JPH05177582A - 基板の切断方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路基板をライン上で切断する場合であって
も、損傷が発生することなく回路基板を切断することが
できる方法および装置を提供すること。 【構成】 基板１５の表側切断溝に上刃２７Ａを当接さ
せた後、回転式ストッパ５０を基板から離脱させ、次い
で、上下一対の切断刃２７Ａ，２７Ｂを基板の切断溝に
圧接して基板を切断する。この時、ストッパが基板から
離脱しているために、基板に切断時の応力が負荷されな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、搬送される回路基板
を複数の単位基板に切断するための方法および装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回路基板には、回路パターンの印
刷や素子類の実装がなされた複数の単位基板がグリット
状に形成されている。図１２は、この単位基板１２０が
複数形成された回路基板の平面が示されており、回路パ
ターンが形成されたり、素子類が実装された単位基板が
グリッド状に複数形成されている。各単位基板の間の間
隔には、二点鎖線で示される、Ｖ字状の切断線１２２が
予め形成され、この切断線に沿って基板を切断すること
により、１つの回路基板を個々の単位基板にまで切断さ
れる。

【０００３】近年、回路基板の生産性を向上するため
に、回路基板の分割もライン上で行われるようになって
きている。すなわち、回路基板を順次ベルトコンベヤ等
で搬送し、搬送路の途中に設けられている切断機で回路
基板を連続的に切断している。この場合、ストッパを用
いて回路基板の位置決めを行った後、回路基板を最終的
に単位基板にまで切断している。

【０００４】従来、このような回路基板の切断は、ロー
タリーカッタによる切断や、剪断式のカッタによる切断
が行われて来た。しかしながら、前者の方法では切粉が
発生し、後者の方法では、剪断応力によりプリント回路
の印刷パターンや実装部品の断線等の問題があった。

【０００５】そこで、特開昭６１−３０３３９号では、
基板の表裏面に切断刃を対向して配置し、各切断刃を加
圧して各刃先を回路基板の厚みの内に一定間隔まで食い
込ませて回路基板を切断している。この従来例には、切
粉が発生せずしかも刃の先端部分が接触する線上の極限
られた部分にのみ応力が集中するため、回路基板に対す
る影響を無くすことができる、ことが記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本願発
明者らが検討したところによると、ライン上で回路基板
を切断する場合は、たとえわずかな応力が基板に負荷さ
れるだけでも、実装部品の断線等の損傷や、回路パター
ンの断線等の損傷があることが分かった。特に、近年の
回路基板の実装部品や回路パターンは益々微細化し、た
とえ僅かな応力が基板に負荷されるだけでも、実装部品
や回路パターンは損傷し易く、そして、僅かな損傷でも
基板全体が不良となってしまうおそれがある。そこで、
この発明は、回路基板をライン上で切断する場合であっ
ても、損傷が発生することなく回路基板を切断すること
ができる方法および装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係わる基板の切断方法は、搬送される基板
を切断位置でストッパにより位置決めする工程と、基板
に切断刃を圧接することにより基板を切断する工程と、
を備える基板の切断方法において、基板が切断される前
に、基板が切断位置からずれないようにして前記ストッ
パを基板から離脱させる工程を備える、ことを特徴とす
るものである。

【０００８】また、本発明に係わる基板の切断装置は、
搬送される基板を切断位置に位置決めするストッパと、
切断刃を基板の切断溝に圧接して基板を切断する切断機
と、を備える基板の切断装置において、前記基板が前記
ストッパで位置決めされた後、前記切断刃を基板の切断
溝に当接させる切断刃駆動手段と、切断刃が基板の分割
溝に当接した後ストッパを基板から離脱させるストッパ
解除手段と、を備え、ストッパ離脱後前記切断刃を前記
切断溝に圧接する、ことを特徴とするものである。

【０００９】さらに、本発明に係わる別の基板の切断装
置は、搬送される基板を切断位置に位置決めするストッ
パと、切断刃を基板に圧接して基板を切断する切断刃
と、を備える基板の切断装置において、前記基板を把持
する把持手段と、基板が把持された後前記ストッパを基
板から離脱させるストッパ解除手段と、を備え、ストッ
パ離脱後前記切断刃を前記切断溝に圧接させるととも
に、前記把持手段は基板が切断される過程で基板に負荷
される応力を緩和する方向に移動自在である、ことを特
徴とするものである。

【００１０】

【作用】前記本発明に係わる基板の切断方法によれば、
基板が切断される際、基板が切断位置からずれないよう
にしてストッパを基板から離脱させているために、基板
がライン上で連続的に切断される場合でも、基板の位置
決め精度を維持したまま、切断時に基板に負荷される応
力を逃がして基板にストレスが加わることなく基板を切
断することができる。そして、本発明に係わる基板の切
断装置によれば、ストッパを基板から外した後でも、切
断刀を基板の切断溝に当接させて基板の位置決めを維持
でき、かつ、基板を切断する時に基板に加わる応力に抗
するストッパが基板から外れているため、基板の切断の
際基板に余計なストレスが加わることを防止することが
できる。また、本発明に係わる別の基板の切断装置によ
れば、ストッパを基板から外した後でも、把持手段が基
板を把持することにより基板の位置決めが維持でき、し
かも、把持手段は、基板が切断された際に基板に負荷さ
れる応力を緩和する方向に移動自在であるため、基板の
切断の際基板に余計なストレスが加わることを防止する
ことができる。

【００１１】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１、２は本発明装置の一実施例を示すものであ
り、図１はその平面図、図２はその側面図を示す。基板
の切断装置１は、主として基板の搬送系２と、基板を切
断する切断機３とを備えた構成となっている。

【００１２】前記搬送系２は、図面の左から右方向にか
けて基板を搬送するための搬送ラインを有し、複数の基
板が順次矢印方向に搬送される。ラインの両側には、対
向する一対の側板１０Ａ，１０Ｂが設けられ、この側板
のそれぞれにはベルト１１Ａ，１１Ｂ及びこのベルトを
駆動するための複数のプーリ１２および図示しないモー
タからなるベルトコンベヤ１４を備える。前記ベルト１
１は、前記側板１０の内壁面から搬送ラインの幅方向に
突出し、かかるラインの幅方向に一対設けられる。この
ベルト１１Ａ，１１Ｂ上には基板１５のそれぞれの側縁
部が載置される。基板１５はベルト１１の回転に伴って
搬送される。前記側板１０Ａ，１０Ｂ間距離は、基板の
幅に合わせて調整することができる。また、搬送ライン
を幾つかにブロック化し、各ブロック毎にベルトコンベ
ヤを設けて複数の基板をそれぞれのブロックで異なる速
度で搬送することができる。

【００１３】前記基板１５の搬送系２は、その搬送方向
の途中で直角に曲がったラインになっている。符号３Ａ
は上流側の切断機を示し、符号３Ｂは下流側の切断機を
示す。また、符号５は切断機１３Ａで切断された基板１
５Ａをフレーム５Ａに載置した状態で基板の搬送方向を
９０度曲げることができる方向転換装置を示す。なお、
この方向転換装置も基板を搬送するためのベルトコンベ
ヤを備えている。

【００１４】前記切断機３は、図１、図２および切断機
の詳細図である図３に示すように、切断機本体１８と、
この切断機本体１８を支持する支持台２０と、切断機油
圧を供給する油圧供給装置（図示せず）から構成され
る。切断機本体１８は、前記搬送系を跨ぐように四本の
シャフト２１を備え、このシャフト２１はそれぞれ上側
固定プレート２２と前記支持台２０の支持プレート２０
Ａ上に固定された下側プレート２３との間にボルト締め
されている。前記上側固定プレート２２と下側固定プレ
ート２３のそれぞれの略中央には油圧シリンダ２４が突
設され、このそれぞれ油圧シリンダの先端は上側可動プ
レート２５、下側可動プレート２６に固定されている。

【００１５】図３より、さらに明らかなように、前記上
側可動プレート２５の下面と前記下側可動プレート２６
の上面のそれぞれには基板１５を切断する、互いに対向
する一対の切断刃２７Ａ（上刃），２７Ｂ（下刃）を固
定するダイセット２８が固設されている。それぞれのダ
イセットからは凹溝を有するフランジ２８Ａが突設され
ている。符号２９は、切断刃２７が固定された支持板で
あり、この支持板は凸部を有し、この凸部が前記凹溝と
係合することにより、前記支持板２９をダイセット２８
に取り付けることができる。

【００１６】前記側板１０からは、前記搬送ラインの幅
方向中央に向かい、さらに上方に伸びるアーム３０が延
設され、このアームの終端には搬送された基板の到着を
検知するためのａ接点型光電スイッチＰＨＳ１〜３が搬
送される基板と平行に固定されている。この光電スイッ
チは、切断刃の直前と直後、および後述するストッパの
直前の三箇所に設置されている。

【００１７】符号３４は、搬送される基板の先端と接触
して、切断される基板を位置決め・固定するための昇降
式ストッパである。このストッパは、ストッパ支持台３
４Ａに固定され、図示しない駆動手段（例えば、エアシ
リンダ）によりラインの搬送方向に水平移動可能であ
り、且つラインと垂直方向にも昇降可能なように構成さ
れている。

【００１８】図３において、符号５０は、前記ストッパ
３４と同様に、基板の位置決め・固定機能を有するくさ
び式基板固定装置（回転式ストッパ）であり、図４の詳
細図にも示すように、くさび式基板固定装置５０は、中
心に設けられた軸５２を回転させるロータリーシリンダ
５４を有し、軸５２にはギヤ５６が固定され、このギヤ
５６にギヤ５８が噛合している。ギヤ５８は回転軸６０
に固定され、この軸６０は軸受け６２を貫通して基板１
５の搬送方向と直角に延長されている。図４のＶ−Ｖ断
面である図５に示すように、軸受け６２を通過した軸６
０の両端には、側板プレート６４Ａ，６４Ｂが固定さ
れ、両方の側板プレート６４Ａ，６４Ｂ間にはフレーム
６６が掛け渡されて当該側板プレートに固定されてい
る。そして、フレーム６６の両端部には上方に延びる第
２フレーム６８Ａ，６８Ｂが固定され、当該第２フレー
ムのそれぞれの上端にはくさび６９Ａ，６９Ｂが固定さ
れている。

【００１９】前記ロータリーシリンダ５４が駆動する
と、その回転動がギヤ５６および５８を介して軸６０に
伝達され、軸６０が回転するとこの軸に固定されている
フレーム６６および第２フレーム６８Ａ，６８Ｂが回転
する。この結果、図５に示すように、くさび６９が基板
側に向かって回転し、基板に予め形成された開口６７に
くさびが係合して基板の位置決めをすることができる。
尚、くさびの位置は搬送される基板の幅に合わせて変更
することができる。

【００２０】前記切断機３における基板の位置決めは、
光電スイッチＰＨＳ１〜３（図３参照）が基板の到達に
よりそれぞれ「オン」した後、図示しないベルトコンベ
ヤ駆動用モータから出力されるパルス数を計数し、基板
の目的とする切断線１２２（図４参照）が切断刃２７
Ａ，２７Ｂに一致するように位置にストッパ３４を移動
させることにより行う。光電スイッチが「オン」になっ
た後、基板における目的の切断線までの距離は予め後述
のマイクロコンピュータに記憶しておくことができる。
光電スイッチの設置位置は、切断しようとする基板の種
類に応じて適宜変更でき、さらに、光電スイッチを必要
に応じて増設することもできる。

【００２１】図６は本実施例に係わる基板切断装置の制
御ブロック図であり、前記光電スイッチＰＨＳ１〜３の
それぞれの検出信号がマイクロコンピュータに入力さ
れ、前記切断機３、基板搬送系のベルト駆動装置（図示
せず）、ストッパ３４、くさび式基板固定装置５０はマ
イクロコンピュターに接続されている。

【００２２】図７は前記制御回路の動作を示すフローチ
ャートであり、このフロチャートを用いて本実施例の動
作について説明する。先ず、プログラムがスタートする
と、基板は、図１に示すように、その側縁が対向する一
対のベルト１１Ａ，１１Ｂ間に載置された状態で搬送ラ
イン２に順次送られる（Ｓ１）。そして、切断機３内に
基板が進入すると、光電スイッチＰＨＳ１〜３が基板の
進入に従って順に「オン」する。光電スイッチが「オ
ン」すると基板の到達を意味する「Ｈ」信号がマイクロ
コンピュータに出力される。ＰＨＳ１が「オン」した場
合は、切断される基板の次に来る基板を切断機の直前で
停止するように搬送系の上流側のベルトコンベヤを制御
する。マイクロコンピュータは、光電スイッチＰＨＳ１
〜３の全てが「オン」か否かを判定する（Ｓ２）。

【００２３】Ｓ２において、光電スイッチＰＨＳ１〜３
が全て「オン」であると判定されると、Ｓ３に移行し、
前記ストッパ３４が突出し基板１５の先端と当接して基
板の搬送を停止させることにより、基板の位置決めを概
略的に行う。これと同時に基板の搬送を停止する。次い
で、Ｓ４に移行し、くさび式基板固定装置５０の軸６０
が回転して基板の前記開口６７にくさび６９が係合し
て、基板の位置決めを確実に行うとともに、ストッパ３
４を下降させて基板とストッパ３４の当接を解除させ
る。

【００２４】次いで、Ｓ５に移行し、図８（１）に示す
ように基板１５の表側のＶ字状切断溝１７に上刃２７Ａ
を当接させる。上刃２７Ａは基板の切断溝１７に圧接さ
れることなく極めて弱い力で接しているだけである。こ
の状態から、前記くさび式基板固定装置の軸６０を逆回
転させて、くさび６９を基板の開口６７から離脱され
る。この時、上刃２７Ａは切断溝１７内に当接している
ため、くさび６９が基板から取り外されても基板の位置
がずれることがない。次いで、Ｓ６では、下刃２７Ｂを
基板の裏側の切断溝１９にも当接させた後、上下一対の
切断刃２７Ａ，２７Ｂを基板の切断溝１７，１９に圧接
するか、または下刃２７Ｂを基板の裏側の切断溝１９に
当接することなく、上下一対の切断刃２７Ａ，２７Ｂを
一挙に圧接して、基板１５を切断する。

【００２５】基板の切断工程では、上下の切断刃間が一
定幅（例えば、０．２ｍｍ）になった時点で上下の切断
刃がそれぞれ固定された可動プレート２５，２６を停止
する。次いで、Ｓ７に移行し、可動プレート２５，２６
を切断前の初期状態に復帰させるとともに、コンベヤベ
ルトの駆動を再開させて切断された基板をさらに搬送さ
せる（Ｓ８）。

【００２６】以上説明したように、本実施例によれば、
基板を切断する前に上刃は切断溝内に当接し、基板１５
がベルト１１に僅かに押圧されているため、くさびが基
板から取り外されても基板の位置決めが継続され基板の
位置決め精度を維持することができる。しかも、切断刃
を切断溝に圧接する際にくさびは基板から取り外されて
いるために、基板の切断時に基板に負荷される応力に抗
するストッパがなく、この結果かかる応力を確実に逃が
すことができる。したがって、基板に余計なストレスが
加わるのを避けることができ、回路基板をライン上で連
続的に切断する場合であっても、基板に損傷が生じるこ
となく回路基板を切断することができる。

【００２７】また、本実施例によれば切断刃の角度を大
きく（例３５〜４５°）、および／または切断刀を肉厚
（例３〜５ｍｍ）にして切断刃の寿命を延ばすことがで
きる。基板が切断される際に基板に加わるストレスを完
全に除去することができるため、切断刃の角度および／
または切断刃の肉厚を大きくすることができ、この結
果、切断刃の寿命を延ばすことができるからである。従
来は、基板に加わるストレスを極力少なくするために、
切断刃の角度を小さい範囲に制限したり、切断刃を肉薄
にするようにしており、切断刃が短寿命なものに止まっ
ていた。

【００２８】次に本発明の他の実施例について説明す
る。この実施例は、基板の位置決め装置の他の例を備え
たものであり、図１に示す基板の搬送系における下流側
の切断機３Ｂに存在するものである。図９は、この実施
例に係わる基板把持装置の正面図であり、図１０はその
右側面図である。この把持装置は、固定プレート７０
と、この固定プレートに対して上下動する上下プレート
７２と、この上下動プレート７２に対して基板の搬送方
向（図９の紙面の裏から表方向）に可動する可動プレー
ト７４、および可動プレート７４の側板７５に連結さ
れ、基板１５をその幅方向から把持する把持具７６とか
ら主に構成されている。

【００２９】前記固定プレート７０はその一方の側壁の
下端がリニアアクチュエータ８０に連結されており、基
板の搬送方向に沿って固定プレート７０を移動すること
ができる。この固定プレート７０には、この固定プレー
ト７０を上部ケーシング８１に対して固定するための止
め具８２が、当該固定プレート７０および上部ケーシン
グ８１の双方に食い込んだ状態で固定されている。上部
ケーシング８１には、固定プレート７０の移動に伴って
止め具８２の移動を可能にするための溝８３が設けられ
ている。

【００３０】図示しないシリンダからのシリンダロッド
８４が止め具８２および固定プレート７０を貫通してお
り、このシリンダロッド８４の下端は、上下プレートの
ボス８６内に嵌装されている。したがって、シリンダロ
ッド８４の上下によりプレート７２を上下動することが
できる。

【００３１】図９およびこのＸＩ−ＸＩ断面である図１
１にも示すように、前記固定プレート７０の基板搬送方
向の端部裏面には垂直に下降する座９０が固定されてい
る。そして、前記可動プレート７４の下面には前記座の
側面に一端が固定されるとともに、他方が基板の搬送方
向に沿って延びる中心軸９６が貫通される切欠き９４を
有するプレート９２が固定されており、このプレート９
２と前記座との間にはコイルバネ９８が配設されてい
る。したがって、可動プレート７４は前記コイルバネ９
８の付勢によって図１１の矢印で示される基板の搬送方
向に沿って移動することができる。

【００３２】図９に示すように、前記可動プレート７４
の下面にはエアシリンダ１００が固定されており、この
エアシリンダ１００の軸１０２が前記把持具の一つ７６
Ａに固定されている。したがって、エアシリンダにより
軸１０２が進退されると、これに応じて把持具７６Ａが
基板の幅方向に進退し、把持具７６Ａ，７６Ｂ間に基板
１５を把持することができる。

【００３３】図９および図１０に示すように、前記上下
プレート７２の後端側の上面には鍵状の止め具１０４が
固定され、この止め具１０４の下面には鍵状のスライド
式ストッパ１０６を進退させるためエアシリンダ１０８
が固設されている。ストッパ１０６はシリンダ１０８か
ら伸びる軸１１０に固定されており、この軸１１０がシ
リンダによって進退されることによりストッパ１０６が
基板の搬送方向に沿って進退する。

【００３４】そして、前記ストッパ１０６は、図１０の
紙面奥側半分１１２が低い位置で直角に曲げられ、低い
位置で曲げられた部分１１２は、リニアガイド１１４に
固定されている。このリニアガイドにより、ストッパ１
０６の移動がガイドされるようになっている。尚、図９
の符号１１６は固定プレート７０の移動をガイドするた
めのリニアガイド、符号１１８は可動プレートの移動を
ガイドするためのリニアガイドを示す。尚、本実施例に
おける基板の搬送位置確認は、前記実施例と同様に光電
スイッチにより行う。そして、光電スイッチの配置は前
記実施例と同様である。さらに、制御装置の構成につい
ては、図７に示すように、マイクロコンピュータの制御
信号が前記くさび式基板固定装置に出力されるのに変え
て、本実施例の基板把持装置に出力され、固定プレート
７０、上下プレート７２、エアシリンダ１００およびス
トッパ１０６の動きが制御される。

【００３５】次に本実施例の動作について説明する。先
ず、基板１５が下流側の切断機３Ｂ（図１参照）に到達
すると、基板の切断溝に切断刃２７Ａ，２７Ｂ（図３参
照）が当たるように、基板の搬送を停止させるストッパ
１０６の進退量が演算され、この演算結果に基づきスト
ッパが所定位置に移動する。そして、基板の先端面がス
トッパ１０６に当接すると、基板の搬送が停止されると
ともに、把持具７６Ａ，７６Ｂ間に基板１５を把持する
ことができるように、固定プレート７０、上下プレート
７２およびエアシリンダ１００の移動量が演算される。

【００３６】そして、把持具７６Ａ，７６Ｂ間に基板１
５を把持した後、前記ストッパ１０６は基板から離間す
る方向に移動する。次いで、前記上刃２７Ａおよび下刃
２７Ｂを基板の切断溝に圧接させて基板を切断する。こ
の時、基板１５は把持具７６Ａ、７６Ｂ間で把持させて
いるために、基板の位置決めは維持され、しかも、基板
に切断の応力が負荷されても、前記可動プレート７４は
基板に負荷される応力を緩和する方向、すなわち、基板
の切断溝と直角である基板の搬送方向に沿って移動する
ことができるため、基板にストレスが発生することなく
基板を切断することができる。

【００３７】前記第１の実施例では、基板の切断溝に上
刃を当接した後、基板の切断を行っているが、上刃の代
りに下刃を当接するか、又は、両方の刃を当接して基板
の位置決めをしても良い。尚、下刃を基板に当接させる
場合、基板の浮き上りを防止するために、基板の上面を
押える手段を設けると良い。また、本発明方法の他の実
施例として、上刃と下刃が基板に当接した後基板が切断
される直前にストッパを基板から取り外すようにしても
良い。そして、このことを可能にするために切断刃の移
動を比較的低速で行うと良い。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ストッパを基板から離脱させても基板の位置決めが
維持され、しかも、基板の切断時にストッパは基板から
離脱されているために、切断時に基板に負荷される応力
を逃がして基板にストレスが加わることなく基板を切断
することができる。この結果、基板がライン上で連続的
に切断される場合でも、基板に損傷が生じることなく、
基板を切断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる基板の切断装置の平
面図である。

【図２】図１における切断機の側面図である。

【図３】切断機の詳細図である。

【図４】くさび式基板固定装置の平面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。

【図６】本発明の一実施例に係わる基板の切断装置の制
御ブロック図である。

【図７】図６の制御回路の動作を説明するフローチャー
トである。

【図８】基板の切断工程を示す断面図である。

【図９】本発明の第２の実施例に係わる把持装置の正面
図である。

【図１０】図９の正面図である。

【図１１】図９のＸＩ−ＸＩ断面図である。

【図１２】回路基板の平面図である。

【符号の説明】

１ 基板の切断装置 ３ 切断機 １５ 基板 ２７ 切断刃 ３４ 昇降式ストッパ ５０ くさび式基板固定装置（回転式ストッパ） １０６ スライド式ストッパ ２００ 把持装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送される基板を切断位置でストッパに
   より位置決めする工程と、基板に切断刃を圧接すること
   により基板を切断する工程と、を備える基板の切断方法
   において、基板が切断される前に、基板が切断位置から
   ずれないようにして前記ストッパを基板から離脱させる
   工程を備える基板の切断方法。
2. 【請求項２】 搬送される基板を切断位置に位置決めす
   るストッパと、切断刃を基板の切断溝に圧接して基板を
   切断する切断機と、を備える基板の切断装置において、
   前記基板が前記ストッパで位置決めされた後、前記切断
   を基板の切断溝に当接させる切断刃駆動手段と、切断刃
   が基板の分割溝に当接した後ストッパを基板から離脱さ
   せるストッパ解除手段と、を備え、ストッパ離脱後前記
   切断刃を前記切断溝に圧接する、基板の切断装置。
3. 【請求項３】 搬送される基板を切断位置に位置決めす
   るストッパと、切断刃を基板に圧接して基板を切断する
   切断刃と、を備える基板の切断装置において、前記基板
   を把持する把持手段と、基板が把持された後前記ストッ
   パを基板から離脱させるストッパ解除手段と、を備え、
   ストッパ離脱後前記切断刃を前記切断溝に圧接させると
   ともに、前記把持手段は基板が切断される過程で基板に
   負荷される応力を緩和する方向に移動自在である、基板
   の切断装置。