JP2009238909A - 基板切断前処理装置および基板切断前処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリント配線基板に実装部品をリフローはんだ付けした後、リフロー直後の基板の残留熱により熱変形が発生し、後工程の基板切断装置において切断加工部分の周辺を押圧する際、はんだ接合部周辺にクラックを生じるという問題があった。
【解決手段】 リフロー後のプリント配線基板を基板切断装置に搬送する基板搬送部と、上記基板搬送部によるプリント配線基板の搬入を検出するセンサと、上記センサによるプリント配線基板の搬入検出に応じて、上記プリント配線基板に複数箇所からエアを吹き付けるエアーブロアを備えることにより、基板切断前の基板の熱変形を短時間で緩和する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電子部品が載置されたプリント配線基板を切断する前の、前処理装置および基板切断前処理方法に関する。

プリント配線基板に電子部品をはんだ付けした後、配線基板を真空吸引した状態で分割し個片化する際、配線基板の反りにより切断時に基板の吸引力を確保することができず、切断後に基板個片が飛散する。このため、基板切断時に、櫛状基板押え板を用いて基板個片を押圧した後、基板カッターで基板を切断することで、配線基板の反りによる基板個片の飛散を防ぐことのできる基板切断装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２-１２０１９２号公報

しかしながら、従来の基板切断装置は、はんだ付けにより基板の反りが発生した直後に押え板で押圧して、基板の反りを矯正するため、基板に実装された部品やはんだ接合部の周辺で、押圧力によるクラックが発生するという問題があった。特に、リフローはんだ付けを行った直後、基板面の温度は約１００℃に達しており、リフローはんだ付け後に基板を切断する際、基板の反りが無視し得ないものとなっている。

この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、リフローはんだ付け後にプリント配線基板を切断し、分割個片化する際、切断時の基板の反りを抑制することを目的とする。

この発明による、基板切断前処理装置は、リフロー後のプリント配線基板を基板切断装置に搬送する基板搬送部と、上記基板搬送部によるプリント配線基板の搬入を検出するセンサと、
上記センサによるプリント配線基板の搬入検出に応じて、上記プリント配線基板に複数箇所からエアを吹き付けるエアーブロアとを備えたものである。

この発明によれば、基板の分割前に、空冷により基板を強制冷却することにより、リフロー直後の熱変形による基板の反りを短時間で抑制することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による基板切断用前処理装置の構成を示す図であり、（ａ）は基板切断用前処理装置を適用した基板実装ラインの構成を示す図、（ｂ）は基板切断用前処理装置の構成を示す断面図である。

図１（ａ）において、基板実装ラインは、リフローはんだ付け装置２０１と、基板切断前処理装置３００と、基板切断装置２０２を備える。リフローはんだ付け装置２０１は、多面取基板を構成するプリント配線基板（以下、基板）１が搬入される。この際、基板１は、上面にクリームはんだが印刷塗布され、電子部品５１がこのクリームはんだの上から基板上面に載置されている。リフローはんだ付け装置２０１は、搬入された基板１をはんだ溶融温度（例えば１８０℃）まで加熱し、リフローはんだ付けによりはんだ付け固定を行う。リフローはんだ付け装置２０１は、内部に搬送コンベアベルト（図示せず）が設けられ、基板１を基板切断前処理装置３００に搬出する。基板切断前処理装置３００は、前工程のリフローはんだ付け装置２０１から搬出された基板１が搬入され、基板１を空冷する。基板切断前処理装置３００は、冷却した基板を後工程の基板切断装置２０２に搬出する。基板切断装置２０２は基板切断前処理装置３００から搬入された基板１を切断し、複数の個片化基板に分割する個片化を行う。フローはんだ付け装置２０１と、基板切断前処理装置３００と、基板切断装置２０２間の搬送は、複数の搬送用の回転ローラで行う。

なお、ここでは、リフローはんだ付け装置２０１の詳細説明は省く。また、基板切断装置２０２の詳細については実施の形態４にて説明する。この実施の形態における以下の説明では、基板切断前処理装置３００について詳細を述べる。

次に、図１（ｂ）において、基板切断前処理装置３００は、搬入された基板１を搬送する基板搬送部３１１と、基板保持部３０５と、プリント配線基板の搬入を検出する基板確認センサ３０４と、エアーブロア３０１とを備える。基板搬送部３１１は搬送コンベアベルトにより構成され、リフローはんだ付け装置２０１から搬入された基板１を載せて、紙面手面から裏面に向かう方向（Ｘ方向）に基板１を搬送し、基板１を基板切断装置２０２に搬出する。基板保持部３０５は、基板搬送部３１１を介して搬送時の基板１を支持する。基板確認センサ４は、基板搬送部３１１の搬送路上の上流側に設けられ、搬送路上の基板有無を確認し、基板１が基板搬送部３１１に搬入されたことを検出する。
なお、基板確認センサ４は、例えば発光部と受光部により構成した光センサで構成するのが良い。この場合、発光部から基板１の搬送方向に対し垂直（Ｙ方向）に光信号を発光し、その基板１からの反射信号を受光部にて受光し、受光部による受光信号の受光レベルを所定の閾値と比較することで、基板１が基板確認センサ４の手前を通過したことを検出する。基板確認センサ４を設けることにより、基板１が搬送されたときに限ってエアーブロア３０１を動作させることができるので、エアーブロア３０１の駆動に要する消費電力を押えるとともに、エアーブロア３０１の動作寿命を長く保つことができる。

エアーブロア３０１は、ファン３０２と、エアー噴出口３０３を備えて構成される。エアーブロア３０１は、基板搬送部３１１の上方に設置され、基板１を個片化基板に分割する前に、基板搬送部３１１により搬送される基板１の真上からエア（空気）を吹き付け、基板１を空冷する空冷部として機能する。エアー噴出口３０３は、基板の搬送方向と垂直な方向に所定の間隔で複数個（例えば５〜１０個）配列され、その噴出口が基板１と対向するように下向きに配置される。さらに、エアー噴出口３０３は、基板の搬送方向（Ｘ方向）に複数組（例えば２〜１０組）配列されている。エアー噴出口３０３は先端形状がエアノズルを構成している。ファン３０２は、外部からエアを吸気し、昇圧した後、エアーブロア内部にエアを吐出する。エアーブロア内部に吐出されたエアは、複数のエアー噴出口３０３に分配され、エアー噴出口３０３から基板１に向かって吐出され、基板１に向かって高速気流を噴出する。これによって、強制空冷により基板１からエアへの熱伝達を促進し、リフローはんだ付け後、基板１に残留している熱を、基板１の周囲を流れるエアに排熱して、基板１を冷却する。

次に、この実施の形態１による基板切断用前処理装置３００の動作について説明する。
基板保持部５により、基板搬送部３１１のコンベアベルトを介してリフローはんだ付け処理後の基板１を保持し、基板１を搬送する。この際、基板１の温度は約１００℃以上に達しており、基板１の熱膨張による熱変形によって、基板１に反りが生じている。

次に、基板確認センサ３０４により基板切断用前処理装置３００へ基板１が搬入したことを確認する。この確認により基板の搬入を検出した後、空冷部３０１により基板１の真上からエアを吹き付け、リフロー後の基板１の熱を急速空冷する。かくして、基板１が常温付近まで冷却されるので、基板切断時における基板１の熱変形が緩和されることとなる。
例えば、基板切断用前処理装置３００における基板搬送部３１１の搬送長が５０ｃｍ、搬送速度が５ｃｍ／秒、エアー噴出口３０３をＹ方向に５個づつＸ方向に１０列設けたとすると、この空冷によって、基板１の温度を３０℃以下にまで冷却することができる。

なお、エアーブロア３０１は、各ノズル口の開閉度（ノズル開口）やエア風速の強弱を調整するための、ノズル開閉弁のような風速調整用絞り機構を備える。これにより、基板サイズの大きさに合わせて、エアーブロア３０１から噴出するエア流速を調整することができる。一般に、リフロー直後の基板上の熱は約１００℃以上に達しているので、より短時間で空冷するには、エアの風速が強くなるように調整することが望ましい。

以上説明したとおり、この実施の形態１による基板切断用前処理装置は、リフロー後の基板１を基板切断装置３００に搬送する基板搬送部３１１と、基板搬送部３１１による基板１の搬入を検出する基板確認センサ３０４と、基板確認センサ３０４による基板１の搬入検出に応じて、基板１に複数箇所からエアを吹き付けるエアーブロア３０１を備えて構成される。

これによって、基板切断装置２０２による基板１の切断分割前に、リフローによる基板１の熱変形を非接触にて短時間で緩和し、基板１の反りを抑制することができる。このため、後工程での基板切断装置２０２により基板１の切断部分周辺を押える際、基板１における反りの矯正による電子部品やはんだ接合部へのクラック発生を防止することができる。

実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２による基板切断用前処理装置３００の構成を示す断面図である。図において、実施の形態１と同一の符号のものは同一相当のものを示す。

図において、基板切断用前処理装置３００の空冷部３０１は、その内部におけるファン３０２の吐出側にイオナイザ３０８が設けられている。イオナイザ３０８は、ファン３０２から吐出したエアをイオン化し、イオン化されたエアをエアー噴出口３０３に吐出する。これによって、基板１に対してイオン化されたエアを吹き付ける。その他の構成および動作については、実施の形態１と同様である。

基板分割時、基板の切断により発生する切屑が、静電気により基板上のはんだ接合部に付着した場合、はんだ接合部にショートを発生させることになる。
しかし、この実施の形態２による基板切断用前処理装置３００は、基板切断装置による基板分割前に、イオナイザ３０８によりイオン化されたエアを基板真上から吹き付けることによって、静電気による基板１の帯電を防ぐことができる。このため、静電気により基板上に切屑が付着することを未然に防止でき、これにより切屑によるはんだ接合部へのショートの発生を防ぐことができる。

実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３による基板切断用前処理装置３００の構成を示す断面図である。図において、実施の形態２と同一の符号のものは同一相当のものを示す。

図において、基板切断用前処理装置３００は、基板保持部３０５の上方にレーザ放射・受光部３１０が設けられている。レーザ放射・受光部３１０は基板１の上面にレーザを放射し、受光部によりそのレーザの反射光の受光位置を検出することで、基板１の反り量を計測する。ロボットアーム３１２は、レーザ放射・受光部３１０をＸＹ方向へ移動させることができる。その他の構成および動作については、実施の形態２と同様である。

この実施の形態では、レーザ放射・受光部１０により基板上の反り量を測定する。そして、反りの大きな高温度部分を中心に、エアーブロア３０１によるエアー噴出口３０３のノズル開口径を絞り、エア風速を大きく調整することで、基板の熱変形をより短時間で効果的に緩和することができる。また、空冷後、レーザ放射・受光部１０により基板の反り量を測定することで、反りのない基板を確実に検知することができ、基板分割時の基板１の歪み量を均一に保つことができる。

なお、上述した実施の形態１から３は、いずれも基板分割前の前処理工程に対して、基板切断用前処理装置３００を適用した場合について説明した。しかし、各実施の形態で説明した基板切断用前処理装置３００は、リフロー後に搬送される装置であれば、外観検査装置、ＩＣＴ等、他の装置の前処理にも利用できることは言うまでもない。

実施の形態４.
次に、実施の形態１から３による基板切断用前処理装置３００の後工程に用いられる、基板切断装置２０２の一実施例について説明する。

図４は実施の形態４による基板切断装置の構成を示す正面断面図である。図５は実施の形態４による基板切断装置の側面断面図である。
図において、基板切断装置２０２は、搬送コンベアベルト１１と、基板切断用の刃物であるルータービット５と、スピンドル３と、下受治具６と、上部カバー治具９と、集塵装置７と、駆動装置２０と、制御装置２１を備えて構成され、インライン型の基板切断装置を構成する。基板切断装置２０２は、基板切断用前処理装置３００から、空冷により冷却された基板１が搬入される。
なお、図中、基板切断装置の基台を構成するフレームや可動ステージ、装置カバー、制御操作盤などについては簡略化のために図示を省いている。

１対の搬送コンベアベルト１１は、ベルト上面に基板１の両端を載せて、基板１を縦方向（Ｘ方向）に搬送する。１対の搬送コンベアベルト１１は基板切断装置の基台１０１における段部１０２の２箇所に離間して取り付けられる。この２つの段部１０２の間に、下受治具６及びダクト７が配置される。この２つの搬送コンベアベルト１１を跨り、基板１における側端下部周縁が２つのベルトコンベア１１に載せられる。すなわち、２つの搬送コンベアベルト１１におけるベルト同士の間隔は、基板１の横幅よりも若干短くなっている。

下受治具６は駆動装置２０により上下移動し、基板１を昇降する。下受治具６は上面に位置決めピン１０が設けられ、基板１の下面に当接した状態で位置決めピン１０が基板１のピン穴１５に嵌合する。下受治具６は複数の貫通穴３１が設けられる。下受治具６の両
端２箇所には、下方に突出した保持用の突縁部が設けられ、駆動装置２０により保持されている。
上部カバー治具９は両端２箇所に設けられた保持部１３により基板切断装置に保持固定される。下受治具６の上昇により、上部カバー治具９の下面は基板１の上面に当接する。上部カバー治具９は複数の貫通穴３０が設けられ、貫通穴３０の穴位置は貫通穴３１の穴位置に一致対応している。

ルータービット５はスピンドル３に取り付けられて高速回転するとともに、スピンドル３の駆動部（図示せず）により水平（ＸＹ方向）及び上下（Ｚ方向）の３軸方向に移動可能となっている。また、ルータービット５の先端部は上部カバー治具９の貫通穴３０に挿入され、基板１のミクロジョイント２を切断加工する。

集塵ダクト７は下受治具６の下部に取付けられる。集塵ダクト７は複数のダクト７０を備え、下受治具６の各貫通穴３１が何れかのダクト７０に導かれるように、貫通穴３１がダクト７０に連通する。それぞれのダクト７０は１つの集合ダクト７１に合流し、集合ダクト７１は集塵タンク７２に連結される。集塵タンク７２の側面にはエアフィルタ７３及びその取付穴が設けられ、エアフィルタ７３は吸引ダクト７４に連結されて、エアーポンプ（図示せず）により吸気が行われる。これにより、下受治具６の各貫通穴３１を介して、上部カバー治具９の貫通穴３０まで至る周辺空気が集塵ダクト７に吸引される。

制御装置２１は搬送コンベアベルト１１の駆動部（図示せず）に制御信号を送り、搬送コンベアベルト１１の搬送及び停止動作を制御する。制御装置２１はスピンドル３の駆動部に制御信号を送り、回転及び３軸方向への移動についての駆動制御を行う。また、制御装置２１は駆動装置２０に制御信号を送り、駆動装置２０の駆動制御を行う。制御装置２１は、これら各駆動装置や駆動部を制御するための制御プログラムが格納されたメモリを有する。

また、搬送コンベアベルト１１の進行方向前方に、ストッパ１２が設けられている。ストッパ１２は上下に移動し、通常は基板１の前部に突当たる下方位置で係止する。ストッパ１２及びその周辺には、光センサで構成される接触検出センサ（図示せず）や通過検出センサ（図示せず）が設けられる。搬送コンベアベルト１１により基板１が搬送されて、基板１がストッパ１２の前部に突当たると、ストッパ１２の接触検出センサが基板１の接触を検出し、検出信号を制御装置２１に送る。制御装置２１はこの検出信号を受けると、搬送コンベアベルト１１の搬送を停止する。搬送コンベアベルト１１による搬送が停止した後、制御装置２１はストッパ１２の駆動部に制御信号を送り、ストッパ１２が跳ね上がるように可動して、上部カバー治具９及び下受治具６が上昇しても干渉しない位置まで退避し、基板１の切断処理が開始される。

基板１の切断処理が終了すると、制御装置２１が搬送コンベアベルト１１による搬送を開始する。その後、ストッパ１２の通過検出センサは、基板１から個片化された一組の基板が全て、ストッパ１２の真下を通過したことを検出すると、ストッパ１２が降下して再び元の通常位置に戻る。

図６は基板１の構成例を示す上面図である。基板１は、複数枚（図示の例では４枚）の基板１００がミクロジョイント２により個々に接続された多面取基板を構成する。各基板１００の上面には電子部品５１が設けられており、ミクロジョイント２の切断により各基板１００が分離され、個片化される。隣接する各基板１００間は、所定の間隔で配置された複数本（図の例では３本）のミクロジョイント２により接続されている。ミクロジョイント２の接続部周縁における所定の領域５２は、電子部品５１が実装されておらず、平坦な面を構成する。また、各基板１００には２つのピン穴１５が設けられている。

図７は下受治具６の構成例を示す上面図である。前述のように、下受治具６は、上面から立設した位置決めピン１０と貫通穴３１が設けられ、一体的に形成された板で構成される。位置決めピン１０の位置は基板１のピン穴１５の位置に対応している。また、貫通穴３１は、各基板１００間に配置されるミクロジョイント２の間隔に合うように、穴位置と穴形状及び大きさが設定されている。図の例では、貫通穴３１は縦に３個づつ設けられた穴の組が、基板１００同士の間隔と同一寸法となる所定の間隔を空けて、３箇所に設けられている。なお、下受治具６は、基板１におけるミクロジョイント２の近傍以外で基板１と密着するように、ミクロジョイント２に対向する部分の高さが若干低くなるように凹んでいると良い。

図８は上部カバー治具９の構成例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は押当板の形状例を示す上面図である。
図において、上部カバー治具９は、複数の覆板９１と覆板９１間を接続する複数の押当板９２により構成される。覆板９１は基板１の構成に合わせて、ミクロジョイント２により接続される基板１００と同数分設けられる（図の例では４枚）。押当板９２の数は覆板９１よりも１つ少ない。押当板９２は、基板１におけるミクロジョイント間の間隙部分の形状に合わせて、矩形状もしくは長円型をなす前述した複数個の貫通穴３０が設けられている。覆板９１は貫通穴３０に被らないように押当板９２の上面に固着され、押当板９２の下面は覆板９１の下面よりも下方に突出している。
なお、覆板９１を一枚板で構成し、押当板９２の貫通穴３０を塞がないように覆板９１に穴を設けても良い。
また、覆板９１には透明な板材を用いても良い。この場合、切断加工時であっても、基板１に粉塵が混入しているか否かを、上部カバー治具９の上方から目視確認することができるので、基板切断装置の動作不良を常時監視することが可能となる。

次に、実施の形態４による基板切断装置２０２の基板切断動作について説明する。
図９は基板１を切断している様相を示す側面断面図である。図１０は基板１を切断している様相を示す正面断面図である。基板１は、切断前に、ミクロジョイント２により個々の基板１００が接続された多面取基板をなしている。なお、基板切断処理が開始されたとき、ストッパ１２は跳ね上がっているので、ここでは図示を略している。

図において、基板１は搬送コンベアベルト１１で搬送され、下受治具６の位置決めピン１０と基板１のピン穴１５の位置を合わせるために、図４で説明したストッパ１２の位置で停止する。基板１がストッパ１２の位置で停止すると、搬送コンベアベルト１１による搬送が停止し、ストッパ１２が跳ね上がり、基板１の切断処理が開始される（ステップＳ１）。

切断処理が開始すると、駆動装置２０により下受治具６が上昇し、下受治具６の位置決めピン１０が基板１のピン穴１５に挿入される。このとき、位置決めピン１０が基板１のピン穴１５に嵌合して位置決め固定されるとともに、下受治具６の上面が基板１の下面に当接し、下受治具６の上面と基板１の下面が密着する（ステップＳ２）。

続いて、基板１と密着した下受治具６がさらに上昇し、基板１の上面が上部カバー治具９を構成する押当板９２の下面と接触する。これにより、基板１が下受治具６と上部カバー治具９に挟まれてクランプ固定され、下受治具６に接続された位置決めピン１０によって正確に位置決めがなされる。この際、位置検出センサ（図示せず）が基板１の上面が上部カバー治具９に突当たったことを検出し、制御装置２１が位置検出センサからの検出信号を受けて駆動装置２０の上昇動作を停止し、下受治具６の上昇が止まる（ステップＳ３）。
なお、基板１が下受治具６と上部カバー治具９によりクランプ固定される際、上部カバー治具９の保持部１３が適度に撓み、不必要な押圧力が基板１に印加されないようになされていると良い。

この状態で、基板１は下受治具６に密着して支持されるとともに、上部カバー治具９が基板１における個々の基板１００を覆うように、基板１の上面に位置する。同時に、上部カバー治具９の押当板９２の下面は、ミクロジョイント近傍におけるミクロジョイント２を除いた部分で、基板１の端面周縁の上面に密着して接触している。

次に、下受治具６の上昇が止まると、ルータービット５による切断加工動作が開始する。
まず、スピンドル３の駆動部がスピンドル３とともにルータービット５を回転させる（ステップＳ４）。
次に、制御装置２１の制御プログラムシーケンスに基づいて、スピンドル３が予め設定された基板１におけるミクロジョイント２の上部位置に移動する。このとき、前述したとおり、基板１は下受治具６の位置決めピン１０により正確に位置決めがなされている（ステップＳ５）。

スピンドル３とルータービット５が回転した状態で、上部カバー治具９の貫通穴３０を通過してルータービット５が下降し、ルータービット５の刃先が基板１のミクロジョイント２の上部に突当たる（ステップＳ６）。すると、ルータービット５の刃はミクロジョイント２を縦断し、ミクロジョイント２を粉砕する。図１０において、符号２００はミクロジョイント２が粉砕され、その部分が空洞となった状態を示している。
粉砕されたミクロジョイント２は粉塵８となり、下受治具６の貫通穴３１を介して集塵ダクト７に吸引される。この切断中に発生する粉塵８は、ルータービット５が左ねじれの刃であるため、大部分は下向き、つまり集塵ダクト７に吸引される。集塵ダクト７に吸引された粉塵８は粉塵タンク７２に蓄積される。
なお、粉塵タンク７２は取り外して集積された粉塵の廃棄及び清掃がなされる。

一方、基板１の上方にも微小ながら粉塵８の一部が舞い上がり、粉塵８が上部カバー治具９の覆板９１における外部表面に付着する。しかし、上部カバー治具９の押当板９２がミクロジョイント２近傍で基板１と密接に接触しているため、その内部に覆われた基板１には粉塵８が付着しない。また、上部カバー治具９に付着した粉塵８は微量のため、繰返し基板１を搬送して切断加工しても基板１に飛散することはない。また、定期清掃により上部カバー治具９に付着した粉塵８を簡単に除去することが可能である。また、基板１００の裏面は下受治具６とミクロジョイント２を除く部分で密着しているため、当然の如く粉塵８が付着することはない。

１つのミクロジョイント２が切断されると、予め制御装置２１に設定された基板１の加工データによるミクロジョイント２の設置位置に基づいて、制御装置２１の制御信号により、スピンドル３が基板搬送方向と垂直な横方向（Ｙ方向）に移動する。そして、順次隣接するミクロジョイント２を切断する（ステップＳ７）。
横方向に並んだミクロジョイント２を全て切断した後、予め設定された基板１の加工データによるミクロジョイント２の設置位置に基づいて、制御装置２１の制御信号により、スピンドル３が基板搬送方向と平行な縦方向（Ｘ方向）に移動し、所定の間隔で縦方向（Ｘ方向）に並んだ１組のミクロジョイント２を順次切断していく（ステップＳ８）。
かくして、基板１の不要基板部分であるミクロジョイント２を切断除去し、製品となるべく基板１００を分断して、個片化することができる。

制御装置２１の制御プログラムシーケンスに従い、一通りのミクロジョイント２の切断が完了すると、下受治具６が上部カバー治具９から離れるように微小速度で下降し、基板１が搬送コンベアベルト１１に着地する（ステップＳ９）。
その後、基板１は搬送コンベアベルト１１に乗った位置で停止し、下受治具６は基板１から離れるように下降する。下受治具６が停止位置まで下降すると切断加工処理が終了し、搬送コンベアベルト１１が再び搬送を開始して、個片化された基板１００が基板切断装置のライン後流へ搬送され、所定の集積コーナ（図示せず）へ排出される（ステップＳ１０）。
そして、個片化された一組の基板１００がストッパ１２の真下を全て通過すると、前述したようにストッパ１２が定位置に戻る（ステップＳ１１）。

このように、実施の形態４による基板切断方法は、主に次の１）〜７）の順序でプリント基板を切断するステップを有する。
１）リフローはんだ付けにより、基板１に載置された電子部品５１をはんだ付けする。
２）リフローはんだ付けされた基板１を、リフロー直後に基板切断前処理装置３００により空冷にて強制空冷する。
３）基板切断前処理装置３００により冷却された基板１を基板切断装置２０２に搬入し、基板切断装置２０２における１対の搬送コンベアベルト１１により、基板１の両端を搬送する。
４）搬送コンベアベルト１１による基板１の搬送を一時停止する。
５）下受治具６を可動し、上記１対の搬送コンベアベルト１１の間で下受治具６に載置した基板１を昇降させ、基板１の端縁部分を上部カバー治具９の押当板９２に押し当て、基板１を上部カバー治具９により覆う。
６）上部カバー治具に設けられた貫通穴を介してルータービットの先端部を挿入し、基板１を構成する複数の基板１００間を接続するミクロジョイントを切断する。
７）基板１の切断後、再び搬送コンベアベルト１１による搬送を開始し、個片化された各基板１００を排出する。

なお、ルータービット５は集塵カバー４で被覆されておらず剥き出しとなっているため、ルータービット５の折損や磨耗などによる交換時に、ルータービット５の清掃及び摩耗、折損等による交換を容易に行うことが可能となる。

また、切断時において、切断部であるミクロジョイント２近傍を上部カバー治具９と下受治具６によって適度に押圧してクランプしている。このクランプ力は基板１を歪ませない程度に適度に強いため、基板１はルータービット５との間で生じる切削抵抗によってぶれることがなく、切断位置のばらつきは小さくなる。また、このクランプにより基板１のミクロジョイント周辺が安定に固定されるので、基板１に生じる加工歪は小さい。

また、上部カバー治具９は基板１のミクロジョイント２近傍で接触し、かつ基板１に実装される電子部品５１を被覆している。この際、基板１における上部カバー治具９との接触部分は、電子部品５１の設計ルールにおける搭載禁止エリアである基板端縁を利用しているため、実施の形態１による基板切断装置を適用するために、敢えて基板の部品搭載エリアを制限する必要はなく、基板を設計する上で、不要な制約を付加する必要もない。

また、下受治具６は、基板１のミクロジョイント２の近傍以外で基板１の裏面と密着している。このため、基板１００の下面と下受治具６との接触部分に隙間はなく、粉塵８が入り込むことはない。また、両面実装基板の場合は、下受治具６の上面に、基板１００における部品実装部分周辺のみに、基板１００の部品と接触しないように凹みや貫通穴を設け、基板１００の外周縁部分を含むその他の部分を下受治具６の上面に密着させることで、片面実装基板と同様に、粉塵の付着を防止することができる。

また、基板の位置決め固定には、ストッパ１２と位置決めピン１０及び上部カバー治具９、下受治具６などの機械部品を使用した簡単な機構とその動作により、基板を所定位置に搬送し、正確に位置決めして、精度良く所望の切断位置を切断加工することができるので、カメラを用いた画像認識によって基板の切断位置を求める必要がなく、より安価な構成で基板切断装置を得ることができる。

以上説明したとおり、この実施の形態４による基板切断装置は、複数の基板１００間がミクロジョイント２により接合されて構成され、基板切断前処理装置３００により冷却された基板１における電子部品の搭載面を覆うとともに、当該基板１のミクロジョイント近傍端面に当着し、当該ミクロジョイント近傍に切断加工用のルータビット５を挿入するための貫通穴を設けた上部カバー治具９を備えている。
この際、基板搬送部の後流に基板切断装置を設け、基板切断装置を、基板１を載せるとともに当該基板１を位置決めする下受治具６と、下受治具６との間で基板１を挟持し、基板１におけるミクロジョイント位置に対応した貫通穴３０を有するとともに、基板１を構成する各基板１００を覆うように構成された上部カバー治具９とから構成し、下受治具６と上部カバー治具９の間に基板１を挟んだ状態で、ルータービット５が上部カバー治具９に設けられた貫通穴３０を介して挿入され、基板１におけるミクロジョイント２を切断する。

また、上部カバー治具９は、基板１を構成する各基板１００の端縁に当接し、貫通穴３０を有した押当板９２と、押当板９２における基板１との接触面の反対側に固着され、基板１を構成する各基板１００を覆う覆板９１とから構成される。

また、下受治具６は、基板１を構成する各基板１００のピン穴１５に嵌合する位置決めピン１０を備えている。

また、基板１の両端を支持して基板１を搬送する１対の搬送コンベアベルト１１と、搬送コンベアベルト１１による基板１の搬送を一時停止するストッパ１２と、ストッパ１２により基板１の搬送が停止した後、下受治具６を可動し、１対の搬送コンベアベルト１１の間で下受治具６に載置した基板１を昇降させ、基板１を上部カバー治具９に押し付ける駆動装置２０とを備える。

このように構成することで、切断中及び切断箇所間のルータービット移動中に基板表面に粉塵が飛散しないようにミクロジョイント近傍を支持部とした粉塵カバーで基板表面を被覆するので、カバー内部に異物が混入しないという効果が得られる。例えば、０．１μｍよりも大きな粉塵が混入しない装置を構成することができる。

また、基板のミクロジョイント近傍を上部カバー治具と下受治具とでクランプすることによって、切断時にルータービットと基板との間で生じる切削抵抗により基板がぶれないようになされるので、基板に生じる歪を低減することができる。

以上のように、基板のミクロジョイント近傍以外における粉塵付着を防止することが可能となり、実装した電子部品の誤作動を防止できる。

また、粉塵付着が防止できるので、基板に付着した粉塵の清掃工程を省略でき、工数減少つまり低コスト化できる。さらに、切断時の基板のぶれを防止し、基板に生じる歪を低減することができるため、実装部品の機械的・電気的な長寿命化につながり、また信頼性を向上できる。

なお、多面取基板の基板１を構成する基板１００の数量は、４つに限らずさらに多くてもいい。また、上部カバー治具９や下受治具６は、基板１の形状や構成に合わせて他の形状に変更しても良いことは言うまでもなく、基板１の形状に合わせて、自動的に交換しても良い。さらに、ルータービットは、基板の切断加工が完了した後、粉塵の飛散がないようにカバーで囲まれた領域に移動して、エアーの吹き付けノズルやエアー吸引ダクトなどにより、粉塵を除去するように適宜清掃しても良い。

この発明の実施の形態１による基板切断用前処理装置の構成を示す図であり、（ａ）は基板切断用前処理装置を適用した基板実装ラインの構成を示す図、（ｂ）は基板切断前処理装置の構成を示す断面図である。 この発明の実施の形態２による基板分割前処理装置の構成を示す断面図である。 この発明の実施の形態３による基板分割前処理装置の構成を示す断面図である。 この発明に係る実施形態４による基板切断装置の構成を示す正面断面図である。 この発明に係る実施形態４による基板切断装置の構成を示す側面断面図である。 この発明に係る実施形態４による基板切断装置で切断される多面取基板の構成例を示す図である。 この発明に係る実施形態１による下受治具の構成例を示す図である。 この発明に係る実施形態１による上部カバー治具の構成例を示す図である。 この発明に係る実施形態１による基板切断装置の基板切断動作を示す側面断面図である。 この発明に係る実施形態１による基板切断装置の基板切断動作を示す正面断面図である。

符号の説明

１ 基板、２ ミクロジョイント、３ スピンドル、５ ルータービット、６ 下受治具、７ 集塵ダクト、９ 上部カバー治具、１０ 位置決めピン、１１ 搬送コンベアベルト、１２ ストッパ、１５ ピン穴、２０ 駆動装置、２１ 制御装置、１００ 基板、覆板９１、押当板９２、２０１ リフローはんだ付け装置、２０２ 基板切断装置、３００ 基板切断前処理装置、３０１ エアーブロア、３０２ ファン、３０３ エア噴出口、３０４ 基板確認センサ、３０５ 基板保持部、３０６ 基板、３０７ 部品、３０８ イオナイザ、３０９ 電源、３１０ レーザ放射・受光部、３１２ ＸＹロボット。

Claims (3)

1. リフロー後のプリント配線基板を基板切断装置に搬送する基板搬送部と、
   上記基板搬送部によるプリント配線基板の搬入を検出するセンサと、
   上記センサによるプリント配線基板の搬入検出に応じて、上記プリント配線基板に複数箇所からエアを吹き付けるエアーブロアと、
   を備えた基板切断前処理装置。
2. エアーブロア内にイオナイザを備えたことを特徴とする請求項１記載の基板切断前処理装置。
3. 複数の基板間が接合ジョイントにより接合されて構成された上記プリント基板を載せるとともに、当該プリント基板を位置決めする下受治具と、
   上記下受治具との間でプリント基板を挟持し、上記プリント基板における接合ジョイント位置に対応した貫通穴を有するとともに、上記プリント基板を構成する各基板を覆う上部カバー治具と、
   上記下受治具と上部カバー治具の間にプリント基板を挟んだ状態で、上記上部カバー治具に設けられた貫通穴を介して挿入され、上記プリント基板における接合ジョイントを切断するルータービットとを具備した基板切断装置を、上記基板搬送部の後流に備えたことを特徴とする請求項１記載の基板切断前処理装置。

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