JPH1076327A - 複合材料からなるプリント配線板の金型 - Google Patents

複合材料からなるプリント配線板の金型

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JPH1076327A
JPH1076327A JP24687696A JP24687696A JPH1076327A JP H1076327 A JPH1076327 A JP H1076327A JP 24687696 A JP24687696 A JP 24687696A JP 24687696 A JP24687696 A JP 24687696A JP H1076327 A JPH1076327 A JP H1076327A
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hole
die
blade
composite material
wiring board
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JP24687696A
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English (en)
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Shigeo Naito
繁夫 内藤
Yutaka Nukui
豊 貫井
Tomoki Shibata
智己 柴田
Masayuki Sakurai
正幸 櫻井
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Lincstech Circuit Co Ltd
Original Assignee
Hitachi AIC Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント配線板用金型において、最も重要な
刃型に使用される焼入れ処理用の合金工具鋼は単一材質
の硬い金属材料が使われ、穴明加工速度が遅く、加工精
度が低下する問題があった。 【解決手段】 本発明は、プリント配線板用金型の刃型
に使用する金型材料として、2種類の異種金属材料を熱
間等方加圧処理を施した熱間工具鋼の複合材料を適用
し、かかる従来の問題を解決したプリント配線板用の金
型を提供することにある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線板用の
プレス金型に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プリント配線板には、電子部品挿入用の
丸穴、角穴、長円穴や大型部品を固定するための取付
穴、部品実装後にプリント配線板を分割するためのスリ
ット形状穴、部品実装自動機対応用のガイド穴、これら
の穴の他にプリント配線板の外周を打抜くためにプレス
金型が必要である。
【0003】このプリント配線板用のプレス金型につい
て、図3に示す金型構造を説明する金型断面図に基づい
て説明する。まず、プリント配線板用のプレス金型は上
型40と下型50に大別でき、この上型40と下型50
の間にプリント配線板39を設置し、プレス機に取付け
た上型40が下降してプリント配線板39を打抜くこと
になる。上型40にはシェダー31と呼ばれる上刃型、
外周抜きダイ32、ポンチ矢を挿入固定しているポンチ
プレート33、さらにポンチ矢の抜けを防止するバッキ
ングプレート34とポンチ矢35が取付けられている。
下型50には抜きポンチ36と呼ばれる下刃型、外周抜
きポンチ37、外周抜きポンチを支える台プレート38
などが取り付けられている。このプレス金型では特に刃
型と呼ばれる上型40のシェダー31と下型50の抜き
ポンチ36が金型寿命やプリント配線板の抜き状態、穴
位置精度、穴間寸法精度、穴径精度を決める重要な構成
部品である。
【0004】特に、下型50の刃型である抜きポンチ3
6の製造工程について説明する。プリント配線板の基材
が、ガラスエポキシ樹脂銅張積層板の場合はプレス打抜
抵抗力が大きく、切断加工性も悪いため、耐摩耗性と靱
性に富んだ焼入れ処理のできる合金工具鋼を刃型部品材
料として使用していた。尚、この抜きポンチ36の焼入
れ処理は、金型製造工程の穴明け仕上後に焼入れ処理を
すると穴密度や残存肉厚の不均一や残存部の接続強度不
足の影響から金型加工表面の反り、ネジレ、穴径精度、
穴位置精度、穴間寸法精度および穴抜状態などの不良が
発生しやすく、穴明け加工前に焼入れ処理をした硬い刃
型部品材料を使う場合が多い。
【0005】次に、従来例としてプリント配線板用金型
抜きポンチ36部品の金型製造工程順序を示すと下記の
ようになる。 (1)金型材料の板取り (2)第1NC穴明加工 (3)第1NCの下穴仕上加工 (4)大径穴加工 (5)締付穴のネジ切り加工 (6)金型材料の焼入れ処理 (7)第2NC穴明加工 (8)第2NC穴の仕上加工 (9)外周、特殊穴加工 (10)金型組込み この従来例の金型製造工程において、金型材料の焼入れ
処理前の第1NC穴明加工は下穴の仕上加工がNCマシ
ンでできない穴や穴明効率が大幅に悪い穴を適用してい
る。また金型材料としては焼入れ処理をしてロックウェ
ル硬度HRC56°〜58°にする焼入れ用材料の合金
工具鋼の単一材質の金型材料を使用している。穴明加工
前に焼入れ処理をした硬い材料を使う場合は直径2.0
mm以下の第2NC穴は切削性も悪く、加工速度が大幅に
遅くなり、加工精度が低下する問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術による問題
点は下記の項目である。 1.金型材料の焼入れ処理工程が金型製造工程順序の中
間にあり個別作業となるため作業標準化、工期短縮化、
品質の安定化が遅れる。 2.焼入れ処理用の合金工具鋼の厚み13〜17mm単一
材質の硬い金属材料のため穴明加工速度が生材に比べ3
0〜40%と大幅に遅くなる。 3.焼入れ処理をした単一材質の硬い金属材料は切削性
も悪く、穴位置精度、穴間寸法精度、穴の垂直度などの
仕上り精度が低下する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、金型構成部品
のなかで最も重要な刃型部材であるシェダ−31と抜き
ポンチ36の製造において使用する刃型部品材料として
図1の本発明に使用される金型材料の斜視図に示すよう
に、刃材材料1にはロックウェル硬度を硬くできる焼入
れ処理可能材を、母材材料2には切削加工性や耐振強
度、柔軟性に優れた生材(溶製材)を選択し、この2種
類の異種金属材料を組み合せ接合一体化した複合材料1
0Aを用い、かかる従来の問題を解決したプリント配線
板用の金型を提供することにある。
【0008】
【発明の実施の形態】プリント配線板の穴あけ、外周加
工を施すプレス金型の製造方法において、金型部品の構
成で最も重要な刃型部品の製造方法を図面に基づいて説
明する。まず、本発明のプリント配線板用金型の下型5
0にある抜きポンチ部品36の金型製造工程順序は下記
のようにする。 (1)金型材料の板取り (2)複合材料の製造 (3)NC穴明加工 (4)外周、特殊穴加工 (5)NC穴の仕上加工 (6)大径穴加工 (7)締付穴のネジ切り加工 (8)金型組込み
【0009】上記の金型製造工程の複合材料の製造にお
いて、図1に示す金型の刃型部品材料として切刃となる
刃材材料1と母材となる母材材料2とを用い、これらの
刃材材料1と母材材料2とは異種金属材料から構成され
る。刃材材料1の金属材料としては合金工具鋼か高速度
工具鋼を用い、母材材料2には炭素鋼、炭素工具鋼、合
金工具鋼、あるいはすでに熱処理が施されているプリハ
ードン鋼から要望する特性に合致する金属材料を選択し
て、この2種類の異種金属材料をHIP処理(熱間等方
加圧処理)を施し、拡散接合一体化した熱間工具鋼の複
合材料10Aを製造する。この熱間工具鋼の複合材料1
0Aの刃材材料1はロックウェル硬度HRC56°〜5
8°と硬くできる合金工具鋼のSKS3,SKD11ま
たは大同特殊鋼株式会社製のDC53を用い、母材材料
2は切削加工性、耐振強度、柔軟性に優れた炭素鋼のS
50C、S55C、又は炭素工具鋼のSK3、合金工具
鋼のSKS3のなかから選択して組み合せている。
【0010】前記の熱間工具鋼の複合材料10Aの刃材
材料1の厚みT1は、プリント配線板用の金型の切刃と
して必要な厚み2〜5mmだけとし、母材材料2の厚みT
2は10〜15mmとして熱間工具鋼の複合材料10Aの
総厚みが13〜17mmになるようにして、ロックウェル
硬度が硬くて切削加工性の悪い刃材材料1の厚みT1は
薄くして、要望される特性に対応することができる2種
類の異種金属材料を選定する。この2種類の異種金属材
料をHIP処理をする主な条件は、HIP処理装置のあ
らゆる方向から均等に加わる不活性ガス圧力1100kg
/cm2 と加熱温度1200℃との相乗効果を利用して異
種の金属材料を拡散接合して熱間工具鋼の複合材料10
Aとする。
【0011】NC穴明加工においては、従来の焼入れ処
理後の硬い合金工具鋼の単一材質で厚み13〜17mmを
穴明加工する場合は1穴毎に120〜180回のドリル
下降ステップ回数、ドリル工具の送り速度20〜40mm
/分の切削条件であったが前述の熱間工具鋼の複合材料
10Aは刃材材料1の厚みT1が2〜5mmと薄いためド
リル下降ステップ回数50〜60回、及びドリル工具の
送り速度40〜70mm/分、ドリル回転数3000〜5
000rpmの切削条件で穴明加工が可能となり1穴の
穴明加工速度は40〜50秒となる。
【0012】
【実施例】図2の本発明の抜きポンチ部品斜視断面図を
参照して実施例を説明する。まず、熱間工具鋼の複合材
料10Aの刃材材料1の厚みT1は3mm、母材材料2の
厚みT2は12mmとし、刃材材料1の金属材料は大同特
殊鋼株式会社製のDC53を、母材材料2の金属材料は
炭素鋼のS55Cを使用し、刃材材料1の焼入れ硬度は
ロックウェル硬度HRC56°〜58°となるようにす
る。次に刃材材料1を下面としてNC穴明機のテーブル
に複合材料10Aをセットし、プリント配線板の通常の
部品挿入穴21径より0.3φ大きいドリルで複合材料
10Aの所定箇所に下型50の切刃穴21Aとなる貫通
穴を穴明し、さらに、この貫通穴より0.3φ〜0.6
φ大きいドリルで切刃厚みt=2.5mmとなるようにザ
グリ加工をして第1のニゲ穴21Bを穴明する。その次
に、この第1のニゲ穴21Bの下側にプリント配線板の
抜カスを分離落下させる第2のニゲ穴21Cを下型切刃
穴21Aの貫通穴より0.8φ〜1.2φ大きいドリル
で深さ5mmまでザグリ加工をして3段形状の穴構造とす
る。尚、高密度部品の挿入穴部22では第2のニゲ穴を
設定すると隣接穴がつながり残肉部がなくなり金型の耐
振強度、耐圧強度が低下するため第1のニゲ穴22Bの
みとする2段形状の穴構造とする。
【0013】
【発明の効果】本発明の効果として次のことがあげられ
る。 1.金型刃型部品材料を単一材質から2種類の異種金属
からなる複合材料にし製造工程順序の初めでHIP処理
が可能なため作業標準化、工期短縮化と品質の安定化が
図られる。 2.焼入れ処理用の硬い刃材材料の厚みが約15mmの単
一材質から刃材材料の厚み約3mmの複合材料になり穴明
加工速度が2〜4倍と大幅に速くなる。 3.硬い材質の刃材材料の厚みが約3mmと薄いため穴明
加工時のドリルの曲りが少なく、穴の仕上り精度は20
〜30%向上する。 4.単一材質の硬度の硬い焼入れ処理材は荷重変位に対
して柔軟性がなく、衝撃荷重に対してもろく、クラック
が入りやすいが本発明の刃型部品は刃材材料の厚みを切
刃として必要な最小厚みとし、この下に設置される母材
部は切刃の補強として耐圧、耐振性と柔軟性に優れ、繰
り返し衝撃荷重に対して強いため金型寿命が伸びる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用される金型材料の斜視図。
【図2】本発明の抜きポンチ部品の斜視断面図。
【図3】金型構造を説明する金型の断面図。
【符号の説明】
1…刃材材料 2…母材材料 10A…複合材料 21
…通常の部品挿入穴 21A…通常部品の切刃穴 21B…通常部品の第1の
ニゲ穴 21C…通常部品の第2のニゲ穴 22…高密度部品の
挿入穴部 22B…高密度部品の第1のニゲ穴 31…シェダー
32…外周抜きダイ 33…ポンチプレート 34…バッキングプレート 3
5…ポンチ矢 36…抜きポンチ 37…外周抜きポンチ 40…上型
50…下型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B26F 1/14 B26F 1/14 D

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリント配線板の穴あけ及び外周加工を
    施すプリント配線板用金型の刃型部品材料において、こ
    の金型刃型部品材料として切刃となる刃材材料と、母材
    となる母材材料とを用い、これらの刃材材料と母材材料
    とは異種金属とからなり、これらの異種金属は熱間等方
    加圧処理して接合一体化する複合材料を用いることを特
    徴とするプリント配線板の金型。
  2. 【請求項2】 請求項1の刃型部品材料として、刃材材
    料には合金工具鋼か又は高速度工具鋼を用い、母材材料
    には炭素鋼、炭素工具鋼、合金工具鋼のいずれかの一つ
    を用いることを特徴とするプリント配線板の金型。
  3. 【請求項3】 請求項1の刃型部品材料において、刃材
    材料の厚みを2〜5mmとすることを特徴とするプリント
    配線板の金型。
JP24687696A 1996-08-30 1996-08-30 複合材料からなるプリント配線板の金型 Pending JPH1076327A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104942554A (zh) * 2015-06-17 2015-09-30 沈阳飞机工业(集团)有限公司 一种复合材料壁板类工装下陷成型方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104942554A (zh) * 2015-06-17 2015-09-30 沈阳飞机工业(集团)有限公司 一种复合材料壁板类工装下陷成型方法
CN104942554B (zh) * 2015-06-17 2017-04-26 沈阳飞机工业(集团)有限公司 一种复合材料壁板类工装下陷成型方法

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