JP2011005586A - 基板分割装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 切り粉の飛散を最小限に止めて基板と基板を保持する枠部とを分割する基板分割装置を提供する。
【解決手段】 基板分割装置１は、電子部品が実装される基板部１１，これを囲う枠部１２，及び基板部１１と枠部１２とを連結するリブ１３を有する基板１０を基板部１１と枠部１２とでそれぞれ独立して保持する弾性部材２０と、これを保持するベース部材３０と、リブ１３を除去するルータビット５１を回転させる回転駆動部５０と、これを制御する回転制御部６０と、ルータビット５１を回転駆動部６０と共に複数の位置に順次移動させる移動手段７０と、これを制御する移動制御部８０と、基板部１１を吸引すると共にリブ１３を除去した際に発生する切り粉を吸引する集塵部９０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリント配線板やプリント配線板に電子部品が実装された実装基板等の基板と、基板と部分的に接続されて基板を保持する枠部とを分割する基板分割装置に関する。

プリント配線板やプリント配線板に電子部品が実装された実装基板等の基板と、基板と部分的に接続されて基板を保持する枠部とを分割する基板分割装置は、一般的に、プレス金型を用いるタイプと、ルータビットを用いるタイプとに大別される。
プレス金型を用いるタイプの基板分割装置は、基板と枠部とを連結する複数のリブを一度に切断することができる一方、切断の際に基板に大きな応力が加わるため基板や基板に実装されている電子部品が破損したり、基板と電子部品との接続不良が生じる場合がある。
それに対して、ルータビットを用いるタイプの基板分割装置は、上記複数のリブを１つずつ除去するためプレス金型を用いるタイプよりも生産性が劣るものの、基板や基板に実装されている電子部品の破損、及び基板と電子部品との接続不良の発生を低減することができる。

近年では、基板及び電子部品の小型化によって基板分割の際に基板や電子部品が破損する可能性が高くなってきている。また、基板及び電子部品の小型化に伴って基板と電子部品との接続面積が小さくなってきているため、基板と電子部品との接続不良が発生する可能性が高くなってきている。そのため、最近では、ルータビットを用いるタイプの基板分割装置が注目されている。
このようなルータビットを用いるタイプの基板分割装置の一例が特許文献１に開示されている。

特開２００５−０６７９７１号公報

特許文献１に開示されているような基板分割装置では、一般的に、切り粉を吸引する集塵機が配置されている側の基板の表面が露出しているため、切り粉が基板の表面に広範囲に亘って付着してしまう。そのため、基板分割後に基板を洗浄して切り粉を除去する工程が必要になり、生産性を悪化させる要因となっている。
また、基板に複数の電子部品が高密度に実装された基板においては、基板と電子部品との隙間や電子部品同士の隙間に入り込んだ切り粉を除去することが困難になる。基板と電子部品との隙間や電子部品同士の隙間に切り粉が入り込んだ状態にしておくと、切り粉が基板と電子部品と接続不良や電子部品同士の接続不良を発生させる要因となる。

そこで、本発明は、切り粉の飛散を最小限に止めて基板と基板を保持する枠部とを分割する基板分割装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は次の基板分割装置を提供する。
１）電子部品が実装される実装基板部（１１），前記実装基板部を囲う枠部（１２），及び前記実装基板部と前記枠部とを連結するリブ（１３）を有する基板（１０）を、前記実装基板部と前記枠部とでそれぞれ独立して保持する弾性部材（２０）と、前記弾性部材を保持するベース部材（３０）と、前記リブを除去するルータビット（５１）を回転させる回転駆動部（５０）と、前記回転駆動部を制御する回転制御部（６０）と、前記ルータビットを前記回転駆動部と共に複数の位置に順次移動させる移動手段（７０）と、前記移動手段を制御する移動制御部（８０）と、前記実装基板部を吸引すると共に、前記リブを除去した際に発生する切り粉を吸引する集塵部（９０）と、を備え、前記弾性部材は、前記実装基板部を前記集塵部で吸引するための第１の吸引孔（２３）と、前記実装基板が前記弾性部材に保持された状態において前記リブに対応して形成され、前記リブを除去した際に発生する切り粉を前記集塵部で吸引するための第２の吸引孔（２４）とを有すると共に、前記第１の吸引孔と前記第２の吸引孔とが互いに独立して設けられており、前記ベース部材は、前記第１の吸引孔及び前記第２の吸引孔に連接する第３の吸引孔（３１，３２）が設けられていることを特徴とする基板分割装置（１）。
２）前記弾性部材は導電性を有することを特徴とする１）記載の基板分割装置。
３）前記第２の吸引孔は、前記基板が前記弾性部材に保持された状態において前記ルータビットが挿入可能な形状を有することを特徴とする１）記載の基板分割装置。
４）前記基板は前記枠部に位置決め孔（１４）を有し、前記弾性部材は前記位置決め孔が挿通される位置決めピン（２１）を有し、前記位置決め孔が前記位置決めピンに挿通されることによって、前記基板と前記弾性部材とが位置決めされることを特徴とする１）記載の基板分割装置。

本発明によれば、切り粉の飛散を最小限に止めて基板と基板を保持する枠部とを分割することが可能になるという効果を奏する。

本発明の基板分割装置の実施例を説明するための装置概略図である。 実施例の基板分割装置における基板保持部と基板保持部に保持された基板との関係を説明するための模式図である。 図２のＡ−Ａ線における模式的断面図である。 図２のＢ−Ｂ線における模式的断面図である。 図２のＣ−Ｃ線における模式的断面図である。 実施例の基板分割装置における基板保持部に保持される基板を説明するための模式図である。 実施例の基板分割装置における基板保持部の弾性部材を説明するための模式図である。 実施例の基板分割装置における基板保持部のベース部材を説明するための模式図である。 基板分割後の実装基板を示す模式図である。

本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図９を用いて説明する。

＜実施例＞
［基板分割装置の構成］
図１に示すように、基板分割装置１は、基板１０を保持する弾性部材２０と、弾性部材２０を保持するベース部材３０と、を備えた基板保持部４０を有する。
図１は、基板１０のリブ１３を紙面手前と奥とに二分する断面で紙面の手前上方から見たときの斜視図を模式的に表したイメージ図である。

また、基板分割装置１は、基板保持部４０の基板１０を保持する側に配置されて基板１０のリブ１３を除去するルータビット５１を回転軸Ｚ５１で回転させる回転駆動部５０と、ルータビット５１の回転を制御する回転制御部６０と、ルータビット５１と共に回転駆動部５０をｘ方向（紙面の左右方向），ｙ方向（紙面の手前奥方向），及びｚ方向（紙面の上下方向）の各任意の位置に移動させる移動手段７０と、移動手段７０を制御する移動制御部８０と、基板保持部４０の基板１０を保持する側とは反対側を覆うフード９１を備え、ルータビット５１でリブ１３を除去した際に発生する切り粉をフード９１を介して吸引する集塵部９０と、を有して構成されている。

ルータビット５１は、略棒状の周面に切削刃が螺旋状に形成されたものであり、市販のものを用いることができる。基板分割装置１では、基板１０に対してルータビット５１が配置されている側とは反対側に集塵部９０が設けられているので、左ねじれタイプのルータビットを用いることが望ましい。
回転駆動部５０は例えば高速スピンドルモータを備えている。
移動手段７０は例えば３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の直交座標系のスライダやロボットを有して構成されている。Ｚ軸についてはエアシリンダを利用した簡易的な位置決め装置で構成させる場合もある。
集塵部９０は例えばモータを駆動源とする回転ブロアを備えた集塵機である。
回転制御部６０は例えばルータビットの回転数を可変設定可能なインバータ制御装置である。
移動制御部８０は例えば移動手段７０の移動量を制御可能な数値制御機能を有する数値制御コントローラやパーソナルコンピュータである。

ここで、基板保持部４０と基板保持部４０に保持された基板１０との関係を図１と共に図２〜図８を用いて説明する。
図２は基板分割装置１における基板保持部４０と基板保持部４０に保持された基板１０との関係を説明するための模式図であり、基板１０側から見た平面図である。図３は図２のＡ−Ａ線における模式的断面図である。図４は図２のＢ−Ｂ線における模式的断面図である。図５は図２のＣ−Ｃ線における模式的断面図である。図６は基板保持部４０に保持される基板１０を説明するための模式図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における模式的断面図、図６（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における模式的断面図、図６（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ線における模式的断面図である。図７は基板保持部４０における弾性部材２０を説明するための模式図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における模式的断面図、図７（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における模式的断面図、図７（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ線における模式的断面図である。また、図６（ａ）〜（ｄ）と図７（ａ）〜（ｄ）とはそれぞれ対応するものである。図８は基板保持部４０におけるベース部材３０を説明するための模式図であり、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における模式的断面図、図８（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における模式的断面図である。また、図６（ａ）〜（ｃ）と図７（ａ）〜（ｃ）と図８（ａ）〜（ｃ）とはそれぞれ対応するものである。

図２〜図６に示すように、基板１０は、複数の電子部品が実装された実装基板部１１と、実装基板部１１を囲うように配置された枠部１２と、実装基板部１１と枠部１２とを連結する複数のリブ１３と、枠部１２に設けられた位置決め孔１４と、を有して構成されている。
なお、図２，図３，及び図６では、複数の電子部品が実装された領域をＡ１１として模式的に示している。

基板１０は例えばプリント配線板である。実装基板部１１と枠部１２との間隙部及びリブ１３はルータビットを用いた外形加工機によって形成することができる。位置決め孔１４は例えばドリル加工によって形成することができる。
実施例では、実装領域Ａ１１を実装基板部１１の一面側に設けた構成としたがこれに限定されるものではなく、実装領域Ａ１１を実装基板部１１の両面に設けた構成、即ち実装基板部１１の両面にそれぞれ複数の電子部品が実装された構成としてもよいし、電子部品が実装されてないプリント配線板としてもよい。

図２〜図５、及び図７に示すように、基板保持部４０における弾性部材２０は、導電性を有する弾性体からなり、基板１０の位置決め孔１４が挿通されることによって基板１０と弾性部材２０とが位置決めされる位置決めピン２１と、基板１０が弾性部材２０に位置決めされて保持された際に実装領域Ａ１１に実装されている電子部品が弾性部材２０に接触しないように実装領域Ａ１１の電子部品を収容する凹部２２と、実装基板部１１を吸引するための吸引孔（第１の吸引孔）２３と、基板１０が弾性部材２０に位置決めされて保持された状態において各リブ１３に対応して設けられてリブ１３をルータビット５１で除去した際に発生する切り粉を吸引するための吸引孔（第２の吸引孔）２４と、を有して構成されている。
吸引孔２４は、基板１０が弾性部材２０に保持された際に、ルータビット５１が挿入可能でかつリブ１３の除去が可能な形状であればその開口面積はできるだけ小さいことが好ましい。吸引孔２４を小さくすることにより、基板１０へ切り粉が付着する範囲を吸引孔２４に対応する領域のみに抑制することができる。

導電性を有する弾性体としては、ゴムやシリコーンにフィラーとしてカーボンが分散された導電性ゴムを用いることができる。
基板１０が弾性部材２０に位置決めされて固定されるように、位置決めピン２１の直径と位置決め孔１４の内径とは略同じ値にすることが望ましい。
電子部品が実装されていない場合は凹部２２は設けなくてもよい。
実装基板部１１を吸着するための吸引孔２３と切り粉を吸引するための吸引孔２４とは互いに独立して形成されている。吸引孔２４はリブ１３毎にそれぞれ独立して形成することが望ましいが、例えばリブ１３同士が隣接して形成されている場合は共通の吸引孔としてもよい。

図２〜図５、及び図８に示すように、基板保持部４０におけるベース部材３０は、例えばアルミニウムやステンレス鋼等の金属からなり、弾性部材２０の吸引孔２３及び吸引孔２４にそれぞれ対応して吸引孔（第３の吸引孔）３１及び吸引孔（第３の吸引孔）３２が形成されている。

［基板分割方法］
次に、上述した基板分割装置１を用いた基板分割方法について図１及び図４を用いて説明する。

まず、基板１０の位置決め孔１４を基板保持部４０における弾性部材２０の位置決めピン２１に挿通させて、基板１０と弾性部材２０との位置決めを行う。このとき、基板１０の実装領域Ａ１１に実装されている電子部品は弾性部材２０の凹部２２に収容される。

次に、集塵部９０を動作させることにより、基板１０の実装基板部１１は吸引孔２３，吸引孔３１，及びフード９１を介して集塵部９０側に吸引されるため、基板１０は弾性部材２０に弾性的に密着して保持される。このとき、基板１０のリブ１３及びその近傍の領域も吸引孔２４，吸引孔３２，及びフード９１を介して集塵部９０側に吸引される。

回転制御部６０により回転駆動部５０を制御してルータビット５１を予め設定された回転数で回転させる。
次に、移動制御部８０により移動手段７０を予め設定されたプログラムに基づいて移動させる。例えば、図４の矢印Ｓで示す軌跡で移動させる。
そして、全てのリブ１３をルータビット５１で順次除去することにより、実装基板部１１と枠部１２とを分離することができる。

次に、ルータビット５１の回転を止めて回転駆動部５０をルータビット５１と共に基板１０から退避させ、集塵部９０の動作を停止させた後に、実装基板部１１及び枠部１２を基板分割装置１から別々に取り出す。図９に基板分割後の実装基板１１を示す。なお、図９（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における模式的断面図であり、図９（ａ）及び（ｂ）は、図６〜図８の（ａ）及び（ｂ）にそれぞれ対応するものである。

ところで、リブ１３をルータビット５１で除去したときに切り粉が発生するが、この切り粉は吸引孔２４，吸引孔３２，及びフード９１を介して集塵部９０に速やかに吸引される。また、一部の切り粉が基板１０に付着する場合もあるが、吸引孔２４の周囲は基板１０と弾性部材２０とが弾性的に密着しているため、基板１０への切り粉の付着は吸引孔２４に対応する領域のみに限定される。
従って、上述した基板分割装置１によれば、切り粉が電子部品と基板との隙間や電子部品同士の隙間に入り込むことを防止できる。

また、全てのリブ１３が除去されて実装基板部１１と枠部１２とが分割されたときに、従来では実装基板部１１及び枠部１２の少なくともいずれかが飛散して実装基板部１１を破損させる場合があったが、上述した基板分割装置１によれば、実装基板部１１は吸引孔２３，吸引孔３１，及びフード９１を介して集塵部９０側に吸引されて弾性部材２０に弾性的に密着して保持されており、枠部１２は位置決め孔１４が弾性部材２０の位置決めピン２１に挿通して保持されているので、実装基板部１１，枠部１２共に飛散することを防止できる。

ところで、電子部品が実装された実装基板に静電気が帯電すると実装されている電子部品が静電破壊される場合がある。そのため、上述した基板分割装置１では、弾性部材２０に導電性の弾性体を用いることにより、静電気を実装基板部１１から弾性部材２０を介して外部に効率的に放電させることができるので、実装された電子部品の静電破壊を防止することができる。

本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。

例えば、弾性部材２０及びベース部材３０の形状、並びに各吸引孔１３，１４，２３，２４の形状及び数は実施例に限定されるものではなく、分割される基板の形状やリブの数に応じて適宜設計されるものである。

また、実施例では、基板１０に位置決め孔１４を形成し、弾性部材２０に位置決めピン２１を形成し、位置決め孔１４を位置決めピン２１に挿通させて基板１０と弾性部材２０との位置決めを行ったが、これに限定されるものではなく、基板と弾性部材との位置決めが可能で、かつ全てのリブが除去されたときに枠部が飛散しない手段であればよい。

また、実施例では、ベース部材３０に、弾性部材２０の吸引孔２３，２４（第１の吸引孔，第２の吸引孔）に対応する吸引孔（第３の吸引孔）３１，３２をそれぞれ設けたが、これに限定されるものではない。例えば、第３の吸引孔を、複数の吸引孔（第２の吸引孔）２４に共通の吸引孔としてもよいし、吸引孔（第１の吸引孔）２３及び吸引孔（第２の吸引孔）２４に共通の吸引孔としてもよい。

１＿基板分割装置、 １０＿基板、 １１＿実装基板部、 １２＿枠部、 １３＿リブ、 １４＿位置決め孔、 ２０＿弾性部材、 ２１＿位置決めピン、 ２２＿凹部、 ２３，２４，３１，３２＿吸引孔、 ３０＿ベース部材、 ４０＿基板保持部、 ５０＿回転駆動部、 ５１＿ルータビット、 ６０＿回転制御部、 ７０＿移動手段、 ８０＿移動制御部、 ９０＿集塵部、 Ｚ５１＿回転軸、 Ａ１１＿実装領域

Claims (4)

1. 電子部品が実装される実装基板部，前記実装基板部を囲う枠部，及び前記実装基板部と前記枠部とを連結するリブを有する基板を、前記実装基板部と前記枠部とでそれぞれ独立して保持する弾性部材と、
   前記弾性部材を保持するベース部材と、
   前記リブを除去するルータビットを回転させる回転駆動部と、
   前記回転駆動部を制御する回転制御部と、
   前記ルータビットを前記回転駆動部と共に複数の位置に順次移動させる移動手段と、
   前記移動手段を制御する移動制御部と、
   前記実装基板部を吸引すると共に、前記リブを除去した際に発生する切り粉を吸引する集塵部と、
   を備え、
   前記弾性部材は、前記実装基板部を前記集塵部で吸引するための第１の吸引孔と、前記実装基板が前記弾性部材に保持された状態において前記リブに対応して形成され、前記リブを除去した際に発生する切り粉を前記集塵部で吸引するための第２の吸引孔とを有すると共に、前記第１の吸引孔と前記第２の吸引孔とが互いに独立して設けられており、
   前記ベース部材は、前記第１の吸引孔及び前記第２の吸引孔に連接する第３の吸引孔が設けられていることを特徴とする基板分割装置。
2. 前記弾性部材は導電性を有することを特徴とする請求項１記載の基板分割装置。
3. 前記第２の吸引孔は、前記基板が前記弾性部材に保持された状態において前記ルータビットが挿入可能な形状を有することを特徴とする請求項１記載の基板分割装置。
4. 前記基板は前記枠部に位置決め孔を有し、
   前記弾性部材は前記位置決め孔が挿通される位置決めピンを有し、
   前記位置決め孔が前記位置決めピンに挿通されることによって、前記基板と前記弾性部材とが位置決めされることを特徴とする請求項１記載の基板分割装置。

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