WO2013021594A1 - 電子部品実装装置および電子部品実装方法ならびに下受けピンモジュールの配置変更方法 - Google Patents

電子部品実装装置および電子部品実装方法ならびに下受けピンモジュールの配置変更方法 Download PDF

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WO2013021594A1
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WO
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base portion
substrate
lower receiving
electronic component
magnet member
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PCT/JP2012/004931
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士郎 山下
遠藤　忠士
幸児 木下
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パナソニック株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H—ELECTRICITY
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Definitions

  • the present invention relates to an electronic component mounting apparatus, an electronic component mounting method, and an arrangement changing method for a receiving pin module that changes the arrangement of the receiving pin module in the electronic component mounting apparatus.
  • the substrate In the component mounting process for mounting the electronic component on the substrate, the substrate is positioned and held with the lower surface side supported by the receiving portion.
  • a base pin method for supporting a plurality of base pins in contact with the lower surface of the substrate is widely used.
  • a method for arranging pins in this receiving pin method a plurality of self-supporting support pins (lower receiving pins) are replaced by a magnetic force of a magnet, instead of using a conventional receiving base in which pin mounting holes are formed in a lattice shape.
  • the method of fixing to a support frame (underlay base) is used (see, for example, Patent Document 1). Accordingly, there is an advantage that the support pins can be appropriately arranged in accordance with a portion of the substrate where the support is required without being restricted by the arrangement position of the pin mounting holes.
  • the following problems occur when automating the placement changing operation of the underpins. That is, in the pin arrangement changing work, it is necessary to separate the receiving pin fixed to the receiving base by the magnetic force from the receiving base against the fixing force by the magnetic force. At this time, it is convenient to change the placement of the receiving pins by using the transfer function by the mounting head provided in the electronic component mounting apparatus, and the receiving is supported by the suction holding force of the suction nozzle mounted on the mounting head. It is required that the pin be attached to and detached from the lower base.
  • the suction nozzle mounted on the mounting head is replaceable, and is held on the mounting head by a predetermined nozzle clamping force so that automatic replacement is possible.
  • the nozzle clamping force is required to be larger than the fixing force for fixing the lower receiving pin to the lower receiving base.
  • the lower limit of the fixing force is a suction nozzle. Greater than the nozzle clamping force.
  • an object of the present invention is to provide an electronic component mounting apparatus, an electronic component mounting method, and a receiving pin module layout changing method that can efficiently automate the pin placement changing operation with a simple configuration.
  • An electronic component mounting apparatus is an electronic component mounting apparatus that holds an electronic component by a suction nozzle mounted on a mounting head and mounts the electronic component on a substrate.
  • a base plate receiving device comprising a plurality of base pin modules that are erected at an arbitrary position of the base base portion and support the base plate from the lower surface side, and the base pin module includes: A base that slides in a lifting chamber provided therein and moves up and down together with a magnet member having permanent magnetism; and a base that is fixed to the lower base portion by an attractive force when the magnet member is lowered; and the base A shaft-like portion that extends upward from the upper end portion, and has an upper end portion that contacts and supports the lower surface of the substrate, and is provided on the shaft-like portion and opens to the upper end portion.
  • the suction member communicating with the descending chamber is vacuum-sucked by the suction nozzle to raise the magnet member together with the piston so as to be separated from the lower receiving base portion, thereby reducing the attractive force and lowering the lower receiving portion of the base portion. Release the fixing to the base.
  • An electronic component mounting method is an electronic component mounting method in which an electronic component is held by a suction nozzle mounted on a mounting head and mounted on a substrate, and at least an upper surface is provided with a magnetic base,
  • the arrangement of the lower receiving pin module is changed in a substrate lowering device comprising a plurality of lower receiving pin modules which are erected at an arbitrary position of the lower receiving base portion and receive and support the substrate from the lower surface side.
  • the lower receiving pin module includes a piston that slides in an elevating chamber provided therein and moves up and down together with a magnet member having permanent magnetism, and the lower receiving pin module is in a state where the magnet member is lowered.
  • vacuum suction is performed by the suction nozzle from a suction hole provided in the shaft-like portion and opening in the upper end portion and communicating with the lifting chamber.
  • the attraction force is reduced by lifting the magnet member away from the lower receiving base portion, and the fixing of the base portion to the lower receiving base portion is released.
  • a method for changing the arrangement of a receiving pin module in an electronic component mounting apparatus in which an electronic component is held by a suction nozzle mounted on a mounting head and mounted on a substrate.
  • An arrangement changing method of a receiving pin module that changes the arrangement of a receiving pin module that is erected at an arbitrary position of a portion and supports the substrate by receiving it from the lower surface side, and the receiving pin module includes: A magnet member having permanent magnetism is built in such a manner that the magnet member can be moved up and down.
  • a shaft-like portion that contacts the lower surface of the substrate and supports the substrate, and the support pin module is held by the suction nozzle and is
  • the pin placement step of placing the head on the lower receiving base portion by moving the head the base portion is brought into contact with the lower receiving base portion and the magnet member is lowered to lower the base portion by the attractive force.
  • the pin removal step of fixing to the receiving base portion and removing the lower receiving base portion from the lower receiving base portion by holding the lower receiving pin module by the suction nozzle and moving the mounting head the upper end portion provided on the shaft-like portion
  • the suction force is reduced by pulling the magnet member together with the piston by vacuum suction from a suction hole that opens to communicate with the lifting chamber and separates the magnet member together with the piston.
  • the base is fixed to the lower receiving base.
  • a receiving pin module for an electronic component mounting apparatus that is erected at an arbitrary position of a receiving base portion having at least an upper surface made of a magnetic material and supports the substrate by receiving the substrate from the lower surface side.
  • a magnet member having permanent magnets is built in such a manner that the magnet member can be moved up and down.
  • the base is fixed to the lower base by attractive force, and the upper end extends from the base and the upper end contacts the lower surface of the substrate.
  • the top view which shows the structure of the electronic component mounting apparatus of one embodiment of this invention (A), (b) Structure explanatory drawing of the board
  • FIG. 2 (a), (b), the whole structure of the electronic component mounting apparatus 1 has a function of holding an electronic component by a suction nozzle mounted on a mounting head and mounting the electronic component on a substrate.
  • a substrate transport mechanism 2 is arranged in the X direction (substrate transport direction) at the center of the base 1a.
  • the board transport mechanism 2 has a function of transporting the board 3 carried in from the upstream side and positioning it at a mounting work position by a component mounting mechanism described below, and includes two transport rails 2a arranged in parallel. have.
  • a substrate lower receiving mechanism 2c for receiving the loaded substrate 3 and side edges of two opposite sides of the substrate 3 lifted by the substrate lower receiving mechanism 2c
  • a pressing member 2b is provided for pressing and clamping from above.
  • component supply units 4 that supply electronic components to be mounted are arranged.
  • a plurality of tape feeders 5 are arranged in parallel in the component supply unit 4, and the tape feeder 5 has a function of pitch-feeding the components held on the carrier tape to a take-out position by a component mounting mechanism described below.
  • a Y-axis moving table 6 is disposed on one end in the X direction on the upper surface of the base 1a, and two X-axis moving tables 7 are slidably coupled to the Y-axis moving table 6 in the Y direction.
  • a mounting head 8 is mounted on each X-axis moving table 7 so as to be slidable in the X direction.
  • the mounting head 8 is a multiple head composed of a plurality of unit holding heads 9, and a suction nozzle 35 ⁇ / b> A for sucking components mounted on a nozzle holder 9 a provided at the lower end of the unit holding head 9 (FIG. 7A).
  • the electronic component P to be mounted is held from the tape feeder 5 by vacuum suction.
  • the Y-axis moving table 6 and the X-axis moving table 7 constitute a head moving mechanism that moves the mounting head 8.
  • the mounting head 8 moves between the component supply unit 4 and the substrate 3 positioned by the substrate transport mechanism 2, and the mounted head 8 moves up and down on the substrate 3 to hold the held electrons.
  • the component P (see FIG. 7A) is mounted on the substrate 3.
  • the head moving mechanism that moves the mounting head 8 and the mounting head 8 constitutes a component mounting mechanism that takes out components from the component supply unit 4 and mounts them on the substrate 3.
  • a substrate recognition camera 10 that moves integrally with the mounting head 8 is mounted on the lower surface of the X-axis moving table 7. By driving the head moving mechanism and moving the substrate recognition camera 10 above the substrate 3 held by the substrate transport mechanism 2, the substrate recognition camera 10 captures an image of the recognition mark formed on the substrate 3.
  • a component recognition camera 11, a first nozzle storage unit 12, and a second nozzle storage unit 13 are disposed on the movement path of the mounting head 8 between the component supply unit 4 and the substrate transport mechanism 2.
  • the component recognition camera 11 picks up an image of the component held by the mounting head 8 by performing a scanning operation in which the mounting head 8 taking out the component from the component supply unit 4 passes above the component recognition camera 11 in a predetermined direction. .
  • a plurality of suction nozzles 35A attached to the nozzle holder 9a of the unit holding head 9 are stored and held corresponding to the component types.
  • the second nozzle storage unit 13 stores and holds the suction nozzle 35B attached to the nozzle holder 9a of the unit holding head 9.
  • the substrate transport mechanism 2 is composed of two transport rails 2a arranged in parallel, and a conveyor mechanism 2d is provided inside the transport rail 2a along the transport direction. Yes.
  • the conveyor mechanism 2d By driving the conveyor mechanism 2d with both end portions of the substrate 3 in contact with the upper surface of the conveyor mechanism 2d, the substrate 3 is transported in the substrate transport direction.
  • the clamp portion 2e that supports the side end portion of the substrate from below contacts the lower receiving base portion 21. Therefore, it can be moved up and down.
  • a substrate support mechanism 2c substrate support device
  • the substrate receiving mechanism 2c is configured such that a horizontal plate-shaped lower receiving base portion 21 is moved up and down (arrow a) by an elevating mechanism 20, and the substrate 3 is placed on the upper surface of the lower receiving base portion 21 from the lower surface side.
  • a supporting receiving pin module 22 is erected.
  • the lower receiving base portion 21 has a structure in which a magnetic member 21a such as a steel plate is coated on the upper surface of a plate member 21b made of a non-magnetic material such as aluminum, and a lower receiving pin module is provided at an arbitrary position on the magnetic member 21a. 22 is arranged according to the receiving position of the substrate 3 to be received.
  • the lower receiving pin module 22 is attracted by the magnetic force acting between the magnetic member 21a by the magnet member 26 (see FIG. 3B) built in the base 23 of the lower receiving pin module 22. It is fixed to the lower receiving base portion 21. Note that the entire lower receiving base portion 21 may be made of a magnetic material, and at least the upper surface of the lower receiving base portion 21 may be provided with a magnetic material. In this state, as shown in FIG.2 (b), the raising / lowering mechanism 20 is driven and the lower receiving base part 21 is raised (arrow b).
  • the upper end portion of the lower receiving pin module 22 and the upper end portion of the clamp portion 2e are in contact with the lower surface of the substrate 3, the substrate 3 is supported by the substrate receiving mechanism 2c, and both ends of the substrate 3 are pressed.
  • the position is fixed by being pressed against the lower surface of the member 2b.
  • the lower receiving pin module 22 is erected at an arbitrary position of the lower receiving base portion 21 provided with at least the upper surface of the magnetic body 21a, and receives the substrate 3 from the lower surface side. And has a supporting function.
  • the lower receiving pin module 22 has a configuration in which a hollow shaft member 24 having a top member 25 at the upper end portion is extended upward from a base portion 23 in contact with the lower receiving base portion 21. It has become.
  • the base 23 is formed by a base main body 23a having a cylindrical lifting chamber 23d provided therein, and a female screw portion processed on the inner surface of the lifting chamber 23d. It has a configuration having a lid member 23b in which a male thread portion is screwed and joined. Inside the elevating chamber 23d, a piston 27 having a concave portion 27a opened upward is slidably fitted up and down, and a permanent magnet is formed on the upper surface side of a bottom portion 27b provided at the lower portion of the concave portion 27a. The magnet member 26 having the above is fixed.
  • the elevating chamber 23d has a bottomed shape having a bottom 23e at the bottom, and in a normal state, the piston 27 is in contact with the bottom 23e in the elevating chamber 23d.
  • the bottom 27b and the bottom 23e are set as thin as possible.
  • the base body 23a is provided with a vent hole 23c that allows the lower part of the lift chamber 23d to communicate with the outside, and the lifting operation of the piston 27 in the lift chamber 23d is not hindered by the air pressure in the lift chamber 23d. It is like that.
  • a hollow shaft member 24 having a suction hole 24a is erected on the lid member 23b, and the suction hole 24a communicates with the lift chamber 23d through an opening 23f provided in the lid member 23b.
  • a top member 25 having a shape having a small-diameter contact pin 25 a protruding upward and a suction flange 25 b extending in the lateral direction is fixed to the upper end of the hollow shaft member 24.
  • the upper end portion of the contact pin 25a contacts and supports the lower surface of the substrate 3 when receiving.
  • the contact pin 25a is provided with a suction hole 25c extending vertically, and the suction hole 25c communicates with the suction hole 24a when the top member 25 is mounted.
  • the top member 25 is provided as a separate part from the main body of the hollow shaft member 24, the top member 25 and the hollow shaft member 24 may be manufactured as an integral part. That is, the hollow shaft member 24 and the top member 25 are provided so as to extend upward from the base portion 23, and constitute an axial portion whose upper end portion contacts and supports the lower surface of the substrate 3.
  • FIG. 4A shows a state in which the lower receiving pin module 22 is simply placed on the lower receiving base portion 21.
  • the piston 27 is located on the bottom 23e in the lifting chamber 23d by its own weight.
  • the distance D1 from the bottom surface of the magnet member 26 to the top surface of the magnetic body 21a is a distance at which a sufficiently large attractive force F1 acts between the magnet member 26 and the magnetic body 21a.
  • the base 23 placed on the portion 21 is fixed to the lower base 21 by the attractive force F1.
  • FIG. 4B shows a state in which vacuum suction (arrow c) is performed from the suction hole 25 c provided in the top member 25.
  • the inside of the lifting chamber 23d communicating with the suction hole 24a is evacuated from above, and the piston 27 slides upward in the lifting chamber 23d (arrow d).
  • the distance D2 between the lower surface of the magnet member 26 and the upper surface of the magnetic body 21a greatly increases from D1 in FIG.
  • the attractive force F2 acting between the magnet member 26 and the magnetic body 21a is greatly reduced, and the fixing of the base portion 23 to the receiving base portion 21 is released.
  • the underpinning pin module 22 having the above-described configuration incorporates a magnet member 26 having permanent magnets so as to be movable up and down, and a base 23 that is fixed to the lower base 21 by attractive force when the magnet member 26 is lowered, and a base 23. And a shaft-like portion that is provided so as to extend upward from and is supported by the upper end portion contacting and supporting the lower surface of the substrate 3.
  • the base 23 includes a piston 27 that slides up and down together with the magnet member 26 in an elevating chamber 23d provided therein, and lowers and raises the magnet member 26 together with the piston 27, whereby Fixing / unfixing to the unit 21 is performed.
  • a suction hole is provided in the suction hole of the suction nozzle 35B attached to the mounting head 8 from the suction hole 24a provided in the shaft-like portion and opening to the suction hole 25c at the upper end portion and communicating with the lifting chamber 23d.
  • This vacuum suction is performed by communicating 25c, and the magnet member 26 is raised together with the piston 27.
  • the base 23A and the base 23B which are shown to Fig.5 (a), (b).
  • the base 23A shown in FIG. 5A is obtained by removing the bottom 23e from the bottomed base 23 shown in FIG. 3B so that the piston 27A is brought into direct contact with the magnetic body 21a.
  • the base portion 23B shown in FIG. 5B is obtained by removing the bottom portion 27b from the piston 27A in FIG. 5A so that the magnet member 26 itself directly contacts the magnetic body 21a.
  • the base portion 23 can be fixed to the lower base portion 21 with a stronger fixing force.
  • the mounting head 8 is a multiple head in which a plurality of unit holding heads 9 are arranged in parallel, and has a function of detachably holding the suction nozzle below each unit holding head 9.
  • a nozzle holder 9a is provided.
  • the nozzle holder 9a has a fitting hole provided in the holder main body 30 on the sliding shaft 31 extending downward from the main body of the unit holding head 9 and having a vacuum suction hole 31a.
  • 30a is slidably fitted up and down, and two clamp members 32 arranged at symmetrical positions on both side surfaces of the holder main body 30 are urged inward by an annular tension spring member 33. It has become.
  • the clamp member 32 uses the upper latching claw portion 32b as a fulcrum to bias the tension spring member 33. Against this, it rotates in the opening direction (arrow e), which makes it possible to mount the suction nozzle.
  • the lower locking claw portions 32a of the two clamp members 32 press the attached suction nozzles inward by the urging force of the tension spring member 33, whereby the suction nozzles are clamped and fixed to the nozzle holder 9a.
  • the two types of suction nozzles 35A and 35B are properly used according to the suction target and purpose. That is, the suction nozzle 35 ⁇ / b> A illustrated in FIG. 6B is a suction nozzle for component suction used in a component mounting operation for mounting electronic components on the substrate 3.
  • the suction nozzle 35B is a pin moving suction nozzle that is used to move the receiving pin module 22 when changing the pin arrangement in the substrate receiving mechanism 2c.
  • the suction nozzles 35A and 35B are selectively mounted on the common unit holding head 9, the mounting nozzles 35A and 35B have mounting compatibility with the nozzle holder 9a. All of 35B have the same structure.
  • the mounting portion 35a is provided with a fitting hole 35b into which the holder main body portion 30 provided in the nozzle holder 9a is fitted.
  • a hook-like portion 35d extending laterally is provided below the mounting portion 35a. Is provided.
  • the mounting portion 35a is provided with a tapered surface 35c at a position facing each other.
  • the clamp member 32 is opened and closed with the upper locking claw portion 32b as a fulcrum by positioning and moving the nozzle holder 9a with respect to the suction nozzle so that the clamp member 32 slides along the tapered surface 35c when the nozzle is attached and detached. To do.
  • a suction portion 35f, 35i having a shape corresponding to the suction target is provided below the bowl-shaped portion 35d. That is, the suction portion 35f provided in the suction nozzle 35A has a nozzle shaft having a diameter corresponding to the electronic component P to be sucked, and communicates with the fitting hole 35b inside and opens on the suction surface 35h at the lower end. An adsorbing hole 35g is formed penetrating up and down. Further, the suction portion 35i provided in the suction nozzle 35B is provided with a diameter size corresponding to the suction flange portion 25b provided in the top member 25 of the receiving pin module 22 to be suctioned. The surface 35k contacts the upper surface of the suction flange 25b. Inside the suction portion 35i, a suction hole 35j communicating with the fitting hole 35b is provided.
  • the mounting portions 35a of the suction nozzles 35A and 35B are mounted on the nozzle holder 9a, and the electronic component P and the receiving pin module 22 which are the respective suction objects are sucked and held, respectively.
  • the suction hole 35g communicates with the vacuum suction hole 31a via the fitting hole 35b, and the electronic component P that is in contact with the suction surface 35h is removed by vacuum suction from the vacuum suction hole 31a (arrow g). Adsorption is held by the negative pressure in the adsorption hole 35g.
  • the holder body 30 is similarly fitted in the fitting hole 35b. Further, the lower locking claw 32 a of the clamp member 32 sandwiches the locking recess 35 e from both sides, and the suction nozzle 35 B is clamped by the urging force of the tension spring member 33. In this state, the suction hole 35j communicates with the vacuum suction hole 31a through the fitting hole 35b.
  • the diameter size of the suction portion 35i is set to a size that can sufficiently secure a suction area capable of sucking and holding the weight of the receiving pin module 22 by vacuum suction.
  • the inside of the suction hole 24a of the hollow shaft member 24 is vacuum-sucked through the suction hole 25c provided in the contact pin 25a by this vacuum suction.
  • both the lift chamber 23d in the base 23 is also vacuumed through the suction hole 24a.
  • the magnet member 26 is raised together with the piston 27 in the elevating chamber 23d, so that the attractive force acting between the magnet member 26 and the lower receiving base portion 21 is reduced.
  • the shape and configuration of the suction nozzle 35B for sucking and holding the lower receiving pin module 22 are other than those shown in FIGS. 6A, 6B, 7A, and 7B in this embodiment. Also, various shapes and configurations can be used. That is, the inside of the suction hole 24a can be vacuum-sucked through the suction hole 25c provided in the contact pin 25a, and the self-weight of the lower receiving pin module 22 is vacuum-sucked by contacting the suction flange 25b. Any shape configuration that can be adsorbed and held by the above method is acceptable.
  • the electronic component mounting apparatus 1 shown in the present embodiment is configured as described above.
  • the underpinning pin module 22 executed by the substrate lowering mechanism 2c. A method for changing the pin arrangement will be described.
  • the substrate 3 carried in from the upstream side is received and held from the lower surface side by a plurality of lower pin modules 22 arranged in the substrate lowering mechanism 2 c of the substrate transport mechanism 2.
  • FIG. 8A shows a state in which the lower receiving pin module 22 is arranged at a predetermined position of the lower receiving base portion 21. In this state, the magnet member 26 is lowered in the lift chamber 23d of the base portion 23, and the base portion 23 is fixed to the lower receiving base portion 21 by the attractive force acting between the magnetic body 21a and the magnet member 26. Yes.
  • FIGS. 8B, 8C, and 8D show a process in which the mounting head 8 moves the receiving pin module 22 in a state where the mounting pin 8 is arranged and fixed in position.
  • the mounting head 8 having the suction nozzle 35 ⁇ / b> A attached to the nozzle holder 9 a of one unit holding head 9 is moved above the position change target receiving pin module 22.
  • the suction nozzle 35B attached to the nozzle holder 9a is lowered with respect to the top member 25 of the receiving pin module 22 (arrow j), and the lower end portion of the suction portion 35i.
  • the suction surface 35k is brought into contact with the upper surface of the suction flange 25b, and the suction surface 35k is sealed to make the suction hole 35j sealed.
  • the support pin module 22 is moved in a state in which the fixing to the support base portion 21 of the base portion 23 is released. That is, as shown in FIG. 8D, the vacuum suction from the vacuum suction hole 31a is continued (arrow n), and the nozzle holder 9a of the unit holding head 9 in the mounting head 8 with the inside of the suction hole 35j decompressed. Is raised (arrow o). At this time, since the fixing of the base 23 to the receiving base portion 21 is released, only the weight of the receiving pin module 22 acts on the suction nozzle 35B as a suction load.
  • the diameter size of the suction portion 35i is set so that the weight of the lower support pin module 22 can be sufficiently sucked and held by vacuum suction, so that the lower support pin module 22 rises (arrow p). , And removed from the lower base 21.
  • the unit holding head 9 that holds the lower receiving pin module 22 by suction is moved to the target position by the suction nozzle 35B.
  • the suction nozzle 35B is lowered to bring the base 23 of the lower receiving pin module 22 held by suction into contact with the lower receiving base 21.
  • the magnet member 26 moves down together with the piston 27 in the lift chamber 23 d of the base portion 23.
  • an attractive force acts between the magnet member 26 and the magnetic body 21 a, and the base portion 23 is fixed to the lower receiving base portion 21.
  • the mounting head 8 is moved while holding the receiving pin module 22 by the suction nozzle 35A.
  • the base 23 is brought into contact with the lower receiving base portion 21 and the magnet member 26 is lowered, whereby the base 23 is moved to the lower receiving base portion 21 by attractive force. I try to fix it.
  • the holding pin module 22 is held by the suction nozzle 35B and the mounting head 8 is moved. Thereby, in the pin removing step to be removed from the lower base 21, suction is performed from the suction holes 24 a and 25 c that are provided in the shaft-like portion including the hollow shaft member 24 and the top member 25 and open to the upper end portion and communicate with the lifting chamber 23 d. Vacuum suction is performed by the nozzle 35 ⁇ / b> B, and the magnet member 26 is lifted together with the piston 27 to be separated from the lower receiving base portion 21. As a result, the attractive force between the magnet member 26 and the magnetic body 21a is reduced, and the fixing of the base 23 to the receiving base portion 21 is released.
  • the underpinning pin module 22 and the substrate underlaying mechanism 2c for the electronic component mounting apparatus shown in the present embodiment an arbitrary position of the underlaying base portion 21 having at least the upper surface provided by the magnetic body 21a.
  • the lower receiving pin module 22 includes a magnet member 26 having permanent magnets that can be moved up and down, and a base 23 that is fixed to the lower receiving base 21 by an attractive force when the magnet member 26 is lowered, and extends upward from the base 23.
  • a hollow shaft member 24 is provided which is provided so that the upper end portion is in contact with and supported by the lower surface of the substrate 3.
  • the electronic component mounting apparatus, the electronic component mounting method, and the layout changing method of the receiving pin module of the present invention have the effect that the position changing operation of the receiving pin can be efficiently automated with a simple configuration, This is useful in the field of electronic component mounting where the work head is moved up and down to execute the work.

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Abstract

　上面が磁性体２１ａで設けられた下受けベース部２１に立設されて基板を支持する下受けピンモジュール２２を、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の頂部部材２５が基板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、吸引孔２５ｃからの真空吸引によってマグネット部材２６を下降・上昇させ、基部２３の下受けベース部２１への固定・固定解除を行う。

Description

電子部品実装装置および電子部品実装方法ならびに下受けピンモジュールの配置変更方法
　本発明は、電子部品実装装置および電子部品実装方法ならびに電子部品実装装置において下受けピンモジュールの配置を変更する下受けピンモジュールの配置変更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。
日本国特開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。すなわちピン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および電子部品実装方法ならびに下受けピンモジュールの配置変更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電子部品実装装置であって、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る基板下受け装置を有し、前記下受けピンモジュールは、内部に設けられた昇降室内で摺動し永久磁性を有するマグネット部材とともに昇降するピストンを内蔵し、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前記吸着ノズルによって真空吸引して前記ピストンとともに前記マグネット部材を上昇させて前記下受けベース部から離隔させることにより、前記引磁力を低減させて前記基部の前記下受けベース部への固定を解除する。
　本発明の電子部品実装方法は、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電子部品実装方法であって、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る基板下受け装置において前記下受けピンモジュールの配置を変更するピン配置変更工程を含み、前記下受けピンモジュールは、内部に設けられた昇降室内で摺動し永久磁性を有するマグネット部材とともに昇降するピストンを内蔵し、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、前記ピン配置変更工程において、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前記吸着ノズルによって真空吸引して前記ピストンとともに前記マグネット部材を上昇させて前記下受けベース部から離隔させることにより前記引磁力を低減させて、前記基部の前記下受けベース部への固定を解除する。
　本発明の下受けピンモジュールの配置変更方法は、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下受けピンモジュールの配置を変更する下受けピンモジュールの配置変更方法であって、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し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、前記下受けピンモジュールを前記吸着ノズルによって保持して前記実装ヘッドを移動させることにより前記下受けベース部に配置するピン配置工程において、前記基部を前記下受けベース部に当接させて前記マグネット部材を下降させることにより、前記引磁力によって前記基部を前記下受けベース部へ固定し、前記下受けピンモジュールを前記吸着ノズルによって保持して前記実装ヘッドを移動させることにより前記下受けベース部から取り外すピン取り外し工程において、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前記吸着ノズルによって真空吸引して前記ピストンとともに前記マグネット部材を上昇させて前記下受けベース部から離隔させることにより前記引磁力を低減させて、前記基部の前記下受けベース部への固定を解除する。
　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し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。
本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の構成を示す平面図 （ａ）、（ｂ）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 （ａ）、（ｂ）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 （ａ）、（ｂ）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 （ａ）、（ｂ）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 （ａ）、（ｂ）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 （ａ）、（ｂ）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 （ａ）～（ｄ）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（ａ）、（ｂ）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（ａ）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（ａ）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いる。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（ａ）、（ｂ）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（ａ）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）。これにより、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（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）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（ａ）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（ａ）、（ｂ）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上に位置している。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（ａ）、（ｂ）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（ａ）、（ｂ）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付け、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る。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が設けられている。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（ａ）、（ｂ）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。また、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。また、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と連通する。そして、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る。また、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（ａ）、（ｂ）、図７（ａ）、（ｂ）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（ａ）～（ｄ）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３５Ａ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の上方へ移動させる。そして、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る。そして、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３５Ａによって保持して実装ヘッド８を移動させる。これにより、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。これにより、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。これにより、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を有する。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。
　なお、本発明は、本発明の趣旨ならびに範囲を逸脱することなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が様々な変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
　本出願は、２０１１年８月８日出願の日本特許出願（特願2011-172782）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明の電子部品実装装置および電子部品実装方法ならびに下受けピンモジュールの配置変更方法は、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 (3)

  1. 　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電子部品実装装置であって、
    　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る基板下受け装置を有し、
    　前記下受けピンモジュールは、内部に設けられた昇降室内で摺動し永久磁性を有するマグネット部材とともに昇降するピストンを内蔵し、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前記吸着ノズルによって真空吸引して前記ピストンとともに前記マグネット部材を上昇させて前記下受けベース部から離隔させることにより、前記引磁力を低減させて前記基部の前記下受けベース部への固定を解除することを特徴とする電子部品実装装置。
  2. 　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電子部品実装方法であって、
    　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る基板下受け装置において前記下受けピンモジュールの配置を変更するピン配置変更工程を含み、
    　前記下受けピンモジュールは、内部に設けられた昇降室内で摺動し永久磁性を有するマグネット部材とともに昇降するピストンを内蔵し、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、
    　前記ピン配置変更工程において、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前記吸着ノズルによって真空吸引して前記ピストンとともに前記マグネット部材を上昇させて前記下受けベース部から離隔させることにより前記引磁力を低減させて、前記基部の前記下受けベース部への固定を解除することを特徴とする電子部品実装方法。
  3. 　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下受けピンモジュールの配置を変更する下受けピンモジュールの配置変更方法であって、
    　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し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、
    　前記下受けピンモジュールを前記吸着ノズルによって保持して前記実装ヘッドを移動させることにより前記下受けベース部に配置するピン配置工程において、前記基部を前記下受けベース部に当接させて前記マグネット部材を下降させることにより、前記引磁力によって前記基部を前記下受けベース部へ固定し、
    　前記下受けピンモジュールを前記吸着ノズルによって保持して前記実装ヘッドを移動させることにより前記下受けベース部から取り外すピン取り外し工程において、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前記吸着ノズルによって真空吸引して前記ピストンとともに前記マグネット部材を上昇させて前記下受けベース部から離隔させることにより前記引磁力を低減させて、前記基部の前記下受けベース部への固定を解除することを特徴とする下受けピンモジュールの配置変更方法。
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