JPS594880B2 - 印刷回路板用孔あき鋼板の穿孔法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は板状材料の透孔の周縁の整形法、特に絶縁被
覆を有する印刷回路板の材料として用いられるような鋼
板の透孔周縁の整形法に関する。

上述の絶縁被覆印刷回路板でその被覆が磁器のような絶
縁材料より成るものは、厚膜混成回路や印刷回路の基板
として有用である。このような絶縁被覆印刷回路板は優
れた機械的および熱的性質を持ち、かつ比較的安価であ
る。磁器被覆された絶縁被覆印刷回路板は、他の通常材
料からなる印刷回路板に有害な環境に耐えることができ
る。このような回路板は自身でヒートシンクを形成し、
接地板ともなり、心金材料や被覆材料によつて制限を受
けない大きさに製作することができる。上述の混成回路
や印刷回路では、まず基板表面に適当なインクでパター
ンを描くことによつて形成される導体その他の成分が用
いられる。インクパターンを描いた基板を焼成する時、
そのインクの材料（銅、金など）が基板の磁器被覆に融
着して、上述の導体その他の成分を形成する。このイン
クパターンは追常シルクスクリーン法によりインクを基
板表面に被着することによつて形成されるため、インク
厚さとパターン形状の制御を良好にするために基板表面
は平坦でなければならない。

表面の僅かなふくらみその他の変化から、インク厚さや
パターン形状に望ましくないばらつきが発生する。上述
の基板は（鋼製の）接地板と基板上の各成分との間の短
絡を防ぐに足る厚さの磁器被覆をその全部分に持たなけ
ればならない。

磁器被覆の厚さは例えば基板上の個別成分の導線を挿通
するために設けられた基板の透孔の壁面を包囲しまたそ
れを含む基板部分においても維持されなければならない
。表面の平坦度および基板の磁器被覆の厚さの不均一は
心金材料の表面の不均一によつて起ることがある。

心金材料の（例えば打抜きにより）形成された透孔を包
囲する部分は特にその表面不均一を生じ易い。このため
このような心金用板状材料に透孔を形成することは重要
な問題である。心金材料表面の不均一を制御するためそ
の透孔に隣接する心金材料を「丸める」（粗面の平滑化
）ことが試みられている。このような開孔の鋭い周縁す
なわち角は磁器被覆が薄くしか付着せず、またこのよう
な点では心金材料が磁器被覆を突き破ることがあること
が知られている。開孔に所望の丸めを施すために雌雄の
打抜型を用いると、心金材料にふくれを生じて表面が不
均一になるため不都合である。またこのような型を用い
るといくつかの開孔周縁は丸められるが、残りは鋭いま
ま残る。ドリル機を用いて開孔周縁を斜めにすることも
試みられたが、この方法は費用と時間がかかり、特に１
枚の基板に多くの開孔を形成する場合に著しい。

しかも円形開孔以外にはドリル機は使えない。従つてこ
の発明の目的は最後に電気的絶縁材料（例えば磁器）で
被覆され、その被覆と共に絶縁被覆印刷回路板を形成す
るための鋼板に所定の差渡し寸法の開孔を形成し、その
開孔が鋭い周縁を持たず、その断面輪郭が鋼板の両面に
滑らかに融合するようにする方法を提供することである
。

この発明によれば、鋼板に所定寸法より大きい差渡し寸
法を持ち、表面と鋭い角を成して交わる周壁を持つ開孔
を形成し、その角を絞つてその角の部分の鋼を開孔内に
押出すと同時にその押出された鋼を圧搾して丸昧のある
曲面に整形し、その曲面が開孔内で滑らかに融合すると
共に開孔周辺の鋼板表面とも滑らかに融合する連続的な
第１と第２の（表裏両側の）曲面を形成し、この整形後
その鋼板の断面において材料の角から形成された２つの
曲面上の対応点間の距離がその曲面同志が互いに融合す
る点に向つて加速的に減少し、所定の差渡し寸法の開孔
を形成するようにする。次に添付図面を参照しつつこの
発明をさらに詳細に説明する。第１図において、好まし
くは低炭素鋼板の基板１０に円形、方形、矩形、長方形
またはその他の形の開孔１２が１つ以上形成され、開孔
１２にはその周縁に板１０の表面１８，２０と交わる比
較的鋭い角１４，１６が形成されている。

この鋭い角１４，１６はあとで施される磁器被覆によつ
て十分被覆されず、この角１４，１６で心金がその被覆
を突破つてその開孔１２に取付けられる成分を含む回路
の機能不良を生ずることがあるため、印刷回路板用の鋼
板に望ましくない。この鋭い角に対する従来の対策はほ
とんど成功していない。

第２Ａ図の対策は板２４の開孔２２を型押しして角２６
，２８の部分の材料を移動させ、板の表面から距離ｄだ
け盛上つた脹みを形成するものであるが、この脹みは表
面３０に抵抗や回路導体を印刷するシルクスクリーン作
業の邪魔になるので許容されないし、部分２６に存在す
る歪みのためこの部分の磁器被覆が他の部分より薄くな
り、この部分で心金と上被成分との短絡を生ずることが
ある。第２Ｂ図では板３２に部分３４で打抜き型による
型押しがなされているが、板３２の裏側の角に鋭いバリ
３６が残つている。

従来はこのバリ３６を除去しないままで、次に施した磁
器被覆から心金材料が突さ抜けて回路の機能不良を起す
ことがあつた。第２Ｃ図は他の従来法で丸められた開孔
の断面を示す。

この図では一方の周縁３８は丸められているが、反対の
側の部分４０に表面の凸凹が存在し、これがシルクスク
リーン作業の邪魔をしてこの板を満足に使えなくするこ
とがある。すなわち凹部４２では厚過ぎるシルクスクリ
ーン材料被膜が形成されるのに対して、凸部４４ではそ
の被膜が薄くなり過ぎる。また凸部４４はその上の絶縁
磁器被覆が薄過ぎて回路の機能不良を生じるほど尖つて
いることもある。第２Ｄ図の断面は第２Ｂ図とほぼ同様
であるが角４６にバリが存在しない。しかし角４６は磁
器の被着が悪く、回路の機能不良を生ずることがある。
第２Ｅ図の開孔周縁４８は丸められているが、使用した
押し型による段５０が鋭い角を成してこの部分が磁器で
正しく被覆されないことがある上、この部分で表面の平
坦度に違いができて、前述のシルクスクリーン処理の問
題が生じる。第３図は丸め不充分の開孔周縁を持ち、被
覆５２上に印刷回路５４を有する鋼板の断面を示す。

部分５６，５８の被覆の厚さおよび高さが、基板の部分
６０における不均一のため不均一であることに注意され
たい。基板の不均一は被覆により拡大され、その不均一
は当然シルクスクリーン処理の邪魔になる。従来法に伴
うこれらの問題はこの発明の２個の押し型６０，６２を
用いる型押し法により解決される。

押し型６０，６２は形状が同一で、互いに対称に配置さ
れる。この実施例では開孔１２を円形とするが、この場
合押し型の中央部６４も円形で、その直径ｄ１は開孔１
２の直径より小さい。開孔が正方形、矩形その他どのよ
うな形でも、部分６４は開孔と同じ形でその面積が開孔
の面積より若干小さい。後述のように、中央部６４は仕
上り開孔の内径寸法を決定するためのものである。各押
し型は中央部周縁からその主面に向つて滑らかな曲線６
６のテーパを持ち、この曲線は開孔の周縁と会合する部
分で半径ｒを持ち、平坦な主面７０に融合するに従つて
その曲率半径を増している。代表的なｒの値の例は後で
示す。主面７０は基板表面１８と角αを成すが、この角
αは重要であつて、この角がくき過ぎたり小さ過ぎたり
すれば開孔１２周縁はうまく丸められない。実際上低炭
素鋼板材料の型押しでは角αを約２度〜３度にすると満
足すべき結果が得られることが判つている。またこの材
料では角αが４度のとき第２Ａ図の部分２６のような脹
みができることも、さらにまた角αが１度以下のとき第
２Ｅ図の部分５０のような段ができることも判つた。材
料が変れば角αの最適範囲も変る。作業手顔としてまず
打抜き、型押しその他の方法で板１０にｄ１より若干直
径の大きい開孔を形成する。

この開孔は例えば第１図のような鋭い角の、またはいず
れにしても磁器被覆に適しない不都合な粗雑形状の周縁
を有する。次に第１図に示すようにこの板をｌ対の押し
型の間に挟み、固定支持台７６に取付けた下型６２に上
型６０を水圧機７４で押付ける。これによつて２つの押
し型６０，６２が開孔１２の角７８で板と会合し、その
角に所望の丸みを与える。この押し型はまたもとは角に
あつた材料を曲面６６に沿つてその面６６と開孔１２の
側壁面との隙間に流動させる。押し型の主面７０は基板
１０の表面１８，２０を材料が直径ｄ１に向つて流動し
得るだけ押圧する。この様にして角の丸め処理で余分の
材料が移動することが認められる。型の部分６４の直径
ｄ１を開孔直径より小さくして、余分の材料が（ａ）押
し型６０，６２および直径ｄ１と（ｂ）変形前の開孔１
２の壁面との間に流入し得るようになつている。第１図
の破線は押し型６０，６１の押圧位置を示す。（但し現
実的にするため下型の破線位置が実線位置より上に示さ
れているが、実際には下型は固定されていて上型６０が
板１０と共に下へ移動すん）上述の動作をまとめると、
型６０，６２によつて開孔１２の直径が直径ｄ１の近傍
まで圧縮される結果、第２Ａ図または第２Ｃ図に示すよ
うな脹れが生じない。また主面７０に傾斜を付すること
によつて基板表面１８，２０と丸められた周縁との間に
緩い勾配が形成され、第２Ａ図の部分２６で示すような
上向の脹れまたは第２Ｅ図で示すような段の形成が防が
れる。この様にして周縁の丸められた開孔は第４図で示
すようになる。ここで開孔の壁面８０は連続的に彎曲し
て基板表面１８に次第に融合する第１の曲面８０と、こ
の曲面８０と滑らかに融合しかつ他方連続的に彎曲して
裏面２０に融合する第２の曲面８２とで形成されている
（第５図参照）。第４図にはさらにこの開孔に（周縁仕
上げ後）被着された磁器被覆９０と印刷回路素子９２と
が示されている。第５図には上記第１と第２の曲面８０
，８２の境界上の点ｐから、線ａ−ａの方向に取られた
板の断面線ｄ／−ｄ′Ｒｈによつて整形後の表面１８，
２０の変化が示されている。

表面１８の線ｂ−ｂと表面２０の線ｃ−ｃは無整形部を
示す。線ｄ′〜ｄ′ｎの長さは点ｐから次第に増大し、
板の断面厚さが点ｐから次第に滑らかに増し、その曲面
が板の平行な両面１８，２０に次第に融合することが判
る。要するに面１８への接線がその面１８からａ−ａを
過ぎて面２０へ進むに従つて同じ向きに連続回転する。
表面１８，２０間に１つの曲線で現される連続面が図示
されているが、もし厚さｔが十分に大きければ、ａ−ａ
とｂ−ｂとの間の曲線が開孔に１つの「角」を作り、ａ
−ａ（５ｃ−ｃとの間にある曲線が第２の角を作る可能
性のあることは明らかである。

この２つの曲面間の面は円筒面となるが、その面が次第
に勾配を変え、急激な方向変化なくまた鋭い角を作らず
に互いに次第に融合することが肝要である。２つの面が
比較的大きい鈍角を成して交わり、１つの滑らかな連続
面に近付くような表面の僅かな欠陥が許容されるのは言
うまでもない。

これが第５図で破線８６で示すもので、許容可能である
。実用上部分８６で見られるような僅かな欠陥は板の断
面厚さのｄ′からｄ′ｏまでの連続的減少の条件に実質
的に影響しない。１実施例として厚さ約０．９闘の鋼板
に対して第１図の表面６６の半径ｒが約０．４ｍｍ１面
６８の直径ｄ１が約１５ｍｍの押し型を作り、開孔１２
の直径を約１５．５ＴＬｍとした。

また第１図の破線で示す型の閉じた位置における２つの
型６０，６２の面６８の間隔を約０．０８期とし、表面
１８または２０と型の面７０との間の傾斜角（第１図の
α）を３度とした。この３度の傾斜は面７０と面６８と
の間隔が少なくとも約０．５１ｕになるまで延長した。
この型によつて整形した時開孔１２の直径は約０．０８
１Ｌｍだけ縮まつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は印刷回路基板用の鋼板を整形する整形用押し型
の縦断面図、第２Ａ図ないし第２Ｅ図は従来法で形成さ
れた開孔の断面図、第３図は従来法で形成された開孔に
絶縁被覆を施したものの断面図、第４図はこの発明の方
法で形成された開孔の断面図、第５図はこの発明の方法
で形成された開孔の一部の断面拡大図である。 １０・・・・・・心金、１２・・・・・・開孔、１８，
２０・・・・・・板表面、８０，８２・・・・・・曲面
、９０・・・・・・絶縁被覆。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電気的絶縁材料の被覆で被われ、この被覆と共に絶
   縁被覆印刷回路板を形成するための鋼板材料に所定の差
   渡し寸法の透孔を形成する方法であつて、上記鋼板にこ
   れを貫通して上記所定の寸法より大きい差渡し寸法を持
   ち、板の表面と鋭い角を成して交わる壁面を備える開孔
   を形成する段階と、上記角を絞つてその角の鋼わ上記開
   孔内に流動させると同時にその流動する鋼を押圧して上
   記開孔内で互いに滑らかに融合すると共にその開孔の外
   で板表面と滑らかに融合する連続的な第１と第２の曲面
   を形成して上記の角を整形する段階とを含み、上記整形
   段階終了後その開孔を囲む上記両曲面上の対応点間の距
   離が上記角の材料から形成された曲面同志が融合する点
   まで連続して加速的に減少し、これによつて上記開孔が
   所定寸法を持つようにすることを特徴とする印刷回路板
   用孔あき鋼板の穿孔法。