JP2005177907A - 穴加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な穴加工が可能となるドリルヒット数を増加させ、さらに研磨によるドリルの再使用の回数を増やすことで、ドリル寿命を延ばすことを目的とする。
【解決手段】特定のドリルを用いて、所定の回転数およびドリル送り速度で被加工物への穴開けを、所定のヒット数行った後、ドリルに生じた摩耗部分を研磨により除去する。これにより、プリント配線板の穴加工を行う際、ドリル送り速度を大きくさせても、ドリルの刃先の欠けやドリル折れが発生することなく、加工後の穴位置精度及び貫通孔の内壁粗さという加工品質の指標を良好に保ち、かつ良好な穴加工が可能となり、ドリル寿命を延ばすことができる穴加工方法を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、板状物にドリルを用いて穴を開ける加工方法に関するものであり、具体的には、プリント配線板の製造プロセスにおける貫通孔を形成する穴加工方法に関するものである。

従来からプリント配線板の製造方法においては、層間接続構造の形成のために、プリント配線板にドリルで貫通孔を開けることが行われている。

近年では、電子機器の小型化・高密度化に伴い、産業用にとどまらず民生用の分野においてもプリント配線板の高機能化及び価格競争力の強化が強く要求されるようになってきた。

特に、プリント配線板における価格競争力の強化については、その生産性を向上させる製造方法が重視されるようになってきている。そのため、ドリルでの穴開けを行うＮＣ穴加工において、その生産性を向上させようとするためには、そのドリルの穴開け方向への送り速度を大きくする穴加工方法への要望が高くなってきている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００２−２２４９０７号公報

しかしながら、従来のドリルを使用したプリント配線板への穴開け方法では、生産性を上げるためにドリル送り速度を大きくさせると、穴加工時のドリル刃先の摩耗量の増大が発生し、穴加工する際の穴位置精度の悪化を生じる可能性があった。

また、ドリル刃先の摩耗量の増大は、穴加工できるヒット数の減少をともない、その結果、ドリル寿命を短くするものであった。

また、ドリル送り速度を大きくすると、単位時間当たりの加工量が増大することとなり、その際に生じる基板の切屑量も通常より多く発生してしまう。このため、切屑の排出性が悪化し、それによりドリル加工後の基板内部の貫通孔の内壁粗さが大きくなるという加工品質の悪化を引き起こすという問題点を有していた。

さらに、この加工の際の切屑排出性の悪化は、基板加工時のドリルの切れ味を悪化させる。このため、基板に対する穴開けの際の加工に対するドリルへの負担が大きくなってしまい、ドリルの刃先の欠けやドリル折れが発生するという問題点を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、プリント配線板の穴加工を行う際、ドリル送り速度を大きくさせても、ドリルの刃先の欠けやドリル折れの発生することなく、加工後の穴位置精度及び貫通孔の内壁粗さという加工品質の指標を良好に保ち、かつ良好な穴加工が可能となるヒット数を、大幅に増加させることによりドリル寿命を延ばすことができる穴加工方法を提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。

本発明の請求項１に記載の発明は、ドリルを用いて、以下の（１）（２）手順を少なくとも１回繰り返して行った後、被加工物に穴開けを行う穴加工方法。（１）所定の回転数およびドリル送り速度で被加工物への穴開けを、所定のヒット数行う。（２）前記ドリルに生じた摩耗部分を研磨により除去する。としたもので、所定のヒット数経過後の研磨の回数、すなわちドリルの再使用の回数を増やすことができ、ドリル寿命を延ばすことができるという効果を有する。

特に、請求項２に記載するドリルを用いることにより、ドリル穴加工を行う際のドリル送り速度を大きくさせても、加工後の穴位置精度及び加工後の基板内部の貫通孔の内壁粗さという加工品質が良好であり、また、加工後のドリルの刃先の欠け及びドリル折れが発生することもなく、良好な穴加工が可能となるドリルのヒット数は、従来と比較して大幅に増加させることができるという効果を有する。

本発明の請求項２に記載の発明は、ドリルは、ドリル径が０．３０〜０．４０ｍｍの範囲にあり、アンダーカット径は、前記ドリル径との差で０．０１〜０．０２ｍｍの範囲内でアンダーカット径が小さくなる寸法形状であり、かつ所定範囲の寸法形状を有するウエブ厚、ネジレ角、刃先二番角、溝幅比、先端角、刃長を備え、Ｃｏ含有率が５．５〜９．５重量％の範囲内のＷＣ−Ｃｏ超硬合金で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の穴加工方法としたもので、これにより、ドリル送り速度を大きくする場合にドリルが折れやすくなるという問題に対して、先端付近がやや太いアンダーカット形状を採用することで穴開けが進行した段階で、基板からドリルの中腹部にかかる負荷を低減するという効果を有する。

また、ドリルの素材として、Ｃｏ含有量が５．５〜９．５重量％の範囲内のＷＣ−Ｃｏ超硬合金を採用した。この理由は次の通りである。

すなわち、Ｃｏ含有量が大きすぎると、材質的には脆くなるためドリル折れには強くなるが、ドリルの耐摩耗性は弱くなり、穴位置精度が確保できなくなる。一方、Ｃｏ含有量が小さすぎると、ドリル折れの発生となる。Ｃｏ含有量がこの範囲であれば、素材自身の剛性が高く、また、ドリルの耐摩耗性も維持できるため、ドリル折れもなく、穴位置精度も確保できるのである。

さらに、所定のヒット数経過後の研磨の回数、すなわちドリルの再使用の回数を増やすことができ、ドリル寿命を延ばすことができるという効果を有する。

本発明の請求項３に記載の発明は、ウエブ厚は、ドリル径の０．３０〜０．４０倍の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の穴加工方法としたもので、ドリル送り速度を大きくした場合、穴加工時のドリル刃先の摩耗量の増大が発生し、穴加工する際の穴位置精度が悪化するという問題に対し、ウエブ厚を比較的大きくすることにより、ドリルの剛性が増し、ドリル送り速度を大きくした穴加工においても、穴位置精度の悪化を軽減させるという作用効果を有する。

本発明の請求項４に記載の発明は、ネジレ角は、４０〜４５°の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の穴加工方法としたもので、従来のドリル送り速度においては、ネジレ角が小さい方が切屑の排出性は良いとされていた。これは、ドリル穴加工時の切屑は、螺旋状を形成した溝が切屑の排出経路となり、その溝に沿って排出される構造であるため、ネジレ角が小さい場合には、切屑の排出経路が短くなるためである。しかし、ドリル送り速度を大きくする場合は、対象板のドリルの加工所要時間がより短くなるため、切屑排出のための所要時間が短くなる。また、より切屑の排出方向が軸方向ではなく円周方向となるため、よりネジレ角を４０〜４５°として従来より大きくした方が切屑の排出性がより良好となるという作用効果を有する。

本発明の請求項５に記載の発明は、刃先二番角は、１０〜１５°の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の穴加工方法としたもので、ドリル送り速度を大きくすると、刃先の欠けの発生が多くなるという問題に対して、ドリル刃先部の刃先二番角を従来より小さくすることにより、プリント配線板を穴加工する際の刃先の強度がより強くなる形状とし、刃先の欠けを防止するという作用効果を有する。

本発明の請求項６に記載の発明は、溝幅比は、２．０〜２．５倍の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の穴加工方法としたもので、溝間幅に対する溝幅の比率、すなわち溝幅比を従来と比較して大きくすることによって、溝幅を広げて切屑の排出経路を確保することができる。これにより、ドリルの剛性を上げるためにウエブ厚を大きくすることで、溝が浅くなってしまうという欠点を補うことができ、切屑（特に導電層の金属成分）の排出性を向上させてドリルへの負荷を低減するという作用効果を有する。

本発明の請求項７に記載の発明は、ウエブ厚は、ドリル径の０．３０〜０．４０倍の範囲であり、ネジレ角は４０〜４５°の範囲であり、刃先二番角は１０〜１５°の範囲であり、溝幅比は２．０〜２．５倍の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の穴加工方法としたもので、先端付近がやや太いアンダーカット形状を採用することでドリルにかかる負荷を低減するという効果と、ドリルの高剛性・高耐摩耗性によるドリル折れの防止および穴位置精度も確保できるという作用効果を有するものの、材質的にはやや脆い。

これを補うために、ウエブ厚を比較的大きくすることによるドリル剛性の向上、ネジレ角を４０〜４５°とすることによる切屑排出性の向上、ドリル刃先部の刃先二番角を従来より小さくすることによる刃先強度の強化、溝幅比を従来と比較して大きくすることによる切屑排出性の向上とドリルへの負荷を低減するという、ドリルの形状的な要素による作用効果を組み合わせることによって、ドリル強度を確保し、ドリル送り速度の大きい穴開け加工を容易に行うことができるという作用効果を有する。

本発明の請求項８に記載の発明は、先端角は、１３０〜１４０°の範囲であることを特徴とする請求項２または請求項７に記載の穴加工方法としたもので、先端角を従来より大きく（鈍角）することによって、先端部の強度を確保し、プリント配線板に対する接触の瞬間に起こるドリル欠けを防止できるという作用効果を有する。

本発明の請求項９に記載の発明は、刃長は、５．０〜６．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項２または請求項７に記載の穴加工方法としたもので、刃長を従来より長めにすることで、プリント配線板を多数重ねて一度に穴開けすることができ生産性を向上するという効果を有する。また、刃長を６．０ｍｍ以下とすることで、長すぎることによるドリル剛性の低下という弊害を生じることなく、ドリル折れの発生や穴位置精度の悪化を防止するという作用効果を有する。

本発明の請求項１０に記載の発明は、先端角は、１３０〜１４０°の範囲であり、刃長は５．０〜６．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項２または請求項７に記載の穴加工方法としたもので、ドリル欠けを防止しつつ生産性をも向上するという作用効果を有する。

本発明の請求項１１に記載の発明は、所定のヒット数は、４０００ヒット以下であることを特徴とする請求項１に記載の穴加工方法としたもので、所定のヒット数を４０００ヒット以下とすることで、２０μｍを超える内壁粗さが発生せず、良好な内壁粗さを得ることができる。また、４０００ヒット後のドリルの摩耗に対して研磨を施すことにより、ドリルの再使用を実現できるという作用効果を有する。

本発明の請求項１２に記載の発明は、所定の回転数およびドリル送り速度は、回転数１２万rpmおよびドリル送り速度１３０〜２００ipm、または、回転数１０万rpmおよびドリル送り速度６０〜１８０ipmであることを特徴とする請求項１に記載の穴加工方法としたもので、貫通孔の内壁粗さという加工品質が良好であり、また、加工後のドリルの刃先の欠け及びドリル折れが発生しない穴加工方法での加工条件を提供するものである。

本発明の請求項１３に記載の発明は、被加工物は、ガラス繊維を含むものであることを特徴とする請求項１に記載の穴加工方法としたもので、ガラス繊維を含む被加工物としての対象板に対して、穴位置精度の向上に特に効果がある。

本発明の請求項１４に記載の発明は、（１）（２）手順を２回繰り返して行った後、被加工物に穴開けを、３０００ヒットで行うことを特徴とする請求項１に記載の穴加工方法としたもので、ドリルを所定のヒット数の穴加工の後生じたドリルの摩耗に対して２回研磨を施し、さらに３０００ヒットの穴加工を行うことで、ドリルの再使用を実現させ、ドリルの寿命を延ばすとともに、良好な内壁粗さを得ることができる穴加工方法を提供する。

本発明の請求項１５に記載の発明は、ドリル送り速度を４．２ｍ／min、または４．８ｍ／minとしたことを特徴とする請求項１４に記載の穴加工方法としたもので、比較的ドリル送り速度を大きくした場合においても、良好な穴位置精度と内壁粗さを有する穴加工方法を提供し、さらにドリルの再使用を実現させ、ドリルの寿命を延ばすことができる。

本発明によれば、ドリル穴加工を行う際、ドリル送り速度を大きくさせても、加工後の穴位置精度及び加工後の基板内部の貫通孔の内壁粗さという加工品質の指標を良好に保ち、また、加工後のドリル刃先の欠けやドリル折れの発生することもない。

また、良好な穴加工が可能となるヒット数を、従来と比較して大幅に増加させることができ、穴加工でのドリル寿命を延ばすことができるという効果を有する。

（実施の形態）
本実施の形態は、プリント配線板の製造工程において、０．３５ｍｍ程度の直径の貫通孔を開けるための穴加工方法についてである。

以下に、図面を参照にしながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態の穴加工の際、使用するドリルの側面図であり、図２は、ドリル１のアンダーカット部２２の断面図である。

図１において、螺旋状に溝１１が切られた刃部３１と、工作機器に取り付けるためのシャンク部３２とを有しており、その刃部３１のうち、さらに先端付近はそれ以外の部分よりやや太径の先端部２１と、その先端部２１を除いた部分のアンダーカット部２２とで構成されている。また、刃部３１のうち、溝１１と溝１１との間の部分を溝間１２といい、そのドリル１の溝１１は、二重の螺旋状を形成している。

ドリル１の各部寸法等を以下のように表示する。

すなわち、先端部２１の直径をドリル径ｄ、アンダーカット部２２の直径をアンダーカット径ｕ、刃部３１の全長を刃長Ｌ、刃部３１の先端から溝１１の終端までの長さを溝長Ｍ、溝１１の軸方向における幅を溝間幅ａ、溝間１２の軸方向における幅を溝幅ｂ、先端の開き角を先端角φ、先端の逃げ角を刃先二番角λ、溝１１が側面上で軸方向となす角をネジレ角θと称する。

また、図２において、ドリル１のアンダーカット部２２の断面図における溝１１と溝１１に挟まれた部分の肉厚をウエブ厚ｗと表示する。

本実施の形態で用いるドリル１は、ドリル径ｄを０．３５ｍｍ、アンダーカット径ｕを０．３３とした。

このように先端部２１とその後方との間にわずかに段差のあるアンダーカット形状とすることにより、穴開けが進行して先端部２１が対象板の裏面に突出した後の時点において、ドリル１にかかる負荷を低減させることができる。

また、被加工物としての対象板に開いた貫通孔の内壁面とドリル１との外面との間にわずかの隙間ができるため、これによりドリル１のドリル折れを防止することができる。

ドリル径ｄとアンダーカット径ｕとの差（ｄ−ｕ）は、あまり小さすぎる場合には意味がなく、逆に大きすぎるとアンダーカット径ｕの不足により、ドリル１の強度自身が低下してしまうこととなる。このため、差（ｄ−ｕ）は、０．０１〜０．０２ｍｍの範囲内が適切であり、本実施の形態では０．０２ｍｍとした。

また、ドリル１は、ウエブ厚ｗを０．１２ｍｍとした。これは、ドリル径ｄに対して０．３４倍に相当する。ドリル送り速度を大きくして穴加工を行うためには、ドリル径に対するウエブ厚ｗの比率をもっと大きく取らなければならない。しかしながら、あまりウエブ厚ｗを大きくしすぎると、溝１１の本来の役割である切屑の排出経路としての機能が低下してしまう。切屑が詰まってしまうと、局所的にドリルに大きな負荷がかかり、ドリル折れの発生となる。このため、この比率の好ましい範囲は、０．３０〜０．４０倍であり、本実施の形態では０．３４倍としたのである。

また、ドリル１は、ネジレ角θを４０°とした。従来のドリルでは、切屑排出性の点からネジレ角は小さい方が良いとされており、３０°程度である。しかし、ドリル送り速度が大きくなると、対象板のドリルの加工所要時間がより短くなるため、切屑排出のための所要時間が短くなり、また、より切屑の排出方向が軸方向ではなく円周方向となるため、ネジレ角θを４０°とした実験の結果、良好な切屑排出性が得られた。

さらに、ドリル１は、刃先二番角λを１０°とした。従来のドリルでは、刃先二番角は２０°程度である。

しかし、ドリル送り速度が従来より大きくなると、基板の先端部２１に対する負荷が大きくなるため、刃先の欠けの発生が多くなってしまう。そこで、ドリル刃先部の刃先二番角λを小さくすることにより、穴加工をする際の対象板に対する刃先の強度がより強くなる形状としたのである。

さらに、ドリル１は、溝幅ｂの溝間幅ａに対する比率（以下、溝幅比と称す）を２．３としている。従来のドリルではこの溝幅比は小さく、１．６程度しかない。しかし、前述のように本実施の形態では、ドリルの強度を確保するために、ウエブ厚ｗを大きくしている。これは溝１１が浅いことを意味するので、その分溝間幅ａを広げて溝１１の断面積を確保しないと切屑の排出性が悪くなるためである。このため、溝幅比は２．０〜２．５程度あることが望ましく、本実施の形態では２．３としたのである。

さらに、ドリル１は、ＷＣ−Ｃｏ超硬合金を素材とするとともに、そのＣｏ含有量を６．０重量％としている。従来のドリルでは、Ｃｏ含有量は１２％程度である。しかし、本実施の形態のように、ドリル送り速度の大きいドリル穴加工を行う場合には、素材のたわみによる穴位置精度の低下が問題となってくる。

特に、対象板がガラス繊維を含むものである場合には穴位置精度のズレが生じやすい。Ｃｏ含有量を５．５〜９．５重量％程度まで下げると、ＷＣ−Ｃｏ超硬合金の硬度が高く、穴位置精度を確保できるのである。そこで、本実施の形態では６．０重量％としたのである。なお、Ｃｏ含有量の低減は、材料的には脆いというマイナス面も伴うことは避けられない。本実施の形態では、前述の各対策により、ドリルの形状的な要素でドリルの強度を確保することにより、ドリル送り速度の大きいドリル穴加工方法が実現できるのである。

そして、ドリル１では、先端角φを１３０°としている。先端角φが小さいとドリル先端付近の強度が低くなる。ドリル径ｄ（及び穴径）が従来程度に大きすぎる場合にはドリル先端に局部的に大きな負荷が発生し、ドリルの直線性が損なわれてしまうため、穴位置精度が悪化となる。ドリル先端部の強度を確保し、かつ、生産性を向上させるため、先端角φを１３０〜１４０°程度とし、本実施の形態では１３０°とした。

そして、本実施の形態におけるドリル１は、刃長Ｌを５．２ｍｍとしている。また、溝長Ｍも５．０ｍｍ確保している。通常、刃長を長めにすると、プリント配線板を多数重ねて一度に穴開けし、生産性を上げられるが、逆にあまり長すぎると加工する際にドリルの剛性が不足し、ドリル折れの発生や穴位置精度が悪化するためである。

本実施の形態では、前述の各対策によりドリルの形状的な要素でドリル強度を確保することによりドリル折れを防止しているため、ドリル送り速度が大きい場合においても、穴開け加工を実現することができるのである。

また、本実施の形態で用いるドリル１は、高いドリル送り速度での穴加工を対象とするため、基板の加工時間を短くすることができる。これにより、ドリルへの加工時の負荷が減少し、ドリルの摩耗量が小さくなる。

一般に、ドリルの穴加工回数（ヒット数）が増加すると、ドリルの摩耗量が増し、その影響で穴位置精度が悪化することが知られている。

一方、本発明は、高いドリル送り速度での穴加工に適したドリルを用いることにより、ヒット数の増加によるドリルの摩耗量は従来と比較して小さくすることができる。

このことから、ドリルの摩耗が大きくなることによる穴位置精度の悪化を減少させることができるため、穴加工の可能回数となるドリルのヒット数、すなわちドリル寿命を長くすることが可能となる。

また、本発明は、高いドリル送り速度での穴加工に適したドリルを用いることにより、穴加工によるドリル摩耗量を小さくすることができる。

これにより、後述するドリルの再研磨において、ドリルの摩耗部分を研磨により除去する研磨量を少なくすることが可能となる。

この結果、ドリルを再使用するために行う所定ヒット数経過後のドリルの再研磨の回数を増加させることができ、ドリル寿命を長くすることが可能となる。

ここで、本実施の形態で用いるドリル１と従来のドリルとの摩耗量の比較について、以下に説明する。

図６は、４０００ヒット加工後のドリルの摩耗量を示したものであり、（ａ）は従来品、（ｂ）は開発品である。また、加工後の摩耗量の斜線部をそれぞれＳａ、Ｓｂとする。

図６より、従来型のドリルの摩耗量Ｓａは大きいが、一方、本実施の形態で用いるドリル１（図中、開発品）の摩耗量Ｓｂは小さくなっていることがわかる。

上記の本発明の本実施の形態におけるドリル１を用いた穴加工方法について、以下に説明する。

試験条件は、以下の通りとした。

まず、被加工物としての基板は、ＦＲ−４相当であり、それに銅箔を重ね合わせたもの（板厚：ｔ＝１．２ｍｍ、銅箔１８μｍ）とし、３枚重ねでドリル穴加工を実施した。

また、あて板は、現在主流であるエントリーボード（ＬＥシート、三菱ガス化学製）を用い、捨て板としてはベーク板を用いた。

また、ドリルの回転数を１２０Ｋrpmとし、ドリル送り速度を２．４ｍ／min、３．６ｍ／min、４．２ｍ／min、４．８ｍ／minの４条件で穴加工した。ここでは、回転数を一定としているため、各ドリル送り速度の設定により、それぞれの１回転あたりのドリルの軸方向への移動量を示すチップロードは、２０μｍ／rev、３０μｍ／rev、３５μｍ／rev、４０μｍ／revとなる。

さらに、ドリル寿命を確認するために、以下に説明する研磨方法で２回の研磨が施されたドリルを用いて穴加工を行った。

ここで、ドリルの研磨方法について、説明する。

図７は、再研磨ドリル作成における研削面の説明図であり、Ｐを刃先２番面、Ｑを刃先３番面と称し、それぞれ対向した２面ずつで構成されている。

購入した新品ドリルを用いて、所定のヒット数（４０００ヒット）で基板を穴加工する。

摩耗が生じたこの新品のドリルを、それぞれの研削面を研削するために２組の研削砥石で構成された再研磨装置（図示せず）を用いて、実際の加工の際に切削面となる刃先２番面Ｐの２面のみを研削面（斜線部）とし、研磨量として約０．０５０〜０．１０ｍｍ程度の研削研磨を行うものである。

すなわち、本実施の形態における確認試験に用いたドリルは、穴加工を行っていない新品の本発明のドリルを用いて４０００ヒットまで穴加工した後、１回目の研磨を施し、そのドリルをさらに４０００ヒットまで穴加工した後、再度、２回目の研磨を施したものである。

上記の２回の研磨を施した本発明のドリルを用いた穴加工について、１０００ヒット毎に穴位置精度と加工穴の内壁粗さを確認した結果を以下に示す。

この試験条件により、各ドリル送り速度の条件について、各１０本のドリル１で実施した結果、４０００ヒット（４０００穴）までドリルの刃先の欠けやドリル折れは発生せず、切屑の詰まりも発生しなかった。

これに対し、比較例として用いた２回の研磨を施した従来型（ドリル送り速度：４．２ｍ／min）では、特にチップロードが大きい場合において、ドリルの刃先の欠けやドリルの摩耗量が異常に大きくなった。

次に、２回の研磨を施した従来および本発明のドリルにおける各ドリル送り速度による穴位置精度を図３に示す。なお、従来品のドリルの加工条件は、ドリル送り速度：４．２ｍ／minとした。

従来品のドリルと本発明のドリル（図中、開発品）とでは、ドリルのヒット数による影響が異なり、本発明のドリル（開発品）では、ドリル送り速度を大きくするにしたがい、穴位置精度（バラツキ）は小さくなり、良好な結果を示している。

従来型のドリルでは、ヒット数が１０００から２０００ヒットに増えた場合、穴位置精度（バラツキ）の変化量の増加は顕著となり、１００μｍを超えるほどである。これに対し、本発明のドリル（開発品）では、穴位置精度の変化量が小さくなってきていることがわかる。

特に、本発明のドリルにおける穴位置精度は、ドリル送り速度４．２ｍ／min、ドリルのヒット数３０００ヒット時の場合において、６０μｍを超える位置ずれはなく、良好な穴位置精度が得られる。この場合での穴位置精度分布を図４に示す。

なお、ドリル送り速度を４．８ｍ／minとした場合においても、図３に示すように、同様な穴位置精度が得られた。

次に、１０００ヒット毎の加工穴の内壁の粗さを測定し、従来型のドリルと比較した。

ドリル送り速度４．２ｍ／min場合の内壁粗さの測定結果を図５に示す。

この結果から、従来品のドリルと開発品のドリルとでは、ドリルのヒット数による影響が異なり、特に２０００ヒット付近での比較において、本発明のドリル（図中、開発品）では、内壁粗さは１０μｍ前後と小さく、ヒット数を４０００ヒットまで増加させても、その内壁粗さは２０μｍ以下を維持していることがわかる。

これに対し、従来品のドリルでの内壁粗さは、特に２０００ヒット付近で増加量は顕著となり、バラツキも大きくなるという結果になった。また、ヒット数を４０００ヒットまで増加させてもその傾向は変わらず、バラツキも大きいままの結果となった。

以上の結果より、本発明のドリルは、穴加工を４０００ヒット行った後、１回目の研磨を施し、さらに４０００ヒットの穴加工をした後、２回目の研磨を施したものであり、それをさらに４０００ヒットの穴加工を行っても、２０μｍを超える内壁粗さは発生しないという、良好な内壁粗さが得られた。

なお、ドリルの回転数を１００Ｋrpmとし、ドリル送り速度を２．０ｍ／min、３．０ｍ／min、３．５ｍ／min、４．０ｍ／minの４条件で穴加工した場合においても、上記の結果と同様に、ドリルの刃先の欠けやドリル折れは発生せず、切屑の詰まりも発生することなく、さらに穴位置精度及び内壁粗さについても良好な結果となった。

また、これらの結果は、所定のヒット数を４０００ヒットとした場合における良好な結果であるが、所定のヒット数を４０００以下としても、同等以上の結果が得られることは言うまでもない。

以上、詳細に説明したように本実施の形態によれば、ドリルの形状をアンダーカット形状とし、各ドリル形状仕様についてドリルの強度を確保し、切屑排出性にも考慮した剛性の高い素材で構成している。

これにより、ドリル穴加工を行う際のドリル送り速度を大きくさせても、加工後の穴位置精度及び加工後の基板内部の貫通孔の内壁粗さという加工品質が良好であり、また、加工後のドリルの刃先の欠け及びドリル折れすることもない。

また、良好な穴加工が可能となるドリルヒット数は、従来と比較して大幅に増加させることができ、穴加工でのドリル寿命を延ばすことができるという効果を有する。

さらに、所定のヒット数経過後の研磨の回数、すなわちドリルの再使用の回数を増やすことができ、このことからも、本発明のドリルを用いた穴加工は、ドリル寿命を延ばすことができるという効果を有する。

本発明にかかるドリルは、プリント配線板の穴加工を行う際、ドリル送り速度を大きくさせても、加工後の穴位置精度及び基板内部の貫通孔の内壁粗さという加工品質が良好であり、また、加工後のドリルの刃先の欠け及びドリル折れも発生することがない。

また、良好な穴加工が可能となるドリルヒット数は、従来と比較して大幅に増加させることができ、さらに研磨によるドリルの再使用の回数を増やすことで、ドリル寿命を延ばすことができるという効果を有する。

これにより本発明は、高い信頼性を必要とするプリント配線板の製造プロセスに適した穴加工方法を提供することができ、産業上の利用可能性が大といえる。

本発明の実施の形態におけるドリルの側面図 同実施の形態におけるドリルのアンダーカット部の断面図 同実施の形態における穴位置精度を示すグラフ 同実施の形態における穴位置精度分布図 同実施の形態における内壁粗さを示すグラフ ドリル摩耗量を示す図 ドリルの研磨方法を示す図

符号の説明

１ ドリル
１１ 溝
１２ 溝間
２１ 先端部
２２ アンダーカット部
３１ 刃部
３２ シャンク部
ａ 溝間幅
ｂ 溝幅
ｗ ウエブ厚
ｄ ドリル径
ｕ アンダーカット径
Ｌ 刃長
Ｍ 溝長
φ 先端角
θ ネジレ角
λ 刃先二番角

Claims (15)

1. ドリルを用いて、以下の（１）（２）手順を少なくとも１回繰り返して行った後、被加工物に穴開けを行う穴加工方法。
   （１）所定の回転数およびドリル送り速度で被加工物への穴開けを、所定のヒット数行う。
   （２）前記ドリルに生じた摩耗部分を研磨により除去する。
2. ドリルは、ドリル径が０．３０〜０．４０ｍｍの範囲にあり、アンダーカット径は、前記ドリル径との差で０．０１〜０．０２ｍｍの範囲内でアンダーカット径が小さくなる寸法形状であり、かつ所定範囲の寸法形状を有するウエブ厚、ネジレ角、刃先二番角、溝幅比、先端角、刃長を備え、Ｃｏ含有率が５．５〜９．５重量％の範囲内のＷＣ−Ｃｏ超硬合金で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の穴加工方法。
3. ウエブ厚は、ドリル径の０．３０〜０．４０倍の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の穴加工方法。
4. ネジレ角は、４０〜４５°の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の穴加工方法。
5. 刃先二番角は、１０〜１５°の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の穴加工方法。
6. 溝幅比は、２．０〜２．５倍の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の穴加工方法。
7. ウエブ厚は、ドリル径の０．３０〜０．４０倍の範囲であり、ネジレ角は４０〜４５°の範囲であり、刃先二番角は１０〜１５°の範囲であり、溝幅比は２．０〜２．５倍の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の穴加工方法。
8. 先端角は、１３０〜１４０°の範囲であることを特徴とする請求項２または請求項７に記載の穴加工方法。
9. 刃長は、５．０〜６．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項２または請求項７に記載の穴加工方法。
10. 先端角は、１３０〜１４０°の範囲であり、刃長は５．０〜６．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項２または請求項７に記載の穴加工方法。
11. 所定のヒット数は、４０００ヒット以下であることを特徴とする請求項１に記載の穴加工方法。
12. 所定の回転数およびドリル送り速度は、回転数１２万rpmおよびドリル送り速度１３０〜２００ipm、または、回転数１０万rpmおよびドリル送り速度６０〜１８０ipmであることを特徴とする請求項１に記載の穴加工方法。
13. 被加工物は、ガラス繊維を含むものであることを特徴とする請求項１に記載の穴加工方法。
14. （１）（２）手順を２回繰り返して行った後、被加工物に穴開けを、３０００ヒットで行うことを特徴とする請求項１に記載の穴加工方法。
15. ドリル送り速度を４．２ｍ／min、または４．８ｍ／minとしたことを特徴とする請求項１４に記載の穴加工方法。

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