(57)【要約】プリント配線板の片面および両面にコンポーネントを装着するための製造ライン（３）が、相前後する２つのセクション（１３ａ，１３ｂ）によって構成されており、これらはプリント配線板の通過方向においてそれぞれ、印刷機（４）と少なくとも１つの自動装着装置（６，７，８）と縦型リフローはんだ付け炉とを有している。製造のフレキシビリティを高めるために、それぞれ異なるコンポーネントの取り扱いに割り当てられた装着モジュール（６，７，８）が個々のコンポーネントごとに製造ライン（１３）に設けられ、２つのセクション（１３ａ，１３ｂ）に配分されている。これら２つのセクション（１３ａ，１３ｂ）の間に表裏反転ステーションが配置されている。さらに２番目のセクション（１３ｂ）のはんだ付け炉（１４）に続いて、オン／オフ可能な別の表裏反転ステーション（１１）を設けると有利である。
2004507075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板の片面および両面にコンポーネントを装着するための製造ライン（１３）であって、該製造ライン（１３）は相前後する２つのセクション（１３ａ，１３ｂ）から成り、該セクション（１３ａ，１３ｂ）はプリント配線板の通過方向でそれぞれ、印刷機（４）と少なくとも１つの装着モジュール（６，７，８）とはんだ付け炉（１４）とを有する形式の製造ラインにおいて、
それぞれ異なるコンポーネントの取り扱いに割り当てられた装着モジュール（６，７，８）が個々のコンポーネントごとに製造ライン（１３）に設けられていて、前記２つのセクション（１３ａ，１３ｂ）に配分されていることを特徴とする製造ライン。
【請求項２】
前記はんだ付け炉（１４）は縦型リフロー炉である、請求項１記載の製造ライン。
【請求項３】
前記２つのセクション（１３ａ，１３ｂ）の間に表裏反転ステーション（１１）が配置されている、請求項１または２記載の製造ライン。
【請求項４】
２番目のセクション（１３ｂ）のはんだ付け炉（１４）に続いて表裏反転ステーション（１１）が接続されている、請求項３記載の製造ライン。
【請求項５】
２番目のセクション（１３ｂ）のはんだ付け炉（１４）に続いて接続された前記表裏反転ステーション（１１）は選択的にオン／オフ可能である、請求項３または４記載の製造ライン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、プリント配線板の片面および両面にコンポーネントを装着するための製造ラインに関する。この場合、製造ラインは相前後する２つのセクションから成り、それらのセクションはプリント配線板の通過方向においてそれぞれ印刷機と少なくとも１つの装着モジュールとはんだ付け炉を有している。最も簡単な構成の場合、この種の製造ラインにおける１つのセクションは、少なくとも１つの印刷機と、ラインを通過するプリント配線板に対しコンポーネントを自動的に配置する少なくとも１つの装着モジュールと、はんだ付け炉とから成る。たとえば抵抗やコンデンサなど受動素子のみを扱う自動装着装置がある一方、基本的にＩＣを高精度で位置決めする別の自動装着装置もあるため、装着モジュールの形態は処理すべきコンポーネントに応じて異なるので、それらの組み合わされた実装を行う場合には製造ラインは通常、２つまたはそれよりも多くの様々な装着モジュールをもたなければならない。また、製造ラインが選択的にそれぞれ異なる実装タスクを果たすようにしようとするならば、製造ラインはそれらのタスクに必要とされるすべての装着モジュールをもっていなければならない。
【０００２】
この場合、以下の要求にかなうようにしたいのであれば、個々の装着モジュールにおける送出タイミング制御に関して場合によっては問題点が生じる：
−片面実装すべきアセンブリと両面実装すべきアセンブリとの混合製造。この場合、両面実装を可能なかぎり製造ラインを１回だけしか通過させないで、つまり戻したり２回目の通過をさせずに行うようにしたい。
【０００３】
−非常に多種多様な実装内容を伴う混載製造。つまり能動素子と受動素子の比の変化幅を大きくする。
【０００４】
従来、両面実装のために２つの方式が知られている：
第１の方式例によれば、アセンブリは単一の製造ラインの初回の通過中に一方の面が実装され、ついで製造ラインを出た片側実装済みのアセンブリが製造ラインの入口に送り戻され、その後、製造ラインの２回目の通過中に他方の面が実装される。なお、３つの異なる装着モジュールとトンネル型炉の形態のリフロー炉を備えたこの種の典型的な製造ラインの長さは約２０ｍである。
【０００５】
第２の方式例によれば、２つの同じ製造ラインが相前後するよう接続されて１つの組み合わせられた製造ラインが形成され、その結果、送り戻しがなくなり、他方の面の実装は第２の製造ラインをアセンブリが通過している間に行われる。片面実装アセンブリの製造のためには、互いに組み合わせられた２つの同じ製造ラインのうち最初の製造ラインだけを使用できる。
【０００６】
公知の方式の場合、製造ラインは専用の製品だけに合わせて最適化されており、つまり製造ラインのフレキシビリティが乏しい。相前後して接続された製造ラインの場合、これら２つの製造ラインの各々ごとに同じ装着モジュール設備をもっており、したがって製造ラインの二重化によって装着モジュール数も２倍になり、組み合わせられた製造ラインの全長も増倍して約４０ｍになる。
【０００７】
したがって本発明の課題は以下のような新規な製造ラインを開発することにある。すなわちその製造ラインは高度な製造フレキシビリティや製品フレキシビリティをもちながら、アセンブリの片面実装にも、組み合わせ動作において１回かぎりの通過により行われる両面実装にも等しく適しており、また、装着モジュールのできるかぎり良好な送出タイミング制御が得られ、つまりは高い性能ないしは効率が実現され、さらに全長がこれまで慣用的であった単一の製造ラインにおいて必要とされるような範囲にほぼ収まり、構造にかかるコストもきわめて安価となるようにすることにある。
【０００８】
本発明によればこの課題は請求項１記載の構成により解決される。
【０００９】
この場合、相前後する２つのセクションは全体で、前述の従来のやり方では製造ラインの個々のセクションごとに設けられていたのと同じ個数の装着モジュールしか有していないので、２つのセクションから成る製造ラインの全長が著しく低減される。同様にコストも抑えられる。
【００１０】
本発明による製造ラインによれば、１回の通過で片面および両面の実装されたアセンブリを製造できるようになり、さらにコンポーネントを両方の面に任意に配置することができ、これは製造ラインに設けられている装着モジュールだけでそれらのコンポーネントの装着が可能であるかぎり行える。詳細な点については実施例で説明する。
【００１１】
従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されている。
【００１２】
本発明の１つの有利な実施形態によればこれまで使われていたトンネル型炉の代わりに縦型リフロー炉が用いられ、これによって全長を著しく縮めることができるようになる。とはいえ縦型リフロー炉の格別な利点はフレキシビリティが高められたときに効果を発揮する。その理由は、縦型リフロー炉は製造ライン動作中、常に完全に加熱することができるものの、それらのはんだ付け作用を製品に応じて要求に従い選択できるからであり、これはリフロー炉は下方領域においてのみはんだ付けを行うことによる。表側だけ実装されたアセンブリだけを縦型リフロー炉に通した場合、はんだ付け作用は生じない。
【００１３】
１つの格別有利な実施形態によれば、第２のはんだ付け炉に続いて表裏反転ステーションが設けられており、これによって製造ラインを２回通過させる動作が簡単になり、最大可能な製造フレキシビリティが得られるようになる。
【００１４】
次に、図面に示された実施例に基づき本発明について詳しく説明する。
【００１５】
図１は、比較のため従来技術による通常の製造ラインを示す図である。
【００１６】
図２は、相前後する２つのセクションをもつ本発明による製造ラインを示す図であり、１回かぎりの通過しか行われない第１の実装例による動作が描かれている。
【００１７】
図３は、図２に示した製造ラインをこれを２回通過する第２の実装例による動作において示す図である。
【００１８】
図示の製造ラインの場合、自動装着装置としてそれぞれ同じ標準モジュールが用いられ、たとえばこの場合、製造ラインは Ｓｉｅｍｅｎｓ 製の Ｓｉｐｌａｃｅ ＨＳ５０， Ｓｉｐｌａｃｅ ８０Ｓ２３ＨＭ および Ｓｉｐｌａｃｅ ８０Ｆ５ＨＭ を装備しており、これらのうち自動装着装置 Ｓｉｐｌａｃｅ ＨＳ５０ は抵抗やコンデンサなど受動素子だけを扱う一方、自動装着装置 Ｓｉｐｌａｃｅ ８０Ｆ５ＨＭ は基本的に高精度（”ｆｉｎｅ ｐｉｔｃｈ”）でＩＣを扱うために用いられる。
【００１９】
図１に示されている従来技術による製造ラインはマガジン入口２から始まっており、これに続いてプリント配線板取り出し装置が設けられている。個々のプリント配線板は印刷機４の中を案内され、この印刷機によってプリント配線板表面に導体路が印刷される。その次にはコントロールベルト５が続いている。Ｓｉｐｌａｃｅ ＨＳ５０ 形式である最初の装着モジュール６において、印刷されたプリント配線板表面に受動素子が被着される。さらに Ｓｉｐｌａｃｅ ８０Ｓ２３ＨＭ 形式である２番目の装着モジュール７において実装が補われ、ついで Ｓｉｐｌａｃｅ ８０Ｆ５ＨＭ 形式である第３の装着モジュール８において、高い精度の要求されるＩＣなどの能動素子をプリント配線板にさらに取り付けることができる。必要に即して実装されたプリント配線板はその後、トンネル型のリフロー炉１０を通過して、このリフロー炉に続いて表裏反転ステーション１１が設けられ、最後にマガジン出口１２が配置されている。片面だけ実装すべきプリント配線板は必要に応じてここから、図示されていないステーションへさらに案内されてその他の実装が行われる。製造ラインを１回限りしか通過しないプリント配線板の経路は、材料の流れを示す材料フローライン線Ａによって表されている。
【００２０】
プリント配線板を両面実装すべき場合には、裏返されたプリント配線板を有するマガジンを手動で製造ライン入口に送り戻すことができ、このことは材料フローラインＢによって表されている。この場合、裏返されたプリント配線板は製造ライン入口から製造ラインを新たに通過し（材料フローラインＣ）、その際に他方の面に対し同じセクションで実装を行うことができ、その結果、最終的に両面実装されたアセンブリを製造ライン終端においてマガジンに送出することができ、その他の実装を行うステーションへ案内することができる。
【００２１】
しかし表裏反転ステーション１１にさらに別の製造ライン１がつなげられる可能性もあり、このようにしたときには手動でマガジンを送り戻すことなくその製造ラインにおいてプリント配線板の２番目の面の実装を行うことができる。そしてこのように組み合わせられた製造ラインの場合、プリント配線板の両面にともにファインピッチのコンポーネントを装着すべきときには、それぞれ２つの装着モジュール６，７，８が設けられ、つまり全体で６つの装着モジュールが設けられる。
【００２２】
さて、図２および図３には本発明による製造ライン１３が描かれている。ここでこれらの製造ラインは図２と図３とで構造的に異なっているものではなく、それらの利用形態の点で相違しているだけである。
【００２３】
製造ライン１３は、相前後する２つの異なるセクション１３ａ，１３ｂによって構成されている。
【００２４】
セクション１３ａはマガジン入口２から始まり、その次にプリント配線板取り出し装置３と印刷機１４が続いている。そこからプリント配線板は Ｓｉｐｌａｃｅ ＨＳ５０ 形式の第１の装着モジュール６に到達し、さらにそこから通過モジュール９を経て縦型リフロー炉１４へ案内される。さらにバッファ１５、コントロールベルト１６ならびに表裏反転ステーション１０を経てプリント配線板は第２のセクション１３ｂへ引き渡され、そこにおいてプリント配線板はまず最初に別の印刷機４を通過し、その後、ベルトもしくはスペーサ１７を経て Ｓｉｐｌａｃｅ ８０Ｓ２３ＨＭ 形式の第２の装着モジュール７へ、それに続いて Ｓｉｐｌａｃｅ ８０Ｆ５ＨＭ 形式の第３の装着モジュール８へ導かれる。さらに別の通過モジュール９を経てプリント配線板は第２の縦型リフロー炉１４へ到達し、そこからマガジンバッファ１８へ導かれる。図２に示した動作形式によれば、プリント配線板は製造ラインをただ１回通過するだけで実装される。
【００２５】
片面のアセンブリを製造する際、セクション１３ａにおいてプリント配線板表面が処理され、つまり印刷機４においてプリント配線板表面が印刷され、第１の装着モジュール６においてプリント配線板表面が実装される。ついでプリント配線板はセクション１３ａの縦型リフロー炉１４を通過するときにははんだ付けは行われず、それはアセンブリがプロセスゾーンのところを通り過ぎることによる。また、表裏反転ステーション１０において向きが変えられることもない。第２のセクション１３ｂの印刷機４も同様に機能せずに通過する。ついで装着モジュール７，８において別のコンポーネントが実装されてから第２のセクション１３ｂの縦型リフロー炉に到達し、そこにおいてプリント配線板のはんだ付けが行われる。
【００２６】
１回の通過で両面の実装を行う場合、セクション１３ａに持ち込まれたプリント配線板は印刷機４において表面が印刷され第１の装着モジュール６において装着が行われ、それに続いて第１の縦型リフロー炉１４においてこの装着のはんだ付けが行われる。表裏反転ステーション１１においてプリント配線板が裏返され、こんどは上を向いた未実装の面が第２のセクションの印刷機４において印刷され、装着モジュール７，８において装着が行われ、ついで第２のセクション１３ｂの縦型リフロー炉１４においてこの面でもはんだ付けが行われ、その後、出来上がった両面実装済みのアセンブリが製造ライン１３を離れる。
【００２７】
説明を簡単にするため、装着モジュール６の扱うすべてのコンポーネントをＢＥ６で表し、装着モジュール７の扱うすべてのコンポーネントをＢＥ７で、さらに装着モジュール８の扱うすべてのコンポーネントをＢＥ８で表すとすれば、プリント配線板を片面実装した場合には図２を参照しながら説明した前述の方法に従い、実装された表面にコンポーネントＢＥ６，ＢＥ７，ＢＥ８を設けることができる。また、上述の方法に従い両面実装した場合、一方の面にはコンポーネントＢＥ６だけを載せ、他方の面にはコンポーネントＢＥ７とＢＥ８を載せることができる。
【００２８】
ＢＥ６の装着された表面にコンポーネントＢＥ７および／またはＢＥ８も設けたいのであれば、あるいはＢＥ７および／またはＢＥ８の設けられた表面にコンポーネントＢＥ６も設けたいのであれば、実装すべきプリント配線板を図３に描かれているように２回、製造ライン１３を通過させる。
【００２９】
この場合、１回目に通過するときには一方の面にＢＥ６，ＢＥ７および／またはＢＥ８が装着され、その際の方法の流れは片面実装についてすでに説明したものに対応し、その後、プリント配線板が裏返され、２回目に通過するときには他方の面が同じようにして実装される。
【００３０】
この動作が望まれるときに好適であるのは、セクション１３ｂの終端にオン／オフ可能な別の表裏反転ステーション１１を配置することであり、そのようにすればこの動作のときにプリント配線板を送り戻す前に、２回目の通過のために向きの変えられた位置でマガジンに装填できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】比較のため従来技術による通常の製造ラインを示す図である。
【図２】相前後する２つのセクションをもつ本発明による製造ラインを示す図であり、１回かぎりの通過しか行われない第１の実装例による動作が描かれている。
【図３】図２に示した製造ラインをこれを２回通過する第２の実装例による動作において示す図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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