JP5494588B2 - 電子部品実装装置用の下受けピンモジュールおよび基板下受け装置ならびに基板下受け方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品実装装置において基板を下受けする下受けピンモジュールおよびこの下受けピンモジュールを用いた基板下受け装置ならびに基板下受け方法に関するものである。

基板に電子部品を実装する部品実装工程においては、基板は下面側を下受け部によって支持された状態で位置決め保持される。この基板の下受け方式として、複数の下受けピンを基板の下面に当接させて支持する下受けピン方式が広く用いられる。この下受けピン方式におけるピンの配置方法として、従来のピン装着孔が格子状に形成された下受けベースを用いる方法に代えて、複数の自立型のサポートピン（下受けピン）をマグネットの磁力によってサポートフレーム（下受けベース）に固定する方法が用いられるようになっている（例えば特許文献１参照）。これにより、ピン装着孔の配列位置に制約されることなく、基板において下受けが必要とされる部位に合わせてサポートピンを適切に配置することができるという利点がある。

特開２００３−２８３１９７号公報

近年電子機器の生産形態では多品種少量生産が主流となり、部品実装分野においても基板種の切替に伴う段取り替え作業を頻繁に実行することを余儀なくされている。このため、従来オペレータが手作業で行っていた基板種の切替に伴う下受けピンの配置変更作業を自動化して、段取り替え作業を省力・高効率化することが求められるようになっている。

しかしながら、上述の特許文献例を含め、磁力によって下受けピンを固定する方式の基板下受け方法においては、下受けピンの配置変更作業を自動化するに際して、次のような問題が生じている。すなわち配置変更作業においては、磁力によって下受けベースに固定された下受けピンを磁力による固定力に抗して下受けベースから離隔させる必要がある。このとき下受けピンの配置変更作業を電子部品実装装置に備えられている実装ヘッドによる移載機能を用いて行うことが便宜であり、実装ヘッドに装着された吸着ノズルの吸着保持力によって下受けピンを下受けベースに対して着脱することが求められる。

一般に実装ヘッドに装着される吸着ノズルは交換自在となっており、自動交換が可能なように所定のノズルクランプ力によって実装ヘッドに保持されている。このような構成の実装ヘッドによって下受けピンの移動を行うためには、ノズルクランプ力が下受けピンを下受けベースに固定する固定力よりも大きいことが求められる。ところが、下受けピンには上端部が基板の下面に当接した状態においても安定して位置保持することが求められるため上述の固定力には下限があり、一般にこの固定力の下限は吸着ノズルのノズルクランプ力よりも大きい。このため、磁力によって下受けピンを固定する方式の基板下受け方法においては、下受けピンの配置変更作業を自動化するために保持力の大きいメカチャック機構を備えた専用ノズルを必要としており、装置構成の複雑化が避けがたいものであった。このように、従来の磁力によって固定する方式の下受けピンおよび基板下受けにおいては、段取り替えに伴うピン配置変更作業を簡便な構成で効率よく自動化することが困難であった。

そこで本発明は、ピン配置変更作業を簡便な構成で効率よく自動化することができる電子部品実装装置用の下受けピンモジュールおよび基板下受け装置ならびに基板下受け方法を提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装装置用の下受けピンモジュールは、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置において、少なくとも上面が磁性体で設けられた下受けベース部の任意の位置に立設されて前記基板を下面側から下受けして支持する電子部品実装装置用の下受けピンモジュールであって、永久磁性を有するマグネット部材を昇降自在に内蔵する昇降室が設けられ、前記マグネット部材が下降した状態において前記下受けベース部に引磁力により固定される基部と、前記基部から上方に延出して設けられ、上端部が前記基板の下面に当接して支持する軸状部とを備え、前記マグネット部材を下降・上昇させることにより前記基部の前記下受けベース部への固定・固定解除が行われ、前記軸状部に設けられ前記上端部に開口して前記昇降室に連通する吸引孔から真空吸引することにより、前記マグネット部材を上昇させる。

本発明の基板下受け装置は、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置において、前記基板を下面側から下受けして支持する基板下受け装置であって、少なくとも上面が磁性体で設けられた下受けベース部と、前記下受けベース部の任意の位置に立設されて前記基板を下面側から下受けして支持する複数の下受けピンモジュールより成り、前記下受けピンモジュールは、永久磁性を有するマグネット部材を昇降自在に内蔵する昇降室が設けられ、前記マグネット部材が下降した状態において前記下受けベース部に引磁力により固定される基部と、前記基部から上方に延出して設けられ、上端部が前記基板の下面に当接して支持する軸状部とを備え、前記マグネット部材を下降・上昇させることにより前記基部の前記下受けベース部への固定・固定解除が行われ、前記軸状部に設けられ前記上端部に開口して前記昇降室に連通する吸引孔から真空吸引することにより、前記マグネット部材を上昇させる。

本発明の基板下受け方法は、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置において、前記基板を下面側から下受けして支持する基板下受け方法であって、少なくとも上面が磁性体で設けられた下受けベース部と、前記下受けベース部の任意の位置に立設されて前記基板を下面側から下受けして支持する複数の下受けピンモジュールより成り、前記下受けピンモジュールは、永久磁性を有するマグネット部材を昇降自在に内蔵する昇降室が設けられ、前記マグネット部材が下降した状態において前記下受けベース部に引磁力により固定される基部と、前記基部から上方に延出して設けられ、上端部が前記基板の下面に当接して前記基板を支持する軸状部とを備えた基板下受け装置を用い、前記マグネット部材を下降・上昇させることにより前記基部の前記下受けベース部への固定・固定解除を行い、前記軸状部に設けられ前記上端部に開口して前記昇降室に連通する吸引孔から真空吸引することにより、前記マグネット部材を上昇させる。

本発明によれば、少なくとも上面が磁性体で設けられた下受けベース部の任意の位置に立設されて基板を下面側から下受けして支持する電子部品実装装置用の下受けピンモジュールを、永久磁性を有するマグネット部材を昇降自在に内蔵する昇降室が設けられ、マグネット部材が下降した状態において下受けベースに引磁力により固定される基部と、基部から上方に延出して設けられ上端部が基板の下面に当接して支持する軸状部とを備えた構成とすることにより、マグネット部材を下降・上昇させることによって基部の下受けベース部への固定・固定解除を行い、軸状部に設けられ上端部に開口して昇降室に連通する吸引孔から真空吸引することにより、マグネット部材を上昇させることができ、ピン配置変更作業を簡便な構成で効率よく自動化することができる。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の構成を示す平面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における基板搬送機構および基板下受け機構の構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の基板下受け機構に用いられる下受けピンモジュールの構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の基板下受け機構に用いられる下受けピンモジュールの機能説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の基板下受け機構に用いられる下受けピンモジュールの構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における実装ヘッドおよび吸着ノズルの構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の実装ヘッドに装着される吸着ノズルの機能説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装方法におけるピン配置変更方法の動作説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１，図２を参照して、電子部品実装装置１の全体構成を説明する。電子部品実装装置１は実装ヘッドに装着された吸着ノズルによって電子部品を保持して基板に実装する機能を有している。図１において、基台１ａの中央部には、Ｘ方向（基板搬送方向）に基板搬送機構２が配設されている。基板搬送機構２は上流側から搬入された基板３を搬送し、以下に説明する部品実装機構による実装作業位置に位置決めする機能を備えるものであり、並行に配設された２条の搬送レール２ａを有している。基板搬送機構２の中央部には、搬入された基板３を下受けするための基板下受け機構２ｃおよび基板下受け機構２ｃによって持ち上げられた基板３の相対向する２辺の側端部を上方から押さえてクランプする押さえ部材２ｂを備えている。

基板搬送機構２の両側には、実装対象の電子部品を供給する部品供給部４が配置されている。部品供給部４には複数のテープフィーダ５が並列に配置されており、テープフィーダ５はキャリアテープに保持された部品を以下に説明する部品実装機構による取出位置までピッチ送りする機能を有している。基台１ａ上面のＸ方向の１端部上にはＹ軸移動テーブル６が配設されており、Ｙ軸移動テーブル６には２台のＸ軸移動テーブル７がＹ方向にスライド自在に結合されている。Ｘ軸移動テーブル７には、それぞれ実装ヘッド８がＸ方向にスライド自在に装着されている。

実装ヘッド８は複数の単位保持ヘッド９より成る多連型ヘッドであり、単位保持ヘッド９の下端部に設けられたノズルホルダ９ａに装着された部品吸着用の吸着ノズル３５Ａ（図７参照）によってテープフィーダ５から実装対象の電子部品Ｐを真空吸着によって保持する。Ｙ軸移動テーブル６およびＸ軸移動テーブル７は実装ヘッド８を移動させるヘッド移動機構を構成する。ヘッド移動機構を駆動することにより、実装ヘッド８は部品供給部４と基板搬送機構２に位置決めされた基板３との間で移動し、基板３において実装ヘッド８が昇降することにより，保持した電子部品Ｐ（図７参照）を基板３に実装する。実装ヘッド８および実装ヘッド８を移動させるヘッド移動機構は、部品供給部４から部品を取り出して基板３に実装する部品実装機構を構成する。

Ｘ軸移動テーブル７の下面には、それぞれ実装ヘッド８と一体的に移動する基板認識カメラ１０が装着されている。ヘッド移動機構を駆動して基板認識カメラ１０を基板搬送機構２に保持された基板３の上方へ移動させることにより、基板認識カメラ１０は基板３に形成された認識マークを撮像する。部品供給部４と基板搬送機構２との間の実装ヘッド８の移動経路には、部品認識カメラ１１，第１のノズル収納部１２，第２のノズル収納部１３が配設されている。部品供給部４から部品を取り出した実装ヘッド８が部品認識カメラ１１の上方を所定方向に通過する走査動作を行うことにより、部品認識カメラ１１は実装ヘッド８に保持された状態の部品を撮像する。第１のノズル収納部１２には，単位保持ヘッド９のノズルホルダ９ａに装着される吸着ノズル３５Ａが部品種に対応して複数収納保持されており、第２のノズル収納部１３には単位保持ヘッド９のノズルホルダ９ａに装着される吸着ノズル３５Ｂが収納保持されている。実装ヘッド８が第１のノズル収納部１２，第２のノズル収納部１３にアクセスしてノズル交換動作を行うことにより、単位保持ヘッド９に装着される吸着ノズルを目的および対象とする部品種に応じて交換することができる。

図２を参照して、基板搬送機構２の構成および機能について説明する。図２に示すように、基板搬送機構２は並行に配設された２条の搬送レール２ａより構成され、搬送レール２ａの内側にはコンベア機構２ｄが搬送方向に沿って設けられている。基板３の両側端部をコンベア機構２ｄの上面に当接させた状態でコンベア機構２ｄを駆動することにより、基板３は基板搬送方向に搬送される。さらに、コンベア機構２ｄの内側には、押さえ部材２ｂにより基板の側端部を上方から押さえてクランプする際、基板の側端部を下方から支持するクランプ部２ｅが下受けベース部２１に当接することにより昇降自在に配設されている。基板搬送機構２の中央部には、部品実装機構による作業位置に対応して基板下受け機構２ｃ（基板下受け装置）が配設されている。

基板下受け機構２ｃは、水平な板状の下受けベース部２１を昇降機構２０によって昇降（矢印ａ）させる構成となっており、下受けベース部２１の上面には、基板３を下面側から支持する下受けピンモジュール２２が立設されている。下受けベース部２１は、アルミニウムなどの非磁性体より成る板部材２１ｂの上面に鋼板などの磁性体２１ａを被覆した構成となっており、磁性体２１ａ上の任意の位置には下受けピンモジュール２２が下受け対象となる基板３の下受け位置に応じて配置される。

この下受け配置状態において、下受けピンモジュール２２の基部２３に内蔵されたマグネット部材２６（図３（ｂ）参照）によって、下受けピンモジュール２２は磁性体２１ａとの間に作用する引磁力によって下受けベース部２１に固定される。なお下受けベース部２１全体を磁性材料によって製作しても差し支えなく、下受けベース部２１としては少なくとも上面が磁性体で設けられていればよい。この状態で、図２（ｂ）に示すように、昇降機構２０を駆動して下受けベース部２１を上昇させる（矢印ｂ）ことにより、下受けピンモジュール２２の上端部及びクランプ部２ｅの上端部が基板３の下面に当接し、基板３は基板下受け機構２ｃによって下受け支持されるとともに、基板３の両端部が押さえ部材２ｂの下面に押し付けられて位置固定される。

次に図３，図４を参照して、電子部品実装装置用に用いられる下受けピンモジュール２２の構成および機能を説明する。下受けピンモジュール２２は、図２に示すように、少なくとも上面が磁性体２１ａで設けられた下受けベース部２１の任意の位置に立設されて、基板３を下面側から下受けして支持する機能を有する。下受けピンモジュール２２は、図３（ａ）に示すように、下受けベース部２１に当接する基部２３から上方に、上端部に頂部部材２５を有する中空軸部材２４を延出させた構成となっている。

下受けピンモジュール２２の縦断面を示す図３（ｂ）において、基部２３は内部に円筒状の昇降室２３ｄが設けられた基部本体２３ａと、昇降室２３ｄの内面上部に加工された雌ねじ部に雄ねじ部を螺合結合させた蓋部材２３ｂとを有する構成となっている。昇降室２３ｄの内部には、上方が開放された凹部２７ａを有するピストン２７が上下に摺動自在に嵌合しており、凹部２７ａの下部に設けられた底部２７ｂの上面側には、永久磁性を有するマグネット部材２６が固着されている。

昇降室２３ｄは下部に底部２３ｅを有する有底形状となっており、通常状態においては、ピストン２７は昇降室２３ｄ内において底部２３ｅに当接した状態にある。ここで底部２７ｂ、底部２３ｅは極力薄く設定されており、基部２３を下受けベース部２１上に載置した状態で、マグネット部材２６と磁性体２１ａとの間隔が極力小さく、マグネット部材２６による引磁力が磁性体２１ａに十分作用するような距離となっている。基部本体２３ａには昇降室２３ｄの下部と外部とを連通させる通気孔２３ｃが開孔されており、昇降室２３ｄ内におけるピストン２７の昇降動作が、昇降室２３ｄ内のエアの圧力によって妨げられないようになっている。

蓋部材２３ｂには吸引孔２４ａを有する中空軸部材２４が立設されており、吸引孔２４ａは蓋部材２３ｂに設けられた開口部２３ｆを介して昇降室２３ｄと連通している。そして中空軸部材２４の上端部には、上方に突出した細径の当接ピン２５ａおよび横方向に延出した吸着用鍔部２５ｂを有する形状の頂部部材２５が固着されている。当接ピン２５ａの上端部は下受け時において基板３の下面に当接して支持する。当接ピン２５ａには吸引孔２５ｃが上下に貫通して設けられており、頂部部材２５を装着した状態では吸引孔２５ｃは吸引孔２４ａと連通する。なおここでは、頂部部材２５を中空軸部材２４の本体とは別部品で設けているが、頂部部材２５と中空軸部材２４とを一体部品として製作するようにしてもよい。すなわち中空軸部材２４および頂部部材２５は、基部２３から上方に延出して設けられ，上端部が基板３の下面に当接して支持する軸状部を構成する。

図４を参照して、下受けピンモジュール２２の機能を説明する。図４（ａ）は、下受けピンモジュール２２を単に下受けベース部２１上に載置した状態を示している。この状態では、ピストン２７は自重によって昇降室２３ｄ内の底部２３ｅ上に位置しており、マグネット部材２６の底面から磁性体２１ａの上面までの距離Ｄ１は、マグネット部材２６と磁性体２１ａとの間に十分な大きさの引磁力Ｆ１が作用する距離となっていることから、下受けベース部２１上に載置された基部２３は、引磁力Ｆ１によって下受けベース部２１に固定される。

これに対し、図４（ｂ）は、頂部部材２５に設けられた吸引孔２５ｃから真空吸引（矢印ｃ）した状態を示している。これにより、吸引孔２４ａを介して連通する昇降室２３ｄの内部が上方から真空排気され、ピストン２７が昇降室２３ｄ内において上方に摺動する（矢印ｄ）。この結果、マグネット部材２６の下面と磁性体２１ａの上面との間の距離Ｄ２は図４（ａ）におけるＤ１から大きく拡大する。これにより、マグネット部材２６と磁性体２１ａとの間に作用する引磁力Ｆ２は大幅に減少し、基部２３の下受けベース部２１への固定が解除される。

すなわち上述構成の下受けピンモジュール２２は、永久磁性を有するマグネット部材２６を昇降自在に内蔵しマグネット部材２６が下降した状態において下受けベース部２１に引磁力により固定される基部２３と、基部２３から上方に延出して設けられ、上端部が基板３の下面に当接して支持する軸状部とを備えた構成となっている。そして基部２３は、内部に設けられた昇降室２３ｄ内でマグネット部材２６とともに摺動して昇降するピストン２７を備え、ピストン２７とともにマグネット部材２６を下降・上昇させることにより、基部２３の下受けベース部２１への固定・固定解除が行われる。本実施の形態においては、軸状部に設けられ上端部の吸引孔２５ｃに開口して昇降室２３ｄに連通する吸引孔２４ａから、実装ヘッド８に装着された吸着ノズル３５Ｂの吸着孔に吸引孔２５ｃを連通させることによりこの真空吸引を行い、ピストン２７とともにマグネット部材２６を上昇させるようにしている。

なお、基部２３の構成として、図５に示す基部２３Ａ，基部２３Ｂを用いてもよい。図５（ａ）に示す基部２３Ａは、図３（ｂ）に示す有底型の基部２３から底部２３ｅを除去して、ピストン２７Ａを直接磁性体２１ａに接触させるようにしたものである。さらに図５（ｂ）に示す基部２３Ｂは、図５（ａ）においてピストン２７Ａから底部２７ｂを除去して、マグネット部材２６自体を直接磁性体２１ａに接触させるようにしたものである。このような構成を採用することにより、基部２３をより強固な固着力で下受けベース部２１に固定することができる。

次に図６を参照して、実装ヘッド８の構成および実装ヘッド８に装着される吸着ノズルについて説明する。図６（ａ）に示すように、実装ヘッド８は複数の単位保持ヘッド９を並列した多連型ヘッドであり、それぞれの単位保持ヘッド９の下部には吸着ノズルを着脱自在に保持する機能を有するノズルホルダ９ａが設けられている。図６（ｂ）に示すように、ノズルホルダ９ａは、単位保持ヘッド９の本体部から下方に延出し真空吸引孔３１ａを有する摺動軸３１にホルダ本体部３０に設けられた嵌合孔３０ａを上下に摺動自在に嵌合させ、ホルダ本体部３０の両側面の対称位置に配設された２つのクランプ部材３２を、円環状の引張りバネ部材３３によって内側方向に付勢する構成となっている。

この構成において、２つのクランプ部材３２の下部係止爪部３２ａに外側へ開く方向の外力を作用させることによりクランプ部材３２は、上部係止爪部３２ｂを支点として引張りバネ部材３３の付勢力に抗して開方向に回転移動し（矢印ｅ）、これにより吸着ノズルの装着が可能となる。そしてこの状態では２つのクランプ部材３２の下部係止爪部３２ａは、装着された吸着ノズルを引張りバネ部材３３の付勢力によって内側に押し附け、これにより吸着ノズルはノズルホルダ９ａにクランプ固定される。

本実施の形態においては、吸着対象・目的に応じて、２種類の吸着ノズル３５Ａ，３５Ｂを適宜使い分けるようにしている。すなわち、図６（ｂ）に示す吸着ノズル３５Ａは、基板３に電子部品を実装する部品実装動作において用いられる部品吸着用の吸着ノズルであり、吸着ノズル３５Ｂは基板下受け機構２ｃにおけるピン配置変更時に下受けピンモジュール２２の移動に用いられるピン移動用の吸着ノズルである。ここで吸着ノズル３５Ａ，３５Ｂは共通の単位保持ヘッド９に選択的に装着されて用いられるため、ノズルホルダ９ａに対して装着互換性を有しており、上部の装着部３５ａは吸着ノズル３５Ａ，３５Ｂいずれについても同一構造となっている。

装着部３５ａには、ノズルホルダ９ａに設けられたホルダ本体部３０が嵌号する嵌合孔３５ｂが設けられており、装着部３５ａの下方には、側方に延出した鍔状部３５ｄが設けられている。さらに装着部３５ａには、相対向する位置にテーパ面３５ｃが設けられており、ノズル着脱時にはクランプ部材３２がテーパ面３５ｃに沿って摺動するように吸着ノズルに対してノズルホルダ９ａを位置合わせして昇降させることにより、クランプ部材３２は上部係止爪部３２ｂを支点として開閉する。

鍔状部３５ｄから下方には、吸着対象に応じた形状の吸着部３５ｆ、３５ｉが延出して設けられている。すなわち吸着ノズル３５Ａに設けられた吸着部３５ｆは吸着対象とする電子部品Ｐに応じた径サイズのノズル軸を有し、内部には嵌合孔３５ｂと連通して下端部の吸着面３５ｈに開孔する吸着孔３５ｇが、上下に貫通して設けられている。また吸着ノズル３５Ｂに設けられた吸着部３５ｉは、吸着対象とする下受けピンモジュール２２の頂部部材２５に設けられた吸着用鍔部２５ｂに応じた径サイズで設けられており、下端部の吸着面３５ｋが吸着用鍔部２５ｂの上面に当接する。吸着部３５ｉの内部には、嵌合孔３５ｂと連通した吸着孔３５ｊが設けられている。

図７は、ノズルホルダ９ａに吸着ノズル３５Ａ、３５Ｂの装着部３５ａを装着して、それぞれの吸着対象物である電子部品Ｐ、下受けピンモジュール２２をそれぞれ吸着保持した状態を示している。すなわち、図７（ａ）に示すように、ノズルホルダ９ａに吸着ノズル３５Ａの装着部３５ａを装着した状態では、嵌合孔３５ｂにホルダ本体部３０が嵌合するとともに、クランプ部材３２の下部係止爪部３２ａが係止凹部３５ｅを両側から挟み込み、引張りバネ部材３３の付勢力によって吸着ノズル３５Ａがクランプされる。そしてこの状態では、吸着孔３５ｇは嵌合孔３５ｂを介して真空吸引孔３１ａと連通し、真空吸引孔３１ａから真空吸引することにより（矢印ｇ）、吸着面３５ｈに当接した電子部品Ｐを吸着孔３５ｇ内の負圧により吸着保持する。

また図７（ｂ）に示すように、ノズルホルダ９ａに吸着ノズル３５Ｂの装着部３５ａを装着した状態では、同様に嵌合孔３５ｂにホルダ本体部３０が嵌合するとともに、クランプ部材３２の下部係止爪部３２ａが係止凹部３５ｅを両側から挟み込み、引張りバネ部材３３の付勢力によって吸着ノズル３５Ｂがクランプされる。そしてこの状態では、吸着孔３５ｊは嵌合孔３５ｂを介して真空吸引孔３１ａと連通し、真空吸引孔３１ａから真空吸引することにより（矢印ｈ）、吸着面３５ｈに当接した吸着用鍔部２５ｂを介して下受けピンモジュール２２を吸着孔３５ｊ内の負圧により吸着保持する。ここで、吸着部３５ｉの径サイズは、下受けピンモジュール２２の自重を真空吸引によって吸着保持可能な吸着面積が十分に確保できるサイズに設定されている。

また、この真空吸引により当接ピン２５ａに設けられた吸引孔２５ｃを介して、中空軸部材２４の吸引孔２４ａ内が真空吸引される。これにより吸引孔２４ａを介して基部２３内の昇降室２３ｄもともに真空吸引され、後述するように、昇降室２３ｄ内でピストン２７とともにマグネット部材２６を上昇させて、マグネット部材２６と下受けベース部２１との間に作用する引磁力を低減するようにしている。

なお下受けピンモジュール２２を吸着保持するための吸着ノズル３５Ｂの形状・構成については、本実施の形態において図６，図７に示す構成以外にも、各種の形状・構成のものを用いることができる。すなわち、当接ピン２５ａに設けられた吸引孔２５ｃを介して吸引孔２４ａ内を真空吸引することが可能であって、吸着用鍔部２５ｂに当接して下受けピンモジュール２２の自重を真空吸引によって吸着保持可能な形状構成であればよい。

本実施の形態に示す電子部品実装装置１は上記のように構成されており、以下電子部品実装装置１による電子部品実装方法において、基板下受け機構２ｃにて実行される下受けピンモジュール２２のピン配置変更方法について説明する。

電子部品実装装置１による電子部品実装作業では、上流側から搬入された基板３は基板搬送機構２の基板下受け機構２ｃに配置された複数の下受けピンモジュール２２よって下面側から下受け保持される。そして作業対象の基板種が切り替えられる機種変更作業においては、基板下受け機構２ｃにおいて下受けピンモジュール２２の数や位置を新たな基板種に応じて変更するピン配置変更工程が実行される。

このピン配置変更工程において用いられるピン配置変更方法ついて、図８を参照して説明する。図８（ａ）は、下受けピンモジュール２２が下受けベース部２１の所定位置に配置された状態を示している。この状態では、基部２３の昇降室２３ｄ内においてマグネット部材２６は下降した状態にあり、磁性体２１ａとマグネット部材２６との間に作用する引磁力によって基部２３は下受けベース部２１に固定されている。

次に、図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、配置されて位置が固定された状態の下受けピンモジュール２２を、実装ヘッド８によって移動させる過程を示している。まず１つの単位保持ヘッド９のノズルホルダ９ａに吸着ノズル３５Ｂが装着された実装ヘッド８を、位置変更対象の下受けピンモジュール２２の上方へ移動させて、図８（ｂ）に示すように、ノズルホルダ９ａに装着された吸着ノズル３５Ｂを、当該下受けピンモジュール２２の頂部部材２５に対して下降させ（矢印ｊ）、吸着部３５ｉの下端部の吸着面３５ｋを吸着用鍔部２５ｂの上面に当接させ、吸着面３５ｋをシールして吸着孔３５ｊ内を密閉状態とする。

次いでこの状態で、図８（ｃ）に示すように、真空吸引孔３１ａから真空吸引することにより（矢印ｋ）、吸着孔３５ｊおよび吸引孔２５ｃを介して吸引孔２４ａ内が真空吸引される（矢印ｌ）。これにより、昇降室２３ｄ内が吸引孔２４ａを介して減圧され、ピストン２７はマグネット部材２６とともに昇降室２３ｄ内で上昇する（矢印ｍ）。この上昇動作によりマグネット部材２６は下受けベース部２１の磁性体２１ａから離隔し、マグネット部材２６と磁性体２１ａとの間に作用する引磁力が低減されて基部２３の下受けベース部２１への固定が解除される。

このようにして基部２３の下受けベース部２１への固定を解除した状態で、下受けピンモジュール２２の移動が行われる。すなわち、図８（ｄ）に示すように、真空吸引孔３１ａからの真空吸引を継続して（矢印ｎ）吸着孔３５ｊ内を減圧した状態で実装ヘッド８において単位保持ヘッド９のノズルホルダ９ａを上昇させる（矢印ｏ）。このとき、基部２３の下受けベース部２１への固定は解除されていることから、吸着ノズル３５Ｂには下受けピンモジュール２２の自重のみが吸着負荷として作用する。そして吸着ノズル３５Ｂにおいて吸着部３５ｉの径サイズは、下受けピンモジュール２２の自重を真空吸引によって十分に吸着保持可能に設定されていることから、下受けピンモジュール２２は上昇して（矢印ｐ）下受けベース部２１から取り外される。

そしてこのようにして取り外された下受けピンモジュール２２を新たな位置へ配置する際には、吸着ノズル３５Ｂによって下受けピンモジュール２２を吸着保持した単位保持ヘッド９を目標位置に移動させ、吸着ノズル３５Ｂを下降させて吸着保持した下受けピンモジュール２２の基部２３を下受けベース部２１に当接させる。次いで真空吸引孔３１ａからの真空吸引を解除することにより、基部２３の昇降室２３ｄ内においてマグネット部材２６がピストン２７とともに下降する。これにより、マグネット部材２６と磁性体２１ａとの間に引磁力が作用し、基部２３は下受けベース部２１に固定される。

すなわち上述のピン配置変更方法においては、下受けピンモジュール２２を吸着ノズル３５Ｂによって保持して実装ヘッド８を移動させることにより、下受けベース部２１に配置するピン配置工程において、基部２３を下受けベース部２１に当接させてマグネット部材２６を下降させることにより、引磁力によって基部２３を下受けベース部２１へ固定するようにしている。

そして下受けピンモジュール２２を吸着ノズル３５Ｂによって保持して実装ヘッド８を移動させることにより下受けベース部２１から取り外すピン取り外し工程において、中空軸部材２４および頂部部材２５より成る軸状部に設けられ上端部に開口して昇降室２３ｄに連通する吸引孔２４ａ、２５ｃから吸着ノズル３５Ｂによって真空吸引して、ピストン２７とともにマグネット部材２６を上昇させて下受けベース部２１から離隔させることにより、マグネット部材２６と磁性体２１ａとの間の引磁力を低減させて、基部２３の下受けベース部２１への固定を解除するようにしている。

上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装装置用の下受けピンモジュール２２および基板下受け機構２ｃでは、少なくとも上面が磁性体２１ａで設けられた下受けベース部２１の任意の位置に立設されて基板３を下面側から下受けして支持する電子部品実装装置用の下受けピンモジュール２２を、永久磁性を有するマグネット部材２６を昇降自在に内蔵しマグネット部材２６が下降した状態において下受けベース部２１に引磁力により固定される基部２３と、基部２３から上方に延出して設けられ上端部が基板３の下面に当接して支持する中空軸部材２４とを備えた構成としたものである。これにより、マグネット部材２６を下降・上昇させることによって基部２３の下受けベース部２１への固定・固定解除を行うことができ、ピン配置変更作業を簡便な構成で効率よく自動化することができる。

本発明の電子部品実装装置用の下受けピンモジュールおよび基板下受け装置ならびに基板下受け方法は、下受けピンの位置変更作業を簡便な構成で効率よく自動化することができるという効果を有し、基板上で作業ヘッドを昇降させて作業を実行する電子部品実装分野において有用である。

１ 電子部品実装装置
２ 基板搬送機構
２ｃ 基板下受け機構
３ 基板
８ 実装ヘッド
９ 単位保持ヘッド
９ａ ノズルホルダ
２１ 下受けベース部
２１ａ 磁性体
２２ 下受けピンモジュール
２３ 基部
２３ｄ 昇降室
２４ 中空軸部材
２４ａ 吸引孔
２５ 頂部部材
２５ａ 当接ピン
２５ｃ 吸引孔
２６ マグネット部材
２７ ピストン
３５Ａ，３５Ｂ 吸着ノズル

Claims (6)

1. 電子部品を基板に実装する電子部品実装装置において、少なくとも上面が磁性体で設けられた下受けベース部の任意の位置に立設されて前記基板を下面側から下受けして支持する電子部品実装装置用の下受けピンモジュールであって、
   永久磁性を有するマグネット部材を昇降自在に内蔵する昇降室が設けられ、前記マグネット部材が下降した状態において前記下受けベース部に引磁力により固定される基部と、
   前記基部から上方に延出して設けられ、上端部が前記基板の下面に当接して支持する軸状部とを備え、
   前記マグネット部材を下降・上昇させることにより前記基部の前記下受けベース部への固定・固定解除が行われ、
   前記軸状部に設けられ前記上端部に開口して前記昇降室に連通する吸引孔から真空吸引することにより、前記マグネット部材を上昇させることを特徴とする電子部品実装装置用の下受けピンモジュール。
2. 前記基部は、前記昇降室内で前記マグネット部材とともに摺動して昇降するピストンを備え、
   前記吸引孔から真空吸引することにより、前記ピストンとともに前記マグネット部材を上昇させることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置用の下受けピンモジュール。
3. 前記電子部品実装装置の実装ヘッドに装着された吸着ノズルの吸着孔に前記吸引孔を連通させることにより、前記真空吸引を行うことを特徴とする請求項２記載の電子部品実装装置用の下受けピンモジュール。
4. 電子部品を基板に実装する電子部品実装装置において、前記基板を下面側から下受けして支持する基板下受け装置であって、
   少なくとも上面が磁性体で設けられた下受けベース部と、
   前記下受けベース部の任意の位置に立設されて前記基板を下面側から下受けして支持する複数の下受けピンモジュールより成り、
   前記下受けピンモジュールは、永久磁性を有するマグネット部材を昇降自在に内蔵する昇降室が設けられ、前記マグネット部材が下降した状態において前記下受けベース部に引磁力により固定される基部と、
   前記基部から上方に延出して設けられ、上端部が前記基板の下面に当接して支持する軸状部とを備え、
   前記マグネット部材を下降・上昇させることにより前記基部の前記下受けベース部への固定・固定解除が行われ、
   前記軸状部に設けられ前記上端部に開口して前記昇降室に連通する吸引孔から真空吸引することにより、前記マグネット部材を上昇させることを特徴とする基板下受け装置。
5. 前記基部は、前記昇降室内で前記マグネット部材とともに摺動して昇降するピストンを備え、
   前記吸引孔から真空吸引することにより、前記ピストンとともに前記マグネット部材を上昇させることを特徴とする請求項４記載の基板下受け装置。
6. 電子部品を基板に実装する電子部品実装装置において、前記基板を下面側から下受けして支持する基板下受け方法であって、
   少なくとも上面が磁性体で設けられた下受けベース部と、前記下受けベース部の任意の位置に立設されて前記基板を下面側から下受けして支持する複数の下受けピンモジュールより成り、前記下受けピンモジュールは、永久磁性を有するマグネット部材を昇降自在に内蔵する昇降室が設けられ、前記マグネット部材が下降した状態において前記下受けベース部に引磁力により固定される基部と、前記基部から上方に延出して設けられ、上端部が前記基板の下面に当接して前記基板を支持する軸状部とを備えた基板下受け装置を用い、
   前記マグネット部材を下降・上昇させることにより前記基部の前記下受けベース部への固定・固定解除を行い、前記軸状部に設けられ前記上端部に開口して前記昇降室に連通する吸引孔から真空吸引することにより、前記マグネット部材を上昇させることを特徴とする基板下受け方法。

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