配線基板加工装置
【課題】配線基板の表面層を切削したり、回路パターンを切断したり、その表面を研磨する等の加工作業を最適な作業方法で高精度に行うことができる配線基板加工装置を提供する。
【解決手段】配線基板１の表面切削、前記配線基板１に形成された回路パターン３の切断および該回路パターン３の表面を研磨する導電性を有した加工具１１，１２と、加工具１１を回転させる回転手段１５と、加工具１２を前記回路パターン３の延出方向に沿って往復動させる移動手段１７と、前記回路パターン３に接触させる導電体からなる接触端子１０と、この接触端子１０と前記加工具１１，１２との間の導通、非導通を検出する導電検出手段１９と、前記切削、切断または研磨の各加工を手動作業か自動作業の何れで行うかを選択する作業選択スイッチ７を備える。
【解決手段】配線基板１の表面切削、前記配線基板１に形成された回路パターン３の切断および該回路パターン３の表面を研磨する導電性を有した加工具１１，１２と、加工具１１を回転させる回転手段１５と、加工具１２を前記回路パターン３の延出方向に沿って往復動させる移動手段１７と、前記回路パターン３に接触させる導電体からなる接触端子１０と、この接触端子１０と前記加工具１１，１２との間の導通、非導通を検出する導電検出手段１９と、前記切削、切断または研磨の各加工を手動作業か自動作業の何れで行うかを選択する作業選択スイッチ７を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板の配線パターンをカットしたり研磨加工する配線基板加工装置に係り、特に、カットや研磨加工を高精度に行い得る配線基板加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板は、回路を変更したり、電子部品の実装を容易にするため、配線パターンや基板自体の加工が必要な場合があり、その作業を容易にすべく各種の加工方法や装置が提案されている。
【０００３】
多層のプリント基板においては、高精度でスタブ座ぐり、このスタブを短くすることを目的とした多層プリント配線板、そのスタブ座ぐり装置、方法が知られている。
このものは、基板に絶縁層を介して形成される複数の配線層と、基板を貫通し導通膜が設けられるヴィアホールと、配線層の内でヴィアホールを導通する電流検出層とを専用に設けている。
【０００４】
そして、ヴィアホールを座ぐる工具に導電性ドリルを用い、このドリルの刃先がヴィアホールと接触したところを基準として、貫通ヴィアホールのスタブの座ぐり深さを制御するようになっている。
【０００５】
この制御により、高精度にスタブを座ぐってその長さを短くすることができ、内層の所定の各層を接続する貫通ヴィアホールのスタブが長いことに起因する静電容量のため、インピーダンス不整合による反射、信号遅延、波形なまり等が発生する問題を防止できるというものである。
【特許文献１】特開２００５−１１６９４５公報 また、外層に配線パターンを設けても、プリント基板が大きくならないようにする基板配線方式が知られている。
【０００６】
この基板配線方式は、内層に内層配線パターンを有する配線基板の表面を切削工具で削り、内層配線パターンの所望位置を露出させてから、この配線パターンの切断や配線等の改造を施す。
【０００７】
切削工具には、導電性のあるドリルを使用し、露出させようとする内層配線パターンとドリルとの間に導電検出手段（交流電流計）を設けている。そして、この交流電流計により導通が検出されるまで、ドリルにより配線基板の切削を続行するようになっている。
【０００８】
これにより、交流電流計で導通が検出されたとき、内層配線パターンとドリルとの接触が確認されるので、内層配線パターンの基板表面の露出が熟練を要さず確実に検出できる。
【０００９】
この結果、予め設計段階で内層配線パターン改造のための外周面の確保といった考慮が不要となり、外層面を有効活用できて、基板の小型化を図ることができる。
【特許文献２】特開平１１−６８３２４号公報また、同じく前記内層配線パターンを自動的に高精度でカットすることを目的とした配線基板加工装置が提案されている。この配線基板加工装置は、プリント基板を載置するＹ軸移動テーブルと、ドリルを装着するスピンドルモータおよび高さ検出センサを固定部材に支持したＸ軸移動手段と、前記ドリルの刃先を基板上に位置決めし、これを駆動して内層パターンのカットを制御する駆動制御部（サーボモータ制御部）を備えている。さらに、一方の接触子を基板のカット対象となる内層パターン直下に存在する下層導体に接触し、他方の接触子をドリルに接続してなる導電検出部や、前記サーボモータ制御部にデータを伝送して位置決めし、パターンカット等の一連の操作を行うパターンカット条件を格納した数値制御データ供給端末（ＮＣデータ供給端末）等を具備して構成されている。これにより、パターンカット動作を開始させると、ＮＣデータ供給端末がＮＣデータに基づいて、カットすべき基板を位置決めする。つぎに、サーボモータ制御部がドリルを回転させつつ下降させ、基板の内層パターンのカットを行わせる。この内層パターンのカット後もドリルは下降するが、グランド層に達した時点でドリルとの間に電流が流れ、これを導通検出部が検出する。すると、サーボモータ制御部がドリルの回転を停止させる。この後、サーボモータ制御部がドリルを上昇させることにより、内層パターンのカットが終了する。よって、多層プリント基板の層膜精度のバラツキや反り、たわみの影響を受けずに、内層パターンのカットが可能となり、設計変更に伴う改造工数の低減を図ることができる。
【特許文献３】特開平１０−１３５６４７号公報また、多層配線基板の配線層を切り込み過ぎることなく完全に露出させる座ぐり加工する多層配線基板加工装置及び加工方法も提案されている。このものは、ドリルを備えた加工工具、回転モータおよび制御モータを備えている。また、前記加工工具に電圧を与える給電回路、加工工具が目的の下層配線に接触したことを検出する接触検出回路や検出導線、さらに、前記モータ類を制御する制御回路等を具備している。そして、前記加工工具が基板の絶縁部を削って所定の下層配線に達し、両者間に導通が生じると、接触検出回路からの信号を受ける制御回路が制御信号をモータに送出し、加工工具の送りを停止させるようになっている。これにより、金属ベース上の多層配線基板の製造で、これまでに実現できなかった座ぐりによる下層配線の露出を効率良く行うことができ、ハイブリッド電子回路等で素子の高密度化、信頼性の向上が達成可能になったというものである。
【特許文献４】特開平６−１１２６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記特許文献１乃至４の発明は、何れも自動作業と手動作業の任意な選択ができないため、加工の途中に自動あるいは手動から他の作業へと自在に変更し、その加工にとって最適な加工を行えなかった。
また、レジスト層の切削、回路パターンの切断および該回路パターンの表面研磨等を選択し、それぞれを自動作業で高精度に行わせることもできなかった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、配線基板の表面層を切削したり、回路パターンを切断したり、その表面を研磨する等の加工作業を最適な作業方法で高精度に行うことができる配線基板加工装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明は、配線基板の表面切削、前記配線基板に形成された回路パターンの切断および該回路パターンの表面を研磨する導電性を有した加工具と、この加工具を回転させる回転手段と、この加工具を前記回路パターンの延出方向に沿って往復動させる移動手段と、前記回路パターンに接触させる導電体からなる接触端子と、この接触端子と前記加工具との間の導通、非導通を検出する導電検出手段と、前記切削、切断または研磨の各加工を手動作業か自動作業の何れで行うかを選択する作業選択スイッチを備えるとともに、前記自動作業側には前記各加工のうち何れか１つを指定させる加工選択スイッチを設けた操作手段と、この操作手段から自動作業に続いて前記表面切削の指令を受けたとき、前記導電検出手段の検出信号が非導通を示すと前記回転手段を回転させ、次に、導通に変化したときは回転を継続させた後、非導通に変化したときに回転を停止させ、また、前記自動作業に続いて回路パターンの切断指令を受けたとき、前記導電検出手段の検出信号が導通を示すと前記回転手段を回転させた後、非導通に変化したときに回転を停止させ、また、前記自動作業に続いて回路パターンの表面研磨指令を受けたとき、前記導電検出手段の検出信号が非導通を示すと前記移動手段を作動させた後、導通に変化したときにこの動作を停止させる制御を行う制御手段と、を具備してなることを特徴としている。
また、配線基板の表面切削、前記配線基板に形成された回路パターンの切断および該回路パターンの表面を研磨する導電性を有した加工具と、この加工具を回転させる回転手段と、この加工具を前記回路パターンの延出方向に沿って往復動させる移動手段と、前記回路パターンに接触させる導電体からなる接触端子と、この接触端子と前記加工具との間の導通、非導通を検出する導電検出手段と、前記切削、切断または研磨の各加工を手動作業か自動作業の何れで行うかを選択する作業選択スイッチを備えるとともに、前記自動作業側には前記各加工のうち何れか１つを指定させる加工選択スイッチを設けた操作手段と、この操作手段から自動作業に続いて与えられる指令に応じて前記配線基板の表面切削、前記回路パターンの切断または表面研磨の何れかの加工モードに移行し、前記導電検出手段の検出信号が導通もしくは非導通の何れを示すかの違いとその後の変化に応じて前記回転手段の回転動作を制御するとともに、前記移動手段の往復動作を制御する制御手段と、を具備してなることを特徴としている。
また、前記制御手段が、前記表面切削モードに移行したとき、前記検出信号が非導通を示すと前記回転手段を回転させ、次に、導通に変化したときは回転を続行させ、非導通に変化したときに回転を停止させることを特徴としている。
また、前記制御手段が、前記切断モードに移行したとき、前記検出信号が導通を示すと前記回転手段を回転させ、非導通に変化したときに回転を停止させることを特徴としている。
また、前記制御手段が、前記研磨加工モードに移行したとき、前記検出信号が非導通を示すと前記移動手段を動作させ、導通に変化したときにその動作を停止させることを特徴としている。
また、前記回転手段が電気ドリルであり、前記加工具がこの電気ドリルに装着されるカッターであって、このカッターの刃先が略半円形に形成されてなることを特徴としている。
また、前記回転手段が電気ドリルであり、前記加工具がこの電気ドリルに装着されるカッターであって、このカッターの刃先が鋭角に形成されており、このカッターの刃先と前記回路パターンの延出方向との間に仰角が生じる向きで前記電気ドリルに保持されることを特徴としている。
また、前記制御手段が、前記検出信号から抵抗値を演算し、この抵抗値が設定値よりも小さいときに前記回転手段の回転速度を低下させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明は、配線基板の表面切削、前記配線基板に形成された回路パターンの切断および該回路パターンの表面を研磨する各加工を手動作業か自動作業の何れでも行えるから、それぞれの加工にとって最適な作業方法を任意に選択できるうえ、加工の途中でも必要に応じて作業方法を適宜切り替えることもできる。
そして、制御手段が、自動作業に続いて表面切削の指令を受けたとき、導電検出手段の検出信号が非導通を示すと回転手段を回転させ、次に、導通に変化したときは回転を継続させた後、非導通に変化したときに回転を停止させるので、配線基板が表面側よりレジスト層、回路パターン、絶縁層となっている場合、加工具でレジスト層を切削してから回路パターンを切断する加工作業を高精度に行うことができる。
さらに、制御手段が、自動作業に続いて回路パターンの切断指令を受けたとき、導電検出手段の検出信号が導通を示すと回転手段を回転させた後、非導通に変化したときに回転を停止させるので、配線基板が表面側より回路パターン、絶縁層となっている場合、加工具で回路パターンのみを切断する加工作業を高精度に行うことができる。
加えて、制御手段が、自動作業に続いて回路パターンの表面研磨指令を受けたとき、導電検出手段の検出信号が非導通を示すと移動手段を作動させた後、導通に変化したときにこの動作を停止させるので、配線基板が表面側よりレジスト層、回路パターンとなっている場合、加工具でレジスト層を所要幅だけ研磨して回路パターンを露出させる加工作業を高精度に行うことができる、といった効果がある。
また、制御手段が、操作手段から自動作業に続いて与えられる指令に応じて配線基板の表面切削、回路パターンの切断または表面研磨の何れかの加工モードに移行し、導電検出手段の検出信号が導通もしくは非導通の何れを示すかの違いとその後の変化に応じて回転手段の回転動作を制御するとともに、移動手段の往復動作を制御するので、配線基板がレジスト層、回路パターン、絶縁層等で形成されている場合、その構造に応じて表面切削、回路パターンの切断および表面研磨を必要なレベルまで高精度に行うことができる効果がある。
また、制御手段が、表面切削モードに移行したとき、検出信号が非導通を示すと回転手段を回転させ、次に、導通に変化したときは回転を続行させ、非導通に変化したときに回転を停止させることから、配線基板が表面側よりレジスト層、回路パターン、絶縁層となっている場合、加工具でレジスト層を切削してから回路パターンを切断する加工作業を高精度に行うことができる利点がある。
また、制御手段が、切断モードに移行したとき、検出信号が導通を示すと回転手段を回転させ、非導通に変化したときに回転を停止させることから、配線基板が表面側より回路パターン、絶縁層となっている場合、加工具で回路パターンのみを切断する加工作業を高精度に行うことができる利点がある。
また、制御手段が、研磨加工モードに移行したとき、検出信号が非導通を示すと移動手段を動作させ、導通に変化したときにその動作を停止させることから、配線基板が表面側よりレジスト層、回路パターンとなっている場合、加工具でレジスト層を所要幅だけ研磨して回路パターンを露出させる加工作業を高精度に行うことができる利点がある。
また、回転手段が電気ドリルであり、加工具がこの電気ドリルに装着されるカッターであって、このカッターの刃先が略半円形に形成されていることから、加工面に対する刃先の接触面積が漸次拡がるため、レジスト層を切削したり、回路パターンを切断する場合、それぞれに必要な深さまで容易に加工することができる利点がある。
また、回転手段が電気ドリルであり、加工具がこの電気ドリルに装着されるカッターであって、このカッターの刃先が鋭角に形成されており、このカッターの刃先と前記回路パターンの延出方向との間に仰角が生じる向きで前記電気ドリルに保持されることから、レジスト層を研磨して回路パターンを露出させる場合、研磨面に対して鋭角な刃先が仰角を保ちつつ往復動するため、レジスト層を研磨した後、回路パターンを所要幅だけ適正に露出させることができる利点がある。
また、制御手段が、検出信号から抵抗値を演算し、この抵抗値が設定値よりも小さいときに回転手段の回転速度を低下させるので、回路パターンを切断する場合、略半円形な刃先と回路パターンとの接触面積が漸次小となって抵抗値が設定値より大きくなった段階で刃先の回転が低速となり、必要な深さまで切断したときにカッターの動作が停止するため、より適正な切断を行える利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る配線基板加工装置の実施形態について、図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の一実施形態に係る配線基板加工装置の概要構成を示す電気回路図である。
この配線基板加工装置は、操作部５、接触端子１０、カッター１１，１２、電気ドリル１５、カッター移動装置１７、導電検出部１９および制御部２０等を備えており、配線基板１を切削、切断または研磨加工する構成となっている。
なお、本例における加工対象の配線基板１は、絶縁層２とレジスト層４との間に、回路パターン３が形成されている。
操作部５は、メインスイッチ６、作業選択スイッチ７、加工選択スイッチ８および手動スイッチ９を備えている。メインスイッチ６には、定電圧が導かれ、作業選択スイッチ７が接続されている。
この作業選択スイッチ７は、切替接点７ａ、手動側接点７ｂおよび自動側接点７ｃからなり、図示省略したキーの切替操作によって切替接点７ａを手動側接点７ｂまたは自動側接点７ｃの何れかに切替えられる。
手動側接点７ｂは、制御部２０に接続されており、図示省略したキーの操作で切替接点７ａが手動側接点７ｂ側に切替えられると、手動作業の指令信号が与えられる。
一方、自動側接点７ｃは、加工選択スイッチ８に接続されている。この加工選択スイッチ８は、切替接点８ａ、切削側接点８ｂ、切断側接点８ｃおよび研磨側接点８ｄからなり、それぞれの接点が制御部２０に接続されている。
【００１４】
切削側接点８ｂには切削加工が、切断側接点８ｃには切断加工が、研磨側接点８ｄには研磨加工の指令がそれぞれ割り当てられている。
図示省略したキーの操作により、切替接点８ａが何れかの接点８ｂ〜８ｄに切替えられると、自動作業の指令に続いて、切削指令、切断指令または研磨指令信号が制御部２０に与えられる。
手動スイッチ９は、所謂ａ接点スイッチであって、定電圧が導かれ、出力が制御部２０に与えられている。
この手動スイッチ９は、操作キーを押すと可動接点が固定接点に接触し、オン信号が制御部２０に送出される。
なお、接触端子１０は、導電体からなり、回路パターン３の一端に押し当てて接触させる。
カッター１１は、図2に示すように、基端１１ａ側が偏平で、先端となる刃先１１ｂ側が略半円形に形成されており、導電性を有している。
このカッター１１は、配線基板１の表面に形成されたレジスト層４を切削したり、配線基板１に形成された回路パターン３の切断に用いられる。
なお、刃先１１ｂは、切削または切断する対象に合わせて曲率半径が予め設定される。また、この刃先１１ｂの半円形部分には、多数の突起を設けており、切削や切断加工の効率を高めている。
カッター１２は、図３に示すように、基端１２ａ側が偏平で、先端となる刃先１２ｂ側が鋭角に形成されており、導電性を有している。
このカッター１２は、レジスト層４を除去して、回路パターン３の表面を研磨するために用いられる。なお、刃先１２ｂは、研磨する対象に合わせて傾斜角が予め設定されている。
電気ドリル１５は、取付台１４に本体が固定されており、下向きにした装着具１３に、カッター１１または１２が装着される。
この装着具１３は、導電性を有しており、外周に電気接触子を設けていて、導電検出部１９からのリード線が接続されるようになっている。
この電気ドリル１５は、モーター制御部１６の制御信号を受けてカッター１１を回転させる。
また、この電気ドリル１５は、カッター移動装置１７により、カッター１２を保持した状態で往復動するようになっている。
カッター移動装置１７は、モーター、クランクおよびシャフトからなる小型のピストン機構であり、モーターを回転させるとクランクが連動し、シャフトが前後に往復動する構成になっている。
このシャフトは、カッター移動装置１７から水平方向に突出しており、その先端に取付台１４が連結されている。
このカッター移動装置１７は、往復動制御部１８の制御信号を受けて、シャフトをピストン運動させることにより、カッター１２を回路パターン３の延出方向に沿って往復動させる。
なお、回路パターン３の表面３ａを研磨する際は、カッター１２の刃先１２ｂの横幅分だけ、所要の長さを研磨可能に保持される。
すなわち、図３に示したように、カッター１２の刃先１２ｂと回路パターン３の延出方向（表面３ａに対して平行なＡ−Ｂ方向）との間に仰角αが生じる向きで、電気ドリル１５の装着具１３に装着される。このときは、電気ドリル１５の回転を停止した状態でロックしておくと、カッター１２が回転することなく定位置に保持される。
導電検出部１９は、電流計であって、リード線を介し装着具１３と接触端子１０との間に接続されている。また、導電検出部１９は、出力を制御部２０に与えるようになっている。
この導電検出部１９は、接触端子１０とカッター１１または１２との間の導通、非導通を検出し、その検出信号をディジタルデータで制御部２０側に送出する。
制御部２０は、操作部５からの指令を受けたとき、導電検出部１９が導通か非導通かの違いとその後の変化により、モーター制御部１６を介して電気ドリル１５を制御し、配線基板１の表面切削や回路パターン３の切断加工を行わせるとともに、往復動制御部１８を介してカッター移動装置１７を制御し、回路パターン３の表面研磨を実行させる。
また、この制御部２０は、電気ドリル１５の回転を低速にさせる設定値のデータやカッター移動装置１７の往復動作を漸次低速にさせる設定値のデータを記憶するメモリを備えている。
そして、導電検出部１９からの検出信号が入力したとき、その電流値のデータから抵抗値を演算処理し、その抵抗値のデータと設定値のデータとを比較することにより、電気ドリル１５の回転を低速にさせたり、カッター移動装置１７の往復動作を低速にさせる制御を行う構成となっている。
次に、上記配線基板加工装置の動作について、図７のフローチャートを参照しつつ説明する。
作業者が、手動作業で回路パターン３の切断加工（パターンカット）を行う場合、予め電気ドリル１５にカッター１１を装着しておく。
そして、操作部５のメインスイッチ６をオンにすると、制御部２０が制御動作を開始し、自動作業か手動作業かを判別する（ステップＳ１１）。
ここで、作業選択スイッチ７を手動側にすると、制御部２０に手動作業の指令が与えられる。制御部２０は、これに応じて手動作業モードに移行する。
この後、作業者が操作部５の手動スイッチ９をオンにすると、電気ドリル１５のモーターが回転し、カッター１１が作動する（ステップＳ１２）。
【００１５】
このカッター１１を配線基板１側に接近させると、回転する刃先１１ｂにより回路パターン３が切断されてゆく。
そして、所要の深さに達したとき、手動スイッチ９をオフにすると、モーターの回転が停止し、カッター１１も作動を停止する（ステップＳ１３）。これにより、回路パターン３が所望の箇所で切断される。
なお、この手動作業では、上記回路パターン３の切断以外に、この表面の研磨や配線基板１の表面（レジスト層）４を切削するといった加工もできる。
つぎに、作業者が、自動作業で配線基板の表面切削と回路パターンの切断を行う場合について説明する。
この場合も、予め電気ドリル１５にカッター１１を装着しておく。
そして、作業選択スイッチ７を自動側にすると、自動作業指令を受けた制御部２０は表面切削、パターン切断あるいは研磨の何れが指定されるかを判別する（ステップＳ１４）。
ここで、作業者がキー操作により、加工選択スイッチ８の切替接点８ａを切削側接点８ｂに切り替えると、自動作業に続いて表面切削の指令が制御部２０に与えられる。
この制御部２０は、指令を受けると表面切削モードに移行し、図１に示したように、電気ドリル１５に装着されたカッター１１を配線基板１側に自動接近させた後、導電検出部１９の出力信号をチェックする。
そして、導通確認を行うとともに、電流値のデータに基づいて抵抗値を検出（演算）する（ステップＳ１５）。
この導通確認により導通か非導通かを判別したとき（ステップＳ１６）、検出信号が導通を示すと、制御部２０はモーター制御部１６に起動指令を送出しない。従って、電気ドリル１５のモーターは回転しない（ステップＳ１７）。
一方、検出信号が非導通を示すと、図４（ａ）のように、絶縁性のレジスト層４にカッター１１の刃先１１ｂが接した状態となっており、制御部２０はモーター制御部１６に起動指令を送出する。
すると、モーター制御部１６は、電気ドリル１５のモーターを回転させて、カッター１１を作動させる（ステップＳ１８）。
これにより、回転するカッター１１の刃先１１ｂでレジスト層４が切削されてゆく。
続いて、制御部２０は導通確認を行うとともに、電流値に基づいて抵抗値を検出する（ステップＳ１９）。
この導通確認により導通か非導通かを判別したとき（ステップＳ２０）、検出信号が導通を示さないときは、レジスト層４の切削が続けられている。
一方、検出信号が導通を示すと、レジスト層４の切削が終了し、刃先１１ｂが回路パターン３に接触した状態となっている。
この非導通から導通へ変化したときは、制御部２０からモーター制御部１６への指令を変更せず、モーターの回転を継続させる。
このため、カッター１１も作動し続けるので、図４（ｂ）に示すように、レジスト層４の切削後、回路パターン３が切断されてゆく。
続いて、制御部２０は導通確認を行うとともに、電流値に基づいて抵抗値を検出する（ステップＳ２２）。
そして、検出された抵抗値のデータと設定値のデータとを比較し（ステップＳ２３）、抵抗値が設定値よりも大きいときに、モーター制御部１６へ指令を送出し、モーターの回転を低速にさせる（ステップＳ２４）。すると、刃先１１ｂの動作も低下し、回路パターン３の切断力が弱くなる。
このように、抵抗値が大きくなっているときは、回路パターン３の切断部と略円形状の刃先１１ｂとの接触面積が小さくなり、切断が終了に近づいていることを示している。
続いて、制御部２０は導通か非導通かを判別し（ステップＳ２５）、非導通になった時点でモーターの回転を停止させ、カッター１１の作動も停止させる（ステップＳ２６）。
すなわち、検出信号が導通を示すときは、回路パターン３の切断が続いており、非導通のときに刃先１１ｂが絶縁層２に達して、図４（ｃ）のように、回路パターン３の切断が終了したことを示している。
以上のように、配線基板１のレジスト層４を切削してから回路パターン３を切断するとき、切断の直前にカッター１１の作動を低下させるので、切断面にバリや凹凸が生じることなく、また、切断し過ぎることもないため、高精度の加工がなされる。
つぎに、作業者が、自動作業で回路パターンの切断のみを行う場合について説明する。
この場合は、図４（ｂ），（ｃ）の加工工程にほぼ等しく、作業者が作業選択スイッチ７を自動側にし、加工選択スイッチ８の切替接点８ａを切断側接点８ｃに切り替えると、自動作業に続いて回路切断の指令が制御部２０に与えられる。
この制御部２０は、指令を受けると回路切断モードに移行し、カッター１１を配線基板１側に自動接近させた後、導電検出部１９の出力信号をチェックする。
そして、導通確認を行うとともに、電流値のデータに基づいて抵抗値を検出する（ステップＳ３１）。
この導通確認により導通か非導通かを判別したとき（ステップＳ３２）、検出信号が非導通を示すと、制御部２０はモーター制御部１６に起動指令を送出せず、電気ドリル１５のモーターを回転させない（ステップＳ１７）。
一方、検出信号が導通を示すと、図５（ａ）のように、回路パターン３にカッター１１の刃先１１ｂが接した状態となっており、制御部２０はモーター制御部１６に起動指令を送出する。
すると、モーター制御部１６は、電気ドリル１５のモーターを回転させて、カッター１１を作動させる（ステップＳ３３）。
これにより、回転するカッター１１の刃先１１ｂで回路パターン３が切断されてゆく。
続いて、制御部２０は導通確認を行うとともに、電流値に基づいて抵抗値を検出する（ステップＳ３４）。
そして、検出された抵抗値のデータと設定値のデータとを比較し（ステップＳ３５）、抵抗値が設定値よりも大きいときに、モーター制御部１６へ指令を送出し、モーターの回転を低速にさせる（ステップＳ３６）。すると、刃先１１ｂの動作も低下し、回路パターン３の切断力が弱くなる。
このように、抵抗値が大きくなっているときは、回路パターン３の切断部と略円形状の刃先１１ｂとの接触面積が小さくなり、切断が終了に近づいていることを示している。
続いて、制御部２０は導通か非導通かを判別し（ステップＳ３７）、非導通になった時点でモーターの回転を停止させ、カッター１１の作動も停止させる（ステップＳ３８）。
すなわち、検出信号が導通を示すときは、回路パターン３の切断が続いており、非導通のときに刃先１１ｂが絶縁層２に達して、図５（ｂ）のように、回路パターン３の切断が終了したことを示している。
以上のように、回路パターン３のみを切断するとき、切断の直前にカッター１１の作動を低下させるので、切断面にバリや凹凸が生じることなく、また、切断し過ぎることもないため、高精度の加工がなされる。
つぎに、作業者が、自動作業で回路パターンの表面研磨を行う場合について説明する。
この場合は、予め電気ドリル１５にカッター１２を装着しておく。このときは、カッター１２の刃先１２ｂと回路パターン３の延出方向（ここでは、レジスト層４の表面４ａに対して平行な方向）との間に仰角αが生じる向きで、電気ドリル１５の装着具１３に装着される。
そして、作業者が作業選択スイッチ７を自動側にし、加工選択スイッチ８の切替接点８ａを研磨側接点８ｄに切り替えると、自動作業に続いて表面研磨の指令が制御部２０に与えられる。
この制御部２０は、指令を受けると表面研磨モードに移行し、往復動制御部１８を介してカッター移動装置１７を制御することにより、回路パターン３の表面研磨を開始させる。
まず、カッター１２を配線基板１側に自動接近させた後、導電検出部１９の出力信号をチェックする。
そして、導通確認を行うとともに、電流値のデータに基づいて抵抗値を検出する（ステップＳ４１）。
この導通確認により導通か非導通かを判別したとき（ステップＳ４２）、検出信号が導通を示すと、制御部２０はカッター移動装置１７を動作させず、電気ドリル１５のモーターも回転させない（ステップＳ１７）。
一方、検出信号が非導通を示すと、レジスト層４にカッター１２の刃先１２ｂが接した状態となっており、制御部２０は往復動制御部１８に起動指令を送出し、カッター移動装置１７を起動させる。
すると、このカッター移動装置１７は、シャフトを往復動させて、カッター１２を作動させる（ステップＳ３３）。
これにより、図６（ａ）に示すように、往復動するカッター１２の刃先１２ｂの横幅分だけ、レジスト層４が削り取られてゆく。
続いて、制御部２０は導通確認を行うとともに、電流値に基づいて抵抗値を検出する（ステップＳ４４）。
そして、制御部２０は導通か非導通かを判別し（ステップＳ４５）、導通になった時点でカッター移動装置１７の動作を漸次低速にさせる（ステップＳ４６）。
すなわち、検出信号が導通を示すときは、図６（ｂ）のように、レジスト層４の研磨が終了し、回路パターン３の表面３ａにカッター１２の刃先１２ｂが達したことを示している。
この時点で、カッター１２の往復動作を弱めると、レジスト層４の研磨面に凹凸が生じることなく、しかも、回路パターン３の表面３ａをソフトタッチで研磨することができる。
この後、制御部２０はカッター移動装置１７の動作を停止させることにより、カッター１２の往復動作を停止させる（ステップＳ４７）。
これにより、レジスト層４が研磨された後、回路パターン３の表面３ａが所要幅だけ露出する。
以上のように、回路パターン３の表面３ａを研磨するとき、レジスト層４から表面３ａへと研磨が進む直前にカッター１２の往復速度を低下させるので、研磨面に凹凸が生じることなく、また、研磨し過ぎることもないため、高精度の加工がなされる。
なお、上記実施の形態では、加工対象の配線基板１が絶縁層２とレジスト層４との間に回路パターン３を形成した例について説明したが、他の構造にも広く適用し得ることは勿論である。
また、本発装置明は上記の各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る配線基板加工装置の概要構成を示す電気回路図である。
【図２】刃先が略半円形な加工具を示す正面図である。
【図３】刃先が鋭角な加工具を示す正面図である。
【図４】配線基板の表面切削と回路パターンの切断工程を示す説明図である。
【図５】回路パターンの切断工程を示す説明図である。
【図６】回路パターンの表面研磨工程を示す説明図である。
【図７】配線基板加工装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００１７】
１ 配線基板
３ 回路パターン
５ 操作手段
７ 作業選択スイッチ
８ 加工選択スイッチ
１０ 接触端子
１１ 加工具
１２ 加工具
１５ 回転手段
１７ 移動手段
２０ 制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板の配線パターンをカットしたり研磨加工する配線基板加工装置に係り、特に、カットや研磨加工を高精度に行い得る配線基板加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板は、回路を変更したり、電子部品の実装を容易にするため、配線パターンや基板自体の加工が必要な場合があり、その作業を容易にすべく各種の加工方法や装置が提案されている。
【０００３】
多層のプリント基板においては、高精度でスタブ座ぐり、このスタブを短くすることを目的とした多層プリント配線板、そのスタブ座ぐり装置、方法が知られている。
このものは、基板に絶縁層を介して形成される複数の配線層と、基板を貫通し導通膜が設けられるヴィアホールと、配線層の内でヴィアホールを導通する電流検出層とを専用に設けている。
【０００４】
そして、ヴィアホールを座ぐる工具に導電性ドリルを用い、このドリルの刃先がヴィアホールと接触したところを基準として、貫通ヴィアホールのスタブの座ぐり深さを制御するようになっている。
【０００５】
この制御により、高精度にスタブを座ぐってその長さを短くすることができ、内層の所定の各層を接続する貫通ヴィアホールのスタブが長いことに起因する静電容量のため、インピーダンス不整合による反射、信号遅延、波形なまり等が発生する問題を防止できるというものである。
【特許文献１】特開２００５−１１６９４５公報 また、外層に配線パターンを設けても、プリント基板が大きくならないようにする基板配線方式が知られている。
【０００６】
この基板配線方式は、内層に内層配線パターンを有する配線基板の表面を切削工具で削り、内層配線パターンの所望位置を露出させてから、この配線パターンの切断や配線等の改造を施す。
【０００７】
切削工具には、導電性のあるドリルを使用し、露出させようとする内層配線パターンとドリルとの間に導電検出手段（交流電流計）を設けている。そして、この交流電流計により導通が検出されるまで、ドリルにより配線基板の切削を続行するようになっている。
【０００８】
これにより、交流電流計で導通が検出されたとき、内層配線パターンとドリルとの接触が確認されるので、内層配線パターンの基板表面の露出が熟練を要さず確実に検出できる。
【０００９】
この結果、予め設計段階で内層配線パターン改造のための外周面の確保といった考慮が不要となり、外層面を有効活用できて、基板の小型化を図ることができる。
【特許文献２】特開平１１−６８３２４号公報また、同じく前記内層配線パターンを自動的に高精度でカットすることを目的とした配線基板加工装置が提案されている。この配線基板加工装置は、プリント基板を載置するＹ軸移動テーブルと、ドリルを装着するスピンドルモータおよび高さ検出センサを固定部材に支持したＸ軸移動手段と、前記ドリルの刃先を基板上に位置決めし、これを駆動して内層パターンのカットを制御する駆動制御部（サーボモータ制御部）を備えている。さらに、一方の接触子を基板のカット対象となる内層パターン直下に存在する下層導体に接触し、他方の接触子をドリルに接続してなる導電検出部や、前記サーボモータ制御部にデータを伝送して位置決めし、パターンカット等の一連の操作を行うパターンカット条件を格納した数値制御データ供給端末（ＮＣデータ供給端末）等を具備して構成されている。これにより、パターンカット動作を開始させると、ＮＣデータ供給端末がＮＣデータに基づいて、カットすべき基板を位置決めする。つぎに、サーボモータ制御部がドリルを回転させつつ下降させ、基板の内層パターンのカットを行わせる。この内層パターンのカット後もドリルは下降するが、グランド層に達した時点でドリルとの間に電流が流れ、これを導通検出部が検出する。すると、サーボモータ制御部がドリルの回転を停止させる。この後、サーボモータ制御部がドリルを上昇させることにより、内層パターンのカットが終了する。よって、多層プリント基板の層膜精度のバラツキや反り、たわみの影響を受けずに、内層パターンのカットが可能となり、設計変更に伴う改造工数の低減を図ることができる。
【特許文献３】特開平１０−１３５６４７号公報また、多層配線基板の配線層を切り込み過ぎることなく完全に露出させる座ぐり加工する多層配線基板加工装置及び加工方法も提案されている。このものは、ドリルを備えた加工工具、回転モータおよび制御モータを備えている。また、前記加工工具に電圧を与える給電回路、加工工具が目的の下層配線に接触したことを検出する接触検出回路や検出導線、さらに、前記モータ類を制御する制御回路等を具備している。そして、前記加工工具が基板の絶縁部を削って所定の下層配線に達し、両者間に導通が生じると、接触検出回路からの信号を受ける制御回路が制御信号をモータに送出し、加工工具の送りを停止させるようになっている。これにより、金属ベース上の多層配線基板の製造で、これまでに実現できなかった座ぐりによる下層配線の露出を効率良く行うことができ、ハイブリッド電子回路等で素子の高密度化、信頼性の向上が達成可能になったというものである。
【特許文献４】特開平６−１１２６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記特許文献１乃至４の発明は、何れも自動作業と手動作業の任意な選択ができないため、加工の途中に自動あるいは手動から他の作業へと自在に変更し、その加工にとって最適な加工を行えなかった。
また、レジスト層の切削、回路パターンの切断および該回路パターンの表面研磨等を選択し、それぞれを自動作業で高精度に行わせることもできなかった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、配線基板の表面層を切削したり、回路パターンを切断したり、その表面を研磨する等の加工作業を最適な作業方法で高精度に行うことができる配線基板加工装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明は、配線基板の表面切削、前記配線基板に形成された回路パターンの切断および該回路パターンの表面を研磨する導電性を有した加工具と、この加工具を回転させる回転手段と、この加工具を前記回路パターンの延出方向に沿って往復動させる移動手段と、前記回路パターンに接触させる導電体からなる接触端子と、この接触端子と前記加工具との間の導通、非導通を検出する導電検出手段と、前記切削、切断または研磨の各加工を手動作業か自動作業の何れで行うかを選択する作業選択スイッチを備えるとともに、前記自動作業側には前記各加工のうち何れか１つを指定させる加工選択スイッチを設けた操作手段と、この操作手段から自動作業に続いて前記表面切削の指令を受けたとき、前記導電検出手段の検出信号が非導通を示すと前記回転手段を回転させ、次に、導通に変化したときは回転を継続させた後、非導通に変化したときに回転を停止させ、また、前記自動作業に続いて回路パターンの切断指令を受けたとき、前記導電検出手段の検出信号が導通を示すと前記回転手段を回転させた後、非導通に変化したときに回転を停止させ、また、前記自動作業に続いて回路パターンの表面研磨指令を受けたとき、前記導電検出手段の検出信号が非導通を示すと前記移動手段を作動させた後、導通に変化したときにこの動作を停止させる制御を行う制御手段と、を具備してなることを特徴としている。
また、配線基板の表面切削、前記配線基板に形成された回路パターンの切断および該回路パターンの表面を研磨する導電性を有した加工具と、この加工具を回転させる回転手段と、この加工具を前記回路パターンの延出方向に沿って往復動させる移動手段と、前記回路パターンに接触させる導電体からなる接触端子と、この接触端子と前記加工具との間の導通、非導通を検出する導電検出手段と、前記切削、切断または研磨の各加工を手動作業か自動作業の何れで行うかを選択する作業選択スイッチを備えるとともに、前記自動作業側には前記各加工のうち何れか１つを指定させる加工選択スイッチを設けた操作手段と、この操作手段から自動作業に続いて与えられる指令に応じて前記配線基板の表面切削、前記回路パターンの切断または表面研磨の何れかの加工モードに移行し、前記導電検出手段の検出信号が導通もしくは非導通の何れを示すかの違いとその後の変化に応じて前記回転手段の回転動作を制御するとともに、前記移動手段の往復動作を制御する制御手段と、を具備してなることを特徴としている。
また、前記制御手段が、前記表面切削モードに移行したとき、前記検出信号が非導通を示すと前記回転手段を回転させ、次に、導通に変化したときは回転を続行させ、非導通に変化したときに回転を停止させることを特徴としている。
また、前記制御手段が、前記切断モードに移行したとき、前記検出信号が導通を示すと前記回転手段を回転させ、非導通に変化したときに回転を停止させることを特徴としている。
また、前記制御手段が、前記研磨加工モードに移行したとき、前記検出信号が非導通を示すと前記移動手段を動作させ、導通に変化したときにその動作を停止させることを特徴としている。
また、前記回転手段が電気ドリルであり、前記加工具がこの電気ドリルに装着されるカッターであって、このカッターの刃先が略半円形に形成されてなることを特徴としている。
また、前記回転手段が電気ドリルであり、前記加工具がこの電気ドリルに装着されるカッターであって、このカッターの刃先が鋭角に形成されており、このカッターの刃先と前記回路パターンの延出方向との間に仰角が生じる向きで前記電気ドリルに保持されることを特徴としている。
また、前記制御手段が、前記検出信号から抵抗値を演算し、この抵抗値が設定値よりも小さいときに前記回転手段の回転速度を低下させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明は、配線基板の表面切削、前記配線基板に形成された回路パターンの切断および該回路パターンの表面を研磨する各加工を手動作業か自動作業の何れでも行えるから、それぞれの加工にとって最適な作業方法を任意に選択できるうえ、加工の途中でも必要に応じて作業方法を適宜切り替えることもできる。
そして、制御手段が、自動作業に続いて表面切削の指令を受けたとき、導電検出手段の検出信号が非導通を示すと回転手段を回転させ、次に、導通に変化したときは回転を継続させた後、非導通に変化したときに回転を停止させるので、配線基板が表面側よりレジスト層、回路パターン、絶縁層となっている場合、加工具でレジスト層を切削してから回路パターンを切断する加工作業を高精度に行うことができる。
さらに、制御手段が、自動作業に続いて回路パターンの切断指令を受けたとき、導電検出手段の検出信号が導通を示すと回転手段を回転させた後、非導通に変化したときに回転を停止させるので、配線基板が表面側より回路パターン、絶縁層となっている場合、加工具で回路パターンのみを切断する加工作業を高精度に行うことができる。
加えて、制御手段が、自動作業に続いて回路パターンの表面研磨指令を受けたとき、導電検出手段の検出信号が非導通を示すと移動手段を作動させた後、導通に変化したときにこの動作を停止させるので、配線基板が表面側よりレジスト層、回路パターンとなっている場合、加工具でレジスト層を所要幅だけ研磨して回路パターンを露出させる加工作業を高精度に行うことができる、といった効果がある。
また、制御手段が、操作手段から自動作業に続いて与えられる指令に応じて配線基板の表面切削、回路パターンの切断または表面研磨の何れかの加工モードに移行し、導電検出手段の検出信号が導通もしくは非導通の何れを示すかの違いとその後の変化に応じて回転手段の回転動作を制御するとともに、移動手段の往復動作を制御するので、配線基板がレジスト層、回路パターン、絶縁層等で形成されている場合、その構造に応じて表面切削、回路パターンの切断および表面研磨を必要なレベルまで高精度に行うことができる効果がある。
また、制御手段が、表面切削モードに移行したとき、検出信号が非導通を示すと回転手段を回転させ、次に、導通に変化したときは回転を続行させ、非導通に変化したときに回転を停止させることから、配線基板が表面側よりレジスト層、回路パターン、絶縁層となっている場合、加工具でレジスト層を切削してから回路パターンを切断する加工作業を高精度に行うことができる利点がある。
また、制御手段が、切断モードに移行したとき、検出信号が導通を示すと回転手段を回転させ、非導通に変化したときに回転を停止させることから、配線基板が表面側より回路パターン、絶縁層となっている場合、加工具で回路パターンのみを切断する加工作業を高精度に行うことができる利点がある。
また、制御手段が、研磨加工モードに移行したとき、検出信号が非導通を示すと移動手段を動作させ、導通に変化したときにその動作を停止させることから、配線基板が表面側よりレジスト層、回路パターンとなっている場合、加工具でレジスト層を所要幅だけ研磨して回路パターンを露出させる加工作業を高精度に行うことができる利点がある。
また、回転手段が電気ドリルであり、加工具がこの電気ドリルに装着されるカッターであって、このカッターの刃先が略半円形に形成されていることから、加工面に対する刃先の接触面積が漸次拡がるため、レジスト層を切削したり、回路パターンを切断する場合、それぞれに必要な深さまで容易に加工することができる利点がある。
また、回転手段が電気ドリルであり、加工具がこの電気ドリルに装着されるカッターであって、このカッターの刃先が鋭角に形成されており、このカッターの刃先と前記回路パターンの延出方向との間に仰角が生じる向きで前記電気ドリルに保持されることから、レジスト層を研磨して回路パターンを露出させる場合、研磨面に対して鋭角な刃先が仰角を保ちつつ往復動するため、レジスト層を研磨した後、回路パターンを所要幅だけ適正に露出させることができる利点がある。
また、制御手段が、検出信号から抵抗値を演算し、この抵抗値が設定値よりも小さいときに回転手段の回転速度を低下させるので、回路パターンを切断する場合、略半円形な刃先と回路パターンとの接触面積が漸次小となって抵抗値が設定値より大きくなった段階で刃先の回転が低速となり、必要な深さまで切断したときにカッターの動作が停止するため、より適正な切断を行える利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る配線基板加工装置の実施形態について、図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の一実施形態に係る配線基板加工装置の概要構成を示す電気回路図である。
この配線基板加工装置は、操作部５、接触端子１０、カッター１１，１２、電気ドリル１５、カッター移動装置１７、導電検出部１９および制御部２０等を備えており、配線基板１を切削、切断または研磨加工する構成となっている。
なお、本例における加工対象の配線基板１は、絶縁層２とレジスト層４との間に、回路パターン３が形成されている。
操作部５は、メインスイッチ６、作業選択スイッチ７、加工選択スイッチ８および手動スイッチ９を備えている。メインスイッチ６には、定電圧が導かれ、作業選択スイッチ７が接続されている。
この作業選択スイッチ７は、切替接点７ａ、手動側接点７ｂおよび自動側接点７ｃからなり、図示省略したキーの切替操作によって切替接点７ａを手動側接点７ｂまたは自動側接点７ｃの何れかに切替えられる。
手動側接点７ｂは、制御部２０に接続されており、図示省略したキーの操作で切替接点７ａが手動側接点７ｂ側に切替えられると、手動作業の指令信号が与えられる。
一方、自動側接点７ｃは、加工選択スイッチ８に接続されている。この加工選択スイッチ８は、切替接点８ａ、切削側接点８ｂ、切断側接点８ｃおよび研磨側接点８ｄからなり、それぞれの接点が制御部２０に接続されている。
【００１４】
切削側接点８ｂには切削加工が、切断側接点８ｃには切断加工が、研磨側接点８ｄには研磨加工の指令がそれぞれ割り当てられている。
図示省略したキーの操作により、切替接点８ａが何れかの接点８ｂ〜８ｄに切替えられると、自動作業の指令に続いて、切削指令、切断指令または研磨指令信号が制御部２０に与えられる。
手動スイッチ９は、所謂ａ接点スイッチであって、定電圧が導かれ、出力が制御部２０に与えられている。
この手動スイッチ９は、操作キーを押すと可動接点が固定接点に接触し、オン信号が制御部２０に送出される。
なお、接触端子１０は、導電体からなり、回路パターン３の一端に押し当てて接触させる。
カッター１１は、図2に示すように、基端１１ａ側が偏平で、先端となる刃先１１ｂ側が略半円形に形成されており、導電性を有している。
このカッター１１は、配線基板１の表面に形成されたレジスト層４を切削したり、配線基板１に形成された回路パターン３の切断に用いられる。
なお、刃先１１ｂは、切削または切断する対象に合わせて曲率半径が予め設定される。また、この刃先１１ｂの半円形部分には、多数の突起を設けており、切削や切断加工の効率を高めている。
カッター１２は、図３に示すように、基端１２ａ側が偏平で、先端となる刃先１２ｂ側が鋭角に形成されており、導電性を有している。
このカッター１２は、レジスト層４を除去して、回路パターン３の表面を研磨するために用いられる。なお、刃先１２ｂは、研磨する対象に合わせて傾斜角が予め設定されている。
電気ドリル１５は、取付台１４に本体が固定されており、下向きにした装着具１３に、カッター１１または１２が装着される。
この装着具１３は、導電性を有しており、外周に電気接触子を設けていて、導電検出部１９からのリード線が接続されるようになっている。
この電気ドリル１５は、モーター制御部１６の制御信号を受けてカッター１１を回転させる。
また、この電気ドリル１５は、カッター移動装置１７により、カッター１２を保持した状態で往復動するようになっている。
カッター移動装置１７は、モーター、クランクおよびシャフトからなる小型のピストン機構であり、モーターを回転させるとクランクが連動し、シャフトが前後に往復動する構成になっている。
このシャフトは、カッター移動装置１７から水平方向に突出しており、その先端に取付台１４が連結されている。
このカッター移動装置１７は、往復動制御部１８の制御信号を受けて、シャフトをピストン運動させることにより、カッター１２を回路パターン３の延出方向に沿って往復動させる。
なお、回路パターン３の表面３ａを研磨する際は、カッター１２の刃先１２ｂの横幅分だけ、所要の長さを研磨可能に保持される。
すなわち、図３に示したように、カッター１２の刃先１２ｂと回路パターン３の延出方向（表面３ａに対して平行なＡ−Ｂ方向）との間に仰角αが生じる向きで、電気ドリル１５の装着具１３に装着される。このときは、電気ドリル１５の回転を停止した状態でロックしておくと、カッター１２が回転することなく定位置に保持される。
導電検出部１９は、電流計であって、リード線を介し装着具１３と接触端子１０との間に接続されている。また、導電検出部１９は、出力を制御部２０に与えるようになっている。
この導電検出部１９は、接触端子１０とカッター１１または１２との間の導通、非導通を検出し、その検出信号をディジタルデータで制御部２０側に送出する。
制御部２０は、操作部５からの指令を受けたとき、導電検出部１９が導通か非導通かの違いとその後の変化により、モーター制御部１６を介して電気ドリル１５を制御し、配線基板１の表面切削や回路パターン３の切断加工を行わせるとともに、往復動制御部１８を介してカッター移動装置１７を制御し、回路パターン３の表面研磨を実行させる。
また、この制御部２０は、電気ドリル１５の回転を低速にさせる設定値のデータやカッター移動装置１７の往復動作を漸次低速にさせる設定値のデータを記憶するメモリを備えている。
そして、導電検出部１９からの検出信号が入力したとき、その電流値のデータから抵抗値を演算処理し、その抵抗値のデータと設定値のデータとを比較することにより、電気ドリル１５の回転を低速にさせたり、カッター移動装置１７の往復動作を低速にさせる制御を行う構成となっている。
次に、上記配線基板加工装置の動作について、図７のフローチャートを参照しつつ説明する。
作業者が、手動作業で回路パターン３の切断加工（パターンカット）を行う場合、予め電気ドリル１５にカッター１１を装着しておく。
そして、操作部５のメインスイッチ６をオンにすると、制御部２０が制御動作を開始し、自動作業か手動作業かを判別する（ステップＳ１１）。
ここで、作業選択スイッチ７を手動側にすると、制御部２０に手動作業の指令が与えられる。制御部２０は、これに応じて手動作業モードに移行する。
この後、作業者が操作部５の手動スイッチ９をオンにすると、電気ドリル１５のモーターが回転し、カッター１１が作動する（ステップＳ１２）。
【００１５】
このカッター１１を配線基板１側に接近させると、回転する刃先１１ｂにより回路パターン３が切断されてゆく。
そして、所要の深さに達したとき、手動スイッチ９をオフにすると、モーターの回転が停止し、カッター１１も作動を停止する（ステップＳ１３）。これにより、回路パターン３が所望の箇所で切断される。
なお、この手動作業では、上記回路パターン３の切断以外に、この表面の研磨や配線基板１の表面（レジスト層）４を切削するといった加工もできる。
つぎに、作業者が、自動作業で配線基板の表面切削と回路パターンの切断を行う場合について説明する。
この場合も、予め電気ドリル１５にカッター１１を装着しておく。
そして、作業選択スイッチ７を自動側にすると、自動作業指令を受けた制御部２０は表面切削、パターン切断あるいは研磨の何れが指定されるかを判別する（ステップＳ１４）。
ここで、作業者がキー操作により、加工選択スイッチ８の切替接点８ａを切削側接点８ｂに切り替えると、自動作業に続いて表面切削の指令が制御部２０に与えられる。
この制御部２０は、指令を受けると表面切削モードに移行し、図１に示したように、電気ドリル１５に装着されたカッター１１を配線基板１側に自動接近させた後、導電検出部１９の出力信号をチェックする。
そして、導通確認を行うとともに、電流値のデータに基づいて抵抗値を検出（演算）する（ステップＳ１５）。
この導通確認により導通か非導通かを判別したとき（ステップＳ１６）、検出信号が導通を示すと、制御部２０はモーター制御部１６に起動指令を送出しない。従って、電気ドリル１５のモーターは回転しない（ステップＳ１７）。
一方、検出信号が非導通を示すと、図４（ａ）のように、絶縁性のレジスト層４にカッター１１の刃先１１ｂが接した状態となっており、制御部２０はモーター制御部１６に起動指令を送出する。
すると、モーター制御部１６は、電気ドリル１５のモーターを回転させて、カッター１１を作動させる（ステップＳ１８）。
これにより、回転するカッター１１の刃先１１ｂでレジスト層４が切削されてゆく。
続いて、制御部２０は導通確認を行うとともに、電流値に基づいて抵抗値を検出する（ステップＳ１９）。
この導通確認により導通か非導通かを判別したとき（ステップＳ２０）、検出信号が導通を示さないときは、レジスト層４の切削が続けられている。
一方、検出信号が導通を示すと、レジスト層４の切削が終了し、刃先１１ｂが回路パターン３に接触した状態となっている。
この非導通から導通へ変化したときは、制御部２０からモーター制御部１６への指令を変更せず、モーターの回転を継続させる。
このため、カッター１１も作動し続けるので、図４（ｂ）に示すように、レジスト層４の切削後、回路パターン３が切断されてゆく。
続いて、制御部２０は導通確認を行うとともに、電流値に基づいて抵抗値を検出する（ステップＳ２２）。
そして、検出された抵抗値のデータと設定値のデータとを比較し（ステップＳ２３）、抵抗値が設定値よりも大きいときに、モーター制御部１６へ指令を送出し、モーターの回転を低速にさせる（ステップＳ２４）。すると、刃先１１ｂの動作も低下し、回路パターン３の切断力が弱くなる。
このように、抵抗値が大きくなっているときは、回路パターン３の切断部と略円形状の刃先１１ｂとの接触面積が小さくなり、切断が終了に近づいていることを示している。
続いて、制御部２０は導通か非導通かを判別し（ステップＳ２５）、非導通になった時点でモーターの回転を停止させ、カッター１１の作動も停止させる（ステップＳ２６）。
すなわち、検出信号が導通を示すときは、回路パターン３の切断が続いており、非導通のときに刃先１１ｂが絶縁層２に達して、図４（ｃ）のように、回路パターン３の切断が終了したことを示している。
以上のように、配線基板１のレジスト層４を切削してから回路パターン３を切断するとき、切断の直前にカッター１１の作動を低下させるので、切断面にバリや凹凸が生じることなく、また、切断し過ぎることもないため、高精度の加工がなされる。
つぎに、作業者が、自動作業で回路パターンの切断のみを行う場合について説明する。
この場合は、図４（ｂ），（ｃ）の加工工程にほぼ等しく、作業者が作業選択スイッチ７を自動側にし、加工選択スイッチ８の切替接点８ａを切断側接点８ｃに切り替えると、自動作業に続いて回路切断の指令が制御部２０に与えられる。
この制御部２０は、指令を受けると回路切断モードに移行し、カッター１１を配線基板１側に自動接近させた後、導電検出部１９の出力信号をチェックする。
そして、導通確認を行うとともに、電流値のデータに基づいて抵抗値を検出する（ステップＳ３１）。
この導通確認により導通か非導通かを判別したとき（ステップＳ３２）、検出信号が非導通を示すと、制御部２０はモーター制御部１６に起動指令を送出せず、電気ドリル１５のモーターを回転させない（ステップＳ１７）。
一方、検出信号が導通を示すと、図５（ａ）のように、回路パターン３にカッター１１の刃先１１ｂが接した状態となっており、制御部２０はモーター制御部１６に起動指令を送出する。
すると、モーター制御部１６は、電気ドリル１５のモーターを回転させて、カッター１１を作動させる（ステップＳ３３）。
これにより、回転するカッター１１の刃先１１ｂで回路パターン３が切断されてゆく。
続いて、制御部２０は導通確認を行うとともに、電流値に基づいて抵抗値を検出する（ステップＳ３４）。
そして、検出された抵抗値のデータと設定値のデータとを比較し（ステップＳ３５）、抵抗値が設定値よりも大きいときに、モーター制御部１６へ指令を送出し、モーターの回転を低速にさせる（ステップＳ３６）。すると、刃先１１ｂの動作も低下し、回路パターン３の切断力が弱くなる。
このように、抵抗値が大きくなっているときは、回路パターン３の切断部と略円形状の刃先１１ｂとの接触面積が小さくなり、切断が終了に近づいていることを示している。
続いて、制御部２０は導通か非導通かを判別し（ステップＳ３７）、非導通になった時点でモーターの回転を停止させ、カッター１１の作動も停止させる（ステップＳ３８）。
すなわち、検出信号が導通を示すときは、回路パターン３の切断が続いており、非導通のときに刃先１１ｂが絶縁層２に達して、図５（ｂ）のように、回路パターン３の切断が終了したことを示している。
以上のように、回路パターン３のみを切断するとき、切断の直前にカッター１１の作動を低下させるので、切断面にバリや凹凸が生じることなく、また、切断し過ぎることもないため、高精度の加工がなされる。
つぎに、作業者が、自動作業で回路パターンの表面研磨を行う場合について説明する。
この場合は、予め電気ドリル１５にカッター１２を装着しておく。このときは、カッター１２の刃先１２ｂと回路パターン３の延出方向（ここでは、レジスト層４の表面４ａに対して平行な方向）との間に仰角αが生じる向きで、電気ドリル１５の装着具１３に装着される。
そして、作業者が作業選択スイッチ７を自動側にし、加工選択スイッチ８の切替接点８ａを研磨側接点８ｄに切り替えると、自動作業に続いて表面研磨の指令が制御部２０に与えられる。
この制御部２０は、指令を受けると表面研磨モードに移行し、往復動制御部１８を介してカッター移動装置１７を制御することにより、回路パターン３の表面研磨を開始させる。
まず、カッター１２を配線基板１側に自動接近させた後、導電検出部１９の出力信号をチェックする。
そして、導通確認を行うとともに、電流値のデータに基づいて抵抗値を検出する（ステップＳ４１）。
この導通確認により導通か非導通かを判別したとき（ステップＳ４２）、検出信号が導通を示すと、制御部２０はカッター移動装置１７を動作させず、電気ドリル１５のモーターも回転させない（ステップＳ１７）。
一方、検出信号が非導通を示すと、レジスト層４にカッター１２の刃先１２ｂが接した状態となっており、制御部２０は往復動制御部１８に起動指令を送出し、カッター移動装置１７を起動させる。
すると、このカッター移動装置１７は、シャフトを往復動させて、カッター１２を作動させる（ステップＳ３３）。
これにより、図６（ａ）に示すように、往復動するカッター１２の刃先１２ｂの横幅分だけ、レジスト層４が削り取られてゆく。
続いて、制御部２０は導通確認を行うとともに、電流値に基づいて抵抗値を検出する（ステップＳ４４）。
そして、制御部２０は導通か非導通かを判別し（ステップＳ４５）、導通になった時点でカッター移動装置１７の動作を漸次低速にさせる（ステップＳ４６）。
すなわち、検出信号が導通を示すときは、図６（ｂ）のように、レジスト層４の研磨が終了し、回路パターン３の表面３ａにカッター１２の刃先１２ｂが達したことを示している。
この時点で、カッター１２の往復動作を弱めると、レジスト層４の研磨面に凹凸が生じることなく、しかも、回路パターン３の表面３ａをソフトタッチで研磨することができる。
この後、制御部２０はカッター移動装置１７の動作を停止させることにより、カッター１２の往復動作を停止させる（ステップＳ４７）。
これにより、レジスト層４が研磨された後、回路パターン３の表面３ａが所要幅だけ露出する。
以上のように、回路パターン３の表面３ａを研磨するとき、レジスト層４から表面３ａへと研磨が進む直前にカッター１２の往復速度を低下させるので、研磨面に凹凸が生じることなく、また、研磨し過ぎることもないため、高精度の加工がなされる。
なお、上記実施の形態では、加工対象の配線基板１が絶縁層２とレジスト層４との間に回路パターン３を形成した例について説明したが、他の構造にも広く適用し得ることは勿論である。
また、本発装置明は上記の各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る配線基板加工装置の概要構成を示す電気回路図である。
【図２】刃先が略半円形な加工具を示す正面図である。
【図３】刃先が鋭角な加工具を示す正面図である。
【図４】配線基板の表面切削と回路パターンの切断工程を示す説明図である。
【図５】回路パターンの切断工程を示す説明図である。
【図６】回路パターンの表面研磨工程を示す説明図である。
【図７】配線基板加工装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００１７】
１ 配線基板
３ 回路パターン
５ 操作手段
７ 作業選択スイッチ
８ 加工選択スイッチ
１０ 接触端子
１１ 加工具
１２ 加工具
１５ 回転手段
１７ 移動手段
２０ 制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板の表面切削、前記配線基板に形成された回路パターンの切断および該回路パターンの表面を研磨する導電性を有した加工具と、
この加工具を回転させる回転手段と、
この加工具を前記回路パターンの延出方向に沿って往復動させる移動手段と、
前記回路パターンに接触させる導電体からなる接触端子と、
この接触端子と前記加工具との間の導通、非導通を検出する導電検出手段と、
前記切削、切断または研磨の各加工を手動作業か自動作業の何れで行うかを選択する作業選択スイッチを備えるとともに、前記自動作業側には前記各加工のうち何れか１つを指定させる加工選択スイッチを設けた操作手段と、
この操作手段から自動作業に続いて前記表面切削の指令を受けたとき、前記導電検出手段の検出信号が非導通を示すと前記回転手段を回転させ、次に、導通に変化したときは回転を継続させた後、非導通に変化したときに回転を停止させ、
また、前記自動作業に続いて回路パターンの切断指令を受けたとき、前記導電検出手段の検出信号が導通を示すと前記回転手段を回転させた後、非導通に変化したときに回転を停止させ、
また、前記自動作業に続いて回路パターンの表面研磨指令を受けたとき、前記導電検出手段の検出信号が非導通を示すと前記移動手段を作動させた後、導通に変化したときにこの動作を停止させる制御を行う制御手段と、を具備してなる配線基板加工装置。
【請求項２】
配線基板の表面切削、前記配線基板に形成された回路パターンの切断および該回路パターンの表面を研磨する導電性を有した加工具と、
この加工具を回転させる回転手段と、
この加工具を前記回路パターンの延出方向に沿って往復動させる移動手段と、
前記回路パターンに接触させる導電体からなる接触端子と、
この接触端子と前記加工具との間の導通、非導通を検出する導電検出手段と、
前記切削、切断または研磨の各加工を手動作業か自動作業の何れで行うかを選択する作業選択スイッチを備えるとともに、前記自動作業側には前記各加工のうち何れか１つを指定させる加工選択スイッチを設けた操作手段と、
この操作手段から自動作業に続いて与えられる指令に応じて前記配線基板の表面切削、前記回路パターンの切断または表面研磨の何れかの加工モードに移行し、
前記導電検出手段の検出信号が導通もしくは非導通の何れを示すかの違いとその後の変化に応じて前記回転手段の回転動作を制御するとともに、前記移動手段の往復動作を制御する制御手段と、を具備してなる配線基板加工装置。
【請求項３】
前記制御手段が、前記表面切削モードに移行したとき、前記検出信号が非導通を示すと前記回転手段を回転させ、次に、導通に変化したときは回転を続行させ、非導通に変化したときに回転を停止させることを特徴とする請求項２に記載の配線基板加工装置。
【請求項４】
前記制御手段が、前記切断モードに移行したとき、前記検出信号が導通を示すと前記回転手段を回転させ、非導通に変化したときに回転を停止させることを特徴とする請求項２に記載の配線基板加工装置。
【請求項５】
前記制御手段が、前記研磨加工モードに移行したとき、前記検出信号が非導通を示すと前記移動手段を動作させ、導通に変化したときにその動作を停止させることを特徴とする請求項２に記載の配線基板加工装置。
【請求項６】
前記回転手段が電気ドリルであり、前記加工具がこの電気ドリルに装着されるカッターであって、このカッターの刃先が略半円形に形成されてなることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一つに記載の配線基板加工装置。
【請求項７】
前記回転手段が電気ドリルであり、前記加工具がこの電気ドリルに装着されるカッターであって、このカッターの刃先が鋭角に形成されており、このカッターの刃先と前記回路パターンの延出方向との間に仰角が生じる向きで前記電気ドリルに保持されることを特徴とする請求項２又は５の何れかに記載の配線基板加工装置。
【請求項８】
前記制御手段が、前記検出信号から抵抗値を演算し、この抵抗値が設定値よりも小さいときに前記回転手段の回転速度を低下させることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一つに記載の配線基板加工装置。
【請求項１】
配線基板の表面切削、前記配線基板に形成された回路パターンの切断および該回路パターンの表面を研磨する導電性を有した加工具と、
この加工具を回転させる回転手段と、
この加工具を前記回路パターンの延出方向に沿って往復動させる移動手段と、
前記回路パターンに接触させる導電体からなる接触端子と、
この接触端子と前記加工具との間の導通、非導通を検出する導電検出手段と、
前記切削、切断または研磨の各加工を手動作業か自動作業の何れで行うかを選択する作業選択スイッチを備えるとともに、前記自動作業側には前記各加工のうち何れか１つを指定させる加工選択スイッチを設けた操作手段と、
この操作手段から自動作業に続いて前記表面切削の指令を受けたとき、前記導電検出手段の検出信号が非導通を示すと前記回転手段を回転させ、次に、導通に変化したときは回転を継続させた後、非導通に変化したときに回転を停止させ、
また、前記自動作業に続いて回路パターンの切断指令を受けたとき、前記導電検出手段の検出信号が導通を示すと前記回転手段を回転させた後、非導通に変化したときに回転を停止させ、
また、前記自動作業に続いて回路パターンの表面研磨指令を受けたとき、前記導電検出手段の検出信号が非導通を示すと前記移動手段を作動させた後、導通に変化したときにこの動作を停止させる制御を行う制御手段と、を具備してなる配線基板加工装置。
【請求項２】
配線基板の表面切削、前記配線基板に形成された回路パターンの切断および該回路パターンの表面を研磨する導電性を有した加工具と、
この加工具を回転させる回転手段と、
この加工具を前記回路パターンの延出方向に沿って往復動させる移動手段と、
前記回路パターンに接触させる導電体からなる接触端子と、
この接触端子と前記加工具との間の導通、非導通を検出する導電検出手段と、
前記切削、切断または研磨の各加工を手動作業か自動作業の何れで行うかを選択する作業選択スイッチを備えるとともに、前記自動作業側には前記各加工のうち何れか１つを指定させる加工選択スイッチを設けた操作手段と、
この操作手段から自動作業に続いて与えられる指令に応じて前記配線基板の表面切削、前記回路パターンの切断または表面研磨の何れかの加工モードに移行し、
前記導電検出手段の検出信号が導通もしくは非導通の何れを示すかの違いとその後の変化に応じて前記回転手段の回転動作を制御するとともに、前記移動手段の往復動作を制御する制御手段と、を具備してなる配線基板加工装置。
【請求項３】
前記制御手段が、前記表面切削モードに移行したとき、前記検出信号が非導通を示すと前記回転手段を回転させ、次に、導通に変化したときは回転を続行させ、非導通に変化したときに回転を停止させることを特徴とする請求項２に記載の配線基板加工装置。
【請求項４】
前記制御手段が、前記切断モードに移行したとき、前記検出信号が導通を示すと前記回転手段を回転させ、非導通に変化したときに回転を停止させることを特徴とする請求項２に記載の配線基板加工装置。
【請求項５】
前記制御手段が、前記研磨加工モードに移行したとき、前記検出信号が非導通を示すと前記移動手段を動作させ、導通に変化したときにその動作を停止させることを特徴とする請求項２に記載の配線基板加工装置。
【請求項６】
前記回転手段が電気ドリルであり、前記加工具がこの電気ドリルに装着されるカッターであって、このカッターの刃先が略半円形に形成されてなることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一つに記載の配線基板加工装置。
【請求項７】
前記回転手段が電気ドリルであり、前記加工具がこの電気ドリルに装着されるカッターであって、このカッターの刃先が鋭角に形成されており、このカッターの刃先と前記回路パターンの延出方向との間に仰角が生じる向きで前記電気ドリルに保持されることを特徴とする請求項２又は５の何れかに記載の配線基板加工装置。
【請求項８】
前記制御手段が、前記検出信号から抵抗値を演算し、この抵抗値が設定値よりも小さいときに前記回転手段の回転速度を低下させることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一つに記載の配線基板加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１８２０６６（Ｐ２００８−１８２０６６Ａ）
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４５８７（Ｐ２００７−１４５８７）
【出願日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]