(57)【要約】【課題】所定位置に位置決めされた基板を、容易かつ確実に所定の高さに支持固定できるようにする。【解決手段】部品搭載位置に位置決めされた基板をバックアッププレート４４上に配置されている基板固定ピン４６により支持・固定する基板支持装置において、前記基板固定ピン４６が、前記バックアッププレート上に位置するベース部５０と、該ベース部に基板方向に進退動可能に取付けられた可動ピン５２と、該可動ピンを基板方向に付勢する付勢手段５４とを備えていると共に、前記可動ピン５２を囲繞する孔部６２を有する伸縮性中空体からなり、該中空体に圧入される流体により前記孔部６２が前記可動ピン５２を圧迫して前記ベース部５０に対して固定するピン固定手段６０を備えた。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品搭載位置に位置決めされた基板をバックアッププレート上に配置されている基板固定ピンにより支持・固定する基板支持装置において、
前記基板固定ピンが、前記バックアッププレート上に位置するベース部と、該ベース部に基板方向に進退動可能に取付けられた可動ピンと、該可動ピンを基板方向に付勢する付勢手段とを備えていると共に、
前記可動ピンを囲繞する孔部を有する伸縮性中空体からなり、該中空体に圧入される流体により前記孔部が前記可動ピンを圧迫して前記ベース部に対して固定するピン固定手段を備えたことを特徴とする基板支持装置。
【請求項２】
前記ピン固定手段が、リング状であることを特徴とする請求項１に記載の基板支持装置。
【請求項３】
前記ピン固定手段が、前記孔部が所定の間隔で複数配設されたマット状であることを特徴とする請求項１に記載の基板支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板支持装置、特に電子部品等を電子回路基板等の基板に搭載する表面実装機において、所定位置に基板を支持・固定する際に適用して好適な基板支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に搭載する表面実装機は、その概要を図１に示すように電子部品を吸着するノズルが装着可能であると共に、装着したノズルを上下方向と、回転方向に位置決めが可能なヘッド部１０、該ヘッド部１０をＸ方向に搬送し位置決めするＸ駆動部１２、該ヘッド部１０をＸ駆動部１２と一体でＹ方向に搬送し位置決めするＹ駆動部１４、電子部品を供給する部品供給部１６、電子回路基板Ｓを搬入し、部品搭載後に搬出する基板搬送部１８、交換用ノズルが保持されているノズル交換部２０等により構成されている。
【０００３】
上記ヘッド部１０は、図２に拡大して示すように、上端側が真空発生装置に接続され、下端側に該真空発生装置の負圧により電子部品を吸着するノズル２２が装着可能なシャフト２４を備えている。
【０００４】
このシャフト２４は、Ｚ軸モーター２６によりタイミングベルト２８を介して回転されるボールねじ３０により、ヘッドベース３２に固定されているリニアガイド３４に沿って上下動可能になっている。
【０００５】
又、このシャフト２４は、θ軸モータ３６によりタイミングベルト２８Ａを介して軸方向の回転が可能であり、吸着保持した部品の回転方向の位置決めが、部品認識装置３８により可能になっている。
【０００６】
通常の表面実装機の動作について説明すると、Ｘ駆動部１２及びＹ駆動部１４によりヘッド部１０は部品供給部１６上に位置決めされ、該ヘッド部１０内のシャフト２４を部品上に下降させる。このとき、真空発生装置を作動させることにより、シャフト２４に装着されているノズル２２により部品が吸着される。次いで、吸着された部品は、部品認識装置３８により位置計測が行われ、吸着姿勢の補正が図示しない制御部により行われる。
【０００７】
さらにヘッド部１０は、Ｘ駆動部１２及びＹ駆動部１４により基板搬送部１８の所定位置に固定されている電子回路基板Ｓ上の所定の装着位置上に位置決めされる。その後、シャフト２４が下降され、真空発生装置を停止させることにより、該シャフト２４に装着されているノズル２２から離れた部品が電子回路基板Ｓ上に搭載される。
【０００８】
基板搬送部１８では、図３に概要を示すように、基板Ｓが搬送ベルト（図示せず）の駆動により搬送され、部品を搭載する位置決め部（部品搭載位置）４０で停止され、位置決め固定された後、該基板Ｓに対して部品の搭載が行われ、搭載後ベルト駆動により下流側に搬送される。
【０００９】
従来、上記基板搬送部１８の位置決め部４０において基板Ｓを固定する場合、基板位置決めセンサ・ストッパ４２により、基板Ｓが固定位置に到達したことを確認して停止させた後、バックアッププレート４４を基板Ｓの厚みを考慮して上昇させることにより、該バックアッププレート４４上に載置・固定されている基板固定ピン４６により、図４にイメージを示すように内壁部上端に設けられた係止部４８に基板Ｓの側端上面を押さえつけて、該基板Ｓを挟み込むようにしていた。このような基板Ｓを固定ピン４６で支持固定する従来の技術としては、例えば特許文献１に開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特公平７−２８１５９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、バックアッププレート４４を上昇させてその上の基板固定ピン４６により基板Ｓを係止部４８に押さえつけて固定する場合には、基板Ｓの厚みの設定が間違っていたり、基板固定ピンが長過ぎたりすると、図４（Ａ）に示すように基板が上に凸の状態で固定されることになり、部品搭載時に必要以上の力がかかってしまうという問題がある。
【００１２】
また、同図（Ｂ）に示すように、基板固定ピンの長さにばらつきがあると、その一部の先端が基板Ｓに接していないことになるため、該基板Ｓの支持固定が不安定になり、部品の搭載が正確に行われない不具合が発生する問題がある。
【００１３】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、所定位置に位置決めされた基板を、容易かつ確実に所定の高さに支持固定することができる基板支持装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、部品搭載位置に位置決めされた基板をバックアッププレート上に配置されている基板固定ピンにより支持・固定する基板支持装置において、前記基板固定ピンが、前記バックアッププレート上に位置するベース部と、該ベース部に基板方向に進退動可能に取付けられた可動ピンと、該可動ピンを基板方向に付勢する付勢手段とを備えていると共に、前記可動ピンを囲繞する孔部を有する伸縮性中空体からなり、該中空体に圧入される流体により前記孔部が前記可動ピンを圧迫して前記ベース部に対して固定するピン固定手段を備えたことにより、前記課題を解決したものである。
【００１５】
本発明においては、前記ピン固定手段が、リング状であるようにしてもよく、又、前記ピン固定手段が、前記孔部が所定の間隔で複数配設されたマット状にあるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基板Ｓを裏面側から基板固定ピンが有する可動ピンにより上方に付勢して支持するようにしたので、該基板Ｓを可動ピンの長さの違いにかかわらず基準高さに正確に位置決めできると共に、その状態でピン固定手段が有する中空体に空気等の流体を圧入することにより、孔部により可動ピンを圧迫し、ベース部に対して所定位置関係に固定することができる。
【００１７】
従って、厚さが異なる基板の場合でも、裏面に凹凸がある基板の場合でも、基板固定ピンの先端高さに違いがある場合でも、基板を基準高さに正確に固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
図５には、本発明に係る第１実施形態の基板支持装置が備えている基板固定ピンを断面図と斜視図で示す。
【００２０】
本実施形態の基板支持装置は、図３に示したようなバックアッププレート４４上に載置・固定された基板固定ピン４６を備え、該固定ピン４６により、基板搬送部１８により搬送され、位置決め部４０に位置決めされた基板Ｓを、その下面（裏面）から支持するようになっている。
【００２１】
この基板固定ピン４６は、図５に断面図と共に斜視図を示すように、バックアッププレート４４上に載置される円筒状のベース部５０と、該ベース部５０に基板Ｓの方向（図中上方）に進退動可能に取付けられている可動ピン５２を備えている。この可動ピン５２は、ベース部５０の上端部に形成された狭径孔５０Ａに挿通され、その下端の拡径部５２Ａが該狭径孔５０Ａの下端に当接して、上方の動きが規制されている。
【００２２】
上記ベース部５０の内部には、ばね（付勢手段、ダンパ）５４が収容され、該ばね５４により上記可動ピン５２が上方に付勢されている。
【００２３】
このばね５４は、可動ピン５２自体を突出した状態に支持できると共に、基板Ｓを前記係止部４８に押え付けることができる程度の弱い弾性力で十分であり、搭載時の基板を支持するほどの強い力は必要とされない。
【００２４】
上記ばね５４の下端部を支持するベース部５０の底部には磁石５６が取付けられ、該磁石５６により磁性材料からなるバックアッププレート４４上の任意の位置に、前記基板固定ピン４６を固定することが可能になっている。
【００２５】
本実施形態の基板支持装置は、このような基板固定ピン４６と共に使用される、シート状の圧縮マット（ピン固定手段）６０を備えている。
【００２６】
この圧縮マット６０は、図６（Ａ）に一部の平面図、同図（Ｂ）にそのＢ−Ｂ位置の断面図をそれぞれ示すように、前記基板固定ピン４６の可動ピン５２を囲繞する孔部６２を有する伸縮性中空体からなり、該中空体に圧入される気体（流体）によりこの孔部６２が可動ピン５２を外周から圧迫して、前記ベース部５０に対して所定の位置関係に固定する機能を有している。
【００２７】
即ち、この圧縮マット６０は、全体としては中空部６４が形成されたマット状の気密性中空体からなるが、平面方向に格子状に配列された複数の孔部６２が形成されている。
【００２８】
この圧縮マット６０は、合成ゴム等の伸縮性と滑り防止性とを兼ね備えた材料で形成されていると共に、中空部６４には管部６６を介して図示しないコンプレッサーから圧縮空気が導入可能になっている。
【００２９】
本実施形態では、バックアッププレート４４上の所定位置に必要な本数の基板固定ピン４６を固定した後、その上方より圧縮マット６０を覆い、図７に一本の基板固定ピン４６を代表させて示すように、孔部６２に可動ピン５２が上下動可能な状態に囲繞されると共に、ベース部５０に対して所定の位置関係になるように載置する。
【００３０】
なお、基板固定ピン４６のバックアッププレート４４上の固定位置は、圧縮マット６０が取り外し可能であるため、孔部６２の配置位置に制約を受けるものの、所望の位置に変更可能である。
【００３１】
図７の状態で管部６６を介して圧縮空気が中空部６４に導入されると、図示は省略するが、該中空部６４が膨張することになる。その結果、孔部６２は可動ピン５２を周囲から圧迫することになるため、該可動ピン５２は圧迫された状態でベース部５０に対して伸縮不能な状態で固定される。
【００３２】
以上の構成において、ストレスを生じさせること無く基板Ｓを固定する方法を以下に説明する。
【００３３】
まず、生産前の準備として、基板Ｓを支持・固定したい場所のバックアッププレート４４上に、必要な数の基板固定ピン４６を磁石５６により固定する。その上から、圧縮マット６０を被せ、基板固定ピン４６の可動ピン５２を格子状配列の該当する孔部６２から上方に突き出すように載置し、図７に示すような状態にする。
【００３４】
以上の準備が終了した後の生産状態では、基板Ｓが搬送部１８により搬送され、基板位置決めセンサ・ストッパ４２により、位置決め部４０に到達したことが検知されて停止されると、バックアッププレート４４が上昇する。
【００３５】
バックアッププレート４４が上昇すると、固定ピン４６が基板Ｓの下面と接触し、基板下面に合わせて各基板固定ピン４６の可動ピン５２が縮小する。
【００３６】
このとき、図８に示すように、基板固定ピン４６の可動ピンに無負荷状態で高さにばらつきがあったとしても、ダンパ（ばね）５４でこれを吸収することができるため、基板Ｓを無理に押し上げるという状態を発生させることなく、基板Ｓの上面を前記図４に示した係止部４８に確実に当接させることができる。
【００３７】
また、図９に示すように基板下面に凹凸がある場合や、基板下面が水平でない場合（図示せず）にも、その凹凸等に基板固定ピン４６の可動ピン５２が対応して伸縮するため、必要以上の負荷が基板Ｓにかからないようにすることができる。
【００３８】
以上のように、基板Ｓを位置決めした後、図８、図９に２点斜線で示した圧縮マット６０に圧縮空気を入れ、中空部６４を膨張させ、孔部６２を狭小にする。その力を利用して可動ピン５２を圧迫し、ベース部５０に対する伸縮高さを固定することにより、基板Ｓを基準位置（高さ）に固定し、基板上面を水平に保つようにする。
【００３９】
基板上面を水平に保った状態で全ての部品の搭載が終了した後、バックアッププレート４４を下降させると共に、圧縮マット６０内の圧縮空気をリークし、次の基板の搬入を待ち、同様の動作を繰り返す。
【００４０】
以上、詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００４１】
（１）電子部品等を基板Ｓに搭載する基板実装機において、基板の厚みが変化したとしても、バックアッププレート４４の上昇量を制御することなく、基板固定ピン４６のダンパ機構４８と可動ピン５２の圧縮マット６０による圧迫固定により、基板Ｓの下面を正確に基板固定ピンで支持することが可能となるので、該基板Ｓの上面を基準高さに固定することが可能となり、部品を正確に搭載することが可能となる。
【００４２】
（２）基板固定ピン４６が有する可動ピン５２の長さにばらつきがあったとしても、同様に基板下面を正確に基板固定ピン４６で支持・固定することが可能となるので、部品を正確に搭載することが可能となる。
【００４３】
（３）基板Ｓの下面に凹凸があったり、下面が水平でない場合があっても、同様に部品を正確に搭載することが可能となる。
【００４４】
図１０は、本発明にかかる第２実施形態の基板支持装置の特徴を示す。
【００４５】
本実施形態の基板支持装置は、前記第１実施形態に示した基板固定ピン４６にキャビティ５８を付設すると共に、キャビティ５８内に伸縮性気密中空体として圧縮リング（ピン固定手段）７０を収容し、その孔部７２により可動ピン５２を囲繞するようにしたものである。
【００４６】
この圧縮リング７０に形成されている中空部７４に、第１実施形態の場合と同様に管部７６を介してコンプレッサーから圧縮空気が導入されると、孔部７２が可動ピン５２を圧迫して固定する。
【００４７】
本実施形態によれば、基板固定ピン４６ごとに圧縮リング７０を付設することができることから、圧縮マット６０の場合のように孔部６２の配置位置の制約を受けることがなく、バックアッププレート４４上の任意位置に載置し、固定することができる。
【００４８】
なお、前記実施形態では、流体として空気を用いる場合を示したが、他の気体であってもよいことは言うまでも無く、更に強く可動ピン５２を固定できるようにするために液体を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】表面実装機の概略を示す平面図
【図２】表面実装機が備えているヘッド部の概要を拡大して示す側面図
【図３】表面実装機が備えている基板搬送部の概要を拡大して示す斜視図
【図４】従来の基板支持装置の問題点を示す説明図
【図５】第１実施形態の基板支持装置が備えている基板固定ピンを模式的に示す断面図と斜視図
【図６】第１実施形態の基板支持装置が備えている圧縮マットの一部を模式的に示す平面図と断面図
【図７】第１実施形態の基板支持装置の特徴を模式的に示す部分断面図
【図８】第１実施形態の作用を模式的に示す説明図
【図９】第１実施形態の作用を模式的に示す他の説明図
【図１０】第２実施形態の基板支持装置の特徴を模式的に示す断面図と平面図
【符号の説明】
【００５０】
４０…位置決め部
４２…ストッパ・センサ
４４…バックアッププレート
４６…基板固定ピン
４８…係止部
５０…ベース部
５２…可動ピン
５４…ばね（付勢手段）
５６…磁石
６０…圧縮マット（ピン固定手段）
６２、７２…孔部
６４、７４…中空部
７０…圧縮リング（ピン固定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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