JPS60263642A - パタ−ン原図自動読取り装置 - 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基板のパターン原図を光学的に読取
ってプリント基板の孔明けに用いる圏テ〔従来の技術〕 電子部品を夾装するプリント基板は、紙を基材としたフ
ェノール樹脂積層板又はガラス繊維を配合したエポキシ
樹脂板等の上に銅箔のパターンが形成され、このパター
ンの所定の位置に電子部品挿入用の孔を多数形成したも
のである。

このプリント基板の部品挿入孔は、小さな基板でもＷω
孔を越える程多数の孔を有し、高集積度のＩＣを！ｌ！
装する基板では、孔明は精度の点から通常数値制御自動
孔明は機によってトリμ加工される。

この数値制御自動孔明は機は、プリント基板のパターン
をフィルムに焼付けたパターン原図から孔明は位置を読
み取って作成した寛テープによシ制御するようになって
いる。

移動自在とされたテーブルの上方に投影器を配し、テー
ブルに載置されたパターン原図をヌクリーン上に拡大投
影し、ハンドルでテーブルを操作してパターン原図のパ
ッドの中心をスクリーンに設けた指標に合わせ、この時
のテーブルのＸＹ位置座標のデータをスイッチ操作によ
シ取シ込み、とのＸＹ位置座標のデータをＮｏテープに
打ち出すようになっている。このＮｏテープ作成手段は
スクリーン上の指標に一つずつパターン原図の孔明はマ
ークの中心を正確に合わせなければならないから、位置
合ぜ作業がめんどうであシ、人手による作業であるから
入力ミスを生じやすいという問題がある。

このような人手による作業の問題点を解消すべく、パタ
ーン原図の孔マークを自動的に読取る装置も提案されて
いるが、従来の自動読取シ装置は、透明なガラス又はス
リガラスの面上にパターン原図を載置し、このガラス面
の下方に自然光に近い螢光灯を設けて下方よシバターン
原図を照明し、ガラス面の上方に光検出手段を設け、こ
の光検出手段を前記ガラス面に対して相対的にＸＹ方向
に駆動手段によシ移動させながら、パターン原図の面を
走査し、パターン原図に透明な小さな円として形成され
た孔明位置を自動的に読取るようになっている。

そして、光検出手段に入射する光をハーフミラ−によシ
分けて、位置検出素子によ多位置を、色検出素子によシ
色を検出するようにし、孔明けに使用されるドリル径毎
に色分けしたパターン原図の孔明は位置の色を検出し、
孔明は位置と色データを対応させてＮｏテープに打ち出
すようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来のパターン自動読取シ装
置では、パターン原図を読取る処理ｉ間が多くかかると
共に色分けできる色の種類を多くすることができず、孔
明けに使用するドリル径の種類を多く区別することはで
きなかった。

即ち、パターン原図は第４図に示すように無色けられて
いる。この透明な部分５４はドリルにて孔明′けする位
置を示している。

プリント基板を孔明けする位置座標は、一般に前記透明
な部分５４の円の中心鹿標を読取ることによって行われ
るが、プリント基板の孔明けに使用されるドリル径の種
類は２６種類以上のものが使われ、従来のように”バッ
ドの中央の透明な部分５４のｉ＾光を用いる場合は不透
明な色を用いることがてきず、また、透明な部分５′４
の径は通常０．８１１＃、、小さなものでは０．５１１
ｍであるから、暗い色の場合光量がきわめて少いので色
の識別種類を多く出来ないという問題がある。

また、このようなパターン原図の孔明は位置の読取シは
、パターンが黒い部分か白い部分かの二つの信号を取シ
出し、デジタμ的な信号を処理しち孔明は位置部分も透
明となっている。このためパターン原図の面を走査して
得られる信号から孔明は位置を検出するには、黒い部分
の間に白い部分が出現し、これがだんだん大きくなり、
成る所から白い部分がだんだん小さくなり、ついに又黒
い部分となる変化が円形の孔に対する条件を満足した場
合、読取るべき孔であると決定されるが、このときには
すでに孔の中心を通シ越しているから、読取った孔明は
位置に対する色はｌ」＼さな点に対するものとして前も
って読み取って記憶しておかねばならない。このため黒
くない部分が表われたらその部分の色を点情報として記
憶しておかなければならず、この記憶は、その記憶した
部分が読み取るべき孔でないと判定されるまで保持して
おかねばならないから、このような手段では記憶装置の
容量をきわめて大きくしなければ々らず、又データ処理
時間も多くかかるので、読取υ時間が多大となってしま
うという問題がある。

又、最近では工Ｃの隣９合う足の間（２，５４Ｍ　）に
２本の配線箔を通す程高密化しているので、走査の横幅
（例えば５ｗ５）内に複数の読み取るべき孔が存在する
場合があシ、色検出をあまυ粗いピノチーの点情報とし
て行うことはできない。

この不具合を避けるためにはパターン原図の孔明けすべ
き孔部分に全て色を塗シ、配線のない部分の無色透明な
部分と区別することが考えられるが、このようにすると
、ドリル径を区分する色情報が１つ少〈な多、またプリ
ント基板に孔明けする孔の約８０％は同じ径の孔が用い
られるのが突状であるから、この大多数の孔が無色透明
のままとできず、−々色を塗らなければならないという
不具合が生ずる。

さらに、パターン原図の面を光学的に走査して色を検出
するするものでは、走査の幅に対応する多数の検出素子
を用いなければならないから、各検出素子の出力特性の
バラツキのため色の識別能力を高くできないという問題
もあった。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は叙上の間趙点に注目してなされたもので、プ
リント基板用のパターン原図を載置するチーグルと、該
テーブルの上方に設けられパターン原図を光学的に読取
る光学手段と、あらかじめ読取った孔明は位置座標デー
タによシ前記光学手段とテーブルを相対的に移動し順次
孔明は位置座標に位置決めを行う位置制御手段とを具え
、前記光学手段はパターン原図の表面を照明する光源と
、パターン原図の表ｍｌからの反射光を選択的に透過す
るフィルターを通してその透過光を検出する光検出子を
有し、パターン原図に載置され前記パターン原図の孔明
は位置毎に孔明は径を区別する色表示を行った少くとも
一枚のシートの前記孔明は位置に対する前記検出子の出
力を処理し色判別を行う色判別手段と、該色判別手段の
出力を読取シ条件のデータと対応させて記憶する記憶手
段とを設け、前記位置制御手段は前記記憶手段に記憶さ
れた記憶データを取ル込んで位置制御すべくしたもので
凄る。

〔作用） この発明は、パターン原図の照明をパターン原図の上方
から行うことによシバターン原図の孔明は位置の反射光
を測定でき、色検出においてあ−らかしめパターン原図
の孔明は位置座標を読取シこの孔明は位置座標に順次光
学手段を位置決めするから、位置決めされた部分の色を
成る広い面積について行うことができ、色の検出信号は
その都度処理でき、色検出子はその直前のフィルターに
よ）入射光を切換えて検出するから一つの素子で色を判
別する信号を得ることができる。

また、パターン基板の孔明けに多種類のドリルが用いら
れるパターン原図であっても、孔明は位置に色分けした
シートを用い、このシートを区別する情報を読取シ条件
におシ込むことによシ、異るシートでは同一の色を用い
ることができ、さらに、孔明は座標データとその位置の
色により読取シが完了したものは記憶装置に格納される
が、この情報は位置制御手段に出力され孔明は位置座標
データと比較するようになっているからすでに読取りが
完了した座標位置をスキップさせ能率良〈読取多をする
ことができる。

〔実施ヤｊ〕

この・発明に係る実施例を第１図乃至第３図により説明
する。

データρ１の上面には、プリント基板用のパターン原図
２が載置され、このテーブル１の上方には光学手段３が
設けられている。

光学手段３は、パターン原図２を光学的に読取る光検出
子４を上方に有し、下方にパターン原図２の像を光検出
子４上に結像させるレン〆５を有している。

レンズ５の上方には＠腺に対して４５℃傾きをなすハー
フミラ−６が設けられている。軸線と直角な横方向には
光源７が配され、光源７の光は集光レンズ８を通ってハ
ーフミラ−６によシ下方に反射し、レンズ５によりパタ
ーン原図２の面上に集光され、パターン原図２は照明さ
れる。

ハーフミラ−６と光検出子４との間には、モータ９によ
多回転される円板１０が光検出子４に入射する光路を遮
るように配されている。この円板１０には３つの円形の
フィルター１１．１２．１３が円周を等配する位置に設
けられている。このフィルター１１．１２．１３は光の
三原色の赤フイルタ−１１、緑−フィルター１２、青フ
イルタ−１３となっている。円板１０が回転すると、光
検出子４に入射する光は赤フイルタ−１１を通した光強
度、緑フィルグー１２を通した光強度、青フイルタ−１
３を通した光強度の３つの選択的に透過された光に分解
された状態で光検出子４によシ検出される。

テープ／ｌ／　１は、送シねじ１４を駆動するＸ軸駆動
手段１５によシｘ軸方向に移動自在とされている。

１６はＹ軸駆動手段で光学手段３をＹ方向に駆動するも
のであるがこの駆動装置は図示を省略してめる。

第１図には図示を省略したが、本装置には光学手段３と
同様な孔位置を読取る光学手段が設けられている。この
孔位置を読取る光学手段は光検出子として、多数の微少
な光検出素子が線状に配列されたものを用いるものであ
る。

このような孔位置を読取る光学手段によシ、パターン原
図の孔明は位置座標はあらかじめ読み取られ、位置座標
データ１７として保持される。

この位置座標データ１７は位置制御回路１８に読出され
、位置制御回路１８によ多処理されてパターン原図２の
孔明は位置の座標にテープ／Ｉ／１と光学手段３を相対
的に順次移動させる制御信号を、Ｘ軸駆動手段１５及び
Ｙ軸駆動手段１６に与える。

パターン原図２の上にはパターン原図の孔明は位置部分
に相当する位置に孔明に使用するドリル径を区別する色
表示を行なったシート１９が載置されている。このシー
ト１９は無色透明なシートで、無色透明であることも一
つの情報として割りつけられている。無色透明な情報は
孔明けするドリルの種類の内最も孔数の多いものに割ジ
つけると、他の残シの孔に対しのみ色（色彩プを塗って
やれば良いので作業が能率的である。このシート１９は
あらかじめパターン原図に重ねて色表示が必要な孔位置
のみ色を塗っておく。

テープ／Ｌ／１のパターン原図２の上に載置したシート
１９は、光学手段３によって読取られる。このときパタ
ーン原図２は取外してしまっても良いが、パターン原図
２を固定しておき、シート１９にパター　ン原図との合
せマークを設けてシート１９を１位置決めする方がシー
ト１９の位置合せミスを少くできる。

シート１９を光学手段３で読取つ、た光検出子４の信号
は、色判別回路２０に導ひかれ色の判別が行なわれる。

この時、フィルターの円板１０の回転信号も同時に色判
別回路２０に与えられ、フィルター１１．１２．１３の
切換えとタイミングを合せて光検子４の信号を取入れる
よう釦なっている。

本実施例の色検出はシート１９上で約直径１．：ｌ＆゛
の円形の面積として行なわれる。これはパターンのバン
ド’５２の最小の径に相当する。このように測定する面
積が大きくできるのは、測定面の反射光をフィルターに
より成る光の波長について測定しているからで、着色が
透明な塗料でなされても赤フイルタ−、緑フィルター又
は青フィルターのいずれで測定してもシート１９の下の
パターン原図２の黒色部分シ測定にほとんど影智を与え
ないことになる。

この色判別回路２０は光の３原色とその中間色及び黒と
白の８色の色を判別できるようになっている。この内焦
はパターン原図の配線部分に用いられているから、孔明
けに用いるドリルの種別を分□類するのには７色が用い
られる。白色はパターン原図が無色透明であるから、テ
ーブルの上面を鏡面とし、との鏡面の反射光として検出
する。このように８色の分類としたのは、シートに塗付
する色は組具、サインペンなど・は１２色程度が一般的
であシ、同じ色のも・のでも製品のバラツキがあり、塗
付の仕かたによっても光検出子４の出力のバラツキがお
るので英用上８色としたのである。理論的には何十種矧
でも何重種類でもできるはずであるが、色数を増すと塗
付する色を管理しなければならず、色判別回路も複雑と
なるうえ、非常に多くの色を従ってシートに着色すると
いう作業がきわめてヤシにくいものとなる。

色判別Ｏ１ｉ］路２０で色判別された信号は処理回路２
１に入力される。処理回路２０は位置制御回路１８から
測定している位置の位置座標データが入力され、また、
パターンｉ図２に載置したシート１９を区別するシート
情報２２が入力されている。このシー、ト情報２２は孔
明けの種類が７種類以上の場合シート１９を複数枚使用
しなければならないから必要となるもので、あらかじめ
定めた位置に指定の色表示し、これを読取ってシート１
９を区別するシート情報を得る。しかし、このシート情
報は色によらないのでマークを判別しても良いし、シー
ト［９をセットする詩人が別の手段例えばスイッチ操作
により人力しても良い。

処理回路２１では位置座標データ１７、シート情報２２
と色判別結果を対応させて出力し、この出力は記憶回路
２３により記憶さｎる。記憶回路２３の記憶が完了する
と、記憶完了信号が位置制御回路１８に出力され、位置
制御回路１８はテープ／ｌ／　１と光学手段３を次の測
定すべき座標に動かす信号をＸ＠駆動手段１５、Ｙ軸駆
動手埃１６に出力し、次の孔明は位置の読取）に入る。

位置制御回路１８がＸ軸駆動手段１５、Ｙ軸駆動手段１
６に信号を与える除、シート１９が２枚目以降である場
合には記憶回路２３に記憶されたデータ即ち孔明は位置
座標に対する読取シ完了のデータを位置制御回路１８に
出力している。位置制御回路１８ではすでに読取９を終
った位置座標に対しては再度の位置決めをしないように
スキラフ゛するようにし能率良く読取シを行うことがで
きる。

記憶回路ｎに読取られたデータは出力指令によｐＥテー
プ又として取出す。

この実施例では孔明に使用するドリル径を区別するため
の色に加えてシート１９を区別するシート情報２２を入
力するようにしたから、例えば２枚のシートを用いると
４９極類の異る孔径を区分でき、３枚のシートを用いる
と３４３種類の異なる孔径を区分できる。しかし孔径の
数が多くない場合には７色の内の１色を再読取りする表
示に用い、この色を前記シート情報の代シに用いること
もできる。こうすると３枚のシートで区分できる孔径の
種類は１９種類となる。

本笑施例のバクーン原図自動読取シ装置の外観は第２図
に示すようになっている。３０は本体、３１は操作ボタ
ン、３２．３３はテープ／Ｖ　１と光学手段３のＸＹ方
回の相対位置を手動にて調整するハン、ドルでβる。ま
た、３４はスケールで光学手段３の位置塵１！を検出す
るためのものである。３５はスクリーンでパターン原図
が拡大投影され、パターン原図の位置合せに用いられる
。

〔発明の効果〕

以上のように構成したこの発明のパターン原図自動読取
り装置は、テーブルの上方からパターン原図を光源にて
照明し、めらかじめ読取った孔明は位置座標データによ
シ光学手段を孔明は位置に順次位置決めするようにし、
光検出子に入射する光をフィルターにより選択的に透過
させて色検出信号を得るようにすると共に、孔明は位置
に色分けを施したシートを区別する情報を読取シ条件に
おシ込むことにしたから、孔明は位置に塗付する色が透
明な色に制限されることがなく、色の読取シが位置決め
された点について成る面積を持った面について行なえ、
色の検出が１つの光検出子で行なえる結果、色検出のバ
ラツキが少く読取シミスが少い、また、孔明は径の読取
り作動にむだがなく、孔明けに用いるドリル径の種類が
多いプリント基板のパターン原図でも短時間に読取りを
行うことができる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のパターン原図自動読取シ装置の実
施例のブロック図、第２図は、第１図の装置の正面図、
第３図は第１図の部品の正面図、第４図はプリント基板
用パターンの一例の説明図でるる。 符号の説明 １・・・・・・・テープ／Ｌ／２・・・・・・パターン
原図３・・−・−・光学手段　４・・・・・・・光検出
子　６・・・・・・ハ−フミラー　７・・・・−光ｉ　
１１．１２．１３・・−＝フィルター　１５・・・・・
・・Ｘ軸駆動手段　１６・・・・・・・Ｙ軸駆動手段　
１７・・・・・・・位置座標データ　１８・・・・・・
位置制御回路　１９・・−・・・シー）２０・・・・・
・・色判別回路　２１・・−・・・処理回路　２２・・
・・−・・シート情報２３・・・・−・記憶回路　３０
・・−・−・本体　３４・・・・・・・スケ−／ｌ／　
３５・・−・・・・ヌクリーン特許出願人　日本精工株
式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （ＩＩプリント基板用のパターン原図を載置するテーブ
   ルと、該テープμの上方に設けられ前記パターン原図を
   光学的に読取る光学手段と、あらかじめ読取った孔明は
   位置ＪＩ標データによシ前記光学手段と前記テーブルを
   相対的に移動し順次孔明は位置座標に位置決めを行う位
   置制御手段とを具え、前記光学手段は前記パターン原図
   の表面を照明する光源と、パターン原図の反射光を選択
   的に透過するフィルターを通してその透過光を検出する
   光検出子を有し、前記パターン原図に載置され前記パタ
   ーン原図の孔明は位置毎に孔明は径を区別する色表示を
   行なった少くとも一枚のシートの前記孔明は位置に対す
   る前記光検出子の出力を処理し色判別を行う色判別手段
   と、該色判別手段の出力を読取）条件のデータと対応さ
   せて記憶する配憶手段とを設け、前記位置制御手段は前
   記記憶手段に記憶された記憶データを取シ込んで位置制
   御すべ′〈されていることを特徴とするパターン原図自
   動読取多装置。