JP7464926B2 - ピン制御装置、ピン挿入装置、残留ピン除去装置、ピン挿入方法及び残留ピン除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、ピンが挿入される挿入部を有するピン受入部材上に載置された複数のピンを制御することにより、ピンを挿入部に挿入可能な及び／又は挿入部に挿入されずに残っている残留ピンを除去可能なピン制御装置、ピン受入部材の挿入部にピンを挿入するピン挿入装置及びピン挿入方法、並びに、挿入部に挿入されずに残っている残留ピンを除去するための残留ピン除去装置及び残留ピン除去方法に関する。

下記特許文献１の従来技術として、ピンとしての鋲体の芯部材をベース基板用ウェハの第１面側から挿入して貫通孔の内部に鋲体の芯部材を配置するために、ベース基板用ウェハを揺動させながら、周方向に揺動する方法が開示されている。

しかし、この方法では、迅速かつ確実に鋲体を貫通孔に挿入できないため、特許文献１では、次のような方法が開示されている。第１基板の下面側に配置した磁石と第１基板とを相対的に走査することにより、ピンに相当する鋲体は磁石に吸引されながら磁石と共に移動し、そして、鋲体が挿入部としての凹部の開口部を通過するときに、鋲体の芯材部は凹部を介して磁石に吸引され、凹部の内部に芯材部が挿入される。

特開２０１１－１９３２８９号公報

ところが、特許文献１に開示されている技術では、ピンが振り込まれるように挿入部が設けられた平板状のピン受入部材の挿入部にピンを効率よく挿入することができない。また、ピン受入部材の挿入部にピンが挿入された後に、挿入部に挿入されずにピン受入部材上に存在する残留ピンを効率よく除去することができない。

そこで、本発明の目的の一つは、ピンが挿入される挿入部を有するピン受入部材の挿入部にピンを効率よく挿入可能な及び／又は挿入部に挿入されずに存在する残留ピンを除去可能なピン制御装置を提供することである。本発明の目的の一つは、平板状のピン受入部材に設けられた挿入部にピンを効率よく挿入可能なピン挿入装置及びピン挿入方法を提供することである。本発明の目的の一つは、ピン受入部材上に残留したピンを効率よく除去する残留ピン除去装置及び残留ピン除去方法を提供することである。それ以外の目的は、本発明の実施形態において詳細に説明される。

本発明の一つの観点は、平板状の一又は複数のピン受入部材を支持し、前記ピン受入部材が複数の挿入部を有する支持部と、磁界を発生させる磁石部と、を備え、前記支持部、前記磁石部の少なくとも何れか一方を他方に対して相対的にスライドさせることにより、前記ピン受入部材上に載置された複数のピンの少なくとも一部の姿勢及び位置を変化させる、ピン制御装置に関する。

本発明の一つの観点は、平板状の一又は複数のピン受入部材を支持し、前記ピン受入部材が複数の挿入部を有する支持部と、前記ピン受入部材に交差する方向で第１の向きの磁界、及び、前記ピン受入部材に交差する方向で前記第１の向きと逆向きの第２の向きの磁界を少なくとも同時に発生する磁石部と、を備え、前記第１の向きの磁界を発生する領域と前記第２の向きの磁界を発生する領域との境界を前記ピン受入部材に沿って相対的に移動させることにより、前記ピン受入部材上に載置した前記複数のピンの少なくとも一部の姿勢及び位置が変化して前記複数のピンの一部がそれぞれ対応する前記挿入部に挿入される、ピン挿入装置に関する。

本発明の一つの観点は、平板状の一又は複数のピン受入部材を支持する支持部であって、前記ピン受入部材が複数の挿入部を有する前記支持部を備えたピン挿入装置に近接して配置される残留ピン除去装置であって、前記ピン受入部材と略同一の面を形成するように近接してプレート部を備え、磁界を発生させる磁石部を、前記ピン受入部材の下方から前記プレート部の下方に又は前記ピン受入部材の上方から前記プレート部の上方にスライドさせることにより、前記挿入部に挿入されずに前記ピン受入部材上の残留ピンを前記ピン受入部材上から前記プレート部上に移動させ、前記残留ピンを前記ピン受入部材上から除去する、残留ピン除去装置に関する。

本発明の一つの観点は、平板状の一又は複数のピン受入部材であって複数の挿入部を有する前記ピン受入部材に対して、前記ピン受入部材に交差する方向で第１の向きの磁界、及び、前記ピン受入部材に交差する方向で前記第１の向きと逆向きの第２の向きの磁界を発生する磁石部を配置し、前記第１の向きの磁界を発生する領域と前記第２の向きの磁界を発生する領域との境界を前記ピン受入部材に沿って相対的に移動させることにより、前記ピン受入部材上に載置した複数のピンの少なくとも一部の姿勢が変化して前記複数のピンの一部がそれぞれ対応する前記挿入部に挿入される、ピン挿入方法に関する。

本発明の一つの観点は、平板状の一又は複数のピン受入部材の上方、下方の何れかに配置されている磁石部を移動させることにより、前記ピン受入部材における複数の挿入部に挿入されずに前記ピン受入部材上にある残留ピンを、前記ピン受入部材上から移動させて前記残留ピンを除去する、残留ピン除去方法に関する。

本発明によれば、ピン受入部材上に設けられた挿入部にピンを効率よく挿入することができ、ピン受入部材上に残留したピンを効率よく除去することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るピン制御装置の概略を示しており、上段が側面図、下段が平面図である。 図２は、本発明の第２の実施形態に係るピン挿入装置の概略を示す図である。 図３は、図２に示すピン挿入装置によるピン挿入方法を説明するための図である。 図４Ａは、磁石部が第１の領域及び第２の領域からなる磁石で構成され、かつ第１の領域と第２の領域での磁化の向きが逆である場合の磁力線を示す図である。 図４Ｂは、磁石部が第１の領域及び第２の領域からなる磁石で構成され、かつ第１の領域と第２の領域での磁化が同じ場合の磁力線を示す図である。 図４Ｃは、磁石部が一方向及び向きに磁化された一つ磁石で構成された場合の磁力線を示す図である。 図５は、ピン振込確率を検討するための説明図である。 図６Ａは、ピン受入部材の挿入部に関する配置状態と磁石部の平面視の寸法との関係の第１の例を示す平面図である。 図６Ｂは、ピン受入部材の挿入部に関する配置状態と磁石部の平面視の寸法との関係の第２の例を示す平面図である。 図７Ａは本発明の第３の実施形態に係るピン挿入装置における磁石部の構成を模式的に示す図である。 図７Ｂは、図７Ａのうち一つの電磁石について使用態様を示す図である。 図７Ｃは、図７Ａに示す磁石部における電磁石を一列又は一行取り出して示す図である。 図７Ｄは、図７Ａに示す磁石部による磁界の変化の様子を模式的に示す図である。 図８Ａは、本発明の第４の実施形態に係るピン挿入装置の概要を示す平面図である。 図８Ｂは、本発明の第４の実施形態に係るピン挿入装置の概要を示す一部断面図である。 図８Ｃは、図８Ｂの一部拡大図である。 図８Ｄは、図８Ｂに示す磁石部の模式図である。 図９Ａは、本発明の第５の実施形態に係るピン挿入装置を模式的に示す斜視図である。 図９Ｂは、図９Ａに示すピン挿入装置の要部を示す図である。 図１０は、本発明の第６の実施形態に係る残留ピン除去装置による残留ピン除去工程を示す図である。 図１１は、使用した磁石部を構成する一枚の磁石について磁束密度を測定した結果を示す図である。 図１２は、使用した磁石部の極性の判別方法を説明するための図である。 図１３は、使用した磁石部の区分けした部分での磁力の強弱を模式的に示す図である。 図１４Ａは、二枚の磁石を連結して磁石部を構成した場合の振込結果に関して、ピンが振り込まれたピン受入部材の像を示す図である。 図１４Ｂは、一枚の磁石で磁石部を構成した場合の振込結果に関して、ピンが振り込まれたピン受入部材の像を示す図である。 図１５は、比較例で使用したピン挿入方法を説明するための説明図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の幾つかの実施形態について詳細に説明する。図面には本発明の好ましい形態の一つを示しており、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施形態での構成について一部を変更したり削除したり追加したりしてもよい。また、以下説明する本発明の或る実施形態での説明は、他の実施形態でも適用し得る。

[第１の実施形態]
本発明の第１の実施形態に係るピン制御装置の概略について、図１の上段に側面図、下段に平面図を示す。ピン制御装置１は、複数のピン受入部材Ｍを支持する支持部２と、支持部２の下方に配置され、磁界を発生させる磁石部３とを備える。ピン受入部材Ｍは平板状であって、貫通又は非貫通の複数の挿入部Ｈを有する。ピン受入部材Ｍは、平面図において吹き出しで一枚のピン受入部材Ｍを部分的に拡大して示すように、ピン受入部材Ｍには複数のユニットＵが備えられており、各一つのユニットＵには挿入部ＨがＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに並べられて矩形状のリングのように形成されている。このような矩形状のリングは振込エリア領域と呼ぶことができる。ピン受入部材Ｍは一つのユニットＵのみを備えていてもよいし、例えば図８Ａに示すように平面状にＸ軸方向、Ｙ軸方向の何れにも複数のユニットＵを備えていてもよいし、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の何れかに複数のユニットＵを備えてもよい。図１に示すピン受入部材Ｍは平面視で円形としているが、平面視で矩形状であってもよい。支持部２は図示する形態では４枚のピン受入部材Ｍを支持しているが、枚数についても図示したものに限定されず、少なくとも一枚のピン受入部材Ｍでも適用し得る。

磁石部３は、図１に示すように、支持部２の下方に配置され、平板状の一又は複数のピン受入部材Ｍに沿ってスライド可能な移動手段４に配置される。磁石部３は、ピン受入部材Ｍの上面と交差するように、好ましくは、挿入部Ｈに沿うように略直交するように、磁界を発生するように構成されている。例えば、磁石部３は、一枚の永久磁石で構成してもよいし、後述する実施形態のように複数の永久磁石により構成してもよい。また、後述する実施形態のように複数の電磁石により構成してもよい。

移動手段４は、図１に示す形態では、Ｘ軸方向に延びるレール４ａとＹ軸方向に延びるレール４ｂで構成されたＸ－Ｙステージで構成されている。Ｘ軸方向にもＹ軸方向にも磁石部３を移動し得、また、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に同時に移動させることにより、磁石部３をＸＹ平面内でＸ軸方向やＹ軸方向に対して斜めに移動させたり、円弧や楕円弧を描くように移動させたりすることもできる。移動手段４は、ピン受入部材Ｍへの磁石部３のＺ軸方向の位置を調整し得るように構成してもよいし、それ以外の構成でも構わない。

ピン制御装置１は、支持部２に対して、より具体的にはピン受入部材Ｍに対して、磁石部３を相対的にスライドさせることにより、ピン受入部材Ｍ上に載置された複数のピンＰの少なくとも一部の姿勢及び位置を変化させることができ、各ピン受入部材Ｍの挿入部ＨそれぞれにピンＰを挿入することができる。移動手段４は、磁石部３を支持部２の下方全域にわたって、また、磁石部３を後述するプレート部５の下方にわたってスライドできるように、例えば、レール４ａ、４ｂは、所定の長さを有する。

ピン制御装置１には、プレート部５がピン受入部材Ｍに近接して設けられていることが好ましい。移動手段４で磁石部３をピン受入部材Ｍの下方からプレート部５の下方にスライドし得る。これにより、挿入部Ｈに挿入されずにピン受入部材Ｍ上に存在する残留ピンを除去することが可能となる。吸引装置６が吸引管７その他の接続ユニットでプレート部５に接続されて吸引装置６がプレート部５上の残留ピンを吸引することにより、プレート部５上から残留ピンを完全に除去し得る。吸引管７その他の接続ユニットが支持部２ではなくプレート部５に接続されて残留ピンを吸引することで、ピン受入部材Ｍの挿入部Ｈに挿入されているピンＰへの影響が可及的に少なくなる。

ここで、磁石部３に関して、支持部２及びプレート部５の下方でピン受入部材Ｍに沿ってスライド可能に配置する形態ではなく、支持部２及びプレート部５の上方でピン受入部材Ｍに沿ってスライド可能に配置される形態であってもよい。何れの形態においても、磁石部３以外の磁石による磁界をピン受入部材Ｍ上に作用することを排除するものではない。プレート部５は、ピン受入部材Ｍの上面と同一の面を形成し得るように設けられていることが好ましい。ここで、「ピン受入部材Ｍの上面と略同一面を形成し得る」とは、ピン受入部材Ｍの上面とプレート部５の上面との段差を排除するものではなく、ピンＰが少なくともピン受入部材Ｍの上面からプレート部５の上面に移動し得る構成であればよい。プレート部５及び支持部２の周囲には側壁８が設けられ、ピンＰがプレート部５及び支持部２上から外に落下しないように構成されている。

[第２の実施形態]
本発明の第２の実施形態として、第１の実施形態に係るピン制御装置１においてピン挿入に関して適用可能なピン挿入装置について説明する。図２に示す第２の実施形態に係るピン挿入装置１０は、支持部１１と磁石部１５とを備える。支持部１１は平板状の一又は複数のピン受入部材Ｍを支持し、ピン受入部材Ｍが複数の挿入部Ｈを有する。支持部１１は、ピン受入部材Ｍを設置するための設置領域１２を周壁１３によって前後左右で矩形状やリング状など周状に囲むように構成されており、支持部１１の上面側が開口して、ピンＰ（図４Ａ参照）を投入可能に構成されている。

磁石部１５は、ピン受入部材Ｍの下方に、ピン受入部材Ｍに沿ってスライド可能に配置される。磁石部１５は、少なくとも第１の領域１６と第２の領域１７とを近接して構成されており、第１の領域１６はピン受入部材Ｍに交差する方向で第１の向きの磁界を発生し、第２の領域１７はピン受入部材Ｍに交差する方向で第１の向きと逆向きの第２の向きの磁界を発生する。第１の領域１６と第２の領域１７において、磁界は少なくとも同時に発生する。第１の領域１６は、第１の向きの磁界を発生する第１の磁石１６ａで構成され、第２の領域１７は、第２の向きの磁界を発生する第２の磁石１７ａで構成される。第１の領域１６及び第２の領域１７は、それらの中央及びその近傍において挿入部Ｈの深さ方向（ピンＰの挿入方向）に沿って、好ましくは平行に、磁化されており、第１の領域１６での磁化が第２の領域１７での磁化と向きが逆である。図２に示す場合においては、磁石部１５の第１の領域１６はＭ１で示す矢印方向に磁化されており、磁石部１５の第２の領域１７はＭ２で示す矢印方向に磁化されている。磁石部１５における第１の領域１６と第２の領域１７とは境界１８で並置されており、場合によっては近接ないし隣接している。第１の領域１６と第２の領域１７との間に非磁性材が設けられていることを妨げない。このことは、他の実施形態においても同様である。

磁石部１５は、移動手段１９として例えばＸＹステージに配置されることにより、少なくとも一方向（Ｘ軸方向）へ移動することが可能であり、一方向のみならず、例えばＸＹ平面内で、つまり、ピン受入部材ＭとのＺ軸方向の距離を変化させずに、Ｘ軸方向に対して傾斜する方向やＹ軸方向に対して傾斜する方向に移動することもでき、任意の方向に移動させることができる。また円弧や楕円弧を描くようにローター上に設置されてもよい。これにより、磁石部１５が、ピン受入部材Ｍの面に沿って平行にスライドすることができる。

図３は、図２に示すピン挿入装置１０によるピン挿入方法を説明するための図である。ピン挿入方法は、図示しないＳＴＥＰ０において、一枚のピン受入部材Ｍを支持部１１の設置領域１２に配置し、ピンＰ（図３では示さず）をピン受入部材Ｍ上に又は支持部１１の上面側の開口内に投入する。ピンＰはピン受入部材Ｍの挿入部Ｈの数よりも多量であればよい。

次に、ＳＴＥＰ１において、支持部１１を挟んでピン受入部材Ｍとは反対の側に磁石部１５を配置する。図示の場合には、平面視で磁石部１５の境界１８及び第２の領域１７がピン受入部材Ｍに重ならないように配置される。その際、磁石部１５の第１の領域１６がピン受入部材Ｍに重ならないようにすることを排除するものではない。この状態において、磁石部１５を移動手段１９（図３には示さず。図２参照）により、磁石部１５をピン受入部Ｍの面に沿って、平面視で磁石部１５における第１の領域１６及び第２の領域１７がピン受入部Ｍと重なるように移動させる。この状態を示したのがＳＴＥＰ２である。

ＳＴＥＰ２において、引き続き、磁石部１５を移動手段１９によりピン受入部材Ｍの面に沿って移動させ、平面視で磁石部１５の第１の領域１６及び境界１８がピン受入部材Ｍに重ならないように移動させる。この状態を示したのがＳＴＥＰ３である。その際、磁石部１５の第２の領域１７がピン受入部材Ｍに重ならないようにすることを排除するものではない。

ＳＴＥＰ３において、磁石部１５を移動手段１９により、磁石部１５をピン受入部材Ｍの面に沿って逆向きに、平面視で磁石部１５における第１の領域１６及び第２の領域１７がピン受入部材Ｍと重なるように移動させる。この状態を示したのがＳＴＥＰ４である。

ＳＴＥＰ４において、引き続き、磁石部１５を移動手段１９によりピン受入部材Ｍの面に沿って逆向きに移動させ、磁石部１５の境界１８及び第２の領域１７がピン受入部材Ｍに重ならないように移動させる。この状態を示したのがＳＴＥＰ１である。その際、磁石部１５の第１の領域１６がピン受入部材Ｍに重ならないようにすることを排除するものではない。

このように、ＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ４を経てＳＴＥＰ１に至る操作を所定回数繰り返す。これにより、ピンＰが挿入部Ｈに挿入される。この理由について次に説明する。

図４Ａは、磁石部１５が第１の領域１６及び第２の領域１７からなる磁石で構成され、かつ第１の領域１６と第２の領域１７での磁化の向きが逆である場合の磁力線を示す図である。図２及び図３で示す符号と同一又は対応する部材については同一の符号を付して説明を省略する。

磁石部１５は、第１の領域１６の磁化Ｍ１と第２の領域１７の磁化Ｍ２が挿入部Ｈの方向に沿っていることから、第１の領域１６、第２の領域１７から上方に向けて磁力線が形成される。第１の領域１６と第２の領域１７において境界１８を挟む近傍では磁化の方向が逆向きであるため、これらの近傍では磁力線は一方の近傍から他方の近傍に向けて湾曲している。そのため、境界１８の上方では、ピンＰはその湾曲した磁力線の方向に平行になるため、境界１８の上方のピンＰは、挿入部Ｈの上下方向（深さ方向）とは交差しており、ピン受入部材Ｍの面に平行になる。このように、ピンＰの向きが立つ方向に一様ではなく、境界１８の上方では傾いていることにより、ピンＰが磁力により挿入部Ｈに挿入されやすくなる。

本発明の第２の実施形態においては、磁石部１５をピン受入部材Ｍの面に沿ってスライドすることにより、境界１８がスライドし、磁力線の湾曲した部分がスライドするため、各挿入部ＨにおいてピンＰが磁界の影響により姿勢を変える。よって、例えば、或る位置に在るピンＰは、直立状態、水平状態、直立状態というように姿勢を変えることができる。これにより、ピンＰはピン受入部材Ｍの挿入部Ｈに振り込まれる。磁石部１５のスライドにより、或る位置のピンＰは、磁石部１５がスライドする方向に移動させられる。

図４Ａでは、ピン受入部材Ｍ及び支持部１１を固定しかつ磁石部１５をスライドしているが、磁石部１５を固定しかつピン受入部材Ｍをスライドさせてもよいし、支持部１１、ピン受入部材Ｍ及び磁石部１５をスライドさせて磁石部１５の境界１８をピン受入部材Ｍに対して相対的にスライドさせてもよい。これらのように、第１の向きの磁界を発生する領域（図４Ａでは第１の領域１６）と第２の向きの磁界を発生する領域（図４Ａでは第２の領域１７）との境界１８をピン受入部材Ｍの面に沿って相対的に移動させる。これにより、ピン受入部材Ｍ上に載置した複数のピンＰの少なくとも一部の姿勢及び位置が変化して複数のピンＰの一部がそれぞれ対応する挿入部Ｈに挿入される。

図４Ｂは、第１の比較形態に係り、磁石部２５が第１の領域２６及び第２の領域２７からなる磁石で構成され、かつ第１の領域２６と第２の領域２７での磁化の向きが同じ場合の磁力線を示す図である。磁石部２５において第１の領域２６と第２の領域２７とが近接しており、第１の領域２６と第２の領域２７は、何れも挿入部Ｈの方向に沿っており、図４Ａとは異なり、磁石部２５における第１の領域２６の磁化Ｍ１の方向及び向きは、第２の領域２７の磁化Ｍ２の方向及び向きと同じである。磁石部２５における第１の領域２６と第２の領域２７とは境界２８で並置されている。

このような形態にあっては、磁石部２５による磁力線が模式的に示されるように、境界２８を挟んだ第１の領域２６及び第２の領域２７の何れのピン受入部材Ｍ側でも、磁力線はピン受入部材Ｍに交差、ほぼ直交している。よって、磁石部２５の両端の影響を考慮しなければ、磁石部２５をピン受入部材Ｍの面に沿って平行にスライドしても、ピンＰが磁界の向きに沿って直立状態を保つ。したがって、磁石部２５をスライドしても、ピンＰの姿勢を変えることができず、単に直立状態のまま変位し、ピンＰの挿入部への振込効率が向上しない。

図４Ｃは、磁石部３５が一方向及び向きに磁化された一つ磁石で構成された場合の磁力線を示す図である。磁石部３５の端部を出た磁力線は比較的小さなループを描いて戻ってくるので、ピンＰを水平にさせる領域が生じる。ただし、磁石部３５の端部及びその近傍における磁束密度は、図４Ａに示す境界及びその近傍に比べれば低い。磁石部３５をピン受入部材Ｍに沿って平行にスライドしても、直立状態（縦状態）、水平状態（横状態）で姿勢変化が終了するので挿入効率が悪い。よって、好ましくない。

ここで、図２及び図３に示す形態において、磁石部１５は、第１の領域１６を一つの磁石（例えば永久磁石）により構成し、第２の領域１７を別の磁石（例えば永久磁石）により構成して、第１の磁石と第２の磁石とをそれぞれ異なる極の引力で一体とすることができる。

逆に、図２及び図３に示す形態において、磁石部１５は、第１の領域１６、第２の領域１７の何れも一つの磁石により構成することができる。また、二つの領域のみならず、３つ以上の領域で構成されてもよく、その場合には、並置されている両領域、近接する領域、すなわち、隣り合う領域の磁化が逆向きであればよい。

[ピンが水平状態となり得ることの有効性]
ここで、ピン姿勢制御の有効性について検討する。図４Ａに示す形態と図４Ｂに示す形態とのピン振込効率の違いについて考察する。図５は、ピン振込確率を検討するための説明図である。図５に示すように、或るピン受入部材Ｍの上面視において、縦横等間隔に挿入部Ｈが配置されているとする。図５の右に拡大して示すように一つの挿入部Ｈに注目すると、挿入部Ｈの周期をｐ、挿入部Ｈの直径をｄ、ピンＰの直径をｅとする。図４Ｂに示すようにピンＰが常に直立している場合、一回の移動でピンＰが振り込まれるためには、ピンＰの中心（軸）が挿入部Ｈの中心を中心とする直径ｄ－ｅの円内にあることが必要である。ピンＰの一辺ｐの正方形内にランダムに着地することを考えれば、振込確率Ｑ１は、Ｑ１＝π｛（ｄ－ｅ）／２｝^２／ｐ^２＝π（ｄ－ｅ）^２／４ｐ^２となる。一例として、ｐ＝０．４ｍｍ、ｄ＝０．２ｍｍ、ｅ＝０．１８ｍｍとすると、Ｑ１＝０．１９６％となる。

一方、図４Ａに示すように水平姿勢のピンＰが挿入部Ｈの一列を通過する場合、ピンＰの中心軸の穴の中心からｄ－ｅの幅を通れば、穴に引っかかるので、その確率は、Ｑ２＝（ｄ－ｅ）／ｐとなる。前例の数値例を用いると、Ｑ＝５．０％となり、Ｑ１の２５倍となる。

もちろん、正確な振込確率を算出するには、試行回数を考慮する必要があるものの、Ｑ１では振動回数を、Ｑ２では磁石の通過回数をそれぞれ見積もる必要がある。しかしながら、これらの回数が１０倍も異なることは考えられず、２５倍という確率の差は、ピンが水平状態となり得ることの優位性を示していると推察される。

[挿入部Ｈの配置に対する磁石部１５の平面視の寸法との関係]
図６Ａは、ピン受入部材Ｍの挿入部Ｈに関する配置状態と磁石部１５の平面視の寸法との関係の第１の例を示す平面図である。磁石部１５は、第１の磁石１６ａと第２の磁石１７ａとがピン受入部材Ｍの面に対向し得るように並設して構成されており、第１の磁石１６ａは、第２の磁石１７ａと縦横同一寸法、同一の厚みを有しており、第１の磁石１６ａ及び第２の磁石の平面視での一辺が長さＬ_ＭＡＧを有する。一方、平面視で一辺Ｌ_Ｍの方形状のピン受入部材Ｍにおける挿入部Ｈが、Ｘ軸方向に沿って複数行並びかつＹ軸方向に沿って複数列並んで平面視でリングのような矩形状を形成するリング部に設けられているとし、リング部の平面視での縦横が同一寸法であり、リング部としての振込エリア領域の一辺が長さＬ_Ｅとする。すると、磁石部１５の平面視での寸法がＬ_ＭＡＧ×２Ｌ_ＭＡＧとなり、挿入部Ｈの配置ないしピン受入部材Ｍと磁石部１５（第１の磁石１６ａないし第２の磁石１７ａ）の平面視の寸法との関係が、第１の例では、Ｌ_Ｅ＜Ｌ_Ｍ＜Ｌ_ＭＡＧの関係を満足し、後述する検証例では、Ｌ_Ｅ≒１５ｍｍ、Ｌ_Ｍ＝３０ｍｍ、Ｌ_ＭＡＧ＝６０ｍｍである。

図６Ａに示すように、ピン受入部材Ｍを支持部１１の設置領域１２に配置し、磁石部１５を支持部１１の下方、つまり、ピン受入部材Ｍの下方にピン受入部材Ｍに沿ってスライド可能に設置されている。磁石部１５における第１の磁石１６ａと第２の磁石１７ａとの境界１８の上方及びその近傍では、ピンＰは、ピン受入部材Ｍに平行な状態（水平状態ないし横状態）となり、かつ、平行な状態のピンＰは、左右の周壁１３にわたって存在する。それ以外では、ピンＰは、ピン受入部材Ｍに立っている状態（直立状態ないし縦状態）となり、かつ、立っている状態のピンＰは、左右の周壁１３にわたって存在する。図６Ａに吹き出しで拡大しているように、立っているピンＰは黒丸で示しており、横になっているピンは、細長い長方形で示している。

磁石部１５を第１の磁石１６ａと第２の磁石１７ａの並びの方向（Ｘ軸方向）に沿って往復することにより、第１の磁石１６ａと第２の磁石１７ａとの境界１８が磁石の並び方向に往復する。第１の例では、境界１８の上方ではピン受入部材Ｍに略直交しておらず磁界が湾曲しているため、境界１８が移動することにより、境界１８の上方におけるピンＰの姿勢状態が変化し、挿入部ＨにピンＰが挿入される。

図６Ｂは、ピン受入部材Ｍの挿入部Ｈに関する配置状態と磁石部１５の平面視の寸法との関係の第２の例を示す平面図である。ピン受入部材Ｍ、支持部１１及び磁石部１５の構成や位置関係は図６Ａと同様であるが、第１の例とは異なり、挿入部Ｈの配置ないしピン受入部材Ｍと磁石部１５（第１の磁石１６ａないし第２の磁石１７ａ）の平面視の寸法との関係が、第２の例では、Ｌ_Ｅ＜Ｌ_Ｍ≒Ｌ_ＭＡＧの関係を満足し、後述する検証例では、Ｌ_Ｅ≒１５ｍｍ、Ｌ_Ｍ＝３０ｍｍ、Ｌ_ＭＡＧ＝３０ｍｍである。

図６Ｂに示すように、磁石部１５における第１の磁石１６ａと第２の磁石１７ａとの境界１８の上方及びその近傍では、磁石部１５の第１の磁石１６ａ、第２の磁石１７ａの一辺の長さＬ_ＭＡＧよりも内側のみで、ピンＰは、ピン受入部材Ｍに平行な状態（水平状態ないし横状態）となる。第１の磁石１６ａ、第２の磁石１７ａのスライド方向と直交する方向（Ｙ軸方向）の縁では、磁界が湾曲しているため（図４Ａ参照）、その湾曲方向に、ピンＰが移動する。後述する実証例でも説明するように、第２の例では、ピンＰを支持部１１の設置領域１２全体に行き渡るように載置しても、ピンＰは、磁石部１５の内側に移動し、磁石部１５のＹ軸方向には広がらない。

磁石部１５が第１の磁石１６ａと第２の磁石１７ａの並びの方向に沿って往復することにより、第１の磁石１６ａと第２の磁石１７ａとの境界１８が磁石の並び方向に往復する。第２の例においても、第１の磁石１６ａ、第２の磁石１７ａのスライド方向と直交する方向の縁で生じる磁界によりピンＰの姿勢が変化して挿入部Ｈに挿入する。磁石部１５を構成する第１の磁石１６ａ、第２の磁石１７ａの磁石の並び方向と直交する方向（Ｙ軸方向）の寸法について、ピン受入部材Ｍの一辺ないし挿入部Ｈが存在する領域の一辺との関係で定める。これにより、挿入部Ｈが存在する領域の内側にだけピンＰをあたかも閉じ込めておくことができ、ピン受入部材Ｍ上でのピンＰが存在する領域を規制することができる。

挿入部Ｈの配置に対する磁石部１５の平面視の寸法との関係は、挿入部Ｈが配置されている振込エリア領域の一辺Ｌ_Ｅ（ｍｍ）と磁石部１５の平面視の寸法Ｌ_ＭＡＧ（ｍｍ）との関係が、Ｌ_ＭＡＧ－２０≦Ｌ_Ｅ≦Ｌ_ＭＡＧ－２の関係を満たす場合に有効といえる。第２の例は、図６Ｂに示すように一枚のピン受入部材Ｍにおいて挿入部Ｈが平面視で矩形状に存在する場合のみならず、一枚のピン受入部材Ｍに個々に区分けされた領域（後述する図８Ａに示すユニットＵ）が存在し、その領域毎に挿入部ＨがＸ軸方向Ｙ軸方向に平面視で矩形状に存在するような場合においても適用される。ここで、Ｌ_Ｅは個々に区分けされた領域での振込エリア領域の一辺の長さとなる。

[ピン受入部材Ｍ、磁石部１５のスライド速度]
ピン受入部材Ｍと磁石部１５との相対的なスライド速度については、ピンＰの寸法、磁石部１５の寸法にも依存する可能性がある。相対的なスライド速度が大きいと、第１の磁石１６ａと第２の磁石１７ａとの境界１８近傍の磁界がピンＰへ作用することによってもピンＰの姿勢変化が追従しない可能性がある。そのため、ピン受入部材Ｍと磁石部１５との相対的なスライド速度は、ピンＰの長さ及び重量、磁石部１５の第１の磁石１６ａ、第２の磁石１７ａの一辺の長さＬ_Ｍ、磁石部１５とピン受入部材Ｍとの距離により決定され、特に、磁石部１５の第１の磁石１６ａ、第２の磁石１７ａの一辺の長さＬ_ＭＡＧにより決定される。

具体的には、ピン受入部材Ｍと磁石部１５との相対的なスライド速度が４００ｍｍ／秒以下、より好ましくは２００ｍｍ／秒以下が好ましい。これよりも大きいスライド速度であれば、ピンＰがすべての挿入部Ｈに挿入されないからである。第１の磁石１６ａ、第２の磁石１７ａの一辺の長さＬ_ＭＡＧが３０ｍｍの場合、スライド速度が４００ｍｍ／秒以下であればよく、第１の磁石１６ａ、第２の磁石１７ａの一辺の長さＬ_Ｍが６０ｍｍの場合、スライド速度が２００ｍｍ／秒以下であればよい。

[第３の実施形態]
本発明の第３の実施形態として、ピン制御装置１においてピン挿入に関して適用可能なピン挿入装置について説明する。図７Ａは本発明の第３の実施形態に係るピン挿入装置における磁石部の構成を模式的に示す図であり、図７Ｂは図７Ａのうち一つの電磁石について使用態様を示す図であり、図７Ｃは図７Ａに示す磁石部における電磁石を一列又は一行取り出して示す図であり、図７Ｄは図７Ａに示す磁石部による磁界の変化の様子を模式的に示す図である。

本発明の第３の実施形態に係るピン挿入装置は、支持部１１（図２参照）と磁石部４５とを備えており、磁石部４５が図７Ａに示すように、アレイ状に配置された複数の電磁石４６を含んで構成されている。各電磁石４６は、空芯又は磁性体の芯４６ａに対して巻線４６ｂが設けられてソレノイドを構成している。巻線４６ｂは回路ユニット４７に接続されており、当該回路ユニット４７により電磁石４６に流す電流の向き及び大きさを制御することができる。これにより、図７Ｂの左右に示すように、電磁石４６の極を逆転させることができる。電磁石４６がアレイ状に並べられ、図７Ｃに示すように複数の電磁石４６が直列に接続されて、磁石部４５の一列又は一行が構成される。

回路ユニット４７が電磁石４６に流す電流の向き及び大きさを制御することにより、図７Ｄに示すように、磁石部４５における第１の向きの磁界を発生する領域４８ａと第２の向きの磁界を発生する領域４８ｂとの境界４９を移動させることができる。

このように、第３の実施形態では、第２の実施形態のように、磁石部１５又はピン受入部材Ｍを移動することなく、回路ユニット４７により電磁石４６に流す電流を制御することにより、境界４９を境界４９に垂直な方向に往復させ、第２の実施形態と同様に、第１の向きの磁界を発生する領域４８ａと第２の向きの磁界を発生する領域４８ｂとの境界４９をピン受入部材Ｍの面に沿って移動させることができる。よって、ピン受入部材Ｍ上に載置した複数のピンＰの少なくとも一部の姿勢が変化して複数のピンＰの一部がそれぞれ対応する挿入部Ｈに挿入される。

磁石部４５における電磁石４６の配置領域及び寸法、ピン受入部材Ｍと境界４９との相対的なスライド速度などは、第２の実施形態に対応して必要に応じて変更して実施される。

本発明の第３の実施形態は、ピン制御装置１においてピン挿入に関して適用可能なピン挿入装置のみならず、ピン制御装置１においてプレート部５の下方にも電磁石を配置し、残留ピン除去の際に電流を流すことで残留ピン除去に関して適用され得る。その際、磁化されている電磁石４６に逆向きの磁化を与える向きの電流を短時間流すことで、脱磁させることが可能である。

[第４の実施形態]
本発明の第４の実施形態として、ピン制御装置１においてピン挿入に関して適用可能なピン挿入装置について説明する。図８Ａは本発明の第４の実施形態に係るピン挿入装置の概要を示す平面図であり、図８Ｂは本発明の第４の実施形態に係るピン挿入装置の概要を示す一部断面図であり、図８Ｃは図８Ｂの一部拡大図であり、図８Ｄは図８Ｂに示す磁石部の模式図である。

第４の実施形態に係るピン挿入装置５０は、支持部５１と磁石部５５とを備える。支持部５１は、平板状の一枚のピン受入部材Ｍを支持し、当該ピン受入部材Ｍが複数の挿入部Ｈを有する。

支持部５１は、平板状の一枚の基板Ｓと平板状の一枚のピン受入部材Ｍとしてのガイド部材Ｇとを設置するための設置領域５２を周状の周壁５３によって囲むように構成されており、支持部５１の上面側が開口しており、支持部５１に基板Ｓを載置し、例えば周壁５３に沿う円環状のスペーサー５４を配置して、その上にピン受入部材Ｍが載置され、ピン受入部材Ｍに多数のピンＰが投入されるように構成されている。ここで、図８Ａに示すように、支持部５１で支持されるピン受入部材Ｍとしてのガイド部材Ｇは、複数の挿入部Ｈを備える。ガイド部材Ｇの下方であって、支持部５１上には基板Ｓが載置される。基板Ｓは１２インチなどの大口径の半導体基板であって、一つのチップを構成する基本単位Ｕが複数縦横に並べられている。その基本単位には表面に半田などの接合材Ａが所定のパターンで設けられている。ガイド部材Ｇは、接合材Ａの所定のパターンと同様に挿入部Ｈとしての貫通穴を備えており、ガイド部材Ｇの上に投入された多数のピンＰが挿入部Ｈに挿入される。

磁石部５５は、ピン受入部材Ｍに沿ってスライド可能に配置される。磁石部５５は、図示の形態では、第１の領域５６、第２の領域５７、第３の領域５８及び第４の領域５９がこの順番で連続して隣り合って構成されており、第１の領域５６、第２の領域５７、第３の領域５８及び第４の領域５９は、ピン受入部材Ｍに交差（好ましくは直交）するように磁化されており、すなわち挿入部Ｈの深さ方向（ピンＰの挿入方向）に沿って、好ましくは平行に、磁化されており、第１の領域５６での磁化と第３の領域５８の磁化が、第２の領域５７と第４の領域５９の磁化と逆向きである。磁石部５５の第１の領域５６、第３の領域５８はＭ１で示す矢印方向に磁化されており、磁石部５５の第２の領域５７、第４の領域５９はＭ２で示す矢印方向に磁化されている。磁石部５５における第１の領域５６と第２の領域５７とは境界６０で接し、磁石部５５における第２の領域５７と第３の領域５８とは境界６１で接し、磁石部５５における第３の領域５８と第４の領域５９とは境界６２で接している。各領域同士の間に非磁性材が設けられていることを妨げない。

磁石部５５は、例えば移動手段６３としてのＸＹステージに配置されることにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にピン受入部材Ｍの面に沿って平行に複数方向へ動くことが可能であり、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に同時に移動させることにより、磁石部３をＸＹ平面内でＸ軸方向やＹ軸方向に対して斜めに移動させたり、円弧や楕円弧を描くように移動させたりすることもできる。移動手段６３として直動のみならず円を描くようにローター上に設置されてもよい。これにより、磁石部６５が、ピン受入部材Ｍとしてのガイド部材Ｇの面に沿って平行にスライドすることができる。

このように磁石部５５が移動手段６３によりスライドすることにより、前述の各実施形態で詳細に説明したように、ピンＰが挿入部Ｈに挿入され、ピンＰが接合材Ａ上に立設される。その後、ガイド部材Ｇと基板Ｓを取り出し、そのまま炉に入れて、必要に応じてガイド部材Ｇ上に図示しない錘を載せて一定時間加熱する。これにより、基板ＳとピンＰとが接合材Ａにより接合される。

磁石部５５の第１の領域５６、第２の領域５７、第３の領域５８及び第４の領域５９は、第１の領域５６ないし第４の領域５９の並びの方向に直交する方向の寸法を、複数の基本単位Ｕに跨るように設定することができる。移動手段６３により、領域の並び方向に磁石部５５を往復させることにより、複数の基本単位Ｕの上方にあるガイド部材Ｇの挿入部ＨにピンＰを挿入することができるからである。

［第５の実施形態]
本発明の第５の実施形態として、ピン制御装置１においてピン挿入に関して適用可能なピン挿入装置について説明する。図９Ａは本発明の第５の実施形態に係るピン挿入装置７０を模式的に示す斜視図であり、図９Ｂはピン挿入装置７０の要部を示す図である。第５の実施形態に係るピン挿入装置７０は、支持部７１と磁石部７２と移動手段７３を備える。

支持部７１は、平板状のピン受入部材Ｍを支持し、当該ピン受入部材Ｍが複数の挿入部Ｈ（図９Ａには示さず。）を有する。移動手段７３は、支持部７１を一定方向に移動させる機構を備え、例えば図９Ａに示されるように無端形状の支持部７１を両側の回転軸で張って回転させることにより、支持部７１上のピン受入部材Ｍを一定方向に移動させることができる。ピン受入部材Ｍが支持部７１の一端側から載せられて一定方向に移動し、他端側において押し出される。

磁石部７２が、ピン受入部材Ｍが載せられて移動する上側と戻り下側の支持部７１で上下間に設けられている。磁石部７２は、ピン受入部材Ｍの流れる方向に、第１の磁石７２ａ、第２の磁石７２ｂ、第３の磁石７２ｃ、第４の磁石７２ｄ、第５の磁石７２ｅ、第６の磁石７２ｆ、第７の磁石７２ｇ及び第８の磁石７２ｈがこの順で並んで配置されている。第１の磁石７２ａないし第７の磁石７２ｇは、何れも、ピン受入部材Ｍと交差、好ましくは直交するように磁界を同時に発生し、第１の磁石７２ａ、第３の磁石７２ｃ、第５の磁石７２ｅ及び第７の磁石７２ｇは上向きに磁化されており、第２の磁石７２ｂ、第４の磁石７２ｄ、第６の磁石７２ｆ及び第８の磁石７２ｈは下向きに磁化されている。このように、磁石部７２は近接する磁石同士は逆向きに磁化されている。ここで、第１の磁石７２ａと第２の磁石７２ｂとの第１の境界７４ａ、第２の磁石７２ｂと第３の磁石７２ｃとの第２の境界７４ｂ、第３の磁石７２ｃと第４の磁石７２ｄとの第３の境界７４ｃ、第４の磁石７２ｄと第５の磁石７２ｅとの第４の境界７４ｄ、第５の磁石７２ｅと第６の磁石７２ｆとの第５の境界７４ｅ、第６の磁石７２ｆと第７の磁石７２ｇとの第６の境界７４ｆ、第７の磁石７２ｇと第８の磁石７２ｈとの第７の境界７４ｇは、何れも、ピン受入部材Ｍに対向し得る。

支持部７１の上方において、ピン受入部材Ｍが載せられる領域を挟むように、ピン受入部材Ｍの移動方向に直交する側には、ガイドプレート７５ａ，７５ｂの対が配置されている。また、支持部７１の上方において、少なくともピン受入部材Ｍが載置される上方には、ピン供給用ボックス７６が設けられている。ピン供給用ボックス７６からピンＰがピン受入部材Ｍに向けて投入される。ガイドプレート７５ａ，７５ｂは、ピンＰがピン受入部材Ｍ上から離脱しないように構成されている。なお、移動手段７３により図９Ａの矢印方向にピン受入部材Ｍが移動するので、移動したピン受入部材ＭにもピンＰが投入されるようにピン供給用ボックス７６が配置されていてもよい。また、並んだ複数のピン受入部材Ｍ上でピンＰがあたかも転がるように傾斜されていてもよい。

ピン挿入装置７０において、一枚のピン受入部材Ｍが移動手段７３により図９Ｂに示す矢印の方向に進む。それに伴って、ピン受入部材Ｍ上に載置された複数のピンＰの一部が、第１の境界７４ａの前後で、直立状態から水平状態を経て直立状態となり、それにより、ピン受入部材Ｍの挿入部Ｈに挿入される。ピン供給用ボックス７６から供給されてピン受入部材Ｍ上に載置された複数のピンＰの残部は、磁石部７２の上方で、ピン受入部材Ｍ上に載って移動手段７３により移動する。以下、同様に、ピン受入部材Ｍ上に載置された複数のピンＰの一部が、第２の境界７４ｂから第７の境界７４ｇの各境界の前後で、直立状態から水平状態を経て直立状態となり、それにより、ピン受入部材Ｍの挿入部Ｈに挿入される。また、複数のピンＰの残部は、磁石部７２の上方で、ピン受入部材Ｍ上に載って移動手段７３により移動する。

第５の実施形態では、第２の実施形態のように磁石部１５を往復させていないため、タクトタイムが短縮される利点がある。第２の実施形態では磁石部１５を往復してスライドさせているため、タクトタイムｔが例えば５秒であるとすると、第５の実施形態では、ピン挿入部材Ｍが通過するのに同じく５秒かかるが、その間に７枚のピン挿入部材Ｍが搬出される。よって、タクトタイムが０．７秒程度に短縮され得る。このように、磁石部７２に関し、複数の磁石を一方向に並べて複数の磁石がピン受入部材Ｍに交差、好ましくは直交する方向に磁界を発生させ、近接する磁石の磁界が互いに逆向きである形態にあっては、タクトタイムが、磁石部７２の磁石の個数に対応して（より正確には磁石同士の境界が通過した回数に応じて）、短縮される。

磁石部７２に対するピン受入部材Ｍのスライド速度については第２の実施形態と同様に設定される。

[第６の実施形態]
本発明の第６の実施形態として、ピン制御装置１において残留ピン除去に関して適用可能な残留ピン除去について説明する。図１０は本発明の第６の実施形態に係る残留ピン除去装置８０による残留ピン除去工程を示す図である。

前述した各実施形態により、ＳＴＥＰ１－１で示すように、ピン受入部材Ｍ上に多量のピンＰを投入し、磁石部８２をピン受入部材Ｍの面に沿って相対的に移動し、ピンＰが受入部材Ｍの挿入部Ｈに挿入される。図示では、一枚のピン受入部材Ｍが支持部８１で支持されているが、複数のピン受入部材Ｍが一列に又は面上に並んでいてもよい。

ピン受入部材Ｍの例えば上方には、挿入部ＨにピンＰが挿入されている状態をカメラ８３により撮影し、解析ユニット８４でカメラ８３からの画像データを解析し、ピン振込率を算出する。既定のパーセント、例えば１００％に達していない場合には、画像データを解析し、どの挿入部ＨにピンＰが挿入されていないかを求め、ピンＰが挿入されていない挿入部Ｈの下方及びその近傍に、磁石部８２における近接する磁石の境界８２ａを移動させ、近接する磁石の並び方向に、磁石部８２をスライドさせて往復させる。これにより、再度、カメラ８３による撮影、画像データの解析、ピン振込率を算出し、既定のパーセントに達しているかどうか判断する。既定のパーセントに達していない場合には、ピンＰが挿入されていない挿入部Ｈの下方及びその近傍に、磁石部８２における近接する磁石の境界８２ａを移動させ、近接する磁石の並び方向に、磁石部８２をスライドさせて往復させることを再度行う。

ピン振込率が既定のパーセントに達していることを確認すると、ピン受入部材Ｍ及び支持部８１を移動させてプレート部８５を近接するようにするか、予め、ＳＴＥＰ１－２に示すように、第１の実施形態で示したようにピン受入部材Ｍに対してプレート部８５が近接して配置されている状態にし、磁石部８２をピン受入部材Ｍの下方からプレート部８５の下方に移動させる。これにより、ピン受入部材Ｍ上に残っている残留ピンＰ１をピン受入部材Ｍからプレート部８５に移動させる。

カメラ８３でピン受入部材Ｍを撮影し、解析ユニット８４でピンＰ１がピン受入部材Ｍ上に残っていないかどうか確認する。

ピン受入部材Ｍ上にピンＰ１が残留している場合には、ＳＴＥＰ１－３に示すように、ピン受入部材Ｍの下方に、磁石部８２による磁界よりも弱い磁界を発生させる別の磁石部８６を配置して、ピン受入部材Ｍに対して送風機８７で送風して、残留ピンＰ１を完全に除去する。別の磁石部８６としては、例えばＣ字型の磁石を用いることにより、Ｃの隙間にだけ決まった方向の磁界ができるので、制御がしやすい。ここで、送風機８７で送風する際に、別の磁石部８６を用いず磁石部８２を用いてもよい。別の磁石部８６ないし磁石部８２は、挿入部Ｈに磁界を作用させ、送風機８７による送風により挿入部Ｈに挿入されたピンＰが飛び出さないようにする。

[ピン、ピン受入部材]
本明細書において、ピンが挿入される挿入部Ｈを有する平板状の部材を「ピン受入部材」Ｍと呼び、ピン受入部材として、或る形態では「基板」、具体的には、一又は複数の電子デバイスを有する「半導体基板」が挙げられる。別の形態では、複数の貫通穴を有する「ガイド部材」が挙げられ、この場合には、一又は複数の電子デバイスを構築した半導体基板から離隔してガイド部材を配置して、ガイド部材に複数のピンを載せてガイド部材の貫通穴にピンを挿入して半導体基板に立設する。ピン受入部材は、複数の挿入部としての貫通穴又は非貫通穴を所定のパターンで有する。ここで、基板は、ダイシングされてモールドなどの後工程により一つのチップとして構成される場合を含む。よって、基板には、一つのチップを構成する基本単位で複数並べられている場合を含む。挿入部に挿入されるピンはマイクロサイズを有しており、マイクロサイズとは１μｍ以上１０００μｍ以下のサイズを想定する。ピンは、フランジ部を有しないピン（フランジレスピン）、頭部を有しないピン（ヘッドレスピン）が好ましく、例えば円柱形状などの棒状（柱状）であって、直径１μｍ以上１０００μｍ以下、長さ１μｍ以上１０００μｍ以下である。そのため、１本のピンは質量が極めて小さく、ピンのみの自重によりピンから外部に力を及ぼすことが難しい。ピンは磁石に作用する材質を含んでいる。

［検証例１］
本発明のコンセプトに関する検証例を説明する。図２に示すように、支持部１１内の設置領域１２に平板状のピン受入部材Ｍを配置した。ピン受入部材Ｍには中央部を囲むように矩形状に挿入部Ｈとしての穴が縦５列、横５列で設けられている。支持部１１内の設置領域１２内に、多数のピンＰを投入した。支持部１１の下側に磁石部１５を配置して、ピン受入部材Ｍに沿って平行に往復でスライドした。往復回数は５回とした。ピンＰは、直径０．２ｍｍ×長さ０．４ｍｍの円柱状であった。ピン受入部材Ｍは、２９ｍｍ×２９ｍｍ×厚み０．５ｍｍの板状を有しており、０．２０５ｍｍの直径の挿入部Ｈとしての穴を有しており、穴の深さが０．３５ｍｍであり、穴の数は５２７個であった。投入したピンＰの数は約７０００本であった。

検証例１で用いた磁石部１５は、３０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍの平板状の二枚の磁石を用意し、双方の端部で磁石による引力で結合して構成した。よって、磁石部は６０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍの平板状を有する。

図１１は、使用した一枚の磁石について磁束密度を測定した結果を示す図である。測定には磁気プローブを使用した。２ｍｍ毎に磁気プローブの位置を変化させて、磁束密度を測定した。一枚の磁石９０を仮想線で示してある。磁石９０のＸ軸方向各端ではＸ方向の磁束が強く、磁石９０のＹ軸方向各端ではＹ方向の磁束が強く、磁石９０のＸ軸方向両端、Ｙ軸方向各端を除く部分では、Ｚ軸方向の磁束が強いことが分かった。

磁石の極性については、図１２に示すように、棒磁石１００の何れかの端を近づけ、引力、斥力の何れが作用するかにより判別した。二枚一組として連結して構成した磁石部の磁極を次のように確認した。磁石部１５の上面の第１の領域１６と第２の領域１７をそれぞれ縦横３×３に区分けし、区分け部分に棒磁石の一方の極を近づけ、区分けした部分での磁力の強弱を確認した。

図１３は、使用した磁石の区分けした部分での磁力の強弱を模式的に示す図である。磁力は、第１の領域１６と第２の領域１７との境界を挟む両側の区分けした部分が最も大きく、次に、第１の領域１６と第２の領域１７の境界とは逆側の区分けした部分が大きい。第１の領域１６と第２の領域１７の境界と交差する一辺の中間部分が続いて大きく、第１の領域１６及び第２の領域１７の各領域の中央部分が最も小さかった。なお、第１の領域１６、第２の領域１７を構成する各磁石は同じであり、その磁石の周縁を形成する区分け部分では、磁力はほぼ等しく、磁石の中央では磁力が低かった。

図１４Ａは、二枚の磁石を連結して磁石部１５を構成した場合の振込結果に関して、ピンＰが振り込まれたピン受入部材Ｍの像を示す図である。図１４Ｂは、一枚の磁石で磁石部１５を構成した場合の振込結果に関して、ピンＰが振り込まれたピン受入部材Ｍの像を示す図である。図１４Ａに示すように、磁石部１５を二枚の磁石を連結して構成した場合には、全ての挿入部ＨにピンＰが振り込まれており、約５秒で完了した。一方、図１４Ｂに示すように、磁石部１５を一枚の磁石で構成した場合、全ての挿入部ＨにピンＰが振り込まれなかった。図１４Ｂの点線で示す丸の部分が振り込まれなかった箇所を示す。

[比較例]
図１５は、比較例を説明するための説明図である。図１５に示すように、支持部１１を磁石部３５と共に、θ軸回りに揺動させかつ振動させた。磁石部３５は一枚の磁石とした。この場合、全ての挿入部Ｈ（図示せず）にピンＰが挿入されるまで約１５秒かかった。使用したピンＰ及びピン受入部材Ｍは、前述と同様である。

検証例１によれば、隣り合う領域の磁石の極性を異ならせて二枚の平板状の磁石を連結して一体の磁石（磁石部）とし、一体の磁石を一方向にスライドすることにより、マイクロサイズのピンを短時間で挿入させることができることが分かった。これにより、比較例のように、揺動及び振動を与える必要がなく、磁石をスライドさせるという単純な機構により、ピンの振り込みが可能となる。よって、磁石部をスライドさせることにより、例えば１２インチなどの寸法の大きな基板にも対応することができる。磁石部の大型化の必要がなく、設備面でのコストが削減することができる。

[検証例２]
検証例２では、検証例１と同様に、ピンＰ、ピン受入部材Ｍ、支持部１１を用い、また、磁石は同じものを用いた。

ケース１では、前述の比較例と同様に、支持部１１を磁石部３５と共に、θ軸回りに揺動させかつ振動させた。一回のテストについて５秒揺動及び振動させた。このテストを１５回繰り返した。各テストにおいて、ピンＰが挿入されなかった穴の数をカウントした。その結果、全ての穴にピンが挿入されたテストは一回もなかった。２ないし１７個の穴に挿入されなかった。挿入されない穴の数のバラつきも大きい。

ケース２では、前述の検証例１と同様に、支持部１１の下側に磁石部１５を配置して、ピン受入部材Ｍに沿って平行に往復でスライドした。磁石部１５として、３０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍの磁石を一枚で構成した。一回のテストについて５秒で５往復させた。このテストを１５回繰り返した。その結果、全ての穴にピンが挿入されたテストは６回であり、穴に挿入されなかったテストにおいて、１ないし６個の穴に挿入されなかった。

ケース２の方が、ケース１と比べて、振込率が高いこと、挿入されない穴の数のバラつきが小さいことが分かった。このことから、揺動及び振動によるよりも、磁石をスライドさせる方が有効である。

[検証例３]
検証例３では、検証例１と同様に、ピンＰ、ピン受入部材Ｍ、支持部１１を用いて幾つかのケースにおいてパラメータを変化させて実験を行った。磁石部を構成する一又は複数の磁石それぞれは同じもしくは同程度の磁界を発生させるものを使用した。

ケース３では、ケース２と比較するように、支持部１１の下側に磁石部１５を配置して、ピン受入部材Ｍに沿って平行に往復でスライドした。その際、磁石部１５として、３０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍの磁石を二枚連結して構成した。その際、隣り合う磁石は、ピン受入部材Ｍに交差する方向に磁界を生じるが、逆向きに磁界が生じるように連結した。一回のテストについて５秒で５往復させた。このテストを１５回繰り返した。その結果、何れのテストにおいても、全ての穴にピンが挿入された。

ケース４では、ケース２及びケース３と比較するように、磁石部１５として、３０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍの磁石を３枚連結して構成した。その際、隣り合う磁石は、ピン受入部材Ｍに交差する方向に磁界を生じるが、逆向きに磁界が生じるように連結した。一回のテストについて５秒で５往復させた。このテストを１５回繰り返した。その結果、ピンＰが挿入されないテストが３回あった。ピンＰが挿入されない穴の数は１個、２個と僅かであった。

ケース２ないしケース４の結果から、磁石部１５を一枚の磁石で構成するよりも二枚、三枚の磁石で構成する方が、振込率が高いことが分かった。ケース４でのテストでは、ケース３でのテストと往復する回数、その時間が同じであるため、磁石部１５の移動速度は、ケース３では４００ｍｍ／秒であり、ケース４では６００ｍｍ／秒であり、ケース４の方が磁石部１５の移動速度が速くなる。これは、ピンＰが磁石同士の境界での磁界の変化が速く、ピンＰの姿勢が追従しないことによると考えられる。

[検証例４]
ケース５では、磁石部１５の移動速度の影響をなくすために、ケース４において、一回のテストについて６．５秒で５往復させた。このときの磁石部１５の移動速度は４００ｍｍ／秒であった。このテストを１５回繰り返した。その結果、何れのテストにおいても、全ての穴にピンが挿入された。このことから、検証例３での考察が正しいことが証明された。

ケース１ないしケース５までの各テスト結果を表１に示す。なお、Ｍａｘは成功率の最大値、Ｍｉｎは成功率の最小値、Ａｖｅは成功率の平均値、Ｓは成功率の標準偏差である。

[検証例５]
検証例５では、検証例１と同様に、ピンＰ、ピン受入部材Ｍ、支持部１１を用いて、磁石部１５を一枚の磁石で構成して行った。磁石部１５の一枚の磁石の平面視での一辺の寸法を異ならせた。なお、磁石で生じる磁界の大きさは同一となるように磁石を選択した。磁石部１５の移動速度は４００ｍｍ／秒で一定となるようにした。

ケース６では、磁石部１５を構成する一枚の磁石を、１５ｍｍ×１５ｍｍ×５ｍｍとした。移動速度は４００ｍｍ／秒となるように、磁石部１５を３秒で５往復した。

ケース７では、磁石部１５を構成する一枚の磁石を、３０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍとした。移動速度は４００ｍｍ／秒となるように、磁石部１５を３．５秒で５往復した。

ケース８では、磁石部１５を構成する一枚の磁石を、６０ｍｍ×６０ｍｍ×５ｍｍとした。移動速度は４００ｍｍ／秒となるように、磁石部１５を５秒で５往復した。

ケース６ないしケース８までの各テスト結果を表２に示す。なお、Ｍａｘは成功率の最大値、Ｍｉｎは成功率の最小値、Ａｖｅは成功率の平均値、Ｓは成功率の標準偏差である。

ケース７、ケース８は、ケース６と比較して、ピンが穴に挿入されなかったテスト回数が少なく、また、ピン未挿入の穴の数も極端に少ない。

[検証例６]
検証例６では、一枚の磁石のサイズをケース７での磁石、すなわち、３０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍとし、これらの磁石を連結して実験を行った。検証例３の結果を踏まえ、隣り合う二枚の磁石は、ピン受入部材Ｍに交差する方向に磁界を生じるが、逆向きに磁界が生じるように連結した。

ケース９では、磁石部１５の移動速度が６００ｍｍ／秒となるように、磁石部１５を３秒で５往復した。

ケース１０では、磁石部１５の移動速度が４００ｍｍ／秒となるように、磁石部１５を５秒で５往復した。

ケース１１では、磁石部１５の移動速度が２００ｍｍ／秒となるように、磁石部１５を１０秒で５往復した。

ケース９ないしケース１１までの各テスト結果を表３に示す。なお、Ｍａｘは成功率の最大値、Ｍｉｎは成功率の最小値、Ａｖｅは成功率の平均値、Ｓは成功率の標準偏差である。

ケース１０、ケース１１は、ケース９と比較して、何れのテストにおいても、全ての穴にピンが挿入された。

[検証例７]
検証例７では、一枚の磁石のサイズをケース８での磁石、すなわち、６０ｍｍ×６０ｍｍ×５ｍｍとし、これらの磁石を連結して実験を行った。検証例３の結果を踏まえ、隣り合う二枚の磁石は、ピン受入部材Ｍに交差する方向に磁界を生じるが、逆向きに磁界が生じるように連結した。

ケース１２では、磁石部１５の移動速度が６００ｍｍ／秒となるように、磁石部１５を６秒で５往復した。

ケース１３では、磁石部１５の移動速度が４００ｍｍ／秒となるように、磁石部１５を８秒で５往復した。

ケース１４では、磁石部１５の移動速度が２００ｍｍ／秒となるように、磁石部１５を１６秒で５往復した。

ケース１２ないしケース１４までの各テスト結果を表４に示す。なお、Ｍａｘは成功率の最大値、Ｍｉｎは成功率の最小値、Ａｖｅは成功率の平均値、Ｓは成功率の標準偏差である。

ケース１４は、ケース１２、ケース１３と比較して、何れのテストにおいても、全ての穴にピンが挿入された。

検証例６及び検証例７の結課から、磁石のサイズに応じて磁石部１５の移動速度を設定することにより、全ての穴にピンが挿入できることが分かった。

[検証例８]
検証例８では、ケース１０の条件において、ピン受入部材Ｍと磁石部１５との距離を、１ｍｍ、３．５ｍｍ、４．５ｍｍ、５．５ｍｍ、６．５ｍｍ、７．５ｍｍと変化させて、同様の実験を行った。その距離が１ｍｍ、３．５ｍｍでは、１５回のテストの全てにおいて、全ての穴にピンが挿入された。その距離が４．５ｍｍ、５．５ｍｍ、６．５ｍｍと長くなると、１ないし４個の穴にピンが挿入されず、またそのような穴の数が増加し、そのような穴の標準偏差が０．０００７８６、０．００２２５２８、０．００２４８４と大きくなった。これは、磁石部１５による磁界の影響、特に、二枚の磁石の境界における湾曲した磁界の影響を受け難くなり、全ての穴にピンが挿入され難くなったと考えられる。その距離が７．５ｍｍになると、１５回のテスト全てにおいて、ピンが挿入されない穴が存在し、そのような穴の数も１ないし１４と増加する。よって、ピン受入部材Ｍと磁石部１５との距離を適切に維持することが必要であることが分かった。

[検証例９]
検証例９は、前述の検証例とは異なり、磁石部を、Ｘ軸方向にもＹ軸方向にも平面的に並べて構成した。３０ｍｍ×３０ｍｍ×５ｍｍの一枚の磁石を、Ｘ軸方向に４枚、Ｙ軸方向に４枚並べて、合計１６枚の磁石で構成した。何れの磁石も、ピン受入部材Ｍに直交するように磁界を生じるようにし、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向で隣り合う磁石は、磁界の向きが逆向きとなるように、磁石部１５を構成した。

ピン受入部材Ｍは、平面視２９ｍｍ方形で厚み０．５ｍｍの平板状の基板をＸ軸方向に３枚及びＹ軸方向に３枚並べ、合計９枚で構成した。各基板は、Ｘ軸方向に６行、Ｙ軸方向に６列のリング状に穴を備えた。穴の径は０．２０５ｍｍであり、穴の深さは０．３５ｍｍであり、穴の数は５０５個であった。

ピン受入部材Ｍの面に対して磁石部を平行に配置して、ピン受入部材Ｍ上にピンＰを約７０００本投入し、ピン受入部材Ｍの面に沿ってスライドさせた。スライド速度は４００ｍｍ／秒とし、６秒間スライドさせた。

その結果、全ての穴にピンが挿入されていることを確認した。これにより、ピン受入部材Ｍに対して直交する磁界を生じる複数の磁石を用いて、隣り合う磁石での磁界の向きが逆になるように複数の磁石を一方向のみならずそれに直交する方向に面状に並べて、磁石部を構成することが有効であることが証明された。

［検証例１０］
図１に示すように、プレート部５を準備し、ピン受入部材Ｍを支持する支持部２に近接し、プレート部５とピン受入部材Ｍとが略同一面を形成するように配置し、ピン受入部材Ｍの下方からプレート部５の下方に磁石部３を移動させた。すると、ピン受入部材Ｍ上に存在する残留ピンがピン受入部材Ｍ上からプレート部５上に移動し、ピン受入部材Ｍ上から完全に除去できた。

本発明の実施形態において、磁石部１５、５５などは、逆向きに磁界が生じる領域が一方向に並んでいる場合のみならず、平面視で、第１の領域の周りに第２の領域が設けられ、場合によっては、第２の領域の周りに第３の領域が設けられるような形態であってもよい。このような形態の場合、第２の領域は平面視で円環状や四角の環状などの無短形状となっている。

１：ピン制御装置
２：支持部
３：磁石部
４：移動手段
５：プレート部
６：吸引装置
７：吸引管
８：側壁
１０，５０：ピン挿入装置
１１，５１：支持部
１２，５２：設置領域
１３，５３：周壁
１５，５５：磁石部
１６，５６：第１の領域
１６ａ：第１の磁石
１７，５７：第２の領域
１７ａ：第２の磁石
１８，６０，６１，６２：境界
１９，６３：移動手段
４５：磁石部
４６：電磁石
４７：回路ユニット
４８ａ：第１の向きの磁界を発生する領域
４８ｂ：第２の向きの磁界を発生する領域
４９：境界
５４：スペーサー
５８：第３の領域
５９：第４の領域
７０：ピン挿入装置
７１：支持部
７２：磁石部
７２ａ：第１の磁石
７２ｂ：第２の磁石
７２ｃ：第３の磁石
７２ｄ：第４の磁石
７２ｅ：第５の磁石
７２ｆ：第６の磁石
７２ｇ：第７の磁石
７２ｈ：第８の磁石
７３：移動手段
７４ａ：第１の境界
７４ｂ：第２の境界
７４ｃ：第３の境界
７４ｄ：第４の境界
７４ｅ：第５の境界
７４ｆ：第６の境界
７４ｇ：第７の境界
７５ａ，７５ｂ：ガイドプレート
７６：ピン供給用ボックス
８０：残留ピン除去装置
８１：支持部
８２：磁石部
８３：カメラ
８４：解析ユニット
８２ａ：近接する磁石の境界
８５：プレート部
８６：別の磁石部
８７：送風機
Ｇ：ガイド部材
Ｈ：挿入部
Ｍ：ピン受入部材
Ｐ：ピン
Ｓ：基板

Claims (9)

1. 平板状の一又は複数のピン受入部材を支持し、前記ピン受入部材が複数の挿入部を有する支持部と、
   磁界を発生させる磁石部と、
   を備え、
   前記支持部、前記磁石部の少なくとも何れか一方を他方に対して相対的にスライドさせることにより、前記ピン受入部材上に載置された複数のピンの少なくとも一部の姿勢及び位置を変化させる、ピン制御装置であって、
   プレート部が、前記ピン受入部材と略同一の面を形成するように近接して設けられ、
   前記磁石部が前記ピン受入部材の下方から前記プレート部の下方に又は前記ピン受入部材の上方から前記プレート部の上方にスライドすることにより、前記挿入部に挿入されずに前記ピン受入部材上にある残留ピンを前記ピン受入部材から除去する、ピン制御装置。
2. 前記磁石部が、前記ピン受入部材に交差する方向で第１の向きの磁界、及び、前記ピン受入部材に交差する方向で前記第１の向きと逆向きの第２の向きの磁界を少なくとも同時に発生するように構成されており、
   前記第１の向きの磁界を発生する領域と前記第２の向きの磁界を発生する領域との境界を前記ピン受入部材に沿って相対的に移動させることにより、前記ピン受入部材上に載置した前記複数のピンの少なくとも一部の姿勢及び位置が変化して前記複数のピンの一部がそれぞれ対応する前記挿入部に挿入される、請求項１に記載のピン制御装置。
3. 平板状の一又は複数のピン受入部材を支持し、前記ピン受入部材が複数の挿入部を有する支持部と、
   前記ピン受入部材に交差する方向で第１の向きの磁界、及び、前記ピン受入部材に交差する方向で前記第１の向きと逆向きの第２の向きの磁界を少なくとも同時に発生する磁石部と、
   を備え、
   前記第１の向きの磁界を発生する領域と前記第２の向きの磁界を発生する領域との境界を前記ピン受入部材に沿って相対的に移動させることにより、前記ピン受入部材上に載置した複数のピンの少なくとも一部の姿勢及び位置が変化して前記複数のピンの一部がそれぞれ対応する前記挿入部に挿入される、ピン挿入装置であって、
   前記磁石部が、前記第１の向きの磁界を発生する第１の磁石と、前記第２の向きの磁界を発生する第２の磁石とを、含み、前記第１の磁石及び前記第２の磁石が前記ピン受入部材に対向するように並んで構成されており、
   前記磁石部、前記ピン受入部材の少なくとも何れかを前記第１の磁石及び前記第２の磁石の並ぶ方向に沿って移動させることにより、前記境界を前記ピン受入部材に沿って相対的に移動させる、ピン挿入装置。
4. 平板状の一又は複数のピン受入部材を支持し、前記ピン受入部材が複数の挿入部を有する支持部と、
   前記ピン受入部材に交差する方向で第１の向きの磁界、及び、前記ピン受入部材に交差する方向で前記第１の向きと逆向きの第２の向きの磁界を少なくとも同時に発生する磁石部と、
   を備え、
   前記第１の向きの磁界を発生する領域と前記第２の向きの磁界を発生する領域との境界を前記ピン受入部材に沿って相対的に移動させることにより、前記ピン受入部材上に載置した複数のピンの少なくとも一部の姿勢及び位置が変化して前記複数のピンの一部がそれぞれ対応する前記挿入部に挿入される、ピン挿入装置であって、
   前記磁石部が、アレイ状に配置された複数の電磁石を含んで構成されており、
   前記複数の電磁石に流す電流の向きを制御する回路ユニットをさらに備え、
   前記回路ユニットが、前記磁石部における前記第１の向きの磁界を発生する領域と前記第２の向きの磁界を発生する領域との境界を移動させるように、前記複数の電磁石に流す電流を制御する、ピン挿入装置。
5. 平板状の一又は複数のピン受入部材を支持する支持部であって、前記ピン受入部材が複数の挿入部を有する前記支持部を備えたピン挿入装置に近接して配置される残留ピン除去装置であって、
   前記ピン受入部材と略同一の面を形成するように近接してプレート部を備え、
   磁界を発生させる磁石部を、前記ピン受入部材の下方から前記プレート部の下方に又は前記ピン受入部材の上方から前記プレート部の上方にスライドさせることにより、前記挿入部に挿入されずに前記ピン受入部材上の残留ピンを前記ピン受入部材上から前記プレート部上に移動させ、前記残留ピンを前記ピン受入部材上から除去する、残留ピン除去装置。
6. 平板状の一又は複数のピン受入部材であって複数の挿入部を有する前記ピン受入部材に対して、前記ピン受入部材に交差する方向で第１の向きの磁界、及び、前記ピン受入部材に交差する方向で前記第１の向きと逆向きの第２の向きの磁界を発生する磁石部を配置し、
   前記第１の向きの磁界を発生する領域と前記第２の向きの磁界を発生する領域との境界を前記ピン受入部材に沿って相対的に移動させることにより、前記ピン受入部材上に載置した複数のピンの少なくとも一部の姿勢が変化して前記複数のピンの一部がそれぞれ対応する前記挿入部に挿入される、ピン挿入方法であって、
   前記磁石部が、前記第１の向きの磁界を発生する第１の磁石と、前記第２の向きの磁界を発生する第２の磁石とを、含み、前記第１の磁石及び前記第２の磁石が前記ピン受入部材に対向するように並んで構成されており、
   前記磁石部、前記ピン受入部材の少なくとも何れかを前記第１の磁石及び前記第２の磁石の並ぶ方向に沿って移動させることにより、前記境界を前記ピン受入部材に沿って相対的に移動させる、ピン挿入方法。
7. 平板状の一又は複数のピン受入部材であって複数の挿入部を有する前記ピン受入部材に対して、前記ピン受入部材に交差する方向で第１の向きの磁界、及び、前記ピン受入部材に交差する方向で前記第１の向きと逆向きの第２の向きの磁界を発生する磁石部を配置し、
   前記第１の向きの磁界を発生する領域と前記第２の向きの磁界を発生する領域との境界を前記ピン受入部材に沿って相対的に移動させることにより、前記ピン受入部材上に載置した複数のピンの少なくとも一部の姿勢が変化して前記複数のピンの一部がそれぞれ対応する前記挿入部に挿入される、ピン挿入方法であって、
   前記磁石部が、アレイ状に配置された複数の電磁石を含んで構成されており、
   前記磁石部における前記第１の向きの磁界を発生する領域と前記第２の向きの磁界を発生する領域との境界を移動させるように、前記複数の電磁石に流す電流を制御する、ピン挿入方法。
8. 前記複数の挿入部のうち前記ピンが挿入されていない前記ピン受入部材の部位に対して、前記磁石部における、前記第１の向きの磁界を発生する領域と前記第２の向きの磁界を発生する領域との境界を移動させる、請求項６又は７に記載のピン挿入方法。
9. 平板状の一又は複数のピン受入部材の上方、下方の何れかに配置されている磁石部を移動させることにより、前記ピン受入部材における複数の挿入部に挿入されずに前記ピン受入部材上にある残留ピンを、前記ピン受入部材上から移動させて前記残留ピンを除去する、残留ピン除去方法。

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