説明

切断方法及び切断装置

【課題】基板に対する切断ブレードの食い込み量を任意に変更して基板の自動切断を行うことができる切断方法及び切断装置を提供する。
【解決手段】切断ブレード101を用いた基板900の切断を制御するための切断制御データを記憶媒体から読み出し、記憶媒体から読み出した切断制御データに基づいて、切断ブレード101の回転駆動と、基板900に対する切断ブレード101の接離方向(Z軸方向)の移動と、基板900の表面に沿った方向(X軸方向、Y軸方向)における基板900に対する切断ブレード101の相対的な移動とを制御する。更に、切断制御データに基づいて、基板900の表面に垂直なZ軸を中心とした切断ブレード101の側面の回転角度を制御してもよい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリント基板を切断する切断方法及び切断装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の切断装置として、回転駆動した円板状の切断ブレードである回転刃を、基板の下面から上面を貫通するようにくい込ませながら、基板の切断位置に沿って基板の一方の端部から他方の端部まで移動させることにより、基板を複数の分割基板に分離されるように貫通切断するものが知られている(特許文献1)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
基板の切断においては、その基板を複数の分割基板に分離されるように回転刃の外周を貫通させて切断するような貫通切断を行うのではなく、基板の表面から厚さ方向の途中まで回転刃の外周をくい込ませて溝を形成するハーフ切断を行う場合がある。例えば、複数の分割基板にする前に、それら複数の分割基板を含む1枚の基板としてハンドリングすることができるようにし、その後、任意のタイミングに当該基板を手作業等によって折り曲げて複数の分割基板に分離できるようにしたい場合がある。この場合は、所定の切断線に合わせて所定の深さの溝を形成するように基板のハーフ切断を行う。また、基板の種類によっては、その基板上の複数の切断箇所のうち、手作業等による分離時にストレスを加えたくない部品の近傍の切断箇所については貫通切断を行い、他の切断箇所についてはハーフ切断を行うというように、1枚の基板の中で複数種類の切断の態様を混在させたい場合もある。
【0004】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、プリント基板に対する切断ブレードの食い込み量を任意に変更してプリント基板の自動切断を行うことができる切断方法及び切断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、回転駆動可能な円板状の切断ブレードを用いてプリント基板を切断する切断方法であって、前記切断ブレードを用いた前記プリント基板の切断を制御するための切断制御データを記憶媒体から読み出し、前記記憶媒体から読み出した前記切断制御データに基づいて、前記切断ブレードの回転駆動と、前記プリント基板に対する該切断ブレードの接離方向の移動と、該プリント基板の表面に沿った方向における該プリント基板に対する該切断ブレードの相対的な移動と、を制御することを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の切断方法において、前記切断制御データに基づいて、前記プリント基板の表面に垂直な軸を中心とした前記切断ブレードの側面の回転角度を制御することを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1又は2の切断方法において、前記切断制御データに基づいて、前記プリント基板の厚さ方向の表面から裏面まで貫通するように切断する貫通切断と、前記プリント基板の厚さ方向の表面から裏面に到達しない所定の深さまで溝を形成するように切断するハーフ切断とを切り換えるように制御することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかの切断方法において、前記切断ブレードによる前記プリント基板の切断中に、前記切断ブレードを回転駆動する駆動源の駆動条件の変化を検知することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかの切断方法において、前記切断ブレードを回転駆動した状態で該切断ブレードの外周を前記プリント基板に対してくい込ませながら、該プリント基板に対して該切断ブレードを相対的に移動させるときに、該プリント基板に対する該切断ブレードの相対移動方向における下流側及び上流側の少なくとも一方で、該プリント基板の表面に対して気体を吹き付け、前記切断ブレードの周辺から気体を吸引して排出することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、回転駆動可能な円板状の切断ブレードを用いてプリント基板を切断する切断装置であって、前記切断ブレードを回転可能に保持するブレード保持手段と、前記切断ブレードを回転駆動する回転駆動手段と、前記プリント基板を支持する被切断物支持手段と、前記プリント基板に対して前記切断ブレードを接離させる接離手段と、前記プリント基板の表面に沿った方向について、該プリント基板に対して前記該切断ブレードを相対的に移動させる相対移動手段と、前記切断ブレードを用いた前記プリント基板の切断を制御するための切断制御データを記憶媒体から読み出すデータ読み出し手段と、前記記憶媒体から読み出した前記切断制御データに基づいて、前記回転駆動手段による前記切断ブレードの回転駆動と、前記接離手段による前記プリント基板に対する該切断ブレードの接離方向の移動と、前記相対移動手段による該プリント基板に対する該切断ブレードの相対的な移動とを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6の切断装置において、前記ブレード保持手段は、前記プリント基板の表面に垂直な軸を中心として前記切断ブレードの側面の回転角度を変更可能に構成され、前記制御手段は、前記切断制御データに基づいて、前記ブレード保持手段における前記切断ブレードの側面の回転角度を変更するように制御することを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項6又は7の切断装置において、前記制御手段は、前記切断制御データに基づいて、前記プリント基板の厚さ方向の表面から裏面まで貫通するように切断する貫通切断と、前記プリント基板の厚さ方向の表面から裏面に到達しない所定の深さまで溝を形成するように切断するハーフ切断とを切り換えるように制御することを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項6乃至8のいずれかの切断装置において、前記切断ブレードによる前記プリント基板の切断中に、前記切断ブレードを回転駆動する駆動源の駆動条件の変化を検知する検知手段を、さらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項6乃至9のいずれかの切断装置において、前記プリント基板に対する該切断ブレードの相対移動方向における下流側及び上流側の少なくとも一方に、気体を出射する気体出射開口を有し、該気体出射開口から該プリント基板の表面に対して気体を吹き付ける気体吹き付け手段と、前記切断ブレードの周辺から気体を吸引して排出する気体排出手段と、をさらに備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、記憶媒体から読み出した切断制御データに基づいて、切断ブレードの回転駆動や、プリント基板の表面に沿った方向におけるプリント基板に対する切断ブレードの相対的な移動だけでなく、プリント基板に対する切断ブレードの接離方向の移動を制御することができるので、プリント基板に対する切断ブレードの食い込み量を任意に変更してプリント基板の自動切断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の実施形態に係る基板切断ロボットの概略構成を示す正面図。
【図2】同基板切断ロボットの切断ユニットの一構成例を示す拡大正面図。
【図3】同切断ユニットのケーシングの内部を示す説明図。
【図4】同切断ユニットの気体出射開口から出射する気体の様子を示す斜視図。
【図5】気体出射開口から出射する気体の傾き角度の説明図。
【図6】変形例に係る切断ユニットの気体出射開口から出射する気体の様子を示す斜視図。
【図7】本実施形態の切断ユニットの拡大側面図。
【図8】(a)はワーク保持テーブルの一構成例を示す平面図。(b)は同ワーク保持テーブルのA−A’断面図。
【図9】同ワーク保持テーブルの中央に基板をセットした様子を示す平面図。
【図10】基板切断ロボットの制御系の主要部を示すブロック図。
【図11】基板切断ロボットを用いて基板を複数の分割基板に分離するように切断する切断処理の一例を示すフローチャート。
【図12】基板の切断処理時における基板に対する切断ブレードの動きを示す説明図。
【図13】(a)および(b)はそれぞれ基板切断時における切断ブレードの動きを示す説明図。
【図14】(a)および(b)はそれぞれハーフ切断処理の前後における基板の側面図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明を切断装置としての基板切断ロボットに適用した実施形態について説明する。
本実施形態の基板切断ロボットは、電気回路が形成された被切断物としてのプリント基板(以下「基板」という。)を深さ方向に完全に切断したり、基板の表面から所定の深さまで切断溝を形成したりするものである。基板を深さ方向に完全に切断した場合に、上記被切断物としての基板から複数の分割基板に分離することができる。各分割基板には、同種類又は異種の電気回路が形成されている。また、上記基板の表面から所定の深さまで切断溝を形成した場合は、複数の分割基板に分離するまでは1枚の基板として作業者のハンドリングが容易になり、その後、任意のタイミングで作業者が当該基板の切断溝の形成箇所を手作業(手割り作業)等で折ることにより、複数の分割基板に分離することができる。
【0009】
図1は本実施形態に係る基板切断ロボットの概略構成を示す正面図である。なお、図1には、後で参照する座標軸も図示されている。本実施形態の基板切断ロボットは、被切断物の基板900が上面にセットされる被切断物支持手段としてワーク保持テーブル210を有する装置本体200と、制御ユニット300とを備えている。装置本体200は、その装置本体200の両側部に取り付けられたスタンド部材230、240と、そのスタンド部材230、240の間に架け渡すように取り付けられたX軸ガイド部材250と、X軸ガイド部材250に対してX軸方向(図中の左右方向)に移動可能に図中奥側が取り付けれたアーム状のY軸ガイド部材260とを備えている。また、Y軸ガイド部材260には、Y軸方向(図中の前後方向)に移動可能に切断ユニット100が取り付けれている。
【0010】
制御ユニット300は、表示部310と、操作部320と、着脱可能な記憶媒体としてのメモリカード等が装着される記憶媒体装着手段としてのメモリスロット330とを備えている。また、制御ユニット300は、CPUや内部メモリ等で構成された制御部としてのコントローラを内蔵している。Y軸ガイド部材260のX軸方向の駆動、切断ユニット100のY軸方向及びZ軸方向(基板900に対する切断ブレード101の接離方向)の駆動、切断ユニット100のZ軸を中心とした回転駆動(θ回転駆動)などは、基板900の切断箇所の相対座標等の情報、切断ブレード101の回転制御の情報、切断ユニット100の移動速度の情報等に関する切断制御データ(切断NCデータ)に基づいて、制御ユニット300のコントローラで制御される。この切断制御データは、切断処理時の各種初期設定パラメータ等のデータとともに、制御ユニット300のコントローラ内にある内部メモリに予め保存され、基板の切断処理実行時に当該内部メモリから読み出されて用いられる。この内部メモリ内に保存される切断制御データは、メモリスロット330に装着されたメモリカード等の記憶媒体から読み出したものでもよいし、通信ネットワークを介して外部装置から送信されてきたものでもよい。また、切断制御データ等は、フレキシブルディスク、ハードディスク等の他の記憶媒体に記憶させて用いるように構成してもよい。また、切断制御データ(切断NCデータ)は、被切断物である基板900の設計データに基づいて作成したものでもよいし、前もって実行されるデータ取り込み作業(ティーチング作業)で取得されたものでもよい。
【0011】
図2は基板切断ロボットの切断ユニット100の一構成例を示す拡大正面図であり、図3は切断ユニット100のケーシングの内部を示す説明図である。切断ユニット100は、図中の矢印A方向に回転駆動可能に取り付けられた切断ブレード101と、切断ブレード101を囲むように設けれたケーシング110と、ケーシング110の切断時移動方向(図中のB方向)の上流側及び下流側それぞれに設けられた気体吹き付け部120、130とを備えている。切断ユニット100の切断時の移動速度(送り速度)は、例えば数10mm/秒に設定され、好ましくは40〜60mm/秒の範囲内で設定される。
【0012】
ケーシング110は、切断ブレード101の基板(被切断物)側で回転移動している外周部分を一部露出させるように設けたブレード露出用開口111を有している。このブレード露出用開口111は、切断ブレード101の回転中心を基準にして、切断時移動方向の下流側の開口長さLa1を上流側の開口長さLa2よりも長くなるように設定されている(図3参照)。このように下流側の開口長さLa1を上流側の開口長さLa2よりも長くすることにより、ケーシング全体の小型化を図りつつ、切断ブレード101の回転によって切断時移動方向の下流側に飛散しやすい切粉等の粉塵をケーシング110内に効果的に取り込むことができる。また、ケーシング110は、内部の切断ブレード101の着脱操作ができるように、図中手前側の側板が開閉自在に構成されている。
【0013】
ケーシング110内の切断ブレード101は、ブレード保持手段としての円盤状の固定部材141によって回転駆動軸142に固定されている。切断ブレード101は、後述の駆動モータにより、数1000rpm〜数10000rpmで回転駆動される。また、本実施形態では、切断ブレード101による基板の切断効率を高めるために、ケーシング110から露出している切断ブレード101の下端外縁部の移動方向が切断ユニット100の切断時移動方向(図中B方向)と同方向になるように、切断ブレード101の回転方向を設定している。
【0014】
切断ブレード101としては、ダイヤモンド電着ブレードを用いることができる。ダイヤモンド電着ブレードは、金属製の円板等からなる基材の外周から中心部側に所定幅を有する外周縁部101aに、電着法によって粒度が数100程度のダイヤモンド粒子を付着させたブレードである。また、切断ブレード101としては薄い円盤状の砥石を用いてもよい。
【0015】
また、ケーシング110は、切断時移動方向(図中のB方向)の下流側上部に、ケーシング110内の気体を図中矢印Cに示すように外部に排出するための排気用開口112を有している。ケーシング110内の気体は、排気用開口112に連結されたダクト接続部113を介して接続された蛇腹状の排気ダクト272を通り、コントローラで制御可能な電磁バルブ271を介して排気ダクト272に接続された排気ポンプ270により排気される。これらのケーシング110の排気用開口112、ダクト接続部113、排気ダクト272、電磁バルブ271、排気ポンプ270等により、切断ブレード101の周辺から気体を吸引して排出する気体排出手段が構成されている。本実施形態では、排気ダクト272をケーシング110の上部に接続することにより、デッドスペースを少なくすることができる。なお、上記ケーシング110からの排気経路には、排気する気体に含まれる切粉等の粉塵を回収するためのフィルターを設けてもよい。
【0016】
気体吹き付け部120、130はそれぞれ、ケーシング110の側面に取り付けられた本体部121、131と、被切断物の基板側にスリット状の気体出射開口122a、132aを有するノズル部122、132とを備えている。図4に示すように、スリット状の気体出射開口122a、132aから出射する気体123、133は、切断ブレード101の回転で生じた気流の外部への飛散を遮蔽するように放射面状(エアーカーテン状)にして吹き付けられる。また、図5に示すように、気体出射開口122a、132aからの気体123、133の出射方向は、切断ユニット100の切断時移動方向において切断ユニット100の中心側に所定角度θ1、θ2だけ傾けている。気体123、133の出射方向の傾き角度θ1、θ2は、例えば75°〜85°の範囲内に設定する。このように気体123、133を傾けて出射することにより、被切断物の基板900が上方に凸状に反っている場合(例えば、基板の中央部の変位量dが数mm程度になるように反っている場合)に、気体出射開口122a、132aからの気体123、133を基板900の表面に対して垂直になるように吹き付けることができ、基板900を下方に抑え付けて表面が水平にした状態(基板を矯正した状態)で、基板900を切断することができる。特に、基板900を上面から下面まで完全に切断するのではなく基板900の上面から所定の深さまで溝状に切断するハーフ切断を行うときに、その切断溝の深さを一定にすることができ、効果的である。また、気体出射開口122a、132aから出射する気体123、133をケーシング110のブレード露出用開口111側に傾けて吹き付けることにより、ブレード露出用開口111から外部へ飛散しようとする切粉等の粉塵の飛散を効果的に抑制することができる。
【0017】
図2において、気体吹き付け部120、130には、図中矢印Dで示すようにエアーコンプレッサ280から吹き付け用気体が供給される。コントローラで制御可能な電磁バルブ281を介してエアーコンプレッサ280から供給された気体は、気体供給ホース282を通り、その気体供給ホース282が接続された気体吹き付け部120、130の上部の気体供給受け部124、134から、気体吹き付け部120、130内に供給される。気体吹き付け部120、130に供給された所定圧力(例えば、5kgf/cm、又は、約49N/cm)の気体は、図示しない供給経路を通ってノズル部122、132の気体出射開口122a、132aから吹き出す。なお、上記エアーコンプレッサ280からの気体の供給経路にはフィルターを設けてもよい。
【0018】
なお、本実施形態において、図6に示すように切断ブレード101の側面側で基板の表面に対して気体を吹き付ける気体吹き付け部を追加して設けてもよい。この側面側の気体吹き付け部のスリット状の気体出射開口152a、162aから出射する気体153、163についても、切断ブレード101の回転で生じた気流の外部への飛散を遮蔽するように面状(エアーカーテン状)にして吹き付けるようにしてもよい。
【0019】
図7は、本実施形態の切断ユニットを切断時移動方向下流側から見た拡大側面図である。切断ユニット100のケーシング110の奥側側面110aには、切断ブレード101を回転駆動する回転駆動源としてのモータ140を支持するモータ支持部143が固定されている。このモータ支持部143の上面に、鉛直方向のZ軸(R軸)を中心にして切断ユニット100を回転させる切断ユニット回転手段としてのθ回転駆動部180が設けられている。切断ユニット100は、これらのモータ支持部143とθ回転駆動部180の上部と連結部材172とを介してZ軸方向駆動部170に連結され、Z軸に沿って上下移動可能になっている。また、Z軸方向駆動部170は、Y軸ガイド部材260(図1参照)に対してY軸方向(図中の前後方向)に移動可能なY軸方向駆動部190に連結されている。これにより、切断ユニット100は、Y軸方向(図中の前後方向)に移動可能になっている。更に、Y軸方向駆動部190に連結されたY軸ガイド部材260の図中奥側端部は、X軸ガイド部材250に沿ってX軸方向(図中左右方向)に移動可能な図示しないX軸方向駆動部に連結されている。
【0020】
図8(a)及び(b)はそれぞれ被切断物である基板がセットされるワーク保持テーブル210の一構成例を示す平面図及び断面図である。本構成例のワーク保持テーブル210は、12個の分割基板が一体形成された基板900を縦長の状態にしてセットすることができる基板セット領域211が、図中の左右方向の3箇所に設けられている。各基板セット領域211の分割基板に対応する分割基板対応部分は、基板と同程度の深さ又は基板の厚さよりも浅い深さで凹状に形成された載置面211aと、中央空隙部211bと、真空チャックのための吸引口211cとを備えている。中央空隙部211bの対角線上の端部2箇所には、基板900を構成する各分割基板の貫通孔に係合するピン211dが設けられている。このピン211dの先端部が各分割基板の貫通孔に係合することにより、基板900の切断前後において、基板900、又はその基板から分離された各分割基板が所定位置に保持され、周囲に飛び散らないようになっている。また、各基板セット領域211の分割基板対応部分に形成された中央空隙部211bは、吸引口211cを介して、図示しない吸引ポンプに接続された吸引用気流経路212に連通している。この分割基板対応部分の中央空隙部211bの気体を吸引することにより、中央空隙部211bの上部にある基板裏面を引き付け、切断時に基板を保持することができる。この吸引用気流経路212介した基板の吸引動作のオン/オフは、3つの基板セット領域211ごとに独立に制御できるように構成されている。例えば、図9に示すように複数の分割基板901が一体形成された基板900を中央の基板セット領域211のみにセットした場合は、その中央の基板セット領域211についてのみ基板900の吸引動作をオンすることができる。
【0021】
また、本構成例のワーク保持テーブル210では、基板の切断時に切断ブレード101が通過する可能性がある位置に切断ブレード回避溝213が形成されている。この切断ブレード回避溝213により、切断ブレード101によってワーク保持テーブル210が損傷を受けないようにすることができ、また、切断ブレード101の通過を阻害することがなく切断ブレード101の回転負荷の増大を防止できる。
【0022】
図10は、基板切断ロボットの制御系の主要部を示すブロック図である。制御手段としてのコントローラ301は、CPU、RAM、ROM、I/Oインターフェース等を用いて構成されている。このコントローラ301には、表示部310、オペレータが操作する操作部320、前述の切断制御データや所定のプログラム等が保存された内部メモリ等からなるデータ記憶部305が接続されている。更に、コントローラ301には、排気ポンプ270の電磁バルブ271及びエアーコンプレッサ280の電磁バルブ281が接続され、排気ポンプ270による排気動作及びエアーコンプレッサ280による加圧気体(例えば圧縮空気)の供給動作を制御できるようになっている。また、コントローラ301には、切断ブレード101を所定の回転速度で回転させるモータ140を駆動制御する切断ブレードモータ駆動回路145が接続され、切断ブレード101の回転を制御できるようになっている。また、切断処理時に切断ブレードモータ駆動回路145からモータ140に供給される駆動電流は、コントローラ301によって検知され、その検知結果に基づいて、切断ブレード101の回転の異常や切断ブレード101の寿命の到来を判断し、その判断結果を表示部310に表示してオペレータに知らせることができる。
【0023】
また、コントローラ301には、X軸方向駆動部を駆動制御するX軸方向駆動回路261、Y軸方向駆動部を駆動制御するY軸方向駆動回路191、Z軸方向駆動部を駆動制御するZ軸方向駆動回路171、および、θ回転駆動部180を駆動制御するθ回転駆動回路181が接続されている。これにより、コントローラ301は、切断制御データに基づいて、切断ユニット100のX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向の移動と、切断ユニット100のZ軸を中心にした回転とをそれぞれ制御できるようになっている。
【0024】
図11は、上記構成の基板切断ロボットを用いて基板900を複数の分割基板901に分離するように切断する切断加工処理の一例を示すフローチャートであり、図12は基板の切断加工処理時における基板900に対する切断ブレード101の動きを示す説明図である。
まず、被切断物の基板900に対する切断NCデータ(切断制御データ)をコントローラ301に読み込んだ後、切断加工の初期準備動作を実行する(S101、S102)。切断加工の初期準備動作は、例えば、排気ポンプ270のオン動作、エアーコンプレッサ280のオン動作、切断ユニット100の切断ブレード101を所定の待機位置(ホームポジション)への移動等である。次に、オペレータがワーク保持テーブル210上に基板900をセットし切断加工動作の開始操作を行うと、切断ユニット100の切断ブレード101が所定の切断開始位置に移動する(S103。図12のP1)。次に、切断ブレード101の回転駆動が開始され所定の高さまで下降し(S104。図12のP2)、所定の切断予定ラインに沿った方向(X軸方向又はY軸方向)に切断ブレード101の移動が開始される(S105)。この切断ブレード101の切断移動(図12のP3)により基板900が切断される。切断ブレード101が所定の切断終了位置に移動して切断ブレード101の切断移動が終了すると(S106。図12のP4)、切断ブレード101が所定の高さまで上昇する(S107。図12のP5)。次の切断箇所がある場合(S108でYes)は、切断ブレード101の移動方向である切断方向に変更があるか否かが判断される(S109)。ここで、切断方向に変更がある場合(S109でYes)は、切断ユニット100をZ軸の回りに所定角度(例えば、90°、−90°又は180°)回転させることにより切断ブレード101の移動方向である切断方向を変更し(S110)、上記ステップS103〜S108の切断加工処理を繰り返す。一方、切断方向に変更がない場合(S109でNo)は、切断ユニット100の回転(切断ブレードのZ軸周りの回転)を行わないで、上記ステップS103〜S108の切断加工処理を繰り返す。基板900のすべての切断箇所(切断ライン)について切断加工処理が終了したら(S108でNo)、切断ブレード101の回転を終了し、切断ユニット100の切断ブレード101を所定の待機位置(ホームポジション)へ移動させ、切断加工の終了動作を実行する。切断加工の終了動作は、例えば、排気ポンプ270のオフ動作、エアーコンプレッサ280のオフ動作等である。
【0025】
なお、上記切断加工において基板900の互いに平行な複数の切断ラインについて切断する場合、図13(a)の矢印E1〜E5に示すように常に同じ向き(図示の例では+X軸方向:右方向)に切断ブレード101(切断ユニット100)を移動させて切断するようにしてもよいし、図13(b)の矢印F1〜F5に示すように交互に逆向き(図示の例では+X軸方向:右方向と−X軸方向:左方向)に切断ブレード101(切断ユニット100)を往復させて切断するようにしてもよい。また、図13(b)のように切断ブレード101を往復させて切断する場合、一つの切断ラインの切断が終了するたびに、切断ブレード101(切断ユニット100)をZ軸の回りに180°回転させて反転させ、切断ユニット100から露出している切断ブレード101の下端外周部分の移動方向と、切断ブレード101(切断ユニット100)の移動方向とを一致させるようにしてもよい。
【0026】
図14(a)および(b)はそれぞれハーフ切断処理の前後における基板の側面図である。基板900の上面から所定の深さまで溝状に切断するハーフ切断を行う場合、図14(a)に示すように基板900の切断ラインの裏面側にケガキ工法等でV字状の溝Hが予め形成されている。この裏面側の溝Hに対応させるように、上記構成の基板切断ロボットを用いて表面側から所定の深さの切断溝Gを形成するようにハーフ切断加工を行う。例えば、14(b)に示すように、基板900の厚みD1が0.5mm〜2mm程度の場合、ハーフ切断処理後の残存厚さ(表面側から形成する切断溝Gの下端と裏面側の溝Hの上端との間の距離)D3が0.2mm〜0.3mm程度になるように、ハーフ切断処理で形成する切断溝Gの深さD2を設定する。
【0027】
上記V字状の溝Hは、基板の手割り時に搭載部品のクラックが発生しない歪みとなるように予め加工されるが、上記V字状の溝Hの深さが深い(残り厚が少ない)とリフロー等で基板の反りが発生しやすくなるため、上記V字状の溝Hはあまり深くすることができない。そこで、リフロー工程の後に上記V字状の溝Hを深くし、手割りできるように加工する場合がある。従来、ケガキ工法で上記V字状の溝Hをある程度精度よく深くすることができたが、精度を保つために基板面を支持するジグなどは高精度に仕上げられた高価なものを製作する必要があった。ジグの精度が高ければ、ケガキ工法は工法上切削力が大きいので、1列全長にわたって同じ深さになるように上記V字状の溝Hを深くするように加工される。ところが、手割り時の歪みを嫌う部品は1列全長にわたって配置されていることは少なく、該当部品の周辺のみに切り欠きを設けることで、手割り時の歪みがほとんど発生しないようにすることができる。本実施形態の基板切断ロボットでは、基板900の必要な箇所のみ切断ユニット100(切断ブレード101)を下降させて切り欠きを形成することができるため、上記従来のような高精度なジグが必要とならない。
【0028】
以上、本実施形態によれば、切断ブレード101を回転駆動しながら基板900に対して移動させるときに、基板900に対する切断ブレード101の移動方向における下流側及び上流側の少なくとも一方で、基板900の表面に対して気体を吹き付ける。この気体の吹き付けにより、切断ブレード101による切断時に発生した切粉等の粉塵が基板900の表面に付着しないようにするとともに、その粉塵が切断ブレード101の周辺から飛散しようとするのを抑制できる。しかも、粉塵が含まれている可能性がある切断ブレード101の周辺の気体を吸引して排出することにより、切断ブレード101の周辺に存在する粉塵が基板900の表面に付着するのを防止することができる。従って、切断ブレード101による切断時の切粉等の粉塵が基板900の表面に残留するのを防止しつつ基板900を切断することができる。
また、本実施形態によれば、上記基板900の表面に対する気体の吹き付けにより、基板900が反っていた場合でも、切断ブレード101による切断箇所の近傍でワーク保持テーブル210の水平な上面に基板900を押圧して基板900の反りを矯正することができるので、安定した切断が可能になる。特に、表面側から所定の深さの切断溝Gを形成するハーフ切断加工を行う場合は、その切断溝Gの深さが安定する。また、基板900を非接触で押圧することができるとともに、切断ブレード101による切断箇所の近傍で基板を押圧するローラ等の押圧部材を設ける必要がない。従って、押圧部材によるデッドスペースの発生を抑制できるとともに、基板900上に取り付ける部品の高さ等の制限を受けにくく、更に、切断ユニット100およびそれを備えた基板切断ロボットの小型を図ることができる。
また、本実施形態によれば、上記基板900の表面に対する気体の吹き付けにより、基板900が反っていた場合でも、切断ブレード101による切断箇所の近傍でワーク保持テーブル210の水平な上面に基板900を確実に押圧して切断することができるので、基板900の表面から裏面まで完全に切断する場合でも、切断後の分割基板901をバラバラになることなく裏面側からの吸引によりワーク保持テーブル210に確実に保持することができる。これに対し、従来は、前述のような高精度のジグを準備しても裏面側からの吸引で矯正できないほど反りが大きな基板などでは、基板の表面から裏面まで完全に切断する場合に切断後の分割基板がバラバラになってしまうおそれがあった。
また、本実施形態によれば、切断ブレード101の基板900側で回転移動している外周部分を一部露出させた状態で切断ブレード101をケーシング110で囲み、ケーシング110の外側からケーシング110の内側に気流が発生するように基板900の表面に対して気体を傾けて吹き付け、ケーシング110の内部の気体を吸引して排出している。これにより、基板900の切断時に発生する切粉等の粉塵をケーシング110内に効率よく集めて排気することができる。
また、本実施形態において、図6に示すように切断ブレード101の側面側で基板900の表面に対して気体を吹き付けるように構成してもよい。この場合は、基板900の切断時に発生する切粉等の粉塵が切断ブレード101の側面から飛散して基板900上に付着するのを防止することができる。
また、本実施形態によれば、切断ブレード101の回転で生じた気流の外部への飛散を遮蔽するように気体を放射面状(エアーカーテン状)にして吹き付けることにより、従来装置では吸塵することが難しかった切粉の飛散をより確実に防止して基板900への付着を防止することができる。
また、本実施形態によれば、切断ブレード101の基板側で回転移動している外周部分の移動方向と、基板900に対する切断ブレード101の移動方向とが同じ方向になるように、切断ブレード101を回転駆動することにより、基板900の切断効率を高めることができる。更に、切断ブレード101の外周部分が移動して切粉等の粉塵を巻き上げたとしても、その切粉等の粉塵を巻き上げた領域に、切断ユニット100のケーシング110が速やかに覆うように移動してくるため、上記切粉等の粉塵の飛散をより確実に防止できる。
【0029】
また、本実施形態によれば、コントローラ301により、内部メモリやメモリカード等の記憶媒体から読み出した切断制御データに基づいて、切断ブレード101の回転駆動や、基板900の表面に沿った方向における基板に対する切断ブレード101の移動だけでなく、基板900に対する切断ブレード101の接離方向の移動を制御することができるので、基板900に対する切断ブレード101の食い込み量を任意に変更して基板900の自動切断を行うことができる。
また、本実施形態によれば、前記切断制御データに基づいて、基板900の表面に垂直なZ軸を中心とした切断ブレード101の側面の回転角度を制御することができるため、基板900を任意の角度でせつだんすることができる。
また、本実施形態によれば、前記切断制御データに基づいて、基板900の厚さ方向の表面から裏面まで貫通するように切断する貫通切断と、基板900の厚さ方向の表面から裏面に到達しない所定の深さまで溝を形成するように切断するハーフ切断とを切り換えるように制御することにより、基板の種類などに応じて貫通切断およびハーフ切断を切り換えて実行できる。
また、本実施形態によれば、切断ブレード101による基板900の切断中に、切断ブレード101を回転駆動する駆動源としてのモータ140の駆動条件(例えば、駆動電流)の変化を検知することにより、その検知結果に基づいて、切断ブレード101の回転の異常や切断ブレード101の寿命の到来を判断し、その判断結果を表示部310に表示してオペレータに知らせることができる。
【0030】
なお、上記実施形態では、被切断物である基板900がセットされるワーク保持テーブル210を固定した状態で基板900に対して切断ユニット100(切断ブレード101)をX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向に駆動することにより、基板900に対して切断ブレード101を相対移動させるようにしているが、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向の少なくとも一つの方向についてワーク保持テーブル210を駆動することにより基板900に対して切断ブレード101を相対移動させるようにしてもよい。また、基板900に対して切断ブレード101を相対移動させるように、切断ユニット100(切断ブレード101)の駆動とワーク保持テーブル210駆動とを任意に組み合わせるように構成してもよい。
また、上記実施形態では、基板900に対する切断ユニット100(切断ブレード101)の移動方向における下流側及び上流側の両方で基板900の表面に対する気体の吹き付けを行っているが、切断ブレード101の移動方向における下流側及び上流側のいずれか一方で基板900の表面に対する気体の吹き付けを行ってもよい。例えば、上記2つの気体吹き付け部120、130のうち切断ユニット100(切断ブレード101)の移動方向下流側の気体吹き付け部130のみ設けるように構成してもよい。
【符号の説明】
【0031】
100 切断ユニット
101 切断ブレード
110ケーシング
111 ブレード露出用開口
112 排気用開口
113 ダクト接続部
120、130 気体吹き付け部
121、131 本体部
122a、132a 気体出射開口
123、133 気体(エアーカーテン)
124、134 気体供給受け部
140 モータ
141 固定部材
142 回転駆動軸
143 モータ支持部
145 切断ブレードモータ駆動回路
170 Z軸方向駆動部
171 Z軸方向駆動回路
180 θ回転駆動部
181 θ回転駆動回路
191 Y軸方向駆動回路
200 装置本体
210 ワーク保持テーブル
211 基板セット領域
211a 載置面
211b 中央空隙部
211c 吸引口
211d ピン
212 吸引用気流経路
213 切断ブレード回避溝
230、240 スタンド部材
250 X軸ガイド部材
260 Y軸ガイド部材
261 X軸方向駆動回路
272 排気ダクト
270 排気ポンプ
280 エアーコンプレッサ
281 電磁バルブ
282 気体供給ホース
300 制御ユニット
301 コントローラ
305 データ記憶部
310 表示部
320 操作部
330 メモリスロット
900 基板
901 分割基板
【先行技術文献】
【特許文献】
【0032】
【特許文献1】特開2006−229179号公報

【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転駆動可能な円板状の切断ブレードを用いてプリント基板を切断する切断方法であって、
前記切断ブレードを用いた前記プリント基板の切断を制御するための切断制御データを記憶媒体から読み出し、
前記記憶媒体から読み出した前記切断制御データに基づいて、前記切断ブレードの回転駆動と、前記プリント基板に対する該切断ブレードの接離方向の移動と、該プリント基板の表面に沿った方向における該プリント基板に対する該切断ブレードの相対的な移動と、を制御することを特徴とする切断方法。
【請求項2】
請求項1の切断方法において、
前記切断制御データに基づいて、前記プリント基板の表面に垂直な軸を中心とした前記切断ブレードの側面の回転角度を制御することを特徴とする切断方法。
【請求項3】
請求項1又は2の切断方法において、
前記切断制御データに基づいて、前記プリント基板の厚さ方向の表面から裏面まで貫通するように切断する貫通切断と、前記プリント基板の厚さ方向の表面から裏面に到達しない所定の深さまで溝を形成するように切断するハーフ切断とを切り換えるように制御することを特徴とする切断方法。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれかの切断方法において、
前記切断ブレードによる前記プリント基板の切断中に、前記切断ブレードを回転駆動する駆動源の駆動条件の変化を検知することを特徴とする切断方法。
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれかの切断方法において、
前記切断ブレードを回転駆動した状態で該切断ブレードの外周を前記プリント基板に対してくい込ませながら、該プリント基板に対して該切断ブレードを相対的に移動させるときに、該プリント基板に対する該切断ブレードの相対移動方向における下流側及び上流側の少なくとも一方で、該プリント基板の表面に対して気体を吹き付け、
前記切断ブレードの周辺から気体を吸引して排出することを特徴とする切断方法。
【請求項6】
回転駆動可能な円板状の切断ブレードを用いてプリント基板を切断する切断装置であって、
前記切断ブレードを回転可能に保持するブレード保持手段と、
前記切断ブレードを回転駆動する回転駆動手段と、
前記プリント基板を支持する被切断物支持手段と、
前記プリント基板に対して前記切断ブレードを接離させる接離手段と、
前記プリント基板の表面に沿った方向について、該プリント基板に対して前記該切断ブレードを相対的に移動させる相対移動手段と、
前記切断ブレードを用いた前記プリント基板の切断を制御するための切断制御データを記憶媒体から読み出すデータ読み出し手段と、
前記記憶媒体から読み出した前記切断制御データに基づいて、前記回転駆動手段による前記切断ブレードの回転駆動と、前記接離手段による前記プリント基板に対する該切断ブレードの接離方向の移動と、前記相対移動手段による該プリント基板に対する該切断ブレードの相対的な移動とを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする切断装置。
【請求項7】
請求項6の切断装置において、
前記ブレード保持手段は、前記プリント基板の表面に垂直な軸を中心として前記切断ブレードの側面の回転角度を変更可能に構成され、
前記制御手段は、前記切断制御データに基づいて、前記ブレード保持手段における前記切断ブレードの側面の回転角度を変更するように制御することを特徴とする切断装置。
【請求項8】
請求項6又は7の切断装置において、
前記制御手段は、前記切断制御データに基づいて、前記プリント基板の厚さ方向の表面から裏面まで貫通するように切断する貫通切断と、前記プリント基板の厚さ方向の表面から裏面に到達しない所定の深さまで溝を形成するように切断するハーフ切断とを切り換えるように制御することを特徴とする切断装置。
【請求項9】
請求項6乃至8のいずれかの切断装置において、
前記切断ブレードによる前記プリント基板の切断中に、前記切断ブレードを回転駆動する駆動源の駆動条件の変化を検知する検知手段を、さらに備えたことを特徴とする切断装置。
【請求項10】
請求項6乃至9のいずれかの切断装置において、
前記プリント基板に対する該切断ブレードの相対移動方向における下流側及び上流側の少なくとも一方に、気体を出射する気体出射開口を有し、該気体出射開口から該プリント基板の表面に対して気体を吹き付ける気体吹き付け手段と、
前記切断ブレードの周辺から気体を吸引して排出する気体排出手段と、
をさらに備えたことを特徴とする切断装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【公開番号】特開2012−49260(P2012−49260A)
【公開日】平成24年3月8日(2012.3.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−188597(P2010−188597)
【出願日】平成22年8月25日(2010.8.25)
【出願人】(593128172)リコーマイクロエレクトロニクス株式会社 (52)