(57)【要約】      （修正有）【課題】  基板に対して電子部品の実装及び接合を安定して行える回路基板製造装置を提供する。【解決手段】  回路基板製造装置において、付着器は記基板を基板用支持治具に押しつけて仮付着させ、接合材料供給器は仮付着された基板に電子部品を接合させる接合材料を塗布し、部品実装器は塗布された接合材料に電子部品を実装し、加熱器は電子部品が実装された接合材料を加熱して基板に電子部品を接合させ、基板取出器は電子部品が接合された基板を基板用支持治具から剥離させる。【選択図】  図４
2005123636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に電子部品を実装して電子回路基板を完成させる回路基板製造装置であって、
基板用支持治具に仮付着されると共に、電子部品が実装された基板を、当該基板用支持治具から剥離させる基板取出器を備え、
前記基板用支持治具は、互いに対向する概ね平行な第１面と第２面で規定されるベース材と、所定の単位粘着度を有する付着材が塗布されて、前記第１面側に所定の形状および所定の厚みで規定される付着層が形成される付着領域とを備え、当該付着領域内には、その表面が前記付着層の表面から所定の距離だけ突出されて形成されるランド部が形成され、前記付着材と前記ベース材との間の粘着力は、当該付着材と前記基板との間の粘着力より小さいことを特徴とする回路基板製造装置。
【請求項２】
前記基板を基板用支持治具に押しつけて、仮付着された付着器を更に備える請求項１に記載の回路基板製造装置。
【請求項３】
前記仮付着されると共に、基板に前記電子部品を接合させる接合材料を塗布する接合材料供給器を更に備える請求項２に記載の回路基板製造装置。
【請求項４】
前記塗布された接合材料に前記電子部品を実装する部品実装器を更に備える請求項３に記載の回路基板製造装置。
【請求項５】
記電子部品が実装された接合材料を加熱して、前記基板に前記電子部品を接合させる加熱器を更に備える請求項４に記載の回路基板製造装置。
【請求項６】
前記加熱器は、前記第２面側で接触して前記ベース材を加熱する加熱用テーブルを備える請求項５に記載の回路基板製造装置。
【請求項７】
前記ベース材および前記基板には、それぞれ、位置決めに用いられる位置決め用マークおよび基板側マークが設けられており、
前記付着器は、
前記基板の全面若しくはほぼ全面を吸着保持する保持部材と、
前記吸着保持されている基板を前記付着領域へ押しつける仮付着させる保持押圧器と、
前記位置決め用マークと前記基板側マークを認識する認識器と、
前記認識の結果に基づいて前記保持押圧器の動作を制御する制御器とを備える請求項２に記載の回路基板製造装置。
【請求項８】
前記接合材料供給器は、
前記基板が仮付着された基板用支持治具を保持して位置決めする治具保持器と、
前記位置決めされた基板上にスクリーンマスクを配置し、当該スクリーンマスクを通して前記接合材料を当該基板に塗布する塗布器とを備える請求項３に記載の回路基板製造装置。
【請求項９】
前記部品実装器は、
前記仮付着された基板に実装される電子部品を供給する部品供給器と、
前記供給された電子部品を保持して前記基板に実装する部品保持器とを備える請求項４に記載の回路基板製造装置。
【請求項１０】
前記基板取出器は、
前記第２の開口から前記貫通穴に進入して前記第１の開口から突出可能に配置された取外用ピンと、
前記取外用ピンを前記貫通穴の中を前記基板用支持治具に対して相対的に移動させる剥離用駆動器を備える請求項１に記載の回路基板製造装置。
【請求項１１】
前記基板取出器は、前記取外用ピンの移動によって、前記基板用支持治具から剥離される基板を保持する基板保持器をさらに備える請求項１０に記載の回路基板製造装置。
【請求項１２】
前記取外用ピンは、前記仮付着している基板において前記電子部品が実装されていない部品非実装部分に対応して配置されることを特徴とする請求項１０に記載の回路基板製造装置。
【請求項１３】
前記基板が剥離された基板用支持治具における、前記付着材を清掃する清掃器をさらに備える請求項１に記載の回路基板製造装置。
【請求項１４】
前記清掃器は、
前記付着領域から塵埃を除去するための付着領域洗浄用布と、
前記洗浄用布を前記付着材に接触させながら、前記基板用支持治具に対して相対的に移動させる移動器とを備える請求項１３に記載の回路基板製造装置。
【請求項１５】
基板用支持治具に基板を仮付着させる付着器であって、
前記基板の全面若しくはほぼ全面を吸着保持する保持部材と、
前記保持されている基板を前記基板用支持治具に押つけて仮付着させる保持押圧器と、
前記保持押圧器にて前記基板を前記ベース材へ仮付着させるときに、前記基板用支持治具に記され前記基板の位置決め用に使用される位置決め用マーク、及び前記基板に記され前記基板の位置決め用に使用される基板側マークを認識する認識器と、
前記位置決め用マークと前記基板側マークとを認識する認識器と、
前記認識の結果に基づいて前記保持押圧器の動作を制御する制御器とを備え、
前記基板用支持治具は、互いに対向する概ね平行な第１面と第２面で規定されるベース材と、所定の単位粘着度を有する付着材が塗布されて、前記第１面側に所定の形状および所定の厚みで規定される付着層が形成される付着領域とを備え、当該付着領域内には、その表面が前記付着層の表面から所定の距離だけ突出されて形成されるランド部が形成され、前記付着材と前記ベース材との間の粘着力は、当該付着材と前記基板との間の粘着力より小さく、前記ベース材および前記基板にはそれぞれ位置決めに用いられる位置決め用マークおよび基板側マークが設けられていることを特徴とする付着器。
【請求項１６】
基板に電子部品を実装して電子回路基板を完成させる回路基板製造装置であって、
前記基板用支持治具に前記基板を仮付着させる付着器と、
前記仮付着された基板を前記基板用支持治具から剥離させる基板取出器とを備え、
当該基板取出器は、前記第２の開口から前記貫通穴に進入可能に配置された取外用ピンと、
前記取外用ピンを前記貫通穴の中を前記基板用支持治具に対して相対的に移動させて前記仮付着している基板用支持治具を押す剥離用駆動器と、
前記取外用ピンの移動によって、前記基板用支持治具から剥離される基板を保持する基板保持器とを備え、前記基板用支持治具は、互いに対向する概ね平行な第１面と第２面で規定されるベース材と、所定の単位粘着度を有する付着材が塗布されて、前記第１面側に所定の形状および所定の厚みで規定される付着層が形成される付着領域とを備え、当該付着領域内には、その表面が前記付着層の表面から所定の距離だけ突出されて形成されるランド部が形成され、前記付着材と前記ベース材との間の粘着力は、当該付着材と前記基板との間の粘着力より小さいことを特徴とする回路基板製造装置。
【請求項１７】
基板に電子部品を実装して電子回路基板を完成させる回路基板製造方法であって、
請求項１に記載の基板用支持治具に、前記基板を貼り付けるステップと、
前記貼り付けられた基板にクリーム半田を印刷するステップと、
前記クリーム半田が印刷された基板に電子部品を実装するステップと、
前記電子部品が実装された基板をリフローして、当該電子部品を当該基板に固定するステップと、
前記電子部品が固定された基板を前記基板用支持治具より剥離させるステップとを備える回路基板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばフィルム状で可撓性を有する基板への電子部品の実装動作等において基板を支持する基板用支持治具、該基板用支持治具に基板を支持しながら基板への電子部品の実装及び接合等を行い基板を回路基板として製造する回路基板製造装置、並びに回路基板製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の電子機器においては、小型軽量化が要求されることからシート状のフレキシブル基板が用いられている。このフレキシブル基板は樹脂シートにプリント配線を施したものであり、１枚のフレキシブル基板に複数の配線パターンを形成し、その配線パターンにＩＣ、コンデンサ、抵抗器、コイル、コネクタ、などの電子部品が実装されてフレキシブルな回路基板を構成する。そして、このフレキシブルな回路基板が機器に組み込まれる。
【０００３】
このようなフレキシブルな回路基板は、基板の厚さを薄くできかつ軽量化でき、曲げ、折り畳みが可能なことより機器の複雑な形状に添い機器の可動部に対しても特別な間接部を持つ必要がなく小型化も可能である点が特徴である。
【０００４】
特に、樹脂シートの厚さが１０μｍ程度のものも可能であり、銅箔からなる配線パターンを含めて厚さが３０ミクロン程度のフレキシブル基板も実用化されている。
【０００５】
しかしながら、フェノール紙、ガラスエポキシ樹脂、又はセラミック等を材料とし、大部分の大きさが１辺１０ｍｍ以上で、その厚みが０．１〜４ｍｍである基板を対象とし、該基板の両端部をベルトで支持して搬送するように構成されている一般の実装設備では、フレキシブル基板は、その剛性が小さいことから、フレキシブル基板単体での搬送は困難である。
【０００６】
そこで、従来では、図１６に示すように、厚みがあり剛性を有する金属プレート４１にフレキシブル基板４３を押さえ金具４２等で固定し、この金属プレート４１を一般の実装設備の搬送系を変更した専用設備に供給し、フレキシブル基板４３にクリーム半田４４を印刷し、電子部品４５を実装し、クリーム半田４４をリフローして電子部品４５を実装している。さらに、種々なフレキシブル基板の保持方法（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、および特許文献８）が提案されている。
【特許文献１】特開平１−１９８０９４号公報
【特許文献２】特開平３−２６２１９４号公報
【特許文献３】特開平４−３４２１９６号公報
【特許文献４】特開２０００−２６１１９３号公報
【特許文献５】特開２００１−１４４４３０号公報
【特許文献６】特開２００１−２１０９９８号公報
【特許文献７】特開２００２−２３２１９７号公報
【特許文献８】特開２００２−３７４０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、フレキシブル基板４３を金属プレート４１に個々に固定する工程の作業性が悪く、押さえ金具４２がフレキシブル基板４３の上面より突出するため、クリーム半田４４をスクリーン印刷する工程で、専用のスクリーンが必要となり、さらにフレキシブル基板４３の複数箇所を押さえ金具４２で押さえているので、図１７に示すようにフレキシブル基板４３の平面度が悪く、スクリーンとの密着性が悪くなる。よって、クリーム半田４４の印刷品質を悪化させ、印刷位置のずれやにじみが発生し、高品質の実装を安定して行うことができないという問題がある。
【０００８】
複数のフレキシブル基板を位置精度よく搭載しようとすると、押さえ金具が複数必要となり、基板の位置がずれないように固定するため作業が繁雑となる。また、金属プレートを用いているため、実装設備が専用設備となり製造コストが高くなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、基板に対して、電子部品の実装及び接合に関する動作を安定して行え、さらに電子部品が接合された基板の品質を損ねることなく該基板の取り外しが行える、基板用支持治具、該基板用支持治具に基板を支持しながら基板への電子部品の実装及び接合等を行い基板を部品実装回路基板として製造する回路基板製造装置、並びに回路基板製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、本発明にかかる、基板に電子部品を実装して電子回路基板を完成させる回路基板製造装置は
基板用支持前治具に仮付着されると共に、電子部品が実装された基板を、当該基板用支持治具から剥離させる基板取出器を備え、
前記基板用支持治具は、互いに対向する概ね平行な第１面と第２面で規定されるベース材と、所定の単位粘着度を有する付着材が塗布されて、前記第１面側に所定の形状および所定の厚みで規定される付着層が形成される付着領域とを備え、当該付着領域内には、その表面が前記付着層の表面から所定の距離だけ突出されて形成されるランド部が形成され、前記付着材と前記ベース材との間の粘着力は、当該付着材と前記基板との間の粘着力より小さいことを特徴とする回路基板製造装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる回路基板製造装置においては、付着装置と、部品実装装置と、加熱装置と、基板取出装置とを備え、基板用支持治具上に基板の裏面の全面を剥離自在に付着させることで基板用支持治具上に基板を保持するようにした。よって、基板の平坦度を確保しながら基板用支持治具上に基板を支持できる。さらに、基板と基板用支持治具とを一体として、可撓性のない通常の回路基板と同様に扱え、基板へ電子部品を実装、接合できる。
【００１２】
基板に対しても既存の設備を利用して、電子部品の実装及び接合ができることから、効率的かつ低コストにて高品質の部品実装を安定して行える。さらに、電子部品を接合した基板を基板用支持治具から取り外した後、基板用支持治具を再び基板の仮付着のために使用するという循環工程を採ることができ、基板用支持治具上への基板の供給と、取り外しとを自動的に行える。
【００１３】
付着装置は認識装置を備えることで、基板取出装置と協働して、基板用支持治具への基板の自動装着及び自動取り外しができる。清掃装置を備えることで、基板用支持治具上の異物を取り除くことができ、基板用支持治具の付着領域の付着材の付着効果を持続できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態にかかる、基板用支持治具、回路基板製造装置、及び回路基板製造方法について、図を参照しながら以下に説明する。ここで回路基板製造装置は、基板用支持治具に基板を支持しながら基板への電子部品の実装及び接合等を行い基板を部品実装回路基板として製造する装置であり、回路基板製造方法は、回路基板製造装置にて実行される製造方法である。各図において、同じ構成部分については同じ符号を付している。
【００１５】
基板として、本実施形態では、樹脂材にてなるフィルム状で、可撓性を有するフレキシブルな基板でありプリント配線を施した、例えば図３に示すような形状にてなるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を例に採る。尚、図３に示すように短冊状で枚葉式のＦＰＣ１５０の大きさは、例えば幅約３０ｍｍ、長さ約７０ｍｍである。基板用支持治具にて支持される、対象となる基板として、特には、剛性が低いことから単独での搬送が困難であるような基板が適切な例に相当するが、しかしながら対象となる基板は、ＦＰＣや、搬送が困難な基板に限定されるものではない。尚、図３に示すように、ＦＰＣ１５０には電子部品１３０が実装されるが、本実施形態では、ＦＰＣ１５０の片面のみに実装される。
【００１６】
図１には、上述の基板用支持治具の機能を果たす一例に相当する可撓性基板用支持治具１０１が示されている。該可撓性基板用支持治具１０１は、ベース材１１０を有し、ＦＰＣ１５０を剥離可能に仮付着するための付着材１１１をベース材１１０の載置側１１０ａに設け、付着材１１１にてＦＰＣ１５０を仮付着してベース材１１０上に支持する板状の治具である。
【００１７】
「仮付着」とは、付着材１１１に対してＦＰＣ１５０を付着した後、付着材１１１からＦＰＣ１５０を除去可能であることを意味する。ベース材１１０は、後述する加熱動作による熱を効率よくＦＰＣ１５０に伝導し、冷却の際の放熱を効率よく行うため、熱伝導率の高いアルミニウムやマグネシウムの合金を用いるのが好ましい。その厚みは、後述する加熱動作による熱伝導と機械的強度を考慮して２〜４ｍｍ程度が好ましい。
【００１８】
さらに可撓性基板用支持治具１０１は、付着材１１１を有する付着領域１１２内にてベース材１１０を貫通して形成され、仮付着しているＦＰＣ１５０をベース材１１０から剥離させるための貫通穴１１６を有する。尚、図１及び図２では、付着領域１１２にハッチングを施しているが、これは断面を表現したものではなく、付着材１１１の存在箇所を示すために施したものである。本実施形態では、貫通穴１１６は、円形形状であるが、該形状に限定されるものではなく、例えば角穴等の形状でもよい。
【００１９】
付着領域１１２は、付着材１１１が設けられる充填部１１３と、付着材１１１が設けられず貫通穴１１６を開口する非充填部１１４とから構成される。本実施形態ではベース材１１０へ付着材１１１の付着領域１１２を作製する方法は、以下のように行う。つまりベース材１１０の載置側１１０ａを、本実施形態ではフライス盤にて凹状に切削して充填部１１３を形成する。切削された充填部１１３における載置側１１０ａの表面からの深さは、付着材１１１の厚みに関係する。該付着材１１１の厚みは、ＦＰＣ１５０と付着材１１１との密着性や、後述するように可撓性基板用支持治具１０１の加熱時の熱を効率よくＦＰＣ１５０に伝導するため、薄い方が好ましく、０．１ｍｍから０．６ｍｍ程度が最も好ましい。
【００２０】
よって、本実施形態では、充填部１１３の深さは、１ｍｍ未満、好ましくは０．５ｍｍ前後としている。このとき非充填部１１４は、切削加工が行われない部分である。よって、非充填部１１４は、充填部１１３に比して突出することになる。上述のようにして形成した充填部１１３には、接着剤を設けた後、付着材１１１を充填し、加熱、加圧して付着材１１１を固定する。このように形成される充填部１１３は、ＦＰＣ１５０用の平坦な付着面を有し、可撓性基板用支持治具１０１から剥がれることなく、ＦＰＣ１５０を仮付着できる。
【００２１】
付着材１１１は、載置側１１０ａの表面からほんの僅かに、本実施形態では約０．１ｍｍ程度にて、突設するように設けられる。このとき、非充填部１１４は充填部１１３に比して突出しておりかつ付着材１１１の表面張力により、非充填部１１４に付着材１１１が設けられることはない。
【００２２】
このように、非充填部１１４を充填部１１３に比して突出させておくことで、充填部１１３への付着材１１１の充填を容易に行える。
【００２３】
付着材１１１は、載置側１１０ａの表面及び非充填部１１４に対して０．１ｍｍ程度高くなる。このように付着材１１１を高くすることで、後述のように清掃装置２６０にて付着材１１１部分の清掃を行うとき、付着材１１１の端部における拭き残し等の発生を防止することができ、ＦＰＣ１５０が直接に載置側１１０ａの表面及び非充填部１１４に接触しないので、ＦＰＣ１５０が載置側１１０ａの表面から剥がれ易くなることを防止できる。
【００２４】
付着材１１１としては、ＦＰＣ１５０のような可撓性基板が付着可能でかつ剥離可能な付着力を有する材料であって、本実施形態では後述するように、可撓性基板用支持治具１０１はＦＰＣ１５０を付着した状態にて加熱されることから、耐熱性を有する材料であり、可撓性基板用支持治具１０１に付着されているＦＰＣ１５０に対して電子部品が装着されることから、部品装着にふさわしい硬度を有する材料でなければならない。具体的には、付着力を有する材料としては、シリコンゴムや、ポリウレタンゴムが存在する。よって、耐熱性が要求されない場合には、ポリウレタンゴムを使用することも可能である。
【００２５】
加熱は、ＦＰＣ１５０上に装着された電子部品とＦＰＣ１５０とを接合するための接合材料に対して作用され、接合材料として例えばクリーム半田が使用されているときには加熱によりクリーム半田の溶融を行う。よって耐熱性とは、接合材料に対して実行される動作における条件に耐え得る耐熱性であり、接合材料として鉛フリー半田を含むクリーム半田を使用しているとき加熱温度は約２３０℃であることから、具体的には約２５０℃で数分という耐熱性を有すればよいことになり、接合材料として共晶半田を使用しているときには、共晶半田の融点１８３℃に基づき１８５℃以上の耐熱性を有すれば良い。
【００２６】
このような耐熱性を考慮した場合には、付着材１１１としては、シリコンゴムが最適である。尚、一般的にはシリコンゴムの耐熱温度は、保証値として約２００℃と定義されているが、上述のように付着材１１１の耐熱性は、接合材料に対して実行される動作における条件に耐え得るものである。よって、約２５０℃という温度は保証値を超えるが、作用する時間が数分であることから、付着材１１１にシリコンゴムを用い加熱、降温を繰り返しても、付着性能等に何等支障は生じないことを出願人は確認している。上述のような耐熱性を有する付着材１１１を使用することで、ＦＰＣ１５０を付着した状態で可撓性基板用支持治具１０１ごと、リフロー加熱することが可能である。
【００２７】
付着材１１１としてゴム材を使用した場合、該ゴム材の硬度を上げると粘着性は低下する傾向にある。よって、ＦＰＣ１５０に対して電子部品を装着することを考慮すると、付着材１１１の硬度は、硬過ぎると付着力が低下することから、下限は２０Ｈｓであり、上限は５０Ｈｓであるのが好ましく、該上、下限内の値若しくは範囲であれば硬度が原因で問題が生じることはない。最適な値は３０Ｈｓ又はこの前後の値である。
【００２８】
後述するように本実施形態では、可撓性基板用支持治具１０１、特に付着材１１１に対して、清掃装置２６０に備わる洗浄用布２６１による拭き取り作業が行われる。よって、付着材１１１は、拭き取り作業によって当該付着材１１１が可撓性基板用支持治具１０１から剥がれたり、基板に対する付着機能が低下したりするのを防止する耐磨耗性をも有する必要がある。本実施形態にて使用した付着材１１１は、出願人の行った実験にて、約２４０００回の拭き取り作業後においても剥離発生及び付着機能低下が見られないことを確認している。このように付着材１１１が耐磨耗性を有することで、付着材１１１に対する拭き取り作業を実施しても付着材１１１の剥離発生及び付着機能低下は生じず、拭き取り作業との相乗作用により、常に最適な付着機能を発揮できる。
【００２９】
付着領域１１２の大きさ及び形状は、可撓性基板用支持治具１０１に付着されるＦＰＣ１５０の大きさ及び形状に基づいて決定される。後述するように、付着領域１１２に付着されたＦＰＣ１５０は、電子部品の接合後、可撓性基板用支持治具１０１から剥がす必要がある。本実施形態では、後述するように、接合材料に対する加熱は、可撓性基板用支持治具１０１を加熱装置２４０のヒータ部２４１上に直接載置して、ベース材１１０及び付着材１１１を通して行われる。
【００３０】
このような観点から、図２に示すように、外部の端子との接続部分であるＦＰＣ１５０のリード部１５１までも付着領域１１２の付着材１１１に付着させる構造とした場合、剥がすときにリード部１５１がカールする場合や折れ曲がる場合が生じ当該ＦＰＣ１５０は使用不可となる。よって、付着領域１１２は、付着するＦＰＣ１５０におけるリード部１５１以外の非リード部１５２の少なくとも一部に対応するように、可撓性基板用支持治具１０１上に形成される。
【００３１】
リード部１５１は電気的接続部分であるので、汚れ等との接触や付着は好ましくない。本実施形態では形成していないが、リード部１５１が直接、可撓性基板用支持治具１０１の載置側１１０ａの表面に接触するのを防止するため、載置側１１０ａの表面の内、リード部１５１に対応する箇所について、例えば０．５ｍｍ程、凹状に切削したリード部接触防止用溝を形成するのが好ましい。
【００３２】
付着材１１１が設けられない非充填部１１４には、ベース材１１０をその厚み方向に貫通して貫通穴１１６が設けられる。このように、付着材１１１の存在しない部分に貫通穴１１６をあけることで、付着材１１１が存在する部分に貫通穴１１６を形成した場合に貫通穴１１６の開口部分において付着材１１１が該開口の周囲に沿って完全に切除されずに残留する、いわゆるバリ等の発生を防止できる。
【００３３】
貫通穴１１６は、後述するように本実施形態では、可撓性基板用支持治具１０１からＦＰＣ１５０を剥がすとき、ＦＰＣ１５０をその裏側１５０ｂから突き上げるための取外用ピン２５１を貫通させるための穴である。よって、貫通穴１１６は、図３に示すように、１枚のＦＰＣ１５０に対して複数設けられ、ＦＰＣ１５０の特に周縁部分、及びＦＰＣ１５０の中央部分に対応するように設置されるのが好ましい。
【００３４】
ＦＰＣ１５０には、図３に示すように例えば抵抗チップやチップコンデンサ等の電子部品１３０−１と、例えばＱＦＰ等のＩＣやコネクタ等の比較的大型の電子部品１３０−２とが装着される。尚、電子部品１３０−１及び電子部品１３０−２を総称して電子部品１３０と記す。よって、取外用ピン２５１によるＦＰＣ１５０の突き上げ動作は、電子部品１３０の装着場所を除く、図３に示す部品非実装部分１５３にて行うのが好ましい。よって、貫通穴１１６も部品非実装部分１５３に対応するように設けるのが好ましい。
【００３５】
上述したように本実施形態では、可撓性基板用支持治具１０１への付着領域１１２の形成は、各可撓性基板用支持治具１０１に充填部１１３を形成して行った。一方、付着領域１１２の形成方法としては、充填部１１３を形成するための型枠を作製し該型枠を各可撓性基板用支持治具１０１上に設けて付着材１１１を流し込む方法もある。しかしながら、型枠を作製するよりも可撓性基板用支持治具１０１毎に、例えばフライス盤で充填部１１３を形成する方が安価かつ製作容易である。よって、近年のように、多品種で、少量生産され、さらに短期間でモデルチェンジがされる部品実装回路基板用の可撓性基板用支持治具としては、可撓性基板用支持治具１０１毎に凹状の充填部１１３を形成し付着材１１１を設けた治具は、非常に有効である。
【００３６】
さらに、可撓性基板用支持治具１０１には、必要に応じて、予め丸穴、角穴等の位置決め用マーク１１５が設けられる。尚、図１及び図２に示す位置決め用マーク１１５の内、左下の丸穴及び右上の長穴が本実施形態では実際に使用する主位置決め用マーク１１５−１であり、残りの２つは、副位置決め用マーク１１５−２である。よって、２つの主位置決め用マーク１１５−１のみを設けてもよい。位置決め用マーク１１５は、貫通穴の形態に限定されず、例えば、印刷されたマーク等であっても良い。位置決め用マーク１１５は、可撓性基板用支持治具１０１上に、ＦＰＣ１５０を仮付着するときに、当該可撓性基板用支持治具１０１の位置決めに利用し、さらに、ＦＰＣ１５０の銅箔パターン上にクリーム半田印刷を行うときや、電子部品１３０を実装するときの粗位置決めに利用できる。
【００３７】
一方、ＦＰＣ１５０上には、図２及び図３に示すように基板側マーク１５４が設けられている。該基板側マーク１５４は、可撓性基板用支持治具１０１上に、ＦＰＣ１５０を仮付着するときに、当該ＦＰＣ１５０の位置決めに利用し、さらに、クリーム半田印刷を行うとき、及び電子部品１３０の実装するときの粗位置決めに利用できる。
【００３８】
次に、上述した可撓性基板用支持治具１０１を用いてＦＰＣ１５０を搬送しながら該ＦＰＣ１５０へ電子部品を実装し接合して部品実装回路基板を製造する、本発明の実施形態の一つである回路基板製造装置について以下に説明する。
【００３９】
図４に示すように、回路基板製造装置２０１は、付着装置２１０と、接合材料供給装置の機能を果たす一例としての接合材料印刷装置２２０と、部品実装装置２３０と、加熱装置２４０と、基板取出装置２５０とを備え、さらに清掃装置２６０を備えることもできる。これらの装置２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０の順にＦＰＣ１５０を搬送する搬送装置２７０、及び回路基板製造装置２０１の全体の動作制御を行う制御装置２８０をさらに備える。これらの各装置について以下に詳しく説明する。
【００４０】
付着装置２１０は、可撓性基板用支持治具１０１へＦＰＣ１５０を仮付着する装置であり、図５に示すように、ＦＰＣ１５０を保持して可撓性基板用支持治具１０１の付着領域１１２へＦＰＣ１５０を押圧して仮付着を行う保持押圧装置２１１と、認識装置２１２とを備える。ＦＰＣ１５０における近年の銅箔パターンは細密化しており複数のＦＰＣ１５０に対して同時に半田を印刷するときにはＦＰＣ１５０の高い位置精度が要求されることから、認識装置２１２を備えている。
【００４１】
本実施形態では、認識装置２１２は、図示するように保持押圧装置２１１に取り付けられている。保持押圧装置２１１には、図６に示すように、ＦＰＣ１５０の部品実装面１５０ａの全面若しくはほぼ全面に接触する平坦な保持面２１１３にてＦＰＣ１５０を吸着保持する保持部材２１１１を有する。該保持部材２１１１内には、少なくとも一つ、好ましくは複数の開口を保持面２１１３に有する吸引用通路２１１４が形成されており、該吸引用通路２１１４は、吸引動作用の吸引装置２１１２が接続されている。
【００４２】
尚、本実施形態にて処理可能なＦＰＣ１５０は、部品実装面１５０ａにのみ電子部品１３０が表面実装され部品実装面１５０ａに対向する裏面１５０ｂには突起物が存在せず裏面１５０ｂは平坦な可撓性基板である。
【００４３】
認識装置２１２は、可撓性基板用支持治具１０１に記されＦＰＣ１５０の位置決め用に使用される位置決め用マーク１１５、及びＦＰＣ１５０に記されＦＰＣ１５０の位置決め用に使用される基板側マーク１５４を認識する。
【００４４】
付着装置２１０には、駆動装置２１３と、支持治具位置決め装置２１４と、可撓性基板供給装置２１５とが備わる。駆動装置２１３は、本実施形態では図示するように、例えばモータにてなる駆動源２１３１を有するボールネジ機構を有する構造を有し保持押圧装置２１１及び認識装置２１２をＸ方向及びＺ方向へ移動させる。
【００４５】
支持治具位置決め装置２１４は、搬送装置２７０に接続可能であり可撓性基板用支持治具１０１を保持すると共に駆動源２１４１によりＹ方向へ可動である。可撓性基板供給装置２１５は、可撓性基板用支持治具１０１へ載置するＦＰＣ１５０の供給を行う。付着装置２１０に備わる上述の各構成部分は、制御装置２８０にて動作制御される。尚、具体的な動作説明は、後述の、回路基板製造装置２０１の動作説明にて行う。
【００４６】
次に、接合材料印刷装置２２０は、図７に示すように、搬送装置２７０にて搬入された、ＦＰＣ１５０を仮付着した可撓性基板用支持治具１０１を保持し位置決めする治具保持装置２２１と、該治具保持装置２２１にて位置決めされたＦＰＣ１５０上に配置されるスクリーンマスク２２２と、該スクリーンマスク２２２を通して接合材料１２０をＦＰＣ１５０へ塗布する塗布装置２２３とを備える。
【００４７】
図８には、治具保持装置２２１の詳細な構成を示す。治具保持装置２２１は、治具載置台２２１３と、ＦＰＣ１５０に記された基板側マーク１５４を撮像する基板認識カメラ２２１４と、スクリーンマスク２２２上の位置合わせマークを撮像するマスク認識カメラ２２１５とを備え、一般的に広く用いられている４軸ステージを用いて構成される。
【００４８】
治具載置台２２１３は、ＦＰＣ１５０が仮付着された可撓性基板用支持治具１０１を挟持部材２２１１にて保持し、さらにモータを有する駆動部２２１２にてＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に可撓性基板用支持治具１０１を移動及び回転させる装置である。これらの各構成部分は、制御装置２８０に接続され動作制御される。尚、具体的な動作説明は、後述の、回路基板製造装置２０１の動作説明にて行う。
【００４９】
基板認識カメラ２２１４によりＦＰＣ１５０上の基板側マーク１５４が撮像され、該撮像情報は、制御装置２８０にて画像処理される。よって、可撓性基板用支持治具１０１に仮付着されているＦＰＣ１５０の位置が正確に把握される。マスク認識カメラ２２１５にてスクリーンマスク２２２上の位置合わせマークが撮像され、該撮像情報も画像処理されて正確なスクリーンマスク２２２の位置が把握される。よって、これら両者の位置情報に基づいて、スクリーンマスク２２２の穿孔パターンに応じた適正位置にＦＰＣ１５０が位置決めされるように駆動部２２１２が駆動され、高精度な位置決めがなされる。
【００５０】
塗布装置２２３には、スキージ２２３１ａ、２２３１ｂと、制御装置２８０にて動作制御されてスキージ２２３１ａ、２２３１ｂをＹ方向に沿って往復動させるスキージ駆動部２２３２とが備わる。スキージ駆動部２２３２にてスキージ２２３１ａ、２２３１ｂがスクリーンマスク２２２上を移動することで、スクリーンマスク２２２上に設けた接合材料１２０は、穿孔パターンを通してＦＰＣ１５０のランド位置に印刷される。
【００５１】
部品実装装置２３０は、図９に示すように、可撓性基板用支持治具１０１に仮付着されたＦＰＣ１５０へ実装する電子部品１３０を供給する部品供給装置２３１と、該部品供給装置２３１から電子部品１３０を保持しＦＰＣ１５０へ実装する部品保持装置２３２とが備わる。
【００５２】
当該部品実装装置２３０では、部品供給装置２３１として、例えば抵抗チップやチップコンデンサ等の電子部品１３０−１が収納された部品供給テープを巻回したリールを有し部品供給テープを繰り出して部品供給を行う、いわゆるカセットタイプの部品供給装置２３１−１と、例えばＱＦＰ等のＩＣやコネクタ等の比較的大型の電子部品１３０−２を供給する、いわゆるトレイタイプの部品供給装置２３１−２との両方を備えており、それぞれ制御装置２８０にて動作制御される。尚、電子部品１３０−１及び電子部品１３０−２を総称して電子部品１３０と記す。
【００５３】
部品保持装置２３２は、部品供給装置２３１から電子部品を保持してＦＰＣ１５０へ実装する部品保持ヘッド２３２１と、該部品保持ヘッド２３２１をＸ及びＹ方向へ移動する移動装置２３２２とを備え、それぞれ制御装置２８０にて動作制御される。部品保持ヘッド２３２１には、本実施形態では、４つの装着用ヘッドが並設され、それぞれの装着用ヘッドは、電子部品を吸着するノズル２３２１ａと、該ノズル２３２１ａをその軸方向へ昇降させるアクチュエータと、ノズル２３２１ａをその軸周り方向へ回転させるモータとを有する。
【００５４】
移動装置２３２２は、Ｙ方向に平行に延在する一対のＹ駆動部２３２２ａと、この一対のＹ駆動部２３２２ａに懸架されＸ方向に延在するＸ駆動部２３２２ｂとを有し、該Ｘ駆動部２３２２ｂには部品保持ヘッド２３２１が取り付けられている。部品保持ヘッド２３２１は、Ｘ駆動部２３２２ｂにてＸ方向へ移動可能であり、Ｘ駆動部２３２２ｂは、Ｙ駆動部２３２２ａにてＹ方向へ移動可能である。よって、部品保持ヘッド２３２１は、Ｘ駆動部２３２２ｂ及びＹ駆動部２３２２ａにてＸ及びＹ方向へ移動自在である。
【００５５】
部品実装装置２３０には、接合材料１２０が塗布されたＦＰＣ１５０を仮付着した可撓性基板用支持治具１０１が供給される搬送装置２７０が通っており、搬送されてきた可撓性基板用支持治具１０１は、当該可撓性基板用支持治具１０１を保持する保持テーブル２３４に保持される。部品実装装置２３０には、部品保持ヘッド２３２１のノズル２３２１ａにて吸着された電子部品の保持状態を撮像し正規の保持位置からの二次元的な位置ずれを求めるための認識装置２３３が備わる。
【００５６】
該認識装置２３３には、撮像カメラの他、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）を多段状に配列した照明部が設けられている。認識装置２３３は、制御装置２８０と接続され、撮像情報は、制御装置２８０にて画像処理され、位置ずれが求められる。求まった位置ずれ情報は、ＦＰＣ１５０上の所定の実装位置へ電子部品が実装されるように、部品保持ヘッド２３２１の移動量の補正用に使用される。尚、該部品保持ヘッド２３２１の移動量の補正には、ノズル２３２１ａの軸周り方向への回転角度θも含まれる。
【００５７】
このように構成された部品実装装置２３０では、制御装置２８０に予め格納された実装情報に従い、所定の部品供給装置２３１から部品保持ヘッド２３２１が電子部品を吸着し、その保持姿勢が認識装置２３３にて認識された後、部品保持ヘッド２３２１はＦＰＣ１５０上の所定の実装位置へ電子部品を実装する。
【００５８】
次に、加熱装置２４０は、本実施形態では、図１０に示すように搬送装置２７０の搬送路の下方に配置され、加熱用テーブル２４１、断熱部２４２、ベース部２４３、及び電源部２４４を備え、ベース部２４３の上に断熱部２４２、加熱用テーブル２４１の順で積み重ねられる。本実施形態では、図１１に示すように、搬送装置２７０による搬送方向であるＸ方向に沿って、２組の加熱装置２４０が並設された構成を有し、一度に２枚の可撓性基板用支持治具１０１を加熱できる。
【００５９】
加熱用テーブル２４１は、いわゆるセラミックスヒータにてなり、電源部２４４からセラミックスヒータのヒータ線へ電流が供給され、接合材料１２０の機能を果たす一例である半田を溶融させる温度まで発熱する。セラミックスヒータ以外の、いわゆるコンスタントヒートのヒータの場合では、昇、降温に対する応答性が数十秒から数分を要し、生産性が悪く実用的でないが、セラミックスヒータの場合、１秒以下でも応答可能であり温度プロファイルを設定することが可能となる。
【００６０】
加熱用テーブル２４１の温度は、温度センサ、例えば加熱用テーブル２４１内に設けた熱電対２４５にて測定され、制御装置２８０へ送出される。電源部２４４は、制御装置２８０に接続されており、制御装置２８０は、熱電対２４５から供給される温度情報と、回路基板の温度制御用として予め設定された温度プロファイルとに基づいて加熱用テーブル２４１の温度をフィードバック制御する。尚、加熱用テーブル２４１の温度制御を容易にするため、加熱用テーブル２４１及びベース部２４３には、例えば空気供給による冷却装置を接続するのが好ましい。
【００６１】
上述の加熱装置２４０は、本実施形態では、ベース部２４３の下部に設けた上下駆動部２４６にて上下動され、上昇位置に配置されたとき、加熱用テーブル２４１と可撓性基板用支持治具１０１の非載置側１１０ｂとが接触し、かつ可撓性基板用支持治具１０１が加熱用テーブル２４１と押さえ部材２４７との間に挟まれ固定されると共に、加熱用テーブル２４１の熱により可撓性基板用支持治具１０１を介してＦＰＣ１５０及び半田１２０が加熱される。そして半田１２０が溶融した後、上下駆動部２４６にて加熱装置２４０を下動させて加熱用テーブル２４１と可撓性基板用支持治具１０１とを非接触とし加熱動作を停止する。
【００６２】
次に、基板取出装置２５０は、図１２に示すように可撓性基板用支持治具１０１に備わる貫通穴１１６に進入可能である取外用ピン２５１と、可撓性基板用支持治具１０１の厚み方向１０１ｃへ取外用ピン２５１及び可撓性基板用支持治具１０１を相対的に移動させ可撓性基板用支持治具１０１に仮付着しているＦＰＣ１５０について貫通穴１１６を貫通する取外用ピン２５１による突き上げにより可撓性基板用支持治具１０１から剥離させる剥離用駆動装置２５２と、剥離用駆動装置２５２にて可撓性基板用支持治具１０１からＦＰＣ１５０が剥離されるとき、ＦＰＣ１５０を保持する可撓性基板保持装置２５３とを備える。
【００６３】
剥離用駆動装置２５２の設置場所において、ＦＰＣ１５０を仮付着した可撓性基板用支持治具１０１は、搬送装置２７０による搬送が停止され搬送装置２７０にて支持されかつ固定される。上述のように取外用ピン２５１と可撓性基板用支持治具１０１とは相対的に移動させる構成を採れるが、本実施形態では、搬送装置２７０に保持され固定されている可撓性基板用支持治具１０１に対して、剥離用駆動装置２５２にて取外用ピン２５１が進退する形態を採る。
【００６４】
剥離用駆動装置２５２には、可撓性基板用支持治具１０１に設けられている貫通穴１１６に対応して取外用ピン２５１を立設したピン取付板２５２１と、該ピン取付板２５２１を、Ｚ方向に相当する厚み方向１０１ｃへ移動させるピン昇降装置２５２２とが備わる。該ピン昇降装置２５２２は、制御装置２８０にて動作制御される。
【００６５】
可撓性基板保持装置２５３には、可撓性基板用支持治具１０１から取り外されるＦＰＣ１５０の全面を保持する取外用部材２５３１と、該取外用部材２５３１を厚み方向１０１ｃへ移動させ、Ｘ、Ｙ方向にも移動させる取外用部材移動装置２５３２と、取外用部材２５３１に接続されＦＰＣ１５０を取外用部材２５３１へ吸着させる吸引装置２５３３とが備わる。取外用部材移動装置２５３２及び吸引装置２５３３は、制御装置２８０にて動作制御される。尚、具体的な動作については、後述の、回路基板製造装置２０１の動作説明にて行う。
【００６６】
次に、清掃装置２６０について説明する。図１５に示すように、該清掃装置２６０には、洗浄液を含み付着領域１１２特には付着材１１１の塵埃を除去する、具体的には拭い取る、洗浄用布２６１と、該洗浄用布２６１を付着領域１１２特には付着材１１１に接触させ、可撓性基板用支持治具１０１及び洗浄用布２６１を相対的に移動させる移動装置２６２とが備わる。
【００６７】
洗浄用布２６１は、芯に巻回された帯状で、塵の自己発生が少ない布であり、塵埃除去装置２６３に取り付けられる。該塵埃除去装置２６３には、塵埃除去前の新品の洗浄用布２６１が装着される供給側ロール２６３１と、駆動源２６３３にて回転され、塵埃を拭い取った洗浄用布を巻き取る巻取側ロール２６３２と、押圧ローラ２６３４と、洗浄液供給装置２６３６とが備わる。
【００６８】
押圧ローラ２６３４は、供給側ロール２６３１と、巻取側ロール２６３２との間に設けられ、例えばシリコンゴム等の弾性材にてなり、可撓性基板用支持治具１０１の付着材１１１を有する付着領域１１２に対して洗浄用布２６１を押圧し付着領域１１２上特には付着材１１１上の塵埃を除去するローラであり、押圧機能を果たす一例としてのスプリング２６３５にて可撓性基板用支持治具１０１へ付勢されている。洗浄液供給装置２６３６は、押圧ローラ２６３４にて付着領域１１２に押圧される直前の洗浄用布２６１へ洗浄液を供給する装置であり、制御装置２８０にて動作制御される。洗浄液としては、アルコールやアセトン等の溶剤を使用できる。
【００６９】
尚、本実施形態では洗浄用布２６１は、上述のように付着領域１１２に対して洗浄を行うが、押圧ローラ２６３４と共に可撓性基板用支持治具１０１の載置側１１０ａの全面を洗浄するように構成してもよい。
【００７０】
上述のように、移動装置２６２は、可撓性基板用支持治具１０１及び洗浄用布２６１を相対的に移動させるように構成できるが、本実施形態では、塵埃除去装置２６３を固定し、可撓性基板用支持治具１０１を移動させるように構成している。移動装置２６２には、駆動源２６２１を有し可撓性基板用支持治具１０１をＸ方向へ移動させるための移動機構にて構成され、本実施形態のように搬送装置２７０にて代用することもできる。よって、本実施形態では移動装置２６２は搬送装置２７０に同じである。
【００７１】
以上のように構成される清掃装置２６０では、駆動源２６３３にて巻取側ロール２６３２が回転して巻き取られる洗浄用布２６１が押圧ローラ２６３４にて可撓性基板用支持治具１０１に押圧されながら、可撓性基板用支持治具１０１は移動装置２６２にて搬送される。よって、常に新しい洗浄用布２６１にて、効率的に可撓性基板用支持治具１０１の清掃を行える。
【００７２】
以上説明したように構成される回路基板製造装置２０１における動作、つまり回路基板製造方法について以下に説明する。該回路基板製造方法は、制御装置２８０に格納された回路基板製造用プログラムに従い、制御装置２８０にて動作制御されて実行される。
【００７３】
上述のように構成された付着装置２１０において、可撓性基板供給装置２１５によりＦＰＣ１５０が当該付着装置２１０に搬入されると共に、搬送装置２７０にて、支持治具位置決め装置２１４へ可撓性基板用支持治具１０１が搬入される。可撓性基板用支持治具１０１は、支持治具位置決め装置２１４にて規定位置へ配置される。
【００７４】
駆動装置２１３が動作し、認識装置２１２にて可撓性基板用支持治具１０１の位置決め用マーク１１５が撮像され、該撮像情報は、制御装置２８０へ送出される。次に、認識装置２１２にてＦＰＣ１５０の基板側マーク１５４を撮像し、該撮像情報を制御装置２８０へ送出する。次に、保持押圧装置２１１を駆動させて保持部材２１１１にてＦＰＣ１５０の部品載置面１５０ａの全面を吸着する。
【００７５】
制御装置２８０では、回路基板製造用プログラムに基づいて可撓性基板用支持治具１０１における規定の基板載置位置にＦＰＣ１５０が載置されるように、位置決め用マーク１１５及び基板側マーク１５４の撮像情報に基づいて駆動装置２１３及び支持治具位置決め装置２１４を作動させ、位置合わせを行い、保持部材２１１１に保持されているＦＰＣ１５０を可撓性基板用支持治具１０１の基板載置位置へ載置して、付着材１１１へ押圧する。
【００７６】
該押圧動作にて、ＦＰＣ１５０は、基板載置位置にて、付着材１１１によって仮付着される。尚、図５では、１枚の可撓性基板用支持治具１０１に２枚のＦＰＣ１５０が仮付着可能な場合を図示しており、一方、図２では４枚のＦＰＣ１５０が仮付着可能な場合を示している。１枚の可撓性基板用支持治具１０１に仮付着されるＦＰＣ１５０の数は任意であり、可撓性基板用支持治具１０１の大きさや、目標生産能力等により、決定される。
【００７７】
本実施形態では、該押圧後、再度、認識装置２１２にて位置決め用マーク１１５及び基板側マーク１５４を撮像して、制御装置２８０にて規定の基板載置位置に対するＦＰＣ１５０の位置ズレ量を確認しておく。上述のように押圧後、再度、認識装置２１２にて位置決め用マーク１１５及び基板側マーク１５４を撮像することで、可撓性基板用支持治具１０１上に規定数のＦＰＣ１５０が仮付着されているか否かをも確認する。
【００７８】
上述のように、可撓性基板用支持治具１０１にＦＰＣ１５０が仮付着する形態を採ることで、ＦＰＣ１５０の部品載置面１５０ａの平坦度が確保された状態で、ＦＰＣ１５０と可撓性基板用支持治具１０１とを一体化させることができる。よって、以降の実装工程においては一般の電子回路基板の基板と同様にＦＰＣ１５０を取り扱うことが可能となる。
【００７９】
可撓性基板用支持治具１０１に複数のＦＰＣ１５０を支持させる場合でも、各ＦＰＣ１５０を付着領域１１２上へ載置し押圧する動作のみでよく、従来のように押さえ金具を必要としないことから、従来に比べて作業が非常に容易であり、上述のように自動化できる。よって、製造コストも低減される。
【００８０】
ＦＰＣ１５０が仮付着された可撓性基板用支持治具１０１は、搬送装置２７０にて搬送方向であるＸ方向へ搬送され、次段の接合材料印刷装置２２０へ供給される。
【００８１】
接合材料印刷装置２２０では、ＦＰＣ１５０を仮付着した可撓性基板用支持治具１０１は、治具保持装置２２１にて保持されて位置決めされる。尚、該位置決め動作の際に、規定の基板載置位置に対するＦＰＣ１５０の位置ズレ量が考慮されて位置決めされる。該位置決め後、スクリーンマスク２２２がＦＰＣ１５０上に設置され、設置後、スクリーンマスク２２２を通して塗布装置２２３にて、接合材料１２０としてのクリーム半田がＦＰＣ１５０上の電子部品１３０の実装箇所に塗布される。塗布後、ＦＰＣ１５０上からスクリーンマスク２２２が外される。
【００８２】
本実施形態では、上述したようにＦＰＣ１５０は、可撓性基板用支持治具１０１に仮付着された状態で保持されることから、図１６及び図１７に示した従来の金属プレート４１のようにフレキシブル基板４３を固定するための押さえ金具４２は必要ない。よって、スクリーンマスク２２２を通してＦＰＣ１５０へ接合材料１２０を印刷するとき、押さえ金具４２を考慮した特別なスクリーンマスクは必要なく、一般的に使用される形態のスクリーンマスク２２２が使用され、該スクリーンマスク２２２は、ＦＰＣ１５０の部品載置面１５０ａに密着できる。従って、接合材料１２０の印刷品質が悪化することはなく、印刷位置のずれやにじみの発生もない。よって、次工程にて、高品質の部品実装を安定して行うことが可能となる。
【００８３】
このように接合材料１２０が塗布されたＦＰＣ１５０を仮付着した可撓性基板用支持治具１０１は、搬送装置２７０にてＸ方向へ搬送され、次段の部品実装装置２３０へ供給される。
【００８４】
部品実装装置２３０では、部品供給装置２３１から供給される電子部品１３０を部品保持装置２３２にて保持した後、ＦＰＣ１５０上における所定の実装場所へ実装する。尚、制御装置２８０内には、電子部品１３０の種類と、ＦＰＣ１５０上の実装場所との関係を示す、いわゆる実装情報が予め格納されており、部品保持装置２３２は、実装情報に従い電子部品１３０の実装が行われる。該実装動作の際に、規定の基板載置位置に対するＦＰＣ１５０の位置ズレ量が考慮されて位置決めされる。
【００８５】
このように電子部品１３０が実装されたＦＰＣ１５０を仮付着した可撓性基板用支持治具１０１は、搬送装置２７０にてＸ方向へ搬送され、次段の加熱装置２４０へ供給される。
【００８６】
加熱装置２４０に搬入された、ＦＰＣ１５０を仮付着した可撓性基板用支持治具１０１は、搬送装置２７０における規定位置にて保持固定される。そして、上述したように、上下駆動部２４６にて、可撓性基板用支持治具１０１の下方から加熱用テーブル２４１を上昇させて可撓性基板用支持治具１０１に接触させ、さらに上昇させることで、可撓性基板用支持治具１０１を加熱用テーブル２４１と押さえ部材２４７との間に挟み固定する。
【００８７】
そして加熱用テーブル２４１を加熱することで、可撓性基板用支持治具１０１を介してＦＰＣ１５０及び接合材料１２０としての半田を加熱する。このときの加熱制御は、制御装置２８０に予め格納している温度プロファイルに従い実行される。温度プロファイルは、例えば電子部品１３０の種類に対応して適切な加熱制御が可能なように複数種類を備えることもできる。
【００８８】
半田が溶融した後、上下駆動部２４６にて加熱装置２４０を下動させて加熱用テーブル２４１と可撓性基板用支持治具１０１とを非接触とし加熱動作を停止する。溶融した半田は、加熱終了により凝固し、これにより電子部品１３０は、ＦＰＣ１５０上に固定される。
【００８９】
このように可撓性基板用支持治具１０１を加熱用テーブル２４１上に載置して加熱する方法を採ったことで、炉内の空気を攪拌して回路基板を加熱して半田付けを行ういわゆるリフロー方法に比べると、ＦＰＣ１５０のようなフィルム状で軽量な基板の場合であっても、気流が原因で吹き飛ばされることを防止できる。
【００９０】
このように電子部品１３０が接合されたＦＰＣ１５０を仮付着した可撓性基板用支持治具１０１は、搬送装置２７０にてＸ方向へ搬送され、次段の基板取出装置２５０へ供給される。
【００９１】
基板取出装置２５０では以下の動作が行われる。即ち、ＦＰＣ１５０を仮付着した可撓性基板用支持治具１０１が搬送装置２７０にて当該基板取出装置２５０に搬入されるとき、図１２に示すように、取外用ピン２５１を立設したピン取付板２５２１は下降位置２５２３に配置され、取外用ピン２５１は貫通穴１１６に進入しておらず、取外用部材２５３１もＦＰＣ１５０の上方の待機位置２５３４に配置される。次に、可撓性基板用支持治具１０１からＦＰＣ１５０を取り外すときには、まず、取外用部材移動装置２５３２にて取外用部材２５３１を待機位置２５３４から、図１３に示すように、ＦＰＣ１５０に接する接触位置２５３５まで移動させる。
【００９２】
取外用部材２５３１には、ＦＰＣ１５０の部品実装面１５０ａに実装されている電子部品１３０に対応して、該電子部品１３０を収納する凹部２５３６を予め設けている。よって、取外用部材２５３１は、部品実装面１５０ａの全面に密着可能であり、取外用部材２５３１がＦＰＣ１５０に接触後、吸引装置２５３３による吸引動作により、取外用部材２５３１はＦＰＣ１５０を吸着可能となる。
【００９３】
一方、図１３に示すように、ピン昇降装置２５２２を作動させ、下降位置２５２３から、可撓性基板用支持治具１０１に仮付着しているＦＰＣ１５０の裏面１５０ｂに取外用ピン２５１の先端２５１ａが接するピン接触位置２５２４まで、ピン取付板２５２１を移動させる。該動作により、取外用ピン２５１は貫通穴１１６に進入し、先端２５１ａは裏面１５０ｂに接する。
【００９４】
次に、ピン昇降装置２５２２及び取外用部材移動装置２５３２を同期して作動させ、ピン取付板２５２１及び取外用部材２５３１を同時に同方向へ同速度にて移動させる。即ち、図１４に示すように、ピン取付板２５２１は、ピン接触位置２５２４からさらに上昇し、取外用ピン２５１は可撓性基板用支持治具１０１を貫通する。
【００９５】
一方、取外用部材２５３１は、接触位置２５３５から待機位置２５３４方向へ移動する。従って、ＦＰＣ１５０は、取外用部材２５３１に吸着された状態で、その裏面１５０ｂ側から取外用ピン２５１にて突き上げられ、裏面１５０ｂの全面がほぼ同時に可撓性基板用支持治具１０１の付着材１１１から剥離させる。該剥離後においても、取外用部材２５３１に吸着されかつ取外用ピン２５１にて支持されながら、取外用部材２５３１が待機位置２５３４まで戻る。
【００９６】
取外用部材２５３１が待機位置２５３４まで戻った後、ピン昇降装置２５２２が駆動され、ピン取付板２５２１は下降位置２５２３まで戻る。そして、ＦＰＣ１５０が取り外された可撓性基板用支持治具１０１は、搬送装置２７０にてＸ方向へ搬送され、次段の清掃装置２６０へ搬入される。一方、ＦＰＣ１５０は、取外用部材２５３１にてＦＰＣ収納部へ搬送され、収納される。該収納動作後、取外用部材２５３１は、待機位置２５３４に配置される。
【００９７】
このように、基板取出装置２５０によれば、可撓性基板用支持治具１０１に仮付着しているＦＰＣ１５０は、部品実装面１５０ａの全面が取外用部材２５３１にて吸着された状態で、ＦＰＣ１５０の裏面１５０ｂ側から取外用ピン２５１にて突き上げられて裏面１５０ｂの全面がほぼ同時に付着材１１１から剥離されることから、ＦＰＣ１５０が、例えばカールした状態や、ＦＰＣ１５０のリード部１５１が折れ曲がる状態になるのを防止できる。
【００９８】
清掃装置２６０では、搬送装置２７０にてＸ方向へ搬送されてきた可撓性基板用支持治具１０１に対して、該可撓性基板用支持治具１０１を搬送させながら、押圧ローラ２６３４を押圧し、かつ巻取側ロール２６３２にて洗浄用布２６１を巻き取りながら、かつ押圧ローラ２６３４にて付着領域１１２に押圧される直前の洗浄用布２６１へ洗浄液供給装置２６３６にて洗浄液を供給して、付着領域１１２の清掃を行う。
【００９９】
該清掃動作を行うことで、付着力のある付着材１１１の表面に付着した塵埃を除去できる。よって、次に再びＦＰＣ１５０を仮付着するとき、塵埃が原因でＦＰＣ１５０の仮付着力が低下するという問題は発生しない。
【０１００】
このように清掃された可撓性基板用支持治具１０１は、再び、付着装置２１０へ供給され、上述のようにＦＰＣ１５０を支持治具として使用される。
【０１０１】
尚、本実施形態では上述のように、清掃装置２６０は、基板取出装置２５０の次段で最終工程部分に設置した。これは、付着材１１１が最も清浄な状態でＦＰＣ１５０の仮付着を行う観点から好ましいが、清掃装置２６０の設置位置は本実施形態に限定されるものではない。即ち、可撓性基板用支持治具１０１上にＦＰＣ１５０が仮付着されていない状態であれば、いずれの工程の間に設けてもかまわない。
【０１０２】
本実施形態では、付着材１１１からＦＰＣ１５０を取り外す度に、清掃装置２６０にて付着材１１１の清掃を行うようにしているが、該方法に限定されるものではなく、例えば、一定回数毎に清掃を行ったり、又は汚れ検出装置を設け付着材１１１が所定の汚れに達したときのみ清掃を行ったりするように構成することもできる。
【０１０３】
以上説明したように本実施形態の回路基板製造装置２０１によれば、例えばＦＰＣ１５０のように、可撓性を有しそれ自体の剛性が低い基板であっても、可撓性基板用支持治具１０１を用いることで安定した搬送が可能であり、かつ接合材料１２０の塗布、電子部品１３０の実装、及び接合を安定して行える。
【０１０４】
さらに、加熱装置２４０では、ＦＰＣ１５０を仮付着した可撓性基板用支持治具１０１を載置して接触することで可撓性基板用支持治具１０１の加熱を行う加熱用テーブル２４１を設けたことにより、従来のリフロー炉のように加熱した炉内雰囲気にて基板の加熱を行う場合に比べて、装置構成をコンパクト化できる。よって、スペース、コスト等の点で、従来のリフロー炉に比べて有利である。
【０１０５】
本実施形態では上述のように、電子部品１３０をＦＰＣ１５０に接合させる接合材料１２０としてクリーム半田を例に採ったが、これに限定するものではない。例えば熱硬化性樹脂を含有した導電性ペースト等の公知の材料を使用できる。接合材料１２０をＦＰＣ１５０上へ設ける方法として、本実施形態では上述のように接合材料印刷装置２２０による印刷方法を用いるが、該方法に限定するものではない。例えばディスペンサを用いる塗布方法や、転写方法、等の公知の方法を採ることができる。
【０１０６】
本実施形態では上述のように、基板取出装置２５０は、剥離用駆動装置２５２にて、可撓性基板用支持治具１０１に備わる貫通穴１１６に取外用ピン２５１を進入させて、可撓性基板用支持治具１０１からＦＰＣ１５０を取り外したが、ＦＰＣ１５０の取り外し方法は、該形態に限定されるものではない。例えば、貫通穴１１６へ気体を供給してその圧力によって取り外しを行うように構成することもできる。よって貫通穴１１６は、取外用ピン２５１のみが進入するための穴ではなく、ＦＰＣ１５０を可撓性基板用支持治具１０１から剥離させるための穴と定義できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、フレキシブルプリントに電子部品を実装して回路基板を製造するオートーメーションライン等に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施形態における基板用支持治具の平面図
【図２】図１に示す基板用支持治具にフレキシブルプリント基板を付着させた状態における基板用支持治具の平面図
【図３】フレキシブルプリント基板の平面図
【図４】本発明の他の実施形態における回路基板製造装置の全体構成を示す図
【図５】図４に示す付着装置の斜視図
【図６】図５に示す保持部材の断面図
【図７】図４に示す接合材料印刷装置を示す図
【図８】図７に示すスクリーンマスク及び治具保持装置辺りの拡大図
【図９】図４に示す部品実装装置を示す図
【図１０】図４に示す加熱装置を示す図
【図１１】図１０に示す加熱装置の配置状態を説明するための斜視図
【図１２】図４に示す基板取出装置を示す図
【図１３】図１２に示す基板取出装置にて実行される基板取り出し動作を説明するための図
【図１４】図１２に示す基板取出装置にて実行される基板取り出し動作を説明するための図
【図１５】図４に示す清掃装置を示す図
【図１６】フレキシブル基板を保持するための従来の金属プレート、及び該金属プレートに基板を載置した状態を示す斜視図
【図１７】図１６に示す金属プレート及び基板の側面図
【符号の説明】
【０１０９】
１０１  可撓性基板用支持治具
１１０  ベース材
１１０ａ  載置側
１１０ｂ  非載置側
１１１  付着材
１１２  付着領域
１１３  充填部
１１４  非充填部
１１５  位置決め用マーク
１２０  半田
１３０  電子部品
１５０  ＦＰＣ
１５１  リード部
１５２  非リード部
２０１  回路基板製造装置
２１０  付着装置
２１１  保持押圧装置
２１２  認識装置
２２０  接合材料印刷装置
２２１  治具保持装置
２２２  スクリーンマスク
２２３  塗布装置
２３０  部品実装装置
２３１  部品供給装置
２３２  部品保持装置
２４０  加熱装置
２４１  加熱用テーブル
２５０  基板取出装置
２５１  取出ピン
２５２  剥離用駆動装置
２５３  可撓性基板保持装置
２６０  清掃装置
２６１  洗浄用布
２６２  移動装置
２８０  制御装置
２１１１  保持部材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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