JP2010073846A - 基板加工装置及び基板加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ルータビットを用いて基板を加工する基板加工装置及び基板加工方法に関し、ルータビットを効率的に使用すること。
【解決手段】ルータビット６を用いて接続部を切断する加工を行うことにより多数個取り基板４０から複数の基板を切り出す基板加工装置において、ルータビット６を多数個取り基板４０に対して昇降させるルータ移動ロボットと、ルータビット６の摩耗量を検出する摩耗検出装置と、摩耗検出装置で検出されるルータビット６の摩耗量が既定の寿命摩耗量を超えた際、ルータ移動ロボットを駆動してルータビット６を上昇又は下降させ、ルータビット６の多数個取り基板４０に対する加工位置Ｐ_ｘを寿命摩耗量となった加工位置（例えば、Ｐ₁）から異なる加工位置（例えば、Ｐ₂）に移動させる。
【選択図】図８

Description

本発明は基板加工装置及び基板加工方法に係り、特にルータビットを用いて基板等の加工対象物を加工する基板加工装置及び基板加工方法に関する。

近年、電子機器の小型化・高性能化に伴い電子部品を高密度実装したプリント基板の需要が高まっている。このプリント基板は電子機器の形状に対応した複雑な形状を有している場合が多い。また、例えば電子機器が携帯電話機である場合には、携帯電話機の種々の形態に対応して種々のプリント基板を作製する必要がある。

しかしながら、電子部品の自動実装を行う場合、プリント基板の形状毎に実装機の仕様を変更するのでは設備コストが上昇してしまう。このため、既定の矩形状を有する多数個取り基板を用意し、この多数個取り基板に複数個の電子機器に対応したプリント基板を作製することが行われている。

この際、多数個取り基板は矩形であり、またプリント基板は電子機器に対応した形状であるため、必然的に多数個取り基板にはプリント基板の外周に枠状の不要部分（以下、枠状不要部という）が発生する。よって、プリント基板を電子機器に実装する際、枠状不要部とプリント基板とを分離させる作業が必要となる。

多数個取り基板からプリント基板を分離させる方法としては、プリント基板の外周で分離予定の場所に溝を形成すると共に、一部にプリント基板と枠状の不要部分とを接続する接続部を形成しておく。そして、矩形状とされた多数個取り基板に状態でこれに形成された複数のプリント基板のそれぞれに電子部品を自動実装した後、プリント基板を携帯電話等の電子機器に搭載する際に接続部を除去する。これにより、プリント基板は枠状不要部から分離されて個片化し、電子機器に搭載される。

接続部を除去する具体的な方法としては、(1)接続部を手割り作業にて分割する手分割方法、(2)金型治具を用いプレス装置により接続部を切断する金型分割方法、(3)ルータビットにより接続部を切削し除去するルータビット分割方法等が知られている。

しかしながら(1)の手割り作業では、人が作業することによる労力と作業時間が生産性の点から大きな障害となってしまう。また、(2)のプレス装置による切断方法は生産性の向上は図れるものの、各種形状の実装後のプリント基板に対して専用の高価な金型を製作する必要があり、設備対応に掛かるコストアップは避けられない。

これに対して(3)のルータビット方式は、除去時の生産性が高く、また必要な設備コストも低く抑えられるため、プリント基板と枠状不要部との分割処理に広く用いられている（特許文献１参照）。このルータビット方式を用いてプリント基板と枠状不要部とを分割する場合、多数個取り基板は基板固定パレットと称せられる治具に装着した上でプリント基板加工装置（以下、基板加工装置という）に装着されて分割処理が行われる（特許文献１参照）。

ところで、ルータビットは消耗品であり、経時的に摩耗してその直径が細くなる。従来では、ルータビットに所定以上の摩耗が発生した場合、摩耗したルータビットを廃棄し、新しいルータビットに取り替えることが行われていた。
特開２００１−１５６４２３号公報

上記の基板加工装置に用いるルータビットは、円柱状（棒状）の刃を有している。また、ルータビットの刃の長さは、直径がφ1mmである場合4〜5mm程度である。これに対し、被加工物となる基板の板厚は、一般に0.5mm程度である。

またルータビットは消耗品であり、基板加工を行うことにより経時的に摩耗してその直径は細くなる。摩耗が進んだルータビットでは、基板に対して適正な加工を行うことができなくなる。このため、ルータビットの摩耗量が所定の寿命摩耗量を超えた場合には、この摩耗したルータビットを新しいルータビットに交換することが行われていた。

従来では、一般にルータビットの所定加工位置でのみ加工を行う方法であったため、この所定加工位置における摩耗量が寿命摩耗量を超えた場合、加工位置以外の領域における刃に摩耗が生じていなくても、ルータビットを新しいルータビットに交換することが行われていた。このように従来では、ルータビットの使用効率が悪いため、実質的なルータビットの寿命が短くなり、基板加工に要するランニングコストが上昇してしまうという問題点があった。

一方、上記の特許文献１のように、加工を行う２枚の基板を異なる高さで保持し、これによりルータビットの異なる二箇所で加工を行うことにより、ルータビットの効率的な使用を図ったものも提案されている。しかしながら、この構成でもルータビットの刃において使用しない部分が残存し、必ずしもルータビットの効率的な使用が図られているとはいえなかった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ルータビットを効率的に使用しうる基板加工装置及び基板加工方法を提供することを目的とする。

上記の課題は、本発明の第１の観点からは、ルータビットを用いて基板の被加工部の加工を行う基板加工装置において、前記ルータビットを前記基板に対して昇降させる移動装置と、前記ルータビットの摩耗量を検出する摩耗検出装置と、前記摩耗検出装置で検出される前記ルータビットの摩耗量が寿命摩耗量を超えた際、前記移動装置を駆動して前記ルータビットを上昇又は下降させ、前記ルータビットの前記基板に対する加工位置を、前記寿命摩耗量となった加工位置から異なる位置に移動させる加工位置移動装置とを有する基板加工装置により解決することができる。

本発明によれば、ルータビットの寿命を延ばすことができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。

図１及び図２は、本発明の一実施例である基板加工装置１を示している。先ず、基板加工装置１の説明に先立ち、説明の便宜上、基板加工装置１により加工される被加工物となる多数個取り基板４０について説明する。図５は、被加工物となる多数個取り基板４０の一例を示している。

同図に示す多数個取り基板４０は、３枚のプリント基板４１を内部に形成した構成とされている。各プリント基板４１には、別工程において予め電子素子等が実装されている。この電子素子の自動実装を可能にするため、多数個取り基板４０は既定の矩形形状（平面視で長方形状）とされている。このように多数個取り基板４０は矩形形状とされているが、プリント基板４１は電子機器に対応した形状とされている。このため、必然的に多数個取り基板４０にはプリント基板４１の外周に枠状の不要部分（以下、枠状不要部４４という）が発生する。

このプリント基板４１の外周で、枠状不要部４４との境界部分には分離溝４３が形成されている。この分離溝４３はプリント基板４１の全周に形成されているのではなく、一部において接続部４２が形成されている。即ち、プリント基板４１は、接続部４２により分離溝４３と連結した構成となっている。この接続部４２の強度は、プリント基板４１に対して電子素子等の実装処理を行う際、プリント基板４１が枠状不要部４４から分離しない強度を有するよう設定されている。

また、基板４１を分割（個片化）する場合には、後述する基板加工装置１（図１参照）を用いて接続部４２を除去する。この基板加工装置１は、図６に示すように、接続部４２をルータビット６により切削することにより除去し、これによりプリント基板４１と枠状不要部４４とを分離させる。

ルータビット６は、図８に拡大して示すように、基板加工装置１に装着される本体部６Ａと、この本体部６Ａより延出し接続部４２を切削する刃６Ｂとを有した構成とされている。そして、このルータビット６が高速回転することにより、刃６Ｂにより被加工物に対して溝加工を行うものである。

このルータビット６は、図６に示すように分離溝４３内に刃６Ｂを挿入し、これを高速回転させつつ図中矢印方向に移動することにより接続部４２は除去される。図５に示すように、接続部４２はプリント基板４１の外周の複数個所に形成されている。基板加工装置１は、この全ての接続部４２をルータビット６により除去することにより、プリント基板４１と枠状不要部４４とを分割する。尚、ルータビット６による具体的な接続部４２の除去処理（プリント基板４１の分離処理）については、後に詳述するものとする。

次に、図１に戻り、本発明の一実施例である基板加工装置１の構成について説明する。基板加工装置１は、大略すると基台２、加工装置本体３、集塵装置４、メインコントローラ１２、摩耗検出装置、及び加工位置移動装置等を有する。

加工装置本体３は、ルータヘッド５、ルータビット６、ルータ移動ロボット７Ｘ〜７Ｚ等を有する。ルータヘッド５は内部にモータが配設されており、このモータの回転軸の下端部にルータビット６が配設されている。よって、ルータビット６は、ルータヘッド５により回転される。このモータはルータコントローラ１３に接続されており、またルータコントローラ１３はメインコントローラ１２に接続されている。

ルータ移動ロボット７Ｘ〜７Ｚは、ルータヘッド５を支持すると共にこれを３次元的（直交するＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向）に移動させる機能を奏するものである。ルータ移動ロボット７Ｘはルータヘッド５を図中矢印Ｘ１，Ｘ２軸方向に移動させ、ルータ移動ロボット７Ｙはルータヘッド５をＹ１，Ｙ２方向（図の紙面に対して鉛直方向）に移動させ、ルータ移動ロボット７Ｚはルータヘッド５を図中矢印Ｚ１，Ｚ２軸方向に移動させる。

このルータ移動ロボット７Ｘ〜７Ｚは、その内部にルータヘッド５を移動するための駆動装置が設けられている。この駆動装置としては、モータ、エアシリンダー、油圧シリンダー等の種々の駆動装置を適用することが可能である。本実施例では、駆動装置としてモータを用いている。

上記のルータヘッド５に設けられたモータは、ルータコントローラ１３を介してメインコントローラ１２に接続されている。また、ルータ移動ロボット７Ｘ〜７Ｚに設けられたモータは、ロボットコントローラ１４を介してメインコントローラ１２に接続されている。メインコントローラ１２は、基板加工装置１の全体的な動作を統括的に制御するものであり、これに伴い後述するルータビット６の寿命を延ばすための制御処理（以下、この制御をルータビット制御という）も実施する。

このメインコントローラ１２は、オペレーションパネル１５を用いて多数個取り基板４０からプリント基板４１を分離処理するのに必要な各種データ、及びルータビット制御に必要な各種データが入力され格納されている。この各種データに基づき、メインコントローラ１２はコントローラ１３，１４等を制御する。更に、メインコントローラ１２には、後述する識別孔３５を識別する識別センサー１６も接続されている。

集塵装置４は、装着台８、集塵チャンバ９、及び集塵機１０等を有する。装着台８は、後述する基板固定パレット２０を上部に装着するものである。この装着台８は、集塵チャンバ９の上端部に配設されている。この集塵チャンバ９は、図中上端部が開口した略四角錐形状とされており、また下端部はダクト１１に接続されている。また、上記の装着台８には開口部８ａが形成されているが、この開口部８ａと集塵チャンバ９の上端部は連通した構成となっている。

ダクト１１は、集塵機１０に接続されている。また、集塵機１０には真空ポンプ等の吸引装置と、塵埃等を捕集するフィルタ等を有した構成とされている。集塵機１０が駆動することにより、ルータビット６が接続部４２を除去する際に発生する切粉は、集塵チャンバ９から集塵機１０に向け吸引され、集塵機１０において捕集される。

図３及び図４は、基板加工装置１に装着される基板固定パレット２０を示している。図３は基板固定パレット２０の蓋体２２が開蓋した状態を示す斜視図であり、図４は基板固定パレット２０の蓋体２２が閉蓋した状態を示す斜視図である。尚、図示の便宜上、図１及び図２に示した基板固定パレット２０と、図３及び図４に示した基板固定パレット２０とでは相違している点があるが、この相違点は設計的な変更点であり、各図に示される基板固定パレット２０の基本構成は同一である。

基板固定パレット２０は、大略するとパレット本体２１と蓋体２２を有する。パレット本体２１と蓋体２２は蝶番２３により接続されており、蓋体２２はパレット本体２１に対して開閉できる構成となっている。

この蓋体２２は磁性体金属により形成されており、またパレット本体２１の蝶番２３が配設された側辺と対向する側辺にはマグネット２７が配設されている。このマグネット２７は、蓋体２２を閉蓋状態にロックするロック機構として機能する。即ち、蓋体２２が閉じられた（閉蓋された）際、蓋体２２はパレット本体２１にマグネット２７の磁力によりロック（固定）される。また、マグネット２７の磁力以上の力で蓋体２２を開蓋方向に付勢することにより、パレット本体２１に対して蓋体２２を開蓋することができる。

図３及び図４は、いずれも多数個取り基板４０をパレット本体２１上に装着した状態を示している。パレット本体２１には多数個取り基板４０に形成された接続部４２に対応した複数の凹部２４及び連通孔２６が形成されている。

凹部２４は、ルータビット６により接続部４２を除去する際、ルータビット６の逃げとなる部位である。また、ルータビット６により接続部４２が切削されて除去される際に発生する切粉は、先ずこの凹部２４内に落下する。連通孔２６は、この凹部２４と装着台８に形成された開口部８ａとを連通している。

この連通孔２６は、図２に示すようにパレット本体２１の底面３７に開口した構成となっている。この連通孔２６を設けることにより、基板固定パレット２０を装着台８に装着した際、集塵チャンバ９は連通孔２６と連通した構成となる。よって、接続部４２の除去時に発生する切粉は、凹部２４、連通孔２６，開口部８ａ、集塵チャンバ９，ダクト１１を通り集塵機１０にて集塵される。

また、パレット本体２１には複数のスペーサ突起２８及び位置決め突起２９が形成されている。スペーサ突起２８は、パレット本体２１の多数個取り基板４０が装着される位置に複数個形成されている。多数個取り基板４０は、スペーサ突起２８上に載置されることによりパレット本体２１上に搭載される。

また、吸引孔３４がスペーサ突起２８及びパレット本体２１を貫通するよう形成されている（図２参照）。この吸引孔３４の上端はスペーサ突起２８の上面に露出しており、また下端は開口部８ａと対向する位置に開口している。

よって、集塵機１０に設けられた真空ポンプが駆動して集塵チャンバ９内等が負圧となると、この負圧は開口部８ａを介して吸引孔３４にも作用する。これにより、スペーサ突起２８上に多数個取り基板４０が搭載された状態で吸引孔３４が負圧とされると、多数個取り基板４０はこの負圧によりスペーサ突起２８に吸着される。この吸着力は、多数個取り基板４０を基板固定パレット２０に固定するための固定力のひとつとして機能する。

また、スペーサ突起２８はパレット本体２１の上面から突出しているため、蓋体２２が閉蓋された状態において、パレット本体２１の上面と多数個取り基板４０との間にはスペーサ突起２８の高さ分に相当する間隙である第１の通風路３８（例えば、0.2〜1.0mmの間隔）が形成される。この第１の通風路３８は、ルータビット６により接続部４２を除去する際に発生する切粉の大きさよりも大きく設定されている。

このように、パレット本体２１の上面と多数個取り基板４０との間に第１の通風路３８を形成することにより、集塵機１０の吸引力を第１の通風路３８内にも作用させることが可能となる。このため、外部の空気は第１の通風路３８を介して連通孔２６に流入する（流入する空気を吸入風という）。よって、パレット本体２１の上側で発生した切粉は、この吸入風の流れに乗って集塵機１０に吸引され集塵される。

位置決め突起２９は、多数個取り基板４０に形成された位置決め孔４８（図５参照）に対応して設けられている。多数個取り基板４０を基板固定パレット２０に搭載する際、多数個取り基板４０は位置決め孔４８が位置決め突起２９に挿通されるようパレット本体２１上に搭載される。これにより、多数個取り基板４０は、簡単かつ高い位置精度を持ってパレット本体２１に搭載される。

また、パレット本体２１の底面の四隅位置には、スペーサ３３が設けられている。これにより、パレット本体２１と装着台８の上面との間にはスペーサ３３の高さ分に相当する間隙である第２の通風路３９（例えば、0.2〜1.0mmの間隔）が形成される。この第２の通風路３９は、ルータビット６により接続部４２を除去する際に発生する切粉の大きさよりも大きく設定されている。

このように、パレット本体２１の上面と多数個取り基板４０との間に第２の通風路３９を形成することにより、集塵機１０の吸引力を第２の通風路３９内にも作用させることが可能となる。このため、外部の空気は第２の通風路３９を介して連通孔２６に流入する（流入する空気を吸入風という）。よって、パレット本体２１の下側で発生した切粉は、この吸入風の流れに乗って集塵機１０に吸引され集塵される。

また図３に示すように、パレット本体２１の外周近傍位置には、複数個（本実施例では３個）の識別孔３５が形成されている。この識別孔３５は、その形成位置や大きさ等を適宜組み合わせることにより識別マークを構成する。本実施例では、この識別孔３５を用いて基板固定パレット２０に搭載される多数個取り基板４０の種類を識別する構成としている。この識別孔３５は、基板固定パレット２０の固有のものであり、よって本実施例と異なる他の構成の多数個取り基板を搭載する基板固定パレットでは、本実施例と異なる形成位置及び大きさの識別孔が形成される。

尚、パレット本体２１の両側部には、本体用把持部３１が設けられている。この本体用把持部３１は、基板固定パレット２０を装着台８に装着脱する際に使用される。

一方、蓋体２２は、前記のようにパレット本体２１に対して開閉可能な構成となっている。蓋体２２は、閉蓋した状態において多数個取り基板４０の上面を全体的に覆う構造となっている。この閉蓋状態で、蓋体２２は多数個取り基板４０を基板固定パレット２０内に固定する機能を奏する。また、蓋体２２は、基板固定パレット２０の固定だけでなく、多数個取り基板４０を保護する保護カバーとしても機能する。

この蓋体２２は、複数のルータ用孔３０が形成されている。このルータ用孔３０の形成位置は、多数個取り基板４０を装着した状態で蓋体２２を閉蓋した際、多数個取り基板４０が有する接続部４２の形成位置と対応するよう構成されている。即ち、蓋体２２を閉蓋した状態において、多数個取り基板４０の接続部４２はルータ用孔３０から露出した状態となる。また、ルータ用孔３０は、前記した基板加工装置１のルータビット６が挿入され、かつ接続部４２を切削加工できる大きさで形成されている。これにより、蓋体２２を閉蓋した状態で、ルータビット６を用いて多数個取り基板４０に対して加工を行うことが可能となる。

また、蓋体２２のパレット本体２１と対向する面には、複数の固定用突起５０が形成されている。この固定用突起５０は、弾性体により構成されている。弾性体としては、ゴム或いはばね等の種々の適用が考えられるが、本実施例では合成ゴムを用いている。この固定用突起５０は、蓋体２２が閉蓋された状態において多数個取り基板４０と当接し、この多数個取り基板４０をパレット本体２１に向け押圧付勢する。

前記したように、蓋体２２が閉蓋した状態において、蓋体２２はマグネット２７の磁力によりパレット本体２１に固定（ロック）されている。このマグネット２７の磁力は、複数の固定用突起５０で発生する弾性復元力よりも強い力を発揮できるよう設定されている。よって、固定用突起５０が多数個取り基板４０を押圧付勢する構成としても、蓋体２２が容易に開蓋してしまうようなことはない。

また、固定用突起５０の配設位置は、蓋体２２が閉蓋された状態おいて、多数個取り基板４０を構成する基板４１及び枠状部４４のいずれに対しても押圧付勢するよう設定されている。これにより、ルータビット６により接続部４２が除去され、これにより基板４１が枠状部４４から分離されても、基板４１及び枠状部４４は基板固定パレット２０内に固定された状態を維持する。

尚、蓋体２２の両側部には、蓋体用把持部３２が設けられている。この蓋体用把持部３２は、蓋体２２を開閉蓋する際に使用される。

上記構成とされた基板固定パレット２０に対して多数個取り基板４０を搭載するには、先ずマグネット２７の磁力に抗して蓋体２２を開蓋させる。本実施例の基板固定パレット２０では、蓋開状態保持機構３６が設けられているため、この蓋開状態保持機構３６により蓋体２２は開蓋した状態を維持する。

この蓋開した状態において、多数個取り基板４０をパレット本体２１上に載置する。この際、多数個取り基板４０に形成されている位置決め孔４８が、パレット本体２１に設けられた位置決め突起２９に挿入されるよう、多数個取り基板４０をパレット本体２１に搭載する。

これにより、位置決め孔４８を位置決め突起２９に挿入するだけの簡単な処理で、多数個取り基板４０を高精度に位置決めされた状態でパレット本体２１に搭載することができる。また、多数個取り基板４０がパレット本体２１に搭載された状態で、多数個取り基板４０とパレット本体２１の上面との間には、スペーサ突起２８の高さに対応した第１の通風路３８が形成される（図２参照）。

上記のように多数個取り基板４０がパレット本体２１に搭載されると、蓋体２２を閉蓋する。前記ように蓋体２２は磁性体よりなる金属材よりなるため、パレット本体２１に設けられたマグネット２７の磁力により吸引され、よって蓋体２２はパレット本体２１に固定（ロック）される。

この際、本実施例では蓋体２２に固定用突起５０が設けられ、閉蓋状態において固定用突起５０が多数個取り基板４０をパレット本体２１に向け押圧付勢するよう構成されている。これにより、多数個取り基板４０を基板固定パレット２０内に強固に固定することができ、多数個取り基板４０が基板固定パレット２０内でずれるようなことはない。

摩耗検出装置は、メインコントローラ１２を有する。この摩耗検出装置としてのメインコントローラ１２は、後に詳述するように、ルータビット６が接続部４２を切削加工（除去加工）する加工距離に基づき、ルータビット６に発生する摩耗量を検出するものである。本実施例においては、ルータビット６が接続部４２を切削加工する加工距離を演算により求める摩耗量検出方法を用いた例について説明するが、撮像素子或いは非接触センサー等を摩耗検出装置として用い、ルータビット６に発生する摩耗量を直接的に検出する方法を用いることも可能である。

加工位置移動装置は、メインコントローラ１２及びルータ移動ロボット７Ｚを有する。この加工位置移動装置は、ルータビット６の摩耗量が既定の寿命摩耗量を超えた際、ルータ移動ロボット７Ｚを駆動してルータビット６を上下方向（Ｚ方向）に移動させ、これによりルータビット６の多数個取り基板４０に対する加工位置を記寿命摩耗量となった加工位置から異なる位置に移動させる機能を奏するものである（これについては、後に詳述する）。

次に、上記構成とされた基板加工装置１を用いて多数個取り基板４０の接続部４２を除去する処理（基板加工処理という）について説明する。図７は、基板加工装置１のメインコントローラ１２が実行する多数個取り基板４０の基板加工処理を示すフローチャートである。尚、基板加工装置１には、基板加工処理を開始する前において予め新規のルータビット６（切削加工をまだ実施してないルータビット）が取り付けられているものとする。

基板加工装置１が起動して基板加工処理が開始されると、先ず基板加工処理に必要な各種データを入力する処理が行われる（ステップ１０。尚、図ではステップをＳと略称している）。この入力処理は、オペレーションパネル１５を介して行われる。入力される具体的なデータは、接続部４２の長さＬ（図６参照）、接続部４２の個数Ｍ、多数個取り基板４０の処理予定枚数Ｎ、多数個取り基板４０の厚さＷ、及びルータビット６の刃長Ｔである。

入力処理が終了すると、次にメインコントローラ１２はステップ１０で入力されたデータを取得し、入力されたデータの内、多数個取り基板４０の厚さＷ及びルータビット６の刃長Ｔから、加工領域Ｐ_Ｘの長さを演算により求める（ステップ１２）。ここで、図８を用いて加工領域Ｐｘについて説明する。

前記のように、ルータビット６は高速回転することにより、刃６Ｂにより被加工物である多数個取り基板４０に対し溝加工（切削加工）を行うものである。これにより、接続部４２は除去され、プリント基板４１は個片化される。この接続部４２を除去する際、ルータビット６の刃６Ｂも摩耗する。この刃６Ｂの摩耗量は経時的に増大し、やがて図８（Ａ）に示すように他の部位に比べて断面の直径が小さい摩耗部６Ｃが形成される。

このように摩耗部６Ｃが発生すると、接続部４２の適正な除去が行えなくなると共に、ルータビット６の強度も弱くなってしまう。このため、摩耗部６Ｃの摩耗量が所定値以上に大きくなった場合、ルータビット６を新しいものに取り替えることが行われている（この取替えが必要となる摩耗量を、以下寿命摩耗量という）。

従来では、多数個取り基板４０はルータビット６の刃６Ｂの同一位置のみに接触して切削加工を行う構成とされており、その同一位置で寿命摩耗量以上の摩耗部６Ｃが発生した場合、ルータビット６を取り替えることが行われてきた。

しかしながら、ルータビット６の刃６Ｂの長さは、刃６Ｂの直径がφ1mmである場合4〜5mm程度である。これに対し、被加工物となる多数個取り基板４０の板厚は一般に0.5mm程度である。よって、従来ではルータビット６の刃６Ｂの一部にのみに摩耗部６Ｃが発生した状態で、換言すると加工が可能な領域を多く残した状態でルータビット
６を交換することが行われていた。

これに対して本実施例では、ステップ１２において、多数個取り基板４０に対して切削加工（接続部４２の除去処理）を行いうる刃６Ｂの最小領域を求めている（この最小領域を加工領域Ｐｘという）。この加工領域Ｐｘは、ルータビット６の刃長Ｔと多数個取り基板４０の厚さＷとから求めることができる。

図８に示す実施例では、刃６Ｂに設定される最大加工領域数Ｘmaxが４（Ｘmax＝４）である場合を示している。よって、刃６Ｂには加工領域Ｐ1〜Ｐ4の４つの加工領域が設定されている。このように、コントローラ１２は、ルータビット６の刃長Ｔと多数個取り基板４０の厚さＷに基づき加工領域Ｐ1〜Ｐ4を設定する加工条件取得装置としても機能する。

尚、刃６Ｂに設定される最大加工領域数ＸmaxはＸmax＝４に限定されるものではなく、上記のようにルータビット６の刃長Ｔと多数個取り基板４０の厚さＷとから求められる。具体的には、ルータビット６の刃長Ｔが長いほど一般的に最大加工領域数Ｘmaxは増大し、基板４０の厚さＷが厚くなるほど一般に最大加工領域数Ｘmaxは減少する。

加工領域Ｐｘが求められると、続いて初期値の設定が行われる（ステップ１４）。この初期値設定処理では、多数個取り基板４０の加工枚数ｎが１にセットされ（ｎ←１）、加工領域値Ｘが１にセットされ（Ｘ←１）、積算加工距離Ｄnが０にセットされる（Ｄn←０）。ここで、積算加工距離Ｄnとは、ルータビット６が切削加工を行った総距離である。

本実施例では後述するように、ルータビット６の摩耗部６Ｃが寿命摩耗量となったか否かをルータビット６が切削加工を行った総距離に基づき判定する方法を用いている。また、上記のように基板加工処理を開始する前では、基板加工装置１には新規のルータビット６が取り付けられている。このため、上記のようにステップ１４において、積算加工距離Ｄnの初期値を０にセットする（Ｄn←０）。

上記の初期値の設定が終了すると、続いて多数個取り基板４０の接続部４２をルータビット６で除去する基板分割処理が実施される（ステップ１６）。

基板分割処理を実施するには、先ず多数個取り基板４０が搭載された基板固定パレット２０を基板加工装置１に装着する。基板加工装置１には図示しない基板固定パレット２０の固定機構が設けられている。この固定機構により、基板固定パレット２０は装着台８の上部に装着される。この装着状態において、装着台８の上面とパレット本体２１との間には、スペーサ３３の高さに対応した第２の通風路３９が形成される。

この装着処理が終了すると、識別センサー１６からの信号に基づき、装着された多数個取り基板４０の種類を認定する。識別センサー１６は、パレット本体２１に形成された識別孔３５の配設位置や孔径等を検出し、この検出情報をメインコントローラ１２に送信する。メインコントローラ１２には、予め基板固定パレット２０に搭載した多数個取り基板４０の形状データが記憶されている。メインコントローラ１２は、識別センサー１６から送信される検出情報に基づき、基板加工装置１に装着された多数個取り基板４０（基板固定パレット２０）の形状データを図示しない記憶装置から読み取る。

次に，メインコントローラ１２は、ルータコントローラ１３を介してルータヘッド５を起動してルータビット６を回転させると共に、多数個取り基板４０に対してルータビット６を移動させて接続部４２の除去を行う処理を開始する。尚、これと同時にメインコントローラ１２は集塵機１０を起動する。これにより、集塵装置４による切粉の吸引処理が開始される。

基板加工装置１による接続部４２の除去は、具体的には次のように行われる。先ず、メインコントローラ１２は予め記憶している多数個取り基板４０の形状データより、除去しようとする接続部４２を選定する。続いて、除去しようとする接続部４２の位置データを読み込み、ルータ移動ロボット７Ｘ〜７Ｚを駆動することにより、ルータビット６を除去しようとする接続部４２の上部位置まで移動させる。

続いて、メインコントローラ１２はルータ移動ロボット７Ｘ〜７Ｚを駆動し、ルータビット６を基板固定パレット２０（蓋体２２）に形成されたルータ用孔３０を介して除去しようとする接続部４２の近傍の分離溝４３に挿入する（図６参照）。

この際、前記したステップ１４において加工領域値ＸがＸ＝１に設定されているため、メインコントローラ１２はルータビット６の刃６Ｂに設定された加工領域Ｐ1〜Ｐ4の内、最も下側（Ｚ２方向側）に位置する加工領域Ｐ1が接続部４２の切削加工を行えるよう、多数個取り基板４０に対するルータビット６のＺ方向の位置決めを行う（図８（Ａ）参照）。この位置決め処理は、メインコントローラ１２がルータ移動ロボット７Ｚを駆動制御することにより行われる。

続いて、メインコントローラ１２は、ルータビット６のＺ方向の位置を固定した状態で、前記形状データに基づきルータ移動ロボット７Ｘ，７Ｙを駆動してルータビット６をＸ，Ｙ方向に移動させ接続部４２の切削処理を行う。これにより、多数個取り基板４０に形成された接続部４２は、ルータビット６により除去される。メインコントローラ１２はルータ移動ロボット７Ｘ〜７Ｚを駆動制御することにより、上記の切削処理を全ての接続部４２に対して実施する。

尚、このルータビット６により接続部４２を除去する際、多数個取り基板４０には強い外力が印加されるが、多数個取り基板４０は基板固定パレット２０に確実に保持されているため、多数個取り基板４０がずれるようなことはない。

また、基板固定パレット２０内及び基板固定パレット２０と基板加工装置１との間には、集塵機１０が生成する吸引風が流れる第１及び第２の通風路３８，３９が形成されており、接続部４２の切削処理中に発生した切粉はこの第１及び第２の通風路３８，３９を介して集塵機１０に排出される。よって、切粉が基板固定パレット２０に残留することはなく、分割されたプリント基板４１、及びこれが搭載される電子機器に切粉が付着することもなく、プリント基板４１及び電子機器の信頼性を高めることができる。

ステップ１８では、上記した多数個取り基板４０に対する基板分割処理（ステップ１６の処理）が終了したか否かを判断する。ここにおける基板分割処理の終了判断は、１枚の多数個取り基板４０に対する処理が終了したか否かを判断する処理である。

このステップ１８で基板分割処理が終了したと判断された場合（ＹＥＳと判断された場合）には、処理はステップ２０に進み、メインコントローラ１２は単位加工距離Ｄの演算処理を行う。この単位加工距離Ｄとは、ルータビット６が１枚の多数個取り基板４０が有する接続部４２の全てを除去するのに要した切削加工距離である。この単位加工距離Ｄは、接続部４２の長さＬと接続部４２の個数Ｍとを乗算することにより求めることができる（Ｄ←Ｌ×Ｍ）。

ステップ２０で単位加工距離Ｄが演算されると、メインコントローラ１２は前回までの積算加工距離Ｄnと今回の単位加工距離Ｄとを加算し、これを新たに積算加工距離Ｄnとする（Ｄｎ←Ｄｎ＋Ｄ：ステップ２２）。よって、ステップ２２で演算される積算加工距離Ｄnは、新品のルータビット６が基板加工装置１が装着された後、多数個取り基板４０に対して切削処理を行った総切削加工距離となる。

ステップ２２で積算加工距離Ｄnが演算されると、メインコントローラ１２は積算加工距離Ｄnと寿命摩耗距離Ｄmaxとの比較処理を行う（ステップ２４）。

ここで、寿命摩耗距離Ｄmaxについて説明する。説明の便宜上、寿命摩耗距離Ｄmaxの説明に先立ち、寿命摩耗距離Ｄmaxの前提となる寿命摩耗量について説明する。寿命摩耗量とは、ひとつの加工領域Ｐｘにおいて研削加工が行われた結果、当該加工位置が経時的に摩耗して使用することができなくなる摩耗量をいう。このルータビット６の寿命摩耗量は、予め実験等により求めることができる。

また、ルータビット６の摩耗量は、ルータビット６により切削加工される被加工物（本実施例では、接続部４２）の研削距離に相関している。即ち、ルータビット６による被加工物の切削距離が長くなるほど摩耗量は増大する。そこで本実施例では寿命摩耗量を切削距離に換算し、これにより寿命摩耗距離Ｄmaxとしている。従って、ルータビット６の新品状態からの積算加工距離Ｄnを求め、この積算加工距離Ｄnが寿命摩耗距離Ｄmaxを超えた場合、ルータビット６には寿命摩耗量の摩耗が発生したと判断することができる。

ステップ２４において、積算加工距離Ｄnが寿命摩耗距離Ｄmaxを越えていないと判断された場合（ＮＯと判断された場合）、ルータビット６による接続部４２の切削加工（除去処理）は可能である。そこでステップ２４で否定判断がされると、メインコントローラ１２は多数個取り基板４０の処理予定枚数Ｎの加工が終了した否かを判断する（ステップ２６）。

ステップ２６において、処理予定枚数Ｎの多数個取り基板４０に対する分離処理が終了すると、メインコントローラ１２は多数個取り基板４０に対する分離処理を終了する。一方、ステップ連通孔２６において処理予定枚数Ｎの多数個取り基板４０の分離処理が終了していないと判断すると、メインコントローラ１２は加工枚数ｎを“１”だけインクリメントし（ステップ２８）、処理をステップ１６に戻す。以下、処理予定枚数であるＮ枚の多数個取り基板４０に対する分離処理が終了するまで、ステップ１６〜ステップ２６の処理は繰り返し実施される。

一方、上記したステップ２４において、積算加工距離Ｄnが寿命摩耗距離Ｄmaxを越えたと判断された場合（ＹＥＳと判断された場合）は、メインコントローラ１２は加工領域値Ｘをステップ３０でインクリメント（Ｘ←Ｘ＋１）されると共に、このインクリメントされた加工領域値Ｘが最大加工領域数Ｘmaxを越えたか否かを判定する（ステップ３２）。

最大加工領域数Ｘmaxとは、１本のルータビット６に設定しうる加工領域Ｐｘの最大数である。この最大加工領域数Ｘmaxは、加工領域Ｐｘとルータビット６の刃長Ｔとにより求めることができる。具体的には、Ｔ＝Ｐｘ×ｎ＋ｒ（ｎは整数、０＜ｒ＜Ｐｘ）と示される場合、ｎが最大加工領域数Ｘmaxとなる。尚、前記したように、加工領域Ｐｘはルータビット６の刃長Ｔと多数個取り基板４０の厚さＷとから求めることができる。

ステップ３２において加工領域値Ｘが最大加工領域数Ｘmax以下であると判断された場合は、ルータビット６に多数個取り基板４０に対して切削加工が可能な加工領域Ｐｘが存在している場合である。よってこの場合、メインコントローラ１２はルータ移動ロボット７Ｚを駆動し、ルータ用孔３０でインクリメントされた加工領域値Ｘに対応した加工領域Ｐｘにより多数個取り基板４０が加工されるようルータビット６を移動させる（ステップ４０）。

このステップ４０におけるルータビット６を移動する具体例を図８を用いて説明する。今、図８（Ａ）に示すように加工領域値ＸはＸ＝１に設定され、よって加工領域Ｐ1により多数個取り基板４０（接続部４２）に対する切削処理を実施していたと仮定する。この状態において、図８（Ａ）に示すように加工領域Ｐ1の摩耗量が寿命摩耗距離Ｄmax以上になると、前記のようにステップ２４において肯定判断（ＹＥＳの判断）がされ、メインコントローラ１２はステップ３０で加工領域値Ｘをインクリメントする。この際、ステップ３０の処理が実施される前における加工領域値ＸはＸ＝１であったため、今回のステップ３０の処理を実施することにより、加工領域値Ｘは新たにＸ＝２に設定される。

続いて、メインコントローラ１２は、ルータ移動ロボット７Ｚを駆動して多数個取り基板４０に対して相対的にルータビット６を下動させ、ルータビット６を図８（Ａ）に一点鎖線で示すように加工領域Ｐ2と対向する位置まで移動させる。これにより、多数個取り基板４０は、ルータビット６（刃６Ｂ）の摩耗していない加工領域Ｐ2と対向した状態となる。そして、この加工領域Ｐ2において多数個取り基板４０（接続部４２）の切削加工が行われることになる。

このルータビット６を多数個取り基板４０に対してＺ方向に移動させ加工領域Ｐｘを変更する処理は、ステップ２４において積算加工距離Ｄnが寿命摩耗距離Ｄmaxを越えたと判断される毎に、またステップ３２においてステップ３０でインクリメントされた加工領域値Ｘが最大加工領域数Ｘmaxを越えるまで実施される。

よって、図８（Ｂ）に示すようにルータビット６の加工領域Ｐ2により多数個取り基板４０を切削処理することにより加工領域Ｐ2が寿命摩耗距離Ｄmaxを越えたと判断されると、メインコントローラ１２は加工領域Ｐ3が多数個取り基板４０と対向する位置（同図中、一点鎖線で示す位置）までルータビット６を移動させる。また同様に、図８（Ｃ）に示すようにルータビット６の加工領域Ｐ3により多数個取り基板４０を切削処理することにより加工領域Ｐ3が寿命摩耗距離Ｄmaxを越えたと判断されると、メインコントローラ１２は加工領域Ｐ4が多数個取り基板４０と対向する位置（同図中、一点鎖線で示す位置）までルータビット６を移動させる。

本実施例では、上記のようにルータビット６に設定される加工領域Ｐｘ（Ｘ＝１〜４）の内、最下部に位置する加工領域Ｐ1で最初に多数個取り基板４０（接続部４２）の切削処理を行い、この加工領域Ｐ1の摩耗量が寿命摩耗距離Ｄmaxになった場合、加工領域Ｐ1より上部の（本体部６Ａに近い）加工領域Ｐ2で切削処理を実施する。続いて、加工領域Ｐ2の摩耗量が寿命摩耗距離Ｄmaxになった場合、加工領域Ｐ2より上部の（本体部６Ａに近い）加工領域Ｐ3で切削処理を実施する。

このように、最下部に位置する加工領域Ｐ1から順次上方に位置する加工領域に切削位置を移動させることにより、ルータビット６の切削強度を維持することができ、ルータビット６に寿命摩耗距離Ｄmax（寿命摩耗量）となった加工領域Ｐｘが発生し、これに伴い刃６Ｂの多数個取り基板４０に対する切削加工位置を変更しても、切削加工に対する安定性及び安全性を維持させることができる。

一方、図８（Ｄ）に示すようにルータビット６の加工領域Ｐ4により多数個取り基板４０を切削処理することにより加工領域Ｐ4が寿命摩耗距離Ｄmaxを越えたと判断された場合、ステップ３０で演算される加工領域値Ｘの値はＸ＝５となる。図８に示す例では最大加工領域数ＸmaxはＸmax＝４であるため、この場合でのステップ３２の判断は肯定判断（ＹＥＳの判断）となる。このようにステップ３２において、加工領域値Ｘが最大加工領域数Ｘmaxを越えた状態は、図８（Ｄ）に示すように、全ての加工領域Ｐ1〜Ｐ4において、寿命摩耗距離Ｄmaxの加工が行われた状態（寿命摩耗が発生している状態）、換言するとルータビット６を交換する必要がある場合である。

よって、メインコントローラ１２はステップ３２で肯定判断が行われると、ステップ３４でルータビット６の交換が必要であることを知らせるアラームを発生させる。このアラームは、新規のルータビット６への交換処理が終了するまで実施される（ステップ３６）。一方、新規のルータビット６への交換処理が終了すると（ステップ３６で肯定判断が行われると）、メインコントローラ１２は加工領域値Ｘを１にセットすると共に積算加工距離ＤnをＰにセットする（Ｘ←１，Ｄn←０）。以上のステップ３０〜４０までの処理が終了すると、メインコントローラ１２は処理をステップ２６に戻し、それ以降の処理を続行する。

上記のように本実施例に係る基板加工装置１及びこれを用いた基板加工方法は、従来の基板加工装置及び基板加工方法に比べ、ルータビット６の寿命を延ばすことができる。具体的には、ルータビット６の一箇所において寿命摩耗量以上の摩耗が発生した場合、直ちにこのルータビット６を交換することが行われていたため、ルータビット６による切削工を行いうる加工距離は寿命摩耗距離Ｄmaxであった。これに対して本実施例では、図８に示す加工領域値ＸがＸ＝４である場合には、１本のルータビット６により多数個取り基板４０を切削加工しうる加工距離は（Ｄmax×４）となり、従来の４倍の距離となる。

このように、１本のルータビット６により切削しうる加工距離は従来に比べ増大するため、ルータビット６の使用個数の低減を図ることができ、加工コストの低減を図ることができる。また、ルータビット６の交換作業数の低減するため、基板加工装置１による多数個取り基板４０の加工効率を高めることができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。

具体的には、本実施例では基板固定パレット２０をルータビット６を用いる基板加工装置１に適用した例を示したが、他の加工装置に基板固定パレット２０を適用することも可能である。

また本実施例では、加工装置をプリント基板の加工に適用した例ついて説明したが、本実施例に係る加工装置は、アクリル板、ガラス板や木工等の加工にも同様に適用することが可能なものである。

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
ルータビットを用いて基板の被加工部の加工を行う基板加工装置において、
前記ルータビットを前記基板に対して昇降させる移動装置と、
前記ルータビットの摩耗量を検出する摩耗検出装置と、
前記摩耗検出装置で検出される前記ルータビットの摩耗量が寿命摩耗量を超えた際、前記移動装置を駆動して前記ルータビットを上昇又は下降させ、前記ルータビットの前記基板に対する加工位置を、前記寿命摩耗量となった加工位置から異なる位置に移動させる加工位置移動装置とを有する基板加工装置。
（付記２）
更に、前記基板の前記被加工部の長さと、前記基板の前記被加工部の個数を取得する加工条件取得装置を設け、
前記摩耗検出装置は、加工を行った前記被加工部の長さと前記被加工部の個数とに基づき前記摩耗量を演算する付記１記載の基板加工装置。
（付記３）
前記摩耗検出装置は、前記ルータビットの形状を検出することにより前記摩耗量を求める付記１記載の基板加工装置。
（付記４）
前記加工条件取得装置は、前記基板の厚さを取得し、前記ルータビットの刃長を前記基板の厚さに応じて複数の加工領域を設定し、
前記加工位置移動装置は、前記ルータビットの摩耗量が寿命摩耗量となった際、前記ルータビットの前記基板を加工する加工領域を、前記寿命摩耗量となった加工領域から異なる加工領域に移動させる付記１乃至３のいずれか一項に記載の基板加工装置。
（付記５）
前記基板は多数個取り基板であり、前記多数個取り基板が固定される基板固定パレットが装着されることにより、複数の前記基板を一定の高さに保持する装着台を有する付記１乃至４のいずれか一項に記載の基板加工装置。
（付記６）
ルータビットを用いて基板の被加工部の加工を行う基板加工方法において、
前記被加工部を除去する加工により摩耗する前記ルータビットの摩耗量を求め、
該摩耗量が寿命摩耗量を超えた際、前記ルータビットを上昇又は下降させ、前記ルータビットの前記基板に対する加工位置を、前記寿命摩耗量となった加工位置から異なる位置に移動させる基板加工方法。
（付記７）
前記ルータビットの摩耗量を前記被加工部の長さと、前記被加工部の個数と、前記多数個取り基板の加工枚数とに基づき演算する付記６記載の基板加工方法。
（付記８）
前記ルータビットの摩耗量を、前記ルータビットの形状を検出することにより求める付記６記載の基板加工方法。
（付記９）
前記ルータビットの刃長を前記基板の厚さに応じて複数の加工領域を設定しておき、前記ルータビットの摩耗量が既定の寿命摩耗量となった際、前記ルータビットの前記多数個取り基板を加工する加工領域を、前記寿命摩耗量となった加工領域から異なる加工領域に移動させる付記６乃至８のいずれか一項に記載の基板加工方法。

図１は、本発明の一実施例である基板加工装置の構成図である。 図２は、本発明の一実施例である基板加工装置の加工装置本体を拡大して示す構成図である。 図３は、基板固定パレットの開蓋した状態を示す斜視図である。 図４は、基板固定パレットの閉蓋した状態を示す斜視図である。 図５は、基板加工装置で加工される多数個取り基板を示す平面図である。 図６は、ルータビットにより接続部を切断する様子を示す図である。 図７は、基板加工処理を示すフローチャートである。 図８は、本発明の一実施例である基板加工装置の動作を説明するための図である。

符号の説明

１ 基板加工装置
２ 基台
３ 加工装置本体
４ 集塵装置
５ ルータヘッド
６ ルータビット
７Ｘ，７Ｙ，７Ｚ ルータ移動ロボット
８ 装着台
９ 集塵チャンバ
１０ 集塵機
１２ メインコントローラ
１３ ルータコントローラ
１４ ロボットコントローラ
１５ オペレーションパネル
２０ 基板固定パレット
２１ パレット本体
２２ 蓋体
３６ 蓋開状態保持機構
４０ 被加工物
４１ 基板
４２ 接続部
４３ 分離溝
４４ 枠状部
５０ 固定用突起
Ｌ 接続部の長さ
Ｍ 接続部の個数
Ｎ 処理予定枚数
ｎ 加工枚数
Ｗ 多数個取り基板の厚さ
Ｔ ルータビット６の刃長
Ｐｘ 加工領域
Ｘ 加工領域値
Ｄn 積算加工距離
Ｄmax 寿命摩耗距離
Ｘmax 最大加工領域数

Claims (5)

1. ルータビットを用いて基板の被加工部の加工を行う基板加工装置において、
   前記ルータビットを前記基板に対して昇降させる移動装置と、
   前記ルータビットの摩耗量を検出する摩耗検出装置と、
   前記摩耗検出装置で検出される前記ルータビットの摩耗量が寿命摩耗量を超えた際、前記移動装置を駆動して前記ルータビットを上昇又は下降させ、前記ルータビットの前記基板に対する加工位置を、前記寿命摩耗量となった加工位置から異なる位置に移動させる加工位置移動装置とを有する基板加工装置。
2. 更に、前記基板の前記被加工部の長さと、前記基板の前記被加工部の個数を取得する加工条件取得装置を設け、
   前記摩耗検出装置は、加工を行った前記被加工部の長さと前記被加工部の個数とに基づき前記摩耗量を演算する請求項１記載の基板加工装置。
3. 前記加工条件取得装置は、前記基板の厚さを取得し、前記ルータビットの刃長を前記基板の厚さに応じて複数の加工領域を設定し、
   前記加工位置移動装置は、前記ルータビットの摩耗量が寿命摩耗量となった際、前記ルータビットの前記基板を加工する加工領域を、前記寿命摩耗量となった加工領域から異なる加工領域に移動させる請求項２に記載の基板加工装置。
4. 前記基板は多数個取り基板であり、前記多数個取り基板が固定される基板固定パレットが装着されることにより、複数の前記基板を一定の高さに保持する装着台を有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板加工装置。
5. ルータビットを用いて基板の被加工部の加工を行う基板加工方法において、
   前記被加工部を除去する加工により摩耗する前記ルータビットの摩耗量を求め、
   該摩耗量が寿命摩耗量を超えた際、前記ルータビットを上昇又は下降させ、前記ルータビットの前記基板に対する加工位置を、前記寿命摩耗量となった加工位置から異なる位置に移動させる基板加工方法。

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