JP5512648B2 - Ｘ線処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線処理装置に関する。

回路基板の製作には、１枚の大面積の基板に多数の回路パターンを印刷した後に各回路パターンに切断・分離して多数の回路基板を得る方法が行われている。この切断に際しては、基板に少なくとも１対のガイド穴を設け、このガイド穴を加工装置に設けられたガイドピンに挿着するなどして位置決めし、順次切断することが行なわれている。したがってガイド穴は切断位置を決める基礎になるものであり、正確な位置に形成される必要がある。
このガイド穴を形成する穴明け装置として、回路パターンを印刷する際に予め穴明け位置にマークを付しておき、このマークを穴明け装置に設けられたＸ線カメラなどによって撮像し、これを画像処理してその結果求められた位置にドリルを移動させて穴明けするものが用いられている。

特許文献１には、この種の穴明け装置の一例が開示されている。

この種の装置は、人体に有害なＸ線を用いるため、Ｘ線の漏洩を防止し、作業者の安全を図る必要がある。このため、Ｘ線作業域全体を遮蔽部材で覆うと共に基板の搬入口等に、鉛などを含有した短冊状のシートから構成された遮蔽用のスカートを設け、Ｘ線が外部に漏洩することを防いでいる。

特開平９−５７６９５号公報

穴明け装置でガイド穴が形成されるプリント基板は、製造過程のものであり、図１１に示すように、穴明け対象のプリント基板１０１の辺部には、銅箔と接着材とが積層された耳（ばり）部１０２が残存している。

この耳部１０２は、プリント基板１０１を穴明け装置に搬入する際、搬入口に配置されているＸ線遮蔽用のスカートを捲り上げ、Ｘ線が漏れてしまう。

同様の問題は、Ｘ線を使用して処理を行う種々の装置、例えば、単層のプリント基板を積層して加熱・積層する際に、Ｘ線を用いて位置合わせを行う装置でも、発生することがあり、Ｘ線の遮蔽をより適切に行うことが望まれる。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、Ｘ線の漏洩の少ないＸ線処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のＸ線処理装置は、
被処理体を載置する作業テーブルと、
前記作業テーブル上の所定の処理域に配置された前記被処理体にＸ線を照射して処理するＸ線処理手段と、
前記被処理体の前記処理域への搬送路上に配置され、前記被処理体の端部に残存している耳部を押圧してつぶす押圧手段と、
前記押圧手段よりも前記処理域側に配置され、前記Ｘ線処理手段からのＸ線を遮蔽する遮蔽手段と、
を備える。

例えば、前記押圧手段は樹脂製で、前記耳部との接触部分が曲面形状に形成されており、さらに、前記押圧手段を揺動可能に支持する揺動支持部を備えてもよい。
前記遮蔽手段は、例えば、Ｘ線遮蔽性材料から構成されたカーテンから構成されている。この場合、前記カーテンは、例えば、間隔をおいて積層された複数枚のカーテンから構成されてもよい。前記カーテンの少なくとも下端部は短冊状に切断されてもよい。

例えば、前記押圧手段と前記遮蔽手段とを、一体として、前記搬送路の左右方向に移動可能に支持する支持手段、を配置してもよい。また、前記押圧手段と前記遮蔽手段とを、一体として、前記搬送路の上下方向に移動可能に支持する移動支持手段、を配置してもよい。

例えば、前記被処理体が所定位置に配置されると、前記押圧手段と前記遮蔽手段とを一体として降下させて前記被処理体に近接させ、その後、前記Ｘ線処理手段にＸ線を照射させる制御手段を配置してもよい。

前記被処理体の搬入口を備え、前記Ｘ線処理手段と前記押圧手段と前記遮蔽手段とを覆うＸ線遮蔽用のカバーと、前記搬入口に配置されたスカート状の遮蔽部材と、を配置してもよい。

本発明のＸ線処理装置によれば、被処理体は、押圧手段により、端部に残存している耳部がある程度潰されてから、遮蔽手段を通過する。このため、遮蔽手段が耳部により捲られにくく、Ｘ線の漏洩を有効に防止できる。

（ａ）は、本発明の実施の形態に係る穴明け装置の主要部の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩ−Ｉ線での断面図である。 図１（ｂ）に示す断面図の遮蔽部（カバー）を含む構成を示す図である。 図２に示す穴明け装置の遮蔽部の正面図である。 図１及び２に示すＸ線遮蔽装置の詳細構成を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は、押圧部とＸ線遮蔽シートが回動した状態を示す図である。 図４に示すＸ線遮蔽装置の分解図である。 図４（ａ）に示すＸ線遮蔽シートの正面図である。 制御部の動作を説明するためのフローチャートである。 （ａ）は、図４に示す押圧部材の拡大図、（ｂ）は、押圧部材がプリント基板の耳部を押圧して潰す様子を示す図である。 位置合わせを説明するための表示例を示す図である。 （ａ）と（ｂ）は、Ｘ線遮蔽装置により、プリント基板の耳部を押圧しつつＸ線を遮蔽する様子を示す図である。 プリント基板の端部に残存する耳（バリ）部を説明するための図である。

以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る穴明け装置１０は、図１（ａ）に平面図、図１（ｂ）にＩ−Ｉ線での断面図で示すように、作業テーブル１１と、一対のＸ線照射源１２Ｒ、１２Ｌと、一対のＸ線カメラ１３Ｒ、１３Ｌと、一対の穴明けドリル１４Ｒ、１４Ｌと、一対のＸ線遮蔽装置１５Ｒ、１５Ｌと、基板検出センサ１６と、制御部１７と、を備える。

作業テーブル１１は、台１８上にほぼ水平に配置されている。作業テーブル１１上には、処理対象のプリント基板１０１を載置し、Ｘ線の照射及び穴明け作業を行うための処理領域１１ａと、処理対象のプリント基板１０１を載置し、処理領域１１ａに搬送するための搬送路１１ｂを備える。プリント基板１０１は、図１のＸ軸方向に搬送・搬出される。

一対のＸ線照射源１２Ｒ、１２Ｌは、それぞれ作業テーブル１１上側に配置され、制御部１７の制御に従って、Ｘ線を発生し、下方（作業テーブル１１上のプリント基板１０１）に向けて照射する。

一対のＸ線カメラ１３Ｒ、１３Ｌは、ぞれぞれ、制御部１７の制御に従って、対応するＸ線照射源１２Ｒ、１２Ｌから照射され、処理対象のプリント基板１０１を透過したＸ線を受信し、プリント基板１０１上の位置合わせ用マークの画像を撮像する。

一対の穴明けドリル１４Ｒ、１４Ｌは、制御部１７の制御に従って、エアシリンダなどにより、上下方向に移動して、モータなどにより回転され、プリント基板１０１の所定位置に穴を明ける。

Ｘ線照射源１２ＲとＸ線カメラ１３Ｒと穴明けドリル１４Ｒとは、Ｘ・Ｙステージ等により、一体として、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に構成されている。同様に、Ｘ線照射源１２ＬとＸ線カメラ１３Ｌと穴明けドリル１４Ｌとは、Ｘ・Ｙステージ等により、一体として、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に構成されている。

一対のＸ線遮蔽装置１５Ｒ、１５Ｌは、搬送路１１ｂを挟んで配置され、制御部１７の制御に従って、搬送路１１ｂを搬送されるプリント基板１０１の端部の耳部１０２を押圧して（ある程度）潰すと共にＸ線照射源１２Ｒ，１２ＬからのＸ線を遮蔽する。一対のＸ線遮蔽装置１５Ｒ、１５Ｌの詳細については、後述する。

基板検出センサ１６は、光センサ、マイクロスイッチ等から構成され、処理対象のプリント基板１０１が、搬送路１１ｂを搬送されて、Ｘ線遮蔽装置１５Ｒ，１５Ｌに所定距離まで近接したことを検出し、制御部１７に検出信号を送信する。

制御部１７は、ＣＰＵ（中央処理装置）、記憶装置等から構成され、記憶装置に記憶している制御プログラムに従って動作し、各部を制御する。制御内容の詳細は後述する。

図２に示すように、上述のＸ線照射源１２Ｒ，１２Ｌ〜一対のＸ線遮蔽装置１５Ｒ、１５Ｌが配置された処理領域１１ａは、遮蔽カバー２１に覆われている。遮蔽カバー２１は、鉛を含有する金属などから構成され、Ｘ線照射源１２Ｒ、１２ＬからのＸ線を遮蔽し、外部への漏洩を防止する。遮蔽カバー２１は、作業テーブル１１の搬送路１１ｂとの間に、処理対象のプリント基板１０１が搬入される搬入口２２を有する。搬入口２２には、鉛を含む樹脂等から構成されたＸ線遮蔽スカート（カーテン）２３が配置されている。Ｘ線遮蔽スカート２３は、図３に示すように、短冊状に構成されている。

さらに、遮蔽カバー２１の正面上部には、モニタ装置２４が配置されている。モニタ装置２４は、液晶表示装置、ＥＬ表示装置等から構成され、制御部１７の制御下に、種々のデータを表示する。

次に、Ｘ線遮蔽装置１５Ｒと１５Ｌを、図４及び５を参照して詳細に説明する。
Ｘ線遮蔽装置１５Ｒと１５Ｌは実質的に同一の構成を有しており、ここでは、Ｘ線遮蔽装置１５Ｒについて説明する。
Ｘ線遮蔽装置１５Ｒは、駆動部１５１と、垂直可動軸１５２と、支持体１５３と、支持部材１５４と、支持軸１５５と、固定部材１５６と、押圧部材１５７と、３枚のＸ線遮蔽シート（スクリーン）１５８ａ〜１５８ｃと、スプリング１６０，１６１とを備える。

駆動部１５１は、搬送路１１ｂのプリント基板１０１の側辺、即ち、耳部１０２が通過する位置に固定されており、制御部１７の制御に従って、垂直可動軸１５２を下方に押し出しまたは収容する。
垂直可動軸１５２は、駆動部１５１の駆動により垂直方向に上下動する。
支持体１５３は、垂直可動軸１５２の下端に固定され、垂直可動軸１５２の上下に伴って上下する。
支持部材１５４は、支持体１５３の、搬入口２２側側面に固定され、支持軸１５５を固定する。

支持軸１５５は、支持軸方向（水平且つ基板搬送方向に対して垂直方向）に支持部材１５４にその両端が固定されている。
固定部材１５６は、その貫通孔に支持軸１５５が挿通されており、支持軸１５５の回りに一定のトルクで揺動（回動）可能であると共にＹ軸方向に摺動可能に構成されている。
スプリング１６０と１６１は、固定部材１５６と支持部材１５４との間で、支持軸１５５の周囲に巻回しており、無負荷時に、固定部材１５６が支持軸１５５のほぼ中央部に位置するように両側から付勢している。

押圧部材１５７とＸ線遮蔽シート１５８ａ〜１５８ｃとは、図５に分解して示すように、スペーサ１７１を介して、所定の間隔を置いて、積層され、その上端部が固定部材１５６にねじなどの固定具１７２で固定されている。

押圧部材１５７は、図８（ａ）に示すように、１枚の樹脂シートを折り曲げて形成されており、その先端部は曲面形状に形成されている。押圧部材１５７は、その先端が、Ｘ線遮蔽装置１５Ｒ及び１５Ｌが下降した状態で、プリント基板１０１の上面から１ｍｍ〜２ｍｍ上に位置するように配置されている。

Ｘ線遮蔽シート１５８ａ〜１５８ｃは、それぞれ、鉛を含む樹脂等のＸ線を遮蔽する機能を有するシート（スクリーン）から構成されている。Ｘ線遮蔽シート１５８ａ〜１５８ｃは、図６に示すように、上端部を除き下端部に切り込みが設けられ、短冊状に形成されている。図６に示すように、短冊のピッチは、シートによって異なる。また、Ｘ線遮蔽シート１５８ａ〜１５８ｃは、自重により垂れ下がる程度の弾性を有する。

次に、上記構成を有する穴明け装置１０の動作を説明する。
電源投入時点では、駆動部１５１は、垂直可動軸１５２を上昇させている。
プリント基板１０１に穴明けを行う場合、作業者は、図１に示すように、プリント基板１０１を作業テーブル１１上に載置し、例えば、手作業で、搬送路１１ｂを搬入口２２に向けて（Ｘ軸方向に）を搬送する。

プリント基板１０１が基板検出センサ１６上に到達すると、基板検出センサ１６は、検出信号を制御部１７に送信する。制御部１７は、検出信号に応答し、図７に示す処理を開始する。

まず、制御部１７は、駆動部１５１を制御して、垂直可動軸１５２を下降させる（ステップＳ１）。これにより、押圧部材１５７は、図８（ａ）に示すように、プリント基板１０１の上面から１ｍｍ〜２ｍｍの位置まで下降する。また、Ｘ線遮蔽シート１５８ａ〜１５８ｃも、自重で垂れ下がり、プリント基板１０１との隙間を埋める。
さらに、制御部１７は、Ｘ線照射源１２Ｒ，１２Ｌ，Ｘ線カメラ１３Ｒ，１３Ｌをオンする（ステップＳ２）。これにより、Ｘ線カメラ１３Ｒと１３Ｌは、それぞれ、プリント基板１０１の透過画像の取得を開始する。

続いて、作業者が、プリント基板１０１を搬入口２２に挿入すると、プリント基板１０１は、Ｘ線遮蔽スカート２３を押し分けて遮蔽カバー２１の処理領域に進入する。この際、プリント基板１０１に耳部１０２が残存している場合には、Ｘ線遮蔽スカート２３に一部隙間ができるが、背後（Ｘ線照射源１２Ｒ，１２Ｌとの間）にＸ線遮蔽シート１５８ａ〜１５８ｃが存在するため、Ｘ線は外部に漏れない。

Ｘ線遮蔽装置１５Ｒ，１５Ｌは、図１（ａ）に示すように、搬送路１１ｂの両側に位置しており、プリント基板１０１の先端が押圧部材１５７に達すると、押圧部材１５７の先端が耳部１０２と接触して、トルクがかかり、図８（ｂ）に示すように固定部材１５６が支持軸１５５を軸に揺動する。この状態で、プリント基板１０１をさらに挿入すると、耳部１０２は、押圧部材１５７に押圧されて、図８（ｂ）、図１０に示すように潰れて、比較的平坦となる。

この平坦な耳部１０２を有するプリント基板１０１がＸ線遮蔽シート１５８ａ〜１５８ｃを通過する。このため、Ｘ線遮蔽シート１５８ａ〜１５８ｃはほとんどめくれず、Ｘ線遮蔽スカート２３と協働して、Ｘ線を遮蔽する。

続いて、作業者は、プリント基板１０１のおおよその位置合わせを行う。この段階では、上述のように、制御部１７の処理により、Ｘ線照射源１２Ｒと１２ＬはＸ線を発生しており、Ｘ線カメラ１３Ｒと１３Ｌは、それぞれ、プリント基板１０１の透過画像を取得している。制御部１７は、Ｘ線カメラ１３Ｒと１３Ｌの取得画像を、例えば、図９に例示するように、表示部２４に表示する（ステップＳ３）。ここで、表示２４１は位置合わせ用の照準マークの画像であり、表示２５１はプリント基板１０１上の位置合わせマークの画像である。

作業者は、表示部２４の表示を見ながら、位置合わせマーク２５１が照準マーク２４１の中心にくるように、プリント基板１０１を前後（Ｘ軸方向）、横方向（Ｙ軸方向）に動かす。このとき、固定部材１５６が支持軸１５５に沿ってＹ軸方向にスライドし、また、支持軸１５５の回りに揺動する。このため、プリント基板１０１の移動に合わせて、Ｘ線遮蔽シート１５８ａ〜１５８ｃも移動する。このため、Ｘ線遮蔽シート１５８ａ〜１５８ｃがめくれて、Ｘ線が大量に漏洩するという事態を防止する。

制御部１７は、位置合わせマーク２５１が照準マーク２４１のほぼ中心に位置し、停止したことを検出すると（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、図示せぬ押さえ部材により、プリント基板１０１を作業テーブル１１に押しつけて固定し、検出した位置合わせマーク２５１の位置に基づいて、穴明け位置を特定する（ステップＳ５）。
制御部１７は、続いて、穴明けドリル１４Ｒ、１４ＬをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動して位置合わせを行い、位置合わせが完了すると、穴明けドリル１４Ｒ，１４Ｌを回転させながら下降させ、プリント基板１０１の所定位置に穴を開口する（ステップＳ６）。

穴明けが完了すると、制御部１７は、穴明けドリル１４Ｒ、１４Ｌを停止すると共に上昇させ、押さえを解く、さらに、Ｘ線照射源１２Ｒ，１２Ｌ，Ｘ線カメラ１３Ｒ，１３Ｌをオフする（ステップＳ７）。

その後、制御部１７は、駆動部１５１を制御して、押圧部材１５７とＸ線遮蔽シート１５８ａ〜１５８ｃを上昇させる（ステップＳ８）。このとき、固定部材１５６は、スプリング１６０，１６１の付勢により、ホームポジションに復帰する。

これにより、作業者は、容易に穴明け済みのプリント基板１０１を取り出すことができる。

以上説明したように、この実施の形態に係る穴明け装置によれば、処理対象であるプリント基板１０１の端部に残存している耳部１０２を押し潰してから、Ｘ線遮蔽シート１５８ａ〜１５８ｃでＸ線を遮蔽するので、Ｘ線遮蔽シート１５８ａ〜１５８ｃが大きくめくれて、Ｘ線が漏洩するといった事態を防止することができる。

これにより、作業者は、容易に穴明け済みのプリント基板１０１を取り出すことができる。

以上説明したように、この実施の形態に係る穴明け装置によれば、処理対象であるプリント基板１０１の端部に残存している耳部１０２を押し潰してから、Ｘ線遮蔽シート１５８ａ〜１５８ｃでＸ線を遮蔽するので、Ｘ線遮蔽シート１５８ａ〜１５８ｃが大きくめくれて、Ｘ線が漏洩するといった事態を防止することができる。

なお、この発明は上記実施の形態に限定されず種々の変更及び応用が可能である。
例えば、押圧部材１５７の材質、形状、サイズ等は、耳部１０２を押圧して潰すことができれば、任意である。例えば、材質としては、樹脂、紙、金属、等を使用可能である。また、その形状は、折り曲げたシート、厚い１枚のシート、積層シート、円柱・円筒形状などでもよい。また、ローラ等でもよい。但し、プリント基板１０１に傷をつけないように、プリント基板１０１との接触部分は曲面形状で、プリント基板１０１の構成材料に対して柔らかい材質から形成することが望ましい。また、押圧部材１５７に、耳部１０２を押圧するためのトルクを与える手段は、例えば、固定部材等１５６〜Ｘ線遮蔽シート１５８ｃの重量（自重）、ばね・ゴム等の弾性材による付勢等、任意である。

また、Ｘ線遮蔽シート１５８ａ〜１５８ｃの枚数、形状、等は適宜選択可能である。
上記構成において、固定部材１５６を付勢するスプリング１６０，１６１を、他の任意の弾性材で置換してもよい。また、固定部材１５６のＹ軸方向の位置を固定してもよい。

上述した構成は、穴明け装置以外に、Ｘ線を用いて何らかの処理（撮像する、エネルギーを照射する、分析する）を行う装置に広く適用可能である。
また、本発明における処理対象も、押し潰しつつＸ線を遮蔽する必要があるものならば、任意である。

また、本明細書におけるＸ線は、通常の意味のＸ線（波長が1pm − 10nm程度の電磁波)に限定されず、ガンマ線、α線、β線等、人体に有害な電磁波・放射線を広く含むものである。

１０ 穴明け装置
１１ 作業テーブル
１１ａ 処理領域
１１ｂ 搬送路
１２Ｒ、１２Ｌ Ｘ線照射源
１３Ｒ、１３Ｌ Ｘ線カメラ
１４Ｒ、１４Ｌ 穴明けドリル
１５Ｒ、１５Ｌ Ｘ線遮蔽装置
１６ 基板検出センサ
１８ 台
２１ 遮蔽カバー
２２ 搬入口
２３ Ｘ線遮蔽スカート（カーテン）
１５１ 駆動部
１５２ 垂直可動軸
１５３ 支持体
１５４ 支持部材
１５５ 支持軸
１５６ 固定部材
１５７ 押圧部材
１５８ａ〜１５８ｃ Ｘ線遮蔽シート
１６０、１６１ スプリング
１７１ スペーサ
１７２ 固定具

Claims (9)

1. 被処理体を載置する作業テーブルと、
   前記作業テーブル上の所定の処理域に配置された前記被処理体にＸ線を照射して処理するＸ線処理手段と、
   前記被処理体の前記処理域への搬送路上に配置され、前記被処理体の端部に残存している耳部を押圧してつぶす押圧手段と、
   前記押圧手段よりも前記処理域側に配置され、前記Ｘ線処理手段からのＸ線を遮蔽する遮蔽手段と、
   を備えることを特徴とするＸ線処理装置。
2. 前記押圧手段は樹脂製で、前記耳部との接触部分が曲面形状に形成されており、
   さらに、前記押圧手段を揺動可能に支持する揺動支持部を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線処理装置。
3. 前記遮蔽手段は、Ｘ線遮蔽性材料から構成されたカーテンから構成されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線処理装置。
4. 前記カーテンは、間隔をおいて積層された複数枚のカーテンから構成されている、ことを特徴とする請求項３に記載のＸ線処理装置。
5. 前記カーテンの少なくとも下端部は短冊状に切断されている、ことを特徴とする請求項３又は４に記載のＸ線処理装置。
6. 前記押圧手段と前記遮蔽手段とを、一体として、前記搬送路の左右方向に移動可能に支持する支持手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のＸ線処理装置。
7. 前記押圧手段と前記遮蔽手段とを、一体として、前記搬送路の上下方向に移動可能に支持する移動支持手段、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のＸ線処理装置。
8. 前記被処理体が所定位置に配置されると、前記押圧手段と前記遮蔽手段とを一体として降下させて前記被処理体に近接させ、その後、前記Ｘ線処理手段にＸ線を照射させる制御手段を備える、ことを特徴とする請求項７に記載のＸ線処理装置。
9. 前記被処理体の搬入口を備え、前記Ｘ線処理手段と前記押圧手段と前記遮蔽手段とを覆うＸ線遮蔽用のカバーと、前記搬入口に配置されたスカート状の遮蔽部材と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のＸ線処理装置。