JP2016171126A - 基板支持装置、及び電子部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】並べ替え作業を迅速に実施できる基板支持装置を提供する。
【解決手段】基板支持装置は、ベースプレートの支持面に支持される下面と、電子部品が実装される基板の裏面を支持可能な上面とを有し、電子部品を保持することができる実装ヘッドのノズルに保持可能なピン部材と、ピン部材に設けられ、ベースプレートとピン部材とを固定するための磁力を発生するマグネットと、ピン部材に設けられ、下面が支持面に支持された状態でマグネットを第１位置と第１位置よりも支持面から離れた第２位置との間で移動可能であり、ノズルに操作される移動機構と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、基板支持装置、及び電子部品実装装置に関する。

電子機器の製造工程において、実装ヘッドを使って電子部品を基板に実装する電子部品実装装置が使用される。電子部品実装装置において、バックアップピンと呼ばれる基板支持装置が使用される場合がある。バックアップピンは、基板の撓みを抑制するために、基板の裏面を支持する。バックアップピンは、ベースプレートに着脱可能に設けられる。基板の大きさ、基板の厚み、及び基板の裏面の電子部品の有無などに基づいて、バックアップピンの並べ替えが実施される。加工ヘッド（実装ヘッド）を使ってバックアップピンを並べ替える技術が特許文献１に開示されている。電子部品実装装置の外でバックアップピンをバックアップピンプレート（ベースプレート）に装着しておき、そのバックアッププレートを基板搬送機構で搬送する技術が特許文献２に開示されている。

特開平０３−１０８８００号 特開２０００−１２４６９０号

実装ヘッドを使ってバックアップピンを並べ替える方法は、電子部品実装装置の複雑化をもたらすことなくバックアップピンを並べ替えることができる。バックアップピンの並べ替え作業が迅速に実施されることにより、電子部品実装装置の段取り処理が早期に終了し、実装処理を早期に開始することができる。そのため、実装ヘッドを使ってバックアップピンの並べ替え作業を迅速に実施できる技術が要望される。

本発明の態様は、並べ替え作業を迅速に実施できる基板支持装置を提供することを目的とする。また、本発明の態様は、基板支持装置の並べ替え作業を迅速に実施できる電子部品実装装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、ベースプレートの支持面に支持される下面と、電子部品が実装される基板の裏面を支持可能な上面とを有し、前記電子部品を保持することができる実装ヘッドのノズルに保持可能なピン部材と、前記ピン部材に設けられ、前記ベースプレートと前記ピン部材とを固定するための磁力を発生するマグネットと、前記ピン部材に設けられ、前記下面が前記支持面に支持された状態で前記マグネットを第１位置と前記第１位置よりも前記支持面から離れた第２位置との間で移動可能であり、前記ノズルに操作される移動機構と、を備える基板支持装置が提供される。

本発明の第１の態様によれば、マグネットの磁力でベースプレートとピン部材とを固定する場合、ノズルに操作される移動機構を使ってマグネットを第１位置と第１位置よりも支持面から離れた第２位置との間で移動させるようにしたので、マグネットの磁力に基づくベースプレートとピン部材とを固定する固定力を変化させることができる。並べ替え作業において基板支持装置をベースプレートから外すときには、マグネットを第２位置に移動してベースプレートとピン部材との固定力を低下させることにより、ノズルを用いて基板支持装置をベースプレートから迅速に外すことができる。したがって、基板支持装置の並べ替え作業が迅速に実施される。

本発明の第１の態様において、前記移動機構は、前記ノズルと接触する第１接触面を含む上端部を有し、前記ノズルの操作により上下方向に移動するシャフト部材と、前記シャフト部材の下端部に配置された第２接触面と接触する第３接触面と、少なくとも一部が前記マグネットの下方に配置され、前記マグネットと接触する第４接触面とを有し、前記シャフト部材の移動により前記シャフト部材の中心軸に対する放射方向に移動して、前記マグネットを前記第１位置と前記第２位置との間で移動させるスライド部材と、を有してもよい。

これにより、シャフト部材をノズルで操作するだけで、マグネットを簡単に移動することができる。

本発明の第１の態様において、前記シャフト部材が下方に移動することにより前記マグネットが第２位置に移動し、前記マグネットを前記第１位置に移動させる力を発生する弾性部材を備えてもよい。

これにより、ノズルを下降させるだけで、シャフト部材を下方に移動して、マグネットを第１位置から第２位置に簡単に移動させることができる。また、マグネットを第１位置に移動させる力を発生する弾性部材により、ノズルを上昇させるだけで、マグネットを第２位置から第１位置に簡単に移動させることができる。

本発明の第１の態様において、前記ピン部材は、前記上面の周囲に配置され、前記ノズルに保持される側面を有し、前記上面は、前記第１接触面の周囲に配置されてもよい。

これにより、ピン部材にシャフト部材の第１接触面が配置される開口が設けられることとなり、その開口の周囲に配置されるピン部材の上面を使って基板を安定して支持することができる。また、ノズルは、ピン部材の開口を介して移動機構を操作して固定力を低下させた後、上面の周囲に配置されているピン部材の側面を迅速に保持することができる。

本発明の第１の態様において、前記スライド部材は、前記中心軸の周囲に複数設けられてもよい。

これにより、移動機構は円滑に動くことができる。

本発明の第２の態様に従えば、第１の態様の基板支持装置と、電子部品を保持するノズルを有し、前記ノズルに保持された前記電子部品を前記基板支持装置に支持された基板に実装する実装ヘッドと、を備える電子部品実装装置が提供される。

本発明の第２の態様によれば、基板支持装置の並べ替え作業を迅速に実施することができる。

本発明の第３の態様に従えば、ベースプレートと、前記ベースプレートの支持面に支持される下面と、基板の裏面を支持可能な上面とを有するピン部材と、前記ピン部材に設けられ、前記ベースプレートと前記ピン部材とを固定するための磁力を発生するマグネットと、前記ピン部材に設けられ、前記下面が前記支持面に支持された状態で前記マグネットを第１位置と前記第１位置よりも前記支持面から離れた第２位置との間で移動可能な移動機構と、を有する基板支持装置と、電子部品を保持するノズルを有し、前記ノズルに保持された前記電子部品を前記基板に実装する実装ヘッドと、を備え、前記ノズルは、前記移動機構を操作して前記マグネットを前記第１位置から前記第２位置に移動した後、前記ピン部材を保持して前記ベースプレートから離す、電子部品実装装置が提供される。

本発明の第３の態様によれば、ノズルを使ってマグネットを第２位置に移動してベースプレートとピン部材との固定力を低下させた後、そのノズルを使って基板支持装置を保持して、ベースプレートから離すまでの一連の処理を迅速に実施することができる。したがって、基板支持装置の並べ替え作業が迅速に実施される。

本発明の第３の態様において、前記移動機構は、前記ノズルが接触可能な第１接触面を含む上端部を有し、上下方向に移動可能なシャフト部材と、前記シャフト部材の下端部に配置された第２接触面と接触する第３接触面と、少なくとも一部が前記マグネットの下方に配置され、前記マグネットと接触する第４接触面とを有し、前記シャフト部材の移動により前記シャフト部材の中心軸に対する放射方向に移動して、前記マグネットを前記第１位置と前記第２位置との間で移動させるスライド部材と、を有し、前記ピン部材は、前記上面の周囲に配置される側面を有し、前記上面は、前記第１接触面の周囲に配置され、前記ノズルは、前記第１接触面と接触する凸部と、前記ピン部材の側面を保持する保持部と、を有し、前記凸部と前記第１接触面とが接触した状態で前記ノズルが下方に移動して、前記シャフト部材が下方に移動することにより前記マグネットが第２位置に移動した後、前記側面が前記保持部に保持されてもよい。

これにより、移動機構を使ってマグネットを第２位置に移動して固定力を低下させた後、そのノズルの保持部で基板支持装置を保持して、ベースプレートから離すまでの一連の処理を迅速に実施することができる。

本発明の態様によれば、並べ替え作業を迅速に実施できる基板支持装置が提供される。また、本発明の態様によれば、基板支持装置の並べ替え作業を迅速に実施できる電子部品実装装置が提供される。

図１は、本実施形態に係る電子部品実装装置の一例を示す斜視図である。 図２は、本実施形態に係る実装ヘッドの一例を模式的に示す図である。 図３は、本実施形態に係るノズルの一例を示す図である。 図４は、本実施形態に係る基板支持装置の一例を示す図である。 図５は、本実施形態に係る基板支持装置の一例を示す側断面図である。 図６は、本実施形態に係る基板支持装置の移動機構がノズルに操作されている状態の一例を示す図である。 図７は、本実施形態に係る移動機構がノズルに操作されていない状態における基板支持装置の一部を示す図である。 図８は、図７の基板支持装置を下側から見た模式図である。 図９は、本実施形態に係る移動機構がノズルに操作されている状態における基板支持装置の一部を示す図である。 図１０は、図９の基板支持装置を下側から見た模式図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。一部の構成要素を用いない場合もある。

以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。所定面内において第１軸と平行な方向をＸ軸方向（第１軸方向）とし、所定面内において第１軸と直交する第２軸と平行な方向をＹ軸方向（第２軸方向）とし、第１軸及び第２軸のそれぞれと直交する第３軸と平行な方向をＺ軸方向（第３軸方向）とする。第１軸（Ｘ軸）を中心とする回転方向（傾斜方向）をθＸ方向とし、第２軸（Ｙ軸）を中心とする回転方向（傾斜方向）をθＹ方向とし、第３軸（Ｚ軸）を中心とする回転方向（傾斜方向）をθＺ方向とする。所定面は、ＸＹ平面である。本実施形態において、所定面は、水平面と平行であることとする。Ｚ軸方向は、所定面と直交する方向である。本実施形態においては、Ｚ軸方向は、鉛直方向（上下方向）である。

［電子部品実装装置の概要］
図１は、本実施形態に係る電子部品実装装置１００の一例を示す斜視図である。図１に示すように、電子部品実装装置１００は、ベースフレーム１１４と、電子部品Ｃを供給する電子部品供給装置２００と、電子部品供給装置２００が設置される設置部１０２と、基板Ｐを搬送する基板搬送装置１０３と、基板搬送装置１０３の搬送経路に設けられ、基板Ｐを保持する基板クランプ機構１０４と、基板クランプ機構１０４に保持された基板Ｐの裏面を支持する基板支持装置３００と、電子部品Ｃを保持可能なノズル３０を有する実装ヘッド１０６と、ＸＹ平面内において実装ヘッド１０６を移動可能な実装ヘッド移動装置１０７と、実装ヘッド１０６に設けられ、実装ヘッド１０６に対してノズル３０をＺ軸方向及びθＺ方向に移動可能なノズル移動装置１４０と、実装ヘッド１０６に設けられ、Ｚ軸方向のノズル３０の位置を検出する検出装置１０と、電子部品実装装置１００を制御する制御装置１２０とを備えている。

電子部品供給装置２００は、フィーダとも呼ばれる。設置部１０２は、フィーダバンクとも呼ばれる。設置部１０２、基板搬送装置１０３、実装ヘッド１０６、及び実装ヘッド移動装置１０７などは、ベースフレーム１１４に支持される。

［基板搬送装置］
基板搬送装置１０３は、ベースプレート４００と、ベースプレート４００の上方で基板Ｐを搬送可能な搬送ベルトとを有する。本実施形態において、基板Ｐは、基板搬送装置３００の搬送ベルトにより、Ｘ軸方向に搬送される。基板クランプ機構１０４は、基板搬送装置１０３の搬送経路において基板Ｐを保持する。基板クランプ機構１０４は、Ｙ軸方向の基板Ｐの両端部をクランプする。

基板クランプ機構１０４は、実装処理が実施される実装位置ＰＪｂで基板Ｐを固定する。実装位置ＰＪｂは、電子部品Ｃを基板Ｐに実装する実装処理が実施される位置である。実装位置ＰＪｂは、電子部品Ｃが実装される基板Ｐと対向する位置を含む。

［実装ヘッド］
実装ヘッド１０６は、電子部品Ｃを保持するノズル３０を有し、ノズル３０に保持された電子部品Ｃを基板支持装置３００に支持された基板Ｐに実装する。実装ヘッド１０６は、電子部品供給装置２００から供給された電子部品Ｃをノズル３０で保持して基板Ｐの表面に実装する。実装ヘッド１０６は、部品供給処理が実施される部品供給位置ＰＪａ、及び実装処理が実施される実装位置ＰＪｂを含むＸＹ平面内において移動可能である。部品供給位置ＰＪａは、電子部品供給装置２００から実装ヘッド１０６に電子部品Ｃを供給する部品供給処理が実施される位置である。部品供給位置ＰＪａは、電子部品供給装置２００の少なくとも一部と対向する位置を含み、電子部品供給装置２００から供給される電子部品Ｃと対向する位置を含む。

実装ヘッド移動装置１０７は、基板Ｐの上方及び電子部品供給装置２００の上方で、実装ヘッド１０６を移動する。実装ヘッド移動装置１０７は、電子部品供給装置２００から供給される電子部品Ｃと対向する部品供給位置ＰＪａ、及び電子部品Ｃが実装される基板Ｐと対向する実装位置ＰＪｂを含むＸＹ平面内において実装ヘッド１０６を移動可能である。実装ヘッド移動装置１０７による実装ヘッド１０６の可動範囲は、実装ヘッド１０６の作業エリアを含む。実装ヘッド移動装置１０７の作動により、実装ヘッド１０６はＸＹ平面を移動可能である。

実装ヘッド移動装置１０７は、実装ヘッド１０６をＸ軸方向にガイドするＸ軸ガイドレール１０７ａと、Ｘ軸ガイドレール１０７ａをＹ軸方向にガイドするＹ軸ガイドレール１０７ｂと、実装ヘッド１０６をＸ軸方向に移動するための動力を発生するＸ駆動部１０９と、実装ヘッド１０６をＹ軸方向に移動するための動力を発生するＹ駆動部１１０とを備えている。

本実施形態において、実装ヘッド１０６は、Ｘ軸ガイドレール１０７ａに支持される。Ｘ駆動部１０９は、モータのようなアクチュエータを含み、Ｘ軸ガイドレール１０７ａに支持されている実装ヘッド１０６をＸ軸方向に移動するための動力を発生する。Ｘ駆動部１０９の作動により、実装ヘッド１０６は、Ｘ軸ガイドレール１０７ａにガイドされながらＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸ガイドレール１０７ａは、Ｙ軸ガイドレール１０７ｂに支持される。Ｙ駆動部１１０は、モータのようなアクチュエータを含み、Ｙ軸ガイドレール１０７ｂに支持されているＸ軸ガイドレール１０７ａをＹ軸方向に移動するための動力を発生する。Ｙ駆動部１１０の作動により、Ｘ軸ガイドレール１０７ａは、Ｙ軸ガイドレール１０７ｂにガイドされながらＹ軸方向に移動する。Ｘガイドレール１０７ａがＹ軸方向に移動すると、そのＸガイドレール１０７ａに支持されている実装ヘッド１０６は、Ｘガイドレール１０７ａと一緒にＹ軸方向に移動する。本実施形態において、Ｙ駆動部１１０は、Ｘ軸ガイドレール１０７ａを介して、実装ヘッド１０６をＹ軸方向に移動する。

図２は、本実施形態に係る実装ヘッド１０６の一例を模式的に示す図である。実装ヘッド１０６は、電子部品Ｃを着脱可能に保持するノズル３０を有する。実装ヘッド１０６は、部品供給位置ＰＪａ及び実装位置ＰＪｂのそれぞれにノズル３０が配置されるように、ＸＹ平面内において移動可能である。実装ヘッド１０６は、電子部品供給装置２００から供給された電子部品Ｃをノズル３０で保持して基板Ｐに実装する。

ノズル３０は、部品供給位置ＰＪａにおいて、電子部品供給装置２００から供給された電子部品Ｃを保持する。ノズル３０は、部品供給位置ＰＪａにおいて電子部品Ｃを保持した後、実装位置ＰＪｂまで搬送し、基板Ｐに実装する。実装位置ＰＪｂにおいて電子部品Ｃが基板Ｐに実装された後、ノズル３０は、電子部品Ｃを解放する。これにより、基板Ｐに電子部品Ｃが実装される。

実装ヘッド１０６は、ノズル３０をＺ軸方向及びθＺ方向に移動可能に支持する。実装ヘッド１０６は、ノズル３０をＺ軸方向及びθＺ方向に移動可能なノズル移動装置１４０を有する。ノズル移動装置１４０は、ノズル３０をＺ軸方向に移動するＺ駆動部１５０と、ノズル３０をθＺ方向に移動（回転）するθＺ駆動部１６０とを含む。Ｚ駆動部１５０は、モータのようなアクチュエータを含み、ノズル３０をＺ軸方向に移動するための動力を発生する。θＺ駆動部１６０は、モータのようなアクチュエータを含み、ノズル３０をθＺ方向に移動するための動力を発生する。

すなわち、本実施形態において、ノズル３０は、実装ヘッド移動装置１０７及び実装ヘッド１０６に設けられたノズル移動装置１４０により、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、及びθＺの４つの方向に移動可能である。なお、ノズル３０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺの６つの方向に移動可能でもよい。

なお、本実施形態において、実装ヘッド１０６は、物体の画像データを取得可能なヘッドカメラ１７０と、対向する物体との距離を検出する距離センサ１８０と、Ｚ軸方向のノズル３０の位置を検出する検出装置１０とを備えている。実装ヘッド１０６が移動することにより、ヘッドカメラ１７０、距離センサ１８０、及び検出装置１０は、実装ヘッド１０６と一緒に移動する。

［ノズル］
図３は、本実施形態に係るノズル３０の一例を示す図である。ノズル３０は、ノズル本体３５と、ノズル本体３５に支持され、電子部品Ｃを保持する保持部３２と、保持部３２に設けられた凸部３１とを有する。保持部３２は、固定アーム３２Ａと、可動アーム３２Ｂと、可動アーム３２Ｂを移動可能な駆動部３３とを有する。可動アーム３２Ｂは、ノズル本体３５に支持される。可動アーム３２Ｂは、支点３４を中心に回転可能である。支点３４は、可動アーム３２Ｂとノズル本体３５とを回転可能に接続するヒンジ機構を含む。可動アーム３２Ｂは、支点３４を回転軸として、固定アーム３２Ａと対向する部分が固定アーム３２Ａに近づく方向及び遠ざかる方向の一方から他方へ移動するように、回転可能である。駆動部３３は、可動アーム３３Ｂのうち固定アーム３２Ａと対向する部分が固定アーム３２Ａに近づく方向及び遠ざかる方向の一方から他方へ移動するように、可動アーム３２Ａを移動可能である。

保持部３２は、電子部品Ｃを解放可能に保持する。保持部３２は、固定アーム３２Ａと可動アーム３３Ｂとで、電子部品Ｃを挟んで保持する。ノズル３０は、固定アーム３２Ａと可動アーム３２Ｂとの間に電子部品Ｃの少なくとも一部が存在する状態で、固定アーム３２Ａと可動アーム３２Ｂとの距離を小さくすることによって、電子部品Ｃを保持する。

凸部３１は、下方を向く固定アーム３２Ａの支持面に設けられる。凸部３１は、固定アーム３２Ａと可動アーム３２Ｂとの間において、支持面から下方に突出するように設けられる。

［基板支持装置］
次に、本実施形態に係る基板支持装置３００について説明する。図４は、本実施形態に係る基板支持装置３００の一例を示す図である。図４に示すように、電子部品実装装置１００は、基板Ｐの裏面Ｐｂを支持する基板支持装置３００を備えている。基板支持装置３００は、基板クランプ機構１０４に保持された基板Ｐの裏面Ｐｂを支持する。基板支持装置３００は、ピン状の部材であり、バックアップピン３００とも呼ばれる。以下の説明においては、基板支持装置３００を適宜、バックアップピン３００、と称する。

電子部品Ｃは、クランプ機構１０４に保持され、バックアップピン３００に支持された基板Ｐの表面Ｐａに実装される。

電子部品実装装置１００は、ベースプレート４００を有する。バックアップピン３００は、ベースプレート４００の支持面４０１に支持される。バックアップピン３００は、ベースプレート４００の支持面４０１に支持される下面３０１と、電子部品Ｃが実装される基板Ｐの裏面Ｐｂを支持可能な上面３０２とを有する。本実施形態において、支持面４０１は、ＸＹ平面と平行である。バックアップピン３００は、支持面４０１と平行なＸＹ平面内において複数設けられる。複数のバックアップピン３００で基板Ｐの裏面Ｐｂが支持されることにより、基板Ｐの撓みが抑制される。

図５は、本実施形態に係るバックアップピン３００の一例を示す側断面図である。図５に示すように、バックアップピン３００は、ピン部材３０３と、ピン部材３０３に設けられ、ベースプレート４００とピン部材３０３とを固定するための磁力を発生するマグネット３０４と、ピン部材３０３に設けられ、マグネット３０４を移動可能な移動機構３０５とを備えている。

ピン部材３０３は、ベースプレート４００の支持面４０１に支持される下面３０１と、電子部品Ｃが実装される基板Ｐの裏面Ｐｂを支持可能な上面３０２とを有する。ピン部材３０３は、内部空間を有するケーシングとして機能する。支持面４０１に支持された状態で、ピン部材３０３は、Ｚ軸方向に延在する。

ピン部材３０３は、上端部を含む上部３０３Ａと、下端部を含む下部３０３Ｃと、Ｚ軸方向に関して上部３０３Ａと下部３０３Ｃとの間に配置される中間部３０３Ｂとを含む。ピン部材３０３の上端部は、上面３０２を含む。ピン部材３０３の下端部は、下面３０１を含む。ＸＹ平面内において、下部３０３Ｃの外形の寸法が最も大きく、下部３０３Ｃに次いで中間部３０３Ｂの外形の寸法が大きく、上部３０３Ａの外形の寸法が最も小さい。ＸＹ平面内におけるピン部材３０３の外形は、円形である。ピン部材３０３は、Ｚ軸と平行な中心軸を有する。

マグネット３０４は、ピン部材３０３の内部空間に配置される。本実施形態において、マグネット３０４は、下部３０３Ｃの内部空間に配置される。下部３０３Ｃは、下部３０３Ｃの内部空間を規定する底板を有する。図５に示す状態においては、マグネット３０４は、底板と接触する。本実施形態において、マグネット３０４は、ピン部材３０３の中心軸の周囲に配置されるリング状の部材である。

移動機構３０５は、ピン部材３０３の中心軸と平行なＺ軸方向にマグネット３０４を移動する。移動機構３０５は、下面３０１が支持面４０１に支持された状態で、マグネット３０４を、Ｚ軸方向の第１位置ＰＺ１と、第１位置ＰＺ１よりも支持面４０１から離れた第２位置ＰＺ２との間で移動可能である。第２位置ＰＺ２は、第１位置ＰＺ１よりも上方の位置である。

本実施形態において、移動機構３０５は、ノズル３０に操作される。図６は、移動機構３０５がノズル３０に操作されている状態の一例を示す図である。なお、図５は、移動機構３０５がノズル３０に操作されていない状態を示す図である。

図５及び図６に示すように、移動機構３０５は、ノズル３０の凸部３１と接触する第１接触面３２１を含む上端部３１１を有し、ノズル３０の操作により上下方向に移動するシャフト部材３１０と、シャフト部材３１０のＺ軸方向の移動によりシャフト部材３１０の中心軸に対する放射方向に移動して、マグネット３０４を第１位置ＰＺ１と第２位置ＰＺ２との間で移動させるスライド部材３３０と、を有する。

シャフト部材３１０は、ピン部材３０３の内部空間に配置される。シャフト部材３１０は、Ｚ軸方向に延在する。ＸＹ平面内におけるシャフト部材３１０の外形は、円形である。シャフト部材３１０は、Ｚ軸と平行な中心軸を有する。シャフト部材３１０の中心軸と、ピン部材３０３の中心軸とは一致する（同軸である）。以下の説明においては、シャフト部材３１０の中心軸及びピン部材３０３の中心軸を合わせて適宜、中心軸ＡＸ、と称する。

シャフト部材３１０は、ピン部材３０３の上部３０３Ａの内部空間及び中間部３０３Ｂの内部空間に配置される上部３１０Ａと、ピン部材３０３の下部３０３Ｃの内部空間に配置される下部３１０Ｂとを含む。ＸＹ平面内において、下部３１０Ｂの外形の寸法は、上部３１０Ａの外形の寸法よりも大きい。

シャフト部材３１０の上端部３１１には、ノズル３０の凸部３１と接触する第１接触面３２１が設けられる。ピン部材３０３の内部空間の上端部に開口が設けられる。第１接触面３２１は、そのピン部材３０３の開口に配置される。ピン部材３０３の上面３０２は、シャフト部材３１０の第１接触面３２１の周囲に配置される。

シャフト部材３１０の下端部３１２には、スライド部材３３０と接触する第２接触面３２２が設けられる。第２接触面３２２は、中心軸ＡＸに対する放射方向に関して外側に向かって上方に傾斜する。

スライド部材３３０は、中心軸ＡＸの周囲に複数設けられる。本実施形態において、スライド部材３３０は、中心軸ＡＸの周囲に３つ設けられる。スライド部材３３０は、ピン部材３０３の下部３０３Ｃの内部空間に配置される。

スライド部材３３０は、ピン部材３０３の下部３０３Ｃの底板に移動可能に支持される。スライド部材３３０は、底板に支持された状態で、中心軸ＡＸに対する放射方向に移動（スライド）可能である。

スライド部材３３０は、シャフト部材３１０の第２接触面３２２と接触する第３接触面３２３と、少なくとも一部がマグネット３０４の下方に配置され、マグネット３０４と接触する第４接触面３２４とを有する。第３接触面３２３は、中心軸ＡＸに対する放射方向に関して外側に向かって上方に傾斜する。第４接触面３２４は、中心軸ＡＸに対する放射方向に関して外側に向かって下方に傾斜する。

マグネット３０４は、スライド部材３３０の第４接触面３２４と接触する第５接触面３２５を有する。第５接触面３２５は、中心軸ＡＸに対する放射方向に関して外側に向かって下方に傾斜する。

ピン部材３０３は、ノズル３０に保持される。ピン部材３０３は、上面３０２の周囲に配置され、ノズル３０に保持される側面３０６を有する。図６に示すように、固定アーム３２Ａ及び可動アーム３３Ｂを含むノズル３０の保持部３２は、ピン部材３０３の側面３０６を保持する。保持部３２は、固定アーム３２Ａと可動アーム３３Ｂとで、ピン部材３０３の上部３０３Ａを挟んで保持する。

バックアップピン３００は、マグネット３０４に下方に向かう力を加える弾性部材３０７を有する。弾性部材３０７は、コイルばねを含む。弾性部材３０７は、マグネット３０４の上面と、マグネット３０４の上面と対向するピン部材３０３の下部３０３Ｃの天井面との間に配置される。弾性部材３０７は、マグネット３０４を第２位置ＰＺ２から第１位置ＰＺ１に移動させる力を発生する。

本実施形態において、ピン部材３０３、シャフト部材３１０、及びスライド部材３３０は、マグネット３０４に対する吸引が抑制された非磁性材料で形成される。非磁性材料は、ステンレス鋼でもよいし、合成樹脂でもよい。

図６に示すように、ノズル３０の凸部３１は、ピン部材３０３の上端部に設けられた開口に挿入可能である。バックアップピン３００が支持面４０１に支持された状態で、ノズル３０の凸部３１がピン部材３０３の開口に挿入され、ノズル３０が下方に移動すると、シャフト部材３１０が下方に移動する。すなわち、凸部３１がピン部材３０３の開口に挿入され、凸部３１とシャフト部材３１０の第１接触面３２１とが接触した状態で、ノズル３０が下方に移動すると、シャフト部材３１０は、下方に移動する。

［移動機構の動作］
次に、本実施形態に係る移動機構３０５の動作の一例について説明する。図７は、移動機構３０５がノズル３０に操作されていない状態におけるバックアップピン３００の一部を示す図である。図８は、図７のバックアップピン３００を下側から見た模式図である。図９は、移動機構３０５がノズル３０に操作されている状態におけるバックアップピン３００の一部を示す図である。図１０は、図９のバックアップピン３００を下側から見た模式図である。

移動機構３０５がノズル３０に操作されていない状態とは、図５に示したように、ノズル３０の凸部３１がピン部材３０３の上端部の開口に挿入されてなく、凸部３１とシャフト部材３１０の第１接触面３２１とが接触していない状態をいう。

移動機構３０５がノズル３０に操作されている状態とは、図６に示したように、ノズル３０の凸部３１がピン部材３０３の上端部の開口に挿入され、凸部３１とシャフト部材３１０の第１接触面３２１とが接触した状態でノズル３０が下方に移動され、シャフト部材３１０が下方に移動される状態をいう。

図７及び図８を参照して、移動機構３０５がノズル３０に操作されていない状態について説明する。移動機構３０５がノズル３０に操作されていない状態においては、弾性部材３０７が発生する力によって、マグネット３０４が下方に移動する。弾性部材３０７によってマグネット３０４が下方に移動すると、マグネット３０４の第５接触面３２５と接触する第４接触面３２４を有するスライド部材３３０は、マグネット３０４から受ける力によって、中心軸ＡＸに対する放射方向に関して内側に移動する。スライド部材３３０が中心軸ＡＸに対する放射方向に関して内側に移動すると、スライド部材３３０の第３接触面３２３と接触する第２接触面３２２を有するシャフト部材３１０は、複数のスライド部材３３０から受ける力によって上方に移動する。

移動機構３０５がノズル３０に操作されていない状態においては、マグネット３０４は、第２位置ＰＺ２よりもベースプレート４００の支持面４０１に近い第１位置ＰＺ１に配置される。第１位置ＰＺ１に配置されるマグネット３０４とベースプレート４００との距離は、第２位置ＰＺ２に配置されるマグネット３０４とベースプレート４００との距離よりも短い。移動機構３０５がノズル３０に操作されていない状態においては、マグネット３０４は、下方に移動して、下部３０３Ｃの底板と接触する。マグネット３０４とベースプレート４００との距離が短いので、マグネット３０４の磁力に基づく、ベースプレート４００とピン部材３０３とを固定するための固定力は増大する。

図９及び図１０を参照して、移動機構３０５がノズル３０に操作されている状態について説明する。ノズル移動装置１４０のＺ駆動部１５０が発生する動力により、凸部３１とシャフト部材３１０の第１接触面３２１とが接触した状態でノズル３０が下方に移動し、そのノズル３０の力によりシャフト部材３１０が下方に移動する。ノズル３０によってシャフト部材３１０が下方に移動すると、シャフト部材３２２の第２接触面３２２と接触する第３接触面３２３を有するスライド部材３３０は、シャフト部材３１０から受ける力によって、中心軸ＡＸに対する放射方向に関して外側に移動する。スライド部材３３０が中心軸ＡＸに対する放射方向に関して外側に移動すると、スライド部材３３０の第４接触面３２４と接触する第５接触面３２５を有するマグネット３０４は、複数のスライド部材３３０から受ける力によって上方に移動する。シャフト部材３１０及びスライド部材３３０を介してマグネット３０４に伝達されるノズル３０の力（Ｚ駆動部１５０の動力）は、弾性部材３０７からマグネット３０４に伝達される力よりも大きい。したがって、マグネット３０４は、上方に持ち上げられる。

移動機構３０５がノズル３０に操作されている状態においては、マグネット３０４は、第１位置ＰＺ１よりもベースプレート４００の支持面４０１から離れた第２位置ＰＺ２に配置される。第２位置ＰＺ２に配置されるマグネット３０４とベースプレート４００との距離は、第１位置ＰＺ１に配置されるマグネット３０４とベースプレート４００との距離よりも長い。移動機構３０５がノズル３０に操作されている状態においては、マグネット３０４は、上方に移動して、下部３０３Ｃの底板から離れる。マグネット３０４とベースプレート４００との距離が長いので、マグネット３０４の磁力に基づく、ベースプレート４００とピン部材３０３とを固定するための固定力は低下する。

このように、本実施形態においては、移動機構３０５のシャフト部材３１０が上下方向に移動することにより、マグネット３０４が第１位置ＰＺ１及び第２位置ＰＺ２の一方から他方に移動し、マグネット３０４が発生する磁力に基づくベースプレート４００とピン部材３０３とを固定する固定力が変化する。マグネット３０４が第１位置ＰＺ１に配置されているときの固定力は、マグネット３０４が第２位置ＰＺ２に配置されているときの固定力よりも強い。シャフト部材３１０が下方に移動することにより、マグネット３０４が第２位置ＰＺ２に移動し、固定力が低下する。シャフト部材３１０が上方に移動することにより、マグネット３０４が第１位置ＰＺ１に移動し、固定力が増大する。

［並べ替え方法］
次に、本実施形態に係るバックアップピン３００の並べ替え方法について説明する。基板Ｐの大きさ、基板Ｐの厚み、基板Ｐの裏面Ｐｂの電子部品Ｃの有無、及び基板Ｐの裏面Ｐｂにおける電子部品Ｃの位置などに基づいて、バックアップピン３００の並べ替えが実施される。

バックアップピン３００を並べ替えるために、マグネット３０４の磁力によりベースプレート４００に固定されているバックアップピン３００を、そのベースプレート４００から外す作業が実施される。バックアップピン３００は、第１位置ＰＺ１に配置されているマグネット３０４の磁力によりベースプレート４００に固定されている。バックアップピン３００をベースプレート４００から外す作業は、ノズル３０によって行われる。

バックアップピン３００をベースプレート４００から外すために、ノズル３０の凸部３１がピン部材３０３の上端部の開口に挿入される。まず、ノズル３０の凸部３１がピン部材３０３の上端部の開口に挿入されるように、実装ヘッド移動装置１０７が制御され、ＸＹ平面内におけるノズル３０の位置が調整される。ＸＹ平面内におけるノズル３０の位置が調整された後、ノズル移動装置１４０が制御され、ノズル３０の凸部３１がピン部材３０３の上端部の開口に挿入される。これにより、ノズル３０の凸部３１とシャフト部材３１０の上端部３１１の第１接触面３２１とが接触する。

ノズル３０の凸部３１とシャフト部材３１０の上端部３１１の第１接触面３２１とが接触した後、ノズル移動装置１４０のＺ駆動部１５０が発生する動力により、ノズル３０が下方に移動される。これにより、ノズル３０と接触しているシャフト部材３１０が、ノズル３０と一緒に下方に移動する。

凸部３１と第１接触面３２１とが接触した状態でノズル３０が下方に移動して、シャフト部材３１０が下方に移動することにより、マグネット３０４は、第１位置ＰＺ１から第２位置ＰＺ２に移動する。これにより、バックアップピン３００とベースプレート４００との固定力が低下する。

ノズル３０による移動機構３０５の操作により、マグネット３０４が第１位置ＰＺ１から第２位置ＰＺ２に移動され、バックアップピン３００とベースプレート４００との固定力が低下した後、ノズル３０は、保持部３２でピン部材３０３の側面３０６を保持する。凸部３１がピン部材３０３の開口に挿入されている状態で、保持部３２は、固定アーム３２Ａと可動アーム３３Ｂとで、ピン部材３０３を挟んで保持する。ピン部材３０３がノズル３０に保持された後、ノズル移動装置１４０の作動により、バックアップピン３００を保持したノズル３０が上昇する。これにより、バックアップピン３００がベースプレート４００から外される。

バックアップピン３００をベースプレート４００から外す作業においては、マグネット３０４が第１位置ＰＺ１から第２位置ＰＺ２に移動し、マグネット３０４の磁力に基づくバックアップピン３００とベースプレート４００との固定力が低下された後、ノズル３０の保持部３２がバックアップピン３００を保持して、ベースプレート４００から外す。これにより、保持部３２によるバックアップピン３００の保持力が弱くても、ノズル３０は、ベースプレート４００からバックアップピン３００を簡単に外すことができる。

ベースプレート４００から外されたバックアップピン３００は、ベースプレート４００の任意の位置に設置される。バックアップピン３００をベースプレート４００に設置する作業も、ノズル３０によって実施される。ノズル３０は、保持部３２でバックアップピン３００を保持して搬送する。ノズル３０は、凸部３１をピン部材３０３の開口に挿入した状態で、バックアップピン３００を搬送する。バックアップピン３００は、ノズル３０の凸部３１の操作により、ピン部材３０３の下部３０３Ｃの底板とマグネット３０４とが離れた状態で、ノズル３０によって搬送される。

ベースプレート４００の支持面４０１の所期の位置にバックアップピン３００が設置されるように、実装ヘッド移動装置１０７が制御され、バックアップピン３００を保持したノズル３０のＸＹ平面内における位置が調整される。ＸＹ平面内におけるノズル３０の位置が調整された後、ノズル３０に保持されたバックアップピン３００の下面３０１とベースプレート４００の支持面４０１とが接触するように、ノズル移動装置１４０が制御される。ノズル移動装置１４０により、バックアップピン３００を保持したノズル３０が下降する。ノズル３０に保持されたバックアップピン３００が下降することにより、バックアップピン３００の下面３０１とベースプレート４００の支持面４０１とが接触する。

バックアップピン３００の下面３０１とベースプレート４００の支持面４０１とが接触した後、ノズル３０の保持部３２によるバックアップピン３００の保持が解除される。

保持部３２によるバックアップピン３００の保持が解除された後、ノズル移動装置１４０により、ノズル３０が上昇する。ノズル３０が上昇することにより、ピン部材３０３の開口から凸部３１が抜去される。ピン部材３０３の開口から凸部３１が抜去され、移動機構３０５がノズル３０に操作されている状態から操作されていない状態に変化することにより、マグネット３０４は、第２位置ＰＺ２から第１位置ＰＺ１に移動する。これにより、ベースプレート４００とバックアップピン３００とは、マグネット３０４の磁力に基づく強い固定力で固定される。バックアップピン３００がベースプレート４００に強固に固定されることにより、そのバックアップピン３００は、基板Ｐを安定して支持することができる。

［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、マグネット３０４の磁力を使ってバックアップピン３００とベースプレート４００とを固定する場合、ノズル３０に操作される移動機構３０５を使って、マグネット３０４を第１位置ＰＺ１と第１位置ＰＺ１よりも支持面４０１から離れた第２位置ＰＺ２との間で移動させるようにしたので、そのマグネット３０４の移動により、マグネット３０４の磁力に基づくベースプレート４００とバックアップピン３００とを固定する固定力を変化させることができる。

バックアップピン３００を並べ替える作業において、バックアップピン３００をベースプレート４００から外すとき、マグネット３０４を第１位置ＰＺ１から第２位置ＰＺ２に移動して、マグネット３０４の磁力に基づくバックアップピン３００とベースプレート４００との固定力を低下させることにより、ノズル３０を用いてバックアップピン３００をベースプレート４００から迅速に外すことができる。したがって、バックアップピン３００の並べ替え作業は迅速に実施される。

バックアップピン３００とベースプレート４００との固定力が強いと、バックアップピン３００をベースプレート４００から外す作業に時間を要し、ノズル３０を用いてバックアップピン３００をベースプレート４００から迅速に外すことが困難となる可能性がある。例えば、ノズル３０の保持部３２によるバックアップピン３００の保持力が弱い場合、バックアップピン３００とベースプレート４００との固定力が強いと、ノズル３０を用いてバックアップピン３００をベースプレート４００から迅速に外すことが困難となる可能性がある。本実施形態においては、保持部３２は、固定アーム３２Ａと可動アーム３３Ｂとでピン部材３０３を挟んで保持する構成であり、十分な保持力を得られない可能性がある。

本実施形態によれば、ノズル３０により操作される移動機構２０５がバックアップピン３００に設けられるので、ノズル３０でバックアップピン３００を保持するとき、そのノズル３０で移動機構２０５を操作することにより、バックアップピン３００とベースプレート４００との固定力を簡単に低下させることができる。

本実施形態においては、ノズル３０は、移動機構３０５を操作して、マグネット３０４を第１位置ＰＺ１から第２位置ＰＺ２に移動させて、バックアップピン３００とベースプレート４００との固定力を低下させた後、保持部３２でバックアップピン３００を迅速に保持して、ベースプレート４００から外すことができる。すなわち、ノズル３０は、固定力を低下させる処理、バックアップピン３００を保持する処理、及びベースプレート４００からバックアップピン３００を離す処理を含む一連の処理を迅速に行うことができる。これにより、迅速な並べ替え作業が実施される。

また、本実施形態によれば、シャフト部材３２０が下方に移動することにより、マグネット３０４が第１位置ＰＺ１から第２位置ＰＺ２に移動する。そのため、ノズル３０を下降させるだけで、マグネット３０４を第１位置ＰＺ１から第２位置ＰＺ２に移動させることができる。

また、本実施形態によれば、マグネット３０４を第１位置ＰＺ１に移動させる力を発生する弾性部材３０７が設けられる。これにより、ノズル３０を上昇させるだけで、マグネット３０４を第２位置ＰＺ２から第１位置ＰＺ１に移動させることができる。

また、本実施形態によれば、ピン部材３０３は、シャフト部材３１０の第１接触面３２１の周囲に配置される上面３０２と、上面３０２の周囲に配置され、ノズル３０に保持される側面３０６とを有する。すなわち、ピン部材３０３にシャフト部材３１０の第１接触面３２１が配置される開口が設けられ、その開口の周囲に配置されるピン部材３０３の上面３２を使って基板Ｐを安定して支持することができる。また、ノズル３０は、ピン部材３０３の開口を介して移動機構３０５を操作して固定力を低下させた後、上面３０２の周囲に配置されているピン部材３０３の側面３０６を迅速に保持することができる。

なお、上述の実施形態において、実装ヘッド１０６がパラレルリンク機構により支持されてもよい。

３０ ノズル
３１ 凸部
３２ 保持部
１０６ 実装ヘッド
３００ バックアップピン（基板支持装置）
３０１ 下面
３０２ 上面
３０３ ピン部材
３０４ マグネット
３０５ 移動機構
３０６ 側面
３０７ 弾性部材
３１０ シャフト部材
３１１ 上端部
３１２ 下端部
３２１ 第１接触面
３２２ 第２接触面
３２３ 第３接触面
３２４ 第４接触面
３２５ 第５接触面
３３０ スライド部材
４００ ベースプレート
４０１ 支持面
ＡＸ 中心軸
Ｃ 電子部品
Ｐ 基板
Ｐａ 表面
Ｐｂ 裏面
ＰＺ１ 第１位置
ＰＺ２ 第２位置

Claims (8)

1. ベースプレートの支持面に支持される下面と、電子部品が実装される基板の裏面を支持可能な上面とを有し、前記電子部品を保持することができる実装ヘッドのノズルに保持可能なピン部材と、
   前記ピン部材に設けられ、前記ベースプレートと前記ピン部材とを固定するための磁力を発生するマグネットと、
   前記ピン部材に設けられ、前記下面が前記支持面に支持された状態で前記マグネットを第１位置と前記第１位置よりも前記支持面から離れた第２位置との間で移動可能であり、前記ノズルに操作される移動機構と、
   を備える基板支持装置。
2. 前記移動機構は、
   前記ノズルと接触する第１接触面を含む上端部を有し、前記ノズルの操作により上下方向に移動するシャフト部材と、
   前記シャフト部材の下端部に配置された第２接触面と接触する第３接触面と、少なくとも一部が前記マグネットの下方に配置され、前記マグネットと接触する第４接触面とを有し、前記シャフト部材の移動により前記シャフト部材の中心軸に対する放射方向に移動して、前記マグネットを前記第１位置と前記第２位置との間で移動させるスライド部材と、
   を有する請求項１に記載の基板支持装置。
3. 前記シャフト部材が下方に移動することにより前記マグネットが第２位置に移動し、
   前記マグネットを前記第１位置に移動させる力を発生する弾性部材を備える請求項２に記載の基板支持装置。
4. 前記ピン部材は、前記上面の周囲に配置され、前記ノズルに保持される側面を有し、
   前記上面は、前記第１接触面の周囲に配置される請求項２又は請求項３に記載の基板支持装置。
5. 前記スライド部材は、前記中心軸の周囲に複数設けられる請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の基板支持装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の基板支持装置と、
   電子部品を保持するノズルを有し、前記ノズルに保持された前記電子部品を前記基板支持装置に支持された基板に実装する実装ヘッドと、
   を備える電子部品実装装置。
7. ベースプレートと、
   前記ベースプレートの支持面に支持される下面と、基板の裏面を支持可能な上面とを有するピン部材と、前記ピン部材に設けられ、前記ベースプレートと前記ピン部材とを固定するための磁力を発生するマグネットと、前記ピン部材に設けられ、前記下面が前記支持面に支持された状態で前記マグネットを第１位置と前記第１位置よりも前記支持面から離れた第２位置との間で移動可能な移動機構と、を有する基板支持装置と、
   電子部品を保持するノズルを有し、前記ノズルに保持された前記電子部品を前記基板に実装する実装ヘッドと、
   を備え、
   前記ノズルは、前記移動機構を操作して前記マグネットを前記第１位置から前記第２位置に移動した後、前記ピン部材を保持して前記ベースプレートから離す、電子部品実装装置。
8. 前記移動機構は、
   前記ノズルが接触可能な第１接触面を含む上端部を有し、上下方向に移動可能なシャフト部材と、
   前記シャフト部材の下端部に配置された第２接触面と接触する第３接触面と、少なくとも一部が前記マグネットの下方に配置され、前記マグネットと接触する第４接触面とを有し、前記シャフト部材の移動により前記シャフト部材の中心軸に対する放射方向に移動して、前記マグネットを前記第１位置と前記第２位置との間で移動させるスライド部材と、
   を有し、
   前記ピン部材は、前記上面の周囲に配置される側面を有し、
   前記上面は、前記第１接触面の周囲に配置され、
   前記ノズルは、前記第１接触面と接触する凸部と、前記ピン部材の側面を保持する保持部と、を有し、
   前記凸部と前記第１接触面とが接触した状態で前記ノズルが下方に移動して、前記シャフト部材が下方に移動することにより前記マグネットが第２位置に移動した後、前記側面が前記保持部に保持される請求項７に記載の電子部品実装装置。

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