JP7635981B2

JP7635981B2 - 電子部品基板の分割装置

Info

Publication number: JP7635981B2
Application number: JP2021104592A
Authority: JP
Inventors: 一明杉木
Original assignee: 株式会社エフエー
Priority date: 2021-06-24
Filing date: 2021-06-24
Publication date: 2025-02-26
Anticipated expiration: 2041-06-24
Also published as: JP2023003487A

Description

本発明は、複数の電子部品が実装された電子部品基板を分割加工溝に沿って電子部品毎に分割する分割装置に関するものである。

電子部品基板、例えばセラミック基板は、生産性を考慮して、基板上に複数の電子部品をまとめて実装して製造されることが多い。電子部品基板は基板本体の上に複数の電子部品が実装されており、基板本体には、予め電子部品に沿って縦方向および横方向にドリルやＶカットで分割加工線が入れられている。そして、電子部品基板の完成後に分割加工線に沿って個々の電子部品を分離するようにしている。

電子部品基板を複数の個片に分割する方法として、手で曲げ力を加え、分割加工線を基点に亀裂を進展させて分割する方法、基板の下面に分割加工線に対向するエッジをあてがい、基板に下向きの曲げ力を加えて分割する方法（特許文献１）、さらには、基板の両側を基板保持部で保持し、基板の切断加工線の裏側からブレードを押し当て、同時に基板保持部を押し当て方向に対向して回転させ、基板を分割する方法（特許文献２）が知られている。

しかしながら、近年は、電子部品の高度集積技術の進歩により電子部品の小型化が進んでおり、特許文献１、特許文献２のいずれの分割方法によれば、１辺数ミリ単位の小型の電子部品にあっては、基板上の分割加工線にエッジ又はブレードをあてがい又は押し当てることが大変困難で、正確に分割するのが非常に困難であった。このため、本出願人は、先に、１辺数ミリ単位の小型の電子部品を複数実装した電子部品基板を分割加工溝に沿って効率良く分割できるようにした電子部品基板の分割装置（特許文献３）を提案した。

特開昭５７－４７１４号公報特許２８０１４５３号公報特開２０１０－１９９１６３号公報

本出願人が先に提案した特許文献３の装置によれば、電子部品基板に実装された１辺数ミリ単位（例：１辺４ｍｍ）の電子部品を先頭から順次効率よく分割することができる。しかしながら、その後、スマートフォン向けなど電子部品の小型化がさらに進行し１辺２ｍｍ以下（さらには１辺１ｍｍ以下）の超小型の電子部品を実装した電子部品基板の分割に対しては、本出願人が先に提案した装置では対応が難しいという課題があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、１辺２ｍｍ以下の超小型の電子部品を実装した電子部品基板から個々の電子部品に効率よく分割することのできる、電子部品基板の分割装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る電子部品基板の分割装置は、
１辺２ｍｍ以下の超小型の電子部品が格子状に複数実装され、縦方向および横方向に分割加工溝が形成された電子部品基板を分割加工溝に沿って分割する分割装置であって、
前記電子部品基板が搬送される搬送ベルトを備え、
前記搬送ベルトの直下に、電子部品基板の分割時に反力を受ける反力支持面を配置するとともに、反力支持面の下流側近傍に、搬送ベルトの下から電子部品基板の先頭部位を押し上げる形で支持する小径かつ円柱状の支持ロールを配置し、
当該支持ロールを、前記搬送ベルトの直下に配置した支持ブロックから上向きに突出するテーパブロックの頂部に設けた溝部内に横向きかつ回転可能に保持し、
前記搬送ベルトの直上に、電子部品基板の先頭部位が前記支持ロールにより押し上げられた状態で、電子部品基板の先頭部位の分割加工溝の位置付近を上方から押圧する小径かつ円柱状の押圧ロールを配置し、
当該押圧ロールを、前記搬送ベルトの直上で上下にスライド可能に配置したスライドブロックから下向きに突出するテーパブロックの頂部に設けた溝部内に横向きかつ回転可能に保持したことを第１の特徴とする。

本発明によると、搬送ベルト上を電子部品基板が下流側へ搬送され、電子部品基板の先頭部位が下流側の支持ロールによって押し上げられた時に、電子部品基板の先頭部位の分割加工溝位置を上方の押圧ロールが上から押圧するから、同分割加工溝を起点として、電子部品基板の先頭部位に上向きの曲げ力が加わり、電子部品基板の先頭部位が分割される。小径かつ円柱状の支持ロールは搬送ベルトの下方に配置された支持ブロックから上向きに突出するテーパブロックの頂部の溝部内に、同じく小径かつ円柱状の押圧ロールは搬送ベルトの上方に配置されたスライドブラックから下向きに突出するテーパブロックの頂部の溝部内に、それぞれ横向きかつ回転可能に保持されているので、分割時に支持ロールに生じる撓みおよび押圧ロールに生じる撓みがそれぞれの溝部内で抑制される結果、分割時に電子部品基板の加工溝付近にかかる押圧力が横方向に均一化され、確実に分割できる。また、支持ロールと押圧ロールの小径化、両ロールの上下方向および前後方向の間隔の狭小化を同時に実現できるので、超小型サイズの電子部品に対しても、電子部品基板の分割を効率よく行える。

本発明に係る電子部品基板の分割装置は、
前記スライドブロックから下向きに突出するテーパブロックの頂部に設けた溝部内の両端に、前記押圧ロールの端部を支持する軸穴を設けたことを第２の特徴とする。

以上説明したように、本発明によると、搬送ベルト上を搬送される電子部品基板や電子部品列から、実装された１辺２ｍｍ超小型サイズの電子部品を順次効率よく分割することができるという優れた効果を奏する。

本発明の一実施形態を示すもので、電子部品基板の分割装置の斜視図、図１に示す分割装置の正面図、図１に分割装置の背面図、支持ブロックとスライドブロックを示す斜視図、支持ブロックとスライドブロックを示す縦断面図、図５のA－A線矢視断面図、（Ａ）（Ｂ）は電子部品基板から電子部品を分割する様子を示す説明図、電子部品基板から電子部品を分割する様子を示す説明図、セラミック基板の平面図、（Ａ）（Ｂ）は電子部品基板から電子部品を分割する様子を示す平面図、（Ａ）（Ｂ）は超小型の電子部品を実装した電子部品基板の平面図と要部断面図である。

次に本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１ないし図１０は、本発明の第１の実施形態を示すもので、これらの図において符号Ｓは電子部品基板の分割装置、符号１は電子部品基板を示している。

最初に電子部品基板１について説明すると、電子部品基板１は、図１０（Ａ）に示すように、セラミック製の基板本体２に複数の超小型の電子部品３・・・が縦方向および横方向に格子状に実装されている。各電子部品３の周囲には、縦方向および横方向に格子状に延びる分割加工溝４（分割幅寸法Ｗ＝縦方向に０．８～１．２ｍｍ、横方向に０．８～１．２ｍｍ）・・・が設けられている。分割加工溝４は、図１１（Ｂ）に示すように、基板本体２の上下面に設けられている。なお、電子部品基板１の厚さｔは０．２～０．５ｍｍである。

分割装置Ｓは、図１ないし図３に示すように、下部ユニット１０と上部ユニット３０から構成されている。

下部ユニット１０は、ベースフレーム１１の下面に床面Ｇ上に支持される足部１２を備え、ベースフレーム１１の上部にモータ１３により駆動される搬送ベルト１４を備えている。搬送ベルト１４は、上流側（図２の右側）から下流側（図２の左側）へ電子部品基板１を１枚ずつ搬送する役目をする。図中、符号１５は搬送ベルト１４を張設状態に支持するプーリーである。

下部ユニット１０の上部には、搬送ベルト１４の直下に位置する反力支持板１６が図示しないブラケットにより支持されている。反力支持板１６の上面には、搬送ベルト１４上で電子部品基板１を分割する時に生じる反力を支持する反力支持面１６ａ（図７参照）が形成されている。

搬送ベルト１４の直下で反力支持板１６の下流側近傍には、支持ブロック１７が配置されている。支持ブロック１７は、小径（直径１．０ｍｍ～３．０ｍｍ）かつ円柱状（軸状）の支持ロール１８を全長にわたり回転可能に保持するもので、ブラケット１９を介してベースフレーム１１に支持されている。

支持ブロック１７は、図４に示すように、前後に延びる両側部１７Ａと左右に延びる中央部１７Ｂを備え、さらに中央部１７Ｂの上面にテーパブロック部１７Ｃを備えている。テーパブロック部１７Ｃの上部は断面三角形のテーパ部１７ｃとなっており、テーパ部１７ｃの頂部には両端部を残し左右（横方向）に延びる溝部１７ａが設けられている。溝部１７ａには円柱状（軸状）の支持ロール１８が、図５および図６に示すように、溝部１７ａの上端から上面が少しだけ突出する形で、回転可能に収容され保持されている。

支持ロール１８は、搬送ベルト１４上を下流側に搬送された電子部品基板１を分割する時に電子部品基板１の先頭部位を下から持ち上げて支持するもので、図７に示すように、支持ロール１８の上端が反力支持面１６ａよりも少し上方になる位置（図示例の場合、反力支持面１６ａから支持ロール１８の上端までの高さＨ＝０．１ｍｍ～０．３ｍｍ）に設定されている。ここで、電子部品基板１の先頭部位には、図１０（Ａ）に示す電子部品基板１の周辺部１Ａ、図９（Ａ）に示す電子部品列Ｕ１～Ｕｎ、図９（Ｂ）に示す電子部品３が含まれる。支持ロール１８の長さ寸法は電子部品基板１の横方向幅寸法よりも大きくなるように設定されている。

支持ロール１８は、搬送ベルト１４の直上に位置する押圧ロール３６と協働して、電子部品基板１の先頭部位を分割する機能を発揮するが、支持ロール１８は、支持ブロック１７のテーパ部１７ｃ頂部の溝部１７ａ内に全長にわたり回転可能に保持されるので、分割時に撓みが抑制され、押圧ロール３６による押圧力を均一に支持する結果、電子部品基板１の分割を確実にする。搬送ベルト１４の下流側には、電子部品基板１から分割された先頭部位を収容する収容部２０が配置されている。

モータ１３からの駆動力は、搬送ベルト１４に伝達されるとともに、伝達ベルト２１を介して同期歯車２２から上部ユニット３０の送りベルト３６に伝達されるようになっており、送りベルト３７と搬送ベルト１４が同期して駆動し、搬送ベルト１４上の電子部品基板１を上側の送りベルト３７が抑えながら分割位置まで搬送させるようになっている。

上部ユニット３０は、上部フレーム３１に上下動用のモータ３２とエアシリンダ３３が支持されている。エアシリンダ３３の下端にはスライドブロック３４が支持され、スライドブロック３４は、エアシリンダ３３の両脇に配置されたガイド部３５，３５によって上下方向にスライド可能に支持されている。モータ３２はスライドブロック３４および押圧ロール３６の高さを位置決めし、エアシリンダ３３は押圧ロール３６による電子部品基板１の分割時に押圧ロール３６に作用する反力を支持する。

スライドブロック３４は、図４に示すように、上下に延びる両側部３４Ａと、左右に延びる上部連結部３４Ｂおよび下部連結部３４Ｃを備え、下部連結部３４Ｃの下面にテーパブロック３４Ｄを備えている。テーパブロック３４Ｄは、中央テーパブロック部３４Ｄ１と、左右の側部テーパブロック部３４Ｄ２からなり、各テーパブロック部３４Ｄ１～３４Ｄ２の下部は頂部が下を向く断面三角形のテーパ部３４ｄとなっており、中央テーパブロック部３４Ｄ１のテーパ部から左右の側部テーパブロック部３４Ｄ２のテーパ部にかけて、両端部を残して、頂部に溝部３４ａが設けられている。

溝部３４ａには、図６に示すように、小径（直径１．０ｍｍ～３．０ｍｍ）かつ円柱状（軸状）の押圧ロール３６が、溝部３４ａの下端から下面が少し突出する形で、回転可能に保持されている。左右の側部テーパブロック部３４Ｄ２の溝部３４ａの内端面には、図５に示すように、円柱状（軸状）の押圧ロール３６を軸支する軸穴３４ｂが設けられており、押圧ロール３６は下向きの溝部３４ａに収容された状態で両端部が左右の軸穴３４ｂによって軸支され、収容状態が保持されるようになっている。

押圧ロール３６は、搬送ベルト１４上を下流側に搬送される電子部品基板１の分割加工溝４位置を上から押圧するもので、押圧ロール３６の長さ寸法は電子部品基板１の横方向幅寸法よりも大きくなるように設定されている。押圧ロール３６と支持ロール１８の水平方向距離（中心軸間距離）は、電子部品基板１の分割幅寸法（Ｗ_Ｘ、Ｗ_Ｙ）および電子部品基板１の厚さｔにあわせて設定されるが、同水平方向距離は、図示しないサーボモータにより支持ブロック１７の位置を調整することにより、調整可能である。また、押圧ロール３６は、支持ロール１８とともに、上記数値の範囲内で、例えば直径（ロール径）１．２ｍｍ，１．６ｍｍ，２．０ｍｍのサイズのものがそれぞれ用意され、電子部品基板１の厚さｔ、電子部品３のサイズを基準にして組合せが決定される。

押圧ロール３６は、搬送ベルト１４の直下に位置する支持ロール１８と協働して、電子部品基板１の先頭部位を分割する機能を発揮するが、押圧ロール３６は、スライドブロック３４と一体なテーパブロック３４Ｄのテーパ部３４ｄの先端部（頂部）に形成された溝部３４ａ内に全長にわたり回転可能に保持されるので、分割時の押圧ロール３６の撓みが抑制され、押圧ロール３６による押圧力が電子部品基板１の分割加工溝４に均一に作用する結果、電子部品基板１の分割を確実にする。

次に上記構成の分割装置Ｓを用いて、電子部品基板１を個々の超小型サイズの電子部品３に分割する方法を説明する。

最初に、電子部品基板１の厚さｔおよび実装される電子基板３のサイズに合わせて、押圧ロール３６および支持ロール１８の組合せを決定し、押圧ロール３６および支持ロール１８の高さ方向および水平方向位置を調整する。次に、電子部品基板１を搬送ベルト１４上に載せ、モータ１３を駆動して、搬送ベルト１４上の電子部品基板１を下流側に搬送すると、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、搬送ベルト１４上を搬送される電子部品基板１の先頭部位ｆｐ、すなわち、電子部品基板１の周辺部１Ａが、押圧ロール３６の下面を通り、その先の支持ロール１８の直上を乗り越えようとする。

この時、支持ロール１８の上端が反力支持面１６ａよりも所定高さＨだけ上方に位置し、押圧ロール３６が前記周辺部１Ａの分割加工溝４位置を上から押圧し、当該分割加工溝４を起点とする上向きの曲げ力が先頭部位ｆｐ（周辺部１Ａ）に強く作用し、図８に示すように、先頭部位ｆｐが電子部品基板１から容易に分割される。

次に、先頭に位置する１列目の電子部品列Ｕ１が、押圧ロール３６の下面を通り、その先の支持ロール１８の直上を乗り越えようとすると、この時も、支持ロール１８と押圧ロール３６の協働により分割加工溝４を起点とする上向きの曲げ力が先頭の電子部品列Ｕ１に強く作用し、同電子部品列Ｕ１が電子部品基板１から容易に分割される。

同様にして、次の２列目の電子部品列Ｕ２が、支持ロール１８の直上を通過する時に、次の分割加工溝４を起点とする上向きの曲げ力が同電子部品列Ｕ２に強く作用して、同電子部品列Ｕ２が電子部品基板１の本体から容易に分割される。このようにして、図９（Ａ）に示すように、電子部品基板１の全ての電子部品列Ｕ１～Ｕｎが順次分割され、下流側に搬送され、収容部２０に収容される。

次に、収容部２０に収容された個々の電子部品列Ｕ１～Ｕｎを搬送ベルト１４の上流側に移送し、図９（Ｂ）に示すように、各電子部品列Ｕ１～Ｕｎの向きを９０度変えて、１個又は複数個まとめて搬送ベルト１４上に載せる。そして、再びモータ１３を駆動して、搬送ベルト１４上の個々の電子部品列Ｕ１～Ｕｎを下流側に搬送すると、搬送ベルト１４上の電子部品列Ｕ１～Ｕｎの個々の電子部品３・・・が、先頭の電子部品３から順次分割される。すなわち、先頭の電子部品３が、押圧ロール３６の下面を通り、その先の支持ロール１８の直上を乗り越えようとする時、直後の分割加工溝４を起点とする上向きの曲げ力が先頭の電子部品３に強く作用し、同電子部品３が電子部品列Ｕ１・・・の各本体から分割される。

このようにして、分割装置Ｓを用いて、電子部品基板１を個々の電子部品列Ｕ１～Ｕｎに、さらに個々の電子部品列Ｕ１～Ｕｎを個々の電子部品３・・・に簡単に分割することができる。

本実施形態の分割装置Ｓによると、１辺２ｍｍ以下、さらには１辺１ｍｍ以下の超小型サイズの電子部品を実装した電子部品基板を個々の超小型サイズの電子部品に分割することができる。本実施形態の分割装置Ｓは、搬送ベルト１４の直下の支持ロール１８が、搬送ベルト１４の直上に位置する押圧ロール３６と協働して、電子部品基板１の先頭部位ｆｐを分割する機能を発揮する。

すなわち、本実施形態の分割装置Ｓでは、電子部品基板１の分割時に、搬送ベルト１４の直下の長尺な支持ロール１８は、支持ブロック１７のテーパ部１７ｃ頂部の溝部１７ａ内に全長にわたり回転可能に保持されているので、分割時の支持ロール１８の撓みが抑制され、押圧ロール３６による押圧力を全長にわたり均一に支持し、また、搬送ベルト１４の直上の長尺な押圧ロール３６は、スライドブロック３４と一体なテーパブロック３４Ｄのテーパ部３４ｃの先端に形成された溝部３４ａ内に全長にわたり回転可能に保持されるので、分割時の押圧ロール３６の撓みが抑制され、押圧ロール３６による押圧力が電子部品基板１の分割加工溝４に均一に作用し、両ロール１８，３６の協働作用により、電子部品基板１の分割を確実にすることができる。

本実施形態の分割装置Ｓによると、支持ロール１８と押圧ロール３６の小径化、両ロールの上下方向および前後方向の間隔の狭小化を同時に実現できるので、１辺２ｍｍ以下の超小型サイズの電子部品、さらには１辺１ｍｍ以下の超小型サイズの電子部品に対し、電子部品基板の分割を効率よく行える。

本実施形態の分割装置Ｓは、分割後の電子部品列Ｕ１～Ｕｎを上流側に移送して、再び搬送ベルト１４上を下流側に搬送させ、個々の電子部品３に分割するようにしたが、搬送ベルト１４の下流に第２搬送ベルトを配置し、分割後の電子部品列Ｕ１～Ｕｎをロボットアームで９０度旋回し、第２搬送ベルトに移送し、第２搬送ベルト上で、分割装置Ｓの分割機構（反力支持面１６ａ、支持ロール１８、押圧ロール３６等）により、個々の電子部品３に分割するようにしてもよい。

かくして、本発明の電子部品基板の分割装置によれば、電子部品基板を１辺２ｍｍ以下の超小型サイズの電子部品に効率よく分割することができる。

本発明は、複数の電子部品を実装した電子部品基板を個々の電子部品毎に分割する装置として利用可能である。

１電子部品基板
１Ａ基板の周辺部
２基板本体
３電子部品
４分割加工溝
１０下部ユニット
１１ベースフレーム
１２足部
１３，３２モータ
１４搬送ベルト
１５プーリー
１６反力支持板
１６ａ反力支持面
１７支持ブロック
１７Ａ，３４Ａ側部
１７Ｂ中央部
１７Ｃ，３４Ｄテーパブロック部
１７ｃ，３４ｄテーパ部
１７ａ，３４ａ溝部
１８支持ロール
２０収容部
２１伝達ベルト
２２同期歯車
３０上部ユニット
３１上部フレーム
３３エアシリンダ
３４スライドブロック
３４Ｂ上部連結部
３４Ｃ下部連結部
３４Ｄ１中央テーパブロック部
３４Ｄ２側部テーパブロック部
３４ｂ軸穴
３５ガイド部
３６押圧ロール
３７送りベルト
ｆｐ先頭部位
ｔ基板の厚さ
Ｈ反力支持面から支持ロールの上端までの高さ
Ｕ１～Ｕｎ電子部品列
Ｗ基板の分割幅寸法

Claims

１辺２ｍｍ以下の超小型の電子部品が格子状に複数実装され、縦方向および横方向に分割加工溝が形成された電子部品基板を分割加工溝に沿って分割する分割装置であって、
前記電子部品基板が搬送される搬送ベルトを備え、
前記搬送ベルトの直下に、電子部品基板の分割時に反力を受ける反力支持面が配置されるとともに、反力支持面の下流側近傍に、搬送ベルトの下から電子部品基板の先頭部位を押し上げる形で支持する小径かつ円柱状の支持ロールが配置され、
当該支持ロールは、前記搬送ベルトの直下に配置された支持ブロックから上向きに突出するテーパブロックの頂部に設けられた溝部内に横向きかつ回転可能に保持されており、
前記搬送ベルトの直上に、電子部品基板の先頭部位が前記支持ロールにより押し上げられた状態で、電子部品基板の先頭部位の分割加工溝の位置付近を上方から押圧する小径かつ円柱状の押圧ロールが配置され、
当該押圧ロールは、前記搬送ベルトの直上に配置され上下にスライド可能なスライドブロックから下向きに突出するテーパブロックの頂部に設けられた溝部内に横向きかつ回転可能に保持されていることを特徴とする、電子部品基板の分割装置。
前記スライドブロックから下向きに突出するテーパブロックの頂部に設けられた溝部内の両端に、前記押圧ロールの端部を支持する軸穴が設けられていることを特徴とする、請求項１記載の電子部品基板の分割装置。