(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象面を切削する加工パターンを、加工円と加工直線の組み合わせによって形成する設計を、コンピュータに実行させる自動設計プログラムであって、
複数の前記加工円の中心座標に対応し、直径Ｄ１が、Ｄ１＝（加工穴必要径Ｄ＋余裕幅Ａ）となる仮加工円を複数パターニングする第１の処理と、
複数の前記中心座標を結び、太さＷが、Ｗ＝（加工に用いる工具径ｄ＋前記余裕幅Ａ）となる仮加工直線をパターニングする第２の処理と、
前記第１の処理で形成された前記仮加工円と前記第２の処理で形成された前記仮加工直線のうち、外側となる線を用いて仮加工領域を形成する第３の処理と、
前記仮加工領域を、所定の距離だけ内側にオフセットさせて、加工領域を確定することに基づいて前記加工パターンを形成する第４の処理と、をコンピュータに実行させる、自動設計プログラム。
【請求項２】
前記第２の処理では、複数の前記中心座標のうち、２つの中心座標の間の距離が、前記直径Ｄ１以下となる場合に、当該２つの中心座標の間に、前記仮加工直線が形成されることを特徴とする請求項１記載の自動設計プログラム。
【請求項３】
前記加工領域内に、貫通穴のパターニングをする第５の処理を、さらにコンピュータに実行させる、請求項１または２記載の自動設計プログラム。
【請求項４】
請求項１乃至３のうち、いずれか１項記載の自動設計プログラムを記憶した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工パターンを設計する自動設計プログラムと、当該自動設計プログラムを記憶した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板など、基板上に配線パターンやスルーホールなどが多数形成された構造を形成する場合には、加工を補助するための様々な治具が用いられる場合がある。例えば、配線基板上にソルダーレジスト層などを塗布により形成する場合には、基板に形成されたスルーホール（貫通孔）を介して液状のソルダーレジストが裏面に回りこむため、ソルダーレジストが基板裏面を汚すことを防止するために、加工穴が設けられた治具が用いられる場合があった（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
図１Ａは、配線基板を形成する場合に用いられる治具１０を模式的に示す斜視図であり、図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ断面を示す図である。図１Ａ、図１Ｂを参照するに、前記治具１０は、平板状の基板１１と、該基板１１に形成された穴部１２と、該穴部１２の底面に形成された、該基板１１を貫通する貫通穴１３を有する構造になっている。
【０００４】
図１Ｃは、配線基板が形成される工程において、前記治具１０が使用される場合の使用方法の一例を模式的に示した図である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０００５】
図１を参照するに、配線基板２１の表面に、ソルダーレジスト層２２を形成する場合に、該配線基板２１の裏面に、前記治具１０を設置して用いている。例えば液状のソルダーレジストを塗布する場合には、前記配線基板２１に形成されたスルーホール２３を介して、ソルダーレジストが配線基板の裏面に回りこむ場合がある。
【０００６】
そこで、前記配線基板２１の裏面に前記治具１０を配して、前記スルーホール２３に対して前記穴部１２が対応するようにすることで、配線基板の裏面がソルダーレジストで汚れることを防止することができる。また、この場合に前記穴部１２の底面には貫通穴１３が形成されていると、穴部１２に滞留する気体を逃がすことが可能となり、好ましい。
【特許文献１】特開平８−７８８４４号公報
【特許文献２】特開平１１−３４２５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記の治具１０を製造する場合に、様々な製造上の問題が生じる場合があった。これらの問題点について、前記治具１０の平面図を用いて以下に説明する。
【０００８】
図２は、図１Ａ〜図１Ｃに示した治具１０の平面図である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０００９】
図２を参照するに、例えば前記穴部１２は、配線基板に形成されるスルーホールに対応して複数設けられ、前記貫通穴１３も前記穴部１２にそれぞれ対応して複数設けられている。しかし、このような、穴加工は加工に時間を要し、特に穴部の数が増えた場合には治具の加工に時間を要する問題があった。
【００１０】
また、例えば図中のＲ１部やＲ２部に示すように、穴部と穴部の間隔によっては、加工で残る部分の肉厚が薄くなったり、またパターンが鋭角に形成されてしまう部分が生じていた。このように、肉厚の薄い部分や鋭角に形成される部分が発生すると、治具を扱う場合に欠けなどの破損が生じやすくなり、欠けた部品が原因となって配線基板の形成上不具合が生じる場合があった。
【００１１】
また、このように肉厚が薄い形状が残らないような加工を行おうとした場合、加工パターンが複雑化してしまい、加工パターンの作成に時間がかかってしまう問題があった。
【００１２】
そこで、本発明では、上記の問題を解決した、新規で有用な加工パターンの自動設計プログラムと、当該自動設計プログラムを記憶した記録媒体を提供することを目的としている。
【００１３】
本発明の具体的な課題は、加工が容易であって、安定な形状となる加工パターンを容易に設計することを可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の観点によれば、加工対象面を切削する加工パターンを、加工円と加工直線の組み合わせによって形成する設計を、コンピュータに実行させる自動設計プログラムであって、複数の前記加工円の中心座標に対応し、直径Ｄ１が、Ｄ１＝（加工穴必要径Ｄ＋余裕幅Ａ）となる仮加工円を複数パターニングする第１の処理と、複数の前記中心座標を結び、太さＷが、Ｗ＝（加工に用いる工具径ｄ＋前記余裕幅Ａ）となる仮加工直線をパターニングする第２の処理と、前記第１の処理で形成された前記仮加工円と前記第２の処理で形成された前記仮加工直線のうち、外側となる線を用いて仮加工領域を形成する第３の処理と、前記仮加工領域を、所定の距離だけ内側にオフセットさせて、加工領域を確定することに基づいて前記加工パターンを形成する第４の処理と、をコンピュータに実行させる、自動設計プログラムにより、解決する。
【００１５】
本発明によれば、加工が容易であって、安定な形状となる加工パターンを容易に形成することが可能となる。
【００１６】
また、第２の処理では、複数の中心座標のうち、２つの中心座標の間の距離が直径Ｄ１以下となる場合、当該２つの中心座標の間に仮加工直線が形成されると、加工された形状を安定化にすることが可能となる。
【００１７】
また、加工領域内に貫通穴のパターニングをする第５の処理を、コンピュータに実行させてもよい。これにより、貫通穴のパターニングを容易に行うことができる。
【００１８】
また、本発明の第２の観点では、上記の課題を、上記の自動設計プログラムを記憶した記録媒体により、解決する。
【００１９】
上記の記録媒体に記憶された自動設計プログラムを用いて、加工が容易であって、安定な形状となる加工パターンを容易に形成することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、加工が容易であって、安定な形状となる加工パターンを容易に形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施の形態について図面に基づき、説明する。
【実施例１】
【００２２】
図３は、本発明の実施例１による自動設計プログラムを用いて形成された、治具の加工パターンを示す平面図である。
【００２３】
図３を参照するに、本実施例による自動設計プログラムを用いて設計された治具１００の加工パターンの平面図は、基板１０１に、加工されると凹状の溝部となる加工領域１０２が形成された構造を有している。当該加工領域１０２は、図２の治具の前記穴部１２に相当する。本実施例による治具の場合、中心座標が所定の距離以下となる穴部を、所定の太さの直線（加工直線；後述）で接続し、これらの穴部と直線部の輪郭をとることで、連続的な加工領域１０２のパターンを形成している。
【００２４】
また、他の中心座標との間の距離が所定の距離を越える中心座標を有する穴部は、直線によって接続されていない。すなわち、加工領域１０２は、穴部が接続された部分を有するが、中心座標の条件によっては、接続されない穴部も含むことになる。
【００２５】
従来は、穴部を形成する加工を複数回繰り返すことで治具を形成していたが、本実施例の場合には、おもに連続的な溝状の加工領域を形成（切削）することで複数の穴部に相当する構造を形成することが可能となっている。このため、治具の加工が容易であり、加工時間が短縮されるメリットがある。このように治具の形状が異なると、加工効率が異なることは、上記の治具を加工する加工工具と、該加工工具の切削速度に関連している。
【００２６】
例えば、略円筒状の工具を用いて基板を切削する場合、先端部を用いる穴あけ加工にくらべて、工具の側壁部を用いた溝加工のほうが効率よくパターンを形成することが可能である。このため、本実施例による上記の構造を有する治具は、加工の効率が良好となる。
【００２７】
また、本実施例による加工パターンでは、図２に示したＲ１部やＲ２部のように、例えば、基板の肉厚が薄い部分や鋭角となる部分などが形成されていない。これは、本実施例による自動設計プログラムにおいて、加工後に残る部分の厚さが所定の厚さ以上となるにように加工パターンが設計されているためである。このため、治具に欠けなどの不具合が発生することが抑制される。
【００２８】
本実施例によるプログラムでは、加工円（加工穴）の直径を所定の厚さ（余裕幅）で大きくし、さらに加工円の中心を結ぶ加工直線を、加工工具径＋所定の厚さ（余裕幅）で太くし、これらの大きく（太く）した加工円と加工直線の輪郭をとって、仮加工領域を形成している。この後、所定の距離だけ仮加工領域を内側にオフセットし、加工領域を形成している。
【００２９】
このため、加工パターンにおいて、肉厚が薄い部分や、鋭角で形成される部分が無くなり、欠けなどの破損が発生しにくい安定なパターンを有する治具を、自動設計パターンを用いて容易に形成することが可能になっている。
【００３０】
また、上記の加工領域では、溝部に滞留する気体を逃がすための貫通穴１０３は、穴部ごとではなく、穴部が連結された加工領域に少なくとも一つが形成されればよいことになる。このため、従来の治具に比べて加工が容易になっている。
【００３１】
また、直線により接続される穴部は、穴部の中心座標の距離が所定の値以下のものとしている。このため、他の穴部から離間した穴部は、従来の加工と実質的に同じ方法で形成してもよい。
【００３２】
次に、上記の治具１００の加工パターンを設計するための自動設計プログラムと、当該自動設計プログラムを記憶する記録媒体、および当該自動設計プログラムを実行するコンピュータについて、説明する。
【００３３】
図４は、本実施例によるプログラムで扱うおもなデータを示す図である。図４を参照するに、中心座標Ｃは、治具が用いられる配線基板の、スルーホールの中心座標に対応する治具の座標を示すデータであり、本実施例では加工パターンを形成する場合の加工穴の中心座標となる。
【００３４】
また、加工穴必要径Ｄは、配線基板のスルーホール径に加えて、位置あわせ精度の誤差を含む、治具として必要とする穴の径を示すデータであり、スルーホールの大きさと、治具の位置あわせ精度により決定される。
【００３５】
また、工具径ｄは、治具の加工パターンを形成する、例えば略円筒状の工具の径を示す値である。当該工具径ｄは、前記中心座標Ｃを結ぶ直線状の溝部を形成する場合の、基準となる幅となる。
【００３６】
また、余裕幅Ａは、加工パターンで肉厚が薄い部分や、鋭角となる部分が形成されることを抑制するために設けられる、加工穴必要径や、加工直線を広げる（太らせる）場合の基準となる幅である。本実施例によるプログラムでは、加工円や、加工直線を大きくし、加工円と加工直線のうち、外側となる線を用いて仮加工領域をパターニングしている。この後、オフセット量Ｆだけ当該仮加工領域を、内側にオフセットして、最終的な加工領域を確定している。
【００３７】
このような処理を行っているため、本実施例によるプログラムにより形成された加工パターンでは、肉厚の薄い部分や鋭角な部分が形成されることが抑制されている。また、一旦加工パターンの面積が大きくなる処理（余裕幅Ａだけ太らせる）を行った後、オフセット量だけオフセットして再び加工パターンの面積を小さくしている理由は、できるだけ基板の非加工部分（切削されない部分）の面積を増やして、治具の強度を良好に維持するためである。
【００３８】
次に、本実施例のプログラムを実行するコンピュータを、図５に示す。図５を参照するに、本図に示すコンピュータ２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２１と、ＲＡＭ、ＲＯＭなどよりなるメモリ２４、外部と通信可能な通信部２５、本実施例によるプログラムなどが記録された、取り外しが可能な記録媒体２２、ＣＲＴなどの表示部２３、およびキーボードなどの入力部２６を有している。
【００３９】
また、図６には、前記ＣＰＵ２１の内部の、本プログラムの処理を行う処理部を示す。当該処理部は、初期パラメータ（例えばＣ，Ｄ，ｄ，Ａ，Ｆなど）が入力される初期データ入力部２１Ａと、データが格納されるデータ格納部２１Ｂ、形成される加工パターンの座標の計算がされる座標計算部２１Ｃ、および形成される加工パターンを描画する描画部２１Ｄと、を有している。
【００４０】
次に、図７に示す本実施例による自動設計プログラムによるコンピュータの動作を示すフローチャートを説明する。また、当該フローチャートに基づき形成される加工パターンの一例を、図８〜図１４を用いて併せて説明する。
【００４１】
図７を参照するに、まずプログラムがスタートすると、ステップ１において（図中Ｓ１と表記、以下同様）、必要なパラメータを、前記入力部２６より入力する。
【００４２】
本実施例の場合、先に説明した、中心座標Ｃ，加工穴必要径Ｄ，工具径ｄ，余裕幅Ａ，およびオフセット量Ｆを入力する。
【００４３】
次に、ステップ２において、ステップ１で入力された、中心座標Ｃを中心として、直径Ｄ１が、加工必要径Ｄ＋余裕幅Ａとなる仮加工円１０２Ａが、複数形成（パターニング）される。この場合、治具として必要な穴の径はＤであるが、先に説明したように、加工パターンの肉厚が薄い部分や鋭角となる部分が形成されないように、当該仮加工円の直径Ｄ１＝加工穴必要径Ｄ＋余裕幅Ａとしている。この場合、余裕幅Ａは、加工パターンとして残したい肉厚である。このステップ２の段階において形成される仮加工円１０２Ａを示す平面図を、図８に示す。
【００４４】
次に、ステップ３において、前記中心座標Ｃのうち、２点間の距離が、例えば直径Ｄ１（仮加工円１０２Ａの直径）以下となる、中心座標を、直線Ｌで結ぶ。このステップ３の段階において形成される当該直線Ｌを、仮加工円１０２Ａとともに、図９に示す。
【００４５】
次に、ステップ４において、前ステップで形成した直線Ｌの太さＷを、工具径ｄ＋余裕幅Ａとして仮加工直線ＬＡを形成する。この場合、加工パターンを形成する場合に最低限必要な仮加工線の太さは、工具径ｄであるが、先に説明したように、加工パターンの肉厚が薄い部分や鋭角となる部分が形成されないように、当該太さＷ＝工具径ｄ＋余裕幅Ａとしている。この場合、余裕幅Ａは、加工パターンとして残したい肉厚である。このステップ４の段階において形成される仮加工直線ＬＡと、仮加工円１０２Ａを、図１０に示す。
【００４６】
次に、ステップ５において、仮加工円１０２Ａと、仮加工直線ＬＡとを重ねた（描画した場合）に、外側となる線を繋いで仮加工領域（線）１０２Ｂを形成する。この場合、仮加工領域１０２Ｂは、仮加工円１０２Ａが形成する閉じた領域と、仮加工直線ＬＡが形成する閉じた領域のうち、これらが重なる場合には夫々の閉じた領域のうち、外側となる領域（線）が選択される。また、仮加工円１０２Ａと仮加工直線ＬＡが重ならない部分では、当該仮加工円１０２Ａまたは仮加工直線ＬＡを構成する線が、そのまま仮加工領域１０２Ｂを確定する線となる。上記の仮加工領域１０２Ｂを、図１１に示す。
【００４７】
次に、ステップ６において、前ステップで形成された仮加工領域１０２Ｂを、オフセット量Ｆだけ内側にオフセットさせて、加工領域（線）１０２を確定する。この場合、当該オフセット量Ｆは、例えば、余裕幅Ａの１／２であると好ましい。すなわち、加工余裕幅Ａをとることで減少した非加工部分の面積が、実質的に本ステップで回復されることになる。治具は、非加工部分（切削されない部分）の面積が大きいほど構造的に強く、安定となるため、本ステップの処理を実施して非加工部分の面積を確保することが好ましい。
【００４８】
このような処理を行うことで、本実施例によるプログラムにより設計される治具は、十分な非加工部分の面積を確保しつつ、肉厚が薄い部分や鋭角な部分の形成が抑制され、構造的に安定な治具となり、好ましい。上記の加工領域（線）１０２を、図１２に示す。
【００４９】
次に、ステップ７において、図１３に示すように、必要に応じて、貫通穴１０３のパターニングを行う。上記の加工領域１０２では、凹部（加工領域）に滞留する気体を逃がすための貫通穴１０３は、従来のようにスルーホールに対応する穴部ごとではなく、穴部が連結された加工領域に少なくとも一つが形成されればよいことになる。このため、従来の治具に比べて加工が容易になっている。
【００５０】
また、必要に応じてステップ８において、図１４に示すように、前記加工領域１０２を凹状に加工（切削）するための、加工工具の軌跡を形成してもよい。このような軌跡は、加工装置側（自動加工機など）で形成されるようにしてもよい。このようにして、ステップ９で加工パターンが完成され、処理が終了する。
【００５１】
また、前記貫通孔１０３の位置は、前記加工領域１０２内の、仮加工円１０２Ａのいずれか１つの中心位置でも良く、または、ステップ８の加工軌跡の開始点または終了点を含む、加工軌跡上の座標でも良い。
【００５２】
また、上記の例では、ステップ２で仮加工円を形成した後、ステップ３〜ステップ４で仮加工直線ＬＡを形成しているが、仮加工円と仮加工直線のパターニングの順番は逆であってもよい。すなわち、ステップ１の後で、まずステップ３〜ステップ４の処理を行い、その後でステップ２の処理を行うようにしてもよい。
【００５３】
上記の自動設計プログラムを用いると、従来の治具にくらべて加工が容易であって加工の効率が良好である治具を、容易に設計することが可能となる。さらに、当該自動設計プログラムによれば、安定な形状であって、破損しにくい形状の治具を、容易に設計することが可能となる。
【００５４】
また、上記の自動設計プログラムは、配線基板を形成する場合の治具の設計に限定されるものではなく、上記に説明した加工パターンを必要とする様々な設計に用いることが可能である。
【００５５】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明によれば、加工が容易であって、安定な形状となる加工パターンを容易に形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１Ａ】従来の治具の形状の一例を示す図（その１）である。
【図１Ｂ】従来の治具の形状の一例を示す図（その２）である。
【図１Ｃ】従来の治具の形状の一例を示す図（その３）である。
【図２】従来の治具の加工パターンを示す平面図である。
【図３】実施例１によるプログラムにより形成される治具を示す図である。
【図４】実施例１によるプログラムで扱うおもなデータを示す図である。
【図５】実施例１によるプログラムを実行するコンピュータを示す図である。
【図６】図５のコンピュータの処理部を示す図である。
【図７】実施例１によるプログラムを示すフローチャートである。
【図８】実施例１によるプログラムにより形成される加工パターンの例（その１）である。
【図９】実施例１によるプログラムにより形成される加工パターンの例（その２）である。
【図１０】実施例１によるプログラムにより形成される加工パターンの例（その３）である。
【図１１】実施例１によるプログラムにより形成される加工パターンの例（その４）である。
【図１２】実施例１によるプログラムにより形成される加工パターンの例（その５）である。
【図１３】実施例１によるプログラムにより形成される加工パターンの例（その６）である。
【図１４】実施例１によるプログラムにより形成される加工パターンの例（その７）である。
【符号の説明】
【００５８】
１０１  基板
１０２  加工領域
１０２Ａ  仮加工円
１０２Ｂ  仮加工領域
Ｌ  直線
ＬＡ  仮加工直線
Ｃ  中心座標
Ｄ  加工穴必要径
ｄ  工具径
Ａ  余裕幅
Ｆ  オフセット量
【図１Ａ】
0004515356.tif 000002
【図１Ｂ】
0004515356.tif 000003
【図１Ｃ】
0004515356.tif 000004
【図２】
0004515356.tif 000005
【図３】
0004515356.tif 000006
【図４】
0004515356.tif 000007
【図５】
0004515356.tif 000008
【図６】
0004515356.tif 000009
【図７】
0004515356.tif 000010
【図８】
0004515356.tif 000011
【図９】
0004515356.tif 000012
【図１０】
0004515356.tif 000013
【図１１】
0004515356.tif 000014
【図１２】
0004515356.tif 000015
【図１３】
0004515356.tif 000016
【図１４】
0004515356.tif 000017