JPS60127108A - Method of machining hole of ceramic not baked by electron beam - Google Patents

Method of machining hole of ceramic not baked by electron beam

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JPS60127108A
JPS60127108A JP23425583A JP23425583A JPS60127108A JP S60127108 A JPS60127108 A JP S60127108A JP 23425583 A JP23425583 A JP 23425583A JP 23425583 A JP23425583 A JP 23425583A JP S60127108 A JPS60127108 A JP S60127108A
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JP
Japan
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deflection
holes
hole
coil
time
Prior art date
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Pending
Application number
JP23425583A
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Japanese (ja)
Inventor
寺林 隆夫
健一郎 堀尾
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電子ビームによる未焼成セラミックスの穴加工
法に係り、特にビーム偏向を用いて高速穴加工する方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a method of drilling holes in green ceramics using an electron beam, and particularly to a method of drilling holes at high speed using beam deflection.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来、未焼成セラミック(以下グリーンセラミックと呼
ぶ)の穴加工はドリル加工やプレス打抜きによ9行なわ
れていた。このうちドリル加工はドリルの摩耗や切損の
ため穴径が約0.3間φ以上で、かつ少量の穴加工にの
み適用されている。またプレス打抜きは工具摩耗という
点ではドリル加工よりも少なく、加工速度も大きくとれ
るため、コンピュータ用の基板をはじめ各種基板類の穴
あけに利用されている。しかしながら次世代計算機用の
基板ではグリーンジートヨに加工される穴寸法が約01
朋φで、しかも大間のピッチが小さく、更に穴数も数万
点に及ぶため、加工時の塑性変形の累積によってグリー
ンシートにたるみが生じ、ピッチ寸法不良が生じるとい
う問題がある。さらに工具が細くなるため材料の不均質
や機械の調整不良などにより工具折損が生じ易いという
重大な問題がある。また最大の欠点としてプレス抜きで
は、パンチの取付位置とグリーンシート搬送治具の動き
により決定される特定の点にしか穴加工できないという
ことがある。
Conventionally, holes in unfired ceramics (hereinafter referred to as green ceramics) have been formed by drilling or press punching. Among these, drilling is only applied to drilling small holes where the hole diameter is approximately 0.3 mm or more due to wear and tear on the drill. In addition, press punching has less tool wear than drilling and can achieve higher processing speeds, so it is used for drilling holes in various types of circuit boards, including computer circuit boards. However, in the next-generation computer board, the hole size machined into Green JTOYO is approximately 0.01 mm.
Since the diameter of the green sheet is small, the pitch between the diameters is small, and the number of holes is tens of thousands, there is a problem that the green sheet sag due to the accumulation of plastic deformation during processing, resulting in poor pitch dimensions. Furthermore, since the tool becomes thinner, there is a serious problem in that the tool is more likely to break due to non-uniformity of the material or poor adjustment of the machine. The biggest drawback is that with punching, holes can only be formed at specific points determined by the mounting position of the punch and the movement of the green sheet conveyance jig.

そこでグリーンシートにたるみを生じさせない非接触加
工法で、しかも任意の点に穴加工可能で、かつ高速加工
ができる方法として電子ビーム加工があるが、被加工物
の位置決めを従来のように機械的な治具による位置決め
のみに頼っていた場合、加工速度が治具の移動速度によ
って制約を受け、電子ビームの持つ高速制御性が生かさ
れす、高速穴加工が出来ないという問題があった。
Electron beam machining is a non-contact machining method that does not cause sag in the green sheet, can drill holes at any point, and can perform high-speed machining. When relying solely on positioning using a fixed jig, the machining speed was limited by the moving speed of the jig, and there was a problem in that high-speed hole machining, which takes advantage of the high-speed controllability of the electron beam, was not possible.

し発明の目的、1 本発明の目的は、電子ビームによるクリーンセラミック
シートの穴加工においてビームの偏向により高速化をは
かる方法を提供することにある。
OBJECTS OF THE INVENTION (1) An object of the present invention is to provide a method for increasing the speed of drilling holes in a clean ceramic sheet using an electron beam by deflecting the beam.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

ビームを所定位置に偏向移動させるのをこ必要な電流値
を電磁偏向コイルに与えた後、コイルの時定数と偏向距
離によって決まるビーム整定時間分だけ待時間を設け、
その待時間経過後、直ちにビームを所定時間で所定の回
数だけ照射することによって材料に穴を形成する過程を
ビーム偏向可能範囲にわたって繰返すことにより、ビー
ム偏向のみによっである面積部分(ブロック)を穴加工
し、しかるのちに移動治具により次のブロックへ移動し
同過程をくり返すことを特徴とする。
After applying the necessary current value to the electromagnetic deflection coil to deflect and move the beam to a predetermined position, a waiting time is provided for the beam settling time determined by the time constant of the coil and the deflection distance.
After the waiting time has elapsed, the process of forming a hole in the material by irradiating the beam a predetermined number of times in a predetermined time is immediately repeated over the beam deflection range, thereby forming a certain area (block) only by beam deflection. It is characterized by drilling holes, then moving to the next block using a moving jig and repeating the same process.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本実施例であるアルミナグリーンシートの穴加
工に用いた装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus used for drilling holes in an alumina green sheet according to this embodiment.

図において1は陰極、2はグリッド電極、6は陽極、4
は電磁レンズ、5は偏向コイル、6ばXYテーブル、7
は位置検出装置、8は電動機、9被加工物、10はビー
ム出力制御装置、11はフプーカス制御装置、12はビ
ーム偏向制御装置、13はテーブル制御装置、14はイ
ンターフェース回路、15はコンピュータ、16は入出
力用タイプライタである。
In the figure, 1 is a cathode, 2 is a grid electrode, 6 is an anode, 4
is an electromagnetic lens, 5 is a deflection coil, 6 is an XY table, 7 is
1 is a position detection device, 8 is an electric motor, 9 is a workpiece, 10 is a beam output control device, 11 is a Hupukas control device, 12 is a beam deflection control device, 13 is a table control device, 14 is an interface circuit, 15 is a computer, 16 is an input/output typewriter.

本装置によりグリーンシート加工を行なうに際し、本実
施例では縦×横それぞれn行×ル列、合計n5′個の穴
を1ブロツクとしビームの偏向移動で加工し、それぞれ
のブロック移動をXYテーブルにより行なうことによシ
高速化を図った。
When processing a green sheet using this device, in this example, one block of holes is made up of n5' holes (n rows x rows), and is processed by deflection movement of the beam, and each block movement is performed using an XY table. By doing this, we tried to speed up the process.

第2図はビーム偏向跡軌を示す図である。図において1
7はブープル位置決め点およびビームの初期位置である
。18 、20などの白丸印は穴あけ位置を、19,2
1.22など矢印はビーム偏向跡軌捜はブロック全体を
それぞれ示すものである。
FIG. 2 is a diagram showing a beam deflection trajectory. In the figure 1
7 is the boolean positioning point and the initial position of the beam. White circles such as 18 and 20 indicate the drilling positions.
Arrows such as 1.22 indicate the beam deflection traces for the entire block, respectively.

最初17の位置にビームを位置決めした後、第1図のビ
ーム偏向制御装置12にコンピュータ15より指令を与
え、軌跡19 、21のようにビームを偏向し、それぞ
れ点18 、20に位置決めした後にビームパルスを照
射して穴加工する訳であるが、偏向後直ちにパルス照射
せずに、若干の待時間を設ける。この理由は偏向コイル
の時定数によるものである。すなわち偏向コイルは遅れ
を有するため、第6図に示す様に目標の距離を偏向する
のに有限時間を必要とする。図において25はコイルの
時間応答曲線、24は目標値である。
After initially positioning the beam at position 17, a command is given from the computer 15 to the beam deflection control device 12 shown in FIG. The hole is machined by irradiating a pulse, but the pulse is not irradiated immediately after deflection, and a slight waiting period is provided. The reason for this is due to the time constant of the deflection coil. That is, since the deflection coil has a delay, a finite time is required to deflect the target distance as shown in FIG. In the figure, 25 is a time response curve of the coil, and 24 is a target value.

偏向距離目標値1.とその時の許容誤差eにより決まる
時間Tだけ待時間を設けないと正確な位置決めが川床な
い。
Deflection distance target value 1. Accurate positioning will not be possible unless a waiting time is provided for the time T determined by the allowable error e at that time.

以上の過程を繰返して第2図に示した1ブロツク分だけ
穴加工した後はビームは軌跡22を通って初期位置17
へ戻しておく。この後XYテーブル移動によシ縦あるい
は横方向にL+pだけ離れた場所に位置決めしたのち、
第2図の過程を再びくシ返すことにより広い範囲の加工
を行なう。この状況を示したのが第4図である。第4図
において25は加工すべきグリーンシート、並は第2図
で説明したところのビーム偏向のみを利用して位置決め
加工されたブロックパターンである。
After repeating the above process and drilling holes for one block as shown in FIG. 2, the beam passes through the trajectory 22 and reaches the initial position 17.
I'll return it to. After this, move the XY table to position it at a distance of L+p in the vertical or horizontal direction, and then
By repeating the process shown in FIG. 2 again, a wide range of processing is performed. Figure 4 shows this situation. In FIG. 4, reference numeral 25 denotes a green sheet to be processed, which is a block pattern that is positioned and processed using only the beam deflection as explained in FIG.

以上述べたような方式によってグリーンシートに穴加工
する場合、通常のXYテーブルのみによって機械的位置
決めしながら加工する方法にくらべて、10倍以上の加
工速度が得られる。
When drilling a hole in a green sheet using the method described above, the processing speed is 10 times or more higher than when processing using only a normal XY table while mechanically positioning the hole.

例えば直径150μmφの穴を05龍ピツチで4万個加
工しようとする場合、ビーム電流2tnAでパルス幅5
0μsのビームパルスをデユーティファクタ10チで5
ケ照射することにより一穴が形成される。これに要する
時間は約2.5,718であり、テーブルJこよる位置
決め時間は約201:hy+3である。したがって従来
法では4万点穴あけするには約2.3時間要する。−力
木発明による方式では、ビームの待ち時間を5msとす
ると一穴加工するのに7.5 m S要する。ビーム偏
向により加工する領域を8X8=64ケとすると1ブロ
ック当シQ、48sec。
For example, when attempting to process 40,000 holes with a diameter of 150 μmφ using a 05 dragon pitch, the pulse width is 5 with a beam current of 2 tnA.
5 beam pulses of 0 μs with a duty factor of 10
A hole is formed by irradiation. The time required for this is approximately 2.5,718, and the positioning time due to table J is approximately 201:hy+3. Therefore, it takes about 2.3 hours to drill 40,000 holes using the conventional method. - In the method invented by Rikiki, if the beam waiting time is 5 ms, it takes 7.5 mS to process one hole. If the area to be processed by beam deflection is 8×8=64, one block takes Q, 48 seconds.

テーブル移動時間を含めても4万点加工するのIこ約1
0分権度であり、極めて高速化が可能である。なお本実
施例では8X8=64個の穴をビーム偏向によって加工
したが、この個数は偏向に伴なう大傾斜が許容できる範
囲や加工物とコイルまでの距離によって自由に変わるべ
きものである。また穴加工条件やビームの待ち時間々ど
も電子光学系の特性やコイルの時定数によって変わるべ
きものである。
Even including table movement time, processing 40,000 points is about 1.
It has 0 degree of decentralization and can be extremely fast. In this example, 8×8=64 holes were machined by beam deflection, but this number should be freely changed depending on the allowable range of large inclination due to deflection and the distance between the workpiece and the coil. Also, the hole processing conditions and beam waiting time should be changed depending on the characteristics of the electron optical system and the time constant of the coil.

また本実施例では格子状に等間隔ピッチで穴あけする場
合を示したが、任意位置に穴加工する場も本方式は当然
適用できる。
Furthermore, although this embodiment shows the case where holes are drilled at equal pitches in a lattice pattern, the present method can of course be applied to the case where holes are drilled at arbitrary positions.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、グリーンシートの穴あけ加工において
、 (1)従来技術の10倍以上の高速加工が可能である。
According to the present invention, in drilling a hole in a green sheet, (1) high-speed processing that is 10 times or more faster than the conventional technology is possible.

(2)任意の位置に穴加工できる。(2) Holes can be drilled in any position.

などの効果がある。There are effects such as

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は加工に用いた装置の概略構成図、第2図はビー
ム偏向のみによって位置決め加工された状況を示す図、
第6図は偏向コイルの時間応答を示す図、第4図は本発
明により大量穴あけを行なう場合の概念図である。 1・・・陰極、 2・・・グリッド、 6・・・陽極、 4・・・レンズ、 5・・・偏向コイル、 6・・・XYテーブル、10・
・・ビーム制御装置、11・ フォーカス制御装置12
・偏向制御装置、13 テーブル制御装置、14・・・
インタフェース、15 コンピュータ、18 、20 
穴加工位置、 19 、21 、22・・ビーム偏向軌跡、23・・偏
向コイルの時間応答曲線、 24・目標偏向距離、25・・グリーンシート、−代理
人弁理士 高 橋 明 第1図 体Z昭 オ 3 閉
Fig. 1 is a schematic configuration diagram of the equipment used for processing, Fig. 2 is a diagram showing a situation where positioning processing is performed only by beam deflection,
FIG. 6 is a diagram showing the time response of the deflection coil, and FIG. 4 is a conceptual diagram when drilling a large number of holes according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Cathode, 2... Grid, 6... Anode, 4... Lens, 5... Deflection coil, 6... XY table, 10...
・Beam control device, 11・Focus control device 12
- Deflection control device, 13 Table control device, 14...
interface, 15 computer, 18, 20
Hole processing position, 19, 21, 22...Beam deflection locus, 23...Time response curve of deflection coil, 24.Target deflection distance, 25...Green sheet, - Patent attorney Akira Takahashi 1st figure Zaki E 3 Closed

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、 ビームのパルス化機能とビームの偏向用コイルを
備えだ電子ビーム加工機において、ビームを所定位置に
偏向移動させるのに必要な電流値を偏向コイルに与えた
後、コイルの時定数と偏向距離lこよって決まるビーム
整定時間分だけ待時間を設け、その待時間経過後、直ち
に所定時間長さのビームパルスを所定回数だけ照射する
ことによって材料に穴を形成し、この過程をビーム偏向
可能範囲全域にわたりてくり返すことにより複数個の穴
を形成し、しかるのちに機械的移動治具により別の位置
に位置決めしたのち、上記ビーム偏向位置決めによる穴
形成過程をくり返すことを特徴とする電子ビームによる
未焼成上2ミックの穴加工法。
1. In an electron beam processing machine equipped with a beam pulsing function and a beam deflection coil, after applying the current value necessary to deflect the beam to a predetermined position to the deflection coil, the time constant and deflection of the coil are determined. A waiting time is provided for the beam settling time determined by the distance l, and after the waiting time has elapsed, a hole is formed in the material by immediately irradiating a beam pulse of a predetermined length a predetermined number of times, and this process can be used to deflect the beam. An electronic device characterized by forming a plurality of holes by repeating the process over the entire range, then positioning it at another position using a mechanical moving jig, and then repeating the hole forming process by beam deflection positioning. A method of drilling holes in the top 2 mics of unfired wood using a beam.
JP23425583A 1983-12-14 1983-12-14 Method of machining hole of ceramic not baked by electron beam Pending JPS60127108A (en)

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