(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を基板に装着した後、前記電子部品を前記基板に回路接続する前の前記基板の重なりを検知する装置であって、
前記基板の表面に接触して変位する変位倍率の調整可能な変位手段と、
前記変位手段に光を照射し、反射してくる光を検出して前記基板の重なりを検知する検知手段と
を備えたことを特徴とする基板の重なり検知装置。
【請求項２】
前記変位手段が、移動可能な支点を有するてこと、前記てこの力点に係止されたローラと、前記てこの作用点に係止された光反射板とを備え、前記ローラが前記基板の表面に接触して変位することにより、前記てこを介して前記光反射板が変位する請求項１に記載の基板の重なり検知装置。
【請求項３】
前記検知手段が、光を受発光する受発光部と、前記受発光部を制御する制御部とを備え、前記制御部が前記受発光部を発光させて光を前記変位手段に照射させ、前記制御部が前記変位手段から反射してくる光を前記受発光部で受光させて反射光を検出し、この反射光量に基づいて前記基板の重なりを検知する請求項１に記載の基板の重なり検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の実装工程における基板の重なりを自動的に検知する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板（基板）に電子部品を装着し、半田等で回路接続を行う実装ラインにおいては、クリーム半田印刷機、チップマウンタ及びリフロー炉その他の設備がコンベアで連結されている。そして、各装置及びコンベアには、プリント配線板の厚み等を検知するセンサ及びプリント配線板を停止させるストッパが配置されている。
【０００３】
このような構成において、プリント配線板はコンベアにより各装置へと自動的に流されて処理される仕組みとなっている。即ち、クリーム半田印刷機は、コンベア上を搬送されてきたプリント配線板上の所定位置にクリーム半田を塗布する。チップマウンタは、半田塗布後にコンベア上を搬送されてきたプリント配線板上の所定位置に所定の電子部品を装着する。そして、リフロー炉は、部品装着後にコンベア上を搬送されてきたプリント配線板上のクリーム半田を溶融・固化させて回路接続する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したセンサは、常に正常動作するとは限らず、例えばプリント配線板の外形、スリットの有無、表面の明るさや色、反り等の不確定な要因により不安定な動作になる場合がある。さらに、製品機種の切替えによって多品種の外形が異なるプリント配線板を流す場合には、コンベア幅の調整ミス等の人為的要因も加わり、更に不安定な動作となる場合がある。
【０００５】
特に、製品自体が小型化される傾向の中、プリント配線板自体の厚みが薄くなってきており、さらにロット毎のプリント配線板の厚みのばらつきもあるので、プリント配線板の厚みを検知するセンサの動作が不安定になると検知精度が悪化して、プリント配線板の重なりが多発するおそれがある。
このようなプリント配線板の重なりが、センサによって検知されないときは、リフロー炉による回路接続工程終了後、あるいは最悪の場合は回路テスタ等による回路検査工程中に発見されることになる。
【０００６】
回路接続工程終了後にプリント配線板の重なりが発見された場合、プリント配線板の重なり面は、クリーム半田印刷によるパターン同士で半田付けされてしまい、重なっているプリント配線板を剥がすことは事実上困難となるので、そのプリント配線板は廃棄しなければならなくなる。また、回路検査工程中にプリント配線板の重なりが発見された場合、その発見までの間は実装ラインが流れているので、大量のプリント配線板を廃棄しなければならなくなる。
【０００７】
本発明は、上述した事情から成されたものであり、基板の種類等にかかわらず、基板の重なりを確実に検知することができる基板の重なり検知装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明にあっては、電子部品を基板に装着した後、前記電子部品を前記基板に回路接続する前の前記基板の重なりを検知する装置であって、前記基板の表面に接触して変位する変位倍率の調整可能な変位手段と、前記変位手段に光を照射し、反射してくる光を検出して前記基板の重なりを検知する検知手段とを備えることにより達成される。
【０００９】
上記構成によれば、変位手段が基板に接触することによる基板の厚み方向に変位し、その変位量を検知手段が光を用いて検知しているので、検知した変位量が基板の真の厚みよりも大きいときは、基板が重なっていると確実に判断することができる。また、変位手段の変位倍率を変化させることができるので、基板の種類等にかかわらず、基板が重なっていることを精度良く判断することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１１】
図１は、本発明の基板の重なり検知装置の実施形態を備えた実装ラインの一部を示す概略図である。この実装ライン１０は、プリント配線板（基板）に電子部品を装着するチップマウンタ１１及び半田等で回路接続を行うリフロー炉１２がコンベア１３で連結され、重なり検知装置１００がコンベア１３の途中に配設された構成となっている。
【００１２】
このような構成において、プリント配線板はコンベア１３により各装置１１、１００、１２へと自動的に流されて処理される仕組みとなっている。即ち、チップマウンタ１１は、コンベア１３上を搬送されてきたプリント配線板上の所定位置に所定の電子部品を装着する。重なり検知装置１００は、部品装着後にコンベア１３上を搬送されてきたプリント配線板の厚みを検出して重なりの有無を検知する。そして、リフロー炉１２は、重なり検知後にコンベア１３上を搬送されてきた重なっていないプリント配線板上のクリーム半田を溶融・固化させて回路接続する。
【００１３】
図２は、本発明の基板の重なり検知装置の実施形態の詳細を示す平面図、図３は、その側面図である。
この重なり検知装置１００は、プリント配線板１の表面に接触して変位する変位倍率の調整可能な変位手段１１０と、この変位手段１１０に光を照射し、反射してくる光を検出してプリント配線板１の重なりを検知する検知手段１３０が、本体ベース１０１に配設された構成となっている。
【００１４】
本体ベース１０１は、矩形平板状に形成されており、下部の裏面に設けられている溝１０１ａがコンベア１３の側面を挟み込むようにして、本体固定ビス１０２によりコンベア１３の側面に固定されている。
これにより、重なり検知装置１００をコンベア１３の任意の場所に移動・設置することが可能となる。
変位手段１１０は、移動可能な支点を有するてこ１２０と、てこ１２０の力点に係止されたローラ１１１と、てこ１２０の作用点に係止された光反射板１１２を備えている。
【００１５】
てこ１２０は、本体ベース１０１に固定されたベアリング１２１に係止されているアーム１２２と、本体ベース１０１に移動可能に係止されている２つの直進スライダ１２３、１２４を備えている。
ベアリング１２１は、軸１２１ａが本体ベース１０１の上部略中央に固定されている。アーム１２２は、矩形平板状に形成されており、中央部には横長の貫通孔１２２ａが設けられ、さらにこの貫通孔１２２ａの周囲を囲むように溝１２２ｂが設けられている。
【００１６】
また、アーム１２２の一端部１２２ｃは略Ｌ字状に曲げられており、他端部１２２ｄはそのまま真っ直ぐに延びている。そして、アーム１２２の溝１２２ｂ内にベアリング１２１の本体１２１ｂが嵌め込まれて係止されている。
これにより、ベアリング１２１の本体１２１ｂをアーム１２２の溝１２２ｂ内に嵌め込んだまま、溝１２２ｂの長手方向にアーム１２２を移動させて係止することができるので、溝１２２ｂ内の任意の位置でベアリング１２１を支点としてアーム１２２を図示Ｒ方向に揺動させることが可能になる。
【００１７】
直進スライダ１２３、１２４は、リニアベアリング１２３ａ、１２４ａと、このリニアベアリング１２３ａ、１２４ａに沿って移動するスライダ１２３ｂ、１２４ｂを備えている。各直進スライダ１２３、１２４は、アーム１２２の一端部１２２ｃ下方の本体ベース１０１の裏側及び他端部１２２ｄ下方の本体ベース１０１の表側にそれぞれ固定されている。即ち、スライダ１２３ｂ、１２４ｂが、図示Ｚ方向にスライドし、かつ各スライダ１２３ｂ、１２４ｂの一端に固定されているカムフォロア１２３ｃ、１２４ｃが、アーム１２２の一端部１２２ｃ及び他端部１２２ｄに接触するように、リニアベアリング１２３ａ、１２４ａが固定されている。
【００１８】
これにより、スライダ１２３ｂが上昇してカムフォロア１２３ｃがアーム１２２の一端部１２２ｃを上方に押し上げると、アーム１２２の他端部１２２ｄが下降してカムフォロア１２４ｃを押し下げるので、スライダ１２４ｂを下降させることが可能となる。また、これとは逆の動作も可能となる。
【００１９】
スライダ１２３ｂの他端には、ローラ１１１が係止され、スライダ１２４ｂの他端には、光反射板１１２が係止されている。即ち、ローラ１１１は、側面がコンベア１３のベルト１３ａに接触するように、回転軸１１１ａがベアリング１１３を介してスライダ１２３ｂの他端に係止されている。
これにより、ローラ１１１とベルト１３ａの間にプリント配線板１が入り込むときは、ローラ１１１が図示ｒ方向に回転するので、プリント配線板１を容易に挿入することが可能となる。
【００２０】
光反射板１１２は、Ｌ字形に曲げられた板状体であり、一端が本体ベース１０１に対して垂直に突き出るように、他端がスライダ１２４ｂの他端に係止されている。光反射板１１２の下方には、光反射板１１２の一端と所定の間隔をあけて平行な保持板１１４が、本体ベース１０１に固定されている。この保持板１１４上には圧縮バネ１１５の一端が固定されており、圧縮バネ１１５の他端はスライダ１２４ｂの他端に固定されている。
この圧縮バネ１１５の復元力により、光反射板１１２は常に上方に押し上げられ、ローラ１１１は常に下方のコンベア１３のベルト１３ａに押し付けられることになるので、アーム１２２及び直進スライダ１２３、１２４を介したローラ１１１の動きを光反射板１１２に精度良く確実に伝達することが可能となる。
【００２１】
検知手段１３０は、光を受発光する受発光部１３１と、受発光部１３１を制御する制御部１３２とを備えている。
受発光部１３１は、例えばレーザダイオード等の発光素子１３１ａ及びフォトディテクタ等の受光素子１３１ｂと、各素子１３１ａ、１３１ｂから延びる発光用光ファイバ１３１ｃ及び受光用光ファイバ１３１ｄを備えている。各光ファイバ１３１ｃ、１３１ｄは、先端面が光反射板１１２を向くように、即ち発光用光ファイバ１３１ｃからの照射光が光反射板１１２の一端下面で反射し、その反射光が受光用光ファイバ１３１ｄに入射するように、本体ベース１０１の保持板１１４に固定されている。尚、受発光部１３１の代わり、静電容量センサ、磁気センサ、エアーセンサ等も使用可能である。
【００２２】
制御部１３２は、発光素子１３１ａを発光させて光を発光用光ファイバ１３１ｃを介して光反射板１１２に照射させ、光反射板１１２から反射してくる光を受光用光ファイバ１３１ｄを介して受光素子１３１ｂで受光させて反射光を検出する。そして、この反射光量に基づいて光反射板１１２の変位量を検出する制御を行うように構成されている。
【００２３】
このような構成において、その動作例を説明する。
初期状態では、圧縮バネ１１５の復元力により、光反射板１１２は上方に押し上げられており、直進スライダ１２４、アーム１２２及び直進スライダ１２３を介して、ローラ１１１は下方のコンベア１３のベルト１３ａに押し付けられている。この状態において、制御部１３２は、受発光部１３１により光反射板１１２からの反射光量を測定しておく。
【００２４】
チップマウンタ１１からコンベア１３で搬送されてきたプリント配線板１は、ローラ１１１とベルト１３ａの間に入り込み、プリント配線板１の先端がコンベア１３途中に予め設けられているストッパ２に当接して停止する。尚、この例でのストッパ２は、プリント配線板１上に機種名等を印字するための印字機構の一部として設けられているものを兼用している。
【００２５】
このプリント配線板１の挿入力により、ローラ１１１は上方に押し上げられるので、直進スライダ１２３、アーム１２２及び直進スライダ１２４を介して、光反射板１１２は下方に押し下げられる。これにより、光反射板１１２と各光ファイバ１３１ｃ、１３１ｄの先端面との距離が初期状態より縮まるので、制御部１３２で測定される反射光量が変化する。
【００２６】
制御部１３２は、変化した反射光量に基づいて、予め記憶している例えば光反射板１１２からの反射光量と光反射板１１２の変位量との関係データテーブルを参照し、光反射板１１２の変位量を求める。ここで、例えばベアリング１２１が、アーム１２２の中心に係止されているときは、ローラ１１１の変位と光反射板１１２の変位は１：１となるので、求めた光反射板１１２の変位量はローラ１１１の変位量、即ちプリント配線板１の厚みとなる。尚、プリント配線板１の厚みが極端に薄くて厳しく検知したい場合や厚みにばらつきが多くて大雑把に検知したい場合等は、ベアリング１２１のアーム１２２における係止位置を変えて変位倍率を変化させてることで、測定精度を上下させることができる。
【００２７】
制御部１３２は、求めた光反射板１１２の変位量が予め設定されているプリント配線板１の厚みと同一のときは、プリント配線板１の重なりは無いと判断し、ストッパ２を解除してコンベア１３でプリント配線板１をリフロー炉１２へ搬送する。
一方、制御部１３２は、求めた光反射板１１２の変位量が予め設定されているプリント配線板１の厚みと異なるときは、プリント配線板１の重なりが有ると判断し、警報を鳴らしてそのプリント配線板１を人手あるいはロボットハンド等により排除させる。
以上によりプリント配線板１の重なり検知工程を終了する。
【００２８】
以上のように、プリント配線板１の重なりを厚みや色等の違いにかかわらず、半田等の回路接続工程前に検知することができるので、プリント配線板１を廃棄する必要がなくなり、歩留まりを向上させることができる。また、点検や機種の切替え等のときに、外部からワンタッチで部品交換したり装置移動を行うことができるので、工数低減を図ることができる。
尚、上述した実施形態では、プリント配線板１の重なりを検知するように構成したが、物の厚みを検知する装置として使用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば、基板の種類等にかかわらず、基板の重なりを確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板の重なり検知装置の実施形態を備えた実装ラインの一部を示す概略図。
【図２】本発明の基板の重なり検知装置の実施形態の詳細を示す平面図。
【図３】図１の基板の重なり検知装置を示す側面図。
【符号の説明】
１・・・プリント配線板、１０・・・実装ライン、１１・・・チップマウンタ、１２・・・リフロー炉、１３・・・コンベア、１３ａ・・・ベルト、１００・・・重なり検知装置、１０１・・・本体ベース、１１０・・・変位手段、１１１・・・ローラ、１１１ａ・・・回転軸、１１２・・・光反射板、１１３・・・ベアリング、１１４・・・保持板、１１５・・・圧縮バネ、１２０・・・てこ、１２１・・・ベアリング、１２１ａ・・・軸、１２１ｂ・・・本体、１２２・・・アーム、１２２ａ・・・貫通孔、１２２ｂ・・・溝、１２３、１２４・・・直進スライダ、１２３ａ、１２４ａ・・・リニアベアリング、１２３ｂ、１２４ｂ・・・スライダ、１２３ｃ、１２４ｃ・・・カムフォロア、１３０・・・検知手段、１３１・・・受発光部、１３２・・・制御部、１３１ａ・・・発光素子、１３１ｂ・・・受光素子、１３１ｃ・・・発光用光ファイバ、１３１ｄ・・・受光用光ファイバ
【図１】
0004023004.tif 000002
【図２】
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【図３】
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