(57)【要約】【課題】  電子部品を傷つけず、挿入が効率よく安定し、保守点検が容易な電子部品挿入装置を提供する。【解決手段】  複数の電子部品（６０）をその長手方向に配列した後、１つずつ基板（７０）の孔（７０Ａ）の入り口に誘導する部品供給手段（３０Ａ，１０，３０Ｂ）と、誘導された電子部品を押圧して孔に挿入するプッシャ（２０，１２）とを具備し、プッシャ（２０，１２）は、孔に、電子部品を長手方向の途中まで挿入する第１プッシャ（２０）と、電子部品の端面（６０ａ）が基板の表面（７０ａ）と同一面となるまで再度押圧して挿入する第２プッシャ（１２）とを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の厚さ方向に設けられた孔に電子部品をその長手方向に挿入する電子部品挿入装置において、
複数の前記電子部品をその長手方向に配列した後、１つずつ前記基板の孔の入り口に誘導する部品供給手段と、
誘導された前記電子部品を押圧して前記孔に挿入するプッシャとを具備し、
前記プッシャは、前記孔に、前記電子部品を押圧してその長手方向の途中まで挿入する第１のプッシャと、途中まで挿入された前記電子部品を、該電子部品の端面が前記基板の表面と同一面となるまで再度押圧して挿入する第２のプッシャとを有することを特徴とする電子部品挿入装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子部品挿入装置を用いて電子部品内蔵基板を製造する電子部品内蔵基板の製造方法であって、
複数の電子部品をその長手方向に配列した後、１つずつ基板の孔の入り口に誘導する誘導工程と、
前記第１のプッシャにより前記電子部品を押圧して、前記孔に、前記電子部品の長手方向の途中まで挿入する第１の挿入工程と、
前記第１の挿入工程の後に、前記第２のプッシャにより前記電子部品を再度押圧して、該電子部品の端面が前記基板の表面と同一面となるまで挿入する第２の挿入工程とを有することを特徴とする電子部品内蔵基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に形成された孔に対してチップ部品等の電子部品をその長手方向に挿入するための電子部品挿入装置、及び、それを用いて電子部品内蔵基板を製造する、電子部品内蔵基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器に搭載されるプリント基板には、その高密度化や信号処理の高速化要求に応えるため、部品の実装面積を減らして基板を小型化したり、発生するノイズを低減する等の工夫がされている。
【０００３】
その１つとして、プリント基板の内部に抵抗やコンデンサ等の受動素子を埋め込んだ、所謂部品内蔵タイプとしたプリント基板がある。
【０００４】
この受動素子等の電子部品を基板に埋め込む方法として、既存のチップマウンタ（一例として特許文献１参照）を用いると、部品は横置きにされ、この部品の大きさに対して基板上に占めるデッドスペースが広すぎて高密度化に限界があるという問題があった。
そのため、埋め込む部品を、基板の孔に対してその部品の長手方向に挿入して埋め込む形態のプリント基板が提案されている（一例として特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−２２９３５号公報
【特許文献２】特開平９−３１２４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような、埋め込む電子部品がチップ部品（例えば、所謂０６０３と称される、大きさが長さ０．６ｍｍ，幅及び厚みが０．３ｍｍのチップ部品）であって、これをその長手方向に挿入する縦挿入型のプリント基板は、面積効率の点で高密度化には最適であるが、チップ部品の供給形態がこの縦挿入には対応されてない。具体的には、チップ部品横置きのテーピングリールで供給される（例えば、上述の特許文献１参照）。
【０００６】
また、マウンタにおいては、挿入の際にチップ部品を縦にクランプして保持することが極めて難しく、また、これを孔の中に最適に加圧挿入する機能を持つものは少なく、既存の挿入装置を改造して使用するのも困難であるという問題があった。
【０００７】
また、チップ部品の縦向き挿入を、これをクランプしながら行う場合には、マウンタ側の部材の干渉を防ぐために、チップ部品端面の面積よりも小さい面積のプッシャ（例えば、極細のピン状プッシャ）で押す構成にせざるを得ない。
【０００８】
プッシャが押圧するチップ部品の端面は、通常電極であり傷が付きやすく、傷が付くとチップ部品のみならず、これを内蔵した基板も不良とになってしまう。
端部が電極ではない電子部品においても、これに傷をつけてしまう可能性が高く、その場合も、同様である。
またこの面積は極めて小さいので、ピン状プッシャの材質が硬すぎるとチップ端部の電極に傷をつけてしまい、また、これを回避するために軟らかい材質にすると極細プッシャが挫屈し易く、生産効率が極めて悪く、マウンタの保守が容易でないという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明が解決するための課題は、電子部品を傷つけることがなく、
その挿入が効率よく安定して行え、保守点検が極めて容易な電子部品挿入装置及びそれを用いた電子部品内蔵基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本願発明は手段として次の構成を有する。
即ち、請求項１に係る発明は、基板の厚さ方向に設けられた孔に電子部品をその長手方向に挿入する電子部品挿入装置において、
複数の電子部品をその長手方向に配列した後、１つずつ前記基板（７０）の孔（７０Ａ）の入り口に誘導する部品供給手段（３０Ａ，１０，３０Ｂ）と、誘導された前記電子部品（６０Ａ）を押圧して前記孔（７０Ａ）に挿入するプッシャ（２０，１２）とを具備し、前記プッシャ（２０，１２）は、前記孔（７０Ａ）に、前記電子部品（６０）を押圧してその長手方向の途中まで挿入する第１のプッシャ（２０）と、途中まで挿入された前記電子部品（６０Ａ）を、該電子部品（６０Ａ）の端面（６０ａ）が前記基板（７０）の表面（７０ａ）と同一面となるまで再度押圧して挿入する第２のプッシャ（１２）とを有することを特徴とする電子部品挿入装置（１００）である。
【００１１】
また、本願発明は手段として次の手順を有する。
即ち、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電子部品挿入装置（１００）を用いて電子部品内蔵基板（７００）を製造する電子部品内蔵基板の製造方法であって、
複数の電子部品（６０）をその長手方向に配列した後、１つずつ基板（７０）の孔（７０Ａ）の入り口に誘導する誘導工程と、
前記第１のプッシャ（２０）により前記電子部品（６０Ａ）を押圧して、前記孔（７０Ａ）に、前記電子部品（６０Ａ）の長手方向の途中まで挿入する第１の挿入工程と、前記第１の挿入工程の後に、前記第２のプッシャ（１２）により前記電子部品（６０Ａ）を再度押圧して、該電子部品（６０Ａ）の端面（６０ａ）が前記基板（７０）の表面と同一面となるまで挿入する第２の挿入工程とを有することを特徴とする電子部品内蔵基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電子部品に傷がつくことなく、また、その縦方向の挿入を効率よく安定して行え、構造が簡単で安価であり、保守点検が容易に行えるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図７を用いて説明する。
図１は、本発明のチップ部品挿入装置の実施例を示す概略断面図であり、
図２〜６は、本発明のチップ部品挿入装置の実施例における動作を示す概略断面図である。
図７は、本発明のチップ部品挿入装置を用いて製造した電子部品内蔵基板の一例を示す断面図である。
【００１４】
まず、図１を用いて実施例のチップ部品挿入装置について説明する。
この実施例のチップ部品挿入装置１００で挿入されるチップ部品６０は、長さ０．６ｍｍ，厚さと幅がそれぞれ０．３ｍｍの所謂０６０３と称されるチップ部品である。
また、このチップ部品６０を挿入する基板７０は厚さ０．６ｍｍのガラスエポキシ樹脂材からなり、挿入する孔７０Ａは、直径０．４ｍｍでドリルにより形成される。
【００１５】
この挿入装置は、チップ部品６０を、その両端部の電極６０ａが基板７０の両表面側に位置するように縦（長手方向）に挿入するものである。
この挿入後、一例を図７に示すように、基板７０に対して周知の方法により形成した導電層８０と電極６０ａとの電気的接続がなされ、さらに導電層８０は、エッチング等により所望の配線パターン８０ａとされて電子部品内蔵基板７００が作成される。
【００１６】
チップ部品挿入装置１００の本体１００Ａは、図示しない本体駆動装置により、基板と水平及び垂直方向に独立して移動可能とされている。
本体１００Ａの上側にはチップ部品６０を投入するホッパ５０が設けられている。このホッパは周知のものを用いることができ、チップ部品６０をその長手方向端部が下を向くように移送ガイド３０に誘導する。
移送ガイド３０は、本体１００Ａの上面側に開口し、上下方向に設けられた孔であり、横断面形状がチップ部品６０の横断面形状より若干大きい程度に設定されているので、チップ部品６０が横倒しになることない。従って、チップ部品６０はその長手方向に整列してこの移送ガイド３０内に収容される。
【００１７】
本体１００Ａの中央部には、図１の横方向に図示しない駆動装置によって往復移動するトレイ１０が備えられている。
本体１００Ａには、その往復移動を可能にするための逃げ空間４１が形成されている。この逃げ空間４１内のトレイ１０の移動方向には付勢手段である圧縮ばね１１が設けられており、トレイ１０が当図の右方向に移動した際に、これに抗する方向にトレイ１０を付勢するように配置されている。
【００１８】
また、このトレイ１０には、移送ガイド３０と同等の断面形状で開口した移送ポケット１０ａが設けられている。この移送ポケット１０ａは、一辺が０．４ｍｍの矩形で、その厚さ（深さ）Ｌｐは、チップ部品６０の長手の長さとほぼ等しく形成されている。
当図では、トレイ１０全体にわたって、その厚さが移送ポケット１０ａの厚さと同じように記載されているが、強度を確保するために、移送ポケット１０ａ以外の部分を厚肉にしてもよい。
【００１９】
図１の状態で、移送ポケット１０ａと移送ガイド３０とは、連続した孔になっているので、移送ガイド３０に整列収容されたチップ部品６０の先頭の１個は、この移送ポケット１０ａに収容される。
この収容は、基本的に重力による自然落下で行われるが、部品の質量が極めて小さいため、これを確実に落下収容させるには振動や空気圧などを付加して強制的に落下させることが望ましい。本実施においては、超音波振動を付加しており、２８ｋＨｚの超音波を出力７５Ｗで与えた。
また、空気圧を用いる場合は、５０ｋＰａの弱い空気圧で確実で良好な収容を行うことができる。ただし、この空気圧は１００ｋＰａを超えると圧力が強すぎてチップ部品が逆流する不具合が生じ易いので必要以上に与えないことが好ましい。
【００２０】
移送ガイド３０Ａに対してトレイ１０をはさんだ水平方向にずれた位置には、第２の移送ガイド３０Ｂが設けられている（以下、移送ガイド３０Ａを第１の移送ガイド３０Ａと称する）。
この第２の移送ガイド３０Ｂの横断面形状は第１の移送ガイド３０Ａとほぼ同じに形成される。ただし、当図に示すように、入り口近傍の壁面に誘いのテーパ３０Ｂ１を設けてもよい。
【００２１】
第２の移送ガイド３０Ｂの下方側は、プッシャ２０により塞がれている。
プッシャ２０は、トレイ１０と一体構造とされて図の横方向（水平方向）に往復移動する部材である。本体１００Ａには、その移動を可能とするための逃げ空間４２が形成されている。
【００２２】
本体１００Ａの下面（底面）には、突出する仕上げプッシャ１２が設けられている。この仕上げプッシャ１２の下面は、チップ部品の端面とほぼ同一かやや大きな面で形成されている。
【００２３】
次に、このチップ部品挿入装置１００により電子部品内蔵基板を製造する方法について、特に、チップ部品６０を基板７０の孔７０Ａに挿入する工程を中心に説明する。
【００２４】
（工程Ａ）〔図１参照〕
チップ部品挿入装置の動作の基本位置は図１の状態である。
移送ポケット１０ａには、この動作で挿入されるチップ部品６０Ａが収容されている。
また、本体１００Ａは、第２の移送ガイドと基板７０の孔７０Ａとの位置が対応するように図示しない本体駆動装置により水平方向の位置合わせがされている。
【００２５】
（工程Ｂ）〔図２参照〕
図１の基本位置に対して、トレイ１０が図示しない駆動手段により、移送ポケット１０ａと第２の移送ガイド３０Ｂとが一致する位置まで図の右方向に移動する。
その際、プッシャ２０はトレイ１０と一体的に移動するので第２の移送ガイド３０Ｂは本体１００Ａの下面１００Ａ１側に開口する。
これにより、移送ポケット１０ａに収容されていたチップ部品６０Ａは第２の移送ガイド３０Ｂ内を自重により落下し、基板７０の孔７０Ａの入り口に到達する。この場合も、チップ部品を確実に落下させるために、上述したような強制落下させる手段を用いることが望ましい。
【００２６】
この時、プッシャ２０の下面と基板７０との間の距離Ｈ１は、チップ部品６０Ａの長手方向の約半分程度になるように本体１００Ａは位置決めされている。これはチップ部品６０Ａが外れたり倒れるのを防止するためである。
また、チップ部品６０Ａが孔７０Ａに到達する際に、本体１００Ａの仕上げプッシャ１２を基板７０に略当接させて、チップ部品６０Ａの倒れ防止をより確実にしてもよい。
【００２７】
（工程Ｃ）〔図３参照〕
トレイ１０及びプッシャ２０が左方向へ移動し、基本位置に戻る。これにより、
第１の移送ガイド３０Ａと移送ポケット１０ａとの位置が合致し、チップ部品６０Ａに続いて挿入されるチップ部品６０Ｂが移送ポケット１０ａ内に自重により落下して収容される。
プッシャ２０は、第２の移送ガイド３０Ｂを塞ぐように位置すると共に、その下側端面２０ａがチップ部品６０Ａの上側端面６０ａに略当接するように位置する。
【００２８】
（工程Ｄ）〔図４参照〕
本体１００Ａが、図示しない駆動手段により基板７０側に下降移動する。
これにより、プッシャ２０がチップ部品６０Ａを孔７０Ａに押し込むようにして挿入する。この移動は、仕上げプッシャ１２が基板７０に当接する位置まで下降する。また、チップ部品６０Ａは、その一部（先端からＬ２の長さ分）が孔７０Ａに仮挿入された状態になる。Ｌ２は、例えば０．３ｍｍとすることができる。これは、部品長さの１／２を設定した例である。
【００２９】
（工程Ｅ）〔図５参照〕
本体１００Ａが、図示しない駆動手段により、矢印Ａに示すように上昇し、さらに左方へ水平移動する。上昇は、仕上げプッシャ１２の底面１２ａが仮挿入されたチップ部品６０Ａの上端面６０ａ以上になるように行われ、左方への移動は、仕上げプッシャ１２の底面１２ａがチップ部品６０Ａの上面６０ａと対向するように行われる。
【００３０】
（工程Ｆ）〔図６参照〕
本体１００Ａが、図示しない駆動手段により、下降する。これにより、仕上げプッシャ１２の底面１２ａがチップ部品６０Ａの天面６０ａを押してチップ部品６０Ａは完全に孔７０Ａに挿入される。チップ部品６０Ａの天面６０ａと基板表面とはほぼ同一面にされる。
実施例では、挿入されたチップ部品６０Ａの長手方向の長さと基板７０の厚みが共に０．６ｍｍであるから、チップ部品６０Ａの両端面が基板の両面とほぼ同一面となる。
【００３１】
その後、本体１００Ａは、破線矢印Ｂで示すように、上昇した後右方へ水平移動し、基本位置に戻る。
このときの基本位置は、チップ部品６０Ｂを挿入する次の孔に対応する位置である。
【００３２】
以上の工程により、チップ部品６０Ａは孔７０Ａに挿入され、この一連の動作を繰り返すことにより、チップ部品６０を連続的に基板７０の複数の孔７０Ａに挿入して電子部品内蔵基板を製造することができる。
【００３３】
以上詳述したように、このチップ部品挿入装置の実施例は、電子部品が長手方向にのみ通過可能な孔である第１及び第２の収容部であって、複数の電子部品をその長手方向に配列して収容する第１の収容部と、電子部品をその長手方向に前記孔の入り口に誘導する第２の収容部とを備える一方、第１の収容部に列して収容された電子部品を１つずつ第２の収容部に移動する移動トレイと、第２の収容部により誘導された前記電子部品を押圧して前記孔に挿入するプッシャとを具備し、プッシャは、被挿入孔に、電子部品を押圧してその長手方向の途中まで挿入する第１のプッシャと、途中まで挿入された電子部品を、その端面が基板の表面と同一面となるまで再度押圧して挿入する第２のプッシャとを有するものであり、この簡単な構成で電子部品の縦方向の挿入を可能にする。
【００３４】
また、トレイの水平方向の往復移動と、本体の水平及び垂直方向の移動のみで構成されるので、極めて安価であり、また、保守点検も大変容易に行える。当然に故障も少なく、生産性を向上させるものである。
また、電子部品が２段階に孔に挿入されるので、孔径のばらつきにより嵌合がきつすぎる場合においても、電子部品に負担が加わり難く、電子部品内蔵基板の不良発生を効果的に抑制することが可能である。
【００３５】
実施例は、その第１及び第２の移送ガイドにより、チップ部品は極めて安定して孔まで供給される。
また、チップ部品の仮挿入を行う構成にしたことにより、チップ部品をクランプするクランプ機構を有していないので、部材の干渉の恐れがなく、このチップ部品を押圧するプッシャ１２をチップ部品の端面の全面に当接するものとでき、電極を傷つけることがない。
【００３６】
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。
【００３７】
チップ部品６０を第２の移送ガイド３０Ｂ内にて落下させる場合（工程Ｂ）、圧縮空気や超音波振動を用いて強制的に落下させてもよい。
また、挿入する部品は、略直方体の電子部品であれば全てに適用できるものである。
また、製造する電子部品内蔵基板は、実施例で示したような単層でもよく、あるいは多層化したものでもよい。実施例の製造方法は、周知の形態の電子部品内蔵基板すべてに適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のチップ部品挿入装置の実施例を示す概略断面図である。
【図２】本発明のチップ部品挿入装置の実施例における動作を示す第１の概略断面図である。
【図３】本発明のチップ部品挿入装置の実施例における動作を示す第２の概略断面図である。
【図４】本発明のチップ部品挿入装置の実施例における動作を示す第３の概略断面図である。
【図５】本発明のチップ部品挿入装置の実施例における動作を示す第４の概略断面図である。
【図６】本発明のチップ部品挿入装置の実施例における動作を示す第５の概略断面図である。
【図７】本発明のチップ部品挿入装置を用いて製造した電子部品内蔵基板の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  トレイ
１０ａ  移送ポケット
１１  ばね
１２  仕上げプッシャ
１２ａ  底面
２０  プッシャ
２０ａ  下側端面
３０Ａ  第１の移送ガイド
３０Ｂ  第２の移送ガイド
５０  ホッパ部
６０（６０Ａ，６０Ｂ）  チップ部品
６０ａ  （上側）端面
７０  基板
７０Ａ  孔
８０導電層
８０ａ  配線パターン
１００  チップ部品挿入装置
１００Ａ  本体
１００Ａ１  下面
７００  電子部品内蔵基板
Ｌ２  （仮挿入の）挿入深さ
【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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【図７】
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