JPS62502526A - 自動研削機 - 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】 自動研削機 発明の分野 本発明は露出されるべき領域を有する物体を自動研削する機械に関するものであ り、さらに詳しくいえば、一つ以上の印刷配線回路板の切取シ試片のための研削 案内を介して電気回路を構成して自動的かつ正確に切取シ試片を研削する研削機 械に関するものである。

発明の背景 現在、研削操作は、主に被研削物体に研摩装置を当てるたびにタイミング期間を 設定すること及び研摩装置が研削している物体をすｐ減らす速度を人が観察する ことによって制御される。もう一つの制御方法においては、研削作業者が各研削 操作ごとに所望の研削深さに対応するレベルに機械的止め具を設定することを考 えている。

研削されるべき一つのそのような物体は、印刷配線回路板のための切取シ試片で ある。印刷配線回路板は、ダイオード、抵抗及びコンデンサなどの構成部品のた めの取付表面と電気的相互接続システムを備えている。元来配線回路板は、片面 にだけ印刷されたに過ぎなかったが、今日殆どの回路板は両面または多層になっ ている。多層印刷配線回路板、すなわち数層の板に印刷されている回路を有する 回路板は、層間に均一で信頼できる電気的接続を必要とする。これらの重要な接 続は、普通積重ねた何層かの板を通して孔をあけることによって用意された通し メッキ孔（孔の上から下までメッキされた孔のことをいう）によって与えられる 。ドリルで孔あけされた孔は、電気的相互接続を確立するために、まず銅でメッ キてれ、次にハンダを付けられる。どの通しメッキ孔もすべてあらかじめ定めた 一様な厚泗を保たなければならず、気孔、われ目、こぶ及びメッキ中のその他の きすは、回路板全体を不良品にする。

多数の回路板は普通単一のパネル材料の上に作られる。検歪に都合のよいことに は、メッキのきすは、普通何らかのきすがあったとしても、印刷配線回路板の通 しめつき孔の殆どに現れる。従って、一つ以上の切取り試片が各回路板を印刷す べきパネルに作られる。各切取り試片は、通しメッキ孔と同時にメッキされる一 つ以上の試験孔をもっている。切取り試片は、個々の板のための特定の識別符号 を付けられており、あとで行う試験のために引離テれる。

切取シ試片にある試験孔は、普通、研摩の方向に直角な平面内で孔の中心線を一 線に揃えられている。

試験孔は、メッキしたあとで切取り試片の一方のふちを正確に研摩して、試験孔 の断面を露出させることによって試験される。しかし、その断面の中心線からの 距離が太きければ大きいほど実際のメッキ厚さの測定の誤差は大きくなる。

横歪のために都合の悪いことには、研削は、非常に精度を高くすることを要求で れているので、現在単調で退屈で時間のかかる処置である。人間が研削機を監視 することによって、手動またに半自動的に達成される少なくとも３または４の段 階が含まれている。普通は、一つのふちが飛出ている状態で一つ以上の切取り試 片がホルダの中に取付けられる。このホルダは、切取り試片を注意深く型の中に 配置したのちに鋳造される。切取シ試片は、切取シ試片内のツーリング孔を貫通 する位置合せビンを用いて型の中に一線に並べられる。次にホルダを形成するよ うに硬化するポツティング材料を型の中に注ぐ。研削機は一つ以上のホルダをダ イヤモンドのような硬い材料を含む多数の調節可能な機械的止め具を備えた円板 の中に受ける。

各切取シ試片の突き出たふちは、数１０Ｏｒｐｍで回転する粗砥に押付けて数分 間研摩きれる。粗砥は、中砥と置換えられ、その中砥は切取シ試片に押付けてさ らに１〜２分間回でれる。半自動化機械を用いるとき、作業者はすべてのダイヤ モンド止め具が砥石に接触したのちに切取り試片を中低から取外し、次に作業者 はダイヤモンド止め具をリセットする。

次に細粒砥が切取シ試片に押付けて３０秒乃至５０秒の間またはダイヤモンド止 め具が再び研摩材と接触するまで当てられる。研削機の場合、ダイヤモンド止め 具は、ホルダと同じ高さにリセットされる。

最後に、断面内に露出された試験孔をもった切取り試片は、一つ以上のみがき段 階で処理でれる。

各回路板ごとに一つ以上の切取シ試片を研削する全コストと労力は、年間に生産 でれる印刷配線回路板が常に増加し続ける何百万という数であることから、厳し い問題を提出する。現在は、殆どの切取り試片は、１切取り試片当Ｉ）１５〜２ ０ドルのコストで手動で研削される。手動研削は、作業者の絶えざる注意と急微 鏡を用いる頻繁な横歪を必要とする。

目視横歪をする度に研削操作が中断される。作業者の信頌度は、非常に変動があ り、研削し過ぎや研削不足が頻繁に起る。切取シ試片は、破壊的に露出でれるの で、研削し過ぎの誤りは、取返しのつかないものであり、第２の切取り試片が完 全に再研削するのに利用できなげれば、そろった印刷配線板を完全に無駄にする ことになる。研削不足は、検出されると、切取シ試片を作業者に戻すことによっ て直され、作業者はそれを再び取付けて、追加の予定外の研削を始めなければな らない。

半自動研削または保椋援用研削もまた作業者の細心の注意を必要とする。機械は 、手によって研削するより信頼できるが、いろいろな誤υの源が積重なることに よって、小さな試験孔を露出するのに信頼できない。切取り試片の一つにあるツ ーリング孔は、被試験通しメッキ孔に対して間違った場所に取付けられて切取り 試片の研削不足またはし過ぎをもたらす可能性がある。さらに、ホルダは、最初 は、機砿的止め具の設定点に対して円板内で位置が合っていない可能性があり、 止め具それ自体が長時間にわたって摩拶する可能性がある。また、若干のホルダ を互いに対して円板内で置き違える可能性がある。

発明の要約 従って本発明の目的は、研削操作の制御が完全に１動的である改良した研削機を 提供することである。

本発明のそのほかの目的は、非常に精度の良い上記のような研削機を提供するこ とである。

本発明のさらにそのほかの目的は印刷配線回路板の切取シ試験片を研削する改良 した機械を提供することである。

本発明のさらにそのほかの目的は、試験孔のメッキ厚さを精密に測定することを 容易にするように切取り試片を常に同じに作成する上記のように研削機を提供す ることである。

本発明のなおそのほかの目的は、研削し過ぎのために切取り試片を無効にしない 上記のような研削機を提供することである。

本発明のなおもう一つの目的は、人間が介入しないで多数の研削操作を自動的に 行う上記のような研削機を提供することである。

本発明は、印刷配線回路板の切取シ試片などの物体を研削する真に有効な自動機 械を、切取り試片の上に精密に取付けられた制御トラックと電気的に相互接続し て切取り試片を研摩材と保合でせる装置によって、達成できることを実現するこ とに基づいている。この装置は、研削によってトラックに破断が生じたとき、切 取り試片と研摩材を引離す。

本発明は、露出てれるべき領域を有し、かつその領域に対してあらかじめ定めた 研削深さに関して少なくとも後縁の一部分が精密に位置決めされている制御トラ ックを有する物体を研削する機械を特徴とする。物体を研摩装置と係合させる手 段と、物体上の制御トラックと相互接続されて、研削によってトラックに破断が 生じたとき、物体と研摩装置を切離す手段がある。

一つの実施例においては、物体を研摩装置と係合させる前記手段は、物体を研摩 装置に引伸ばした位置において接触させ、物体を研摩装置から引込めた位置にお いて引離す手段を霞えている。物体を研摩装置と係合させる前記手段は、さらに 、接触させる前記手段を引伸ばした位置に駆動する第１の駆動手段を備え、前記 物体を引離す手段は、制御トラックにおける破断を検出する検出手段に応じて接 触させる前記手段を引込めた位置に駆動する第２の駆動手段を備えている。前記 物体を引離す手段が前記制御トラックに応する少なくとも２本の導電性導線と相 互接続する手段を備えている。接触させる前記手段は、物体を回転きせる手段を 含むことができ、物体を研摩装置から引離す前記手段は、スリップリング手段な どを前記相互接続する手段と回転自在に接続する手段とを含んでいてもよい。前 記物体は、露出されるべき試験孔を有する印刷配線回路板の切取シ試片であって もよい。

好ましい実施例において、前記接触テせる手段は、複動ピストンを備え、前記係 合させる手段は、伸ばしだ位置と引込めた位置との間で回転させる手段を案内す るレール手段を備えている。前記係合させる手段は、ざらに、複動ピストンを摺 動自在に担持するシリンダを備え、前記シリンダは、前記シリンダの端に近接し て引込めた位置にピストンを受ける第１の入口を備えている。第１の駆動手段は 、第１の入口に対する流体の送出を制御してトラックにおける破断が検出される まで、物体を研摩装置と係合させるのに十分な流体圧力を与える保合調整手段を 備えていてもよい。第２の駆動手段は物体を研摩装置から離すようにバイアスを かげるばね手段を備えていてもよい。

もう一つの実施例においては、前記シリンダは、ざらに前記シリンダの端に近接 して、第１の入口に向かい合った第２の入口を備え、前記第２の、駆動手段は、 第２の入口への流体の送出を制御して物体を研摩装置から離すのに十分な流体圧 力を与える揚程調整手段を備えている。物体を研摩装置から引離す前記手段は、 さらに、第１の入口に近接して前記シリンダと接続された排気弁手段ヲ備えてい る。前記係合調整手段は、前記検知手段が前記排気弁手段を作動するまで前記揚 程調整手段の流体圧力に打勝つ。

保合調整手段は、第１の入口への空気の送出全土めて、排気弁手段を起動するよ うに検知手段によって作動用能なソレノイド弁手段を備えている。物体を研摩装 置から引離す前記手段は、複数の制御トラックを次々に監視する選択手段を備え ている。

本発明はまた、露出されるべき領域を有し、かつその領域の次々のあらかじめ定 めた研削深さに関して精密に位置決めされた後縁の少なくとも一部分を有する複 数の制御トラックを有する物体を研摩する機械を特徴とする。この研削機は研摩 装置と、物体を研摩装置と係合させる手段と、制御トラックを次々に監視する選 択手段と物体上で監視されている制御トラックと相互接続されて監視されている トラックに破断が生ずるまで研削し終ったとき、物体と研摩装置とを引離す手段 ′ｆ：備えている。研削装置は、研摩装置を物体に回転可能に当てる手段を備え ていてもよく、係合させる手段は、物体を前記回転用能に当てる手段と反対方向 に回転する手段を含む。研摩装置は、複数の研摩亜を備えていてもよい。

本発明はまた複数の研Ｑ車と複数の研削ヘッドを有する研摩装置を備えた複数の 印刷配線回路板の切取り試片を研削する機械ということができる。各研削ヘッド は、切取り試片を研摩車の一つと保合きせる手段と、一つの切取シ試片の制御ト ラックを次々に監視する選択手段と、監視されているトラックに破断が生ずるま で研削し終ったとき、切取り試片と研摩装置とを引離す手段を備えている。

好ましい実施例の説明　゛ その他の目的、特徴及び利点は、好ましい実施例の以下の説明及び添付図面から 分る。図面において、第１図は従来の多層印刷配線回路板の分解軸側投影図であ る。

縞２図はメッキ操作において起る可能性のある欠陥を例示する第１図の仮想回路 板内の露出された通しメッキ孔の断面図、 第３Ａ図はパネル内に配置された通常の切取シ試片と回路板の略平面図、 第３Ｂ図は第３Ａ図の切取り試片の一つの拡大図、第４図は断面の試験孔の直径 からの距離に対するメッキ厚さの測定中に庄する誤差の図、第５Ａ図は切取り試 片に印刷されている新規な研削案内の平面図、 第５Ｂ図は第５Ａ図の制御トラックの一部分の拡大詳細図であり、ドリルであげ た孔によって位置を揃えられた制御トラックの後縁を示す図、第６図は切取り試 片取付台に埋められたｉｓＡ図の切取シ試片の・ミ測投影図、 第７Ａ図は第６図の切取り試片取付台を受ける本発明に従う研削機の軸側投影図 、 第７Ｂ図は電気回路と空気圧通路を示す第７Ａ図の研削機の略ブロック図、 第７Ｃ図は第７Ｂ図の電気回路の略図、第８Ａ〜８０図はそれぞれ粗研削、中研 削及び細研削後の第５Ａ図の案内と同様な研削案内を含む多層切取シ試片の略断 面図、 第９図は代シの構成によって精密に位置決めされた後ふちを有する制御トラック の平面図、第１０図はなおもう一つの研削案内の平面図、第１１図は本発明によ る別のマルチステーション研削機の略軸測投影図、 第１２因は編１１図のマルチステーション研削ｍの各研削ヘッドのための研削操 作選択器及び関連の制御装置の略図である。

不発明による研削機は、片面または両面回路板のための切取り試片などの物体を 研削するのに用いることができるが、この研削機は、第１図に示すような多層回 路板のための切取シ試片の研削に特に有用であシ、それは各多層板において非常 に多くの時間と金が投資されているからである。多層印刷配線回路板１０は、層 １２．１４．１６．１８及び２０を備えている。回路板の層１２．１６及び２０ は、両面に印刷され、回路を形成するためにそれらの層に銅のクラッドを付けて いる。各回路は、互いにそれぞれ絶縁層１４及び１８によって絶縁てれている。

回路板の層１２．１６及び２０の上側面に印刷きれた回路は、実線で示きれ、こ れらの層の下側に印刷された回路は中白線で示されている。

回路板の層と絶縁層を互いに対して、組立てて、位置を揃えたのちに、回路板は 、回路を完成するように通しメッキ孔を作るように選択的にメッキきれ、仮想線 で示された孔２６．２８は、通しメッキ孔によって作られる電気的相互接続を表 している。例えば、取付部３０に付けた構成部品は、それぞれの層にある孔４０ ．４１．４２．４３及び４４が孔２６によって示てれているように単一の通しメ ッキ孔としてメッキきれるとき、線３２．３４．３６及び３８によって他の構成 部品に相互接続される。

第１図の組立てられた多層回路板１０の通しメツチ孔２６は、纂２図に断面で示 されておシ、装造の最終通しメッキ段階の間に生ずる可能な欠陥を示してお９、 これらの欠陥は添付の切取り試片にある試験孔を調べることによって発見される と期待されている。印刷配線回路板１２．１６及び２０は、それぞれ上側及び下 側鋼クラッド３０と３２．３４と３６及び３８と３９をもったものとして示され ている。

この回路は、孔２６のような通しメッキ孔が電気的にと几らの回路を接続しなげ れば、絶縁層１４．１８によって内部で分離てれている。各層を一つに組立てた のちに、追加のメッキ段階によって銅クラツド２０を孔２６全体を通してメッキ する。人工物９１は、適当に取除かれなかった樹脂うわ塗り剤を表し、それはク ラッド３６とメッキ９０との間の電気的接続を少なくする。薄板内の空隙９２は 、構造が弱められることと、銅クラツドをした回路間に短絡回路が生ずる可能性 を示している。溝９３は銅メッキ９０にあるヘアライン古註れ目である。

次に、銅メッキ９０の上にハンダメッキ９４がメッキされる。きず９６は、不連 続なメッキを示し、一方、空隙９８は、銅メッキ９０とハンダメッキ９４の両方 を通って抜けているメッキ内の空隙を示している。溝９９は、銅メッキ９０を貫 いている大きな割れ目を表している。

こぶ１００のような幾つかの欠陥は、許容できるが、銅メッキ９０は、許容でき ないこぶ１０２を生ずることがある。またメッキポケット１０４及び周囲の割れ 目１０６．１０８も許容できない。

最後に、メッキそのものは、指定てれた厚はをもっている。寸法矢印１１０はノ ・ンダメツキ９２に対する所望のメッキ厚さの範囲、普通は０．００２５乃至０ ．００５Ｃｍを示している。寸法矢印１１２は、銅メッキ９０に対する許容巾の 範囲が０．００２５乃至０．００５０であることを表している。

通しメッキの質を決めるのが必要なことは容易に明らかである。また通しメッキ の孔は、どれもこれも個々の゛電気的試験が朽端に費用がかがシ、時間を消費す ることも明らかである。さらに、欠陥を最もよくあげく破壊的試験を印刷配線回 路板そのものについて行うことは、それでもできない。従って多数の犠牲の試験 孔を有する別個の切取シ試片がメッキ品質を確める実際的な手順を与える。

普通は、多数の回路板が第３Ａ図のパネル４６のような単一のパネルに印刷され る。印刷配線板４８．５０．５２及び５４はパネル４６の上でそれぞれの印刷配 線板に非常圧接近して置かれた切り取り試片対５６．５８．６０及び６２をもっ ている。メッキの品質を試験するために、切取シ試片６９の上の線６８が適当な メッキであることを保証するために応力を加えられる。印刷配線板４８にある孔 ６４のような通しメッキ孔の品質を試験するためには、切取り試片対５６の切取 り試片６６にある試験孔が次に断面で横歪される。

切取り試片６６が第３Ｂ図に非常に詳細に示されている。普通は、試験孔７０及 び７２は、孔６４をあげる前にあげられ、試験孔７４及び７６は、あとであげら れて、ドリルのは先が始動時と最後に配線板４８に行なった作業の品質を監視す る。試験孔７０．７２．７４及び７６は孔６４と同時に通しメッキをされる。

ボッティング材料を加えて切取り試片を担持するホルダを形成する前に、切取り 試片を型の中で従来のやシ方で位置決めするのに用いられる位置決め孔８０．８ ２も示されている。切取り試片６６は、せん断機またはパンチを用いてパネル４ ６から取除かれる。

切取り試片内の試験孔が断面に露出てれるとき、露出の深濾は、メッキ厚ての測 定に影響を与える。

第４図は、銅メッキ１１３の厚さを第３Ｂ図の断面の通しメッキ孔７２の直径か らの距離に対して測定する間に住する誤差のチャートである。線１１４は、直径 に対応する断面を表し、線１１６．１１８．１２０及び１２２は、直径１１４か も段々大きくなるように変位ブせられる露出の断面を表している。鰭で表した直 径１１４からの変位に関する測定誤差が、孔７２が０．４０６４ｍで、メッキ１ １３が０００２５４圏であるとき、表１に示されている。

表　１ 変　位　測定誤差 ０．０２５４　（１，０）　０．０００６４　（０，０２５０）０．０５０８　 （２，０）　０．００１５９　（０，０６２５）０．０７６２　（３，０）　０ ．００２５４　（０，１０００）０．１０１６　（４，０）　０．００４４５　 （０，１７５０）断面１１６は、線１１４に対して０．０２５４　ｔｍ　（１ミ ル）変位てせられている。銅メツキ９０内の半径鍔１２４と断面１１６との間の 長さの差は０．００６４Ｍ　（０，０２５ミル）である。断面１２２は、線１２ ６によって表わ窟れた真の厚ζを０．００４．４５　ｍ　（０，１７５０ミル） だけ過大評価しておシ、それは１７．５％の測定誤差である。

研削し過ぎ及び研削不足から住するこのような誤差を新規な研削案内、例えば第 ５Ａ図に示した研削案内１３０を用いる本発明による研削機によって防止できる 。研削案内１３０は、切取り試片１３２に取付けられている。仮想線で示された ツーリング孔１３４．１３６は、研削案内１３０の一部分ではなく、切取り試片 １３２の通常の取扱い及び位置合わせの間オＵ用でれる。研削案内１３２には導 電性導線１３８．１４０．１４２及び１４４がある。導電性導線１３８及び１４ ０は、導電性制御トラック１４６によって相互接続でれ、導線１４２及び１４４ は、制御トラック１４８によって接伏され、導線１４０及び１４２は、制御トラ ック１５０によって接続されている制御孔１５２．１５４及び１５６は、粗い研 削、中間研削及び細かい研削などの三つの研削段階の間に次、々て切断されるト ラックとしてトラック１４６．１４８及び１５０を画定している。制御孔は、ド リルであけた孔として示されているが、例えば孔１５２によって囲われたトラッ ク材料をレーザエツチングまたは他の除去方法によって取除くことができる。

通しメッキ試験孔１６０．１６２．１６４及び１６６と関連した導電性導線１３ ８．１４０．１４２及び１４４が示されている。切取シ試片１３２の表面１６８ がそれらの試験孔を断面に露出するように研削はれているときに、研削によって 材料を制御孔１５２まで削りとると、破断がまずトラック１４６に起る。表面１ ６８がトラック１４６を通って制御孔１５２まで研削されるとき、回路は破＠さ れる。

それによってあらかじめ定めた研削深さがその制御トラックによって確立される 、 トラック１４６が破断されたあとで、トラック１４８が破断されるまで、よシ小 さい研摩材が研削表面１６８に当てられる。最後に、トラック１５０が切断され るまで、細かい研摩材での研削が続く。

次々のトラックを監視しながら、電力を次りの導線に伝送するのではなく、単一 の導線に正の電力を維持することが望ましいとき、トラック１４０または１４２ を１本のパワリードとして役立たせることができ、残っている三つのトラックに ついてトラックが切断てれたことを示すパワの急激な降下を監視できる。

導電性導線１４０．１４２及び制御トラック１５０は、第５Ｂ図に拡大図で示て れている。制御孔１５６は、試験孔１６２．１６４の中心を通過する直径１７０ に関して示でれている。寸法１７２は、制御孔１５６が直径１７０より少量だけ 先行しており、研削操作を行う研削機が切取り試片１３２を研摩材から引込めて 、表面１６８の幾分かをみがきの間にさらに削９取りできるようにするのに十分 な時間をもつことを保証することを例示している。代表的な切取り試片研削操作 の場合に、１７２のところに表わされた先行距離は、０．０２５４乃至０．０５ ０８　ｍ　（１乃至２ミル）である。第５Ａ図の制御トラック１５４は、試験孔 の直径より　０．０７６２ｍ（３ミル）だけ先行し、粗い制御トラック１５２は 、０．１５２４＋ｍ（６ミル）だけ先行する。

切取シ試片１３２を研削に備えるためには、それはピューラ−（Ｂｕｅｈｌｅｒ ）から入手できるエポ・クイック（ＥｐＯ−Ｋｖｌに：商品名）エポキシなどの ポツティング材料に「ポット」され、この材料が第６図の切取り試片取付台１７ ４ｆ：形成するように硬化する。

切取り試片１３２は、＠１７６までボッティング材料によって囲まれている。研 削の間、切取シ試片１３２の表面１６８は、仮想線で示嘔れた表面１６８ａまで 削シ落とこれる。

導電性導線１３８．１４０．１４２及び１４４は、それらが切取シ試片１３２の 表面から幾分突出るように厚さがわずかに高くなった形で示でれている。

この突出は、以下に説明する本発明による研削機のエツジ・コネクタとのかみ合 せを容易にする。

切取り試片ごとの個々の研削制御は、一度に一つだけの切取シ試片を研削するこ とによって最も正確に得られるが、二つ以上の切取シ試片を仮想線で示された切 取シ試片１７８によって示されるのと同じ取付品に取付けることができる。追加 の切取り試片をボッティングの間の例えば、切取シ試片１３２に対して位置を合 わされる。各監視されない切取り試片１７８の上側部分が上側のポツティング材 料の限界１７６よシ遥か上に伸びないようにすることが望ましい。すなわち監視 される切取り試片１３２と本発明による研削機との相互接続を物理的に妨害する ことがそれによって避けられる。次に、切取シ試片１３２は、取付台１７４の中 のすべての切取シ試片の研削を制御するように研削の間監視てれる。

研削案内を備えた物体を研削する本発明による機械の１例が第７Ａ図に示されて いる。作業台１８１の上面に取付けられた研削機１８０は、シリンダ１８２の中 の伏動ピストンを空気圧で作動して、すべり組立体１８４を伸ばしたシ引込めた シする。引込めた位置に示づれているすベリ相立体１８４は、切取り試片取付台 １７４を固着するホルダ１８６をもっている。

伸ばされた位置において、取付台１７４の中の切取り試片は、といし車１９０に 接絶させられる。といしＮ１９０は、研摩亀動盪１９２により研摩速度制御装置 １９３によって制御てれた速度で一方向に回転される。研削されている表面のよ ごれは、切取り試片を同一方向または反対方向に回転することによって最小にさ れる。研削の有効速度を大きくするためには、切取り試片取付台１７４にある切 取り試片を電動機１９４によって反対方向に回転する。電動機１９４は、歯車箱 １９６及びベルト駆動軸１８８を介してホルダ１８６にトルクを加える。

伸ばした位置に達するためには、すベリ相立体１８４は、保合調整装置２００及 び揚程調整装置２０８（見えない）によって制御はれた圧力の釣合によって定め られるように、レール１９８に沿って、駆動される。少なくとも３．５１　Ｋ９ ｆ／　ｃａ　（５０ｐｓｉ）の圧力にある空気がホース２０２を通して研削機１ ８２に送られ、フィルタ２０４．２０６によってろ過される。第７Ａ及び７Ｂ図 に示すように、空気は、シリンダ１８２の下側部分に入る空気の圧力を制御する 揚程調整装置２０８を通過する。潤滑装置２１０は、シリンダ１８２に入る空気 に潤滑剤の霧を与える。空気が係合調整装置２００から潤滑装置２１２（第７Ａ 図では見えない）を通過して、次にシリンダ１８２の上筒１部分に接６続されて いる急速排気弁２１６に電磁弁２１４を逍して導かれる。係合調整装置２００は 、揚程調整装置２０８によって調節された持上げ圧力に打勝つに十分な圧力の空 気を通すように調節されている。それによってすべり組立体１８４は、引込んだ 位置から伸び出した位置に駆動されて切取シ試片をといし軍１９０に接触させる 。

動作中は、すベリ相立体１８４は、取付台１７４の中の切取シ試片をすり減らす ために第７Ａ図のといし車１９０の方向へ押付けられる。湿式研削の場合、水を 蛇口２１８を通して供給する。職１８８は、第７Ａ図Ｂ及び第７Ｂ図の電動＠１ ９４によってといし車１９０の方向と反対の方向に回転計２２０によって測定で れた電動機トルク制御装置２２２によって制御された速度で回転される。取付台 １７４の中にある一つ以上の切取シ試片に付いている研削案内は、案内電源２２ ５によって供給される電圧または電流を監祈する研削機１８０の中のセンサと相 互接続されている。監視されている節］御トラック内のとぎれがリレー２２４を 始動させ、次にリレー２２４が電磁弁２１４を閉じる。排気弁２１６の取入れ口 部分にかかる圧力が止まるとき、排気弁２１６は、シリンダ１８２の上側部分に ある圧力を迅速に吐き出す。これは、揚程調整装置２０８によって与えられる空 気圧力がすべＤ　＆］立体１８４を引込んだ位置に迅速に駆動できるようにして 、切取り試片をといし車１９０から離す。切取り試片の研削し過ぎまたは研削不 足はそれによって避けられる。

電動機トルク制御装置２２２を含む外箱は、第７Ａ図に示でれ、速度制御装置２ ２６、すべりリフト２２８、研削選択器２３０及び圧電力線２３２を備えている 。研削機１８０の電気回路及び空気圧通路は、でらに第７Ｂ図及び第７Ｃ図に関 して説明する。

第７Ｂ図に示したように、切取り試片１３２についている研削案内１３０は、普 通のエツジ・コネクタなどのコネクタ２４０で電気的知相互接続し、そのコネク タは、次にスリップリング２４２に回転可能に相互接続されてい°る。研削案内 １３０の適当な制御トラックを研削選択器２３０によって選択したのちに、案内 電源２２５からの電力がスリップリング２４２を経てコネクタ２４０及び切取９ 試片１３２にゆく。切取り試片１３２に付いている制御トラックが無傷のままで ある限り、付勢回路がリレー２２４を介して保荷泗れる。制御トラックがすっか り研削されると、付勢回路が切れて、リン−２２４を起動させ、電画弁２２４を 閉じる。排気弁２１６が開いてピストン２３４がその上端の圧力を急激に減らさ れる。ピストンは、急速に上昇してピストン軸２３６にリンク仕掛け２３８によ って取付げられているすベリ相立体１８４を一緒に持上げる。

付勢回路はまた、すべりリフトスイッチ２２８によって手動で切ることができる 。代りの方法として、付勢回路を所望の時間の間磨き線２４４を介して維持でき る。

第７Ｂ図の電気回路は第７Ｃ図にさらに詳細に示されている。速度制御装置２２ ６にはポテンショメータ２４６がある。研削操作選択器２３０ａが研削案内１３ ０にある三つの別個の制御トラックを次々に監視する。スイッチ２４７は、最初 の研削操作の間「粗」に設定される。すべＤ　’Ｊラフトスイッチ２２８が「自 動」に設定されるが、電８弁２１４は、「粗」制御トラックが全部研削されるま で、リレー２２４によって起動でれない。次に粗研層材を中研摩材で置換えて、 スイッチ２４６を中間設定用「中」に設定する。中トラックが切られたのち、ス イッチ２４６を「細」に設定して切取力試片１３２ａにらる試験孔を所望の研削 深畑まで研削する。「細」制御トラックが全部研削されると、細研削材をパフ研 磨装量と取換えて、スイッチ２４７を「磨き」線２４４に押付けて３０乃至６０ 秒の間保持する。

多層化切取シ試片内で達成される異なる研削深さの例が第８Ａ図乃至第８Ｃ図に 示されている。多層化切取シ試片１３２ａは、その外側表面の一つに導電性導線 １３８　ａ　ｓ　１４０　ａ　％　１４２　ａ　ｓ及び１４４ａをもっている。

一つ以上の研削段階から成る研削操作が制御トラック１４０ａを全部研削し終る まで、すなわち、制御孔１５２ａに達するまで進む。その結果、導電性導線１３ ８ａと１４０ａとの間に前にトラック１４６ａ及び通しメッキ試験孔１６０ａ。

１６２ａを介して作られた回路が切られる。このあらかじめ定めた研削深さにお いて、試験孔１６０ａの巾は、寸法２５０によって示され、それは試験孔１６０ ａの真の直径より小さい。同様に、試験孔１６２ａ％　１６４ａ及び１６６ａも 断面をそれらの完全な直径より小でいところまで研削される。

研削深ざについてだけでなく、試験孔の軸に関する研削角度についても制御を望 む場合は、追加の１絹以上の制御トラックを設けることができる。例えば、仮想 線で示したように、制御トラック１４６　ａ　５１４８ａ及び１５０ａが配置さ れている層と異なる層に制御トラック１４６ｂ、１４８ｂ及び１５０ｂを設ける 。制御トラック１４６１）、１４８ｂ、及び１５０１）は、通しメッキ試験孔１ ６０ａ、１６２ａ。

１６４ａ及び１６６ａによって導電性導線１３８ａ、１４０ａｓ　１４２ａ、及 び１４４ａＫ電気的に接続　。

てれる。

研削操作選択器が第８Ｂ図の導電性導線１４０ａと１４４ａとの間に回路を構成 するようにリセットされたのちに、切取シ試片１３２ａを制御トラック１４８ａ の後縁が制御孔１５４ａに達するまで、中研摩材に当てられる。試験孔１６０ａ の寸法２５２は、第８Ａ図の寸法２５０よシ大きい。次に、第８Ｃ図に示すよシ に切取シ試片１３２ａの断面表面は、トラック１５０ａを完全に研削したとき、 導電性導線１４０ａと１４２ａの間に構成された回路が切れるまで、研削される 。こんどは、制御孔１５６ａの一部分が断面に露出てれる。制御孔１６０ａの寸 法２５４は、その真の直径とほぼ同じ大きざである。

次に、試験孔の真の直径に達して試験孔の顕微鏡横歪を容易にするために時間を 決めたパフ研摩が行われる。

上述の研削案内の制御トラックの後縁は、精密に位置決めされた制御孔によって 設定されたが、これは研削案内を制限するものではない。試験孔２５６．２５８ ．２６０及び２６２を含む第９図の研削案内１３０ｂは、制御トラック２６４． ２６６及び２６８の後縁を異なる技術を用いて精密に位置決めする。

制御トラック２６４の後縁は、矩形の切シ込み２７０によって定められ、トラッ ク２６６の後縁は、角張った切シ込み２７２によって決められる。従って、任意 のくぼみを用いて制御トラックの後縁を確立できる。別の方法として、制御トラ ック全体を研削の所望の深さに垂直に精密に置くことができる。例えば、制御ト ラック２６８の後縁２７４を試験孔２５６．２５８の巾に対してｎ密に位置決め する。

研削案内の導電性導線が直接に各トラックと相互接続しているとき、試験孔は、 導電性導線または研削案内の制御トラックと直接に関連する必要はない。

第１０図の研削案内１３０ｃは、試験孔２５６　ａ。

２５８ａ、　２６０　ａ及び２６２から離れて、切取り試片１３２Ｃに取付けら れている。研削の間、最初の研削操作は、制御トラック２６８ａを介して回路を 構成することによって制御される。これは導電性導線２７８に制御トラック２６ ４ａ、２６６ａ及び２６８ａを介して連結されている導電性４　ＮＭ　２７６に 電力を与えることによって達成できる。代シの方法として、仮想線で示した独淳 の導電性導線２８４を制御トラック２６８ａが電力導電性導線２８４と監視され る導電性導＠２７８を相互接続するためて設けることができる。次の研削操作は 、導電性導線２８０と２７６を相互接続するトラック２６６ａの後縁によって制 御され、代シの方法として、トラック２６６ａが仮想線で示したトラック２８６ と導電性導線２８０とを相互接続できる最後の研削操作は、電力伝導導線２７６ と監視される導線２８２を相互接続するトラック２６４ａによって制御される。

導電性導線２７８．２８０．２８２及び２７６の許容できる長きは、これらの導 電性導線の一部分がボッティングののちに外部に露出したままになるようなもの であることを破線２８８が示しており、線２８８は、試験孔を扱うボッティング 材料の許容できる上限を表している。別の方法として、導電性導線を本発明によ る研削機がある位置で各導電性導線と相互接続できる限シ、多層切取シ試片の層 間におくことができる。

この研削機は、露出されるべき試験孔を有する印刷配線回路板の切取シ試片の研 削のための研削案内を用いるものとして上に説明されているが、これは本発明の 制限ではない。この研削案内を用いて研削されるべき物体を本発明による機械に よって研削するのを制御するのに用いることができる。物体のだめの研削案内の 制御トラックを物体を製造する間に精密に位置決めできるかまたはあとで適用で きる。

集積回路またはハイブリッド回路の場合、研削案内をホトリトグラフィーの方法 を用いて担体材料に同時に付けることができる。担体材料は、金属またはセラミ ックであってもよく、露出されるべき領域は、集積回路のチップ・コンデンサま たは拙技であってもよい。代りの方法として、制御トラックを箔テープとして農 作したのちに適用してもよい。

きらに、この研削案内を用いて電気回路を含まない物体の研削を制御することが できる。例えば、箔テープ制御トラックをセラミックに取付けて、そのトラック が破れるまで研削することによってセラミックの有孔率をめることができる。そ のとき露出された表面は孔の大きさと密度を試験きれる。

もう一つの用途においては、無傷の鋳物が調べられるべき空隙またはその他の欠 陥の位置決めのためにＸ線または超音波で調べられる。Ｘ線によって与えられた 情報を用いて制御トラックに対する精畜な場所をめる。次に、研削案内を直接鋳 物に適用するか、または鋳造と同時に研削でれる別の物体によって相持された研 削案内と位置を揃えて、その鋳物をポットする。

本発明による代りのマルチステーション研削機が第１１図に示されている。研削 機２９０には、このあと研削ヘッド２９２と呼ぶすベシ組立体２つ２があシ、そ れは引込めた位置と伸ばした位置との間をトラック２９４に沿って動く。レール の形式のトラック２９４は、タレット２９８の溝２９６に取付けられている。塔 ２９８には、溝２９６のほかに溝３０２や３０４のような五つの他の溝が取付け られている中央アルミニウム管状部材３００がある。以下に説明するように、タ レット２９８は谷溝に一つずつ合計６研削ヘツドまで取扱いできる。

研削＠２９０はまたそれぞれに柑研摩材、中研摩材及び細研摩材を含むといし東 ３０８．３１０、及び３１２を備えた台３０６がある。台３０６の一部分全切取 ってといし車３０８のための研摩電動機３１４を見えるようにしている。同様に 、各といし車には独立の電動機がある。台３０６にはまたパフ研摩車３１６及び ふるい鉢３１８がおる。

支持具３２２に取付けたシリンダ３２０は空気圧で作動きれて研削ヘッド２９２ を伸びた位置に駆動する。ボア管のような柔軟な導管３２４が研削ヘッド２９２ に至るケーブルを運ぶ。シリンダ３２０は、伸びた位置で切取り試片を研摩材か ら離すようにバイアスをかける戻しばねを含んでいる。

動作中、研削ヘッド２９２は、粗といし箪３０８に取付けられた切取シ試片のよ うな物体に粗制御トラックが完全に研削されるまで係合する。その時点で、研削 ヘッド２９２は、戻しばねによって駆動されて引込む。シリンダ３２０の中のば ねが研削ヘッド２９２を引込んだ位置に５駆動したのちに、タレット２９８は、 タレット電動機制御装置３２８によって指令てれるようにタレット割出し電？４ ’ｄ３２６によって回転でれる。次に、研削ヘッド２９２によって保持された切 取り試片は、タレット２９８が回転するにつれてスプレィ樋３３０を通過させら れる。

スプレィ樋３３０は、水を切取り試片取付台に向けて出して研削くずを洗い落と すノズルを含んでいる。

次に切取り試片は中間制御トラックが完全に研削されるまで中といし亘３１０に 押付けて研削される。

中間トラックが切れると、研削ヘッド２９２は、直ちに引込んで、次に割出し電 動＠３２６によってスプレィ樋３３２を通過させられる。一つの回路が細制御ト ラックを介して作られ、研削ヘッド２９２は、細といし車３１２に係合するよう に伸ばされる。粗制御トラックが切れて、研削ヘッド２９２が引込んだのちに、 切換り試片がスプレィ樋３３４を通過させられて切取シ試片が４０〜５０秒の間 パフ研摩■３１６と接絶芒せられる。最後のスプレィ樋３３６を通過したのちに 、七ｎらの切取り試片取付台の中の切取り試片（はあとで取除くためにふるい３ １８の中に放出でれる。

研削機＠２９０の処略量を増やすために、仮想線で示でれた研削ヘッド３３８の ような追加の研削へラドがタレット２９８に追加てれる。多重駆動−＼ラドを用 いるとき、追加の粗といし■３４０とスプレィ樋３４２を追加することが望まし い。研削操作は、最も長い時間を必要とするので、一つ以上の追加の粗といしＨ −’ｔ’追加することによって、それらの車に係合する研削ヘッドを他の研削ヘ ッドが引込められるのとほぼ同時に引込めることができる。各回転可能な研削ヘ ッドには、ソレノイド、急速排気弁、シリンダ及びすべり組立体がある。連続回 路ができるようにするためには、空気ホースとこれらの撰成要素に給電する電気 接続が台３０６の中に回転可能なコネクタを含んでいる。

マルチステーション研削機２９０の各研削ヘッドのための制御装置が第１２図に 示てれている。研削操作選択器２３０ｂには次々の研削操作を制御するようにス イッチ２４６ａを割比すスイッチ割出器３４４がある。動作中、切取り試片取付 台を装荷するとスリップリング３４８を通ってタレット電動機制御装置３２８に 至るローダ合図信号３４６を発生する。六つの研削ヘッドすべてが引込んだ位置 になって研削きれるべき次の切取り試片取付台が装荷されたのち、タレット電動 機制御装置３２８が各研削ヘッドの選択器スイッチ割出器に進むように命令する 。例えば、研削ヘッド２９２の場合、スイッチ２４６ａが切取り試片放出３５０ からＯＲゲート３５２へ動かされる。すべりリフトスイッチ２２８ａが図示のよ うにセットされる。第１１図及び第１２図を参葬すると、次に研削ヘッド２９２ は、粗制御トラックがそのときまでに完全に研削されていなかった場合、１乃至 ２分後に粗タイマ３５４が付勢回路を切るまで切取り試片をといし車３４０に接 触させる。六つの研削ヘッドのすべてがそれらの個々の制御回路によって指令さ れたように引込められて、研削ヘッド２９２に対して左回シにある研削ヘッドが 切取シ試片取付台に載せられたのちに、タレット電動機制御装置３２８が割出し 電動機３２６を作動してタレット２９８を右回りに回転する。電動機制御装置３ ２８はスイッチ割出し器３４４にスイッチ２４６ａを「粗」の方へ動かすように 命じ、「粗」が上述のように監視されている切取シ試片にある粗制御トラックと 検知回路をスリップリング２４２ａを介して構成する。次に制御トラックは研削 ヘッド２９２が第１１図の粗といし車３０８から引込むときを決定するのに用い られる。

同様に、「中」及び「細」は第１２図の中及び細制御トラックと付勢回路を構成 する。研削ヘッド２９２が第１１図のパフ研摩車３１６に達すると、切取り試片 は、第１２図のパフ研摩タイマ３５６によって決められたある長さの時間の間バ フ研摩車３１６と接触させられる。

本発明の特定の特徴をあるものは図面で示し、他のものは示してないが、各特徴 を本発明に従って他の特徴のすべてと結合できるので、これは便宜上だけのもの である。

他の実施例は、当業者に思いつくであろうし、それらは以下の請求の範囲にある 。

ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、８Ａ ＦＩＧ、ＢＥ ＦＩＧ、８Ｃ ＦＩＧ、９ λ２１ Ｆ／θ／／ 国際調査報告

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. １．露出されるべき試験孔を有すると共に試験孔のためのあらかじめ定めた研削 深さに対して少なくとも一部分が精密に位置決めされた後縁を有する制御トラツ クを備えた印刷配線回路板の切取り試片を研削する機械において、 切取り試片を研摩装置と係合させる手段と切取り試片上の制御トラツクと相互接 続され制御トラツク内に破断が生ずるまで研削したとき、切取り試片と研摩装置 とを引離す手段とを備えた印刷配線回路板の切取り試片の研削機。
2. ２．前記係合させる手段が切取り試片を研摩装置に伸びた位置において接触させ 、かつ前記切取り試片を研摩装置から引込んだ位置において引離す手段を備えた 請求の範囲第１項に記載の研削機。
3. ３．前記係合させる手段がさらに前記接触させる手段を伸びた位置に駆動する第 １の駆動手段を備えた請求の範囲第２項に記載の研削機。
4. ４．前記引離す手段が制御トラツク内に生じた破断を検出する検知手段を備えた 請求の範囲第３項に記載の研削機。
5. ５．前記引離す手段がさらに前記検知手段に応じて前記接触させる手段を引込ん だ位置に駆動する第２の駆動手段を備えた請求の範囲第４項に記載の研削機。
6. ６．前記引離す手段が制御トラツクに応答する少なくとも２本の導電性導線と相 互接続する手段を備えた請求の範囲第５項に記載の研削機。
7. ７．前記接触させる手段が切取り試片を回転する手段を備えた請求の範囲第６項 に記載の研削機。
8. ８．前記引離す手段が前記相互接続する手段と回転可能に接続する手段を含む請 求の範囲第７項に記載の研削機。
9. ９．前記引離す手段が複数の制御トラツクを次々に監視する選択器手段を備えた 請求の範囲第１項に記載の研削機。
10. １０．露出されるべき領域を有すると共にその領域に対するあらかじめ定めた研 削深さに対して少なくとも一部分が精密に位置決めされた後縁を有する制御トラ ツクを備えた物体を研削する機械であり、前記物体を研削装置と係合させる手段 と、前記物体にある制御トラツクと相互接続され、前記制御トラツクに破断が生 ずるまで研削されたとき、前記物体と前記研摩装置とを引離す手段とを備えた研 削機。
11. １１．前記係合させる手段が物体を研削装置に伸びた位置において接触させ、か つ前記物体を前記研摩装置から引込んだ位置で分離させる手段を備えた請求の範 囲第１０項に記載の研削機。
12. １２．前記係合させる手段がさらに前記接触させる手段を伸びた位置に駆動する 第１の駆動手段を備えた請求の範囲第１１項に記載の研削機。
13. １３．前記引離す手段が前記制御トラツクに生じた破断を検出する検知手段を備 えた請求の範囲第１２項に記載の研削機。
14. １４．前記引離す手段がさらに前記検知手段に応答して前記接触させる手段を引 込んだ位置に駆動する第２の駆動手段を備えた請求の範囲第１３項に記載の研削 機。
15. １５．前記引離す手段が制御トラツクに応答して少なくとも２本の導電性導線と 相互接続する手段を備えた請求の範囲第１４項に記載の研削機。
16. １６．前記接触させる手段が物体を回転させる手段を備えた請求の範囲第１５項 に記載の研削機。
17. １７．前記引離す手段が前記相互接続させる手段と回転可能に接続する手段を備 えた請求の範囲第１６項に記載の研削機。
18. １８．前記回転可能に接続する手段がスリツブリング手段を備えた請求の範囲第 １７項に記載の研削機。
19. １９．前記係合させる手段が前記回転する手段を伸びた位置と引込んだ位置の間 に案内するレール手段を備えている請求の範囲第１６項に記載の研削機。
20. ２０．前記接触させる手段が複動ピストンを備えている請求の範囲第１６項に記 載の研削機。
21. ２１．前記係合させる手段が前記ピストンを摺動可能に担持するシリンダを備え 、前記シリンダは前記ピストンを前記引込んだ位置で受ける前記シリンダの端に 近接した第１の入口を備えている請求の範囲第２０項に記載の研削機。
22. ２２．前記第１の駆動手段が前記制御トラツク内に破断を検出するまで物体を研 摩装置と係合させるに十分な流体圧力を与えるように前記第１の入口への流体の 吐き出しを制御する係合調整器手段を備えた請求の範囲第２１項に記載の研削機 。
23. ２３．前記第２の駆動手段が前記物体を前記研摩装置から離れるようにバイアス をかけるばね手段を備えている請求の範囲第２２項に記載の研削機。
24. ２４．前記シリンダがさらに前記第１の入口と反対の前記シリンダの端に近接し て第２の入口を備え、前記第２の駆動手段が前記物体を前記研摩装置から離すに 十分な流体圧力を与えるように前記第２の入口への流体の吐き出しを制御するリ フト調整手段を備えている請求の範囲第２２項に記載の研削機。
25. ２５．前記引離す手段がさらに前記第１の入口に近接して前記シリンダと接続さ れた排気弁手段を備え、前記係合調整手段が前記検知手段が前記排気弁手段を作 動するまで前記リフト調整器手段の流体圧力に打勝つ請求の範囲第２４項に記載 の研削機。
26. ２６．前記係合調整手段が前記第１の入口への流体の吐き出しを止めて前記排気 弁手段を作動するように前記検知手段によつて作動できる電磁弁手段を備えた請 求の範囲第２５項に記載の研削機。
27. ２７．前記引離す手段が複数の制御トラツクを次々に監視する選択器手段を備え た請求の範囲第１０項に記載の研削機。
28. ２８．前記係合させる手段が前記物体を固着するホルダ手段を備えた請求の範囲 第１０項に記載の研削機。
29. ２９．露出されるべき領域を有しかつ前記領域に対してあらかじめ定めた研削深 さに関して少なくとも一部分が精密に位置決めされた後ふちを有する制御トラツ クを備えた物体を研削する機械であり、研摩装置と、 前記物体を前記研摩装置と係合させる手段と、前記物体にある制御トラツクと相 互接続されて前記制御トラツク内に破断が生ずるまで研削されたとき、前記物体 と前記研削装置とを引離す手段とを備えて成る研削磯。
30. ３０．露出されるべき領域を有しかつ各々が前記領域の次々のあらかじめ定めた 研削深さに関して少なくとも一部分が精密に位置決めされた後縁を有する複数の 制御トラツクを有する物体を研削する機械であり、 研摩装置と、 前記物体を前記研摩装置と係合させる手段と、前記制御トラツクを次々に監視す る選択器手段と、 前記物体に付いている監視されている制御トラツクと相互接続され、監視されて いる前記制御トラツク内に破断が生ずるまで研削されたとき、前記物体と前記研 摩装置とを引離す手段とを備えて成る研削磯。
31. ３１．前記研削装置が研摩材を物体に回転可能にあける手段を備えている請求の 範囲第２１項に記載の研削機。
32. ３２．前記係合させる手段が前記物体を回転する手段を備えている請求の範囲第 ２２項に記載の研削機。
33. ３３．前記回転可能にあてる手段が前記研摩材を前記物体を回転する前記手段の 方向と反対方向に回転する請求の範囲第２３項に記載の研削磯。
34. ３４．各々が露出されるべき試験孔を有し、かつ前記試験孔の次々のあらかじめ 定めた研削深さに対して少なくとも一部分が精密に位置決めされた後縁を各々が 有する複数の制御トラツクを有する複数の印刷配線回路盤の切取り試片を研削す る機械であり、 複数のといし車を有する研摩装置と、複数の研削ヘツドを備え、各研削ヘツドが 切取り試片を前記といし車の一つと係合させる手段と、 切取り試片の制御トラツクを次々に監視する選択器手段と、 前記切取り試片上で監視されている制御トラツクと相互接続され監視されている 制御トラツクに破断が生じるまで研削されたとき前記切取り試片と前記研摩装置 とを引離す手段とを備えている研削機。