JPS6189694A - プリント基板の形状矯正方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、゛プリント基板のそり・ねじれ等の形状の不
整を矯正するプリント基板の形状矯正方法、及びこの方
法を実施する形状矯正装置比関する。

〔従来の技術〕

プリント基板には、素材という点でも製造方法という点
でも、さまざまな種類が存在する。このように多種多様
なプリント基板は、その素材及び製造プロセスの複雑さ
に関連して、基板としての最終製品に、そりやねじれな
どの形状の不整が発生することが多い、プリント基板は
平らな板状のものとして爾後の加工等・が行われること
が想定されているので、このような形状不整が種々の問
題の発生原因となっている０例えば近年、自動部品挿入
、自動部品装着が急速に普及しているが、この場合プリ
ント基板のそりやねじれのため、自動ライン上で部品の
搭載ミス、・挿入不良、搬送不良、基板割れ等の不良が
引き起こされている。よって、プリント基板の形状不整
は、プロセスの自動化に対して、大きな障害となってい
る。

従来へこのようなプリント基板のそり・ねじれは−手作
業で矯正するか１．あるいはゴムロール、金属ロール等
を使用したレベラーによって形状を矯正していた。しか
し手作業は時間や手間の点で極めて不利であり、ライン
の自動化の要請にも反する。一方、レベラーによる矯正
は、ロールの間にプリント基板を挟みこんでロールを回
転させ、これによって形状を平坦化しようとするもので
あるので、一定形状のプリント基板には十分対応できる
としても、さまざまな外形を有するもの１．所謂異形基
板には適用できないことがあり、汎用性に欠ける。かつ
、板厚の薄いプリント基板であると、ロールに挟まれた
時に割れてしまうことがある。更に、均一な形状矯正が
難しいという問題がある。

今日、プリント基板の分野では数々の新しい技術が採用
されるに至って、これらの問題は一層はっきりして来た
。即ち、今日では高密度実装が要求されているが、この
高密度実装を効率良く実現するため、■カント、ブツシ
ュバンク等の効率的□な基板分割法の採用が増加し、か
つ所望の製品を小スペースでしかも軽量小型で得るため
に、プリント基板の異形外形化、薄板化などが行われる
に至っている。■カットは、基板のぎりぎりまで配線を
行えるよう、予めＶ字形の溝を形成しておいて、そのＶ
溝でカットしようとするものであり、このようなりｌが
あると、従来のロール式のレベラーではこの■溝が割れ
てしまうことがあった。

、　ブツシュバックも同じく高密度実装を実現すべく、
予め必要な形状に打ち抜いておいてこれを打ち抜いた部
分に入れたまま実装し、その後当初の打ち抜きに従って
プリント基板を抜くものであるが、これもロールによる
矯正では矯正時に抜けが生じたり割れることがあった。

このため、高密度化や高効率化にも限界があり、また不
良品が出ることからコスト的にも不利となっていた。更
に既述のとおり、異形のプリント基板や薄形のものは、
ロールを用いたレベラーでは矯正しにくく、この結果プ
リント基板の形状等にも限界があり、各種基板設計にも
自由度が乏しかったものである。

このような背景であるから、今日のさまざまのプリント
基板に対しては、従来の形状矯正方法は殆ど採用不可能
に近くなっており、また適正な形状矯正の手段がないこ
とから、高密度化、高効率化にも限界があり、低コスト
化の点でも問題があり、かつ基板設計の自由度も小さか
ったものである。

〔発明の目的〕

本発明はＪ上記の事態に対処すべくなされたもので、そ
の目的は、プリント基板の板厚、形状、基板分割法、素
材にかかわらず、プリント基板に発生したそりやねじれ
等の形状不整を矯正することができて汎用性に富み、設
計にも自由度があり、一層の高密度化・高効率化が可能
で、生産性の向上も期待でき、かつ割れは勿論、矯正後
の変形などが発生せず、所望の均一な矯正を効率良く行
え墨形状矯正方法、及びその装置を提供せんとすること
にある。

〔発明の構成〕　　　　　　　゛ 上記の目的を達成するため、本発明のプリント基板形状
矯正方法は、プリント基板を加熱保持する第１の工程と
、前記加熱されたプリント基板を急冷・加圧保持する第
２の工程とを備えた構成とする。

また、本発明のプリント基板形状矯正装置は、プリント
基板を加熱する加熱器と、プリント基板を加圧する加圧
器とを備え、該加圧器はプリント基板を冷却する冷却機
構を有するとともに、該プリント基板の少なくともいず
れかの面上の一部に当接する凹凸吸収を備えて構成する
。

（発明の作用〕 上記構成の結果、本発明のプリント基板矯正方法は、プ
リント基板を第１工程で加熱保持しておくので、プリン
ト基板は次工程での形状矯正に適した状態になる０次い
で第２工程で、この加熱されたプリント基板を急冷・加
圧保持するので、ここで加圧により形状の矯正が容易か
つ均一に行われる。急冷であるから・、矯正に要する時
間は短くてすみ、生産性を高めることができる。また、
矯正後の変形を防ぐこともできる。矯正後の変形を防止
できるのは、急冷の結果量の局在化が避けられ、従って
矯正後の変形が生じないためと考えられる。徐冷下で加
圧すると、冷やされている間に歪が一部分に局在し、そ
の部分にストレスが残ることになって、矯正後にこの部
分から変形すると考えられるが、本発明では急冷してし
まうのでこのような矯正後の変形は避けられる。

本発明は上記のような加熱保持工程と、急冷加圧保持工
程とから成るので、対象基板に特に限定はなく、プリン
ト基板の板厚、形状、基板分割法、素材に関係なく汎用
することができる。よって、高密度化や高効率化を阻害
することもなく、さまざまのプリント基板について本発
明を適用でき、この結果、基板設計の自由度も大幅に向
上し、コスト的にも有利になる。また形状矯正も正確に
行え、前述のとおり矯正後の変形も生じない。

また本発明のプリント基板矯正装置は、冷却機構を有す
る加圧器を用いるので、上記方法を容易に達成できる。

かつこの加圧器には、プリント基板の少なくともいずれ
かの面上の一部に当接する凹凸吸収体を備えているので
、゛基板面に配線その他による凹凸があっても、それよ
り形状矯正が阻害されることはなく、正しい形状矯正を
行うことができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について説明する。

本実施例においては、第１図に示すような工程で、プリ
ント基板の形状矯正を行う。即ち、プリント基板を加熱
保持する第１の工程Ｉと、加熱されたプリント基板を急
冷・加圧保持する第２の工程■とにより、プリント基板
の形状を矯正して、プリント基板のそりやねじれを矯正
する。本実施例では、次工程においてプリント基板を扱
い易くするため、更に徐冷工程■を設けた。

第１のプリント基板加熱・保持工程においては、プリン
ト基板をその基材、板厚、サイズ（平面上の大きさ）等
により、次の加圧工程での矯正に適する状態になる程度
の温度・時間で加熱保持する。

加熱器としては、第２図に示す如き遠赤外炉・熱風炉１
ａを用いることが・：できる、この場合は、プリント基
板１をベルト２１１′竜とで搬送しつつ、熱源３により
加熱する。あるいは、第３図の如くプリント基板１をた
て方向にプレスするたて型ヒータ付きオートプレスより
を用いることができる。この場合は下面プレス板４上に
プリント基板１を載置し、この上から上面プレス板５を
押し付け、各プレス板”４．５中に設けたヒータ６によ
りプリント基板１を加熱保持する。あるいは第４図の−
如く、横方向でプリント基板１をプレスする横型ヒータ
付きオートプレスＩｃを用いることもできる。この場合
はプリント基板１を支えておき、左右のプレス板７．８
により該プリント基板１を挟着して、各プレス板７．８
中のヒータ６によりプリント基板１を加熱保持する。

本実施例では、厚さ０．８ｆｉ、サイズ１１４　Ｘ　１
５６ｍのコンポジット材のプリント基板を対象基板とし
て、第３図のようなたて型オートプレスヒータを用い、
第１の加熱保持工程を行った。加熱温度は１２０℃、加
熱時間は１０秒とした。なお前述のとおり、本゛発明を
利用できる対象基板には特に限定がなく、通例プリント
基板として使われるものはいずれも対象にでき、例えば
その材質として、紙フエノール基材（ＸＰＣ，ＦＲ−２
の名称で商品化されているものなど）、紙ポリエステル
、紙エポキシ（同じ＜ＦＲ−３など）、コンポジット基
材（ＣＥＭＩ、ＣＥＭ３など）、ガラスエポキシ（ＦＲ
−４など）その他を例示することができるが、ラスエポ
キシで９０〜１８０℃程度の範囲で適宜選択できる。加
熱時間は、材質と形状・大きさにより適切な程度を選定
する。

上述のように適宜の温度及び時間で加熱保持して、プリ
ント基板が形状矯正に適する状態になったら、第２の加
圧保持工程に移る。この工程では、第１の工程で加熱さ
れたプリント基板を加圧急冷する。

この工程では、例えば第５図に示す形状矯正用加圧器Ｉ
Ｉａを用いることができる。この加圧器Ｉｌａは、たて
方向にプリント基板１を加圧してその形状を矯正するた
て型のもので、上下一対の冷却板９．１０がプリント基
板１を挟んで加圧しつつ、該プリント基板１を急冷する
ようになっている。各冷却板９．ｌＯには冷却機構が設
けられている。具体的には冷却媒体１１を外部から導入
することによリ、冷却板９．１０を冷やすようになって
いる。冷却媒体としては、水、アンモニア、フレオン、
オイルその他、冷却媒体として使用できるものはいずれ
も使うことができる。本例では水を用い、２０℃の冷却
水として使用した。また、冷却板９．１０は金属製のも
の（銅、アルミニウム、鉄、ステンレス、黄銅その他適
宜の材質のもの）を用いた。

加圧急冷に際しては、前記第１の工程で加熱したプリン
ト基板１を下部の冷却板１０に載置し、上部の冷却板９
を降して、プリント基板１を加圧する。その時、冷却媒
体１１を流しておき、加圧とともに急冷する０本例では
このたて型の加圧器Ｉ［ａを用いて、５秒間、加圧・冷
却した。冷却は既述のとおり、２０℃の冷却水により行
った。加える圧力は、プリント基板１が押さえつけられ
る程度の大きさでよいが、本実施例では、その圧力は０
．２４に、　／　ｃｄとした０本例ではコンポジット材
を用いたが、これ以外の材質の基板でも、概ね１ｋｆ／
ｃＩＡ以下の適宜の圧力で加圧冷却するとよい。

上記第２の加圧・冷却工程により、プリント基板１のそ
りやねじれが整形されて、平らな板状に矯正される。

加圧器の別例として、第６図の如き横型（横方向から加
圧する型）の形状矯正用加圧器ｎｂを用いることができ
る。これは、プリント基板１を支えておいて、左右の冷
却板１２．１３によりこのプリント基板１を加圧するも
のである。同じく冷却媒体１１を用いて、加圧とともに
急冷する。

上記第１．第２の工程により、プリント基板１は、形状
矯正がなされる。この技術によれば、プリント基板１の
板厚も形状も任意であり、薄形のものにも好適に使用で
き、かつ形状を問わ旗ないので異形の基板でもその形状
矯正に使用できる。

基板分割法がいかなるものであっても適用でき、例えば
Ｖカットでも、ブツシュバックでも、これにより割れそ
の他のおそれなく、形状矯正を行うことができる。また
この技術は、プリント基板を加熱して、そりやねじれな
どの原因である内部歪を解放した状態で加圧冷却するの
で、容易に、しかも均一な平坦化をなし得、歪が局所的
に残存することによる矯正後の変形も生じにくいもので
ある。しかも急冷であるから、工程時間が短くてすみ、
生産性の向上を図ることができる。

なお、本実施例では、徐冷工程■を加えているが、これ
は第２の工程で加圧急冷されてもなお室温より温度が高
い場合、これを室温まで冷却するものである。室温にま
で冷却しておいた方がその後の取り扱いに便利な場合”
に採用するとよい。実用上問題なければこの工程は省い
てよい。徐冷は、例えば第７図のように、金属網ベルト
１４の下方に小型ファン１５を取付け、ベルト１４でプ
リント基板１を搬送しつつ強制空冷することによって行
うことができる。

例えば第２図の加熱器ｌａ、第５図の加圧器■ａ及びこ
の第７図の徐冷装装置とを、ラインＬを一致させて組合
せることにより、連続ライン上で自動化することができ
る。

次に第８図を参照して、本実施例の効果について説明す
る。資料として、コンポジット材の一種であるＣＥＭ３
から成る厚さ０．８ｍ、サイズ１１４′Ｘ　１５６０の
両面基板を用い、これを上記例によってそり矯正した。

第８図は、複数の試料を用いたそり矯正の結果を示すも
ので、図中のデータＡが矯正前、データＢが矯正後のそ
りの分布を表す。

第８図のそり量ｄは、第９図に示す変形を表す。

データＡ、Ｂの比較かられかるように、そり量が減って
、矯正がなされたことがわかる。

次に、本発明の別の実施例について説明する。

この実施例は第２の工程において、加圧器として、プリ
ント基板１の少なくともいずれかの面上の一部に当接す
る凹凸吸収体を設けたものを用いる例である。

即ち、本例における加圧器ｎｃは、第１０図のように、
その冷却板１６（下部の冷却板）に凹凸吸収体１７を取
付けである。凹凸吸収体１７を取付けたので、基板１面
の表面凹凸が大きい場合でも、凹凸はこの凹凸吸収体１
７に吸収されて、十分な形状矯正作用を果たす、凹凸吸
収体１７としては、柔軟性があって凹凸を吸収できるも
のであれば何でも、用いることができるが、ある程度の
断熱性を有するものが望ましい０例えば、フェルト、布
、紙、スポンジ、ゴム等が好ましく用いられる。本例で
はもう一方の冷却板１８には凹凸吸収体は設けなかった
が、勿論両側に設置してもよい。

凹凸吸収体１７の設置以外は、前述した実施例と全く同
様の構成とした。この例の効果を、第８図を用いて説明
する。第８図中のデータＣが本例を用いた場合の結果で
ある。試験条件は先きの説明と同じである。データＡと
の対比から、そり量が極めて小さくなっていることがわ
かる。データＢよりも好ましい結果が得られており、本
実施例の効果が良好であることがあかる。

本実施例で良好な結果が得られるのは、凹凸吸収体によ
る凹凸吸収効果と、これのもつある程度の断熱作用によ
り、プリント基板の冷却特性が変わることによるものと
考えられる。即ち、プリント基板は、片面プリントにせ
□、よ両面プリントにせよ、パターンが中央部に集まっ
ていることが多く、側断面から見ると凹凸がある。従っ
て、これを冷却板で挟むと、冷却板はパターン凸部に当
接してこれを挟むことになり、プリント基板の周辺部分
は保持できないことになる。よって基板の冷却が不均一
になり、均一な形状矯正ができなくなる可能性がある。

かつプリント基板の周辺部分は挟まれない状態なので自
由端となり、いずれの方向にも曲がって行けることにな
る。しかし凹凸吸収体を用いると、凹凸が吸収でき、均
一な基板冷却が可能となり、かつ全体を挟みこむことが
可能となる。よって、凹凸吸収体を用いた方が、形状矯
正の効果が大きくなるものと考えられる。凹凸吸収体は
両面に設けてもよいが、片面でも充分、凹凸を吸収する
ことができる。

また、第１１図に示すように、片側の冷却板１６に凹凸
吸収体１７を敷いた場合のプリント基板１の上面と下面
の冷却温度のカーブを、熱電対１９を用いて測定した。

試料とし゛ての基板１は、コンポジット材（０２Ｍ３）
の０．８ｍｍ厚、１１４　Ｘ　１５６ｍのもので、凹凸
吸収体１７としてはフェルトを用いた。

第１２図に、凹凸吸収体を用いない場合と対比して、結
果を示す０図に示すとおり、凹凸吸収体のない直接冷却
の方は、基板の上面（１−１＞も、下面（１−２）も、
加圧してから２〜３秒で急速に冷却されるが、凹凸吸収
体１７を敷いた方は、片側つまり凹凸吸収体１７が当接
する基板下面（２−２）の冷却温度カーブは穏やかであ
る。基板上面（２−１）のカーブも直接冷却の場合（１
−１）と−？’や特性が異なっている。このように凹凸
吸収体１７側の温度カーブ（２−２）は他の側の温度カ
ーブ（２−１）よりもゆっくりしており、、特性に差が
出ている。

上記のように凹凸吸収体を用いることによって、プリン
ト基板の上面と下面との冷却温度ｉ性に差をもたせるこ
とができ、これが形状矯正に効果的な役割を果たすもの
と思われる。

また、凹凸吸収体の厚みを変えたりすることなどによっ
て、プリント基板を希望する方向に、所望の大きさでの
そりを生じさせるようにすることもできる。凹凸吸収体
が当接する基板面が凹となり易いので、凹としたい面の
方に凹凸吸収体を設け、かつ凹凸吸収体が厚くなるほど
、プリント基板はそりが大きくなるので、設置位置と厚
さとを調整することにより、基板に所望のそりを与える
ことが可能となるものである。

なお当然のことではあるが、本発明は上記説明した各実
施例にのみ限定されるものではない。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明のプリント基板矯正方法は、プリン
ト基板を加熱保持する工程と、加熱されたこのプリント
基板を急冷・加圧保持する工程とにより形状矯正を行う
ものであるので、適用できる基板に特に制限はなく、そ
の板厚、形状、基板分割法、素材にかかわらず、プリン
ト基板の形状不整を矯正でき、きわめて汎用性に富む、
またこのように制限がないので、プリント基板は任意の
板厚や形状に形成でき、従二て設計の自由度が大幅に向
上する。こσため自由な設計が可能で、一層の高密度化
・高効率化が可能となる。更に、加圧は急冷下で行うの
で時間が短くてすみ、生産性が向上し、この点でも低コ
スト化を図ることができる。かつ割れは勿論、急冷下で
加圧するため矯正後の変形なども発生せず、所望の均一
な矯正を効率良く達成できる。

ある。第２図は本実施例で使用し得る加熱器の一例を示
す図、第３図は同じくその別例を示す図、第４図は同じ
くその更に別の例を示す図である。

第５図は本実施例で使用し得る加圧器の一例を示す図、
第６図は同じくその別例を示す図である。

第７図は本実施例で使用する徐冷装置を示す図である。

第８図及び第９図は本発明の効果を示すための説明図で
ある。第１Ｏ図は本発明−の別の実施例に用い得る加圧
器の一例を示す図、第１１図及び第１２図はこの実施例
の作用を示すための説明図である。

Ｉ・・・第１の工程、■・・・第２の工程。

１・・・プリント基板、Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ・・・加熱器
、■ａ、■ｂ、Ｉｌｃ・・・加圧器、１７・・・凹凸吸
収体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プリント基板を加熱保持する第１の工程と、前記加
   熱されたプリント基板を急冷・加圧保持する第２の工程
   とを備えて成ることを特徴とするプリント基板の形状矯
   正方法。 ２、プリント基板を加熱する加熱器と、プリント基板を
   加圧する加圧器とを備え、該加圧器は、プリント基板を
   冷却する冷却機構を有するとともに、該プリント基板の
   少なくともいずれかの面上の一部に当接する凹凸吸収体
   を備えることを特徴とするプリント基板の形状矯正装置
   。