(57)【要約】【課題】  回路基板の製造工程において回路基板を保持することで、回路基板に生じる変形を抑制して所要の回路基板を得ることのできる基板保持治具の提供。【解決手段】  基板保持治具１は、磁性体で形成された第１プレート２と、磁石６を収容するための収容孔３ａを有し、第１プレート２上に置かれた第２プレート３と、所定の厚さを有し、回路基板１０を収容するための開口４ａを有し、第２プレート３上に置かれたスペーサー４と、磁性体で形成され、回路基板１０に所定の処理を施す領域１０ａを露出させるための開口５ａを有し、スペーサー４を介して第１プレート２上に配置される第３プレート５と、収容孔３ａに収容されている磁石６を備える。そして、回路基板１０はスペーサー４の開口４ａに収容され、磁石６の磁力で引き寄せられる第１プレート２と第３プレート５で保持される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体で形成されている第１プレートと、
磁石を収容するための収容孔を有し、前記第１プレート上に置かれている第２プレートと、
所定の厚さを有し、回路基板を収容するための開口を有し、前記第２プレート上に置かれているスペーサーと、
磁性体で形成されていて、前記回路基板を露出させるための開口を有し、前記スペーサーを介して前記第１プレート上に配置されている第３プレートと、
前記第２プレートの収容孔に収容されていて、前記第１プレートと前記第３プレートを固定するための前記磁石と、
を有する基板保持治具であって、
前記回路基板は、前記第３プレートと前記第１プレートとによって、または前記第３プレートと前記第２プレートとによって保持される。
【請求項２】
請求項１に記載の基板保持治具であって、前記第２プレートおよび前記スペーサーは非磁性体で形成されている。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板保持治具であって、前記第２プレートは複数の前記収容孔を有し、前記磁石は、前記複数の収容孔のうち、少なくとも１つに収容されている。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の基板保持治具であって、前記スペーサーの厚さは、前記回路基板の厚さよりも薄い。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の基板保持治具であって、前記第３プレートの開口は前記回路基板を部分的に露出し、前記第３プレートの開口を介して、前記回路基板に所定の処理が施される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板の製造工程において、回路基板を保持するための基板保持治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板の製造においては、パターンの形成、電子部品の搭載、リフローなどの種々の工程を経るため、それぞれの工程が実行されるラインに回路基板を搬送したり、各工程で回路基板を固定したりする必要がある。このような用途に用いられる基板を保持するための基板保持治具として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。
【０００３】
この基板保持治具は、マグネシウム材やアルミニウム材で形成されている平板状のキャリアと、磁性を有するステンレスの枠状の押さえ板を備えている。キャリアの中央には、プリント基板や素子内蔵基板の外形とほぼ同じ形状の凹部が形成されている。そして、凹部よりも外側のキャリアの外周部には複数の磁石が埋められている。また、押さえ板には、その枠状の基部から内方に向かって延出する複数の弾性変形部が設けられている。そして、基板がキャリアの凹部に置かれた状態で、押さえ板の基部が磁石によってキャリアに吸着されている。これにより、凹部に置かれた基板の端部が弾性変形部によって押圧され、基板は弾性変形部および凹部によって保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３２４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献に係る基板保持治具では、回路基板は、その端部を押圧する弾性変形部によって固定されている。プリント配線板の製造に用いられる治具は高温にさらされたり、薬液に浸されたりする。そのため、弾性変形部の柔軟性が劣化するおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、回路基板に生じる変形を抑制して所要の回路基板を得ることのできる基板保持治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る基板保持治具は、
磁性体で形成されている第１プレートと、
磁石を収容するための収容孔を有し、前記第１プレート上に置かれている第２プレートと、
所定の厚さを有し、回路基板を収容するための開口を有し、前記第２プレート上に置かれているスペーサーと、
磁性体で形成されていて、前記回路基板を露出させるための開口を有し、前記スペーサーを介して前記第１プレート上に配置されている第３プレートと、
前記第２プレートの収容孔に収容されていて、前記第１プレートと前記第３プレートを固定するための前記磁石と、
を有する。
そして、前記回路基板は、前記第３プレートと前記第１プレートとによって、または前記第３プレートと前記第２プレートとによって保持される。
【０００８】
この基板保持治具によれば、磁性体で形成されている第１プレート上に第２プレートが置かれ、第２プレートに設けられた収容孔に磁石が収容されている。第１プレートはこの磁石によって吸着されている。また、第２プレート上に所定の厚さを有するスペーサーが置かれており、スペーサーに設けられた開口に回路基板が収容されている。さらに、スペーサーおよび回路基板が互いに同じ厚さのときには両者の上に磁性体で形成されている第３プレートが置かれる。スペーサーの厚さと回路基板の厚さが異なるときは、スペーサーおよび回路基板の厚さがより大きな方の上に、磁性体で形成されている第３プレートが置かれる。収容孔の磁石によって第３プレートが引き寄せられることにより、第２プレートと、スペーサーおよび回路基板の少なくとも一方は、第１および第３プレートによって保持されている。
【０００９】
また、第３プレートには開口が形成されており、この開口から、回路基板が露出している。回路基板は基板保持治具によって保持された状態で、開口を介して露出した回路基板の領域に処理が施される。
【００１０】
以上の構成によれば、回路基板は、第３プレートの開口から露出した状態で、磁石の磁力によって互いに固定された第１および第３プレートの間に確実に保持される。したがって、回路基板に処理を安定して施すことができる。
【００１１】
また、スペーサーの厚さを調整することにより、回路基板およびスペーサーのいずれか一方、または双方は、第２および第３プレートによって保持される。それにより、回路基板の基板保持治具による固定状態を選択することができる。すなわち、回路基板を第２および第３プレートで保持して確実に固定する場合と、第２および第３プレートと回路基板との間に隙間を設ける場合とを選択でき、それにより、例えばリフロー処理のように、回路基板が高温にさらされる処理を実行したときに、回路基板に生じる反りなどの変形量を、回路基板に要求される仕様に応じて調整することができる。
【００１２】
また、基板保持治具は、第１〜第３プレートなどの基板保持治具の構成部品を磁石の磁力によって一体に組み立てたものなので、基板保持治具の分解・組立てを容易に行うことができ、基板保持治具を回路基板に容易に着脱することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に記載の基板保持治具において、前記第２プレート３および前記スペーサー４は非磁性体で形成されている。
【００１４】
この基板保持治具によれば、第１および第３プレートの間に配置される第２プレートおよびスペーサーが非磁性体で形成されているので、磁石による引力は、第２プレートおよびスペーサーの影響を受けることなく、磁性体で形成された第１および第３プレートの間だけに作用する。それにより、第２プレートと、スペーサーおよび回路基板の少なくともひとつが第１および第３プレートによって確実に保持されるので、回路基板をより確実に保持することができる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、請求項１または２に記載の基板保持治具において、前記第２プレートは複数の前記収容孔を有し、前記磁石は、前記複数の収容孔のうち、少なくとも１つに収容されている。
【００１６】
この基板保持治具によれば、第２プレートには複数の収容孔が設けられており、複数の収容孔のうち、少なくとも１つの収容孔に収容された磁石の磁力によって、第１および第３プレートの間に回路基板などが保持されている。それにより、収容孔に配置する磁石の数に応じて、第１および第３プレートの間に作用する引力、すなわち、回路基板を第１および第２プレートの間に保持する力を調整することが可能になり、回路基板の種類や回路基板に要求される仕様などに応じて磁石の数を変更するだけで、基板保持治具による回路基板の保持力を任意かつ容易に調整することができる。例えば１／２以上の収容孔に磁石を収容することが好ましい。それにより第１および第３プレートが適当な磁力により固定される。
【００１７】
請求項４に係る発明はによれば、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の基板保持治具において、前記スペーサーの厚さは、前記回路基板の厚さよりも薄い。
【００１８】
この基板保持治具によれば、回路基板が第３プレートで押さえられる。したがって、例えばリフロー工程のように回路基板が高温にさらされても、回路基板に反りなどの変形が生じ難い。
【００１９】
請求項５に係る発明によれば、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の基板保持治具において、前記第３プレートの開口は前記回路基板を部分的に露出し、前記第３プレートの開口を介して、前記回路基板に所定の処理が施される。
【００２０】
この基板保持治具によれば、回路基板の開口からは、回路基板が部分的に露出しており、この露出した部分だけに、開口を介して所定の処理が施される。したがって、開口の形状および大きさに応じた回路基板の任意の部位に、所定の処理を安定して施すことができる。また、回路基板が第３プレートによって確実に押さえられる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る基板保持治具および回路基板を、分解した状態で示す斜視図。
【図２】実施形態に係る基板保持治具および回路基板を示す平面図。
【図３】図２の線Ａ−Ａに沿う断面図。
【図４】第１プレートおよび磁石を示す平面図。
【図５】第２プレートを示す平面図。
【図６】スペーサーを示す平面図。
【図７】第３プレートを示す平面図。
【図８】変形例に係る基板保持治具および回路基板を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係る基板保持治具について、図面を参照しながら説明する。本実施形態による基板保持治具１は、図１に示されるように、第１プレート２、第２プレート３、スペーサー４、第３プレート５および磁石６を備えている。本実施形態の基板保持治具１は、例えばリフロー処理で用いられる。
【００２３】
回路基板１０は全体として方形の薄板状に形成されており、複数の製品で形成されている。各製品は同じ複数の導体回路を有している。これらは後工程において分割される。回路基板１０の一方の面には電子部品などに接続するためのパッドが設けられており、このパッドを含むほぼ正方形の領域が、リフロー処理を施すべき処理領域１０ａとして、各製品ごとに設定されている。回路基板１０には、格子状に配置された複数の処理領域１０ａ（図２では５×５個の処理領域１０ａ）が形成されている。そして、所定数の処理領域１０ａにより、１つの処理領域群が形成される。図２では、３つの処理領域群が並設されている。
【００２４】
第１プレート２は、例えば強磁性を有するステンレスなどの金属磁性体によって構成されており、方形の薄板状、且つ回路基板１０よりも大きなサイズに形成されている。図１および図４が示すように、第１プレート２の中央には、回路基板１０とほぼ同じ大きさで、第１プレート２を厚さ方向に貫通する方形の開口２ａが形成されており、それにより第１プレート２は枠状に形成されている。第１プレート２は平板でもよい。第１プレート２が開口２ａを有すると、第１プレート２の熱容量が小さくなる。そのような基板保持治具１は熱処理に適する。
【００２５】
第１プレート２の長辺側の面上には、多数の小型の磁石６が千鳥状に配置されている。各磁石６は円柱状に形成されており、第１プレート２上に固定されている。
【００２６】
第２プレート３は非磁性体金属によって薄板状に形成されており、第１プレート２とほぼ同じ外形およびサイズを有している。また図１および図５に示されるように、第２プレート３の長辺方向の外縁部には、磁石６を収容するための多数の円形の収容孔３ａが形成されている。これらは千鳥状に配置されるとともに第２プレート３をその厚さ方向に貫通している。
【００２７】
第２プレート３は、第１プレート２の一方の面にずれなく重なるように、平面方向の位置を合わせて第１プレート２上に置かれている。上述した磁石６は、収容孔３ａの径よりも小さく、また、各磁石６の高さは、第２プレート３の厚さ以下に設定されており、磁石６は、第２プレート３が第１プレート２に置かれた状態で、すべての収容孔３ａ内にそれぞれ配置される。それにより、第１プレート２を吸着する磁石６は、収容孔３ａにそれぞれ収容されている。なお、磁石６はすべての収容孔３ａに収容されなくてもよい。
【００２８】
スペーサー４もまた、非磁性体金属によって薄板状に形成され、第１および第２プレート２、３とほぼ同じ外形およびサイズを有している。また、スペーサー４は、所定の厚さを有しており、具体的には、回路基板１０の厚さよりも若干、薄くなるように形成されている。また、スペーサー４の中央には、回路基板１０を収容するための開口４ａが形成されており、この開口４ａはスペーサー４を厚さ方向に貫通していて、それによりスペーサー４は枠状になっている。開口４ａの平面形状は回路基板１０とほぼ同じで、そのサイズは回路基板４のサイズよりも若干、大きくなるように設定されている。
【００２９】
スペーサー４は第２プレート３上に置かれており、第２プレート３は、スペーサー４と第１プレート２の間に位置している。また、スペーサー４の長辺方向の外縁部によって、第２プレート３の多数の収容孔３ａが塞がれている。また、スペーサー４の開口４ａの内側において、処理領域１０ａと反対側の面が第２プレート３に向くように、回路基板１０は開口４ａに配置されている。
【００３０】
第３プレート５は、第１プレート２と同様に、強磁性を有するステンレスなどの金属磁性体によって方形の薄板状に形成されており、スペーサー４などよりも若干、小さなサイズに形成されている。それにより、第３プレート５の長辺方向および短辺方向の長さがいずれも、スペーサー４などよりも短くなっている。この第３プレート５には、その厚さ方向に貫通する複数の開口５ａが形成されている。これらの開口５ａは、回路基板１０の複数の処理領域１０ａの配置に応じて格子状に配置されている。また、各開口５ａは、処理領域１０ａと同じ正方形かつ同じサイズに形成されている。また、図１および図７に示されるように、格子状に配置された複数の開口５ａでそれぞれ構成された３つの開口群が並設されている。
【００３１】
第３プレート５は回路基板１０上に置かれている。上述したように、第３プレート５は磁性体で構成されているので、多数の収容孔３ａにそれぞれ収容された磁石６の磁力によって引き寄せられる。その結果、第１および第３プレート２、５の間に配置された第２プレート３および回路基板１０が、両者２、５によって保持される。上述したように、スペーサー４の厚さは回路基板１０の厚さよりも薄く設定されているので、回路基板１０の処理領域１０ａ側の面においては処理領域１０ａ以外の領域のほぼ全面が第３プレート５に密着するとともに、処理領域１０ａと反対側の面においてはその全面が第２プレート３に密着している。この状態で回路基板１０は基板保持治具１によって保持されている。このように保持された回路基板１０は、処理領域１０ａにはんだを配置した後、基板保持治具１とともに搬送され、リフロー炉に通されることによって各処理領域１０ａにリフロー処理が施される。
【００３２】
以上のように、本実施形態に係る基板保持治具１によれば、回路基板１０は、第３プレート５の開口５ａからリフロー処理を施すべき処理領域１０ａを露出させた状態で、磁石６の磁力によって互いに引き寄せられた第１および第３プレート２、５の間に確実に保持される。したがって、回路基板１０の各処理領域１０ａにリフロー処理を安定して施すことができる。
【００３３】
また、スペーサー４の厚さが回路基板１０の厚さよりも薄くなるように形成され、また、第３プレート５の開口５ａは、リフロー処理が施される処理領域１０ａに応じ、処理領域１０ａのみが露出するように形成されている。したがって、回路基板１０の処理領域１０ａ側の面では、処理領域１０ａ以外のほぼ全面に第３プレート５が接触し、また、回路基板１０の処理領域１０ａと反対側の面では、その全面が第２プレート３に接触した状態で、回路基板１０が第２および第３プレート５によって保持される。このように、回路基板１０を保持する第２および第３プレート３、５との接触面積が最大化されることによって、リフロー処理において回路基板１０が高温にさらされても、回路基板１０に反りなどの変形が生じるのを抑制することができる。
【００３４】
また、第１および第３プレート２、５の間に配置される第２プレート３およびスペーサー４が非磁性体で構成されているので、磁石６による引力は、第２プレート３およびスペーサー４の影響を受けることなく、磁性体で構成された第１および第３プレート２、５の間だけに作用する。さらに、第２プレート３に形成されたすべての収容孔３ａに磁石６が収容されている。したがって、第１および第３プレート２、５の間に作用する引力、すなわち、回路基板１０を第２および第３プレート３、５の間に保持する力が最大化されており、第２プレート３と回路基板１０とが第１および第３プレート２、５によって確実に保持されるので、基板保持治具１によって回路基板１０を確実に保持することができる。
【００３５】
また、基板保持治具１は、磁石６の磁力によって一体に組み立てられているだけなので、基板保持治具１の分解・組立てを容易に行うことができ、基板保持治具１を回路基板１０に容易に着脱することができる。
【００３６】
なお、上述した実施形態では、多数の収容孔３ａのすべてに磁石６が配置されるものとして説明したが、これに限定されることなく、任意の数の磁石６を配置するようにしてもよい。すべての収容孔３ａに磁石６を配置した場合、第１および第３プレート２、５の間に最大の引力が作用するのに対し、磁石６の数を減少させるだけで、両者２、５の間の引力、すなわち、回路基板１０を第２および第３プレート３、５の間に保持する力を容易に調整することができる。また、磁石６として、磁力のより強い磁石やより弱い磁石を用いて、第１および第３プレート２、５の間の引力を調整してもよい。また、第２プレート３やスペーサー４の厚さを変更し、第１および第３プレート２、５の間の間隔を変化させることによって、両者２、５の間の引力を調整してもよい。
【００３７】
また、スペーサー４の厚さを回路基板１０の厚さよりも大きくすることにより、スペーサー４を第２および第３プレート３、５によって保持させてもよい。それにより、回路基板１０と、第２および第３プレート３、５との間に隙間が生じ、この隙間の大きさに応じて、リフロー処理に伴う回路基板１０の変形量を調整することができる。また、スペーサー４の厚さを回路基板１０の厚さと同じに設定し、両者４、１０のいずれも第２および第３プレート３、５によって保持されるようにしてもよい。
【００３８】
また、上述した実施形態では、回路基板１０の処理領域１０ａの配置およびサイズに適合するように、第３プレート５の開口５ａを正方形に形成するとともに格子状に配置するものとして説明したが、第３プレートの開口を、回路基板側の処理領域に応じて任意に変更してもよい。
【００３９】
図８は、上述した実施形態に係る基板保持治具１の変形例を示している。この変形例に係る基板保持治具１ａは、前述した回路基板１０よりも大型の回路基板２０を保持するためのものであり、実施形態の基板保持治具１と同様に、第１〜第３プレート、スペーサーおよび磁石などを備えている。
【００４０】
同図に示されるように、回路基板２０は、ほぼ正方形状に形成されており、リフロー処理を施すべき複数の処理領域２０ａで構成された回路基板１０よりも多くの処理領域群が設けられている。基板保持治具１ａは、実施形態の基板保持治具１と基本的に同様に構成されており、第１プレートおよびその上に置かれた第２プレート（いずれも図示せず）と、第２プレート上に置かれたスペーサー１４と、スペーサー１４の開口１４ａに回路基板２０が配置された状態で、回路基板２０上に置かれた第３プレート１５を備えている。これらの構成部品は、回路基板２０の形状およびサイズに応じ、より大型で、ほぼ正方形の平面形状を有するように構成されている。
【００４１】
また、第２プレートの複数の収容孔にそれぞれ収容された磁石（いずれも図示せず）により、磁性体の第１プレートおよび第３プレート１５の間に生じた引力によって、第２プレートおよび回路基板２０が、第１プレートおよび第３プレート１５の間に保持されている。また、回路基板２０の複数の処理領域２０ａに応じて第３プレート１５に形成された複数の開口１５ａから、複数の処理領域２０ａが露出している。他の構成は、前述した実施形態と同様である。
【００４２】
以上のような基板保持治具１ａでは、回路基板２０の形状およびサイズに応じて各構成部品が構成されているので、回路基板２０の処理領域２０ａ側の面では処理領域２０ａ以外のほぼ全面が、また、処理領域２０ａと反対側の全面が、第２プレートおよび第３プレート１５にそれぞれ密着した状態で、回路基板２０が保持されている。したがって、より大型の回路基板２０であっても、リフロー処理に伴う変形を抑制することができる。
【００４３】
実施形態の保持治具によれば、磁石を収容するための収容孔を有する第２プレートと回路基板を収容するための開口を有するスペーサーが、磁性体で形成されている第１プレートと第３プレートで挟まれている。そして、第２プレートの収容孔に磁石が収容されている。また、スペーサーの開口に回路基板が収容される。その回路基板は第３プレートと第１プレートによって、または第３プレートと第２プレートによって、挟まれる。第１プレートと第３プレートは第２プレートの収容孔内の磁石で互いに引き寄せられるので、回路基板は実施形態の基板保持治具で保持される。
【００４４】
なお、上述した変形例では、基板保持治具１ａを、より大型の回路基板２０を保持するためのものとして説明したが、回路基板１０などのより小型の回路基板を複数、開口１４ａに並べて保持するようにしてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１、１ａ      基板保持治具
２        第１プレート
３        第２プレート
３ａ      収容孔
４        スペーサー
４ａ      開口
５        第３プレート
５ａ      開口
６        磁石
１０        回路基板
１４        スペーサー
１４ａ      開口
１５        第３プレート
１５ａ      開口
２０        回路基板
【図１】
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【図２】
2014060253.tif 000004
【図３】
2014060253.tif 000005
【図４】
2014060253.tif 000006
【図５】
2014060253.tif 000007
【図６】
2014060253.tif 000008
【図７】
2014060253.tif 000009
【図８】
2014060253.tif 000010