JP5563928B2

JP5563928B2 - 切断方法及び切断装置

Info

Publication number: JP5563928B2
Application number: JP2010188587A
Authority: JP
Inventors: 浩稲村; 道夫小河
Original assignee: リコーマイクロエレクトロニクス株式会社
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2030-08-25
Also published as: JP2012045654A

Description

本発明は、電子回路基板などの被切断物を切断する切断方法及び切断装置に関するものである。

従来、この種の切断装置として、回転駆動した円板状の切断ブレードである回転刃を、基板の下面から接触させるように配置し、基板の切断位置に沿って移動させることにより、基板を切断するものが知られている（特許文献１）。この切断装置は、回転刃を回転自在に保持する保持ケースに集塵ダクトが付設され、保持ケースの上部開口部に、回転刃の突出高さとほぼ同じ高さとなるよう粉塵飛散避けのためのブラシが設けられ、切断時に発生した切粉等の粉塵の一部を、集塵ダクトを介して集塵するように構成されている。

しかしながら、上記従来の切断装置では、上記ブラシや集塵ダクトによって基板の表面の切断部周辺に付着した切粉等の粉塵を確実に除去することが難しく、その粉塵の一部が基板の表面に残留してしまうという不具合がある。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、切断時に発生した切粉等の粉塵が被切断物の表面に残留するのを防止できる切断方法及び切断装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、回転駆動可能な円板状の切断ブレードを用いて板状の被切断物を切断する切断方法であって、前記切断ブレードを回転駆動しながら前記被切断物に対して相対的に移動させるときに、該被切断物に対する該切断ブレードの相対移動方向における下流側及び上流側で、該被切断物の表面に対して気体を吹き付け、前記切断ブレードの周辺から気体を吸引して排出することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の切断方法において、前記切断ブレードの前記被切断物側で回転移動している外周部分を一部露出させた状態で該切断ブレードをケーシングで囲み、前記ケーシングの外側から該ケーシングの内側に気流が発生するように、前記被切断物の表面に対して気体を傾けて吹き付け、前記ケーシングの内部の気体を吸引して排出することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の切断方法において、前記切断ブレードの側面側で、該被切断物の表面に対して気体を吹き付けることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの切断方法において、前記切断ブレードの回転で生じた気流の外部への飛散を遮蔽するように、前記気体を面状にして吹き付けることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの切断方法において、前記切断ブレードの前記被切断物側で回転移動している外周部分の移動方向と、該被切断物に対する該切断ブレードの相対移動方向とが同じ方向になるように、該切断ブレードを回転駆動することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、回転駆動可能な円板状の切断ブレードを用いて板状の被切断物を切断する切断装置であって、前記切断ブレードを回転可能に保持するブレード保持手段と、前記切断ブレードを回転駆動する回転駆動手段と、前記被切断物を支持する被切断物支持手段と、前記被切断物に対して前記切断ブレードを接離させる接離手段と、前記被切断物の表面に沿った方向について、該被切断物に対して前記該切断ブレードを相対的に移動させる相対移動手段と、該被切断物に対する該切断ブレードの相対移動方向における下流側及び上流側に、気体を出射する気体出射開口を有し、該気体出射開口から該被切断物の表面に対して気体を吹き付ける気体吹き付け手段と、前記切断ブレードの周辺から気体を吸引して排出する気体排出手段と、を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の切断装置において、前記切断ブレードの前記被切断物側で回転移動している外周部分を一部露出させた状態で該切断ブレードを囲むように設けられたケーシングを更に備え、前記気体吹き付け手段の前記気体出射開口は、前記被切断物の表面に対して気体を傾けて吹き付け、前記ケーシングの外側から該ケーシングの内側に気流が発生するように形成され、前記気体排出手段は、前記ケーシングの内部の気体を吸引して排出するように構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項６又は７の切断装置において、前記気体吹き付け手段は、前記切断ブレードの側面に隣接する位置に、前記気体出射開口を更に有することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項６乃至８のいずれかの切断装置において、前記気体吹き付け手段の前記気体出射開口は、前記気体を面状にして吹き付け、前記切断ブレードの回転で生じた気流の外部への飛散を遮蔽するように形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項６乃至９のいずれかの切断装置において、前記切断ブレードの前記被切断物側で回転移動している外周部分の移動方向と、該被切断物に対する該切断ブレードの相対移動方向とが同じ方向になるように、該切断ブレードを回転駆動することを特徴とするものである。

本発明によれば、切断ブレードを回転駆動しながら被切断物に対して相対的に移動させるときに、被切断物に対する切断ブレードの相対移動方向における下流側及び上流側で、被切断物の表面に対して気体を吹き付ける。この気体の吹き付けにより、切断ブレードによる切断時に発生した切粉等の粉塵が被切断物の表面に付着しないようにするとともに、その粉塵が切断ブレードの周辺から飛散しようとするのを抑制できる。しかも、粉塵が含まれている可能性がある切断ブレードの周辺の気体を吸引して排出することにより、切断ブレードの周辺に存在する粉塵が被切断物の表面に付着するのを防止することができる。従って、切断ブレードによる切断時の切粉等の粉塵が被切断物の表面に残留するのを防止しつつ被切断物を切断することができる。

本発明の実施形態に係る基板切断ロボットの概略構成を示す正面図。同基板切断ロボットの切断ユニットの一構成例を示す拡大正面図。同切断ユニットのケーシングの内部を示す説明図。同切断ユニットの気体出射開口から出射する気体の様子を示す斜視図。気体出射開口から出射する気体の傾き角度の説明図。変形例に係る切断ユニットの気体出射開口から出射する気体の様子を示す斜視図。本実施形態の切断ユニットの拡大側面図。（ａ）はワーク保持テーブルの一構成例を示す平面図。（ｂ）は同ワーク保持テーブルのＡ−Ａ’断面図。同ワーク保持テーブルの中央に基板をセットした様子を示す平面図。基板切断ロボットの制御系の主要部を示すブロック図。基板切断ロボットを用いて基板を複数の分割基板に分離するように切断する切断処理の一例を示すフローチャート。基板の切断処理時における基板に対する切断ブレードの動きを示す説明図。（ａ）および（ｂ）はそれぞれ基板切断時における切断ブレードの動きを示す説明図。（ａ）および（ｂ）はそれぞれハーフ切断処理の前後における基板の側面図。

以下、本発明を切断装置としての基板切断ロボットに適用した実施形態について説明する。
本実施形態の基板切断ロボットは、電気回路が形成された被切断物としてのプリント基板（以下「基板」という。）を深さ方向に完全に切断したり、基板の表面から所定の深さまで切断溝を形成したりするものである。基板を深さ方向に完全に切断した場合に、上記被切断物としての基板から複数の分割基板に分離することができる。各分割基板には、同種類又は異種の電気回路が形成されている。また、上記基板の表面から所定の深さまで切断溝を形成した場合は、複数の分割基板に分離するまでは１枚の基板として作業者のハンドリングが容易になり、その後、任意のタイミングで作業者が当該基板の切断溝の形成箇所を手作業（手割り作業）等で折ることにより、複数の分割基板に分離することができる。

図１は本実施形態に係る基板切断ロボットの概略構成を示す正面図である。なお、図１には、後で参照する座標軸も図示されている。本実施形態の基板切断ロボットは、被切断物の基板９００が上面にセットされる被切断物支持手段としてワーク保持テーブル２１０を有する装置本体２００と、制御ユニット３００とを備えている。装置本体２００は、その装置本体２００の両側部に取り付けられたスタンド部材２３０、２４０と、そのスタンド部材２３０、２４０の間に架け渡すように取り付けられたＸ軸ガイド部材２５０と、Ｘ軸ガイド部材２５０に対してＸ軸方向（図中の左右方向）に移動可能に図中奥側が取り付けれたアーム状のＹ軸ガイド部材２６０とを備えている。また、Ｙ軸ガイド部材２６０には、Ｙ軸方向（図中の前後方向）に移動可能に切断ユニット１００が取り付けれている。

制御ユニット３００は、表示部３１０と、操作部３２０と、着脱可能な記憶媒体としてのメモリカード等が装着される記憶媒体装着手段としてのメモリスロット３３０とを備えている。また、制御ユニット３００は、ＣＰＵや内部メモリ等で構成された制御部としてのコントローラを内蔵している。Ｙ軸ガイド部材２６０のＸ軸方向の駆動、切断ユニット１００のＹ軸方向及びＺ軸方向（基板９００に対する切断ブレード１０１の接離方向）の駆動、切断ユニット１００のＺ軸を中心とした回転駆動（θ回転駆動）などは、基板９００の切断箇所の相対座標等の情報、切断ブレード１０１の回転制御の情報、切断ユニット１００の移動速度の情報等に関する切断制御データ（切断ＮＣデータ）に基づいて、制御ユニット３００のコントローラで制御される。この切断制御データは、切断処理時の各種初期設定パラメータ等のデータとともに、制御ユニット３００のコントローラ内にある内部メモリに予め保存され、基板の切断処理実行時に当該内部メモリから読み出されて用いられる。この内部メモリ内に保存される切断制御データは、メモリスロット３３０に装着されたメモリカード等の記憶媒体から読み出したものでもよいし、通信ネットワークを介して外部装置から送信されてきたものでもよい。また、切断制御データ等は、フレキシブルディスク、ハードディスク等の他の記憶媒体に記憶させて用いるように構成してもよい。また、切断制御データ（切断ＮＣデータ）は、被切断物である基板９００の設計データに基づいて作成したものでもよいし、前もって実行されるデータ取り込み作業（ティーチング作業）で取得されたものでもよい。

図２は基板切断ロボットの切断ユニット１００の一構成例を示す拡大正面図であり、図３は切断ユニット１００のケーシングの内部を示す説明図である。切断ユニット１００は、図中の矢印Ａ方向に回転駆動可能に取り付けられた切断ブレード１０１と、切断ブレード１０１を囲むように設けれたケーシング１１０と、ケーシング１１０の切断時移動方向（図中のＢ方向）の上流側及び下流側それぞれに設けられた気体吹き付け部１２０、１３０とを備えている。切断ユニット１００の切断時の移動速度（送り速度）は、例えば数１０ｍｍ／秒に設定され、好ましくは４０〜６０ｍｍ／秒の範囲内で設定される。

ケーシング１１０は、切断ブレード１０１の基板（被切断物）側で回転移動している外周部分を一部露出させるように設けたブレード露出用開口１１１を有している。このブレード露出用開口１１１は、切断ブレード１０１の回転中心を基準にして、切断時移動方向の下流側の開口長さＬａ１を上流側の開口長さＬａ２よりも長くなるように設定されている（図３参照）。このように下流側の開口長さＬａ１を上流側の開口長さＬａ２よりも長くすることにより、ケーシング全体の小型化を図りつつ、切断ブレード１０１の回転によって切断時移動方向の下流側に飛散しやすい切粉等の粉塵をケーシング１１０内に効果的に取り込むことができる。また、ケーシング１１０は、内部の切断ブレード１０１の着脱操作ができるように、図中手前側の側板が開閉自在に構成されている。

ケーシング１１０内の切断ブレード１０１は、ブレード保持手段としての円盤状の固定部材１４１によって回転駆動軸１４２に固定されている。切断ブレード１０１は、後述の駆動モータにより、数１０００ｒｐｍ〜数１００００ｒｐｍで回転駆動される。また、本実施形態では、切断ブレード１０１による基板の切断効率を高めるために、ケーシング１１０から露出している切断ブレード１０１の下端外縁部の移動方向が切断ユニット１００の切断時移動方向（図中Ｂ方向）と同方向になるように、切断ブレード１０１の回転方向を設定している。

切断ブレード１０１としては、ダイヤモンド電着ブレードを用いることができる。ダイヤモンド電着ブレードは、金属製の円板等からなる基材の外周から中心部側に所定幅を有する外周縁部１０１ａに、電着法によって粒度が数１００程度のダイヤモンド粒子を付着させたブレードである。また、切断ブレード１０１としては薄い円盤状の砥石を用いてもよい。

また、ケーシング１１０は、切断時移動方向（図中のＢ方向）の下流側上部に、ケーシング１１０内の気体を図中矢印Ｃに示すように外部に排出するための排気用開口１１２を有している。ケーシング１１０内の気体は、排気用開口１１２に連結されたダクト接続部１１３を介して接続された蛇腹状の排気ダクト２７２を通り、コントローラで制御可能な電磁バルブ２７１を介して排気ダクト２７２に接続された排気ポンプ２７０により排気される。これらのケーシング１１０の排気用開口１１２、ダクト接続部１１３、排気ダクト２７２、電磁バルブ２７１、排気ポンプ２７０等により、切断ブレード１０１の周辺から気体を吸引して排出する気体排出手段が構成されている。本実施形態では、排気ダクト２７２をケーシング１１０の上部に接続することにより、デッドスペースを少なくすることができる。なお、上記ケーシング１１０からの排気経路には、排気する気体に含まれる切粉等の粉塵を回収するためのフィルターを設けてもよい。

気体吹き付け部１２０、１３０はそれぞれ、ケーシング１１０の側面に取り付けられた本体部１２１、１３１と、被切断物の基板側にスリット状の気体出射開口１２２ａ、１３２ａを有するノズル部１２２、１３２とを備えている。図４に示すように、スリット状の気体出射開口１２２ａ、１３２ａから出射する気体１２３、１３３は、切断ブレード１０１の回転で生じた気流の外部への飛散を遮蔽するように放射面状（エアーカーテン状）にして吹き付けられる。また、図５に示すように、気体出射開口１２２ａ、１３２ａからの気体１２３、１３３の出射方向は、切断ユニット１００の切断時移動方向において切断ユニット１００の中心側に所定角度θ１、θ２だけ傾けている。気体１２３、１３３の出射方向の傾き角度θ１、θ２は、例えば７５°〜８５°の範囲内に設定する。このように気体１２３、１３３を傾けて出射することにより、被切断物の基板９００が上方に凸状に反っている場合（例えば、基板の中央部の変位量ｄが数ｍｍ程度になるように反っている場合）に、気体出射開口１２２ａ、１３２ａからの気体１２３、１３３を基板９００の表面に対して垂直になるように吹き付けることができ、基板９００を下方に抑え付けて表面が水平にした状態（基板を矯正した状態）で、基板９００を切断することができる。特に、基板９００を上面から下面まで完全に切断するのではなく基板９００の上面から所定の深さまで溝状に切断するハーフ切断を行うときに、その切断溝の深さを一定にすることができ、効果的である。また、気体出射開口１２２ａ、１３２ａから出射する気体１２３、１３３をケーシング１１０のブレード露出用開口１１１側に傾けて吹き付けることにより、ブレード露出用開口１１１から外部へ飛散しようとする切粉等の粉塵の飛散を効果的に抑制することができる。

図２において、気体吹き付け部１２０、１３０には、図中矢印Ｄで示すようにエアーコンプレッサ２８０から吹き付け用気体が供給される。コントローラで制御可能な電磁バルブ２８１を介してエアーコンプレッサ２８０から供給された気体は、気体供給ホース２８２を通り、その気体供給ホース２８２が接続された気体吹き付け部１２０、１３０の上部の気体供給受け部１２４、１３４から、気体吹き付け部１２０、１３０内に供給される。気体吹き付け部１２０、１３０に供給された所定圧力（例えば、５ｋｇｆ／ｃｍ^２、又は、約４９Ｎ／ｃｍ^２）の気体は、図示しない供給経路を通ってノズル部１２２、１３２の気体出射開口１２２ａ、１３２ａから吹き出す。なお、上記エアーコンプレッサ２８０からの気体の供給経路にはフィルターを設けてもよい。

なお、本実施形態において、図６に示すように切断ブレード１０１の側面側で基板の表面に対して気体を吹き付ける気体吹き付け部を追加して設けてもよい。この側面側の気体吹き付け部のスリット状の気体出射開口１５２ａ、１６２ａから出射する気体１５３、１６３についても、切断ブレード１０１の回転で生じた気流の外部への飛散を遮蔽するように面状（エアーカーテン状）にして吹き付けるようにしてもよい。

図７は、本実施形態の切断ユニットを切断時移動方向下流側から見た拡大側面図である。切断ユニット１００のケーシング１１０の奥側側面１１０ａには、切断ブレード１０１を回転駆動する回転駆動源としてのモータ１４０を支持するモータ支持部１４３が固定されている。このモータ支持部１４３の上面に、鉛直方向のＺ軸（Ｒ軸）を中心にして切断ユニット１００を回転させる切断ユニット回転手段としてのθ回転駆動部１８０が設けられている。切断ユニット１００は、これらのモータ支持部１４３とθ回転駆動部１８０の上部と連結部材１７２とを介してＺ軸方向駆動部１７０に連結され、Ｚ軸に沿って上下移動可能になっている。また、Ｚ軸方向駆動部１７０は、Ｙ軸ガイド部材２６０（図１参照）に対してＹ軸方向（図中の前後方向）に移動可能なＹ軸方向駆動部１９０に連結されている。これにより、切断ユニット１００は、Ｙ軸方向（図中の前後方向）に移動可能になっている。更に、Ｙ軸方向駆動部１９０に連結されたＹ軸ガイド部材２６０の図中奥側端部は、Ｘ軸ガイド部材２５０に沿ってＸ軸方向（図中左右方向）に移動可能な図示しないＸ軸方向駆動部に連結されている。

図８（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ被切断物である基板がセットされるワーク保持テーブル２１０の一構成例を示す平面図及び断面図である。本構成例のワーク保持テーブル２１０は、１２個の分割基板が一体形成された基板９００を縦長の状態にしてセットすることができる基板セット領域２１１が、図中の左右方向の３箇所に設けられている。各基板セット領域２１１の分割基板に対応する分割基板対応部分は、基板と同程度の深さ又は基板の厚さよりも浅い深さで凹状に形成された載置面２１１ａと、中央空隙部２１１ｂと、真空チャックのための吸引口２１１ｃとを備えている。中央空隙部２１１ｂの対角線上の端部２箇所には、基板９００を構成する各分割基板の貫通孔に係合するピン２１１ｄが設けられている。このピン２１１ｄの先端部が各分割基板の貫通孔に係合することにより、基板９００の切断前後において、基板９００、又はその基板から分離された各分割基板が所定位置に保持され、周囲に飛び散らないようになっている。また、各基板セット領域２１１の分割基板対応部分に形成された中央空隙部２１１ｂは、吸引口２１１ｃを介して、図示しない吸引ポンプに接続された吸引用気流経路２１２に連通している。この分割基板対応部分の中央空隙部２１１ｂの気体を吸引することにより、中央空隙部２１１ｂの上部にある基板裏面を引き付け、切断時に基板を保持することができる。この吸引用気流経路２１２介した基板の吸引動作のオン／オフは、３つの基板セット領域２１１ごとに独立に制御できるように構成されている。例えば、図９に示すように複数の分割基板９０１が一体形成された基板９００を中央の基板セット領域２１１のみにセットした場合は、その中央の基板セット領域２１１についてのみ基板９００の吸引動作をオンすることができる。

また、本構成例のワーク保持テーブル２１０では、基板の切断時に切断ブレード１０１が通過する可能性がある位置に切断ブレード回避溝２１３が形成されている。この切断ブレード回避溝２１３により、切断ブレード１０１によってワーク保持テーブル２１０が損傷を受けないようにすることができ、また、切断ブレード１０１の通過を阻害することがなく切断ブレード１０１の回転負荷の増大を防止できる。

図１０は、基板切断ロボットの制御系の主要部を示すブロック図である。制御手段としてのコントローラ３０１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を用いて構成されている。このコントローラ３０１には、表示部３１０、オペレータが操作する操作部３２０、前述の切断制御データや所定のプログラム等が保存された内部メモリ等からなるデータ記憶部３０５が接続されている。更に、コントローラ３０１には、排気ポンプ２７０の電磁バルブ２７１及びエアーコンプレッサ２８０の電磁バルブ２８１が接続され、排気ポンプ２７０による排気動作及びエアーコンプレッサ２８０による加圧気体（例えば圧縮空気）の供給動作を制御できるようになっている。また、コントローラ３０１には、切断ブレード１０１を所定の回転速度で回転させるモータ１４０を駆動制御する切断ブレードモータ駆動回路１４５が接続され、切断ブレード１０１の回転を制御できるようになっている。また、切断処理時に切断ブレードモータ駆動回路１４５からモータ１４０に供給される駆動電流は、コントローラ３０１によって検知され、その検知結果に基づいて、切断ブレード１０１の回転の異常や切断ブレード１０１の寿命の到来を判断し、その判断結果を表示部３１０に表示してオペレータに知らせることができる。

また、コントローラ３０１には、Ｘ軸方向駆動部を駆動制御するＸ軸方向駆動回路２６１、Ｙ軸方向駆動部を駆動制御するＹ軸方向駆動回路１９１、Ｚ軸方向駆動部を駆動制御するＺ軸方向駆動回路１７１、および、θ回転駆動部１８０を駆動制御するθ回転駆動回路１８１が接続されている。これにより、コントローラ３０１は、切断制御データに基づいて、切断ユニット１００のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の移動と、切断ユニット１００のＺ軸を中心にした回転とをそれぞれ制御できるようになっている。

図１１は、上記構成の基板切断ロボットを用いて基板９００を複数の分割基板９０１に分離するように切断する切断加工処理の一例を示すフローチャートであり、図１２は基板の切断加工処理時における基板９００に対する切断ブレード１０１の動きを示す説明図である。
まず、被切断物の基板９００に対する切断ＮＣデータ（切断制御データ）をコントローラ３０１に読み込んだ後、切断加工の初期準備動作を実行する（Ｓ１０１、Ｓ１０２）。切断加工の初期準備動作は、例えば、排気ポンプ２７０のオン動作、エアーコンプレッサ２８０のオン動作、切断ユニット１００の切断ブレード１０１を所定の待機位置（ホームポジション）への移動等である。次に、オペレータがワーク保持テーブル２１０上に基板９００をセットし切断加工動作の開始操作を行うと、切断ユニット１００の切断ブレード１０１が所定の切断開始位置に移動する（Ｓ１０３。図１２のＰ１）。次に、切断ブレード１０１の回転駆動が開始され所定の高さまで下降し（Ｓ１０４。図１２のＰ２）、所定の切断予定ラインに沿った方向（Ｘ軸方向又はＹ軸方向）に切断ブレード１０１の移動が開始される（Ｓ１０５）。この切断ブレード１０１の切断移動（図１２のＰ３）により基板９００が切断される。切断ブレード１０１が所定の切断終了位置に移動して切断ブレード１０１の切断移動が終了すると（Ｓ１０６。図１２のＰ４）、切断ブレード１０１が所定の高さまで上昇する（Ｓ１０７。図１２のＰ５）。次の切断箇所がある場合（Ｓ１０８でＹｅｓ）は、切断ブレード１０１の移動方向である切断方向に変更があるか否かが判断される（Ｓ１０９）。ここで、切断方向に変更がある場合（Ｓ１０９でＹｅｓ）は、切断ユニット１００をＺ軸の回りに所定角度（例えば、９０°、−９０°又は１８０°）回転させることにより切断ブレード１０１の移動方向である切断方向を変更し（Ｓ１１０）、上記ステップＳ１０３〜Ｓ１０８の切断加工処理を繰り返す。一方、切断方向に変更がない場合（Ｓ１０９でＮｏ）は、切断ユニット１００の回転（切断ブレードのＺ軸周りの回転）を行わないで、上記ステップＳ１０３〜Ｓ１０８の切断加工処理を繰り返す。基板９００のすべての切断箇所（切断ライン）について切断加工処理が終了したら（Ｓ１０８でＮｏ）、切断ブレード１０１の回転を終了し、切断ユニット１００の切断ブレード１０１を所定の待機位置（ホームポジション）へ移動させ、切断加工の終了動作を実行する。切断加工の終了動作は、例えば、排気ポンプ２７０のオフ動作、エアーコンプレッサ２８０のオフ動作等である。

なお、上記切断加工において基板９００の互いに平行な複数の切断ラインについて切断する場合、図１３（ａ）の矢印Ｅ１〜Ｅ５に示すように常に同じ向き（図示の例では＋Ｘ軸方向：右方向）に切断ブレード１０１（切断ユニット１００）を移動させて切断するようにしてもよいし、図１３（ｂ）の矢印Ｆ１〜Ｆ５に示すように交互に逆向き（図示の例では＋Ｘ軸方向：右方向と−Ｘ軸方向：左方向）に切断ブレード１０１（切断ユニット１００）を往復させて切断するようにしてもよい。また、図１３（ｂ）のように切断ブレード１０１を往復させて切断する場合、一つの切断ラインの切断が終了するたびに、切断ブレード１０１（切断ユニット１００）をＺ軸の回りに１８０°回転させて反転させ、切断ユニット１００から露出している切断ブレード１０１の下端外周部分の移動方向と、切断ブレード１０１（切断ユニット１００）の移動方向とを一致させるようにしてもよい。

図１４（ａ）および（ｂ）はそれぞれハーフ切断処理の前後における基板の側面図である。基板９００の上面から所定の深さまで溝状に切断するハーフ切断を行う場合、図１４（ａ）に示すように基板９００の切断ラインの裏面側にケガキ工法等でＶ字状の溝Ｈが予め形成されている。この裏面側の溝Ｈに対応させるように、上記構成の基板切断ロボットを用いて表面側から所定の深さの切断溝Ｇを形成するようにハーフ切断加工を行う。例えば、１４（ｂ）に示すように、基板９００の厚みＤ１が０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度の場合、ハーフ切断処理後の残存厚さ（表面側から形成する切断溝Ｇの下端と裏面側の溝Ｈの上端との間の距離）Ｄ３が０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度になるように、ハーフ切断処理で形成する切断溝Ｇの深さＤ２を設定する。

上記Ｖ字状の溝Ｈは、基板の手割り時に搭載部品のクラックが発生しない歪みとなるように予め加工されるが、上記Ｖ字状の溝Ｈの深さが深い（残り厚が少ない）とリフロー等で基板の反りが発生しやすくなるため、上記Ｖ字状の溝Ｈはあまり深くすることができない。そこで、リフロー工程の後に上記Ｖ字状の溝Ｈを深くし、手割りできるように加工する場合がある。従来、ケガキ工法で上記Ｖ字状の溝Ｈをある程度精度よく深くすることができたが、精度を保つために基板面を支持するジグなどは高精度に仕上げられた高価なものを製作する必要があった。ジグの精度が高ければ、ケガキ工法は工法上切削力が大きいので、１列全長にわたって同じ深さになるように上記Ｖ字状の溝Ｈを深くするように加工される。ところが、手割り時の歪みを嫌う部品は１列全長にわたって配置されていることは少なく、該当部品の周辺のみに切り欠きを設けることで、手割り時の歪みがほとんど発生しないようにすることができる。本実施形態の基板切断ロボットでは、基板９００の必要な箇所のみ切断ユニット１００（切断ブレード１０１）を下降させて切り欠きを形成することができるため、上記従来のような高精度なジグが必要とならない。

以上、本実施形態によれば、切断ブレード１０１を回転駆動しながら基板９００に対して移動させるときに、基板９００に対する切断ブレード１０１の移動方向における下流側及び上流側で、基板９００の表面に対して気体を吹き付ける。この気体の吹き付けにより、切断ブレード１０１による切断時に発生した切粉等の粉塵が基板９００の表面に付着しないようにするとともに、その粉塵が切断ブレード１０１の周辺から飛散しようとするのを抑制できる。しかも、粉塵が含まれている可能性がある切断ブレード１０１の周辺の気体を吸引して排出することにより、切断ブレード１０１の周辺に存在する粉塵が基板９００の表面に付着するのを防止することができる。従って、切断ブレード１０１による切断時の切粉等の粉塵が基板９００の表面に残留するのを防止しつつ基板９００を切断することができる。
また、本実施形態によれば、上記基板９００の表面に対する気体の吹き付けにより、基板９００が反っていた場合でも、切断ブレード１０１による切断箇所の近傍でワーク保持テーブル２１０の水平な上面に基板９００を押圧して基板９００の反りを矯正することができるので、安定した切断が可能になる。特に、表面側から所定の深さの切断溝Ｇを形成するハーフ切断加工を行う場合は、その切断溝Ｇの深さが安定する。また、基板９００を非接触で押圧することができるとともに、切断ブレード１０１による切断箇所の近傍で基板を押圧するローラ等の押圧部材を設ける必要がない。従って、押圧部材によるデッドスペースの発生を抑制できるとともに、基板９００上に取り付ける部品の高さ等の制限を受けにくく、更に、切断ユニット１００およびそれを備えた基板切断ロボットの小型を図ることができる。
また、本実施形態によれば、上記基板９００の表面に対する気体の吹き付けにより、基板９００が反っていた場合でも、切断ブレード１０１による切断箇所の近傍でワーク保持テーブル２１０の水平な上面に基板９００を確実に押圧して切断することができるので、基板９００の表面から裏面まで完全に切断する場合でも、切断後の分割基板９０１をバラバラになることなく裏面側からの吸引によりワーク保持テーブル２１０に確実に保持することができる。これに対し、従来は、前述のような高精度のジグを準備しても裏面側からの吸引で矯正できないほど反りが大きな基板などでは、基板の表面から裏面まで完全に切断する場合に切断後の分割基板がバラバラになってしまうおそれがあった。
また、本実施形態によれば、切断ブレード１０１の基板９００側で回転移動している外周部分を一部露出させた状態で切断ブレード１０１をケーシング１１０で囲み、ケーシング１１０の外側からケーシング１１０の内側に気流が発生するように基板９００の表面に対して気体を傾けて吹き付け、ケーシング１１０の内部の気体を吸引して排出している。これにより、基板９００の切断時に発生する切粉等の粉塵をケーシング１１０内に効率よく集めて排気することができる。
また、本実施形態において、図６に示すように切断ブレード１０１の側面側で基板９００の表面に対して気体を吹き付けるように構成してもよい。この場合は、基板９００の切断時に発生する切粉等の粉塵が切断ブレード１０１の側面から飛散して基板９００上に付着するのを防止することができる。
また、本実施形態によれば、切断ブレード１０１の回転で生じた気流の外部への飛散を遮蔽するように気体を放射面状（エアーカーテン状）にして吹き付けることにより、従来装置では吸塵することが難しかった切粉の飛散をより確実に防止して基板９００への付着を防止することができる。
また、本実施形態によれば、切断ブレード１０１の基板側で回転移動している外周部分の移動方向と、基板９００に対する切断ブレード１０１の移動方向とが同じ方向になるように、切断ブレード１０１を回転駆動することにより、基板９００の切断効率を高めることができる。更に、切断ブレード１０１の外周部分が移動して切粉等の粉塵を巻き上げたとしても、その切粉等の粉塵を巻き上げた領域に、切断ユニット１００のケーシング１１０が速やかに覆うように移動してくるため、上記切粉等の粉塵の飛散をより確実に防止できる。

また、本実施形態によれば、コントローラ３０１により、内部メモリやメモリカード等の記憶媒体から読み出した切断制御データに基づいて、切断ブレード１０１の回転駆動や、基板９００の表面に沿った方向における基板に対する切断ブレード１０１の移動だけでなく、基板９００に対する切断ブレード１０１の接離方向の移動を制御することができるので、基板９００に対する切断ブレード１０１の食い込み量を任意に変更して基板９００の自動切断を行うことができる。
また、本実施形態によれば、前記切断制御データに基づいて、基板９００の表面に垂直なＺ軸を中心とした切断ブレード１０１の側面の回転角度を制御することができるため、基板９００を任意の角度で切断することができる。
また、本実施形態によれば、前記切断制御データに基づいて、基板９００の厚さ方向の表面から裏面まで貫通するように切断する貫通切断と、基板９００の厚さ方向の表面から裏面に到達しない所定の深さまで溝を形成するように切断するハーフ切断とを切り換えるように制御することにより、基板の種類などに応じて貫通切断およびハーフ切断を切り換えて実行できる。
また、本実施形態によれば、切断ブレード１０１による基板９００の切断中に、切断ブレード１０１を回転駆動する駆動源としてのモータ１４０の駆動条件（例えば、駆動電流）の変化を検知することにより、その検知結果に基づいて、切断ブレード１０１の回転の異常や切断ブレード１０１の寿命の到来を判断し、その判断結果を表示部３１０に表示してオペレータに知らせることができる。

なお、上記実施形態では、被切断物である基板９００がセットされるワーク保持テーブル２１０を固定した状態で基板９００に対して切断ユニット１００（切断ブレード１０１）をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に駆動することにより、基板９００に対して切断ブレード１０１を相対移動させるようにしているが、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の少なくとも一つの方向についてワーク保持テーブル２１０を駆動することにより基板９００に対して切断ブレード１０１を相対移動させるようにしてもよい。また、基板９００に対して切断ブレード１０１を相対移動させるように、切断ユニット１００（切断ブレード１０１）の駆動とワーク保持テーブル２１０駆動とを任意に組み合わせるように構成してもよい。
また、上記実施形態では、基板９００に対する切断ユニット１００（切断ブレード１０１）の移動方向における下流側及び上流側の両方で基板９００の表面に対する気体の吹き付けを行っているが、切断ブレード１０１の移動方向における下流側及び上流側のいずれか一方で基板９００の表面に対する気体の吹き付けを行ってもよい。例えば、上記２つの気体吹き付け部１２０、１３０のうち切断ユニット１００（切断ブレード１０１）の移動方向下流側の気体吹き付け部１３０のみ設けるように構成してもよい。
また、上記実施形態では、被切断物が基板である場合について説明したが、本発明は基板以外の被切断物を切断する場合にも適用することができる。

１００切断ユニット
１０１切断ブレード
１１０ケーシング
１１１ブレード露出用開口
１１２排気用開口
１１３ダクト接続部
１２０、１３０気体吹き付け部
１２１、１３１本体部
１２２ａ、１３２ａ気体出射開口
１２３、１３３気体（エアーカーテン）
１２４、１３４気体供給受け部
１４０モータ
１４１固定部材
１４２回転駆動軸
１４３モータ支持部
１４５切断ブレードモータ駆動回路
１７０Ｚ軸方向駆動部
１７１Ｚ軸方向駆動回路
１８０ θ回転駆動部
１８１ θ回転駆動回路
１９１Ｙ軸方向駆動回路
２００装置本体
２１０ワーク保持テーブル
２１１基板セット領域
２１１ａ載置面
２１１ｂ中央空隙部
２１１ｃ吸引口
２１１ｄピン
２１２吸引用気流経路
２１３切断ブレード回避溝
２３０、２４０スタンド部材
２５０Ｘ軸ガイド部材
２６０Ｙ軸ガイド部材
２６１Ｘ軸方向駆動回路
２７２排気ダクト
２７０排気ポンプ
２８０エアーコンプレッサ
２８１電磁バルブ
２８２気体供給ホース
３００制御ユニット
３０１コントローラ
３０５データ記憶部
３１０表示部
３２０操作部
３３０メモリスロット
９００基板
９０１分割基板

特開２００６−２２９１７９号公報

Claims

回転駆動可能な円板状の切断ブレードを用いて板状の被切断物を切断する切断方法であって、
前記切断ブレードを回転駆動しながら前記被切断物に対して相対的に移動させるときに、該被切断物に対する該切断ブレードの相対移動方向における下流側及び上流側で、該被切断物の表面に対して気体を吹き付け、
前記切断ブレードの周辺から気体を吸引して排出することを特徴とする切断方法。
請求項１の切断方法において、
前記切断ブレードの前記被切断物側で回転移動している外周部分を一部露出させた状態で該切断ブレードをケーシングで囲み、
前記ケーシングの外側から該ケーシングの内側に気流が発生するように、前記被切断物の表面に対して気体を傾けて吹き付け、
前記ケーシングの内部の気体を吸引して排出することを特徴とする切断方法。
請求項１又は２の切断方法において、
前記切断ブレードの側面側で、該被切断物の表面に対して気体を吹き付けることを特徴とする切断方法。
請求項１乃至３のいずれかの切断方法において、
前記切断ブレードの回転で生じた気流の外部への飛散を遮蔽するように、前記気体を面状にして吹き付けることを特徴とする切断方法。
請求項１乃至４のいずれかの切断方法において、
前記切断ブレードの前記被切断物側で回転移動している外周部分の移動方向と、該被切断物に対する該切断ブレードの相対移動方向とが同じ方向になるように、該切断ブレードを回転駆動することを特徴とする切断方法。
回転駆動可能な円板状の切断ブレードを用いて板状の被切断物を切断する切断装置であって、
前記切断ブレードを回転可能に保持するブレード保持手段と、
前記切断ブレードを回転駆動する回転駆動手段と、
前記被切断物を支持する被切断物支持手段と、
前記被切断物に対して前記切断ブレードを接離させる接離手段と、
前記被切断物の表面に沿った方向について、該被切断物に対して前記該切断ブレードを相対的に移動させる相対移動手段と、
該被切断物に対する該切断ブレードの相対移動方向における下流側及び上流側に、気体を出射する気体出射開口を有し、該気体出射開口から該被切断物の表面に対して気体を吹き付ける気体吹き付け手段と、
前記切断ブレードの周辺から気体を吸引して排出する気体排出手段と、
を備えたことを特徴とする切断装置。
請求項６の切断装置において、
前記切断ブレードの前記被切断物側で回転移動している外周部分を一部露出させた状態で該切断ブレードを囲むように設けられたケーシングを更に備え、
前記気体吹き付け手段の前記気体出射開口は、前記被切断物の表面に対して気体を傾けて吹き付け、前記ケーシングの外側から該ケーシングの内側に気流が発生するように形成され、
前記気体排出手段は、前記ケーシングの内部の気体を吸引して排出するように構成されていることを特徴とする切断装置。
請求項６又は７の切断装置において、
前記気体吹き付け手段は、前記切断ブレードの側面に隣接する位置に、前記気体出射開口を更に有することを特徴とする切断装置。
請求項６乃至８のいずれかの切断装置において、
前記気体吹き付け手段の前記気体出射開口は、前記気体を面状にして吹き付け、前記切断ブレードの回転で生じた気流の外部への飛散を遮蔽するように形成されていることを特徴とする切断装置。
請求項６乃至９のいずれかの切断装置において、
前記切断ブレードの前記被切断物側で回転移動している外周部分の移動方向と、該被切断物に対する該切断ブレードの相対移動方向とが同じ方向になるように、該切断ブレードを回転駆動することを特徴とする切断装置。