JPH06320314A

JPH06320314A - 穴加工方法

Info

Publication number: JPH06320314A
Application number: JP6007270A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Fujiwara; 茂喜藤原; Teruo Nakagawa; 照雄中川; Shinji Tsutsui; 慎治筒井
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1993-03-15
Filing date: 1994-01-26
Publication date: 1994-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】被加工部材に対して所望の深さの穴を精度よく
形成し、かつ面倒な作業を必要としない穴加工方法を提
供する。【構成】ドリルを回転させるスピンドルモータは、ハウ
ジングに対して磁力を介して支持される。また、ハウジ
ングに対するスピンドルモータの軸回りの変位は変位セ
ンサによって検出される。ハウジングを被加工部材に向
かって下降させると（Ｓ１）、ドリルが被加工部材の切
削を開始した時点でスピンドルモータはハウジングに対
して軸回りに変位する（Ｓ２）。この変位が検出された
時点から所望寸法だけハウジングを移動させた後（Ｓ
３）、ハウジングを上昇させて切削加工を終了する（Ｓ
４）。穴の深さに対する基準位置をドリルによる切削開
始時点のハウジングの位置としているから、穴の深さに
関する再現性がよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドリルのような穴加工
用の切削工具を用いて、ワークに所望の深さの穴を形成
する穴加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より穴加工としては、ボール盤等の
穴加工装置を用いたきりもみや座ぐりが一般的である。
この種の穴加工では、ワークを穴加工装置のテーブルの
上に載置し、ワークの下面をテーブルにできるだけ密着
させた状態で、テーブルの上面またはワークの上面の位
置を基準位置として穴加工用の切削工具の移動距離を設
定している。

【０００３】テーブルの上面の位置を基準位置とする穴
加工方法とは、ワークの厚みから所望の穴の深さを引い
た距離だけテーブルの上面から離れた位置に切削工具の
先端が到達したときに、所望の深さの穴が形成されたも
のと判断して切削加工を停止する方法である。ところ
で、ワークの厚みは異なるワークではばらつくのが普通
であり、また１個のワークであっても厚みは必ずしも均
一ではなく、しかもワークがテーブルの上面に対して完
全に密着しているとは限らないものであるから、同じ種
類のワークであってもワークの上面の位置は一定にはな
らないものである。したがって、切削工具の先端位置が
テーブルの上面に対して所定の距離だけ離れた位置に到
達したからといって、ワークに所望の深さの穴が形成さ
れることにはならないという問題がある。結局、加工す
べき穴の深さを精度よく管理しようとすれば、テーブル
の上面の位置を基準位置とする方法では不都合である。

【０００４】一方、ワークの上面の位置を基準位置とす
る穴加工方法とは、ワークの上面の位置を計測し、その
位置から穴の深さに相当する距離だけ切削工具の先端が
移動した時点で切削加工を停止する方法である。たとえ
ば、図３６に示す特開平３−６０９０６号公報に記載さ
れた方法のように、切削工具の基準長を有するマスター
バー４１を回転装置の主軸４２に取り付け、主軸４２に
対して軸方向に移動自在なプレッシャーフート４３を設
けることによってワークの上面の位置に相当する基準位
置を算定する方法が考えられている。

【０００５】この方法では、まず主軸４２をワークに近
づける前の初期位置でのマスターバー４１の下端とテー
ブル４４の上面との距離Ａを測定し、次にプレッシャー
フート４３でワークを押圧している状態で主軸４２をさ
らに下降させることによって主軸４２の軸方向における
主軸４２とプレッシャーフート４３との位置関係が所定
の関係になる時点までの初期位置からの主軸４２の移動
距離Ｂを求める。その後、両距離の差（Ａ−Ｂ）を求め
れば、テーブル４４とワークとが密着しているか否かに
はかかわらず、ワークの上面とマスターバー４１との距
離Ｃを求めることができるから、結果的にワークの上面
の位置を求めることに相当する。このようにして、ワー
クの上面の位置に相当する位置がわかれば、この位置を
基準位置として、図３７に示すように、穴Ｈを切削する
ことによって、所望の深さの穴Ｈをワーク４０に形成す
ることができる。図３７ではワーク４０として多層配線
基板を示してあり、導電層４５と絶縁層４６とが交互に
複数層に積層されている。また、穴Ｈは導電層４５の間
に跨がるように形成される。

【０００６】上記公報にはマスターバー４１に代えて主
軸４２に切削工具を取り付けたときのマスターバー４１
と切削工具との主軸４２からの突出寸法の差を補正する
方法についても記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
３−６０９０６号公報に記載された発明では、上述した
ように、テーブル４４とマスターバー４１との距離を正
確に測定することが必要であるから事前に距離を測定す
る作業が必要であって、切削加工を開始する前の作業に
手間がかかるという問題がある。

【０００８】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、ワークに対して所望の深さの穴を精度よく形
成し、かつ面倒な作業を必要としない穴加工方法を提供
しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、穴加
工用の切削工具を回転させる回転装置を支持したハウジ
ングをワークとの距離を小さくする一定方向に移動さ
せ、切削工具によるワークの切削が可能となる時点を切
削工具に作用する回転装置の回転方向における反力の変
化によって検出し、反力の変化を検出した時点でのハウ
ジングの位置を基準位置とし、この基準位置から所望の
穴の深さに相当する距離だけハウジングが移動すると切
削加工を停止することを特徴とする。

【００１０】請求項２の発明は、穴加工用の切削工具を
回転させる回転装置を支持したハウジングをワークとの
距離を小さくする一定方向に移動させ、切削工具による
ワークの切削が可能となる時点を切削工具に作用するハ
ウジングの移動方向に沿う方向における反力の変化によ
って検出し、反力の変化を検出した時点でのハウジング
の位置を基準位置とし、この基準位置から所望の穴の深
さに相当する距離だけハウジングが移動すると切削加工
を停止することを特徴とする。

【００１１】請求項３の発明は、ワークは導電層と絶縁
層とを交互に複数層積層した多層配線基板であって、穴
加工用の切削工具を回転させる回転装置を支持したハウ
ジングをワークとの距離を小さくする一定方向に移動さ
せ、切削工具による導電層の切削を切削工具に作用する
回転装置の回転方向における反力の変化によって検出
し、反力に変化が生じた回数に基づいて切削した導電層
の層数を計数し、所望の層数の導電層を切削した時点で
切削加工を停止することを特徴とするものである。

【００１２】請求項４の発明は、ワークは導電層と絶縁
層とを交互に複数層積層した多層配線基板であって、穴
加工用の切削工具を回転させる回転装置を支持したハウ
ジングをワークとの距離を小さくする一定方向に移動さ
せ、切削工具による導電層の切削を切削工具に作用する
ハウジングの移動方向に沿う方向における反力の変化に
よって検出し、反力に変化が生じた回数に基づいて切削
した導電層の層数を計数し、所望の層数の導電層を切削
した時点で切削加工を停止することを特徴とする。

【００１３】請求項５の発明は、請求項３または請求項
４の発明において、回転装置は少なくともハウジングの
移動方向について電磁石の磁力でハウジングに対して浮
上させた形で支持する磁気浮上装置を介してハウジング
に支持され、所望の層数の導電層を切削した時点でハウ
ジングの移動を停止させた直後に、回転装置をワークと
の距離を大きくする向きに移動させるように磁気浮上装
置の電磁石への通電電流を急速に変化させることによっ
て切削加工を停止することを特徴とする。

【００１４】請求項６の発明は、穴加工用の切削工具を
回転させる回転装置を磁気浮上装置にを介して支持した
ハウジングをワークとの距離を小さくする一定方向に移
動させるとともに、少なくともハウジングの移動方向に
ついて磁気浮上装置に設けた電磁石の磁力で回転装置を
ハウジングに対して浮上させ、切削工具によるワークの
切削が可能となる時点を検出した時点でハウジングの位
置を基準位置とし、この基準位置でハウジングの移動を
停止させるとともに、この基準位置から所望の穴の深さ
に相当する距離だけ磁気浮上装置により回転装置を移動
させた後、切削加工を停止することを特徴とする。

【００１５】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、切削加工を停止させる位置への接近
をハウジングの移動量またはハウジングの移動時間によ
り検出し、切削加工を停止する位置への接近を検出する
とハウジングの移動速度を減速させることを特徴とす
る。請求項８の発明では、請求項４または請求項５の発
明において、回転装置はハウジングに対して平行移動お
よび回転移動をすべての方向について許すように電磁石
の磁力で浮上させた形で支持する磁気浮上装置を介して
ハウジングに支持され、電磁石への通電電流によって規
定される所定の位置からの変位を反力の指標とし、この
変位が規定の閾値を超えると導電層を切削しているもの
と判断することを特徴とする。

【００１６】請求項９の発明は、請求項８の発明におい
て、ハウジングの移動開始位置から切削工具がワークに
接触するまでの期間における変位の平均値を求め、求め
た平均値に基づいて閾値を決定することを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項８または請求項９の発明に
おいて、上記変位が閾値を超えるときのハウジングの移
動距離または時間間隔を計測し、変位が閾値を超えてか
ら規定距離または規定時間が過ぎた後に変位が閾値を超
えると、切削した導電層の層数として計数することを特
徴とする。

【００１７】請求項１１の発明は、請求項４または請求
項５の発明において、回転装置の回転方向におけるハウ
ジングに対する回転装置の角速度と、ハウジングの移動
方向に沿う方向における回転装置の移動速度との少なく
とも一方について、規定の変化が生じたときに導電層を
切削しているものと判断することを特徴とする。請求項
１２の発明は、ワークは導電層と絶縁層とを交互に複数
層積層した多層配線基板であって、穴加工用の切削工具
を回転させる回転装置を支持したハウジングをワークと
の距離を小さくする一定方向に移動させ、切削工具によ
る導電層の切削を切削工具に作用する回転装置の回転方
向またはハウジングの移動方向における反力の変化によ
って検出し、規定の基準位置から目的の導電層の位置ま
での距離よりも小さく目的の導電層の１層前までの深さ
よりは大きい規定の深さに切削工具が到達した時点から
反力の検出を開始し、反力に変化が生じた時点で切削加
工を停止することを特徴とする。

【００１８】請求項１３の発明は、請求項１２の発明に
おいて、加工穴とは異なる位置に捨て穴を切削して各導
電層の深さを各導電層に対応付けてデータベースに登録
し、穴加工時に目的の導電層を指定することによってデ
ータベースから読み出した対応する深さに基づいて反力
の検出を開始する深さを決定することを特徴とするもの
である。

【００１９】請求項１４の発明は、請求項１２の発明に
おいて、穴加工時に第１層の導電層と第２層の導電層と
の距離を検出し、目的の導電層までの深さを上記距離に
所定倍率を乗じて求め、この深さに基づいて反力の検出
を開始する深さを決定することを特徴とするものであ
る。請求項１５の発明は、ワークは導電層と絶縁層とを
交互に複数層積層した多層配線基板であって、穴加工用
の切削工具を回転させる回転装置を支持したハウジング
をワークとの距離を小さくする一定方向に移動させ、切
削工具による導電層の切削を切削工具に作用する回転装
置の回転方向またはハウジングの移動方向における反力
の変化をサンプリングして検出し、目的の導電層の１層
前の導電層を切削するまでのサンプリング間隔に対して
以後のサンプリング間隔を小さくし、サンプリング間隔
を小さくしてから、反力に変化が生じた時点で切削加工
を停止することを特徴とする。

【００２０】

【作用】請求項１の方法によれば、切削工具に作用する
回転装置の回転方向における反力の変化によって、切削
工具によるワークの切削が可能となる時点を検出し、反
力の変化を検出した時点でのハウジングの位置を基準位
置として所定の深さの穴を形成するのである。すなわ
ち、切削工具によるワークの切削が可能となる時点での
ハウジングの位置が基準位置となるのであるから、基準
位置を決定するために事前に寸法を計測する必要がな
く、しかも、切削工具によるワークの切削が可能となっ
た時点からのハウジングの移動距離を穴の深さに対応付
けていることで、ワークの厚みにばらつきがあっても穴
の深さに影響がないのである。

【００２１】請求項２の方法によれば、切削工具に作用
するハウジングの移動方向に沿う方向の反力の変化に基
づいて、切削工具によるワークの切削が可能となる時点
を検出して、この時点でのハウジングの位置を基準位置
としているから、請求項１の構成と同様に、基準位置を
決定するために事前に寸法を計測する必要がなく、しか
もワークの厚みのばらつきが穴の深さに影響しないので
ある。

【００２２】請求項３の方法は、ワークが導電層と絶縁
層とを交互に複数層積層した多層配線基板である場合に
適用するのであって、切削工具に作用する回転装置の回
転方向における反力の変化によって切削工具による導電
層の切削を検出することによって切削した導電層の層数
を計数し、所望の層数の導電層を切削した時点で切削加
工を停止するのである。したがって、寸法管理を必要と
せず、単に切削した導電層の層数を計数すれば、目的と
する導電層に到達する穴を形成することができるのであ
る。

【００２３】請求項４の方法は、請求項３の方法と同様
に多層配線基板をワークとする場合に適用する方法であ
って、導電層の切削をハウジングの移動方向に沿う方向
における切削工具に作用する反力の変化によって検出し
た点のみが相違する。したがって、請求項３の方法と同
様に、寸法管理を必要とせず、単に切削した導電沿うの
層数のみを管理すれば、目的とする導電層に到達する穴
を確実に形成することができる。

【００２４】請求項５の方法は、所望の層数の導電層を
切削した時点でハウジングの移動を停止させた直後に、
回転装置をワークとの距離を大きくする向きに急速に移
動させるので、回転装置が慣性によって行き過ぎるのを
防止することができ、穴の深さの精度を高めることがで
きる。請求項６の方法は、ハウジングを切削開始の位置
で停止させ、その後は回転装置を支持する磁気浮上装置
によって回転装置を穴の深さ分だけ移動させるから、ハ
ウジングの慣性の影響を受けることがなく、穴の深さの
加工精度が高くなるのである。

【００２５】請求項７の方法は、切削加工中に目的の位
置に近づくとハウジングの移動速度を減速するから、回
転装置が慣性によって行き過ぎるのを抑制することがで
き、穴の深さの精度を高めることができる。請求項８の
方法では、反力を検出する望ましい方法であって、磁気
浮上装置を介して支持している回転装置の規定位置から
の変位を反力として検出するものである。この方法を採
用すれば反力を容易に検出することができる。

【００２６】請求項９の方法は、ハウジングの移動開始
位置から切削工具がワークに接触するまでの期間におけ
る変位の平均値を求め、求めた平均値に基づいて閾値を
決定するから、ハウジングや回転装置が作動している状
態での閾値の変動分をオフセット値として閾値を設定す
ることができ、よい閾値を設定することができる。請求
項１０の方法は、回転装置の変位が閾値を超えるときの
移動距離ないし時間間隔を計測し、規定距離ないし規定
時間の範囲内では導電層の切削ではないものと判断して
いるので、雑音成分を導電層の切削と誤認することが少
なく、目的とする導電層に確実に到達することが可能に
なる。

【００２７】請求項１１の方法は、回転装置の回転方向
におけるハウジングに対する回転装置の角速度と、ハウ
ジングの移動方向に沿う方向における回転装置の移動速
度との少なくとも一方について、規定の変化が生じたと
きに導電層を切削しているものと判断するのであって、
このような方法を採用すれば、閾値の設定が不要になる
ものである。

【００２８】請求項１２の方法は、規定の基準位置から
目的の導電層の位置までの距離よりも小さく目的の導電
層の１層前までの深さよりは大きい規定の深さに切削工
具が到達した時点から反力の検出を開始し、反力に変化
が生じた時点で切削加工を停止するのであって、反力に
関するデータを取り込む量を制限することができ、デー
タの処理に対する負担が少ないのである。

【００２９】請求項１３の方法は、反力に関するデータ
の取り込みを開始する位置を決定する方法であって、加
工穴とは異なる位置に捨て穴を切削して各導電層の深さ
を各導電層に対応付けてデータベースに登録し、穴加工
時に目的の導電層を指定することによってデータベース
から読み出した対応する深さに基づいて反力の検出を開
始する深さを決定するから、異なるワークに対して容易
に対応することができるのである。

【００３０】請求項１４の方法は、反力に関するデータ
の取り込みを開始する位置を決定する方法であって、穴
加工時に第１層の導電層と第２層の導電層との距離を検
出し、目的の導電層までの深さを上記距離に所定倍率を
乗じて求め、この深さに基づいて反力の検出を開始する
深さを決定するので、別途に捨て穴を形成することなく
加工する穴ごとにデータを取り込む深さを決定すること
ができる。

【００３１】請求項１５の方法は、反力をサンプリング
して取り込む際に、目的の導電層の１層前の導電層を切
削するまでのサンプリング間隔に対して以後のサンプリ
ング間隔を小さくし、サンプリング間隔を小さくしてか
ら、反力に変化が生じた時点で切削加工を停止するの
で、目的外の導電層についてはサンプリング間隔を大き
くして取り込むべきデータ量を削減できるとともに、目
的の導電層についてはサンプリング間隔を小さくして精
度よく検出することができるのである。

【００３２】

【実施例】以下の実施例で用いる穴加工装置は、共通の
構成を有し、図９に示すように、基本的には、ワークが
載置されるＸＹテーブル１１と、ＸＹテーブル１１の上
面に対して直交する方向にハウジング１２を移動させる
Ｚテーブル１３とを装置本体１０に備えている。

【００３３】ハウジング１２の中には、図１０に示すよ
うに、穴加工用の切削工具であるドリル１を回転させる
回転装置としてのスピンドルモータ２などが収納され
る。ここにおいて、ハウジング１２が装置本体１０に対
して移動する方向（スピンドルモータ２の軸方向にほぼ
一致する）をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交する一つの面を
ＸＹ平面として直交座標系を定める。スピンドルモータ
２の外周面には、スピンドルモータ２の軸方向に直交す
る円板状の支持板３ａがモータホルダ４を介して固着さ
れる。支持板３ａの厚み方向の両側には、Ｚ軸方向の一
直線上に配列されて対になっている電磁石（３Ａ，３
Ｄ），（３Ｂ，３Ｅ），（３Ｃ，３Ｆ）の組がスピンド
ルモータ２の周方向に離間して３組設けられる。各電磁
石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆは、支持板３ａ
に対してＺ軸方向の吸引力を作用させるのであり、対に
なる電磁石（３Ａ，３Ｄ），（３Ｂ，３Ｅ），（３Ｃ，
３Ｆ）の間の拮抗作用によって、支持板３ａを所定の位
置に保持する。すなわち、電磁石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３
Ｄ，３Ｅ，３Ｆの吸引力を調節すれば、支持板３ａのＺ
軸方向の位置およびＺ軸に対する傾き（すなわち、Ｘ軸
およびＹ軸の回りでの回転量）を調節することができる
のである。また、スピンドルモータ２を他の部材に接触
させることなく保持できるから、スピンドルモータ２は
摩擦力をほとんど受けることなく移動できることにな
る。

【００３４】支持板３ａの厚み方向の一面（図１０の下
面）には、周方向に離間した３箇所にそれぞれリニア直
流アクチュエータ（電磁石）５Ａ，５Ｂ，５Ｃの可動コ
イル５ａが取付片５ｃを介して結合される。各アクチュ
エータ５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、いわゆるボイスコイルモー
タと称するものであって、図１１および図１２に示すよ
うに、スピンドルモータ２の回転軸に直交する断面が日
字状であって固定子となるヨーク５ｂと、ヨーク５ｂの
中央片に対してスライド自在に挿着された筒状の可動コ
イル５ａとを備える。可動コイル５ａは、合成樹脂等よ
りなる角筒状のコイルボビンにコイル巻線を巻装して形
成され、ヨーク５ｂは、両脚片の内側面と中央片とが異
極になるように適宜箇所に永久磁石（図示せず）が配置
される。たとえば、永久磁石を両脚片の内側面に設けれ
ばよい。したがって、可動コイル５ａに通電すれば、通
電電流に比例したローレンツ力が生じて可動コイル５ａ
が電流の向きに応じた方向に移動する。ここにおいて、
ヨーク５ｂの中央片は、スピンドルモータ２におけるア
クチュエータ５Ａ，５Ｂ，５Ｃとの結合位置の接線方向
にほぼ沿うように配置される。スピンドルモータ２の回
転軸の径方向については、可動コイル５ａの内側空間の
幅がヨーク５ｂの中央片の幅よりも大きく設定されてお
り、可動コイル５ａは、スピンドルモータ２の回転軸の
径方向についてもヨーク５ｂに対して移動できるように
なっている。したがって、各アクチュエータ５Ａ，５
Ｂ，５Ｃのコイルへの通電電流を制御することによっ
て、スピンドルモータ２の位置を、スピンドルモータ２
の回転軸に直交する面内で調整できることになる。すな
わち、アクチュエータ５Ａ，５Ｂ，５Ｃによって、スピ
ンドルモータ２のＸ方向およびＹ方向への平行移動とＺ
軸回りの回転移動とを行うことができるのである。

【００３５】ところで、スピンドルモータ２のＸＹ平面
に平行な面内での変位量は、支持板３ａに各アクチュエ
ータ５Ａ，５Ｂ，５Ｃに対応する位置で固着した検出片
６Ａ，６Ｂ，６Ｃとの相対距離を検出する変位センサ７
Ａ，７Ｂ，７Ｃによって検出される。すなわち、変位セ
ンサ７Ａ，７Ｂ，７Ｃは、検出片６Ａ，６Ｂ，６Ｃとの
距離を光学的に測定するものや、金属で形成した検出片
６Ａ，６Ｂ，６Ｃに対して変位センサ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ
から高周波電界を作用させることにより渦電流損の大き
さに基づいて距離を検出するものなどを用いることがで
きる。一方、スピンドルモータ２のＺ軸方向の変位量
は、支持板３ａの周方向の３箇所との相対距離をそれぞ
れ検出する変位センサ７Ｄ，７Ｅ，７Ｆによって検出さ
れる。電磁石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ、ア
クチュエータ５Ａ，５Ｂ，５Ｃのヨーク５ｂ、変位セン
サ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆはハウジング１
２に対して固定される。

【００３６】以上の構成によれば、電磁石３Ａ，３Ｂ，
３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆのコイルへの通電量の制御によ
って、Ｚ軸方向の平行移動とＸ軸およびＹ軸の回りでの
回転移動ができ、また、アクチュエータ５Ａ，５Ｂ，５
Ｃの可動コイル５ａへの通電量の制御によって、ＸＹ平
面内での平行移動とＺ軸の回りでの回転移動ができるこ
とになる。すなわち、スピンドルモータ２は、ハウジン
グ１２に対して上述したような電磁石３Ａ，３Ｂ，３
Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ、アクチュエータ（すなわち電磁
石）５Ａ，５Ｂ，５Ｃなどを備えた磁気浮上装置を介し
て支持されるのであって、３次元空間のすべての方向に
ついての平行移動および回転移動が許されるように支持
されているのである。このような位置の制御は、図１３
に示すように、変位センサ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７
Ｅ，７Ｆにより検出された変位量に基づいて、制御回路
２０において、電磁石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，
３Ｆおよびアクチュエータ５Ａ，５Ｂ，５Ｃへの通電量
をフィードバック制御すればよい。制御回路２０には、
変位センサ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆの出力
を取り込み、また、電磁石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３
Ｅ，３Ｆおよびアクチュエータ５Ａ，５Ｂ，５Ｃへの制
御量を出力するインタフェース２０ａ、電磁石３Ａ，３
Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆおよびアクチュエータ５
Ａ，５Ｂ，５Ｃへの制御量を増幅する増幅回路２０ｂ、
変位センサ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆの出力
値に基づいて制御量を発生させる演算制御部２０ｃ、制
御量の目標値などを設定する入力部２０ｄ、各部への給
電を行う電源２０ｅ、ハウジング１２をＺ軸方向に移動
させる（ハウジング１２の進退の指示および送り速度を
制御する）ために装置本体１０に設けた送りモータ２８
を制御量に応じて駆動するドライバ回路２０ｆなどが設
けられる。また、スピンドルモータ２の回転制御も制御
回路２０によって行われる。ここに、電磁石３Ａ，３
Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆおよびアクチュエータ５
Ａ，５Ｂ，５Ｃへの制御量は、相互の影響を考慮して設
定する必要があるから、制御量を求めるには多変数の行
列演算が必要であって、この要求を満たすために、演算
制御部２０ｃとしては高速演算が可能なマイクロコンピ
ュータが用いられる。また、上述したように、スピンド
ルモータ２は、電磁石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，
３Ｆによって非接触で支持されているから、移動時に雑
音成分がほとんど発生しないのであり、変位センサ７
Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆの出力に雑音成分が
混入せず、このことによっても位置制御が正確に行える
のである。

【００３７】ところで、アクチュエータ５Ａ，５Ｂ，５
Ｃの可動コイル５ａの駆動力Ｆは、可動コイル５ａの巻
数をｎ、可動コイル５ａに流れる電流をＩ、永久磁石に
よる磁束密度をＢ、磁界中の可動コイル５ａの長さをＬ
とすれば、Ｆ＝ｎ・Ｉ・Ｂ・Ｌとなるのであって、可動コイル５ａの駆動力は可動コイ
ル５ａに流れる電流の大きさに比例するから、各アクチ
ュエータ５Ａ，５Ｂ，５Ｃの可動コイル５ａへの通電電
流の大きさを調節すれば、コンプライアンスを調節する
ことができる。また，各可動コイル５ａへの通電電流と
発生する力とが比例するから、フィードバック制御によ
って位置を保持しているときの通電電流の大きさは外力
に比例し、外力の変化を通電電流の変化として容易に検
出することができる。

【００３８】一方、各電磁石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，
３Ｅ，３Ｆが支持板３ａに作用させる吸引力Ｆは、電磁
石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆのコイルに通電
される電流をＩ、電磁石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３
Ｅ，３Ｆと支持板３ａとの距離をＤ、電磁石３Ａ，３
Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆと支持板３ａとの間の空間
に固有な定数をＱとすれば、Ｆ＝ＱＩ²／Ｄ² になるのであって、距離Ｄを小さくすれば、大きな吸引
力が得られる。スピンドルモータ２が高速回転すると、
コリオリの力が発生してスピンドルモータ２が歳差運動
をしようとするが、電磁石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３
Ｅ，３Ｆの吸引力を大きくすればスピンドルモータ２を
強固に固定することができるから、歳差運動をかなり小
さくすることができる。また、電磁石３Ａ，３Ｂ，３
Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆによってもコンプライアンスを調
節することができ、さらに、電磁石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，
３Ｄ，３Ｅ，３Ｆについても、通電電流と発生する力と
に対応関係があるから、フィードバック制御によってス
ピンドルモータ２の位置を保持しているときの通電電流
の大きさは外力に対応することになり、外力の変化を通
電電流の変化として容易に検出できるのである。

【００３９】ところで、上記装置を用いてワークを切削
すれば、ドリル１は切削に対する反力を受けることにな
る。この反力によって、スピンドルモータ２はハウジン
グ１２に対してＺ軸回りおよびＺ軸方向に変位しようと
する。上述したように、変位センサ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，
７Ｄ，７Ｅ，７Ｆにより検出される変位を小さくする方
向に電磁石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆおよび
アクチュエータ５Ａ，５Ｂ，５Ｃへの通電電流がフィー
ドバック制御されているから、Ｚ軸回りおよびＺ軸方向
への変位は、フィードバック制御によって作用する復元
力と反力との大小関係に応じて生じることになる。結
局、変位を検出することは、反力を検出することと等価
である。

【００４０】ここに、ワークとして以下の実施例では多
層基板を用いる。多層配線基板は、銅箔もしくは銅膜よ
りなる導電層が６層であって、隣接する導電層の間に合
成樹脂よりなる絶縁層を積層した構成を有するものとす
る。すなわち、導電層は多層配線基板の内部に４層設け
られることになる。この場合、Ｚ軸回りの変位Δθおよ
びＺ軸方向の変位ΔＺは、図１４のように変化する。図
１４では導電層に対応する位置をＣ１〜Ｃ６で示してあ
り、切削が開始される位置とみなされる位置はＰ１で示
してある。また、ドリル１が到達可能な下限位置はＢ１
であり、図１４の下部に示してある矢印はドリル１の先
端の移動過程を示している。

【００４１】図１４より明らかなように、ドリル１の下
端が多層配線基板に接触して切削が開始される時点Ｐ１
では変位Δθ，ΔＺが増大し、また導電層の切削中には
絶縁層の切削中よりも変位Δθ，ΔＺが増大する。この
ような変位Δθ，ΔＺの増大は、ドリル１の切削抵抗の
増大により生じるのであって、ドリル１に作用する反力
が増大することを意味している。

【００４２】（実施例１）ワークとなる多層配線基板３
０は、図２に示すように、銅箔や銅膜により導電パター
ンを形成した導電層３１と合成樹脂などにより形成した
絶縁層３２とを交互に複数層に積層して形成される。こ
の種の多層配線基板３０において、異なる導電層３１の
間で電気的接続を行う場合には、互いに電気的に接続す
る導電層３１をともに通る穴を形成し、穴の内周面にメ
ッキを施すなどの周知の技術を用いることになる。した
がって、多層配線基板３０では規定の位置に規定の深さ
の穴を形成することが要求される。

【００４３】本実施例は、多層配線基板３０の上面の位
置を基準位置とし、この基準位置からのハウジング１２
の移動量が所望の穴の深さに相当する距離に達したとき
に、所望の深さの穴が形成されたと判断するようになっ
ている。すなわち、穴加工を開始するときには、ＸＹテ
ーブル１１の上に多層配線基板３０を載置して、多層配
線基板３０の規定の位置にドリル１の中心線を対応させ
るようにＸＹテーブル１１を移動させる。次に、図２
（ａ）のように、Ｚテーブル１３を駆動してハウジング
１２を多層配線基板３０に近づける（図１のＳ１）。

【００４４】ドリル１の下端が多層配線基板３０の上面
に接触すると、ドリル１と多層配線基板３０との間に摩
擦力が発生し、さらに切削が開始されると切削抵抗が増
大するから、摩擦力や切削抵抗によるＺ軸回りの反力が
ドリル１に作用することになる。すなわち、このような
外力が作用すれば、図２（ｂ）のようにスピンドルモー
タ２はハウジング１２に対してＺ軸の回りに回転する変
位Δθを生じ、この変位Δθは変位センサ７Ａ，７Ｂ，
７Ｃにより検出され、制御回路２０を通してスピンドル
モータ２を元の位置に戻すようにアクチュエータ５Ａ，
５Ｂ，５Ｃの負荷電流がフィードバック制御される。し
たがって、図３に示すように、変位Δθ（または負荷電
流）が所定の閾値Ｔに達すると、図２（ｂ）のようにド
リル１の下端が多層配線基板３０の上面に接触したか、
もしくは切削を開始したと判断するのである。このよう
にドリル１の下端が多層配線基板３０の上面に接触する
か切削が開始されると（図１のＳ２）、演算制御部２０
ｃではその位置を基準位置として、図２（ｃ）のよう
に、ハウジング１２が所望の穴の深さに相当する距離ｄ
だけ下降するまでＺテーブル１３を駆動する（図１のＳ
３）。この動作によって基準位置からハウジング１２が
距離ｄだけ移動すれば形成された穴の深さもｄになって
いるとみなし、図２（ｄ）に示すように、ドリル１を上
昇させて切削加工を停止し、ハウジング１２を加工開始
前の位置に戻す（図１のＳ４）。

【００４５】上述のように、多層配線基板３０の切削開
始（または接触）を検出した時点を基準位置とし、この
基準位置からのハウジング１２の移動距離を穴の深さと
するので、事前に寸法を計測する作業が不要であり、か
つ閾値Ｔを適宜設定すれば多層配線基板３０をＸＹテー
ブル１１に押し付けた状態として多層配線基板３０をＸ
Ｙテーブル１１の上面に密着させた状態での切削が可能
になるのである。

【００４６】（実施例２）本実施例は、ドリル１の下端
が多層配線基板３０の上面に接触したか、もしくはドリ
ル１による多層配線基板３０の切削が開始されたこと
を、図４に示すように、ハウジング１２に対するスピン
ドルモータ２のＺ軸方向の変位ΔＺの増大（またはＺ軸
方向の負荷電流の変化）によって検出した点が実施例１
と相違する。すなわち、変位センサ７Ｄ，７Ｅ、７Ｆの
出力もしくは電磁石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３
Ｆの負荷電流に基づいて、ドリル１の下端が基準位置に
到達したことを判定する。他の点は実施例１と同様であ
るから説明を省略する。

【００４７】（実施例３）本実施例は、多層配線基板３
０において導電層３１と絶縁層３２との材質の相違によ
り生じる切削抵抗の変化を利用することによって、所望
の導電層３１に達する深さの穴が形成されたことを検出
する。すなわち、多層配線基板３０をドリル１で切削す
る場合、金属である導電層３１では合成樹脂等の絶縁層
３２に比較して切削抵抗が大きくなるから、図７に示す
ように、Ｚ軸回りの変位Δθについても導電層３１を切
削する際に絶縁層３２を切削する際よりも大きくなる。
ここで、多層配線基板３０の各位置では所望の深さの穴
を形成する際に通過する導電層３１の層数は決まってい
るから、変位Δθ（または切削抵抗）が所定の閾値Ｔを
超える回数を計数すれば、ドリル１が切削した導電層３
１の層数を知ることができるのである。そこで、図６
（ａ）のようにＺテーブル１３を作動させてハウジング
１２を下降させ（図５のＳ１）、図６（ｂ）のようにド
リル１による多層配線基板３０の切削を開始する。この
とき、変位Δθ（または切削抵抗）が閾値Ｔを一旦超え
て次に閾値Ｔを横切った時点（図７に黒丸で示す）で
は、導電層３１が切削されたと判断できるから（図５の
Ｓ２）、導電層３１を切削した層数を計数し、図７のＰ
２の時点で図６（ｃ）のように目的とする導電層３１に
達したと判断すると（図５のＳ３）、図６（ｄ）のよう
にハウジング１２を上昇させて切削加工を終了する（図
５のＳ４）。ここに、変位Δθが閾値Ｔを超えた時点を
導電層３１の位置としてもよい。

【００４８】上述したように、実際に切削した導電層３
１の層数を計数し、所望の導電層３１に到達した時点で
切削加工を終了するから、穴の深さに関する寸法管理が
不要であり、しかも所望の導電層３１に到達する穴を形
成するという目的を確実に達成することができるのであ
る。他の構成については実施例１と同様であるから説明
を省略する。

【００４９】（実施例４）本実施例は、実施例３と同様
に、切削した導電層３１の層数を計数することによって
目的とする導電層３１に到達する穴を形成する方法であ
って、導電層３１を切削していることを、図８に示すよ
うに、Ｚ軸方向の変位ΔＺの増大（またはＺ軸方向につ
いての負荷電流の変化）に基づいて検出している点が実
施例３と相違する。すなわち、実施例２と同様に、変位
センサ７Ｄ，７Ｅ、７Ｆの出力もしくは電磁石３Ａ，３
Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆの負荷電流に基づいて、導
電層３１を切削しているか絶縁層３２を切削しているか
を判別する。他の構成は実施例１と同様であるから説明
を省略する。

【００５０】（実施例５）ところで、実施例３、４では
切削加工の停止時の手順として、ドリル１の先端が所望
の層数の導電層３１を切削した時点でＺテーブル１３を
上昇させることでドリル１を上昇させるようにしてい
る。この場合、Ｚテーブル１３は減速せずに停止した後
に上昇するから、磁気浮上装置でハウジング１２に対し
て支持されているスピンドルモータ２はＺテーブル１３
が停止しても慣性で下方向に移動を続けることになる。
また、Ｚテーブル１３についても慣性があるから、停止
後に下方向に移動することになる。すなわち、ドリル１
によって切削された穴は、Ｚテーブル１３を停止させた
時点の深さよりも深くなることが多く、加工深さにばら
つきが生じることがある。

【００５１】本実施例では、スピンドルモータ２やＺテ
ーブル１３の慣性による加工深さの過剰を防止し加工深
さにばらつきが生じないようにするために、磁気浮上装
置への通電電流を制御してスピンドルモータ２を支持す
るＺ軸方向の力成分を調節している。すなわち、図１６
に示すように、Ｚテーブル１３の加工によって目的とす
る導電層３１にドリル１の先端が到達した時点で、Ｚテ
ーブル１３の加工を停止させ、次に磁気浮上装置の電磁
石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆへの通電電流を
制御してスピンドルモータ２を急速に上昇させるように
磁力を作用させる。具体的には電磁石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ
の吸引力を急速に大きくするのである。このとき、慣性
で下方に移動しようとするスピンドルモータ２は、電磁
石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆの磁力で上向き
の力を受け、図１７に示すように、穴深さをほぼ目的の
深さになるように切削することができるのである。ここ
に、図１７に示した停止線ＬＸは電磁石３Ａ，３Ｂ，３
Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆへの通電電流を制御しなかった場
合のスピンドルモータ２の位置である。

【００５２】上記動作をまとめると、図１５に示すよう
に、まず、Ｚテーブル１３を作動させてハウジング１２
を下降させ（Ｓ１）、ドリル１の先端が目的とする導電
層３１に到達したことを検出すると（Ｓ２）、Ｚテーブ
ル１３を減速させずに停止させ（Ｓ３）、磁気浮上装置
によりスピンドルモータ２を急上昇させる（Ｓ４）。こ
のように、Ｚテーブル１３を停止させてスピンドルモー
タ（浮上部）２を急上昇させた後には、Ｚテーブル１３
を上昇させて元の位置に復帰させる（Ｓ５）。このよう
な手順によって、穴が不必要に深くなるのを防止するこ
とができ、精度のよい穴加工を行なうことができるので
ある。

【００５３】（実施例６）本実施例は、実施例５と同様
に、穴深さを精度よく制御する方法であって、Ｚテーブ
ル１３の慣性の影響を除去することで、精度のよい穴加
工を行なおうとするものである。すなわち、実施例１、
２に示したように、Ｚ軸回りの変位ΔθやＺ軸方向の変
位ΔＺの増大によって、ドリル１の先端が多層配線基板
３０の表面に到達したことを検出すると、図１９（ａ）
に示すように、その時点でＺテーブル１３を停止させ、
その後は、図１９（ｂ）に示すように、磁気浮上装置の
電磁石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆの吸引力を
用いてスピンドルモータ２を下降させるのである（図の
一点鎖線がＺテーブル１３の停止位置でのスピンドルモ
ータ２の位置を示す）。実際には、電磁石３Ｄ，３Ｅ，
３Ｆの吸引力が大きくなるように通電電流を制御するの
である。

【００５４】上記動作をまとめると、図１８のように、
まず、Ｚテーブル１３を作動させてハウジング１２を下
降させ（Ｓ１）、ドリル１の先端が多層配線基板３０の
表面に到達したことを検出すると（Ｓ２）、Ｚテーブル
１３を減速させずに停止させ（Ｓ３）、磁気浮上装置に
よりスピンドルモータ２を下降させる（Ｓ４）。その
後、ドリル１の先端部が目的とする導電層３１に到達し
たことを検出すると、切削加工を停止させるのである
（Ｓ５）。このような手順によって、Ｚテーブル１３の
慣性による影響を除去して穴が不必要に深くなるのを防
止することができ、精度のよい穴加工を行なうことがで
きるのである。

【００５５】（実施例７）本実施例では、実施例５と同
様に穴深さを精度よく制御するという目的の達成おため
に、切削加工の停止前にハウジング１２の下降速度が減
速されるようにＺテーブル１３を制御するものである。
すなわち、図２０に示すように、あらかじめ切削加工を
停止させる位置の直前の所定位置までの所要時間ないし
深さ（Ｚテーブル１３の移動量）を設定した後に（Ｓ
１）、加工を開始し（Ｓ２）、ドリル１の先端が多層配
線基板３０の表面に達したことを、実施例１もしくは実
施例２のように、変位Δθもしくは変位ΔＺが閾値を超
えることで検出し（Ｓ３）、この位置を基準位置に設定
する（Ｓ４）。その後、基準位置から上記所要時間ない
し深さによって設定された規定位置にドリル１の先端が
到達すると（Ｓ５）、ハウジング１２の下降速度が減速
されるようにＺテーブル１３を制御し（Ｓ６）、目的と
する導電層３１が切削されると切削加工を停止する（Ｓ
７）。このように、切削加工の停止前にＺテーブル１３
の下降速度を減速するから、慣性による穴深さの行き過
ぎを抑制することができるのである。

【００５６】（実施例８）本実施例は、実施例３や実施
例４と同様に切削した導電層３１の層数を計数するもの
であって、導電層３１の計数の誤りを防止することを目
的としている。実施例３の方法ではＺ軸回りの変位Δθ
が閾値Ｔを超えると導電層３１を切削したと判断し、ま
た実施例４の方法ではＺ軸方向の変位ΔＺが閾値Ｔを超
えると導電層３１を切削したと判断している。上述した
ように変位Δθは変位センサ７Ａ，７Ｂ，７Ｃの出力も
しくはアクチュエータ５Ａ，５Ｂ，５Ｃの負荷電流によ
って検出され、また変位ΔＺは変位センサ７Ｄ，７Ｅ、
７Ｆの出力もしくは電磁石３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３
Ｅ，３Ｆの負荷電流によって検出することができる。こ
れらの変位Δθ，ΔＺは一定時間間隔でサンプリングさ
れ、サンプリング値が閾値Ｔよりも大きくなれば導電層
３１の切削を開始したものと判断しているのである。し
たがって、過去の経過が考慮されておらず、導電層３１
を切削していない状態でも誤検出することがある。

【００５７】そこで、本実施例では、サンプリングによ
って図２２（ｂ）のように時系列的に検出される変位Δ
Ｚ（Δθでもよい）について、閾値Ｔを超える変位ΔＺ
_Nが検出されると、図２１に示すように、時系列におけ
る１つ前の変位ΔＺ_N-1が閾値Ｔよりも小さいか否かを
判定し、変位ΔＺ_Nが閾値Ｔ以上で、変位ΔＺ_N-1が閾
値Ｔ以下であるときにのみ導電層３１が切削されたもの
と判断するのである。要するに、図２２（ａ）に示すよ
うに、時系列において隣接する変位ΔＺ_N-1，ΔＺ_Nが
閾値Ｔを挟んでいる場合にのみ、導電層３１を切削して
いるものと判断するのである。このようにすれば、閾値
Ｔを適宜設定することで、導電層３１を誤検知するのを
防止することができるのである。

【００５８】（実施例９）上記各実施例で説明した変位
Δθ，ΔＺに対する閾値Ｔは、スピンドルモータ２を磁
気浮上装置で浮上させた静止位置を基準位置として設定
しているが、Ｚテーブル１３を移動させてスピンドルモ
ータ２を下降させているときには、静止位置からずれて
いることがある。すなわち、Ｚテーブル１３の加減速に
よってスピンドルモータ２の基準位置は変動するから、
静止位置で設定した閾値Ｔを用いても加工速度などによ
って穴深さにばらつきの生じることがある。

【００５９】そこで、図２３に示すように、Ｚテーブル
１３の下降開始時点から多層回路基板３０の切削を開始
するまでの所定区間Ｅで、変位ΔＺ（またはΔθ）に関
する平均値Ｖ₁を求め、この平均値Ｖ₁を基準位置とし
て用いるのである。一般に、この平均値Ｖ₁は静止位置
Ｖ₀に対して変位しており、しかもＺテーブル１３の移
動状態を反映しているから、この平均値Ｖ₁をオフセッ
ト値として閾値Ｔを設定することで、よい閾値Ｔを決定
することができるのである。

【００６０】いま、変位ΔＺ（Δθ）に対する基準位置
からの閾値をＴＨとすれば、本実施例の方法を採用する
ことで、閾値ＴはＶ₁＋ＴＨになり、従来の閾値Ｔ＝Ｖ
₀＋ＴＨに比較すると、（Ｖ₁−Ｖ₀）だけ閾値Ｔを補
正することができ、より適切な閾値Ｔを設定することが
できるのである。上記手順で求めた閾値Ｔを用いた処理
手順を図２４に示す。すなわち、まずＺテーブル１３の
下降を開始し（Ｓ１）、次にドリル１の先端が多層配線
基板３０に到達する前の所定区間に変位ΔＺ（またはΔ
θ）の平均値を求め、この平均値に基づいて閾値Ｔを決
定する（Ｓ２）。次に、切削開始位置や目的とする導電
層３１の位置を求め（Ｓ３）、切削加工を行なうのであ
る（Ｓ４）。

【００６１】（実施例１０）上記実施例では切削した導
電層３１の層数を計数する際に、導電層３１の切削状態
を図２５（ａ）のように変化するＺ軸方向の変位ΔＺも
しくはＺ軸回りの変位Δθｚの大きさに基づいて検出す
るものであった。すなわち、変位ΔＺ（またはΔθｚ）
の極大値付近を検出するものであった（図の破線は導電
層３１の切削開始の位置を示す）。

【００６２】一方、変位ΔＺ（またはΔθｚ）の時間変
化（すなわち、速度ΔＶｚや角速度ΔＶθｚ）は、図２
５（ｂ）に示すように、変位ΔＺ（またはΔθｚ）が極
大値をとるときに正から負に遷移するから、速度ΔＶｚ
や角速度ΔＶθｚが正から負に遷移する回数を計数して
も変位ΔＺ（またはΔθｚ）と同様に、ドリル１が切削
した導電層３１の層数を知ることができる。

【００６３】しかるに、実施例３や実施例４において変
位ΔＺ（またはΔθｚ）に閾値Ｔを設定することで切削
した導電層３１の層数を求めていたのに対して、本実施
例では、上記知見に基づいて、Ｚ軸方向の速度ΔＶｚま
たはＺ軸回りの角速度ΔＶθｚが正から負に遷移する人
を検出することで切削した導電層３１の層数を計数する
のである。他の手順は実施例３や実施例４と同様であ
る。本実施例のように、速度ΔＶｚや角速度ΔＶθｚの
符号変化を用いて導電層３１の切削を検出すれば、閾値
Ｔの設定が不要になるという利点がある。

【００６４】（実施例１１）実施例３、実施例４、実施
例１０などの方法を用いて切削した導電層３１の層数を
計数する際に、導電層３１を切削していないにもかかわ
らず何らかの雑音成分によって、変位ΔＺ（またはΔθ
ｚ）が閾値Ｔを超えたり、速度ΔＶｚや角速度ΔＶθｚ
の符号が正から負に変化することがある。このような雑
音成分が存在すると、目的とする導電層３１に到達する
前に切削加工が停止してしまうことになる。たとえば、
実施例３や実施例４の方法において、図２６に示すＣ
１，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５の位置が導電層３１に対応してい
るものとして、何らかの雑音成分によってＣ２の位置で
も変位ΔＺ（またはΔθｚ）が閾値Ｔを超えたとする。
この場合、目的とする導電層３１はＣ５の位置であっ
て、４層の導電層３１を計数したときにＣ５の位置の導
電層３１に到達したものとして切削加工を終了すべきで
あるが、Ｃ２の位置での雑音成分によってＣ４の位置の
導電層３１を計数したときに４層目と判断して切削加工
を停止してしまうことになる。すなわち、導電層３１を
目的とする層数だけ切削することができないという問題
が生じる。

【００６５】そこで、本実施例では、変位ΔＺ（または
Δθｚ）が閾値Ｔを超える時間間隔もしくはドリル１の
移動距離を測定し、この時間間隔もしくは移動距離が規
定の閾値を超えていなければ、雑音成分によるものとし
て計数しないようにするのである。いま、移動距離に閾
値を設定しているものとすれば、ドリル１の移動距離を
Ｚテーブル１３の移動距離とスピンドルモータ２のハウ
ジング１２に対する変位とから求め、導電層３１を切削
してからの移動距離が、導電層３１の間の距離に応じて
設定した閾値に満たない場合には、変位ΔＺ（またはΔ
θｚ）が閾値Ｔを超えても無効にして計数を行なわない
ようにするのである。このような処理によって雑音成分
を除去して導電層３１を計数することができ、誤計数に
よる問題の発生を防止することができるのである。

【００６６】上記手順をまとめると図２７のようにな
る。すなわち、まず隣接する導電層３１の間隔よりも若
干小さい値（α）を設定し（Ｓ１）、加工を開始する
（Ｓ２）。次に、変位ΔＺ（またはΔθｚ）が閾値Ｔを
超えたときに（Ｓ３）、１層前の導電層３１を切削した
ことによって変位ΔＺ（またはΔθｚ）が閾値Ｔを超え
た時点からの加工深さを間隔について設定した閾値と比
較し（Ｓ４）、加工深さが閾値を超えていなければ導電
層３１ではないものと判断して計数を行なわず（Ｓ
５）、加工深さが閾値を超えている場合にのみ導電層３
１を切削したものとして計数する（Ｓ６）。このような
計数によって目的とする層数を計数すると（Ｓ７）、切
削加工を終了するのである。

【００６７】ここに、移動距離に閾値を設定した例を示
したが、時間間隔でもよく、また変位ΔＺ（またはΔθ
ｚ）ではなく速度ΔＶｚや角速度ΔＶθｚを用いて導電
層３１の層数を計数してもよい。（実施例１２）本実施例は、導電層３１の層数を計数す
ることなく目的の導電層３１を切削しているか否かを判
断するようにしたものであって、多層配線基板３０の表
面位置から目的の導電層３１までの深さが既知であるこ
とを利用し、多層配線基板３０の表面位置を基準位置と
し、ドリル１の先端が目的の導電層３１の深さ付近まで
到達してから変位ΔＺ（またはΔθｚ）の閾値Ｔとの比
較を行なうようにしているものである。

【００６８】すなわち、本実施例は実施例３や実施例４
と同様に変位ΔＺまたは変位Δθｚを閾値Ｔと比較する
ことによって導電層３１の切削状態であるか否かを判断
するものであるが、多層配線基板３０の表面にドリル１
が接触して切削加工が開始された時点が検出された後に
は、目的の導電層３１の深さ付近までは変位ΔＺ（また
はΔθｚ）を閾値Ｔと比較する処理を行なわないように
している点が相違する。多層配線基板３０の表面にドリ
ル１の先端が到達したことを検出する方法は、実施例１
や実施例２と同様であって、一定の時間間隔でサンプリ
ングした変位ΔＺ（またはΔθｚ）が最初に閾値Ｔを超
えた位置を基準位置Ｃ１とする。以後は、基準位置Ｃ１
からのドリル１の移動距離もしは移動時間を演算し、こ
の深さが目的の導電層３１の深さよりも所定寸法だけ小
さい深さＤｐに達するまでは演算制御部２０ｃへの変位
ΔＺ（またはΔθｚ）の取り込みを中断するのである。
ドリル１の先端の深さがあらかじめ設定した深さ（すな
わち、目的の導電層３１の深さよりも所定寸法だけ小さ
い深さ）Ｄｐに達すると、変位ΔＺ（またはΔθｚ）の
取り込みを再開し、次に変位ΔＺ（またはΔθｚ）が閾
値Ｔを超えると目的の導電層３１（Ｃｎ）に達したと判
断するのである。

【００６９】図２８における白丸は演算制御部２０ｃに
取り込んだ変位ΔＺ（またはΔθｚ）のデータを示し、
上述した基準位置Ｃ１で変位ΔＺ（またはΔθｚ）を取
り込んだ後には規定の深さＤｐに達するまでは変位ΔＺ
（またはΔθｚ）のデータを取り込まず、データの取り
込みを再開して変位ΔＺ（またはΔθｚ）が閾値Ｔを超
えた位置Ｃｎを目的の導電層３１の位置であると判断し
ていることを示している。この手順をまとめると、図２
９に示すように、まず導電層３１の位置に基づいて深さ
Ｄｐを規定した後（Ｓ１）、切削加工を開始する（Ｓ
２）。次に、変位ΔＺ（またはΔθｚ）が最初に閾値Ｔ
を超えると（Ｓ３）、その位置を基準位置とし（Ｓ
４）、変位ΔＺ（またはΔθｚ）の取り込みを休止する
（Ｓ５）。その後、ドリル１が基準位置から設定した深
さＤｐに達すると（Ｓ６）、変位ΔＺ（またはΔθｚ）
のデータの取り込みを再開し（Ｓ７）、データの取り込
みの再開後に変位ΔＺ（またはΔθｚ）が閾値Ｔを超え
ると（Ｓ８）、目的の導電層３１に達したと判断して切
削加工を停止するのである。

【００７０】上述した手順で目的とする導電層３１を検
出すれば、他の導電層３１に関して変位ΔＺ（またはΔ
θｚ）の検出を必要とせず、結果的に演算制御部２０ｃ
に入力するデータ数を削減して演算制御部２０ｃの負担
を軽減することができるのである。（実施例１３）本実施例は、実施例１２のように深さＤ
ｐを規定して切削するにあたって、複数種類の多層配線
基板３０への対応を可能とするものであって、切削加工
の対象となる多層配線基板３０について各導電層３１の
深さと層数との関係を登録したデータベースを構築し、
このデータベースに登録されたデータに基づいて、切削
時に用いる深さＤｐを規定するようにしている。データ
ベースへのデータの登録は自動化されており、次の手順
で行なう。まず、加工対象となる多層配線基板３０の不
要な位置に、上記装置で捨て穴を形成する。この捨て穴
を形成する際に変位ΔＺ（またはΔθｚ）が閾値Ｔを超
える時点を検出して導電層３１の位置と判断し、導電層
３１の層数とそのときの深さとの関係を対にして、すな
わち、図３０に示すようなｘ層目の導電層３１は多層配
線基板３０の表面からｙｍｍの深さであるという情報を
（ｘ層目，ｙｍｍ）という対の形でデータベースに登録
する。このようなデータベースが構築されれば、以後は
このデータベースのデータに基づいて、目的とする導電
層３１からその導電層３１の深さを求め、求めた深さに
応じてサンプリングを再開する深さＤｐを決定すること
ができるのである。

【００７１】すなわち、データベースを作成する処理
は、被加工部材ごとに行なわれるから、図３１に示すよ
うに、まず被加工部材を交換し（Ｓ１）、適当な閾値Ｔ
を入力する（Ｓ２）。次に、上述のような捨て穴を形成
し（Ｓ３）、変位ΔＺまたは変位Δθｚが閾値Ｔを超え
るときの層数と多層配線基板３０の表面からの深さとを
出力してデータベースに登録すればよいのである（Ｓ
４）。

【００７２】（実施例１４）本実施例は、実施例１３と
同様にサンプリングを再開する深さＤｐを決定する手順
の例であって、実施例１３では各多層配線基板３０ごと
に深さＤｐを設定しているが、本実施例では各穴ごとに
深さＤｐを設定する。すなわち、図３２に白丸で示すよ
うにサンプリングを行なって、導電層３１の第１層Ｃ１
と第２層Ｃ２とについて距離を求め、各導電層３１が等
間隔で設けられているものとして目的の導電層３１まで
の層数に基づいて目的の導電層３１までの距離を求め、
この距離から深さＤｐを決定するのである。たとえば、
第４層Ｃ４が目的とする導電層３１である場合には、目
的とする導電層３１の深さは、第１層Ｃ１と第２層Ｃ２
との距離の３倍と推定し、第１層Ｃ１と第２層Ｃ２との
距離を３倍した値から所定寸法だけ減算した値を深さＤ
ｐとして規定するのである。

【００７３】この処理をまとめると図３３のようにな
る。すなわち、まず適宜の閾値Ｔを入力して（Ｓ１）、
加工を開始し（Ｓ２）、変位ΔＺまたは変位Δθｚが閾
値Ｔを超えると（Ｓ３）、その位置を基準位置とする
（Ｓ４）。次に、変位ΔＺ（またはΔθｚ）が閾値Ｔを
超えると（Ｓ５）、基準位置からの深さを求め（Ｓ
６）、変位ΔＺ（またはΔθｚ）の取り込みを休止する
（Ｓ７）。その間、基準位置からの深さに目的とする導
電層３１の深さに応じた深さＤｐを設定し（Ｓ８）、ド
リル１の先端がこの深さＤｐに達するとデータの取り込
みを再開する（Ｓ９）。その後、変位ΔＺ（またはΔθ
ｚ）が閾値Ｔを超えると目的の導電層３１に達したと判
断し（Ｓ１０）、切削加工を終了するのである。

【００７４】（実施例１５）本実施例は、実施例３、実
施例４と同様に、変位ΔＺ（またはΔθｚ）に基づいて
切削した導電層３１を計数するものであって、演算制御
部２０ｃに変位ΔＺ（またはΔθｚ）のデータを取り込
むサンプリング間隔を変化させることによって、演算制
御部２０ｃへのデータの取り込み個数を比較的少なくし
ながらも目的の導電層３１の位置を正確に検出できるよ
うにするものである。

【００７５】すなわち、図３４に示すように変位ΔＺ
（またはΔθｚ）によって導電層３１の層数を計数する
際に、目的の導電層３１の１層前に達するまではサンプ
リング間隔を比較的長く（ただし、導電層３１を検出す
るのに必要な変位ΔＺ（またはΔθｚ）の変化を検出で
きる程度に）設定しておき（白丸はサンプリングしたデ
ータを示す）、目的の導電層３１の位置Ｃｎの１層前の
導電層３１の位置Ｃｎ-1を検出すると、サンプリング間
隔を小さくするのである。このようにして、変位ΔＺ
（またはΔθｚ）が閾値を超えた位置を正確に判断する
ことができるのである。また、つねにサンプリング間隔
を小さくする場合に比較して、測定精度を落とすことな
くデータの取り込み量を削減することができ、結果的に
演算制御部２０ｃの負担を軽減できることになる。

【００７６】この手順をまとめると、図３５のようにな
る。すなわち、加工を開始し（Ｓ１）、変位ΔＺ（また
はΔθｚ）が閾値Ｔを超えると（Ｓ２）、切削が開始さ
れたものとして導電層３１の計数を開始する（Ｓ３）。
計数した導電層３１の層数が目的の層数よりも１層少な
い値になると（Ｓ４）、サンプリング間隔を小さくして
データを密に取り込む（Ｓ５）。その後、変位Ｚ（また
はΔθｚ）が閾値Ｔを超えると（Ｓ６）、目的の導電層
３１に達したものと判断して切削加工を停止する。

【００７７】

【発明の効果】請求項１および請求項２の発明は、切削
工具によるワークの切削が可能となる時点を検出し、こ
の時点でのハウジングの位置を基準位置として、基準位
置から穴の深さに相当する距離だけハウジングが移動し
た時点で切削加工を停止するのであって、ワークの切削
が可能となる時点の検出方法として、請求項１の発明で
は切削工具に作用する回転装置の回転方向における反力
の変化を検出し、請求項２の発明では、切削工具に作用
するハウジングの移動方向に沿う方向における反力の変
化に基づいて検出するのである。その結果、基準位置を
決定するために事前に寸法を計測する必要がなく、しか
も、切削工具によるワークの切削が可能となった時点か
らのハウジングの移動距離を穴の深さに対応付けている
ことによって、ワークの厚みにばらつきがあっても穴の
深さに影響がないという利点を有する。

【００７８】請求項３および請求項４の発明は、ワーク
が導電層と絶縁層とを交互に複数層積層した多層配線基
板である場合に適用するのであって、切削工具により切
削した導電層の層数を計数し、所望の層数の導電層を切
削した時点で切削加工を停止する。請求項３の発明では
導電層の切削を切削工具に作用する回転装置の回転方向
における反力の変化によって検出し、請求項４の発明で
はハウジングの移動方向に沿う方向における切削工具に
作用する反力の変化によって検出するのである。その結
果、寸法管理を必要とせず、単に切削した導電層の層数
を計数すれば、目的とする導電層に到達する穴を形成す
ることができるという効果を奏するのである。

【００７９】請求項５の発明は、所望の層数の導電層を
切削した時点でハウジングの移動を停止させた直後に、
回転装置をワークとの距離を大きくする向きに急速に移
動させるので、回転装置が慣性によって行き過ぎるのを
防止することができ、穴の深さの精度を高めることがで
きるという効果がある。請求項６の発明は、ハウジング
を切削開始の位置で停止させ、その後は回転装置を支持
する磁気浮上装置によって回転装置を穴の深さ分だけ移
動させるから、ハウジングの慣性の影響を受けることが
なく、穴の深さの加工精度が高くなるという効果があ
る。

【００８０】請求項７の発明は、切削加工中に目的の位
置に近づくとハウジングの移動速度を減速するから、回
転装置が慣性によって行き過ぎるのを抑制することがで
き、穴の深さの精度を高めることができるという効果が
ある。請求項８の方法では、反力を検出する望ましい方
法であって、磁気浮上装置を介して支持している回転装
置の規定位置からの変位を反力として検出するものであ
る。この方法を採用すれば反力を容易に検出することが
できるという効果を有する。

【００８１】請求項９の発明は、ハウジングの移動開始
位置から切削工具がワークに接触するまでの期間におけ
る変位の平均値を求め、求めた平均値に基づいて閾値を
決定するから、ハウジングや回転装置が作動している状
態での閾値の変動分をオフセット値として閾値を設定す
ることができ、よい閾値を設定することができるという
利点を有する。

【００８２】請求項１０の発明は、回転装置の変位が閾
値を超えるときの移動距離ないし時間間隔を計測し、規
定距離ないし規定時間の範囲内では導電層の切削ではな
いものと判断しているので、雑音成分を導電層の切削と
誤認することが少なく、目的とする導電層に確実に到達
することが可能になるという効果を奏する。請求項１１
の発明は、回転装置の回転方向におけるハウジングに対
する回転装置の角速度と、ハウジングの移動方向に沿う
方向における回転装置の移動速度との少なくとも一方に
ついて、規定の変化が生じたときに導電層を切削してい
るものと判断するのであって、このような方法を採用す
れば、閾値の設定が不要になるという利点がある。

【００８３】請求項１２の発明は、規定の基準位置から
目的の導電層の位置までの距離よりも小さく目的の導電
層の１層前までの深さよりは大きい規定の深さに切削工
具が到達した時点から反力の検出を開始し、反力に変化
が生じた時点で切削加工を停止するのであって、反力に
関するデータを取り込む量を制限することができ、デー
タの処理に対する負担が少ないという効果がある。

【００８４】請求項１３の発明は、反力に関するデータ
の取り込みを開始する位置を決定する方法であって、加
工穴とは異なる位置に捨て穴を切削して各導電層の深さ
を各導電層に対応付けてデータベースに登録し、穴加工
時に目的の導電層を指定することによってデータベース
から読み出した対応する深さに基づいて反力の検出を開
始する深さを決定するから、異なるワークに対して容易
に対応することができるという利点を有する。

【００８５】請求項１４の発明は、反力に関するデータ
の取り込みを開始する位置を決定する方法であって、穴
加工時に第１層の導電層と第２層の導電層との距離を検
出し、目的の導電層までの深さを上記距離に所定倍率を
乗じて求め、この深さに基づいて反力の検出を開始する
深さを決定するので、別途に捨て穴を形成することなく
加工する穴ごとにデータを取り込む深さを決定すること
ができるという効果がある。

【００８６】請求項１５の発明は、反力をサンプリング
して取り込む際に、目的の導電層の１層前の導電層を切
削するまでのサンプリング間隔に対して以後のサンプリ
ング間隔を小さくし、サンプリング間隔を小さくしてか
ら、反力に変化が生じた時点で切削加工を停止するの
で、目的外の導電層についてはサンプリング間隔を大き
くして取り込むべきデータ量を削減できるとともに、目
的の導電層についてはサンプリング間隔を小さくして精
度よく検出することができるという利点を有するのであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１，２を示す動作説明図である。

【図２】実施例１の穴の形成過程を示す工程図である。

【図３】実施例１での変位の時間変化を示す動作説明図
である。

【図４】実施例２の穴の形成過程を示す工程図である。

【図５】実施例３，４を示す動作説明図である。

【図６】実施例３の穴の形成過程を示す工程図である。

【図７】実施例３での変位の時間変化を示す動作説明図
である。

【図８】実施例４の穴の形成過程を示す工程図である。

【図９】実施例を示す全体構成の斜視図である。

【図１０】実施例を示す一部切欠斜視図である。

【図１１】実施例に用いるアクチュエータの平面図であ
る。

【図１２】実施例に用いるアクチュエータの断面図であ
る。

【図１３】実施例を示す制御回路のブロック図である。

【図１４】実施例の動作説明図である。

【図１５】実施例５を示す動作説明図である。

【図１６】実施例５を示し、（ａ）は切削過程を示す
図、（ｂ）は要部拡大断面図である。

【図１７】実施例５を示し、（ａ）は切削過程を示す
図、（ｂ）は要部拡大断面図である。

【図１８】実施例６を示す動作説明図である。

【図１９】実施例６の切削過程を示す図である。

【図２０】実施例７を示す動作説明図である。

【図２１】実施例８の要部動作説明図である。

【図２２】実施例８を示し、（ａ）は変位の時間変化を
示す動作説明図、（ｂ）は変位の時間変化を示す細部の
動作説明図である。

【図２３】実施例９の概念説明図である。

【図２４】実施例９を示す動作説明図である。

【図２５】実施例１０を示す概念説明図である。

【図２６】実施例１１を示す概念説明図である。

【図２７】実施例１１を示す動作説明図である。

【図２８】実施例１２を示す概念説明図である。

【図２９】実施例１２を示す動作説明図である。

【図３０】実施例１３を示す概念説明図である。

【図３１】実施例１３を示す動作説明図である。

【図３２】実施例１４を示す概念説明図である。

【図３３】実施例１４を示す動作説明図である。

【図３４】実施例１５を示す概念説明図である。

【図３５】実施例１５を示す動作説明図である。

【図３６】従来例を示す概略構成図である。

【図３７】従来例において穴の形成例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ドリル２スピンドルモータ３Ａ〜３Ｆ電磁石５Ａ〜５Ｃアクチュエータ７Ａ〜７Ｆ変位センサ２０制御回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年６月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項６

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項８

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】請求項６の発明は、穴加工用の切削工具を
回転させる回転装置を磁気浮上装置を介して支持したハ
ウジングをワークとの距離を小さくする一定方向に移動
させるとともに、少なくともハウジングの移動方向につ
いて磁気浮上装置に設けた電磁石の磁力で回転装置をハ
ウジングに対して浮上させ、切削工具によるワークの切
削が可能となる時点を検出した時点でハウジングの位置
を基準位置とし、この基準位置でハウジングの移動を停
止させるとともに、この基準位置から所望の穴の深さに
相当する距離だけ磁気浮上装置により回転装置を移動さ
せた後、切削加工を停止することを特徴とする。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
４の発明において、切削加工を停止させる位置への接近
をハウジングの移動量またはハウジングの移動時間によ
り検出し、切削加工を停止する位置への接近を検出する
とハウジングの移動速度を減速させることを特徴とす
る。請求項８の発明では、請求項３または請求項４の発
明において、回転装置はハウジングに対して平行移動お
よび回転移動をすべての方向について許すように電磁石
の磁力で浮上させた形で支持する磁気浮上装置を介して
ハウジングに支持され、電磁石への通電電流によって規
定される所定の位置からの変位を反力の指標とし、この
変位が規定の閾値を超えると導電層を切削しているもの
と判断することを特徴とする。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】請求項１１の発明は、請求項３または請求
項４の発明において、回転装置の回転方向におけるハウ
ジングに対する回転装置の角速度と、ハウジングの移動
方向に沿う方向における回転装置の移動速度との少なく
とも一方について、規定の変化が生じたときに導電層を
切削しているものと判断することを特徴とする。請求項
１２の発明は、ワークは導電層と絶縁層とを交互に複数
層積層した多層配線基板であって、穴加工用の切削工具
を回転させる回転装置を支持したハウジングをワークと
の距離を小さくする一定方向に移動させ、切削工具によ
る導電層の切削を切削工具に作用する回転装置の回転方
向またはハウジングの移動方向における反力の変化によ
って検出し、規定の基準位置から目的の導電層の位置ま
での距離よりも小さく目的の導電層の１層前までの深さ
よりは大きい規定の深さに切削工具が到達した時点から
反力の検出を開始し、反力に変化が生じた時点で切削加
工を停止することを特徴とする。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５２】上記動作をまとめると、図１５に示すよう
に、まず、Ｚテーブル１３を作動させてハウジング１２
を下降させ（Ｓ１）、ドリル１の先端が目的とする導電
層３１に到達したことを検出すると（Ｓ２）、Ｚテーブ
ル１３を停止させ（Ｓ３）、磁気浮上装置によりスピン
ドルモータ２を急上昇させる（Ｓ４）。このように、Ｚ
テーブル１３を停止させてスピンドルモータ（浮上部）
２を急上昇させた後には、Ｚテーブル１３を上昇させて
元の位置に復帰させる（Ｓ５）。このような手順によっ
て、穴が不必要に深くなるのを防止することができ、精
度のよい穴加工を行なうことができるのである。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５４】上記動作をまとめると、図１８のように、
まず、Ｚテーブル１３を作動させてハウジング１２を下
降させ（Ｓ１）、ドリル１の先端が多層配線基板３０の
表面に到達したことを検出すると（Ｓ２）、Ｚテーブル
１３を停止させ（Ｓ３）、磁気浮上装置によりスピンド
ルモータ２を下降させる（Ｓ４）。その後、ドリル１の
先端部が目的とする導電層３１に到達したことを検出す
ると、切削加工を停止させるのである（Ｓ５）。このよ
うな手順によって、Ｚテーブル１３の慣性による影響を
除去して穴が不必要に深くなるのを防止することがで
き、精度のよい穴加工を行なうことができるのである。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５５】（実施例７）本実施例では、実施例５と同
様に穴深さを精度よく制御するという目的の達成のため
に、切削加工の停止前にハウジング１２の下降速度が減
速されるようにＺテーブル１３を制御するものである。
すなわち、図２０に示すように、あらかじめ切削加工を
停止させる位置の直前の所定位置までの所要時間ないし
深さ（Ｚテーブル１３の移動量）を設定した後に（Ｓ
１）、加工を開始し（Ｓ２）、ドリル１の先端が多層配
線基板３０の表面に達したことを、実施例１もしくは実
施例２のように、変位Δθもしくは変位ΔＺが閾値を超
えることで検出し（Ｓ３）、この位置を基準位置に設定
する（Ｓ４）。その後、基準位置から上記所要時間ない
し深さによって設定された規定位置にドリル１の先端が
到達すると（Ｓ５）、ハウジング１２の下降速度が減速
されるようにＺテーブル１３を制御し（Ｓ６）、目的と
する導電層３１が切削されると切削加工を停止する（Ｓ
７）。このように、切削加工の停止前にＺテーブル１３
の下降速度を減速するから、慣性による穴深さの行き過
ぎを抑制することができるのである。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６１】（実施例１０）上記実施例では切削した導
電層３１の層数を計数する際に、導電層３１の切削状態
を図２５（ａ）のように変化するＺ軸方向の変位ΔＺも
しくはＺ軸回りの変位Δθの大きさに基づいて検出する
ものであった。すなわち、変位ΔＺ（またはΔθ）の極
大値付近を検出するものであった（図の破線は導電層３
１の切削開始の位置を示す）。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６２】一方、変位ΔＺ（またはΔθ）の時間変化
（すなわち、速度ΔＶｚや角速度ΔＶθ）は、図２５
（ｂ）に示すように、変位ΔＺ（またはΔθ）が極大値
をとるときに正から負に遷移するから、速度ΔＶｚや角
速度ΔＶθが正から負に遷移する回数を計数しても変位
ΔＺ（またはΔθ）と同様に、ドリル１が切削した導電
層３１の層数を知ることができる。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６３】しかるに、実施例３や実施例４において変
位ΔＺ（またはΔθ）に閾値Ｔを設定することで切削し
た導電層３１の層数を求めていたのに対して、本実施例
では、上記知見に基づいて、Ｚ軸方向の速度ΔＶｚまた
はＺ軸回りの角速度ΔＶθが正から負に遷移するポイン
トを検出することで切削した導電層３１の層数を計数す
るのである。他の手順は実施例３や実施例４と同様であ
る。本実施例のように、速度ΔＶｚや角速度ΔＶθの符
号変化を用いて導電層３１の切削を検出すれば、閾値Ｔ
の設定が不要になるという利点がある。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６４】（実施例１１）実施例３、実施例４、実施
例１０などの方法を用いて切削した導電層３１の層数を
計数する際に、導電層３１を切削していないにもかかわ
らず何らかの雑音成分によって、変位ΔＺ（またはΔ
θ）が閾値Ｔを超えたり、速度ΔＶｚや角速度ΔＶθの
符号が正から負に変化することがある。このような雑音
成分が存在すると、目的とする導電層３１に到達する前
に切削加工が停止してしまうことになる。たとえば、実
施例３や実施例４の方法において、図２６に示すＣ１，
Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５の位置が導電層３１に対応しているも
のとして、何らかの雑音成分によってＣ２の位置でも変
位ΔＺ（またはΔθ）が閾値Ｔを超えたとする。この場
合、目的とする導電層３１はＣ５の位置であって、４層
の導電層３１を計数したときにＣ５の位置の導電層３１
に到達したものとして切削加工を終了すべきであるが、
Ｃ２の位置での雑音成分によってＣ４の位置の導電層３
１を計数したときに４層目と判断して切削加工を停止し
てしまうことになる。すなわち、導電層３１を目的とす
る層数だけ切削することができないという問題が生じ
る。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６５】そこで、本実施例では、変位ΔＺ（または
Δθ）が閾値Ｔを超える時間間隔もしくはドリル１の移
動距離を測定し、この時間間隔もしくは移動距離が規定
の閾値を超えていなければ、雑音成分によるものとして
計数しないようにするのである。いま、移動距離に閾値
を設定しているものとすれば、ドリル１の移動距離をＺ
テーブル１３の移動距離とスピンドルモータ２のハウジ
ング１２に対する変位とから求め、導電層３１を切削し
てからの移動距離が、導電層３１の間の距離に応じて設
定した閾値に満たない場合には、変位ΔＺ（またはΔ
θ）が閾値Ｔを超えても無効にして計数を行なわないよ
うにするのである。このような処理によって雑音成分を
除去して導電層３１を計数することができ、誤計数によ
る問題の発生を防止することができるのである。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６６】上記手順をまとめると図２７のようにな
る。すなわち、まず隣接する導電層３１の間隔から若干
小さい値（α）を引いた数値を設定し（Ｓ１）、加工を
開始する（Ｓ２）。ただし、（ノイズによって生じる
値）＜α＜（導電層１層分の厚み）である。次に、変位
ΔＺ（またはΔθ）が閾値Ｔを超えたときに（Ｓ３）、
１層前の導電層３１を切削したことによって変位ΔＺ
（またはΔθ）が閾値Ｔを超えた時点からの加工深さを
間隔について設定した閾値と比較し（Ｓ４）、加工深さ
が閾値を超えていなければ導電層３１ではないものと判
断して計数を行なわず（Ｓ５）、加工深さが閾値を超え
ている場合にのみ導電層３１を切削したものとして計数
する（Ｓ６）。このような計数によって目的とする層数
を計数すると（Ｓ７）、切削加工を終了するのである。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６７】ここに、移動距離に閾値を設定した例を示
したが、時間間隔でもよく、また変位ΔＺ（またはΔ
θ）ではなく速度ΔＶｚや角速度ΔＶθを用いて導電層
３１の層数を計数してもよい。（実施例１２）本実施例は、導電層３１の層数を計数す
ることなく目的の導電層３１を切削しているか否かを判
断するようにしたものであって、多層配線基板３０の表
面位置から目的の導電層３１までの深さが既知であるこ
とを利用し、多層配線基板３０の表面位置を基準位置と
し、ドリル１の先端が目的の導電層３１の深さ付近まで
到達してから変位ΔＺ（またはΔθ）の閾値Ｔとの比較
を行なうようにしているものである。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６８】すなわち、本実施例は実施例３や実施例４
と同様に変位ΔＺまたは変位Δθを閾値Ｔと比較するこ
とによって導電層３１の切削状態であるか否かを判断す
るものであるが、多層配線基板３０の表面にドリル１が
接触して切削加工が開始された時点が検出された後に
は、目的の導電層３１の深さ付近までは変位ΔＺ（また
はΔθ）を閾値Ｔと比較する処理を行なわないようにし
ている点が相違する。多層配線基板３０の表面にドリル
１の先端が到達したことを検出する方法は、実施例１や
実施例２と同様であって、一定の時間間隔でサンプリン
グした変位ΔＺ（またはΔθ）が最初に閾値Ｔを超えた
位置を基準位置Ｃ１とする。以後は、基準位置Ｃ１から
のドリル１の移動距離もしは移動時間を演算し、この深
さが目的の導電層３１の深さよりも所定寸法だけ小さい
深さＤｐに達するまでは演算制御部２０ｃへの変位ΔＺ
（またはΔθ）の取り込みを中断するのである。ドリル
１の先端の深さがあらかじめ設定した深さ（すなわち、
目的の導電層３１の深さよりも所定寸法だけ小さい深
さ）Ｄｐに達すると、変位ΔＺ（またはΔθ）の取り込
みを再開し、次に変位ΔＺ（またはΔθ）が閾値Ｔを超
えると目的の導電層３１（Ｃｎ）に達したと判断するの
である。

【手続補正１８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６９】図２８における白丸は演算制御部２０ｃに
取り込んだ変位ΔＺ（またはΔθ）のデータを示し、上
述した基準位置Ｃ１で変位ΔＺ（またはΔθ）を取り込
んだ後には規定の深さＤｐに達するまでは変位ΔＺ（ま
たはΔθ）のデータを取り込まず、データの取り込みを
再開して変位ΔＺ（またはΔθ）が閾値Ｔを超えた位置
Ｃｎを目的の導電層３１の位置であると判断しているこ
とを示している。この手順をまとめると、図２９に示す
ように、まず導電層３１の位置に基づいて深さＤｐを規
定した後（Ｓ１）、切削加工を開始する（Ｓ２）。次
に、変位ΔＺ（またはΔθ）が最初に閾値Ｔを超えると
（Ｓ３）、その位置を基準位置とし（Ｓ４）、変位ΔＺ
（またはΔθ）の取り込みを休止する（Ｓ５）。その
後、ドリル１が基準位置から設定した深さＤｐに達する
と（Ｓ６）、変位ΔＺ（またはΔθ）のデータの取り込
みを再開し（Ｓ７）、データの取り込みの再開後に変位
ΔＺ（またはΔθ）が閾値Ｔを超えると（Ｓ８）、目的
の導電層３１に達したと判断して切削加工を停止するの
である。

【手続補正１９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７０】上述した手順で目的とする導電層３１を検
出すれば、他の導電層３１に関して変位ΔＺ（またはΔ
θ）の検出を必要とせず、結果的に演算制御部２０ｃに
入力するデータ数を削減して演算制御部２０ｃの負担を
軽減することができるのである。（実施例１３）本実施例は、実施例１２のように深さＤ
ｐを規定して切削するにあたって、複数種類の多層配線
基板３０への対応を可能とするものであって、切削加工
の対象となる多層配線基板３０について各導電層３１の
深さと層数との関係を登録したデータベースを構築し、
このデータベースに登録されたデータに基づいて、切削
時に用いる深さＤｐを規定するようにしている。データ
ベースへのデータの登録は自動化されており、次の手順
で行なう。まず、加工対象となる多層配線基板３０の不
要な位置に、上記装置で捨て穴を形成する。この捨て穴
を形成する際に変位ΔＺ（またはΔθ）が閾値Ｔを超え
る時点を検出して導電層３１の位置と判断し、導電層３
１の層数とそのときの深さとの関係を対にして、すなわ
ち、図３０に示すようなｘ層目の導電層３１は多層配線
基板３０の表面からｙｍｍの深さであるという情報を
（ｘ層目，ｙｍｍ）という対の形でデータベースに登録
する。このようなデータベースが構築されれば、以後は
このデータベースのデータに基づいて、目的とする導電
層３１からその導電層３１の深さを求め、求めた深さに
応じてサンプリングを再開する深さＤｐを決定すること
ができるのである。

【手続補正２０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７１】すなわち、データベースを作成する処理
は、被加工部材ごとに行なわれるから、図３１に示すよ
うに、まず被加工部材を交換し（Ｓ１）、適当な閾値Ｔ
を入力する（Ｓ２）。次に、上述のような捨て穴を形成
し（Ｓ３）、変位ΔＺまたは変位Δθが閾値Ｔを超える
ときの層数と多層配線基板３０の表面からの深さとを出
力してデータベースに登録すればよいのである（Ｓ
４）。

【手続補正２１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７３】この処理をまとめると図３３のようにな
る。すなわち、まず適宜の閾値Ｔを入力して（Ｓ１）、
加工を開始し（Ｓ２）、変位ΔＺまたは変位Δθが閾値
Ｔを超えると（Ｓ３）、その位置を基準位置とする（Ｓ
４）。次に、変位ΔＺ（またはΔθ）が閾値Ｔを超える
と（Ｓ５）、基準位置からの深さを求め（Ｓ６）、変位
ΔＺ（またはΔθ）の取り込みを休止する（Ｓ７）。そ
の間、基準位置からの深さに目的とする導電層３１の深
さに応じた深さＤｐを設定し（Ｓ８）、ドリル１の先端
がこの深さＤｐに達するとデータの取り込みを再開する
（Ｓ９）。その後、変位ΔＺ（またはΔθ）が閾値Ｔを
超えると目的の導電層３１に達したと判断し（Ｓ１
０）、切削加工を終了するのである。

【手続補正２２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７４】（実施例１５）本実施例は、実施例３、実
施例４と同様に、変位ΔＺ（またはΔθ）に基づいて切
削した導電層３１を計数するものであって、演算制御部
２０ｃに変位ΔＺ（またはΔθ）のデータを取り込むサ
ンプリング間隔を変化させることによって、演算制御部
２０ｃへのデータの取り込み個数を比較的少なくしなが
らも目的の導電層３１の位置を正確に検出できるように
するものである。

【手続補正２３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７５】すなわち、図３４に示すように変位ΔＺ
（またはΔθ）によって導電層３１の層数を計数する際
に、目的の導電層３１の１層前に達するまではサンプリ
ング間隔を比較的長く（ただし、導電層３１を検出する
のに必要な変位ΔＺ（またはΔθ）の変化を検出できる
程度に）設定しておき（白丸はサンプリングしたデータ
を示す）、目的の導電層３１の位置Ｃｎの１層前の導電
層３１の位置Ｃｎ-1を検出すると、サンプリング間隔を
小さくするのである。このようにして、変位ΔＺ（また
はΔθ）が閾値を超えた位置を正確に判断することがで
きるのである。また、つねにサンプリング間隔を小さく
する場合に比較して、測定精度を落とすことなくデータ
の取り込み量を削減することができ、結果的に演算制御
部２０ｃの負担を軽減できることになる。

【手続補正２４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７６】この手順をまとめると、図３５のようにな
る。すなわち、加工を開始し（Ｓ１）、変位ΔＺ（また
はΔθ）が閾値Ｔを超えると（Ｓ２）、切削が開始され
たものとして導電層３１の計数を開始する（Ｓ３）。計
数した導電層３１の層数が目的の層数よりも１層少ない
値になると（Ｓ４）、サンプリング間隔を小さくしてデ
ータを密に取り込む（Ｓ５）。その後、変位Ｚ（または
Δθ）が閾値Ｔを超えると（Ｓ６）、目的の導電層３１
に達したものと判断して切削加工を停止する。

【手続補正２５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】穴加工用の切削工具を回転させる回転装
置を支持したハウジングをワークとの距離を小さくする
一定方向に移動させ、切削工具によるワークの切削が可
能となる時点を切削工具に作用する回転装置の回転方向
における反力の変化によって検出し、反力の変化を検出
した時点でのハウジングの位置を基準位置とし、この基
準位置から所望の穴の深さに相当する距離だけハウジン
グが移動すると切削加工を停止することを特徴とする穴
加工方法。
【請求項２】穴加工用の切削工具を回転させる回転装
置を支持したハウジングをワークとの距離を小さくする
一定方向に移動させ、切削工具によるワークの切削が可
能となる時点を切削工具に作用するハウジングの移動方
向に沿う方向における反力の変化によって検出し、反力
の変化を検出した時点でのハウジングの位置を基準位置
とし、この基準位置から所望の穴の深さに相当する距離
だけハウジングが移動すると切削加工を停止することを
特徴とする穴加工方法。
【請求項３】ワークは導電層と絶縁層とを交互に複数
層積層した多層配線基板であって、穴加工用の切削工具
を回転させる回転装置を支持したハウジングをワークと
の距離を小さくする一定方向に移動させ、切削工具によ
る導電層の切削を切削工具に作用する回転装置の回転方
向における反力の変化によって検出し、反力に変化が生
じた回数に基づいて切削した導電層の層数を計数し、所
望の層数の導電層を切削した時点で切削加工を停止する
ことを特徴とする穴加工方法。
【請求項４】ワークは導電層と絶縁層とを交互に複数
層積層した多層配線基板であって、穴加工用の切削工具
を回転させる回転装置を支持したハウジングをワークと
の距離を小さくする一定方向に移動させ、切削工具によ
る導電層の切削を切削工具に作用するハウジングの移動
方向に沿う方向における反力の変化によって検出し、反
力に変化が生じた回数に基づいて切削した導電層の層数
を計数し、所望の層数の導電層を切削した時点で切削加
工を停止することを特徴とする穴加工方法。
【請求項５】回転装置は少なくともハウジングの移動
方向について電磁石の磁力でハウジングに対して浮上さ
せた形で支持する磁気浮上装置を介してハウジングに支
持され、所望の層数の導電層を切削した時点でハウジン
グの移動を停止させた直後に、回転装置をワークとの距
離を大きくする向きに移動させるように磁気浮上装置の
電磁石への通電電流を急速に変化させることによって切
削加工を停止することを特徴とする請求項３または請求
項４記載の穴加工方法。
【請求項６】穴加工用の切削工具を回転させる回転装
置を磁気浮上装置にを介して支持したハウジングをワー
クとの距離を小さくする一定方向に移動させるととも
に、少なくともハウジングの移動方向について磁気浮上
装置に設けた電磁石の磁力で回転装置をハウジングに対
して浮上させ、切削工具によるワークの切削が可能とな
る時点を検出した時点でハウジングの位置を基準位置と
し、この基準位置でハウジングの移動を停止させるとと
もに、この基準位置から所望の穴の深さに相当する距離
だけ磁気浮上装置により回転装置を移動させた後、切削
加工を停止することを特徴とする穴加工方法。
【請求項７】切削加工を停止させる位置への接近をハ
ウジングの移動量またはハウジングの移動時間により検
出し、切削加工を停止する位置への接近を検出するとハ
ウジングの移動速度を減速させることを特徴とする請求
項１ないし請求項４のいずれかに記載の穴加工方法。
【請求項８】回転装置はハウジングに対して平行移動
および回転移動をすべての方向について許すように電磁
石の磁力で浮上させた形で支持する磁気浮上装置を介し
てハウジングに支持され、電磁石への通電電流によって
規定される所定の位置からの変位を反力の指標とし、こ
の変位が規定の閾値を超えると導電層を切削しているも
のと判断することを特徴とする請求項４または請求項５
記載の穴加工方法。
【請求項９】ハウジングの移動開始位置から切削工具
がワークに接触するまでの期間における変位の平均値を
求め、求めた平均値に基づいて閾値を決定することを特
徴とする請求項８記載の穴加工方法。
【請求項１０】上記変位が閾値を超えるときのハウジ
ングの移動距離または時間間隔を計測し、変位が閾値を
超えてから規定距離または規定時間が過ぎた後に変位が
閾値を超えると、切削した導電層の層数として計数する
ことを特徴とする請求項８または請求項９記載の穴加工
方法。
【請求項１１】回転装置の回転方向におけるハウジン
グに対する回転装置の角速度と、ハウジングの移動方向
に沿う方向における回転装置の移動速度との少なくとも
一方について、規定の変化が生じたときに導電層を切削
しているものと判断することを特徴とする請求項４また
は請求項５記載の穴加工方法。
【請求項１２】ワークは導電層と絶縁層とを交互に複
数層積層した多層配線基板であって、穴加工用の切削工
具を回転させる回転装置を支持したハウジングをワーク
との距離を小さくする一定方向に移動させ、切削工具に
よる導電層の切削を切削工具に作用する回転装置の回転
方向またはハウジングの移動方向における反力の変化に
よって検出し、規定の基準位置から目的の導電層の位置
までの距離よりも小さく目的の導電層の１層前までの深
さよりは大きい規定の深さに切削工具が到達した時点か
ら反力の検出を開始し、反力に変化が生じた時点で切削
加工を停止することを特徴とする穴加工方法。
【請求項１３】加工穴とは異なる位置に捨て穴を切削
して各導電層の深さを各導電層に対応付けてデータベー
スに登録し、穴加工時に目的の導電層を指定することに
よってデータベースから読み出した対応する深さに基づ
いて反力の検出を開始する深さを決定することを特徴と
する請求項１２記載の穴加工方法。
【請求項１４】穴加工時に第１層の導電層と第２層の
導電層との距離を検出し、目的の導電層までの深さを上
記距離に所定倍率を乗じて求め、この深さに基づいて反
力の検出を開始する深さを決定することを特徴とする請
求項１２記載の穴加工方法。
【請求項１５】ワークは導電層と絶縁層とを交互に複
数層積層した多層配線基板であって、穴加工用の切削工
具を回転させる回転装置を支持したハウジングをワーク
との距離を小さくする一定方向に移動させ、切削工具に
よる導電層の切削を切削工具に作用する回転装置の回転
方向またはハウジングの移動方向における反力の変化を
サンプリングして検出し、目的の導電層の１層前の導電
層を切削するまでのサンプリング間隔に対して以後のサ
ンプリング間隔を小さくし、サンプリング間隔を小さく
してから、反力に変化が生じた時点で切削加工を停止す
ることを特徴とする穴加工方法。