CN100469499C - 多层电路板的定位孔加工方法 - Google Patents

Abstract

为了可以使确认内层位置的工作变得容易，并提高加工精度，多层电路板30的导体层31通过绝缘层32相互绝缘。在多层电路板30成为产品的时候，每个被用作电路的电路用导体部分别与仅用于进行加工而使用的测量领域31b连接。使每层的测量部31b在上下方向重叠水平配置。在加工孔之前，在配置了测量部31b的位置上加工V字形孔70，使从孔70的内面曝露出的测量部31b与测量用检测器50的前端接触。然后，通过测量元件51对轴电压进行测量，该轴电压根据线圈提供的电流，在转子轴中被感应，根据该测量值控制钻头的前端位置。

Description

多层电路板的定位孔加工方法

技术领域

本发明涉及利用保持在转子轴上的工具对产生在接地电阻高的转子轴上的轴电压进行测量，并以此来控制工具的前端位置的多层电路板的定位孔加工方法。

背景技术

多层电路板是由在电路中使用的多个导体层和使导体层与另外的导体层绝缘的绝缘层而交错压合形成的一个整体。多层电路板的每个导体层的位置沿厚度方向参差不齐，各不相同。

因此，在日本特开2001-341052号公报中，预先使作为工件的多层电路板与大地绝缘，通过利用配置在表面上的导体层对保持工具的转子轴上产生的轴电压进行测量，来检测加工部位的多层电路板的表面位置，使检测的位置定位在深度方向的标准位置上，然后加工孔。

根据该技术，即使在表面凹凸的多层电路板上也可以进行高精度的自孔表面的深度加工。

另外，在日本特开昭61-131804号公报中，预先对多层电路板的侧面进行加工，使内部的导体层曝露(以下称为“内层”)，在曝露检测电路的一侧的内层中，预先使其他侧面分别与钻头连接。然后，一边监视检测电路的状态，一边使钻头切入到多层电路板，以检测电路关闭时候的位置作为目标的内层的位置。

根据此技术，与一边反复进行锪孔加工一边得知内层的位置的情况相比，可以迅速地得知内层的位置。

但是，作为上述以往技术中的前者的场合，表面和内层之间的距离是设计的尺寸，即每层在高度方向不变位的状态下进行加工。因此，在加工连接表面层和作为目标的内层的孔的时候，会存在以下情况：加工孔的底面没有到达作为目标的内层，或穿透了作为目的的内层。并且，在表面上没有配置导体层的多层电路板的表面上必须配置导电的板。

另外，多层电路板在水平方向的中央部和周边部的厚度大都不同。因此，在根据沿周边部测量的内层的位置对中央部进行加工的情况下，也会与上述以往技术的前者相同，会出现加工孔的底面没有到达作为目标的内层，或穿透了作为目的的内层。并且，因为测量地方为侧面，所以必须预先通过其他工序对侧面进行加工。也给配置检测器造成困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使内层的位置的确认工作变得容易，提高加工精度的多层电路板的定位孔加工方法，其可以解决上述以往技术中的课题。

为了完成上述目的，第一方案具有以下特征：

在使连接导体层的导电的测量领域在水平方向的位置对齐、在沿高度方向重叠压合而得的多层电路板的所述测量领域上，加工V字形的孔，该V字形是将要测量的导体层与测量用检测器的端子部中的某一个相抵接的形状，通过将导电材料形成的多个环状的端子部彼此绝缘地配置成同心圆状、并且设置成可分别在轴方向上自由移动的测量用检测器，来测量通过曝露在所述孔的表面上的所述测量领域而产生在接地电阻高的转子轴上的轴电压，以此来控制保持在所述转子轴上的工具的前端位置。根据本发明，可以使程序作业变得容易，并提高孔的加工精度。附图说明

图1为本发明实施方式的印刷线路板定位打孔机的重要部分的正面图；

图2为表示本发明实施方式的多层电路板的内部构造的模式图；

图3为表示本发明实施方式的测量检测器的大概结构的截面图；

图4为表示本发明实施方式的加工装置的控制结构的电路图。

具体实施方式

以下参考附图对本发明的实施方式进行说明。

如图1的印刷线路板定位打孔机的重要部分的正面图所表示，支架1被省略图示的移动方案支撑，并可以沿着图的左右(Y)和上下(Z)方向自由移动。在支架1中固定主轴2。转子轴3通过空气径向轴承4a～4d被支撑在主轴2上，并可以自由旋转，同时通过空气推力轴承5被支撑并定位在轴方向上。在转子轴3上配置由铜材料形成的端环状的转子6。该转子6是由铜材料(铜箔、铜的薄板)形成梯子状的一个线圈。在与主轴2的转子6相对的位置上配置线圈(定子)7。线圈7与转换电源8连接。转换电源8改变从三相电源9输入的商用交流电压为高频率的交流电压。在转子轴3的前端支撑钻头10。

主轴2的前端镶嵌在压脚20内。压脚20被支撑在一对气缸的活塞杆21上，该活塞杆21被支撑在支架1上，并且，该压脚20相对于主轴2沿Z方向自由移动。在压脚20的下端固定了由绝缘材料形成的衬套22。平台25沿着与纸面垂直的方向(X方向)自由移动。在平台25上固定多层电路板30，并使导体层为表面的一侧。使支架1、压脚20和平台25接地。

如图2的多层电路板的模式图所示，多层电路板30由导体层31和绝缘层32交错压合形成，导体层31通过绝缘层32被相互绝缘。每个导体层31都由以下部分组成：在多层电路板30成为产品的时候，被用作电路的部分(以下称为“电路用导体部31a”)和与同一层的电路用导体部31a连接，并且在加工孔的时候仅为了测量高度方向的位置而使用的部分(以下称为“测量部31b”)。在每个独立的电路用导体部31a上设置测量部31b，在水平方向配置每层的测量部31b，并使其沿厚度方向重叠。该重叠部分的公共部分就是在上述第一方案中所谓的指定领域。再有，在图示的多层电路板30中，最上面的导体层31没有形成电路用导体部31a，全部都是导体层31。

如图3的测量检测器的大概结构图所示，测量检测器50中的环状(圆筒状)的测量元件51a～51c沿着在导轨52内部形成的壁，上下自由移动。测量元件51a～51c由导电材料形成，通过由绝缘材料形成的导轨52相互绝缘，按指定间隔呈直线状排列。导电弹簧53将每个测量元件51a～51c向图的下方推压。在弹簧53上连接电缆54a～54c。如果测量元件51a～51c按照这样形成环状，因为精度并不高，并且呈圆环状曝露在斜面上的导电层的任何一个部分都与环状(圆筒状)的测量元件接触，所以控制变得简单。

如图4的加工装置的控制电路图所示，电缆54a～54c，即测量元件51a～51c分别与开关60的端子a1～a3连接。开关60的公共端子c通过电缆61与滤波器(这里是带通滤波器)62的输入端子62a连接。滤波器62的输出端子62b与对比器63的输入端子63a连接，接地端子62e与大地连接。对比器63的输出端子63b与NC装置64连接。通过NC装置64控制开关60进行切换。

测量用检测器50通过省略图示的装载在平台25上的方案沿XYZ方向自由移动。

接下来，一边参考图4一边说明加工定位孔(以下称为“孔”)的顺序，该定位孔连接表面的导体层31和从表面的一侧开始的第三个导体层31。

在加工之前，通过前端形成V字形的钻头，加工孔70直到指定深度的测量领域31b，使测量领域31b呈同心圆状曝露。接下来，使测量检测器50与曝露的测量领域31b对接。在这里加工孔并使其到达第三个导体层，所以NC装置64使公共端子c与测量端子51c连接。

接下来，使省略图示的气缸进行运作，预先使活塞杆21处于最突出的状态。另外，使转换电源8进行运作，向线圈7提供电流，通过线圈7产生的磁场使转子轴3旋转。因为转子轴3通过空气径向轴承4a～4d和空气推力轴承5(即，通过空气层)被支撑在主轴2上，所以如果接通三向电源9或者转换电源8(省略图示)的开关，那么通过上述线圈7中产生的磁场，会在接地电阻较高的转子轴3中产生感应电压。这里在该转子轴3中产生的感应电压被称作轴电压V0。

轴电压V0的波形与以下的波形大致相等，即，在三相电源9的频率的电压Vs中重叠转换电源8的控制频率的电压Vi1和转换电源8的控制频率三倍的频率的电压Vi2的波形，例如，在三相电源9的电压频率是50Hz，另外，转换电源8的电压控制频率是1kHz的情况下，轴电压V0的振幅是1V前后，而Vi2的振幅是300mV前后。

如果在该状态下使支架1下降，首先衬套22与表面的导体层31对接，把多层电路板30按压在平台25上。然后，在已经把多层电路板30按压在平台25上的状态下，压脚20停止下降，并且以后对抗空气压力，对于支架1相对地上升。

进一步使支架1下降，如果钻头10的前端与作为目标的第三测量领域31b(导体层31)对接，那么通过测量元件51c把转子轴3中产生的轴电压V0输入到过滤器62中。过滤器62从轴电压V0中向对比器63输出电压Vi2。对比器63对正弦波电压Vi2和预先设定的电压(例如，+100mV)进行对比，如果电压Vi2超过+100mV，那么就向NC装置64输出检测信号。NC装置64如果收到对比器63的检测信号，那么就结束钻头10，即支架1的下降，之后立刻使其上升。

接下来，关于加工精度进行说明。

例如，如果电压Vi2的最大值是150mV，那么钻头10的前端与第三测量领域31b对接之后，从对比器63到输出检测信号，所需要的时间的最大值大概是0.25ms。另一方面，支架1的下降速度是3m/分的情况下，钻头10在0.25ms下降距离的是12.5μm。即，即使检测轴电压V0之后再控制钻头10的下降，也可以控制孔深的加工公差在15μm以内。

在本实施方式中，因为在测量用检测器50中保持多个测量元件51a～51c，所以可以减少测量用检测器50的种类。

再有，在本实施方式中，虽然配合作为目标的导体层，预先使开关60的接点c与预先作为目标的第三测量领域31b连接，但是最好确认钻头10的前端已经到达上层一侧的导体层之后，再使连接了下一个导体层的接点与公共接点c连接。

另外，在本实施方式中，因为表面层是导体层31，所以使预先连接在表面层31的测量元件51a预先与公共端子c连接，最好在已经确认了钻头10与表面层31接触的时候，使测量元件51b和公共端子c连接。如果这样做，就可以在加工孔的同时，使多层电路板30的表面凹凸作为数据被保存。

这里，无法在所有的电路用导体部31上设定测量领域31b的情况下，最好进行以下处置。即，先对设置了测量领域31b的地方的孔进行加工，此时，求出并预先存储从该测量领域31b(即，导体层31)到平台25表面的高度。然后，利用存储的导体层31的高度的平均值，在无法设置测量领域31b的地方加工孔。

再有，在本实施方式中，虽然在测量用检测器50中保持有环状的多个测量元件51，但是最好用一个测量元件51逐个地替换每个导体层专用的测量元件51，以横切曝露的导体层31那样，对一个测量元件51进行扫描，最好使测量元件51的前端与希望深度的导体层的位置接触。

另外，也可以用针状的测量元件51取代环状的测量元件51，在这种情况下，如果是单数，也可以被支撑在起到支撑部作用的导轨52的多个位置上，或者，也可以使导轨52沿着孔70的径向移动，然后使其与曝露的导电层接触。或者，也可以呈多个直线状地配置多个针状的测量元件51，并使其从孔70的上方与孔70的斜面中曝露出的任何一个导电层接触。总之，要对应导电层的间隔设定端子的宽度。

还有，在加工之前，最好确认测量用检测器50的每个测量元件51和与测量元件连接的电缆54上没有产生断线。

Claims (1)

1.一种多层电路板的定位孔加工方法，其特征在于，

在使连接导体层的导电的测量领域在水平方向的位置对齐、在沿高度方向重叠压合而得的多层电路板的所述测量领域上，加工V字形的孔，该V字形是要测量的导体层与测量用检测器的端子部的任何一个对接的形状，

通过将导电材料形成的多个环状的端子部彼此绝缘地配置成同心圆状、并且设置成可分别在轴方向上自由移动的测量用检测器，来测量通过曝露在所述孔的表面上的所述测量领域而产生在接地电阻高的转子轴上的轴电压，以此来控制保持在所述转子轴上的工具的前端位置。

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