(57)【要約】      （修正有）【課題】三次元実装構造を実現するためのプリント板の階層化と、電子部品の搭載を同一実装機で簡単かつ効率的に一括して実施できる三次元実装機を提供する。【解決手段】ガイドピンと所定の位置に所定の高さを有する吸着口１を設けた吸着アタッチメント２を着脱自在に取付け可能なバックアップ台３を有し、バックアップ台の上面に第１のプリント板を搭載固定した後、吸着口の上に第２のプリント板を装着ノズル１０を用いて搭載し、搭載後にバックアップ台の背面に設けた排気口から空気を排気して第２のプリント板を吸着口に吸着固定するようにした。また、装着ノズルを用いて電子部品を搭載する際にはバックアップ台を上昇または降下して、第１のプリント板及び第２のプリント板の搭載面を所定の高さになるように制御し、第１のプリント板及び第２のプリント板へ電子部品を一括して搭載するようにした。【選択図】図４
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
装着ノズルを用いて電子部品をプリント板に実装する電子部品実装機において、ガイドピンと所定の位置に所定の高さを有する吸着口を設けた吸着アタッチメントを着脱自在に取付け可能なバックアップ台を有し、前記吸着アタッチメントを取付けたバックアップ台の上面に第１のプリント板を固定搭載した後、前記吸着アタッチメントに設けた吸着口の上に第２のプリント板を搭載し、搭載後に前記バックアップ台の背面に設けた排気口から空気を排気して前記第２のプリント板を吸着口に吸着固定して、前記装着ノズルを用いて電子部品を搭載する際にはバックアップ台を上昇または降下して、前記第１のプリント板及び前記第２のプリント板の搭載面を所定の高さに一定となるように制御し、前記第１のプリント板及び前記第２のプリント板へ電子部品を一括して搭載することを特徴とする三次元実装機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、マザーボードプリント板とモジュールプリント板とを階層化し、各プリント板上に電子部品を安定的に一括実装することができる三次元実装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は、プリント板を階層化した三次元実装構造を実現するために、モジュールプリント板に所定の電子部品を搭載しリフロー半田を施した後に、実装機にてマザーボードプリント板に所定の電子部品を搭載するとともに前記モジュールプリント板を搭載し、再度リフロー半田を施していた。
【０００３】
また、あらかじめ別工程で複数のプリント板を階層化し、階層化したプリント板に電子部品を搭載する際にプリント板を固定する基板テーブルまたは電子部品を保持する装着ノズルの高さを階層化したプリント板の各々の搭載高さを考慮して制御し、電子部品を搭載する方法が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開2004-31604号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記の実装方法ではモジュールプリント板への電子部品の搭載およびリフロー半田工程、マザーボードプリント板への電子部品の搭載工程、モジュールプリント板のマザーボードプリント板への搭載およびリフロー半田と、製造工程が多く複雑であった。
【０００６】
また、特許文献１のような場合ではプリント板を予め階層化した後に電子部品を搭載しているため実装機以外で行う階層化の工程が必要であった。
【０００７】
本考案は、上記従来の問題点を解決するものであり、プリント板の階層化と電子部品の搭載を同一実装機で簡単かつ効率的に一括して実施できる三次元実装機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】
【０００８】
前記課題を解決するため本考案は、装着ノズルを用いて電子部品をプリント板に実装する電子部品実装機において、ガイドピンと所定の位置に所定の高さを有する吸着口を設けた吸着アタッチメントを着脱自在に取付け可能なバックアップ台を有し、前記吸着アタッチメントを取付けたバックアップ台の上面に第１のプリント板を搭載固定した後、前記吸着アタッチメントに設けた吸着口の上に第２のプリント板を前記装着ノズルを用いて搭載し、搭載後に前記バックアップ台の背面に設けた排気口から空気を排気して前記第２のプリント板を吸着口に吸着固定するようにした。
【０００９】
また、前記装着ノズルを用いて電子部品を搭載する際には前記バックアップ台を上昇または降下して、前記第１のプリント板及び前記第２のプリント板の搭載面を所定の高さに一定となるように制御し、前記第１のプリント板及び前記第２のプリント板へ電子部品を一括して搭載するようにした。
【考案の効果】
【００１０】
本考案によれば、第１のプリント板と第１のプリント板に搭載する第２のプリント板の階層化と、第１のプリント板及び第２のプリント板に電子部品を同一実装機で一括して搭載及び一括リフロー半田をすることが可能となり搭載及びリフロー半田工程を省力化することができる。
また、電子部品を搭載する際に第１のプリント板の搭載面と第２のプリント板６の搭載面を同一の高さに制御することによって装着ノズルの下降位置が一定となるので、実装機の情報を設定する際の下降位置データを簡便にすることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本考案の実施の形態について詳細を説明する。
【００１２】
図１は、本考案の三次元実装機の全体概略図を示し、図１（ａ）は平面図、マザーボードプリント板はガイドレール１２により所定の位置に搬送される。吸着アタッチメント２はバックアップ台３から着脱自在に取付け可能な構造とし、Ｘ方向駆動モータ１３とＹ方向駆動モータ１４で装着ノズル１０を移動している。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図を示す。高さ駆動モータ１５を駆動しバックアップ台３の降下上昇を制御している。また、ガイドレール１２はバックアップ台３に対応する部分とそれ以外の部分に分割してあり、バックアップ台３に対応する部分のガイドレール１２はバックアップ台３と同時に降下上昇し、モジュールプリント板を固定している。
【００１３】
図２は、モジュールプリント板６の断面図を示す。電子部品の搭載面には電子部品ランド１６、マザーボードプリント板接合側には吸着アタッチメント２の吸着口１に接触し吸着固定するためのパターンや穴などの無い表面の平坦な吸着固定エリア１７および半田バンプ搭載ランドを備えている。
電子部品ランド１６にはクリーム半田が印刷され、マザーボードプリント板接合側にはマザーボードプリント板７と接合する半田バンプ９が形成されている。
【００１４】
図３は、マザーボードプリント板７の断面図を示す。電子部品の搭載面には電子部品ランド１６が形成されており、吸着アタッチメント２の吸着口１が通過する吸着口穴１８とマザーボードプリント板７の位置決め用のガイド穴２０を備えている。
電子部品ランド１６にはクリーム半田が印刷されている。
【００１５】
図４は、本考案の三次元実装機のバックアップ台３にモジュールプリント板６及びマザーボードプリント板７を搭載した状態の断面図を示す。図４（ａ）において、吸着アタッチメント２はバックアップ台３から着脱自在に取付け可能な構造とし、使用するモジュールプリント板６及びマザーボードプリント板７に適合した吸着アタッチメント２を選択して取り替え使用する。
【００１６】
吸着アタッチメント２にはマザーボードプリント板７固定用のガイドピン２１とモジュールプリント板６を吸着固定する吸着口１を備え、空気通路１１を経由して外部に接続した真空ポンプで空気を吸引し吸着口１の上に搭載されたモジュールプリント板６を吸着固定するよう構成されている。空気の吸引はバックアップ台３に設けた吸着弁４を制御して行う。
【００１７】
図４（ｂ）は吸着アタッチメント２の吸着口１周辺部の断面図を示す。バックアップ台３に取り付けた吸着アタッチメント２の上にマザーボードプリント板７を搭載し、吸着アタッチメント２の吸着口１の上にはモジュールプリント板６を吸着固定している。吸着口１先端のリンング状の形状でモジュールプリント板６との接触面積を確保し、吸着口１先端に吸着パッキン１９を備え、モジュールプリント板６との密着性を確保している。また、吸着口１の高さ寸法はモジュールプリント板６とマザーボードプリント板７との間隙が半田バンプ９の高さを保持する寸法となるように形成し、装着ノズル１０の衝撃から半田バンプ９の破損を保護している。
【００１８】
図５は、本考案の三次元実装機の実装工程の断面図で、マザーボードプリント板の搬送待ち受け時のバックアップ台３の断面図を示し、搬送時にマザーボードプリント板と吸着口１及びガイドピン２１との干渉を避けるようバックアップ台３の高さは吸着口１がガイドレール１２の下に位置するように制御されている。
【００１９】
図６は、マザーボードプリント板７をバックアップ台３に搭載した断面図を示し、マザーボードプリント板７はガイドレール１２に沿って所定の位置に搬送されると、バックアップ台３がマザーボードプリント板７の高さまで上昇し、マザーボードプリント板７のガイド穴２０と吸着アタッチメント２のガイドピン２１で固定される。
図７は、マザーボードプリント板７に電子部品８を搭載した断面図を示し、マザーボードプリント板７に電子部品８を装着ノズル１０で吸着し搭載している。
【００２０】
図８は、マザーボードプリント板７にモジュールプリント板６を搭載した断面図を示し、電子部品搭載ランドにクリーム半田が印刷されたマザーボードプリント板７に、図２に示す電子部品ランド１６にはクリーム半田が印刷され、マザーボードプリント板接合側にはマザーボードプリント板７と接合する半田バンプ９が形成されているモジュールプリント板６を装着ノズル１０で吸着し搭載している。
その後、吸着弁４を制御して外部に接続した真空ポンプで空気を吸引し吸着アタッチメント２の空気通路１１を経由し吸着口１でマザーボードプリント板７に搭載したモジュールプリント板６を吸着固定している。
【００２１】
図９は、モジュールプリント板６に電子部品８を搭載した断面図を示し、バックアップ台３は、モジュールプリント板６の搭載面が図６に示すマザーボードプリント板７の搭載面と同一の高さになるよう降下制御され、モジュールプリント板６に電子部品８を装着ノズル１０で吸着し搭載している。
【００２２】
このように、電子部品を搭載する際にマザーボードプリント板７の搭載面とモジュールプリント板６の搭載面を同一の高さに制御することによって装着ノズル１０の下降位置が一定となるので、実装機の情報を設定する際の下降位置データを簡便にすることができる。
また、モジュールプリント板６は吸着口１によって吸着固定されているので電子部品を搭載する際の衝撃によってずれが発生することがないし、吸着口１の高さ寸法はモジュールプリント板６とマザーボードプリント板７との間隙が半田バンプ９の高さを保持する寸法となるように形成されているので装着ノズル１０の衝撃によって半田バンプ９が破損することもない。
【００２３】
図１０は、搭載完了時の断面図を示し、開放弁５の制御により空気を吸気し、モジュールプリント板６の吸着固定を解除する。
バックアップ台３部分のガイドレール１２に保持されたマザーボードプリント板７はバックアップ台３部分以外のガイドレール１２の高さまで上昇するように制御され、ガイドレール１２で後工程であるリフロー半田炉に搬送されて一括してリフロー半田される。
【００２４】
なお、本考案は、本実施形態において、マザーボードプリント板上には複数のモジュールプリント板を搭載してもよい。また、モジュールプリント板上にさらにモジュールプリント配線板とモジュールプリント板載部品を搭載してもよい。また、吸着アタッチメントの吸着口の形状はリング型に限定されず、四角形など密着性を確保できる形状としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】三次元実装装置の全体概略構成図である。
【図２】モジュールプリント板の断面図である。
【図３】マザーボードプリント板に断面図である。
【図４】バックアップ台の断面図である。
【図５】実装工程を示す断面図で、マザーボードプリント板の搬送待ち受け時の図である。
【図６】実装工程を示す断面図で、マザーボードプリント板をバックアップ台３に搭載した図である。
【図７】実装工程を示す断面図で、マザーボードプリント板に電子部品を搭載した図である。
【図８】実装工程を示す断面図で、マザーボードプリント板にモジュールプリント板を搭載した図である。
【図９】実装工程を示す断面図で、モジュールプリント板に電子部品を搭載した図である。
【図１０】実装工程を示す断面図で、搭載完了時の図である。
【符号の説明】
【００２６】
１      吸着口
２      吸着アタッチメント
３      バックアップ台
４      吸着弁
５      解放弁
６      モジュールプリント板
７      マザーボードプリント板
８      電子部品
９      半田バンプ
１０    装着ノズル
１１    空気通路
１２    ガイドレール
１３    Ｘ方向駆動モータ
１４    Ｙ方向駆動モータ
１５    高さ駆動モータ
１６    電子部品ランド
１７    吸着固定エリア
１８    吸着口穴
１９    吸着パッキン
２０    ガイド穴
２１    ガイドピン
【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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