(57)【要約】【課題】  より高速で布線を設けることが可能な布線装置およびそれを用いた布線方法を提供する。【解決手段】  移動可能なテーブル３に載置された基材２上に導線４を設けるためのヘッドを有する布線装置１であって、前記ヘッドは、第１回転機構１０により所定の軸を中心に回転可能に設けられた第１ヘッド部５と、前記第１ヘッド部５を支持し、第２回転機構７により所定の軸を中心に回転可能に設けられた第２ヘッド部６とを有することを特徴としている。【選択図】  図１
2011258724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材を載置する移動可能なテーブルと、
前記テーブルの上方に設けられ、所定の軸を中心に第１回転機構により回転制御される第１ヘッド部と、
前記第１ヘッド部を支持し、前記第１ヘッド部の軸と同じ方向である軸を中心に第２回転機構により回転制御され、前記基材上に導線を供給する第２ヘッド部と、
を有することを特徴とする布線装置。
【請求項２】
前記第１ヘッド部は前記第２ヘッド部より軽いことを特徴とする請求項１記載の布線装置。
【請求項３】
前記第１ヘッド部は、所定の軸を中心に回転可能な超音波発振器を含み、前記超音波発信器は、超音波を与えて前記基材上に前記導線を接合させることを特徴とする請求項１記載の布線装置。
【請求項４】
請求項１記載の布線装置において、布線パターンを設ける方法であって、
直線パターンを設ける際は、前記第１，第２ヘッド部は回転軸に対して固定した状態で布線を設け、
曲線パターンを設ける際は、前記第２ヘッド部は前記曲線パターンに沿って回転し、前記第１ヘッド部は前記第２ヘッド部より遅れて回転しながら布線を設けること、
を特徴とする布線方法。
【請求項５】
前記曲線パターンを設けた後に前記直線パターンを設ける際、前記第２ヘッド部より遅れて回転した前記第１ヘッド部は、所定時間後に前記第２ヘッド部の動きに沿って布線を設けていくことを特徴とする請求項３記載の布線方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、布線装置およびそれを用いた布線方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、布線装置は、基材の表面に線状の導体を所定の布線パターンに沿って布線し、トランスやコイル等の製造、また回路基板等への電気配線を行う際に用いられてきた
（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１記載の布線装置１０１は、図６に示すように、Ｙ軸方向に移動可能なヘッド取付部１０２に備えられた回転機構１０３と、回転機構１０３により回転するヘッド部１０４と、接着剤付絶縁基板が取り付け可能であり、布線する方向と反対のＸ軸方向へ平行移動するＸ軸移動テーブル１０５とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４４１１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の布線装置１０１は、高速で直線からコーナーへと布線を設ける際、ヘッド部１０４が重いため、慣性モーメントが大きくなり、回転速度が落ちてしまう。その結果、高速で布線を設けるには困難であった。
【０００６】
そこで本発明では、より高速で布線を設けることが可能な布線装置およびそれを用いた布線方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の布線装置は、移動可能なテーブルに載置された基材上に導線を設けるためのヘッドを有する布線装置であって、前記ヘッドは、第１回転機構により所定の軸を中心に回転可能に設けられた第１ヘッド部と、前記第１ヘッド部を支持し、第２回転機構により所定の軸を中心に回転可能に設けられた第２ヘッド部とを有することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の布線方法は、請求項１記載の布線装置において、布線パターンを設ける方法であって、直線パターンを設ける際は、前記第１，第２ヘッド部は回転軸に対して固定した状態で布線を設け、曲線パターンを設ける際は、前記第２ヘッド部は前記曲線パターンに沿って回転し、前記第１ヘッド部は前記第２ヘッド部より遅れて回転しながら布線を設けることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、より高速で布線を設けることが可能な布線装置およびそれを用いた布線方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る布線装置を示す概略図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う布線装置の断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る布線装置を示す上面図。
【図４】本発明の実施形態に係る布線装置のヘッドの動きを示す図。
【図５】本発明の実施形態に係る基材上の導線を示す図。
【図６】従来の布線装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る布線装置およびそれを用いた布線方法を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
まず、布線装置について、図１、図２、図３を参照して説明する。布線装置１は、基材２が載置され、Ｙ軸方向に移動可能なテーブル３と、Ｚ軸方向に移動可能で、かつ第１回転機構１０により所定の軸に対してθ方向に回転可能に設けられ、基材２上に導線４を供給し、接合する第１ヘッド部５と、ベース（図示せず）によりＸ軸方向に移動可能に支持され、第１ヘッド部５をＺ軸方向に移動可能に保持し、更に所定の軸に対してθ方向に回転可能に設けられた第２ヘッド部６と、ベースにより支持され、第２ヘッド部６をθ方向に回転させる第２回転機構７とを備えている。なお、所定の軸とは、基材２上に対して垂直方向の力を加える事が可能な軸であることを意味する。
【００１３】
第１ヘッド部５は、まず、超音波発振器８が備えられている。この超音波発信器８は、供給される導線４に超音波振動を付与しつつ基材２上に導線４を接着するホーン８aと、ホーン８aに超音波を付与する超音波発振部８ｂと、ホーン８aを保護する鞘部８ｃを有している。なお、ここで使用するホーン８aには、導線４を傷つけないために、先端が導線４の供給される角度と太さに合わせてＶ字型の切り欠き部分が設けられている。
【００１４】
また、第１ヘッド部５には、超音波発振器８をθ軸方向に回転可能にするベアリングＢ１，Ｂ２と、超音波発振器８の鞘部８ｃと接続し、超音波発振器８と同時にθ方向に回転可能な第１の板１１と、第１の板１１に備えられ、供給されてきた導線４を接合点方向に誘導する第１ガイド１２および円筒形状のノズル１３が設けられている。
【００１５】
第１ガイド部１２は、導線４を所望の速度で送るためのモータ（図示せず）が設けられており、導線４を送る際には、第１ガイド１２と、第１ガイド１２の対向面に設けられている押さえローラー（図示せず）で導線４を挟み込んで送り出している。
【００１６】
第２ヘッド部６は、まず、第２の板１４と、第２の板１４に設けられ、第１ヘッド部５をＺ軸方向に移動させるためのガイドレール１５と、超音波発信器８をベアリングＢ１，Ｂ２を介して支持するベース板９と、ベース板９を保持し、ガイドレール１５上を移動可能にするガイド部１６と、ベース板９に一部固定され、超音波発振器８を所定の軸に対してθ方向に回転させる第１回転機構１０とが設けられている。なお、導線４を設ける際には、ベース板９を−Ｚ方向へ図示しない駆動機構により移動させ、ホーン８ａにより導線４を基材２に対して加圧しながら接合する。
【００１７】
第１回転機項１０は、ベース板９へ第１モータ１０ａが固定されており、第１モータ１０ａに設けられている第１プーリ１０ｂと超音波発振器８の鞘部８ｃに設けられている第２プーリ１０ｃに嵌め込まれた第１タイミングベルト１０ｄを介して、超音波発振器８を回転させている。
【００１８】
このように、第１回転機構１０により超音波発信器８を所定の軸に対してθ方向に回転可能にすることで、回転における慣性モーメントを小さくする事ができる。そのため、第１モータ１０ａを小型で軽量化することができ、結果的に第１ヘッド部５を軽量化することができる。
【００１９】
また、第１回転機項１０は、例えば第２ヘッド部６の回転角度を０度としたとき、第１ヘッド部５を９０度±１０度まで回転させることができ、第２回転機項７の回転と異なるように独立して制御されている。
【００２０】
また、第２ヘッド部６には、第２の板１４上に設けられ、第１ガイド１２へと導線４を送る第２ガイド１７と、第２の板１４の端辺１４ａと接続し、第２回転機項７によりθ方向へ回転させられる円筒形状の接続部１８を有している。なお、第２ガイド１７へ送られる導線４は、接続部１８内を通って供給されている。
【００２１】
第２回転機項７は、ベースに固定されている第２モータ７ａと、第２モータ７ａに設けられている第３プーリ７ｂと、第２ヘッド部６の接続部１８に設けられている第４プーリ７ｃに嵌め込まれた第２タイミングベルト７ｄを介して第２ヘッド部６を旋回させている。
【００２２】
次に、布線装置１を用いた布線方法について、図４と図５を参照して説明する。
【００２３】
まず、Ｙ軸方向に移動可能なテーブル３上に基材２を設け、次に接着剤が設けられている導線４を、布線装置１により固着させていく。
【００２４】
布線装置１の動きは、図４に示すように例えばコーナー半径が５ｍｍ程度のカーブを有している略環状の長方形を、直線上では速度約１００ｍｍ／ｓｅｃで描きながら巻き回すように動き、導線４を設けていく。なお、図４の布線装置１の図は一部を省略し、第１の板１１と第２の板１４の動きが分かるように示している。
【００２５】
より具体的に説明すると、例えば、まず始めに布線装置１が、コーナーがカーブしている略環状の長方形の直線部ａに配置されており、矢印方向に進む。
【００２６】
この時、布線装置１はＸ方向へ移動せずに第１の板１１と、第２の板１４は平行となる関係を有しながら導線４を設けていき、基材２が載置されたテーブル３はＹ方向に回転する。
【００２７】
そして、コーナー部ｂに達し、コーナー部ｂを経て直線部ｃに進んでいく。
【００２８】
コーナー部ｂに達した時、布線装置１はＸ方向へ移動をはじめ、第１の板１１は、超音波発振器８と共に、約１９１ｒｐｍの回転速度で約９０度旋回して導線４を設け、軌跡と同じように動き、第２の板１４は第２回転機項７により約８ｒｐｍの回転速度で約９０度旋回する。また、テーブル３は、直線部ｃへと導線４を設けるまでＹ軸方向に回転する。
【００２９】
コーナー部ｂを経て直線部ｃに進んでいく時は、布線装置１はＸ方向へ移動し、第２の板１４が遅れて旋回してくるため、所定時間後に直線部ｃ上で第１の板１１と同じ軌跡、即ち第１，第２の板１１，１４が互いに平行となる関係を有しながら動く。また、テーブル３は、Ｙ方向に回転せずに止まっている。
【００３０】
その後、コーナー部ｄに達し、コーナー部ｄを経て直線部ｅに進んでいく。
【００３１】
コーナー部ｄに達した時、布線装置１はＸ方向へ移動しながらコーナー部ｂの時と同様に、第１の板１１は同様の回転速度で約９０度旋回して導線４を設け、軌跡と同じように動き、第２の板１４は第２回転機項７により同様の回転速度で約９０度旋回する。また、テーブル３は、−Ｙ軸方向へ回転しはじめる。
【００３２】
コーナー部ｄを経て直線部ｅに進んでいく時は、布線装置１は移動せず、直線部ｃの時と同様に、第２の板１４が所定時間後に直線部ｅ上で第１，第２の板１１，１４が互いに平行となる関係を有しながら導線４を設けていく。また、テーブル３は、−Ｙ方向に回転する。
【００３３】
その後、コーナー部ｆに達し、コーナー部ｆを経て直線部ｇに進み、更にコーナー部ｈ、直線部ａ´と順次経て進んでいく。
【００３４】
コーナー部ｆに達した時、布線装置１は−Ｘ方向へ移動しはじめ、コーナー部ｂの時と同様に、第１の板１１は同様の回転速度で約９０度旋回して軌跡と同じように動き、第２の板１４は第２回転機項７により同様の回転速度で約９０度旋回する。また、テーブル３は直線部ｇへと導線４を設けはじめるまで−Ｙ軸方向へ回転する。
【００３５】
直線部ｇを設ける時は、布線装置１は−Ｘ方向へ移動し、直線部ｃの時と同様に、第２の板１４が所定時間後に直線部ｇ上で第１，第２の板１１，１４が互いに平行となる関係を有しながら導線４を設けていく。また、テーブル３は、回転せずに止まっている。
【００３６】
また、コーナー部ｈに達した時、布線装置１は−Ｘ方向へ移動し、コーナー部ｂの時と同様に、第１の板１１は同様の回転速度で約９０度旋回して軌跡と同じように動き、第２の板１４は第２回転機項７により同様の回転速度で約９０度旋回する。また、テーブル３はＹ軸方向へ回転しはじめる。
【００３７】
そして、直線部ａ´を設ける時は、布線装置１は移動せず、直線部ｃの時と同様に、第２の板１４が所定時間後に直線部ａ´上で第１，第２の板１１，１４が互いに平行となる関係を有しながら導線４を設けていく。また、テーブル３は、Ｙ方向に回転する。
【００３８】
このような過程を繰り返し行い、図５のように導線４を設けることが出来る。
【００３９】
以上、本実施形態によれば、第１回転機構１０により回転する第１の板１１が設けられた第１ヘッド部５の超音波発振器８と、第２回転機構７により回転し、第１ヘッド部５を保持する第２ヘッド部６とを独立して制御可能に設けることで、第１ヘッド部５を軽量化することが可能となり、第１回転機構１０の第１モータ１０ａにかかる負荷を軽減させる事が可能となる。そのため、コーナー部へと導線４を設ける際、第１ヘッド部５の慣性モーメントを小さくすることができるため、高速回転が可能となり、速度を落とすことなく導線を設けることができる。そして、結果的により高速で布線を設けることが可能となる。
【００４０】
なお、上記実施形態では、具体的な数値を記載したが、これに限られることはなく、布線装置１の第１ヘッド部５が一定速度を保ちながら回転し、導線４を設けることが出来ればよい。また、第１、第２ヘッド部５，６の回転軸は同軸上に無いが、回転軸が同軸上になるように設けてもよく、同様の効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１，１０１…布線装置
２…基材
３…テーブル
４…導線
５…第１ヘッド部
６…第２ヘッド部
７…第２回転機構
７ａ…第２モータ
７ｂ…第３プーリ
７ｃ…第４プーリ
７ｄ…第２タイミングベルト
８…超音波発振器
８ａ…ホーン
８ｂ…超音波発振部
８ｃ…鞘部
９…ベース板
１０…第１回転機構
１０ａ…第１モータ
１０ｂ…第１プーリ
１０ｃ…第２プーリ
１０ｄ…第１タイミングベルト
１１…第１の板
１２…第１ガイド
１３…ノズル
１４…第２の板
１４ａ…端辺
１５…ガイドレール
１６…ガイド部
１７…第２ガイド
１８…接続部
Ｂ１，Ｂ２…ベアリング
１０２…ヘッド取付部
１０３…回転機構
１０４…ヘッド部
１０５…Ｘ軸移動テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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