特許 7540178 基板保持治具

(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】2024-08-19

(45)【発行日】2024-08-27

(54)【発明の名称】基板保持治具

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/22 20060101AFI20240820BHJP

【ＦＩ】

H05K3/22 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020060131

(22)【出願日】2020-03-30

(65)【公開番号】P2021158310

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2023-02-21

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】392019709

【氏名又は名称】ニデックアドバンステクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100138689

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 慶

(72)【発明者】

【氏名】服部 光紀

【審査官】小林 大介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０９０９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２１２２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－３２１６９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ３／２２

Ｈ０５Ｋ １３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

保持しようとする基板の一方の面の少なくとも一部における幅全体が接触する略平坦な平坦面を有する接触受部と、
磁性体を含み、前記基板の他方の面を押圧する押圧部材と、
前記押圧部材を前記平坦面側に引き寄せる磁石とを備え、
前記押圧部材は、前記基板の他方の面で前記幅全体に接触する接触部と、前記接触部に対して前記幅の方向に連なる突出部とを備え、
前記突出部は、前記接触部よりも前記平坦面側に突出し、
前記磁石は、前記突出部が突出する方向に沿って離間する基板保持治具。

【請求項2】

前記突出部は、前記接触部の一方の側に連なる第一突出部と前記接触部の他方の側に連なる第二突出部とを含む請求項１に記載の基板保持治具。

【請求項3】

磁性体を含む補助部材と、
前記補助部材と接触する補助接触面を有する補助接触受部と、
前記補助部材を前記補助接触面に引き寄せる補助磁石とを備え、
前記補助部材は、前記第一突出部及び第二突出部により、前記接触部と架け渡され、
前記平坦面と前記補助接触面とは同一平面内に位置し、
前記補助磁石は、前記突出部が突出する方向と平行な方向に沿って離間する請求項２に記載の基板保持治具。

【請求項4】

前記突出部の突出量は、前記基板の厚み以下である請求項１～３のいずれか１項に記載の基板保持治具。

【請求項5】

前記接触部の前記平坦面とは反対側の面は、前記幅の方向と直交する方向の縁部のうち少なくとも一方において、縁に近づくに従って前記平坦面に近づくように傾斜している請求項１～４のいずれか１項に記載の基板保持治具。

【請求項6】

前記突出部には、前記磁石と引き合う対向磁石が設けられている請求項１～５のいずれか１項に記載の基板保持治具。

【請求項7】

前記磁石は、磁力のオン、オフを切り替え可能なマグネットホルダである請求項１～６のいずれか１項に記載の基板保持治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板を保持する基板保持治具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、回路基板の反りを矯正する治具が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の反り防止用治具は、平板に複数のマグネットを埋め込むことによって形成される。この反り防止用治具に回路基板を重ね合わせ、マグネットを回路基板上に載置する。これにより、反り防止用治具に埋め込まれたマグネットと回路基板上のマグネットとの間の引力によって、回路基板の反りが矯正される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－３６８３８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１に記載の反り防止用治具では、反り防止用治具に埋め込まれたマグネットと回路基板上のマグネットとの間に基板が挟まるため、基板の厚さ分、相対向するマグネットが離れる。そのため、マグネットの引力が低下する。

【0005】

一方、基板の反りを矯正する力を増大したいというニーズがある。

【0006】

本発明の目的は、基板の反りを矯正する力を増大させることが容易な基板保持治具を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一例に係る基板保持治具は、保持しようとする基板の一方の面の少なくとも一部における幅全体が接触する略平坦な平坦面を有する接触受部と、磁性体を含み、前記基板の他方の面を押圧する押圧部材と、前記押圧部材を前記平坦面側に引き寄せる磁石とを備え、前記押圧部材は、前記基板の他方の面で前記幅全体に接触する接触部と、前記接触部に対して前記幅の方向に連なる突出部とを備え、前記突出部は、前記接触部よりも前記平坦面側に突出している。

【発明の効果】

【0008】

このような構成の基板保持治具は、基板の反りを矯正する力を増大させることが容易である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一例に係る基板保持治具の構成の一例を示す斜視図である。

【図2】図１に示すマグネットホルダ４の一例を示す斜視図である。

【図3】図１に示す基板保持治具１から押圧プレート２を取り外した状態を示す斜視図である。

【図4】図１に示す押圧プレート２を下方から見た斜視図である。

【図5】図４に示す押圧プレート２のＶ－Ｖ線断面図である。

【図6】図４に示す押圧プレート２のＶＩ－ＶＩ線断面図である。

【図7】図１に示す基板保持治具１に対して基板１００と押圧プレート２とを取り付けた状態を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。各図の向きを示すために適宜ＸＹＺ直交座標軸を記載している。

【0011】

図１に示す基板保持治具１は、大略的に、押圧プレート２、マグネットホルダ４（磁石、補助磁石）、接触受部３１、コネクタ保持部７１、スペーサ７２、壁部６１，６２，６３、及びベースプレート５を備えている。

【0012】

ベースプレート５は、Ｙ方向に長尺の略矩形板状の部材である。以下、ベースプレート５の長尺方向をＹ方向、ベースプレート５の幅方向をＸ方向、ベースプレート５の厚さ方向をＺ方向、上方を＋Ｚ方向、下方を－Ｚ方向として説明する。以下の説明において、上、下の記載は、＋Ｚ方向、－Ｚ方向に対応していればよく、必ずしも上下方向に限らない。

【0013】

図２を参照して、マグネットホルダ４は、ハンドル４０を備え、ハンドル４０の操作により磁力のオン、オフを切り替え可能な磁石である。マグネットホルダ４としては、例えば、マグネットホルダ、マグネットベース、又はマグネットチャック等の名称で市販されている磁石を用いることができる。

【0014】

マグネットホルダ４は、略直方体形状を有している。マグネットホルダ４は、Ｘ方向に帯状に延びる略平坦な一対の吸着面４１，４２を有する。

【0015】

図１を参照して、マグネットホルダ４は、ベースプレート５の＋Ｙ方向の端部近傍に、吸着面４１，４２を上方に向けて配設されている。マグネットホルダ４の－Ｘ方向側側面に、ハンドル４０が設けられている。

【0016】

壁部６１，６２，６３は、略矩形板状の部材である。マグネットホルダ４のＹ方向両側に密着するように、ベースプレート５に壁部６１，６２が立設されている。壁部６１はマグネットホルダ４の－Ｙ側、壁部６２はマグネットホルダ４の＋Ｙ側、壁部６３は、ベースプレート５の－Ｙ方向の端部近傍に立設されている。

【0017】

壁部６１のＸ方向両端近傍には、上方に突出するガイド突起６１１，６１２が形成されている。ガイド突起６１１，６１２に挟まれた端面６１３のＸ方向の長さ、すなわちガイド突起６１１，６１２の間隔は、基板１００の幅と略同一、又は僅かに大きくされている。これにより、ガイド突起６１１，６１２の間に基板１００を位置させたときに、基板１００をＸ方向に位置決め可能にされている。

【0018】

図３を参照して、接触受部３１及び補助接触受部３２は、断面矩形のＸ方向に沿って延びる角柱形状を有している。接触受部３１は、その底面がマグネットホルダ４の吸着面４１に密着するように取り付けられ、補助接触受部３２は、その底面がマグネットホルダ４の吸着面４２に密着するように取り付けられている。

【0019】

接触受部３１及び補助接触受部３２は、例えば鉄などの強磁性体によって構成されている。これにより、接触受部３１及び補助接触受部３２は、マグネットホルダ４の磁力によって磁化されるようになっている。接触受部３１の上面が平坦面３１１、補助接触受部３２の上面が補助接触面３２１となっている。平坦面３１１と補助接触面３２１とは、同一平面内に位置している。マグネットホルダ４は、磁石、及び補助磁石の一例を兼ねている。

【0020】

接触受部３１と補助接触受部３２との間であって、マグネットホルダ４の上面には、略矩形板状のスペーサ７２が配設されている。スペーサ７２の上面には、Ｘ方向に沿って延びるコネクタ保持部７１が配設されている。コネクタ保持部７１及びスペーサ７２は、例えば樹脂等の非磁性体によって構成されている。

【0021】

コネクタ保持部７１は、保持部本体７１１と、ピン受け部７１２とを備えている。保持部本体７１１は、略断面矩形のＸ方向に沿って延びる角柱形状を有している。ピン受け部７１２は、保持部本体７１１の上面、＋Ｙ側端部近傍に、Ｘ方向に沿って延設されている。ピン受け部７１２には、Ｙ方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。ピン受け部７１２の複数の貫通孔は、基板１００に実装されるコネクタ１０１のピンを受け入れ可能な孔径及び配置とされている。

【0022】

保持部本体７１１の両端部近傍には、一対の位置決孔７１３，７１３が形成されている。コネクタ保持部７１は、スペーサ７２に対して着脱可能とされている。これにより、コネクタ保持部７１をスペーサ７２から取り外した状態で、ピン受け部７１２の貫通孔にコネクタ１０１のピンを挿入することによって、コネクタ保持部７１によってコネクタ１０１を保持させることができる。

【0023】

スペーサ７２には、図略の一対の位置決め孔が、一対の位置決孔７１３，７１３と対応するように形成されている。コネクタ保持部７１によってコネクタ１０１を保持させた状態で、コネクタ保持部７１をスペーサ７２に取り付け、図略の一対の位置決めピンを、コネクタ保持部７１の一対の位置決孔７１３，７１３とスペーサ７２の一対の位置決め孔とに挿入することによって、コネクタ１０１が壁部６１に対して位置決めされる。

【0024】

そうすると、上述したように、壁部６１のガイド突起６１１，６１２によって基板１００が位置決めされるので、コネクタ保持部７１によって保持されたコネクタ１０１と、基板１００とが、相対的に略位置決めされる。

【0025】

図４を参照して、押圧プレート２は、接触部２０、第一突出部２１、第二突出部２２、及び補助部材２３を含む。接触部２０、第一突出部２１、及び第二突出部２２が押圧部材の一例に相当する。接触部２０は、基板１００の幅方向であるＸ方向に延びる。第一突出部２１は接触部２０の一方の側に連なり、第二突出部２２は接触部２０の他方の側に連なる。第一突出部２１及び第二突出部２２は、Ｙ方向に延び、接触部２０よりも下方、すなわち平坦面３１１側に突出している。

【0026】

補助部材２３は、接触部２０に対して＋Ｙ方向に離間している。補助部材２３の＋Ｘ側端部は第一突出部２１によって接触部２０の＋Ｘ側端部と架け渡され、補助部材２３の－Ｘ側端部は第二突出部２２によって接触部２０の－Ｘ側端部と架け渡されている。

【0027】

接触部２０、第一突出部２１、第二突出部２２、及び補助部材２３は、例えば鉄等の強磁性体を含んでいる。接触部２０、第一突出部２１、第二突出部２２、及び補助部材２３によって囲まれた部分が、開口部２４とされている。

【0028】

図４、図５を参照して、接触部２０は厚さＴ１、第一突出部２１及び第二突出部２２は厚さＴ２、第一突出部２１及び第二突出部２２の接触部２０に対する突出量はＴ３となっている。突出量Ｔ３は、基板１００の厚み以下とされている。

【0029】

図６、図７を参照して、開口部２４の開口縁部近傍の上面、すなわち平坦面３１１と反対側の面は、縁に近づくに従って平坦面３１１に近づくように傾斜している。なお、必ずしも開口部２４の縁部全体が傾斜している必要はなく、少なくとも接触部２０の開口部２４側において、上面が傾斜していればよい。

【0030】

図７に示すように、壁部６３の上部端面には、基板１００の端部を受ける基板受面６３１と、基板受面６３１よりも上方に突出する突起部６３２とが形成されている。基板保持治具１に基板１００を取り付けると、基板受面６３１に基板１００の端部が対向配置され、突起部６３２によって基板１００の－Ｙ方向への位置ずれが規制されるようになっている。

【0031】

マグネットホルダ４の磁力がオフの状態で、基板１００の上から押圧プレート２を取り付けると、コネクタ１０１及びピン受け部７１２が開口部２４内に位置し、接触部２０が基板１００の上面を幅方向に横断するように配置される。

【0032】

この状態では、接触部２０は、押圧プレート２の重量により、基板１００を軽く押圧する。この状態では、ガイド突起６１１，６１２によって大雑把に位置決めされた基板１００の位置を、僅かに移動させることが可能となっている。

【0033】

ユーザは、開口部２４からコネクタ１０１の実装用リードと基板１００のコネクタ実装用パッドとの位置関係を確認しつつ、基板１００の位置を動かして、コネクタ１０１と基板１００とを精度よく位置決めすることができる。

【0034】

ユーザは、精度よく位置決めした後、ハンドル４０を操作してマグネットホルダ４の磁力をオンにする。そうすると、マグネットホルダ４の磁力によって、接触受部３１に対して押圧プレート２の接触部２０が引き寄せられ、補助接触受部３２に対して押圧プレート２の補助部材２３が引き寄せられる。その結果、接触部２０によって基板１００が平坦面３１１に押圧される。これにより、基板１００は、平坦面３１１と接触部２０とに挟まれるので、基板１００のＸ方向の反りが矯正される。

【0035】

このとき、補助部材２３を備えることによって、接触部２０が接触受部３１に引き寄せられる力に加えて、補助部材２３が補助接触受部３２に引き寄せられる力によって、接触部２０による基板１００の押圧力が高められる。その結果、基板１００の反りを矯正する効果が向上する。

【0036】

なお、必ずしも補助部材２３及び補助接触受部３２を備えていなくてもよく、マグネットホルダ４は補助磁石として機能しなくてもよい。

【0037】

また、図４、図５に示すように、第一突出部２１及び第二突出部２２は、接触部２０よりも突出量Ｔ３突出し、かつ突出量Ｔ３は基板１００の厚み以下とされている。従って、第一突出部２１及び第二突出部２２は、接触部２０よりも接触受部３１に近づく。その結果、マグネットホルダ４の磁力によって接触部２０が引き寄せられる力よりも大きな力が第一突出部２１及び第二突出部２２に作用する。

【0038】

第一突出部２１及び第二突出部２２が大きな力で引き寄せられると、第一突出部２１及び第二突出部２２に連なる接触部２０が基板１００を押圧する押圧力が増大する。これにより、基板１００の反りを矯正する力を増大させることが容易となる。

【0039】

なお、第一突出部２１及び第二突出部２２を備える例に限られず、第一突出部２１及び第二突出部２２のうちいずれか一方を突出部として備える構成であってもよい。しかしながら、第一突出部２１及び第二突出部２２を備えると、基板１００の反りを矯正する力が増大する点でより好ましい。

【0040】

また、マグネットホルダ４は、ハンドル４０を操作することによって、磁力のオン、オフを切り替えることができる。従って、磁力をオフした状態で基板１００を動かして位置決め位置を調節した後、磁力をオンして基板１００の反りを矯正することができる。その結果、はんだ付け作業の作業性が向上する。

【0041】

第一突出部２１及び第二突出部２２には、接触受部３１及び補助接触受部３２を介してマグネットホルダ４と引き合う対向磁石が設けられていてもよい。これにより、接触部２０による基板１００の押圧力が増大し、基板１００の反りを矯正する力を増大させることが容易になる。

【0042】

図６、図７を参照して、開口部２４の開口縁部近傍の上面は、開口部２４の縁に近づくに従って平坦面３１１に近づくように、すなわち基板１００に近づくように、傾斜している。そのため、コネクタ１０１の実装用リードにはんだごての先を当ててはんだ付け作業を行う際に、はんだごてが開口部２４の縁と干渉し難くなる。その結果、はんだ付け作業の作業性が向上する。なお、開口部２４の開口縁部近傍の上面は、必ずしも傾斜していなくてもよい。また、はんだごてに限られず、ドライバー、ラジオペンチ等の工具を用いる際も、同様の効果が期待できる。

【0043】

なお、磁石、及び補助磁石として磁力をオン、オフ可能なマグネットホルダ４を用いる例に限らない。マグネットホルダ４の代わりに単一の永久磁石、又は電磁石を磁石、及び補助磁石として用いてもよい。また、磁石、及び補助磁石は分離された別の磁石であってもよい。

【0044】

また、接触受部３１、補助接触受部３２を備えず、マグネットホルダ４の吸着面４１を接触受部の平坦面、マグネットホルダ４の吸着面４２を補助接触受部の補助接触面として用いてもよい。この場合、マグネットホルダ４が、接触受部及び補助接触受部を兼ねる。

【0045】

また、第一突出部２１及び第二突出部２２の突出量Ｔ３は、基板１００の厚みを超えていてもよい。突出量Ｔ３が基板１００の厚みを超えている場合であっても、Ｚ方向のたわみ量が突出量Ｔ３を超える大きな反りを矯正することができる。しかしながら、突出量Ｔ３が基板１００の厚み以下である方が、基板１００の小さな反りを矯正しやすく、より好ましい。

【0046】

すなわち、本発明の一例に係る基板保持治具は、保持しようとする基板の一方の面の少なくとも一部における幅全体が接触する略平坦な平坦面を有する接触受部と、磁性体を含み、前記基板の他方の面を押圧する押圧部材と、前記押圧部材を前記平坦面側に引き寄せる磁石とを備え、前記押圧部材は、前記基板の他方の面で前記幅全体に接触する接触部と、前記接触部に対して前記幅の方向に連なる突出部とを備え、前記突出部は、前記接触部よりも前記平坦面側に突出している。

【0047】

この構成によれば、磁石によって押圧部材が平坦面側に引き寄せられ、接触部によって基板が平坦面に押圧される。これにより、基板が平坦面と接触部とに挟まれるので、基板の反りが矯正される。さらに、突出部が接触部よりも平坦面側に突出しているので、突出部と平坦面との距離が、接触部と平坦面との距離よりも短い。その結果、接触部が磁石によって平坦面側に引き寄せられる力よりも大きな力が突出部に作用する。突出部が大きな力で引き寄せられると、突出部に連なる接触部が基板を押圧する押圧力が増大する。これにより、基板の反りを矯正する力を増大させることが容易となる。

【0048】

また、前記突出部は、前記接触部の一方の側に連なる第一突出部と前記接触部の他方の側に連なる第二突出部とを含むことが好ましい。

【0049】

この構成によれば、接触部の両側に連なる第一突出部と第二突出部とによって、接触部が基板を押圧する押圧力が高められる。その結果、基板の反りを矯正する力を増大させることが容易となる。

【0050】

また、磁性体を含む補助部材と、前記補助部材と接触する補助接触面を有する補助接触受部と、前記補助部材を前記補助接触面に引き寄せる補助磁石とを備え、前記補助部材は、前記第一突出部及び第二突出部により、前記接触部と架け渡され、前記平坦面と前記補助接触面とは同一平面内に位置することが好ましい。

【0051】

この構成によれば、接触部が接触受部に引き寄せられる力に加えて、補助部材が補助接触受部に引き寄せられる力によって、接触部による基板の押圧力が高められる。その結果、基板の反りを矯正する効果が向上する。

【0052】

また、前記突出部の前記突出量は、前記基板の厚み以下であることが好ましい。

【0053】

この構成によれば、基板の反りを矯正しやすい。

【0054】

また、前記接触部の前記平坦面とは反対側の面は、前記幅の方向と直交する方向の縁部のうち少なくとも一方において、縁に近づくに従って前記平坦面に近づくように傾斜していることが好ましい。

【0055】

この構成によれば、基板に部品を実装する際の作業において、工具が接触部の縁部と干渉し難くなる。その結果、実装作業の作業性が向上する。

【0056】

また、前記突出部には、前記磁石と引き合う対向磁石が設けることが可能である。

【0057】

この構成によれば、接触部による基板の押圧力が増大し、基板の反りを矯正する力を増大させることが容易になる。

【0058】

また、前記磁石は、磁力のオン、オフを切り替え可能なマグネットホルダであることが好ましい。

【0059】

この構成によれば、磁力をオフした状態で、基板を動かして位置調整を行った後に磁力をオンして基板の反りを矯正することができるので、作業者の作業性が向上する。

【符号の説明】

【0060】

１ 基板保持治具
２ 押圧プレート（押圧部材，補助部材）
４ マグネットホルダ（磁石，補助磁石）
５ ベースプレート
２０ 接触部
２１ 第一突出部（突出部）
２２ 第二突出部（突出部）
２３ 補助部材
２４ 開口部
３１ 接触受部
３２ 補助接触受部
４０ ハンドル
４１，４２ 吸着面
６１，６２，６３ 壁部
７１ コネクタ保持部
７２ スペーサ
１００ 基板
１０１ コネクタ
３１１ 平坦面
３２１ 補助接触面
６１１，６１２ ガイド突起
６１３，６２３ 端面
６３１ 基板受面
６３２ 突起部
７１１ 保持部本体
７１２ ピン受け部
７１３，７１３ 位置決孔
Ｔ１，Ｔ２ 厚さ
Ｔ３ 突出量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】