JP4935498B2 - プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線板及びその製造方法に関する。

近年、電子機器の高機能化に伴い、プリント配線板にも配線密度の向上が強く要求されてきている。これに対応するため穴明け加工したプリント配線板においては、穴密度の向上が必須である。

プリント配線板の製造方法の穴明け工程においては、内壁粗さを小さくし、さらに、形成する穴の位置精度を確保することが望まれている。プリント配線板に穴明け加工する場合、特許文献１に示すような穴明けドリルを用いて穴明けを行っていた。

また、プリント配線板に穴明け加工する場合、穴明け機械に搭載するブッシュは切削加工時のドリルが通過するための開口穴径の小径化が穴位置精度を確保するのに大変有効である。しかしながら、ブッシュのドリルが通過する開口穴の小径化だけでは、吸引の空気量不足や吸引時のドリルへの空気噴きつけ角度が不適正の場合、ドリル折損や穴位置ずれが発生してしまう。

ドリルによる穴明けでは、穴とパターン間の絶縁距離の確保から高い穴位置精度が必要であり、特に直径（φ）が０．４５ｍｍ以下の小径ドリルを用いた穴明け加工は重要な課題となってくる。
特開２００５−１１８９２３号公報

本発明は、小径ドリルを用いた場合でもドリル刃の折損発生を抑え、かつ、穴位置精度に優れたプリント配線板の製造方法及び前記製造方法で製造されたプリント配線板を提供することを目的とするものである。

本発明は、（１）直径（φ）が０．４５ｍｍ以下のドリル刃が通過する開口穴が形成され、ドリル刃により穴開け加工されるプリント配線板を押さえる押圧面に、前記開口穴の周縁部が形成されたドリル加工用ブッシュを用いて穴明け加工するプリント配線板の製造方法であって、前記ドリル刃の直径に対する開口穴の内径の比が４〜７であり、前記押圧面に、前記開口穴の周辺から開口穴に向かって、前記ドリル刃の回転方向に幅狭に形成される溝部が設けられているドリル加工用ブッシュを用いて穴明け加工することを特徴とするプリント配線板の製造方法に関する。

また、本発明は、（２）直径（φ）が０．４５ｍｍ以下のドリル刃が通過する開口穴が形成され、ドリル刃により穴明け加工されるプリント配線板を押さえる押圧面に、前記開口穴の周縁部が形成されたドリル加工用ブッシュを用いて穴明け加工するプリント配線板の製造方法であって、前記開口穴の内径が１．８ｍｍ〜２．１ｍｍであり、前記押圧面に、前記開口穴の周辺から開口穴に向かって、前記ドリル刃の回転方向に幅狭に形成される溝部が設けられているドリル加工用ブッシュを用いて穴明け加工することを特徴とするプリント配線板の製造方法に関する。

また、本発明は、（３）前記（１）又は（２）記載のプリント配線板の製造方法で製造されたプリント配線板に関する。

本発明によれば、小径ドリルを用いた場合でもドリル刃の折損が少なく、かつ、穴位置精度に優れたプリント配線板およびその製造方法を提供することができる。

本発明のプリント配線板の製造方法は、直径が０．４５ｍｍ（φ）以下のドリル刃が通過する開口穴が形成され、ドリル刃により穴明け加工されるプリント配線板を押さえる押圧面に、前記開口穴の周縁部が形成されたドリル加工用ブッシュを用いて穴明け加工するプリント配線板の製造方法であって、前記ドリル刃の直径に対する開口穴の内径の比が４〜７であり、前記押圧面に、前記開口穴の周辺から開口穴に向かって、前記ドリル刃の回転方向に幅狭に形成される溝部が設けられているドリル加工用ブッシュを用いて穴明け加工することを特徴とする。

また、本発明のプリント配線板の製造方法は、直径（φ）が０．４５ｍｍ以下のドリル刃が通過する開口穴が形成され、ドリル刃により穴明け加工されるプリント配線板を押さえる押圧面に、前記開口穴の周縁部が形成されたドリル加工用ブッシュを用いて穴明け加工するプリント配線板の製造方法であって、前記開口穴の内径が１．８ｍｍ〜２．１ｍｍであり、前記押圧面に、前記開口穴の周辺から開口穴に向かって、前記ドリル刃の回転方向に幅狭に形成される溝部が設けられているドリル加工用ブッシュを用いて穴明け加工することを特徴とする。

以下、本発明について図面と共に説明する。図１はドリル加工用ブッシュの使用状態を示す図面である。プリント配線板３にドリル８により穴明け加工する方法は、図１に示すようにまず、プリント配線板を所望により積層し、上当て板５と下当て板４で挟み固定する。ブッシュ６は昇降制御可能に設けられたプレッシャーシフト９の下端部に取り付けられ、前記ブッシュ６はプレッシャーシフト９に伴って下降されることで、下当て板４上に載置されたプリント配線板３を上当て板５を介して押さえる。そして、ドリル８を下降させて、開口穴１２を通過したドリル刃１１によりプリント配線板３に穴明け加工を施す。
プリント配線板３は特に限定されないが、例えば、図２に示すように銅張積層板１とプリプレグ２を所定枚数積層し、加熱加圧成形して一体化したものが用いられる。
本発明の製造方法で用いられるドリル８が支持しているドリル刃１１の直径（φ）は０．４５ｍｍ以下であり、好ましくは０．３ｍｍ以下であり、より好ましくは０．１ｍｍ〜０．３ｍｍである。前記ドリル刃１１の直径（φ）が０．４５ｍｍを超える場合はドリル刃の折損が生じたり、穴位置精度に劣ってしまう。

前記ドリル刃１１が通過する開口穴１２がブッシュ６の中央部に形成される。開口穴１２の内径（図３において符号１０で示される部分）は、ドリル刃の直径に対して、４〜７倍である。直径０．４５ｍｍのドリル刃に対しては、４〜５倍であることが好ましく、直径０．３ｍｍのドリル刃に対しては、６〜７倍であることが好ましい。ドリル刃の直径に対する開口穴の内径の比を４〜７倍とすることによって、ドリル刃の折損発生を抑え、穴位置精度をより向上させることが出来る。

また、開口穴の内径は１．８ｍｍ〜２．１ｍｍである。前記開口穴の内径が１．８ｍｍ未満である場合はドリル刃の折損が生じ、２．１ｍｍを超える場合はドリル刃の折損が生じたり、穴位置精度に劣ってしまう。

ブッシュ６の中央部にはプリント配線板３に向かって突出する突出部７が形成される。突出部７はプリント配線板３を押さえる押圧面１３を有する。押圧面の形態について、図３によりさらに説明する。図３は、ブッシュ形状の概略図であり、穴明け加工されるプリント配線板側から見た説明図である。突出部７には、複数の溝部１４が形成されており、例えば図３では６個の溝部１４が形成されている。溝部１４は押圧面１３に対して凹んで形成される。溝部１４は開口穴１２の周辺から開口穴１２に向かって、図中矢印方向で示すドリル刃１１の回転方向に向かって幅狭になるようテーパ状に形成される。これによって、突出部７はエアファンの扇状に形成される。
溝部１４を開口穴１２の周辺から開口穴１２に向かって、ドリル刃１１の回転方向と同方向に形成することにより、切削中のドリル刃１１の折損を防止することが出来、さらにドリル進入時の穴位置精度が向上し、突き抜け面側での穴位置精度を向上することができる。また、ドリル刃１１の回転に伴ってドリル刃１１の周囲に発生する渦状の空気の流れを利用して外気を効率的に吸引することができる。

また、溝部１４を、開口穴１２の周辺から開口穴１２に向かって幅狭になるようテーパ状に形成することにより、穴明け部位の周辺部をよりしっかり抑えることが出来、穴位置精度を向上することができる。さらに、溝幅が広い周辺部では多くの空気を導入でき、溝部１４に導入された空気は溝幅が狭まるにしたがって風速が高まり開口穴１２に向かって進行するため、ドリルとプリント配線板との間で発生した削り粉を高い風速で吹き飛ばして除去することができる。

以下、実施例及び比較例における符号は、図１〜３に記載の符号である。

プリント配線板３は、板厚が０．１ｍｍ及び銅箔厚さが３５μｍのエポキシ樹脂をガラス布に含浸させた絶縁層を有する銅張積層板１（日立化成工業株式会社製、商品名ＭＣＬ−Ｅ−６７９）と変性ポリイミド樹脂をガラス布に含浸したプリプレグ２（日立化成工業株式会社製、商品名ＧＩＡ−６７１Ｎ）を加熱・加圧して積層一体化し、積層一体化後の基板板厚が２．３ｍｍとなる１６層品とした。

このプリント配線板３の穴明けは、プリント配線板３を２枚重ねして、０．１６ｍｍの水溶性潤滑材をアルミニウム表面に付加した上当て板（三菱ガス化学株式会社製、商品名ＬＥ８１２Ｆ３）５とフェノール樹脂基板の下当て板４とで固定して挟み、穴明けテーブルにセットした。

ドリル穴明け条件は、ドリル刃１１の直径が０．３０ｍｍ〜０．５０ｍｍのドリル８を使用してスピンドル回転数１００Ｋｍｉｎ^−１及び送り速度２．０ｍ／ｍｉｎの条件で穴明け加工した。このとき、使用したブッシュ６の形態は９種類であり、ドリル刃1本あたり２０００穴加工してドリル刃１０本加工毎にブッシュを交換した。

穴明けはブッシュ６を搭載した機械側のプレッシャーフット９が下降し、プリント配線板３を抑えた後、所定の位置に穴を明け、その後、プレッシャーフット９が上昇してこの動きを繰り返して穴を明けていく。全てのブッシュ６について穴明けした後に、プリント配線板３を穴明けテーブルから取外して解体し、自動穴位置測定機であるホールアナライザ（日立ビアメカニクス株式会社製、商品名ＨＡ−１）により使用したブッシュ毎にプリント配線板３のドリル進入面側とドリル抜け面側（板厚４．６ｍｍ）の穴位置ずれ量を測定した。穴位置ずれ量の測定については、穴明け設計位置の中心座標と実際に明けられた穴位置の中心座標間の距離をホールアナライザで計測し、穴位置ずれ量の最大値及び穴位置ずれ量の平均＋３σの値をドリル進入面側とドリル抜け面側のそれぞれについて算出した。なお、評価結果の判定は、ドリル刃の折損無しで且つ、ドリル進入面側，ドリル抜け面側の双方において穴位置ずれ量の最大値が45μｍ未満であるものをGood、ドリル刃の折損有りまたは、ドリル進入面側又はドリル抜け面側の何れかにおいて穴位置ずれ量の最大値が45μｍ以上であるものをＮＧとした。ドリル刃の直径とブッシュの組み合わせを変えて検討した結果を表１及び表２に示す。

（実施例１） 刃の直径（φ）が０．４５ｍｍのドリルとドリル刃の回転方向に幅狭に形成される溝部を有し、開口穴の内径１．８ｍｍのブッシュとを組み合わせた。

（実施例２） 刃の直径（φ）が０．４５ｍｍのドリルとドリル刃の回転方向に幅狭に形成される溝部を有し、開口穴の内径２．１ｍｍのブッシュとを組み合わせた。

（実施例３） 刃の直径（φ）が０．３ｍｍのドリルとドリル刃の回転方向に幅狭に形成される溝部を有し、開口穴の内径１．８ｍｍのブッシュとを組み合わせた。

（実施例４） 刃の直径（φ）が０．３ｍｍのドリルとドリル刃の回転方向に幅狭に形成される溝部を有し、開口穴の内径２．１ｍｍのブッシュとを組み合わせた。

（比較例１） 刃の直径（φ）が０．４５ｍｍのドリルと開口穴の周辺部から中心方向に等幅に形成される溝部を有し、開口穴の内径３ｍｍのブッシュとを組み合わせた。

（比較例２） 刃の直径（φ）が０．４５ｍｍのドリルとドリル刃の回転方向とは逆方向に等幅に形成される溝部を有し、開口穴の内径３ｍｍのブッシュとを組み合わせた。

（比較例３） 刃の直径（φ）が０．４５ｍｍのドリルとドリル刃の回転方向に等幅に形成される溝部を有し、開口穴の内径３ｍｍのブッシュとを組み合わせた。

（比較例４） 刃の直径（φ）が０．４５ｍｍのドリルとドリル刃の回転方向に等幅に形成される溝部を有し、開口穴の内径１．８ｍｍのブッシュとを組み合わせた。

（比較例５） 刃の直径（φ）が０．４５ｍｍのドリルとドリル刃の回転方向に等幅に形成される溝部を有し、開口穴の内径２．１ｍｍのブッシュとを組み合わせた。

（比較例６） 刃の直径（φ）が０．４５ｍｍのドリルとドリル刃の回転方向に幅狭に形成される溝部を有し、開口穴の内径１．５ｍｍのブッシュとを組み合わせた。

（比較例７） 刃の直径（φ）が０．５ｍｍのドリルとドリル刃の回転方向に幅狭に形成される溝部を有し、開口穴の内径１．８ｍｍのブッシュとを組み合わせた。

（比較例８） 刃の直径（φ）が０．５ｍｍのドリルとドリル刃の回転方向に幅狭に形成される溝部を有し、開口穴の内径２．１ｍｍのブッシュとを組み合わせた。

（比較例９） 刃の直径（φ）が０．３ｍｍのドリルとドリル刃の回転方向に幅狭に形成される溝部を有し、開口穴の内径２．５ｍｍのブッシュとを組み合わせた。

本発明におけるドリル加工用ブッシュの使用状態を示す図である。 本発明で用いられるプリント配線板の概略図である。 本発明で用いられるブッシュ形状の概略図である。

符号の説明

１ 銅張積層板
２ プリプレグ
３ プリント配線板
４ 下当て板
５ 上当て板
６ ブッシュ
７ 突出部
８ ドリル
９ プレッシャーフット
１０ 開口穴の内径
１１ ドリル刃
１２ 開口穴
１３ 押圧部
１４ 溝部

Claims (3)

1. 直径（φ）が０．４５ｍｍ以下のドリル刃が通過する開口穴が形成され、ドリル刃により穴明け加工されるプリント配線板を押さえる押圧面に、前記開口穴の周縁部が形成されたドリル加工用ブッシュを用いて穴明け加工するプリント配線板の製造方法であって、前記ドリル刃の直径に対する開口穴の内径の比が４〜７であり、
   前記押圧面に、前記開口穴の周辺から、開口穴の内周に沿う方向であり、かつ、前記ドリル刃が回転する方向に向かって、幅狭に形成される溝部が設けられているドリル加工用ブッシュを用いて穴明け加工することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
2. 直径（φ）が０．４５ｍｍ以下のドリル刃が通過する開口穴が形成され、ドリル刃により穴明け加工されるプリント配線板を押さえる押圧面に、前記開口穴の周縁部が形成されたドリル加工用ブッシュを用いて穴明け加工するプリント配線板の製造方法であって、
   前記開口穴の内径が１．８ｍｍ〜２．１ｍｍであり、前記押圧面に、前記開口穴の周辺から、開口穴の内周に沿う方向であり、かつ、前記ドリル刃が回転する方向に向かって、幅狭に形成される溝部が設けられているドリル加工用ブッシュを用いて穴明け加工することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
3. 請求項１又は２記載のプリント配線板の製造方法で製造されたプリント配線板。

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