特許 5898547 実装機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5898547

(24)【登録日】2016年3月11日

(45)【発行日】2016年4月6日

(54)【発明の名称】実装機

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20160324BHJP

   H05K 13/08 20060101ALI20160324BHJP

【ＦＩ】

   H05K13/04 B

   H05K13/08 U

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-73302(P2012-73302)

(22)【出願日】2012年3月28日

(65)【公開番号】特開2013-207029(P2013-207029A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2015年2月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】富士機械製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】特許業務法人快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川合 英俊

(72)【発明者】

【氏名】浅田 和弘

(72)【発明者】

【氏名】太田 桂資

(72)【発明者】

【氏名】国広 勉

(72)【発明者】

【氏名】天野 雅史

【審査官】 遠藤 秀明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０８７４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２３４５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１７７２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１９４２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ １３／００−１３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回路基板に電子部品を実装する実装機であって、
第１コンベア及び第１ヘッドを有する第１モジュールと、
前記第１モジュールに隣接するとともに、第２コンベア及び第２ヘッドを有する第２モジュールと、
トレイ式供給装置を備え、
前記第１コンベアと前記第２コンベアは、直列に接続されて回路基板を搬送する基板搬送コンベアの少なくとも一部を構成し、
前記第１ヘッドは、前記基板搬送コンベア上の回路基板に電子部品の実装を行う実装ヘッドを構成し、
前記第２ヘッドは、前記基板搬送コンベア上の回路基板に検査を行う検査ヘッドを構成し、
前記トレイ式供給装置は、
複数の電子部品を格納するトレイと、
前記トレイを複数収容するトレイマガジンと、
前記トレイマガジンに対して前記トレイを出し入れするトレイ搬送機構を備え、
前記トレイマガジンの少なくとも一部が前記第２モジュール内に位置するとともに、前記トレイマガジンから取り出されたトレイの少なくとも一部が前記第１モジュール内に位置するように配置可能であって、前記トレイに格納された電子部品を前記実装ヘッドに供給することを特徴とする実装機。

【請求項2】

前記トレイ搬送機構がトレイマガジンに対してトレイを出し入れする方向が、基板搬送コンベアの搬送方向と平行な方向であることを特徴とする請求項１に記載の実装機。

【請求項3】

前記第１ヘッドは、必要な機器を取り換えることによって、回路基板に検査を行う検査ヘッドに変更可能であり、
前記第２ヘッドは、必要な機器を取り換えることによって、回路基板に電子部品を実装する実装ヘッドに変更可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の実装機。

【請求項4】

前記トレイ式供給装置は、前記トレイマガジンの少なくとも一部が第１モジュール内に位置するとともに、前記トレイマガジンから取り出されたトレイの少なくとも一部が前記第２モジュール内に位置するようにも配置可能であって、実装ヘッドに変更された第２ヘッドにも電子部品を供給可能であることを特徴とする請求項３に記載の実装機。

【請求項5】

前記第１モジュールと第２モジュールのそれぞれに、トレイ式供給装置を同時に配置可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の実装機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここで開示する技術は、回路基板に電子部品を実装する実装機（表面実装機又はチップマウンタとも称される）に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、従来の実装機が開示されている。この実装機は、複数のモジュールの集合によって構成されている。複数のモジュールは一方向に配列されており、一連に配設された基板搬送コンベアによって、回路基板はモジュールからモジュールへ搬送される。複数のモジュールには、回路基板に対して電子部品を実装する装着モジュールと、回路基板に対して所定の検査を行う検査モジュールが含まれる。このような構成によると、回路基板に対する電子部品の実装と、電子部品が実装された回路基板の検査とを、一連に行うことができる。

【0003】

装着モジュールには、電子部品の供給装置を用いて、電子部品の供給が行われる。電子部品の供給装置には、電子部品を巻きテープ上に格納するテープ式供給装置や、電子部品をトレイ上に格納するトレイ式供給装置が用いられる。テープ式供給装置は、比較的に小さい電子部品の供給に利用され、トレイ式供給装置は、比較的に大型の電子部品の供給に利用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−１０７１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

実装機では、複数のテープ式供給装置やトレイ式供給装置が、基板搬送コンベアに沿って配置される。このとき、トレイ式供給装置については、比較的に大型であることから、実装機の前面から突出してしまう。トレイ式供給装置が突出していると、作業者にとって邪魔になるとともに、実装機の設置に必要な面積も大きくなってしまう。このような問題は、複数のモジュールで構成された実装機に限られず、トレイ式供給装置を利用する実装機において広く起こり得る。

【0006】

上記の問題を鑑み、本明細書は、実装機においてトレイ式供給装置の突出を抑制するのに有用な技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

従来の実装機では、電子部品の実装を行う作業範囲の前方にのみ、電子部品の供給装置が配置されている。一方、回路基板の検査を行う作業範囲の前方には、電子部品の供給装置が配置されることがなく、空きスペースが生じていた。本技術は、この空きスペースを有効に利用する。即ち、この空きスペースにトレイマガジンを配置し、トレイマガジンからトレイを取り出したときに、そのトレイが電子部品の実装を行う作業範囲に隣接するような構成とする。このような構成によると、トレイ式供給装置の突出を有意に抑制することができる。

【0008】

本技術は、回路基板に電子部品を実装する実装機に具現化することができる。この実装機は、回路基板を搬送する基板搬送コンベアと、基板搬送コンベア上の回路基板に電子部品の実装を行う実装ヘッドと、基板搬送コンベア上の回路基板に検査を行う検査ヘッドと、実装ヘッドに電子部品を供給するトレイ式供給装置を備える。実装ヘッドの可動範囲と検査ヘッドの可動範囲は、基板搬送コンベアの搬送方向に沿って隣接している。ここで、両ヘッドの可動範囲が隣接するとは、両ヘッドの可動範囲が隙間なく隣接するだけでなく、ある程度のスペースをあけて隣接することを含む。

【0009】

上記したトレイ式供給装置は、複数の電子部品を格納するトレイと、そのトレイを複数収容するトレイマガジンと、トレイマガジンに対してトレイを出し入れするトレイ搬送機構を備えている。そして、トレイ式供給装置は、トレイマガジンの少なくとも一部が検査ヘッドの可動範囲に隣接又は含まれるとともに、トレイマガジンから取り出されたトレイの少なくとも一部が実装ヘッドの可動範囲内に位置するように、配置可能となっている。

【0010】

このような構成によると、トレイ式供給装置が突出することを抑制して、実装機の設置に必要とする面積を削減することができる。装置の占有面積を削減することで、実装機の面積生産性を向上させることができる。ここで、面積生産性とは、実装機が占有する単位面積あたりの部品の実装能力であり、実装能力とは、単位時間あたりに実装（装着）可能な部品点数をいう。

【0011】

一実施形態では、トレイ搬送機構がトレイマガジンに対してトレイを出し入れする方向が、基板搬送コンベアの搬送方向と平行であることが好ましい。このような構成によると、トレイ式供給装置の突出を効果的に抑制することができる。

【0012】

一実施形態では、実装機が、複数のモジュールの集合で構成されていることが好ましい。即ち、実装機が、少なくとも第１モジュールと第２モジュールを備え、それらのモジュールが基板搬送コンベアの搬送方向に沿って配置されていることが好ましい。ここで、第１モジュールは、第１コンベアと、前記実装ヘッドを構成する第１ヘッドとを有し、第２モジュールは、第２コンベアと、前記検査ヘッドを構成する第２ヘッドとを有し、第１コンベアと第２コンベアは、直列に接続されることによって、前記した基板搬送コンベアの少なくとも一部を構成する。この場合、トレイ式供給装置は、前記トレイマガジンの少なくとも一部が第２モジュール内に位置するとともに、前記トレイマガジンから取り出されたトレイの少なくとも一部が前記第１モジュール内に位置するように、配置可能であることが好ましい。

【0013】

上記した実施形態では、各々のモジュールが共通の構造を有し、汎用性を有することが好ましい。それにより、第１のモジュールの第１ヘッドは、必要な機器を取り換えることによって、実装ヘッドから検査ヘッドに変更することが可能となり、同様に、第２のモジュールの第２ヘッドも、検査ヘッドから実装ヘッドに変更することが可能となる。このような構成によると、実装機は多様な回路基板の製造に対応することが可能となる。

【0014】

上記した実施形態では、トレイ式供給装置が、前記トレイマガジンの少なくとも一部が第１モジュール内に位置するとともに、前記トレイマガジンから取り出されたトレイの少なくとも一部が前記第２モジュール内に位置するようにも配置可能であって、実装ヘッドに変更された第２ヘッドにも電子部品を供給可能であることが好ましい。このような構成によると、第１モジュールと第２モジュールの役割を入れ替えた場合でも、トレイ式供給装置を省スペースで配置することができる。

【0015】

上記した実施形態では、第１モジュールと第２モジュールのそれぞれに、トレイ式供給装置を同時に配置可能であることが好ましい。このような構成によると、第１モジュールと第２モジュールを共に装着モジュールとした場合は、従来どおり、各々のモジュールに対してトレイ式供給装置を配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実装機１０の外観を示す斜視図。

【図2】実装機１０の外観を示す正面図。

【図3】実装機１０の外観を示す側面図。

【図4】トレイ式供給装置を単体で示す斜視図。

【図5】第４モジュール（検査モジュール）に配置されたトレイ式供給装置が、第３モジュール（装着モジュール）へトレイを供給する様子を示す図。

【図6】第４モジュール（検査モジュール）に配置されたトレイ式供給装置が、第３モジュール（装着モジュール）へトレイを供給する様子を示す図。なお、第３モジュールにはテープ式供給装置が取り付けられており、トレイはテープ式供給装置の上方に供給される。

【図7】第３モジュールにトレイ式供給装置が取り付けられた実装機を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本技術の一実施形態では、実装機を、複数のモジュールを用いて構成することができる。各々のモジュールは、少なくとも一つの基板搬送コンベアと、少なくとも一つの可動ヘッドを備える。各々のモジュールの基板搬送コンベアは、隣接する他のモジュールの基板搬送コンベアと一連に配設されており、回路基板が複数のモジュールに亘って搬送されるように構成されている。各々のモジュールの可動ヘッドは、回路基板に電子部品を実装する実装ヘッドとすることもできるし、回路基板に対して検査を行う検査ヘッドとすることもできる。各々のモジュールは選択的に交換可能であり、組み合わせるモジュールの数や種類を変更することによって、様々な電気回路の製造に対応することができる。

【0018】

上記した実施形態では、実装機が、装着モジュールと、それに隣接する検査モジュールを備えることが好ましい。この場合、トレイ式供給装置は、トレイマガジンが検査モジュール内に位置するとともに、トレイマガジンから取り出されたトレイの少なくとも一部が装着モジュール内に位置するように、配置されることが好ましい。なお、検査モジュールに配置した少なくとも一つのトレイマガジンから、検査モジュールの両側に隣接する二つの装着モジュールへそれぞれトレイを供給する構成としてもよい。

【実施例】

【0019】

図面を参照して、実施例である実装機１０について説明する。実装機１０は、回路基板に電子部品を実装（装着）する装置である。実装機１０は、表面実装機又はチップマウンタとも称される。図１、図２、図３に示すように、実装機１０は、第１モジュール２０ａと、第２モジュール２０ｂと、第３モジュール２０ｃと、第４モジュール２０ｄを有している。これらのモジュール２０ａ−２０ｄは、一方向に並んで配列されている。

【0020】

本明細書では、便宜上、複数のモジュール２０ａ−２０ｄの並び方向を左右方向とし、それに垂直な水平方向を前後方向とし、それらの両方向に垂直である鉛直方向を上下方向とする。

【0021】

第１−第３モジュール２０ａ−２０ｃは、一又は複数の電子部品を回路基板に実装（装着）する装着モジュールである。第４モジュール２０ｄは、回路基板に対して検査を実行する検査モジュールである。なお、各々のモジュール２０ａ−２０ｄは、共通の構造を有しており、装着モジュールと検査モジュールのいずれにも変更可能となっている。

【0022】

各々のモジュール２０ａ−２０ｄは、基板搬送コンベア３０を備えている。基板搬送コンベア３０は、回路基板を搬送するベルトコンベアである。各々のモジュール２０ａ−２０ｄの基板搬送コンベア３０は、隣接する他のモジュール２０ａ−２０ｄの基板搬送コンベア３０と一連に配設されている。基板搬送コンベア３０の搬送方向は、左右方向であって、第１モジュール２０ａから第４モジュール２０ｄに向かう。回路基板は、基板搬送コンベア３０により、複数のモジュール２０ａ−２０ｄに亘って順に搬送される。基板搬送コンベア３０の具体的な構成については、公知の構造を適宜採用することができ、特に限定されない。一例ではあるが、本実施例では、各々のモジュール２０ａ−２０ｄが二つの基板搬送コンベア３０を有しており、回路基板を搬送する二つのレーンが構成されている。

【0023】

各々のモジュール２０ａ−２０ｄは、可動ヘッド３２ａ−３２ｄを備えている。可動ヘッド３２ａ−３２ｄは、移動機構３４によって支持されており、三次元方向に移動可能となっている。ここで、第１−第３モジュール２０ａ−２０ｃの可動ヘッド３２ａ−３２ｃは、回路基板に対して電子部品の実装を行う実装ヘッドとなっている。これらの実装ヘッドは、電子部品の供給装置４０、６０から電子部品を受け取り、当該電子部品を基板搬送コンベア３０上の回路基板に搬送して実装する。一例ではあるが、本実施例の実装ヘッドは、負圧によって電子部品を保持する吸着型のヘッドである。一方、第４モジュール２０ｄの可動ヘッド３２ｄは、回路基板に対して検査を実行する検査ヘッドとなっている。検査ヘッドは、一例ではあるが、カメラを有しており、基板搬送コンベア３０上の回路基板を撮影する。なお、各々の可動ヘッド３２ａ−３２ｄは、必要な機器を取り換えることによって、実装ヘッドと検査ヘッドのいずれにも変更することができる。一例ではあるが、本実施例では、各々のモジュール２０ａ−２０ｄが、二つの基板搬送コンベア３０に対応して、二つの可動ヘッドを有している（一方の可動ヘッドは図示が省略されている）。

【0024】

各々のモジュール２０ａ−２０ｄの前部２２ａ−２２ｄは、電子部品の供給部となっており、電子部品を供給するトレイ式供給装置４０及び／又はテープ式供給装置６０を取付可能となっている。図１−図３では、第１、第２モジュール２０ａ、２０ｂに複数のテープ式供給装置６０が取り付けられており、第４モジュール２０ｄにトレイ式供給装置４０が取り付けられている。なお、第４モジュール２０ｄは検査モジュールであって、部品の供給を必要としないモジュールである。詳しくは後述するが、第４モジュール２０ｄに取り付けられたトレイ式供給装置４０は、隣接する第３モジュール２０ｃに電子部品を供給する。

【0025】

図４は、トレイ式供給装置４０を単体で示している。図４に示すように、トレイ式供給装置４０は、複数のトレイ４２と、複数のトレイ４２を収容するトレイマガジン４４を備えている。トレイマガジン４４は、ハウジング４５の内部に収容されている。さらに、トレイ式供給装置４０は、トレイマガジン４４に対してトレイ４２を出し入れするトレイ搬送装置４６と、ハウジング４５内でトレイマガジン４４を昇降させる昇降機構４８を備えている。トレイ搬送装置４６は、トレイマガジン４４に対して進退可能となっている。また、トレイ搬送装置４６は、クランプ４７を有しており、トレイ４２が載置されたパレット４３を把持することができる。トレイ搬送装置４６は、トレイマガジン４４内へ移動し、パレット４３を把持した後に、トレイマガジン４４から退出することによって、トレイマガジン４４からトレイ４２を取り出す。取り出すべきトレイ４２の選択は、昇降機構４８によるトレイマガジン４４の昇降によって行われる。

【0026】

先に説明したように、第３モジュール２０ｃに電子部品を供給するトレイ式供給装置４０は、隣接する第４モジュール２０ｄに取り付けられている。詳しくは、図１−図３及び図５に示すように、トレイ式供給装置４０は、トレイマガジン４４が第４モジュール２０ｄ内に位置し、トレイマガジン４４から取り出されたトレイ４２が第３モジュール２０ｃ内に位置するように、配置される。第４モジュール２０ｄは、検査モジュールであり、電子部品の供給を行う必要がないので、通常、その前部２２ｄ（部品供給部）は空きスペースとなる。即ち、電子部品の供給装置４０、６０を取り付ける必要はない。本実施例では、その空きスペースを利用して、トレイ式供給装置４０が配置されている。このような構成によると、トレイ式供給装置４０が実装機１０の前方に突出せず、作業者の邪魔となることがない。また、実装機１０の設置に必要な面積（占有面積）も削減でき、実装機１０の面積生産性を向上させることができる。

【0027】

図５に示すように、第４モジュール２０ｄでは、トレイマガジン４４が、可動ヘッド３２ｄ（検査ヘッド）の可動範囲に隣接するように配置される。このとき、トレイマガジン４４を含むトレイ式供給装置４０の存在が、可動ヘッド３２ｄによる検査において障害となることはない。検査ヘッドである可動ヘッド３２ｄは、検査対象である回路基板５０が載置される基板搬送コンベア３０上を自由に移動できれば足りる。一方、第３モジュール２０ｃでは、トレイマガジン４４から取り出されたトレイ４２の少なくとも一部が、可動ヘッド３２ｃ（実装ヘッド）の可動範囲内に位置する。従って、可動ヘッド３２ｃは、トレイ４２から電子部品を取り上げ、基板搬送コンベア３０上の回路基板５０へ搬送して、実装することができる。

【0028】

本実施例では、トレイ式供給装置４０が左右方向に沿って配置されている。即ち、トレイマガジン４４に対してトレイ４２を出し入れする方向が、左右方向を向いており、基板搬送コンベア３０の搬送方向に対して平行になっている。このような構成であると、トレイ式供給装置４０の周囲に無用なスペースが生じず、トレイ式供給装置４０が実装機１０から突出することを効果的に抑制することができる。

【0029】

図６に示すように、第３モジュール２０ｃには、一又は複数のテープ式供給装置６０を付加的に取り付けることもできる。この場合、トレイマガジン４４から取り出されたトレイ４２が、一又は複数のテープ式供給装置６０の上方に位置するとよい。このような構成によると、テープ式供給装置６０の上方に存在する空きスペースを有効に活用することができる。

【0030】

図７に示すように、トレイ式供給装置４０は、第４モジュール２０ｄに代えて、第３モジュール２０ｃへ直接的に取り付けることもできる。このとき、トレイマガジン４４に対してトレイ４２を出し入れする方向は、前後方向を向くことになり、基板搬送コンベア３０の搬送方向に対して垂直となる。なお、第４モジュール２０ｄを装着モジュールに変更した場合には、第４モジュール２０ｄへ電子部品を供給するトレイ式供給装置４０を、第４モジュール２０ｄに直接的に取り付けることができる。

【0031】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

【0032】

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0033】

１０：実装機
２０ａ−２０ｄ：モジュール
３０：基板搬送コンベア
３２ａ−３２ｄ：可動ヘッド
３４：移動機構
４０：トレイ式供給装置
４２：トレイ
４４：トレイマガジン
４６：トレイ搬送装置
４８：昇降機構
５０：回路基板
６０：テープ式供給装置

【図5】

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図6】

【図7】