JPH1058284A - 多層印刷回路板の切削機械の切削深さ制御装置及び制御方法 - Google Patents

多層印刷回路板の切削機械の切削深さ制御装置及び制御方法

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JPH1058284A
JPH1058284A JP9127034A JP12703497A JPH1058284A JP H1058284 A JPH1058284 A JP H1058284A JP 9127034 A JP9127034 A JP 9127034A JP 12703497 A JP12703497 A JP 12703497A JP H1058284 A JPH1058284 A JP H1058284A
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depth control
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Gentile Sacchetti
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PRT Pluritec Italia SpA
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多層基板の切削深さを制御するための極めて
簡単で信頼できる装置及び方法を提供する。 【解決手段】 この装置は、制御ユニットにより切削対
象の板６に対し移動可能な動作ヘッド１１を備える。動
作ヘッド１１は板保持装置２１と工具主軸１３用の電動
機１７とを備える。電動機１７のロータ１８はエアクッ
ション支持上でステータ１９に対し回転する。ステータ
１９は他のエアクッション支持上で軸方向へ摺動し、動
作ヘッド１１に対し絶縁される。信号発生器は、ロータ
１８とステータ１９との間のキャパシタンスを感知する
とともに、主軸１３上の工具１４と板６の上面１０の導
電層とが接触したときに信号を発生する。この信号は、
上面１０に対する切削深さ基準寸法を確定して、工具１
４を基準寸法までの所定深さに送るように制御ユニット
を条件付けるために使用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層印刷回路板の
切削機械の切削深さ制御装置及び制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】多層印
刷回路板を製造するに当たっては、精確に制御された所
定の深さの穴明け加工やフライス加工を基板に施さなけ
ればならない。実際にこの切削加工作業の目的は、一般
に所与の導電層に到達するがそれを超えない深さを得る
ことにある。しかし、基板上面が平坦でないことに起因
して、機械自体（例えばワークテーブル）に対し切削深
さを制御すると、必然的に深さ制御誤差を生じることに
なる。
【０００３】多層基板に穴明けを施すための１つの公知
の機械では、基板保持ブッシュに対する主軸上の工具先
端の位置に従って切削深さが制御されている。この場
合、工具先端は基板上面に対するフィーラ（feeler）と
して作用し、それにより切削深さを制御する。しかしこ
の種の機械は、基板保持ブッシュに対する工具先端の位
置が磨耗及び主軸温度の双方に起因して変化するという
課題を有する。
【０００４】他の公知の穴明け機械では、工具先端のレ
ファレンス位置は、主軸を定常状態温度にしてワークテ
ーブルの縁に取付けた基準板を工具で探査することによ
り設定されている。具体的には、工具は基準板に取付け
たエアクッションピストンを突き止め、工具がエアクッ
ションピストンに接触したときに近接センサが基準電気
信号を発するものである。
【０００５】この装置は、基準信号を発するためにエア
クッションピストンの僅かな移動を伴うという課題を有
する。さらに、エアクッションピストンと近接センサと
を備える装置は、かなり複雑で製造コストが嵩む。本発
明の目的は、従来の工作機械が典型的に有していた上記
種々の課題を解決すべく構成された、多層基板の切削深
さを制御するための極めて簡単で信頼できる装置及び方
法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電子制御ユニットにより切削対象の板に
対し移動可能な動作ヘッドを具備し、該動作ヘッドは板
保持装置と工具主軸用の電動機とを備え、該電動機は該
主軸に一体のロータと該動作ヘッドに取着されて前記板
に向けて軸方向移動可能なステータとを備え、該ロータ
と該ステータとの間にエアクッション支持手段が設けら
れてなる多層印刷回路板の切削機械の切削深さ制御装置
において、電気信号を発生するとともに、前記主軸上の
工具と前記板の導電層との接触を感知して切削深さ基準
寸法を確定する発生器と、確定された前記切削深さ基準
寸法までの所定深さに前記ステータを送るように、前記
制御ユニットを条件付ける許可手段、とを具備したこと
を特徴とする切削深さ制御装置を提供する。
【０００７】さらに本発明は、前記切削深さ制御装置に
おいて、前記ロータが前記主軸に一体化され、前記発生
器が前記信号を所定の動作周波数で発生し、前記ステー
タが、少なくとも前記動作周波数で該ステータを前記動
作ヘッドから絶縁するインダクタにより、該動作ヘッド
に電気的に接続される切削深さ制御装置を提供する。さ
らに本発明は、前記切削深さ制御装置において、前記発
生器が、前記ステータと前記板との間及び該ステータと
前記ロータとの間のキャパシタンスに感応する切削深さ
制御装置を提供する。
【０００８】さらに本発明は、前記切削深さ制御装置に
おいて、前記発生器が、一方で前記ステータにかつ他方
で前記板保持装置に電気的に接続されて、前記工具と前
記板との接触が無いときの前記キャパシタンスと、該接
触が有るときの前記ステータと前記ロータとの間の残留
キャパシタンスとの間の変動を感知する切削深さ制御装
置を提供する。
【０００９】さらに本発明は、前記切削深さ制御装置に
おいて、前記発生器が、出力部で前記周波数に同調され
るフィルタを備え、該フィルタが、該周波数を発生する
発振器から供給を受ける切削深さ制御装置を提供する。
さらに本発明は、前記切削深さ制御装置において、前記
発振器が前記周波数を所定振幅で発生し、該発振器と前
記フィルタとの間に振幅増幅器が設置される切削深さ制
御装置を提供する。
【００１０】さらに本発明は、前記切削深さ制御装置に
おいて、前記発振器が４００〜１２００kHz の周波数の
正弦波信号を発生し、前記増幅器が８〜１５ボルトのピ
ークピーク振幅を有した出力信号を発生する切削深さ制
御装置を提供する。さらに本発明は、前記切削深さ制御
装置において、前記キャパシタンスの前記変動に応答し
て生じる信号を記憶するメモリ素子を具備し、該メモリ
素子が、前記所定深さに従って切削を制御するよう前記
許可手段を条件付ける切削深さ制御装置を提供する。
【００１１】さらに本発明は、前記切削深さ制御装置に
おいて、前記メモリ素子が実質的にフリップフロップか
らなり、該フリップフロップが各切削サイクルの終端で
前記制御ユニットによりリセットされる切削深さ制御装
置を提供する。さらに本発明は、前記切削深さ制御装置
において、前記フィルタから送られる信号を整流かつ均
一化する回路と、整流かつ均一化された該信号を基準信
号と比較して、前記メモリ素子のための前記信号を発生
する比較器とを具備する切削深さ制御装置を提供する。
【００１２】さらに本発明は、前記切削深さ制御装置に
おいて、前記許可手段が、位置変換器から送られる位置
信号を前記メモリ素子による許可のもとで前記制御ユニ
ットに供給する回路を具備し、それにより前記主軸の移
動をフィードバック制御する切削深さ制御装置を提供す
る。さらに本発明は、前記切削深さ制御装置において、
前記所定深さは、前記板の対応の導電層まで延びるよう
に該板に形成された少なくとも１つの穴を探査すること
により、自己教示サイクルにおいて前記制御ユニットに
より確定される切削深さ制御装置を提供する。
【００１３】さらに本発明は、前記切削深さ制御装置に
おいて、前記板が少なくとも２組の穴群を備え、それら
各組の該穴の各々が該板の対応の導電層まで延び、それ
ら導電層が少なくとも１つのピンに電気的に接続され、
前記制御ユニットが、該２組で対応する該穴を前記工具
により探査するとともに平均探査寸法を確定するように
プログラムされる切削深さ制御装置を提供する。
【００１４】さらに本発明は、前記切削深さ制御装置に
おいて、前記板が実質的四辺形であって４組の前記穴群
を備え、それら組の各々が該板の四隅の各々に隣接配置
され、前記導電層が各組の該穴の各々にてパッドを備
え、それらパッドがそれぞれのトラックにより前記ピン
に電気的に接続される切削深さ制御装置を提供する。さ
らに本発明は、前記切削深さ制御装置において、前記ス
テータが、前記移動を伝達するコラムにより前記動作ヘ
ッドに連結されるとともに、該ステータの回転を防止す
る部材に連結され、該コラムと該部材とが絶縁材から形
成される切削深さ制御装置を提供する。
【００１５】さらに本発明は、前記切削深さ制御装置に
おいて、前記板保持装置が、前記板に係合するブッシュ
を着脱可能に備えたリングを具備し、該ブッシュが前記
発生器に電気的に接続され、該リングが該ブッシュに対
し絶縁性のアンチコロダル金属から形成される切削深さ
制御装置を提供する。さらに本発明は、工具主軸が電動
機のロータにより回転し、該ロータがエアクッション支
持部上でステータに対し回転する多層印刷回路板の切削
機械の切削深さ制御方法において、工具と板との間の電
気的接触を測定し、前記接触後の前記ステータと前記ロ
ータとの間の所定キャパシタンスを示す信号を発し、前
記信号を記憶し、前記信号が発せられた寸法まで切削深
さを制御する、各ステップを有したことを特徴とする切
削深さ制御方法を提供する。
【００１６】さらに本発明は、前記切削深さ制御方法に
おいて、前記板が、該板の複数の導電層のそれぞれまで
延びる少なくとも１組の穴群を備え、前記工具でそれら
穴群を探査することにより前記切削深さを測定する自己
教示ステップをさらに有した切削深さ制御方法を提供す
る。さらに本発明は、前記切削深さ制御方法において、
前記板が少なくとも２組の前記穴群を備え、それら組の
対応の穴群が、該板の位置決め用のピンに電気的に接続
され、前記自己教示ステップが、前記穴群を探査し、前
記２組の対応の該穴群の平均探査寸法を確定し、該平均
探査寸法を所定切削深さとして記憶する、各ステップを
有する切削深さ制御方法を提供する。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、多層印刷回路板６を機械
的に切削するための切削機械５を示す。多層印刷回路板
６は、一般に四辺を有した好ましくは矩形状であり、例
えばガラス繊維強化プラスチックから形成される２つ以
上の剛性層７（図２）と、例えばマイラ（Mylar:登録商
標）から形成され、２つの剛性層７の間に配置される可
撓性層８とを備えることができる。
【００１８】各層７、８には、片面又は両面に金属材料
からなる導電層９が個別に蒸着されて、導電トラック及
び導電パッドが形成される。両層７、８は互いに固着さ
れ、回路板６の各縁が整形される。次いで回路板６は、
その上面１０から特定の導電層９まで、厳密に所定の深
さＫに渡って機械的に切削（穴明け、フライス等）され
る。
【００１９】切削機械（例えば穴明け機）５は、ワーク
テーブル１２に対し２つの水平座標軸Ｘ及びＹ（Ｘ軸の
み図１に示す）に沿って移動可能な少なくとも１つの動
作ヘッド１１（図１）を備える。動作ヘッド１１は、穴
明け工具１４を支持する主軸１３を備える。主軸１３は
鉛直軸Ｚに沿って公知の方法で移動して、工具１４を前
進させることができる。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸に沿った全
ての動作は、電子式フィードバック数値制御ユニット１
６（図３）により制御される。
【００２０】主軸１３（図１）は非同期電動機１７によ
って回転させられる。非同期電動機１７は主軸１３に一
体化され、電気主軸１３、１７を構成する。具体的には
電動機１７は、主軸１３に一体化されたロータ１８を備
え、ロータ１８が、ヘッド１１に取付けられたステータ
１９の内側で回転する。ステータ１９はロータ１８と共
にＺ軸に沿って移動し、ロータ１８は、後述するように
空隙１５を画成する一連のエアクッション支持部上で回
転する。したがってロータ１８及び主軸１３が回転する
際には、ロータ１８とステータ１９との間のあらゆる機
械的接触が排除され、ロータ１８がステータ１９に対し
電気的に絶縁される。
【００２１】動作ヘッド１１はさらに板保持装置２１を
備える。板保持装置２１は、作動時に板保持ブッシュ２
２が回路板６の上面１０に係合し、回路板に工具１４が
係合する前に回路板６をワークテーブル１２上に押付け
る。公知のように安全性の理由から、動作ヘッド１１と
ワークテーブル１２との双方を電気的に接地しなければ
ならない。
【００２２】穴明け機５は、制御ユニット１６によって
制御される切削深さ制御装置２３（図３）を備える。制
御ユニット１６は、制御装置２３が穴明け深さＫ（図
２）を制御できるようにすべくプログラムされ、様々な
深さＫ値を格納するハードウエア又はソフトウエアのレ
ジスタ２０を備える。本発明の一実施形態による切削深
さ制御装置２３は、工具１４が回路板の上面１０の金属
導電層９に接触したときに電気信号を発する発生器２４
と、発生した電気信号を格納するメモリ２５と、メモリ
２５によって許可される回路２６からなる許可手段とを
備える。許可回路２６は制御ユニット１６を、格納Ｋ値
に従って穴明け深さを制御するように条件付ける。
【００２３】より具体的に説明すると、図４に示すよう
に発生器２４は、公知の低域通過かつ広帯域形のいわゆ
るＰＩフィルタ２７を備える。ＰＩフィルタ２７は、２
個のコンデンサＣ１及びＣ２の間に直列に配置されるイ
ンダクタＬ１から実質的に構成される。ＰＩフィルタ２
７は、出力増幅器３１を介して高周波発振器２９から供
給を受ける。いわゆる切替式の調整式電源２８が、発振
器２９及び制御装置２３の他の電子部品に供給を行う。
【００２４】発振器２９は、所定制限内で周波数調整可
能であり、４００〜１２００kHz の周波数の正弦波信号
を発生するように選定できる。増幅器３１はいわゆるＡ
級増幅器であり、正弦波信号の振幅を線形増幅するとと
もに、例えば１５〜２０ボルト、好ましくは約１８ボル
トのピークからピークまでの信号振幅（ピークピーク振
幅）を供給するように好都合に選定できる。
【００２５】より具体的に説明すると、発振器２９によ
って生成された周波数は、電気主軸１３、１７の物理的
特性の関数として、すなわち図１及び図３に示すよう
に、エアクッション支持部によって画成される空隙１５
によるステータ１９とロータ１８との間の稼働中の寄生
キャパシタンスＣＰの関数として、選定されなければな
らない。寄生キャパシタンスＣＰは通常は１０〜１２ピ
コファラッドの範囲であり、発振器２９（図４）は約１
０００kHz の周波数の信号を発生するように好都合に選
定できる。
【００２６】フィルタ２７は、発振器２９の出力周波数
に同調するように選定される必要があるので、以下、同
調フィルタと称する。したがってフィルタ２７は、選定
された出力周波数を最大エネルギで伝送するとともに、
他の周波数、特に選定周波数の高調波を減衰ないし抑制
し、また選定周波数からプラスマイナス５０kHz 異なる
周波数範囲に好都合に同調することができる。
【００２７】同調フィルタ２７の出力部は、コネクタ３
２に接続された２つの電線を備える。コネクタ３２に
は、他の２つの電線３４、３６に接続された相補コネク
タ３３を連結できる。電線３４はブッシュ２２に電気的
に接続される（図１）。ブッシュ２２は一般に導電性材
料から形成され、板保持装置２１に着脱可能に取付けら
れる。本発明によれば、ブッシュ２２は例えば絶縁材か
らなるリング３７により板保持装置２１に対し絶縁され
る。或いは、板保持装置２１の全体をセラミック等の絶
縁材から形成できる。
【００２８】他方、電線３６はステータ１９に電気的に
接続され、ステータ１９は後述するように動作ヘッド１
１から電気的に絶縁された継手３８により動作ヘッド１
１に連結される。しかし安全性の理由から、ステータ１
９は例えば約５００マイクロヘンリーのインダクタＬに
より接地される。インダクタＬは、運転周波数でステー
タを絶縁するが、メーン周波数ではレジスタとして作用
する。
【００２９】したがって、同調フィルタ２７（図４）の
出力部でのキャパシタンスは、通常は工具１４が回路板
６の上面１０から離れたときに第１の低値を示し、フィ
ルタ２７の出力信号のピークピーク振幅Ａが約１８ボル
トになる（図５）。反対に、工具１４の先端が回路板６
の上面１０の金属導電層９に接触するときに、ステータ
１９とロータ１８との間の寄生キャパシタンスＣＰが同
調フィルタ２７のキャパシタンスＣ２に平行に挿入され
る。寄生キャパシタンスＣＰが工具１４の非接触時のキ
ャパシタンスよりかなり高いので、フィルタ２７のリア
クタンスは減少し、出力信号のピークピーク振幅ａが、
上記振幅Ａより十分に小さい約２ボルトに落込む。
【００３０】発生器２４（図４）はさらに、受入れた信
号を整流して均一化するための回路３９を備える。回路
３９は実質的にダイオードとコンデンサとから構成さ
れ、整流された実質的均一の出力信号を発生する（図５
は、対応の回路の参照番号を左端に付して各信号を示
す）。回路３９の出力信号は、比較器４１に供給されて
限界信号Ｓと比較される。
【００３１】限界信号Ｓは、比較器４１が、工具１４が
上面１０から離れたときの高信号から工具１４が上面１
０に接触したときの低信号へ移行できるように選定され
なければならない。低信号はメモリ２５に格納される。
メモリ２５は、上面１０への工具１４の最初の接触のみ
を記憶するようにセットされたフリップフロップから構
成され、リセットされるまでの間、いかなる跳ね返りや
後の接触もフリップフロップの状態に影響を及ぼさない
ようになっている。
【００３２】許可回路２６は通常は、標準Ｚ軸位置変換
器４２から受けるデジタル信号を遮断する。そしてセッ
ト時に、メモリ２５は許可回路２６に、デジタル信号を
制御ユニット１６へ供給して電気主軸１３、１７の移動
をフィードバック制御するように条件付ける。制御ユニ
ット１６とメモリ２５との間には第２ホトカプラ４６が
配置される。各穴明けサイクルの終端で、制御ユニット
１６はサイクル終り信号を供給してメモリ２５をリセッ
トする。
【００３３】切削深さ制御装置２３は以下のように作動
する。印刷回路板６（図１）がワークテーブル１２に固
定されると、制御ユニット１６は動作ヘッド１１をＸ軸
及びＹ軸に沿ってワークテーブル１２に対し移動させ、
工具１４を穴明けすべきポイントの鉛直上方に位置決め
する。制御ユニット１６は板保持装置２１を下降させ、
それによりブッシュ２２（図２）が回路板６の上面１０
を押圧する。発振器２９（図４）は増幅器３１に、選択
された周波数及び振幅の正弦波列（図５）を生じさせ、
この正弦波列を同調フィルタ２７により濾過する。工具
１４の先端が回路板６から離れているので、同調フィル
タ２７の出力波は最大振幅Ａを有する。
【００３４】この状態で、制御ユニット１６は電気主軸
１３、１７を、工具１４の先端が回路板６の上面１０の
導電層９の表面に接触するまで下降させる。このとき同
調フィルタ２７がステータ１９とロータ１８との間のキ
ャパシタンスＣに接続されているので、比較器４１は各
出力信号の立下がり区間を発生してメモリ（フリップフ
ロップ）２５をセットする。メモリ（フリップフロッ
プ）２５はホトカプラ４３を介して許可回路２６に、Ｚ
軸変換器４２からのデジタル信号を制御ユニット１６へ
供給するように条件付ける。制御ユニット１６はフィー
ドバック制御により、レジスタ２０に記憶された深さＫ
に対応する多数の基本ステップにより電気主軸１３、１
７を下降させ、電気主軸１３、１７の移動を停止させ、
サイクル終り信号を発してホトカプラ４６を介してメモ
リ（フリップフロップ）２５をリセットする。
【００３５】図６を参照すると、動作ヘッド１１はアル
ミニウム合金製の本体４８を備え、本体４８の下端に、
座を有した横材４９が設けられる。横材４９の座には、
使用時にさらなるエアクッション空隙５２（図７）を生
成するためのエアクッションブッシュ５１が取付けられ
る。ステータ１９はブッシュ５１の内側に軸方向摺動式
に取付けられる（詳細は本願出願人によるイタリア特許
出願第ＴＯ９３Ａ／０００８３１号明細書（１９９３年
１１月５日出願）に記載されている）。
【００３６】図７に示すようにステータ１９は、径方向
エアクッションによりロータ１８を支持する２つのエア
クッション支持部５３と、軸方向エアクッションにより
ロータ１８を支持するエアクッション支持部５４（使用
時に両支持部５３、５４が空隙１５（図１）を生成す
る）と、給電線及びインダクタＬの挿入用の取付具５６
（図６）と、電線３６の接続用の取付具５７（図６）と
を備える。
【００３７】動作ヘッド１１はさらに、中心穴５９を有
した上端の固定横材５８を備え、この中心穴５９にねじ
６１の上端が回転可能に収容される。ねじ６１は、可動
横材６３に取付けられたナット６２に係合し、可動横材
６３は、固定横材５８の２個のブッシュ内を摺動する２
つのコラム６４を備える。動作ヘッド１１はさらに、電
気主軸１３、１７の移動を制御する直流電動機６７に備
えられた上端壁６６を有する。直流電動機６７の軸は、
継手６８によりねじ６１の上端に連結される。
【００３８】可動横材６３は、２個の空気アクチュエー
タ６９により、板保持装置２１に備えられた２個のコラ
ム７０に連結される。板保持装置２１は、電線３４を接
続した導電性ワッシャ６５によりブッシュ２２に着脱可
能に備えられたリング７１から実質的に構成される。リ
ング７１は、両コラム７０の下端に取付けられる２個の
一体アーム７２を備える。リング７１及びアーム７２
は、十分な電気絶縁性を有する公知の３５〜７０陽極酸
化アンチコロダルアルミニウムから好都合に形成でき
る。
【００３９】可動横材６３はその下端に、ピン７４に係
合するブラケット７３を備え、この係合により、ブッシ
ュ５１内でのステータ１９の回転を防止する。ピン７４
は、ステータ１９に一体のロッド７５に取付けられる。
継手３８は、コラム７６により可動横材６３に連結され
る。コラム７６は、継手３８のねじ部７８に螺着される
下端ねじ座７７と、可動横材６３に取付けられたねじ付
ピン８０に螺着される上端ねじ座７９とを備える。ステ
ータ１９を動作ヘッド１１に対し電気的に絶縁するため
に、ピン７４とコラム７６との双方は、デルリン（Delr
in：登録商標）等の絶縁材から形成される。
【００４０】本発明のさらなる特徴によれば、切削深さ
Ｋをより正確に制御するために、回路板６に各々が対応
の導電層９まで延びる少なくとも２組８１の穴群を設け
ることができる（図８及び図９参照）。図９において回
路板６は、３つのガラス繊維強化プラスチック層７ａ、
７ｂ、７ｃと交互配置された４つの導電層９ａ、９ｂ、
９ｃ、９ｄを備える。各組８１の穴群は、層９ａ、７ａ
を貫通して層９ｂに到る穴８２と、層９ａ、７ａ、９
ｂ、７ｂを貫通して層９ｃに到る穴８３と、層９ａ、７
ａ、９ｂ、７ｂ、９ｃ、７ｃを貫通して層９ｄに到る穴
８４とを備える。
【００４１】各穴８２、８３、８４において、それぞれ
の導電層９ｂ、９ｃ、９ｄはパッド８５を備え、各パッ
ド８５が、対応の導電トラック８６、８７、８８によっ
て２個の金属ピン８９に接続される。これら金属ピン８
９は、通常はワークテーブル１２に対する位置決めのた
めに回路板６に設けられるものであり、使用時には各パ
ッド８５をブッシュ２２（図２）に電気的に接続する。
回路板６が通常は四辺を有するので、回路板６の各コー
ナに各々隣接配置して４組８１の穴８２〜８４を好都合
に設けることができる。
【００４２】実際の穴明けサイクルに先立って、制御ユ
ニット１６（図４）は、回路板６の導電層９ｂ〜９ｄと
上面１０との間の実際の距離を測定する自己教示サイク
ルを実行するようにプログラムされる。すなわち、制御
ユニット１６はまず工具１４を穴８２〜８４に挿入し
て、４つの組８１の穴群８２〜８４内の導電層９ｂ〜９
ｄの深さを探索かつ学習し、層の組９ａ−７ａ、９ｂ−
７ｂ、９ｃ−７ｃの平均厚み及び４個の対応の穴８２〜
８４の各平均深さを確定し、それら様々な平均値を、特
定の回路板６を穴明けするための深さ値Ｋとして使用す
るために、それぞれのレジスタ２０に記憶する。
【００４３】このように切削深さ制御装置２３は、本発
明の実施形態による切削深さ制御方法を提供する。この
方法は図１０に示すように、工具１４と回路板６との電
気的接触を測定するステップ９０と、接触後のステータ
１９とロータ１８との間の所定キャパシタンスを指示す
る信号を発生するステップ９１と、この信号を記憶する
ステップ９２と、信号を発生した切削深さＫを制御する
ステップ９３とを有する。回路板が少なくとも１組８１
の穴８２〜８４を備える場合、この方法はさらに、穴８
２〜８４を探査することにより深さＫを測定する自己教
示ステップ９５を有する。
【００４４】以上の説明から、従来装置と比較しての本
発明の実施形態による切削深さ制御装置２３の利点は明
らかであろう。特にこの装置２３は、板保持部に対して
工具位置を決定することによる誤差を排除し、従来装置
の近接センサ及びエアクッションピストンの製造に伴う
複雑さを排除し、そして各穴８２〜８４内の各層７、９
の厚みを自動測定することにより、同一生産ロットにお
いても回路板６の厚みの変動による誤差を排除する。
【００４５】本発明の精神から逸脱することなく上記及
び図示の装置を変更できることは明らかである。例え
ば、信号発生器２４を含む論理制御回路と電気主軸１
３、１７の構造との少なくとも一方、動作ヘッド１１に
対するステータ１９の絶縁、並びに自己教示ステップの
ための穴８２〜８４の組８１の数及び位置を平行するこ
とができる。必要ならば、１組８１だけの穴８２〜８４
を設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による切削深さ制御装置を備
えた印刷回路板切削機械の断面図である。
【図２】図１の切削機械の細部の拡大断面図である。
【図３】機械制御ユニット及び装置制御回路のブロック
図である。
【図４】装置制御回路の論理ブロックの詳細図である。
【図５】図４のブロックによって発生する電気信号のグ
ラフである。
【図６】切削深さ制御装置に取付けられた動作ヘッドの
部分断面正面図である。
【図７】図６の動作ヘッドの部分断面図である。
【図８】切削加工前の印刷回路板の平面図である。
【図９】図８の線IX−IXに沿った断面図である。
【図１０】切削深さ制御方法の各ステップを示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
６…印刷回路板 ９…導電層 １１…動作ヘッド １３…主軸 １４…工具 １６…制御ユニット １７…電動機 １８…ロータ １９…ステータ ２１…板保持装置 ２４…発生器 ２６…許可回路 ２７…同調フィルタ ２９…発振器 ３１…増幅器 ５３、５４…エアクッション支持部

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電子制御ユニットにより切削対象の板に
    対し移動可能な動作ヘッドを具備し、該動作ヘッドは板
    保持装置と工具主軸用の電動機とを備え、該電動機は該
    主軸に一体のロータと該動作ヘッドに取着されて前記板
    に向けて軸方向移動可能なステータとを備え、該ロータ
    と該ステータとの間にエアクッション支持手段が設けら
    れてなる多層印刷回路板の切削機械の切削深さ制御装置
    において、 電気信号を発生するとともに、前記主軸上の工具と前記
    板の導電層との接触を感知して切削深さ基準寸法を確定
    する発生器と、 確定された前記切削深さ基準寸法までの所定深さに前記
    ステータを送るように、前記制御ユニットを条件付ける
    許可手段、とを具備したことを特徴とする切削深さ制御
    装置。
  2. 【請求項２】 前記ロータが前記主軸に一体化され、前
    記発生器が前記信号を所定の動作周波数で発生し、前記
    ステータが、少なくとも前記動作周波数で該ステータを
    前記動作ヘッドから絶縁するインダクタにより、該動作
    ヘッドに電気的に接続される請求項１に記載の切削深さ
    制御装置。
  3. 【請求項３】 前記発生器が、前記ステータと前記板と
    の間及び該ステータと前記ロータとの間のキャパシタン
    スに感応する請求項２に記載の切削深さ制御装置。
  4. 【請求項４】 前記発生器が、一方で前記ステータにか
    つ他方で前記板保持装置に電気的に接続されて、前記工
    具と前記板との接触が無いときの前記キャパシタンス
    と、該接触が有るときの前記ステータと前記ロータとの
    間の残留キャパシタンスとの間の変動を感知する請求項
    ３に記載の切削深さ制御装置。
  5. 【請求項５】 前記発生器が、出力部で前記周波数に同
    調されるフィルタを備え、該フィルタが、該周波数を発
    生する発振器から供給を受ける請求項３又は４に記載の
    切削深さ制御装置。
  6. 【請求項６】 前記発振器が前記周波数を所定振幅で発
    生し、該発振器と前記フィルタとの間に振幅増幅器が設
    置される請求項５に記載の切削深さ制御装置。
  7. 【請求項７】 前記発振器が４００〜１２００kHz の周
    波数の正弦波信号を発生し、前記増幅器が８〜１５ボル
    トのピークピーク振幅を有した出力信号を発生する請求
    項６に記載の切削深さ制御装置。
  8. 【請求項８】 前記キャパシタンスの前記変動に応答し
    て生じる信号を記憶するメモリ素子を具備し、該メモリ
    素子が、前記所定深さに従って切削を制御するよう前記
    許可手段を条件付ける請求項４〜７のいずれか１項に記
    載の切削深さ制御装置。
  9. 【請求項９】 前記メモリ素子が実質的にフリップフロ
    ップからなり、該フリップフロップが各切削サイクルの
    終端で前記制御ユニットによりリセットされる請求項８
    に記載の切削深さ制御装置。
  10. 【請求項１０】 前記フィルタから送られる信号を整流
    かつ均一化する回路と、整流かつ均一化された該信号を
    基準信号と比較して、前記メモリ素子のための前記信号
    を発生する比較器とを具備する請求項８に記載の切削深
    さ制御装置。
  11. 【請求項１１】 前記許可手段が、位置変換器から送ら
    れる位置信号を前記メモリ素子による許可のもとで前記
    制御ユニットに供給する回路を具備し、それにより前記
    主軸の移動をフィードバック制御する請求項１０に記載
    の切削深さ制御装置。
  12. 【請求項１２】 前記所定深さは、前記板の対応の導電
    層まで延びるように該板に形成された少なくとも１つの
    穴を探査することにより、自己教示サイクルにおいて前
    記制御ユニットにより確定される請求項１〜１１のいず
    れか１項に記載の切削深さ制御装置。
  13. 【請求項１３】 前記板が少なくとも２組の穴群を備
    え、それら各組の該穴の各々が該板の対応の導電層まで
    延び、それら導電層が少なくとも１つのピンに電気的に
    接続され、前記制御ユニットが、該２組で対応する該穴
    を前記工具により探査するとともに平均探査寸法を確定
    するようにプログラムされる請求項１２に記載の切削深
    さ制御装置。
  14. 【請求項１４】 前記板が実質的四辺形であって４組の
    前記穴群を備え、それら組の各々が該板の四隅の各々に
    隣接配置され、前記導電層が各組の該穴の各々にてパッ
    ドを備え、それらパッドがそれぞれのトラックにより前
    記ピンに電気的に接続される請求項１３に記載の切削深
    さ制御装置。
  15. 【請求項１５】 前記ステータが、前記移動を伝達する
    コラムにより前記動作ヘッドに連結されるとともに、該
    ステータの回転を防止する部材に連結され、該コラムと
    該部材とが絶縁材から形成される請求項１〜１４のいず
    れか１項に記載の切削深さ制御装置。
  16. 【請求項１６】 前記板保持装置が、前記板に係合する
    ブッシュを着脱可能に備えたリングを具備し、該ブッシ
    ュが前記発生器に電気的に接続され、該リングが該ブッ
    シュに対し絶縁性のアンチコロダル金属から形成される
    請求項１〜１５のいずれか１項に記載の切削深さ制御装
    置。
  17. 【請求項１７】 工具主軸が電動機のロータにより回転
    し、該ロータがエアクッション支持部上でステータに対
    し回転する多層印刷回路板の切削機械の切削深さ制御方
    法において、 工具と板との間の電気的接触を測定し、 前記接触後の前記ステータと前記ロータとの間の所定キ
    ャパシタンスを示す信号を発し、 前記信号を記憶し、 前記信号が発せられた寸法まで切削深さを制御する、各
    ステップを有したことを特徴とする切削深さ制御方法。
  18. 【請求項１８】 前記板が、該板の複数の導電層のそれ
    ぞれまで延びる少なくとも１組の穴群を備え、前記工具
    でそれら穴群を探査することにより前記切削深さを測定
    する自己教示ステップをさらに有した請求項１７に記載
    の切削深さ制御方法。
  19. 【請求項１９】 前記板が少なくとも２組の前記穴群を
    備え、それら組の対応の穴群が、該板の位置決め用のピ
    ンに電気的に接続され、前記自己教示ステップが、前記
    穴群を探査し、前記２組の対応の該穴群の平均探査寸法
    を確定し、該平均探査寸法を所定切削深さとして記憶す
    る、各ステップを有する請求項１８に記載の切削深さ制
    御方法。
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