JP6600235B2 - カス上がり防止方法およびカス上がり防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、パンチによる積層体の加工方法、およびその加工装置に関するものである。

パンチによる板材の加工方法において、パンチと一緒に打ち抜いた板材のカスがくっついて浮き上がり、ダイの上に残る現象を「カス上がり」といい、次の製品を打ち抜く際に板材とダイの間に挟まり、板材や金型にダメージを与えるため、このカス上りを防ぐ手段は工程品質上、非常に重要である。
従来の加工方法では、このカス上がりを防止するために、パンチの先端形状と相似形となる被加工材料の打ち抜き穴の輪郭内側にピアス加工を施して、パンチ先端部と抜きカスとの間の負圧による密着を防ぐ加工方法などがある（例えば、特許文献１参照）。

また、パンチ先端部にエア導入路を設け、パンチ後に、パンチ先端部から被加工材料に向けてエアを噴射してカス上がりを防止する装置もある（例えば、特許文献２参照）。
また、ダイの穴内部にクサビ形溝などを設け、カスをダイの穴内部に引っ掛けカス上りを防止する装置もある（例えば、特許文献３参照）。

特開２００１−１５００５７号公報 特開２００４−２９１１０２号公報 特開２００４−１４８３５６号公報

上記従来例の加工方法では、被加工材料は単層の板状のものであり、例えば、接着層とその保護層を積層しているような多層の被加工材料については考慮されていない。
このような積層体の場合、粘着層の保護層を最終的に剥されることを想定している為、保護層の接合強度は弱い場合が多く、パンチにて打ち抜き加工をした際に、保護層だけが剥がれてしまい、その保護層が金型のダイの上に移動してしまう場合がある。一般的にこの保護層は数十μｍ程度と薄く軽い為、従来の負圧防止やエア噴射の手法だけでは、カスの位置が不安定となり、カス上がりを防止することは難しい。また、従来のダイにカスを引っ掛けるなどの手法で保持する手法は、本件のように多層の保護層がパンチ側に配置される場合は、ダイに接着層を含む基板は保持できるが、一般的に薄い保護層まで保持することは困難である。

そこで本発明は、多層の被加工材料の最表面の保護層の打ち抜き部分のみ接着層との接合強度を上げることで、カス上がりを防止することを目的とする。

そしてこの目的を達成するために本発明は、基板の上層の上面に接着層を有し、その接着層の上面に保護層が配置されている積層体のパンチによる型抜き加工の前処理工程であって、積層体の接着層と保護層との接合部分を加熱手段で加熱して、接着層と保護層の接合強度を向上する前処理工程と、前記積層体を上方よりパンチで型抜きする加工工程と、を備え、これにより所期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、基板の上層の上面に接着層を有し、その接着層の上面に保護層が配置されている積層体のパンチによる型抜き加工の前処理工程であって、積層体の接着層と保護層との接合部分を加熱手段で加熱して、接着層と保護層の接合強度を向上する前処理工程と、前記積層体を上方よりパンチで型抜きする加工工程と、を備えたので、カス上がりを防止することができる。

すなわち、本発明においては、パンチによる型抜き加工の前処理工程として、積層体の型抜き部分の接着層の一部を加熱手段で加熱して、保護層と接着層の接合強度を向上することによって、パンチによる型抜き加工工程時に、接着層の上面に配置された保護層が剥がれないようになり、この保護層のカス上がりを防止することができる。

本発明の実施形態におけるフレキシブルプリント基板の斜視図。 図１のフレキシブルプリント基板の断面図。 （ａ）〜（ｆ）は、図１のフレキシブルプリント基板の製造工程図。 図１のフレキシブルプリント基板の製造装置の上面図。 図１のフレキシブルプリント基板の製造装置の側面図。 （ａ）〜（ｃ）は、図１のフレキシブルプリント基板の主要部の構成を示す図。

以下、本発明にかかるカス上がり防止方法の実施の一形態について、ハードディスクドライブのフレキシブルプリント基板１の製造方法を例として説明をする。
（実施の形態１）
図１に、本実施形態のカス上がり防止方法により製造された、ハードディスクドライブのフレキシブルプリント基板１を示す。

フレキシブルプリント基板１は、端子間を電気的に配線接続する基板であり、柔軟性があり変形させることが可能である。そのため、ハードディスクドライブ内の磁気ヘッドのプリアンプの端子と、ハードディスクドライブ外に設けたプリント基板の端子とを、フレキシブルプリント基板１を折り曲げて変形させることで配線接続することが可能となる。
図２にフレキシブルプリント基板１の構成を示す。

フレキシブルプリント基板１の構成は、厚みが５０μｍ程度の薄膜状の絶縁体２の上に接着層３を形成し、さらにその上に厚み５０μｍ程度の導体層４が貼り合わされる。導体層４では電気的な配線がプリントされている。そして、導体層４の端子部以外の部分は、導体層４の上に接着層５を設け、その上に保護のための絶縁体６が設けられており、本実施形態においては、導体層４を、絶縁体２と絶縁体６で、接着層３、５を介して挟み込むような積層体７で構成されている。

絶縁体２、絶縁体６は例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリイミド（ＰＩ）などの樹脂からなる。導体層４は、例えば、銅箔からなる。
接着層３および接着層５は、例えば、ドライラミネートで使用されるエステル系やエーテル系接着剤や、サンドラミネートで使用されるポリエチレン（ＰＥ）などからなる。
図３にフレキシブルプリント基板１の製造工程を示す。

フレキシブルプリント基板１は、図３（ａ）のように、基板部分として、絶縁体２、接着層３、導体層４、接着層５、絶縁体６よりなる積層体７を形成し、そして上層である絶縁体６の上面に、さらに粘着材よりなる接着層８を形成し、その上面に保護層９としてのセパレートシート９ａを形成した積層体１０を形成する。
接着層８は例えば、ポリエチレン（ＰＥ）や無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）などの熱可塑性樹脂や、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）やフタル酸エステルを添加された熱可塑性樹脂を用いたホットメルト接着剤などからなる。熱可塑性接着剤以外でも、シリコン系接着剤などに代表される感圧性接着剤などを利用してもよい。

セパレートシート９ａは例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などからなる。
図３（ｂ）は、積層体１０のパンチによる型抜き加工の前処理工程であって、積層体１０の接着層８の型抜き部分１１を加熱手段であるレーザ１２で加熱して、接着層８の型抜き部分１１とセパレートシート９ａの接合強度を部分的に向上する前処理工程である。

レーザは接着層８が加熱できれば特に限定はなく、例えば炭酸ガス（ＣＯ_２）レーザや半導体レーザ等が挙げられる。レーザ出力などは接着強度向上の状態や、絶縁体６へのダメージを考慮しながら決定される。
セパレートシート９ａは、フレキシブルプリント基板１の製造工程の型抜きの加工工程時に、フレキシブルプリント基板１の保護を目的として上面に粘着材を介して貼られるものであり、型抜きの加工工程終了後には、このセパレートシート９ａは剥がされることになる。

そのような理由から、セパレートシート９ａは、接着層８によってフレキシブルプリント基板１の上層である絶縁体６の上面に対して、接着層３，５と比較して弱い粘着力で貼られている。接着層８で使用する、熱可塑性樹脂やホットメルト接着剤は、熱を加えることで接着強度が増加する特性を持つ。これはセパレートフィルムを剥して、最終的に必要な位置に設置された後に、熱を加えることで必要な接着強度を得るためである。この特性を利用し、接着層８の型抜き部分１１にレーザにより加熱することで、保護層９の接合強度を部分的に向上することが可能となる。

図３（ｃ）は、積層体１０を上方よりパンチ１３で型抜きする加工工程である。
このように、パンチ１３による型抜き加工の前処理工程として、積層体１０の接着層の一部を加熱手段で加熱して、保護層９としてのセパレートシート９ａと接着層８の接合強度を向上することによって、パンチによる型抜き加工工程時に、接着層の上面に配置されたセパレートシート９ａが剥がれないようになるので、このセパレートシート９ａのカス上がりを防止することができるのである。

本実施形態での型抜き加工の前処理工程を行うことによって、型抜き部分の接着層８とセパレートシート９ａの接着強度が向上し、接着層８の上面に配置されたセパレートシー
図３（ｄ）は、セパレートシート９ａを剥がした状態を示す工程である。
この時本実施形態での型打ち抜き加工の前処理は、型抜き部分に施されるため、型抜き後のセパレートシート９ａを剥す強度はほとんど変わらず、セパレートフィルムを剥す作業性に影響を与えることがない。

図３（ｅ）、図３（ｆ）は、接着層８の上面に、筐体１４を貼りあわせる工程である。この貼りあわせ後に、熱や圧力を加えることで、最終的に必要な接着強度を得ることができる。本実施形態の場合、筐体１４はアルミニウムで作られたものが一般的であるが、材料や形状は限定されるものではない。
図４に本実施形態のカス上がり防止装置の上面図、図５に本実施形態のカス上がり防止装置の側面図を示す。

カス上がり防止装置は、フレキシブルプリント基板１の積層体１０を搬送する搬送部１５と、積層体をパンチによって打ち抜くプレス部１６と、積層体１０の型抜き部の接着層８を加熱する加熱部１７と、を備えた構成となっている。
搬送部１５は、積層体１０に対して、加熱部１７による処理が終わった後、プレス部１６で積層体１０をパンチによって打ち抜く処理を行うように積層体１０を搬送する。

このような構成とすることによって、積層体１０の型抜き部分の接着層８の一部を加熱手段で加熱して、保護層９としてのセパレートシート９ａと接着層８の接合強度を向上することになるので、パンチによる型抜き加工工程時に、接着層の上面に配置されたセパレートシート９ａが剥がれないようになる。その結果、このセパレートシート９ａのカス上がりを防止することができるのである。

図６に加熱手段の実施形態の図を示す。
加熱手段は、積層体１０の接着層８の型抜き部分１１を局所的に加熱するので、より局所的に加熱可能な構成が好ましい。その点においては、図６（ａ）に示すような加熱するスポット径が小さくできるレーザ１２による手段が適している。
そのほかには、図６（ｂ）に示すような熱板方式によって、高温の部材１８をセパレートシート９ａの上面から押し当てて、接着層８の部分を熱する構成にしても良い。

あるいは、図６（ｃ）に示すように、超音波発信装置１９により、接着層８の型抜き部分１１を局所的に振動させて加熱する方法でも良い。
なお、本実施形態の基板、および保護層９は、フレキシブルプリント基板と保護層９として説明したが、この基板は液晶パネルとし、保護層９は液晶パネル保護シートしても良い。または、基板を白色ＰＥＴとし、保護層９を透明ＰＥＴシールとしても良く、基板部分は、積層体に限定しないで、単層体であってもよい。

本発明は、基板の上層の上面に接着層を有し、その接着層の上面に保護層が配置されている積層体のパンチによる型抜き加工の前処理工程であって、積層体の接着層と保護層との接合部分を加熱手段で加熱して、接着層と保護層の接合強度を向上する前処理工程と、前記積層体を上方よりパンチで型抜きする加工工程と、を備えたので、カス上がりを防止することができる。

すなわち、本発明においては、パンチによる型抜き加工の前処理工程として、積層体の打ち抜き部分の接着層の一部を加熱手段で加熱して、保護層と接着層の接合強度を向上することによって、パンチによる型抜き加工工程時に、接着層の上面に配置された保護層が剥がれないようになり、この保護層のカス上がりを防止することができるのである。
したがって、例えば、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣＢ）や、液晶保護フィルムや、多層型の血糖値測定センサ等の製造方法として、適用が大いに期待される。

１ フレキシブルプリント基板
２ 絶縁体
３ 接着層
４ 導体層
５ 接着層
６ 絶縁体
７ 積層体
８ 接着層
９ 保護層
９ａ セパレートシート
１０ 積層体
１１ 接着層の型抜き部分
１２ レーザ
１３ パンチ
１４ 筐体
１５ 搬送部
１６ プレス部
１７ 加熱部
１８ 部材
１９ 超音波発信装置

Claims (10)

1. 基板の上層の上面に接着層を有し、その接着層の上面に保護層が配置されている積層体のパンチによる型抜き加工の前処理工程であって、
   積層体の接着層と保護層との接合部分を加熱手段で加熱して、接着層と保護層の接合強度を向上する前処理工程と、
   前記積層体を上方よりパンチで型抜きする加工工程と、
   を備えたカス上がり防止方法。
2. 加熱手段で加熱する接着層と保護層との接合部分は、接着層のパンチによる型抜き部分である、
   請求項１に記載のカス上がり防止方法。
3. 前記積層体の接着層に、熱可塑性樹脂を用いた、
   請求項１または２に記載のカス上がり防止方法。
4. 前記加熱手段はレーザ照射手段である、
   請求項１から３のいずれか１つに記載のカス上がり防止方法。
5. 前記加熱手段は、超音波振動による手段である、
   請求項１から３のいずれか１つに記載のカス上がり防止方法。
6. 前記加熱手段は熱板方式によって、加熱部材を保護層の上面から押し当てて、接着層を熱する構成とした、
   請求項１から３のいずれか１つに記載のカス上がり防止方法。
7. 基板の上層の上面に接着層を有し、その接着層の上面に保護層が配置されている積層体のパンチによる型抜き加工を行う装置であって、
   積層体をパンチによって打ち抜くプレス部と、
   前記積層体の型抜き部の接着層を加熱する加熱部と、
   を備えたカス上がり防止装置。
8. 前記加熱部は、レーザ照射手段である、
   請求項７に記載のカス上がり防止装置。
9. 前記加熱部は、超音波振動による手段である、
   請求項７に記載のカス上がり防止装置。
10. 前記加熱部は、熱板方式によって、加熱部材を保護層の上面から押し当てて、接着層を熱する構成とした、
    請求項７に記載のカス上がり防止装置。

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