JP4339465B2 - プリント配線板の穴明け用裏板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＮＣ穴明け機（コンピュータ制御装置付き穴明け機）を用いてプリント配線板に穴明け加工する際に、当該プリント配線板とＣＮＣ穴明け機の台座との間に配置する裏板の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の電気、電子回路部品を実装するために用いられるプリント配線板は、製造の段階で、当該プリント配線板の所望部位にスルーホール用の貫通穴を穿孔する必要がある。
【０００３】
一般に、プリント配線板に貫通穴を穿孔する際には、図１１に示すように、まず、プリント配線板１０１の所定の部位（２個所以上）にガイド穴１０２を穿設し、このプリント配線板１０１を複数枚重ね合わせ（１枚のみの場合もある）、且つ、このガイド穴１０２の径と同一か或いは若干大きめの外径を有するガイドピン１０３を、重ね合わせられた複数枚のプリント配線板１０１のガイド穴１０２に連通するように圧入して固定する。
【０００４】
更に、プリント配線板１０１と同一サイズを有し、硬質プラスチック等の材質で形成され、且つ、上記のプリント配線板１０１のガイド穴１０２と同一部位に同一径のガイド穴１０５が穿設された裏板（ステ板とも称する）１０４を用意し、この裏板を、重ね合わせられたプリント配線板１０１の最下面に配置し、ガイドピン１０３をガイド穴１０５に圧入して固定する。この作業は、通常、手動操作或いは自動ピン打ち機を用いて行われる。
【０００５】
その後、ガイドピン１０３が打ち込まれた複数枚（或いは１枚）のプリント配線板１０１はＣＮＣ穴明け機により、穴明け加工が行われる。
ＣＮＣ穴明け機は、穴明け作業を高精度、且つ高速度で行うための装置として、従来より多く使用されているものであり、プリント配線板１０１を載置するための台座を有しており、且つ、プリント配線板１０１に圧入したガイドピン１０３をチャックで固定する。
【０００６】
更に、ＣＮＣ穴明け機は、先端部にドリルビットが取り付けられたスピンドルを具備しており、このスピンドルを、台座に対しＸ軸、Ｙ軸の２軸方向に移動させて位置決めし、ドリルビットを下降させて台座上に載置されたプリント配線板１０１の所望の部位に貫通穴を穿孔する。この際、プリント配線板１０１の最下面には、裏板１０４が配置されているので、ドリルビットの先端部を、この裏板１０４の厚さ方向の中間部位まで到達させるようにすれば、各プリント配線板１０１に穿孔される貫通穴にバリが生じることがなく、且つ、ドリルビットの先端部がＣＮＣ穴明け機の台座に達することが無いので、該台座或いはドリルビットを損傷する等の問題を回避することができる。
【０００７】
ところが、上記した従来の穴明け方法では、プリント配線板１０１のガイド穴１０２と同一位置且つ同一サイズのガイド穴１０５を裏板１０４に穿設するようにしているので、図１２（ａ）に示すように、裏板１０４に穿設するガイド穴１０５の位置とプリント配線板１０１のガイド穴１０２の位置との間に誤差が発生すると、同図（ｂ）に示すように、ガイドピン１０３を打ち込んだ際に、該ガイドピン１０３がプリント配線板１０１に対して垂直に打ち込まれなくなってしまう。
【０００８】
そして、この状態でプリント配線板１０１をＣＮＣ穴明け機の台座に固定して、ドリルビットによる穴明け作業を実行すると、プリント配線板１０１に穿孔される貫通穴が位置ずれを引き起こしてしまう。
【０００９】
ここで、プリント配線板１０１が片面基板（片面にのみパターンが形成されている基板）或いは両面基板（両面にパターンが形成されている基板）である場合には、貫通穴の位置が若干ずれた場合でも、この貫通穴に合わせてパターンを形成すれば良いので、あまり問題とはならない。しかし、多層プリント配線板の場合には、穴明け加工前に既に中間層にパターンが形成されているので、貫通穴の穿孔位置が若干でもずれた場合には、パターンに対する貫通穴の位置がずれてしまう。このため、スルーホールとパターンとが電気的に接続されないか、或いは接触抵抗が極めて大きくなる等の問題が発生する。
【００１０】
そこで、このような問題を解決するために、従来より、裏板１０４に穿設するガイド穴１０５を、ガイドピン１０３の外径よりも幾分大きいルーズ穴とし、ガイド穴１０５の位置ズレによる影響を受けないようにする方法が採用されている。しかしながら、このような方法を採用した場合には、以下に示すような問題が発生する。
【００１１】
即ち、穴明け加工時には、重ね合わせられたプリント配線板１０１及び裏板１０４は、ＣＮＣ穴明け機の台座上に堅固に固定されるものの、プリント配線板１０１と裏板１０４との間は固定されていないので（ガイド穴１０５がルーズ穴であるため、プリント配線板１０１と裏板１０４とは固定されない）、穴明け加工時にプリント配線板１０１に対して裏板１０４が位置ずれを起こす場合がある。この場合には、図１３に示すように、ドリルビット１０６の先端部が、既に裏板１０４に穿孔された穴１０７の縁の部分に達することがあり、この場合には、ドリルビット１０６の先端部に横方向の力が作用し、該ドリルビット１０６が破損するという問題が発生する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来におけるプリント配線板の穴明け用裏板では、プリント配線板１０１のガイド穴１０２と同一位置に同一サイズのガイド穴１０５を穿設して、ガイドピン１０３を圧入するようにすると、ガイド穴１０５の位置がずれた場合には、ガイドピン１０３が垂直に打ち込まれず、プリント配線板１０１の穴明け位置（貫通穴の位置）に誤差が発生するという問題が発生する。また、裏板１０４に穿設するガイド穴１０５をルーズ穴とすると、穴明け加工時にプリント配線板１０１に対して裏板１０４が位置ずれを引き起こす場合があり、この場合には、ドリルビット１０６の先端部が、一度穿孔した穴１０７の縁の部分と接触して無理な力が加えられ、該ドリルビット１０６を損傷するという欠点があった。
【００１３】
この発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、プリント配線板に対して精度良くに且つ確実に固定することのできるプリント配線板の穴明け用裏板を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、プリント配線板の対向する２つの辺の一方と平行な直線上に並ぶ少なくとも２個のガイド穴にガイドピンを打ち込んで固定されたプリント配線板を、穴明け機の台座上に載置して、当該プリント配線板に穴明け加工する際に、前記プリント配線板と前記台座との間に配置する裏板において、前記した２個のガイド穴の穿設位置と対応する裏板の部位に、前記の直線方向に延びる長穴または切欠部を形成し、その長穴または切欠部の長さを前記ガイドピンの外径より大きい寸法とし、幅を前記ガイドピンの外径の−０．３ｍｍから＋０．２ｍｍの範囲の寸法としたことが特徴である。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、直線上に並ぶ前記長穴または切欠部同士の最近位点距離が、プリント配線板における前記２個のガイド穴同士の最近位点距離よりも小さく、前記長穴または切欠部同士の最遠位点距離が、前記ガイド穴同士の最近位点距離よりも大きいことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記プリント配線板が、前記２個のガイド穴以外に、１個以上のガイド穴を有し、当該ガイド穴に対応する裏板の部位に、ガイドピンの外径よりも大きいルーズ孔を穿設することを特徴とする。
【００１７】
裏板に穿設される前記長穴または切欠部の長さ方向は、矩形状をなすプリント配線板の対向する２つの辺の一方の方向に、すなわち、縦方向または横方向のいずれかの方向に一致する。
【００１８】
上述の如く構成された本発明によれば、プリント配線板のガイド穴と、当該裏板に形成される長穴または切欠部を連通するようにガイドピンを打ち込むことにより、プリント配線板が位置ずれを引き起こすことなく、且つ、プリント配線板に対して堅固に裏板を固定することができる。従って、貫通穴の位置精度を向上させることができると共に、貫通穴穿孔用のドリルビットの損傷を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用されたプリント配線板の穴明け用裏板１の第１の実施形態の構成を示す説明図、図２は、該裏板１と複数枚のプリント配線板（多層プリント配線基盤）２とを、ガイドピン３にて固定する様子を示す分解斜視図、図３は、該裏板１の平面図である。図１、図２に示すように、この裏板１は、硬質プラスチック板等の材質で形成され、プリント配線板２と同一の形状を有する平板形状を成している。
【００２０】
そして、プリント配線板２に穿設されるガイド穴４に対応する部位（２個所）に、長方形状の長穴５が穿設されている。この長穴５は、角穴用パンチ等を用いて穿設することができる。なお、裏板１は、プリント配線板２と同一形状でなくても良い。また、実際には、図２に示す最上面となるプリント配線板２の上面に保護用のアルミ板を載置し、これをテーピングしてプリント配線板２に固定するようにしているが、ここではその記載を省略している。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、長穴５の幅Ｌ１は、ガイドピン３の外径と同一か或いは若干狭い幅、または若干広い幅とされており、長穴５の長さＬ２は、ガイドピン３の外径よりも大きくなるように形成されている。この際、幅Ｌ１をガイドピン３の外径と略同一とするのが好適であるが、若干幅狭、或いは若干幅広としても良い。つまり、長穴５に対してガイドピン３が無理填めできる程度に幅狭であっても良い。また、ガイドピン３の外径に対して長穴５の幅Ｌ１が若干幅広であっても、この際生じるクリアランス（ガイドピン３の外径と幅Ｌ１との差分）が、該クリアランスに起因して裏板１が横ずれを引き起こした場合に、ドリルビットの先端が既に穿孔されている穴と重複しない程度であれば良い。即ち、裏板１が横ずれを引き起こした場合でも、横ずれの距離が、図１３に示したように、ドリルビット１０６の先端部が既に穿孔されている穴１０７の位置に重複しない程度に小さければ良い。
【００２２】
発明者による鋭意検討によれば、長穴５の幅Ｌ１は、ガイドピン３の外径に対して、−０．３ｍｍ〜＋０．２ｍｍ程度の範囲とするのが好ましい。また、図３（ａ）に示すように、２つの長穴５の内側どうしの間の距離（最近位点距離）をＬ３、外側どうしの間の距離（最遠位点距離）をＬ４とし、且つ、２本のガイドピン３の、内側どうしの間の距離（最近位点距離）をＬ５、外側どうしの間の距離（最遠位点距離）をＬ６とすると、Ｌ３＜Ｌ５、Ｌ４＞Ｌ６が成立する。
【００２３】
換言すれば、図３（ｂ）に示すように、ガイドピン３を打ち込む位置の中心点をＰとし、ガイドピン３の半径をＬ１１とすると、中心点Ｐから長穴の長手方向の内側面５ａまでの距離Ｌ１２と半径Ｌ１１とは、Ｌ１２＞Ｌ１１なる関係が成立する。同様に、中心点Ｐから内側面５ｂまでの距離Ｌ１３と半径Ｌ１１とは、Ｌ１３＞Ｌ１１なる関係が成立する。
【００２４】
次に、上記のように構成された本実施形態の作用について説明すると、図２に示すように、複数枚のプリント配線板２のガイド穴４を連通するようにガイドピン３を圧入することにより、各プリント配線板２を重ね合わせた状態で固定することができる。
【００２５】
更に、このプリント配線板２の最下面に裏板１を設置して、ガイドピン３を裏面１の長穴５に挿入すると、図３（ａ）に示すＸ軸方向（長穴５の長さ方向）についてはガイドピン３をルーズに挿入することができ、Ｙ軸方向（長穴５の幅方向）には、ガイドピン３と長穴５との間のクリアランスがゼロか或いは極めて小さいので、ガイドピン３は、長穴５に対して無理填めされることになる。
【００２６】
従って、ガイドピン３を各プリント配線板２のガイド穴４、及び裏板１の長穴５に挿入した際に、ガイドピン３がプリント配線板２に対して垂直に打ち込まれない等の問題は発生せず、このプリント配線板２をＣＮＣ穴明け機の台座上に載置して穴明け加工を行った際には、穴明け位置がずれることなく、高精度な穴明け加工が可能となる。
【００２７】
また、ガイドピン３は、長穴５の幅方向にて無理填めされるので、重ね合わせられた各プリント配線板２と裏板１とは堅固に固定されることになる。これにより、ＣＮＣ穴明け機による穴明け加工時に、プリント配線板２に対して裏板１が位置ずれを引き起こすことは無く、ドリルビットの先端部が、裏板１の既に穿孔した穴の縁の部分に達して該ドリルビットを損傷する等の問題を回避することができる。
【００２８】
図４は、上記した第１の実施形態に係る穴明け用裏板１の、変形例の構成を示す平面図であり、同図に示すように裏板１１は、長穴１２の端部が半円形状とされている点で、図１、図３に示した実施形態と相違する。そして、このような構成においても上記した実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、図４において、長穴１２の２つの側面１２ａ，１２ｂは互いに平行とされている。また、幅Ｌ１、長さＬ２は、図３（ａ）に示した幅Ｌ１、長さＬ２と同様に設定されている。
【００２９】
図５は、本発明の第２の実施形態に係るプリント配線板の穴明け用裏板２１の構成を示す平面図である。同図に示すように、この裏板２１は、プリント配線板のガイド穴に対応する部位に、長方形状の切欠部２２が形成されている。そして、該切欠部２２の幅Ｌ１、及び長さＬ２は、図３（ａ）に示した幅Ｌ１、長さＬ２と同様に設定されている。即ち、幅Ｌ１はガイドピンの外径と同一、または若干狭い、或いは若干広くなるように形成されており、長さＬ２は、ガイドピンの外径よりも大きくなるように形成されている。
【００３０】
そして、このような構成によれば、上記した第１の実施形態と同様の効果を得ることができ、更に、切欠部２２は、裏板２１の側辺を切り欠くことにより形成することができるので、容易に製造することができるようになる。
【００３１】
図６（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係るプリント配線板の穴明け用裏板３１の構成を示す平面図であり、同図（ｂ）に示すように、３つのガイド穴３４（３４ａ〜３４ｃ）を有するプリント配線板３３を穴明け加工する際に使用することができる。即ち、同図（ａ）に示すように、裏板３１には、プリント配線板３３のガイド穴３４に対応する部位（３個所）に長穴３２（３２ａ〜３２ｃ）が形成されており、各ガイド穴３４（３４ａ〜３４ｃ）に打ち込まれるガイドピンを長穴３２（３２ａ〜３２ｃ）に無理填めすることにより、プリント配線板３３に対して裏板３１を固定することができる。
【００３２】
なお、図６に示す第３の実施形態では、裏板３１の図中Ｙ軸方向に沿って２個の長穴３２ａ，３２ｂが配置され、このＹ軸方向へはクリアランスが設定されていないので、２つのガイド穴３４ａ，３４ｂ間の距離と、２つの長穴３２ａ，３２ｂ間の距離に誤差が生じた場合には、これらのガイド穴３４ａ，３４ｂ、長穴３２ａ，３２ｂにガイドピンを打ち込んだ際に、プリント配線板３３が位置ずれを起こすことになるが、（従来例で説明した図１２（ｂ）参照）、Ｘ軸方向については、プリント配線板３３の位置ずれを回避することができる。よって、Ｙ軸方向への位置ずれを考慮しなくても良い場合には、有効に使用することができる。
【００３３】
図７は、図６に示した第３の実施形態の変形例に係る穴明け用裏板３１′の構成を示す平面図である。同図に示すようにこの裏板３１′は、図６（ｂ）に示したガイド穴３４ａ、３４ｃに対応する部位には、長穴３２ａ、及び３２ｃが穿設されており、ガイド穴３４ｂに対応する部位には、ルーズ穴３５が穿設されている。そして、このような構成によれば、ガイド穴３４ａと長穴３２ａ、及びガイド穴３４ｃと長穴３２ｃ、を連通するようにガイドピンを打ち込むことにより、裏板３１′をプリント配線板３３に対して高精度に且つ堅固に固定することができる。
【００３４】
図８（ａ）は、本発明の第４の実施形態に係るプリント配線板の穴明け用裏板４１の構成を示す平面図であり、同図（ｂ）に示すように、４つのコーナにガイド穴４４（４４ａ〜４４ｄ）を有するプリント配線板４３を穴明け加工する際に使用することができる。即ち、同図（ａ）に示すように、裏板４１には、プリント配線板４３のガイド穴４４（４４ａ〜４４ｄ）に対応する部位（４個所）に長穴４２（４２ａ〜４２ｄ）が形成されており、各ガイド穴４４に打ち込まれるガイドピンを長穴４２に無理填めすることにより、プリント配線板４３に裏板４１を固定することができる。
【００３５】
図９は、図８に示した第４の実施形態の変形例に係る穴明け用裏板４１′の構成を示す平面図である。同図に示すようにこの裏板４１′は、図８（ｂ）に示したガイド穴４４ａ、４４ｃに対応する部位には、長穴４２ａ、４２ｃが穿設されており、ガイド穴４４ｂ、４４ｄに対応する部位には、ルーズ穴４５が穿設されている。そして、このような構成によれば、ガイド穴４４ａと長穴４２ａ、及びガイド穴４４ｃと長穴４２ｃ、を連通するようにガイドピンを打ち込むことにより、裏板４１′をプリント配線板４３に対して高精度に且つ堅固に固定することができる。
【００３６】
図１０（ａ）は、本発明の第５の実施形態に係るプリント配線板の穴明け用裏板５１の構成を示す平面図であり、同図（ｂ）に示すように、長手方向の側辺中央部にガイド穴５４（２個所）が穿設されたプリント配線板５３に穴明け加工する際に使用することができる。即ち、同図（ａ）に示すように、裏板５１の、ガイド穴５４と対応する部位には長穴５２が形成されている。そして、このような構成においても、上記した各実施例と同様に、裏板５１をプリント配線板５３に対して高精度且つ堅固に固定することができる。
【００３７】
なお、上記した各実施形態では、複数枚のプリント配線板を重ね合わせた状態で穴明け加工する際に使用する裏板を例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１枚のプリント配線板を穴明け加工する際に使用する裏板としても使用することができることは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るプリント配線板の穴明け用裏板では、プリント配線板に形成されたガイド穴と対応する部位に、長穴または切欠部が形成されるので、プリント配線板のガイド穴と、この長穴または切欠部とを連通するようにガイドピンを打ち込めば、プリント配線板の位置ずれを防止することができ、正確な位置に貫通穴を穿孔することができる。また、長穴または切欠部に対してガイドピンが無理填めされるので、プリント配線板と裏板とは堅固に固定され、従って、穴明け加工時に、プリント配線板と裏板とが位置ずれを引き起こすことはなく、ドリルビットの先端部が、裏板の既に穿孔した部位に接触することを防止することができ、ドリルビットの損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプリント配線板の穴明け用裏板の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示した穴明け用裏板をプリント配線板に固定する様子を示す分解斜視図である。
【図３】（ａ）は図１に示した穴明け用裏板の平面図、（ｂ）はガイドピンの中心位置と長穴との位置関係を示す説明図である。
【図４】第１の実施形態の変形例に係るプリント配線板の穴明け用裏板の構成を示す平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るプリント配線板の穴明け用裏板の構成を示す平面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係るプリント配線板の穴明け用裏板の構成を示す平面図、（ｂ）は、この裏板を取り付けるプリント配線板の構成を示す平面図である。
【図７】第３の実施形態に係る穴明け用裏板の変形例の構成を示す平面図である。
【図８】（ａ）は、本発明の第４の実施形態に係るプリント配線板の穴明け用裏板の構成を示す平面図、（ｂ）は、この裏板を取り付けるプリント配線板の構成を示す平面図である。
【図９】第４の実施形態に係る穴明け用裏板の変形例の構成を示す平面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の第５の実施形態に係るプリント配線板の穴明け用裏板の構成を示す平面図、（ｂ）は、この裏板を取り付けるプリント配線板の構成を示す平面図である。
【図１１】従来における複数枚のプリント配線板と裏板とを連結する様子を示す分解斜視図である。
【図１２】（ａ）はプリント配線板のガイド穴と裏板のガイド穴と間に位置ずれが生じた様子を示す説明図、（ｂ）はガイドピンがプリント配線板に対して垂直に打ち込まれないときの様子を示す説明図である。
【図１３】ドリルビットの先端部が既に穿孔された穴の縁の部分に達した様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１、１１、２１、３１、３１′ 裏板（プリント配線板の穴明け用裏板）
４１、４１′、５１ 裏板（プリント配線板の穴明け用裏板）
２、３３、４３、５３ プリント配線板
３ ガイドピン
４、３４ａ〜３４ｃ、４４ａ〜４４ｄ、５４ ガイド穴（プリント配線板用）
５、１２、３２ａ〜３４ｃ、４２ａ〜４２ｄ、５２ 長穴
２２ 切欠部
３５、４５ ルーズ穴

Claims (2)

1. プリント配線板の対向する２つの辺の一方と平行な直線上に並ぶ少なくとも２個のガイド穴に、ガイドピンを打ち込んで固定されたプリント配線板を、穴明け機の台座上に載置して、当該プリント配線板に穴明け加工する際に、前記プリント配線板と前記台座との間に配置する裏板において、
   前記した２個のガイド穴の穿設位置に対応する裏板の部位に、前記の直線方向に延びる長穴または切欠部を形成し、その長穴または切欠部の長さを前記ガイドピンの外径より大きい寸法とし、幅を前記ガイドピンの外径の−０．３ｍｍから＋０．２ｍｍの範囲の寸法とし、直線上に並ぶ前記長穴または切欠部同士の最近位点距離が、プリント配線板における前記２個のガイド穴同士の最近位点距離よりも小さく、前記長穴または切欠部同士の最遠位点距離が、前記ガイド穴同士の最遠位点距離よりも大きいことを特徴とするプリント配線板の穴明け用裏板。
2. 前記プリント配線板が、前記２個のガイド穴以外に、１個以上のガイド穴を有し、当該ガイド穴に対応する裏板の部位に、ガイドピンの外径よりも大きいルーズ孔を穿設することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の穴明け用裏板。

Images