JP2014113662A - Apparatus and method for drilling substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、テーブルに載置されたプリント基板の如き基板にドリルを用いて止まり穴の加工を行う基板穴明け装置及び基板穴明け方法に関する。 The present invention relates to a substrate drilling apparatus and a substrate drilling method for processing a blind hole using a drill on a substrate such as a printed circuit board placed on a table.
プリント基板穴明け装置においては、穴が基板全体に貫通せず基板深さ方向の途中までしかない止まり穴を加工する場合がある。この止まり穴の加工においては、プリント基板上面の高さ位置を検出し、そこから検出したプリント基板上面の高さ位置を基準にして、必要な深さまで穴明けしていた。従って、止まり穴の深さの精度を高めるには、プリント基板上面の高さ位置を正確に求める必要がある。 In the printed circuit board drilling device, there is a case where a blind hole is processed only in the middle of the substrate depth direction without penetrating the entire substrate. In this blind hole processing, the height position of the upper surface of the printed circuit board is detected, and a hole is drilled to a required depth based on the detected height position of the upper surface of the printed circuit board. Therefore, in order to increase the accuracy of the blind hole depth, it is necessary to accurately obtain the height position of the upper surface of the printed circuit board.
従来、特許文献1に開示されるように、加工位置のプリント基板上面の高さ位置をドリルで複数回測定し、それらの差が所定範囲であることを確認したら、正常とみなし、その測定位置を基準にして穴明けを行うものがある。
Conventionally, as disclosed in
しかしながら、このような従来技術では、ドリルや基板の表面に切粉やゴミ等が付着し、複数回の測定が同じように影響を受けていても、基板上面の検出が正しいとみなしてしまい、誤った位置を基準にして穴明けを行うことがあった。 However, in such a conventional technique, even if chips or dust adheres to the surface of the drill or the substrate, and multiple measurements are similarly affected, the detection of the upper surface of the substrate is regarded as correct, Drilling was sometimes performed based on an incorrect position.
そこで、本発明は、ドリルや基板の表面に切粉やゴミ等が付着した場合に、誤った位置を基準にして穴明けを行ってしまうことを防止できる基板穴明け装置及び基板穴明け方法を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention provides a substrate drilling device and a substrate drilling method that can prevent drilling with reference to an incorrect position when chips or dust adhere to the surface of a drill or a substrate. It is intended to provide.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の基板穴明け装置においては、基板押付け部を降下させてテーブルに載置された基板を押付け、ドリルを降下させて止まり穴の加工を連続的に行う基板穴明け装置において、穴を明ける毎に前記基板押付け部を降下させて前記基板に当接する位置を検出する第一の検出手段と、穴を明ける毎に前記ドリルを降下させて先端が前記基板に当接する位置を検出する第二の検出手段と、前記第一及び第二検出手段による検出位置の差を前の穴位置のものと比較し、所定範囲内にあれば、前記第二検出手段の検出動作に続いて、当該第二検出手段による検出位置を基準にした深さまで穴を明けるよう制御する手段とを含むことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, in the substrate drilling device according to
また請求項2に記載の基板穴明け装置においては、請求項1に記載の基板穴明け装置において、最初の穴を明ける場合、前記第一及び第二検出手段による検出動作をそれぞれ2回行い、当該2回における前記第一及び第二検出手段による検出位置の差を比較し、所定範囲内にあれば、2回目の前記第二検出手段の検出動作に続いて、1回目の前記第二検出手段による検出位置を基準にした深さまで穴を明けるよう制御する手段とを含むことを特徴とする。
Further, in the substrate drilling device according to
また請求項3に記載の基板穴明け方法においては、穴を明ける毎に前記基板押付け部を降下させて前記基板に当接する位置を検出するステップと、穴を明ける毎に前記ドリルを降下させて先端が前記基板に当接する位置を検出するステップと、前記第一及び第二のステップにおける検出位置の差を前の穴位置のものと比較し、所定範囲内にあれば、前記第二ステップに続いて、当該第二ステップにおける検出位置を基準にした深さまで穴を明けるステップとを含むことを特徴とする。
Further, in the substrate drilling method according to
また請求項4に記載の基板穴明け方法においては、請求項3に記載の基板穴明け方法において、最初の穴を明ける場合、前記第一及び第二ステップをそれぞれ2回行い、当該2回における前記第一及び第二ステップにおける検出位置の差を比較し、所定範囲内にあれば、2回目の前記第二ステップに続いて、1回目の前記第二ステップにおける検出位置を基準にした深さまで穴を明けるステップとを含むことを特徴とする。
Further, in the substrate drilling method according to
本発明によれば、ドリルや基板の表面に切粉やゴミ等が付着した場合に、誤った位置を基準にして穴明けを行ってしまうことを防止できる基板穴明け装置及び基板穴明け方法が得られる。 According to the present invention, there is provided a substrate drilling device and a substrate drilling method capable of preventing drilling on the basis of an incorrect position when chips or dust adhere to the surface of a drill or a substrate. can get.
以下、本発明の一実施例について説明する。図1は本発明の一実施例となる基板穴明け装置の構成を示す図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a substrate drilling apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1において、1は止まり穴を加工すべきプリント基板、2はプリント基板1を載置するテーブル、3はプリント基板1をテーブル2に押付けるための基板押付け部、4はプリント基板1に穴を明けるためのドリルである。テーブル2は、プリント基板1に穴を明けようとする位置にドリル4が向くよう、テーブル駆動部5により駆動される。ドリル4はドリル回転駆動部6により回転駆動される。基板押付け部3とドリル4は、それぞれ押付け部駆動部7、ドリル駆動部8により上下方向に駆動される。
In FIG. 1,
9はテーブル駆動部5、ドリル回転駆動部6、押付け部駆動部7及びドリル駆動部8を制御する全体制御部である。全体制御部9は、テーブル2の現在の二次元位置情報、基板押付け部3とドリル4の現在の高さ位置情報を検知しながら、それぞれテーブル駆動部5、押付け部駆動部7及びドリル駆動部8を制御するようになっている。
An
基板押付け部3とドリル4とは、互いに高さ方向に所定の間隔を保って係合していて、途中までは共に下降し、基板押付け部3がプリント基板1の上面位置に当接すると、その後はドリル4だけ独立に下降することができる。
The
基板押付け部3が降下してプリント基板1の上面位置に当接すると、その検出位置が押付け部基板当接位置検出部10により検出できるようになっており、またドリル4が降下してプリント基板1の上面位置に当接すると、その検出位置がドリル先端基板当接位置検出部11で検出できるようになっている。
When the
押付け部基板当接位置検出部10は、例えば特開平9−277140号公報で知られているような、センサー(図示せず)を利用するものである。またドリル先端基板当接位置検出部11は、例えば先行技術文献として掲げた特許文献1の特開2003−1548号公報で知られているような、ドリル4を回転駆動するためのロータシャフト(図示せず)に発生する軸電圧を利用するものである。
The pressing portion substrate contact
押付け部基板当接位置検出部10の検出信号は全体制御部9に入力され、押付け部駆動部8への制御情報とから、基板押付け部3がプリント基板1の上面位置に当接した位置の高さが求められるようになっている。またドリル先端基板当接位置検出部11の検出信号は全体制御部9に入力され、ドリル駆動部8への制御情報とから、ドリル先端がプリント基板1の上面位置に当接した位置の高さが求められるようになっている。
The detection signal of the pressing unit board contact
図2は本発明の一実施例となる基板穴明け装置の動作を説明するための図である。
全体制御部9は、プリント基板1に連続的に穴を明けるよう各部を制御するが、最初の穴の加工動作においては、以下のように制御する。図3は、この場合におけるフローチャートである。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the substrate drilling apparatus according to one embodiment of the present invention.
The
基板押付け部3とドリル4を共に降下させていき、先ず基板押付け部4がプリント基板1の上面位置に当接し基板上面検出位置P1を検出した後は、ドリル3だけを降下させていく。全体制御部9は、ドリル4がプリント基板1の上面位置に当接し基板上面検出位置D1を検出したら、基板押付け部4による基板上面検出位置P1との差H1を求める。
The
次に、基板押付け部3とドリル4を所定位置まで上昇させた後再び降下させ、前と同様、基板押付け部3による2回目の基板上面検出位置P2、ドリル4による2回目の基板上面検出位置D2を検出し、全体制御部9は両者の差H2を求める。
Next, the
1回目の差H1と2回目の差H2は、いずれも、基板押付け部3がプリント基板1の上面位置に当接する直前まで保たれていた、基板押付け部3とドリル4の先端との高さ方向の間隔に相当するものである。
Both the first difference H1 and the second difference H2 are the heights of the
ここで、ドリル4による2回の基板上面検出動作であるが、最初の穴であるから、ドリル4や基板1の表面に切粉やゴミ等が付着している可能性は小さく、正確であることに注目する必要がある。
Here, the substrate upper surface detection operation is performed twice by the
次に、全体制御部9はH1とH2との差Kを求め、この差Kが所定範囲にあるならば、正常とみなし、先に得られていた1回目の基板上面検出位置D1を基準にした深さまで、ドリル4を回転させてプリント基板1に穴を明ける。
Next, the
ここで、1回目の基板上面検出位置D1を基準にするのは、以下の理由による。
ドリル4による1回目の基板上面検出の際、ドリル4がプリント基板1に接触し、わずかの深さであるが、穴を明けてしまう。ドリル4による2回目の基板上面検出は、再び当該部分で行うので、精度は微妙に悪くなる現象が起こる。従って、この現象の影響を受けない1回目の基板上面検出位置D1を基準にするのである。
Here, the reason why the first substrate upper surface detection position D1 is used as a reference is as follows.
In the first detection of the upper surface of the substrate by the
上記において、差Kが所定範囲になかった場合、上記と同じ動作を繰り返し、繰り返し回数が所定回数を超えたら、加工動作を停止する。この停止状態では、ドリル4の周辺にゴミ等が付いていないか等、オペレータによる目視による異常検査が行われる。
In the above, when the difference K is not within the predetermined range, the same operation as described above is repeated, and when the number of repetitions exceeds the predetermined number, the machining operation is stopped. In this stopped state, the operator visually inspects whether there is any dust around the
次に、二番目の穴の加工動作に移る訳だが、全体制御部9は各部を以下のように制御する。図4は、この場合におけるフローチャートである。
Next, the process moves to the machining operation for the second hole. The
基板押付け部3とドリル4とを最初の穴の加工動作時と同様に降下させ、基板押付け部3が基板1の上面位置に当接し基板上面検出位置P1を検出した後は、ドリル4だけを降下させていく。全体制御部9は、ドリル4がプリント基板1の上面位置に当接し基板上面検出位置D1を検出したら、先に得られていた基板押付け部3による基板上面検出位置P1との差H1を求める。
After the
全体制御部9は、今回求めた差H1とすでに記憶しておいた最初(前回)の穴の加工動作時での差H1とを比較し、その差Jが所定範囲にあるならば、正常とみなし、今回の基板上面検出位置D1を基準にした深さまで、ドリル3を回転させてプリント基板1に穴を明ける。
The
ここで、上記の差Jが所定範囲になかった場合、上記と同じ動作を繰り返し、繰り返し回数が所定回数を超えたら、加工動作を停止する。この停止状態では、ドリル4の周辺にゴミ等が付いていないか等、オペレータによる目視による異常検査が行われる。
Here, when the difference J is not within the predetermined range, the same operation as described above is repeated, and when the number of repetitions exceeds the predetermined number, the machining operation is stopped. In this stopped state, the operator visually inspects whether there is any dust around the
三番目以降の穴についても、以上の二番目の穴の加工動作と同様に動作する。 The third and subsequent holes operate in the same manner as the second hole.
上記実施形態によれば、基板押付け部3がプリント基板1の上面位置に当接する直前まで保たれていた、基板押付け部3とドリル4の先端との高さ方向の間隔を参考にして、ドリル4の基板上面位置検出位置の正当性を判断するようにしている。
According to the above-described embodiment, the drill is determined with reference to the distance in the height direction between the
これにより、ドリル4や基板1の表面に切粉やゴミ等が付着していた場合には、差K、Jが所定範囲にならなくなり、加工動作を停止することになる。従って、誤った位置を基準にして穴明けを行ってしまうことを防止できるようになる。
As a result, when chips or dust adheres to the surface of the
2:テーブル
3:基板押付け部
4:ドリル
5:テーブル駆動部
6:ドリル回転駆動部
7:基板押付け部駆動部
8:ドリル駆動部
9:全体制御部
10:押付け部基板当接位置検出部
11:ドリル先端基板当接位置検出部
2: table 3: substrate pressing unit 4: drill 5: table driving unit 6: drill rotation driving unit 7: substrate pressing unit driving unit 8: drill driving unit 9: overall control unit 10: pressing unit substrate contact position detection unit
11: Drill tip board contact position detector
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