JP2012152874A - 配線基板搬送用治具、配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吸引時の配線基板の姿勢を安定させることにより、配線基板への吸引部の接触を確実に防止することができる配線基板搬送用治具を提供すること。
【解決手段】本発明の配線基板搬送用治具１１は吸引部２０を備える。吸引部２０には、凹部の内周面にて開口するエア吹出穴が設けられる。また、配線基板搬送用治具１１には、エア吹出穴にエアを供給するエア流路２２１が設けられ、エア流路２２１上には、作業者によって操作されるスイッチ部５１が設けられる。スイッチ部５１には、エア流路２２１が延びる方向とは直交する方向に長い断面形状を有する貫通孔６１が設けられる。なお、貫通孔６１がエア流路２２１と連通しない操作位置であれば、エア流路２２１を閉鎖する閉鎖状態となり、貫通孔６１がエア流路２２１と連通する操作位置であれば、エア流路２２１を開放する開放状態となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、被搬送物である配線基板を、気流の作用を利用して搬送する配線基板搬送用治具、配線基板搬送用治具を用いた配線基板の製造方法に関するものである。

従来より、配線基板は、複数の製造工程を経て製造され、導通検査を行う検査工程を受けた後に出荷される。また、配線基板は、製造工程が終了する度に、次の工程を行うためのラインに搬送されるようになっている。なお、配線基板は、必ずしも搬送装置を用いて搬送されるという訳ではなく、手作業で搬送される場合もある。ここで、配線基板を手作業で搬送する場合の搬送方法としては、作業者が直接配線基板を把持して搬送する方法に加えて、配線基板をエアピンセットで吸着した状態で搬送する方法や、配線基板をピンセットで挟んで搬送する方法などが提案されている。

しかし、これらの方法によって配線基板を搬送すると、製品の機能に重大な影響を与えるクリティカルエリア（具体的には、いわゆるＣ４パッド等が存在する領域）に対して、作業者の指やピンセットの先端部などが触れてしまう可能性がある。この場合、クリティカルエリアへの異物（粉塵）の付着などに起因して、製品が不良品になったり、製品に間接的な悪影響を与えてしまったりするおそれがある。現状では、クリティカルエリアにあまり触れなくて済むように製造工程を設計している。しかしながら、例えば、配線基板となるべき基板形成領域が複数配置された多数個取り用配線基板を個片化した後の工程では、クリティカルエリアへの接触を完全に回避することができず、注意して作業を行うしかなくなってしまう。

そこで、配線基板を非接触状態で吸引しながら搬送することにより、クリティカルエリアへの接触を防止する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の従来技術では、搬送ヘッド（吸引部）の先端面（吸引面）を配線基板に接近させ、気体供給孔（エア吹出穴）から供給されたエアを吸引面と円板部（ノズル）との間に形成されたスリットを介して外部に導出するようになっている。その結果、エアが吸引部の外側に放射状に放出されるため、ノズル付近と配線基板との空間が負圧となり、配線基板が吸引部に吸引保持される。この状態において、作業者が把持するなどして吸引部を搬送すれば、配線基板を非接触状態で搬送することができる。

特開２００５−２１９９２２号公報（図１〜図５など）

ところで、作業者が吸引部を把持して搬送する場合、作業者の意志によって配線基板の吸引と吸引解除とを行う構成を実現するためには、エア吹出穴にエアを供給するエア流路上に、エア流路を開閉させる操作スイッチを設ける必要がある。しかしながら、エア流路を開放状態に切り替えて配線基板を吸引する際に配線基板が傾くなどすると、配線基板が回転ずれしたり横ずれしたりしながら吸引面に引き寄せられる可能性がある。この場合、配線基板と吸引部とが相対的に面方向に位置ずれするため、配線基板のクリティカルエリアが吸引部に接触してしまい、配線基板が不良品となるおそれがある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、吸引時の配線基板の姿勢を安定させることにより、配線基板への吸引部の接触を確実に防止することができる配線基板搬送用治具を提供することにある。また、第２の目的は、上記の配線基板搬送用治具を用いた好適な配線基板の製造方法を提供することにある。

そして、上記課題を解決するための手段（手段１）としては、吸引面に凹部が設けられるとともに、前記凹部の内周面にて開口するエア吹出穴が設けられた吸引部と、前記吸引部に接続され、作業者によって把持される把持部とを備え、前記エア吹出穴から前記凹部の内周面に沿って噴出したエアにより発生する負圧によって、被搬送物である配線基板の基板主面を前記吸引面に吸引保持した状態で、前記配線基板を搬送する治具であって、前記エア吹出穴にエアを供給するエア流路と、作業者によって操作されるスイッチ部が前記エア流路上に設けられ、前記スイッチ部の操作位置に応じて前記エア流路を開閉させる流路切替手段とを備え、前記スイッチ部には、前記エア流路に延びる方向とは直交する方向に長い断面形状を有する貫通孔が設けられ、前記貫通孔が前記エア流路と連通しない操作位置となる場合に前記エア流路を閉鎖する閉鎖状態となり、前記貫通孔が前記エア流路と連通する操作位置となる場合に前記エア流路を開放する開放状態となることを特徴とする配線基板搬送用治具がある。

従って、上記手段１の配線基板搬送用治具によると、スイッチ部に設けられた貫通孔が、エア流路が延びる方向とは直交する方向に長い断面形状を有している。このため、貫通孔の幅方向に移動させることによって、スイッチ部を閉鎖状態となる操作位置から開放状態となる操作位置に切り替えるようにすれば、貫通孔全体が短時間でエア流路に連通し、エア吹出穴から噴出するエアの流量が急激に多くなる。従って、スイッチ部が開放状態となる操作位置に操作されるのとほぼ同時に、配線基板の基板主面が吸引面に吸引されるようになる。その結果、配線基板が傾くなどする前に配線基板の吸引が完了するため、吸引時の配線基板の回転ずれや横ずれが防止されて配線基板の姿勢が安定するようになり、配線基板と吸引部とが相対的に面方向に位置ずれしにくくなる。よって、配線基板のクリティカルエリア等への吸引部の接触が確実に防止され、吸引部の接触に起因した配線基板の不具合が防止される。

また、貫通孔が、エア流路が延びる方向とは直交する方向に長い断面形状を有しているため、貫通孔が例えば円形状の孔である場合に比べて、貫通孔を通過するエアの総流量を大きくしやすくなる。

なお、「配線基板」は、単一製品の配線基板だけでなく、配線基板となるべき基板形成領域が平面方向に沿って複数配置された多数個取り用配線基板も含むものとする。上記配線基板の形成材料としては、セラミック、金属、半導体などの無機材料や、樹脂などの有機材料を挙げることができ、コスト性、加工性、絶縁性、機械的強度などを考慮してそれらの中から適宜選択することができる。セラミック材料の好適例としては、例えばアルミナ、ガラスセラミック、結晶化ガラス等の低温焼成材料、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素などがある。金属材料の好適例としては、銅、銅合金、鉄ニッケル合金などがある。半導体材料の好適例としては、例えばシリコンなどがある。そして、樹脂材料の好適例としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などがある。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料を使用してもよい。あるいは、連続多孔質ＰＴＦＥ等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料等を使用してもよい。特に、低コスト化などの観点からすれば、配線基板の形成材料として樹脂材料などの有機材料を選択することが好ましい。このような配線基板であれば、微細な導体層を比較的簡単にかつ正確に形成することができる。

また、吸引部は把持部の先端側に配置され、エア流路は、吸引部及び把持部を貫通し、把持部から吸引部にエアを供給する流路であり、流路切替手段は吸引部に設けられていることが好ましい。このようにすれば、流路切替手段を、配線基板を吸引する部分（吸引面）に近付けて配置できるため、スイッチ部を開放状態となる操作位置に切り替えてから、エア吹出穴からエアが噴出するまでの時間が短縮される。その結果、配線基板をより素早く搬送できるため、配線基板の搬送効率を向上させることができる。

なお、流路切替手段に設けられたスイッチ部の構造は特に限定されない。しかし、スイッチ部が例えば操作ボタンを有するものであると、操作ボタンを離した瞬間に配線基板が落下してしまう。この場合、作業者は、配線基板を搬送する度に操作ボタンを押し続けなければならないため、長時間の作業を行うと疲れる可能性が高い。よって、スイッチ部は、例えば、エア流路とは直交する方向に延びる回転軸を中心として回動する回動バルブと、回動バルブに連結され、回動バルブを回動させるために操作される操作部とを備えるものが好ましい。このようにすれば、スイッチ部を開放状態となる操作位置に操作しておけば、作業者が手を離したとしても、スイッチ部は開放状態を維持するようになる。ゆえに、作業者は、配線基板を搬送する際にスイッチ部を操作し続けなくても済むため、長時間の作業を行ったとしても疲れにくくなる。なお、操作部は、吸引部の外周側に配置されるとともに、吸引部における把持部側に配置されていることが好ましい。このようにすれば、作業者の指が届きやすくなるため、操作性が向上し、作業者はよりいっそう疲れにくくなる。

また、スイッチ部に設けられた貫通孔の幅は特に限定されないが、例えば、幅が０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。仮に、幅が０．５ｍｍ未満になると、貫通孔を通過するエアの量が少なくなりすぎるため、エア吹出穴から噴出するエアの流量を十分に確保できない。よって、エアを用いた配線基板の吸引を、確実に行うことができなくなる。一方、幅が１．０ｍｍよりも大きくなると、スイッチ部を閉鎖状態となる操作位置から開放状態となる操作位置に切り替えたとしても、貫通孔全体がエア流路に連通するまでに時間が掛かるため、エア吹出穴から噴出するエアの流量がなかなか多くならない。その結果、スイッチ部が開放状態となる操作位置に操作されてから、配線基板の基板主面が吸引面に吸引されるまでの間に、配線基板が回転ずれしたり横ずれしたりする可能性がある。

さらに、貫通孔の長さは特に限定されないが、例えば、長さが２．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。仮に、長さが２．０ｍｍ未満になると、貫通孔を通過するエアの量が少なくなりすぎるため、エア吹出穴から噴出するエアの流量を十分に確保できない。よって、エアを用いた配線基板の吸引を、確実に行うことができなくなる。一方、長さが５．０ｍｍよりも大きくなると、スイッチ部が大型化され、ひいては配線基板搬送用治具全体の大型化につながってしまう。

また、上記課題を解決するための別の手段（手段２）としては、上記手段１に記載の配線基板搬送用治具を用いて、被搬送物である配線基板の基板主面を前記吸引面に吸引保持して搬送することを特徴とする配線基板の製造方法がある。

従って、上記手段２の製造方法によると、上記手段１の配線基板搬送用治具を用いて配線基板のクリティカルエリア等への吸引部の接触を確実に防止することにより、配線基板を製造することができる。ゆえに、吸引部の接着に起因して配線基板が不良品であると判定されにくくなるため、配線基板の歩留まりを向上させることができる。

なお、配線基板の形成材料は樹脂材料などの有機材料であることが好ましいが、特に、配線基板は、基板主面上に形成された複数の端子パッド、及び、複数の端子パッド上に配設された複数のはんだバンプからなる電極形成領域を有する樹脂製配線基板であることが好ましい。その理由は、配線基板を接触状態で搬送しようとする場合に、配線基板の基板主面に形成されたはんだバンプが吸引部に押し潰されて変形するという問題が起こり、これを解決するうえで上記手段の配線基板搬送用治具を採用する意義が発生するからである。

本実施形態における配線基板搬送用治具の概略構成を示す側面図。 配線基板の概略構成を示す断面図。 配線基板搬送用治具を示す要部断面図。 吸引部を示す下面図。 スイッチ部をエア流路が延びる方向と直交する平面で切断したときの断面を示す概略図。 配線基板搬送用治具を示す回路図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１に示されるように、配線基板搬送用治具１１は、被搬送物である配線基板１１０（図２参照）を気流の作用を利用して搬送するものである。

図２に示されるように、本実施形態の配線基板１１０は、ＩＣチップ搭載用のオーガニック・パッケージ（樹脂製配線基板）であり、複数の製造工程後であって検査工程前の状態を示している。配線基板１１０は、略矩形板状のコア基板１１１と、コア基板１１１のコア主面１１２（図２では上面）上に形成される第１ビルドアップ層１１４と、コア基板１１１のコア裏面１１３（図２では下面）上に形成される第２ビルドアップ層１１５とからなる。ビルドアップ層１１４，１１５は、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）からなる樹脂絶縁層と、銅からなる導体層とを交互に積層した構造を有している。また、配線基板１１０の基板主面１２０上（第１ビルドアップ層１１４の上面上）における複数箇所には、端子パッド１１６がアレイ状に形成され、配線基板１１０の基板裏面１２１上（第２ビルドアップ層１１５の下面上）における複数箇所には、ＢＧＡ用パッド１１７がアレイ状に形成されている。さらに、端子パッド１１６の表面上には、複数のはんだバンプ１１８が配設されている。なお、本実施形態のはんだバンプ１１８は、頂部が平坦化されたはんだバンプである。また、各はんだバンプ１１８には、矩形平板状をなすＩＣチップの端子が接続されるようになっている。なお、各端子パッド１１６及び各はんだバンプ１１８からなる領域は、配線基板１１０の機能に重大な影響を与えるクリティカルエリアであって、ＩＣチップを搭載可能な電極形成領域１１９である。電極形成領域１１９は、配線基板１１０の基板主面１２０上において略中央に配置された正方形領域である。

図１，図３に示される配線基板搬送用治具１１は、吸引部２０と把持部３０とによって構成されている。吸引部２０は、配線基板１１０を搬送する際に、吸引面２１を配線基板１１０に向けた状態で配線基板１１０に対して接近及び離間するようになっている。把持部３０は、作業者によって把持されるようになっている。

把持部３０は、金属材料（本実施形態では、プラチナを含有するアルミニウム合金）によって外径８．０ｍｍ×長さ６５ｍｍの略円柱状に形成され、外周面にはローレット加工が施されている。また、把持部３０には、同把持部３０の基端面３１にて開口するポート取付孔（図示略）と、把持部３０の先端面３２にて開口するネジ孔３３とが設けられている。なお、ポート取付孔には、導電性金属によって形成されたポート９０が取り付けられ、ポート９０には、ポリウレタンにカーボンブラックを混入させた材料からなる帯電防止チューブ（図示略）が接続されている。

図３，図４に示されるように、吸引部２０は、把持部３０の先端側に配置されており、吸引部本体２２及び樹脂製パッド４０を備えている。吸引部本体２２は、金属材料（本実施形態では、プラチナを含有するアルミニウム合金）によって柱状に形成されている。吸引部本体２２は、同吸引部本体２２の基端部を構成する基端側部材２００と、吸引部本体２２の先端部を構成する先端側部材２１０とからなり、両部材２００，２１０は互いに分割可能な構造となっている。基端側部材２００は、縦１６ｍｍ×横１６ｍｍ×長さ３０ｍｍの略直方体状をなしている。また、基端側部材２００の基端面２０１には、ネジ部２０２が突設されている。なお、ネジ部２０２が把持部３０側のネジ孔３３に螺着することにより、把持部３０が吸引部２０に接続されるようになる。さらに、基端側部材２００には、先端面２０３にて開口するネジ孔２０４が設けられている。また、基端側部材２００には、バルブ収容部２０５と、基端側部材２００の外周面にて開口するとともにバルブ収容部２０５に連通するネジ孔２０６とが設けられている。

図１，図３に示されるように、先端側部材２１０は、基端側部材２００に接続される接続部２１１と、接続部２１１の先端側に位置する中間部２１２と、中間部２１２の先端側に位置する先端部２１３とを備えている。接続部２１１は、縦１６ｍｍ×横１６ｍｍ×長さ１２ｍｍの略直方体状をなしている。また、中間部２１２は、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×長さ１２ｍｍの略直方体状をなし、先端部２１３は、縦１８ｍｍ×横１８ｍｍ×長さ７．０ｍｍの略直方体状をなしている。さらに、先端側部材２１０の基端面２３には、ネジ部２１４が突設されている。なお、ネジ部２１４が基端側部材２００側のネジ孔２０４に螺着することにより、先端側部材２１０と基端側部材２００とが互いに接続されるようになる。

図４に示されるように、先端側部材２１０の先端面２４（吸引面２１）には、先端面２４側から見て円形状をなす凹部７３が設けられている。また、凹部７３の中心には、断面略台形状であって下方から見て円形状をなすノズル先端部７５が突設されている。

図３に示されるように、配線基板搬送用治具１１の内部には、エアを供給するエア流路２２１が設けられている。エア流路２２１は、吸引部２０及び把持部３０を貫通し、把持部３０から吸引部２０にエアを供給する流路である。エア流路２２１は、ポート９０に連通し、エアユニット２３１（図６参照）に接続されている。また、エア流路２２１は、把持部内流路（図示略）、上流側流路２２２、バルブ収容部２０５、下流側流路２２３、導入流路２２４及び導出流路２２５からなっている。把持部内流路は、把持部３０内に設けられ、上流側の端部においてポート取付孔に連通している。把持部内流路は、内径が４．０ｍｍに設定され、凹部７３の中心軸Ａ１に沿って延びる直線状の流路である。上流側流路２２２は、基端側部材２００内及びネジ部２０２内に設けられ、上流側の端部において把持部内流路に連通するとともに、下流側の端部においてバルブ収容部２０５に連通している。上流側流路２２２は、内径が４．０ｍｍに設定され、中心軸Ａ１に沿って延びる直線状の流路である。下流側流路２２３は、基端側部材２００内に設けられ、上流側の端部においてバルブ収容部２０５に連通している。下流側流路２２３は、内径が最大で８．０ｍｍに設定され、中心軸Ａ１に沿って延びる直線状の流路であり、上流側端部の内径が、上流側に行くに従って徐々に縮径して最小の４．０ｍｍとなるテーパ形状をなしている。導入流路２２４は、先端側部材２１０内及びネジ部２１４内に設けられ、上流側の端部において下流側流路２２３に連通している。導入流路２２４は、内径が４．０ｍｍに設定され、中心軸Ａ１に沿って延びる直線状の流路である。導出流路２２５は、先端側部材２１０内に設けられ、上流側の端部において導入流路２２４に連通している。導出流路２２５は、内径が１２．０ｍｍに設定され、中心軸Ａ１に沿って延びる直線状の流路である。

図４に示されるように、先端側部材２１０には、導出流路２２５の下流側の端部に連通するとともに、凹部７３の内周面にて開口するエア吹出穴８１が６箇所に設けられている。各エア吹出穴８１は、エア流路２２１から供給されてきたエアを凹部７３内に噴出するようになっている。そして、それぞれのエア吹出穴８１から噴出されるエアは、凹部７３の周方向に沿って導かれ、エア吹出穴８１から基板主面１２０に向けて吹き付けられるようになっている。なお、本実施形態の吸引部２０は、吸引部本体２２と配線基板１１０との間に発生する空気流によって生じるベルヌーイ効果を利用して配線基板１１０を保持するようにしたベルヌーイチャックである。

なお、各エア吹出穴８１は、凹部７３の中心軸Ａ１を基準としたときに回転対称となるように配置されている。詳述すると、各エア吹出穴８１は、中心軸Ａ１と同心状に設定された仮想円Ｃ１上において、ノズル先端部７５を取り囲むように配置されている。また、各エア吹出穴８１は、中心軸Ａ１を基準として等角度（６０°）間隔で配置されている。なお、各エア吹出穴８１は、円形状をなし、内径が１．０ｍｍに設定されている。

図３，図４に示されるように、樹脂製パッド４０は、先端側部材２１０の先端部２１３に取り付けられ、正面が吸引面２１となっている。樹脂製パッド４０は、樹脂材料（本実施形態ではエーテル系ウレタン）によって形成され、直径１８ｍｍ×高さ２．０ｍｍの略円板状をなしている。また、樹脂製パッド４０の中央部には、直径８．０ｍｍの貫通孔４１が設けられている。貫通孔４１は、吸引部本体２２の凹部７３等を露出させるようになっている。

また、吸引面２１の外周部、即ち、樹脂製パッド４０の外周部には、吸引面２１より１．０ｍｍだけ突出した凸部４４が４箇所に形成されている。即ち、各凸部４４は、貫通孔４１及び凹部７３の外側領域にて凸設されている。

図３，図５に示されるように、吸引部２０を構成する基端側部材２００には、流路切替手段５０が設けられている。流路切替手段５０を構成するスイッチ部５１は、エア流路２２１上に設けられている。スイッチ部５１は、作業者によって操作されるものであり、操作位置に応じてエア流路２２１を開閉させるようになっている。また、スイッチ部５１は、シール部材５２、回動バルブ５３及び操作部５４を備えている。シール部材５２は、樹脂材料（本実施形態ではエーテル系ウレタン）によって形成され、外径１２ｍｍ×内径６．０ｍｍ×長さ１４ｍｍの略円筒状をなしている。また、シール部材５２は、中心軸線が凹部７３の中心軸Ａ１とは直交した状態で、基端側部材２００のバルブ収容部２０５内に収容されている。シール部材５２の内周面には、一対の環状凸部５５が突設されている。シール部材５２の外周面には、係合凹部５６が設けられている。なお、この係合凹部５６とネジ孔２０６とを位置合わせした状態で、ネジ孔２０６に螺着したネジ（図示略）の先端部を係合凹部５６に係合させることにより、シール部材５２が基端側部材２００に固定されるようになる。さらに、シール部材５２には、内周面側と外周面側とを貫通する一対の接続流路５７，５８が設けられている。上流側の接続流路５７は、上流側の端部において上流側流路２２２に連通するとともに、下流側の端部においてシール部材５２の内周面側に連通している。下流側の接続流路５８は、上流側の端部においてシール部材５２の内周面側に連通するとともに、下流側の端部において下流側流路２２３に連通している。なお、接続流路５７，５８は、エア流路２２１が延びる方向とは直交する方向に長い断面形状を有する長孔である。本実施形態の接続流路５７，５８は、幅が１．０ｍｍに設定され、長さが４．０ｍｍに設定されている。

図３，図５に示されるように、回動バルブ５３は、金属材料によって形成され、外径６．０ｍｍ×長さ１６ｍｍの略円柱状をなしている。回動バルブ５３は、回転軸Ａ２をエア流路２２１とは直交させた状態でシール部材５２を挿通するとともに、回転軸Ａ２を中心として回動するようになっている。また、回動バルブ５３の外周面には、一対の嵌合凹部５９が設けられている。なお、回動バルブ５３がシール部材５２を挿通した状態で、嵌合凹部５９にシール部材５２の環状凸部５５を嵌合させることにより、回動バルブ５３がシール部材５２に対して位置ずれ不能に固定されるようになる。さらに、回動バルブ５３には、同回動バルブ５３の両端面において開口する一対のピン圧入穴６０が設けられている。

また、回動バルブ５３には、同回動バルブ５３の径方向に貫通する貫通孔６１が設けられている。貫通孔６１は、上流側の端部において上流側の接続流路５７に連通するとともに、下流側の端部において下流側の接続流路５８に連通している。また、貫通孔６１は、エア流路２２１が延びる方向とは直交する方向に長い断面形状を有する長孔である。本実施形態の貫通孔６１は、幅が１．０ｍｍに設定され、長さが４．０ｍｍに設定されている。即ち、貫通孔６１は、接続流路５７，５８と同じ幅及び長さを有している。よって、スイッチ部５１は、貫通孔６１が接続流路５７，５８と連通しない操作位置となる場合にエア流路２２１を閉鎖する閉鎖状態となり、貫通孔６１が接続流路５７，５８と連通する操作位置となる場合にエア流路２２１を開放する開放状態となる。

図３，図５に示されるように、操作部５４は、吸引部２０の外周側に配置されるとともに、吸引部２０における把持部３０側に位置する基端側部材２００に取り付けられている。操作部５４は、操作部本体６２と、基端部において操作部本体６２に固定されるとともに互いに離間した状態で基端側部材２００側に延びる一対の腕部６３とを備えている。操作部本体６２には、作業者によって操作される摘み部６４が設けられている。また、両腕部６３の先端部には、それぞれ圧入ピン６５が挿通されている。両圧入ピン６５は、回動バルブ５３に設けられた一対のピン圧入穴６０にそれぞれ圧入されるようになっている。その結果、操作部５４は、回動バルブ５３に連結され、回動バルブ５３を回動させるために操作されるようになる。

次に、配線基板搬送用治具１１のシステム構成について説明する。

図６に示されるように、配線基板搬送用治具１１は、加圧エアを送り出すエア供給源１３１を備えている。また、配線基板搬送用治具１１は、エア供給源１３１と吸引部２０との間を連通しうるエア供給流路１３０を備えている。エア供給流路１３０は、帯電防止チューブ及びポート９０（図１のＰ１参照）を介して配線基板搬送用治具１１のエア流路２２１に連通している。

また、エア供給流路１３０上にはエア供給バルブ１３２が設置されている。エア供給バルブ１３２は、エア供給源１３１の下流側に配置されており、エア供給流路１３０を開状態または閉状態に切り替えるようになっている。エア供給バルブ１３２は、開状態に切り替えられた際に、下流側にエアを供給可能とするようになっている。なお、本実施形態のエア供給バルブ１３２は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。

図６に示されるように、エア供給流路１３０上には、エア供給流路１３０内のエア圧力を一定値に調整する空気圧調整ユニット１３３が設置されている。即ち、空気圧調整ユニット１３３は、エア供給流路１３０を介してエア供給バルブ１３２及びエア供給源１３１と流路的に接続されている。空気圧調整ユニット１３３は、エアフィルタ１３４、圧力計１３５及び減圧弁１３６を備えている。エアフィルタ１３４は、エア供給バルブ１３２の下流側に配置されており、エア供給流路１３０内を通過するエアに含まれる異物を除去するようになっている。また、圧力計１３５は、エアフィルタ１３４の下流側に配置されており、エア供給流路１３０内を通過するエアの圧力を計測するようになっている。さらに、減圧弁１３６は、圧力計１３５の下流側に配置されており、エア供給流路１３０内を通過するエアの減圧を行い、減圧したエアを下流側に供給するようになっている。また、エア供給流路１３０上にはエアフィルタ１３７が設置されている。エアフィルタ１３７は、減圧弁１３６の下流側に配置されており、エア供給流路１３０内を通過するエアに含まれる水分を除去するようになっている。

図６に示されるように、エア供給流路１３０上にはエアユニット２３１が設置されている。エアユニット２３１は、電磁弁２３２、流量調整弁２３３及びエアフィルタ２３４を備えている。電磁弁２３２は、エアフィルタ１３７の下流側に配置されており、エア供給流路１３０を開状態または閉状態に切り替えるようになっている。電磁弁２３２は、開状態に切り替えられた際に、下流側にエアを供給可能とするとともに、エアを適宜排気してエア圧力を減圧調整するようになっている。なお、本実施形態の電磁弁２３２は、単動ソレノイドによって作動する２位置、直動ノーマルクローズの電磁弁であり、制御装置１０１から出力される制御信号に基づいて開状態に切り替えられる。また、流量調整弁２３３は、電磁弁２３２とエアフィルタ２３４とをつなぐ流路の途中に配置されており、エア供給流路１３０を流れるエアを定量的に排気してそのエアの圧力が一定値となるよう減圧調整する絞り弁である。エアフィルタ２３４は、流量調整弁２３３の下流側に配置されており、エア供給流路１３０内を通過するエアに含まれる異物を除去するようになっている。

図６に示されるように、配線基板搬送用治具１１は、装置全体を制御する制御装置１０１を備えている。制御装置１０１は、ＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０４及び入出力回路等により構成されている。ＣＰＵ１０２は、エア供給バルブ１３２及び電磁弁２３２に電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。

次に、非接触搬送方法を用いた配線基板１１０の製造方法について説明する。

本実施形態の配線基板１１０は、複数の製造工程を経て製造され、導通検査を行う検査工程を受けた後に出荷される。なお、配線基板１１０は、製造工程が終了する度に基板支持台（図示略）上に配置される。この状態において、配線基板搬送用治具１１を用いて配線基板１１０を搬送する。

詳述すると、ＣＰＵ１０２は、エア供給バルブ１３２及び電磁弁２３２に駆動信号を出力して、エア供給バルブ１３２及び電磁弁２３２を開状態に切り替える。その結果、エア供給源１３１から送り出された加圧エアが、エア供給流路１３０に導かれる。そして、エア供給流路１３０に導かれたエアは、ポート９０（図１，図６のＰ１参照）を介して配線基板搬送用治具１１の吸引部２０内に流入し、エア流路２２１に導かれる。

次に、作業者は、配線基板搬送用治具１１を把持して配線基板１１０に近付ける。そして、作業者がスイッチ部５１を操作して、貫通孔６１が接続流路５７，５８と連通する操作位置となり、エア流路２２１が開放状態となる。この時点で、エア流路２２１に導かれたエアは、エア吹出穴８１を通過し、エア吹出穴８１から凹部７３の内周面に沿って噴出する。その結果、エア吹出穴８１から噴出したエアの大部分は、凹部７３外に流出した後、吸引面２１と基板主面１２０との隙間を通過し、この際に高速流となって吸引部２０の外側に放出される。その結果、吸引面２１と基板主面１２０との間に生じた空間が負圧となり、配線基板１１０の基板主面１２０が吸引面２１に吸引保持される。また、エア吹出穴８１から噴出されたエアの一部は、凹部７３の周方向に沿って流れて旋回流を形成する。

そして、作業者は、配線基板１１０の基板主面１２０を吸引面２１に吸引保持した状態で、配線基板搬送用治具１１を把持して例えば検査工程用のラインに搬送する。配線基板１１０が検査工程用のラインに到達すると、配線基板１１０の釈放を行い、検査工程用のラインの支持台上に配線基板１１０を配置する。具体的に言うと、作業者は、スイッチ部５１を操作して、貫通孔６１が接続流路５７，５８と連通しない操作位置に切り替える。この時点で、エア流路２２１が閉鎖状態となり、エア吹出穴８１からのエアの噴出が終了する。そして、ＣＰＵ１０２は、電磁弁２３２を閉状態に切り替える制御を行い、エア供給流路１３０を遮断する。その結果、吸引部２０へのエアの供給が停止される。

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態の配線基板搬送用治具１１では、スイッチ部５１に設けられた貫通孔６１が、エア流路２２１が延びる方向とは直交する方向に長い断面形状を有している。このため、回動バルブ５３を回動させて貫通孔６１の幅方向に移動させることにより、スイッチ部５１を閉鎖状態となる操作位置から開放状態となる操作位置に切り替えるようにすれば、貫通孔６１全体が短時間でエア流路２２１に連通し、エア吹出穴８１から噴出するエアの流量が急激に多くなる。従って、スイッチ部５１が開放状態となる操作位置に操作されるのとほぼ同時に、配線基板１１０の基板主面１２０が吸引面２１に吸引されるようになる。その結果、配線基板１１０が傾くなどする前に配線基板１１０の吸引が完了するため、吸引時の配線基板１１０の回転ずれや横ずれが防止されて配線基板１１０の姿勢が安定するようになり、配線基板１１０と吸引部２０とが相対的に面方向に位置ずれしにくくなる。よって、配線基板１１０のクリティカルエリア等への吸引部２０の接触が確実に防止される。ゆえに、吸引部２０の接触に起因して配線基板１１０が不良品であると判定されにくくなるため、配線基板１１０の歩留まりを向上させることができる。

（２）例えば、スイッチ部５１からシール部材５２を省略し、貫通孔６１の上流側の端部を上流側流路２２２に直接連通させるとともに、貫通孔６１の下流側の端部を下流側流路２２３に直接連通させることが考えられる。しかし、上流側流路２２２の内径（４．０ｍｍ）や、下流側流路２２３の上流側端部の最小の内径（４．０ｍｍ）は、貫通孔６１の幅（１．０ｍｍ）よりも大きくなっている。このため、スイッチ部５１を開放状態となる操作位置から閉鎖状態となる操作位置に切り替えようとしても、貫通孔６１と流路２２２，２２３とがすぐには遮断されないため、エア吹出穴８１から噴出するエアを素早くに遮断することができない。その結果、配線基板１１０が吸引面２１側から離れずに残る可能性があるため、配線基板１１０の製造効率が低下してしまう。また、配線基板１１０の釈放時に配線基板１１０が回転ずれしたり横ずれしたりするおそれもある。

そこで本実施形態では、貫通孔６１の上流側の端部を上流側の接続流路５７に連通させるとともに、貫通孔６１の下流側の端部を下流側の接続流路５８に連通させている。これらの接続流路５７，５８は、貫通孔６１と同じ幅を有しているため、スイッチ部５１を開放状態となる操作位置から閉鎖状態となる操作位置に切り替えれば、貫通孔６１と接続流路５７，５８とが素早く遮断され、エア吹出穴８１から噴出するエアを素早く遮断することができる。ゆえに、配線基板１１０の釈放を短時間で行うことができるため、配線基板１１０の製造効率が向上する。また、釈放時においても、配線基板１１０の回転ずれや横ずれが防止されて配線基板１１０の姿勢が安定するようになるため、配線基板１１０と吸引部２０とが相対的に面方向に位置ずれしにくくなる。よって、配線基板１１０のクリティカルエリア等への吸引部２０の接触がより確実に防止される。ゆえに、吸引部２０の接触に起因して配線基板１１０が不良品であると判定される可能性がよりいっそう小さくなるため、配線基板１１０の歩留まりがよりいっそう向上する。

（３）貫通孔６１が例えば円形状の孔である場合、一旦異物が入り込むと、貫通孔６１が塞がってしまう可能性が高い。その結果、貫通孔６１を通過してエア吹出穴８１から噴出するエアの流量が急激に少なくなるため、配線基板１１０の基板主面１２０を確実に吸引面２１に吸引できなくなる。一方、本実施形態の貫通孔６１は長孔であるため、例えば貫通孔６１の一端が塞がったとしても、貫通孔６１の他端は塞がらずに機能し続ける可能性が高い。その結果、貫通孔６１を通過してエア吹出穴８１から噴出するエアの流量は殆ど低下しないため、配線基板１１０の基板主面１２０を確実に吸引面２１に吸引することができる。

（４）本実施形態では、内径が１．０ｍｍに設定されたエア吹出穴８１が６個設けられることにより、各エア吹出穴８１から噴出するエアの流量を大きくすることができるため、配線基板１１０を吸引する力を大きくすることができる。その結果、気流が安定するようになるため、吸引時の配線基板１１０の回転ずれや横ずれをより確実に防止することができる。

（５）本実施形態では、配線基板１１０のはんだバンプ１１８が、頂部が平坦化されたはんだバンプとなっている。このようにすれば、はんだバンプ１１８と、電極形成領域１１９に搭載されるＩＣチップの端子との接触面積が大きくなるため、配線基板１１０とＩＣチップとをより確実に接続することができる。

なお、本実施形態を以下のように変更してもよい。

・上記実施形態では、スイッチ部５１の操作部５４が、吸引部２０において把持部３０側に位置する基端側部材２００に配置されていた。しかし、操作部５４を、吸引部２０を構成する先端側部材２１０や、把持部３０などに配置してもよい。

・上記実施形態では、エア供給バルブ１３２及び電磁弁２３２の制御を１つのＣＰＵ１０２で制御するようにしたが、各制御を別々のＣＰＵで行うように構成してもよい。

・上記実施形態の配線基板搬送用治具１１は、単一製品の配線基板１１０を搬送するようになっていたが、例えば、配線基板１１０となるべき基板形成領域が平面方向に沿って複数配置された多数個取り用配線基板を搬送するようにしてもよい。

次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）上記手段１において、前記スイッチ部は、前記エア流路とは直交する方向に延びるとともに前記貫通孔と平行に配置された回転軸を中心として回動する回動バルブと、前記回動バルブに連結され、前記回動バルブを回動させるために操作される操作部とを備えることを特徴とする配線基板搬送用治具。

（２）上記手段１において、前記エア流路は、前記吸引部及び前記把持部を貫通するとともに、前記吸引部及び前記把持部の中心軸線に沿って延びる直線状の流路であることを特徴とする配線基板搬送用治具。

１１…配線基板搬送用治具
２０…吸引部
２１…吸引面
３０…把持部
５０…流路切替手段
５１…スイッチ部
５３…回動バルブ
５４…操作部
６１…貫通孔
７３…凹部
８１…エア吹出穴
１１０…被搬送物としての配線基板
１１６…端子パッド
１１８…はんだバンプ
１１９…電極形成領域
１２０…基板主面
２２１…エア流路
Ａ２…回転軸

Claims (7)

1. 吸引面に凹部が設けられるとともに、前記凹部の内周面にて開口するエア吹出穴が設けられた吸引部と、前記吸引部に接続され、作業者によって把持される把持部とを備え、
   前記エア吹出穴から前記凹部の内周面に沿って噴出したエアにより発生する負圧によって、被搬送物である配線基板の基板主面を前記吸引面に吸引保持した状態で、前記配線基板を搬送する治具であって、
   前記エア吹出穴にエアを供給するエア流路と、
   作業者によって操作されるスイッチ部が前記エア流路上に設けられ、前記スイッチ部の操作位置に応じて前記エア流路を開閉させる流路切替手段と
   を備え、
   前記スイッチ部には、前記エア流路が延びる方向とは直交する方向に長い断面形状を有する貫通孔が設けられ、
   前記貫通孔が前記エア流路と連通しない操作位置となる場合に前記エア流路を閉鎖する閉鎖状態となり、前記貫通孔が前記エア流路と連通する操作位置となる場合に前記エア流路を開放する開放状態となる
   ことを特徴とする配線基板搬送用治具。
2. 前記スイッチ部は、前記エア流路とは直交する方向に延びる回転軸を中心として回動する回動バルブと、前記回動バルブに連結され、前記回動バルブを回動させるために操作される操作部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の配線基板搬送用治具。
3. 前記操作部は、前記吸引部の外周側に配置されるとともに、前記吸引部における前記把持部側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の配線基板搬送用治具。
4. 前記吸引部は前記把持部の先端側に配置され、
   前記エア流路は、前記吸引部及び前記把持部を貫通し、前記把持部から前記吸引部にエアを供給する流路であり、
   前記流路切替手段は前記吸引部に設けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配線基板搬送用治具。
5. 前記貫通孔は、幅が０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定され、長さが２．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配線基板搬送用治具。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の配線基板搬送用治具を用いて、被搬送物である配線基板の基板主面を前記吸引面に吸引保持して搬送することを特徴とする配線基板の製造方法。
7. 前記配線基板は、前記基板主面上に形成された複数の端子パッド、及び、前記複数の端子パッド上に配設された複数のはんだバンプからなる電極形成領域を有する樹脂製配線基板であることを特徴とする請求項６に記載の配線基板の製造方法。

Images