JP3783260B2 - Through-hole drilling machine for multilayer printed wiring boards - Google Patents

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  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
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Description

【0001】
【技術分野】
本発明は,複数の多層プリント配線板のスルーホールを同時に穴明けするスルーホール穴明け機に関する。
【0002】
【従来技術】
多層プリント配線板は,内層パターンを形成してから積層し,スルーホールの穴明け後に外層パターンが形成される。
複数の多層プリント配線板のスルーホールを同時に穴明けするスルーホール穴明け機は,図6に示すように,穴明け対象の多層プリント配線板81を1枚づつ取り付ける複数のサブテーブル91と,複数のサブテーブル91を上面に取り付けるメインテーブル92と,各サブテーブル91に対応する複数のドリル94を取り付け縦横両方向に運動する工具台93とを有している。
【0003】
工具台93は,駆動モーター931とボールネジ932を用いて横(X)方向に運動し,一方,メインテーブル92は,図7に示すように,駆動モーター921とボールネジ922を用いて縦(Y)方向に運動する。そして,工具台93とメインテーブル92とを所定の位置に移動させた後,ドリル94のスピンドル941を下降させて,スルーホールを基板81に穿設する。図6において,符号942,943は,スピンドル941を下降させる駆動モーターとボールネジであり,符号95はメインテーブル92及び工具台93を設置する基台である。
【0004】
なお,多層プリント配線板81には,その製作工程の途中において予め基準用の穴811(図6)が穿設されており,基準穴811をサブテーブル91のピン911に嵌着させることにより,ドリル94の座標と多層プリント配線板81のパターンの座標との位置合わせがなされている。上記基準穴811には,ピンラミネーション法によって基板を積層する際に基板81に穿設されるピン穴をそのまま用いたもの,内層パターンに設けた基準パターンをX線で透視して別個に穴を穿設したもの等がある。
【0005】
即ち,ピンラミネーション法によって多層プリント配線板81の多層化を行う場合には,外層基板と内層基板のそれぞれに同一のピン穴を明けておき,基準ピンに各基板のピン穴を挿通させたのち加熱圧着されるが,このピン穴をスルーホールの穴明けの基準穴811として兼用する。また,後者の方法は,内層パターンに予め位置決め用の基準パターンを設けておき,X線で透視してこの基準パターンを検知し,検知した基準パターンの位置を基準座標にして,基準穴811を別個に穿設するものである。また,後者の場合には,X線で透視する代わりに検知用の孔を基板に座ぐって基準パターンを見つけ出してもよい。
【0006】
【解決しようとする課題】
しかしながら,上記穴明け機による従来の穴明け方法は,特に多層プリント配線板の微細化に伴い,一段と高精度の穴明けが要求され穴明け精度が不十分である。
即ち,次のような要因によって穴明け位置に誤差が生じ,要求精度に対して必ずしも十分な精度が得られなくなっている。
【0007】
ピンラミネーション時に形成されるピン穴を基準穴として用いる前記第一の方法では,加熱圧着時に基板に熱収縮が生じ,これによってピン穴間のピッチにバラツキや位置ズレが発生する。そのため,このピン穴を穴明け機のピンにセットした時に多層プリント配線板の位置にバラツキが生じ,内層パターンとスルーホールの位置合わせの精度が悪化する。
【0008】
また,基準パターンを使用して基板に基準穴を穿設する第2の方法は,基板側の内層パターンと基準穴との位置関係は非常に精度が高くなるが,穴明け機側のサブテーブルのピンとドリルのスピンドルとの間には誤差があり,また,この誤差はサブテーブル毎にバラツキがある。従って,これを原因とするスルーホールの穴位置の誤差は回避することができない。例えば,あるサブテーブルにおけるピンとスピンドルの関係を適正にしても,他のサブテーブルでは両者の位置にズレがあるといった精度のバラツキ現象を避けることが出来ない。
【0009】
なお,サブテーブルのピンとドリルのスピンドルとの間の位置ズレによる後者の誤差は,第一の方法においても加重されて同様に生ずるものである。
本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり,精度良く穴明けすることのできる多層プリント配線板のスルーホール穴明け機を提供しようとするものである。
【0010】
【課題の解決手段】
本発明は,複数の多層プリント配線板のスルーホールを同時に穴明けするスルーホール穴明け機であって,
上記多層プリント配線板の内層パターンには,内層パターンの基準となる複数の位置を示す複数の基準パターンが予め形成されており,
上記スルーホール穴明け機に設けられ,穴明け対象の多層プリント配線板を1枚づつ取り付ける複数のサブテーブルと,
複数の上記サブテーブルを上面に取り付けるメインテーブルと,
上記各サブテーブルに対応するドリルを取り付け,上記メインテーブルに対向する工具台と,
上記サブテーブル毎に設けられたX線光源及びX線センサーと,
対応するドリルのスピンドル座標とX線センサーの座標との位置関係が予め規定されている上記基準パターンの位置を検知する検知装置と,
上記基準パターン検知装置の検出信号を受信し,検知した単一の多層プリント配線板に属する複数の基準パターンの座標位置が所定の基準座標位置に全て一致するよう又は所定の基準座標位置に平均的に近づくよう上記サブテーブルのメインテーブル上の位置を制御する制御手段と,
上記工具台とメインテーブルとの間に位置し,縦横両方向に両者を相対運動させる駆動手段と,
上記サブテーブルに設けられ,上記メインテーブル上の取り付け位置を調整する位置調整手段と,
上記サブテーブル及びメインテーブルに設けられ,上記X線光源からX線センサーに至る光路を形成するX線の透過穴と,
とを備えることを特徴とする多層プリント配線板のスルーホール穴明け機にある。
【0011】
本発明において特に注目すべきことの第1点は,内層パターンには,内層パターンの基準となる位置を示す複数の基準パターンが予め形成されており,また,内層パターンの位置を検知する検知装置がサブテーブル毎に設けられ,ドリルのスピンドル座標とX線センサーの座標との位置関係が予め規定されていることである。
【0012】
上記において,スピンドルの座標とX線センサーの座標との位置関係が予め規定されているとは,X線センサーの座標とスピンドルの座標の関係が正確に押さえられており,従って,X線センサーによって基準パターンの位置を検知することにより基準パターンとスピンドルの位置関係が正確に把握することができるようになっていることである。そのため,例えば,X線センサーを工具台に取り付けて,工具台のスピンドルの座標とX線センサーの座標の関係を正確に把握出来るようにする。
【0013】
そして,上記検知装置は,X線を用いているから,基板に損傷を与えることなく内層パターン中に存在する基準パターンをX線の透視によってセンサーに正確に把握することが出来る。そして,X線センサーによって基準パターンを検知するために,上記サブテーブルとメインテーブルには,上記X線光源からX線センサーに至る光路を形成するためのX線の透過穴が適宜設けられている。なお,センサーに使用する光線の条件は,基板の材料の透過率とパターンの材料の透過率との間に大きな差のあるものであり且つ基板に損傷を与えないものであればよく,X線でなくてもよい。
また,上記検知装置は,各サブテーブル毎に設けられているからサブテーブルに取り付けられた全ての基板について,別個にそれぞれの基準パターンの位置ズレを検知することができる。
【0014】
本発明において特に注目すべきことの第2点は,サブテーブルに対して,メインテーブル上の取り付け位置を調整する位置調整手段が設けられており,制御手段は,上記検知手段が検知した単一の多層プリント配線板に属する複数の基準パターンの座標位置が所定の基準座標位置に全て一致するよう又は所定の基準座標位置に平均的に近づくよう上記サブテーブルのメインテーブル上の位置を調整することである。
【0015】
これによって,全ての多層プリント配線板の基準パターンと対応するドリルのスピンドルとの位置関係を精度よく調整することが出来る。なお,基準パターンの座標位置が所定の基準座標位置に全て完全に一致することが理想的であるが,後述する図4に示すように基準パターン間に位置ずれがあり,実際上はこうならないことが多いから,基準パターン間の位置ずれに片寄りが生じないように,各基準パターンが基準座標位置に平均的に近づくようにする。
【0016】
上記のように,本発明にかかる穴明け機によれば,基準パターン(基板)とドリルとの間の位置関係を直接かつ個別的に調整するから,基板取り付け用のサブテーブルのピンや基板のピン穴の位置精度が低くても全く問題がない。
【0017】
なお,請求項2記載のように,制御手段は,定期的に又は外部からの指令に基づいて,点検用のスルーホールをプリント配線板に穿設し,その実際の穴明け位置と指令値とのズレ量(ΔX,ΔY)を検出し,そのドリルに対応するサブテーブルの基準パターンの基準座標位置を上記ズレ量の符号を反転させた量(−ΔX,−ΔY)だけ補正することが好ましい。
請求項1にかかる発明では,ドリルの刃先が,例えば図5に示すように,曲がったり変形する等の原因により,スピンドルの軸心に対してズレΔDが生じた場合には,結果としてスルーホールの穴明け位置にΔDだけのズレが生ずることとなる。
【0018】
しかしながら,請求項2のようにすることにより,ドリル刃先の基準位置からのズレを補正することができる。即ち,上記のようにドリルに対して穴明けを指令して実際に穴明けし,その穴位置を検知装置で検知する。この穴のズレ量(ΔX,ΔY)は,ドリルのスピンドル軸心に対するズレを示すから,このズレ量(ΔX,ΔY)だけ基板を反対方向に移動しておくことにより,刃先の位置ズレを補正することが出来る。
なお,X線検知装置で点検用の上記穴位置を明瞭に検知するため,上記点検用の穴は内層パターンのパターンのある位置に明けることが好ましい。
【0019】
なお,検知装置は,多層プリント配線板に属する複数の基準パターンの数に対応して複数設けてもよいが,請求項3に記載のように,検知装置のセンシングの位置を可変にして,同一多層プリント配線板に属する複数の基準パターンの位置は1台の検知装置で検知するようにすることが好ましい。これによって,装置の構成が簡素となり安価にすることが出来るからである。
【0020】
【発明の実施の形態】
実施形態例
本例は,図1,図2に示すように,複数の多層プリント配線板83のスルーホールを同時に穴明けするスルーホール穴明け機1であり,多層プリント配線板83の内層パターンには,内層パターンの基準となる位置を示す複数の基準パターン84(図3)が予め形成されている。
【0021】
スルーホール穴明け機1は,穴明け対象の多層プリント配線板83を1枚づつ取り付ける複数のサブテーブル15と,複数のサブテーブル15を上面に取り付けるメインテーブル11と,各サブテーブル15に対応するドリル21を取り付けメインテーブル11に対向する工具台20と,X線光源31及びX線センサー(カメラ)32を備えて上記基準パターン84の位置を検知する検知装置30であって,サブテーブル15毎に設けられており且つ対応するドリル21のスピンドル211の座標とX線センサー32の座標との位置関係が予め規定されているものと,この基準パターン検知装置30の検出信号を受ける図示しない制御手段とを有している。
【0022】
工具台20とメインテーブル11との間には縦横両方向に両者の相対運動を可能とする駆動手段(後述する第1駆動手段12及び第2駆動手段22)が設けられており,かつ,サブテーブル15には,メインテーブル11上の取り付け位置を調整する位置調整手段161〜164(図2)が設けられている。
また,サブテーブル15とメインテーブル11には,図3に示すように,基準パターン84の下方に位置するX線の光路には透過穴151,111が設けられている。
【0023】
そして,制御手段は,検知手段30が検知した単一の多層プリント配線板83に属する複数の基準パターン84の座標位置が所定の基準座標位置に全て一致するよう又は所定の基準座標位置に平均的に近づくように,位置調整手段161〜164を操作しサブテーブル15のメインテーブル11上の位置を調整する。
【0024】
また,制御手段は,穴明けの座標位置を指定してドリル31に対して基板83に穴明け動作させることができる。そして,定期的に又は外部からの指令に基づいて,点検用のスルーホールを点検用のプリント配線板に穿設し,その実際の穴明け位置と指令位置とのズレ量(ΔX,ΔY)を検知装置30で検出し,そのドリル21に対応するサブテーブル15の基準パターン84の基準座標位置を上記ズレ量の符号を反転させた量(−ΔX,−ΔY)だけ,位置調整手段161〜164を操作して補正する(ΔX,ΔYは互いに直行する横又は縦の座標の位置ずれを示す)。
【0025】
そして,検知装置30は,X線光源31及びX線センサー32の位置を変更してセンシングの位置を変更することが可能であり,同一の多層プリント配線板83に属する複数の基準パターン84の位置を1台で検知することができる。
以下,それぞれについて説明を補足する。
【0026】
多層プリント配線板83の内層には,図3に示すように,同一の指定位置に同一の大きさの基準パターン84が形成されており,製造誤差等により図4に示すように互いに僅かの位置ズレが生ずることがあるが略同一の位置にある。
多層プリント配線板83を取り付けるサブテーブル15には,モーターとボールネジからなる4個の位置調整手段161〜164が設けられており,それぞれの駆動量を変えることにより,サブテーブル15を平行移動または回転運動させることが出来る。図3において,符号17は,多層プリント配線板83のピン穴を挿通して固定するピンであり,符号18は,多層プリント配線板83が動かないようにしっかりと把持するクランプ部材である。
【0027】
メインテーブル11には,図2に示すように,モーター121とボールネジ122からなる第1駆動手段12が設けられており,メインテーブル11を縦(Y)方向に平行移動させる。一方,工具台20には,図1に示すようにモーター221とボールネジ222からなる第2駆動手段22が設けられており,工具台20を横(X)方向に平行移動させる。
【0028】
そして,第1,第2駆動手段12,22を作動させることにより,ドリル21の位置をスルーホールを形成する位置に移動させることができる。そして,図1に示すスピンドルモーター212を駆動して,ドリル31を下降させスルーホールを基板83に穿設する。
【0029】
また,メインテーブル11と工具台20を取り付ける基台10には,X線光源31を取り付けたスライドテーブル33が装着されており,スライドテーブル33はモーター341とボールネジ342とからなる第3駆動手段34に駆動されて横方向に移動することができる。同様に,X線センサー(カメラ)32は,前記第2駆動手段22を介して工具台20と共に横方向に移動することが出来る。また,メインテーブル11は,第1駆動手段12によって縦方向に移動するとが出来るから,第1〜第3駆動手段12,22,34を駆動して,X線光源31とX線センサー32を基準パターン84(透過穴151,111)の位置に自由に移動することができる。
【0030】
そして,内層パターンに形成された基準パターン84を検知する。続いて,制御手段は,基準パターン84の中心位置が所定の座標位置に一致するよう,位置調整手段161〜164を操作してサブテーブル15の位置を制御する。例えば,図4に示すように,2箇所における3個の基準パターン84の重心位置G1,G2が所定の位置O1,O2にバランスよく近づくように,サブテーブル15を移動(平行移動矢印P及び回転運動矢印R)させる。
そして,上記基準パターン84の位置合わせは,各サブテーブル15の基板83について別個に行われるからスルーホールの位置精度は均一になる。
【0031】
上記のように,本例の穴明け機1によれば,基準パターン84(基板83)とドリル21との間の位置関係を直接的かつ個別的に精度よく調整する。従って,基板83取り付け用のサブテーブル15のピン17や基板83のピン穴の位置精度が低くても全く問題がない。
また,制御手段は,定期的に点検用のスルーホールをプリント配線板83に穿設し,その実際の穴明け位置と指令位置とのズレ量(ΔX,ΔY)を検出し,それに基づいた前記補正を行うからドリル31の特性の変化,例えば図5に示す刃先210の曲がりΔDにも対応することができる。
【0032】
【発明の効果】
上記のように,本発明によれば,精度良く穴明けすることのできる多層プリント配線板のスルーホール穴明け機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例1のスルーホール穴明け機の正面図。
【図2】図1のA−A矢視線平面図。
【図3】図1の要部の部分拡大図。
【図4】多層プリント配線板の基準パターンを上方からX線透視した模式的な平面図。
【図5】ドリルの刃先の変形例を示す模式図。
【図6】従来のスルーホール穴明け機の正面図。
【図7】図6のB−B矢視線平面図。
【符号の説明】
11...メインテーブル,
111,151...透過穴,
15...サブテーブル,
161,162,163,164...位置調整手段,
20...工具台,
30...基準パターン検知装置,
31...X線光源,
32...X線センサー,
83...多層プリント配線板,
[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a through-hole drilling machine that simultaneously drills through-holes in a plurality of multilayer printed wiring boards.
[0002]
[Prior art]
Multilayer printed wiring boards are laminated after forming an inner layer pattern, and an outer layer pattern is formed after through holes are drilled.
As shown in FIG. 6, a through-hole drilling machine that simultaneously drills through-holes of a plurality of multilayer printed wiring boards includes a plurality of sub-tables 91 for mounting the multilayer printed wiring boards 81 to be drilled one by one, and a plurality of sub-tables 91 A main table 92 for attaching the sub-table 91 to the upper surface, and a tool table 93 for attaching a plurality of drills 94 corresponding to each sub-table 91 and moving in both vertical and horizontal directions.
[0003]
The tool table 93 moves in the lateral (X) direction using a drive motor 931 and a ball screw 932, while the main table 92 is longitudinal (Y) using a drive motor 921 and a ball screw 922 as shown in FIG. Move in the direction. Then, after the tool table 93 and the main table 92 are moved to predetermined positions, the spindle 941 of the drill 94 is lowered, and a through hole is formed in the substrate 81. In FIG. 6, reference numerals 942 and 943 denote a drive motor and a ball screw for lowering the spindle 941, and reference numeral 95 denotes a base on which the main table 92 and the tool base 93 are installed.
[0004]
In the multilayer printed wiring board 81, a reference hole 811 (FIG. 6) is formed in advance during the manufacturing process, and by fitting the reference hole 811 to the pin 911 of the sub-table 91, The coordinates of the drill 94 and the coordinates of the pattern of the multilayer printed wiring board 81 are aligned. The reference hole 811 uses a pin hole formed in the substrate 81 as it is when the substrates are laminated by the pin lamination method, and the reference pattern provided in the inner layer pattern is seen through with X-rays, and a hole is separately formed. There are drilled ones.
[0005]
That is, when the multilayer printed wiring board 81 is multi-layered by the pin lamination method, the same pin hole is made in each of the outer layer substrate and the inner layer substrate, and the pin hole of each substrate is inserted into the reference pin. The pin hole is also used as a reference hole 811 for drilling a through hole. In the latter method, a reference pattern for positioning is provided in advance in the inner layer pattern, this reference pattern is detected by fluoroscopy with the X-ray, the position of the detected reference pattern is used as reference coordinates, and the reference hole 811 is formed. It is drilled separately. In the latter case, the reference pattern may be found by sitting through the detection hole on the substrate instead of seeing through with X-rays.
[0006]
[Problems to be solved]
However, the conventional drilling method using the above-described drilling machine is not sufficient in drilling accuracy because more precise drilling is required especially with the miniaturization of multilayer printed wiring boards.
In other words, an error occurs in the drilling position due to the following factors, and the required accuracy cannot always be obtained.
[0007]
In the first method using the pin hole formed at the time of pin lamination as the reference hole, thermal contraction occurs in the substrate during thermocompression bonding, thereby causing variations in the pitch between the pin holes and displacement. For this reason, when this pin hole is set on a pin of a drilling machine, the position of the multilayer printed wiring board varies, and the accuracy of alignment of the inner layer pattern and the through hole is deteriorated.
[0008]
The second method of drilling the reference hole in the substrate using the reference pattern is very accurate in the positional relationship between the inner layer pattern on the substrate side and the reference hole, but the sub-table on the drilling machine side. There is an error between this pin and the spindle of the drill, and this error varies from subtable to subtable. Therefore, the error of the through hole position due to this cannot be avoided. For example, even if the relationship between the pin and the spindle in a certain sub-table is appropriate, it is impossible to avoid a variation in accuracy such that the positions of the other sub-tables are misaligned.
[0009]
It should be noted that the latter error due to the positional deviation between the pin of the sub table and the spindle of the drill is also caused in the same manner by being weighted in the first method.
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a multilayer printed wiring board through-hole drilling machine that can drill holes with high accuracy.
[0010]
[Means for solving problems]
The present invention is a through-hole drilling machine that simultaneously drills through-holes of a plurality of multilayer printed wiring boards,
In the inner layer pattern of the multilayer printed wiring board, a plurality of reference patterns indicating a plurality of positions serving as a reference for the inner layer pattern are formed in advance.
A plurality of sub-tables provided in the above-mentioned through-hole drilling machine, to which the multilayer printed wiring boards to be drilled are attached one by one;
A main table for mounting a plurality of the sub-tables on the top surface;
A drill corresponding to each of the sub-tables is attached, a tool table facing the main table,
An X-ray light source and an X-ray sensor provided for each sub-table;
A detection device for detecting the position of the reference pattern in which the positional relationship between the spindle coordinates of the corresponding drill and the coordinates of the X-ray sensor is defined in advance;
The detection signal of the reference pattern detection device is received, and the detected coordinate positions of a plurality of reference patterns belonging to a single multilayer printed wiring board are all matched with the predetermined reference coordinate position or averaged at the predetermined reference coordinate position. Control means for controlling the position of the sub-table on the main table so as to approach
A driving means located between the tool table and the main table and relatively moving both in the vertical and horizontal directions;
Position adjusting means provided on the sub-table for adjusting the mounting position on the main table;
An X-ray transmission hole provided in the sub-table and the main table and forming an optical path from the X-ray light source to the X-ray sensor;
And a through-hole drilling machine for multilayer printed wiring boards.
[0011]
The first point that should be particularly noted in the present invention is that the inner layer pattern is formed with a plurality of reference patterns indicating the reference position of the inner layer pattern in advance, and a detecting device for detecting the position of the inner layer pattern. Is provided for each sub-table, and the positional relationship between the spindle coordinates of the drill and the coordinates of the X-ray sensor is defined in advance.
[0012]
In the above description, the positional relationship between the coordinates of the spindle and the coordinates of the X-ray sensor is specified in advance. The relationship between the coordinates of the X-ray sensor and the coordinates of the spindle is accurately suppressed. By detecting the position of the reference pattern, the positional relationship between the reference pattern and the spindle can be accurately grasped. Therefore, for example, an X-ray sensor is attached to the tool table so that the relationship between the coordinates of the spindle of the tool table and the coordinates of the X-ray sensor can be accurately grasped.
[0013]
And since the said detection apparatus uses X-ray | X_line, the reference pattern which exists in an inner layer pattern can be correctly grasped | ascertained by X-ray fluoroscopy without damaging a board | substrate. In order to detect the reference pattern by the X-ray sensor, the sub table and the main table are appropriately provided with X-ray transmission holes for forming an optical path from the X-ray light source to the X-ray sensor. . The conditions of the light beam used for the sensor are not particularly limited as long as they have a large difference between the transmittance of the substrate material and the transmittance of the pattern material and do not damage the substrate. Not necessarily.
In addition, since the detection device is provided for each sub-table, it is possible to detect the positional deviation of each reference pattern separately for all the substrates attached to the sub-table.
[0014]
The second point to be particularly noted in the present invention is that a position adjusting means for adjusting the mounting position on the main table is provided for the sub-table, and the control means is a single unit detected by the detecting means. Adjusting the positions of the sub-tables on the main table so that the coordinate positions of a plurality of reference patterns belonging to the multilayer printed wiring board coincide with the predetermined reference coordinate positions or approach the predetermined reference coordinate positions on average. It is.
[0015]
As a result, the positional relationship between the reference pattern of all the multilayer printed wiring boards and the corresponding spindle of the drill can be adjusted with high accuracy. It is ideal that the coordinate positions of the reference pattern completely coincide with the predetermined reference coordinate positions. However, there is a positional deviation between the reference patterns as shown in FIG. Therefore, each reference pattern is brought close to the reference coordinate position on average so that the positional deviation between the reference patterns is not shifted.
[0016]
As described above, according to the drilling machine according to the present invention, the positional relationship between the reference pattern (substrate) and the drill is directly and individually adjusted. There is no problem even if the pin hole position accuracy is low.
[0017]
According to the second aspect of the present invention, the control means drills a through hole for inspection in the printed wiring board periodically or based on a command from the outside, and the actual drilling position, command value, It is preferable that the amount of deviation (ΔX, ΔY) is detected and the reference coordinate position of the reference pattern of the sub-table corresponding to the drill is corrected by an amount (−ΔX, −ΔY) obtained by inverting the sign of the amount of deviation. .
In the invention according to claim 1, when a deviation ΔD occurs with respect to the shaft center of the spindle due to, for example, bending or deformation of the cutting edge of the drill as shown in FIG. A deviation of ΔD will occur at the drilling position.
[0018]
However, according to the second aspect, the deviation of the drill blade tip from the reference position can be corrected. That is, as described above, drilling is instructed to the drill, the hole is actually drilled, and the position of the hole is detected by the detection device. The deviation (ΔX, ΔY) of this hole indicates the deviation from the spindle axis of the drill. Therefore, the positional deviation of the cutting edge is corrected by moving the substrate in the opposite direction by this deviation (ΔX, ΔY). I can do it.
In addition, in order to detect the said hole position for an inspection clearly with an X-ray detector, it is preferable to open the said hole for an inspection in the position with the pattern of an inner layer pattern.
[0019]
Note that a plurality of detection devices may be provided corresponding to the number of a plurality of reference patterns belonging to the multilayer printed wiring board. However, as described in claim 3, the sensing positions of the detection devices are made variable to be the same. It is preferable that the position of the plurality of reference patterns belonging to the multilayer printed wiring board is detected by a single detection device. This is because the configuration of the apparatus becomes simple and can be made inexpensive.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIGS. 1 and 2, this example is a through-hole drilling machine 1 that simultaneously drills through-holes of a plurality of multilayer printed wiring boards 83. In FIG. 3, a plurality of reference patterns 84 (FIG. 3) indicating positions serving as references for the inner layer pattern are formed in advance.
[0021]
The through-hole drilling machine 1 corresponds to a plurality of sub-tables 15 to which the multilayer printed wiring boards 83 to be drilled one by one, a main table 11 to which the plurality of sub-tables 15 are mounted on the upper surface, and each sub-table 15. A detection device 30 that includes a tool table 20 to which a drill 21 is attached and is opposed to the main table 11, an X-ray light source 31 and an X-ray sensor (camera) 32, and detects the position of the reference pattern 84. And a control means (not shown) for receiving a detection signal of the reference pattern detection device 30 and a positional relationship between the coordinates of the spindle 211 of the corresponding drill 21 and the coordinates of the X-ray sensor 32. And have.
[0022]
Driving means (first driving means 12 and second driving means 22 to be described later) capable of relative movement in both the vertical and horizontal directions is provided between the tool table 20 and the main table 11, and the sub table. 15, position adjusting means 161 to 164 (FIG. 2) for adjusting the mounting position on the main table 11 are provided.
Further, in the sub table 15 and the main table 11, as shown in FIG. 3, transmission holes 151 and 111 are provided in the X-ray optical path located below the reference pattern 84.
[0023]
Then, the control means averages the coordinate positions of the plurality of reference patterns 84 belonging to the single multilayer printed wiring board 83 detected by the detection means 30 so as to all coincide with the predetermined reference coordinate positions. The position adjusting means 161 to 164 are operated so that the position of the sub table 15 on the main table 11 is adjusted.
[0024]
Further, the control means can designate the coordinate position of drilling and cause the drill 31 to drill the substrate 83. Then, a through hole for inspection is drilled in the printed wiring board for inspection periodically or based on a command from the outside, and the deviation (ΔX, ΔY) between the actual drilling position and the command position is calculated. The position adjustment means 161-164 are detected by the detecting device 30 and the reference coordinate position of the reference pattern 84 of the sub-table 15 corresponding to the drill 21 is the amount (−ΔX, −ΔY) obtained by reversing the sign of the deviation amount. To correct (ΔX, ΔY indicate the displacement of the horizontal or vertical coordinates perpendicular to each other).
[0025]
The detection device 30 can change the position of sensing by changing the positions of the X-ray light source 31 and the X-ray sensor 32, and the positions of the plurality of reference patterns 84 belonging to the same multilayer printed wiring board 83. Can be detected by a single unit.
The following is a supplementary explanation for each.
[0026]
As shown in FIG. 3, a reference pattern 84 of the same size is formed at the same designated position on the inner layer of the multilayer printed wiring board 83, and due to manufacturing errors or the like, the reference pattern 84 is slightly positioned as shown in FIG. There may be misalignment, but they are in approximately the same position.
The sub-table 15 to which the multilayer printed wiring board 83 is attached is provided with four position adjusting means 161 to 164 composed of a motor and a ball screw, and the sub-table 15 is moved or rotated in parallel by changing the driving amount of each. You can exercise. In FIG. 3, reference numeral 17 denotes a pin that is inserted and fixed through a pin hole of the multilayer printed wiring board 83, and reference numeral 18 denotes a clamp member that firmly holds the multilayer printed wiring board 83 so that the multilayer printed wiring board 83 does not move.
[0027]
As shown in FIG. 2, the main table 11 is provided with first driving means 12 including a motor 121 and a ball screw 122, and translates the main table 11 in the longitudinal (Y) direction. On the other hand, as shown in FIG. 1, the tool table 20 is provided with second drive means 22 including a motor 221 and a ball screw 222, which translates the tool table 20 in the lateral (X) direction.
[0028]
Then, by operating the first and second driving means 12 and 22, the position of the drill 21 can be moved to a position where a through hole is formed. Then, the spindle motor 212 shown in FIG. 1 is driven to lower the drill 31 so that a through hole is formed in the substrate 83.
[0029]
In addition, a slide table 33 to which an X-ray light source 31 is attached is mounted on the base 10 to which the main table 11 and the tool table 20 are attached. The slide table 33 is a third drive means 34 including a motor 341 and a ball screw 342. And can move in the lateral direction. Similarly, the X-ray sensor (camera) 32 can move laterally together with the tool table 20 via the second driving means 22. Further, since the main table 11 can be moved in the vertical direction by the first driving means 12, the first to third driving means 12, 22, and 34 are driven to set the X-ray light source 31 and the X-ray sensor 32 as a reference. It can move freely to the position of the pattern 84 (transmission holes 151, 111).
[0030]
Then, the reference pattern 84 formed in the inner layer pattern is detected. Subsequently, the control unit controls the position of the sub-table 15 by operating the position adjusting units 161 to 164 so that the center position of the reference pattern 84 matches a predetermined coordinate position. For example, as shown in FIG. 4, the sub-table 15 is moved so that the gravity center positions G1 and G2 of the three reference patterns 84 at the two locations approach the predetermined positions O1 and O2 in a well-balanced manner (parallel movement arrow P and rotation). Motion arrow R).
Since the alignment of the reference pattern 84 is performed separately for the substrates 83 of the sub-tables 15, the positional accuracy of the through holes becomes uniform.
[0031]
As described above, according to the drilling machine 1 of the present example, the positional relationship between the reference pattern 84 (substrate 83) and the drill 21 is adjusted directly and individually with high accuracy. Therefore, there is no problem even if the positional accuracy of the pin 17 of the sub-table 15 for mounting the substrate 83 and the pin hole of the substrate 83 is low.
Further, the control means periodically drills through holes for inspection in the printed wiring board 83, detects the amount of deviation (ΔX, ΔY) between the actual drilling position and the command position, and based on that, Since the correction is performed, it is possible to cope with a change in the characteristics of the drill 31, for example, the bending ΔD of the cutting edge 210 shown in FIG.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a through-hole drilling machine for multilayer printed wiring boards capable of drilling with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a through-hole drilling machine according to a first embodiment.
FIG. 2 is a plan view taken along the line AA in FIG.
FIG. 3 is a partially enlarged view of a main part of FIG.
4 is a schematic plan view of a reference pattern of a multilayer printed wiring board as seen through X-rays from above. FIG.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a modified example of the cutting edge of a drill.
FIG. 6 is a front view of a conventional through-hole drilling machine.
7 is a plan view taken along line BB in FIG. 6;
[Explanation of symbols]
11. . . Main table,
111,151. . . Through holes,
15. . . Sub-table,
161, 162, 163, 164. . . Position adjusting means,
20. . . Tool table,
30. . . Reference pattern detector,
31. . . X-ray light source,
32. . . X-ray sensor,
83. . . Multilayer printed wiring board,

Claims (3)

複数の多層プリント配線板のスルーホールを同時に穴明けするスルーホール穴明け機であって,
上記多層プリント配線板の内層パターンには,内層パターンの基準となる複数の位置を示す複数の基準パターンが予め形成されており,
上記スルーホール穴明け機に設けられ,穴明け対象の多層プリント配線板を1枚づつ取り付ける複数のサブテーブルと,
複数の上記サブテーブルを上面に取り付けるメインテーブルと,
上記各サブテーブルに対応するドリルを取り付け,上記メインテーブルに対向する工具台と,
上記サブテーブル毎に設けられたX線光源及びX線センサーと,
対応するドリルのスピンドル座標とX線センサーの座標との位置関係が予め規定されている上記基準パターンの位置を検知する検知装置と,
上記基準パターン検知装置の検出信号を受信し,検知した単一の多層プリント配線板に属する複数の基準パターンの座標位置が所定の基準座標位置に全て一致するよう又は所定の基準座標位置に平均的に近づくよう上記サブテーブルのメインテーブル上の位置を制御する制御手段と,
上記工具台とメインテーブルとの間に位置し,縦横両方向に両者を相対運動させる駆動手段と,
上記サブテーブルに設けられ,上記メインテーブル上の取り付け位置を調整する位置調整手段と,
上記サブテーブル及びメインテーブルに設けられ,上記X線光源からX線センサーに至る光路を形成するX線の透過穴と,
とを備えることを特徴とする多層プリント配線板のスルーホール穴明け機。
A through-hole drilling machine that drills through holes in multiple multilayer printed wiring boards simultaneously.
In the inner layer pattern of the multilayer printed wiring board, a plurality of reference patterns indicating a plurality of positions serving as a reference for the inner layer pattern are formed in advance.
A plurality of sub-tables provided in the above-mentioned through-hole drilling machine, to which the multilayer printed wiring boards to be drilled are attached one by one;
A main table for mounting a plurality of the sub-tables on the top surface;
A drill corresponding to each of the sub-tables is attached, a tool table facing the main table,
An X-ray light source and an X-ray sensor provided for each sub-table;
A detection device for detecting the position of the reference pattern in which the positional relationship between the spindle coordinates of the corresponding drill and the coordinates of the X-ray sensor is defined in advance;
The detection signal of the reference pattern detection device is received, and the detected coordinate positions of a plurality of reference patterns belonging to a single multilayer printed wiring board are all matched with the predetermined reference coordinate position or averaged at the predetermined reference coordinate position. Control means for controlling the position of the sub-table on the main table so as to approach
A driving means located between the tool table and the main table and relatively moving both in the vertical and horizontal directions;
Position adjusting means provided on the sub-table for adjusting the mounting position on the main table;
An X-ray transmission hole provided in the sub-table and the main table and forming an optical path from the X-ray light source to the X-ray sensor;
And a through-hole drilling machine for multilayer printed wiring boards.
前記制御手段は,穴明けの座標位置を指定してドリルに対して基板への穴明け動作させることが可能であり,上記制御手段は,定期的に又は外部からの指令に基づいて,点検用のスルーホールをプリント配線板に穿設し,その実際の穴明け位置と指令値とのズレ量(ΔX,ΔY)を前記検知装置を介して検出し,そのドリルに対応するサブテーブルの基準パターンの基準座標位置を上記ズレ量の符号を反転させた量(−ΔX,−ΔY)だけ補正することを特徴とする請求項1に記載の多層プリント配線板のスルーホール穴明け機。  The control means can specify the coordinate position of the drilling and cause the drill to drill the board. The control means can be used for inspection periodically or based on an external command. A through-hole is drilled in the printed wiring board, and the deviation amount (ΔX, ΔY) between the actual drilling position and the command value is detected via the detection device, and the reference pattern of the sub-table corresponding to the drill 2. The through-hole drilling machine for a multilayer printed wiring board according to claim 1, wherein the reference coordinate position is corrected by an amount (−ΔX, −ΔY) obtained by reversing the sign of the shift amount. 前記検知装置は,センシングの位置を変更し,同一多層プリント配線板に属する複数の基準パターンの位置を1台で検知することを特徴とする請求項1又は2に記載の多層プリント配線板のスルーホール穴明け機。  3. The through-hole of a multilayer printed wiring board according to claim 1 or 2, wherein the detecting device detects a position of a plurality of reference patterns belonging to the same multilayer printed wiring board by changing a sensing position. Hole drilling machine.
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