JPH07314387A - 印刷回路板の断裁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】断裁に要する精度を向上し、迅速かつ容易に印
刷回路板を断裁することのできる断裁装置を提供する。 【構成】この印刷回路板の断裁装置は、基台１上に印刷
回路板２を水平方向へ移動する手段６を設け、その移動
手段６の一端に断裁刃７を上下動自在に設け、断裁刃７
の垂直線上に基準印刷パターン読み取り用カメラ９を配
設したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電卓、電子手帳などの
小型電子機器に有用な印刷回路板を、所望の形状に正
確、迅速かつ容易に断裁することのできる印刷回路板の
断裁装置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】これらの小型電子機器では、ポリエステ
ル、ポリイミドなどの可撓性プラスチックからなる電気
絶縁性基板に導電インクを用いたスクリーン印刷か金属
箔のエッチングによって電気回路を形成し、その上に接
着剤層または必要に応じてレジスト層を設けた印刷回路
板を、所望の形状に打抜くか断裁して、ＬＣＤを主体と
する表示機器とその駆動用電子回路基板とを電気的に接
続するためのヒートシールコネクタとして使用してい
る。最近、これらの小型電子機器はさらに小型化が進
み、それにつれて上記のヒートシールコネクタも高精細
化が要求されるようになり、回路パターンの精密化と共
に外形寸法精度、回路パターンと外形との位置合わせ精
度等の向上も求められてきている。従来のヒートシール
コネクタはヒートシール部の印刷回路パターンが、例え
ば1.25mm、1.27mm、2.54mmピッチというように、粗大で
精密なものでなかったため、ヒートシール部における位
置合わせの精度は、そのピッチの 1/4程度、すなわち±
0.3mmが確保されていれば、パターン幅の半分以上が接
続されることになり、安定した接続抵抗を確保すること
が可能であった。

【０００３】この位置合わせ方法では、そのヒートシー
ルコネクタのパターン１本づつについて位置合わせが良
好かどうかを検査すればよいが、この方法では甚だしく
生産性が劣ってしまうため、一般にはヒートシールコネ
クタの外縁部を位置合わせの基準としてヒートシール治
具にセットしてヒートシールを行っていた。このため、
ヒートシールにおいては外縁部と印刷回路パターンの位
置精度が重要であり、上記した印刷回路パターンのピッ
チの 1/4程度、すなわち± 0.3mmを保持することが必須
となっていた。しかしながら、近年の電子機器の小型化
に伴い、ＬＣＤや駆動用電子回路基板のパターンピッチ
は１mm以下で極端には 0.3mmのものまで採用されてきて
いる。このため、ヒートシールコネクタの印刷回路パタ
ーンも同等なものとせざるを得ず、したがって印刷回路
パターンと外形との位置合わせ精度は、そのピッチの 1
/4で±0.25mm〜± 0.075mmが要求されている。

【０００４】前記可撓性プラスチックからなる印刷回路
板を、これらの分野への利用に合わせて矩形状に断裁す
る方法には、その第１の方法として図４に示すように、
まず基準印刷パターンａ〔図（ａ）参照〕を丸孔状に打
ち抜いて基準孔ｂを設けた〔図（ｂ）参照〕後、別に打
ち抜き型として断裁刃ｃと位置決めピンｄを設けた基板
ｅを準備し〔図（ｃ）参照〕、この位置決めピンｄを基
準孔ｂに差し込んで印刷回路板を基板ｅに位置決めし、
断裁刃ｃで断裁する方法がある。また、第２の方法とし
て図５に示すように、基台ｆ上に印刷回路板出し入れ部
ｇ、ＣＣＤカメラを備えた基準印刷パターン読み取り部
ｈおよび上下動して断裁する断裁刃を備えた断裁部ｉを
別個に設け、印刷回路板出し入れ部ｇより個別に取り出
した印刷回路板ＡをＸ軸駆動モータｊにより基準印刷パ
ターン読み取り部ｈまで移動させて、ここでＣＣＤカメ
ラにより印刷回路板Ａのすべての基準印刷パターンを読
み取った後、画像処理により基準印刷パターンと断裁刃
のズレ量を補正して断裁を行う方法もある。なお、この
断裁機にはθ軸駆動モータｋがあって印刷回路板Ａの一
方の縁を断裁した後、印刷回路板Ａをθ°、例えば90°
回転した後、他方の縁を断裁して所望の形状にできるよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、第１の方法に
よる断裁の位置精度は、基準孔ｂの打ち抜き位置精
度、位置決めピンｄと断裁刃ｃの位置精度および印
刷回路板の基台ｅへの固定精度などに影響されるので、
± 0.3mmの精度で断裁するのがせいぜいである。また、
この方法では基準孔ｂの打ち抜きと断裁の２工程が必要
で生産性が劣るほか、製造する品種ごとに抜き型を準備
しなければならず、その上、抜き型の製作費用、保管ス
ペース、精度管理なども必要であった。さらに、この方
法における抜き型は、断裁刃ｃが基板ｅに固定された構
造のため、抜き型の製作精度が製品の打ち抜き精度を左
右し、また微量の補正を施すことが困難であった。他
方、第２の方法では、基準印刷パターン読み取り部ｈと
断裁部ｉとが別の場所にあるため、印刷回路板Ａを断裁
部ｉに移動する際の移動量の誤差を補正できないほか、
印刷回路板Ａ上の基準印刷パターンすべてを読み取った
後に断裁を行うため、断裁刃が印刷回路板Ａに食い込ん
だときの断裁刃の厚み分のズレも補正できず、この場合
にも± 0.2mmの精度を確保するのがやっとであった。し
たがって、本発明の目的は断裁に要する精度を向上し、
迅速かつ容易に印刷回路板を断裁することのできる印刷
回路板の断裁装置を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この印刷回路板の断裁装
置は、基台上に印刷回路板を水平方向へ移動する手段を
設け、その移動手段の一端に断裁刃を上下動自在に設
け、断裁刃の垂直線上に基準印刷パターン読み取り用カ
メラを配設したことを特徴とするものである。

【０００７】以下、本発明の印刷回路板の断裁装置を、
これを例示した図１、その要部を示した図２および本断
裁装置に適用される印刷回路板を示した図３に基づいて
詳細に説明する。図１に示した断裁装置において、１は
基台、２は印刷回路板、３はこれを載置・固定するため
のテーブルで、テーブル３は基台１上の両端に設けられ
た印刷回路板２を出し入れする場所（印刷回路板出し入
れ部）４と印刷回路板２を断裁する場所（断裁部）５と
の間を、Ｘ軸駆動モータなどの駆動機器６により水平方
向に反復移動できるようになっている。断裁部５には、
断裁刃７が油圧シリンダ等の駆動機器８により上下動自
在に装着されると共に、断裁刃７の垂直線上に印刷回路
板２の基準印刷パターンを読み込むためのＣＣＤカメラ
９が設けられていて、ＣＣＤカメラ９で捉えられた情報
は画像処理され、得られた補正データは駆動手段６に伝
達されて印刷回路板２の位置を移動する。なお、10はθ
軸駆動モータなどの駆動機器で、印刷回路板２の一方の
縁を断裁した後、印刷回路板２をθ°、例えば90°回転
した後、他方の縁を断裁して所望の形状にできるように
なっている。

【０００８】断裁刃７は油圧シリンダ等の駆動機器８に
より断裁力を与えられるため、断裁力による変形を極力
抑えるのがよく、高い剛性を持たせる必要から重量的に
も重くなるので、断裁部５が移動して断裁を行う構成と
するよりも、印刷回路板２を載置したテーブル３が移動
する構造とするのがよい。したがって、断裁刃７の位置
補正にはＸ軸駆動モータ、θ軸駆動モータの両駆動機器
６、10を必要とするが、図１に示すように、Ｘ軸用駆動
機器６は位置補正用と、テーブル３の印刷回路板２の出
し入れ位置と断裁位置との移動用とを兼ねてもよい。画
像処理に用いるＣＣＤカメラ９は、例えばIK-M40MF（東
芝社製、商品名）、CS3150（東京電子工業社製、商品
名）等の超小型カメラを用いることで、断裁刃７の刃先
と基準印刷パターンとの距離を小さくすることが可能
（従来20〜30mm程度であったものが10〜５mm程度にでき
る）となり、１枚の印刷回路板に形成できる断裁すべき
印刷パターンの取り数を増やすことができる。印刷回路
板２を載置・固定するためのテーブル３を移動するため
のＸ軸用駆動機器６、およびその駆動機器６を制御する
ための機器（図示せず）は市販のロボット、ロボットコ
ントローラの組み合わせのほか、ボールねじとサーボモ
ータ・パルスモータなどを組み合わせて構成してもよ
い。

【０００９】断裁刃７に断裁力を与える駆動機器８は、
通常の打ち抜き機で用いられる油圧シリンダ、空圧シリ
ンダ、クランクユニットなどを用いてもよく、断裁刃７
の近傍に電子部品であるＣＣＤカメラ９を設置して画像
処理に供することから、振動のなるべく少ない方式が望
ましく、この点から油圧シリンダを用いるのが最も好ま
しい。印刷回路板２を所望の形状、例えば矩形状に断裁
する断裁刃７の垂直線上に、基準印刷パターンを画像処
理するカメラ９を配置するが、断裁刃７の切れ味が悪く
なったときに断裁刃７を交換した際、カメラ９の中心線
上に断裁刃７を精密に固定する必要があるが、これは機
械的精度を制御ソフトウェアで補正し、Ｘ軸駆動モー
タ、θ軸駆動モータなどの駆動機器６、10で移動するこ
とも可能であるので、そのように適宜設計するのがよ
い。なお、より高精度の断裁を行う必要がある場合に
は、基準印刷パターンの読み取り後、位置補正を行った
後に、再度基準印刷パターンを読み取って補正値の適否
を確認した後、断裁工程を行うようにすればよく、補正
値の適否を判定する条件を適宜製品の所定打ち抜き精度
に合わせて設定すれば過剰品質となることを防止するこ
とができる。

【００１０】

【発明の作用】図１に示した印刷回路板の断裁装置にお
いて、印刷回路板出し入れ部４にあるテーブル３上に印
刷回路板２を大まかに位置合わせして載置し、吸着操作
スイッチ（図示せず）を押してテーブル３と印刷回路板
２とを吸着固定する。断裁スタートスイッチ（図示せ
ず）を押すと、テーブル３が断裁刃７の下へ移動し、図
２および図３に示すように印刷回路板２に複数個形成・
面付けされた印刷パターンの断裁指定線11上に設けられ
た基準印刷パターン12を、画像処理用ＣＣＤカメラ９に
より読み取り、印刷基準パターン12と断裁刃７の位置ず
れ量を補正した後、油圧ユニット等の駆動機器８により
断裁刃７を降下させて印刷回路板２を断裁する。印刷回
路板２を載置したテーブル３は印刷回路板２の断裁数だ
け断裁指定ピッチ分の移動〜基準印刷パターンの読み取
り〜断裁を繰り返す。印刷回路板２の一方の縁の断裁が
終了した後、テーブル３を所望の角度回転して、他方の
縁を同様の方法で断裁することで所望の形状の印刷回路
板を得ることができる。

【００１１】

【発明の効果】本発明の印刷回路板の断裁装置は、基台
上に印刷回路板を水平方向へ移動する手段を設け、その
移動手段の一端に断裁刃を上下動自在に設け、断裁刃の
垂直線上に基準印刷パターン読み取り用カメラを配設し
たもののため、 1)断裁時に断裁刃の厚み分だけ印刷回路板にズレを生じ
ても補正することができ、常に高精度の断裁を行うこと
ができる。 2)基準印刷パターン読み取り部から断裁部へ印刷回路板
を移動する必要がなく、したがって移動に伴う誤差を生
ずることがない。また断裁の直前に基準印刷パターンを
画像処理するため、断裁刃の食い込みによる印刷回路板
のズレを直接画像処理により補正することができる。 3)従来の第１の方法で行う基準孔打ち抜き工程が不要と
なるため、工程省略による生産性の向上を図ることがで
き、また基準孔が不要となるために位置ズレなどが起こ
らず断裁精度を向上させることができる。 4)抜き型を使用しないことから、その製作費用、保管、
精度管理が不要となるほか、印刷回路板を載置固定する
テーブルがロボットもしくはそれに準じた数値による位
置制御が可能な構造であるため、自由に設計変更を施し
て改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る印刷回路板の断裁装置の概略を示
す正面図である。

【図２】図１に示した断裁装置での画像処理用カメラと
断裁刃の位置関係を示す説明図である。

【図３】本発明の断裁装置に適用される印刷回路板の一
例を示す平面図である。

【図４】図（ａ）〜（ｃ）は従来の第１の断裁方法を順
を追って示す説明図である。

【図５】従来の第２の断裁方法が適用される断裁装置を
示す正面図である。

【符号の説明】

１‥基台、 ２‥印刷回路板、３‥
テーブル、 ４‥印刷回路板出し入れ
部、５‥断裁部、 ６‥（Ｘ軸駆動モ
ータなどの）駆動機器、７‥断裁刃、
８‥（油圧シリンダ等の）駆動機器、９‥ＣＣＤカメ
ラ、 10‥（θ軸駆動モータなどの）駆動機
器、11‥断裁指定線、 12‥基準印刷パタ
ーン。ａ…基準印刷パターン、 ｂ…基準孔、ｃ
…断裁刃、 ｄ…位置決めピン、ｅ…
基板、 ｆ…基板、ｇ…印刷回路板
出し入れ部、 ｈ…基準印刷パターン読み取り部、ｉ
…断裁部、 ｊ…Ｘ軸駆動モータ、ｋ
…θ軸駆動モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基台上に印刷回路板を水平方向へ移動する
   手段を設け、その移動手段の一端に断裁刃を上下動自在
   に設け、断裁刃の垂直線上に基準印刷パターン読み取り
   用カメラを配設したことを特徴とする印刷回路板の断裁
   装置。