特許 7429889 部品実装装置および部品実装基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-01

(45)【発行日】2024-02-09

(54)【発明の名称】部品実装装置および部品実装基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20240202BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 P

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020084266

(22)【出願日】2020-05-13

(65)【公開番号】P2021180231

(43)【公開日】2021-11-18

【審査請求日】2023-03-10

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002745

【氏名又は名称】弁理士法人河崎特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】千々和 三惠

【審査官】大塚 多佳子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１６３３２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０６３９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０２４８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０４０６００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１４－１５００９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／００ － １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１部分および第２部分を有する基板を搬送方向に搬送する基板搬送部と、
前記基板に部品を実装する作業領域を備え、かつ前記作業領域で前記基板に前記部品を実装する装着ヘッドを有する部品実装部と、
前記基板を下面側から支持する基板支持部と、
前記基板支持部を前記搬送方向に沿って往復移動させる支持移動部と、
を備え、
前記基板支持部は、
前記第１部分が前記作業領域に位置し、前記部品実装部が前記第１部分に対して第１実装作業をするときに、前記第１部分を下面側から支持する少なくとも１つの第１サポートピンと、
前記第２部分が前記作業領域に位置し、前記部品実装部が前記第２部分に対して第２実装作業をするときに、前記第２部分を下面側から支持する少なくとも１つの第２サポートピンと、
前記第１サポートピンが取り付けられる第１領域および前記第２サポートピンが取り付けられる第２領域を有する支持プレート部と、
を有し、
前記支持移動部は、前記第１実装作業の前に前記支持プレート部の前記第１領域を前記作業領域の下方に位置させ、前記第２実装作業の前に前記支持プレート部の前記第２領域を前記作業領域の下方に位置させる、部品実装装置。

【請求項2】

前記第１サポートピンおよび前記第２サポートピンをそれぞれ複数有し、前記複数の第１サポートピンと前記複数の第２サポートピンの配置パターンが異なる、請求項１に記載の部品実装装置。

【請求項3】

前記第１サポートピンおよび前記第２サポートピンが、それぞれ前記第１領域および前記第２領域に着脱可能に取り付けられる、請求項１または２に記載の部品実装装置。

【請求項4】

前記支持プレート部が、前記第１領域を有する第１プレート片と、前記第２領域を有し、前記第１プレート片から分離した第２プレート片と、を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の部品実装装置。

【請求項5】

第１部分および第２部分を有する基板を搬送方向に搬送する基板搬送部と、
前記基板に部品を実装する作業領域を備え、かつ前記作業領域で前記基板に前記部品を実装する装着ヘッドを有する部品実装部と、
第１サポートピンと、第２サポートピンと、前記第１サポートピンが取り付けられる第１領域および前記第２サポートピンが取り付けられる第２領域を有する支持プレート部と、を有する基板支持部と、
前記基板支持部を前記搬送方向に沿って往復移動させる支持移動部と、を備える部品実装装置により部品実装基板を製造する方法であって、
（i）前記基板搬送部が、前記第１部分を前記作業領域に位置させる工程と、
（ii）前記支持移動部が、前記支持プレート部の第１領域を前記作業領域の下方に位置させる工程と、
（iii）前記基板支持部が、前記第１サポートピンで前記第１部分を下面側から支持する工程と、
（iv）前記部品実装部が、前記第１サポートピンで支持されている前記第１部分に対して部品を実装する第１実装作業を行う工程と、
（v）前記第１実装作業の後、前記基板搬送部が、前記第２部分を前記作業領域に位置させる工程と、
（vi）前記支持移動部が、前記支持プレート部の第２領域を前記作業領域の下方に位置させる工程と、
（vii）前記基板支持部が、前記第２サポートピンで前記第２部分を下面側から支持する工程と、
（viii）前記部品実装部が、前記第２サポートピンで支持されている前記第２部分に対して部品を実装する第２実装作業を行う工程と、
を有する、部品実装基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、部品実装装置および部品実装基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

部品実装ラインは一列に並んで設置された複数の部品実装装置を備える。部品実装装置は基板を一定の方向に搬送しつつ、基板の上面に部品を装着する。

【0003】

部品実装装置は、部品を吸着したノズルを昇降させて基板上に部品を装着する装着ヘッドを備える。装着ヘッドは、予め定められた基板上の複数箇所に部品を装着する。装着ヘッドは、部品を基板に装着する際には、予め定められた押圧力（許容押圧力）を上回らない大きさの押圧力で部品を基板に押圧する。

【0004】

一方、部品実装装置は、部品を基板に装着する際に、基板を下面側から支持する基板支持部を備える。特許文献１の基板支持部は、基板支持体４１、ボール螺子４２及び電動アクチュエータとしての電動モータ４３を備えている。基板支持体４１はＸＹ平面に広がって延びた昇降ブロック４１ａと、昇降ブロック４１ａの上面に取り付けられて上方に延びた複数のサポートピン４１ｂを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－６７８３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

基板の下面には様々な凹凸が存在する。例えば、基板の下面に様々な部品が装着されている場合がある。特許文献１の場合、複数のサポートピンの配置パターンは、そのような凹凸を考慮して、できるだけ凹凸の影響を受けないように適宜定められる。

【0007】

部品実装装置において、装着ヘッドが移動できる領域、すなわち、基板に部品を実装することが可能な作業領域の大きさは限られている。大型基板の場合、基板の一部領域に部品を実装した後、基板を移動させ、基板の残領域に更なる部品が実装される。この場合、複数のサポートピンは、先ず基板の一部領域の下面を支持した後、基板の残領域の下面を支持する。

【0008】

しかし、基板の一部領域と残領域とでは下面の凹凸パターンが異なる。この場合、複数のサポートピンを、基板の一部領域の下面の凹凸の影響をできるだけ受けず、かつ基板の残領域の下面の凹凸の影響をできるだけ受けないように配置する必要がある。そのため、サポートピンの配置パターンの選択の幅が制限され、それぞれの領域において最適な配置パターンを採用することができない場合がある。結果として、基板に対する部品の装着安定性が低下することがある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一側面は、第１部分および第２部分を有する基板を搬送方向に搬送する基板搬送部と、前記基板に部品を実装する作業領域を備え、かつ前記作業領域で前記基板に前記部品を実装する装着ヘッドを有する部品実装部と、前記基板を下面側から支持する基板支持部と、前記基板支持部を前記搬送方向に沿って往復移動させる支持移動部と、を備え、前記基板支持部は、前記第１部分が前記作業領域に位置し、前記部品実装部が前記第１部分に対して第１実装作業をするときに、前記第１部分を下面側から支持する少なくとも１つの第１サポートピンと、前記第２部分が前記作業領域に位置し、前記部品実装部が前記第２部分に対して第２実装作業をするときに、前記第２部分を下面側から支持する少なくとも１つの第２サポートピンと、前記第１サポートピンが取り付けられる第１領域および前記第２サポートピンが取り付けられる第２領域を有する支持プレート部と、を有し、前記支持移動部は、前記第１実装作業の前に前記支持プレート部の前記第１領域を前記作業領域の下方に位置させ、前記第２実装作業の前に前記支持プレート部の前記第２領域を前記作業領域の下方に位置させる、部品実装装置に関する。

【0010】

本発明の別の側面は、第１部分および第２部分を有する基板を搬送方向に搬送する基板搬送部と、前記基板に部品を実装する作業領域を備え、かつ前記作業領域で前記基板に前記部品を実装する装着ヘッドを有する部品実装部と、第１サポートピンと、第２サポートピンと、前記第１サポートピンが取り付けられる第１領域および前記第２サポートピンが取り付けられる第２領域を有する支持プレート部と、を有する基板支持部と、前記基板支持部を前記搬送方向に沿って往復移動させる支持移動部と、を備える部品実装装置により部品実装基板を製造する方法であって、（i）前記基板搬送部が、前記第１部分を前記作業領域に位置させる工程と、（ii）前記支持移動部が、前記支持プレート部の第１領域を前記作業領域の下方に位置させる工程と、（iii）前記基板支持部が、前記第１サポートピンで前記第１部分を下面側から支持する工程と、（iv）前記部品実装部が、前記第１サポートピンで支持されている前記第１部分に対して部品を実装する第１実装作業を行う工程と、（v）前記第１実装作業の後、前記基板搬送部が、前記第２部分を前記作業領域に位置させる工程と、（vi）前記支持移動部が、前記支持プレート部の第２領域を前記作業領域の下方に位置させる工程と、（vii）前記基板支持部が、前記第２サポートピンで前記第２部分を下面側から支持する工程と、（viii）前記部品実装部が、前記第２サポートピンで支持されている前記第２部分に対して部品を実装する第２実装作業を行う工程と、を有する、部品実装基板の製造方法に関する。

【発明の効果】

【0011】

基板に対する部品の装着安定性を高めることができる部品実装装置、および部品実装基板の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る部品実装装置を上（Ｚ軸方向）から見た平面図である。

【図2】図１の部品実装装置をＸ軸方向から見た部品実装装置の側面図である。

【図3】図１の部品実装装置の概略的な構成を示すブロック図である。

【図4】基板搬送部、部品実装部、基板支持部および支持移動部の要部構成図である。

【図5A】本発明の実施形態に係る基板および基板支持部のＸ軸方向における移動をＹ軸方向から見た説明図である。

【図5B】参考形態に係る基板および基板支持部のＸ軸方向における移動をＹ軸方向から見た説明図である。

【図6】基板支持部により基板を支持する動作をＸ軸方向から見た説明図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る部品実装基板の製造方法の流れを説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、実施形態の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（たとえば「上下」、「左右」、「前後」、および「Ｘ，Ｙ，Ｚ」など）を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本発明を限定するものでない。

【0014】

本発明の実施形態に係る部品実装装置は、基板搬送部と、部品実装部と、基板支持部と、支持移動部とを備える。基板搬送部は、適宜のタイミングで基板を搬送方向に搬送する。部品実装部は、基板に部品を実装する作業領域を備えるとともに作業領域で基板に部品を実装する装着ヘッドを有する。基板支持部は、装着ヘッドが基板に部品を搭載する際に、基板を下面側から支持し、上方から印加される圧力に対向して基板の撓みを抑制する。支持移動部は、基板の移動に合わせて適宜のタイミングで、基板支持部を搬送方向、更には上下方向において往復運動させる。

【0015】

部品実装部において、基板に部品を実装する作業領域は限られている。作業領域の大きさは、装着ヘッドが基板上で移動し得る範囲により制限される。従って、基板が大きくなると複数回に分けて実装作業を行う必要がある。

【0016】

本実施形態では、基板に２回以上の位置決めとそれに続く実装作業が行われる。すなわち、基板のサイズは、作業領域において２回以上の基板の位置決めが必要なサイズである。基板は、少なくとも、第１実装作業が行われる第１部分と、第２実装作業が行われる第２部分とを有する。第１実装作業および第２実装作業の前にそれぞれ基板が位置決めされる。なお、基板に３回以上の位置決めとそれに続く実装作業が行われてもよい。例えばｎ回の位置決めとそれに続く実装作業が行われる場合、基板は、第１～第ｎ実装作業が行われる第１～第ｎ部分を有する。ここで、第ｋ実装作業（ｋ＝１、２・・ｎ）とは、基板の第ｋ部分に電子部品を実装する作業である。

【0017】

基板が位置決めされたとき、作業領域内に配置される基板の部分と、実際に電子部品が実装される（第ｋ実装作業が行われる）基板の実装対象部分とは完全に一致する必要はない。例えば、基板の第１部分に第１実装作業が行われるときに、作業領域内に次の第２実装作業が行われる第２部分の一部が含まれていてもよい。また、基板の第２部分に第２実装作業が行われるときに、作業領域内に前の第１実装作業が行われた第１部分の一部が含まれていてもよい。

【0018】

具体的には、先ず、基板の第１部分を作業領域に配置する。そして、第１部分に対して部品実装部が部品を実装する第１実装作業を行う。このとき、基板支持部は、搬送方向における第１支持位置において第１部分を下面側から支持する。

【0019】

次に、基板の第２部分を作業領域に配置する。そして、第２部分に対して部品実装部が部品を実装する第２実装作業を行う。このとき、基板支持部は、搬送方向における第２支持位置において第２部分を下面側から支持する。

【0020】

基板支持部は、基板を下面側から支持するときは、相対的に上方の第１高さ位置で基板を支持する。一方、基板を支持しないとき、基板支持部は、相対的に下方の第２高さ位置で待機し、もしくは搬送方向において往復移動する。

【0021】

基板支持部は、上端で基板と接触する複数のサポートピンと、これらの下端がまとめて取り付けられる支持プレート部を有する。複数のサポートピンは、第１部分を下面側から支持する少なくとも１つの第１サポートピンと、第２部分を下面側から支持する少なくとも１つの第２サポートピンを含む。支持プレート部は、第１サポートピンが取り付けられる第１領域および第２サポートピンが取り付けられる第２領域を有する。よって、第１サポートピンは、上方の第１高さ位置で第１部分を支持し、第２サポートピンは、上方の第１高さ位置で第２部分を支持する。

【0022】

上記部品実装装置によれば、部品実装部の作業領域の大きさが限られ、かつ基板の第１部分と第２部分の下面の凹凸が異なる場合でも、第１部分はこれに適した配置の第１サポートピンで支持され、第２部分はこれに適した配置の第２サポートピンで支持される。すなわち、基板支持部は、第１サポートピンおよび第２サポートピンをそれぞれ複数有してもよい。そして、複数の第１サポートピンと複数の第２サポートピンの配置パターンが異なってもよい。これにより、サポートピンの配置パターンの選択の幅が制限されず、第１部分および第２部分のそれぞれに最適な配置パターンを採用することができる。よって、基板の大きさに依存せずに基板に対する部品の装着安定性を高めることができる。

【0023】

第１サポートピンおよび第２サポートピンは、それぞれ支持プレート部の第１領域および第２領域に着脱可能に取り付けられてもよい。サポートピンを支持プレート部に対して着脱可能とすることで、基板の種類に応じて、容易にサポートピンの各領域における配置を変更することができる。

【0024】

ただし、支持プレート部の第１領域と第２領域とは一体であってもよく、分割可能であってもよい。例えば、支持プレート部は、第１領域を有する第１プレート片と、第２領域を有し、第１プレート片から分離した第２プレート片とを有してもよい。

【0025】

以下、添付図面を参照して本発明に係る部品実装装置の実施形態を以下説明する。各図面において、各構成部品の形状または特徴を明確にするため、これらの寸法を相対的なものとして図示し、必ずしも同一の縮尺比で表したものではない。また、各図面において、同様の構成部品は同様の符号を用いて参照する。

【0026】

［１．部品実装装置（チップマウンタ）の全体構成］
本実施形態に係る部品実装装置（チップマウンタ）１の全体構成について概略的に説明する。図１は、チップマウンタ１を上から見た平面図であり、図２は、図１のＸ軸方向から見たチップマウンタ１の側面図である。図３は、図１のチップマウンタ１の概略的な構成を示すブロック図である。

【0027】

チップマウンタ１は、それぞれが基台１１に備えられた基板搬送部１２、部品実装部１３、基板支持部１４および支持移動部１５を備える。基台１１のＹ軸方向の両側には、複数のテープフィーダ２が装填される一対の台車３ａ，３ｂが配置されている。なお、図示しないが、複数のチップマウンタ１をＸ軸方向に直列に並置して実装ラインを構成してもよい。

【0028】

チップマウンタ１には、図３に示すように、システム制御部４が併設されている。システム制御部４は、部品実装部１３を制御する部品実装制御部２１と、基板搬送部１２および支持移動部１５を制御する移動制御部２２と、テープフィーダ２を制御するフィーダ制御部２３と、画像処理部２４と、システム記憶部２５とを具備する。

【0029】

システム記憶部２５には、部品Ｃの実装に関する実装データ２５ａ、基板Ｂの停止位置に関する基板停止位置情報２５ｂ、基板Ｂを支持する基板支持部１４の停止位置に関する支持部停止位置情報２５ｃ、サポートピンの配置パターンに関するサポートピン配置情報２５ｄなどが格納されている。また、チップマウンタ１全体の設定情報ならびにティーチング情報などがシステム記憶部２５に記憶されていてもよい。

【0030】

部品実装制御部２１は、実装データ２５ａに基づいて、部品実装部１３による部品Ｃの基板Ｂへの実装を制御する。実装データ２５ａには、例えば、基板Ｂ上に搭載される各種部品Ｃの搭載位置、部品Ｃを供給するテープフィーダ２の識別情報などが含まれる。

【0031】

移動制御部２２は、基板停止位置情報２５ｂに基づいて、基板搬送部１２による基板Ｂの移動と停止を制御する。また、移動制御部２２は、支持部停止位置情報２５ｃに基づいて、支持移動部１５による基板支持部１４の移動と停止を制御する。

【0032】

フィーダ制御部２３はテープフィーダ２の動作を制御する。フィーダ制御部２３は、基板Ｂに搭載される部品Ｃが基台１１上の所定の部品供給部に適宜のタイミングで供給されるようにテープフィーダ２を制御する。フィーダ制御部２３は、部品実装制御部２１と相互通信できるように構成されている。

【0033】

画像処理部２４は、部品実装部１３が備える各種カメラによって撮像された画像データを画像認識し、認識されたデータを処理する。部品実装制御部２１は、画像処理データに基づいて部品実装部１３を制御する。

【0034】

部品実装部１３は、作業領域ＭＡ（図１参照）を基台１１上に有する。図１において、作業領域ＭＡは、破線で囲われた領域である。作業領域ＭＡの外形で囲まれた面積は、基板Ｂの外形で囲まれる面積よりも小さい。一方、作業領域ＭＡは、基板の先頭側の第１部分Ｐ１および後尾側の第２部分Ｐ２をそれぞれ別々に包含できる大きさである。

【0035】

基板搬送部１２は、基台１１上に配設され、基板Ｂを搬送方向（Ｘ軸方向）に搬送するとともに、作業領域ＭＡに対して基板Ｂを位置決めする。具体的には、まず、先頭側の第１部分Ｐ１が作業領域ＭＡに位置決めされ、第１実装作業が行われた後、後尾側の第２部分Ｐ２が作業領域ＭＡに位置決めされ、第２実装作業が行われる。第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２には、それぞれ複数の部品Ｃが搭載される。基板Ｂの停止位置は、システム記憶部２５に記憶された基板停止位置情報２５ｂに基づいてシステム制御部４の移動制御部２２により制御される。

【0036】

基板支持部１４は、基台１１上の基板搬送部１２の下方に配設され、上端で基板Ｂを支持する複数のサポートピン１４１と、サポートピン１４１の下端が取り付けられる支持プレート部１４２とで構成されている。

【0037】

支持移動部１５は、支持プレート部１４２を搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って往復移動させるとともに作業領域ＭＡの下方に支持プレート部１４２を位置決めする。具体的には、基板Ｂの先頭側の第１部分Ｐ１が作業領域ＭＡに位置決めされたときは、支持移動部１５は、支持プレート部１４２を第１支持位置に位置決めする。また、基板Ｂの後尾側の第２部分Ｐ２が作業領域ＭＡに位置決めされたときは、支持移動部１５は、支持プレート部１４２を第２支持位置に位置決めする。支持プレート部１４２の停止位置は、システム記憶部２５に記憶された支持部停止位置情報２５ｃに基づいてシステム制御部４の移動制御部２２により制御される。なお、支持移動部１５は、別途、基板支持部１４を上方の第１高さ位置と下方の第２高さ位置の間で昇降させる機構も有する。

【0038】

部品実装部１３は、ヘッド移動機構１３１、装着ヘッド１３２と、部品認識カメラ１３３を備えている。作業領域ＭＡの大きさは、装着ヘッド１３２が基板Ｂ上で移動し得る最大範囲に対応する。装着ヘッド１３２は、部品保持ノズル（真空吸着ノズル）１３２ｎを有する。装着ヘッド１３２は、所定の駆動機構により、Ｚ軸方向に移動でき、Ｚ軸回りに回動できる。部品保持ノズル１３２ｎは、部品Ｃをテープフィーダ２から真空吸着し、基板Ｂの表面の所定位置で吸引を解除して、部品Ｃを基板Ｂに実装する。

【0039】

ヘッド移動機構１３１は、基台１１に配設されたＸ軸テーブル１３１ｘおよび一対のＹ軸テーブル１３１Ｙを備える。Ｘ軸テーブル１３１ｘは、一対のＹ軸テーブル１３１Ｙに対して水平に配置されている。Ｘ軸テーブル１３１ＸおよびＹ軸テーブル１３１Ｙは何れもリニア駆動機構を有する。ヘッド移動機構１３１は、部品実装制御部２１からの指令に基づいて、Ｘ軸テーブル１３１Ｘに固定された装着ヘッド１３２およびヘッドカメラ１３４をＸ軸方向ならびにＹ軸方向に沿って自在に移動させることができる。

【0040】

ヘッドカメラ１３４は、基板Ｂ上の回路パターンを画像認識する。Ｘ軸テーブル１３１ＸおよびＹ軸テーブル１３１Ｙは、認識画像に基づいて、部品保持ノズル１３２ｎに吸着された部品Ｃを基板Ｂ上の所定位置に移動させる。

【0041】

部品認識カメラ１３３は、テープフィーダ２と基板搬送部１２の間に配置され、部品保持ノズル１３２ｎによって保持された部品Ｃの位置および中心軸周りのずれ回転角を画像認識する。部品保持ノズル１３２ｎは、画像認識された部品Ｃのずれ回転角を矯正するように回転することができる。

【0042】

部品実装部１３は、タッチパネル１３５のようなヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）を有する。マシンオペレータは、チップマウンタ１全体の設定等に関するデータを、タッチパネル１３５を介してチップマウンタ１に入力することができる。入力された設定データは、チップマウンタ１のシステム記憶部２５に記憶される。また、マシンオペレータは、システム記憶部２５に記憶されたデータを、タッチパネル１３５を介して出力することができる。例えば、マシンオペレータは、サポートピン配置情報２５ｄをシステム記憶部２５から呼び出して出力すれば、マニュアルで複数のサポートピン１４１を支持プレート部１４２に取り付けることができる。ただし、基板支持部１４は、例えばマグネットを利用して自動的に複数のサポートピン１４１が所望の配置パターンで支持プレート部１４２に取り付けられるように構成されてもよい。

【0043】

［２．基板搬送部の構成］
図４は、基板搬送部１２、部品実装部１３、基板支持部１４および支持移動部１５の要部構成図である。図４において、基板搬送部１２は、基台１１上のＸ軸方向に延在する一対の第１コンベアユニット１２１を有する。各第１コンベアユニット１２１は、Ｘ軸方向に延びた板壁状の一対のベース部材１２２にそれぞれ取り付けられている。各ベース部材１２２の上端部には、一対のベース部材１２２が互いに向き合う方向に張り出した鉤状部１２２ｃが設けられている。各ベース部材１２２のＸ軸方向の両端部にはそれぞれ第１プーリ１２３が取り付けられ、一対の第１プーリ１２３に第１搬送ベルト１２４が掛け渡されている。すなわち、第１コンベアユニット１２１は、一対の第１プーリ１２３と、これに掛け渡された第１搬送ベルト１２４とを備える。

【0044】

一対の第１プーリ１２３の一方には、第１ベルト走行モータ１２６が設けられている。第１ベルト走行モータ１２６が第１プーリ１２３の一つを回転駆動させて第１搬送ベルト１２４を走行させる。一対の第１コンベアユニット１２１の第１ベルト走行モータ１２６は一対の第１搬送ベルト１２４が同期して同方向に走行するように駆動される。

【0045】

一対の第１コンベアユニット１２１は、上流工程側の他の装置から送られてきた基板Ｂの両端部を一対の第１搬送ベルト１２４によって下方から支持し、Ｘ軸方向に搬送して基台１１の中央部付近の作業領域ＭＡに位置決めする。また、一対の第１コンベアユニット１２１は、作業領域ＭＡから基板ＢをＸ軸方向に搬送し、下流工程側の他の装置に送り出す。

【0046】

図４において、第１搬送ベルト１２４の下方には、ベース部材１２２の延在方向に沿って配されたプレート部材１２５が設けられている。プレート部材１２５は長尺形状であり、一方の主面がベース部材１２２の内方（一対のベース部材１２２が互いに向き合う側）に位置する主面に摺接している。

【0047】

プレート部材１２５はＸ軸方向の両端部のそれぞれに、上下方向に延びた長孔１２５ｈを有している。２つの長孔１２５ｈには、ベース部材１２２の内面側に取り付けられた２つの螺子部材１２７が貫通している。各プレート部材１２５は、２つの長孔１２５ｈをガイドとして第１搬送ベルト１２４に対してＺ軸方向に移動自在となっている。

【0048】

［３．基板支持部および支持移動部の構成］
図４において、支持移動部１５は、基板搬送部１２の下方において、基台１１上のＸ軸方向に延在する一対の第２コンベアユニット１５１を有している。第２コンベアユニット１５１は、第１コンベアユニット１２１と概ね同様の構造を有する。各第２コンベアユニット１５１は、第１コンベアユニット１２１と共通のベース部材１２２のプレート部材１２５が配されている領域よりも下方にそれぞれ取り付けられている。各ベース部材１２２の下方のＸ軸方向の両端部には、それぞれ第２プーリ１５３が取り付けられ、一対の第２プーリ１５３に第２搬送ベルト１５４が掛け渡されている。すなわち、第２コンベアユニット１５１は、一対の第２プーリ１５３と、これに掛け渡された第２搬送ベルト１５４とを備える。

【0049】

一対の第２プーリ１５３の一方には、第２ベルト走行モータ１５６が設けられている。第２ベルト走行モータ１５６は、当該第２プーリ１５３を回転駆動させて第２搬送ベルト１５４を走行させる。一対の第２コンベアユニット１５１の第２ベルト走行モータ１５６は一対の基板支持部１４が同期して同方向に移動もしくは往復するように駆動される。具体的には、一対の第２コンベアユニット１５１は、第１支持位置と第２支持位置との間を往復するように基板支持部１４を移動させ、位置決めする。第１支持位置は、基板Ｂの第１部分Ｐ１が作業領域ＭＡに位置するときに基板Ｂを下面側がら支持する位置である。第２支持位置は、基板Ｂの第２部分Ｐ２が作業領域ＭＡに配置するときに基板Ｂを下面側がら支持する位置である。

【0050】

基板支持部１４の上下方向における往復は、支持移動部１５が備えるボール螺子１５５と、電動アクチュエータとしての電動モータ１５７とにより行われる。ボール螺子１５５は基板支持部１４側から下方に延びている。ボール螺子１５５の上端には、支持プレート部１４２を支持する受け部１５５ｒが設けられている。受け部１５５ｒは、基板支持部１４（支持プレート部１４２）が搬送方向に移動するときは支持プレート部１４２から離れている。ボール螺子１５５は、上下に配置されたベアリング１５８Ａ、１５８ＢによってＺ軸回りに回動自在に支持されている。電動モータ１５７は、伝動ベルト等の動力伝達部材１５９を介してボール螺子１５５を回転駆動する。電動モータ１５７がボール螺子１５５をＺ軸回りに回転させると、基板支持部１４が昇降する。

【0051】

図５Ａは、基板Ｂおよび基板支持部１４のＸ軸方向における移動をＹ軸方向から見て示す説明図である。図５Ａ（ａ）～（ｃ）は、基板支持部１４（サポートピン１４１と支持プレート部１４２）が第１支持位置に位置する状態である。図５Ａ（ｄ）は、基板Ｂが基板搬送部１２により移動し、かつ基板支持部１４が支持移動部１５により移動している状態である。図５Ａ（ｅ）、（ｆ）は、基板支持部１４が第２支持位置に位置する状態である。図５Ａ（ｂ）、（ｆ）は、基板支持部１４が第１高さ位置で基板Ｂを下面側がら支持している状態である。基板支持部１４が第１高さ位置にあるとき、何れの状態においても、基板Ｂの第１部分Ｐ１は複数の第１サポートピン１４１ａにより下面側から支持され、第２部分Ｐ２は複数の第２サポートピン１４１ｂにより下面側から支持されている。第１サポートピン１４１ａは、支持プレート部１４２の第１領域Ａ１に取り付けられ、第２サポートピン１４１ｂは、支持プレート部１４２の第２領域Ａ２に取り付けられている。

【0052】

より詳細には、図５Ａ（ａ）は、基板Ｂの第１部分Ｐ１が作業領域ＭＡに配置され、かつ、基板支持部１４が搬送方向における第１支持位置にあり、相対的に下方の第２高さ位置にある瞬間を示している。図５Ａ（ｂ）は、基板支持部１４が第１支持位置において、相対的に上方の第１高さ位置に上昇した状態を示している。この状態で、第１部分Ｐ１に対する第１実装作業が行われる。第１実装作業が終了すると、図５Ａ（ｃ）に示すように、基板支持部１４は第１支持位置において、相対的に下方の第２高さ位置に戻る。

【0053】

次に、図５Ａ（ｄ）に示すように、基板Ｂおよび基板支持部１４は、搬送方向に一定距離だけ移動し、図５Ａ（ｅ）で示される位置で停止する。このとき、基板Ｂの第２部分Ｐ２が作業領域ＭＡに配置され、基板支持部１４は第２支持位置に配置される。その後、図５Ａ（ｆ）に示すように、基板支持部１４が第２支持位置において、相対的に上方の第１高さ位置に上昇し、その状態で、第２部分Ｐ２に対する第２実装作業が行われる。第２実装作業が終了すると、基板支持部１４は第２支持位置において、相対的に下方の第２高さ位置に戻る。その後、基板Ｂは引き続き搬送方向に搬送される。一方、基板支持部１４は、元の第１支持位置に移動する。そのタイミングで、作業領域ＭＡには、別の基板Ｂの第１部分Ｐ１が位置決めされる。

【0054】

図５Ｂは、参考例に係る部品実装装置における基板Ｂおよび基板支持部１４のＸ軸方向における移動をＹ軸方向から見て示す説明図である。基板Ｂの移動と停止は、図５Ｂ（ａ）～図５Ｂ（ｆ）に示すように、図５Ａの場合と同様である。一方、基板支持部１４は、常に作業領域ＭＡの下方に位置し、上下方向に往復するだけである。よって、第１部分Ｐ１に対して第１実装作業をするときに第１部分Ｐ１を下面側から支持した複数のサポートピン１４１は、引き続き、第２部分Ｐ２に対して第２実装作業をするときにも、第２部分Ｐ２を下面側から支持する。通常、第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２の下面の凹凸は異なるため、両者にできるだけ適合するようにサポートピン１４１の配置パターンを選択する必要がある。すなわち、サポートピン１４１の配置パターンの選択の幅が制限される。換言すれば、第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２の下面の凹凸にそれぞれ最適のサポートピン１４１の配置パターンを採用することができない場合が多い。よって、基板に対する部品の装着安定性が低下しがちである。

【0055】

図６は、基板支持部１４により基板Ｂを支持する動作をＸ軸方向から見た説明図である。各サポートピン１４１は２つの第１コンベアユニット１２１の間に位置している。支持プレート部１４２は、上下方向において、プレート部材１２５と第２搬送ベルト１５４との間に位置し、Ｚ軸方向に移動自在である。各サポートピン１４１は支持プレート部１４２に対して着脱自在である。支持対象となる基板Ｂのサイズや基板Ｂの裏面の凹凸に応じて複数のサポートピン１４１の配置パターンが変更される。

【0056】

支持プレート部１４２は、基板搬送部１２によって基板Ｂが位置決めされ、かつ支持移動部１５によって支持プレート部１４２が位置決めされると、受け部１５５ｒを介して、ボール螺子１５５および電動モータ１５７の駆動により、図６（ａ）から図６（ｃ）の状態まで上昇する。支持プレート部１４２が下方の第２高さ位置に位置しているとき（図６（ａ））には、支持プレート部１４２の上面は２つのプレート部材１２５の下端に接触せず、各プレート部材１２５は、長孔１２５ｈの上縁を螺子部材１２７に当接させて、螺子部材１２７に垂下した状態となる。また、各サポートピン１４１の上端は、基板Ｂの下面から離間した状態となる（図６（ａ））。

【0057】

受け部１５５ｒの上昇に伴って基板支持部１４が上昇すると、支持プレート部１４２の上面は２つのプレート部材１２５の下端に当接する。その後、２つのプレート部材１２５は、基板支持部１４と一体となって上昇する。２つのプレート部材１２５が基板支持部１４と一体となって上昇していくと、２つのプレート部材１２５の上端は基板Ｂの下面に当接し、各サポートピン１４１も基板Ｂの下面に当接する（図６（ｂ））。

【0058】

プレート部材１２５と各サポートピン１４１が基板Ｂの下面に当接した後、基板支持部１４が更に上昇すると、基板Ｂの両端は２つの第１搬送ベルト１２４から浮き上がり、基板Ｂは基板支持部１４によって持ち上げ支持された状態となる。そして、さらに基板支持部１４が上昇して第１高さ位置に達すると、基板Ｂの両端は２つの鉤状部１２２ｃに下方から当接する（図６（ｃ））。この状態では、基板Ｂは両端部がそれぞれプレート部材１２５と鉤状部１２２ｃとによってクランプされ、かつ複数のサポートピン１４１により下面側から支持された状態となる。

【0059】

［４．部品実装基板の製造方法］
図７は、本発明の一実施形態に係る部品実装基板の製造方法の流れを説明するフローチャートである。部品実装基板の製造方法は、（i）基板搬送部１２が、第１部分Ｐ１を作業領域ＭＡに位置させる工程と、（ii）支持移動部１５が、支持プレート部１４２の第１領域Ａ１を作業領域ＭＡの下方に位置させる工程と、（iii）基板支持部１４が、第１サポートピン１４１Ａで第１部分Ｐ１を下面側から支持する工程と、（iv）部品実装部１３が、第１サポートピン１４１Ａで支持されている第１部分Ｐ１に対して部品を実装する第１実装作業を行う工程と、（v）第１実装作業の後、基板搬送部１２が、第２部分Ｐ２を作業領域ＭＡに位置させる工程と、（vi）支持移動部１５が、支持プレート部１４２の第２領域Ａ２を作業領域ＭＡの下方に位置させる工程と、（vii）基板支持部１４が、第２サポートピン１４１Ｂで第２部分Ｐ２を下面側から支持する工程と、（viii）部品実装部１３が、第２サポートピン１４１Ｂで支持されている第２部分Ｐ２に対して部品を実装する第２実装作業を行う工程とを有する。

【0060】

更に具体的に説明すると、チップマウンタ１により基板Ｂに部品Ｃを装着する部品実装基板の製造作業は、一般に、作業者がタッチパネル１３５から作業開始操作を行うことによって開始される。その前に、必要に応じて、基板支持部１４のサポートピン１４１を支持プレート部１４２の所定の位置に配置する（ＳＴ１）。マニュアルで作業する場合、作業者は、タッチパネル１３５を介してシステム記憶部２５からサポートピン配置情報２５ｄを呼び出し（ＳＴ１０１）、得られた情報に基づいて、第２支持位置に位置する支持プレート部１４２の第２領域Ａ２に第２サポートピン１４１ｂを配置する（ＳＴ１０２）。次に、作業者は、支持プレート部１４２を第１支持位置にスライドさせ（ＳＴ１０３）、支持プレート部１４２の第１領域Ａ１に第１サポートピン１４１ａを配置する（ＳＴ１０４）。

【0061】

作業者がタッチパネル１３５から作業開始操作を行うと、先ず、基板搬送部１２の一対の第１コンベアユニット１２１が、上流工程側から送られてきた基板Ｂを受け取る基板搬入工程（ＳＴ２）が行われ、基板Ｂの第１部分Ｐ１を作業領域ＭＡに位置決めする（ＳＴ３）。このとき、支持プレート部１４２は、第１支持位置にあり、第１領域Ａ１が作業領域ＭＡの下方に位置している。また、支持プレート部１４２は、下方の第２高さ位置にあり、第２コンベアユニット１５１が備える第２搬送ベルト１５４上に載置された状態である。

【0062】

次に、支持移動部１５が備えるボール螺子１５５と電動モータ１５７とが作動し、第１支持位置に位置する支持プレート部１４２が上昇する（ＳＴ４）。支持プレート部１４２が第１支持位置において上方の第１高さ位置で停止し、第１サポートピン１４１ａが基板Ｂを下面側から支持すると、基板Ｂの第１部分Ｐ１に部品Ｃを実装する第１実装作業が行われる（ＳＴ５）。なお、この間、基板支持部１４の第２サポートピン１４１ｂは第２部分Ｐ２を下面側から支持している。

【0063】

第１実装作業が終了すると、支持移動部１５が備えるボール螺子１５５と電動モータ１５７とが逆方向に作動し、第１支持位置において支持プレート部１４２が第２高さ位置に下降する（ＳＴ６）。このとき、基板Ｂは第１搬送ベルト１２４上に載置され、支持プレート部１４２は、第２搬送ベルト１５４上に載置される。

【0064】

次に、基板搬送部１２の一対の第１コンベアユニット１２１と、支持移動部１５の一対の第２コンベアユニット１５１とが作動し、基板Ｂおよび支持プレート部１４２が搬送方向に所定距離だけ搬送される。その結果、基板Ｂの第２部分Ｐ２が作業領域ＭＡに位置決めされ、支持プレート部１４２は第２支持位置に位置決めされる（ＳＴ７）。

【0065】

次に、支持移動部１５が備えるボール螺子１５５と電動モータ１５７とが作動し、第２支持位置に位置する支持プレート部１４２が上昇する（ＳＴ８）。支持プレート部１４２が第２支持位置において上方の第１高さ位置で停止し、第２サポートピン１４１ｂが基板Ｂを下面側から支持すると、基板Ｂの第２部分Ｐ１に部品Ｃを実装する第２実装作業が行われる（ＳＴ９）。なお、この間、基板支持部１４の第１サポートピン１４１ａは第１部分Ｐ１を下面側から支持している。

【0066】

第２実装作業が終了すると、支持移動部１５が備えるボール螺子１５５と電動モータ１５７とが逆方向に作動し、第２支持位置において支持プレート部１４２が第２高さ位置に下降する（ＳＴ１０）。このとき、基板Ｂは第１搬送ベルト１２４上に再び載置され、支持プレート部１４２は、再び第２搬送ベルト１５４上に載置される。その後、基板Ｂは第２搬送ベルト１５４によって搬送方向に搬出される（ＳＴ１１）。

【0067】

第１実装作業および第２実装作業が完了した基板Ｂが搬出されると、次に部品実装作業を行うべき基板Ｂが準備されているか否かが確認される（ＳＴ１２）。次の基板Ｂが準備されている場合（Ｙｅｓ）には、支持移動部１５の一対の第２コンベアユニット１５１は搬送方向とは逆方向に移動し、支持プレート部１４２を第１支持位置にスライドさせる（ＳＴ１３）。そして、引き続き、ＳＴ２から工程が繰り返される。一方、次の部品実装作業を行うべき基板Ｂが準備されていない場合には、部品実装基板の製造作業は終了する。

【0068】

なお、上記実施形態では、作業領域ＭＡに位置決めされた基板支持部１４を持ち上げる電動アクチュエータとして電動モータを例示したが、これは一例である。電動モータとは異なる電動アクチュエータ、例えば電動シリンダを用いるようにしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明は、様々な基板に、例えばチップ抵抗、半導体装置、コンデンサなどの部品もしくは電子部品を表面実装するための部品実装装置や、そのような部品実装基板を製造する製造方法に利用できる。

【符号の説明】

【0070】

１：部品実装装置（チップマウンタ）
２：テープフィーダ
３ａ，３ｂ：台車
４：システム制御部
１１：基台
１２：基板搬送部
１２１：第１コンベアユニット
１２２：ベース部材
１２２ｃ：鉤状部
１２３：第１プーリ
１２４：第１搬送ベルト
１２５：プレート部材
１２５ｈ：長孔
１２６：第１ベルト走行モータ
１２７：螺子部材
１３：部品実装部
１３１：ヘッド移動機構
１３２：装着ヘッド
１３３：部品認識カメラ
１３２ｎ：部品保持ノズル（真空吸着ノズル）
１３１ｘ：Ｘ軸テーブル
１３１Ｙ：Ｙ軸テーブル
１３４：ヘッドカメラ
１３５：タッチパネル
１４：基板支持部
１４１：サポートピン
１４１ａ：第１サポートピン
１４１ｂ：第２サポートピン
１４２：支持プレート部
１５：支持移動部
１５１：第２コンベアユニット
１５３：第２プーリ
１５４：第２搬送ベルト
１５５：ボール螺子
１５５ｒ：受け部
１５６：第２ベルト走行モータ
１５７：電動モータ
１５８Ａ、１５８Ｂ：ベアリング
１５９：動力伝達部材
２１：部品実装制御部
２２：移動制御部
２３：フィーダ制御部
２４：画像処理部
２５：システム記憶部
２５ａ：実装データ
２５ｂ：基板停止位置情報
２５ｃ：支持部停止位置情報
２５ｄ：サポートピン配置情報
Ａ１：第１領域
Ａ２：第２領域
Ｂ：基板
Ｃ：部品
ＭＡ：作業領域
Ｐ１：第１部分
Ｐ２：第２部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】