柔性印刷電路板的制造方法、電路板制造用夾具以及電路板制造裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柔性印刷電路板的制造方法、電路板制造用夾具以及電路板制造裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，機(jī)器人得到了顯著發(fā)展，已出現(xiàn)了能夠進(jìn)行各種動(dòng)作的機(jī)器人等。另外，能夠佩戴在人體或衣服上的可穿戴式電子設(shè)備也已開(kāi)發(fā)出各種設(shè)備，并逐漸得到實(shí)用。這些機(jī)器人或可穿戴式電子設(shè)備中，使用大量用于供電或者傳輸電氣信號(hào)的電線，但是，通常情況下，電線呈以銅線為電線芯并利用絕緣體將電線芯的外周覆蓋的結(jié)構(gòu)，因此，電線本身幾乎不具有伸縮性。因此，在例如機(jī)器人等中，為了不妨礙其關(guān)節(jié)的活動(dòng)等，必須使電線的長(zhǎng)度有所寬裕，這會(huì)對(duì)以小型、輕量化等為目標(biāo)的設(shè)計(jì)方面、實(shí)用方面造成障礙。
[0003]尤其是在最尖端的類(lèi)人型機(jī)器人、或者佩戴在人體上輔助肌肉力量的助力裝置等用途中，經(jīng)由多自由度關(guān)節(jié)而配置有大量用于使末端的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作的電線、或者用于傳輸配置于末端的各種傳感器所發(fā)出的電氣信號(hào)的電線。而且，為了提高這些電線在多自由度關(guān)節(jié)中的配置自由度，對(duì)于形成為可伸縮的電線的要求越來(lái)越高。
[0004]另一方面，近年來(lái)，作為工業(yè)用機(jī)器人而大量使用臂式機(jī)器人。在這種臂式機(jī)器人中，根據(jù)安裝在機(jī)械臂前端側(cè)的末端執(zhí)行器(相當(dāng)于人體中的手)、或者機(jī)械臂的關(guān)節(jié)部的驅(qū)動(dòng)方式的不同，在機(jī)械臂的基端側(cè)至前端側(cè)的部分中，有時(shí)除了電纜之外還需要配置用于施加氣壓的空氣軟管或者液壓軟管。在關(guān)節(jié)部配置有上述電纜或軟管類(lèi)的情況下，電纜有可能被折彎或者斷裂。因此，采用下述配線方法，即:在相比機(jī)械臂類(lèi)的關(guān)節(jié)部更靠近基端的位置處將電纜或軟管類(lèi)暫時(shí)抽出至外側(cè)，而將電纜或軟管類(lèi)配置在關(guān)節(jié)部外側(cè)的空間中，并在相比關(guān)節(jié)部更靠近前端的位置處將電纜或軟管類(lèi)重新導(dǎo)入機(jī)械臂內(nèi)。但是，在將電纜配置在機(jī)械臂外側(cè)的空間的方法中，在機(jī)械臂的關(guān)節(jié)部周?chē)仨毚嬖谀軌蚴闺娎|松弛的空間。
[0005]另外，在例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了下述結(jié)構(gòu)，即:通過(guò)在機(jī)械臂的關(guān)節(jié)部的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)中心位置處設(shè)置支撐桿，將電纜卷繞在該支撐桿上，并將該預(yù)先卷繞有電纜的支撐桿收納在機(jī)械臂的內(nèi)部，從而防止電纜被折彎或者斷裂。但是，另外設(shè)置支撐桿時(shí)，有可能會(huì)導(dǎo)致重量增加，從而導(dǎo)致功能(動(dòng)作速度、精度等)降低。為了彌補(bǔ)該功能降低，有時(shí)會(huì)使用高規(guī)格的電動(dòng)機(jī)等、或者增加必要部件，但是，該情況下，會(huì)導(dǎo)致制造成本增加。進(jìn)而，由于電纜收納部的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，因而存在下述問(wèn)題，即:組裝機(jī)械臂時(shí)的電纜配置、維護(hù)等時(shí)的拆解、電纜的取出和更換非常復(fù)雜。由此，即使在機(jī)械臂中，對(duì)于可伸縮的電氣傳輸部件的要求也越來(lái)越高，以便避免發(fā)生上述問(wèn)題。
[0006]作為能夠滿(mǎn)足上述對(duì)于電氣傳輸部件的要求的技術(shù)，存在例如專(zhuān)利文獻(xiàn)2和專(zhuān)利文獻(xiàn)3所公開(kāi)的技術(shù)。該專(zhuān)利文獻(xiàn)2、3中公開(kāi)了一種可伸縮的柔性印刷電路板及其成形方法，其中，該柔性印刷電路板被加工成形為:交替地配置有彎曲形狀部的形狀、即所謂的褶皺狀。專(zhuān)利文獻(xiàn)2、3所公開(kāi)的可伸縮柔性印刷電路板，使用LCP (Liquid Crystal Polymer、液晶聚合物)等的熱塑性樹(shù)脂，通過(guò)在比樹(shù)脂的軟化溫度低數(shù)十。C?100°C左右的溫度下加熱30分鐘至60分鐘左右，從而成形為與成形模大致相同的形狀。
[0007]在此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的方法中，在模具的內(nèi)部，以柔性印刷電路板能夠通過(guò)的間隔配置有多個(gè)前端形成為所希望的R字狀的板，并且在對(duì)柔性印刷電路板施加一定張力的同時(shí)使其從模具內(nèi)部通過(guò)，從而進(jìn)行加熱成形。
[0008]另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3所公開(kāi)的方法中，在夾具中以柔性印刷電路板能夠通過(guò)的間隔配置有多個(gè)形成為所希望的R字狀的銷(xiāo)釘，并在對(duì)柔性印刷電路板施加一定張力的同時(shí)使其通過(guò)該夾具，從而進(jìn)行加熱成形。
[0009]【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
[0010]【專(zhuān)利文獻(xiàn)】
[0011]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本公報(bào)、特開(kāi)平8-57792號(hào)
[0012]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本公報(bào)、特開(kāi)2011-134884號(hào)(圖2、說(shuō)明書(shū)第0044段落等)
[0013]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本公報(bào)、特開(kāi)2011-233822號(hào)(圖4、說(shuō)明書(shū)第0049段落等)
[0014]然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的方法中，由于與模具接觸的面積大，因而柔性印刷電路板與模具之間的摩擦變大，從而很難在一定的張力下進(jìn)行拉伸。因此，成形形狀難以穩(wěn)定。另外，在從模具中取出柔性印刷電路板時(shí)，也會(huì)因?yàn)樯鲜鲚^大的摩擦而導(dǎo)致操作性變差。另外，相對(duì)于柔性印刷電路板的需要成形的部位，而在不需要成形的位置處也存在模具的板，因而熱容量變大。因此，難以將溫度升高至成形所需的溫度。
[0015]另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3所公開(kāi)的方法中，與專(zhuān)利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的使用板狀模具的情況相比，設(shè)置夾具時(shí)的操作性得到改善，而且摩擦的影響少。但是，在該方法中，柔性印刷電路板與夾具之間的摩擦也較大，從而很難在一定的張力下進(jìn)行拉伸，因而成形形狀難以穩(wěn)定。在銷(xiāo)釘?shù)臄?shù)量增加、或者配置有不同的R字狀的銷(xiāo)釘?shù)那闆r下，由于較粗的銷(xiāo)釘?shù)哪Σ料鄬?duì)較大，因而上述情況更加明顯。進(jìn)而，使柔性印刷電路板從被固定的銷(xiāo)釘之間通過(guò)本身就很復(fù)雜，對(duì)于銷(xiāo)釘之間的間距小、且銷(xiāo)釘數(shù)量多的夾具來(lái)說(shuō)，操作性非常差。
[0016]另外，作為專(zhuān)利文獻(xiàn)2和專(zhuān)利文獻(xiàn)3這兩種方法的共同缺點(diǎn)，除了上述操作性差之夕卜，還存在下述缺點(diǎn)，即:在將柔性印刷電路板安裝到模具、夾具中時(shí)無(wú)法固定柔性印刷電路板的成形開(kāi)始位置，因此，即便成形位置處的形狀在某種程度上接近于設(shè)計(jì)值，產(chǎn)品整體的形狀也不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明是基于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)下述效果中的至少一個(gè)效果的柔性印刷電路板的制造方法、電路板制造用夾具以及電路板制造裝置，該效果是指:能夠固定柔性印刷電路板的成形開(kāi)始位置、使成形形狀變穩(wěn)定、使制造過(guò)程中的操作性變好、以及減少熱容量。
[0018]為了解決上述課題，在本發(fā)明的第一觀點(diǎn)所提供的柔性印刷電路板的制造方法中，利用電路板制造用夾具而形成在多個(gè)位置處具有彎曲部的柔性印刷電路板，其中，該柔性印刷電路板具有配線層和絕緣層，該絕緣層的材質(zhì)為熱塑性樹(shù)脂，并且，該絕緣層從兩側(cè)將配線層覆蓋；該柔性印刷電路板的制造方法的特征在于包括:第一保持工序:將該柔性印刷電路板的一側(cè)保持在電路板制造用夾具中用于保持柔性印刷電路板的一側(cè)的第一保持部件上；掛繞工序:在第一保持工序之后實(shí)施的該掛繞工序中，將該柔性印刷電路板以掛繞在多個(gè)支撐部件上的狀態(tài)支撐在多個(gè)支撐部件上，其中，多個(gè)支撐部件是電路板制造用夾具中用于使柔性印刷電路板彎曲從而形成彎曲部的部件；第二保持工序:在掛繞工序之后實(shí)施的該第二保持工序中，將該柔性印刷電路板的另一側(cè)保持在電路板制造用夾具中用于保持柔性印刷電路板的另一側(cè)的第二保持部件上，從而維持對(duì)柔性印刷電路板施加了張力的狀態(tài)；以及加熱成形工序:在電路板制造用夾具的至少一部分中，在維持柔性印刷電路板的保持狀態(tài)的狀態(tài)下，對(duì)柔性印刷電路板進(jìn)行加熱成形。
[0019]另外，本發(fā)明的另一方面是在上述發(fā)明中，優(yōu)選電路板制造用夾具設(shè)有第一夾具和第二夾具，第一夾具被設(shè)置為相對(duì)于第二夾具能夠拆裝；第一夾具設(shè)有:構(gòu)成第一保持部件的前端固定部件、多個(gè)支撐部件以及構(gòu)成第二保持部件的后端固定部件；在第一保持工序中，利用前端固定部件來(lái)保持柔性印刷電路板的一側(cè)；在第二保持工序中，利用后端固定部件來(lái)保持柔性印刷電路板的另一側(cè)。
[0020]進(jìn)而，本發(fā)明的另一方面是在上述發(fā)明中，優(yōu)選前端固定部件具備前端支撐部和卡定銷(xiāo)，其中，該前端支撐部與柔性印刷電路板的一端側(cè)呈面狀地接觸，卡定銷(xiāo)朝向遠(yuǎn)離前端支撐部的方向突出；在第一保持工序中，將卡定銷(xiāo)插通在形成于柔性印刷電路板的一端側(cè)的孔部中。
[0021]另外，本發(fā)明的另一方面是在上述發(fā)明中，優(yōu)選柔性印刷電路板的一端側(cè)被前端固定部件與前端保持機(jī)構(gòu)夾持；前端保持機(jī)構(gòu)具有前端夾持部件和第一驅(qū)動(dòng)裝置，其中，前端夾持部件能夠靠近或者遠(yuǎn)離前端固定部件，第一驅(qū)動(dòng)裝置用于使前端夾持部件移動(dòng)。
[0022]進(jìn)而，本發(fā)明的另一方面是在上述發(fā)明中，優(yōu)選支撐部件包括可動(dòng)銷(xiāo)，該可動(dòng)銷(xiāo)能夠插入到貫穿第一夾具的插入孔中，通過(guò)將可動(dòng)銷(xiāo)插入到插入孔中，并使可動(dòng)銷(xiāo)從其插入側(cè)的相反側(cè)突出，從而能夠?qū)⑷嵝杂∷㈦娐钒鍜炖@在可動(dòng)銷(xiāo)上；并且，第二夾具上形成有用于引導(dǎo)可動(dòng)銷(xiāo)的插入的貫通孔。
[0023]另外，本發(fā)明的另一方面是在上述發(fā)明中，優(yōu)選電路板制造用夾具被設(shè)置為能夠在夾具滑動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行滑動(dòng)；夾具滑動(dòng)件設(shè)有第二驅(qū)動(dòng)裝置，該第二驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生用于使電路板制造用夾具滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。
[0024]進(jìn)而，本發(fā)明的另一方面是在上述發(fā)明中，優(yōu)選在掛繞工序中，利用扭矩輥和自由輥夾持柔性印刷電路板，并通過(guò)輥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)構(gòu)成扭矩輥的一對(duì)輥中的至少一個(gè)輥施加驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)該驅(qū)動(dòng)力而對(duì)柔性印刷電路板施加張力，并且，在柔性印刷電路板被夾持的狀態(tài)下，使自由輥朝向與柔性印刷電路板的輸送方向交叉的方向移動(dòng)，同時(shí)使電路板制造用夾具朝向輸送方向移動(dòng)，并使電路板制造用夾具移動(dòng)至可動(dòng)銷(xiāo)配置于成形后的彎曲部?jī)?nèi)周側(cè)的位置處，在使電路板制造用夾具移動(dòng)至該位置處之后，將可動(dòng)銷(xiāo)插入到插入孔中，其中，扭矩輥具備能夠相互靠近或分離的一對(duì)輥，自由輥具備同樣能夠相互靠近或分離的一對(duì)輥，并且，自由輥位于相比扭矩輥更靠近第一保持部件側(cè)的位置處。
[0025]另外，本發(fā)明的另一方面是在上述發(fā)明中，優(yōu)選還包括歪斜調(diào)整工序，其中，該歪斜調(diào)整工序是在第一保持工序之后且掛繞工序之前實(shí)施，在該歪斜調(diào)整工序中，通過(guò)將側(cè)面按壓部件推到柔性印刷電路板的側(cè)面上，從而調(diào)整該柔性印刷電路板的歪斜方向。
[0026]另外，本發(fā)明的第二觀點(diǎn)所提供的電路板制造用夾具，用于形成具有配線層和絕緣層且在多個(gè)位置處具有彎曲部的柔性印刷電路板，其中，絕緣層的材質(zhì)為熱塑性樹(shù)脂，并且，該絕緣層從兩側(cè)將配線層覆蓋；該電路板制造用夾具的特征在于具備:第一保持部件，其用于保持柔性印刷電路板的一側(cè)；多個(gè)支撐部件，其用于使柔性印刷電路板彎曲從而形成彎曲部，其中，該柔性印刷電路板以掛繞在多個(gè)支撐部件上的狀態(tài)彎曲；以及第二保持部件，其用于保持柔性印刷電路板的另一側(cè)，從而維持對(duì)柔性印刷電路板施加了張力的狀態(tài)。
[0027]另外，本發(fā)明的第三觀點(diǎn)所提供的電路板制造裝置，用于形成具有配線層和絕緣層且在多個(gè)位置處具有彎曲部的柔性印刷電路板，其中，絕緣層的材質(zhì)為熱塑性樹(shù)脂，并且，該絕緣層從兩側(cè)將配線層覆蓋；該電路板制造裝置的特征在于具備:扭矩輥靠近分離機(jī)構(gòu)，其具有由一對(duì)輥構(gòu)成的扭矩輥，該一對(duì)輥能夠相互靠近或者分離，并且能夠朝向靠近或者遠(yuǎn)離柔性印刷電路板的方向移動(dòng)；自由輥靠近分離機(jī)構(gòu)，其具有由一對(duì)輥構(gòu)成的自由輥，該一對(duì)輥能夠相互靠近或者分離，并且能夠朝向靠近或者遠(yuǎn)離柔性印刷電路板的方向移動(dòng)；輥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其對(duì)構(gòu)成扭矩輥的一對(duì)輥中的至