JP2634032B2 - 穿孔装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、接近した関係にある様
々な形状の孔を薄板状物等のワークに穿孔することがで
きる穿孔装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】配線基板、可撓性フィルム、金属箔等の
所定位置に丸孔、角孔、楕円形孔等を穿孔する穿孔装置
として、特開昭６３−２６７１９５号公報に開示したも
のが知られている。この先行技術は、コ形をした支持杆
の上半部と下半部に夫々相対してパンチとダイスとを備
えたパンチユニットをパンチとダイスとが基準面を挟む
ように対向させてＸ軸方向に一列に複数個並列状にセッ
トし、そのパンチユニット各々に形状を異にするパンチ
を装設しておき、ワークの移動とパンチの作動とを制御
してパンチを打動するようにして、各々のパンチで同じ
形状の孔を次々に穿孔して全体として配線基板、可撓性
フィルム、金属箔等のワークに様々な形状の孔を多数穿
孔するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】今日半導体チップ等の
精密機器は更に精密化、小型化しており、そのことを原
因としてワークのサイズ、孔間隔、孔の大きさどれをと
ってもより小形で緻密化する現況にある。しかし、上述
する穿孔装置では形状を異にするパンチユニットに形状
を異にするパンチを一個宛別々に支持した構造になって
いるため、ワークに散在する色々な形状の孔を穿孔する
穿孔能率に自ずと限界があるし、同じ形状の孔多数を穿
孔するのにも時間がかかり、ワークの種類によって異な
る穿孔パターンに応じた使用にも限度がある。また、こ
の穿孔装置では、微細径のパンチを貫通孔にメタルガイ
ド方式でもって摺動可能に嵌挿したギャングダイと呼称
されるものがある。。このギャングダイは、パンチ自体
を接近して開孔した貫通孔に面接触するように上下動可
能に嵌挿する構造を採っており、ピッチ間隔が接近した
微細孔の孔開け加工が可能である。しかし、面接触によ
って摺動抵抗が大きくなる。そのため、クリアランスを
パンチと支持部に開孔した貫通孔との間に確保する必要
上、パンチがそのクリアランスによって傾斜する結果、
直進性が悪くなり、精度の良い穿孔が行えない問題があ
るし、早い折損を招くことになる。逆にクリアランスを
小さくすると、摩擦面で問題が惹起し、微細孔の連続穿
孔が行えなくなる。

【０００４】本発明は、従来事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、同一形状の多孔の集中穿孔や
形状を異にする多孔の集中穿孔、異なる径の孔ごとに一
個宛順次していく基本穿孔等バラエティーに富んだ穿孔
がワークの穿孔パターンによって選択でき、しかもパン
チの直進性及び耐久性を向上させることによって、ワー
クの穿孔パターンに合わせた高精度な微細孔の穿孔が行
える穿孔装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に講じた技術的手段は、請求項１は、任意形状のパンチ
を交換可能に備えた穿孔具、その穿孔具を近接して多数
本縦横列上に支持する穿孔具ホルダー、各穿孔具に別々
に連絡されそのパンチを選択打動させる駆動源、パンチ
と対向して基準面に交換可能に設けられたダイス、ワー
クを掴持して基準面に沿ってＸ、Ｙ方向に移動させる移
動部、所要のデータに基づいて前記移動部と所望パンチ
の打動とを制御して所望の穿孔位置で所望のパンチを打
動させる制御部とを備えてなり、上記穿孔具ホルダー
は、大径孔部と小径孔部とを同心をもって連続させた嵌
挿孔を備えると共に、リテーナーを備え、該リテーナー
は、大径筒部と小径筒部とを連設する筒状を呈し大径筒
部と小径筒部各々に内外に突出して微細径のボールを散
在状で且つ回転可能に支持してなり、そのボールが上記
穿孔具ホルダーの大径孔部内周面、小径孔部内周面に摺
接可能となるようにリテーナーを内嵌し、前記穿孔具
は、パンチを有するプランジャーを大径軸部、小径軸部
とを連設した外観形状に形成し、そのプランジャーの大
径軸部と小径軸部とを前記ボールを僅かに弾性変形させ
た状態でリテーナーの大径筒部、小径筒部に摺動可能に
内嵌させたことを要旨とする。請求項２は、請求項１記
載のパンチのその直径、長辺長さまた短辺長さを100ミ
クロン以下にしたことを要旨とする。

【０００６】

【作用】上記技術的手段によれば、下記の作用がある。 （請求項１）制御部の所要データによる穿孔位置、パン
チの形状に基づいて移動部の移動と各パンチを選択打動
させる駆動源とを制御する。そのため、制御部の制御に
よって所望するパンチ直下に所望穿孔位置が位置するよ
うにそのワークを移動部がＸ方向、Ｙ方向に移動させ、
またそのパンチはワークの所望穿孔位置が直下に位置す
るとその位置に所望の形状の孔を穿孔する。各パンチは
近接して多数本縦横列に支持され、交換可能であるた
め、同じ形状の孔の集中穿孔は元より、異なる径の孔の
集中穿孔、異なる形状の孔を一個宛順次穿孔する等の穿
孔作業を所要データに基づいてワークの穿孔パターンに
合わせて行うことが可能となる。また、パンチ打動時の
プランジャーの案内をリテーナーの上下２か所周りに点
在されてそのプランジャーで僅かに弾性変形される微細
径のボールとの点接触で行い、また、パンチ打動時のリ
テーナーの案内を穿孔具ホルダーの大径孔部内周面と小
径孔部内周面に対するそのボールとの点接触で行う。故
にリテーナーは穿孔具ホルダーに対して、プランジャー
はリテーナーに対して各々点接触による小さな打動抵抗
で滑動しパンチング時において傾斜のない直進運動を繰
り返す。 （請求項２）従来例のようなクリアランスがなく、高い
直進性故にパンチが100ミクロン以下であっても傾斜に
よって折れることがない。

【０００７】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したから、下
記の利点がある。 （請求項１）縦横列に多数支持した複数種のパンチの中
から打動するパンチを選択できるようにしているから、
ワークの穿孔パターンに最適なパンチング作業が短時間
で且つ効率的に行える。しかも、パンチを縦横列に近接
して多数支持して穿孔過程でのワークの移動量が少なく
なるようにしているから、高速打動が可能となり、パン
チング作業の大幅なアップを図ることができ、ピッチ間
隔が小さい穿孔に最適である。また、プランジャーはリ
テーナーに対して、リテーナーは穿孔具ホルダーに対し
て夫々ボールの点接触による少ない抵抗で上下方向に円
滑にガイドされて、負荷が少ない軽快な打動と安定した
高い直進性とを兼備できるようになり、微細径のパンチ
であっても高い直進案内性を発揮する。よって、微細径
の高精度な連続穿孔を可能にする。 （請求項２）請求項１の構成を備えた結果、パンチが10
0 ミクロン以下のもの、詳細には現存する30ミクロン程
度のものでも高い直進性故に折損するようなことがな
く、極微細径のパンチでもって耐久性を劣化させずに連
続穿孔が行える。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１乃至図４は本実施例穿孔装置を示し、符号Ａ
は穿孔装置である。

【０００９】穿孔装置Ａは、機台１、作業テーブル２、
機台１と一体的に備えた穿孔具ホルダー３、その穿孔具
ホルダー３で着脱可能に支持される穿孔具４、Ｘ移動機
構5a、Ｙ移動機構5bに連係されワーク100 を掴持してＸ
方向、Ｙ方向に移動させる移動部５、穿孔具４に連絡し
たエアーの駆動源６、制御部７等からなっている。

【００１０】穿孔具ホルダー３は、図１に示すように中
間部にワーク100 の搬送空間102 を確保した正面視コ型
の支持杆13の上半部先端に設けられており、その支持杆
13の下半部13a を機台１の一側部分に固定すると共に穿
孔具ホルダー３に対向して支持杆13の下半部13b の先端
に作業テーブル２が配設されている。

【００１１】機台１は、その上面にＸ移動機構5a、Ｙ移
動機構5bに連係されワーク100 を掴持してＸ方向、Ｙ方
向に移動させる移動部５を備えている。

【００１２】Ｘ移動機構5aは、図２に示すようにＹ方向
に平行する２本の案内部15、15に跨がって嵌合された台
25一側端にサーボモータ35を取付け、該サーボモータ35
を台25上他側端で回転可能に軸支されたネジ45に連結す
ると共に、そのネジ45にワークホルダー55a を有する移
動体55を螺嵌して構成して、サーボモータ35の駆動によ
るネジ45の回転で移動体55がＸ方向に移動させるように
なっており、またＹ移動機構5bは、機台１に設けたサー
ボモータ65に連結するネジ75を上記台25に螺嵌して構成
して、サーボモータ65の駆動によるネジ75の回転で台25
自体が案内部15、15上をＹ方向に移動させるようになっ
ている。

【００１３】穿孔具ホルダー３は、前記支持杆13の上半
部13b 先端に設けたブラケット９に下面に固定してな
り、ブラケット９に開孔され上端内面に取付ネジ19a を
螺設した連結孔19に連通する連通孔23を互いに接近させ
た状態で縦横列に多数開孔し、その連通孔23にスリーブ
33を嵌着固定してそのスリーブ33内に穿孔具４用の嵌挿
孔43を形成している。尚、嵌挿孔43は図面では碁盤目状
に互いに接近させて開孔しているが、これに限定される
ものではなく、縦横列に一列ではなく間隔をおいて不規
則に開孔してあっても良いものである。

【００１４】嵌挿孔43は、上下に連通して大径孔部43a
と小径孔部43b とを形成し、その大径孔部43a と小径孔
部43b との間に第１戻しバネ10を載置する段部43c を段
設形成している。

【００１５】穿孔具４は、シリンダ14の上部開口を閉塞
し、該シリンダ14内をエアーの駆動源６に連絡すると共
にシリンダ14の下部開口を上記取付ネジ19a に螺合する
外ネジ44a を有する閉塞金具44で被蓋し、シリンダ14内
部にシリンダロッド54を閉塞金具44から突出させて摺動
可能に嵌挿し、そのシリンダロッド54の頭部54a と閉塞
金具44との間に第２戻しバネ11を介在し、そのシリンダ
ロッド54先端にカップリング64を介してハンマー74を接
続し、そのハンマー74にパンチ12を備えたプランジャー
機構84を取付けた構造になっている。

【００１６】プランジャー機構84は、上端開口にハンマ
ー74の外周面に螺合する接続ネジ94a を有し、下端にパ
ンチ12の支持孔94b を備えた内部中空なプランジャー94
と、そのプランジャー94を上下方向に案内するリテーナ
ー104 と、プランジャー94で支持されるパンチ12とを備
えている。

【００１７】リテーナー104 は、前記嵌挿孔43の大径孔
部43a に対応する大径筒部104a、小径孔部43b に対応す
る小径筒部104bとを連設した筒状を呈し、その大径筒部
104aと小径筒部104bとに微細径のボール105 …を内外に
突出させて散在状で且つ回転可能に支持してなり、その
大径筒部104aと小径筒部104bとの境界段部104cと前記段
部43c との間に前記第１戻しバネ10が介在されている。

【００１８】前記ボール105 …は０．６ｍｍ程度の直径
を有する鋼球であり、リテーナー104 の内外周面から内
側及び外側に向けて０．１ｍｍ程度突出させた状態で回
転可能に支持してある。

【００１９】プランジャー94は、上端開口内周を前記ハ
ンマー74に螺合させると共に下端域にパンチ12の支持孔
94b を開孔した中空状とし、上記リテーナー104 の大径
筒部104a、小径筒部104bに対応して上半部に大径軸部94
c を、下半部に小径軸部94dを連続形成した外観形状に
なっており、下端にストリッパー22を備えている。

【００２０】パンチ12は、パンチ径を100 ミクロン以下
を主とし、上記支持孔94b に嵌合され、プランジャー94
の外側から横設した止め孔94e に螺合する止めネジ94f
で先部をプランジャー94から突出させた状態で止めてあ
る。

【００２１】前記するリテーナー104 は、そのボール10
5 …が嵌挿孔43の大径孔部43a 内周面、小径孔部43b 内
周面に摺接可能となるように内嵌され、前記プランジャ
ー94は、その大径軸部94c と小径軸部94d が前記ボール
105 …を僅かに弾性変形させた状態でリテーナー104 の
大径筒部104a、小径筒部104bに摺動可能に内嵌され、前
記スリーブ33上端内面に突設したストッパー33a で上方
に抜けないようになっている。

【００２２】尚、本実施例ではパンチ12間隔を12．5 ｍ
ｍにしている。

【００２３】また、プランジャー機構84には、シリンダ
ロッド54、ハンマー74に連続してプランジャー94内に連
通するエアー流路114 を形成すると共に、前記支持孔94
b の回りにパンチ12に沿う小空気路124 を設け、その小
空気路124 の出口124aをプランジャー94下端で開口して
打動用のエアーの一部がエアー流路114 、小空気路124
を介してストリッパー22内に入り込むようになってい
る。

【００２４】ストリッパー22は、軟質樹脂等の弾性材料
で袋状に形成され、パンチ12及び小空気路124 の出口12
4aを包囲するようにして開放縁をプランジャー94下端に
係脱可能に係止され、パンチ12に対向する底部分にパン
チ孔22a を開孔している。

【００２５】作業テーブル２は、上面をワーク100 の移
動する基準面とし、パンチ12と対向して多数のダイス12
ａが交換可能に面一状に嵌合され、そのダイス12ａの打
ち抜き孔12ｂは打ち抜きチップを回収するバキューム装
置（図示せず）に連絡されている。

【００２６】斯様な構成になっている穿孔具４は、エア
ーの駆動源６を作動させると、圧搾エアーによってシリ
ンダロッド54が押動されプランジャー94が下降して制御
部７にプログラムによって記憶されているワーク100 の
所定穿孔位置を打ち抜く。また、ワーク100 で圧潰され
てパンチ孔22a が閉孔されることと併行してストリッパ
ー22内部に圧搾エアーの一部がエアー流路114 、小空気
路124 を介して進入し、穿孔具４復動時に開くパンチ孔
22a からワーク100 裏面に付着する付着チップに向けて
内部に留保された高圧エアーを一気に噴き出してその付
着チップをダイス12a の打ち抜き孔12ｂから落下させ
る。更に、パンチ12の打動に伴うプランジャー94の案内
は、リテーナー104 の上下２か所周りに点在されてその
プランジャー94で僅かに弾性変形（数ミクロン程度）さ
れる微細径のボール105 …との点接触で行われ、その時
のリテーナー104 の案内は、嵌挿孔43の大径孔部43a 内
周面と小径孔部43b 内周面に対するそのボール105 との
点接触で行われ、パンチ12は小さな打動抵抗で滑動して
傾斜のない直進運動を繰り返す。

【００２７】前記駆動源６は、電磁弁（図示せず）で所
望の穿孔具４にエアーを選択供給可能になっている。

【００２８】前記した移動部５、駆動源６は制御部（マ
イクロコンピューター）７に連絡されている。

【００２９】この制御部７は、予めＲＡＭに記憶されワ
ーク100 の穿孔位置データ、各穿孔位置打動時のパンチ
形状のデータ、基準点から所定パンチ直下にワーク100
を移動させる移動部５の移動、停止データに基づいて制
御するようになっている。即ち、移動部５でワーク100
を移動させながら複数本の同一形状のパンチ12…を時間
差をおいて打動して、ピッチ間隔が同じ同一形状の穿孔
やピッチ間隔が異なる同一形状の穿孔を集中して行った
り、同様にワーク100 を移動させながら複数本の異なる
形状のパンチ12…で時間差をおいて打動して、形状が各
々異なる孔の集中穿孔等をプログラムの入れ替えで行う
ことができるし、所定穿孔位置（丸孔用穿孔位置）101
に丸孔だけをその穿孔に該当するパンチ12で穿孔し、次
に角孔、更に小丸孔、その後、楕円孔という具合に順次
ワーク100 を移動部５で移動させながら一個宛穿孔して
いくことも勿論できる。

【００３０】また、上記データはティーチングによって
行っても良いものである。この場合には作業テーブル２
サイド上において穿孔具４群に隣設して設置したオフセ
ット顕微鏡200 によって行う。穿孔マーク101 とパンチ
形状のティーチングを行うには、ワーク100 を基準点か
らＸ方向、Ｙ方向に移動させながら各穿孔マーク101 を
オフセット顕微鏡200の中心に順次合わせた状態でその
穿孔マーク101 に穿孔する孔形状に該当する形状のパン
チ12…のティーチングとそのティーチングされたパンチ
12のみが打動するように駆動源６の制御を選択的にティ
ーチングしていく。尚、前記オフセット顕微鏡200 の代
わりにＣＣＤとそれに連絡する画像処理装置とを使用し
て穿孔マークの反射像を画像処理装置で２値化すると共
に、その２値化画像をモニタ画面上で探査して中心を検
出するようにしても良い。また、制御部７は、各パンチ
中心との位置関係を基に、上記オフセット顕微鏡200 中
心にてティーチングされた各穿孔マーク101 を、ティー
チングされた所定形状の孔を穿孔するパンチ12直下まで
移動させるために必要なＸ方向及びＹ方向への移動距離
を算出し、この計算結果を基に各穿孔マーク101 が所定
形状のパンチ12直下に移動した時にその該当するパンチ
12を選択打動させることができるようになる。

【００３１】このように本発明の実施例では、30ミクロ
ン乃至100 ミクロン径や同大きさの短辺、長辺を有する
高い直進性を発揮する集束されたパンチ12群の内から所
要のデータで記憶された選択順に打動して、移動部５が
ティーチングの通りにＸ、Ｙ方向に移動しながら所定の
穿孔位置や穿孔マーク101 に自動的に穿孔していくもの
であるから、ピッチ間隔を小さくする様々な形状の微細
径の孔を高速穿孔することができ、その都度パンチ12や
ワーク100 裏面に付着するチップを確実に剥離すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】穿孔装置の正面図。

【図２】同平面図。

【図３】取付け状態の穿孔具の部分拡大断面図。

【図４】穿孔状態を示す穿孔具の部分拡大断面図。

【符号の説明】

Ａ ：穿孔装置 ４ ：穿孔具 12 ：パンチ ３ ：穿孔具ホル
ダー ６ ：駆動源 12a ：ダイス 100 ：ワーク ５：移動部 101 ：穿孔マーク ７：制御部 104 ：リテーナー 43a ：大径孔部 43b ：小径孔部 104a：大径筒部 104b ：小径筒部 105 ：ボール 94 ：プランジャー 94c ：大径軸部 94d ：小径軸部 43：嵌挿孔

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意形状のパンチを交換可能に備えた穿
   孔具、その穿孔具を近接して多数本縦横列上に支持する
   穿孔具ホルダー、各穿孔具に別々に連絡されそのパンチ
   を選択打動させる駆動源、パンチと対向して基準面に交
   換可能に設けられたダイス、ワークを掴持して基準面に
   沿ってＸ、Ｙ方向に移動させる移動部、所要のデータに
   基づいて前記移動部と所望パンチの打動とを制御して所
   望の穿孔位置で所望のパンチを打動させる制御部とを備
   えてなり、上記穿孔具ホルダーは、大径孔部と小径孔部
   とを同心をもって連続させた嵌挿孔を備えると共に、リ
   テーナーを備え、該リテーナーは、大径筒部と小径筒部
   とを連設する筒状を呈し大径筒部と小径筒部各々に内外
   に突出して微細径のボールを散在状で且つ回転可能に支
   持してなり、そのボールが上記穿孔具ホルダーの大径孔
   部内周面、小径孔部内周面に摺接可能となるようにリテ
   ーナーを内嵌し、前記穿孔具は、パンチを有するプラン
   ジャーを大径軸部、小径軸部とを連設した外観形状に形
   成し、そのプランジャーの大径軸部と小径軸部とを前記
   ボールを僅かに弾性変形させた状態でリテーナーの大径
   筒部、小径筒部に摺動可能に内嵌させたことを特徴とす
   る穿孔装置。
2. 【請求項２】 上記パンチのその直径、長辺長さまた短
   辺長さを100 ミクロン以下にしたことを特徴とする請求
   項１記載の穿孔装置。