(57)【要約】【課題】    多層配線基板上に形成された複数の電極に対し、これをコネクタに接触させる際にガイドとするガイド部品を、電子部品組み立ての最終段階にて、容易に高精度に位置決め固定する。【解決手段】 電極３ｃが複数形成された多層配線基板３ａと、多層配線基板を固定するフレーム３ｂと、フレーム３ｂ上に所定の範囲内で移動及び固定が可能なガイドピン４又はガイド穴とを有する電子部品３を位置決めする位置決め方法であり、複数の電極３ｃのうち少なくとも２箇所以上と同様の配置で基準穴７ａ又はマークを形成し、これに対してガイド部品に形成されたピン４又は穴を位置決めしたい箇所に位置決め穴７ｂを形成した基準プレート７を用い、この基準プレートの位置決め穴７ｂに対して、ガイド部品又は位置決め穴の加工精度を吸収する機能を持つ部品を挿入することで、基準プレートを介して電極とガイド部品の位置決めを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が複数形成された多層配線基板と、多層配線基板を固定するフレームと、前記フレーム上に所定の範囲内で移動及び固定が可能なガイドピン又はガイド穴とを有する電子部品を位置決めする位置決め方法において、前記電極の位置に対して、各々の部品が持つ寸法ばらつきを吸収する機能を持った基準プレートにより前記ガイドピン又はガイド穴を所定の位置に位置決め固定し、前記電極と前記ガイドピン又はガイド穴の位置を位置決めすることを特徴とする位置決め方法。
【請求項２】
電極が複数形成された多層配線基板と、多層配線基板を固定するフレームと、前記フレーム上に所定の範囲内で移動及び固定が可能なガイドピン又はガイド穴とを有する電子部品を位置決めする位置決め装置において、前記電極の位置に対して、ガイドピン又はガイド穴を所定の位置に位置決め固定するために、各々の部品が持つ寸法ばらつきを吸収する機能を持った基準プレートと、該基準プレートを固定するベースを有し、前記多層配線基板が固定された前記フレームを、ＸＹθＺ方向に移動及び固定が可能なステージを備えたことを特徴とする位置決め装置。
【請求項３】
電極と基準プレートの位置合せを非接触で行う目的で、電極の配置と同様の位置に少なくとも２箇所以上の基準穴又はマークを形成し、ガイドピン又はガイド穴の必要位置決め精度内で各々の部材が持つ寸法ばらつきを吸収して位置合せが可能な位置決め機能を有することを特徴とする基準プレート。
【請求項４】
電極と基準プレートの位置合せを行う目的で、電極の配置と同様の位置に形成した、少なくとも２箇所以上の基準穴又はマークの内、1箇所のみを外形公差を含んだ電極形状寸法と同じに形成し、残りの基準穴又はマークは、電極寸法に電極間位置公差及び、形状寸法公差を含んだ寸法とした基準プレートを備えたことを特徴とする請求項３記載の基準プレート。
【請求項５】
電極位置合わせ用の基準穴又はマークを形成したプレートと、ガイドピン又は穴の位置決め用穴を形成したプレートを、必要位置決め精度内で調整し、位置決め固定する構造を持つことを特徴とする請求項４記載の基準プレート。
【請求項６】
電極位置合わせ用のプレートを透明体とし、電極位置合わせ用基準穴又はマークを形成することにより、電極と基準穴又はマークの視認性を向上させたことを特徴とする請求項５記載の基準プレート。
【請求項７】
電極位置合せ用のプレートに対し、フォトリソグラフィ技術を用い、２つ以上の基準穴又はマークを同時に形成し、基準穴又はマーク間の形成ばらつきを軽減したことを特徴とする請求項６記載の電極位置合わせ用プレート。
【請求項８】
ガイドピンと基準プレートの位置合せを行う目的で、基準プレート内に設けた基準穴又は基準マークに対して必要位置決め精度内に、ガイドピン外径寸法より大きく形成した高精度の位置決め穴に対して、可能な限りがたつき無く高精度に外径を加工したピンの先端より内側方向にガイドピンが収まる寸法のテーパ穴が掘り込まれたテーパ穴ブッシュを基準プレートの穴より差込み、テーパ穴面をガイドピンに接触させることで、テーパ穴ブッシュとガイドピンの中心合せを行い、ガイドピンの外径寸法ばらつきを無視し、位置決め精度を向上させる構造を有することを特徴とする請求項３記載の基準プレート。
【請求項９】
ガイド穴と基準プレートの位置合せを行う目的で、基準プレート内に設けた基準穴又は基準マークに対して必要位置決め精度内に、位置決めピン先端にテーパ加工を施した位置決めテーパピンブッシュを可能な限りがたつき無く挿入可能な位置決め穴を形成し、この位置決め穴より挿入したテーパピンブッシュのテーパ面をガイド穴入口部に接触させることで、位置決めテーパピンブッシュとガイド穴の中心合せを行い、ガイド穴の内径寸法ばらつきを無視し、位置決め精度を向上させる構造を有することを特徴とする請求項３記載の基準プレート。
【請求項１０】
ガイドピンと基準プレートの位置合せを行う目的で、基準プレート内に設けた基準穴又は基準マークに対して必要位置決め精度内に、ガイドピン外径寸法より大きなテーパ穴を形成し、このテーパ穴に対して高精度にテーパ加工を施したピンの中心に設けた穴の寸法を、ガイドピン外径精度内で数段階に分けた寸法で形成したテーパブッシュで、ガイドピンの外径ばらつきを可能な限り吸収し、テーパブッシュと基準プレート内テーパ穴のがたつきを無くし、位置決め精度を向上させる構造を有することを特徴とする請求項３記載の基準プレート。
【請求項１１】
ガイド穴と基準プレートの位置合せを行う目的で、基準プレート内に設けた基準穴又は基準マークに対して必要位置決め精度内に、ガイド穴内径寸法より大きなテーパ穴を形成し、このテーパ穴に対して高精度にテーパ加工を施したピンの中心に設けたストレートピン径の寸法を、ガイド穴内径精度内で数段階に分けた寸法で形成したテーパブッシュピンで、ガイド穴の外径ばらつきを可能な限り吸収し、テーパブッシュピンと基準プレート内テーパ穴のがたつきを無くし、位置決め精度を向上させる構造を有することを特徴とする請求項３記載の基準プレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電極が形成された多層配線基板を位置決め固定する位置決め方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電極が形成された多層配線基板の電極を、コネクタに接触させる目的で位置決め固定することが行なわれる。電子部品に形成される複数の電極をコネクタに接触させる為には、電極の位置に対して高精度に位置決めされたガイドピンを使用することが一般的である。そこで、従来より使用されてきた方法は、電極が形成された多層配線基板の外形を基準として、ガイドピンを位置決め固定する場合がある。これは多層配線基板の外形精度と多層配線基板内に形成する電極の位置ばらつきに依存してしまうため、対象部品の寸法が大きい場合や寸法ばらつきが多い場合には、高精度の位置決めができない問題があった。
【０００３】
これに対して、比較的大きな部品においても精度を確保して固定する方法として、多層配線基板上に形成する電極として、ピン形状の電極ピンを使用し、この電極ピンと同時に形成した基準ピンと、コネクタ挿入用のガイドピンを要求位置決め寸法内で穴加工を実施した基準プレートに対して各々差込み、ガイドピンがあらかじめ固定された部品と多層配線基板を固定する方法がある。この場合、多層配線基板に形成される電極はピン形状でなくてはならず、また基準プレートへの差込、取外し時、及び固定時に発生する横方向の応力により、基準ピンを破損する可能性があり、更にガイドピンの外径加工ばらつきにも依存してしまう問題点があった。
【０００４】
これらに対して、対象部品の大きさや要求位置決め精度に比較的依存しない位置決め方式として、部品の片方もしくは両方の部品の基準となる箇所をＣＣＤカメラ、センサ等にて認識し、手動又は自動のテーブル等で部品位置のずれ量分を移動させ、位置合せを行う方法がある。しかし、このように一方もしくは両方の部品の位置情報を得る為には、画像処理用のソフトウェアや、複数のＣＣＤカメラ、センサ、位置決めテーブル等のハードウェアが必要であり、これらを含めると非常に高価且つ大掛かりな装置となる問題があった。
関連するものとして特許文献１がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２５１１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多層配線基板に形成された電極に対して、コネクタへの取付け時ガイドとするガイドピンを高精度に位置決め固定するためには、高価で大掛かりな装置が必要であり、またこれを低価格で容易に行うには、基準プレートを利用する方法もあるが、電子部品に対して本来の機能として不要な基準ピンを形成したり、これを破損させる恐れもあり、さらに基準ピン、ガイドピンの形状精度に依存してしまい、高精度化が困難な点である。
【０００７】
本発明の目的は、高精度な位置決めを可能とする位置決め方法およびその装置を提供することにある。
【０００８】
さらに本発明の他の目的は、高精度な位置決めを可能とするための基準プレートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の位置決め方法は、電極が複数形成された多層配線基板と、多層配線基板を固定するフレームと、前記フレーム上に所定の範囲内で移動及び固定が可能なガイドピン又はガイド穴とを有する電子部品を位置決めする位置決め方法において、前記電極の位置に対して、各々の部品が持つ寸法ばらつきを吸収する機能を持った基準プレートにより前記ガイドピン又はガイド穴を所定の位置に位置決め固定し、前記電極と前記ガイドピン又はガイド穴の位置を位置決めする。
【００１０】
さらに、本発明の位置決め装置は、電極が複数形成された多層配線基板と、多層配線基板を固定するフレームと、前記フレーム上に所定の範囲内で移動及び固定が可能なガイドピン又はガイド穴とを有する電子部品を位置決めする位置決め装置において、前記電極の位置に対して、ガイドピン又はガイド穴を所定の位置に位置決め固定するために、各々の部品が持つ寸法ばらつきを吸収する機能を持った基準プレートと、該基準プレートを固定するベースを有し、前記多層配線基板が固定された前記フレームを、ＸＹθＺ方向に移動及び固定が可能なステージを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、多層配線基板上に形成する電極の形状も選ばず、非接触であるため部品を破損させることもなく、位置合せ対象部品の寸法ばらつきを吸収する機能を有したため、対象部品の必要以上な高精度加工を必要とせず、使用部品の価格を上昇させず、容易に高精度な位置決めが可能となる。また、画像処理等による位置情報を得る必要もないため、小型で比較的安価な設備投資での組み立て対応ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の一実施形態について、位置決め部品取り付け装置を示す図面を参照して詳細に説明する。
図１において、テーブル１は固定ベース２上で、左右方向及び本図面紙面に対して垂直方向内の一定範囲内で自由に移動（ＸＹ方向）及び回転（θ）し、更に一定範囲内で上下方向に移動（Ｚ方向）するよう構成され、必要位置で固定可能な構造を持つ。このテーブル１上に多層配線基板３ａを保持したフレーム３ｂを含んだ電子部品３を、位置合わせ対象の電極ピン３ｃを上方向に向けた状態で固定する。ガイドピン４及びガイド穴ブロック５を所定の位置付近に各々固定ねじ６ａ、６ｂにてフレーム３ｂ上に仮固定し、これにかぶせるように基準ベース７を固定ベース２にワンタッチで固定する。そして、テーブル１の上下方向位置を移動し、基準ベース内の電極位置決め用基準穴７ａに、対象となる電極ピン３ｃを接触させない程度の近傍に配置する。この時、ガイドピン４は、基準プレート７内のガイド部品位置決め用穴７ｂ内に差し込まれた状態となっている。
【００１３】
まず、基準穴７ａと電極ピン３ｃの位置合わせを行うために、基準穴７ａの真上にレンズ８ｂを含んだＣＣＤカメラ８ａを配置させ、ＣＣＤカメラ８ａの出力映像を画像分割装置９に取り込み、モニタ１０上で一画面内に表示し、基準穴７ａに対して、テーブル１を移動させ、電極ピン３ｃの位置合わせを行い、テーブル１を固定する。
【００１４】
この時、基準プレート７に形成した基準穴７ａの１箇所を外径公差を含んだ電極ピン３ｃの形状寸法と同じに形成し、これを基準に電極の位置を合わせ、残りの基準穴７ａを電極ピン３ｃの寸法に電極間位置公差、及び形状寸法公差を含んだ寸法にて形成し、この中に電極位置を合わせることで、基準プレート７に対して電極ピン３ｃを高精度に位置決めできる。これは、電極ピン３ｃがどのような形状でも同じことが可能となる。図１に示すモニタ１０上には、２個の基準穴と電極ピンとの位置合わせの状態をＣＣＤカメラ８ａで取り込んだ画像を表示している。
【００１５】
図２は基準プレート７の一例の平面図である。これに示すように、基準穴７ａを形成する部材を電極位置合わせ用のプレート７ｆとして別部材にて作成し、基準プレート７内の位置決め用穴７ｂ、７ｄに対して位置合わせ固定ねじ７ｇを利用して必要位置決め精度内で調整、位置決め固定することで、基準プレート７内の加工ばらつきを軽減でき組み付け精度を向上できる。さらに、電極位置合わせ用のプレート７ｆを例えば透明ガラス板にて形成し、フォトリソグラフィ技術を用いて基準穴７ａを形成することで、電極位置合わせ用のプレート７ｆ内の基準穴７ａの形成ばらつきを軽減できる。このように、電極位置合わせ用のプレート７ｆが透明体であれば、基準穴７ａの変わりに基準マークを形成しても同様の効果が得られる。
【００１６】
次に位置決め用穴７ｂに対してガイドピン４の位置合わせを、図３及び図４の側面方向から見た拡大図にて説明する。基準プレート７内に設けられた位置決め用穴７ｂの中心軸１２が、ガイドピン４を位置合わせしたい軸である。この軸１２に対して、現時点ではガイドピン４の中心軸１３はずれている。そこで、位置決め用穴７ｂの内径に対してがたつき無く外径を加工され、中心部にテーパ穴が加工されたテーパ穴ブッシュ１１を位置決め用穴７ｂに差し込み、テーパ穴ブッシュ１１を１４の方向に押し付けることにより、テーパ穴内壁１１ａを介してガイドピン４には横方向の荷重１５が加わり、図４に示すように、最終的にはテーパ穴内壁１１ａの３点以上でガイドピン４の先端と接触し、ガイドピン４の位置を安定させ、テーパ穴ブッシュ１１の中心軸と、ガイドピン４の中心軸１３が揃う。ここで、テーパ穴ブッシュ１１は位置決め用穴７ｂに対してがたつき無く挿入されているため、テーパ穴ブッシュ１１の中心軸と位置決め用穴７ｂの中心軸１２は同一と考える。よって、位置決め用穴７ｂの中心軸１２に対して、ガイドピン４の中心軸１３が位置決めされたこととなる。この状態を保持したまま、図１に示すガイド部品固定穴７ｃよりガイドピン４を仮固定していた固定ねじ６ａを締め付け、ガイドピン４を固定する。
【００１７】
また、この構成とは逆に、基準プレート７に設けた基準穴７ｂをテーパ穴とし、これに差し込むテーパ穴ブッシュ１１の外径を、このテーパ穴と同様のテーパに加工し、これの中心部にストレート穴を、ガイドピン４の外径公差の範囲内で数段階の寸法で作成し、最もがたつき無く挿入できるブッシュをテーパ穴のテーパ面に接触するまで差し込むことにより、ガイドピン４の中心軸１３をテーパ穴中心軸１２に位置決めさせることも可能となる。
【００１８】
同様に、位置決め用穴７ｄに対してガイド穴ブロック５の位置合わせを図５及び図６の側面方向から見た拡大図にて説明する。基準プレート７内に設けられた位置決め用穴７ｄの中心軸１６が、ガイド穴ブロック５を位置合わせしたい軸であり、この軸１６に対して、現時点ではガイド穴５の中心軸１７はずれている。そこで、位置決め用穴７ｄの内径に対してがたつき無く外径を加工され、中心部にテーパ加工された軸を持つテーパピンブッシュ１８を位置決め用穴７ｄに差し込み、テーパピンブッシュ１８を１９の方向に押し付けることにより、テーパピン外壁１８ａを介してガイド穴ブロック５には横方向の荷重２０が加わり、図６に示すように最終的には、テーパピン外壁１８ａの３点以上でガイド穴５の入り口部と接触し、ガイド穴ブロック５の位置を安定させ、テーパピンブッシュ１８の中心軸と、ガイド穴ブロック５の中心軸１７が揃う。ここで、テーパピンブッシュ１８は位置決め用穴７ｄに対してがたつき無く挿入されているため、テーパピンブッシュ１８の中心軸と位置決め用穴７ｄの中心軸１６は同一と考える。よって、位置決め用穴７ｄの中心軸１６に対して、ガイド穴ブロック５の中心軸１７が位置決めされたこととなる。この状態を保持したまま、図１に示すガイド部品固定穴７ｅよりガイド穴ブロック５を仮固定していた固定ねじ６ｂを締め付け、ガイド穴ブロック５が固定される。
【００１９】
また、この構成とは逆に、基準プレート７に設けた基準穴７ｄをテーパ穴とし、これに差し込むテーパピンブッシュ１８の外径を、このテーパ穴と同様のテーパに加工し、これの中心部にストレート状の軸を、ガイド穴ブロック５の内径公差の範囲内で数段階の寸法で作成し、最もがたつき無く挿入できるブッシュをテーパ穴のテーパ面に接触するまで差し込むことにより、ガイド穴ブロック５の中心軸１７をテーパ穴中心軸１６に位置決めさせることも可能となる。
これらにより基準プレート７を介して、多層配線基板３ａ内の電極ピン３ｃと４又は５のガイド部品の位置決めを容易で高精度に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例の全体構造を示す一部断面の側面図である。
【図２】本発明の一実施例の基準プレートの平面図である。
【図３】本発明の一実施例のガイド部品の位置決め構造部を一部断面で示す側面図である。
【図４】本発明の一実施例のガイド部品の位置決め構造部を一部断面で示す側面図である。
【図５】本発明の一実施例のガイド部品の位置決め構造部を一部断面で示す側面図である。
【図６】本発明の一実施例のガイド部品の位置決め構造部を一部断面で示す側面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  テーブル
２  固定ベース
３  電子部品
３ａ  多層配線基板
３ｂ  フレーム
３ｃ  電極ピン
４  ガイドピン
５  ガイド穴ブロック
６ａ、６ｂ  固定ねじ
７  基準プレート
７ａ  基準穴
７ｂ、７ｄ  位置決め用穴
７ｆ  電極位置合わせ用のプレート
８ａ  ＣＣＤカメラ
１０  モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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