JP2787037B2 - プリント基板の固定装置 - Google Patents

プリント基板の固定装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばプリント基板に
実装されたICチップをワイヤボンディングする際に、
真空圧によってプリント基板をワークテーブル上に固定
するためのプリント基板の固定装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】例えばプリント基板のワイヤボンディン
グ工程等で利用する真空チャック式のワーク台は、テー
ブル面に真空吸引用の孔を設け、この孔をエアーパイプ
で真空ポンプと連結してワークテーブル上面に載置され
たプリント基板を真空圧でチャッキングしている。
【0003】プリント基板のチャッキング状態は、エア
ーパイプの途中に設けられた真空圧センサによって検出
され、チャッキング状態が不良のときには警報を発して
手直しするようにしてある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記した従来
技術においては、プリント基板のチャッキング直後にお
ける固定状態を検出するだけで、その後のワイヤボンデ
ィング中などの作業期間における状態を検出することは
行なわれていなかった。このようなワイヤボンディング
作業がクリーン度の高い環境下で行なわれれば問題は比
較的少ないが、通常の環境下においては、作業を繰り返
して行く過程で、ワーク台の表面に設けられたシール材
の表面に大気中の埃や、基板の加工中に生じた微粉末あ
るいはちり等が付着して隙間が生じることがある。これ
により、真空圧が僅かではあるがリークし、プリント基
板の吸引力が低下してプリント基板の固定を不安定にす
る一因になっている。このような吸引力の低下のもとで
はワーク台が回転する場合などには僅かな外力または振
動によってプリント基板がずれてボンディングずれを生
じたりして、プリント基板に実装された回路の品質低下
の原因となることがある。
【0005】これらのトラブルは、真空度を上げて吸引
力を大きくすることによって回避可能ではあるが、真空
度を上げるほど吸引開始から最高値に達するまでの時間
が長くなり、それだけ生産性を低下させる問題がある。
【0006】そこで本発明の目的は、プリント基板の固
定状態を固定開始直後にチェックするのに加えて、真空
圧が最高値に達した後にも固定状態をチェックすること
により、常に良好な固定状態を保持して回路の品質およ
び生産性の向上を図ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明におけるプリント基板の固定装置は、加工す
べきプリント基板を載置可能に設けてあるワークテーブ
ルと、このワークテーブルに設けてありプリント基板吸
着用の開口部を有するエアー経路と、このエアー経路に
接続してある減圧手段と、エアー経路内のエアー圧力を
検出する圧力センサと、この圧力センサによって検出さ
れた検出値と予め設定してあるプリセット値とを比較す
る比較回路と、この比較回路によって比較した結果を受
けてプリント基板の加工手段を制御する制御回路と、こ
の制御回路に比較回路の作動時刻を出力するタイマ回路
とを備えている。プリセット値は、減圧開始直後におい
てプリント基板がワークテーブル上に固定されたか否か
の判断をするための第1の圧力と、減圧開始から所定時
間経過後においてプリント基板が良好な状態でワークテ
ーブルに吸着されているか否かを判断するための第2の
圧力のデータが設定してある。
【0008】
【作用】プリント基板をプリント基板吸着用の開口部を
塞ぐようにワークテーブル上に載置すると、プリント基
板はエアー圧力によって吸引され、ワークテーブル上に
固定される。エアー経路内のエアー圧力は圧力センサに
よって検出され、この検出値は比較回路に入力される。
比較回路はタイマ回路によって指定された時刻に、この
検出値と予め設定してある2つのプリセット値とを比較
し、その結果を制御回路に出力する。
【0009】比較回路によって検出値と第1のプリセッ
ト値とを比較した結果が制御回路に入力し、ここでプリ
ント基板が正常に載置されたか否かが判断される。同様
にして比較回路によって検出値と第2のプリセット値と
を比較し、この結果を制御回路に出力し、ここでプリン
ト基板のワークテーブルへの固定状態が判断される。
【0010】
【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。
【0011】図1(a)は本発明における一実施例の要
部の構成を示すもので、ワークテーブル1は図示しない
装置本体に固定されている。ワークテーブル1はワーク
受け板2とその下面に当接されている流路板3およびワ
ーク受け板2の上面に貼り付けられたワークの滑り止め
作用をするシリコンゴム層4とによって構成されてい
る。
【0012】流路板3の上面には流路溝部3aが形成し
てあり、この流路溝部3aはワーク受け板2と流路板3
との当接面にエアー経路5の一部を構成している。ワー
ク受け板2の下面と流路板3の上面とはエアー漏れ不能
に密着されている。
【0013】ワーク受け板2には、プリント基板6を固
定させるべき位置にプリント基板吸着用の開口部となる
透孔2a,2bが設けてある。開口部の数や大きさは固
定すべきプリント基板6の大きさや形状に対応して適宜
に設けるようにしてあるが、いずれもワーク受け板2の
下面において、流路溝部3aと連通するようにしてあ
る。流路溝部3aの中心部には、流路板3を貫通するエ
アー経路用の孔部3bが設けてある。この孔部3bに
は、めねじ(図示略)が刻設されており、ここにエアパ
イプ5aの端部の継手部をねじ込んで、開口部2a,2
bと減圧手段である真空ポンプ7とを連結している。
【0014】また、ワーク受け板2の上面には、プリン
ト基板6のガイド孔を挿通するガイドピン2c,2cが
突設してあり、プリント基板6のガイド孔に挿通するこ
とによりワーク受け板2上にプリント基板6を取り付け
可能である。
【0015】エアパイプ5aの途中にはエアー経路5内
のエアー圧(真空圧)を検出し、この圧力を2値データ
に変化させてこれを検出値Cとして後述の比較回路に出
力する圧力センサ8が設けてある。
【0016】ワークテーブル1の上方には、加工手段の
一例であるワイヤボンダー9を構成するボンディングツ
ール9aおよびプリント基板6上のパターンを認識して
ボンディングの位置決めをするためのパターン認識カメ
ラ9bが位置している。ボンディングツール9aおよび
パターン認識カメラ9bは、ワイヤボンダー本体に設け
られた図示しない移動手段(XYテーブル)によって移
動自在である。プリント基板6の上面には、ICチップ
10がダイボンディングしてあり、このICチップ10
はワイヤ10aを介してプリント基板6上の回路パター
ンと接続される。
【0017】図1(b)に示すように、ワイヤボンダー
(加工手段)9を制御する制御回路11には、タイマ回
路12および比較回路13が接続されている。比較回路
13には、前述の圧力センサ7からの検出値が入力可能
に接続されているほか、2つのプリセット値A,Bが設
定されている。比較回路13は、圧力センサ8により検
出された検出値Cと、予め設定された2つのプリセット
値A,Bとを比較し、その結果を制御回路11に出力可
能である。
【0018】プリセット値は、比較回路13が圧力セン
サ8による検出値Cと比較する基準値を予め設定してお
くもので、ここでは、エアー経路5による減圧開始直後
においてプリント基板6が所定位置に固定されたか否か
を判断可能なエアー圧力を第1の圧力P1 とし、これに
対応する値をプリセット値Aとしている(図2参照)。
また、所定位置に載置されたプリント基板6がワークテ
ーブル1の作用する外力や振動などによってもずれたり
するおそれのない良好な状態に固定し得るエアー圧力を
第2の圧力P2 とし、これに対応する値をプリセット値
Bとして設定してある。比較回路13による検出値Cと
プリセット値A,Bとの比較はタイマ回路12によって
指定されたタイミングT1,T2(図2参照)に行なわれ
る。
【0019】図示しないロボットによってプリント基板
6がワークテーブル1上の所定位置に載置される。プリ
ント基板6が載置されたかどうかは図示しない光センサ
等の適宜の検出手段によって検出され、ワークテーブル
1上へのプリント基板の載置が確認される。その結果は
制御回路11に出力され、制御回路からの出力によって
エアー経路5に設けられた図示しない開閉弁を開いて減
圧を開始する。
【0020】減圧開始しても図2のL3 で示すように真
空圧が殆ど上がらず、または上がっても僅かである場合
には、プリント基板の固定が例えば図3に示すように異
常な状態になっていることになる。これに対し、プリン
ト基板6が正常な位置に固定され、エアー経路5の開口
部2a,2bがプリント基板6によって塞がれた状態に
なっていれば、減圧開始によりエアー経路5内の真空度
は図2にL1,L2で示すように短時間で急上昇する。こ
のように、減圧開始後に真空圧が所定値以上に達してい
るときには、プリント基板6が正常に固定されているこ
とを意味する。
【0021】そこで、予め減圧開始後に真空圧がプリン
ト基板6をワークテーブル1上に固定したか否かの判断
が可能となるタイミングT1 をタイマ回路12に設定し
ておき、このタイミングにおけるエアー圧力を第1の圧
力P1 とし、これに対応するプリセット値をAと指定
し、比較回路13に設定してある。なお、本実施例では
1 の値は0.1秒に設定してある。
【0022】比較回路13は、タイマ回路12によって
指定されたタイミングT1 になると、検出値Cと第1の
圧力P1 のプリセット値Aとを比較し、この結果を制御
回路11に出力する。制御回路11はC>Aのときには
プリント基板6が正常に固定されていると判断し、その
まま減圧を継続させる。C≦Aのときには、制御回路1
1はプリント基板6の固定が異常であると判断し,ブザ
ーなどの図示しない警報手段によって警報を発する。こ
の場合には、前述のロボットまたは作業者の手によって
プリント基板6の位置を修正して再度固定のための減圧
をやり直す。
【0023】C>Aのときには、プリント基板6がワー
クテーブル1上に正常に固定されているので、さらに減
圧動作を続ける。このため、一定のタイミングT2 まで
はさらに真空圧が上昇し、プリント基板6の下面がワー
クテーブル1の上面に密着状態になっていると曲線L1
で示すように高い真空圧となる。
【0024】しかし作業を繰り返している内にワークテ
ーブル1の上面に大気中の埃や加工中に生じた微細な異
物などが堆積することがあり、その様な事態に達すると
ワークテーブル1の上面とプリント基板6との下面に僅
かな隙間ができ、これによってエアー圧のリークが生
じ、エアー真空圧は曲線L2 で示すように、L1 よりも
低いものとなる。曲線L2 に示される真空圧では、ワー
クテーブル1に外力や振動が軽く作用しただけでもプリ
ント基板6がずれるおそれがある。
【0025】そこで減圧開始してから所定時間経過後の
真空圧が飽和するタイミングT2 におけるエアー圧を比
較回路13によってプリセット値Bと比較する。すなわ
ち、比較回路13は、タイミングT2 における圧力セン
サ8による検出値Cとプリセット値Bとを比較し、その
結果を制御回路11に出力する。制御回路11はC>B
のときにはプリント基板6が良好な状態で固定されてい
るものと判断し、そのまま減圧動作を継続し、ワイヤボ
ンダー9に対してボンディング作業の開始の指令を出力
する。ワイヤボンダー9はこの指令に基づいてプリント
基板6の上面のICチップ10と回路パターン(図示
略)とをワイヤボンディングする。
【0026】制御回路11はC≦Bのときには、プリン
ト基板6の固定状態が良好な状態ではないので警報を発
して作業を中断し、その原因を除去してから新たに固定
の動作をやり直す。
【0027】ワイヤボンディング作業は、ボンディング
ツール9aが図示しないXYテーブルを介して適宜に移
動され、ボンディングツール9aによってワイヤ10a
をICチップ10とプリント基板6上の回路パターンと
を接続する。
【0028】なお本実施例では加工手段としてワイヤボ
ンダー9を例にして説明してあるが、本発明はこれに限
定されるものではなく、プリント基板上への電子部品の
実装やはんだ付けあるいはポッティングなど各種の加工
にも適用可能である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はプリント
基板のワークテーブル上への固定状態の判断をする基準
となるプリセット値を2つ設定してあり、プリント基板
が所定の位置に確実に固定されたか否かの判断を行な
い、さらに作業中にプリント基板が位置ずれなどを生じ
ないように良好な状態に固定されているかの双方の判断
を行ない、これらの判断に対応して制御回路が加工手段
を制御するので、常にプリント基板を確実に固定した状
態で作業が継続され、プリント基板上に組み込まれる回
路の不良発生や接続不良等の発生を防止可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の要部の構成を示す断面図であ
り、(b)は制御手段の構成を示すブロック図である。
【図2】プリント基板の固定開始後の時間とエアー圧と
の関係を示す図である。
【図3】プリント基板がワークテーブル上面に異常状態
に載置されている状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ワークテーブル 2a,2b 開口部 5 エアー経路 6 プリント基板 7 減圧手段 8 圧力センサ 9 ワイヤボンダー(加工手段) 11 制御回路 12 タイマ回路 13 比較回路 A,B プリセット値 C 検出値 P1 第1の圧力 P2 第2の圧力

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加工すべきプリント基板を載置可能に設
    けてあるワークテーブルと、 上記ワークテーブルに設けてあり上記プリント基板吸着
    用の開口部を有するエアー経路と、 上記エアー経路に接続してある減圧手段と、 上記エアー経路内のエアー圧力を検出する圧力センサ
    と、 上記圧力センサによって検出された検出値と予め設定し
    てあるプリセット値とを比較する比較回路と、 上記比較回路によって比較した結果を受けて上記プリン
    ト基板の加工手段を制御する制御回路と、 上記制御回路に上記比較回路の作動時刻を出力するタイ
    マ回路とを備え、 上記プリセット値は、減圧開始直後において上記プリン
    ト基板が上記ワークテーブル上に固定されたか否かの判
    断をするための第1の圧力と、減圧開始から所定時間経
    過後において上記プリント基板が良好な状態で上記ワー
    クテーブルに吸着されているか否かを判断するための第
    2の圧力であることを特徴とするプリント基板の固定装
    置。
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