JPH10202599A - 小口径穴あけ加工用エントリーボード及びその製造方法ならびに該エントリーボードを用いたプリント配線板の小口径穴あけ加工方法 - Google Patents
小口径穴あけ加工用エントリーボード及びその製造方法ならびに該エントリーボードを用いたプリント配線板の小口径穴あけ加工方法Info
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- JPH10202599A JPH10202599A JP1397097A JP1397097A JPH10202599A JP H10202599 A JPH10202599 A JP H10202599A JP 1397097 A JP1397097 A JP 1397097A JP 1397097 A JP1397097 A JP 1397097A JP H10202599 A JPH10202599 A JP H10202599A
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Abstract
ーボード表面におけるすべりを抑制して穴位置の精度を
向上させ、プリント配線板など被加工物品を一度に穴あ
けできる可能枚数を高く維持し、ドリルの折損を少なく
し、更にバリの発生を少なくできる、プリント配線板な
どの穴あけに使用するエントリーボードを提供する。 【解決手段】 アルミニウム材またはアルミニウム合金
材からなりドリル入り側に配置される表面材2と、アル
ミニウム材またはアルミニウム合金材からなりドリル出
側に配置される裏面材3とがクラッド圧延によって接合
されてなる。前記表面材2の硬度が前記裏面材3の硬度
よりも小さく設定されている。
Description
ような高精度が要求される物品に、ドリルにより直径
0.1mmφ〜2.0mmφのような小口径の穴あけを
する際に用いられるエントリーボード、及びその製造方
法ならびに該エントリーボードを用いたプリント配線板
の小口径穴あけ加工方法に関する。
のコンピューター、照明器具その他の各種製造業におけ
る制御装置など電気、通信分野のみならず、自動車、家
庭電化製品、事務用機器、カメラ、玩具など、極めて広
い範囲に応用され、高機能化、高精度化が要求されてい
る。これにともない、プリント配線板のパターンの微細
化、高密度化、多層板化が急速に進行している。この結
果、プリント配線板の配線幅と配線間隔は狭まり、特に
スルーホールタイプのプリント配線板においては穴は小
口径化すると共にその数は増加し、穴の位置についても
その高精度化が要求されるようになってきている。
3〜0.4mmφの小口径の加工が多く行われている
が、最近では0.1〜0.3mmφのような微小口径加
工が実用化されてきており、今後ますますこの穴の小口
径化とその数の増加、穴位置の高精度化の要求は増大す
るものと考えられる。
図3に示すように、プリント配線板5にエントリーボー
ド1を配設してドリル加工を行うようにすると、ドリル
8の食いつきがよくなり、プリント配線板5に設けられ
る穴9の位置の精度が向上し、バリやかえりを生じない
ように穴あけができることが知られており、これに使用
するエントリーボードについていくつかの提案がなされ
ている。
基体の両面をアルミニウム箔等で挟んだエントリーボー
ドを用いてプリント配線板をドリル加工する方法(特許
公報61−61921号)、アルミニウム箔の両面を紙
で挟んだエントリーボードを用いてプリント配線板をド
リル加工する方法(特開昭62−214000号)、金
属箔の片面に粘着層を形成したエントリーボードの、こ
の粘着層側をプリント配線板に対して設置し、ドリル加
工をする方法(特開昭63−11207号)などのエン
トリーボードが提案されている。
61921号記載の発明においては、エントリーボード
の表面材としてJIS3003−H19アルミニウム合
金材のような硬質材を用いているのでドリルの横滑りが
起きやすく穴位置精度が低下し易いほか、エントリーボ
ードの製造に接着剤を用いる時は5層になりコストアッ
プが避けられない。また特開昭62−214000号の
発明では紙に耐熱性が無く、また紙の粉末が発生し、メ
ッキなどの後の工程での不良の原因となる場合がある。
更に特開昭63−11207号の発明では、粘着層にド
リリングの際の切り屑が付着することが避けられないの
で問題がある。
のドリル加工においては問題が残っているものであっ
た。しかも更に、プリント配線板のパターンの微小化、
あける穴の小口径化、穴の数の増大などの進行にともな
い、ドリルが高速回転化し、ドリル太さが一層細くな
り、回転にともなうぶれの発生が増大しており、かつ穴
位置精度とバリの許容高さを小さくする要求も厳しくな
っている。にもかかわらず、従来と同じエントリーボー
ドを使用しているため、穴位置精度が不十分になった
り、穴位置精度を向上させようとしあるいはバリ発生を
従来以下に抑えようとするとドリルの折損が増えるとい
う問題が発生している。
く、ドリルのエントリーボード表面におけるすべりを抑
制して穴位置の精度を向上させ、プリント配線板など被
加工物品を一度に穴あけできる可能枚数を高く維持し、
ドリルの折損を少なくし、更にバリの発生を少なくでき
る、プリント配線板などの穴あけに使用するエントリー
ボードを提供することにある。
リーボードの製造方法を提供することにある。
ボードを使用した小口径穴あけ加工方法を提供すること
にある。
に、この発明に係るエントリーボードは、アルミニウム
材またはアルミニウム合金材からなりドリル入り側に配
置される表面材と、アルミニウム材またはアルミニウム
合金材からなりドリル出側に配置される裏面材とがクラ
ッド圧延によって接合されてなる小口径穴あけ加工用エ
ントリーボードであって、前記表面材の硬度が前記裏面
材の硬度よりも小さく設定されていることを特徴とす
る。
の小さい表面材により、表面におけるドリルの食いつき
が良く、またドリルの横滑りが抑えられ、穴位置の精度
が向上し、かつドリルが細いために起こる回転に伴うド
リルのぶれが効果的に抑えられ、その折損が大幅に減少
する。一方、硬度の高い裏面材によりバリの発生が抑制
される。
m、マイクロビッカース硬度(Hv)が20〜50であ
り、裏面材の厚さが30〜200μm、マイクロビッカ
ース硬度(Hv)が50を超え、140以下であるのが
望ましい。
(Ra)が0.15〜0.30μmとなるように粗面化
処理されていることも推奨される。これにより、穴あけ
加工時にドリルの横滑りが防がれ、穴位置精度がさらに
向上する。ただし、穴位置精度の向上に対する寄与は、
表面材の硬度、表面材の厚さ、表面粗度の順である。
製造方法は、表面材を構成するための純アルミニウム系
合金材と、裏面材を構成するためのAl−Mn系合金材
またはAl−Mn−Mg系合金材とを積層配置してクラ
ッド圧延したのち、200〜260℃の温度にて焼鈍す
ることを特徴とするものである。
性を利用でき、両材の硬度差を容易に形成することがで
きる。
径穴あけ加工方法は、ドリル加工に際し、複数枚のプリ
ント配線板の上部に請求項1ないし3のいずれかに記載
のエントリーボードを、その裏面材がプリント配線板に
接するように配置し、ドリル加工することを特徴とする
ものである。
産性をもって行われる。
を図1に示す。本発明に係るエントリーボードはアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金製のものであり、図1に
示すエントリーボード1は、アルミニウム材またはアル
ミニウム合金材からなる表面材2及び裏面材3がクラッ
ド圧延により積層接合された2層構造を有している。
裏面材3はドリル出側に配置されるが、表面材2の硬度
は前記裏面材3の硬度よりも小さく設定されている必要
がある。この理由は次のとおりである。
い時は、バリの生成高さを減少するのに効果があるが、
ドリルがエントリーボード表面に接触した時、ドリル先
端の横滑りが発生し易く、穴位置の精度が低下する。一
方エントリーボードの硬度が低い時はドリルのセンタリ
ングの正確さを確保できるが、バリの発生の増大が避け
られない点で問題があった。
を防止して穴位置精度を向上させる要求と、バリの生成
高さを減少させたい要求を合わせて解決するために、穴
あけ時にドリルが最初に接触する表面材2に軟らかい材
料を用いることにより、ドリルの横滑りを抑制し、一
方、裏面材3としてこの表面材2よりも硬度の高い材質
を用いることによりバリの発生を抑制したものである。
るプリント配線板の穴位置の精度向上、バリの生成高さ
の抑制、ドリルの折損事故の減少などの要求にことえる
ことができた。なお同時に、バリの生成高さが小さいた
め、一度に穴あけ処理できるプリント配線板の枚数を大
きくすることができるので生産性を高くすることが可能
となり、またバリの生成高さの減少はプリント配線板な
どの回路形成用銅箔などの損傷防止も可能になるなど、
大きく改良されたエントリーボード、及びそれを使用し
たプリント配線板の小口径穴あけ加工方法を開発できた
のである。
ような硬度に関する要件を満たすものであれば、その組
成が特に制限されることはなく、純アルミニウム材であ
っても他のアルミニウム合金材であっても良い。ただ
し、後述するように、表面材2と裏面材3をクラッド圧
延によって接合一体化した後の焼鈍条件によって、表面
材2と裏面材3の硬度差の形成を可能とするために、表
面材2としてJIS1N30、1050、1100など
の純アルミニウム系合金材を用いるのが良く、裏面材3
としてはJIS3003、3004などのAl−Mn系
合金材や、JIS5182などのAl−Mn−Mg系合
金材を用いるのが良い。なお、Al−Si系合金はSi
を含有しているため、ドリルの摩耗が激しく好ましくな
い。
り変動するが、ドリル径に比して必要以上に厚くする
と、柔らかいためドリルの刃に粘り着くのでドリル径に
応じてその厚みを変えることが必要である。通常は厚さ
5〜100μm、ドリル径が0.5mm以下の場合には
より好ましくは5〜50μmである。表面材2のマイク
ロビッカース硬度(Hv)は20〜50、より好ましく
は25〜40である。このように材質を軟らかくしてド
リルの食いつきを良好にすることが必要であり、ドリル
の食いつきが良好であればドリルの刃先の横滑りを防止
でき、穴位置精度が一層向上する。
イクロビッカース硬度(Hv)が50を超え、140以
下、より好ましくは58〜140のものとするのが良
い。このようにすることにより発生するバリの高さは従
来に比して、より小さく、悪くとも同程度に抑止するこ
とができる。
厚みの板材をクラッド圧延して接合一体化される。この
場合、ドリル入り側に表面材2が、ドリル出側に裏面材
3が配置される態様であれば、表面材2あるいは裏面材
3は1枚のアルミニウムまたはアルミニウム合金材に限
定されず、複数枚をクラッドしたものであってもよい。
の径により好適な範囲が変わる。ドリル径が大きい時は
エントリーボードの厚さは厚く、ドリル径が小さい時は
厚さは薄くなる。ドリル径が0.5mm以下の場合には
エントリーボード全体の厚さとしては30〜200μ
m、より好ましくは50〜100μmである。したがっ
て裏面材3の厚さは表面材2の厚さが定まればこれにし
たがって決まってくる。
ルミニウム箔の表面粗さは通常、中心線平均粗さ(R
a)が0.1μm前後であり、現状では問題はない。し
かし、更に高性能のプリント配線板の小口径穴あけ加工
が求められる時には、このような平滑性の高いもので
は、たとえドリルが最初に接触する表面材2の材質が、
マイクロビッカース硬度(Hv)20〜50のように軟
らかい材質であっても、ドリリングの際にドリルが平滑
な面に接した時、ドリル先端が横滑りし易いため穴位置
精度が低下し易い。そこで、この横滑りを防ぐため、エ
ントリーボード1の表面材2の表面を、中心線平均粗さ
(Ra)が0.15〜0.30μmの範囲となるように
粗面化処理しておくことが好ましい。これにより、ドリ
ルの横滑りを防ぎ、穴位置精度を向上する効果がある。
μmより少ない時は横滑り防止効果が不十分になり、ま
た0.30μmを超える粗さになるとドリルがエントリ
ーボードに最初に接触した時にドリル刃への負担が大き
くなり、ドリルの折損が多くなるので好ましくない。
をする時、エントリーボードの位置のずれがあるとドリ
ルの刃が斜めに入るためプリント配線板の最下部の穴の
位置は大きくずれることとなる。小口径の穴あけにおい
て位置ずれが5μmの違いは大きく、表面粗面化の効果
は大きい。
より、実使用において表面材2と裏面材3とを容易に区
別できるようになり、エントリーボードの表裏を間違え
ることがないという効果もある。
好ましい製造方法を説明する。
て、JIS1N30、1050、1100などの純アル
ミニウム系合金材を用意する。一方、裏面材3を構成す
るための材料として、JIS3003、3004などの
Al−Mn系合金材またはJIS5182などのAl−
Mn−Mg系合金材を用意する。
を重ね合わせてクラッド圧延する。クラッド圧延は常法
により行えば良い。望ましくは、前述のように、表面材
の厚さが5〜100μm、裏面材3の厚さが30〜20
0μmとなるまで圧延してエントリーボード用素材と
し、これをコイルに巻き取る。
する。図2の軟化特性を示すグラフに示すように、表面
材2を構成する純アルミニウム系合金材と裏面材3を構
成するAl−Mn系合金材またはAl−Mn−Mg系合
金材とは、軟化特性が相違する。この性質を利用し、温
度条件を設定することにより表面材2と裏面材3の硬度
を差のあるものとすることができる。具体的には、20
0〜260℃の温度で焼鈍を行う。このような温度範囲
に設定することにより、表面材2は軟化が促進され、裏
面材3は軟化が遅れる結果、両材に所期する硬度差を生
じ、裏面材3よりも表面材2の方が軟らかくなる。焼鈍
温度が200℃未満では、両材ともに軟化が進行してお
らず硬度差を設けることが困難となる。逆に、260℃
を超える場合は、裏面材3も軟化が進行してやはり両材
に硬度差を形成することが困難となる。
良いし、コイルを巻きほどきながら巻きほどいた素材を
連続的に処理する連続焼鈍でも良い。しかし、連続焼鈍
の方が次の利点があることから望ましい。即ち、コイル
の表面に位置する素材であっても中心に位置する素材で
あっても均一な温度で焼鈍できるし、焼鈍時間も短い。
しかも、Mg含有合金材を使用する場合に、バッチ焼鈍
ではMgが析出し表面が白くなるため不活性ガス中で行
う必要があるが、連続焼鈍では焼鈍時間が短いので、M
gが析出する前に焼鈍が完了し、白く変色しない、とい
うような利点がある。ちなみに、焼鈍時間は、連続焼鈍
の場合5〜60秒、バッチ焼鈍の場合には10〜30時
間に設定するのが望ましい。5秒未満あるいは10時間
未満では短すぎて焼鈍効果が得られない。60秒あるい
は30時間を超えると裏面材3も軟化してしまう恐れが
ある。
(Ra)が0.15〜0.30μmとなるように粗面化
処理する場合には、表面材2側は表面の粗い(Ra=
0.15〜0.30μm)圧延ロールを用い、裏面材3
側は通常の表面粗度(Ra=0.1μm前後)の圧延ロ
ールを用いて、圧延を行えば良い。
用に際しては、図3に示すように1枚または複数枚のプ
リント配線板5の上部にその裏面材3がプリント配線板
に接するように配置し、ドリル8により穴あけ加工する
ものである。なお、図3において6はバックアップボー
ド、7はスピンドルである。
合金材であるJIS1N30を用意した。一方裏面材3
の構成材料として、Al−Mn系合金材であるJIS3
003及び3004合金材、Al−Mn−Mg系合金材
であるJIS5182合金材を用意した。
料を、常法に従いクラッド圧延したのち、表1に示す各
種条件で焼鈍してエントリーボードを製造した。焼鈍は
いずれもコイルを巻きほどきながらの連続焼鈍とした。
また、最終圧延時に、表面材2側に接する圧延ロールの
表面粗度を調整することにより、表面材2の表面を粗面
化した。
ミニウム合金のH18材単体およびJIS1N30アル
ミニウム合金のH18材単体からなるエントリーボード
を用意した。
ント配線板へのドリルの穴あけ加工を行い、その性能を
評価した。ドリルの穴あけ加工は、厚さ1.6mmのガ
ラス−エポキシ6層板を用い、ドリルビット側より[エ
ントリーボード/ガラス−エポキシ6層板2枚/厚さ
1.6mmの紙−フェノール積層板(バックアップボー
ド)]の順に積重ねた構成の穴あけパイルを用いて下記
の条件でドリリングを行った。
度、厚さ及び表面材の表面の中心線平均粗さ(Ra)を
表1に、穴あけ後の穴位置精度及びバリの高さについて
得られた数値を表2に示す。
製作所、ダイナミック超微小硬度計(DUH−201)
を用い、荷重:5gf、保持時間:5秒、負荷速度:
0.3375gf/秒で測定した。
に係るエントリーボードによれば、最大穴位置ずれが小
さく、バリの高さが低く、ドリルの折損も防止できるこ
とを確認し得た。
ウム材またはアルミニウム合金材からなりドリル入り側
に配置される表面材と、アルミニウム材またはアルミニ
ウム合金材からなりドリル出側に配置される裏面材とが
クラッド圧延によって接合されてなる小口径穴あけ加工
用エントリーボードであって、前記表面材の硬度が前記
裏面材の硬度よりも小さく設定されているものであるか
ら、次のような効果を奏する。
ルの清掃効果があり、ドリリングにおける発熱の拡散に
優れている。
面におけるドリルの食いつきが良く、またドリルの横滑
りを抑え、穴位置の精度を向上でき、かつドリルが細い
ために起こる回転に伴うドリルのぶれを効果的に抑える
ことができ、その折損を大幅に減少することができる。
より、バリの発生を抑制するので、一度で処理できる被
加工体の枚数を多くしても問題がなく、高い生産性を有
する。また、バリの生成高さが抑制されることはプリン
ト配線板の回路形成用銅箔の損傷を防止するのに効果が
あり、パターンの微細化に伴う回路の断線を効果的に防
止できる。
合されているから、表面材と裏面材を接着剤などで接着
する手間が省ける。
イクロビッカース硬度(Hv)が20〜50であり、裏
面材の厚さが30〜200μm、マイクロビッカース硬
度(Hv)が50を超え、140以下である場合には、
上記効果を確実にかつ安定的に発揮できるものとなる。
(Ra)が0.15〜0.30μmとなるように粗面化
処理されている場合には、穴あけ加工時にドリルの横滑
りを防ぎ、穴位置精度をさらに向上できる効果がある。
しかも、実使用において表面材2と裏面材3とを容易に
区別できるようになり、エントリーボードの表裏を間違
えることがないという効果もある。
方法として、表面材を構成するための純アルミニウム系
合金材と、裏面材を構成するためのAl−Mn系合金材
またはAl−Mn−Mg系合金材とを積層配置してクラ
ッド圧延したのち、200〜260℃の温度にて焼鈍す
る方法を採用した場合には、両材を接合一体化した取扱
の簡易な状態で焼鈍することにより、表面材と裏面材の
軟化特性を利用して表両材の硬度差を容易に形成するこ
とができるから、簡易な方法で効率的にエントリーボー
ドを製造することができる。
を用いてプリント配線板の小口径穴あけ加工をする時
は、精度の高い穴あけを高生産性をもって行うことがで
きる。
の拡大断面図である。
グラフである。
小口径穴あけ加工方法を説明するための概要図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 アルミニウム材またはアルミニウム合金
材からなりドリル入り側に配置される表面材と、アルミ
ニウム材またはアルミニウム合金材からなりドリル出側
に配置される裏面材とがクラッド圧延によって接合され
てなる小口径穴あけ加工用エントリーボードであって、
前記表面材の硬度が前記裏面材の硬度よりも小さく設定
されていることを特徴とする小口径穴あけ加工用エント
リーボード。 - 【請求項2】 表面材の厚さが5〜100μm、マイク
ロビッカース硬度(Hv)が20〜50であり、裏面材
の厚さが30〜200μm、マイクロビッカース硬度
(Hv)が50を超え、140以下である請求項1に記
載の小口径穴あけ加工用エントリーボード。 - 【請求項3】 表面材の表面が、中心線平均粗さ(R
a)が0.15〜0.30μmとなるように粗面化処理
されている請求項1または2記載の小口径穴あけ加工用
エントリーボード。 - 【請求項4】 表面材を構成するための純アルミニウム
系合金材と、裏面材を構成するためのAl−Mn系合金
材またはAl−Mn−Mg系合金材とを積層配置してク
ラッド圧延したのち、200〜260℃の温度にて焼鈍
することを特徴とする小口径穴あけ加工用エントリーボ
ードの製造方法。 - 【請求項5】 ドリル加工に際し、複数枚のプリント配
線板の上部に請求項1ないし3のいずれかに記載のエン
トリーボードを、その裏面材がプリント配線板に接する
ように配置し、ドリル加工することを特徴とするプリン
ト配線板の小口径穴あけ加工方法。
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