(57)【要約】【課題】基板を連結しているブリッジを、その数、位置、基板材の大きさなどにかかわりなく、また数値制御や画像処理などを行うことなく、容易に自動検出し、１個ずつ切断できるようにする。【解決手段】ガイドレール２６に沿って移動自在の主スライダ２８と、主スライダ上で同方向に変位可能な従スライダ３０と、その上に設けた上下動シリンダ３２と、その可動部に取り付けた鉤型の上刃３６と、天板部２０で基板材１６の下面を支える一対の下刃と、主スライダを移動させる駆動機構と、従スライダを主スライダの前進方向へ押し付けるスプリング４６と、従スライダの主スライダに対する相対変位を検出する変位センサ４８とを具備し、上刃のブリッジ１４への当接を変位センサで検知し、上刃を下降させてブリッジを１個ずつ切断する。【選択図】図２
2008100307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板が分離スリットにより区画され、分離スリット間のブリッジにより連続している基板材を、前記ブリッジを切断することにより分割する装置において、
装置フレームの下部に固定されているガイドレールに沿って水平方向に移動自在の主スライダと、該主スライダ上でその移動方向と同方向に変位可能に搭載されている従スライダと、該従スライダ上に設置した上下動シリンダと、該上下動シリンダの可動部に取り付けられる鉤型の上刃と、装置フレームの天板部で前記基板材の下面を支えるように水平方向に延び基板材の分離スリットの幅以下の間隔をおいて対向する一対の下刃と、前記主スライダを移動させる駆動機構と、従スライダを主スライダの前進方向へ押し付ける弾撥力を付与するスプリングと、従スライダの主スライダに対する相対変位を検出する変位センサとを具備し、前記相対変位から前進してきた上刃のブリッジへの当接を変位センサで検知し、上下動シリンダで上刃を下降させ、上刃と下刃の組み合わせによりブリッジを１個ずつ切断するようにしたことを特徴とする基板分割装置。
【請求項２】
基板材は、機器組込用の回路基板と検査用の捨て基板とが、直線的に配列されている複数のブリッジにより連続している形状であり、前記回路基板上にチップ部品が面実装されたものである請求項１記載の基板分割装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基板がブリッジにより連続している基板材を、各ブリッジを１個ずつ切断することにより分割する装置に関し、更に詳しく述べると、基板材中に直線的に配列されている複数のブリッジを、該ブリッジの数、位置、基板材の大きさなどにかかわりなく、自動で上刃と下刃の組み合わせにより切断する基板分割装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に組み込む回路基板（プリント基板）の高機能化、部品の高密度実装化などに伴って、チップ部品等を実装した回路基板を検査するため、図４に示すように、機器組込用の回路基板１０に隣接して検査用の捨て基板１２を配置し、それらが複数のブリッジ１４で連続するような形状の基板材１６が用いられることがある。ブリッジ１４の間が分離スリット１８となっており、該分離スリット１８によって回路基板１０と捨て基板１２とが区画され、検査終了後、各ブリッジ１４を切断することで基板分割し、回路基板１０を取り出す。
【０００３】
従来、ブリッジの切断には、プレス機械等を用いて、基板材の下方に金型を配置し、上方から上パンチを下降させて切断する金型方式、鋸状の刃を上下動させて切断する鋸刃方式、小径の回転切削刃を当てて切断する切削刃回転方式（特許文献１参照）などがある。
【０００４】
しかし、鋸刃方式や切削刃回転方式は、切断粉が大量に発生し、それが飛散するため、装置周辺のみならず回路基板を汚す問題がある。それに対して金型方式は、切断粉の発生は少量であるが、金型が高価であり、基板材に大きなストレスを与える恐れがあるため、部品実装済の回路基板では、部品の破損や半田部の剥がれ等の問題が生じる恐れがあり、信頼性を低下させる要因となる。
【０００５】
また従来技術では、目視でブリッジの位置を確認する手動方式もあるが、それを自動で行うには、ブリッジ位置を予め数値データとして入力しておくか、画像処理でブリッジを検出する必要があり、いずれにしても制御装置が複雑、高価となる。例えば、ブリッジ位置をステッピングモータ等を使用し数値制御で検出する場合には、予め基板材毎に各ブリッジの位置データを全て入力しておかなければならず、また基板材の高精度の２次元的な位置合わせも必要であり、そのため、機種変更による段取り替えが面倒であり手間と時間を要する。従って、この方式は多品種少量生産には不向きである。
【特許文献１】特開平６−１９０６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、基板を連結しているブリッジを、その数、位置、基板材の大きさなどにかかわりなく、また数値制御や画像処理などを行うことなく、容易に自動検出し、１個ずつ切断できるようにすることである。それによって、安価に装置を構成でき、機種変更による段取り替えを簡単迅速に行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような目的を達成できる本発明は、複数の基板が分離スリットにより区画され、分離スリット間のブリッジにより連続している基板材を、前記ブリッジを切断することにより分割する装置において、装置フレームの下部に固定されているガイドレールに沿って水平方向に移動自在の主スライダと、該主スライダ上でその移動方向と同方向に変位可能に搭載されている従スライダと、該従スライダ上に設置した上下動シリンダと、該上下動シリンダの可動部に取り付けられる鉤型の上刃と、装置フレームの天板部で前記基板材の下面を支えるように水平方向に延び基板材の分離スリットの幅以下の間隔をおいて対向する一対の下刃と、前記主スライダを移動させる駆動機構と、従スライダを主スライダの前進方向へ押し付ける弾撥力を付与するスプリングと、従スライダの主スライダに対する相対変位を検出する変位センサとを具備し、前記相対変位から前進してきた上刃のブリッジへの当接を変位センサで検知し、上下動シリンダで上刃を下降させ、上刃と下刃の組み合わせによりブリッジを１個ずつ切断するようにした基板分割装置である。
【０００８】
基板材は、例えば、機器組込用の回路基板と検査用の捨て基板とが、直線的に配列されている複数のブリッジにより連続している形状であり、前記回路基板上にチップ部品が面実装されたものであってよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る基板分割装置は、前進してきた上刃がブリッジに当たることで従スライダの動きが止まり、それに対して主スライダが動き続けることで生じる従スライダと主スライダとの相対変位（位置ずれ）を変位センサで検出し、それをもって上刃がブリッジに当接していることを認識する方式であるため、ブリッジの数や位置にかかわらず、簡便にブリッジの位置検出が行える。従って、高価な画像処理装置は要らず、また面倒な数値制御も不要となる。そして、その状態で上刃を下降させることで、ブリッジを上刃と下刃とで切断でき、その操作を各ブリッジについて順次行うことにより、切断粉の発生を少量に抑え、基板分割が行える。このため、ブリッジの数や位置、基板材の大きさなどにかかわりなく基板を分割でき、機種変更などに伴う段取り替えも容易となり、多品種少量生産を効率よく実施することができる。
【実施例】
【００１０】
図１は、本発明に係る基板分割装置の一実施例を示す一部を除去した状態の概略斜視図である。また、図２のＡは、その正面から見た要部の詳細図であり、Ｂは上刃と下刃の詳細（Ａで一点鎖線の円で囲んだ部分）を示す側面（上刃の前進方向）から見た断面図である。この基板分割装置は、基板材１６に形成されているブリッジ１４を１個ずつ切断することにより基板分割を行う装置である。ここで基板材１６は、ガラスエポキシ樹脂基板などであり、図４に示すように、例えば機器組込用の回路基板と検査用の捨て基板とが、直線的に配列されている複数のブリッジにより連続している１枚の板状体である。なお、回路基板上には、チップ部品などが面実装されていてよい。
【００１１】
ここで装置フレームは、天板部２０が、底板部２２の上方に位置し、周囲に配置した複数本の支柱２４により水平に保持されている構造である。底板部２２上に、その幅方向の中央付近にて長手方向ほぼ全長に延びるようにガイドレール２６を固定し、該ガイドレール２６に係合しガイドレール２６に沿って水平方向に移動自在に主スライダ２８を設置する。主スライダ２８上には、該主スライダ２８に対してその移動方向と同方向に変位可能に従スライダ３０を搭載する。更に、従スライダ３０上に上下動シリンダ３２を設置し、該上下動シリンダ３２の可動部にチャック３４により鉤型の上刃３６を取り付ける。他方、装置フレームの天板部２０には、基板材の下面を支えるように水平方向に延び、図２のＢに示されているように、基板材１６の分離スリット１８の幅Ｗ（図４参照）の間隔をおいて対向する一対の下刃３８を設ける。上刃３６の刃幅は、丁度、一対の下刃の間で摺動できるような寸法であり、鉤部の長さ（刃長）は基板材のブリッジを切断できる長さ（分離スリット１８の長さ方向でのブリッジ１４の長さＬ（図４参照）以上）とする。
【００１２】
装置フレームの底板部２２上に、主スライダ２８を移動させるための駆動機構を設ける。ここでは、底板部２２の一端側に設置した駆動モータ４０を用いており、その駆動軸と底板部２２の他端側で保持されているプーリー４２の間にベルト４４などの伝動手段を掛け渡し、該ベルト４４を主スライダ２８に結合した構成である。駆動モータ４０を作動させることでベルト４４が回動し、それに結合されている主スライダ２８がガイドレール２６に沿って移動可能となる。ブリッジ切断の工程においては、主スライダ２８は、矢印Ｍ方向へ前進する。
【００１３】
主スライダ２８には、従スライダ３０を主スライダ２８の前進方向へ押し付ける弾撥力を付与するスプリング４６と、従スライダ３０の主スライダ２８に対する相対変位を検出する変位センサ４８とが搭載されている。変位センサ４８としては、例えばフォトセンサを用いる。変位センサ４８を主スライダ２８側に取り付け、従スライダ３０側にドグ５０を突設し、該ドグ５０が変位センサ４８を覆ったときに光を遮断し変位を検出する。フォトセンサに代えて磁気センサや近接スイッチなどを使用することも可能である。なお、主スライダ２８の先端側にはストッパ５２が設けられていて、スプリング４６の弾撥力が働いても、従スライダ３０の先端面が前記ストッパ５２に当接した状態が維持されるようになっている。このような構成では、従スライダ３０は、通常、主スライダ２８と一緒に（相対変位無しに）前進するが、従スライダ３０が何らかの原因で一緒に前進できなくなったとき、該従スライダ３０は停止し、他方、主スライダ２８はスプリング４６の弾撥力に抗して更に進もうとし、それによって発生する従スライダ３０と主スライダ２８との相対変位（位置ずれ）が変位センサ４８で検出されることになる。
【００１４】
従スライダ３０上に設置されている上下動シリンダ３２は、ここではエアシリンダであり、上下のエア配管５４に加圧空気を交互に供給することで、可動部を下降・上昇できる構成である。上下動シリンダ３２の可動部にチャック３４を取り付け、該チャック３４で上刃３６を固定する。上刃３６は、その鉤型部分が前進方向の前方を向くように取り付ける。チャック３４の上方にて、上刃３６の基部を間隔をあけて切断屑の受け容器５６で囲み、該受け容器５６によって、落下してくる切断屑を受け、該受け容器５６の側面から真空引きして受けた切断屑を外部に吸引排除できるようにする。なお図１には示していないが、下刃３８と受け容器５６の間に、切断屑や切断粉の飛散防止のため、ゴム等からなる蛇腹状の受け容器カバー５８を取り付けている。
【００１５】
次に、本発明装置の一連の動作について図３により説明する。なお、図３では動作を説明するため、細かな部分は一部省略して描いている。まず、天板部２０上に基板材１６をセットする。このとき、基板材１６の分割スリット１８を一対の下刃３８の間に一致させる。基板材１６をセットするに際して、分割スリット１８の幅方向は、上記のように正確に位置決めする必要があるが、分割スリット１８の長さ方向は特に厳密に位置決めする必要はない。つまり、１方向のみ位置調整し、その状態で保持すればよい。
【００１６】
図３のＡに示すように、上刃３６を、基板材１６の一端側から他端側に向けて分割線方向（分割スリット１８を連ねた方向）に動かす。駆動モータ４０でベルト４４を回動させると、ベルト４４に結合されている主スライダ２８がガイドレール２６に沿って移動する。従スライダ３０は、スプリング４６で主スライダ３０の前進方向に押し付けられているため、該従スライダ３０及び上下動シリンダ３２，ひいては上刃３６等も、主スライダ２８と一緒に前進する。このとき、上刃３６は、一対の下刃３８の間、及び分割スリット１８を通って、先端の鉤型部分が基板材１６の上方に突出した状態で、分割スリット１８に沿って移動する。
【００１７】
図３のＢに示すように、上刃３６がブリッジ１４に当たると、該ブリッジ１４により上刃３６の前進が強制的に止められる。それに伴い、従スライダ３０の前進も停止する。しかし、主スライダ２８は前進し続けようとするため、スプリング４６が収縮して主スライダ２８と従スライダ３０との間で相対変位（位置ずれ）が発生する。これによって変位センサ４８がドグ５０と重なると、該ドグ５０により光が遮断されるため、変位発生が検出される。これにより、上刃３６がブリッジ１４に当接したことが分かる。変位センサ４８からの変位検出信号で、駆動モータ４０の動作を一旦停止させ、それによって主スライダ２８の前進も停止する。
【００１８】
図３のＣに示すように、その状態で、上下動シリンダ３４を動作させ、上刃３６を下降させる。それによって、上刃３６（の鉤型部分）と両側の下刃３８でブリッジ１４が切断される。切断屑は、受け容器５６に落下する。
【００１９】
ブリッジを切断した後は、上刃３６の前進を妨げているものがなくなるので、スプリング４６の弾撥力で自動的に従スライダ３０が前進し、ブリッジの切断跡を通過する。変位センサ４８による変位検知状態が解除された後、上下動シリンダ３４を動作させ、上刃３６を上昇させる。これによって、元の状態（図３のＡに示す状態）に戻る。その後、再び駆動モータ４０で主スライダ２８を前進させる。この一連の動作を繰り返すことで、不規則な多点ブリッジでも自動で検出し、１点ずつ切断することができる。全てのブリッジを切断することで、基板が分割される。その後、駆動モータを逆転し、主スライダを後退させて初期位置に戻し、新たな基板材をセットすれば、再び基板分割を行うことができる。
【００２０】
本発明装置では、上記のように、上刃と下刃とでブリッジを１個ずつ剪断するため、切断粉の発生を少量に抑えることができ、また切り落とした切断屑は、受け容器で受け取られ、真空引きすることで該受け容内から排出されるため、周囲が汚れることは殆どない。更に、ブリッジを１個ずつ切断するため、切断時に基板材に加わるストレスが少なく、実装した部品が破損したり半田付けが剥がれるなどの恐れもなく、信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る基板分割装置の一実施例を示す一部を除去した概略斜視図。
【図２】その正面から見た詳細図。
【図３】その動作説明図。
【図４】基板材の一例を示す平面図。
【符号の説明】
【００２２】
１４  ブリッジ
１６  基板材
２０  天板部
２２  底板部
２６  ガイドレール
２８  主スライダ
３０  従スライダ
３２  上下動シリンダ
３４  チャック
３６  上刃
３８  下刃
４０  駆動モータ
４４  ベルト
４６  スプリング
４８  変位センサ
５０  ドグ
【図１】
2008100307.tif 000003
【図２】
2008100307.tif 000004
【図３】
2008100307.tif 000005
【図４】
2008100307.tif 000006