特許 7383220 基板断裁装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-10

(45)【発行日】2023-11-20

(54)【発明の名称】基板断裁装置

(51)【国際特許分類】

   B26D 7/18 20060101AFI20231113BHJP

   B26D 7/02 20060101ALI20231113BHJP

   H05K 3/00 20060101ALI20231113BHJP

   B26D 1/04 20060101ALN20231113BHJP

   B26F 1/38 20060101ALN20231113BHJP

【ＦＩ】

B26D7/18 E

B26D7/18 G

B26D7/02 A

B26D7/02 D

H05K3/00 J

H05K3/00 L

H05K3/00 X

B26D1/04 Z

B26F1/38 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019123470

(22)【出願日】2019-07-02

(65)【公開番号】P2021008010

(43)【公開日】2021-01-28

【審査請求日】2022-06-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100139686

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 史朗

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100147267

【弁理士】

【氏名又は名称】大槻 真紀子

(72)【発明者】

【氏名】廣内 康充

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 正浩

(72)【発明者】

【氏名】秋山 直之

【審査官】永井 友子

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０２９０３６７９（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００６－２３７０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２３６２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１９１７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３３０００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２１９２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１６３９０７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２６Ｄ ７／１８

Ｂ２６Ｄ ７／０２

Ｈ０５Ｋ ３／００

Ｂ２６Ｄ １／０４

Ｂ２６Ｆ １／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板をステージに固定し、前記基板を複数の個片製品と複数の端材部とに断裁し、
断裁終了後に前記固定を解除し、前記複数の個片製品を取り出す基板断裁装置であって、前記ステージは、平面視で前記端材部と重なる領域の一部が傾斜面部を有し、
前記固定の解除後に、前記端材部を、前記傾斜面部に沿って自然落下させる機能を有し、自然落下する前記端材部を収容する端材収容ユニットを備え、
前記固定及び前記固定の解除は、前記基板の前記個片製品となる領域、及び、前記基板の前記端材部となる領域の両方において行われる、
ことを特徴とする基板断裁装置。

【請求項2】

前記固定は、前記基板と前記ステージとが構成する空間の減圧による吸着により、
前記固定の解除は、前記空間が大気圧に戻ることによる、
ことを特徴とする請求項１に記載の基板断裁装置。

【請求項3】

前記固定及び固定の解除は、前記基板の前記個片製品となる領域と、前記基板の前記端材部となる領域とで、個別に行うことができる、
ことを特徴とする請求項２に記載の基板断裁装置。

【請求項4】

前記基板の前記端材部となる領域を固定、及び固定を解除するために、前記端材部となる領域へ着脱することができるクランプを備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の基板断裁装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、個片化してプリント配線板等として使用される基板の断裁装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

プリント配線板などの製品は、製造時には複数の製品を面付け配置した製造用基板を断裁加工し個片化して製品化がなされる。製造用基板の四辺の端部は製品とならない端材部となる。このように製造用基板から製品となる個片の基板に断裁する装置として基板断裁装置が使われている（例えば特許文献１、２）。

【0003】

図７は、従来の一般的な基板断裁装置のステージ部分を例示する、（ａ）模式平面図、（ｂ）模式断面図である。従来の基板断裁装置のステージ５０では、製造用基板（不図示）の断裁時に、該製造用基板は、ずれないようにステージ５０上に固定される。この固定方法としては、真空系を利用した吸着方式が一般的である。断裁が終了した後には、吸着用の空間（吸着路）は真空破壊され大気圧に戻される。

【0004】

前記のために、基板断裁装置のステージ５０は、製造用基板の個片製品となる部分を吸着するための吸着孔５３ｐ、端材部となる部分を吸着するための吸着孔５３ｔ、及び断裁のためのブレード溝５２を備えている。符号５４ｖは個片製品部と端材部を同時に吸着または真空破壊するための、吸着孔５３ｐ及び吸着孔５３ｔを連結する吸着路を示している。

【0005】

図８は、従来の基板断裁装置のステージ５０上に製造用基板５１を吸着した形態を例示する、（ａ）模式平面図、（ｂ）模式断面図である。符号５４ｖ’は、吸着路５４ｖが減圧状態で吸着時であることを意味している。

【0006】

図９は従来の基板断裁装置で製造用基板を断裁する様態を例示する、模式平面図である。ここで、符号５１ａは、断裁中の製造用基板を意味する。このように、製造用基板は、ブレードユニット６１により、個片製品と端材部に断裁される。符号６２ｂは、製造用基板の断裁された箇所を意味する。図１０は、従来の基板断裁装置で断裁工程が終了した様態を例示する模式平面図である。符号５１ｂは断裁後の製造用基板を意味している。

【0007】

図１１は、従来の基板断裁装置で個片製品５１ｐを取り出す工程を例示する、（ａ）模式平面図、（ｂ）模式断面図である。断裁終了後は、吸着路５４ｖは真空破壊され大気圧に戻されて吸着は解除され、断裁後の製造用基板５１ｂから個片製品５１ｐを、アームを備えるピックアップロボット５８ｐにより取り出し、収容トレイ５９ｐに収容する。符号５１ｐ’はピックアップ中の個片製品を意味している。

【0008】

図１２は、従来の基板断裁装置で端材部５１ｔを取り出す工程を例示する、（ａ）模式平面図、（ｂ）模式断面図である。このように、個片製品を取り出した後の製造用基板５１ｃから端材部５１ｔを、アームを備えるピックアップロボット５８ｔにより取り出し、収容トレイ５９ｔに収容する。符号５１ｔ’はピックアップ中の端材部を意味している。

【0009】

端材部５１ｔは、次に加工する製造用基板を載置する前にステージ５０上から排除する必要がある。端材部５１ｔを排除する方法として、断裁後に端材部５１ｔを先に排除すると、端材部５１ｔを取り除く際に個片製品に接触して個片製品のステージ５０上の位置や向きが変わってしまい、その後のピックアップロボット５８ｐでの搬送が困難となる。このため、個片製品のピックアップ作業を終えてから端材部５１ｔを取り除く方が個片製品のピックアップを失敗なく進めることができる。

【0010】

しかしながら、上記の手順では、個片製品のピックアップに要する時間が長いため、端材部５１ｔの除去は、ピックアップ作業が終わるまで待機する必要があり、特に人手で端材部５１ｔを取り除こうとすると作業時間に比べて待ち時間がながくなり、作業効率が著しく悪いものであった。

【0011】

また、不要物である端材部５１ｔを取り除く作業専用の機構を断裁装置に設けるのは装置構成が複雑化する場合は、個片製品のピックアップするピックアップロボット５８ｐで端材部５１ｔを取り除く作業も行っていた。いずれにしても、製品ではない端材部５１ｔの排除は効率の悪い作業となっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【文献】特開２０１１－２５８８９９号公報

【文献】国際公開第２０１６／１２５７３０号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、製造用基板の断裁後に、端材部を短時間でステージ上からステージの外側に排除できる基板断裁装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、基板をステージに固定し、前記基板を複数の個片製品と複数の端材部とに断裁し、
断裁終了後に前記固定を解除し、前記複数の個片製品を取り出す基板断裁装置であって、前記ステージは、平面視で前記端材部と重なる領域の一部が傾斜面部を有し、
前記固定の解除後に、前記端材部を、前記傾斜面部に沿って自然落下させる機能を有し、自然落下する前記端材部を収容する端材収容ユニットを備え、
前記固定及び前記固定の解除は、前記基板の前記個片製品となる領域、及び、前記基板の前記端材部となる領域の両方において行われる、ことを特徴とする基板断裁装置としたものである。

【0015】

請求項２に記載の発明は、前記固定は、前記基板と前記ステージとが構成する空間の減圧による吸着により、
前記固定の解除は、前記空間が大気圧に戻ることによる、ことを特徴とする請求項１に記載の基板断裁装置としたものである。

【0016】

請求項３に記載の発明は、前記固定及び固定の解除は、前記基板の前記個片製品となる領域と、前記基板の前記端材部となる領域とで、個別に行うことができる、ことを特徴とする請求項２に記載の基板断裁装置としたものである。

【0017】

請求項４に記載の発明は、前記基板の前記端材部となる領域を固定、及び固定を解除するために、前記端材部となる領域へ着脱することができるクランプを備える、ことを特徴とする請求項１に記載の基板断裁装置としたものである。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、製造用基板の断裁後に、端材部をステージ上からステージの外側に排除可能とする基板断裁装置を提供することができる。端材部の排出は、基板を固定するための吸着機構を真空破壊するだけでできるため、特別の払い出し機構を設ける必要がなく、装置仕様の簡素化ができるという効果がある。また、払い出しに要する時間が短いため、作業効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態の基板断裁装置の構成を示す、（ａ）模式平面図、（ｂ）模式断面図である。

【図2】本発明の第１実施形態の基板断裁装置の変形例の構成を示す、模式断面図である。

【図3】本発明の第２実施形態の基板断裁装置の構成を示す、（ａ）模式平面図、（ｂ）模式断面図である。

【図4】本発明の第１実施形態の基板断裁装置を用いて、基板を断裁し、端材部及び個片製品を取り出すプロセスを工程順に示す、模式断面図である。

【図5】本発明の第２実施形態の基板断裁装置を用いて、基板を断裁し、個片製品及び端材部を取り出すプロセスを工程順に示す、模式断面図である。

【図6】本発明の第１実施形態の基板断裁装置を用いて個片製品及び端材部を取り出すために、基板を断裁する箇所を例示する、模式平面図である。

【図7】従来の基板断裁装置のステージ部分を例示する、（ａ）模式平面図、（ｂ）模式断面図である。

【図8】従来の基板断裁装置のステージ上に基板を吸着した形態を例示する、（ａ）模式平面図、（ｂ）模式断面図である。

【図9】従来の基板断裁装置で基板を断裁する様態を例示する、模式平面図である。

【図10】従来の基板断裁装置で断裁工程が終了した様態を例示する、模式平面図である。

【図11】従来の基板断裁装置で個片製品を取り出す工程を例示する、（ａ）模式平面図、（ｂ）模式断面図である。

【図12】従来の基板断裁装置で端材部を取り出す工程を例示する、（ａ）模式平面図、（ｂ）模式断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態に係る基板断裁装置について図面を用いて説明する。同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一または類似の符号を付ける。各図面において、見易さのため構成要素の厚さや比率は誇張されていることがあり、構成要素の数も減らして図示していることがある。また、本発明は以下の実施形態そのままに限定されるものではなく、主旨を逸脱しない限りにおいて、適宜の組み合わせ、変形によって具体化できる。

【0021】

図１は、本発明の第１実施形態の基板断裁装置の構成を示す、（ａ）模式平面図、（ｂ）模式断面図である。第１実施形態の基板断裁装置１００は、ステージ１０と端材収容ユニット１６からなる。ステージ１０には従来の基板断裁装置と同様に、製造用基板の個片製品となる部分を吸着するための吸着孔１３ｐ、端材部となる部分を吸着するための吸着孔１３ｔ、及び断裁のためのブレード溝１２を備えている。断面図の符号１４ｖは個片製品部と端材部を同時に吸着または真空破壊するための、吸着孔１３ｐ及び吸着孔１３ｔと連結する吸着路を示している。

【0022】

前記に加えて、第１実施形態の基板断裁装置１００は、ステージ１０の外周部に傾斜面部１０ｓを有しており、傾斜面部１０ｓは図４で後述するように、平面視でその一部が、製造用基板（図１では不図示）の端材部と重なるように形成されている。

【0023】

第１実施形態の基板断裁装置１００は、傾斜面部１０ｓを有することにより、図４で詳述するように、製造用基板の端材部の固定の解除後に、端材部を、傾斜面部１０ｓに沿って自然落下させる機能を有している。

【0024】

第１実施形態の基板断裁装置１００は、前記の自然落下する端材部を収容するための端材収容ユニット１６を備えている。端材収容ユニット１６の外形は、端材収容ユニット外壁１６ａと端材収容ユニット内壁１６ｂとからなるが、端材部は固定の解除後に製造用基板の四辺から一斉に落下するため、端材収容ユニット１６は、平面視で端材収容ユニット外壁１６ａと端材収容ユニット内壁１６ｂとの間に製造用基板外周部の四辺を含むように、枠状に形成されている。尚、図示しないが、ステージ１０や端材収容ユニット１６は定盤や支持棒等によって支持されている。

【0025】

図２は、本発明の第１実施形態の基板断裁装置の変形例の構成を示す、模式断面図である。図１の第１実施形態の基板断裁装置１００では、吸着路は個片製品部と端材部を同時に吸着または真空破壊するための吸着路１４ｖとなっていたが、第１実施形態の基板断裁装置の変形例１００’では隔壁１５によって個片製品部の吸着路１４ｖ１と、端材部の吸着路１４ｖ２とに分離され、従って吸着孔１３ｐと吸着孔１３ｔとは連結していない。

【0026】

図２の第１実施形態の基板断裁装置の変形例１００’の構成により、固定及び固定の解除は、製造用基板の個片製品となる領域と、製造用基板の端材部となる領域とで、個別に行うことができるようになり、それらの領域の固定及び固定の解除を、加工条件に適するように、どちらの領域を先に行うことも可能になる。

【0027】

例えば、基板分割終了後、個片製品部の吸着解除→個片製品のピックアップ→端材部の吸着解除の順番で行うとすると、個片製品のピックアップの際に隣接した個片製品に仮に接触しても、端材部がまだ吸着されているため、隣接した個片製品が移動しにくくなる、という利点がある。

【0028】

図３は、本発明の第２実施形態の基板断裁装置の構成を示す、（ａ）模式平面図、（ｂ）模式断面図である。第２実施形態の基板断裁装置２００が図１の第１実施形態の基板断裁装置１００と異なる点は、製造用基板の端材部となる部分を吸着するための吸着孔１３ｔを有しておらず、その代わりにクランプバー２７を備えていることのみである。クランプバー２７が上下動して端材部に着脱することにより、端材部の固定及び固定の解除を行う。

【0029】

吸着孔１３ｔの代わりにクランプバー２７を備えることにより、吸着孔を作れないほど端材部の幅が小さい製造用基板であっても、クランプバー２７を着脱することで、端材部をステージ上に固定、またはステージの外側に排出することができるようになる。尚、図示しないが、クランプバー２７は可動式のアームや支持棒等によって支持し、動きを制御することができる。

【0030】

図４は、本発明の第１実施形態の基板断裁装置１００を用いて、基板を断裁し、端材部及び個片製品を取り出すプロセスを工程順に示す、模式断面図である。尚、図４（ｃ）以外では、端材収容ユニット１６の図示を省略している。

【0031】

製造用基板１１は、第１実施形態の基板断裁装置１００ステージ１０に載置され、吸着路が減圧され１４ｖ’となることで、吸着路１４ｖ’と連結した吸着孔１３ｐ、１３ｔを通して製造用基板１１はステージ１０に固定される（図４（ａ））。

【0032】

次に、ブレード溝１２に沿ってブレードユニット（ここでは不図示）によって製造用基板１１は断裁され、図４（ｂ）に示す、個片製品１１ｐ、端材部１１ｔの形態となる。

【0033】

次に、吸着路が真空破壊され大気圧に戻り１４ｖとなることで、個片製品１１ｐ、端材
部１１ｔの固定は解除される。これにより、端材部はステージ１０の外側へ重力により自然落下し、端材収容ユニット１６に収容される（図４（ｃ））。

【0034】

前記の際、端材部がステージ１０の外側へ確実に落下するように、図４（ａ）に示すように、製造用基板１１の端材部１１ｔとなる部分は、その重心がステージ１０の傾斜面部の始点よりも外側へ来るように、傾斜面部の始点から端材部１１ｔの端からまでの長さｌｓ１が、端材部１１ｔのもう一方の端までの長さｌｖよりも長くなるように、製造用基板１１をステージ１０に載置、固定しておく。

【0035】

最後に図４（ｄ）に示すように、固定解除されている個片製品１１ｐ’を従来と同じ方法でピックアップし取り出すことができる。

【0036】

図５は、本発明の第２実施形態の基板断裁装置２００を用いて、基板を断裁し、個片製品及び端材部を取り出すプロセスを工程順に示す、模式断面図である。尚、図５（ｄ）以外では、端材収容ユニット２６の図示を省略している。

【0037】

第２実施形態の基板断裁装置２００では、個片製品２１ｐの固定と解除は第１実施形態の基板断裁装置１００と同様に真空系で行うが、端材部２１ｔの固定と解除は、クランプバー２７により行う。符号２７’はクランプバーが製造用基板２１を押さえ固定している状態を示している。

【0038】

第２実施形態の基板断裁装置２００においても、図２の第１実施形態の基板断裁装置の変形例１００’と同様に、固定及び固定の解除は、個片製品となる領域と、端材部となる領域とで、個別に行うことができるので、それらの領域の固定及び固定の解除を、どちらの領域を先に行ってもよい。図５の例では個片製品となる領域の固定の解除を先に行い、個片製品２１ｐ’を従来と同じ方法でピックアップし取り出している（図５（ｃ））。

【0039】

図５の例では端材部となる領域の固定の解除を最後に行い、端材部２１ｔをステージ２０の外側へ重力により自然落下させ、端材収容ユニット２６に収容している（図５（ｄ））。

【0040】

前記の際、端材部がステージ２０の外側へ確実に落下するように、図５（ａ）に示すように、製造用基板２１の端材部２１ｔとなる部分は、その重心がステージ２０の傾斜面部の始点よりも外側へ来るように、傾斜面部の始点から端材部２１ｔの端からまでの長さｌｓ２が、端材部２１ｔのもう一方の端までの長さｌｃよりも長くなるように、製造用基板２１をステージ２０に載置、固定しておく。

【0041】

尚、本発明の基板断裁装置を用いて製造用基板を断裁するが、端材部については、個片製品と同じような個片化は必ずしも必要ではない。図６は、第１実施形態の基板断裁装置を用いて基板を断裁する箇所を例示する模式平面図であり、符号１２がステージ１０のブレード溝を示すが、製造用基板１１を断裁する箇所は白抜きの符号１２ｂで示す箇所であれば十分である。このように断裁すれば、端材部は４片で済み、より簡潔な製造工程となる。第２実施形態の基板断裁装置を用いる場合も同じである。

【0042】

以上説明したように、本発明の断裁装置では、ステージの、平面視で製造用基板の端材部と重なる領域の一部が傾斜面部を有し、固定の解除後に、端材部を傾斜面部に沿って自然落下させる機能を有するので、端材部を短時間でステージ上からステージの外側に排除することができ、作業効率が向上するとともに、ステージの内側に端材部に付着した切りカスが落ちることはない。また、固定のための真空吸着部を作れないほど端材部の幅が小さい場合であっても、クランプバーを着脱することで、同様の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0043】

１１、２１、５１・・・製造用基板
５１ａ・・・・・・・断裁中の基板
５１ｂ・・・・・・・断裁後の基板
５１ｃ・・・・・・・個片製品取り出し後の基板
１１ｐ、２１ｐ、５１ｐ・・・個片製品
１１ｐ’、２１ｐ’、５１ｐ’・・・ピックアップ中の個片製品
１１ｔ、２１ｔ、５１ｔ・・・端材部
１１ｔ’、２１ｔ’・・・落下中の端材部
５１ｔ’・・・・・・・・・・・・ピックアップ中の端材部
１００・・・・・・・・本発明の第１実施形態の基板断裁装置
１００’・・・・・・・本発明の第１実施形態の基板断裁装置の変形例
２００・・・・・・・・本発明の第２実施形態の基板断裁装置
１０、１０’、２０・・本発明の基板断裁装置のステージ
５０・・・・・・・・・従来の基板断裁装置のステージ
１０ｓ、２０ｓ・・・・傾斜面部（スロープ部）
１２、２２、５２・・・ブレード溝
１２ｂ・・・・・・・・断裁箇所
１３ｐ、２３ｐ、５３ｐ・・・吸着孔（個片製品部）
１３ｐ’、２３ｐ’・・・個片製品
１３ｔ、２３ｔ、５３ｔ・・・吸着孔（端材部）
１４ｖ、２４ｖ、５４ｖ・・・吸着路（個片製品部・端材部共通、非吸着時）
１４ｖ’、２４ｖ’、５４ｖ’・・・吸着路（吸着時）
１４ｖ１・・・・・・吸着路（個片製品部）
１４ｖ２・・・・・・吸着路（端材部）
１５・・・・・・・・吸着路隔壁
１６、２６・・・・・端材収容ユニット
１６ａ、２６ａ・・・端材収容ユニット外壁
１６ｂ、２６ｂ・・・端材収容ユニット内壁
２７・・・・・・・・クランプバー（非クランプ時）
２７’・・・・・・・・クランプバー（クランプ時）
５８ｐ・・・・・・・ピックアップロボット（個片製品用）
５８ｔ・・・・・・・ピックアップロボット（端材部用）
５９ｐ・・・・・・・収容トレイ（個片製品用）
５９ｔ・・・・・・・収容トレイ（端材部用）
６１・・・・・・・・ブレードユニット
６２ｂ・・・・・・・断裁箇所
Ｐ・・・・・・・・・個片製品領域
Ｔ・・・・・・・・・端材部領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】