JPWO2015049805A1 - バックアップピンおよび基板処理装置 - Google Patents

Abstract

このバックアップピン（９）は、ベースプレート（３）に磁力により固定された状態で基板（２００）を裏面から支持するバックアップピンであって、ベースプレートに固定可能な固定部（９１）と、固定部の内部に配置されるとともに固定部の内部で上昇および下降されるように構成され、固定部を磁力によりベースプレートに固定するための磁石部材（９５）と、磁石部材の上方に配置され、固定部の内部で上昇されることにより磁石部材を磁力により上昇させて固定部とベースプレートとが固定された固定状態を解除する磁性体部材（９４）とを備える。

Description

この発明は、バックアップピンおよび基板処理装置に関し、特に、基板を支持するバックアップピン、および、このバックアップピンを備える基板処理装置に関する。

従来、基板を支持するバックアップピンが知られている。このようなバックアップピンは、たとえば、特開２０１３−３８２０５号公報に開示されている。

上記特開２０１３−３８２０５号公報には、ベース部に磁力により固定された状態で基板を裏面から支持するピンモジュールが開示されている。このピンモジュールは、ベース部に固定可能な基部（固定部）と、基部の内部に配置されるとともに基部の内部で上昇および下降されるように構成されたマグネット部材（磁石部材）とを備えている。また、ピンモジュールは、マグネット部材が下降された際に、マグネット部材とベース部との間に作用する磁力により基部をベース部に固定するように構成されている。また、ピンモジュールは、吸引ノズルによりマグネット部材を上方から真空吸引することによって上昇させ、マグネット部材とベース部との間に作用する磁力を弱めて、基部とベース部とが固定された固定状態を解除するように構成されている。

特開２０１３−３８２０５号公報

しかしながら、上記特開２０１３−３８２０５号公報のピンモジュールでは、マグネット部材が真空吸引されることにより基部とベース部とが固定された固定状態が解除されるので、真空吸引の吸引力が低下した場合には、マグネット部材とベース部との間に作用する磁力を弱めて基部とベース部との固定状態を解除することができないという問題点がある。

また、マグネット部材が真空吸引されることにより固定状態が解除される場合には、次のような不都合もある。具体的には、真空吸引する力（真空吸引力）は、真空圧と外部との差圧（１気圧）と、マグネット部材が吸引される部分（吸引面積）との積により規定されるので、基部とベース部とをより強固に固定するために磁力が大きいマグネット部材を使用する場合には吸引面積を大きくする必要がある。その結果、バックアップピンの設置面積が大きくなるので、ベース部に固定されるバックアップピンの数およびピッチに制約が生じるという問題点がある。

上記のように、真空吸引を用いてマグネット部材（磁石部材）を真空吸引することにより基部とベース部との固定状態を解除する場合には、種々の問題点が発生すると考えられる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、真空吸引を用いずに固定部とベースプレートとの固定状態を解除することが可能なバックアップピンおよび基板処理装置を提供することである。

この発明の第１の局面によるバックアップピンは、ベースプレートに磁力により固定された状態で基板を裏面から支持するバックアップピンであって、ベースプレートに固定可能な固定部と、固定部の内部に配置されるとともに固定部の内部で上昇および下降されるように構成され、固定部を磁力によりベースプレートに固定するための磁石部材と、磁石部材の上方に配置され、固定部の内部で上昇されることにより磁石部材を磁力により上昇させて固定部とベースプレートとが固定された固定状態を解除する磁性体部材とを備える。

この発明の第１の局面によるバックアップピンでは、上記のように、磁石部材を磁力により上昇させて固定部とベースプレートとが固定された固定状態を解除する磁性体部材を設けることによって、磁石部材と磁性体部材との間で作用する磁力により、固定部をベースプレートに固定する固定状態の磁石部材をベースプレートから引き離すことができる。これにより、真空吸引を用いずに、固定部とベースプレートとの固定状態を解除することができる。また、真空吸引を用いずに、磁石部材と磁性体部材との間の磁力により、固定部をベースプレートに固定する磁石部材をベースプレートから引き離すことができるので、固定部とベースプレートとをより強固に固定するために磁力が大きい磁石部材を使用する場合でも、磁石部材（磁石部材の面積）を大きくする必要がない。その結果、バックアップピンの設置面積が大きくなるのを抑制し、ベースプレートに固定されるバックアップピンの数およびピッチに制約が生じるのを防止することができる。

上記第１の局面によるバックアップピンにおいて、好ましくは、磁石部材が固定部の内部の下降端に配置されている状態において、固定部とベースプレートとの固定状態が維持され、磁性体部材が上昇されることにより磁石部材が固定部の内部の上昇端に配置されている状態において、固定部とベースプレートとの固定状態が解除されるように構成されている。このように構成すれば、磁石部材が固定部の内部の下降端に配置されている固定状態から上昇端に配置されている固定状態が解除された状態（固定解除状態）に切り替えることにより、容易に、磁石部材をベースプレートから引き離すことができる。

この場合、好ましくは、磁性体部材は、磁石部材が下降端に配置された状態で、下降されることにより磁石部材に接触し、その後、上昇されることによって、磁性体部材と磁石部材との間の磁力により磁石部材が上昇されるように構成されている。このように構成すれば、磁石部材と磁性体部材との接触により下降端に配置された磁石部材と磁性体部材との間に作用する磁力を大きくした状態で磁性体部材を上昇させることができるので、磁石部材をベースプレートから確実に引き離すことができる。

上記磁性体部材と磁石部材とが接触する構成において、好ましくは、固定部は、磁石部材とベースプレートとが接触されない状態で磁石部材を下降端において保持する下降端側保持部と、磁性体部材と磁石部材とが接触された状態で磁性体部材が上昇された際に磁石部材を上昇端において保持する上昇端側保持部とを含む。このように構成すれば、下降端側保持部により磁石部材を下降端で保持することができるので、安定した状態で固定部をベースプレートに固定することができる。また、上昇端側保持部により磁石部材と接触された磁性体部材を保持することができるので、安定した状態で、磁石部材をベースプレートから引き離した状態を維持することができる。

上記固定部が下降端側保持部を含む構成において、好ましくは、下降端側保持部は、固定部の内部側に突出するとともに、磁石部材をベースプレートとの間に第１の隙間を有した状態で保持するように構成されており、第１の隙間は、磁石部材が下降端側保持部に配置された際に固定部とベースプレートとの固定状態が維持される磁力が磁石部材とベースプレートとの間に作用するととともに、磁石部材が磁性体部材と接触した後上昇される際に、磁石部材とベースプレートとの間に作用する磁力と、磁石部材の自重による重力との合計が、磁石部材と磁性体部材との間に作用する磁力よりも小さくなるように設定されている。このように構成すれば、ベースプレートと第１の隙間を隔てて保持される磁石部材により固定部をベースプレートに確実に固定することができるとともに、磁石部材とベースプレートとが直接接触する場合と異なり、第１の隙間の分、磁石部材とベースプレートの間に作用する磁力を弱めて、容易に、磁石部材をベースプレートから引き離すことができる。

上記固定部が下降端側保持部を含む構成において、好ましくは、固定部は、上昇される磁性体部材を磁石部材との間に第２の隙間を有した状態で保持する磁性体部材保持部を含み、第２の隙間は、上昇端側保持部により磁石部材が保持され、かつ、磁性体部材保持部により磁性体部材が保持された状態で、磁石部材と磁性体部材との間に作用する磁力が、磁石部材とベースプレートとの間に作用する磁力と磁石部材の自重による重力との合計よりも大きくなるように設定されている。このように構成すれば、固定部とベースプレートとの固定状態を解除した後に、磁石部材を磁性体部材に確実に引き付けることができる第２の隙間を隔てた状態で磁石部材と磁性体部材とを保持することができるので、容易に、磁石部材をベースプレートから引き離した状態を維持することができる。

上記固定部が磁性体部材保持部を含む構成において、好ましくは、磁石部材が上昇端側保持部に配置された状態で固定部が下降されてベースプレートに当接された場合には、磁石部材とベースプレートとの間に作用する磁力と、磁石部材の自重による重力と、磁石部材のベースプレート方向への慣性力との合計が、磁石部材と磁性体部材との間に作用する磁力よりも大きくなるように設定されている。このように構成すれば、固定部が下降されてベースプレートに当接された際に発生する磁石部材のベースプレート方向への慣性力を利用して磁石部材を上昇端側保持部から下降端側保持部に移動（落下）させることができるので、簡易な構造により固定解除状態から固定状態に切り替えることができる。

上記第１の局面によるバックアップピンにおいて、好ましくは、磁性体部材が装着され、固定部の内部に摺動される軸部をさらに備え、軸部が上昇されることにより磁性体部材を上昇されることによって、固定部とベースプレートとが固定された固定状態を解除するように構成されている。このように構成すれば、軸部を用いて容易に磁性体部材を上昇させて、固定部をベースプレートに固定する磁石部材をベースプレートから引き離すことができる。

この場合、好ましくは、軸部は、磁力により磁石部材が上昇された状態で、吸引ノズルにより吸引可能に構成されるとともに、吸引ノズルにより吸引された状態で上下方向に移動されるように構成されている。このように構成すれば、固定部とベースプレートとの固定が解除された際に、吸引ノズルにより実質的にバックアップピンの自重に対応する吸引力でバックアップピンを吸引し、吸引ノズルを含むヘッドを上昇させることにより、バックアップピンを移動させることができる。

上記軸部を備える構成において、好ましくは、軸部と固定部との間には、軸部が下降された際に弾性変形可能なバネ部材が設けられている。このように構成すれば、基板上の電子部品などに対応するベースプレートの位置にバックアップピンが配置されてしまった場合でも、バネ部材が電子部品などと当接した際に弾性変形して衝撃を吸収することができるので、電子部品または基板が損傷するのを抑制することができる。また、吸引ノズルにより下方向に押し込まれた（移動された）際のバネ部材の反発力により、軸部を上方に移動させることができる。

この発明の第２の局面による基板処理装置は、ベースプレートと、ベースプレートに磁力により固定された状態で基板を裏面から支持するバックアップピンと、バックアップピンを吸引可能な吸引ノズルとを備え、バックアップピンは、ベースプレートに固定可能な固定部と、固定部の内部に配置されるとともに固定部の内部で上昇および下降されるように構成され、固定部を磁力によりベースプレートに固定するための磁石部材と、磁石部材の上方に配置され、固定部の内部で上昇されることにより磁石部材を磁力により上昇させて固定部とベースプレートとが固定された固定状態を解除する磁性体部材とを含む。

この発明の第２の局面による基板処理装置では、上記のように、磁石部材を磁力により上昇させて固定部とベースプレートとが固定された固定状態を解除する磁性体部材を設けることによって、磁石部材と磁性体部材との間で作用する磁力により、固定部をベースプレートに固定する固定状態の磁石部材をベースプレートから引き離すことができる。これにより、真空吸引を用いずに、固定部とベースプレートとの固定状態を解除することができる。また、真空吸引を用いずに、磁石部材と磁性体部材との間の磁力により、固定部をベースプレートに固定する磁石部材をベースプレートから引き離すことができるので、固定部とベースプレートとをより強固に固定するために磁力が大きい磁石部材を使用する場合でも、磁石部材（磁石部材の面積）を大きくする必要がない。その結果、バックアップピンの設置面積が大きくなるのを抑制し、ベース部に固定されるバックアップピンの数およびピッチに制約が生じるのを防止することができる。

本発明によれば、上記のように、真空吸引を用いずに固定部とベースプレートとの固定状態を解除することができる。

本発明の一実施形態による表面実装装置を示した平面図である。 本発明の一実施形態による表面実装装置を示した側面図である。 本発明の一実施形態によるバックアップピンがベースプレートに固定された状態を示した図である。 図３の５００−５００線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態によるバックアップピンの固定部を拡大した断面図である。 本発明の一実施形態によるバックアップピンの軸部を吸引ノズルにより下方に押し込んだ状態を示した断面図である。 本発明の一実施形態によるバックアップピンの磁石を上昇端側保持部に保持させた状態を示した断面図である。 本発明の一実施形態によるバックアップピンの磁性体部材を磁性体保持部に保持させた状態を示した断面図である。 本発明の一実施形態によるバックアップピンの固定状態が解除されて移動される状態を示した断面図である。 本発明の一実施形態によるバックアップピンをベースプレートに固定する際の状態を示した断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１〜図１０を参照して、本発明の一実施形態による表面実装装置１００の構造について説明する。なお、表面実装装置１００は、本発明の「基板処理装置」の一例である。

表面実装装置１００は、図１に示すように、一対のコンベア２により基板２００（図２参照）がＸ２方向からＸ１方向（搬送方向）に搬送され、所定の作業位置で基板２００に部品４ａを実装する装置である。

表面実装装置１００は、図１に示すように、基台１と、一対のコンベア２と、ベースプレート３と、テープフィーダ４と、ヘッドユニット５とを備えている。また、表面実装装置１００は、支持部６と、レール部７と、カメラユニット８とを備えている。また、ベースプレート３には、基板２００を裏面（Ｚ１方向）から支持し、基板２００の撓みを抑制するバックアップピン９が配置される。また、基台１は、使用しないバックアップピン９を待機（仮置き）させておくバックアップピン待機部１ａを含んでいる。また、バックアップピン待機部１ａは、たとえば鉄などの磁性体により構成されている。また、表面実装装置１００は、図示しないコントローラ（制御機構）により実装作業に関する動作が制御される。なお、本実施形態では、先ず、表面実装装置１００の構成について説明し、その後、バックアップピン９の構成の詳細について説明する。

コンベア２は、基板２００を搬送方向（Ｘ方向）に搬送する機能を有する。また、コンベア２には、図示しないクランプ機構が設けられている。コンベア２は、このクランプ機構により、搬送中の基板２００を実装作業位置で停止させた状態で保持（固定）するように構成されている。なお、実装作業位置は、ベースプレート３のバックアップピン９が設けられた位置の上方に位置している。

ベースプレート３は、たとえば鉄などの磁性体により構成されている。バックアップピン９は、実装作業開始前に、表面実装装置１００が予め取得している基板２００のデータに基づき、ベースプレート３上の所定位置に配置される。ベースプレート３は、実装作業時には、実装作業位置に固定された基板２００の裏面（Ｚ１方向側）にバックアップピン９が当接するまでベースプレート３が上昇（図２参照）されるように構成されている。

テープフィーダ４は、基板２００に実装されるＩＣなどの部品４ａをヘッドユニット５に供給するように構成されている。また、テープフィーダ４は、コンベア２のＹ方向の両側に複数配置されている。

ヘッドユニット５は、６本のヘッド５１と、Ｚ軸駆動モータ（図示せず）とを含んでいる。ヘッドユニット５は、テープフィーダ４から部品４ａを取得するとともに、基板２００に部品４ａを実装するように構成されている。

ヘッド５１は、図２に示すように、ヘッドユニット５の下面側（Ｚ１方向側）に突出するように配置されている。ヘッド５１の先端には、部品４ａや、バックアップピン９（後述する軸部９２）を真空吸引する吸引ノズル５２が取付けられている。また、ヘッド５１は、Ｚ軸駆動モータが駆動されることによりヘッドユニット５に対してＺ軸方向に昇降可能に構成されている。また、ヘッドユニット５には、図１に示すように、基板２００を撮像するためのカメラユニット５３が設けられている。カメラユニット５３は、ベースプレート３に配置されているバックアップピン９を上方（Ｚ２方向）から撮像し、認識するように構成されている。また、カメラユニット５３は、バックアップピン待機部１ａに配置されているバックアップピン９を上方から撮像し、バックアップピン待機部１ａ上に配置されるバックアップピン９の位置や本数を認識するように構成されている。

支持部６は、ボールネジ軸６１とボールネジ軸６１を回転させるＸ軸駆動モータ６２とを含んでいる。Ｘ軸駆動モータ６２が駆動されることにより、ヘッドユニット５はＸ方向に移動されるように構成されている。

レール部７は、支持部６の両端部（Ｘ方向）をＹ方向に移動可能に支持する一対のガイドレール７１と、Ｙ方向に延びるボールネジ軸７２と、ボールネジ軸７２を回転させるＹ軸駆動モータ７３とを含んでいる。Ｙ軸駆動モータ７３が駆動されることにより、ヘッドユニット５はＹ方向に移動されるように構成されている。

カメラユニット８は、基台１の上面上に固定的に設置されている。また、カメラユニット８は、各ヘッド５１の吸引ノズル５２に吸着された部品４ａを撮像し、部品４ａの実装に先立って部品４ａの吸着状態を認識するように構成されている。

次に、バックアップピン９の構成について説明する。

ここで、本実施形態では、図４および図５に示すように、バックアップピン９は、固定部９１と、軸部９２と、バネ９３と、磁性体部材９４と、磁性体部材９４の下方（Ｚ１方向）に配置される円盤状の磁石９５とを含んでいる。バックアップピン９は、磁石９５の磁力により固定部９１がベースプレート３に固定されるように構成されている。このバックアップピン９は、磁石９５が固定部９１の後述の下降端９１１ａに配置（保持）されている状態（以下、下降端保持状態という）において、固定部９１とベースプレート３との固定状態が維持されるように構成されている。また、バックアップピン９は、磁石９５が固定部９１の後述の上昇端９１２ａに配置（保持）されている状態（以下、上昇端保持状態という）において、固定部９１とベースプレート３との固定状態が解除されるように構成されている。また、磁石９５には、磁石９５とベースプレートとの間に作用する磁力（Ｆｂ）、磁石９５の自重による重力（Ｆｇ）、および、磁石９５と磁性体部材９４との間で作用する磁力（Ｆｍ）が作用する。また、バックアップピン９を固定する（図９の状態から図１０の状態に移行する）際には、磁石９５には、これらの力に加えて、磁石９５のベースプレート方向への慣性力（Ｆｉ）が作用する。なお、バネ９３は、本発明の「バネ部材」の一例である。また、磁石９５は、本発明の「磁石部材」の一例である。

固定部９１は、非磁性体（たとえば、アルミニウム）により形成されている。固定部９１は、図５に示すように、内部が中空に形成され、磁性体部材９４および磁石９５が配置されるように構成されている。また、固定部９１の内部は、下側（ベースプレート３側）から順に、固定部９１の断面方向（ＸＹ方向）の内径がそれぞれ異なる略円筒形状の領域９１ａ〜９１ｄを含んでいる。また、各領域は、領域９１ｂ、領域９１ａ、領域９１ｃ、領域９１ｄの順で内径が小さくなる。すなわち、固定部９１の内径は、領域９１ｂで最大となり、領域９１ｄで最小となる。また、固定部９１は、長手方向（Ｚ方向）の中央部近傍（図３参照）に、外側に向けて突出するフランジ部（周状の凸部）９１ｅを含んでいる。

また、固定部９１は、図４および図５に示すように、下降端側保持部９１１と、上昇端側保持部９１２と、磁性体部材保持部９１３とを含んでいる。固定部９１は、下降端側保持部９１１と上昇端側保持部９１２との間の領域９１ｂにおいて、磁石９５を昇降させるように構成されている。固定部９１は、下降端側保持部９１１と磁性体部材保持部９１３との間の領域９１ｂおよび９１ｃにおいて、磁性体部材９４（後述する先端部９４ａ）を昇降させるように構成されている。固定部９１は、領域９１ｄにおいて、軸部９２を摺動させるように構成されている。

下降端側保持部９１１は、固定部９１の内部９１（領域９１ａ）側に突出するように板状に形成されている。下降端側保持部９１１の上面は、磁石９５の下方への移動を規制する下降端９１１ａを構成している。下降端側保持部９１１は、磁石９５とベースプレート３とが接触されない状態で磁石９５を下降端９１１ａにおいて保持するように構成されている。言い換えると、下降端側保持部９１１は、下降端保持状態の磁石９５（磁石９５の下面）とベースプレート３（ベースプレート３の表面）とが第１の隙間（以下、隙間Ｄ１という）を隔てた状態で、磁石９５を下降端９１１ａにおいて保持するように構成されている。また、隙間Ｄ１は、固定部９１とベースプレート３との固定状態が維持される磁力が下降端保持状態の磁石９５とベースプレート３との間に作用するような大きさに設定されている。

上昇端側保持部９１２は、領域９１ｃを構成する固定部９１の内壁により構成されている。上昇端側保持部９１２の下面は、磁石９５の上方への移動を規制する上昇端９１２ａを構成している。上昇端側保持部９１２は、磁性体部材９４と磁石９５とが接触された状態（図７参照）で磁性体部材９４が上昇された際に磁石９５を上昇端９１２ａにおいて保持するように構成されている。また、上昇端側保持部９１２は、上昇端保持状態の磁石９５（磁石９５の下面）とベースプレート３（ベースプレート３の表面）とが隙間Ｄ０を隔てるように構成されている。なお、図５において、上昇端側保持部９１２により保持された磁石９５は一点鎖線により示されている。また、隙間Ｄ１は、磁石９５とベースプレート３との間に作用する磁力（Ｆｂ）と、磁石９５の自重による重力（Ｆｇ）との合計（Ｆｂ＋Ｆｇ）が、上昇端保持状態の磁石９５と磁性体部材９４との間に作用する磁力（Ｆｍ）よりも小さくなるように設定されている。なお、上昇端保持状態の磁石９５とベースプレート３との間に作用する磁力は略ゼロ（Ｆｍ≒０）になるように設定されている。

磁性体部材保持部９１３は、領域９１ｄを構成する固定部９１の内壁により構成されている。磁性体部材保持部９１３の下面９１３ａは、磁性体部材９４の上方への移動を規制する機能を有する。磁性体部材保持部９１３は、上昇されて磁性体部材保持部９１３により保持（配置）された状態（以下、磁性体保持状態という）（図８参照）の磁性体部材９４と磁石９５（磁石９５の上面）との間に第２の隙間（以下、隙間Ｄ２という）を有した状態で磁性体部材９４を保持するように構成されている。すなわち、磁性体部材保持部９１３は、上昇端保持状態の磁石９５と磁性体保持状態の磁性体部材９４とが隙間Ｄ２を有するように構成されている。また、隙間Ｄ２は、上昇端側保持部９１２により保持された磁石９５とベースプレート３との隙間Ｄ０よりも小さい。詳細には、隙間Ｄ２は、上昇端保持状態の磁石９５と磁性体保持状態の磁性体部材９４との間に作用する磁力（Ｆｍ）が、磁石９５とベースプレート３との間に作用する磁力と磁石９５の自重による重力の合計（Ｆｂ＋Ｆｇ）よりも大きくなるように設定されている。

軸部９２は、固定部９１の内部に摺動されるように構成されている。軸部９２は、非磁性体（たとえば、アルミニウム）により形成されている。軸部９２は、図３および図４に示すように、長手方向（Ｚ方向）の中央部近傍と上部近傍とのそれぞれに、外側に向けて突出するフランジ部（周状の凸部）９２ａおよび９２ｂを含んでいる。バックアップピン９は、図８〜図１０に示すように、吸引ノズル５２によりフランジ部９２ｂが吸引された状態で、上下方向（Ｚ方向）に移動（昇降）されるように構成されている。

バネ９３は、図３および図４に示すように、軸部９２のフランジ部９２ａと固定部９１のフランジ部９１ｅとの間に設けられている。バネ９３は、軸部９２がＺ１方向に下降された際に弾性変形可能に構成されている。バネ９３は、ヘッド５１（吸引ノズル５２）により下方に押し込まれた軸部９２（図６参照）を、上方に付勢するように構成されている。図４や図８に示した状態においては、このバネ９３の付勢力によって、磁性体部材９４が磁性体部材保持部９１３の下面９１３ａに当接する状態が維持される。また、図示しないコントローラのエラー等により基板２００上の電子部品などに対応するベースプレート３の位置にバックアップピン９が配置されてしまった場合でも、バネ９３が電子部品などと当接した際に弾性変形することにより、電子部品（基板２００）が損傷するのが抑制される。

磁性体部材９４は、図５に示すように、たとえば鉄を材料として、ネジ状に形成されている。具体的には、磁性体部材９４は、磁石９５と接触する先端部９４ａと、軸部９２に固定される固定部９４ｂとを含んでいる。先端部９４ａは、固定部９４ｂの外径よりも大きい外径を有している。ネジ状の磁性体部材９４（固定部９４ｂ）は、軸部９２の下端部に螺合されることにより軸部９２に固定されている。これにより、接着剤などを用いなくても磁性体部材９４と軸部９２とを固定することができる。また、磁性体部材９４（先端部９４ａ）は、磁性体部材保持部９１３（下面９１３ａ）と係合するように構成されている。また、磁性体部材９４は、磁石９５の上方（Ｚ２方向側）に配置されている。また、磁性体部材９４は、下方に移動された際に磁石９５と接触するように構成されている。磁性体部材９４は、固定部９１の内部で上昇されることにより磁石９５を磁力により上昇させて固定部９１とベースプレート３とが固定された固定状態を解除するように構成されている。これにより、磁石９５は、軸部９２とともに磁性体部材９４が昇降することによって固定部９１の内部で昇降されるように構成されている。

次に、図４および図６〜図９を参照して、固定状態を解除する際のバックアップピン９の動作について説明する。

まず、図６に示すように、ベースプレート３に固定されたバックアップピン９（図４参照）の軸部９２（フランジ部９２ｂ）が、真空吸引していない吸引ノズル５２により下方（Ｚ１方向）に向けて押し込まれる。この際、軸部９２は、下降端９１１ａに配置された（下降端保持状態の）磁石９５に磁性体部材９４が接触するまで下降される。この状態では、下降端保持状態の磁石９５と磁性体部材９４と間に作用する磁力（Ｆｍ）が、下降端保持状態の磁石９５とベースプレート３との間に作用する磁力（Ｆｂ）と磁石部材の自重による重力（Ｆｇ）との合計よりも大きくなる（Ｆｍ＞Ｆｂ＋Ｆｇ）ように設定されている。

次に、図７に示すように、真空吸引していない吸引ノズル５２を上昇させる。この際、磁性体部材９４と磁石９５とは、密着している。また、バネ９３の反発力によって軸部９２のフランジ部９２ａが上方に付勢される。これにより、磁性体部材９４と磁石９５との間の磁力（Ｆｍ）により、磁石９５が磁性体部材９４とともに上昇端９１２ａまで上昇され、上昇端側保持部９１２により保持される上昇端保持状態になる。この状態では、上昇端保持状態の磁石９５とベースプレート３との間に作用する磁力は略ゼロ（Ｆｍ≒０）になるように設定されている。また、この状態では、バックアップピン９の固定状態が解除される。

次に、図８に示すように、磁石９５の上昇端保持状態において、真空吸引していない吸引ノズル５２をさらに上昇させる。これにより、バネ９３の反発力によって軸部９２のフランジ部９２ａが上方に付勢され、軸部９２が図７の状態からさらに上昇される。この際、磁性体部材９４は、上昇端保持状態の磁石９５と離間されて、磁性体部材９４が磁性体部材保持部９１３まで上昇される。この状態では、上昇端保持状態の磁石９５と磁性体部材９４と間に作用する磁力（Ｆｍ）が、上昇端保持状態の磁石９５とベースプレート３との間に作用する磁力（Ｆｂ≒０）よりも大きく（Ｆｍ＞Ｆｂ（≒０）＋Ｆｇ）なるように設定されている。これにより、磁石９５は磁性体部材９４の磁力により上方に引っ張られた状態（上昇端９１２ａの位置で磁石９５が宙に浮いた状態）で、バックアップピン９の固定状態が解除される。なお、磁石９５とベースプレート３との間に作用する磁力（Ｆｍ）が略ゼロであるため、実質的にバックアップピン９の自重のみでベースプレート３に載置されている。

次に、図９に示すように、軸部９２のフランジ部９２ｂが吸引ノズル５２により吸引された状態で吸引ノズル５２（ヘッド５１）が上昇される。この状態では、磁石９５とベースプレート３との間に作用する磁力（Ｆｍ）が略ゼロであるため、実質的にバックアップピン９の自重に対応する吸引力で吸引ノズル５２によりバックアップピン９を吸引した状態で吸引ノズル５２が上昇され、バックアップピン９がベースプレート３から移動（除去）される。なお、移動されたバックアップピン９はバックアップピン待機部１ａに配置される。

次に、図４、図９および図１０を参照して、バックアップピン９をベースプレート３に固定する際の動作について説明する。

まず、図９に示すように、軸部９２のフランジ部９２ｂが吸引ノズル５２により吸引された状態で吸引ノズル５２が下降される。そして、図１０に示すように、固定部９１の底面がベースプレート３に当接される。この際、磁性体部材９４は磁性体保持状態を維持するとともに、磁石９５は上昇端保持状態を維持した状態で、バックアップピン９がベースプレート３に当接される。なお、簡略化のため、軸部９２のフランジ部９２ｂが吸引ノズル５２により吸引された状態で吸引ノズル５２が下降される状態の図は、軸部９２のフランジ部９２ｂが吸引ノズル５２により吸引された状態で吸引ノズル５２が上昇される状態を示した図９を流用している。

また、図９の状態から図１０の状態に移行された際に、磁石９５とベースプレート３との間に作用する磁力（Ｆｂ）と磁石９５の自重による重力（Ｆｇ）との合計（Ｆｂ＋Ｆｇ）に、磁石９５のベースプレート３方向（下方向）への慣性力（Ｆｉ）が付加される。これにより、慣性力が付加されたバックアップピン９をベースプレート３に固定する力（Ｆｂ＋Ｆｇ＋Ｆｉ）が、磁石９５と磁性体部材９４との磁力（Ｆｍ）よりも大きくなる（Ｆｍ＜Ｆｂ＋Ｆｇ＋Ｆｉ）。その結果、上昇端保持状態（上昇端９１２ａの位置で宙に浮いた状態）の磁石９５が下方に落下し、下降端側保持部９１１により保持される。そして、磁石９５とベースプレート３との間に作用する磁力により、バックアップピン９がベースプレート３に固定される。

本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、磁石９５を磁力により上昇させて固定部９１とベースプレート３とが固定された固定状態を解除する磁性体部材９４を設ける。これにより、磁石９５と磁性体部材９４との間で作用する磁力Ｆｍにより、固定部９１をベースプレート３に固定する固定状態の磁石９５をベースプレート３から引き離すことができる。その結果、真空吸引を用いずに、固定部９１とベースプレート３との固定状態を解除することができる。また、真空吸引を用いずに、磁石９５と磁性体部材９４と間の磁力Ｆｍにより、固定部９１をベースプレート３に固定する磁石９５をベースプレート３から引き離すことができるので、固定部９１とベースプレート３とをより強固に固定するために磁力が大きい磁石９５を使用する場合でも、磁石９５（磁石９５の面積）を大きくする必要がない。これにより、バックアップピン９の設置面積が大きくなるのを抑制し、ベースプレート３に固定されるバックアップピン９の数およびピッチに制約が生じるのを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、磁石９５が固定部９１の内部の下降端９１１ａに配置されている状態において、固定部９１とベースプレート３との固定状態が維持され、磁性体部材９４が上昇されることにより磁石９５が固定部９１の内部の上昇端９１２ａに配置されている状態において、固定部９１とベースプレート３との固定状態が解除されるようにバックアップピン９を構成する。これにより、磁石９５が固定部９１の内部の下降端９１１ａに配置されている固定状態から上昇端９１２ａに配置されている固定解除状態に切り替えることにより、容易に、磁石９５をベースプレート３から引き離すことができる。

また、本実施形態では、上記のように、磁石９５が下降端９１１ａに配置された状態で、下降されることにより磁石９５に接触し、その後、上昇されることによって、磁性体部材９４と磁石９５との間の磁力Ｆｍにより磁石９５が上昇されるように磁性体部材９４を構成する。これにより、磁石９５と磁性体部材９４との接触により下降端９１１ａに配置された磁石９５と磁性体部材９４との間に作用する磁力Ｆｍを大きくした状態で磁性体部材９４を上昇させることができるので、磁石９５をベースプレート３から確実に引き離すことができる。

また、本実施形態では、上記のように、磁石９５とベースプレート３とが接触されない状態で磁石９５を下降端９１１ａにおいて保持する下降端側保持部９１１と、磁性体部材９４と磁石９５とが接触された状態で磁性体部材９４が上昇された際に磁石９５を上昇端９１２ａにおいて保持する上昇端側保持部９１２とを含むように固定部９１を構成する。これにより、下降端側保持部９１１により磁石９５を下降端９１１ａで保持することができるので、安定した状態で固定部９１をベースプレート３に固定することができる。また、上昇端側保持部９１２により磁石９５と接触された磁性体部材９４を保持することができるので、安定した状態で、磁石９５をベースプレート３から引き離した状態を維持することができる。

また、本実施形態では、上記のように、固定部９１の内部側に突出するとともに、磁石９５をベースプレート３との間に第１の隙間Ｄ１を有した状態で保持するように下降端側保持部９１１を構成し、磁石９５が下降端側保持部に配置された際に固定部９１とベースプレート３との固定状態が維持される磁力Ｆｂ＋Ｆｇが磁石９５とベースプレート３との間に作用するととともに、磁石９５が磁性体部材９４と接触した後上昇される際に、磁石９５とベースプレート３との間に作用する磁力Ｆｂと、磁石９５の自重による重力Ｆｇとの合計Ｆｂ＋Ｆｇが、磁石９５と磁性体部材９４との間に作用する磁力Ｆｍよりも小さくなるように第１の隙間Ｄ１を設定する。これにより、ベースプレート３と第１の隙間Ｄ１を隔てて保持される磁石９５により固定部９１をベースプレート３に確実に固定することができるとともに、磁石９５とベースプレート３とが直接接触する場合と異なり、第１の隙間Ｄ１の分、磁石９５とベースプレート３の間に作用する磁力Ｆｂを弱めて、容易に、磁石９５をベースプレート３から引き離すことができる。

また、本実施形態では、上記のように、上昇される磁性体部材９４を磁石９５との間に第２の隙間Ｄ２を有した状態で保持する磁性体部材保持部９１３を含むように固定部９１を構成し、上昇端側保持部９１２により上昇される磁石９５が保持され、かつ、磁性体部材保持部９１３により上昇される磁性体部材９４が保持された状態で、磁石９５と磁性体部材９４との間に作用する磁力Ｆｍが、磁石９５とベースプレート３との間に作用する磁力Ｆｂと磁石９５の自重による重力Ｆｇとの合計Ｆｂ＋Ｆｇよりも大きくなるように第２の隙間Ｄ２を設定する。これにより、固定部９１とベースプレート３との固定状態を解除した後に、磁石９５を磁性体部材９４に確実に引き付けることができる第２の隙間Ｄ２を隔てた状態で磁石９５と磁性体部材９４とを保持することができるので、容易に、磁石９５をベースプレート３から引き離した状態を維持することができる。

また、本実施形態では、上記のように、磁石９５が上昇端側保持部９１２に配置された状態で固定部９１が下降されてベースプレート３に当接された場合には、磁石９５とベースプレート３との間に作用する磁力Ｆｂと、磁石９５の自重による重力Ｆｇと、磁石９５のベースプレート３方向への慣性力Ｆｉとの合計Ｆｂ＋Ｆｇ＋Ｆｉが、磁石９５と磁性体部材９４との磁力Ｆｍよりも大きくなるように設定する。これにより、固定部９１が下降されてベースプレート３に当接された際に発生する磁石９５のベースプレート３方向への慣性力Ｆｉを利用して磁石９５を上昇端側保持部９１２から下降端側保持部９１１に移動（落下）させることができるので、簡易な構造により固定解除状態から固定状態に切り替えることができる。

また、本実施形態では、上記のように、磁性体部材９４が装着され、固定部９１の内部に摺動される軸部９２を設け、軸部９２が上昇されることにより磁性体部材９４を上昇されることによって、固定部９１とベースプレート３とが固定された固定状態を解除するように構成する。これにより、軸部９２を用いて容易に磁性体部材９４を上昇させて、固定部９１をベースプレート３に固定する磁石９５をベースプレート３から引き離すことができる。

また、本実施形態では、上記のように、磁力により磁石９５が上昇された状態で、吸引ノズル５２により吸引可能に軸部９２を構成し、吸引ノズル５２により吸引された状態で上下方向に移動されるようにバックアップピン９を構成する。これにより、固定部９１とベースプレート３との固定が解除された際に、吸引ノズル５２により実質的にバックアップピン９の自重に対応する吸引力でバックアップピン９を吸引し、吸引ノズル５２を含むヘッドを上昇させることにより、バックアップピン９を移動させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、軸部９２と固定部９１との間には、軸部９２が下降された際に弾性変形可能なバネ９３を設ける。これにより、基板２００上の電子部品などに対応するベースプレート３の位置にバックアップピン９が配置されてしまった場合でも、バネ９３が電子部品などと当接した際に弾性変形して衝撃を吸収することができるので、電子部品または基板２００が損傷するのを抑制することができる。また、吸引ノズル５２により下方向に押し込まれた（移動された）際のバネ９３の反発力により、軸部９２を上方に移動させることができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、本発明を表面実装装置（基板処理装置）に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。バックアップピンを用いる構成であれば、たとえば、検査装置、印刷装置、および、ディスペンサ装置など、表面実装装置以外の基板処理装置に本発明を適用してもよい。

また、上記実施形態では、バックアップピンの固定状態を解除する際、下降端に配置された磁石（磁石部材）と、下降される磁性体部材とが接触する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、バックアップピンの固定状態を解除する際、下降端に配置された磁石（磁石部材）と、下降される磁性体部材とが接触しなくてもよい。

また、上記実施形態では、磁性体部材と軸部とを別個に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁性体材料により、磁性体部材と軸部とを一体的に形成してもよい。

また、上記実施形態では、固定部および軸部を非磁性体材料としてのアルミニウムにより形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、固定部および軸部を、樹脂など、アルミニウム以外の非磁性体材料により形成してもよい。これにより、バックアップピンの重量を軽くすることができるので、ベースプレートとバックアップピン待機部との間を移動させるバックアップピンを吸引ノズルにより確実に吸引して、バックアップピンが落下するのを抑制することができる。

また、上記実施形態では、ベースプレートおよび磁性体部材を鉄（磁性体）により形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、鉄以外の磁性体により、ベースプレートおよび磁性体部材を形成してもよい。

また、上記実施形態では、固定部がベースプレートに当接された際に、磁石（磁石部材）に作用するベースプレート方向への慣性力を利用して磁石を落下させ、固定部をベースプレートに固定する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、正圧を発生可能な吸引ノズルを設け、この正圧により磁石部材を落下させるなど、磁石部材に作用するベースプレート方向への慣性力以外の力により磁石部材を落下させ、固定部をベースプレートに固定してもよい。

３ ベースプレート
９ バックアップピン
５２ 吸引ノズル
９１ 固定部
９２ 軸部
９３ バネ（バネ部材）
９４ 磁性体部材
９５ 磁石（磁石部材）
１００ 表面実装装置（基板処理装置）
２００ 基板
９１１ 下降端側保持部
９１１ａ 下降端
９１２ 上昇端側保持部
９１２ａ 上昇端
９１３ 磁性体部材保持部
Ｄ１ 隙間（第１の隙間）
Ｄ２ 隙間（第２の隙間）

Claims (11)

1. ベースプレート（３）に磁力により固定された状態で基板（２００）を裏面から支持するバックアップピン（９）であって、
   前記ベースプレートに固定可能な固定部（９１）と、
   前記固定部の内部に配置されるとともに前記固定部の内部で上昇および下降されるように構成され、前記固定部を磁力により前記ベースプレートに固定するための磁石部材（９５）と、
   前記磁石部材の上方に配置され、前記固定部の内部で上昇されることにより前記磁石部材を磁力により上昇させて前記固定部と前記ベースプレートとが固定された固定状態を解除する磁性体部材（９４）とを備える、バックアップピン。
2. 前記磁石部材が前記固定部の内部の下降端（９１１ａ）に配置されている状態において、前記固定部と前記ベースプレートとの固定状態が維持され、
   前記磁性体部材が上昇されることにより前記磁石部材が前記固定部の内部の上昇端（９１２ａ）に配置されている状態において、前記固定部と前記ベースプレートとの固定状態が解除されるように構成されている、請求項１に記載のバックアップピン。
3. 前記磁性体部材は、前記磁石部材が前記下降端に配置された状態で、下降されることにより前記磁石部材に接触し、その後、上昇されることによって、前記磁性体部材と前記磁石部材との間の磁力により前記磁石部材が上昇されるように構成されている、請求項２に記載のバックアップピン。
4. 前記固定部は、前記磁石部材と前記ベースプレートとが接触されない状態で前記磁石部材を前記下降端において保持する下降端側保持部（９１１）と、前記磁性体部材と前記磁石部材とが接触された状態で前記磁性体部材が上昇された際に前記磁石部材を前記上昇端において保持する上昇端側保持部（９１２）とを含む、請求項３に記載のバックアップピン。
5. 前記下降端側保持部は、前記固定部の内部側に突出するとともに、前記磁石部材を前記ベースプレートとの間に第１の隙間を有した状態で保持するように構成されており、
   前記第１の隙間は、前記磁石部材が前記下降端側保持部に配置された際に前記固定部と前記ベースプレートとの固定状態が維持される磁力が前記磁石部材と前記ベースプレートとの間に作用するととともに、前記磁石部材が前記磁性体部材と接触した後上昇される際に、前記磁石部材と前記ベースプレートとの間に作用する磁力と、前記磁石部材の自重による重力との合計が、前記磁石部材と前記磁性体部材との間に作用する磁力よりも小さくなるように設定されている、請求項４に記載のバックアップピン。
6. 前記固定部は、上昇される前記磁性体部材を前記磁石部材との間に第２の隙間を有した状態で保持する磁性体部材保持部（９１３）を含み、
   前記第２の隙間は、前記上昇端側保持部により前記磁石部材が保持され、かつ、前記磁性体部材保持部により前記磁性体部材が保持された状態で、前記磁石部材と前記磁性体部材との間に作用する磁力が、前記磁石部材と前記ベースプレートとの間に作用する磁力と前記磁石部材の自重による重力との合計よりも大きくなるように設定されている、請求項４に記載のバックアップピン。
7. 前記磁石部材が前記上昇端側保持部に配置された状態で前記固定部が下降されて前記ベースプレートに当接された場合には、前記磁石部材と前記ベースプレートとの間に作用する磁力と、前記磁石部材の自重による重力と、前記磁石部材の前記ベースプレート方向への慣性力との合計が、前記磁石部材と前記磁性体部材との間に作用する磁力よりも大きくなるように設定されている、請求項６に記載のバックアップピン。
8. 前記磁性体部材が装着され、前記固定部の内部に摺動される軸部（９２）をさらに備え、
   前記軸部が上昇されることにより前記磁性体部材が上昇されることによって、前記固定部と前記ベースプレートとが固定された固定状態が解除されるように構成されている、請求項１に記載のバックアップピン。
9. 前記軸部は、磁力により前記磁石部材が上昇された状態で、吸引ノズルにより吸引可能に構成されるとともに、前記吸引ノズルにより吸引された状態で上下方向に移動されるように構成されている、請求項８に記載のバックアップピン。
10. 前記軸部と前記固定部との間には、前記軸部が下降された際に弾性変形可能なバネ部材（９３）が設けられている、請求項８に記載のバックアップピン。
11. ベースプレートと、
    前記ベースプレートに磁力により固定された状態で基板を裏面から支持するバックアップピンと、
    前記バックアップピンを吸引可能な吸引ノズルとを備え、
    前記バックアップピンは、
    前記ベースプレートに固定可能な固定部と、
    前記固定部の内部に配置されるとともに前記固定部の内部で上昇および下降されるように構成され、前記固定部を磁力により前記ベースプレートに固定するための磁石部材と、
    前記磁石部材の上方に配置され、前記固定部の内部で上昇されることにより前記磁石部材を磁力により上昇させて前記固定部と前記ベースプレートとが固定された固定状態を解除する磁性体部材とを含む、基板処理装置。

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