JP4649125B2 - 基準穴穴開け機、及びその誤差補正方法 - Google Patents

Description

本発明は特に、多層プリント配線板の導体層に形成されたガイドマークを観測して基準穴を形成する基準穴穴開け機に関するものである。

通常、上記の基準穴は多層プリント配線板の相対する辺の外周部近辺に１個づつ計２個のガイドマークを設け、ガイドマークを観測してマークの中心に基準穴を形成していた。
後工程で使用する治具板に２本のピンが植設されている。２本のピンをこの基準穴に挿通して多層プリント配線板の位置を確保する。導体層に形成された配線の巾やランドの直径が大きい間は、基準穴の径を治具板のピン径より多少大きくして余裕を取れば、実用上十分な加工精度が得られた。

しかし、多層プリント配線板の配線パターンが細密化されランド径も小となると、各工程の加工精度を向上する必要が生じたが、単にガイドマークの位置に基準穴を形成する方法では、基準穴の径を小とすると２個の基準穴の中心距離と治具板の２個のピンの中心距離不一致から発生する不良品が多発するという欠点があった。

また、ガイドマークが２個のみでは、このガイドマークを貫通する直線周辺の多層プリント配線板の状況が反映されるに過ぎない。多層プリント配線板のコーナ部近傍に各１個、計４個のガイドマークを形成し、多層プリント配線板の全面の状況を反映させたい、とのユーザの強い希望に答えられないという問題があった。

ガイドマークの位置に基準穴を開けずに、治具板のピンの中心距離に合わせて基準穴を開け、ガイドマークと近接した基準穴との距離の和を最小とする方法は振り分け式と呼ばれる。
４個のガイドマークの座標を観測して、穴開け機の機械座標系（Ｘｍ、Ｙｍ、０ｍ）に対するプリント配線板の設計時の設計座標系（Ｘｐ、Ｙｐ、０ｐ）の在り方（Ｘｍ軸とＸｐ軸の傾き、０ｐの機械座標系での座標）を推定し、基準穴を機械座標系の座標で表して穴開けする多点方式が採用されることとなり、振り分け式と多点方式を結合した、いわゆる、多点振り分け方式が使用されることとなった。

振り分け式と多点方式を結合した多点振り分け方式を採用すると、プリント配線板である多層プリント配線板の一辺の長さに匹敵するほどの距離を隔てたガイドマークを観測して、穴開け機の機械座標系（Ｘｍ、Ｙｍ、０ｍ）で表される座標値として出力する必要がある。
通常、穴開け機は、ガイドマークを観測する左右２個のカメラが、Ｙｍ座標がほぼ一定になるように、穴開け機の架台等の不動部分に固着されている。可動テーブルにプリント配線板を載置して、可動テーブルをＹｍ方向に移動して、カメラとプリント配線板の相対位置を変化し、ガイドマークをカメラ視野に入れて次々に観測する。
可動テーブルの移動に伴う精度は測定機級の精密さが要求される。

しかし、穴開け機のような通常の多量生産に使用される産業機械としては測定機並みの構造や精度はコスト的に採用できず、経年変化も考慮した大きな移動量の場合の、支持機構や送り機構の移動方向の傾きの補正と、ヨーイングその他の影響による移動量の部分的な狂いの補正を低コストで行わねばならないという問題があった。

この改善策として、下記の文献に多点振り分け方式の詳細な提案がある。また、可動テーブルの精度補償として、可動テーブルにＹ軸に平行にＹ軸治具板を搭載してガイドマーク観測用カメラで治具板に形成された基準マークである治具板小穴を観測する精度補償案が提案されている。
複数枚のエッチング加工済みの内層用両面プリント配線板を重ねて、それぞれの配線板の導体部に形成されたパターンの位置関係を正しく揃えることをレイアップという。
図１２に多層プリント配線板の１種である両面プリント配線板のガイドマークを観測してレイアップ用基準穴を形成する穴開け機３１の外観を示す斜視図と、図１３にプリント配線板を載置してＹｍ方向に移動する可動テーブルの平面図、および、Ｙ軸治具板の投影図が示されている。
なお、Ｙ軸治具板と同構成でＸ軸に平行に配置されたＸ軸治具板も示されている。
特願２０００−１３０７６４号

図１２において、両面基板用穴開け機３１の筐体２の内部に架台３が固定されて、固定部分にＸｍ、Ｙｍ、Ｚｍの３軸からなる直交座標系が設定されている。Ｘ移動架台１０Ｘ、１０ＸはＸｍ軸に平行に移動可能である。Ｙ移動架台１１はＹｍ軸に平行に移動する。ガイドマーク観測用カメラ３２、３２ａと穴開け用スピンドル７、７、および、クランパ用エアシリンダ９ａ、９ａが、左右一対のＹ移動架台１１、１１に固着されている。

可動テーブル１２がガイドマーク観測用カメラ３２、３２ａの中間を通過するように配置され、両面プリント配線板は可動テーブル上の所定の位置に載置され、カメラ３２、３２ａで、プリント配線板の表裏の導体に形成されたレイアップ用ガイドマークを観測して、レイアップ治具板用のレイアップ基準穴が形成される。
始めに奥の２個のガイドマークを観測し、可動テーブルをＹｍの正方向に移動させる。次いで、手前の２個のガイドマークを観測する。得られたガイドマーク４個、または、表裏８個の座標から４個のレイアップ用基準穴の座標を計算し、先ず、手前の基準穴２個を形成し、次いで、可動テーブル１２を移動させて奥の基準穴２個を形成する。

図１３を参照して説明する。可動テーブル１２上の左右の１３、１３ａは基準穴の形成可能範囲でガイドマークの存在範囲でもある。即ち、カメラ３２、３２ａはＸ軸方向にこの範囲内で移動する。Ｘ軸治具板１４、１４は可動テーブル１２上に、図示されていないビス１４ｓでＸｍ軸方向に平行に固定されている。Ｙ軸治具板１５、１５は可動テーブル１２上に、ビス１５ｓでＹｍ軸方向に平行に固定されている。Ｘ軸治具板１４、１４には図示されていないが横１列に連なった治具板小穴１４ｈが、Ｙ軸治具板１５、１５には縦に一列に治具板小穴１５ｈが複数個形成されている。
穴開け機３１の図示しない制御部内の記憶装置に、治具板小穴１４ｈ、１５ｈの間隔ｈ、または、座標値を記憶しておく。

プリント配線板の作業開始時にカメラ３２、３２ａの間隔を両面プリント配線板のガイドマーク座標に合わせて固定した後、Ｘ軸治具板１４、１４の治具板小穴を観測して、例えば、カメラ３２ａのカメラ視野のローカル座標の原点のＸｍ座標を逆算して記憶する。一連の作業中でもカメラ３２ａで治具板小穴を観測して確認することもできる。

同様に、奥と手前のガイドマークの位置で可動テーブル１２を停止し、カメラ３２ａでＹ軸治具板１５、１５の治具板小穴１５ｈを観測して、可動テーブルの停止位置を逆算して記憶する。可動テーブル１２の送りむら補正に有効である。
この他にも、可動テーブルの送り方向が直角からずれた場合の補正方法等も提案されて、大きな問題もなく、安価に基準穴穴開け機が提供されている。

本発明が解決しようとする問題点の一つは、穴開け機周辺の温度変化に対する考慮が必要となったことである。
すなわち、穴開け機を設置する部屋としては、年間を通じてある基準温度が一定に保たれることが望ましい。条件が一定に近い場合は、上記Ｘ軸治具板およびＹ軸治具板の使用で好結果を得ることができるが、設置場所の室温が季節変化等によって上下すると、穴開け機は温度変化による伸縮が生じ、治具板小穴の間隔も変動する。
小規模の多層配線板メーカの増加に伴い、作業場の室温を基準温度に保てない場合も多く、温度変化の影響は無視できないものとなっている。メーカとしては自己完結する一連の工程は基準温度から離れた室温で済ます傾向があり、基準温度から離れた温度で正しい寸法に加工したいとの要求が発生する。
このような場合は室温の変化に応じて年に数回、その時の室温に合わせて治具板の再測定を行い、基準穴座標を登録し直す必要があるが、治具板の再測定はかなりの手間を要すると共に、自動で再測定、再登録することは極めて困難になるという問題があった。

本発明が他に解決しようとする問題点としては、ガイドマーク観測用カメラで治具板小穴を観測してカメラ位置を補正する方法を採用したとしても、治具板小穴からガイドマーク観測位置までカメラが戻る際に発生する移動誤差に対しては測定できず、従ってその部分の補償もできない点である。
したがって、装置販売後においても、数年ごとに行われる定期保守作業の精度補償にも関係するので無視できない問題となっている。

本発明はプリント配線板に基準穴を形成する基準穴穴開け機であって、
直交するＸｍ軸とＹｍ軸を持つ機械座標系を設定した架台と、
前記架台上に配置され、搭載されたプリント基板をＹｍ軸方向に移動する可動テーブルと、
前記可動テーブルのＸｍ軸方向に設置され、複数の基準マークが形成されている基準治具板と、
前記可動テーブルに設置された上記基準治具板より大きい線膨張率を持つ材料で形成され、前記基準治具板に近接してＸｍ軸方向に配置された複数の基準マークを有するＸ軸参照治具板、及び該Ｘ軸参照治具板と同じ線膨張率を有し前記可動テーブルのＹｍ軸方向の両端に配置された複数の基準マークを有するＹ軸参照治具板と、
前記Ｙｍ軸に座標を持つように上記架台上に搭載され、前記基準治具板と前記Ｘ軸参照治具板の基準マークを観測するための主カメラ（６）と、
前記主カメラ（６）と共に所定の位置関係を保持して移動し、前記プリント基板に対して基準穴を開けるための部材を駆動するスピンドルと、
上記架台に固定され、上記Ｙ軸参照治具板の基準マークを観測する２台の参照カメラを備え、
前記主カメラによる前記基準治具板と前記Ｘ軸参照治具板の基準マークの観測値から、前記基準治具板の２個の基準マークの中心距離、および前記参照治具板の２個の基準マークの中心距離を算出し、温度変化による前記基準治具板に対する前記Ｘ軸、及びＹ軸の参照治具板の変化率ｋを算出し記憶すると共に、
当該変化率ｋがあらかじめ定めてあって閾値を上回った時は、前記Ｘ軸参照治具板、および前記Ｙ軸参照治具板のすべての基準マークの座標値を変化率ｋに基づいて書き換え、この書き換えられた座標値に基づいて機械系の温度変動に基づく誤差を修正し、上記スピンドルを駆動して上記プリント基板の基準穴の穴開けを行うように制御する制御部とを備えたことを主要な特徴としている。

本発明の基準穴穴開け機は、例えば、プリント配線板加工の始めに、基準治具板およびＸ軸参照治具板に形成された基準マークである治具板小穴の対応する２個の中心距離を観測することにより、参照治具板の温度変化率ｋを算出する。予め設定された敷居値を超えたら、Ｘ軸参照治具板、Ｙ軸参照治具板のすべての治具板小穴の座標値を書き換えて、自動的に温度補正ができ、治具板の再測定を省略できるという利点がある。

また、本発明の基準穴穴開け機は、Ｙ軸参照治具板の治具板小穴を視野に入れ、架台に固定された参照カメラを備えている。主カメラがプリント配線板のガイドマークを観測するときに、上記の参照カメラは視野に入ったＹ軸参照治具板の治具板小穴を観測する。
参照カメラが観測した治具板小穴の座標値で主カメラの位置を補正することにより、可動テーブルの誤差である蛇行や送りむらを補正できる。また、参照カメラは常に参照治具板の基準マークを視野に入れたままなので、カメラが動くことで誤差の入り込む余地のないという利点もある。

次の４節に分けて説明する。
１．プリント配線板である多層プリント配線板の構造説明
２．本発明を適用した基準穴穴開け機の説明
３．温度補正の原理の説明
４．穴開け工程と可動テーブルの移動に伴う誤差の補正方法の説明

１．多層プリント配線板の構造説明
電子機器の配線用に使用される多層プリント配線板は表裏２層の外部に露出した導体層と、数層の露出しない内層の導体層で構成され、各導体層の間に絶縁性の基板が挿入され、この基板によって導体層が接着された構造となっている。
多層プリント配線板の導体層としては、たとえば厚さ１８μｍ程度の銅箔が使用される。
基板材料としては、熱硬化性のガラス・エポキシ樹脂の使用が主流であり、高多層配線板ではガラス・ポリイミド樹脂、ガラス・ＢＴ樹脂等の耐熱樹脂も使用される。

多層プリント配線板の製造法として、以下、図５乃至図７を参照して、多層プリント配線板の特徴を備えた最低の層数である６層の多層プリント配線板の製造法を簡単に説明する。
図５（ａ）は両面プリント配線板６１の表面の導体層に形成されたパターンを平面図として示し、図５（ｂ）は６層の多層プリント配線板の構成部材を示した側面図、
図５（ｃ）は６層の多層プリント配線板の側面図である。構成要素である両面プリント配線板６１の構成を模式的に示した斜視図である。

図５（ａ）を参照して説明する。内層を構成する両面プリント配線板６１には、表裏の銅箔面に最終製品となる（図では６個の）単一配線板パターン６１ａ、・・・６１ａ等が、通常エッチングによって形成されている。
両面プリント配線板６１の外周のコーナ近傍に（レイアップ）基準穴６５、……、６５を形成するための（レイアップ）ガイドマーク６６、……、６６と（後加工）基準穴６８、……、６８を形成するための（後加工）ガイドマーク６９、……、６９が同一エッチング工程で形成されている。
（レイアップ）基準穴６５、……、６５と（後加工）基準穴６８、……、６８は図では×印で示されているが、実際は何のマークも、穴もない。

図５（ｂ）に示すように、２枚の両面プリント配線板６１、６１は、その間に熱硬化前の基板材料のプリプレグ６４ａを挟んで仮止めされ、レイアップされた両面プリント配線板６１ｂとなる。表裏にプリプレグ６４、６４と無垢の銅箔（導体）６２、６２を配置してホットプレスで加熱加圧する。
銅箔６２や両面プリント配線板６１の間に挿入されたプリプレグ６４、６４ａ、６４が熱硬化して（絶縁）基板に変化し、各導体間の接着も完了し、同図（ｃ）に側面図として示された、１枚の多層プリント配線板６０となる。

図６を参照して、レイアップ工程を説明する。同図（ａ）はレイアップ治具板の使用状況を、（ｂ）にレイアップされた両面プリント配線板６１ｂの側面図を示す。
２枚の両面配線板６１、６１の導体（銅箔）６２に形成された単一配線板のパターン６１ａ同士が正しく重なるよう、位置決めすることをレイアップと呼ぶ。

通常は、両面プリント配線板６１、６１に形成された（レイアップ）基準穴６５、……、６５をレイアップ治具板６７に植設された位置決めピン６７ａ、……、６７ａに挿通することにより、レイアップされる。
即ち、１枚の両面配線板６１、基準穴付きプリプレグ６４ａ、両面配線板６１を位置決めピン６７ａ、……、６７ａに挿通してレイアップ治具板６７に載置し、次に、上記３枚を矢印６７ｂ、……、６７ｂで示す位置で熱による溶着を施すか、機械的にハトメ等で仮止めするとレイアップされた両面プリント配線板６１ｂとなる。
１枚の両面プリント配線板６１の表裏の単一配線板のパターン６１ａ同士はエッチング工程で正しく重なるよう形成されている。従って、２枚の両面プリント配線板６１、６１の基準穴６５、……、６５と単一配線板のパターン６１ａの関係位置を等しくすればレイアップは正しく行われる。

前述のように、基準穴を示すマークはないので、（レイアップ）ガイドマーク６６、……、６５を観測して基準穴６５、……、６５の形成位置を推定する。例えば、図１２に示す専用の基準穴穴開け機３１のＣＣＤカメラで、ガイドマーク６６、……、６６を観測して、この値から（レイアップ）基準穴６５、……、６５の位置を推定し、そこに基準穴を形成する。

図５（ａ）に示すように、エッチングで両面配線板６１に形成された単一配線板パターン６１ａ、・・・６１ａや、（レイアップ）ガイドマーク６６、……、６６等の座標は、配線板設計時に使用した配線板座標系（Ｘｐ、Ｙｐ、０ｐ）５１上の座標で表されている。
実際の基準穴形成作業に先立って、基準穴穴開け機３１の工程設計が行われ、穴開け機３１の可動テーブル１２上で、プリント配線板である上記両面プリント配線板６１を載置する位置が決められる。穴開け機３１に設定された機械座標系５０（図１〜図４に示されている）と配線板座標系５１の対応する座標軸ＸｍとＸｐ、および、ＹｍとＹｐは平行とされるのが一般である。また、両面プリント配線板６１の載置位置から、配線板座標系５１の原点０ｐの機械座標系５０の座標（Ｘｍ０ｐ、Ｙｍ０ｐ）として決定される。
上記の関係から、配線板座標系５１で示された（レイアップ）ガイドマーク６６、……、６６の座標（Ｘｐ、Ｙｐ）は機械座標系５０の座標に座標変換されて、穴開け機の記憶装置に記憶される。

プリント配線板は、例えばプリント配線板の外形を案内して可動テーブル１２に載置されるが、種々の誤差要因により、穴開け機の機械座標系５０とプリント配線板の配線板座標系５１の対応する座標軸は平行でなく、ある傾斜角を持ち、配線板座標系５１の原点０ｐも予め定められた機械座標系５０の座標（Ｘｍ０ｐ、Ｙｍ０ｐ）とは一致しない。
従って、プリント配線板の（レイアップ）ガイドマーク６６、……、６６を観測して、その観測結果から、機械座標系５０のＸｍ軸と配線板座標系５１のＸｐ軸との傾斜角、および、配線板座標系５１の原点０ｐの機械座標系５０上での座標値を推定する。

ガイドマークを単位質点と考えて４個のガイドマーク６６、……、６６の重心を求めると、配線板座標系５１が回転してもガイドマークと重心の相対位置は不変である。配線板座標系５１の座標軸と平行で原点がこの重心である座標系を作って先ず重心を求め、次いで座標軸の傾斜を最小自乗法等で推定する。こうして機械座標系５０上で配線板座標系５１が定まると、基準穴も機械座標系上の座標を求めることができる。

推定された、配線板座標系５１のＸｐ軸の傾斜角、および、配線板座標系５１の原点の機械座標系５０での座標値を使って、（レイアップ）基準穴６５、……、６５の配線板座標系５１の座標を、機械座標系５０の座標値に座標変換すれば、この座標が穴開け機の基準穴形成位置となる。
更に、レイアップ治具板６７の複数の位置決めピン６７ａの相互の中心間距離に一致させると作業が楽となる。ここまで考慮して基準穴を形成する基準穴の形成方法は多点振り分け方式と呼ばれる。

ホットプレス終了後の多層プリント配線板６０は、この後、多層プリント配線板の内層パターンに対応した新たな基準穴が開けられ、この新基準穴を基準として最外層の導体配線パターンのエッチング、スルーホール・バイアホールの穴開け加工等が行われる。更に、めっき工程、防錆処理工程等を施し、機械加工で単一配線板に分割し、所要の外形形状に切り出す等の後加工を行って多層プリント配線板が完成する。

上記の多様な工程の中で、精度上、内層の配線パターンと関係する工程は、図７の斜視図に示すように、内部の導体の周辺部に形成された（後加工）ガイドマーク６９、……、６９を観測して、（後加工）基準穴６８、……、６８を形成し、（後加工）治具板７０に植設された位置決めピン７０ａ、……、７０ａに挿通して、必要な加工を行う。
（後加工）ガイドマーク６９は多層配線板６０の内層に形成されているので、可視光線で観測できない。従って、上記の多層配線板６０の内層に形成された（後加工）ガイドマーク６９、……、６９を観測して、（後加工）基準穴６８、……、６８を形成するのに、例えば、図１に示す、Ｘ線（基準穴）穴開け機が使用される。（後加工）ガイドマーク６９、……、６９を観測して、（後加工）基準穴６８、……、６８の位置を推定するのに、レイアップ基準穴を形成するのと同様多点振り分け方式が使用される。

なお、図５または図７で、４個１組のガイドマーク６９と基準穴６８が各１組図示されているが、実際は必要工程数だけのガイドマーク６９と基準穴６８の組が用いられる場合が多い。
また、これらの基準穴は前述のレイアップ基準穴を含めて後加工用治具板のための基準穴と総称して良い。

２．本発明を適用した基準穴穴開け機の説明
本発明の実施の形態である多点振り分け方式の基準穴穴開け機（以下穴開け機と略称する）の一例として、Ｘ線を使用して内層のガイドマークを観測する穴開け機を図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明の穴開け機１の外観の斜視図であり、筺体２を透視して表している。
図２、３は穴開け機を投影図として示し、図２（ａ）は穴開け機１の正面図、図２（ｂ）は側面図である。図３（ａ）（ｂ）は穴開け機１の可動テーブル１２の位置を変えた平面図を示し、図２、図３とも筺体２を透視して内部を表している。

また、各図に記入した機械座標系（Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚｍ、原点Ｏｍ）は、例えば筺体１や架台３等、穴開け機１の不動部分に固定された座標系で、送り装置の各種機械部分の移動方向の多くは、この座標軸に平行とされている。Ｘ線カメラで多層プリント配線板のガイドマークを観測して得られる座標値や、基準穴の穴開け座標も基本的にこの座標系を用いて算出される。
なお、図１の白抜きの矢印１７は作業者の定位置であって、作業者はＹｍ軸の正方向である矢の方向に向かって立ち、基準穴を穴開けする多層プリント配線板を投入し、穴開けが終われば穴開け機１から取り出す。

以下の説明で、後述するように、多層プリント配線板に形成されたガイドマークと穴開け機で形成する基準穴は共に４個で、基準穴は対応するガイドマークの近傍に形成されるものとする。ガイドマークは３個以上であれば振り分け方式を使用した同様の方法で処理できる。

穴開け機１の筺体２の内部に、架台３が固定されている。左右１対のＸ移動架台１０、１０は、ほぼ、チャンネル状に形成され、左右で鏡像関係をなす形状とされている。このＸ移動架台１０、１０は架台３の上端に配置された直線ガイド１０ａ、１０ａによって支承されている。ボールねじ１０ｂとこれと係合するＸ移動架台１０の下面に取り付けられたボールナット（図示せず）により、基準穴を穴開けするプリント配線板の大きさに従って、あらかじめ、Ｘｍ軸に平行に移動してガイドマークが観測可能の位置に待機している。
なお、Ｘ移動架台１０、１０を個別に駆動するために、ボールねじ１０ｂは各Ｘ移動架台１０毎に配置されている。
なお、図２（ａ）に示すように、スピンドル７はエアタービン又は高周波モータを回転源とする高速モータであって、回転軸に取り付けられたチャック７ａを介して、通常超硬合金製のドリル７ｂを装着してプリント配線板に基準穴を穴開けする。
なお、本実施例では主カメラ６、６を２台用いる構成に基づき説明している。

Ｘ移動架台１０、１０の上部にＸ線発生装置４、４が固定され、下部には直線ガイド１１ａ、１１ａが取り付けられている。そして、Ｙ移動架台１１、１１がこの直線ガイド１１ａで支承されている。ボールねじ１１ｂとこれと係合するＹ移動架台１１の下面に取り付けられたボールナット（図示せず）により、Ｙ移動架台１１、１１はＹｍ軸に平行に移動可能である。
Ｙ移動架台１１、１１はチャンネル状に形成され、上部にＸ線防護管５が配置され、図１、図２に示すように、これと並んでクランパ９とクランパ９を上下動させるエアシリンダ９ａが設置されている。下部にはスピンドル７と（Ｘ線）主カメラ６が固定されている。

Ｙｍ軸と平行に筺体の中央部分に配置され、図示しない部材で架台３に固定された直線ガイド１２ａとボールねじ１２ｂにより支承され、駆動されて、多層プリント配線板を搭載する可動テーブル１２はＹｍ軸に平行に移動する。
可動テーブル１２は１２Ａの位置で、基準穴を穴開けする多層プリント配線板を載置し、Ｙｍ軸に沿って移動してガイドマーク測定、基準穴開け位置に引き込まれる。
なお、ボールねじ１０ｂ、１１ｂ、１２ｂを駆動し、Ｘ移動架台１０、１０とＹ移動架台１１、１１、および可動テーブル１２の移動を制御する制御装置は図示されていない。

アングル状の左右２個の参照カメラ腕２２ａ、２２ａが一端の固定端２２ｂが架台３に固着され、多端に参照カメラ２２、２２が固定されている。
参照カメラ２２は可動テーブル１２の下面から、後述する参照治具板１５の治具板小穴１５ｈを観測する。また、左側の参照カメラ２２と左側の主カメラ６、右側の参照カメラ２２と右側の主カメラ６が固定され、可動テーブル１２の移動に係わる誤差を補正する働きをする。

また、図示されていない制御装置は、一連の穴開け作業手順に従って、上記の各種装置の制御を行う。Ｘ線発生装置４、４に内蔵されたＸ線発生管４ａから放射されたＸ線は、Ｘ線防護管５と、その先端に移動可能に配置されたクランパ９に開けられた孔を通して、図示しない多層プリント配線板のガイドマークを通過し、下の主カメラ６、６に入射する。
更に観測装置で観測したガイドマークのＸ線像から座標値を算出し、この座標値と予め入力された基準穴の設計座標から、基準穴穴開け位置を計算するのが最大の役割である。
図３（ａ）に、加工できるプリント配線板の最大の大きさである最大プリント配線板外形７１と、最小の大きさの最小プリント配線板外形７１ａが一点鎖線で記入されている。
場合により、観測装置に可視光線用のＣＣＤカメラを使用してもよい。

図４を参照して可動テーブル１２の細部を説明する。（ａ）は可動テーブル１２の平面図であり、（ｂ）から（ｄ）は可動テーブル１２へ装着される３種の治具板の係合方法を示し、（ｅ１）、（ｅ２）は治具板小穴１４ｈの詳細を示す。
可動テーブル１２は通常金属製で平坦な板状に形成され、ガイドマーク透視、基準穴穴開けのための第１の逃げ穴（１、２穴用）１３、１３、第２の逃げ穴（３、４穴用）１３ａ、１３ａが左右に１個づつ開けられている。
多層プリント配線板は、その外形の大きさに従って、プリント配線板の先端部分が揃うようにして、一点鎖線のように載置される。奥の基準穴２穴は逃げ穴１３を使って、手前の基準穴の２穴は逃げ穴１３ａを使って穴開けが行われる。

作業者位置を示す図１の白抜き矢印１７から見て、可動テーブル１２の奥の一辺に近く、Ｘｍ軸に平行になるよう可動テーブル１２に基準治具板２１が支承されている。基準治具板２１は断面が長方形で細長い棒状の板とされ、この基準治具板２１の長手方向の一辺と平行である仮想直線上に、これら治具板小穴２１ｈ、……、２１ｈの穴中心があり、また、治具板小穴２１ｈは隣り合った治具板小穴２１ｈと等中心間隔であるように、基準治具板２１を貫通して形成されている。
基準治具板２１は、例えば図４（ｃ）に示すように、１点をＸｍ、Ｙｍ座標が変化しないようにビス２１ｓで支持し、両端は図４（ｂ１）に示す長孔に対して同図（ｂ２）に示すように段付きのビス止めとし、この両端は筐体が熱膨張等の影響を受けたときに多少Ｘｍ方向にスライドできるようにしている。

Ｘ軸参照治具板１４、Ｙ軸参照治具板１５、１５の形状は基準治具板２１とほぼ同様で、参照治具板１４、１５は断面が長方形で細長い棒状の板とされ、このＸ、Ｙ軸参照治具板１４、または、１５の長手方向の一辺と平行である仮想直線上に、これら治具板小穴１４ｈ、……、１４ｈ、１５ｈ、……、１５ｈの穴中心があり、また、治具板小穴１４ｈ、または、１５ｈは隣り合った治具板小穴１４ｈ、または、１５ｈと等中心間隔であるように、Ｘ、Ｙ軸参照治具板１４、または、１５を貫通して形成されている。
図４（ｅ１）、（ｅ２）に記入したように、Ｘ軸参照治具板１４の治具板小穴１４ｈの穴中心間隔は基準治具板２１の治具板小穴２１ｈの穴中心間隔と同一の長さｈに形成されるのが好ましい。

Ｘ軸参照治具板１４は長手の辺をＸｍ軸に平行に、基準治具板２１に近接して中央部と、その両端が段付きのビス１４ｓで可動テーブル１２に固定される。
Ｙ軸参照治具板１５は２個形成され、それぞれ、可動テーブル１２のＹｍ軸に平行な２辺の近傍に１個づつ長手の辺を同じく段付きのビス１５ｓでＹｍ軸に平行して固定される。
Ｘ軸参照治具板１４、Ｙ軸参照治具板１５は、それぞれ、両端を図（ｄ）に示す段付のビス１４ｓ、１５ｓで止め、この両端の取付孔は可動テーブル１２が熱膨張等の影響を受けたときに、Ｘ軸参照治具板１４はＸｍ方向、Ｙ軸参照治具板１５はＹｍ方向にそれぞれその形状を保つように図４（ｂ１）のような長孔によって形成するようにしている。
なお、正確にはＸ軸参照治具板１４の治具板小穴１４ｈ、Ｙ軸参照治具板１５の治具板小穴１５ｈのそれぞれ中心がある仮想直線が、Ｘ軸参照治具板１４はＸｍ軸に、Ｙ軸参照治具板１５はＹｍ軸に、それぞれ平行に自由に伸縮できるように支承される。
なお、基準治具板、参照治具板は温度管理された環境下で必要な精度を保って加工され、治具板小穴の座標値はすべて計測され記録されている。

穴開け機による基準穴の穴開け工程の詳細は後述するが、可動テーブル１２をＹｍ方向に順次送ると、プリント配線板のガイドマーク観測位置に固定された左右２台の（Ｘ線）主カメラ６、６により、基準治具板２１の治具板小穴２１ｈ、２１ｈの穴中心間隔とＸ軸参照治具板１４の治具板小穴１４ｈ、１４ｈの穴中心間隔、および、プリント配線板のガイドマーク６９、６９を観測する。
架台３に固定された左右の参照カメラ２２、２２は、それぞれ、Ｙ軸参照治具板１５、１５の治具板小穴１５ｈを観測する。即ち、基準治具板２１の治具板小穴２１ｈ、Ｘ軸参照治具板１４の治具板小穴１４ｈ、および、プリント配線板のガイドマーク６９が主カメラ６の視野に入ったときに、少なくとも１個のＹ軸参照治具板１５の治具板小穴１５ｈが参照カメラ２２の視野に入るように治具板小穴１５ｈの穴中心間隔を定めれば好ましい。

主カメラ６、６で基準治具板２１の治具板小穴２１ｈ、Ｘ軸参照治具板１４の治具板小穴１４ｈの中心間距離を観測して温度による可動テーブル１２の熱変異量を推定し、穴開け機の制御部の記憶装置に記憶している治具板小穴１４ｈ、１５ｈの座標値、または中心間距離を修正再記憶する。

３．温度補正の原理の説明
ここで線膨張率の定義を定めておく。温度変化によって長さが変化するとき、ある物体の温度ｔ２のときの長さをＬ２、ｔ１のときの長さをＬ１、線膨張率をα（１／Ｋ）とすれば、次式が成立する。
〔 Ｌ２−Ｌ１＝（Ｌ１）×（ｔ２−ｔ１）×α ………（２） 〕
理科年表では、基準とするＬ１は０度Ｃのときの長さと定めているが、多層プリント配線板の製造を行う工場の室温の温度変化の範囲は２９３Ｋ近辺で比較的に狭い温度範囲なので、Ｌ１は任意の室温における長さとし、αも一定として差し支えない。

一例として、代表的な低線膨張率の合金として知られたインバールは、Ｎｉ３６％，Ｆｅ６４％のニッケル系合金であり、その線膨脹係数は２９３Ｋにおいて、〔０．１３×（１０の６乗分の１）〕である。通常の機械材料である鋼やステンレス鋼、アルミ合金等の線膨脹係数が〔１０〜２０×（１０の６乗分の１）〕前後であるのと比較すると、通常の機械材料のほぼ１００分の１程度である。最近では、インバールより線膨脹率は多少大きいものの、線膨張率が〔１．２〜４．５×（１０の６乗分の１）〕程度の合金が低線膨張率の合金として市販され、比較的入手も容易となっている。ここでは使用実績等から判断して、〔５×（１０の６乗分の１）〕以下の線膨張率を持つ合金を総称して低線膨張率の合金と呼ぶことにする。
本発明では、基準治具板２１は上記の低線膨張率の合金で形成し、Ｘ軸参照治具板１４とＹ軸参照治具板１５は基準治具板２１よりも線膨張率の大きな通常の機械材料で形成する。

図８を参照して、温度による長さ補正の１例を説明する。
図８（ａ）に示すように、基準治具板２１に相当するＡ治具板を低線膨張率の合金で形成し、Ｘ軸参照治具板１４に相当するＢ治具板を通常の機械材料で形成する。
温度ｔ０にてＡ治具板に治具板小穴２１ｈに相当する基準穴Ｍ、Ｎを、Ｂ治具板に治具板小穴１４ｈに相当する基準穴Ｐ、Ｑを、同一中心間距離ａ０で形成する。

図８（ｂ）に示すように、Ａ治具板、Ｂ治具板をＸｍ軸に平行に可動テーブル１２上に載置し、作業者位置から見て、穴開け機の左方の主カメラ６に相当するＣカメラで基準穴Ｍ、Ｐを、他の右方の主カメラ６に相当するＤカメラで基準穴Ｎ、Ｑを観測する。
ＣおよびＤカメラの視野には、視野の中心Ｃ点、または、Ｄ点を原点とするカメラ座標系（ｘ、ｙ、０）が作られ、ｘ、ｙ軸は相当する機械座標系の座標軸Ｘｍ、Ｙｍと平行とされている。

カメラには、基準穴Ｍ、Ｎ、Ｐ、Ｑの像が、たとえば、暗い画面に明るい中実円として捕らえられる。この像の幾何学的な重心を像の中心とし、重心位置をカメラ座標系の座標として出力する。カメラ視野に像を捕らえ、像の重心の座標を出力することをカメラで観測すると呼ぶ。
なお、カメラ視野にｘ、ｙ軸に平行な直線で区画された正方形の多数のセルが形成されており、画面の各セルの明度を適当な敷居値で二値化して基準穴の像として捕らえ、その像の重心を計算してカメラ座標系の原点からの距離として表示する、従来からの方法が使用されている。

説明を簡単にするため、観測時にはＣカメラのＸｍ座標は固定し、基準穴Ｍ、Ｐの重心が視野の中心Ｃ点にあるようにＡ治具板、Ｂ治具板をＸｍ軸に平行に移動して微調整し、変位はすべてＤカメラ側で発生させる。
温度ｔ１のとき、Ｄカメラの視野の中心Ｄ点とＢ治具板の基準穴Ｑを一致させてＤカメラを固定する。Ａ治具板の基準穴Ｎを観測して、カメラ座標系で測った変位ΔＮｘ１を得る。
別途、正確な標準スケールと比較して、Ｂ治具板の基準穴ＰＱの中心距離ｂ１を測定する。ａ１、ｂ１、ΔＮｘ１が測定値として図示しない記憶装置に記憶される。ｂ１はＣ、Ｄカメラの中心間距離《ｃ１》としても記憶される。
〔 《ａ１》＝ｂ１＋《ΔＮｘ１》＝《ｃ１》＋《ΔＮｘ１》 …………（３）〕
〔 《ｂ１》＝ｂ１＝《ｃ１》 …………（４）〕
ここで、《ΔＮｘ１》のような２重かっこ付の符号はＤカメラによる観測値または観測値から導かれた値を示す。

同図（ｃ）は温度ｔ２の時を示し、この測定値から次の式が求まる。温度ｔ２においてｃ２はｃ１のときｂ１として記憶されたままである。
〔《ａ２》＝《ｃ２》＋《ΔＮｘ２》＝ｂ１＋《ΔＮｘ２》…………（５）〕
〔《ｂ２》＝《ｃ２》＋《ΔＱｘ２》＝ｂ１＋《ΔＱｘ２》…………（６）〕
（６）から（４）を引くと、
〔《ｂ２》−《ｂ１》＝《ΔＱｘ２》 …………（７）〕
（５）から（３）を引くと
〔《ａ２》−《ａ１》＝《ΔＮｘ２》−《ΔＮｘ１》 …………（８）〕

ここで、実際の長さの関係を調べる。温度がｔ１からｔ２に変化したとき、Ｃ、Ｄカメラの中心間距離はＧだけ変化して、（ｃ２＝ｂ１＋Ｇ）となる。
〔 ｂ２＝《ｃ１》＋Ｇ＝ｂ１＋Ｇ＋《ΔＱｘ２》 …………（９）〕
〔 ａ１＝ｂ１＋《ΔＮｘ１》 …………（１０）〕
〔 ａ２＝ｃ２＋《ΔＮｘ２》＝ｂ１＋Ｇ＋《ΔＮｘ２》 ………（１１）〕
（１１）から（１０）を引くと、
〔 ａ２−ａ１＝Ｇ＋《ΔＮｘ２》−《ΔＮｘ１》 …………（１２）〕
Ａ治具板を形成した低線膨脹率の合金は、例えば工場内程度の温度変化ではａ１＝ａ２とみなせるので、（１２）（８）式から、
〔 《ΔＮｘ２》−《ΔＮｘ１》＝−Ｇ＝《ａ２》−《ａ１》 …………（１３）〕

一方、温度がｔ１からｔ２に変化したとき、実際のＢ治具板の基準穴ＰＱ間の中心距離を、変化率をｋとして記述すると、
〔 ｂ２＝ｂ１×（１＋ｋ）＝ｂ１＋Ｇ＋《ΔＱｘ２》 ………（１４）〕
（７）（１３）を代入してＧと《ΔＱｘ２》を消去して、
〔ｂ１×（１＋ｋ）＝ｂ１＋（《ｂ２》−《ｂ１》）−（《ａ２》−《ａ１》）
…………（１５）〕
〔ｋ＝（１／ｂ１）×｛（《ｂ２》−《ｂ１》）−（《ａ２》−《ａ１》）｝
…………（１６）〕
このように、《ｂ２》、《ａ２》は基準穴Ｍ、Ｎ、Ｐ、Ｑを観測して得られ、ｂ１、《ｂ１》、《ａ１》は測定値として記憶されているから、変化率ｋは新旧のＡＢ治具板の基準穴中心距離の観測値と記憶装置に記憶された数値のみで求めることができる。
なお、基準穴Ｍ、Ｎ、Ｐ、Ｑの中心距離を測定するとして説明したが、各基準穴の座標が既知であれば、基準穴の中心距離に換算でき変化率ｋも容易に算出できる。

穴開け機の周囲温度が変化した場合は、ＡＢ治具板の基準穴を観測して変化率ｋを算出し、Ｂ治具板の基準穴の座標値を補正すれば良い。
即ち、Ｘ軸参照治具板、及びＹ軸参照治具板に対応するＢ治具板のすべての基準穴の座標（Ｘｉ１、Ｙｉ１）を下式（１７）に従って変更する。
〔 Ｘｉ２＝Ｘｉ１×（１＋ｋ）、Ｙｉ２＝Ｙｉ１×（１＋ｋ）……（１７）〕

上記の操作は毎朝作業開始時に行ってもほとんど時間がかからないが、ｋが小さいときは座標値はほとんど変わらないので、あまり頻繁に行っても無意味であり、実用的には適当な数値を定めて変化率ｋがこの値を超えたとき書き換えることにすれば良い。
上記の補正により、基準温度以外の任意の室温で自動的に正しい距離を得ることができる。参照治具板の基準マークの座標値を修正することにより温度変化を補正できるこの方法は基準穴穴開け機の温度補正方法として優れている。

４．穴開け工程と可動テーブルの蛇行や送りむらの防止方法の説明
図９〜図１０を参照して穴開け機による穴開け工程を説明する。図９〜図１０は穴開け機のプリント配線板７２を載置する可動テーブル１２をＺｍ軸に沿って見下ろした模式図であり、主カメラ６、６（Ｃカメラ、Ｄカメラ）、参照カメラ２２、２２（Ｅカメラ、Ｆカメラ）との関係を示している。

プリント配線板７２の図面のガイドマーク７３の位置、外形寸法、基準穴位置から可動テーブル１２上の最適な載置位置が定まる。
次いで、主カメラ６，６を移動してガイドマーク７３を視野に入れる位置に固定する。
以上が準備工程となる。

図９（ａ）に示す第１工程で、可動テーブル１２を移動し、主カメラ６、６は視野に入った基準治具板２１の治具板小穴２１ｈを観測する。《ａ２》が得られる。
図９（ｂ）に示す第２工程で、可動テーブル１２を移動し、主カメラ６、６は視野に入ったＸ軸参照治具板１４の治具板小穴１４ｈを観測する。《ｂ２》が得られる。
すでに記憶してある《ａ１》、《ｂ１》と上記の数値から、前述の式（１６）により温度による変化率ｋを算出する。あらかじめ定めてあった閾値と比較し、閾値を上回ればＸ軸参照治具板１４、Ｙ軸参照治具板１５のすべての治具板小穴１４ｈ、１５ｈの座標値を式（１７）に従って書き換える。以上の工程は自動でも手動でも選択可能である。

プリント配線板７２に穴開けする実作業に入る。
図１０（ａ）に示す第３工程でプリント配線板７２を可動テーブル１２に載置する。可動テーブル１２は移動し、主カメラ６、６が奥側のガイドマーク７３を視野に入れる位置で停止する。主カメラ６、６でガイドマーク７３の像を観測し、その座標値を出力する。同時に参照カメラ２２、２２で視野に入った左右のＹ軸参照治具板１５、１５の治具板小穴１５ｈ、１５ｈを観測しその座標を出力する。これらの座標値は一時記憶される。

図１０（ｂ）に示す第４工程で可動テーブル１２は再度移動し、主カメラ６、６が手前側のガイドマーク７３を視野に入れる位置で停止する。主カメラ６、６でガイドマークの像を観測し、その座標値を出力する。同時に参照カメラ２２、２２で視野に入った左右のＹ軸参照治具板１５、１５の治具板小穴１５ｈ、１５ｈを観測しその座標を出力する。これらの座標値は一時記憶される。

図１０（ａ）に示すように、プリント配線板７２は外形ガイド等で可動テーブル１２上に載置されるので、誇張して示す配線板座標系５１の座標原点０ｐは想定位置０ｐａよりずれ、座標軸も機械座標系のＸｍ軸に対し角度α傾いてしまう。多点方式は複数のガイドマークを観測して配線板座標系５１の真の位置を推定する必要がある。本実施例では４個のガイドマークの機械座標系５０で表した座標値から推定する。

第４工程の観測が終わると、制御部で基準穴位置を算出する。
配線板座標系の座標原点座標、傾斜角度を推定する。
第５工程以降は手前側の基準穴形成、奥側基準穴形成、プリント配線板７２取り出しと機械加工の工程が続き、１枚のプリント配線板７２の加工が終了する。
プリント配線板７２の２枚目以降は温度変化率の算出を行わずに、即プリント配線板の観測加工が行われる。

図１０（ａ）に示すように、プリント配線板７２は外形ガイド等で可動テーブル１２上に載置されるので、誇張して示す配線板座標系５１の座標原点０ｐは想定位置０ｐａよりずれ、座標軸も機械座標系のＸｍ軸に対し角度α傾いてしまう。
この状態で配線板座標系で表された基準穴の位置を算出する必要がある。多点方式は多数のガイドマークを観測して配線板座標系５１の真の位置を推定して、その後に基準穴の座標を機械座標系の座標値に変換する。本例では４個のガイドマーク７３の機械座標系５０で表した座標値から配線板座標系５１の真の位置を推定する。

奥と手前のガイドマーク観測の際、可動テーブル１２はほとんどプリント配線板７２の一辺の長さ程度移動する。この間の可動テーブル１２の移動の誤差である蛇行や送りむらは無視できない値となる。以前からＹ治具板は採用されているが、主カメラ６、６で観測していたので、主カメラ６がＹ軸参照治具板からガイドマーク観測位置まで戻る間の誤差は計測不能であった。専用の参照カメラ２２、２２の採用で、可動テーブル１２の蛇行や送りむらによって生じる計測不能域のない主カメラ６、６の座標値補正が行える。

図１１を参照して説明する。図１１（ａ）は奥側ガイドマーク観測時の図１０（ａ）のカメラ視野を記入した詳細図である。
すべて機械座標系５０の座標値で左側の主カメラ６の視野中心をＣ（Ｕ１、Ｖ１）、右側の主カメラ６の視野中心をＤ（Ｕ２、Ｖ２）、左側の参照カメラ２２の視野中心をＥ（Ｕ３、Ｖ３）、右側の参照カメラ２２の視野中心をＦ（Ｕ４、Ｖ４）とする。
左側参照カメラ２２の視野に入ったＹ軸参照治具板１５の治具板小穴１５ｈの座標値を（Ｘ３、Ｙ３）、右側を（Ｘ４、Ｙ４）とする。参照カメラ２２の上記治具板小穴１５ｈ、１５ｈの観測値を（Δｘ３、Δｙ３）、（Δｘ４、Δｙ４）とする。

治具板小穴１５ｈの座標値は記憶されているので、参照カメラ２２のカメラ中心の座標が得られる。すなわち、
〔 Ｕ３＝Ｘ３＋Δｘ３ Ｖ３＝Ｙ３＋Δｙ３ ……（１８） 〕
〔 Ｕ４＝Ｘ４＋Δｘ４ Ｖ４＝Ｙ４＋Δｙ４ ……（１９） 〕
また、主カメラ６と参照カメラ２２は架台３を介して固定されているので、Δｘ１、Δｙ１、Δｘ２、Δｙ２は変わらない。この値は、たとえば、Ｘ軸参照治具板観測時に取得した値を使用すればよい。従って主カメラ６、６の視野中心座標は
〔 Ｕ１＝Ｕ３＋Δｘ１＝Ｘ３＋Δｘ１＋Δｘ３ ……（２０） 〕
〔 Ｖ１＝Ｖ３＋Δｙ１＝Ｙ３＋Δｙ１＋Δｙ３ ……（２１） 〕
〔 Ｕ２＝Ｕ４＋Δｘ２＝Ｘ４＋Δｘ２＋Δｘ４ ……（２２） 〕
〔 Ｖ２＝Ｖ４＋Δｙ２＝Ｙ４＋Δｙ２＋Δｙ４ ……（２３） 〕
と書き表せる。

図１１（ｂ）は主カメラ６、６の視野に入った両面プリント配線板７２のガイドマーク７３、７３を詳細な模式図として表している。主カメラ６、６の視野中心を原点とし、座標軸が機械座標軸とそれぞれ平行なカメラ座標によるガイドマーク７３，７３の座標値を、それぞれ、（δｘ１、δｙ１）、（δｘ２、δｙ２）とする。
２個のガイドマーク７３、７３の機械座標系５０で表示した座標値（Ｘ１、Ｙ１）（Ｘ２、Ｙ２）は
〔 Ｘ１＝Ｕ１＋δｘ１ Ｙ１＝Ｖ１＋δｙ１ ……（２４） 〕
〔 Ｘ２＝Ｕ２＋δｘ１ Ｙ２＝Ｖ２＋δｙ２ ……（２５） 〕
として求めることができる。
このように、参照カメラ２２によるＹ軸参照治具板１５の基準マーク（治具板小穴１５ｈ）の観測値で、主カメラ６の座標値を補正することにより、可動テーブル１２の移動に伴う誤差である蛇行や送りむらの影響をうち消すことができる。
なお、図１１（ｂ）で左右のガイドマーク７３の像を結ぶ破線の傾きは載置されたプリント配線板の座標軸の傾きαに近いと考えられる。
なお、本実施例では主カメラ６を２台使用する構成としたが、それに限るものではなく、主カメラ６を１台用いる構成にしてもよい。この場合、１台の主カメラの移動により、基準治具板２１及びＸ軸参照治具板１４のそれぞれ２個の基準マークが観測される。

本発明の実施の形態である（基準穴）穴開け機の構成を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態である（基準穴）穴開け機の構造を模式的に示す正面図及び側面図である。 本発明の実施の形態である（基準穴）穴開け機の構造を模式的に示す平面図である。 穴開け機の可動テーブルの構成を説明する模式図である。 穴開け機の対象プリント配線板である多層プリント配線板の説明図である。 両面配線板をレイアップする工程を説明する模式図である。 多層プリント配線板形成後の治具板の使用状況を説明する模式図である。 基準治具板と参照治具板を使って温度変化係数を求める方法を説明する模式図である。 基準治具板と参照治具板による温度変化補正作業を説明する模式図である。 多層プリント配線板の基準穴観測作業を説明する模式図である。 参照カメラの観測から主カメラ位置を補正する方法の説明図である。 レイアップ前の両面配線板のガイドマークを観測する、従来例の振り分け（基準穴）穴開け機の構成を説明する斜視図である。 図１２に示す穴開け機の可動テーブルに設置された治具板を説明する模式図である。

符号の説明

１ 穴開け機、２ 筺体、３ 架台、４ Ｘ線発生装置、４ａ Ｘ線発生管、
５ Ｘ線防護管、５ａ 穴、６ （Ｘ線）主カメラ、１０ Ｘ移動架台、１１ Ｙ移動架台、１２ 可動テーブル、１０ａ、１１ａ、１２ａ 直線ガイド（ＬＭガイド）、１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ ボールねじ、１３ 逃げ穴、１３ａ 逃げ穴、１４ Ｘ軸参照治具板、１５ Ｙ軸参照治具板、１４ｈ、１５ｈ、２１ｈ 治具板小穴（基準マーク）１４ｓ、２１ｓ、２１ｂ 小ねじ、１７ 作業者位置（白抜き矢印）、
２１ 基準治具板、２２ 参照カメラ、２２ａ 参照カメラ腕、２２ｂ 固定端、
３１ （両面配線板用の）（基準穴）穴開け機、３２、３２ａ ＣＣＤカメラ、
５０ 機械座標系（Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚｍ、座標原点Ｏｍ）、
５１ 配線板座標系（Ｘｐ、Ｙｐ、座標原点Ｏｐ）、Ｏｐａ 計画時の座標原点、
α 回転角（Ｘｍ軸とＸｐ軸のなす角度）、６０ 多層プリント配線板、６１ 両面配線板、６１ａ 単一配線板のパターン、６１ｂ （レイアップされた）両面配線板、６２ 導体、６３ （絶縁）基板、６４、 プリプレグ、６４ａ プリプレグ（基準穴付き）、６５ （レイアップ）基準穴、６６ （レイアップ）ガイドマーク、６７ レイアップ治具板、６８ （後加工）基準穴、６９ （後加工）ガイドマーク、７０ （後加工）治具板、７０ａ 位置決めピン、７１ 最大配線板外形、７１ａ 最小配線板外形、７２ プリント配線板、７３ （プリント配線板）ガイドマーク

Claims (3)

1. プリント配線板に基準穴を形成する基準穴穴開け機であって、
   直交するＸｍ軸とＹｍ軸を持つ機械座標系を設定した架台と、
   前記架台上に配置され、搭載されたプリント基板をＹｍ軸方向に移動する可動テーブルと、
   前記可動テーブルのＸｍ軸方向に設置され、複数の基準マークが形成されている基準治具板と、
   前記可動テーブルに設置された上記基準治具板より大きい線膨張率を持つ材料で形成され、前記基準治具板に近接してＸｍ軸方向に配置された複数の基準マークを有するＸ軸参照治具板、及び該Ｘ軸参照治具板と同じ線膨張率を有し前記可動テーブルのＹｍ軸方向の両端に配置された複数の基準マークを有するＹ軸参照治具板と、
   前記Ｙｍ軸に座標を持つように上記架台上に搭載され、前記基準治具板と前記Ｘ軸参照治具板の基準マークを観測するための主カメラ（６）と、
   前記主カメラ（６）と共に所定の位置関係を保持して移動し、前記プリント基板に対して基準穴を開けるための部材を駆動するスピンドルと、
   上記架台に固定され、上記Ｙ軸参照治具板の基準マークを観測する２台の参照カメラを備え、
   前記主カメラによる前記基準治具板と前記Ｘ軸参照治具板の基準マークの観測値から、前記基準治具板の２個の基準マークの中心距離、および前記参照治具板の２個の基準マークの中心距離を算出し、温度変化による前記基準治具板に対する前記Ｘ軸、及びＹ軸の参照治具板の変化率ｋを算出し記憶すると共に、
   当該変化率ｋがあらかじめ定めてあって閾値を上回った時は、前記Ｘ軸参照治具板、および前記Ｙ軸参照治具板のすべての基準マークの座標値を変化率ｋに基づいて書き換え、この書き換えられた座標値に基づいて機械系の温度変動に基づく誤差を修正し、上記スピンドルを駆動して上記プリント基板の基準穴の穴開けを行うように制御する制御部を有する基準穴穴開け機。
   
2. 温度ｔ１において前記主カメラで観測した前記参照治具板の２個の前記基準マークの中心距離の観測値を《ｂ１》とし、前記基準治具板の対応する基準マーク間の中心距離の観測値を《ａ１》とし、
   前記参照治具板の２個の前記基準マークの中心距離を別途測定してｂ１を得て前記《ｂ１》＝ｂ１として記憶され、
   温度ｔ２において前記参照治具板の２個の前記基準マークの中心距離の観測値が《ｂ２》であり前記基準治具板の対応する前記基準マーク間の中心距離の観測値が《ａ２》であるとき、温度ｔ２における前記基準治具板の対応する基準マーク間の中心距離をｂ２とし 〔 ｂ２＝ｂ１×（１＋ｋ）〕で表すとき、変化率ｋは下記式で算出されることを特徴とする請求項１に記載の基準穴穴開け機。
   ｋ＝（１／ｂ１）×｛（《ｂ２》−《ｂ１》）−（《ａ２》−《ａ１》）｝
   
3. 直交するＸｍ軸とＹｍ軸を持つ機械座標系を設定した架台に、Ｙｍ軸に平行して移動する可動テーブルを有し、前記Ｙｍ軸の座標を持つように搭載された主カメラで、前記可動テーブルに設置されている前記Ｘｍ軸に平行に支承された基準治具板の２個の基準マークの観測を行う第１工程と、
   前記基準治具板と近接して前記Ｘｍ軸に平行にＸ軸参照治具板を搭載した前記可動テーブルを移動して前記主カメラで前記Ｘ軸参照治具板の対応する２個の基準マークの観測を行う第２工程と、
   前記第１工程の観測値と前記第２工程の観測値から温度変化による前記Ｘ軸参照治具板の変化率ｋを算出し、予め定められた閾値と比較する第３工程と、
   前記変化率ｋが前記閾値を超過したときに、観測前に設定されていた前記Ｘ軸参照治具板および前記可動テーブルのＹｍ軸に沿って配置されているＹ軸参照治具板の基準マーク間距離のすべての座標値を、前記変化率ｋを用いて書き換える第4工程とを備え、
   該第４行程により書き換えられた前記Ｘ軸参照治具板、及びＹ軸参照治具板の基準マークを参照して、前記可動テーブルに搭載されているプリント基板に対して基準穴を開ける第５行程を備えている基準穴穴開け機の誤差補正方法。、

Images