JP2002205298A - 板状被切断物の切断方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント基板を、熱や物理的な破壊で損傷さ
せることなく、しかも精度よく切断できるようにする。 【解決手段】 加工テーブル２上に、柔軟材４を介して
プリント基板３を載置する。柔軟材４を用いることで、
プリント基板３下面の半田突起３ａ等を吸収することが
できる。プリント基板３を、押さえ機構５を用いて上面
側から押圧する。この押圧により、プリント基板３に生
じていた反り等の変形が矯正され、プリント基板３は完
全な平板の状態で、加工テーブル２上に保持される。そ
こでこの状態で、ウォータジェットノズル６から吐出さ
れるウォータジェット７により、プリント基板３を切断
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウォータジェット
を用いて板状被切断物を切断する板状被切断物の切断方
法およびその装置に係り、特にプリント基板の精密外形
切断加工の際に用いるのに好適な板状被切断物の切断方
法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子部品は、小型の電子機器へ
の実装を容易にすることを目途して軽薄短小の製品開発
が進んでおり、プリント基板においても、基板素材自体
の軽薄化の他に、複数素材の積層化も進んでいる。

【０００３】ところで従来、この種のプリント基板を精
密外形切断加工する際には、レーザ加工機，ルータマシ
ンあるいはプレスマシン等の外形加工機を用いて行なう
のが通例である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の切断装置に
おいては、いずれの加工機を用いた場合でも、プリント
基板としての品質を決定する積層構造を破壊し、歩留ま
りが極端に悪くなるという問題がある。例えばプリント
基板の外形加工においては、積層プリント基板の断面が
荒れ、その結果ガラス繊維等が組立て工程で発塵の原因
になったり、金の配線が露出した部分では、配線の捲り
上がり等により接触不良を引き起こすという問題があ
る。また、ルータマシンおよびプレスマシンを用いた場
合には、切断面にバリが生じるという問題があり、一
方、レーザ加工機を用いた場合には、バリは生じ難いも
のの、加工時に材料が熱損傷し易いという問題がある。

【０００５】そこで一部では、積層構造をなしているプ
リント基板の各基板素材の接着強度を高める方法、およ
び基板素材の材料硬度自体を高める方法が提案されてい
るが、いずれの方法も、基板の軽薄短小化の流れに逆行
しており、実用的でない。

【０００６】本発明は、かかる現況に鑑みなされたもの
で、板状被切断物の切断面が、切断時の熱や物理的な破
壊で損傷することがないとともに、バリが発生すること
もなく、歩留まりを大幅に向上させることができる板状
被切断物の切断方法およびその装置を提供することを目
的とする。

【０００７】本発明の他の目的は、板状被切断物の下面
に凹凸があっても、板状被切断物を容易に平板状に矯正
し、加工精度を大幅に向上させることができるようにす
ることにある。

【０００８】本発明の他の目的は、板状被切断物を容易
かつ確実に平板状に矯正することかできるようにするこ
とにある。

【０００９】本発明の他の目的は、押さえ機構の構造を
簡素化し、しかも板状被切断物の少なくとも切断位置周
辺は、確実に平板状に矯正することができるようにする
ことにある。

【００１０】本発明の他の目的は、加工テーブルおよび
柔軟材を用いることなく、板状被切断物を切断すること
ができるようにすることにある。

【００１１】本発明の他の目的は、複数枚の板状被切断
物を同時に切断することができ、作業効率を大幅に向上
させることができるようにすることにある。

【００１２】本発明のさらに他の目的は、保持機構の構
造を大幅に簡素化することができるようにすることにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、板状被切断物を平板状に矯正して保持すると
ともに、矯正状態の板状被切断物を、ウォータジェット
を用いて切断するようにしたことを特徴とする。そし
て、板状被切断物を平板状に矯正した状態で、ウォータ
ジェットを用いて切断するようにしているので、板状被
切断物の切断面が、切断時の熱や物理的な破壊で損傷す
ることがないとともに、バリが発生することもなく、歩
留まりを大幅に向上させることが可能となるとともに、
加工精度を大幅に向上させることが可能となる。

【００１４】本発明はまた、板状被切断物を平板状に矯
正して保持する保持機構と、保持機構で保持されている
板状被切断物をウォータジェットにより切断するウォー
タジェットノズルとを設けるようにしたことを特徴とす
る。そして、保持機構により、板状被切断物が平板状に
矯正され、この状態で、ウォータジェットノズルからの
ウォータジェットにより切断されるので、歩留まりを向
上させることが可能となるとともに、加工精度を向上さ
せることが可能となる。

【００１５】本発明はまた、保持機構を、板状被切断物
が載置される加工テーブルと、板状被切断物と加工テー
ブルとの間に介装され板状被切断物下面の凹凸を吸収す
る柔軟材と、板状被切断物を上面側から押圧して平板状
に矯正する押さえ機構とで構成するようにしたことを特
徴とする。そしてこれにより、板状被切断物を容易かつ
確実に平板状に矯正することが可能となる。

【００１６】本発明はまた、押さえ機構を、ウォータジ
ェットノズルと別体構造とするようにしたことを特徴と
する。そしてこれにより、ウォータジェットノズルの加
工位置とは無関係に、押さえ機構による押圧位置を制御
することが可能となり、矯正状態を安定させることが可
能となる。

【００１７】本発明はまた、押さえ機構をウォータジェ
ットノズルに設け、ウォータジェットノズルとともに移
動できるようにしたことを特徴とする。そしてこれによ
り、押さえ機構の構造を簡素化でき、しかも板状被切断
物の少なくとも切断位置周辺は、確実に平板状に矯正す
ることが可能となる。

【００１８】本発明はまた、保持機構を、板状被切断物
の三点以上の箇所を下面側から支持する支持機構と、板
状被切断物を上面側から押圧して平板状に矯正する押さ
え機構とで構成するようにしたことを特徴とする。そし
てこれにより、加工テーブルおよび柔軟材を用いること
なく、板状被切断物を高精度で切断することが可能とな
る。

【００１９】本発明はまた、板状被切断物を、上下の板
状被切断物の間に板状被切断物の上面または下面の凹凸
を吸収するクッション材を介装した状態で複数枚積層
し、この状態で保持機構で保持するようにしたことを特
徴とする。そしてこれにより、複数枚の板状被切断物を
同時に切断することが可能となる。

【００２０】本発明はさらに、保持機構を、板状被切断
物の三点以上の箇所を上下少なくともいずれか一方の面
から吸引吸着し板状被切断物を平板状に矯正しながら保
持する吸引吸着機構で構成するようにしたことを特徴と
する。そしてこれにより、保持機構の構造を大幅に簡素
化することが可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る板状
被切断物の切断装置を示すもので、この切断装置１は、
加工位置にスリット２ａを有する加工テーブル２を備え
ており、板状被切断物としてのプリント基板３は、前記
加工テーブル２上に載置されるようになっている。

【００２２】このプリント基板３と加工テーブル２との
間には、図１に示すように、ウレタン，ゴムあるいは軟
質塩ビシート等の柔軟材４が介装されるようになってお
り、この柔軟材４により、プリント基板３下面の半田突
起３ａ等が吸収されるようになっている。

【００２３】また、前記プリント基板３の上方位置に
は、図１に示すように、プリント基板３を上面側から押
圧する押さえ機構５が配設されており、この押さえ機構
５でプリント基板３を上面側から押圧することにより、
プリント基板３に生じていた反り等の変形が矯正され、
プリント基板３は完全な平板状態で加工テーブル２上に
保持されるようになっている。そして、このプリント基
板３は、ウォータジェットノズル６から吐出されるウォ
ータジェット７により、加工位置で切断されるようにな
っている。

【００２４】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。プリント基板３の切断に際しては、まず加工テーブ
ル２上に、柔軟材４を介してプリント基板３を載置し、
その後このプリント基板３を、押さえ機構５により上面
側から押圧する。すると、図１に示すように、プリント
基板３に生じていた反り等の変形が、半田突起３ａを柔
軟材４で吸収した状態で完全に矯正され、プリント基板
３は、完全な平板の状態で加工テーブル２上に保持され
ることになる。

【００２５】そこで、プリント基板３を矯正したままの
状態で、ウォータジェットノズル６からウォータジェッ
ト７を吐出させ、このウォータジェット７によりプリン
ト基板３を加工位置で切断する。なおこの際、柔軟材４
も同時に切断されることになる。

【００２６】しかして、ウォータジェット７を用いてプ
リント基板３を切断するようにしているので、切断面を
熱や物理的な破壊で損傷させることなく、プリント基板
３を切断することができ、バリが生じるおそれもない。
また、プリント基板３は、平板状に矯正された状態で切
断されるので、切断精度を向上させることができる。

【００２７】図２は、本発明の第２の実施の形態を示す
もので、前記第１の実施の形態における押さえ機構５に
代え、押さえ機構１５を用いるようにしたものである。

【００２８】すなわち、この押さえ機構１５は、図２に
示すように、ウォータジェットノズル６の両側に配され
た一対のローラ１６と、各ローラ１６を回転自在に支持
する門形の支持金具１７と、支持金具１７から立上がる
スライドロッド１８とを備えており、このスライドロッ
ド１８は、ウォータジェットノズル６に固設したガイド
片１９にスライド可能に支持されているとともに、この
ガイド片１９と前記支持金具１７との間には、ローラ１
６を下方に押圧付勢するスプリング２０が介装されてい
る。なお、その他の点については、前記第１の実施の形
態と同一構成となっており、作用も同一である。

【００２９】しかして、この押さえ機構１５を用いるこ
とにより、装置構成を簡素化することができ、しかもこ
の押さえ機構１５は、ウォータジェットノズル６ととも
に移動することになるので、プリント基板３の少なくと
も切断位置周辺は、両ローラ１６で平板状に矯正するこ
とができる。また、各ローラ１６は、スプリング２０の
付勢力で上下動するので、プリント基板３上にプリント
配線等があって平坦でない場合であっても、何等支障な
くプリント基板３を押圧することができる。

【００３０】図３は、本発明の第３の実施の形態を示す
もので、前記第１の実施の形態における加工テーブル２
および柔軟材４に代え、支持機構２２を用いるようにし
たものである。

【００３１】すなわち、この支持機構２２は、図３に示
すように、プリント基板３の下面側に位置する基体２３
を備えており、この基体２３の上面には、プリント基板
３を半田突起３ａを避けた位置で支持する３本以上の支
持突起２４が配され、また基体２３の加工位置には、ウ
ォータジェット７を避けるための開口２５が設けられて
いる。なお、その他の点については、前記第１の実施の
形態と同一構成となっており、作用も同一である。

【００３２】しかして、この支持機構２２を用いること
により、加工テーブル２および柔軟材４を用いることな
く、プリント基板３を平板状に矯正した状態で保持する
ことができる。

【００３３】図４は、本発明の第４の実施の形態を示す
もので、前記第１の実施の形態における加工テーブル２
上に、複数枚のプリント基板３を積層状態で配置し、こ
れらのプリント基板３を、上端のプリント基板３上に載
置した押さえ機構３５で押圧するようにしたものであ
る。

【００３４】すなわち、加工テーブル２上には、図４に
示すように、例えば３枚の同形のプリント基板３が積層
状態で配設されており、最下端のプリント基板３と加工
テーブル２との間には、柔軟材４が介装されているとと
もに、上下のプリント基板３の間には、前記柔軟材４と
同様の素材からなるクッション材３６が介装されてい
る。そして、これら各クッション材３６により、プリン
ト基板３上面または下面の凹凸が吸収されるようになっ
ている。

【００３５】一方、最上端のプリント基板３の上面側に
は、図４に示すように、例えばＳＢＲ製のゴムシート等
のように、一定の重量がありしかも軟質で柔軟性に富ん
だ材料で形成される押さえ機構３５が載置されており、
３枚のプリント基板３は、この押さえ機構３５の自重に
よる押圧力で、平板状に矯正されるようになっている。
なお、その他の点については、前記第１の実施の形態と
同一構成となっており、作用も同一である。

【００３６】しかして、本実施の形態の場合には、３枚
のプリント基板３を同時に切断することができるので、
作業効率を大幅に向上させることができる。

【００３７】図５は、本発明の第５の実施の形態を示す
もので、プリント基板３を平板状に矯正して保持する保
持機構として、吸引吸着機構４０を用いるようにしたも
のである。

【００３８】すなわち、この吸引吸着機構４０は、図５
に示すように、プリント基板３を上面側から吸引吸着す
る３本以上のバキュームパイプ４１で構成されており、
プリント基板３をこれらのバキュームパイプ４１で吸引
吸着することにより、プリント基板３を平板状に矯正し
た状態で保持することができるようになっている。な
お、その他の点については、前記第１の実施の形態と同
一構成となっており、作用も同一である。

【００３９】しかして、本実施の形態の場合には、吸引
吸着機構４０のみで、プリント基板３を矯正状態で保持
することができるので、保持機構の構成を大幅に簡素化
することができる。

【００４０】なお、前記第５の実施の形態においては、
プリント基板３を上面側から吸引吸着する場合について
説明したが、逆に下面側から吸引吸着するようにしても
よく、また場合によっては、上下両面側から吸引吸着す
るようにしてもよい。

【００４１】また、本発明は、前記各実施の形態に限定
されるものではなく、例えば前記各実施の形態における
構成を、相互に組合わせて用いるようにしてもよい。ま
た、プリント基板３以外の精密切断加工の際にも適用す
ることができる。

【００４２】

【実施例】（第１実施例）本発明者等は、図１に示す切
断装置１を用い、プリント基板３の切断実験を行なっ
た。プリント基板３としては、仕上がり寸法が４３×２
３ｍｍの携帯電話用プリント基板を用い、また柔軟材４
としては、厚さ１ｍｍの発泡ウレタンシートを用いた。
そして、プリント基板３を、押さえ機構５により２００
ｇ／ｃｍ^２の荷重で上面側から押さえ、この状態でウォ
ータジェット７によりプリント基板３を切断した。

【００４３】その結果、プリント基板３の上面，下面の
長尺方向での寸法誤差は１％以下で、極めて高い寸法精
度で切断できることが確認された。また、金メッキが施
された貫通孔部を直径方向に切断（ハーフカット）した
部分では、金メッキ部の破損（バリ）等が全くなく、良
好に切断できることが確認された。

【００４４】なお、比較例として、柔軟材４および押さ
え機構５を用いず、プリント基板３を直接加工テーブル
２上に載置してウォータジェット７により切断したとこ
ろ、金メッキ部にバリが発生することが確認され、柔軟
材４および押さえ機構５を用いたことによる効果が再確
認された。

【００４５】（第２実施例）本発明者等はまた、図４に
示す切断装置１を用い、複数枚のプリント基板３の同時
切断実験を行なった。プリント基板３としては、第１実
施例の場合と同様携帯電話用プリント基板を用い、また
柔軟材４およびクッション材３６としては、厚さ１ｍｍ
の発泡ウレタンシートを用いた。また、押さえ機構３５
としては、厚さ２ｍｍのＳＢＲ製のゴムシートを用い
た。そしてこの状態で、ウォータジェット７により３枚
のプリント基板３の同時切断を行なった。

【００４６】その結果、第１実施例と同様の結果が得ら
れることが確認され、複数枚のプリント基板３を同時に
切断することに伴なう不具合は全くなかった。

【００４７】（第３実施例）本発明者等はまた、図５に
示す切断装置を用い、プリント基板３の切断実験を行な
った。プリント基板３としては、第１実施例の場合と同
様携帯電話用プリント基板を用い、またバキュームパイ
プ４１としては、内径が１．５ｍｍのＬ字型真鍮パイプ
を３本用い、その一端をプリント基板３の上面に押し当
て、真空ポンプにより吸引した。そして、吸引吸着した
プリント基板３を、空中で保持した状態で、ウォータジ
ェット７により切断した。

【００４８】その結果、バキュームパイプ４１による吸
引吸着により、プリント基板３の変形が完全に矯正さ
れ、第１実施例と同様の結果が得られることが確認さ
れ、必ずしも加工テーブル２を用いる必要がないことが
判った。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、板状被切
断物を平板状に矯正して保持するとともに、矯正状態の
板状被切断物を、ウォータジェットを用いて切断するよ
うにしているので、板状被切断物の切断面が、切断時の
熱や物理的な破壊で損傷することがないとともに、バリ
が発生することもなく、歩留まりを大幅に向上させるこ
とができるとともに、加工精度を大幅に向上させること
ができる。

【００５０】本発明はまた、板状被切断物を平板状に矯
正して保持する保持機構と、保持機構で保持されている
板状被切断物をウォータジェットにより切断するウォー
タジェットノズルとを設けるようにしているので、保持
機構により、板状被切断物が平板状に矯正され、この状
態で、ウォータジェットノズルからのウォータジェット
により切断されることになり、歩留まりを向上させるこ
とができるとともに、加工精度を向上させることができ
る。

【００５１】本発明はまた、保持機構を、板状被切断物
が載置される加工テーブルと、板状被切断物と加工テー
ブルとの間に介装され板状被切断物下面の凹凸を吸収す
る柔軟材と、板状被切断物を上面側から押圧して平板状
に矯正する押さえ機構とで構成するようにしているの
で、板状被切断物を容易かつ確実に平板状に矯正するこ
とができる。

【００５２】本発明はまた、押さえ機構を、ウォータジ
ェットノズルと別体構造とするようにしているので、ウ
ォータジェットノズルの加工位置とは無関係に押さえ機
構による押圧位置を制御することができ、矯正状態を安
定させることができる。

【００５３】本発明はまた、押さえ機構をウォータジェ
ットノズルに設け、ウォータジェットノズルとともに移
動できるようにしているので、押さえ機構の構造を簡素
化でき、しかも板状被切断物の少なくとも切断位置周辺
は、確実に平板状に矯正することができる。

【００５４】本発明はまた、保持機構を、板状被切断物
の三点以上の箇所を下面側から支持する支持機構と、板
状被切断物を上面側から押圧して平板状に矯正する押さ
え機構とで構成するようにしているので、加工テーブル
および柔軟材を用いることなく、板状被切断物を高精度
で切断することができる。

【００５５】本発明はまた、板状被切断物を、上下の板
状被切断物の間に板状被切断物の上面または下面の凹凸
を吸収するクッション材を介装した状態で複数枚積層
し、この状態で保持機構で保持するようにしているの
で、複数枚の板状被切断物を同時に切断することができ
る。

【００５６】本発明はさらに、保持機構を、板状被切断
物の三点以上の箇所を上下少なくともいずれか一方の面
から吸引吸着し板状被切断物を平板状に矯正しながら保
持する吸引吸着機構で構成するようにしているので、保
持機構の構造を大幅に簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る板状被切断物
の切断装置を示す構成図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示す図１相当図で
ある。

【図３】本発明の第３の実施の形態を示す図１相当図で
ある。

【図４】本発明の第４の実施の形態を示す図１相当図で
ある。

【図５】本発明の第５の実施の形態を示す図１相当図で
ある。

【符号の説明】 １ 切断装置 ２ 加工テーブル ２ａ スリット ３ プリント基板 ３ａ 半田突起 ４ 柔軟材 ５，１５，３５ 押さえ機構 ６ ウォータジェットノズル ７ ウォータジェット １６ ローラ １７ 支持金具 １８ スライドロッド １９ ガイド片 ２０ スプリング ２２ 支持機構 ２３ 基体 ２４ 支持突起 ２５ 開口 ３６ クッション材 ４０ 吸引吸着機構 ４１ バキュームパイプ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状被切断物を平板状に矯正して保持す
   るとともに、矯正状態の板状被切断物を、ウォータジェ
   ットを用いて切断することを特徴とする板状被切断物の
   切断方法。
2. 【請求項２】 板状被切断物を平板状に矯正して保持す
   る保持機構と、保持機構で保持されている板状被切断物
   をウォータジェットにより切断するウォータジェットノ
   ズルとを具備することを特徴とする板状被切断物の切断
   装置。
3. 【請求項３】 保持機構は、板状被切断物が載置される
   加工テーブルと、板状被切断物と加工テーブルとの間に
   介装され板状被切断物下面の凹凸を吸収する柔軟材と、
   板状被切断物を上面側から押圧して平板状に矯正する押
   さえ機構とを備えていることを特徴とする請求項２記載
   の板状被切断物の切断装置。
4. 【請求項４】 押さえ機構は、ウォータジェットノズル
   と別体構造をなしていることを特徴とする請求項３記載
   の板状被切断物の切断装置。
5. 【請求項５】 押さえ機構は、ウォータジェットノズル
   に設けられウォータジェットノズルのとともに移動する
   ことを特徴とする請求項３記載の板状被切断物の切断装
   置。
6. 【請求項６】 保持機構は、板状被切断物の三点以上の
   箇所を下面側から支持する支持機構と、板状被切断物を
   上面側から押圧して平板状に矯正する押さえ機構とを備
   えていることを特徴とする請求項２記載の板状被切断物
   の切断装置。
7. 【請求項７】 板状被切断物は、上下の板状被切断物の
   間に板状被切断物の上面または下面の凹凸を吸収するク
   ッション材を介装した状態で複数枚積層され、この状態
   で保持機構に保持されることを特徴とする請求項２，
   ３，４，５または６記載の板状被切断物の切断装置。
8. 【請求項８】 保持機構は、板状被切断物の三点以上の
   箇所を上下少なくともいずれか一方の面から吸引吸着し
   板状被切断物を平板状に矯正しながら保持する吸引吸着
   機構で構成されていることを特徴とする請求項２記載の
   板状被切断物の切断装置。