JP5898792B2 - 対回路基板作業システム - Google Patents

Description

本発明は、対回路基板作業システムに関するものであり、特に、回路基板に対する導電回路の形成に関するものである。

回路基板に導電回路を形成する装置は、下記の特許文献１および２に記載されている。特許文献１に記載の装置は、既に導電回路が形成されている回路基板に新たな導電回路を追加する装置であり、特許文献２に記載の装置は、未だ導電回路が形成されていない回路基板に導電回路を形成するために、導電回路形成剤を印刷する装置である。これらはいずれも、インクジェットヘッドによって導電回路形成剤を回路基板に噴射する装置とされており、それぞれ、導電回路の追加，形成専用の装置とされている。

特開２００６−１３２２３号公報 特開２００７−２３４８１１号公報

本発明は、上記の事情の下に為されたものであり、対回路基板作業システムにおける回路基板に対する導電回路の形成等、実用性向上を課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の対回路基板作業システムは、
それぞれが、回路基板を保持する基板保持装置と、交換可能に保持された作業ヘッドと、その作業ヘッドと前記基板保持装置とを相対移動させる相対移動装置とを含んで構成される対回路基板作業モジュールを、複数台並べて構成された対回路基板作業システムであって、
複数台の前記対回路基板作業モジュールのうちの上流側のいくつかのものに、前記作業ヘッドとして、基板保持装置に保持された回路基板に電子回路部品を装着する装着ヘッドが保持され、前記装着ヘッドが保持された対回路基板作業モジュールより下流側のものに、導電回路を形成するための導電回路形成剤を印刷する印刷ヘッドが保持され、電子回路部品の回路基板への装着の後に、その回路基板への導電回路の形成を行うように構成され、
前記装着ヘッドが保持されたいくつかの対回路基板作業モジュールが、電子回路部品として、発光面を形成する複数の発光ダイオードと、その発光面の輝度を均一にするために回路基板に形成される抵抗器装着回路の複数の接続端子のうちのいずれか２つの間に装着される１以上の抵抗器とを装着するようにされ、
前記印刷ヘッドが保持された対回路基板作業モジュールが、前記複数の接続端子のうちの別の２つの間を短絡させるための導電回路形成剤の印刷を行うようにされたことを特徴とする。
ここにおいて形成される導電回路は、導電性が発現させられたものでもよく、発現させられていないものでもよい。導電回路形成剤が、印刷されるだけで導電性を発現するものであれば、印刷により導電性が得られ、導電性の発現に加熱等の後処理が必要な場合、印刷のみでは導電性は得られないからである。
相対移動装置は、基板保持装置は移動させず、ヘッド保持部を基板保持装置に対して移動させる装置としてもよく、ヘッド保持部は移動させず、基板保持装置をヘッド保持部に対して移動させる装置としてもよく、ヘッド保持部および基板保持装置の両方を移動させる装置としてもよい。

ちなみに、対回路基板作業には、回路基板への電子回路部品の装着および導電回路の印刷の他、例えば、接着剤の塗布，クリーム状はんだの印刷，回路基板について行われた作業の検査，印刷された導電回路形成剤の加熱等がある。

本発明に係る対回路基板作業モジュールにおいては、ヘッド保持部によって装着ヘッドが保持された状態では、回路基板への電子回路部品の装着が行われ、印刷ヘッドが保持された状態では回路基板に導電回路が印刷される。１台の対回路基板作業機を電子回路部品装着機としても、導電回路形成機としても使用することができ、装着専用の作業機および導電回路形成専用の作業機を設ける場合に比較して、作業機の実用性を向上させ、装置コストおよび装置設置スペース等を低減させることができる。

複数台の対回路基板作業モジュールが並べられて構成された対回路基板作業システムにおいては、複数台の作業モジュールによって並行して回路基板への作業が行われることによる生産性向上効果が得られる上、複数台の作業モジュールについて構成装置が共通化され、作業を行う回路基板の種類の変更等に柔軟に対応することができる。さらに、本発明の対回路基板作業モジュールによれば、対回路基板作業システムにおいて導電回路の形成を行うことができるため、対回路基板作業システム外において導電回路の形成を行う場合のように導電回路形成専用機が不要であり、導電回路の形成を安価に行うことができる。また、電子回路部品の装着後、直ちに導電回路の形成を行うことができる。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、特許請求の範囲に記載された発明である本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施形態の記載，従来技術，技術常識等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

なお、下記態様を、電子回路部品の装着の後に導電回路形成剤を印刷する技術に適用したものが、請求項に相当する。

（１）回路基板を保持する基板保持装置と、
その基板保持装置に保持された回路基板に電子回路部品を装着する装着ヘッドと、
前記基板保持装置に保持された回路基板に、導電回路を形成する導電回路形成剤を印刷する印刷ヘッドと、
それら装着ヘッドと印刷ヘッドとを択一的に保持可能なヘッド保持部と、
そのヘッド保持部と前記基板保持装置とを相対移動させる相対移動装置と
を含み、前記基板保持装置が保持した回路基板に電子回路部品の装着と導電回路の形成との両方を実施し得る対回路基板作業機。
（２）前記印刷ヘッドが、吐出ノズルと、その吐出ノズルに前記導電回路形成剤を吐出させる吐出駆動装置とを含むジェットヘッドである(1)項に記載の対回路基板作業機。
ジェットヘッドによれば、形成される導電回路の形状，寸法等の要求に対する対処が容易である。
（３）複数台の対回路基板作業モジュールを並べて構成され、それら複数台の対回路基板作業モジュールの少なくとも１台が(1)項または(2)項に記載の対回路基板作業機とされた対回路基板作業システム。

請求可能発明の実施形態である対回路基板作業システムを示す斜視図である。 上記対回路基板作業システムの一部を示す斜視図である。 上記対回路基板作業システムを構成する対回路基板作業モジュールの装着装置を示す斜視図である。 上記対回路基板作業モジュールに選択的に保持される複数種類の装着ヘッドを示す斜視図である。 上記対回路基板作業モジュールのヘッド保持部に保持される印刷ヘッドを示す斜視図である。 上記ヘッド保持部に保持される加熱ヘッドを示す斜視図である。 上記ヘッド保持部および装着ヘッドのヘッド保持部に保持される部分を示す斜視図である。 上記ヘッド保持部のヘッド固定装置を側面および正面においてそれぞれ断面にして示す図である。 上記印刷ヘッドによる回路基板に対する導電回路の形成の一例を説明する図である。 上記印刷ヘッドによる回路基板に対する導電回路の形成の別の例を説明する図である。

以下、請求可能発明の実施形態を、上記各図を参照しつつ説明する。なお、請求可能発明は、下記実施形態の他、上記〔発明の態様〕の項に記載した態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。

図１に、請求可能発明の実施形態である対回路基板作業システム（以後、作業システムと略称する）の外観を示す。本作業システムは、複数の対回路基板作業モジュール１０（以後、モジュール１０と略称する）が、共通で一体のベース１２上に、互いに隣接して１列に配列されて固定されることにより構成されている。複数のモジュール１０は、回路基板に対する作業を分担し、並行して行う。

モジュール１０については、例えば、特開２００４−１０４０７５公報に詳細に記載されており、本請求可能発明に関係する部分以外の部分については簡単に説明する。
各モジュール１０はそれぞれ、図２に示すように、本体フレームとしてのモジュール本体１８，基板搬送装置２０，基板保持装置２２，部品供給装置２４，装着ヘッド２６，印刷ヘッドたるジェットヘッド２８（図５参照），加熱ヘッド３０（図６参照），ヘッド移動装置３２，基準マーク撮像装置３４（図３参照），部品撮像装置３６および制御装置３８を備えている。ヘッド２６，２８，３０はそれぞれ、回路基板に対して作業を行う作業ヘッドであり、ヘッド移動装置３２と共に作業装置を構成する。

基板搬送装置２０は、図２に示すように、２つの基板コンベヤ４０，４２を備え、モジュール本体１８を構成するベッド４４の、モジュール１０の前後方向の中央部に設けられ、回路基板４６を複数のモジュール１０が並ぶ方向と平行な方向であって、水平な方向に搬送する。基板保持装置２２は２つの基板コンベヤ４０，４２の各々について設けられ、本実施形態においては、それぞれ回路基板４６を下方から支持する支持部材および回路基板４６の搬送方向に平行な両側縁部をそれぞれクランプするクランプ部材を備え、回路基板４６をその作業が施される被作業面が水平となる姿勢で保持する。本実施形態においては、基板搬送装置２０による回路基板４６の搬送方向をＸ軸方向、基板保持装置２２に保持された回路基板４６の装着面に平行な平面である、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向とする。

部品供給装置２４は、ベッド４４の基板搬送装置２０に対してＹ軸方向の一方の側であって、モジュール１０の前面側に設けられている。部品供給装置２４は、例えば、部品供給具としての部品フィーダの一種であるテープフィーダ５０（以後、フィーダ５０と略称する）により電子回路部品を供給するものとされ、複数のフィーダ５０と、それらフィーダ５０が取り付けられるフィーダ保持装置（図示省略）とを含む。複数のフィーダ５０はそれぞれ、同一の電子回路部品を複数保持し、各々の部品供給部がＸ軸方向に沿って並ぶ状態でフィーダ保持装置に取り付けられる。部品供給装置２４は、部品供給具の一種であるトレイによって電子回路部品を供給する装置としてもよい。

ヘッド移動装置３２は、本実施形態においては、図３に示すように、Ｘ軸方向移動装置６４およびＹ軸方向移動装置６６を備えている。Ｙ軸方向移動装置６６は、モジュール本体１８を構成するクラウン６８に、部品供給装置２４の部品供給部と２つの基板保持装置２２とに跨って設けられたリニアモータ７０を備え、可動部材としてのＹ軸スライド７２をＹ軸方向の任意の位置へ移動させる。Ｘ軸方向移動装置６４はＹ軸スライド７２に設けられ、Ｙ軸スライド７２に対してＸ軸方向に移動させられるとともに、互いにＸ軸方向に相対移動させられる第１，第２Ｘ軸スライド７４，７６と、それらスライド７４，７６をそれぞれ、Ｘ軸方向に移動させるＸ軸スライド移動装置７８（図３には第２Ｘ軸スライド７６を移動させる移動装置のみが図示されている）とを備えている。２つのＸ軸スライド移動装置はそれぞれ、例えば、駆動源たる電動回転モータの一種であるサーボモータと、ボールねじおよびナットを含む送りねじ機構とを含むものとされ、Ｘ軸スライド７４，７６をＸ軸方向の任意の位置へ移動させる。

前記ヘッド２６，２８，３０は第２Ｘ軸スライド７６に択一的に搭載され、ヘッド移動装置３２により、基板保持装置２２により保持された回路基板４６の被作業面に平行な平面内において互いに直交する２方向の少なくとも一方の成分を含む方向へ移動させられ、部品供給装置２４の部品供給部と２つの基板保持装置２２とに跨る移動領域内の任意の位置へ移動させられることが可能である。

装着ヘッド２６は、部品保持具の一種である吸着ノズル８０によって電子回路部品を保持するものとされており、吸着ノズル８０を保持し、保持具保持部を構成するノズルホルダ８２の数を異にする複数種類の装着ヘッド２６が用意され、電子回路部品が装着される回路基板４６の種類に応じて択一的に第２Ｘ軸スライド７６に取り付けられる。

例えば、図４(a)に示す装着ヘッド２６ａはノズルホルダ８２ａを１つ備え、吸着ノズル８０ａが１つ保持され、図４(b)に示す装着ヘッド２６ｂはノズルホルダ８２ｂを複数、例えば３個以上（図示の例では１２個）備え、吸着ノズル８０ｂが最大１２個保持され得る。吸着ノズル８０ａ，８０ｂは、吸着管の先端面により構成される部品吸着面の直径と、平面視の形状が円形を成し、電子回路部品の撮像時にその背景を形成する背景形成板の直径とを互いに異にし、それら直径は吸着ノズル８０ａの方が吸着ノズル８０ｂより大きくされ、吸着ノズル８０ａは大形の電子回路部品の装着に使用される。

装着ヘッド２６ａにおいては、ノズルホルダ８２ａは、ヘッド本体８４ａに設けられた昇降装置により昇降させられるとともに、ホルダ回転装置により自身の軸線まわりに回転させられる。装着ヘッド２６ｂにおいては、複数のノズルホルダ８２ｂは回転体により保持され、回転体が回転体回転装置によって回転させられることにより、予め設定された部品吸着装着位置へ移動させられ、昇降装置によって昇降させられるとともに、ホルダ回転装置により自身の軸線まわりに回転させられる。ヘッド本体８４ａ，８４ｂにはカバー８６ａ，８６ｂが被せられ、昇降装置等が覆われている。なお、前記基準マーク撮像装置３４は、図３に示すように、第２Ｘ軸スライド７６に搭載され、ヘッド移動装置３２によりヘッド２６，２８，３０のいずれかと共に移動させられる。

前記ジェットヘッド２８は回路基板４６に導電回路形成剤を印刷するものであり、インクジェットプリンタのインクジェットヘッドと同様の方式により印刷を行うものとされている。そのため、本ジェットヘッド２８は、図５に示すように、ヘッド本体１００と、ヘッド本体１００に設けられた印刷機構１０２およびタンク１０４とを含み、本実施形態においては、シアモード型のピエゾ方式により印刷を行うものとされている。

ヘッド本体１００には、前記装着ヘッド２６のヘッド本体８４と同様にカバー１１０が被せられ、印刷機構１０２の一部等が覆われている。印刷機構１０２は、本実施形態においては、インクジェットプリンタに使用される市販の印刷機構、例えば、東芝テック株式会社製の印刷機構が使用され、機構本体１１６と、機構本体１１６に設けられた吐出ノズル１１８および吐出駆動装置１２０とを含む。

機構本体１１６内には、複数の圧力室が１列に並んで設けられている。これら圧力室の各一対の側壁はピエゾ素子により形成され、複数の圧力室のピエゾ素子が吐出駆動装置１２０を構成している。機構本体１１６にはまた、吐出駆動装置１２０と共に、複数のピエゾ素子を圧力室毎にそれぞれ駆動する駆動回路が設けられている。機構本体１１６にはさらに、複数の圧力室の各々に連通し、機構本体１６０の外部に開口する吐出口が設けられ、これら複数の吐出口が吐出ノズル１１８を構成している。本実施形態においては、ジェットヘッド２８が第２Ｘ軸スライド７６に取り付けられた状態で、吐出ノズル１１８の複数の吐出口が並ぶ方向がＸ軸方向に平行となるように、印刷機構１０２がヘッド本体１００に設けられている。

タンク１０４内には、導電回路形成剤が収容されている。導電回路形成剤として、例えば、Ａｇ１ＴｅＨ（アルバックマテリアル株式会社製）やＮＰＳ−Ｊ（ハリマ化成株式会社製）が使用される。タンク１０４はホース１２２によって機構本体１１６に接続され、導電回路形成剤は機構本体１１６内に形成されたリザーバ（図示省略）から、圧力室の各々について形成された供給口を通って圧力室に供給される。

加熱ヘッド３０は、図６に示すように、ヘッド本体１３０および加熱機構１３２を含む。ヘッド本体１３０には、前記ヘッド本体８４と同様にカバー１３４が被せられ、加熱機構１３２の一部等が覆われている。加熱機構１３２は、本実施形態においては、レーザ光によって対象物をスポット的に加熱するものとされており、レーザ発振器およびレンズ系を含む。

ヘッド２６，２８，３０は、第２Ｘ軸スライド７６に設けられたヘッド保持部１５０により着脱可能に保持される。以下に、ヘッド保持部１５０およびヘッド２６，２８，３０のヘッド保持部１５０に保持される機構を、装着ヘッド２６を例に取って説明する。
装着ヘッド２６において、図７に示すように、ヘッド本体８４の背面部１５２が被保持部を構成し、第２Ｘ軸スライド７６の正面部１５４がヘッド保持部１５０を構成する。ヘッド本体８４の背面部１５２は、図７(a)に示すように、下部に２つの脚部１５６を有するとともに、上部に係合ブロック１５８が設けられている。一方、第２Ｘ軸スライド７６の正面部１５４は、図７(b)に示すように、下部に、脚部１５６を支承する脚部支承部１６０を有し、脚部支承部１６０のやや上方に、２つの下部係合ローラ１６４を有している。

また、第２Ｘ軸スライド７６の正面部１５４の上部には、係合ブロック１５８の一部分を掛止させて固定するヘッド固定装置１６６が設けられ、また、ヘッド固定装置１６６のやや下方には、２つの上部係合ローラ１６７を有して係合ブロック１５８を入り込ませるための係合穴１６８が設けられている。脚部支承部１６０等は正面部１５４と共にヘッド保持部１５０を構成している。装着ヘッド２６が装着された状態において、ヘッド本体８４の背面部１５２と第２Ｘ軸スライド７６の正面部１５４とは略ぴったりと合わさるようにされている。

脚部１５６は、先端が楔形状とされており、Ｖ字状とされた脚部支承部１６０に嵌め合わされる。これにより、装着ヘッド２６の上下方向の位置が規定される。また、脚部１５６上部の間隔が小さくされた部分の対向する側面が、２つ下部係合ローラ１６４の各々の外周面にぴったりと係合するようにされており、また係合ブロック１５８の両側面が、２つの上部係合ローラ１６７の間にぴったりと嵌りこむようにされており、これらによって、装着ヘッド２６の左右方向の位置が規定される。

図８に、ヘッド固定装置１６６の断面を示す。図８（ａ）は、第２Ｘ軸スライド７６の左右方向の中央において切断した断面であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＡ−Ａ面における断面である。ヘッド固定装置１６６は、係合ブロック１５８の上部に設けられた掛止ローラ１７０（図８参照）に掛止ピン１７２を掛合させる構造とされている。詳しく説明すれば、ヘッド固定装置１６６は、正面部１５４の上部に設けられたピン穴１７４に上下移動可能に支持された掛止ピン１７２と、掛止ピン１７２を上下させる掛止ピン作動装置１８０とを含んで構成されている。掛止ピン作動装置１８０は、若干の可撓性のあるロッド１８２と、そのロッド１８２の一端部に偏心して設けられた円盤状のカム板１８４と、ロッド１８２を回転可能に支持する概ねパイプ状のロッド支持部材１８６と、ロッド１８２の他端部に設けられてロッド１８２を回転させるためのグリップ１８８とを含んで構成される。掛止ピン作動装置１８０は、ロッド支持部材１８６において第２Ｘ軸スライド７６の正面部１５４の上部に取り付けられる（図７参照）。掛止ピン１７２の上部には、カム板１８４の外径より若干大きな幅の溝１９０が形成され、この溝１９０にカム板１８４が係合するようにされている。グリップ１８８を回転させれば、掛止ピン１７２が上下に作動する。

装着ヘッド２６のヘッド保持部１５０に対する取付け，取外しは作業者により行われる。装着ヘッド２６を装着する場合、作業者はグリップ１８８を一方向（本実施形態では正面から見て反時計回り）に回転させ、掛止ピン１７２を上方に移動させた状態で、装着ヘッド２６の背面部１５２を第２Ｘ軸スライド７６の正面部１５４にぴったりと係合させ、その状態で、グリップ１８８を反対方向（本実施形態では正面から見て時計周り）に回転させる。このグリップ１８８の操作により、掛止ピン１７２は下降し、最下降端の手前で掛止ピン１７２の下端部に形成された傾斜面１９２が掛止ローラ１７０の外周に当接する。さらに、グリップ１８８を回転させることにより、掛止ピン１７２は、傾斜面１９２の作用により、装着ヘッド２６を下方に押付けるとともに後方に押し付ける状態で、掛止ローラ１７０を掛止する。その状態はカム板１８４の外周と溝１９０の下側面との間に生じる摩擦力によって維持されるが、その状態維持をより確実なものとするため、掛止ピン作動装置１８０は、捻りバネ１９４を有して、掛止ピン１７２が下方に向かう方向にその捻りバネ１９４がロッド１８２を付勢する構造とされている。装着ヘッド２６を離脱させるには、逆方向にグリップ１８８を回転させればよい。

本実施形態において、モジュール１０は、種々の装着ヘッド２６を配備可能とされているが、いずれの装着ヘッド２６も、また、ジェットヘッド２８および加熱ヘッド３０も保持機構に関する構造は同じものとされており、保持されている作業ヘッドをワンタッチで離脱可能であるとともに、任意の作業ヘッドをワンタッチで保持可能とされているのである。

前記制御装置３８はコンピュータを主体として構成され、基板搬送装置２０等、モジュール１０を構成する装置の駆動源等を制御し、装着ヘッド２６による回路基板４６への電子回路部品の装着、あるいはジェットヘッド２８による回路基板４６への導電回路形成剤の印刷、あるいは印刷された導電回路形成剤の加熱ヘッド３０による加熱を制御する。また、作業システムを構成する８台のモジュール１０の各制御装置３８のコンピュータは、それぞれ、システム全体を統括するホストコンピュータ２００に通信ケーブル（図示省略）を介して接続されている。

以上のように構成された作業システムにおいては、必要に応じて、複数台のモジュール１０のうちの１つにおいてヘッド保持部１５０によりジェットヘッド２８が保持され、回路基板４６への導電回路形成剤の印刷が行われ、別の１つにおいて加熱ヘッド３０が保持され、印刷された配線の加熱，焼成が行われる。

例えば、配線に設計ミスがあり、回路基板に導電回路が間違って形成されたが、回路基板を廃棄することなく、ミスを修正して使用し、電子回路部品を装着することができる場合、あるいは、電子回路部品を装着し、試作した回路基板を検査した結果、導電回路の修正が必要となった場合、あるいは回路基板に装着した電子回路部品の都合により新たに導電回路の形成が必要な場合等に導電回路形成剤が印刷され、導電回路が追加されて配線が修正され、あるいは新たな導電回路が形成される。これらの場合、本実施形態においては、形成される導電回路はいずれも、電子回路部品のリードのように抵抗値を無視することができるものである。

導電回路の構成を修正して回路基板４６に電子回路部品を装着する場合、回路基板への電子回路部品の装着に先立って導電回路形成剤が印刷される。この場合、作業システムにおける基板搬送方向において最上流のモジュール１０のヘッド保持部１５０にジェットヘッド２８が保持されて印刷モジュール１０として機能させられ、隣接するモジュール１０のヘッド保持部１５０に加熱ヘッド３０が保持されて加熱モジュール１０として機能させられる。残りのモジュール１０においてはいずれも装着ヘッド２６が保持され、装着モジュールとして機能させられる。

印刷モジュール１０および加熱モジュール１０の各制御装置３８のコンピュータには、導電回路形成剤の印刷および加熱に関するデータ、例えば、回路基板４６の導電回路追加位置，導電回路の幅および形状のデータがホストコンピュータ２００から供給され、それに従ってジェットヘッド２８，加熱ヘッド３０およびヘッド移動装置３２等が制御される。

印刷モジュール１０へ搬入された回路基板４６は、電子回路部品が装着される場合と同様に基板保持装置２２により保持される。そして、回路基板４６に形成された複数、例えば２個の基準マーク（図示省略）が基準マーク撮像装置３４により撮像され、導電回路形成箇所である導電回路追加箇所の位置誤差が算出される。この位置誤差には、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向の各位置誤差および回路基板４６に直角な軸線まわりの位置誤差である回転位置誤差が含まれる。

ジェットヘッド２８はヘッド移動装置３２により移動させられつつ、導電回路形成剤を回路基板４６に向かって吐出する。この際、印刷データに従って、吐出ノズル１１８の複数の吐出口のうち、印刷に必要な吐出口が接続された圧力室についてピエゾ素子への電圧の印加が行われ、導電回路形成剤が吐出口から噴射され、回路基板４６に塗布される。それにより、例えば、図９に示すように、既形成の導電回路２１０を接続する導電回路を形成する線２１２が印刷される。図９に例示する線２１２は、Ｘ軸方向においては１度に印刷される長さを有し、ジェットヘッド２８は印刷開始位置へ移動させられた後、Ｙ軸方向へ移動させられて線２１２を印刷する。

印刷時には、導電回路追加箇所の位置誤差が修正される。本実施形態においては、導電回路追加箇所のＸ軸，Ｙ軸方向の各位置誤差は、印刷開始位置へ移動させられる際のジェットヘッド２８の位置（吐出ノズル１１８の複数の吐出口が並ぶ方向の中心について設定される）を修正することにより解消され、回転位置誤差は、線２１２を印刷するための印刷データを、回転位置誤差が除去されて線２１２が印刷されるデータに変換することにより解消される。ジェットヘッド２８は、修正された位置へ移動させられるとともに、修正されたデータに従って導電回路形成剤の印刷を行い、印刷が正確に行われる。
Ｘ軸，Ｙ軸方向の各位置誤差も回転位置誤差と併せて修正されるようにデータ変換が行われ、それにより得られた修正データに従って印刷が行われるようにしてもよい。

印刷後、回路基板４６は基板保持装置２２による保持を解除され、加熱モジュール１０へ搬出される。そして、回路基板４６は基板保持装置２２により保持され、基準マークが基準マーク撮像装置３４により撮像されて導電回路追加箇所の位置誤差が算出された後、加熱ヘッド３０が印刷された線２１２に沿ってレーザ光を照射しつつ移動させられ、導電回路形成剤を加熱し、焼成する。この際、位置誤差に基づいて加熱ヘッド３０の移動位置が修正され、加熱が正確に行われる。レーザ光の幅が、線２１２の幅より大きいとすれば、加熱ヘッド３０の移動データ（線２１２に沿って加熱ヘッド３０を移動させるデータであり、印刷データにより得られる）は１つであり、その移動データについて、Ｘ軸，Ｙ軸方向の各位置誤差および回転位置誤差が修正されるようにデータ変換が行われ、修正データが得られる。加熱後、回路基板４６は、基板保持装置２２による保持を解除され、加熱モジュール１０の下流側に隣接するモジュール１０へ搬出され、電子回路部品が装着される。電子回路部品の装着は、それぞれ装着ヘッド２６を保持した６台の装着ヘッド２６により並行して行われる。装着ヘッド２６による回路基板４６への電子回路部品の装着はよく知られており、説明を省略する。なお、レーザ光の幅が、線２１２の幅より小さいのであれば、加熱ヘッド３０の移動データは複数作成され、各移動データについてデータ変換が行われる。

回路基板４６に装着された電子回路部品の都合により、新たに導電回路が形成される場合、電子回路部品の装着後に導電回路形成剤の印刷が行われる。
例えば、１枚の回路基板に多数の同一電子回路部品を装着する場合、例えば、１枚の回路基板に多数の発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略称する）を装着して、テレビ，コンピュータ等のディスプレイや車両のインパネ表示器のバックライトや、車両のバックライト，フロントライト，一般照明器具等の光源を製造する場合に、電子回路部品装着後の導電回路の形成が行われる場合がある。

バックライト等は、発光面全体の輝度が均一であることが要求されるのに対し、ＬＥＤは製造工程の環境（温度，湿度）変化等の影響を敏感に受け、特性、特に定格電流に対する輝度が変化し易く、装着作業の制御上は同一電子回路部品として処理可能であるが電気特性値が複数段階に異なる。そのため、ＬＥＤを複数段階の輝度クラスに分け、１枚の回路基板の各々、あるいは１枚の回路基板の複数領域の各々には、同一輝度クラスのＬＥＤを装着し、それらに対する供給電流を抵抗器により制御することによって、発光面全体の輝度を均一にすることが行われる。

そのため、回路基板４６には、抵抗器が装着される。抵抗器は、例えば、回路基板４６のＬＥＤが装着される装着面と同じ面に装着され、装着面には、図１０(a)に示す抵抗器装着回路２２０が形成される。抵抗器装着回路２２０は、複数の接続端子２２２を備えている。これら接続端子２２２は、抵抗器２２４の装着により、直列回路と並列回路との少なくとも一方が少なくとも１つ、形成されるように設けられており、接続端子２２２の短絡が必要な場合、２個の接続端子２２２を接続する導電回路が形成され、短絡部２２６が形成される。

回路基板４６において同一輝度クラスのＬＥＤが装着された領域について、発光面全体の輝度を均一にするための抵抗値は、装着されたＬＥＤの輝度クラスに応じて決められる。そのため、抵抗値の算出，抵抗器装着回路２２０に装着する抵抗器２２４の種類（抵抗値），数，装着位置の決定および抵抗器２２４の装着はＬＥＤの装着後に行われ、短絡が必要な場合の導電回路２２６の形成はＬＥＤおよび抵抗器の装着後に行われる。

このように電子回路部品の装着後に導電回路の形成が行われる場合、８台並ぶモジュール１０のうち、基板搬送方向において下流側の２台のモジュール１０においてジェットヘッド２８，加熱ヘッド３０が保持される。例えば、加熱ヘッド３０は最下流のモジュール１０に保持され、ジェットヘッド２８はそのモジュール１０に対して上流側に隣接するモジュール１０により保持される。残りのモジュール１０には装着ヘッド２６が保持されて回路基板４６へのＬＥＤの装着および抵抗器２２４の装着が行われる。

抵抗器２２４の装着後、印刷モジュール１０へ搬入された回路基板４６について、短絡の必要な接続端子２２２があれば、導電回路形成剤の印刷が行われる。短絡の有無および抵抗器装着回路２２０のうちの短絡箇所についてのデータは、ホストコンピュータ２００から供給される。印刷後、回路基板４６は下流側のモジュール１０へ送られ、印刷された導電回路形成剤が加熱ヘッド３０により加熱される。加熱の有無および加熱箇所についてのデータは、ホストコンピュータ２００から供給される。加熱により、例えば、図１０(b)に示すように２個の抵抗器２２４が並列に設けられるとともに、短絡部２２６を有する
抵抗回路が形成される。なお、加熱は作業システムとは別に設けられた加熱装置により行われてもよい。

回路基板４６について導電回路形成剤の印刷が不要な場合には、全部のモジュール１０においてヘッド保持部１５０により装着ヘッド２６が保持され、作業システムにおいて電子回路部品の装着のみが行われる。

本実施形態の作業システムにおいては、全部のモジュール１０について３種類のヘッドを選択的に保持可能であり、全部のモジュール１０が請求可能発明の実施形態である対回路基板作業機であると考えることもでき、実際にジェットヘッド２８が保持させられるモジュール１０が請求可能発明の実施形態である対回路基板作業機と考えることもできる。

なお、ヘッド保持部に保持された印刷ヘッドにより、未だ導電回路が形成されていない回路基板に導電回路形成剤が印刷されるようにしてもよい。この印刷が複数台の対回路基板作業モジュールを含む対回路基板作業システムにおいて行われるのであれば、印刷は最上流の１台以上の対回路基板モジュールにおいて行われる。そして、他の複数台の対回路基板作業モジュールはそれぞれ、例えば、加熱ヘッド，接着剤塗布ヘッド，はんだ印刷ヘッドおよび装着ヘッドを保持させられる。複数台の対回路基板作業モジュールが並べられたモジュール列の途中にスクリーン印刷機が設けられ、はんだ印刷が行われるようにしてもよい。

また、導電回路形成剤の印刷により、所定の抵抗値を有する導電回路である抵抗体が形成されてもよい。

さらに、対回路基板作業機は、印刷機能と加熱機能との両方を備えた印刷・加熱ヘッドと装着ヘッドとがヘッド保持部に選択的に保持されるものとされ、印刷と加熱とが１台の対回路基板作業機において行われるようにしてもよい。

また、回路基板に印刷された導電回路形成剤は、パルス光を利用して焼成してもよい。パルス光を利用した焼成を行う装置としては、例えば、Xenon Corporation製のSINTERON500benchtop systemやINTERON2000rack-mounted systemが市販されている。

さらに、装着ヘッド等のヘッド保持部に対する着脱は、自動で行われるようにされてもよい。例えば、特開２００６−２６１３２５号公報に記載されているように、ヘッド保持部を負圧によって装着ヘッド等を保持するものとする。ヘッド保持部により保持される作業ヘッドが、その作動に電気エネルギの供給を必要とするものである場合、保持に伴ってヘッド保持部から作業ヘッドへ電気エネルギが供給されるようにされる。また、対回路基板作業機にはヘッド収容装置が設けられ、装着ヘッドおよび印刷ヘッド等、ヘッド保持部に保持される作業ヘッドが収容されるようにされる。

１０：装着モジュール ２６：装着ヘッド ２８：ジェットヘッド ３０：加熱ヘッド ３２：ヘッド移動装置 ４６：回路基板 １１８：吐出ノズル １２０：吐出駆動装置

Claims (4)

1. それぞれが、回路基板を保持する基板保持装置と、交換可能に保持された作業ヘッドと、その作業ヘッドと前記基板保持装置とを相対移動させる相対移動装置とを含んで構成される対回路基板作業モジュールを、複数台並べて構成された対回路基板作業システムであって、
   複数台の前記対回路基板作業モジュールのうちの上流側のいくつかのものに、前記作業ヘッドとして、基板保持装置に保持された回路基板に電子回路部品を装着する装着ヘッドが保持され、前記装着ヘッドが保持された対回路基板作業モジュールより下流側のものに、導電回路を形成するための導電回路形成剤を印刷する印刷ヘッドが保持され、電子回路部品の回路基板への装着の後に、その回路基板への導電回路の形成を行うように構成され、
   前記装着ヘッドが保持されたいくつかの対回路基板作業モジュールが、電子回路部品として、発光面を形成する複数の発光ダイオードと、その発光面の輝度を均一にするために回路基板に形成される抵抗器装着回路の複数の接続端子のうちのいずれか２つの間に装着される１以上の抵抗器とを装着するようにされ、
   前記印刷ヘッドが保持された対回路基板作業モジュールが、前記複数の接続端子のうちの別の２つの間を短絡させるための導電回路形成剤の印刷を行うようにされた対回路基板作業システム。
2. 前記複数台の対回路基板作業モジュールのうちの前記印刷ヘッドが保持されたものの下流側のものに、前記作業ヘッドとして、回路基板に印刷された導電回路形成剤を加熱して導電性を発現させる加熱ヘッドが保持され、その加熱ヘッドが保持された対回路基板作業モジュールが、前記印刷ヘッドが保持された対回路基板作業モジュールによって印刷された導電回路形成剤を加熱するように構成された請求項１に記載の対回路基板作業システム。
3. 前記加熱ヘッドがレーザ発振器およびレンズ系を含み、レーザ光の照射により導電回路形成剤を加熱するレーザ光照射ヘッドである請求項２に記載の対回路基板作業システム。
4. 前記印刷ヘッドが、吐出ノズルと、その吐出ノズルに前記導電回路形成剤を吐出させる吐出駆動装置とを含むジェットヘッドである請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の対回路基板作業システム。

Images