JP4729652B2 - 部品実装装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイ用やプラズマディスプレイ用のガラス基板など、その縁部に実装領域を有する基板に対して、各種部品を実装するための部品実装装置および方法に関する。

液晶ディスプレイパネル（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）においては、そのガラス基板の縁部に設けられた実装領域に、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）部品、ＣＯＦ（Chip On Film）部品、ＣＯＧ（Chip On Glass）部品、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ基板）、その他の電子部品、機械部品、光学部品などの部品を実装することで、ディスプレイ装置が製造されている。

従来、例えば、基板１０１の長辺側と短辺側の２つの縁部１０２ａ、１０２ｂの複数の実装領域（実装位置）１０３に対して部品１０５を実装する方法として、図２２に示す模式説明図を用いて説明する。図２２において、基板１０１が搬入されてくると、まず異方性導電フィルム（以下、ＡＣＦ（Anisotropically-Conductive Film）と記す。）１０４を部品の電極と電気的に接合するための電極が構成されている基板１０１の各実装領域１０３上に貼り付けるＡＣＦ貼付工程を行う。次に、基板１０１の各実装領域１０３に貼り付けられたＡＣＦ１０４の上に部品１０５を配置して仮圧着する部品仮圧着工程を行う。次に、基板１０１の長辺側と短辺側の実装領域１０３にそれぞれ仮圧着されている部品１０５に対して、押圧力と熱を印加することで部品１０５を圧着固定（すなわち、本圧着）するとともに、部品１０５の電極と基板１０１の電極を電気的に接続する本圧着工程を行う。これらの工程が実施されることにより、部品１０５を実装し、その後、基板１０１を次工程の装置に向けて搬出する部品実装方法が知られている。

また、このような部品実装工程を実施する部品実装装置は、ＡＣＦ貼付工程を実施するＡＣＦ貼付装置と、部品仮圧着工程を実施する部品仮圧着装置と、長辺側および短辺側の縁部に対して部品本圧着工程を実施する部品本圧着装置と、これらの作業装置間（すなわち、ＡＣＦ貼付装置、部品仮圧着装置、および部品本圧着装置の間）で基板を搬送する搬送装置とを備える構成を有している。また、各作業装置においては、各々所定の作業を行う作業ユニットと、搬送装置から供給される基板を基板保持部上に受け取って基板の各実装領域を作業ユニットによる作業位置に位置決めする移動装置とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

このような従来の部品実装装置においては、平板状の基板がその平板面を水平にした状態にて搬送される。各作業装置においても、移動装置にて基板の略中央部を基板保持部にて下方から支持した状態で、基板の移動および位置決めが行われ、作業ユニットにおいては、基板の縁部を受け台上に載置支持させた状態で、縁部の実装領域の上面に対して所定の作業を行うように構成されている。

なお、ディスプレイパネル用のガラス基板等の大型薄板状材の搬送に際して、基板を略垂直姿勢にしてその下端縁をローラ列にて移動駆動可能に支持し、かつ静圧気体からなる流体膜を基板裏面との間に形成する浮上チャンバにて基板の高さ方向中央部を裏面側から浮上支持するとともに、気体吹き出しノズルから基板表面側に斜め下向きに気流を吹き付けることで、板面を非接触状態で安定した姿勢で搬送するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、プリント基板への部品の実装装置において、水平設置面積を低減し、基板を反転することなく両面に実装できるように、基板の上下側縁を各々ガイドレールに沿って移動自在に支持し、移動装置に設けた係合部材を基板の後端に係合させて基板を移動駆動するとともに、所定位置で基板に設けた位置決め穴に位置決めピンを嵌合させて基板を位置決めし、基板の表面側から挿入部品を挿入し、裏面側に配置したクリンチ機構で固定するようにしたものも知られている（例えば、特許文献３参照）。

特許第３７８１６０４号明細書 特開２００４−１２３２５４号公報 実公平２−９５９９号公報

近年、ディスプレイパネル用の基板の大型化の傾向がより顕著となりつつある。そのため、特許文献１や図２２のように、基板の縁部に部品を実装する部品実装装置において、基板を水平姿勢で搬送装置にて搬送し、各作業装置で水平姿勢の基板の縁部を所定位置に位置決めして所定の作業を行うようにした構成では、装置構成が大型化し設備の設置面積が大きくなるという問題がある。また、部品の実装における高い精度の要求に応えるための設備コストが、各機械設備の大型化に伴い、さらに上昇するという問題がある。

また、基板が薄型化あるいは大型化する一方、その板厚は薄くなっているため、水平姿勢での基板の搬送において基板の移動・位置決めを行う場合には、基板は支持した部分（例えば、基板の中央部分）から離れるほど自重によって垂れ下がることになる。このような場合にあっては、基板の移動・位置決め時に基板と周囲の部材とが干渉することを避ける、あるいは高精度の位置認識を実現するために基板の垂れ下がりを補正する位置決めを行うなどの動作が必要になる。そのため、基板の移動・位置決めに要する時間が多くかかり、部品実装における生産タクトの向上の障害になるという問題がある。

なお、特許文献２には、基板を略垂直姿勢にして搬送することで搬送装置の設置面積の低減化を図り、また基板の周縁部に対して、搬送装置以外の部材に接触することなく、また蛇行を生じることなく基板を搬送できるようにした構成が開示されている。しかしながら、特許文献２に開示される基板の搬送方法では、単に基板を搬送することが開示されているだけであり、基板に対する部品実装装置における上述した問題の解決手段については、特許文献２には開示も示唆もされていない。

また、特許文献３には、プリント基板に部品を実装する部品実装装置において、そのプリント基板を垂直姿勢にして部品を実装する構成が記載されている。しかしながら、特許文献３では、プリント基板の上下両側縁をガイドレールで支持して搬送し、その搬送経路上の所定位置で位置決めして部品実装する方法が開示されているに過ぎない。そのため、特許文献３に開示される部品実装装置は、プリント基板のように面剛性の高い基板に対する部品実装および搬送に限定されるとともに、縁部に部品を実装する基板には適用できない。すなわち、ディスプレイパネル用の基板など、大型でかつ薄いために面剛性の低い基板の縁部に高い精度で部品を実装するような部品実装装置に適用できる技術については、特許文献３には開示も示唆もされていない。

したがって、本発明の目的は、上述の課題を解決することにあって、ＬＣＤやＰＤＰ等に代表されるような面剛性の低い薄型の基板、または大型の基板の縁部に対して部品を高精度に実装することができるとともに、部品実装の生産性を向上することができる部品実装装置および方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第１態様によれば、平板状の基板を実質的に垂直姿勢にて吸着保持して、吸着保持した基板をその平板面に沿う方向に搬送するとともに、基板の搬送方向に沿って設定された複数の基板受け渡し位置にて基板の受け渡しを行う搬送装置と、
搬送装置の複数の基板受け渡し位置に対応してそれぞれ配置され、搬送装置から受け取った実質的に垂直姿勢の基板の縁部に設けられている部品が実装される実装領域に対して、部品実装のための作業処理を作業位置にて行う複数の作業装置とを備え、
各作業装置は、
搬送装置の基板受け渡し位置において、実質的な垂直姿勢の基板の下方側の縁部の実装領域を少なくとも除く基板の平板面を吸着保持する基板保持部と、
搬送装置の基板受け渡し位置と作業位置とに実質的な垂直姿勢の基板を位置決めするように、基板保持部を移動させる保持部移動装置と、
作業位置に位置決めされた基板の縁部の実装領域を、その実装領域の反対側の面である基板の背面側から支持する支持位置と、支持位置より退避した退避位置との間で移動可能な受け部材と、
作業位置に位置決めされた基板の縁部の実装領域に対して、その実装領域側である基板の表面側より作業処理を行う作業ユニットとを備える、部品実装装置を提供する。

本発明の第２態様によれば、各作業装置において、
保持部移動装置は、搬送装置の基板受け渡し位置と、基板受け渡し位置よりも下方側に位置される作業位置との間で、基板保持部を昇降させる保持部昇降装置であって、
作業ユニットは、作業位置にて、実質的に垂直姿勢の基板の下方側の縁部に設けられている実装領域に対して作業処理を行う、第１態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第３態様によれば、搬送装置は、基板の平板面に沿う方向に連続した単一の搬送経路に沿って、基板の受け渡し位置間で互いに独立して往復移動する複数の基板搬送ユニットを備え、
各基板搬送ユニットは、実質的な垂直姿勢の基板の背面側を吸着保持する搬送用基板保持部を備える、第２態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第４態様によれば、搬送装置におけるそれぞれの基板受け渡し位置は、基板の平板面に沿う方向に連続した単一の搬送経路より水平方向に離間して位置され、
各基板搬送ユニットは、搬送経路と基板受け渡し位置との間で、搬送用基板保持部を水平方向に進退移動させる水平方向進退移動装置を備える、第３態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第５態様によれば、各基板搬送ユニットは、搬送用基板保持部を、基板の平板面に直交する回転軸回りに回転移動させる回転装置を備える、第４態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第６態様によれば、複数の作業装置は、基板の実装領域に接合部材を貼り付ける接合部材貼付装置と、基板の実装領域に貼り付けられた接合部材を介して部品を仮圧着する部品仮圧着装置と、基板の実装領域に仮圧着された部品を加熱しながら加圧して部品を実装する部品本圧着装置とを含む、第２態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第７態様によれば、部品仮圧着装置は、
作業位置に実質的な垂直姿勢で位置決めされた基板の実装領域の位置あるいは実装領域に実質的に相当する位置で、基板の実装領域および部品の位置を認識する認識装置と、
保持部昇降装置、受け部材、作業ユニット、および認識装置を動作制御する制御装置とを備え、
制御装置は、保持部昇降装置にて、基板受け渡し位置より基板を下降させて、基板の下方側の縁部を作業位置に位置決めし、認識装置にて、基板の背面側より基板の実装領域の位置を認識し、その後、昇降装置にて、作業位置よりも上方に基板を一旦退避上昇させ、次に、作業ユニットにて仮圧着する部品を、部品の仮圧着位置に位置決めして、認識装置にて部品の位置を認識し、その後、仮圧着位置より部品を退避移動させ、その後、昇降装置にて、基板を下降させて作業位置に再び位置決めするとともに、基板の実装領域を基板の背面側から支持する位置に受け部材を移動させ、その後、認識された基板の実装領域と部品との位置が互いに一致するように、作業ユニットにて、部品を位置補正して、基板の実装領域に部品を仮圧着するように、保持部昇降装置、受け部材、作業ユニット、および認識装置を動作制御する、第６態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第８態様によれば、部品仮圧着装置は、
作業位置に実質的な垂直姿勢で位置決めされた基板の実装領域の位置あるいは実装領域に実質的に相当する位置で、基板の実装領域および部品の位置を認識する認識装置と、
保持部昇降装置、受け部材、作業ユニット、および認識装置を動作制御する制御装置を備え、
制御装置は、作業ユニットにて仮圧着する部品を部品の仮圧着位置に位置決めして、認識装置にて部品の位置を認識し、その後、仮圧着位置より部品を退避移動させ、その後、保持部昇降装置にて、基板受け渡し位置より基板を下降させて、基板の下方側の縁部を作業位置に位置決めし、基板の実装領域を背面側から支持する位置に受け部材を移動させ、その後、認識装置にて、基板の背面側より基板の実装領域の位置を認識し、その後、認識された基板の実装領域と部品との位置が互いに一致するように、作業ユニットにて、部品を位置補正して、基板の実装領域に部品を仮圧着するように、保持部昇降装置、受け部材、作業ユニット、および認識装置を動作制御する、第６態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第９態様によれば、搬送装置と各作業装置との間に、両装置間での物体の移動を禁止する遮断装置がさらに備えられている、第１態様から第８態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第１０態様によれば、搬送装置にて平板状の基板を実質的な垂直姿勢で吸着保持して、吸着保持した基板をその平板面に沿う方向に搬送するとともに、基板の搬送方向に沿って設定された複数の基板受け渡し位置にて基板の受け渡しを行う搬送工程と、
複数の基板受け渡し位置に対応してそれぞれ配置された作業装置にて、実質的に垂直姿勢の基板の下方側の縁部に設けられている部品が実装される実装領域に対して、部品実装のための作業処理を作業位置にて行う作業工程とを備え、
各作業工程は、
搬送装置の基板受け渡し位置において、実質的に垂直姿勢の基板の下方側の縁部の実装領域を少なくとも除く基板の平板面を吸着保持して、基板受け渡し位置よりも下方に位置された作業位置に、実質的に垂直姿勢にて基板を位置決めする第１作業工程と、
作業位置に位置決めされた基板の実装領域の反対側の面である背面に向けて受け部材を移動させて、基板の実装領域を基板の背面側から受け部材により支持した状態の基板の実装領域に対して、基板の表面側から作業処理を行う第２作業工程とを含む、部品実装方法を提供する。

本発明の部品実装装置によれば、実質的な垂直姿勢にて基板が取り扱われるため、装置構成及びその設置面積を小さくでき、設備コストを大幅に低廉化することができる。また、搬送装置から作業装置に基板を受け渡して実装作業を行うようにしているので、搬送装置の精度は特に高くする必要がなく、また基板が薄型または大型でかつ面剛性が小さくても平面度を確保するための複雑な機構を設ける必要がなく、そのような動作を行う必要もない。したがって、基板の搬送中や基板に対する作業処理を行う際に基板の平面度を維持することができ、簡単な装置構成にて高い位置精度で部品を実装することができる。

本発明の部品実装方法によれば、実質的な垂直姿勢にて基板が取り扱われるため、部品実装方法を実施するために必要となる装置構成及びその設置面積を小さくでき、設備コストを大幅に低廉化することができる。また、搬送装置から作業装置に基板を受け渡して実装作業を行うようにしているので、搬送装置の精度は特に高くする必要がなく、また基板が薄型または大型でかつ面剛性が小さくても平面度を確保するための複雑な機構を設ける必要がなく、そのような動作を行う必要もない。したがって、基板の搬送中や基板に対する作業処理を行う際に基板の平面度を維持することができ、簡単な装置構成にて高い位置精度で部品を実装することができる。

本発明のこれらの態様と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。
本発明の第１の実施形態にかかる部品実装装置の基本構成を示す概念図（平面図） 第１の実施形態の変形例にかかる部品実装装置の基本構成を示す概念図（平面図） 第１実施形態の部品実装工程を示す斜視図 第１実施形態の部品実装装置が備える搬送装置の正面図 第１実施形態の部品実装装置の全体概略構成を示す斜視図 第１実施形態の部品実装装置の概略構成を示す平面図 第１実施形態の部品実装装置におけるＡＣＦ貼付装置の構成と動作の説明図であり、基板を作業位置に位置決めする動作を説明する側面図 第１実施形態の部品実装装置におけるＡＣＦ貼付装置の構成と動作の説明図であり、基板の縁部を支持してＡＣＦを貼り付ける動作を説明する側面図 第１実施形態の部品実装装置におけるＡＣＦ貼付装置の動作工程を示す図であり、搬送装置とＡＣＦ貼付装置との間の基板の受け渡し工程を示す側面図 第１実施形態の部品実装装置におけるＡＣＦ貼付装置の動作工程を示す図であり、ＡＣＦ貼付工程を示す側面図 第１実施形態の部品実装装置における部品仮圧着装置の動作工程を示す図であり、搬送装置と部品仮圧着装置との間の基板の受け渡し工程を示す側面図 第１実施形態の部品実装装置における部品仮圧着装置の動作工程を示す図であり、部品仮圧着工程を示す側面図 第１実施形態の部品実装装置が供える本圧着装置の側面図 第１実施形態の本圧着装置における本圧着ユニットの側面図 第１実施形態の部品実装装置における本圧着装置の動作工程を示す図であり、搬送装置と本圧着装置との間の基板の受け渡し工程を示す側面図 第１実施形態の部品実装装置における本圧着装置の動作工程を示す図であり、圧着工程を示す側面図 本第１実施形態の部品実装工程における基板の状態を示す側面図 従来例の部品実装工程における基板の状態を示す側面図 第１実施形態の部品実装装置における基板回転動作時の状態を示す正面図 本発明の第２実施形態にかかる部品実装装置の本圧着装置の斜視図 第２実施形態の部品実装装置における本圧着装置が備える本圧着ユニットの側面図 第２実施形態の本圧着装置における変形構成例の本圧着ユニットの側面図 第２実施形態の本圧着装置における本圧着ユニットの動作工程のタイミング図 本発明の第３実施形態にかかる部品実装装置が備える本圧着装置を示す図であり、通常動作状態を示す側面図 本発明の第３実施形態にかかる部品実装装置が備える本圧着装置を示す図であり、遮断装置を動作させた状態を示す側面図 本発明の第４実施形態にかかる部品実装装置における一つの使用形態の例を説明する平面図 図１９Ａとは異なる使用形態の例を説明する平面図 本発明の部品実装装置を、基板の縁部に実装された部品を介して基板にさらにプリント回路基板を実装する工程に適用した例の側面図 基板の縁部に実装した部品を介してプリント回路基板を実装する従来例を示す図であり、プリント回路基板を実装した状態の平面図 基板の縁部に実装した部品を介してプリント回路基板を実装する従来例を示す図であり、プリント回路基板を実装した状態の正面図 従来例における水平な基板に対する部品実装工程を示す斜視図

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。

以下、本発明を、ＬＣＤやＰＤＰのガラス基板などの基板に、ＴＣＰやＣＯＦなどの部品を実装する部品実装装置に適用した各実施形態について、図１〜図２１を参照して説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る部品実装装置について、図１〜図１３を参照して説明する。

図１Ａ、図１Ｂ及び図２において、本第１実施形態における実装対象である基板１は、例えば、１辺が数１００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度の長方形で、０．５〜０．７ｍｍ程度の厚さの２枚のガラス板を貼り合わせて平板状に形成されている。また、基板１において、互いに隣り合う長辺と短辺の２つの縁部２ａ、２ｂは、貼り合わせられた一方のガラス板のみが突出された部分であり、それぞれの縁部２ａ、２ｂにおける一方のガラス板の表面には、部品が実装される領域である複数の実装領域３が配置されている。各実装領域３には、透明電極である多数の接続電極が微細ピッチにて並列して配置することにより形成された接続電極部が、間隔をあけて複数配置されている。この基板１が部品実装装置１０に搬入されると、搬送装置１１にて実質的な垂直姿勢で吸着保持された基板１が、基板１の平板面に沿う方向を搬送方向とする搬送ライン１１ａ上を搬送される（搬送工程）。なお、このような平板状の基板１は、例えば、「パネル基板」あるいは「パネル」と称することもできる。

部品実装装置１０では、基板１が搬送装置１１にて搬送される間に、基板１の縁部２ａ、２ｂに設けられている各実装領域３に接合部材である異方性導電フィルム（以下、ＡＣＦと称する。）４を貼り付けるＡＣＦ貼付工程と、各実装領域３に貼付けられたＡＣＦ４を介してＴＣＰなどの部品５を加熱加圧して各実装領域３に仮圧着する部品仮圧着工程と、仮圧着された部品５を部品仮圧着工程よりも高い温度と圧力で加熱加圧し、基板１の接続電極と部品５の接続電極を互いに接続するとともにその状態でＡＣＦ４を硬化させて部品５を基板１に固定する部品本圧着工程とが順次行われる。部品実装装置１０において、このようなそれぞれの作業工程が行われることで、基板１の縁部２ａ、２ｂの各実装領域３に部品５が実装され、部品５を実装された基板１が搬出される。なお、図１Ａ及び図２では、長辺側の縁部２ａに仮圧着された部品５の本圧着と、短辺側の縁部２ｂに仮圧着された部品５の本圧着とを別の工程で行うようにしているが、このような場合に代えて、図１Ｂに示すように、単一の工程で長辺側の縁部２ａおよび短辺側の縁部２ｂに仮圧着された部品５に対する本圧着を行うようにしても良い。

上述のようなそれぞれの実装工程を実行するため、部品実装装置１０には、ＡＣＦ貼付作業を行うＡＣＦ貼付装置１２と、部品仮圧着作業を行う部品仮圧着装置１３と、基板１の長辺側の縁部２ａと短辺側の縁部２ｂに対してそれぞれ部品の本圧着作業を行う本圧着装置１４、１５（図１Ａ参照）とが、基板１の平板面に沿う方向である搬送装置１１の搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って互いに隣接するように配置されている。なお、図１Ａの本圧着装置１４、１５に代えて、基板１の長辺側の縁部２ａおよび短辺側の縁部２ｂに対して部品本圧着作業を行う単一の本圧着装置１４（図１Ｂ参照）が、部品実装装置１０に備えられるような場合であっても良い。また、図１Ａおよび図１Ｂにおいて、参照符号１６で示される装置は、部品仮圧着装置１３が備える部品供給装置である。なお、以下の説明では、ＡＣＦ貼付装置１２と、部品仮圧着装置１３と、本圧着装置１４、１５とに共通の構成について説明する場合に、単に作業装置１２〜１５と称することがある。また、本第１実施形態では、ＡＣＦ貼付作業、部品仮圧着作業、および本圧着作業が、基板１に部品５を実装するための作業処理の一例となっている。

搬送装置１１は、図３〜図５に示すように、搬送ライン１１ａを構成する連続した単一の搬送経路構成部材１７に沿って、互いに独立して往復移動可能な複数の基板搬送ユニット１８が、作業装置１２〜１５にそれぞれ対応して設けられている。それぞれの基板搬送ユニット１８は、基板の搬入位置とそれぞれの作業装置１２〜１５に対向する位置である基板受け渡し位置と基板の搬出位置との間で、他の基板搬送ユニット１８とは独立して往復移動することが可能となっている。

各基板搬送ユニット１８には、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、および図９にも示すように、基板１を実質的な垂直姿勢で吸着保持する搬送用基板保持部１９と、搬送用基板保持部１９を上下方向である垂直方向に移動及び位置決めする昇降装置２０と、搬送用基板保持部１９で吸着保持した基板１を各作業装置１２〜１５に対して受け渡すように搬送用基板保持部１９を作業装置に向けて水平方向（すなわち、Ｙ軸方向）に進退動作させる水平方向進退移動装置２１と、搬送用基板保持部１９を水平軸心回り（すなわち、基板１の平板面に直交する回転軸回り）に少なくとも略９０度の回転角度範囲にて正逆回転させる回転装置２２とが備えられている。なお、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、および図９において、参照符号１７ａは、基板搬送ユニット１８の下部を搬送方向に沿って移動自在に支持・案内するように、搬送ライン１１ａに平行に搬送経路構成部材１７の下部に配置された補助ガイド部材である。

各作業装置１２〜１５には、基板搬送ユニット１８から受け渡された実質的な垂直姿勢の基板１をその縁部２ａ、２ｂの実装領域３を少なくとも除く平板面を吸着して保持する基板保持部２３が備えられている。さらに、各作業装置１２〜１５には、この基板保持部２３で吸着保持した基板１を、図６Ａに示すように、基板搬送ユニット１８から受け取った実線で示す基板受け渡し位置からその下方の仮想線（二点鎖線）で示す作業位置に下降させて位置決めし、作業処理完了後に基板搬送ユニット１８に対する基板受け渡し位置に上昇させるように基板保持部２３を昇降させる保持部昇降装置（保持部移動装置の一例）２４が備えられている。以下、各作業装置１２〜１５の各々に固有の構成と動作について説明する。

まず、ＡＣＦ貼付装置１２の構成及び動作を、図４、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、および図７Ｂを参照して説明する。ＡＣＦ貼付装置１２は、図６Ｂに示すように、作業位置に位置決めされた基板１の下方側の縁部２ａ又は２ｂの実装領域３をその実装領域３の反対側の面である基板１の背面側から支持する支持位置（図６Ｂの実線位置）と、支持位置より退避した退避位置（図６Ｂの仮想線（二点鎖線）位置）との間で移動可能な受け部材２５と、作業位置に位置決めされた基板１の実装領域３に対してその実装領域３側である基板１の表面側からＡＣＦ４を貼り付ける貼付ヘッド２６との組み合わせで構成される複数のＡＣＦ貼付ユニット（作業ユニットの一例）２７を備えている。ＡＣＦ貼付装置１２には、図４に示すように、複数のＡＣＦ貼付ユニット２７として、例えば図示例では、長辺の縁部２ａの実装領域３の数に対応して３台のＡＣＦ貼付ユニット２７が備えられている。さらに、ＡＣＦ貼付装置１２では、各ＡＣＦ貼付ユニット２７が、リニアガイド２８にて基板１の縁部２ａ、２ｂに沿って（すなわち、Ｘ軸方向に沿って）個々に独立してあるいは個々に独立した駆動にて移動自在に支持されており、リニアモータ（図示せず）にてリニアガイド２８上に配置された複数のＡＣＦ貼付ユニット２７を移動させて、それぞれの配置間隔や位置を変更することで位置決めを行うことが可能となっている。

このＡＣＦ貼付装置１２においては、図６Ａ及び図７Ａに示すように、搬送装置１１から基板保持部２３に基板１を受け取ると、図６Ｂ及び図７Ｂに示すように、基板１を作業位置まで下降させて位置決めし、ＡＣＦ貼付ユニット２７を動作させて基板１の実装領域３の背面側から受け部材２５にて支持した状態で、表面側から実装領域３に対して貼付ヘッド２６にてＡＣＦ４を貼り付ける。このとき、本第１実施形態では、図３および図４に示すように、基板１の一方の縁部である長辺側の縁部２ａに３つある実装領域３に対して、各実装領域３にそれぞれ対向するように移動および位置決めが行われた複数のＡＣＦ貼付ユニット２７にて一度にあるいは順次ＡＣＦ４を貼り付ける。その後、基板保持部２３を作業位置から基板受け渡し位置まで上昇させて搬送装置１１の搬送用基板保持部１９に基板１を受け渡し、搬送用基板保持部１９を回転装置２２にて９０度回転させることにより、基板１の他方の縁部である短辺側の縁部２ｂを下方側に位置させる。それとともに、その下方側の縁部２ｂが、基板保持部２３への基板１の受渡しのための基板受け渡し位置における所定高さ位置に位置されるように昇降装置２０を動作させる。その後、再び図６Ａ及び図７Ａに示すように、搬送装置１１から基板保持部２３に基板１を受け渡し、図６Ｂ及び図７Ｂに示すように、基板１を作業位置まで下降させて位置決めし、縁部２ａに対するＡＣＦ４の貼付動作と同様に、縁部２ｂの実装領域３にＡＣＦ４を貼り付ける。このとき、本第１実施形態では、基板１の短辺側の縁部２ｂには２つの実装領域３があるので、３つのＡＣＦ貼付ユニット２７の内の２つを各実装領域３に対向配置させ、残りのＡＣＦ貼付ユニット２７はその側方位置において基板１と干渉しないように退避させて動作させないようにする。このような状態にて、２つのＡＣＦ貼付ユニット２７を動作させてＡＣＦ４を貼り付け、その後、基板保持部２３を搬送用基板保持部１９に対する基板受け渡し位置まで上昇させて搬送装置１１側の搬送用基板保持部１９に基板１を受け渡す。その後、次工程への基板１の搬送姿勢のために、搬送装置１１において、搬送用基板保持部１９を回転装置２２にて９０度復帰回転させるとともに、次の部品仮圧着装置１３に向けて基板１を搬送する。

次に、部品仮圧着装置１３の構成及び動作を、図４、図５、図８Ａ、および図８Ｂを参照して説明する。部品仮圧着装置１３には、作業位置に位置決めされた基板１の下方側の縁部２ａあるいは２ｂの実装領域３の背面側に配置され、基板１の下方側の縁部２ａあるいは２ｂに沿う方向に移動して基板１の各実装領域３の位置に位置決め可能な可動台２９が備えられている。この可動台２９上には、基板１の縁部２ａあるいは２ｂを実装領域３の背面側から支持する支持位置と、支持位置より退避した退避位置との間で進退移動可能な石英等の透明部材により形成された受け部材３０と、実装領域３及び部品５のそれぞれにおける所定位置に設けられている位置マーク（図示せず）を透明な受け部材３０を通して認識する認識装置である一対の認識カメラ３１とが搭載されている。また、部品仮圧着装置１３には、作業位置に位置決めされた基板１の縁部２ａあるいは２ｂの各実装領域３に対して部品供給装置１６から供給された部品５（５ａ、５ｂ）を仮圧着する部品仮圧着ユニット（作業ユニットの一例）３２が、基板１の下方側の縁部２ａあるいは２ｂの表面側に備えられている。

部品仮圧着ユニット３２は、基板１の実装領域３に実装される部品５の供給を行う部品供給装置１６と、部品供給装置１６から供給される部品５を保持して、作業位置に位置された基板１の下方側の縁部２ａあるいは２ｂの実装領域３にＡＣＦ４を介在させて部品５を加熱・加圧して仮圧着する仮圧着ヘッド３５とを備えている。部品供給装置１６は、後述するテープ状部品集合体より取り出された部品５が、仮圧着ヘッド３５に受け渡し可能に配置される部品受渡部３８を備えており、この部品受渡部３８は、作業位置よりも下方側に位置されている。また、部品仮圧着ユニット３２は、基板１の下方側の縁部２ａあるいは２ｂに沿った方向であるＸ軸方向と、鉛直方向であるＺ軸方向とに、仮圧着ヘッド３５を移動させる２軸ロボット３３を備えている。この２軸ロボット３３により、仮圧着ヘッド３５がＸ軸方向に移動されることで、基板１の下方側の縁部２ａあるいは２ｂにおけるそれぞれの実装領域３に対して、仮圧着ヘッド３５を位置決めすることが可能となっている。また、この２軸ロボット３３により、仮圧着ヘッド３５をＺ軸方向に移動させることで、作業位置に位置された状態の基板１の下方側の縁部２ａあるいは２ｂのそれぞれの実装領域３と、部品供給装置１６の部品受渡部３８との間で、仮圧着ヘッド３５を昇降させることができる。また、仮圧着ヘッド３５は、基板１の平板面に垂直な方向であるＹ軸方向に配置された回転軸の回りに回転可能となっている。このように、仮圧着ヘッド３５がそれぞれの方向に移動可能となっていることにより、部品受渡部３８に供給された部品５を仮圧着ヘッド３５にて保持し、部品５の位置を精度良く位置補正して、作業位置に位置された基板１の縁部２ａあるいは２ｂの実装領域３に部品５を加熱・加圧して仮圧着することができる。

部品供給装置１６は、基板１の長辺側（ソース側）の縁部２ａに実装する部品５ａを供給する部品供給ユニット３６ａと、短辺側（ゲート側）の縁部２ｂに実装する部品５ｂを供給する部品供給ユニット３６ｂとを備えている。部品供給ユニット３６ａと部品供給ユニット３６ｂとは、部品仮圧着ユニット３２の２軸ロボット３３の下端部を略中央にしてＸ軸方向における両側に対称に配置されており、後述するそれぞれのテープ状部品集合体より部品５ａ、５ｂが取り出される位置に、互いに対向するように部品取出部３７ａ、３７ｂが配置されている。さらに、部品供給装置１６には、それぞれの部品取出部３７ａ、３７ｂにて取り出された部品５（５ａ、５ｂ）を、部品受渡部３８に移載する移載ヘッド３９が備えられている。部品供給ユニット３６ａ、３６ｂは、それぞれ多数の部品５（５ａ、５ｂ）が保持テープに保持されているテープ状部品集合体を巻回した供給リール４０と、部品取出部３７ａ、３７ｂを経由して部品５（５ａ、５ｂ）が取り出された保持テープを回収する巻取リール４１とを備えており、テープ状部品集合体を部品取出部３７ａ、３７ｂに順次ピッチ送りして部品５（５ａ、５ｂ）を取り出すことが可能とされている。移載ヘッド３９は、何れかの部品取出部３７ａ、３７ｂで取り出した部品５（５ａ、５ｂ）を吸着保持して部品受渡部３８に向けて移動し、部品受渡部３８に受け渡すように構成されている。部品受渡部３８は、供給された部品５（５ａ、５ｂ）を仮圧着ヘッド３５に受け渡すまで吸着保持するように構成されている。

この部品仮圧着装置１３においては、図８Ａに示すように、基板受け渡し位置にて搬送装置１１の搬送用基板保持部１９から基板保持部２３に基板１を受け取ると、図８Ｂに示すように、保持部昇降装置２４にて基板１を基板受け渡し位置から作業位置まで下降させて位置決めする。その後、基板１の実装領域３の背面側から受け部材３０にて基板１を支持した状態で、表面側から部品仮圧着ユニット３２の仮圧着ヘッド３５にて実装領域３に部品５を加熱・加圧して仮圧着する。詳細には、基板１が作業位置に位置決めされると、基板１の実装領域３の背面側より認識カメラ３１にて実装領域３の基板１の平板面方向の位置（すなわち、ＸＺ平面内の位置）を高精度に認識し、その後、保持部昇降装置２４にて基板１を作業位置より一旦上方に退避上昇させる。なお、この時、受け部材３０が作業位置の基板１を支持する支持位置まで移動して、基板１の実装領域３の基板１の厚さ方向の位置を仮圧着時の位置である支持位置に規制した状態で認識カメラ３１により基板１の実装領域３の位置を認識しても良い。次に、実装領域３に仮圧着する部品５を部品仮圧着ユニット３２の仮圧着ヘッド３５にて仮圧着位置まで移動させて、認識カメラ３１にて部品５の位置を高精度に認識し、その後、仮圧着ヘッド３５にて部品５を仮圧着位置より一旦退避移動させる。次に、保持部昇降装置２４にて基板１を作業位置に再び位置決めし、先に認識した実装領域３の位置情報と部品５の位置情報とに基づいて、両位置が互いに一致するように仮圧着ヘッド３５にて部品５の位置を補正して、部品５を基板１の実装領域３に仮圧着ヘッド３５にて加熱加圧して仮圧着する。

基板１の実装領域３への部品５の仮圧着手順は、このような方法についてのみ限定されるものではなく、その他様々な方法を採用することができる。例えば、保持部昇降装置２４にて基板１を基板受け渡し位置から作業位置まで下降させて位置決めし、基板１の実装領域３の背面側から受け部材３０にて基板１を支持した状態で、表面側から部品仮圧着ユニット３２の仮圧着ヘッド３５にて部品５を仮圧着する動作は次のような動作手順であっても良い。まず、実装領域３に仮圧着する部品５を、仮圧着ヘッド３５にて仮圧着位置まで移動させて認識カメラ３１にて部品５の位置を高精度に認識し、その後、仮圧着ヘッド３５にて部品５を仮圧着位置より一旦退避移動させる。その後、保持部昇降装置２４にて基板１の下方側の縁部２ａあるいは２ｂを基板受け渡し位置から作業位置に下降させ、基板１の実装領域３の背面側を支持する位置に受け部材３０を移動させ、実装領域３の背面側より認識カメラ３１にて実装領域３の基板１の平板面方向の位置を高精度に認識する。なお、この時、実装領域３の位置認識後に、受け部材３０にて基板１の実装領域３をその背面側から支持させても良い。次に、認識した実装領域３の位置情報と部品５の位置情報とに基づいて両位置が一致するように仮圧着ヘッド３５にて部品５の位置を補正して、部品５を基板１の実装領域３に仮圧着ヘッド３５にて加熱・圧着して仮圧着する。このような動作手順とすることで、基板１の実装領域３の位置認識後に保持部昇降装置２４により基板１を一旦上方へ退避上昇させる時間と、再び作業位置へ位置決めする時間とを削減できる。

こうして縁部における１つの実装領域３に対する部品５の仮圧着が完了すると、受け部材３０および認識カメラ３１が搭載された可動台２９と部品仮圧着ユニット３２を次の実装領域３に対向する位置に移動させ、上述した手順にて部品仮圧着動作を行う。なお、部品仮圧着ユニット３２と可動台２９は別体としたが一体に構成して基板１の実装領域３に対応する位置に移動させても良い。この動作をまず基板１の一方の縁部である長辺側の縁部２ａの全ての実装領域３に対する部品５（５ａ）の仮圧着が完了するまで繰り返す。次に、基板保持部２３を作業位置から基板受け渡し位置に上昇させ、基板１を搬送装置１１側の搬送用基板保持部１９に受け渡し、搬送用基板保持部１９を回転装置２２にて９０度回転させて基板１の他方の縁部である短辺側の縁部２ｂを下方側に位置させた状態とする。その後、基板１の下方側の縁部２ｂが基板受け渡し位置における所定高さ位置に位置されるように昇降装置２０を動作させる。次に、図８Ａに示すように、基板受け渡し位置にて基板１を再び搬送装置１１から基板保持部２３に基板１を受け渡し、図８Ｂに示すように、基板１を作業位置まで下降させて位置決めし、上述の手順と同様に基板１の短辺側の縁部２ｂの全ての実装領域３に部品５（５ｂ）を仮圧着する。その後、基板保持部２３を作業位置から基板受け渡し位置に上昇させて搬送装置１１の搬送用基板保持部１９に基板１を受け渡す。その後、次工程への搬送姿勢のために、搬送装置１１において、搬送用基板保持部１９を回転装置２２にて９０度復帰回転させるとともに、次の本圧着装置１４に向けて基板１を搬送する。

次に、本圧着装置１４の構成及び動作について、図４、図５、図９、図１０、図１１Ａ、および図１１Ｂを参照して説明する。本圧着装置１４は、図４、図５に示すように、作業位置に位置決めされた基板１の下方側の縁部２ａの実装領域３を背面側から支持する支持位置と、支持位置から退避した退避位置との間で移動可能な受け部材４３と、基板１の実装領域３に仮圧着された部品５に対して、仮圧着時よりも高い温度と圧力で加熱・加圧して圧着（本圧着）する本圧着ヘッド４４との組み合わせで構成される複数の本圧着ユニット（作業ユニットの一例）４２を備えている。本圧着装置１４には、図４に示すように、複数の本圧着ユニット４２として、例えば図示例では、基板１の長辺側の縁部２ａの実装領域３の数に対応して３台の本圧着ユニット４２が備えられている。さらに、本圧着装置１４では、これら本圧着ユニット４２が、リニアガイド４５にて基板１の縁部２ａに沿って（すなわち、Ｘ軸方向に沿って）個々に独立してあるいは個々に独立した駆動にて移動自在に支持されており、リニアガイド４５上に配設された複数の本圧着ユニット４２をリニアモータ（図示せず）にて移動させて、それぞれの配置間隔や位置を変更することで位置決めを行うことが可能となっている。

本圧着装置１４のより具体的な構成について、図９、図１０、図１１Ａ、および図１１Ｂを用いて説明する。各本圧着ユニット４２は、基板１の平板面沿いの方向であるリニアガイド４５の方向（すなわち、Ｘ軸方向）に沿って個々に独立してあるいは個々に独立した駆動にて移動及び位置決め可能な移動支持台４６を備えている。移動支持台４６の上部には、作業位置に位置決めされた基板１の下方側の縁部２ａの実装領域３をその背面側から支持する受け部材４３と、表面側において仮圧着された部品５に対して加熱・加圧を行う本圧着ヘッド４４が搭載されている。受け部材４３は、支持位置と退避位置との間でＹ軸方向に沿って進退移動可能に搭載されており、圧着ヘッド４４は、スライドガイド４７にて受け部材４３に対して（すなわち、Ｙ軸方向に沿って）進退移動可能に搭載されている。移動支持台４６の下部には、本圧着ヘッド４４の下方に位置するようにシリンダ装置４８が配置されており、そのピストンロッド先端４８ａと、本圧着ヘッド４４の基板１の縁部２ａ側とは反対側の後端４４ａとが、その中間部が移動支持台４６に設けられた支軸５０にて揺動自在に支持された揺動リンク４９の上下端に回動可能に連結されている。これにより、シリンダ装置４８のＹ軸方向に沿って進退動作させることで、揺動リンク４９を介して本圧着ヘッド４４をＹ軸方向に進退動作させて、本圧着ヘッド４４により本圧着動作を行うことが可能となっている。なお、図１０における参照符号４６ａは移動支持台４６に設けられたモータであり、ラック・ピニオン機構（図示せず）等を介して移動支持台４６を移動・位置決めする。

この本圧着装置１４においては、図１１Ａに示すように、基板受け渡し位置にて、搬送装置１１の搬送用基板保持部１９から基板保持部２３に基板１を受け取ると、図１１Ｂに示すように、基板１の縁部２ａに対して部品の本圧着作業を行う作業位置まで基板１を下降させて位置決めする。その後、本圧着ユニット４２を動作させて基板１の長辺側の縁部２ａの各実装領域３をその背面側から受け部材４３にて支持した状態で、表面側から圧着ヘッド４４にて部品５の仮圧着部分を加熱・加圧して本圧着する。このとき、本第１実施形態では、図３および図４に示すように、基板１の一方の縁部である長辺側の縁部２ａに仮圧着された３個の部品５を３台の本圧着ユニット４２にて一度に本圧着する。その後、基板保持部２３を作業位置から基板受け渡し位置まで上昇させ、基板受け渡し位置にて搬送装置１１の搬送用基板保持部１９に基板１を受け渡し、搬送用基板保持部１９を回転装置２２にて９０度回転させて基板１の他方の縁部である短辺側の縁部２ｂを下方側に位置させる。それとともにその下方側の縁部２ｂが、次の工程の基板保持部２３への基板１の基板受け渡し位置における所定高さ位置となるように昇降装置２０を動作させて、次の本圧着装置１５に向けて基板１を搬送する。

本圧着装置１５は、図４に示すように、作業位置に位置決めされた基板１の短辺側の縁部２ｂの各実装領域３に仮圧着された部品５を本圧着する装置であり、短辺側の縁部２ｂの実装領域３の数に対応して２台の本圧着ユニット４２が備えられている点が、本圧着装置１４と異なる構成となっており、その他の構成および動作は本圧着装置１４と同じであり、その説明を省略する。また、上述した搬送装置１１、ＡＣＦ貼付装置１２、部品仮圧着装置１３および本圧着装置１４、１５は、制御装置（図示せず）に接続されて、上述にて説明したそれぞれの動作を行うように制御装置により動作制御される。

上記本第１実施形態の部品実装装置によれば、図１２Ａに示すように、基板１を実質的な垂直姿勢にした状態で搬送と実装のための所定の作業処理を行うようにしているので、図１２Ｂに示すように、基板１を水平姿勢にした状態で搬送と作業処理とを行う従来の部品実装装置に比して、装置構成及びその設置面積を小さくできる。そのため、特に大型の基板１が取り扱われる部品実装装置においては、設備コストを大幅に低減することができる。しかも、基板１が実質的な垂直姿勢であるため、基板１を搬送用基板保持部１９や基板保持部２３にて吸着保持している状態で、基板１に対して、その全面において厚さ方向（基板１の平板面に直交する方向）に撓ませる、あるいは厚さ方向に引き剥がすような力が殆ど作用しない。そのため、基板１が例えば大型のディスプレイパネル用のガラス基板の場合であってもその表示機能に悪影響を与える恐れを低減させることができる。

また、本第１実施形態では、搬送装置１１と各作業装置１２〜１５との間で基板１を実質的な垂直姿勢で受け渡し、各作業装置１２〜１５では基板１を実質的な垂直姿勢で受け取って下方の作業位置に位置決めし（第１作業工程）、受け部材２５、３０、４３により基板１の下方側の縁部で背面側から支持して作業処理を行う（第２作業工程）ようにしている。一方、従来の水平姿勢では、図１２Ｂに示すように、基板１自体や仮圧着等が行われた状態の部品５がその自重によって撓みや垂れが発生する。これに対して、本第１実施形態では、基板１が大型あるいは薄型でかつ面剛性が低くいような基板であっても、基板１が実質的に垂直姿勢にて取り扱われるため、基板１の自重が平板面を撓ませるように作用することがない。そのため、基板１の平面度を確保するための複雑な機構を設ける、あるいはそのような動作を行う必要がなく、図１２Ａに示すように、搬送中及び作業処理時に基板１の平面度を維持することができる。したがって、面剛性の低い大型あるいは薄型の基板１の縁部２ａ、２ｂに設けられている実装領域３に対して簡単な装置構成にて高い位置精度で部品を実装することができる。

また、部品実装装置１０の全長にわたる大掛かりな構成となる搬送装置１１の精度は特に高くしなくても、各作業装置１２〜１５、特に精度の要求される部品仮圧着装置１３の精度を高くすることで、高精度の部品実装ができ、安価な構成にて高精度の実装を実現できる。これにより、搬送装置１１は搬送方向に複数の分割した構造の組み合わせにて、部品実装装置の全長にわたる構成とすることも可能である。また、各作業装置１２〜１５で基板１の１つの縁部２ａ又は２ｂの実装領域３に対する作業処理が終了すると各作業装置１２〜１５から搬送装置１１に基板１を受け渡して基板１を搬送装置１１側で９０度回転させるようにしている。そして、搬送装置において、基板の下方側の縁部の下端部あるいは実装領域に仮圧着等された部品の下端部が、作業装置への基板受け渡し位置の基準高さとなるように基板の受渡し高さを変更可能に設定することで、各作業装置１２〜１５では、基板受け渡し位置から作業位置まで所定のほぼ一定距離を下降させて作業処理が行われる。したがって、各作業装置１２〜１５を簡単かつコンパクトな構成とすることができ、装置コスト低下を図ることができる。また、従来のように水平姿勢で基板を搬送して部品実装を行う大型の基板に対する部品実装装置において、小型の基板に対する部品実装を行うと、基板は小型であっても移動装置にて基板の下面中央部側を支持して作業装置に対して位置決めを行うことになるため、位置決め動作時の移動距離が大きくなる。また、従来の水平姿勢での搬送では、基板の搬送距離も大型の基板の場合と同じであるため、小型の基板の場合にはタクトを小さくして生産性を高める必要があるにも関わらず、逆に大型の基板の場合よりも位置決め動作のタクトが長くなって生産性を低下させるという問題がある。そのため、従来の装置では、大型基板と小型基板では異なる仕様にて部品実装装置を設計・製造する必要があり、設備コストが莫大なものになるという問題がある。これに対して、本第１実施形態の垂直姿勢の搬送を採用する部品実装装置では、基板１のサイズが変化しても、基板１のサイズの大小に関わり無く、短いタクトで実装作業を行うことができ、同一の設備にて小サイズの基板１から大サイズの基板１に対して部品実装を行う場合にも高い生産性を確保できる。

また、本第１実施形態では、各作業装置１２〜１５で基板１の１つの縁部２ａ又は２ｂの実装領域３に対する作業処理が終了すると、各作業装置１２〜１５から搬送装置１１の搬送用基板保持部１９に基板１を受け渡して、基板１を搬送装置１１側で回転装置２２にて９０度回転させるようにし、さらに搬送用基板保持部１９を昇降装置２０にて昇降できるようにしている。そのため、その回転動作時の搬送用基板保持部１９の高さ位置を調整することで、図９および図１３に示すように、基板１が大型の場合でも、回転装置２２による基板１の最大回転半径軌跡５１の上端と設備の天井面５２との間に所定の安全距離ｄを確保することができる。また、その際には、最大回転半径軌跡５１の下部は、作業装置１２〜１５（図１３では本圧着装置１４を例示）の上端位置より相当距離Ｈ分だけ下方の位置を通ることになるが、図９に示すように、搬送装置１１は、各作業装置１２〜１５より手前の作業者側に対して、各作業装置１２〜１５の反対側（奥側）の側方に位置しているため、基板１の搬送装置１１の回転装置２２による回転時に干渉する恐れは全く無い。したがって、図９や図１３に示すように、搬送装置１１の下部に基板１の回転のための相当のスペースを確保するようにしておくだけでよい。

また、従来のように水平姿勢で基板を搬送して部品実装を行う部品実装装置では、搬送装置及び作業装置の水平面寸法が大きく、かつ作業装置はその移動装置にて搬送装置から受け取った基板を搬送装置から遠い位置にある作業ユニットによる作業位置に向けて移動させて位置決めすることになるため、搬送装置の手前からの作業装置の作業位置や作業ユニットまで距離が大きくなる。よって、それらのメンテナンス時の作業性が極めて悪く、各作業装置のメンテナンスの度に機械設備の全体を稼動停止しなければならないという問題がある。これに対して、本第１実施形態では、基板１が実質的に垂直姿勢で取り扱われるため、各作業装置１２〜１５より手前の作業者側と各作業装置１２〜１５とのスペースや搬送装置１１と作業装置１２〜１５の間のスペースが小さくなるので、メンテナンス作業も容易に行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る部品実装装置について、図１４〜図１７を参照して説明する。なお、以下の本第２実施形態の説明では、先行する実施形態と同一の構成要素に対して同一の参照符号を付してその説明を省略し、主として相違点についてのみ説明する。

本第２実施形態の部品実装装置は、上記第１実施形態と本圧着装置１４、１５の構成が異なるだけであり、また本圧着装置１４と本圧着装置１５の構成も互いに上述のように実質的に同一であるため、両本圧着装置１４および１５を代表して、基板１の短辺側の縁部２ｂに仮圧着された２つの部品５を本圧着する本圧着装置１５について説明する。

本第２実施形態の本圧着装置１５においては、図１４および図１５に示すように、各本圧着ユニット４２のシリンダ装置４８による本圧着ヘッド４４の押圧動作速度を制御する速度制御装置５３が設けられている。速度制御装置５３は、具体的には、各本圧着ユニット４２のシリンダ装置４８のピストンロッド先端４８ａと揺動アーム４９との連結部に取り付けられたローラ４９ａが、シリンダ装置４８の進退方向（図示Ｙ軸方向）において離間可能に係合する規制部材５４と、規制部材５４をシリンダ装置４８の進退方向に移動制御する移動制御装置５５とを備えている。本圧着ユニット４２は、リニアガイド４５のスライド方向に駆動するモータ４６ａにより移動及び位置決めされる。規制部材５４は、Ｘ軸方向におけるリニアガイド４５の延在範囲とほぼ同じ長さ範囲に延在して配置されている。リニアガイド４５及び移動制御装置５５は共通のベース部材５６上に配設され、本圧着ユニット４２をＸ軸方向におけるスライド範囲内のどの位置に位置決めした場合であっても、速度制御装置５３の規制部材５４がそのまま機能する、すなわち、ローラ４９ａに当接可能なように構成されている。さらに、ベース部材５６は、基板１の搬送方向に沿って各作業装置１２〜１５の少なくとも一つの作業工程が行われる範囲（領域）にわたってＸ軸方向に延在して配置された支持フレーム５７上に、Ｘ軸方向に移動及び位置決め可能に配置されている。そのため、基板１のサイズが大きく変化し、基板１の縁部２ａ、２ｂの実装領域３の間隔が大きい場合でも対応できるようになっている。

なお、図１４および図１５の図示例においては、平板状のベース部材５６を適用した例を示したが、図１６に示すように、ベース部材５６に代えて、移動支持台４６の下面を移動自在に案内支持するリニアガイド４５と、移動支持台４６の搬送装置１１側の側面（図示Ｙ軸方向右側の側面）を移動自在に案内支持するリニアガイド５９とを配置した断面形状Ｌ字状の、より剛性の高いベースフレーム５８を適用しても良い。このような構成が採用される場合には、本圧着ユニット４２を移動可能に構成しながら、ベースフレーム５８の剛性によってさらに高い位置精度を確保することができる。

本第２実施形態における本圧着装置１５の動作を、図１７を参照して説明する。本圧着動作の開始時の時間Ｔ１では、ローラ４９ａと規制部材５４の間は離間しており、その状態から本圧着ヘッド４４の原点位置であるシリンダ装置４８が収縮している位置からシリンダ装置４８の伸長動作が開始される。シリンダ装置４８の伸長動作に伴って揺動レバー４９を介して本圧着ヘッド４４が受け部材４３に向けて移動して両者の間隔が徐々に小さくなる。時間Ｔ２で、本圧着ヘッド４４と受け部材４３の間の間隔がＤ１になると、ローラ４９ａが規制部材５４に当接し、以後ローラ４９ａの移動速度は規制部材５４の移動速度に規制される。シリンダ装置４８の伸長により、ローラ４９ａが設けられた揺動アーム４９の揺動動作を通じて、本圧着ヘッド４４が受け部材４３に向かう移動が、規制部材５４の移動に同期・規制されて行われる。規制部材５４の移動速度は、本圧着ヘッド４４と受け部材４３の間の間隔が、本圧着ヘッド４４が部品５に当接する所定の間隔Ｄ２になる前に減速されるように、移動制御装置５５にて制御されており、本圧着ヘッド４４が部品５に衝撃的に当接するのを確実に防止している。時間Ｔ３で、本圧着ヘッド４４と受け部材４３の間の間隔がＤ２になって本圧着ヘッド４４が部品５に当接すると、ローラ４９ａの移動はほぼ停止する。また、移動制御装置５５にて規制部材５４の移動をローラ４９ａと離間し、隙間が生じるように少し離れた所定位置まで継続することで、規制部材５４がローラ４９ａから離間した状態になる。これにより、シリンダ装置４８の出力荷重が揺動レバー４９を通じて本圧着ヘッド４４に確実に伝達され、本圧着ヘッド４４にて所定の押圧力Ｆにて部品５が押圧される。この押圧状態が時間Ｔ４になるまで維持されることで、本圧着ヘッド４４にて基板１の下方側の縁部２ａ、２ｂの実装領域３にＡＣＦ４を介して部品５が本圧着されるように部品５に対して所定の温度と圧力にて加熱・加圧が行われることで、部品５が基板１の実装領域３に本圧着される。時間Ｔ４になると、シリンダ装置４８が復帰収縮動作されて押圧力が解除され、時間Ｔ５で本圧着ヘッド４４は原点位置に復帰する。また、その後、規制部材５４も移動制御装置５５にて原点位置に復帰移動される。

このように本第２実施形態では、シリンダ装置４８にて本圧着ヘッド４４を受け部材４３に向けて移動させる場合に、本圧着ユニット４２と離間と当接が可能で、その本圧着ヘッド４４の移動速度を制御する速度制御装置５３が備えられていることで、単純でコンパクトなシリンダ装置を適用しながら、短いタクトでかつ衝撃的に荷重を負荷することなく所望の加圧力で部品５を基板１の実装領域３にＡＣＦ４を介して本圧着することができる。したがって、各本圧着ユニット４２を基板１の実装領域３の配置間隔に合わせて個別に並列動作可能に、それぞれの位置を移動させて並列配置できるようなコンパクトな装置構成とすることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る部品実装装置について、図１８Ａおよび図１８Ｂを参照して説明する。

本第３実施形態の部品実装装置１０においては、図１８Ａおよび図１８Ｂに示すように、搬送装置１１と各作業装置１２〜１５（図１８Ａおよび図１８Ｂでは、本圧着装置１４を例示）との間を遮断する遮断装置６０が備えられている。遮断装置６０は、図１８Ａに示すように、作業装置１２〜１５の搬送装置１１側の側端下部に、それぞれ昇降可能な上下２分割のシャッター部材６１ａ、６１ｂを重ねて配置し、作業装置１２〜１５のメンテナンスが必要となった時には、図１８Ｂに示すように、シャッター部材６１ａ、６１ｂを遮断する位置まで上昇させ、搬送装置１１と作業装置１２〜１５との間を遮断することが可能となっている。

従来のように水平姿勢で基板を搬送して部品実装を行う部品実装装置では、基板を搬送する搬送高さ位置や各作業装置での基板の高さ位置は、搬送装置と各作業装置の間で基板の受け渡しを行い、あるいは基板を移動・位置決めしてその実装領域のある縁部を受け部材上に載置する動作を行うために必要な最小限の高さの差に設定されている。そのため、搬送装置は、搬送基板と各作業装置の可動部と干渉する恐れを避けるべく搬送方向に順次配設された各作業装置に対して基板を同期して順次搬送するような構成が採用されており、その結果、何れかの作業装置でメンテナンスが必要になった場合には装置の全体の作動を停止する必要がある。したがって、このような従来の部品実装装置における構成は、生産性を低下させる要因の一つになっており、また作業タクトの異なる作業装置がある場合に、タクトの長い作業装置を複数配置して何れかの作業装置に選択的に基板を供給して実装作業を行うようにして生産性を向上するような配置構成を採用することもできないという問題がある。これに対して、本第３実施形態によれば、各作業装置１２〜１５のメンテナンス時などに遮断装置６０にて作業装置１２〜１５のうちの特定の作業装置と搬送装置１１の間を遮断しておくことができる。したがって、搬送装置１１の動作を維持しながらメンテナンス作業を安全に行うことができ、メンテナンス時に安全のために部品実装装置１の全体の動作を停止しなくて良く、高い生産性を確保することができる。

なお、遮断装置は、図１８Ａおよび図１８Ｂに示したシャッター部材６１ａ、６１ｂのように物理的に遮断するシャッターのような構成に限られず、例えば、人体の一部や工具や資材などの物体が搬送装置１１と各作業装置１２〜１５との間に設定された境界を越えると赤外線検知手段等で検知して警報を発する、あるいは動作を停止させるようにしても良い。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る部品実装装置について、図１９Ａおよび図１９Ｂを参照して説明する。

上述のそれぞれの実施形態では、部品実装装置において、複数の作業装置として、単一のＡＣＦ貼付装置１２と、単一の部品仮圧着装置１３と、一対の本圧着装置１４、１５とを備えさせて、搬送装置１１にて基板１がこれらの作業装置を順番に経るように構成した例について説明を行っている。本第４実施形態の部品実装装置１０においては、１又は複数の任意の台数の作業装置１２〜１４を備えさせ、搬送装置１１にて基板１がＡＣＦ貼付装置１２と部品仮圧着装置１３と本圧着装置１４を順に経て、効率的に部品５が基板１に実装されるように、搬送装置１１にて基板１を任意の作業装置１２〜１４に対して搬送することが可能とされている。図１９Ａおよび図１９Ｂの図示例では、搬送装置１１による基板１の搬送方向に、１台のＡＣＦ貼付装置１２と２台の部品仮圧着装置１３と３台の本圧着装置１４が配置されている。

図１９Ａに示す例では、ＡＣＦ貼付装置１２にて各実装領域３にＡＣＦ４を貼り付けた後、基板１を２台の部品仮圧着装置１３の内の何れか一方に交互に搬送して各実装領域３に部品５を仮圧着し、部品５の仮圧着が完了した基板１を３台の本圧着装置１４の内の２台に順次搬送して両縁部２ａ、２ｂにそれぞれ部品５を本圧着するようにしており、３台の本圧着装置１４の内の何れか空いている本圧着装置１４に基板１を搬送してその本圧着装置１４にて基板１の両縁部２ａ、２ｂの部品５を本圧着するようにしている。また、図１９Ｂに示す例では、ＡＣＦ貼付装置１２にて各実装領域３にＡＣＦ４を貼り付けた後、基板１を２台の部品仮圧着装置１３に順次搬送して基板１のそれぞれの縁部２ａ、２ｂの各実装領域３に順次部品５を仮圧着し、部品５の仮圧着が完了した基板１を３台の本圧着装置１４の内の２台に順次搬送して両縁部２ａ、２ｂのそれぞれの部品５を本圧着するようにしている。なお、３台目の本圧着装置１４はメンテナンス時や圧着時間が多く必要な製品の圧着作業時のラインタクトバランスのためなどに使用する予備の本圧着装置１４として待機させている。

本第４実施形態のように、搬送装置１１にて基板１を各作業装置１２〜１４に搬送するに際して、基板１に対して所定の作業処理が順次行われかつ各作業装置１２〜１４の作業処理の工程バランスのために工程タクトが均一になるように作業装置１２〜１４を選択し、選択した作業装置１２〜１４に搬送装置１１にて基板１を搬送するようにすることで、作業処理の各工程タクトの均一化をより確実に実現できる。したがって、高い生産性を確保できるとともに、基板１のサイズに応じて実装領域３の数が変化した場合にも必要な台数の実装作業装置１２〜１４のみを動作させることで、効率的に生産性良く部品を実装することができる。

なお、上述のそれぞれの実施形態においては、接合部材貼付装置として、異方性導電フィルムであるＡＣＦ４を貼り付けるＡＣＦ貼付装置１２を適用した例を示したが、その他の形態の装置を採用することもできる。例えば、圧着プロセスによって部品の突起電極を基板の電極に直接接続する場合には、部品５の基板１の実装領域３への接合補強として絶縁性粘着材（接合部材の一例）を適用する場合、絶縁性粘着材を貼り付ける粘着材貼付装置を適用すればよい。また、基板１を搬送装置１１と各作業装置１２〜１５間で受け渡すための進退移動装置２１を搬送装置１１の基板搬送ユニット１８に備えさせた例について説明したが、各作業装置１２〜１５側にその基板保持部２３を進退移動させる進退移動装置を設けても良い。

また、上述の実施形態の説明では、基板１の縁部２ａ、２ｂの各実装領域３に部品５を実装する例について説明したが、さらに、実装された部品５を介して、それぞれの縁部２ａ、２ｂにプリント回路基板を実装する場合についても、本発明の部品実装装置を適用することができる。具体的には、図２１Ａに示すように、基板１の長辺側と短辺側の縁部２ａ、２ｂに実装された各部品５を介して、それぞれの縁部２ａ、２ｂにプリント回路基板６２ａ、６２ｂを実装する場合においても、従来のように基板を水平姿勢で搬送及び実装動作を行うと、図２１Ｂに示すように、基板１又は実装された部品５が自重によって垂れてしまうことになる。これに対して、図２０に示すように、本発明を適用して基板１を実質的な垂直姿勢にして搬送及び実装動作を行うことにより、基板１の平面状態が保持され、簡単な装置構成にて生産性良く、プリント回路基板６２ａ、６２ｂの部品５への実装が可能となる。

また、上述の実施形態の説明では、搬送装置１１の各基板搬送ユニット１８に、吸着保持した基板１をＹ軸方向への進退移動、および回転移動を行う機構（装置）を設けた場合を例として説明したが、このような場合に代えて、あるいはこのような場合とともに、各作業装置１２〜１５において、基板保持部をＹ軸方向への進退移動させる機構および回転移動を行う機構を備えさせるようにしても良い。また、各作業装置１２〜１５において、基板保持部により吸着保持された基板１と作業ユニットとの作業位置における位置決めのための移動動作は、相対的に行われればよく、例えば、作業ユニット側が基板保持部に対して移動（例えば、昇降）されて、両者の位置決めが行われるような場合であっても良い。

また、基板搬送ユニットの搬送用基板保持部による基板の吸着保持および基板保持部による基板の吸着保持をより安全性を高めて行うために、例えば、搬送用基板保持部および基板保持部に、基板の落下防止のための機構を設けても良い。

なお、本発明において、基板の実質的な垂直姿勢とは、水平面に対して必ずしも正確に９０度である必要はなく、上述の本発明の作用効果が得られる範囲で実質的に垂直であれば良く、必要に応じて、例えば±１０度程度傾斜させることはあっても良い。

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

２００８年４月１日に出願された日本国特許出願Ｎｏ．２００８−０９４７９６号の明細書、図面、及び特許請求の範囲の開示内容、および、２００８年４月１日に出願された日本国特許出願Ｎｏ．２００８−０９４８０７号の明細書、図面、及び特許請求の範囲の開示内容は、全体として参照されて本明細書の中に取り入れられるものである。

Claims (10)

1. 平板状の基板を実質的に垂直姿勢にて吸着保持して、吸着保持した基板をその平板面に沿う方向に搬送するとともに、基板の搬送方向に沿って設定された複数の基板受け渡し位置にて基板の受け渡しを行う搬送装置と、
   搬送装置の複数の基板受け渡し位置に対応してそれぞれ配置され、搬送装置から受け取った実質的に垂直姿勢の基板の縁部に設けられている部品が実装される実装領域に対して、部品実装のための作業処理を作業位置にて行う複数の作業装置とを備え、
   各作業装置は、
   搬送装置の基板受け渡し位置において、実質的な垂直姿勢の基板の下方側の縁部の実装領域を少なくとも除く基板の平板面を吸着保持する基板保持部と、
   搬送装置の基板受け渡し位置と作業位置とに実質的な垂直姿勢の基板を位置決めするように、基板保持部を移動させる保持部移動装置と、
   作業位置に位置決めされた基板の縁部の実装領域を、その実装領域の反対側の面である基板の背面側から支持する支持位置と、支持位置より退避した退避位置との間で移動可能な受け部材と、
   作業位置に位置決めされた基板の縁部の実装領域に対して、その実装領域側である基板の表面側より作業処理を行う作業ユニットとを備える、部品実装装置。
2. 各作業装置において、
   保持部移動装置は、搬送装置の基板受け渡し位置と、基板受け渡し位置よりも下方側に位置される作業位置との間で、基板保持部を昇降させる保持部昇降装置であって、
   作業ユニットは、作業位置にて、実質的に垂直姿勢の基板の下方側の縁部に設けられている実装領域に対して作業処理を行う、請求項１に記載の部品実装装置。
3. 搬送装置は、基板の平板面に沿う方向に連続した単一の搬送経路に沿って、基板の受け渡し位置間で互いに独立して往復移動する複数の基板搬送ユニットを備え、
   各基板搬送ユニットは、実質的な垂直姿勢の基板の背面側を吸着保持する搬送用基板保持部を備える、請求項２に記載の部品実装装置。
4. 搬送装置におけるそれぞれの基板受け渡し位置は、基板の平板面に沿う方向に連続した単一の搬送経路より水平方向に離間して位置され、
   各基板搬送ユニットは、搬送経路と基板受け渡し位置との間で、搬送用基板保持部を水平方向に進退移動させる水平方向進退移動装置を備える、請求項３に記載の部品実装装置。
5. 各基板搬送ユニットは、搬送用基板保持部を、基板の平板面に直交する回転軸回りに回転移動させる回転装置を備える、請求項４に記載の部品実装装置。
6. 複数の作業装置は、基板の実装領域に接合部材を貼り付ける接合部材貼付装置と、基板の実装領域に貼り付けられた接合部材を介して部品を仮圧着する部品仮圧着装置と、基板の実装領域に仮圧着された部品を加熱しながら加圧して部品を実装する部品本圧着装置とを含む、請求項２に記載の部品実装装置。
7. 部品仮圧着装置は、
   作業位置に実質的な垂直姿勢で位置決めされた基板の実装領域の位置あるいは実装領域に実質的に相当する位置で、基板の実装領域および部品の位置を認識する認識装置と、
   保持部昇降装置、受け部材、作業ユニット、および認識装置を動作制御する制御装置とを備え、
   制御装置は、保持部昇降装置にて、基板受け渡し位置より基板を下降させて、基板の下方側の縁部を作業位置に位置決めし、認識装置にて、基板の背面側より基板の実装領域の位置を認識し、その後、昇降装置にて、作業位置よりも上方に基板を一旦退避上昇させ、次に、作業ユニットにて仮圧着する部品を、部品の仮圧着位置に位置決めして、認識装置にて部品の位置を認識し、その後、仮圧着位置より部品を退避移動させ、その後、昇降装置にて、基板を下降させて作業位置に再び位置決めするとともに、基板の実装領域を基板の背面側から支持する位置に受け部材を移動させ、その後、認識された基板の実装領域と部品との位置が互いに一致するように、作業ユニットにて、部品を位置補正して、基板の実装領域に部品を仮圧着するように、保持部昇降装置、受け部材、作業ユニット、および認識装置を動作制御する、請求項６に記載の部品実装装置。
8. 部品仮圧着装置は、
   作業位置に実質的な垂直姿勢で位置決めされた基板の実装領域の位置あるいは実装領域に実質的に相当する位置で、基板の実装領域および部品の位置を認識する認識装置と、
   保持部昇降装置、受け部材、作業ユニット、および認識装置を動作制御する制御装置を備え、
   制御装置は、作業ユニットにて仮圧着する部品を部品の仮圧着位置に位置決めして、認識装置にて部品の位置を認識し、その後、仮圧着位置より部品を退避移動させ、その後、保持部昇降装置にて、基板受け渡し位置より基板を下降させて、基板の下方側の縁部を作業位置に位置決めし、基板の実装領域を背面側から支持する位置に受け部材を移動させ、その後、認識装置にて、基板の背面側より基板の実装領域の位置を認識し、その後、認識された基板の実装領域と部品との位置が互いに一致するように、作業ユニットにて、部品を位置補正して、基板の実装領域に部品を仮圧着するように、保持部昇降装置、受け部材、作業ユニット、および認識装置を動作制御する、請求項６に記載の部品実装装置。
9. 搬送装置と各作業装置との間に、両装置間での物体の移動を禁止する遮断装置がさらに備えられている、請求項１から８のいずれか１つに記載の部品実装装置。
10. 搬送装置にて平板状の基板を実質的な垂直姿勢で吸着保持して、吸着保持した基板をその平板面に沿う方向に搬送するとともに、基板の搬送方向に沿って設定された複数の基板受け渡し位置にて基板の受け渡しを行う搬送工程と、
    複数の基板受け渡し位置に対応してそれぞれ配置された作業装置にて、実質的に垂直姿勢の基板の下方側の縁部に設けられている部品が実装される実装領域に対して、部品実装のための作業処理を作業位置にて行う作業工程とを備え、
    各作業工程は、
    搬送装置の基板受け渡し位置において、実質的に垂直姿勢の基板の下方側の縁部の実装領域を少なくとも除く基板の平板面を吸着保持して、基板受け渡し位置よりも下方に位置された作業位置に、実質的に垂直姿勢にて基板を位置決めする第１作業工程と、
    作業位置に位置決めされた基板の実装領域の反対側の面である背面に向けて受け部材を移動させて、基板の実装領域を基板の背面側から受け部材により支持した状態の基板の実装領域に対して、基板の表面側から作業処理を行う第２作業工程とを含む、部品実装方法。

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