JPH0435898A - 回路基板、その素材シートなどのワークの穴あけ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は回路基板又はその素材シートなどのワークに所
望のスルーホールおよび角状孔を連続して開孔するのに
好適な穴あけ装置に関する。

（従来の技術） ＩＣチップ基板には樹脂製とセラミック製とがあり、電
気的導通を確保するためのスルーホール加工と、ＩＣチ
ップを納めるための角状孔あけ加工及び特殊形状孔あけ
加工が一部品種においてなされ、樹脂製のものはドリリ
ング法が、セラミック製のものはパンチング法が一般的
である。

セラミックスにおけるスルーホール加工はセラミックス
グリーンシート段階においてなされる。

スルーホールは微小径（普通０．１〜０．４φ）で、且
つ高密度（普通、数個〜１０数個／Ｃｉ）、高精度（普
通、±１０〜数１０μ）、多数（普通、数１００〜数１
０００１１／チツプ）である。角孔は正方形成いは長方
形であり、特殊形状穴は普通菱形である。

又、スルーホールのパターン、角孔の形状および大きさ
は基本的に装着されるチップによって異なる。

そして、このように微小径、高密度、高精度。

多数であるスルーホール、形状、大きさが様々な角孔を
穴あけするのに従来は次の方法によって行なっている。

従来技術■ スルーホールのパターンと角孔の大きさおよび形状に準
じ、あらかじめ精密にパンチを配置固定した可動型と受
孔を開孔したダイスと通孔を開孔したストリッパーとか
らなるプレス成形型を用意し、ワークをストリッパーと
の間のダイステーブル面に乗せた後、ワークに向けて可
動型およびストリッパーを降下させ、スルーホールと角
孔を一度に全数打抜き加工する。

従来技術■ パンチユニットと、パンチに対応するダイスと、ワーク
の保持枠と、この保持枠をＸ−Ｙ方向に移動可能な位置
決め要素とで構成され、この穿孔装置における保持枠に
ワークを乗せた後、位置決め要素にてワークを位置決め
し、その都度パンチを降下させてスルーホールを一孔づ
つ連続的に打抜き加工する。又、角孔についても、同様
に、位置合せして、その都度穴あけ加工して角孔を１孔
づつ形成している。特殊形状穴についても同様である。

従来技術■ パンチを一列に配置すると共にパンチの選択機構を備え
た可動型と受孔を有するダイスと通孔を有するストリッ
パーとからなるプレス成形型と、ワークの位置決め要素
とで構成され、この多軸穿孔装置（出願人が提案してい
る特願昭６３−２７４１１４号参照）におけるストリッ
パーとの間のダイステーブル面にワークを乗せた後、受
孔の下側から吸気しながらスルーホールのパターンに対
応してパンチを選択機構により選択すると共に位置決め
要素にてワークを位置決めし、可動型およびストリッパ
ーを降下させて、スルーホールを一列ずつ打抜き加工す
る。次に、ワークを角孔穿孔装置に移して、位置合せし
た後、穴あけ加工して角孔を一孔ずつ形成している。

（発明が解決しようとする問題点） 前記した従来技術Ｉの装置では、全てのスルーホールと
角状孔が一度に穴あけされるため、生産性が極めて高い
利点を有する。反面、スルーホールのパターンおよび角
孔の形態に対応した数の専用金型を必要とし、それらの
専用金型は製作コストおよび維持管理コストが高く、そ
の上、製作日数に時間を要するので、ユーザーの短期・
納期に応じられないという問題がある。

又、従来技術■の装置では、前記した従来技術Ｉの装置
のような専用金型を用意せずにすみ、それにともなう種
々の問題が解決される。しかし、−孔づつ穴あけ加工す
るものであるため、特に多数の孔を連続して開孔する回
路基盤の如きワークにあっては作業の高速化ができず、
作業能率の向上が望めないという不具合がある。さらに
、角孔及び特殊形状孔あけのため、ワークを角孔及び特
殊形状孔穿孔装置等に移し、位置合せして一孔ずつ穴あ
けしなければならず、この点からも作業能率の向上を望
めないものである。

又、従来技術■の装置では、パンチの配列パターンをス
ルーホールのパターンに合せて変更して穴あけできるた
め、角孔あけの問題を除けば、従来技術■の装置におけ
る前記の不具合も解決されている。

本発明者はこのような事情を考慮して鋭意研究を進め、
様々なパターンのスルーホールそして形態の角孔を連続
して穴あけすることのできる回路基板、その素材シート
などのワークの穴あけ装置を完成したものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の回路基板、その素材シートなどのワークの穴あ
け装置では、機台に可動台を駆動要素でＸ軸線方向に移
動自在に設け、この可動台にワークホルダーを駆動要素
でＹ軸線方向に移動自在に設け、且つ機台に、複数の受
孔を有するダイス上に可動型を昇降動自在に設置して、
該可動型に複数のパンチを夫々上下動自在に挿着並設す
るとともに各パンチの下端を穿孔可能な下限位置と穿孔
不能な上限位置とに個別に調節する位置設定機構を設け
た多軸穿孔装置と、穴座標測定要素と、角孔穿孔装置と
を、多軸穿孔装置および角孔穿孔装置におけるパンチと
穴座標測定要素の測定基準点とがＸ細線と平行する態様
に順に並列状に定設してなる構成としたことを特徴とす
る。

又、角孔を含む特殊形状孔（略菱形）の隅取り穿孔装置
を前記角孔穿孔装置の後側に並列状に定設してなる構成
としたことを特徴とする。

（作用） ワークホルダーに搬入されて保持されたワークは原点位
置から穴座標測定要素位置に移動する。

同測定要素はその測定基準点に対してワークにおける基
準孔のＸ−Ｙ軸のズレが許容誤差内であるか否か判定し
て、ＹＥＳの場合はそのズレを駆動要素を通じて補正す
る。その後、ワークは多軸穿孔装置位置まで移動し、同
装置により一列毎に穴あけされる都度Ｙ軸線方向に移動
して、スルーホールのパターンに応じて選択されたパン
チで所望パターン通りのスルーホールに穴あけされる。

次に、ワークは第１列の穴あけ位置に戻り、しかる後、
角孔穿孔装置位置まで移動し、同装置により角孔を一孔
毎に穴あけされる度にＸ軸線方向に移動する。次に、ワ
ークは隅取り穿孔装置位置まで位置し、同装置により角
孔を一孔毎に隅取りされる度にＸ軸線方向に移動する。

それにより、ワークに様々なパターンのスルーホールと
、同様に様々な大きさおよび形状の角孔、さらには隅取
りされた角孔を連続して穴あけすることが可能である。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の実施の一例を詳細に説明す
る。

図中Ａは穴あけ装置であり、その機台１上のベツド２に
は可動台３がＸ軸線方向に、この可動台３上にはワーク
ホルダー４の支持台５がＹ軸線方向に夫々専用の駆動要
素６，７と連動して移動自在に備えられている。具体的
には可動台３は同可動台に螺合しているネジ軸８端のサ
ーボモータ９が駆動するのにともないベツド２上をＸ軸
線方向に移動自在であり、支持台５は同支持台に螺合し
ているネジ軸１０端のサーボモータ１１が駆動するのに
ともない可動台３上をＹ軸線方向に移動自在にしている
。この支持台５前後にワークホルダー４は着脱自在に取
付けられている。

上記サーボモータ９．１１の動作はコンピュータにより
制御され、ワークホルダー４をテーブル１２上における
ワークＷの搬入位置から原点位置を経て後述せる穴座標
測定要素１３、次いで多軸穿孔装置１４、角孔穿孔装置
１５、隅取り穿孔装置１６、搬出位置そして元の搬入位
置に順に移動可能にしている。

又、機台１におけるベツド２前方に対峙状のベツド１７
には前記テーブル１２が設けられ、且つ多軸穿孔装置１
４と穴座標測定要素１３と角孔穿孔装置１５と隅取り穿
孔装置ｊ６とを、それらの各装置１４．１５゜１６にお
けるパンチ１８．１９．２０と穴座標測定要素１３の測
定基準点とがＸ軸線と平行する態様に順に並列状に定設
している。

穴座標測定要素１３はカメラ２１を通じてワークＷにお
ける基準孔を捕捉して、同基準孔と測定基準点とのＸ−
Ｙ軸のズレを測定し、そのズレが許容誤差内であるか否
かをコンピュータで演算して、許容誤差外であると、コ
ンピュータからサーボモータ９および又は１１に出力し
てズレを許容誤差内に補正するようにしている。

多軸穿孔装置１４は略コ形状のフレーム２２の下側先部
にダイス２３が、上側先部に昇降要素２４が夫々備えら
れていて、昇降要素２４には可動型２５がシリンダー２
６の駆動力を受けて上下に昇降自在に備えられ、又、可
動型２５における下側にはストリッパー２７かダイス２
３と対峙状に備えられている。

ダイス２３はその上面にテーブル１２と面一状のテーブ
ル面２８をワークホルダー４よりも幅広に形成していて
、このテーブル面２８幅内にワークホルダ−４が載乗し
得るようにしている。又、テーブル面２８にはその幅方
向に定間隔をおいて受孔２９・・・を開口して下部のパ
ンチ屑吸引部３０と連通させている。

可動型２５は前記ダイス２３と略同幅の広幅であり、そ
の左右に垂設したガイド軸３１．３１をストリッパー２
７左右の孔３２．３２を貫通してダイス２３左右の孔３
３、３３に挿入していて、ダイス２３を基準に可動型２
５およびストリッパー２７が昇降するようにしている。

そして、可動型２５はその幅方向に定間隔をおいてパン
チ取付孔３４・・・を開口するとともに該孔３４上端が
通じる空間部３５を形成し、前記取付孔３４・・・をダ
イス２３の受孔２９・・・の軸線上に配置せしめている
。

又、可動型２５は各取付孔３４に夫々パンチ１８を上下
摺動自在に挿着すると共に各パンチ１８を上向きに付勢
せしめるスプリング３６を設け、各パンチ１８はその上
部を空・間部３５内に突出させ、その上端に拡大頭部１
８１を形成していて、この拡大頭部１８ａを通じて位置
設定機構３７と連絡している。

ストリッパー２７はダイス２３と略同幅の広幅であり、
可動型２５との間に複数の圧縮バネ３８を介在させて、
可動体２５の昇降動を緩衝するようにしている。

又、ストリッパー２７はその幅方向に定間隔をおいて通
孔３９・・・を開口すると共に各通孔３９が受孔２９お
よびパンチ１８と同軸線上に位置するよう配置している
。このストリッパー２７は穴あけ時に下降した際にワー
クＷを跨いでワークホルダ−４上面に当接するようにし
ていて、ワークＷとの間に微少間隔を保ち得るようにし
ている。

位置設定機構３７は可動型２５の背面部に各パンチ１８
と組になって設置されており、エアシリンダー４０とそ
のロッド４０ａに連結したカム４１とにより構成され、
このカム４１を前記空間部３５内の各パンチ１８の頭部
１８ａに乗った状態に配置させている。

カム４１はロッド４０ａ後退時には斜め上に引いて、パ
ンチ１８が上限位置にスプリング３６で付勢されて上が
っている状態に配置され、ロッド４０ａ前進時に斜め下
に繰出して、パンチ１８を下限位置に押下げるようにし
ている。

すなわちエアシリンダ４０のロッド後退時においてパン
チ１８は、その下端がストリッパー２７の通孔３９内に
没入した状態の上限位置に設定され、ロット前進時にお
いてパンチ１８はその下端が前記通孔３９より下方に突
出した状態の下限位置に設定される。

そしてパンチ１８が下限位置にある場合は、その状態か
ら可動型２５が下降したときにパンチ１８がワークＷを
貫通してダイス２３の受孔２９に挿入し、すなわちワー
クＷにスルーホールを穴あけし、パンチ１８が上限位置
にある場合は、可動型２５が下降してもパンチ下端がワ
ークＷへ到着せず穿孔し得ない。

上記エアシリンダ４０・・・の動作はコンピュータによ
り制御され、それにより各パンチ１８・・・の上限又は
下限位置が個別に設定され、ワークＷの穿孔パターンに
応じたパンチ１８・・・の穿孔可能な配列を得ることが
できる。尚、エアシリンダ４０に代えてソレノイドを使
用することも可能である。

角孔穿孔装置１５は特殊形状孔を含めて穿孔可能なもの
で、着脱交換可能なパンチ１９が下位のダイスに向けて
上下動自在で、ワークＷに角孔或いは特殊形状孔を穴あ
け可能にしている。

隅取り穿孔装置１６は着脱交換可能なパンチ２ｅが下位
のダイスに向けて下降自在で、ワークＷにおける角孔或
いは特殊形状孔の四隅を隅取り可能にしている。

次に一連の穴あけ過程（第６図〜第１０図）を順に説明
する。

第１工程（第６図） 搬入位置のワークホルダー４にワークＷを搬入する。

第２工程（第７図） ワークホルダー４は搬入されたＷを保持して原点位置に
所定移動する。

第３工程 ワークホルダー４は原点位置から穴座標測定要素１３位
置に所定移動し、同要素１３によりワークＷの基準孔の
Ｘ−Ｙ軸ズレの有無を測定され、ズレがあれば補正され
る。この第３工程での穴座標測定要素１３による測定は
、後続のワークＷが同一のものである場合は行なわれず
、Ｘ−Ｙ軸ズレの補正データーを記憶しているコンピュ
ータによってその座標のズレを補正される。

第４工程（第８図） ワークホルダー４は多軸穿孔装置１４の所定位置に移動
し、ワークＷにスルーホールを穴あけされる。

第５工程（第９図） ワークホルダー４は角孔穿孔装置１５の所定位置に移動
し、ワークＷに角孔を穴あけされる。

第６エ程 ワークホルダー４は隅取り穿孔装置１６の所定位置に移
動し、ワークＷにおける角孔の各コーナーを隅取りされ
る。

第７エ程（第１０図） ワークホルダー４は搬出位置に所定移動し、ワークホル
ダー４から穴あけおよび隅取り加工されたワーク（Ｗ）
が搬８される。

第８工程 ワークホルダー４は搬入位置に所定移動する。

以上の工程を繰返して、スルーホールが所望のパターン
で且つ角孔が隅取りまでされているワークＷを連続して
生産し得る。

以上の動作はコンピュータにより制御されていて適時作
動する。

尚、以上の工程は請求項２による場合であり、請求項１
の場合では第６エ程が省略して行なわれる。

上記実施例においては、ストリッパー２７の底面をワー
クホルダー４幅よりも幅広く水平状とする。

一方、ワークホルダー４における枠上面４１高さを枠内
のワーク取付面４ｂ上のワークＷよりも若干上回る比に
形成して、枠上面４！に当接した状態のストリッパー２
７とワークＷとの間に微少間隙が確保されるような構成
としたが、これに限らず、たとえばストリッパー２７に
おける底面を枠上面４３内幅分凹ませて形成して、スト
リッパー２７が枠上面４ａに当接した後もワークＷとの
間に微少間隙が確保されるように構成しても良く、この
場合、枠上面４ａはワークＷよりも低くとも支障ない。

次表は、厚さがＱ、　５ｍｍ前後の加圧変形する特性を
持つセラミックグリーンシートからなるワークＷを対象
に、本発明の前記実施例の装置Ａと、同装置ｉＡにおけ
るトリッパ−をワークに当接する構成のものに代えて、
穴あけテストした結果を示している。尚、スルーホール
の測定は専用穴座標測定器により行なった。又、テスト
結果の比較のため、比較基準として、厚さが０．３ｍｍ
のセラミックグリーンシートを前記従来技術■の方法で
穴あけしたものにした。

上表の通り、加圧変形が生じるセラミックグリーンシー
ト等のワークについても、スルーホールを高精度且つ高
速で打抜け、しかも角孔あけ、さらには角孔の隅取りま
で連続して加工できる。

（発明の効果） したがって本発明によれば次の利点がある。

■　請求項１により、回路基板、その素材シートなどの
ワークに、様々なパターンのスルーホールモして角孔ま
で連続して穴あけすることができて生産性が高い。

■　請求項２により、角孔の隅取りまで連続して加工す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の穴あけ装置の一実施例を示す正面図、
第２図は側面図で一部切欠する。第３図は多軸穿孔装置
の拡大正面図で一部切欠する。第４図は開路大側面図で
一部切欠する。第５図はワークホルダーの斜視図。第６
図乃至第１０図は穴あけ加工を工程順に示す縮小平面図
で、第６図はワークの搬入状態を、第７図はワークが原
点位置に移動した状態を、第８図はワークにスルーホー
ルを穴あけする状態を、第９図はワークに角孔を穴あけ
する状態を、第１０図はワークが搬出位置に移動した状
態を夫々示している。 図中 Ｗはワーク １は機台 ３は可動台 ４はワークホルダー ６．７は駆動要素 ３は穴座標測定要素 ４は多軸穿孔装置 ５は角孔穿孔装置 ６は隅取り穿孔装置 ８、１９．２０はパンチ ２３はダイス ２５は可動型 ２９は受孔 ３７は位置設定機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）機台に可動台を駆動要素でＸ軸線方向に移動自在
   に設け、この可動台にワークホルダーを駆動要素でＹ軸
   線方向に移動自在に設け、且つ機台に、複数の受孔を有
   するダイス上に可動型を昇降動自在に設置して、該可動
   型に複数のパンチを夫々上下動自在に挿着並設するとと
   もに各パンチの下端を穿孔可能な下限位置と穿孔不能な
   上限位置とに個別に調節する位置設定機構を設けた多軸
   穿孔装置と、穴座標測定要素と、角孔穿孔装置とを、多
   軸穿孔装置および角孔穿孔装置におけるパンチと穴座標
   測定要素の測定基準点とがＸ軸線と平行する態様に順に
   並列状に定設してなる回路基板、その素材シートなどの
   ワークの穴あけ装置。
2. （２）角孔を含む特殊形状孔の隅取り穿孔装置を前記角
   孔穿孔装置の後側に並列状に定設してなる特許請求の範
   囲第１項記載の回路基盤、その素材シートなどのワーク
   の穴あけ装置。