JP2014056902A - 多層プリント基板の製造装置および製造方法、および、これに使用される演算装置 - Google Patents

Abstract

【課題】、不良となる要素が存在する場合でも、その不良要素を差し替えることなく、歩留まりを良くできるようにした多層プリント基板の製造方法などを提供する。
【解決手段】一枚のシート１１内に、複数のプリント基板回路ボード１３と、当該シート１１を積層する際に使用されるピンホール１２とを有し、当該ピンホール１２で位置決めされた状態で複数のシート１１を積層し、当該積層されたシート１１から前記プリント基板回路ボード１３を切断して多層プリント基板１４を製造する場合、前記各シート１１ごとに、各プリント基板回路ボード１３の良否を検査して不良要素を抽出し、その検査されたシート１１に対して不良となるプリント基板回路ボード１３が積層方向に重なるようなシート１１の組み合わせを演算して積層する。そして、最終的に、不良となるプリント基板回路ボード１３を含む多層プリント基板のみを廃棄する。
【選択図】図２

Description

本発明は、多層プリント基板を製造する方法や装置などに関するものであり、より詳しくは、プリント基板回路ボード内の所定のパネルに不良が存在する場合であっても、そのパネルを積層する際に、歩留まりを良くできるようにした多層プリント基板の製造方法などに関するものである。

従来の、一般的な多層プリント基板の製造方法について説明する。

まず、多層プリント基板を製造する場合は、あらかじめ積層されるべきプリント基板を複数枚用意し、それぞれのプリント基板の形成状態を検査する。ここで、この積層されるプリント基板について説明すると、図５において、符号１３は、最終的に多層プリント基板として積層されるプリント基板回路ボードであり、符号１１は、そのプリント基板回路ボード１３を複数まとめたシート、符号１０は、そのパネル１３を複数まとめたパネルである。このシート１１の各パネルの四隅近傍には、積層の際にピンを通すためのピンホール１２が設けられており、パネル１０からシート１１を切断してピンホール１２を用いて積層し、その後、各プリント基板回路ボード１３毎に切断できるようにしている。

このように切断されたシート１１を用いて積層プリント基板を製造する場合、各シート１１のプリント基板回路ボード１３を検査した上で、不良となる位置を記憶させておき、その状態で、各パネル１１の四隅に設けられたピンホール１２で位置決めして順次積層していく。そして、最後に、各プリント基板回路ボード１３毎にカットして、その多層プリント基板のうち、不良となるプリント基板回路ボード１３を含む多層プリント基板を廃棄するようにしている。

しかしながら、このように不良のプリント基板回路ボードを有する多層プリント基板を最後に廃棄する方法では、各層で不良となるプリント基板回路ボードの位置が異なる場合、歩留まりが悪くなってしまう。この積層して廃棄する際の作業を、図２に示す。図２は、すでにパネル１０からシート１１をカットしたものであり、一枚のシート１１に９枚のプリント基板回路ボード１３を有するものである。また、プリント基板回路ボード１３における網掛けした部分は不良であると判定された部分を示している。このような状態において、横軸方向にシート１１を積層してプリント基板回路ボード１３毎にカットする場合、積層されたシート１１における（１，１）座標の部分を合計４つ廃棄しなければならず、歩留まりが悪くなってしまう。

これに対して、下記の特許文献１には、各シートで不良となった要素を切り出し、そこに良品となる要素を嵌め込んで、良品となる要素のみを含むシートを積層していく方法が提案されている。

特開２００４−８７７８５号公報

しかしながら、このような方法であっても、次のような問題を生じる。

すなわち、上述のように、不良となる要素を切り出して新たなプリント基板回路ボードを嵌め込む方法では、そのプリント基板回路ボードを正確に位置決めしなければならず、その作業に時間がかかってしまう。特に、切り出されたプリント基板回路ボードと嵌め込むプリント基板回路ボードの形状を一致させなければ、正確な嵌め込み作業や積層作業を行うことができない。

そこで、本発明は、上記課題を解決するために、不良となるプリント基板回路ボードなどの要素が存在する場合でも、その不良要素を差し替えることなく、歩留まりを良くできるようにした多層プリント基板の製造方法などを提供することを目的とする。

すなわち、本発明は上記課題を解決するために、一枚のシート内に、複数の要素と、当該シートを積層する際に使用される位置決め部とを有し、当該位置決め部で位置決めされた状態で複数のシートを積層し、当該積層されたシートから前記要素を切断して多層プリント基板を製造する場合において、各シート毎に、各要素の良否を検査して不良要素を抽出し、前記シートを積層する方向に不良要素が重なるようなシートの組み合わせを演算し、その演算されたシートを前記位置決め部で位置決めして積層するようにしたものである。

このように、本発明によれば、積層される上下方向に不良要素をまとめることができるため、最後にカットして多層プリント基板を製造する際に、歩留まりを良くすることができるようになる。

本発明の一実施の形態における多層プリント基板製造装置の機能ブロック図 同形態における組み合わせのパターンを示す図 同形態における積層と切断工程を示す図 同形態における製造工程を示すフローチャート 同形態におけるプリント基板回路ボードとシート、パネルの関係を示す図

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。

この実施の形態における多層プリント基板製造装置１は、検査手段３によって検査されたパネル１０（図５参照）からシート１１を切り抜いて各層ごとに積層していくものであって、そのシート１１を積層する際に、上下方向に不良となるプリント基板回路ボード１３（本発明における要素）が重なるようにシート１１の積層方向の組み合わせを演算し、この組み合わせでシート１１を積層してカットすることにより、歩留まりを良くできるようにしたものである。以下、一実施の形態における多層プリント基板製造装置１の構成について図１の機能ブロック図を用いて説明する。

まず、この多層プリント基板製造装置１は、検査の対象となる複数枚のパネル１０を集積部に積層する。ところで、このパネル１０の内部には、図５に示すように、複数のブロックごとに位置決め用のピンホール１２を有するシート１１が設けられており、このシート１１内に複数の同一の要素であるプリント基板回路ボード１３が印刷されている。そして、このプリント基板回路ボード１３を検査する際には、可撓性を有するパネル１０を複数の吸着板などのピックアップ手段２で吸着して搬送し、検査台の上に載置して検査できるようにする。なお、ここではピックアップ手段２によって自動的に集積部からピックアップするようにしているが、オペレーターによる手作業によって検査台の上に載置させるようにしてもよい。

次に、検査手段３は、検査台の上に載置されたシート１１の表面画像をカメラで撮像し、このシート１１の製造工程で用いられたＣＡＤデータなどと比較することによって、各プリント基板回路ボード１３の良否を検査する。なお、ここでは、ＣＡＤデータと検査対象物であるプリント基板回路ボード１３の画像とを比較して良否を検査するようにしたが、ＣＡＤデータではなく、良品と判定された画像などを記憶部に記憶させておき、この画像と取得された画像を比較することによって良否を検査するようにしてもよい。そして、このような検査によってプリント基板回路ボード１３が「不良」と判定された場合、その不良箇所をディスプレイに表示するとともに、可能で有れば、オペレーターによって不良箇所を修正できるようにする。このオペレーターが修正を行う場合、例えば、付着したゴミを刷毛やエアーブラシなどで除去する場合や、短絡した配線パターンを切除する場合などが考えられる。そして、これらの作業によっても不良を修復することができない場合は、その不良箇所を有するプリント基板回路ボード１３の座標位置や、そのシート１１、パネル１０などについて識別符号などを付して記憶部に記憶させておく。ここで、「座標位置」としては、例えば、シート１１の左上から（ｘ，ｙ）座標を決めるようにし、左上のプリント基板回路ボード１３を（１，１）などとする。

また、ここでは記憶部にプリント基板回路ボード１３やシート１１、パネル１０の識別符号を記憶させるようにしているが、オペレーターによって作業を行う場合は、不良となるプリント基板回路ボード１３にマーキングなどを付すようにしてもよい。

集積手段４は、このように検査の終了したパネル１０を、吸着板などで構成されたピックアップ装置などを用いて搬送し、集積部に順次集積していく。このとき、検査順にパネル１０を積層していってもよく、あるいは、不良箇所を有するパネル１０を別の集積部に分別して集積してもよい。但し、この集積の際には、その後、どの識別符号が付されたパネル１０がどの集積部の何枚目に積層されているかが分かるようにしておく。

このように各パネル１０を検査した後において、特徴的には、組み合わせ演算手段５を用いて、どのパネル１０におけるシート１１とどのパネル１０におけるシート１１とを積層すれば最も歩留まりが良くなるのかを組み合わせ演算手段５を用いて演算する。

この組み合わせ演算手段５における演算方法については種々の方法を用いることができるが、この演算における一例を図２に示す。

図２において、横軸方向に設けられたシート１１は、パネル１０から切断されたものであって、積層される第１層目〜第４層目までのシート１１を示している。また、縦軸方向に設けられたシート１１は、同じ層における同一のプリント基板回路ボード１３を有するシート１１を示している。この図において、１層目における１−Ａの識別符号が付されたシート１１は、座標（１，１）のプリント基板回路ボード１３が不良となっており、以下、同様に、２層目における２−Ｂのシート１１における座標（１，１）のプリント基板回路ボード１３が不良、３層目における３−Ｃのシート１１における座標（１，１）のプリント基板回路ボード１３が不良、４層目における４−Ｄのシート１１における座標（１，１）のプリント基板回路ボード１３が不良となっている。このとき、各シート１１を横軸方向に積層した場合（すなわち、「１−Ａ」〜「４―Ａ」、「１−Ｂ」〜「４−Ｂ」、「１−Ｃ」〜「４−Ｃ」、「１−Ｄ」〜「４−Ｄ」を積層した場合）、積層されたそれぞれのシート１１における（１，１）の座標に不良となるプリント基板回路ボード１３が含まれているため、その多層プリント基板１４を廃棄しなければならない。このときの歩留まりについて考えると、製造個数３６個（９×４＝３６個）中、４個を廃棄しなければならなくなる。これに対して、不良となるプリント基板回路ボード１３が積層方向に重なるような組み合わせを算出し、例えば、図２における矢印の方向（対角方向）にシート１１を積層すれば、「１−Ａ」、「２−Ｂ」、「３−Ｃ」、「４−Ｄ」と積層したシート１１における（１，１）座標のプリント基板回路ボード１３のみを廃棄すればよいことになる。すなわち、この場合は、製造個数３６個（９×４＝３６個）中、１個のみを廃棄すればよいことになる。このように組み合わせ演算手段５は、シート１１を位置決めして積層する際、上下方向に不良のプリント基板回路ボード１３が積層方向に重なるような組み合わせを演算する。そして、その算出された組み合わせにおけるパネル１０やシート１１、プリント基板回路ボード１３の識別符号を出力し、その識別符号に対応するパネル１０を集積部からピックアップできるようにする。また、この際、その組み合わされたどの座標のプリント基板回路ボード１３を廃棄すべきものであるかについても、その座標とともに出力しておく。

シート抽出手段６は、このように組み合わせ演算手段５によって演算された組み合わせにおけるパネル１０を吸着板などからなるピックアップ機構を用いてピックアップし、位置決め穴で囲まれた積層単位であるシート１１ごとに切断する。

そして、積層手段７は、この切断されたシート１１ごとにピックアップ機構を用いて、組み合わせに対応する識別符号のシート１１をピックアップし、図３に示すように、ピンホール１２で位置決めして積層する。なお、この積層の際には、第１層目のシート１１を積層した後、樹脂などを表面に塗布し、その上から第２層目のシート１１などを順次積層していく。

切断手段８は、このように積層されたシート１１を、最終的にプリント基板回路ボード１３の単位ごとに切断し、不良となるプリント基板回路ボード１３を有する多層プリント基板１４を廃棄する。

次に、このように構成された多層プリント基板１４の製造装置１における処理のフローについて図４を用いて説明する。

まず、多層プリント基板１４を製造する場合、積層される各パネル１０をスタッカに積層し、そこからピックアップ手段を用いて一枚ずつピックアップして検査台の上に載置する（ステップＳ１）。

そして、検査台の上に載置されたパネル１０から表面画像を取得し、その取得された画像とあらかじめ記憶させておいたＣＡＤデータなどの基準データと比較することによって、プリント基板回路ボード１３の良否を検査する（ステップＳ２）。このとき、オペレーターによって修復可能な不良部分によって修復作業を行うようにし、最終的に、修復不可能な部分について、そのプリント基板回路ボード１３の座標やシート１１、パネル１０の識別符号とともに記憶させておく（ステップＳ３）。

次に、このように検査されたパネル１０を集積手段４を用いてピックアップし、集積部に順次積層していく（ステップＳ４）。このとき、識別符号と積層順序の対応が取れるような状態にしていく。

このように検査や積層が終わった段階で、今度は、組み合わせ演算手段５を用いて、どのシート１１とどのシート１１を積層すれば最も歩留まりがよくなるかについて演算する（ステップＳ５）。具体的には、可能な限り不良となるプリント基板回路ボード１３が上下方向に重なるように積層の組み合わせを演算して、その組み合わせ結果を出力する。

そして、積層手段７を用いて、その出力された「組み合わせ結果」に基づき、集積部から対応するパネル１０を取り出して、その取り出されたパネル１０からシート１１をピックアップして積層していく（ステップＳ６）。この積層の際には、ピンホール１２にピンを挿通させて位置決めし、各層の間に樹脂などを塗布して積層していく。

そして、このように積層した後、各プリント基板回路ボード１３ごとに切断を行い、最終的に、不良となるプリント基板回路ボード１３を含む多層プリント基板１４を廃棄する（ステップＳ７）。

このように上記実施の形態によれば、一枚のシート１１内に、複数のプリント基板回路ボード１３と、当該シート１１を積層する際に使用されるピンホール１２とを有し、当該ピンホール１２で位置決めされた状態で複数のシート１１を積層し、当該積層されたシート１１から前記プリント基板回路ボード１３を切断して多層プリント基板１４を製造する場合、各シート１１ごとに、各プリント基板回路ボード１３の良否を検査して不良要素を抽出し、その検査されたシート１１に対して不良となるプリント基板回路ボード１３が積層方向に重なるようなシート１１の組み合わせを演算し、積層するようにしたので、積層される上下方向に不良となるプリント基板回路ボード１３を集めることができ、最後にカットして多層プリント基板１４を製造する際に歩留まりを良くすることができるようになる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。

例えば、上記実施の形態では、パネル１０を検査してからシート１１を切断し、積層するようにしたが、あらかじめ切断されたパネル１０を検査して、積層方向の組み合わせを演算するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、ピックアップ手段や集積手段４、積層手段７、切断手段８などを自動で行うようにしたが、これらの作業については部分的にオペレーターの手作業によって行うようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、位置決め部としてピンホール１２を用いて位置決めするようにしたが、これに限らず、ピンアライメント、画像処理によるアライメントなど他の方法によってシート１１を位置決めして積層することもできる。

１・・・多層プリント基板製造装置
２・・・ピックアップ手段
３・・・検査手段
４・・・集積手段
５・・・組み合わせ演算手段
６・・・シート抽出手段
７・・・積層手段
８・・・切断手段
１０・・・パネル
１１・・・シート
１２・・・ピンホール
１３・・・プリント基板回路ボード（要素）

Claims (3)

1. 一枚のシート内に、複数の要素と、当該シートを積層する際に使用される位置決め部とを有し、当該位置決め部で位置決めされた状態で複数のシートを積層し、当該積層されたシートから前記要素を切断して多層プリント基板を製造する多層プリント基板の製造装置において、
   前記各シート毎に、各要素の良否を検査して不良要素を抽出する検査手段と、
   当該検出手段で検出された不良要素が前記シートの積層方向に重なるようにシートの組み合わせを演算する組み合わせ演算手段と、
   当該組み合わせ演算手段で演算されたシートを前記位置決め部で位置決めして積層する積層手段と、
   を備えるようにしたことを特徴とする多層プリント基板の製造装置。
2. 一枚のシート内に、複数の要素と、当該シートを積層する際に使用される位置決め部とを有し、当該位置決め部で位置決めされた状態で複数のシートを積層し、当該積層されたシートから前記要素を切断して多層プリント基板を製造する多層プリント基板の製造方法において、
   前記各シート毎に、各要素の良否を検査して不良要素を抽出する工程と、
   当該検出手段で検出された不良要素が前記シートの積層方向に重なるようにシートの組み合わせを演算する工程と、
   当該演算されたシートを前記位置決め部で位置決めして積層する工程と、
   を備えるようにしたことを特徴とする多層プリント基板の製造方法。
3. 一枚のシート内に、複数の要素と、当該シートを積層する際に使用される位置決め部とを有し、当該位置決め部で位置決めされた状態で複数のシートを積層し、当該積層されたシートから前記要素を切断して多層プリント基板を製造する多層プリント基板の製造装置で使用される演算装置において、
   前記各シート毎に、当該シートに含まれる要素の不良要素が積層方向に重なるようにシートの組み合わせを演算し、当該演算結果を出力するようにした、
   ことを特徴とする多層プリント基板の製造装置で使用される演算装置。

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