JPS6325885B2

JPS6325885B2 -

Info

Publication number: JPS6325885B2
Application number: JP59249203A
Authority: JP
Inventors: Shinji Okamoto; Toshinori Fujii
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1984-11-26
Filing date: 1984-11-26
Publication date: 1988-05-27
Also published as: JPS61125712A; US4708545A; DE3541072C2; DE3541072A1

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は、多層印刷配線板の孔穿設法に関す
る。

〔背景技術〕

電子機器等に用いられる多層印刷配線板は、一
般に次のようにして製造されている。まず、内層
プリプレグの両面もしくは片面に金属箔を貼り着
け、これに内層回路を形成して内層回路板を作
る。上記内層回路板１枚またはそれを複数枚平面
的に並べたものに対して、上下に外層用のプリプ
レグを重ね合わせるとともに、さらにそれらの外
側に金属箔を重ね合わせ、加熱加圧成形を行う。
その後、内層回路板複数枚を並べたものに対して
は、内層回路ごとに荒切りをする。前記成形後に
出来た多層印刷配線板の中間品に対して、その内
層回路板表面に表示されている、基準孔穿設位置
を示す孔マークを最外層の金属箔側から探り出
す。孔マークのある個所を上側から座ぐりして前
記孔マークを露出させる。この孔マークの中心に
基準孔を明ける。そして、この基準孔を基準にし
て最外層の金属箔に外層回路を形成することによ
り、多層印刷配線板が出来上がるのである。

しかしながら、上記の製造方法には以下のよう
な問題点があつた。それは、内層回路板複数枚
が並べられてなる多層印刷配線板の中間品におい
ては、内層回路板が最外層の金属箔のために見え
なくなつているため、荒切り位置を判別しにくい
と言う点、孔マークを探り出すに当たり、孔マ
ークが最外層の金属箔に遮られて見えないため、
正確な位置がわかならないという点、および加
熱加圧成形時に外層と内層回路板との間に位置ず
れが生じやすいため、孔マークの正確な位置がま
すますわかりにくくなつているという点である。

そこで、上記のような問題を解消するため次の
ような孔マークの検出方法が開発された。ひとつ
は、第１図にみるように、内層プリプレグ２上
に、内層回路１ａおよび孔マーク１ｂの上にパツ
チ（ガイドマーク）３を貼つておいた状態で外層
プリプレグ４，４および金属箔５，５を重ね加熱
加圧成形を行うようにする。出来上がりの多層印
刷配線板中間品６が、パツチ３の厚み分だけ盛り
上がり、その金属箔５上の部分５ａがわずかに光
るのを目視で判別する。その後、判別した位置を
座ぐりしてパツチをはがし、孔マークを露出させ
る。露出した孔マークは、上面が樹脂等で汚れて
いるため、そこを研磨されることにより明瞭に露
出させられる。そして、拡大鏡で孔マークを目視
し、孔マーク中心位置を判別するという方法であ
る。図中、１は内層回路板である。

しかしながら、上記の方法は、パツチを貼る工
程や研磨工程が増える、孔マークの位置を目視で
探り出すため、非常に目が疲れる、検出位置に誤
差が生じてしまう等の問題があつた。また、上記
以外に、外層金属箔の表面から各種センサを用い
て内層回路板上に形成されている孔マークを検出
する方法が開発された。しかし、外層金属箔表面
から検出していたので、検出位置にどうしても誤
差が生じてしまい、結果的に孔の穿設位置にも誤
差が生じるという問題があつた。多層印刷配線板
にＸ線を照射して内層回路を透視することにより
孔マークの位置を検出する方法もあつたが、この
方法には、Ｘ線に対する安全対策が必要となる、
Ｘ線設備への投資額が高価であるため自動化して
も採算が合わない等の問題があつた。

〔発明の目的〕

この発明は、上記のような諸問題を解消し、孔
穿設位置の精度が極めて高く、かつ、安価に自動
化し得る多層印刷配線板の孔穿設法を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の開示〕

発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意
検討を重ね、この発明を完成した。

この発明は、内層回路板上の適数個所に孔穿設
位置を示す孔マークが形成されている多層印刷配
線板の、前記孔マークの位置を検出したのち、前
記位置に孔を穿設する多層配線板の孔穿設法であ
つて、まず、簡易測定法により孔マークが形成さ
れていると予測される位置を検出し、つぎに、そ
の位置に座ぐり加工を行い、孔マークを直接検出
して、そのデータに基づき本格的な孔明けを行う
ことを特徴とする多層印刷配線板の孔穿設法をそ
の要旨とする。以下、これを、その実施例をあら
わす図面に基づいて詳しく説明する。この発明に
かかる多層印刷配線板の孔穿設法は、内層回路板
上の適数個所に、孔穿設位置を示す孔マークが形
成されている多層印刷配線板において、前記孔マ
ークの位置を検出したのち、前記位置に孔を穿設
する方法である。孔マークは、外層金属箔に、内
層回路と対応するよう回路を形成する際の基準と
なる基準孔の穿設位置を示すものである。まず、
簡易測定法により孔マークが形成されていると予
測される内層回路板上の位置を検出する。その測
定方法は様々である。例えば、第２図および第３
図にみるように、予め内層回路板１の孔マーク１
ｂを有する方の回路パターン１ａの周縁部３個所
に、孔マーク１ｂ，１ｂ，１ｂの座標を決める基
準となる金属製マーク８ａ，８ｂ，８ｃを回路パ
ターン１ａと同時にそれぞれ形成しておく。これ
ら金属製マーク８ａ，８ｂ，８ｃは、第４図にみ
るように、内層回路板のxy座標軸を決めるため
のものであり、マーク８ａとマーク８ｂの両中心
点を通る直線をｙ軸、ｙ軸と直交し、マーク８ｃ
の中心点を通る直線をｘ軸としている。これら
xy座標軸に従つて各孔マーク１ｂの座標位置を
確定しておく。前記金属製マーク８ａ，８ｂ，８
ｃに対しては、第３図にみるように、外層金属箔
５表面の縁部から金属箔５表面とは一定の距離を
置きつつ内側方向（矢印方向。第２図にも図示）
にうず電流式センサ９を走査させるようにして、
位置の測定がなされる。うず電流式センサとは、
高周波磁界を発生し、その磁界により導電体に生
じるうず電流損のためにセンサコイルのインピー
ダンスが変化することを利用して、導電体を検知
するものである。この実施例では、外層金属箔に
よるうず電流損は一定であるため、外層金属箔と
金属製マークが重なつた場合のうず電流損の変化
分を検出するのである。第３図のグラフにみるよ
うに、外層金属箔５表面を走査するうず電流式セ
ンサ９は、最初の磁場変化がある金属製マーク８
ａ，８ｂ，８ｃ上に来た時に、そのセンサ出力が
最初の波形ピーク点Ａを形成するようになつてい
る。そこで、うず電流式センサ９の、最初の波形
ピーク点Ａを形成するという出力変化に基づき、
前記複数の各金属製マーク８ａ，８ｂ，８ｃの位
置を測定する。そして、この測定結果に基づき、
前記内層回路板１上に定められていたxy座標軸
が、外層金属箔５表面上に浮かび上がつてくる。
したがつて、前記xy座標軸に従つて予め座標確
定されていた各孔マーク１ｂの位置も外層金属箔
５表面上において自動的に知ることができるので
ある。

孔マークの位置が検出されると、つぎに、その
位置に座ぐり加工を行う。その座ぐり加工に当た
り、孔マークの内層回路板上におけるxy座標を
外層金属箔上の対応位置に演算処理等により自動
的に置き換えるようにすれば、座ぐり加工につい
ても自動化が実現され得る。

例えば、第４図にみるように、最外層を外層回
路形成用の金属箔とする荒切り後の多層印刷配線
板７の外形をあらわす外郭線上にXY座標軸を置
く。外形の一辺にＸ軸を取り、前記一辺と直交す
る辺にＹ軸を取る。今、金属製マーク８ａ，８
ｂ，８ｃのXY座標系上の各座標を、（Xa，Ya），
（Xb，Yb），（Xc，Yc）とすると、内層回路板１
のxy座標軸と多層印刷配線板７の外形との傾き
θは、下記の式で求められる。

θ＝tan^-1（Xb−Xa／Yb−Ya） …… また、内層回路板のxy座標の原点のXY座標系
上の座標（Xo，Yo）は、下記の式および式
で求められる。

Xo＝Xbcos²θ−Ybsinθcosθ ＋Xcsin²θ＋Ycsinθcosθ …… Yo＝−Xbsinθcosθ＋Ybsin²θ ＋Xcsinθcosθ＋Yccos²θ …… そこで、予め確定済みの孔マーク１ｂのxy座
標を（xi，yi）とすると、求めるべき孔マーク１
ｂのXY座標（Xi，Yi）は下記の式および式
で求められるのである。

Xi＝Xo＋xicosθ＋yisinθ …… Yi＝Yo−xisinθ＋yicosθ …… 以上のようにして求められた孔マークのXY座
標（Xi，Yi）をコンピユータに入力する。その
情報に基づき、XY座標に従つて相対的に移動す
るように設けられた座ぐり手段を制御することに
より、座ぐり孔が外層金属箔上の位置に自動的に
形成されるのである。

なお、第５図にみるように、複数の内層回路板
１，１，１が平面的に並べられた状態で同時に同
じ外層材（プリプレグおよび金属箔）１０と一体
成形されて多層印刷配線板の中間品を形成してお
り、この中間品を内層回路板毎に荒切りする場合
にも上記〜式を適用することができる。すな
わち、荒切り時に切断線上の点となる複数個所の
xy座標を予め確定しておけば、金属製マーク８
ａ，８ｂ，８ｃおよび内層回路１ａを避けるよう
にして、鎖線で示すように、荒切りを行うことが
できるのである。外層材の外縁部は、成形の際に
変形する。そのため、荒切りによつて切り落され
るのである。

なお、上記実施例において、金属製マークが形
成される数に特別の制限はない。金属製マーク
は、必ずしもxy座標軸上に位置していなくとも
良い。xy座標軸の決め方は自由である。

座ぐり加工は、第６図にみるように、多層印刷
配線板７における孔マーク１ｂのある位置と予測
される位置の表裏両側から座ぐり手段を用いて行
う。この実施例においては、多層印刷配線板７
が、XY座標系に基づいて作動するXYテーブル
（図示せず）上に載置されている。このXYテー
ブルによつて多層印刷配線板７を座ぐり個所まで
移動させる。この座ぐり個所には、受台１１の上
下両側にそれぞれ座ぐり手段たるエンドミル（底
フライス）１２ａ，１２ｂがあり、受台１１には
下側エンドミル１２ｂを受け入れる穴１１ａが形
成されている。まず、上方から上側エンドミル１
２ａを下降させて座ぐり孔１２ｃを形成させる。
その際、金属箔５とエンドミル１２ａとの接触信
号が導通検知器により出力されてからのエンドミ
ル下降変位，または時間経過を用いて座ぐり深さ
Ａを制御する。つぎに、同位置で下側エンドミル
１２ｂを上昇させて座ぐり孔１２ｃを形成させ、
図示はしないが上側エンドミル１２ａと同様にし
て座ぐり深さＢを制御する。この際、上方座ぐり
孔１２ｃの底面と孔マーク１ｂとの間隔Ｃは約
0.1〜0.3mmが望ましく、下方座ぐり孔１２ｃの座
ぐり深さＢは約0.1mmであることが望ましい。間
隔Ｃがこのように設定されるのは、通常の場合、
0.1mmよりも小さいと孔マーク１ｂを座ぐりする
恐れがあり、0.3mmより大きいと孔マーク１ｂの
光透過像が得にくくなるからである。間隔Ｂにつ
いても略同様の理由により設定される。しかし、
座ぐり深さに関する数値は上記数値に限定される
ものではない。図中、１３は気密室、１３ａは座
ぐりによりエンドミル１２ａ表面に付着した切屑
を吹き落とすためのエアー噴出路、１３ｂは気密
室１３中の切屑等を集塵するための集塵路、１４
は気密室１３の気密性を高めるためのゴム材、１
５は金属箔５と接触してこれを導通検知器と接続
させるためのコンタクトピン（接触子）、１５ａ
は前記コンタクトピン１５と同形状のピン、１６
および１６ａはそれぞれコンタクトピン１５およ
びピン１５ａを下向きに付勢するばね、１７はエ
ンドミル１２ａと接続されている回転子１８と導
通検知器を接続させるためのブラシ、１７ａはブ
ラシ保持器、１９はエンドミル１２ａを回転させ
るためのタイミングベルトである。多層印刷配線
板の表裏両側からの座ぐり加工が終わると、XY
テーブルによつて多層印刷配線板の前記座ぐり部
分をITVカメラ（工業用テレビカメラ）の下方
まで移動させる。第７図にみるように、座ぐり孔
１２ｃに下方から光フアイバ２０，２０による照
明を与え、第８図にもみるように、ITVカメラ
２１で孔マーク１ｂの光透過像を撮像する。この
光透過像を画像処理すれば、孔マーク１ｂの中心
点２６が直接導き出されるため、基準孔の穿設位
置を誤差なく高精度に検出することができる。し
かも、目視を用いた検出ではないので、目が疲れ
ることがない。また、自動化にも適している。さ
らに、前記光透過像から導き出されたデータを基
にして、XYテーブル（図示せず）に基づいて多
層印刷配線板７を移動させ、前記孔マーク１ｂの
中心点をドリル２２の中心軸の直上に設置するよ
うにする。その後、本格的な孔明けを行う。それ
により、基準孔の穿設を高精度に行うことができ
る。この場合、ドリル２２の回転駆動部を別の微
動XYテーブル（図示せず）に取付け、微動XY
テーブルを移動させることによりドリル２２の中
心軸を孔マーク１ｂの中心点に合わせる方法もあ
る。第７図中、１１は受台、２３は多層印刷配線
板７の表面に密閉状態を作るとともに前記配線板
７を押さえるための押さえ部材、２３ａはドリル
２２による孔穿設後に切屑を吹き流すためのエア
ー噴出路、２３ｂは透明ガラス、２５は切屑集塵
路、第８図中、２７はITVカメラの視野である。

この発明にかかる多層印刷配線板の孔穿設法に
おいて、孔マークが形成されていると予測される
位置を検出する簡易測定法は、上記実施例の他に
も下記のような方法がある。

第９図および第１０図は簡易測定法の一例をあ
らわす。第９図にみるように、予め内層回路板１
の孔マーク１ｂを有する方の回路パターン（内層
回路）１ａの周縁部２個所に、孔マーク１ｂ，１
ｂ，１ｂの座標を決める基準となるxy座標系の
情報を備えたバースケールパターン８ｄ，８ｅを
回路パターン１ａと同時にそれぞれ形成してお
く。これらバースケールパターン８ｄ，８ｅは、
第１０図にみるように、各バーの縦横の線がそれ
ぞれｙ軸とｘ軸とに平行になるよう形成されてい
る。また、各バーが、その横幅寸法Aiをバー中
心位置におけるｘ座標xiの関数Ai＝Ａ（xi）であ
らわし、縦幅寸法Bjをバー中心位置におけるｙ
座標yjの関数Bj＝Ｂ（yj）であらわしている。こ
れらバースケールパターン８ｄ，８ｅと同じxy
座標系に従い、各孔マーク１ｂの座標位置を外層
材（外層プリプレグおよび金属箔）積層前に確定
しておく。つぎに、バースケールパターン８ｄ，
８ｅが形成されている個所の上下両側から、鎖線
で示すような座ぐり加工を行つて、一部のバー
（鎖線円内）を透光可能にさせる。そして、この
座ぐり個所のバーを透光させて、その光透過像に
よりxy座標系の情報を読み取る。読み取られた
xy座標系情報から外層金属箔表面上の位置を決
める基準となるXY座標系とのずれを導き出し、
それに基づき孔マークの位置を検出するのであ
る。前記座ぐり加工は、第６図に示した座ぐり手
段を用いれば良い。このように、この実施例にお
いては、内層回路板のxy座標系情報を備えたバ
ースケールパターンを内層回路パターンと同時に
形成しておき、座ぐりにより透光可能になつたバ
ースケールパターンの一部を透光させて、その光
透過像から前記xy座標系情報を読み取り、それ
に基づいて予め確定されていた孔マークの位置を
外層金属箔表面上において検出するようにしてお
り、光透過という安価な手段を用いているので、
孔マーク位置、すなわち孔穿設位置の検出におい
て安価に自動化が実現され得るのである。バース
ケールパターンの表裏両側からの座ぐり加工が終
わると、XYテーブルによつて多層印刷配線板の
前記座ぐり部分をITVカメラ（工業用テレビカ
メラ）の下方まで移動させる。座ぐり部分に下方
から光フアイバによる照明を与え、ITVカメラ
で座ぐり部分にあるバーの光透過像を撮像する。
この光透過像を画像処理すれば、第１０図にみる
ように、内層回路板のxy座標系とXYテーブルの
座標系たるXY座標系との傾きθが算出される。
また、バーの中心位置のxy座標（xi，yi）と、
XY座標系における同距離位置の座標（Xi，Yj）
との位置のずれが算出される。そこで、前記傾き
θと位置のずれをコンピユータに入力して演算す
れば、xy座標系の原点O₁をXY座標系上における
座標（Xo，Yo）として算出することができる。
そして、この座標（Xo，Yo）からxy座標系に基
づいて、予め確定されている孔マークの位置まで
の距離をたどれば、孔マークの位置を外層金属箔
表面上において知ることができるのである。な
お、第９図にみるように、内層回路板１の周縁部
には、バースケールパターン２個が形成されてい
る。これら両バースケールパターンに対して、前
記と同様にして、座ぐり加工と座ぐり部分の光透
過像の画像処理を行うようにすれば、内層回路板
のxy座標系とXY座標系との傾きおよびずれをよ
り精度よく算出することができる。なお、バース
ケールパターンが設けられる数に特別の制限はな
い。

第１１図および第１２図は簡易測定法の別の例
をあらわす。これらの図にみるように、予め孔マ
ーク１ｂの中心位置にチツプ状の磁性体８を貼着
状態で付設しておく。第１２図にみるように、前
記磁性体８を、外層金属箔５表面に磁気センサ
９′を、矢印で示すように走査させて検出するこ
とにより、孔マーク１ｂの位置を検出する。この
際、外層金属箔は非磁性体であるため、磁気セン
サによる検出に何ら影響を与えることはない。こ
の実施例においては、上記のように、コストのか
からない磁気センサを用いて検出を行うようにし
ているため、安価に自動化が実現され得るのであ
る。また、内層回路パターン内に磁性体を付設す
るようにしているため、磁性体付設用の特別なス
ペースを回路パターン周縁に設ける必要がないの
で、材料のロスを低減させることができる。さら
に、上記実施例では、孔マークの中心位置に磁性
体を付設していたが、磁性体の付設位置は、孔マ
ークの中心位置に限られるものではなく、孔マー
クのどの位置に付設されていても良い。また、そ
の付設方法は、孔マーク上への貼着に限られるも
のではなく、孔マークに埋め込まれるようにして
設けられていても良い。なお、磁性体の形状は、
シート状のものであつても良い。

この発明にかかる多層印刷配線板の孔穿設法に
より検出する孔マークは、実施例では、外層回路
を形成するための基準孔の位置を示すものであつ
た。しかし、これに限られるものではなく、例え
ば、スルーホールめつきをするための孔を示すも
のであつても良い。また、孔マークが形成される
数に特別の制限はない。

実施例では、孔マークの光透過像を撮像する
際、照明を下側から当てるようにして上方から
ITVカメラで撮像していた。しかしながら、照
明とITVカメラの位置は、実施例の状態に限定
されるものではない。また、光透過像を撮像する
装置は、ITVカメラに限られるものではなく、
その他の撮像管であつても構わない。

実施例では、座ぐり加工後の孔マークの直接検
出に際し、光透過像を撮るという方法を用いてい
たが、孔マークの直接検出法は上記のものに限ら
れない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明にかかる多層印刷配線
板の孔穿設法は、内層回路板上の適数個所に孔穿
設位置を示す孔マークが形成されている多層印刷
配線板の、前記孔マークの位置を検出したのち、
前記位置に孔を穿設する多層印刷配線板の孔穿設
法であつて、まず、簡易測定法により孔マークが
形成されていると予測される位置を検出し、つぎ
に、その位置に座ぐり加工を行い、孔マークを直
接検出して、そのデータに基づき本格的な孔明け
を行うことを特徴としているので、孔穿設位置の
精度が極めて高い上、安価に自動化し得るという
効果がもたらされるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は多層印刷配線板の孔マーク位置検出法
の従来例を説明する断面図、第２図はこの発明に
かかる多層印刷配線板の孔穿設法に用いられる内
層回路板の一態様をモデル的にあらわす平面図、
第３図はこの発明にかかる多層印刷配線板の孔穿
設法の一実施例における孔マーク検出工程を説明
する図面、第４図は第３図に示した孔穿設法によ
つて検出された孔マーク位置を、外層金属箔上の
位置に自動的に置き換える方法を説明する図面、
第５図は多層印刷配線板の中間品を、第３図の孔
マーク位置検出工程の応用により荒切りする方法
を説明する図面、第６図および第７図はこの発明
にかかる多層印刷配線板の孔穿設法の一実施例に
おけるそれぞれ異なる工程を説明する断面図、第
８図は座ぐり孔をあらわす拡大平面図、第９図お
よび第１０図はそれぞれこの発明にかかる多層印
刷配線板の孔穿設法における孔マーク検出工程の
他の態様を説明する図面であり、第９図は多層印
刷配線板をあらわす平面図、第１０図はバースケ
ールパターンの一例をあらわす拡大図、第１１図
および第１２図はこの発明にかかる多層印刷配線
板の孔穿設法における孔マーク検出工程のさらに
別の態様を説明する平面図および部分的断面図で
ある。１…内層回路板、１ａ…内層回路、１ｂ…孔マ
ーク、５…外層金属箔、７…多層印刷配線板、１
２ｃ…座ぐり孔、１５…コンタクトピン（接触
子）、２０…光フアイバ、２１…ITVカメラ、２
６…孔マーク中心位置。

Claims

【特許請求の範囲】１内層回路板上の適数個所に孔穿設位置を示す
孔マークが形成されている多層印刷配線板の、前
記孔マークの位置を検出したのち、前記位置に孔
を穿設する多層配線板の孔穿設法であつて、ま
ず、簡易測定法により孔マークが形成されている
と予測される位置を検出し、つぎに、その位置に
座ぐり加工を行い、孔マークを直接検出して、そ
のデータに基づき本格的な孔明けを行うことを特
徴とする多層印刷配線板の孔穿設法。２座ぐり加工を多層印刷配線板の表裏両側から
行い、孔マークの光透過像により直接孔マークの
位置を検出する特許請求の範囲第１項記載の多層
印刷配線板の孔穿設法。３座ぐりの深さが、座ぐり手段の移動に伴う接
触子と外層金属箔との接触により導通検知信号を
受けた座ぐり手段がその追込み量を制御すること
により制御されるものである特許請求の範囲第１
項または第２項記載の多層印刷配線板の孔穿設
法。