JP5244701B2 - 基板保持搬送用治具、基板押さえ部材、押さえ部材取り外し治具、メタルマスク版、プリント配線基板の搬送方法、電子部品付き配線基板の製造方法、基板搬送装置 - Google Patents
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Description
また、特許文献4のように、磁力によって互いに吸引力を発揮する一対の部材の間に基板を挟持して搬送する技術も提案されている。
板厚0.5mm以下の薄いリジットプリント配線基板は、フレキシブルプリント配線基板と比較し弾性率が高く、熱により生じる反りを弱粘着剤層の粘着力では抑えきれず板厚0.5mm以下の薄いリジットプリント配線基板が治具からの脱落、反りにより装置と干渉し破損する等の不具合を発生させている。多層フレキシブルプリント配線基板やセラミック基板も同様に電子部品実装工程での反りの抑制方法や搬送方法に課題をかかえている。
本発明は、プリント配線基板の反りの抑制及び搬送用の治具に対する位置ずれ防止を容易に実現でき、しかも、静電気の帯電も抑えることができる基板保持搬送用治具、基板押さえ部材、押さえ部材取り外し治具、メタルマスク版、プリント配線基板の搬送方法、電子部品付き配線基板の製造方法、基板搬送装置の提供を目的としている。
請求項1に係る発明は、プリント配線基板が重ね合わせるようにして設置される基板設置面を有し前記プリント配線基板の搬送に用いられるプレート状の基板保持搬送用治具であって、プレート状基材の複数箇所に前記プリント配線基板を保持するための弱粘着剤層が前記基板設置面の一部を形成するようにして設けられ、さらに、前記プレート状基材の前記基板設置面に沿う複数箇所に永久磁石あるいは磁性体である磁気吸引用部材を備え、前記基板設置面に設置されたプリント配線基板の前記プレート状基材とは反対の側に設置される基板押さえ部材に該基板押さえ部材に設けられている磁性体あるいは永久磁石と前記プレート状基材の前記磁気吸引用部材との間の磁気吸引力を作用させることで、プリント配線基板を保持可能とされていることを特徴とする基板保持搬送用治具を提供する。
請求項2に係る発明は、前記磁気吸引用部材は前記弱粘着剤層の前記基板設置面とは反対の側に設けられて前記プレート状基材の複数箇所に分散配置されていることを特徴とする請求項1記載の基板保持搬送用治具を提供する。
請求項3に係る発明は、前記磁気吸引用部材が前記基板設置面の複数箇所に露出するようにして前記プレート状基材に点在配置されていることを特徴とする請求項1記載の基板保持搬送用治具を提供する。
請求項4に係る発明は、前記磁気吸引用部材である磁石は、前記基板設置面に設置される前記プリント配線基板側の面に互いに異なる磁極を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の基板保持搬送用治具を提供する。
請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の基板保持搬送用治具の前記基板設置面に前記プリント配線基板を押さえ込むために用いられる基板押さえ部材であって、その全体あるいは複数箇所が、前記基板保持搬送用治具の磁気吸引用部材との間に磁気吸引力を発生するための永久磁石あるいは磁性体とされていることを特徴とする基板押さえ部材を提供する。
請求項6に係る発明は、前記基板保持搬送用治具の前記基板設置面に重ね合わせたプリント配線基板に積層するようにして設置される板状に形成され、しかも、プリント配線基板の電子部品実装部に対応する位置に開孔を有し、前記プリント配線基板に重ね合わせたときに前記プリント配線基板表面の前記電子部品実装部を除く部分全体を覆う部材である基板表面保護プレートとして機能することを特徴とする請求項5記載の基板押さえ部材を提供する。
請求項7に係る発明は、前記開孔は、前記基板保持搬送用治具の前記磁気吸引用部材に対応する部位を避けた位置に形成されていることを特徴とする請求項6記載の基板押さえ部材を提供する。
請求項8に係る発明は、前記プリント配線基板の外周部に対応する枠状に形成されていることを特徴とする請求項5記載の基板押さえ部材を提供する。
請求項9に係る発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の基板保持搬送用治具の前記基板設置面にプリント配線基板を押さえ込んだ請求項5〜8のいずれかに記載の基板押さえ部材の取り外しに用いる押さえ部材取り外し治具であって、前記基板押さえ部材に重ね合わせるようにして当接される当接面を有する当接部材を具備し、この当接部材の前記当接面の前記基板保持搬送用治具の前記永久磁石の磁極に対応する位置に前記永久磁石の磁極と同一の磁極を有することを特徴とする押さえ部材取り外し治具を提供する。
請求項10に係る発明は、前記基板保持搬送用治具の永久磁石の磁極に対応する磁極を形成する磁石が前記当接部材の複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項9記載の押さえ部材取り外し治具を提供する。
請求項11に係る発明は、請求項6又は7記載の基板押さえ部材を用いてプリント配線基板を請求項1〜4のいずれかに記載の基板保持搬送用治具の基板設置面に押さえ込んだ状態にて、前記電子部品実装部へのクリームはんだの印刷を行う際に、前記基板押さえ部材に重ね合わせるように設置して用いるメタルマスク版であって、前記基板押さえ部材の前記開孔以外の部分を非接触で収納する凹所パターンと、前記プリント配線基板の電子部品実装部の前記クリームはんだの印刷を行う領域に対応する孔パターンとが形成されていることを特徴とするメタルマスク版を提供する。
請求項12に係る発明は、プリント配線基板を、請求項5〜8のいずれかに記載の基板押さえ部材を用いて請求項1〜4のいずれかに記載の基板保持搬送用治具の基板設置面に押さえ込んで搬送することを特徴とする基板搬送方法を提供する。
請求項13に係る発明は、プリント配線基板を前記基板押さえ部材を用いて前記基板保持搬送用治具の基板設置面に押さえ込んだ状態で前記基板押さえ部材を取り外す押さえ解除位置まで前記基板保持搬送用治具とともに搬送し、前記押さえ解除位置にて請求項9又は10記載の押さえ部材取り外し治具を用いて前記基板押さえ部材を取り外すことを特徴とする請求項12記載の基板搬送方法を提供する。
請求項14に係る発明は、前記基板保持搬送用治具として、前記基板保持搬送用治具にその前記基板設置面に重ね合わすようにして設置されたプリント配線基板を前記基板設置面から離隔させる突き出しピンを挿入するためのピン挿入孔が貫設されているものを用い、前記基板押さえ部材の取り外しと同時あるいは基板押さえ部材の取り外し完了後に、前記ピン挿入孔に挿入した突き出しピンによってプリント配線基板を前記基板設置面から離隔させることを特徴とする請求項13記載の基板搬送方法を提供する。
請求項15に係る発明は、プリント配線基板に電子部品を実装してなる電子部品付き配線基板を製造するための電子部品付き配線基板の製造方法であって、前記電子部品付き配線基板を製造するためにプリント配線基板の電子部品実装部について行う製造工程であり、クリームはんだの印刷、電子部品のマウント、前記クリームはんだのリフローのうち、前記電子部品のマウントを含む1以上の工程を有し、この工程の1又は複数を請求項6〜8のいずれかに記載の基板押さえ部材を用いて請求項1〜4のいずれかに記載の基板保持搬送用治具の基板設置面にプリント配線基板を押さえ込んだ状態にて行うことを特徴とする電子部品付き配線基板の製造方法を提供する。
請求項16に係る発明は、前記工程として、前記プリント配線基板の電子部品実装部へのクリームはんだの印刷を含む1以上を有し、この工程のうちクリームはんだの印刷を、請求項6又は7記載の基板押さえ部材を用いてプリント配線基板を請求項1〜4のいずれかに記載の基板保持搬送用治具の基板設置面に押さえ込み、さらに、前記基板押さえ部材に請求項11記載のメタルマスク版を重ね合わせるように設置した状態にて行うことを特徴とする請求項15記載の電子部品付き配線基板の製造方法を提供する。
請求項17に係る発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の基板保持搬送用治具が取り付けられる搬送アームと、この搬送アームを移動させるアーム移動装置とを具備し、プリント配線基板を前記搬送アームに取り付けられた前記基板保持搬送用治具と請求項5〜8のいずれかに記載の基板押さえ部材との間に挟み込んだ状態で搬送可能とされていることを特徴とする基板搬送装置を提供する。
請求項18に係る発明は、前記搬送アームに、前記基板保持搬送用治具を着脱可能に保持する治具保持部が設けられていることを特徴とする請求項17記載の基板搬送装置を提供する。
弱粘着剤層の粘着力によってプリント配線基板の基板保持搬送用治具の面方向への位置ずれを防止できることは言うまでも無い。
図1(a)、(b)は本発明に係る基板保持搬送用治具10の一例を示す。
なお、図1(a)、(b)〜図3において、上側を上、下側を下として説明する。
また、後述の図4、図6(a)〜(c)、図7、図8、図9(b)、図10(a)、(b)、図11についても、上側を上、下側を下として説明する。
前記凹所12bはプレート状基材12の上面12aの複数箇所(多数箇所)に形成されており、前記粘着剤層13は、プレート状基材12の上面12a側の複数箇所(多数箇所)に点在するようにして設けられている(図3参照)。
この磁石14は、前記凹所12bの底部の一部に形成された窪みである磁石収納部12c内に収納されており、該磁石14上を覆うように設けられている前記弱粘着剤層13によって磁石収納部12c内に押さえ込まれ凹所12bからの抜け出しが規制されている。
図示例の弱粘着剤層13は、具体的には、ガラスエポキシ層13aの両面に、弱粘着性樹脂を膜状(弱粘着性樹脂膜13b、13c)に設けたものである。この弱粘着剤層13は、両面の弱粘着性樹脂膜13b、13cの片方(図示例では符号13bの弱粘着性樹脂膜)がプレート状基材12の上面12aに略面一になるようにして前記凹所12bに収納して設けられている。ガラスエポキシ層13aの厚さは例えば100μm程度、ガラスエポキシ層13aの両面の弱粘着性樹脂膜13b、13cの厚さは例えば50〜100μm程度である。
この構成であれば、基板設置面11に設置された基板1が基板設置面11全体に密着しやすくなり、基板1の基板設置面11からの浮き上がり部分の発生を防ぐ点で有利である。
弱粘着剤層13の粘着力(上面13dでの測定値。)は0.01〜0.10N/25mm(測定法:JIS Z 0237)であることが好ましい。
なお、本発明に係る治具10は、弱粘着剤層13が、プレート状基材12の上面12aから僅かに突出した構成も含む。
図3(a)、(b)、図4に、この基板押さえ部材20の具体例を示す。
基板押さえ枠20A、20Bの形状も基板1において電子部品実装部1bが設けられていない領域(後述の押さえ代1a及び内側非実装領域1d)に対応している。
また、基板1の前記電子部品実装部1bは、電子部品が実装される面(電子部品実装部1bが存在する面。以下、実装面とも言う)の押さえ代1aの内側の多数箇所に設けられているが、図示例の基板1は、矩形板状の該基板1の外周の互いに平行な2対の辺のうちの一対の2辺の間の中間部に該2辺に平行に延在するように、電子部品実装部1bが設けられていない領域1d(本明細書において内側非実装領域とも言う)が確保されており、前記電子部品実装部1bは押さえ代1aの内側にて前記内側非実装領域1dの両側に設けられている。
前記4本の外側列131は基板1の押さえ代1aに対応して複数の弱粘着剤層13を配列設置したものであり、中間列132は基板1の内側非実装領域1dに対応して複数の弱粘着剤層13を配列設置したものである。
この実施形態の治具10は、磁石14を各弱粘着剤層13の下側に備えている構成であるため、磁石14は、弱粘着剤層13の設置位置に対応して、弱粘着剤層13と同様に配列設置されている。
これにより、基板押さえ枠20A、20Bは、外枠部26a、26bを治具10の弱粘着剤層13の4本の外側列131、中間押さえ材部27a、27bを治具10の弱粘着剤層13の中間列132にそれぞれ対応する位置に配置した状態で、治具10への基板1の押さえ込みに用いられる。
また、基板押さえ枠20A、20Bは、外枠部26a、26b以外に、該外枠部26a、26bの内側に設けられた中間押さえ材部27a、27bを具備しており、この中間押さえ材部27a,27bによって基板1の中央部の治具10への押さえ込みも実現できる。このため、サイズが大きい基板1の治具10への押さえ込みにも好適に用いることができる。
図示例の基板押さえ枠20A、20Bは、外枠部26a、26bの内側に中間押さえ材部27a,27bを一本のみ具備する構成になっているが、基板1の内側非実装領域1dの数が複数である場合は、例えば基板1の内側非実装領域1dの数と同数の中間押さえ材部27a,27bを各内側非実装領域1dに対応する位置に具備する構成としても良い。例えば、基板1の前記押さえ代1aの内側に2本の内側非実装領域1dが互いに交差する十字状に設けられている場合は、基板押さえ枠としても2本の中間押さえ材部が互いに交差する十字状に設けられている構成(換言すれば十字状の中間押さえ材部を具備する構成)とすることが可能である。
但し、中間押さえ材部の本数は、必ずしも内側非実装領域1dの数と同数である必要はなく、内側非実装領域1dの数よりも少なくても良い。
また、中間押さえ材部27a,27bの位置は、基板1における押さえ代1aと内側非実装領域1dとの位置関係に対応して適宜変更可能であることは言うまでも無い。
また、この基板表面保護プレート20Cを用いて治具10に基板1を押さえ込んだ状態にて、電子部品実装部1bに印刷して設けたクリームはんだのリフローするリフロー工程を行うことで、リフロー時に弱粘着剤層13の弱粘着性樹脂から発生するアウトガス(低分子量シロキサン)が基板1に付着して電気的信頼性に影響を与えるといった不都合を抑えることができるといった利点がある。
また、この基板押さえ枠20A、20Bは、例えば、治具10に基板1を押さえ込んだ基板表面保護プレート20C上に設置して、基板表面保護プレート20Cの外周部を治具10に押さえ込んで治具10に対する基板表面保護プレート20Cの位置ずれを確実に防止すること等にも利用できる。
特に、図4に例示した基板表面保護プレート20Cを用いて治具10に基板1を押さえ込んだ状態にて基板1を搬送する場合は、この基板1の電子部品実装部1b以外の全ての面積を保持することが可能となるため、基板設置面11に沿う方向への基板1の位置ずれ防止により有効である。
その結果、弱粘着剤層13を形成するための弱粘着性樹脂の使用量を抑えることができ、リフロー時に弱粘着剤層13の弱粘着性樹脂から発生するアウトガス(低分子量シロキサン)の発生量を少なく抑えることができるといった優れた効果が得られる。
本発明者の検証では、基板設置面全体が弱粘着剤層となっている治具を用意し該治具から基板1を離脱(剥離)させた際の静電気を計測したところ計測値は30kV程度であったが、弱粘着剤層を上述のように点在配置した構成の治具10では基板1を離脱(剥離)したときの静電気の計測値を10V以下にまで低下させることができた。
クリームはんだの印刷、電子部品のマウント(設置)、前記クリームはんだのリフローは、図4に例示した基板表面保護プレート20Cを用いて治具10に基板1を押さえ込んだ状態を維持したまま行うので、本発明に係る基板搬送方法を実施することとなる。
なお、基板1表面にフォトレジスト膜(樹脂膜)を形成するための樹脂材料の塗布、塗布した樹脂材料の固化によるフォトレジスト膜の形成も図3(a)、(b)に例示した基板押さえ枠20A、20Bを用いて治具10に押さえ込んだ状態で行っても良いことは言うまでも無い。
基板1の搬送は、ベルトコンベア等のコンベア装置(基板搬送装置)による搬送、搬送アームに保持した状態での搬送(アーム式搬送装置(基板搬送装置)のアームによる搬送)等を挙げることができる。治具10と基板押さえ部材20との間に基板1を挟み込んだ状態で搬送することで、治具10に対する基板1の位置ずれ(基板設置面11に沿った方向での位置ずれ)を防止することができる。
また、本発明に係る基板搬送装置は、搬送アームに治具10が固定されている構成の基板搬送装置も含む。
この点、本発明に係る治具10、基板表面保護プレート20Cのうち、特に基板表面保護プレート20Cは熱容量を小さく抑えることに有利である。
また、この金属カバーは、基板の電子部品実装部1bに対応する開孔を有しているものの、板厚が大きいため、はんだ印刷、電子部品のマウントの妨げとなる。このため、この金属カバーの取り付けはリフロー工程の直前に行う必要があり、専属の人員を配して生産ラインから一度取り出して取り付け作業を行わざるを得ず、したがって、生産性の低下、人件費の増加を余儀なくされ生産コストの圧縮が困難であるのが実情である。
また、既述の金属カバーに比べて板厚を格段に薄くできるため、はんだ印刷、部品マウントの妨げにならず、基板表面保護プレートを取り付けた状態で工程に流すことができ、従来の人員での作業が可能となる。その結果、生産性の向上、人件費の圧縮を容易に実現でき、生産コストの低コスト化を図ることができる。
本発明に係る治具の磁石としては、図6(a)に示すように、互いに異なる一対の磁極の一方が基板側の面(上面16a)、他方が前記上面16aとは反対側の面(下面16b)に位置する構成の磁石16(永久磁石)も採用可能であるが、この磁石16に比べて図1(a)、(b)に例示した治具10の磁石14のように基板設置面11に設置される基板1側の面に互いに異なる磁極を有している構成である方が、基板1側の表面の磁力を高めることができ、基板押さえ部材20に作用させる磁気吸引力を高めることができる。
つまり、図6(a)に例示した磁石16のように、永久磁石に設けた磁極が上下で異なる場合、その磁力は磁石上面より下面へと発生するため分散してしまうのに対し、図1(a)、(b)に例示した磁石14のようにその基板側の面の互いに離隔した位置に互いに異なる磁極を有する構成であれば、永久磁石より発せられる磁力が治具表面の異極間に発生するため磁力を分散させる事がない。その結果、治具に生じる磁力を基板押さえ部材20に効率良く作用させることができ、基板の反りの抑制をより容易に実現できる。また、磁石の小型化も容易となる。
図6(b)に例示した磁石17は、具体的には、上下方向(図6(b)において上下)両端が互いに反対の極性の磁極となっている磁石171、172を横並びに複数(図示例では2つ)連接して構成したもの(磁石ユニット)である。
また、本発明は、図6(c)に例示した磁石のように、基板1側の面(上面18a)に一対の磁極(極性が互いに異なる磁極)を有し、かつ、前記上面18aとは反対側の面(下面18b)の上面18a側の一対の磁極に対応する位置に、それぞれ前記上面18a側の一対の磁極とは逆の極性の磁極を有する構成の磁石18も採用可能である。下面18b側の一対の磁極は、この磁石18の上面18aの中央部を介して両側に互いに離隔させて設けられている一対の磁極に対応して、下面18bの中央部を介して両側に互いに離隔させて設けられている。
図6(c)に例示した磁石18は、上面18a側の一対の磁極間に極性を持たないエリアが存在するのに対して、図6(b)に例示した磁石17(磁石ユニット)はその上面17a側の一対の磁極間に極性を持たないエリアが存在しない。このため、図6(b)に例示した磁石17(磁石ユニット)は、図6(c)の磁石18に比べて基板側の面(上面)における磁力を高める点で有利である。
なお、図6(c)に例示した磁石18は、上下方向(図6(c)において上下)のみならず、基板設置面に沿った方向にも互いに異なる極性の磁極の対が存在する構成であり、この構成により図6(a)に例示した磁石16に比べて治具厚み方向における磁界が働く距離が長く得られ、磁力の増強に有利である。
図7は、基板1の電子部品実装部1bにクリームはんだを印刷する工程(クリームはんだ印刷工程)にて使用するメタルマスク版30を説明する断面図である。
図7は、治具10の基板設置面11上に載置した基板1上に重ね合わせるように設置した基板表面保護プレート20C上にメタルマスク版30を重ね合わせた状態を示す。図7において、基板表面保護プレート20Cは基板1上に重ね合わせるようにして設置され、メタルマスク版30は前記基板表面保護プレート20C上に重ね合わせるようにして設置されている。
基板1の電子部品実装部1bにおけるクリームはんだ印刷領域は電子部品実装部1bの一部である。図7において、クリームはんだ印刷領域は具体的には基板1の前記電子部品実装部1b上に設けられたパッド1c上の領域である。図7では、パッド1cをひとつのみ図示しているが、ひとつの電子部品実装部1bにはパッド1c(換言すればクリームはんだ印刷領域)が複数存在する。メタルマスク版30の孔32は電子部品実装部1bのパッド1cに対応して、このパッド1cの上面(基板1とは反対側の面)に対応する大きさに形成されている。
基板表面保護プレート20Cの開孔23は電子部品実装部1b全体を露出させることができる大きさであり、メタルマスク版30の孔32は基板表面保護プレート20Cの開孔23に比べて小さいサイズ(平面視のサイズ)に形成されている。
なお、本発明に係る基板の電子部品実装部1bとしてはひとつの電子部品実装部1bにパッド1cがひとつのみ存在する構成も含む。
メタルマスク版30の凹所パターン31は、図1(b)に示すように、治具10の基板設置面11上に載置した基板1上に重ね合わせるように設置した基板表面保護プレート20Cに基板1に対する微小な浮き上がり部分が生じた場合でも、基板表面保護プレート20Cの開孔23以外の部分を非接触で収納できる大きさに形成される。これにより、基板表面保護プレート20Cの部分的な浮き上がりや撓み、形成精度等に関係なく、基板1の複数のクリームはんだ印刷領域に対するメタルマスク版30の各孔32の位置決め精度を容易に確保することができる。この結果、クリームはんだ印刷領域に対するクリームはんだの印刷精度も容易に確保できる。
また、メタルマスク版としては、孔パターンや凹所パターン31の形成精度を確保できるものであれば非磁性金属板からなるものに限定されず、例えばプラスチック製のもの等も採用可能である。
なお、リフロー工程を行うリフロー炉から押さえ解除位置に至るまでに、実装部品(電子部品)の外観検査等を行うことが可能である。
また、既述のように弱粘着剤層から放出される低分子量シロキサンの基板1(電子部品実装部1b以外の部位)への転写を基板表面保護プレート20Cによって防ぐことができ、低分子量シロキサンの付着による影響(特に電気的信頼性に与える影響)を非常に小さく抑えることができる。
図8、図9(a)、(b)は、基板表面保護プレート20Cの取り外し作業に使用する押さえ部材取り外し治具50(以下、単に、取り外し治具とも言う)の一例を示す。
図8、図9(a)、(b)に示すように、この取り外し治具50は、基板表面保護プレート20Cに重ね合わせるようにして当接される当接面51aを有する当接部材51の前記治具10の磁石14に対応する複数箇所に永久磁石52(以下、取り外し用磁石とも言う)が固定されているものである。
前記取り外し用磁石52は当接部材51に固定して前記当接面51aに露出、あるいは当接部材51からの脱落を防止するために当接面51a側に設けられた耐熱片面粘着テープ(図示略)に覆われた状態で当接部材51に取り付けられている。また、この取り外し用磁石52は、前記治具10の磁石14の磁極に対応する位置に該磁極と同一の磁極を有している。これにより、この取り外し治具50は、その当接面51aの、治具10の磁石14の磁極に対応する位置に該磁極と同一の磁極を有する構成となっている。
図8に示すように、例えば、仮に、取り外し用磁石52としてサイズ、磁力が治具10の磁石14と同一のものを使用した場合、取り外し治具50の当接面51aを基板表面保護プレート20Cに重ね合わせるようにして当接させると、取り外し用磁石52は基板表面保護プレート20Cに直接当接あるいは耐熱片面粘着テープを介して近接配置されるのに対し、治具10側の磁石14と基板表面保護プレート20Cとの間には治具10の弱粘着剤層13及び基板1が介在しているため、取り外し用磁石52と基板表面保護プレート20Cとの間の距離に比べて治具10側の磁石14と基板表面保護プレート20Cとの間の距離の方が格段に大きい。磁石の磁力は距離の二乗に反比例する(距離の二乗に比例して弱くなる)ため、取り外し用磁石52が基板表面保護プレート20Cに及ぼす磁力が治具10の磁石14の磁力に勝り、基板表面保護プレート20Cを治具10の磁石14に対して反発させることができる。基板表面保護プレート20Cを治具10の磁石14に対して反発した状態で、取り外し治具50を上昇させると、基板表面保護プレート20Cが取り外し治具50の取り外し用磁石52に磁気吸着された状態で取り外し治具50一体的に上昇して基板1から離隔して取り外されることとなる。基板1は、治具10の弱粘着剤層13の粘着力によって治具10側に保持された状態が維持されるため、基板表面保護プレート20Cのみが取り外されることとなる。
図9(a)に示すように、この取り外し治具50は当接部材51の両側に突設された取っ手53を具備しているため、作業者の手作業による取り外し治具50の操作性が良好であり、基板表面保護プレート20Cを基板1の電子部品実装部1bに実装されている実装部品(電子部品)に接触させることなく取り外す作業を効率良く行える。
また、取り外し作業を確実に行う点では、取り外し用磁石52としてその磁力が治具10の磁石14の磁力よりも強いものを用いることが望ましい。
また、この取り外し作業は、取り外し治具を昇降させる装置を用いて自動化することも可能である。
また、図8に示すように、治具10のプレート状基材12の厚み方向に貫設されたピン挿入孔12dに治具10の基板設置面11とは反対側の底面15側から突き出しピン19を挿入することで、基板1を基板設置面11から楽に離隔(剥離)させることができる(図8以外では図示略)。基板1を基板設置面11から離隔(剥離)させる作業は、取り外し治具50を用いた基板表面保護プレート20Cの取り外し作業の完了後であっても良いが、この基板表面保護プレート20Cの取り外し作業と同時に行うことも可能である。
例えば、基板保持ユニットを図8に示す状態から上下反転させ、治具10が基板1の上側となる向きにした状態で、基板1を突き出しピン19を用いて治具10の基板設置面11から離隔(剥離)させる作業と、基板表面保護プレート20Cに当接させた取り外し治具50の下降とを同時に行うことで、治具10の基板設置面11から離隔(剥離)させた基板1を取り外し治具50と一体的に下降する基板表面保護プレート20C上に支持することができ、治具10から離隔(剥離)させた基板1の回収を楽に行うことができ、作業時間の短縮も容易に実現できる。
本発明に係る治具としては、図10(a)、(b)に例示する構成のものも採用可能である。図10(a)、(b)に例示した治具10Aは、磁石14を、プレート状基材12の複数箇所(多数箇所)に点在配置されている各弱粘着剤層13の前記基板設置面11とは反対の側ではなく、プレート状基材12の上面12aと略面一になるようにしてプレート状基材12に取り付けた点が、既述の図1(a)、(b)に例示した治具10と異なる。磁石14の配置以外の構成は既述の治具10と同様である。この治具10Aの基板設置面11Aは、プレート状基材12の上面12aと磁石14の上面14a(あるいは、磁石14の上面14aを覆うように設けられた耐熱片面粘着テープ(後述))によって形成される。
したがって、基板1の保持、搬送にこの治具10Aを使用する場合、基板押さえ部材としては、磁石14が各弱粘着剤層13の前記基板設置面11とは反対の側に設けられている構成の既述の治具10にて使用可能なものを採用できる。
治具10、10Aは、いずれも、基板設置面11、11Aに沿った方向における磁石14の設置位置(治具10については弱粘着剤層13の設置位置に磁石14の位置が従う)を適宜変更できることは言うまでも無い。これにより、磁性を持つ電子部品への影響(例えば磁気吸引力が電子部品の実装位置精度に影響を与えること)を抑制できる。また、実装ラインを構成する装置へ磁石の磁力によって吸着されるといった不都合を容易に抑制でき、実装ライン上での搬送不具合を防止できる。
但し、磁石14を弱粘着剤層13の前記基板設置面11とは反対の側に配置している構成の治具10の方が、図10(a)、(b)に例示した治具10Aに比べて、基板設置面11における弱粘着剤層13の配置位置の自由度を高く確保できる点で有利である。
また、本発明は、治具及び基板押さえ部材の両方に永久磁石を設けた構成のものを採用することも含む。基板押さえ部材としては、その全体が磁性体(磁化されていない磁性体)からなる構成のものの他、全体が永久磁石となっているもの、治具の磁石に対応する位置に磁性体あるいは永久磁石が点在配置されたもの等も採用可能である。
10、10A…基板保持搬送用治具、11、11A…基板設置面、12…プレート状基材、12a…上面、12b…凹所、12c…磁石収納部、12d…ピン挿入孔、13…弱粘着剤層、14…永久磁石、15…(治具の)底面、16、17、18…永久磁石、19…突き出しピン、
20…基板押さえ部材、20A、20B…基板押さえ部材(基板押さえ枠)、20C…基板押さえ部材(基板表面保護プレート)、21…フレーム、22…押さえ部材磁石、23…開孔、
30…メタルマスク版、31…凹所パターン、32…孔、
40…基板搬送装置(アーム式搬送装置)、41…アーム移動装置、42…搬送アーム、42a…アーム本体、42b…位置決め突起、42c…治具保持部(板ばね)、
50…押さえ部材取り外し治具、51…当接部材、51a…当接面、52…取り外し用磁石。
Claims (18)
- プリント配線基板が重ね合わせるようにして設置される基板設置面を有し前記プリント配線基板の搬送に用いられるプレート状の基板保持搬送用治具であって、
プレート状基材の複数箇所に前記プリント配線基板を保持するための弱粘着剤層が前記基板設置面の一部を形成するようにして設けられ、さらに、前記プレート状基材の前記基板設置面に沿う複数箇所に永久磁石あるいは磁性体である磁気吸引用部材を備え、
前記基板設置面に設置されたプリント配線基板の前記プレート状基材とは反対の側に設置される基板押さえ部材に該基板押さえ部材に設けられている磁性体あるいは永久磁石と前記プレート状基材の前記磁気吸引用部材との間の磁気吸引力を作用させることで、プリント配線基板を保持可能とされていることを特徴とする基板保持搬送用治具。 - 前記磁気吸引用部材は前記弱粘着剤層の前記基板設置面とは反対の側に設けられて前記プレート状基材の複数箇所に分散配置されていることを特徴とする請求項1記載の基板保持搬送用治具。
- 前記磁気吸引用部材が前記基板設置面の複数箇所に露出するようにして前記プレート状基材に点在配置されていることを特徴とする請求項1記載の基板保持搬送用治具。
- 前記磁気吸引用部材である磁石は、前記基板設置面に設置される前記プリント配線基板側の面に互いに異なる磁極を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の基板保持搬送用治具。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の基板保持搬送用治具の前記基板設置面に前記プリント配線基板を押さえ込むために用いられる基板押さえ部材であって、その全体あるいは複数箇所が、前記基板保持搬送用治具の磁気吸引用部材との間に磁気吸引力を発生するための永久磁石あるいは磁性体とされていることを特徴とする基板押さえ部材。
- 前記基板保持搬送用治具の前記基板設置面に重ね合わせたプリント配線基板に積層するようにして設置される板状に形成され、しかも、プリント配線基板の電子部品実装部に対応する位置に開孔を有し、前記プリント配線基板に重ね合わせたときに前記プリント配線基板表面の前記電子部品実装部を除く部分全体を覆う部材である基板表面保護プレートとして機能することを特徴とする請求項5記載の基板押さえ部材。
- 前記開孔は、前記基板保持搬送用治具の前記磁気吸引用部材に対応する部位を避けた位置に形成されていることを特徴とする請求項6記載の基板押さえ部材。
- 前記プリント配線基板の外周部に対応する枠状に形成されていることを特徴とする請求項5記載の基板押さえ部材。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の基板保持搬送用治具の前記基板設置面にプリント配線基板を押さえ込んだ請求項5〜8のいずれかに記載の基板押さえ部材の取り外しに用いる押さえ部材取り外し治具であって、
前記基板押さえ部材に重ね合わせるようにして当接される当接面を有する当接部材を具備し、この当接部材の前記当接面の前記基板保持搬送用治具の前記永久磁石の磁極に対応する位置に前記永久磁石の磁極と同一の磁極を有することを特徴とする押さえ部材取り外し治具。 - 前記基板保持搬送用治具の永久磁石の磁極に対応する磁極を形成する磁石が前記当接部材の複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項9記載の押さえ部材取り外し治具。
- 請求項6又は7記載の基板押さえ部材を用いてプリント配線基板を請求項1〜4のいずれかに記載の基板保持搬送用治具の基板設置面に押さえ込んだ状態にて、前記電子部品実装部へのクリームはんだの印刷を行う際に、前記基板押さえ部材に重ね合わせるように設置して用いるメタルマスク版であって、
前記基板押さえ部材の前記開孔以外の部分を非接触で収納する凹所パターンと、前記プリント配線基板の電子部品実装部の前記クリームはんだの印刷を行う領域に対応する孔パターンとが形成されていることを特徴とするメタルマスク版。 - プリント配線基板を、請求項5〜8のいずれかに記載の基板押さえ部材を用いて請求項1〜4のいずれかに記載の基板保持搬送用治具の基板設置面に押さえ込んで搬送することを特徴とする基板搬送方法。
- プリント配線基板を前記基板押さえ部材を用いて前記基板保持搬送用治具の基板設置面に押さえ込んだ状態で前記基板押さえ部材を取り外す押さえ解除位置まで前記基板保持搬送用治具とともに搬送し、前記押さえ解除位置にて請求項9又は10記載の押さえ部材取り外し治具を用いて前記基板押さえ部材を取り外すことを特徴とする請求項12記載の基板搬送方法。
- 前記基板保持搬送用治具として、前記基板保持搬送用治具にその前記基板設置面に重ね合わすようにして設置されたプリント配線基板を前記基板設置面から離隔させる突き出しピンを挿入するためのピン挿入孔が貫設されているものを用い、前記基板押さえ部材の取り外しと同時あるいは基板押さえ部材の取り外し完了後に、前記ピン挿入孔に挿入した突き出しピンによってプリント配線基板を前記基板設置面から離隔させることを特徴とする請求項13記載の基板搬送方法。
- プリント配線基板に電子部品を実装してなる電子部品付き配線基板を製造するための電子部品付き配線基板の製造方法であって、
前記電子部品付き配線基板を製造するためにプリント配線基板の電子部品実装部について行う製造工程であり、クリームはんだの印刷、電子部品のマウント、前記クリームはんだのリフローのうち、前記電子部品のマウントを含む1以上の工程を有し、この工程の1又は複数を請求項6〜8のいずれかに記載の基板押さえ部材を用いて請求項1〜4のいずれかに記載の基板保持搬送用治具の基板設置面にプリント配線基板を押さえ込んだ状態にて行うことを特徴とする電子部品付き配線基板の製造方法。 - 前記工程として、前記プリント配線基板の電子部品実装部へのクリームはんだの印刷を含む1以上を有し、この工程のうちクリームはんだの印刷を、請求項6又は7記載の基板押さえ部材を用いてプリント配線基板を請求項1〜4のいずれかに記載の基板保持搬送用治具の基板設置面に押さえ込み、さらに、前記基板押さえ部材に請求項11記載のメタルマスク版を重ね合わせるように設置した状態にて行うことを特徴とする請求項15記載の電子部品付き配線基板の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の基板保持搬送用治具が取り付けられる搬送アームと、この搬送アームを移動させるアーム移動装置とを具備し、プリント配線基板を前記搬送アームに取り付けられた前記基板保持搬送用治具と請求項5〜8のいずれかに記載の基板押さえ部材との間に挟み込んだ状態で搬送可能とされていることを特徴とする基板搬送装置。
- 前記搬送アームに、前記基板保持搬送用治具を着脱可能に保持する治具保持部が設けられていることを特徴とする請求項17記載の基板搬送装置。
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