JP3215369B2 - 打ち抜きパンチ及び板状材料 - Google Patents

打ち抜きパンチ及び板状材料

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0044Mechanical working of the substrate, e.g. drilling or punching
    • H05K3/005Punching of holes
    • HELECTRICITY
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    • H05K3/0052Depaneling, i.e. dividing a panel into circuit boards; Working of the edges of circuit boards

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、プリント基板や
複合基板等の板状材料の外形抜き、スリット抜き、穴あ
け等をプレスで行う場合の打ち抜きパンチ及びスリット
穴が設けられた板状材料に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、プリント基板の外形抜き、スリッ
ト抜き、穴あけを行う場合、ドリル加工、エンドミル加
工、金型による打抜きプレス加工が行われている。しか
し、ドリル加工、エンドミル加工においては、微細パタ
ーンの場合は、穴が小さくドリルが折れやすく、またス
リット等の幅も狭く送りが早くできないので、切削時間
が長く掛かり生産性が悪く量産に向かないという問題が
あった。
【0003】一方、金型による打抜きプレス加工では、
プリント基板表面にリフロー半田の付着を防ぐためのソ
ルダーレジストがある場合、前記レジストにクラックが
入る。また、プリント基板打ち抜き上面にはダレが、下
面にはバリが発生し、さらには切断面形状がストレート
で無いという問題があった。そこで、図7に示すように
プレス加工前にスリット穴24の両端25の加工をドリ
ルで行い、穴加工後に二点鎖線で示す長方形角パンチ2
6にて打ち抜きを行うようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
場合には、加工工程が二工程となり、加工位置のズレが
問題となり、点線で示すスリット先端半円部の接線27
と二点鎖線で示すパンチ長手方向直線部28が一致しな
いため、製品に段差29ができるという問題があった。
さらに、穴加工と打ち抜き加工との二工程を有し設備、
工数がかかるという問題があった。
【0005】また、加工される板状材料もスリット等の
先端形状が角形状等では、加工、搬送、保管中において
角隅部でクラックが入りやすい。そこで、図8に示すよ
うに、複合基板等の板状材料21のスリット穴24の両
端部25は半円形の長穴にされており、その結果前述し
たように加工が面倒であり、又、スリット穴24で区切
られた各製品22の分離もしにくいという問題があっ
た。
【0006】本発明の課題は、前述したような問題点に
鑑みてプリント基板等の板状材料をクラックを抑制しな
がら量産に適したプレス加工により、だれ、ばりのない
精度のよい外形抜き、スリット抜き、穴あけができる打
ち抜きパンチを提供することであり、さらには、クラッ
クが入りにくい一方、分離しやすい板状材料を提供する
ことである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明においては、下金
型に板状材料を載置し、下金型方向に製品押さえを移動
させ板状材料を下金型に挟持固定させ、打ち抜きパンチ
が設けられた上金型を下金型方向に移動させ板状材料の
外形抜き、又はスリット抜き、又は穴あけ等を行うよう
にされたプレス加工に用いられる打ち抜きパンチにおい
て、打ち抜きパンチ先端の打ち抜き面長手方向直角断面
を凹形状とし、かつ打ち抜き面長手方向の両端部の打ち
抜き方向断面を凹形状とすることにより上記課題を解決
した。
【0008】打ち抜きパンチ先端の打ち抜き面長手方向
直角断面形状を凹形状とすることにより、工具先端をシ
ャープエッジとできるので、基板表面のソルダーレジス
トと工具先端の接触面を小さくして応力を集中させ工具
先端で初期クラックを発生してプリント基板表面の応力
を解放し他の部分にクラックが発生、進展するのを防止
できる。しかし、打ち抜き面長手方向の両端部が半円形
であると、打ち抜き面長手方向直角断面の先端形状を凹
形状としただけでは、半円部にシャープエッジを形成で
きない。また、打ち抜き時、製品に長手方向の直線部と
両端の半円部が同時に接触しないため、先に接触する直
線部が、接触していない半円部に対し引っ張り力が発生
して両端部にダレ、クラックが発生する。そこで、本発
明においては、さらに、打ち抜き面長手方向の両端部の
打ち抜き方向断面が凹形状とすることにより、パンチが
製品に当たる時間差を無くし、引っ張り力が製品に対し
発生しないようにして、ダレ、クラックの無い打ち抜き
を可能としたものである。
【0009】打ち抜き時に発生する基板表面の引っ張り
応力を緩和すれば、さらに、ダレ、クラックの発生を防
止できる。また、凹形状加工をより簡単にするために、
請求項2においては、それぞれの凹形状のほぼ中心を通
る平面で分割するようにした。
【0010】打ち抜きパンチを2分割することにより、
先端面を傾斜加工した2枚のパンチの形斜面側同士を突
き合わせてセットすることにより容易に断面凹形状のパ
ンチを得ることができる。また、打ち抜き工具先端をシ
ャープエッジに加工する場合も平面研磨機等により直線
的に加工できるため加工も容易である。さらに、パンチ
先端の食い込み時に外方に微少変形が可能になるので、
基板表面の引っ張り応力を緩和できる。
【0011】かかる打ち抜きパンチは打ち抜き面の縦横
比が大きな板状材料の打ち抜きに適しており、打ち抜き
パンチを打ち抜き面が縦長のスリット抜き用に用いると
よい(請求項3)。
【0012】また、かかる打ち抜きパンチでスリット抜
きされた板状材料は、製品のクラックもなく精度も高
く、また両端は、凹形状となっており、分離しやすい
(請求項4)。また、形状的にもスリット穴の両端部が
凹状にされた板状材料は新規なものであり、分離しやす
いという特徴をもつ(請求項5)。さらに、かかる板状
材料はプリント基板に適している(請求項6)。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態を示
すプレス、プレス金型、打ち抜きパンチ(以下パンチと
いう)等を、パンチ打ち抜き平面長手方向直角断面で見
た模式図、図2はパンチの打ち抜き平面に沿った横断面
(図1のA−A線断面)、図3の(a)はパンチの正面
図、(b)は側面図、(c)は先端部を打ち抜き面側か
らみた底面図である。図1において、下金型1に複合基
板であるプリント基板2が載置されている。プリント基
板2は中央のエポキシ層2aを挟んでガラス繊維層2
b,2c、エポキシ層2d,2e、レジスト層2f,2
g順に積層されている。図示しない上金型の下降に従っ
て、プリント基板2を下金型上に挟持固定する押さえ板
3が設けられている。
【0014】図示しない上金型にはパンチ10が設けら
れており、パンチは上金型の下降に従って下降し、プリ
ント基板2に貫入し、プリント基板に外形抜き、又はス
リット抜き、又は穴あけ等をプレス加工でできるように
されている。押さえ板3、下金型(ダイス)1にはそれ
ぞれ、パンチ10と対応する位置に微少隙間をもってパ
ンチが出入り可能にされている。
【0015】パンチ10は、図1、3の(b)に示すよ
うに、長手方向中心面15に沿って2つに分割されてお
り、その先端11の打ち抜き面長手方向直角断面の形状
は、両先端11から中央13に向かって傾斜しており、
全体として凹形状とされ、両先端11は鋭利にされてい
る。さらに、パンチ10は、図2、図3の(a)、
(c)に示すように打ち抜き面長手方向の両端部12も
同様に隅部12aから中央14に向かって凹状に湾曲傾
斜しており打ち抜き方向断面が凹形状とされている。隅
部12aは、アール面取りがされている。上部の16は
パンチを上金型に取り付け固定するための鍔である。
【0016】かかる構成によれば、パンチ先端11がプ
リント基板2の表面2hに接触し、先端でプリント基板
に切断のためのクラックを発生させ、さらに、パンチ先
端がプリント基板の内部に進行する。同時に両端部12
の隅部12aもプリント基板表面2hに接触し、プリン
ト基板2に切断のためのクラックを発生させ、隅部がプ
リント基板の内部に進行する。このとき、先端11から
中央13に向かって、また、隅部12aから中央14に
向かってそれぞれ傾斜面11b,湾曲傾斜面12bとさ
れているので、プリント基板2に引っ張り応力が発生せ
ず、だれのない鋭利な切断面が得られる。
【0017】
【実施例】かかるパンチを用いてプリント基板のスリッ
ト穴の打抜きを行った。パンチの諸元はスリット穴幅
1.5mm、スリット穴長さ28mm、両端部の凹状形
状の半径約0.55mm、隅部12のアール面取り半径
約0.1mm、傾斜面11bの角度αが約45°とし
た。このパンチにより厚さ0.4mmのプリント基板2
にスリット穴を打ち抜き加工したところ、だれ、ばり、
クラックの発生はなかった。
【0018】一方、図5は、本発明と比較するために用
いた比較例パンチの(a)は正面図、(b)は側面図、
(c)は打抜き面側からみた先端を示す底面図、図6
は、比較例パンチで打ち抜かれたスリットの説明図であ
る。図5に示すように、パンチ30の打ち抜き面長手方
向直角断面の先端形状は、両先端31から中央33に向
かって傾斜しており、全体として凹形状とされ、両先端
31は鋭利にされている。しかし、打ち抜き面長手方向
の両端部32は外方に凸状の半円形状になっている。
【0019】従って、比較例においては、長手方向側で
はプリント基板2に引っ張り応力が発生しにくいが、両
端32は打ち抜き時に、プリント基板に引っ張り応力を
発生させる。比較例の、パンチを用い、上述したと同様
なスリット穴打ち抜き加工をしたところ、図6に示すよ
うにスリット穴34の半円状の両端35の外方にクラッ
ク36が発生した。かかることからも、本発明の有効性
が確認された。
【0020】なお、本発明においては、先端及び長手方
向両端を凹形状にすることにより先端部の引っ張り力の
発生を防止するものであり、前述の例では、先端11か
ら中央13に向かう傾斜面11bを直線(凹V形状)と
したが、凹状であれば、曲線(凹R、凹半円形状)であ
ってもよく形状にはとらわれない。また、パンチ先端1
1は切断にかかる長さが大きいので、鋭利な方がよい。
【0021】一方、両端隅部12aは、隅部から中央1
4に向かう湾曲(凹半円形状)傾斜面12bとしたが、
直線であってもよい。また、切断への影響が小さいので
アール面取りとしたが、平面取りや、先端11と同様に
鋭利にしてもよい。しかし、湾曲傾斜面12bや隅部1
2aを直線、鋭利にした場合は、パンチの加工は簡単で
あるが、打ち抜かれるプリント基板側のスリット穴の両
端に鋭角部が形成され、打抜き加工後の搬送やその他の
加工時にひびや割れの発生源となりやすいので、鋭利の
ままとするより微小でもアール付けや面取りを施すとよ
い。また、パンチ10を二分割することにより、加工を
容易にし、外方への広がりを発生させ、引っ張り力の発
生をより防止できるが、多数のパンチを金型へ組付しや
すくするために分割せず一体としてもよいことはいうま
でもない。
【0022】図4は、前述した本発明の図1乃至3に記
載のパンチを用い、従来の図8と同様に複数の製品を得
るためのスリット穴を加工したプリント基板の例を示す
説明図である。プリント基板2に複数の四角形片20の
周囲をその両端が凹状にされたスリット穴4が打ち抜か
れている。スリット穴4は前述したように、だれやクラ
ックがなく精度よく打ち抜かれている。スリット穴4の
両端5は、隅部5b、5aから中央5cに向かって湾曲
傾斜面とされており、四角形片20の内側の角部20a
に内側の隅部5aが位置するようにされている。
【0023】従って、四角片20は内側の隅部5aを起
点に分離が容易であり、プリント基板2等のシートから
四角片のような製品を切り離したり、製品と製品を切り
離すことが簡単にでき、また、製品側よりで切断できる
ので、製品の不要な出っ張り部分も最少限とすることが
できる。かかるプリント基板は、本発明のパンチを用い
た打ち抜きプレスにより容易に打ち抜き加工できるが、
エンドミルやその他の切削加工でおこなっても同様な利
点を得られることはいういまでもない。
【0024】
【発明の効果】本発明においては、打ち抜きパンチの打
ち抜き面長手方向直角断面の先端形状を凹形状とし、か
つ打ち抜き面長手方向の両端部の打ち抜き方向断面を凹
形状とすることにより、打ち抜きプレスにより、ダレ、
ばり、クラックの無い高精度の打ち抜き加工が行えるの
で、表面に熱硬化性のソルダーレジスト等が塗布された
プリント基板の打ち抜きも可能となった。また、プリン
ト基板等の板状材料の打ち抜き、特に外形抜きあるいは
スリット抜きに好適である。さらに、低コストの金型で
クラックを抑制しながらプリント基板等の板状材料を打
ち抜けるので、加工時間が短く、製造コストが大幅に低
減され、より量産に適したものとなった。
【0025】さらに、パンチ部材を分割したものは、先
端あるいは両端部の凹形状を成形し易く、パンチの精度
もよく、パンチのコストも低く押さえることができる。
【0026】また、本発明の打ち抜きパンチで打ち抜か
れたスリット形状のプリント基板等の板状材料は、スリ
ットの両端が、凹形状とされており、一枚の板に複数設
けられた製品を分離しやすく、不要部分も少なくでき、
後加工も容易なものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すプレス、プレス金
型、打ち抜きパンチ等を、パンチ打ち抜き平面長手方向
直角断面で見た模式図である。
【図2】本発明の実施の形態を示す打ち抜きパンチの打
ち抜き平面に沿った横断面(図1のA−A線断面)であ
る。
【図3】本発明の実施の形態を示す(a)は打ち抜きパ
ンチのパンチの正面図、(b)は側面図、(c)は先端
部を打ち抜き面側からみた底面図である。
【図4】本発明のスリット穴を加工したプリント基板の
例を示す説明図である。
【図5】本発明と比較するために用いた比較例打ち抜き
パンチの(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は打
抜き面側からみた先端を示す底面図である。
【図6】本発明と比較するために用いた比較例打ち抜き
パンチで打ち抜かれたスリットの説明図である。
【図7】従来のスリット穴加工の説明図である。
【図8】従来のスリット穴を加工したプリント基板の例
を示す説明図である。
【符号の説明】
1 下金型 2 板状材料、プリント基板 3 製品押さえ 4 スリット穴 5 スリット穴の両端部 10 打ち抜きパンチ 11 打ち抜き面長手方向直角断面の先端 12 打ち抜き面長手方向の両端部 13、14 凹形状のほぼ中心 15 分割面(凹形状のほぼ中心を通る平面)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−300296(JP,A) 特開 昭60−259400(JP,A) 特開 平6−39796(JP,A) 特開 平9−150399(JP,A) 特開 平7−24793(JP,A) 特開 平6−320496(JP,A) 特開 昭64−16399(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B26F 1/00 - 1/46 B21D 28/14

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下金型に板状材料を載置し、前記下金型
    方向に製品押さえを移動させ前記板状材料を下金型に挟
    持固定させ、打ち抜きパンチが設けられた上金型を前記
    下金型方向に移動させ前記板状材料の外形抜き、又はス
    リット抜き、又は穴あけ等を行うようにされたプレス加
    工に用いられる打ち抜きパンチにおいて、前記打ち抜き
    パンチの先端の打ち抜き面長手方向直角断面が凹形状と
    され、かつ打ち抜き面長手方向の両端部の打ち抜き方向
    断面が凹形状とされていることを特徴とする打ち抜きパ
    ンチ。
  2. 【請求項2】 前記打ち抜きパンチは前記それぞれの凹
    形状のほぼ中心を通る平面で分割されていることを特徴
    とする請求項1記載の打ち抜きパンチ。
  3. 【請求項3】 前記打ち抜きパンチは打ち抜き面が縦長
    のスリット抜き用の打ち抜きパンチであることを特徴と
    する請求項1又は2記載の打ち抜きパンチ。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の打ち抜きパンチでスリッ
    ト抜き加工されていることを特徴とする板状材料。
  5. 【請求項5】 材料を分離するためのスリット穴の両端
    部が凹状にされていることを特徴とする板状材料。
  6. 【請求項6】 前記板状材料はプリント基板であること
    を特徴とする請求項4又は5記載の板状材料。
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