JP4513643B2 - シート位置決め方法および位置決め装置ならびにそれらを用いたシート積層装置 - Google Patents

Description

本発明は、柔軟性のあるシートを、所定の基準位置に位置決めして配置するシート位置決め方法および位置決め装置ならびにそれらを用いたシート積層装置に関するものである。

セラミック多層基板製造におけるグリーンシートの位置決め方法が、特開平３−５７２９７号公報（特許文献１）に開示されている。また、シート積層法による多層セラミック基板の製造に用いる積層装置が、特開昭６０−４２９３号公報（特許文献２）に開示されている。

図７（ａ）〜（ｃ）は、従来のシート積層方法を説明する図である。図７（ａ）は、多層基板の形成に用いるシート１０の模式的な上面図であり、図７（ｂ）は、シート１０の模式的な断面図である。また、図７（ｃ）は、特許文献１と同様のシート積層方法に用いる従来のシート積層装置８０の模式的な断面図である。

シート１０には、導体パターン２を底とする有底孔ｈが形成され、有底孔ｈ内には、導電ペースト３が充填されている。導電ペースト３は、多層基板形成時に焼成されて、積層配置された隣接するシートの導体パターン間の接続導体となる。尚、図７（ａ）においては、簡略化のために、導体パターン２、有底孔ｈおよび導電ペースト３の図示を省略している。シート１０には、積層時に位置決めを行うために、同じ径の２個の基準穴Ａ１，Ａ２が形成されている。

図７（ｃ）に示す従来のシート積層方法においては、図７（ａ），（ｂ）に示すシート１０と同様に形成された６枚のシート１０ａ〜１０ｆが、シート積層装置８０を用いて積層されている。尚、６枚のシート１０ａ〜１０ｆにおける基準穴は、全て、シート１０における２個の基準穴Ａ１，Ａ２と同じ位置・大きさに形成されている。

シート積層装置８０は、シート積層プレート８１、抜きプレート８２およびシート１０ａ〜１０ｆの基準穴Ａ１，Ａ２のそれぞれに対応する積層ピンＳＡ１，ＳＡ２とを有している。積層ピンＳＡ１，ＳＡ２は、それぞれ、対応する基準穴Ａ１，Ａ２と同じ径の基準径部ＳＡ１ｋ，ＳＡ２ｋを有しており、シート積層プレート８１におけるそれぞれの対応する基準穴Ａ１，Ａ２の位置で、支持されている。

図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、シート積層装置８０を用いた従来のシート積層方法においては、積層するシート１０ａ〜１０ｆに基準穴Ａ１，Ａ２を形成し、基準穴Ａ１，Ａ２を同じ径と同じ位置に配置された対応する積層ピンＳＡ１，ＳＡ２に嵌合させる。これによって、複数枚のシート１０ａ〜１０ｆを、それぞれ、対応する基準穴Ａ１，Ａ２を揃えた状態で積層する。

図８は、特許文献２と同様の従来の別のシート積層装置９０の模式的な側面図で、要部を部分的な断面で示した図である。

図８に示す従来のシート積層装置９０は、図７（ａ），（ｂ）に示すシート１０をＸ−Ｙ面内において所定の位置に位置合わせして配置するシート位置合わせ部５０と、位置合わせされたシート１０を把持してＺ方向で昇降するためのシートチャック部６０と、シートチャック部６０をＸ−Ｙ面内において移動させるためのチャック移動部７０と、シートチャック部６０に把持されたシート１０をＺ方向で積層するためのシート積層部８０とを有している。

図８のシート積層装置９０におけるシート積層部８０は、基本構造が図７（ｃ）のシート積層装置８０と同じであり、それぞれ、対応する部分に同じ符号を付した。図８のシート積層装置９０におけるシート位置合わせ部５０は、シート１０を固定して保持するためのワークホルダ５１と、ワークホルダ５１をＸ−Ｙ面内で移動・回転するためのＸ−Ｙ−θテーブル５２と、画像処理装置に接続されたカメラ５３とを有している。シートチャック部６０は、シート１０を把持するための圧力室６１ａが設けられたシートチャックプレート６１と、シートチャックプレート６１をＺ方向で昇降するための昇降シリンダ６２とを有している。また、チェック移動部７０は、送りねじ７１と送りモータ７２とを有している。

図８のシート積層装置９０では、シート１０を図示していない負圧発生手段によりワークホルダ５１に吸着し、平面度良く保持する。次に、シート１０の基準穴Ａ１，Ａ２をカメラ５３で画像として取り込み、画像処理してズレ量をＸ−Ｙ−θテーブル５２で補正する。位置合わせが終了すると、送りモータ７２を駆動して、送りねじ７１でシートチャック部６０を左方向に移動する。次に、シートチャックプレート６１を昇降シリンダ６２で下降し、圧力室６１ａを図示していない負圧発生手段で負圧にして、シート１０をチャックする。それと共に、ワークホルダ５１の真空を開放して、アンチャックする。次に、シートチャックプレート６１を昇降シリンダ６２で上昇させた後、送りモータ７２を駆動して、送りねじ７１でシートチャック部６０を右方向に移動する。最後に、シートチャックプレート６１を昇降シリンダ６２で下降し、シート１０の基準穴Ａ１，Ａ２をシート積層部８０における積層ピンＳＡ１，ＳＡ２に嵌合させて積層する。

以上の動作を、必要なシート１０の枚数（多層基板の層数）だけ行い、図示しない加熱加圧手段で積層された複数枚のシート１０を仮溶着する。次に、抜きプレート８２を上昇させて仮溶着されたシート１０の積層体を取り出し、積層体を加熱加圧して多層基板を形成する。
特開平３−５７２９７号公報 特開昭６０−４２９３号公報

近年、多層基板のリサイクルのためシートの材料として熱可塑性樹脂からなるフィルム１を用い、導電パターンが形成された熱可塑性樹脂フィルム１を多数積層した後、加熱加圧してフィルム１同士を熱溶着させた多層基板構造が知られている（特許文献３参照）。
特開２００３−１１０２４３号公報 特許文献３に記載された多層基板を製造するにあたり、熱可塑性樹脂シート１を積層する方法として、特許文献１または２に記載された積層方法により積層しようとする場合、以下に述べるような課題を有している。

薄肉化された熱可塑性樹脂フィルムからなるシート１０を特許文献１または２に記載された積層方法により積層しようとする場合、熱可塑性樹脂フィルムはセラミックシートに比べて柔軟性を有するため、図７（ｃ）のシート積層装置８０では、シート１０の基準穴Ａ１，Ａ２を積層ピンＳＡ１，ＳＡ２に嵌合させる際に、挿入抵抗や位置ズレによって、基準穴Ａ１，Ａ２が変形して、積層されたシート間で位置ズレが発生し易い。また、図７（ｃ）のシート積層装置８０では、シート１０が破れて破損するといった不良も発生する。

一方、図８のシート積層装置９０においては、位置合わせされたシート１０を積層するため、上記のような問題は発生し難い。しかしながら、近年の回路パターンの微細化が進められ、例えば、図７（ｂ）に示した導体パターン２のランド径ｄ２が１５０μｍ、有底孔ｈのトップ径ｄｈが１００μｍの場合、±２５μｍ以下の位置合わせ精度が必要であるこの位置合わせ精度を図８のシート積層装置９０を用いて実現しようとすると、カメラ５３の撮影範囲に基準穴Ａ１，Ａ２を入れるために、予備的な位置合わせが必要になり、多層基板の製造工数と製造コストが増大してしまう。

本発明は、上記した従来の問題を解決するためになされたもので、回路パターンが微細化され薄肉化されたシートであっても、位置決め時や積層時に位置ズレや破損が起き難く、製造工数や製造コストが増大することのないシート位置決め方法および位置決め装置ならびにそれらを用いたシート積層装置を提供することを目的としている。

請求項１〜５に記載の発明は、柔軟性のあるシートを、所定の基準位置に位置決めして配置する、シート位置決め方法に関する発明である。

請求項１に記載の発明は、前記シートに、前記位置決めを行うための複数個の基準穴を形成し、前記基準穴のそれぞれに対応して、基準穴より小さい径の小径部、基準穴と同じ径の基準径部、および前記小径部と前記基準径部をテーパで繋いだテーパ部とを有してなる位置決めピンを、それぞれの対応する基準穴の位置に配置し、前記シートの複数個の基準穴に、それぞれ、対応する前記位置決めピンの小径部を貫通させて、当該位置決めピンのテーパ部で基準穴が止まるようにして、前記シートを各位置決めピンのテーパ部上に乗せ、前記位置決めピンを、それぞれ、回転させて、前記シートの複数個の基準穴が、それぞれ、対応する位置決めピンの基準径部まで入り込むようにして、前記シートを所定の基準位置に位置決め配置することを特徴としている。

上記シート位置決め方法によれば、位置決めピンが小径部と基準径部に繋がるテーパ部を持っているため、位置決めピンの小径部にシートの基準穴を貫通させて、テーパ部でシートの基準穴が止まるまでは、シートおよびシートの基準穴にはほとんど無理な力が加わらない。次に、シートの基準穴を位置決めピンの基準径部まで入れる際には、位置決めピンを回転させる。これによって、シートおよびシートの基準穴に変形や破れを発生させる無理な摩擦抵抗が作用せず、シートの自重で位置決めピンの下方向へ入り込む力が作用する。このため、基準穴の変形やシートの破損を起こすことなく、位置決めピンへのシートの挿入が可能となる。以上のようにして、上記シート位置決め方法は、位置決め時にシートの位置ズレや破損が起き難い位置決め方法とすることができる。

また、上記シート位置決め方法においては、カメラと画像処理を用いずに、シートの位置決めをおこなう。このため、大きなシートであっても、位置決め精度を得るためのカメラの撮影範囲に合わせた予備的な位置合わせが不要であり、位置決めのための工数やコストの増大を抑制することができる。

請求項２に記載のように、上記シート位置決め方法においては、前記複数個の基準穴が、全て、同じ径であり、前記位置決めピンが、全て、同じ大きさであることが好ましい。また、請求項３に記載のように、上記シート位置決め方法においては、前記位置決めピンを、全て、同期して回転させることが好ましい。

これらによれば、基準穴がテーパ部で止まってテーパ部上に乗せられたシートを、位置決めピンを回転させながら、シートの基準穴が基準径部に入るまで、滑らかにシートを位置決めピンの基準径部に入れていくことができる。

請求項４に記載のように、上記シート位置決め方法は、前記シートが、熱可塑性樹脂フィルムの表面に導体パターンが形成された、多層基板形成用の樹脂フィルムである場合に好適である。また、請求項５に記載のように、前記シートに、前記導体パターンを底とする有底孔が形成され、前記有底孔内に、導電ペーストが充填されている場合には、特に適している。

多層基板の製造においては、近年、高多層化と回路パターンの微細化が進んでいる。このため、多層基板の形成に用いる熱可塑性樹脂フィルムは薄肉化されてきており、それに伴って、熱可塑性樹脂フィルム自体が破れ易いものとなってきている。また、回路パターンの微細化に伴って、多層基板形成用の樹脂フィルムの位置決めは、高い精度が要求されてきている。特に、有底孔内に導電ペーストが充填されているシートにあっては、位置決め精度が悪いと、多層基板形成時にショート不良等が発生してしまう。このように厳しい条件が要求されてきている多層基板形成用の樹脂フィルムに対しても、上記シート位置決め方法は、位置決め時に位置ズレや破損が起き難く、製造工数や製造コストが増大することのないため、好適に用いることができる。

請求項６〜１０に記載の発明は、シート位置決め方法を実施するための好適なシート位置決め装置に関する発明で、位置決めを行うための複数個の基準穴が形成された柔軟性のあるシートを、所定の基準位置に位置決めして配置するシート位置決め装置に関する。

請求項６に記載の発明は、前記シートを保持するためのシート保持プレートと、前記基準穴のそれぞれに対応する位置決めピンとを有してなり、前記位置決めピンが、それぞれ、対応する基準穴より小さい径の小径部、対応する基準穴と同じ径の基準径部、および前記小径部と前記基準径部をテーパで繋いだテーパ部とを有してなり、前記位置決めピンが、それぞれ、前記シート保持プレートにおける対応する基準穴の位置で、回転可能に支持されてなることを特徴としている。

上記シート位置決め装置においては、小径部、基準径部およびテーパ部を有する位置決めピンが、シート保持プレートに回転可能に支持されている。このため、上記したシート位置決め方法の特徴である、基準穴がテーパ部で止まってテーパ部上に載せられたシートを、位置決めピンを回転させながらシートの基準穴が基準径部に入るまで、シートを位置決めピンの基準径部に入れていくことが可能となっている。

請求項８に記載のように、上記シート位置決め装置においては、前記位置決めピンが、それぞれ、回転可能に支持されたシャフトに連結され、前記シャフトに、それぞれ、プーリが固定され、前記プーリが、それぞれ、タイミングベルトにより連結され、前記いずれか１個のシャフトに、モータが連結されてなることが好ましい。これにより、位置決めピンを、全て、同期して回転させることができる。

尚、上記シート位置決め装置を用いて得られる効果については、前述のシート位置決め方法で説明したとおりであり、その説明は省略する。

請求項１１〜１９に記載の発明は、上記したシート位置決め方法および位置決め装置を用いたシート積層装置に関する発明で、位置決めを行うための複数個の基準穴が設けられた柔軟性のある複数枚のシートを、それぞれ、対応する基準穴を揃えた状態で積層するシート積層装置に関する。

請求項１１に記載の発明は、前記シートを所定の基準位置に位置決めして配置するシート位置決め部と、前記位置決めされたシートを把持し、前記基準位置において昇降するためのシートチャック部と、前記シートチャック部に把持されたシートを、前記基準位置において積層するためのシート積層部と、前記シート位置決め部および前記シート積層部を、前記シートチャック部に対向するように、前記基準位置にスライド移動させるためのスライド部とを有してなり、前記シート位置決め部が、前記シートを保持するためのシート保持プレートと、前記基準穴のそれぞれに対応する位置決めピンとを有してなり、前記位置決めピンが、それぞれ、対応する基準穴より小さい径の小径部、対応する基準穴と同じ径の基準径部、および前記小径部と前記基準径部をテーパで繋いだテーパ部とを有してなり、前記位置決めピンが、それぞれ、前記シート保持プレートにおけるそれぞれの対応する基準穴の位置で、回転可能に支持されてなることを特徴としている。

上記シート積層装置では、シート位置決め部が前述したシート位置決め装置と同じ構成となっており、このシート位置決め部において、前述したシート位置決め方法を実施することができる。また、シートチャック部、シート積層部およびスライド部により、シート位置決め部で位置決めされたシートを、基準位置に位置決めされた状態で、一枚ずつ積層していくことができる。

請求項１２に記載のように、上記シート積層装置においては、前記スライド部が、スライドレール上をスライド移動するスライドプレートを有してなり、前記スライドプレートの所定位置に、前記シート位置決め部と前記シート積層部が固定されてなることが好ましい。

これにより、シート位置決め部とシート積層部を、決まった相対位置のままで、一方向に連動して動かすことができる。このため、シート位置決め部で位置決めしたシートをシート積層部に移動する際の位置ズレ要因を、最少にすることができる。このため、シートの積層時に位置ズレや破損が起き難いシート積層装置とすることができる。

請求項１５に記載のように、前記シート位置決め部においては、前記シート保持プレートが、前記位置決めピンに対して当該シート保持プレートを昇降するための昇降シリンダに連結されてなることが好ましい。また、請求項１６に記載のように、前記シートチャック部は、前記シートを位置決めされた状態で把持するための、位置決めチャック穴および圧力室が設けられたシートチャックプレートと、前記基準位置において前記シートチャックプレートを昇降するための昇降シリンダとを有してなることが好ましい。

これらにより、シート保持プレートとシートチャックプレートを適宜に連動させてシートを押さえ、シートの位置決めピンへの嵌合や位置決めされたシートの位置決めピンからの抜きに際して、シートに局部的に応力が加わるのを防止することができる。これにより、シートおよびシートの基準穴における変形や破れの発生を、抑制することができる。

請求項１７に記載のように、上記シート積層装置においては、前記シート積層部が、前記シートを積層して保持するためのシート積層プレートと、前記基準穴のそれぞれに対応する積層ピンとを有してなり、前記積層ピンが、それぞれ、対応する基準穴と同じ径の基準径部を有してなり、前記積層ピンが、それぞれ、対応する基準穴の位置で、前記シート積層プレートに支持されてなることが好ましい。

これにより、シート位置決め部で位置決めされたシートを、シートチャック部を介して昇降して、位置決めされた状態で積層ピンにシートの基準穴を嵌合して、基準穴を揃えた状態で一枚ずつ積層していくことができる。

尚、上記シート積層装置を用いて得られるその他の効果については、前述のシート位置決め方法で説明したとおりであり、その説明は省略する。

以上のようにして、上記発明は、回路パターンが微細化され薄肉化されたシートであっても、位置決め時や積層時に位置ズレや破損が起き難く、製造工数や製造コストが増大することのないシート位置決め方法および位置決め装置ならびにそれらを用いたシート積層装置とすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。

図１は、本発明によるシート位置決め方法および位置決め装置ならびにそれらを用いたシート積層装置を説明するための図で、シート積層装置１００の要部を模式的に示した側面図であり、部分的に断面で図示してある。

図１に示すシート積層装置１００は、図７（ａ），（ｂ）に示す位置決めを行うための同じ径の２個の基準穴Ａ１，Ａ２が設けられた柔軟性のある複数枚のシート１０を、それぞれ、対応する基準穴Ａ１，Ａ２を揃えた状態で積層するシート積層装置である。

図７（ａ），（ｂ）において説明したように、図１のシート積層装置１００を用いて積層されるシート１０は、熱可塑性樹脂フィルム１の表面に導体パターン２が形成された、多層基板形成用の樹脂フィルムである。熱可塑性樹脂フィルム１の厚さは０．０２５〜０．１５０ｍｍで、シート１０は、柔軟性のある脆弱なシートである。シート１０には、導体パターン２を底とする有底孔ｈが形成され、有底孔ｈ内には、導電ペースト３が充填されている。導電ペースト３は、多層基板形成時に焼成されて、積層配置された隣接するシートの導体パターン間の接続導体となる。尚、シート１０には２個の基準穴Ａ１，Ａ２が形成されているが、シート積層装置１００を用いて積層される各シートの基準穴の個数は２個に限らず、複数個の任意の数であってよい。

図１のシート積層装置１００の構成は、以下のとおりである。

図１に示すシート積層装置１００は、シート１０をＸ−Ｙ面内における所定の基準位置に位置決めして配置するシート位置決め部２０と、位置決めされたシート１０を把持し、Ｘ−Ｙ面内の基準位置においてＺ方向に昇降するためのシートチャック部６５と、シートチャック部６５に把持されたシート１０を、Ｘ−Ｙ面内の基準位置においてＺ方向に積層するためのシート積層部８５と、シート位置決め部２０およびシート積層部８５を、シートチャック部６５に対向するように、Ｘ−Ｙ面内における基準位置にスライド移動させるためのスライド部３０とを有している。

図１のシート積層装置１００におけるスライド部３０は、シート積層装置１００のベースプレート４０に固定されたスライドレール３１上を、スライドナット３２ａを介して図の左右方向にスライド移動するスライドプレート３２を有している。また、スライドプレート３２の所定位置には、シート位置決め部２０とシート積層部８５が固定されている。これにより、シート位置決め部２０とシート積層部８５を、決まった相対位置のままで、一方向に連動して動かすことができる。このため、シート位置決め部２０で位置決めしたシート１０をシート積層部８５に移動する際の位置ズレ要因を、最少にすることができる。尚、スライド移動のための駆動源は、簡単化のために図示を省略している。

図１のシート積層装置１００におけるシート位置決め部２０は、シート１０を保持するためのシート保持プレート２１と、シート１０の基準穴Ａ１，Ａ２のそれぞれに対応する位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２とを有している。

位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２は、それぞれ、ベアリングおよびベアリングホルダを介してスライドプレート３２に回転可能に支持されたシャフト２２に連結され、シャフト２２の下端には、それぞれ、プーリ２３がナットにより固定されている。各シャフト２２のプーリ２３は、それぞれ、タイミングベルト２４により連結され、いずれか１個のシャフト２２に、カップリングを介して、モータ２５が連結されている。この構成により、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２を、全て、同期して回転させることができる。

位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２は、それぞれ、シート１０の基準穴Ａ１，Ａ２に対応して設けられたシート保持プレート２１における貫通穴から突出して、回転可能に支持されている。また、シート保持プレート２１は、スライドプレート３２に取り付けた昇降シリンダ２６に連結されている。これによって、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２に対して、当該シート保持プレート２１をＺ方向に昇降することができる。尚、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２は、シート１０における同じ径の２個の基準穴Ａ１，Ａ２に対応して、全て、同じ大きさに設定されている。

図２（ａ），（ｂ）は、シート１０に形成される基準穴Ａ１，Ａ２の径と位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の径の関係を説明する図で、図２（ａ）は、シート１０における基準穴Ａ（Ａ１，Ａ２）の上面図であり、図２（ｂ）は、基準穴Ａに対応する位置決めピンＰＡ（ＰＡ１，ＰＡ２）の側面図である。

図２（ｂ）に示すように、位置決めピンＰＡは、小径部ＰＡｓ、テーパ部ＰＡｔおよび基準径部ＰＡｋを有している。位置決めピンＰＡの小径部ＰＡｓは、対応する基準穴Ａの径ｄＡより小さな値の径ｄＰＡｓを有している。位置決めピンＰＡの基準径部ＰＡｋは、対応する基準穴Ａの径ｄＡと同じ値の径ｄＰＡｋを有している。また、位置決めピンＰＡのテーパ部ＰＡｔは、小径部ＰＡｓと基準径部ＰＡｋをテーパで繋いだ部分である。

図１と図２のシート１０に形成される基準穴Ａ１，Ａ２の径ｄＡと位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の径ｄＰＡの具体的な寸法は、以下のとおりである。例えば、シート１０の大きさが１５０ｍｍ角で、厚さが０.０５ｍｍの場合、基準穴Ａ１，Ａ２の径をφ３^{＋０.００５} _ー０ｍｍ、基準穴Ａ１，Ａ２間のピッチを１４０±０.０１ｍｍに設定し、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２における小径部ＰＡｓの径φ１ｍｍ、基準径部ＰＡｋの径をφ３^{＋０.００５} _ー０ｍｍ、テーパ部ＰＡｔのテーパ角を３０°に設定する。

図１のシート積層装置１００におけるシートチャック部６５は、全体が、シート積層装置１００のベースプレート４０に固定されている。シートチャック部６５は、シート１０をＸ−Ｙ面内で位置決めされた状態で把持するための、位置決めチャック穴ＣＡ１，ＣＡ２および圧力室６６ａが設けられたシートチャックプレート６６と、基準位置においてシートチャックプレート６６をＺ方向に昇降するための昇降シリンダ６７とを有している。

図１のシート積層装置１００におけるシート積層部８５は、シート１０を積層して保持するためのシート積層プレート８６と、シート１０の基準穴Ａ１，Ａ２のそれぞれに対応する積層ピンＳＡ１，ＳＡ２とを有している。積層ピンＳＡ１，ＳＡ２は、図７（ｃ）に示した同じ符号の積層ピンＳＡ１，ＳＡ２と同様の構造となっており、それぞれ、対応するシート１０の基準穴Ａ１，Ａ２と同じ径の基準径部ＳＡ１ｋ，ＳＡ２ｋを有している。図１のシート積層部８５における積層ピンＳＡ１，ＳＡ２は、それぞれ、対応するシート１０の基準穴Ａ１，Ａ２のＸ−Ｙ面における位置で、シート積層プレート８６に支持されている。尚、シート積層部８５における符号８７は、抜きプレートである。

次に、図１のシート積層装置１００による、シート１０の位置決め動作を、図３〜図５を用いて説明する。

最初に、図３に示すように、シート位置決め部２０をシートチャック部６５の直下のＸ−Ｙ面における基準位置からずらせた状態で、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の小径部をシート１０の基準穴Ａ１，Ａ２に貫通させて、シート１０をシート保持プレート２１上にセットする。基準穴Ａ１，Ａ２の径ｄＡがφ３ｍｍであるのに対して、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の小径部ＰＡｓの径ｄＰＡｓはφ１ｍｍであるため、容易にシート１０をセットすることができる。

次に、スライドプレート３２を図３の右方向にスライド移動させ、図４に示すように、シート位置決め部２０をシートチャック部６５の直下の位置で停止させる。スライドプレート３２は、図示しないストッパにより、シートチャック部６５におけるシートチャックプレート６６の位置決めチャック穴ＣＡ１，ＣＡ２とシート位置決め部２０の位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の芯が合う位置で停止するように、予め調整されている。

図５（ａ）〜（ｅ）は、図４に示すシート位置決め部２０とシートチャック部６５の配置において、シート位置決め部２０によるシート１０の位置決め方法の動作過程を示す断面図である。尚、図５（ａ）〜（ｅ）では、簡単化のために、位置決めされるシート１０と、その周りにあるシート位置決め部２０とシートチャック部６５の構成要素のみを図示している。

図４に示す状態から、シート位置決め部２０の昇降シリンダ２６によりシート保持プレート２１を下降させると、図５（ａ）に示すように、シート保持プレート２１の表面から位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の基準径部ＰＡｋが突出する。この状態では、シート１０の基準穴Ａ１，Ａ２が位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の基準径部ＰＡｋに嵌合されておらず、基準穴Ａ１，Ａ２がテーパ部ＰＡｔで止まって、シート１０がテーパ部ＰＡｔ上に乗った状態となっている。

次に、図５（ｂ）に示すように、シート位置決め部２０のモータ２５を駆動して、シャフト２２に連結された位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２を回転（５００ｒｐｍ）させる。また、シートチャック部６５の昇降シリンダ６７により、シートチャックプレート６６を位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２のテーパ部ＰＡｔまで下降させる。この状態を保持すると、シート１０には求芯作用が働き、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２に対する嵌合ピッチ（Ｘ−Ｙ面）が最少になるように力が作用すると同時に、自重による下方向への力が作用する。このため、シート１０は、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の基準径部ＰＡｋに嵌合しながら下降する。これによって、図５（ｃ）に示すように、シート１０が基準位置に位置決めされて、シート保持プレート２１上に乗った状態となる。

次に、シート位置決め部２０の昇降シリンダ２６により、シート保持プレート２１を上昇させる。ここで、シート位置決め部２０の昇降シリンダ２６の推力は、シートチャック部６５の昇降シリンダ６７の推力に較べて、小さく設定してある。このため、図５（ｄ）に示すように、シート１０は、シートチャックプレート６６とシート保持プレート２１に挟まれた状態となる。

次に、図５（ｄ）の状態で、シートチャックプレート６６の圧力室６６ａを排気手段（図示省略）で排気して負圧にし、シート１０をシートチャックプレート６６に吸着チャックする。さらに、シートチャック部６５の昇降シリンダ６７により、シートチャックプレート６６を上昇させる。シート１０はシートチャックプレート６６とシート保持プレート２１に挟まれた状態でさらに上昇する。シート保持プレート２１は、シート１０が位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の基準径部ＰＡｋから抜けた位置でストロークエンドとなり、上昇を停止する。

シートチャックプレート６６は、シート１０を吸着チャックした状態でさらに上昇し、図５（ｅ）に示すように、シート１０が位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２から抜けた状態で上昇を停止し、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の回転を停止させる。

上記の図５（ａ）〜（ｅ）に示したシート位置決め方法は、柔軟性のあるシート１０を、所定の基準位置に位置決めして配置するシート位置決め方法であって、次のような特徴を有している。

すなわち、シート１０に、位置決めを行うための複数個の基準穴Ａ１，Ａ２を形成する。基準穴Ａ１，Ａ２のそれぞれに対応して、基準穴Ａ１，Ａ２より小さい径の小径部ＰＡｓ、基準穴Ａ１，Ａ２と同じ径の基準径部ＰＡｋ、および小径部ＰＡｓと基準径部ＰＡｋをテーパで繋いだテーパ部ＰＡｔとを有してなる位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２を、それぞれの対応する基準穴Ａ１，Ａ２の位置に配置する。次に、シート１０の複数個の基準穴Ａ１，Ａ２に、それぞれ、対応する位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の小径部ＰＡｓを貫通させて、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２のテーパ部ＰＡｔで基準穴Ａ１，Ａ２が止まるようにして、シート１０を各位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２のテーパ部ＰＡｔ上に乗せる。次に、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２を、それぞれ、回転させて、シート１０の複数個の基準穴Ａ１，Ａ２が、それぞれ、対応する位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の基準径部ＰＡｋまで入り込むようにして、シート１０を所定の基準位置に位置決め配置する。

上記したシート位置決め方法によれば、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２が小径部ＰＡｓと基準径部ＰＡｋに繋がるテーパ部ＰＡｔを持っているため、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の小径部ＰＡｓにシート１０の基準穴Ａ１，Ａ２を貫通させて、テーパ部ＰＡｔでシート１０の基準穴Ａ１，Ａ２が止まるまでは、シート１０およびシート１０の基準穴Ａ１，Ａ２にはほとんど無理な力が加わらない。次に、シート１０の基準穴Ａ１，Ａ２を位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の基準径部ＰＡｋまで入れる際には、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２を回転させる。これによって、シート１０およびシート１０の基準穴Ａ１，Ａ２に変形や破れを発生させる無理な摩擦抵抗が作用せず、シート１０の自重で位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の下方向へ入り込む力が作用する。このため、基準穴Ａ１，Ａ２の変形やシート１０の破損を起こすことなく、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２へのシート１０の挿入が可能となる。以上のようにして、上記シート位置決め方法は、位置決め時にシート１０の位置ズレや破損が起き難い位置決め方法とすることができる。

また、上記したシート位置決め方法においては、図８に示したシート積層装置９０のシート位置合わせ部５０と異なり、カメラと画像処理を用いずに、シート１０の位置決めをおこなう。このため、大きなシート１０であっても、位置決め精度を得るためのカメラの撮影範囲に合わせた予備的な位置合わせが不要であり、位置決めのための工数やコストの増大を抑制することができる。

尚、上記したシート位置決め方法においては、複数個の基準穴Ａ１，Ａ２が、全て、同じ径であり、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２が、全て、同じ大きさであることが好ましい。また、上記シート位置決め方法においては、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２を、全て、同期して回転させることが好ましい。これらによれば、基準穴Ａ１，Ａ２がテーパ部ＰＡｔで止まってテーパ部ＰＡｔ上に乗せられたシート１０を、位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２を回転させながら、シート１０の基準穴Ａ１，Ａ２が基準径部ＰＡｋに入るまで、滑らかにシート１０を位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の基準径部ＰＡｋに入れていくことができる。

また、上記シート積層装置１００によれば、シート保持プレート２１とシートチャックプレート６６を適宜に連動させてシート１０を押さえ、シート１０の位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２への嵌合や位置決めされたシートの位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２からの抜きに際して、シート１０に局部的に応力が加わるのを防止することができる。これにより、シート１０およびシート１０の基準穴Ａ１，Ａ２における変形や破れの発生を、抑制することができる。

次に、図１のシート積層装置１００による、位置決めされたシート１０の積層動作を、図６を用いて説明する。

スライドプレート３２を図４の左方向に移動させ、図６に示すように、シート積層部８５をシートチャック部６５の直下の位置で停止させる。スライドプレート３２は、図示しないストッパにより、シートチャック部６５におけるシートチャックプレート６６の位置決めチャック穴ＣＡ１，ＣＡ２とシート積層部８５の積層ピンＳＡ１，ＳＡ２の芯が合う位置で停止するように、予め調整されている。

次に、シートチャック部６５の昇降シリンダ６７により、シートチャックプレート６６を下降させ、シート１０の基準穴Ａ１，Ａ２およびシートチャックプレート６６の位置決めチャック穴ＣＡ１，ＣＡ２を、積層ピンＳＡ１，ＳＡ２に嵌合させる。これによって、シート１０は、Ｘ−Ｙ面内において基準位置に位置決めされた状態で、シート積層プレート８６および抜きプレート８７上に乗せられる。次に、シートチャックプレート６６の圧力室６６ａを真空開放して、シート１０をアンチャック（開放）する。最後に、シートチャック部６５の昇降シリンダ６７により、シートチャックプレート６６を上昇させる。

以上の図３〜６に示した操作を必要な複数枚のシート１０で繰り返して、これら複数枚のシート１０を、シート積層プレート８６上に積層する。このように、上記したシート積層装置１００においては、シート位置決め部２０でＸ−Ｙ面内の基準位置に位置決めされたシート１０を、シートチャック部６５を介して昇降する。また、スライド部３０により、シート位置決め部２０とシート積層部８５をＸ−Ｙ面内の基準位置にスライド移動する。これによって、シート位置決め部２０でＸ−Ｙ面内の基準位置に位置決めされたシート１０を、基準位置に位置決めされた状態で、積層ピンＳＡ１，ＳＡ２にシート１０の基準穴Ａ１，Ａ２を嵌合して、基準穴Ａ１，Ａ２を揃えた状態で一枚ずつ積層していくことができる。

積層が終了したシート積層プレート８６上の複数枚のシート１０は、図示しない加熱加圧手段を用いて仮溶着される。仮溶着された複数枚のシート１０の積層体は、抜きプレート８７を上昇させてシート積層装置１００から取り出され、多層基板の製造に供される。

上記シート積層装置１００によれば、シート１０をシート位置決め部２０の位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２やシート積層部８５の積層ピンＳＡ１，ＳＡ２に嵌合する際に無理な力が作用しないため、シート１０の基準穴Ａ１，Ａ２の変形やシート１０の破損を生じることなく、安定した積層が可能となった。また、上記シート積層装置１００によれば、２０枚のシート１０の積層において、各シート１０間の位置ズレを±０.０１ｍｍ以下に抑制することができ、高い位置決め精度を得ることができた。上記シート積層装置１００によれば、カメラと画像認識を用いた位置決めにおいて必須となる平面化が困難な柔軟フィルムや大型のワークであっても、配線パターンに合わせて、基準穴と位置決めピンを適宜設けることで、高精度な積層が可能である。

尚、上記シート積層装置１００におけるシート位置決め部２０は、単独で用いて、位置決めを行うための複数個の基準穴Ａ１，Ａ２が形成された柔軟性のあるシート１０を所定の基準位置に位置決めして配置する、シート位置決め装置とすることができる。このシート位置決め装置は、シートの積層以外にも、種々のシートの位置決めに適用することができる。

以上のようにして、上記したシート位置決め方法および位置決め装置ならびにそれを用いたシート積層装置は、回路パターンが微細化され薄肉化されたシートであっても、位置決め時や積層時に位置ズレや破損が起き難く、製造工数や製造コストが増大することのないシート位置決め方法および位置決め装置ならびにそれを用いたシート積層装置とすることができる。

特に、上記したシート位置決め方法および位置決め装置ならびにそれを用いたシート積層装置は、シート１０が、図７（ａ），（ｂ）に示す熱可塑性樹脂フィルム１の表面に導体パターン２が形成された多層基板形成用の樹脂フィルムで、導体パターン２を底とする有底孔ｈが形成され、有底孔ｈ内に、導電ペースト３が充填されている場合に好適である。

多層基板の製造においては、近年、高多層化と回路パターンの微細化が進んでいる。このため、多層基板の形成に用いる熱可塑性樹脂フィルム１は薄肉化されてきており、それに伴って、熱可塑性樹脂フィルム１自体が破れ易いものとなってきている。また、回路パターンの微細化に伴って、多層基板形成用の樹脂フィルムの位置決めは、高い精度が要求されてきている。特に、有底孔ｈ内に導電ペースト３が充填されている多層基板形成用の樹脂フィルムにあっては、位置決め精度が悪いと、多層基板形成時にショート不良等が発生してしまう。このように厳しい条件が要求されてきている多層基板形成用の樹脂フィルムに対しても、上記シート位置決め方法および位置決め装置ならびにそれを用いたシート積層装置は、位置決め時に位置ズレや破損が起き難く、製造工数や製造コストが増大することのないため、好適に用いることができる。

本発明によるシート位置決め方法および位置決め装置ならびにそれらを用いたシート積層装置を説明するための図で、シート積層装置１００の要部を模式的に示した側面図であり、部分的に断面で図示してある。 図１のシート１０に形成される基準穴Ａ１，Ａ２の径と位置決めピンＰＡ１，ＰＡ２の径の関係を説明する図で、（ａ）は、シート１０における基準穴Ａ（Ａ１，Ａ２）の上面図であり、（ｂ）は、基準穴Ａに対応する位置決めピンＰＡ（ＰＡ１，ＰＡ２）の側面図である。 シート積層装置１００による、シート１０の位置決め動作を説明する図である。 シート積層装置１００による、シート１０の位置決め動作を説明する図である。 図４に示すシート位置決め部２０とシートチャック部６５の配置において、シート位置決め部２０によるシート１０の位置決め方法の動作過程を示す断面図である。 シート積層装置１００による、位置決めされたシート１０の積層動作を説明する図である。 従来のシート積層方法を説明する図で、（ａ）は、多層基板の形成に用いるシート１０の模式的な上面図であり、（ｂ）は、シート１０の模式的な断面図である。また、（ｃ）は、従来のシート積層装置８０の模式的な断面図である。 従来の別のシート積層装置９０の模式的な側面図で、要部を部分的な断面で示した図である。

符号の説明

８０，９０，１００ シート積層装置
１０ シート
Ａ１，Ａ２ 基準穴
２０ シート位置決め部
ＰＡ，ＰＡ１，ＰＡ２ 位置決めピン
ＰＡｓ 小径部
ＰＡｔ テーパ部
ＰＡｋ 基準径部
２１ シート保持プレート
２２ シャフト
２３ プーリ
２４ タイミングベルト
２５ モータ
２６ 昇降シリンダ
３０ スライド部
３１ スライドレール
３２ スライドプレート
４０ ベースプレート
６５ シートチャック部
ＣＡ１，ＣＡ２ 位置決めチャック穴
６６ シートチャックプレート
６６ａ 圧力室
６７ 昇降シリンダ
８５ シート積層部
ＳＡ１，ＳＡ２ 積層ピン
８６ シート積層プレート

Claims (19)

1. 柔軟性のあるシートを、所定の基準位置に位置決めして配置するシート位置決め方法であって、
   前記シートに、前記位置決めを行うための複数個の基準穴を形成し、
   前記基準穴のそれぞれに対応して、基準穴より小さい径の小径部、基準穴と同じ径の基準径部、および前記小径部と前記基準径部をテーパで繋いだテーパ部とを有してなる位置決めピンを、それぞれの対応する基準穴の位置に配置し、
   前記シートの複数個の基準穴に、それぞれ、対応する前記位置決めピンの小径部を貫通させて、当該位置決めピンのテーパ部で基準穴が止まるようにして、前記シートを各位置決めピンのテーパ部上に乗せ、
   前記位置決めピンを、それぞれ、回転させて、前記シートの複数個の基準穴が、それぞれ、対応する位置決めピンの基準径部まで入り込むようにして、前記シートを所定の基準位置に位置決め配置することを特徴とするシート位置決め方法。
2. 前記複数個の基準穴が、全て、同じ径であり、
   前記位置決めピンが、全て、同じ大きさであることを特徴とする請求項１に記載のシート位置決め方法。
3. 前記位置決めピンを、全て、同期して回転させることを特徴とする請求項１または２に記載のシート位置決め方法。
4. 前記シートが、熱可塑性樹脂フィルムの表面に導体パターンが形成された、多層基板形成用の樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシート位置決め方法。
5. 前記シートに、前記導体パターンを底とする有底孔が形成され、前記有底孔内に、導電ペーストが充填されていることを特徴とする請求項４に記載のシート位置決め方法。
6. 位置決めを行うための複数個の基準穴が形成された柔軟性のあるシートを、所定の基準位置に位置決めして配置するシート位置決め装置であって、
   前記シートを保持するためのシート保持プレートと、前記基準穴のそれぞれに対応する位置決めピンとを有してなり、
   前記位置決めピンが、それぞれ、対応する基準穴より小さい径の小径部、対応する基準穴と同じ径の基準径部、および前記小径部と前記基準径部をテーパで繋いだテーパ部とを有してなり、
   前記位置決めピンが、それぞれ、前記基準穴に対応して設けられた前記シート保持プレートにおける貫通穴から突出して、回転可能に支持されてなることを特徴とするシート位置決め装置。
7. 前記複数個の基準穴が、全て、同じ径であり、
   前記位置決めピンが、全て、同じ大きさであることを特徴とする請求項６に記載のシート位置決め装置。
8. 前記位置決めピンが、それぞれ、回転可能に支持されたシャフトに連結され、
   前記シャフトに、それぞれ、プーリが固定され、
   前記プーリが、それぞれ、タイミングベルトにより連結され、
   前記いずれか１個のシャフトに、モータが連結されてなることを特徴とする請求項６または７に記載のシート位置決め装置。
9. 前記シートが、熱可塑性樹脂フィルムの表面に導体パターンが形成された、多層基板形成用の樹脂フィルムであることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のシート位置決め装置。
10. 前記シートに、前記導体パターンを底とする有底孔が形成され、前記有底孔内に、導電ペーストが充填されていることを特徴とする請求項９に記載のシート位置決め装置。
11. 位置決めを行うための複数個の基準穴が設けられた柔軟性のある複数枚のシートを、それぞれ、対応する基準穴を揃えた状態で積層するシート積層装置であって、
    前記シートを所定の基準位置に位置決めして配置するシート位置決め部と、前記位置決めされたシートを把持し、前記基準位置において昇降するためのシートチャック部と、前記シートチャック部に把持されたシートを、前記基準位置において積層するためのシート積層部と、前記シート位置決め部および前記シート積層部を、前記シートチャック部に対向するように、前記基準位置にスライド移動させるためのスライド部とを有してなり、
    前記シート位置決め部が、
    前記シートを保持するためのシート保持プレートと、前記基準穴のそれぞれに対応する位置決めピンとを有してなり、
    前記位置決めピンが、それぞれ、対応する基準穴より小さい径の小径部、対応する基準穴と同じ径の基準径部、および前記小径部と前記基準径部をテーパで繋いだテーパ部とを有してなり、
    前記位置決めピンが、それぞれ、前記基準穴に対応して設けられた前記シート保持プレートにおける貫通穴から突出して、回転可能に支持されてなることを特徴とするシート積層装置。
12. 前記スライド部が、スライドレール上をスライド移動するスライドプレートを有してなり、
    前記スライドプレートの所定位置に、前記シート位置決め部と前記シート積層部が固定されてなることを特徴とする請求項１１に記載のシート積層装置。
13. 前記複数個の基準穴が、全て、同じ径であり、
    前記位置決めピンが、全て、同じ大きさであることを特徴とする請求項１１または１２に記載のシート積層装置。
14. 前記シート位置決め部において、
    前記位置決めピンが、それぞれ、回転可能に支持されたシャフトに連結され、
    前記シャフトに、それぞれ、プーリが固定され、
    前記プーリが、それぞれ、タイミングベルトにより連結され、
    前記いずれか１個のシャフトに、モータが連結されてなることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載のシート積層装置。
15. 前記シート位置決め部において、
    前記シート保持プレートが、前記位置決めピンに対して当該シート保持プレートを昇降するための昇降シリンダに連結されてなることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載のシート積層装置。
16. 前記シートチャック部が、
    前記シートを位置決めされた状態で把持するための、位置決めチャック穴および圧力室が設けられたシートチャックプレートと、前記基準位置において前記シートチャックプレートを昇降するための昇降シリンダとを有してなることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか一項に記載のシート積層装置。
17. 前記シート積層部が、
    前記シートを積層して保持するためのシート積層プレートと、前記基準穴のそれぞれに対応する積層ピンとを有してなり、
    前記積層ピンが、それぞれ、対応する基準穴と同じ径の基準径部を有してなり、
    前記積層ピンが、それぞれ、対応する基準穴の位置で、前記シート積層プレートに支持されてなることを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載のシート積層装置。
18. 前記シートが、熱可塑性樹脂フィルムの表面に導体パターンが形成された、多層基板形成用の樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１１乃至１７のいずれか一項に記載のシート積層装置。
19. 前記シートに、前記導体パターンを底とする有底孔が形成され、前記有底孔内に、導電ペーストが充填されていることを特徴とする請求項１８に記載のシート積層装置。

Images