JP2512600B2

JP2512600B2 - 多軸穿孔装置

Info

Publication number: JP2512600B2
Application number: JP2140674A
Authority: JP
Inventors: 政計柿本; 一誠中原; 和彦伊藤; 賢治佐藤
Original assignee: YUU EICHI TEII KK; Sumitomo Metal Ceramics Inc; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: YUU EICHI TEII KK; Nippon Steel Corp; Nippon Steel and Sumikin Electronics Devices Inc
Priority date: 1990-05-29
Filing date: 1990-05-29
Publication date: 1996-07-03
Anticipated expiration: 2011-07-03
Also published as: JPH0435894A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は回路基板又はその素材シートなどのワーク、
特に滑り抵抗の大きい例えばセラミックグリーンシート
の様なワークを移動させて位置合わせしながら、同ワー
クに複数の孔を同時に連続的に効率よく開孔するのに好
適な多軸穿孔装置に関する。

（従来の技術） ICチップ基板には樹脂製とセラミック製とがあり、電
気的導通を確保するため、スルーホール加工が一部品種
においてなされ、前者はドリリング法が、後者はパンチ
ング法が一般的である。

セラミックスにおけるスルーホール加工はセラミック
スグリーンシート段階においてなされる。スルーホール
は微小径（普通0.1〜0.4φ）で、且つ高密度（普通、数
個〜10数個/cm²）、高精度（普通、±10〜数10μ）、多
数（普通、数100〜数1000個／チップ）であり、導電性
能確保のため打抜き屑はワークから完全に除去されなけ
ればならない。又、スルーホールのパターンは基本的に
装着されるチップによって異なる。

そして、このように微小径，高密度，高精度，多数で
あるスルーホールを穴あけするのに従来は次の方法によ
って行なっている。

従来技術Ｉスルーホールのパターンに準じ、あらかじめ精密にパ
ンチを配置固定した可動型と受孔を開孔したダイスと通
孔を開孔したストリッパーとからなるプレス成形型を用
意し、ワークをストリッパーとの間のダイステーブル面
に乗せた後、受孔の下側から吸気しながらワークに向け
て可動型およびストリッパーを降下させ、スルーホール
（場合により異種穴を含む）を一度に全数打抜き加工す
る。

従来技術II スルーホールのパターンに準じ、あらかじめ精密にパ
ンチを列状に（１〜十数列分）配置固定した可動型と受
孔を有するダイスと通孔を有するストリッパーとからな
るプレス成形型と、ワークの位置決め要素で構成され、
この他軸穿孔装置におけるストリッパーとの間のダイス
テーブル面にワークを乗せた後、受孔の下側から吸気し
ながら、位置決め要素にてワークを位置決めし、可動型
およびストリッパーを降下させスルーホールを打抜き加
工する。

従来技術III パンチを一列に配置すると共にパンチの選択機構を備
えた可動型と受孔を有するダイスと通孔を有するストリ
ッパーとからなるプレス成形型と、ワークの位置決め要
素とで構成され、この多軸穿孔装置（出願人が提案して
いる特開昭63−274114号参照）におけるストリッパーと
の間のダイステーブル面にワークを乗せた後、受孔の下
側から吸気しながらスルーホールのパターンに対応して
パンチを選択機構により選択すると共に位置決め要素に
てワークを位置決めし、可動型およびストリッパーを降
下させて、スルーホールを一列づつ打抜き加工する。

斯様に、いずれの装置においても導電性能確保のため
に、受孔の下側から吸気し続けながらワークを打抜き位
置に移動させて打抜きして、打抜き屑を完全に吸引除去
するようにしている。

（発明が解決しようとする問題点）ところが前記した従来装置では、吸気をその打抜き時
はもとよりワークの移動時も含めて終始継続しているた
め、その吸引力が受孔を通じてワークに働いて、ワーク
はテーブル面に吸いつけられて移動がスムーズにいかな
いという問題点がある。

しかも、ワークが滑り抵抗の高い変形し易いセラミッ
クグリーンシートである場合、ワーク自体の滑り抵抗力
と前記の吸引力による吸着力とが相乗して、ワークの移
動性がさらに悪化している。

この問題は打抜き位置へのワークの位置合わせを困難
にして、又ワークの変形により精度及び打抜き能率の低
下を招いている。

この点、吸引力をワークにおよばない程度に弱めて調
整することも考えられるが、その程度の吸引力では打抜
き屑を完全に吸引除去することが困難になって、導電性
能を確保できなくなる恐れがある。

本発明者はこのような事情を考慮して鋭意研究を進め
た結果、打抜き中のみ吸引して、これ以外の否打抜き中
のあいだは給気して加圧することにより、打抜き屑が完
全に吸引除去され、しかも給気の加圧力によってワーク
とテーブル面との間の吸着力が弱められることを見出
し、本発明を完成したものである。

本発明はワークが滑り抵抗の高いセラミックグリーン
シート等である場合にも、位置合わせをスムーズにでき
て且つ打抜き屑を完全に吸引除去することのできる多軸
穿孔装置を提供するにある。

（問題点を解決するための手段）本発明の多軸穿孔装置では、ワークホルダーが載乗可
能なテーブル面に複数の受孔を有するダイスと、テーブ
ル面に向けて移動自在に対峙して、複数のパンチを前記
受孔と同軸線上に並設した可動型と、可動型にテーブル
面と対向状に圧縮バネを介して取付けられて、複数の通
孔を前記受孔およびパンチと同軸線上に介孔しているス
トリッパーとからなる多軸穿孔装置において、前記ダイ
スの各受孔の下側に打抜き屑落下室を連通形成すると共
にこの打抜き屑落下室に打抜き時に運転する吸気要素
と、否打抜き時におけるワーク移動時に運転して打抜き
屑落下室を加圧する給気要素を接続してなる構成とした
ことを特徴とする。

さらに詳しくは、複数のパンチは固定のもの、或いは
その軸線方向に移動自在で、選択機構によりスルーホー
ルのパターンに準じて穿孔可能位置と穿孔不可能位置と
に調整自在であるものでも良い。

又、吸気および吸気の両要素の運転と可動型の作動の
タイミングは、可動型と両要素を伝達機構或いはコンピ
ュータで連絡して、適時運転・作動するようにしてい
る。

（作用）可動型が下降して打抜き開始すると、吸気要素が運転
して打抜き屑落下室を負圧にし、パンチにより打抜かれ
た屑を吸引してワークから完全に除去する。この間、給
気要素は運転を停止している。

そして、可動型が上昇して打抜き終了すると吸気要素
も停止し、代わりに給気要素が運転して打抜き屑落下室
を加圧し、受孔から高圧空気を流出してテーブル面に対
するワークの吸着力を弱める。

この間に、ワークは次の打抜き位置に移動されて位置
合わせされる。

次いで、再び可動型が下降して、前記の工程を繰返
す。

それにより、ワークの位置合わせがスムーズで且つ打
抜き屑がワークから完全に除去される。

（実施例）以下図面を参照して本発明の実施の一例を詳細に説明
する。

図中Ａは多軸穿孔装置であり、略コ形状のフレーム１
の下側にはダイス２が、上側には昇降要素３が夫々備え
られていて、昇降要素３には可動型４がシリンダー５の
駆動力を受けて上下に昇降自在に備えられ、又、可動型
４における下側にはストリッパー６がダイス２と対峙状
に備えられている。

ダイス２はその上面にテーブル面７をワークホルダー
８よりも幅広に形成していて、このテーブル面７幅内に
ワークホルダー８が載乗し得るようにしている。又、テ
ーブル面７にはその幅方向に定間隔をおいて受孔９…を
開口して下部の打抜き屑落下室10と連通させている。

そして、打抜き屑落下室10には吸気要素11と給気要素
12が接続している。この吸気要素11は電磁弁13を経て打
抜き屑落下室10に接続していて、打抜き時に電磁弁13が
開弁して、給気要素12側の後述せる電磁弁15が閉弁して
いる間に、吸気ポンプ14の吸気力によって打抜き屑落下
室10を負圧化して、受孔９を通じてワークＷから打抜き
屑を吸引除去するようにしている。給気要素12は電磁弁
15を経て打抜き屑落下室10に接続していて、否打抜き時
に電磁弁15が開弁して、吸気要素11側の電磁弁13が閉弁
している間、給気ポンプ16の給気力によって打抜き屑落
下室10を加圧して、受孔９を通じてテーブル面７上のワ
ークＷい高圧空気を給気し得るようにしている。又、両
要素11,12の運転はコンピュータにより制御されてい
る。

可動型４は前記ダイス２と略同幅の広幅であり、その
左右に垂設したガイド軸17,17をストリッパー６左右の
孔18,18を貫通してダイス２左右の孔19,19に挿入してい
てダイス２を基準に可動型４およびストリッパー６が昇
降するようにしている。

そして、可動型４はその幅方向に定間隔をおいてパン
チ取付孔20…を開口するとともに該孔20上端が通じる空
間部21を形成し、前記取付孔20…をダイス２の受孔９…
の軸線上に配置せしめている。

又、可動型４は各取付孔20に夫々パンチ22を上下摺動
自在に装着すると共に各パンチ22を上向きに付勢せしめ
るスプリング23を設け、各パンチ22はその上部を空間部
21内に突出させ、その上端に拡大頭部22aを形成してい
て、この拡大頭部22aを通じて位置設定機構24と連絡し
ている。

ストリッパー６はダイス２と略同幅の広幅であり、可
動型４との間に複数の圧縮バネ25を介在させて、可動体
４の昇降動を緩衝するようにしている。

又、ストリッパー６はその幅方向に定間隔をおいて通
孔26…を開口すると共に各通孔26が受孔９およびパンチ
22と同軸線上に位置するよう配置している。このストリ
ッパー６は穴あけ時に下降した際にワークＷを跨いでワ
ークホルダー８上面に当接するようにしていて、ワーク
Ｗとの間に微少間隔を保ち得るようにしている。

位置設定機構24は可動型４の背面部に各パンチ22と組
になって設置されており、エアシリンダー27とそのロッ
ド27aに連結したカム28とにより構成され、このカム28
を前記空間部21内の各パンチ22の頭部22aに乗った状態
に配置させている。

カム28はロッド27a後退時には斜め上に引いて、パン
チ22が上限位置にスプリング23で付勢されて上がってい
る状態に配置され、ロッド27a前進時に斜め下に繰出し
て、パンチ22を下限位置に押下げるようにしている。

すなわちエアシリンダ27のロッド後退時においてパン
チ22は、その下端がストリッパー６の通孔26内に没入し
た状態の上限位置に設定され、ロッド前進時においてパ
ンチ22はその下端が前記通孔26より下方に突出した状態
の下限位置に設定される。

そしてパンチ22が下限位置にある場合は、その状態か
ら可動型４が下降したときにパンチ22がワークＷを貫通
してダイス２の受孔９に挿入し、すなわちワークＷに穿
孔を施こし、パンチ22が上限位置にある場合は、可動型
４が下降してもパンチ下端がワークＷへ到達せず穿孔し
得ない。

上記エアシリンダ27…の動作はコンピュータにより制
御され、それにより各パンチ22…の上限又は下限位置が
個別に設定され、ワークＷの穿孔パターンに応じたパン
チ22…の穿孔可能な配列を得ることができる。

尚、受孔９数が比較的少、ワークＷの滑り抵抗が比較
的低、張力変形しにくい、又、受孔９径が小径等の条件
により、給気要素12,15,16を省略し、電磁弁13と吸気要
素11により吸引力制御を行っても、又吸気側電磁弁13を
省略し、給気要素12,16、電磁弁15及び吸気要素11,14に
より吸引力制御を行っても可能である。

上記エアシリンダ27に代えてソレノイドを使用するこ
とも可能である。

上記実施例においては、ストリッパー６の底面をワー
クホルダー８幅よりも幅広く水平状とする一方、ワーク
ホルダー８における枠上面8a高さを枠内のワーク取付面
8b上のワークＷよりも若干上回る比に形成して、枠上面
8aに当接した状態のストリッパー６とワークＷとの間に
微少間隔が確保されるような構成としたが、これに限ら
ず、たとえばストリッパー６における底面を枠上面8a内
幅分凹ませて形成して、ストリッパー６が枠上面8aに当
接した後もワークＷとの間に微少間隔が確保されるよう
に構成しても良く、この場合、枠上面8aはワークＷより
も低くとも支障ない。

次表は、滑り抵抗が大きく且つ加圧変形を生じる性質
を持つ厚さが0.6mm前後のセラミックグリーンシートか
らなるワークＷを対象に、本発明の前記実施例の多軸穿
孔装置Ａと、同装置Ａにおける給気要素12の運転を止め
且つストリッパーをワークに当接する構成のものに代え
て、穴あけテストした比較結果を示している。尚、打抜
き精度および打抜き能率についてはテスト結果の比較の
ため、比較基準として、厚さが0.3mmのセラミックグリ
ーンシートを汎用１軸穿孔装置で穴あけしたものにし
た。又、打抜き孔の測定は専用穴座標測定器により行な
った。

表１に示されている通り、位置合わせを迅速に能率よ
く行えた。

表2,3に示されている通り、複数の孔あけを同時に高
精度且つ高速で打抜けた。

すなわち、位置合わせから穴あけまで高度の穴精度を
保ちながら能率よく生産し得た。

（発明の効果）したがって本発明によれば次の利点がある。

滑り抵抗が大きいセラミックグリーンシート等のワー
クについても、その穴あけのための位置合わせを迅速に
能率よく行なうことができる。

複数の穴あけを、移動させて位置合わせしながら連続
的に効率よく開孔することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多軸穿孔装置の実施の一例を示す正面
図で一部切欠する。第２図は側面図で一部切欠する。第
３図は要部の断面図。第４図は穴あけ加工とワークの位
置合せと吸気ガスと給気ガスのタイムチャートである。図中Ｗはワーク２はダイス４は可動型６はストリッパー７はテーブル面８はワークホルダー９は受孔 10は打抜き屑落下室 11は吸気要素 12は給気要素 22はパンチ 25は圧縮バネ 26は通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中原一誠愛知県名古屋市緑区鳴海町字伝治山３番地鳴海製陶株式会社内 (72)発明者伊藤和彦愛知県名古屋市緑区鳴海町字伝治山３番地鳴海製陶株式会社内 (72)発明者佐藤賢治大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークホルダーが載乗可能なテーブル面に
複数の受孔を有するダイスと、テーブル面に向けて移動
自在に対峙して、複数のパンチを前記受孔と同軸線上に
並設した可動型と、可動型にテーブル面と対向状に圧縮
バネを介して取付けられて、複数の通孔を前記受孔およ
びパンチと同軸線上に開孔しているストリッパーとから
なる各軸穿孔装置において、前記ダイスの各受孔の下側
に打抜き屑落下室を連通形成すると共にこの打抜き屑落
下室に打抜き時に運転する吸気要素と、否打抜き時にお
けるワーク移動時に運転して打抜き屑落下室を加圧する
給気要素を接続してなる多軸穿孔装置。