JP2004188574A

JP2004188574A - プリント配線用基板の穿孔装置

Info

Publication number: JP2004188574A
Application number: JP2002383235A
Authority: JP
Inventors: Shizuka Ishibashi; 静石橋; Yoichi Tanaka; 洋一田中; Yoshiji Hiraga; 義二平賀
Original assignee: For A Co Ltd
Current assignee: For A Co Ltd
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】多層化で厚くなったプリント配線用基板の穿孔は表裏から半分づつ穿孔する手段もあるが、設定位置に対する孔のずれ及び表と裏との孔のずれが問題となる。この問題を解決するプリント配線用基板の穿孔装置を提供する。
【解決手段】プリント配線用基板６の表裏から半分づつ穿孔される貫通孔に係り、設定位置に正しく穿孔された孔の撮像画像が撮像画面に設定された所定位置になるように、ドリル１の回転軸のＸＹ位置と撮影光軸のＸＹ位置とが連動して移動制御されるビデオカメラ１１で撮像する。この撮像信号の画像解析等画像処理により、孔の設定位置に対するずれ、孔の形状解析による前記表と裏との孔のずれ及びドリル折損等による不良など、穿孔の良否に係る信号を検知出力し穿孔加工の中断に係る制御を行う。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドリルを用いたプリント配線用基板の穿孔加工に係り、ビデオカメラの撮像信号に基づき穿孔の良否を検知して制御する穿孔加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年のプリント配線用基板は、高密度化によりスルーホール等の孔は高精度を要し、孔径は０．０５〜０．５ｍｍ等の極めて細径のものがある。また、高度の多層化及び高材質化により高価ともなっている。
現在、プリント配線用基板の穿孔加工装置の多くはドリルを用いる。プリント配線用基板（以降は単に基板と記載する）のプログラムされた設定位置を自動制御で順次移動しながら穿孔し、一枚の基板に千個以上穿孔する場合もある。
ところで、従来より前記設定位置に対する穿孔位置のずれ、ドリルの折損、曲がり等に起因する穿孔不良が避けられていない。
【０００３】
更に、前記基板は高度に多層化すると厚くなる。この厚さに対する穿孔の直径比、即ち、厚さ／直径の比が２０〜３０程度以上になると、これに適応するドリルの製作が困難になり、また、正確な穿孔を高速で行うことも困難となる。
例えば穿孔径が０．１５ｍｍの場合、前記直径比によれば基板の厚さは３〜４．５ｍｍ程度であるが、多層化によりこの厚さが５ｍｍ以上になる場合がある。
そのため、それぞれの同一の孔に係り、基板の表裏両面からほぼ半分づつ穿孔して貫通させ、前記直径比の問題を解決する手段もあるが、両面からの穿孔はそれぞれの孔に係り表と裏側との孔のずれが問題となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記基板は精度の良い穿孔を要するが、ドリルの曲がりまたは折損は穿孔不良を生じ、設定位置に対する穿孔のずれ及びそれぞれの孔に係る表と裏との孔のずれは品質に影響し、または電気的接続の断線に至る穿孔不良にもなる。
ところで、ドリルの穿孔速度は通常１秒間に５〜２０孔程度で、加工中における穿孔不良の目視検査は困難である。穿孔不良は加工工程の進行または終了後に発見される場合が多く、該不良の発生時以降の加工作業は無駄となって作業効率が低下する。また、一個所の不良でも高価な基板が不良となって不経済であり、各穿孔の度にその良否を検知して制御できる手段が望まれていた。
本発明は、このような背景に鑑み、プリント配線用基板の表裏両面から穿孔して前記貫通孔とする場合でも、リアルタイムに穿孔の良否を検知して制御する手段を備えて加工効率と品質及び経済性が向上するプリント配線用基板の加工装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記に鑑み鋭意研究の結果、次の手段によりこの問題を解決した。
（１）本発明は、ドリルを装着した主軸を回動及び上下動自在に支持して駆動する主軸ホルダを備え、前記駆動及びドリルの回転軸に係るＸＹ位置の駆動を制御するドリル制御部を備え、制御装置を備え、その設定位置に孔を穿孔するプリント配線用基板を装着する透明板を備え、透明板の下部にはＸＹテーブルに設けたビデオカメラを内設し前記孔を撮像した撮像信号を出力する撮像部を備え、撮像信号に基づき画像解析等画像処理により穿孔の良否に係る信号を検知出力する画像装置を具備した装置であって、プリント配線用基板は表裏反転して両面からの穿孔により貫通し、前記制御装置はＸＹテーブルのＸＹ位置を制御するカメラ制御部と前記ドリル制御部とを連動制御及び該貫通毎に検知した前記検知出力に基づき穿孔加工の中断に係る制御を行うことを特徴とするプリント配線用基板の穿孔装置である。
【０００６】
（２）本発明の特徴は、前記制御装置の連動制御により、前記設定位置を正しく穿孔したときの孔の撮像画像は、前記撮像信号に基づく撮像画面に設定された所定位置にある（１）項に記載のプリント配線用基板の穿孔装置である。
【０００７】
（３）また、前記ＸＹテーブルにハーフミラー及び照明具を設けハーフミラーで反射し撮像光軸にほぼ平行な照明光を用いて撮像することを特徴とする（１）又は（２）項に記載のプリント配線用基板の穿孔装置とすることが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例の図を参照して説明する。
図１は本発明実施例の要部構成図、
図２は同実施例の穿孔加工を説明する図、
図３は同実施例の撮像部の要部構成図、
図４は表と裏の孔のずれを説明する図、
図５は撮影のための照明を説明する図、である。
図において、１はドリル、２はチャック、３は主軸、４は主軸ホルダ、５は上当板、６はプリント配線用基板、７は下当板、８は透明板、９は撮像部、１０は基板台、１１は画像装置、１２はカメラ制御部、１３は画像モニタ、１４は制御装置、１５は端子、１７はドリル制御部、１８，１９は駆動器、２０はビデオカメラ、２１，２２はボールスクリュー、２３はＸＹテーブル、２４は裏側の孔、２５は表側の孔、２６はハーフミラー、２７は照明具、である。
【０００９】
図１の本発明実施例の要部構成図に示すプリント配線用基板の穿孔加工装置は、ドリル１をチャック２により装着した主軸３を回動及び上下動自在に支持して駆動する主軸ホルダ４、前記駆動とドリル１の回転軸に係るＸＹ位置の駆動とを制御するドリル制御部１７、及びプリント配線用基板６を装着する透明板８を備え、ＸＹテーブル及びこれに設けたビデオカメラを内設した撮像部９、基板台１０、貫通孔の撮像信号に基づき穿孔の良否に係る信号を検知出力する画像装置１１、及びビデオカメラ２０のＸＹ位置を制御するカメラ制御部１２とドリル制御部１７とを制御する制御装置１４を備えて構成される。
【００１０】
図１において、本発明の特徴は、プリント配線用基板６は表裏反転して両面からの穿孔により貫通し、制御装置１４はカメラ制御部１２とドリル制御部１７とを連動制御及び該貫通毎に検知した検知出力に基づき穿孔加工の中断に係る制御を行う。
プリント配線用基板６は、その表／裏面に保護のためにそれぞれ上当板５及び下当板７を添え、撮像部９の上面に設けた透明な強化ガラス等の透明板８の上面に装着する。ドリル制御部１７は、主軸３の回動及び上下動の駆動ならびにドリル１の回転軸に係るＸＹ位置移動を駆動制御する。
ここで、プリント配線用基板６は、ドリル１でプログラムされた設定位置をその厚みのほぼ半分程度の深さに上当板５と共に順次穿孔され、次に、上当板５及び下当板７を添えたまま表裏反転して再装着し、上述のように、下当板７と共にその設定位置を厚みの半分程度穿孔することにより、それぞれの孔が貫通する。
【００１１】
図２において、ドリル１は前記上下動における下限の状態を示す。また、プリント配線用基板６は前記表裏反転した状態を示し、その下側は既にその厚みの半分程度が穿孔されていて、上側の穿孔により貫通する。しかし、両面からの穿孔のそれぞれに係る穿孔位置のずれは、表と裏との孔の相互の位置ずれとなる。また、ドリルの曲がりまたは折損も穿孔不良を生じる。
そこで、それぞれの孔に係り、両面からの穿孔動作が終了しドリル１が上昇したときに、その下部の撮像部９に上向きに内設した後述するビデオカメラで透明板８を透し前記穿孔した孔及びその内部を拡大するように撮像する。
【００１２】
図３において、撮像部９に内設したＸＹテーブル２３に撮影光軸を真上に向けて設けたビデオカメラ２０は、該撮影光軸に係るＸＹ位置は駆動器１８，１９で駆動されるボールスクリュー２１，２２により移動できる。ビデオカメラ２０及び駆動器１８，１９は、図１に示したカメラ制御部１２で制御される。
ここで、図１において、ドリル制御部１７で制御されるドリル１の回転軸に係るＸＹ位置と、カメラ制御部１２で制御される上記撮影光軸に係るＸＹ位置とは制御装置１４で連動して制御される。これにより、ビデオカメラ２０は、設定位置を正しく穿孔した前記孔の画像が、画像モニタ１３等に表示される画像の例えば中央などに設定した所定位置になるように撮像する。
従って、前記画像の所定位置に対する孔の画像のずれは、実際のずれを示す。
【００１３】
画像装置１１はメモリ及び画像解析等画像処理手段を有し、画像解析等により上記のずれを定量的に検出して穿孔の良否に係る信号を検知出力し、また、画像モニタ１３に前記画像または画像処理した画像信号を出力して表示する。
ここで、前記表と裏との孔のずれは、例えば図４に示す裏側孔２４及び表側孔２５のように、円形の孔がずれて歪んだ円形となるので、孔の形状の画像解析により不良を検出できる。また、孔の画像が検出されない場合は、ドリル１の折損などによる穿孔不良等として検出できる。
そこで、制御装置１４は前記検知出力を入力し、端子１５を介して警報を発報したり、ドリル制御部１７を介して本加工装置の動作を止めるなど穿孔加工の継続を中断するように制御して加工効率及び品質の向上を図ることができる。
【００１４】
また、貫通孔を撮影する照明手段は、主軸ホルダに照明具（図示せず）を備えてドリル１に連動して該貫通孔の上部より照明できる。
または、図５に示すように、ＸＹテーブル２３に設けたハーフミラー２６で照明具２７の照明光をビデオカメラ２０の撮像光軸にほぼ平行になるように反射して該孔に照射し、撮像操作に支障なく孔の形状を容易に撮像することができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が発揮できる。
プリント配線用基板は表裏反転して両面からの穿孔により貫通し、制御装置はＸＹテーブルのＸＹ位置を制御するカメラ制御部と前記ドリル制御部とを連動制御及び該貫通毎に検知した前記検知出力に基づき穿孔加工の中断に係る制御を行うので、高度な多層化で厚くなったプリント配線用基板でも、リアルタイムに穿孔の良否を検知してプリント配線用基板の穿孔装置を制御することにより、穿孔加工の効率化と品質の向上及び経済性を図ることができる。
【００１６】
前項の効果に加え、制御装置の連動制御により、前記設定位置を正しく穿孔したときの孔の撮像画像は、前記撮像信号に基づく撮像画面に設定された所定位置にあることにより、穿孔の良否の検出が迅速／確実にできるプリント配線用基板の穿孔装置を提供できる。
【００１７】
前項の効果に加え、撮像部のＸＹテーブルにハーフミラー及び照明具を設けハーフミラーで反射し撮像光軸にほぼ平行な照明光を用いることにより、撮像操作に支障なく該孔の形状を容易に撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の要部構成図。
【図２】同実施例の穿孔加工を説明する図。
【図３】同実施例の撮像部の要部構成図。
【図４】表と裏の孔のずれを説明する図。
【図５】撮影のための照明を説明する図。
【符号の説明】
１：ドリル２：チャック
３：主軸４：主軸ホルダ
５：上当板６：プリント配線用基板
７：下当板８：透明板
９：撮像部１０：基板台
１１：画像装置１２：カメラ制御部
１３：画像モニタ１４：制御装置
１５：端子１７：ドリル制御部
１８：駆動器１９：駆動機
２０：ビデオカメラ２１：ボールスクリュー
２２：ボールスクリュー２３：ＸＹテーブル
２４：裏側の孔２５：表側の孔
２６：ハーフミラー２７：照明具

Claims

ドリルを装着した主軸を回動及び上下動自在に支持して駆動する主軸ホルダを備え、前記駆動及びドリルの回転軸に係るＸＹ位置の駆動を制御するドリル制御部を備え、制御装置を備え、
その設定位置に孔を穿孔するプリント配線用基板を装着する透明板を備え、透明板の下部にはＸＹテーブルに設けたビデオカメラを内設し前記孔を撮像した撮像信号を出力する撮像部を備え、撮像信号に基づき画像解析等画像処理により穿孔の良否に係る信号を検知出力する画像装置を具備した装置であって、
プリント配線用基板は表裏反転して両面からの穿孔により貫通し、
前記制御装置はＸＹテーブルのＸＹ位置を制御するカメラ制御部と前記ドリル制御部とを連動制御及び該貫通毎に検知した前記検知出力に基づき穿孔加工の中断に係る制御を行うことを特徴とするプリント配線用基板の穿孔装置。
前記制御装置の連動制御により、前記設定位置を正しく穿孔したときの孔の撮像画像は、前記撮像信号に基づく撮像画面に設定された所定位置にあることを特徴とする請求項１記載のプリント配線用基板の穿孔装置。
前記ＸＹテーブルにハーフミラー及び照明具を設けハーフミラーで反射し撮像光軸にほぼ平行な照明光を用いて撮像することを特徴とする請求項１又は２記載のプリント配線用基板の穿孔装置。