JP4620638B2 - プリント配線板のレイアップ装置及びレイアップ方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線板のレイアップ装置及びレイアップ方法に関する。

最近、ＩＣ(Integrated Circuit)チップ、抵抗、コンデンサ等の表面実装用電子部品の小型化に伴い、これらを実装するプリント配線板も高密度化が要求されて多層化されるものが多い。このために、４層、６層等の多層プリント配線板、さらに層数が多く最大では５０層にも及ぶ多層プリント配線板が使用される例もある。

このような多層プリント配線板は、例えば、表裏両面にパターンが形成された両面配線板(内層板)と、層間接着剤である板状の材料からなるプリプレグが交互に積層されて構成されている。

内層板とプリプレグの積み重ね作業においては、それぞれの内層板のパターンを合わせて積層すべくレイアップ装置が用いられる。このようなレイアップ装置としては、特許文献１に示すように、内層板を位置決めプレート上に正確に位置決めするために内層板に設けられた認識マークを認識する撮像装置であるカメラと、内層板の平面度を保つべく内層板にテンションを加えるためのチャックとを備えたものがある。
特開平１１−７４６３２号公報

しかしながら、上述した特許文献１のプリント配線板のレイアップ装置及びレイアップ方法では、内層板の位置決めのためのカメラと内層板の平面度を保つためのチャックとをそれぞれ独立して制御せねばならず、プリント配線板のレイアップにおける制御が複雑化するという問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、撮像装置とチャックとを連動させることにより制御を容易にすることができるプリント配線板のレイアップ装置及びレイアップ方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のプリント配線板のレイアップ装置は、
プリント配線板のガイド穴と前記プリント配線板を載置する治具板上に立設されたガイドピンと位置合わせして、前記ガイド穴に前記ガイドピンを挿入して、前記プリント配線板を前記治具板上に積み重ねるプリント配線板のレイアップ装置であって、
前記ガイド穴及び前記ガイドピンの位置を確認するための撮像装置と、
前記プリント配線板を把持してテンションをかけるためのチャックと、
前記撮像装置及び前記チャックを連動させる移動手段とを備えたことを特徴とする。

また、前記プリント配線板を搬送するためのプリント配線板搬送体を備え、
前記プリント配線板搬送体は、前記撮像装置及び前記チャックを有するようにしてもよい。

また、前記撮像装置及び前記チャックを連結する案内部と、
前記案内部を移動させるための案内軸とを備えるようにしてもよい。

また、前記治具板の前記ガイドピンの上面には、前記ガイドピンの位置確認用のマークが形成されているようにしてもよい。

前記位置確認用のマークは穴状であるようにしてもよい。

上記目的を達成するため、本発明のプリント配線板のレイアップ方法は、
プリント配線板のガイド穴と前記プリント配線板を載置する治具板上に立設されたガイドピンとを位置合わせして、前記ガイド穴に前記ガイドピンを挿入して、前記プリント配線板を前記治具板上に積み重ねるプリント配線板のレイアップ方法であって、
前記ガイド穴が形成されたプリント配線板をチャックにより把持する工程と、
前記チャックと、前記ガイド穴及び前記ガイドピンの位置を確認するための撮像装置とを移動手段により連動して移動させて、前記チャックにより前記プリント配線板にテンションをかける工程と、
前記プリント配線板を前記治具板上に搬送する工程と、
前記撮像装置により前記プリント配線板のガイド穴及び前記治具板のガイドピンの画像を撮像する工程と、
前記画像に基づいて、前記プリント配線板の位置を調整することにより、前記プリント配線板のガイド穴と前記治具板のガイドピンとを位置合わせする工程と、
前記プリント配線板のガイド穴に前記治具板のガイドピンを挿入する工程とを備えたことを特徴とする。

また、前記撮像装置及び前記チャックを有するとともに前記プリント配線板を搬送するためのプリント配線板搬送体により、前記プリント配線板を前記治具板上に搬送するようにしてもよい。

また、前記プリント配線板のガイド穴、または、前記治具板のガイドピンの位置に基づいて、前記撮像装置の撮像中心の位置を校正する工程を備えるようにしてもよい。

また、前記撮像装置及び前記チャックを連結する案内部を案内軸上に前記移動手段により移動させるようにしてもよい。

また、前記ガイドピンは上面にマークを有し、該マークを前記ガイドピンの位置確認に用いるようにしてもよい。

また、前記マークは穴状に形成されているようにしてもよい。

本発明によれば、撮像装置とチャックとを連動させることにより制御を容易にすることができるプリント配線板のレイアップ装置及びレイアップ方法を提供することができる。

本発明の実施の形態に係るプリント配線板のレイアップ装置及びレイアップ方法について、以下図１乃至図８を参照して説明する。レイアップ装置は、図５に示すようにパンチングマシン(図示せず)などの穿孔装置によってガイド穴２０ａ〜２０ｄが方形の四隅に明けられた複数枚のエッチング済みの内層用両面プリント配線薄板（内層板）２０を、ガイド穴２０ａ〜２０ｄを治具板３０上のガイドピン３０ａ〜３０ｄに挿入することにより重ねて、それぞれの内層板２０の導体部に形成されたパターンの位置関係を正しく揃えるための装置である。このレイアップでは、内層板２０のガイド穴２０ａ〜２０ｄの穴中心と、治具板３０のガイドピン３０ａ〜３０ｄの軸中心とのＸＹ平面における位置合わせが行われる。

レイアップ装置１は、図４に示すように、内層板２０を搬送するための内層板搬送体１０と、内層板搬送体１０を搬送する搬送部１７と、可動テーブル１８と、可動テーブル１８上で搬送される内層板２０が載置される載置台１９と、治具板３０を運搬するための手動式のコンベヤ２１とを備えている。レイアップ装置１は、筐体３１内に内層板搬送体１０等を備えている。

搬送部１７は、内層板２０のチャック位置とレイアップ位置との間で内層板搬送体１０を搬送するためのものである。搬送部１７は、内層板搬送体１０を搬送するための搬送軸１７ａを備えている。搬送軸１７ａは、複数のモータ７２(図７)により動作する。搬送部１７は、搬送軸１７ａにより、内層板搬送体１０をチャック位置とレイアップ位置との間を搬送させるとともに、搬送軸１７ａが備えた複数のモータ７２により、内層板搬送体１０を上昇、下降及び回転させることもできる。なお、搬送軸１７ａは、内層板搬送体１０の一部を構成する。

可動テーブル１８は、内層板２０が載置された載置台１９を、穿孔装置(図示せず)からの内層板２０の取り出し位置とレイアップ装置１の筐体３１内における内層板２０のチャック位置との間で搬送するためのものである。

治具板３０は方形の四隅にガイドピン３０ａ〜３０ｄが立設されており、それぞれのガイドピン３０ａ〜３０ｄに内層板２０および層間接着剤である板状の材料からなるプリプレグ８０に形成されたガイド穴２０ａ〜２０ｄを挿入することによって内層板２０及びプリプレグ８０を交互に重ねていき、治具板３０上に複数枚の内層板２０およびプリプレグ８０を積層して、多層プリント配線板を形成する。

ガイドピン３０ａ〜３０ｄの上面には、図６に示すように、同軸上に位置決め用のマーク３１１が穴状に形成されている。マーク３１１は、ガイドピン３０とガイド穴２０ａ〜２０ｄとの位置合わせの際に、ガイド穴２０ａ〜２０ｄ及びガイドピン３０ａ〜３０ｄを同一のＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄによって確認し得るようにするためのものである。

コンベヤ２１は、治具板３０をレイアップ装置１へと運搬するとともに、内層板２０がレイアップされた治具板３０をレイアップ装置１から取り出すためのものである。コンベヤ２１は複数の円筒形のローラを備えている。

内層板搬送体１０は、図１〜図３に示すように、内層板２０の四隅をそれぞれ把持するための４つのチャック１１ａ〜１１ｄと、チャック１１ａ〜１１ｄとそれぞれ連動する４つのＣＣＤ（Charge Coupled Devices）カメラ１２ａ〜１２ｄと、チャック１１ａ〜１１ｄ及びＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの間にそれぞれ配設された案内部１５ａ〜１５ｄと、チャック１１ａ〜１１ｄ及びＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄをＸＹ方向にそれぞれ移動自在にする電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹと、チャック１１ａ〜１１ｄ及びＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの案内部１５ａ〜１５ｄをＸＹ方向へそれぞれ案内するための案内軸１４ａ〜１４ｄと、案内軸１４ａ〜１４ｄを介してチャック１１ａ〜１１ｄ及びＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄ全体を搬送、回転、上昇、下降させるための搬送軸１７ａとを備えている。なお、搬送軸１７ａは、図１〜図３においては、わかりやすくするために一部のみ図示する。

４つのチャック１１ａ〜１１ｄは、薄い内層板２０を把持してテンションをかけるためのものである。チャック１１ａ〜１１ｄにより内層板２０を把持してテンションをかけることにより、薄い内層板２０を持ち上げたときに端の一部が垂れ下がるのを防止したり、内層板２０の反りを防止する。チャック１１ａ〜１１ｄは、それぞれ一対の把持部１１１ａ〜１１１ｄを備えている。チャック１１ａ〜１１ｄは、図１に示すように、内層板２０の４つの角部をそれぞれ把持部１１１ａ〜１１１ｄにより挟持する。

４つのＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄは、内層板２０に形成されたガイド穴２０ａ〜２０ｄ及び治具板３０のガイドピン３０ａ〜３０ｄの位置を確認して位置合わせを行うための撮像装置である。
４つのＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄは、それぞれ案内部１５ａ〜１５ｄを介してチャック１１ａ〜１１ｄと連結されているために、チャック１１ａ〜１１ｄのそれぞれと連動してＸＹＺおよびθ方向に移動する。

電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹは、案内部１５ａ〜１５ｄを案内軸１４ａ〜１４ｄ上でＸＹ方向にそれぞれ自在に移動させて、チャック１１ａ〜１１ｄ及びＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄのＸＹ方向の位置をそれぞれ調整する移動手段である。また、電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹは、チャック１１ａ〜１１ｄのＸＹ方向の位置をそれぞれ調整することにより、チャック１１ａ〜１１ｄに把持された内層板２０のガイド穴２０ａ〜２０ｄのＸＹ方向の位置を調整する。

案内部１５ａ〜１５ｄは、図３に示すように、チャック１１ａ〜１１ｄ及びＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの間にそれぞれ固定されている。

搬送軸１７ａは、チャック１１ａ〜１１ｄ及びＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄ全体をチャック位置とレイアップ位置との間で搬送するとともに、θ方向に回転させ、また、上昇、下降させるものである。

ここで、レイアップ装置１を制御するためのハードウェア構成の一例について図６を用いて説明する。制御部６０は、図６に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１と、メモリ６２と、ドライバ６３，ドライバ６４，ドライバ６５，ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６６と、画像処理手段６７と、画像入出力インターフェース６８とを備えている。

ＣＰＵ６１は、レイアップ装置１全体の制御や演算処理を行うものである。メモリ６２には、レイアップ装置１を制御するためのプログラムや制御情報が格納されている。ドライバ６３は、ＣＰＵ６１からの制御信号に応じて、電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹを動作させる。ドライバ６４は、ＣＰＵ６１からの制御信号に応じて、回転モータ７２を動作させる。この回転モータ７２は、搬送軸１７ａを駆動するためのアクチュエータである。ドライバ６５は、ＣＰＵ６１からの制御信号に応じて、チャック１１ａ〜１１ｄを動作させて、内層板２０を把持させ、または、内層板２０の把持を解除させる。ＤＳＰ６６は、ＣＰＵ６１からの制御信号に応じて、ＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄを動作させる。

画像処理手段６７は、ＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄにより撮像された画像を処理する。画像処理手段６７では、内層板２０のガイド穴２０ａ〜２０ｄと治具板３０のガイドピン３０ａ〜３０ｄとの位置合わせ作業を行うために、ＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄによる撮像画像データを基に画像処理を施す。

ＣＰＵ６１には、操作部７０が接続されている。画像入出力インターフェース６８は、ＣＰＵ６１及びＤＳＰ６６に接続されており、ＣＰＵ６１の指示により、ＤＳＰ６６から出力される画像を画像表示部７１に表示する。

ここで、このレイアップ装置１によるレイアップ方法について図７に示したフローチャートに基づいて説明する。
レイアップ作業に先立ち、これからレイアップしようとする内層板２０のサイズに合わせるために、内層板２０に設けられているガイド穴２０ａ〜２０ｄまたはガイドピン３０ａ〜３０ｄが配置されているＸＹ座標情報に基づいて、ＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄのＸＹ平面上の位置を粗調整する。粗調整するためのＸＹ座標情報は、内層板２０に設けられているガイドマークの設計上のＸＹ座標情報に基づいて手動で入力してもよいし、例えばレイアップ作業に先立ってパンチングマシン（図示せず）などの穿孔装置が内層板２０の４隅にガイド穴２０ａ〜２０ｄを加工する際に用いたＸＹ座標情報を受け取り、そのＸＹ座標情報に基づいてＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの位置を粗調整してもよい。具体的には入力されたＸＹ座標情報に基づいて電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹを駆動するための駆動信号の出力を、ＣＰＵ６１はドライバ６３に指示する。ドライバ６３は指示に従って電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹに駆動信号を出力する。電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹによりＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄは所定の位置に位置決めされる。

以上ＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄを、これからレイアップしようとする内層板のサイズに合わせるためにガイド穴２０ａ〜２０ｄのＸＹ座標情報に基づいて調整する方法について述べたが、チャック１１ａ〜１１ｄについても同様に調整をする必要がある。
従来はチャック１１ａ〜１１ｄについてもＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄと同様にガイド穴２０ａ〜２０ｄまたはガイドピン３０ａ〜３０ｄのＸＹ座標情報などに基づいて調整を実施する必要があったが、本実施形態においてはチャック１１ａ〜１１ｄはＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄと連動しているので、ＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄをこれからレイアップしようとする内層板２０のサイズに合わせるための粗調整が完了するとチャック１１ａ〜１１ｄを内層板２０のサイズに合わせるための位置の粗調整も同時に完了する。

より詳細には、内層板２０に設けられているガイド穴２０ａ〜２０ｄは内層板２０の外形に対してそれぞれＸＹ平面において所定の位置関係にある。したがって例えば、ＸＹ平面上におけるガイド穴２０ａの位置を基準として、所定のＸＹ平面上の位置にチャック１１ａを配置すれば内層板２０の外形に対してチャック１１ａは所定の位置関係を持つことができる。この位置関係はガイドピン３０ａ〜３０ｄを基準としても同様である。ここでＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの撮像中心とガイド穴２０ａ〜２０ｄまたはガイドピン３０ａ〜３０ｄとのＸＹ平面上の位置関係を所定の関係になるように調整しているので、チャック１１ａ〜１１ｄのＸＹ平面上の位置をＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄを基準として所定の関係となるように調整しておけば、ＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄのＸＹ平面上の位置調整が完了すると同時にチャック１１ａ〜１１ｄも内層板２０の外形に対して所定の位置関係を持つことができる。

なお、レイアップしようとする内層板２０によってガイド穴２０ａ〜２０ｄと内層板２０の外形とのＸＹ平面上の所定の位置関係は一定ではなく、種々の値をとり得る。そのためＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの粗調整の前にチャック１１ａ〜１１ｄの位置をガイド穴２０ａ〜２０ｄと内層板２０の外形とのＸＹ平面上の所定の位置関係に合わせて調整しておく必要がある。具体的には上述したようにＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄと、ガイド穴２０ａ〜２０ｄまたはガイドピン３０ａ〜３０ｄとはＸＹ平面上において所定の位置関係を持っているので、ＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄを基準としてチャック１１ａ〜１１ｄのＸＹ平面上の位置関係を調整すればよい。

ＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄおよびチャック１１ａ〜１１ｄのＸＹ平面上における位置調整完了後、制御部６０はチャック１１ａ〜１１ｄの先端がこれから把持しようとする内層板２０の外縁と干渉しない位置までチャック１１ａ〜１１ｄを退避させる。具体的には電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹを駆動するための駆動信号の出力を、ＣＰＵ６１はドライバ６３に指示する。ドライバ６３は指示に従って電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹに駆動信号を出力する。電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹによりチャック１１ａ〜１１ｄはＸＹ方向に広げられ、内層板２０の外縁に干渉しない位置まで内層板２０外側に移動する。

次に、搬送部１７により搬送軸１７ａを介して内層板搬送体１０をチャック位置に移動させる。パンチングマシン(図示せず)などの穿孔装置によって内層板２０の四隅にガイド穴２０ａ〜２０ｄが形成された内層板２０は、図４に示すように、載置台１９に載置され可動テーブル１８によって、筐体３１内のチャック位置まで搬送される。
搬送された内層板２０より外側の位置、かつ、内層板２０よりも高い位置でチャック１１ａ〜１１ｄは待機している。

操作部７０により搬送軸１７ａの操作信号がＣＰＵ６１に出力されると、ＣＰＵ６１は、搬送軸１７ａのアクチュエータである回転モータ７２を駆動するための駆動信号の出力をドライバ６４に指示する。ドライバ６４は、指示に従って、回転モータ７２に駆動信号を出力する。回転モータ７２により搬送軸１７ａは、内層板搬送体１０を内層板２０付近の高さまで下降させる(ステップＳ１)。

次に、電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹを駆動するための駆動信号の出力を、ＣＰＵ６１はドライバ６３に指示する。ドライバ６３は、指示に従って、電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹに駆動信号を出力する。電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹによりチャック１１ａ〜１１ｄはＸＹ方向に狭められ、内層板２０の外側の位置から内層板２０付近の位置まで移動する(ステップＳ２)。

次に、チャック１１ａ〜１１ｄにより内層板２０を把持させるための駆動信号の出力をＣＰＵ６１はドライバ６５に指示する。ドライバ６５は、指示に従ってチャック１１ａ〜１１ｄに駆動信号を出力する。チャック１１ａ〜１１ｄの把持部１１１ａ〜１１１ｄにより内層板２０の四隅が把持される(ステップＳ３)。

次に、ＣＰＵ６１は、ドライバ６３を介して電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹにより、チャック１１ａ〜１１ｄを内層板２０の外側の方向に移動させて、内層板２０にテンションをかけて内層板２０の変形を修正する。この状態でチャック１１ａ〜１１ｄと連動するＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの撮像範囲内には内層板２０のガイド穴２０ａ〜２０ｄが位置している。次にＣＰＵ６１は、ドライバ６４を介して回転モータ７２を駆動させて、搬送軸１７ａにより内層板搬送体１０を上昇させる(ステップＳ４)。

ここで、内層板２０にテンションをかける方法について述べる。電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹは、より具体的には、サーボモータ１３ａＸＭ，１３ａＹＭ〜１３ｄＸＭ，１３ｄＹＭにより駆動されている。ＣＰＵ６１はサーボモータ１３ａＸＭ，１３ａＹＭ〜１３ｄＸＭ，１３ｄＹＭのそれぞれの負荷にかかる電流値をドライバ６３を介して検知することが可能である。

ＣＰＵ６１が、ドライバ６３を介して電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹにより、チャック１１ａ〜１１ｄを内層板２０の外側の方向に移動させて、内層板２０にテンションをかけていくと、それぞれを駆動しているサーボモータ１３ａＸＭ、１３ａＹＭ〜１３ｄＸＭ，１３ｄＹＭの通電量が上昇していく。
通電量はサーボモータ１３ａＸＭ、１３ａＹＭ〜１３ｄＸＭ，１３ｄＹＭにかかる負荷に応じて増減するもので、通電量が多いほどテンションも強くなり、通電量が少ないほどテンションは弱くなる。

従って、通電量に閾値を設けて通電量と閾値が所定の関係になったところでサーボモータ１３ａＸＭ，１３ａＹＭ〜１３ｄＸＭ，１３ｄＹＭを停止させれば所定のテンションが内層板２０に加えられている。

次に、ＣＰＵ６１は、ドライバ６４を介して回転モータ７２を駆動させて、搬送軸１７ａにより内層板２０が把持された内層板搬送体１０をレイアップ位置へと搬送する(ステップＳ５)。また、筐体３１内のレイアップ位置に、治具板３０をコンベヤ２１を用いて運搬する。

この状態で、各ガイドピン３０ａ〜３０ｄのＺ軸方向上側にガイド穴２０ａ〜２０ｄが位置している。位置決め用のマーク３１１はガイド穴２０ａ〜２０ｄの直径よりも小さく設定されているので、図６に示すように上方からガイド穴２０ａ〜２０ｄをとおして各ガイドピン３０ａ〜３０ｄの頭に設けられた位置決め用のマーク３１１を見ることができる。

次に、操作部７０からのＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの操作信号がＣＰＵ６１に出力されると、ＣＰＵ６１は、ＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄを駆動するための駆動信号の出力をＤＳＰ６６に指示する。ガイドピン３０ａ〜３０ｄの上面と内層板２０の底面との間のクリアランスと内層板２０の厚さの合計がＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの被写界深度以下になるよう設定されているので、ＤＳＰ６６が指示に従ってＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄに駆動信号を出力すると、ＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄにより内層板２０のガイド穴２０ａ〜２０ｄ及び位置決め用のマーク３１１にピントが合った画像を撮像することができる。(ステップＳ６)。

ところで、搬送軸１７ａが内層板２０をレイアップ位置に搬送する毎に停止する位置には必ずある誤差が生じてしまう。また、内層板２０をチャック１１ａ〜１１ｄが把持する毎に内層板２０とチャック１１ａ〜１１ｄとの位置関係は変化してしまう。このような理由によりＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの撮像中心に対するガイドピン３０ａ〜３０ｄの中心またはガイド穴２０ａ〜２０ｄの中心の位置は所定の誤差をもつことになる。

したがって、たとえばＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの撮像中心とガイドピン３０ａ〜３０ｄの中心との位置関係を所定の値として設定してしまうと、この誤差のためにガイドピン３０ａ〜３０ｄに対して内層板２０に設けられたガイド穴２０ａ〜２０ｄを挿入する位置精度が落ちてしまう。

この問題を解決するために本実施形態においては、たとえば搬送軸１７ａが内層板２０をレイアップ位置に搬送する毎にＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの撮像中心の位置をガイドピン３０ａ〜３０ｄの中心位置と対比して以下に述べるような方法で校正をかけることで解決している。このようにすることで、搬送軸１７ａが内層板２０をレイアップ位置に搬送する毎にＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの撮像中心の位置がずれてしまっても高い位置決め精度を保つことができる。

また、一般にＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを用いて距離等の測定を行なう場合には、イメージセンサを構成する撮像素子のサイズを撮像された物体のサイズで校正する必要が有る。本実施形態においてもこうした校正を行なう必要がある。特に本実施形態の場合はＣＣＤカメラ１台だけでなくＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの相互の関係についても校正が必要である。

校正は位置決め用のマーク３１１、またはガイド穴２０ａ〜２０ｄを用いて行なう。
本実施形態においては治具板３０のガイドピン３０ａ〜３０ｄに設けられた位置決め用のマーク３１１を用いるものとする。位置決め用のマーク３１１を用いる場合は位置決め用のマーク３１１のＸＹ座標情報やマークの形状情報を予めメモリ６２に入力しておく。

治具板３０のガイドピン３０ａ〜３０ｄに設けられた位置決め用のマーク３１１の撮像データに基づいて、画像処理手段６７を用いて位置決め用のマーク３１１の中心とＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄそれぞれの撮像中心とのＸＹ座標上のずれ量とを計算して、両者の位置関係を校正する（ステップＳ７）。

このようにすることで、搬送軸１７ａにより内層板２０が把持された内層板搬送体１０をレイアップ位置へと搬送した場合、内層板搬送体１０が毎回同じ場所に戻ってこずに微小にずれていても、その都度ＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの位置をガイドピン３０ａ〜３０ｄを用いて校正することができる。

本実施形態においてはガイドピン３０ａ〜３０ｄを用いて校正する方法を述べたが、ガイド穴２０ａ〜２０ｄを用いて校正することも可能である。その場合もガイド穴２０ａ〜２０ｄの位置関係や穴径を予めメモリ６２に入力しておく。またはレイアップ作業に先立ってパンチングマシン（図示せず）などの穿孔装置が内層板２０の４隅にガイド穴２０ａ〜２０ｄを加工する際に用いたＸＹ座標情報および穴径データをメモリ６２に受け取るようにしてもよい。

次にＣＰＵ６１は、ガイド穴２０ａ〜２０ｄ及びガイドピン３０ａ〜３０ｄのマーク３１１の撮像データに基づいて、ガイド穴２０ａ〜２０ｄそれぞれの穴中心とマーク３１１との関係を画像処理手段６７を用いて計算して、ドライバ６３を介して電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹを動作させて内層板２０を移動させ、ガイド穴２０ａ〜２０ｄと、ガイドピン３０ａ〜３０ｄのマーク３１１とのＸＹ平面上の位置関係を調整する（ステップＳ８）。

次に、ＣＰＵ６１が画像入出力インターフェース６８に、ＤＳＰ６６が出力する位置合わせのための画像を画像表示部７１に出力することを指示する。画像入出力インターフェース６８は、その指示に基づいて、画像表示部７１にＤＳＰ６６からの位置合わせのための画像を表示する(ステップＳ９)。作業者は画像表示部７１に表示された位置合わせのための画像に基づいて、ガイド穴２０ａ〜２０ｄとガイドピン３０ａ〜３０ｄとの位置合わせの確認を行う。

また、ＣＰＵ６１は、ＤＳＰ６６が出力するＣＣＤカメラ１２ａ〜１３ｄの画像データ信号に基づいて画像処理手段６７を用いて、ガイド穴２０ａ〜２０ｄとガイドピン３０ａ〜３０ｄとの位置ずれ量を測定させる(ステップＳ１０)。

測定した位置ずれ量に基づいて、ガイド穴２０ａ〜２０ｄとガイドピン３０ａ〜３０ｄとの位置合わせが十分であるか否かを判定する(ステップＳ１１)。ガイド穴２０ａ〜２０ｄとガイドピン３０ａ〜３０ｄとの位置合わせが不十分であり完了していなければ(ステップＳ１１；Ｎｏ)、ステップＳ８〜ステップＳ１１を繰り返す。

一方、測定した位置ずれ量に基づいて、ガイド穴２０ａ〜２０ｄとガイドピン３０ａ〜３０ｄとの位置合わせが完了したと判定したら(ステップＳ１１；Ｙｅｓ)、ＣＰＵ６１は、ドライバ６４を介して回転モータ７２を駆動させて、搬送軸１７ａにより内層板搬送体１０を下降させて、内層板２０のガイド穴２０ａ〜２０ｄに治具板３０のガイドピン３０ａ〜３０ｄを挿入させる(ステップＳ１２)。この挿入の後、ＣＰＵ６１は、ドライバ６５を介してチャック１１ａ〜１１ｄの把持部１１１ａ〜１１１ｄによる内層板２０の把持を解除する。これにより、治具板３０上に内層板２０が載置される(ステップＳ１３)。

治具板３０上に載置された内層板２０の上に、穿孔装置によって位置決め穴が四隅に明けられたプリプレグ８０(図４)を手動で載置する。次に、レイアップすべき内層板２０があるかどうかを判定する(ステップＳ１４)。レイアップすべき内層板２０があれば(ステップＳ１４；Ｙｅｓ)、ステップＳ１に戻ってレイアップ作業を行う。レイアップすべき内層板２０が尽きると(ステップＳ１４；Ｎｏ)、動作を終了する。

このように本実施の形態のプリント配線板のレイアップ装置及びレイアップ方法では、ＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄとチャック１１ａ〜１１ｄとを案内部１５ａ〜１５ｄを介して連結することにより連動させるようにしたので、それぞれを独立して制御する必要がなくなり容易に制御することができる。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、本実施形態ではＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄを４台備えた例について説明したが、ＣＣＤカメラは２台以上備えていればよく、また、４台より多く備えるようにしてもよい。

また、本実施形態では、チャック１１ａ〜１１ｄを備えた例について説明したが、チャックはこの実施形態より多い数備えるようにしてもよい。

また、本実施形態では、ＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄ及びチャック１１ａ〜１１ｄのＸＹ方向の位置の調整には電動シリンダ１３ａＸ，１３ａＹ〜１３ｄＸ，１３ｄＹを用いる例について説明したが、ＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄ及びチャック１１ａ〜１１ｄのＸ方向(搬送方向)の位置の調整に搬送軸１７ａを用いるようにしてもよい。また、この場合には、Ｙ方向にも位置調整可能にするために駆動軸を追加するようにしてもよい。

また、本実施形態では、治具板３０上に載置された内層板２０の上に手動でプリプレグ８０を載置する例について説明したが、プリプレグ８０を自動にて搬送して載置するようにしてもよい。

また、本実施形態では、治具板３０上に設けられたガイドピン３０ａ〜３０ｄを用いてＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの位置を校正する例について説明したが、ＣＣＤカメラ１２ａ〜１２ｄの位置の校正は、搬送軸１７ａにより内層板２０が把持された内層板搬送体１０をレイアップ位置へと搬送した場合に、内層板搬送体１０が戻ってくる精度が要求される精度を満足している場合は省略してもよい。

また、本実施形態では、ガイドピン３０ａ〜３０ｄの上面にマーク３１１を形成する例について説明したが、このマーク３１１を必ずしも形成する必要はない。

また、本実施形態では、ガイドピン３０ａ〜３０ｄの上面に設けたマーク３１１は穴形状を例として説明したが、このマーク３１１は穴形状である必要はない。

本発明の実施形態に係るレイアップ装置を構成する内層板搬送体の構成を表す分解斜視図である。 図１に示した内層板搬送体の平面図である。 図１に示した内層板搬送体の正面図である。 本発明の実施形態に係るレイアップ装置の構成を表す概略図である。 内層板のガイド穴と治具板のガイドピンとの位置合わせを説明するための斜視図である。 治具板のガイドピンに形成されたガイドマークを説明するための平面図である。 本発明の実施形態に係るレイアップ装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るレイアップ装置の動作の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ レイアップ装置
１０ 内層板搬送体
１１ａ〜１１ｄ チャック
１２ａ〜１２ｄ ＣＣＤカメラ
１３ａＸ〜１３ｄＹ 電動シリンダ
１４ａ〜１４ｄ 案内軸
１５ａ〜１５ｄ 案内部
１７ 搬送部
１７ａ 搬送軸
２０ 内層板
２０ａ〜２０ｄ ガイド穴
３０ 治具板
３０ａ〜３０ｄ ガイドピン
３１１ マーク
６０ 制御部
７２ 回転モータ
８０ プリプレグ

Claims (11)

1. プリント配線板のガイド穴と前記プリント配線板を載置する治具板上に立設されたガイドピンと位置合わせして、前記ガイド穴に前記ガイドピンを挿入して、前記プリント配線板を前記治具板上に積み重ねるプリント配線板のレイアップ装置であって、
   前記ガイド穴及び前記ガイドピンの位置を確認するための撮像装置と、
   前記プリント配線板を把持してテンションをかけるためのチャックと、
   前記撮像装置及び前記チャックを連動させる移動手段とを備えたことを特徴とするプリント配線板のレイアップ装置。
2. 前記プリント配線板を搬送するためのプリント配線板搬送体を備え、
   前記プリント配線板搬送体は、前記撮像装置及び前記チャックを有することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板のレイアップ装置。
3. 前記撮像装置及び前記チャックを連結する案内部と、
   前記案内部を移動させるための案内軸とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のプリント配線板のレイアップ装置。
4. 前記治具板の前記ガイドピンの上面には、前記ガイドピンの位置確認用のマークが形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプリント配線板のレイアップ装置。
5. 前記位置確認用のマークは穴状であることを特徴とする請求項４に記載のプリント配線板のレイアップ装置。
6. プリント配線板のガイド穴と前記プリント配線板を載置する治具板上に立設されたガイドピンとを位置合わせして、前記ガイド穴に前記ガイドピンを挿入して、前記プリント配線板を前記治具板上に積み重ねるプリント配線板のレイアップ方法であって、
   前記ガイド穴が形成されたプリント配線板をチャックにより把持する工程と、
   前記チャックと、前記ガイド穴及び前記ガイドピンの位置を確認するための撮像装置とを移動手段により連動して移動させて、前記チャックにより前記プリント配線板にテンションをかける工程と、
   前記プリント配線板を前記治具板上に搬送する工程と、
   前記撮像装置により前記プリント配線板のガイド穴及び前記治具板のガイドピンの画像を撮像する工程と、
   前記画像に基づいて、前記プリント配線板の位置を調整することにより、前記プリント配線板のガイド穴と前記治具板のガイドピンとを位置合わせする工程と、
   前記プリント配線板のガイド穴に前記治具板のガイドピンを挿入する工程とを備えたことを特徴とするプリント配線板のレイアップ方法。
7. 前記撮像装置及び前記チャックを有するとともに前記プリント配線板を搬送するためのプリント配線板搬送体により、前記プリント配線板を前記治具板上に搬送することを特徴とする請求項６に記載のプリント配線板のレイアップ方法。
8. 前記プリント配線板のガイド穴、または、前記治具板のガイドピンの位置に基づいて、前記撮像装置の撮像中心の位置を校正する工程を備えたことを特徴とする請求項６または７に記載のプリント配線板のレイアップ方法。
9. 前記撮像装置及び前記チャックを連結する案内部を案内軸上に前記移動手段により移動させることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載のプリント配線板のレイアップ方法。
10. 前記ガイドピンは上面にマークを有し、該マークを前記ガイドピンの位置確認に用いることを特徴とする請求項６乃至９いずれか１項に記載のプリント配線板のレイアップ方法。
11. 前記マークは穴状に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のプリント配線板のレイアップ方法。

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