JP2748236B2 - 加工深さ調整機構を備えたプリント配線基板の加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、銅張原板に所望の回路
構成に則ったプリント配線パターンを形成する加工装置
に係り、特に、銅張原板上に孔明け、ざぐり等の加工を
行う際の切削加工子の上下動と、プリント配線パターン
の形成でフライス加工を行う際の切削加工子の上下動と
を、加工機構の交換を行うことなく同一の加工装置で容
易かつ確実に切換ることができる加工深さ調整機構を備
えたプリント配線基板の加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、所要の電子部品を配置接続するプ
リント配線基板は、銅張原板の銅箔の上に回路パターン
を印刷または焼き付けした後に、エッチングにより必要
部分のみを残して不要部分を溶出し、所要の回路設計に
則ったプリント配線パターンを形成するようになってい
る。上記のようなエッチング処理によりプリント配線パ
ターンを形成したプリント配線基板は、完成された同一
製品としての電子機器の大量生産においてはプリント配
線基板の一枚当りの製造コストを低減することができ、
かつ均一な品質のプリント配線を効率良く形成すること
ができるものの、多品種少量生産の電子機器あるいは電
子機器の開発段階における試作品に使用されるプリント
配線基板においては、エッチング処理装置の設置や該処
理に必要な現像液の廃液処理等に多大な費用がかかり、
エッチング処理によるプリント配線基板の製造では一枚
当りの製造コストが却って上昇してしまうため、上記の
ような生産形態の電子機器ではプリント配線パターンの
アートワークのみを自社内で行い、プリント配線基板の
作製は社外の専門業者に外注したり、また回路図を元に
したアートワークからプリント配線基板の作製まで一貫
して専門業者に委託する、等の方法が採用されているの
が実状である。

【０００３】しかしながら、上記のようなプリント配線
基板の作製では、業者に依頼してから納品されるまでに
１〜３週間の時間を要するため、種々の電子機器を短納
期で出荷することが不可能になる危惧を有し、殊に開発
段階の試作品に使用するプリント配線基板は、製品化に
先立つ電子機器の性能の向上、機能の追加、仕様変更等
による回路構成の変更に伴ってプリント配線パターンの
改版が頻繁に行われるため、改版内容を含めたプリント
配線基板をその都度社外の専門業者に委託していたので
は開発効率の低下を誘発するばかりか、自社開発の独自
回路技術が外部に漏洩する、という懸念を有するもので
あった。

【０００４】

【本発明が解決しようとする課題】そこで、近年におい
ては上述のような多品種少量生産の電子機器あるいは電
子機器の開発段階における試作品に使用されるプリント
配線基板を、従来のようなエッチング処理装置を用いる
ことなく、機械的なフライス加工により所望のプリント
配線パターンの輪郭に沿って銅張原板の上面に切断溝を
切削し、上記銅張原板の銅張面にエッチング処理と同等
なプリント配線パターンを形成するようにした加工装置
が提案されている。上記提案の加工装置では、エッチン
グ処理に必要な化学的処理を不要とし、環境汚染等を誘
発することなく社内でプリント配線基板の作製を行うこ
とができ、前述のような欠点は一掃されるものの、所要
の回路設計に則ったプリント配線パターンの切削形成
と、当該配線パターンのランドの中央に穿設される電子
部品接続孔やトランス、スイッチ、ジャンパピン等の機
構部品を取り付ける取付孔の孔明け（座ぐり加工）と
を、加工機構の交換で行うようになっているため、上記
機構の交換とその調整作業に多大な時間を要し、作業効
率を著しく低下させると共に、交換時の調整不良により
往々にしてプリント配線パターンの作製精度が低下した
り、あるいは上記作製したプリント配線パターンと種々
の孔明け加工位置とがずれてしまう等の不具合を誘発す
る、という欠点を有するものであった。

【０００５】本発明は上記の如き実状に鑑み従来の欠点
を解消すべく創案されたものであって、その目的とする
ところは、同一の加工装置を用いるものでありながら、
異なる内容の加工作業を加工機構の交換を要することな
く簡単な操作で切換ることができ、加工精度の高いプリ
ント配線基板の作製を短時間に効率良く行うことができ
る加工深さ調整機構を備えたプリント配線基板の加工装
置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】課題を解決するため、本
発明が採用した技術手段は、銅張原板を載置固定する加
工テーブルの上方位置に移動コラムを設け、かつ切削加
工子を下方に垂設したスピンドルモータを上記移動コラ
ムに昇降自在に装着し、上記加工テーブルと移動コラム
を介したスピンドルモータとの間の相対移動を、水平方
向および上下方向の各方向毎の移動データに基づいて制
御し、所定の制御位置に移動した切削加工子の加工作動
で銅張原板上に所望の切削加工を施すようにしたプリン
ト配線基板の加工装置であって、上記スピンドルモータ
を移動コラムに対して上下方向に相対移動可能に装着す
ると共に、前記移動コラムにスピンドルモータを固持す
る第１の固定手段と、スピンドルモータに切削加工子を
固持する第２の固定手段とを備え、上記各固定手段の組
合せ操作で、昇降移動する切削加工子を、加工テーブル
上面からの絶対移動と、銅張原板の上面形状に倣う移動
コラムに対する相対移動とに切替可能に構成したことを
特徴とするものである。

【０００７】

【作用】したがって、本発明によれば、何ら高度な調整
技術を要することなく、簡単な切換操作で異なる内容の
加工状態に設定することができ、高い加工精度を保持し
つつ、プリント配線パターンを効率良く形成することが
できる。

【０００８】

【実施例】本発明の構成を、図面に示した一実施例つい
て、詳細に説明する。図１において、１はプリント配線
基板の加工装置であり、該加工装置１は、銅張原板２を
載置する加工テーブル３と、該加工テーブル３の上方位
置で水平方向Ｘと前後方向Ｙに移動する移動コラム４と
から構成されており、上記移動コラム４に取り付けた加
工機構５を、図示しないパーソナルコンピュータからの
各方向Ｘ、Ｙの移動データを受けて所望の加工位置に移
動させると共に、上下方向Ｚの移動データにより加工機
構５を下降させて加工テーブル３上の銅張原板２に各種
の切削加工を施すようになっている。

【０００９】上記下降テーブル３の前面側には、加工機
構５の下端に装着される切削加工子６、６…が着脱自在
に挿着されており、各方向Ｘ、ＹおよびＺの移動データ
とは別にパーソナルコンピュータから加工装置１に送出
された工具選択データにより加工内容に応じた切削加工
子６、６…を加工機構５に自動的に選択装着すると共
に、上記加工機構５側の下端部には集塵口７が装着され
ており、集塵ホース８を介して切削加工時に発生する切
り屑、雑粉等を加工装置１の外部に排出するようになっ
ている。

【００１０】上記加工機構５は、図２（ａ）および
（ｂ）に示す如く、移動コラム４に一体形成した支持ベ
ース部９に固定シャフト１０を垂設し、かつスピンドル
モータ１１を上部から下部に向けて固着した第１の取付
ベース１２を、上記固定シャフト１０の上位にリニアベ
アリング１３、１３を介して上下動自在に嵌装すると共
に、上記第１の取付ベース１２の下方位置には、切削加
工子６を装着した加圧体１４を固着してなる第２の取付
ベース１５が、前記第１の取付ベース１２と同様にリニ
アベアリング１３を介して固定シャフト１０の下位に上
下動自在に嵌装されている。

【００１１】また、上記移動コラム４の支持ベース部９
と第２の取付ベース１５との間には、コイル弾機１６、
１６が中空状のカバーパイプ１７、１７を介して内装さ
れ、更に上記取付ベース９および１５上下方向に貫通す
る切換螺軸１８、１８がコイル弾機１６、１６内に同軸
状に挿通されており、切換ノブ１９、１９を切換螺軸１
８、１８の上部に各々取り付けて緊締操作することによ
り、第１の取付ベース１２と第２の取付ベース１５とを
固持し、かつ切換ノブ１９、１９を切換螺軸１８、１８
の下部に取り付けて緊締操作することで、第１の取付ベ
ース１２と支持ベース部９とを固持するように構成され
ている。

【００１２】一方、前記加圧体１４は、図３（ａ）に示
す如く、中空円柱状の本体１４ａの下部に調整リング１
４ｂを装着してなり、同図（ｂ）および（ｃ）に示す如
く、調整リング１４ｂの下面中央の周縁に突成した加圧
リング１４ｃを、上記調整リング１４ｂを時計方向また
は反時計方向へ回動調整することにより、中心位置から
突出する切削加工子６の加圧リング１４ｃに対する出没
相対深さ、すなわち銅張原板２に対する切削加工深さ
ｄ、ｄ´を調整するようになっている。また、上記切削
加工子６の基端側は、加圧体１４を介してスピンドルモ
ータ１１の図示しない回転軸に着脱自在に軸着されてお
り、スピンドルモータ１１の回転力を受けて、水平方向
および上下方向に移動しながら銅張原板２上に切削加工
を施すように構成されている。

【００１３】叙上の如き構成において、図示しないパー
ソナルコンピュータからの制御信号を受けた加工装置１
は、水平方向Ｘおよび前後方向Ｙの移動データで所定の
切削加工位置に移動コラム４を移動させ、その後、上下
方向Ｚの移動データにより加工機構５が上下動制御され
て、回転する切削加工子６が銅張原板２上に所望の切削
加工を施すことになる。そして、切削加工子６を銅張原
板２に当てたまま加工機構５を方向Ｘおよび方向Ｙに連
続移動することにより、銅張原板２に回路設計に則った
プリント配線パターンが形成され、また方向Ｘおよび方
向Ｙに基づく移動毎に回転する切削加工子６を装着した
加工機構５を上下動させることにより、銅張原板２上の
所定位置に孔明け（座ぐり）加工を連続して行うことが
できる。

【００１４】上述のような加工装置１の連続した銅張原
板２への加工動作において、上記の如く銅張原板２上の
所定位置に孔明け（座ぐり）加工を施す場合には、図４
（ａ）に示すように、切換ノブ１９、１９を切換螺軸１
８、１８の上部に取り付けた後に締付けて、第１の取付
ベース１２と移動コラム４の支持ベース部９を一体に固
持するのみでよい。この時、第２の取付ベース１５は、
コイル弾機１６、１６により下方へ付勢された状態を保
持し、加工テーブル３上面からの上下方向Ｚの絶対移動
データの大小により移動制御される支持ベース部９の下
動で、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、加工機構
５は上記上下方向Ｚの所定の移動データ量に基づいて切
削加工子６を銅張原板２に当接させて所望の孔明け加工
が施されることになる。

【００１５】ここで、上記切削加工子６の銅張原板２へ
の当接時には、その衝撃力が第２の取付ベース１５を下
方へ付勢するコイル弾機１６、１６により緩衝され、一
定の加圧作用を保持することができ、スミアや孔入口に
おける荒れのない高い精度の孔品質を得ることができ
る。

【００１６】また、一定の上下方向Ｚに保持した切削加
工子６を、銅張原板２に当てたまま加工機構５を方向Ｘ
および方向Ｙに連続移動させて、銅張原板２に回路設計
に則ったプリント配線パターンを形成する場合には、図
４（ｂ）に示すように、切換ノブ１９、１９を切換螺軸
１８、１８の下部に取り付けた後に第１の取付ベース１
２側の下位のリニアベアリング１３と、第２の取付ベー
ス１５側のリニアベアリング１３が上下位置で当接する
まで締付けて、各取付ベース１２および１５間を一体に
固持する。

【００１７】この時、上記各取付ベース１２および１５
は、移動コラム４の支持ベース部９に対してコイル弾機
１６、１６により上下相対移動可能な状態に保持される
と共に、所定の切削加工位置まで下動した加工機構５
は、図６（ａ）および（ｂ）に示すように上下方向Ｚの
一定位置に保持され、水平方向Ｘおよび前後方向Ｙの移
動データに基づいて移動する切削加工子６は、加工テー
ブル３上に載置した銅張原板２の上面形状に倣う切削移
動状態となり、同図（ｂ）に示すように、銅張原板２に
反りａが生じている場合にも切削加工子６は、調整リン
グ１４ｂで調整された加圧リング１４ｃに対する出没相
対深さ、すなわち銅張原板２に対する切削加工深さを一
定に保持することができ、切削動作が銅張原板２上で途
切れるような不具合を誘発することなく安定したプリン
ト配線パターンの形成を行うことができる。

【００１８】したがって、同一の銅張原板２に対する孔
明け（座ぐり）加工およびプリント配線パターンの形成
を、加工機構５の煩わしい交換作業を要することなく、
切換ノブ１９、１９の締付け位置を変更するのみで簡単
に切替ることができ、品質の高いプリント配線基板を効
率良く作製することができる。

【００１９】図７は、本発明の他の実施例を示すもので
あって、この例では切換螺軸１８、１８と切換ノブ１
９、１９による加工動作の切換に代えて、片側ロッド式
の複動シリンダからなるエアシリンダ２０とその伸縮ロ
ッド２１を組込んで加工機構５を構成している。すなわ
ち、当該実施例では、本体２０´を第１の取付ベース１
２に固着した伸縮ロッド２１を、コイル弾機１６、１６
を内装する中空状のカバーパイプ１７、１７に同軸状に
挿通し、その先端を固定ナット２２で第２の取付ベース
１５に一体に固定すると共に、スピンドルモータ１１の
背面にエア出入口２３を設けて、エアシリンダ２０内で
ピストン２０ａにより区画されるキャップ側２０ｂとヘ
ッド側２０ｃへの圧縮空気の供給、排出で伸縮ロッド２
１を出没制御することにより加工機構５の加工動作を切
替るように構成されている。

【００２０】上記構成において、エアシリンダ２０のキ
ャップ側２０ｂへのエア供給でピストン２０ａを押圧
し、伸縮ロッド２１を所定位置まで伸長させた後にエア
供給を封鎖すると、伸縮ロッド２１はその位置に固定さ
れて当該伸縮ロッド２１とエアシリンダ２０を介して各
取付ベース１２および１５との間が一体に固持され、上
記各取付ベース１２および１５は、移動コラム４の支持
ベース部９に対してコイル弾機１６、１６により上下相
対移動可能な状態となり、所定の切削加工位置まで下動
した加工機構５は上下方向Ｚの一定位置に保持されて、
水平方向Ｘおよび前後方向Ｙの移動データに基づいて移
動する切削加工子６は、加工テーブル３上に載置した銅
張原板２の上面形状に倣う切削移動状態に切り替わる。

【００２１】また、上記キャップ側２０ｂのエア供給を
解除してエアシリンダ２０内の圧力値を「０」にすると
伸縮ロッド２１が自由伸縮状態となり、支持ベース部９
と当該支持ベース９に自重により固定される第１の取付
ベース１２に対して、第２の取付ベース１５のみが上下
移動可能な状態に切り替わる。そして、上記の状態で支
持ベース部９を上下動させることにより、加工機構５は
上記上下方向Ｚの所定の移動データ量に基づいて切削加
工子６を銅張原板２に当接させて所望の孔明け加工を施
すことができる。

【００２２】更に、エアシリンダ２０のヘッド側２０ｃ
へのエア供給でピストン２０ａを上動し伸縮ロッド２１
を縮入させると、該伸縮ロッド２１に固定された第２の
取付ベース１５が上動するに伴ってコイル弾機１６のカ
バーパイプ１７が支持ベース部９内の上限位置に当接
し、この時点で支持ベース部９と第２の取付ベース１５
が固持されると共に、前記伸縮ロッド２１の縮入動作で
エアシリンダ２０を介して第１の取付ベース１２が支持
ベース部９に固持される。

【００２３】すなわち、上記各取付ベース１２、１５お
よび支持ベース部９が一体に固持されることになるの
で、各方向Ｘ、Ｙ、Ｚの移動データに基づいて切削加工
子６の移動位置を厳密に規定することが可能となり、加
工機構５の加工動作の切換をエアシリンダ２０へのエア
の供給制御で自動的に行えることと相俟って、加工テー
ブル３上の複数の切削加工子６、６…の自動交換を容易
に行うことができ、作業効率をより一層高めることがで
きる。

【００２４】

【発明の効果】これを要するに、本発明は、銅張原板を
載置固定する加工テーブルの上方位置に移動コラムを設
け、かつ切削加工子を下方に垂設したスピンドルモータ
を上記移動コラムに昇降自在に装着し、上記加工テーブ
ルと移動コラムを介したスピンドルモータとの間の相対
移動を、水平方向および上下方向の各方向毎の移動デー
タに基づいて制御し、所定の制御位置に移動した切削加
工子の加工作動で銅張原板上に所望の切削加工を施すよ
うにしたプリント配線基板の加工装置であって、上記ス
ピンドルモータを移動コラムに対して上下方向に相対移
動可能に装着すると共に、前記移動コラムにスピンドル
モータを固持する第１の固定手段と、スピンドルモータ
に切削加工子を固持する第２の固定手段とを備え、上記
各固定手段の組合せ操作で、昇降移動する切削加工子
を、加工テーブル上面からの絶対移動と、銅張原板の上
面形状に倣う移動コラムに対する相対移動とに切替可能
に構成したから、エッチング処理に必要な化学的処理を
不要とし、環境汚染等を誘発することなく社内でプリン
ト配線基板の作製を行うことができ、開発効率の向上と
自社開発の独自回路技術が外部に漏洩する等の危惧を未
然に防止することができるものでありながら、何ら高度
な調整技術を要することなく、同一の加工装置を用いて
加工機構を異なる内容の加工状態に簡単な切換操作のみ
で設定することができ、高い加工精度を保持しつつ、加
工品質に優れたプリント配線基板の作製を短時間に効率
良く行うことができる、という極めて有用な新規的効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】プリント配線基板の加工装置の全体斜視図であ
る。

【図２】（ａ）は要部の断面図である。（ｂ）は同上要
部の正面図である。

【図３】（ａ）は加圧体の斜視図である。（ｂ）および
（ｃ）は切削加工子における切削加工深さの調整操作を
示す作用説明図である。

【図４】（ａ）は切換ノブを切換螺軸の上部に取付けた
状態を示す作用説明図である。（ｂ）は切換ノブを切換
螺軸のした部に取付けた状態を示す作用説明図である。

【図５】（ａ）は加工機構の下降動作を示す作用説明図
である。（ｂ）は同上加工機構による孔明け加工を示す
作用説明図である。

【図６】（ａ）は銅張原板上を移動する加工機構の動作
を示す作用説明図である。（ｂ）は銅張原板の反り部分
での加工機構の動作を示す作用説明図である。

【図７】他の実施例におけるプリント配線基板の加工装
置を示すものであって、（ａ）は要部の断面図である。
（ｂ）は同上要部の正面図である。

【符号の説明】

１ 加工装置 ２ 銅張原板 ３ 加工テーブル ４ 移動コラム ６ 切削加工子 ９ 支持ベース部 １０ 固定シャフト １１ スピンドルモータ １２ 第１の取付ベース １５ 第２の取付ベース １６ コイル弾機 Ｘ 左右方向 Ｙ 前後方向 Ｚ 上下方向

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅張原板を載置固定する加工テーブルの
   上方位置に移動コラムを設け、かつ切削加工子を下方に
   垂設したスピンドルモータを上記移動コラムに昇降自在
   に装着し、上記加工テーブルと移動コラムを介したスピ
   ンドルモータとの間の相対移動を、水平方向および上下
   方向の各方向毎の移動データに基づいて制御し、所定の
   制御位置に移動した切削加工子の加工作動で銅張原板上
   に所望の切削加工を施すようにしたプリント配線基板の
   加工装置であって、上記スピンドルモータを移動コラム
   に対して上下方向に相対移動可能に装着すると共に、前
   記移動コラムにスピンドルモータを固持する第１の固定
   手段と、スピンドルモータに切削加工子を固持する第２
   の固定手段とを備え、上記各固定手段の組合せ操作で、
   昇降移動する切削加工子を、加工テーブル上面からの絶
   対移動と、銅張原板の上面形状に倣う移動コラムに対す
   る相対移動とに切替可能に構成したことを特徴とする加
   工深さ調整機構を備えたプリント配線基板の加工装置。
2. 【請求項２】 銅張原板を載置固定する加工テーブルの
   上方位置に移動コラムを設け、かつ切削加工子を下方に
   垂設したスピンドルモータを上記移動コラムに昇降自在
   に装着し、上記加工テーブルと移動コラムを介したスピ
   ンドルモータとの間の相対移動を、水平方向および上下
   方向の各方向毎の移動データに基づいて制御し、所定の
   制御位置に移動した切削加工子の加工作動で銅張原板上
   に所望の切削加工を施すようにしたプリント配線基板の
   加工装置であって、上記移動コラムに一体形成した支持
   ベース部に固定シャフトを垂設し、かつスピンドルモー
   タを固着する第１の取付ベースと切削加工子を固着する
   第２の取付ベースとを、上記固定シャフトに上下摺動自
   在に装着すると共に、上記移動コラムの支持ベース部と
   第２の取付ベースとの間にコイル弾機を介装し、第１の
   取付ベースと第２の取付ベースとの固持で、前記切削加
   工子を加工テーブル上面に対する上下方向の絶対データ
   に基づいて移動させる一方、第１の取付ベースと支持ベ
   ース部との固持で、上記切削加工子の上下動を、移動コ
   ラムに対して銅張原板の上面形状に倣う相対移動に保持
   すべく構成したことを特徴とする加工深さ調整機構を備
   えたプリント配線基板の加工装置。