JP3253784B2 - 多層プリント基板の内層パターン位置検出方法および穴明け加工方法並びにその装置 - Google Patents

多層プリント基板の内層パターン位置検出方法および穴明け加工方法並びにその装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多層プリント基板の内
層パターン位置検出方法および穴明け加工方法並びにそ
の装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図9はプリント基板穴明け機の全体図を
示すものである。◆同図において、1はサドル2に保持
されたスピンドルで、Z軸駆動モータ3とボールスクリ
ュウ4により、クロススライド5に対して上下方向に移
動自在である。なお、クロススライド5はY軸駆動モー
タ6とボールスクリュウ7によりコラム8上をY方向
(左右)に移動自在である。◆9はプリント基板。10
はプリント基板を載置するテーブルで、駆動モータ11
とボールスクリュウ12によりベット13上をX方向
(前後)に移動自在である。14はプリント基板9に固
定された2個の基準ピン。そして、テーブル10には、
図10に示すように、内径が基準ピン14の外径よりも
僅かに大きい基準穴15と、幅が基準ピン14の外径よ
りも僅かに大きく幅方向の中心がX軸に平行な長穴16
が設けてある。そこで、基準ピン14を穴15と長穴1
6に係合させれば、プリント基板9を加工位置に配置で
きる。17はプリント基板9をテーブル10に固定する
ための固定具である。◆そして、穴15の位置を基準と
し、図示しないNC装置の指令によりスピンドル1およ
びテーブル10をXYZ軸方向に移動させてプリント基
板9に穴明け加工をする。◆上記したように、穴明け加
工は穴15の位置を基準にするから、加工精度を向上さ
せるためには、基準ピン14の位置決め精度を向上させ
なければならない。次に、基準ピン14の位置決め手順
を図11を用いて説明する。なお、説明を簡単にするた
め、プリント基板9を2層とし、上層21の表面22に
はパターン23および基準マーク24a,24bが、内
層25の表面にはパターン26および基準マーク27
a,27bが形成されているものとする。また、基準マ
ーク24aと基準マーク27a、基準マーク24bと基
準マーク27bのそれぞれは図面上同一であるものとす
る。なお、同図に示すA,Bはスルーホールを明ける位
置である。◆第1の方法は座繰り加工をする方法であ
る。すなわち、基準マーク24aの中心を基準として基
準マーク27aの位置まで上層21を削り取る。そし
て、基準マーク27aの基準マーク24aに対するずれ
量を測定する。同様にして基準マーク27bの基準マー
ク24bに対するずれ量を測定する。そして、求めた2
つのずれ量を勘案して最適の位置に基準ピンを固定す
る。すなわち、たとえば基準マーク27a,27bが基
準マーク24a,24bに対してX軸方向に同量xだけ
ずれているときには、基準マーク24a,24bに関し
てx/2だけX軸方向にずらせた位置に基準ピン14,
15を配置する。また、多層プリント基板の場合には、
それぞれの層の基準マークの中心の重心に基準ピン1
4,15を配置するなどして、2つの層のずれ量を平均
化させる。なお、上記ずれ量は1軸方向だけではなく2
軸方向すなわち互いに傾いている場合もある。◆第2の
方法は、X線装置により基準マークを透視する方法であ
る。そして、図12に示すように、得られた映像からず
れ量を測定して、最適の位置に基準ピンを固定する。な
お、図12の場合、基準マーク24aの中心O1と基準
マーク27aの中心O2の中心Pを加工するための基準
とする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、多層プリント
基板の場合、積層する際の温度やプレス時間等により伸
縮や傾きが起こり、各層の基準マークの位置はXY方向
だけでなくZ方向にも移動する。このため、上記第1の
方法の場合、座繰り量を一定にすると、内層の基準マー
クを削り取ってしまったり、あるいは基準マークに届か
なかったりして、作業の確実性および能率を向上させる
ことができなかった。また、上記第2の方法の場合、作
業は確実になるが、高価なX線装置を必要とし、かつ安
全性を確保する、すなわちX線からの被爆を防ぐ必要が
あった。◆本発明の目的は、上記した課題を解決し、安
価かつ安全で、確実性に優れ作業能率を向上させること
ができる多層プリント基板の内層パターン位置検出方法
および穴明け加工方法並びにその装置を提供するにあ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、各層ご
とに配線パターンと一定の位置関係を持たせて配置した
基準マークを持つ多層プリント基板をテーブルに固定
し、各層の基準マーク位置において先端の回転軌跡が円
錐形であるドリルにより円錐形の穴を加工し、加工され
た穴の内面に露出した各層の基準マークの位置から各層
それぞれの実際の基準位置を求め、加工するときの基準
位置を加工する穴とそれぞれの配線パターンとのずれが
小さくなる位置に定めることにより解決される。
【0005】
【作用】たとえば内層の基準マークを十字形としてお
き、先端の回転軌跡が円錐形であるドリルで上記基準マ
ークを加工すると、切断面が傾斜した4個のマークの切
断部が得られる。これらの切断部の中心が基準マークの
中心であるから、各層の基準マークの位置がX,Y,Z
方向にずれている場合も各層の基準マークの中心を容易
に求めることができる。
【0006】
【実施例】図1は本発明によるプリント基板穴明け機の
全体図を示すものである。なお、図9と同じものは同一
の符号を付してある。◆同図において、31はCCDカ
メラで、サドル2にスピンドル1に接近させて固定して
ある。32はNC装置。33はコントローラで、各内層
のマークを読み取り、その中心を演算しする。◆基準マ
ーク(24a,24b,27a,27b)は、図2に示
す十字形で、十字の41の部分が内層パターンと同じ銅
箔で形成されている。
【0007】以下、上記従来技術で説明したのと同じ2
層のプリント基板9を加工する場合について手順と動作
について説明する。◆ プリント基板9をテーブル10に固定する。◆ CCDカメラ31により基準マーク24aの中心を求
める。◆ 図3に示すように、基準マーク24aの中心にドリル
42で穴を明ける。◆ CCDカメラ31を基準マーク24aの中心に配置
し、図4に示す傾斜した4個の切断部44の位置を読み
取り、基準マーク24aに関する基準マーク27aの中
心を演算し、その結果を記憶する。◆ 他の基準マークについて〜を繰り返す。◆ コントローラ33は得られた結果に基づき、加工する
ための基準位置を決定して、その結果をNC装置32に
出力する。◆ 穴明け加工をする。このとき、たとえば、加工すると
きの基準位置がXY軸に関して傾いている場合、NC装
置32は加工位置データを座標変換し、また、必要に応
じて、長さ方向の補正を行い、スピンドル1とテーブル
10を相対的に移動させる。◆ なお、上記実施例においては、基準マークを十字形にし
たが、図5(a),(b),(c)に示すような形にし
てもよい。すなわち、カメラで検出した映像を二値化処
理をする場合、図5(a)に示すように、円形の銅箔か
ら十字形に銅箔を除いたもとしてもよい。さらに図5
(b),(c)に示すように、他の形状としてもよく、
露出する部分は線分だけでなく点であってもよい。◆ま
た、多層基板の場合、図6(a),(b)に示すよう
に、1回のドリル加工で、複数の内層それぞれに関する
基準マークの位置を確認することもできる。なお、図6
(b)は図6(a)のI−I断面図である。
【0008】図7は、本発明の第2の実施例であるプリ
ント基板の基準ピン打機を示すものである。なお、図1
と同じものは同一の符号を付してある。◆同図におい
て、51はピン打ヘッド、52はパーツフイーダ、53
は基準ピンを搬送するパイプである。◆そして、上記第
1の実施例における手順〜により図8に示すように
基準ピンを打つべき位置を決定してピン14,15を打
つ。なお、ず8は3層のプリント基板の4隅に基準マー
クを設けた場合で、求めたそれぞれの重心S1,S2,S
3,S4からY軸に関してθだけ傾いた位置46,47に
基準ピンを打つことを示している。また、パーツフイー
ダ52、ピン打ヘッド51については一般的に使用され
ているので構造の説明は省略する。
【0009】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ド
リル加工により内層の基準マークの位置を確認し、決定
することができるから安価かつ安全で、しかも確実で作
業能率を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるプリント基板穴明け機の全体図。
【図2】基準マークの例を示す図。
【図3】ドリル加工位置を説明する図。
【図4】基準マークの切断部を示す図。
【図5】基準マークの他の実施例。
【図6】多層基板の場合を説明する図。
【図7】プリント基板の基準ピン打機の全体図。
【図8】基準位置がXY軸に関して傾いて場合を示す
図。
【図9】従来のプリント基板穴明け機の全体図。
【図10】従来技術の説明図。
【図11】従来技術の説明図。
【図12】従来技術の説明図。
【符号の説明】
9 プリント基板 14,15 基準ピン 23,26 パターン 24a,24b,27a,27b 基準マーク 31 CCDカメラ 32 NC装置 33 コントローラ 42 ドリル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−99616(JP,A) 特開 平3−270208(JP,A) 特開 平5−175668(JP,A) 特開 平4−360793(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B26F 1/00 - 1/46

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各層ごとに配線パターンと一定の位置関係
    を持たせて配置した基準マークを持つ多層プリント基板
    をテーブルに固定し、各層の基準マーク位置において先
    端の回転軌跡が円錐形であるドリルにより円錐形の穴を
    加工し、加工された穴の内面に露出した各層の基準マー
    の位置から各層それぞれの実際の基準位置を求め、加
    工するときの基準位置を加工する穴とそれぞれの配線パ
    ターンとのずれが小さくなる位置に定めることを特徴と
    する多層プリント基板の穴明け方法。
  2. 【請求項2】各層の実際の基準位置で構成される多角形
    の重心を加工するときの基準位置にすることを特徴とす
    る請求項に記載の多層プリント基板の基準位置決定方
    法。
  3. 【請求項3】ドリルを保持するスピンドルヘッドとテー
    ブル上に載置するプリント基板とを相対的に移動させて
    プリント基板に穴明けをするプリント基板穴明け機にお
    いて、パターンの検出手段と演算手段とを設け、各層ご
    とに配線パターンと一定の位置関係を持たせて配置した
    基準マークを持つ多層プリント基板の各層の基準マーク
    位置において先端の回転軌跡が円錐形であるドリルによ
    り円錐形の穴を加工し、加工された穴の内面に露出した
    各層の基準マークの位置からそれぞれの層の実際の基準
    位置を求め、加工するときの基準位置を加工する穴とそ
    れぞれの配線パターンとのずれが小さくなる位置に定め
    ることを特徴とするプリント基板穴明け機。
  4. 【請求項4】テーブルに固定した多層プリント基板の各
    層の基準位置のずれを求め、加工データを補正して穴明
    け加工をすることを特徴とする請求項に記載のプリン
    ト基板穴明け機。
  5. 【請求項5】穴明け手段とピン打ち手段とを備えたプリ
    ント基板のピン打ち機において、パターンの検出手段と
    演算手段とを設け、各層ごとに配線パターンと一定の位
    置関係を持たせて配置した基準マークを持つ多層プリン
    ト基板をテーブルに固定し、各層の基準マーク位置にお
    いて先端の回転軌跡が円錐形であるドリルにより円錐形
    の穴を加工し、加工された穴の内面に露出した各層の基
    準マークの位置からそれぞれの層の実際の基準位置を求
    め、加工するときの基準位置を加工する穴とそれぞれの
    配線パターンとのずれが小さくなる位置に定めて穴明け
    加工のための基準位置にピンを打つことを特徴とするプ
    リント基板のピン打ち機。
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