TW200402256A - Multi-layered circuit board, detector for measurement, processing apparatus for blind through hole and processing method for blind through hole - Google Patents

Description

200402256 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明，係關於藉由透過保持於轉子軸之工具測定產 生於對地電阻高之轉子軸的軸電壓，來控制工具之前端位 置的多層電路基板之盲通孔加工裝置、盲通孔加工方法， 及成為该等盲通孔加工裝置、盲通孔加工方法之對象的多 層電路基板，以及使用於該等盲通孔加工裝置、盲通孔加 工方法的測定用檢測器。 【先前技術】 多層電路基板，係將使用於電路之複數個導體層、以 及使導體層與其他導體層絕緣之絕緣層交互積層而一體成 形者。多層電路基板之各導體層之位置沿厚度方向有差異 ’並非相同。 因此，在日本專利特開2001 - 341052號公報，預先將 作為工件之夕層電路基板與地面絕緣，透過配置於表面之 導體層來測定在保持工具用之轉子軸所產生的軸電麗，藉 此來仏測加工部位之多層電路基板之表面位置，以檢測 出之位置作為深度方向之基準位置來加工孔。 孔二二 路基板 層」）露出，分別將二導體層(以下，稱為「内 、榀/則電路之一方連接於所露出之内層 ’將另一方連接於m 、鑽碩。然後，邊監視檢測電路狀態邊將 200402256 目的 鑽頭穿人多層電路基板，以檢測電路斷 之内層位置。 馬 内層位置 依據該技術，比起反覆進行擴孔加工來求知 之情形，能迅速得知内層位置。 【發明内容】 然^上述習知技術之前者情形，係以表面與内 _各層“度方向位置不變的情形，來 進订力士口工。因此，若要對連接表面層與目的内層的孔 加工特’會產生所加工之孔底面未抵達目的内[或貫： 目的内層的情形。並且，若在表面未配置導體層之多二 路基板時，需要在表面配置導電性之板。 μ t ’多層電路基板之情形，大多係水平方向之 與周邊部之厚度不同。因此， 、 依據以周邊部所測定之内屑 位置來加工中央部時，盥上 曰 合 /、上述自知技術之前者情形同樣， 主# 未抵達目的内I，或貫穿目的内； 的情形。並且，a以測定部 鬥層 作為側面，故需要預先以萁 卜步驟來加工側面。再者，不易配置檢測器。 本發明之目的在於提供：解決上述習知技術之問題， 内層位置之確認作業容易， 1此提间加工精度之多層雷肷 基板的盲通孔加工方法、多 R、… 哭。 夕層冤路基板、以及測定用檢測 為要達成上述目的，第〗 ^ ^ ώ ^ 弟1手奴係一種多層電路基板， ' ’、、、、巴緣層父互積層所構成，其特徵在於： 200402256 省‘體層，係由作為電路使用之電路用導體部、以及 連接於，亥電路用導體部且在穿孔加工時用以檢測與該基板 垂直之方向的位置之測定部所構成； 該測定部之既定區域係在與該基板垂直之方向重疊。 在此h形，忒測疋部之既定區域，較佳者為設置於能 推：所積層之内層位置的部位。再者，宜設置於該穿孔加 工時不會與該電路用導體部干涉之位置。 ^第2手段係一種測定用檢測器，由以複數個導電材料 形成之端子部、以及支撐該端子部之支持部所構成，用以 檢測該端子部之輸出，其特徵在於： 忒鳊子u卩，係以使各端子部間呈絕緣之狀態沿圓周方 向配置’I以能沿軸方向移動的方式藉該支持部支撐。 在此情形，該端子部較佳為圓筒狀。又，替代沿圓周 方向配置，亦可沿徑方向配置，若沿徑方向配置時，將針 狀之端子排列成直線狀即可。 —第3 +段係一種盲通孔加工裝置，其特徵在於，用以 在第1手段之多層電路基板加工盲通孔者，其具備·· ^工作台，用以固定該多層電路基板，該多層電路基板 係預先對該既定區域從表面起至預先設定之深度為止 測定用傾斜面； 測定用檢測器，係藉支持裝置支撐，能使端子之前端 部接觸於該導體層； 轉子軸，係裂設有進行穿孔加工之工具，且以馬達旋 轉驅動； 200402256 ’相對於該工作台使該工 保持具，用以支撐該轉子軸 具接近離開；及 人、，制裝置，選擇與所欲深度之導電部接觸的該測定用 之i而子’檢測來自該轉子軸所感應之電壓之該端子 的輸出值，依據該檢測值來控制該工具前端之位置。 第4手段係一種盲通孔加工裝置，其特徵在於，用以 在第1手段之多層電路基板加工盲通孔者，其具備： 工作台’用以固定該多層電路基板，該多層電路基板 係預先對該既定區域從表面起至預先所設定之深度為止形 成測定用傾斜面； 測定用檢測器，係藉支持裝置支撐，能使端子之前端 部接觸於該導體層； 轉子軸，係裝設有進行穿孔加工之工具，且以馬達旋 轉驅動； 保持具，用以支撐該轉子軸，相對於該工 接近離開；及 /、 人、f制裝置，選擇與所欲深度接觸之導電部的該測定用 才双測之缟子，檢測來自該轉子軸所感應之電壓之該端子 的輸出值，依據該檢測值來從固定有該多層電路基板之工 作台起求出位於該既定區域之各導體層離工作台表面的高 ^使用所求得之該南度之平均值來推定各導體層之高产 依據所推疋之咼度來控制該工具之前端位置。 在該等情形，該傾斜面，例如以截面V字形孔之斜面 ，換言之，以圓錐狀孔之側面，或平面上之傾斜面形成。 200402256 又’亦可設該測定用檢測器之端子為ι個 置，使該支持裝置以穿過該傾斜面之 >備驅動裝 方式移動，使1個端子P ^ 層之露出部的 m個舄子知瞄’或亦可在該一 數個支撐位置，變更兮婭Iβ + ^ 、裴置叹疋複 文更该舄子之支撐位置使其 層接觸。再者，若使用€9 °之導體 右使用弟2手段之測定用檢測器 定用檢測器，因不雲| #工 為。亥/則 。 〇不而要知子之移動或置換，故操作上較佳 其特徵在於：係在 ，加工截面形狀為 第5手段係一種盲通孔加工方法， 第1手段之多層電路基板之該既定區域 V字形孔； ㈣鉻出於該孔表面之測定部，來測定裝設有進行穿 孔加工之工具之轉子軸所產生的感應電壓（軸電壓）； 依據該感應電壓之測定值來控制該工具之前端位置。 第6手段係一種盲通孔加工方法，其特徵在於：在第 1手段之多層電路基板之既定區域進行斜面加工； 透過露出於該斜面表面之測定部，來測定裝設有進行 牙孔加工之工具之轉子軸所產生的感應電壓； 依據该感應電壓之測定值來控制該工具之前端位置。 第7手段係一種盲通孔加工方法，其特徵在於：在第 1手段之多層電路基板之該既定區域加工截面形狀為ν字 形孔； 透過露出於該孔表面之測定部，來測定裝設有進行穿 孔加工之工具之轉子軸所產生的感應電壓； 依據該感應電壓之測定值，來從固定有該多層電路基 200402256 板之工作台起求出位於該既定區域之各導體層離工作台表 面的高度； 4用所’、侍之鬲度之平均值來推定各導體層之高度； 依據所推定之高度來控制該工具之前端位置。 第8手段係一種盲通孔加工方法，其特徵在於：在第 1手段之多層電路基板之既定區域進行斜面加工； 透過露出於該斜面表面之該測定部，來測定產生於袭 有進行牙孔加工之工具之轉子軸所產生的感應電壓； 依據該感應電壓之測定值，來從固定有該多層電路美 板之工作台起求出位於該既定區域之各導體層離工作台： 面的高度； 使用所求付之高度之平均值來推定各導體層之高度； 依據所推定之高度來控制該工具之前端位置。 / 9手段，係在第7或第8手段中，該高度之平均值 係口己隐所求仔之在該既定區域之各導體層的高度，並依 據所δ己憶之该各導體層之高度而求出。 / 日^ π /土、/队、对逆较％、等體部之名 電性測定區域水平方向的位置對齊而沿高度方向積層^ 加工V字形孔，使内層露出’能以i步驟露出複數個内屬 ’並：容易進行内層位置確認。又，由於在露出於孔表面 之测疋區域配置用以測定軸電壓之測定用檢測器，邊測 :地電阻高之轉子軸所產生的轴電㈣進行加工，故能以 阿精度進行穿孔加工。x，由於使用將複數個端子部沿徑 200402256 方向配置作為測疋用4双測裔’故準備作業變成容易。於果 ，内層位置之確認作業容易’且能提高加工精度。^ 【實施方式】 以下’參照圖式以說明本發明之實施形態。 如圖1之印刷電路基板鑽孔機的要部前視圖所示，保 持具1，藉由省略圖示之移動機構以能沿圖J之左右及 上下（Ζ)方向移動的方式支撐。在保持具丨固定心軸2。轉 子軸3藉由空氣徑向軸承4a〜4d以能旋轉的方式支撐於心 轴2,並且藉由空氣止推軸承5沿轴方向定位而支 轉子軸3,配置將銅材形成兩端連接呈環狀之轉子6。节轉 子6,係例如將銅材（銅荡、銅之薄板）形成梯子狀而構成ι 個線圈°在與心軸2之轉子6對向的位置，配置線圈（定子 )7二線圈7連接於反相器電源8。反相器電源8,係將從三 目電源9所輸入之商用交流電壓改變成頻率高之交流電壓 。在轉子軸3之前端保持鑽頭1〇 ^ 腳^了 2之前端歲合加屋腳（阳聰f。。⑽。加磨 相對於心轴2能/z方/保持具n之活塞桿21，且 以絕緣材❹成之.卷°移動。在加壓腳20之下端，固定 材糾成之襯套22。工作台25能沿垂直 方向（X方向）銘無 —， 方式固定多層電路…工“ 25’以導體層成為表面侧之 25均接地。曰土板30。保持具卜加麼腳20及工作台 Θ 夕層電路基板之模式圖所示，多層電路基板 12 200402256 =係由導體層31與絕緣層32交互積層而成者，導體層31 藉由、、、巴緣| 32互相絕緣。各導體& 31，係由多層電路基 板30成為製品時作為電路使用之部分(以下，稱為 ' a」）、以及連接於同層之電路用導體部31a且 在牙孔力口工時僅用以敎高度方向之位置所使用之部分（ 以下’稱4「測定部31b」）所形成。測定部川係設於各 獨立之電路用導體部3la，各層之測定部训以水平方向 的位置對齊且沿厚度方向重疊之方式配置。該重疊部分之 -同B即係上述帛丨手段所稱之既^區域。X，在圖示 之夕層電路基才反30之情形，最上段之導體^ 31，未形成 電路用導體部31a，全面係導體層3卜 如圖3之測定檢測器之概略構成圖所示，測定檢測器 50之％狀（圓筒狀）之測定元# 51a〜51c係沿著形成於導件 52内部之壁能沿上下方向移動。測定元件…〜…以導電 性材料形成，藉由以絕緣材料形成之導件52係互相絕緣， ^以既定間隔排列成直線狀。導電性之彈f 53，分別對測 定凡件51a〜51e往圖之下方施加彈力。在彈簧”連接境線 54a〜54c。如此若將測定元件51a〜51c形成環狀，即使不特 =提高精度，因環狀（圓筒狀）之測定元件會與於斜面呈圓 壞狀露出之導電層之任一部分接觸，故控制變成簡單。 浚圖4之加工裝置之控制電路圖所示，纜線〜St ，即測定元件51a〜51c，分別連接於開關6〇之端子 。開關60之共同端子c，透過纜線61連接於濾波器（在此 係帶通濾波器）62之輸入端子62a。濾、波器62之輸出端子 13 200402256 62b連接於比較器63夕认 輸入端子63a，接地端子62e祗to 地。比較器63之輪出p 而于We係接 〆 出而子63b連接於NC裝置64。開_ Rn 係以NC裝置64來推,丄 開關60 +進仃切換控制。 測定檢測器5 〇，彳纟〜 回-、 糸猎由載置於工作台25之機構（省畋 圖不）能沿XYZ方向移動。 怵偁〈角略 其次，參閱圖4 1、； D兒明對將表面之導體層31盘 側第3層之導體層31 行加工時之步驟。 的盲通孔（以下，稱為「孔」）進 加工之前，先藉由前端形成v字形之鑽頭，在測定區 :=加二7〇至既定之深度，使測定區域加露出為同 3^1b 仙。在此因加工要到達第3層之導體層的孔 64則將共同端子〇連接於測定元件51c。 置 六其次:使省略圖示之氣叙動作，並使活塞桿21位於最 ―狀〜又使反相器電源8動作將電流供應至線圈 错由產生於線圈7之磁場’使轉子軸3旋轉。因轉子軸 3係透過空氣徑向軸承4 ^ ^ d及王氣止推軸承5 (即透過空 氣層）支樓於心轴2，始 故右將二相電源9或反相器電源8之 開關(省略圖示)位於通電位置，藉由產生於線圈7之磁場 在對地$阻回之轉子軸3感應產生電麗。產生於該轉子 軸3之感應電壓在此稱為軸電壓v〇。 軸電壓vo之波形，大致相等於··在三相電源9之頻率 之电壓Vs，重豐反相器電源8之控制頻率之電屢川、及 反相器電源、8之控制頻率之3倍頻率之電壓川之波形等 14 200402256 而成的波形，例如，三相電源9之電壓頻率係5〇Hz，又反 相器電源8之電壓控制頻率係丨kHz時，軸電壓v〇之振幅 係IV左右，又，Vi2之振幅係3〇〇mV左右。 當在該狀態下使保持具丨下降時，首先，襯套22抵接 於表面之導體層31而使多層電路基板3〇壓著在工作台25 。並且，加壓腳20係在壓著多層電路基板3〇之狀態停止 下降，然後抵抗空氣壓對保持具1相對地上升。 保持具1進一步下降，鑽頭1〇之前端抵接於作為目的 之第3層之測定區域31b(導體層31)，產生於轉子軸3之 軸電壓vo則透過測定元件51c輸入於濾波器62。濾波器 62從軸電壓V0中輸出電壓Vi2至比較器63。比較器“將 正弦波電壓νκ與預先所設定之電壓（例如，+1〇〇mV)作比 較，若電壓Vi2超過+l〇〇mV，則輸出檢測信號至Nc裝置 64。當NC裝置64從比較器63接受到檢測信號，則結束鑽 頭1 〇，即保持具1之下降而立即上升。 其次，說明加工精度。 二例如’若電壓Vi2之最大值為i50mV，則在鑽頭之 則鸲抵接於第3層之測定區域31b後，從比較器63輸出檢 測信號為止所需時間之最大值大致係0· 25ms。另一方面， 右保持具1之下降速度例如係3m/分時，在〇 25ms間鑽頭 之下降距離則為12· 5μιη。因此，即使在檢測出軸電壓 V0後控制鑽頭丨〇之下降，能使孔深度之加工公差控制在 Μμπι以内。 在本實施形態，因使測定用檢測器50保持複數個測定 15 200402256 元件51a〜51c，故能減少測定用檢測器5〇之種類。 又，在本實施形態，雖配合作為目的之導體層預先將 開關60之接點c連接於作為目的之第3層之測定區域3化 ，但是確認鑽頭10已到達上層側之導體層後將連接於下i 層導體層之接點連接於共同接點C亦可。 又’在本實施形態之情形’因表面層係導體層31，故 亦可預先將連接於表面層31之測定元件5la連接於共同端 子C’在確認鑽頭10已接觸表面 安蜩衣面層31之時點將測定元件 51b連接於共同端子e。若如此作，則與孔之加工同時能將 多層電路基板3G之表面凹凸作為資料來加以保存。 在此，若在所有之電路用莫辦立 电塔用導體部31不能設置測定區域 31b時，例如亦可採用以下 卜之方法。即，先加工設置測定 區域31 b之邛位的孔，此時，求 攸工作台25至該測宏γ 域31b(即導體層31)的高产 4冽疋& ^ ^度且加以記憶。然後 憶之導體層31高度的平均值 / ° h扪十枸值，在不能設 部位加工孔。 〜匕Q Mb之 複數個測定…，亦可使測定：： 依各導體層別換裳專用之測定元件5: 51之數-為1個 件5!以穿過所露出之導體層31之^可使1個測定； 51之前端接觸於所欲深度之導體層位置⑽而將測定元不 又，替代環狀之測定元件5 狀）之測定元件51，此時，若可使用針狀（職^ 件如乍為支持部之用)之複數:早數’亦可使其支撐於導 硬數位置，或，亦可將導件5; 16 200402256 沿孔70之徑方向移動使接觸於露出在斜面之導體層。或， 亦可將複數個針狀之測定元件51以直線狀的方式配置複數 個’使從孔70之上方接觸於露出在孔70之斜面之導體層 的任一層。無論如何端子寬度係按照導體層之間隔設定。 再者’亦可在加工之前，確認在測定用檢測器5〇之各 測定元件51及連接於測定元件51之纜線54是否發生斷線 等0 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 圖1，係本發明之實施形態之印刷電路基板鑽孔機的 要部前視圖。 圖2,係表示本發明之實施形態之多層電路基板之内 部構造的模式圖。 圖3,係表示本發明之實施形態之測定檢測器之概略 構成的戴面圖。 係表示本發明之實施形態 圖 成的電路圖。 (二）元件代表符號 之加工裝置之控制構 保持具 2 3 4a 〜4d 5 心軸 轉子軸 空氣徑向車由承 空氣止推轴承 6200402256 7 8 9 10 20 21 22 25 30 31 31a 31b 32 50 51 51a〜51c 52 53 54 54a 〜54c 61 60 62 62a 63a 62b 63b 62e 轉子 線圈 反相裔電源 三相電源 鑽頭 加壓腳 活塞桿 襯套 工作台 多層電路基板 導體層 電路用導體部 測定部、測定區域 絕緣層 測定用檢測器 測定元件 導件 彈簧 纜線 開關 濾、波器 輸入端子 輸出端子 接地端子 18 200402256 63 比較器 64NC 裝置 70 al 〜a3 端子 c 共同端子

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Claims (1)

1. 200402256 拾、申請專利範圍： 1· 一種多層電路基板，係將導體層與絕緣層交互積 層所構成，其特徵在於·· 、 該導體層’係由作為電路使用之電路用導體部、以及 連接於該電路用導體邱日尤i ^ 等體口p且在牙加工時用卩檢測與該基板 垂直之方向的位置之測定部所構成； 該測定部之既定區域係在與該基板垂直之方向重疊。 2.如申請專利範圍帛丨項之多層電路基板，里中， 該測定部之既定區係設置於能推定所積層之内層位置 3·如申請專利範圍第1或第 項之多層電路基板， 其中，該測定部之既定區域，係 诉σ又置於當該穿孔加工時不 會與δ亥電路用導體部干涉之位置。 由以複數個導電材料形成 支持部所構成，用以檢測 4· 一種測定用檢測器，係 之端子部、以及支撐該端子部之 該端子部之輸出，其特徵在於： 方 該端子部，係以使各端子部間呈絕緣之狀態沿 向配置，且以能沿軸方向移動的方式藉該支持部支撐。 ^.如，請專利範圍第4項之測定用檢測器 3亥端子部係圓筒狀。 材料形成 用以檢測 6. 一種測定用檢測器，係由以複數個導電 ，端子部、以及支禮該端子部之支持部所構成， 該端子部之輸出，其特徵在於： 該端子部 係以使各端子部間 王、、、巴緣之狀態沿獲方向 20 配置’且以能沿Ιέ方向移動的方;切 7.如申請專利範圍第6 )三，α撐。 該端子部絲置成直線狀。之"’其中， 8·—種盲通孔加工裝置，1杜 請專利範圍第！項之多層電路在於，係用以在申 : 夕層電路基板加工盲通孔者，其具備 ㈣Γ台’用以固定該多層電路基板，該多層電路其拖 測定用傾斜面；表面起至預先設定之深度為止形成 /則定用檢測器，係藉支 部接觸於該導體I; ' I ’能使端子之前端 轉艇=轴’係裝設有進行穿孔加工之工具，且以馬達旋 具接=:τ支㈣轉子轴’相對於該…使該工 選㈣所欲深度之導電部接觸的該測定用 /之知子，檢測來自該轉子軸所感應之電壓之該端子 $輸出值，依據該檢測值來控制該工具前端之位置。 9. 一種盲通孔加工裝置，其特徵在於，係用以在申 請專利範圍第1項之多層電路基板加工盲通孔者，其具備 ^ °用以固疋6亥多層電路基板，該多層電路基板 係預先對該既定區域從表面起至預先所設定之深度為止形 成測定用傾斜面； 21 200402256 測定用檢測器，係藉支持裝置支撐，能使端子之前端 部接觸於該導體層； 轉子轴，係裝設有進行穿孔加工之工具， 轉驅動； ％疋 保持具，用以支樓該轉子轴，相對於該 接近離開·，及 具 控制裝置，選擇與所欲深度接觸之導電部的該測定用 檢測器之端子，檢測來自該轉子轴所感應之電壓之該端子 的輸出值，依據該檢測值來從固定有該多層電路基板之工 2台起求出位於該既定區域之各導體層離卫作台表面的高 X使用所求侍之該高度之平均值來推定各導體層之高度 ’依據所推定之高度來控制該工具之前端位置。 〇.如申清專利範圍帛8或9項之盲通孔加工裝置， 其中，該傾斜面係截面v字形孔之斜面。 K如申請專利範圍第8或9項之盲通孔加工裝置， 其：’該測定用檢測器之端子係單數；並具備驅動裝置， 使该支持裳置以穿過該傾斜面之該導體層露出部的方式移 動0 12:如申請專利範圍第8或9項之盲通孔加工裝置， 八中^ /則疋用檢測器之端子係單數，在該支持裝置設定 複數個支樓位署 ^ ^ ^ _ 受更子之支撐位置使其與不同之導 體層接觸。 i 13.如申凊專利範圍第8或9項之盲通孔加工裝置， 其令’該測定用檢測器，係由申請專利範圍第4至第7項 22 200402256 中任一項之測定用檢測器所構成。 14* 一種盲通孔加工方法，其特徵在於··係在申請專 利乾圍第1項之多層電路基板之該既定區域，加工截面形 狀為v字形孔； / 透過露出於該孔表面之測定部，來測定裝設有進行穿 孔加工之工具之轉子軸所產生的感應電壓； 依據該感應電壓之測定值來控制該工具之前端位置。 一 15· 一種盲通孔加工方法，其特徵在於··在申請專利 乾圍第1項之多層電路基板之既定區域進行斜面加工； ^透過露出於該斜面表面之測定部，來測定裝設有進行 牙孔加工之工具之轉子軸所產生的感應電壓； 依據該感應電壓之測定值來控制該工具之前端位置。 16. —種盲通孔加工方法，其特徵在於：在申請專利 範圍第i項之多層電路基板之該既定區域，加工截面形狀 為V字形孔； 透過露出於該孔表面之測定部’來測定裝設有進行穿 孔加工之工具之轉子軸所產生的感應電壓； 依據該感應電壓之測定值，來從固定有該多層電路基 板之工作台起求出位於該既定區域之各導體層離工作台二 面的高度； °又 使用所求得之高度之平均值來推定各導體層之高度； 依據所推定之高度來控制該工具之前端位置。 〜I?· 一種盲通孔加工方法，其特徵在於：在申請專利 祝圍第1項之多層電路基板之既定區域進行斜面加工· 23 200402256 透過露出於該斜面表面之該測定部，來測定裝設有進 仃穿孔加工之工具之轉子軸所產生的感應電壓； 依據該感應電壓之測定值，來從固定有該多層電路基 板之工作台起求出位於該既定區域之各導體層離工作台表 面的高度； 使用所求传之高度之平均值來推定各導體層之高度； 依據所推定之高度來控制該工具之前端位置。 18·如申清專利範圍第i ，爱中，該裒危 項又屬通孔加工方

   ’、 〇 a之平均值，係記憶所求得之在該既# r 之各導體層的高户，计彳六姑 于怠在該既疋區 求出。 & i依據所記憶之該各導體層之高度 拾壹、圖式： 如次頁。

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