(57)【要約】【課題】外部環境の温度に関わらず十分な吸着力で基板を保持することができるサポートジグを提供する。【解決手段】サポートジグは、金属からなる板状の基部１と、この基部１に設けられた圧力制御機構２とを備えている。この圧力制御機構２は、空洞１１内部の圧力を制御する。これにより、サポートジグ外部の温度に関わらず十分な吸着力で基板１００を保持することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置する載置面と、内部に形成された空洞と、前記載置面に形成され前記空洞と外部とを連通する孔とを備えた基部と、
前記空洞内部の圧力を制御する圧力制御機構と
を備えたことを特徴とするサポートジグ。
【請求項２】
前記圧力制御機構は、前記空洞と連続する内部空間を有する容器と、前記内部空間の体積を拡大させる機構とを有する
ことを特徴とする請求項１記載のサポートジグ。
【請求項３】
前記圧力制御機構は、
前記基部に接続されたシリンダと、
このシリンダ内部に移動可能に配設されたピストンと、
前記基部に設けられ、前記シリンダと前記ピストンによって形成される内部空間と前記前記空洞とを接続する貫通孔と、
前記ピストンを前記内部空間を拡大する方向に付勢する付勢手段と
を備えたことを特徴とする請求項１記載のサポートジグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を吸着保持するサポートジグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリント配線基板（以下、基板という）は、絶縁基板の表面に導体パターンが形成されてた構成を有している。このような基板に電子部品を取り付ける場合、基板を板状のサポートジグの表面に固定した後、このサポートジグを、印刷機、表面実装機、および、リフロー炉に順次搬送する。これにより、基板にはんだペーストを印刷する印刷工程、はんだペーストが印刷された基板に電子部品を実装する実装工程、および、電子部品が実装された基板をリフロー炉により焼成するリフロー工程が行われ、これらの工程の後にサポートジグから基板を取り外すと、表面に電子部品が実装された基板が完成する。
【０００３】
近年、基板は、使用される電子機器とともに薄型化が促進されており、例えば、フィルム上の絶縁基板表面に導体パターンを備えたフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ：Flexible Print Circuit）が提供されるようになっている。このような薄型化は、基板の剛性を低下させるため、基板の反りの要因となっている。特に、リフロー工程などの高温下においては、基板に大きな反りが発生し、部品が基板から浮き上がってしまい、はんだの接続不良が生じやすくなる。そこで、サポートジグに基板を吸着させ、そのサポートジグに密着させて平らに保持させることにより、基板の反りを防ぐ構成を設けることが提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００４】
例えば、特許文献１には、表面に基板を載置するプレートに、その内部に空洞と、その表面に空洞と直結する開口部とを設けることが記載されている。この構成によれば、プレート表面に基板を載置した後、空洞を減圧状態にして開口部を介して基板をプレート側に吸引することにより、基板はプレート上に密着して保持される。
【０００５】
また、特許文献２には、基板を真空吸着するための孔が形成されたキャリア部材と、このキャリア部材の下面側に配設され、熱によって皿状に変化するキャリア部材アダプタとを設けることが記載されている。この構成によれば、リフロー時の熱でキャリア部材アダプタが変形することより、キャリア部材の下面側が簡易に真空化されるので、穿孔を介して基板がキャリア部材上に吸引され、密着して保持される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６０１４０号公報
【特許文献２】特開２００７−１８４５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１，２に記載された発明では、加熱時または非加熱時の状態において十分な吸着力で基板を保持することが困難であった。例えば、特許文献１では、リフロー工程などの加熱時には、密閉構造内部の空気が膨張するために真空度が低下してしまうので、十分な吸着力で基板を保持することが困難である。また、引用文献２では、加熱時には真空度を保持することができても、非加熱時にはキャリア部材アダプタが変形しないために真空度を保持することができず、結果として、加熱時と同等の吸着力を実現することが困難である。
【０００８】
そこで、本願発明は、外部環境の温度に関わらず十分な吸着力で基板を保持することができるサポートジグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述したような課題を解決するために、本発明に係るサポートジグは、基板を載置する載置面と、内部に形成された空洞と、載置面に形成され空洞と外部とを連通する孔とを備えた基部と、空洞内部の圧力を制御する圧力制御機構とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、密閉構造内部の圧力を制御する圧力制御機構を備えることにより、外部環境の温度に関わらず十分な吸着力で基板を保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［第１の実施の形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態に係るサポートジグは、金属からなる板状の基部１と、この基部１に設けられた圧力制御機構２とを備えている。
【００１３】
基部１の内部には、空洞１１が形成されている。基部１上面の、基板１００が載置される所定の位置（以下、載置面という）には、孔１２が複数形成されており、これらの孔１２によって空洞１１は外部と連通する。基部１の１つの側面には、空洞１１内部の空気を吸引するポンプが取り付けられる吸引口１３が設けられている。この吸引口１３には、栓１４が取り付けられる。このような基部１は、載置面に基板１００が載置されることにより孔１２が塞がれ、かつ、吸引口１３に栓１４が取り付けられることによって、空洞１１内部が密閉状態となる。
【００１４】
圧力制御機構２は、基部１上面の載置面と干渉しない位置に設けられ、気密状態とされた空洞１１内部の圧力に応じて内部空間の体積を変化させることにより、その圧力が基部１の載置面から基板１００が剥がれない程度の所定の範囲内となるように制御する。このような圧力制御機構２は、空洞１１と連続する内部空間を有する容器と、その内部空間の体積を空洞１１内の圧力や基部１の温度に応じて拡大させる機構とから構成されるようにしてもよい。具体的には、シリンダ内部のピストンが空洞１１内部の圧力やサポートジグ外部の温度に応じて変位する機構などが挙げられる。
【００１５】
＜サポートジグによる基板の保持動作＞
次に、本実施の形態に係るサポートジグによる基板の保持動作について説明する。
【００１６】
まず、基部１上面の載置面に、基板１００を載置する。この基板１００が基部１上面の載置面に載置されると、基部１の上面の孔１２は、基板１００により覆われることとなる。
【００１７】
基板１００が載置されると、図示しないポンプにより、吸引口１４から空洞１１内部の空気を吸引する。このとき、基板１の孔１２が基板１００により覆われており、空洞１１内部は閉鎖空間となっている。したがって、ポンプにより吸引を行うと、空洞１１内部が負圧となり、孔１２に基板１００が密着する。
【００１８】
空洞１１内部が基板１００を密着させるのに十分な負圧となると、ポンプによる吸引を停止し、吸引口１３に栓１４を取り付けて空洞１１内部を密閉する。これにより、空洞１１内部は、所定の負圧の状態に保たれ、基板１００が十分な吸着力で基部１の上面に密着して保持されることとなる。
【００１９】
このように、本実施の形態によれば、常温であっても、基板１００を基部１の上面に十分な吸着力で密着させて保持することができる。
【００２０】
上述したように、空洞１１内部を負圧にすることにより基板１００を基部１上面に密着させて保持しているサポートジグを、例えばリフロー炉など高温環境下に置くと、空洞１１内部の空気は、加熱されて膨張する。すると、圧力制御機構２は、その膨張に応じて内部空間の体積を拡大する。これにより、空洞１１内部の負圧を保つことができるので、サポートジグは、基板１００を基部１上面に十分な所定の吸着力で密着させ続けることができる。
【００２１】
このように本実施の形態によれば、高温環境下においても、基板１００をサポートジグの基板１上面に十分な吸着力で密着させて保持することができる。これにより、リフロー工程などの高温環境下であっても、基板１００の平板の形状を維持し続けることが可能となるので、結果として、基板１００に反りが生じるのを防ぐことができる。
【００２２】
例えばリフロー工程が終了し、サポートジグから基板１００をはずす場合には、栓１４を吸引口１３から取り外す。これにより、空洞１１内部の気圧が大気圧と同圧となるので、基板１００に対して働いていた吸着力がなくなり、基部１上から基板１００を取り外すことが可能となる。
【００２３】
このように、本実施の形態によれば、空洞１１内部の圧力を制御する圧力制御機構２を備えることにより、サポートジグ外部の温度に関わらず十分な吸着力で基板１００を保持することができる。
【００２４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態において、第１の実施の形態と同等の構成要素については、同じ名称および同じ符号を付し適宜説明を省略する。
【００２５】
＜サポートジグの構成＞
図２に示すように、本実施の形態に係るサポートジグは、板状の基部１と、基部１に設けられた圧力制御機構２と、基部１上面の所定の位置に設けられた密着シート３とを備えている。
【００２６】
基部１の上面には、載置面の内部に上方に突出したガイドピン１５が設けられている。また、基部１上面の載置面と干渉しない位置には、貫通孔１６が形成されている。この貫通孔１６には、圧力制御機構２が取り付けられることにより、後述するシリンダ２１とピストン２２によって形成される内部空間と空洞１１とを接続する。
【００２７】
圧力制御機構２は、基部１上面から上方に向かって突出し上方に向かって延在する内部空間が貫通光１６を介して空洞１１と連続するシリンダ２１と、このシリンダ２１内部に設けられたピストン２２と、シリンダ２１の延在方向に沿って配設され一端がピストン２２に接続され他端がシリンダ２１上端から外部に導出されたロッド２３と、このロッド２３の他端に接続された鍔部２４と、シリンダ２１の上端と鍔部２４の下面との間に配設されたバネ２５とから構成されている。このような圧力制御機構２は、基板１の空洞１１内部の圧力に応じて、ピストン２２がシリンダ２１内部をその延在方向に沿って移動することにより、その空洞１１内部の圧力を制御する。
【００２８】
密着シート３は、その上面に載置される基板１００との気密性を保持するために設けられたものであり、基部１上面に対応した平面形状を有し、例えば、弱粘着性を有する樹脂などから構成される。このような密着シート３には、基部１の孔１２および基部１上面に設けられる圧力制御機構２に対応する孔が形成されている。
【００２９】
＜サポートジグによる基板の保持動作＞
次に、本実施の形態に係るサポートジグによる基板の保持動作について説明する。
【００３０】
まず、基部１上面の載置面に、基板１００を載置する。このとき、ガイドピン１５を用いて、基板１００の位置決めを行う。このようにガイドピン１５を用いて基板１００が載置面に載置されると、基部１の上面の孔１２は、基板１００により覆われることとなる。
【００３１】
基板１００が載置されると、図示しないポンプにより、吸引口１３から空洞１１内部の空気を吸引し、空洞１１内部を負圧とする。このとき、圧力制御機構２のピストン２２は、ポンプによる吸引に伴って、シリンダ２１内部下方、すなわち空洞１１に近づく方向に移動する。したがって、空洞１１と連続する側のシリンダ２１の内部空間の体積は小さくなる。
【００３２】
空洞１１内部が所定の負圧となると、ポンプによる吸引を停止し、吸引口１３に栓１４を取り付ける。これにより、空洞１１内部は、所定の負圧の状態に保たれ、基板１００が十分な吸着力で基部１の上面に密着して保持されることとなる。このとき、圧力制御機構２は、上述したようにピストン２２がシリンダ２１の内部下方にあり、バネ２５が鍔部２４によりシリンダ側に押圧されて縮んだ状態となっている。
【００３３】
このように、本実施の形態によれば、常温であっても、基板１００を基部１の上面に所定の吸着力で密着させて保持することができる。
【００３４】
上述したような方法により基板１００が基部１上面に密着して保持されたサポートジグが、例えばリフロー炉など高温環境下に置かれると、空洞１１内部の空気は、加熱されて膨張する。このとき、バネ２５は、上述したように空洞１１内部の負圧により縮んだ状態となっているので、その膨張に伴って伸びて、ピストン２２を上方に移動させる。これにより、その膨張によりピストンが２２が移動した分に対応する空間がシリンダ２１内部に出現する。このように、ピストン２２は、空洞１１内部の空気の体積の変化に応じて、その位置が変化する。これにより、空洞１１内部の負圧を保つことができるので、サポートジグは、基板１００を基部１上面に十分な吸着力で密着させ続けることができる。
【００３５】
このように本実施の形態によれば、高温環境下においても、基板１００をサポートジグの基板１上面に十分な吸着力で密着して保持することができる。これにより、リフロー工程などの高温環境下であっても、基板１００の平板の形状を維持し続けることが可能となるので、結果として、基板１００に反りが生じるのを防ぐことができる。
【００３６】
例えばリフロー工程が終了するなど、サポートジグから基板１００をはずす場合、栓１４を孔１２から取り外す。これにより、空洞１１内部の気圧が大気圧と同圧となるので、基板１００に対して働いていた吸着力がなくなり、基部１上から基板１００を取り外すことが可能となる。
【００３７】
＜サポートジグの製造方法＞
上述したサポートジグの製造方法には、各種方法を適用することができる。例えば、金型で鋳造し、外寸法を加工、孔あけするようにしてもよい。また、上部部分と下部部分とを分けて作成し、これらを組み合わせるようにしてもよい。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、空洞１１内部の圧力を制御する圧力制御機構２を備えることにより、サポートジグ外部の温度に関わらず所定の吸着力で基板１００を保持することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態において、圧力制御機構２のバネ２５は、シリンダ２１の外部に設けられているが、図３に示すように、シリンダ２１の内部に設けるようにしてもよい。この場合、バネ２５は、ピストン２２の上面とシリンダ２１内部上方の端面との間に配設される。このようにしても、上述したのと同様の作用効果を得ることができる。
【００４０】
また、本実施の形態では、圧力制御機構２としてバネを用いた機構を適用した場合を例に説明したが、空洞１１内部の負圧を所定の値に保つことができるのであれば圧力制御機構２は上記機構に限定されず、空気バネや形状記憶合金などを用いた各種機構を適用することができる。
【００４１】
例えば、図４に示すように、空気バネを利用した圧力制御機構４を適用するようにしてもよい。この圧力制御機構４は、基板１上面から上方に向かって突出し隔壁４１ａにより内部空間が上部空間４１ｂと下部空間４１ｃの上下２つに分割されたシリンダ４１と、空洞１１と連続する上部空間４１ｂ内部に設けられた下部ピストン４２と、シリンダ４１の延在方向に沿って配設され一端がピストン４２に接続され他端が隔壁４１ａを貫通して上部空間４１ｂに導出されたロッド４３と、このロッド４３の他端に接続された上部ピストン４４と、シリンダ４１の下部空間４１ｃに対応する側面に形成され下部空間４１ｃと外部とを連通する空気孔４５とを備えている。この圧力制御機構４によれば、上部ピストン４４と、上部ピストン４４と上部空間４１ｂ内部の空気とが協働して空気バネとして作用する。具体的には、基板１００が載置され、図示しないポンプにより吸引口１３から空洞１１内部の空気が吸引され、空洞１１内部を負圧とされると、上部ピストン４４は、下部ピストン４３の移動に伴って隔壁４１ａに近づく方向に移動し、隔壁４１ａと上部ピストン４４との間の空気を圧縮する。また、基板１００が基部１上面に密着して保持されたサポートジグが、例えばリフロー炉など高温環境下に置かれると、空洞１１内部の空気が加熱されて膨張するのに伴って、隔壁４１ａと上部ピストン４４との間の空気は、その膨張に伴って膨張して、上部ピストン４４を上方に移動させる。このような圧力制御機構４を用いても、上述した本実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、板状の物体を吸着保持する各種装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るサポートジグの構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る他のサポートジグの構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る他のサポートジグの構成を示す断面図である。
【図４】本発明に係る他のサポートジグの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…基部、２，４…圧力制御機構、３…密着シート、１１…空洞、１２…孔、１３…吸引口、１４…栓、１５…ガイドピン、１６…貫通孔、２１，４１…シリンダ、２２…ピストン、２３，４３…ロッド、２４…鍔部、２５…バネ、４１ａ…隔壁、４１ｂ…上部空間、４１ｃ…下部空間、４２…下部ピストン、４４…上部ピストン、４５…空気孔、１００…基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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