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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Eintrittsplatte zum Bohren kleiner Löcher, die beispielsweise einen
Durchmesser von 0,1 bis 2,0 mm haben können, durch einen Gegenstand,
der hohe Genauigkeit benötigt, wie
beispielsweise eine gedruckte Schaltung, nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1, und ein Verfahren zur Herstellung von dieser.
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Elektronische Techniken sind in verschiedenen
Bereichen weit verbreitet, die nicht nur die Elektrotechnik oder
Kommunikationsbereiche wie Telefone, Fernseher, Computer (inklusive
PCs) sowie Beleuchtungs- und Steuereinrichtungen, welche in verschiedenen
Bereichen der herstellenden Industrie eingesetzt werden, umfassen,
sondern auch in anderen Bereichen wie dem die Automobilbau, elektronischen
Bürozulieferern,
Kameras, Spielzeugen und dergleichen eingesetzt werden. Gleichzeitig
haben die Techniken hohe Funktionalität und hohe Genauigkeiten gefordert.
Im Bereich gedruckter Schaltungen wurden die auf der Schalt platte
gebildeten Schaltbilder schnell immer kleiner und wurde die Dichte
und die Vielschichtigkeit immer höher. Dadurch wurde die Größe jedes
Schaltbilds und der Abstand zwischen ihnen enger. Besonders bei
den gedruckten Schaltungen mit Durchgangslöchern wurden die Löcher bezüglich ihres
Durchmessers kleiner, und die Anzahl an Löchern wurde größer. Weiterhin
forderte die Position der Löcher
hohe Genauigkeit.
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Beim Bohren von Löchern durch eine vielschichtige
Schaltung wurden Bohrungen kleiner Löcher mit Durchmessern von 0,3
bis 0,4 mm üblicherweise
durchgeführt.
Kürzlich
wurde das Bohren viel kleinerer Löcher mit Durchmessern von 0,1
bis 0,3 mm praktisch durchgeführt,
und solche Anforderungen, wie das Bohren kleiner Löcher und
die Steigerung der Anzahl an Löchern
mit größerer Genauigkeit
bezüglich
der Bohrposition, werden weiterhin gefordert werden.
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Beim Bohren solcher kleinen Löcher, wie
in 4 gezeigt, war es
bekannt, daß das
Aufbringen einer Eintrittsplatte 1 auf eine gedruckte Schaltung 5 eine
einfache Einführung
eines Bohrers 8 ermöglicht,
was umgekehrt die Genauigkeit der Bohrposition eines Lochs 9,
welches auf der gedruckten Schaltung 5 gebohrt ist, verbessert
und auch das Bohren von Löchern
ohne Gratbildung oder ähnliches
um die Löcher
herum ermöglicht.
Verschiedene Vorschläge
bezüglich
solcher Eintrittsplatten wurden gemacht.
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Die japanische Patentveröffentlichgung
61-61921 (hiernach JP 61-61921 genannt) offenbart ein Verfahren
zum Durchboh ren einer gedruckten Schaltung mittels einer Eintrittsplatte.
Die Eintrittsplatte umfaßt
eine Basisplatte aus Zellstoff und Glasfaser und Aluminiumfolien
oder ähnliches
und deckt beide Oberflächen
der Basisplatte ab. Die japanische ungeprüfte Offenlegungsschrift SHO
62-214000 (hiernach JP 62-214000 genannt) offenbart ein Verfahren
zum Bohren von gedruckten Schaltungen mittels einer Eintrittsplatte,
welche eine Basisplatte aus Aluminiumfolien und Papieren, die beide
Oberflächen
der Basisplatte abdecken, umfaßt. Die
japanische nicht geprüfte
Offenlegungsschrift SHO 63-11207 (hiernach JP 63-11207 genannt)
offenbart ein Verfahren zum Durchbohren gedruckter Schaltungen durch
die Anordnung einer Eintrittsplatte aus einer metallischen Folie
auf der gedruckten Schaltung, wobei eine haftende Schicht auf einer
Oberfläche
der metallischen Folie angeordnet ist.
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In dem in der JP 61-61921 offenbarten
Verfahren neigt jedoch ein Bohrer dazu, auf der Aluminiumfolie zu
rutschen, wenn harte Materialien wie beispielsweise eine JIS (Japanese
Industrial Standard) 3003-H19 homogenisierte Aluminiumlegierung
als Aluminiumfolie für
die Oberflächenschicht
einer Eintrittsplatte eingesetzt wird, was zu einer verminderten
Positionierungsgenauigkeit für
den Bohrer führt.
Im Falle des Einsatzes haftender Schichten zur Verbindung der Aluminiumfolien
mit der Basisplatte besteht die Eintrittsplatte weiter aus einer
fünfschichtigen
Struktur, was zu einer Steigerung der Herstellungskosten führt. In
der Offenbarung der JP 62-214000 vermindert das eingesetzte Papier
die Fähigkeit
zur Hitzeresistenz und führt
der während
des Bohrens entstehende Papierstaub zu Schwierigkeiten bei den folgenden
Prozeßschritten
wie beispielsweise dem Metallisieren. In dem in der JP 62-11207
offenbarten Verfahren ist es unvermeidbar, daß beim Bohren entstandene Späne auf der
adhäsiven
Schicht haften bleiben.
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Wie oben erwähnt, gab es bei den herkömmlichen
Verfahren immer noch Probleme beim Bohren kleiner Löcher. Wenn
weiter die Größe des auf
der gedruckten Schaltung gebildeten Musters reduziert wird, wird die
Größe eines
jeden gebohrten Loches kleiner und die Anzahl an Löchern steigt.
Die Rotationsgeschwindigkeit des Bohrers wird höher und der Durchmessers des
Bohrer wird kleiner, was zu einer rotatorischen Durchbiegung des
Bohrers führt.
Des weiteren wurden strengere Forderungen zur Verbesserung der Genauigkeit der
Bohrposition und zur Verminderung der zulässigen Höhe von Graten gemacht. Trotz
dieser Forderungen wurde die Genauigkeit der Bohrposition nicht
verbessert und es traten Brüche
der Bohrer bei dem Versuch auf, die Genauigkeit der Bohrposition
zu verbessern und die Bildung von Graten zu vermindern, da die oben
genannten herkömmlichen
Eintrittsplatten immer noch benutzt wurden.
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Im Hinblick auf die vorausgegangenen
Nachteile, die inherent mit den herkömmlichen Eintrittsplatten einhergehen,
zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine verbesserte Eintrittsplatte
zum Bohren kleiner Löcher
durch eine gedruckte Schaltung oder dergleichen bereitzustellen,
welche ein einfaches Einführen
eines Bohrers ermöglicht,
die Genauigkeit der Bohrposition verbessert, indem es das Rutschen
des Bohrers auf der Oberfläche
der Eintrittsplatte eindämmt,
die Anzahl der gleichzeitig zu bohrenden Werkstücke, wie beispielsweise der
gedruckten Schaltungen) erhöht,
die Anzahl der Bohrerbrüche
vermindert und weiterhin die Bildung von Graten vermindert.
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Es ist weiterhin eine Aufgabe der
Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung der oben genannten Eintrittsplatte
bereitzustellen.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung
ist es, ein Verfahren zum Bohren kleiner Löcher mittels der oben genannten
Eintrittsplatte bereitzustellen.
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Die oben genannten und anderen Aufgaben
werden durch eine Eintrittsplatte gemäß den Merkmalen des kennzeichnenden
Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Weil die vorderseitige Oberflächenschicht
eine kleinere Härte
aufweist, kann der Bohrer einfach eingeführt, die Genauigkeit der Bohrposition
verbessert, das Rutschen des Bohrers auf der Eintrittsplatte vermindert,
die Vibration des rotierenden Bohrers, die durch den dünnen Bohrer
hervorgerufen wird, effektiv eingedämmt und Bohrerbrüche vermindert
werden. Andererseits kann wegen der höheren Härte der rückseitigen Oberflächenschicht
die Bildung von Graten vermindert werden.
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Die Dicke der vorderseitigen Oberflächenschicht
kann vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 5 bis 100 μm liegen,
und die Mikrovickershärte
(Hv) der vorderseitigen Oberflächenschicht
kann innerhalb des Bereichs von 20 bis 50 liegen. Die Dicke der
rückseitigen
Oberflächenschicht
kann vorzugsweise im Bereich von 30 bis 200 μm liegen, und die Mikrovickershärte (Hv)
der rückseitigen
Oberflächenschicht
kann 50 übersteigen, aber
nicht über
140 hinausgehen.
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Eine Rauhigkeitsbehandlung kann vorzugsweise
auf der Oberfläche
der vorderseitigen Schicht angewandt werden, um eine Mittenrauhigkeit
(RA) zwischen 0,15 und 0,3 μm
zu erhalten. Diese Behandlung bewahrt einen Bohrer effektiv davor,
während
des Bohrens zu rutschen, und verbessert die Genauigkeit der Bohrposition.
Wie auch immer steuert die Härte
der vorderseitigen Oberflächenschicht
am effektivsten zur Verbesserung der Genauigkeit der Bohrposition
bei. Der nächste
wichtige Beitrag zu einer solchen Verbesserung beinhaltet die Dicke
und die Oberflächenrauheit.
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Die oben genannten Aufgaben sind
auch mittels eines Verfahrens zur Herstellung einer Eintrittsplatte gemäß Patentanspruch
7 verwirklicht. Das Verfahren kann die Schritte eines Walzplattierens
eines reinen Aluminiumlegierungsbleches, welches die Oberflächenschicht
bilden soll, und einer Al-Mn-Aluminiumlegierung, welches die rückseitige
Oberflächenschicht
bilden soll, und anschließend
ein Glühen
von diesen bei einer Temperatur von 200 bis 260°C umfassen. Dieses Verfahren
ermöglicht
es auf eine einfache Weise, die Härte der beiden Schichten durch Benutzen
ihrer weichmachenden Eigenschaften zu differenzieren.
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Weiterhin sind die oben erwähnten Aufgaben
durch ein Verfahren zur Bohrung kleiner Löcher durch eine gedruckte Schaltung
gelöst.
Das Verfahren umfaßt
die Schritte zur Herstellung einer Eintrittsplatte. Die Eintrittsplatte
umfaßt
eine vorderseitige Oberflächenschicht
aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zur Anordnung an einer
Bohrungseingangsseite und eine rückseitige
Oberflächenschicht
aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zur Anordnung an einer
Bohrungsausgangsseite. Die vorderseitige Oberflächenschicht ist mit einer adhäsiven Schicht
zusammengeklebt oder mittels Walzplattieren verbunden, und die Härte der
vorderseitigen Oberflächenschicht
ist kleiner als die der rückseitigen
Oberflächenschicht.
Das Verfahren umfaßt
auch die Schritte, die Eintrittsplatte auf gestapelten gedruckten
Schaltungen anzuordnen und durch die gedruckten Schaltungen mit
der Eintrittsplatte zu bohren. Dieses Verfahren steigert die Produktivität des Bohrens
mit hoher Genauigkeit. Die oben genannten und anderen Aufgaben und
Merkmale der vorliegenden Erfindung werden mittels der folgenden
detaillierten Beschreibung der Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
verdeutlicht.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine vergrößerte Querschnittsdarstellung
einer Eintrittsplatte zum Bohren kleiner Löcher entsprechend der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine vergrößerte Querschnittsdarstellung
einer Eintrittsplatte zur Bohrung kleiner Löcher entsprechend der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen Härte (Hv)
und Glühtemperatur (°C) der vorderseitigen
und rückseitigen
Oberflächenschichten
entsprechend der zweiten Ausführungsform zeigt.
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4 ist
eine schematische Darstellung, welche das Bohren kleiner Löcher durch
eine gedruckte Schaltung unter Gebrauch der Eintrittsplatte zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden nun detailliert mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Eine erfindungsgemäße Eintrittsplatte
ist aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. Eine
Eintrittsplatte 1 entsprechend der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform
umfaßt
eine vorderseitige Oberflächenschicht
2 aus
Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und eine rückseitige
Oberflächenschicht 4 aus
Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Beide Schichten 2 und 4 sind
mittels einer adhäsiven
Schicht 3 miteinander verbunden. Andererseits ist eine
in 3 entsprechend der
zweiten Ausführungsform
gezeigte Eintrittsplatte 1 eine Zweischichtstruktur, die
mittels Walzplattieren verbunden ist.
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Die vorderseitige Oberflächenschicht 2 soll
an einer Bohrungseingangsseite, und die rückseitige Oberflächenschicht 4 soll
an der Bohrungsausgangsseite angeordnet sein. Die Härte der
vorderseitigen Oberflächenschicht 2 soll
kleiner sein als die der rückseitigen
Oberflächenschicht 4.
Die Gründe
dafür sind
wie folgt.
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Obwohl es zur Reduktion der Höhe der Grate
effektiv ist, die Härte
der Eingangsplatte hoch zu wählen, neigt
der Bohrer dazu abzurutschen, wenn der Bohrer die Oberfläche der
Eintrittsplatte berührt,
wodurch die Genauigkeit der Bohrposition vermindert wird. Obwohl
es andererseits einfach ist, die Genauigkeit des Zentrierens des
Bohrers zu halten, wenn die Härte
der Eintrittsplatte niedrig ist, führt dies zwangsläufig zu
einer Steigerung der Gratbildung.
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In der vorliegenden Erfindung werden
zur Verwirklichung dieser gegenläufigen
Forderungen, d. h. einer Forderung nach einer Steigerung der Genauigkeit
der Bohrposition durch Verhinderung der Rutschens des Bohrers und
einer Forderung, die Höhe
der Grate zu verringern, für
die vor derseitige Oberflächenschicht 2, welche
während
des Bohrens vom Bohrer zuerst berührt wird, weiche Materialien
eingesetzt, um ein Rutschen des Bohrers zu vermeiden, und für die rückseitige
Oberflächenschicht 4 harte
Schichtmaterialien eingesetzt, welche eine Härte höher als die der vorderseitigen
Oberflächenschicht 2 aufweisen,
um die Gratbildung zu verhindern.
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Als Ergebnis wurde den Forderungen
wie der Verbesserung der Genauigkeit der Bohrposition auf einer
gedruckten Schaltung, dessen Schaltbild schnell in der Größe reduziert
wurde, der Minimierung der Höhe der
Grate und der Reduzierung der Bohrerbrüche genüge getan. Wenn die Höhe eines
Grates geringer wird, kann die Anzahl gleichzeitig zu bohrender
gedruckter Schaltungen erhöht
werden, wodurch die Bohrproduktivität verbessert wird. Die Verminderung
der Höhe
der Grate ist weiterhin wirksam zur Verhinderung der Verursachung
von Schäden
bei Schaltungen aus Kupferfolien auf einer gedruckten Schaltung.
Eine verbesserte Eintrittsplatte und ein Verfahren zum Bohren kleiner
Löcher
durch eine gedruckte Schaltung mittels der Eintrittsplatte konnten
so erfolgreich entwickelt werden.
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Die Dicke der vorderseitigen Oberflächenschicht 2 sollte
in Abhängigkeit
des Durchmessers des benutzten Bohrers eingeschränkt werden. Eine zu dicke vorderseitige
Oberflächenschicht
relativ zum Durchmesser des Bohrers verursacht Anhaftung an dem
Bohrer infolge der weichen Schicht. Daher sollte die Dicke in Abhängigkeit
des Durchmessers des eingesetzten Bohrers begrenzt werden. Grundsätzlich liegt
die Dicke der vorderseitigen Oberflächenschicht 2 innerhalb
des Bereichs zwischen 5 und 100 μm,
vorzugsweise zwischen 5 und 50 μm,
wobei der Durchmesser des Bohrers nicht größer als 0,5 mm ist. Die Mikrovickershärte (Hv)
der Oberflächenschicht 2 liegt
im Bereich zwischen 20 und 50, bevorzugterweise zwischen 25 und
40. Es ist notwendig, die Materialien der Oberflächenschicht weich zu machen,
um den Bohrer leicht einführen
zu können. Ein
einfaches Einführen
des Bohrers kann den Bohrer vor einem Abrutschen schützen und
die Genauigkeit der Bohrposition verbessern.
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Bei der rückseitigen Oberflächenschicht 4 sollte
die Dicke vorzugsweise innerhalb des Bereichs zwischen 30 und 200 μm liegen.
Die Mikrovickershärte
(Hv) der Schicht sollte vorzugsweise 50 überschreiten, aber nicht über 140
hinausgehen. Vorzugsweise sollte in der in 1 dargestellten adhäsiven Form die Mikrovickershärte (Hv)
innerhalb des Bereichs zwischen 65 bis 140, und in der in 2 gezeigten walzplattierten Form
zwischen 58 und 140 liegen. Die oben erwähnte rückseitige Oberflächenschicht
kann die Höhe
der Grate im Vergleich zu der der Grate, welche während des
herkömmlichen
Bohrprozesses gebildet werden, vermindern oder zumindest die Höhe der Grate
auf das gleiche Niveau der Grate, die während des herkömmlichen Bohrprozesses
gebildet werden, beschränken.
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Die bevorzugte Gesamtdicke der Eintrittsplatte 1 variiert
in Abhängigkeit
des Durchmessers des eingesetzten Bohrers 8. Die Dicke
der Eintrittsplatte 1 sollte dick sein, wenn der Durchmesser
des Bohrers groß ist.
Im Gegensatz dazu sollte die Dicke der Eintrittsplatte 1 dünn sein,
wenn der Durchmesser des Bohrers klein ist. Wenn der Durchmesser
des Bohrers nicht größer ist
als 0,5 mm, sollte die Gesamtdicke der Eintrittsplatte vorzugsweise
zwischen 30 und 200 μm,
insbesondere 50 bis 100 μm
betragen. wie oben ersichtlich ist die Dicke der rückseitigen
Oberflächenschicht 4 durch
die Dicke der vorderseitigen Oberflächenschicht 2 beschränkt. Die
Oberflächenrauheit
der als Eintrittsplatte eingesetzten Aluminiumfolie, welche nun
eingesetzt wird, beträgt
grundsätzlich
etwa 0,1 μm
bezüglich
des Mittenrauhwertes (Ra) und bereitet soweit keine Probleme.
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In einem Fall, in dem das Bohren
kleiner Löcher
durch eine gedruckte Schaltung mit einer höheren Leistung gefordert wird,
auch wenn das Oberflächenmaterial
der Eintrittsplatte, welches ein Bohrer zuerst berührt, weich
ist, beispielsweise eine Mikrovickershärte von 20 bis 50 besitzt,
kann jedoch die Eintrittsplatte, welche solch eine Oberfläche mit
hoher Ebenheit hat, das Rutschen des Bohrers verursachen, wenn der
Bohrer die Oberfläche
berührt,
wodurch die Genauigkeit der Bohrposition verringert wird. Um ein
Rutschen zu vermeiden, ist die Oberfläche der vorderseitigen Oberflächenschicht 2 der
Eintrittsplatte vorzugsweise aufgerauht, so daß der Mittenrauhwert (Ra) innerhalb
des Bereichs zwischen 0,15 und 0,3 μm liegt. Dies kann das Rutschen des
Bohrers verhindern und die Genauigkeit der Bohrposition steigern.
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Wenn der Mittenrauhwert (RA) der
Oberfläche
weniger als 0,15 μm
beträgt,
kann das Rutschen eines Bohrers nicht wirksam verhindert werden.
Wenn andererseits die Rauhheit 0,3 μm überschreitet, wird die den Bohrer
beaufschlagende Last groß,
wenn er die Eintrittsplatte erstmalig berührt, was zu Bohrerbrüchen führen kann.
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Während
des Bohrens durch eine Mehrzahl aufeinandergeschichteter, gedruckter
Schaltungen können
große
Bohrerpositionierungsfehler an der untersten gedruckten Schaltung
auftreten, wenn der Bohrer schräg
eingeführt
wird. Bei dem Bohren kleiner Löcher
ist ein Bohrerpositionierungsfehler von 5 μm schwerwiegend. Daher ist es
wichtig, die Oberfläche
der Eintrittsplatte aufzurauhen.
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Durch die Aufrauhung der Oberfläche der
vorderseitigen Oberflächenschicht 2 kann
man einfach die vorderseitige Oberflächenschicht 2 von
der rückseitigen
Oberflächenschicht 4 während des
aktuellen Gebrauchs unterscheiden und so Fehler vermeiden.
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Die in 1 gezeigte
Eintrittsplatte entsprechend der ersten Ausführungsform wird durch die Verbindung
der vorderseitigen Oberflächenschicht 2 und
der rückseitigen
Oberflächenschicht 4,
die beide aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierungsfolie bestehen,
mittels einer adhäsiven
Schicht 3 hergestellt. Für die Materialien der vorderseitigen
Oberflächenschicht 2 und
der rückseitigen
Oberflächenschicht 4 ist
die Zusammensetzung solange nicht beschränkt, wie ihre Härte innerhalb
des oben beschriebenen Bereichs fällt. Reines Aluminium oder
andere Aluminiumlegierungen können
eingesetzt werden. JIS 1085, 1N30, 1050, 1100 oder 3003 Aluminium
wird vorzugsweise eingesetzt. JIS 1085, 1N30 und 3003 Aluminium
sind bevorzugter eingesetzt, weil sie hervorragende Walzeigenschaften
aufweisen, und werden üblicherweise
eingesetzt. Eine Al-Si-Aluminiumlegierung
wird nicht als Schichtmaterial empfohlen, da die Legierung Silicium
enthält,
welches schwere Abrasionen am Bohrer hervorruft. Unter der Voraussetzung,
daß die
vorderseitige Oberflächenschicht 2 an
einer Bohrungseingangsseite und die rückseitige Oberflächenschicht 4 an
einer Bohrungsausgangsseite angeordnet sind, ist jede Schicht 2 oder 4 nicht
auf ein Blech aus einem Aluminiummaterial oder einer Aluminiumlegierung
beschränkt,
sondern kann eine Mehrzahl laminierter Schichten umfassen.
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Für
die adhäsive
Schicht 3 können
adhäsive
Materialien, welche kein Anhaften an dem Bohrer durch die während des
Bohrens gebildete Hitze hervorrufen, wie beispielsweise aushärtendes
Acryl, Polyamid, Kautschuk, Epoxidharz und Uretankleber eingesetzt
werden. Uretankleber wird im Hinblick auf seine hohe Funktionalität und seine
geringen Kosten vorzugsweise eingesetzt. Obwohl die Dicke der adhäsiven Schicht
nicht beschränkt
ist, fällt
die Menge der adhäsiven
Schicht in den Bereich zwischen 1 und 5 g pro Quadratmeter. Ist die
Dicke der adhäsiven
Schicht dicker, steigert das oben genannte die Kosten.
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Bevorzugte Verfahren zur Herstellung
der in 2 gezeigten Eintrittsplatte 1 entsprechend
der zweiten Ausführungsform
werden nun im folgenden beschrieben.
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Zunächst werden die Materialien
für die
vorderseitige Oberflächenschicht 2 und
die rückseitige
Oberflächenschicht 4 vorbereitet.
Die Komponenten des Materials der vorderseitigen Oberflächenschicht 2 und
der rückseitigen
Oberflächenschicht 4 sind
nicht beschränkt,
wenn die Härte
innerhalb des oben genannten Bereichs liegt. Reines Aluminium oder
die anderen Aluminiumlegierungen können eingesetzt werden. Jedoch werden,
wie nachfolgend erwähnt,
zur Möglichkeit
der Differenzierung der Härte
der vorderseitigen Oberflächenschicht 2 und
der rückseitigen
Oberflächenschicht 4 durch
Glühen,
welches durchgeführt
wird, nachdem die vorderseitige Oberflächenschicht 2 und
die rückseitige
Oberflächenschicht 4 mittels
Walzplattieren verbunden worden sind, reine Aluminiumlegierungen
wie beispielsweise JIS 1N30, 1050, 1100 als vorderseitige Oberflächenschicht 2 eingesetzt
und Al-Mn-Legierungen wie beispielsweise JIS 3003, 3004 oder Al-Mn-Mg-Legierungen
wie beispielsweise JIS 5182 als rückseitige Oberflächenschicht 4 eingesetzt.
Eine Al-Si-Legierung ist zum Einsatz als Schichtmaterial nicht vorgesehen,
da die Legierung Silicium enthält,
welche schwere Abrasionen am Bohrer hervorruft. Unter der Bedingung,
daß die
vorderseitige Oberflächenschicht 2 auf
einer Bohrungseingangsseite und die rückseitige Oberflächenschicht 4 auf
einer Bohrungsausgangsseite angeordnet sind, ist jede Schicht 2 oder 4 nicht
auf ein Blech einer Aluminiumschicht beschränkt, sondern kann eine Mehrzahl
plattierter Schichten umfassen.
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Die oben erwähnten Materialien für die vorderseitige
Oberflächenschicht 2 und
die rückseitige
Oberflächenschicht 4 werden
dann aufeinander angeordnet und dann walzplattiert. Das Walzplattieren
kann unter normalen Bedingungen durchgeführt werden. Wie oben erwähnt wird
das Walzverfahren vorzugsweise derart durchgeführt, daß die vorderseitige Oberflächenschicht 2 zwischen
5 und 100 μm
dick ist und die rückseitige Oberflächenschicht 4 zwischen
30 und 200 μm
dick ist, und das erzielte Eintrittsplattenmaterial zu einer Rolle gedreht.
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Danach werden die Eintrittsplattenmaterialien
geglüht.
Wie in der graphischen Darstellung in 3 gezeigt
ist, welche den Weichmachungseffekt zeigt, haben eine reine Aluminiumlegierung,
welche die vorderseitige Oberflächenschicht 2 umfaßt, und
eine Al-Mn-Legierung oder Al-Mn-Mg-Legierung, welche die rückseitige
Oberflächenschicht 4 umfaßt, verschiedene
Weichmachungseffekte. Durch Nutzung dieser Merkmale können eine
vorderseitige Oberflächenschicht 2 und
eine rückseitige
Oberflächenschicht 4,
welche unterschiedliche Härten
aufweisen, durch Steuerung der Temperaturbedingungen erreicht werden.
Genauer gesagt wird das Glühen
bei einer Temperatur zwischen 200 und 260°C durchgeführt. Durch Festsetzen der oben
genannten Temperatur wird das Erweichen der vorderseitigen Oberflächenschicht 2 ermöglicht und
die Erweichung der rückseitigen
Oberflächenschicht 4 verzögert, so
daß ein
feststehender Unterschied bezüglich
der Härte
zwischen beiden Schichten geschaffen ist. Dadurch wird die vorderseitige
Oberflächenschicht 2 weicher als
die rückseitige
Oberflächenschicht 4.
Wenn die Glühtemperatur
kleiner als 200°C
ist, wird keine der beiden Schichten weicher. Daher ist es schwierig,
die Härte
zwischen ihnen zu differenzieren. Wenn andererseits die Temperatur
260°C überschreitet,
wird auch die rückseitige
Oberflächenschicht 4 erweicht.
Daher ist es auch schwierig, die Härte zwischen ihnen zu differenzieren.
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Das Glühen kann ein Schichtglühen sein,
in welchem das Glühen
während
des gerollten Stadiums durchgeführt
wird, oder kann ein kontinuierliches Glühen sein, in welchem das Glühen kontinuierlich
während des
Entrollens durchgeführt
wird. Jedoch wird das kontinuierliche Glühen aufgrund der sich ergebenden
Güte bevorzugt.
Die auf der Oberflächenseite
der Spule positionierten Materialien und die Materialien auf der
Innenseite der Spule können
mit einer gleichen Temperatur geglüht werden. Die benötigte Zeit
zum Glühen
ist kurz. Wenn eine Magnesium enthaltene Aluminiumlegierung als
Material eingesetzt wird, ist es beim Schichtglühen notwendig, dieses in einer
Inerdgasatmosphäre
durchzuführen,
um keine Ablagerungen des Magnesiums hervorzurufen, welches weiß aussieht.
Wie auch immer wird beim kontinuierlichen Glühen das Glühen beendet, bevor Ablagerungen
des Magnesiums auftreten, weil die geforderte Glühzeit kurz ist. Daher wird
die Aluminiumlegierung nicht weiß. Beim kontinuierlichen Glühen liegt
die Glühzeit
vorzugsweise zwischen 5 und 60 Sekunden, da weniger als 5 Se kunden
nicht genug Zeit ist, um sie zu glühen, und das Überschreiten
von 60 Sekunden ein Erweichen der rückseitigen Oberflächenschicht 4 hervorrufen
kann. Beim Schichtglühen
kann die Glühzeit
vorzugsweise zwischen 10 und 30 Stunden betragen, da nicht mehr
als 10 Stunden nicht genug Zeit ist, sie zu glühen, aber die Überschreitung
von 30 Stunden das Erweichen der rückseitigen Oberflächenschicht 4 hervorrufen
kann.
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Um die Oberfläche der vorderseitigen Oberflächenschicht 2 derart
aufzurauhen, daß die
Mittenrauhheit (Ra) zwischen 0,15 und 0,3 μm liegt, kann das Rollen mittels
einer Walze, die eine rauhe Oberfläche (Ra = 0,15 bis 0,3 μm) hat, auf
der Seite der vorderseitigen Oberflächenschicht 2 durchgeführt werden,
und eine Walze mit einer normalrauhen Oberfläche (RA = 0,1 μm oder ähnliches)
auf der Seite der rückseitigen
Oberflächenschicht 4 eingesetzt
werden.
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Die erfindungsgemäße Eintrittsplatte 1 wird
derart angeordnet, daß die
rückseitige
Oberflächenschicht eine
oder eine Mehrzahl geschichteter, gedruckter Schaltungen 5 berührt, wie
in 4 gezeigt, und dann
wird mittels eines Bohrers 8 gebohrt. In 4 bezeichnet die Ziffer 6 eine
Sicherungsplatte und die Ziffer 7 eine Spindel.
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(Ausführungsbeispiel 1)
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Diese Ausführungsform betrifft eine verbundene
strukturelle Eintrittsplatte 1, wie sie in 1 gezeigt ist.
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Als Materialien für die vorderseitige Oberflächenschicht 2 wurden
Materialien, die als JIS homogenisiertes Symbol „0" und „H14" der JIS 1N30 Aluminiumlegierung gekennzeichnet
sind, und Materialien, die als JIS homogenisiertes Symbol „0" der JIS 3003 Aluminiumlegierung
gekennzeichnet sind, vorbereitet. Materialien für die rückseitige Oberflächenschicht 4 sind
die Materialien, welche als JIS homogenisiertes Symbol „H18" und „H19" der JIS 3003, JIS
3004 und JIS 5182 mit einer Dicke gekennzeichnet sind, wie in 1 gezeigt ist. Das oben
erwähnte
JIS homogenisierte Symbol „0" steht für den weichesten
Zustand, und das JIS homogenisierte Symbol „H" steht für einen gehärteten Zustand.
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Jedes Material der vorderseitigen
Oberflächenschicht 2 und
der rückseitigen
Oberflächenschicht 4 wird
entsprechend der Tabelle 1 kombiniert und mit einer adhäsiven Schicht
zum Bilden verschiedener Ausführungsformen
von Eintrittsplatten verbunden.
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Auch wurden Eintrittsplatten als
Vergleiche hergestellt, die eine einfache Substanz aus Materialien aufweisen,
welche als JIS homogenisiertes Symbol „H18" bezeichnet sind, jeweils aus der JIS
1100 und JIS 3003 Aluminiumlegierung vorbereitet.
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Jede oben hergestellte Eintrittsplatte
wurde dazu genutzt, durch eine gedruckte Schaltung zu bohren, und
wurde dann ausgewertet. Das Bohren wurde wie folgt durchgeführt. Die
Eintrittsplatte, welche aus zwei Stücken mit sechs lami nierten
Glasfaserschichten besteht, wobei jede eine Dicke von 1,6 mm aufweist,
und eine Sicherungsplatte aus einer Papier-Phenol-laminierten Schicht
und mit einer Dicke von 1,6 mm wurden aufeinander geschichtet und
unter folgenden Bedingungen gebohrt.
Bohrer: | 0,35
mm Größe |
Rotationsgeschwindigkeit: | 80000
rpm (min–1) |
Sendegeschwindigkeit: | 1,6
mm/Min. |
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Die Härte und Dicke der vorderseitigen
und rückseitigen
Oberflächenschichten
jeder Eintrittsplatte, der Mittenrauhwert (Ra) der vorderseitigen
Oberflächenschicht 2,
die Genauigkeit der Bohrposition nach dem Bohren und die Höhe der Grate
sind in Tabelle 1 gezeigt.
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Die Mikrovickershärte (Hv) wurde mit dem dynamischen
Supermikrohärtemeßgerät der Firma SHIMADZU
SEISAKUSYIO LTD. (Model: DUH-201) unter den Bedingungen einer Last
von 0,049 N, einer Haltezeit von 5 Sekunden und einer Lastgeschwindigkeit
von 0,0033 N/s gemessen.
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(Ausführungsform 2)
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Diese Ausführungsform betrifft eine Eintrittsplatte 1,
welche, wie in 2 gezeigt
ist, mittels Walzplattieren verbunden ist.
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Als Materialien für die vorderseitige Oberflächenschicht 2 wurde
JIS 1N30, welches eine reine Aluminiumlegierung ist, erzeugt. Als
Material für
die rückseitige
Oberflächenschicht 4 wurden
JIS 3003 und JIS 3004 einer Al-MN-Aluminiumlegierung und JIS 5182
einer Al-Mn-Mg-Aluminiumlegierung erzeugt.
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Jedes Material der vorderseitigen
und rückseitigen
Oberflächenschichten 2 und 4 wurde
unter normalen Bedingungen walzplattiert und unter den in Tabelle
1 gezeigten Bedingungen geglüht,
um eine Eintrittsplatte zu erzeugen. Das Glühen wurde kontinuierlich während des
Abrollens durchgeführt.
Die Oberfläche
der vorderseitigen Oberflächenschicht 2 wurde
durch Einstellung der Oberflächenrauhheit
der Preßwalze,
welche die vorderseitige Oberflächenschicht 2 während des
Endstadiums des Walzverfahrens berührt, aufgerauht.
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Die oben erwähnten Eintrittsplatten wurden
zum Bohren durch eine gedruckte Schaltung unter den gleichen Bedingungen
wie in der ersten Ausführungsform
eingesetzt und dann ausgewertet.
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Die Materialien, die Homogenisierung,
die Härte
und die Dicke der vorderseitigen und rückseitigen Oberflächesschicht
einer jeden Eintrittsplatte und der Mittenrauhwert (Ra) der vorderseitigen
Oberflächenschicht 2 sind
in Tabelle 2 gezeigt. Die Genauigkeit der Bohrposition nach dem
Bohren und die Gradhöhe
sind in Tabelle 3 gezeigt.
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Wie aus den Tabellen 1 bis 3 entnommen
werden kann, vermindert die erfindungsgemäße Eintrittsplatte wirksam
den maximalen Bohrungspositionierungsfehler, die Grathöhe und die
Bohrerbrüche.
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Wenn die erfindungsgemäße Eintrittsplatte
zum Bohren kleiner Löcher
eine vorderseitige Oberflächenschicht
aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zur Anordnung an einer
Bohrungseingangsseite und eine rückseitige
Oberflächenschicht
aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zur Anordnung an einer
Bohrungsausgangsseite umfaßt,
wobei die vorderseitige Oberflächenschicht
mit der rückseitigen
Oberflächenschicht
mittels einer adhäsiven
Schicht oder mittels Walzplattieren verbunden ist, und wobei die
Härte der vorderseitigen
Oberflächenschicht
kleiner ist als die der rückseitigen
Oberflächenschicht,
können
die folgenden Effekte erreicht werden.
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Wenn die Eintrittsplatte hauptsächlich aus
Aluminiumfolie besteht, kann ein Bohrer saubergehalten werden, und
die Wärme,
welche während
des Bohrprozesses entsteht, kann wirksam verteilt werden.
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Wenn die vorderseitige Oberflächenschicht
aus weichen Materialien besteht, kann ein Bohrer einfach in die
Oberfläche
der vorderseitigen Oberflächenschicht
eingeführt
werden. Das Rutschen eines Bohrers kann verhindert werden, die Genauigkeit
der Bohrposition kann gesteigert werden, Bohrerbrüche können verhindert werden
und die Vibration eines rotierenden Bohrers, beispielsweise durch
einen dünnen
Bohrer hervorgerufen, kann eingeschränkt werden.
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Wenn die rückseitige Oberflächenschicht
aus einem härteren
Material hergestellt ist, kann eine Gratbildung verhindert werden.
So ist es möglich,
gleichzeitig durch eine Mehrzahl zu bohrender Materialien zu bohren
und dadurch die Produktivität
zu steigern. Wenn die Grathöhen
wie oben erwähnt
begrenzt sind, wird ein Brechen der die Schaltungen bildenden Kupferfolie
auf einer gedruckten Schaltung wirksam verhindert. Dadurch können die
reduzierten Musterschaltungen wirksam vor der Zerstörung bewahrt
werden.
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Die oben genannten Effekte können unter
der Bedingung, daß die
Dicke der vorderseitigen Oberflächenschicht
zwischen 5 und 100 μm
liegt, die Mikrovickershärte
(Hv) der vorderseitigen Oberflächenschicht
20 bis 50 beträgt,
die Dicke der rückseitigen
Oberflächenschicht
zwischen 30 und 200 μm
liegt und die Mikrovickershärte
(Hv) der rückseitigen
Oberflächenschicht
50 übersteigt,
aber nicht über
140 hinausgeht, sicher und stabil erreicht werden.
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Wenn die Oberfläche aufrauhende Behandlungen
durchgeführt
werden, so daß ein
Mittenrauhwert zwischen 0,15 und 0,3 μm entsteht, kann ein Rutschen
des Bohrers während
des Bohrens verhindert werden, wodurch weiter die Genauigkeit der
Bohrposition verbessert wird. Des weiteren ermöglicht es einem, die vorderseitige
Oberflächenschicht
von der rückseitigen
Oberflächenschicht
beim tatsächlichen
Gebrauch zu unterscheiden – wodurch
eine ungenaue, umgekehrte Anordnung der Eintrittsplatte verhindert
wird.
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Wenn das Verfahren zur Herstellung
einer Eintrittsplatte angewendet wird, welches die Schritte eines Walzplattieres
einer reinen Aluminiumlegierung zur Herstellung der vorderseitigen
Oberflächenschicht
und einer Al-Mn-Aluminiumlegierung
oder einer Al-Mn-Mg-Legierung zur Herstellung der rückseitigen
Oberflächenschicht
zur Herstellung einer laminierten Platte und danach ein Glühen der
laminierten Platte bei einer Temperatur zwischen 200 und 260°C umfaßt, kann
die Härte
der vorseitigen und rückseitigen
Oberflächenschicht
einfach durch Verwendung ihrer Weichmachungsmerkmale durch Glühen einem
einfach zu handhabenden laminierten Stadium differenziert werden.
Dadurch kann eine Eintrittsplatte effizient mittels eines einfachen
Verfahrens hergestellt werden.
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Wenn die oben erwähnte Eintrittsplatte zur Bohrung
kleiner Löcher
durch eine gedruckte Schaltung eingesetzt wird, kann das Bohren
mit einer hohen Genauigkeit durchgeführt werden.