对基板作业机及插入方法与流程

本发明涉及将具有引脚的引脚元件向基板安装的对基板作业机及用于将具有引脚的引脚元件向基板插入的插入方法。

背景技术：

向形成于基板的贯通孔插入引脚，并对该引脚进行钎焊，由此引脚元件安装于基板。下述专利文献记载了向插入于贯通孔的引脚喷流熔融焊料，由此向引脚涂布熔融焊料来将引脚元件向基板钎焊的技术。

专利文献1：国际公开第2014/045370号

专利文献2：日本特开2012-028712号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

根据上述专利文献记载的技术，能够进行引脚元件向基板的钎焊。然而，在熔融焊料向引脚的涂布时，可能会产生引脚元件的位置偏差。另外，不仅是熔融焊料的涂布时，而且即使在熔融焊料的涂布结束后，在熔融焊料的固化时，由于表面张力等，也可能会产生引脚元件的位置偏差。这样，当产生了引脚元件的位置偏差时，引脚元件的安装精度下降，基板的品质下降。本发明鉴于这样的实际情况而作出，本发明的课题在于提高引脚元件的安装精度。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明记载的对基板作业机的特征在于，具备：保持装置，保持具有引脚的引脚元件，并使上述引脚向形成于基板的贯通部插入；涂布装置，向插入于上述贯通部的上述引脚涂布熔融焊料；及控制装置，上述控制装置具有：插入部，通过上述保持装置向上述贯通部插入上述引脚；涂布部，通过上述涂布装置向保持于上述保持装置的状态下的上述引脚元件的上述引脚涂布熔融焊料；及保持解除部，以在上述涂布装置对上述引脚的涂布结束之后上述引脚元件也继续被保持于上述保持装置的方式设置设定时间，在经过了上述设定时间之后，解除上述保持装置对上述引脚元件的保持。

发明效果

根据本发明，能够提高引脚元件的安装精度。

附图说明

图1是表示元件安装机的立体图。

图2是表示元件安装装置的立体图。

图3是表示钎焊装置的立体图。

图4是表示控制装置的框图。

图5是表示向插入于电路基材的贯通孔内的引脚喷流熔融焊料的状态的概略图。

图6是表示在熔融焊料向引脚的喷流结束之后，也通过吸嘴保持引脚元件的状态的概略图。

具体实施方式

以下，作为用于实施本发明的方式，参照附图来详细地说明本发明的实施例。

<元件安装机的结构>

图1示出元件安装机10。元件安装机10是用于执行元件对于电路基材12的安装作业的装置。元件安装机10具备：装置主体20、基材输送保持装置22、元件安装装置24、标记相机26、零件相机28、元件供给装置30、散装元件供给装置32、钎焊装置(参照图3)36及控制装置(参照图4)38。另外，作为电路基材12，可列举电路基板、三维结构的基材等，作为电路基板，可列举印刷配线板、印刷电路板等。

装置主体20由框架部40及架设于该框架部40的梁部42构成。基材输送保持装置22配置在框架部40的前后方向上的中央，具有输送装置50和夹持装置52。输送装置50是输送电路基材12的装置，夹持装置52是保持电路基材12的装置。由此，基材输送保持装置22输送电路基材12，并在预定的位置处保持电路基材12。另外，在以下的说明中，将电路基材12的输送方向称为x方向，将与该方向垂直的水平的方向称为y方向，将铅垂方向称为z方向。也就是说，元件安装机10的宽度方向为x方向，前后方向为y方向。

元件安装装置24配置于梁部42，具有两台作业头60、62及作业头移动装置64。如图2所示，在各作业头60、62的下端面设有吸嘴66，通过该吸嘴66吸附保持元件。另外，作业头移动装置64具有：x方向移动装置68、y方向移动装置70及z方向移动装置72。并且，通过x方向移动装置68和y方向移动装置70，而两台作业头60、62一体地向框架部40上的任意位置移动。另外，各作业头60、62可拆装地安装于滑动件74、76，z方向移动装置72使滑动件74、76单独地沿着上下方向移动。也就是说，作业头60、62通过z方向移动装置72而单独地沿着上下方向移动。

标记相机26以朝向下方的状态安装于滑动件74，与作业头60一起沿着x方向、y方向及z方向移动。由此，标记相机26拍摄框架部40上的任意位置。如图1所示，零件相机28以朝向上方的状态配置在框架部40上的基材输送保持装置22与元件供给装置30之间。由此，零件相机28拍摄把持于作业头60、62的吸嘴66的元件。

元件供给装置30配置在框架部40的前后方向上的一侧的端部。元件供给装置30具有托盘型元件供给装置78及供料器型元件供给装置(参照图4)80。托盘型元件供给装置78是供给载置于托盘上的状态下的元件的装置。供料器型元件供给装置80是通过带式供料器、杆式供料器(省略图示)供给元件的装置。

散装元件供给装置32配置在框架部40的前后方向上的另一侧的端部。散装元件供给装置32是使零散地散布的状态的多个元件整齐排列而以整齐排列后的状态供给元件的装置。也就是说，是使任意姿势的多个元件整齐排列成预定的姿势，而供给预定的姿势的元件的装置。另外，作为由元件供给装置30及散装元件供给装置32供给的元件，可列举电子电路元件、电源模块的构成元件等。另外，电子电路元件存在具有引脚的元件、不具有引脚的元件等。

钎焊装置36配置在输送装置50的下方，如图3所示，具有喷流装置100和喷流装置移动装置102。喷流装置100包括：焊料槽106、喷流嘴108及嘴罩110。焊料槽106呈大致长方体形状，在内部积存有熔融焊料。喷流嘴108立设于焊料槽106的上表面。并且，通过泵(省略图示)的工作而从焊料槽106汲取熔融焊料，从喷流嘴108的上端部朝着上方喷流熔融焊料。另外，嘴罩110大致呈圆筒状，以包围喷流嘴108的方式配置于焊料槽106的上表面。并且，从喷流嘴108的上端部喷流的熔融焊料通过喷流嘴108的外周面与嘴罩110的内周面之间，向焊料槽106的内部回流。

喷流装置移动装置102具有：滑动件112、x方向移动装置114、y方向移动装置116及z方向移动装置118。滑动件112呈大致板状，在滑动件112的上表面配置有喷流装置100。另外，x方向移动装置114使滑动件112沿着输送装置50输送电路基材12的输送方向，也就是说，x方向移动，y方向移动装置116使滑动件112沿着y方向移动。此外，z方向移动装置118使滑动件112沿着z方向，也就是说，上下方向移动。由此，喷流装置100在输送装置50的下方，通过喷流装置移动装置102的工作而向任意的位置移动。

另外，如图4所示，控制装置38具备：控制器152、多个驱动电路154及图像处理装置156。多个驱动电路154连接于上述输送装置50、夹持装置52、作业头60、62、作业头移动装置64、托盘型元件供给装置78、供料器型元件供给装置80、散装元件供给装置32、喷流装置100及喷流装置移动装置102。控制器152具备cpu、rom、ram等，以计算机为主体，并连接于多个驱动电路154。由此，基材输送保持装置22、元件安装装置24等的工作由控制器152控制。另外，控制器152也连接于图像处理装置156。图像处理装置156对通过标记相机26及零件相机28得到的图像数据进行处理，控制器152从图像数据取得各种信息。

<元件安装机的工作>

在元件安装机10中，通过上述结构，对于保持于基材输送保持装置22的电路基材12进行元件的安装作业。在元件安装机10中，能够向电路基材12安装各种元件，但是以下说明向电路基材12安装具有引脚的元件(以下，有时简称为“引脚元件”)的情况。

具体而言，电路基材12被输送至作业位置，在该位置处，由夹持装置52保持。接下来，标记相机26向电路基材12的上方移动，拍摄电路基材12。由此，得到与电路基材12的保持位置等相关的信息。另外，元件供给装置30或散装元件供给装置32在预定的供给位置处供给引脚元件。并且，作业头60、62中的任一个作业头向元件的供给位置的上方移动，通过吸嘴66保持元件。另外，如图5所示，引脚元件140由元件主体部142和从元件主体部142的底面延伸出的两个引脚144构成。并且，引脚元件140由吸嘴66在元件主体部142的与底面相反一侧的面处吸附保持。

接下来，保持有引脚元件140的作业头60、62向零件相机28的上方移动，通过零件相机28拍摄保持于吸嘴66的引脚元件140。由此，得到与元件的保持位置等相关的信息。接下来，保持有引脚元件140的作业头60、62向电路基材12的上方移动，对电路基材12的保持位置的误差、元件的保持位置的误差等进行补正。并且，由吸嘴66吸附保持的引脚元件140的引脚144向形成于电路基材12的贯通孔148插入。

另外，引脚144的插入量按照引脚元件140的各种类来设定。具体而言，例如，将引脚144向贯通孔148插入至引脚元件140的元件主体部142的底面与电路基材12的上表面接触为止的情况、以维持引脚元件140的元件主体部142的底面与电路基材12的上表面分离的状态的方式向贯通孔148插入引脚144的情况等，按照引脚元件140的各种类来设定引脚144的插入量。此外，在本说明中，说明以维持引脚元件140的元件主体部142的底面与电路基材12的上表面分离的状态的方式向贯通孔148插入引脚144的情况下，也就是说，引脚144以引脚元件140的元件主体部142从电路基材12浮起的状态插入于贯通孔148的情况。

另外，在向电路基材12的贯通孔148插入引脚144时，喷流装置100向贯通孔148的下方移动。并且，通过喷流装置100向由吸嘴66保持的状态下的引脚元件140的引脚144喷流熔融焊料，而向引脚144涂布熔融焊料。详细而言，在由吸嘴66吸附保持的引脚元件140的引脚144向形成于电路基材12的贯通孔148插入时，位于贯通孔148的下方的喷流装置100向上方移动，喷流装置100的喷流嘴108接近插入于贯通孔148的引脚144的前端部。此时的喷流嘴108的接近速度，也就是说，喷流装置100的上升速度v1(mm/sec)预先设定。

另外，在位于贯通孔148的下方的喷流装置100中，从喷流嘴108的前端部喷流熔融焊料。因此，当喷流装置100上升至预定高度时，如图5所示，从喷流嘴108的前端部喷流的熔融焊料150向引脚144的前端部涂布。也就是说，从喷流嘴108向由吸嘴66吸附保持的状态下的引脚元件140的引脚144喷流熔融焊料150，向引脚144的前端部及电路基材12的贯通孔涂布熔融焊料150。另外，喷流装置100的上升在喷流装置100上升到预定高度的时点停止，喷流装置100维持该高度。

另外，喷流嘴108向引脚144涂布熔融焊料150的涂布时间t1(sec)预先设定。因此，通过计时器计测从喷流嘴108开始向引脚144涂布熔融焊料150的涂布开始起的经过时间，也就是说，喷流装置100上升至预定高度起的经过时间。并且，在基于计时器的经过时间成为涂布时间t1(sec)的定时，喷流装置100下降。另外，即使在喷流装置100下降时，也继续从喷流嘴108喷流熔融焊料150。由此，喷流熔融焊料的喷流嘴108从引脚144分离，熔融焊料150向引脚144的涂布结束。另外，在熔融焊料150的涂布结束时，喷流嘴108从引脚144分离的速度，也就是说，喷流装置100的下降速度v2(mm/sec)也预先设定。

另外，熔融焊料150的涂布时间t1、喷流装置100的上升速度v1、喷流装置100的下降速度v2按照涂布熔融焊料的引脚元件140的各种类，具体而言，引脚元件140的大小、形状、热容量、散热比、引脚144的长度、直径等来设定。由此，能够向引脚144涂布与引脚元件140的种类对应的量的熔融焊料。

另外，以在熔融焊料150向引脚144的涂布结束之后，也由吸嘴66保持引脚元件140的方式预先设定保持时间t2(sec)。因此，通过计时器计测从熔融焊料150向引脚144的涂布结束起的经过时间，也就是说，从喷流装置100的下降开始起的经过时间。并且，在基于计时器的经过时间成为了保持时间t2(sec)的定时，解除吸嘴66对引脚元件140的保持。也就是说，如图6所示，在熔融焊料150向引脚144的涂布结束之后，引脚元件140也由吸嘴66保持预定时间。

另外，保持时间t2(sec)被设定为从熔融焊料150的涂布结束起设想熔融焊料会固化的时间，根据涂布熔融焊料的引脚元件140的各种类，具体而言，引脚元件140的大小、形状、热容量、散热比、引脚144的长度、直径等来设定。进而言之，也根据引脚144的向贯通孔148的插入量、引脚元件140的安装姿势、引脚元件140的安装位置、要求的引脚元件140的安装精度等，来设定保持时间t2(sec)。这样，通过设定保持时间t2(sec)，在熔融焊料150向引脚144的涂布结束之后，引脚元件140由吸嘴66保持至熔融焊料150固化为止。

通过以上的作业，引脚元件140以元件主体部142从电路基材12浮起的状态安装于电路基板12，安装的引脚元件140被钎焊于电路基材12。由此，通过向插入到贯通孔148的引脚144及电路基材12的插入有引脚144的部位涂布熔融焊料，而引脚144与电路基材12电连接，从而形成电气电路。

这样，元件安装机10设有执行安装作业的元件安装装置24及执行钎焊作业的钎焊装置36。因此，能够在一台元件安装机10中，向电路基材12安装引脚元件140，并将该引脚元件140钎焊于电路基材12。另外，向由吸嘴66保持的状态下的引脚元件140涂布熔融焊料，并且涂布完成的引脚元件140继续由吸嘴66保持，由此能够将引脚元件140高精度地钎焊于安装预定位置。

另一方面，以往，通过具备元件安装装置24的安装作业机和具备钎焊装置的钎焊作业机来进行安装作业和钎焊作业。因此，为了向电路基材12安装引脚元件140，并将安装后的引脚元件140钎焊于电路基材12，需要至少两台作业机。另外，在钎焊作业机中，当通过钎焊装置36进行钎焊作业时，由于熔融焊料的喷流而安装于电路基材12的引脚元件140可能会浮起。另外，供引脚144插入的贯通孔148的内径通常大于引脚144的外径，因此由于熔融焊料的喷流，引脚144在贯通孔148的内部可能会发生位置偏差。进而言之，不仅在熔融焊料的喷流时，而且在熔融焊料的喷流结束，熔融焊料固化时，由于表面张力等也可能会产生引脚元件140的浮起、引脚元件140的位置偏差等。这样，当产生了引脚元件140的浮起、引脚元件140的位置偏差等时，引脚元件140的安装精度下降，电路基材12的品质下降。因此，在以往的作业机中，为了抑制引脚元件140的浮起、引脚元件140的位置偏差等，在将引脚元件140安装于电路基材12之后，需要通过夹具等对引脚144插入于贯通孔148的状态的引脚元件140进行固定。也就是说，在安装作业与钎焊作业之间，进行了用于固定安装于电路基材12的引脚元件140的作业。

然而，在元件安装机10中，如上所述，能够在一台作业机中，向电路基材12安装引脚元件140，并该引脚元件140钎焊于电路基材12。由此，能够减少作业机的台数，能够削减成本，并减小作业机的配置空间。另外，不需要在作业机间输送电路基材12，因此能够缩短作业时间。

此外，在元件安装机10中，对由吸嘴66保持的状态下的引脚元件140涂布熔融焊料。因此，不会产生熔融焊料的喷流引起的引脚元件140的浮起、引脚元件140的位置偏差等。进而言之，即使在熔融焊料向引脚144的涂布结束之后，引脚元件140也由吸嘴66继续保持预定时间。因此，没有产生熔融焊料的固化引起的引脚元件140的浮起、引脚元件140的位置偏差等的担忧。由此，在将引脚元件140安装于电路基材12之后，即使不通过夹具等进行引脚元件140的固定作业，也能够高精度地将引脚元件140钎焊于电路基材12。

另外，如图4所示，控制装置38的控制器152具有：插入部160、涂布部162及保持解除部164。插入部160是用于将引脚元件140向贯通孔148插入的功能部。涂布部162是用于向插入于贯通孔148的引脚144涂布熔融焊料的功能部。保持解除部164是用于在从熔融焊料的涂布结束起经过了保持时间t2(sec)之后，解除吸嘴66对引脚元件140的保持的功能部。

此外，在上述实施例中，元件安装机10是对基板作业机的一例。元件安装装置24是保持装置的一例。钎焊装置36是涂布装置的一例。控制装置38是控制装置的一例。插入部160是插入部的一例。涂布部162是涂布部的一例。保持解除部164是保持解除部的一例。另外，通过插入部160进行处理的工序是插入工序的一例。通过涂布部162进行处理的工序是涂布工序的一例。通过保持解除部164进行处理的工序是保持解除工序的一例。

另外，本发明不限定于上述实施例，能够以基于本领域技术人员的知识实施了各种变更、改良的各种形态实施。具体而言，例如，在上述实施例中，在钎焊作业时，向引脚144喷流熔融焊料，但是可以通过各种手法向引脚144涂布熔融焊料。具体而言，例如，可以将引脚144浸渍于积存的熔融焊料中，也可以使浸渍有熔融焊料的部件与引脚144接触。

另外，在上述实施例中，从电路基材12的上方插入引脚元件140，从电路基材12的下方涂布熔融焊料，但是也可以从电路基材12的下方插入引脚元件140，从电路基材12的上方涂布熔融焊料。此外，在从电路基材12的上方涂布熔融焊料时，可以使熔融焊料向引脚144滴下。

另外，在上述实施例中，引脚元件140以元件主体部142从电路基材12浮起的状态安装于电路基材12，但也可以是引脚元件140以元件主体部142与电路基材12接触的状态安装于电路基材12。即使在这样安装的引脚元件140中，在熔融焊料固化时，由于表面张力等而引脚元件140也可能会产生位置偏差，因此即使在熔融焊料的涂布结束后也继续通过吸嘴66保持引脚元件140的效果能充分发挥。

另外，在上述实施例中，从熔融焊料的涂布结束起，开始通过计时器进行时间计测，但也可以从各种定时开始通过计时器进行时间计测。例如，也可以从熔融焊料的涂布开始起，开始通过计时器进行时间计测。但是，在从熔融焊料的涂布开始起，开始通过计时器进行时间计测的情况下，保持时间t2(sec)设定为即使在熔融焊料的涂布结束之后也继续通过吸嘴66保持引脚元件140。即，保持时间t2(sec)设定为比涂布时间t1(sec)长的时间。

另外，在上述实施例中，采用了贯通孔148作为贯通部，但是只要沿着上下方向贯通电路基材12即可，也包括切口等。

附图标记说明

10：元件安装机(对基板作业机)24：元件安装装置(保持装置)36：钎焊装置(涂布装置)38：控制装置160：插入部162：涂布部164：保持解除部。