基板クリーニング装置
【課題】基板の表面の異物をより確実に除去できる基板クリーニング装置を提供する。
【解決手段】基板クリーニング装置１は、基板１１を往復移動可能な基板搬送部１２と、基板搬送部１２により移動される基板１１の表面の異物を除去するローラユニット１３と、基板搬送部１２及びローラユニット１３を制御するＰＬＣ１４と、を備える。ＰＬＣ１４は、基板１１を前進又は後進させるように基板搬送部１２を制御して、基板１１を、クリーニング回数に応じた移動回数分ローラユニット１３を通過させる。基板搬送部１２は、基板１１を搬送するベルト２１ａ，２１ｂと、ベルト２１ａ，２１ｂを支持するプーリー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと、プーリー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを回転させるリバーシブルモータ２３と、を有し、プーリー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの回転方向が切り換え可能である。
【解決手段】基板クリーニング装置１は、基板１１を往復移動可能な基板搬送部１２と、基板搬送部１２により移動される基板１１の表面の異物を除去するローラユニット１３と、基板搬送部１２及びローラユニット１３を制御するＰＬＣ１４と、を備える。ＰＬＣ１４は、基板１１を前進又は後進させるように基板搬送部１２を制御して、基板１１を、クリーニング回数に応じた移動回数分ローラユニット１３を通過させる。基板搬送部１２は、基板１１を搬送するベルト２１ａ，２１ｂと、ベルト２１ａ，２１ｂを支持するプーリー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと、プーリー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを回転させるリバーシブルモータ２３と、を有し、プーリー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの回転方向が切り換え可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線基板（以下、「基板」という。）製造の前工程として基板の表面の異物を除去（クリーニング）するための基板クリーニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に装着する場合、基板は、基板メーカーより購入したままの状態で、基板供給装置、印刷機、マウンター、コンベア、リフロー炉及び基板収納装置を上流側から順に配置された表面実装技術（ＳＭＴ）による製造ラインに供給されていた。
【０００３】
そのため、基板上にはごみやほこり等の異物が付着しており、これらの異物がはんだ不良などの問題を発生する。しかし、従来、電子機器などに組み込まれる基板において、基板上に搭載されるチップ部品（電子部品）の寸法は、最小でも１．６ｍｍ（長）×０．８ｍｍ（幅）であり、あまり小さくなかった。このため、基板の製造の前段階又は途中段階において、基板上に異物が付着していても、はんだ不良による歩留まりの低下は小さく、格別な問題にならなかった。
【０００４】
しかし、最近では、基板上に搭載される電子部品に、１．０ｍｍ（長）×０．５ｍｍ（幅）、０．６ｍｍ（長）×０．３ｍｍ（幅）、０．４ｍｍ（長）×０．２ｍｍ（幅）等の極小サイズのチップ部品が多くなってきており、１枚の基板上に搭載される電子部品の個数も増大し、部品実装の高密度化が図られている。そのため、基板上に付着したごみ等の異物に起因した不良が多発し、歩留まりの低下という問題を発生させている。
【０００５】
ごみ等の異物に起因する不良に対する解決方法として、基板の表面の異物を除去するために基板クリーニング装置を製造ラインに組み込んでインライン化することが提案されている（例えば、特許文献１）。このような基板クリーニング装置は、上流側の基板供給装置と下流側の印刷機との間に配置され、基板を基板供給装置から印刷機に搬送する間に基板の表面の異物を除去する異物除去部を有する。
【０００６】
異物除去部は、基板の表面の異物を転写する粘着ローラを有するローラユニット、又は基板の表面に回転しながら接触して基板の表面の異物を取り除くブラシを有するブラシユニットを有し、異物除去部による基板の表面の異物を除去する処理を行う。なお、ブラシユニットとローラユニットの両方を併用する場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４３２６４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように基板の表面の異物を除去する処理を行うことにより、歩留まりは大幅に向上する。しかし、１枚の基板上に搭載される電子部品の個数の増大及び部品実装の高密度化が更に進む傾向にあり、歩留まりの一層の向上が望まれている。１枚の基板上に搭載される電子部品の個数の増大及び部品実装の高密度化が更に進んだ場合、基板の表面の異物を除去する処理の重要性がますます高くなり、ごみ等に起因する不良が生じないよう基板の表面の異物をより確実に除去することが求められる。
【０００９】
本発明の目的は、基板の表面の異物をより確実に除去できる基板クリーニング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を実現するため、本発明の基板クリーニング装置では、基板を往復移動させて、異物を除去する処理を複数回行うことを特徴とする。
【００１１】
異物を除去する処理を行う回数を増加させることにより、基板の表面の異物をより確実に除去できる。ここで、異物除去処理を複数回行うためには、複数の基板クリーニング装置を製造ラインに組み込むことが考えられるが、製造ラインが長くなるという不都合がある。また、基板の表面の異物を除去する処理を複数回行うために基板クリーニング装置に複数の異物除去部を設けた場合、基板クリーニング装置が大型化するという不都合がある。これに対して、本発明によれば、基板そのものを往復移動させて異物を除去する処理回数を増加させるため、製造ラインを長くし又は基板クリーニング装置を大型化する必要はない。
【００１２】
なお、現状のプリント配線基板の製造工程では、基板クリーニング工程に要する時間は、後工程の印刷工程、マウント工程又はリフロー工程に要する時間に比べて大幅に短く、基板を往復移動させるために時間が増加しても、製造工程のスループットは低下しない。
【００１３】
本発明による基板クリーニング装置は、基板を往復移動可能な基板搬送部と、基板搬送部により移動される基板の表面の異物を除去する異物除去部と、基板搬送部及び異物除去部を制御する制御部と、を備える。
【００１４】
制御部は、基板を前進又は後進させるように基板搬送部を制御して、基板を、クリーニング回数に応じた移動回数分異物除去部を通過させる。
【００１５】
本発明による基板クリーニング装置において、制御部は、前記クリーニング回数を設定するユーザインターフェースを有することが好ましい。
【００１６】
本発明による基板クリーニング装置において、基板搬送部は、基板を搬送するベルトと、ベルトを支持するプーリーと、プーリーを回転させるモータと、を有し、プーリーの回転方向が切り換え可能であることが好ましい。
【００１７】
本発明による基板クリーニング装置において、異物除去部は、基板の移動に同期して回転しながら基板の表面に加圧接触して基板の表面の異物を吸着する吸着ローラと、吸着ローラに加圧接触しながら吸着ローラの表面に吸着された基板の表面の異物を転写する粘着ローラと、を有するローラユニットであることが好ましい。
【００１８】
本発明による基板クリーニング装置において、ローラユニットを基板の表面に接触する位置から離れた退避位置に移動させる移動部を更に有することが好ましい。
【００１９】
本発明による基板クリーニング装置において、制御部は、ローラユニットを退避位置に移動させた状態で、基板を後進させるように制御することが好ましい。
【００２０】
本発明による基板クリーニング装置において、異物除去部の上流側に設けられたブラシユニットを更に備え、ブラシユニットは、回転しながら基板の表面に接触して基板の表面の異物を取り除くブラシと、ブラシが取り除いた異物を吸引する吸引部と、を有することが好ましい。
【００２１】
本発明による基板クリーニング装置において、異物除去部は、回転しながら基板の表面に接触して基板の表面の異物を取り除くブラシと、ブラシが取り除いた異物を吸引する吸引部と、を有するブラシユニットであることが好ましい。
【００２２】
本発明による基板クリーニング装置において、異物除去部から上流側に基板の長さ以上離間した位置に設けられ、基板の端部の通過を検知する第１のセンサと、異物除去部から下流側に基板の長さ以上離間した位置に設けられ、基板の端部の通過を検知する第２のセンサと、を更に備え、制御部は、第１及び第２のセンサの検知信号に基づいて、基板の異物除去部における通過を検知することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、基板の表面の異物を除去する処理回数を増加させて、基板の表面の異物をより確実に除去できる。
【００２４】
また、本発明によれば、製造ラインを長くし又は基板クリーニング装置を大型化することなく基板の表面の異物を除去する処理回数を増加できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による基板クリーニング装置を組み込んだプリント配線基板の製造ラインの全体構成を示す図である。
【図２】本発明による基板クリーニング装置の第１の実施の形態を示す図である。
【図３】図２の基板クリーニング装置を基板供給装置側から見た図である。
【図４】本発明による基板クリーニング装置の第１の実施の形態の動作のフローチャートである。
【図５】本発明による基板クリーニング装置の第１の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図６】本発明による基板クリーニング装置の第１の実施の形態の他の動作を説明するための図である。
【図７】本発明による基板クリーニング装置の第２の実施の形態を示す図である。
【図８】本発明による基板クリーニング装置の第２の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図９】本発明による基板クリーニング装置の第３の実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明による基板クリーニング装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図面中、同一構成要素には同一符号を付す。
図１は、本発明による基板クリーニング装置を組み込んだプリント配線基板の製造ラインの全体構成を示す図である。図１に示す製造ラインにおいて、基板クリーニング装置１の上流側には、基板供給装置２が配置され、基板クリーニング装置１の下流側には、印刷機３、マウンター４、コンベア５、リフロー炉６及び基板収納装置７が順に配置される。なお、コンベア５を設けない製造ライン工程もある。
【００２７】
基板供給装置２は、基板クリーニング装置１に対して１枚ずつ自動的に基板を供給する。基板クリーニング装置１は、印刷機３から基板要求信号が入力され、基板の表面の異物を除去する処理が可能な状態の場合に基板供給装置２に基板供給信号を出力する。これに応じて、基板供給装置２は、基板クリーニング装置１に基板を供給する。後で説明するように、基板クリーニング装置１は、基板供給装置２から供給された基板の表面の異物を除去した後、基板を印刷機３に供給する。印刷機３は、マウンター４から基板要求信号が入力され、基板へのはんだ印刷が可能な状態の場合に基板クリーニング装置１に基板供給信号を出力する。これに応じて、基板クリーニング装置１から基板が供給され、基板クリーニング装置１から供給された基板にはんだ印刷を行い、その後、マウンター４に供給する。マウンター４は、印刷機３から供給された基板上に部品を搭載し、コンベア５を介してリフロー炉６に供給する。したがって、リフロー炉６に供給される基板は、はんだ印刷及び部品の搭載を終了した基板となる。リフロー炉６は、コンベア５を介してマウンター４から供給された基板を熱処理する。熱処理が終了した基板は、リフロー炉６から基板収納装置７に収納される。
【００２８】
図２は、本発明による基板クリーニング装置の第１の実施の形態を示す図である。図２において、基板クリーニング装置１は、基板１１を往復移動させる基板搬送部１２と、基板１１の表面の異物を除去するローラユニット１３と、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）１４と、ローラユニット１３を基板１１の表面に接触する位置から離れた位置に移動させる移動部１５と、静電除去器１６ａ，１６ｂと、センサ１７ａ，１７ｂと、を有する。
【００２９】
基板搬送部１２は、基板１１を搬送するために基板１１の両端をそれぞれ載置する２本の平行に配置されたベルト２１ａ，２１ｂと、ベルト２１ａ，２１ｂを支持するプーリー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと、ステップモータ等の、プーリー２２ａを時計回り又は反時計回りに回転させるリバーシブルモータ２３と、を有する。ここで、図２において、基板１１を右側から左側に移動させる方向を前進方向、すなわち上流側から下流側に移動する方向が前進方向とし、逆方向を後進方向とする。プーリー２２ａは、基板１１を前進させる場合には反時計回りに、基板１１を後進させる場合には時計回りに回転する。
【００３０】
ＰＬＣ１４は、基板１１の表面の異物を除去する処理を含む種々の処理に関する操作をユーザが行うための図示しないタッチパネル（ユーザインタフェース）を有し、タッチパネルによって行われた操作及びセンサ１７ａ，１７ｂからの信号に基づいてローラユニット１３、移動部１５及びリバーシブルモータ２３を制御する制御部として機能する。
【００３１】
ローラユニット１３は、異物除去部として機能し、基板１１の表面に回転しながら加圧接触して基板の表面の異物を吸着する２本の吸着ローラ３１ａ，３１ｂと、吸着ローラ３１ａ，３１ｂに加圧接触しながら吸着ローラ３１ａ，３１ｂによって吸着された基板１１の表面の異物を転写する粘着ローラ３２と、を有する。
【００３２】
吸着ローラ３１ａ，３１ｂは、シリコンゴム系又は他のゴム系樹脂により形成される。吸着ローラ３１ａ，３１ｂは、導電性又は非導電性のいずれでもよいが、吸着ローラ３１ａ，３１ｂが基板１１に接触して摩擦することにより静電気が基板１１の表面上に発生するのを防止するには、吸着ローラ３１ａ，３１ｂが導電性を有することが好ましい。吸着ローラ３１ａ，３１ｂは、シリコンゴム系又は他のゴム系樹脂の濡れ性により基板１１の表面のごみ等の異物を吸着し、基板１１の表面の異物を除去する。吸着ローラ３１ａ，３１ｂは、その表面に粘着剤等を有しないので、吸着ローラ３１ａ，３１ｂから粘着剤等が基板１１に付着することがない。
【００３３】
粘着ローラ３２は、ＰＬＣ１４の制御の下で図示しないモータにより反時計回りに回転駆動される。吸着ローラ３１ａ，３１ｂが粘着ローラ３２に接触しているので、吸着ローラ３１ａ，３１ｂは、粘着ローラ３２の回転に伴って時計回りに回転される。
【００３４】
粘着ローラ３２が吸着ローラ３１ａ，３１ｂに加圧接触することにより、基板１１から吸着ローラ３１ａ，３１ｂに吸着されたごみ等は粘着ローラ３２に転写される。したがって、吸着ローラ３１ａ，３１ｂの表面は、常に清浄な状態を保ち続け、基板１１の表面の異物を除去する効果が持続する。
【００３５】
移動部１５は、ＰＣＬ１３の制御の下で、ローラユニット１３を、基板１１の表面に接触する位置と基板１１から離れる退避位置との間で移動させる。これにより、基板１１がローラユニット１３の下を通過する際に吸着ローラ３１ａ，３１ｂが基板１１の表面に接触する状態又は接触しない状態にすることができる。
【００３６】
吸着ローラ３１ａ，３１ｂは、ある程度の弾力を有しており、この弾力を生かして基板１１の上方から加圧接触する。このために、ローラユニット１３により基板１１の表面の異物を除去する直前の吸着ローラ３１ａ，３１ｂの下端部は、搬送されてくる基板１１の上面より下方に位置している。このような状態で基板１１が搬送されてくると、基板１１の先端部が、先ず吸着ローラ３１ａ又は吸着ローラ３１ｂに突き当たる。その後、基板１１は、吸着ローラ３１ａ又は吸着ローラ３１ｂと搬送ベルト２１ａ，２１ｂとの摩擦力によって、吸着ローラ３１ａ又は吸着ローラ３１ｂと搬送ベルト２１ａ，２１ｂとの間に挟みこまれ、搬送される。この搬送途中において、基板１１の表面は、吸着ローラ３１ａ，３１ｂによって異物を除去する処理が行われる。なお、吸着ローラ３１ａ，３１ｂが基板１１の表面の異物を除去する際に吸着ローラ３１ａ，３１ｂが基板１１の表面に擦れないようにするために、粘着ローラ３２の線速度は、ベルト２１ａ，２１ｂが基板１１を搬送する速度と同一であるのが好ましい。
【００３７】
静電除去器１６ａは、センサ１７ａとローラユニット１３との間に配置され、基板１１の上面の異物を除去する処理前に基板１１の表面の静電気を中和し、基板１１の表面の異物を除去しやすい状態にする。静電除去部１６ｂは、ローラユニット１３とセンサ１７ｂとの間に配置され、基板１１の上面の異物を除去する処理後に基板１１の表面の静電気を中和し、静電気により基板１１の表面に異物が再付着するのを防止する。静電除去部１６ａ，１６ｂは、接触型と非接触型のいずれのものも使用可能である。
【００３８】
センサ１７ａは、ローラユニット１３の端部から上流側に基板１１の長さ以上離間した第１の位置に配置され、基板１１の先端又は後端が第１の位置に移動したことを検知すると、ＰＬＣ１４に信号を送信する。センサ１７ｂは、ローラユニット１３の端部から下流側に基板１１の長さ以上離間した第２の位置に配置され、基板１１の先端が第２の位置に移動したことを検知すると、ＰＬＣ１４に信号を送信する。本実施の形態では、ローラユニット１３の上流側の端部とセンサ１７ａとの間の距離及びローラユニット１３の下流側の端部とセンサ１７ｂとの間の距離をいずれも基板１１の長さ以上の距離とする。
【００３９】
図３は、図２の基板クリーニング装置を基板供給装置側から見た図である。図３において、図示を簡単にするために、基板クリーニング装置１の一部の構成要素であるベルト２１ａ，２１ｂ、ローラユニット１３の吸着ローラ３１ａ及び粘着ローラ３２並びに基板１１以外は省略している。
【００４０】
図４は、本発明による基板クリーニング装置の第１の実施の形態の動作のフローチャートであり、図５は、本発明による基板クリーニング装置の第１の実施の形態の動作を説明するための図である。図４に示す処理フローは、ＰＬＣ１４にインストールされた制御プログラムをＰＬＣ１４が実行することによって行われる。
【００４１】
先ず、ＰＬＣ１４は、タッチパネルによりクリーニングモードが選択されたか否か判断する（ステップＳ１）。クリーニングモードの選択において、基板１１をクリーニングするクリーニング回数ｋが設定される。ここで、クリーニング回数ｋが１の場合、基板１１は、ローラユニット１３を１回通過するのみ、すなわち前進方向に１回移動するのみである。クリーニング回数ｋが２の場合、基板１１は、前進方向にローラユニット１３を１回通過した後、後進方向にローラユニット１３を通過し、再度前進方向にローラユニット１３を通過する。言い換えれば、基板１１は、１回の前進方向の移動とｋ−１回の往復移動を行う。クリーニングモードが選択された場合、ＰＬＣ１４は、さらにクリーニング回数をカウントするために内蔵されたカウンタ計数ｎを初期値“０”に設定する。
【００４２】
次に、ＰＬＣ１４は、センサ１７ａから信号を受信したか否か、すなわち、図５Ａに示すように、基板１１の先端が第１の位置に移動したか否かを判断する（ステップＳ２）。
その後、ＰＬＣ１４は、図５Ａに示すように、基板１１の表面にローラユニット１３を接触させるためにローラユニット１３を下降させるよう移動部１５を制御し、プーリー２２ａを反時計回りに回転させるためにリバーシブルモータ２３を正転させ、かつ、粘着ローラ３２を反時計回りに回転駆動するために図示しないモータを正転させる（ステップＳ３）。また、ＰＬＣ１４は、静電除去器１６ａ及び１６ｂを動作せる。ステップＳ３で、基板１１は、ベルト２１ａ，２１ｂにより矢印ａ方向（前進方向）に搬送され、図５Ｂに示すように、ローラユニット１３により基板１１の表面の異物を除去する処理が行われる。なお、リバーシブルモータ２３の正転は、基板１１の先端が第１の位置に移動した直後に開始しても基板１１がベルト２１ａ，２１ａに配置されてから開始してもよい。
【００４３】
次に、ＰＬＣ１４は、センサ１７ｂから信号を受信したか否か、すなわち、図５Ｃに示すように基板１１の先端が第２の位置に移動したか否かを判断する（ステップＳ４）。基板１１の先端が第２の位置に移動した場合、ＰＬＣ１４は、リバーシブルモータ２３及び粘着ローラ３２を回転駆動するためのモータを停止し（ステップＳ５）、静電除去器１６ａ及び１６ｂの動作を停止する。基板１１の上面の異物を除去する処理前に基板１１の表面全体の静電気が静電除去器１６ａにより中和され、基板１１の表面全体の異物が除去されやすくなる。また、基板１１の上面の異物を除去する処理後に基板１１の表面全体の静電気が静電除去器１６ｂにより中和されるので、基板１１は静電気が帯電していない状態になる。
【００４４】
さらに、ＰＬＣ１４は、カウンタの計数ｎを１増分し（ステップＳ６）、計数ｎがｋ以上であるか否か判断する（ステップＳ７）。
【００４５】
計数ｎがｋ以上である場合、設定されたクリーニング回数分のクリーニング処理が行われたことになるので、ＰＬＣ１４は、印刷機３から基板供給信号が入力されたか否か判断し（ステップＳ８）、基板供給信号が入力された場合、ＰＬＣ１４は、プーリー２２ａを反時計回りに回転させるためにリバーシブルモータ２３を正転させ、基板１１を印刷機３に供給し（ステップＳ９）、本ルーチンを終了する。
【００４６】
計数ｎがｋ未満である場合、ＰＬＣ１４は、図５Ｄに示すように、ローラユニット１３を上昇させるよう移動部１５を制御し、プーリー２２ａを時計回りに回転させるためにリバーシブルモータ２３を逆転させる（ステップＳ１０）。これにより、基板１１がローラユニット１３の下を後進方向に移動しても、基板１１の表面はローラユニット１３の吸着ローラ３１ａ及び粘着ローラ３２に接触しない状態になる。
【００４７】
ステップＳ１０で、図５Ｅに示すように、基板１１は、ベルト２１ａ，２１ｂにより矢印ｂ方向（後進方向）に搬送され、ローラユニット１３の下側を通過する。ＰＬＣ１４は、センサ１７ｂから信号を受信したか否か、すなわち、図５Ｆに示すように基板１１の後端が第１の位置に移動したか否かを判断する（ステップＳ１１）。基板１１の後端が第１の位置に移動した場合、ＰＬＣ１４は、リバーシブルモータ２３停止し（ステップＳ１２）、ステップＳ３に進む。
【００４８】
上記のように、ステップＳ３では、図５Ｇに示すように、ローラユニット１３が下降し、リバーシブルモータ２３が正転し、粘着ローラ３２を反時計回りに回転駆動するためのモータが回転した状態になるので、クリーニング回数に応じて、上記の動作を繰り返す。
【００４９】
なお、現状のプリント配線基板の製造工程では、基板クリーニング工程に要する時間は、後工程の印刷工程、マウント工程又はリフロー工程に要する時間に比べて大幅に短く。そのため、基板クリーニング装置１で複数回のクリーニング処理を行うために、基板を往復移動させても、それによる時間増加は、製造工程のスループットに影響しない。
【００５０】
また、上記の第１の実施の形態では、基板１１を後進方向に移動させる時、ステップＳ１０でローラユニット１３を退避位置に移動させて、基板１１の表面がローラユニット１３に接触しないようにした。しかし、基板１１を後進方向に移動させる時に、図６Ａに示すように、ローラユニット１３を退避させず、粘着ローラ３２を時計回りに回転駆動して、図６Ｂに示すように、吸着ローラ３１ａ，３１ｂが基板１１の表面に加圧接触するようにしてもよい。これにより、基板１１が後進方向に移動する時にも、ローラユニット１３による基板１１の表面のクリーニング処理が行われることになる。言い換えれば、第１の実施の形態のクリーニング回数ｋに対して、２ｋ−１回のクリーニング処理が行われることになる。このような動作を行うには、粘着ローラ３２を回転駆動するためのモータがリバーシブルモータであることが要求される。
【００５１】
なお、この場合も、図６Ｃに示すように、基板１１の後端が第１の位置に到達したことを検出した時に、リバーシブルモータ２３及び粘着ローラ３２を回転駆動するためのモータを停止する。さらに、基板１１を後進方向に移動させる時には、静電除去器１６ａ及び１６ｂを動作させることが好ましい。また、この場合も、吸着ローラ３１ａ，３１ｂが基板１１の表面の異物を除去する際に、吸着ローラ３１ａ，３１ｂが基板１１の表面を擦らないようにするために、粘着ローラ３２の線速度は、ベルト２１ａ，２１ｂが基板１１を搬送する速度と同一であるのが好ましい。
【００５２】
また、吸着ローラ３１ａ，３１ｂに吸着されたごみ等は全て粘着ローラ３２に転写することが好ましい。そのため、センサ１７ａ，１７ｂは、吸着ローラ３１ａ，３１ｂの底部から、基板１１の長さに、吸着ローラ３１ａ，３１ｂの底部から粘着ローラ３２との接触位置までの円弧長を加えた位置に配置することが好ましい。
【００５３】
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、製造ラインを長くし又は基板クリーニング装置１を大型化することなく、既存の装置の動作シーケンスを変更するだけで基板１１の表面の異物を除去する処理を複数回行うことができる。また、吸着ローラ３１ａ，３１ｂが満遍なく基板１１の表面に接触できるので、基板１１の表面の異物をより確実に除去することができる。したがって、装置コストを増加せずに性能を向上でき、装置設備投資効果を高めることができる。
【００５４】
図７は、本発明による基板クリーニング装置の第２の実施の形態を示す図である。図７に示す基板クリーニング装置４１は、図１に示す製造ラインにおいて、基板クリーニング装置１の代わりに使用される。基板クリーニング装置４１は、ローラユニット１３及び移動部１５の代わりにブラシユニット４２を有することを除いて基板クリーニング装置１と同一構成を有する。
【００５５】
ブラシユニット４２は、異物除去部として機能し、基板１１の表面に接触しながら回転して基板１１の表面の異物を除去する２本のブラシ４３ａ，４３ｂと、バキュームユニット４４と、を有する。
【００５６】
ブラシ４３ａ，４３ｂは、帯電防止処理済の繊維により円筒状に形成され、基板１１の表面に接触するときに基板１１の表面の異物を除去する。ブラシ４３ａ，４３ｂは、ＰＬＣ１４の制御の下で図示しないモータにより時計回り及び反時計回りにそれぞれ回転駆動される。
【００５７】
バキュームユニット４４は、ブラシ４３ａ，４３ｂによって除去された基板１１の表面の異物を吸引する吸引部４５と、吸引部４５が吸引した異物が通過するダクト４６と、ダクト４６を通過した異物を収集するフィルタ４７と、を有する。
【００５８】
第２の実施の形態において、基板供給装置２から供給された基板１１の先端が第１の位置に移動した場合、ＰＬＣ１４は、図８Ａに示すように、プーリー２２ａを反時計回りに回転させるためにリバーシブルモータ２３を正転させ、かつ、ブラシ４３ａ，４３ｂをそれぞれ時計回り及び反時計回りにそれぞれ回転駆動させるために図示しないモータを駆動する。これにより、基板１１は、ベルト２１ａ，２１ｂにより矢印ａ方向（前進方向）に搬送され、図８Ｂに示すように、ブラシユニット４２により基板１１の表面の異物を除去する処理が行われる。
【００５９】
図８Ｃに示すように基板１１の先端が第２の位置に移動した後、さらにクリーニング処理を行う場合には、ＰＬＣ１４は、図８Ｄに示すように、プーリー２２ａを時計回りに回転させるためにリバーシブルモータ２３を逆転させ、基板１１をベルト２１ａ，２１ｂにより矢印ｂ方向（後退方向）に搬送し、図８Ｅに示すように、ブラシユニット４２により基板１１の表面の異物を除去する処理が行われ、図８Ｆに示すように、基板１１の後端が第２の位置に移動するとリバーシブルモータ２３を停止する。
【００６０】
なお、第１の実施の形態と同様に、移動部１５を設け、ＰＣＬ１３の制御の下で、ブラシユニット４２を、基板１１の表面に接触する位置と基板１１から離れる位置との間で移動可能にし、ブラシユニット４２が退避した状態で、基板１１を後退方向に移動するようにしてもよい。
【００６１】
第２の実施の形態によれば、製造ラインを長くし又は基板クリーニング装置４１を大型化することなく基板１１の表面の異物を除去する処理を複数回行うことができる。また、ブラシ４３ａ，４３ｂを用いているので、基板１１の表面に付着した異物が多くても異物を有効に除去することができる。
【００６２】
図９は、本発明による基板クリーニング装置の第３の実施の形態を示す図である。図９に示す基板クリーニング装置５１は、図１に示す製造ラインにおいて、基板クリーニング装置１の代わりに使用される。基板クリーニング装置５１は、前述の基板クリーニング装置１の上流側に、第２の実施の形態のブラシユニット４２を設けたものである。
【００６３】
第３の実施の形態では、基板供給装置２から供給された基板１１がブラシユニット４２によるクリーニング処理が行われた後、基板クリーニング装置１に供給されることを除けば、第１の実施の形態と同じ動作を行う。例えば、ブラシユニット４２でのクリーニング処理は１回のみ行われ、基板クリーニング装置１で複数回のクリーニング処理を行う場合には、基板１１は基板クリーニング装置１の両側でのみ往復移動し、ブラシユニット４２の部分には移動しない。このとき、移動部１５が基板クリーニング装置１のみを移動する場合には、基板クリーニング装置１とブラシユニット４２は、基板１１の長さ以上離れていることが好ましい。また、ブラシユニット４２でのクリーニング処理を複数回行った後、基板クリーニング装置１で複数回のクリーニング処理を行うようにしてもよい。
【００６４】
なお、第３の実施の形態で、ブラシユニット４２によるクリーニング処理と基板クリーニング装置１によるクリーニング処理の両方を複数回行うようにすることも可能である。その場合には、ブラシユニット４２を基板クリーニング装置１に近接して設け、基板１１はブラシユニット４２と基板クリーニング装置１の両側で往復移動を行う。この場合も、基板クリーニング装置１だけでなく、ブラシユニット４２も退避位置に移動できるようにしてもよい。
【００６５】
第３の本実施の形態によれば、製造ラインを長くし又は基板クリーニング装置５１を大型化することなく基板１１の表面の異物を除去する処理を複数回行うことができる。また、吸着ローラ３１ａ，３１ｂとブラシ４３ａ，４３ｂの両方を用いているので、基板１１の表面に付着した異物が多くても異物を有効に除去することができ、かつ、基板１１の表面の異物をより確実に除去することができる。
【００６６】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例えば、上記第１〜３の実施の形態の構成を適宜組み合わせることができる。また、図面において基板クリーニング装置の右側に基板供給装置を配置するとともに基板クリーニング装置の左側に印刷機を配置した場合について説明したが、基板クリーニング装置の右側に印刷機を配置するとともに基板クリーニング装置の左側に基板供給装置２を配置することもできる。
【００６７】
また、基板の表面側のみにローラユニットとブラシユニットのうちの少なくとも一方を配置する場合について説明したが、基板の表面側と裏面側の両方にローラユニットとブラシユニットのうちのいずれか一方又は両方を配置することもできる。
【００６８】
また、基板を往復移動させるために、センサを用いる代わりに、往復距離に対応する時間だけ基板を往復移動させるように基板搬送部をＰＬＣによって制御することもできる。
【００６９】
また、ローラユニット又はブラシユニットから上流側に基板の長さ以上離間した位置に設けられ、基板の端部の通過を検知する第１のセンサと、ローラユニット又はブラシユニットから下流側に基板の長さ以上離間した位置に設けられ、基板の端部の通過を検知する第２のセンサの両方を用いる場合について説明したが、基板の端部の通過を検知するためにこれらのセンサのうちのいずれか一方のみを用いることもできる。
【００７０】
さらに、プーリーを時計回り又は反時計回りに回転させるリバーシブルモータをプーリーごとに設けることができ、吸着ローラの本数及びブラシの本数を２本以外の本数（例えば、１本）とすることもできる。
【符号の説明】
【００７１】
１，４１，５１ 基板クリーニング装置
２ 基板供給装置
３ 印刷機
４ マウンター
５ コンベア
６ リフロー炉
７ 基板収納装置
１１ 基板
１２ 基板搬送部
１３ ローラユニット
１４ プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）
１５ 移動部
１６ａ，１６ｂ 静電除去器
１７ａ，１７ｂ センサ
２１ａ，２１ｂ ベルト
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ プーリー
２３ リバーシブルモータ
３１ａ，３１ｂ 吸着ローラ
３２ 粘着ローラ
４２ ブラシユニット
４３ａ，４３ｂ ブラシ
４４ バキュームユニット
４５ 吸引部
４６ ダクト
４７ フィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線基板（以下、「基板」という。）製造の前工程として基板の表面の異物を除去（クリーニング）するための基板クリーニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に装着する場合、基板は、基板メーカーより購入したままの状態で、基板供給装置、印刷機、マウンター、コンベア、リフロー炉及び基板収納装置を上流側から順に配置された表面実装技術（ＳＭＴ）による製造ラインに供給されていた。
【０００３】
そのため、基板上にはごみやほこり等の異物が付着しており、これらの異物がはんだ不良などの問題を発生する。しかし、従来、電子機器などに組み込まれる基板において、基板上に搭載されるチップ部品（電子部品）の寸法は、最小でも１．６ｍｍ（長）×０．８ｍｍ（幅）であり、あまり小さくなかった。このため、基板の製造の前段階又は途中段階において、基板上に異物が付着していても、はんだ不良による歩留まりの低下は小さく、格別な問題にならなかった。
【０００４】
しかし、最近では、基板上に搭載される電子部品に、１．０ｍｍ（長）×０．５ｍｍ（幅）、０．６ｍｍ（長）×０．３ｍｍ（幅）、０．４ｍｍ（長）×０．２ｍｍ（幅）等の極小サイズのチップ部品が多くなってきており、１枚の基板上に搭載される電子部品の個数も増大し、部品実装の高密度化が図られている。そのため、基板上に付着したごみ等の異物に起因した不良が多発し、歩留まりの低下という問題を発生させている。
【０００５】
ごみ等の異物に起因する不良に対する解決方法として、基板の表面の異物を除去するために基板クリーニング装置を製造ラインに組み込んでインライン化することが提案されている（例えば、特許文献１）。このような基板クリーニング装置は、上流側の基板供給装置と下流側の印刷機との間に配置され、基板を基板供給装置から印刷機に搬送する間に基板の表面の異物を除去する異物除去部を有する。
【０００６】
異物除去部は、基板の表面の異物を転写する粘着ローラを有するローラユニット、又は基板の表面に回転しながら接触して基板の表面の異物を取り除くブラシを有するブラシユニットを有し、異物除去部による基板の表面の異物を除去する処理を行う。なお、ブラシユニットとローラユニットの両方を併用する場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４３２６４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように基板の表面の異物を除去する処理を行うことにより、歩留まりは大幅に向上する。しかし、１枚の基板上に搭載される電子部品の個数の増大及び部品実装の高密度化が更に進む傾向にあり、歩留まりの一層の向上が望まれている。１枚の基板上に搭載される電子部品の個数の増大及び部品実装の高密度化が更に進んだ場合、基板の表面の異物を除去する処理の重要性がますます高くなり、ごみ等に起因する不良が生じないよう基板の表面の異物をより確実に除去することが求められる。
【０００９】
本発明の目的は、基板の表面の異物をより確実に除去できる基板クリーニング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を実現するため、本発明の基板クリーニング装置では、基板を往復移動させて、異物を除去する処理を複数回行うことを特徴とする。
【００１１】
異物を除去する処理を行う回数を増加させることにより、基板の表面の異物をより確実に除去できる。ここで、異物除去処理を複数回行うためには、複数の基板クリーニング装置を製造ラインに組み込むことが考えられるが、製造ラインが長くなるという不都合がある。また、基板の表面の異物を除去する処理を複数回行うために基板クリーニング装置に複数の異物除去部を設けた場合、基板クリーニング装置が大型化するという不都合がある。これに対して、本発明によれば、基板そのものを往復移動させて異物を除去する処理回数を増加させるため、製造ラインを長くし又は基板クリーニング装置を大型化する必要はない。
【００１２】
なお、現状のプリント配線基板の製造工程では、基板クリーニング工程に要する時間は、後工程の印刷工程、マウント工程又はリフロー工程に要する時間に比べて大幅に短く、基板を往復移動させるために時間が増加しても、製造工程のスループットは低下しない。
【００１３】
本発明による基板クリーニング装置は、基板を往復移動可能な基板搬送部と、基板搬送部により移動される基板の表面の異物を除去する異物除去部と、基板搬送部及び異物除去部を制御する制御部と、を備える。
【００１４】
制御部は、基板を前進又は後進させるように基板搬送部を制御して、基板を、クリーニング回数に応じた移動回数分異物除去部を通過させる。
【００１５】
本発明による基板クリーニング装置において、制御部は、前記クリーニング回数を設定するユーザインターフェースを有することが好ましい。
【００１６】
本発明による基板クリーニング装置において、基板搬送部は、基板を搬送するベルトと、ベルトを支持するプーリーと、プーリーを回転させるモータと、を有し、プーリーの回転方向が切り換え可能であることが好ましい。
【００１７】
本発明による基板クリーニング装置において、異物除去部は、基板の移動に同期して回転しながら基板の表面に加圧接触して基板の表面の異物を吸着する吸着ローラと、吸着ローラに加圧接触しながら吸着ローラの表面に吸着された基板の表面の異物を転写する粘着ローラと、を有するローラユニットであることが好ましい。
【００１８】
本発明による基板クリーニング装置において、ローラユニットを基板の表面に接触する位置から離れた退避位置に移動させる移動部を更に有することが好ましい。
【００１９】
本発明による基板クリーニング装置において、制御部は、ローラユニットを退避位置に移動させた状態で、基板を後進させるように制御することが好ましい。
【００２０】
本発明による基板クリーニング装置において、異物除去部の上流側に設けられたブラシユニットを更に備え、ブラシユニットは、回転しながら基板の表面に接触して基板の表面の異物を取り除くブラシと、ブラシが取り除いた異物を吸引する吸引部と、を有することが好ましい。
【００２１】
本発明による基板クリーニング装置において、異物除去部は、回転しながら基板の表面に接触して基板の表面の異物を取り除くブラシと、ブラシが取り除いた異物を吸引する吸引部と、を有するブラシユニットであることが好ましい。
【００２２】
本発明による基板クリーニング装置において、異物除去部から上流側に基板の長さ以上離間した位置に設けられ、基板の端部の通過を検知する第１のセンサと、異物除去部から下流側に基板の長さ以上離間した位置に設けられ、基板の端部の通過を検知する第２のセンサと、を更に備え、制御部は、第１及び第２のセンサの検知信号に基づいて、基板の異物除去部における通過を検知することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、基板の表面の異物を除去する処理回数を増加させて、基板の表面の異物をより確実に除去できる。
【００２４】
また、本発明によれば、製造ラインを長くし又は基板クリーニング装置を大型化することなく基板の表面の異物を除去する処理回数を増加できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による基板クリーニング装置を組み込んだプリント配線基板の製造ラインの全体構成を示す図である。
【図２】本発明による基板クリーニング装置の第１の実施の形態を示す図である。
【図３】図２の基板クリーニング装置を基板供給装置側から見た図である。
【図４】本発明による基板クリーニング装置の第１の実施の形態の動作のフローチャートである。
【図５】本発明による基板クリーニング装置の第１の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図６】本発明による基板クリーニング装置の第１の実施の形態の他の動作を説明するための図である。
【図７】本発明による基板クリーニング装置の第２の実施の形態を示す図である。
【図８】本発明による基板クリーニング装置の第２の実施の形態の動作を説明するための図である。
【図９】本発明による基板クリーニング装置の第３の実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明による基板クリーニング装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図面中、同一構成要素には同一符号を付す。
図１は、本発明による基板クリーニング装置を組み込んだプリント配線基板の製造ラインの全体構成を示す図である。図１に示す製造ラインにおいて、基板クリーニング装置１の上流側には、基板供給装置２が配置され、基板クリーニング装置１の下流側には、印刷機３、マウンター４、コンベア５、リフロー炉６及び基板収納装置７が順に配置される。なお、コンベア５を設けない製造ライン工程もある。
【００２７】
基板供給装置２は、基板クリーニング装置１に対して１枚ずつ自動的に基板を供給する。基板クリーニング装置１は、印刷機３から基板要求信号が入力され、基板の表面の異物を除去する処理が可能な状態の場合に基板供給装置２に基板供給信号を出力する。これに応じて、基板供給装置２は、基板クリーニング装置１に基板を供給する。後で説明するように、基板クリーニング装置１は、基板供給装置２から供給された基板の表面の異物を除去した後、基板を印刷機３に供給する。印刷機３は、マウンター４から基板要求信号が入力され、基板へのはんだ印刷が可能な状態の場合に基板クリーニング装置１に基板供給信号を出力する。これに応じて、基板クリーニング装置１から基板が供給され、基板クリーニング装置１から供給された基板にはんだ印刷を行い、その後、マウンター４に供給する。マウンター４は、印刷機３から供給された基板上に部品を搭載し、コンベア５を介してリフロー炉６に供給する。したがって、リフロー炉６に供給される基板は、はんだ印刷及び部品の搭載を終了した基板となる。リフロー炉６は、コンベア５を介してマウンター４から供給された基板を熱処理する。熱処理が終了した基板は、リフロー炉６から基板収納装置７に収納される。
【００２８】
図２は、本発明による基板クリーニング装置の第１の実施の形態を示す図である。図２において、基板クリーニング装置１は、基板１１を往復移動させる基板搬送部１２と、基板１１の表面の異物を除去するローラユニット１３と、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）１４と、ローラユニット１３を基板１１の表面に接触する位置から離れた位置に移動させる移動部１５と、静電除去器１６ａ，１６ｂと、センサ１７ａ，１７ｂと、を有する。
【００２９】
基板搬送部１２は、基板１１を搬送するために基板１１の両端をそれぞれ載置する２本の平行に配置されたベルト２１ａ，２１ｂと、ベルト２１ａ，２１ｂを支持するプーリー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと、ステップモータ等の、プーリー２２ａを時計回り又は反時計回りに回転させるリバーシブルモータ２３と、を有する。ここで、図２において、基板１１を右側から左側に移動させる方向を前進方向、すなわち上流側から下流側に移動する方向が前進方向とし、逆方向を後進方向とする。プーリー２２ａは、基板１１を前進させる場合には反時計回りに、基板１１を後進させる場合には時計回りに回転する。
【００３０】
ＰＬＣ１４は、基板１１の表面の異物を除去する処理を含む種々の処理に関する操作をユーザが行うための図示しないタッチパネル（ユーザインタフェース）を有し、タッチパネルによって行われた操作及びセンサ１７ａ，１７ｂからの信号に基づいてローラユニット１３、移動部１５及びリバーシブルモータ２３を制御する制御部として機能する。
【００３１】
ローラユニット１３は、異物除去部として機能し、基板１１の表面に回転しながら加圧接触して基板の表面の異物を吸着する２本の吸着ローラ３１ａ，３１ｂと、吸着ローラ３１ａ，３１ｂに加圧接触しながら吸着ローラ３１ａ，３１ｂによって吸着された基板１１の表面の異物を転写する粘着ローラ３２と、を有する。
【００３２】
吸着ローラ３１ａ，３１ｂは、シリコンゴム系又は他のゴム系樹脂により形成される。吸着ローラ３１ａ，３１ｂは、導電性又は非導電性のいずれでもよいが、吸着ローラ３１ａ，３１ｂが基板１１に接触して摩擦することにより静電気が基板１１の表面上に発生するのを防止するには、吸着ローラ３１ａ，３１ｂが導電性を有することが好ましい。吸着ローラ３１ａ，３１ｂは、シリコンゴム系又は他のゴム系樹脂の濡れ性により基板１１の表面のごみ等の異物を吸着し、基板１１の表面の異物を除去する。吸着ローラ３１ａ，３１ｂは、その表面に粘着剤等を有しないので、吸着ローラ３１ａ，３１ｂから粘着剤等が基板１１に付着することがない。
【００３３】
粘着ローラ３２は、ＰＬＣ１４の制御の下で図示しないモータにより反時計回りに回転駆動される。吸着ローラ３１ａ，３１ｂが粘着ローラ３２に接触しているので、吸着ローラ３１ａ，３１ｂは、粘着ローラ３２の回転に伴って時計回りに回転される。
【００３４】
粘着ローラ３２が吸着ローラ３１ａ，３１ｂに加圧接触することにより、基板１１から吸着ローラ３１ａ，３１ｂに吸着されたごみ等は粘着ローラ３２に転写される。したがって、吸着ローラ３１ａ，３１ｂの表面は、常に清浄な状態を保ち続け、基板１１の表面の異物を除去する効果が持続する。
【００３５】
移動部１５は、ＰＣＬ１３の制御の下で、ローラユニット１３を、基板１１の表面に接触する位置と基板１１から離れる退避位置との間で移動させる。これにより、基板１１がローラユニット１３の下を通過する際に吸着ローラ３１ａ，３１ｂが基板１１の表面に接触する状態又は接触しない状態にすることができる。
【００３６】
吸着ローラ３１ａ，３１ｂは、ある程度の弾力を有しており、この弾力を生かして基板１１の上方から加圧接触する。このために、ローラユニット１３により基板１１の表面の異物を除去する直前の吸着ローラ３１ａ，３１ｂの下端部は、搬送されてくる基板１１の上面より下方に位置している。このような状態で基板１１が搬送されてくると、基板１１の先端部が、先ず吸着ローラ３１ａ又は吸着ローラ３１ｂに突き当たる。その後、基板１１は、吸着ローラ３１ａ又は吸着ローラ３１ｂと搬送ベルト２１ａ，２１ｂとの摩擦力によって、吸着ローラ３１ａ又は吸着ローラ３１ｂと搬送ベルト２１ａ，２１ｂとの間に挟みこまれ、搬送される。この搬送途中において、基板１１の表面は、吸着ローラ３１ａ，３１ｂによって異物を除去する処理が行われる。なお、吸着ローラ３１ａ，３１ｂが基板１１の表面の異物を除去する際に吸着ローラ３１ａ，３１ｂが基板１１の表面に擦れないようにするために、粘着ローラ３２の線速度は、ベルト２１ａ，２１ｂが基板１１を搬送する速度と同一であるのが好ましい。
【００３７】
静電除去器１６ａは、センサ１７ａとローラユニット１３との間に配置され、基板１１の上面の異物を除去する処理前に基板１１の表面の静電気を中和し、基板１１の表面の異物を除去しやすい状態にする。静電除去部１６ｂは、ローラユニット１３とセンサ１７ｂとの間に配置され、基板１１の上面の異物を除去する処理後に基板１１の表面の静電気を中和し、静電気により基板１１の表面に異物が再付着するのを防止する。静電除去部１６ａ，１６ｂは、接触型と非接触型のいずれのものも使用可能である。
【００３８】
センサ１７ａは、ローラユニット１３の端部から上流側に基板１１の長さ以上離間した第１の位置に配置され、基板１１の先端又は後端が第１の位置に移動したことを検知すると、ＰＬＣ１４に信号を送信する。センサ１７ｂは、ローラユニット１３の端部から下流側に基板１１の長さ以上離間した第２の位置に配置され、基板１１の先端が第２の位置に移動したことを検知すると、ＰＬＣ１４に信号を送信する。本実施の形態では、ローラユニット１３の上流側の端部とセンサ１７ａとの間の距離及びローラユニット１３の下流側の端部とセンサ１７ｂとの間の距離をいずれも基板１１の長さ以上の距離とする。
【００３９】
図３は、図２の基板クリーニング装置を基板供給装置側から見た図である。図３において、図示を簡単にするために、基板クリーニング装置１の一部の構成要素であるベルト２１ａ，２１ｂ、ローラユニット１３の吸着ローラ３１ａ及び粘着ローラ３２並びに基板１１以外は省略している。
【００４０】
図４は、本発明による基板クリーニング装置の第１の実施の形態の動作のフローチャートであり、図５は、本発明による基板クリーニング装置の第１の実施の形態の動作を説明するための図である。図４に示す処理フローは、ＰＬＣ１４にインストールされた制御プログラムをＰＬＣ１４が実行することによって行われる。
【００４１】
先ず、ＰＬＣ１４は、タッチパネルによりクリーニングモードが選択されたか否か判断する（ステップＳ１）。クリーニングモードの選択において、基板１１をクリーニングするクリーニング回数ｋが設定される。ここで、クリーニング回数ｋが１の場合、基板１１は、ローラユニット１３を１回通過するのみ、すなわち前進方向に１回移動するのみである。クリーニング回数ｋが２の場合、基板１１は、前進方向にローラユニット１３を１回通過した後、後進方向にローラユニット１３を通過し、再度前進方向にローラユニット１３を通過する。言い換えれば、基板１１は、１回の前進方向の移動とｋ−１回の往復移動を行う。クリーニングモードが選択された場合、ＰＬＣ１４は、さらにクリーニング回数をカウントするために内蔵されたカウンタ計数ｎを初期値“０”に設定する。
【００４２】
次に、ＰＬＣ１４は、センサ１７ａから信号を受信したか否か、すなわち、図５Ａに示すように、基板１１の先端が第１の位置に移動したか否かを判断する（ステップＳ２）。
その後、ＰＬＣ１４は、図５Ａに示すように、基板１１の表面にローラユニット１３を接触させるためにローラユニット１３を下降させるよう移動部１５を制御し、プーリー２２ａを反時計回りに回転させるためにリバーシブルモータ２３を正転させ、かつ、粘着ローラ３２を反時計回りに回転駆動するために図示しないモータを正転させる（ステップＳ３）。また、ＰＬＣ１４は、静電除去器１６ａ及び１６ｂを動作せる。ステップＳ３で、基板１１は、ベルト２１ａ，２１ｂにより矢印ａ方向（前進方向）に搬送され、図５Ｂに示すように、ローラユニット１３により基板１１の表面の異物を除去する処理が行われる。なお、リバーシブルモータ２３の正転は、基板１１の先端が第１の位置に移動した直後に開始しても基板１１がベルト２１ａ，２１ａに配置されてから開始してもよい。
【００４３】
次に、ＰＬＣ１４は、センサ１７ｂから信号を受信したか否か、すなわち、図５Ｃに示すように基板１１の先端が第２の位置に移動したか否かを判断する（ステップＳ４）。基板１１の先端が第２の位置に移動した場合、ＰＬＣ１４は、リバーシブルモータ２３及び粘着ローラ３２を回転駆動するためのモータを停止し（ステップＳ５）、静電除去器１６ａ及び１６ｂの動作を停止する。基板１１の上面の異物を除去する処理前に基板１１の表面全体の静電気が静電除去器１６ａにより中和され、基板１１の表面全体の異物が除去されやすくなる。また、基板１１の上面の異物を除去する処理後に基板１１の表面全体の静電気が静電除去器１６ｂにより中和されるので、基板１１は静電気が帯電していない状態になる。
【００４４】
さらに、ＰＬＣ１４は、カウンタの計数ｎを１増分し（ステップＳ６）、計数ｎがｋ以上であるか否か判断する（ステップＳ７）。
【００４５】
計数ｎがｋ以上である場合、設定されたクリーニング回数分のクリーニング処理が行われたことになるので、ＰＬＣ１４は、印刷機３から基板供給信号が入力されたか否か判断し（ステップＳ８）、基板供給信号が入力された場合、ＰＬＣ１４は、プーリー２２ａを反時計回りに回転させるためにリバーシブルモータ２３を正転させ、基板１１を印刷機３に供給し（ステップＳ９）、本ルーチンを終了する。
【００４６】
計数ｎがｋ未満である場合、ＰＬＣ１４は、図５Ｄに示すように、ローラユニット１３を上昇させるよう移動部１５を制御し、プーリー２２ａを時計回りに回転させるためにリバーシブルモータ２３を逆転させる（ステップＳ１０）。これにより、基板１１がローラユニット１３の下を後進方向に移動しても、基板１１の表面はローラユニット１３の吸着ローラ３１ａ及び粘着ローラ３２に接触しない状態になる。
【００４７】
ステップＳ１０で、図５Ｅに示すように、基板１１は、ベルト２１ａ，２１ｂにより矢印ｂ方向（後進方向）に搬送され、ローラユニット１３の下側を通過する。ＰＬＣ１４は、センサ１７ｂから信号を受信したか否か、すなわち、図５Ｆに示すように基板１１の後端が第１の位置に移動したか否かを判断する（ステップＳ１１）。基板１１の後端が第１の位置に移動した場合、ＰＬＣ１４は、リバーシブルモータ２３停止し（ステップＳ１２）、ステップＳ３に進む。
【００４８】
上記のように、ステップＳ３では、図５Ｇに示すように、ローラユニット１３が下降し、リバーシブルモータ２３が正転し、粘着ローラ３２を反時計回りに回転駆動するためのモータが回転した状態になるので、クリーニング回数に応じて、上記の動作を繰り返す。
【００４９】
なお、現状のプリント配線基板の製造工程では、基板クリーニング工程に要する時間は、後工程の印刷工程、マウント工程又はリフロー工程に要する時間に比べて大幅に短く。そのため、基板クリーニング装置１で複数回のクリーニング処理を行うために、基板を往復移動させても、それによる時間増加は、製造工程のスループットに影響しない。
【００５０】
また、上記の第１の実施の形態では、基板１１を後進方向に移動させる時、ステップＳ１０でローラユニット１３を退避位置に移動させて、基板１１の表面がローラユニット１３に接触しないようにした。しかし、基板１１を後進方向に移動させる時に、図６Ａに示すように、ローラユニット１３を退避させず、粘着ローラ３２を時計回りに回転駆動して、図６Ｂに示すように、吸着ローラ３１ａ，３１ｂが基板１１の表面に加圧接触するようにしてもよい。これにより、基板１１が後進方向に移動する時にも、ローラユニット１３による基板１１の表面のクリーニング処理が行われることになる。言い換えれば、第１の実施の形態のクリーニング回数ｋに対して、２ｋ−１回のクリーニング処理が行われることになる。このような動作を行うには、粘着ローラ３２を回転駆動するためのモータがリバーシブルモータであることが要求される。
【００５１】
なお、この場合も、図６Ｃに示すように、基板１１の後端が第１の位置に到達したことを検出した時に、リバーシブルモータ２３及び粘着ローラ３２を回転駆動するためのモータを停止する。さらに、基板１１を後進方向に移動させる時には、静電除去器１６ａ及び１６ｂを動作させることが好ましい。また、この場合も、吸着ローラ３１ａ，３１ｂが基板１１の表面の異物を除去する際に、吸着ローラ３１ａ，３１ｂが基板１１の表面を擦らないようにするために、粘着ローラ３２の線速度は、ベルト２１ａ，２１ｂが基板１１を搬送する速度と同一であるのが好ましい。
【００５２】
また、吸着ローラ３１ａ，３１ｂに吸着されたごみ等は全て粘着ローラ３２に転写することが好ましい。そのため、センサ１７ａ，１７ｂは、吸着ローラ３１ａ，３１ｂの底部から、基板１１の長さに、吸着ローラ３１ａ，３１ｂの底部から粘着ローラ３２との接触位置までの円弧長を加えた位置に配置することが好ましい。
【００５３】
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、製造ラインを長くし又は基板クリーニング装置１を大型化することなく、既存の装置の動作シーケンスを変更するだけで基板１１の表面の異物を除去する処理を複数回行うことができる。また、吸着ローラ３１ａ，３１ｂが満遍なく基板１１の表面に接触できるので、基板１１の表面の異物をより確実に除去することができる。したがって、装置コストを増加せずに性能を向上でき、装置設備投資効果を高めることができる。
【００５４】
図７は、本発明による基板クリーニング装置の第２の実施の形態を示す図である。図７に示す基板クリーニング装置４１は、図１に示す製造ラインにおいて、基板クリーニング装置１の代わりに使用される。基板クリーニング装置４１は、ローラユニット１３及び移動部１５の代わりにブラシユニット４２を有することを除いて基板クリーニング装置１と同一構成を有する。
【００５５】
ブラシユニット４２は、異物除去部として機能し、基板１１の表面に接触しながら回転して基板１１の表面の異物を除去する２本のブラシ４３ａ，４３ｂと、バキュームユニット４４と、を有する。
【００５６】
ブラシ４３ａ，４３ｂは、帯電防止処理済の繊維により円筒状に形成され、基板１１の表面に接触するときに基板１１の表面の異物を除去する。ブラシ４３ａ，４３ｂは、ＰＬＣ１４の制御の下で図示しないモータにより時計回り及び反時計回りにそれぞれ回転駆動される。
【００５７】
バキュームユニット４４は、ブラシ４３ａ，４３ｂによって除去された基板１１の表面の異物を吸引する吸引部４５と、吸引部４５が吸引した異物が通過するダクト４６と、ダクト４６を通過した異物を収集するフィルタ４７と、を有する。
【００５８】
第２の実施の形態において、基板供給装置２から供給された基板１１の先端が第１の位置に移動した場合、ＰＬＣ１４は、図８Ａに示すように、プーリー２２ａを反時計回りに回転させるためにリバーシブルモータ２３を正転させ、かつ、ブラシ４３ａ，４３ｂをそれぞれ時計回り及び反時計回りにそれぞれ回転駆動させるために図示しないモータを駆動する。これにより、基板１１は、ベルト２１ａ，２１ｂにより矢印ａ方向（前進方向）に搬送され、図８Ｂに示すように、ブラシユニット４２により基板１１の表面の異物を除去する処理が行われる。
【００５９】
図８Ｃに示すように基板１１の先端が第２の位置に移動した後、さらにクリーニング処理を行う場合には、ＰＬＣ１４は、図８Ｄに示すように、プーリー２２ａを時計回りに回転させるためにリバーシブルモータ２３を逆転させ、基板１１をベルト２１ａ，２１ｂにより矢印ｂ方向（後退方向）に搬送し、図８Ｅに示すように、ブラシユニット４２により基板１１の表面の異物を除去する処理が行われ、図８Ｆに示すように、基板１１の後端が第２の位置に移動するとリバーシブルモータ２３を停止する。
【００６０】
なお、第１の実施の形態と同様に、移動部１５を設け、ＰＣＬ１３の制御の下で、ブラシユニット４２を、基板１１の表面に接触する位置と基板１１から離れる位置との間で移動可能にし、ブラシユニット４２が退避した状態で、基板１１を後退方向に移動するようにしてもよい。
【００６１】
第２の実施の形態によれば、製造ラインを長くし又は基板クリーニング装置４１を大型化することなく基板１１の表面の異物を除去する処理を複数回行うことができる。また、ブラシ４３ａ，４３ｂを用いているので、基板１１の表面に付着した異物が多くても異物を有効に除去することができる。
【００６２】
図９は、本発明による基板クリーニング装置の第３の実施の形態を示す図である。図９に示す基板クリーニング装置５１は、図１に示す製造ラインにおいて、基板クリーニング装置１の代わりに使用される。基板クリーニング装置５１は、前述の基板クリーニング装置１の上流側に、第２の実施の形態のブラシユニット４２を設けたものである。
【００６３】
第３の実施の形態では、基板供給装置２から供給された基板１１がブラシユニット４２によるクリーニング処理が行われた後、基板クリーニング装置１に供給されることを除けば、第１の実施の形態と同じ動作を行う。例えば、ブラシユニット４２でのクリーニング処理は１回のみ行われ、基板クリーニング装置１で複数回のクリーニング処理を行う場合には、基板１１は基板クリーニング装置１の両側でのみ往復移動し、ブラシユニット４２の部分には移動しない。このとき、移動部１５が基板クリーニング装置１のみを移動する場合には、基板クリーニング装置１とブラシユニット４２は、基板１１の長さ以上離れていることが好ましい。また、ブラシユニット４２でのクリーニング処理を複数回行った後、基板クリーニング装置１で複数回のクリーニング処理を行うようにしてもよい。
【００６４】
なお、第３の実施の形態で、ブラシユニット４２によるクリーニング処理と基板クリーニング装置１によるクリーニング処理の両方を複数回行うようにすることも可能である。その場合には、ブラシユニット４２を基板クリーニング装置１に近接して設け、基板１１はブラシユニット４２と基板クリーニング装置１の両側で往復移動を行う。この場合も、基板クリーニング装置１だけでなく、ブラシユニット４２も退避位置に移動できるようにしてもよい。
【００６５】
第３の本実施の形態によれば、製造ラインを長くし又は基板クリーニング装置５１を大型化することなく基板１１の表面の異物を除去する処理を複数回行うことができる。また、吸着ローラ３１ａ，３１ｂとブラシ４３ａ，４３ｂの両方を用いているので、基板１１の表面に付着した異物が多くても異物を有効に除去することができ、かつ、基板１１の表面の異物をより確実に除去することができる。
【００６６】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例えば、上記第１〜３の実施の形態の構成を適宜組み合わせることができる。また、図面において基板クリーニング装置の右側に基板供給装置を配置するとともに基板クリーニング装置の左側に印刷機を配置した場合について説明したが、基板クリーニング装置の右側に印刷機を配置するとともに基板クリーニング装置の左側に基板供給装置２を配置することもできる。
【００６７】
また、基板の表面側のみにローラユニットとブラシユニットのうちの少なくとも一方を配置する場合について説明したが、基板の表面側と裏面側の両方にローラユニットとブラシユニットのうちのいずれか一方又は両方を配置することもできる。
【００６８】
また、基板を往復移動させるために、センサを用いる代わりに、往復距離に対応する時間だけ基板を往復移動させるように基板搬送部をＰＬＣによって制御することもできる。
【００６９】
また、ローラユニット又はブラシユニットから上流側に基板の長さ以上離間した位置に設けられ、基板の端部の通過を検知する第１のセンサと、ローラユニット又はブラシユニットから下流側に基板の長さ以上離間した位置に設けられ、基板の端部の通過を検知する第２のセンサの両方を用いる場合について説明したが、基板の端部の通過を検知するためにこれらのセンサのうちのいずれか一方のみを用いることもできる。
【００７０】
さらに、プーリーを時計回り又は反時計回りに回転させるリバーシブルモータをプーリーごとに設けることができ、吸着ローラの本数及びブラシの本数を２本以外の本数（例えば、１本）とすることもできる。
【符号の説明】
【００７１】
１，４１，５１ 基板クリーニング装置
２ 基板供給装置
３ 印刷機
４ マウンター
５ コンベア
６ リフロー炉
７ 基板収納装置
１１ 基板
１２ 基板搬送部
１３ ローラユニット
１４ プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）
１５ 移動部
１６ａ，１６ｂ 静電除去器
１７ａ，１７ｂ センサ
２１ａ，２１ｂ ベルト
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ プーリー
２３ リバーシブルモータ
３１ａ，３１ｂ 吸着ローラ
３２ 粘着ローラ
４２ ブラシユニット
４３ａ，４３ｂ ブラシ
４４ バキュームユニット
４５ 吸引部
４６ ダクト
４７ フィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を往復移動可能な基板搬送部と、
前記基板搬送部により移動される前記基板の表面の異物を除去する異物除去部と、
前記基板搬送部及び前記異物除去部を制御する制御部と、を備える基板クリーニング装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記基板を前進又は後進させるように前記基板搬送部を制御して、前記基板を、クリーニング回数に応じた移動回数分前記異物除去部を通過させる請求項１に記載の基板クリーニング装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記クリーニング回数を設定するユーザインターフェースを有する請求項２に記載の基板クリーニング装置。
【請求項４】
前記基板搬送部は、前記基板を搬送するベルトと、前記ベルトを支持するプーリーと、前記プーリーを回転させるモータと、を有し、
前記プーリーの回転方向が切り換え可能である請求項１から３のいずれか１項に記載の基板クリーニング装置。
【請求項５】
前記異物除去部は、前記基板の移動に同期して回転しながら前記基板の表面に加圧接触して前記基板の表面の異物を吸着する吸着ローラと、前記吸着ローラに加圧接触しながら前記吸着ローラの表面に吸着された前記基板の表面の異物を転写する粘着ローラと、を有するローラユニットである請求項１から４のいずれか１項に記載の基板クリーニング装置。
【請求項６】
前記ローラユニットを前記基板の表面に接触する位置から離れた退避位置に移動させる移動部を更に有する請求項５に記載の基板クリーニング装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記ローラユニットを前記退避位置に移動させた状態で、前記基板を後進させるように制御する請求項６に記載の基板クリーニング装置。
【請求項８】
前記異物除去部の上流側に設けられたブラシユニットを更に備え、
前記ブラシユニットは、回転しながら前記基板の表面に接触して前記基板の表面の異物を取り除くブラシと、前記ブラシが取り除いた異物を吸引する吸引部と、を有する請求項５から７のいずれか１項に記載の基板クリーニング装置。
【請求項９】
前記異物除去部は、回転しながら前記基板の表面に接触して前記基板の表面の異物を取り除くブラシと、前記ブラシが取り除いた異物を吸引する吸引部と、を有するブラシユニットである請求項１から４のいずれか１項に記載の基板クリーニング装置。
【請求項１０】
前記異物除去部から上流側に基板の長さ以上離間した位置に設けられ、前記基板の端部の通過を検知する第１のセンサと、
前記異物除去部から下流側に基板の長さ以上離間した位置に設けられ、前記基板の端部の通過を検知する第２のセンサと、を更に備え、
前記制御部は、前記第１及び第２のセンサの検知信号に基づいて、前記基板の前記異物除去部における通過を検知する請求項１から９のいずれか１項に記載の基板クリーニング装置。
【請求項１】
基板を往復移動可能な基板搬送部と、
前記基板搬送部により移動される前記基板の表面の異物を除去する異物除去部と、
前記基板搬送部及び前記異物除去部を制御する制御部と、を備える基板クリーニング装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記基板を前進又は後進させるように前記基板搬送部を制御して、前記基板を、クリーニング回数に応じた移動回数分前記異物除去部を通過させる請求項１に記載の基板クリーニング装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記クリーニング回数を設定するユーザインターフェースを有する請求項２に記載の基板クリーニング装置。
【請求項４】
前記基板搬送部は、前記基板を搬送するベルトと、前記ベルトを支持するプーリーと、前記プーリーを回転させるモータと、を有し、
前記プーリーの回転方向が切り換え可能である請求項１から３のいずれか１項に記載の基板クリーニング装置。
【請求項５】
前記異物除去部は、前記基板の移動に同期して回転しながら前記基板の表面に加圧接触して前記基板の表面の異物を吸着する吸着ローラと、前記吸着ローラに加圧接触しながら前記吸着ローラの表面に吸着された前記基板の表面の異物を転写する粘着ローラと、を有するローラユニットである請求項１から４のいずれか１項に記載の基板クリーニング装置。
【請求項６】
前記ローラユニットを前記基板の表面に接触する位置から離れた退避位置に移動させる移動部を更に有する請求項５に記載の基板クリーニング装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記ローラユニットを前記退避位置に移動させた状態で、前記基板を後進させるように制御する請求項６に記載の基板クリーニング装置。
【請求項８】
前記異物除去部の上流側に設けられたブラシユニットを更に備え、
前記ブラシユニットは、回転しながら前記基板の表面に接触して前記基板の表面の異物を取り除くブラシと、前記ブラシが取り除いた異物を吸引する吸引部と、を有する請求項５から７のいずれか１項に記載の基板クリーニング装置。
【請求項９】
前記異物除去部は、回転しながら前記基板の表面に接触して前記基板の表面の異物を取り除くブラシと、前記ブラシが取り除いた異物を吸引する吸引部と、を有するブラシユニットである請求項１から４のいずれか１項に記載の基板クリーニング装置。
【請求項１０】
前記異物除去部から上流側に基板の長さ以上離間した位置に設けられ、前記基板の端部の通過を検知する第１のセンサと、
前記異物除去部から下流側に基板の長さ以上離間した位置に設けられ、前記基板の端部の通過を検知する第２のセンサと、を更に備え、
前記制御部は、前記第１及び第２のセンサの検知信号に基づいて、前記基板の前記異物除去部における通過を検知する請求項１から９のいずれか１項に記載の基板クリーニング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−９９７３２（Ｐ２０１２−９９７３２Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４７７２０（Ｐ２０１０−２４７７２０）
【出願日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（５００１２６３７２）ユニテク株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（５００１２６３７２）ユニテク株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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