CN101375648B - 开孔方法及开孔装置 - Google Patents

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Abstract

消除移动钻子时发生的误差，提高开孔精度。夹具板具有两个摄像孔及夹具孔。它们的相对配置关系等于开孔对象的基板上两个规定的记号和规定的穿孔位置之间的关系。钻子的定位以以下的步骤进行，(1)分别使夹具板的两个摄像孔中心和两个摄像设备的摄像中心的位置相一致，(2)在载置在夹具板上的修正用基板上，利用穿过所述夹具孔的钻子开孔，(3)将开了孔的位置移动至所述摄像中心，测定开孔位置中心相对于夹具孔中心的误差，(4)决定钻子相对于摄像设备的位置，以修正该误差。其后不移动钻子。钻子对基板的开孔，是在调整标记了两个规定的记号的开孔对象的基板的位置，使该两个规定的基准记号分别与两个摄像设备的摄像中心相一致后进行的。

Description

开孔方法及开孔装置
技术领域
本发明涉及在印刷线路板等上加工基准孔的开孔方法及开孔装置。
背景技术
电子设备具有IC芯片、电阻、电容等表面安装用的电子部件。近年，随着这些部件的小型化，对安装这些部件的印刷线路板也要求高密度化。其结果，印刷线路板多有被多层化的。多层印刷线路板由露出于表里两层外部的导体层、和数层不露出的内层的导体层构成。其构造为，在各导体层之间插入绝缘性的基板，通过该基板导体层被粘接结合。
多层印刷线路板，例如，预先在双面线路板上开设定位用的至少两个基准孔，以该基准孔为基准形成表里两面的图案等。双面印刷线路板的表里的图案在平面上，其位置相互得到保持。这样多张张双面线路板上使用相同坐标位置的基准孔形成图案等。在成为内层板的双面印刷线路板上形成的图案中，除了单一线路板的图案以外，还准备有多个新设的基准孔用的引导记号、以及示出表里识别用的基准孔的引导记号等。这些引导记号在蚀刻工序中形成。
将多张经过蚀刻的内层用双面印刷线路板重叠，将形成在各自的线路板的导体部的图案的位置关系准确地对齐，这称为叠合(lay up)。为了进行叠合，准备设有多个销子的治具板。通常，销子设置在与已设的基准孔匹配的位置上，为了将完成的多层线路板的各层图案更准确地对齐，有时也新设叠合用的基准孔。
将一张经过蚀刻的双面印刷线路板，以其基准孔中插通治具板的销子的方式而放置在治具板上。在其上，放上开有基准孔的、加热前的基板材料(称为预浸材料)。接着将另一张双面线路板，以其基准孔中插通有治具板的销子的方式而重叠在治具板上。在此阶段中，将两张的双面线路板与放置在其间的预浸材料的外周暂时固定，叠合就此完成。
在叠合后的两张双面印刷线路板的两侧用热压机对预浸材料和导体材料的铜箔进行加热加压后，铜箔或插入双面线路板之间的预浸材料热硬化而变成(绝缘)基板，各导体间的粘结完成。其后，开设与多层配线板的内层图案对应的基准孔。以该基准孔为基准进行最外层的导体配线图案的蚀刻、通孔的开孔加工等。进而，实施电镀工序、防锈处理工序等，用机械加工分割为单一线路板，切割出所要的外形形状完成多层线路板。
多层印刷线路板制造过程中，作为基准孔使用两种基准孔，即叠合用的基准孔、和热压工序后形成的基准孔。如上所述，形成多层印刷线路板内层的双面线路板上，除了单一线路板的图案以外，还准备有多个基准孔用的引导记号，在蚀刻工序中这些引导记号也将被蚀刻。由于这些引导记号的坐标被确定为与单一线路板的图案保持某种位置关系，因此只要测定这些引导记号的位置，就能判明构成电路的图案的坐标。通常，使用开孔装置，观测这些多个引导记号等，根据从该观测值计算的结果求得新基准孔的坐标，进行基准孔的开孔。
作为开孔装置的加工对象，第1是叠合工序、热压工序结束后所形成的多层印刷线路板，第2是构成多层印刷线路板的部材即叠合工序前的双面印刷线路板。也就是说，作为基准孔开孔装置的工件，有多层、双面的印刷线路板，后面有时也将这两者统称为工件或仅记为印刷线路板。
如前所述，经热压机加热加压了的多层印刷线路板的表里两外表面由无垢的导体层所覆盖，要想用肉眼对形成在内层的引导记号进行清晰地透视是困难或不可能的。为了应对这种情况，研究出种种不使用可视光线的观测手段。例如使用超声波。目前使用微弱的X线的观测手段占了上风，利用它的X线(基准孔)开孔机多有使用。通过利用该X线，可透视多层线路板，对形成在内层的导体层的引导记号进行观测。
印刷线路板的加工精度，依赖于基准孔的精度。作为提升印刷线路板加工精度的技术，例如有专利文献1和2。
专利文献1中，记载了目的在于利用简单的构成进行印刷基板的准确的开孔的技术。专利文献1的技术，准备作业台上的治具板，该治具板上设置有多个孔部。以两个摄像装置对多个孔部的透过像进行摄像，求得其中心位置与图像中心之间的位置偏差。由于孔部间的间隔为已知，因此可算出两摄像装置的间隔。因此，设置印刷基板，利用两摄像装置对两识别用记号进行摄像，进行图像处理，求得这些中心位置与图像中心之间的位置偏差。根据两摄像装置之间的间隔，算出识别用记号间的间隔。此处，分开修正识别用记号间的间隔和应穿孔的孔间的间隔之间的误差量，设定开孔位置，对该处用钻头进行开孔。
另外，专利文献2中记载的技术，具有按压辊，其被设置在线路板按压部件的中央部，且回转轴与可动台的移动方向呈直角，通过可动台的移动而旋转。按压辊直至加工结束将工件按压在可动台上以防止位置偏移。
专利文献1：日本专利特开平9-85693号公报
专利文献2：日本专利特开2001-310208号公报
以往的开孔装置，预先测定摄像机和钻子之间的位置关系，求得两者中心位置的偏差作为修正值(零位调整)。还有，用图像处理计测表示实际开孔时设置在工件上的开孔位置的记号，对其中心坐标加上修正值后移动钻子，其后利用钻子开孔。
这一方法中，没有手段确认钻子是否准确地移动到了工件的应开孔位置，为开环控制。由于钻子移动之际发生的移动误差，成为使开孔精度降低的原因。
发明内容
本发明是鉴于上述实际情况作出的，其目的在于消除开孔设备移动之际发生的移动误差，提高开孔精度。
为了达成上述目的，本发明第1观点的开孔方法是开孔装置的开孔方法，所述开孔装置具有：载置待开孔的印刷线路板，并在水平方向移动的载台；由钻子、将该钻子沿上下方向移动的升降设备、以及固定所述印刷线路板的固定设备构成，并在所述印刷线路板上开孔的穿孔设备；测定所述印刷线路板的开孔位置或基准点位置的至少两个摄像设备；保持所述摄像设备和所述穿孔设备之间的距离不动，将两者同时沿水平方向移动的移动设备；以及将所述钻子在所述移动设备之上相对于所述摄像设备沿水平方向移动的钻子移动设备，其特征在于，所述开孔装置具有夹具板，该夹具板具有用于以所述摄像设备对印刷线路板的基准记号进行摄像的摄像孔、和用于以所述穿孔设备在该印刷线路板的规定的穿孔位置进行开孔的夹具孔，该夹具板上这样形成两个摄像孔和夹具孔，其中两个所述摄像孔的中心相互间的距离等于所述印刷线路板的两个规定的基准记号的距离，而且所述夹具孔的中心的位置相对于所述两个摄像孔的中心的位置的关系，与所述印刷线路板的两个规定的基准记号和规定的穿孔位置的关系相等，所述开孔方法具有：摄像设备位置暂定工序，设置所述两个摄像设备的摄像中心的位置，使其与所述印刷线路板的两个规定基准记号的关系相等；钻子位置暂定工序，相对所述两个摄像设备设置所述穿孔设备的位置，使其与所述印刷线路板的规定的穿孔位置相对于两个规定基准记号的关系相等；摄像位置调节工序，相对载置在所述载台上的所述夹具板，调节所述移动设备和所述载台，使得所述两个摄像孔中心与所述两个摄像设备的摄像中心分别一致；误差测定工序，在利用所述穿孔设备在载置在所述夹具板上的穿孔位置修正用的基板上开孔后，使所述载台动作，将由所述穿孔设备所开的孔的位置移动至所述摄像中心，测定所述夹具孔中心和所述穿孔位置修正用基板上被开的孔的中心的位置，测定所述开孔位置中心相对于所述夹具孔中心的误差；钻子定位工序，使所述钻子移动设备动作，设定所述钻子相对所述摄像设备的位置，以修正在所述误差测定工序中测定的开孔位置中心相对于夹具孔中心的误差；基板定位工序，对于载置在所述载台上的标记有至少两个规定基准记号的开孔对象的印刷线路板，使所述载台动作，使得两个规定的基准记号分别与所述两个摄像设备的摄像中心的位置一致；开孔工序，对于载置在所述载台上的标记有至少两个规定基准记号的开孔对象的印刷线路板，利用所述穿孔设备在该印刷线路板的规定位置开孔。
本发明第2观点的开孔装置具有：载置待开孔的印刷线路板，并在水平方向移动的载台；由钻子、将该钻子沿上下方向移动的升降设备、以及固定所述印刷线路板的固定设备构成，并在所述印刷线路板上开孔的穿孔设备；测定所述印刷线路板的开孔位置或基准点位置的至少两个摄像设备；保持所述摄像设备和所述穿孔设备之间的距离不动，将两者同时沿水平方向移动的移动设备；以及将所述钻子在所述移动设备之上相对于所述摄像设备沿水平方向移动的钻子移动设备，其特征在于，具有：夹具板，该夹具板具有用于以所述摄像设备对印刷线路板的基准记号进行摄像的摄像孔、和用于以钻子在该印刷线路板的规定的穿孔位置进行开孔的夹具孔，该夹具板上这样形成两个所述摄像孔和夹具孔，其中两个所述摄像孔的中心相互间的距离等于所述印刷线路板的两个规定的基准记号的距离，而且所述夹具孔的中心的位置相对于所述两个摄像孔的中心的位置的关系，与所述印刷线路板的两个规定的基准记号和规定的穿孔位置的关系相等；摄像设备位置暂定设备，设置所述两个摄像设备的摄像中心的位置，使其与所述印刷线路板的两个规定基准记号的关系相等；钻子位置暂定设备，相对所述两个摄像设备设置所述穿孔设备的位置，使其与所述印刷线路板的规定的穿孔位置相对于两个规定基准记号的关系相等；摄像位置调节设备，相对载置在所述载台上的所述夹具板调节所述移动设备和所述载台，使得所述两个摄像孔中心与所述两个摄像设备的摄像位置中心分别一致；误差测定设备，在利用所述穿孔设备在载置在所述夹具板上的穿孔位置修正用的基板上开孔后，使所述载台动作，将由所述穿孔设备所开的孔的位置移动至所述摄像中心，从而测定所述夹具孔中心和所述穿孔位置修正用基板上被开的孔的中心的位置，测定所述开孔位置中心相对于所述夹具孔中心的误差；钻子定位设备，使所述钻子移动设备动作，设定所述钻子相对所述摄像设备的位置，以修正用所述误差测定设备测定的开孔位置中心相对于夹具孔中心的误差；基板定位设备，对于载置在所述载台上的标记有至少两个规定基准记号的开孔对象的印刷线路板，使所述载台动作，使得两个规定的基准记号分别与所述两个摄像设备的摄像中心的位置一致；以及开孔设备，对于载置在所述载台上的标记有至少两个规定基准记号的开孔对象的印刷线路板，利用所述穿孔设备在该印刷线路板的规定位置开孔。
理想地，所述基板定位设备包含将所述印刷线路板沿长度方向和宽度方向移动的基板移动设备，所述基板移动设备还包含将所述印刷线路板沿宽度方向移动的宽度方向移动设备。
该具有基板移动设备和宽度方向移动设备的构成中，进一步更理想地构成为，所述宽度方向移动设备，通过使所述印刷线路板的一端直线地移动，而能使该印刷线路板以其另一端为中心进行回转。
或者，也可构成为，所述宽度方向移动设备包含可使所述印刷线路板的一端及另一端相互独立地移动的两个小型台设备，该宽度方向移动设备，通过利用所述两个小型台设备中一者的驱动使所述印刷线路板的一端或另一端直线地移动，而保持另一者停止不动，从而能使该印刷线路板以该另一者的小型台设备为中心进行回转。
另外，前述的“长度方向和宽度方向”，例如典型地设定为，前者沿着X轴方向，后者沿着与其直交的Y轴方向。此时，所述“宽度方向移动设备”，更具体而言，可以是，具有可向Y方向移动的台的驱动机构等，“小型台设备”可以是，具有可向Y方向移动的两个台的驱动机构等。当然有关上述轴方向的设定(即坐标系的设定)基本上是任意的，因此“长度方向和宽度方向”也可分别设定为Y轴及X轴。此时，所述“宽度方向移动设备”更具体而言，可以是，具有可向X方向移动的台的驱动机构等，“小型台设备”可以是，具有可向X方向移动的两个台的驱动机构等。
或者，理想地，所述印刷线路板包括形成有构成规定电路的图案的双面印刷线路板。
或者，理想地，所述印刷线路板包括多层印刷线路板，该多层印刷线路板将形成有构成规定电路的图案的双面印刷线路板进行多张积层。
这一包括多层印刷线路板的构成中，进一步更理想地也可构成为，所述多层印刷线路板的表里两面由导体层覆盖。
或者，理想地，所述摄像设备包括X线摄像机。
这一包括X线摄像机的构成中，更理想地也可构成为，所述摄像设备还包括X线发生装置，所述移动设备使所述X线摄像机及所述X线发生装置一起移动。
这一包括X线摄像机的构成中，或者理想地也可构成为，所述摄像设备还包括X线防护设备。
或者理想地也可构成为，还具有将所述印刷线路板向所述载台提供，以及从所述载台搬出的搬运设备。
或者理想地也可构成为，利用所述误差测定设备时对所述穿孔位置修正用基板开孔的数目，与由所述开孔设备对所述印刷线路板开孔的数目均为两个以上，且互为相同的数目，利用所述误差测定设备时对所述穿孔位置修正用基板的开孔，针对所述两个以上的孔是以同时或按规定的次序进行的，由所述开孔设备对所述印刷线路板的开孔，采用与对所述穿孔位置修正用基板的开孔同样的步骤，针对所述两个以上的孔是以同时或按规定的次序进行。
或者理想地也可构成为，所述移动设备包括滚珠丝杠。
利用本发明的开孔方法，在校正钻子位置时，将钻子位置实际地移动调整，以在规定位置进行开孔，调整完成后，将钻子原地不动地保持，以后不从该位置变动。
本发明的开孔装置中，在载置印刷线路板的可动台上设置夹具孔。通过以该夹具孔为基准反馈移动结果，就可以一边验证移动到了准确的位置一边进行定位。利用这一方法，可消除将印刷线路板的开孔位置移动至钻子位置时的误差。
通过将以往的开环控制改变为闭环控制，可消除与钻子移动相关的误差，在精度更高的位置进行开孔。
附图说明
图1是示出本发明实施方式的开孔装置的构成例的图。
图2是示出本发明实施方式的开孔装置的不同构成例的图。
图3是示出本发明实施方式的开孔装置的主要的内部构成例的图。
图4是示出本发明实施方式的控制装置的硬件构成的一例的框图。
图5是示出本发明实施方式的夹具板的详细的图。
图6是示出本发明实施方式的开孔装置的可动台的动作的图。
图7是示出本发明实施方式的开孔装置的动作的一例的流程图。
图8是示出在本发明实施方式的开孔装置上，利用修正用基板校正钻子的位置的情况的图。
图9是示出夹具孔和穿孔的误差的例的图。
图10是示出在本发明实施方式的开孔装置中，在印刷线路板上开基准孔的工序的图。
符号说明如下：
1...开孔装置；2...框体；3...架台；4...X线发生装置；5...X线防护管；6...X线摄像机；7...钻子；7a...钻子移动架台7b...钻头9...夹紧器；9a...汽缸；10...X移动架台；11...Y移动架台；12可动台；10a、11a、12a...直线导向部件(LM导向部件)；10b、11b、12b...滚珠丝杠；17...作业者位置(空白箭头)；50...夹具板；51...吸附部；52...摄像孔；53...夹具孔；60...印刷线路板；60h...基准孔；60m...记号；61...修正用基板；61h...孔。
具体实施方式
参照附图对本发明实施方式的开孔装置1进行说明。
图1透视开孔装置1的框体2而示出其内部。另外，记入在图1中的机械坐标系(原点O、X、Y、Z)是固定在开孔装置1的不动部分(例如框体2、架台3)上的坐标系。送进装置的各种机械部分的移动方向与该坐标轴平行。另外，图1的空白箭头17在图面上的位置是作业者的固定位置。作业者面向箭头方向(Y轴的正方向)站立，投入工件即印刷线路板(未图示)，加工结束后则从开孔装置1取出。工件的供给和取出，也可通过搬运装置进行。搬运装置例如可由机器手构成，机器手上设置利用空气来吸附的吸附器。
开孔装置1的框体2的内部，固定着架台3。左右1对的X移动架台10形成近似沟道状，形成左右成对称关系的形状。该X移动架台10由配置在架台3上端的直线导向部件10a支承。X移动架台10通过安装在其下表面上的滚珠螺母(未图示)和与其配合的滚珠丝杠10b，而可在X轴方向移动。为了单独对各X移动架台10进行驱动，而对每一个X移动架台10配置滚珠丝杠10b。X移动架台10载置X线摄像机6。
使X移动架台10待机在通过X线摄像机6可观测线路板上的记号(后述)的位置上。为了实现这样的待机，X移动架台10利用靠前述的滚珠丝杠10b等而可在X轴方向移动的性能。另外，这一待机动作是根据前述线路板的大小而适宜适当地、且预先地进行的。
X移动架台10的上部固定着X线发生装置4。又，X移动架台10的上部配置着X线防护管5，与其并列地设置着使夹紧器9和夹紧器9上下移动的汽缸9a。
该X移动架台10的下部安装着直线导向部件11a。Y移动架台11由该直线导向部件11a支承。通过滚珠丝杠11b和与其配合的安装在X移动架台11下表面上的滚珠螺母(未图示)，Y移动架台11可与Y轴平行地移动。
Y移动架台11上固定着载有钻子7的钻子移动架台7a(参照图3)和X线摄像机6。
可动台12搭载多层印刷线路板等的基板。该可动台12由固定在框体2的中央部分的与Y轴平行的直线导向部件12a和滚珠丝杠12b支承。通过这些，可动台12与Y轴平行地移动。可动台12在图1的12A的位置，载置工件即待对基准孔60h开孔的印刷线路板60，并沿Y轴移动而被拉入到进行记号测定、基准孔开孔的位置。另外，图1中虽然未图示，但可动台12利用与X轴平行地配置的直线导向部件和滚珠丝杠，来与X轴平行地运动。
还有，通过与Y轴平行地配置的较小型的另一直线导向部件和滚珠丝杠，可动台12的一端与滚珠丝杠12b独立地与Y轴平行地运动。由此，可动台12就可以与Z轴平行的轴为中心进行回转运动，有关这点后面将进一步叙述。
钻子7相对于Y移动架台11，可沿X轴及Y轴方向移动。钻子7水平方向的位置，可相对于X线摄像机6进行调节。
另外，图1中没有示出驱动滚珠丝杠10b、11b、12b等，控制X移动架台10、Y移动架台11及可动台12的移动的控制装置。
以以上的说明为前提，可整理为开孔装置1的主要构成要素是由观测机构、开孔机构及驱动机构构成的。即观测机构包含X线发生装置4、X线防护管5及X线摄像机6。开孔机构包含钻子7和夹紧器9。驱动机构包含X移动架台10、Y移动架台11和可动台12、以及对它们进行支承、驱动的直线导向部件10a、11a、12a、滚珠丝杠10b、11b、12b等。另外，图1中没有示出的控制装置，遵从一系列的开孔作业步骤，进行上述各种装置的控制。
还有，图1中在X移动架台10的上部设置有X线发生装置4，但也可如图2中所示，在Y移动架台11的上部设置X线发生装置4，与X线防护管5一体地构成。图2中示出本实施方式开孔装置的不同构成例。图2的构成中，X线发生装置4与Y移动架台11一起移动，因此X线摄像机6摄像的位置不限定于Y方向的某一处。
图3是沿Y轴方向看开孔装置1内部的主视图。图3中，框体2及架台3被省略。又，X移动架台10省略了沟道形状的部分。
左右配置的两个X移动架台10，分别独立地在X方向(图3中左右方向)运动。配置在X移动架台10上的Y移动架台11沿着直线导向部件11a，在Y方向(图3中垂直于纸面)运动。X线摄像机6固定在Y移动架台11上，因此跟随X移动架台10和Y移动架台11的动作而移动。
支承钻子7的钻子移动架台7a固定在Y移动架台11上，能够使钻子7相对于Y移动架台11(从而，相对于X线摄像机6)沿X轴及Y轴方向运动。又，钻子7利用汽缸(未图示)沿Z轴方向升降。通过钻子7的升降，用安装在钻子7前端的钻头7b在印刷线路板60上开孔。
可动台12与X移动架台10和Y移动架台11独立地，沿X轴及Y轴方向运动。
在可动台12的上面安装着夹具板50。夹具板50中央设置着吸附部51，来吸附固定印刷线路板60等。图3中虽然省略，但是为这样的构成，即通过夹紧器9和汽缸9a，印刷线路板60的开孔位置附近被固定，用钻头7b开孔时印刷线路板60不发生移动。夹具板50上设置有夹具孔53，使得在印刷线路板60上开孔时，钻子7和钻头7a不致与之干扰。
控制装置20中输入X线摄像机6所摄的图像，从该摄像的图像计测孔或记号的位置。控制装置20驱动X移动架台10、Y移动架台11、可动台12及钻子移动架台7a的电动机(未图示)，使它们的滚珠丝杠回转，移动各架台及工作台。另外，控制装置20，根据X移动架台10、Y移动架台11、可动台12及钻子移动架台7a的线位移传感器，接收各自的架台或工作台的位置信息(及速度信息)的输入，进行反馈控制。
图4是示出构成控制装置20的硬件构成的一例的框图。控制装置20如图4所示，具有控制部21、主存储部22、外部存储部23、操作部24、显示部25及输入输出部26。主存储部22、外部存储部23、操作部24、显示部25及输入输出部26均通过内部总线28与控制部21连接。
控制部21由CPU(Central Processing Unit)等构成，遵从存储在外部存储部23中的程序，执行后述的用于开孔的处理。
主存储部22由RAM(Random-Access Memory)等构成，读入存储在外部存储部23中的程序，作为控制部21的作业领域使用。
外部存储部23由闪存、硬盘、DVD-RAM(Digital Versatile DiscRandom-Access Memory)、DVD-RW(Digital Versatile Disc Rewritable)等非挥发性存储器构成。外部存储部23预先存储令控制部21执行前述处理的程序。又，外部存储部23遵从控制部21的指令，向控制部21提供该程序所存储的数据，或存储从控制部21提供的数据。
操作部24由键盘及鼠标等指示器等、以及将键盘及鼠标等与内部总线28连接的接口装置构成。通过操作部24，输入处理的开始或结束的指令等，向控制部21提供。
显示部25由CRT(Cathode Ray Tube)或LCD(Liquid CrystalDisplay)等构成，显示X线摄像机6摄像的图像或X线摄像机6及钻子7的位置坐标、及计测的印刷线路板60的记号60m(参照图5)或孔的坐标等。
输入输出部26由串行接口或LAN(Local Area Network)接口构成。通过输入输出部26，输入从X线摄像机6摄像的图像信号。另外，输出驱动X移动架台10、Y移动架台11、可动台12及钻子移动架台7a的电动机的信号。还有，通过输入输出部26，从X移动架台10、Y移动架台11、可动台12及钻子移动架台7a的线位移传感器，输入各自的架台或工作台的位置信息(及速度信息)。
另外，设置有前述的工件的搬运装置(未图示)的情况下，为了与搬运装置的动作取得同步，也可以通过输入输出部26，向搬运装置输出动作的指令，从搬运装置输入动作的结束指令。
图5是示出夹具板50的详细的图。图5中(a)是夹具板50的俯视图，(b)是将印刷线路板60放置于央具板50的状态，(c)是(b)的A-A线剖视图。
本实施方式中，以下述情况为例进行说明，即印刷线路板60的两端存在两个记号60m，以该记号60m为中心隔开一定的间隔各开两个孔的位置，合计四个孔的情况。
如图5(a)中所示，夹具板50在其两端具有用X线摄像机60对印刷线路板60的记号60m进行摄影用的两个摄像孔52。另外，夹具板50具有各自以这些摄像孔52为中心分为两处的夹具孔53。该两个摄像孔52和总计四个夹具孔53，形成为使得其形成位置与印刷线路板60的两个记号60m和待开基准孔60h的位置一致。也就是说，两个摄像孔52的中心间的距离，与两个记号60m间的距离实质上一致。又，摄像孔52和夹具孔53之间的相对配置关系，与记号60m的位置和基准孔60的开孔位置之间的相对配置关系实质上一致。
夹具板50上，如前所述，在中央部形成有吸附部51。吸附部51上，嵌入有开了孔51a的板51b(参照图5(c))。通过从连接在吸气装置(未图示)的吸气管51c吸气，使得气体从所述孔51a被吸引进而吸附载置在夹具板50上的工件(印刷线路板60或修正用基板61)。印刷线路板60是这样载置的，使得记号60m基本上位于摄像孔52的中心(参照图5(b))。
图6是示出可动台12的动作的图。图6中(a)是可动台12的俯视图，(b)是示出可动台12回转情况的俯视图，(c)是可动台12的主视图。
可动台12由沿X方向移动的X1台12c和X1台12d支承。X1台12c通过滚珠丝杠和滚珠螺母在X轴方向运动。X1台12d沿X导向部件12d2在X方向自由移动。X1台12c和X1台12d由台架12g连结，因此X1台12d与X1台12c的动作联动。
X1台12c上设置有Y1台12e。X1台12d上设置有Y2台12f。Y1台12e和Y2台12f分别独立地在Y轴方向移动。台架12g与Y1台12e回转自如地结合，另一方面也与Y2台12f回转自如地结合。
通过将Y1台12e和Y2台12f同时向同方向移动，台架12g在Y轴方向上平行移动。
另一方面，例如如果使Y1台12e原地不动被固定，而移动Y2台12f，则X1台12d在X轴方向上自由移动，因此台架12g以Y1台12e为中心回转。
例如，如图6(b)中所示，将台架12g回转弧度θ时，设台架12g的Y1台轴与Y2台轴的距离为L，只要将Y2台12f移动Lsinθ即可。此时，X1台12d移动L(1-cosθ)。台架12g的位置和角度可通过观测设置在台架12g上的两个孔12h、12i来测定。
由于可动台12没有必要移动较大的角度，因此其回转运动可通过上述那样Y1台12e或Y2台12f的直线动作来充分地实现。通过置换为Y2台12f(或Y1台12e)的直线运动来实现可动台12的回转运动，能够以简单的机构高精度地得到所希望的角度变位。
接下来，参照图7至图10说明开孔装置1的动作。如前所述，开孔装置1的动作，由控制部21与主存储部22、外部存储部23、操作部24、输入输出部26、X线摄像机6、X移动架台10、Y移动架台11、可动台12及钻子移动架台7a协动而进行。
事先，使两个X线摄像机6的间隔，与印刷线路板(以下也称为基板)60的记号60m的间隔相一致，由此决定X移动架台10的位置。另外，钻子7的位置是这样相对于X线摄像机6设定的，使其成为相对记号60m的基准孔60h的位置(换言之，钻子7的位置是这样设定的，使得该钻子7和X线摄像机6之间的相对配置关系与记号60m和基准孔60h之间的相对配置关系一致。)。由此，当X线摄像机6位于摄像孔52的中心时，钻子7位于夹具孔53。
首先，将夹具板50的摄像孔52的中心精确地对准X线摄像机6的摄像中心(步骤S1)。此时，可仅移动可动台12，也可移动X移动架台10及Y移动架台11。但是，不改变X线摄像机6和钻子7的相对配置关系。
接着，将修正用基板61载置在夹具板50上，在将夹具板50的摄像孔52的中心精确地对准X线摄像机6的摄像中心的状态下，升降钻子7来开设孔61h(步骤S2)。此时的情况如图8(a)中所示。在X线摄像机6的摄像中心与摄像孔52的中心对准的状态下，在位于修正用基板61的夹具孔53的四处开设孔61h。
在用钻子7在修正用基板61上开孔61h时，既可逐一升降钻子7，而逐一开孔，也可全部同时开孔。最好是进行与对后述的印刷线路板60开基准孔60h时同样的动作。
移动可动台12，将开孔位置移至X线摄像机6的摄像中心，测定夹具孔53和修正用基板61的孔61h之间的误差(步骤S3)。图8(b)示出将进深一侧的开孔位置移至X线摄像机6的摄像中心的情况。图8的(c)示出将靠前一侧的开孔位置移至X线摄像机6的摄像中心的情况。本实施方式中，孔61h的位置左右对称，因此可左右同时测定。孔61h的位置左右不对称时，逐一对准X线摄像机6的摄像位置进行测定。
图9是示出夹具孔53和孔61h的误差例的图。图9中，相对夹具孔53的中心，孔61h在X轴方向偏移Δx，在Y轴方向偏移Δy。另外，同时也测定X线摄像机6的摄像中心和夹具孔53的中心的误差(图中，该误差用Δx及Δy表示)。X线摄像机摄像中心和夹具孔中心的误差是可动台12的移动误差。
回到图7的流程图，接下来，对钻子7(钻头7b)的位置进行修正(步骤S4)。孔61h本来是以这样的方式开孔为佳，即，使得其中心与夹具孔相一致的方式。从而，相对于X线摄像机6的位置来修正钻子7的位置，以消除夹具孔中心和孔61h的中心的误差。例如如图9中所示，如果误差为Δx及Δy，则对钻子的位置修-Δx及-Δy的量。
对所有的钻子7，同样地修正误差。也就是说，如果所有钻子7的误差修正没有结束(步骤S5；否)，则重复步骤S3和步骤S4。
当对所有钻子7的误差修正结束后(步骤S5；是)，则判定这些误差是否在容许范围内(步骤S6)，如果误差不在容许范围内(步骤S6；否)，则在夹具板50上载置新的修正用基板，进行钻子位置的校正(重复步骤S2至步骤S6)。
夹具孔53的中心与孔61h的中心的容许误差，例如，由X线摄像机6的分辨率和钻子移动架台7a的分解机能所决定。
如果夹具孔53的中心与孔61h的中心的误差在容许范围状态下(步骤S6；是)，则X线摄像机6的摄像中心和钻子7开孔位置之间的关系，应该在容许误差的范围内，与夹具板50摄像孔中心的位置和夹具孔中心的位置之间的关系一致。
于是，接着是将X线摄像机6和钻子7的位置保持不变，在印刷线路板60上开设基准孔60h。也就是说，在夹具板50上载置待开孔基准孔60h的印刷线路板60，调节可动台12，将印刷线路板60的记号60m对准X线摄像机6的摄像中心(步骤S7)。此时，还有，以后的工序中也是，基本上要紧的是，将X移动架台10、Y移动架台11及钻子移动架台7a保持在前述校正结束的状态不发生变化。
接着，维持这一状态，升降钻子7对基准孔60h进行开孔(步骤S8)。此时，如前所述，理想的，用与钻子位置校正时在修正用基板61上开孔61h同样的动作来开孔基准孔60h。
图10示出在夹具板50上载置印刷线路板60，将记号60m对准X线摄像机6的摄像中心，再用钻子7开孔基准孔60h的工序。图10(a)示出刚刚在夹具板50上载置印刷线路板60的状态，也就是X线摄像机6的摄像中心和记号60m偏移的状态。图10(b)示出调节可动台12，从而印刷线路板60的记号60m与X线摄像机6的摄像中心相一致的状态。图10(c)表示在印刷线路板60的记号60m与X线摄像机6的摄像中心相一致的状态下，用钻子7开孔基准孔60h的状态。
在将印刷线路板60的记号60m对准X线摄像机6的摄像中心的过程中，使用在图6说明了的可动台12的X-Y-Y功能。首先，在X轴方向及Y轴方向平行移动可动台12，例如将左侧的记号60m对准一侧的X线摄像机6的摄像中心。接着，通过图像计测测定两个X线摄像机6和右侧的记号60m所成的角度，并调节图6的Y2台12f以消除角度误差。此时，记号60m不一定与可动台12的台架12g的支点一致。因此，有可能由于移动Y2台12f，左侧的记号60m从X线摄像机6的摄像中心偏移。因此，预先计算该偏移量调节X1台12c及Y1台12e。即这样控制可动台12，使得可动台12的回转中心成为已与X线摄像机6的摄像中心相一致的记号60m的中心。
回到图7的流程图，在印刷线路板60上开出基准孔60h后，判定是否有待开孔基准孔60h的另外的印刷线路板60(步骤S9)存在。如果有待开孔基准孔60h的印刷线路板60(步骤S9；是)，则回到步骤S7，对该印刷线路板60的基准孔60h进行开孔。如果没有印刷线路板60了(步骤S9；否)，则结束动作。
这样，只要开孔装置1的条件，例如钻头7b的磨耗、温度等条件不发生变化，则通过校正一次钻子7的位置，即可对一批多个印刷线路板60准确地开孔基准孔60h。
本发明的开孔装置1照准夹具板进行反馈控制，因此本发明开孔装置1的开孔精度遵从夹具板50的精度。如果提高夹具板50的摄像孔52和夹具孔53的精度，则印刷线路板60的基准孔60h的精度也相应地提高。
根据本发明的开孔方法，在校正钻子位置时，为在规定位置进行开孔，而将钻子位置实际地移动调整，在调整完成后，将钻子7原地不动地保持，以后不从该位置变动。因此，不存在由于移动钻子7时的误差导致基准孔60h的位置发生偏移的情况。
本发明的开孔装置中，在载置印刷线路板60的可动台12上设置夹具孔53。可通过以该夹具孔53为基准反馈移动结果，来一边验证移动到了正确位置一边进行定位。利用这一方法，可消除将印刷线路板60的开孔位置移动至钻子位置时的误差。
另外，前述硬件构成或流程图仅是一例，而可任意地变更及修改。上述的实施方式中，就印刷线路板的记号在两端有两个，并对各自的记号等间隔地开设两处基准孔的情况进行了说明，但本发明不限于此。例如，记号的位置不左右对称也可，基准孔不是等间隔也可。另外，对记号基准孔也可不是两处而是一处或三处以上。
本申请基于2006年1月30日提出申请的日本国专利申请2006-20783号。本说明书中作为参照包含了日本国专利申请2006-20783号的说明书、权利要求书、附图全体。
产业上的可利用性
在以一定的基准点为基准，在基板上形成图案或积层印刷线路板(多层化)等的半导体制造业或电子设备制造业中，本发明对于制造工序的效率化、被制造产品的高质量化、高信赖化作出贡献。

Claims (14)

1.一种开孔方法，是开孔装置的开孔方法，所述开孔装置具有：
载台，其载置待开孔的印刷线路板，并在水平方向移动；
穿孔设备，其由钻子、将该钻子沿上下方向移动的升降设备、以及固定所述印刷线路板的固定设备构成，并在所述印刷线路板上进行开孔；
至少两个摄像设备，来测定所述印刷线路板的开孔位置或基准记号位置；
移动设备，其保持所述摄像设备和所述穿孔设备之间的距离不动，将两者同时沿水平方向移动；以及
钻子移动设备，其将所述钻子在所述移动设备之上相对于所述摄像设备沿水平方向移动，
其特征在于，
所述开孔装置具有夹具板，该夹具板具有用于以所述摄像设备对印刷线路板的基准记号进行摄像的摄像孔、和用于以所述穿孔设备在该印刷线路板的规定的开孔位置进行开孔的夹具孔，该夹具板上这样形成两个摄像孔和夹具孔，其中两个所述摄像孔的中心相互间的距离等于所述印刷线路板的两个规定的基准记号的距离，而且所述夹具孔的中心的位置相对于所述两个摄像孔的中心的位置的关系，与所述印刷线路板的两个规定的基准记号和规定的开孔位置的关系相等，
所述开孔方法具有：
摄像设备位置暂定工序，设置所述两个摄像设备的摄像中心的位置，使其与所述印刷线路板的两个规定基准记号的关系相等；
钻子位置暂定工序，相对所述两个摄像设备设置所述穿孔设备的位置，使其与所述印刷线路板的规定的开孔位置相对于两个规定基准记号的关系相等；
摄像位置调节工序，相对载置在所述载台上的所述夹具板，调节所述移动设备和所述载台，使得所述两个摄像孔中心与所述两个摄像设备的摄像中心分别一致；
误差测定工序，在利用所述穿孔设备在载置在所述夹具板上的开孔位置修正用的基板上开孔后，使所述载台动作，将由所述穿孔设备所开的孔的位置移动至所述摄像中心，测定所述夹具孔中心和所述开孔位置修正用基板上被开的孔的中心的位置，测定所述开孔位置中心相对于所述夹具孔中心的误差；
钻子定位工序，使所述钻子移动设备动作，设定所述钻子相对所述摄像设备的位置，以修正在所述误差测定工序中测定的开孔位置中心相对于夹具孔中心的误差；
基板定位工序，对于载置在所述载台上的标记有至少两个规定基准记号的开孔对象的印刷线路板，使所述载台动作，使得两个规定的基准记号分别与所述两个摄像设备的摄像中心的位置一致；
开孔工序，对于载置在所述载台上的标记有至少两个规定基准记号的开孔对象的印刷线路板，利用所述穿孔设备在该印刷线路板的规定的开孔位置开孔。
2.一种开孔装置，具有：
载台，其载置待开孔的印刷线路板，并在水平方向移动；
穿孔设备，其由钻子、将该钻子沿上下方向移动的升降设备、以及固定所述印刷线路板的固定设备构成，并在所述印刷线路板上进行开孔；
至少两个摄像设备，来测定所述印刷线路板的开孔位置或基准记号位置；
移动设备，其保持所述摄像设备和所述穿孔设备之间的距离不动，将两者同时沿水平方向移动；以及
钻子移动设备，其将所述钻子在所述移动设备之上相对于所述摄像设备沿水平方向移动，
其特征在于，具有：
夹具板，该夹具板具有用于以所述摄像设备对印刷线路板的基准记号进行摄像的摄像孔、和用于以钻子在该印刷线路板的规定的开孔位置进行开孔的夹具孔，该夹具板上这样形成两个所述摄像孔和夹具孔，其中两个所述摄像孔的中心相互间的距离等于所述印刷线路板的两个规定的基准记号的距离，而且所述夹具孔的中心的位置相对于所述两个摄像孔的中心的位置的关系，与所述印刷线路板的两个规定的基准记号和规定的开孔位置的关系相等；
摄像设备位置暂定设备，设置所述两个摄像设备的摄像中心的位置，使其与所述印刷线路板的两个规定基准记号的关系相等；
钻子位置暂定设备，相对所述两个摄像设备设置所述穿孔设备的位置，使其与所述印刷线路板的规定的开孔位置相对于两个规定基准记号的关系相等；
摄像位置调节设备，相对载置在所述载台上的所述夹具板调节所述移动设备和所述载台，使得所述两个摄像孔中心与所述两个摄像设备的摄像位置中心分别一致；
误差测定设备，在利用所述穿孔设备在载置在所述夹具板上的开孔位置修正用的基板上开孔后，使所述载台动作，将由所述穿孔设备所开的孔的位置移动至所述摄像中心，从而测定所述夹具孔中心和所述开孔位置修正用基板上被开的孔的中心的位置，测定所述开孔位置中心相对于所述夹具孔中心的误差；
钻子定位设备，使所述钻子移动设备动作，设定所述钻子相对所述摄像设备的位置，以修正用所述误差测定设备测定的开孔位置中心相对于夹具孔中心的误差；
基板定位设备，对于载置在所述载台上的标记有至少两个规定基准记号的开孔对象的印刷线路板，使所述载台动作，使得两个规定的基准记号分别与所述两个摄像设备的摄像中心的位置一致；以及
开孔设备，对于载置在所述载台上的标记有至少两个规定基准记号的开孔对象的印刷线路板，利用所述穿孔设备在该印刷线路板的规定的开孔位置开孔。
3.根据权利要求2所述的开孔装置，其特征在于，
所述基板定位设备包含将所述印刷线路板沿长度方向和宽度方向移动的基板移动设备，
所述基板移动设备还包含将所述印刷线路板沿宽度方向移动的宽度方向移动设备。
4.根据权利要求3所述的开孔装置，其特征在于，
所述宽度方向移动设备，通过使所述印刷线路板的一端直线地移动，而能使该印刷线路板以其另一端为中心进行回转。
5.根据权利要求3所述的开孔装置，其特征在于，
所述宽度方向移动设备包含可使所述印刷线路板的一端及另一端相互独立地移动的两个小型台设备，
该宽度方向移动设备，通过利用所述两个小型台设备中的一者的驱动使所述印刷线路板的一端或另一端直线地移动，而保持另一者停止不动，从而能使该印刷线路板以该另一者的小型台设备为中心进行回转。
6.根据权利要求2所述的开孔装置，其特征在于，
所述印刷线路板包括形成有构成规定电路的图案的双面印刷线路板。
7.根据权利要求2所述的开孔装置，其特征在于，
所述印刷线路板包括多层印刷线路板，该多层印刷线路板是将形成有构成规定电路的图案的双面印刷线路板进行多张积层而成的。
8.根据权利要求7所述的开孔装置，其特征在于，
所述多层印刷线路板的表里两面由导体层覆盖。
9.根据权利要求2所述的开孔装置，其特征在于，
所述摄像设备包括X线摄像机。
10.根据权利要求9所述的开孔装置，其特征在于，
所述摄像设备还包括X线发生装置，
所述移动设备使所述X线摄像机及所述X线发生装置一起移动。
11.根据权利要求9所述的开孔装置，其特征在于，
所述摄像设备还包括X线防护设备。
12.根据权利要求2所述的开孔装置，其特征在于，
还具有将所述印刷线路板向所述载台提供，以及从所述载台搬出的搬运设备。
13.根据权利要求2所述的开孔装置，其特征在于，
利用所述误差测定设备时对所述开孔位置修正用基板开孔的数目，与由所述开孔设备对所述印刷线路板开孔的数目均为两个以上，且互为相同的数目，
利用所述误差测定设备时对所述开孔位置修正用基板的开孔，针对所述两个以上的孔是以同时或按规定的次序进行的，
由所述开孔设备对所述印刷线路板的开孔，采用与对所述开孔位置修正用基板的开孔同样的步骤，针对所述两个以上的孔是以同时或按规定的次序进行的。
14.根据权利要求2所述的开孔装置，其特征在于，
所述移动设备包括滚珠丝杠。
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