JP5753976B2 - Punch material punching method, punching device and printed circuit board - Google Patents
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Description
本発明は、板状材料を打抜く打抜工法、打抜装置およびプリント基板に関するものである。 The present invention relates to a punching method for punching a plate material, a punching apparatus, and a printed circuit board.
金属(銅等)と樹脂(ポリイミド、PET等)で構成される複合領域と、樹脂のみで構成される母材領域からなるフレキシブルプリント基板等の板状材料の打ち抜き時の、繊維状のヒゲバリもしくは粒子状のクズが発生するメカニズムは、金属の打ち抜きにおける一般的なバリの発生メカニズムとは異なる。このようなヒゲバリもしくはクズがフレキシブルプリント基板の切断面から分離し、板状材料から打抜かれた製品の金属配線上に付着すると、後工程の端子との接合工程において、電気的な接触不良を引き起こす等様々の不具合を発生することがある。それゆえ、打抜き時にヒゲバリもしくはクズを低減する打抜き工法が求められていた。 Fibrous shading or the like at the time of punching a plate-shaped material such as a flexible printed circuit board composed of a composite region composed of a metal (copper, etc.) and a resin (polyimide, PET, etc.) and a base material region composed only of a resin The mechanism for generating particle-like debris is different from the general mechanism for generating burrs in metal punching. If such whiskers or debris separates from the cut surface of the flexible printed circuit board and adheres to the metal wiring of the product punched from the plate-like material, it causes poor electrical contact in the joining process with the terminal in the subsequent process. Various problems may occur. Therefore, there has been a demand for a punching method that reduces whirling or debris during punching.
この目的を達成するため、従来では、図6に示すような加工工具の切刃に微小丸みを持たせて打抜く工法や図7に示すような被加工材を材料押さえにより拘束しつつ打抜く工法が用いられている。 In order to achieve this purpose, conventionally, a cutting method of a cutting tool of a machining tool as shown in FIG. 6 is punched with a minute roundness, or a workpiece as shown in FIG. The construction method is used.
図6に示す工法では、被加工材である板状材料6に対して、切刃が対向する凸工具3aと凹工具3bをお互いのクリアランスを保ったまま接近させることで、母材を打抜いている。凸工具3aと凹工具3bの切刃には大きさR0の微小丸み(工具先端半径)50a、50bを持たせている。ここでR0=2〜8μmである。
In the construction method shown in FIG. 6, the base material is punched by bringing the
また、図7示す工法では、板状材料6を凸工具3aと凸用材料押さえ51bで、もしくは凹工具3bと凹用材料押さえ51aで挟み込み、圧力を加えつつ凸工具3aと凹工具3bを接近させることで、板状材料6を打抜いている。
In the construction method shown in FIG. 7, the plate-
上記工法によって用いる加工工具・生産設備の例を図8(a)〜(c)に示す。(a)に示す平面形状が製品と同じ凸工具3aと、(b)に示す凸工具3a側面からある量のクリアランスをあけた穴形状をもつ凹工具3bを用いて板状材料を打抜く。また、(c)は打抜装置において、板状材料6を所定の形状に打抜く概念図を示している。横方向に長い板状材料6を矢印30方向に順次送りつつ、前述の凸工具と凹工具を有する金型部31にて所定の形状に第1領域6aを打抜き、取り出し機構を用いて製品として第1領域6aを取り出す。金型部31内部に残された第1領域6aの外周を内周とする第2領域6b(スクラップ側)は、金型部31から順次排出される。
The example of the processing tool and production equipment used by the said construction method is shown to Fig.8 (a)-(c). A plate-shaped material is punched using a
しかしながら、上記打抜き工法では、近年の板厚の減少等の板状材料の変化によって、打抜き時にヒゲバリもしくはクズが多発するという問題がある。 However, the above-described punching method has a problem that whiskering or debris frequently occurs at the time of punching due to changes in the plate-like material such as a reduction in the plate thickness in recent years.
一般的に、対抗する2つの工具先端によってせん断加工される製品もしくはスクラップの断面は、フレキシブルプリント基板の母材などに用いられる樹脂材料の場合、材料にかかる応力分布により、図9(a)〜(d)に示すような切断面を形成する。板状材料の板厚に対して、材料内位置Zを図9に示すようにZ1〜Z4に分ける。位置Z1は凹工具3b側に、位置Z4は凸工具3a側にある。
In general, the cross section of a product or scrap that is sheared by two opposing tool tips, in the case of a resin material used as a base material of a flexible printed circuit board or the like, due to the stress distribution on the material, FIG. A cut surface as shown in (d) is formed. The in-material position Z is divided into Z1 to Z4 as shown in FIG. 9 with respect to the plate thickness of the plate-like material. The position Z1 is on the
図9(a)・・・凹工具3bの先端に比べ凸工具3aの先端にせん断応力が過度に集中する場合や、凹工具3b側に比べ凸工具3a側の材料に引張応力が負荷されている場合、材料切断面における凸工具側一次破断面14aは凸工具3a側からの進展量が大きくなり、最終破断面13が凹工具3b寄りの板状材料6表面近辺の位置Z1に形成される。
Fig. 9 (a) ... When the shear stress is excessively concentrated on the tip of the
図9(d)・・・図9(a)とは逆に、凸工具3aの先端に比べ凹工具3bの先端にせん断応力が過度に集中する場合や、凸工具3a側に比べ凹工具3b側の材料に引張応力が負荷されている場合、材料切断面における凹工具側一次破断面14bは凹工具3b側からの進展量が大きくなり、最終破断面13が凸工具3a寄りの板状材料6表面近辺の位置Z4に形成される。
9 (d) ... Contrary to FIG. 9 (a), when the shear stress is excessively concentrated on the tip of the
図9(b)・・・図9(a)と比べ、せん断応力の集中や材料にかかる引張応力の関係が凹工具3b側に少し緩和されている場合、最終破断面13は材料中心から凹工具3b寄りかつ図9(a)と比べて材料中心寄りの位置Z2に形成される。
9 (b)... Compared with FIG. 9 (a), when the relationship between the concentration of shear stress and the tensile stress applied to the material is slightly relaxed toward the
図9(c)・・・図9(d)と比べ、せん断応力の集中や材料にかかる引張応力の関係が凸工具3a側に少し緩和されている場合、最終破断面13は材料中心から凸工具3a寄りかつ図9(d)と比べて材料中心寄りの位置Z3に形成される。
9 (c)... Compared with FIG. 9 (d), when the relationship between the concentration of shear stress and the tensile stress applied to the material is slightly relaxed toward the
上記、最終破断面13の材料内位置Zによって断面から発生するヒゲバリ・クズの発生量が異なる。
The amount of whisker / scratches generated from the cross section varies depending on the material internal position Z of the
まず、ヒゲバリに関しては、図9(a)・(b)の切断面のように、最終破断面13が凹工具3b側の位置Z1、Z2にある場合、最終破断面13から発生するヒゲバリ17は第2領域6b側(スクラップ側)に発生する。ヒゲバリは、製品もしくはスクラップの一方に発生することから、これらの断面には第1領域6a側(製品側)のヒゲバリが発生しない。
First, with respect to whisker burr, when the
逆に、図9(c)・(d)の切断面のように、最終破断面13が凸工具3a側にある場合、最終破断面13から発生するヒゲバリ17は第1領域6a側に発生する。
On the other hand, when the
また、クズに関しては、図9(a)・(d)の切断面のように、最終破断面13が材料表面に近い位置Z1、Z4にある場合に発生しやすい。その理由として、第1領域6a側または第2領域6b側の断面に大きな隆起があるため、打抜き後の工具の継続的な移動動作32において、断面の隆起が工具側面とこすれ、粒子状のクズ18が発生するためであると考えられる。
Scratches are likely to occur when the
クズは、第1領域6a側、第2領域6b側のいずれに発生しても、その後の金型動作において第1領域6a・第2領域6bから分離し、工具や製品に再付着する可能性がある。そのため、第1領域6aのクズ抑制のためには、図9(b)・(c)の切断面に示すように材料内位置ZはZ2、Z3を目指さなければならない。
Regardless of whether the scrap is generated on the
上記理由により、製品側にヒゲバリ・クズが発生しない最適な切断面は図9(b)で、最終破断面13の位置はZ2である。図9(a)に示す板厚Tに対し、ヒゲバリ・クズを抑制する最適な最終破断面の位置Z2は、例えば、母材がポリイミドの場合、凸工具3a側からの位置Z=0.5×T〜0.8×Tの領域である。また、材料がPETの場合、Z=0.5×T〜0.75×Tの領域である。
For the above reason, the optimum cut surface that does not generate shading on the product side is FIG. 9B, and the position of the
一方で、従来の図6に示す工具先端に微小丸みをつける工法では、凸工具3a側と凹工具3b側の微小丸み(50a、50b)の大きさの相対関係については問わないため、打抜き時に板状材料内部に発生する応力分布は、打抜く材料・形状によって材料内部の3次元的な応力の影響を受け、理想的な最終破断面の位置をZ2の範囲内にコントロールできず、ヒゲバリが発生することが多い。
On the other hand, in the conventional method of adding a small roundness to the tool tip shown in FIG. 6, there is no limitation on the relative size of the small roundness (50a, 50b) on the convex
特に、板状材料がフレキシブルプリント基板の場合、図3(a)に示すような金属と樹脂から構成される複合領域42(配線領域)や、図4(a)に示す製品の角部部分において、材料内部の応力分布が複雑になり、最終破断面の位置Zが、断面内で上下にばらつくことが多い。 In particular, when the plate-like material is a flexible printed circuit board, in the composite area 42 (wiring area) composed of metal and resin as shown in FIG. 3A, or in the corner portion of the product shown in FIG. The stress distribution inside the material becomes complicated, and the position Z of the final fracture surface often varies up and down in the cross section.
それゆえ、フレキシブルプリント基板の複合領域42と樹脂から構成される母材領域40との境界や、角部部分には、ヒゲバリ・クズが発生しやすいという問題がある。
Therefore, there is a problem that whiskering / scratching is likely to occur at the boundary or corner portion between the
特に、近年のフレキシブルプリント基板の板厚減少によって、理想的な最終破断面の位置Z2はわずかな範囲内に限定されるため、前述のコントロールがより困難となり、ヒゲバリもしくはクズが多発している。 In particular, since the position Z2 of the ideal final fracture surface is limited to a small range due to the recent reduction in the thickness of the flexible printed circuit board, the aforementioned control becomes more difficult, and there are frequent whirling or scratches.
また、従来の図7に示す板状材料を、材料押さえ51a、51bにて拘束する工法では、打抜き動作後にも板状材料6を拘束するため、凹工具3bや凸工具3aと板状材料6がこすれ、クズが多発する問題がある。
Further, in the conventional method of restraining the plate-like material shown in FIG. 7 with the
本発明は、以上のことを鑑みて、板状材料6に加わる応力をコントロールすることにより、図9(b)の材料内位置Z2の範囲内に最終破断面13を形成し、全周にわたりヒゲバリ・クズが発生しにくい断面を形成することが目的である。また、前記従来の課題を解決するもので、ヒゲバリ・クズ発生を抑制することができる板状材料の打抜装置およびその打抜工法を提供することを目的とする。
In view of the above, the present invention controls the stress applied to the plate-
上記目的を達成するために、本発明は、板状材料を所定の形状の第1領域と前記第1領域の外周を内周とする第2領域とに分割するために、凸工具と凹工具を用いて、前記板状材料を前記所定の形状に打抜くものであって、
本発明の板状材料の打抜工法は、前記第2領域を2以上の区域に区分けする切断線で切断する第1工程と、前記第1工程で区分けした各区域に対応する第2領域の内周となる部分に対し、隣接する2つの区域におけるそれぞれの、前記凸工具の工具先端半径と前記凹工具の工具先端半径の比率の関係が異なる前記凸工具と前記凹工具を用いて、前記板状材料を打抜く第2工程と、を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a convex tool and a concave tool for dividing a plate-like material into a first region having a predetermined shape and a second region having an outer periphery of the first region as an inner periphery. Is used to punch the plate-like material into the predetermined shape,
The punching method of the plate-like material of the present invention includes a first step of cutting the second region with a cutting line that divides the second region into two or more regions, and a second region corresponding to each region divided in the first step. Using the convex tool and the concave tool, the relationship between the tool tip radius of the convex tool and the ratio of the tool tip radius of the concave tool is different in each of the two adjacent areas with respect to the inner peripheral portion, And a second step of punching the plate-like material.
また、本発明の板状材料の打抜装置は、前記第2領域を2以上の区域に区分けする切断線で切断する切断工具と、前記切断工具で区分けした各区域に対応する第2領域の内周となる部分に対し、隣接する2つの区域におけるそれぞれの、前記凸工具の工具先端半径と前記凹工具の工具先端半径の比率の関係が異なる前記凸工具および前記凹工具と、を有することを特徴とする。 The punching device for a plate-like material according to the present invention includes a cutting tool for cutting the second region by a cutting line that divides the second region into two or more regions, and a second region corresponding to each region divided by the cutting tool. The convex tool and the concave tool having different ratios of the ratios of the tool tip radius of the convex tool and the tool tip radius of the concave tool in the two adjacent areas with respect to the inner peripheral portion. It is characterized by.
本構成によって、打抜かれる板状材料に対して、応力分布を制御することで、切断面の最終破断面を所望の位置に配置することができる。 With this configuration, the final fracture surface of the cut surface can be arranged at a desired position by controlling the stress distribution with respect to the plate-like material to be punched.
以上のように、本発明の板状材料の打抜工法および打抜装置によれば、最終破断面を所望の位置に配置し、製品側のヒゲバリ・クズの発生を抑制することができる。 As described above, according to the punching method and the punching device for a plate-like material of the present invention, the final fracture surface can be arranged at a desired position, and the occurrence of shavings and scraps on the product side can be suppressed.
以下に、図1〜図5を参照しながら、本発明における実施の形態を詳細に説明する。なお、図6〜図9と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。また、以下に述べる実施例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is used about the same component as FIGS. 6-9, and description is abbreviate | omitted. In addition, since the examples described below are preferable specific examples of the present invention, various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. As long as there is no description of the effect, it is not restricted to these aspects.
(実施の形態)
図1(a)は下金型の構成、図1(b)は上金型の構成を示し、図1(c)は上下金型の組合せ後の断面図であり、図1(a)・(b)のA−A’断面を示すものである。相互に摺動可能に嵌合される金型ガイドポスト4aと金型ガイドブッシュ4bとから構成される金型において、下金型に凸工具3a、上金型に凹工具3bが配置され、本構成では凹工具3bが下降することで、凸工具3a上に配置された板状材料6を所定の形状に打ち抜く。板状材料6は、ここでは、例えば、厚み50μmの樹脂のみで構成された母材領域と、厚み75μmの金属と樹脂で構成された複合領域と、から構成されたフレキシブルプリント基板とする。また、ここでは、母材領域はポリイミドで構成され、複合領域は銅箔とポリイミドとで構成された領域とする。
(Embodiment)
1 (a) shows the structure of the lower mold, FIG. 1 (b) shows the structure of the upper mold, FIG. 1 (c) is a sectional view after the combination of the upper and lower molds, and FIG. The AA 'cross section of (b) is shown. In a mold composed of a
上金型の凹工具3bは上ダイセットプレート1bに取りつけられており、下金型の凸工具3aは下バッキングプレート2aを介して下ダイセットプレート1aに取りつけられている。下金型の凸工具3a周辺には、スクラップ側となる板状材料(第2領域)への切断・切込用の切断工具9と、切断工具9を固定するホルダープレート10と、ホルダープレート10を上方向に力を加えつつ上限の位置決めをする弾性体構造11(スプリング等)が配置されている。
The
下金型には板状材料(フレキシブルプリント基板)6を搬送するための材料ガイド5が設置されており、上下に稼動する。稼動範囲上限は材料ガイド5の上面が凸工具3aの上面よりも上方の位置、下限は材料ガイド5の上面が凸工具3aの上面よりも下方の位置に設定されている。
The lower mold is provided with a
下金型の凸工具3a、下バッキングプレート2a、下ダイセットプレート1aには板状材料(第1領域)を吸着固定するための流路7が構成されている。
The lower mold
また、凸工具3aと凹工具3bの先端はそれぞれ工具先端半径50a(凸工具側)、工具先端半径50b(凹工具側)に加工されており、後述する製品の切断箇所によってその値の大小関係が異なる。
Further, the tips of the
図1(d)は本実施形態における切断工具9の配置位置および板状材料(フレキシブルプリント基板)の構成を示している。フレキシブルプリント基板は、樹脂材料6c(ポリイミド、PET等)と金属材料6d(銅箔等)の2種類で構成されており、本構成においては、図1(d)に示すように母材領域40、境界領域41、複合領域42と区分する。母材領域40は、樹脂(樹脂材料6c)のみから構成される領域で、複合領域42は、樹脂(樹脂材料6c)と金属(金属材料6d)とから構成されている領域で、母材領域40の表面に金属材料6dが配列(好ましくは金属材料6dが周期的に配列)されている領域である。また、境界領域41は、母材領域40と複合領域42との境界の複合領域の端部で金属材料6dが配列されている領域である。
FIG.1 (d) has shown the arrangement position of the
切断工具9は、図8(c)に示す第2領域6bを、2以上の複数の区域に区分けする切断線で切断できるように設置される。この切断線は、少なくとも母材領域(図1(d))と複合領域(図1(d))との境界線或いは境界線から延長された線のどちらか一方と重なる線である。また、図8(c)に示す第1領域6aの外周形状のように、打抜いた形状が角部を含む形状であるとき、この切断線の延長線上に第1領域の角部の頂点が配置されている。
The
このため、本構成では、図1(a)に示すとおり、切断工具9は、角部4箇所、母材領域・境界領域の境目(またはその延長箇所)4箇所に対応する第2領域に設置し、設置した箇所(スクラップ側)の切断を可能とする。
For this reason, in this structure, as shown to Fig.1 (a), the
また、加工工具先端の工具先端半径50a、50bの大小関係および比率(工具比率)の関係を下記の通り変化させる。ここでは、工具比率は、凸工具先端半径50aに対する凹工具先端半径50bとの比率とする。
・母材領域40:凸工具先端半径50a<凹工具先端半径50b、50b/50a>1。
・境界領域41:凸工具先端半径50a、凹工具先端半径50bの大小問わず。
・複合領域42:凸工具先端半径50a>凹工具先端半径50b、50b/50a<1。
In addition, the size relationship and the ratio (tool ratio) of the
Base material region 40: convex
Boundary region 41: regardless of the size of the convex
Compound area 42: convex
「凸工具先端半径50a<凹工具先端半径50b」とすることで、材料切断面における凸工具側一次破断面の進展量を大きくし、最終破断面の位置を凹工具側に移動させることを可能とする。また、同様な原理で、「凸工具先端半径50a>凹工具先端半径50b」とすることで、最終破断面の位置を凸工具側に移動させることを可能とする。このように、板状材料6の構成に応じて、各領域の凹工具と凸工具の切刃形状の工具先端半径量に相対的に差をつけることで、製品の打抜き時のせん断応力に差をつけることができ、最終破断面の位置をコントロールすることが可能である。
By making "convex
本構成において、工具先端半径50a、50bの大小関係および工具比率の関係を上記のように変化させた理由については、後述のヒゲバリ・クズ抑制メカニズムの説明にて合せて記載する。
In the present configuration, the reason why the relationship between the
また、工具先端半径については、例えば、板状材料6の板厚がTである場合、母材領域40において、凸工具先端半径50aが(0.01〜0.05)×Tの範囲内であり、かつ、凹工具先端半径50bが(2〜10)×(凸工具先端半径50a)の範囲内に設定する。また、複合領域42においては凹工具先端半径50bが(0.01〜0.05)×Tの範囲内であり、かつ、凸工具先端半径50aが(2〜10)×(凹工具先端半径50b)の範囲内に設定する。
As for the tool tip radius, for example, when the thickness of the plate-
また、切断線で区分けした複数の区域の中において、隣接する2つの区域をA区域(一方の区域)とB区域(他方の区域)とする。A区域の工具比率とB区域の工具比率の関係が異なる中、A区域の工具比率(又は先端半径の大きさ)からB区域の工具比率(又は先端半径の大きさ)へ段階的に変化させる区間を、A区域の端部もしくはB区域の端部に設ける。この区間を調整区間とする。調整区間を設けることで、区域間で、工具先端半径50aまたは50bをなだらかに変化させることができ、打抜きによる工具先端にかかる負担を低減することができる。また、打抜き後の外観も損なわない。
In addition, among a plurality of areas divided by cutting lines, two adjacent areas are defined as A area (one area) and B area (the other area). While the relationship between the tool ratio in the A area and the tool ratio in the B area is different, the tool ratio in the A area (or the size of the tip radius) is gradually changed to the tool ratio in the B area (or the size of the tip radius). A section is provided at the end of area A or the end of area B. This section is set as the adjustment section. By providing the adjustment section, the
また、この調整区間は、複合領域42の端部である境界領域41に設けることが最適である。それは、境界領域は、後述するように、工具先端半径50a・50bの大きさ(大小関係)や工具比率に影響されない領域であるからである。本構成では、境界領域41において、段階的に、母材領域40(A区域とする)の工具比率から複合領域42(B区域とする)の工具比率へ変化させるように設定する。
Further, this adjustment section is optimally provided in the
具体的に、板厚Tが50μmである場合、母材領域40において、凸工具先端半径50aを「0.5μm〜2.5μm」かつ凹工具先端半径50bを「1.0μm〜25μm」の範囲内で設定する。複合領域においては、凸工具先端半径50aを「1.0μm〜25μm」、凹工具先端半径50bを「0.5μm〜2.5μm」の範囲内で設定することができる。
Specifically, when the plate thickness T is 50 μm, in the
図1(e)は切断工具9とホルダープレート10との配置を示している。切断工具9の先端は角度αのエッジ形状をしており、ホルダープレート10のB面より高さKだけ低い位置に切刃先端が固定されている。この高さKと先端角度αの関係は、切断する板厚Tの母材に対して、先端角度αの切断工具9を材料表面から高さKだけ突っ込んだ際、切断(切込)が起こる値に設定する。例えば、ポリイミドを母材とする場合、Kは板厚Tに対してT≧K≧0.8×T、先端角度αは15°〜30°といった値に設定する。
FIG. 1E shows the arrangement of the
図2(a)〜(h)は本実施の形態における金型の動作を示したものである。なお図2は図1(c)同様、断面A−A’を示しており、図中のh(h0、h1、h2)は、上ダイセットプレート1bの上面と下ダイセットプレート1aの下面の距離を表す。
2 (a) to 2 (h) show the operation of the mold in the present embodiment. 2 shows a cross-section AA ′ as in FIG. 1C, and h (h0, h1, h2) in the figure is the upper surface of the upper die set
図2(a)・・・まず上死点(h=h0)の状態で板状材料6(フレキシブルプリント基板)を金型内の切断する位置まで搬送する。 FIG. 2 (a)... First, the plate-like material 6 (flexible printed circuit board) is transported to a cutting position in the mold in a state of top dead center (h = h0).
図2(b)・・・次に材料ガイド5を下降させ、板状材料6(フレキシブルプリント基板)を切断工具9の切刃に接触させる。
FIG. 2B... Next, the
図2(c)・・・上金型の下降を開始させ、上金型の凹工具3bの切刃が板状材料に接触し、フレキシブルプリント基板を凹工具3bと切断工具9の切刃先端ではさみこむ(h=h1)。
FIG. 2 (c)... Starts the lowering of the upper die, the cutting edge of the
図2(d)・・・さらに上金型をh=h2まで下降させると、凹工具3bはホルダープレート10上面と接触する。このとき、ホルダープレート10を押し上げるスプリング力(弾性体構造11)によって、フレキシブルプリント基板には切断に必要な十分な力が作用し、母材のスクラップの一部は切断に至る。
FIG. 2D... When the upper mold is further lowered to h = h2, the
図2(e)・・・上金型をh=h3まで下降させ下死点に達すると、材料は第1領域と第2領域に分割され、切断が完了する。 FIG. 2 (e)... When the upper die is lowered to h = h3 and reaches the bottom dead center, the material is divided into the first region and the second region, and the cutting is completed.
図2(f)・・・下死点に達した後、下金型の凸工具、下バッキングプレート、下ダイセットプレートの流路7を通じて製品を凸工具上面に吸着固定する。その後、上金型を上死点h=h0まで戻す。
FIG. 2 (f): After reaching the bottom dead center, the product is sucked and fixed onto the upper surface of the convex tool through the convex tool of the lower mold, the lower backing plate, and the
図2(g)・・・第1領域6a(製品)の吸着固定を解除し、製品を取り出す。
FIG. 2 (g)... The
図2(h)・・・材料ガイド5を上昇させる。
FIG. 2 (h): The
以降図2(a)〜(h)を繰り返す。 Thereafter, FIGS. 2A to 2H are repeated.
以下に、本実施の形態を用いた際のヒゲバリ・クズ抑制メカニズムを説明する。特にヒゲバリ・クズが発生しやすい箇所に注目し、第1領域において、図3で母材領域・複合領域とその境界について、図4では角部部分について説明する。その際、本発明を適用した場合(切断工具9の設置/工具先端の工具先端半径・比率関係あり)と、非適用の場合(切断工具9なし/工具先端の工具先端半径・比率関係なし)の断面を比較する。
In the following, a description will be given of a beard / scratch suppression mechanism when this embodiment is used. In particular, attention will be paid to places where beards and scraps are likely to occur, and in the first region, the base material region / composite region and its boundary will be described in FIG. 3, and the corner portion will be described in FIG. At that time, when the present invention is applied (installation of the
図3(a)は第1領域6aの母材領域40・境界領域41・複合領域42の断面であって、それぞれの最終破断面の位置を示したものである。本発明を適用した場合の最終破断面を13aに、非適用の場合を13bに示す。
FIG. 3A is a cross section of the
境界領域41などの金属材料6dにおいては、発明の適用・非適用にかかわらず、母材に比べて金属側の破断が促進されにくいため、最終破断面13a、13bは金属もしくは金属と母材の境目に発生する。このため、金属材料6dにおいてはヒゲバリ・クズが発生しない。
In the
一方、母材領域40においては、本発明が非適用の場合、最終破断面13bは、切断されにくい金属の影響で、境界領域41付近は破断面13bが金属・母材の境目近辺Z1に発生する。また境界領域41から離れると母材のみを打抜いた際の破断位置Z2〜Z3となる。ゆえに最終破断面が板厚内でZ1〜Z3の位置にばらつき、ヒゲバリ・クズが発生しやすくなる。
On the other hand, in the
これに対し、本発明を適用後は、まず切断工具9によるスクラップ切断15の存在により、母材領域40の境界領域41の境目に発生する内部応力が緩和されるため、母材領域40の最終破断面13aが、位置Z3付近に安定化する。これに加え、図3(b)に示すように、工具先端半径の大小関係(凸工具先端半径50a<凹工具先端半径50b)の存在により、最終破断面の位置Z3が上方向60へ変化し、位置Z2に形成され、ヒゲバリ・クズが発生しなくなる。
On the other hand, after the present invention is applied, since the internal stress generated at the boundary of the
また複合領域42においては、本発明が非適用の場合、樹脂材料部分の切断時に金属材料部分の影響をうけ、最終破断面13bが金属・樹脂の境目近辺Z1に発生する。ゆえにクズが発生しやすくなる。
In the
本発明を適用後は、図3(c)に示すように、工具先端半径の大小関係(凸工具先端半径50a>凹工具先端半径50b)の存在により、最終破断面の位置Z1が下方向61へ変化し、位置Z2に形成され、クズが発生しなくなる。
After the present invention is applied, as shown in FIG. 3C, the position Z1 of the final fracture surface is in the
次に、図4の製品の角部部分について説明する。 Next, the corner | angular part of the product of FIG. 4 is demonstrated.
図4(a)は第1領域6aの角部部分の断面で、最終破断面の位置を示したものである。向かって左方が製品の角部側を表している。本発明を適用した場合の最終破断面を13aに、非適用の場合を13bに示す。
FIG. 4A is a cross-sectional view of the corner portion of the
本発明が非適用の場合、製品の角部付近の最終破断面13bは位置Z3〜Z4に形成され、ヒゲバリが発生しやすくなる。その要因を図4(b)〜(d)を用いて説明する。一般的に、凹工具、凸工具を用いたせん断加工においては、切断時に材料に対してモーメント70を負荷される。特に製品の角部部分においてはモーメントの重ね合わせにより、材料の変形は制限され、(c)に示すような製品の角部部分の45度方向の断面においては凹工具側が凸となるように材料が曲げ変形する。この曲げにより(d)に示すとおり、凸工具3a側に圧縮応力20が発生すると同時に、凹工具3b側に引張応力21が発生する。このことで、凹工具側からの破断が促進されやすくなり、材料下方の位置Z3〜Z4が最終破断面となる。
When the present invention is not applied, the
これに対し、本発明を適用後は、図4(a)に示す切断工具9によるスクラップ切断15の存在により、(b)に示すモーメント70の重ね合わせがなくなり、(c)の曲げ変形および(d)の引張・圧縮応力が緩和され、破断面位置がZ3に安定化する。加えて、(d)に示す工具先端半径の大小関係(凸工具先端半径50a<凹工具先端半径50b)の存在により、最終破断面の位置Z3が上方向62へ変化し、位置Z2に形成され、ヒゲバリ・クズが発生しなくなる。
On the other hand, after application of the present invention, due to the presence of the scrap cutting 15 by the
なお、本実施形態では、切断工具9を、打抜き形状の角部に対向する箇所4箇所、母材領域40・境界領域41の境目(又はその延長箇所)4箇所に設置し切断していたが、打ち抜かれるプリント基板の形状や板状材料の構成(素材)に応じて設置箇所(数)は異なっても良い。たとえば、図5に示す、打抜かれる第1領域6aの平面形状が、第1角(2本の直線の交わる角度の製品側が190度以上350度以下)と第2角(2本の直線の交わる角度が10度以上170度以下)を含む形状で、板状材料が樹脂の母材で構成される場合、切断工具9を図5に示すように、第1角かつ第2角の全頂点付近に設置する。これによって、複雑な平面形状の打抜きにおいても、平面的な応力を分断することが可能となり、均一な断面を得ることが可能となる。また、同様に、板状材料の構成(素材)等に応じて、隣接する2つの区域の凹凸工具の工具先端半径の大きさ(比率)が異なる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、弾性体構造を有する切断工具9によって切断を行っているが、切断工具9の構造はこの限りでない。本実施形態の切断工具9は弾性体構造で支持されていることにより、図2の金型の動作において説明したように、スプリング力によって切断するのに十分な力が作用するため、板状材料の構成(厚み)に関係なく、効率的に切断することができ、切断面もきれいなものとなる。
Moreover, in this embodiment, although it cuts with the
本発明に係る板状材料打抜き方法は、フレキシブルプリント基板の打抜きにおいて、製品を挟み込むことなく、ヒゲバリやクズの発生を抑制しての打抜きが可能である。そのため材料のレジスト面にキズがつかず、配線が剥き出しになって短絡や腐食が起こることを防ぐ事ができる。また、断面から発生するヒゲバリ・クズが少ないため、クリーンルーム内での生産や、自動化、半自動化された生産工程において洗浄工程を無くすなど、生産効率を向上することが可能となる。 The plate-like material punching method according to the present invention can perform punching while suppressing the occurrence of whirling and debris without pinching a product in punching a flexible printed board. Therefore, the resist surface of the material is not scratched, and it is possible to prevent the wiring from being exposed and causing a short circuit or corrosion. In addition, since there are few shadings and scraps generated from the cross section, it is possible to improve production efficiency by eliminating a cleaning step in production in a clean room or in an automated or semi-automated production process.
1a 下ダイセットプレート
1b 上ダイセットプレート
2a 下バッキングプレート
3a 凸工具
3b 凹工具
4a 金型ガイドポスト
4b 金型ガイドブッシュ
5 材料ガイド
6 板状材料
6a 第1領域(製品側)
6b 第2領域(スクラップ側)
6c 樹脂材料
6d 金属材料
7 流路
9 切断工具
10 ホルダープレート
13 最終破断面
13a 最終破断面(本発明適用時)
13b 最終破断面(本発明非適用時)
14a 凸工具側1次破断面
14b 凹工具側1次破断面
15 スクラップ切断
17 ヒゲバリ
18 クズ
20 材料に発生する凸工具側の圧縮応力
21 材料に発生する凹工具側の引張応力
31 金型部
40 母材領域
41 境界領域
42 複合領域
50a (凸)工具先端半径(凸工具側)
50b (凹)工具先端半径(凹工具側)
51a 材料押さえ(凸工具側)
51b 材料押さえ(凹工具側)
70 モーメント
1a Lower die set
6b 2nd area (scrap side)
13b Final fracture surface (when the present invention is not applied)
14a Convex tool side
50b (concave) tool tip radius (concave tool side)
51a Material presser (convex tool side)
51b Material presser (concave tool side)
70 moment
Claims (10)
前記第2領域を2以上の区域に区分けする切断線で切断する第1工程と、
前記第1工程で区分けした各区域に対応する第2領域の内周となる部分に対し、隣接する2つの区域におけるそれぞれの、前記凸工具の工具先端半径と前記凹工具の工具先端半径の比率である工具比率の関係が異なる前記凸工具と前記凹工具を用いて、前記板状材料を打抜く第2工程と、を有することを特徴とする板状材料の打抜工法。 In order to divide the plate-shaped material into a first region having a predetermined shape and a second region having an outer periphery of the first region as an inner periphery, a convex tool and a concave tool are used to convert the plate-shaped material into the predetermined region. A punching method that punches into a shape,
A first step of cutting the second region with a cutting line dividing the second region into two or more areas;
The ratio of the tool tip radius of the convex tool to the tool tip radius of the concave tool in each of the two adjacent areas with respect to the inner circumference of the second region corresponding to each area divided in the first step And a second step of punching the plate-like material using the convex tool and the concave tool having different tool ratio relationships.
前記第2領域を2以上の区域に区分けする切断線で切断する切断工具と、
前記切断工具で区分けした各区域に対応する第2領域の内周となる部分に対し、隣接する2つの区域におけるそれぞれの、前記凸工具の工具先端半径と前記凹工具の工具先端半径の比率の関係が異なる前記凸工具および前記凹工具と、
を有することを特徴とする板状材料の打抜装置。 In order to divide the plate-shaped material into a first region having a predetermined shape and a second region having the outer periphery of the first region as an inner periphery, the plate-shaped material is formed into a predetermined shape using a convex tool and a concave tool. A punching device for punching into
A cutting tool for cutting with a cutting line dividing the second region into two or more areas;
The ratio of the tool tip radius of the convex tool to the tool tip radius of the concave tool in each of the two adjacent areas with respect to the inner circumference of the second region corresponding to each area divided by the cutting tool. The convex tool and the concave tool having different relationships;
A plate material punching device characterized by comprising:
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