(57)【要約】      （修正有）【課題】電子部品のリードを基板の貫通孔に通す作業を容易にする電子装置の製造装置および方法を提供する。【解決手段】製造装置は、電子部品から延びる複数のリード１０１ａを１本ずつ貫通させるリードの誘い込み部が設けられた複数の貫通孔１１８（第１の貫通孔）を有するダイ１１０と、複数の貫通孔１１８に対応した複数の貫通孔１１９（第２の貫通孔）が設けられたパンチ１１１がダイ１１０に対して相対的に移動することにより、複数のリード１０１ａを切断する。【選択図】図１
2008192849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品から延びる複数のリードを１本ずつ貫通させる複数の第１の貫通孔を有するダイと、
前記ダイに対して相対的に移動することにより、前記複数の前記リードを切断するパンチと、
を備えることを特徴とする電子装置の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子装置の製造装置において、
前記ダイの前記電子部品側の面である第１面における前記各第１の貫通孔の面積は、前記ダイの前記第１面と反対側の面である第２面における前記各第１の貫通孔の面積よりも大きい電子装置の製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電子装置の製造装置において、
前記各第１の貫通孔の一部は、前記第１面から前記ダイの内部に進むにつれて、次第に径が小さくなるテーパ状をしている電子装置の製造装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかに記載の電子装置の製造装置において、
前記リードの本数は、５以上である電子装置の製造装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載の電子装置の製造装置を用いて、前記複数の前記リードを切断する工程と、
前記リードを切断する工程よりも後に、前記電子部品が実装される基板に設けられた複数の第２の貫通孔の各々に、前記各リードを通す工程と、
を含むことを特徴とする電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置の製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光モジュールのキャンパッケージは、フレキシブル基板等の基板に密着実装される場合がある（例えば特許文献１の図１を参照）。キャンパッケージを構成している部品の内、基板との実装に大きく関係する部品は、ステムとリードである。ステムを貫通するリードはガラスによって固定され、ステムに接続されるリードは溶接やロウ付けされる。そのため、リードの取り付けにおいては、±０．１ｍｍ程度の位置ズレが見込まれている。
【０００３】
なお、本発明に関連する先行技術文献としては、特許文献１の他に、特許文献２，３が挙げられる。
【特許文献１】特開２００６−０８０４１８号公報
【特許文献２】特開２００４−１４６４４８号公報
【特許文献３】特開平５−１５２４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、基板に実装される前の光モジュールは、比較的長い（例えば１０〜２０ｍｍ）リードを有している。その理由は、基板に実装されない光モジュール（リードの長さが仕様で決められている）との間で組立検査工程を共通化すること、および融解ガラスの固定や溶接をし易くすること等にある。さらに、リードが長い状態で組立検査工程を行うため、リードは、真っ直ぐではなく、曲がっている。
【０００５】
このようにリードが長く真っ直ぐではないために、リード先端部の位置と基板の貫通孔の位置とは一致しないのが通常である。それゆえ、基板の貫通孔にリードを通すのは、困難な作業であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による電子装置の製造装置は、電子部品から延びる複数のリードを１本ずつ貫通させる複数の第１の貫通孔を有するダイと、上記ダイに対して相対的に移動することにより、上記複数の上記リードを切断するパンチと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この製造装置においては、電子部品のリードを１本ずつ貫通させる貫通孔（第１の貫通孔）がダイに設けられている。したがって、この貫通孔の位置を、当該電子部品が実装される基板の貫通孔の位置に一致させておくことにより、リードの切断と同時に、リードの位置を調整することができる。これにより、リード先端部の位置と基板の貫通孔の位置とが一致した状態でリードを通す作業を行うことができるので、当該作業が容易となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電子部品のリードを基板の貫通孔に通す作業を容易にする電子装置の製造装置および製造方法が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
（第１実施形態）
【００１０】
図１は、本発明による電子装置の製造装置の第１実施形態を示す断面図である。この製造装置は、電子部品から延びる複数のリード１０１ａを１本ずつ貫通させる複数の貫通孔１１８（第１の貫通孔）を有するダイ１１０と、ダイ１１０に対して相対的に移動することにより、複数のリード１０１ａを切断するパンチ１１１と、を備えている。
【００１１】
本実施形態の電子部品は、図２に示すように、キャンパッケージ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃである。キャンパッケージ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃは、同一のキャンパッケージであるが、それぞれリードが切断される前の状態、リードが切断された後の状態およびフレキシブル基板１０６に実装された後の状態にある。キャンパッケージ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃは、リード１０１ａ，１０１ｂ、ステム１０２、キャップ１０３、およびレセクタプル１０４を有している。リード１０１ａ，１０１ｂについても、これらは同一のリードであるが、それぞれ切断前および切断後の状態にある。
【００１２】
図１に戻って、この製造装置は、パンチ１１１のスライドガイド１１２、パンチ１１１の駆動シリンダ１１３、押え１１５、および切断リード入れ１１６を更に備えている。これらは、ダイ１１０およびパンチ１１１と共に、リード切断機構を構成している。この切断機構においてダイ１１０およびパンチ１１１は、それぞれ固定刃および駆動刃として機能する。
【００１３】
本発明による電子装置の製造方法の一実施形態として、図１の製造装置の動作の一例を説明する。この製造方法は、当該製造装置を用いて、複数のリード１０１ａを切断する工程と、フレキシブル基板１０６に設けられた複数の貫通孔１０７（第２の貫通孔）の各々に、切断後の各リード１０１ｂを通す工程と、を含む。
【００１４】
まず、キャンパッケージ１０５ａのリード１０１ａをダイ１１０に設けた貫通孔１１８に通した後、キャンパッケージ１０５ａの浮き上がり防止のために押え１１５をセットする。次に、駆動シリンダ１１３を作動させる。すると、スライドガイド１１２に沿ってパンチ１１１が矢印１１４の方向に移動して、リード１０１ａを剪断する。切断されたリードの屑１１７は、切断リード入れ１１６に溜まる。
【００１５】
これらの動作によって、図２に示すように、リード切断後キャンパッケージ１０５ｂのリード１０１ｂの先端間隔１０８ｂは、フレキシブル基板１０６の貫通孔１０７の間隔１０９に揃う。このように、簡単な位置合せでリード通しが行える生産性の高いキャンパッケージ１０５ｂが得られる。その後、貫通孔１０７にリード１０１ｂを１本ずつ通す。以上により、フレキシブル基板１０６に実装されたキャンパッケージ１０５ｃが得られる。
【００１６】
図３〜図５を参照しつつ、リード１０１ａの切断の様子について詳細に説明する。これらの図は、図１中のダイ１１０およびパンチ１１１等を拡大して示している。図３、図４および図５は、それぞれ、切断前、切断直前および切断後の様子を示している。
【００１７】
図３に示すように、ダイ１１０には、各々のリード１０１ａに対応して貫通孔１１８が形成されている。貫通孔１１８には、リードの誘い込み部１２０が設けられている。具体的には、各貫通孔１１８の一部が、ダイ１１０の電子部品（ステム１０２）側の面（第１面）からダイ１１０の内部に進むにつれて、次第に径が小さくなるテーパ状をしている。このテーパ状の部分が誘い込み部１２０に相当する。かかる構成により、ダイ１１０の第１面における各貫通孔１１８の面積は、ダイ１１０の第２面における各貫通孔１１８の面積よりも大きくなっている。ここで、ダイ１１０の第２面とは、第１面と反対側の面、すなわちパンチ１１１側の面である。
【００１８】
リード固定部１２１の取り付け位置ズレやリードの曲がりによりリード１０１ａの間隔１０８ａ'と貫通孔１１８の間隔１２２との間に多少のズレが生じていても、誘い込み部１２０の効果によって、そのズレは矯正される。ダイ１１０にステム１０２が接するまでリード１０１ａを挿入すると、貫通孔１１８から突出したリード１０１ａの間隔は、貫通孔の間隔１２２を中心値とした公差内の値にまで矯正される。例えば、貫通孔１１８の穴径をリード１０１ａの径より０．０５ｍｍ大きいクリアランスの穴とした場合、リード１０１ａの間隔＝貫通孔１１８の間隔±０．０２５ｍｍとなる。すなわち、±０．０２５ｍｍのバラツキとなる。
【００１９】
次に、図４に示すように、パンチ１１１を駆動方向１２３に移動させる。同図は剪断する直前の様子を示しているが、このとき、リード１０１ａはダイ１１０とパンチ１１１とで挟み込まれる。したがって、リード１０１ａが貫通孔１１８の側面に押し当てられた状態となり、それによりリード間隔１２４の矯正が促進される。これにより、リード間隔のバラツキを減らす効果が得られる。例えば、図３の状態では上述のとおり±０．０２５ｍｍのバラツキが存在したが、図４の状態ではこのバラツキがゼロに近くなる。すなわち、リード１０１ａの間隔≒貫通孔１１８の間隔となる。
【００２０】
そのまま、パンチ１１１が移動を続けることで、リード１０１ａが剪断および破断して、切断後のリード１０１ｂとなる。このとき、ダイ１１０とパンチ１１１との間隔１２５を適切に保つことにより、リード先端１２６をバリの無い切断面とすることができる。かかる切断面が得られれば、フレキシブル基板１０６の貫通孔１０７にリード１０１ｂを通す際に障害が少なくなる。
【００２１】
最終のリード間隔は、上述のように、貫通孔１１８の側面間の間隔によって決まる。そのため、元々の約±０．１ｍｍの誤差を持ったリード間隔１０８ａから、フレキシブル基板１０６の貫通孔間隔１０９に一致したリード間隔１０８ｂへと向上する。ダイ１１０の貫通孔間隔には加工精度が付加されるが、硬質の金属材を機械加工することによって形成することが可能である。したがって、±０．０１〜±０．０３の加工精度が加わったとしても、フレキシブル基板１０６の貫通孔１０７のリード径とのクリアランス±０．０５ｍｍ以下となる。
【００２２】
これにより、キャンパッケージ１０５ｂ（図２参照）のリード１０１ｂは、フレキシブル基板１０６の貫通孔１０７に重ねるだけで簡単に通せるため、リード通しの時間を短縮することができる。次に、キャンパッケージ１０５ｃの状態でハンダ付けを行うが、その後のリード切断は不要である。このため、リードの切断に要する作業時間も短縮する。
【００２３】
以上のように、本実施形態においては、リードの切断と同時に、リードの位置を調整することができる。これにより、リード先端部の位置と基板の貫通孔の位置とが一致した状態でリードを通す作業を行うことができるので、当該作業が容易となる。
【００２４】
これに対して、従来は、リード先端部の位置と基板の貫通孔の位置とが一致していないため、手作業でリードをしならせながらリード通しを行い、その後にハンダ付け、および不要となるリードの切断を行っていた。そして、かかるリード通しの作業を、０．１ｍｍ程度の厚みの薄く小さいフレキシブル基板、および外形５〜１０ｍｍ程度の小型の光モジュールを保持しながら行っていた。したがって、作業に時間が掛かり、機械による自動化の難度も非常に高かった。
【００２５】
そのうえ、融解ガラスの固化や溶接によりリードを固定するため、元々のリード間隔には約０．１ｍｍのズレがある。一方のフレキシブル基板の貫通孔の径とその孔に通すリードのクリアランスは、約０．０５ｍｍとリード間隔のズレより小さい。そのため、仮にリードがステムに垂直で真っ直ぐであるとしても、複数の貫通孔の位置とリードの位置とが合わないため、やはりリード通しの作業は困難であった。
【００２６】
本実施形態によれば、これらの問題を解消し、リード通しの作業とリード切断の作業との両方の作業時間を短縮することができる。その理由は、切断と同時にリード位置の矯正を行うため、従来の長いリードで位置を修正しながらフレキシブル基板の穴に通す必要が無くなり、フレキシブル基板を重ねるだけでリード通しの作業がほぼ完了することにある。また、従来はニッパーでリードを１本ずつ切断していたのに対し、本実施形態では切断機構により複数のリードを一括して切断できるからである。しかも、複数のステムに対して、一括して切断作業を行うことも可能である。
【００２７】
さらに、本実施形態によれば、リード通しの作業の自動化が容易になる。その理由は、リード位置が矯正されているため、ステムをリードを基準としてピックアップして定位置に搬送するとともに、フレキシブル基板を貫通孔を基準としてピックアップしてステムと同一座標の定位置に搬送することで、リード通しを行えることにある。したがって、単純な位置決め機構の組合せで機械化が図れるのである。
【００２８】
なお、本実施形態においては、ダイ１１０を固定してパンチ１１１を移動させる例を示した。しかし、パンチ１１１を固定した状態でダイ１１０および押え１１５を一緒に移動させてもよい。また、駆動シリンダ１１３を用いた駆動方式を例示した。しかし、切断に必要な圧力が得られる限り、手押し、ボールネジやタイミングベルト、歯車とモーターとを組合せたアクチュエータ等による駆動方式であってもよい。
【００２９】
また、複数のリード１０１ａに対応して複数の貫通孔１１９（図３〜図５参照）がパンチ１１１に設けられた例を示した。このようにリード１０１ａを１本ずつパンチ１１１の貫通孔１１９に通すことは、リード位置の矯正に有利である。しかし、１つの貫通孔１１９に複数のリード１０１ａを一括して通す構成としてもよい。その場合であっても、ダイ１１０の貫通孔１１８によってリード位置が矯正されるため、充分な効果が得られる。
【００３０】
ところで、特許文献３には、リード保持部材の側面に設けた溝によって、リード位置を矯正する手法が開示されている。かかる溝は、上述の貫通孔とは区別される。すなわち、本明細書において「貫通孔」とは、当該貫通孔が設けられた部材（本実施形態の場合、ダイ１１０）を貫通するとともに、その部材によって側面全体が包囲された空洞部分をいう。同文献の手法は、１本の線で結べるような単純なリード配置（例えば図７および図８）には対応可能である。しかし、図９に示すような複雑なリード配置には、対応が困難である。同図においては、５本のリード１０１ａが設けられている。具体的には、１本のリード１０１ａを中心に４本のリード１０１ａがサークル状に配置されている。同文献に記載の保持部材３００を用いて図９のリード１０１ａを保持しようとすると、図１０に示すように、保持できないリード（中央のリード）が出てしまう。
【００３１】
そこで、図１１に示すように、保持部材３００を改良すると、細く尖って強度が低下する部分３０１や、微妙な回転分設計が必要となり加工難度が上がる部分３０２が生じてしまう。更に複雑なリード配置（例えば図１２および図１３）に対しては、２つの保持部材３００で全てのリード１０１ａを保持することが不可能である。図１２および図１３においては、６本のリード１０１ａが設けられている。図１２では、１本のリード１０１ａを中心に５本のリード１０１ａがサークル状に配置されている。図９と比較すると、リードの本数が増えたことに伴い、サークル状に配置されたリード１０１ａどうしの間隔が狭くなっている。図１３では、６本のリード１０１ａが格子状に配置されている。
【００３２】
図１４〜図１７を参照しつつ、本実施形態の優位性を説明する。図１４（ａ）および図１５（ａ）は、本実施形態における寸法の一例を示している。また、図１４（ｂ）および図１５（ｂ）は、特許文献３の手法における寸法の一例を示している。図１４（ｂ）に示すように、保持部材の爪の幅は、受け側があることから、リードのピン径以下となり、先端部は最大で０．２５ｍｍとなる。根本が太くできる点はあるが、板厚０．６〜０．８ｍｍで幅が狭い爪にリード切断時の衝撃が加わることは、折れる危険性が高い。
【００３３】
また、図１５（ｂ）に示すように、設計においても複雑になった爪形状に対して寸法記入が大幅に増える。爪形状の変化点を全てプロットした指示寸法が必要だからである。そのため、設計および製図に要する時間が長くなるとともに、加工設定工数も増える。そのうえ、公差指示点も多くなるため、加工費用が増大する。これに対して、本実施形態の場合、図１５（ａ）に示すように、孔の位置に寸法を入れればよいため、記入すべき寸法が少ない。このため、製図時間が短縮されるともに、加工設定入力工数が少なくなる。
【００３４】
また、特許文献３の手法の場合、図１６（ｂ）に示すように、３軸において、１０μｍ以内のレベルの精度での駆動が必要となる。そのうえ、爪位置の精密な調整も必要となる。これに対して、本実施形態の場合、図１６（ａ）に示すように、１０μｍ以内のレベルの精度での駆動が必要なのは、１軸のみである。このため、装置コスト、および調整難度・工数を低減できる。
【００３５】
さらに、本実施形態の場合、図１７（ａ）に示すように、パッケージ間ピッチ（図中に矢印で示されている）には、精度に関して厳しい制約が課されない。したがって、複数組の貫通孔を上下左右に並べて配置することができ、複数のパッケージのリードを一括して切断することができる。一方、特許文献３の手法の場合、図１７（ｂ）に示すように、保持部材の移動方向に直交する方向にしか爪を配列することができない。また、保持部材どうしのピッチ（図中に矢印で示されている）には、±１０〜２０ｍｍという厳しい精度が要求される。そのため、複数のパッケージのリードを一括して切断することが困難である。
（第２実施形態）
【００３６】
図６は、本発明による電子装置の製造装置の第２実施形態を示す断面図である。この製造装置は、図１の製造装置に機能を追加したものであり、半自動もしくは全自動で、リード切断、リード通しおよびハンダ付け等を実施する複合機として機能する。
【００３７】
本実施形態の製造装置は、リード切断機構２０１（図１の製造装置に相当）に加えて、搬送機構部２０２、反転機構部２０３、フレキシブル基板位置決め部２０４、搭載部２０５、およびハンダ供給部２０６を備えている。リード切断機構２０１によってリードが切断されたキャンパッケージ２０７の向きを、反転機構部２０３によって変更する。次に、キャンパッケージ２０７を迎えに搬送機構部２０２の搬送アーム２０８が下降する。リード２０９が誘い込み部２１０に入り込み、搬送アーム２０８にキャンパッケージ２０７がアライメントされる。
【００３８】
続いて、搬送機構部２０２により、搭載部２０５にキャンパッケージ２０７を設置する。次に、フレキシブル基板位置決め部２０４で事前に位置決めピン２１１に通しておいたフレキシブル基板２１２を、搬送機構部２０２によって搭載部２０５に搬送する。フレキシブル基板２１２を設置する際、キャンパッケージ２０７と同一座標で搭載すると、リード通しを行うことが可能である。搬送機構部２０２も繰り返し精度±０．０１ｍｍ程度の市販の単軸ロボットで充分であり、安価な半自動設備を構築することができる。リードを通した後にハンダ供給部２０６でハンダ塗布およびリフローを行い、フレキシブル基板付き光モジュールが完成する。
【００３９】
なお、図６の製造装置に、キャンパッケージ供給部、フレキシブル基板供給部および完成品排出部を追加することで、全自動化することが可能である。
【００４０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。本発明は、光モジュールのキャンパッケージに限らず、光モジュール以外の電子部品のキャンパッケージにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による電子装置の製造装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】電子部品（キャンパッケージ）を示す斜視図である。
【図３】リード切断の様子を示す断面図である。
【図４】リード切断の様子を示す断面図である。
【図５】リード切断の様子を示す断面図である。
【図６】本発明による電子装置の製造装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図７】リード配置の例を示す平面図である。
【図８】リード配置の例を示す平面図である。
【図９】リード配置の例を示す平面図である。
【図１０】従来技術の問題点を説明するための平面図である。
【図１１】従来技術の問題点を説明するための平面図である。
【図１２】リード配置の例を示す平面図である。
【図１３】リード配置の例を示す平面図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）は、実施形態の優位性を説明するための図である。
【図１５】（ａ）および（ｂ）は、実施形態の優位性を説明するための図である。
【図１６】（ａ）および（ｂ）は、実施形態の優位性を説明するための図である。
【図１７】（ａ）および（ｂ）は、実施形態の優位性を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０１ａ    リード
１０１ｂ    リード
１０２    ステム
１０５ａ    キャンパッケージ
１０５ｂ    キャンパッケージ
１０５ｃ    キャンパッケージ
１０６    フレキシブル基板
１０７    貫通孔
１１０    ダイ
１１１    パンチ
１１８    貫通孔
１１９    貫通孔
１２０    誘い込み部
２０１    リード切断機構
２０２    搬送機構部
２０３    反転機構部
２０４    フレキシブル基板位置決め部
２０５    搭載部
２０６    ハンダ供給部
【図１】
2008192849.tif 000003
【図２】
2008192849.tif 000004
【図３】
2008192849.tif 000005
【図４】
2008192849.tif 000006
【図５】
2008192849.tif 000007
【図６】
2008192849.tif 000008
【図７】
2008192849.tif 000009
【図８】
2008192849.tif 000010
【図９】
2008192849.tif 000011
【図１０】
2008192849.tif 000012
【図１１】
2008192849.tif 000013
【図１２】
2008192849.tif 000014
【図１３】
2008192849.tif 000015
【図１４】
2008192849.tif 000016
【図１５】
2008192849.tif 000017
【図１６】
2008192849.tif 000018
【図１７】
2008192849.tif 000019