电路板制造装置的制作方法

本实用新型涉及电路板制造装置。

背景技术：

在电路板的制造工序中包含将膏状的焊料印刷到印刷布线板上的印刷工序、将元件安装到印刷有焊料的印刷布线板上的安装工序以及使焊料熔融来使元件与印刷布线板结合的工序。为了使焊料熔融，使用了回流炉。此时，安装有元件的印刷布线板被整体加热，只有焊料的部分熔融。之后，印刷布线板从回流炉被运送至外部，进行冷却。关于冷却，通过将印刷布线板放置到成为目标温度(以下称为“放冷”)来进行。

作为印刷布线板的布线使用的铜、以及用于元件与印刷布线板的结合的焊料比较难以被氧化。因此，即使冷却是放冷，通常，在印刷布线板的布线部分、以及元件与印刷布线板的结合部分不会产生氧化等。但是，极少数情况下会产生不希望的氧化等劣化。特别是，在对产品要求非常低的不合格产生率时，需要抑制伴随回流炉中的加热的、氧化等劣化。

技术实现要素：

本实用新型是鉴于上述情况而完成的，其课题在于提供能够在电路板中抑制氧化等劣化的电路板制造装置。

作为上述课题的解决手段，本实用新型的例示的一个实施方式的方案是一种电路板制造装置，其具有：投放装置，其向制造电路板的生产线中投放印刷布线板；印刷装置，其将焊料印刷到投放于所述生产线中的所述印刷布线板上；元件安装机，其将元件安装到印刷有所述焊料的所述印刷布线板上；回流炉，其对安装有所述元件的所述印刷布线板进行加热，将所述元件与所述印刷布线板焊接在一起而形成所述电路板；第一运送装置，其配置于所述投放装置与所述印刷装置之间；第二运送装置，其配置于所述印刷装置与所述元件安装机之间；第三运送装置，其配置于所述元件安装机与所述回流炉之间；第四运送装置，其从所述回流炉朝向所述元件安装机的相反侧延伸；第一止动器，其沿着所述第四运送装置配置；以及第一鼓风机，其沿着所述第四运送装置配置，所述投放装置具有能够收纳多个所述印刷布线板的投放储料器，所述印刷装置具有形成有多个孔的金属制成的掩模构件，所述回流炉具有：气氛控制装置，其将所述回流炉的内部空间中的氧气浓度保持为比所述回流炉的外部空间中的氧气浓度低；加热装置，其将所述内部空间的温度保持为规定的温度；以及回流炉内运送装置，其配置于所述内部空间中，并且能够运送搬入到所述内部空间中的所述印刷布线板，所述第一止动器相对于所述第四运送装置中的所述电路板的运送路径能够进退，所述第一鼓风机与所述第一止动器相邻。

根据本实用新型的例示的一个实施方式，能够在电路板中抑制氧化等劣化。

附图说明

图1是实施方式的电路板制造装置的示意图。

图2是实施方式的投放储料器的示意图。

图3是实施方式的掩模构件的示意图。

图4是示出实施方式的焊接的一例的图。

图5是沿着图1中的V箭头方向的图。

图6是沿着图5中的VI箭头方向的图。

标号说明

1：电路板制造装置；2：投放装置；3：印刷装置；4：元件安装机；5：回流炉；6：中间储料器；10：印刷布线板；11：元件；12：电路板；20：投放储料器；30：掩模构件；30h：孔；5s：内部空间；50：气氛控制装置；51：加热装置；52：回流炉内运送装置；91：第一运送装置；92：第二运送装置；93：第三运送装置；94：第四运送装置；101A：第一止动器；101B：第二止动器；110A：第一鼓风机；110B：第二鼓风机；L：生产线。

具体实施方式

以下，根据附图对本实用新型的实施方式进行说明。在以下的实施方式中，作为电路板制造装置的一例，列举如下电路板制造装置进行说明：向制造电路板的生产线中投放印刷布线板，依次实施多个加工工序来制造电路板。在以下的说明所使用的附图中，为了成为能够识别各构件的大小，对各构件的比例尺进行了适当变更。

在以下的说明中，设定XYZ垂直坐标系，参照着该XYZ垂直坐标系来对各构件的位置关系进行说明。设水平面内的规定方向为X方向，设在水平面内与X方向垂直的方向为Y方向，设与X方向和Y方向分别垂直的方向(即铅直方向)为Z方向。

<装置整体>

如图1所示，电路板制造装置1具有：投放装置2；印刷装置3；元件安装机4；回流炉5；中间储料器6；外观检查装置7；产品储料器8以及运送机构9。

印刷布线板10等(包括电路板12)被沿着在X方向上延伸的生产线L运送。以下，在生产线L等中，将投放装置2的一侧作为“上游侧(－X方向侧)”，将产品储料器8的一侧作为“下游侧(+X方向侧)”。

<运送机构>

运送机构9具有多个(例如在本实施方式中是5个)运送装置91～95(第一运送装置91、第二运送装置92、第三运送装置93、第四运送装置94以及第五运送装置95)。在本实施方式中，从上游侧向下游侧按顺序排列有：投放装置2、第一运送装置91、印刷装置3、第二运送装置92、元件安装机4、第三运送装置93、回流炉5、第四运送装置94、中间储料器6、第五运送装置95、外观检查装置7以及产品储料器8。

具体而言，第一运送装置91配置于投放装置2与印刷装置3之间。第二运送装置92配置于印刷装置3与元件安装机4之间。第三运送装置93配置于元件安装机4与回流炉5之间。第四运送装置94从回流炉5朝向下游侧延伸。即，第四运送装置94相对于回流炉5朝向元件安装机4的相反侧延伸。第四运送装置94配置于回流炉5与中间储料器6之间。第五运送装置95配置于中间储料器6与产品储料器8之间。例如，运送装置91～95是带式输送机。运送装置91～95能够分别独立地驱动。

<投放装置>

投放装置2配置于生产线L的最上游侧(即，上游端)。投放装置2将印刷布线板10投放到生产线L中。印刷布线板10呈矩形板状。投放装置2具有投放储料器20和投放装置内运送装置23。

如图2所示，投放储料器20能够收纳多个印刷布线板10。投放储料器20具有升降装置22和多个槽21。

槽21具有沿X方向延伸的支承构件21a。支承构件21a能够支承印刷布线板10的Y方向两端。槽21的内部空间21s的大小为至少能够收纳1张印刷布线板10的大小。

升降装置22能够使多个槽21作为一个刚体而升降。升降装置22能够对槽21的高度(Z方向的位置)进行无级调节。升降装置22具有滚珠丝杠22a以及驱动装置22b。滚珠丝杠22a的长度处于Z方向上。驱动装置22b具有马达。滚珠丝杠22a将马达的旋转运动转换为沿着Z方向的直线运动。

如图1所示，投放装置内运送装置23配置于投放装置2的内部空间2s中。投放装置内运送装置23能够运送印刷布线板10。例如，投放装置内运送装置23是带式输送机。投放装置内运送装置23具有在水平方向上扩展并且能够载置印刷布线板10的运送面23a(上表面)。

如图2所示，在运送印刷布线板10时，升降装置22使槽21的支承构件21a的高度与投放装置内运送装置23的运送面23a(参照图1)的高度对齐。具体而言，使支承构件21a的支承面(上表面)与投放装置内运送装置23的运送面23a的高度对齐。在本实施方式中，支承构件21a沿X方向延伸，并且，运送面23a在水平方向扩展，由此，能够将收纳于槽21的印刷布线板10顺利地交付至运送面23a。

<印刷装置>

如图1所示，印刷装置3隔着第一运送装置91而配置于投放装置2的下游侧。

印刷装置3将焊料印刷至投放到了生产线L中的印刷布线板10上。印刷装置3具有掩模构件30(参照图3)以及印刷装置内运送装置33。如图3所示，在掩模构件30上形成有多个孔30h。掩模构件30是金属制成的。例如，掩模构件30是不锈钢制成的。

掩模构件30具有长方形的板形状。多个孔30h配置于与元件11(被安装于印刷布线板10)(参照图4)的端子部相当的位置。例如，元件11是电容器等电子元件。在俯视观察时，孔30h的形状呈矩形形状、三角形状、五边形形状、圆形形状等各种形状。

掩模构件30具有多个(例如在本实施方式中是2个)掩模部31、32(第一掩模部31以及第二掩模部32)。第一掩模部31以及第二掩模部32彼此相邻。第一掩模部31以及第二掩模部32具有以掩模构件30的中心30c为对称轴而旋转对称(2重对称)的形状。由此，对于印刷对象，能够一次形成2个印刷图案。即，能够同时进行焊料在2个印刷布线板10上的印刷。

在本实施方式中，印刷是丝网印刷(筛网印刷)。例如，将掩模构件30作为筛网来覆盖作为印刷对象的印刷布线板10，将膏状的焊料载置于掩模构件30，使刮刀在与掩模构件30的表面接触的状态下移动。由此，膏状的焊料穿过掩模构件30的孔而附着于印刷布线板10。

如图1所示，印刷装置内运送装置33配置于印刷装置3的内部空间3s中。印刷装置内运送装置33能够运送搬入到印刷装置3的内部空间3s中的印刷布线板10。印刷装置内运送装置33将印刷有焊料的印刷布线板10向下游侧运送。例如，印刷装置内运送装置33是带式输送机。

<元件安装机>

元件安装机4隔着第二运送装置92而配置于印刷装置3的下游侧。

元件安装机4将元件11(参照图4)安装至印刷有焊料的印刷布线板10。元件安装机4具有元件供给装置40、嘴部41、移动装置42以及安装机内运送装置43。元件供给装置40将元件11供给至规定的区域。嘴部41能够吸附元件11。移动装置42能够使嘴部41沿水平方向(XY方向)以及上下方向(Z方向)移动。例如，通过嘴部41吸附从元件供给装置40供给的元件11，将所吸附的元件11安装至印刷布线板10的目标位置。

安装机内运送装置43配置于元件安装机4的内部空间4s中。安装机内运送装置43能够运送搬入到元件安装机4的内部空间4s中的印刷布线板10。安装机内运送装置43将安装有元件11的印刷布线板10向下游侧运送。例如，安装机内运送装置43是带式输送机。

<回流炉>

回流炉5隔着第三运送装置93配置于元件安装机4的下游侧。

回流炉5对安装有元件11的印刷布线板10进行加热，将元件11与印刷布线板10焊接在一起而形成电路板12。回流炉5具有气氛控制装置50、加热装置51以及回流炉内运送装置52。气氛控制装置50将回流炉5的内部空间5s中的氧气浓度(以下称为“回流炉内氧气浓度”。)保持为比回流炉5的外部空间(大气)中的氧气浓度低。例如，回流炉内氧气浓度在100ppm以上且2000ppm以下。更优选回流炉内氧气浓度在100ppm以上且800ppm以下。

加热装置51将回流炉5的内部空间5s的温度(以下称为“回流炉内温度”。)保持为规定的温度。加热装置51使回流炉5的内部空间5s成为最佳的温度分布。回流炉内温度根据焊料而不同。例如，在使用无铅焊料的情况下，加热装置51将回流炉5的入口附近(上游侧)保持为150度左右，将出口附近(下游侧)保持为110度左右，将中途的成为最高温度的位置保持为250度左右。

加热装置51对完成了焊料印刷以及元件安装后的印刷布线板10进行整体加热。加热装置51仅使焊料部分熔融。由此，将元件11的端子部与印刷布线板10的布线部分通过焊接(参照图4)而结合，形成电路板12。

回流炉内运送装置52配置于回流炉5的内部空间5s中。投放装置内运送装置23能够运送搬入到回流炉5的内部空间5s中的印刷布线板10。回流炉内运送装置52由具有能够充分耐受加热装置51的热的耐热性的构件形成。例如，回流炉内运送装置52是金属制成的带式输送机。

<中间储料器>

中间储料器6隔着第四运送装置94配置于回流炉5的下游侧。即，中间储料器6相对于第四运送装置94配置于与回流炉5相反的一侧。

中间储料器6能够收纳多个电路板12。由于中间储料器6是与上述投放储料器20同样的结构，因此，省略其详细的说明。

<外观检查装置>

外观检查装置7隔着第五运送装置95配置于中间储料器6的下游侧。

外观检查装置7检查电路板12的外观。外观检查装置7具有摄像装置70、计算机71以及外观检查装置内运送装置72。摄像装置70拍摄电路板12。例如，摄像装置70是照相机。摄像装置70与计算机71连接。计算机71具有存储器71a以及处理器71b。

例如，摄像装置70的拍摄结果(以下称为“拍摄图像”。)被输出给计算机71。计算机71对存储于存储器71a中的基准图像与拍摄图像进行对比，将电路板12判定为“合格品”或者“不合格品”。具体而言，计算机71在基准图像与拍摄图像的差异在规定的阈值以下的情况下，判定为“合格品”。计算机71在基准图像与拍摄图像的差异超过规定的阈值的情况下，判定为“不合格品”。例如，计算机71当在电路板12的焊接部分存在不良、或者在电路板12上附着有异物的情况下，判定为“不合格品”。由此，能够避免不合格品的流出。

另外，电路板12的外观检查有时需要比回流炉5中的焊接要长的时间。在该情况下，可能产生在回流炉5与外观检查装置7之间调整电路板12的运送速度的需要。但是，根据本实施方式，由于在回流炉5与外观检查装置7之间配置有中间储料器6，因此，即使在电路板12的外观检查需要长时间的情况下，也能够将从回流炉5运出的电路板12依次收纳于中间储料器6中。因此，即使在电路板12的外观检查需要长时间的情况下，也不需要在回流炉5与外观检查装置7之间调整电路板12的运送速度，是优选的。

外观检查装置内运送装置72配置于外观检查装置7的内部空间7s中。外观检查装置内运送装置72能够运送搬入到外观检查装置7的内部空间7s中的电路板12。外观检查装置内运送装置72将判定为“合格品”的电路板12运送向下游侧。例如，外观检查装置内运送装置72是带式输送机。

<产品储料器>

产品储料器8配置于外观检查装置7的下游侧。产品储料器8能够收纳多个电路板12。由于产品储料器8是与上述投放储料器20同样的结构，因此，省略其详细的说明。

在产品储料器8中仅收纳在外观检查装置7中被判定为“合格品”的电路板12。收纳于产品储料器8中的电路板12在生产线L之外(离线)进行是否正常地动作的检查(功能检查)。

<冷却机构>

电路板制造装置1还具有冷却机构100。冷却机构100对从回流炉5运送出的电路板12进行冷却。冷却机构100具有：多个(例如在本实施方式中是2个)止动器101A、101B(第一止动器101A以及第二止动器101B)；和多个(例如在本实施方式中是3个)鼓风机110A、110B、110C(第一鼓风机110A、第二鼓风机110B以及第三鼓风机110C)。

<止动器>

如图5所示，止动器101A、101B沿着第四运送装置94配置。第一止动器101A配置于回流炉5附近。第二止动器101B相对于第一止动器101A配置于回流炉5的相反侧。即，第二止动器101B配置成比第一止动器101A靠下游侧。

止动器101A、101B能够使从回流炉5运出的电路板12停止。在本实施方式中，电路板12从回流炉5一个一个按顺序被运送出来。因此，在止动器101A、101B处，使电路板12一个一个停止。止动器101A、101B能够相对于第四运送装置94中的电路板12的运送路径进退。止动器101A、101B具有臂部102、轴支承部103、以及驱动装置104。

如图6所示，臂部102呈L字状。轴支承部103支承臂部102的基端。轴支承部103具有沿着X方向的旋转轴线103a。驱动装置104具有使臂部102以旋转轴线103a为中心旋转的马达。也可以代替该马达，使用由压缩空气等驱动的致动器。

运送电路板12时，驱动装置104使臂部102以旋转轴线103a为中心顺时针(向箭头V1的方向)旋转。由此，止动器101A、101B从第四运送装置94中的电路板12的运送路径退避。从回流炉5运出的电路板12被朝向中间储料器6运送(参照图5)。

电路板12停止时，驱动装置104使臂部102以旋转轴线103a为中心逆时针(向与箭头V1相反方向的箭头V2的方向)旋转。由此，止动器101A、101B进入到第四运送装置94中的电路板12的运送路径中。从回流炉5运出的电路板12通过止动器101A、101B而停止(参照图5)。

在电路板12停止时，臂部102的末端靠近第四运送装置94的+Y方向侧的部分。臂部102的长度(从基端到末端的Y方向的长度)比第四运送装置94的宽度(Y方向的长度)短。由此，与将臂部102的长度设定得长于第四运送装置94的宽度以上的情况相比，能够使臂部102顺畅地旋转(即，提升臂部102的可动性)。因此，能够使止动器101A、101B相对于第四运送装置94中的电路板12的运送路径顺畅地进退。

<鼓风机>

如图5所示，鼓风机110A、110B沿着第四运送装置94配置。第一鼓风机110A与第一止动器101A相邻。第二鼓风机110B与第二止动器101B相邻。鼓风机110A、110B朝向从回流炉5运出的电路板12送风。

鼓风机110A、110B、110C具有绕轴线111旋转的风扇112。风扇112向沿着轴线111的方向送风。例如，风扇112是螺旋桨式风扇等轴流风扇。

在图5的侧视图中，鼓风机110A、110B的轴线111与第四运送装置94的运送面94a相交。具体来说，第一鼓风机110A的轴线111相对于第四运送装置94的运送面94a倾斜。在图5的侧视图中，第一鼓风机110A的轴线111以越往+X方向侧越位于-Z方向的方式倾斜。另一方面，第二鼓风机110B的轴线111与第四运送装置94的运送面94a实质上垂直。

冷却电路板12时，除了第四运送装置94的驱动停止之外，还进行基于止动器101A、101B的停止。冷却电路板12时，第一鼓风机110A朝向通过第一止动器101A而停止的电路板12送风。另一方面，第二鼓风机110B朝向通过第二止动器101B而停止的电路板12送风。

第三鼓风机110C配置于中间储料器6的周围。在图5中为了方便，只图示了配置于中间储料器6的上方的第三鼓风机110C。第三鼓风机110C朝向收纳于中间储料器6的槽中的电路板12送风。例如，从高效地冷却电路板12的观点出发，第三鼓风机110C的轴线也可以朝向槽的入口倾斜。

如以上说明的那样，上述实施方式的电路板制造装置1具有：投放装置2，其向制造电路板12的生产线L中投放印刷布线板10；印刷装置3，其将焊料印刷到投放于生产线L中的印刷布线板10上；元件安装机4，其将元件11安装到印刷有焊料的印刷布线板10上；回流炉5，其对安装有元件11的印刷布线板10进行加热，将元件11与印刷布线板10焊接在一起而形成电路板12；第一运送装置91，其配置于投放装置2与印刷装置3之间；第二运送装置92，其配置于印刷装置3与元件安装机4之间；第三运送装置93，其配置于元件安装机4与回流炉5之间；第四运送装置94，其从回流炉5朝向元件安装机4的相反侧延伸；第一止动器101A，其沿着第四运送装置94配置；以及第一鼓风机110A，其沿着第四运送装置94配置，投放装置2具有能够收纳多个印刷布线板10的投放储料器20，印刷装置3具有形成有多个孔30h的金属制成的掩模构件30，回流炉5具有：气氛控制装置50，其将回流炉内氧气浓度保持为比回流炉5的外部空间中的氧气浓度低；加热装置51，其将回流炉内温度保持为规定的温度；以及回流炉内运送装置52，其配置于内部空间5s中，并且能够运送搬入到内部空间5s中的印刷布线板10，第一止动器101A相对于第四运送装置94中的电路板12的运送路径能够进退，第一鼓风机110A与第一止动器101A相邻。

根据该结构，通过具有沿着第四运送装置94配置的第一鼓风机110A，能够通过第一鼓风机110A将从回流炉5运出的暴露在氧气(空气)中的电路板12迅速冷却。因此，能够抑制电路板12的金属部分的氧化。此外，能够抑制在电路板12中产生氧化以外的化学反应。因此，能够在电路板12中抑制氧化等劣化。

另外，一般认为在使从回流炉5运出的电路板12停止时，只要停止第四运送装置94的驱动即可。但是，仅使第四运送装置94的驱动停止，存在从回流炉5运出的电路板12偏离目标停止位置的可能。但是，根据本实施方式的结构，由于沿着第四运送装置94配置第一止动器101A，因此，能够容易地通过第一止动器101A使电路板12在目标停止位置停止。例如，即使在尽管是本来应该停住的位置但电路板12却还在移动的情况下，通过除了第四运送装置94的驱动停止之外还进行基于第一止动器101A的停止，能够使电路板12在第四运送装置94的运送面94a上滑动而停止。

此外，根据该结构，通过具有：第二止动器101B，其相对于第一止动器101A配置于回流炉5的相反侧，并且相对于第四运送装置94中的电路板12的运送路径能够进退；以及第二鼓风机110B，其与第二止动器101B相邻，获得以下效果。

在基于第一鼓风机110A的冷却之后，即使在因电路板12内部的热使得电路板12的表面部分复热的情况下，通过第二鼓风机110B也能够冷却电路板12，因此，能够更进一步地在电路板12中抑制氧化等劣化。

此外，根据该结构，通过还具有：中间储料器6，其相对于第四运送装置94配置于回流炉5的相反侧，并且能够收纳多个电路板12；以及第三鼓风机110C，其配置于中间储料器6的周围，获得以下效果。

当在中间储料器6中临时保管从回流炉5运出的电路板12时，由于能够通过第三鼓风机110C来冷却电路板12，因此能够抑制电路板12的温度上升。

本实用新型不限于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。

例如，在上述实施方式中，列举了作为冷却机构100具有两个止动器101A、101B以及三个鼓风机110A、110B、110C的示例进行了说明，但是不限于此。例如，止动器的配置数量可以是1个或者3个以上。此外，鼓风机的配置数量也可以是1个或者2个、或者4个以上。

此外，在上述实施方式中，列举了冷却电路板12时，除了停止第四运送装置94的驱动之外还进行基于止动器101A、101B的停止的示例进行了说明，但是不限于此。例如，可以是，冷却电路板12时，在第四运送装置94进行驱动的状态下，只进行基于止动器101A、101B的停止。