JP2000158394A - プリント回路基板の孔あけ加工方法及びプリント回路基板の孔あけ加工装置 - Google Patents

プリント回路基板の孔あけ加工方法及びプリント回路基板の孔あけ加工装置

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JP2000158394A
JP2000158394A JP10340660A JP34066098A JP2000158394A JP 2000158394 A JP2000158394 A JP 2000158394A JP 10340660 A JP10340660 A JP 10340660A JP 34066098 A JP34066098 A JP 34066098A JP 2000158394 A JP2000158394 A JP 2000158394A
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drilling
jig
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Masao Shiina
正夫 椎名
Masaki Okuyama
正樹 奥山
Yoshiaki Nozawa
義明 野澤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境汚染を起さず、かつ産業廃棄物処理され
るのは再利用可能な金属製の薄板のみとすることで基板
製造コストを下げることができるプリント回路基板の孔
あけ加工方法及びプリント回路基板の孔あけ加工装置の
提供。 【解決手段】 プリント回路用スルーホールを形成する
貫通孔を穿設するために、金属製の薄板4を、ドリル加
工開始面とは反対側の裏面に敷設し、治具5の貫通孔に
該当する位置の孔部5aにドリル加工のドリル先端部を
潜入させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント回路基板
の孔あけ加工方法及びプリント回路基板の孔あけ加工装
置に係り、例えばプリント配線基板製造工程におけるプ
リント回路用スルーホール用の貫通孔である下孔のドリ
ル加工技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プリント回路用スルーホールを形成する
ためには、プリント回路基板を貫通する貫通孔がドリル
加工により穿設され、この後に無電解メッキ法などによ
り貫通孔の内径部位及び表面部に導体を形成する。
【0003】このドリル加工において、ドリル加工開始
面と終了面においてバリ発生等の不具合があると、上記
のプリント回路用スルーホールの不良品となってしま
う。
【0004】そこで、特公昭55−43634号公報に
開示されるように、プリント回路基板の表面にアルミニ
ウム箔を貼付け、また回路基板の裏面にバックアップ板
を設けるようにして一体的にした状態にしてから、ドリ
ル加工を行なうことで、ドリル加工開始面と終了面にバ
リが発生しないようにする技術がある。
【0005】また、特開昭57−6756号公報によれ
ば、あて板とプリント回路基板の間に銅以上の硬度を有
する金属箔を設けることで、あて板だけのものに比べて
さらにバリの発生を抑制する技術が示されている。
【0006】一方、本願出願人は、図3のプリント回路
基板の孔あけ加工の様子を図示した断面図に示されるよ
うな下準備をしてから、ドリル加工を実施していた。
【0007】すなわち、ドリル加工装置のテーブル6に
位置決め用のピン6aを複数固定しておき、このピン6
aに対してガイド孔105kを穿設した熱硬化性樹脂で
あるベークライト樹脂製の敷板105をセットし、続い
てガイド孔3kを穿設したプリント回路基板3をピン6
aにセットし、さらにガイド孔2kを穿設したアルミニ
ウム製のあて板2をピン6aにセットし、不図示のクラ
ンプで不動状態にしてから、高速回転駆動されるドリル
1をあて板2に向けて移動させて、プリント回路基板の
孔あけ加工を行なうことで、ドリル加工開始面と終了面
にバリが発生しないようにしていた。
【0008】図4(a)は、回路基板の孔あけ加工前の
様子を図示した断面図であり、また図4(b)は、孔あ
け加工後の様子を図示した断面図である。本図におい
て、ベークライト樹脂からなる敷板105は、上記のよ
うにドリル加工の終了面においてバリが発生しないよう
に密着させて隙間を無くすことと、テーブル6を保護す
ることである。
【0009】また、敷板105を再利用できない熱硬化
性樹脂であるベークライト樹脂を用いて準備する理由と
しては、ベークライト樹脂が切削性に優れる点と、ドリ
ル加工時に発生する熱により溶融しない点が挙げられ
る。すなわち、あて板105を、再利用可能な安価な熱
可塑性樹脂であるナイロンシートなどから準備した場合
には、ドリル加工時に発生する熱により溶融してしま
い、最悪の結果となる。
【0010】つまり、基板を孔あけ加工する際に、ドリ
ルで切削する際に発生する摩擦熱によって、樹脂が溶け
ること(専門語でスミヤと言う)によって、多層板のス
ルーホール内の切断面に溶けた樹脂がへばりつき、銅メ
ッキによるスルーホール内での電気的接合の欠陥とな
り、プリント回路基板として、回路形成が出来ない重欠
点となる。このために熱で溶け易い熱可塑性樹脂は使用
していない。
【0011】そこで、再利用することはできないが熱溶
融の発生が小さい熱硬化性樹脂から準備された敷板10
5を使用し、図示のように裏返して加工穴部105a、
105bが表裏に加工された段階で、廃棄処分を行なう
ようにしていた。これに対して使用後のあて板2はアル
ミニウム製であるので、相場価格で専門業者に買い取ら
れ、再利用され、環境に与える影響が少ない。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】このように廃棄処分さ
れる敷板105は、上記のように表面と裏面の2回使用
されると、裏面のバリ発生防止機能が失われるため、産
業廃棄物処理となるが、このあて板に使用される材質は
フェノール樹脂材(ベーク板)、エポキシ樹脂材等の熱
硬化性樹脂であるので、再利用は非常に限られており、
現状は主に焼却処分される。このことから焼却時に発生
するガスなどによる環境汚染が懸念されるようになって
いる。
【0013】さらに、使用後の熱硬化性樹脂製の敷板は
産業廃棄物として専門業者により処理される有料ゴミと
なるので、基板製造コストをアップする要因となる。
【0014】したがって、本発明は上述した事情に鑑み
てなされたものであり、再利用可能な金属製の薄板のみ
を使用することで、環境汚染を起さず、かつ産業廃棄物
処理を不要とすることで基板製造コストを下げることが
できるプリント回路基板の孔あけ加工方法及びプリント
回路基板の孔あけ加工装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明によれば、ドリル加工に
よりプリント回路基板に貫通孔を穿設するプリント回路
基板の孔あけ加工方法であって、前記ドリル加工のドリ
ル先端部を潜入させる穴を備えた治具を用い、前記治具
と前記プリント回路基板との間に金属製の薄板を敷設
し、前記ドリル先端部を前記プリント回路基板を貫通さ
せて前記治具の穴に潜入させるドリル加工により、前記
プリント回路基板に貫通孔を穿設することを特徴として
いる。
【0015】また、前記治具の穴は、前記ドリル加工の
ドリルとの間にクリアランスを有することを特徴として
いる。
【0016】また、前記クリアランスは、3mm以下で
あることを特徴としている。
【0017】また、前記治具の穴は、貫通孔部または有
底穴部を形成して前記治具を繰り返し使用可能にするこ
とを特徴としている。
【0018】また、前記金属製の薄板は、アルミニウム
が主成分の合金を板状に加工した板状部材であることを
特徴としている。
【0019】また、前記プリント回路基板に穿設される
貫通孔は、プリント回路用スルーホールであることを特
徴としている。
【0020】また、ドリル加工によりプリント回路基板
に貫通孔を穿設するプリント回路基板の孔あけ加工装置
であって、前記ドリル加工のドリル先端部を潜入させる
穴を備えた治具と、ドリル加工の際に前記治具上に載置
されるプリント回路基板と、ドリル加工の際に前記具と
前記プリント回路基板との間に敷設された金属製の薄板
とを備え、前記ドリル先端部を、前記プリント回路基板
を貫通して前記治具の穴に潜入させるドリル加工によ
り、前記プリント回路基板に貫通孔を穿設することを特
徴としている。
【0021】そして、ドリル加工の開始面に金属製のあ
て板をさらに敷設することを特徴としている。
【0022】
【発明の実施の形態】以下に本発明に好適な一実施につ
いて添付の図面を参照して述べる。
【0023】図1は、プリント回路用スルーホールを形
成する貫通孔を穿設する様子を示した断面図であり、
(a)は下準備が終了してドリル加工前の様子を示し、
(b)はドリル加工の途中を示したものである。
【0024】また、図2は、プリント回路用スルーホー
ルを形成する貫通孔を穿設する様子を示した断面図であ
り、(a)はドリル加工終了後の様子を示し、(b)は
ドリル加工により得られた基板の断面図を示したもので
ある。
【0025】先ず、図1において、専用の基板加工装置
のテーブル6上に図3で述べたようにしてピンを位置決
め基準にして、図示のようにプリント回路基板の基板3
がセットされる。すなわち、高速回転駆動されるドリル
1の加工の開始面には、アルミニウムが主成分の合金を
所定厚さに圧延加工等して製造した金属製のあて板2が
敷設される。このあて板2はドリル1の切削開始におい
て、ドリル先端をブレ無く案内する機能とドリル先端が
あて板2に潜入した後におけるガイトと表面にバリが出
ないように機能する重要なものである。換言すれば、こ
のあて板2がない場合には、ドリル1が矢印方向に降下
されてドリル加工開始するときの最初の位置決めができ
なくってしまい全てが不良品となる。
【0026】この基板3は図示のように例えば3枚の両
面パターン基板3a、3b、3cを重ねたものである
が、これに限定されずこれ以上または重ね1枚のものも
同様にドリル加工されることは言うまでもない。
【0027】この基板3の下方にはアルミニウムが主成
分の合金を所定厚さに加工した金属製の薄板4が治具5
との間に設けられる。この治具5には、ドリル1の回転
中心CLを中心とする空間部である孔部5aが予め形成
されており、ドリル1の外周面から例えば3mm以内の
間隙を形成するようにして孔部5aの内径D2を、ドリ
ル1の直径D1よりも大きい直径になるようにしてい
る。また、孔部5aに代えて溝部として形成しても良
い。要するにドリル先端が図1(b)に図示のように入
り込むようにした空間部を薄板5に形成する。
【0028】次に、図1(a)において、共通のテーブ
ル6上に治具5が夫々セットされ、続いて基板1a、1
b、1cが所定位置に固定され、さらにあて板2が必要
に応じてセットされて図示の状態にされる。この後に、
高速回転する複数のドリル1が一斉に矢印方向に移動さ
れてドリル加工を行ない、図1(b)に図示のようにド
リル先端が空間部の孔部5aに一部入る状態になる。こ
の後に、ドリル1は上方に移動されて、図2(a)に図
示のように、次のドリル加工を待つ。このとき、薄板4
は図示のように縁部が若干ドリル降下方向にだれた孔部
4aが穿設されることになる。以上の工程を経ること
で、貫通孔3hが穿設された基板3は図2(b)に図示
のようにバリ発生のない良品となる。
【0029】以下に実用化テストについて記述すると、
基板3の厚さ0.4mmのものを4枚重ねて実施した。
その目標として、ドリル1の直径と治具5の孔部5aの
差によるバリ発生の有無の確認、ドリル径中心CLと治
具5の孔部5a中心の芯ズレによる片肉当り発生で基板
穴位置ズレがあるか、またその破損の程度、薄板4の厚
さについては、アルミ製の(0.15mm)を流用し
た。なお、薄板4はアルミに限定する必要なく、金属材
料であって、所定の機械加工性を備える薄板であれれば
よい。また、実験では薄板4にJIS規格品のA−11
00−Pを用いて良い結果を得た。
【0030】以上について、ドリル径D1をφ0.3m
mからφ0.1mmピッチでφ0.8mm迄の6種類に
対し、治具5の孔部5aの内径D2をそれぞれのドリル
径に対し、+φ0.1mmから+φ3.0mm迄のφ
0.1mmピッチで、各条件においてそれぞれ100個
の貫通孔3hをドリル加工して、裏バリ発生量を従来法
で加工した基板との下記品質特性について比較評価し
た。
【0031】その結果、基板のバリ発生、基板の孔位置
精度、基板孔断面仕上り(スミア発生、面精度)、スル
ーホールメッキ仕上り、ドリルの破損は従来法と比較
し、優位差なしとなった。
【0032】また、芯ズレ量としては、治具5の孔径D
2を中心を基準にドリル径の中心を1/4から4/4ま
で1/4きざみ分のずらしテストを実施、下記品質特性
について比較評価した結果、基板のバリ発生、基板の孔
位置精度、ドリルの破損は、従来法と比較し、優位差な
しとなった。
【0033】以上から工程能力が広く、日々バラつく要
因に対し、十分対応力があることが判明した。また、最
終品質特性である。スルーホールメッキ信頼性につい
て、テストパターンでの熱ショック試験及び環境試験を
長期間(多層板で1000時間)実施したところなんら
問題ないことが判明した。ここで、治具5の素材として
は、空間部を形成でき、所定機械的特性を備える板部材
であればその種類を問わないが、熱硬化性樹脂製のもの
を使用した場合であっても繰り返し使用できるので環境
汚染発生原因とならないことになる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
再利用可能な金属製の薄板のみを使用することで、環境
汚染を起さず、かつ産業廃棄物処理を不要とすることで
基板製造コストを下げることができるプリント回路基板
の孔あけ加工方法及びプリント回路基板の孔あけ加工装
置を提供することができる。
【0035】
【図面の簡単な説明】
【図1】プリント回路用スルーホールを形成する貫通孔
を穿設する様子を示した断面図であり、(a)は下準備
が終了してドリル加工前の様子を示し、(b)はドリル
加工の途中を示したものである。
【図2】プリント回路用スルーホールを形成する貫通孔
を穿設する様子を示した断面図であり、(a)はドリル
加工終了後の様子を示し、(b)はドリル加工により得
られた基板の断面図を示したものである。
【図3】プリント回路基板の孔あけ加工の下準備の様子
を図示した断面図である。
【図4】(a)は、従来工法で回路基板の孔あけ加工前
の様子を図示した断面図であり、(b)は、孔あけ加工
後の様子を図示した断面図である。
【符号の説明】
1 ドリル 2 あて板 3 基板 4 薄板 5 治具 6 テーブル 105 敷板(熱硬化性樹脂製)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドリル加工によりプリント回路基板に貫
    通孔を穿設するプリント回路基板の孔あけ加工方法であ
    って、 前記ドリル加工のドリル先端部を潜入させる穴を備えた
    治具を用い、 前記治具と前記プリント回路基板との間に金属製の薄板
    を敷設し、 前記ドリル先端部を前記プリント回路基板を貫通させて
    前記治具の穴に潜入させるドリル加工により、 前記プリント回路基板に貫通孔を穿設することを特徴と
    するプリント回路基板の孔あけ加工方法。
  2. 【請求項2】 前記治具の穴は、前記ドリル加工のドリ
    ルとの間にクリアランスを有することを特徴とする請求
    項1に記載のプリント回路基板の孔あけ加工方法。
  3. 【請求項3】 前記クリアランスは、3mm以下である
    ことを特徴とする請求項2に記載のプリント回路基板の
    孔あけ加工方法。
  4. 【請求項4】 前記治具の穴は、貫通孔部または有底穴
    部を形成して前記治具を繰り返し使用可能にすることを
    特徴とする請求項2に記載のプリント回路基板の孔あけ
    加工方法。
  5. 【請求項5】 前記金属製の薄板は、アルミニウムが主
    成分の合金を板状に加工した板状部材であることを特徴
    とする請求項1に記載のプリント回路基板の孔あけ加工
    方法。
  6. 【請求項6】 前記プリント回路基板に穿設される貫通
    孔は、プリント回路用スルーホールであることを特徴と
    する請求項1に記載のプリント回路基板の孔あけ加工方
    法。
  7. 【請求項7】 ドリル加工によりプリント回路基板に貫
    通孔を穿設するプリント回路基板の孔あけ加工装置であ
    って、 前記ドリル加工のドリル先端部を潜入させる穴を備えた
    治具と、 ドリル加工の際に前記治具上に載置されるプリント回路
    基板と、 ドリル加工の際に前記具と前記プリント回路基板との間
    に敷設された金属製の薄板とを備え、 前記ドリル先端部を、前記プリント回路基板を貫通して
    前記治具の穴に潜入させるドリル加工により、 前記プリント回路基板に貫通孔を穿設することを特徴と
    するプリント回路基板の孔あけ加工装置。
  8. 【請求項8】ドリル加工の開始面に金属製のあて板をさ
    らに敷設することを特徴とする請求項7に記載のプリン
    ト回路基板の孔あけ加工装置。
JP10340660A 1998-11-30 1998-11-30 プリント回路基板の孔あけ加工方法及びプリント回路基板の孔あけ加工装置 Withdrawn JP2000158394A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103842116A (zh) * 2013-05-10 2014-06-04 文霞 金属板材上的制孔方法

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