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
【技術領域】
[0001]本發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】
[0002]近年來，機器人得到了顯著發展，已出現了能夠進行各種動作的機器人等。另外，能夠佩戴在人體或衣服上的可穿戴式電子設備也已開發出各種設備，并逐漸得到實用。這些機器人或可穿戴式電子設備中，使用大量用于供電或者傳輸電氣信號的電線，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構，因此，電線本身幾乎不具有伸縮性。因此，在例如機器人等中，為了不妨礙其關節的活動等，必須使電線的長度有所寬裕，這會對以小型、輕量化等為目標的設計方面、實用方面造成障礙。
[0003]尤其是在最尖端的類人型機器人、或者佩戴在人體上輔助肌肉力量的助力裝置等用途中，經由多自由度關節而配置有大量用于使末端的電動機進行工作的電線、或者用于傳輸配置于末端的各種傳感器所發出的電氣信號的電線。而且，為了提高這些電線在多自由度關節中的配置自由度，對于形成為可伸縮的電線的要求越來越高。
[0004]另一方面，近年來，作為工業用機器人而大量使用臂式機器人。在這種臂式機器人中，根據安裝在機械臂前端側的末端執行器(相當于人體中的手)、或者機械臂的關節部的驅動方式的不同，在機械臂的基端側至前端側的部分中，有時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。在關節部配置有上述電纜或軟管類的情況下，電纜有可能被折彎或者斷裂。因此，采用下述配線方法，即:在相比機械臂類的關節部更靠近基端的位置處將電纜或軟管類暫時抽出至外側，而將電纜或軟管類配置在關節部外側的空間中，并在相比關節部更靠近前端的位置處將電纜或軟管類重新導入機械臂內。但是，在將電纜配置在機械臂外側的空間的方法中，在機械臂的關節部周圍必須存在能夠使電纜松弛的空間。
[0005]另外，在例如專利文獻1中公開了下述結構，即:通過在機械臂的關節部的關節轉動中心位置處設置支撐桿，將電纜卷繞在該支撐桿上，并將該預先卷繞有電纜的支撐桿收納在機械臂的內部，從而防止電纜被折彎或者斷裂。但是，另外設置支撐桿時，有可能會導致重量增加，從而導致功能(動作速度、精度等)降低。為了彌補該功能降低，有時會使用高規格的電動機等、或者增加必要部件，但是，該情況下，會導致制造成本增加。進而，由于電纜收納部的結構變復雜，因而存在下述問題，即:組裝機械臂時的電纜配置、維護等時的拆解、電纜的取出和更換非常復雜。由此，即使在機械臂中，對于可伸縮的電氣傳輸部件的要求也越來越高，以便避免發生上述問題。
[0006]作為能夠滿足上述對于電氣傳輸部件的要求的技術，存在例如專利文獻2和專利文獻3所公開的技術。該專利文獻2、3中公開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。專利文獻2、3所公開的可伸縮柔性印刷電路板，使用LCP (Liquid Crystal Polymer、液晶聚合物)等的熱塑性樹脂，通過在比樹脂的軟化溫度低數十。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，在專利文獻2所公開的方法中，在模具的內部，以柔性印刷電路板能夠通過的間隔配置有多個前端形成為所希望的R字狀的板，并且在對柔性印刷電路板施加一定張力的同時使其從模具內部通過，從而進行加熱成形。
[0008]另外，在專利文獻3所公開的方法中，在夾具中以柔性印刷電路板能夠通過的間隔配置有多個形成為所希望的R字狀的銷釘，并在對柔性印刷電路板施加一定張力的同時使其通過該夾具，從而進行加熱成形。
[0009]【現有技術文獻】
[0010]【專利文獻】
[0011]專利文獻1:日本公報、特開平8-57792號
[0012]專利文獻2:日本公報、特開2011-134884號(圖2、說明書第0044段落等)
[0013]專利文獻3:日本公報、特開2011-233822號(圖4、說明書第0049段落等)
[0014]然而，在專利文獻2所公開的方法中，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行拉伸。因此，成形形狀難以穩定。另外，在從模具中取出柔性印刷電路板時，也會因為上述較大的摩擦而導致操作性變差。另外，相對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，在專利文獻3所公開的方法中，與專利文獻2所公開的使用板狀模具的情況相比，設置夾具時的操作性得到改善，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行拉伸，因而成形形狀難以穩定。在銷釘的數量增加、或者配置有不同的R字狀的銷釘的情況下，由于較粗的銷釘的摩擦相對較大，因而上述情況更加明顯。進而，使柔性印刷電路板從被固定的銷釘之間通過本身就很復雜，對于銷釘之間的間距小、且銷釘數量多的夾具來說，操作性非常差。
[0016]另外，作為專利文獻2和專利文獻3這兩種方法的共同缺點，除了上述操作性差之夕卜，還存在下述缺點，即:在將柔性印刷電路板安裝到模具、夾具中時無法固定柔性印刷電路板的成形開始位置，因此，即便成形位置處的形狀在某種程度上接近于設計值，產品整體的形狀也不穩定。
【發明內容】
[0017]本發明是基于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠實現下述效果中的至少一個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始位置、使成形形狀變穩定、使制造過程中的操作性變好、以及減少熱容量。
[0018]為了解決上述課題，在本發明的第一觀點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，該絕緣層的材質為熱塑性樹脂，并且，該絕緣層從兩側將配線層覆蓋；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的第一保持部件上；掛繞工序:在第一保持工序之后實施的該掛繞工序中，將該柔性印刷電路板以掛繞在多個支撐部件上的狀態支撐在多個支撐部件上，其中，多個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:在掛繞工序之后實施的該第二保持工序中，將該柔性印刷電路板的另一側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的第二保持部件上，從而維持對柔性印刷電路板施加了張力的狀態；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的狀態下，對柔性印刷電路板進行加熱成形。
[0019]另外，本發明的另一方面是在上述發明中，優選電路板制造用夾具設有第一夾具和第二夾具，第一夾具被設置為相對于第二夾具能夠拆裝；第一夾具設有:構成第一保持部件的前端固定部件、多個支撐部件以及構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保持柔性印刷電路板的一側；在第二保持工序中，利用后端固定部件來保持柔性印刷電路板的另一側。
[0020]進而，本發明的另一方面是在上述發明中，優選前端固定部件具備前端支撐部和卡定銷，其中，該前端支撐部與柔性印刷電路板的一端側呈面狀地接觸，卡定銷朝向遠離前端支撐部的方向突出；在第一保持工序中，將卡定銷插通在形成于柔性印刷電路板的一端側的孔部中。
[0021]另外，本發明的另一方面是在上述發明中，優選柔性印刷電路板的一端側被前端固定部件與前端保持機構夾持；前端保持機構具有前端夾持部件和第一驅動裝置，其中，前端夾持部件能夠靠近或者遠離前端固定部件，第一驅動裝置用于使前端夾持部件移動。
[0022]進而，本發明的另一方面是在上述發明中，優選支撐部件包括可動銷，該可動銷能夠插入到貫穿第一夾具的插入孔中，通過將可動銷插入到插入孔中，并使可動銷從其插入側的相反側突出，從而能夠將柔性印刷電路板掛繞在可動銷上；并且，第二夾具上形成有用于引導可動銷的插入的貫通孔。
[0023]另外，本發明的另一方面是在上述發明中，優選電路板制造用夾具被設置為能夠在夾具滑動件的驅動下進行滑動；夾具滑動件設有第二驅動裝置，該第二驅動裝置產生用于使電路板制造用夾具滑動的驅動力。
[0024]進而，本發明的另一方面是在上述發明中，優選在掛繞工序中，利用扭矩輥和自由輥夾持柔性印刷電路板，并通過輥驅動機構對構成扭矩輥的一對輥中的至少一個輥施加驅動力，通過該驅動力而對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，同時使電路板制造用夾具朝向輸送方向移動，并使電路板制造用夾具移動至可動銷配置于成形后的彎曲部內周側的位置處，在使電路板制造用夾具移動至該位置處之后，將可動銷插入到插入孔中，其中，扭矩輥具備能夠相互靠近或分離的一對輥，自由輥具備同樣能夠相互靠近或分離的一對輥，并且，自由輥位于相比扭矩輥更靠近第一保持部件側的位置處。
[0025]另外，本發明的另一方面是在上述發明中，優選還包括歪斜調整工序，其中，該歪斜調整工序是在第一保持工序之后且掛繞工序之前實施，在該歪斜調整工序中，通過將側面按壓部件推到柔性印刷電路板的側面上，從而調整該柔性印刷電路板的歪斜方向。
[0026]另外，本發明的第二觀點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位置處具有彎曲部的柔性印刷電路板，其中，絕緣層的材質為熱塑性樹脂，并且，該絕緣層從兩側將配線層覆蓋；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；多個支撐部件，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支撐部件上的狀態彎曲；以及第二保持部件，其用于保持柔性印刷電路板的另一側，從而維持對柔性印刷電路板施加了張力的狀態。
[0027]另外，本發明的第三觀點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位置處具有彎曲部的柔性印刷電路板，其中，絕緣層的材質為熱塑性樹脂，并且，該絕緣層從兩側將配線層覆蓋；該電路板制造裝置的特征在于具備:扭矩輥靠近分離機構，其具有由一對輥構成的扭矩輥，該一對輥能夠相互靠近或者分離，并且能夠朝向靠近或者遠離柔性印刷電路板的方向移動；自由輥靠近分離機構，其具有由一對輥構成的自由輥，該一對輥能夠相互靠近或者分離，并且能夠朝向靠近或者遠離柔性印刷電路板的方向移動；輥驅動機構，其對構成扭矩輥的一對輥中的至