JP2004056056A

JP2004056056A - 回路基板切断装置および切断方法

Info

Publication number: JP2004056056A
Application number: JP2002215224A
Authority: JP
Inventors: Tatsu Deguchi; 出口　　竜; Masami Ota; 太田　　正巳
Original assignee: Anden Co Ltd
Current assignee: Denso Electronics Corp
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-24
Also published as: JP4039159B2

Abstract

【課題】電子部品が実装された多数個取りの回路基板を回転刃を用いて切断する際に、適切に基板を固定しつつ、電子部品への切り屑の付着を防止する。
【解決手段】電子部品１１が予め実装された多数個取りの回路基板１０を切断する回路基板切断装置において、回路基板１０を切断する回転刃２１と、回転刃２１が回路基板１０を切断する部位の近傍に空気を吹き付ける空気吹き付け部２２と、回路基板１０の切断時に発生する切り屑を吸引する空気吸引部２３とを有する基板切断ユニット部２０と、回路基板１０を吸引して固定する基板保持治具部３０とを設ける。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品が実装された多数個取りの回路基板を切断する回路基板切断装置および切断する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品が実装された多数個取りの回路基板を分割する方法として、１）基板にＶ溝あるいはスリット孔等を予め形成しておき、電子部品実装後にＶ溝等を利用して治具分割する方法（特開２００１−１７０８９０号公報）と、２）ルータを用いて切断する方法（特開２００２−３６１８２号公報）と、３）回転刃（回転砥石）を用いて切断する方法（特開平１１−２１４８２３号公報）が一般的に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記１）の方法では、基板に切断用のＶ溝等を形成する前加工が必要となりコストがかかるとともに、前加工時の屑（基板粉）が基板に残りやすく、電子部品実装時に障害となる。さらに、基板強度が低下して、電子部品実装時に基板が変形しやすいという問題がある。上記２）の方法では自動分割が可能であるが、切断速度が２０ｍｍ／秒と遅いため、切断時間が長くなるという問題がある。
【０００４】
更に上記３）の方法では、回転刃を用いた高速切断が行われているが、この切断方法を電子部品実装済み基板に適用すると、切断屑が製品に付着するという問題が生じるため、実用化されていない。
【０００５】
近年プリント基板の需要がますます増加しており、生産性の高い実装基板の高速切断装置に対する要望が高まっている。また、高密度実装化に伴い、切断屑の付着防止、基板の変形防止に対するニーズも高まってきている。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、電子部品が実装された多数個取りの回路基板を回転刃を用いて切断する際に、適切に基板を固定しつつ、電子部品への切り屑の付着を防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、電子部品（１１）が予め実装された多数個取りの回路基板（１０）を切断する回路基板切断装置（１）であって、回路基板（１０）を切断する回転刃（２１）と、回転刃（２１）が回路基板（１０）を切断する部位の近傍に空気を吹き付ける空気吹き付け部（２２）と、回路基板（１０）の切断時に発生する切り屑を吸引する空気吸引部（２３）とを有する基板切断ユニット部（２０）と、回路基板（１０）を吸引して固定する基板保持治具部（３０）とを備えることを特徴としている。
【０００８】
このように、高速回転する回転刃（２１）を備える切断ユニット部（２０）にエアー吹き付け吸引機構を付加することで、基板切断時に発生する切り屑の補足率を向上させ、基板製品部に切り屑を付着することを極力抑えることができる。また、基板（１０）を吸引して固定することにより、基板（１０）を固定する際に実装済み電子部品（１１）と基板固定用治具との干渉を防止して、適切に基板（１０）を固定することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、基板保持治具部（３０）は、回路基板（１０）を空気吸引する基板吸引部（３３）と、吸引された回路基板（１０）を支持する基板支持部（３４、３５）とを備えることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、基板保持治具部（３０）は、回路基板（１０）における切断ユニット部（２０）の反対側に配置されているとともに、回転刃（２１）による回路基板（１０）の切断部位の近傍に空気を吹き付ける第２の空気吹き付け部（３６）を備え、基板吸引部（３３）は、回路基板（１０）の切断時に発生する切り屑を吸引可能に構成されていることを特徴としている。
【００１１】
これにより、基板保持治具部（３０）にて吸引による基板固定と切り屑の吸引除去を同時に行うことができ、基板（１０）の両面側で切断時の切り屑を除去することができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明では、電子部品（１１）が予め実装された多数個取りの回路基板（１０）を切断する回路基板の切断方法であって、基板保持治具部（３０）により回路基板（１０）を吸引して固定し、回転刃（２１）により回路基板（１０）を切断する際に、回転刃（２１）が回路基板（１０）を切断する部位の近傍に空気吹き付け部（２２）により空気を吹き付け、回路基板（１０）の切断時に発生する切り屑を空気吸引部（２３）により吸引することを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明では、基板保持治具部（３０）では、基板支持部（３４、３５）で回路基板（１０）を支持しながら基板吸引部（３３）により吸引することを特徴としている。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明では、基板吸引部（３３）は、回転刃（２１）、空気吹き付け部（２２）および空気吸引部（２３）を有する切断ユニット部（２０）の反対側にて回路基板（１０）を吸引しているとともに、回路基板（１０）の切断時に発生する切り屑を吸引し、切断ユニット部（２０）の反対側にて、回転刃（２１）が回路基板（１０）を切断する部位の近傍に第２の空気吹き付け部（３６）により空気を吹き付けることを特徴としている。
【００１５】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態について図１〜図３に基づいて説明する。図１は本実施形態の基板切断装置の側面図であり、図２は平面図である。図１、図２はそれぞれ部分端面を示している。
【００１７】
図１、図２に示すように、回路基板切断装置１は、電子部品（素子）１１が実装された回路基板１０（以下、基板）を切断する切断ユニット部２０と、基板１０を保持固定する基板保持治具部３０とを備えている。なお、基板１０に実装される電子部品１１としては、コネクタ、リレー、コンデンサ、レジスタ等がある。また、基板１０の材質としては、ガラスエポキシ、コンポジット、紙フェノール等を用いることができる。
切断ユニット部２０は図２中下方から上方（矢印Ｃ方向）に向かって移動し、基板１０は図２中下方から上方に向かって切断される。切断ユニット部２０を基板１０の切断部位まで移送する移送手段としては、例えば３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）あるいは４軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θ）等のロボットを用いることができる。切断する基板１０の種類が少ない場合には、移送手段として単軸ロボットやエアーシリンダ機構を用いて安価な設備とすることもできる。
【００１８】
切断ユニット部２０は、回転刃（回転砥石）２１、エアー吹き付けノズル（空気吹き付け部）２２、エアー吸引ダクト（空気吸引部）２３、回転刃用フード２４から構成される。回転刃２１は、多数個取りの基板１０を複数に分割するためのものであり、外周が切削砥石で形成された一般的なものを用いることができる。回転刃２１の回転数は、高速切断を可能とするため、本実施形態では１００００ｒｐｍ以上としている。
【００１９】
エアー吹き付けノズル２２は、回転刃２１による基板１０切断時に発生する切り屑（基板粉）を吹き飛ばすためのものである。エアー吹き付けノズル２２には図示しない空気供給装置から加圧エアーが供給され、回転刃２１による基板１０の切断部位の近傍にエアーを吹き付けるように構成されている。エアー吸引ダクト２３は、基板１０切断時に発生する切り屑を集塵するためのものであり、エアー吹き付けノズル２２よるエアー吹き付け先に配置されている。エアー吸引ダクト２３には、図示しない集塵機が接続されている。回転刃用フード２４は、基板１０切断時に発生する切り屑が外部に飛び散らないように、回転刃２１の周囲に設けられている。
【００２０】
基板保持治具部３０は、基板下面フード３２、エアー吸引ダクト３３、基板支持ピン３４、基板位置決めピン３５、エアー吹き付けノズル（空気吹き付け部）３６、仕切り板３７を備えている。基板保持治具部３０における基板１０を搭載する位置には、基板１０と同程度あるいは基板１０より若干小さい吸引口３１が形成されており、その上に基板１０が搭載される。基板下面フード３２は、基板１０下面の周囲に設けられており、その下方にはエアー吸引ダクト３３が設けられている。エアー吸引ダクト３３の下方は図示しない集塵機が接続されている。なお、基板保持治具部３０は、吸引口３１およびエアー吸引ダクト３３のみが開口した密閉空間となっている。
【００２１】
基板支持ピン３４は基板１０を支持するためのものであり、基板位置決めピン３５は基板１０の支持および位置決めをするためのものである。基板支持ピン３４および基板位置決めピン３５は、基板１０の電子部品１１が実装されていない部位に位置するように配置されている。本実施形態では、基板支持ピン３４および基板位置決めピン３５は、切断後の基板１０における四隅に位置するように配置されている。基板位置決めピン３５は、基板１０の位置決めを行うために少なくとも２本以上設けられていればよく、本実施形態では２本の位置決めピン３５が設けられている。
【００２２】
基板位置決めピン３５は、先端が段差状に形成されている。基板位置決めピン３５の段差部は基板支持ピン３４の先端と同一面に位置しており、基板支持ピン３４とともに基板１０を支持する基板支持部を構成している。また、基板位置決めピン３５の先端部に基板１０に形成された位置決め用の孔をはめ込むことで、基板１０の位置決めを行うことができる。
【００２３】
基板１０を基板保持治具部３０上面に配置することで、基板１０下方に密閉空間が形成され、エアー吸引ダクト３３下方の図示しない集塵機にて吸引することで、基板１０の下方で負圧が発生する。本実施形態では、基板１０下方で１５０Ｐａ〜５００Ｐａ程度の負圧が発生するように構成されている。これにより、基板１０は下方に吸引され、基板支持ピン３４および基板位置決めピン３５上で固定される。このように、基板１０は負圧を発生させる吸引機構および基板支持部材により固定される。
【００２４】
エアー吹き付けノズル３６は、図２に示すように基板１０の切断部１０ａと平行に配置されている。エアー吹き付けノズル３６には、エアー吹き出し用の穴が複数形成されている。エアー吹き出し用の穴は、エアーが回転刃２１による基板１０の切断部位の近傍に吹き出すように形成されている。
【００２５】
仕切り板３７は必要に応じて、基板１０の切断部１０ａと平行に切断部１０ａの両側に設けられる。この場合、仕切り板３７は基板１０の切断部１０ａとエアー吹き付けノズル３６との間に配置される。仕切り板３７は、基板１０との間に若干の隙間が形成されるように設けられる。仕切り板３７は、基板１０に対して略垂直に配置されている。エアー吹き付けノズル３６から吹き出されたエアーは、仕切り板３７と基板１０との間から切断部１０ａに吹き付けられる。基板１０切断時に発生する切り屑は、基板下面フード３２と仕切り板３７により外部に飛び散らない。
【００２６】
基板保持治具部３０には、図１に示すように、基板支持ピン３４、基板位置決めピン３５の固定等のために、複数の板状部材３８が設けられている。板状部材３８には空気を通過させるための貫通孔３９が形成されている。
【００２７】
次に、上記構成の基板切断装置による基板１０の切断方法について図３を参照しつつ説明する。図３は本実施形態の基板切断装置による基板１０の切断状態を示しており、（ａ）は側方断面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【００２８】
まず、電子部品１１を実装した回路基板１０を基板位置決めピン３５により位置決めして、基板保持治具部３０上に設置する。基板１０は、基板支持ピン３４および基板位置決めピン３５にて支持される。次に、エアー吸引ダクト３３の下方に設置された図示しない集塵機にて吸引を開始し、基板１０下方で負圧を発生させ、基板１０を吸引固定する。
【００２９】
次に、切断ユニット部２０を基板１０上における切断部位まで移動させ、回転刃２１の回転、エアー吹き付けノズル２２よるエアー吹き付け、エアー吸引ダクト２３よるエアー吸引をそれぞれ開始する。切断ユニット部２０の反対側に設置されたエアー吹き付けノズル３６からもエアー吹き付けを開始する。なお、基板１０下方を負圧状態にするため、エアー吹き付けノズル３６の空気吹き出し量より図示しない集塵機による空気吸引量の方が多くなっている。
【００３０】
切断ユニット部２０は、図３（ａ）の矢印Ａで示すように図３（ａ）中の右→左に向かって移動し、基板１０を切断していく。このとき回転刃２１は矢印Ｂ方向に回転するアップカット方式となっており、進行方向Ａに向かって基板１０の切り屑が飛び散る。切り屑は、回転刃用フード２４で外部に飛び散ることを防止され、進行方向Ａ前方に配置されたエアー吸引ダクト２３で吸引除去される。また、基板１０に付着した切り屑は、エアー吹き付けノズル２２からのエアーによって基板１０から除去される。
【００３１】
基板１０切断時に発生する切り屑は、図３（ａ）（ｂ）中下側の基板治具側３０においても発生する。基板１０下方で発生した切り屑は、エアー吸引ダクト３３にて吸引除去される。基板１０に付着した切り屑は、エアー吹き付けノズル３６からのエアーによって基板１０から除去される。このとき、エアー吹き付けノズル３６からのエアーは、図３（ｂ）に示すように仕切り板３７と基板１０との間を通過して両側から切断部１０ａに吹き付けられ、一対の仕切り板３７の間を通過して下方に流れる。これにより、切り屑は仕切り板３７、さらには基板下面フード３２により外部に飛び散ることを防止される。
【００３２】
以上のように、高速回転する回転刃２１を備える切断ユニット部２０にエアー吹き付け吸引機構を付加することで、基板１０切断時に発生する切り屑の補足率を向上させ、基板製品部に切り屑を付着することを極力抑えることができる。これにより、切断用のＶ溝やスリット、または分割予定線を予め形成する前加工を不要とし、安価な基板の製作、前加工時の屑（切断時やプレス抜き持の基板粉）の基板製品群への付着および基板の変形（そり）の防止を図ることができる。
【００３３】
基板保持治具部３０においては、基板１０をエアーの負圧にて吸引して固定する吸引固定機構を付加することにより基板保持機構を簡素化し、基板１０を固定する際に実装済み電子部品１１と基板固定用治具との干渉を防止できる。これにより、多品種な実装済み回路基板に対応させることができる。また、吸引固定機構による固定であれば、基板１０の着脱を容易に行うことができる。さらに、本実施形態の構成によれば、基板保持治具部３０において吸引による基板固定と切り屑除去を同時に行うことができる。
【００３４】
（他の実施形態）
なお、切断ユニット部２０が実装済み電子部品１０に干渉しなければ、電子部品１１は基板１０のいずれの面に実装されていてもよく、両面に実装されていてもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、基板１０に形成された基板位置決めピン３５を用いて基板１０の位置決めを行ったが、これに限らず、例えば基板１０の外周部を用いて位置決めを行うように構成してもよい。
【００３６】
また、上記実施形態では、切断後の基板１０の支持を４本の基板支持ピン３４および基板位置決めピン３５にて行ったが、これらの基板１０を支持するピン３４、３５は少なくとも平面を形成できる本数以上であれば、個数は任意に選択できる。
【００３７】
また、上記実施形態の切断ユニット２０に、従来より知られているルータを用いたルータ切断ユニットを併設することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】上記実施形態の基板切断装置の側面図である。
【図２】上記実施形態の基板切断装置の平面図である。
【図３】上記実施形態の基板切断装置による基板の切断状態を示す断面図であり、（ａ）は側方断面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１…回路基板切断装置、１０…回路基板、１１…電子部品、２０…切断ユニット部、２１…回転刃、２２…空気吹き付け部（エアー吹き付けノズル）、２３…空気吸引部（エアー吸引ダクト）、３０…基板保持治具部、３３…基板吸引部（エアー吸引ダクト）、３４…基板支持部（基板支持ピン）、３５…基板支持部（基板位置決めピン）、３６…空気吹き付け部（エアー吹き付けノズル）。

Claims

電子部品（１１）が予め実装された多数個取りの回路基板（１０）を切断する回路基板切断装置（１）であって、
前記回路基板（１０）を切断する回転刃（２１）と、前記回転刃（２１）が前記回路基板（１０）を切断する部位の近傍に空気を吹き付ける空気吹き付け部（２２）と、前記回路基板（１０）の切断時に発生する切り屑を吸引する空気吸引部（２３）とを有する基板切断ユニット部（２０）と、
前記回路基板（１０）を吸引して固定する基板保持治具部（３０）とを備えることを特徴とする回路基板切断装置。
前記基板保持治具部（３０）は、前記回路基板（１０）を空気吸引する基板吸引部（３３）と、吸引された前記回路基板（１０）を支持する基板支持部（３４、３５）とを備えることを特徴とする請求項１に記載の回路基板切断装置。
前記基板保持治具部（３０）は、前記回路基板（１０）における前記切断ユニット部（２０）の反対側に配置されているとともに、前記回転刃（２１）による前記回路基板（１０）の切断部位の近傍に空気を吹き付ける第２の空気吹き付け部（３６）を備え、
前記基板吸引部（３３）は、前記回路基板（１０）の切断時に発生する切り屑を吸引可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の回路基板切断装置。
電子部品（１１）が予め実装された多数個取りの回路基板（１０）を切断する回路基板の切断方法であって、
基板保持治具部（３０）により前記回路基板（１０）を吸引して固定し、回転刃（２１）により前記回路基板（１０）を切断する際に、前記回転刃（２１）が前記回路基板（１０）を切断する部位の近傍に空気吹き付け部（２２）により空気を吹き付け、前記回路基板（１０）の切断時に発生する切り屑を空気吸引部（２３）により吸引することを特徴とする回路基板の切断方法。
前記基板保持治具部（３０）では、基板支持部（３４、３５）で前記回路基板（１０）を支持しながら基板吸引部（３３）により吸引することを特徴とする請求項４に記載の回路基板の切断方法。
前記基板吸引部（３３）は、前記回転刃（２１）、前記空気吹き付け部（２２）および前記空気吸引部（２３）を有する切断ユニット部（２０）の反対側にて前記回路基板（１０）を吸引しているとともに、前記回路基板（１０）の切断時に発生する切り屑を吸引し、
前記切断ユニット部（２０）の反対側にて、前記回転刃（２１）が前記回路基板（１０）を切断する部位の近傍に第２の空気吹き付け部（３６）により空気を吹き付けることを特徴とする請求項５に記載の回路基板の切断方法。