| 【発明の名称】 |
補修材供給機構 |
| 【発明者】 |
【氏名】穀田 哲章
【住所又は居所】東京都港区西新橋三丁目２０番１号 日本アビオニクス株式会社内
【氏名】竹内 正人
【住所又は居所】東京都港区西新橋三丁目２０番１号 日本アビオニクス株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】印刷回路基板の導体パターンの断線修理を容易にし、且つ修理の品質を高める。
【解決手段】断線を修理する際に補修材を修理箇所に供給し保持する補修材供給機構を提供する。この補修材供給機構は、補修材４を送出する送出管７と、これに略対向して設けた吸引管９とを有し、補修材４は送出部６の駆動により送出管７から送出され、この送出された補修材４は吸引管９に吸引される。このようにして両側が保持された補修材４を断線箇所にあてがい、上方から溶接電極５を当接させ通電することで、補修部材４を断線箇所の両側の導体パターンに溶接する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷回路の断線を修理する際に、補修材を修理箇所に供給する補修材供給機構であって、補修材を送出する送出孔と、前記補修材を前記送出孔から所定の長さ送出する送出部と、前記送出孔と略対向する位置に設け、前記送出孔から送出された前記補修材を空気の負圧により吸引する吸引孔とを備えることを特徴とする補修材供給機構。
【請求項２】
前記送出孔と前記吸引孔とを、補修すべき印刷回路面に対して一体的に移動させる駆動手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の補修材供給機構。
【請求項３】
前記吸引孔が前記送出孔から送出された前記補修材を吸引した状態で、この補修材を前記印刷回路面の方向に押圧する押え棒を備えたことを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の補修材供給機構。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は印刷回路基板上の導体パターンの断線を修理する断線修理装置に関し、さらに詳細には、断線箇所補修用の補修材の供給機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より印刷回路基板上の導体パターンの断線箇所にリボン形状の補修材をあてがい、この補修材を前記導体パターンに溶接するようにした断線修理装置があり、特許文献１にはその代表的な例が開示されている。
【０００３】
ここでこの断線修理装置の修理動作の概略を図７に基づいて説明する。図７（ａ）で示すように、断線箇所を有するプリント配線板１０１を修理すべき断線箇所１０２を上側にしてステージ１０３に載置し、リボン材１０４を断線箇所１０２にあてがい、上下動可能な溶接電極１０５をまず第一の溶接位置１０４Ａに当接させて溶接する。
【０００４】
この場合の溶接には、僅かな間隙１０５Ａを隔てて設けられた一対の電極に補修材１０４を介して電流を流すことで溶接するパラレルギャップタイプの溶接電極が広く使用されている。第一の溶接位置１０４Ａにおける溶接が終了したのち、溶接電極１０５を上昇させてステージ１０３を水平方向に移動させることにより、第二の溶接位置１０４Ｂを溶接する。
【０００５】
このようにして断線箇所１０２を挟んだ２個所の溶接が完了した状態を図７（ｂ）に示す。ここで、補修材１０４の２個所の溶接位置１０４Ａ、１０４Ｂの夫々の外側近傍１０４Ｃ、１０４Ｄの更に外側は不要なので削除する。
【０００６】
【特許文献１】特許第２５０１１３１号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
またここで、図７（ａ）の段階で補修材１０４を溶接位置１０２にあてがい保持するのは人手によって行われてきた。しかしながら、近年印刷回路基板の高密度化に伴い導体パターンも微細になり、例えば幅２５μｍクラスの導体パターンの断線を修理する必要が生じてきた。このような導体パターンを修理するには、やはり導体パターンと同等の幅の補修材を使用する必要があり、人手で補修材を精度良く保持する限界を超えた。
【０００８】
さらに、修理対象である回路パターンの形成方法には、銅箔をエッチングして残部を使用するサブトラクティブ法ばかりでなく、印刷法や、選択的にめっき析出を行い回路パターンを形成するアディティブ法等があり、近年は高精細回路基板の形成に有利なアディティブ系の製法が注目されている。この製法によれば回路パターンの断面が略かまぼこ型になる傾向があり、前述したように補修材をあてがっても、補修材が回路パターン側方にずれやすいあるいはずり落ちやすいという問題が顕著になってきた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は第１の態様として、補修材を送出する送出孔と、前記補修材を前記送出孔から所定の長さ送出する送出部と、前記送出孔と略対向する位置に設け、前記送出孔から送出された前記補修材を空気の負圧により吸引する吸引孔とを備えることを特徴とする補修材供給機構を提供する。
【００１０】
また第２の態様として、前記送出孔と前記吸引孔とを、補修すべき印刷回路面に対して一体的に移動させる駆動手段を備えることを特徴とする第１の態様として記載の補修材供給機構を提供する。
【００１１】
さらに第３の態様として、前記吸引孔が前記送出孔から送出された前記補修材を吸引した状態で、この補修材を前記印刷回路面の方向に押圧する押え棒を備えたことを特徴とする第１の態様あるいは第２の態様として記載の補修材供給機構を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、補修材の供給、位置合わせ、保持が人手によらず行えるので、作業者は、手の震えや息使いに気をはらうことなく断線修理作業を行える。また、人手で作業することが習熟者にも不可能なレベルの微細パターンの補修であっても、安定した修理品質が確保できる。
【００１３】
さらに、補修材の保持方法が片持ちではなく両側を保持する方法なので、断面が略かまぼこ型の導体パターンの修理であっても、確実にパターン上に補修材を保持することができる。
【００１４】
加えて、吸引孔側においては保持時の補修材の張力を空気の負圧を利用して得ているので、吸引孔での補修材の出入りがあっても前記張力をほぼ一定に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の１実施形態を示す補修材供給機構の側面図である。図１において、１はステージ、２は印刷回路基板、３は印刷回路基板２に形成された導体パターン、３Ａは導体パターン３の断線箇所、４はリボン形状の補修材、５は溶接電極である。
【００１６】
ここでステージ１は水平方向及び水平面上での回転方向に駆動可能であり、印刷回路版２の所定の位置を溶接電極５の直下に位置決めすることができる。また、溶接電極５はステージ１の主面に対して垂直方向に駆動可能であり、さらにステージ１の方向への加圧力も調整可能となっている。
【００１７】
図１において６は補修材４の送出部であり、先端に送出孔を備えたパイプ状の送出管７が設けてある。また８はテンショナであり、先端に吸引孔を備えたパイプ状の吸引管９が設けてある。またテンショナ８は固定腕１０により送出部６のベース１１に固定されている。
【００１８】
またさらに、ベース１１は図示しない上下方向のリニアガイドにより摺動自在に装置本体に保持されており、図示しない駆動手段により上下方向に所定量駆動可能となっている。したがって装置本体に保持された溶接電極５とベース１１は、夫々のステージ１に対する上下位置が所定量可変となっており、なおかつ送出部６およびテンショナ８は、印刷回路基板２に対する相対的位置が一体的に所定量可変となる。
【００１９】
次に図２に基づいて送出部６の構成を説明する。図２は図１における送出部６のみを抜き出した側面図である。本図において７は送出管、１１はベース、１４は可動ブロック、１５はエアシリンダ、１６はソレノイドである。
【００２０】
可動ブロック１４はスライドレール１７Ａとスライドブロック１７Ｂとで構成されたリニアガイド１７によりベース１１に対して矢印ア方向に摺動自在に保持されている。さらに、ベース１１に固定されたエアシリンダ１５のロッド１５Ａが駆動することにより、可動ブロック１４はベース１１に対して矢印ア方向に相対的に移動する。
【００２１】
また、可動ブロック１４にはソレノイド１６が固定されており、そのロッド１６Ａの先端は支点１８Ａを中心として回動する略Ｌの字形状の回動部材１８に当接している。このロッド１６Ａが回動部材１８を押圧すると、引っ張りコイルバネ１９が伸長すると同時に回動部材１８が支点１８Ａを中心に回動し、他端の押え面１８Ｂが対向する押え面２０から離隔する。前記したロッド１６Ａの押圧がないときは、押え面１８Ｂは引っ張りコイルバネ１９の張力により所定の圧力で対向する押え面２０を押圧する。
【００２２】
次に、送出部６への補修材４の装着方法を説明する。まず、２１で示す位置に糸車状に収装された補修材４の先端を第１の導入路２２に貫装する（符号２３で示す二点鎖線）。さらに、一対のフェルト２４、２５の間の当接面を貫通させて第２の導入路２６に貫装する（符号２７で示す二点鎖線）。
【００２３】
ここで一対のフェルト２４、２５は夫々ベース１１から延設された２本の突起２９、３０の先端に付設されており、お互いの当接面の間をリボン形状（断面形状が略長方形）の補修材４を通過させることにより、補修材４のねじれ方向の動きを規制する。またさらに摩擦力により、補修材４の送り方向の運動に適度な制動力を与える。そして最後に補修材４を押え面１８Ｂと対向する押え面２０との間を通して送出管７に貫装する（符号２８で示す二点鎖線）。
【００２４】
このようにして補修材４が装着されたのち溶接作業が行われるが、ここで溶接作業中に行われる送出部６の動作を説明する。まず、ソレノイド１６が駆動してロッド１６Ａの先端が回動部材１８を押圧する。これにより、押え面１８Ｂが対向する押え面２０から離隔し、これらの間に所定の圧力で保持されていた補修材４を解放する。
【００２５】
次にエアシリンダ１５が駆動し、ロッド１５Ａをエアシリンダ１５の本体側に引き寄せることにより、可動ブロック１４がエアシリンダ１５側に移動する。このとき押え面１８Ｂは補修材４を解放しており、可動ブロック１４の動きに伴って移動する送出管７および第２の導入路２６と補修材４との摩擦力も極めて少ない。
【００２６】
これに対し、フェルト２４、２５は補修材４を一定の摩擦力で保持している。したがって、前述したエアシリンダ１５の駆動により、補修材４の動きが伴わない状態で可動ブロック１４がエアシリンダ１５側に移動し、その結果、可動ブロック１４と共に移動する送出管７の先端から突出する補修材４の長さは可動ブロック１４のストローク分だけ長くなる。
【００２７】
次にソレノイド１６の駆動を停止すると、引っ張りコイルバネ１９の張力により押え面１８Ｂおよび対向する押え面２０は補修材４を保持し、その後エアシリンダ１５が逆方向に駆動して可動ブロック１４を元の位置に戻す。このとき押え面１８Ｂおよび対向する押え面２０による保持力が、一対のフェルト２４，２５の摩擦力を上回るようにしてあるので、補修材４は所定の移動量に調整された可動ブロック１４のストローク分だけ送り出されることになる。
【００２８】
次に図３に基づいてテンショナ８の構成と動作を説明する。図３は図１が示す側面図をテンショナ８を中心に描いたものである。本図において９は吸引管、１０は固定腕、３１はテンショナ本体、３２は流路管、３３は押え棒である。
【００２９】
テンショナ本体３１は第１の固定部材３４に支点３４Ａを中心として角度調整自在に固定されている。また第１の固定部材３４は第２の固定部材３５に上下位置調整自在に固定されている。さらに第２の固定部材３５は固定腕１０に左右位置調整自在に固定されている。したがってテンショナ本体３１は、送出部６に対する位置が上下方向と左右方向に調整可能であり、さらに印刷回路版２に対する傾斜角度も調整可能である。
【００３０】
また流路管３２はその一端３２Ａがテンショナ本体３１に接続され、他端３２Ｂが固定腕１０の先端にある継手３６に接続されており、自身の可撓性により位置調整時の固定腕１０とテンショナ本体３１との相対的な変位を吸収するようになっている。さらに押え棒３３は、テンショナ本体３１に支点３１Ａを中心として回動自在に保持されている。
【００３１】
押え棒３３は符号３３Ａで示す部分が図を見て手前方向に曲がっており、矢印イ方向に回動することでこの曲がった部分３３Ａが吸引管９の先端近傍まで下がるようになっている。ここでテンショナ本体３１による押え棒３３の保持は、支点３１Ａのねじを調整することで、押え棒３３の回動に伴う摩擦力を調整できるようになっている。
【００３２】
また吸引管９はその先端に吸引孔を有し、先端側を細く仕上げた中空管であり、他端がテンショナ本体３１に固定され、前記吸引孔は、テンショナ本体３１の流路３１Ｂおよび流路管３２を介して継手３６に接続されている。また継手３６は図示しないバキューム手段に接続され、所定の負圧を吸引管９まで伝達するようになっている。
【００３３】
次に、このような構成を用いて断線を修理するときの動作を図４、図５に基づいて説明する。実施の構成は図１で示したものと同一であるが、図４、図５においては、印刷回路基板２の他には、補修材４、溶接電極５、送出管７、吸引管９のみを示して説明する。
【００３４】
まず、図４（ａ）は待機時のホームポジションを示す。ここで溶接電極５、送出管７および吸引管９は、印刷回路基板２の表面から間隔をおいた上空に位置ている。またこのとき補修材４は、前述した送り動作により所定量送出管７の先端から突出した状態であり、送出部６によって保持された状態にある。この送出部６による補修材４の保持と解放は、図２で示す押え面１８Ｂが行うものである。ただし解放時においても、図２で示す一対のフェルト２４、２５が補修材４に対して適度に制動力を与えている。
【００３５】
次に操作者は図示しないバキューム手段を駆動させ、吸引管９の吸引孔に所定の吸引力を付与し、さらに送出部６による補修材４の保持を解放する。そして図４（ｂ）で示すように補修材４を吸引管９に挿入する。具体的には、送出管７から突出した補修材４をピンセット等でつまんで、その先端を吸引管９の先端に近づける。このとき補修材４の先端を吸引孔に挿入すればよいが、先端を吸引孔に近づけただけで前記吸引力により補修材４は吸引管９に吸い込まれて行く。そしてこのあと説明する動作に見合うだけの長さの補修材４を吸引管９に送り込む。
【００３６】
次に図４（ｃ）で示すように、送出部６において補修材４を保持状態とし、送出管７および吸引管９を一体的に印刷回路基板２の方向に下降させる。そのあと押え棒３３を回動させるのであるが、この時の溶接電極５、送出管７、吸引管９、補修材４および押え棒３３の関係を図６に拡大して示す。
【００３７】
図６は送出管７および吸引管９が最も印刷回路基板２に接近した状態を示している。送出管７および吸引管９の先端は印刷回路基板２の表面から僅かに離隔している。溶接の品質を安定させるためには補修材４は可能な限り溶接部に接近しているのが良いが、前記先端が印刷回路基板２の表面に接触した場合、この表面を傷つけたり逆に前記先端の位置がずれたりしてしまう。またこのことから前記先端が細ければ細いほどよいが、これにも限界がある。
【００３８】
そこで、図６に実線で示す押え棒３３を操作者が人手で操作し、２点鎖線で描いた３３’の位置に回動させる。この回動は図３に示すテンショナ本体３１の支点３１Ａを中心としたもので、図６で示すように回動した押え棒３３’により補修材４をより印刷回路基板２の表面に近づける、あるいは接触させて押え込むことができる。図６において下降したときの溶接電極５は５’として２点鎖線で描いてあり、押え棒３３により押し下げられた補修材４も４’として２点鎖線で描いてある。なお断線箇所は３Ａで示してある。
【００３９】
またこのとき送出部６は補修材４を保持しているので、押え棒３３が補修材４を押し下げても送出管７から補修材４は送出されない。しかしながら、吸引管９は連続的な吸引により補修材４を吸い付けているだけなので、補修材４を引っ張ればその分引き出すことができる。しかも吸引管９による補修材４の張力は常にほぼ一定に保つことができる。
【００４０】
このようにして補修材４の位置決めが終わったら、図４（ｄ）で示すように溶接電極５が下降して第１の溶接を行う。そして送出部６は補修材４を解放し、図４（ｅ）で示すように送出管７を溶接部から退避させる。
【００４１】
次に、図５（ｆ）で示すように溶接電極５を上昇させ、ステージ１の移動に伴って印刷回路基板２を左方向に移動させる。このとき溶接電極５、送出管７および吸引管９は、左右方向に移動せずその位置を維持するが、すでに行われた第１の溶接による溶接部の位置が左方向へ移動するので、その移動分の長さの補修材４を吸引管９が吸い込む。また同時に、送出部６は補修材４を解放状態にしており、ステージ１の移動に伴って補修材４を送出する。
【００４２】
次に、図５（ｇ）で示すように溶接電極５が再び下降し、第２の溶接を行う。この時第１の溶接がすでになされているので、押え棒３３は使用しない。
このようにして第１および第２の溶接が終了すると、図５（ｈ）で示すように溶接電極５と共に送出管７および吸引管９も一体的に上方に移動させる。
【００４３】
このときも送出部６は補修材４を保持せず解放状態を維持しており、吸引管９も前述したように、補修材４をほぼ一定の張力を維持しながら引き抜き自在に保持している。またこのときの引き抜き長さを考慮して、図４（ｂ）の時点で十分な長さの補修材４をテンショナ８側に供給してある。
【００４４】
次に図５（ｉ）で示すように補修材４をハサミ等で切断し、図５（ｊ）のように溶接箇所に残った余分な補修材４を取り除くことで断線修理が終了する。また、このあと溶接電極５、送出管７および吸引管９は図４（ａ）と同様の状態（ホームポジション）にもどる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の１実施形態の補修材供給機構を示す側面図
【図２】本発明の１実施形態の送出部を示す側面図
【図３】本発明の１実施形態のテンショナを示す側面図
【図４】本発明の１実施形態の断線修理の動作を示す側面図
【図５】本発明の１実施形態の断線修理の動作を示す側面図
【図６】本発明の１実施形態の補修材の供給状態を示す側面図
【図７】従来の実施形態を示す斜視図と側面図
【符号の説明】
【００４６】
１ ステージ
２ 印刷回路基板
３ 導体パターン
４ 補修材
５ 溶接電極
６ 送出部
７ 送出管
８ テンショナ
９ 吸引管
１０ 固定腕
１１ ベース
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２７８３６
【氏名又は名称】日本アビオニクス株式会社
【住所又は居所】東京都港区西新橋三丁目２０番１号
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| 【出願日】 |
平成１５年１０月３１日（２００３．１０．３１） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００５−１３６２５１（Ｐ２００５−１３６２５１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年５月２６日（２００５．５．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２００３−３７１６４６（Ｐ２００３−３７１６４６） |
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