JP5162628B2 - 基板連結部材取り付け治具および取り外し治具 - Google Patents

Description

本発明は、基板連結部材取り付け治具および取り外し治具に関し、特に両面プリント基板に電子部品を実装する基板実装装置に用いる基板連結部材取り付け治具および取り外し治具に関する。

この種の基板実装はＳＭＴ(surface mount technology ：表面実装技術) と称され、（１）プリント基板の表面のパターンの位置を認識するパターン位置認識工程と、（２）その認識したパターンの位置に基づいてプリント基板上の配線端子にクリーム状の半田を印刷する印刷工程と、（３）そのクリーム状の半田を印刷した配線端子に所定の電子部品を載置する部品載置工程と、（４）プリント基板全体を高温（一例として２６０度Ｃ）に加熱して半田を溶解し電子部品を固着する部品固着工程とを含んでおり、両面プリント基板の場合は、裏面についても同様の処理を行っている。

すなわち、ライン１でまず所定枚数分のプリント基板の認識、印刷、載置および固着処理を行い、それが終了後それらの基板を裏返し、ライン２で同様の処理を行っている。このように、両面プリント基板の実装にはプリント基板枚数分の認識、印刷、載置および固着処理が必要であり、しかも表裏別々に処理するため２つのラインを必要としている。もっとも、１つのラインで２回繰返して処理することも可能であるが、要するに２回の処理を必要としている。

一方、これらの処理の効率化を図るため、プリント基板を２枚連結し、２枚を一単位として電子部品の実装を行うとともに、連結部材としてプレートおよびそのプレートを止めるためのピンを用いる発明が開示されている。また、プレートの代わりにテープを用いることも開示されている（特許文献１参照）。

また、プリント基板に電子部品を実装する基板実装装置であって、同一仕様の２枚のプリント基板のうちの一方のプリント基板の基板端面と、他方のプリント基板の基板端面とを、互いに異なる面が上となるように連結し、かつ両基板端面を連結する連結部材を含む基板実装装置が開示されている（特許文献２参照）。

また、２枚のプリント基板を連結部材として、楔形状のものが開示されている（特許文献３〜７参照）。また、連結部材として、テープ状のものが開示されている（特許文献１および８参照）。また、プリント基板の一辺に楔を設ける技術が開示されている（特許文献９および１０参照）。

特開平１０−０２２６９９号公報（段落００１０，００１４、００１６、図１および図２参照） 特開２００３−２２９６５６号公報 特開２００２−２３２１０６号公報 実開平０１−１６７０７５号公報 特開２００４−３１１９０８号公報 実開昭５０−０２８２４６号公報 実開平０１−０７３９６５号公報 特開２００３−２４９７４１号公報 特開２００２−０５０８４３号公報 特開２００２−２６１４３６号公報

上記文献１記載の発明によればプリント基板を２枚ずつ処理することが可能となり、これにより処理時間を半減させることが可能となる。

一方、上記文献１に２枚のプリント基板をテープで連結する旨が記載されているが、テープで連結した場合、そのテープの伸張等により基板の取り付け位置にずれが生じ、それが基板の処理工程に支障をきたすという欠点がある。

たとえば、従来、プリント基板のテープ止めは、まず治具上で２枚のプリント基板の位置決めを行った後、プリント基板間にテープを貼付し、その後プリント基板のテープ貼付部分を持ち上げてプリント基板を治具から取り外している。このように、プリント基板のテープ貼付部分を持ち上げるため、持ち上げた時にテープに伸張等が発生する。このため、２枚のプリント基板の相互位置関係に狂いが生じ、当初想定したプリント基板の位置決め精度が得られなくなるという欠点がある。

従来の２枚ずつプリント基板を処理する場合のパターン位置認識工程は、１枚目のプリント基板でパターン位置を認識および測定し、その結果から２枚目のプリント基板のパターン位置を推定している。このため、２枚目のプリント基板のパターン位置が当初想定した位置からずれると、それ以降の工程である半田印刷および部品載置において位置ずれが生じ、プリント基板の品質が低下するという欠点がある。

一方、上記文献１にプレートとピンでプリント基板を連結する旨が記載されており、この方法によればテープのような伸びを防止することは可能であるが、連結部材としてプレート１枚とピン４個が必要となり、プレートへピンを取り付ける工程およびそのプレートをプリント基板へ取り付ける工程が必要となり、部品点数およびコストならびに工程数が増加するという欠点がある。

また、上記文献１記載の発明の目的に、プリント基板の位置決め精度の向上が挙げられていないため、このプレートとピンによりプリント基板の位置決め精度の向上が図れるか否かは定かでない。

また、上記文献１記載の発明では、前述のとおり、プリント基板を２枚ずつ処理することにより、処理時間を半減させることが可能となるものの、両面プリント基板の実装に２ラインもしくは１ラインで２回の繰り返し処理が必要になるという欠点は未だ解消されない。また、１ラインで２回の繰り返し処理を行う場合は、ライン設定を基板の裏面用と表面用とに切り替える処理がさらに必要になるという欠点がある。

また、上記文献１〜１０記載の発明のいずれにも、プリント基板に連結部材を嵌め込むために、２つのプリント基板を位置決めする基板連結部材取り付け治具およびプリント基板に取り付けた基板連結部材を取り外す基板連結部材取り外し治具に関する記載はない。

そこで本発明の目的は、プリント基板の位置決め精度の向上と、基板実装処理の高効率化と、部品点数およびコストならびに工程数の削減を図ることが可能な基板連結部材取り付け治具および取り外し治具を提供することにある。

前記課題を解決するために本発明による基板連結部材取り付け治具は、各々同一仕様でかつ互いに対向する端面側に鍵穴形状の切り欠き部が形成された２枚のプリント基板を、前記２枚のプリント基板各々の互いに異なる面が上となるように、前記２枚のプリント基板各々の前記切り欠き部に嵌め込まれる眼鏡形状の楔にて互いに連結する基板実装において、
前記２枚のプリント基板各々が載置される基台に、
所定位置において前記２枚のプリント基板各々を連結した状態で固定するためのＬ字形状の基板位置決め部材と、
前記基板位置決め部材にて固定された前記２枚のプリント基板各々の前記切り欠き部に前記楔を嵌め込む際の当該楔の位置決めを行うための２本のピン部材と
を設け、
前記２本のピン部材は、前記楔の両端に設けた異なる形状の２つの貫通孔にそれぞれ貫通する形状としたことを特徴とする。

また、本発明による基板連結部材取り外し治具は、各々同一仕様でかつ互いに対向する端面側に鍵穴形状の切り欠き部が形成された２枚のプリント基板を、前記２枚のプリント基板各々の互いに異なる面が上となるように、前記２枚のプリント基板各々の前記切り欠き部に嵌め込まれる眼鏡形状の楔にて互いに連結する基板実装において、
前記２枚のプリント基板各々の前記切り欠き部に嵌め込まれた前記楔の両端に設けた異なる形状の２つの貫通孔にそれぞれ貫通する形状の２本のピン部材と、
前記２本のピン部材を嵌め込んだ状態で前記楔を押圧して当該楔を前記切り欠き部から取り外すための座金部材と
を含むことを特徴とする。

本発明によれば、２枚のプリント基板のうちの一方の基板端面と他方の基板端面とを楔で連結する。また、２枚の両面プリント基板のうちの一方の基板端面と他方の基板端面とを、互いに異なる面が上となるように連結し、１つのラインでプリント基板の両面の処理を同時に行う。

本発明によれば、２枚のプリント基板のうち、一方のプリント基板の基板端面と、他方のプリント基板の基板端面とを楔で連結したため、テープで連結した場合にプリント基板を治具から取り外す際に発生するテープの「伸び」を防止することができ、これによりプリント基板の位置決め精度を向上させることが可能となる。また、連結部材がテープのような貼付部材でないため反復使用が可能となる。

また、２枚の両面プリント基板のうち、一方のプリント基板の基板端面と、他方のプリント基板の基板端面とを、互いに異なる面が上となるように連結し、１つのラインでプリント基板の両面の処理を同時に行う構成であるため、基板実装処理の高効率化を図ることが可能となる。

また、本発明の楔は一体成型可能な形状であり、板金の連続抜き打ち等により高精度にかつ大量に生産することが可能であるため、特許文献１に示す一体成型が困難なプレート１枚とピン４個からなる連結部材に比べ、部品点数およびコストならびに工程数の削減を図ることが可能となる。

本発明に係る基板実装装置に用いるプリント基板の一例の構成図である。 本発明に係る基板実装装置に用いる両面実装プリント基板の一例の構成図である。 本発明に係る基板実装装置に用いる両面実装プリント基板の他の一例の構成図である。 切り欠き部の一例の詳細を示す平面図である。 本発明に係る基板連結部材の一例の平面図である。 プリント基板に楔を嵌め込んだ状態の一例を示す平面図である。 位置認識用パターンの一例が設けられた２枚のプリント基板の一例の平面図である。 位置認識用パターンの他の一例が設けられた２枚のプリント基板の一例の平面図である。 プリント基板の他の一例を示す部分平面図である。 プリント基板の他の一例を示す平面図である。 基板連結部材およびプリント基板の他の一例の平面図である。 基板連結部材をプリント基板に嵌め込む手順の一例を示す説明図である。 基板連結部材をプリント基板に嵌め込む手順の一例を示す説明図である。 基板連結部材をプリント基板に嵌め込む手順の一例を示す説明図である。 基板連結部材をプリント基板に嵌め込む手順の一例を示す説明図である。 本発明に係るプリント基板の実装方法の一例の概要を示す図である。 本発明に係るプリント基板の実装方法の一例を示す模式図である。 本発明に係るプリント基板の実装方法の一例を示す模式図である。 本発明に係るプリント基板の実装方法の一例の概要を示す図である。 本発明に係るプリント基板の実装方法の一例の概要を示す図である。 本発明に係るプリント基板の実装方法の一例の概要を示す図である。 本発明に係るプリント基板の実装方法の一例の概要を示す図である。 本発明に係るプリント基板の実装方法の一例の概要を示す図である。 本発明に係るプリント基板の実装方法の一例の概要を示す図である。 同実装方法の一例を示すフローチャートである。 同実装方法の一例を示すフローチャートである。 基板連結部材の取り付け治具の一例の斜視図である。 治具を用いてプリント基板に基板連結部材（楔３１）を嵌め込んだ場合の一例を示す斜視図である。 基板連結部材の取り外し治具の一例の縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。

図１は本発明に係る基板実装装置に用いるプリント基板の一例の構成図である。同図を参照すると、折り曲げ部１５３を境としてプリント基板１５１と、プリント基板１５２とに分離可能な一体形成プリント基板（通称「割り基板」）の一例が表示されている。

折り曲げ部１５３は一例として、いわゆる「ミシン目」をプリント基板１５１、１５２の境界に設けたものであり、この折り曲げ部１５３を境としてプリント基板１５１、１５２を折り曲げ、分離することが可能である。

このプリント基板１５１、１５２の配線パターンと実装する電子部品は同一なものを想定している。したがって、本発明によれば、プリント基板１５１、１５２を連結した状態で電子部品の実装を行うことにより、２枚のプリント基板１５１、１５２に対する電子部品の実装を１ラインの処理で完了させることができ、これにより基板実装処理の高効率化を図ることが可能となる。

また、例えば、従来プリント基板１５１に設けた位置認識用パターン（これについては後述する）を基に、このプリント基板１５１とテープで接続されたプリント基板１５２のパターン位置を計算により推定していたが、本発明では一体形成されたプリント基板１５１、１５２を用いているため、プリント基板１５１、１５２間で相対的な位置ずれは発生しない。したがって、プリント基板１５１に対するプリント基板１５２の位置決め精度を従来よりも向上させることが可能となる。

また、プリント基板１５１、１５２を両面プリント基板で構成し、そのＡ面同士が同一パターン、その裏面のＢ面同士も同一パターンとし、実装する電子部品も同一とするとともに、プリント基板１５１のＡ面とプリント基板１５２のＢ面とが上となるように一体形成すれば、１ラインでプリント基板の両面の処理を同時に行うことが可能となり、これによりさらに基板実装処理の高効率化を図ることが可能となる。

図２は本発明に係る基板実装装置に用いる両面実装プリント基板の一例の構成図である。同図を参照すると、プリント基板１、２が表示されている。プリント基板１、２は同一形状かつ同一パターンのプリント基板であり、それぞれのプリント基板１、２の基板端面１１、２１を対向させた状態で配置されている。

これらプリント基板１、２の基板端面１１、２１には、それぞれ対向する鍵穴形状の切り欠き部１２と２２、および切り欠き部１３と２３とが形成されている。

なお、プリント基板１、２についてＡ面あるいはＢ面のどちらの面を上にするかは任意に設定が可能である。

図３は本発明に係る基板実装装置に用いる両面実装プリント基板の他の一例の構成図である。同図を参照すると、このプリント基板１、２が図２記載のプリント基板１、２と異なる点は、プリント基板１はＢ面が上、プリント基板２はＡ面が上となるよう予め設定されている点であり、その他は図２と同様である。したがって、図２の構成部分と同様の構成部分には同一番号を付し、その説明を省略する。

同図を参照すると、Ｂ面はＡ面の裏面であることを示している。プリント基板１、２の基板端面１１、２１の中間に仮想回転軸２０を設けている。すなわち、プリント基板２（Ａ面）を仮想回転軸２０を軸として１８０度左に回転させたものがプリント基板１（Ｂ面）である。

図４は切り欠き部の一例の詳細を示す平面図である。なお同図には一例として図２および図３に示す切り欠き部２２が示されているが、切り欠き部２３も同様であり、また切り欠き部１２、１３は切り欠き部２２、２３を仮想回転軸２０を軸として１８０度左に回転させたものであり、形状および寸法は切り欠き部２２、２３と同様である。

図４を参照すると、切り欠き部２２は円形切り欠き部２２ａと、直線切り欠き部２２ｂとから構成され鍵穴形状をなしている。また、円形切り欠き部２２ａは直径がφＪであり、直線切り欠き部２２ｂの開口長はＫである。

図５は本発明に係る基板連結部材の一例の平面図である。同図を参照すると、基板連結部材は一例として楔３１で構成される。楔３１は眼鏡形状をなし、両端部に貫通孔３２、３３を有している。また、貫通孔３２側の外周３４は一例として８角形に形成されており、突起３４ａ〜３４ｇを有している。同様に、貫通孔３３側の外周３５も８角形に形成されており、突起３５ａ〜３５ｇを有している。これら両端部は中央部３６を介して一体形成されている。なお、貫通孔３２側の外周３４のもう一つの突起（図示しない３４ｈ）は中央部３６に吸収されている。同様に、貫通孔３３側の外周３５のもう一つの突起（図示しない３５ｈ）も中央部３６に吸収されている。

一方、貫通孔３２の直径はφＣ、外周３４の対角線の長さはＤ、貫通孔３３の直径はφＥ、外周３５の対角線の長さは外周３４と同様でＤ、楔３１の中央部３６の幅はＦ、貫通孔３２、３３間の距離はＧである。

長さの関係は、Ｊ＜Ｄ、かつＣ＞Ｅであるところに特徴がある。具体的に説明すると、プリント基板２の切り欠き部２２の円形切り欠き部２２ａの直径Ｊは楔３１の外周３４、３５の対角線の長さＤよりやや短く形成されている。

すなわち、楔３１の右側端部を円形切り欠き部２２ａに嵌め込んだとき、楔３１の突起３５ａ〜３５ｇの先端が円形切り欠き部２２ａに食い込む程度の長さにＪおよびＤは設定されている。楔３１の左側端部についても同様である。

一例として、貫通孔３２の直径φＣ＝１．５ｍｍ、外周３４の対角線の長さＤ＝３．７ｍｍ、貫通孔３３の直径φＥ＝１．２ｍｍ、外周３５の対角線の長さＤ＝３．７ｍｍ、楔３１の中央部３６の幅Ｆ＝２．３０ｍｍ、貫通孔３２、３３間の距離Ｇ＝５．６ｍｍ、円形切り欠き部２２ａの直径φＪ＝３．６ｍｍ、直線切り欠き部２２ｂの開口長Ｋ＝２．４ｍｍである。

また、楔３１の突起３４ａ〜３４ｇの位置と、突起３５ａ〜３５ｇの位置とが左右対称に形成されていないことも本発明の特徴である。これは楔３１の貫通孔３２の直径と、貫通孔３３の直径とが同一に形成されていないことと同期している。

これは、後述するが、プリント基板１を左側、プリント基板２を右側に位置決めし、楔３１で両者を一旦連結して電子部品の実装を行った後、プリント基板１，２を切り離し、プリント基板１を裏返して右側、新規のプリント基板を左側に位置決めして再度楔３１で両者を連結することを考慮したものである。すなわち、プリント基板１は最初左側に、次いで右側に位置決めされることになる。

すなわち、プリント基板１の円形切り欠き部２２ａについて観察すると、プリント基板１が左側に位置決めされたときは楔３１の左側の突起３４ａ〜３４ｇと接触するが、右側に位置決めされたときは楔３１の右側の突起３５ａ〜３５ｇと接触することになる。したがって、楔３１の突起３４ａ〜３４ｇおよび突起３５ａ〜３５ｇの位置が左右対称に形成されていたとすると、プリント基板１を裏返した際プリント基板１の円形切り欠き部２２ａの壁面に楔３１の突起３４ａ〜３４ｇおよび突起３５ａ〜３５ｇが２度同じ位置に点接触することになり、これが楔３１のいわゆる「がたつき」発生の一因となりうる。これを防止するため、楔３１の突起３４ａ〜３４ｇおよび突起３５ａ〜３５ｇの位置は左右非対称に形成されている。

図６はプリント基板に楔を嵌め込んだ状態の一例の平面図である。同図はプリント基板１、２に楔３１を嵌め込み両者を連結した状態を示している。

楔３１の左右外周３４、３５は多角形に形成され、その対角線の長さＤは切り欠き部２２の円形切り欠き部２２ａの直径Ｊよりわずかに長く設定されているため、楔３１を切り欠き部２２に嵌め込んで固定することが可能となる。

一方、貫通孔３２側の突起３４ａ〜３４ｇの位置は貫通孔３３側の突起３５ａ〜３４ｇの位置と異なるよう形成されるため、２度にわたる楔３１の嵌め込みで、プリント基板１、２の切り欠き部２２の円形切り欠き部２２ａの壁面の同じ位置に傷が付くのを防止することが可能となる。

次に、貫通孔３２の直径と貫通孔３３の直径が異なるよう形成されている理由について説明する。楔３１は、治具上にプリント基板１、２を位置決めした状態で、治具上に予め位置決めして設けられたピンをその貫通孔３２、３３に通すことにより、プリント基板１、２間に嵌め込まれる。

これをプリント基板１について観察すると、最初プリント基板１は左側に位置決めされて、楔３１の左側の突起３４ａ〜３４ｇがプリント基板１の円形切り欠き部２２に嵌め込まれる。次に、プリント基板１は１８０度軸回転された後、右側に位置決めされて、楔３１の右側の突起３５ａ〜３５ｇがプリント基板１の円形切り欠き部２２に嵌め込まれる。ここで、プリント基板１を１８０度軸回転させた後、楔３１が誤って左右逆向きにプリント基板１の円形切り欠き部２２に嵌め込まれたとすると、プリント基板１の円形切り欠き部２２には楔３１の左側の突起３４ａ〜３４ｇが２度続けて嵌め込まれることになる。

そこで楔３１が誤って左右反対に嵌め込まれるのを防止するために、楔３１の貫通孔３２の直径と貫通孔３３の直径とが異なるよう形成されている。もちろん、この貫通孔３２、３３の直径に対応させて、この貫通孔３２、３３に通すピンの直径も異なるよう形成されている。

なお、基板連結部材（楔３１）の厚さはプリント基板１および２の厚さよりも薄くすることが望ましい。その理由は、半田印刷時の半田マスクをプリント基板１、２に密着しやすくするためである。

また、基板連結部材（楔３１）の材質は、プリント基板と同様の材質（一例として、ガラスエポキシ材）で構成することが可能であるが、他の樹脂あるいは金属で構成することも可能である。また、第２実施例の基板連結部材（楔３１）は一体成型可能な形状であるため、板金の連続抜打ちにより、高精度にかつ大量に生産することが可能である。また、基板連結部材の反復使用が可能である。

また、第２実施例ではプリント基板の切り欠き部１２、１３、２２、２３の一例として、基板連結部材（楔３１）の突起との接触部分が円形の内壁となるものを挙げたが、これに限定されるものではなく、その接触部分が平面状の内壁、すなわち切り欠き部が多角形であってもよい。

また、第２実施例ではプリント基板を２枚連結する例について説明したが、これに限定されるものではなく、３枚以上連結することも可能である。すなわち、図２および図３を参照すると、プリント基板１および２の片方の辺だけに切り欠き部１２、１３、２２、２３が設けられているが、これを両方の辺に設けることにより３枚以上の連結が可能となる。

また、基板の連結にテープを用いた場合は、基板連結精度の向上は図れないものの、両面プリント基板の電子部品の実装の効率化を図ることは可能である。

また、特許文献１に記載のテープ貼付の場合は、前述したように、１枚目のプリント基板でパターン位置を認識および測定し、その結果から２枚目のプリント基板のパターン位置を推定している。

これに対し、本発明では基板連結部材を用いることにより、２枚のプリント基板間の位置決め精度を従来のテープ貼付の場合に比べて向上させることができる。

その理由は、テープ貼付により連結された２枚のプリント基板のテープ貼付部分を持ち上げて、その２枚のプリント基板を治具から取り外すと、テープに伸びが発生するが、本発明のように基板連結部材で２枚のプリント基板を連結した場合はこのような伸びは発生しないためである。また、基板連結部材の両端がプリント基板の切り欠き部に食い込む構成であるため、「がたつき」が発生しないためである。

つぎに、プリント基板の位置認識用パターンについて説明する。図７は位置認識用パターンの一例が設けられた２枚のプリント基板の一例の平面図、図８は位置認識用パターンの他の一例が設けられた２枚のプリント基板の一例の平面図である。

図７を参照すると、プリント基板１の上端の左右に、一例として黒丸で表示された位置認識用パターン１４１、１４２が設けられ、同プリント基板１の下端の右に、一例として黒丸で表示された位置認識用パターン１４３が設けられている。この位置認識用パターン１４１〜１４３は位置認識装置で認識が可能であれば黒丸ではなく他の形状もしくは他の色で構成することも可能である。また、位置認識用パターンの数も３個に限定されるものではなく、個数は任意である。

ラインでのプリント基板１、２への電子部品の実装に際し、ライン上にてＣＣＤ（Charge Coupled Device ）等の位置認識装置を用いてこの位置認識用パターン１４１〜１４３の位置を認識し、位置認識用パターン１４１と位置認識用パターン１４２とを結んだ線でＸ軸、位置認識用パターン１４２と位置認識用パターン１４３とを結んだ線でＹ軸を作成し、これらの軸を基準にしてプリント基板１、２内部の半田印刷位置および電子部品搭載位置を求め、その位置に合わせて半田印刷、電子部品の搭載等を行う。

本発明ではプリント基板１、２が、一例として楔３１で連結されているため、プリント基板１の位置認識用パターン１４１〜１４３の位置認識を行うだけで、プリント基板２内の半田印刷位置および電子部品搭載位置も従来よりも高精度に検出することが可能となり、これにより半田印刷精度および電子部品搭載位置精度の向上を図ることが可能となる。

図８を参照すると、プリント基板１の上端の左に、一例として黒丸で表示された位置認識用パターン１４４が設けられている。一方、プリント基板２の上端の右に、一例として黒丸で表示された位置認識用パターン１４５が設けられ、下端の右に黒丸で表示された位置認識用パターン１４６が設けられている。

これは、プリント基板１と２との両者に位置認識用パターン１４４〜１４６を設けた場合の一例である。本発明は、プリント基板１に対するプリント基板２の位置認識精度を従来よりも向上させることができる。本実施例のように、位置認識用パターンをプリント基板１、２に分散させ、位置認識用パターンの左右の間隔（位置認識用パターン１４４と１４５の間隔）をさらに広げることにより、Ｘ軸の傾き精度が向上するので、図７に示す位置認識用パターン１４１〜１４３による位置認識よりもさらに精度の高い位置認識を得ることが可能となる。

また、本発明の第２実施例によれば、一方のプリント基板のＡ面と、他方のプリント基板のＢ面とを基板連結部材で接続し、１つのラインでプリント基板のＡ面とＢ面の処理を同時に行うことにより、両面プリント基板の電子部品の実装の効率化を図ることが可能となる。

また、基板連結部材として嵌合部材を使用することにより、テープのような伸びが発生せず、また基板連結部材の両端部を多角形状とすることによりプリント基板との連結に「がたつき」が発生しないため、プリント基板の連結精度を向上させることができ、これによりＡ面プリント基板とＢ面プリント基板の相互間の位置決め精度を向上させることが可能となる。また、基板連結部材は嵌合部材であるため反復使用が可能となる。

図２にプリント基板の一部に切り欠き部２２を設ける例を示したが、これに限定されるものではない。図９はプリント基板の他の一例を示す部分平面図である。同図を参照すると、プリント基板３の切り欠き部２２は第２の基板（以下、「捨て基板」と表示する）４２上に形成されている。捨て基板４２は支持部４１を介してプリント基板３と一体化されている。捨て基板４２を支持部４１で折り曲げ切り離し、あるいは捨て基板４２の支持部４１を切断して捨て基板４２を切り離すことが可能である。

第３実施例のプリント基板によれば、基板実装が終了し、基板連結部材を外した後は捨て基板４２をプリント基板に残さないようにすることが可能となり、これにより基板スペースの削減を図ることが可能となる。

図１０はプリント基板の他の一例を示す平面図である。同図を参照すると、プリント基板４、５が表示されているが、両者は同一形状をなしており、プリント基板４はＢ面、プリント基板５はＡ面が上となるよう載置されている。

一例として、プリント基板４について説明する。プリント基板４の両端上部には一対の基板連結部４３がプリント基板４と一体に設けられ、両端下部には基板連結部４３と嵌合が可能な形状の一対の切り欠き部２２が設けられている。なお、同図には便宜上、プリント基板４と５の間に仮想回転軸２０が、プリント基板５の中心に仮想中心点２５が表示されている。

同図に示すように左側にプリント基板４をＢ面が上となるように載置し、仮想回転軸（縦軸）２０を軸としてプリント基板４を１８０度回転させ、さらに仮想中心点２５を中心としてプリント基板４を１８０度回転させれば、プリント基板４はＡ面が上となり、図１０のプリント基板５の位置に収まる。このようにすれば、プリント基板４の基板連結部４３がプリント基板５の切り欠き部２２と嵌合し、プリント基板５の基板連結部４３がプリント基板４の切り欠き部２２と嵌合する。

第４実施例のプリント基板によれば、基板連結部４３がプリント基板と一体化されるため、基板連結部を別個に備える必要がなくなり、したがって、基板連結部材をプリント基板に嵌め込みかつプリント基板から取り外す処理を削除することが可能となる。

基板連結部材として図５に両端が８角形であるものを表示したが、これに限定されるものではない。両端を３角形以上の多角形で構成することが可能である。

また、一般に“ルーローの多角形”と称されているが、この多角形を基板連結部材の両端に採用することも可能である。“ルーローの多角形”とは、辺が丸みを帯びたおにぎり型、たとえばロータリーエンジンのローターの形状を有する多角形のことをいう。

また、基板連結部材の両端を円または楕円で構成することも可能であり、左右対称（貫通孔の形状も含む）に構成することも可能である。

第５実施例によれば、基板連結部材として広範囲な多角形あるいは円または楕円を用いることが可能となる。

第６実施例は基板連結部材およびプリント基板の他の一例に関するものである。図１１は基板連結部材およびプリント基板の他の一例の平面図である。同図を参照すると、プリント基板６、７が表示されているが、両者は同一形状をなしており、プリント基板６はＢ面、プリント基板７はＡ面が上となるよう載置されている。

一方、このプリント基板６、７を連結する基板連結部材として三角形の楔５１が用いられる。三角形の楔５１は２個の三角形部材の一角を向かい合わせて一体化したものであり、その一角は他方の三角形に吸収されている。

また、プリント基板６、７にはこの三角形の楔５１を嵌め込むための三角形の切り欠き部６１〜６４が形成されている。三角形の切り欠き部６１〜６４は三角形の楔５１を嵌め込んだとき、「がたつき」がほとんど発生しない寸法に構成されている。

第６実施例によれば、三角形の楔５１および三角形の切り欠き部６１〜６４は、第２実施例の楔３１（図５参照）および切り欠き部２２（図４参照）に較べ、斜め切り欠き部を有しており、連結が強固となる。

第７実施例は基板連結部材およびプリント基板の他の一例に関するものである。図１２〜図１５は基板連結部材をプリント基板に嵌め込む手順の一例を示す説明図である。

図１２には基板連結部材の他の一例として楔５２が表示されている。この楔５２の多角形の形状および貫通孔の形状は第２実施例（図５参照）と同様であるが、楔５２をその中央で折り曲げ切断するための切り込み部（Ｖカット）５３が形成されている点および楔５２の表面に半田付けが可能である点が第２実施例と異なる。

一方、プリント基板、一例として右側のＡ面プリント基板８には第２実施例（図４参照）と同様の切り欠き部２２が形成されているが、プリント基板８にこの切り欠き部２２を囲む淵部８１が設けられる点が第２実施例と異なる。また、淵部８１の表面も楔５２と同様に半田付けが可能に形成されている。なお、図示しないが、左側のＢ面プリント基板にもＡ面と同様の切り欠き部２２および淵部８１が形成される。

図１３はＡ面プリント基板８とＢ面プリント基板９の切り欠き部２２、１２に楔５２を嵌め込んだ状態を示している。

図１４はＡ面プリント基板８とＢ面プリント基板９の切り欠き部２２、１２に楔５２を嵌め込んだ後に、プリント基板８の淵部８１と楔５２の右半分５２ａを半田付け８２した状態を示している。

図１５は半田付け８２後、楔５２をその切り込み部５３で折り曲げて切断し、さらに楔５２の左半分５２ｂをプリント基板９から除去した状態を示している。

なお、楔５２の材質は、半田付けが可能な金属で構成される。

第７実施例によれば、プリント基板８とプリント基板９を分離する際に、プリント基板８から楔５２ａを抜き取る必要がなくなるという効果がある。また、プリント基板８の切り欠き部２２は楔５２ａで閉塞されるため、切り欠き部２２のないプリント基板と同様に取り扱うことが可能となる。一方、プリント基板９の楔５２ｂは抜き取られる。これは次回のＡ面の電子部品の実装に備えるためである。

第８実施例はプリント基板の実装方法に関するものである。まず、本発明に係るプリント基板の実装方法の一例の概要について説明する。図１６は本発明に係るプリント基板の実装方法の一例の概要を示す図である。

同図を参照すると、まず、予めＢ面のみ電子部品の実装が完了したプリント基板２を所定枚数（一例として５０枚）用意する（ステップＳ２１）。

次に、両面とも電子部品の実装がなされていない新規のプリント基板１一枚をＢ面を上にして載置し、その右隣に前述のＢ面のみ電子部品の実装が完了したプリント基板２一枚をＡ面を上にして載置し、さらに楔３１で両プリント基板１、２を連結する（ステップＳ２２）。

この２枚一組のプリント基板１、２を順次搬送ラインに投入し、片面のみの電子部品の実装を行う。

その電子部品の実装が終了すると、プリント基板２は両面とも電子部品の実装が完了したので、搬送ラインから下ろし、楔３１を外し、プリント基板１と切り離す（ステップＳ２３）。

プリント基板１とプリント基板２とを切り離し後、両面とも電子部品の実装が完了したプリント基板２の電子部品の実装の検査が行われる。その検査は、次に示すステップＳ２４の処理が行われている間に行うことが可能である。

次に、Ｂ面の電子部品の実装が終了したプリント基板１一枚を裏返し、Ａ面を上にして載置し、その左隣に両面とも電子部品の実装が行われていないプリント基板１５一枚のＢ面を上にして載置し、両基板１、１５を楔３１で連結し、搬送ラインに再投入する（ステップＳ２４）。以下、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４の工程を所定回数（本実施例ではあと４９回）繰り返す。

このように、プリント基板１、２のＡ面とＢ面を連結して電子部品の実装を行うことにより、Ａ面とＢ面の電子部品の実装を１回のライン搬送で行うことが可能となり、これにより基板実装処理の高効率化を図ることが可能となる。

なお、本実施例ではプリント基板への電子部品の実装を５０組単位で行う場合について述べたが、プリント基板の検査を、一例として２０組のプリント基板への電子部品の実装が終了するまで待ち、２０組分終了した時点でその２０組のプリント基板の検査をまとめて行うようにすることも可能である。これにより、その２０組のプリント基板の検査を、残りの３０組のプリント基板の電子部品の実装が行われている間に行うことが可能となり、検査の時間を別途確保する必要がなくなるため、全体としてプリント基板への電子部品の実装に要する時間を削減することが可能となる。

次に、プリント基板の実装方法の一例の具体例について説明する。図１７〜図２４は本発明に係るプリント基板の実装方法の一例を示す模式図、図２５〜図２６は同実装方法の一例を示すフローチャートである。なお、一例として、５０組単位の電子部品の実装を行う場合について説明するが、単位となる組数はこれに限定するものではなく任意の組数の設定が可能である。

まず、Ｂ面のみ電子部品の実装が完了したプリント基板を所定枚数（一例として５０枚）用意する（図２５のステップＳ１）。

各プリント基板を裏返し、そのＡ面を上にしてトレイ９１の右側に配置し（これをプリント基板２とする）、トレイ９１の左側に新規のプリント基板をＢ面を上にして（これをプリント基板１とする）配置し、プリント基板間に基盤連結部材（楔３１）を嵌め込む（図２５のステップＳ２および図１７）。これを所定組数（本実施例では５０組）作成する。

なお、図１７にはトレイ９１はプリント基板１、２を並べたものよりやや大きい寸法のものが示されているが、これに限定されるものではなく、大きさは任意である。以下の工程においては、一例として、トレイ９１の大きさがプリント基板１、２を並べたものよりやや小さい寸法になっている。

次に、５０組のプリント基板１、２をトレイ９１に載置した状態で、トレーマガジン９２に収納する（図２５のステップＳ３および図１８）。

ここで、トレーマガジン９２の構造について簡単に説明する。図１８はトレーマガジン９２の一例の縦断面図である。同図に示すように、トレーマガジン９２は楔３１で連結したプリント基板１、２をトレイ９１に載置したまま積み重ねるよう構成されている。具体的には、トレーマガジン９２は内側の両端部にレール段溝９５が設けられており、そのレール段溝９５に各連結済みプリント基板１、２をトレイ９１ごと挿入する。

このレール段溝９５は、いわゆる「キャタピラ」形状のコンベアに形成されており、この「キャタピラ」が回転することにより、レール段溝９５に挿入された連結済みプリント基板１、２が順次上から下へ搬送される。

トレーマガジン９２では、最下部の連結済みプリント基板１、２がトレイ９１から分離され、搬送ライン９３に順次載置される（図２５のステップＳ４および図１９）。また、プリント基板１、２と分離されたトレイ９１もトレーマガジン９２から除去される。

次に、搬送ライン９３ではＣＣＤ（Charge Coupled Device ）等の位置認識装置を用いて、プリント基板１、２上の位置認識用パターン１４１〜１４６の位置を認識し、その位置に基づきプリント基板の半田印刷部分および電子部品実装部等の位置を計算する（図２５のステップＳ５）。

本発明では、前述したように、プリント基板１、２の連結位置精度が向上するため、プリント基板１、２の一方のみならず両方に設けた位置認識用パターンに基づきプリント基板の半田印刷部分および電子部品実装部等の位置を計算することが可能となる。

次に、搬送ライン９３にて、連結済みプリント基板１、２の半田印刷部分に順次クリーム状半田１０１が印刷される（図２５のステップＳ６および図２０）。

次に、連結済みプリント基板１および２の半田印刷部分のクリーム状半田１０１に電子部品（一例として、電子部品１０２〜１０４）のピン１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂが順次載置される（図２６のステップＳ７および図２１）。

次に、連結済みプリント基板１、２を高温（一例として２６０度Ｃ）に加熱して半田を溶解し（この処理を「リフロー」と称する）、電子部品１０２〜１０４をプリント基板１、２上に固着する（図２６のステップＳ８および図２２）。

次に、電子部品１０２〜１０４を固着済みのプリント基板の組をラインから取り除きながら、プリント基板１、２の実装処理が所定組（一例として２０組）終了したか否かを監視し（図２６のステップＳ９）、所定組（一例として２０組）終了していない場合はそのまま監視を継続し（図２６のステップＳ９にて“Ｎ”の場合）、所定組（一例として２０組）終了した場合は次のステップに進む（図２６のステップＳ９にて“Ｙ”の場合）。

次に、所定組（一例として２０組）の連結済みプリント基板１、２から基板連結部材（楔３１）を外し、プリント基板１、２を分離する（図２６のステップＳ１０および図２３）。

続いて、残りの３０組のプリント基板１、２の電子部品の実装処理が上述した２０組のプリント基板１、２と同様に行われるが、その３０組のプリント基板１、２の処理が行われている間に、この２０組のプリント基板１、２のうちの両面の実装処理が完了したプリント基板２の検査を行う（図２６のステップＳ１１）。

次に、いままで左側に載置されていたプリント基板１を裏返して、Ａ面を上にしてトレイ９１の右側に載置し、新規のプリント基板１０を、Ｂ面を上にして左側に載置し、プリント基板間に基板連結部材（楔３１）を嵌め込む（図２６のステップＳ１２および図２４）。これを、所定数（本実施例では新たに２０組）作成する。

次に、新たな２０組のプリント基板１０、１をトレイ９１に載置した状態で、トレーマガジン９２に収納する（図２５のステップＳ１３および図１８）。

以後、ステップＳ４〜Ｓ１２、Ｓ１３の処理を各プリント基板の組について繰り返す。

以上の手順により、プリント基板の電子部品の実装が連続して行われる。

本実施例では最初に５０組のプリント基板を作成し、これをトレーマガジンに投入し、５０組のうちの２０組の電子部品の搭載が終了した時点で、プリント基板を切り離し、片面しか電子部品の搭載が終了していないプリント基板２０枚を両面とも電子部品を搭載していないプリント基板２０枚と連結し、２０組の連結基板を作成し、これをトレ−マガジンに収納するようにしている。

なお、最初に５０組のプリント基板の組を投入すること、および２０組の電子部品の搭載が終了した時点で、プリント基板を切り離すことは一例であり、本発明はこれらの組数に限定されるものではない。本発明ではこれらの組数を任意に設定することが可能である。

トレーマガジン９２は常時回転しており、５０組のプリント基板のうちの１組が搬送ライン９３に投入されるたびに、他の１組のプリント基板がトレーマガジン９２に投入されるのが理想的である。このようにすれば、搬送ライン９３上には連続して、かつ等間隔にプリント基板の組が配置されることになり、プリント基板への電子部品の搭載を効率良く行うことが可能となる。

なお、第８実施例では連結済みプリント基板１、２の片面のリフローが完了した後、一旦プリント基板１、２を切り離し（図２６のステップＳ１０参照）、反対面については別々に処理したが（同図のステップＳ１２参照）、片面のリフローが完了した後、プリント基板１、２を切り離さないで、これをそのまま裏返し、再度同様の処理（図２５のステップＳ１３〜図２６のステップＳ１２まで）を行うことも可能である。

しかし、後者の場合、プリント基板１、２を２度続けてリフローすることになり、プリント基板１、２に実装された電子部品が２度続けて高温にさらされることになり好ましくない。

これに対し、本発明では、プリント基板一組の片面のリフローが終了後、プリント基板を切り離し、反対面のリフローは個別に行う構成であるため、プリント基板上の電子部品が２度続けて高温にさらされるのを防止することが可能となる。

第８実施例によれば、プリント基板のＡ面とＢ面とを連結して電子部品の実装を行う構成であるため、プリント基板のＡ面とＢ面の電子部品の実装を同時に行うことが可能となる。したがって、プリント基板の電子部品の実装を１ラインの処理で完了させることができ、これにより両面プリント基板の電子部品の実装の効率を上昇させることが可能となる。

また、プリント基板１、２を基板連結部材（楔３１）で連結する構成であるため、テープのような伸びが生じることはなく、したがって、テープ貼付の場合のようなプリント基板１、２間の相対的なずれに起因する半田印刷および部品載置の位置ずれは発生しない。これにより、プリント基板の半田印刷および部品載置の位置ずれを従来よりも減少させることが可能となる。

また、プリント基板のＡ面とＢ面とを連結して電子部品を実装する利点がもう１つ存在する。例えば、Ａ面の配線密度が大きく、Ｂ面の配線密度が小さいプリント基板を考える。従来のようにプリント基板のＡ面およびＢ面の電子部品の実装を、別々のラインで同一時間をかけて同一枚数行う場合、配線密度が大きいＡ面の電子部品の実装は配線密度が小さいＢ面に比べ時間を要する。

一例として、プリント基板一枚のＡ面の電子部品の実装時間を３０秒、プリント基板一枚のＢ面の電子部品の実装時間を２０秒とする。したがって、５０枚のプリント基板の実装を行う場合、プリント基板のＡ面の実装に要する総時間は１５００秒となるのでこれを基準とする。

一方、プリント基板のＢ面の実装に要する総時間は１０００秒であり、Ａ面の実装に比べ５００秒短くなる。したがって、プリント基板のＢ面の実装を１５００秒かけて行うとすると、個々のプリント基板間に「何も処理しない時間」（５００／４９秒）が発生し、処理効率が低下する。

これに対し、本発明によれば、プリント基板のＡ面とＢ面とを連結して電子部品の実装を１ラインで同時に行うため、「何も処理しない時間」は発生しない。また、Ａ面の電子部品の実装時間３０秒およびＢ面の電子部品の実装時間２０秒は従来と同様に必要であるものの、ラインにプリント基板を２枚単位で並べることになるため、１枚ずつ並べるのに比べ、並べるのに要する時間を半減させることが可能となる。同様に、プリント基板の位置認識についても２枚単位で行うため、従来１枚単位に位置認識していたのに比べ、位置認識に要する１枚当たりの時間は半減する。

さらに、Ａ面処理のプログラムとＢ面処理のプログラムを一体化した新たなプログラムを作成すれば、Ａ面とＢ面の電子部品の実装時間の合計時間（上記一例の場合は５０秒）を減少させることも可能となる。

第９実施例は基板連結部材の取り付け治具に関するものである。図２７は基板連結部材の取り付け治具の一例の斜視図である。同図を参照すると、基板連結部材の取り付け治具１１０は基台１１１と、基台１１１上に設けられたピンベース１１２と、ピンベース１１２上に設けられたピン１１３、１１４と、基台１１１上かつピンベース１１２より下方に設けられたピンベース１１５と、ピンベース１１５上に設けられたピン１１６、１１７と、プリント基板の位置決め部材１３１〜１３４とを含んで構成される。

このピン１１３、１１４、１１６、１１７の取り付け位置は、図２および図３に示すプリント基板１、２の切り欠き部１２、２２、１３、２３に嵌め込む基板連結部材（楔３１）の貫通孔３２、３３の位置に対応させてある。したがって、ピン１１３、１１６の直径と、ピン１１４、１１７の直径とは異なる。

図２８は治具を用いてプリント基板に基板連結部材（楔３１）を嵌め込んだ場合の一例を示す斜視図である。同図に示すように、まずプリント基板１、２を基台１１１に載置して、位置決め部材１３１〜１３４を用いて（位置決め部材１３１〜１３４間にプリント基板１、２を嵌め込んで）位置合わせを行い、次に基台１１１上のピン１１３、１１４、１１６、１１７に基板連結部材（楔３１）を嵌め込む。

第９実施例によれば、治具１１０を用いることにより、基板連結部材（楔３１）をプリント基板１，２間の所定位置に嵌め込むことが容易となる。

第１０実施例は基板連結部材の取り外し治具に関するものである。図２９は基板連結部材の取り外し治具の一例の縦断面図である。同図を参照すると、基板連結部材の取り外し治具１２０は基台１２１と、座金１２２と、ピン１２３と、座金１２４と、ピン１２５と、支持部材１２６とを含んで構成される。支持部材１２６は基台１２１の表面に取り付けられている。なお、同図には便宜上基板連結部材（楔３１）の平面図も表示されている。

基台１２１の裏面に座金１２２、１２４が取り付けられている。座金１２２、１２４は環状に形成され、その取り付け位置は楔３１の両端の多角形部の位置に対応している。座金１２２、１２４の図示しない開口部にはそれぞれピン１２３、１２５が嵌合されている。座金１２２、１２４の直径（外径）は楔３１の両端の多角形部を押圧するのに十分な長さに設定され、ピン１２３、１２５の直径はそれぞれ楔３１の貫通孔３２、３３に嵌め込むのに十分な長さに設定されている。したがって、ピン１２３とピン１２５の直径は異なる。

いま、楔３１はプリント基板１、２間に連結されているものとする。取り外し治具１２０のピン１２３、１２５の位置を楔３１の貫通孔３２、３３に合わせ、取り外し治具１２０を下降させると、取り外し治具１２０のピン１２３、１２５が楔３１の貫通孔３２、３３に挿入され、かつ取り外し治具１２０の座金１２２、１２４が楔３１の両端の多角形部を押圧するため、楔３１がプリント基板１、２から外れる。この取り外し治具１２０の下降は支持部材１２６を下降させることにより行うが、人力によるものでもよいし、支持部材１２６の上端部に接続した図示しない制御部の制御によるものでもよい。

第１０実施例によれば、治具１２０を用いることにより、正確にかつ容易にプリント基板１、２から基板連結部材（楔３１）を取り外すことが容易となる。

１〜９ プリント基板
１１，２１ 基板端面
１２，１３ 切り欠き部
２２，２３ 切り欠き部
３１ 楔
３２，３３ 貫通孔
３４，３５ 突起
４１ 支持
４２ 捨て基板
４３ 基板連結部
５１ Ｖ字形楔
６１〜６４ Ｖカット切り欠き部
５２ 楔
５３ 切り込み部
８１ 淵部
９１ トレイ
９２ レーマガジン
９３ 搬送ライン
９５ レール段溝
１０１ クリーム状半田
１０２〜１０４ 電子部品
１１０ 基板連結部材の取り付け治具
１１１ 基台
１１２，１１５ ピンベース
１１３，１１４ ピン
１１６，１１７ ピン
１２０ 基板連結部材の取り外し治具
１２１ 基台
１２２，１２４ 座金
１２３，１２５ ピン
１５１，１５２ プリント基板
１５３ 折り曲げ部

Claims (2)

1. 各々同一仕様でかつ互いに対向する端面側に鍵穴形状の切り欠き部が形成された２枚のプリント基板を、前記２枚のプリント基板各々の互いに異なる面が上となるように、前記２枚のプリント基板各々の前記切り欠き部に嵌め込まれる眼鏡形状の楔にて互いに連結する基板実装において、
   前記２枚のプリント基板各々が載置される基台に、
   所定位置において前記２枚のプリント基板各々を連結した状態で固定するためのＬ字形状の基板位置決め部材と、
   前記基板位置決め部材にて固定された前記２枚のプリント基板各々の前記切り欠き部に前記楔を嵌め込む際の当該楔の位置決めを行うための２本のピン部材と
   を設け、
   前記２本のピン部材は、前記楔の両端に設けた異なる形状の２つの貫通孔にそれぞれ貫通する形状としたことを特徴とする基板連結部材取り付け治具。
2. 各々同一仕様でかつ互いに対向する端面側に鍵穴形状の切り欠き部が形成された２枚のプリント基板を、前記２枚のプリント基板各々の互いに異なる面が上となるように、前記２枚のプリント基板各々の前記切り欠き部に嵌め込まれる眼鏡形状の楔にて互いに連結する基板実装において、
   前記２枚のプリント基板各々の前記切り欠き部に嵌め込まれた前記楔の両端に設けた異なる形状の２つの貫通孔にそれぞれ貫通する形状の２本のピン部材と、
   前記２本のピン部材を嵌め込んだ状態で前記楔を押圧して当該楔を前記切り欠き部から取り外すための座金部材と
   を含むことを特徴とする基板連結部材取り外し治具。

Images