特許 6959354 電子部品実装装置

(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】6959354

(24)【登録日】2021年10月11日

(45)【発行日】2021年11月2日

(54)【発明の名称】電子部品実装装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/02 20060101AFI20211021BHJP

【ＦＩ】

   H05K13/02 B

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2019-554075(P2019-554075)

(86)(22)【出願日】2017年11月14日

(86)【国際出願番号】JP2017040952

(87)【国際公開番号】WO2019097581

(87)【国際公開日】20190523

【審査請求日】2020年3月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100125737

【弁理士】

【氏名又は名称】廣田 昭博

(72)【発明者】

【氏名】国広 勉

(72)【発明者】

【氏名】西本 剛

(72)【発明者】

【氏名】服部 大輔

【審査官】 福島 和幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１７２０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８２４００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３１９２９９（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】

複数の電子部品を所定ピッチで収納するキャリアテープにカバーテープが貼り合わされた部品テープと、
テープリールから前記部品テープを送り出し、部品供給位置において前記キャリアテープから前記カバーテープを剥がす剥離機構を備えたテープフィーダと、
前記部品供給位置でキャリアテープから電子部品を取り出して基板に搭載する実装ヘッドと、
電子部品が取り出された前記キャリアテープが前記テープフィーダから排出ダクトを通って回収ボックスまで送られる排出途中に除電部材が設けられたテープ回収部と、
を有し、
前記除電部材が前記テープ回収部を通る前記キャリアテープに対して非接触な状態で取り付けられた電子部品実装装置。

【請求項2】

前記除電部材は、前記テープフィーダの先端部分に取り付けられものである請求項１に記載の電子部品実装装置。

【請求項3】

前記除電部材は、前記排出ダクトのテープ投入口に取り付けられたものである請求項１に記載の電子部品実装装置。

【請求項4】

前記除電部材は、除電ブラシ、除電板または除電紐である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子部品実装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、長手方向に複数の電子部品が所定ピッチで収納された部品テープを使用するものであり、電子部品を取り出した部品テープの使用済み部分について除電処理を行うようにした電子部品実装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子部品実装装置には、部品テープを使用して電子部品を順に送り出し、その部品テープから取り出した電子部品を回路基板へと搭載するようにした部品実装機を構成するものを例に挙げることができる。電子部品の供給は着脱可能な部品供給手段によって行われ、その部品供給手段にはテープフィーダなどが使用される。テープフィーダは、複数の電子部品を一定ピッチで収納した部品テープが供給リールに巻回され、その供給リールから部品テープをピッチ送りにより巻き出すよう構成されている。また、その部品テープは、収納凹部が形成されたキャリアテープにカバーテープが貼り合わされ、密閉された収納凹部内に電子部品が収められている。

【0003】

部品テープには静電気が帯電しやすく、そのことによって部品実装機の稼動中に不具合が生じてしまうことがある。下記特許文献１では、静電気を課題とした発明が開示されている。その課題は、静電気が帯電した状態の部品テープについてカバーテープが剥がされると、キャリアテープに残っているはずの電子部品が、カバーテープに付着して持ち上げられてしまうといったことである。そこで、同文献の従来例では、テープフィーダの本体部のテープ導入孔に除電ブラシを配設した構成がとられ、供給リールから送り出された部品テープは、その表面がフィーダ本体部の導入部分で除電ブラシに接触することで除電が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−０２２８６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、部品テープは、テープフィーダ先端まで送られた部品供給位置でも帯電する。キャリアテープからカバーテープが剥がされることで静電気が発生してしまうからである。しかもキャリアテープはカバーテープと粘着剤によって貼り合わされているので、カバーテープが剥がされた表面に粘着剤が残っている。電子部品が取り出されたキャリアテープの使用済み部分（以下、「使用済みキャリアテープ」という）は、廃棄のために排出ダクトを通って回収ボックス内に集められるが、静電気によって排出ダクトの壁面に引き寄せられ、表面に残る粘着剤によって壁面に貼り付いてしまう。

【0006】

使用済みキャリアテープは、壁面への貼り付きによって排出ダクト内で進行が止められてしまうと、続いて送られてくる部分が絡み合うなどして排出ダクト内を詰まらせてしまう。そして、排出ダクト内に入れなくなった使用済みキャリアテープが、電子部品を取り出す吸着ノズルと干渉してしまうこととなる。そのため、作業者は排出ダクト内で使用済みキャリアテープが詰まらないように注意しなければならず、詰まってしまった場合には、排出ダクト内から取り除かなければならない。また、その取り除き作業のためには、部品実装機を一旦停止させなければならず、電子基板の製造を遅らせてしまうこととなる。

【0007】

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、部品テープの使用済み部分について除電処理を行う電子部品実装装置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】

本発明の一態様における電子部品実装装置は、複数の電子部品を所定ピッチで収納するキャリアテープにカバーテープが貼り合わされた部品テープと、テープリールから前記部品テープを送り出し、部品供給位置において前記キャリアテープから前記カバーテープを剥がす剥離機構を備えたテープフィーダと、前記部品供給位置でキャリアテープから電子部品を取り出して基板に搭載する実装ヘッドと、
電子部品が取り出された前記キャリアテープが前記テープフィーダから排出ダクトを通って回収ボックスまで送られる排出途中に除電部材が設けられたテープ回収部とを有し、前記除電部材が前記テープ回収部を通る前記キャリアテープに対して非接触な状態で取り付けられたものである。

【発明の効果】

【0009】

前記構成によれば、テープ回収部に除電部材が設けられ、電子部品が取り出されたキャリアテープの使用済み部分が排出の途中で除電されるため、テープフィーダから排出ダクトを通って回収ボックスまで送られる際、キャリアテープの使用済み部分が静電気によって排出ダクトに引き寄せられることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】部品実装機の一実施形態を示した外観斜視図である。

【図2】部品供給装置を構成するテープフィーダの内部構造を示した側面図である。

【図3】テープフィーダの前部を示した平面図である。

【図4】部品実装機の一実施形態を簡略化して示した側面図である。

【図5】除電ブラシを取り付けた排出ダクトへ使用済みキャリアテープが送り込まれる様子を簡略化して示した斜視図である。

【図6】除電紐を取り付けた排出ダクトへ使用済みキャリアテープが送り込まれる様子を簡略化して示した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

次に、本発明に係る電子部品実装装置の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、部品実装機の外観斜視図であり一部を透視させるようにして表現したものである。本実施形態の電子部品実装装置は、回路基板に電子部品を搭載する部品実装機の主要部をなすものであり、主に電子部品を供給する部品供給装置３や、その部品供給装置３から取り出した電子部品を回路基板へと装着する部品装着装置４などで構成されている。部品実装機１は、スクリーン印刷機や他の部品実装機などと基板製造ラインを構成するものであって、機内を回路基板が搬送されるように構成されている。

【0012】

図１には、ベース１０の上に２台の部品実装機１が設置された状態が示されている。その部品実装機１には幅方向側面に大きな開口部が形成され、隣り合う部品実装機との間で回路基板の搬送が可能となっている。なお、以下の説明では、回路基板を搬送する方向である部品実装機１の幅方向をＸ軸方向とし、それに直交する部品実装機１の長手方向をＹ軸方向、更に、部品実装機１の高さ方向をＺ軸方向として説明する。

【0013】

部品実装機１は、機体長手方向であるＹ軸方向に見た場合に、中央部に回路基板を搬送する基板搬送装置２があり、図面手前側に位置する部品実装機１の前部には電子部品を供給する部品供給装置３が設けられている。そして、機体後方側に配置された装着ヘッド１１を移動させ、部品供給装置３から取り出した電子部品を基板搬送装置２上の回路基板へと装着する部品装着装置４が構成されている。

【0014】

部品実装機１の基板搬送装置２は、同じ構成の２つの搬送部２０１，２０２が並設され、回路基板の搬送や、その回路基板に対する電子部品の装着作業が２箇所で行われるようになっている。搬送部２０１，２０２は、共に回路基板のサイズに合わせたベルトコンベアによって構成され、機内の作業位置で搬送された回路基板を位置決めするためクランプ機構が設けられている。部品供給装置３は、装置本体５の前方部分に複数のテープフィーダ６が搭載されている。部品実装機１は、本体カバー７の前方部分に開口部が形成され、そこに設置されたデバイステーブル８に対して複数のテープフィーダ６がそれぞれ着脱可能な状態で装着されている。

【0015】

部品装着装置４は、テープフィーダ６から電子部品を取り出して回路基板へと実装する作業装置である。その部品装着装置４は、電子部品を吸着保持する装着ヘッド１１をＸＹ平面上で移動させるよう構成されている。本体カバー７の天井側にＹ軸方向に沿って２本のＹ軸レール１２が平行に固定され、そのＹ軸レール１２に対してＹ軸スライド１３が摺動自在に取り付けられている。Ｙ軸スライド１３にはナット１４が固定され、Ｙ軸サーボモータ１５に連結されたネジ軸１６がナット１４を貫通して螺合している。

【0016】

また、Ｙ軸スライド１３にはＸ軸レール１７が形成され、そのＸ軸レール１７に対してＸ軸スライド１８が摺動自在に取り付けられている。装着ヘッド１１は、このＸ軸スライド１８に搭載されている。そして、Ｙ軸スライド１３に搭載されたＸ軸サーボモータにネジ軸が連結され、そのネジ軸がＸ軸スライドに固定されたナットに螺合している。更に、装着ヘッド１１には電子部品を吸着保持する吸着ノズルが設けられ、特にその吸着ノズルは昇降機構によってＺ軸方向に昇降可能に組み付けられている。

【0017】

次に、図２は、部品供給装置３を構成するテープフィーダ６の内部構造を示した側面図である。デバイステーブル８には、平行に並べられた複数のスロットが形成され、スロット毎にテープフィーダ６が抜き差しできるようになっている。従って、部品供給装置３には複数のテープフィーダ６が幅方向に並べられている。テープフィーダ６は、幅の薄い箱型のフィーダ本体部２１に部品テープ５０を送り出すためのテープ送り機構が構成され、その後方側にはリール保持部としてリールホルダ２２が構成されている。

【0018】

テープフィーダ６は、部品テープ５０が巻回された供給リール２３がリールホルダ２２に着脱可能に装着される。テープフィーダ６のハンドル２４には制御基板２５に接続された操作パネル２６が構成され、部品テープ５０の送り出しや戻し、あるいは送りのピッチ調節などが操作可能になっている。一方、供給リール２３から巻き出された部品テープ５０は、フィーダ本体部２１の上面部分を滑るようにして前方に送り出されるよう構成されている。そして、部品供給部４１として設定された場所で電子部品が露出し、そこで電子部品が取り出されるようになっている。

【0019】

ここで、図３は、テープフィーダ６の前部を示した平面図であり、部品テープ５０が送り出されている状態が示されている。部品テープ５０は、下側のキャリアテープ５１と上側のカバーテープ５２とが貼り合わされたものである。キャリアテープ５１には、凹状の部品収容部５３が長手方向に等間隔で形成され、その中に電子部品５５が１個ずつ入れられている。そのキャリアテープ５１に上からカバーテープ５２が貼り合わされ、部品収容部５３内の電子部品５５が密封される。

【0020】

キャリアテープ５１の長手方向には、部品収容部５３が連続する隣に一定のピッチで多数の送り孔５４が形成されている。よって、部品テープ５０は、その送り孔５４に回転するスプロケット３１（図２参照）の歯が引っ掛けられることにより、矢印で示す前方へとピッチ送りが行われるようになっている。

【0021】

フィーダ本体部２１は、上面部に長手方向に部品テープ５０の送り出しルートが形成され、そこに設けられたガイド部によって、送り孔５４側の横ずれや浮き上がりを防止した部品テープ５０の送り出しが安定して行われるようになっている。そのガイド部には図３に示すような形状の切欠き部分が部品供給部４１として形成され、返し端部４２においてカバーテープ５２が折り返されるようになっている。また、ガイド板４３には長円形の送り窓４４が形成され、その位置で送り孔５４にスプロケット３１の歯が引掛けられるようになっている。

【0022】

スプロケット３１は、図２に示すように、フィーダ本体部２１の最前部に軸支され、後方に固定された駆動モータ３２の回転が複数のギヤを介して伝達されるようになっている。一方、駆動モータ３２の後方にはカバーテープ５２を引き剥がすための構成が設けられている。すなわち、駆動モータ３２の回転がギヤ３３からタイミングベルト３４およびギヤ３５を介して伝達され、カバーテープ５２を挟み込む送りローラ３６に回転が与えられるようになっている。

【0023】

キャリアテープ５１から剥がされたカバーテープ５２は、使用済み部分のカバーテープ（以下、「使用済みカバーテープ」という）５２０として回収される。その使用済みカバーテープ５２０は、返し端部４２でテープフィーダ６の後方側へと反転し（図３参照）、テーパローラ３７，３８を介して一対の送りローラ３６まで送られるようになっている。そして、電子部品実装機１には、その送られた使用済みカバーテープ５１０を回収するための回収ボックス６１が図４に示すように設けられている。図４は、部品実装機１を簡略化して示した側面図である。

【0024】

部品実装機１には、基板搬送装置２、部品供給装置３および部品装着装置４が搭載された装置本体５の内部に回収ボックス６１が形成され、そこに使用済みカバーテープ５２０が送り込まれて回収されるようになっている。また、部品実装機１の電子部品実装装置には、電子部品５５が取り出されたキャリアテープの使用済み部分（使用済みキャリアテープ）５１０を回収ボックス６１へと送るテープ回収部が構成されている。

【0025】

テープ回収部には、使用済みキャリアテープ５１０を回収ボックス６１へと導く排出ダクト６２が設けられている。キャリアテープ５１は、前述したようにスプロケット３１によって送り出され、電子部品５５が取り出された使用済みキャリアープ５１０はそのまま送り出されることとなる。そこで、使用済みキャリアテープ５１０の進行方向に、回収ボックス６１への通路として排出ダクト６２が設けられている。テープフィーダ６の先端から送り出された使用済みキャリアテープ５１０は、支えが無くなるため自重によって撓み、下の回収ボックス６１に向けて進むこととなる。排出ダクト６２は、そうした使用済みキャリアテープ５１０の排出ルートに合わせるようにして形成されている。

【0026】

排出ダクト６２は、テープフィーダ６に向けて横向き（機体前方側）に開口した矩形のテープ投入口６２０が形成され（図５参照）、そこから湾曲部分を介して下方の回収ボックス６１へ向けて筒状に延びている。排出ダクト６２は、テープ投入口６２０とは反対の下端が回収ボックス６１の上面開口部に接続されている。そして、その排出ダクト６２は、一つのテープフィーダ６に対応するだけではなく、複数のものに対応するようにデバイステーブル８に合わせた幅寸法で形成されている（図５参照）。デバイステーブル８には複数のテープフィーダ６が横並びするため、どの位置に取り付けられたテープフィーダ６であっても送り出された使用済みキャリアテープ５１０が排出ダクト６２のテープ投入口６２０へ入るように形成されている。

【0027】

こうしたテープ回収部には除電部材が設けられている。前記課題の欄でも述べたように、キャリアテープ５１からカバーテープ５２が剥がされるなどして静電気が発生してしまい、排出ダクト６２内を通る使用済みキャリアテープ５１０が壁面に引き寄せられてしまう。本来であれば、使用済みキャリアテープ５１０が排出ダクト６２とは非接触のまま、或は接触したとしても滑って回収ボックス６１へと落ちていく。しかし、静電気は使用済みキャリアテープ５１０を壁面に引き寄せてしまい、更にはカバーテープ５２が貼られたテープ上面の粘着によって使用済みキャリアテープ５１０を壁面へ貼り付きやすくしてしまう。

【0028】

使用済みキャリアテープ５１０は、それ自体の弾性によって排出ダクト６２内を湾曲しながら進行方向を下向きに変えて送られるが、横向きの送り出し方向から回収ボックス６１へと下向きに方向を変えるところで貼り付きやすくなる。そのため、使用済みキャリアテープ５１０が貼り付いてしまう前の位置で除電することが望ましい。そこで、本実施形態では、図２の拡大部分に示すように、テープフィーダ６の先端部に除電ブラシ６３が取り付けられている。

【0029】

テープフィーダ６の先端部には、フィーダ本体部２１の幅に合わせるようにして除電ブラシ６３が取り付けられる。除電ブラシ６３は、導電性繊維のブラシ部分が金属板のブラシ本体によって一つに束ねられ、矩形形状の小チップのようにして形成されている。その除電ブラシ６３は、フィーダ本体部２１の先端面にボルトによってネジ止めされる。除電ブラシ６３は、使用済みキャリアテープ５１０の下側に、そのテープと垂直になるようにテープフィーダ６に取り付けられる。このとき、除電効果があれば必ずしも除電ブラシ６３の先端を使用済みキャリアテープ５１０に接触させる必要はない。

【0030】

一方、除電ブラシ６３は、ボルト締めではなく粘着剤などによって固定するようにしてもよく、そのため除電ブラシ６３の構造も予めブラシ部分を粘着テープなどによって束ねるような構成であってもよい。その他には、フィーダ本体部２１の先端面にブラシ用ポケットを形成し、そこに除電ブラシ６３を挿入するようにした構造であってもよい。また、除電ブラシ６３には電荷がすばやく流れるようにアースが接続されている。

【0031】

ところで、テープフィーダ６ごとに除電ブラシ６３を取り付ける構造では、除電ブラシ６３が小さい部品であることもあり、取り付け作業が負担になる。そこで、他の実施形態として排出ダクト６２に除電ブラシを取り付けるようにしてもよい。排出ダクト６２は、図５に示すように、デバイステーブル８に取り付けられる全てのテープフィーダ６に対応する大きさで形成されている。そのため、横幅の大きい長尺除電ブラシ６５が使用され、それが図示するようにテープ投入口６２０に取り付けられる。なお、図５は、テープフィーダ６から排出ダクト６２へ使用済みキャリアテープ５１０が送り込まれる様子を簡略化して示した斜視図である。

【0032】

長尺除電ブラシ６５は、排出ダクト６２のテープ投入口６２０の下側に固定され、導電性繊維のブラシ部分が使用済みキャリアテープ５１０の下側に配置され、同テープとほぼ垂直になるように起立した状態で設けられている。排出ダクト６２のテープ投入口６２０は十分な大きさがあるわけではない。そのため、使用済みキャリアテープ５１０の先端が長尺除電ブラシ６５に接触することで進行方向が上向き、テープ投入口６２０を外してしまうおそれもある。そこで、長尺除電ブラシ６５の先端は、使用済みキャリアテープ５１０の下面に接する高さであるが、除電効果があれば必ずしも接触させる必要はなく、非接触であってもよい。そして、この長尺除電ブラシ６５にも電荷がすばやく流れるようにアースが接続されている。

【0033】

次に、図６は、他の実施形態を示した図であり、テープフィーダ６から排出ダクト６２へ使用済みキャリアテープ５１０が送り込まれる様子を簡略化して示した斜視図である。本実施形態では、排出ダクト６２のテープ投入口６２０に、例えば繊維状のステンレス鋼が紐状に加工された除電紐６６が水平に張り渡たされている。除電紐６６は、使用済みキャリアテープ５１０の通過位置の下方に非接触な状態で張り渡されその除電紐６６にもアースが接続されている。

【0034】

長尺除電ブラシ６５や除電紐６６は、テープ投入口６２０からの排出ダクト６２の奥に入り込んだ位置に取り付け、前述したように使用済みキャリアテープ５１０の先端が接触して方向を変えても確実に排出ダクト６２内に進入するようにすることが好ましい。また、長尺除電ブラシ６５や除電紐６６は、使用済みキャリアテープ５１０が通過する位置の下側に配置するようにしたが上側、あるいは上下両側に配置させるようにしてもよい。更に、長尺除電ブラシ６５に代えて同様のサイズで形成された金、銀、銅、アルミニウムやステンレスなどで形成された除電板を取り付けるようにしてもよい。

【0035】

よって、以上のような部品実装機１では、搬送された回路基板に対し部品供給装置３から装着ヘッド１１によって取り出された電子部品５５が装着される。その際、電子部品実装装置では、テープフィーダ６の供給リール２３から部品テープ５０がピッチ送りによって巻出され、キャリアテープ５１０からカバーテープ５２が剥がされることにより、装着ヘッド１１による電子部品５５の取り出しが可能になる。そして、剥がされた使用済みカバーテープ５２０は、反転して向きを変え送りローラ３５まで送られて回収ボックス６１内に入れられる。

【0036】

一方、使用済みキャリアテープ５１０はそのまま進んでテープフィーダ６の先端から飛び出してテープ投入口６２０から排出ダクト６２内に入り込み、同じく回収ボックス６１に回収される。そのテープ回収部には、除電ブラシ６３や長尺除電ブラシ６５或いは除電紐６６、除電板などの除電部材が設けられているため、カバーテープ５２の剥離によって使用済みキャリアテープ５１０が帯電していたとしても、その除電部材によって除電が行われる。そして、除電された使用済みキャリアテープ５１０は、排出ダクト６２内を通過の際に壁面に引き寄せられて貼り付いてしまうことが回避できる。つまり、使用済みキャリアテープ５１０が適切に回収ダクトへと送り込まれるようになる。

【0037】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、テープ投入口６２０の面積が小さい排出ダクト６２を示したが、テープ投入口が上方に大きく開口した排出ダクトなどであってもよい。

【符号の説明】

【0038】

１…部品実装機 ３…部品供給装置 ４…部品装着装置 ６…テープフィーダ １１…装着ヘッド ５０…部品テープ ５１…キャリアテープ ５２…カバーテープ ５５…電子部品 ６１…回収ボックス ６２…排出ダクト ５１０…使用済みキャリアテープ ５２０…使用済みカバーテープ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】