JP2011040485A - フィルム基材の打ち抜き方法及びその方法の金型 - Google Patents

Abstract

【課題】厚みが５０μｍ以下のフィルム基材に打ち抜き加工によって貫通孔を形成する場合に、金型による打ち抜き加工によって発生するバリを抑える打ち抜き方法を提供する。
【解決手段】パンチ２０とダイ２２を備える金型を用いたフィルム基材１０に貫通孔２ａを設けるフィルム基材１０の打ち抜き方法において、そのダイ２２におけるフィルム基材１０との接触面が樹脂層１であることを特徴とするフィルム基材１０の打ち抜き方法および金型。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＴＡＢ用テープキャリアなどの電子機器用部材に用いられるフィルム基材に貫通孔を形成する打ち抜き方法に関するものである。

例えば、ＴＡＢ用テープキャリアの製造方法は、まず、フィルム基材を成す絶縁性フィルムのベースフィルムに、デバイスホールやパイロットホールなどの貫通孔を金型によって連続的に打ち抜く。そして、その貫通孔を打ち抜かれたベースフィルムと銅箔とを貼り合わせた後、キュアを行う。ここで形成されるパイロットホールは、後の工程で搬送や位置決めとして使用される。

近年では、電子機器の小型化、薄型化に伴い、ＴＡＢ用テープキャリアも薄型化が要求されるようになってきている。そのために、使用するフィルム基材は、その厚みが従来７５〜１２５μｍであったのに対して、２５〜５０μｍの厚みの素材が使用されるようになってきているが、それに伴い薄いフィルム基材に貫通孔を打ち抜く場合、金型のパンチとダイとのクリアランスは片側で数μｍ程度（例えば２〜１０μｍ程度）と非常に狭く、打ち抜かれた貫通孔には長さが約５０μｍ程度のバリが発生する問題が増えてきた。

このような問題の解決に際して、形成されたバリ、そのものを除去する方法、あるいはバリの形成そのものを抑制する方法が提案されてきている。
例えば、前者では特許文献１に開示される、貫通孔の周囲に形成されたバリをレーザによって除去する方法がある。一方、後者では、ＴＡＢテープの構造により貫通孔のバリ形成を抑制するＴＡＢテープが特許文献２に開示されている。

特開平１１−１６３０５６号公報 特開２００３−１００８１４号公報

しかしながら、特許文献１に開示される形成されたバリを後工程により除去する方法では、バリ除去工程が加わることによる工程数の増加は、そのコスト面や生産性の点から、あるいは形成された許容値を越えるバリのすべてが除去されているかどうかの信頼性の点からも、より良い対応が望まれる。

一方、ＴＡＢテープの構造により貫通孔のバリ発生を抑制する特許文献２に開示される技術は、特定のＴＡＢテープには有効な技術ではあるが、一般的ではなく、その効果の範囲が特定されて狭いという問題点を抱えている。

このような状況の中で、本発明は、厚みが５０μｍ以下のフィルム基材に打ち抜き加工によって貫通孔を形成する方法において、金型による打ち抜き加工によって発生するバリを抑えることを可能にする打ち抜き方法を提供するものである。

本発明の第一の発明は、パンチとダイを備える金型を用いたフィルム基材に貫通孔を設けるフィルム基材の打ち抜き方法において、そのダイにおけるフィルム基材との接触面が樹脂層であることを特徴とするものである。
この樹脂層は、厚み５０〜１２５μｍの樹脂フィルムから構成されている。

本発明の第二の発明は、パンチとダイを備える金型を用いたフィルム基材に貫通孔を設けるフィルム基材の打ち抜き方法において、厚み５０〜１２５μｍの樹脂フィルムをダイのフィルム基材との接触面に載置して貫通孔を打ち抜き、次いで固定手段により貫通孔を設けた樹脂フィルムを、ダイのフィルム基材との接触面に固定し、固定された樹脂フィルム面上に連続してフィルム基材を載置して貫通孔を設けることを特徴とするものである。

パンチとダイを備え、フィルム基材に貫通孔を設けるフィルム基材の打ち抜き金型のダイにおけるフィルム基材の載置面が樹脂層であることを特徴とするフィルム基材の打ち抜き金型である。

本発明によれば、金属製の金型を用いた打ち抜き加工であっても、フィルム基材に設けられた貫通孔には、バリの発生が無い、あるいは非常に少ないフィルム基材を得ることができる。

本発明に係る打ち抜き方法を説明する図で、（ａ）はダイ上面に樹脂層を設けた状態の打ち抜き金型の概略断面図で、（ｂ）は打ち抜き金型にフィルム基材を載置した状態の概略断面図で、（ｃ）はフィルム基材に貫通孔を設けた状態の打ち抜き金型の概略断面図である。 本発明に係る金型のダイ上面に樹脂層を形成する方法の一例を説明する図で、（ａ）はダイ上面に樹脂フィルムを載置した状態の打ち抜き金型の概略断面図、（ｂ）は樹脂フィルムに貫通孔を設けた状態の打ち抜き金型の概略断面図、（ｃ）は貫通孔を設けた後に樹脂フィルムを打ち抜き金型に固定した状態を示す概略断面図である。 連続して貫通孔を形成する装置の構成概略図である。

通常、金属で作られる金型は、打ち抜くための刃（切れ刃）となるパンチおよびダイも金属、一般には工具鋼あるいは超硬合金等で製作されている。そして、金型による打ち抜き加工時には、パンチがフィルム基材に当たり、パンチが下降するにつれ、パンチ側とダイ側の両方からフィルム基材にクラックが生じるが、そのダイ側、パンチ側のクラック発生箇所の水平方向の位置が異なることから、フィルム基材を打ち抜いた時に、それらのクラックの会合部にはズレが生じ、その結果として打ち抜き加工部にバリが発生すると考えられる。

そこで、本発明では、金型を構成し、フィルム基材を打ち抜くための刃（切れ刃）である金属製のパンチおよびダイを図１に示すように、そのダイ２２のフィルム基材の載置面（以下、ダイ上面と称す）に樹脂層１を備える（図１（ａ）参照）。このダイ側では樹脂層１をフィルム基材１０と接触させる（図１（ｂ）参照）、すなわち切れ刃として用いることで、打ち抜かれるフィルム基材１０には、パンチ２０が当たる側からのみクラックを生じさせて打ち抜きを完了（図１（ｃ）参照）させることができ、その結果バリの発生が抑えられるものである。

この金型のダイ上面に設けられる樹脂層としては、適度な硬さ、耐磨耗性などの材料特性が要求されることは勿論であるが、樹脂層の厚みが、打ち抜き時のフィルム基材のバリ発生には大きく影響するもので、その厚みは５０〜１２５μｍが適当である。その厚みが５０μｍ未満でも、１２５μｍを超える場合においても、フィルム基材のバリ発生を抑制する効果が弱い。
なお、設けられる樹脂層の樹脂の種類としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、あるいはポリプロピレン（ＰＰ）などの樹脂フィルムを適宜選択すると良い。

ダイ上面への樹脂層の形成方法については、種々の方法により設けることができるが、一例として、図２を用いて説明すると、まず図２（ａ）のようにダイ２２上面を覆う大きさの樹脂フィルム１を準備し、金型のダイ２２上面に、その樹脂フィルム１を置く。その場合、貼り付けて固着してもよく、あるいは載せただけでも良い。

次に、プレス機を操作してパンチ２０を下死点まで下げることで、図２（ｂ）に示すように樹脂フィルム１に貫通孔２ａを形成する。そして、ダイ２２上面に樹脂フィルム１を載置したのみの場合には図２（ｃ）の黒矢印に示す固定部３のように、その樹脂フィルム１を固定手段によって金型に固定し、パンチ２０、ストリッパー２１を上げる。以上の操作により、金型のダイ２２上面に所定の貫通孔２ａを有する樹脂層１（樹脂フィルム）が形成される。

フィルム基材の貫通孔の打ち抜き加工は、図３に示すような装置により、ダイ上面に樹脂層が設けられた金型３３を用いて、フィルム基材を順次搬送して打ち抜き加工を行うことで、形成された貫通孔にはバリの発生が無い、あるいは非常に少ないフィルム基材を得ることができる。

以下に、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
まず、本実施例で用いた金型のダイ上面に樹脂層を設ける方法を示す。
フィルム基材にスプロケットホールを貫通孔として打ち抜く金型を準備する。その金型をプレス機に設置し、その位置調整を行う。次に、金型のダイ上面に樹脂フィルムを敷き、プレス機を操作して金型のパンチを下死点に移動させることにより、ダイ上面に載せられた樹脂フィルムに貫通孔を設ける。次いで、金型のストリッパーからはみ出している樹脂フィルムの端部をテープによって金型の下型に複数箇所固定し、貫通孔が形成された樹脂フィルムがズレないようにして、パンチを上死点まで上げる。

上記方法を用いて表１に示す樹脂層の各条件、すなわち樹脂の種類、樹脂の厚みを変えて、ダイ上面に所望の樹脂層を設けた金型を用いてフィルム基材の貫通孔打ち抜き試験を行った。

貫通孔打ち抜き試験の試験条件は、厚み３８μｍ、幅４７ｍｍのフィルム基材を、プレス機の回転数を毎分１２０ショットに設定して、５０００ショットの貫通孔打ち抜き加工を施した。

その評価は、５０００ショットの貫通孔打ち抜き加工から、ランダムに選んだ５００の貫通孔（スプロケットホール）を検査し、長さが４０μｍ以上あるバリの発生数を調査した。その結果を表１に示す。

表１からわかるように、樹脂層がＰＥＴフィルムの場合、厚みが５０μｍから１２５μｍの間（実施例１から実施例４参照）では、その発生率は０．０％であった。一方、厚みが１００μｍの時から、フィルム基材の切断面にはダレが見られ始め、厚みが２００μｍ（比較例１参照）では、打抜かれた形状が乱れる程にダレが生じ、著しくバリの発生も多くなり、その発生率は４０％を超えていた。
なお、表１に示したバリの発生率は、バリの長さが４０μｍ以上のものの場合であるが、実施例１では、より短い２０〜４０μｍのバリは、１．４％の発生率を示した。

樹脂層がＰＩフィルムの場合（実施例５から実施例８）では、ＰＥＴフィルムの場合と同じく、大きなバリの発生は無かった。そして１２５μｍの場合には、切断面にダレが生じていた。
樹脂層がＰＥＩフィルム（実施例９から実施例１２参照）、およびＰＰフィルムの場合（実施例１３から実施例１６参照）でも、樹脂層の厚みが７５μｍの場合にはバリの発生は無く、樹脂層の厚みが５０μｍ、１００μｍ、１２５μｍの場合でも、バリの発生率は１％以下に抑えられていることが表１から明らかである。

なお、樹脂層がＰＩフィルム、ＰＥＩフィルムおよびＰＰフィルムでは、その厚みが２００μｍの場合（比較例２から比較例４参照）、ＰＥＴフィルムの場合と同様にフィルム基材の打ち抜き形状が変形するため、後工程における画像処理での位置決めに問題が発生することから、使用不可能と判断しバリの発生率は測定しなかった。

一方、従来例として同じ金型を用いて、金型のダイ上面には何も設けずに、厚み３８μｍ、幅４７ｍｍのフィルム基材を、プレス機の回転数を毎分１２０ショットに設定して、５０００ショットの貫通孔打ち抜き加工を行い、ランダムに５００の貫通孔（スプロケットホール）を検査し、長さが４０μｍ以上あるバリの発生状況を調査した。その結果を表１に併せて示すが、そのバリの発生率は２．８％であった。

１ 樹脂層（樹脂フィルム）
２ａ 樹脂層の貫通孔
３ 樹脂層の固定部
１０ フィルム基材
２０ パンチ
２１ ストリッパー
２２ ダイ
３０ 送り出し部
３１ 巻取り部
３２ 搬送機構
３３ 金型
３４ プレス機

Claims (4)

1. パンチとダイを備える金型を用いたフィルム基材に貫通孔を設けるフィルム基材の打ち抜き方法において、
   前記ダイにおけるフィルム基材との接触面が樹脂層であることを特徴とするフィルム基材の打ち抜き方法。
2. 前記樹脂層が、厚み５０〜１２５μｍの樹脂フィルムからなることを特徴とする請求項１に記載のフィルム基材の打ち抜き方法。
3. パンチとダイを備える金型を用いたフィルム基材に貫通孔を設けるフィルム基材の打ち抜き方法において、
   厚み５０〜１２５μｍの樹脂フィルムを前記ダイのフィルム基材との接触面に載置して貫通孔を打ち抜き、次いで固定手段により貫通孔を設けられた前記樹脂フィルムを前記ダイのフィルム基材との接触面に固定し、固定された前記樹脂フィルム面上に連続してフィルム基材を載置して貫通孔を設けることを特徴とするフィルム基材の打ち抜き方法。
4. パンチとダイを備え、フィルム基材に貫通孔を設けるフィルム基材の打ち抜き金型において、
   前記ダイにおけるフィルム基材の載置面が樹脂層であることを特徴とするフィルム基材の打ち抜き金型。