JP2012156354A - 基板搬送チャック及び基板分割・搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ルータ等の切断機による集合基板の切断分離工程では、ミクロジョイント切断時に発生した粉塵が基板切断面に付着して残る。付着した粉塵は時間の経過によって切断面から剥がれ落ちて回路基板表面に付着することがあるため予め除去しておく必要があるが、従来の吸引だけでは切断面に付着した粉塵までを除去することは難しかった。
【解決手段】 基板搬送チャックは、集合基板を前記ミクロジョイントで切断した切断後の基板を把持するチャック機構部と、前記チャック機構部が前記基板を把持した状態で、前記基板のミクロジョイントの切断面に付着した異物を擦って除去する除電ブラシとを備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電子部品が載置された回路基板をステージからトレイに搬送する際に用いる基板搬送チャックに関するものである。特に、集合基板の分割処理によって分割された各々の回路基板の側面に付着した異物を除去可能な基板搬送チャックに関するものである。

電子機器等で使用される電子回路基板の１形態として、単位となる回路基板を１枚の基板に複数個集合した集合基板がある。集合基板は電子部品をリフロー等により実装した後に、複数の回路基板に分割される。
一般に集合基板には、切断箇所の位置決めをするための細長のスリット穴と、回路基板同士を繋ぐミクロジョイントとが交互に連続した分割線が、各々の回路基板の境界に設けられており、ルータなどの切断装置がこの分割線に沿って集合基板を切断することで個々の回路基板が作製される（例えば、特許文献１参照）。
分割された回路基板は搬送装置により搬送され、トレイなどの収納器具内に収納されて次工程に送られる。

特開２００９−２３８９０９号公報

ルータ等の切断装置を用いた集合基板の分割工程では、基板の切断による粉塵が発生する。発生した粉塵は回路基板の表面等に付着し、回路基板の電気性能劣化を引き起こすことが考えられる。このため、分割作業中は吸引を行うなどして、発生した粉塵を回路基板から除去する対策が必要となる。

しかしながら集合基板の分割工程では、この工程で生じた粉塵が回路基板の切断面に圧着されてこびり付くものがでてくる。切断面に付着した粉塵は時間が経つにつれて切断面から剥がれ落ち、浮遊するものもある。このため、基板切断面に付着した粉塵は予め除去しておく必要があるが、従来の吸引だけでは切断面に付着した粉塵までを除去することは難しかった。
さらに粉塵が基板切断面に付着したまま搬送装置により次工程に送られると、剥がれ落ちた粉塵が飛散する範囲も広がるため、粉塵を除去する作業は膨大なものとなる課題があった。

この発明は係る課題を解決するためになされたもので、集合基板を分割して個別の回路基板にする際に発生する粉塵を除去することが可能な、基板搬送チャックを提供することを目的とする。

この発明に係る基板搬送チャックは、ミクロジョイントで連結された複数の基板からなる集合基板において、前記ミクロジョイントの位置で切断された切断後の基板を把持するチャック機構部と、前記チャック機構部が前記基板を把持する状態で、前記基板のミクロジョイントの切断面に付着した異物を擦る除電ブラシとを備える。

この発明に係る基板搬送チャックによれば、回路基板の分割の際に発生した粉塵を確実に除去することができる。これにより粉塵を原因とした回路基板の性能劣化を抑えて信頼性の高い回路基板を得ることができる。

実施の形態１に係る基板搬送チャックの斜視図である。 実施の形態１に係る基板搬送チャックの断面図（Ａ-Ａ'）である。 実施の形態１に係る基板分割・搬送装置の一例である。 実施の形態１に係る集合基板の一例である。 実施の形態１に係る基板分割・搬送装置における基板分割の動作を説明する図である。 実施の形態１に係る基板搬送チャックが回路基板を把持した状態を説明する図である。 実施の形態１に係る基板搬送チャックに設けられたブラシが、基板切断後のミクロジョイント部に付着した粉塵を除去する動作を説明する図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る基板搬送チャック１００の斜視図である。基板搬送チャック１００は、切断後の回路基板の側面を把持すると共に回路基板の裏面側を支える２本のアーム１０ａ、１０ｂを備えるチャック機構部１０と、チャック機構部１０を開閉させるチャック開閉機構１６と、回路基板の側面に付着した粉塵をブラシの回転により除去する除電ブラシ１１と、除電ブラシ１１を回転させる回転駆動部１５を備える。

チャック機構部１０は、横方向（左右）に動いて回路基板の側面を挟むＬ字形の２本のアーム１０ａ、１０ｂからなる。
側壁と底面で成るＬ字形のアーム１０ａ、１０ｂの側壁の一部には、矩形の穴が設けられている。この矩形の穴には、２本のアーム１０ａ、１０ｂが回路基板を把持した状態で、後で説明する回路基板のミクロジョイント部が嵌るように、その位置が決められている。また、チャック機構部１０は、２本のアーム１０ａ、１０ｂが回路基板を把持した状態でアーム１０ａ、１０ｂの底面部分が回路基板３０を下側から支える構造となっている。

除電ブラシ１１はアーム１０ａ、１０ｂの各々の矩形の穴の箇所に設置されており、アーム１０ａ、１０ｂが回路基板を把持した状態では、この除電ブラシ１１が回路基板のミクロジョイント部の切断面に接する。
除電ブラシ１１は、アーム１０ａ、１０ｂの側壁と側壁に設けられた穴を貫通する回転軸１２を中心に、その周囲に除電用のブラシが取り付けられたもので、この除電ブラシ１１が回転することで、回路基板のミクロジョイント部の切断面に付着した異物等を擦って掻き落とす。

アーム１０ａ、１０ｂの穴の位置には、除電ブラシで掻き落とした粉塵をエアーと一緒に排気するバキューム用ホース２０が設置されている。

図２は、アーム１０ａ、１０ｂを図１のＡ-Ａ’を含む面で切断した断面図である。
除電ブラシ１１は、例えば導電性の毛材が回転軸１２周りに取り付けられたもので、自己放電によって粉塵などの異物を除去した際に発生する静電気を除くことができる。

除電ブラシ１１の回転軸１２は、チャック開閉機構１６に設けられたモーター等の回転駆動部１５とベルト２６を介して連結されており、回転駆動部１５が回転することで除電ブラシ１１の回転軸１２が回転する構造となっている。除電ブラシ１１の回転方向、速度は、回転駆動部１５の回転により制御される。

次に、この基板搬送チャック１００を搬送器具として用いた基板分割・搬送装置２００について、図を用いて説明する。

図３は、実施の形態１に係る基板分割・搬送装置２００の構成を表わした概略図である。
基板分割・搬送装置２００は集合基板搬送部２１０と、基板分割部２２０と、回路基板搬送部２３０と、トレー保管部２４０からなる。

集合基板搬送部２１０はベルトコンベアを備え、集合基板３５を基板分割部２２０に搬送する。
基板分割部２２０は、集合基板搬送部２１０で搬送されてきた集合基板３５を載せるステージと、切断機具であるルータ４０と、基板搬送チャック１００を取り付けたＸＹＺ移動機構２２５と、粉塵を吸引する集塵機７０を備える。ルータ４０はステージに搬送された集合基板のミクロジョイント部を切断して個々の回路基板３０に分割する。基板搬送チャック１００は分割後の回路基板３０を把持して、トレー保管部２４０のトレーまで搬送する。本実施の形態の基板搬送チャック１００は、分割後の回路基板３０を把持した時点で除電ブラシ１１を回転させることで、回路基板側面に付着した粉塵を、基板分割の直後に除去する。

図４は複数の回路基板がミクロジョイント部でつながれた集合基板３５の一例を示した図である。回路基板３０と回路基板３０の間、回路基板３０と集合基板３５の外枠との間はそれぞれミクロジョイント部３１でつながれており、集合基板３５を一単位として集合基板搬送部２１０で搬送される。回路基板の表面、裏面側には回路部品が実装されている。
ミクロジョイント部３１と隣のミクロジョイント部３１の間は細長のスリット穴となっており、ルータ４０の先端の回転刃がこのスリット穴に沿って移動し、ミクロジョイント部３１を切断して個別の回路基板に分割していく。
なお、集合基板３５を載せるステージ上にはピンが設けられており、このピンが集合基板の細長のスリット穴に挿入されて集合基板３５の位置決めがなされる。

図５は、ルータ４０による回路基板の分割動作を説明する図である。
ルータ４０はＸＹＺ移動機構により所望の位置に移動可能で、ルータ４０の先端に取り付けられた回転刃が集合基板のスリット穴に沿って移動してミクロジョイント部３１を切断する。（図５（ａ）、（ｂ）参照）。
図５（ｃ）は、ルータ４０で集合基板３５を個々の回路基板３０に切断した後の回路基板３０の斜視図である。切断後の回路基板３０の側面には回路基板３０の側面と面一に切断できず凸状に残ったミクロジョイント部３１があり、このミクロジョイント部３１の切断面に切断工程で発生した粉塵１が多数付着して残る。
このようにルータ４０等の切断装置を用いて基板分割した際にはその切断面に多数の粉塵１が付着し、この粉塵１が後に剥がれ落ちるなどして回路基板表面に付着すると電気性能の劣化の原因となる。
基板分割・搬送装置２００では、この粉塵１の付着を回避するために基板の切断直後に粉塵１を除去する。詳しくは、分割された個々の回路基板を部品トレーに搬送する際に、回路基板を基板搬送チャック１００で把持すると同時にミクロジョイント部の切断面に付着した粉塵を除電ブラシで除去する。

基板搬送チャック１００が分割後の回路基板を把持する工程では、チャックによる把持を容易にするため、例えばステージ面に設けたピンを移動ステージにより把持しようとする回路基板３０の下方に移動させ、次にステージ面を上方に移動させることで回路基板の裏面側（下側）をピンで押し上げて、ステージ面と回路基板との間に隙間を作るようにする。次に、基板搬送チャック１００のアーム１０ａ、１０ｂの底面を回路基板下の隙間に差込むようにして序々に閉じていき、回路基板３０の側面を挟み込む。

図６は、実施の形態１に係る基板搬送チャック１００が分割後の回路基板３０を把持した状態を表わした図である。また図７は、図６に示したチャック機構部１０が回路基板３０を把持した状態におけるＡ−Ａ’断面図である。
図７のように、チャック機構部１０の２本のアーム１０ａ、１０ｂが回路基板３０を把持した状態では、切断する際に回路基板３０の側面と面一に切断できず凸状に残ったミクロジョイント部３１の断面が、アーム１０ａ、１０ｂ側壁に設けられた穴の位置に設置された除電ブラシ１１と接する。

この状態で除電ブラシ１１が回転することで、ミクロジョイント部３１の切断面に付着した粉塵をかき落として、付着した粉塵１を取り除くことができる。
ミクロジョイント部３１の切断面から掻き落とされた粉塵は、バキューム用ホース２０を通して排気される。
なお、除電ブラシ１１の回転方向としては、掻き落とした粉塵を舞い上がらせることがないように、回路基板の表面側（上側）から裏面側（下側）に回転させることが望ましい。

図３の回路基板搬送部２３０は、把持した回路基板３０を所定のトレーに運ぶ。
この時点で、ミクロジョイント部の切断面に付着した粉塵は除電ブラシ１１によって除去されているため、粉塵が取り除かれた回路基板をトレー保管部２４０に保管することができる。

以上のように、本実施の形態の基板搬送チャックは、切断後の回路基板の側面を把持すると共に回路基板の裏面側を支える２本のアーム１０ａ、１０ｂを備えるチャック機構部１０と、チャック機構部１０を開閉させるチャック開閉機構１６と、回路基板の側面に付着した粉塵をブラシの回転により除去する除電ブラシ１１と、除電ブラシ１１を回転させる回転駆動部１５を備える。
２本のアーム１０ａ、１０ｂの側壁には、回路基板を把持した際に凸状の回路基板のミクロジョイント部が当る位置に矩形の穴が設けられており、この穴位置には除電ブラシ１１が回転可能に取り付けられている。基板搬送チャックは回路基板を把持した状態で除電ブラシ１１を回転させ、回路基板の切断面に付着する異物を除去するようにした。除電ブラシ１１で除去した異物はバキューム用ホース２０を通して排気するようにした。
基板分割・搬送装置２００の回路基板搬送部２３０は、回路基板３０を把持する基板搬送チャック１００をトレー保管部２４０まで搬送し、回路基板３０をトレーに収納するようにした。

これにより、集合基板を個々の回路基板に切断する際に発生し、回路基板の切断面に付着する粉塵などの異物を、切断直後の段階で確実に除去することができ、粉塵を原因とした回路基板の特性劣化のない信頼性の高い回路基板を得ることができる。

なお、上記では切断装置としてルータを例として挙げたが、これに限られず、金型プレス、スライスカット、レーザカット等の切断装置により切断した切断面に付着した粉塵除去にも本発明を適用することができる。

１ 粉塵、１０ チャック機構部、１０ａ、１０ｂ アーム、１１ 除電ブラシ、１２ 回転軸、１５ 回転駆動部、１６ チャック開閉機構、２０ バキューム用ホース、２６ ベルト、３０ 回路基板、３１ ミクロジョイント部、３５ 集合基板、４０ ルータ、５０ 粉塵、７０ 集塵機、８０ トレー、１００ 基板搬送チャック、２００ 基板分割・搬送装置、２１０ 集合基板搬送部、２２０ 基板分割部、２２５ ＸＹＺ移動機構、２３０ 回路基板搬送部、２４０ トレー保管部。

Claims (4)

1. ミクロジョイントで連結された複数の基板からなる集合基板において、前記ミクロジョイントの位置で切断された切断後の基板を把持するチャック機構部と、
   前記チャック機構部が前記基板を把持する状態で、前記基板のミクロジョイントの切断面に付着した異物を擦る除電ブラシと、
   を備えることを特徴とする基板搬送チャック。
2. 前記チャック機構部は前記基板の側面に対して凸形状である前記ミクロジョイントが嵌る穴部を備え、前記チャック機構部は前記ミクロジョイントが当該穴部に嵌るように前記基板の側面を把持し、
   前記除電ブラシは前記穴部に嵌って固定されたミクロジョイントの切断面に接する位置に設けられ、前記除電ブラシが回転して前記ミクロジョイントの切断面に付着した異物を擦することを特徴とする請求項１記載の基板搬送チャック。
3. 前記異物は、切断機が前記ミクロジョイントを切断する際に発生した粉塵であることを特徴とする請求項１、２いずれか記載の基板搬送チャック。
4. 前記集合基板をステージに搬送するベルトコンベアと、
   前記集合基板のミクロジョイントを切断して複数の基板に分割する切断機と、
   切断後の前記基板の裏面側からピンで押し上げて、押し上げられた基板の側面を把持する請求項１乃至３のいずれか記載の基板搬送チャックと、
   前記除電ブラシにより前記ミクロジョイントの切断面から除去された異物を吸引排気する集塵機と、
   異物が除去された前記基板を保管トレーに搬送する基板搬送部と、
   を備えることを特徴とする基板分割・搬送装置。

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