JP2008224413A - Printed board manufacturing device and printed board manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層した樹脂フィルムを加熱しながら加圧してプリント基板を形成するプリント基板製造装置およびプリント基板製造方法に関する。 The present invention relates to a printed circuit board manufacturing apparatus and a printed circuit board manufacturing method for forming a printed circuit board by applying pressure while heating laminated resin films.
従来、このようなプリント基板製造装置は、積層した樹脂フィルムを高温(例えば、300度)下で一括プレスしてプリント基板を形成するようになっている。このようなプリント基板製造装置では、積層した樹脂フィルムを加圧する際に、熱板に傾きが生じていたり、樹脂フィルムを搭載する搭載板に歪みや変形が生じていたりすると、樹脂フィルムに印加される圧力が不均一となり、樹脂流動によるパターン流れ、層間接続不良、層間接着力不足等が生じ、製造不良の原因となる。 Conventionally, such a printed circuit board manufacturing apparatus forms a printed circuit board by collectively pressing laminated resin films at a high temperature (for example, 300 degrees). In such a printed circuit board manufacturing apparatus, when the laminated resin film is pressed, if the hot plate is tilted or the mounting plate on which the resin film is mounted is distorted or deformed, it is applied to the resin film. The pressure becomes uneven, causing pattern flow due to resin flow, poor interlayer connection, insufficient interlayer adhesion, and the like, leading to manufacturing defects.
そこで、プリント基板の加圧中にプリント基板に掛かる圧力を直接検出して圧力異常が生じた不良基板を区別することにより、プリント基板の製造不良を低減することが考えられる。 Therefore, it is conceivable to reduce defective manufacturing of the printed circuit board by directly detecting the pressure applied to the printed circuit board during pressurization of the printed circuit board and distinguishing defective substrates in which the pressure abnormality has occurred.
上記したようなプリント基板製造装置には、プリント基板を加圧する際の加圧シリンダーの油圧を測定するための圧力計を備えたものがあるが、このような圧力計では加圧中にプリント基板に掛かる圧力を直接検出することはできない。 Some of the printed circuit board manufacturing apparatuses as described above are equipped with a pressure gauge for measuring the hydraulic pressure of the pressurizing cylinder when the printed circuit board is pressurized. It is not possible to directly detect the pressure applied to.
そこで、光ファイバの端部に配置された誘電体フィルタによって検出された温度変化に応じて、光ファイバの端部に配置された感圧素子としての感圧ダイヤフラムの出力を校正する光ファイバ圧力センサ装置(例えば、特許文献1参照)を使用して加圧中にプリント基板に掛かる圧力を直接検出することが考えられる。
しかし、特許文献1に記載された光ファイバ圧力センサ装置は、耐熱性の低い誘電体フィルタを用いて温度を測定し、この測定結果により感圧ダイヤフラムの出力を校正するようになっているため、樹脂フィルムを加熱しながら加圧してプリント基板を形成するプリント基板製造装置に適用するのは困難である。
However, the optical fiber pressure sensor device described in
また、半導体式や薄膜抵抗式の歪みゲージを用いた圧力センサを使用して加圧中にプリント基板に掛かる圧力を直接検出することも考えられる。 It is also conceivable to directly detect the pressure applied to the printed circuit board during pressurization using a pressure sensor using a semiconductor type or thin film resistance type strain gauge.
しかし、このような半導体式や薄膜抵抗式の歪みゲージを用いた圧力センサは、プリント基板の加熱温度に耐えうる程の耐熱性を有していないため、樹脂フィルムを加熱しながら加圧してプリント基板を形成するプリント基板製造装置に適用するのは困難である。また、このような圧力センサを使用して加圧中にプリント基板に掛かる圧力を直接検出しようとした場合、圧力センサの圧力検出部とその周囲の搭載板の熱伝導率差から、プリント基板の加熱が不均一となり、プリント基板の品質が低下してしまうことも考えられる。 However, pressure sensors using such semiconductor and thin film resistance strain gauges do not have heat resistance that can withstand the heating temperature of the printed circuit board. It is difficult to apply to a printed circuit board manufacturing apparatus for forming a substrate. In addition, when using such a pressure sensor to directly detect the pressure applied to the printed circuit board during pressurization, the difference in thermal conductivity between the pressure sensor pressure detector and the surrounding mounting board It is conceivable that the heating becomes non-uniform and the quality of the printed circuit board deteriorates.
上記したように、半導体式や薄膜抵抗式の歪みゲージを用いた圧力センサや、特許文献1に記載された光ファイバ圧力センサ装置を使用して加圧中にプリント基板に掛かる圧力を直接検出して圧力異常を判定するのは困難である。
As described above, the pressure applied to the printed circuit board during pressurization is directly detected by using a pressure sensor using a semiconductor type or thin film resistance type strain gauge or an optical fiber pressure sensor device described in
本発明は上記点に鑑みたもので、プリント基板の加圧中の圧力異常を判定できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to make it possible to determine a pressure abnormality during pressurization of a printed circuit board.
本発明の第1の特徴は、積層した樹脂フィルムの両面側に設けられた熱板(21)を用いて樹脂フィルムを加熱しながら加圧してプリント基板(30)を形成するプレス機(20)と、樹脂フィルムとプレス機の熱板の片方との間に配置された搭載板(15)と、搭載板の樹脂フィルム側の面に固着された偏波面保持光ファイバ(14)と、偏波面保持光ファイバに偏波光を入射する発光素子(11a)と、偏波面保持光ファイバ側から発光素子側へ入射する光を分光する分光器(12)と、分光器によって分光された光を受光して電気信号に変換する受光素子(11b)と、を備え、偏波面保持光ファイバのコア(14b)には、該コアの軸方向に予め定められたピッチで屈折率を周期的に変化させた回折格子(14a)が形成されており、該偏波面保持光ファイバに発光素子から偏波光が入射されると、回折格子により波長の異なる第1、第2の反射光が反射して戻り、加圧による回折格子の歪み量に応じて第1、第2の反射光の波長間隔が変化するようになっており、樹脂フィルムの加圧時に、発光素子から偏波面保持光ファイバに偏波光を入射させ、受光素子から入力される電気信号に基づいて第1の反射光と第2の反射光の波長間隔を特定する波長間隔特定手段と、波長間隔特定手段によって特定された第1の反射光と第2の反射光の波長間隔からプリント基板の回折格子と接する部位の圧力を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段によって検出された圧力を表示装置(17)に表示させる表示制御手段と、を備えたことである。 The first feature of the present invention is that a press machine (20) for forming a printed circuit board (30) by applying pressure while heating the resin film using hot plates (21) provided on both sides of the laminated resin film. A mounting plate (15) disposed between the resin film and one of the hot plates of the press, a polarization plane holding optical fiber (14) fixed to the surface of the mounting plate on the resin film side, and a polarization plane A light-emitting element (11a) that makes polarized light incident on the holding optical fiber, a spectroscope (12) that splits light incident on the light-emitting element from the polarization-maintaining optical fiber side, and light that has been dispersed by the spectroscope And a light receiving element (11b) for converting into an electrical signal, and the refractive index of the core (14b) of the polarization maintaining optical fiber is periodically changed at a predetermined pitch in the axial direction of the core. Diffraction grating (14a) is formed When polarized light from the light emitting element is incident on the polarization-maintaining optical fiber, the first and second reflected lights having different wavelengths are reflected and returned by the diffraction grating, and the first and second reflected lights are reflected according to the distortion amount of the diffraction grating due to pressurization. The wavelength interval of the first and second reflected light changes, and when the resin film is pressurized, polarized light is incident on the polarization-maintaining optical fiber from the light emitting element, and the electric signal input from the light receiving element Based on the wavelength interval specifying means for specifying the wavelength interval between the first reflected light and the second reflected light based on the wavelength interval between the first reflected light and the second reflected light specified by the wavelength interval specifying means. Pressure detecting means for detecting the pressure of the portion in contact with the diffraction grating, and display control means for displaying the pressure detected by the pressure detecting means on the display device (17).
このような構成では、樹脂フィルムの加圧時に、発光素子から回折格子が形成された偏波面保持光ファイバに偏波光を入射させ、受光素子から入力される電気信号に基づいて第1の反射光と第2の反射光の波長間隔を特定し、プリント基板の回折格子と接する部位の圧力を検出し、検出した圧力が表示装置に表示されるので、この表示装置に表示された圧力からプリント基板の加圧中の圧力異常を判定することができる。 In such a configuration, when the resin film is pressed, polarized light is incident on the polarization-maintaining optical fiber on which the diffraction grating is formed from the light emitting element, and the first reflected light is based on the electric signal input from the light receiving element. The wavelength interval between the second reflected light and the second reflected light is specified, the pressure of the portion of the printed circuit board in contact with the diffraction grating is detected, and the detected pressure is displayed on the display device. Can be determined.
なお、圧力検出部が耐熱性に優れている偏波面保持光ファイバのみにより構成されているため、高温で加熱してプリント基板を形成する場合でも問題なくプリント基板の圧力を検出することができる。また、細線状の偏波面保持光ファイバを用いて圧力を検出する構成となっているので、加圧時のプリント基板の面内の温度分布に影響を与えることなくプリント基板を形成することが可能である。 In addition, since the pressure detection part is comprised only by the polarization plane holding | maintenance optical fiber excellent in heat resistance, even when it heats at high temperature and forms a printed circuit board, the pressure of a printed circuit board can be detected without a problem. In addition, because it is configured to detect pressure using a thin-polarized polarization-maintaining optical fiber, it is possible to form a printed circuit board without affecting the in-plane temperature distribution during pressurization. It is.
また、本発明の第2の特徴は、偏波面保持光ファイバにはピッチを異ならせた複数の回折格子が形成され、搭載板の面内には偏波面保持光ファイバの複数の回折格子が複数箇所に配置されており、各回折格子のピッチに応じて第1、第2の反射光の各波長が変化するようになっており、波長間隔特定手段は、発光素子から偏波面保持光ファイバに偏波光を入射させ、受光素子から入力される電気信号に基づいて回折格子毎に第1、第2の反射光の波長間隔を特定し、圧力検出手段は、波長間隔特定手段により回折格子毎に特定された第1、第2の反射光の波長間隔から回折格子毎にプリント基板の回折格子と接する部位の圧力を検出し、表示制御手段は、回折格子毎にプリント基板の回折格子と接する部位の圧力を表示装置に表示させることである。 The second feature of the present invention is that a polarization maintaining optical fiber is formed with a plurality of diffraction gratings having different pitches, and a plurality of diffraction gratings of the polarization maintaining optical fiber are provided in the plane of the mounting plate. Each wavelength of the first and second reflected light changes according to the pitch of each diffraction grating, and the wavelength interval specifying means is provided from the light emitting element to the polarization plane holding optical fiber. Polarized light is incident, the wavelength interval of the first and second reflected light is specified for each diffraction grating based on the electrical signal input from the light receiving element, and the pressure detection means is provided for each diffraction grating by the wavelength interval specifying means. The pressure of the part that contacts the diffraction grating of the printed circuit board is detected for each diffraction grating from the identified wavelength interval of the first and second reflected light, and the display control means is a part that contacts the diffraction grating of the printed circuit board for each diffraction grating The pressure on the display device A.
このような構成では、搭載板の面内の複数箇所に配置された回折格子毎に圧力が検出されるので、プリント基板の面内の圧力分布を検出することができる。 In such a configuration, the pressure is detected for each of the diffraction gratings arranged at a plurality of locations in the plane of the mounting plate, so that the pressure distribution in the plane of the printed board can be detected.
また、本発明の第3の特徴は、搭載板には、偏波面保持光ファイバを埋設するための溝(15a)が形成され、偏波面保持光ファイバは、偏波面保持光ファイバを埋設するための溝に埋設されていることである。 A third feature of the present invention is that a groove (15a) for embedding the polarization-maintaining optical fiber is formed in the mounting plate, and the polarization-maintaining optical fiber is embedded in the polarization-maintaining optical fiber. It is buried in the groove.
このように、偏波面保持光ファイバを埋設するための溝に偏波面保持光ファイバを埋設することにより、偏波面保持光ファイバの加圧による損傷を低減することが可能である。 As described above, by burying the polarization-maintaining optical fiber in the groove for embedding the polarization-maintaining optical fiber, it is possible to reduce the damage caused by the pressurization of the polarization-maintaining optical fiber.
また、本発明の第4の特徴は、偏波面保持光ファイバは、コアの周囲にクラッド(14c)が形成され、クラッドにはコアを挟むように2つの応力付与部(14d)が形成されており、偏波面保持光ファイバは、加圧時に搭載板が受ける応力方向に応力付与部が並ぶように搭載板に固着されていることである。 A fourth feature of the present invention is that the polarization maintaining optical fiber includes a clad (14c) formed around the core, and the clad is formed with two stress applying portions (14d) so as to sandwich the core. The polarization-maintaining optical fiber is fixed to the mounting plate so that the stress applying portions are aligned in the stress direction that the mounting plate receives during pressurization.
このように、加圧時に搭載板が受ける応力方向に応力付与部が並ぶように偏波面保持光ファイバを搭載板に固着することができる。 In this way, the polarization-maintaining optical fiber can be fixed to the mounting plate so that the stress applying portions are arranged in the stress direction received by the mounting plate during pressurization.
また、本発明の第5の特徴は、偏波面保持光ファイバは、樹脂フィルムの加熱温度よりも融点の高い接着剤(19)を用いて搭載板に接着されていることである。 The fifth feature of the present invention is that the polarization-maintaining optical fiber is bonded to the mounting plate using an adhesive (19) having a melting point higher than the heating temperature of the resin film.
また、本発明の第6の特徴は、樹脂フィルムが熱可塑性樹脂フィルムであることである。 The sixth feature of the present invention is that the resin film is a thermoplastic resin film.
また、本発明の第7の特徴は、積層した樹脂フィルムの両面側に設けられた熱板(21)を用いて樹脂フィルムを加熱しながら加圧してプリント基板(30)を形成するプレス機(20)と、樹脂フィルムとプレス機の熱板の片方との間に配置された搭載板(15)と、搭載板の樹脂フィルム側の面に固着された偏波面保持光ファイバ(14)と、偏波面保持光ファイバに偏波光を入射する発光素子(11a)と、偏波面保持光ファイバ側から発光素子側へ入射する光を分光する分光器(12)と、分光器によって分光された光を受光して電気信号に変換する受光素子(11b)と、を備え、偏波面保持光ファイバのコア(14b)には、該コアの軸方向に予め定められたピッチで屈折率を周期的に変化させた回折格子(14a)が形成されており、該偏波面保持光ファイバに発光素子から偏波光が入射されると、回折格子により波長の異なる第1、第2の反射光が反射して戻り、加圧による回折格子の歪み量に応じて第1、第2の反射光の波長間隔が変化するようになっており、樹脂フィルムの加圧時に、発光素子から偏波面保持光ファイバに偏波光を入射させ、受光素子から入力される電気信号に基づいて第1の反射光と第2の反射光の波長間隔を特定し、特定された第1の反射光と第2の反射光の波長間隔からプリント基板の回折格子と接する部位の圧力を検出し、検出された圧力を表示装置(17)に表示させ、該表示装置に表示された圧力が予め定められた規格範囲外か否かに基づいてプリント基板の加圧中の圧力異常を判定することである。 The seventh feature of the present invention is that the press machine (30) is formed by pressing the resin film while heating the resin film using the hot plates (21) provided on both sides of the laminated resin film. 20), a mounting plate (15) disposed between the resin film and one of the hot plates of the press, and a polarization-maintaining optical fiber (14) fixed to the surface of the mounting plate on the resin film side, A light emitting element (11a) that makes polarized light incident on a polarization-maintaining optical fiber, a spectroscope (12) that splits light that enters the light-emitting element from the polarization-maintaining optical fiber side, and light that has been dispersed by the spectroscope A light receiving element (11b) that receives light and converts it into an electrical signal, and the refractive index of the core (14b) of the polarization-maintaining optical fiber is periodically changed at a predetermined pitch in the axial direction of the core. The formed diffraction grating (14a) is formed When polarized light is incident on the polarization-maintaining optical fiber from the light emitting element, the first and second reflected lights having different wavelengths are reflected and returned by the diffraction grating, depending on the distortion amount of the diffraction grating due to pressurization. The wavelength interval between the first and second reflected light changes, and when the resin film is pressed, polarized light is incident on the polarization-maintaining optical fiber from the light emitting element, and the electric light input from the light receiving element is input. The wavelength interval between the first reflected light and the second reflected light is specified based on the signal, and the pressure at the portion in contact with the diffraction grating of the printed circuit board is determined from the specified wavelength interval between the first reflected light and the second reflected light. , And the detected pressure is displayed on the display device (17). Based on whether or not the pressure displayed on the display device is out of a predetermined standard range, a pressure abnormality during pressurization of the printed circuit board is detected. It is to judge.
このような構成では、樹脂フィルムの加圧時に、発光素子から偏波面保持光ファイバに偏波光を入射させ、受光素子から入力される電気信号に基づいて第1の反射光と第2の反射光の波長間隔を特定し、特定された第1の反射光と第2の反射光の波長間隔からプリント基板の回折格子と接する部位の圧力を検出し、検出された圧力を表示装置に表示させ、該表示装置に表示された圧力が予め定められた規格範囲外か否かに基づいてプリント基板の加圧中の圧力異常を判定することができる。 In such a configuration, when the resin film is pressed, polarized light is incident on the polarization-maintaining optical fiber from the light emitting element, and the first reflected light and the second reflected light are based on the electrical signal input from the light receiving element. , The pressure of the portion in contact with the diffraction grating of the printed circuit board is detected from the identified wavelength interval of the first reflected light and the second reflected light, and the detected pressure is displayed on the display device. A pressure abnormality during pressurization of the printed circuit board can be determined based on whether or not the pressure displayed on the display device is out of a predetermined standard range.
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。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
本発明の一実施形態に係るプリント基板製造装置の全体構成を図1に示す。本プリント基板製造装置1は、発光素子11a、受光素子11b、分光器12、偏波面保持光ファイバ14、信号処理部16、表示装置17、記憶装置18を有する圧力測定装置10と、積層した樹脂フィルムを高温(例えば、300度)で加熱しながら加圧してプリント基板を形成するプレス機20によって構成されている。
FIG. 1 shows the overall configuration of a printed circuit board manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. The printed circuit
発光素子11aは、偏波面保持光ファイバ14へ偏波光を入射するためのものであり、信号処理部16からの信号に応じて発光するレーザダイオードによって構成されている。なお、発光素子11aは、FCコネクタ13が組み付けられた偏波面保持光ファイバを有しており、この偏波面保持光ファイバを介して偏波光を分光器12へ入射する。
The
分光器12は、発光素子11aから出力される偏波光を偏波面保持光ファイバ14へ入射させるとともに、偏波面保持光ファイバ14から反射して戻る反射光を受光素子11bへ分光するためのものである。分光器12は、偏波光の偏波面を保持したまま分光するように、偏波面保持光ファイバを用いて構成されている。なお、分光器12は、FCコネクタ13を介して偏波面保持光ファイバ14と接続されている。
The
受光素子11bは、偏波面保持光ファイバ14から反射して戻る反射光を受光して電気信号に変換するための素子で、フォトダイオードによって構成されている。なお、受光素子11bは、FCコネクタ13が組み付けられた偏波面保持光ファイバを有しており、この偏波面保持光ファイバを介して分光器12により分光された光を受光する。
The light receiving
偏波面保持光ファイバ14には、UV照射法等の手法を用いて、コアの軸方向に予め定められたピッチで屈折率を周期的に変化させた複数の回折格子14aが形成されている。この偏波面保持光ファイバ14については、後で詳細に説明する。
The polarization maintaining
信号処理部16は、CPU、メモリ、I/O等を備えたコンピュータとして構成されており、CPUはメモリに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。
The
表示装置17は、液晶等のディスプレイを有し、信号処理部16から入力される画像信号に応じた画像をディスプレイに表示させる。
The
記憶装置18は、ハードディスク、フラッシュメモリ等の不揮発性記憶媒体を有し、信号処理部16から入力されるデータを不揮発性記憶媒体に記憶する。
The
プレス機20は、積層した樹脂フィルムの両側に設けられた熱板を用いて樹脂フィルムを高温で加熱しながら一括プレスしてプリント基板を形成する装置である。本実施形態では、熱可塑性樹脂フィルムを積層して、特開平15−086949に記載されたような多層のPALAP基板(PALAP基板:Patterned Prepreg Lay Up Process基板)を形成する。
The
プレス機20には、プレスの開始を指示する開始ボタン20aが備えられている。作業者によりこの開始ボタン20aが操作されると、プレス機20は、圧力測定装置10へプレスの開始を指示する信号を送出するとともに熱板21を高温で加熱しながら一括プレスする処理を開始する。
The
本実施形態における圧力測定装置10は、上記した回折格子14aが形成された偏波面保持光ファイバ14を圧力検出部として2軸のFBG(Fiber Bragg Grating)センサを構成し、このFBGセンサによりプリント基板に印加される圧力を直接測定するようになっている。
The
ここで、FBGセンサについて説明する。光ファイバのコアの軸方向に予め定められたピッチで屈折率を周期的に変化させた回折格子を形成し、この光ファイバに発光素子から、図2(a)に示すような波長λ1の入射光を入射すると、回折格子により、図2(b)の実線で示すような波長λ2の反射光が反射して戻り、それ以外の成分は透過する。なお、この反射光の波長λ2は、図2(b)の点線で示すように、回折格子に生じる歪みに応じてシフトする性質を有している。FBGセンサは、このような性質を利用して回折格子に印加される圧力を検出するものである。 Here, the FBG sensor will be described. A diffraction grating whose refractive index is periodically changed at a predetermined pitch in the axial direction of the core of the optical fiber is formed, and the incident light having a wavelength λ1 as shown in FIG. When light is incident, reflected light of wavelength λ2 as shown by a solid line in FIG. 2B is reflected and returned by the diffraction grating, and other components are transmitted. Note that the wavelength λ2 of the reflected light has a property of shifting according to the distortion generated in the diffraction grating, as indicated by a dotted line in FIG. The FBG sensor detects the pressure applied to the diffraction grating using such properties.
本実施形態における圧力測定装置10は、偏波面保持光ファイバを用いて2軸のFBGセンサを構成している。偏波面保持光ファイバ14は、直交する2つの偏波面で異なる屈折率構造を有している。このため、偏波面保持光ファイバ14のコアの軸方向に回折格子14aを形成し、この偏波面保持光ファイバ14に発光素子から光を入射すると、回折格子14aにより図3に示すような波長の異なる第1、第2の反射光が反射して戻る。また、第1、第2の反射光の波長間隔dは、回折格子14aの歪み量に応じて変化する性質を有している。
The
図4に、回折格子14aに印加される圧力と第1、第2の反射光の波長間隔シフト量の関係を示す。図に示すように、回折格子14aへの圧力が大きくなるほど、第1、第2の反射光の波長間隔シフト量は大きくなる。
FIG. 4 shows the relationship between the pressure applied to the
本実施形態では、このような回折格子14aが形成された偏波面保持光ファイバ14を用いて2軸のFBGセンサを構成し、波長間隔シフト量から回折格子14aに印加される圧力を検出する。
In this embodiment, a biaxial FBG sensor is configured using the polarization-maintaining
また、このような回折格子が形成された光ファイバは、回折格子のピッチに応じて反射光の波長が変化する性質を有している。このような性質を利用して、1本の光ファイバにピッチの異なる回折格子を複数形成しておき、反射光の波長に応じて各回折格子に掛かる圧力を個別に計測することが可能となっている。 Further, an optical fiber in which such a diffraction grating is formed has a property that the wavelength of reflected light changes according to the pitch of the diffraction grating. Using such properties, it is possible to form a plurality of diffraction gratings having different pitches in one optical fiber and individually measure the pressure applied to each diffraction grating according to the wavelength of the reflected light. ing.
図5に示すように、偏波面保持光ファイバ14は、プリント基板を搭載するための搭載板15の上面に配線されている。偏波面保持光ファイバ14には、ピッチを異ならせた複数の回折格子14aが形成されており、搭載板15の周囲および中央部に回折格子14aが点在するようになっている。
As shown in FIG. 5, the polarization-maintaining
そして、偏波面保持光ファイバ14に発光素子11aから偏波光が入射されると、回折格子毎に波長の異なる第1、第2の反射光が反射して戻るようになっている。
When polarized light is incident on the polarization-maintaining
信号処理部16は、受光素子11bから入力される電気信号に基づいて回折格子毎に波長の異なる第1、第2の反射光の波長間隔を特定し、特定した第1、第2の反射光の波長間隔から回折格子毎に搭載板15への圧力を検出する。このように、搭載板15の周囲および中央部に点在する回折格子14a毎に圧力を検出することにより、プリント基板30の圧力の面内分布を検出することが可能となっている。
The
図6に、搭載板15の上面に配線された偏波面保持光ファイバ14の概略断面構成を示す。図に示すように、偏波面保持光ファイバ14は、搭載板15の上面に接着剤19を用いて接着されている。
FIG. 6 shows a schematic cross-sectional configuration of the polarization-maintaining
搭載板15は、Al、SUS、Fe、Cu、ガラス、アルミナなどの熱伝導性に優れた材質のものにより構成されている。
The mounting
また、偏波面保持光ファイバ14は、樹脂フィルムの加熱温度に十分耐えうる程度の耐熱性を有している。また、接着剤19についても、樹脂フィルムの加熱温度よりも融点の高いものが用いられ、樹脂フィルムの加熱に十分耐えうる程度の耐熱性を有している。また、この接着剤の硬化時の線膨張係数は偏波面保持光ファイバ14と搭載板15の熱膨張係数の間の値であることが望ましい。また、偏波面保持光ファイバ14が軸方向に伸びると圧力検出精度が低下することから、偏波面保持光ファイバ14の軸方向に対する伸びを抑制するように、接着剤19は、比較的弾性率の高いものが用いられている。
Moreover, the polarization-maintaining
また、偏波面保持光ファイバ14のクラッド14cには、コア14bを挟むように2つの応力付与部14dが形成されている。偏波面保持光ファイバ14のコア14bは、これらの応力付与部14dにより、図6の上下方向では引っ張り応力、図6の左右方向では圧縮応力を受けている。
Moreover, two
本偏波面保持光ファイバ14は、加圧時に搭載板15が受ける応力方向、すなわち搭載板15の搭載面と垂直方向にコア14bと2つの応力付与部14dが一列に並ぶように搭載板15に接着されている。
The polarization-maintaining
また、図に示すように、プレス機20の下側の熱板21の上面に搭載板15が配置され、プリント基板30は、この搭載板15の上側の偏波面保持光ファイバ14が接着された面に設置される。
Further, as shown in the figure, the mounting
次に、プリント基板の製造方法について説明する。まず、作業者は、図6に示したように、搭載板15の上側の偏波面保持光ファイバ14が接着された面に積層した樹脂フィルムを設置する。
Next, a method for manufacturing a printed circuit board will be described. First, as shown in FIG. 6, the operator installs a resin film laminated on the surface to which the polarization plane holding
そして、プレス機20の開始ボタン20aを操作すると、プレス機20は予めメモリに記憶されたプログラムに従い、熱板21を高温で加熱しながら一括プレスする処理を開始するとともに、プレスの開始を指示する信号を信号処理部16へ送出する。
When the
信号処理部16は、このプレスの開始を指示する信号が入力されると、図7に示す処理を開始する。まず、発光素子11aを発光させる(S100)。このように発光素子11aを発光させると、発光素子11aから偏波面保持光ファイバ14に偏波光が入射され、偏波面保持光ファイバ14の各回折格子14aからそれぞれ第1、第2の反射光が反射して戻り、受光素子11bによって受光される。
When the signal instructing the start of pressing is input, the
次に、受光素子11bから入力される信号に基づいて各回折格子14aから反射して戻る第1、第2の反射光の各波長をそれぞれ測定し、第1、第2の反射光の波長から第1、第2の反射光を反射した回折格子14aの位置を特定するとともに、回折格子毎に第1、第2の反射光の波長間隔を特定する処理を実施する(S102)。なお、本実施形態では、プレス機20の熱板21によりプリント基板30に最も大きな荷重が掛かるタイミングで第1、第2の反射光の波長間隔を特定するようになっている。また、第1、第2の反射光の各波長は、周知の高速掃引による光スペクトラム解析技術を用いて測定することができる。
Next, each wavelength of the first and second reflected light reflected and returned from each
次に、第1、第2の反射光の波長間隔からプリント基板30の回折格子14aと接する部位の圧力を回折格子毎に検出する。具体的には、図4に示したような回折格子14aに印加される圧力と第1、第2の反射光の波長間隔シフト量の関係が回折格子毎にメモリに記憶されており、この関係に基づいて第1、第2の反射光の波長間隔シフト量からプリント基板30の回折格子14aと接する部位の圧力を検出する(S104)。
Next, the pressure of the part of the printed circuit board 30 in contact with the
次に、検出した圧力を表示装置17のディスプレイに表示させる。具体的には、プリント基板30の回折格子14aと接する部位毎に、検出した圧力を表示装置17のディスプレイに表示させるとともに、表示画面の内容を記憶装置18に記憶させ(S106)、本処理を終了する。
Next, the detected pressure is displayed on the
図8に、表示装置17の表示例を示す。図に示すように、プリント基板30の回折格子14aと接する部位A〜K毎に、検出した圧力X1〜X11が表示される。
FIG. 8 shows a display example of the
作業者は、表示装置17のディスプレイに表示された圧力が、予め定められた規格範囲外か否かに基づいてプリント基板の加圧中の圧力異常を判定し、加圧中の圧力が異常の場合には良品と区別する。このようにして、加圧中の圧力が異常な状態で製造されたプリント基板30を後工程へ流さないようにすることができる。
The operator determines a pressure abnormality during pressurization of the printed circuit board based on whether or not the pressure displayed on the display of the
上記した構成によれば、樹脂フィルムとプレス機の熱板の片方との間に搭載板を設け、搭載板の樹脂フィルム側の面に回折格子が形成された偏波面保持光ファイバを配置し、樹脂フィルムの加圧時に、発光素子から回折格子が形成された偏波面保持光ファイバに偏波光を入射させ、受光素子から入力される電気信号に基づいて第1の反射光と第2の反射光の波長間隔を特定し、プリント基板の回折格子と接する部位の圧力を検出し、検出した圧力が表示装置に表示されるので、この表示装置に表示された圧力からプリント基板の加圧中の圧力異常を判定することができる。 According to the configuration described above, the mounting plate is provided between the resin film and one of the hot plates of the press machine, and the polarization plane holding optical fiber in which the diffraction grating is formed on the surface of the mounting plate on the resin film side is disposed, When the resin film is pressed, polarized light is incident on the polarization-maintaining optical fiber on which the diffraction grating is formed from the light emitting element, and the first reflected light and the second reflected light are based on the electrical signal input from the light receiving element. The pressure at the part of the printed circuit board in contact with the diffraction grating is detected, and the detected pressure is displayed on the display device. From the pressure displayed on the display device, the pressure during pressurization of the printed circuit board is detected. Abnormality can be determined.
なお、圧力検出部が耐熱性に優れている偏波面保持光ファイバと接着剤19のみにより構成されているため、高温で加熱してプリント基板を形成する場合でも問題なくプリント基板の圧力を検出することができる。また、直径100〜200ミクロン程度の細線状の偏波面保持光ファイバを用いて圧力を検出する構成となっているので、加圧時のプリント基板の面内の温度分布に影響を与えることなくプリント基板を形成することが可能である。
In addition, since the pressure detection part is comprised only with the polarization plane holding | maintenance optical fiber and
また、搭載板の面内の複数箇所に配置された回折格子毎に圧力が検出されるので、プリント基板の面内の圧力分布を検出することができる。 Further, since the pressure is detected for each of the diffraction gratings arranged at a plurality of locations in the surface of the mounting plate, the pressure distribution in the surface of the printed board can be detected.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Based on the meaning of this invention, it can implement with a various form.
例えば、上記実施形態では、平板状の搭載板15の上面に偏波面保持光ファイバ14を配置した例を示したが、図9(a)、(b)に示すように、搭載板15の上面に偏波面保持光ファイバ14を埋設するための溝15aを形成し、この溝15aに偏波面保持光ファイバ14を埋設して接着剤19を用いて接着してもよい。搭載板15の溝15aに偏波面保持光ファイバ14を埋設することで、加圧による偏波面保持光ファイバ14の損傷を低減することが可能である。
For example, in the above-described embodiment, the example in which the polarization-maintaining
また、上記実施形態では、複数の回折格子14aが形成された偏波面保持光ファイバ14を用いて複数箇所の圧力を検出する例を示したが、回折格子14aの数は1箇所であってもよい。
Moreover, although the example which detects the pressure of several places using the polarization-maintaining
また、上記実施形態では、回折格子が形成された偏波面保持光ファイバによりFBGセンサを構成した例を示したが、回折格子が形成された光導波路によりFBGセンサを構成してもよい。 Moreover, although the example which comprised the FBG sensor by the polarization plane holding | maintenance optical fiber in which the diffraction grating was formed was shown in the said embodiment, you may comprise an FBG sensor by the optical waveguide in which the diffraction grating was formed.
また、上記実施形態では、プレス機20の下側の熱板21の上面に搭載板15を配置し、搭載板15の上面に偏波面保持光ファイバ14を配置した構成例を示したが、例えば、プレス機20の上側の熱板21の下面に搭載板15を配置し、搭載板15の下面に偏波面保持光ファイバ14を配置した構成としてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the mounting
また、上記実施形態では、プリント基板30に最も大きな荷重が掛かるタイミングで第1、第2の反射光の波長間隔を特定し、圧力を検出する例を示したが、例えば、プリント基板の加圧中の圧力を周期的に検出して、圧力の変化する様子を時系列に表示してもよい。更に、検出された圧力が予め定められた規格範囲外か否かに基づいてプリント基板の加圧中の圧力異常を判定し、判定結果を表示するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the example in which the wavelength interval between the first and second reflected lights is specified and the pressure is detected at the timing when the largest load is applied to the printed board 30 has been described. The inside pressure may be detected periodically, and the state of the pressure change may be displayed in time series. Furthermore, a pressure abnormality during pressurization of the printed circuit board may be determined based on whether or not the detected pressure is outside a predetermined standard range, and the determination result may be displayed.
また、上記実施形態では、積層した熱可塑性樹脂フィルムをプレスしてプリント基板を形成する例を示したが、熱可塑性樹脂フィルムに限定されるものではなく、例えば、積層された熱硬化性樹脂フィルムをプレスしてプリント基板を形成してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the example which presses the laminated thermoplastic resin film and forms a printed circuit board was shown, it is not limited to a thermoplastic resin film, For example, the laminated thermosetting resin film May be pressed to form a printed circuit board.
なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、S102が波長間隔特定手段に相当し、S104が圧力検出手段に相当し、S106が表示制御手段に相当する。 The correspondence between the configuration in the above embodiment and the configuration in the claims will be described. S102 corresponds to the wavelength interval specifying unit, S104 corresponds to the pressure detection unit, and S106 corresponds to the display control unit.
1…プリント基板製造装置、10…圧力測定装置、11a…発光素子、
11b…受光素子、12…分光器、13…FCコネクタ、
14…偏波面保持光ファイバ、14a…回折格子、15…搭載板、
16…信号処理部、17…表示装置、18…記憶装置、19…接着剤、
20…プレス機、21…熱板。
DESCRIPTION OF
11b ... light receiving element, 12 ... spectrometer, 13 ... FC connector,
14 ... polarization-maintaining optical fiber, 14a ... diffraction grating, 15 ... mounting plate,
16 ... Signal processing unit, 17 ... Display device, 18 ... Storage device, 19 ... Adhesive,
20 ... Press machine, 21 ... Hot plate.
Claims (7)
前記樹脂フィルムと前記プレス機の熱板の片方との間に配置された搭載板(15)と、
前記搭載板の前記樹脂フィルム側の面に固着された偏波面保持光ファイバ(14)と、
前記偏波面保持光ファイバに偏波光を入射する発光素子(11a)と、
前記偏波面保持光ファイバ側から前記発光素子側へ入射する光を分光する分光器(12)と、
前記分光器によって分光された光を受光して電気信号に変換する受光素子(11b)と、を備え、
前記偏波面保持光ファイバのコア(14b)には、該コアの軸方向に予め定められたピッチで屈折率を周期的に変化させた回折格子(14a)が形成されており、該偏波面保持光ファイバに前記発光素子から偏波光が入射されると、前記回折格子により波長の異なる第1、第2の反射光が反射して戻り、加圧による前記回折格子の歪み量に応じて前記第1、第2の反射光の波長間隔が変化するようになっており、
前記樹脂フィルムの加圧時に、前記発光素子から前記偏波面保持光ファイバに前記偏波光を入射させ、前記受光素子から入力される電気信号に基づいて前記第1の反射光と前記第2の反射光の波長間隔を特定する波長間隔特定手段と、
前記波長間隔特定手段によって特定された前記第1の反射光と前記第2の反射光の波長間隔から前記プリント基板の前記回折格子と接する部位の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段によって検出された前記圧力を表示装置(17)に表示させる表示制御手段と、を備えたことを特徴とするプリント基板製造装置。 A press machine (20) for forming a printed circuit board (30) by applying pressure while heating the resin film using hot plates (21) provided on both sides of the laminated resin film;
A mounting plate (15) disposed between the resin film and one of the hot plates of the press;
A polarization-maintaining optical fiber (14) fixed to the surface of the mounting plate on the resin film side;
A light emitting element (11a) that makes polarized light incident on the polarization maintaining optical fiber;
A spectroscope (12) that splits light incident on the light emitting element side from the polarization-maintaining optical fiber side;
A light receiving element (11b) that receives the light dispersed by the spectroscope and converts it into an electrical signal,
A diffraction grating (14a) whose refractive index is periodically changed at a predetermined pitch in the axial direction of the core is formed on the core (14b) of the polarization-maintaining optical fiber. When polarized light is incident on the optical fiber from the light emitting element, the first and second reflected lights having different wavelengths are reflected and returned by the diffraction grating, and the first and second reflected lights are returned according to the amount of distortion of the diffraction grating due to pressurization. 1, the wavelength interval of the second reflected light is changed,
When the resin film is pressed, the polarized light is incident on the polarization-maintaining optical fiber from the light emitting element, and the first reflected light and the second reflected light are based on an electric signal input from the light receiving element. Wavelength interval specifying means for specifying the wavelength interval of light;
Pressure detecting means for detecting a pressure of a portion of the printed circuit board in contact with the diffraction grating from a wavelength interval of the first reflected light and the second reflected light specified by the wavelength interval specifying means;
A printed circuit board manufacturing apparatus comprising: display control means for displaying the pressure detected by the pressure detection means on a display device (17).
前記波長間隔特定手段は、前記発光素子から前記偏波面保持光ファイバに偏波光を入射させ、前記受光素子から入力される電気信号に基づいて前記回折格子毎に第1、第2の反射光の波長間隔を特定し、
前記圧力検出手段は、前記波長間隔特定手段により前記回折格子毎に特定された前記第1、第2の反射光の波長間隔から前記回折格子毎に前記プリント基板の前記回折格子と接する部位の圧力を検出し、
前記表示制御手段は、前記回折格子毎に前記プリント基板の前記回折格子と接する部位の圧力を前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項1に記載のプリント基板製造装置。 A plurality of diffraction gratings having different pitches are formed in the polarization-maintaining optical fiber, and a plurality of diffraction gratings of the polarization-maintaining optical fiber are disposed at a plurality of locations in the plane of the mounting plate, Each wavelength of the first and second reflected light changes according to the pitch of each diffraction grating,
The wavelength interval specifying means makes polarized light incident on the polarization plane holding optical fiber from the light emitting element, and reflects the first and second reflected light for each diffraction grating based on an electric signal input from the light receiving element. Identify the wavelength interval,
The pressure detecting means is a pressure at a portion in contact with the diffraction grating of the printed circuit board for each diffraction grating from the wavelength interval of the first and second reflected light specified for each diffraction grating by the wavelength interval specifying means. Detect
2. The printed circuit board manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the display control unit causes the display device to display a pressure of a portion of the printed circuit board in contact with the diffraction grating for each of the diffraction gratings.
前記偏波面保持光ファイバは、加圧時に前記搭載板が受ける応力方向に前記応力付与部が並ぶように前記搭載板に固着されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のプリント基板製造装置。 In the polarization maintaining optical fiber, a clad (14c) is formed around the core, and two stress applying portions (14d) are formed in the clad so as to sandwich the core.
4. The polarization-maintaining optical fiber is fixed to the mounting plate so that the stress applying portions are arranged in a stress direction that the mounting plate receives when pressed. Printed circuit board manufacturing apparatus.
前記樹脂フィルムと前記プレス機の熱板の片方との間に配置された搭載板(15)と、
前記搭載板の前記樹脂フィルム側の面に固着された偏波面保持光ファイバ(14)と、
前記偏波面保持光ファイバに偏波光を入射する発光素子(11a)と、
前記偏波面保持光ファイバ側から前記発光素子側へ入射する光を分光する分光器(12)と、
前記分光器によって分光された光を受光して電気信号に変換する受光素子(11b)と、を備え、
前記偏波面保持光ファイバのコア(14b)には、該コアの軸方向に予め定められたピッチで屈折率を周期的に変化させた回折格子(14a)が形成されており、該偏波面保持光ファイバに前記発光素子から偏波光が入射されると、前記回折格子により波長の異なる第1、第2の反射光が反射して戻り、加圧による前記回折格子の歪み量に応じて前記第1、第2の反射光の波長間隔が変化するようになっており、
前記樹脂フィルムの加圧時に、前記発光素子から前記偏波面保持光ファイバに前記偏波光を入射させ、前記受光素子から入力される電気信号に基づいて前記第1の反射光と前記第2の反射光の波長間隔を特定し、
特定された前記第1の反射光と前記第2の反射光の波長間隔から前記プリント基板の前記回折格子と接する部位の圧力を検出し、
検出された前記圧力を表示装置(17)に表示させ、該表示装置に表示された前記圧力が予め定められた規格範囲外か否かに基づいて前記プリント基板の加圧中の圧力異常を判定することを特徴とするプリント基板製造方法。 A press machine (20) for forming a printed circuit board (30) by applying pressure while heating the resin film using hot plates (21) provided on both sides of the laminated resin film;
A mounting plate (15) disposed between the resin film and one of the hot plates of the press;
A polarization-maintaining optical fiber (14) fixed to the surface of the mounting plate on the resin film side;
A light emitting element (11a) that makes polarized light incident on the polarization maintaining optical fiber;
A spectroscope (12) that splits light incident on the light emitting element side from the polarization-maintaining optical fiber side;
A light receiving element (11b) that receives the light dispersed by the spectroscope and converts it into an electrical signal,
A diffraction grating (14a) whose refractive index is periodically changed at a predetermined pitch in the axial direction of the core is formed on the core (14b) of the polarization-maintaining optical fiber. When polarized light is incident on the optical fiber from the light emitting element, the first and second reflected lights having different wavelengths are reflected and returned by the diffraction grating, and the first and second reflected light are returned according to the strain amount of the diffraction grating due to pressurization. 1, the wavelength interval of the second reflected light is changed,
When the resin film is pressed, the polarized light is incident on the polarization-maintaining optical fiber from the light emitting element, and the first reflected light and the second reflected light are based on an electric signal input from the light receiving element. Identify the wavelength interval of light,
Detecting the pressure of the portion of the printed circuit board in contact with the diffraction grating from the identified wavelength interval between the first reflected light and the second reflected light;
The detected pressure is displayed on the display device (17), and a pressure abnormality during pressurization of the printed circuit board is determined based on whether or not the pressure displayed on the display device is out of a predetermined standard range. And a printed circuit board manufacturing method.
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