(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を基板加工装置に装着するための基板固定治具であって、
前記基板の部品搭載面を下側にして前記基板を収容する基板収容部と、
該基板収容部に収容された前記基板を覆う蓋部と、
該蓋部を貫通して延在し、前記基板を切削するための回転切削工具を挿入可能な開口溝と、
前記蓋部の中に延在し、前記開口溝の内面に開口する蓋部吸引通路と
を有する基板固定治具。
【請求項２】
請求項１記載の基板固定治具であって、
前記蓋部は前記基板収容部に対して回動可能に支持される基板固定治具。
【請求項３】
請求項１又は２記載の基板固定治具であって、
前記蓋部吸引通路は、前記蓋部が前記基板を覆うように前記基板収容部に取り付けられた状態で、前記基板収容部を貫通して延在する基板収容部吸引通路に接続される基板固定治具。
【請求項４】
請求項３記載の基板固定治具であって、
前記基板収容部吸引通路は前記基板収容部の中を延在して前記基板収容部の底面に開口する基板固定治具。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の基板固定治具であって、
前記基板収容部の上面から底面まで貫通して延在する蓋吸着通路を有し、
該蓋吸着通路は、前記蓋部が前記基板を覆うように前記基板収容部に取り付けられた状態で、前記基板収容部の上面において前記蓋部の裏面に覆われる位置に開口する基板固定治具。
【請求項６】
請求項３又は４記載の基板固定治具と、
前記基板固定治具が取り付けられる載置台と、
前記基板を切削するための前記回転切削工具を駆動する工具駆動部と、
前記載置台に取り付けられた前記基板固定治具の前記基板収容部吸引通路に接続された集塵機吸引通路と、
前記蓋部吸引通路、前記基板収容部吸引通路、及び前記集塵機吸引通路を介して、前記回転切削工具から排出される切り粉を吸引する集塵機と
を有する基板加工装置。
【請求項７】
請求項６記載の基板加工装置であって、
前記基板固定治具が取り付けられる支柱部材が前記載置台に固定される基板加工装置。
【請求項８】
請求項７記載の基板加工装置であって、
前記基板固定治具の前記基板収容部吸引通路は、前記支柱部材の長手方向に延在する支持部吸引通路を介して、前記集塵機吸引通路に接続される基板加工装置。
【請求項９】
請求項６記載の基板加工装置であって、
前記基板収容部の上面から底面まで貫通して延在する蓋部吸着通路を有し、
該蓋部吸着通路は、前記蓋部が前記基板を覆うように前記基板収容部に取り付けられた状態で、前記基板収容部の上面において前記蓋部の裏面に覆われる位置に開口する基板加工装置。
【請求項１０】
請求項９記載の基板加工装置であって、
前記基板固定治具が取り付けられる支柱部材が前記載置台に固定され、
前記基板固定治具の前記蓋部吸着通路は、前記支柱部材の長手方向に延在する支持部吸引通路を介して、前記集塵機吸引通路に接続される基板加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転切削工具を用いて基板を加工する基板加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に組み込まれる回路基板を製造する際、複数の回路基板に一括して部品を搭載することで、部品搭載工程でのコストを低減することが提案されている。このためには、複数の回路基板を一体として保持しながら部品を搭載し、部品を搭載してから個々の回路基板に分割する必要がある。具体的には、一枚の大きな基板に複数の回路基板を形成しておき、一枚の大きな基板のままで複数の回路基板に部品を搭載した後に、大きな基板をカッター（切削工具）で切断して個々の回路基板にする。以下、複数の回路基板が形成される一枚の大きな基板を「多数個取り基板材」と称する。
【０００３】
カッターで切断する部分をなるべく少なくするために、多数個取り基板材には各回路基板の外形に沿った切り込み（細長いスリットのような溝）が形成されている。回路基板の外形全周に渡って切り込みを設けると回路基板は多数個取り基板材から分離してしまうため、切り込みは複数箇所で途切れており、その途切れた部分で回路基板は繋がって一体となり、多数個取り基板材の状態となっている。
【０００４】
そこで、多数個取り基板材の各回路基板に部品等を搭載した後、切り込みが途切れた部分（繋がっている部分）のみをカッターで切断することで、個々の回路基板を分離することができる。多数個取り基板材をカッターで切断する際に、基板材の切り粉（あるいは切り屑）がカッターから排出されるため、切り粉が回路基板や搭載部品に付着しないように除去する必要がある。
【０００５】
切り粉を除去する手段として、排出された切り粉を吸引して除去する方法がある。例えば、吸引ノズルをカッターの外周に近接して配置しておき、切り粉がカッターから排出されたら直ちに吸引ノズルで吸引してしまう方法が提案されている。
【０００６】
ここで、円盤状のカッター（回転刃）から出る切り粉に空気を吹き付けて飛ばし、飛ばした切り粉を空気吸引部で吸引することで、切り粉が回路基板上の部品に付着しないようにすることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。円盤状のカッターの場合、切り粉が排出される方向は決まっているので、一方向から空気を吹き付けて反対側に空気吸引部を設けておけばよい。
【０００７】
また、カッターに冷却液を吹き付けることでカッターを冷却する場合に、多量の冷却液を流すことで切り粉を洗浄する方法が提案されている（例えば、引用文献２参照。）。この方法では、冷却液の供給装置や回収装置が必要であり、且つ回路基板に付着した冷却液を除去したり乾燥させたりする工程も必要となる。このため、基板加工装置が大がかりで複雑なものとなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−５６０５６号公報
【特許文献２】特開２０００−２１６１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
基板材の切断に用いられるカッターとして、小さな直径の円柱形状の回転切削工具が用いられることが多い。この回転切削工具は、円柱形状の外周に形成された螺旋溝により刃部が形成されている。カッターを高速で回転させて側面（外周面）を基板材に押し付けることで、基板材を切削するようになっている。
【００１０】
基板材を上述のカッターで切削すると、その切り粉はカッターの螺旋溝を通って排出される。多数個取り基板材を、部品の搭載される表側を上にして切削できる場合、切り粉が多数個取り基板材の裏側に排出されるようにしておけば、切り粉は下に落ち、多数個取り基板材にはほとんど付着しない。
【００１１】
ところが、実装部品が回路基板の外形から突出しているような場合、カッターを多数個取り基板材の表側（実装面側）から近づけることができない。このため、多数個取り基板材の裏側を上にして裏側から切削することとなる。このとき、切り粉を下に排出すると回路基板の表側に切り粉が排出されて搭載部品に付着するおそれがある。このため、切り粉が上に排出されるようにする必要があるが、上に排出した場合は多数個取り基板材上に切り粉が排出されてしまう。このため、カッターから排出された切り粉を除去する手段を設ける必要がある。
【００１２】
そこで、カッターから排出される切り粉を吸引するための吸引ノズルをカッターの外周近傍に配置して、カッターから排出される切り粉を直ちに吸引して除去することが行なわれている。上述のカッターは外周の全周から切り粉が排出されるため、例えばカッターの両側に吸引ノズルを配置する必要がある。
【００１３】
カッターに対する吸引ノズルの位置を固定しておけば、常にカッターの外周の近傍に吸引ノズルを配置しておくことができるので、切り粉を効率的に吸引することができる。ところが、上述のカッターは細長い形状であり、先端に近い部分で切削して切れ味が鈍くなってきたら、切削部分を徐々に根本に向かって移動していく。すなわち、カッターを長手方向に移動することで、カッターの切削部分（基板材に接触して切削する部分）をカッターの長手方向に沿って徐々に変えて切れ味を維持する。
【００１４】
そこで、吸引ノズルを常にカッターの切削部分の近傍に配置しておくためには、カッターの上下の移動（切削部分の移動）に応じて吸引ノズルも上下に移動させなければならない。したがって、カッターの周囲に複数の吸引ノズルを設け、且つカッターの上下方向の移動に応じて吸引ノズルを上下に移動することのできる移動機構を設ける必要があり、基板加工装置の構造が大がかりで複雑になってしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
一実施態様によれば、基板を基板加工装置に装着するための基板固定治具であって、前記基板の部品搭載面を上側にして前記基板を収容する基板収容部と、該基板収容部に収容された前記基板を覆う蓋部と、該蓋部を貫通して延在し、前記基板を切削するための回転切削工具を挿入可能な開口溝と、前記蓋部の中に延在し、前記開口溝の内面に開口する蓋部吸引通路とを有する基板固定治具が提供される。
【００１６】
また、他の実施態様によれば、上述の基板固定治具と、前記基板固定治具が取り付けられる載置台と、前記基板を切削するための前記回転切削工具を駆動する工具駆動部と、前記載置台に取り付けられた前記基板固定治具の基板収容部吸引通路に接続された集塵機吸引通路と、前記蓋部吸引通路、前記基板収容部吸引通路、及び前記集塵機吸引通路を介して、前記回転切削工具から排出される切り粉を吸引する集塵機とを有する基板加工装置が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
回転切削工具から排出される切り粉を、基板の上側において蓋部吸引通路から吸引して取り除くことができる。したがって、回転切削工具の周囲に吸引ノズルを配置する必要は無い。また、回転切削工具を上下に移動して切削部分を移動しても、切り粉を吸引する部分の高さは変わることがなく、常に切り粉が排出される部分の近傍で切り粉を吸引することができる。このため、吸引ノズル及び吸引ノズルを上下移動させる移動機構を設ける必要がなく、基板加工装置の構造及び制御を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態による基板固定治具の一例であるパレットの斜視図である。
【図２】パレットに装着される基板の平面図である。
【図３】パレットに基板を装着した状態を示す斜視図である。
【図４】基板加工装置の斜視図である。
【図５】パレット支持部により支持されたパレットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
まず、一実施形態による基板固定治具について説明する。図１は一実施形態による基板固定治具の一例であるパレット１０の斜視図である。
【００２１】
パレット１０は、加工すべき基板１２を収容する基板収容部１４と、基板収容部１４に収容された基板１２を覆って基板１２を固定しておくための蓋部１６とを有する。本実施形態では、蓋部１６の一辺が基板収容部１４に対してヒンジで取り付けられており、蓋部１６が開閉可能となっている。すなわち、蓋部１６は基板収容部１４に対して回動可能に支持されている。
【００２２】
基板収容部１４には基板１２を収容する凹部又は開口部１４ａが形成されている。基板１２の外周が凹部又は開口部１４ａに嵌合して基板１２が位置決めされた状態で基板収容部１４に収容される。そして、蓋部１６を閉じることで、基板１２はパレット１０内に保持されて固定される。基板１２を保持したパレット１０を基板加工装置に装着することで、基板加工装置のカッターにより基板１２を切削加工することができる。
【００２３】
ここで、パレット１０に装着される基板１２について説明する。基板１２はいわゆる多数個取り基板材であり、複数の回路基板が形成された大きな基板材である。図２は基板１２の平面図である。図２において、基板１２に電子部品が搭載された状態が示されている。基板１２内には３枚の回路基板１２Ａが形成されている。各々の回路基板１２Ａは細長い開口溝１２Ｂにより画成されるが、回路基板１２Ａの全外周に沿って開口溝１２Ｂを形成すると回路基板１２Ａは多数個取り基板材（基板１２）から分離してしまう。このため、開口溝１２Ｂは、各回路基板１２Ａの外周に沿ってと所々が途切れており、途切れた部分が接続部１２Ｃとなっている。接続部１２Ｃがあることにより回路基板１２Ａは繋がって一体となり、多数個取り基板材（基板１２）となっている。
【００２４】
多数個取り基板材（基板１２）の状態において各回路基板１２Ａに部品を搭載することで、複数の回路基板１２Ａに対して一括して部品を搭載することができ、部品搭載工程を効率的に行なうことができる。このように、多数個取り基板材（基板１２）の状態において各回路基板１２Ａに部品を搭載するので、各回路基板１２Ａを分離して個別化するために、接続部１２Ｃを切断する必要がある。この切断作業において基板１２を基板加工装置に固定するためにパレット１０が用いられる。
【００２５】
切断作業には一般的に回転切削工具が用いられる。回転切削工具は細長い円柱状の刃物であり、円柱の外周に螺旋状の溝が形成されて刃部が形成されている。すなわち、回転切削工具を回転させながら基板１２の開口溝１２Ｂに差し込み、回転切削工具の外周面を接続部１２Ｃに押し当てることで、接続部１２ｃを切削する。したがって、開口溝１２Ｂの幅は、回転切削工具を挿入できるように、回転切削工具の外径より大きく設定されている。
【００２６】
図２において、接続部１２Ｃを切削して切断する部分が、両端に円形が付けられた太い実線又は太い点線で示されている。太い点線で示された部分では、搭載した部品１３の影になっている部分であり、部品１３が開口溝１２Ｂ及び接続部１２Ｃの上に張り出しているため、基板１２の部品搭載面側から回転切削工具を開口溝１２Ｂに差し込むことができない。したがって、このような部品１３が搭載された基板１２は、部品搭載面の反対側の裏面側から回転切削工具を開口溝１２Ｂに差し込んで接続部１２Ｃを切削しなければならない。
【００２７】
このため、基板１２は、図３に示されるように、その裏面を上に向けた状態で基板収容部１４の開口部１４ａに収容され、蓋部１６が閉じられてホルダ１０内に保持され固定される。
【００２８】
蓋部１６には、基板１２の各接続部１２Ｃに対応する位置に貫通溝１６ａが形成されている。貫通溝１６ａは蓋部１６を貫通しており、その幅は接続部１２Ｃの切断に用いられる回転切削工具の外形より大きい。また、貫通溝１６ａの長さは接続部１２Ｃより長く設定されている。したがって、パレット１０に基板１２を収容した状態（蓋部１６を閉じた状態）で、基板１２の接続部１２Ｃは蓋部１６の貫通溝１６ａの直下に位置することとなり、貫通溝１６ａに回転切削工具を差し込んで接続部１２Ｃを切削することができる。
【００２９】
パレット１０の蓋部１６の内部には、貫通溝１６ａの内壁に開口する蓋部吸引通路１７が形成されており、蓋部吸引通路を介して回転切削工具から排出される切り粉を吸引して除去することができる。蓋部１６の内部の構造及び切り粉の吸引構造については後述する。
【００３０】
ここで、上述のパレット１０に保持された基板１２を加工するための基板加工装置について説明する。
【００３１】
図４は基板加工装置２０の斜視図である。基板加工装置２０は、回転切削工具により基板１２の接続部１２Ｃを切削して切断するための加工装置である。基板加工装置２０は、パレットを固定するための載置台であるテーブル２２と、テーブル２２の上に配置された工具駆動装置２４とを有する。パレット１０はテーブル２２の載置面２２ａに固定される。
【００３２】
工具駆動装置２４は、回転切削工具を回転駆動する工具ヘッド２６を有する。工具ヘッド２６は垂直移動機構２８により上下方向（Ｚ方向）に移動可能である。また、工具ヘッド２６及び垂直移動機構２８は、水平移動機構３０により水平方向（Ｘ、Ｙ方向）に移動可能である。垂直移動機構２８及び水平移動機構３０を駆動することで、工具ヘッド２６に取り付けられた回転切削工具を、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に任意に移動することができる。
【００３３】
テーブル２２の載置面２２ａの下側には、集塵機３２及び集塵機吸引通路であるダクト３４が設けられている。集塵機３２は吸引ポンプあるいは吸引ブロアを内蔵しており、ダクト３４内の空気を吸引する。これにより、後述のように回転切削工具から排出される切り粉をダクト３４を介して吸引し集塵することができる。
【００３４】
ダクト３４の一端は集塵機３２に接続され、他端はテーブル２２の載置面２２ａの下側に固定された吸引部３６に接続されている。吸引部３６はパレット１０が載置・固定される載置面２２ａの真下に配置され、吸引用の空間を形成する。
【００３５】
テーブル２２の載置面２２ａにおいて、吸引部３６の上側にパレット支持部３８が取り付けられる。パレット支持部３８は、パレット１０を固定するための４本の支柱４０と、支柱４０を支持するベース４２とを有する。ベース４２は載置面２２ａの開口部２２ｂを覆うように載置面２２ａに取り付けられる。したがって、ベース４２の底面は吸引部３６により形成された空間に面している。図４には、パレット１０がパレット支持部３８により支持された状態が示されている。
【００３６】
図５はパレット支持部３８により支持されたパレット１０の断面図である。パレット１０内には基板１２が収容され保持されている。パレット１０の蓋部１６の内部には蓋部吸引通路１６ｂが形成されている。蓋部吸引通路１６ｂは蓋部１６の貫通溝１６ａの内面に開口し、蓋部１６の内部を延在して蓋部１６の裏面１６ｃに開口している。基板収容部１４には、基板収容部吸引通路１４ｂが上面と底面の間を貫通して形成されており、蓋部１６が閉じられて状態で、蓋部吸引通路１６ｂは基板収容部吸引通路１４ｂに接続される。
【００３７】
蓋部吸引通路１６ｂが貫通溝１６ａの内面に開口した部分は、回転切削工具５０により基板１２の接続部１２Ｃを切削した際に切り粉が排出される位置の近傍となっている。したがって、基板収容部１４の底面に開口した部分から基板収容部吸引通路１４ｂを介して蓋部吸引通路１６ｂを吸引することができ、回転切削工具５０から排出された切り粉を直ちに吸引することができる。
【００３８】
ここで、パレット１０をパレット支持部３８の支柱４０により支持した状態では、パレット１４の基板収容部１４の底面に開口した基板収容部吸引通路１４ｂは支柱４０の中を延在する支持部吸引通路３８ａに接続される。支持部吸引通路３８ａは、支柱４０が取り付けられたベース４２も貫通して延在し、吸引部３６により形成された空間に開口する。吸引部３６は集塵機吸引通路であるダクト３４を介して集塵機３２に接続されているので、集塵機３２で吸引を行なうことで、ダクト３４、吸引部３６、支持部吸引通路３８ａ、基板収容部吸引通路１４ｂを介して蓋部吸引通路１６ｂを吸引することができる。すなわち、集塵機３２を駆動して吸引を行なうことで、蓋部１６の貫通溝１６ａ内に排出された切り粉を直ちに吸引して集塵機３２に集塵することができる。
【００３９】
なお、支柱４０の上端はパレット１０の基板収容部１４の底面に形成された凹部に嵌合するようになっており、パレット１０をパレット支持部３８に載置した状態でパレット１０がテーブル２２上で位置決めされた状態となる。
【００４０】
以上のように、本実施形態によるパレット１０を用いて基板１２を保持し、パレット１０を基板加工装置２０に取り付けて基板１２を加工することで、回転切削工具５０から排出される切り粉を、基板１２の上側において蓋部吸引通路１６ｂから吸引して取り除くことができる。したがって、回転切削工具５０の周囲に吸引ノズルを配置する必要は無い。また、回転切削工具５０を上下に移動して切削部分を移動しても、切り粉を吸引する部分の高さ（すなわち、貫通溝１６ａの内面に開口した蓋部吸引通路１４ｂの位置）は変わることがなく、常に切り粉が排出される部分の近傍で切り粉を吸引することができる。このため、吸引ノズル及び吸引ノズルを上下移動させる移動機構を設ける必要がなくなり、基板加工装置の構造及び制御を簡素化することができる。
【００４１】
本実施形態では、蓋部１６が基板収容部１４に対して回動可能に支持された側の２本の支柱４０（図５における左側の支柱４０）の支持部吸引通路３８ａに対して基板収容部吸引通路１４ｂ及び蓋部吸引通路１６ｂが設けられている。残りの２本の支柱４０（図５における右側の支柱４０）に対しては、基板収容部吸引通路１４ｂのみが設けられており、蓋部吸引通路１６ｂは基板収容部吸引通路１４ｂに接続されていない。すなわち、基板収容部吸引通路１４ｂは蓋部１６の裏面１６ｃで塞がれた状態となっている。
【００４２】
このような状態で集塵機３２により吸引すると、基板収容部吸引通路１４ｂに面した蓋部１６の裏面１６ｃに吸引力が加わり、蓋部１６は基板収容部１４に引き付けられた状態となるため、蓋部１６を閉じたまま固定する力（すなわち基板１２を蓋部１６で基板収容部１４内に固定する力）が作用する。このため、マグネットの吸引力やねじ止めなどで蓋部１６を固定する必要がなく、蓋部１６の固定機構が簡素化される。パレット１０を基板加工装置２０から取り外した状態では、吸引力は働かないため、蓋部１６の固定が自動的に解除されるため、作業者の労力を軽減することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０  パレット
１２  基板
１２Ａ  回路基板
１２Ｂ  開口溝
１２Ｃ  接続部
１４  基板収容部
１４ａ  開口部
１４ｂ  基板収容部吸引通路
１６  蓋部
１６ａ  貫通溝
１６ｂ  蓋部吸引通路
１６ｃ  裏面
２０  基板加工装置
２２  テーブル
２２ａ  載置面
２４  工具駆動装置
２６  工具ヘッド
２８  垂直移動機構
３０  水平移動機構
３２  集塵機
３４  ダクト
３６  吸引部
３８  パレット支持部
３８ａ  支持部吸引通路
４０  支柱
４２  ベース
５０  回転切削工具
【図１】
0005381479.tif 000002
【図２】
0005381479.tif 000003
【図３】
0005381479.tif 000004
【図５】
0005381479.tif 000005
【図４】
0005381479.tif 000006