(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧入端子を有する実装部品を、前記圧入端子に対応するスルーホールを有する基板に実装する実装方法であって、
前記圧入端子の先端を前記スルーホールに挿入し前記スルーホールの裏面側に突出させる仮実装工程と、この仮実装工程の後、前記圧入端子の先端を前記スルーホールの裏面側から把持して引っ張る動作により、前記圧入端子を前記スルーホールへ圧入する圧入工程とを有し、
前記圧入端子の先端の引っ張り破断強度が、前記実装部品又は基板の少なくとも一方が損傷する力よりも低く設定されていることを特徴とする実装方法。
【請求項２】
圧入端子を有する実装部品を、前記圧入端子に対応するスルーホールを有する基板に対して実装する実装装置であって、
前記実装部品を前記基板の表面に対して位置決めて、前記圧入端子の先端を前記スルーホールに挿入し前記スルーホールの裏面側に突出させる仮実装手段と、
前記圧入端子の先端を前記スルーホールの裏面側から把持して引っ張る動作により、前記圧入端子を前記スルーホールへ圧入する圧入手段とを備えたことを特徴とする実装装置。
【請求項３】
前記圧入手段が前記圧入端子の先端を引っ張る力が、前記実装部品又は基板の少なくとも一方が損傷する力を超えないように設定されていることを特徴とする請求項２記載の実装装置。
【請求項４】
前記圧入手段が、前記圧入端子の先端を前記スルーホールの裏面側から把持する把持機構と、前記圧入端子の先端を引っ張る方向にこの把持機構を移動させるアクチュエータとを備え、
前記把持機構が前記圧入端子の先端を切断する機能を有することを特徴とする請求項２又は３記載の実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるプレスフィットにより実装部品を基板に実装するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回路基板の製造工程において、ＩＣチップやリレー或いはコネクタ等の実装部品を半田を用いないで基板に接続固定する方法として、実装部品に設けた圧入端子を基板のスルーホールに圧入する方式（プレスフィット実装方式）がある。ここで圧入端子とは、いわゆるプレスフィット端子であり、スルーホールの内径よりも若干外径が大きくスルーホール内に弾力的に接触して電気的接続を実現する圧入部（いわゆるコンプライアント）を有するものである。
例えば、図１１（ｃ）に示す圧入端子１は、全体として棒状の圧入端子であり、先端側に形成された中空状の拡径部２（スルーホールよりも若干大径な部分）が内側に弾性変形可能であり、上記圧入部に相当している。なお、このような圧入端子は、実装部品の電気的な接続端子（電源供給用或いは信号用等の端子）として、一つの実装部品に通常は複数本設けられる。
ところで、このような圧入端子を用いた実装方式では、例えば特開平１０−１２６０９８号公報に開示されているように、従来ではプレス装置を用いて実装部品本体を回路基板に押し付ける動作によって、実装部品の圧入端子をスルーホールへ圧入していた。
【０００３】
なお、図１１（ａ），（ｂ）は、上述した方式による実装動作の従来例を説明する図である。この場合、図１１（ａ）に示すように、端子取出形状がＬ字状に設けられた圧入端子１を例えば長手方向（図１１の紙面に直交する方向）に複数有する実装部品３が、挿入ヘッド４により上部を把持されて、固定ジグ５により下面側から支持された基板６の上面（実装表面）に対して、主に水平方向に位置決めされ、圧入端子１の先端側が対応する基板６の各スルーホール（図示省略）の軸線延長上の上方位置にセットされる。その後、図１１（ｂ）に示すように、挿入ヘッド４が図示省略したプレス装置本体の出力によって下方に（基板６に向かって）押し下げられ、これにより各圧入端子１の先端側が対応するスルーホールにそれぞれ挿入され、挿入ヘッド４の押圧力によって各圧入端子１の拡径部２（圧入部）が対応するスルーホール内に圧入される。そして、このように実装部品３を基板６に押し付ける動作は、例えば図示省略したプレス力測定装置により測定される挿入ヘッド４の押圧力の大きさが予め設定された上限値に到達した時点で停止され、圧入端子１の圧入（実装部品３の実装）が完了する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したプレス装置を用いたプレスフィット実装方式では、端子の圧入のための押圧力や実装部品を把持する力が全て実装部品の本体部分（端子を除く部分）に加わるため、実装部品本体（例えばＩＣチップのパッケージ本体や、リレーのケース）が損傷する可能性があり、また、座屈などにより端子の圧入が適正になされない可能性があるという問題があった。というのは、例えば圧入端子やスルーホールの寸法精度や、実装部品の位置決め精度等によっては、特に複数本の圧入端子の圧入に要する力は相当大きくなる場合があるが、従来ではこの力がプレス装置の押圧力として実装部品の本体部分に全て加えられる。このため、この本体部分が変形したり破壊したりする不具合が生じる可能性が比較的高かった。また、例えば圧入端子の根本部分或いは中程部分が座屈等により変形することによって、前記本体部分を基板に対して十分押し付けているにもかかわらず、圧入端子の先端側が十分な深さでスルーホール内に圧入されないで実装動作が終了してしまう不具合（即ち、圧入端子の圧入不良）が発生する恐れもあった。なお、このような問題を回避するため、実装部品の本体部分や圧入端子の強度を向上させたり、圧入端子等の寸法精度及び実装部品の位置決め精度を高めるとともに、さらにはプレス装置の押圧力の設定（例えば、前述した上限値の設定）を厳しく管理することが考えられるが、これらの対策は困難でありコスト増や生産性の低下を招く。
【０００５】
特に、例えば図１１（ａ），（ｂ）に示した具体例のように端子取出形状がＬ字状であるため、プレス装置の押圧力を加える位置と、圧入端子の先端位置（押圧力の反作用を基板から受ける位置）とに横方向のオフセットがあり、端子圧入時に実装部品に変荷重（力のモーメントを含む荷重）が加わる場合には、実装部品の本体や端子の強度を相当高く確保するとともに、上述した寸法精度及び位置決め精度を向上させ、さらには圧入時の押圧力の設定を相当厳密に管理しないと、前述の不具合を信頼性高く防止できない。
なお、圧入により実装を行う実装部品においては、圧入力がそのまま加わるＩ字状（ストレート形状）の端子を有する部品においても同様の問題を生じる。図１２は、その一例を示す図である。図１２（ａ）に示すように実装部品３を基板６に実装する際に、部品３のケース３ａのみに押圧力をかけた場合、基板６のスルーホールと端子１の拡径部（圧入部）の実装抵抗が、ケース３ａの端子保持力を上回り、図１２（ｂ）に示すようにケース３ａのみが押下され端子１がケース３ａ内に対し相対的に突出する場合を生じる。この対策としては、ケース３ａの強度を強化する、または端子１そのものを押下するようにするなどが考えられる。
しかしながら、ケース３ａの強化は、実装にのみ必要な強度を確保するために、多くの材料もしくは高価な材料を使用することとなり合理的な設計とは言えない。また、端子１に直接的に力を加えて押す構成とすることにより、端子１がケース３ａ内に突出する不具合に対する対策とすることができるが、実装時に端子１の座屈を防止することに対しては効果が無い。
そこで本発明は、コスト増や生産性の低下を招来することなく、前述した不具合を容易かつ確実に回避できる圧入端子の圧入技術を含む実装方法、及びそのための実装装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本出願の実装方法は、実装部品の圧入端子の先端を基板のスルーホールに挿入しスルーホールの裏面側に突出させる仮実装工程と、この仮実装工程の後、圧入端子の先端をスルーホールの裏面側から把持して引っ張る動作により、圧入端子をスルーホールへ圧入する圧入工程とを有するものである。
この方法であると、圧入のための力が圧入端子の先端側に直接加えられ、少なくとも圧入端子の圧入部がスルーホール内に圧入される際（実装部品本体や圧入端子の根本部分等が基板に接触していない状態）には、実装部品本体や圧入端子の形状に無関係に実装部品本体や圧入端子の根本部分等に変荷重含む荷重が全く加わらない。このため、実装部品本体等の強度や前述した寸法精度及び位置決め精度を相当高めたり、圧入のための力の大きさを厳しく管理するといった困難な対策を実施しなくても、実装部品の損傷や圧入不良の発生可能性を格段に低減することができ、コスト低減及び生産性向上が実現できる。
【０００７】
なお、圧入端子の先端をスルーホールの裏面側から把持して引っ張る動作は、圧入端子の先端を把持した位置からのストロークが所定の設定値に到達した時点、或いは引っ張る力の測定値が所定の上限値に到達した時点で終了するようにしてもよいが、引っ張る力の測定値の変化に基づいて例えば端子の圧入部のスルーホールへの接触開始を検知するようにし、この検知時点から所定距離（所望の圧入深さとなるように実装部品の種類等に応じて予め設定された距離）だけ引っ張った時点で上記動作を終了する態様が望ましい。このようにすれば、実装部品の本体や端子の根本部分等が基板に押し付けられる前に確実に上記動作を終了して、実装部品の本体等が基板に押し付けられて損傷する可能性を無くすことができるとともに、所望の圧入深さが確実に実現できる。
【０００８】
というのは、例えば単純に引っ張り力が上限値に到達するまで上記動作を継続するやり方では、動作終了直前に、一時的ではあるが実装部品の本体や端子の根本部分等が基板に押し付けられ、この実装部品の本体等に一時的に上限値近くの荷重が加えられることになる。引っ張り力の上限値は、基本的に端子圧入部の圧入に必要な大きさ以上である必要が当然にあるため、結果として実装部品の本体等に一時的ではあるが圧入時の力以上の荷重が加えられ、この荷重によって実装部品の本体等が損傷する可能性がゼロではないからである。また、引っ張り力の上限値をまんがいち圧入に必要な力が超えてしまった場合には、圧入途中で引っ張る動作が終了し、所望の圧入深さが得られなくなってしまう恐れもある。
また、単純に圧入端子の先端を把持した位置からのストロークが所定の設定値（実装部品等の種類毎に設定された一定値）に到達した時点で上記動作を終了するやり方では、次のような不利がある。即ち、基板の厚さ寸法等のばらつきに起因して、圧入端子の先端を把持する位置や把持した時の部品と基板の位置関係（仮実装時の端子の挿入深さなど）がばらついた場合、圧入端子の圧入深さがそれに応じてばらつくことになり、圧入深さが深すぎて実装部品の本体や端子の根本部分等が基板に押し付けられた状態となったり、逆に圧入深さが浅すぎて十分な端子接続状態が得られない圧入不良が発生する可能性がないとはいえない。
しかし、上述したような距離（例えば圧入部の接触開始を個々に検知してからのストローク）に基づいて端子を引っ張る動作の終了時点を決定すれば、基板の厚さ寸法等のバラツキに無関係に、所望の圧入深さが確実に得られ、さらに実装部品の本体等が基板に押し付けられる可能性も解消できるからである。
【０００９】
なお、前記圧入端子の先端を引っ張る力は、前記実装部品又は基板の少なくとも一方が損傷する力を超えないように設定されていることが望ましい。このように引っ張り力の上限値が設定されていれば、実装部品及び基板の損傷を確実に回避できる。例えば、圧入端子又はスルーホールの寸法不良等によって、圧入に要する力が過大になった場合でも、無理に圧入端子を引っ張って例えば基板を損傷させてしまうといった不具合が発生しなくなる。また、上述したように本実装方法にあっては、場合により実装部品の本体等が一時的ではあるが基板に押し付けられる恐れがあるが、この場合でも実装部品及び基板の損傷を確実に回避できる。
なお、上述したような引っ張り力の制限は、この引っ張る力の出力源であるアクチュエータ（例えば、電動モータ或いは油圧シリンダなど）の出力自体を制限することによって実現してもよいが、例えば圧入端子の先端を把持する把持機構の把持状態が、引っ張り力が上限値を超えると解除される（即ち、自動的にチャッキングが外れる）ようにして実現してもよい。
【００１０】
また、同様の効果を奏する他の構成として、本出願の実装方法では、圧入端子の先端の引っ張り破断強度が、実装部品又は基板の少なくとも一方が損傷する力よりも低く設定されている。このため、引っ張り力が上限値を超えると、把持している圧入端子の先端が基端側から分離するように破断して引っ張り力が実装部品に伝達されなくなるので、実装部品及び基板の損傷を同様に防止できる。またこのため、積極的に引っ張り力を上限値まで到達させて引っ張り動作を終了させることによって、圧入後に不要な圧入端子の先端を破断させて除去し、基板裏側に突出する端子を短くすることが圧入工程において（即ち、別個の切断工程を設けなくても）実現できる。
また、圧入端子の先端には、当該先端を把持し易くする凸状部又は／及び凹状部を形成し、この凸状部又は／及び凹状部を利用して前記引っ張る動作を実行する態様が望ましい。このようにすると、端子の先端を単純に挟み付けて把持して引っ張る態様よりも、より安定した把持力（チャッキング力）を確保して容易かつ確実に圧入工程が実現できる。
【００１２】
次に、本出願の実装装置は、圧入端子を有する実装部品を、前記圧入端子に対応するスルーホールを有する基板に対して実装する実装装置であって、前記実装部品を前記基板の表面に対して位置決めて、前記圧入端子の先端を前記スルーホールに挿入し前記スルーホールの裏面側に突出させる仮実装手段と、前記圧入端子の先端を前記スルーホールの裏面側から把持して引っ張る動作により、前記圧入端子を前記スルーホールへ圧入する圧入手段とを備えたものである。
この実装装置によれば、前述した実装方法によって実装部品が実装され、同様の効果（実装部品の損傷防止等）が得られる。また、実装部品の基板への仮実装工程と、端子の圧入部の圧入工程が、基板の表面側と裏面側において別個の手段により行われる構成であるため、次のような利点がある。即ち、複数の実装部品を基板へ実装する場合に、仮実装手段と圧入手段をそれぞれ連続稼働させることで、圧入工程の進行状況とは無関係に次の実装部品の仮実装工程を順次進行し、また一方では、仮実装工程が済んだ次の実装部品の圧入工程を順次実行するという並行作業が極めて容易に可能となり、生産性が大幅に向上する。また、基板裏面側のスペースが有効活用されて装置設備が配置され、基板表面側にプレス装置（少なくとも圧入のために実装部品を押圧する部分）を設ける必要がなくなるため、その分だけ基板表面側の装置設備が簡素化される。
【００１３】
ここで、仮実装手段は、例えばチップマウンタやインサータなどと呼ばれる公知の機械（半田付けのために基板に部品をセットする機械）と同様の構成により比較的安価に実現できる。この仮実装手段は、実装部品を基板に対して位置決めて圧入端子の先端をスルーホールに挿入するだけであり、端子の圧入部の圧入は行わないので、大きな押圧力を発生させるプレス装置を備える必要はないし、この押圧力を管理する制御手段も不要だからである。
一方、圧入手段は、圧入端子の先端を把持する把持機構と、この把持機構を移動させるアクチュエータと、把持機構の移動ストローク又は／及びアクチュエータの出力（前述の引っ張り力）を必要に応じて測定する測定部と、上記把持機構やアクチュエータを制御する制御部より構成できる。
なお、前述の実装方法と同様に、圧入手段が圧入端子の先端を引っ張る力は、実装部品又は基板の少なくとも一方が破損する力を超えないように設定されていることが望ましい。
また、圧入手段を構成する把持機構が、圧入端子の先端を切断する機能を有すると有利である。この場合、引っ張り動作の終了時（圧入終了時）に、不要な圧入端子の先端を切断して除去し、基板裏側に突出する端子を短くすることが圧入手段によって（即ち、別個の切断用設備を設けなくても）実現できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１形態例）
まず、第１形態例を説明する。
図１（ａ）は本例の実装装置の本体全体図、図１（ｂ）は同実装装置の要部を示す図、図２（ａ）は同実装装置の主な構成を示すブロック図である。また、図２（ｂ）は同実装装置のチャック本体を示す平面図、図２（ｃ）は同実装装置のチャック本体の側面図である。また、図３（ａ）は圧入端子の先端形状を示す図、図３（ｂ）はチャック本体のセット状態を示す平面図、図３（ｃ）はチャック本体のセット状態を示す側面図、図３（ｄ）はチャック本体とチャック押さえのセット状態（把持状態）を示す側面図である。また、図４（ａ）〜（ｅ）は、実装動作（主に圧入工程）を説明する図である。
本例の実装装置は、図１（ａ）に示すように、実装部品１００を供給する部品供給機１０と、部品供給機１０から部品１００を取り出して基板２００上に仮実装する仮実装機２０と、基板２００を保持し所定位置に水平移動させる基板ハンドラ３０と、基板２００上に仮実装された部品の圧入端子を裏面側から引っ張って圧入する引っ張り実装機４０と、これら各機器を制御する制御ユニット５０（図２（ａ）に示す）とを備える。
【００１６】
ここで、基板２００は、実装部品１００を実装し回路を構成するためのスルーホールや回路導体を有する基板（例えば、いわゆるプリント基板）であり、公知の方法により製造される。
また、実装部品１００の圧入端子１０１の先端は、例えば図３（ａ）の左側に示すように、３角形状の形状（矢印のような形状）とされており、この結果として、圧入端子１０１の先端両側には鋭角状の凸状部１０２（基板のスルーホールよりも外径が小さいもの）が形成されており、先端が容易かつ安定的に把持できるようになっている。また、この圧入端子１０１の圧入部（図示省略）よりも先端側は、基板２００の対応するスルーホール（図示省略）よりも最大外径が小さく、前記スルーホールに変形を伴わずに挿入可能で、圧入部が前記スルーホールの入口に接触するまでに前記スルーホールの裏面側に図１（ｂ）の如く突出する長さとされている。なお、圧入端子１０１の先端形状は、特に限定されず、例えば図３（ａ）の中央に示すような凹状部１０３が形成された形状でもよいし、或いは図３（ａ）の右側に示すような円形状の凸状部１０４が形成された形状でもよい。
【００１７】
また、図１に例示する実装部品１００は、下面両側に圧入端子１０１が列をなして複数設けられたデュアルインラインタイプの例えばＩＣチップであるが、実装部品もこれに限られず、圧入端子を有するあらゆるタイプの実装部品が適用可能である（例えば、図１１に示した実装部品３でも全く問題ない）。
また、仮実装機２０は、例えばチップマウンタやインサータなどと呼ばれる公知の機械と同様の構成のもので、部品１００を把持するハンド２１を備え、このハンド２１を３次元方向に移動させて位置決めることが可能な機械であり、本発明の仮実装手段に相当する。なお、この仮実装機２０は、通常のチップマウンタと同様に、ハンド２１で把持した部品を少なくとも水平方向に回転させる機能を有していてもよい。例えば水平方向の回転機能があると、基板上に部品を実装する方向を、水平平面内で縦横斜めに変えることができる。
また、基板ハンドラ３０は、基板を保持して水平方向の位置決めを行う機器であり、チップマンタ等で基板を保持するＸＹテーブルと同様の機能を持つものである。
【００１８】
次に、引っ張り実装機４０は、本発明の圧入手段に相当し、図１（ｂ）に示すように、圧入端子１０１の先端を把持する把持機構としてのチャック本体４１及びチャック押さえ４２と、チャック本体４１及びチャック押さえ４２を駆動するチャック用アクチュエータ４３と、荷重測定部４４と、ストローク測定器４５を内蔵する引張用アクチュエータ４６と、基板２００の裏面を支持する基板ホルダ４７とを備える。なおこの例では、チャック本体４１及びチャック押さえ４２、チャック用アクチュエータ４３、荷重測定部４４、及び引張用アクチュエータ４６は、圧入端子１０１が２列有ることに対応して、基板ホルダ４７の両側に２組設けられている。
この場合のチャック本体４１は、例えば図２（ｂ），（ｃ）に示すように、先端部（上端部）が略直角に曲げられた断面逆Ｌ字状の部材であり、部品１００の片側の圧入端子１０１を全て一括して把持できるように、上端部に各圧入端子１０１の先端（前述した凸状部１０２又は凹状部１０３などの部分）が係合可能な溝４１ａが、各圧入端子１０１に対応する配列で複数設けられたものである。なお、図３（ｂ），（ｃ）は、部品１００の片側の圧入端子１０１が全てチャック本体４１の溝４１ａに係合した状態を示している。また図３（ｄ）は、溝４１ａに係合した各圧入端子１０１の先端が、チャック押さえ４２により側面から押さえられ、各圧入端子１０１の溝４１ａからの脱落が確実に防止された状態を示している。本例では、この図３（ｄ）に示す状態を、チャック本体４１等による把持状態という。
【００１９】
また、チャック用アクチュエータ４３は、チャック本体４１やチャック押さえ４２の先端側が左右に開いたり閉じたりするように、チャック本体４１やチャック押さえ４２を駆動するアクチュエータ（例えば空圧シリンダよりなるもの）である。また、荷重測定部４４は、チャック本体４１が圧入端子１０１に加える引っ張り力を検出するセンサよりなる。また、引張用アクチュエータ４６は、チャック本体４１やチャック押さえ４２を、この場合チャック用アクチュエータ４３や荷重測定部４４とともに、上下方向に移動させるアクチュエータ（例えばサーボモータよりなるもの）である。また、ストローク測定器４５は、チャック本体４１等の上下方向の移動量（ストローク）を検出するもので、例えば引張用アクチュエータ４６を構成するサーボモータに付設されたパルス発生器よりなる。また、この場合の基板ホルダ４７は、図示省略したアクチュエータによって上下動するようになっており、基板２００の裏面に上面が当接した支持位置から、基板２００の裏面から上面が離れた退避位置までの間を移動可能となっている。
なお、図１等に示した基板ホルダ４７は、原理説明のために簡略化されたものであり、実際には、引っ張り荷重がかかる端子付近（もしくは、基板のスルーホール周辺）に設置することが望ましいことはいうまでもない。
【００２０】
次に、制御ユニット５０について説明する。制御ユニット５０は、図２（ａ）に示すように、マイクロコンピュータを含む制御部５１と、制御データ等を記憶する記憶部５２と、制御データの設定入力や装置の運転・停止操作等を行うための操作部５３と、装置の運転状態やデータの設定状態等を表示する表示部５４と、他の機器や設備との通信を行うための通信部５５とを備える。
ここで、制御部５１は、内蔵のメモリ又は記憶部５２に登録された制御プログラムや制御データに基づいて、各機器（部品供給機１０、仮実装機２０、基板ハンドラ３０、及び引っ張り実装機４０）を制御して後述する実装動作を実現する。なお、図２（ａ）では、引っ張り実装機４０以外の構成要素を図示していないが、この例の場合には、引っ張り実装機４０以外の機器（例えば、仮実装機２０）の制御も制御部５１が実行する。但し、各機器に別個に制御部が設けられていて、それらが連携して装置全体の制御を実現する態様もあり得る。
【００２１】
次に、以上説明した実装装置によって行われる実装動作について説明する。
制御部５１は、部品供給機１０を動作させて部品１００を供給し、供給された部品１００を仮実装機２０によって移送して基板２００の所定のスルーホールに対して水平方向に位置決める。そして、仮実装機２０のハンド２１を下降させ、その部品１００の圧入端子１０１の先端を対応するスルーホールに挿入し、その後ハンド２１を上昇させて部品１００から退避させる。これにより、部品１００の圧入端子は、図４（ａ）に示すように、基板２００の対応するスルーホールに挿入され、このスルーホールの裏面側（この場合、基板２００の裏面側）に凸状部１０２を含む先端が突出した仮実装状態となり、本発明の仮実装工程が完了する。なお、同じ基板２００上に実装すべき部品１００（或いは他の種類の部品）が複数ある場合、制御部５１は、上記動作を順次繰り返し実行し、後述する引っ張り実装機４０による圧入工程の進行状況に無関係に、各部品を次々と仮実装することができる。
【００２２】
また、制御部５１は、上述したように仮実装工程を実行する一方で、以下の圧入工程の制御を実行する。
即ち、必要に応じて基板ハンドラ３０によって基板２００を移動させ、図４（ｂ）に示すように、仮実装状態とされた圧入端子１０１を引っ張り実装機４０に対して位置決める。次いで、図４（ｃ）に示すように、基板ホルダ４７を上昇させて基板２００の裏面に当接させて基板２００を支持するとともに、引張用アクチュエータ４６を作動させてチャック本体４１やチャック押さえ４２を所定ストローク上昇させた後、チャック用アクチュエータ４３を駆動してチャック本体４１やチャック押さえ４２を閉じ方向に作動させ、各圧入端子１０１の先端を把持した把持状態（図３（ｄ）参照）とする。ここで、チャック本体４１やチャック押さえ４２を上昇させるストロークは、仮実装状態とされた圧入端子１０１の先端（この場合、下端）を図３（ｄ）のようにガタツキ無く保持できる値として、予め設定された量（或いは、予め設定された部品１００の端子寸法データ等から計算されたもの）でよい。
【００２３】
次に制御部５１は、引張用アクチュエータ４６を作動させて、図４（ｄ）に示すように、チャック本体４１やチャック押さえ４２を所定ストローク下降させ、圧入端子１０１を基板２００の裏側に（この場合、下方に）所定ストローク引っ張る。但しこの際、制御部５１は、荷重測定部４４の測定値を監視し、圧入端子１０１の先端を引っ張る力（引っ張り荷重）が、所定ストロークに到達する前に予め設定された上限値（実装部品１００及び基板２００が損傷しない許容最大値）に到達した場合には、その時点でこの引っ張る動作を中断し、例えば前述した表示部５４においてエラー表示を行う。なお、上述の上限値は、少なくとも寸法不良等が起きていない正常時において圧入端子１０１の圧入部を圧入するのに要する力よりも、当然に大きく設定されている。
ここで、チャック本体４１やチャック押さえ４２を下降させるストロークは、圧入端子１０１の圧入部（図示省略）がスルーホールに完全に圧入される値として、予め基板２００や部品１００の種類毎に設定された所定距離（或いは、予め設定された部品１００の端子寸法データ等から計算されたもの）でよい。但し、実装部品１００等の損傷をより信頼性高く防止しつつ圧入端子１０１の圧入をより確実に行うためには、課題を解決するための手段の欄で説明したように、荷重測定部４４の測定値の変化に基づいて例えば端子１０１の圧入部のスルーホールへの接触開始を検知するようにし、この検知時点から所定距離（所望の圧入深さとなるように実装部品１０１の種類等に応じて予め設定された距離）だけ引っ張った時点で上記動作を終了する態様が望ましい。
【００２４】
そして、上述の引っ張る動作が終了すると、制御部５１は、図４（ｅ）に示すように、チャック本体４１及びチャック押さえ４２を端子先端から開放し、チャック本体４１、チャック押さえ４２、及び基板ホルダ４７を下降させて退避させる。なお、チャック本体４１及びチャック押さえ４２を開放する際には、引っ張り動作を停止して事前にこれらを若干上昇させると、端子離れが良くなり開放動作が円滑に実現できるが、引っ張りながら（即ち下降動作を停止させないで）例えば所定ストローク位置で開放するという動作でもよい。
以上説明した動作により、部品１００の圧入端子は、図４（ｅ）に示すように基板２００の対応するスルーホールに所定深さ圧入され、圧入工程が完了する。
なお、前述の仮実装工程が終了し圧入工程待ちとなっている他の部品１００（或いは他の種類の部品）がある場合、制御部５１は、上記動作を順次繰り返し実行し、前述の仮実装工程とは別個に、これら仮実装状態の部品を次々と圧入して実装し、基板２００に実装部品１００等が実装された回路基板を製造することができる。
【００２５】
以上説明した本例の実装装置或いはこの実装装置により実施される実装方法又は回路基板の製造方法によれば、次のような効果が得られる。
即ち、部品実装時の圧入のための力が圧入端子１０１の先端側に直接加えられ、少なくとも圧入端子１０１の圧入部がスルーホール内に圧入される際（実装部品本体や圧入端子の根本部分等が基板に接触していない状態）には、実装部品本体や圧入端子の形状に無関係に実装部品本体や圧入端子１０１の根本部分等に変荷重を含む荷重が全く加わらない。このため、実装部品本体等の強度や前述した寸法精度及び位置決め精度を相当高めたり、圧入のための力の大きさを厳しく管理するといった困難な対策を実施しなくても、実装部品１００の損傷や圧入不良の発生可能性を格段に低減することができ、コスト低減及び生産性向上が実現できる。
また本例では、圧入端子１０１の先端を引っ張る力が、前述したように制限されているので、実装部品１００及び基板２００の損傷を確実に回避できる。
また本例では、圧入端子１０１の先端に、当該先端を把持し易くする凸状部１０２が形成され、この凸状部１０２を利用して引っ張る動作が実行されるから、例えば端子１０１の先端を単純に挟み付けて把持して引っ張る態様よりも、より安定したチャッキング力を確保して確実に圧入工程が実現できる。
また本例の場合には、前記圧入工程において、基板２００の裏面側が基板ホルダ４７によって保持され、基板２００が引っ張り荷重によって撓むことが確実に防止される。このため、圧入時の基板２００の変形に起因して、実装部品や回路導体が損傷することが信頼性高く回避される。
【００２６】
（第２形態例）
次に、第２形態例を図５により説明する。なお、第１形態例と同様の構成部分については説明を省略する（他の形態例も同様）。
本例は、圧入端子１０１の先端を引っ張る力が、予め設定された上限値（実装部品１００及び基板２００が損傷しない許容最大値）に到達すると、圧入端子１０１の先端部分が破断して分離することにより、上記引っ張る力が制限されるものである。
図５（ａ）は、圧入端子１０１の先端形状の具体例を示す図であり、図５（ａ）の左側に示すタイプは、前述したように先端が三角形状のもの（凸状部１０２を有するもの）で、この三角形の部分が図５（ｂ）の左側に示すように破断する仕様となっている。また、図５（ａ）の中央に示すタイプは、前述したような凹状部１０３を有するもので、この凹状部１０３の部分が図５（ｂ）の中央に示すように破断する仕様となっている。また、図５（ａ）の右側に示すタイプは、先端の凸状部又は凹状部（符号１０５で示す部分）よりも基端側に応力集中が起きる切り欠き１０６が形成されたのもので、この切り欠き１０６の部分が図５（ｂ）の右側に示すように破断する設計となっている。
【００２７】
この場合の実装動作は、図４に示す第１形態例と基本的に同様であり、圧入端子１０１の圧入は図５（ｃ），（ｄ）に示すように裏面側から引っ張る動作により実行される。但しこの場合には、引っ張り荷重を監視して圧入を中断する制御は必ずしも必要でない。圧入の途中で、引っ張り荷重が上限値に到達すると、圧入端子１０１の先端が図５（ｂ）に示すように破断して分離するので、チャック本体４１等による把持状態が機械的に解除されるからである。また、引っ張り動作のストロークや引っ張り荷重を監視して引っ張り動作の終了時点を決定する厳密な制御処理も、必ずしも必要でない。圧入が終了し、部品本体等が基板２００に押し付けられる状態（十分な圧入深さとなった状態）になれば、引っ張り荷重が上昇して前記上限値に必ず到達し、図５（ｅ）に示すように圧入端子１０１の先端が破断して引っ張り動作が機械的に終了するため、ストローク不足が生じない程度に引っ張り動作を制御すればよいからである。
【００２８】
この第２形態例の態様であると、次のような固有の効果が得られる。
即ち、上述したように引っ張り荷重又はストロークを監視して引っ張り動作を制御する制御処理を少なくとも簡素化できる。また、引っ張り荷重を監視して引っ張り荷重を制限する処理を併用することによって、部品本体等が損傷することを機械的な構成と制御処理の両面で回避して、部品本体等の損傷防止の信頼性をさらに高めることができる。
また、実装後には不要となる圧入端子の先端を圧入工程において結果的にカットすることができるので、実装後は無駄に長いものとなりがちなこの圧入端子の先端を短くしたい場合（例えば回路基板の組み付けの際に邪魔になる場合など）に、別個の工程で別の設備を使用してこの端子先端を切断する必要がなくなって、工数を省くことができるとともに設備を簡素化できる利点がある。
【００２９】
（第３形態例）
次に、第３形態例を図６により説明する。
本例は、圧入工程における引っ張り動作終了後に、把持機構によって端子先端をせん断によりカットするものである。
図６（ａ）は、本例のチャック本体６１を示す斜視図である。この場合のチャック本体６１は、横長の前端面に段部６１ａが形成され、この段部６１ａに各圧入端子１０１に対応する係合用の溝６１ｂが所定間隔で形成されている。また、チャック本体６１と対をなすチャック押さえ６２は、図６（ｂ）に示すように、上端部がチャック本体６１に向かって逆Ｌ字状に屈曲した断面形状とされている。またこの場合、チャック本体６１がチャック押さえ６２に対して相対的に上下動可能となっているとともに、チャック本体６１がチャック押さえ６２の内側にはまり込むように横方向にも相対移動可能となっている。
【００３０】
そして圧入工程においては、まず、これらチャック本体６１とチャック押さえ６２は、図６（ｃ）に示すように、チャック押さえ６２の前端部がチャック本体６１の段部６１ａ上に乗り上げるような位置関係で内側に閉じることによって、圧入端子１０１の先端を溝６１ｂに係合させた状態で把持する。次に、図６（ｄ）に示すように、チャック本体６１のみが下降して端子の引っ張り動作が実行される。その後、図６（ｅ）に示すように、チャック本体６１がチャック押さえ６２の内側にはまり込むように内側に相対移動してせん断力を端子に作用させ、圧入端子１０１の先端をカットする。
この第３形態例の態様であると、次のような固有の効果が得られる。
即ち、まず第２形態例と同様に、実装後には不要となる圧入端子の先端を圧入工程においてカットすることができるので、別個の工程や別個の設備でこの端子先端を切断する必要がなくなる。
しかも本例の場合には、第２形態例と違ってせん断によりカットするため、圧入端子先端のカット面が良好な平面となり、安全性や美観等の面で有利となる。
なお、ここに示す例においては、圧入工程やそれに必要な設備の原理説明に主眼をおいているため、圧入工程における端子の変形防止などに必要な保持機構等は省略しているが、必要に応じてこのような保持機構等を設けてもよい（後述する第４〜第６形態例についても同様）。
【００３１】
（第４形態例）
次に、第４形態例を図７により説明する。
本例は、実装部品の端子１０１が図７（ａ）の平面図に示すように千鳥状に配置されている場合の対応例であり、他は第３形態例と同様である。この場合、チャック本体６１とチャック押さえ６２は、図７（ｂ）の上面図及び図７（ｃ）の側面図に示すように、ノコギリ刃状に噛み合う形状となっている。このような形状であれば、図７（ａ）に示すように千鳥状に配置された圧入端子群を、第３形態例と同様に一括して圧入し切断できる。
【００３２】
（第５形態例）
次に、第５形態例を図８により説明する。
本例は、実装部品の圧入端子１０１がストレートの形状（係合用の凸状部や凹状部がない形状）であっても、板金技術におけるいわゆる半抜きの考え方によって、確実に引っ張り動作を実現する具体例である。
この場合の把持機構は、第１チャック７１と第２チャック７２よりなる。図８（ａ）に示すように、第１チャック７１は、断面直角の角部を前面側の上縁に有する形状とされ、第２チャック７２は、上端部が第１チャック７１に向かって逆Ｌ字状に屈曲した断面形状とされている。またこの場合、第１チャック７１と第２チャック７２が一体的に上下動可能となっているとともに、第１チャック７１が第２チャック７２内に入り込むように横方向に相対移動可能となっている。
【００３３】
そして圧入工程においては、まず、これら第１チャック７１及び第２チャック７２は、図８（ｂ）に示すように、第２チャック７２が第１チャック７１の上面に乗り上げるような上下方向の位置関係で内側に閉じてせん断力を作用させることによって、圧入端子１０１の先端を半抜きした状態で挟み付けて把持する。次に、図８（ｃ）に示すように、第１チャック７１と第２チャック７２が下降して端子の引っ張り動作が実行される。その後、図８（ｄ）に示すように、第１チャック７１が第２チャック７２の内側にはまり込むように内側に相対移動してせん断力を端子に作用させ、圧入端子１０１の先端を完全にカットする。なお、上述したような半抜きは、板厚が０．６４ｍｍ程度以上であれば、問題なく可能であることが分かっており、本形態例が実用性を有するものであることは明らかである。
この第５形態例の態様であると、次のような固有の効果が得られる。
即ち、まず第２形態例と同様に、実装後には不要となる圧入端子の先端を圧入工程においてカットすることができるので、別個の工程や別個の設備でこの端子先端を切断する必要がなくなる。
しかも本例の場合には、第２形態例と違ってせん断によりカットするため、圧入端子先端のカット面が良好な平面となり、安全性や美観等の面で有利となる。
また、実装部品１０１の端子形状がストレートであっても、確実に引っ張り動作を実行してより信頼性高く圧入工程が実現できる。
【００３４】
（第６形態例）
次に、第６形態例を図９により説明する。
本例は、第５形態例（図８）の変形例である。
この場合の第２チャック７２は、図９（ａ）に示すように、前端部が鋭角に尖っていて第１チャック７１の前面に対向しており、この前端部が切断用の刃として機能するものである。
即ち、圧入工程において第１チャック７１と第２チャック７２は、まず図９（ｂ）に示すように、第２チャック７２が第１チャック７１の前面に当接する上下方向の位置関係で閉じることによって、圧入端子１０１の先端を第２チャック７２の前端部で半抜きした状態で挟み付けて把持する。次に、図９（ｃ）に示すように、第１チャック７１と第２チャック７２が下降して端子の引っ張り動作が実行される。その後、図９（ｄ）に示すように、第２チャック７２の前端部が第１チャック７１の前面に当接するまで相対移動して、圧入端子１０１の先端を完全にカットする。
この第６形態例の態様でも、第５形態例と同様の効果が得られる。但し、切断用の刃である第２チャック７２の前端部が、第１チャック７１の前面に毎回当接して摩耗するので、把持機構の寿命の点では、第５形態例が優れている。
【００３５】
（第７形態例）
次に、第７形態例を図１０により説明する。
本例は、第５形態例（図８）の変形例（より実用化したもの）である。
この場合の把持機構は、第１チャック８０と第２チャック９０よりなる。図１０（ａ）に示すように、第１チャック８０は、前面に対して進退移動可能な保持部材８１を内蔵し、この保持部材８１がリターンバネ８２によって前面側（把持機構の内側）に付勢されているものである。また、第２チャック９０は、図示省略したアクチュエータによって保持部材８１に対向して進退移動するパンチ部材９１を内蔵するとともに、第１チャック８０の下部前面（保持部材８１の下方）に対向して進退移動可能な保持部材９２を内蔵し、この保持部材９２がリターンバネ９３によって前面側（把持機構の内側）に付勢されているものである。
【００３６】
そして圧入工程において、これら第１チャック８０及び第２チャック９０は、まず図１０（ａ）に示すように、相対向して圧入端子１００の先端を挟み付ける。次いで、図１０（ｂ）に示すように、第２チャック９０のパンチ部材９１を第２チャック８０内に向かって前進させることによって、圧入端子１０１の先端をパンチ部材９１の上下両側で半抜きした状態で把持する。次に、図１０（ｃ）に示すように、第１チャック８０と第２チャック９０が下降して端子の引っ張り動作が実行される。その後、図１０（ｄ）に示すように、第２チャック９０のパンチ部材９１が第２チャック８０内にはまり込むようにさらに前進して、圧入端子１０１の先端を完全にカットする。
この第７形態例の態様でも、第５形態例と同様の効果が得られる。但しこの場合には、半抜き加工及び切断加工の際に、端子先端が保持部材８１，９２等によって良好に保持されて逃げないので、端子の先端カットを含む圧入工程がより信頼性高く良好に実行される固有の効果がある。
【００３７】
なお、本出願の発明は以上説明した形態例に限定されない。
例えば、上述の形態例では、複数の圧入端子を一括して把持する方式（一括把持方式）を例示しているが、各圧入端子を個別に把持する方式（個別把持方式）としてもよい。一括把持方式の場合、把持機構の構造が簡単になるメリットがあるが、引っ張り荷重を一括でしか計測できないデメリットがある。逆に個別把持方式とした場合、把持機構の構造は複雑になるものの、各端子の荷重の測定や制御が個別に可能となる。
また、前述の第１形態例では、引っ張り動作のストロークに基づいて引っ張り動作の終了時点を決定する態様を例示しているが、引っ張り動作の荷重に基づいて引っ張り動作の終了時点を決定する態様（例えば、引っ張り荷重が上限値に到達した時点で引っ張り動作を終了する態様）もあり得る。
【００３８】
また、ストレート形状の圧入端子に対していわゆる半抜きを行う形態例（第５〜第７形態例）では、引っ張り動作終了後に端子先端を積極的に切断する態様を例示している。しかしこのように半抜きを行う場合には、第２形態例（図５）と同様に、引っ張り動作を圧入に必要なストロークよりも長めに行うことによって、半抜き箇所において端子を破断させて結果的に端子先端をカットするようにしてもよい。このようにすれば、ストレート形状の圧入端子であっても、第２形態例（図５）と同様の効果が得られる。
また、ストレート形状の圧入端子の場合であっても、上記形態例（第５〜第７形態例）のように半抜きを行う必要は必ずしもない、単純に圧入端子を挟み付けるだけで引っ張り動作が可能であるならば、半抜き加工は不要である。
また、一つの基板に実装すべき実装部品の種類が複数あって、１種類の仮実装機や引っ張り実装機では対応できない場合には、仮実装機や引っ張り実装機を複数設置してもよいことはいうまでもない。
また、前述の形態例では、仮実装（仮実装工程）を行う部分と引っ張り実装（圧入工程）を行う部分を一体の設備として説明したが、必ずしも一体である必要はなく、別体であってもよい。
さらに、仮実装や引っ張り実装は、原理的には人手によっても可能である。特に仮実装は、人手によっても容易に可能であり、この仮実装を人手によって実行する場合には、仮実装機は不要であって引っ張り実装機だけで本願発明を実施できることはいうまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
本出願の実装方法によれば、圧入のための力が圧入端子の先端側に直接加えられ、少なくとも圧入端子の圧入部がスルーホール内に圧入される際（実装部品本体や圧入端子の根本部分等が基板に接触していない状態）には、実装部品本体や圧入端子の形状に無関係に実装部品本体や圧入端子の根本部分等に変荷重含む荷重が全く加わらない。このため、実装部品本体等の強度や前述した寸法精度及び位置決め精度を相当高めたり、圧入のための力の大きさを厳しく管理するといった困難な対策を実施しなくても、実装部品の損傷や圧入不良の発生可能性を格段に低減することができ、コスト低減及び生産性向上が実現できる。
【００４０】
また、本出願の実装装置によれば、前述した実装方法と同様の効果（実装部品の損傷防止等）が得られる。また、実装部品の基板への仮実装工程と、端子の圧入部の圧入工程が、基板の表面側と裏面側において別個の手段により行われる構成であるため、次のような利点がある。即ち、複数の実装部品を基板へ実装する場合に、仮実装手段と圧入手段をそれぞれ連続稼働させることで、圧入工程の進行状況とは無関係に次の実装部品の仮実装工程を順次進行し、また一方では、仮実装工程が済んだ次の実装部品の圧入工程を順次実行するという並行作業が極めて容易に可能となり、生産性が大幅に向上する。また、基板裏面側のスペースが有効活用されて装置設備が配置され、基板表面側にプレス装置（少なくとも圧入のために実装部品を押圧する部分）を設ける必要がなくなるため、その分だけ基板表面側の装置設備が簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実装装置を示す図である。
【図２】実装装置の制御ユニットやチャック本体の詳細構成を示す図である。
【図３】実装装置のチャック本体の把持状態や圧入端子形状を示す図である。
【図４】実装装置の実装動作（主に圧入工程）を示す図である。
【図５】実装装置（第２形態例）を説明する図である。
【図６】実装装置（第３形態例）を説明する図である。
【図７】実装装置（第４形態例）を説明する図である。
【図８】実装装置（第５形態例）を説明する図である。
【図９】実装装置（第６形態例）を説明する図である。
【図１０】実装装置（第７形態例）を説明する図である。
【図１１】従来の実装方法や圧入端子を説明する図である。
【図１２】従来の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
２０  仮実装機（仮実装手段）
４０  引っ張り実装機（圧入手段）
４１，６１  チャック本体（把持機構）
４２，６２  チャック押さえ（把持機構）
４６  引張用アクチュエータ
７１，８０  第１チャック（把持機構）
７２，９０  第２チャック（把持機構）
１００  実装部品
１０１  圧入端子
１０２，１０４  凸状部
１０３  凹状部
２００  基板
【図１】
0003827148.tif 000002
【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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【図８】
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【図９】
0003827148.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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