JP3783528B2 - Cutting method of molded circuit board - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は多数個取りで形成した複数個の成形回路基板を個々に分離するための切断方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
成形回路基板(MID:Molded Interconnect Device、立体回路基板とも称されている)は、射出成形品上に銅スパッタリング法によって形成した銅薄膜に対してたとえばレーザー加工を行うことで回路として必要な部分と不必要な部分とを分離し、電気めっきによって回路として必要な部分にのみメッキを施すことで立体的な電気的配線パターンを形成したもので、一般に超小型化が要求されているデバイスに利用されている。
【0003】
このために、成形回路基板はその射出成形時、多数個取りにて形成されるものであり、回路パターンの形成なども、複数個が連結されている状態のままで行い、最終工程における切断で各成形回路基板に分離している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ここにおいて、成形回路基板は上述のようにきわめて小さいことから、多数個取りで形成した状態のワークの切断による分離に際して、個々の成形回路基板を保持した状態で複数の刃で複数箇所を同時に切断するということができず、ワークの保持箇所をずらしながら一箇所ずつ切断しているのが現状であり、このために切断工程にかなりの時間を要するものとなっている。
【0005】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは多数個取りで形成した状態のワークの複数箇所を複数の刃で同時切断することに容易に応ずることができる成形回路基板の切断方法を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、複数個の成形回路基板を一体成形したワークを切断して個々の成形回路基板に分離するにあたり、トレー型の治具上にセットしたワークの固定を治具に充填した水を凍らせることで行い、この状態でワークの切断を行う成形回路基板の切断方法において、ホットプレートに治具を接触させた後、切断機に固定するためのチャックに治具をセットすることに特徴を有している。本発明にあっては、ワークを治具に固定している氷ごと切断すればよく、ワークの固定保持部材が切断の邪魔になることがない。そして、ホットプレートに治具を接触させて霜を溶かした後に治具をチャックにセットすることができる。
【0007】
また本発明は、複数個の成形回路基板を一体成形したワークを切断して個々の成形回路基板に分離するにあたり、トレー型の治具上にセットしたワークの固定を治具に充填した水を凍らせることで行い、この状態でワークの切断を行う成形回路基板の切断方法において、治具外面にドライエアーを吹き付けた後、切断機に固定するためのチャックに治具をセットすることに特徴を有している。本発明にあっては、ワークを治具に固定している氷ごと切断すればよく、ワークの固定保持部材が切断の邪魔になることがない。そして、チャックにセットする前に治具の外面にドライエアーを吹き付けて乾燥させておくことができる。
【0008】
また本発明は、複数個の成形回路基板を一体成形したワークを切断して個々の成形回路基板に分離するにあたり、トレー型の治具上にセットしたワークの固定を治具に充填した水を凍らせることで行い、この状態でワークの切断を行う成形回路基板の切断方法において、治具外面に予め装着してある外面材を剥がした後、切断機に固定するためのチャックに治具をセットすることに特徴を有している。本発明にあっては、ワークを治具に固定している氷ごと切断すればよく、ワークの固定保持部材が切断の邪魔になることがない。そして、チャックへのセット時には外面材を剥がして乾燥した治具表面がチャックに接するようにできる。
【0009】
更に、上記治具として外面に撥水コーティングがなされたものを用いることが、霜の付着を抑える点において好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図2は本発明に係る切断方法で切断するワーク1を示しており、切断ラインLに沿って切断することで、総計4個の成形回路基板10を得ることができるようになっている。なお、図示例の成形回路基板10は、レンズ等がセットされることになる鏡筒部11が下面側より突出しているとともに、上面側に回路パターンが形成されたものとなっている。
【0011】
このワーク1の切断に際しては、図1に示すように、トレー状に形成されている治具2上にワーク1をセットするとともに治具2内に注水し、この後、冷凍庫4内に入れたりすることで治具2内の水を凍らせて治具2に対するワーク1の固定を行い、この状態で治具2を切断機にセットして切断を行う。切断後は高圧温水を吹き付けたりすることで、解凍及び洗浄を行い、各成形回路基板10を取り出す。
【0012】
治具2としては、複数のワーク1を整列させた状態で保持するとともに各ワーク1を切断によって個々の成形回路基板10に分離した後も、所定位置上に成形回路基板10を保つもの、たとえば成形回路基板10が図2に示すような円筒形の鏡筒部11を有しているものにおいては、この鏡筒部11の外周を囲む部分を有して、切断後に成形回路基板10がずれてしまうことがないようにしたものを好適に用いることができる。また、ワーク1に予め設けてあるパイロット孔13に差し込まれて治具2に対するワーク1の位置決めを行うパイロットピン(図示せず)を治具2が備えていることが好ましい。
【0013】
ここにおいて、治具2内に入れた水を凍らせる時、気泡がワーク1の下面側にできてしまうことがある。このような気泡がある部分で切断を行うと、成形回路基板10にバリができてしまうことから、気泡が生じないように注水しなくてはならない。この点から、治具2への注水は図3に示すように、複数のノズル25から同時に注水したり、水が回りにくいために気泡が生じやすいと考えられる箇所にノズル25を挿入して注水を行ったりするのが好ましい。
【0014】
また、ワーク1を治具2にセットした後に注水するのではなく、治具2に水を満たした後に治具2へのワーク1のセットを行ったり、予め治具2とワーク1とを水に濡らしておき、この後に治具2へのワーク1のセット及び注水を行うことでも気泡の発生を抑制することができる。
【0015】
治具2として、通水孔が穿孔されていて通水孔を通じて治具2の底部より注水を行うことができるものを用いたり、振動台上に治具2を置いて治具2に振動を与えつつ注水を行うのも好ましい。
【0016】
なお、治具2に注水する水としては、SiO2を除去した水、たとえば蒸留水を用いる。SiO2は成形回路基板10にシミを生じさせる原因となるからである。また、予め氷点近くまで冷却した水を用いることで、この水を凍らせる冷凍工程に要する時間を低減することができる。
【0017】
治具2にワーク1をセットするとともに注水を行えば、次に冷凍庫4に入れて水を凍らせることで、治具2にワーク1を固定するのであるが、この時、凍った水によってワーク1が押し上げられて、所定の位置からずれてしまうことがある。これを防ぐために、予めワーク1の温度を治具2の温度より低くしておき、水がワーク1側から凍り出すようにしておいたり、図4に示すように、切断ガイド溝27を有する押さえ枠26でワーク1を治具3に押し付けた状態で凍らせるとよい。この場合、押さえ枠26も氷で治具1に固定してしまうのが好ましい。また、冷凍庫内の温度は−5℃〜−15℃とするのがワーク1の氷による固定を行うのに好ましい条件となる。なお、治具2として、少なくともワーク1をセットする面が氷で形成されたものを用いるようにしてもよい。
【0018】
そして、切断機に治具2を固定するチャック7としては、上面が治具2の位置決め載置面となっているとともにその温度を氷点下まで冷却することがでできる冷凍チャック7を好適に用いることができる。冷却はペルチェ素子で行うもの、図7に示すように別途冷媒を用いるもの、図8に示すように冷媒とペルチェ素子70とを併用するもののいずれであってもよい。前者の場合の冷媒は−15℃ほどのものを用いるが、後者の場合の冷媒はペルチェ素子70の放熱側を冷やすためのものであるから、5℃程度でよい。
【0019】
このような冷凍チャックを用いたならば、切断中も冷却を行うことができることから、切断に際して生じる熱や時間の経過による氷の溶融を抑えることができる。なお、水を凍らせること自体を冷凍チャック7で行ってもよいが、能力的に時間がかかるものとなることから、ワーク1をセットした治具2を冷凍庫4で冷やして予め水を凍らせておき、しかる後に冷凍チャック7にセットする方が好ましい。また、ペルチェ素子70を用いるものでは、後述する治具2の凍り付きをペルチェ素子70に流す電流を反転させることで解決することができる。
【0020】
ところで、冷凍庫において水を凍らせた後に切断機のチャック7にセットする場合、チャック7が冷凍チャックであるか否かを問わずに問題となるのが治具2の外面に付着した霜である。このような霜の存在は、チャック7への治具2のセット位置のずれを招く原因となるからである。
【0021】
このために治具2として外面に撥水コーティングを施したもの、つまりは霜が付着しにくくなるようにしたものを用いたり、図5に示すようにヒータ23(同図(a)に示すように電気的ヒータ線であっても同図(b)に示すように熱媒流路であってもよい)を設けてある治具2を用いて、チャック7へのセット前にヒータ23を作動させることで霜を溶かすようにしたり、図6に示すように、ホットプレート24に治具2を接触させて霜を溶かした後に、治具2をチャック7にセットするとよい。
【0022】
またチャック7として冷凍チャックを用いる場合は、溶けた霜が再度凍り付いて切断後に治具2を冷凍チャック7から外すことが困難となることから、冷凍チャック7へのセット前に治具2の外面にドライエアーを吹き付けて乾燥させたり、治具2外面に予め外面材を装着しておくことで、霜がこの外面材の表面に付着するようにしておき、チャック7へのセット時には外面材を剥がして乾燥した治具2表面が冷凍チャック7に接するようにしてもよい。不凍液を冷凍チャック7表面に塗布してから治具2をセットするのも好ましい。
【0023】
また、チャック7が冷凍チャックである場合、治具2の固定を真空吸引(図7参照)で行い、切断後の治具2の取り外しは圧縮エアをチャック7表面と治具2との間に供給して治具2を押し出すものを好適に用いることができる。治具2がチャック7表面に凍りついていてしまっても、治具2を容易に外すことができる。また凍り付いた治具2に室温以上の温度のエアを吹き付けて氷を溶かすことで治具2を外すようにしてもよい。このほか、凍り付いた治具2とチャック7との間にくさびを差し込んだり、チャック7に対して治具2を強制回転させたりといった機械的外力を加えることで行ってもよい。これらを併用してもよいのはもちろんである。
【0024】
次に、切断は回転刃であるメタルソー8(もしくは回転砥石)で行うが、ワーク1は治具2に氷で固定されており、そして氷はワーク1と共に切断してしまえばよいことから、上記切断は、所定間隔で複数枚のメタルソー8を取り付けている切断機を用いて、複数箇所を同時に切断しても何ら問題は生じることがない。しかし、切断で生じる熱が氷を溶かしてしまってワーク1の固定能力を低下させてしまっては、切断位置にずれが生じたり、ワーク1が傾いて所定の切断を行うことができなくなってしまうことから、切断作業部に冷風、好ましくは氷点下以下の温度の冷風を吹き付けながら切断を行ったり、氷点下以下の温度とした不凍液を切断部にかけながら切断を行ったりすることで、切断したところに流入した水が再度凍るようにしておくのが好ましい。
【0025】
チャック7が冷凍チャックであって、切断中も冷やすことができるものであれば、切断によって生じる溝に冷水を注水しながら切断を行うようにしてもよい。この場合においても、切断したところに流入した水が再度凍ることで、切断が完了するまで氷によるワーク1の固定を確実に行うことができる。
【0026】
回転刃であるメタルソー8による切断そのものは、周速が100〜500m/min、一刃送り量が3〜20μm/revの条件で行うと、良好な切断を行うことができる。切断線が直線ではない場合は、メタルソー8に代えて、エンドミルで切断するとよい。いずれにしても、この切断に際しては、成形回路基板10に対する刃の切り込みが回路パターン側から入るダウンカットとなるようにしておく。このようにすることで、回路パターンが成形回路基板10から浮いたり剥がれたりしてしまう虞を少なくすることができる。
【0027】
切断後はチャック7から治具2を取り外し、前述のように高圧温水を吹き付けて氷を溶かすとともに洗浄を行うのであるが、この時、治具2として、図9に示すように、ワーク1がセットされる篭状の内枠2aと、トレー状であって上記内枠2aを内部に納めることができる外枠2bとからなるものを用いておれば、切断完了後は外枠2bから内枠2aを取り外し、図10に示すように、網2cで内枠2a上面を覆った状態で高圧温水を吹き付けることができる。つまり、切断された成形回路基板10を他の洗浄用治具に移すことなく、洗浄作業を行うことができることになる。また、上記網2cを被せた状態で洗浄を行えば、下からの洗浄水の噴出にも成形回路基板10は内枠2aから飛び出すことなく内枠2a上での所定位置に留まることから、成形回路基板10の検査工程にも内枠2a上にセットしたまま流すことができる。なお、図10中の9はスプレーノズル、90は搬送用ホイールである。
【0028】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、複数個の成形回路基板を一体成形したワークを切断して個々の成形回路基板に分離するにあたり、トレー型の治具上にセットしたワークの固定を治具に充填した水を凍らせることで行い、この状態でワークの切断を行うことから、ワークの切断はワークを治具に固定している氷ごと行うことができるものであり、ワークの固定保持部材が切断の邪魔になることがなく、このために多数の刃による複数箇所の同時切断に関して何ら問題が生じないものであり、切断工程に要する時間の短縮を図ることができる。
【0029】
そして、治具をチャックにセットするにあたって、ホットプレートに治具を接触させた後に、治具をチャックにセットすることで、霜の影響を避けることができる。
【0030】
また、治具外面にドライエアーを吹き付けた後、治具をチャックにセットしたり、治具外面に予め装着してある外面材を剥がした後、治具をチャックにセットすると、チャックが冷凍チャックである場合の治具のチャックへの凍り付きを避けることができる。
【0031】
また、治具として、外面に撥水コーティングがなされたものを用いると、治具の外面への霜の付着を抑えることができて、切断に際しての治具の固定を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の一例を示す説明図である。
【図2】 同上のワークの一例を示しており、(a)は平面図、(b)は正面図である。
【図3】 同上の注水作業の一例を示す斜視図である。
【図4】 同上のワーク押さえの一例の斜視図である。
【図5】 (a)(b)は共に治具に設けたヒータを示す説明図である。
【図6】 治具外面の霜取りのための加熱を示す斜視図である。
【図7】 冷凍チャックの一例の説明図である。
【図8】 冷凍チャックの他例の説明図である。
【図9】 治具の一例を示すもので、(a)は平面図、(b)は断面図である。
【図10】 洗浄工程を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ワーク
2 治具
4 冷凍庫
8 メタルソー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cutting method for individually separating a plurality of molded circuit boards formed by multi-cavity.
[0002]
[Prior art]
A molded circuit board (also referred to as a MID: Molded Interconnect Device, a three-dimensional circuit board) is a part necessary as a circuit by performing, for example, laser processing on a copper thin film formed by a copper sputtering method on an injection molded product. A three-dimensional electrical wiring pattern is formed by separating unnecessary parts and plating only the necessary parts as a circuit by electroplating, which is generally used for devices that require ultra-miniaturization. ing.
[0003]
For this reason, the molded circuit board is formed by taking multiple pieces at the time of injection molding, and the circuit pattern is formed in a state in which a plurality of connected circuit boards are connected. Separated into each molded circuit board.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Here, since the molded circuit board is extremely small as described above, at the time of separation by cutting a workpiece formed in a large number of pieces, a plurality of blades are simultaneously cut with a plurality of blades while holding each molded circuit board. However, the current situation is that the workpiece is cut one by one while shifting the holding position, and this requires a considerable amount of time for the cutting process.
[0005]
The present invention has been made in view of such a point, and the object of the present invention is to easily respond to simultaneous cutting with a plurality of blades of a plurality of workpieces in a state of being formed by multiple cutting. It is in providing the cutting method of a molded circuit board.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Accordingly, the present invention provides a water filled with a jig fixed with a workpiece set on a tray-type jig when a workpiece formed by integrally molding a plurality of molded circuit boards is cut and separated into individual molded circuit boards. In the method for cutting a molded circuit board in which the workpiece is cut in this state, the jig is brought into contact with the hot plate and then set on the chuck for fixing to the cutting machine. It has characteristics. In the present invention, it is only necessary to cut the whole ice fixing the workpiece to the jig, and the workpiece holding member does not obstruct the cutting . And after making a jig | tool contact a hot plate and melting frost, a jig | tool can be set to a chuck | zipper.
[0007]
Further, in the present invention, when a work formed by integrally molding a plurality of molded circuit boards is cut and separated into individual molded circuit boards, water filled in the jig is fixed to the work set on a tray-type jig. In the method of cutting a molded circuit board, which is performed by freezing and cutting the workpiece in this state, after blowing dry air on the outer surface of the jig, the jig is set on a chuck for fixing to the cutting machine have. In the present invention, it is only necessary to cut the whole ice fixing the workpiece to the jig, and the workpiece holding member does not obstruct the cutting. And before setting to a chuck | zipper, it can dry by spraying dry air on the outer surface of a jig | tool.
[0008]
Further, in the present invention, when a work formed by integrally molding a plurality of molded circuit boards is cut and separated into individual molded circuit boards, water filled in the jig is fixed to the work set on a tray-type jig. In the method of cutting a molded circuit board in which the workpiece is cut in this state by freezing, after removing the outer surface material previously mounted on the outer surface of the jig, the jig is attached to the chuck for fixing to the cutting machine. It has a feature in setting. In the present invention, it is only necessary to cut the whole ice fixing the workpiece to the jig, and the workpiece holding member does not obstruct the cutting. Then, when setting the chuck, the outer surface material is peeled off so that the dried jig surface can come into contact with the chuck.
[0009]
Furthermore, it is preferable to use a jig having a water-repellent coating on the outer surface as the jig in order to suppress adhesion of frost.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example of the embodiment. FIG. 2 shows a
[0011]
When cutting the
[0012]
The
[0013]
Here, when water put in the
[0014]
Also, water is not poured after the
[0015]
As the
[0016]
In addition, as water poured into the
[0017]
If the
[0018]
As the
[0019]
If such a refrigeration chuck is used, cooling can be performed even during cutting, so that it is possible to suppress melting of ice due to heat and time that are generated during cutting. Although the freezing of the water itself may be performed by the freezing
[0020]
By the way, when it is set in the
[0021]
For this purpose, a
[0022]
When a freezing chuck is used as the
[0023]
In addition, when the
[0024]
Next, cutting is performed with a metal saw 8 (or a rotating grindstone) that is a rotary blade, but the
[0025]
If the
[0026]
If the cutting itself with the metal saw 8 which is a rotary blade is performed under the conditions of a peripheral speed of 100 to 500 m / min and a single blade feed amount of 3 to 20 μm / rev, a satisfactory cutting can be performed. When the cutting line is not a straight line, it may be cut with an end mill instead of the metal saw 8. In any case, at the time of this cutting, the cutting of the blade with respect to the molded
[0027]
After cutting, the
[0028]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, when cutting a workpiece formed by integrally molding a plurality of molded circuit boards and separating them into individual molded circuit boards, the workpiece set on the tray-type jig is fixed to the jig. Since the work is cut in this state by freezing the filled water, the work can be cut with the ice that is fixing the work to the jig. There is no hindrance to cutting, and for this reason, there is no problem with simultaneous cutting at a plurality of points by a large number of blades, and the time required for the cutting process can be shortened.
[0029]
And when setting a jig | tool to a chuck | zipper, after making a jig | tool contact a hot plate, the influence of frost can be avoided by setting a jig | tool to a chuck | zipper.
[0030]
Also, after dry air is blown onto the outer surface of the jig, the jig is set on the chuck, or the outer surface material previously mounted on the outer surface of the jig is peeled off, and then the jig is set on the chuck. In this case, it is possible to avoid freezing of the jig to the chuck.
[0031]
Further, when a jig whose outer surface has a water repellent coating is used as the jig, adhesion of frost to the outer surface of the jig can be suppressed, and the jig can be accurately fixed during cutting.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B show an example of the workpiece, wherein FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a front view.
FIG. 3 is a perspective view showing an example of the water injection work same as above.
FIG. 4 is a perspective view of an example of the workpiece presser according to the embodiment.
FIGS. 5A and 5B are explanatory views showing a heater provided on a jig. FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing heating for defrosting the outer surface of the jig.
FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of a freezing chuck.
FIG. 8 is an explanatory diagram of another example of the freezing chuck.
FIGS. 9A and 9B show an example of a jig, where FIG. 9A is a plan view and FIG. 9B is a cross-sectional view.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a cleaning process.
[Explanation of symbols]
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