(57)【要約】【課題】電子部品実装システムに対する作業者の作業効率を向上する。【解決手段】電子部品実装システム１において、ローダ１２から所定方向に基板９を搬送する第１部分搬送路１１１、第１部分搬送路１１１の終点からほぼ垂直な方向に基板９を搬送する第２部分搬送路１１２、および、第２部分搬送路１１２の終点から第１部分搬送路１１１とは反対の方向に基板９を搬送する第３部分搬送路１１３を設ける。そして、第１部分搬送路１１１と第３部分搬送路１１３との間の領域が作業者９０のための作業領域１０とされる。これにより、作業者９０の移動範囲を小さく抑えることができ、作業者９０の作業効率を向上することが実現される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に電子部品を実装する電子部品実装システムであって、
基板を搬送路へと供給するローダと、
基板を前記搬送路から回収するアンローダと、
前記搬送路に沿って配列され、電子部品の実装に係る一連の工程を行う複数の処理部と、
を備え、
前記搬送路が、
前記ローダから所定方向に向かって基板を搬送する第１部分搬送路と、
前記第１部分搬送路の終点からほぼ垂直な方向に基板を搬送する第２部分搬送路と、
前記第２部分搬送路の終点から前記所定方向とは反対方向に基板を搬送する第３部分搬送路と、
を有することを特徴とする電子部品実装システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電子部品実装システムであって、
前記第１部分搬送路に沿って配列された処理部の操作パネルと、前記第３部分搬送路に沿って配列された処理部の操作パネルとが対向することを特徴とする電子部品実装システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電子部品実装システムであって、
前記第１部分搬送路と前記第３部分搬送路との間の領域が、前記複数の処理部に対する作業者の作業領域とされることを特徴とする電子部品実装システム。
【請求項４】
基板に電子部品を実装する電子部品実装システムであって、
電子部品の実装に係る一連の工程を行う複数の処理部を備え、
前記複数の処理部が所定領域の周囲に配置され、作業者による前記複数の処理部に対する所定の作業が前記所定領域側から行われることを特徴とする電子部品実装システム。
【請求項５】
請求項４に記載の電子部品実装システムであって、
前記複数の処理部が、前記所定領域側を向く複数の操作パネルを有することを特徴とする電子部品実装システム。
【請求項６】
請求項４または５に記載の電子部品実装システムであって、
前記複数の処理部に対する部品供給または材料供給が、前記所定領域側から行われることを特徴とする電子部品実装システム。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれかに記載の電子部品実装システムであって、
前記複数の処理部のそれぞれに対する基板の取込および排出が、前記所定領域側から行われることを特徴とする電子部品実装システム。
【請求項８】
請求項７に記載の電子部品実装システムであって、
前記複数の処理部のうちの少なくとも１つが、基板が搬送される略Ｕ字状の搬送路を有することを特徴とする電子部品実装システム。
【請求項９】
請求項８に記載の電子部品実装システムであって、
前記略Ｕ字状の搬送路において、取込位置と排出位置とが上下に並ぶことを特徴とする電子部品実装システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板に電子部品を実装する電子部品実装システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プリント配線基板への電子部品の実装が自動化される際には、実装に係る各工程を実行する装置が直線状に配列されてきた。例えば、ペースト状のはんだを用いて実装が行われる場合、実装前の基板を収納するローダ、基板にはんだを印刷する印刷装置、小型の電子部品を基板に装着する装着装置、大型の電子部品を基板に装着する装着装置、基板を加熱および冷却して電子部品を固着させるリフロー装置、実装済み基板を収納するアンローダ等の多数の装置が直線状の搬送路に沿って配列される。さらには、実装に係る処理の途中で検査を行う検査装置も適宜設けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多数の装置が直線状に配列される場合、ローダとアンローダとが非常に離れ、ローダ側およびアンローダ側に作業者を配置する必要が生じる。また、各装置を監視する際には、ローダからアンローダに至る長い距離を作業者が移動しなければならないため、電子部品実装システムに沿って作業者の通路を確保する必要が生じる。その結果、電子部品実装システムを配置するために必要な床面積が各装置の占有面積の和に対してかなり大きくならざるを得ない。
【０００４】
一方で、近年、基板の製造は多品種少量化の傾向が大きく、製造される基板の種類が頻繁に変更される。作業者は基板の種類が変更される都度、製造ラインを調整し直す必要があり、従来よりも作業者が容易に各装置にアクセスできる環境が求められている。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、電子部品実装システムにおける作業者の作業効率の向上を主たる目的としており、電子部品実装システムの設置に必要な面積を削減することも目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、基板に電子部品を実装する電子部品実装システムであって、基板を搬送路へと供給するローダと、基板を前記搬送路から回収するアンローダと、前記搬送路に沿って配列され、電子部品の実装に係る一連の工程を行う複数の処理部とを備え、前記搬送路が、前記ローダから所定方向に向かって基板を搬送する第１部分搬送路と、前記第１部分搬送路の終点からほぼ垂直な方向に基板を搬送する第２部分搬送路と、前記第２部分搬送路の終点から前記所定方向とは反対方向に基板を搬送する第３部分搬送路とを有する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子部品実装システムであって、前記第１部分搬送路に沿って配列された処理部の操作パネルと、前記第３部分搬送路に沿って配列された処理部の操作パネルとが対向する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電子部品実装システムであって、前記第１部分搬送路と前記第３部分搬送路との間の領域が、前記複数の処理部に対する作業者の作業領域とされる。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、基板に電子部品を実装する電子部品実装システムであって、電子部品の実装に係る一連の工程を行う複数の処理部を備え、前記複数の処理部が所定領域の周囲に配置され、作業者による前記複数の処理部に対する所定の作業が前記所定領域側から行われる。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電子部品実装システムであって、前記複数の処理部が、前記所定領域側を向く複数の操作パネルを有する。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の電子部品実装システムであって、前記複数の処理部に対する部品供給または材料供給が、前記所定領域側から行われる。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項４ないし６のいずれかに記載の電子部品実装システムであって、前記複数の処理部のそれぞれに対する基板の取込および排出が、前記所定領域側から行われる。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の電子部品実装システムであって、前記複数の処理部のうちの少なくとも１つが、基板が搬送される略Ｕ字状の搬送路を有する。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の電子部品実装システムであって、前記略Ｕ字状の搬送路において、取込位置と排出位置とが上下に並ぶ。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る電子部品実装システム１の構成を示す平面図である。なお、電子部品実装システム１を構成する各装置の図示は適宜簡略化されている。
【００１６】
電子部品実装システム１は、プリント配線基板（以下、「基板」という。）９にはんだを用いて電子部品を実装するシステムであり、中央は作業者９０が作業を行うための作業領域１０となっている。作業領域１０の周囲には基板９が搬送される搬送路１１が形成されており、搬送路１１はローダ１２を始点として図１中の（＋Ｙ）方向に向かう第１部分搬送路１１１、第１部分搬送路１１１の終点から（＋Ｘ）方向に向かう第２部分搬送路１１２、および、第２部分搬送路１１２の終点から（−Ｙ）方向に向かってアンローダ１９に至る第３部分搬送路１１３を有する。
【００１７】
ローダ１２からアンローダ１９へと向かう搬送路１１に沿って、印刷装置１３、複数の高速装着装置１４、検査装置１５、複数の多機能装着装置１６、リフロー装置１７および検査装置１８が順に配列され、基板９は搬送路１１上を搬送されつつこれらの装置により電子部品の実装に係る一連の工程が実行される。なお、第１部分搬送路１１１と第２部分搬送路１１２との間、および、第２部分搬送路１１２と第３部分搬送路１１３との間には基板９の向きを変更する方向転換機１１４が配置される。
【００１８】
ローダ１２には実装前の複数の基板９を収容する収納器９１（いわゆる、マガジンラック）が載置される。ローダ１２から取り出されて搬送路１１へと供給される基板９は、第１部分搬送路１１１を搬送されつつ印刷装置１３へと搬入され、はんだペーストが基板９上の必要箇所に印刷技術を利用して塗布される。その後、基板９は高速装着装置１４へと搬送される。
【００１９】
高速装着装置１４は、小型の電子部品が配列されたテープがリールに捲回された供給部１４１を有し、供給部１４１からの小型の電子部品が基板９上のはんだ上に高速に装着され、検査装置１５へと搬送される。検査装置１５では基板９上の小型の電子部品の装着状態、例えば、電子部品の有無や電子部品の位置等が検査される。
【００２０】
その後、方向転換機１１４により基板９の向きが変更され、第２部分搬送路１１２上を搬送されて方向転換機１１４により再度向きが変更され、第３部分搬送路１１３へと基板９が渡される。第３部分搬送路１１３では、まず、多機能装着装置１６によりＱＦＰ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　Ｓｉｚｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）等の比較的大型の電子部品が基板９上のはんだ上に装着される。なお、電子部品は多機能装着装置１６の供給部１６１においてトレイに収納されている。
【００２１】
全ての電子部品の装着が完了すると、基板９はリフロー装置１７に搬入され、リフロー装置１７は基板９を搬送しつつ加熱してはんだを溶融し、その後、基板９を冷却して電子部品を基板９上に固着させる。実装済みの基板９は検査装置１８にて外観検査が行われ、検査結果が取得された上で第３部分搬送路１１３からアンローダ１９に回収されて収納器９２に収納される。
【００２２】
次に、電子部品実装システム１の特徴について説明する。電子部品実装システム１では既述のように搬送路１１が作業者９０の作業領域１０の周囲（正確には３方向）を囲むように設けられる。ここで、印刷装置１３に対するはんだ材料の供給や印刷用の開口板の取り替え等が作業領域１０側から可能とされている。高速装着装置１４の供給部１４１や多機能装着装置１６の供給部１６１も作業領域１０側に設けられ、部品供給が作業領域１０側から行われる。
【００２３】
さらに、作業領域１０の周囲の各装置を操作するための操作パネル２１も作業領域１０側を向くように取り付けられる。すなわち、電子部品実装システム１の場合、第１部分搬送路１１１に沿って配列された装置の操作パネル２１と第３部分搬送路１１３に沿って配列された装置の操作パネル２１とが対向するように配置される。電子部品実装システム１では、基板９の種類の変更に係る全ての作業を作業領域１０側から行うことが可能とされる。
【００２４】
なお、作業領域１０には作業者９０が台車９５を用いて部品等を搬入するため、作業領域１０のＸ方向の幅は台車９５の幅および作業者９０の作業効率を考慮して設定される。具体的には、作業領域１０のＸ方向の幅は１．５〜３ｍとされる。１．５ｍよりも短い場合には、台車９５の両脇に作業スペース（例えば、６０ｃｍ程度）を確保することが困難となり、３ｍを超えると作業内容に対して余剰な空間が生じるからである。
【００２５】
以上のように、電子部品実装システム１では搬送路１１をローダ１２から所定方向に基板９を搬送する第１部分搬送路１１１、第１部分搬送路１１１の終点からほぼ垂直な方向に基板９を搬送する第２部分搬送路１１２、および、第２部分搬送路１１２の終点から第１部分搬送路１１１とは反対の方向に基板９を搬送する第３部分搬送路１１３を設け、第１部分搬送路１１１と第３部分搬送路１１３との間の領域（すなわち、搬送路１１に囲まれる領域）を作業領域１０として利用することにより、電子部品実装システム１の実質的な占有床面積を削減することが実現される。
【００２６】
また、搬送路１１を２回同じ側に折り曲げて電子部品実装システム１がコンパクト化されることにより作業者９０の移動範囲を小さく抑えることができ、作業者９０の作業効率を向上することも実現される。
【００２７】
図２は第２の実施の形態に係る電子部品実装システム１を示す平面図である。図２に示す電子部品実装システム１では、携帯情報端末等の製造に用いられる小型の基板９に電子部品の実装が行われる。
【００２８】
電子部品実装システム１は、印刷装置１３、装着装置１４ａ、小型のリフロー装置１７ａ、検査装置１８ａを中央の作業領域１０の周囲に配置するように有する。各装置は接続されておず、装置間の基板９の搬送は作業者９０により行われる。各装置内には作業領域１０を中心とする円周におよそ沿う方向に搬送路が設けられており、作業者９０が各装置の取込位置３１に基板９を載置することにより基板９が装置内に取り込まれて処理され、処理後の基板９が排出位置３２に排出される。装置間では排出位置３２と取込位置３１とが隣接しており、作業者９０は排出位置３２から基板９を次の装置の取込位置３１へと搬送する。
【００２９】
なお、図２では作業者９０の作業効率を向上するために、装着装置１４ａに供給される電子部品のトレイや部品カセット等が載置された台車９５、および、処理前の基板９を収納する収納器９１や実装済み基板９を収納する収納器９２が載置される台車９６も各装置が配列される円周上に配置された場合の様子を示している。
【００３０】
基板９に電子部品の実装が行われる際には、まず、作業者９０が収納器９１から基板９を取り出して印刷装置１３の取込位置３１に載置し、印刷装置１３にてはんだペーストの付与が行われて基板９が排出位置３２へと排出される。作業者９０は印刷装置１３の排出位置３２から装着装置１４ａの取込位置３１へと基板９を手で搬送し、装着装置１４ａにて基板９上のはんだ上に電子部品が装着される。装着装置１４ａは基板９に必要な様々な種類の電子部品を装着することができる装置となっている。
【００３１】
電子部品装着後の基板９は装着装置１４ａの排出位置３２に排出され、作業者９０が基板９をリフロー装置１７ａの取込位置３１に移載する。基板９はリフロー装置１７ａに取り込まれてリフロー処理が施され、排出位置３２に排出される。作業者９０により基板９はさらに検査装置１８ａの取込位置３１に移載され、検査装置１８ａにより最終の外観検査が行われると、基板９は排出位置３２に排出され、作業者９０により収納器９２に収納される。
【００３２】
ここで、電子部品実装システム１では作業者９０による実装に係る作業や部品の供給などが作業領域１０から行うことが可能とされている。すなわち、各装置の操作パネル２１が作業領域１０側を向くように設けられており、各装置の取込位置３１および排出位置３２が作業領域１０側から手の届く位置とされている。さらに、印刷装置１３や装着装置１４ａへの材料や部品の供給が作業領域１０側から行われるようになっている。
【００３３】
これにより、電子部品実装システム１では、基板９の種類が変更された場合の各装置の設定変更、材料や部品の供給作業等の際に作業者９０が作業領域１０から外へ移動する必要がなく、作業効率の向上が図られる。また、作業者９０の移動範囲を小さく抑えることができるため、電子部品実装システム１の実質的な占有床面積の削減も図られる。
【００３４】
図３は第３の実施の形態に係る電子部品実装システム１を示す平面図である。図３に示す電子部品実装システム１は、第１の実施の形態と第２の実施の形態との間の規模のシステムとなっている。
【００３５】
電子部品実装システム１では、第２の実施の形態と同様に中央の作業領域１０の周囲に印刷装置１３、高速装着装置１４、多機能装着装置１６、リフロー装置１７および検査装置１８が配置される。なお、印刷装置１３と複数の高速装着装置１４とは連結され、複数の多機能装着装置１６も連結される。各装置または装置群における基板９の搬送路は作業領域１０を中心としておよそ放射状に伸びており、リフロー装置１７を除く装置または装置群内の搬送路の作業領域１０側の端部が、基板９の取込および排出が行われる受渡位置３５となっている。
【００３６】
図４はリフロー装置１７内の搬送路を示す正面図（左側が作業領域１０側）である。リフロー装置１７内には上段の搬送路１７１および下段の搬送路１７２を有し、搬送路１７１の作業領域１０側の端部が基板９の取込位置３１とされ、搬送路１７２の作業領域１０側の端部が基板９の排出位置３２とされる。取込位置３１に基板９が載置されると基板９は搬送路１７１に沿って搬送されつつリフロー処理部１７４により処理が施され、昇降機構１７３により下段の搬送路１７２へと移されて搬送路１７２上を搬送され、排出位置３２へと排出される。
【００３７】
リフロー装置１７内にて搬送路を上記のように略Ｕ字状に設けることにより、基板９の取込位置３１および排出位置３２を作業領域１０側に位置させるとともに複数の基板９をリフロー装置１７内にて連続的に搬送することができる。さらに、リフロー装置１７では取込位置３１と排出位置３２とが上下に並ぶことから、リフロー装置１７の占有床面積を削減することができる。
【００３８】
一方、他の装置または装置群では水平方向の搬送路を１つのみ有し、基板９は取り込まれて処理された後に搬送路上を逆向きに搬送されて受渡位置３５に排出される。
【００３９】
電子部品実装システム１の具体的な動作および作業としては、まず、印刷装置１３の受渡位置３５から基板９が取り込まれ、そのまま高速装着装置１４に送られることにより基板９にはんだの塗布および小型の電子部品の装着が行われる。そして、基板９は搬送路上を戻って受渡位置３５へと排出される。作業者９０は基板９を多機能装着装置１６の受渡位置３５へと移載し、基板９が受渡位置３５から装置内に取り込まれて大型の電子部品の装着が行われ、受渡位置３５へと排出される。
【００４０】
次に、作業者９０は基板９をリフロー装置１７の取込位置３１へと移載し、基板９は図４に示す搬送路１７１を搬送されながらリフロー処理が施され、搬送路１７２を経由して排出位置３２へと排出される。作業者９０は排出位置３２から検査装置１８の受渡位置３５へと基板９を移載し、外観検査が行われた後に受渡位置３５に排出される。最後に、作業者９０が基板９を検査装置１８の受渡位置３５から所定の場所へと搬送し、１枚の基板９に対する電子部品の実装が完了する。
【００４１】
第３の実施の形態に係る電子部品実装システム１では、装置または装置群への基板９の受け渡しに関する位置が全て作業領域１０に面するように設けられる。したがって、電子部品実装システム１が比較的大型であっても作業者９０による作業を中央の作業領域１０内にて効率よく行うことができる。なお、各装置または装置群の操作パネル２１も作業領域１０側を向くように設けられ、各種操作も作業領域１０側から行うことが可能とされる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００４３】
例えば、電子部品実装システム１にて処理される基板９はフェノール樹脂やガラスエポキシ樹脂により形成された板状のプリント配線基板のみならず、フィルム状の配線基板やセラミックにて形成された配線基板であってもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、はんだを用いて電子部品の実装が行われるが、他の手法により実装が行われるシステムにも利用することができる。例えば、異方性導電樹脂を用いたり金属同士を直接接合する手法により電子部品の実装が行われてもよい。
【００４５】
上記第１の実施の形態では、基板９はコンベヤ状の搬送路１１に沿って搬送されるが、基板９が各装置に設けられた搬送ロボットにより搬送されてもよい。また、搬送路１１は正確にコの字状である必要はなく、例えば、略Ｕ字状であってもよい。さらに、垂直面内にて略Ｕ字状となった搬送路（すなわち、往路と復路とが上下２段となった搬送路）とされてもよい。
【００４６】
また、上記各実施の形態において、各装置に対するメンテナンス作業等も作業領域１０側から可能とされてよい。
【００４７】
上記第３の実施の形態において、リフロー装置１７以外の装置または装置群においても略Ｕ字状の搬送路が設けられてよく、さらに、取込位置および排出位置が全て上下に並べられてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
本発明により、電子部品実装システムにおける作業者の作業効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る電子部品実装システムを示す平面図
【図２】第２の実施の形態に係る電子部品実装システムを示す平面図
【図３】第３の実施の形態に係る電子部品実装システムを示す平面図
【図４】リフロー装置を示す正面図
【符号の説明】
１　電子部品実装システム
９　基板
１０　作業領域
１１　搬送路
１２　ローダ
１３　印刷装置
１４　高速装着装置
１４ａ　装着装置
１５，１８，１８ａ　検査装置
１６　多機能装着装置
１７，１７ａ　リフロー装置
１９　アンローダ
２１　操作パネル
３１　取込位置
３２　排出位置
３５　受渡位置
１１１　第１部分搬送路
１１２　第２部分搬送路
１１３　第３部分搬送路
１７１，１７２　搬送路
【図１】
2004087651.tif 000003
【図２】
2004087651.tif 000004
【図３】
2004087651.tif 000005
【図４】
2004087651.tif 000006