JP7336734B2 - 部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法に関する。

基板に電子部品を装着して電子基板を生産する部品装着ラインでは、様々な種類の部品が基板に実装される。これらの部品には、小型のチップ型部品やＱＦＰなど、回路基板の電極面に半田接合される面実装部品以外に、パワートランジスタやコネクタ部品など、接続用の突出したリードを有し、回路基板に形成された実装孔にリードを挿入することにより装着される挿入部品がある。このような挿入部品の供給形態は部品の種類によって様々である。部品がトレイなどに収納されて横倒し姿勢で供給される場合や、複数の電子部品がテーピングにより連結されて縦姿勢で供給される場合など、部品の種類によって部品の供給姿勢が異なる。

挿入部品が横倒し姿勢で供給される場合には、基板への実装に先立って挿入部品を起立姿勢に変更する必要がある。そこで、横倒し姿勢の挿入部品を起立姿勢に変更する機能を備えた部品実装装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載の部品実装装置は、部品を基板に装着するための装着ヘッドを備え、当該装着ヘッドは、部品を吸着して保持するノズルと、ノズルをスイングさせるスイング機構とを有する。横倒し姿勢の部品をノズルにより保持し、ノズルをスイングさせて部品を起立姿勢に変更する。その後、装着ヘッドを移動させることにより、起立姿勢に変更された部品のリードと、このリードが挿入される基板の挿入孔とを位置合わせする。その後、起立姿勢の部品を基板に向かって押し込んで基板の挿入孔にリードを挿入する。

特開２０１７－３４０４８号公報

しかしながら、上記方法によれば、部品を吸着するノズル自体を横向きにした状態で基板の表面に近づける際に、基板上に既に部品がある領域ではノズルと部品が干渉するため、部品を実装することができない。このように、基板上で部品を実装できる領域が限られてしまうという課題があった。

従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、基板上の広範囲で部品を実装することができる部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の部品実装装置は、第１の姿勢にあるリード付き部品をピックアップして保持し、保持した前記部品を前記第１の姿勢から第２の姿勢に変更する姿勢変更機構を有する第１の部品保持部と、前記第１の部品保持部から前記第２の姿勢の部品が受け渡され、当該部品を保持する第２の部品保持部と、前記第２の部品保持部が保持している前記部品をピックアップして保持し、保持した前記部品のリードを基板の挿入孔に挿入する第３の部品保持部と、を備える。

また、本発明の部品実装基板の製造方法は、第１の部品保持部により、第１の姿勢にあるリード付き部品をピックアップして保持する第１部品保持ステップと、前記第１の部品保持部の姿勢変更機構により、前記第１部品保持ステップで保持した前記部品を前記第１の姿勢から第２の姿勢に変更する姿勢変更ステップと、前記第１の部品保持部により、前記第２の姿勢にある前記部品を第２の部品保持部に受け渡して保持させる第２部品保持ステップと、第３の部品保持部により、前記第２の部品保持部が保持する前記部品をピックアップして保持する第３部品保持ステップと、前記第３の部品保持部により、前記第３部品保持ステップで保持した前記部品のリードを基板の挿入孔に挿入する挿入ステップと、を含む。

本発明によれば、基板上の広範囲で部品を実装することができる。

実施の形態１の部品実装装置の概略斜視図 アンビルユニットの概略斜視図 アンビル本体部の概略斜視図 アンビルユニットによるリードを切断・クリンチする方法を説明するための概略斜視図（待機位置、非切断位置） アンビルユニットによるリードを切断・クリンチする方法を説明するための概略斜視図（操作位置、切断位置） アンビルユニットによるリードを切断・クリンチする方法を説明するための概略斜視図（待機位置、非切断位置） アンビルユニットによるリードを切断・クリンチする方法を説明するための概略斜視図（操作位置、切断位置） 実施の形態１の部品実装装置を用いて部品実装基板を製造する方法の一例を示すフローチャート 図６のフローチャートに沿って部品実装基板を製造した場合の各工程を順に示す概略図 図６のフローチャートに沿って部品実装基板を製造した場合の各工程を順に示す概略図 図６のフローチャートに沿って部品実装基板を製造した場合の各工程を順に示す概略図 図６のフローチャートに沿って部品実装基板を製造した場合の各工程を順に示す概略図 一対のアンビル部およびブロックを示す概略平面図 実施の形態２のアンビルユニットを示す概略平面図 実施の形態２のアンビルユニットを示す概略側面図 実施の形態３の部品実装装置の概略斜視図 実施の形態３の部品実装装置に設けられた開閉部の概略図 実施の形態４のトレイ供給ユニットおよびトレイプレートの概略斜視図 実施の形態４のトレイプレートの概略図 実施の形態４のトレイプレートの部品保持部に部品を受け渡して保持させた状態を示す図 実施の形態５のノズルチェンジャーの概略斜視図 実施の形態５のノズルチェンジャーの孔に部品を配置した状態を示す図

本発明の第１態様によれば、第１の姿勢にあるリード付き部品をピックアップして保持し、保持した前記部品を前記第１の姿勢から第２の姿勢に変更する姿勢変更機構を有する第１の部品保持部と、前記第１の部品保持部から前記第２の姿勢の部品が受け渡され、当該部品を保持する第２の部品保持部と、前記第２の部品保持部が保持している前記部品をピックアップして保持し、保持した前記部品のリードを基板の挿入孔に挿入する第３の部品保持部と、を備える、部品実装装置を提供する。

このような構成によれば、第１の部品保持部から別の部品保持部に持ち替えてから基板に部品を実装することで、姿勢変更機構によるスペース上の制約を受けないようにすることができ、基板上の広範囲で部品を実装することができる。

本発明の第２態様によれば、前記第２の部品保持部は、前記基板に挿入された前記リードをクリンチするアンビルユニットである、第１態様に記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、第２の部品保持部としてアンビルユニットを用いることで、第２の部品保持部として専用の構成を設ける必要がなく、部品実装装置の製造コストを低減することができる。

本発明の第３態様によれば、前記アンビルユニットは、前記部品の第１のリードをクリンチして切断する第１の切断刃と、前記部品の第２のリードをクリンチして切断する第２の切断刃と、前記第１の切断刃と前記第２の切断刃の間隔を調整する間隔調整部と、を備え、前記間隔調整部によって前記間隔を縮小することにより、前記第１の部品保持部に保持されている前記部品を前記アンビルユニットで挟み、前記部品を保持する、第２態様に記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、第１の切断刃と第２の切断刃の間隔を調整可能とすることで、２本のリードの間隔に応じて適切な位置でリードを切断することができる。また、間隔調整部による間隔調整によって部品を挟むことにより、部品を容易に保持することができる。

本発明の第４態様によれば、前記アンビルユニットはさらに、前記第１の切断刃側に取り付けられた第１のブロックと、前記第２の切断刃側に取り付けられた第２のブロックとを備え、前記第１のブロックと前記第２のブロックは、互いに対向する対向面をそれぞれ有し、前記対向面はともに、前記第１の切断刃と前記第２の切断刃が相対的に移動する方向に垂直な面を有する、第３態様に記載の部品実装装置を提供する。このような対向面を有するブロックを設けることで、部品をより確実に挟んで保持することができる。

本発明の第５態様によれば、前記第１の姿勢は、前記部品のリードが横向きに延びる姿勢であり、前記第２の姿勢は、前記部品のリードが下向きに延びる姿勢である、第１態様から第４態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、部品のリードを基板の挿入孔に挿入できない姿勢から挿入可能な姿勢に変えた上で、基板に部品を実装することができる。

本発明の第６態様によれば、前記第１の部品保持部の前記姿勢変更機構は、前記部品をスイングするスイング機構である、第１態様から第５態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、部品の姿勢を簡単に変更することができる。

本発明の第７態様によれば、第１の部品保持部により、第１の姿勢にあるリード付き部品をピックアップして保持する第１部品保持ステップと、前記第１の部品保持部の姿勢変更機構により、前記第１部品保持ステップで保持した前記部品を前記第１の姿勢から第２の姿勢に変更する姿勢変更ステップと、前記第１の部品保持部により、前記第２の姿勢にある前記部品を第２の部品保持部に受け渡して保持させる第２部品保持ステップと、第３の部品保持部により、前記第２の部品保持部が保持する前記部品をピックアップして保持する第３部品保持ステップと、前記第３の部品保持部により、前記第３部品保持ステップで保持した前記部品のリードを基板の挿入孔に挿入する挿入ステップと、を含む、部品実装基板の製造方法を提供する。

このような方法によれば、第１態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の第８態様によれば、前記挿入ステップにより挿入された前記部品のリードを、アンビルユニットによりクリンチするクリンチステップをさらに含み、前記アンビルユニットは前記第２の部品保持部である、第７態様に記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第２態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の第９態様によれば、前記クリンチステップは、前記アンビルユニットの第１の切断刃により、前記部品の第１のリードをクリンチして切断し、前記アンビルユニットの第２の切断刃により、前記部品の第２のリードをクリンチして切断し、前記第２部品保持ステップは、前記第１の切断刃と前記第２の切断刃の間隔を縮小することにより、前記部品を前記アンビルユニットで挟むことで、前記部品を前記アンビルユニットに受け渡して保持させる、第８態様に記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第３態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の第１０態様によれば、前記第２部品保持ステップは、前記アンビルユニットに設けられた一対のブロックの対向面で前記部品を挟むことにより、前記部品を前記アンビルユニットに受け渡し、前記対向面は、前記第１の切断刃と前記第２の切断刃が相対的に移動する方向に対して垂直な面を有する、第９態様に記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第４態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の第１１態様によれば、前記第１の姿勢は、前記部品のリードが横向きに延びる姿勢であり、前記第２の姿勢は、前記部品のリードが下向きに延びる姿勢である、第７態様から第１０態様のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第５態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の第１２態様によれば、前記姿勢変更ステップは、前記部品をスイングすることにより前記部品の姿勢を変更する、第７態様から第１１態様のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第６態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

以下、本発明に係る部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法の例示的な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。本発明は、以下の実施の形態の具体的な構成に限定されるものではなく、同様の技術的思想に基づく構成が本発明に含まれる。

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

図１に示す部品実装装置１は、下方に延びた２本のリード２Ｌを備えたリード付きの部品２を基板３に装着・実装する装置である。部品２が実装された基板３は、「部品実装基板」となる。以下、基板３の搬送方向である水平方向をＸ方向、水平面内においてＸ方向と直交する方向をＹ方向、ＸＹ平面に対して垂直な方向、すなわち鉛直方向をＺ方向と定義する。Ｘ方向とＹ方向は直交する場合に限らず、互いに交差する方向であればよい。

部品実装装置１は、基板位置決め部１０と、第１移動機構１１と、スイングヘッド１２と、ボディチャック１３と、第２移動機構１４と、アンビルユニット１５と、制御部２１とを備える。

基板位置決め部１０は、基板３を所定の実装位置に位置決めする部材である。基板３の実装位置は予め、制御部２１にプログラムされている。実施の形態１の基板位置決め部１０は一対のコンベア機構から成り、基板３の両端を下方から支持してＸ方向に搬送し、実装位置に位置決めする。基板３には、部品２のリード２Ｌを挿通するための挿入孔３ａが設けられている。

第１移動機構１１は、スイングヘッド１２とボディチャック１３を一体的に移動させる機構である。実施の形態１の第１移動機構１１は矢印Ｘ１、Ｙ１で示すように、スイングヘッド１２とボディチャック１３をＸ方向とＹ方向に一体的に移動させる。スイングヘッド１２とボディチャック１３は一体的に移動する場合に限らず、それぞれ独立して移動してもよい。

スイングヘッド１２は、部品２を吸着して保持するためのスイングノズル１２Ａを有する部材である。スイングノズル１２Ａは、部品２を負圧により吸着する吸着ノズルである。スイングヘッド１２は、スイングノズル１２Ａを例えばＲ方向にスイングさせるスイング機構（図示せず）を内蔵している。スイング機構は、スイングノズル１２Ａをスイングさせることで、スイングノズル１２Ａにより吸着した部品２の姿勢を変更する。スイング機構は、部品２の姿勢を第１の姿勢から第２の姿勢に変更する姿勢変更機構の一例である。

ボディチャック１３は、部品２を挟んで保持するための一対のピックアップ爪１３ａを備える部材である。ボディチャック１３は矢印Ｚ１で示すように、ピックアップ爪１３ａをＺ方向に移動させる駆動機構（図示せず）を内蔵する。

上述したスイングヘッド１２およびボディチャック１３は、基板位置決め部１０よりも上方に配置されている。

第２移動機構１４は、アンビルユニット１５を移動させる機構である。実施の形態１の第２移動機構１４は直交座標テーブルから成り、アンビルユニット１５を取り付けるためのアタッチメント部材１４Ｔを水平方向および上下方向に移動させる。第２移動機構１４およびアタッチメント部材１４Ｔの構成は、大きく簡略化して図示している。

アンビルユニット１５は、基板３の挿入孔３ａから基板３の下面側に突出したリード２Ｌを切断してクリンチする機構である。アンビルユニット１５は基板位置決め部１０よりも下方に配置される。アンビルユニット１５は矢印Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２で示すように、第２移動機構１４によってＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動される。

図１に示すように、アンビルユニット１５は、アンビル本体部２３と、リード屑回収容器２４とを備える。アンビルユニット１５の拡大斜視図を図２に示す。

図２に示すアンビル本体部２３は、基板３の下面側に突出したリード２Ｌの下端部を切断して、残ったリードをクリンチするユニットである。アンビル本体部２３には、後述する切断刃８０（図示せず）が設けられている。アンビル本体部２３は、前述したアタッチメント部材１４Ｔに取り付けられている（図示省略）。リード屑回収容器２４は、アンビル本体部２３が切断したリード２Ｌの下端部であるリード屑を回収するための容器である。リード屑回収容器２４は、図示しないネジなどの固定手段によりアンビル本体部２３に固定されている。

アンビル本体部２３にはリード屑誘導パイプ７３が設けられている。リード屑誘導パイプ７３は、アンビル本体部２３で生じたリード屑をリード屑回収容器２４に誘導するパイプである。リード屑誘導パイプ７３の上流側開口（図示せず）はアンビル本体部２３の内部に配置され、リード屑誘導パイプ７３の下流側開口７４はリード屑回収容器２４の上方に配置される。リード屑誘導パイプ７３はリード屑回収容器２４と同様に、アンビル本体部２３に固定されている。

図１に戻ると、制御部２１は、部品実装装置１の各構成要素の動作を制御する部材である。制御部２１は、配線等を介して部品実装装置１の各構成要素に電気的に接続されている。制御部２１は例えばマイクロコンピュータで構成される。

次に、図１、図２に示したアンビルユニット１５においてリード２Ｌの切断・クリンチを行う構成を図３に示す。

図３は、アンビル本体部２３の概略斜視図である。図３に示すように、実施の形態１のアンビル本体部２３は、一対のアンビル部５２によって構成されている。それぞれのアンビル部５２は、アンビルベース５１と、マウント部５１ａと、固定刃保持部５４と、可動刃保持部５５と、揺動軸５５Ｊと、アンビル操作ロッド５６と、下端側ローラ５７と、上端側ローラ５８とを備える。マウント部５１ａには貫通孔７５が形成されており、貫通孔７５は前述したリード屑誘導パイプ７３（図示省略）を挿通して保持するための孔である。

このような構成を用いてリード２Ｌを切断・クリンチする方法について、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂを用いて説明する。図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂはそれぞれ、アンビル本体部２３によるリード２Ｌを切断・クリンチする方法を説明するための概略斜視図である。

図４Ａ、図５Ａは、後述する「待機位置」、「非切断位置」に対応し、図４Ｂ、図５Ｂは、後述する「操作位置」、「切断位置」に対応する。図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂでは、リード屑誘導パイプ７３を保持するための貫通孔７５の図示を省略する等、構成を簡略化している。

図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂにおいて、アンビルベース５１は、図示しない支柱によって水平姿勢に支持されており、操作板４３の上方に位置している。操作板４３は、下端側ローラ５７を支持する板状の部材であり、図示しない駆動源によって上下方向に移動可能である。操作板４３は、前述したアタッチメント部材１４Ｔに取り付けられている（図示省略）。アンビルベース５１は固定側ベース５１Ａと可動側ベース５１Ｂとを備える。固定側ベース５１Ａは水平方向に移動せずに固定された構成であるのに対して、可動側ベース５１Ｂは移動ガイド５３に沿って水平方向に移動自在である。移動ガイド５３も操作板４３と同様に、アタッチメント部材１４Ｔに取り付けられている（図示省略）。可動側ベース５１Ｂが移動ガイド５３に沿って移動すると、可動側ベース５１Ｂと固定側ベース５１Ａとの間隔が変化する。

図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂにおいて、固定側ベース５１Ａと可動側ベース５１Ｂはそれぞれ上方に突出したマウント部５１ａを有している。各マウント部５１ａにはアンビル部５２が設けられている。図５Ａ、図５Ｂにおいて、各アンビル部５２は固定刃保持部５４と可動刃保持部５５を備えている。固定刃保持部５４はマウント部５１ａに固定して設けられている。可動刃保持部５５はマウント部５１ａに対して揺動軸５５Ｊの回りに揺動自在に設けられている。固定刃保持部５４には固定刃５４ａが保持されており、可動刃保持部５５には可動刃５５ａが保持されている。固定刃５４ａと可動刃５５ａを総称して、「切断刃８０」と称する。

図４Ａ、図４Ｂにおいて、アンビルベース５１の固定側ベース５１Ａと可動側ベース５１Ｂのそれぞれにはアンビル操作ロッド５６が設けられている（可動側ベース５１Ｂ側のアンビル操作ロッド５６は図示せず）。固定側ベース５１Ａに設けられたアンビル操作ロッド５６は、固定側ベース５１Ａを上下方向に貫通して上下方向に移動自在となっている。可動側ベース５１Ｂに設けられたアンビル操作ロッド５６は、可動側ベース５１Ｂを上下方向に貫通して上下方向に移動自在となっている。各アンビル操作ロッド５６は下端側に下端側ローラ５７を有しており、上端側に上端側ローラ５８を有している。各アンビル操作ロッド５６の下端側ローラ５７は操作板４３の上方に位置している。

各アンビル操作ロッド５６は、操作板４３が下方の「非操作位置」に位置しているときには下端側ローラ５７が操作板４３に当接しておらず、自重によって「下方位置」に位置する（図４Ａ）。一方、操作板４３が上方の「操作位置」に位置しているときには、アンビル操作ロッド５６は、下端側ローラ５７を介して操作板４３によって押し上げられ（図４Ｂ中に示す矢印Ｆ２）、「上方位置」に位置する（図４Ｂ）。

図４Ａ、図４Ｂにおいて、各アンビル部５２の可動刃保持部５５は、揺動軸５５Ｊとは反対側の端部の下面において、アンビル操作ロッド５６の上端側ローラ５８と当接している。各可動刃保持部５５は、図示しないばね等の付勢部材によって上端側ローラ５８に押し付けられており、可動刃保持部５５と上端側ローラ５８は常に接触した状態を維持する。

可動刃保持部５５は、アンビル操作ロッド５６が「下方位置」に位置した状態では、アンビル操作ロッド５６からの押し上げを受けず、可動刃５５ａを固定刃５４ａから離間させた「待機位置」に位置する（図４Ａおよび図５Ａに示す位置）。一方、可動刃保持部５５は、アンビル操作ロッド５６が「上方位置」に位置した状態ではアンビル操作ロッド５６からの押し上げを受けて（図５Ｂに示す矢印Ｆ３）、可動刃５５ａを固定刃５４ａの上方に位置させた「カット位置」（図４Ｂおよび図５Ｂに示す位置）に移動（揺動）する（図５Ｂに示す矢印Ｆ４）。

上記動作によって、アンビル本体部２３はリード２Ｌの下端部を切断するとともに、残ったリードをクリンチすることができる。

上述した一対のアンビル部５２は、図３の矢印Ａで示すように相対的に移動可能に構成されている。これにより、一方のアンビル部５２の切断刃８０と、他方のアンビル部５２の切断刃８０との間隔を調整することができる。すなわち、アンビルユニット１５は、部品２の一方のリード２Ｌをクリンチして切断する第１の切断刃８０と、部品２の他方のリード２Ｌをクリンチして切断する第２の切断刃８０との相対的な間隔を調整する間隔調整部（図示せず）を有する。

切断されたリード２Ｌの下端部であるリード屑は、前述したリード屑誘導パイプ７３（図２）に入る。図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂでは図示を省略しているが、固定刃５４ａおよび可動刃５５ａによる切断箇所の真下にリード屑誘導パイプ７３の上流側開口が配置されている。リード屑はその後、リード屑誘導パイプ７３を介してリード屑回収容器２４に誘導される。リード屑回収容器２４に回収されたリード屑はその後、アンビルユニット１５の移動によって外部に排出される。

上述した構成を有する部品実装装置１を用いて、基板３に部品２を実装した部品実装基板を製造する方法の一例について、図６および図７～図１０を用いて説明する。図６は、部品実装基板を製造する方法の一例を示すフローチャートである。図７～図１０は、図６のフローチャートに沿って部品実装基板を製造する場合の各工程を順に示す概略図である。

図６に示すように、まず、基板３を位置決めする（ステップＳ１：「基板位置決めステップ」）。具体的には、図１に示す基板位置決め部１０を用いて、基板３を所定の実装位置に位置決めする。図１では、基板３が実装位置に位置決めされた状態が示される。

次に、スイングヘッド１２により、部品２をピックアップして保持する（ステップＳ２：「第１部品保持ステップ」）。具体的には、図７の（ａ）～（ｃ）に示すように、ラジアル型の部品２が横倒し姿勢で供給されているところ、部品２の本体部２Ａの側面をスイングヘッド１２のスイングノズル１２Ａにより吸着する。スイングヘッド１２は、部品２の横倒し姿勢を維持した状態で部品２を保持する。このようにして、スイングヘッド１２を、横倒し姿勢の部品２をピックアップして保持する「第１の部品保持部」として機能させる。

次に、スイングノズル１２Ａをスイングさせる（ステップＳ３：「スイングステップ」）。具体的には、図７の（ｄ）に示すように、スイングノズル１２ＡをＲ方向に回転させる。これにより、スイングノズル１２Ａに吸着保持された部品２をＲ方向にスイングさせる。当該スイングによって、部品２の姿勢は、横倒し姿勢（第１の姿勢）から起立姿勢（第２の姿勢）に変更される。横倒し姿勢では部品２のリード２Ｌが横方向に延びていたのに対し、起立姿勢では部品２のリード２Ｌが下方に延びた状態となる。なお、スイングステップＳ３は、部品２の姿勢を第１の姿勢から第２の姿勢に変更する姿勢変更ステップの一例である。

次に、アンビルユニット１５に部品２を受け渡す（ステップＳ４：「受け渡しステップ」、「第２部品保持ステップ」）。具体的には、図８の（ａ）に示すように、起立姿勢の部品２を保持したスイングノズル１２Ａをアンビルユニット１５の上方へＸＹ移動させる。アンビルユニット１５は予め、基板３の実装位置からＸＹ方向に離れた位置まで移動されており、スイングノズル１２Ａが上方からアクセス可能である。アンビルユニット１５の間隔調整部によって一対のアンビル部５２の間隔を広げることで、一対のアンビル部５２の間に部品２を配置可能としている。

その後、図８の（ｂ）に示すように、部品２の起立姿勢を維持した状態でスイングノズル１２Ａを下降させ、部品２の本体部２Ａを一対のアンビル部５２の間の位置まで下降させる。

その後、図８の（ｃ）に示すように、アンビルユニット１５の間隔調整部によって一対のアンビル部５２の間隔を狭めることで、一対のアンビル部５２によって部品２の本体部２Ａの側面を挟んで保持する。

その後、図８の（ｄ）に示すように、スイングノズル１２Ａによる部品２の吸着を解除し、スイングヘッド１２を上昇させて退避させる。

このようにして、スイングヘッド１２からアンビルユニット１５へ、起立姿勢の部品２を受け渡すことができる。アンビルユニット１５は、第２の姿勢である起立姿勢にて部品２を保持する「第２の部品保持部」として機能する。

次に、ボディチャック１３により、部品２をピックアップして保持する（ステップＳ５：「第３部品保持ステップ」）。具体的には、図９の（ａ）に示すように、部品２を保持しているアンビルユニット１５の上方までボディチャック１３をＸＹ移動させる。その後、図９の（ｂ）に示すように、ボディチャック１３を下降させる。その後、図９の（ｃ）に示すように、ボディチャック１３の間隔を縮小することで、部品２の本体部２Ａの側面をボディチャック１３で挟む。その後、図９の（ｄ）に示すように、アンビルユニット１５の間隔調整部によって一対のアンビル部５２の間隔を広げることにより、アンビルユニット１５による部品２の保持を解除する。

このようにして、アンビルユニット１５からボディチャック１３へ、起立姿勢の部品２を受け渡すことができる。ボディチャック１３は、第２の姿勢である起立姿勢で部品２を保持する「第３の部品保持部」として機能する。

次に、ボディチャック１３により、部品２を基板３に挿入する（ステップＳ６：「挿入ステップ」）。具体的には、図１０の（ａ）に示すように、起立姿勢の部品２を保持したボディチャック１３を、実装位置にある基板３の上方までＸＹ移動させる。その後、図１０の（ｂ）に示すように、ボディチャック１３を下降させ、部品２のリード２Ｌを基板３の挿入孔３ａに挿入する。

次に、アンビルユニット１５により、部品２のリード２Ｌをクリンチして切断する（ステップＳ７：「クリンチステップ」）。具体的には、実装位置にある基板３の下方までアンビルユニット１５をＸＹ移動させ、アンビルユニット１５の切断刃８０により部品２の２本のリードをクリンチして切断する。リード２Ｌのうちの一方のリード２Ｌを第１の切断刃８０によりクリンチして切断し、もう一方のリード２Ｌを第２の切断刃８０によりクリンチして切断する。具体的な方法については、図４Ａ～図５Ｂを用いて説明した通りであるため、説明を省略する。

上述したステップＳ１～Ｓ７を実行することにより、部品２を基板３に実装した部品実装基板を製造することができる。複数の基板３のそれぞれにステップＳ１～Ｓ７を順次実行することにより、部品実装基板の量産を行うことができる。

上述した本実施の形態１の部品実装装置１および部品実装基板の製造方法によれば、基板３上の広範囲で部品２を実装することができる。具体的には、スイングヘッド１２を用いて部品２をそのまま基板３に実装しようとすると、部品２を保持しているスイングノズル１２Ａのスペース上の制約によって、部品２が既に実装されている領域では部品２を実装できない場合がある。これに対して、スイングヘッド１２からアンビルユニット１５に部品２を持ち替えてから基板３に実装することで、スイングノズル１２Ａによるスペース上の制約を受けないようにすることができ、基板３上の広範囲で部品２を実装することができる。

実施の形態１では、第２の部品保持部としてアンビルユニット１５を用いている。これにより、スイングヘッド１２から部品２を受け渡すための中継地である第２の部品保持部として専用の構成を別途設ける必要がなく、部品実装装置１の製造コストを低減することができる。

また実施の形態１では、第２部品保持ステップＳ４でアンビルユニット１５に部品２を受け渡す際に、第１の切断刃８０と第２の切断刃８０の間隔を縮小して一対のアンビル部５２で部品２を挟むことにより、部品２の受け渡しを行っている。このように、間隔調整部による切断刃８０の間隔調整によって部品２を挟むことにより、部品２を容易に保持することができる。

図８では、一対のアンビル部５２で部品２を挟む構成を簡略化して図示したが、具体的な構成について図１１を用いて説明する。

図１１は、一対のアンビル部５２およびブロック６０Ａ、６０Ｂを示す概略平面図である。図１１に示すように、アンビル部５２のそれぞれにはブロック６０Ａ、６０Ｂが取り付けられている。ブロック６０Ａは、第１の切断刃８０（ここでは、第１の切断刃８０Ａとする。）を有するアンビル部５２に取り付けられたブロックである。ブロック６０Ｂは、第２の切断刃８０（ここでは、第２の切断刃８０Ｂとする。）を有するアンビル部５２に取り付けられたブロックである。ブロック６０Ａ、６０Ｂのそれぞれは、互いに対向する対向面６２Ａ、６２Ｂを有する。対向面６２Ａと対向面６２Ｂの間に部品２を挟むことにより、部品２が保持される。

図１１に示すように、平面視において、固定刃５４ａに対して可動刃５５ａが移動するＢ方向は、一対のアンビル部５２が相対的に移動するＡ方向と交差している。このような構成において、対向面６２Ａ、６２ＢをともにＡ方向に垂直な面で構成している。このような構成によれば、アンビル部５２の本体側で部品２を挟んで保持する場合に比べて、部品２を精度良く挟んで保持することができる。なお、対向面６２Ａ、６２Ｂの全体がＡ方向に垂直な面である必要はなく、少なくとも一部がＡ方向に垂直な面であればよい。

（実施の形態２）
本発明に係る実施の形態２の部品実装装置について説明する。なお、実施の形態２では、主に実施の形態１と異なる点について説明し、実施の形態１と重複する記載は省略する。

実施の形態１では、アンビルユニット１５で部品２を挟んで保持していたのに対して、実施の形態２では、アンビルユニットの上に部品２を置くことにより部品２を保持する点が、実施の形態１と異なる。

図１２Ａ、図１２Ｂはそれぞれ、実施の形態２の部品実装装置におけるアンビルユニット１０２を示す概略平面図、概略側面図である。

図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、アンビルユニット１０２は、一対のアンビル部５２と、各アンビル部５２に取り付けられたブロック１０４Ａ、１０４Ｂとを備える。

ブロック１０４Ａ、１０４Ｂは、図１１に示したブロック６０Ａ、６０Ｂと同様の形状を有し、かつ、上面にリード保持孔１０６Ａ、１０６Ｂを有している。リード保持孔１０６Ａ、１０６Ｂは、部品２のリード２Ｌを収容して保持するための孔である。図１２Ｂに示すように、起立姿勢の部品２を保持したスイングヘッド１２を下降させて、部品２のリード２Ｌをリード保持孔１０６Ａ、１０６Ｂに挿入する。これにより、部品２を位置決めした状態でブロック１０４Ａ、１０４Ｂの上に置いて保持することができる。ブロック１０４Ａ、１０４Ｂの上に置かれた部品２はその後、第３の部品保持部であるボディチャック１３によりピックアップされて、基板３に実装される。

リード保持孔１０６Ａ、１０６Ｂは、ブロック１０４Ａ、１０４Ｂに設ける場合に限らず、アンビル部５２の本体側に設ける場合や、アンビルユニット１５以外の構成に設けてもよい。

（実施の形態３）
本発明に係る実施の形態３の部品実装装置について説明する。なお、実施の形態３では、主に実施の形態１、２と異なる点について説明し、実施の形態１、２と重複する記載は省略する。

実施の形態１、２では、第２の部品保持部としてアンビルユニット１５を用いていたのに対して、実施の形態３では、第２の部品保持部としてフィーダー設置部を用いる点が、実施の形態１、２と異なる。

図１３Ａは、実施の形態３の部品実装装置２０２の概略斜視図である。図１３Ｂは、部品実装装置２０２に設けられた開閉部２０４の概略図である。

図１３Ａに示すように、部品実装装置２０２にはフィーダー設置部２０４が設けられている。フィーダー設置部２０４は、複数の部品２をそれぞれ収容したフィーダー（図示せず）を設置可能な部分である。フィーダー設置部２０４には、スイングヘッド１２から起立姿勢の部品２を受け取って保持するために開閉可能な開閉部２０６が設けられている。

図１３Ｂに示すように、開閉部２０６はエアシリンダ２０８に接続されており、エアシリンダ２０８の駆動によってＣ方向に開閉可能に構成されている。このような構成において、開閉部２０６を開いた状態で、第１の部品保持部であるスイングヘッド１２が起立姿勢の部品２を保持した状態で下降し、開閉部２０６の間に部品２を配置させる。その後、エアシリンダ２０８を駆動して開閉部２０６の間隔を狭めることで、開閉部２０６により部品２を挟む。その後、スイングヘッド１２による吸着を解除し、スイングヘッド１２を上昇させて退避させる。開閉部２０６が保持している部品２は、第３の部品保持部であるボディチャック１３によりピックアップされて、基板３に実装される。

このようにして、アンビルユニット１５以外にも、起立姿勢の部品２を保持する第２の部品保持部としてフィーダー設置部２０４を利用することができる。

（実施の形態４）
本発明に係る実施の形態４の部品実装装置について説明する。なお、実施の形態４では、主に実施の形態１～３と異なる点について説明し、実施の形態１～３と重複する記載は省略する。

実施の形態１、２では、第２の部品保持部としてアンビルユニット１５を用いていたのに対して、実施の形態４では、第２の部品保持部としてトレイプレートを用いる点が、実施の形態１、２と異なる。

図１４Ａは、実施の形態４のトレイ供給ユニット３０２およびトレイプレート３０４の概略斜視図である。図１４Ｂは、トレイプレート３０４の概略図である。

図１４Ａに示すトレイ供給ユニット３０２は、トレイプレート３０４によって部品２を供給するためのユニットである。トレイプレート３０４は、複数の部品２を配置可能なプレートである。トレイプレート３０４の上面には、自立できない横倒し姿勢の部品２が複数個置かれている（図示省略）。

図１４Ａに示すように、収納位置にあるトレイプレート３０４をＤ１方向に移動させてからＤ２方向に移動させることで、トレイプレート３０４が外側に露出する。トレイプレート３０４の上面に乗せられた複数の部品２に対してスイングヘッド１２などの部品実装装置の構成がアクセス可能となり、部品２を供給することができる。

図１４Ｂに示すように、トレイプレート３０４には部品保持部３０６が設けられている。部品保持部３０６は、第１の部品保持部であるスイングヘッド１２から部品２を一時的に受け渡して保持するための中継地となる部材である。図１４Ｂに示す例では、部品保持部３０６は、トレイプレート３０４の上面で上方に開口した筒状の部材である。

部品保持部３０６に部品２を配置して保持させた状態を図１４Ｃに示す。図１４Ｃに示すように、起立姿勢の部品２を保持したスイングヘッド１２を下降させて、部品２を部品保持部３０６の中に配置する。これにより、部品保持部３０６の中に部品２を位置決めした状態で部品２を保持することができる。部品保持部３０６が保持している部品２はその後、第３の部品保持部であるボディチャック１３によりピックアップされて、基板３に実装される。

このようにして、アンビルユニット１５以外にも、起立姿勢の部品２を保持する第２の部品保持部としてトレイプレート３０４を利用することができる。

（実施の形態５）
本発明に係る実施の形態５の部品実装装置について説明する。なお、実施の形態５では、主に実施の形態１～４と異なる点について説明し、実施の形態１～４と重複する記載は省略する。

実施の形態１、２では、第２の部品保持部としてアンビルユニット１５を用いていたのに対して、実施の形態５では、第２の部品保持部としてノズルチェンジャー４０２を用いる点が、実施の形態１、２と異なる。

図１５Ａは、実施の形態５のノズルチェンジャー４０２の概略斜視図である。図１５Ａに示すノズルチェンジャー４０２は、前述したスイングノズル１２Ａの先端の吸着ノズル等、部品実装装置において用いるノズルを交換するための部材である。図１５Ａに示すように、ノズルチェンジャー４０２は、固定プレート４０４と、可動プレート４０６とを備える。

固定プレート４０４は、複数のノズル４１２を収容するためのプレートである。固定プレート４０４の上面には複数の孔４０８が形成されている。図１５Ａでは、複数の孔４０８の一部に複数のノズル４１２が収容された状態が示される。可動プレート４０６は、固定プレート４０４に対して横方向に移動可能な状態で固定プレート４０４の上に配置されたプレートである。

固定プレート４０４に設けられた複数の孔４０８のうち、図１５Ａに示すような端に位置する孔４１０はノズル４１２の保持孔としては使用されず、ノズル４１２は配置されない。実施の形態５では、このような孔４１０を、スイングヘッド１２から部品２を受け渡す第２の部品保持部として用いる。

具体的には、孔４１０に部品２を配置した状態を図１５Ｂに示す。図１５Ｂに示すように、起立姿勢の部品２を保持したスイングヘッド１２を下降させて、部品２を孔４１０に配置する。この状態で固定プレート４０４に対して可動プレート４０６を横方向に移動させて、可動プレート４０６により部品２を保持する。このようにして、部品２を孔４１０に配置した状態で保持することができる。

上述したように、アンビルユニット１５以外にも、起立姿勢の部品２を保持する第２の部品保持部としてノズルチェンジャー４０２を利用することができる。

以上、上述の実施の形態１～５を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態１～５に限定されない。例えば、実施の形態１～５では、スイングヘッド１２のスイング機構としてスイングノズル１２Ａを用いる場合について説明したが、このような場合に限らない。部品２を挟んで掴むスイングチャックなど、任意のスイング機構を用いてもよい。あるいは、スイング機構に限らず、部品２の姿勢を変更できる姿勢変更機構であれば、任意の機構を用いてもよい。なお、スイング機構を用いることで、部品２の姿勢を簡単に変更することができる。

また、実施の形態１～５では、第３の部品保持部がボディチャック１３である場合について説明したが、このような場合に限らない。起立姿勢の部品２をピックアップして保持し基板３に装着できるものであれば、任意の構成を用いてもよい。また、第３の部品保持部として、第１の部品保持部と同じスイングヘッド１２を用いてもよい。すなわち、第１の部品保持部と第３の部品保持部は同じであってもよい。

また、実施の形態１～５では、部品２としてラジアル型の部品を用いる場合について説明したが、このような場合に限らない。横倒し姿勢で供給される部品であれば、任意の種類の部品を用いてもよい。

本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施の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、添付した特許請求の範囲による本開示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。また、各実施の形態における要素の組合せや順序の変化は、本開示の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

なお、前記実施の形態の様々な変形例のうち、任意の変形例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、部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法であれば適用可能である。

１ 部品実装装置
２ 部品
２Ａ 部品本体部
２Ｌ リード
３ 基板
３ａ 挿入孔
１０ 基板位置決め部
１１ 第１移動機構
１２ スイングヘッド
１２Ａ スイングノズル
１３ ボディチャック
１３ａ ピックアップ爪
１４ 第２移動機構
１５ アンビルユニット
１６ 表示部
２１ 制御部
２３ アンビル本体部
２４ リード屑回収容器
５１ アンビルベース
５１ａ マウント部
５１Ａ 固定側ベース
５１Ｂ 可動側ベース
５２ アンビル部
５４ 固定刃保持部
５４ａ 固定刃
５５ 可動刃保持部
５５ａ 可動刃
５５Ｊ 揺動軸
５６ アンビル操作ロッド
５７ 下端側ローラ
５８ 上端側ローラ
６０Ａ、６０Ｂ ブロック
６２Ａ、６２Ｂ 対向面
７３ リード屑誘導パイプ
７４ 下流側開口
７５ 貫通孔
８０、８０Ａ、８０Ｂ 切断刃
１０２ アンビルユニット
１０４Ａ、１０４Ｂ ブロック
１０６Ａ、１０６Ｂ リード保持孔
２０２ 部品実装装置
２０４ フィーダー設置部
２０６ 開閉部
２０８ エアシリンダ
３０２ トレイ供給ユニット
３０４ トレイプレート
３０６ 部品保持部
４０２ ノズルチェンジャー
４０４ 固定プレート
４０６ 可動プレート
４０８ 孔
４１０ 孔
４１２ ノズル

Claims (10)

1. 第１の姿勢にあるリード付き部品をピックアップして保持し、保持した前記部品を前記第１の姿勢から第２の姿勢に変更する姿勢変更機構を有する第１の部品保持部と、
   前記第１の部品保持部から前記第２の姿勢の部品が受け渡され、当該部品を保持する第２の部品保持部と、
   前記第２の部品保持部が保持している前記部品をピックアップして保持し、保持した前記部品のリードを基板の挿入孔に挿入する第３の部品保持部と、を備え、
   前記第２の部品保持部は、前記基板に挿入された前記リードをクリンチするアンビルユニットである、部品実装装置。
2. 前記アンビルユニットは、前記部品の第１のリードをクリンチして切断する第１の切断刃と、前記部品の第２のリードをクリンチして切断する第２の切断刃と、前記第１の切断刃と前記第２の切断刃の間隔を調整する間隔調整部と、を備え、
   前記間隔調整部によって前記間隔を縮小することにより、前記第１の部品保持部に保持されている前記部品を前記アンビルユニットで挟み、前記部品を保持する、請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記アンビルユニットはさらに、前記第１の切断刃側に取り付けられた第１のブロックと、前記第２の切断刃側に取り付けられた第２のブロックとを備え、
   前記第１のブロックと前記第２のブロックは、互いに対向する対向面をそれぞれ有し、前記対向面はともに、前記第１の切断刃と前記第２の切断刃が相対的に移動する方向に垂直な面を有する、請求項２に記載の部品実装装置。
4. 前記第１の姿勢は、前記部品のリードが横向きに延びる姿勢であり、前記第２の姿勢は、前記部品のリードが下向きに延びる姿勢である、請求項１から３のいずれか１つに記載の部品実装装置。
5. 前記第１の部品保持部の前記姿勢変更機構は、前記部品をスイングするスイング機構である、請求項１から４のいずれか１つに記載の部品実装装置。
6. 第１の部品保持部により、第１の姿勢にあるリード付き部品をピックアップして保持する第１部品保持ステップと、
   前記第１の部品保持部の姿勢変更機構により、前記第１部品保持ステップで保持した前記部品を前記第１の姿勢から第２の姿勢に変更する姿勢変更ステップと、
   前記第１の部品保持部により、前記第２の姿勢にある前記部品を第２の部品保持部に受け渡して保持させる第２部品保持ステップと、
   第３の部品保持部により、前記第２の部品保持部が保持する前記部品をピックアップして保持する第３部品保持ステップと、
   前記第３の部品保持部により、前記第３部品保持ステップで保持した前記部品のリードを基板の挿入孔に挿入する挿入ステップと、
   前記挿入ステップにより挿入された前記部品のリードを、アンビルユニットによりクリンチするクリンチステップと、を含み、
   前記アンビルユニットは前記第２の部品保持部である、部品実装基板の製造方法。
7. 前記クリンチステップは、前記アンビルユニットの第１の切断刃により、前記部品の第１のリードをクリンチして切断し、前記アンビルユニットの第２の切断刃により、前記部品の第２のリードをクリンチして切断し、
   前記第２部品保持ステップは、前記第１の切断刃と前記第２の切断刃の間隔を縮小することにより、前記部品を前記アンビルユニットで挟むことで、前記部品を前記アンビルユニットに受け渡して保持させる、請求項６に記載の部品実装基板の製造方法。
8. 前記第２部品保持ステップは、前記アンビルユニットに設けられた一対のブロックの対向面で前記部品を挟むことにより、前記部品を前記アンビルユニットに受け渡し、
   前記対向面は、前記第１の切断刃と前記第２の切断刃が相対的に移動する方向に対して垂直な面を有する、請求項７に記載の部品実装基板の製造方法。
9. 前記第１の姿勢は、前記部品のリードが横向きに延びる姿勢であり、前記第２の姿勢は、前記部品のリードが下向きに延びる姿勢である、請求項６から８のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法。
10. 前記姿勢変更ステップは、前記部品をスイングすることにより前記部品の姿勢を変更する、請求項６から９のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法。

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