DE3906254A1 - Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung einer gedruckten leiterplatte - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung einer gedruckten leiterplatteInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Bearbeitung einer gedruckten Leiterplatte,
die sich insbesondere zur Ausbildung von Sackbohrungen
und/oder Vertiefungen mit hoher Maßgenauigkeit in Tiefen
richtung solcher Bohrungen und Vertiefungen eignet.
In den vergangenen Jahren entstand ein zunehmender Bedarf
für eine hochdichte Verdrahtung und hochdichte Packung
elektronischer Bauteile auf gedruckten Leiterplatten. Dazu
werden Mehrschichtplatten zur Erfüllung solcher Forderungen
immer wichtiger.
Daraus ergibt sich auch die Notwendigkeit verschiedener
mechanischer Bearbeitungen der Leiterplatte, wie die Bildung
von Sackbohrungen zwecks elektrischer Verbindung zwischen
Schaltungen der inneren Verdrahtungsschichten, die Horizon
talbearbeitung zur Bildung von Vertiefungen, damit inte
grierte Schaltkreise und andere Bauelemente angebracht
werden können.
Diese Bearbeitung muß mit hoher Präzision in Tiefenrichtung
mit einer sehr geringen Toleranz von ± 0,05 mm oder weniger
durchgeführt werden.
Aus der ungeprüften japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. 61-1 31 804 ist ein Bearbeitungsverfahren bekannt, das
die obengenannten Bedingungen gut erfüllt.
Dieses Verfahren ermöglicht ein präzises Bohren eines Lochs,
das die gewünschte Schaltung oder den gewünschten Leiter
einer Zwischenschicht in einer mehrschichtigen gedruckten
Leiterplatte erreicht, vorausgesetzt, daß eine solche Schal
tung oder ein solcher Leiter an einer äußeren Oberfläche
der gedruckten Mehrschichtverdrahtungsplatte freiliegt.
Im allgemeinen hat eine eine innere Schicht einer mehr
schichtigen Verdrahtungsplatte bildende gedruckte Schal
tung ein vorgegebenes Schaltungsmuster, das durch Ätzung
ausgebildet wurde und weist gewöhnlich einen peripheren
Rahmen oder eine Leiste zur Bildung von Bezugslöchern auf.
In einem solchen Fall ist es praktisch nicht möglich, die
Bohrtiefe mittels eines zwischen einem Bohrer und einer
auf einer äußeren Oberfläche der Mehrschichtverdrahtungs
platte vorhandenen Elektrode gebildeten elektrischen Signals
zu messen und zu steuern.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vor
richtung zur mechanischen Bearbeitung einer gedruckten
Leiterplatte so zu ermöglichen, daß bei der Bildung von
Bohrungen, Vertiefungen und dergleichen mittels me
chanischer Bearbeitung eine sehr große Genauigkeit in Tie
fenrichtung eingehalten wird.
Obige Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.
Dazu ist gemäß einem Lösungsweg ein Verfahren zur Bearbei
tung einer gedruckten Leiterplatte dadurch gekennzeichnet,
daß die Position eines Endes eines Werkzeugs bezüglich
der Position des Endes eines Druckfußes in dessen Zustand
vor dem Kontakt mit der gedruckten Leiterplatte bestimmt
wird, daß die Größe der Relativbewegung zwischen Druckfuß
und Werkzeug, die für die gewünschte Bearbeitung nötig
ist, aufgrund der Position des Werkzeugendes und einem
vorgegebenen Sollwert der Bearbeitungstiefe festgesetzt
und die Bearbeitung der gedruckten Leiterplatte durch Steue
rung des Werkzeugvorschubs in Übereinstimmung mit der Größe
der Relativbewegung gesteuert wird.
Die obige Aufgabe wird ebenfalls durch eine Vorrichtung
zur Bearbeitung einer gedruckten Leiterplatte gelöst, die
einen Spindelkopf, der ein Werkzeug haltert und dreht und
in axialer Richtung des Werkzeugs beweglich ist und einen
Druckfuß aufweist, der von der Spindel zur Ausführung einer
Relativbewegung bezüglich des Spindelkopfes in axialer
Richtung des Werkzeugs getragen ist und eine gedruckte
Leiterplatte, die während der Bearbeitung auf einem Tisch
plaziert ist, an diesen andrücken kann.
Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine erste Fühl
einrichtung, die zwischen Spindelkopf und Druckfuß wirksam
ist und die Größe der Relativbewegung zwischen Spindelkopf
und Druckfuß erfaßt;
eine zweite Fühleinrichtung, die auf dem Tisch vorgesehen ist und den Druckfuß, sobald sich der Spindelkopf um eine vorgegebene Strecke bewegt hat, empfängt und die vom Ende des Werkzeugs erreichte Position erfaßt;
eine Recheneinrichtung, die den Abstand zwischen dem Ende des vom Spindelkopf gehaltenen Werkzeugs und dem Ende des Druckfußes anhand der Größe der durch die erste Fühlein richtung erfaßten Relativbewegung und aufgrund der durch die zweite Fühleinrichtung erfaßten, vom Ende des Werkzeugs erreichten Position bestimmt; und
eine Steuereinrichtung zur Erfassung und zum Festlegen des zur Bearbeitung nötigen Vorschubbetrags auf der Basis eines vorgegebenen Sollwerts der Bearbeitungstiefe und des von der Recheneinrichtung bestimmten Abstandes und zur Steuerung des Vorschubbetrags des Spindelkopfs in Über einstimmung mit dem festgelegten Vorschubbetrag.
eine zweite Fühleinrichtung, die auf dem Tisch vorgesehen ist und den Druckfuß, sobald sich der Spindelkopf um eine vorgegebene Strecke bewegt hat, empfängt und die vom Ende des Werkzeugs erreichte Position erfaßt;
eine Recheneinrichtung, die den Abstand zwischen dem Ende des vom Spindelkopf gehaltenen Werkzeugs und dem Ende des Druckfußes anhand der Größe der durch die erste Fühlein richtung erfaßten Relativbewegung und aufgrund der durch die zweite Fühleinrichtung erfaßten, vom Ende des Werkzeugs erreichten Position bestimmt; und
eine Steuereinrichtung zur Erfassung und zum Festlegen des zur Bearbeitung nötigen Vorschubbetrags auf der Basis eines vorgegebenen Sollwerts der Bearbeitungstiefe und des von der Recheneinrichtung bestimmten Abstandes und zur Steuerung des Vorschubbetrags des Spindelkopfs in Über einstimmung mit dem festgelegten Vorschubbetrag.
Nun wird anhand der Fig. 1 das erfindungsgemäße Lösungs
prinzip erläutert, wobei die in Fig. 1 dargestellte Vor
richtung späterhin als erstes Ausführungsbeispiel beschrie
ben wird.
Eine mehrschichtige gedruckte Leiterplatte 1 wird von einem
Tisch 2 gehaltert. Ein Bohrer 15 wird von einem Spindelkopf
9 gehalten. Der Spindelkopf trägt auch einen Preßluftzylin
der 16, dem Luft vorgegebenen Drucks zugeführt wird. Der
Preßluftzylinder 16 weist eine einen Druckfuß 18 tragende
Stange auf.
Eine erste Fühleinrichtung 20 weist Bauteile auf, die je
weils auf dem Spindelkopf 9 und dem Druckfuß 18 angebracht
sind. Eine zweite Fühleinrichtung 24 ist auf dem Tisch
2 befestigt. Eine Rechenschaltung 32 ist sowohl mit der
ersten Fühleinrichtung 20 als auch mit der zweiten Fühl
einrichtung 24 verbunden.
Eine Steuerschaltung 34 ist mit der ersten Fühleinrichtung
20 und der Rechenschaltung 32 zur Steuerung eines Servomo
tors 12 verbunden.
Im Betrieb wird nach Erneuern oder Einsetzen des Bohrers
15 dieser in die richtige Position oberhalb der zweiten
Fühleinrichtung 24 durch eine Relativbewegung zwischen
Tisch 2 und Spindelkopf 9 gebracht. Dann wird der Servo
motor 12 eingeschaltet, um den Spindelkopf 9 herabzusenken.
Dadurch wird das Ende des Druckfußes 18 in Kontakt mit
der zweiten Fühleinrichtung 24 gebracht, so daß sich der
Druckfuß 18 nicht mehr weiterbewegen kann, sondern sich
der Spindelkopf 9 weiterhin durch den Antrieb des Servo
motors 12 abwärts bewegt. Dadurch beginnt eine Relativ
bewegung zwischen Druckfuß 18 und Spindelkopf. Die Luft
zufuhrleitung zum Preßluftzylinder 16 ist mit einem Ent
lastungsventil versehen, das öffnet und Luft entläßt, wenn
der Luftdruck höher als ein festgesetzter Wert wird, so
daß der Preßluftzylinder 16 Luft konstanten Drucks erhält.
Die erste Fühleinrichtung 20 beginnt Impulse auf den Beginn
der Relativbewegung zwischen Spindelkopf 9 und Druckfuß
18 hin zu erzeugen, so daß die Größe der Relativbewegung
zwischen Spindelkopf 9 und dem Druckfuß 18 durch Zählen
dieser Impulse erfaßt wird.
Die Abwärtsbewegung des Spindelkopfs 9 wird auf einen von
der Steuerung 34 ausgegebenen Befehl beendet, wenn der
Spindelkopf 9 um einen vorgegebenen Betrag abgesenkt wurde.
Dann ragt der Bohrer 15 in die zweite Fühleinrichtung 24,
so daß die vom Ende des Bohrers 15 erreichte Position mit
tels der zweiten Fühleinrichtung 24 erfaßt wird.
Der Abstand l 2 zwischen dem Bohrerende und dem Ende des
Druckfußes 18 wird dann als Differenz zwischen dem Betrag
der Relativbewegung zwischen Spindelkopf 9 und dem Druck
fuß 18 und der vom Bohrer 15 erreichten
Position berechnet.
Der auf diese Weise berechnete Abstand l 2 wird zu einem
vorgegebenen Sollwert l 3 der Bearbeitungstiefe addiert,
der zuvor in der Steuereinrichtung 34 eingestellt wurde,
und die Summe wird als Betrag der Relativbewegung zwischen
Spindelkopf 9 und Druckfuß 18, das ist der Betrag des
Vorschubs, der für die gewünschte Bearbeitung nötig ist,
festgelegt.
Während der Bearbeitung wird der Betrag der Relativbewegung
zwischen Spindelkopf 9 und Druckfuß 18, die sich, nachdem
der Druckfuß 18 in Kontakt mit der mehrschichtigen gedruck
ten Leiterplatte 1 steht, ergibt, erfaßt und mit dem oben
erwähnten festgesetzten Vorschubbetrag verglichen, worauf
hin der Servomotor 12 zurückfährt oder anhält, wenn diese
Differenz zu Null geworden ist.
Dieses Verfahren ermöglicht somit eine sehr genaue Bearbei
tung in Tiefenrichtung, d. h. mit einem sehr geringen Fehler
bezüglich des vorgegebenen Sollwerts l 3 der Bearbeitungs
tiefe. Es wird nämlich der Abstand l 2 zwischen dem Ende
des Bohrers 15 und dem Ende des Druckfußes 18 ohne jeden
Fehler oder ohne jede Fluktuation, die die Präzision der
Bearbeitung in Tiefenrichtung beeinflussen könnten, ermit
telt, so daß die Bearbeitung mit hoher Genauigkeit unter
Verwendung dieses Abstandes l 2 als Bezugswert durchgeführt
werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher
beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschema eines wesentlichen Teils eines ersten
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 ein Schnittschema einer in der in Fig. 1
dargestellten Vorrichtung enthaltenen zweiten
Fühleinrichtung; und
Fig. 3 ein Blockdiagramm wesentlicher Teile eines
anderen Ausführungsbeispiels der erfindungs
gemäßen Vorrichtung.
Das durch die Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zur Bildung einer
Bohrung einer vorgegebenen Tiefe in einer mehrlagigen ge
druckten Leiterplatte vorgesehen.
Die Vorrichtung weist einen Tisch 2 auf, der von einem
nicht gezeigten Führungsglied hin- und herbewegbar gehal
tert ist. Eine mehrschichtige gedruckte Leiterplatte 1
wird auf dem Tisch 2 festgehalten. An der Unterseite des
Tischs 2 ist eine Mutter 3 befestigt. Eine Vorschubgewinde
stange 4 ist mittels eines nicht gezeigten Servomotors
drehbar und bewegt sich als Schraube in der Mutter 3. Eine
Mutter 6 ist an der Rückseite eines Gleiters 5 befestigt,
der mittels eines nicht gezeigten Führungsglieds hin- und
herbewegbar gehalten ist. Eine drehbare Vorschubgewinde
stange 7, die mit der Mutter 6 in Schraubverbindung steht,
wird von einem Servomotor 8 angetrieben. Ein Spindelkopf
9 ist gleitend von dem Gleiter 5 gehaltert. Eine Mutter
10 ist an der Antriebsseite des Spindelkopfs 9 befestigt.
Eine drehbare Vorschubgewindestange 11, die sich in einer
Schraubverbindung mit der Mutter 10 befindet, wird von
einem Servomotor 12 angetrieben. Der Spindelkopf 9 trägt
drehbar eine Spindel 13, die von einem nicht gezeigten
Motor angetrieben wird. Ein Zangen-Spannfutter 14 ist glei
tend an der Spindel 13 so befestigt, daß es von einem eben
falls nicht dargestellten Stellglied betätigt werden kann
und hält lösbar einen Bohrer 15. Ein Preßluftzylinder 16
wird vom Spindelkopf 9 mittig von einem Arm 17 gehalten
und erhält konstant Luft eines vorgegebenen Drucks. Ein
Druckfuß 18 ist an der Stange des Preßluftzylinders 16
angebracht.
Die Vorrichtung hat eine erste Fühleinrichtung 20. Diese
besteht aus einer am Spindelkopf 9 fixierten Skala 21 und
einer am Druckfuß 18 befestigten Arbeitsstange 22, die
an einem Ende in Kontakt mit einem Detektor der Skala
21 gehalten ist. Die erste Fühleinrichtung 20 ist zur Erfas
sung des Betrags der Relativbewegung zwischen Spindelkopf
9 und Druckfuß 18 eingerichtet, d. h. der Strecke, um die sich bei
de Glieder relativ zueinander bewegen.
Die Vorrichtung weist auch eine zweite Fühleinrichtung
24 auf, die gemäß Fig. 2 aus einem auf dem Tisch 2 be
festigten Gehäuse 25, einer an einer vorgegebenen Stelle
im Gehäuse 25 angeordneten Lichtquelle 26, einer Linse
27, einer säulenförmigen Linse 28 und einer ladungsge
koppelten Einrichtung 29 besteht. Ein Loch 30 zur Auf
nahme des Bohrers 15 ist zwischen Linse 27 und der säulen
förmigen Linse 28 ausgebildet. Die Anordnung ist so gewählt,
daß der Schatten des Bohrers 15, der von der Lichtquelle
25 beleuchtet wird, von der ladungsgekoppelten Vorrichtung
23 und damit die Position des Endes des Bohrers 15 erfaßt
wird.
Die erste und die zweite Fühleinrichtung 20 und 24 sind
mit einer Rechenschaltung 32 verbunden.
Eine Steuereinrichtung 34 ist mit der ersten Fühleinrich
tung 20 verbunden und steuert den Betrieb des Servomotors
12.
Im Betrieb werden nach dem Einsetzen des Bohrers 15 in
das Spannfutter 14 der Tisch 2 und der Gleiter 5 in eine
Position gerade oberhalb der Öffnung 30 der zweiten Fühl
einrichtung 24 bewegt.
Der Servomotor 12 wird in diesem Zustand betrieben, und
der Spindelkopf 9 bis zu einer vorgegebenen Lage abgesenkt.
Folglich wird ebenfalls der Druckfuß 18 zusammen mit dem
Spindelkopf 9 abgesenkt.
Als Ergebnis wird der Druckfuß 18 in Kontakt mit dem Gehäuse
25 der zweiten Fühleinrichtung 24 gebracht und durch das
Gehäuse 25 in seiner Abwärtsbewegung angehalten. Trotzdem
kann sich der Spindelkopf 9 weiterhin abwärts bewegen,
wodurch sich eine Relativbewegung zwischen Spindelkopf
und Druckfuß 18 einstellt.
Die Skala 21 erzeugt Impulse, deren Anzahl der Relativbewe
gung zwischen dem Spindelkopf 9 und dem Druckfuß 18 ent
spricht, so daß der Betrag der Relativbewegung zwischen
Spindelkopf 9 und Druckfuß 18 durch Zählen der Anzahl der
von der Skala 21 erzeugten Impulse erfaßt wird.
Sobald der Spindelkopf 9 das Ende seines Abwärtsgangs er
reicht hat, ragt das Ende des Bohrers 15 in das Gehäuse
25 durch die Öffnung 30. In diesem Stadium wird die Lage
des Endes des Bohrers 15 durch die ladungsgekoppelte Ein
richtung 29 erfaßt.
Die Rechenschaltung 32 subtrahiert die Eintauchtiefe l 1 des
Bohrers von dem erfaßten Betrag l 0 der Relativbewegung
zwischen Spindelkopf 9 und Druckfuß 18 und berechnet da
durch den Abstand l 2 zwischen dem Ende des Bohrers 15 und
dem Druckfuß 18 in dem Zustand bevor die Relativbewegung
beginnt. Der Abstand l 2 wird der Steuereinrichtung 34 ein
gegeben.
Die Steuereinrichtung 34 berechnet die Summe eines vorge
gebenen Sollwerts der Bearbeitungstiefe l 3 und der von
der Recheneinrichtung ermittelten Distanz l 2 und bestimmt
somit den Betrag der Relativbewegung zwischen Spindelkopf
9 und Druckfuß 18 als den Betrag des Vorschubs.
Dann wird der Servomotor 12 zurückgesetzt und hebt den
Spindelkopf 9 auf ein vorgegebenes Niveau. Dann werden
der Tisch 2 und der Gleiter 5 zur Positionierung des Boh
rers 15 bezüglich der mehrlagigen gedruckten Leiterplatte
1 bewegt.
Der Servomotor 12 wird dann gemäß von der Steuereinrich
tung 34 ausgegebenen Befehlen in Gang gesetzt um den Spin
delkopf 9 abzusenken. Die Relativbewegung zwischen Spin
delkopf 9 und Druckfuß 18 beginnt, sobald der Druckfuß
18 in Druckkontakt mit der mehrlagigen gedruckten Leiter
platte 1 gekommen ist. Die durch die Skala 20 während der
Relativbewegung erzeugten Impulse werden gezählt, und der
Servomotor 12 in seiner Bewegungsrichtung umgeschaltet,
wenn eine vorgegebene Impulszahl gezählt wurde, d. h.,
wenn der Betrag der Relativbewegung zwischen Spindelkopf
9 und Druckfuß 18 gleich dem zuvor festgelegten Vorschub
betrag des Bohrers geworden ist, so daß der Spindelkopf
9 am Ende dieses einen Bohrzyklus wieder nach oben bewegt
wird.
Gemäß der obigen Beschreibung wird erfindungsgemäß der
Abstand l 2 zwischen dem Ende des vom Spindelkopf 9 getra
genen Bohrers 15 und dem Ende des Druckfußes 18 bestimmt,
und die Summe der Distanz l 2 und dem vorgegebenen Soll
wert l 3 der Bearbeitungstiefe wird als Vorschubbetrag des
Werkzeugs für die Bearbeitung eingestellt. Die Bearbei
tung wird dann unter Steuerung des Betrags der Relativbe
wegung zwischen Spindelkopf 9 und Druckfuß 18 durchgeführt.
Im allgemeinen wird häufig die Bearbeitungsgenauigkeit
beispielsweise beim Bohren durch unterschiedliche Schwan
kungen beeinflußt, wie die Schwankung in der Länge des
verwendeten Bohrers, die Änderung der Befestigungslage
des Bohrers 15 an der Spindel 13, Verschleiß am Ende des
Druckfußes 18, Veränderungen der Dicke der mehrlagigen
gedruckten Leiterplatte 1, thermische Störungen der Bohr
maschine usw. Erfindungsgemäß werden all diese Schwan
kungen oder Veränderungen aufgefangen, so daß von der Ober
fläche der mehrlagigen gedruckten Verdrahtungsplatte aus
eine Sackbohrung mit sehr präziser Abmessung in Tiefen
richtung gebohrt werden kann.
Die Erfassung des Abstands l 2 zwischen dem Ende des am
Spindelkopf 9 gehaltenen Bohrers 15 und der Unterseite
der Druckplatte 18 kann immer beim Auswechseln des Bohrers
15 automatisch erfolgen, so daß das Bohren mit hoher Maß
genauigkeit in Tiefenrichtung ohne Beeinträchtigung der
auszuführenden Arbeit durchgeführt werden kann.
Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel verwendet als
Skala 21 in der ersten Fühleinrichtung 20 einen Lichtfüh
ler. Ein solcher Lichtfühler kann die Relativbewegung zwi
schen Spindelkopf 9 und Druckfuß 18 mit hoher Auflösung,
d. h. in der Größenordnung von 1 bis unter 10 µm in Größen
der Bewegung des Fühlers auf der Skala 21 erfassen.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. In dieser Darstellung
werden dieselben Bezugsziffern verwendet, falls sie diesel
ben Teile oder Glieder wie in Fig. 1 und 2 bezeichnen.
Diese Ausführung hat einen am Servomotor 12 angebrachten
Impulskodierer 12 a. Ein Schalter 21 a erzeugt nach der Er
fassung des Beginns der Relativbewegung zwischen Spindel
kopf 9 und Druckfuß 18 ein Signal. Ziffer 31 bezeichnet
einen Zähler, der mit dem Impulskodierer 12 a und dem Schal
ter 21 a verbunden ist und mit dem Zählen der Impulse vom
Impulskodierer 12 a auf den Empfang des Signals von dem
Schalter 21 a beginnt. Der Impulskodierer 12 a, der Schalter
21 a und der Zähler 31 bilden zusammen die erste Fühlein
richtung.
Eine Rechenschaltung 32 ist zur Erfassung der Distanz
l 2 zwischen dem Ende des vom Spindelkopf 9 gehaltenen Boh
rers 15 und dem Ende des Druckfußes 18 in Übereinstimmung
mit den Ausgangssignalen vom Zähler 31 und von der zwei
ten Fühleinrichtung 24 vorgesehen. Mittels einer Stell
schaltung 33 wird die Bearbeitungstiefe l 3 eingestellt.
Eine weitere Rechenschaltung 35 berechnet die Summe der
von der Rechenschaltung 32 ermittelten Distanz l 2 und der
Bearbeitungstiefe l 3, die von der Stellschaltung 33 ge
liefert wird und legt damit den Betrag der Relativbewegung
zwischen Spindelkopf 9 und Druckfuß 18, wie er für die
Bearbeitung nötig ist, fest.
Eine Vergleicherschaltung 36 vergleicht den Betrag des
in der Rechenschaltung 35 gesetzten Vorschubs mit dem Betrag
der obengenannten Relativbewegung in Form der Anzahl der
vom Zähler 31 gezählten Impulse und erzeugt ein Bohrstopp
signal, wenn die Differenz zwischen diesen Werten zu Null
geworden ist.
Eine Steuereinrichtung kehrt die Richtung am Servomotor
12 auf Empfang des Signals von der Vergleicherschaltung
36 um.
Bei dieser Ausführungsart wird die Bearbeitungstiefe in
Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Impulskodierers
12 a, der am Servomotor 12 angebracht ist, gesteuert. Dem
Fachmann ist klar, daß diese Ausführungsart auch die gleiche
Präzision der Bohrtiefe wie die anhand der Fig. 1 und 2
beschriebene Ausführungsart ermöglicht.
Obwohl vorangehend die Ausführungsbeispiele auf eine Bohrbe
arbeitung bezogen sind, muß bemerkt werden, daß die Erfin
dung gleicherweise auf verschiedene Bearbeitungsarten,
die eine hohe Genauigkeit in Tiefenrichtung erfordern,
angewendet werden kann. Beispielsweise ist dies eine Fräs
bearbeitung zur Ausbildung von Vertiefungen mit flachem
Boden, bei der die Mehrschichtleiterplatte und das Werkzeug
relativ zueinander bewegt werden, sobald letzteres eine
vorgegebene Tiefe erreicht hat. Gemäß der obigen Beschrei
bung lassen sich durch die Lehre der vorliegenden Erfindung
bei der Bearbeitung einer gedruckten Leiterplatte die Ein
flüsse aller Schwankungsgrößen, die sonst die Präzision
der Tiefenbearbeitung beeinflussen würden, durch die Tat
sache eliminieren, daß der Betrag des Vorschubs des Spindel
kopfs in Übereinstimmung mit der Distanz zwischen dem Ende
des Druckfußes und dem Ende des Werkzeugs gesteuert wird,
wodurch eine hohe Maßhaltigkeit in Tiefenrichtung erreicht
wird.
Claims (4)
1. Verfahren zur Bearbeitung einer gedruckten Leiterplatte,
gekennzeichnet durch:
- - Bestimmen der Position des Endes eines Werkzeugs (15) in bezug auf das Ende eines Druckfußes (18) in dem Zustand bevor der Druckfuß in Druckkontakt mit der Leiterplatte kommt;
- - Festlegen der für die Durchführung der gewünschten Bearbeitung nötigen Relativbewegung zwischen Druckfuß (18) und Werkzeug (15) auf der Basis der Position des Endes des Werkzeugs (15) und eines vorgegebenen Sollwerts der Bearbeitungstiefe; und
- - Durchführen der Bearbeitung der gedruckten Leiter platte durch Steuerung des Betrags des Vorschubs des Werkzeugs in Übereinstimmung mit dem Betrag der Rela tivbewegung.
2. Vorrichtung zur Bearbeitung einer gedruckten Leiter
platte mit
einem Spindelkopf (9), der ein Werkzeug (15) haltert und dreht und in axialer Richtung des Werkzeugs (15) bewegbar ist und mit einem von dem Spindelkopf (9) ge tragenen Druckfuß (18), der relativ zum Spindelkopf (9) in axialer Richtung des Werkzeugs bewegbar ist und
eine auf einem Tisch (2) befindliche gedruckte Leiter platte (1) während der Bearbeitung an den Tisch (2) andrückt, gekennzeichnet durch
eine erste Fühleinrichtung (20), die zwischen Spindel kopf (9) und Druckfuß (18) wirksam ist und den Betrag der Relativbewegung zwischen Spindelkopf (9) und Druck fuß (18) erfaßt;
eine zweite Fühleinrichtung, die auf dem Tisch (2) vorgesehen ist, den Druckfuß (18) empfängt, wenn der Spindelkopf (9) um einen vorgegebenen Betrag bewegt wurde und die von dem Ende des Werkzeugs (15) erreichte Position erfaßt;
eine Recheneinrichtung (32), die die Distanz zwischen dem Ende des Werkzeugs (15), das von dem Spindelkopf (9) gehalten ist und dem Ende des Druckfußes (18) aus dem Betrag der von der ersten Erfassungseinrichtung (20) erfaßten Relativbewegung und der vom Ende des Werkzeugs erreichten Position, wie sie von der zweiten Erfassungseinrichtung (24) erfaßt wurde, ermittelt; und
eine Steuereinrichtung (34), die den für den Bearbei tungsvorgang nötigen Betrag des Vorschubs auf der Basis eines vorgegebenen Sollwerts der Bearbeitungstiefe und der von der Recheneinrichtung ermittelten Distanz er mittelt und festlegt und den Betrag des Vorschubs des Spindelkopfs (9) in Übereinstimmung mit dem festgelegten Betrag des Vorschubs steuert.
einem Spindelkopf (9), der ein Werkzeug (15) haltert und dreht und in axialer Richtung des Werkzeugs (15) bewegbar ist und mit einem von dem Spindelkopf (9) ge tragenen Druckfuß (18), der relativ zum Spindelkopf (9) in axialer Richtung des Werkzeugs bewegbar ist und
eine auf einem Tisch (2) befindliche gedruckte Leiter platte (1) während der Bearbeitung an den Tisch (2) andrückt, gekennzeichnet durch
eine erste Fühleinrichtung (20), die zwischen Spindel kopf (9) und Druckfuß (18) wirksam ist und den Betrag der Relativbewegung zwischen Spindelkopf (9) und Druck fuß (18) erfaßt;
eine zweite Fühleinrichtung, die auf dem Tisch (2) vorgesehen ist, den Druckfuß (18) empfängt, wenn der Spindelkopf (9) um einen vorgegebenen Betrag bewegt wurde und die von dem Ende des Werkzeugs (15) erreichte Position erfaßt;
eine Recheneinrichtung (32), die die Distanz zwischen dem Ende des Werkzeugs (15), das von dem Spindelkopf (9) gehalten ist und dem Ende des Druckfußes (18) aus dem Betrag der von der ersten Erfassungseinrichtung (20) erfaßten Relativbewegung und der vom Ende des Werkzeugs erreichten Position, wie sie von der zweiten Erfassungseinrichtung (24) erfaßt wurde, ermittelt; und
eine Steuereinrichtung (34), die den für den Bearbei tungsvorgang nötigen Betrag des Vorschubs auf der Basis eines vorgegebenen Sollwerts der Bearbeitungstiefe und der von der Recheneinrichtung ermittelten Distanz er mittelt und festlegt und den Betrag des Vorschubs des Spindelkopfs (9) in Übereinstimmung mit dem festgelegten Betrag des Vorschubs steuert.
3. Vorrichtung zur Bearbeitung einer gedruckten Leiter
platte nach Anspruch 2,
weiterhin gekennzeichnet durch
eine Stelleinrichtung (33), die den Betrag des zur Bear beitung nötigen Vorschubs in Größen des Betrags der Relativbewegung zwischen dem Spindelkopf (9) und dem Druckfuß (18) auf der Basis eines vorgegebenen Sollwerts der Bearbeitungstiefe und der von der Recheneinrichtung ermittelten Distanz festlegt;
eine Vergleichseinrichtung, die während der Bearbeitung den Betrag der von der ersten Fühleinrichtung erfaßten Relativbewegung mit dem durch die Stelleinrichtung einge stellten Vorschubbetrag vergleicht und ein Bearbeitungs endsignal erzeugt, wenn die Differenz zwischen dem Betrag der Relativbewegung und dem Vorschubbetrag Null geworden ist, wobei
die Steuereinrichtung ein Steuersignal zum Beginn eines nächsten Bearbeitungsvorgangs auf den Empfang des Bear beitungsendsignals hin erzeugt.
eine Stelleinrichtung (33), die den Betrag des zur Bear beitung nötigen Vorschubs in Größen des Betrags der Relativbewegung zwischen dem Spindelkopf (9) und dem Druckfuß (18) auf der Basis eines vorgegebenen Sollwerts der Bearbeitungstiefe und der von der Recheneinrichtung ermittelten Distanz festlegt;
eine Vergleichseinrichtung, die während der Bearbeitung den Betrag der von der ersten Fühleinrichtung erfaßten Relativbewegung mit dem durch die Stelleinrichtung einge stellten Vorschubbetrag vergleicht und ein Bearbeitungs endsignal erzeugt, wenn die Differenz zwischen dem Betrag der Relativbewegung und dem Vorschubbetrag Null geworden ist, wobei
die Steuereinrichtung ein Steuersignal zum Beginn eines nächsten Bearbeitungsvorgangs auf den Empfang des Bear beitungsendsignals hin erzeugt.
4. Vorrichtung zur Bearbeitung einer gedruckten Leiterplatte
nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegung des Werkzeugs (15) in dessen axialer Richtung mittels eines Servomotors (12) durchgeführt wird, die erste Fühleinrichtung den Beginn der Relativ bewegung zwischen Spindelkopf und Druckfuß erfaßt und eine Zähleinrichtung aufweist, die auf den erfaßten Beginn der Relativbewegung hin Impulse zählt, die mittels eines auf dem Servomotor (12) angebrachten Impulskodierers er zeugt werden, wobei
die erste Fühleinrichtung den Betrag der Relativbewegung zwischen Spindelkopf (9) und Druckfuß (18) auf der Basis des von der Zähleinrichtung gezählten Zählwerts erfaßt.
daß die Bewegung des Werkzeugs (15) in dessen axialer Richtung mittels eines Servomotors (12) durchgeführt wird, die erste Fühleinrichtung den Beginn der Relativ bewegung zwischen Spindelkopf und Druckfuß erfaßt und eine Zähleinrichtung aufweist, die auf den erfaßten Beginn der Relativbewegung hin Impulse zählt, die mittels eines auf dem Servomotor (12) angebrachten Impulskodierers er zeugt werden, wobei
die erste Fühleinrichtung den Betrag der Relativbewegung zwischen Spindelkopf (9) und Druckfuß (18) auf der Basis des von der Zähleinrichtung gezählten Zählwerts erfaßt.
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