TWI632007B - Back-drilling processing method for multilayer printed wiring substrate and processing depth Substrate processing device of control mechanism - Google Patents

Abstract

背鑽加工時，防止因分別存在於加工台、下板及基板上的傾斜或撓曲等誤差造成預留誤差範圍變長，而可正確且精密地背鑽加工，且可在設計時將預留誤差範圍本身設定為較短。由進行背鑽加工的鑽頭本身來檢測出下降距離資訊，並以依據該下降距離資訊取得的一定計算式來算出到達理想導體層為止的實際距離，且藉由進一步修正該距離，而可正確且精密地控制背鑽加工的加工深度。

Description

多層印刷配線基板之背鑽加工方法及具有加工深度 控制機構的基板加工裝置

本發明有關於一種多層印刷配線基板之背鑽加工方法，及適合實施該加工方法的基板加工裝置。

以往，隨著對於電子機器的超高速控制的需求，對於印刷配線基板方面追求其多層化及高密度化。在如此的多層印刷配線基板中，為了裝設在如電子零件等、或是連接多層化的印刷配線之間，會設置穿孔(貫通孔)，並在該處施加預定厚度的導電用電鍍處理。例如圖2所示，在其上下設置由銅箔部所構成的表面導體層107與背面導體層108，而在最終要在其表面導體層107與背面導體層108對配線圖案施加蝕刻的基板101中，在第一絕緣層103與第二絕緣層104之間設置第一內裝導體層102，或是在第二絕緣層104與第三絕緣層105之間設置第二內裝導體層106，使第一內裝導體層102成為欲形成的導體層連接背面導體層108時，設置上下貫通基板101本身的穿孔，在該處施加電鍍，而在沿著垂直方向貫通基板101 的孔部109形成預定厚度的電鍍部110。此電鍍部110連接需要連接背面導體層108的第一內裝導體層102，但是如此狀態下會有餘長穿孔部(以下稱為「餘長部」)殘存且延伸到表面導體層107。

如果前述餘長部殘存下來，例如在高速傳送等時其控制頻率到達數GHz以上時，會在餘長部發生反射或衰減，都會成為引發使用該基板101使用的電子機器中出現雜訊等不良狀況的原因，而使該基板101本身被評為不良品。因此，在進行除去該餘長部的加工時，有必要進行背鑽加工以除去多餘的電鍍部110並盡量縮短餘長部。

在如前述的背鑽加工中，由於殘存的餘長部會成為雜訊等不良狀況的原因，因此理想是要以最大限度將電鍍部110除去，也就是以餘長部成為零的狀況最理想，但另一方面，由於夾在絕緣層間的第一內裝導體層102的厚度為12至25μm，因此為了維持背面導體層108與第一內裝導體層102確實相連，必須在到達該第一內裝導體層102前停止背鑽加工。因此，需要正確地控制背鑽加工的深度，現實上由於加工裝置的加工台本身的傾斜或彎曲、加工時使用的下板個別的厚度的誤差、個別的基板本身、或者是切出複數基板前的基板母板的厚度的誤差、由測定裝置所造成的誤差等複數的原因，使背鑽加工的深度難以正確地控制。因此，在基板製造者雇用基板加工業者進行基板的加工時，需考量在該背鑽加工時可能 會發生的誤差，刻意不將前述殘存的餘長部的長度減為零，而指定保留若干的長度，作為設計上的殘留量。

如此，即便在基板加工時存在有若干長度的容許範圍作為餘長部的長度，仍然需要在該若干的容許範圍內盡可能正確地加工到接近該數值，因此在背鑽加工深度的正確控制中，採用使用探針的方法。也就是，以探針的尖端作為基準位置(Z軸座標位置中作為的0的點)，將裝入有轉軸的基板加工裝置中，設置於該轉軸的轉子前端的鑽頭的尖端位置，設定在與探針的尖端位置同一高度的位置上，再藉由使用探針測定載置在加工台上的基板的高度位置，來計算出從探針的基準位置到達該基板為止的距離(M)。而不只基板本身的厚度，從欲形成的導體層到表面導體層107無為止的電鍍部在設計上的長度也就是基準餘長(Lnd)、及電鍍部在設計上的預留誤差範圍的長度(td)，都是在事前由基板製造者決定的設計值，因此從基準餘長(Lnd)扣除預留誤差範圍的長度(td)後的數值成為基準背鑽深度(L2d)，而從前述探針所測定到的探針基準位置到該基板為止的距離(M)，與前述基準背鑽深度(L2d)之和，就是鑽頭的移動距離。因此，藉由令鑽頭降下到該計算出的移動距離為止，進行背鑽加工。

然而，當藉由此方法來控制背鑽加工的深度時，會因以下的理由而難以正確地控制。也就是，第一，探針的尖端位置與設 置在轉軸上的鑽頭尖端位置會發生位置偏離。探針再怎麼說也是與鑽頭不同的個體，因此非常難以使其尖端的位置完全地一致，一般來說難免有±20μm程度的誤差。第二，在背鑽加工時使用的基板加工裝置的加工台中，隨著各加工位置加工台的高度本身會有差異。對於多數的基板加工裝置測定各加工台在複數的位置時加工台的高度，已判明多數的加工台本身隨著各加工位置會有約±50μm的高度差異存在。第三，關於在加工時使用的下板的厚度，也相對於其預設的厚度會有差異。對於多數的下板測定其厚度，已判明大概會有約±20μm的差異存在。第四，關於多層印刷配線基板本身，相對於其預設的厚度，會有差異存在。一般來說多層印刷配線基板是對樹脂層與導體配線層交互地加熱壓縮來形成，因此即使基板在設計時有針度各層的厚度或全體的板厚本身有設計尺寸存在，但實際上作為製品的基板，當然除了各層的厚度以外，該基板本身的板厚也會發生差異。實際上對多數的基板測定其與設計值之誤差，已判明基板的厚度大概會有約±30μm的差異存在。特別是關於多層印刷配線基板，作為配線的導體層並非均等地分配在全部的樹脂層間，例如某一片基板的某部分設有二十層的導體層，但在其他部分確可能只配設八層導體層，如此，即使在單一片的基板中也會有導體層的配置不均一的狀況，在同一片基板中，設有二十層導體層的部分與只設有八層導體層的部分相比，自有板厚較厚的傾向。

如以上所述，在背鑽加工時，會因為這些偏差產生最大±120μm的誤差。因此，為減少此偏差，即使想消除前述各偏差中占大比例的加工台高度的偏差，其所需的維護及用修復必需要高度且精密的技術，不只需要過度的時間及成本，也頂多只能縮小±20μm左右的。結果，即便花了這樣多的時間及成本、仍然有±90μm左右的誤差存在，相對於設計值之基準預留誤差範圍，難以滿足顧客所要求的在±50μm左右的誤差下正確地進行背鑽加工的深度控制之標準。

因此，為更正確地控制背鑽加工深度，如專利案JP 2014-33006號所示，提供了在基板的配線區域外設置應說是測試用的試樣(coupon)，根據在該處進行背鑽加工取得的深度資訊，以在適當的位置控制背鑽加工的加工深度之方法。

但是，由於需在實際上進行背鑽加工之穿孔外，另外設置其他試樣，因此仍然難以正確且精密地控制背鑽加工的加工深度，且有增加製品之基板的製造成本的缺點。

另一方面，如前述，如果除了鑽頭本身外另設探針以進行基板的高度等之測定，則探針的前端位置與設於轉軸上的鑽頭的前端位置會發生位置偏離，因此若以轉軸實際上對基板進行背鑽加工，則光是位置偏離就會產生±20μm左右的誤差。因此，為消除此誤差，如專利案JP 2014-187153號所示，已有提供直接以鑽頭 探知基板內的深度位置，以該位置為基準控制背鑽加工的加工深度的方法。

但是，在此方法中仍然需要在適當的內部配線層以外另設電壓檢測層，因此仍然不能正確且精密地控制背鑽加工的加工深度，且有增大基板製造成本的缺點。

專利文獻1：JP 2014-33006號公報

專利文獻2：JP 2014-187153號公報

本發明欲解決的問題，是在多層印刷配線基板的背鑽加工中，必須要正確且精密地控制其加工深度，然而若以基板加工裝置中與轉軸的鑽頭不同個體的探針，來測定加工位置中該基板的高度位置，且根據決定為設計值的基板本身的厚度、基準餘長(Lnd)及基準預留誤差範圍(td)進行背鑽加工的深度控制時，會因進行加工的鑽頭本身的位置與探針位置的位置偏離，以及基板的設計值與實際厚度的差異，造成難以正確且精密地控制加工深度，且此方法以外的方法，也有難以正確並精密地控制加工深度、且增加作為製品的基板的製造成本的問題點。

本申請案的發明，第一，是將基板加工裝置的加工台本身所具有的傾斜或撓曲等、以及加工時使用的下板本身所具有的傾 斜或撓曲的所造成的測定誤差抑制在最低限度，同時，以多層印刷配線基板中個別基板，及在單一片基板中也會有各部分之間，都會有微小的厚度差異，以及導體層的高度位置間有差異等為前提，發現在背鑽加工時作為加工深度控制對象之內裝導體層中，相對於設計值之基準餘長之實際上高度位置之偏離，與包含該導體層之基板本身的厚度中，相對於設計值之實際上的厚度之偏離，此2種偏離之間有相關關係，並利用此相關關係，與鑽頭本身之下降距離資訊檢測機構共同地累積並計算其所檢測的下降距離資訊，來達成背鑽加工中正確且精密的加工深度控制。第二，是提供具有可達成背鑽加工中正確且精密的加工深度控制之控制機構的加工裝置，進而提供使用該加工裝置的背鑽加工的控制方法。

本申請案的發明是一種加工深度控制機構，是使用電腦而可對多層印刷配線基板進行背鑽加工的基板加工裝置中，在進行背鑽加工時控制轉軸的鑽頭的下降距離。

該加工深度控制機構具有下降距離資訊檢測機構，藉由轉軸的鑽頭接觸檢測對象物以檢測出下降距離資訊，且具有記錄媒體、提取機構、及算出機構。

前述記錄媒體，記錄有以下1至5所分別記載的位置資訊等：1.關於設計上的基板厚度、基準餘長及設計上的預留誤差範圍(殘留量)的長度，以及設於穿孔之孔部的電鍍層之層的預定厚度 及鑽頭之尖端角之角度的數值資訊；2.載置於基板加工裝置的加工台上，且至少上表面構成為導體層的下板中，依下述設定所決定的測定點及各區域在平面上的座標位置資訊，而該測定點是：格子狀地區分出複數的區域，以其各區域為單位，並以同一的基準決定的一個測定點，或是在其各區域中，對其各區域以同一的基準更進一步區分成格子狀的子區域，而以各子區域為單位，並以同一的基準決定的一個測定點；3.對於前述各測定點，藉由令進行背鑽加工的鑽頭所設置的轉軸下降，以前述下降距離資訊檢測機構所測定到的各測定點個別的高度位置資訊；4.存在於載置於基板加工裝置的加工台上的前述下板上的多層印刷配線基板上，或者是存在於切出複數的多層印刷配線基板前的母板(以下單稱為「母板」)上的各背鑽加工位置在平面上的座標位置資訊；5.藉由令前述轉軸下降至前述基板或是母板的各背鑽加工位置，以前述下降距離資訊檢測機構測定到的各個各背鑽加工位置個別的高度位置資訊。

前述提取機構從前述各區域個別的座標位置資訊、及存在於多層印刷配線基板或其母板上的背鑽加工位置個別的座標位置資訊，提取背鑽加工時下板上載置有多層印刷配線基板或其母板的狀 態下，存在於前述下板的各區域各別的座標值域內的背鑽加工位置。

前述算出機構根據下述算式算出個別背鑽加工深度L2c，自動控制基板加工裝置中背鑽加工的加工深度。

L2c=Lnd×(L2m-αave)/L2d-td+角tan1

Lnd=設計上的基準餘長

L2m=提取載置於加工台上的下板上的多層印刷配線基板或其母板中，位於存在於下板的各區域之個別的座標值域內之各背鑽加工位置的實測高度

αave=加工台上的下板中之個別區域的測定點之實測高度的平均值

L2d=設計上的多層印刷配線基板厚度

td=設計上的預留誤差範圍的長度

角tan1=穿孔的電鍍部之層的預定厚度×tan{(180度-鑽頭的前端角的角度)÷2}

藉由此加工深度控制機構，可發揮以下之優點。

第一，將下板區分為個別的區域，對個別區域提取測定點，從該測定點的高度位置資訊計算出該區域的高度的平均值，而且，同時提取出存在於對應該區域的位置的基板的背鑽加工位置，可以藉由從該測定的高度扣除前述下板在該區域的高度的平均值(也就是 計算式中的L2m-αave)，正確地檢測出基板本身在該背鑽加工位置的厚度。而由於此檢測出的基板本身在該背鑽加工位置的厚度與基板本身在設計上的厚度間的差異關係，與理想的導體層的基板的實際上的厚度位置與其設計上的厚度位置間的差異關係，具有相關關係，因此可藉由依據該相關關係進行修正，來認識到不破壞基板本身就不可能測定的理想的導體層的基板的實際上的厚度位置，進行更精密的背鑽加工。而且，基板的背鑽加工位置的高度資訊，可以利用進行背鑽加工的鑽頭所具有的前端角，藉由鑽頭的傾斜部接觸到設於穿孔的孔部的電鍍部相對於孔部的內側來檢測出來。同時，預留誤差範圍的上端部，是傾斜切削成為為相對於孔部的外側較長而內側較短，設計上的基準預留誤差範圍的長度是決定在此外側較長的部分。因此，可算出電鍍部也就是到達理想的導體層為止的餘長部的長度，從該長度扣除設計上的基準預留誤差範圍的長度後的位置，就決定在電鍍部外側。然而，由於鑽頭前端存在有傾斜部，且如前文所述，基板的高度位置的測定需要鑽頭的傾斜部接觸到設於穿孔的孔部的電鍍部相對於孔部的內側，因此若要進行背鑽加工到那個位置，必須加工到在電鍍部的內側比其外側更深的位置。也就是，相對於電鍍部的厚度其內側與外側會產生高度位置的偏差，該高度的偏差可藉由算出角tan1來修正。此等之結果，即使將作為殘存於背鑽加工後的穿孔中的設計值之預留誤差範圍設定 為較短，也可以正確地實現預留誤差範圍的長度。因此，無需以較大誤差為前提來設定預留誤差範圍，將預留誤差範圍本身設定為較短，以正確地實現其尺寸，可抑制因殘存的餘長部所造成的雜訊等不良狀況發生。而且，此加工深度控制機構可藉由對既存使用轉軸的鑽頭的下降距離資訊檢測機構追加記錄媒體、提取機構及算出機構來構成，故可以低成本改造具有下降距離資訊檢測機構的基板加工裝置。

第二，由於不是使用如探針等與鑽頭不同的個體來檢測下降距離資訊，而是以背鑽加工中使用的鑽頭本身來檢測下降距離資訊，因此可防止在檢測時成為高度方向之原點的零點位置之偏差所造成的誤差發生。

第三，由於加工裝置方面是以電腦進行控制，因此在多層印刷配線基板方面無需進行特別的試樣或配線，可減少基板本身的製造成本。

另外，下降距離資訊檢測機構更具體來說，是至少具有高頻交流電源、具反應器的旁通電路、及高頻用的變流器，高頻交流電源之輸出之一側連接連接殼體，另一方經由前述變流器連接與殼體絕緣的轉軸，且在其與該該轉軸連接之間，設有具反應器的旁通電路連結殼體，藉由該轉軸之轉子之鑽頭接觸屬於導體之檢測對象物，使來自高頻交流電源的高頻電流經由變流器流入轉軸，再經 由導體物及導體層間的靜電容量流入前述高頻交流電源，在變流器的輸出側產生電流，並藉由以檢測器檢測出該電流的變化，而構成為可認識鑽頭的下降距離資訊。

藉此，在判定轉軸的鑽頭前端有無接觸檢測對象物時，不管是在外在不良要因不容易發生狀況，或是即使發生，該外在不良要因對判定精度造成的影響較少的狀況，或是另設濾件等排除該外在不良要因的構成的狀況下，都可構成具有充分判定精度的下降距離資訊檢測機構，而且藉由在連接變流器的輸入捲線與轉軸的結線中間，設置連結殼體間的旁通電路，使轉軸不再是所謂的浮動金屬，而不必裝設防止觸電的保護機能。而且，藉此可進一步使諧波電流等電流經由鑽頭流往殼體，防止因該等電流所造成的鑽頭的金属面或鑽頭表面的覆膜破損，而可長期使用鑽頭。

另外，下降距離資訊檢測機構之另一種構成，可以是具有高頻交流電源、具反應器之旁通電路、消除電路(cancel circuit)、及具輸入捲線、消除捲線、及1個以上輸出捲線的高頻用變流器，前述輸入捲線與前述消除捲線是線圈數相同但捲繞方向相反，而消除電路具有逆旁通電路及複數套(set)的模擬電路，前述逆旁通電路是具有與旁通電路同一靜電容量的反應器，而各套模擬電路分別是以串聯配置的電容器與開關構成為一組，且將複數組的該電容器與開關並聯配置成為一個模擬電路，且當與殼體絕緣的轉軸 有通電時，各套的模擬電路分別對應產生自轉軸的馬達的各相的捲線與轉軸本體間、及轉軸本體與殼體間的各靜電容量，前述逆旁通電路與該複數套的模擬電路是並聯配置，藉由將檢測對象物固定於基板加工裝置的殼體內的加工台上，且前述高頻交流電源之輸出的一側連接前述殼體、另一側連接前述變流器的輸入捲線與消除捲線的中間，使該輸入捲線的另一端連接轉軸本體，同時經由旁通電路連接殼體，消除捲線的另一端並聯連接逆旁通電路的一端及各模擬電路的一端，逆旁通電路的另一端連接殼體，與轉軸本體絕緣的殼體與轉軸之間產生的靜電容量相對應的模擬電路的另一端連接殼體、與轉軸本體與馬達捲線之間產生的靜電容量相對應的模擬電路的另一端連接轉軸的馬達的各相的捲線，且調整模擬電路的開關使各對應的靜電容量成為概略相等，因在輸入捲線與消除捲線流動的電流而產生於前述變流器的磁束的方向相互抵消，而可從檢測器檢測出因轉軸的鑽頭前端與檢測對象物之接觸產生的電流的變化，作為輸出自變流器的電流的變化，而構成為可認識鑽頭的下降距離資訊。

另外，下降距離資訊檢測機構又有另一種構成，可以是具有高頻交流電源、具線圈數相同的兩個輸入捲線及一個以上輸出捲線的高頻用變流器、及模擬基板電路，該模擬基板電路是將串聯配置的電容器與開關為一組，而將複數組的該電容器與開關並聯配 置，前述高頻交流電源之輸出的一側連接前述殼體且連接前述模擬基板電路之一側端子，另一側經由前述變流器的兩個輸入捲線，連接檢測對象物及前述模擬基板電路之另一側端子，藉由調整模擬基板電路的開關，令與基板加工裝置的殼體絕緣地固定在殼體內的加工台上的檢測對象物與殼體間產生的靜電容量略相等，使各輸入捲線電流令前述變流器產生的磁束相互抵消，而可從檢測器檢測出因轉軸的鑽頭前端與檢測對象物之接觸產生的電流的變化，作為輸出自變流器的電流的變化，而構成為可認識鑽頭的下降距離資訊。

藉由使用具有這些構成的下降距離資訊檢測機構，可更容易地以轉軸的鑽頭本身進行高度位置正確且精密的測定，因而背鑽加工的加工深度控制可更精密地進行。又可以因此將背鑽加工後殘存於穿孔中的預留誤差範圍的長度限縮到最低。

另外，本發明也提供具備前述記載的任一種加工深度控制機構的基板加工裝置。

另一方面，本發明也提供使用前述任一種基板加工裝置來進行的背鑽加工方法，其中：1.關於設計上的基板厚度、基準餘長及設計上的預留誤差範圍(殘留量)的長度，以及設於穿孔之孔部的電鍍層之層的預定厚度及鑽頭之尖端角之角度的數值資訊；2.載置於基板加工裝置的加工台上，且至少上表面構成為導 體層的下板中，依下述設定所決定的測定點及各區域在平面上的座標位置資訊，而該測定點是：格子狀地區分出複數的區域，以其各區域為單位，並以同一的基準決定的一個測定點，或是在其各區域中，對其各區域以同一的基準更進一步區分成格子狀的子區域，而以各子區域為單位，並以同一的基準決定的一個測定點；3.對於前述各測定點，藉由令進行背鑽加工的鑽頭所設置的轉軸下降，以前述下降距離資訊檢測機構所測定到的各測定點個別的高度位置資訊；4.存在於載置於基板加工裝置的加工台上的前述下板上的多層印刷配線基板上，或者是存在於切出複數的多層印刷配線基板前的母板(以下單稱為「母板」)上的各背鑽加工位置在平面上的座標位置資訊；5.藉由令前述轉軸下降至前述基板或是母板的各背鑽加工位置，以前述下降距離資訊檢測機構測定到的各個各背鑽加工位置個別的高度位置資訊。

將以上1至5所分別記載的位置資訊等記錄於記錄媒體中，且從前述各區域個別的座標位置資訊、及存在於多層印刷配線基板或其母板上的背鑽加工位置個別的座標位置資訊，提取背鑽加工時下板上載置有多層印刷配線基板或其母板的狀態下，存在於前述下板的各區域各別的座標值域內的背鑽加工位置。

再根據以下述算式自動算出的個別背鑽加工深度L2c，自動控制基板加工裝置中背鑽加工的加工深度。

L2c=Lnd×(L2m-αave)/L2d-td+角tan1

Lnd=設計上的基準餘長

L2m=提取載置於加工台上的下板上的多層印刷配線基板或其母板中，位於存在於下板的各區域之個別的座標值域內之各背鑽加工位置的實測高度

αave=加工台上的下板中之個別區域的測定點之實測高度的平均值

L2d=設計上的多層印刷配線基板厚度

td=設計上的預留誤差範圍的長度

角tan1=穿孔的電鍍部之層的預定厚度×tan{(180度-鑽頭的前端角的角度)÷2}

藉由如前述方式使用此基板加工裝置，可以不增加多餘的製造成本，配合各基板的背鑽加工位置進行更正確且精密的加工，即便將作為設計值在背鑽加工後殘存於穿孔之預留誤差範圍設定為較短，也可以正確地實現該預留誤差範圍。因此，無須以大誤差為前提來決定預留誤差範圍，而藉由將預留誤差範圍本身設定為較短，來正確地實現其尺寸，可抑制因餘長部所產生的雜訊等不良狀況發生。

而且，雖然是以令鑽頭的前端進行到穿孔的孔部來切削電鍍部，鑽頭中切削電鍍部的是傾斜部而非其前端角頂部。因此，不只是鑽頭的前端角頂部的位置與畫出餘長部之預留誤差範圍的鑽頭的傾斜部的位置間會發生偏差，預留誤差範圍的上端部會被傾斜切削成為相對於孔部的外側較長而內側較短。因此，雖然基準預留誤差範圍的長度是決定在相對於孔部在外側的前端位置，但其成為預留誤差範圍的電鍍部的內側與外側的高度的偏差，是藉由算出相對於電鍍部的所定厚度之角tan1算出來修正。也就是，藉由以穿孔的電鍍部之層的預定厚度×tan{(180度-鑽頭之前端角的角度)÷2}所算出的數值作計算上的修正，而可以更精密地進行背鑽加工的加工深度控制。

另外，使用前述任一種基板加工裝置進行的背鑽加工方法，可以是：1.關於設計上的基板厚度、基準餘長及設計上的預留誤差範圍(殘留量)的長度，以及在未設置電鍍部的要進行背鑽加工的穿孔的孔部之半徑及鑽頭之尖端角之角度的數值資訊；2.載置於基板加工裝置的加工台上，且至少上表面構成為導體層的下板中，依下述設定所決定的測定點及各區域在平面上的座標位置資訊，而該測定點是：格子狀地區分出複數的區域，以其各區域為單位，並以同一的基準決定的1個測定點，或是在其各區域中， 對其各區域以同一的基準更進一步區分成格子狀的子區域，而以各子區域為單位，並以同一的基準決定的一個測定點；3.對於前述各測定點，藉由令進行背鑽加工的鑽頭所設置的轉軸下降，以前述下降距離資訊檢測機構所測定到的各測定點個別的高度位置資訊；4.存在於載置於基板加工裝置的加工台上的前述下板上的多層印刷配線基板上，或者是存在於切出複數的多層印刷配線基板前的母板(以下單稱為「母板」)上的各背鑽加工位置在平面上的座標位置資訊；5.在前述基板或是母板上載置有厚度已知的鋁材上板的狀態下，藉由令前述轉軸下降至其各背鑽加工位置，以前述下降距離資訊檢測機構測定到的各個各背鑽加工位置個別的高度位置資訊。

將以上1至5所分別記載的位置資訊等記錄於記錄媒體中，且從前述各區域個別的座標位置資訊、及存在於多層印刷配線基板或其母板上的背鑽加工位置個別的座標位置資訊，提取背鑽加工時下板上載置有多層印刷配線基板或其母板的狀態下，存在於前述下板的各區域各別的座標值域內的背鑽加工位置。

再根據以下述算式自動算出的個別背鑽加工深度L2c，自動控制基板加工裝置中背鑽加工的加工深度。

L2c=Lnd×(L2m1-αave-tAL)/L2d-td+tAL+角tan2

Lnd=設計上的基準餘長

L2m1=載置於加工台上的下板上的多層印刷配線基板或其母板上，更載置固定有厚度已知的鋁材上板的狀態下，提取作為存在於下板的各區域之個別的座標值域內者的各背鑽加工位置的實測高度

αave=加工台上的下板中之個別區域的測定點之實測高度的平均值

L2d=設計上的多層印刷配線基板厚度

td=設計上的預留誤差範圍的長度

tAL=鋁材上板的規定厚度

角tan2=未設電鍍部的穿孔的預定厚度×tan{(180度-鑽頭的前端角的角度)÷2}

藉此，可防止以下的誤差發生，而可進行精密的背鑽加工。也就是，第一，因背鑽加工位置上存在有穿孔的孔部而有開口，也就是基板表面的孔部部分已經不存在有導體層，且鑽頭前端是具有前端角的前端角頂部，因此在開始背鑽加工時，可能發生穿孔的孔部的中心與進行背鑽加工的鑽頭的中心之芯偏差。而在發生此芯偏差時，由於不能正確地測定背鑽加工位置的基板高度造成該數值本身與實際的高度位置發生誤差，而造成以該數值為前提計算出的個別的背鑽頭的加工深度也發生誤差。因此，為了使方一發生此芯 偏差時，也不會發生這些誤差，測定包含了載置於基板上的鋁材上板的高度位置，最終再對該鋁材上板的厚度進行計算上的修正。第二，如前述因背鑽加工位置存在有穿孔的孔部而有開口，因此在背鑽加工中也可能發生鑽頭斜行而造成的芯偏差。而在該芯偏差發生的狀況下，進行背鑽加工的加工深度控制時，電鍍部的預留誤差範圍的長度就未能成為依照控制的結果，而發生誤差。因此，在基板上載置有鋁材上板的狀態下進行背鑽加工，也是為了防止背鑽加工中鑽頭斜行。第三，相對於藉由鑽頭的前端角頂部接觸鋁材上板，來測定包含有載置於基板上的鋁材上板的高度位置，藉由令鑽頭的前端在穿孔的孔部移動來切削電鍍部時鑽頭中是傾斜部切削電鍍部，而非該前端角頂部。因此，鑽頭的前端角頂部的位置，與界定餘長部的預留誤差範圍(預留誤差範圍的上端部是傾斜切削成為相對於孔部的外側較長而內側較短，而預留誤差範圍的長度是決定在相對於孔部在外側的前端位置)之傾斜部的位置之間會發生偏差。此偏差正是角tan2，也就是相當於未設置電鍍部的要穿孔的半徑×tan{(180度-鑽頭之前端角的角度)÷2}，在前述方法中，從計算上修正此偏差，而可正確且精密地進行背鑽加工的加工深度的控制。

又另外前述背鑽加工方法可以在背鑽加工時，在載置於加工台上的下板上的多層印刷配線基板或其母板上，更載置厚度已 知的鋁材上板，又更於其上載置可以轉軸來切削的具絕緣性的上板。

藉此，可防止以下的誤差發生，而可連續地進行更正確且精密的背鑽加工。也就是，因為進行背鑽加工的行穿孔的孔內面經電鍍加工而形成有電鍍部，因此若進行背鑽加工則會從其導電性的電鍍部產生線狀的切屑附著在鑽頭上。因此，若使用附著有該切屑的鑽頭，於背鑽加工的事前準備時進行下板或基板等的高度測定，則會因此附著的導電性切屑造成測定誤差。藉由在絕緣性的上板上載置鋁材上板，可在之後的背鑽加工中，產生來自於從絕緣性上板的切屑，可將此附著在鑽頭上的切屑推開而自動地使其離開鑽頭。藉此，即使使用此鑽頭接著進行下板或基板的高度測定，也可以防止因電鍍部的切屑所造成的誤差。

請求項1中記載的發明之背鑽加工的加工深度控制機構，由於可以低成本、正確且精密地控制對於基板進行背鑽加工的加工深度，因此不但可以消除加工後的基板所造成的雜訊等不良狀況，且具有可以低成本製造基板本身的優異效果。另外，由於該加工深度控制機構可藉由對現存具有下降距離資訊檢測機構的基板加工裝置進行追加來製成，因此具有可提供低成本且可達成正確且精密的背鑽加工的基板加工裝置的效果。

請求項2記載的發明之背鑽加工的加工深度控制機構，除 了可令簡單構成的下降距離資訊檢測機構達成更精密的加工深度控制，且可以在確保對於觸電的安全性，同時不損及鑽頭的壽命。

請求項3至4所記載的發明之背鑽加工的加工深度控制機構，皆可以排除下降距離資訊檢測機構的外在不良要因，而具有可更輕易地作精密的加工深度控制的優異效果。

請求項5記載的發明之基板加工裝置及請求項6記載的發明之背鑽加工方法，皆可以低成本、正確且精密地控制對於基板進行背鑽加工的加工深度，不但可以消除加工後的基板所造成的雜訊等不良狀況，且具有可以低成本製造基板本身的優異效果。

請求項7記載的發明之背鑽加工方法，可以低成本消除芯偏差所造成的測定誤差，而具有可更輕易地作精密的加工深度控制的優異效果。

請求項8記載的發明之背鑽加工方法，具有可以連續地進行精密的加工深度控制的優異效果。

A‧‧‧基板加工裝置

B‧‧‧基板加工裝置

C‧‧‧基板加工裝置

K‧‧‧下降距離資訊檢測機構

K1‧‧‧下降距離資訊檢測機構

K2‧‧‧下降距離資訊檢測機構

a‧‧‧轉軸

1‧‧‧轉軸本體

2‧‧‧轉子

3‧‧‧鑽頭

3-1‧‧‧前端角頂部

3-2‧‧‧傾斜部

4‧‧‧檢測裝置

5‧‧‧旁通電路

6‧‧‧高頻發振器

7‧‧‧變流器

7a‧‧‧變流器

7b‧‧‧變流器

8‧‧‧檢波電路

9‧‧‧檢測器

10‧‧‧消除電路

11‧‧‧GND線

12‧‧‧輸出線

13‧‧‧輸入捲線

13a‧‧‧輸入捲線

14‧‧‧消除捲線

15‧‧‧鐵心

16‧‧‧輸出捲線

17-1‧‧‧模擬電路

17-2‧‧‧模擬電路

17-3‧‧‧模擬電路

17-4‧‧‧模擬電路

18‧‧‧逆旁通電路

20‧‧‧電容器

21‧‧‧雙行組件開關

22‧‧‧三相馬達

23‧‧‧U相的捲線

24‧‧‧V相的捲線

25‧‧‧W相的捲線

26‧‧‧加工台

27‧‧‧殼體

28‧‧‧反相器

29‧‧‧柱體

30‧‧‧絕緣物

31‧‧‧Z軸驅動裝置

32‧‧‧接地

50‧‧‧電容器

51‧‧‧雙行組件開關

52‧‧‧模擬基板電路

101‧‧‧基板

102‧‧‧第一內裝導體層

103‧‧‧第一絕緣層

104‧‧‧第二絕緣層

105‧‧‧第三絕緣層

106‧‧‧第二內裝導體層

107‧‧‧表面導體層

108‧‧‧表面導體層

109‧‧‧孔部

109-1‧‧‧孔部

109-2‧‧‧孔部

110‧‧‧電鍍部

110-1‧‧‧預留誤差範圍

111‧‧‧下板

112‧‧‧下板上面銅箔層

201‧‧‧區域

202‧‧‧子區域

203‧‧‧測定點

301‧‧‧鋁材上板

302‧‧‧電木上板

V‧‧‧商用電源

L‧‧‧反應器

L'‧‧‧反應器

R‧‧‧阻抗

R'‧‧‧阻抗

S‧‧‧CNC控制電路

S1‧‧‧記錄媒體

S2‧‧‧提取機構

S3‧‧‧算出機構

q‧‧‧電鍍部之層的預訂厚度

θ‧‧‧鑽頭之前端角的角度

圖1是顯示具備本申請案之發明的實施例1所示之加工深度控制機構的基板加工裝置之構成的略示圖；圖2是顯示作為檢測對象物之基板的構造的略示圖； 圖3是顯示下板由假想線所區分出的區域的分割狀況的略示圖；圖4是顯示本實施例1的背鑽加工時，鑽頭前端部分的部分放大圖，且是顯示尺寸狀況的略示圖；圖5是圖4更進一步的放大圖；圖6是顯示本實施例2的背鑽加工時之尺寸狀況的略示圖；圖7是圖6的部分放大圖；圖8顯示具備本實施例3所示的加工深度控制機構的基板加工裝置中，除了CNC控制電路以外，轉軸與下降距離資訊檢測機構之電路的略示圖；圖9顯示具備本實施例所示的加工深度控制機構的基板加工裝置中，除了CNC控制電路以外，轉軸與下降距離資訊檢測機構之電路的略示圖。

本發明之目的是對於背鑽加工，以低成本提高加工深度的控制精度，並將穿孔中可能造成雜訊等不良狀況發生的殘留量降到最低限度。本發明藉由使用以鑽頭本身檢測出下降距離資訊的下降距離資訊檢測機構，在排除加工台本身或下板的傾斜或撓曲等所造成的誤差，以及個別基板本身與設計值間存在的誤差所造成的影 響為前提下決定測定處所並將其測定數值代入特定的計算式中，以更正確地把握理想的導體層的位置，實現更正確且精密地控制背鑽加工到達該計算出的加工深度為止的距離之目的。而此計算式是奠基於基板內部的理想的導體層在設計上的厚度位置與實際上的厚度位置間的關係，與基板本身在設計上的厚度與實際上的厚度間的關係，此兩種關係間又具有相關關係的認知上。如此，為更加提高加工深度控制中的正確性，測定基板進行背鑽加工的位置，與位於該進行背鑽加工的位置之正下方的下板位置之個別的高度位置，而計算出該背鑽加工位置的基板的厚度即可，但這需要不必要的時間與成本，因此將下板區分成一定的個別區域，藉由求出其中的平均值，視為計算出基板的厚度。這是為了兼顧時間及成本與正確性。

另外，以防止因芯偏差所造成的誤差發生為目的，本發明是藉由將鋁材上板載置於基板上進行背鑽加工來達成，而且，在基板上載置鋁材上板連續地進行背鑽加工時產生的不良狀況，可以藉由在該鋁材上板上更加載置絕緣性的上板來消除。

實施例1

圖1是顯示具備有本申請案之發明之實施例之下降距離資訊檢測機構K之基板加工裝置A的略示圖。a為轉軸，設於檢測對象物之基板101的上側，由轉軸本體1、轉子2、及鑽頭3所構成。轉子2是由陶瓷軸承相對支持於轉軸本體1，鑽頭3是受該該轉子2支持且使 用於背鑽加工。另外，該轉軸中也可以使用空氣軸承取代陶瓷軸承。A是以該轉軸a進行背鑽加工的基板加工裝置。而轉軸a的下降距離資訊檢測機構K(以下稱檢測機構K)，是檢測作為檢測對象物之基板101相對於轉軸a的高度位置資訊者，具體化成為以電路連接轉軸a的檢測裝置4。又，本實施例中只顯示1支轉軸a，但基板加工裝置通常裝備有複數的轉軸，以對同樣的基板進行複數同時加工。因此，檢測裝置4的具備數量是構成為對應該複數轉軸的數量，而具有同樣數量。然而，轉軸a是經由絕緣物30固定於柱體29，而該柱體29是藉由驅動裝置(圖未示)可相對於殼體27移動自如，因此轉軸a本身相對於基板加工裝置A的殼體27，是固定成為可在X軸方向(紙面上的橫方向)移動自如。另外，在Z軸方向(紙面上的上下方向)上，是藉由Z軸驅動裝置31個別地驅動。另一方面，在Y軸方向(紙面上的深度方向)，是加工台26藉由驅動裝置(圖未示)移動自如，而是構成為與固定於該處的基板101連動來移動。而且，柱體29與殼體27導通，加工台26也與殼體27導通(其導通關係在圖1中是以虛線連接來顯示)。

又，轉軸a內藏有3相馬達22，該3相馬達22是經由3相200V之商用電源V與反相器28，來連接其各相。

轉軸a是經由下降距離資訊檢測機構K內的旁通電路5連接殼體，相對於商用頻率或反相器28的輸出電壓所具有的諧波，與殼體 27是相對低電阻，與來自高頻發振器6的電流的頻率是相對高電阻。由於轉軸a的轉子2是以陶瓷軸承相對支持於轉軸本體1，各轉軸本體1與轉子2間是絕緣的。但是，各轉軸本體1與轉子2之間存在有靜電容量CR，因此可以說是高頻地導通(又，圖1中為顯示靜電容量CR存在，顯示以轉軸本體1與轉子2之間經由電容器以虛線連接，此記載只不過是概略地顯示轉軸本體1與轉子2間存在有靜電容量CR，實際上未必存在任何連接或零件)。同様地，轉軸本體1與柱體29之間存在有靜電容量CS(又，由於柱體29與殼體27相導通，而成為與殼體27相同電位，為了便於製圖，靜電容量CS是記載於轉軸本體1與殼體27之間)，另外，轉軸本體1與各馬達捲線23、24、25之間也分別存在有靜電容量CU、CV、CW，而且後述的下板111之下板上面銅箔層112與加工台26之間也存在有靜電容量CP。

另一方面，轉軸a中的轉子2與鑽頭3之間是導通。另外，殼體27本身有接地32。

然而，由於下板111本身是絕緣物，因此相對於加工台26的表面是電絕緣，但下板111的上面側貼付有銅箔而形成下板上面銅箔層112，一般來說該下板上面銅箔層112的面積大，且下板111是薄的，因此下板111的下板上面銅箔層112與加工台26之間的靜電容量CP非常大，在高頻的下成為導通狀態。

因此，本實施例中下板111本身雖然如後述是玻璃環氧樹脂製的板體，乃是絕緣物，但下板111本身也可以是鋁板製。若是，則在鑽頭的下降距離資訊檢測時，轉軸a的鑽頭3前端若接觸屬於導體的檢測對象物，例如基板101的表面導體層107時，只有產生在變流器7的輸出捲線16側的電流増加，檢測器9檢測到電流變化之情況與下板111本身屬於絕緣物之場合沒有變化。

基板101內部構造詳細如圖2所示，是多層構造。但是，本實施例中為了簡略化說明，將內裝導體層及絕緣層顯示為2層及3層，實際上需要背鑽加工的基板有十層以上。而此基板101是由以下之層所構成：三層絕緣層103、104、105、表面及背面導體層107、108、夾在第一絕緣層103與第二絕緣層104之間的一部分的第一內層導體層102、及夾在第二絕緣層104與第三絕緣層105之間的一部分的第二內層導體層。導體層102、106、107、108皆是銅箔，其厚度是12~25μm。又，各絕緣層103、104、105是熱可塑性樹脂製，其各自的厚度是50~100μm。且設有從表面導體層107貫穿至背面導體層108的穿孔的孔部109，其內周面是經電鍍銅而成的電鍍部110。而第一內層導體層102即是理想的內層導體層，且對孔部109進行背鑽加工，到達第一內層導體層102的極近處為止。該背鑽加工也就是以其徑比穿孔的孔部109大徑一些的鑽頭，切削設於該穿孔的孔部109中表面導體層107側到第一內層導體層102 的極近處為止之電鍍部110之電鍍銅部分，其目的是要正確且精密地控制加工深度。

另外，在背鑽加工時，在加工台26上載置並固定下板111後，再於其上進行前述基板101的載置‧固定。該下板111是厚度為1500μm的玻璃環氧樹脂製的板，其上面設有下板上面銅箔層112。又，也可以在下板111的上面及下面設置銅箔層，或是下板111本身以鋁板來製成，但至少下板111的上面必須要是導體層。

另一方面，4為檢測裝置，由高頻發振器6、變流器7、檢波電路8及檢測器9、以及旁通電路5與消除電路10所構成，高頻發振器6是以0.3W進行略0.5~2MHz的高頻交流發振較適當，但在此是以1MHz的高頻率發振。其所輸出的高頻交流電是經由GND線11連接殼體27，另一方面的輸出線12是連接在變流器7的輸入捲線13與消除捲線14的中間。變流器7是前述兩捲線13、14從指示為m之側開始往右捲繞同樣次數，輸入捲線13之捲繞結束後在連接消除捲線14的開始捲繞處。

而夾著鐵心15設置的輸出捲線16的兩端連接由四個二極體所構成的檢波電路8，而該檢波電路8連接檢測器9。

另一方面，旁通電路5構成為與反應器L與阻抗R並聯，其電路5的一端連接在輸入捲線13的開始捲繞處與轉軸本體1的中間，而另一端連接殼體27。旁通電路5是設定為相對於來自使用 於檢測下降距離資訊的高頻發振器6的高頻電流，具有高阻抗，且相對於對連接商用電源V以驅動轉軸a的反相器28施加的諧波電流，具有低阻抗，因此反應器L的電感是設定於50~100μH的範圍內。若反應器L的電感小於50μH則高頻電流會流到用於檢測的旁通電路5，使鑽頭3與理想的導體層之接觸難以正確地檢測，相反地，如果超過100μH則來自反相器28的諧波電流等也難以通過，使相對於轉軸a的接地效果降低而難以維持安全性。本實施例中，反應器L的電感是設定為在75μH時阻抗成分略為0Ω，而阻抗R的阻抗值是設定為200Ω，電感成分略為0μH。

又，消除電路10是由四個模擬電路17-1、17-2、17-3、17-4及一個逆旁通電路18所構成。各模擬電路17-1、17-2、17-3、17-4各別是有八個電容器20與八個雙行組件開關21分別串聯配置，以其串聯配置的電容器20與雙行組件開關21構成一組，而並聯配置有八組。此等電容器20各自之容量相異，在此是使用容量分別是10pF、20pF、40pF、80pF、160pF、320pF、640pF及1280pF之電容器(又，圖1中省略各模擬電路的電容器20及雙行組件開關21，只各自顯示兩組)。而17-1之模擬電路的一端連接變流器7的消除捲線14之結束捲繞處，另一端連接殼體27。又，17-2~17-4之各模擬電路各自的一端分別連接內藏於轉軸本體1的三相馬達22之U相、V相及W相，另一端連接變流器7的消 除捲線14的結束捲繞處。而且是設置為可使用雙行組件開關21將17-1之模擬電路的靜電容量設定為略同於轉軸本體1與殼體27之間的靜電容量CS、將17-2~17-4之各模擬電路的靜電容量分別設定為略同於內藏於轉軸本體1的三相馬達22之各捲線23、25、24與轉軸本體1之間的靜電容量CU、CW、CV。而在事前將檢測對象物固定於基板加工裝置A的加工台26上，分別測定轉軸本體1與殼體27間的靜電容量CS、及內藏於轉軸本體1的三相馬達22之各相的捲線23、24、25與轉軸本體1之間的靜電容量CU、CV、CW後，使各模擬電路17-1、17-2、17-3、17-4之各八個雙行組件開關21成為適當的通電狀態，以使其各自成為略相同的靜電容量。又，前述各靜電容量CS、CU、CV、CW大約是200~500pF。而由於本實施例中轉軸本體1與轉子2之間是使用陶瓷軸承，因此其間的靜電容量CR略為200pF，下板111的下板上面銅箔層112與加工台之間的靜電容量CP雖然是受基板101的大小左右，但大概是500~1000pF，因此在本實施例中是使用令其成為1000pF的大小。

另一方面，逆旁通電路18是將與旁通電路5同一的反應器L'與阻抗R'同樣地並聯而成，其電路18的一端連接變流器7的消除捲線14的結束捲繞處，另一端連接殼體27。

本構成中，由於非檢測中的鑽頭3不與基板101之表面導體層107或是下板111之下板上面銅箔層112接觸，即使對轉軸的馬 達捲線23、24、25施加來自反相器28的前述諧波電壓，其電流也會經由旁通電路5流入殼體27，因此轉軸本體1相當於接地，故不需設置對應觸電的安全對策。因此，在進行下降距離資訊的檢測時，即使鑽頭3接觸基板101的表面導體層107或下板111的下板上面銅箔層112，也不會有諧波電流流到鑽頭3而損傷鑽頭3表面的覆膜等，故不會損害鑽頭3的壽命。

又，關於下降距離資訊的檢測精度，是具有如下的高正確性。也就是在非檢測中來自檢測裝置4的高頻發振器6的高頻電壓之電流流入變流器7的輸入捲線13，同時電流經由各靜電容量CS、CU、CV、CW以及旁通電路5的反應器L流入前述輸入捲線13，由於事前操作各開關21使消除電路10的各模擬基板17-1、17-2、17-3、17-4發生的靜電容量分別略等於各靜電容量CS、CU、CV、CW，因此各模擬基板17-1、17-2、17-3、17-4發生與各靜電容量略相等的靜電容量，而且設有逆旁通電路18而該逆旁通電路18設有與旁通電路5之反應器L相同的反應器L'，因此會有與流入前述輸入捲線13之電流略相同的電流經由該等各模擬基板17-1、17-2、17-3、17-4以及逆旁通電路18的反應器L'，流入消除捲線14。因此，分別發生於輸入捲線13與消除捲線14的磁束會相互抵消，使變流器的鐵心15不被激磁，輸出捲線16沒有輸出電流流動，故檢測器9不會誤檢測到電流變化。

另一方面，在下降距離資訊之檢測開始時，以Z軸驅動裝置31將轉軸a往下推，例如當該鑽頭3接觸基板101的表面導體層107時，會經由發生於轉軸本體1與轉子2之間，以檢測裝置4之高頻發振器6為的靜電容量CR，及發生於從基板101的表面導體層107經由穿孔的孔部109的電鍍部110導通的下板111的下板上面銅箔層112與加工台26之間的靜電容量CP，使略1MHz的高頻電流流入鑽頭3，但由於該電流只會流經輸入捲線13而不流經消除捲線14，因此變流器7的鐵心15會受該新的電流所激磁，使輸出捲線16側產生輸出電流，因此該電流的變化會經由四個二極體所構成的檢波電路8被檢測器9檢測到，而判斷轉軸a的鑽頭3接觸到基板101的理想的導體層也就是表面導體層107。另外，當然地在檢測下降距離資訊時，即使鑽頭3接觸基板101的表面導體層107，也不會有諧波電流流到鑽頭3而損傷鑽頭3表面的覆膜等，故不會損害鑽頭3的壽命。

在檢測載置固定於加工台26上的下板111上所載置固定的基板101的高度位置之場合，與藉由檢測鑽頭3接觸下板111的下板上面銅箔層112以檢測其高度位置之場合，由於其檢測的對象物不同，故其可正確檢測的機制與上述相同。

如此，藉由設置消除電路10，令與經由產生於三相馬達22之各相的捲線23、24、25與轉軸本體1之間的靜電容量CU、CV、CW以及產生於轉軸本體1與殼體27之間的靜電容量CS而流入變流 器7的輸入捲線1之電流略同量的電流，藉由各模擬電路17-1、17-2、17-3、17-4之設置流入消除捲線14，而且，關於經由為防止諧波電流流入轉軸a鑽頭3而設置的旁通電路5之反應器L而流入輸入捲線13的電流，也藉由使略同量的電流經由逆旁通電路18流入消除捲線14，使發生於輸入捲線13與消除捲線14所具有之變流器7的磁束的方向相互抵消，使變流器7的鐵心15不被激磁，故不會有輸出電流流經輸出捲線16。如此，藉由抵消流入變流器7的輸入捲線13的電流所產生的磁束，而可消除在下降距離資訊之檢測前，對於變流器7的輸出捲線16側發生的外在不良要因。藉此，轉軸a的鑽頭3與理想的導體物有無接觸，不是以電流的變化，而可以轉子2與轉軸本體1之間的靜電容量CR及下板111之下板上面銅箔層112與加工台26之間的靜電容量CP之串聯電路有無電流通過之「1」或「0」之訊號來進行檢測，故判定較容易。

而且，該檢測出的下降距離資訊等在基板加工裝置A的CNC控制電路S中，是以如下的方式來記録或提取，且更進一步經由各計算步驟，而可正確且精密地控制背鑽加工的深度。

也就是，第一，由於基板101是以一定的設計上厚度來製造，故存在有其設計上的基板厚度L2d。又，在以第一內裝導體層102為理想的導體層，而形成為貫通面導體層107與背面導體層108之穿孔中，保留連結背面導體層108與第一內裝導體層102之電鍍部 110，進行背鑽加工以削除其多餘的電鍍部110時，從表面導體層107到達作為理想的導體層之第一內裝導體層102為止的長度稱為基準餘長L2d。而在製造基板101時，絕緣層與導體層之構成方式是預先決定的，因此只要先標定理想的導體層，此基準餘長Lnd就可以從基板101中的設計上數值取得出來(參見圖4)。

雖然是以背鑽加工來削除電鍍部110，但此時電鍍部110之預留誤差範圍110-1之長度為零時，為理論上的最佳狀況。

另一方面如前文所述，保留連結背面導體層108與理想的導體層也就是第一內裝導體層102之電鍍部110，而進行背鑽加工削除其多餘的電鍍部110時，無論如何都一定會發生加工誤差，因此決定預定的尺寸td作為在預先在設計上的預留誤差範圍(參見圖4)。

此等基準餘長L2d及設計上的殘留量之長度td之數值，記録於CNC控制電路S的記錄媒體S1。

另外，設於穿孔的孔部109之電鍍部110之層的預定厚度q，及鑽頭3的前端角之角度θ之數值也記録於CNC控制電路S的記錄媒體S1。

第二，由於對基板101實施背鑽加工時使用之下板111為四角形，在將其載置固定於加工台26的狀態下，以縱橫四等分的方式劃下假想線將其分割出合計十六個區域201後，再對各區域以縱橫二等分的方式劃下假想線將其分割出合計四個子區域202(參見 圖3)。而以此子區域202個別的對角線的交點，也就是各子區域202的中心為下板111的測定點203。也就是，在下板111設定六十四個測定點203。又，此測定點203是作為測定基板101之實際厚度，或是計算理想的導體層之實際的位置時之基礎數值的位置，而且，在作前述計算時關於下板111的測定值是使用平均值，因此需要依一定的規則性來決定而不可在下板111上有偏離。一般來說下板111是縱橫33.5cm×50cm的四角形，因此，區域201是其十六等分，子區域202又是其四等分，若採用平均值，已判定應該幾乎不會有誤差，但可以依該下板111的大小，考慮藉由適當調整區域201及子區域202的大小來增加其分割數。

另外，例如在一片基板101設一百個穿孔，而對該一百個穿孔分別實施背鑽加工時，在此使用各區域201個別的測定點203(本實施例中一個區域201中存在有四個測定點203)的平均值，但如果考慮正確性優先於經濟性，則如前述設置例中的敘述，在將基板101載置固定於加工台26上的下板111上時，應標定成為該背鑽加工位置之一百個孔部109各別在下板111所對應的位置，以該各位置作為測定點203。然而此方法是必須標定基板101之一百個孔部109各別在下板111上的對應位置，須要繁瑣的程序，而會造成時間與成本的增加。在此，求出個別區域201在下板111的高度位置之平均值，以求兼顧迅速性及經濟性與正確性。因此，應考量基板101 或是從其切出基板之母板的大小、須進行背鑽加工之孔部110的數量等，及及其所需的正確性等之關聯性，來妥善決定設在下板111之區域201及子區域202之數量。

接著，決定下板111內的特定位置為原點(也就是縱橫XY座標中成為(0,0)之位置)，對各區域201分別給予識別用的編號，再依座標決定各別區域201之範圍，同時也標定各測定點203之座標位置。如前述，本實施例中在一個區域201中設置四個子區域202，而要測定該各子區域202的中心之測定點203，因此一個區域201中存在有四個測定點203。例如，識別編號定為1號的區域201中存在有一號~四號測定點203，識別編號定為二號的區域201中存在有五號~八號測定點203。因此，對於前述各區域201分別將存在於其區域201內的測定點203分類記錄於CNC控制電路S的記錄媒體S1。

第三，在將下板111載置固定於加工台26的狀態下，使用前述基板加工裝置A的下降距離資訊檢測機構K，測定前述各測定點203的高度位置。下板111的上面是形成為下板上面銅箔層112，因此如果轉軸a的轉子2的鑽頭3之前端接觸該下板上面銅箔層112，檢測器9中會檢測到電流的變化而判斷有接觸。而且，測定出在該檢測到電流變化的時點之高度位置。此測定作業是在全部的測定點203都進行，而其各測定點203的測定結果，也就是高度 位置資訊會自動地記錄於CNC控制電路S的記錄媒體S1。而在CNC控制電路S內之算出機構S3中，計算出個別分類於前述各區域201中的測定點203的高度位置資訊的平均值αave，此平均值αave也記録於記錄媒體S1中成為該區域201的高度位置資訊。例如前述識別編號定為一號的區域201中存在有一號~四號測定點203，因此計算出該一號~四號測定點203的高度位置資訊之平均值αave，在記錄媒體S1中記錄為1號區域201的高度位置資訊。結果，由於本實施例中分割有十六個區域201，因此會存在有識別編號一號~十六號的區域201，而計算出其各自的平均值αave。又，此針對個別之區域201進行的測定點203之高度位置資訊之平均值αave之計算，也可以在後述計算背鑽加工深度L2c時進行計算。

第四，將基板101之各孔部109的XY座標位置記録於CNC控制電路S的記錄媒體S1。例如，在設有一百個穿孔的孔部109之一片基板101中，對於該一百個孔部109，以基板101之特定的位置為原點(也就是縱橫XY座標中成為(0,0)之位置)，標定該一百個孔部109之各別的座標位置。例如，第一孔部109-1的座標位置為(1,1)，第二孔部109-2的座標位置為(1,2)的形式。接著對該一百個孔部109分別給予用於識別的編號，將其座標位置記録於CNC控制電路S的記錄媒體S1。

第五，在載置固定於加工台26上的下板111上，更加載 置固定進行背鑽()加工的基板101，於CNC控制電路S內的提取機構S2中，比對該狀態下實施背鑽加工之各孔部109在XY座標上的位置與設於下板之各區域201的XY座標位置，提取各區域201中分別對應的孔部109。此時，如果下板111中作為原點的位置，與基板101中作為原點的位置，在於下板111上載置固定基板101時於鉛直方向上重疊，則只要比較該孔部109的座標位置與區域201的座標位置，就可以進行比對與提取，若其兩者的原點的位置有偏差，則需要計算其偏差量，修正其一方的座標數值，來比對對應關係並進行提取。例如，如果下板111的原點(0,0)的位置與基板101的原點(0,0)的位置在鉛直方向上重疊，且第一區域201是在以(0,0)、(4,0)、(4,4)、(0,4)區分出的正方形的範圍內時，如果基板101的第一孔部109-1的座標位置為(2,2)，則很明顯該孔部109-1是存在於第一區域201內。但如果下板111的原點(0,0)的位置相對於基板101在X軸方向有10的偏差，也就是下板111的原點(0,0)的位置與基板101的(10,0)的位置在鉛直方向上重疊時，前述第一區域201以下板111之原點的位置為基準下之座標位置如果是(0,0)、(4,0)、(4,4)、(0,4)，則其換算為在以基板101的原點的位置為基準下的座標位置就成為(10,0)、(14,0)、(14,4)、(10,4)。如此，由於前述第一孔部109-1的座標位置以基板101的原點的位置為基準時，其座標位置為(2,2)，則第一孔部109 -1就不存在於下板111的第一區域201內。如此，在下板111與基板101之各原點的位置存在有偏差時，當然必需要有測定偏差並對應其偏差量修正座標數值的機能。

第六，使用前述基板加工裝置A的下降距離資訊檢測機構K來測定載置固定於加工台26上的下板111上更加載置固定的基板101之各孔部109的高度位置。

各孔部109是從基板101的表面側到背面側為止，包含其內周面都成為電鍍部110，且在表面側的電鍍部110的周圍存在有表面導體層107，因此如果轉軸a的轉子2的鑽頭3前端接觸到該電鍍部110及表面導體層107，在檢測器9就會檢測到電流的變化而判定為有接觸。而在檢測到此電流變化的時點，測定高度位置。此測定作業是在全部的孔部109進行，且隨著該各孔部109，將各孔部109個別的測定結果，也就是高度位置資訊自動地記録於CNC控制電路S的記錄媒體S1。

第七，根據前述第五中記載的下板111之各區域201，及與基板101的孔部109間的對應關係，在CNC控制電路S的算出機構S3中，從前述第六中所測定到的各孔部109之高度，扣除在前述第三中所算出的與該孔部109相對應的下板111的區域201的平均高度αave，再將此扣除後的數值作為該孔部109在基板101的實際厚度，自動地記録於CNC控制電路S的記錄媒體S1。例如前述一 般，在下板111的原點(0,0)的位置與基板101的原點(0,0)的位置在鉛直方向上重疊，且第一區域201是在以(0,0)、(4,0)、(4,4)、(0,4)區分出的正方形的範圍內時，如果基板101的第一孔部109-1的座標位置為(2,2)，則該孔部109-1是存在於第一區域201內，因此從該第一孔部109-1測定之高度位置數值扣除第一區域201之高度的平均值αave，將此扣除後的數值作為該第一孔部109-1的位置之基板101的厚度，記録於CNC控制電路S的記錄媒體S1。且針對全部的孔部109都同樣進行此計算。又，此計算與前述第三中所述的區域201之高度位置資訊之平均值αave之計算同樣，也可以在後述計算背鑽加工深度L2c時進行計算。

依據此從各孔部109的位置之高度位置的數值扣除下板111之各區域201個別的高度位置的平均值之計算式，可以排除存在於加工台26本身的傾斜或撓曲，以及由於此存在於下板111本身之傾斜或撓曲等所造成而令下板之高度位置發生偏差的各種要因，因此可省略為解決加工台26之水平或撓曲而進行的維護或是精密的微調整程序，而不要求下板111本身厚度的精密性。特別是，加工台26之傾斜或撓曲，在基板101的加工範圍中通常是顯示為±50μm的誤差，而且載置於其上的下板111也存在有傾斜或撓曲以至於因下板111本身之製造所造成的誤差存在，因此，該加工台26本身所具有的誤差與下板111本身所具有的誤差累積之下，在以往的背鑽加 工之深度控制中會成為發生大量誤差的要因。然而在本實施例中，由於如前述一般藉由適用從各孔部109的位置之高度位置數值，扣除下板111之各區域201個別的高度位置之平均值之計算式，下板111及基板101(實際上是基板101之各孔部109)各自的高度位置之±5μm程度的誤差，也就是產生作為使用鑽頭3之下降距離資訊檢測機構K所造成的測定誤差雖然難以避免，但是可以將兩者之誤差包含在合計±10μm程度的誤差之範圍裡面。

結果，不只可以縮小背鑽加工時加工深度控制的誤差，也不需要進行精密地修正加工台26之表面之傾斜或撓曲等之維護作業，或是微調整程序。

第八，在CNC控制電路S之算出機構S3中，對各孔部109個別地進行以下的計算，計算出個別的背鑽加工深度L2c。

L2c=Lnd×(L2m-αave)/L2d-td+角tan1

Lnd=設計上的基準餘長

L2m-αave之數值是在前述第7步驟中計算並記録

L2d=設計上之基板101的厚度

td=設計上的預留誤差範圍的長度

角tan1=設於穿孔的孔部109之電鍍部110之層的厚度q×tan{(180度-鑽頭3的前端角的角度θ)÷2}

在此計算式中，藉由(L2m-αave)/L2d，記算出設計上的基 板101之厚度，與實施背鑽加工之各孔部109的位置之實際之基板101厚度之比例。另一方面，由於理想的導體層也就是第一內裝導體層102在基板101內之高度位置，是在設計時決定，因此從該基板101的表面到達該第一內裝導體層102為止的距離也當然是在設計時決定。此設計上的距離就是基準餘長Lnd。而且，已知基板101本身在設計上的厚度L2d與各孔部109中基板101的實際厚度L2m-αave之比例，理想的導體層也就是第一內裝導體層102之基板101內在設計上的高度位置也就是基準餘長Lnd，與從該孔部109在基板101之實際上的高度位置扣除第一內裝導體層102之實際上的高度位置後，從基板101的表面到達第一內裝導體層102為止的實際之距離的比例，此兩個比例具有相等的關係。因此，對於基準餘長Lnd，乘以經前述(L2m-αave)/L2d之算式所計算出的，設計上的基板101厚度L2d與實施背鑽加工之各孔部109的位置中實際上基板101厚度之比例，來計算出理想的導體層也就是第一內裝導體層102在基板101內之實際的高度位置，也就是餘長部的實際上的長度。

如前述一般，αave是代表其各孔部109所存在的下板111之區域201個別的平均高度之數值，因此雖然不是完全的精密，但考慮兼顧經濟性或迅速性，比起針對各孔部109測定並計算在下板111上其所對應之位置的高度位置，可以說是更具有合理性，使用區域 201之概念來計算出平均值，或者根本來說可算是測定精度的問題，前述計算出的該孔部109中從基板101的表面到達理想的導體層為止的實際的距離也不可能完全不存在誤差。因此，雖然需要保留一定之預留誤差範圍作為安全係數，但如本實施例一般，該孔部109中從基板101的表面到達理想的導體層為止的客観上的實際距離，與該計算出的距離之間，只要其誤差少，就可以考慮較低的安全係數，也就是將該殘留量之長度設定為較短。從這個意義上，將預先設定之殘留量稱為基準殘留量td，而將該基準殘留量td從此計算出的孔部109中從基板101的表面到達理想的導體層為止的實際距離扣除。

然而，進行背鑽加工之鑽頭3具有前端角θ，該前端形成有前端角頂部3-1。因此，為了在設置穿孔的位置測定基板101的高度位置，而令鑽頭3下降過來時，鑽頭3的前端角頂部3-1會行進到孔部109內，藉由延伸到基板101之表面側的電鍍部110之內側接觸傾斜部3-2，使鑽頭3之前端與基板101之接觸由下降距離資訊檢測機構K所測定出來。也就是，在該時點下，鑽頭3之前端角頂部3-1實際上是到達比基板101之高度位置更低的位置。而在進行背鑽加工時，因鑽頭3的前端行進至穿孔的孔部109以進行電鍍部110之切削，但鑽頭3中切削電鍍部110的是傾斜部3-2，而不是其前端角頂部3-1，因此，不只是鑽頭3之前端角頂部3-1的位 置，與決定餘長部之預留誤差範圍110-1之長度的鑽頭3之傾斜部3-2的位置之間會發生偏差，而且預留誤差範圍110-1之上端部，是被切削成為相對於孔部109傾斜而其外側較長、內側較短(參見圖5)。另一方面，設計上的預留誤差範圍的長度td，相對於預留誤差範圍110-1之孔部109，是決定在外側較長的前端部分，因此，成為該預留誤差範圍110-1之電鍍部110之內側與外側之高度上的偏差，可藉由計算出相對於電鍍部110厚度的角tan1來修正。也就是藉由以穿孔之電鍍部110之層的厚度×tan{(180度-鑽頭之前端角θ的角度)÷2}來計算出的數值，作計算上的修正，來正確且精密地背鑽加工的加工深度之控制。

結果，以轉軸a之轉子2的鑽頭3不接觸基板101之一定點為高度方向的原點，來測定該孔部109中之基板101表面的高度位置，因此在檢測到鑽頭3之移度距離等同於到達基板101之表面為止的距離，與進行背鑽加工的加工深度L2c合計後的距離之時點，停止背鑽加工，就可以正確的深度進行背鑽加工。

如此，記録、提取、計算等各步驟是在CNC控制電路S中自動地進行，而可在短時間下正確且精密地持續控制對於各孔部109進行背鑽加工的加工深度。

又，前述之各步驟的順序只是一例，當然地邏輯上具有先後關係的步驟，例如第八步驟中的計算需要事先記錄或提取其計算中使 用的各數值之意義上，其先後關係有限制，但相反地如第一步驟及第二步驟一般，對於邏輯上沒有先後關係的步驟，並不受本實施例所記載之步驟先後關係所限制，而可以交換其先後關係。

如以上所述，本實施例中的基板加工裝置A，其鑽頭3本身具有可檢測下降距離資訊的下降距離資訊檢測機構K，且具有包含記錄媒體S1、提取機構S2、及算出機構S3的CNC控制電路S，根據該鑽頭3所測定的下板111或基板101的高度位置資訊，依照前述算式計算出背鑽加工的加工深度。而且，更進一步，可藉由使用本實施例之背鑽加工方法，根據該計算出的加工深度正確且精密地控制轉軸a的鑽頭3之加工距離，來進行背鑽加工，因此可迅速且經濟地，而且配合實施背鑽加工的各孔部109在基板101之實際上的厚度及從基板101的表面到達其理想的導體層為止的實際距離，精密地進行背鑽加工。又，其結果，可將設計上的預留誤差範圍的長度td限於最低限度，而提供低成本且雜訊等不良狀況之發生較少的經加工基板101。

因此，如第七步驟中所述，作為測定誤差之±10μm程度的誤差雖然難以避免，且區域201個別的偏差及基板101在加工中中的熱移位等也是產生誤差的要因，而即使考慮這些，在本實施例中也應可以將背鑽加工的加工深度之預留誤差範圍的長度維持在誤差±40μm程度的範圍內。因此，在以下的實驗用基板設置一百 個穿孔，再依照本實施例所示的方法使用本實施例的基板加工裝置A，對該等一百個穿孔的孔部進行背鑽加工。之後從該實驗體切除各孔部，在顯微鏡下測定實際上的預留誤差範圍的長度，與基準預留誤差範圍的長度作比較，發現其差異都在±25μm之內。

實驗體及設定的內容

縱橫：33.5cm×50cm

絕緣層：使用熱可塑性樹脂之玻璃環氧樹脂所製成的三層構造(從背面側開始的第一至第三絕緣層)，分別之厚度為75μm

導體層：使用銅箔，在實驗體表面及背面，以及第一絕緣層與第二絕緣層之間設置第一內裝導體層，第二絕緣層與第三絕緣層之間設置第二內裝導體層，且分別之厚度為20μm

Lnd：170μm

L2d：265μm

td：50μm

穿孔的電鍍部之層的厚度：40μm

鑽頭的前端角角度：130度

下板的內容

縱橫厚度：33.5cm×50cm×1.5mm

素材：玻璃環氧樹脂

下板上面銅箔層之厚度：20μm

實施例2

圖6顯示進行背鑽加工中，於加工台26上夾著下板111載置‧固定基板101時，更於基板101上載置並固定厚度已知的鋁材上板301，更於其上載置固定電木(bakelite)製的電木上板302而成的狀態。

如此使用上板301、302時的實施例中，用於進行背鑽加工的加工深度的控制之測定及計算式於以下之點有差異。

也就是，第一，鋁材上板301雖然有導電性，但由於電木上板302具絕緣性，因此於加工台26上載置固定下板111，再於其上載置固定基板101後，更於其上載置固定有鋁材上板301及電木上板302之狀態下，使用鑽頭3以下降距離資訊檢測機構K檢測相當於基板101之各孔部109的XY座標的位置在該鋁材上板301之高度位置L2m1。也就是，實施例1中，不是檢測載置固定於下板111上之基板101的各孔部109的高度位置，而是使用下降距離資訊檢測機構K，根據該各孔部109的XY座標位置，檢測於基板101上載置固定有鋁材上板301之狀態下，測定相當於各孔部109之XY座標位置的高度位置。此時，由於電木上板302為非導電性，因此即便鑽頭3接觸到該電木上板302，下降距離資訊檢測機構K也不會檢測到其位置資訊，而在鑽頭3的前端角頂部3-1接觸到鋁材上板301時，下降距離資訊檢測機構K才會檢測到其位置資訊。而此高度位置就 取代了實施例1中載置固定於加工台26上的下板111上的基板101之各孔部109的高度位置，使用於計算式中。把握該鋁材上板301上的測定位置及與下板111之區域201間之對應關係，以及扣除具該對應關係之區域201在下板111的平均高度等，則與實施例1相同。

第二，於本實施例中，由於不是測定基板101之各孔部109的高度位置，而是該鋁材上板301中相當於基板101之各孔部109的XY座標位置的高度位置L2m1，因此在計算基板101的厚度時，必須扣除鋁材上板301的厚度，而依L2m1-αave-tAL之計算式，可算出基板101的厚度。另外，tAL是鋁材上板301的厚度，如後述，此厚度是在設計時設定。

第三，關於從基板101之測定厚度與設計上之厚度之比例，根據存在於理想的導體層之設計上的基準餘長，計算出實際的餘長部之長度後，扣除設計上之預留誤差範圍的長度td，以計算出背鑽加工的加工深度L2c之方法中，在此除了鋁材上板301的厚度外，還必須加入由鑽頭3之前端角θ所產生的鑽頭3之前端角頂部3-1的位置，與鑽頭3的傾斜部3-2與設於孔部109之電鍍部110接觸之高度位置間之差異距離(以下將此距離稱為「角tan2」)。

也就是，若以開始背鑽加工前，從轉軸a之鑽頭3應成為原點之 位置(代表高度之Z座標中成為零的位置)到鋁材上板301為止的下降距離為P，則此距離P是在加工台26上載置固定下板111，再於其上載置‧固定基板101後，更於其上載置固定鋁材上板301之狀態下，於鑽頭3的前端角頂部3-1接觸到該鋁材上板301時由下降距離資訊檢測機構K所檢測出來。在此時點，鑽頭3的前端角頂部3-1是位在與實際上鋁材上板301的高度位置相同的高度位置。而在背鑽加工中雖然是以鑽頭3的前端在穿孔的孔部109行進以進行電鍍部110之切削，但鑽頭3中是傾斜部3-2在切削電鍍部110，而非其前端角頂部3-1，因此，不只鑽頭3之前端角頂部3-1的位置與畫出餘長部之預留誤差範圍110-1之鑽頭3的傾斜部3-2的位置間會發生偏差，預留誤差範圍110-1的上端部會被傾斜切削成為相對於孔部109之外側較長、內側較短。另一方面，設計上的預留誤差範圍的長度td，由於是由相對於孔部109之外側較長的預留誤差範圍110-1之前端部分所決定，因此，鑽頭3的前端角頂部3-1的位置，與成為預留誤差範圍110-1之電鍍部110的外側的高度間的偏差，可以藉由計算出相對於進行穿孔之加工時穿孔之半徑(加算孔部109的半徑與電鍍部110之厚度而成者)之角tan2來修正(參見圖7)。

換言之，如實施例1中所述，電鍍部110的預留誤差範圍110-1之上端部是傾斜切削成為相對於孔部109之外側較長、內側較 短，因此，設計上的預留誤差範圍的長度td是藉由對孔部109位於外側的前端位置來測定。如此一來，從根據測定值由Lnd×(L2m1-αave-tAL)/L2d之計算式所算出的實際的餘長部之長度，再扣除設計上之預留誤差範圍的長度td後的數值雖然代表電鍍部110受背鑽加工之距離，但由於鑽頭3的前端角頂部3-1接觸鋁材上板301，因此就不是顯示到背鑽加工結束的時點為止鑽頭3實際上必須移動的距離。為了計算出此實際上鑽頭3必須移動的距離，須要修正鑽頭3的前端角頂部3-1的位置，與鑽頭3之傾斜部3-2接觸電鍍部110的位置(如前述，預留誤差範圍110-1的長度是在相對於孔部109之外側的位置測定，也就是成為預留誤差範圍110-1之電鍍部110的外側的位置)間的偏差，必須加入由以下的計算式所導出的數值(此數值就是角tan2)。

角tan2=β×tan{(180度-鑽頭前端角的角度θ)÷2}

β=進行穿孔之加工時穿孔之半徑(加算孔部109的半徑與電鍍部110之厚度而成者)其結果，各孔部109在背鑽加工中的各加工深度L2c，可由以下之計算式來算出。

L2c=Lnd×(L2m1-αave-tAL)/L2d-td+tAL+角tan2

Lnd=設計上的基準餘長

L2m1=載置於加工台26上的下板111上的基板101上，更載 置固定有厚度已知的鋁材上板301的狀態下，提取作為存在於下板111的各區域201之個別的座標值域內者的各背鑽加工位置的實測高度

αave=加工台26上的下板111中，各區域201個別之測定點203的實測高度的平均值

L2d=設計上之基板101的厚度

td=設計上的預留誤差範圍的長度

tAL=鋁材上板301的厚度

此時，使用作為鋁材上板301之鋁板其厚度只要是已知即可，但考慮在使用時的便利性，及鋁材上板301本身的厚度會發生的誤差範圍等，以使用厚度為0.15mm左右者較妥當。此時，雖然該厚度之偏差會發生±10μm左右的誤差，但由於在不使用鋁材上板301時，必須使進行背鑽加工之孔部109的中心線，與進行背鑽加工之鑽頭3的中心線精密地一致，而且在背鑽加工中須知強固定支持以防止鑽頭3因斜行而發生芯偏差，因此考慮其所需的程序及因兩中心線的偏差或芯偏差所造成的背鑽加工的加工深度之誤差，使用鋁材上板301以防止因該中心線的偏差所造成之誤差發生，是有意義的。

另一方面，以鑽頭3對具有電鍍部110之孔部109進行背鑽加工，該電鍍部110會受鑽頭3切削而產生特異的線狀切屑。當 基板101上載置有鋁材上板301，在鑽頭3的前端附著有此線狀的切屑於狀態下接觸鋁材上板301，則當下降距離資訊檢測機構K要檢測下一個穿孔的孔部109的下降距離資訊時，此線狀的切屑會成為外在不良要因，妨礙下降距離資訊之檢測。因此，雖然經常地除去附著於鑽頭3前端的該切屑即可，但是在對多數的基板連續進行多數的背鑽加工時，為除去切屑所需的時間及手續會增加基板加工的成本。因此，簡易且迅速地除去附著於鑽頭3前端的線狀的切屑之方法，是在進行背鑽加工時，於鋁材上板301上更加載置固定電木製的電木上板302。藉此，當鑽頭3前端以附著有線狀的切屑的狀態要檢測下一個穿孔的孔部109之下降距離資訊時，首先鑽頭3的前端要接觸電木上板302而對電木上板302進行穿孔，因此作為絕緣物之電木上板302之切屑，會將附著於鑽頭3前端的電鍍部110之線狀的切屑推開而除去。藉此，無需採用特別的除去手段，就可以連續地對穿孔的孔部109檢測下降距離資訊。

附帶一提，對於使用鋁材上板301(厚度0.15mm)及電木上板302(厚度1mm)的本實施例，也使用與實施例1同樣的實驗體及條件，對一百個穿孔的孔部進行背鑽加工。之後從該實驗體切除各孔部，在顯微鏡下測定實際上的預留誤差範圍的長度，與基準預留誤差範圍的長度作比較，發現其差異都在±25μm之內。

實施例3

然而，基板加工裝置中的下降距離資訊檢測機構，在實施例1中，為了除去在檢測器9檢測電流變化時的外在不良要因，而設置消除電路10或旁通電路5等，也可以採用更簡略化的構造，以高頻發振器6、變流器7a、檢波電路8、檢測器9及旁通電路來形成下降距離資訊檢測機構K1。也就是，如圖8所示，將GDN線11從作為高頻電源的高頻發振器6連接到基板加工裝置B的殼體27，同時輸出線12連接變流器7a的輸入捲線3的一端，且將該輸入捲線13的另一端連接轉軸本體1。而此變流器7a的輸入捲線3連接轉軸本體1的中間，設有旁通電路5。也就是，如實施例1所示的下降距離資訊檢測機構K中，省略消除電路10之部分而成的構造，因此雖然變流器是使用不具有消除捲線14的變流器7a，也只在這一點有差異。

此實施例中的下降距離資訊檢測機構K1，該機構K1本身並沒有排除外在不良要因的機能。因此，如轉軸本體1與轉子2之間使用的軸承是空氣軸承時一樣，在可充分容許轉軸本體1與轉子2之間的靜電容量CR高達1000pF以上等，鑽頭前端是否接觸表面導體層之判定精度降低之狀況、或是另設濾件將流到變流器之輸入捲線的電流只限於來自高頻發振器之特定頻率的電流之狀況時，下降距離資訊檢測機構K1可採用單純的構成來降低成本。而且藉由在連接變流器7a的輸入捲線13與轉軸本體1的結線中間，設置連結殼體27間的旁通電路5，可使轉軸a不再是所謂的浮動金屬，而不必 裝設防止觸電的保護機能。而且，藉此可進一步使諧波電流等電流經由鑽頭3流往殼體27，防止因該等電流所造成的鑽頭3的金属面或鑽頭3表面的覆膜破損，而可長期使用鑽頭。

而且，至少該實施例中的下降距離資訊檢測機構K1就是以往使用的下降距離資訊檢測機構K1，因此即便使用此下降距離資訊檢測機構K1，也可以藉由裝設實施例1中說明過的具提取、算出機構的CNC控制電路S，將以往的基板加工裝置構成為可正確且精密地控制背鑽加工的加工深度的基板加工裝置。

另外，如果另設防止觸電的機構或是無需考慮鑽頭之損傷等時，也可以考慮使用更加省略前述旁通電路5的下降距離資訊檢測機構。

實施例4

圖9顯示實施例4。相對於圖1所示的實施例1，是令轉軸1與柱體29(與殼體27同電位)絕緣，故基板101相對於加工台26可以是絕緣或是非絕緣的方式，本實施例是轉軸1由圖未示的柱體(與殼體27同電位)以不絕緣的狀態直接安裝，故基板101是以與加工台26絕緣的狀況載置於加工台26上。本實施例中，由於使用此用於絕緣的下板111，故不可使用鋁製的下板111。

本實施例中的下降距離資訊檢測機構K2如圖9所記載，具有將串聯配置的電容器50與雙行組件開關51為一組，而將複數組的該 電容器與開關並聯配置的模擬基板電路52。也就是，令作為檢測對象物之基板101與基板加工裝置C的殼體27絕緣，於殼體27內的加工台26上，以具有下板上面銅箔層112之玻璃環氧樹脂製之下板111絕緣並固定後，從高頻發振器6的一側的GND線11連接前述殼體27，同時連接前述模擬基板電路52之一側端子，另一側的輸出線12，藉由連接變流器7b之2個輸入捲線13、13a各自之同方向且同線圈數之結束捲繞處，與開始捲繞處之相互連接的中間，使輸入捲線13、13a成為捲繞方向相反同線圈數之線圈，當各輸入捲線13、13a有同量的電流通過時，發生於變流器7b之鐵心15的磁束之方向會相互抵消，使輸出捲線16側不會有電流產生。另外，前述變流器7b之兩個輸入捲線13、13a各自的另一端，是一側連接作為檢測對象物之基板101的表面導體層107，另一側連接前述模擬基板電路52之另一側端子。而藉由調整模擬基板電路52之雙行組件開關51，令發生於作為檢測對象物之基板101的表面導體層107與殼體27之間的靜電容量概略相等，使各輸入捲線13、13a有同量之電流流過時，產生於前述變流器7a之磁束的方向相互抵消，因此可以由檢測器9檢測到轉軸a之鑽頭3前端與作為檢測對象物之基板101的表面導體層107之接觸所產生的電流的變化，作為輸出自變流器7a之電流的變化，成為下降距離資訊檢測機構K2。

實施例4所示的下降距離資訊檢測機構K2，可以在檢測 下降距離資訊時排除外在不良要因，在設於已知的基板加工裝置時，與實施例3的狀況同樣地，使用該等下降距離資訊檢測機構K2，藉由設置具有實施例1中說明的記憶、提取、算出機構之CNC控制電路S，將以往的基板加工裝置構成為可正確且精密地控制背鑽加工的加工深度的基板加工裝置。

本申請案之發明中，設有下降距離資訊檢測機構之基板加工裝置，以及該基板加工裝置的使用方法，在對基板的穿孔進行背鑽加工時，可防止因該基板本身所具有的厚度之誤差或撓曲，或者是因下板之厚度的誤差、以至於基板加工裝置的加工台本身的傾斜或撓曲等多數種的要因所造成的加工深度的誤差發生，而可正確且精密地控制加工深度，更進一步，由於可以將設計上的預留誤差範圍的長度設定為較短，因此可以低成本達成加工防止雜訊之發生等之不良狀況之基板，且除了背鑽加工之外，在對基板進行開孔到一定深度為止的加工中，也可以正確且精密地控制其加工深度。

Claims (8)

1. 一種加工深度控制機構，是使用電腦而可對多層印刷配線基板進行背鑽加工的基板加工裝置中，在進行背鑽加工時控制轉軸的鑽頭的下降距離，該加工深度控制機構具有下降距離資訊檢測機構，藉由轉軸的鑽頭接觸檢測對象物以檢測出下降距離資訊，且具有記錄媒體、提取機構、及算出機構，前述記錄媒體，記錄有以下1至5所分別記載的位置資訊等：1.關於設計上的基板厚度、基準餘長及設計上的預留誤差範圍(殘留量)的長度，以及設於穿孔之孔部的電鍍層之層的預定厚度及鑽頭之尖端角之角度的數值資訊；2.載置於基板加工裝置的加工台上，且至少上表面構成為導體層的下板中，依下述設定所決定的測定點及各區域在平面上的座標位置資訊，而該測定點是：格子狀地區分出複數的區域，以其各區域為單位，並以同一的基準決定的一個測定點，或是在其各區域中，對其各區域以同一的基準更進一步區分成格子狀的子區域，而以各子區域為單位，並以同一的基準決定的一個測定點；3.對於前述各測定點，藉由令進行背鑽加工的鑽頭所設置的轉軸下降，以前述下降距離資訊檢測機構所測定到的各測定點個別的高度位置資訊； 4.存在於載置於基板加工裝置的加工台上的前述下板上的多層印刷配線基板上，或者是存在於切出複數的多層印刷配線基板前的母板(以下單稱為「母板」)上的各背鑽加工位置在平面上的座標位置資訊；5.藉由令前述轉軸下降至前述基板或是母板的各背鑽加工位置，以前述下降距離資訊檢測機構測定到的各個各背鑽加工位置個別的高度位置資訊；前述提取機構從前述各區域個別的座標位置資訊、及存在於多層印刷配線基板或其母板上的背鑽加工位置個別的座標位置資訊，提取背鑽加工時下板上載置有多層印刷配線基板或其母板的狀態下，存在於前述下板的各區域各別的座標值域內的背鑽加工位置；前述算出機構以根據下述算式自動算出的個別背鑽加工深度L2c，自動控制基板加工裝置中背鑽加工的加工深度：L2c=Lnd×(L2m-αave)/L2d-td+角tan1；Lnd=設計上的基準餘長；L2m=提取載置於加工台上的下板上的多層印刷配線基板或其母板中，位於存在於下板的各區域之個別的座標值域內之各背鑽加工位置的實測高度；αave=加工台上的下板中之個別區域的測定點之實測高度的平均值；L2d=設計上的多層印刷配線基板厚度；td=設計上的預留誤差範圍的長度； 角tan1=穿孔的電鍍部之層的預定厚度×tan{(180度-鑽頭的前端角的角度)÷2}。
2. 如請求項1所述的加工深度控制機構，其中，下降距離資訊檢測機構至少具有高頻交流電源、具反應器的旁通電路、及高頻用的變流器，高頻交流電源之輸出之一側連接殼體，另一側經由前述變流器連接與殼體絕緣的轉軸，且在其與該轉軸連接之間，設有具反應器的旁通電路連結殼體，藉由該轉軸之轉子之鑽頭接觸屬於導體之檢測對象物，使來自高頻交流電源的高頻電流經由變流器流入轉軸，再經由導體物及導體層間的静電容量流入前述高頻交流電源，在變流器的輸出側產生電流，並藉由以檢測器檢測出該電流的變化，而構成為可認識鑽頭的下降距離資訊之下降距離資訊檢測機構。
3. 如請求項1所述的加工深度控制機構，其中，下降距離資訊檢測機構具有高頻交流電源、具反應器之旁通電路、消除電路、及具輸入捲線、消除捲線、及一個以上輸出捲線的高頻用變流器，前述輸入捲線與前述消除捲線是線圈數相同但捲繞方向相反，而消除電路具有逆旁通電路及複數套的模擬電路，前述逆旁通電路是具有與旁通電路同一静電容量的反應器，而各套模擬電路分別是以串聯配置的電容器與開關構成為一組，且將複數組的該電容器與開關並聯配置成為一個模擬電路，且當與殼體絕緣的轉軸有通電時，各套的模擬電路分別對應產生自轉軸的馬達的各相的捲線與轉軸本體間、及轉軸本體與殼體間的各静電容量， 前述逆旁通電路與該複數套的模擬電路是並聯配置，藉由將檢測對象物固定於基板加工裝置的殼體內的加工台上，且前述高頻交流電源之輸出的一側連接前述殼體、另一側連接前述變流器的輸入捲線與消除捲線的中間，使該輸入捲線的另一端連接轉軸本體，同時經由旁通電路連接殼體，消除捲線的另一端並聯連接逆旁通電路的一端及各模擬電路的一端，逆旁通電路的另一端連接殼體，與轉軸本體絕緣的殼體與轉軸之間產生的静電容量相對應的模擬電路的另一端連接殼體、與轉軸本體與馬達捲線之間產生的静電容量相對應的模擬電路的另一端連接轉軸的馬達的各相的捲線，且調整模擬電路的開關使各對應的静電容量成為概略相等，因在輸入捲線與消除捲線流動的電流而產生於前述變流器的磁束的方向相互抵消，而可從檢測器檢測出因轉軸的鑽頭前端與檢測對象物之接觸產生的電流的變化，作為輸出自變流器的電流的變化，而構成為可認識鑽頭的下降距離資訊之下降距離資訊檢測機構。
4. 如請求項1所述的加工深度控制機構，其中，下降距離資訊檢測機構具有高頻交流電源、具線圈數相同的兩個輸入捲線及一個以上輸出捲線的高頻用變流器、及模擬基板電路，該模擬基板電路是將串聯配置的電容器與開關為一組，而將複數組的該電容器與開關並聯配置，前述高頻交流電源之輸出的一側連接前述殼體且連接前述模擬基板電路之一側端子，另一側經由前述變流器的兩個輸入捲線，連接檢測對象物及前述模擬基板電路之另一側端子， 藉由調整模擬基板電路的開關，令與基板加工裝置的殼體絕緣地固定在殼體內的加工台上的檢測對象物與殼體間產生的静電容量略相等，使各輸入捲線電流令前述變流器產生的磁束相互抵消，而可從檢測器檢測出因轉軸的鑽頭前端與檢測對象物之接觸產生的電流的變化，作為輸出自變流器的電流的變化，而構成為可認識鑽頭的下降距離資訊之下降距離資訊檢測機構。
5. 一種基板加工裝置，具備如請求項1至請求項4中任一請求項所述的加工深度控制機構。
6. 一種使用如請求項5所述的任一種基板加工裝置來進行的背鑽加工方法，其中：1.關於設計上的基板厚度、基準餘長及設計上的預留誤差範圍(殘留量)的長度，以及設於穿孔之孔部的電鍍層之層的預定厚度及鑽頭之尖端角之角度的數值資訊；2.載置於基板加工裝置的加工台上，且至少上表面構成為導體層的下板中，依下述設定所決定的測定點及各區域在平面上的座標位置資訊，而該測定點是：格子狀地區分出複數的區域，以其各區域為單位，並以同一的基準決定的1個測定點，或是在其各區域中，對其各區域以同一的基準更進一步區分成格子狀的子區域，而以各子區域為單位，並以同一的基準決定的一個測定點； 3.對於前述各測定點，藉由令進行背鑽加工的鑽頭所設置的轉軸下降，以前述下降距離資訊檢測機構所測定到的各測定點個別的高度位置資訊；4.存在於載置於基板加工裝置的加工台上的前述下板上的多層印刷配線基板上，或者是存在於切出複數的多層印刷配線基板前的母板(以下單稱為「母板」)上的各背鑽加工位置在平面上的座標位置資訊；5.藉由令前述轉軸下降至前述基板或是母板的各背鑽加工位置，以前述下降距離資訊檢測機構測定到的各個各背鑽加工位置個別的高度位置資訊；將以上1至5所分別記載的位置資訊等記錄於記錄媒體中，且從前述各區域個別的座標位置資訊、及存在於多層印刷配線基板或其母板上的背鑽加工位置個別的座標位置資訊，提取背鑽加工時下板上載置有多層印刷配線基板或其母板的狀態下，存在於前述下板的各區域各別的座標值域內的背鑽加工位置，再根據以下述算式自動算出的個別背鑽加工深度L2c，自動控制基板加工裝置中背鑽加工的加工深度：L2c=Lnd×(L2m-αave)/L2d-td+角tan1；Lnd=設計上的基準餘長；L2m=載置於加工台上的下板上的多層印刷配線基板或其母板中，位於存在於下板的各區域之個別的座標值域內之各背鑽加工位置的實測高度； αave=加工台上的下板之個別區域的測定點之實測高度的平均值；L2d=設計上的多層印刷配線基板厚度；td=設計上的預留誤差範圍的長度；角tan1=穿孔的電鍍部之層的預定厚度×tan{(180度-鑽頭的前端角的角度)÷2}。
7. 一種使用如請求項5所述的任一種基板加工裝置來進行的背鑽加工方法，其中：1.關於設計上的基板厚度、基準餘長及設計上的預留誤差範圍(殘留量)的長度，以及在未設電鍍部的要進行背鑽加工的穿孔的孔部之半徑及鑽頭之尖端角之角度的數值資訊；2.載置於基板加工裝置的加工台上，且至少上表面構成為導體層的下板中，依下述設定所決定的測定點及各區域在平面上的座標位置資訊，而該測定點是：格子狀地區分出複數的區域，以其各區域為單位，並以同一的基準決定的一個測定點，或是在其各區域中，對其各區域以同一的基準更進一步區分成格子狀的子區域，而以各子區域為單位，並以同一的基準決定的一個測定點；3.對於前述各測定點，藉由令進行背鑽加工的鑽頭所設置的轉軸下降，以前述下降距離資訊檢測機構所測定到的各測定點個別的高度位置資訊； 4.存在於載置於基板加工裝置的加工台上的前述下板上的多層印刷配線基板上，或者是存在於切出複數的多層印刷配線基板前的母板(以下單稱為「母板」)上的各背鑽加工位置在平面上的座標位置資訊；5.在前述基板或是母板上載置有厚度已知的鋁材上板的狀態下，藉由令前述轉軸下降至其各背鑽加工位置，以前述下降距離資訊檢測機構測定到的各個各背鑽加工位置個別的高度位置資訊；將以上1至5所分別記載的位置資訊等記錄於記錄媒體中，且從前述各區域個別的座標位置資訊、及存在於多層印刷配線基板或其母板上的背鑽加工位置個別的座標位置資訊，提取背鑽加工時下板上載置有多層印刷配線基板或其母板的狀態下，存在於前述下板的各區域各別的座標值域內的背鑽加工位置，再根據以下述算式自動算出的個別背鑽加工深度L2c，自動控制基板加工裝置中背鑽加工的加工深度：L2c=Lnd×(L2m1-αave-tAL)/L2d-td+tAL+角tan2；Lnd=設計上的基準餘長；L2m1=載置於加工台上的下板上的多層印刷配線基板或其母板上，更載置固定有厚度已知的鋁材上板的狀態下，提取作為存在於下板的各區域之個別的座標值域內的各背鑽加工位置的實測高度； αave=加工台上的下板中之個別區域的測定點之實測高度的平均值；L2d=設計上的多層印刷配線基板厚度；td=設計上的預留誤差範圍的長度；tAL=鋁材上板的規定厚度；角tan2=未設電鍍部的穿孔的預定厚度×tan{(180度-鑽頭的前端角的角度)÷2}。
8. 如請求項7所述背鑽加工方法，其中，背鑽加工時，在載置於基板加工裝置的加工台上的下板上的多層印刷配線基板或母板上，更載置厚度已知的鋁材上板，又更於其上載置可以轉軸來切削的具絕緣性的上板。