JP4497354B2 - プリント基板における導電パターンの製造方法および製造装置 - Google Patents

プリント基板における導電パターンの製造方法および製造装置 Download PDF

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Description

本発明は、プリント基板に導電パターンを形成し、その導電パターンに所定の処理を行うプリント基板における導電パターンの製造方法および製造装置に関する。
従来から、複数の導電パターンが形成されたプリント基板の各導電パターンを電気導通の有無により検査したり、各導電パターンをプリント基板から切り抜くための抜き加工をしたりすることが行われている。導電パターンに対して電気導通の検査を行う場合には、プリント基板に設けた接点(接触端子を接触させて通電することにより導通の有無を検査可能な接触構造)に検査装置の検査用プローブを接触させて検査を行っている(例えば、特許文献1参照)。
この検査方法では、プリント基板における基準点に対して4回回転対称または2回回転対称になるように各導電パターンを配置し、検査装置の検査用プローブの配置も導電パターンの配置にあわせて4回回転対称または2回回転対称になるように分布させている。このため、検査の際に、基準点に対して90度または180度回転した状態でプリント基板をセットしても導通検査が可能になる。
特開平8−21867号公報
しかしながら、前述した従来の検査方法では、プリント基板に伸縮が生じたり、導電パターンの配置に誤差が生じたりした場合には、高精度な位置決めが要求される微細な導通検査は困難である。また、複数個の導電パターンの導通検査を同時に行うための検査用プローブでは、プローブの数が多くなり、構造が複雑になるとともに、コストが高くなるという問題がある。
本発明は、前述した問題に対処するためになされたもので、その目的は、プリント基板に、複数列対向配置して形成した導電パターンに、精度よく、かつ安価に所定の処理を施すことのできるプリント基板における導電パターンの製造方法および製造装置を提供することにある。
前述した目的を達成するため、本発明に係るプリント基板における導電パターンの製造方法の構成上の特徴は、プリント基板に一定の方向を向いた同一形状の第1導電パターンを複数個配列して形成するとともに、複数個の第1導電パターンの少なくとも一部のものに対して点対称になる位置に、第1導電パターンと同一形状の第2導電パターンをそれぞれ形成する導電パターン形成工程と、プリント基板の各角部を保持部で挟みプリント基板を張った状態にしてプリント基板の少なくとも一方の面に対して、処理用治具を移動させながら接触させてプリント基板に形成された第1導電パターンに対して所定の処理を行う第1処理工程と、ワークテーブルをプリント基板の下方から上昇させてプリント基板をワークテーブル上に載せ保持部によるプリント基板の各角部の挟持を解放してワークテーブルを所定角度回動させる回動工程と、プリント基板の各角部を保持部で挟みプリント基板を張った状態にしてワークテーブルを下降させプリント基板における第1処理工程で所定の処理が行われた面と同じ面に対して、処理用治具を移動させながら接触させてプリント基板に形成された第2導電パターンに対して所定の処理を行う第2処理工程とを備えたことにある。
前述したように構成した本発明に係るプリント基板における導電パターンの製造方法によれば、プリント基板に、同一形状の導電パターンを複数列対向配置して形成している。すなわち、複数個の第1導電パターンを一定方向に向けて配列して形成し、その第1導電パターンのそれぞれに対して点対称になる位置に、第1導電パターンと同一形状の第2導電パターンをそれぞれ形成している。したがって、各導電パターンに所定の処理を施す際には、まず、処理用治具を移動させながら第1導電パターンに対して順次所定の処理を施す。この場合、処理用治具を、第1導電パターンの配列に沿って移動させながら処理を行う。そして、すべての第1導電パターンに対する処理が終了すると、プリント基板または処理用治具を相対的に所定角度、例えば、180度または90度回転させる。
この場合の回転は、プリント基板を所定の軸回り方向に回転させることにより行い、プリント基板と処理用治具との対向面を対向させた状態で行うことが好ましい。これによって、処理用治具と第2導電パターンとの位置関係が、処理前の第1導電パターンと処理用治具との位置関係と同じになる。このため、第1導電パターンの処理と同一の処理を行うことにより、第2導電パターンに対しての処理が行える。これによって、向きの異なる第1導電パターンと第2導電パターンとを1個の処理用治具で処理することができ、装置が安価になる。また、精度のよい処理が可能になる。
本発明に係るプリント基板における導電パターンの製造方法のさらに他の構成上の特徴は、処理用治具が検査用プローブであり、第1処理工程および第2処理工程で行う処理が、第1導電パターンおよび第2導電パターンの電気導通検査であることにある。
これによると、導電パターンの電気導通検査を精度良く、かつ安価に行える。この場合、導電パターンの電気導通検査に用いられる検査用プローブには、多数の配線が接続されているためその構成上回転させることが難しいがプリント基板は容易に回転させることができる。また、検査用プローブは、高精度であるため、回転移動を避けることが好ましいが、プリント基板は高精度を要求されず、回転させても検査精度にあまり影響しない
本発明に係るプリント基板における導電パターンの製造方法のさらに他の構成上の特徴は、処理用治具がプリント基板の設置位置の下方と上方とに設置され第1導電パターンおよび第2導電パターンの外周縁部と同形の切断部を備えた加工治具であり、第1処理工程および第2処理工程で行う処理が、第1導電パターンおよび第2導電パターンをプリント基板から抜き取る抜き加工であることにある。これによると、導電パターンの抜き加工を精度良く、かつ安価に行える。
また、本発明に係るプリント基板における導電パターンの製造装置の構成上の特徴は、一定の方向を向いた同一形状の第1導電パターンを複数個配列して形成するとともに、複数個の第1導電パターンの少なくとも一部のものに対して点対称になる位置に、第1導電パターンと同一形状の第2導電パターンをそれぞれ形成したプリント基板から導電パターンを製造する導電パターン製造装置であって、プリント基板の各角部を保持部で挟みプリント基板を張った状態で支持する支持手段と、支持手段に支持されたプリント基板に設けられた複数の第1および第2の導電パターンに対して順次移動して所定の処理を行う処理用治具と、プリント基板を上面に載せることのできるワークテーブルと、ワークテーブルを上下移動および回転させる駆動装置とを備え、第1の導電パターンに対して処理を行う際の第1の導電パターンの向きと、第2の導電パターンに対して処理を行う際の第2の導電パターンの向きを同じにするために、第1導電パターンに対しての所定の処理と、第2導電パターンに対しての所定の処理との間に、駆動装置がワークテーブルを回転させてプリント基板を、第1導電パターンと第2導電パターンとの点対称となっている角度に応じて所定角度回動させるとともに、支持手段がプリント基板を支持するときには、駆動装置がワークテーブルを下方に移動させることにある。
この導電パターンの製造装置が備える処理用治具は、検査用プローブや加工治具で構成され、これによって、導電パターンの電気導通検査や抜き加工を精度良く、かつ安価に行える。
以下、本発明に係るプリント基板における導電パターンの製造方法の一実施形態を図面を用いて説明する。図1は同実施形態で用いられるプリント基板の処理装置10の要部を示した概略図である。この処理装置10は、図2(a)に示した処理対象物であるプリント基板11に設けられた導電パターンA,Bが適正に導通しているかどうかを検査するとともに、導電パターンA,Bを抜き加工する装置である。そして、この処理装置10は、プリント基板11を所定位置に設置するためのワークテーブル12と、プリント基板11を保持する保持装置13と、プリント基板11の設置位置の下方に設置された下部移動ヘッド14と、プリント基板11の設置位置の上方に設置された上部移動ヘッド15とを備えている。
また、プリント基板11は、可撓性を有するフレキシブルな四角形のシートに複数個の導電パターンA,Bを前後左右に一定間隔で形成して構成され、その表裏両面(図1における上下面)に導電パターンA,Bに導通する複数の接点(図示せず)が設けられている。また、図2(b)は、図2(a)の二点鎖線C内を拡大した状態を示しており、導電パターンAを、点Dを中心としてプリント基板11の面に沿って180度回転した位置に導電パターンBが位置するように導電パターンA,Bが点対称で形成されている。なお、導電パターンA,Bの対向位置は180度に限らず、90度または45度等、種々の角度に設定することが可能である。
このプリント基板11は両面板で構成されており、つぎのようにして製造される。まず、樹脂からなる絶縁板の両面に銅箔を圧着した基板を用意し、その基板の所定箇所に貫通孔を形成する。続いて、無電解銅メッキおよび電解メッキを行って、銅箔の表面や貫通孔の周面にメッキ層を形成する。つぎに、貫通孔の上下にドライフィルムを貼り付けて、フォトレジストを使用したエッチングで配線のパターンを形成する。
この場合、メッキ層が形成された銅箔の表面にフォトレジストを塗布したのちに、パターンフィルムを介して銅箔の表面を露光する。そして、基板を現像液に付けて現像することにより、光が当たってない部分を溶かし、光が当たった部分だけからなるフォトレジストの画像を形成する。この際、レジストが保護膜として働き、銅箔の露出した部分も溶けてなくなり、レジストに覆われた部分が回路となって残る。そして、レジストを剥離したのちに、保護層の形成や印刷等の処理を行って、複数個の導電パターンA,Bを備えたプリント基板11が得られる。
また、ワークテーブル12、保持装置13、下部移動ヘッド14および上部移動ヘッド15は、それぞれ各駆動装置等(図示せず)によって移動可能になった状態で基台(図示せず)に取り付けられている。ワークテーブル12は、図3に示したように、平面視がプリント基板11よりもやや小さな四角板状に形成されており、回転支持軸12aの上端部に固定されている。そして、駆動装置の駆動により回転支持軸12aとともに、上下移動するとともに、回転支持軸12aの軸回り方向に回転可能になっている。
また、保持装置13は、図3に示したX軸方向、Y軸方向に沿って配置された4個の装置で構成されている。すなわち、保持装置13は、ワーク引張原点Eに設置された保持部13a、保持部13aと同方向に配置されX方向(図3における左右方向)に移動可能な保持部13b、保持部13bに対向して配置されX方向およびY方向(図3における前後方向)に移動可能な保持部13c、保持部13aに対向して配置されY方向に移動可能な保持部13dの4個で構成されている。
保持部13a,13b,13c,13dの先端部はそれぞれプリント基板11の各角部を挟んで固定する。また、保持部13a等は、互いの間隔を広げたり狭めたりするように移動して、プリント基板11の幅に応じてその間隔を調整する。したがって、保持部13a等は、プリント基板11の各角部を挟持した状態で移動することによって、プリント基板11にテンションを掛けて保持することができる。また、保持部13a,13b,13c,13dは、ワークテーブル12上にプリント基板11を載せて回転させる際に、ワークテーブル12の回転を妨げない位置まで退避することができる。
下部移動ヘッド14には、プリント基板11の下面側からプリント基板11の位置を検出する下側位置検出カメラ14aおよび導電パターンA,Bの導通検査を行う下側検査用プローブ14bが取り付けられている。この下部移動ヘッド14は、駆動装置の駆動により、X方向、Y方向およびZ方向(上下方向)に移動するとともに、垂直軸を中心にθ方向に回転する。また、上部移動ヘッド15には、プリント基板11の上面側からプリント基板11の位置を検出する上側位置検出カメラ15aおよび導電パターンA,Bの導通検査を行う上側検査用プローブ15bが取り付けられている。そして、上部移動ヘッド15は、駆動装置の駆動により、X方向、Y方向およびZ方向に移動するとともに、垂直軸を中心にθ方向に回転する。
下側検査用プローブ14bおよび上側検査用プローブ15bは、プリント基板11の接点に接触可能な微細な部分を備えており、その微細な部分を接点に接触させて通電することにより導通検査を行うことができる。また、この処理装置10には、前述した各装置等の他に、制御用のマイクロコンピュータが設けられており、このマイクロコンピュータの各種の制御により駆動装置等の各装置が制御される。この制御によって、下部移動ヘッド14、上部移動ヘッド15等は所定の位置に移動する。
この構成において、処理装置10を用いてプリント基板11の導通検査を行う場合には、まず、ワークテーブル12を、図1に示したように、保持装置13の高さに移動させ、その上面にプリント基板11を設置する。この際、保持装置13の各保持部13a,13b,13c,13dを、それぞれプリント基板11の対応する角部に位置するように移動させる。ついで、各保持部13a等でプリント基板11の対応する角部を挟み、保持部13b,13cをX方向に移動させるとともに、保持部13c,13dをY方向に移動させることにより、プリント基板11を張った状態で固定する。
つぎに、ワークテーブル12を下降させて、図4の状態にする。そして、下部移動ヘッド14を移動させて下側位置検出カメラ14aでプリント基板11の基準位置、例えば、図3に示したワークテーブル12の中心点Fに対応する点を検出する。ついで、上部移動ヘッド15を移動させて上側位置検出カメラ15aでプリント基板11における中心点Fに対応する点を検出する。そして、下部移動ヘッド14および上部移動ヘッド15を移動させて、最初に導通検査を行う導電パターンA、例えば、保持部13a近傍の導電パターンAから順に各導電パターンAの導通検査を行う。
この場合、図5に示したように、下側検査用プローブ14bをプリント基板11の下面から導電パターンAの接点に接触させるとともに、上側検査用プローブ15bをプリント基板11の上面から同じ導電パターンAに設けられた接点に接触させる。そして、下側検査用プローブ14bと上側検査用プローブ15bとの間を通電して導通の有無を検出することにより導通検査を実施する。これを順次繰り返すことにより、全ての導電パターンAに対して導通検査を行う。
すべての導電パターンAの導通検査が終了すると、図6に示したように、下部移動ヘッド14と上部移動ヘッド15を検査前の位置に戻し、ワークテーブル12を上昇させて各保持部13a等をプリント基板11の対応する角部に対する挟持状態から解放する。その後、プリント基板11を回転させる際に、プリント基板11やワークテーブル12に干渉しない位置まで各保持部13a等を退避させる。ついで、ワークテーブル12を、図3に二点鎖線で示した状態で180度回転させる。つぎに、ワークテーブル12を保持装置13の高さまで下降させて、保持装置13の保持部13a,13b,13c,13dでプリント基板11の対応する角部を挟み、プリント基板11を再度張った状態で固定する。これによって、プリント基板11は、検査前と比較して導電パターンAと導電パターンBとの位置を代えただけで全く同じ状態になる。
つぎに、ワークテーブル12を下降させた状態で、下部移動ヘッド14と上部移動ヘッド15とを前述した導電パターンAの導通検査の場合と同じように移動させながら通電することにより各導電パターンBの導通検査を行う。すべての導電パターンBの導通検査が終了すると、下部移動ヘッド14と上部移動ヘッド15とを検査前の位置に戻し、ワークテーブル12をプリント基板11の下面位置まで上昇させて、各保持部13a等をプリント基板11の角部から離す。そして、プリント基板11を処理装置10から取り出して導通検査の処理が終了する。
また、導通検査に続いて、プリント基板11から各導電パターンA,Bを抜き取る加工を行う場合には、プリント基板11をワークテーブル12の上面に置き、保持装置13でプリント基板11を固定したままの状態にしておく。そして、下部移動ヘッド14から下側検査用プローブ14bを取り外し下側加工治具(図示せず。)を取り付けるとともに、上部移動ヘッド15から上側検査用プローブ15bを取り外し上側加工治具(図示せず。)を取り付ける。この下側加工治具と上側加工治具とは、導電パターンA,Bの外周縁部と同形の切断部を備えており、プリント基板11を上下から挟むことにより、各導電パターンA,Bの外周縁部を切り抜くことができる。この場合、導電パターンA,Bの外周縁部には、多少の接続部分を残して導電パターンA,Bがプリント基板11から完全には離れない状態にする。
この下側加工治具と上側加工治具とを用いて、前述した導通検査と同様に、下部移動ヘッド14や上部移動ヘッド15等の各装置を駆動させることにより、導電パターンA,Bの抜き加工が行われる。そして、すべての導電パターンA,Bの抜き加工が終了すると、プリント基板11を処理装置10から取り出し、手作業により、各導電パターンA,Bをプリント基板11から外す。これによって、導電パターンA,Bの製造が終了する。
このように、本実施形態に係るプリント基板における導電パターンの製造方法では、プリント基板11に、導電パターンAを、図2(a)に示した状態で前後方向に5列左右方向に3列の合計15個形成し、その各導電パターンAに対して点対称になる位置に、導電パターンAと同一形状の導電パターンBをそれぞれ形成している。したがって、各導電パターンA,Bに対して導通検査をしたり、抜き加工をしたりする際には、まず、導電パターンAに対して所定の処理を施したのちに、プリント基板11を180度回転させることにより、導電パターンBを検査前の導電パターンAの位置に移動させることができる。なお、この回動角度は、導電パターンA,Bの対向配置される角度に応じて所定角度、例えば、90度や45度等回動するようにすればよい。
このため、導電パターンAに対して行った処理をもう一度繰り返すことにより、導電パターンBに対する処理が行える。これによって、向きの異なる導電パターンAと導電パターンBとの各処理を一対の下側検査用プローブ14bと上側検査用プローブ15bおよび一対の下側加工治具と上側加工治具とで行えるため、処理装置10が安価になる。また、精度のよい導通検査や抜き加工が可能になる。さらに、導電パターンBに対する処理を行う際に、下部移動ヘッド14と上部移動ヘッド15を回転させるのではなく、プリント基板11を回転させているため、処理の精度が良くなる。
特に、下側検査用プローブ14bや上側検査用プローブ15bは、多数の配線が接続されて回転させることが好ましくなく、かつ高精度を要求されるものであるため、プリント基板11を回転させることにより、より精度のよい導通検査が可能になる。ただし、本発明に係るプリント基板における導電パターンの製造方法は、これに限るものでなく、プリント基板11は回転させずに、下側検査用プローブ14b、上側検査用プローブ15bおよび下側加工治具、上側加工治具が取り付けられる下部移動ヘッド14と上部移動ヘッド15を回転させることもできる。
また、本発明に係るプリント基板における導電パターンの製造方法のそれ以外の部分についても適宜変更実施が可能である。例えば、導電パターンA,Bの形状は、前述した実施形態の形状に限らず、点対称となるものであればどのような形状に形成してもよい。導電パターンをL形に形成して一対の導電パターンが略四角形になるように配置することもできる。この場合、小さなプリント基板に多数の導電パターンを効率よく形成することができる。また、前述した実施形態では、プリント基板11を両面板で構成しているが、片面板からなるプリント基板を用いることもできる。この場合、下部移動ヘッド14と上部移動ヘッド15とのどちらか一方を省略することができる。
また、ワークテーブル12に、プリント基板11を吸着するための吸着部材を設けたり、プリント基板11に予め穿孔されている孔等が少なくとも2箇所以上ある場合には、ワークテーブル12上に、その孔等に挿入可能なピンを設置したりすることもできる。これによると、プリント基板11の固定を正確かつ確実に行える。また、前述した実施形態では、プリント基板11をフレキシブルな基板としたが、プリント基板としてはこれに限らず剛性を有する板状のものを使用してもよい。これによっても、前述した実施形態と同様の導通検査や抜き加工などの処理を行うことができる。
さらに、前述した実施形態では、処理の一方を導通検査としたが、絶縁検査や、抵抗、キャパシタンス、インダクタンス等の電気回路定数の計測による検査でもよい。また、前述した実施形態では、プリント基板11を水平に設置したが、プリント基板11は、傾斜にしたり、垂直にしたりして設置することもできる。さらに、本実施形態では、プリント基板11を処理用治具との対向面内で回動させるようにしたが、対向面の位置の外にプリント基板11を移動し、その外の位置で回転させるようにしてもよい。また、それ以外の部分や処理装置10の構成等についても適宜変更実施が可能である。
本発明の一実施形態で用いられる処理装置の要部を示した概略図である。 プリント基板に形成された導電パターンを示しており、(a)はプリント基板の平面図、(b)は(a)における二点鎖線Cで囲った部分の拡大図である。 保持装置に取り付けられたプリント基板を示す平面図である。 図1に示した処理装置におけるワークテーブルを下降させた状態を示した概略図である。 図1に示した処理装置で導通検査を行っている状態を示した概略図である。 図1に示した処理装置におけるワークテーブルを上昇させた状態を示した概略図である。
符号の説明
10…処理装置、11…プリント基板、12…ワークテーブル、13…保持装置、13a,13b,13c,13d…保持部、14…下部移動ヘッド、14b…下側検査用プローブ、15…上部移動ヘッド、15b…上側検査用プローブ、A,B…導電パターン、D…点、F…中心点。

Claims (4)

  1. プリント基板に一定の方向を向いた同一形状の第1導電パターンを複数個配列して形成するとともに、前記複数個の第1導電パターンの少なくとも一部のものに対して点対称になる位置に、前記第1導電パターンと同一形状の第2導電パターンをそれぞれ形成する導電パターン形成工程と、
    前記プリント基板の各角部を保持部で挟み前記プリント基板を張った状態にして前記プリント基板の少なくとも一方の面に対して、処理用治具を移動させながら接触させて前記プリント基板に形成された第1導電パターンに対して所定の処理を行う第1処理工程と、
    ワークテーブルを前記プリント基板の下方から上昇させて前記プリント基板を前記ワークテーブル上に載せ前記保持部による前記プリント基板の各角部の挟持を解放して前記ワークテーブルを所定角度回動させる回動工程と、
    前記プリント基板の各角部を前記保持部で挟み前記プリント基板を張った状態にして前記ワークテーブルを下降させ前記プリント基板における前記第1処理工程で所定の処理が行われた面と同じ面に対して、前記処理用治具を移動させながら接触させて前記プリント基板に形成された第2導電パターンに対して所定の処理を行う第2処理工程と
    を備えたことを特徴とするプリント基板における導電パターンの製造方法。
  2. 前記処理用治具が検査用プローブであり、前記第1処理工程および前記第2処理工程で行う処理が、前記第1導電パターンおよび前記第2導電パターンの電気導通検査である請求項1に記載のプリント基板における導電パターンの製造方法。
  3. 前記処理用治具が前記プリント基板の設置位置の下方と上方とに設置され前記第1導電パターンおよび前記第2導電パターンの外周縁部と同形の切断部を備えた加工治具であり、前記第1処理工程および前記第2処理工程で行う処理が、前記第1導電パターンおよび前記第2導電パターンを前記プリント基板から抜き取る抜き加工である請求項1に記載のプリント基板における導電パターンの製造方法。
  4. 定の方向を向いた同一形状の第1導電パターンを複数個配列して形成するとともに、前記複数個の第1導電パターンの少なくとも一部のものに対して点対称になる位置に、前記第1導電パターンと同一形状の第2導電パターンをそれぞれ形成したプリント基板から導電パターンを製造する導電パターン製造装置であって、
    前記プリント基板の各角部を保持部で挟み前記プリント基板を張った状態で支持する支持手段と、
    前記支持手段に支持された前記プリント基板に設けられた複数の第1および第2の導電パターンに対して順次移動して所定の処理を行う処理用治具と、
    前記プリント基板を上面に載せることのできるワークテーブルと、
    前記ワークテーブルを上下移動および回転させる駆動装置とを備え、
    前記第1の導電パターンに対して処理を行う際の前記第1の導電パターンの向きと、前記第2の導電パターンに対して処理を行う際の前記第2の導電パターンの向きを同じにするために、前記第1導電パターンに対しての所定の処理と、前記第2導電パターンに対しての所定の処理との間に、前記駆動装置が前記ワークテーブルを回転させて前記プリント基板を、前記第1導電パターンと前記第2導電パターンとの点対称となっている角度に応じて所定角度回動させるとともに、前記支持手段が前記プリント基板を支持するときには、前記駆動装置が前記ワークテーブルを下方に移動させることを特徴とするプリント基板における導電パターンの製造装置。
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