技術 穴開け加工方法

0001

本発明は、主として電気機器等の部品として用いられる印刷配線板の製造に好適な穴開け加工方法に関する。

0002

可撓性を有する（すなわち、自立性のない）シート状の被加工物として、例えば印刷配線板の構成部材であるプリプレグがある。印刷配線板は年々薄型化されており、そのプリプレグは、可撓性を有するシート状の部材となってきている。そのような印刷配線板の新たな製造方法も開発されており、例えば、予めプリプレグに穴を形成しておき、その穴に導電性ペースト等を埋め込んだ後、加熱プレスする方法が携帯電話機等の部品として用いられる印刷配線板に広く採用されている。

0003

上述したようなプリプレグ等、可撓性を有するシート状の被加工物に対する穴の形成は、自立性を有する板状の被加工物に対する穴の形成に用いられてきた従来の数値制御（ＮＣ）穴開け機によって行われるのが一般的である。

0004

例えば、特許文献１には、図６に示されるように、貫通穴１ａが形成された冶具板１上に、可撓性を有するシート状の被加工物Ｓを水平に載置し、冶具板１の貫通穴１ａに対応する位置にレーザ光線Ｌを照射することで被加工物Ｓに穴Ｈを形成する穴開け加工方法が記載されている。

0005

また、特許文献２には、図７に示されるように、可撓性を有するシート状の被加工物Ｓの両端をチャックして外側に張力をかけることにより被加工物Ｓを水平に保持し、所定の位置にレーザ光線Ｌを照射することで被加工物Ｓに穴Ｈを形成する穴開け加工方法が記載されている。
特開２００２−２４８５９３号公報
特開平１０−２９６４７３号公報

0006

しかしながら、特許文献１記載の穴開け加工方法にあっては、被加工物の種類毎に専用の冶具板を準備しなければならないため、低コスト化が妨げられるおそれがある。更に、被加工物に形成する穴間のピッチが小さい場合には、冶具板の貫通穴が接近し過ぎるという問題もある。また、特許文献２記載の穴開け加工方法にあっては、被加工物が湾曲するように垂れ下がった状態で穴が形成されるため、穴の形成位置の精度が低下するおそれがある。

0007

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、可撓性を有するシート状の被加工物に穴を形成するに際し、低コスト化及び穴の形成位置の高精度化を図ることができる穴開け加工方法を提供することを目的とする。

0008

上記目的を達成するために、本発明に係る穴開け加工方法は、可撓性を有するシート状の被加工物に穴を形成するための穴開け加工方法であって、被加工物の厚さ方向が鉛直方向と略垂直となるように被加工物を保持し、その状態で被加工物に穴を形成することを特徴とする。

0009

この穴開け加工方法によれば、被加工物の種類毎に専用の冶具板を準備する必要がなく、また、被加工物が湾曲するように垂れ下がることがないため、可撓性を有するシート状の被加工物に穴を形成するに際し、低コスト化及び穴の形成位置の高精度化を図ることができる。

0010

本発明に係る穴開け加工方法においては、被加工物の保持は、被加工物の揺れが防止されるように被加工物の周縁部をチャックすることで行われることが好ましい。これによれば、穴の形成位置の更なる高精度化を図ることができる。

0011

本発明に係る穴開け加工方法は、被加工物の厚さが２μｍ〜２ｍｍである場合に特に有効である。

0012

本発明に係る穴開け加工方法においては、穴の形成はレーザ光線の照射によって行われてもよいし、ドリル又はエンドミルによって行われてもよいし、パンチによって行われてもよい。

0013

本発明によれば、可撓性を有するシート状の被加工物に穴を形成するに際し、低コスト化及び穴の形成位置の高精度化を図ることができる。

0014

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

0015

図１に示されるように、チャッキング装置１１を用いて、可撓性を有する矩形シート状の被加工物Ｓの上一辺をチャックし、被加工物Ｓを鉛直方向下向きに懸垂させる。これにより、被加工物Ｓは、その自重で真っ直ぐに（すなわち、湾曲することなく）鉛直方向下向きに垂れ下がり、被加工物Ｓの厚さ方向が鉛直方向と略垂直となるように保持される。

0016

続いて、その状態で数値制御穴開け機（ここでは、穴開け工具としてレーザ光線を使用するレーザ穴開け機）を用いて、被加工物Ｓの所定の位置にレーザ光線Ｌを照射することで穴Ｈを形成する。レーザ光線Ｌとしては、波長が９．３μｍ〜９．４μｍの遠赤外線である炭酸ガスレーザ、紫外線であるＵＶ−ＹＡＧレーザ、エキシマレー等が用いられる。

0017

以上の穴開け加工方法によれば、被加工物Ｓの種類毎に専用の冶具板を準備する必要がなく、また、被加工物Ｓが湾曲するように垂れ下がることがないため、可撓性を有するシート状の被加工物Ｓに穴Ｈを形成するに際し、低コスト化及び穴の形成位置の高精度化を図ることができる。

0018

また、被加工物Ｓが軽くなるほどその自重が小さくなり、被加工物Ｓの伸びが抑制される。これにより、その状態で数値制御穴開け機を用いて被加工物Ｓに穴Ｈを形成すると、被加工物Ｓの伸びが非常に小さい状態で穴Ｈが形成される。そのため、極めて位置精度の高い穴開け加工が可能となる。

0019

更に、図２に示されるように、被加工物Ｓの上下二辺をチャックしたり、図３に示されるように、被加工物Ｓの上一辺及び下二隅をチャックしたりすることが好ましく、図４に示されるように、被加工物Ｓの上下左右四辺をチャックしたり、図５に示されるように、被加工物Ｓの上下四隅をチャックしたりすることがより好ましい。これらによれば、被加工物Ｓの揺れや自重による伸びが防止されるため、穴Ｈの形成位置の更なる高精度化を図ることができる。

0020

なお、上述の穴開け加工方法は、被加工物Ｓの厚さが２μｍ〜２ｍｍである場合に特に有効であるが、望ましい厚さは材質によって異なる。つまり、厚さが１ｍｍで自立性が発現する材料であれば、被加工物Ｓの厚さが１ｍｍ以上の場合、従来の水平方向の保持での穴開け加工で十分である。また、厚さが５μｍで鉛直方向下向きに懸垂させると切れてしまうほど脆い材料であれば、被加工物Ｓの厚さとして１０μｍ以上の一定の厚さが必要である。例えば、上述の穴開け加工方法を印刷配線板用材料の穴開け加工に適用する場合は、厚さが９μｍ〜０．５ｍｍの被加工物Ｓが有用である。

0021

また、レーザ穴開け機に代えて、穴開け工具としてドリル又はエンドミルを使用するドリル穴開け機や、穴開け工具としてオス型及びメス型を使用するパンチ穴開け機を用いてもよい。数値制御穴開け機による穴開け加工においては、被加工物Ｓ及び穴開け工具の少なくとも一方を移動させながら穴開け加工が行われる。一般的に、レーザ光線Ｌを穴開け工具として用いる場合は、被加工物Ｓを移動させ、レーザ光線Ｌを固定する方法が採用されることが多い。また、ドリル又はエンドミル、或いはパンチを穴開け工具として用いる場合は、例えば、Ｘ方向に被加工物Ｓを移動させ、Ｙ軸方向に穴開け工具を移動させる方法、或いは被加工物Ｓを固定し、穴開け工具を移動させる方法が採用されることが多い。

0022

［実施例１］
厚さが５０μｍ、寸法が３４０ｍｍ×５１０ｍｍのガラス布エポキシプリプレグ（日立化成工業（株）製、商品名ＧＥＡ−６７９ＦＧ）を準備し、このガラス布エポキシプリプレグの３４０ｍｍ側の二辺をチャックして、その厚さ方向が鉛直方向と略垂直となるように保持し（すなわち、鉛直に保持し）、４００ｍｍの間隔でインクによりマークを付けた。

0023

チャックを外した後、ガラス布エポキシプリプレグを水平台上に載置し、マークの間隔を測定した結果、４００ｍｍであった。この方式で、マーキングを数値制御穴開け機に置き換えれば、同等の精度が得られ、且つ専用の冶具板も必要ない。

0024

［比較例１］
実施例１と同じガラス布エポキシプリプレグの３４０ｍｍ側の二辺をチャックして、その厚さ方向が鉛直方向と略平行となるように保持し（すなわち、水平に保持し）、ガラス布エポキシプリプレグの重力による垂れ下がりを防止するため、チャック間に２ｋｇ重（１９．６Ｎ）の張力をかけ、４００ｍｍの間隔でインクによりマークを付けた。

0025

チャックを外した後、ガラス布エポキシプリプレグを水平台上に載置し、マークの間隔を測定した結果、３９９．５ｍｍであった。つまり、張力をかけた分だけガラス布エポキシプリプレグが伸び、その状態でマーキングされたため、チャックを外した後、０．５ｍｍの精度悪化を起こした。このマーキングを数値制御穴開け機に置き換えれば、同等の精度悪化が確認される。

0026

本発明に係る穴開け加工方法の一実施形態を示す概略図である。
本発明に係る穴開け加工方法の他の実施形態を示す概略図である。
本発明に係る穴開け加工方法の他の実施形態を示す概略図である。
本発明に係る穴開け加工方法の他の実施形態を示す概略図である。
本発明に係る穴開け加工方法の他の実施形態を示す概略図である。
従来の穴開け加工方法を示す概略図である。
従来の穴開け加工方法を示す概略図である。

0027

Ｓ…被加工物、Ｈ…穴。