説明する。ここで、基板作業機の一例として、スクリーン印刷機10について説明する。
図1に示すように、スクリーン印刷機10は、回路基板位置決め装置24と、負圧発生機構54と、押さえ機構64と、スクリーンマスク28と、スキージ装置30と、制御装置20と、インターフェース装置22を備えている。スクリーン印刷機10は、実装ラインの上流側から回路基板2を受け入れ、回路基板2に所望のはんだをスクリーン印刷した後、回路基板2を実装ラインの下流側に送り出す。なお、以下の説明では、スクリーン印刷機10において、回路基板2の搬送方向をX方向とし、水平面内でX方向に直行する方向をY方向とし、X方向及びY方向に直行する方向をZ方向とする。また、回路基板2において、回路基板2が搬送される際に上面となり、スクリーン印刷される面(+Z側の面)を表面と称し、その反対側の面(-Z側の面)を裏面と称することがある。
回路基板位置決め装置24は、Y方向移動機構40と、X方向移動機構42と、回転機構44と、昇降機構46と、X方向搬送機構48と、クランプ機構50を備えている。
Y方向移動機構40は、スクリーン印刷機10の基台に支持されている。Y方向移動機構40は、アクチュエータ(図示省略)の駆動によって、スクリーン印刷機10の基台に対してY方向に相対移動が可能となっている。
X方向移動機構42は、Y方向移動機構40に支持されている。X方向移動機構42は、アクチュエータ(図示省略)の駆動によって、Y方向移動機構40に対してX方向に相対移動が可能となっている。
回転機構44は、X方向移動機構42に支持されている。回転機構44は、モータ(図示省略)の駆動によって、X方向移動機構42に対してZ軸周りに相対回転が可能となっている。
昇降機構46は、回転機構44に支持されている。昇降機構46は、アクチュエータ(図示省略)の駆動によって、回転機構44に対してZ方向に相対移動が可能となっている。
X方向搬送機構48と、クランプ機構50は、昇降機構46に支持されている。X方向搬送機構48は、X方向に沿って配置されている一対のコンベアベルト52と、それぞれのコンベアベルト52を駆動するサーボモータ(図示省略)を備えている。回路基板2のY方向の両端を一対のコンベアベルト52の上に載置し、サーボモータを駆動することで、回路基板2はX方向に搬送される。回路基板2のサイズに応じて、一対のコンベアベルト52の間隔は調整可能となっている。クランプ機構50は、回路基板2をY方向の両端から挟持して、所望の幅で回路基板2を保持することができる。
図2を参照して、負圧発生機構54について説明する。図2は、負圧発生機構54が回路基板2の裏面を固定する状態を示している。なお、図2では、昇降機構46及びコンベアベルト52の図示は省略している。負圧発生機構54は、回路基板2を裏面から吸引して固定する。図2に示すように、負圧発生機構54は、支持部55と、複数のバックアップピン56と、空気流路58と、負圧発生装置60と、センサ62を備えている。
支持部55は、昇降機構46に支持されている(図1参照)。支持部55は、アクチュエータ(図示省略)の駆動によって、昇降機構46に対してZ方向に相対移動が可能となっている。
バックアップピン56は、支持部55に支持されている。複数のバックアップピン56は、支持部55上に間隔を空けて配置されている。バックアップピン56は、クランプ機構50によって保持された回路基板2の裏面に当接し、回路基板2を裏面側から支持する。また、バックアップピン56には、バックアップピン56の内部を軸方向に伸びる連通通路57が設けられている。連通通路57は、バックアップピン56の上端面から下端面まで伸びている。連通通路57の一端(すなわち、バックアップピン56の下端面側の端部)は、空気流路58に接続している。
負圧発生装置60は、空気流路58を介して各バックアップピン56の連通通路57と接続している。具体的には、空気流路58の下流端(図2では、右側の端部)は、負圧発生装置60に接続している。空気流路58は、途中で複数の流路に分岐しており、分岐した各流路は、バックアップピン56の下端側の端部に接続している。負圧発生装置60は、例えば、真空ポンプであり、各連通通路57に接続された状態で連通通路57内の空気を吸引することによって、空気流路58及び各連通通路57によって形成される空間内を負圧にする。負圧発生装置60のオンオフは、制御装置20によって制御されている。負圧発生装置60をオンすると、負圧発生装置60は一定の速度で作動する。
センサ62は、空気流路58に配置されている。センサ62は、圧力センサであり、空気流路58内の圧力を検出する。全てのバックアップピン56の上端面が回路基板2に密着した状態で負圧発生装置60をオンすると、複数の連通通路57の開口が回路基板2で閉じられ、複数の連通通路57と空気流路58で形成される空間が負圧になる。このため、センサ62は、空気流路58内の空間が負圧になっていることを検出する。一方で、複数のバックアップピン56のうち、バックアップピン56の上端面と回路基板2との間に隙間があると、その部分から開口を通って連通通路57内に外部の空気が吸引され、複数の連通通路57と空気流路58で形成される空間は負圧にならない。このため、センサ62は、空気流路58内の空間が負圧になっていないことを検出する。すなわち、センサ62は、空気流路58内の空間が負圧になっていないことを検出することによって、いずれかのバックアップピン56と回路基板2との間に空気漏れ(いわゆる、リーク)が生じていることを検出する。
続いて、図1を参照して、押さえ機構64について説明する。押さえ機構64は、回路基板2の表面を上方から下方に向かって押さえる機構である。押さえ機構64は、移動機構66と、押さえピン68を備えている。
移動機構66は、スクリーン印刷機10の基台に支持されている。移動機構66は、アクチュエータ(図示省略)の駆動によって基台に対してX方向及びY方向に相対移動が可能となっている。移動機構66は、待機位置(図1に示す位置)と回路基板2との間で押さえピン68を移動させる。待機位置は、平面視したときにスクリーンマスク28と重ならない位置である。また、移動機構66は、アクチュエータ(図示省略)の駆動によって、押さえピン68をZ方向に相対移動が可能となっている。
押さえピン68は、円柱状であり、その先端がゴムによって形成されている。移動機構66で押さえピン68を回路基板2上に移動し、その位置で押さえピン68を下降させると、押さえピン68は、回路基板2の表面の一点(詳細には、押さえピン68の下端面と接触する範囲)を上方から下方に向かってに押さえる。
バックアップピン56と回路基板2との間にリークが生じている場合、リークしている位置又はその近傍を上方から押さえると、バックアップピン56の上端面と回路基板2とが密着する。このため、連通通路57及び空気流路58内への空気のリークが解消される。すなわち、押さえ機構64は、回路基板2の表面の適切な位置を押さえることによって、リークを解消させる。なお、回路基板2の表面の適切な位置については、後に詳述する。
スクリーンマスク28は、矩形状に形成された金属製の板状部材であって、スクリーン印刷機10の基台に対して位置を固定されたマスク支持枠32によって4辺を支持されている。スクリーンマスク28の中央部には、回路基板2に印刷するはんだのパターンに対応して開口部が形成されている。
スキージ装置30は、Y方向移動機構70と、スキージヘッド74a、74bと、スキージ76a、76bを備えている。
Y方向移動機構70は、スクリーン印刷機10の基台に支持されている。Y方向移動機構70は、アクチュエータ(図示省略)の駆動によって、基台に対してY方向に相対移動が可能となっている。
スキージヘッド74a、74bは、Y方向移動機構70に支持されている。スキージヘッド74a、74bは、それぞれアクチュエータ(図示省略)の駆動によって、Y方向移動機構70に対してZ方向に相対移動が可能となっている。
スキージ76aは、スキージヘッド74aによって支持されている。スキージ76aは、サーボモータ(図示省略)の駆動によって、スキージヘッド74aに対して傾動可能となっている。スキージ76bは、スキージヘッド74bによって支持されている。スキージ76bは、サーボモータ(図示省略)の駆動によって、スキージヘッド74bに対して傾動可能となっている。スキージ76a、76bは、はんだ供給装置(図示省略)からスクリーンマスク28の上面に供給されるはんだを印刷パターン上でスキージングする。
制御装置20は、プログラム等を記憶する記憶部80と、記憶部80に記憶されたプログラムを実行するプロセッサと、実装ラインの全体の動作を管理する生産管理コンピュータ(図示せず)と通信する通信装置を備えている。制御装置20は、生産管理コンピュータからの指示に従って、スクリーン印刷機10の各構成要素の動作を制御する。具体的には、図3に示すように、制御装置20は、インターフェース装置22、回路基板位置決め装置24、スキージ装置30、負圧発生装置60、押さえ機構64と接続しており、インターフェース装置22、回路基板位置決め装置24、スキージ装置30、負圧発生装置60、押さえ機構64を制御している。また、制御装置20は、センサ62と接続しており、センサ62で検出した検出結果(圧力値)を取得する。また、制御装置20は、スクリーン印刷機10におけるはんだ印刷作業の状態を示すデータを生産管理コンピュータへ送信する。
また、記憶部80は、回路基板2の種類と、その回路基板2の表面を押さえ機構64で押さえる位置(以下、「押さえ位置」ともいう)とを関連付けて記憶している。上述したように、回路基板2に反りがあるとバックアップピン56が回路基板2と密着せず、リークが生じることがある。この場合、リークが生じている部分やその近傍を押さえることで、バックアップピン56が回路基板2と密着し、リークが解消する。記憶部80には、リークが解消される押さえ位置が不明な場合に用いられる押さえ位置に関する情報(以下、第1押さえ位置情報ともいう)と、リークが解消される押さえ位置が既知の場合に用いられる押さえ位置に関する情報(以下、第2押さえ位置情報ともいう)が記憶されている。
まず、第1押さえ位置情報について説明する。第1押さえ位置情報は、ユーザによって設定された複数の押さえ位置と、複数の押さえ位置を押さえる順序に関する情報を含んでいる。以下、第1押さえ情報において、最初に押さえる押さえ位置を「第1位置」と称し、n番目(nは整数)に押さえる押さえ位置を「第n位置」と称することがある。ユーザが設定する複数の押さえ位置としては、例えば、バックアップピン56の上方の位置や、隣接する2本のバックアップピン56の間の位置とすることができる。
ここで、図4(a)及び図4(b)を参照して、押さえ位置について説明する。図4(a)は、回路基板2が下方に向かって突出するように沿っている下反り状態を示している。この場合、回路基板2は、下反りした部分の近傍のバックアップピン56と対応する位置A、Bにおいてバックアップピン56と密着しなくなる。このため、バックアップピン56の上方に対応する位置A、Bを押さえると、回路基板2がバックアップピン56と密着する。したがって、バックアップピン56の上方の位置A、Bを押さえ位置として設定すると、設定した位置A、Bを順に押さえることによって、そのバックアップピン56からリークしている場合にリークが解消される。なお、押さえ機構64が2本の押さえピン68を備える場合は、2本の押さえピン68によって設定した位置A、Bを同時に押さえるようにしてもよい。
一方で、図4(b)は、回路基板2が上方に向かって突出するように沿っている上反り状態を示している。この場合、回路基板2は、上反りした部分の近傍の隣接する2本のバックアップピン56のそれぞれと対応する位置においてバックアップピン56と密着しなくなる。この場合にも、バックアップピン56の上方に対応する位置を押さえれば、回路基板2がバックアップピン56と密着してリークが解消される。しかしながら、上反りしている場合には、隣接する2本のバックアップピン56の間の上反りしている位置Cを押さえると、回路基板2の上反りが解消され、その近傍の2本のバックアップピン56と回路基板2が同時に密着する。したがって、隣接する2本のバックアップピン56の間の位置を押さえ位置として設定すると、2本のバックアップピン56からのリークを同時に解消できることがある。このように2本のバックアップピン56の間の位置を押さえ位置として設定することで、リークを解消するために押さえる位置を減らすことができ、リークを解消するための処理に掛かる時間を短縮することができる。
このように、バックアップピン56の上方の位置や、隣接する2本のバックアップピン56の間の位置等の複数の位置を押さえ位置として設定し、これらの複数の押さえ位置について、押さえる順序を設定する。なお、押さえ位置や押さえる順序については、ユーザが適宜設定することができ、具体的な位置や順序は特に限定されない。例えば、ユーザは、バックアップピン56の上方の位置や、隣接する2本のバックアップピン56の間の位置以外の任意の位置を押さえ位置として選択してもよい。
次いで、第2押さえ位置情報について説明する。第2押さえ位置情報は、第1押さえ位置情報に従いリーク解消のための処理を実行した際に、実際にリークが解消された押さえ位置に関する情報である。同一の種類の回路基板2では、同じ位置が同じように反っていることが多いため、同じ部分でリークが生じることが多い。このため、同一の種類の回路基板2に対しては、同じ位置を押さえることでリークが解消し易い。そこで、第1押さえ位置情報に従いリーク解消のための処理を実行した際に、実際にリークが解消された押さえ位置を記憶させておき、同一の種類の回路基板2においてリークが生じた際には、記憶部80に記憶されている位置を押さえ機構64により押さえる。これにより、同一の種類の回路基板2に対しては、以前リークが解消された位置を押さえることで、効率よくリーク解消する処理を実行できる。このため、同一の種類の回路基板2に対して、リークを解消する処理に掛かる時間を短縮することができる。
次に、回路基板2をスクリーン印刷機10内に固定する処理について説明する。回路基板2の表面に印刷する際には、回路基板2を裏面側から吸引することによって、回路基板2をスクリーン印刷機10内の所定の位置に確実に固定する。回路基板2に反っている部分があると、回路基板2を裏面側から吸引したときに、その反っている部分からリークが生じることがある。リークが生じると、回路基板2を吸引によって固定することができない。以下に、負圧発生機構54で回路基板2の裏面を吸引したとき発生したリークを解消する処理について説明する。
図5に示すように、まず、制御装置20は、回路基板2をスクリーン印刷機10内に搬送し、クランプ機構50によってクランプする(S12)。回路基板2をクランプ機構50によってクランプする処理は、以下の手順で行う。上流側の基板搬送装置から回路基板2が送られてくると、制御装置20は、受け入れ搬送装置を駆動して回路基板2を受け取る。そして、X方向搬送機構48が受け入れ搬送装置から回路基板2を受け取ることが可能な位置となるように、制御装置20は、Y方向移動機構40、X方向移動機構42、回転機構44、昇降機構46を駆動する。そして、制御装置20は、受け入れ搬送装置とX方向搬送機構48を駆動して、受け入れ搬送装置からX方向搬送機構48へ回路基板2を受け渡す。回路基板2がX方向搬送機構48に受け渡されると、制御装置20は、X方向搬送機構48を駆動して、スクリーンマスク28の印刷パターンに対応するX方向位置まで回路基板2を搬送する。次いで、制御装置20は、クランプ機構50を駆動して、回路基板2を保持する。
次いで、制御装置20は、バックアップピン56を上昇させる(S14)。具体的には、制御装置20は、支持部55を駆動して、バックアップピン56の上端面が回路基板2の裏面に当接するまで、バックアップピン56を上昇させる。
次いで、制御装置20は、負圧発生機構54により回路基板2の裏面を吸引させる(S16)。具体的には、制御装置20は、負圧発生装置60をオンにする。すると、空気流路58を介して各バックアップピン56の連通通路57内の空気が吸引される。バックアップピン56の上端面と回路基板2の裏面との間が密着してる場合には、回路基板2の裏面が吸引される。
次いで、制御装置20は、センサ62により負圧が検出されたか否かを判断する(S18)。具体的には、制御装置20は、センサ62が検出した圧力値を取得し、取得した圧力値が所定値より低くなっているか否かを判定する。回路基板2は、複数のバックアップピン56によって支持され、各バックアップピン56が、回路基板2の裏面を吸引する。複数のバックアップピン56の全てが回路基板2と密着していると、空気流路58と全てのバックアップピン56の連通通路57により形成される空間内が負圧になり、センサ62は、負圧を示す圧力値を検出する。一方で、複数のバックアップピン56の中に回路基板2と密着しないものがあると、その回路基板2と密着しないバックアップピン56から外部の空気が吸引される。すると、空気流路58と全てのバックアップピン56の連通通路57により形成される空間内は負圧にならず(圧力が十分に低下せず)、センサ62は、負圧を示す圧力値を検出しない。センサ62が負圧を検出した場合(ステップS18でYES)、制御装置20は、複数のバックアップピン56の全てが回路基板2と密着していると判断する。すなわち、制御装置20は、リークは生じていないと判断する。すると、回路基板2は、吸引により確実に固定された状態となる。このため、回路基板2を固定する処理を終了する。
一方で、センサ62が負圧を検出しなかった場合(ステップS18でNO)、制御装置20は、複数のバックアップピン56の中に回路基板2と密着しないものがあると判断する。すなわち、制御装置20は、リークが生じていると判断し、リークを解消するための処理を行う。そこでまず、制御装置20は、現在クランプしている回路基板2について、記憶部80に第2押さえ位置情報が記憶されているか否かを判断する(S20)。上述したように、第2押さえ位置情報は、その回路基板2について以前リークを解消するための処理が実装された際に、リークが解消された押さえ位置に関する情報である。記憶部80に第2押さえ位置情報が記憶されていない場合(ステップS20でNO)、制御装置20は、その回路基板2についてリークを解消するための処理を実行したことがないと判断し、第1押さえ位置情報に従ってリークを解消するための処理を実行することを決定する。そして、制御装置20は、移動機構66を駆動して押さえピン68を第1位置の上方に移動させ(S22)、その位置で押さえピン68を下降させる(S24)。すると、押さえピン68は、回路基板2の第1位置を押さえた状態となる。
次いで、制御装置20は、センサ62により負圧が検出されたか否かを判断する(S26)。第1位置又はその近傍の位置でリークが生じている場合、第1位置を押さえることによってリークが解消されることがある。一方で、第1位置又はその近傍とは異なる位置でリークが生じている場合には、第1位置を押さえてもリークが解消されない。センサ62が負圧を検出しなかった場合(ステップS26でNO)、制御装置20は、リークが解消されていないと判断する。そして、制御装置20は、第1押さえ位置情報に従い、移動機構66を駆動して押さえピン68を次の位置(すなわち、第2位置)の上方に移動させる(S28)。その後、ステップS24に戻り、ステップS24~ステップS28の処理を繰り返す。
センサ62が負圧を検出した場合(ステップS26でYES)、制御装置20は、リークが解消されたと判断する。そして、制御装置20は、直前に押さえた押さえ位置(すなわち、センサ62が負圧を検出したときの押さえ位置)を、回路基板2の種類に関連付けて記憶部80に記憶させる(S30)。これにより、記憶部80に第2押さえ位置情報が記憶される。そして、回路基板2を固定する処理を終了する。
記憶部80に第2押さえ位置情報が記憶されている場合(ステップS20でYES)、制御装置20は、記憶部80に記憶されている第2押さえ位置情報に従ってリークを解消するための処理を実行することを決定する。そして、制御装置20は、移動機構66を駆動して、押さえピン68を記憶部80に記憶されている位置(すなわち、ステップS30で記憶された押さえ位置)の上方に移動させ(S32)、その位置で押さえピン68を下降させる(S34)。すると、押さえピン68は、その回路基板2において以前にリークが解消された位置を押さえた状態となり、その位置で生じているリークが解消される。
次いで、制御装置20は、記憶部80に記憶された第2押さえ位置情報に含まれる全ての位置を押さえたか否かを判断する(S36)。後述するように、第2押さえ位置情報は、複数の押さえ位置を含んでいる場合がある。第2押さえ位置情報に記憶された全ての位置を押さえていない場合(ステップS36でNO)、ステップS32の処理に戻り、ステップS32~ステップS36の処理を繰り返す。
第2押さえ位置情報に記憶された全ての位置を押さえると(ステップS36でYES)、制御装置20は、センサ62により負圧が検出されたか否かを判断する(S38)。上述したように、同一の種類の回路基板2では、同じ部分が反り易いため、以前リークが解消された回路基板2上の位置と同じ位置を押さえれば、リークが解消される可能性が高い。センサ62が負圧を検出した場合(ステップS38でYES)、制御装置20は、リークが解消されたと判断し、回路基板2を固定する処理を終了する。このように、記憶部80に第2押さえ位置情報を記憶させることにより、以前リークが解消された回路基板2上の位置と同じ位置を押さえることができ、多くの位置を押さえることなくリークを解消することができる。このため、リークを解消させる処理に掛かる時間を短縮することができる。
一方で、センサ62が負圧を検出していない場合(ステップS38でNO)、制御装置20は、リークが解消されていないと判断する。複数のバックアップピン56からリークしており、回路基板2上の複数の位置を押さえなければリークが解消されないことがある。例えば、図4(a)に示すように回路基板2が下反りしている場合、位置A、Bの2点を押さえなければリークが解消されない。また、回路基板2の複数の部分において、図4(a)に示すように回路基板2が下反りしている部分や、図4(b)に示すように回路基板2が上反りしている部分が存在していることもある。このような場合には、回路基板2上の1点を押さえただけではリークが解消されない。そこで、ステップS22の処理に戻り、ステップS22~ステップS30の処理を繰り返す。この場合には、ステップS32及びステップS34の処理により、記憶部80に記憶されている押さえ位置が既に押さえられており、その位置でのリークは既に解消されていると考えることができる。このため、ステップS22~ステップS30の処理を繰り返すことにより、ステップS32及びステップS34の処理で既に押された押さえ位置以外でリークしている位置を特定することができる。そして、その新たに特定された押さえ位置を、既に記憶されている押さえ位置に加えて、回路基板2の種類に関連付けて記憶部80に記憶させる(S30)。すると、第2押さえ位置情報として、先に記憶されている押さえ位置と新たに特定された押さえ位置が、回路基板2の種類に関連付けられたものに更新され、その更新された第2押さえ位置情報が、記憶部80に記憶される。このため、この次に同一の種類の回路基板2を固定する処理を実行する際には、リークを解消する処理に掛かる時間をさらに短縮することができる。
なお、本実施例では、全てのバックアップピン56が連通通路57を備えていたが、このような構成に限定されない。例えば、複数のバックアップピン56は、連通通路57を備えるもの(回路基板2の裏面を支持すると共に吸引するもの)と、連通通路57を備えていないもの(回路基板2の裏面を吸引せずに、回路基板2を支持するもの)の両方によって構成されていてもよい。
また、本実施例では、バックアップピン56によって回路基板2の裏面を支持すると共に吸引したが、このような構成に限定されない。例えば、箱状のバックアップブロックによって回路基板2を支持してもよい。この場合、バックアップブロックの回路基板2の裏面に当接する面に複数の貫通孔が設けられており、バックアップブロックの内部空間を吸引することによって回路基板2を固定する。この場合にも、本実施例と同様の処理を実行して、リークを解消することができる。
また、本実施例では、スクリーン印刷機10において回路基板2を固定する際に上記の処理が実行されたが、このような構成に限定されない。吸引により回路基板2を固定する構成を備えている基板作業機であれば、本実施例と同様の処理を採用することができ、例えば、電子部品を回路基板2に実装する部品実装機において本実施例と同様の処理を実行してもよい。
実施例で説明した基板作業機に関する留意点を述べる。実施例のスクリーン印刷機10は、「基板作業機」の一例であり、バックアップピン56は、「支持部材」の一例であり、負圧発生機構54は、「吸引装置」の一例であり、センサ62は、「検出部」の一例であり、押さえ機構64は、「押圧装置」の一例であり、制御装置20は、「制御部」の一例である。
以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Claims (6)
- 基板に対して作業を実行する基板作業機であって、
前記基板の裏面に当接して前記基板を支持する支持部材と、
前記支持部材に設けられる流路を介して前記基板の裏面を吸引する吸引装置と、
前記吸引装置で吸引したときに前記支持部材の前記基板との当接面からのリークを検出する検出部と、
前記検出部がリークを検出したときに前記基板の表面側の所定の位置を押圧する押圧装置と、
前記押圧装置で押圧することで前記検出部が前記リークを検出する状態から前記リークを検出しない状態になったときに、前記基板の種類と、前記押圧装置が押圧した前記基板の表面側の位置とを関連付けて記憶する記憶部と、
前記押圧装置を制御する制御部であって、前記支持部材で支持された前記基板の種類に応じて、当該基板の種類と関連付けられた前記記憶部で記憶された前記位置を押圧するように前記押圧装置を制御する制御部と、
を備える、基板作業機。 - 前記制御部は、
前記検出部でリークが検出された場合であって、前記支持部材で支持する前記基板の種類と関連付けられた前記位置が前記記憶部に記憶されているときは、前記記憶部で記憶された前記位置を前記押圧装置により押圧し、
前記検出部でリークが検出された場合であって、前記支持部材で支持する前記基板の種類と関連付けられた前記位置が前記記憶部に記憶されていないときは、前記検出部でリークが検出されなくなるまで、前記基板の表面側の複数の所定の位置を順に前記押圧装置により押圧する、請求項1に記載の基板作業機。 - 前記支持部材の上端には、前記基板の裏面に当接する前記当接面が設けられており、
前記流路の一端には、前記当接面に開口する吸引口が設けられており、
前記制御部は、前記吸引口の上方の位置で前記基板を押圧するように前記押圧装置を制御する、請求項1又は2に記載の基板作業機。 - 前記支持部材の上端には、前記基板の裏面に当接する前記当接面が複数設けられており、
前記流路の一端には、前記複数の当接面のそれぞれに開口する吸引口が設けられており、
前記制御部は、平面視したときに隣接する2つの前記吸引口の間の位置の上方の位置で前記基板を押圧するように前記押圧装置を制御する、請求項1~3のいずれか一項に記載の基板作業機。 - 前記基板作業機は、スクリーンマスクを備える印刷機であり、
前記支持部材及び前記吸引装置は、前記スクリーンマスクに対して前記基板を所定の位置に位置決めするために用いられる、請求項1に記載の基板作業機。 - 基板を固定する基板固定方法であって、
支持部材で前記基板を裏面側から支持する支持工程と、
前記支持部材に設けられる流路を介して前記基板の裏面を吸引する吸引工程と、
前記吸引工程で吸引したときに前記支持部材の前記基板との当接面からのリークを検出する第1検出工程と、
前記第1検出工程でリークが検出されたときに前記基板の表面側の所定の位置を押圧する第1押圧工程と、
前記第1押圧工程で前記所定の位置を押圧したときに前記リークを検出する第2検出工程と、
前記第2検出工程で前記リークが検出されなくなるまで、前記基板の表面側の所定の位置を順に変更しながら前記第1押圧工程と前記第2検出工程を繰り返し実行する工程と、
前記第2検出工程で前記リークが検出されなかったときに、前記基板の種類と、前記第1押圧工程で押圧した前記基板の表面側の位置とを関連付けて記憶する記憶工程と、
前記支持部材で支持された前記基板の種類に応じて、当該基板の種類と関連付けられた前記記憶工程で記憶された前記位置を押圧する第2押圧工程と、
を備える、基板固定方法。
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