(57)【要約】      （修正有）【課題】低コストでメンテナンスの手間のかからない除電機能付実装機及び除電方法を提供すること。【解決手段】電子部品７を基板６に対して実装するための実装手段と、帯電した電子部品７を除電するための除電手段とを備えたものであって、その除電手段は、基板６に対して電子部品７を実装する実装機本体２１内を所定温度に加熱するようにした加熱手段、すなわち、リフロー炉３０の熱を吸い込んで送る配管２２と送風ファン２３である除電機能付実装機。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を基板に対して実装するための実装手段と、帯電した電子部品を除電するための除電手段とを備えた除電機能付実装機において、
前記除電手段は、基板に対して電子部品を実装する実装機本体内を所定温度に加熱する加熱手段であることを特徴とする除電機能付実装機。
【請求項２】
請求項１に記載する除電機能付実装機において、
前記加熱手段は、前記基板に実装した電子部品をハンダ付けするリフロー炉に配管を接続し、そのリフロー炉の熱を配管を通して前記実装機本体内に送り込むようにしたものであることを特徴とする除電機能付実装機。
【請求項３】
請求項１に記載する除電機能付実装機において、
前記加熱手段は、前記実装機本体内に設けた加熱ヒータであることを特徴とする除電機能付実装機。
【請求項４】
電子部品を基板に対して実装するための実装機内で、帯電した電子部品を除電するための除電方法において、
基板に対して電子部品を実装する実装機本体内を加熱することを特徴とする除電方法。
【請求項５】
請求項４に記載する除電方法において、
前記基板に実装した電子部品をハンダ付けするリフロー炉の熱を前記実装機本体内に送り込むことを特徴とする除電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品をプリント基板に装着する際に行う電子部品の除電を、加熱によって行うようにした除電機能付実装機及び除電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板に電子部品を実装する実装機では、送られてきたプリント基板に対して電子部品がカセットから取り出され、その電子部品を覆っている樹脂フィルムを剥がしてから実装される。そうした電子部品は帯電したまま実装したのでは、静電気の影響によってＩＣなどが静電破壊されてしまうことがある。そのため、実装に当たっては、予め除電器を使用して電子部品を除電する必要がある。下記特許文献１には、除電機能付実装機やその除電方法が開示されている。
【０００３】
図６は、同文献に記載された除電機能付実装機の一部を示した図である。ステーションＳ１では、電子部品１００が吸着ノズル１０１に保持され、ステーションＳ２に送られ、そこでは除電手段１１０がノズル１１１から吸着ノズル１０１や電子部品１００に向けて静電気中和イオンのイオンエアー１２０が吹き付けられる。除電手段１１０は、ホース１１２から供給された空気をイオンエアー発生装置１１３にて変換して発生させ、ホース１１４を通ってノズル１１１からイオンエアー１２０が吹き付けるものである。これにより、吸着ノズル１０１と電子部品１００に帯電する静電気が中和されて除去される。除電された電子部品１００はステーションＳ３に送られ、プリント基板１３０に装着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５２１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のようにイオンエアーを発生させる除電手段１１０には、針状電極に正または負の高い電圧を印加することにより放電を発生させるものが一般的に使用される。そうした場合、電極先端には使用によって不純物が付着し、それが除電の効果を妨げて静電破壊などの問題を引き起こしてしまう。そのため、従来の除電機能付実装機には、除電手段１１０のメンテナンスを頻繁に行う必要があった。また、そうした除電手段１１０は、電子部品などの帯電状態に関係なく一定のイオンを発生させてしまうため、逆に電子部品を帯電させてしまうおそれがある。そして、なにより除電手段１００が高価なため、除電機能付実装機自体が高くなってしまう。
【０００６】
本発明は、かかる課題を解決すべく、低コストでメンテナンスの手間がかからない除電機能付実装機及び除電方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の除電機能付実装機は、電子部品を基板に対して実装するための実装手段と、帯電した電子部品を除電するための除電手段とを備えたものであって、前記除電手段は、基板に対して電子部品を実装する実装機本体内を所定温度に加熱する加熱手段であることを特徴とする。
また、本発明の除電機能付実装機は、前記加熱手段が、前記基板に実装した電子部品をハンダ付けするリフロー炉に配管を接続し、そのリフロー炉の熱を配管を通して前記実装機本体内に送り込むようにしたものであることが好ましい。
また、本発明の除電機能付実装機は、前記加熱手段が、前記実装機本体内に設けた加熱ヒータであることが好ましい。
【０００８】
本発明の除電方法は、電子部品を基板に対して実装するための実装機内で、帯電した電子部品を除電するための方法であって、基板に対して電子部品を実装する実装機本体内を加熱することを特徴とする。
また、本発明の除電方法は、前記基板に実装した電子部品をハンダ付けするリフロー炉の熱を前記実装機本体内に送り込むようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
よって、本発明によれば、イオンエアーを使用することなく加熱によって電子部品の除電を行うようにし、リフロー炉からの熱の取り込みや加熱ヒータを使用した場合に、イオンエアー発生装置を用いた従来の除電手段に比べて安価な構成にすることができ、メンテナンスの手間も大幅に減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実装機の一例を示す模式図である。
【図２】本実施形態の除電機能付実装機をリフロー炉との関係で示した概念図である。
【図３】１４３℃の温風による除電実験の結果をグラフにして示した図である。
【図４】１１２℃の温風による除電実験の結果をグラフにして示した図である。
【図５】９５℃の温風による除電実験の結果をグラフにして示した図である。
【図６】従来の除電機能付実装機についてその一部を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明に係る除電機能付実装機及び除電方法について、その一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。プリント基板に電子部品を実装して電子ユニットを製作する実装ラインは、プリント基板を搬送する搬送コンベアに沿って基板投入機、ハンダ印刷機、実装機、リフロー炉、及び基板回収機を順に配置して構成されている。
【００１２】
こうした実装ラインでは、プリント基板が基板投入機によって搬送コンベア上に投入され、ハンダ印刷機へと送られたプリント基板には、基板表面に実装部品と基板を接合するペースト状のハンダが予め塗布される。その後、プリント基板は実装機で電子部品が実装されてリフロー炉へと送られる。リフロー炉では加熱によってハンダが溶融し、電子部品がプリント基板に電気的に接合する。こうして基板上に多数の電子部品が実装された電子ユニットが出来上がり、基板回収機を介して回収される。
【００１３】
図１は、実装機の一例を示す模式図である。この実装機１０は、微小な電子部品がテープ１１に収容され、そのテープ１１を巻き付けたリール１２が装着されている。電子部品の実装は、カセット状のパーツフィーダ１３内にリール１２が収められ、そこからテープ１１が繰り出される。テープ１１上の電子部品は実装ヘッド１５によって吸着され、搬送コンベア５を流れるプリント基板６に対しその電子部品が装着される。こうした実装機１０には、パーツフィーダ１３が複数配置され、実装機本体１６内を流れる１枚のプリント基板６に対して複数の電子部品が実装される。
【００１４】
次に図２は、本実施形態の除電機能付実装機を、リフロー炉との関係で示した概念図である。本実施形態の除電機能付実装機２０は、リフロー炉から排出される熱を利用して除電を行うように構成したものである。図２に示す除電機能付実装機２０は、図１に示す実装機１０と同様に構成され、搬送コンベア５上を移動するプリント基板６に対し電子部品７の実装を行うものである。ただし、そうした機構は図面上省略している。そして、除電機能付実装機２０の下流側にはリフロー炉３０が設置され、プリント基板６に実装された電子部品７がハンダ付けされる。
【００１５】
リフロー炉３０は、加熱ヒータ３１による熱風が送り込まれ、炉内が約２８０℃に保たれている。そうした中にプリント基板６が搬送コンベア５によって搬送され、一定時間かけて通過する。その間、プリント基板６上のハンダが熱によって溶融する。その後、溶融したハンダが固化することで、搭載された電子部品７がプリント基板６上にハンダ付けされる。ところで、これまでのリフロー炉３０では、炉内を一定温度に保つため、余分な熱は排気管から放出され捨てられていた。そのため、エネルギー効率が非常に悪かった。
【００１６】
そこで、本願発明者は、この熱を利用することを考え、加熱によって除電が行われることを実験によって確認した。特に、テープ１１から取り出される電子部品７がマイナスに帯電し、これに対して加熱による除電が効果的であることを見出すことができた。本実施形態の除電機能付実装機２０は、そうしたリフロー炉３０の熱を実装機本体２１内に送り込むことによって除電を行う構成としたものである。
【００１７】
除電機能付実装機２０には、実装機本体２１内に熱風を送り込む配管２２が設けられている。その配管２２は、リフロー炉３０に接続され、炉内の熱を吸い込んで除電機能付実装機２０側へ送るための送風ファン２３が取り付けられている。また、配管２２内にはフィルタ２４が設けられている。従って、この除電機能付実装機２０には、図１に示す実装機１０と同様の実装手段の他、プリント基板６に実装する電子部品７に熱を与えて除電を行う除電手段を備えている。
【００１８】
加熱による除電実験では、電気的に絶縁された金属プレートの電位変化の測定が可能なチャージプレートモニターを使用した。チャージプレートモニターを帯電させ、そこにヒートガンから温度を変えて温風を吹き付け、帯電圧が−１０００Ｖから−１００Ｖになるまでの時間を測定した。図３乃至図５は、そうした加熱による除電実験の結果をグラフにして示したものであり、縦軸に耐電圧、横軸に時間を示している。また、図３は１４３℃の温風を、図４は１１２℃の温風を、そして図５は９５℃の温風をそれぞれ吹き付けた場合の実験結果を示している。
【００１９】
図５に示す９５℃の温風の場合には、−１００Ｖに除電されるまでに５８．７１秒もの時間がかかったのに対し、図３及び図４に示す１４３℃、１１２℃の温風の場合には、それぞれ７．２秒、９．１秒であった。また、図示していないが、７０℃の温風の場合には除電できなかった。従って、加熱によって除電するには、温度を高くすることが好ましいことが分かった。しかし、一方でハンダが約２３０℃で溶融してしまうため、実装工程ではその温度以下で除電を行う必要がある。
【００２０】
本実施形態の除電機能付実装機２０では、リフロー炉３０からの熱が実装機本体２１内に供給されるが、リフロー炉３０内で約２８０℃の加熱空気は、配管２２を通る過程で１００℃〜１８０℃になって実装機本体２１内へ送り込まれるようになっている。除電機能付実装機２０は、実装機本体２１内に不図示の温度センサが設けられ、１００℃〜１８０℃の温度を外れた場合には警報器を鳴らすように構成されている。なお、実験結果から分かるように、加熱し続けた場合、最終的にチャージプレートモニターは７０Ｖ程度で一定になった。一般的に、除電は２００Ｖ以下で管理されるため、加熱による逆帯電の問題は生じない。
【００２１】
実装ラインでは、プリント基板６が搬送コンベア５上に置かれ、ハンダ印刷機へと搬送される。そこで基板表面にハンダが塗布された後、除電機能付実装機２０へと送られ、電子部品の実装が行われる。除電機能付実装機２０の下流に位置するリフロー炉３０では、既に炉内が加熱されており、その加熱空気が送風ファン２３によって吸い上げられ、配管２２を通って除電機能付実装機２０の実装機本体２１内に吹き込まれている。
【００２２】
除電機能付実装機２０では、図１に示す実装機１０と同様に、実装ヘッド１５によって吸着された電子部品が搬送コンベア５を流れるプリント基板６に対して装着される。その際、実装機本体２１内が配管２２から送り込まれた加熱空気で１００℃〜１８０℃に加熱されているため、テープ１１から取り出される際に帯電した電子部品７は、加熱によって除電されてプリント基板６へと実装される。その後、複数の電子部品７を実装したプリント基板６はリフロー炉３０へと送られ、そこでハンダ付けが行われる。
【００２３】
本実施形態の除電機能付実装機及び除電方法によれば、これまで排気されていた加熱空気を利用して除電を行うようにしたため、イオンエアー発生装置１１３を用いた従来の除電手段１１０に比べて安価な構成にすることができ、更にメンテナンスの手間も大幅に減らすことができた。特に、除電機能付実装機２０に近い位置のリフロー炉３０から熱を取り込むため、この点でも設備費用を抑えることができる。そして、本実施形態の除電方法は、図３及び図４に示す実験結果からも分かるように、電子部品の実装工程で行う除電において除電時間及び除電の程度においても効果的である。
【００２４】
以上、本発明に係る除電機能付実装機及び除電方法の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
前記実施形態では、リフロー炉から熱によって電子部品を加熱するようにしたが、例えば、実装機の実装機本体中に直接加熱ヒータなどの加熱手段を設けるようにしてもよい。こうした構成であっても、従来のイオンエアー発生装置１１３を用いた従来の除電手段１１０に比べて安価に構成でき、メンテナンスの回数も大幅に減らすことができる。
【符号の説明】
【００２５】
５    搬送コンベア
６    プリント基板
７    電子部品
２０  除電機能付実装機
２１  実装機本体
２２  配管
２３  送風ファン
３０  リフロー炉
【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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