(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線基板がマトリクス状に作り込まれて成る基板素材を載置する載置台と、
該載置台に載置された基板素材を縦横に切断して、各配線基板ごとに分断する切断ブレードと、
該切断ブレードによる切断時に切断ブレードを逃がすために、前記載置台に形成された逃げ溝と、
切断後の配線基板の切断線の位置が、基準切断線の位置とどの程度ずれているかのずれ量を検出するずれ量検出手段と、
該ずれ量検出手段が検出したずれ量に基づいて、次に切断する基板素材に対する切断線の位置を補正する補正手段とを具備する基板切断装置において、
前記ずれ量検出手段は、
載置台に載置された基板素材の上方に配置され、切断部分の画像認識をするカメラと、
基板素材のランドを認識するために、ランド認識照射光を基板素材の上方から照射するランド認識用照明と、
切断された配線基板のエッジを認識するために、逃げ溝を挟んで対向する切断後の基板の側面を含む２箇所のエッジに向けて斜め上方から、逃げ溝内で光が乱反射しないように照射する、２つのエッジ認識用照明とを有することを特徴とする基板切断装置。
【請求項２】
前記ランド認識用照明は、赤色光を照射することを特徴とする請求項１記載の基板切断装置。
【請求項３】
前記エッジ認識用照明は、青色光を照射することを特徴とする請求項１または請求項２記載の基板切断装置。
【請求項４】
前記切断ブレードによる基板素材切断時に前記ずれ量検出手段の下方を覆う汚染防止用シャッターが設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項記載の基板切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板切断装置に関し、より詳細には、複数の配線基板（プリント基板、パッケージ基板等）が形成されている基板素材を各配線基板に分断する切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板（以下、単に基板という）は、複数の基板がマトリクス状（格子状）に配列された基板素材に作り込まれて形成されており、基板素材から各基板を切り離すことで製造される。
【０００３】
基板素材の例を図６に示す。
ここで示す例では、複数の基板６が１枚の基板素材５中に、縦方向および横方向に整列して形成されている。この基板素材５を、隣接する基板６の間でＸ軸方向およびＹ軸方向の両方向で切断することにより、同一形状の基板６が複数製造される。
【０００４】
次に、基板素材５を切断するための基板切断装置について、図７に基づいて説明する。
基板切断装置１０は、基板素材５を載置する載置台１１と、基板素材５を切断する切断ブレード１４とを具備している。
【０００５】
切断ブレード１４は、１００００ｒｐｍを超える高速で回転するため、切断ブレードを取り付けている部位が熱伸縮等する場合もあり、切断位置が初期設定の位置とずれてくる場合もある。そこで、切断装置１０は、切断位置のずれ量を検出するずれ量検出装置１６を設けている。
また、ずれ量検出手段１６によって検出されたずれ量に基づいて、次に切断する基板素材５に対する基準切断線の位置を補正する補正手段（図示せず）が設けられている。
【０００６】
以下、基板切断装置１０の各構成について説明する。
切断ブレード１４は、スピンドル１７によって回転するように設けられており、スピンドル１７および切断ブレード１４は、Ｙ軸方向にスライドするＹ軸スライダー１８に取り付けられている。
載置台１１は、Ｘ軸方向にスライドするＸ軸スライダー２０に設けられており、且つ水平面（Ｘ−Ｙ平面）内で回転するθ軸スライダー２２上に設けられている。
【０００７】
また、ずれ量検出手段１６は、Ｙ軸スライダー１８の側面から切断ブレード１４方向へ突出するアーム１９に設けられている。
ずれ量検出手段１６は、図８に示すような構成を有しており、切断部分を画像認識するカメラ２４と、基板素材５の上方に配置されて、カメラ２４の周囲に配置されて基板６のランド２５を認識するためにランド２５に対してほぼ垂直にランド認識照射光を照射するリング状のランド認識用照明２６と、カメラ２４の近傍にカメラ２４の光軸とほぼ同軸となるように配置されたエッジ認識用照明２８とを備えている。
【０００８】
なお、切断位置のずれ量の検出は、各基板６上に形成されているランド２５の位置を基準として、切断後の基板端部（エッジ）４とランド２５との間の距離を、切断線をはさんで対向する２つの基板６で測定することで行われる。
そして、この対向する２つの基板６におけるランド２５とエッジ４との距離の差をとり、この距離の差を２等分した値をずれ量として算出する。
【０００９】
なお、載置台１１の、基板素材５の切断位置においては、切断時に切断ブレード１４を収容して載置台１１を切断してしまうことを防止するために、切断ブレード１４を逃がすための逃げ溝３０が形成されている。
逃げ溝３０の内底面には、エッジ認識照射光を反射させるための反射鏡３２が配置されている。
【００１０】
このように、ずれ量検出装置１６によるエッジ４の認識は逃げ溝３０内の反射鏡３２でエッジ認識照射光を反射させて逃げ溝３０を認識させるようにして行い、ランド２５の認識はランド認識用照明で行う。
このため、画像認識するカメラ２４では、ランド２５とエッジ４とを識別でき、基板上での基準位置となるランド２５とエッジ４との距離を測定することができる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−６６９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
基板切断装置において、従来のような方式では、反射鏡の表面に切断時の切削粉が付着したり、切削水等が流れ込んだりした際には反射鏡の反射状態が変化するおそれがあり（図８の符号３３）、画像認識が不安定となり、正確なずれ量の測定ができなくなる場合があるという課題がある。
【００１３】
このように、反射鏡の反射状態が悪くなったときの、カメラの認識画像の説明図と、し実際にカメラで撮影した写真とを図９および図１０に示す。
図９の説明図では、基板６のランド２５は反射率が高く、白くはっきりとしているが、反射鏡３２からの反射率が悪く、基板６の表面とエッジ４の境界とがはっきりしなくなっている。
また、図１０の写真ではランドは撮影されていないが、逃げ溝３０部分と基板６表面との境界におけるコントラストが悪く、エッジ４の検出が困難となっている。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、エッジが明確に認識でき、このため切断のずれ量を正確に検出することができる基板切断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記目的を達成すべく、以下の構成を備える。
すなわち、本発明にかかる基板切断装置によれば、複数の配線基板がマトリクス状に作り込まれて成る基板素材を載置する載置台と、該載置台に載置された基板素材を縦横に切断して、各配線基板ごとに分断する切断ブレードと、該切断ブレードによる切断時に切断ブレードを逃がすために、前記載置台に形成された逃げ溝と、切断後の配線基板の切断線の位置が、基準切断線の位置とどの程度ずれているかのずれ量を検出するずれ量検出手段と、該ずれ量検出手段が検出したずれ量に基づいて、次に切断する基板素材に対する切断線の位置を補正する補正手段とを具備する基板切断装置において、前記ずれ量検出手段は、載置台に載置された基板素材の上方に配置され、切断部分の画像認識をするカメラと、基板素材のランドを認識するために、ランド認識照射光を基板素材の上方から照射するランド認識用照明と、切断された配線基板のエッジを認識するために、逃げ溝を挟んで対向する切断後の基板の側面を含む２箇所のエッジに向けて斜め上方から、逃げ溝内で光が乱反射しないように照射する、２つのエッジ認識用照明とを有することを特徴としている。
この構成によれば、エッジ認識照射光を切断したエッジ（切断後の基板の側面を含む）に向けて照射するので、逃げ溝内部での光の乱反射を防止することができ、逃げ溝部分（切断した部分）を黒色とすることができる。このため、逃げ溝部分と配線基板表面との間でコントラストを上げることができ、エッジを正確に認識することができる。
【００１６】
また、前記ランド認識用照明は、赤色光を照射することを特徴としてもよい。
配線基板のランドとしては通常金めっきであるが、ランド認識照射光として白色光を用いるとこのようなランドに対して反射光強度が強すぎて像がぼやけてしまう場合もある。そこで、赤色光を照射することで、ランドを正確に認識できる程度の反射光強度は維持しつつ、像のぼやけなどを防止することができる。
【００１７】
さらに、前記エッジ認識用照明は、青色光を照射することを特徴としてもよい。
配線基板の表面は通常深緑色であるが、青色光を照射することで配線基板表面からの反射光を白色にすることができる。このため、黒色となった逃げ溝部分と配線基板表面とのコントラストを上げることができ、エッジの検出をさらに正確に行える。
【００１８】
なお、前記切断ブレードによる基板素材切断時に前記ずれ量検出手段の下方を覆う汚染防止用シャッターが設けられていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、カメラのレンズ、ランド認識用照明、エッジ認識用照明に汚れや水が付着することを防止することができ、さらに正確なずれ量の検出が可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかる基板切断装置によれば、切断線のずれ量を正確に検出できるので、次に切断する基板素材に対して、正確に切断位置の補正をかけることができる。このため、高精度での切断が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ただし、基板素材５については、従来の技術で説明した図６の構成と同一のものとし、同一の符号を付している。
【００２１】
まず、図１の基板切断装置の平面図および図２の基板切断装置の正面図に基づいて、基板切断装置４０の全体構成について説明する。なお、ここでは水平面をＸ-Ｙ平面とし、鉛直方向をＺ軸方向としている。
基板切断装置４０は、複数の配線基板６（以下、単に基板という）がマトリクス状に配列された基板素材５を載置する載置台４１と、基板素材５を切断する切断ブレード４２と、切断位置のずれ量を検出するずれ量検出装置４４と、基板切断装置４０の動作全体を制御する制御装置６６とを具備している。
【００２２】
切断ブレード４２は、スピンドル４６によって回転する。スピンドル４６は、Ｙ軸方向に移動可能となるようにＹ軸スライダー４８に取り付けられている。Ｙ軸スライダー４８は、Ｙ軸方向に延びるスライドガイド４９に装着されている。
また、Ｙ軸スライダー４８は、図示しない移動装置によって、Ｚ軸方向に移動可能に設けられている。
【００２３】
載置台４１は、Ｘ軸方向に移動するＸ軸スライダー５０に設けられており、且つ水平面（Ｘ−Ｙ平面）内で回転するθ軸スライダー５２上に設けられている。Ｘ軸スライダー５０は、Ｘ軸方向に延びるスライドガイド５３に装着されている。θ軸スライダー５２は、Ｘ軸スライダー５０内に設けられており、円形のターンテーブル状に形成されている。
また、載置台４１は、台表面に複数の穴が形成されており、エアを吸引することによって、基板素材５を吸引して装着するようにしている。
さらに、載置台４１は切断時に切断ブレード４２を逃がすための逃げ溝５４が、切断箇所に沿って複数本、あらかじめ形成されている。
【００２４】
また、ずれ量検出装置４４は、Ｙ軸スライダー４８の側面から切断ブレード４２が設けられている方向へ突出するアーム５５に取り付けられている。したがって、ずれ量検出装置４４は、Ｙ軸スライダー４８の動作によって、Ｙ軸方向に移動可能である。
【００２５】
ずれ量検出装置４４の構成を、図３に示す
ずれ量検出装置４４には、切断後の基板を画像認識するためのカメラ５８が設けられている。カメラ５８は基板素材５に対して光軸が垂直となるように配置されている。
カメラ５８の近傍には、ランドを識別するためのランド認識用照明６０が設けられている。ランド認識用照明６０は、カメラ５８の周囲を囲むようにリング状に形成されている。ランド認識用照明６０は、ランド認識照射光Ｂ１として赤色光を照射するように設けられており、具体的には複数個の赤色ＬＥＤがリング状に配設されて成る。またランド認識用照明６０は、基板素材５に対してランド認識照射光Ｂ１が垂直に照射されるように配置されている。
【００２６】
エッジ認識用照明６２は、ランド認識用照明６０の外側に設けられており、切断後の基板６のエッジ４を認識するためにエッジ認識照射光Ｂ２を照射する。
エッジ認識用照明６２は、切断された基板６のエッジ４（切断後の基板６の側面８も含む）に向けてエッジ認識照射光Ｂ２を照射するように、基板素材５の表面に対して光軸を斜め方向に向けて配置されている。また、本実施形態ではＸ軸方向にカメラ５８を挟んで２箇所にエッジ認識用照明６２が配置され、２つのエッジ認識用照明６２が、逃げ溝５４を挟んで対向する基板６のエッジ４、４にそれぞれエッジ認識照射光Ｂ２を照射するように設けられている。
【００２７】
エッジ認識用照明６２は、深緑色の基板６の表面が白く認識できるように、エッジ認識照射光Ｂ２として青色光を照射する。具体的には、青色ＬＥＤなどが用いられる。
エッジ認識用照明６２が、逃げ溝５４の斜め上方から基板６のエッジ４にエッジ認識照射光Ｂ２を照射することにより、逃げ溝５４内部で光が乱反射してしまうことを防止し、逃げ溝５４を黒く認識させることができる。さらに、深緑色の基板６表面に対して青色光を照射しているので基板素材５の表面は白く認識され、エッジ４は黒色と白色の境界となり非常にコントラストがよくなる。このため、カメラ５８での画像取り込み時に基板６のエッジ４を正確に認識することができる。
【００２８】
なお、ずれ量検出装置４４には、エアを噴射するエアブローノズル６４が設けられている。エアブローノズル６４は、エアを噴射することで基板素材５上の切削粉等を吹き飛ばし、明瞭な認識画像を得ることができる。
【００２９】
図４に、上述した実施形態で、実際に切断後の基板６をカメラ５８にて画像認識したところを示している。
この画像によれば、逃げ溝５４部分は黒く認識され、基板素材５の表面は白色または淡色系の色で認識される。特にランド２５は完全に白く認識される（図４では白い円形の部分）。このように、黒色と白色とでコントラストが向上し、エッジ４が明確に認識できる。
【００３０】
また、制御装置６６は、内部に中央処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を搭載しており（図示せず）、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムに基づいて、Ｘ軸スライダー５０、Ｙ軸スライダー４８、θ軸スライダー５２、スピンドル４６等の各構成を制御し、基板素材５を切断して複数の基板６を切り出す動作を実行させる。
【００３１】
制御装置６６は、ずれ量検出装置４４によって検出されたずれ量に基づいて切断位置を補正する補正機能（特許請求の範囲の補正手段）を有している。
以下に、補正機能の補正動作について図５に基づいて説明する。
補正機能は、Ｘ軸の切断線、Ｙ軸の切断線のそれぞれについて、基準となるＸ軸基準切断線およびＹ軸基準切断線をあらかじめ設定して記憶しており、ずれ量に基づいてＸ軸基準切断線であればＹ軸方向に、Ｙ軸基準切断線であればＸ軸方向に、それぞれの位置を移動させて補正し、補正後の位置を次に切断する場合の切断線の位置として適用させる。
【００３２】
なお、本実施形態の制御装置６６では、カメラ位置やスピンドルの組み付け誤差等による初期補正値をあらかじめ有しており、最初に切断する場合でも初期補正値にしたがって、Ｘ軸基準切断線およびＹ軸基準切断線を補正した値による切断線で切断する。
【００３３】
最初の切断の終了後、ずれ量検出装置４４は、まずＸ軸切断線をはさんで対向する基板６ａ、６ｂについて、それぞれランド２５からエッジ４間の距離（Ｘ１、Ｘ２）を測定する。
測定結果に基づいて、制御装置６６の補正機能は、Ｘ１からＸ２を減算する。Ｘ１−Ｘ２＝０の場合はそれぞれの基板６ａ，６ｂのランド２５からエッジ４までの距離Ｘ１とＸ２とが等く、ずれは無いとして扱う。なお、Ｘ１−Ｘ２≠０の場合は、その減算結果を２で割った値を、Ｘ軸の切断線のずれ量とする。制御装置６６の補正機能は、このずれ量を、Ｘ軸方向の初期補正値に加算して実測補正値を算出する。そして、制御装置６６の補正機能は、この実測補正値をＸ軸基準切断線の位置に加算することで、次に切断する基板素材５のＸ軸の切断線の位置を補正することができる。
【００３４】
本実施形態では、エッジ認識用照明６２は、カメラ５８をはさんでＸ軸方向に整列する２箇所に設けられているため、このままの状態ではＹ軸の切断線についてのずれ量検出ができない。
そこで、制御装置６６は、Ｘ軸のずれ量が検出された後、θ軸スライダー５２を時計回りに９０度（または反時計回りに９０度）回転させ、Ｙ軸の切断線がＸ軸方向に向くように制御する。
【００３５】
そして、Ｙ軸切断線をはさんで対向する基板６ｂ、６ｃについて、それぞれランド２５からエッジ４間の距離（Ｙ５、Ｙ６）を測定する。
測定結果に基づいて、制御装置６６の補正機能は、Ｙ５からＹ６を減算する。Ｙ６−Ｙ５＝０の場合はそれぞれの基板６ｂ，６ｃのランド２５からエッジまでの距離Ｙ５とＹ６とが等く、ずれは無いとして扱う。なお、Ｙ６−Ｙ５≠０の場合は、その減算結果を２で割った値を、Ｙ軸方向のずれ量とする。制御装置６６の補正機能は、このずれ量を、Ｙ軸方向の初期補正値に加算して実測補正値を算出する。そして、制御装置６６の補正機能は、この実測補正値をＹ軸基準切断線の位置に加算することで、次に切断する基板素材５のＹ軸の切断線の位置を補正することができる。
【００３６】
制御装置６６の補正機能は、１枚の基板素材５において、上述のような切断線の補正動作を、Ｘ軸、Ｙ軸方向のいずれかの切断箇所において少なくとも１箇所ずつ行うように動作する。
【００３７】
上述したような補正動作は、１枚の基板素材５の切断終了ごとに実行するとよい。このようにすることで、常に正確な基板の切り出しを行うことができる。
【００３８】
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】基板切断装置の平面図である。
【図２】基板切断装置の正面図である。
【図３】ずれ量検出装置の正面図である。
【図４】カメラで切断部分を撮影した認識画像である。
【図５】ずれ量に基づいて切断線の位置を補正する動作について説明する説明図である。
【図６】複数の配線基板が配列されている基板素材を示す平面図である。
【図７】従来の基板切断装置の平面図である。
【図８】従来のずれ量検出装置の正面図である。
【図９】従来の認識画像の概略説明図である。
【図１０】従来のずれ検出装置のカメラで切断部分を撮影した認識画像である。
【符号の説明】
【００４０】
４  エッジ
５  基板素材
６  配線基板
８  基板の側面
４０  基板切断装置
４１  載置台
４２  切断ブレード
４４  ずれ量検出装置
４６  スピンドル
４８  Ｙ軸スライダー
４９，５３  スライドガイド
５０  Ｘ軸スライダー
５２  θ軸スライダー
５４  逃げ溝
５５  アーム
５８  カメラ
６０  ランド認識用照明
６２  エッジ認識用照明
６４  エアブローノズル
６６  制御装置
Ｂ１  ランド認識照射光
Ｂ２  エッジ認識照射光
【図１】
0004843308.tif 000002
【図２】
0004843308.tif 000003
【図３】
0004843308.tif 000004
【図５】
0004843308.tif 000005
【図６】
0004843308.tif 000006
【図７】
0004843308.tif 000007
【図８】
0004843308.tif 000008
【図４】
0004843308.tif 000009
【図９】
0004843308.tif 000010
【図１０】
0004843308.tif 000011