真空充填装置及びその制御方法
【課題】タクトタイムを短くして生産効率を向上させることのできる真空充填装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】投入側サブチャンバー１０とメインチャンバー２０とを連通する第１連通口１１ａと、第１連通口１１ａを開閉可能な第１ゲート１５と、第１ゲート１５を制御可能なエアシリンダ１６、１７と、第１搬送用テーブル１４にセットされたワークピースＷを投入側サブチャンバー１０からメインチャンバー２０に搬入する３段スライダー１３とを有している。また、排出側サブチャンバー３０とメインチャンバー２０とを連通する第２連通口３１ａと、第２連通口３１ａを開閉可能な第２ゲート３５と、第２ゲート３５を制御可能なエアシリンダ３６、３７と、第２搬送用テーブル３４上のワークピースＷをメインチャンバー２０から排出側サブチャンバー３０に搬出する３段スライダー３３とを有している。
【解決手段】投入側サブチャンバー１０とメインチャンバー２０とを連通する第１連通口１１ａと、第１連通口１１ａを開閉可能な第１ゲート１５と、第１ゲート１５を制御可能なエアシリンダ１６、１７と、第１搬送用テーブル１４にセットされたワークピースＷを投入側サブチャンバー１０からメインチャンバー２０に搬入する３段スライダー１３とを有している。また、排出側サブチャンバー３０とメインチャンバー２０とを連通する第２連通口３１ａと、第２連通口３１ａを開閉可能な第２ゲート３５と、第２ゲート３５を制御可能なエアシリンダ３６、３７と、第２搬送用テーブル３４上のワークピースＷをメインチャンバー２０から排出側サブチャンバー３０に搬出する３段スライダー３３とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一面を上向きに位置決めされるワークピースに可塑性材料を押込充填する真空充填装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載された真空充填装置が知られている。この真空充填装置においては、所定の真空状態でワークピースに可塑性材料を押込充填するため、可塑性材料内のボイドを排出することができる。また、可塑性材料を押込充填後、真空状態を大気圧に近づけることにより、可塑性材料を確実に充填することができる。
そのため、この真空充填装置によれば、ワークピース上の穴径の小さなスルーホールやブラインドビアであっても、ボイドレスで可塑性材料を確実に充填して穴埋めすることができる。特に、スルーホールの場合は、ワークピースの下に樹脂フィルムをラミネートすれば、ビアを形成することができる。そして、可塑性材料をビアに押込充填してから真空状態を大気圧に近づけ、樹脂フィルムを剥離することにより、ボイドレスで可塑性材料をスルーホールに確実に充填して穴埋めすることができる。
また、この真空充填装置によれば、ワークピース上に形成された集積回路をボイドレスで精密に封止することもできる。さらに、この真空充填装置によれば、ワークピース上にバンプの形状をした穴が開いた樹脂フィルムをラミネートしてビアを形成し、可塑性材料としての半田ペーストをそのビアに埋めて樹脂フィルムを剥離することにより、ワークピース上にボイドレスのバンプを精密に形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１５２３７５号公報（Ｐ１４〜Ｐ１５、図６〜図９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１記載の真空充填装置では、蓋を開けてワークピースを真空充填装置内にセットした後、蓋を閉め、真空ポンプにより真空充填装置内が所定の真空状態に達した後に可塑性材料を押込充填している。そのため、ワークピースを真空充填装置内にセットする毎に、真空充填装置内を大気圧から所定の真空状態にしなければならず、タクトタイムの向上に限界を生じていた。
【０００５】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、タクトタイムを短くして生産効率を向上させることのできる真空充填装置及びその制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る真空充填装置の特徴は、一面を上向きにして水平に位置決めされるワークピースに可塑性材料を押込充填する真空充填装置において、前記ワークピースを第１搬送用テーブルにセットする投入側サブチャンバーと、該ワークピースに前記可塑性材料を押込充填するメインチャンバーと、該可塑性材料が押込充填された該ワークピースを第２搬送用テーブルにより取り出す排出側サブチャンバーと、前記メインチャンバー、投入側サブチャンバー及び排出側サブチャンバーを真空状態にする真空ポンプと、を備え、前記投入側サブチャンバーと前記メインチャンバーとを連通する第１連通口と、該第１連通口を開閉可能な第１ゲートと、該投入側サブチャンバーに収納され、該第１ゲートを制御可能な第１開閉手段と、該投入側サブチャンバーに収納され、該第１連通口を介して、前記第１搬送用テーブルにセットされた前記ワークピースを該投入側サブチャンバーから該メインチャンバーに搬入する搬入手段と、前記排出側サブチャンバーと前記メインチャンバーとを連通する第２連通口と、該第２連通口を開閉可能な第２ゲートと、該排出側サブチャンバーに収納され、該第２ゲートを制御可能な第２開閉手段と、該排出側サブチャンバーに収納され、該第２連通口を介して、前記第２搬送用テーブル上の前記ワークピースを該メインチャンバーから該排出側サブチャンバーに搬出する搬出手段と、を有することである。
【０００７】
請求項２に係る真空充填装置の特徴は、請求項１又は２において、前記第１開閉手段は前記第１ゲートを投入側サブチャンバーの底面に対して垂直方向及び水平方向に移動可能なエアシリンダであり、前記第２開閉手段は前記第２ゲートを排出側サブチャンバーの底面に対して垂直方向及び水平方向に移動可能なエアシリンダであることである。
【０００８】
請求項３に係る真空充填装置の特徴は、請求項１又は２において、前記第１開閉手段は前記第１ゲートを投入側サブチャンバーの底面に対して垂直方向及び水平方向に移動可能なエアシリンダであり、前記第２開閉手段は前記第２ゲートを排出側サブチャンバーの底面に対して垂直方向及び水平方向に移動可能なエアシリンダであることである。
【０００９】
請求項４に係る真空充填装置の制御方法の特徴は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の真空充填装置の制御方法であって、前記ワークピースを前記投入側サブチャンバー内の第１搬送用テーブルにセットし、該投入側サブチャンバーを所定の真空状態とする第１工程と、前記第１連通口を開き、前記搬入手段により、該第１連通口を介して、前記ワークピースを前記投入側サブチャンバーから真空状態の前記メインチャンバーに搬入した後、該第１連通口を閉じる第２工程と、前記メインチャンバー内において、前記ワークピースに前記可塑性材料を押込充填する第３工程と、前記搬出手段により、該第２連通口を介して、前記ワークピースを前記メインチャンバーから真空状態の前記排出側サブチャンバーに搬出した後、該第２連通口を閉じる第４工程と、前記排出側サブチャンバーから前記ワークピースを取り出す第５工程と、を有することである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る真空充填装置においては、ワークピースをセットする投入側サブチャンバーと、ワークピースに可塑性材料を押込充填するメインチャンバーと、可塑性材料が押込充填されたワークピースを取り出す排出側サブチャンバーと、メインチャンバー、投入側サブチャンバー及び排出側サブチャンバーを真空状態にする真空ポンプとを備えている。そして、投入側サブチャンバーとメインチャンバーとの間には開閉可能な第１連通口が設けられ、この第１連通口を通して搬入手段によりワークピースが投入側サブチャンバーからメインチャンバーに搬入される。また、排出側サブチャンバーとメインチャンバーとの間には開閉可能な第２連通口が設けられ、この第２連通口を通して搬出手段によりワークピースがメインチャンバーから排出側サブチャンバーに搬出される。そのため、少なくともメインチャンバーへのワークピースの搬入、搬出時に投入側サブチャンバー、排出側サブチャンバーを真空状態にすれば、メインチャンバーは常時略一定の真空状態に保たれる。これにより、ワークピース毎にメインチャンバー内を大気圧から真空状態にする必要がなくなり、タクトタイムの短縮が実現できる。特に、投入側サブチャンバー及び排出側サブチャンバーに比較して、メインチャンバーの容積は大きいため、この効果は大きなものとなる。したがって、本発明の真空充填装置によれば、タクトタイムを短くして生産効率を向上させることができる。
【００１１】
請求項２に係る真空充填装置においては、搬入手段及び搬出手段は伸縮自在な３段スライダーであるため、投入側サブチャンバー及び排出側サブチャンバーを小さくすることができる。
【００１２】
請求項３に係る真空充填装置においては、第１、２開閉手段は、前記第１、２ゲートを投入側サブチャンバー、排出側サブチャンバーの底面に対して垂直方向及び水平方向に移動可能なエアシリンダであるため、簡易な構成で、第１、２連通口を開閉できるとともに、メインチャンバーを密閉することができる。
【００１３】
請求項４に係る真空充填装置の制御方法は、第１工程において、ワークピースを投入側サブチャンバー内の第１搬送用テーブルにセットし、投入側サブチャンバーを所定の真空状態にした後、第２工程において、第１連通口を開き、搬入手段により第１連通口を介してワークピースを投入側サブチャンバーからメインチャンバーに搬入した後、第１連通口を閉じる。また、第３工程において、ワークピースに可塑性材料を押込充填し、第４工程において、搬出手段により第２連通口を介してワークピースをメインチャンバーから排出側サブチャンバーに搬出した後、第２連通口を閉じる。そのため、メインチャンバーは常時略一定の真空状態に保たれる。これにより、ワークピース毎にメインチャンバー内を大気圧から真空状態にする必要がなくなり、タクトタイムの短縮が実現できる。特に、投入側サブチャンバー及び排出側サブチャンバーに比較して、メインチャンバーの容積は大きいため、この効果は大きなものとなる。したがって、本発明の真空充填装置の制御方法によれば、タクトタイムを短くして生産効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態の真空充填装置の正面図。
【図２】実施形態の真空充填装置の平面図。
【図３】実施形態の真空充填装置に係り、前後テーブルの昇降機構の概略図。
【図４】実施形態の真空充填装置に係り、制御方法のフローチャート。
【図５】実施形態の真空充填装置に係り、第１搬送用テーブルに位置決め固定されたワークピースの一部拡大断面図。
【図６】実施形態の真空充填装置に係り、メインチャンバーに第１搬送用テーブルを搬入している状態の平面図。
【図７】実施形態の真空充填装置に係り、メインチャンバーに第２搬送用テーブルを挿入している状態の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る真空充填装置及びその制御方法について、プリント基板のスルーホール及びブラインドビアに絶縁樹脂を充填する場合に具体化した実施形態を、図面に基づいて以下に説明する。図１、２は、この真空充填装置の正面図及び平面図である。ただし、図１は断面図であり、図２は後述する蓋１２、２２、３２を省略した図である。図１、２に示すように、この真空充填装置は、投入側サブチャンバー１０、メインチャンバー２０、排出側サブチャンバー３０及び真空ポンプＰ１、Ｐ２を備えている。
【００１６】
投入側サブチャンバー１０は、容器１１と蓋１２からなっている。投入側サブチャンバー１０内には、第１搬送用テーブル１４を先端部１３ｃに取り付け、伸縮自在な３段スライダー１３が収納されている。第１搬送用テーブル１４には、両端から２つの溝１４ａが凹設され、各溝１４ａに案内されて移動可能に２本のピン１４ｂが立設されている。このピン１４ｂにより、第１搬送用テーブル１４にワークピースＷが位置決め固定される。また、第１搬送用テーブル１４には、静電力によってワークピースＷを吸着するフィルム状の静電チャック１４ｃが貼付されている。この静電チャック１４ｃを用いることにより、真空チャックのように差圧を必要としないため、投入側サブチャンバー１０からメインチャンバー２０へのワークピースＷの搬送が容易になる。また、静電チャック１４ｃとピン１４ｂとを併用することにより、ワークピースＷを第１搬送用テーブル１４に確実に位置決め固定することができる。
【００１７】
また、投入側サブチャンバー１０の外側には、モータ１３ａがモータ軸を投入側サブチャンバー１０に挿入して設けられ、モータ軸は図示しない減速機を介して３段のタイミングベルト１３ｂに連結されている。このモータ１３ａとタイミングベルト１３ｂとにより、３段スライダー１３が伸縮自在にされている。すなわち、モータ１３ａを逆転させて３段スライダー１３を縮ませると、第１搬送用テーブル１４が投入側サブチャンバー１０内の所定の位置に収納される。また、モータ１３ａを正転させて３段スライダー１３を伸ばすと、第１搬送用テーブル１４がメインチャンバー２０内の所定の位置に挿入される。ここで、３段スライダー１３が「搬入手段」である。
【００１８】
また、容器１１のメインチャンバー２０側の側壁には、投入側サブチャンバー１０とメインチャンバー２０とを連通する第１連通口１１ａが設けられている。そして、エアシリンダ１６、１７により第１連通口１１ａを開閉可能な第１ゲート１５が投入側サブチャンバー１０内に設けられている。エアシリンダ１６、１７は、第１ゲート１５を投入側サブチャンバー１０の容器１１の底面１１ｂに対して垂直方向及び水平方向に移動可能にされている。このエアシリンダ１７のロッドを後退させ、エアシリンダ１６のロッドを下げると、第１ゲート１５が下がって第１連通口１１ａが開き、３段スライダー１３を伸ばして第１搬送用テーブル１４をメインチャンバー２０内の所定の位置に挿入することができる。また、エアシリンダ１６のロッドを上げ、エアシリンダ１７のロッドを前進させると、第１ゲート１５が上がって第１連通口１１ａが閉じ、投入側サブチャンバー１０とメインチャンバー２０とを分離することができる。ここで、エアシリンダ１６、１７が「第１開閉手段」である。
【００１９】
容器１１の前面には、マルチディスプレイ４０が設けられている。マルチディスプレイ４０は、タッチパネル式の入出力ディバイスであり、各種入力スイッチ及び表示器を備えている。
【００２０】
メインチャンバー２０は、容器２１と蓋２２からなっている。メインチャンバー２０内には、前後テーブル２４、スクリーン２５、ローラ２６、スキージ２７、カム２８及びシリンダ２９等が収納されている。ただし、図２においては、スクリーン２５、ローラ２６、スキージ２７、カム２８及びシリンダ２９が省略されている。
【００２１】
前後テーブル２４は、前テーブル２４ａと後テーブル２４ｂとからなる。前テーブル２４ａ及び後テーブル２４ｂは、水平かつ間隔をおいて配設され、その間に第１搬送用テーブル１４及び後述する第２搬送用テーブル３４が挿入されるようになっている。前テーブル２４ａ及び後テーブル２４ｂには、静電力によってワークピースＷを吸着するフィルム状の静電チャック２３ａ、２３ｂが貼付されている。この静電チャック２３ａ、２３ｂを用いることにより、真空チャックのように差圧を必要とせず、ワークピースＷを前テーブル２４ａ及び後テーブル２４ｂに固定することができる。また、前テーブル２４ａ及び後テーブル２４ｂには、ワークピースＷを押圧して固定するクランププレート２３ｃ、２３ｄも設けられている。このクランププレート２３ｃ、２３ｄは、ワークピースＷの前後両端に可塑性材料を押込充填する部分がない場合に使用可能であり、静電チャック２３ａ、２３ｂと併用することにより、前テーブル２４ａ及び後テーブル２４ｂにワークピースＷをより強力に固定することができる。
【００２２】
スクリーン２５、ローラ２６、スキージ２７等は、ワークピースＷの所定の位置に可塑性材料を押込充填するものである。ローラ２６は図示しないタイミングベルトにより図１の前後方向に移動可能にされ、スキージ２７はローラ２６の軸回りに回動可能にされている。ただし、タイミングベルト以外の他の手段、例えば、ボールネジとナットとを用いることもできる。スクリーン２５とローラ２６との間に可塑性材料を供給し、ローラ２６の周面をスクリーン２５に接近しつつ、スキージ２７と連動させローラ２６を往復動させることにより、ワークピースＷの所定の位置に可塑性材料が押込充填される。なお、可塑性材料を押込充填する方法については、特許第４１５２３７５号公報に記載されており、その詳細な記載は省略する。
【００２３】
カム２８及びシリンダ２９は、前テーブル２４ａ及び後テーブル２４ｂを同時に上下方向に移動させるものである。図３に示すように、カム２８は、シリンダ２９のロッドにとりつけられており、第１段２８ａ、第２段２８ｂ及び第３段２８ｃを有している。シリンダ２９のロッドが前進及び後退すると、カム２８が矢印のように前進及び後退し、前後テーブル２４の上面が３つの位置Ａ、Ｂ、Ｃとなるように上下方向に移動する。この際、第１段２８ａ、第２段２８ｂ及び第３段２８ｃと、位置Ａ、位置Ｂ及び位置Ｃとが対応している。ここで、第１搬送用テーブル１４及び第２搬送用テーブル３４が挿入された場合、第１、２搬送用テーブル１４、３４の上面が位置Ｂになるようになっている。
【００２４】
図１、２に示すように、排出側サブチャンバー３０は、容器３１と蓋３２からなっている。排出側サブチャンバー３０内には、第２搬送用テーブル３４を先端部３３ｃに取り付け、伸縮自在な３段スライダー３３が収納されている。第２搬送用テーブル３４には、静電力によってワークピースＷを吸着するフィルム状の静電チャック３４ｃが貼付されている。この静電チャック３４ｃを用いることにより、真空チャックのように差圧を必要としないため、メインチャンバー２０から排出側サブチャンバー３０へのワークピースＷの搬送が容易になる。また、第２搬送用テーブル３４には、第１搬送用テーブル１４の溝１４ａ及びピン１４ｂに相当するものが設けられていない。これは、第２搬送用テーブル３４の主目的はワークピースＷの搬送であり、正確な位置決め固定の必要がないからである。
【００２５】
また、排出側サブチャンバー３０の外側には、モータ３３ａがモータ軸を排出側サブチャンバー３０に挿入して設けられ、モータ軸は図示しない減速機を介して３段のタイミングベルト３３ｂに連結されている。このモータ３３ａとタイミングベルト３３ｂとにより、３段スライダー３３が伸縮自在にされている。すなわち、モータ３３ａを逆転させて３段スライダー３３を縮ませると、第２搬送用テーブル３４が排出側サブチャンバー３０内の所定の位置に収納される。また、モータ３３ａを正転させて３段スライダー３３を伸ばすと、第２搬送用テーブル３４がメインチャンバー２０内の所定の位置に挿入される。ここで、３段スライダー３３が「搬出手段」である。
【００２６】
また、容器３１のメインチャンバー２０側の側壁には、排出側サブチャンバー３０とメインチャンバー２０とを連通する第２連通口３１ａが設けられている。そして、エアシリンダ３６、３７により第２連通口３１ａを開閉可能な第２ゲート３５が排出側サブチャンバー３０内に設けられている。エアシリンダ３６、３７は、第２ゲート３５を排出側サブチャンバー３０容器３１の底面３１ｂに対して垂直方向及び水平方向に移動可能にされている。このエアシリンダ３７のロッドを後退させ、エアシリンダ３６のロッドを下げると、第２ゲート３５が下がって第２連通口３１ａが開き、３段スライダー３３を伸ばして第２搬送用テーブル３４をメインチャンバー２０内の所定の位置に挿入することができる。また、エアシリンダ３６のロッドを上げ、エアシリンダ３７のロッドを前進させると、第１ゲート３５が上がって第２連通口３１ａが閉じ、排出側サブチャンバー３０とメインチャンバー２０とを分離することができる。ここで、エアシリンダ３６、３７が「第２開閉手段」である。
【００２７】
真空ポンプＰ１、Ｐ２は、投入側サブチャンバー１０、メインチャンバー２０、排出側サブチャンバー３０内を真空状態にするものである。ここで、本実施形態において、真空状態とは１００Ｐａ〜１００００Ｐａの真空圧をいう。真空ポンプＰ１は、バルブ４５を介してメインチャンバー２０に接続されている。このバルブ４５を開閉することにより、メインチャンバー２０内の真空圧を調整することができる。真空ポンプＰ２は、バルブ４６、４７を介して投入側サブチャンバー１０、排出側サブチャンバー３０に接続されている。このバルブ４６を開閉することにより、投入側サブチャンバー１０内の真空圧を調整することができ、バルブ４７を開閉することにより、排出側サブチャンバー３０内の真空圧を調整することができる。
【００２８】
上記の機械的構成をした真空充填装置により、プリント基板のスルーホール及びブラインドビアに絶縁樹脂を充填する場合の制御方法を、図４に示すフローチャートを用いて説明する。まず、真空ポンプＰ１、Ｐ２を作動させる。そして、バルブ４５、４７により、真空ポンプＰ１とメインチャンバー２０及び真空ポンプＰ２と排出側サブチャンバー３０を導通させ、メインチャンバー２０及び排出側サブチャンバー３０が真空にされる。ただし、投入側サブチャンバー１０は、バルブ４６により大気圧に開放され、真空ポンプＰ２とは遮断される。次に、種々のパラメータをマルチディスプレイ４０から入力する。パラメータには、投入側サブチャンバー１０、メインチャンバー２０、排出側サブチャンバー３０内の真空圧、ローラ２６の回転速度、ローラ２６の走行速度等がある。その後、マルチディスプレイ４０のスタートスイッチを押すと、図４に示すフローチャートの内容が制御装置（図示なし）により実行される。
【００２９】
ステップＳ１においては、投入側サブチャンバー１０の蓋１２を開け、第１搬送用テーブル１４にワークピースＷをセットする。図５に示すように、ワークピースＷは、プリント基板９０の裏面に樹脂フィルム９１をラミネートしたものである。プリント基板９０及び樹脂フィルム９１の両端部には、ピン穴９０ａが開けられている。また、プリント基板９０には、ブラインドビア９０ｂ、スルーホール９０ｃが多数設けられている。そして、プリント基板９０の裏面に樹脂フィルム９１をラミネートすることにより、スルーホール９０ｃを形式的にビアにすることができる。ワークピースＷのピン穴９０ａに、第１搬送用テーブル１４に突設されたピン１４ｂを嵌通して、第１搬送用テーブル１４にワークピースＷが位置決め固定される。さらに、静電チャック１４ｃにより、ワークピースＷが第１搬送用テーブル１４に確実に位置決め固定される。なお、ピン１４ｂは、溝１４ａに案内されて移動可能にされており、ワークピースＷのピン穴９０ａの位置にスライドして調整することができる。第１搬送用テーブル１４にワークピースＷを位置決め固定した後、投入側サブチャンバー１０の蓋１２を閉める。ここで、ステップＳ１が「第１工程」である。
【００３０】
ステップＳ２においては、バルブ４６により真空ポンプＰ２と投入側サブチャンバー１０とを導通させ、投入側サブチャンバー１０内が所定の真空圧になるまで待つ。投入側サブチャンバー１０内が所定の真空圧になると（Ｙ）、ステップＳ３において、図６に示すように、メインチャンバー２０内にワークピースＷが搬入される。具体的には、まず、エアシリンダ１７のロッドを後退させ、エアシリンダ１６のロッドを下げると、第１ゲート１５が下げられて第１連通口１１ａが開けられる。そして、モータ１３ａを正転させると、３段スライダー１３が伸ばされ、第１搬送用テーブル１４が前後テーブル２４（前テーブル２４ａ及び後テーブル２４ｂ）の間に挿入される。この際、図３に示すように、前後テーブル２４の上面は位置Ａにあり、第１搬送用テーブル１４の上面は位置Ｂに挿入される。これにより、第１搬送用テーブル１４上に位置決め固定されたワークピースＷは、前後テーブル２４と衝突することなく、メインチャンバー２０内に搬入される。
【００３１】
その後、静電チャック１４ｃの吸着を解除するとともに、シリンダ２９のロッドを前進させ、前後テーブル２４の上面を位置Ｃに移動させることにより、第１搬送用テーブル１４上のワークピースＷが前後テーブル２４の上面に移される。この際、ワークピースＷは、静電チャック２３ａ、２３ｂにより吸着され、前後テーブル２４上に位置決め固定される。また、ワークピースＷは、クランププレート２３ｃ、２３ｄにより押圧され、より強力に位置決め固定される。そして、モータ１３ａを逆転させると、３段スライダー１３が縮み、第１搬送用テーブル１４が投入側サブチャンバー１０内に収納される。その後、エアシリンダ１６のロッドを上げ、エアシリンダ１７のロッドを前進させると、第１ゲート１５が上げられて第１連通口１１ａが閉じられる。その後、投入側サブチャンバー１０は、バルブ４６により大気圧に開放され、真空ポンプＰ２とは遮断される。ここで、ステップＳ２、３が「第２工程」である。
【００３２】
ステップＳ４においては、排出側サブチャンバー３０内が所定の真空圧になると（Ｙ）、ステップＳ５において、図７に示すように、メインチャンバー２０内に第２搬送用テーブル３４が挿入される。具体的には、まず、エアシリンダ３７のロッドを後退させ、エアシリンダ３６のロッドを下げると、第２ゲート３５が下げられて第２連通口３１ａが開けられる。そして、モータ３３ａを正転させると、３段スライダー３３が伸ばされ、第２搬送用テーブル３４が前後テーブル２４の間に挿入される。この際、図３に示すように、前後テーブル２４の上面は位置Ｃにあり、第２搬送用テーブル３４の上面は位置Ｂに挿入される。これにより、前後テーブル２４上に位置決め固定されたワークピースＷと、第２搬送用テーブル３４とは衝突することがない。
【００３３】
その後、シリンダ２９のロッドを後退させ、前後テーブル２４の上面を位置Ｂに移動させることにより、第２搬送用テーブル３４が前後テーブル２４の間に嵌入される。これにより、前後テーブル２４及び第２搬送用テーブル３４の上面が面一となり、広い作業用領域が確保される。また、静電チャック３４ｃにより、ワークピースＷが第２搬送用テーブル３４に固定される。
【００３４】
ステップＳ６においては、ワークピースＷの所定に位置に絶縁樹脂が押込充填される。具体的には、スクリーン２５とローラ２６との間に絶縁樹脂を供給し、ローラ２６の周面をスクリーン２５に接近しつつ、スキージ２７と連動させローラ２６を往復動させることにより、プリント基板９０のブラインドビア９０ｂ及びスルーホール９０ｂに絶縁樹脂が押込充填される。この際、メインチャンバー２０及び排出側サブチャンバー３０内が所定の真空圧にされているため、絶縁樹脂内のボイドを取り去ることができる。また、ローラ２６の往動時（絶縁樹脂の押込充填時）より、復動時（絶縁樹脂のカキトリ時）の方が大気圧に近い真空圧にしているため、ブラインドビア９０ｂ及びスルーホール９０ｂに絶縁樹脂が確実に押込充填される。これは、ローラ２６の往動時にブラインドビア９０ｂ及びスルーホール９０ｂの一部に絶縁樹脂が押込充填されていない部分があったとしても、復動時にその部分に絶縁樹脂が押し込まれるためである。ここで、ステップＳ４、５、６が「第３工程」である。
【００３５】
ステップＳ７においては、排出側サブチャンバー３０内にワークピースＷが搬出される。具体的には、まず、静電チャック２３ａ、２３ｂの吸着を解除し、クランププレート２３ｃ、２３ｄによる押圧を解除する。これにより、ワークピースＷの前後テーブル２４への位置決め固定が解除される。ただし、静電チャック３４ｃの吸着は解除されず、ワークピースＷは第２搬送用テーブル３４に固定されている。そして、シリンダ２９のロッドを後退させ、前後テーブル２４の上面を位置Ａに移動させることにより、ワークピースＷが前後テーブル２４の上面から離れ、第２搬送用テーブル３４上に移される。
【００３６】
その後、モータ３３ａを逆転させると、３段スライダー３３が縮み、ワークピースＷが第２搬送用テーブル３４とともに排出側サブチャンバー３０内に収納される。その後、エアシリンダ３６のロッドを上げ、エアシリンダ３７のロッドを前進させると、第２ゲート３５が上げられて第２連通口３１ａが閉じられる。ここで、ステップＳ７が「第４工程」である。
【００３７】
ステップＳ８においては、排出側サブチャンバー３０は、バルブ４７により大気圧に開放され、真空ポンプＰ２とは遮断される。そして、静電チャック３４ｃの吸着が解除される。その後、排出側サブチャンバー３０の蓋３２を開け、第２搬送用テーブル３４上のワークピースＷを取り出す。そして、ワークピースＷから樹脂フィルム９１を剥がすと、ブラインドビア９０ｂ、スルーホール９０ｃに絶縁樹脂が押込充填されたプリント基板９０が完成する。なお、排出側サブチャンバー３０の蓋３２を閉じると、バルブ４７により真空ポンプＰ２と排出側サブチャンバー３０を導通させ、排出側サブチャンバー３０が真空にされる。ここで、ステップＳ８が「第５工程」である。
【００３８】
本実施形態に係る真空充填装置及びその制御方法においては、ワークピースＷをセットする投入側サブチャンバー１０と、ワークピースＷに絶縁樹脂を押込充填するメインチャンバー２０と、絶縁樹脂が押込充填されたワークピースＷを取り出す排出側サブチャンバー３０と、メインチャンバー２０、投入側サブチャンバー１０及び排出側サブチャンバー３０を真空状態にする真空ポンプＰ１、２とを備えている。そして、投入側サブチャンバー１０とメインチャンバー２０との間には開閉可能な第１連通口１１ａが設けられ、この第１連通口１１ａを通して３段スライダー１３によりワークピースＷが投入側サブチャンバー１０からメインチャンバー２０に搬入される。また、排出側サブチャンバー３０とメインチャンバー２０との間には開閉可能な第２連通口３１ａが設けられ、この第２連通口３１ａを通して３段スライダー３３によりワークピースＷがメインチャンバー２０から排出側サブチャンバー３０に搬出される。そのため、少なくともメインチャンバー２０へのワークピースＷの搬入、搬出時に投入側サブチャンバー１０、排出側サブチャンバー３０を真空状態にすれば、メインチャンバー２０は常時略一定の真空状態に保たれる。これにより、ワークピースＷ毎にメインチャンバー２０内を大気圧から真空状態にする必要がなくなり、タクトタイムの短縮が実現できる。特に、投入側サブチャンバー１０及び排出側サブチャンバー３０に比較して、メインチャンバー２０の容積は大きいため、この効果は大きなものとなる。したがって、本実施形態の真空充填装置及びその制御方法によれば、タクトタイムを短くして生産効率を向上させることができる。
【００３９】
また、この真空充填装置においては、伸縮自在な３段スライダー１３、３３を搬入手段及び搬出手段としているため、投入側サブチャンバー１０及び排出側サブチャンバー３０を小さくすることができる。
【００４０】
さらに、この真空充填装置においては、第１、２ゲート１５、３５を垂直方向及び水平方向に移動可能なエアシリンダを第１、２開閉手段としているため、簡易な構成で、第１、２連通口１１ａ、３１ａを開閉できるとともに、メインチャンバー２０を密閉することができる。
【００４１】
本実施形態の真空充填装置及びその制御方法では、プリント基板のスルーホール及びブラインドビアに絶縁樹脂を充填する場合に具体化したが、これだけに限らず例えば、ワークピース上に形成された集積回路をボイドレスで精密に封止する場合にも具体化できる。また、ワークピース上にバンプの形状をした穴が開いた樹脂フィルムをラミネートしてビアを形成し、可塑性材料としての半田ペーストをそのビアに埋めて樹脂フィルムを剥離することにより、ワークピース上にボイドレスのバンプを精密に形成する場合にも具体化できる。
【００４２】
以上、本発明の真空充填装置及びその制御方法を実施形態に即して説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、本発明の技術的思想に反しない限り、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４３】
１０…投入側サブチャンバー、１１ａ…第１連通口、１１ｂ…底面、１３…搬入手段（３段スライダー）、１３ｃ…先端部、１４…第１搬送用テーブル、１５…第１ゲート、１６、１７…第１開閉手段（エアシリンダ）、２０…メインチャンバー、３０…排出側サブチャンバー、３１ａ…第２連通口、３１ｂ…底面、３３…搬出手段（３段スライダー）、３３ｃ…先端部、３４…第２搬送用テーブル、３５…第１ゲート、３６、３７…第２開閉手段（エアシリンダ）、Ｐ１、Ｐ２…真空ポンプ、Ｗ…ワークピース、Ｓ１…第１工程、Ｓ２、３…第２工程、Ｓ４、５、６…第３工程、Ｓ７…第４工程、Ｓ８…第５工程。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一面を上向きに位置決めされるワークピースに可塑性材料を押込充填する真空充填装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載された真空充填装置が知られている。この真空充填装置においては、所定の真空状態でワークピースに可塑性材料を押込充填するため、可塑性材料内のボイドを排出することができる。また、可塑性材料を押込充填後、真空状態を大気圧に近づけることにより、可塑性材料を確実に充填することができる。
そのため、この真空充填装置によれば、ワークピース上の穴径の小さなスルーホールやブラインドビアであっても、ボイドレスで可塑性材料を確実に充填して穴埋めすることができる。特に、スルーホールの場合は、ワークピースの下に樹脂フィルムをラミネートすれば、ビアを形成することができる。そして、可塑性材料をビアに押込充填してから真空状態を大気圧に近づけ、樹脂フィルムを剥離することにより、ボイドレスで可塑性材料をスルーホールに確実に充填して穴埋めすることができる。
また、この真空充填装置によれば、ワークピース上に形成された集積回路をボイドレスで精密に封止することもできる。さらに、この真空充填装置によれば、ワークピース上にバンプの形状をした穴が開いた樹脂フィルムをラミネートしてビアを形成し、可塑性材料としての半田ペーストをそのビアに埋めて樹脂フィルムを剥離することにより、ワークピース上にボイドレスのバンプを精密に形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１５２３７５号公報（Ｐ１４〜Ｐ１５、図６〜図９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１記載の真空充填装置では、蓋を開けてワークピースを真空充填装置内にセットした後、蓋を閉め、真空ポンプにより真空充填装置内が所定の真空状態に達した後に可塑性材料を押込充填している。そのため、ワークピースを真空充填装置内にセットする毎に、真空充填装置内を大気圧から所定の真空状態にしなければならず、タクトタイムの向上に限界を生じていた。
【０００５】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、タクトタイムを短くして生産効率を向上させることのできる真空充填装置及びその制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る真空充填装置の特徴は、一面を上向きにして水平に位置決めされるワークピースに可塑性材料を押込充填する真空充填装置において、前記ワークピースを第１搬送用テーブルにセットする投入側サブチャンバーと、該ワークピースに前記可塑性材料を押込充填するメインチャンバーと、該可塑性材料が押込充填された該ワークピースを第２搬送用テーブルにより取り出す排出側サブチャンバーと、前記メインチャンバー、投入側サブチャンバー及び排出側サブチャンバーを真空状態にする真空ポンプと、を備え、前記投入側サブチャンバーと前記メインチャンバーとを連通する第１連通口と、該第１連通口を開閉可能な第１ゲートと、該投入側サブチャンバーに収納され、該第１ゲートを制御可能な第１開閉手段と、該投入側サブチャンバーに収納され、該第１連通口を介して、前記第１搬送用テーブルにセットされた前記ワークピースを該投入側サブチャンバーから該メインチャンバーに搬入する搬入手段と、前記排出側サブチャンバーと前記メインチャンバーとを連通する第２連通口と、該第２連通口を開閉可能な第２ゲートと、該排出側サブチャンバーに収納され、該第２ゲートを制御可能な第２開閉手段と、該排出側サブチャンバーに収納され、該第２連通口を介して、前記第２搬送用テーブル上の前記ワークピースを該メインチャンバーから該排出側サブチャンバーに搬出する搬出手段と、を有することである。
【０００７】
請求項２に係る真空充填装置の特徴は、請求項１又は２において、前記第１開閉手段は前記第１ゲートを投入側サブチャンバーの底面に対して垂直方向及び水平方向に移動可能なエアシリンダであり、前記第２開閉手段は前記第２ゲートを排出側サブチャンバーの底面に対して垂直方向及び水平方向に移動可能なエアシリンダであることである。
【０００８】
請求項３に係る真空充填装置の特徴は、請求項１又は２において、前記第１開閉手段は前記第１ゲートを投入側サブチャンバーの底面に対して垂直方向及び水平方向に移動可能なエアシリンダであり、前記第２開閉手段は前記第２ゲートを排出側サブチャンバーの底面に対して垂直方向及び水平方向に移動可能なエアシリンダであることである。
【０００９】
請求項４に係る真空充填装置の制御方法の特徴は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の真空充填装置の制御方法であって、前記ワークピースを前記投入側サブチャンバー内の第１搬送用テーブルにセットし、該投入側サブチャンバーを所定の真空状態とする第１工程と、前記第１連通口を開き、前記搬入手段により、該第１連通口を介して、前記ワークピースを前記投入側サブチャンバーから真空状態の前記メインチャンバーに搬入した後、該第１連通口を閉じる第２工程と、前記メインチャンバー内において、前記ワークピースに前記可塑性材料を押込充填する第３工程と、前記搬出手段により、該第２連通口を介して、前記ワークピースを前記メインチャンバーから真空状態の前記排出側サブチャンバーに搬出した後、該第２連通口を閉じる第４工程と、前記排出側サブチャンバーから前記ワークピースを取り出す第５工程と、を有することである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る真空充填装置においては、ワークピースをセットする投入側サブチャンバーと、ワークピースに可塑性材料を押込充填するメインチャンバーと、可塑性材料が押込充填されたワークピースを取り出す排出側サブチャンバーと、メインチャンバー、投入側サブチャンバー及び排出側サブチャンバーを真空状態にする真空ポンプとを備えている。そして、投入側サブチャンバーとメインチャンバーとの間には開閉可能な第１連通口が設けられ、この第１連通口を通して搬入手段によりワークピースが投入側サブチャンバーからメインチャンバーに搬入される。また、排出側サブチャンバーとメインチャンバーとの間には開閉可能な第２連通口が設けられ、この第２連通口を通して搬出手段によりワークピースがメインチャンバーから排出側サブチャンバーに搬出される。そのため、少なくともメインチャンバーへのワークピースの搬入、搬出時に投入側サブチャンバー、排出側サブチャンバーを真空状態にすれば、メインチャンバーは常時略一定の真空状態に保たれる。これにより、ワークピース毎にメインチャンバー内を大気圧から真空状態にする必要がなくなり、タクトタイムの短縮が実現できる。特に、投入側サブチャンバー及び排出側サブチャンバーに比較して、メインチャンバーの容積は大きいため、この効果は大きなものとなる。したがって、本発明の真空充填装置によれば、タクトタイムを短くして生産効率を向上させることができる。
【００１１】
請求項２に係る真空充填装置においては、搬入手段及び搬出手段は伸縮自在な３段スライダーであるため、投入側サブチャンバー及び排出側サブチャンバーを小さくすることができる。
【００１２】
請求項３に係る真空充填装置においては、第１、２開閉手段は、前記第１、２ゲートを投入側サブチャンバー、排出側サブチャンバーの底面に対して垂直方向及び水平方向に移動可能なエアシリンダであるため、簡易な構成で、第１、２連通口を開閉できるとともに、メインチャンバーを密閉することができる。
【００１３】
請求項４に係る真空充填装置の制御方法は、第１工程において、ワークピースを投入側サブチャンバー内の第１搬送用テーブルにセットし、投入側サブチャンバーを所定の真空状態にした後、第２工程において、第１連通口を開き、搬入手段により第１連通口を介してワークピースを投入側サブチャンバーからメインチャンバーに搬入した後、第１連通口を閉じる。また、第３工程において、ワークピースに可塑性材料を押込充填し、第４工程において、搬出手段により第２連通口を介してワークピースをメインチャンバーから排出側サブチャンバーに搬出した後、第２連通口を閉じる。そのため、メインチャンバーは常時略一定の真空状態に保たれる。これにより、ワークピース毎にメインチャンバー内を大気圧から真空状態にする必要がなくなり、タクトタイムの短縮が実現できる。特に、投入側サブチャンバー及び排出側サブチャンバーに比較して、メインチャンバーの容積は大きいため、この効果は大きなものとなる。したがって、本発明の真空充填装置の制御方法によれば、タクトタイムを短くして生産効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態の真空充填装置の正面図。
【図２】実施形態の真空充填装置の平面図。
【図３】実施形態の真空充填装置に係り、前後テーブルの昇降機構の概略図。
【図４】実施形態の真空充填装置に係り、制御方法のフローチャート。
【図５】実施形態の真空充填装置に係り、第１搬送用テーブルに位置決め固定されたワークピースの一部拡大断面図。
【図６】実施形態の真空充填装置に係り、メインチャンバーに第１搬送用テーブルを搬入している状態の平面図。
【図７】実施形態の真空充填装置に係り、メインチャンバーに第２搬送用テーブルを挿入している状態の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る真空充填装置及びその制御方法について、プリント基板のスルーホール及びブラインドビアに絶縁樹脂を充填する場合に具体化した実施形態を、図面に基づいて以下に説明する。図１、２は、この真空充填装置の正面図及び平面図である。ただし、図１は断面図であり、図２は後述する蓋１２、２２、３２を省略した図である。図１、２に示すように、この真空充填装置は、投入側サブチャンバー１０、メインチャンバー２０、排出側サブチャンバー３０及び真空ポンプＰ１、Ｐ２を備えている。
【００１６】
投入側サブチャンバー１０は、容器１１と蓋１２からなっている。投入側サブチャンバー１０内には、第１搬送用テーブル１４を先端部１３ｃに取り付け、伸縮自在な３段スライダー１３が収納されている。第１搬送用テーブル１４には、両端から２つの溝１４ａが凹設され、各溝１４ａに案内されて移動可能に２本のピン１４ｂが立設されている。このピン１４ｂにより、第１搬送用テーブル１４にワークピースＷが位置決め固定される。また、第１搬送用テーブル１４には、静電力によってワークピースＷを吸着するフィルム状の静電チャック１４ｃが貼付されている。この静電チャック１４ｃを用いることにより、真空チャックのように差圧を必要としないため、投入側サブチャンバー１０からメインチャンバー２０へのワークピースＷの搬送が容易になる。また、静電チャック１４ｃとピン１４ｂとを併用することにより、ワークピースＷを第１搬送用テーブル１４に確実に位置決め固定することができる。
【００１７】
また、投入側サブチャンバー１０の外側には、モータ１３ａがモータ軸を投入側サブチャンバー１０に挿入して設けられ、モータ軸は図示しない減速機を介して３段のタイミングベルト１３ｂに連結されている。このモータ１３ａとタイミングベルト１３ｂとにより、３段スライダー１３が伸縮自在にされている。すなわち、モータ１３ａを逆転させて３段スライダー１３を縮ませると、第１搬送用テーブル１４が投入側サブチャンバー１０内の所定の位置に収納される。また、モータ１３ａを正転させて３段スライダー１３を伸ばすと、第１搬送用テーブル１４がメインチャンバー２０内の所定の位置に挿入される。ここで、３段スライダー１３が「搬入手段」である。
【００１８】
また、容器１１のメインチャンバー２０側の側壁には、投入側サブチャンバー１０とメインチャンバー２０とを連通する第１連通口１１ａが設けられている。そして、エアシリンダ１６、１７により第１連通口１１ａを開閉可能な第１ゲート１５が投入側サブチャンバー１０内に設けられている。エアシリンダ１６、１７は、第１ゲート１５を投入側サブチャンバー１０の容器１１の底面１１ｂに対して垂直方向及び水平方向に移動可能にされている。このエアシリンダ１７のロッドを後退させ、エアシリンダ１６のロッドを下げると、第１ゲート１５が下がって第１連通口１１ａが開き、３段スライダー１３を伸ばして第１搬送用テーブル１４をメインチャンバー２０内の所定の位置に挿入することができる。また、エアシリンダ１６のロッドを上げ、エアシリンダ１７のロッドを前進させると、第１ゲート１５が上がって第１連通口１１ａが閉じ、投入側サブチャンバー１０とメインチャンバー２０とを分離することができる。ここで、エアシリンダ１６、１７が「第１開閉手段」である。
【００１９】
容器１１の前面には、マルチディスプレイ４０が設けられている。マルチディスプレイ４０は、タッチパネル式の入出力ディバイスであり、各種入力スイッチ及び表示器を備えている。
【００２０】
メインチャンバー２０は、容器２１と蓋２２からなっている。メインチャンバー２０内には、前後テーブル２４、スクリーン２５、ローラ２６、スキージ２７、カム２８及びシリンダ２９等が収納されている。ただし、図２においては、スクリーン２５、ローラ２６、スキージ２７、カム２８及びシリンダ２９が省略されている。
【００２１】
前後テーブル２４は、前テーブル２４ａと後テーブル２４ｂとからなる。前テーブル２４ａ及び後テーブル２４ｂは、水平かつ間隔をおいて配設され、その間に第１搬送用テーブル１４及び後述する第２搬送用テーブル３４が挿入されるようになっている。前テーブル２４ａ及び後テーブル２４ｂには、静電力によってワークピースＷを吸着するフィルム状の静電チャック２３ａ、２３ｂが貼付されている。この静電チャック２３ａ、２３ｂを用いることにより、真空チャックのように差圧を必要とせず、ワークピースＷを前テーブル２４ａ及び後テーブル２４ｂに固定することができる。また、前テーブル２４ａ及び後テーブル２４ｂには、ワークピースＷを押圧して固定するクランププレート２３ｃ、２３ｄも設けられている。このクランププレート２３ｃ、２３ｄは、ワークピースＷの前後両端に可塑性材料を押込充填する部分がない場合に使用可能であり、静電チャック２３ａ、２３ｂと併用することにより、前テーブル２４ａ及び後テーブル２４ｂにワークピースＷをより強力に固定することができる。
【００２２】
スクリーン２５、ローラ２６、スキージ２７等は、ワークピースＷの所定の位置に可塑性材料を押込充填するものである。ローラ２６は図示しないタイミングベルトにより図１の前後方向に移動可能にされ、スキージ２７はローラ２６の軸回りに回動可能にされている。ただし、タイミングベルト以外の他の手段、例えば、ボールネジとナットとを用いることもできる。スクリーン２５とローラ２６との間に可塑性材料を供給し、ローラ２６の周面をスクリーン２５に接近しつつ、スキージ２７と連動させローラ２６を往復動させることにより、ワークピースＷの所定の位置に可塑性材料が押込充填される。なお、可塑性材料を押込充填する方法については、特許第４１５２３７５号公報に記載されており、その詳細な記載は省略する。
【００２３】
カム２８及びシリンダ２９は、前テーブル２４ａ及び後テーブル２４ｂを同時に上下方向に移動させるものである。図３に示すように、カム２８は、シリンダ２９のロッドにとりつけられており、第１段２８ａ、第２段２８ｂ及び第３段２８ｃを有している。シリンダ２９のロッドが前進及び後退すると、カム２８が矢印のように前進及び後退し、前後テーブル２４の上面が３つの位置Ａ、Ｂ、Ｃとなるように上下方向に移動する。この際、第１段２８ａ、第２段２８ｂ及び第３段２８ｃと、位置Ａ、位置Ｂ及び位置Ｃとが対応している。ここで、第１搬送用テーブル１４及び第２搬送用テーブル３４が挿入された場合、第１、２搬送用テーブル１４、３４の上面が位置Ｂになるようになっている。
【００２４】
図１、２に示すように、排出側サブチャンバー３０は、容器３１と蓋３２からなっている。排出側サブチャンバー３０内には、第２搬送用テーブル３４を先端部３３ｃに取り付け、伸縮自在な３段スライダー３３が収納されている。第２搬送用テーブル３４には、静電力によってワークピースＷを吸着するフィルム状の静電チャック３４ｃが貼付されている。この静電チャック３４ｃを用いることにより、真空チャックのように差圧を必要としないため、メインチャンバー２０から排出側サブチャンバー３０へのワークピースＷの搬送が容易になる。また、第２搬送用テーブル３４には、第１搬送用テーブル１４の溝１４ａ及びピン１４ｂに相当するものが設けられていない。これは、第２搬送用テーブル３４の主目的はワークピースＷの搬送であり、正確な位置決め固定の必要がないからである。
【００２５】
また、排出側サブチャンバー３０の外側には、モータ３３ａがモータ軸を排出側サブチャンバー３０に挿入して設けられ、モータ軸は図示しない減速機を介して３段のタイミングベルト３３ｂに連結されている。このモータ３３ａとタイミングベルト３３ｂとにより、３段スライダー３３が伸縮自在にされている。すなわち、モータ３３ａを逆転させて３段スライダー３３を縮ませると、第２搬送用テーブル３４が排出側サブチャンバー３０内の所定の位置に収納される。また、モータ３３ａを正転させて３段スライダー３３を伸ばすと、第２搬送用テーブル３４がメインチャンバー２０内の所定の位置に挿入される。ここで、３段スライダー３３が「搬出手段」である。
【００２６】
また、容器３１のメインチャンバー２０側の側壁には、排出側サブチャンバー３０とメインチャンバー２０とを連通する第２連通口３１ａが設けられている。そして、エアシリンダ３６、３７により第２連通口３１ａを開閉可能な第２ゲート３５が排出側サブチャンバー３０内に設けられている。エアシリンダ３６、３７は、第２ゲート３５を排出側サブチャンバー３０容器３１の底面３１ｂに対して垂直方向及び水平方向に移動可能にされている。このエアシリンダ３７のロッドを後退させ、エアシリンダ３６のロッドを下げると、第２ゲート３５が下がって第２連通口３１ａが開き、３段スライダー３３を伸ばして第２搬送用テーブル３４をメインチャンバー２０内の所定の位置に挿入することができる。また、エアシリンダ３６のロッドを上げ、エアシリンダ３７のロッドを前進させると、第１ゲート３５が上がって第２連通口３１ａが閉じ、排出側サブチャンバー３０とメインチャンバー２０とを分離することができる。ここで、エアシリンダ３６、３７が「第２開閉手段」である。
【００２７】
真空ポンプＰ１、Ｐ２は、投入側サブチャンバー１０、メインチャンバー２０、排出側サブチャンバー３０内を真空状態にするものである。ここで、本実施形態において、真空状態とは１００Ｐａ〜１００００Ｐａの真空圧をいう。真空ポンプＰ１は、バルブ４５を介してメインチャンバー２０に接続されている。このバルブ４５を開閉することにより、メインチャンバー２０内の真空圧を調整することができる。真空ポンプＰ２は、バルブ４６、４７を介して投入側サブチャンバー１０、排出側サブチャンバー３０に接続されている。このバルブ４６を開閉することにより、投入側サブチャンバー１０内の真空圧を調整することができ、バルブ４７を開閉することにより、排出側サブチャンバー３０内の真空圧を調整することができる。
【００２８】
上記の機械的構成をした真空充填装置により、プリント基板のスルーホール及びブラインドビアに絶縁樹脂を充填する場合の制御方法を、図４に示すフローチャートを用いて説明する。まず、真空ポンプＰ１、Ｐ２を作動させる。そして、バルブ４５、４７により、真空ポンプＰ１とメインチャンバー２０及び真空ポンプＰ２と排出側サブチャンバー３０を導通させ、メインチャンバー２０及び排出側サブチャンバー３０が真空にされる。ただし、投入側サブチャンバー１０は、バルブ４６により大気圧に開放され、真空ポンプＰ２とは遮断される。次に、種々のパラメータをマルチディスプレイ４０から入力する。パラメータには、投入側サブチャンバー１０、メインチャンバー２０、排出側サブチャンバー３０内の真空圧、ローラ２６の回転速度、ローラ２６の走行速度等がある。その後、マルチディスプレイ４０のスタートスイッチを押すと、図４に示すフローチャートの内容が制御装置（図示なし）により実行される。
【００２９】
ステップＳ１においては、投入側サブチャンバー１０の蓋１２を開け、第１搬送用テーブル１４にワークピースＷをセットする。図５に示すように、ワークピースＷは、プリント基板９０の裏面に樹脂フィルム９１をラミネートしたものである。プリント基板９０及び樹脂フィルム９１の両端部には、ピン穴９０ａが開けられている。また、プリント基板９０には、ブラインドビア９０ｂ、スルーホール９０ｃが多数設けられている。そして、プリント基板９０の裏面に樹脂フィルム９１をラミネートすることにより、スルーホール９０ｃを形式的にビアにすることができる。ワークピースＷのピン穴９０ａに、第１搬送用テーブル１４に突設されたピン１４ｂを嵌通して、第１搬送用テーブル１４にワークピースＷが位置決め固定される。さらに、静電チャック１４ｃにより、ワークピースＷが第１搬送用テーブル１４に確実に位置決め固定される。なお、ピン１４ｂは、溝１４ａに案内されて移動可能にされており、ワークピースＷのピン穴９０ａの位置にスライドして調整することができる。第１搬送用テーブル１４にワークピースＷを位置決め固定した後、投入側サブチャンバー１０の蓋１２を閉める。ここで、ステップＳ１が「第１工程」である。
【００３０】
ステップＳ２においては、バルブ４６により真空ポンプＰ２と投入側サブチャンバー１０とを導通させ、投入側サブチャンバー１０内が所定の真空圧になるまで待つ。投入側サブチャンバー１０内が所定の真空圧になると（Ｙ）、ステップＳ３において、図６に示すように、メインチャンバー２０内にワークピースＷが搬入される。具体的には、まず、エアシリンダ１７のロッドを後退させ、エアシリンダ１６のロッドを下げると、第１ゲート１５が下げられて第１連通口１１ａが開けられる。そして、モータ１３ａを正転させると、３段スライダー１３が伸ばされ、第１搬送用テーブル１４が前後テーブル２４（前テーブル２４ａ及び後テーブル２４ｂ）の間に挿入される。この際、図３に示すように、前後テーブル２４の上面は位置Ａにあり、第１搬送用テーブル１４の上面は位置Ｂに挿入される。これにより、第１搬送用テーブル１４上に位置決め固定されたワークピースＷは、前後テーブル２４と衝突することなく、メインチャンバー２０内に搬入される。
【００３１】
その後、静電チャック１４ｃの吸着を解除するとともに、シリンダ２９のロッドを前進させ、前後テーブル２４の上面を位置Ｃに移動させることにより、第１搬送用テーブル１４上のワークピースＷが前後テーブル２４の上面に移される。この際、ワークピースＷは、静電チャック２３ａ、２３ｂにより吸着され、前後テーブル２４上に位置決め固定される。また、ワークピースＷは、クランププレート２３ｃ、２３ｄにより押圧され、より強力に位置決め固定される。そして、モータ１３ａを逆転させると、３段スライダー１３が縮み、第１搬送用テーブル１４が投入側サブチャンバー１０内に収納される。その後、エアシリンダ１６のロッドを上げ、エアシリンダ１７のロッドを前進させると、第１ゲート１５が上げられて第１連通口１１ａが閉じられる。その後、投入側サブチャンバー１０は、バルブ４６により大気圧に開放され、真空ポンプＰ２とは遮断される。ここで、ステップＳ２、３が「第２工程」である。
【００３２】
ステップＳ４においては、排出側サブチャンバー３０内が所定の真空圧になると（Ｙ）、ステップＳ５において、図７に示すように、メインチャンバー２０内に第２搬送用テーブル３４が挿入される。具体的には、まず、エアシリンダ３７のロッドを後退させ、エアシリンダ３６のロッドを下げると、第２ゲート３５が下げられて第２連通口３１ａが開けられる。そして、モータ３３ａを正転させると、３段スライダー３３が伸ばされ、第２搬送用テーブル３４が前後テーブル２４の間に挿入される。この際、図３に示すように、前後テーブル２４の上面は位置Ｃにあり、第２搬送用テーブル３４の上面は位置Ｂに挿入される。これにより、前後テーブル２４上に位置決め固定されたワークピースＷと、第２搬送用テーブル３４とは衝突することがない。
【００３３】
その後、シリンダ２９のロッドを後退させ、前後テーブル２４の上面を位置Ｂに移動させることにより、第２搬送用テーブル３４が前後テーブル２４の間に嵌入される。これにより、前後テーブル２４及び第２搬送用テーブル３４の上面が面一となり、広い作業用領域が確保される。また、静電チャック３４ｃにより、ワークピースＷが第２搬送用テーブル３４に固定される。
【００３４】
ステップＳ６においては、ワークピースＷの所定に位置に絶縁樹脂が押込充填される。具体的には、スクリーン２５とローラ２６との間に絶縁樹脂を供給し、ローラ２６の周面をスクリーン２５に接近しつつ、スキージ２７と連動させローラ２６を往復動させることにより、プリント基板９０のブラインドビア９０ｂ及びスルーホール９０ｂに絶縁樹脂が押込充填される。この際、メインチャンバー２０及び排出側サブチャンバー３０内が所定の真空圧にされているため、絶縁樹脂内のボイドを取り去ることができる。また、ローラ２６の往動時（絶縁樹脂の押込充填時）より、復動時（絶縁樹脂のカキトリ時）の方が大気圧に近い真空圧にしているため、ブラインドビア９０ｂ及びスルーホール９０ｂに絶縁樹脂が確実に押込充填される。これは、ローラ２６の往動時にブラインドビア９０ｂ及びスルーホール９０ｂの一部に絶縁樹脂が押込充填されていない部分があったとしても、復動時にその部分に絶縁樹脂が押し込まれるためである。ここで、ステップＳ４、５、６が「第３工程」である。
【００３５】
ステップＳ７においては、排出側サブチャンバー３０内にワークピースＷが搬出される。具体的には、まず、静電チャック２３ａ、２３ｂの吸着を解除し、クランププレート２３ｃ、２３ｄによる押圧を解除する。これにより、ワークピースＷの前後テーブル２４への位置決め固定が解除される。ただし、静電チャック３４ｃの吸着は解除されず、ワークピースＷは第２搬送用テーブル３４に固定されている。そして、シリンダ２９のロッドを後退させ、前後テーブル２４の上面を位置Ａに移動させることにより、ワークピースＷが前後テーブル２４の上面から離れ、第２搬送用テーブル３４上に移される。
【００３６】
その後、モータ３３ａを逆転させると、３段スライダー３３が縮み、ワークピースＷが第２搬送用テーブル３４とともに排出側サブチャンバー３０内に収納される。その後、エアシリンダ３６のロッドを上げ、エアシリンダ３７のロッドを前進させると、第２ゲート３５が上げられて第２連通口３１ａが閉じられる。ここで、ステップＳ７が「第４工程」である。
【００３７】
ステップＳ８においては、排出側サブチャンバー３０は、バルブ４７により大気圧に開放され、真空ポンプＰ２とは遮断される。そして、静電チャック３４ｃの吸着が解除される。その後、排出側サブチャンバー３０の蓋３２を開け、第２搬送用テーブル３４上のワークピースＷを取り出す。そして、ワークピースＷから樹脂フィルム９１を剥がすと、ブラインドビア９０ｂ、スルーホール９０ｃに絶縁樹脂が押込充填されたプリント基板９０が完成する。なお、排出側サブチャンバー３０の蓋３２を閉じると、バルブ４７により真空ポンプＰ２と排出側サブチャンバー３０を導通させ、排出側サブチャンバー３０が真空にされる。ここで、ステップＳ８が「第５工程」である。
【００３８】
本実施形態に係る真空充填装置及びその制御方法においては、ワークピースＷをセットする投入側サブチャンバー１０と、ワークピースＷに絶縁樹脂を押込充填するメインチャンバー２０と、絶縁樹脂が押込充填されたワークピースＷを取り出す排出側サブチャンバー３０と、メインチャンバー２０、投入側サブチャンバー１０及び排出側サブチャンバー３０を真空状態にする真空ポンプＰ１、２とを備えている。そして、投入側サブチャンバー１０とメインチャンバー２０との間には開閉可能な第１連通口１１ａが設けられ、この第１連通口１１ａを通して３段スライダー１３によりワークピースＷが投入側サブチャンバー１０からメインチャンバー２０に搬入される。また、排出側サブチャンバー３０とメインチャンバー２０との間には開閉可能な第２連通口３１ａが設けられ、この第２連通口３１ａを通して３段スライダー３３によりワークピースＷがメインチャンバー２０から排出側サブチャンバー３０に搬出される。そのため、少なくともメインチャンバー２０へのワークピースＷの搬入、搬出時に投入側サブチャンバー１０、排出側サブチャンバー３０を真空状態にすれば、メインチャンバー２０は常時略一定の真空状態に保たれる。これにより、ワークピースＷ毎にメインチャンバー２０内を大気圧から真空状態にする必要がなくなり、タクトタイムの短縮が実現できる。特に、投入側サブチャンバー１０及び排出側サブチャンバー３０に比較して、メインチャンバー２０の容積は大きいため、この効果は大きなものとなる。したがって、本実施形態の真空充填装置及びその制御方法によれば、タクトタイムを短くして生産効率を向上させることができる。
【００３９】
また、この真空充填装置においては、伸縮自在な３段スライダー１３、３３を搬入手段及び搬出手段としているため、投入側サブチャンバー１０及び排出側サブチャンバー３０を小さくすることができる。
【００４０】
さらに、この真空充填装置においては、第１、２ゲート１５、３５を垂直方向及び水平方向に移動可能なエアシリンダを第１、２開閉手段としているため、簡易な構成で、第１、２連通口１１ａ、３１ａを開閉できるとともに、メインチャンバー２０を密閉することができる。
【００４１】
本実施形態の真空充填装置及びその制御方法では、プリント基板のスルーホール及びブラインドビアに絶縁樹脂を充填する場合に具体化したが、これだけに限らず例えば、ワークピース上に形成された集積回路をボイドレスで精密に封止する場合にも具体化できる。また、ワークピース上にバンプの形状をした穴が開いた樹脂フィルムをラミネートしてビアを形成し、可塑性材料としての半田ペーストをそのビアに埋めて樹脂フィルムを剥離することにより、ワークピース上にボイドレスのバンプを精密に形成する場合にも具体化できる。
【００４２】
以上、本発明の真空充填装置及びその制御方法を実施形態に即して説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、本発明の技術的思想に反しない限り、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４３】
１０…投入側サブチャンバー、１１ａ…第１連通口、１１ｂ…底面、１３…搬入手段（３段スライダー）、１３ｃ…先端部、１４…第１搬送用テーブル、１５…第１ゲート、１６、１７…第１開閉手段（エアシリンダ）、２０…メインチャンバー、３０…排出側サブチャンバー、３１ａ…第２連通口、３１ｂ…底面、３３…搬出手段（３段スライダー）、３３ｃ…先端部、３４…第２搬送用テーブル、３５…第１ゲート、３６、３７…第２開閉手段（エアシリンダ）、Ｐ１、Ｐ２…真空ポンプ、Ｗ…ワークピース、Ｓ１…第１工程、Ｓ２、３…第２工程、Ｓ４、５、６…第３工程、Ｓ７…第４工程、Ｓ８…第５工程。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面を上向きにして水平に位置決めされるワークピースに可塑性材料を押込充填する真空充填装置において、
前記ワークピースを第１搬送用テーブルにセットする投入側サブチャンバーと、
該ワークピースに前記可塑性材料を押込充填するメインチャンバーと、
該可塑性材料が押込充填された該ワークピースを第２搬送用テーブルにより取り出す排出側サブチャンバーと、
前記メインチャンバー、投入側サブチャンバー及び排出側サブチャンバーを真空状態にする真空ポンプと、を備え、
前記投入側サブチャンバーと前記メインチャンバーとを連通する第１連通口と、
該第１連通口を開閉可能な第１ゲートと、
該投入側サブチャンバーに収納され、該第１ゲートを制御可能な第１開閉手段と、
該投入側サブチャンバーに収納され、該第１連通口を介して、前記第１搬送用テーブルにセットされた前記ワークピースを該投入側サブチャンバーから該メインチャンバーに搬入する搬入手段と、
前記排出側サブチャンバーと前記メインチャンバーとを連通する第２連通口と、
該第２連通口を開閉可能な第２ゲートと、
該排出側サブチャンバーに収納され、該第２ゲートを制御可能な第２開閉手段と、
該排出側サブチャンバーに収納され、該第２連通口を介して、前記第２搬送用テーブル上の前記ワークピースを該メインチャンバーから該排出側サブチャンバーに搬出する搬出手段と、を有することを特徴とする真空充填装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記搬入手段は前記第１搬送用テーブルを先端部に取り付け、伸縮自在な３段スライダーであり、前記搬出手段は前記第２搬送用テーブルを先端部に取り付け、伸縮自在な３段スライダーであることを特徴とする真空充填装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記第１開閉手段は前記第１ゲートを投入側サブチャンバーの底面に対して垂直方向及び水平方向に移動可能なエアシリンダであり、前記第２開閉手段は前記第２ゲートを排出側サブチャンバーの底面に対して垂直方向及び水平方向に移動可能なエアシリンダであることを特徴とする真空充填装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の真空充填装置の制御方法であって、
前記ワークピースを前記投入側サブチャンバー内の第１搬送用テーブルにセットし、該投入側サブチャンバーを所定の真空状態とする第１工程と、
前記第１連通口を開き、前記搬入手段により、該第１連通口を介して、前記ワークピースを前記投入側サブチャンバーから真空状態の前記メインチャンバーに搬入した後、該第１連通口を閉じる第２工程と、
前記メインチャンバー内において、前記ワークピースに前記可塑性材料を押込充填する第３工程と、
前記搬出手段により、該第２連通口を介して、前記ワークピースを前記メインチャンバーから真空状態の前記排出側サブチャンバーに搬出した後、該第２連通口を閉じる第４工程と、
前記排出側サブチャンバーから前記ワークピースを取り出す第５工程と、を有することを特徴とする真空充填装置の制御方法。
【請求項１】
一面を上向きにして水平に位置決めされるワークピースに可塑性材料を押込充填する真空充填装置において、
前記ワークピースを第１搬送用テーブルにセットする投入側サブチャンバーと、
該ワークピースに前記可塑性材料を押込充填するメインチャンバーと、
該可塑性材料が押込充填された該ワークピースを第２搬送用テーブルにより取り出す排出側サブチャンバーと、
前記メインチャンバー、投入側サブチャンバー及び排出側サブチャンバーを真空状態にする真空ポンプと、を備え、
前記投入側サブチャンバーと前記メインチャンバーとを連通する第１連通口と、
該第１連通口を開閉可能な第１ゲートと、
該投入側サブチャンバーに収納され、該第１ゲートを制御可能な第１開閉手段と、
該投入側サブチャンバーに収納され、該第１連通口を介して、前記第１搬送用テーブルにセットされた前記ワークピースを該投入側サブチャンバーから該メインチャンバーに搬入する搬入手段と、
前記排出側サブチャンバーと前記メインチャンバーとを連通する第２連通口と、
該第２連通口を開閉可能な第２ゲートと、
該排出側サブチャンバーに収納され、該第２ゲートを制御可能な第２開閉手段と、
該排出側サブチャンバーに収納され、該第２連通口を介して、前記第２搬送用テーブル上の前記ワークピースを該メインチャンバーから該排出側サブチャンバーに搬出する搬出手段と、を有することを特徴とする真空充填装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記搬入手段は前記第１搬送用テーブルを先端部に取り付け、伸縮自在な３段スライダーであり、前記搬出手段は前記第２搬送用テーブルを先端部に取り付け、伸縮自在な３段スライダーであることを特徴とする真空充填装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記第１開閉手段は前記第１ゲートを投入側サブチャンバーの底面に対して垂直方向及び水平方向に移動可能なエアシリンダであり、前記第２開閉手段は前記第２ゲートを排出側サブチャンバーの底面に対して垂直方向及び水平方向に移動可能なエアシリンダであることを特徴とする真空充填装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の真空充填装置の制御方法であって、
前記ワークピースを前記投入側サブチャンバー内の第１搬送用テーブルにセットし、該投入側サブチャンバーを所定の真空状態とする第１工程と、
前記第１連通口を開き、前記搬入手段により、該第１連通口を介して、前記ワークピースを前記投入側サブチャンバーから真空状態の前記メインチャンバーに搬入した後、該第１連通口を閉じる第２工程と、
前記メインチャンバー内において、前記ワークピースに前記可塑性材料を押込充填する第３工程と、
前記搬出手段により、該第２連通口を介して、前記ワークピースを前記メインチャンバーから真空状態の前記排出側サブチャンバーに搬出した後、該第２連通口を閉じる第４工程と、
前記排出側サブチャンバーから前記ワークピースを取り出す第５工程と、を有することを特徴とする真空充填装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２２８５４２（Ｐ２０１１−２２８５４２Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９８１４３（Ｐ２０１０−９８１４３）
【出願日】平成２２年４月２１日（２０１０．４．２１）
【出願人】（０００２１９７８３）東海精機株式会社 (18)
【出願人】（０００２１９７７２）東海商事株式会社 (21)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２１日（２０１０．４．２１）
【出願人】（０００２１９７８３）東海精機株式会社 (18)
【出願人】（０００２１９７７２）東海商事株式会社 (21)
【Ｆターム（参考）】
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