(57)【要約】【課題】両面実装基板製造装置においてバックアップテーブルの昇降時間を短縮すること【解決手段】上下両面に電子部品が実装されるプリント基板を実装位置Ａ１に搬入し、実装位置Ａ１に停止させたプリント基板の上面に電子部品を実装し、電子部品を実装後、プリント基板を搬出する両面実装基板製造装置において、バックアップテーブル１を昇降させる昇降アクチュエータとしてサーボモータ２を設け、サーボモータ２は、実装位置Ａ１の基準面から下方に、実装位置Ａ１に搬入されるプリント基板の下面に既に実装されている電子部品の最大高さ及びプリント基板の厚さの合計に所定のクリアランスを加えた位置を下限位置として、プリント基板の搬入及び搬出時にバックアップテーブルを下降させる。【選択図】図１
2013135046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下両面に電子部品が実装されるプリント基板を実装位置に搬入し、実装位置に停止させたプリント基板の上面に電子部品を実装し、電子部品を実装後、プリント基板を搬出するように構成されており、前記実装位置に停止するプリント基板の下方にバックアップテーブルを設け、電子部品の実装時にはバックアップテーブルを上昇させて当該バックアップテーブルによりプリント基板の下面を下方から支持し、プリント基板の搬入及び搬出時にはバックアップテーブルを下降させる両面実装基板製造装置において、
バックアップテーブルを昇降させる昇降アクチュエータとしてサーボモータを設け、
前記サーボモータは、前記実装位置の基準面から下方に、前記実装位置に搬入されるプリント基板の下面に既に実装されている電子部品の最大高さ及びプリント基板の厚さの合計に所定のクリアランスを加えた位置を下限位置として、プリント基板の搬入及び搬出時にバックアップテーブルを下降させることを特徴とする両面実装基板製造装置。
【請求項２】
実装位置に搬入されるプリント基板の下面に既に実装されている電子部品の最大高さ及びプレート基板の厚さを入力するデータ入力部と、入力された前記電子部品の最大高さ及びプレート基板の厚さと予め設定されている所定のクリアランスとに基づき前記下限位置を演算する下限位置演算部と、前記下限位置演算部で演算された下限位置を基準として、サーボモータの動作を指令するサーボ動作司指令部とを有する、請求項１に記載の両面実装基板製造装置。
【請求項３】
前記バックアップテーブルは、プレート上に複数本のバックアップピンを立ち上げて構成されており、前記バックアップピンによりプリント基板の下面を下方から支持する、請求項１又は２に記載の両面実装基板製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣチップ等の電子部品をプリント基板上に実装して実装基板を製造する実装基板製造装置に関し、特にプリント基板の上下両面に電子部品が実装された両面実装基板を製造する両面実装基板製造装置に関する。なお、本明細書では、電子部品のことを単に部品ともいう。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、実装基板製造装置（電子部品実装装置）は、部品供給部において吸着ノズルにより電子部品を吸着し、実装位置に停止しているプリント基板上に移送して、プリント基板上の所定位置に実装するように構成されている。また、実装位置に停止しているプリント基板の下方には、プレート上に複数本のバックアップピンを立ち上げて構成されたバックアップテーブルが設けられており、実装時にはバックアップテーブルを上昇させてバックアップピンによりプリント基板の下面を下方から支持するようになっている（例えば特許文献１）。
【０００３】
一方、実装基板製造装置としては、プリント基板の上下両面に電子部品が実装された両面実装基板を製造する両面実装基板製造装置も知られている（例えば特許文献２）。このような両面実装基板製造装置においては、実装位置に搬入されるプリント基板の下面に既に部品が実装されていることがある。したがって、プリント基板を実装位置に搬入する際には、上述のバックアップテーブルは、プリント基板下面に実装されている部品と干渉しないように下降させておく必要がある。そして、実装時にはバックアップテーブルを上昇させ、更に実装後のプリント基板を搬出する際には再度、バックアップテーブルを下降させる必要がある。
【０００４】
このように、両面実装基板製造装置においては、プリント基板の搬入、部品の実装、プリント基板の搬出という一連の工程に合わせてバックアップテーブルを昇降させる必要がある。従来、バックアップテーブルの昇降アクチュエータとしては、一般にエアシリンダが用いられており、バックアップテーブルの下限位置は、プリント基板に実装され得る部品の最大高さに基づき、一定の位置に固定されていた。すなわち、従来の両面実装基板製造装置においては、その両面実装基板製造装置で実装される可能性のある部品の最大高さに所定のクリアランス（隙間）を加えた位置をバックアップテーブルの下限位置とし、この下限位置を基準としてバックアップテーブルの昇降が行われていた。
【０００５】
バックアップテーブルの昇降は、上述のとおりプリント基板の搬入、部品の実装、プリント基板の搬出という一連の工程に合わせて繰り返し行われる。したがって、バックアップテーブルの昇降時間を短縮することは生産性の向上に大きく寄与する。このため、特に両面実装基板製造装置においてはバックアップテーブルの昇降時間を短縮することが求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２３７３１６号公報
【特許文献２】特開２０１０−５６３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、両面実装基板製造装置においてバックアップテーブルの昇降時間を短縮することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上下両面に電子部品が実装されるプリント基板を実装位置に搬入し、実装位置に停止させたプリント基板の上面に電子部品を実装し、電子部品を実装後、プリント基板を搬出するように構成されており、前記実装位置に停止するプリント基板の下方にバックアップテーブルを設け、電子部品の実装時にはバックアップテーブルを上昇させて当該バックアップテーブルによりプリント基板の下面を下方から支持し、プリント基板の搬入及び搬出時にはバックアップテーブルを下降させる両面実装基板製造装置において、バックアップテーブルを昇降させる昇降アクチュエータとしてサーボモータを設け、前記サーボモータは、前記実装位置の基準面から下方に、前記実装位置に搬入されるプリント基板の下面に既に実装されている電子部品の最大高さ及びプリント基板の厚さの合計に所定のクリアランスを加えた位置を下限位置として、プリント基板の搬入及び搬出時にバックアップテーブルを下降させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の両面実装基板製造装置は、上記サーボモータの動作を制御するための構成として、実装位置に搬入されるプリント基板の下面に既に実装されている電子部品の最大高さ及びプレート基板の厚さを入力するデータ入力部と、入力された前記電子部品の最大高さ及びプレート基板の厚さと予め設定されている所定のクリアランスとに基づき前記下限位置を演算する下限位置演算部と、前記下限位置演算部で演算された下限位置を基準として、サーボモータの動作を指令するサーボ動作司指令部とを有するものとすることができる。
【００１０】
本発明において、バックアップテーブルは、プレート上に複数本のバックアップピンを立ち上げて構成し、前記バックアップピンによりプリント基板の下面を下方から支持するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、実装位置に搬入されるプリント基板の下面に既に実装されている電子部品の最大高さのデータ及びプリント基板の厚さのデータに基づきバックアップテーブルの下限位置を決定するので、バックアップテーブルの昇降ストロークを必要最小限とすることができる。したがって、バックアップテーブルの昇降時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。
【００１２】
また、バックアップテーブルを昇降させる昇降アクチュエータとしてサーボモータを使用しているので、バックアップテーブルの昇降を精密に制御できる。従来使用されていたエアシリンダでは、上限及び下限位置においてその位置が安定するまで一定時間待機する必要があったが、サーボモータでは上記の待機時間は不要であり、この点からも生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の両面実装基板製造装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１の両面実装基板製造装置の基本動作を示す説明図である。
【図３】図１の両面実装基板製造装置においてサーボモータの動作を制御するための構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示した下限位置演算部の処理フローを示すフローチャートである。
【図５】本発明と従来例とのバックアップテーブルの昇降ストロークの違いを示す説明図で、（ａ）が本発明、（ｂ）が従来例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の両面実装基板製造装置の一実施形態を示す正面図である。
【００１６】
プリント基板を搬送する搬送路Ａにおいて電子部品が実装される実装位置Ａ１の下方にバックアップテーブル１が昇降可能に配置されている。バックアップテーブル１はプレート１ａ上に複数本のバックアップピン１ｂを立ち上げて構成されている。
【００１７】
また、バックアップテーブル１を昇降させる昇降アクチュエータとしてサーボモータ２が設けられており、このサーボモータ２の動作により、バックアップテーブル１が昇降する。具体的には、サーボモータ２のモータ軸とギア機構３により連結されたスクリューシャフト４にナット５が装着されており、ナット５にバックアップテーブル１のプレート１ａが固定されている。これにより、サーボモータ２の動作によりスクリューシャフト４が回転し、これに伴いナット５が上下動し、バックアップテーブル１が昇降する。なお、図１において符号６は、バックアップテーブル１のバックアップピン１ｂの昇降をガイドするガイド板である。
【００１８】
図２は、図１の両面実装基板製造装置の基本動作を示す説明図である。
【００１９】
図２（ａ）は、既に下面に部品Ｃが実装されたプリント基板ＰＣＢを実装位置Ａ１に搬入する直前の状態を示す。このときバックアップテーブル１は、プリント基板ＰＣＢの搬入時に部品Ｃと干渉しないように下限位置まで下降させておく。本発明では、このバックアップテーブル１の下限位置を、実装位置Ａ１に搬入されるプリント基板ＰＣＢの下面に既に実装されている部品Ｃの最大高さｈ及びプリント基板ＰＣＢの厚さｔに基づき決定する。具体的には、バックアップテーブル１（バックアップピン１ｂの上端面）の下限位置は、プリント基板ＰＣＢの上面レベルと一致する実装位置の基準面Ａｓの高さを基準として下方に、部品Ｃの最大高さｈ及びプレート基板ＰＣＢの厚さｔの合計に所定のクリアランスαを加えた位置である。すなわち、バックアップテーブル１の下限位置は、実装位置の基準面Ａｓから下方に（ｔ＋ｈ＋α）の位置である。
【００２０】
なお、プレート基板ＰＣＢの下面に部品が実装されていない場合、部品の最大高さｈは０とする。また、プレート基板ＰＣＢの下面に複数の部品が実装されている場合は、当然、そのうちの最大高さをｈとする。一方、クリアランスαは、プリント基板及び部品の寸法公差やプリント基板の水平搬送の精度等を考慮して予め設定される。
【００２１】
プリント基板ＰＣＢを実装位置Ａ１に搬入する際には、バックアップテーブル１を上記の下限位置まで下降させておき、プリント基板ＰＣＢが実装位置Ａ１に搬入されたら、図２（ｂ）に示すように、バックアップテーブル１を上昇させてバックアップピン１ｂによりプリント基板ＰＣＢの下面を下方から支持する。この状態でプリント基板ＰＣＢの上面に部品（図示せず）を実装する。次いで、実装後のプリント基板ＰＣＢを搬出する際には、図２（ｃ）に示すようにバックアップテーブル１を上記の下限位置まで下降させる。バックアップテーブル１は、プリント基板ＰＣＢへの部品の実装の度に以上の昇降動作を繰り返す。
【００２２】
バックアップテーブルの昇降は、図１で説明したようにサーボモータの動作により行う。すなわち、サーボモータは、バックアップテーブルが上記の下限位置を基準として昇降するように動作する。
【００２３】
このようなサーボモータの動作を制御するため、本実施形態の両面実装基板製造装置は図３に示すように、データ入力部と、下限位置演算部と、サーボ動作指令部とを有する。データ入力部では、実装位置に搬入されるプリント基板の下面に既に実装されている電子部品の最大高さ及び当該プレート基板の厚さを入力する。この電子部品の最大高さ及びプレート基板の厚さのデータは生産プログラム（生産計画）より入手することができ、入力されたデータはメモリに記憶される。電子部品の最大高さ及びプレート基板の厚さは、プリント基板の種類に対応させてデータベース化してもよい。
【００２４】
下限位置演算部は、入力された前記電子部品の最大高さ及びプレート基板の厚さと予め設定されている所定のクリアランスとに基づき、図２で説明した下限位置を演算する。すなわち、下限位置は、実装位置の基準面から下方に、（プレート基板の厚さ＋電子部品の最大高さ＋クリアランス）の位置である。サーボ動作指令部は、下限位置演算部で演算された下限位置を基準として、サーボモータの動作を指令する。
【００２５】
図４は、上記の下限位置演算部の処理フローを示す。下限位置演算部は、メモリに記憶された電子部品の最大高さ及びプリント基板の厚さの取得に成功したことを確認して、上述の要領で下限位置を演算する。そして、下限位置演算部は、下限位置の演算に成功したことを確認して、その下限位置を確定し、図３に示したサーボ動作指令部に送る。
【００２６】
図５は、本発明と従来例とのバックアップテーブルの昇降ストロークの違いを示す説明図である。図５（ａ）は本発明であり、上述のとおりバックアップテーブル１は、実装位置の基準面から下方に、部品Ｃの最大高さ及びプリント基板ＰＣＢの厚さの合計にクリアランスαを加えた位置を下限位置として昇降するので、バックアップテーブル１の昇降ストロークは必要最小限で済む。これに対して、図５（ｂ）に示す従来例では、背景技術の欄で説明したように、実装される可能性のある部品の最大高さに所定のクリアランスを加えた位置を下限位置とし、その下限位置は、実際にプリント基板ＰＣＢの下面に実装されている部品Ｃの最大高さに関係なく一定の位置としていた。したがって、図５の例において本発明と従来例とを比較すると、バックアップテーブル１の昇降ストロークは、本発明の方が長さＬだけ短縮される。バックアップテーブル１は、プリント基板ＰＣＢへの部品の実装の度に昇降を繰り返すので、昇降ストロークの短縮は生産性の向上に大きく寄与する。
【００２７】
本発明者が本発明による生産性向上の効果をシミュレーションしたところ、搬送制御時間（実装位置においてバックアップテーブルが下降し始めた時点から、実装位置に次のプリント基板が搬入されてバックアップテーブルが上昇しきった時点までの時間）が、従来例（バックアップテーブルの昇降アクチュエータとしてエアシリンダを使用）では約５秒であるのに対し、本発明では約３．７秒まで短縮できた。
【符号の説明】
【００２８】
１  バックアップテーブル
１ａ  プレート
１ｂ  バックアップピン
２  サーボモータ
３  ギア機構
４  スクリューシャフト
５  ナット
６  ガイド板
Ａ  搬送路
Ａ１  実装位置
ＰＣＢ  プリント基板
Ｃ  部品
【図１】
2013135046.tif 000003
【図２】
2013135046.tif 000004
【図３】
2013135046.tif 000005
【図４】
2013135046.tif 000006
【図５】
2013135046.tif 000007