部品実装機における基板搬送装置及び基板搬送方法
【課題】基板搬送時に生じる基板の品質劣化が防止でき且つ歩留まり及び生産性の向上を図ることができる部品実装機における基板搬送装置及び基板搬送方法を提供すること。
【解決手段】基板Ｋを部品実装部３に順次供給する基板ローダー部２と、供給されてきた基板Ｋに部品を実装する部品実装部３と、部品が実装された基板Ｋを部品実装部３から順次取り出す基板アンローダー部４とを有する部品実装機１における基板搬送装置であって、前記基板ローダー部２、前記部品実装部３、前記基板アンローダー部４の少なくともいずれかの部位に、前記基板Ｋの搬送方向に沿って互いに平行に配設され、前記基板Ｋを浮上させるための圧縮空気を吹き出すように構成された一対のレール部材５A,５Bと、当該一対のレール部材５A,５B上に浮上した基板Ｋを前記搬送方向に駆動する基板駆動手段７とを備える構成とする。
【解決手段】基板Ｋを部品実装部３に順次供給する基板ローダー部２と、供給されてきた基板Ｋに部品を実装する部品実装部３と、部品が実装された基板Ｋを部品実装部３から順次取り出す基板アンローダー部４とを有する部品実装機１における基板搬送装置であって、前記基板ローダー部２、前記部品実装部３、前記基板アンローダー部４の少なくともいずれかの部位に、前記基板Ｋの搬送方向に沿って互いに平行に配設され、前記基板Ｋを浮上させるための圧縮空気を吹き出すように構成された一対のレール部材５A,５Bと、当該一対のレール部材５A,５B上に浮上した基板Ｋを前記搬送方向に駆動する基板駆動手段７とを備える構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装機における基板搬送装置及び基板搬送方法に関する。より詳しくは、半導体チップ等の部品を回路基板上に実装する部品実装機に適用される基板搬送装置及び基板搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品を回路基板上に実装する部品実装機は、図７に示すように、基板Ｋを順次部品実装部９ｂに供給する基板ローダー部９ａと、供給されてきた基板Ｋに部品を実装する部品実装部９ｂと、部品が実装された基板Ｋを部品実装部９ｂから順次取り出す基板アンローダー部９ｃとを有する。部品実装機における基板Ｋの供給及び取り出しは、基板搬送装置により行う。従来の基板搬送装置として、例えばベルトコンベア方式（特許文献１参照）、ローラコンベア方式（特許文献２参照）、レール方式（特許文献３参照）などがある。
【０００３】
ベルトコンベア方式の基板搬送装置では、図７（Ａ）に示すように、プーリ９１間に掛け渡された無端状のベルト９２と、プーリ９２を駆動するためのＡＣサーボモータ９３とを備える。ベルト９２上に載置された基板Ｋは、ＡＣサーボモータ９３を回転駆動することにより、搬送方向Ｌに搬送される。
【０００４】
ローラコンベア方式の基板搬送装置では、図７（Ｂ）に示すように、基板Ｋの搬送方向Ｌに直交する両サイドに配設された複数対のフリーローラ９４と、基板Ｋを搬送方向Ｌに駆動する駆動装置（図示せず）とを備える。駆動装置は、例えば基板Ｋの後端面を搬送方向Ｌに押圧するプッシャーや、基板Ｋの両サイドを把持した状態で搬送方向Ｌに駆動する可動式グリッパなどで構成される。両サイドが複数対のフリーローラ９４上に支持された基板Ｋは、駆動装置により搬送方向Ｌに駆動され、フリーローラ９４を順次乗り変えながら搬送される。
【０００５】
レール方式の基板搬送装置では、図７（Ｃ）に示すように、互いに平行な状態で基板Ｋの搬送方向Ｌに直交する両サイドに配設された１対のレール９６と、上記と同様な駆動装置とを備える。１対のレール９６上に載置された基板Ｋは、駆動装置により搬送方向Ｌに沿う方向に駆動され、１対のレール９６上を摺動しながら搬送される。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１８２９３号公報
【特許文献２】特開平９−２７８１８１号公報
【特許文献３】特開平８−４６３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の各基板搬送装置では、それぞれ次のような問題があった。すなわち、ベルトコンベア方式の基板搬送装置では、基板Ｋは、ベルト９２の表側面と基板Ｋの裏側面との間に生じる摩擦力により保持されているため、高速での搬送が困難であり、歩留まり及び生産性の向上が期待できなかった。また、ベルト９２は、基板Ｋとの表面接触やプーリ９１における折り返し動作に伴って摩耗を生じ、装置の稼働頻度が多い場合、２年に１回程度の割合で定期的に交換する必要があった。ローラコンベア方式の基板搬送装置では、フリーローラから次のフリーローラに基板Ｋが乗り変わるときに生じる衝撃により、部品実装後の基板Ｋの品質に悪影響を与えることがあった。したがって、高速での搬送も困難であった。レール方式の基板搬送装置では、基板Ｋとレール９６との摩擦により発塵や静電気が生じ、ローラコンベア方式の場合と同様に、部品実装後の基板Ｋの品質に悪影響を与えることがあった。
【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、基板搬送時に生じる基板の品質劣化が防止でき且つ歩留まり及び生産性の向上を図ることができる部品実装機における基板搬送装置及び基板搬送方法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】
【０００９】
上述の課題を解決するために、請求項１の発明は、基板Ｋを部品実装部３に順次供給する基板ローダー部２と、供給されてきた基板Ｋに部品Ｃを実装する部品実装部３と、部品Ｃが実装された基板Ｋを部品実装部３から順次取り出す基板アンローダー部４とを有する部品実装機１における基板搬送装置であって、前記基板ローダー部２、前記部品実装部３、前記基板アンローダー部４の少なくともいずれかの部位に、前記基板Ｋの搬送方向Ｌに沿って互いに平行に配設され、前記基板Ｋを浮上させるための圧縮空気を吹き出すように構成された一対のレール部材５と、当該一対のレール部材５上に浮上した基板Ｋを前記搬送方向Ｌに駆動する基板駆動手段７とを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明では、前記一対のレール部材５は、それぞれ前記圧縮空気を吹き出す微少口径の圧空噴出孔を多数有する長尺状の多孔質部材５１と、当該多孔質部材５１に取り付けられ多孔質部材５１の上面から圧縮空気が噴出するように圧縮空気を導く空気通路５２２及びこの空気通路５２２に圧縮空気を導入するための圧空導入ポート５２３を備えた長尺状の圧空導入体５２とにより構成される。
【００１１】
請求項３の発明は、前記一対のレール部材５の外側には、前記基板Ｋの搬送方向Ｌと平行して設けられ前記基板Ｋがその搬送方向Ｌに直交する方向へ逸脱する動きを規制するための規制部材５３を備える。
【００１２】
請求項４の発明では、前記一対のレール部材５は、前記基板ローダー部２、前記部品実装部３及び前記アンローダー部４にそれぞれ個別に配設され、これら各部位における一対のレール部材５Ａ，５Ｂ，５Ｃには、それぞれ個別に圧空導入ポート５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃが設けられ、基板Ｋの搬送に伴い、基板Ｋの搬送に供する一対のレール部材から圧縮空気が噴出し、基板Ｋの搬送に供しない一対のレール部材からは圧縮空気が噴出しないように、各圧空導入ポート５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃに供給する圧縮空気を切り替えて導入する切替手段６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃを備える。
【００１３】
請求項５の発明は、前記一対のレール部材５間に前記基板Ｋを所定の一定温度に保持するためのヒーター８を備える。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の部品実装機における基板搬送装置を用いた部品実装機における基板搬送方法であって、前記一対のレール部材５から、前記基板Ｋを浮上させるための圧縮空気を吹き出し、当該一対のレール部材５上に浮上した基板Ｋを前記搬送方向Ｌに基板駆動手段７により駆動することを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項４または請求項５に記載の部品実装機における基板搬送装置を用いた部品実装機における基板搬送方法であって、基板Ｋの搬送に伴い、前記切替手段６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃにより、基板Ｋの搬送に供する一対のレール部材から圧縮空気が噴出し、基板Ｋの搬送に供しない一対のレール部材からは圧縮空気が噴出しないように、各圧空導入ポート５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃに供給する圧縮空気を切り替えて導入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１，２，６の発明によると、基板Ｋはレール部材５上に浮上した状態で基板駆動手段７により駆動されて搬送されるため、摩耗や衝撃や発塵や静電気が生じない。したがって、高速での基板Ｋの搬送が可能であり、歩留まり及び生産性の向上が期待できる。併せて、前述の摩耗や衝撃や発塵や静電気に起因する基板Ｋの品質劣化が防止できる。
【００１７】
請求項３の発明によると、レール部材５の外側に設けた規制部材５３により、基板Ｋの傾きが矯正され安定して基板Ｋを搬送することができる。
【００１８】
請求項４，７の発明によると、基板Ｋの搬送に伴い、前記切替手段６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃにより、基板Ｋの搬送に供する一対のレール部材から圧縮空気が噴出し、基板Ｋの搬送に供しない一対のレール部材からは圧縮空気が噴出しないように、各圧空導入ポート５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃに供給する圧縮空気を切り替えて導入するため、搬送中の基板Ｋの下面にのみ圧力膜を形成することができ、圧縮空気の消費量を節減することができる。
【００１９】
請求項５の発明によると、搬送中の基板Ｋは、ヒーター８により温度が所定の一定温度に保持されるため、吸湿から生じる基板Ｋの品質劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る基板搬送装置を適用した部品実装機の正面概略図、図２は本発明に係る基板搬送装置を適用した部品実装機の平面概略図である。図１，２において、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、基板は水平面であるＸＹ平面をＸ軸方向（搬送方向Ｌ）に搬送されるものとする。
【００２１】
図１，２に示すように、本発明に係る基板搬送装置を適用した部品実装機１は、基板ローダー部２と部品実装部３と基板アンローダー部４とを備える。
【００２２】
基板ローダー部２は、基板Ｋを部品実装部３に順次供給する部位であり、複数枚の基板Ｋをストックする基板マガジン２１と、基板マガジン２１を昇降させるマガジン昇降機構２２と、基板Ｋの搬送方向Ｌに沿って互いに平行に対向配設された一対のレール部材５Ａと、一対のレール部材５Ａに接続された圧空供給部６Ａと、基板Ｋの後端面Ｋ１を搬送方向Ｌに押圧して基板マガジン２１から基板Ｋを送り出す第１プッシャー２４と、基板Ｋの後端面Ｋ１を搬送方向Ｌに押圧する第２プッシャー７Ａと、一対のレール部材５Ａ間に各レール部材５Ａと間隔を開けて基台２０に固定配設されたヒーター８Ａとを備える。
【００２３】
部品実装部３は、供給されてきた基板Ｋに半導体チップ等の部品Ｃを実装する部位であり、基板Ｋの搬送方向Ｌに沿って互いに平行に対向配設された一対のレール部材５Ｂと、一対のレール部材５Ｂに接続された圧空供給部６Ｂと、一対のレール部材５Ｂを基板搬送位置Ｂ１と部品実装位置Ｂ２との間で昇降させるレール昇降機構３１と、基板真空吸着孔３２及び内部ヒーター（図示せず）を備え一対のレール部材５Ｂ間に各レール部材５Ｂと間隔を開けて昇降可能に基台３０に配設されたステージ３３と、実装すべき部品Ｃをストックするための部品ストッカー３４と、部品ストッカー３４における部品Ｃを真空吸着によりピックアップし且つ基板Ｋ上の実装箇所において加圧可能に構成された実装ヘッド３５と、実装ヘッド３５に吸着保持された部品Ｃとステージ３３に載置保持された基板ＫとのそれぞれのＸＹ方向位置を同時に読み取る２視野カメラ３６と、２視野カメラ３６で読み取った位置データに基づいて基板Ｋと部品Ｃとの位置関係が正確な実装箇所となるようにステージ３３をＸＹ方向に駆動してアラインメント（位置補正）を行うアラインメント機構３７と、基板Ｋの後端面Ｋ１を搬送方向Ｌに押圧する第３プッシャー７Ｂと、基台３０から出没自在に設けられたストッパー３８とを備える。
【００２４】
なお、一対のレール部材５Ｂは、基板搬送位置Ｂ１では、図１の実線に示されるように、レール部材５Ｂの上面がステージ３３の基板載置面よりも高くなる。レール部材５Ｂが基板搬送位置Ｂ１にあるとき、基板Ｋはレール部材５Ｂの上方に浮上可能となる。部品実装位置Ｂ２では、図１の２点鎖線に示されるように、レール部材５Ｂの上面がステージ３３の基板載置面よりも低くなる。レール部材５Ｂが部品実装位置Ｂ２にあるとき、基板Ｋはステージ３３上に載置可能となる。
【００２５】
基板アンローダー部４は、部品Ｃが実装された基板Ｋを部品実装部３から順次取り出す部位であり、部品実装済みの複数枚の基板Ｋをストックする基板マガジン４１と、基板マガジン４１を昇降させるマガジン昇降機構４２と、基板Ｋの搬送方向Ｌに沿って互いに平行に対向配設された一対のレール部材５Ｃと、実装済みの基板Ｋの後端面Ｋ１を搬送方向Ｌに押圧して基板Ｋを基板マガジン４１に受け渡す第４プッシャー７Ｃと、基台４０上における一対のレール部材５Ｃ間に各レール部材５Ｃと間隔を開けて基台４０に固定配設されたヒーター８Ｃとを備える。
【００２６】
部品実装機１において、本発明に係る部品実装機における基板搬送装置は、基板ローダー部２、部品実装部３及び基板アンローダー部４の３つの部位にそれぞれ一つずつ配設される。すなわち、基板ローダー部２におけるレール部材５Ａ、圧空供給部６Ａ、第２プッシャー７Ａ及びヒーター８Ａ、部品実装部３におけるレール部材５Ｂ、圧空供給部６Ｂ、第３プッシャー７Ｂ及びステージ３３、並びに基板アンローダー部４におけるレール部材５Ｃ、圧空供給部６Ｃ、第４プッシャー７Ｃ及びヒーター８Ｃを構成要素とする。この基板搬送装置の各構成要素について、主に図３，４を参照して説明する。
【００２７】
なお、上記３つの各部位における構成要素は、基本的にはいずれも同様なものであり、基板ローダー部２、部品実装部３及び基板アンローダー部４の各部位における構成要素で、説明上、部位毎に区別する必要のある場合は、各符号の末尾に「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」を付記するが、区別する必要のない場合は、これらの各文字を省略する。「Ａ」は基板ローダー部２の構成要素であることを示し、「Ｂ」は部品実装部３の構成要素であることを示し、「Ｃ」は基板アンローダー部４の構成要素であることを示す。
【００２８】
図３は図２のＩ−Ｉ線矢示図、図４はレール部材の正面一部断面図である。図３，４に示すように、レール部材５は、長尺状の多孔質部材５１と、長尺状の多孔質部材５１が嵌合し且つ接着される長尺状の枠体５２と、長尺状の枠体５２の外側に設けられたサイドガイド５３とを備える。
【００２９】
長尺状の多孔質部材５１は、３０μｍ〜９０μｍの微少径孔を多数有する市販のカーボン系の多孔質体をレール状に加工したもので構成される。なお、ステンレス、セラミックス、またはシリコン若しくはＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）などの樹脂系の材料で構成してもよい。多孔質部材５１は、搬入された基板Ｋの下側面両サイドに向けて０．２ＭＰａ程度の圧力で圧縮空気を噴出する手段として機能する。圧縮空気の噴出により、多孔質部材５１と基板Ｋの下面両サイドとの間には均一な圧力膜が形成され、これにより基板Ｋを多孔質部材５１の上面から３０μｍ程度浮上させることができる。
【００３０】
本形態では、多孔質部材５１の幅は、ヒーター８による加熱面を広く確保するため３ｍｍ〜５ｍｍ程度とされるが、熱膨張による基板Ｋの反りを抑制防止する目的で金属製のキャリアに基板Ｋを搭載して搬送する形態とした場合は、キャリアへの圧縮空気の作用面積を大きくする必要があるため３ｍｍ〜２０ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００３１】
長尺状の枠体５２は、長尺状の多孔質部材５１を内側に嵌合可能とする長溝５２１が形成され、長溝５２１の下側には、長溝５２１よりも幅細の長溝５２２が形成される。この長溝５２２は、多孔質部材５１の上面から圧縮空気が噴出するように圧縮空気を導く空気通路として機能する。長尺状の枠体５２は、長溝５２２に圧縮空気を導入するための圧空導入ポート５２３を備える。多孔質部材５１は、少なくとも基板Ｋの搬送面のみが多孔質となっていればよいため、長溝５２２及び圧空導入ポート５２３は側面に形成してもよい。サイドガイド５３は、搬送中の基板Ｋが搬送方向Ｌに直交する方向へ逸脱する動きを規制する手段として機能する。
【００３２】
なお、上述したレール部材５は、長尺状の枠体５２の中に長尺状の多孔質部材５１を埋め込むタイプであるが、例えば図５に示すように、長尺状の多孔質部材５１と同一幅であり断面視が略凹字形を呈する長尺状のプレート部材５４を、長尺状の多孔質部材５１の下に設け、幅方向（Ｙ方向）の外側及び内側にそれぞれサイドガイド５３及び内側プレート５５を接着剤等の固着手段により固定する形態とすることもできる。この場合、プレート部材５４の凹部５４１が、圧縮空気を導く空気通路として機能する。凹部５４１の幅は０．５ｍｍ〜１ｍｍ、深さは０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度が好ましい。この形態によると、上述した長尺状の枠体５２に比べて、加工に要する手間が少なくて手済み、装置の低コスト化を図ることができる。
【００３３】
圧空供給部６は、圧空供給ポンプ６１（図２参照）、継ぎ手６２、開閉バルブ６３及び配管６４から構成される。圧空供給ポンプ６１は、継ぎ手６２、開閉バルブ６３及び配管６４を介して基板ローダー部２、部品実装部３及び基板アンローダー部４における各長尺状の枠体５２の圧空導入ポート５２３に接続される。各開閉バルブ６３は図示しない制御装置により個別に制御可能とされる。なお、多孔質部材５１に供給する一次側空気には、複数の多段フィルターを通過させた清浄空気（例えばクラス１００のクリーンエア）を用いる。これにより、基板Ｋにゴミ等が付着することがなく、不良発生のおそれもない。また、供給する圧縮空気にイオナイザーを介することで静電気の除電ブローとしての役割を持たせることも可能である。
【００３４】
プッシャー７は、図２によく示されるように、平面視が略「Ｌ」字形状を呈するアーム７１と、アーム７１をＸ方向及びＺ方向に駆動するためのアクチュエータ７２とを備える。アーム７１は、Ｘ方向及びＺ方向への駆動により基板Ｋの後方端部に配置された状態でＸ方向に駆動されることで後端面Ｋ１を押圧可能とされる。プッシャー７に代えて、例えば、基板Ｋの前端サイドまたは基板Ｋの横両サイド若しくは横片サイドを把持した状態で搬送方向Ｌに駆動する可動式グリッパなどを使用してもよい。
【００３５】
ヒーター８は、搬送中の基板Ｋに加熱面が対向するように一対のレール部材５間に配設された扁平型のものであり、基板Ｋの温度が８０〜１２０°Ｃ程度に保持されるように加温制御される。一対のレール部材５Ａ間の距離を基板Ｋの幅程度にすることで、ヒーター８Ａを配設するのに十分なスペースが確保できる。
【００３６】
次に、以上のように構成された部品実装機１の実装動作について、図１〜６を参照して説明する。図６は実装動作時における開閉バルブの開閉状態を示すタイムチャートである。
【００３７】
基板ローダー部２において、第１プッシャー２４は、基板マガジン２１にストックされた基板Ｋのうち最下段にある基板ＫをＸ方向に押し出す。なお、ストックされた基板Ｋの実装箇所には予めアンダーフィル剤（接着剤）が塗布されている。このとき、開閉バルブ６３Ａは開いている（図６のｔ１参照）ため、圧空供給ポンプ６１からレール部材５Ａに圧縮空気が供給され、多孔質部材５１Ａからは、上方向に０．２ＭＰａ程度の圧力で圧縮空気が吹き出す。レール部材５Ａの上方に押し出された基板Ｋは、吹き出した圧縮空気により３０μｍ程度浮上した状態となる。この状態で第１プッシャー２４は元の位置に戻り、第２プッシャー７Ａのアーム７１Ａが基板Ｋの後方に配置された後、Ｘ方向に駆動されることで、基板Ｋを部品実装部３に受け渡す。
【００３８】
基板Ｋの前端面Ｋ２が部品実装部３に差し掛かる直前に、開閉バルブ６３Ｂが開くことにより（図６のｔ３参照）、レール部材５Ｂには圧空供給ポンプ６１から圧縮空気が供給され、多孔質部材５１Ｂからは、上方向に０．２ＭＰａ程度の圧力で圧縮空気が吹き出す。レール部材５Ｂの上方に搬入された基板Ｋは、吹き出した圧縮空気により３０μｍ程度浮上した状態となる。この状態で第２プッシャー７Ａのアーム７１Ａは元の位置に戻り、第３プッシャー７Ｂのアーム７１Ｂは、基板Ｋの後方に配置された後、Ｘ方向に駆動される。基板Ｋの全ての部分が部品実装部３に搬入された時点で、開閉バルブ６３Ａは閉じ（図６のｔ２参照）、レール部材５Ａからの圧縮空気の噴出は停止する。基板Ｋがレール部材５Ａ上を浮上しながらステージ３３の真上に到達すると、第３プッシャー７Ｂのアーム７１Ｂが停止すると共に基板ストッパー３８が突出し、基板Ｋはその前端面Ｋ２が基板ストッパー３８に当接することにより停止する。そして、レール部材５Ｂは基板搬送位置Ｂ１から部品実装位置Ｂ２まで降下する。レール部材５Ｂの降下により、基板Ｋはステージ３３上に載置される。基板Ｋを載置した状態でステージ３３は、基板真空吸着孔３２に真空圧を作用させることにより基板Ｋを吸着保持する。
【００３９】
この時点で開閉バルブ６３Ｂは一旦閉じ（図６のｔ４参照）、レール部材５Ｂからの圧縮空気の噴出は停止する。実装ヘッド３５は、部品ストッカー３４にストックされた実装すべき部品Ｃをピックアップした後、基板Ｋ上の実装箇所の上部に配置される。２視野カメラ３６は、部品Ｃとステージ３３上の基板ＫとのＸＹ方向位置を同時に読み取る。この位置データに基づいてアラインメント機構３７は、基板Ｋと部品ＣとのＸＹ位置関係が正確な実装箇所となるようにステージ３３を駆動してアラインメントを行う。アラインメントを行った後、実装ヘッド３５が降下し、部品Ｃを基板Ｋの実装箇所に加圧して実装を行う。実装後、実装ヘッド３５は上昇して元の位置に戻り、ステージ３３は基板Ｋの吸着保持を解除する。そして、開閉バルブ６３Ｂが再び開く（図６のｔ５参照）と共にレール部材５Ｂは部品実装位置Ｂ２から基板搬送位置Ｂ１まで上昇する。その結果、基板Ｋは再びレール部材５Ｂ上に浮上した状態となる。基板ストッパー３８が引っ込み、第３プッシャー７Ｂのアーム７１Ｂが基板Ｋの後方に配置された後、Ｘ方向に駆動されることで、基板Ｋを基板アンローダー部４に受け渡す。
【００４０】
基板Ｋの前端面Ｋ２が基板アンローダー部４に差し掛かる直前に、開閉バルブ６３Ｃが開くことにより（図６のｔ７参照）、レール部材５Ｃには圧空供給ポンプ６１から圧縮空気が供給され、多孔質部材５１Ｃからは、上方向に０．２ＭＰａ程度の圧力で圧縮空気が吹き出す。基板Ｋの全ての部分が基板アンローダー部４に搬入された時点で、開閉バルブ６３Ｂは閉じ（図６のｔ６参照）、レール部材５Ｂからの圧縮空気の噴出は停止する。レール部材５Ｃの上方に搬入された基板は、吹き出した圧縮空気により３０μｍ程度浮上した状態となる。この状態で第４プッシャー７Ｃのアーム７１Ｃは、基板Ｋの後方に配置された後、Ｘ方向に駆動されることで、基板Ｋを押圧して基板マガジン４１にストックする。
【００４１】
このような実装動作中において、ヒーター８Ａ，８Ｃ及びステージ３３の内部ヒーターは、基板Ｋの温度が８０〜１２０°Ｃ程度に保持されるように加温制御される。
【００４２】
以上のようにして、一枚の基板Ｋについての実装動作が終了する。次の基板Ｋに対する実装時には、基板マガジン２１は、前回送り出された基板Ｋの１枚上段の基板Ｋが送り出されるように、マガジン昇降機構２２により所定量降下し、第１プッシャー２４により送り出される。そして、上記実装動作と同様に部品実装部３にて部品Ｃが実装される。その後、基板マガジン４１は、前回ストックされた基板Ｋの上段に次の基板Ｋがストックされるように、マガジン昇降機構４２により所定量降下し、第４プッシャー７Ｃによりストックされる。このような動作を繰り返す。
【００４３】
このように、本発明に係る基板搬送装置によると、基板Ｋはレール部材５上に浮上した状態でプッシャー７により駆動されて搬送されるため、摩耗や衝撃や発塵や静電気の問題がない。したがって、高速での基板Ｋの搬送が可能であり、歩留まり及び生産性の向上が期待できると共に、基板搬送時に生じる基板の品質劣化が防止できる。併せてプッシャー７の負荷が少なくて済む。高速での搬送は、重量の重い基板に対しても可能であり、特に液晶ドライバー用途の個片フィルム基板を金属キャリアに集合化して搬送する場合に非常に有効である。また、基板Ｋが傾いた状態で供給された場合、搬送レールの両端に設けたサイドガイド５３により、基板Ｋの傾きが矯正されるため、安定して基板Ｋを搬送することができる。
【００４４】
また、レール部材５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、それぞれ個別に配設され、レール部材５Ａからレール部材５Ｃの順に圧縮空気が供給される。すなわち、切替手段６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃにより、基板Ｋの搬送に伴い、基板Ｋの搬送に供する一対のレール部材から圧縮空気が噴出し、基板Ｋの搬送に供しない一対のレール部材からは圧縮空気が噴出しないように、各圧空導入ポート５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃに供給する圧縮空気を切り替えて導入するため、搬送中の基板Ｋの下面にのみ圧力膜を形成することができ、圧縮空気の消費量を節減することができる。また、搬送中の基板Ｋは、ヒーター８により温度が所定の一定温度に保持されるため、吸湿から生じる基板Ｋの品質劣化を防止することができる。例えば、基板が吸湿した水分の体積膨張や蒸発により、基板の実装箇所に塗布されたアンダーフィル剤における実装界面が剥離したりボイドが発生したりすることを防止できる。また、吸湿による体積変化のため基板が反ることも防止でき、部品や基板のバンプと電極との正確な接合ができ、より信頼性の高い実装を達成できる。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上に開示した実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る基板搬送装置を適用した部品実装機の概略構成を示す正面図である。
【図２】本発明に係る基板搬送装置を適用した部品実装機の概略構成を示す平面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線矢示図である。
【図４】レール部材の正面一部断面図である。
【図５】レール部材の他の形態を示す側面一部断面図である。
【図６】実装動作時における開閉バルブの開閉状態を示すタイムチャートである。
【図７】従来の基板搬送装置を適用した部品実装機の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 部品実装機
２ 基板ローダー部
３ 部品実装部
４ 基板アンローダー部
５ レール部材
７ プッシャー（基板駆動手段）
８ ヒーター
５１ 多孔質部材
５２ 枠体（圧空導入体）
５３ 規制部材
６３ 圧空切替手段
５２２ 長溝（空気通路）
５２３ 圧空導入ポート
Ｃ 部品
Ｋ 基板
Ｌ 搬送方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品実装機における基板搬送装置及び基板搬送方法に関する。より詳しくは、半導体チップ等の部品を回路基板上に実装する部品実装機に適用される基板搬送装置及び基板搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品を回路基板上に実装する部品実装機は、図７に示すように、基板Ｋを順次部品実装部９ｂに供給する基板ローダー部９ａと、供給されてきた基板Ｋに部品を実装する部品実装部９ｂと、部品が実装された基板Ｋを部品実装部９ｂから順次取り出す基板アンローダー部９ｃとを有する。部品実装機における基板Ｋの供給及び取り出しは、基板搬送装置により行う。従来の基板搬送装置として、例えばベルトコンベア方式（特許文献１参照）、ローラコンベア方式（特許文献２参照）、レール方式（特許文献３参照）などがある。
【０００３】
ベルトコンベア方式の基板搬送装置では、図７（Ａ）に示すように、プーリ９１間に掛け渡された無端状のベルト９２と、プーリ９２を駆動するためのＡＣサーボモータ９３とを備える。ベルト９２上に載置された基板Ｋは、ＡＣサーボモータ９３を回転駆動することにより、搬送方向Ｌに搬送される。
【０００４】
ローラコンベア方式の基板搬送装置では、図７（Ｂ）に示すように、基板Ｋの搬送方向Ｌに直交する両サイドに配設された複数対のフリーローラ９４と、基板Ｋを搬送方向Ｌに駆動する駆動装置（図示せず）とを備える。駆動装置は、例えば基板Ｋの後端面を搬送方向Ｌに押圧するプッシャーや、基板Ｋの両サイドを把持した状態で搬送方向Ｌに駆動する可動式グリッパなどで構成される。両サイドが複数対のフリーローラ９４上に支持された基板Ｋは、駆動装置により搬送方向Ｌに駆動され、フリーローラ９４を順次乗り変えながら搬送される。
【０００５】
レール方式の基板搬送装置では、図７（Ｃ）に示すように、互いに平行な状態で基板Ｋの搬送方向Ｌに直交する両サイドに配設された１対のレール９６と、上記と同様な駆動装置とを備える。１対のレール９６上に載置された基板Ｋは、駆動装置により搬送方向Ｌに沿う方向に駆動され、１対のレール９６上を摺動しながら搬送される。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１８２９３号公報
【特許文献２】特開平９−２７８１８１号公報
【特許文献３】特開平８−４６３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の各基板搬送装置では、それぞれ次のような問題があった。すなわち、ベルトコンベア方式の基板搬送装置では、基板Ｋは、ベルト９２の表側面と基板Ｋの裏側面との間に生じる摩擦力により保持されているため、高速での搬送が困難であり、歩留まり及び生産性の向上が期待できなかった。また、ベルト９２は、基板Ｋとの表面接触やプーリ９１における折り返し動作に伴って摩耗を生じ、装置の稼働頻度が多い場合、２年に１回程度の割合で定期的に交換する必要があった。ローラコンベア方式の基板搬送装置では、フリーローラから次のフリーローラに基板Ｋが乗り変わるときに生じる衝撃により、部品実装後の基板Ｋの品質に悪影響を与えることがあった。したがって、高速での搬送も困難であった。レール方式の基板搬送装置では、基板Ｋとレール９６との摩擦により発塵や静電気が生じ、ローラコンベア方式の場合と同様に、部品実装後の基板Ｋの品質に悪影響を与えることがあった。
【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、基板搬送時に生じる基板の品質劣化が防止でき且つ歩留まり及び生産性の向上を図ることができる部品実装機における基板搬送装置及び基板搬送方法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】
【０００９】
上述の課題を解決するために、請求項１の発明は、基板Ｋを部品実装部３に順次供給する基板ローダー部２と、供給されてきた基板Ｋに部品Ｃを実装する部品実装部３と、部品Ｃが実装された基板Ｋを部品実装部３から順次取り出す基板アンローダー部４とを有する部品実装機１における基板搬送装置であって、前記基板ローダー部２、前記部品実装部３、前記基板アンローダー部４の少なくともいずれかの部位に、前記基板Ｋの搬送方向Ｌに沿って互いに平行に配設され、前記基板Ｋを浮上させるための圧縮空気を吹き出すように構成された一対のレール部材５と、当該一対のレール部材５上に浮上した基板Ｋを前記搬送方向Ｌに駆動する基板駆動手段７とを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明では、前記一対のレール部材５は、それぞれ前記圧縮空気を吹き出す微少口径の圧空噴出孔を多数有する長尺状の多孔質部材５１と、当該多孔質部材５１に取り付けられ多孔質部材５１の上面から圧縮空気が噴出するように圧縮空気を導く空気通路５２２及びこの空気通路５２２に圧縮空気を導入するための圧空導入ポート５２３を備えた長尺状の圧空導入体５２とにより構成される。
【００１１】
請求項３の発明は、前記一対のレール部材５の外側には、前記基板Ｋの搬送方向Ｌと平行して設けられ前記基板Ｋがその搬送方向Ｌに直交する方向へ逸脱する動きを規制するための規制部材５３を備える。
【００１２】
請求項４の発明では、前記一対のレール部材５は、前記基板ローダー部２、前記部品実装部３及び前記アンローダー部４にそれぞれ個別に配設され、これら各部位における一対のレール部材５Ａ，５Ｂ，５Ｃには、それぞれ個別に圧空導入ポート５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃが設けられ、基板Ｋの搬送に伴い、基板Ｋの搬送に供する一対のレール部材から圧縮空気が噴出し、基板Ｋの搬送に供しない一対のレール部材からは圧縮空気が噴出しないように、各圧空導入ポート５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃに供給する圧縮空気を切り替えて導入する切替手段６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃを備える。
【００１３】
請求項５の発明は、前記一対のレール部材５間に前記基板Ｋを所定の一定温度に保持するためのヒーター８を備える。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の部品実装機における基板搬送装置を用いた部品実装機における基板搬送方法であって、前記一対のレール部材５から、前記基板Ｋを浮上させるための圧縮空気を吹き出し、当該一対のレール部材５上に浮上した基板Ｋを前記搬送方向Ｌに基板駆動手段７により駆動することを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項４または請求項５に記載の部品実装機における基板搬送装置を用いた部品実装機における基板搬送方法であって、基板Ｋの搬送に伴い、前記切替手段６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃにより、基板Ｋの搬送に供する一対のレール部材から圧縮空気が噴出し、基板Ｋの搬送に供しない一対のレール部材からは圧縮空気が噴出しないように、各圧空導入ポート５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃに供給する圧縮空気を切り替えて導入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１，２，６の発明によると、基板Ｋはレール部材５上に浮上した状態で基板駆動手段７により駆動されて搬送されるため、摩耗や衝撃や発塵や静電気が生じない。したがって、高速での基板Ｋの搬送が可能であり、歩留まり及び生産性の向上が期待できる。併せて、前述の摩耗や衝撃や発塵や静電気に起因する基板Ｋの品質劣化が防止できる。
【００１７】
請求項３の発明によると、レール部材５の外側に設けた規制部材５３により、基板Ｋの傾きが矯正され安定して基板Ｋを搬送することができる。
【００１８】
請求項４，７の発明によると、基板Ｋの搬送に伴い、前記切替手段６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃにより、基板Ｋの搬送に供する一対のレール部材から圧縮空気が噴出し、基板Ｋの搬送に供しない一対のレール部材からは圧縮空気が噴出しないように、各圧空導入ポート５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃに供給する圧縮空気を切り替えて導入するため、搬送中の基板Ｋの下面にのみ圧力膜を形成することができ、圧縮空気の消費量を節減することができる。
【００１９】
請求項５の発明によると、搬送中の基板Ｋは、ヒーター８により温度が所定の一定温度に保持されるため、吸湿から生じる基板Ｋの品質劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る基板搬送装置を適用した部品実装機の正面概略図、図２は本発明に係る基板搬送装置を適用した部品実装機の平面概略図である。図１，２において、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、基板は水平面であるＸＹ平面をＸ軸方向（搬送方向Ｌ）に搬送されるものとする。
【００２１】
図１，２に示すように、本発明に係る基板搬送装置を適用した部品実装機１は、基板ローダー部２と部品実装部３と基板アンローダー部４とを備える。
【００２２】
基板ローダー部２は、基板Ｋを部品実装部３に順次供給する部位であり、複数枚の基板Ｋをストックする基板マガジン２１と、基板マガジン２１を昇降させるマガジン昇降機構２２と、基板Ｋの搬送方向Ｌに沿って互いに平行に対向配設された一対のレール部材５Ａと、一対のレール部材５Ａに接続された圧空供給部６Ａと、基板Ｋの後端面Ｋ１を搬送方向Ｌに押圧して基板マガジン２１から基板Ｋを送り出す第１プッシャー２４と、基板Ｋの後端面Ｋ１を搬送方向Ｌに押圧する第２プッシャー７Ａと、一対のレール部材５Ａ間に各レール部材５Ａと間隔を開けて基台２０に固定配設されたヒーター８Ａとを備える。
【００２３】
部品実装部３は、供給されてきた基板Ｋに半導体チップ等の部品Ｃを実装する部位であり、基板Ｋの搬送方向Ｌに沿って互いに平行に対向配設された一対のレール部材５Ｂと、一対のレール部材５Ｂに接続された圧空供給部６Ｂと、一対のレール部材５Ｂを基板搬送位置Ｂ１と部品実装位置Ｂ２との間で昇降させるレール昇降機構３１と、基板真空吸着孔３２及び内部ヒーター（図示せず）を備え一対のレール部材５Ｂ間に各レール部材５Ｂと間隔を開けて昇降可能に基台３０に配設されたステージ３３と、実装すべき部品Ｃをストックするための部品ストッカー３４と、部品ストッカー３４における部品Ｃを真空吸着によりピックアップし且つ基板Ｋ上の実装箇所において加圧可能に構成された実装ヘッド３５と、実装ヘッド３５に吸着保持された部品Ｃとステージ３３に載置保持された基板ＫとのそれぞれのＸＹ方向位置を同時に読み取る２視野カメラ３６と、２視野カメラ３６で読み取った位置データに基づいて基板Ｋと部品Ｃとの位置関係が正確な実装箇所となるようにステージ３３をＸＹ方向に駆動してアラインメント（位置補正）を行うアラインメント機構３７と、基板Ｋの後端面Ｋ１を搬送方向Ｌに押圧する第３プッシャー７Ｂと、基台３０から出没自在に設けられたストッパー３８とを備える。
【００２４】
なお、一対のレール部材５Ｂは、基板搬送位置Ｂ１では、図１の実線に示されるように、レール部材５Ｂの上面がステージ３３の基板載置面よりも高くなる。レール部材５Ｂが基板搬送位置Ｂ１にあるとき、基板Ｋはレール部材５Ｂの上方に浮上可能となる。部品実装位置Ｂ２では、図１の２点鎖線に示されるように、レール部材５Ｂの上面がステージ３３の基板載置面よりも低くなる。レール部材５Ｂが部品実装位置Ｂ２にあるとき、基板Ｋはステージ３３上に載置可能となる。
【００２５】
基板アンローダー部４は、部品Ｃが実装された基板Ｋを部品実装部３から順次取り出す部位であり、部品実装済みの複数枚の基板Ｋをストックする基板マガジン４１と、基板マガジン４１を昇降させるマガジン昇降機構４２と、基板Ｋの搬送方向Ｌに沿って互いに平行に対向配設された一対のレール部材５Ｃと、実装済みの基板Ｋの後端面Ｋ１を搬送方向Ｌに押圧して基板Ｋを基板マガジン４１に受け渡す第４プッシャー７Ｃと、基台４０上における一対のレール部材５Ｃ間に各レール部材５Ｃと間隔を開けて基台４０に固定配設されたヒーター８Ｃとを備える。
【００２６】
部品実装機１において、本発明に係る部品実装機における基板搬送装置は、基板ローダー部２、部品実装部３及び基板アンローダー部４の３つの部位にそれぞれ一つずつ配設される。すなわち、基板ローダー部２におけるレール部材５Ａ、圧空供給部６Ａ、第２プッシャー７Ａ及びヒーター８Ａ、部品実装部３におけるレール部材５Ｂ、圧空供給部６Ｂ、第３プッシャー７Ｂ及びステージ３３、並びに基板アンローダー部４におけるレール部材５Ｃ、圧空供給部６Ｃ、第４プッシャー７Ｃ及びヒーター８Ｃを構成要素とする。この基板搬送装置の各構成要素について、主に図３，４を参照して説明する。
【００２７】
なお、上記３つの各部位における構成要素は、基本的にはいずれも同様なものであり、基板ローダー部２、部品実装部３及び基板アンローダー部４の各部位における構成要素で、説明上、部位毎に区別する必要のある場合は、各符号の末尾に「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」を付記するが、区別する必要のない場合は、これらの各文字を省略する。「Ａ」は基板ローダー部２の構成要素であることを示し、「Ｂ」は部品実装部３の構成要素であることを示し、「Ｃ」は基板アンローダー部４の構成要素であることを示す。
【００２８】
図３は図２のＩ−Ｉ線矢示図、図４はレール部材の正面一部断面図である。図３，４に示すように、レール部材５は、長尺状の多孔質部材５１と、長尺状の多孔質部材５１が嵌合し且つ接着される長尺状の枠体５２と、長尺状の枠体５２の外側に設けられたサイドガイド５３とを備える。
【００２９】
長尺状の多孔質部材５１は、３０μｍ〜９０μｍの微少径孔を多数有する市販のカーボン系の多孔質体をレール状に加工したもので構成される。なお、ステンレス、セラミックス、またはシリコン若しくはＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）などの樹脂系の材料で構成してもよい。多孔質部材５１は、搬入された基板Ｋの下側面両サイドに向けて０．２ＭＰａ程度の圧力で圧縮空気を噴出する手段として機能する。圧縮空気の噴出により、多孔質部材５１と基板Ｋの下面両サイドとの間には均一な圧力膜が形成され、これにより基板Ｋを多孔質部材５１の上面から３０μｍ程度浮上させることができる。
【００３０】
本形態では、多孔質部材５１の幅は、ヒーター８による加熱面を広く確保するため３ｍｍ〜５ｍｍ程度とされるが、熱膨張による基板Ｋの反りを抑制防止する目的で金属製のキャリアに基板Ｋを搭載して搬送する形態とした場合は、キャリアへの圧縮空気の作用面積を大きくする必要があるため３ｍｍ〜２０ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００３１】
長尺状の枠体５２は、長尺状の多孔質部材５１を内側に嵌合可能とする長溝５２１が形成され、長溝５２１の下側には、長溝５２１よりも幅細の長溝５２２が形成される。この長溝５２２は、多孔質部材５１の上面から圧縮空気が噴出するように圧縮空気を導く空気通路として機能する。長尺状の枠体５２は、長溝５２２に圧縮空気を導入するための圧空導入ポート５２３を備える。多孔質部材５１は、少なくとも基板Ｋの搬送面のみが多孔質となっていればよいため、長溝５２２及び圧空導入ポート５２３は側面に形成してもよい。サイドガイド５３は、搬送中の基板Ｋが搬送方向Ｌに直交する方向へ逸脱する動きを規制する手段として機能する。
【００３２】
なお、上述したレール部材５は、長尺状の枠体５２の中に長尺状の多孔質部材５１を埋め込むタイプであるが、例えば図５に示すように、長尺状の多孔質部材５１と同一幅であり断面視が略凹字形を呈する長尺状のプレート部材５４を、長尺状の多孔質部材５１の下に設け、幅方向（Ｙ方向）の外側及び内側にそれぞれサイドガイド５３及び内側プレート５５を接着剤等の固着手段により固定する形態とすることもできる。この場合、プレート部材５４の凹部５４１が、圧縮空気を導く空気通路として機能する。凹部５４１の幅は０．５ｍｍ〜１ｍｍ、深さは０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度が好ましい。この形態によると、上述した長尺状の枠体５２に比べて、加工に要する手間が少なくて手済み、装置の低コスト化を図ることができる。
【００３３】
圧空供給部６は、圧空供給ポンプ６１（図２参照）、継ぎ手６２、開閉バルブ６３及び配管６４から構成される。圧空供給ポンプ６１は、継ぎ手６２、開閉バルブ６３及び配管６４を介して基板ローダー部２、部品実装部３及び基板アンローダー部４における各長尺状の枠体５２の圧空導入ポート５２３に接続される。各開閉バルブ６３は図示しない制御装置により個別に制御可能とされる。なお、多孔質部材５１に供給する一次側空気には、複数の多段フィルターを通過させた清浄空気（例えばクラス１００のクリーンエア）を用いる。これにより、基板Ｋにゴミ等が付着することがなく、不良発生のおそれもない。また、供給する圧縮空気にイオナイザーを介することで静電気の除電ブローとしての役割を持たせることも可能である。
【００３４】
プッシャー７は、図２によく示されるように、平面視が略「Ｌ」字形状を呈するアーム７１と、アーム７１をＸ方向及びＺ方向に駆動するためのアクチュエータ７２とを備える。アーム７１は、Ｘ方向及びＺ方向への駆動により基板Ｋの後方端部に配置された状態でＸ方向に駆動されることで後端面Ｋ１を押圧可能とされる。プッシャー７に代えて、例えば、基板Ｋの前端サイドまたは基板Ｋの横両サイド若しくは横片サイドを把持した状態で搬送方向Ｌに駆動する可動式グリッパなどを使用してもよい。
【００３５】
ヒーター８は、搬送中の基板Ｋに加熱面が対向するように一対のレール部材５間に配設された扁平型のものであり、基板Ｋの温度が８０〜１２０°Ｃ程度に保持されるように加温制御される。一対のレール部材５Ａ間の距離を基板Ｋの幅程度にすることで、ヒーター８Ａを配設するのに十分なスペースが確保できる。
【００３６】
次に、以上のように構成された部品実装機１の実装動作について、図１〜６を参照して説明する。図６は実装動作時における開閉バルブの開閉状態を示すタイムチャートである。
【００３７】
基板ローダー部２において、第１プッシャー２４は、基板マガジン２１にストックされた基板Ｋのうち最下段にある基板ＫをＸ方向に押し出す。なお、ストックされた基板Ｋの実装箇所には予めアンダーフィル剤（接着剤）が塗布されている。このとき、開閉バルブ６３Ａは開いている（図６のｔ１参照）ため、圧空供給ポンプ６１からレール部材５Ａに圧縮空気が供給され、多孔質部材５１Ａからは、上方向に０．２ＭＰａ程度の圧力で圧縮空気が吹き出す。レール部材５Ａの上方に押し出された基板Ｋは、吹き出した圧縮空気により３０μｍ程度浮上した状態となる。この状態で第１プッシャー２４は元の位置に戻り、第２プッシャー７Ａのアーム７１Ａが基板Ｋの後方に配置された後、Ｘ方向に駆動されることで、基板Ｋを部品実装部３に受け渡す。
【００３８】
基板Ｋの前端面Ｋ２が部品実装部３に差し掛かる直前に、開閉バルブ６３Ｂが開くことにより（図６のｔ３参照）、レール部材５Ｂには圧空供給ポンプ６１から圧縮空気が供給され、多孔質部材５１Ｂからは、上方向に０．２ＭＰａ程度の圧力で圧縮空気が吹き出す。レール部材５Ｂの上方に搬入された基板Ｋは、吹き出した圧縮空気により３０μｍ程度浮上した状態となる。この状態で第２プッシャー７Ａのアーム７１Ａは元の位置に戻り、第３プッシャー７Ｂのアーム７１Ｂは、基板Ｋの後方に配置された後、Ｘ方向に駆動される。基板Ｋの全ての部分が部品実装部３に搬入された時点で、開閉バルブ６３Ａは閉じ（図６のｔ２参照）、レール部材５Ａからの圧縮空気の噴出は停止する。基板Ｋがレール部材５Ａ上を浮上しながらステージ３３の真上に到達すると、第３プッシャー７Ｂのアーム７１Ｂが停止すると共に基板ストッパー３８が突出し、基板Ｋはその前端面Ｋ２が基板ストッパー３８に当接することにより停止する。そして、レール部材５Ｂは基板搬送位置Ｂ１から部品実装位置Ｂ２まで降下する。レール部材５Ｂの降下により、基板Ｋはステージ３３上に載置される。基板Ｋを載置した状態でステージ３３は、基板真空吸着孔３２に真空圧を作用させることにより基板Ｋを吸着保持する。
【００３９】
この時点で開閉バルブ６３Ｂは一旦閉じ（図６のｔ４参照）、レール部材５Ｂからの圧縮空気の噴出は停止する。実装ヘッド３５は、部品ストッカー３４にストックされた実装すべき部品Ｃをピックアップした後、基板Ｋ上の実装箇所の上部に配置される。２視野カメラ３６は、部品Ｃとステージ３３上の基板ＫとのＸＹ方向位置を同時に読み取る。この位置データに基づいてアラインメント機構３７は、基板Ｋと部品ＣとのＸＹ位置関係が正確な実装箇所となるようにステージ３３を駆動してアラインメントを行う。アラインメントを行った後、実装ヘッド３５が降下し、部品Ｃを基板Ｋの実装箇所に加圧して実装を行う。実装後、実装ヘッド３５は上昇して元の位置に戻り、ステージ３３は基板Ｋの吸着保持を解除する。そして、開閉バルブ６３Ｂが再び開く（図６のｔ５参照）と共にレール部材５Ｂは部品実装位置Ｂ２から基板搬送位置Ｂ１まで上昇する。その結果、基板Ｋは再びレール部材５Ｂ上に浮上した状態となる。基板ストッパー３８が引っ込み、第３プッシャー７Ｂのアーム７１Ｂが基板Ｋの後方に配置された後、Ｘ方向に駆動されることで、基板Ｋを基板アンローダー部４に受け渡す。
【００４０】
基板Ｋの前端面Ｋ２が基板アンローダー部４に差し掛かる直前に、開閉バルブ６３Ｃが開くことにより（図６のｔ７参照）、レール部材５Ｃには圧空供給ポンプ６１から圧縮空気が供給され、多孔質部材５１Ｃからは、上方向に０．２ＭＰａ程度の圧力で圧縮空気が吹き出す。基板Ｋの全ての部分が基板アンローダー部４に搬入された時点で、開閉バルブ６３Ｂは閉じ（図６のｔ６参照）、レール部材５Ｂからの圧縮空気の噴出は停止する。レール部材５Ｃの上方に搬入された基板は、吹き出した圧縮空気により３０μｍ程度浮上した状態となる。この状態で第４プッシャー７Ｃのアーム７１Ｃは、基板Ｋの後方に配置された後、Ｘ方向に駆動されることで、基板Ｋを押圧して基板マガジン４１にストックする。
【００４１】
このような実装動作中において、ヒーター８Ａ，８Ｃ及びステージ３３の内部ヒーターは、基板Ｋの温度が８０〜１２０°Ｃ程度に保持されるように加温制御される。
【００４２】
以上のようにして、一枚の基板Ｋについての実装動作が終了する。次の基板Ｋに対する実装時には、基板マガジン２１は、前回送り出された基板Ｋの１枚上段の基板Ｋが送り出されるように、マガジン昇降機構２２により所定量降下し、第１プッシャー２４により送り出される。そして、上記実装動作と同様に部品実装部３にて部品Ｃが実装される。その後、基板マガジン４１は、前回ストックされた基板Ｋの上段に次の基板Ｋがストックされるように、マガジン昇降機構４２により所定量降下し、第４プッシャー７Ｃによりストックされる。このような動作を繰り返す。
【００４３】
このように、本発明に係る基板搬送装置によると、基板Ｋはレール部材５上に浮上した状態でプッシャー７により駆動されて搬送されるため、摩耗や衝撃や発塵や静電気の問題がない。したがって、高速での基板Ｋの搬送が可能であり、歩留まり及び生産性の向上が期待できると共に、基板搬送時に生じる基板の品質劣化が防止できる。併せてプッシャー７の負荷が少なくて済む。高速での搬送は、重量の重い基板に対しても可能であり、特に液晶ドライバー用途の個片フィルム基板を金属キャリアに集合化して搬送する場合に非常に有効である。また、基板Ｋが傾いた状態で供給された場合、搬送レールの両端に設けたサイドガイド５３により、基板Ｋの傾きが矯正されるため、安定して基板Ｋを搬送することができる。
【００４４】
また、レール部材５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、それぞれ個別に配設され、レール部材５Ａからレール部材５Ｃの順に圧縮空気が供給される。すなわち、切替手段６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃにより、基板Ｋの搬送に伴い、基板Ｋの搬送に供する一対のレール部材から圧縮空気が噴出し、基板Ｋの搬送に供しない一対のレール部材からは圧縮空気が噴出しないように、各圧空導入ポート５２３Ａ，５２３Ｂ，５２３Ｃに供給する圧縮空気を切り替えて導入するため、搬送中の基板Ｋの下面にのみ圧力膜を形成することができ、圧縮空気の消費量を節減することができる。また、搬送中の基板Ｋは、ヒーター８により温度が所定の一定温度に保持されるため、吸湿から生じる基板Ｋの品質劣化を防止することができる。例えば、基板が吸湿した水分の体積膨張や蒸発により、基板の実装箇所に塗布されたアンダーフィル剤における実装界面が剥離したりボイドが発生したりすることを防止できる。また、吸湿による体積変化のため基板が反ることも防止でき、部品や基板のバンプと電極との正確な接合ができ、より信頼性の高い実装を達成できる。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上に開示した実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る基板搬送装置を適用した部品実装機の概略構成を示す正面図である。
【図２】本発明に係る基板搬送装置を適用した部品実装機の概略構成を示す平面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線矢示図である。
【図４】レール部材の正面一部断面図である。
【図５】レール部材の他の形態を示す側面一部断面図である。
【図６】実装動作時における開閉バルブの開閉状態を示すタイムチャートである。
【図７】従来の基板搬送装置を適用した部品実装機の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 部品実装機
２ 基板ローダー部
３ 部品実装部
４ 基板アンローダー部
５ レール部材
７ プッシャー（基板駆動手段）
８ ヒーター
５１ 多孔質部材
５２ 枠体（圧空導入体）
５３ 規制部材
６３ 圧空切替手段
５２２ 長溝（空気通路）
５２３ 圧空導入ポート
Ｃ 部品
Ｋ 基板
Ｌ 搬送方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を部品実装部に順次供給する基板ローダー部と、供給されてきた基板に部品を実装する部品実装部と、部品が実装された基板を部品実装部から順次取り出す基板アンローダー部とを有する部品実装機における基板搬送装置であって、
前記基板ローダー部、前記部品実装部、前記基板アンローダー部の少なくともいずれかの部位に、前記基板の搬送方向に沿って互いに平行に配設され、前記基板を浮上させるための圧縮空気を吹き出すように構成された一対のレール部材と、当該一対のレール部材上に浮上した基板を前記搬送方向に駆動する基板駆動手段とを備えることを特徴とする部品実装機における基板搬送装置。
【請求項２】
前記一対のレール部材は、それぞれ前記圧縮空気を吹き出す微少口径の圧空噴出孔を多数有する長尺状の多孔質部材と、当該多孔質部材に取り付けられ多孔質部材の上面から圧縮空気が噴出するように圧縮空気を導く空気通路及びこの空気通路に圧縮空気を導入するための圧空導入ポートを備えた長尺状の圧空導入体とにより構成される請求項１に記載の部品実装機における基板搬送装置。
【請求項３】
前記一対のレール部材の外側には、前記基板の搬送方向と平行して設けられ前記基板がその搬送方向に直交する方向へ逸脱する動きを規制するための規制部材を備える請求項１または請求項２に記載の部品実装機における基板搬送装置。
【請求項４】
前記一対のレール部材は、前記基板ローダー部、前記部品実装部及び前記アンローダー部にそれぞれ個別に配設され、これら各部位における一対のレール部材には、それぞれ個別に圧空導入ポートが設けられ、基板の搬送に伴い、基板の搬送に供する一対のレール部材から圧縮空気が噴出し、基板の搬送に供しない一対のレール部材からは圧縮空気が噴出しないように、各圧空導入ポートに供給する圧縮空気を切り替えて導入する切替手段を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の部品実装機における基板搬送装置。
【請求項５】
前記一対のレール部材間に前記基板を所定の一定温度に保持するためのヒーターを備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の部品実装機における基板搬送装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の部品実装機における基板搬送装置を用いた部品実装機における基板搬送方法であって、前記一対のレール部材から、前記基板を浮上させるための圧縮空気を吹き出し、当該一対のレール部材上に浮上した基板を前記搬送方向に基板駆動手段により駆動することを特徴とする部品実装機における基板搬送方法。
【請求項７】
請求項４または請求項５に記載の部品実装機における基板搬送装置を用いた部品実装機における基板搬送方法であって、基板の搬送に伴い、前記切替手段により、基板の搬送に供する一対のレール部材から圧縮空気が噴出し、基板の搬送に供しない一対のレール部材からは圧縮空気が噴出しないように、各圧空導入ポートに供給する圧縮空気を切り替えて導入することを特徴とする部品実装機における基板搬送方法。
【請求項１】
基板を部品実装部に順次供給する基板ローダー部と、供給されてきた基板に部品を実装する部品実装部と、部品が実装された基板を部品実装部から順次取り出す基板アンローダー部とを有する部品実装機における基板搬送装置であって、
前記基板ローダー部、前記部品実装部、前記基板アンローダー部の少なくともいずれかの部位に、前記基板の搬送方向に沿って互いに平行に配設され、前記基板を浮上させるための圧縮空気を吹き出すように構成された一対のレール部材と、当該一対のレール部材上に浮上した基板を前記搬送方向に駆動する基板駆動手段とを備えることを特徴とする部品実装機における基板搬送装置。
【請求項２】
前記一対のレール部材は、それぞれ前記圧縮空気を吹き出す微少口径の圧空噴出孔を多数有する長尺状の多孔質部材と、当該多孔質部材に取り付けられ多孔質部材の上面から圧縮空気が噴出するように圧縮空気を導く空気通路及びこの空気通路に圧縮空気を導入するための圧空導入ポートを備えた長尺状の圧空導入体とにより構成される請求項１に記載の部品実装機における基板搬送装置。
【請求項３】
前記一対のレール部材の外側には、前記基板の搬送方向と平行して設けられ前記基板がその搬送方向に直交する方向へ逸脱する動きを規制するための規制部材を備える請求項１または請求項２に記載の部品実装機における基板搬送装置。
【請求項４】
前記一対のレール部材は、前記基板ローダー部、前記部品実装部及び前記アンローダー部にそれぞれ個別に配設され、これら各部位における一対のレール部材には、それぞれ個別に圧空導入ポートが設けられ、基板の搬送に伴い、基板の搬送に供する一対のレール部材から圧縮空気が噴出し、基板の搬送に供しない一対のレール部材からは圧縮空気が噴出しないように、各圧空導入ポートに供給する圧縮空気を切り替えて導入する切替手段を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の部品実装機における基板搬送装置。
【請求項５】
前記一対のレール部材間に前記基板を所定の一定温度に保持するためのヒーターを備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の部品実装機における基板搬送装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の部品実装機における基板搬送装置を用いた部品実装機における基板搬送方法であって、前記一対のレール部材から、前記基板を浮上させるための圧縮空気を吹き出し、当該一対のレール部材上に浮上した基板を前記搬送方向に基板駆動手段により駆動することを特徴とする部品実装機における基板搬送方法。
【請求項７】
請求項４または請求項５に記載の部品実装機における基板搬送装置を用いた部品実装機における基板搬送方法であって、基板の搬送に伴い、前記切替手段により、基板の搬送に供する一対のレール部材から圧縮空気が噴出し、基板の搬送に供しない一対のレール部材からは圧縮空気が噴出しないように、各圧空導入ポートに供給する圧縮空気を切り替えて導入することを特徴とする部品実装機における基板搬送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−１５８０９７（Ｐ２００７−１５８０９７Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５２２６９（Ｐ２００５−３５２２６９）
【出願日】平成１７年１２月６日（２００５．１２．６）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月６日（２００５．１２．６）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]