基板洗浄用ラック
【課題】洗浄効果を犠牲にすることなく、洗浄中の基板の振動を抑えることができる基板洗浄用ラックを提供する。
【解決手段】基板洗浄用ラック１０は、ラック本体１２内に複数の基板１４を立てた状態で収容し、その流通路１２ａを通じて上から下方向へ洗浄液等の流体を流通させて基板１４の洗浄作業を行うものである。ラック本体１２内には両端保持部材１６及び下部保持部材１８が設けられており、基板１４の両側の縁辺部及び下側の縁辺部は、それぞれ両端保持部材１６及び下部保持部材１８により保持されている。また基板１４を収容した状態で、ラック本体１２内には上部保持部材２０が取り付けられ、この上部保持部材２０によって基板１４の上側の縁辺部が保持される。
【解決手段】基板洗浄用ラック１０は、ラック本体１２内に複数の基板１４を立てた状態で収容し、その流通路１２ａを通じて上から下方向へ洗浄液等の流体を流通させて基板１４の洗浄作業を行うものである。ラック本体１２内には両端保持部材１６及び下部保持部材１８が設けられており、基板１４の両側の縁辺部及び下側の縁辺部は、それぞれ両端保持部材１６及び下部保持部材１８により保持されている。また基板１４を収容した状態で、ラック本体１２内には上部保持部材２０が取り付けられ、この上部保持部材２０によって基板１４の上側の縁辺部が保持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば基板に電子部品等を半田付けした後、残留したフラックスを洗い流したり、その後の乾燥を行ったりする際に基板を収容しておく基板洗浄用ラックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対向する両側面部に複数対の基板挿入部を有し、これら基板挿入部に挿入された基板間に洗浄液を通過させる構造の基板洗浄用ラックが知られている（特許文献１参照。）。特にこの基板洗浄用ラックは、基板挿入部間に仕切り板を設けることで、ラックの端面部と仕切り板の間、そして２枚の仕切り板の間にそれぞれ略同じ面積で複数の基板洗浄区域を形成している。
【０００３】
上記の基板洗浄用ラックによれば、全ての基板挿入部に基板が収容されていなかったとしても、基板挿入部内に広い空間と狭い空間が形成されないので、ラックの全面にわたり均等な流速で洗浄液を流通させることができる。このため、洗浄する基板の数量がラックの収容数量に満たなかった場合でも、広い空間の部分にダミーの基板を装着する必要がなく、それだけ作業の手間を省くことができると考えられる。
【０００４】
また先行技術の基板洗浄用ラックは、その全面を細かく区切った状態で洗浄液を流通させることにより、内部に激しい乱流を発生させている。このときの乱流で洗浄液が基板の表面に強く接触するため、それだけ洗浄効果を高めることができると考えられる。
【特許文献１】特開平１１−１４５０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した先行技術のようにラック内で洗浄液の流速をある程度まで高め、激しく乱流を発生させると、それが基板全体に大きな振動を発生させる原因にもなる。このときの振動によって基板が変形（歪が発生）すると、例えば配線パターンと電子部品との半田付け部分に過度な応力がかかり、半田付け部分の割れや欠け、剥がれといった不具合を生じるおそれがある。そうかといって、あまり洗浄液の流速を低下させると、今度は充分な洗浄効果が得られなくなってしまうという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、洗浄効果を犠牲にすることなく、洗浄中の基板の振動を抑える技術の提供を課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するため以下の解決手段を採用する。
すなわち本発明は、洗浄対象物となる基板を収容し、基板に沿って一方向に流体を流通させて基板の洗浄又は乾燥を行うための基板洗浄用ラックである。特に本発明の基板洗浄用ラックは、第１の保持部材材及び第２の保持部材材を用いて基板を保持する構成である。
【０００８】
このうち第１の保持部材材は、流体の流通方向でみて基板の両側に位置する２つの縁辺部をそれぞれ保持するものである。また第２の保持部材材は、流体の流通方向に延びる板形状をなしており、流体の流通方向で対向する基板の２つの縁辺部のうち少なくとも上流側に位置する縁辺部を保持するものである。
【０００９】
通常、流体の流通時に基板の両側の縁辺部を保持しているだけでは、これらの間（特に流れの中心位置）で基板がフリーの状態となり、上記のように流体との接触によって基板全体に振動が発生してしまう。
【００１０】
そこで本発明では、流体の流通方向でみて両側の縁辺部だけでなく、流通方向で対向する２つ縁辺部のうち、少なくとも上流側の縁辺部を合わせて保持することにより、合計で少なくとも３つの縁辺部を保持するものとしている。これにより、流体の流通時に両側の縁辺部の間で基板がフリーの状態になるのを防止し、振動の発生を抑えている。
【００１１】
また第２の保持部材は、その構造が流体の流通方向に延びる板形状であるため、これを両側の縁辺部の間（流れの中心位置）に配置したとしても、流体の流れに過度な抵抗を生じたり、流速を大きく低下させたりすることはない。
【００１２】
本発明の基板洗浄用ラックは、内部に流体を流通させる流通路が形成され、その対向する一対の内壁面にそれぞれ第１の保持部材が設けられた角筒形状のラック本体を備えている構造であってもよい。この場合、第２の保持部材は、ラック本体に対して着脱可能に設けられていることが好ましい。
【００１３】
上記の構造であれば、基板をラック本体に収容する際、先ず第２の保持部材をラック本体から取り外した状態にしておき、ラック本体の流通路内に流体の流通方向に沿って基板を挿入することで、両側の縁辺部を第１の保持部材に保持させることができる。次に第２の保持部材をラック本体に取り付けると、流通方向で対向する基板の縁辺部を第２の保持部材により保持させることができる。
【００１４】
また、基板洗浄用ラックを用いた基板の洗浄作業（洗浄又は乾燥）の終了後は、ラック本体から第２の保持部材を取り外すことで、ラック本体から基板を容易に抜き取ることができる。
【００１５】
本発明の基板洗浄用ラックにおいて、特に第２の保持部材について以下に複数の好ましい態様を挙げることができる。
【００１６】
（１）第２の保持部材は、基板の厚み方向に対して９０度以下の角度で形成された三角形状溝を有しており、この三角形状溝内に基板の縁辺部を受け入れた状態で基板の厚み方向への振動又は変形を規制する態様であってもよい。なお、ここで規制するのは振動又は変形のいずれか一方でもよいし、両方でもよい（これ以降も同様とする。）。すなわち、「振動」を規制する場合は基板の周期的な歪みを抑えることができ、「変形」を規制する場合は厚み方向でみた一方向での歪みを抑えることができる。
【００１７】
この場合、三角形状溝はちょうど基板の縁辺部に対して９０度以下の角度で口を開いたような状態となるため、三角形状溝内に基板の縁辺部を容易に受け入れることができる。また、基板の縁辺部はそのエッジを三角形状溝の内面に接触させることで相対的に拘束されるため、それによって流体の流通時に振動の発生を確実に抑えることができる。
【００１８】
上記（１）の態様において、第１の保持部材は、複数の基板を略一定の間隔で互いに平行に並べて保持するべく流体の流通方向に延びる複数の保持溝を有していてもよい。この場合、第２の保持部材は、第１の保持部材により両側の縁辺部が保持された状態の複数の基板にそれぞれ対応した位置に複数の三角形状溝を有することが望ましい。
【００１９】
この場合、基板洗浄用ラックに複数の基板を収容した状態で、第１の保持部材及び第２の保持部材を用いて複数の基板を同時に保持することができるため、それだけ洗浄作業の効率を高めることができる。
【００２０】
（２）あるいは、第２の保持部材は、基板の縁辺部を受け入れる入口部分が基板の厚み方向に対して９０度以下の角度を有するテーパー溝として形成され、かつ、入口部分よりも奥の部分が基板の厚みより僅かに大きい略一定の幅で基板の縁辺部の受け入れ方向へ延びる平行溝として形成されており、テーパー溝を通じて平行溝内に基板の縁辺部を受け入れた状態で基板の厚み方向への振動又は変形を規制する態様であってもよい。
【００２１】
上記（２）の態様であれば、テーパー溝がちょうど基板の縁辺部に対して９０度以下の角度で口を開いたような状態となるため、基板洗浄用ラックに基板を収容した状態で第２の保持部材により基板の縁辺部を保持する際、最初にテーパー溝を通じて基板の縁辺部を容易に受け入れることができる。そして、テーパー溝の奥で基板の縁辺部は平行溝内に受け入れられるので、そこで確実に厚み方向への変位が規制され、それによって流体を流通させた時の振動の発生が防止される。
【００２２】
また上記（２）の態様において、第１の保持部材は、複数の基板を略一定の間隔で互いに平行に並べて保持するべく流体の流通方向に延びる複数の保持溝を有していてもよい。そして第２の保持部材は、第１の保持部材により両側の縁辺部が保持された状態の複数の基板にそれぞれ対応した位置に複数のテーパー溝及び平行溝を有しており、平行溝内に基板の縁辺部を受け入れた状態で個々の基板の厚み方向への振動又は変形を規制しつつ、流体の流通方向でみた基板の長さ寸法のばらつきを吸収することができる。
【００２３】
この場合も同様に、基板洗浄用ラックに複数の基板を収容した状態で、第１の保持部材及び第２の保持部材を用いて複数の基板を同時に保持することができるため、それだけ洗浄作業の効率を高めることができる。
【００２４】
さらに、複数の基板に長さ寸法のばらつき（寸法公差）があったとしても、そのばらつきが平行溝内で吸収されるため、第１の保持部材及び第２の保持部材を用いて全ての基板を良好に保持することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の基板洗浄用ラックは、流体による洗浄効果や乾燥作用を充分に発揮しつつ、基板の振動を効果的に抑えることができる。これにより、洗浄中又は乾燥中に基板に変形が生じるのを抑え、半田付け部分に不具合が発生するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態の基板洗浄用ラック１０の構造例を示す斜視図である。なお図１中、基板洗浄用ラック１０の一部を破断して示し、また一部を分解して示している。
【００２８】
〔ラック本体〕
基板洗浄用ラック１０は、角筒形状をなすラック本体１２を備えている。このラック本体１２は、内部が矩形断面をなす流体の流通路１２ａとして形成されており、この流通路１２ａ内には、洗浄対象物となる複数の基板１４を例えば立てた状態で収容することができ、基板１４の洗浄又は乾燥時には、上から下へ向かって洗浄液又は乾燥用エアを流通させることができる。
【００２９】
〔第１の保持部材〕
ラック本体１２には、流通路１２ａ内で対向する一対の内壁面１２ｂにそれぞれ両端保持部材１６が対をなして取り付けられている。これら両端保持部材１６はいずれも、上下方向に延びる複数の保持溝１６ａを有している。ラック本体１２内に基板１４を収容する際、基板１４の両側の縁辺部がそれぞれ保持溝１６ａにより案内されることで、ラック本体１２内には複数の基板１４が略等間隔をおいて平行に配置される。この状態で両端保持部材１６は、その保持溝１６ａにより基板１４の両側の縁辺部を保持している。
【００３０】
〔第２の保持部材〕
またラック本体１２には、流通路１２ａ内の下方位置に下部保持部材１８が設けられている。下部保持部材１８は、流通路１２ａ内で対向する別の一対の内壁面１２ｃ間にわたって延びており、両端はそれぞれ対応する内壁面１２ｃに接合されている。ラック本体１２に基板１４が収容される際、基板１４はその下側の縁辺部（下端面）が下部保持部材１８に接触する位置まで挿入される。
【００３１】
図１では隠れた位置にあるため示されていないが、下部保持部材１８には、基板１４の縁辺部と接触する位置に複数の三角形状溝１８ａが形成されている。これら三角形状溝１８ａは、下部保持部材１８の上縁部に沿ってその長手方向に配列して形成されており、その１つ１つが基板１４の厚み方向へ三角形状（Ｖ字形状）に開いた切り欠き溝として構成されている。上記のように基板１４が下部保持部材１８に接触する位置まで挿入されると、基板１４の下側の縁辺部がそれぞれ対応する三角形状溝１８ａ内に受け入れられる。この状態で下部保持部材１８は、基板１４の下側の縁辺部を保持することができる。
【００３２】
一方、ラック本体１２には、流通路１２ａ内の上方位置に上部保持部材２０が取り付けられるものとなっている。上部保持部材２０は、ラック本体１２に対して着脱可能であり、図１ではラック本体１２から分離した状態で上部保持部材２０が示されている。上部保持部材２０は、上記のようにラック本体１２内に基板１４を収容した状態で、その上方からラック本体１２内に挿入して取り付けられる。上部保持部材２０がラック本体１２に取り付けられると、基板１４の上側の縁辺部に上部保持部材２０が接触した状態となる。
【００３３】
ここで上部保持部材２０は、対向する一対のサイド保持板２０ａ及び連結板２０ｂを有しており、これらサイド保持板２０ａ及び連結板２０ｂは四角筒（又は四角枠）形状に組み合わせられている。また上部保持部材２０は、一対のサイド保持板２０ａの間にこれらと平行なセンタ保持板２０ｃを有している。このセンタ保持板２０ｃは一対の連結板２０ｂ間にわたって延びており、両端はそれぞれ対応する連結板２０ｂの内面に接合されている。
【００３４】
図１に示されているように、上部保持部材２０のサイド保持板２０ａ及びセンタ保持板２０ｃには、それぞれ基板１４の上側の縁辺部と接触する位置に複数の三角形状溝２０ｄ（図１中、一部にのみ符号を付す）が形成されている。これら三角形状溝２０ｄは、各保持板２０ａ，２０ｃの下縁部に沿ってその長手方向に配列して形成されており、その１つ１つが基板１４の厚み方向へ三角形状（Ｖ字形状）に開いた切り欠き溝として構成されている。上記のように上部保持部材２０がラック本体１２に取り付けられて基板１４の上側の縁辺部に接触すると、基板１４の上側の縁辺部がそれぞれ対応する三角形状溝２０ｄ内に受け入れられる。この状態で上部保持部材２０は、基板１４の上側の縁辺部を保持することができる。
【００３５】
図２は、基板洗浄用ラック１０の縦断面図（図１中のＩＩ−ＩＩ断面）である。上記のように複数の基板１４は、それぞれ両側の縁辺部が両端保持部材１６の保持溝１６ａ内に案内されてラック本体１２内に収容されている。また基板１４の下側の縁辺部は、ラック本体１２内に挿入された状態で下部保持部材１８に接触し、それぞれ対応する三角形状溝１８ａ内に受け入れられている。
【００３６】
上部保持部材２０は、ラック本体１２内に挿入して取り付けられており、この状態で自重により基板１４の上側の縁辺部に接触している。そして上部保持部材２０は、各保持板２０ａ，２０ｃの下縁部に形成された三角形状溝２０ｄ内に基板１４の上側の縁辺部を受け入れ、この状態で上側の縁辺部を保持している。
【００３７】
また図３は、図２とは別方向からみた基板洗浄用ラック１０の縦断面図（図１中のIII−III断面）である。すなわち図２では、収容された基板１４の厚み方向でみた縦断面を示しているが、図３では基板１４と平行な方向でみた縦断面を示している。
【００３８】
収容された基板１４の幅方向でみると、下部保持部材１８はちょうど基板１４の中央位置に設けられている。このため下部保持部材１８は、下側の縁辺部の中央位置を保持することができる。なお、このような下部保持部材１８の取付位置はあくまで一例であり、基板１４に対して幅方向に中央からずれた位置に設けられていてもよい。あるいは、下部保持部材１８が複数箇所に設けられていてもよい。
【００３９】
また上部保持部材２０は、収容された基板１４の幅方向でみて、その略中央位置に取り付けられている。これにより上部保持部材２０は、センタ保持板２０ｃにより上側の縁辺部の中央位置を保持し、その両側では２つのサイド保持板２０ａにより略均等な位置（合計３箇所）で上側の縁辺部を保持することができる。
【００４０】
図４は、基板洗浄用ラック１０の横断面図（図１中のＩＶ−ＩＶ断面）である。上記のように両端保持部材１６には、基板１４の配列方向に一定の間隔をおいて複数の保持溝１６ａが形成されている。各保持溝１６ａの幅は、基板１４の厚みよりも僅かに大きく設定されている。また、一対をなす両端保持部材１６同士でみると、対向する保持溝１６ａ同士の間隔は基板１４の幅寸法よりも僅かに大きく設定されている。このためラック本体１２内に基板１４を収容したり、あるいはラック本体１２内から基板１４を抜き取ったりする際の作業がしやすくなっている。
【００４１】
図５は、上記の三角形状溝２０ｄを拡大して示した図である。なお、ここでは上部保持部材２０のサイド保持板２０ａ又はセンタ保持板２０ｃを例に挙げているが、下部保持部材１８についても同様であるため、図中に下部保持部材１８及びその三角形状溝１８ａとしての参照符号も適宜括弧書きで示している。このため以下の説明中、「三角形状溝」という場合、それは下部保持部材１８の三角形状溝１８ａについても該当するものとする。
【００４２】
三角形状溝２０ｄは、上記のようにサイド保持板２０ａ又はセンタ保持板２０ｃの下縁部（下部保持部材１８の場合は上縁部）に形成されて基板１４の縁辺部の方向に開口している。このとき三角形状溝２０ｄは、基板１４の厚み方向に対して角度θを有しており、ここでは角度θの範囲として９０度以下を適当としている。また三角形状溝２０ｄは、その開口幅が基板１４の厚みよりも大きく設定されている。
【００４３】
このため、基板１４と上部保持部材２０（又は下部保持部材１８）とを接触させると、それぞれ対応する位置の三角形状溝２０ｄ内に基板１４の縁辺部が容易に受け入れられる。この状態で、基板１４の縁辺部のエッジが三角形状溝２０ｄの内面に接触し、それによって基板１４の縁辺部が確実に保持されることになる。なお、複数ある基板１４の長手方向（図中の上下方向）でみた寸法にばらつきがある場合、いくつかの基板１４については縁辺部のエッジが三角形状溝２０ｄの内面から僅かに離れていることもある。角度θとして９０度以下を適当としているのは、上記のように寸法のばらつきによって三角形状溝２０ｄの内面に接しない基板１４があっても、その振動をより効果的に抑制できるからである。
【００４４】
〔洗浄作業例〕
図６は、基板洗浄用ラック１０を用いて行われる基板１４の洗浄作業の概要を一例として示す図である。ここでは、いわゆるダイレクトパス方式で基板１４の洗浄を行っている。この場合、基板１４を収容した状態の基板洗浄用ラック１０を洗浄槽３０内に設置した状態で、洗浄槽３０内に洗浄液を循環させる。洗浄槽３０は上下にそれぞれ流入口３０ａ及び排出口３０ｂが設けられており、これら流入口３０ａ及び排出口３０ｂには循環流路３２が接続されている。
【００４５】
循環流路３２の途中にはポンプのような循環装置３６が設置されており、循環流路３２内に満たされた洗浄液を循環させることができる。
【００４６】
洗浄液の循環に伴い、洗浄槽３０内に流入口３０ａから洗浄液が流れ込み、この洗浄液は基板洗浄用ラック１０内で上から下方向へ流通しつつ、基板１４を洗浄する。例えば、基板１４がリフロー工程を経た後であれば、ここで半田付け後の残留フラックス等が洗い流される。
【００４７】
基板１４を洗浄した洗浄液は、基板洗浄用ラック１０を通過して排出口３０ｂから循環流路３２内に排出され、循環装置３６へと回収される。循環装置３６内では洗浄液に混入した異物等が濾過された後、洗浄液として再び循環流路３２内に送り出される。
【００４８】
以上が基板洗浄用ラック１０を用いた基板１４の洗浄作業の概要である。このとき基板１４は、洗浄液の流通方向に沿って立てた状態で基板洗浄用ラック１０内に収容されているため、流通する洗浄液との接触によって良好に洗浄作用を発揮することができる。
【００４９】
その一方で基板１４には、接触する流体（洗浄液）によって厚み方向に圧力が加わるが、基板１４の両面で圧力のバランスが変動すると、それによって基板１４には厚み方向への力が作用することになる。このときの力が基板１４に厚み方向への振動を発生させ、それが基板１４の変形となって歪みを生じようとするが、上記のように基板洗浄用ラック１０には下部保持部材１８及び上部保持部材２０が設けられているため、それによって洗浄時の基板１４の振動が抑えられている。
【００５０】
〔測定結果〕
図７は、洗浄中に基板１４に生じた歪みの測定結果を示す図である。図７中（Ａ）は、従来の基板洗浄用ラックを用いた場合（下部保持部材１８及び上部保持部材２０を設けていない場合）の測定結果（比較例）を示す。また図７中（Ｂ）は、下部保持部材１８及び上部保持部材２０を設けた場合の測定結果（第１実施形態）を示している。なお測定は、基板１４の表面の適当な位置（例えば中央位置）に歪みゲージを取り付けた状態で行った。
【００５１】
〔比較例〕
図７中（Ａ）：従来の基板洗浄用ラック（基板１４の両側の縁辺部のみを保持するラック）を用いて洗浄作業を行った場合、洗浄作業の開始（図中の時刻ｔ０）から基板１４に歪みが発生し、その後も継続して周期的に大きな歪みが観測された。これは、洗浄液の流通に伴い基板１４に厚み方向への振動が生じていることを意味している。この場合、振動によって基板１４の半田付け部分に応力が発生し、場合によっては半田付け部分に割れや欠け、剥がれ等が発生する可能性がある。
【００５２】
〔第１実施形態〕
図７中（Ｂ）：これに対し、基板洗浄用ラック１０に下部保持部材１８及び上部保持部材２０を設けて洗浄作業を行った場合、洗浄作業の開始（図中の時刻ｔ０）から僅かに基板１４に歪みは生じているが、歪みそのものは先の比較例よりもずっと小さいレベルにある。これは、洗浄液を流通させても、基板１４にはほとんど振動（変形）が生じていないことを意味している。
【００５３】
このため第１実施形態の基板洗浄用ラック１０によれば、洗浄時に基板１４の半田付け部分に過度な応力が発生するのを防止し、割れや欠け、剥がれ等の損傷から基板１４を保護することができる。
【００５４】
〔乾燥時〕
以上は洗浄時についてであるが、洗浄後の乾燥時についても同様に基板１４の振動による歪みの発生を抑えることができる。すなわち、乾燥時には基板洗浄用ラック１０を乾燥炉（図示しない）に移し替え、そこに乾燥用エアを上から下方向に流通させて基板１４を乾燥させる。このとき、基板１４の両面で流体（乾燥用エア）の圧力が変化すると、それによって基板１４を厚み方向に振動させようとする力が発生するが、上記のように下部保持部材１８及び上部保持部材２０を用いることにより、基板１４の振動を抑えることができる。したがって乾燥時においても基板１４の歪みを最小限に抑え、半田付け部分に欠陥が生じるのを防止することができる。
【００５５】
〔第２実施形態〕
次に、基板洗浄用ラック１０の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の基板洗浄用ラック１０は、その基本的な構成を第１実施形態と共通にしているが、下部保持部材１８及び上部保持部材２０の形態が異なっている。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００５６】
図８は、第２実施形態の基板洗浄用ラック１０に適用される下部保持部材１８又は上部保持部材２０の形態例を示す拡大図である。ここでも上部保持部材２０のサイド保持板２０ａ又はセンタ保持板２０ｃを例に挙げているが、下部保持部材１８についても同様であるため、図中に下部保持部材１８としての参照符号も括弧書きで示している。
【００５７】
第１実施形態では、下部保持部材１８や上部保持部材２０に三角形状溝１８ａ，２０ｄが形成されていたが、第２実施形態では、これに代えてテーパ溝２０ｅ及び平行溝２０ｆが形成されている。これらテーパ溝２０ｅ及び平行溝２０ｆは、基板１４の縁辺部の受け入れ方向に連続して形成されており、両者は一続きの溝を構成している。
【００５８】
先ずテーパ溝２０ｅは、基板１４の縁辺部の受け入れ方向でみると入口部分に相当する。すなわちテーパ溝２０ｅは、サイド保持板２０ａ又はセンタ保持板２０ｃの下縁部、あるいは下部保持部材１８の上縁部に形成され、対応する基板１４の方向に開口している。またテーパ溝２０ｅは、基板１４の厚み方向に対して角度θを有しており、ここでは角度θの範囲として９０度以下を適当としている。またテーパ溝２０ｅは、その開口幅が基板１４の厚みよりも大きく設定されている。
【００５９】
次に平行溝２０ｆは、基板１４の縁辺部の受け入れ方向でみるとテーパ溝２０ｅ（入口部分）よりも奧の部分である。平行溝２０ｆは、テーパ溝２０ｅと違って略一定の幅で延びており、その終端は例えば半円形状に加工されている。平行溝２０ｆの幅は、基板１４の厚みよりも僅かに大きく設定されている。
【００６０】
第２実施形態において、基板１４と上部保持部材２０（又は下部保持部材１８）とを接触させると、最初にそれぞれ対応する位置のテーパ溝２０ｅ内に基板１４の縁辺部が容易に受け入れられる。さらに受け入れが進行すると、基板１４の縁辺部はテーパ溝２０ｅを通じて平行溝２０ｆ内に受け入れられる。この状態で、基板１４の縁辺部の両側が平行溝２０ｆ内に填り込んだ状態となり、それによって基板１４の縁辺部が厚み方向に関して確実に保持されることになる。なお、このとき基板１４の縁辺部のエッジが平行溝２０ｆの終端の内面に接触していてもよい。
【００６１】
また平行溝２０ｆは、基板１４の受け入れ方向にある程度の深さ（長さ）Ｄを有している。この深さＤにより、複数ある基板１４の長手方向（図中の上下方向）でみた寸法のばらつきが平行溝２０ｆ内で吸収されている。
【００６２】
〔実施形態のまとめ〕
上述した第１実施形態及び第２実施形態によれば、ラック本体１２内に基板１４を立てた状態で収容すると、その両側の縁辺部が両端保持部材１６により保持されるとともに、下側の縁辺部が下部保持部材１８により保持される。さらに、ラック本体１２に上部保持部材２０を取り付けることで、基板１４の上側の縁辺部が上部保持部材２０により保持された状態となる。
【００６３】
したがって、基板１４は４つある縁辺部が全て保持された状態となるので、洗浄時や乾燥時に流体（洗浄液又は乾燥用エア）を流通させても、基板１４に生じる歪みを最小限に抑えることができる。
【００６４】
また、下部保持部材１８や上部保持部材２０は、流体の流通方向に沿って延びる板形状であるため、流体のスムーズな流通を妨げることがない。このため、特に流体による洗浄力や乾燥効率を犠牲にすることなく、基板１４を確実に保持することができる。
【００６５】
〔その他の実施形態〕
図９は、上部保持部材２０の別形態例を示す斜視図である。先の形態例では、センタ保持板２０ｃが１箇所に設けられていたが、この形態例では、複数箇所にセンタ保持板２０ｃが設けられている。この場合、基板１４の幅方向でみたより多くの位置で縁辺部を保持することができるので、それだけ基板１４を強固に保持し、より歪みの発生を抑えることができる。なお、図９の形態例では三角形状溝２０ｄを適用しているが、この形態例においてテーパ溝２０ｅ及び平行溝２０ｆを適用してもよい。
【００６６】
各実施形態において、下部保持部材１８に代えて単に支持部材を用いてもよい。支持部材には、三角形状溝１８ａやテーパ溝２０ｅ、平行溝２０ｆ等は形成されておらず、基板１４の縁辺部を保持する機能はない。この場合、支持部材は単純に基板１４の下端面に接触し、その落下を防止する機能を有するものとなる。ただし、この場合でも上部保持部材２０を適用することで、基板１４の両側の縁辺部と上側の縁辺部の少なくとも３つが保持される。したがって、各実施形態と同様に洗浄時や乾燥時に基板１４の歪みを最小限に抑えて半田付け部分に欠陥が発生するのを防止することができる。
【００６７】
あるいは各実施形態において、下部保持部材１８には三角形状溝１８ａを適用し、上部保持部材２０にはテーパ溝２０ｅ及び平行溝２０ｆを適用した形態を採用してもよいし、逆に上部保持部材２０には三角形状溝２０ｄを適用し、下部保持部材１８にはテーパ溝２０ｅ及び平行溝２０ｆを適用した形態を採用してもよい。
【００６８】
各実施形態において、角度θの範囲として９０度以下を適当としているが、その下限は基板１４の縁辺部の受け入れに問題ない範囲内（例えば１５度程度）で適宜に設定することができる。
【００６９】
その他、基板洗浄用ラック１０に収容される基板１４の枚数は特に制約されるものではない。したがって、基板１４の収容枚数に応じてラック本体１２の大きさや両端保持部材１６、下部保持部材１８及び上部保持部材２０の大きさを適宜に変形し、合わせて三角形状溝１８ａ，２０ｄやテーパ溝２０ｅ、平行溝２０ｆ等の数や配置を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】第１実施形態の基板洗浄用ラックの構造例を示す斜視図である。
【図２】基板洗浄用ラックの縦断面図（図１中のＩＩ−ＩＩ断面）である。
【図３】図２とは別方向からみた基板洗浄用ラックの縦断面図（図１中のIII−III断面）である。
【図４】基板洗浄用ラックの横断面図（図１中のＩＶ−ＩＶ断面）である。
【図５】三角形状溝を拡大して示した図である。
【図６】基板洗浄用ラックを用いて行われる基板の洗浄作業の概要を一例として示す図である。
【図７】洗浄中に基板に生じた歪みの測定結果を示す図である。
【図８】第２実施形態の基板洗浄用ラックに適用される下部保持部材又は上部保持部材の形態例を示す拡大図である。
【図９】上部保持部材の別形態例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０ 基板洗浄用ラック
１２ ラック本体
１２ａ 流通路
１２ｂ，１２ｃ 内壁面
１４ 基板
１６ 両端保持部材
１６ａ 保持溝
１８ 下部保持部材
１８ａ 三角形状溝
２０ 上部保持部材
２０ａ サイド保持板
２０ｃ センタ保持板
２０ｄ 三角形状溝
２０ｅ テーパ溝
２０ｆ 平行溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば基板に電子部品等を半田付けした後、残留したフラックスを洗い流したり、その後の乾燥を行ったりする際に基板を収容しておく基板洗浄用ラックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対向する両側面部に複数対の基板挿入部を有し、これら基板挿入部に挿入された基板間に洗浄液を通過させる構造の基板洗浄用ラックが知られている（特許文献１参照。）。特にこの基板洗浄用ラックは、基板挿入部間に仕切り板を設けることで、ラックの端面部と仕切り板の間、そして２枚の仕切り板の間にそれぞれ略同じ面積で複数の基板洗浄区域を形成している。
【０００３】
上記の基板洗浄用ラックによれば、全ての基板挿入部に基板が収容されていなかったとしても、基板挿入部内に広い空間と狭い空間が形成されないので、ラックの全面にわたり均等な流速で洗浄液を流通させることができる。このため、洗浄する基板の数量がラックの収容数量に満たなかった場合でも、広い空間の部分にダミーの基板を装着する必要がなく、それだけ作業の手間を省くことができると考えられる。
【０００４】
また先行技術の基板洗浄用ラックは、その全面を細かく区切った状態で洗浄液を流通させることにより、内部に激しい乱流を発生させている。このときの乱流で洗浄液が基板の表面に強く接触するため、それだけ洗浄効果を高めることができると考えられる。
【特許文献１】特開平１１−１４５０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した先行技術のようにラック内で洗浄液の流速をある程度まで高め、激しく乱流を発生させると、それが基板全体に大きな振動を発生させる原因にもなる。このときの振動によって基板が変形（歪が発生）すると、例えば配線パターンと電子部品との半田付け部分に過度な応力がかかり、半田付け部分の割れや欠け、剥がれといった不具合を生じるおそれがある。そうかといって、あまり洗浄液の流速を低下させると、今度は充分な洗浄効果が得られなくなってしまうという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、洗浄効果を犠牲にすることなく、洗浄中の基板の振動を抑える技術の提供を課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するため以下の解決手段を採用する。
すなわち本発明は、洗浄対象物となる基板を収容し、基板に沿って一方向に流体を流通させて基板の洗浄又は乾燥を行うための基板洗浄用ラックである。特に本発明の基板洗浄用ラックは、第１の保持部材材及び第２の保持部材材を用いて基板を保持する構成である。
【０００８】
このうち第１の保持部材材は、流体の流通方向でみて基板の両側に位置する２つの縁辺部をそれぞれ保持するものである。また第２の保持部材材は、流体の流通方向に延びる板形状をなしており、流体の流通方向で対向する基板の２つの縁辺部のうち少なくとも上流側に位置する縁辺部を保持するものである。
【０００９】
通常、流体の流通時に基板の両側の縁辺部を保持しているだけでは、これらの間（特に流れの中心位置）で基板がフリーの状態となり、上記のように流体との接触によって基板全体に振動が発生してしまう。
【００１０】
そこで本発明では、流体の流通方向でみて両側の縁辺部だけでなく、流通方向で対向する２つ縁辺部のうち、少なくとも上流側の縁辺部を合わせて保持することにより、合計で少なくとも３つの縁辺部を保持するものとしている。これにより、流体の流通時に両側の縁辺部の間で基板がフリーの状態になるのを防止し、振動の発生を抑えている。
【００１１】
また第２の保持部材は、その構造が流体の流通方向に延びる板形状であるため、これを両側の縁辺部の間（流れの中心位置）に配置したとしても、流体の流れに過度な抵抗を生じたり、流速を大きく低下させたりすることはない。
【００１２】
本発明の基板洗浄用ラックは、内部に流体を流通させる流通路が形成され、その対向する一対の内壁面にそれぞれ第１の保持部材が設けられた角筒形状のラック本体を備えている構造であってもよい。この場合、第２の保持部材は、ラック本体に対して着脱可能に設けられていることが好ましい。
【００１３】
上記の構造であれば、基板をラック本体に収容する際、先ず第２の保持部材をラック本体から取り外した状態にしておき、ラック本体の流通路内に流体の流通方向に沿って基板を挿入することで、両側の縁辺部を第１の保持部材に保持させることができる。次に第２の保持部材をラック本体に取り付けると、流通方向で対向する基板の縁辺部を第２の保持部材により保持させることができる。
【００１４】
また、基板洗浄用ラックを用いた基板の洗浄作業（洗浄又は乾燥）の終了後は、ラック本体から第２の保持部材を取り外すことで、ラック本体から基板を容易に抜き取ることができる。
【００１５】
本発明の基板洗浄用ラックにおいて、特に第２の保持部材について以下に複数の好ましい態様を挙げることができる。
【００１６】
（１）第２の保持部材は、基板の厚み方向に対して９０度以下の角度で形成された三角形状溝を有しており、この三角形状溝内に基板の縁辺部を受け入れた状態で基板の厚み方向への振動又は変形を規制する態様であってもよい。なお、ここで規制するのは振動又は変形のいずれか一方でもよいし、両方でもよい（これ以降も同様とする。）。すなわち、「振動」を規制する場合は基板の周期的な歪みを抑えることができ、「変形」を規制する場合は厚み方向でみた一方向での歪みを抑えることができる。
【００１７】
この場合、三角形状溝はちょうど基板の縁辺部に対して９０度以下の角度で口を開いたような状態となるため、三角形状溝内に基板の縁辺部を容易に受け入れることができる。また、基板の縁辺部はそのエッジを三角形状溝の内面に接触させることで相対的に拘束されるため、それによって流体の流通時に振動の発生を確実に抑えることができる。
【００１８】
上記（１）の態様において、第１の保持部材は、複数の基板を略一定の間隔で互いに平行に並べて保持するべく流体の流通方向に延びる複数の保持溝を有していてもよい。この場合、第２の保持部材は、第１の保持部材により両側の縁辺部が保持された状態の複数の基板にそれぞれ対応した位置に複数の三角形状溝を有することが望ましい。
【００１９】
この場合、基板洗浄用ラックに複数の基板を収容した状態で、第１の保持部材及び第２の保持部材を用いて複数の基板を同時に保持することができるため、それだけ洗浄作業の効率を高めることができる。
【００２０】
（２）あるいは、第２の保持部材は、基板の縁辺部を受け入れる入口部分が基板の厚み方向に対して９０度以下の角度を有するテーパー溝として形成され、かつ、入口部分よりも奥の部分が基板の厚みより僅かに大きい略一定の幅で基板の縁辺部の受け入れ方向へ延びる平行溝として形成されており、テーパー溝を通じて平行溝内に基板の縁辺部を受け入れた状態で基板の厚み方向への振動又は変形を規制する態様であってもよい。
【００２１】
上記（２）の態様であれば、テーパー溝がちょうど基板の縁辺部に対して９０度以下の角度で口を開いたような状態となるため、基板洗浄用ラックに基板を収容した状態で第２の保持部材により基板の縁辺部を保持する際、最初にテーパー溝を通じて基板の縁辺部を容易に受け入れることができる。そして、テーパー溝の奥で基板の縁辺部は平行溝内に受け入れられるので、そこで確実に厚み方向への変位が規制され、それによって流体を流通させた時の振動の発生が防止される。
【００２２】
また上記（２）の態様において、第１の保持部材は、複数の基板を略一定の間隔で互いに平行に並べて保持するべく流体の流通方向に延びる複数の保持溝を有していてもよい。そして第２の保持部材は、第１の保持部材により両側の縁辺部が保持された状態の複数の基板にそれぞれ対応した位置に複数のテーパー溝及び平行溝を有しており、平行溝内に基板の縁辺部を受け入れた状態で個々の基板の厚み方向への振動又は変形を規制しつつ、流体の流通方向でみた基板の長さ寸法のばらつきを吸収することができる。
【００２３】
この場合も同様に、基板洗浄用ラックに複数の基板を収容した状態で、第１の保持部材及び第２の保持部材を用いて複数の基板を同時に保持することができるため、それだけ洗浄作業の効率を高めることができる。
【００２４】
さらに、複数の基板に長さ寸法のばらつき（寸法公差）があったとしても、そのばらつきが平行溝内で吸収されるため、第１の保持部材及び第２の保持部材を用いて全ての基板を良好に保持することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の基板洗浄用ラックは、流体による洗浄効果や乾燥作用を充分に発揮しつつ、基板の振動を効果的に抑えることができる。これにより、洗浄中又は乾燥中に基板に変形が生じるのを抑え、半田付け部分に不具合が発生するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態の基板洗浄用ラック１０の構造例を示す斜視図である。なお図１中、基板洗浄用ラック１０の一部を破断して示し、また一部を分解して示している。
【００２８】
〔ラック本体〕
基板洗浄用ラック１０は、角筒形状をなすラック本体１２を備えている。このラック本体１２は、内部が矩形断面をなす流体の流通路１２ａとして形成されており、この流通路１２ａ内には、洗浄対象物となる複数の基板１４を例えば立てた状態で収容することができ、基板１４の洗浄又は乾燥時には、上から下へ向かって洗浄液又は乾燥用エアを流通させることができる。
【００２９】
〔第１の保持部材〕
ラック本体１２には、流通路１２ａ内で対向する一対の内壁面１２ｂにそれぞれ両端保持部材１６が対をなして取り付けられている。これら両端保持部材１６はいずれも、上下方向に延びる複数の保持溝１６ａを有している。ラック本体１２内に基板１４を収容する際、基板１４の両側の縁辺部がそれぞれ保持溝１６ａにより案内されることで、ラック本体１２内には複数の基板１４が略等間隔をおいて平行に配置される。この状態で両端保持部材１６は、その保持溝１６ａにより基板１４の両側の縁辺部を保持している。
【００３０】
〔第２の保持部材〕
またラック本体１２には、流通路１２ａ内の下方位置に下部保持部材１８が設けられている。下部保持部材１８は、流通路１２ａ内で対向する別の一対の内壁面１２ｃ間にわたって延びており、両端はそれぞれ対応する内壁面１２ｃに接合されている。ラック本体１２に基板１４が収容される際、基板１４はその下側の縁辺部（下端面）が下部保持部材１８に接触する位置まで挿入される。
【００３１】
図１では隠れた位置にあるため示されていないが、下部保持部材１８には、基板１４の縁辺部と接触する位置に複数の三角形状溝１８ａが形成されている。これら三角形状溝１８ａは、下部保持部材１８の上縁部に沿ってその長手方向に配列して形成されており、その１つ１つが基板１４の厚み方向へ三角形状（Ｖ字形状）に開いた切り欠き溝として構成されている。上記のように基板１４が下部保持部材１８に接触する位置まで挿入されると、基板１４の下側の縁辺部がそれぞれ対応する三角形状溝１８ａ内に受け入れられる。この状態で下部保持部材１８は、基板１４の下側の縁辺部を保持することができる。
【００３２】
一方、ラック本体１２には、流通路１２ａ内の上方位置に上部保持部材２０が取り付けられるものとなっている。上部保持部材２０は、ラック本体１２に対して着脱可能であり、図１ではラック本体１２から分離した状態で上部保持部材２０が示されている。上部保持部材２０は、上記のようにラック本体１２内に基板１４を収容した状態で、その上方からラック本体１２内に挿入して取り付けられる。上部保持部材２０がラック本体１２に取り付けられると、基板１４の上側の縁辺部に上部保持部材２０が接触した状態となる。
【００３３】
ここで上部保持部材２０は、対向する一対のサイド保持板２０ａ及び連結板２０ｂを有しており、これらサイド保持板２０ａ及び連結板２０ｂは四角筒（又は四角枠）形状に組み合わせられている。また上部保持部材２０は、一対のサイド保持板２０ａの間にこれらと平行なセンタ保持板２０ｃを有している。このセンタ保持板２０ｃは一対の連結板２０ｂ間にわたって延びており、両端はそれぞれ対応する連結板２０ｂの内面に接合されている。
【００３４】
図１に示されているように、上部保持部材２０のサイド保持板２０ａ及びセンタ保持板２０ｃには、それぞれ基板１４の上側の縁辺部と接触する位置に複数の三角形状溝２０ｄ（図１中、一部にのみ符号を付す）が形成されている。これら三角形状溝２０ｄは、各保持板２０ａ，２０ｃの下縁部に沿ってその長手方向に配列して形成されており、その１つ１つが基板１４の厚み方向へ三角形状（Ｖ字形状）に開いた切り欠き溝として構成されている。上記のように上部保持部材２０がラック本体１２に取り付けられて基板１４の上側の縁辺部に接触すると、基板１４の上側の縁辺部がそれぞれ対応する三角形状溝２０ｄ内に受け入れられる。この状態で上部保持部材２０は、基板１４の上側の縁辺部を保持することができる。
【００３５】
図２は、基板洗浄用ラック１０の縦断面図（図１中のＩＩ−ＩＩ断面）である。上記のように複数の基板１４は、それぞれ両側の縁辺部が両端保持部材１６の保持溝１６ａ内に案内されてラック本体１２内に収容されている。また基板１４の下側の縁辺部は、ラック本体１２内に挿入された状態で下部保持部材１８に接触し、それぞれ対応する三角形状溝１８ａ内に受け入れられている。
【００３６】
上部保持部材２０は、ラック本体１２内に挿入して取り付けられており、この状態で自重により基板１４の上側の縁辺部に接触している。そして上部保持部材２０は、各保持板２０ａ，２０ｃの下縁部に形成された三角形状溝２０ｄ内に基板１４の上側の縁辺部を受け入れ、この状態で上側の縁辺部を保持している。
【００３７】
また図３は、図２とは別方向からみた基板洗浄用ラック１０の縦断面図（図１中のIII−III断面）である。すなわち図２では、収容された基板１４の厚み方向でみた縦断面を示しているが、図３では基板１４と平行な方向でみた縦断面を示している。
【００３８】
収容された基板１４の幅方向でみると、下部保持部材１８はちょうど基板１４の中央位置に設けられている。このため下部保持部材１８は、下側の縁辺部の中央位置を保持することができる。なお、このような下部保持部材１８の取付位置はあくまで一例であり、基板１４に対して幅方向に中央からずれた位置に設けられていてもよい。あるいは、下部保持部材１８が複数箇所に設けられていてもよい。
【００３９】
また上部保持部材２０は、収容された基板１４の幅方向でみて、その略中央位置に取り付けられている。これにより上部保持部材２０は、センタ保持板２０ｃにより上側の縁辺部の中央位置を保持し、その両側では２つのサイド保持板２０ａにより略均等な位置（合計３箇所）で上側の縁辺部を保持することができる。
【００４０】
図４は、基板洗浄用ラック１０の横断面図（図１中のＩＶ−ＩＶ断面）である。上記のように両端保持部材１６には、基板１４の配列方向に一定の間隔をおいて複数の保持溝１６ａが形成されている。各保持溝１６ａの幅は、基板１４の厚みよりも僅かに大きく設定されている。また、一対をなす両端保持部材１６同士でみると、対向する保持溝１６ａ同士の間隔は基板１４の幅寸法よりも僅かに大きく設定されている。このためラック本体１２内に基板１４を収容したり、あるいはラック本体１２内から基板１４を抜き取ったりする際の作業がしやすくなっている。
【００４１】
図５は、上記の三角形状溝２０ｄを拡大して示した図である。なお、ここでは上部保持部材２０のサイド保持板２０ａ又はセンタ保持板２０ｃを例に挙げているが、下部保持部材１８についても同様であるため、図中に下部保持部材１８及びその三角形状溝１８ａとしての参照符号も適宜括弧書きで示している。このため以下の説明中、「三角形状溝」という場合、それは下部保持部材１８の三角形状溝１８ａについても該当するものとする。
【００４２】
三角形状溝２０ｄは、上記のようにサイド保持板２０ａ又はセンタ保持板２０ｃの下縁部（下部保持部材１８の場合は上縁部）に形成されて基板１４の縁辺部の方向に開口している。このとき三角形状溝２０ｄは、基板１４の厚み方向に対して角度θを有しており、ここでは角度θの範囲として９０度以下を適当としている。また三角形状溝２０ｄは、その開口幅が基板１４の厚みよりも大きく設定されている。
【００４３】
このため、基板１４と上部保持部材２０（又は下部保持部材１８）とを接触させると、それぞれ対応する位置の三角形状溝２０ｄ内に基板１４の縁辺部が容易に受け入れられる。この状態で、基板１４の縁辺部のエッジが三角形状溝２０ｄの内面に接触し、それによって基板１４の縁辺部が確実に保持されることになる。なお、複数ある基板１４の長手方向（図中の上下方向）でみた寸法にばらつきがある場合、いくつかの基板１４については縁辺部のエッジが三角形状溝２０ｄの内面から僅かに離れていることもある。角度θとして９０度以下を適当としているのは、上記のように寸法のばらつきによって三角形状溝２０ｄの内面に接しない基板１４があっても、その振動をより効果的に抑制できるからである。
【００４４】
〔洗浄作業例〕
図６は、基板洗浄用ラック１０を用いて行われる基板１４の洗浄作業の概要を一例として示す図である。ここでは、いわゆるダイレクトパス方式で基板１４の洗浄を行っている。この場合、基板１４を収容した状態の基板洗浄用ラック１０を洗浄槽３０内に設置した状態で、洗浄槽３０内に洗浄液を循環させる。洗浄槽３０は上下にそれぞれ流入口３０ａ及び排出口３０ｂが設けられており、これら流入口３０ａ及び排出口３０ｂには循環流路３２が接続されている。
【００４５】
循環流路３２の途中にはポンプのような循環装置３６が設置されており、循環流路３２内に満たされた洗浄液を循環させることができる。
【００４６】
洗浄液の循環に伴い、洗浄槽３０内に流入口３０ａから洗浄液が流れ込み、この洗浄液は基板洗浄用ラック１０内で上から下方向へ流通しつつ、基板１４を洗浄する。例えば、基板１４がリフロー工程を経た後であれば、ここで半田付け後の残留フラックス等が洗い流される。
【００４７】
基板１４を洗浄した洗浄液は、基板洗浄用ラック１０を通過して排出口３０ｂから循環流路３２内に排出され、循環装置３６へと回収される。循環装置３６内では洗浄液に混入した異物等が濾過された後、洗浄液として再び循環流路３２内に送り出される。
【００４８】
以上が基板洗浄用ラック１０を用いた基板１４の洗浄作業の概要である。このとき基板１４は、洗浄液の流通方向に沿って立てた状態で基板洗浄用ラック１０内に収容されているため、流通する洗浄液との接触によって良好に洗浄作用を発揮することができる。
【００４９】
その一方で基板１４には、接触する流体（洗浄液）によって厚み方向に圧力が加わるが、基板１４の両面で圧力のバランスが変動すると、それによって基板１４には厚み方向への力が作用することになる。このときの力が基板１４に厚み方向への振動を発生させ、それが基板１４の変形となって歪みを生じようとするが、上記のように基板洗浄用ラック１０には下部保持部材１８及び上部保持部材２０が設けられているため、それによって洗浄時の基板１４の振動が抑えられている。
【００５０】
〔測定結果〕
図７は、洗浄中に基板１４に生じた歪みの測定結果を示す図である。図７中（Ａ）は、従来の基板洗浄用ラックを用いた場合（下部保持部材１８及び上部保持部材２０を設けていない場合）の測定結果（比較例）を示す。また図７中（Ｂ）は、下部保持部材１８及び上部保持部材２０を設けた場合の測定結果（第１実施形態）を示している。なお測定は、基板１４の表面の適当な位置（例えば中央位置）に歪みゲージを取り付けた状態で行った。
【００５１】
〔比較例〕
図７中（Ａ）：従来の基板洗浄用ラック（基板１４の両側の縁辺部のみを保持するラック）を用いて洗浄作業を行った場合、洗浄作業の開始（図中の時刻ｔ０）から基板１４に歪みが発生し、その後も継続して周期的に大きな歪みが観測された。これは、洗浄液の流通に伴い基板１４に厚み方向への振動が生じていることを意味している。この場合、振動によって基板１４の半田付け部分に応力が発生し、場合によっては半田付け部分に割れや欠け、剥がれ等が発生する可能性がある。
【００５２】
〔第１実施形態〕
図７中（Ｂ）：これに対し、基板洗浄用ラック１０に下部保持部材１８及び上部保持部材２０を設けて洗浄作業を行った場合、洗浄作業の開始（図中の時刻ｔ０）から僅かに基板１４に歪みは生じているが、歪みそのものは先の比較例よりもずっと小さいレベルにある。これは、洗浄液を流通させても、基板１４にはほとんど振動（変形）が生じていないことを意味している。
【００５３】
このため第１実施形態の基板洗浄用ラック１０によれば、洗浄時に基板１４の半田付け部分に過度な応力が発生するのを防止し、割れや欠け、剥がれ等の損傷から基板１４を保護することができる。
【００５４】
〔乾燥時〕
以上は洗浄時についてであるが、洗浄後の乾燥時についても同様に基板１４の振動による歪みの発生を抑えることができる。すなわち、乾燥時には基板洗浄用ラック１０を乾燥炉（図示しない）に移し替え、そこに乾燥用エアを上から下方向に流通させて基板１４を乾燥させる。このとき、基板１４の両面で流体（乾燥用エア）の圧力が変化すると、それによって基板１４を厚み方向に振動させようとする力が発生するが、上記のように下部保持部材１８及び上部保持部材２０を用いることにより、基板１４の振動を抑えることができる。したがって乾燥時においても基板１４の歪みを最小限に抑え、半田付け部分に欠陥が生じるのを防止することができる。
【００５５】
〔第２実施形態〕
次に、基板洗浄用ラック１０の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の基板洗浄用ラック１０は、その基本的な構成を第１実施形態と共通にしているが、下部保持部材１８及び上部保持部材２０の形態が異なっている。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００５６】
図８は、第２実施形態の基板洗浄用ラック１０に適用される下部保持部材１８又は上部保持部材２０の形態例を示す拡大図である。ここでも上部保持部材２０のサイド保持板２０ａ又はセンタ保持板２０ｃを例に挙げているが、下部保持部材１８についても同様であるため、図中に下部保持部材１８としての参照符号も括弧書きで示している。
【００５７】
第１実施形態では、下部保持部材１８や上部保持部材２０に三角形状溝１８ａ，２０ｄが形成されていたが、第２実施形態では、これに代えてテーパ溝２０ｅ及び平行溝２０ｆが形成されている。これらテーパ溝２０ｅ及び平行溝２０ｆは、基板１４の縁辺部の受け入れ方向に連続して形成されており、両者は一続きの溝を構成している。
【００５８】
先ずテーパ溝２０ｅは、基板１４の縁辺部の受け入れ方向でみると入口部分に相当する。すなわちテーパ溝２０ｅは、サイド保持板２０ａ又はセンタ保持板２０ｃの下縁部、あるいは下部保持部材１８の上縁部に形成され、対応する基板１４の方向に開口している。またテーパ溝２０ｅは、基板１４の厚み方向に対して角度θを有しており、ここでは角度θの範囲として９０度以下を適当としている。またテーパ溝２０ｅは、その開口幅が基板１４の厚みよりも大きく設定されている。
【００５９】
次に平行溝２０ｆは、基板１４の縁辺部の受け入れ方向でみるとテーパ溝２０ｅ（入口部分）よりも奧の部分である。平行溝２０ｆは、テーパ溝２０ｅと違って略一定の幅で延びており、その終端は例えば半円形状に加工されている。平行溝２０ｆの幅は、基板１４の厚みよりも僅かに大きく設定されている。
【００６０】
第２実施形態において、基板１４と上部保持部材２０（又は下部保持部材１８）とを接触させると、最初にそれぞれ対応する位置のテーパ溝２０ｅ内に基板１４の縁辺部が容易に受け入れられる。さらに受け入れが進行すると、基板１４の縁辺部はテーパ溝２０ｅを通じて平行溝２０ｆ内に受け入れられる。この状態で、基板１４の縁辺部の両側が平行溝２０ｆ内に填り込んだ状態となり、それによって基板１４の縁辺部が厚み方向に関して確実に保持されることになる。なお、このとき基板１４の縁辺部のエッジが平行溝２０ｆの終端の内面に接触していてもよい。
【００６１】
また平行溝２０ｆは、基板１４の受け入れ方向にある程度の深さ（長さ）Ｄを有している。この深さＤにより、複数ある基板１４の長手方向（図中の上下方向）でみた寸法のばらつきが平行溝２０ｆ内で吸収されている。
【００６２】
〔実施形態のまとめ〕
上述した第１実施形態及び第２実施形態によれば、ラック本体１２内に基板１４を立てた状態で収容すると、その両側の縁辺部が両端保持部材１６により保持されるとともに、下側の縁辺部が下部保持部材１８により保持される。さらに、ラック本体１２に上部保持部材２０を取り付けることで、基板１４の上側の縁辺部が上部保持部材２０により保持された状態となる。
【００６３】
したがって、基板１４は４つある縁辺部が全て保持された状態となるので、洗浄時や乾燥時に流体（洗浄液又は乾燥用エア）を流通させても、基板１４に生じる歪みを最小限に抑えることができる。
【００６４】
また、下部保持部材１８や上部保持部材２０は、流体の流通方向に沿って延びる板形状であるため、流体のスムーズな流通を妨げることがない。このため、特に流体による洗浄力や乾燥効率を犠牲にすることなく、基板１４を確実に保持することができる。
【００６５】
〔その他の実施形態〕
図９は、上部保持部材２０の別形態例を示す斜視図である。先の形態例では、センタ保持板２０ｃが１箇所に設けられていたが、この形態例では、複数箇所にセンタ保持板２０ｃが設けられている。この場合、基板１４の幅方向でみたより多くの位置で縁辺部を保持することができるので、それだけ基板１４を強固に保持し、より歪みの発生を抑えることができる。なお、図９の形態例では三角形状溝２０ｄを適用しているが、この形態例においてテーパ溝２０ｅ及び平行溝２０ｆを適用してもよい。
【００６６】
各実施形態において、下部保持部材１８に代えて単に支持部材を用いてもよい。支持部材には、三角形状溝１８ａやテーパ溝２０ｅ、平行溝２０ｆ等は形成されておらず、基板１４の縁辺部を保持する機能はない。この場合、支持部材は単純に基板１４の下端面に接触し、その落下を防止する機能を有するものとなる。ただし、この場合でも上部保持部材２０を適用することで、基板１４の両側の縁辺部と上側の縁辺部の少なくとも３つが保持される。したがって、各実施形態と同様に洗浄時や乾燥時に基板１４の歪みを最小限に抑えて半田付け部分に欠陥が発生するのを防止することができる。
【００６７】
あるいは各実施形態において、下部保持部材１８には三角形状溝１８ａを適用し、上部保持部材２０にはテーパ溝２０ｅ及び平行溝２０ｆを適用した形態を採用してもよいし、逆に上部保持部材２０には三角形状溝２０ｄを適用し、下部保持部材１８にはテーパ溝２０ｅ及び平行溝２０ｆを適用した形態を採用してもよい。
【００６８】
各実施形態において、角度θの範囲として９０度以下を適当としているが、その下限は基板１４の縁辺部の受け入れに問題ない範囲内（例えば１５度程度）で適宜に設定することができる。
【００６９】
その他、基板洗浄用ラック１０に収容される基板１４の枚数は特に制約されるものではない。したがって、基板１４の収容枚数に応じてラック本体１２の大きさや両端保持部材１６、下部保持部材１８及び上部保持部材２０の大きさを適宜に変形し、合わせて三角形状溝１８ａ，２０ｄやテーパ溝２０ｅ、平行溝２０ｆ等の数や配置を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】第１実施形態の基板洗浄用ラックの構造例を示す斜視図である。
【図２】基板洗浄用ラックの縦断面図（図１中のＩＩ−ＩＩ断面）である。
【図３】図２とは別方向からみた基板洗浄用ラックの縦断面図（図１中のIII−III断面）である。
【図４】基板洗浄用ラックの横断面図（図１中のＩＶ−ＩＶ断面）である。
【図５】三角形状溝を拡大して示した図である。
【図６】基板洗浄用ラックを用いて行われる基板の洗浄作業の概要を一例として示す図である。
【図７】洗浄中に基板に生じた歪みの測定結果を示す図である。
【図８】第２実施形態の基板洗浄用ラックに適用される下部保持部材又は上部保持部材の形態例を示す拡大図である。
【図９】上部保持部材の別形態例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０ 基板洗浄用ラック
１２ ラック本体
１２ａ 流通路
１２ｂ，１２ｃ 内壁面
１４ 基板
１６ 両端保持部材
１６ａ 保持溝
１８ 下部保持部材
１８ａ 三角形状溝
２０ 上部保持部材
２０ａ サイド保持板
２０ｃ センタ保持板
２０ｄ 三角形状溝
２０ｅ テーパ溝
２０ｆ 平行溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄対象物となる基板を収容し、前記基板に沿って一方向に流体を流通させて前記基板の洗浄又は乾燥を行うための基板洗浄用ラックであって、
前記流体の流通方向でみて前記基板の両側に位置する２つの縁辺部をそれぞれ保持する第１の保持部材と、
前記流体の流通方向に延びる板形状をなし、かつ、前記流体の流通方向で対向する前記基板の２つの縁辺部のうち少なくとも上流側に位置する前記縁辺部を保持する第２の保持部材と
を備えた基板洗浄用ラック。
【請求項２】
請求項１に記載の基板洗浄用ラックにおいて、
内部に前記流体を流通させる流通路が形成され、その対向する一対の内壁面にそれぞれ前記第１の保持部材が設けられた角筒形状のラック本体をさらに備え、
前記第２の保持部材は、
前記ラック本体に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする基板洗浄用ラック。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の基板洗浄用ラックにおいて、
前記第２の保持部材は、
前記基板の厚み方向に対して９０度以下の角度で形成された三角形状溝を有し、この三角形状溝内に前記基板の縁辺部を受け入れた状態で前記基板の厚み方向への振動又は変形を規制することを特徴とする基板洗浄用ラック。
【請求項４】
請求項３に記載の基板洗浄用ラックにおいて、
前記第１の保持部材は、
複数の前記基板を略一定の間隔で互いに平行に並べて保持するべく前記流体の流通方向に延びる複数の保持溝を有しており、
前記第２の保持部材は、
前記第１の保持部材により両側の縁辺部が保持された状態の複数の前記基板にそれぞれ対応した位置に複数の前記三角形状溝を有することを特徴とする基板洗浄用ラック。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の基板洗浄用ラックにおいて、
前記第２の保持部材は、
前記基板の縁辺部を受け入れる入口部分が前記基板の厚み方向に対して９０度以下の角度を有するテーパー溝として形成され、かつ、前記入口部分よりも奥の部分が前記基板の厚みより僅かに大きい略一定の幅で前記基板の縁辺部の受け入れ方向へ延びる平行溝として形成されており、
前記テーパー溝を通じて前記平行溝内に前記基板の縁辺部を受け入れた状態で前記基板の厚み方向への振動又は変形を規制することを特徴とする基板洗浄用ラック。
【請求項６】
請求項５に記載の基板洗浄用ラックにおいて、
前記第１の保持部材は、
複数の前記基板を略一定の間隔で互いに平行に並べて保持するべく前記流体の流通方向に延びる複数の保持溝を有しており、
前記第２の保持部材は、
前記第１の保持部材により両側の縁辺部が保持された状態の複数の前記基板にそれぞれ対応した位置に複数の前記テーパー溝及び前記平行溝を有しており、前記平行溝内に前記基板の縁辺部を受け入れた状態で個々の前記基板の厚み方向への振動又は変形を規制しつつ、前記流体の流通方向でみた前記基板の長さ寸法のばらつきを吸収することを特徴とする基板洗浄用ラック。
【請求項１】
洗浄対象物となる基板を収容し、前記基板に沿って一方向に流体を流通させて前記基板の洗浄又は乾燥を行うための基板洗浄用ラックであって、
前記流体の流通方向でみて前記基板の両側に位置する２つの縁辺部をそれぞれ保持する第１の保持部材と、
前記流体の流通方向に延びる板形状をなし、かつ、前記流体の流通方向で対向する前記基板の２つの縁辺部のうち少なくとも上流側に位置する前記縁辺部を保持する第２の保持部材と
を備えた基板洗浄用ラック。
【請求項２】
請求項１に記載の基板洗浄用ラックにおいて、
内部に前記流体を流通させる流通路が形成され、その対向する一対の内壁面にそれぞれ前記第１の保持部材が設けられた角筒形状のラック本体をさらに備え、
前記第２の保持部材は、
前記ラック本体に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする基板洗浄用ラック。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の基板洗浄用ラックにおいて、
前記第２の保持部材は、
前記基板の厚み方向に対して９０度以下の角度で形成された三角形状溝を有し、この三角形状溝内に前記基板の縁辺部を受け入れた状態で前記基板の厚み方向への振動又は変形を規制することを特徴とする基板洗浄用ラック。
【請求項４】
請求項３に記載の基板洗浄用ラックにおいて、
前記第１の保持部材は、
複数の前記基板を略一定の間隔で互いに平行に並べて保持するべく前記流体の流通方向に延びる複数の保持溝を有しており、
前記第２の保持部材は、
前記第１の保持部材により両側の縁辺部が保持された状態の複数の前記基板にそれぞれ対応した位置に複数の前記三角形状溝を有することを特徴とする基板洗浄用ラック。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の基板洗浄用ラックにおいて、
前記第２の保持部材は、
前記基板の縁辺部を受け入れる入口部分が前記基板の厚み方向に対して９０度以下の角度を有するテーパー溝として形成され、かつ、前記入口部分よりも奥の部分が前記基板の厚みより僅かに大きい略一定の幅で前記基板の縁辺部の受け入れ方向へ延びる平行溝として形成されており、
前記テーパー溝を通じて前記平行溝内に前記基板の縁辺部を受け入れた状態で前記基板の厚み方向への振動又は変形を規制することを特徴とする基板洗浄用ラック。
【請求項６】
請求項５に記載の基板洗浄用ラックにおいて、
前記第１の保持部材は、
複数の前記基板を略一定の間隔で互いに平行に並べて保持するべく前記流体の流通方向に延びる複数の保持溝を有しており、
前記第２の保持部材は、
前記第１の保持部材により両側の縁辺部が保持された状態の複数の前記基板にそれぞれ対応した位置に複数の前記テーパー溝及び前記平行溝を有しており、前記平行溝内に前記基板の縁辺部を受け入れた状態で個々の前記基板の厚み方向への振動又は変形を規制しつつ、前記流体の流通方向でみた前記基板の長さ寸法のばらつきを吸収することを特徴とする基板洗浄用ラック。
【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２０１０−１１０６７９（Ｐ２０１０−１１０６７９Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８４２１７（Ｐ２００８−２８４２１７）
【出願日】平成２０年１１月５日（２００８．１１．５）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月５日（２００８．１１．５）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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