(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品実装用装置において基板を下方から支持する電子部品実装用装置における基板の下受け装置であって、内部に電圧を印加すると粘性が増加する性質を有する電気粘性流体が収容され上面に弾性膜が装着された密封容器から成り、この弾性膜が電子部品が実装された基板の下面に当接して下受けする当接部を構成する容器と、この容器を昇降させる昇降手段と、前記容器の両側端部に配設され容器内の電気粘性流体に電圧を印加する電極部材と、この電極部材による電圧印加を制御する電圧印加制御手段とを備え、前記密閉容器内が外力により加圧されたとき、その内部の電気粘性流体の流入が許容され、また外力が除去されると電気粘性流体を密閉容器内に押し戻すダンパを有することを特徴とする電子部品実装用装置における基板の下受け装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子部品実装用装置における基板の下受け装置を用いる基板の下受け方法であって、前記昇降手段により前記容器を前記基板の下面に対して上昇させる工程と、前記弾性膜を基板の下面に当接させて弾性膜を基板の下面にならわせる工程と、前記電極部材によって前記容器内の電気粘性流体に電圧を印加する工程と、電圧印加によって粘度が上昇した電気粘性流体によって前記基板を下面から支持する工程とを含むことを特徴とする電子部品実装用装置における基板の下受け方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品実装用装置における基板の下受け装置および基板の下受け方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品が実装される基板には、基板の片面のみならず両面に電子部品が実装されるいわゆる両面実装基板がある。この両面実装基板の実装工程では、まず第１面への実装が行われた後、基板を反転して第２面へ半田印刷、電子部品搭載およびリフローなどの実装作業が行われる。この第２面への実装の際には、電子部品が既に実装された既実装面が下向きとなるため、半田のスクリーン印刷や部品搭載など基板を位置決めして保持する必要がある装置においては、この既実装面が下方から支持される。既実装面を下受けする際には、既実装部品が障害となって基板下面を面支持することができないため、従来より既実装部品が存在しない下受け可能部位を適宜選定し、この位置を基板下受けピンによって支持する方法や専用の下受けブロックによって支持する方法が用いられている。従来の下受け装置では、作業対象の基板が変更される度に、新たな基板に対応した下受け可能部位にピンを再配置したり、下受けブロックを交換する段取り替えを行う必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年実装基板は高密度化する傾向にあることから、この段取り替えにおいて下受け可能部位を確保することが困難になるとともに、従来の段取り替え作業は、必要な下受けピンの着脱や、さらにはピン装着後に実際の既実装基板を用いて行われる下受け状態の確認など、繁雑で手間を要する作業であるため、この段取り替えに長時間を要して生産性向上が阻害されるという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、多品種の基板を対象として段取り替え作業を簡略化することができる電子部品実装用装置における基板の下受け装置および基板の下受け方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品実装用装置における基板の下受け装置は、電子部品実装用装置において基板を下方から支持する電子部品実装用装置における基板の下受け装置であって、内部に電圧を印加すると粘性が増加する性質を有する電気粘性流体が収容され上面に弾性膜が装着された密封容器から成り、この弾性膜が電子部品が実装された基板の下面に当接して下受けする当接部を構成する容器と、この容器を昇降させる昇降手段と、前記容器の両側端部に配設され容器内の電気粘性流体に電圧を印加する電極部材と、この電極部材による電圧印加を制御する電圧印加制御手段とを備え、前記密閉容器内が外力により加圧されたとき、その内部の電気粘性流体の流入が許容され、また外力が除去されると電気粘性流体を密閉容器内に押し戻すダンパを有する。
【０００６】
請求項２記載の電子部品実装用装置における基板の下受け方法は、請求項１に記載の電子部品実装用装置における基板の下受け装置を用いる基板の下受け方法であって、前記昇降手段により前記容器を前記基板の下面に対して上昇させる工程と、前記弾性膜を基板の下面に当接させて弾性膜を基板の下面にならわせる工程と、前記電極部材によって前記容器内の電気粘性流体に電圧を印加する工程と、電圧印加によって粘度が上昇した電気粘性流体によって前記基板を下面から支持する工程とを含む。
【０００７】
本発明によれば、内部に電気粘性流体を収容し上面が弾性膜より成る容器を基板の下面に対して上昇させ、弾性膜を基板の下面に当接させて基板の下面にならわせた状態で容器内の電気粘性流体に電圧を印加し、粘度が上昇した電気粘性流体によって基板を下面から支持することにより、多品種の基板を対象として下受けの段取り替え作業を簡略化することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の基板の下受け装置の断面図、図２、図３は本発明の一実施の形態の基板の下受け方法の工程説明図、図４は本発明の一実施の形態の基板の下受け装置の断面図である。
【０００９】
まず図１を参照して、基板の下受け装置について説明する。この基板の下受け装置は、電子部品実装装置の部品実装ステーションにおいて、既に前工程において下面に電子部品が実装された基板を下方から支持するために用いられるものである。
【００１０】
図１（ａ）において、基板の下受け装置１は、昇降機構３によって昇降する下受け部２を備えている。下受け部２は、２条の基板搬送路１０の下方に配設されており、基板搬送路１０には、基板１１がクランパ１２と基板搬送路１０とで上下を挟まれた状態で保持されている。基板１１の下面には既に前工程にて電子部品１３が実装されており、基板１１の上面には実装ヘッド１４によって新たに電子部品が実装される。
【００１１】
下受け部２の構成について説明する。下受け部２は、周囲に側壁部４ｂを有し上面が開放された矩形の容器４によって構成されている。容器４の内側面と上面の開口部にはゴムなどの可撓性材質より成る弾性膜６が袋状に装着されており、容器４の底面と弾性膜６とによって密封容器４ａが形成される。この密閉容器４ａ内には電気粘性流体７が収容されており、更に密封容器４ａ内の両側端部には電気粘性流体７に電圧を印加するための電極部材５が配設されている。
【００１２】
ここで電気粘性流体７について説明する。電気粘性流体７は、電圧を印加することにより粘性が大幅に増加する性質を備えた物質であり、スピンドル油やシリコン油などの電気絶縁性の油性分散媒体に、セルロースやシリカゲルなどの誘電体の微粒子を分散させたものより成る。このような電気粘性流体に電圧を印加すると粘度が瞬時に増加し、流動状態から性状が変化する。このとき印加する電圧によって粘度増加の程度が異なり、単位高粘度の流動体から半固体状態まで所望の粘度が実現できる。またこの反応は電圧印加を解除すると元の粘度に復帰するという可逆性を有している。
【００１３】
電極部材５は、電源部９ａおよび開閉スイッチ９ｂを備えた電圧印加部９に接続されており、開閉スイッチ９ｂを閉じることにより、２つの電極部材５の間には電源部９ａによって電圧が印加される。これにより、通常では密閉容器４ａ内に収容されている低粘度の流動性を有する電気粘性流体７を高粘度の半固体状態に変質させることができる。
【００１４】
また容器４の下面にはダンパ８が付設されており、ダンパ８内にはピストン８ａおよびピストン８ａを上方に付勢するスプリング８ｂが配設されている。弾性膜６に対して上方から外力が作用した場合には、密閉容器４ａ内は外力により加圧された状態となる。このとき、密閉容器４ａから電気粘性流体７のダンパ８への流入が許容されるようになっており、また外力が除去されるとスプリング８ｂの付勢力によって電気粘性流体７は密閉容器４ａ内に押し戻されるようになっている。
【００１５】
図１（ｂ）は、昇降機構３を駆動して下受け部２を上昇させた状態を示している。この状態では、容器４の側壁部４ｂの上端部が基板搬送路１０の下面に当接し、更に密閉容器４ａの上面の弾性膜６は電子部品１３が実装された基板１１の下面に当接する。このとき、電気粘性流体７は低粘度で流動性を有することから、弾性膜６は電子部品１３の形状にならった形で撓み変形し、これにより基板１１の下面の形状にならう。
【００１６】
このとき、基板１１はクランパ１２によって上方から押さえ込まれているため、弾性膜６が基板１１の下面に当接することによって基板１１が上方に押し上げられることはなく、逆に弾性膜６が基板１１の下面の電子部品１３によって部分的に押し下げられた状態となる。そして弾性膜６が部分的に押し込まれた部分の体積に相当する量の電気粘性流体７はダンパ８内に押し出され、ピストン８ａをスプリング８ｂの付勢力に抗して押し下げる。
【００１７】
この状態で開閉スイッチ９ｂを閉じて２つの電極部材５の間に電圧を印加することにより、密閉空間４ａ内の電気粘性流体７は粘度が増加して、増粘状態の電気粘性流体７’に変化する。これにより密閉容器４ａ内の電気粘性流体７’は流動性を失い、半固体状態で弾性膜６の内面に接している。したがって、基板１１や電子部品１３を介して弾性膜６に上方から伝達される外力は、弾性膜６の張力のみならず半固体状態の電気粘性流体７’によって分散された状態で支持される。
【００１８】
すなわち、上記構成において、容器４と弾性膜６によって形成される密閉容器４ａは、内部に電気粘性流体を収容し少なくとも上面が弾性膜６より成る容器であり、容器４が上昇し電気粘性流体７が増粘状態に変化した状態では、弾性膜６が基板１１の下面に当接して下受けする当接部を構成している。そして昇降機構３は、上記密閉容器４ａを昇降させる昇降手段に相当し、電圧印加部９は電極部材５による電圧印加を制御する電圧印加制御手段となっている。
【００１９】
次に図２，図３を参照して、基板の下受け装置１による基板の下受け方法について説明する。図２（ａ）において基板搬送路１０には、前工程において下面に電子部品１３が既に実装された基板１１が保持されている。下方に配設された下受け部２は下降位置にあり、この状態では内部の電気粘性流体７には電圧が印加されておらず低粘度で流動性を有していることから、容器４の上面の弾性膜６は平面状態を保っている。
【００２０】
次に図２（ｂ）に示すように、基板１１の下面に対して下受け部２を上昇させる。これにより、容器４の側壁部４ｂの上端部が基板搬送路１０の下面に当接するとともに、クランパ１２によって上方から押さえ込まれた状態の基板１１の下面に対して弾性膜６が下方から当接し、弾性膜６は電子部品１３が実装された基板１１の下面形状にならって撓み変形する。
【００２１】
次いで図２（ｃ）に示すように、開閉スイッチ９ｂを閉じて電源部９ａによって２つの電極部材５の間に所定の電圧を印加する。これにより電気粘性流体７は増粘状態の電気粘性流体７’に変質し、弾性膜６の全範囲を半固体状態で下方から支持する。そしてこの状態で、図３（ａ）に示すように実装ヘッド１４によって基板１１の上面に電子部品１５を実装する。
【００２２】
基板１１の上面への電子部品１５の実装が完了したならば、図３（ｂ）に示すように開閉スイッチ９ｂを開放し、電極部材５への電圧印加を停止する。これにより、内部の電気粘性流体７は増粘状態から通常の低粘度の流動体に復帰する。そしてこの状態で、図３（ｃ）に示すように下受け部２を下降させる。これにより弾性膜６は平面状態に復帰する。
【００２３】
上記説明したように、本実施の形態によれば、従来の下受けピンによる下受け方法と比較して、下受けピンの着脱などの煩雑で手間を要する作業を行うことなく、同一の下受け装置によって多品種の基板の下受けを行うことができる。このとき、基板の下面については、既実装部品がある場合、下面が完全な平面状である場合を問わず、同一の下受け装置をそのまま用いることができ、適用範囲を拡大することが可能となっている。
【００２４】
図４に示す基板の下受け装置１’は、上記と同様に電気粘性流体７を用いた下受け部２’の構成例を示している。この例においては、密閉容器４ａ内に配設される電極部材として、容器４の底面に平行して配設された導電膜５ａと容器４の上面の弾性膜６の直下に弾性膜６と平行して配設された導電膜５ｂの２枚の導電膜を用いており、これ以外の構成は図１に示す例と同様である。
【００２５】
この例においても、図４（ｂ）に示すように開閉スイッチ９ｂを閉じて２枚の導電膜５ａ，５ｂ間に電圧を印加することにより、電気粘性流体は増粘状態の電気粘性流体７’に変質し、同様に弾性膜６を介して基板１１を下方から支持する。このとき、上方の導電膜５ｂは弾性膜６にならって撓み変形を生じる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、各種の適用例が可能である。例えば、上記実施の形態では側壁部４ｂを備えた容器４内に弾性膜６を装着して密閉容器４ａを形成するようにしているが、側壁部４ｂを設けずに底面を固定された袋状の弾性膜のみで密閉容器を形成するようにしてもよく、また凹状の容器の上面に平面状の弾性膜を展張するようにしてもよい。
【００２７】
また本実施の形態では、基板の下受け装置１を電子部品実装装置に適用した例を示しているが、これ以外にもスクリーン印刷装置など、実装基板を対象として作業を行う電子部品実装用装置一般について今発明を適用することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、内部に電気粘性流体を収容し上面が弾性膜より成る容器を基板の下面に対して上昇させ、弾性膜を基板の下面に当接させて基板の下面にならわせた状態で容器内の電気粘性流体に電圧を印加し、粘度が上昇した電気粘性流体によって基板を下面から支持するようにしたので、多品種の基板を対象として下受けの段取り替え作業を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の基板の下受け装置の断面図
【図２】本発明の一実施の形態の基板の下受け方法の工程説明図
【図３】本発明の一実施の形態の基板の下受け方法の工程説明図
【図４】本発明の一実施の形態の基板の下受け装置の断面図
【符号の説明】
１，１’  基板の下受け装置
２，２’  下受け部
３  昇降機構
４  容器
４ａ  密閉容器
５  電極部材
５ａ，５ｂ  導電膜
６  弾性膜
７，７’  電気粘性流体
９  電圧印加部
９ａ  電源部
９ｂ  開閉スイッチ
１１  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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