JP2005317753A - プリント配線基板及びそのプリント配線基板への部品取付方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のプリント配線基板には、配線パターン作成時に形成された実装ランドに実装される部品の位置決め基準となる面実装基準マークと、当該基板に形成された部品装着孔に挿入される挿入実装部品の位置決め基準となる挿入実装基準マークとが形成されており、挿入実装基準マークの基準孔が挿入実装部品の装着位置の部品装着孔と同時に加工されている。
【選択図】図1
Description
図7は特許文献1に開示された電子部品装着装置におけるプリント配線基板を示す平面図である。特許文献1の電子部品装着装置において、プリント配線基板101には当該プリント配線基板101を装置に対して所定位置に配置するための位置決め孔102と装着基準マーク103が設けられている。この装着基準マーク103は当該プリント配線基板の配線パターンと同時にエッチング等により形成されており、プリント配線基板101における配線パターンと装着基準マーク103との位置関係は、各々のプリント配線基板101において一定に維持されている。
上記のような構成の挿入実装部品においては、位置精度の高い取り付けが必要であるため、微小な孔に部品の突起を嵌入させて構成されている。しかし、配線パターンの所定の実装ランドの位置に正確に配置された微小な挿入実装部品であっても、配線パターンと微小な孔が僅かにずれている場合には、挿入実装部品の突起が微小な孔に挿入されず、そのまま次工程に移送されるという問題があり、場合によっては部品やプリント配線基板を破損させるという問題があった。
挿入実装部品に形成された突起と嵌合し、前記配線パターンの領域内に形成された装着孔と、
前記装着孔と実質的に同時に形成され、前記挿入実装部品を実装するときの基準となる基準孔を有する挿入実装基準マークと、
前記配線パターンの実装ランドと実質的に同時に形成され、前記面実装部品を実装するときの基準となる面実装基準マークと、を具備する。このように構成されたプリント配線基板は、微小な部品を正確な位置に確実に配置することができ、優れた生産性及び作業性を有しているため、製造コストの大幅な低減を図ることができる。
また、本発明のプリント配線基板は、請求項3に記載したように、請求項1の挿入実装基準マークは、基準孔の周りが基準孔を通過した光と識別可能な色相で着色して構成することも可能である。
また、本発明のプリント配線基板は、請求項4に記載したように、請求項2の挿入実装基準マークを、金属箔領域の実質的に中心に貫通孔を形成して構成してもよい。
さらに、本発明のプリント配線基板は、請求項6に記載したように、請求項2の所定形状を有する金属箔領域内に貫通孔を形成し、前記金属箔領域の周りが当該金属箔領域と識別可能な色相で着色された領域を有して、挿入実装基準マークと面実装基準マークとを兼用させた実装基準マークで構成してもよい。
前記基準孔を挿入実装基準マークとしてその中心点を算出し、算出された当該中心点に基づき挿入実装部品を前記プリント配線基板の所定位置に装着する工程と、を有する。このように構成されたプリント配線基板への部品取付方法は、微小な部品を正確な位置に確実に配置することができ、優れた生産性及び作業性を有する。
挿入実装部品のための装着孔と前記挿入実装部品を実装するときの基準となる基準孔とを実質的に同時に前記プリント配線基板の前記挿入実装基準マーク領域の金属箔内に形成する工程と、
前記面実装基準マーク領域の金属箔マークを面実装基準マークとしてその中心点を算出し、算出された当該中心点に基づき面実装部品を前記プリント配線基板の所定位置に装着する工程と、
前記基準孔を挿入実装基準マークとしてその中心点を算出し、算出された当該中心点に基づき挿入実装部品を前記プリント配線基板の所定位置に装着する工程と、を有する。
このように構成されたプリント配線基板への部品取付方法は、配線パターンの高密度化・微細化の要求及び微小な部品の確実な実装に応えることができるとともに製造コストの大幅な低減を図ることができる。
発明の新規な特徴は添付の請求の範囲に特に記載したものに他ならないが、構成及び内容の双方に関して本発明は、他の目的や特徴と合わせて図面と共に以下の詳細な説明を読むことにより、より良く理解され評価されるであろう。
図1は本発明に係る実施の形態1のプリント配線基板を示す平面図である。図1に示すように、ここで示したプリント配線基板1は4つのプリント配線基板A,B,C,Dの集合体であり、各プリント配線基板A,B,C,Dは同じ形状及び構成を有している。図2はプリント配線基板Aの部分を拡大して示した平面図である。図3はプリント配線基板1の一部を拡大して示した平面図であり、実施の形態1のプリント配線基板1における面実装基準マーク2と挿入実装基準マーク3とを示している。
実施の形態1におけるプリント配線基板1の外縁部分等には、面実装基準マーク2、挿入実装基準マーク3及び基板位置決め孔4が形成されている。この外縁部分はプリント配線基板1から各プリント配線基板A,B,C,Dが取り外されたとき捨て基板となる部分である。
図1及び図2に示すように、面実装基準マーク2は、プリント配線基板1における複数箇所に形成されており、例えばプリント配線基板1の略対角線上のコーナ近傍、及び面実装される部品の周りで略対角線の位置に形成されている。このように面実装基準マーク2を該当する面実装部品の対角線上に1組形成することにより、当該面実装部品のプリント配線基板1に対するX軸方向及びY軸方向の位置決めを当該面実装部品近傍にある面実装基準マーク2に基づいて行うことができる。ここで、X軸方向とはプリント配線基板1のプリント面における横方向(図1に示したプリント配線基板1の長手方向)であり、Y軸方向とはプリント配線基板1のプリント面における縦方向である。
図3に示すように、第1の挿入実装基準マーク3aは、貫通孔5aとその周りの外縁部6aで構成されている。第1の挿入実装基準マーク3aの外縁部6aは正方形状の金属箔6a、例えば銅薄膜で構成され、配線パターンと同時に同じ金属箔で形成される。第2の挿入実装基準マーク3bは、貫通孔5bとその周りの外縁部6bで構成されている。第2の挿入実装基準マーク3bの外縁部6bは、例えば黒色に着色されている。
第1のマーク認識方法例としては、該当するプリント配線基板1の上方より挿入実装基準マーク3を照射して上方のカメラによりその反射光を映して画像を取り込み、その取り込んだ画像により貫通孔5aの中心位置を算出する方法である。第2のマーク認識方法例としては、該当するプリント配線基板1の下方より挿入実装基準マーク3を照射して上方のカメラによりその貫通孔5bを通過した光を映して画像を取り込み、その取り込んだ画像により貫通孔5bの中心位置を算出する方法である。したがって、第1のマーク認識方法においては、第1の挿入実装基準マーク3aを使用して反射光により貫通孔5aの中心位置を算出し、第2のマーク認識方法においては、第2の挿入実装基準マーク3bを使用して貫通光により貫通孔5bの中心位置を算出する。なお、第2のマーク認識方法において、第1の挿入実装基準マーク3aを使用した場合には、貫通光と金属箔6aとの境界を認識できず貫通孔5aの中心位置が算出できないことがあるため、その認識方法に応じてプリント配線基板における所望の挿入実装基準マーク3が選択される。
図4は挿入実装部品の一例として微小な異形部品であるリミットスイッチ30を示した側面図である。図5は図4のリミットスイッチ30を装着するプリント配線基板1の実装部分を示す平面図である。
図4に示すように、リミットスイッチ30には回路の接離を行うよう移動可能な当接レバー31、配線パターンの実装ランド37に接続される複数の端子34、及び2種類の突起32,33が設けられている。図5に示すように、リミットスイッチ30を装着するプリント配線基板1の装着部分には、2種類の突起32,33に対応する2種類の部品装着孔35,36が形成されており、その両側には実装ランド37が設けられている。この実施の形態1において用いたリミットスイッチ30の第1の突起32の直径は0.75mmであり、第2の突起33の直径は0.55mmであった。また、第1の部品装着孔35の直径は0.85mmであり、第2の部品装着孔36の直径は0.65mmであった。したがって、実施の形態1においては、第1の突起32(直径は0.75mm)と第1の部品装着孔35(直径は0.85mm)との間のクリアランスが第1の突起32の両側に僅か0.05mmしか設定されていない。また、第2の突起33(直径は0.55mm)と第2の部品装着孔36(直径は0.65mm)との間のクリアランスも同じ値である。
したがって、実施の形態1におけるプリント配線基板1への部品の取付方法において、面実装部品に関しては、面実装基準マーク2をカメラで映してその画像処理により、金属箔2aの中心点を算出して、算出された中心点を面実装の基準点とする。この面実装の基準点に基づいてプリント配線基板1の所定の位置に面実装部品を部品装着装置により装着する。
一方、挿入実装部品に関しては、挿入実装基準マーク3をカメラで映してその画像処理により、基準孔としての貫通孔5a又は5bの中心点を算出する。算出された中心点を挿入実装の基準点とする。この挿入実装の基準点に基づいてプリント配線基板1の所定の位置に挿入実装部品を部品装着装置により装着する。
実施の形態1のプリント配線基板1においては、挿入実装基準マーク3の基準孔である貫通孔(5a又は5b)が挿入実装部品の部品装着孔20(35,36)と同じ製造工程において、例えばNC工作機により形成されているため、互いの位置関係はそれぞれのプリント配線基板1において位置ずれが無く同じ距離が維持されているため、装着工程において挿入実装部品の突起は確実に所定の部品装着孔20(35,36)に挿入され、当該挿入実装部品は確実に装着される。
しかし、実施の形態1のプリント配線基板への部品取付方法においては、挿入実装基準マークの基準孔の中心点に基づいて挿入実装部品を装着するよう構成されているため、例えば挿入実装部品の突起32,33と部品装着孔35,36とのクリアランスが0.05mmであっても、挿入実装部品はプリント配線基板1の所望の位置に正確に配置され装着されている。
実施の形態1においては、面実装基準マーク2及び挿入実装基準マーク3がプリント配線基板1における捨て基板に形成した例で説明したが、プリント配線基板の構成により面実装基準マーク2及び/又は挿入実装基準マーク3を配線パターンと同じ領域に形成することも可能である。
また、実施の形態1においては基準孔を円形の貫通孔で示したが、基準孔はこのような形状に限定されるものではなく、挿入実装部品のための部品装着孔と同時に加工される形状で基準点を画像認識により算出できる形状であればよい。例えば、第1のマーク認識方法であれば貫通孔である必要は無く有底孔であってもよい。また、基準孔は中心点を算出できる形状であればよく、例えば多角形状であってもよい。
《実施の形態2》
図6に示すように、実装基準マーク40は挿入実装部品の実装基準となる基準孔41と、この基準孔41の周りに形成された金属箔42と、この金属箔42の周りに金属箔42と色相が異なる、例えば黒色の外縁部43とにより構成されている。基準孔41は挿入実装部品の突起が嵌入する部品装着孔と同じ製造工程で形成されており、基準孔41と部品装着孔との間に位置ずれはなく所定の位置関係が維持されている。したがって、基準孔41の中心点が、画像処理により算出されて挿入実装の基準点となり、挿入実装部品がプリント配線基板50の所望の位置に正確に配置されて装着される。
実施の形態2のプリント配線基板50の部品装着工程において、実装基準マーク40が照射されてカメラによりその反射光を映して画像処理され基準孔41の中心点が算出される。この中心点が挿入実装の基準点となる。また、実装基準マーク40の反射光からの画像処理により、金属箔42と外縁部43との境界部分が認識されて、円形の金属箔42の中心点が算出される。この中心点が面実装の基準点となる。したがって、挿入実装の基準点と面実装の基準点とのずれが挿入実装部品のための部品装着孔と配線パターンの実装ランドの位置ずれ距離となる。なお、この位置ずれ距離が予め決めた所定値を超えた場合には、当該プリント配線基板は不良品として製造工程の系外に自動的に排出されるよう構成されている。
2 面実装基準マーク
2a 金属箔
3 挿入実装基準マーク
3a 第1の挿入実装基準マーク
3b 第2の挿入実装基準マーク
4 基板位置決め孔
5a,5b 貫通孔
6a,6b 金属箔
10 実装ランド
20 部品装着孔
30 リミットスイッチ
31 当接レバー
32 第1の突起
33 第2の突起
34 端子
35 第1の部品装着孔
36 第2の部品装着孔
37 実装ランド
40 実装基準マーク
41 基準孔
42 金属箔
43 外縁部
50 プリント配線基板
Claims (9)
- 面実装部品の接続端子に接続される実装ランドを有する配線パターンと、
挿入実装部品に形成された突起と嵌合し、前記配線パターンの領域内に形成された装着孔と、
前記装着孔と実質的に同時に形成され、前記挿入実装部品を実装するときの基準となる基準孔を有する挿入実装基準マークと、
前記配線パターンの実装ランドと実質的に同時に形成され、前記面実装部品を実装するときの基準となる面実装基準マークと、
を具備するプリント配線基板。 - 挿入実装基準マークは、基準孔の周りが配線パターン作成時にエッチングにより形成された金属箔領域で構成された請求項1記載のプリント配線基板。
- 挿入実装基準マークは、基準孔の周りが基準孔を通過した光と識別可能な色相で着色されて構成された請求項1に記載のプリント配線基板。
- 挿入実装基準マークは、金属箔領域の実質的に中心に貫通孔を形成して構成した請求項2記載のプリント配線基板。
- 面実装基準マーク及び挿入実装基準マークが、プリント配線基板の外縁部分に形成された捨て基板上に形成された請求項1乃至4のいずれか一項に記載のプリント配線基板。
- 所定形状を有する金属箔領域内に貫通孔を形成し、前記金属箔領域の周りが当該金属箔領域と識別可能な色相で着色された領域を有して、挿入実装基準マークと面実装基準マークとを兼用させた実装基準マークを有する請求項2に記載のプリント配線基板。
- 挿入実装部品のための装着孔と前記挿入実装部品を実装するときの基準となる基準孔とを実質的に同時にプリント配線基板の挿入実装基準マーク領域に形成する工程と、
前記基準孔を挿入実装基準マークとしてその中心点を算出し、算出された当該中心点に基づき挿入実装部品を前記プリント配線基板の所定位置に装着する工程と、
を有するプリント配線基板への部品取付方法。 - プリント配線基板上に配線パターンを形成するとき、面実装基準マーク領域に金属箔マークを形成し、同時に挿入実装基準マーク領域に金属箔マークを形成する工程と、
挿入実装部品のための装着孔と前記挿入実装部品を実装するときの基準となる基準孔とを同時に前記プリント配線基板の前記挿入実装基準マーク領域の金属箔内に形成する工程と、
前記面実装基準マーク領域の金属箔マークを面実装基準マークとしてその中心点を算出し、算出された当該中心点に基づき面実装部品を前記プリント配線基板の所定位置に装着する工程と、
前記基準孔を挿入実装基準マークとしてその中心点を算出し、算出された当該中心点に基づき挿入実装部品を前記プリント配線基板の所定位置に装着する工程と、
を有するプリント配線基板への部品取付方法。 - 面実装基準マーク及び挿入実装基準マークが、プリント配線基板の外側に形成された捨て基板上に形成され、面実装部品及び挿入実装部品が装着された後に当該捨て基板が取り除かれる工程を有する請求項7または8に記載のプリント配線基板への部品取付方法。
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