(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴出治具を所定周波数で振動させることにより、噴出治具から噴出される圧縮空気を所定周波数で振動する波動圧縮空気とし、その波動圧縮空気を搬送体で搬送中の基板に、その上方及び下方から、又は上方から水分除去室内で吹き付けて、基板に付着している水分を振動させて水分を除去することを特徴とする基板の水分除去方法。
【請求項２】
請求項１記載の基板の水分除去方法において、噴出治具を搬送体の搬送方向と交差する方向に往復移動させて、基板の広い範囲に波動圧縮空気を吹き付けることを特徴とする基板の水分除去方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の基板の水分除去方法において、水分除去室内を除湿することを特徴とする基板の水分除去方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の基板の水分除去方法において、波動圧縮空気で水分除去した基板を、赤外線により加熱して基板の水分を除去することを特徴とする基板の水分除去方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の基板の水分除去方法において、波動圧縮空気で水分除去される基板がクラスター水で洗浄され、その後に水切りされたものであることを特徴とする基板の水分除去方法。
【請求項６】
基板を搬送する搬送体と、搬送体で搬送中の基板にその上方と下方の双方又はいずれか一方から吹き付ける波動圧縮空気を発生する波動圧縮空気発生部とを備え、波動圧縮空気発生部は圧縮空気発生機と、それから発生される圧縮空気を噴出する噴出治具と、噴出治具を振動させて噴出治具から噴出される圧縮空気を所定周波数で振動する波動圧縮空気とする振動機器と、振動機器を所定周波数で駆動させるための電気信号を出力する発振器を備えたことを特徴とする水分除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリント基板、積層基板等の各種基板に付着している水分、特に、基板のホール内に付着している水分、基板に付着している微細な塵芥をも除去できる水分除去方法と、それに使用される水分除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製造されたプリント基板は、通常は、水洗い（洗浄）され、洗浄後に乾燥されて水分除去されている。従来は、図７に示すような熱風乾燥や、図８に示すようなスピンにより水分除去を行なうのが一般的であった。図７の熱風乾燥はコンベアＤで搬送されるプリント基板Ａに４０〜１００℃の乾燥した熱風を吹きかけて基板Ａに付着している水分を蒸発させるものであり、図８のスピンによる水分除去はプリント基板Ａを高速回転する回転板Ｃの上にセットして高速回転させ、遠心力でプリント基板Ａに付着している水を吹き飛ばすものである。
【０００３】
図７の熱風乾燥においては水が乾燥した跡に水のシミが残るという問題があった。図８のスピンによる水分除去においては、図９（ａ）（ｂ）に示すようにプリント基板Ａの孔Ｂ内や凹凸部に付着している水が飛ばされにくく、完全な水分除去が難しいという問題があった。また、これらの方法によっては、プリント基板の孔内に付着している微細な塵芥を除去する事は困難であった。さらにプリント基板Ａを回転板Ｃにセットしなければならないため、流れ作業の一環として水分除去を行なうことができなかった。
【０００４】
本件発明者は前記課題を解決するため、図６のような水分除去装置を開発した。これは、乾燥室２３と、プリント基板２２を搬送して乾燥室２３内を通過する搬送体２１と、搬送体２１により搬送されるプリント基板２２に２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの音波を当てて、プリント基板２２の表面に付着している水を振動させて除去するスピーカ２４とを備えたものである。
【発明が解決しようとする課題】
図６の発明は特に欠点はないが、より効率良く水分を除去できる水分除去方法と水分除去装置の開発が望まれている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記要望に応えるべく、基板の水分を短時間で確実に且つ効率良く除去できる水分除去方法と水分除去装置を提供することにある。
【０００６】
本件出願の請求項１の基板の水分除去方法は、噴出治具を所定周波数で振動させることにより、噴出治具から噴出される圧縮空気を所定周波数で振動する波動圧縮空気とし、その波動圧縮空気を搬送体で搬送中の基板に、その上方及び下方から、又は上方から水分除去室内で吹き付けて、基板に付着している水分を振動させて水分を除去する方法である。
【０００７】
本件出願の請求項２の基板の水分除去方法は、請求項１記載の基板の水分除去方法において、波動圧縮空気を噴出治具から噴出させ、噴出治具を搬送体の搬送方向と交差する方向に往復移動させて、基板の広い範囲に波動圧縮空気を吹き付ける方法である。
【０００８】
本件出願の請求項３の基板の水分除去方法は、請求項１又は請求項２記載の基板の水分除去方法において、水分除去室内を除湿する方法である。
【０００９】
本件出願の請求項４の基板の水分除去方法は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の基板の水分除去方法において、波動圧縮空気で水分除去した基板を、赤外線により加熱して基板の水分を除去する方法である。
【００１０】
本件出願の請求項５の基板の水分除去方法は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の基板の水分除去方法において、波動圧縮空気で水分除去される基板がクラスター水で洗浄され、その後に水切りされたものであることを特徴とする方法である。
【００１１】
本件出願の請求項６の基板の水分除去装置は、基板を搬送する搬送体と、搬送体で搬送中の基板にその上方と下方の双方又はいずれか一方から吹き付ける波動圧縮空気を発生する波動圧縮空気発生部とを備え、波動圧縮空気発生部は圧縮空気発生機と、それから発生される圧縮空気を噴出する噴出治具と、噴出治具を振動させて噴出治具から噴出される圧縮空気を所定周波数で振動する波動圧縮空気とする振動機器と、振動機器を所定周波数で駆動させるための電気信号を出力する発振器を備えたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の水分除去方法及び水分除去装置の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の水分除去方法は図１に示すような作業ラインで実施可能である。図１に示す作業ラインは、プリント基板、積層基板等の各種の基板２を搬送することができる搬送体１を備え、搬送体１の搬送路上に、搬送方向手前より後方へ順次、基板２を搬送体１の上で洗浄するための洗浄部３、洗浄された基板２に付着している水分を搬送体１の上で水切りするための水切り部４、水切りした基板２の表面（ホール内を含む）に付着している水分を除去するための水分除去部５、水分除去された基板２を乾燥させるための乾燥部６を備えている。この作業ラインでは、基板２を搬送体１で搬送する間に、前記の洗浄、水切り、水分除去、乾燥といった各種作業を連続して行うことができる。
【００１３】
前記の搬送体１としてはローラコンベア、ベルトコンベア等の各種コンベアを用いることができる。ローラコンベアの場合は、隣接するローラ間の隙間から洗浄や水分除去が可能であるが、ベルトコンベアの場合は通常はその下方からの洗浄液が遮断されて通過できないため、水分が遮断されないように通水用の孔、口、溝等を空けてある。搬送体１の搬送速度は水分除去に適した任意の速さを設定することができるが、毎秒５ｍ程度とすると水分除去が確実になり、搬送効率も向上する。
【００１４】
図１の搬送体１により搬送された基板２は、先ず洗浄部３へと搬入され、洗浄部３において、超音波気泡洗浄される。ここで超音波気泡洗浄は洗浄液を超音波で振動させて基板を洗浄する既存の洗浄方法である。この超音波気泡洗浄では洗浄水としてクラスター水が使用され、そのクラスター水に超音波気泡ノズルから超音波が加えられ、その超音波気泡クラスター水で基板２が洗浄されるようにしてある。この洗浄方法により基板２を洗浄することによって、基板２の細かい穴（ホール）の中の汚れを洗浄することもできる。洗浄にクラスター水を使用することにより水の表面張力が弱まって水がホール内に付着しにくくなり、また、水がホールから除去され易くなる。
【００１５】
洗浄部３で洗浄を終えた基板２は搬送体１により水切り部４へ搬入される。水切り部４ではエアーカッター１５から噴出される高圧空気により基板２に付着している水分の大部分を吹き飛ばして除去する。エアーカッター１５は搬送体１の搬送方向に間隔をあけて複数台設置することもできる。エアーカッター１５から噴出される高圧空気の風速は任意に選択できるが毎秒１０ｍ程度にすると水分が除去されやすくなる。水切りは他の方法によることもできる。エアーカッター１５に代えて他の物、例えば吸水ロールを使用し、それを基板２に接触させながら回転させて吸水して水切りすることもできる。
【００１６】
水切り部４で水切りを終えた基板２は図２に示すように搬送体１によって水分除去部５に搬入される。図２の水分除去部５は水切りを終えた基板２を搬送体１により搬入する搬入口７と、水分除去を終えた基板２を搬送体１により搬出する搬出口８とを有する水分除去室１７内に、波動圧縮空気を噴出する二以上の噴出治具９と除湿機１０を設けてある。除湿機１０はその吸引口が水分除去室１７内にあれば除湿機１０そのものは水分除去室１７の外に設置することもできる。
【００１７】
前記二以上の噴出治具９は図３に示すようにノズル取付けブロック１６に取り付けられており、コンプレッサー（圧縮空気発生機）１２から送り出された圧縮空気（圧縮ドライエアー）がそのノズル取付けブロック１６へ供給されると、その圧縮空気が各噴出治具９に分配されて夫々の噴出治具９から噴射されるようにしてある。図３では噴出治具９にエアーノズルが使用されている。前記のノズル取付けブロック１６はエアーシリンダ１４等の振動機器のピストンロッドに連結されており、ピストンロッドの往復動により所定周期で図４の矢印ａ‐ａ´方向（搬送体１の搬送方向と交差する方向）へ往復運動するようにしてある。具体的には、発振器１３から出力された発振信号（電気信号）によりエアーシリンダ１４のピストンの電磁バルブを開閉させて、エアーシリンダ１４のピストンロッドを発振信号の周波数で往復動させ、これによってノズル取付けブロック１６を発振器１３の発振周波数で図４中の矢印ａ‐ａ´方向へ往復動させて、各噴出治具９から噴射されるドライエアーを振動させ、各噴出治具９から墳射される圧縮空気が発振周波数で振動されてその周波数の波動圧縮空気（波動圧縮乾燥空気）となる。発振器１３の発振周波数を変えればノズル取付けブロック１６の往復振動数を変えることができ、波動圧縮空気の波動（周波数）を代えることができる。
【００１８】
以上のようにして、噴出治具９から波動圧縮空気を噴出させて基板２に吹き付け、図５（ａ）（ｂ）に示すように基板２の表面、スルーホール（貫通孔）、非貫通孔、凹部等に付着して残っている水分を振動させて除去する。波動圧縮空気の波動（周波数）は１Ｈｚ〜１０Ｈｚ程度が適し、このうち７．８３Ｈｚ前後が水分除去に効果的である。噴出治具９は複数本使用し、それらを図４のように千鳥配列に配置して、噴出治具９から広い範囲に波動圧縮空気が噴出されるようにするのが望ましい。エアーノズルの代わりにエアーカッターを使用することもできる。エアーノズルやエアーカッター等の噴出治具９の噴出口と基板２との距離は任意に選択できるが２ｍｍ〜８ｍｍ程度にすると基板２の水分除去に効果的である。噴出治具９は搬送体の上方又は下方にだけ設置することも、搬送体の上下両方に設置することもできる。基板の孔がスルーホールの場合は上下両方の噴出治具９から波動圧縮空気を噴出して基板に吹き付け、基板２の孔が上向きの非貫通孔、凹部等の場合は上方の噴出治具９から波動圧縮空気を噴出して基板に吹き付けると水分を確実に除去することができる。基板２の孔を下向きにして基板２を搬送体１の上にのせた場合は、波動圧縮空気を下方から噴出して基板に吹き付けると水分を確実に除去することができる。水分除去室１７内は除湿機１０により水分を回収して除湿して、湿度を２０%〜５０％の低湿度に維持できるようにしてある。
【００１９】
水分除去部５での水分除去を終えた基板２は搬送体１によって水分除去部５から図１に示す加熱乾燥部６へ搬入される。加熱乾燥部６内では基板2を加熱乾燥する。加熱乾燥部６内は搬送路上に設置された遠赤外線ヒーターや近赤外線ヒーター等の赤外線ヒーター１８により加熱されて乾燥されている。加熱乾燥後の基板２は搬送路上に設置されている冷却用ファン１９により冷却され、常温状態へ戻される。これにより、いち早く基板２の温度を常温に近づけることができ、乾燥終了後すぐに基板２に触れる事ができるので、その後の作業を迅速に行なうことが出来、作業効率が向上する。前記赤外線ヒーター１８による加熱乾燥の工程は省略することもできる。
【００２０】
【発明の効果】
本件出願の請求項１の水分除去方法は次のような効果がある。
（１）波動圧縮空気（波動圧縮乾燥空気）を基板に吹き付けて、基板に付着している水分を振動させるので、基板の孔や凹部に付着している水分が確実に除去される。また、水分だけでなく、基板に付着している微細な粉や塵芥も除去される。
（２）熱ではなく、波動圧縮空気の吹き付けによる水分除去であるため、熱に弱い基板でも安全に水分除去することができる。又、常温環境下での作業となるため、作業がし易い。また、熱により水分除去する場合は水跡が基板表面にシミとなって残るが、本発明ではそのようなこともない。
（３）搬送体により基板を搬送しながら水分除去を行うため、洗浄から乾燥までを流れ作業で連動的に行うことが可能となる。また、本発明の実施のためのラインを他の製造ライン、他システムの一部として組み込むことができる。
【００２１】
本件出願の請求項２の基板の水分除去方法は、波動圧縮空気を噴出する噴出治具を搬送体の搬送方向に交差する方向に往復移動させて基板の広い範囲に波動圧縮空気を吹き付けるようにしたので、一つの噴出治具で基板の広範囲に波動圧縮空気を吹き付けることができ、水分除去効率が向上する。
【００２２】
本件出願の請求項３の基板の水分除去方法は、水分除去室内を除湿するので水分除去室内の水分が少なくなり、基板からの水分除去が効率よく行なわれる。
【００２３】
本件出願の請求項４の基板の水分除去方法は、波動圧縮空気で水分除去した基板を赤外線により加熱するので、基板から除去し切れなかった水分を確実に除去することができる。
【００２４】
本件出願の請求項５の基板の水分除去方法は、波動圧縮空気で水分除去される基板がクラスター水で洗浄されているので、水分の表面張力が弱く、基板に付着している水分、特に、ホール内に残っている水分でも容易に除去される。さらに、表面張力の低減により、水の乾燥速度を速めることにもできる。また、クラスター水や活性水を用いることで、使用後に排水しても自然環境への悪影響がほとんどない。
【００２５】
本件出願の請求項６の基板の水分除去装置は、波動圧縮空気発生部が、圧縮空気発生器、振動機器、発振器を備えるため、本装置により水分除去に適した波動（周波数）の波動圧縮空気を作り出して基板に吹き付けることができ、効率の良い基板の水分除去が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の水分除去方法を実施するための工程の一実施形態例を示す概略図。
【図２】  波動圧縮空気を吹き付ける水分除去部の構成を示した説明図。
【図３】  水分除去部中の圧縮空気に波動を加えて吹き付ける機構の構成を示した説明図。
【図４】  水分除去部において基板に波動圧縮空気を吹き付ける様子を示した平面図。
【図５】  （ａ）、（ｂ）は本発明による水分除去の様子を示した説明図。
【図６】  従来の水分除去方法の一例を示す概略図。
【図７】  従来の水分除去方法の他の例を示す概略図。
【図８】  従来の水分除去方法の他の例を示す概略図。
【図９】  （ａ）、（ｂ）は従来の水分除去方法における問題点を示した説明図。
【符号の説明】
１  搬送体
２  基板
３  洗浄部
４  水切り部
５  水分除去部
６  乾燥部
７  搬入口
８  搬出口
９  噴出治具
１０  除湿機
１１  ポンプ
１２  コンプレッサー
１３  発振器
１４  エアーシリンダ
１５  エアーカッター
１６  ノズル取付けブロック
１７  水分除去室
１８  赤外線ヒーター
１９  冷却用ファン
【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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