JP4958398B2

JP4958398B2 - フレキシブルプリント基板のパンチング加工方法

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Publication number: JP4958398B2
Application number: JP2005033640A
Authority: JP
Inventors: 薫堀切; 和博一石
Original assignee: Nippon Mektron KK
Current assignee: Nippon Mektron KK
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2025-02-09
Also published as: TWI295149B; CN1819744A; CN1819744B; TW200630000A; JP2006218566A

Description

本発明は電子機器に使用されるフレキシブルプリント基板のパンチング加工方法に関するものであり、特に、打ち抜き用パンチを使用してスリット穴や分割用スリットなどの細長開口部を打ち抜き形成するパンチング加工方法に関するものである。

可撓性を有するフレキシブルプリント基板に、非スルーホールや電子部品を収納する開口部などを形成する方法として、打ち抜き用パンチを使用するパンチング加工が広く行われている。通常は、絶縁基板上に銅箔などで必要な導体回路を形成し、カバーレイ、ソルダーレジスト層などで被覆した後に、パンチング加工が行われる。

従来のパンチング加工では、上型と下型との間にフレキシブルプリント基板を挿入し、上型の押さえ板でフレキシブルプリント基板を押さえながらパンチングする方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１記載の金型を図１０に示す。この金型は上型１１と下型１２とからなり、上型１１は打ち抜き用パンチ１３の基端部が嵌着されているプレート１１ａと、打ち抜き用パンチ１３の先端部が挿入されているサポート穴１１ｂを有する押さえ板（特許文献１では上型プレート）１１ｃとから構成され、下型１２には前記打ち抜き用パンチ１３の先端部が挿入されてフレキシブルプリント基板が打ち抜かれるパンチ穴１２ａを有し、該パンチ穴１２ａの下部は徐々に拡径されてテーパ部１２ｂが設けられている。

図１１に示すように、上型１１と下型１２との間にフレキシブルプリント基板１４を挿入し、図示はしないが、フレキシブルプリント基板１４に開穿されたガイド穴を、下型１２に立設されたガイドピンに挿通させて位置合わせが行われる。

図１２に示すように、上型１１が下降してくると、先ず押さえ板１１ｃがフレキシブルプリント基板１４を下型１２との間に挟み込み、フレキシブルプリント基板１４の歪みや曲がりなどを矯正する。この押さえ板１１ｃは、ばね機構（図示せず）によってフレキシブルプリント基板１４を挟み込んだまま固定し、この状態で、上型のプレート１１ａおよびそれに嵌着された打ち抜き用パンチ１３が一体に下降すると、打ち抜き用パンチ１３の先端部が下型のパンチ穴１２ａに挿入されて、打ち抜き用パンチ１３と下型１２とのせん断によりフレキシブルプリント基板１４が打ち抜かれる。

図１３に示すように、打ち抜き用パンチ１３が下型のパンチ穴１２ａを抜けてテーパ部１２ｂの位置まで挿通されれば、フレキシブルプリント基板の抜きかす（以下、単に「抜きかす」という）１５が下型１２の下方へ落下し、該抜きかす１５が下型１２内に詰まることはない。そのためには、打ち抜き用パンチ１３の全長及び下型１２とのストローク（下型のパンチ穴１２ａへの挿通長さ）を長くする必要がある。

一般に、打ち抜き用パンチ１３の全長は短い方が加工精度がよく、また、上型のプレート１１ａに嵌着された際に突出長さが短い方が垂直角度の精度が向上する。さらに、下型１２とのストロークが短い方が摩擦が少なくて済み、金型の寿命も長くなる。そこで、打ち抜き用パンチ１３の全長及びストロークはできる限り短い方が好ましく、フレキシブルプリント基板１４の打ち抜きに必要なストロークは、フレキシブルプリント基板１４の先端部が下型１２の表面からパンチ穴１２ａへ０．３mm〜０．５mm程度挿通されれば十分である。

これに対して、下型のパンチ穴１２ａの表面からテーパ部１２ｂの最上部までの長さは、下型１２を例えばＨＳ鋼などの硬度の高い材質を使用しても、強度確保のために２mm以上とる必要がある。したがって、前述したように、フレキシブルプリント基板１４の打ち抜きストロークを０．３mm〜０．５mm程度にした場合は、図１４に示すように、打ち抜き用パンチ１３の先端部が下型のパンチ穴１２ａを抜けてテーパ部１２ｂの位置まで挿通されず、抜きかす１５が下型のパンチ穴１２ａの内部に詰まり、破線Ｇ部分に示すように、抜きかす１５が順次蓄積されていくことになる。

前記打ち抜き用パンチ１３が、幅寸法に比べて長さ寸法が相当長いスリット穴や分割用スリットなどの細長開口部を打ち抜く形状である場合は、該打ち抜き用パンチ１３が上昇する際に抜きかす１５が瞬間的に打ち抜き用パンチ１３の先端部下面に吸着して持ち上げられ、図１５に示すように、めくれ上がって下型１２の上方へはみ出すことがある。この傾向は、細長い抜きかす１５の中央部分で顕著に現れる。

このように、下型１２の表面にはみ出した抜きかす１５が、次の工程で新たなフレキシブルプリント基板１４を装着する際に下型１２との間に挟まれると、パンチング加工したときにフレキシブルプリント基板１４に打痕などの不具合を生じることになる。

このため、新たなフレキシブルプリント基板１４を装着する際に、その都度、下型１２の表面に抜きかす１５がないことを確認し、万一、抜きかす１５があるときは、エアブローやブラッシングで抜きかす１５を除去した後に、次のフレキシブルプリント基板１４を装着しなければならず、作業効率が悪化するという問題があった。

抜きかす１５が下型１２の表面にはみ出さないように、下型１２の下部を密閉構造にして抜きかす１５をエアにて吸引排出する方法も考えられるが、フレキシブルプリント基板１４にパンチング加工する箇所が複数あって同一系統で吸引する場合は、複数箇所のうち何れか一つの箇所で抜きかす１５が排出された瞬間に、吸引圧力が低下して吸引排出操作が連続的には行えないという欠点がある。パンチング加工するすべての箇所へ個別に吸引手段を設置すればよいが、金型構造が複雑となって現実には困難である。

このほか、スリット穴形成部に予め小径の予備穴を開穿しておき、突起を設けたスリット穴用パンチを予備穴に当接させて抜きかすを破断するパンチング加工方法（例えば特許文献２参照）も知られている。
特開平７−２４７９２号公報特開平７−２４７９３号公報

特許文献１記載の発明は、打ち抜き用パンチの先端部が下型のパンチ穴からテーパ部へ突出する位置までのストロークが長いため、加工精度並びに垂直角度の精度を向上するのが困難であり、摩擦が多いために金型の寿命が短くなりやすい。ストロークを短くすると、パンチ穴の内部に抜きかすが蓄積され、その抜きかすが下型の表面に飛び出すことがあり、作業効率が悪化するという不具合があった。

特許文献２記載の発明は、突起を設けたスリット穴用パンチを使用して抜きかすを破断するが、局部的に細かい形状を打ち抜く場合などは、予備穴をドリル加工で開穿することは困難となっている。予備穴なしでパンチに突起を設置すると、打ち抜き形状が変形してしまうことになる。

そこで、本発明は、フレキシブルプリント基板に細長開口部を打ち抜き形成するパンチング加工方法において、打ち抜き用パンチが下型のパンチ穴からテーパ部へ突出する位置まで挿通されない短いストロークの金型を使用しても、抜きかすが下型の表面にめくれ上がることなく、下型のテーパ部から順次下方へ排出されるようなパンチング加工方法を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、フレキシブルプリント基板に細長開口部を抜き打ち形成するパンチング加工であって、打ち抜き用パンチが下型のパンチ穴からテーパ部へ突出する位置まで挿通されない短いストロークの金型を使用するパンチング加工において、
パンチ穴は、前記細長開口部の長手方向中央部近傍位置かつ側縁部の片側もしくは両側に、１つまたは複数の凸形状の打ち抜き部を前記細長開口部に連設し、
前記凸形状の打ち抜き部は、上記細長開口部の長手方向側縁部との外角が６０°〜１２０°の直線もしくは曲線を有し、
凸形状の打ち抜き部のパンチ穴と、同形状のフレキシブルプリント基板の抜きかすとの間で摩擦力を生じさせることを特徴とするフレキシブルプリント基板のパンチング加工方法を提供する。

この構成によれば、最長開口部の長手方向中央部近傍位置かつ側縁部の片側若しくは両側で、パンチ加工しても支障がない箇所に、凸形状打ち抜き部を連設することにより、前記細長開口部の長手方向側縁部と接する凸形状の直線部分もしくは曲線部分が、打ち抜き部のパンチ穴と、同形状のフレキシブルプリント基板の抜きかすとの間で摩擦力を生じさせるため、抜きかすがめくれ上がるのを抑止する。
また、この構成によれば、上記凸形状の打ち抜き部が、上記細長開口部の長手方向側縁部に対して可及的に直角に近い直線もしくは曲線を有することにより、抜きかすのめくれ上がりを受け止める力が大きくなる。

また、請求項２記載の発明は、上記パンチ穴の細長開口部が途中で屈曲している場合は、該細長開口部の長手方向両端部と屈曲部との中央部近傍位置かつ側縁部の片側もしくは両側に、１つまたは複数の凸形状の打ち抜き部を前記細長開口部に連設し、凸形状の打ち抜き部のパンチ穴と、同形状のフレキシブルプリント基板の抜きかすとの間で摩擦力を生じさせることを特徴とする請求項１記載のフレキシブルプリント基板のパンチング加工方法を提供する。

この構成によれば、上記細長開口部が途中で屈曲している場合は、屈曲部と細長開口部の長手方向両端部との中央部近傍位置かつ側縁部の片側もしくは両側で、パンチ加工しても支障がない箇所に、凸形状の打ち抜き部を連設することにより、前記細長開口部の長手方向側縁部と接する凸形状の直線部分もしくは曲線部分が、下型と抜きかすとの間で摩擦力を生じさせるため、抜きかすがめくれ上がるのを抑止する。

本発明は、上述したように、フレキシブルプリント基板に細長開口部を打ち抜き形成するパンチング加工において、打ち抜き用パンチが下型のパンチ穴からテーパ部へ突出する位置まで挿通されない短いストロークの金型を使用しても、抜きかすが下型の表面にめくれ上がることなく、下型のテーパ部から効率よく順次下方へ排出されていくため、抜きかすに付随する種々の不具合を解消することができる。また、新たなパンチング加工を開始する直前に、毎回下型の表面に抜きかすがないことを確認する作業が不要となり、作業効率を飛躍的に向上することができる。

以下、本発明に係るフレキシブルプリント基板のパンチング加工方法について、好適な実施例をあげて説明する。フレキシブルプリント基板に細長開口部を打ち抜き形成するパンチング加工方法において、フレキシブルプリント基板の抜きかすが下型の表面にめくれ上がることなく、下型のテーパ部から順次下方へ排出されるようなパンチング加工方法を提供するという目的を、例えば、フレキシブルプリント基板に細長開口部をパンチング加工する前に、該細長開口部の長手方向中央部近傍位置かつ側縁部の片側もしくは両側に、１つまたは複数の凸形状の打ち抜き部を前記細長開口部に連設することにより実現した。

なお、説明の都合上、図１０乃至図１５にて説明した構成と同一構成部分については、同一符号を使用して重複説明は省略する。

図１乃至図４はフレキシブルプリント基板に細長開口部を打ち抜き形成するパンチング加工の一例を示し、図１はフレキシブルプリント基板の細長開口部をパンチング加工した抜きかす１５が入っている下型１２の平面図、図２は図１に示す破線Ａによって囲繞されている部分の拡大図、図３は図２に示すＸ−Ｘ線部位における下型内での抜きかすの挙動を示す縦断面図、図４は凸形状の打ち抜き部の種々の形状を示す解説平面図である。

図１乃至図３に示すように、下型１２のパンチ穴１２ａには、直線状の細長開口部２０の長手方向中央部近傍位置に、１つまたは複数の凸形状の打ち抜き部２１を連設する。該凸形状の打ち抜き部２１は前記細長開口部２０の長手方向中央部から５mm以内のどちらか片側に設置すればいいが、パンチング加工しても支障がない場合には、長手方向中央部近傍の両側に若干位置をずらして設置するのが好ましい。

本実施例では前記凸形状の打ち抜き部２１は方形であり、細長開口部２０の長手方向側縁部２２から直角方向へ突出して設けられている。該凸形状の打ち抜き部２１の幅Ｗ及び長さＬは、細長開口部２０の幅やフレキシブルプリント基板の材質によって設定されるが、概ね幅Ｗ及び長さＬとも０．５mm以上あれば、抜きかす１５がめくれ上がる力を受け止めることができる。

前記凸形状の打ち抜き部２１は、細長開口部２０の長手方向側縁部２２から直角に突出している長さＬの部分が、下型１２と抜きかす１５との間で摩擦力を生じさせるため、図３の破線Ｂ部分に示すように、抜きかす１５がめくれ上がるのを抑止することができる。

前記凸形状の打ち抜き部２１は、金型加工において方形であることが好ましいが、形状などの都合により方形にできない場合は、図４に示すように他の形状であってもよい。図４（１）及び（２）は台形の一例を示し、同図（３）及び（４）は三角形、同図（５）は鎌形、同図（６）は半円形の一例を示している。同図（１）に示す楔状の台形以外の形状については、何れの形状も方形の場合と比較して、抜きかす１５の浮き上がり抑止力が弱くなるので、例えば図４（４）において、細長開口部２０の長手方向側縁部２２から凸形状の打ち抜き部２１の先端までの長さＬ１を方形の場合よりも長く設定することが好ましい。

また、下型１２と前記打ち抜き部２１の抜きかす１５との間の摩擦力を確保するために、前記細長開口部２０の長手方向側縁部２２と前記打ち抜き部２１との外角θ１或いはθ２は、６０°〜１２０°の範囲の直線または曲線となるように凸状の打ち抜き部２１を形成することが望ましい。特に、打ち抜き部２１が図４（４）に示す三角形である場合は、前記外角θ１及びθ２の双方の角度が６０°〜１２０°の直線を有することが望ましい。

図５乃至図７はフレキシブルプリント基板に細長開口部を打ち抜き形成するパンチング加工の例の一例を示し、図５はフレキシブルプリント基板の細長開口部をパンチング加工した抜きかす１５が入っている下型１２の平面図、図６は図５に示す破線Ｃによって囲繞されている部分の拡大図、図７は凹形状の非打ち抜き部の種々の形状を示す解説平面図である。
なお、この［実施例２］に記述する内容は、請求項１〜３に記載の発明の実施例そのものではなく、技術的に関連する事項として挙げるものである。後述の［実施例４］も亦、同様、技術的に関連する事項として挙げるものである。

図５及び図６に示すように、実施例２における下型１２のパンチ穴１２ａは、実施例１の場合よりも幅寸法が広い直線状の細長開口部３０が形成され、該細長開口部３０の長手方向中央部近傍位置に、１つまたは複数の凹形状の非打ち抜き部３１を内側へ向けて連設する。該凹形状の非打ち抜き部３１は前記細長開口部３０の長手方向中央部から５mm以内のどちらか片側に設置すればいいが、パンチング加工しても支障がない場合には、長手方向中央部近傍の両側に若干位置をずらして設置するのが好ましい。

本実施例では前記凹形状の非打ち抜き部３１は方形であり、細長開口部３０の長手方向側縁部３２から直角方向内側へ突出して設けられている。該凹形状の非打ち抜き部３１の幅Ｗ及び長さＬは、細長開口部３０の幅やフレキシブルプリント基板の材質によって設定されるが、概ね幅Ｗ及び長さＬとも０．５mm以上あれば、抜きかす１５がめくれ上がる力を受け止めることができる。

前記凹形状の非打ち抜き部３１は、細長開口部３０の長手方向側縁部３２から直角内側へ突出している長さＬの部分が、下型１２と抜きかす１５の非打ち抜き部３１との間で摩擦力を生じさせるため、実施例１における図３の破線Ｂ部分にて説明したものと同様に、抜きかす１５がめくれ上がるのを抑止することができる。

前記凹形状の非打ち抜き部３１は、金型加工において方形であることが好ましいが、形状などの都合により方形にできない場合は、図７に示すように他の形状であってもよい。図７（１）及び（２）は台形の一例を示し、同図（３）及び（４）は三角形、同図（５）は半円形の一例を示している。同図（１）に示す楔状の台形以外の形状については、何れの形状も方形の場合と比較して、抜きかす１５の浮き上がり抑止力が弱くなるので、例えば図４（３）において、細長開口部３０の長手方向側縁部３２から凹形状の非打ち抜き部３１の先端までの長さＬ２を方形の場合よりも長く設定することが好ましい。

また、下型１２と抜きかす１５の非打ち抜き部３１との間の摩擦力を確保するために、前記細長開口部３０の長手方向側縁部３２と前記非打ち抜き部２１との外角θ３或いはθ４は、６０°〜１２０°の範囲の直線または曲線となるように凹状の非打ち抜き部３１を形成することが望ましい。特に、非打ち抜き部３１が図７（３）に示す三角形である場合は、前記外角θ３及びθ４の双方の角度が６０°〜１２０°の直線を有することが望ましい。

図８はフレキシブルプリント基板に屈曲した細長開口部を打ち抜き形成するパンチング加工の一例を示し、図８（１）に示すように、下型１２のパンチ穴１２ａは緩やかな曲線状に形成され、該曲線状のパンチ穴１２ａの細長開口部４０の長手方向中央部近傍位置に、１つまたは複数の凸形状の打ち抜き部４１を連設する。

該凸形状の打ち抜き部４１は、金型加工において方形であることが好ましいが、実施例１の場合と同様に、台形、三角形、鎌形、半円形など、他の形状であってもよい。また、打ち抜き部４１の長さ、及び、長手方向側縁部４２に対する外角などについても、実施例１の場合と同様である。図示したように、該凸形状の打ち抜き部４１を曲線状の細長開口部４０の外側に形成しておくことにより、抜きかす１５のめくれ上がり抑止に対して、より一層効果的となる。

そして、図８（２）に示すように、細長開口部４０が屈曲して直線部分が曲線部分を挟むような形状の場合は、細長開口部４０の長手方向両端部と屈曲部４３の始点との中央部近傍位置かつ側縁部４２の片側もしくは両側に、それぞれ１つまたは複数の凸形状の打ち抜き部４１を連設することにより、抜きかす１５のめくれ上がり抑止に有効である。

図９はフレキシブルプリント基板に屈曲した細長開口部を打ち抜き形成するパンチング加工の他の一例を示し、図９（１）に示すように、下型１２のパンチ穴１２ａは、実施例３の場合よりも幅寸法が広い緩やかな曲線状に形成され、該曲線状のパンチ穴１２ａの細長開口部５０の長手方向中央部近傍位置に、１つまたは複数の凹形状の非打ち抜き部５１を連設する。

該凹形状の非打ち抜き部５１は、金型加工において方形であることが好ましいが、実施例１の場合と同様に、台形、三角形、鎌形、半円形など、他の形状であってもよい。また、非打ち抜き部５１の長さ、及び、長手方向側縁部５２に対する外角などについても、実施例１の場合と同様である。図示したように、該凹形状の非打ち抜き部５１を曲線状の細長開口部５０の外側に形成しておくことにより、抜きかす１５のめくれ上がり抑止に対して、より一層効果的となる。

そして、図９（２）に示すように、細長開口部５０が屈曲して直線部分が曲線部分を挟むような形状の場合は、細長開口部５０の長手方向両端部と屈曲部５３の始点との中央部近傍位置かつ側縁部５２の片側もしくは両側に、それぞれ１つまたは複数の凹形状の非打ち抜き部５１を連設することにより、抜きかす１５のめくれ上がり抑止に有効である。

尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明に係るフレキシブルプリント基板のパンチング加工の実施例１を示し、細長開口部をパンチング加工した抜きかすが入っている下型の平面図。図１の破線Ａによって囲繞されている部分の拡大図。図２のＸ−Ｘ線部位における下型内での抜きかすの挙動を示す縦断面図。（１）〜（６）は実施例１の凸形状の打ち抜き部の種々の形状を示す解説平面図。本発明に係るフレキシブルプリント基板のパンチング加工の実施例２を示し、細長開口部をパンチング加工した抜きかすが入っている下型の平面図。図５の破線Ｃによって囲繞されている部分の拡大図。（１）〜（５）は実施例２の凹形状の非打ち抜き部の種々の形状を示す解説平面図。本発明に係るフレキシブルプリント基板のパンチング加工の実施例３を示し、（１）〜（２）は屈曲した細長開口部をパンチング加工した抜きかすが入っている下型の平面図。本発明に係るフレキシブルプリント基板のパンチング加工の実施例４を示し、（１）〜（２）は屈曲した細長開口部をパンチング加工した抜きかすが入っている下型の平面図。従来のパンチング型の概略構造を示す縦断面図。図１０に示すパンチング型を使用してフレキシブルプリント基板のパンチング加工方法を示す縦断面図。図１１に示すパンチング加工方法の次の工程を示す縦断面図。図１２に示すパンチング加工方法の次の工程を示す縦断面図。従来のパンチング型でパンチのストロークが短い場合の下型内での抜きかすの挙動を示す縦断面図。従来のパンチング型で細長開口部の幅寸法に比べて長さ寸法が相当長い場合の下型内での抜きかすの挙動を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＹ−Ｙ線断面図。

符号の説明

１１上型
１２下型
１２ａパンチ穴
１２ｂテーパ部
１３打ち抜き用パンチ
１４フレキシブルプリント基板
１５抜きかす
２０，３０細長開口部
２１，３１凸形状の打ち抜き部
２２，３２側縁部
４０，５０細長開口部
４１，５１凹形状の非打ち抜き部
４２，５２側縁部
４３，５３屈曲部

Claims

フレキシブルプリント基板に細長開口部を抜き打ち形成するパンチング加工であって、打ち抜き用パンチが下型のパンチ穴からテーパ部へ突出する位置まで挿通されない短いストロークの金型を使用するパンチング加工において、
パンチ穴は、前記細長開口部の長手方向中央部近傍位置かつ側縁部の片側もしくは両側に、１つまたは複数の凸形状の打ち抜き部を前記細長開口部に連設し、
前記凸形状の打ち抜き部は、上記細長開口部の長手方向側縁部との外角が６０°〜１２０°の直線もしくは曲線を有し、
凸形状の打ち抜き部のパンチ穴と、同形状のフレキシブルプリント基板の抜きかすとの間で摩擦力を生じさせることを特徴とするフレキシブルプリント基板のパンチング加工方法。
上記パンチ穴の細長開口部が途中で屈曲している場合は、該細長開口部の長手方向両端部と屈曲部との中央部近傍位置かつ側縁部の片側もしくは両側に、１つまたは複数の凸形状の打ち抜き部を前記細長開口部に連設し、凸形状の打ち抜き部のパンチ穴と、同形状のフレキシブルプリント基板の抜きかすとの間で摩擦力を生じさせることを特徴とする請求項１記載のフレキシブルプリント基板のパンチング加工方法。