(57)【要約】【課題】  ロール状の基板の穴開け加工を効率よく迅速に完了する基板穴開け装置を提供する。【解決手段】  作業ステージ５に対して上下動する穴開け治具７により基板９に穴を開ける基板穴開け装置本体３に対して、ロール状の基板９を前記作業ステージ５へ向けて送り出す基板送り出し機構３３と、基板送り出し機構３３から送り出された基板９を前記作業ステージ５上面で複数に重なり合うよう折返す基板折返し機構２７と、基板折返し機構２７で折返えされた基板９を巻取る基板巻取り機構２９とを設ける。一方、前記複数に重なり合う基板９の最下位で前記作業ステージ５上面にロール状のバックアップボード１１を送り出すバックアップボード送り出し機構１５及びそのバックアップボード１１を巻取るバックアップボード巻取り機構１９と、前記作業ステージ５上で複数に重なり合う最上位の基板上面にロール状の押えボード１３を送り出す押えボード送り出し機構３９及びその押えボード１３を巻取る押えボード巻取り機構４３とによって構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業ステージに対して上下動する穴開け治具により基板に穴を開ける基板穴開け装置本体と、ロール状の基板を前記作業ステージへ向けて送り出す基板送り出し機構と、基板送り出し機構から送り出された基板を前記作業ステージ上面で複数に重なり合うよう折返す基板折返し機構と、基板折返し機構で折返えされた基板を巻取る基板巻取り機構と、前記複数に重なり合う基板の最下位で前記作業ステージ上面にロール状のバックアップボードを送り出すバックアップボード送り出し機構及びそのバックアップボードを巻取るバックアップボード巻取り機構と、前記作業ステージ上で複数に重なり合う最上位の基板上面にロール状の押えボードを送り出す押えボード送り出し機構及びその押えボードを巻取る押えボード巻取り機構とから成ることを特徴とするフレキシブル基板の基板穴開け装置。
【請求項２】
前記基板折返し機構の折返しローラは、付勢手段により付勢され、前記基板に張力を与えるテンションローラを兼備えていることを特徴とする請求項１記載のフレキシブル基板の基板穴開け装置。
【請求項３】
前記基板折返し機構の折返しローラは、基板の穴開け完了後、折返えされた各層の基板が次の穴開け加工領域まで上から又は下から順々に所定のタイムラグを有して移動するよう緊張解除方向と緊張方向とにわたって移動制御可能となっていることを特徴とする請求項１又は２記載のフレキシブル基板の基板穴開け装置。
【請求項４】
折返えされた基板と基板の間には、穴開け完了時に各基板と基板との間に隙間を作る進退可能な基板ガイド部材が挿入されることを特徴とする請求項１記載のフレキシブル基板の基板穴開け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈曲可能な帯状に形成されたフレキシブル基板の穴開けに適する基板穴開け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）は、ポリイミド基材を挟んで両面に銅回路を備えた銅箔積層基板（ＣＣＬ）が使用される。両面の銅回路は、電気的導通を図るために貫通した穴を開け、その穴に銅メッキを施すことで両面回路間が接続されるようになっている。銅箔積層基板（ＣＣＬ）は、ロールタイプのＣＣＬと所定の寸法に裁断された枚葉タイプのＣＣＬがあり、いずれも作業ステージ上にセットされ、穴開け治具により貫通した穴が開けられるようになっている。
【非特許文献１】「プリント配線板の穴あけ、外形加工」ＰＷＢ機械加工研究会編（１９９４年４月２８日発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ロールタイプのＣＣＬと所定の寸法に裁断された枚葉タイプのＣＣＬを穴開け加工する際、前者にあっては送り出しロールによって送り出しながら穴開け加工を行ない、それを順次巻取りロールによって巻取るようになるため、ロールタイプのＣＣＬは折れやしわを作ることなく穴開け加工ができる。また、ロール状のため加工する時、あるいは、加工完了後の製品管理等が容易となる。反面、次のような問題をかかえる。
【０００４】
一般に１つの１ロールの長さは、時間のかかるロール交換作業が頻繁に行なうことがないよう生産性等を考慮して約１００ｍに設定されている。この１ロールの長さはロール交換から次のロール交換までのリードタイムを長くしたものであるが、１ロール全領域にわたって穴開けが完了するまでに長時間を必要とし、次のロールの交換サイクルが長くなることに加えて、１ロール完了時まで同じプログラムによって最後まで穴開け加工が行なえるようプログラム制御されているため、多品種生産には対応できないのが現状となっている。
【０００５】
また、一回、一回の穴開け加工のため生産効率の面でも望ましくなかった。
【０００６】
この場合、生産効率の面を考えるなら、例えば、多数のロールを用意して各ロールから繰出した基板を重ね合せ、それらを一度に穴開け加工することで生産効率の向上を図ることができるが、１ロール全領域にわたって穴開け加工を完了するには長時間を必要とすることには変りなく、次のロール変換までに時間がかかり多品種生産に対応できないことは前記した通りである。
【０００７】
一方、後者にあってはロールタイプのＣＣＬに対して複数重ね合せることができるため、一枚、一枚のＣＣＬを重ね合せることで一度に多数の穴開け加工ができることと、多品種生産の面でも対応が可能となる。反面、近年はフレキシブル基板により一層の薄型化が求められ、それに合わせてベースとなるＣＣＬのポリイミド基材も薄くなる傾向にある。
【０００８】
このために、面剛性が弱くなり、持ち運び等に神経を使うようになると共に重ね合わせて穴開け加工するハンドリン操作時に、折れやしわが発生する等の不具合いを招き易く、それが不良品につながる問題がある等それぞれ一長一短があった。
【０００９】
そこで、本発明は、生産性に優れると共に多品種生産にも対応可能なロールタイプのＣＣＬに適するフレキシブル基板の基板穴開け装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明にあっては、作業ステージに対して上下動する穴開け治具により基板に穴を開ける基板穴開け装置本体と、ロール状の基板を前記作業ステージへ向けて送り出す基板送り出し機構と、基板送り出し機構から送り出された基板を前記作業ステージ上面で複数に重なり合うよう折返す基板折返し機構と、基板折返し機構で折返えされた基板を巻取る基板巻取り機構と、前記複数に重なり合う基板の最下位で前記作業ステージ上面にロール状のバックアップボードを送り出すバックアップボード送り出し機構及びそのバックアップボードを巻取るバックアップボード巻取り機構と、前記作業ステージ上で複数に重なり合う最上位の基板上面にロール状の押えボードを送り出す押えボード送り出し機構及びその押えボードを巻取る押えボード巻取り機構とから成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の基板穴開け装置によれば、１つのロール状の基板を作業ステージ上面で複数に重なり合うよう折返えして一度に穴開け加工ができるため、生産性の大幅な向上を図ることができる。また、全領域にわたって穴開け加工する１ロールあたりの加工時間も短くて済むため、次の製品のためのロール交換時間が早まり多品種生産にも対応可能となる。
【００１２】
一方、穴開け完了後の基板は、巻取り機構によってロール状に巻取るようになるため持ち運び等の製品管理が容易になると共に折れやしわを作ることがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１には、前記基板折返し機構の折返しローラを、付勢手段により付勢され、前記基板に張力を与えるテンションローラを兼備えるようにすることで、新たにテンション機構を設けなくて済むと共に、緊張させた状態での穴開け加工可能とする。
【００１４】
第２には、前記基板折返し機構の折返しローラを、基板の穴開け完了後、折返えされた各層の基板が次の穴開け加工領域まで上から又は下から順々に所定のタイムラグを有して移動するよう緊張解除方向と緊張方向とにわたって移動制御可能とし、各層の基板を同時に移動させることなく順々に移動させるようにすることで、各層の基板を全層同時に同期させて動かすための複雑な装置を不用とする。
【００１５】
第３には、折返えされた基板と基板の間に、穴開け完了時に各基板と基板との間に隙間を作る進退可能な基板ガイド部材を挿入し、次の穴開け工程に入る時に基板同志がこすれ合うことなくスムーズに移動できるようにする。
【実施例１】
【００１６】
以下、図１乃至図５の図面を参照しながら本発明の実施形態について具体的に説明する。
【００１７】
図１は本発明にかかる基板穴開け装置全体の概要説明図を示している。
【００１８】
基板穴開け装置１の装置本体３には作業ステージ５とその作業ステージ５の上方に配置された上下動可能なドリル等の穴開け治具７を備えている。
【００１９】
穴開け治具７は基板９によって求められる穴径や穴数に対応して取付け、取外し及び交換が可能となっていて、操作スイッチ（図示していない）により穴開け時は前記作業ステージ５上面まで下降し、加工完了後は元の加工待機位置まで上昇するようになっている。
【００２０】
作業ステージ５は前記穴開け治具７により基板９を穴開け加工する所で、作業ステージ５の上面にはバックアップボード１１と折返えされた前記基板９と押えボード１３の順に載置セットされるようになっている。
【００２１】
バックアップボード１１は、前記した如く作業ステージ５の上面に位置し前記基板９を貫通した穴開け治具７の先端を受け止める治具受けとなっていて合成樹脂の材質によりロール状に形成されている。
【００２２】
ロール状のバックアップボード１１はバックアップボード送り出し機構１５に回転自在に装着され、そのバックアップボード送り出し機構１５によって送り出されたバックアップボード１１は前記作業ステージ５の前後に配置されたガイドローラ１７、１８を介して作業ステージ５に対し水平にガイドされると共にバックアップボード巻取り機構１９のロール２１に巻取られるようになっている。
【００２３】
なお、前記前後のガイドローラ１７、１８は、バックアップボード１１が送り出される時、作業ステージ５上面とこすれ合うことがないよう昇降自在に支持された手段となっていることが望ましい。
【００２４】
基板９は、ポリイミド基材の両面に銅回路が施こされた形状となっていて、ロール状に形成され基板送り出し機構２３に回転自在に装着されている。基板送り出し機構２３から送り出された基板９は、作業ステージ５の前後にそれぞれ配置された複数のガイドローラ２５、２６と複数の基板折返し機構２７とによって、前記作業ステージ５上面に対して水平にガイドされた状態で複数に重ね合わされると共に、基板巻取り機構２９のロール３１に巻取られるようになっている。
【００２５】
基板折返し機構２７は、前記作業ステージ５上面で何層に重ね合せるかの条件によって変化し、例えば、２層となる上下２枚の場合には基板折返し機構２７は１つで済むようになる。この実施形態の基板折返し機構２７は図１左側に４つ、右側に３つそれぞれ配置され８層に重ね合わされた形状となっている。
【００２６】
基板折返し機構２７は、図２に示すように前記基板９が折返えされた折返しローラ３３とその折返しローラ３３を緊張方向（矢印イ実線）と緊張解除方向（矢印ロ鎖線）とにわたって移動制御する駆動装置３５を有している。駆動装置３５は内部にアクチュエータ等（図示していない）の駆動部が内装され、駆動装置３５により長孔３７の範囲内において折返しローラ３３のスライド移動（実線、鎖線）が可能となっていて、常時緊張方向（矢印イ）へ付勢されている。
【００２７】
したがって、基板折返し機構２７の折返しローラ３３は、前記基板９を前記作業ステージ５へ向けて折返す機能に加えて、前記基板９に緊張力を与えるテンションローラを兼備える構造となっている。
【００２８】
折返しローラ３３のスライド移動の移動量（実線と鎖線）Ｌは、前記基板９の穴開け領域Ｌ−１から次の穴開け領域（同じ寸法Ｌ−１）までの移動ストロークと対応している。
【００２９】
したがって、例えば、前記各基板折返し機構２７の折返しローラ３３を駆動する駆動装置３５の作動タイミングを図外の制御部によって順次コントロールすることで、例えば、各層の基板９を上から順次に移動させることが可能となる。
【００３０】
この点について図３の説明用の図面に基づいて説明すると、まず、基板９を基板巻取り機構２９によって一定量巻取るのと同時に、第１の折返しローラＲ−１を緊張解除方向（実線）へ移動させることで最上位の基板９はＬ−１からＬ−２へ移動するようになる。次に、第２の折返しローラＲ−２を実線から鎖線へ移動させるのと同時に前記第１の折返しローラＲ−１を鎖線位置へ復帰させる待機状態とすることで、最上位から２番目の基板９をＬ−１からＬ−２へ移動させることが可能となる。次に、第３の折返しローラＲ−３を実線から鎖線へ移動させるのと同時に、前記第２の折返しローラＲ−２を実線位置へ復帰させる待機状態とすることで、最上位から３番目の基板９をＬ−１からＬ−２へ移動させることが可能となり、この動作を順次繰返すことで上から順々に基板９の移動が行なえるようになる。
【００３１】
この場合、前記動作を何回か繰返す内、穴開けされた領域Ｌ−２が穴開け領域Ｌ−１に到達した時点で、新たな穴開け領域が最上位にくるまで巻き取り、再び前記動作を繰返すことで穴開け作業が行なえるようになる。
【００３２】
これにより、折返えされた基板９を同時に全層にわたって同期させて移動させる複雑な同期装置を用いなくても容易に各基板９の移動が行なえるようになっている。
【００３３】
なお、各層の基板９は上層からではなく下層の基板９から上層の基板９へ向かって順次移動させる手段とすることも可能である。
【００３４】
また、基板折返し機構２７によって折返えされた基板９の折返し領域の長さ、即ち、折返しローラ３３からガイドローラ２５、２６までの寸法は、最終的に枚葉に裁断するときの製品サイズの倍数の設定されるようになっていることと、折返しローラ３３とガイドローラ３３との間に基板フィード長制御ローラ２８が設けられていることが望ましい。
【００３５】
一方、制御部によって作動制御される駆動装置３５の制御にあたって、例えば第１の折返しローラＲ−１の復帰作動完了前に第２の折返しローラＲ−１を作動させ、第２の折返しローラＲ−２の復帰作動完了前に第３の折返しローラＲ−３を作動する前倒し制御とすることで、各層の基板９を迅速に移動完了させることが可能となる。
【００３６】
押えボード１３は、重ね合わされた基板９の最上位に位置し、基板９を上から押える作用を備え薄いアルミ等の材質によりロール状に形成されている。
【００３７】
ロール状の押えボード１３は、押えボード送り出し機構３９に回転自在に装着され、作業ステージ５の前後に配置されたガイド昇降ローラ４１，４１を介して作業ステージ５に対し水平にガイドされると共に押えボード巻取り機構４３のロール４５に巻取られるようになっている。
【００３８】
ガイド昇降ローラ４１は、図４に示すように駆動部４７によって上下動自在に制御される伸縮ロッド４９によって支持されると共に穴開け加工時は下降し、重ね合わされた基板９を上から押えるよう機能する。また、穴開け完了時は上昇して基板９の押えを解除するよう機能すると共に、押えが解除された基板９と基板９の間には図５に示すように基板ガイド部材５１が進退自在に挿入可能となっている。
【００３９】
基板ガイド部材５１は摩擦抵抗の小さい材質を使用するか、これによって表面処理され、基板９と基板９の間に隙間を作ることで、傷等につながる大きな摺動抵抗を招くことなく基板９の移動が円滑に行なえるようになっていて、駆動装置５３によって進退自在に支持された構造となっている。
【００４０】
駆動装置５３は、穴開け完了時に前記ガイド昇降ローラ４１が上昇するのと同時に基板ガイド部材５１を基板９へ向けて前進させると共に基板９の移動完了時には、基板ガイド部材５１を後退させるよう作動制御する。
【００４１】
このように構成された基板穴開け装置１によれば、ロール状の基板９を基板折返し機構２７によって複数重ね合わせた状態で一度に穴開け加工が行なえるようになる。この穴開け加工時に折返し機構２７のテンション機構によって基板９に緊張力を与えることが可能となるため穴開け加工時に折れやしわを作ることがなくなる。同時に１ロール全領域にわたって穴開け加工が迅速に完了し、次の製品への交換が行なえるようになり多品種生産にも対応が可能となる。
【００４２】
一方、穴開け完了時、重ね合わされた各層の基板９は、例えば、上から順々に穴開け領域から次の穴開け領域まで移動し、次の穴開け待機状態が得られる。この基板９の移動時、基板９と基板９の間に挿入される基板ガイド部材５１によって傷等につながる大きな摺動抵抗を招くことなく円滑に移動するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明にかかる基板穴開け装置全体の概要説明図。
【図２】基板折返し機構の一部分の概要説明図。
【図３】各層の基板を順々に移動させる説明用の動作図。
【図４】押えボードのガイド昇降ローラの概要説明図。
【図５】基板ガイド部材の概要説明図。
【符号の説明】
【００４４】
３…基板穴開け装置本体
５…作業ステージ
７…穴開け治具
９…基板
１１…バックアップボード
１３…押えボード
１５…バックアップボード送り出し機構
１９…バックアップボード巻取り機構
２３…基板送り出し機構
２７…基板折返し機構
２９…基板巻取り機構
３３…折返しローラ
３９…押えボード送り出し機構
４３…押えボード巻取り機構
５１…基板ガイド部材
【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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