JPH02116198A - プリント配線板の穴明け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プリント配線板の穴明は装置、特に、ブラ
インドスルーホール（めくら穴スルーホール）加工深さ
の精度向上手段に関するものである。

（従来の技術〕 第３図に、従来のこの種のプリント配線板穴明は装置の
一例の模式的斜視図を示す。

（構成） 図において、１は、切削工具としてのドリル、２は、ド
リル１を回転させるためのスピンドル、３は、被剛材ワ
ークとしての配線板（以降、“基板”と呼ぶ）、４は、
基板３を固定するための（工作）テーブル、５は、基板
３を載置したテーブル４を所定の加工位置に移動させる
ためのＸ軸またはＹ軸方向のボールねじ、６は、スピン
、ドル２をＺ軸方向（ドリルｌ縦軸方向、すなわち基板
３の厚さ方向）に移動させるためのボールねじを示す。

また、７は、Ｘ軸またはＹ軸方向のボールねじ５を回転
駆動するための各サーボモータ、８は、テーブル４のＸ
軸またはＹ軸方向の座標位置検出用のスケール、９は、
Ｚ軸方向のボールねじ６を回転駆動するためのサーボモ
ータ、１０は、ドリル１の切削先端部の２軸方向の座標
位Ｍ（高さ）検出用のスケールである。

（動作） 次に、以上の構成における穴明は加工動作について説明
する。この穴明は装置は、数値制御式であり、不図示の
別設のコントロール部に紙テープ等により加工データを
与えると、その数値データに従い、各ボールねじ５は回
転しテーブル４をデータに与えられたＸ、Ｙ座標位置へ
移動し、２軸ボールねじ６によってスピンドル２を降下
させ、穴明は加工を行う、この際、テーブル４のＸ、Ｙ
軸方向加工位置は各リニアスケール８によっても確認さ
れ、そのずれ量を各位置決め用ボールねじ５を駆動して
いる各サーボモータ７にフィードバックして補正するよ
うにして、より精度の高い位置決めを実現させている。

また、穴明は深さを決定するｌ軸方向に対しても、同様
にサーボそ一夕９によりボールねじ６を駆動する量を制
御し、ｌ軸方向スケール１０から高さを検出してサーボ
モータ９にフィードバックさせることにより、高さ方向
（ｌ軸方向）の切込み深さを精度よ〈制御させ、所定の
深さの穴を基板内に穿設するよう構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の基板穴明は用装置は、第３図に示すように構成さ
れていたため、位置決めは、ワークである基板３を固定
したテーブル４に対して行われていた。このため、基板
の板厚方向（ｌ軸方向）の制御、すなわち基板に穿設さ
れる穴の深さはテーブル４上面からの距離によって決定
されるため、ワークの板厚のばらつきによって穴の深さ
は変化することになる。

第４図に、８層より成る全板厚Ｔの基板３の一例にブラ
インドスルーホール２１を穿設する場合のワーク要部拡
大断面図を示す。穴明は加工は、ブラインドスルーホー
ル２１を設ける第１．第２層側の反対側（裏側）である
第８層側を工作テーブル４の上面に固定して行われるた
め、穴の深さＨは、このテーブル上面からの距離によっ
て決定される。なお、図中、２４は、第８層の回路パタ
ーン、２５は、該パターンのエツチングにより除去され
た部分を示す。

このため、基板３の板厚Ｔに第４図に誇張して図示した
ような製造時の部分的な厚さ寸法のばらつきが存在する
と、基板３の表または裏の信号層（回路パターン）と内
層の信号層のみを接続する所望の適正なブラインドスル
ーホール２１に対して、適正な深さが得られず１部分的
厚さの±ΔＨに応じて、図の２２または２３に見られる
ような第２層への未接続や、他の第３層との短絡を生ず
るような不具合を発生させるなどの問題があった。

この発明は、上記のような従来例の問題点を解消するた
めになされたもので、所定のブラインドスルーホールを
形成するのに必要なめくら穴を必要な深さに制御して穴
明は加工できる基板穴明は用装置を提供することを目的
としている。

（訝朋を解決するための手段〕 このため、この発明に係る基板用穴明は装置においては
、切削工具であるドリルが加工時に受ける切削抵抗の変
動（スラスト荷重）を検出することにより、所定の深さ
にまでめくら穴を明けたことを感知し、基板の板厚方向
の切削距離を制御するよう構成することにより、前記目
的を達成しようとするものである。

（作用） 以上のような構成のこの発明における基板用穴明は装置
においては、切削時のドリルにかかる切削抵抗（スラス
ト荷重）の変化を検出することにより、基板厚さのばら
つき等に影響されることなく、Ｚ軸（板厚）方向の穴深
さが適正位置に達したことを感知し、ｌ軸方向の穴明け
を停止し、機能上適正な深さのめくら穴を穿設し得る。

（実施例〕 以下に、この発明を実施例に基づいて説明する。

（構成） 第１図に、この発明に係る基板穴明は装置の一実施例の
模式的斜視図を示し、前記従来例第３図におけると同一
（相当）構成要素は同一符号で表わし、個々の重複説明
は省略する。第１図において、１３は、基板３を穴明は
加工するドリル１に生ずるスラスト荷重を検出するため
のスラスト計である。１４は、このスラスト計１３によ
ってピックアップされたスラスト荷重の変化を分析する
ためのデータ分析器である。

また、第２図に、スラスト計１３によって得られたスラ
スト荷重の変化を示す波形図の一例を示す。

（動作） 最近の多層プリント配線板に用いられている基材は、回
路パターンを形成している銅はく及び銅はくと銅めっき
の２重構造をなす部分と、絶縁層を形成する樹脂とフィ
ラー（ガラス布など）の混合した部分が階層状に積層さ
れた構造を有する複合材料である。このため、板厚方向
に穴明けを行う場合、延性材料である胴部分と脆性材料
である樹脂部分とを交互に切削することになり、工具で
あるドリル１に生ずるスラスト荷重にも当然変化を生ず
る。

すなわち、第２図に示すように、銅はく部分Ａにおいて
、スラスト荷重は高く検出される。

このスラスト荷重の変化に対して、第１図におけるスラ
スト計１３によって変化を検出し、脆性部分におけるス
ラスト荷重との差異をデータ分析器１４でピックアップ
する。この変化の回数を計数することにより、ドリル先
端部が何層目の銅パターンを切削したかを確認すること
ができる。

所定のパターン層の切削を完了した時点で、データ分析
器１４より、Ｚ軸方向サーボモータ９に信号をフィード
バックすることにより、板厚方向へのドリル１の送りを
停止し、逆方向に引抜くことが可能となる。以上のよう
な方法の加工を行うことによって、板厚にばらつきのあ
る多層板に対しても、所定のパターン層までのめくら穴
を正確に形成することが可能である。

（他の実施例） なお、上記の実施例においては、スラスト荷重の変化を
検出して、Ｚ軸方向の制御へとフィードバックをさせた
事例を示したが１表裏貫通穴（普通のスルーホール）を
穿設する場合においても同様のスラスト荷重の変化が検
出されるため、各貫通穴に対して、何ケ所で胴部分を切
削するかをあらかじめ設定しておけば、貫通穴明けが完
全に行われているかを監視することが可能となる。

基板３に未貫通穴が形成されてしまう理由は、工作テー
ブル４の２軸方向に対する水平方向の整合ができておら
ず、基板３の穴明は範囲で、Ｚ軸方向との距離が広くな
っている場合や切削加工中にドリル先端部が切損したり
、破断した場合に生ずる。

このような不具合に対しても、各式に対してスラスト荷
重の変化を監視して、未貫通の形成の防止や加工中のド
リル切損の早期検出機能として利用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、加工中に工具
（ドリル）にかかるスラスト荷重変化を検出するように
構成したため、プリント配線板の板厚のばらつき等の影
響を受けることなく、全ての穴に対し通正深さで、所定
の内層パターンと接続させることが可能となった。

また、スラスト荷重の検出を行うことにより、所定の胴
部分を切削していない場合を検出することにより、ドリ
ル切損等の早期発見等にも応用し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例による基板穴明は装置を
示す模式的斜視図、第２図は、工具に生ずるスラスト荷
重の変化を示す波形図の一例、第３図は、従来の基板の
穴明は装置の一例の模式的斜視図、第４図は、従来の穴
明は装置において生ずるブラインドスルーホールの不具
合例を示す基板の要部拡大断面図である。 図において、１はドリル、３は基板（プリント配線板）
、４はテーブル、６はＺ軸方向ポールねし、１０はＺ軸
方向スケール、１３はスラスト計、１４はデータ分析器
、２１はブラインドスルーホールである。 なお、各図中、同一符号は同一または相当構成要素を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プリント配線板にブラインドスルーホールを穿設するに
   当り、該プリント配線板の表面より接続すべき内層まで
   を前記穴明け加工を行う際、縦軸制御装置により穴明け
   工具としてのドリルに加えられるスラスト加重を検出す
   ることにより、穴明け深さを制御するよう構成したこと
   を特徴とするプリント配線板の穴明け装置。