工件加工機的製作方法

2023-06-07 10:39:16 1

專利名稱：工件加工機的製作方法
技術領域：
本發明涉及利用來自形成於工件上的位置檢測用貫穿孔的反射光 來檢測工件的位置，從而對工件進行加工的工件加工機。
背景技術：
以往，為了將由工件加工機加工的工件亦即列印基板定位在工作檯 上，是以設置在列印基板的表面或內層的對準標記為基準來進行。為了 檢測出絕緣層呈透明或半透明的列印基板的對準標記，提出有從列印基 板的下方照射光，使對準標記成為陰影而檢測出的方法(專利文獻l)。專利文獻1:日本專利第3023320號7>才艮另外，近年來，即便是表面層(最上層)是銅層的列印基板，仍能 夠通過雷射加工出用來連接上層與內層的盲孔。這種情況下，為了預防 雷射在銅層被反射，多對最上層的銅層表面施以形成例如黑色的CuO 層等的表面處理。由於銅層無法使光透過、以及由在表面印刷等導致對 準標記的配置較為困難，故而採用貫穿孔作為對準標記。圖6是表示以往的通過拍攝檢測出對準標記的狀態的圖。圖7是從 箭頭K方向看圖6的圖。列印基板P的最上層為銅層，且表面上形成有厚度為2nm左右的 黑色CuO層。列印基板P的板厚為lmm ~ 3mm。在列印基板P上形成 有多個作為對準標記的貫穿孔18 (以下，稱為"對準標記"。)。對準標 記18的直徑dl為lmm 3mm。在照相機20的外周配置有環狀的照明 裝置22。照相機20連接於未圖示的圖像處理裝置。若斜向照明對準標記18,如圖6、圖7所示，將在對準標記18的 內部形成因照明引起的陰影S,因此對準標記18的輪廓變得不清楚。 由於圖像處理裝置抽出對準標記18的輪廓來對對準標記18的中心坐標 進行運算，因此若輪廓檢出精度下降，則中心坐標的檢出精度下降。結果工件加工機的加工精度下降。特別當對準標記18的周圍帶有擦傷時， 輪廓的檢出精度下降。若採用專利文獻l的技術，則可以解決上述課題。但是若減少照明 裝置的數量，則會導致對準標記的配置的自由度變小。因此，若為了增 加對準標記的配置的自由度而增加照明裝置的個數，則裝置構造不僅昂 貴，且配置真空吸附用的孔的空間也變小。因此用來吸附列印基板P的 孔的數量受到限制，導致工件的保持性能下降。發明內容本發明在於提供一種提高了工件的加工精度的工件加工機。本發明中的工件加工機(100)具備對所加工的工件(P)進行支承 且移動自如的工作檯(9)、利用來自形成於上述工件(P)的位置檢測用 貫穿孔(18 )的反射光來檢測上述工件(P)的位置的位置檢測機構(20 )， 該工件加工機(100)的特徵在於，還具備板狀的中間部件(10)，其被 設置在上述工作檯(9 )與上述工件(P )之間，並形成有進光用開口 ( 12 ), 該進光用開口 (12)與上述位置檢測用貫穿孔(18)重合且開口面的範 圍包含上述位置檢測用貫穿孔(18)。入射到位置檢測用貫穿孔(18)的光，通過進光用開口 (12)並在 工作檯(9)反射，而從工作檯(9)側也照射位置檢測用貫穿孔(18)。 因此位置檢測用貫穿孔(18)整體被照射，由此就不會在貫穿孔(18) 中產生陰影。由於位置檢測機構(20)對不產生陰影且輪廓清晰的位置 檢測用貫穿孔(18)進行檢測，因此可以正確地檢測出貫穿孔(18)的 中心坐標。上述括號內的符號用來與附圖對照，不對本發明的構成進行任何的 限定。本發明的工件加工機由於可以正確地檢測出位置檢測用貫穿孔的 中心坐標，因此可以可靠地檢測工件的位置，並可以提高工件的加工精 度。


圖l是本發明的實施方式中作為工件加工機的、雷射加工機的主視圖。圖2是圖1所示的雷射加工機的工作檯的剖視圖。圖3是本發明涉及的夾具板的俯視圖。圖4是進光孔與對準標記的剖視圖。圖5是沿圖4中箭頭K1方向看到的列印基板P的圖。圖6是表示以往的對準標記的拍攝方法的圖。圖7是圖6的K向視圖。符號說明如下P…列印基板(工件)；l...基座；2…X工作檯；6…雷射振蕩器；8...Y 工作檯；9…工作檯；10…夾具板(中間部件)；12…寬開口面積的貫穿 孔(進光用開口、貫穿孔)；18…對準標記(位置檢測用貫穿孔)；20... 照相機(位置檢測機構)；21…透鏡；22...光源；40...加工頭；100...激 光加工機(工件加工機)。
具體實施方式
以下，對本發明的實施方式進行說明。圖l是本發明的實施方式中作為工件加工機的、雷射加工機的主視 圖。圖2是圖l所示的雷射加工機的工作檯的剖視圖。圖3是本發明涉 及的夾具板的俯視圖。實施方式中表示通過雷射加工工件的雷射加工機。本發明由於是通 過正確地檢測出工件的位置來正確地進行工件加工的工件加工機，所以 並不局限於雷射加工機，也包含通過鑽頭或立銑刀等工具來加工工件的 加工機等。另外，作為工件雖然示出的是列印基板，但工件並不局限於 列印基板。對雷射加工機的整體進行說明。在圖l中，雷射加工機100的X工作檯2支承在引導體2G上，並 在基座l上相對紙面垂直(紙面的表裡方向、圖3中的箭頭X方向)移 動。Y工作檯8支承在引導體8G上，並在X工作檯2上沿Y方向移動。 工作檯9固定在Y工作檯8上。在工作檯9上通過未圖示的螺栓固定有 夾具板IO。夾具板10之上載置有列印基板P，該列印基板P被後述的 氣體所吸附。在從雷射振蕩器6輸出來的光束6a的光路上，配置有面鏡5、 一對 檢電鏡4、 F 6透鏡3。檢電鏡4與F 6透鏡3配置在沿上下方向(箭頭 Z方向)移動自如的加工頭40上。加工頭40的側面配置有照相機20-及光源22。照相機20的透鏡21的中心軸與F 6透鏡3的中心軸平行。 光源22以包圍照相機20的方式配置。對工作檯9進行說明。如圖2所示，形成在工作檯9的內部的空間9i經連接件9j連接於 未圖示的真空泵。在工作檯9的表面形成與內部的空間9i連通的多個 吸附孔9h。因此，工作檯9的工件保持性能優良，並可以降低運行成 本。對夾具板10進行說明。如圖3所示，在夾具板10上形成有安裝孔11、與形成於列印基板P 的對準標記18具有相同數量且收進光的進光孔12、以及吸附孔13。在 安裝孔ll上貫穿有未圖示的螺栓，該螺栓用來把夾具板IO固定在工作 臺9上。在把夾具板10固定在工作檯9時，如圖2所示，吸附孔13被 配置為相對於形成在工作檯9上的吸附孔9h中的每隔一個的吸附孔9h 中心一致。因此夾具板IO的工件保持性能優良，可以降低運行成本。四個進光孔12形成在與對準標記18中心一致的位置上。若將對準 標記18的直徑設為dl、將設置列印基板P於夾具板10上時的定位精 度設為A (通常情況為lmm左右)，則進光孔12的直徑d2形成為滿足 算式1的大小。另外對於夾具板10使用滿足式2的板厚T的板。d2> (1.2dl + A)(算式l)T>1.5d2(算式2)由式l、式2求得(T/1.5) >d2> (1.2dl + A)(算式3)因此，優選地將較寬開口面積的貫穿孔12的直徑d2設定為對對準標記18的檢出動作進行說明。圖4是進光孔12與對準標記 18的剖視圖。圖5是沿圖4中箭頭K1方向看列印基板P的圖。在將照相機20的中心軸定位在設計上的對準標記18的中心之後， 若點亮光源22,則從光源22照射出來的光的一部分入射到進光孔12 的內部。入射到進光孔12的內部的光，在工作檯9的表面反射並從下 側照射對準標記18。結果如圖5所示，未生成對準標記18的陰影，並 且使對準標記18的輪廓變得清楚。未圖示的圖像處理裝置使由照相機20拍攝的對準標記18周邊的圖 像數據二值化(圖示的情況下，識別為對準標記18是黑色、列印基板P 的表面是白色)，以檢出對準標記18的輪廓，並由檢出的圓形輪廓直接 或者由中心來運算對準標記18的中心坐標。此外，由於確定對準標記18的中心坐標之後的雷射加工與以往相 同，故省略說明。根據本發明，可以將圖像數據二值化，並將這時的閾值設為比以往 大(也就是，粗糙地)，並且將發生在對準標記18周圍的列印基板P表 面上的傷識別為白色，因此不會降低檢出精度。另外由於雷射加工機可以高精度地檢出對準標記18的輪廓，因此 可以正確獲知對準標記18的中心坐標，從而提高加工精度。另外在本實施方式中，由於在夾具板10上設置與形成於工作檯9 的吸附孔9h連通的吸附孔13，因此能夠可靠地對列印基板P進行吸附。T> d2> dl(算式4)此外，在本實施方式中為了將對比變得清楚，因此雖然將夾具板IO 的板厚T設定為進光孔12的直徑d2的1.5倍以上，但也可以設定在1 倍左右。另外，作為夾具板IO的材質可以採用金屬，也可以採用合成樹脂。 只要是容易反射光的材質即可。
權利要求
1.一種工件加工機，具備對所加工的工件進行支承的移動自如的工作檯、利用來自形成於上述工件的位置檢測用貫穿孔的反射光來檢測上述工件位置的位置檢測機構，其特徵在於，具備板狀的中間部件，其被設置在上述工作檯與上述工件之間，並形成有進光用開口，該進光用開口與上述位置檢測用貫穿孔重合且開口面的範圍包含上述位置檢測用貫穿孔。
2. 根據權利要求1所述的工件加工機，其特徵在於，上述進光用 開口的水平方向的剖面為圓形。
3. 根據權利要求1或2所述的工件加工機，其特徵在於，上述進 光用開口是比上述位置檢測用貫穿孔直徑更大的貫穿孔。
4. 根據權利要求3所述的工件加工機，其特徵在於，上述中間部 件的板厚被設定為比上述進光用開口的直徑厚。
全文摘要
本發明的課題在於提高工件的加工精度。根據本發明，工件加工機具備對所加工的列印基板(P)進行支承的移動自如的工作檯(9)、利用來自形成於列印基板(P)的對準標記(18)的反射光來檢測列印基板(P)的位置的照相機(20)，還具備夾具板(10)，其被設置在工作檯(9)與列印基板(P)之間，並形成有與對準標記(18)重合且比該貫穿孔大的進光孔(12)。
文檔編號B23K26/04GK101274393SQ20081008806
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月27日 優先權日2007年3月30日
發明者木村文昭, 松村薰 申請人:日立比亞機械股份有限公司