JPH0819998A - スルーホールプリント基板ドリル加工用アルミニウム合金当て板材 - Google Patents

スルーホールプリント基板ドリル加工用アルミニウム合金当て板材

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JPH0819998A
JPH0819998A JP17471294A JP17471294A JPH0819998A JP H0819998 A JPH0819998 A JP H0819998A JP 17471294 A JP17471294 A JP 17471294A JP 17471294 A JP17471294 A JP 17471294A JP H0819998 A JPH0819998 A JP H0819998A
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阿部佑二
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い位置穴精度を有しかつ返りの少ないスル
ーホールプリント基板ドリル加工用アルミニウム合金当
て板を提供すること。 【構成】 破断伸びが5%以下でかつ金属間化合物のサ
イズと板厚との比が10/150以上の金属間化合物が
0個、5/150以上10/150未満の金属間化合物
が15個/0.2mm2 以下としたアルミニウム合金板
材。 【効果】 切り粉が細かく切れ、金属間化合物による切
削抵抗が小さいため、穴縁の返りが少なく傾斜角の緩や
かな穴を明けることができる。またドリル先端の滑りや
ドリルの振動が少なく、従来材よりも穴精度が良い。さ
らにリサイクル性にも優れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスルーホールプリント基
板のドリルによる穴明け加工に用いる当て板として好適
な金属板に関する。なお、本発明において金属間化合物
のサイズは面積を円に換算した相当直径を意味するもの
とする。
【0002】
【従来の技術】電気電子機器に用いるプリント基板には
種々の種類があるが、基板の両面を使用して高密度の実
装を可能とするスルーホールプリント基板が近年さかん
に使用されてきている。スルーホールプリント基板は絶
縁樹脂の両面に銅箔を貼り、両面の銅箔に回路を形成し
た後、上下の面を貫通するように面内にドリルで穴を明
け、穴内に導電性メッキを施し、両面の回路を結ぶもの
である。
【0003】このドリルによる穴明けは捨て板の上に数
枚〜数十枚のプリント基板を重ね、その一番上に当て板
を重ねて加圧し、精密ドリルで穴明け加工する方法で行
われる。このスルーホールプリント基板の穴明け加工は
後処理の簡便さから無潤滑で加工されることが多く、ド
リルは摩擦熱の発生を防ぐためアンダーカットタイプの
ネック部が先端より細い形状となっているものが用いら
れている。しかしドリルは回転時に振動を発生するた
め、穴明け後のドリルを戻す時にドリル先端部が一枚目
のプリント基板の銅箔に接触し、銅箔を持ち上げ、返り
を生じさせる。スルーホールプリント基板では穴内面に
メッキを施し通電回路とするが、銅箔に返りがあると返
り部でメッキ厚さが不均一となり、通電時にスパークが
発生し、使用できなくなるという問題がある。このため
返り高さHを7μm以下、返りの傾斜角y(y=tan
θ)を0.83以下と規制する必要がある。
【0004】この一番上のプリント基板上面の銅箔の返
りの発生を防ぐため、およびドリル先端の喰い込みを良
くして穴位置精度を確保する目的でプリント基板の上に
当て板を重ねドリル加工することが行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来、この当て板とし
てはベークライト板が使用されてきている。しかし、ベ
ークライト板はフェノール樹脂を紙や布に含浸させ加熱
して作られているため、当て板としてプリント基板の返
りの発生防止には優れた特性を持っているが、ドリル先
端が滑りやすく穴位置精度が悪いという欠点があった。
また使用済みのベークライト当て板の再利用が難しく、
リサイクルに不向きであり資源浪費と価格の高価な点が
問題となっている。
【0006】これに対して、アルミニウム板を当て板と
して使用した場合、軽量で扱い易く且つ安価なコストで
再利用も可能である。またドリル先端の滑りや、振動が
少ないので穴精度が良い。しかしアルミニウム板材はベ
ークライト板材より延伸性が大きく、一番上のプリント
基板の銅箔穴縁に返りを発生させやすいという問題があ
る。
【0007】本発明は従来アルミニウム板材と同程度以
上の穴精度を有し、かつベークライト板材と同等以上に
返りの少ない当て板を提供することを目的としたもので
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、破断
伸びが5%以下でかつ金属間化合物のサイズと板厚との
比が10/150以上の金属間化合物が0個、5/15
0以上10/150未満の金属間化合物が15個/0.
2mm2 以下であることを特徴とするスルーホールプリ
ント基板ドリル加工用アルミニウム合金当て板材であ
る。
【0009】
【作用】以下、本発明について説明する。
【0010】アルミニウム板材の破断伸びが5%を越え
ると、切り粉が粉砕せず連続のままとなりドリルに巻き
つく。穴明け時はドリルに巻きついても問題ないが、ド
リルを戻す時にドリルに巻きついた切り粉は当て板やプ
リント基板に当たり、当て板とプリント基板表面の銅箔
に不規則な変形を与える。そして銅箔の変形は陥没とな
ることもあるが返りとなることが多い。しかし、破断伸
びが5%以下であれば切り粉が細かく切れるのでドリル
に巻きつくことが無く、従って当て板の変形やプリント
基板の返りの発生などが起こらない。よって、アルミニ
ウム板材の破断伸びを5%以下とする。
【0011】晶出物、析出物等の金属間化合物、たとえ
ばアルミニウム合金板材に発生するAl(Fe)n 、A
l(Mg,Si)n 、Al(Mn,Fe)n 、AL(F
e,Si)n 等は一般に硬くて切削性が劣る。このた
め、本発明では晶出物、析出物等の金属間化合物の個数
は、金属間化合物のサイズと当て板板厚との比が10/
150以上のものは0個、5/150以上10/150
未満のものが15個/0.2mm2 以下として、金属間
化合物による返り発生への影響を小さくする。
【0012】金属間化合物のサイズと当て板板厚との比
が10/150以上の大きさの巨大な金属間化合物があ
ると、ドリル穴明け加工時にドリルの刃が金属間化合物
を切削する際、金属間化合物が硬いために抵抗となり、
その反動で当て板のアルミニウム母材に円周方向の回転
力と板厚方向の力を与える。この力によって当て板は座
屈し、ドリル穴径と同心円状の凹状のしわを発生する。
一般にドリル戻り時、一番上のプリント基板の上面の銅
箔とドリル先端がアンダーカットと振動により接触する
と、銅箔に返りを発生させる方向の力を与えるが、当て
板にはしわが発生してるためプリント基板を十分に押さ
えることができず、銅箔に返りを発生される。しかし、
サイズの比が10/150以上の金属間化合物がなけれ
ば、このような現象は起こらず従って返りの発生は無
い。よって金属間化合物のサイズと当て板板厚との比が
10/150以上の大きさの金属間化合物の個数は0個
とする。
【0013】また、金属間化合物のサイズと当て板の板
厚の比が5/150以上10/150未満のものが15
個/0.2mm2 を超えて存在すると、当て板にしわを
発生させることは無いものの、切削性の劣る金属間化合
物を切削する際、金属間化合物をアルミニウム母材に弾
性的に押し込み、またアルミニウム母材も弾性的に穴が
広がると考えられる。そして、ドリルが戻る時にドリル
先端にあるアンダーカットが穴壁から弾性戻りで飛び出
している金属間化合物に接触し、当て板に戻り方向の力
を与え弾性的に曲がってしまうため銅箔の返りを押さえ
ることができない。しかし、金属間化合物のサイズと当
て板の板厚の比が5/150以上10/150未満のも
のが15個/0.2mm2 以下であるならば、このよう
な現象は起こらず従って返りの発生は無い。
【0014】なおアルミニウム合金の種類は特に限定さ
れないが、金属間化合物の量を少なくし本発明の規制範
囲とするためにはJIS1050やJIS1100等の
純アルミ系(1000系)やAl−Mn系(3000
系)のアルミニウム合金が好ましい。またアルミニウム
板材の調質も特に限定されるものではないが、本発明の
破断伸びの条件を満たすためにはH材、特にH18材な
どの加工硬化させた硬質板が好ましい。
【0015】当て板の厚さは特に限定されるものではな
いが、通常0.05〜1.0mmの厚さが好ましく、特
に0.15〜0.3mmが好ましい。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0017】表1に示す成分組成の合金を用いて表2に
示す厚さの板材を作成した。ここで発明例1〜4は最終
冷間圧延により加工硬化させたH18材、比較例1は冷
間圧延後に最終焼鈍で焼き鈍ししたH24材、比較例
2,3は合金成分組成が不適切であり金属間化合物が多
いもの、比較例4〜6は従来用いられているベークライ
ト板のものである。これらについて引張試験により破断
伸びを測定し、また顕微鏡で組織観察をして金属間化合
物の個数を測定した。その結果を表2に示す。なお表2
の「金属間化合物」の欄の「10以上」とは金属間化合
物のサイズと当て板板厚との比で10/150以上の大
きさの金属間化合物の個数を意味し、「5ー10」とは
金属間化合物のサイズと当て板の板厚の比が5/150
以上10/150未満のものの個数を意味する。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】これらの板を用いてドリルによる穴明け加
工を行い、返りの発生と穴位置の精度を測定した。その
結果を表3に示す。
【0021】穴加工条件 ・ドリル:0.4mmφ UCタイプ ・回転数:70,000rpm ・送り :20μm/rev ・プリント基板:1.6mm×3枚 ・捨て板:ベークライト1.5mmt ・穴加工数:1000
【0022】返り高さ、返り傾斜角測定 ・対象:当て板側プリント基板の加工順991〜100
0の10穴 ・観察法:クロスセクション法により1断面を観察 ・測定:顕微鏡500倍で測定した最大値
【0023】穴位置測定 ・対象:当て板と捨て板の加工順1〜40、481〜5
20、961〜1000の120穴 ・測定:座標測定機で位置を測定 ・表示:当て板と捨て板の位置の偏差を求め、x+3σ
で表示 ・規格:JIS5011 x+3σ<±50μm
【0024】再利用可否(リサイクル性)の判定 ・再利用できる場合 ○ ・焼却または埋設処分の場合 ×
【0025】
【表3】
【0026】表3に示すように、発明例はいずれもプリ
ント基板としての返りの許容値である返り高さ7μm以
下、返りの傾斜角が0.83以下の条件を満たすともに
穴位置精度も規格x+3σ<50μmを充分満たす精度
となっている。またアルミニウム合金からなるので再利
用性にも優れており、従って総合的に判断してスルーホ
ールプリント基板のドリルによる穴明け加工時の当て板
として優れたものとなっている。これに対して比較例1
は最終焼鈍によりH24材としたもので、伸びが本発明
の範囲を外れており、このため穴明け時に切り粉が分断
せず連なるため当て板・プリント基板に当たりプリント
基板に変形を与えて、その結果大きな返りとなり傾斜角
が規制値を外れてしまっている。また比較例2は合金成
分を変えたため金属間化合物の個数が本発明の範囲を外
れているもので、その結果金属間化合物の切削抵抗によ
り同心円状の変形が発生し、そのため上述したような機
構によりプリント基板に大きな返りが発生している。比
較例3は比較例2と同様で、圧延条件を変えて板厚を薄
くしてあるため大きな金属間化合物は無いものの中程度
の大きさの金属間化合物の個数が本発明の範囲を外れて
おり、また板厚が薄くなっているため座屈しやすくなっ
ていることも相まって穴明け時の変形が大きく、そのた
めプリント基板に発生する返りの高さも大きくまた傾斜
角も大きなものとなっている。比較例4〜6は従来材の
ベークライト板を用いたもので返りの発生は少ないもの
の穴位置の精度が非常に悪くなっている。
【0027】
【効果】以上詳述したように、本発明の破断伸びが5%
以下でかつ金属間化合物のサイズと板厚との比が10/
150以上の金属間化合物が0個、5/150以上10
/150未満の金属間化合物が15個/0.2mm2
下であるスルーホールプリント基板ドリル加工用当て板
材を使用したスルーホールプリント基板の穴明け加工で
は、切り粉が細かく切れるため巻き付いた切り粉による
プリント基板の変形がなく、また硬質の金属間化合物を
制限してあることから切削抵抗が小さく、従って当て板
やプリント基板に余計な力が加わることが無い。その結
果、ドリルによる穴明け加工した時に穴縁の返りが少な
い穴、より具体的には返りの高さが7μm未満であり、
また返りの傾斜角y(y=tanθ)が0.83以下の
緩やかな返りとなる穴を明けることができる。従って返
りによる障害が無くなり、メッキが均一につき通電時ス
パークが発生しない良質なプリント基板を得ることがで
きる。また、ドリル先端の滑りやドリルの振動が少な
く、従来のベークライト板を当て板とした穴明け加工よ
りも穴精度が良い。さらに、アルミニウム板材は僅かな
面積だけ穴が明いただけで重量減少は数%以下であり、
銅箔切り粉の付着も無視出来るほど少ないので、再溶解
して同じ合金として使用可能であることからリサイクル
性に優れている。またアルミニウムは地金から作るより
もスクラップを再溶解して利用する方が遥かにコストも
安価であり経済性に優れている。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 破断伸びが5%以下でかつ金属間化合物
    のサイズと板厚との比が10/150以上の金属間化合
    物が0個、5/150以上10/150未満の金属間化
    合物が15個/0.2mm2 以下であることを特徴とす
    るスルーホールプリント基板ドリル加工用アルミニウム
    合金当て板材。
JP17471294A 1994-07-04 1994-07-04 スルーホールプリント基板ドリル加工用アルミニウム合金当て板材 Expired - Lifetime JP3464049B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6117043A (en) * 1997-11-05 2000-09-12 Nsk Ltd. Continously variable transmission having an oscillating trunnion-support yoke

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6117043A (en) * 1997-11-05 2000-09-12 Nsk Ltd. Continously variable transmission having an oscillating trunnion-support yoke

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