TWI304316B - - Google Patents

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1304316 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關用以在電子機器所使用的印刷電路板上 形成通孔等之孔加工裝置者，特別是有關一種在層疊複數 片的印刷電路板以錢頭進行孔加工時，可有效執行切屑的 排出且具冷卻鑽頭之機能而對孔的品質有所提升的印刷電 路板之孔加工裝置者。 【先前技術】 使用在電子機器上的印刷電路板係以在電路層間的導 通等目的而進行通孔之穿設作業。然而，以此為目的之孔 加工通常是利用鑽頭來執行加工。此種印刷電路板的挖孔 機係為，保持鑽頭用的主轴被設置成上下移動自如，且以 包圍該鑽頭的方式從上方將工件之穿孔部位周圍朝工作檯 壓迫的壓力腳(Pressure Foot)係配設成可上下移動自如。 在壓力腳的下端裝設中央具有鑽頭貫通孔之可裝卸自如的 襯套’而在此襯套為按壓印刷電路板的狀態下利用鑽頭進 行孔加工（例如參考專利文獻1)。 圖13係顯示一般的印刷電路板之孔加工裝置，該孔加 工裝置具備有：載置工件（被加工物）1用的工作檯(bed)2; 從上方將工作檯2上之工件1的穿孔部位周圍朝工作檯2 壓迫的壓力腳3;以及昇降單元7，其係將該壓力腳3、鑽頭 5以及使鑽頭5旋轉的主軸單以以可上下移動的方式作支 撐。 前述工件1係於複數片印刷電路板u、^的上面疊 1304316 以蓋板（entry board)12，而下面疊合備用板（backup t^ard)13以載置於工作檯2。金屬素材的前述壓力腳3係 從上方對此工件1進龍迫，但是與專敝獻1所記載的 , 發明’，為了對疊合的工件更加強力按壓，係在壓力腳3 , 的下端裝設有可裝卸之巾央·穿有綱貫通孔的金屬製 或樹脂製襯套4，而在昇降單元7 一下降時，被安裝在前述 壓力腳3的襯套4即與工件i抵接，再利用彈性機構(未圖 示）從上方按壓工件1。 • 在此狀態下，主軸單元6係下降並利用鑽頭5對工件 1進行孔加工作業。接著，在孔加工時所會產生的切屑係如 同後述，從形成在前述襯套4下側的槽或貫通襯套4的孔 導入外氣，再利用吸引排出手段(未圖示）從設置在 側面的排出孔8連同空氣一起被排出。 圖14是顯不前述襯套4之一形狀例，同圖（丨）是縱剖 面圖’同圖⑵是⑴的χ — χ線剖面圖。從綱貫通孔9 朝襯套4的外做略水平的方式設置有複數個氣體通路 10。在圖示射，氣體通路10係設置成與錢頭貫通孔9的 9 轴心偏心。因此，如圖15所示，在利用概套4按壓工件i 時’當，用吸引排出手段吸入外氣之後，在鑽頭5的周邊 產生空氣的渴流以防止切屑交缠於錢頭5。 又’空氣所造成職_流對鑽頭5的冷卻上亦具效 果。亦即’當錢頭5變高溫時，屬印刷電路板構成物質的 樹脂部分絲化㈣得料產生縣(smear)交纏於鐵頭5 時，鑽頭5變得容易折損。因此，有效率地使空氣之旋渦 回流_鑽帛5以進行切屬之排出和鑽頭冷卻是报重要的。 1304316 在可有效進行切屑的排出之方法上，可知一種從壓力 腳之下端部側面所設置的氣體供給路徑運送壓縮氣體以將 切屑吹掉的構成（例如參考專利文獻2)。又，亦提案一種具 有複數個氣體供給源，且一方是使壓力腳下面形成空氣膜 以進行按壓，而另一方是進行吹掉切屑的方法(例如參考專 利文獻3)。此外，更提案一種對鑽頭喷吹霧狀的液體以進 行冷卻的構成(例如參考專利文獻4及專利文獻5)。

又，亦有一種設置著其他氣體通路，並作成在壓力腳 上昇時可使該氣體通路開啟的構成（例如參考專利文獻 6)，再者，將可對應於壓力腳依彈性機構之作用上昇時會 進行開啟的氣體通路口設置在襯套下部之構成亦為習知 (例如參考專利文獻7)。 【專利文獻1】曰本特開平5—285891號公報 【專利文獻2】日本特開昭63_3〇〇8〇7號公報 【專利文獻3】曰本特開平3一3713號公報 【專利文獻4】曰本專利第3513767號公報 【專利文獻5】曰本實開平6_17847號公報 【專利文獻6】日本特願2000—5910號公報 .【專利文獻7】日本特願2〇〇4_13〇454號公報 【發明内容】 【發明所欲解決之課題】 專利文獻1所記_翻為，藉由經常縮少鑽頭外周 ί IT⑷麵嶋糾職叫強固地按 ρ' 11圍產生毛胚同時將切屑排出於空氣的 1304316 渦流中，但是排出效率並不良好。 專利文獻2及專利文獻3所記載的發明為，各自吹入 空氣以將切屑吹掉的構成’雖然在鑽頭冷卻和切屬之排出 上具有功效，但是在因送入空氣使壓力腳成為加壓狀態的 場合’有時會造成切屑吹出於印刷電路板侧、具有所謂氣 體之供給壓調整困難之不理想的情形。 專利文獻4及專利文獻5所記載的發明，係各自因為 所存在的液體而有引起切屑附著在壓力腳的内部又堵塞集 塵裝置之虞。 ^ 而為解消此等不理想情況，係藉由將用以取入外氣的 襯套之貫通孔徑縮小而增加空氣渦流之流速且利用斷面膨 脹作用以冷卻空氣流而得以有效率地冷卻鑽頭。但是在此 種場合，，具有所謂的壓力腳内之氣壓過低而造成將疊合 的工件吸上來的問題。 專利文獻6及專利文獻7所記載的發明為，在各個壓 力腳上昇時會開啟別的氣體通路口，所以可防止吸引力降 低而造成工件上昇的情況。 然而，近年來伴隨著印刷電路板的微細化而需要進行 更小徑(例如0. 2mm)的孔加工，而逐漸有因切屑交纏於鑽頭 而容易發生鑽頭折損的情形1此，有必要更有效率地執 行切屑之排出及鑽頭的冷卻。 於是，本發明針對印刷電路板之通孔加工，係以提供 -種使空氣的織碰觸㈣得贿效崎行蝴排出及 鑽頭冷卻之印刷電路板之孔加工裝置為目的。 1304316 【解決課題之手段】 ^發明料達成上述目的而提案者，中請專利範圍第 項所°己載之發明係提供一種印刷電路板之孔加工裝置，係 具傷對讀檯上之被加讀騎穿孔的綱，以及由上方 f被加工物之穿孔部位觸私作檯壓迫的壓力腳，且在 前述麼力腳下端，將中央具有鑽頭貫通孔的襯套裝設成可 裝卸自如，並在該襯套既按壓印刷電路板的狀態下進行孔 加工的印刷·板之孔加工裝置，其特徵為，在為了使切 屑^出而對前述壓力腳内部的空氣進行吸引排氣時，為了 將岫述壓力腳外部的空氣導入前述壓力聊内部，前述襯套 的側面係形成有用以使導入前述壓力腳内部的空氣產生旋 渦回流之複數個第1氣想通路，同時在第i氣體通路的被 加工物側係形成有使到達鑽頭前端部的空氣產生旋渦回流 之複數個第2氣體通路。 依據該構成，由形成在襯套侧面之複數個第1氣體通 路所導入的空氣係成為旋渦回流並使壓力腳内減壓而得以 有效率地進行切屑之排出。而由形成在第丨氣體通路之被 加工物侧的第2氣體通路所導入的空氣係到達鑽頭前端部 成為咼速的旋渦回流，此高速的旋渦回流係防止鑽頭上交 纏切屑且可利用斷熱膨脹作用而有效地冷卻鑽頭。 申請專利範圍第2項所記載的發明係提供如申請專利 範圍第1項所記載之印刷電路板之孔加工裝置，其中，上 述第2氣體通路係形成在上述襯套之下面的槽。 依據該構成，由形成在襯套下面的槽所導入的空氣係 在鑽頭前端部形成高速的旋渦回流。此高速的旋渦回流係 1304316 可防止切屑之交纏、同時有效地冷卻鑽頭。 申請專利範圍第3項所記載的發明係提供如申請專利 範圍第1項所記載之印刷電路板之孔加工裝置，其中，上 述第2氣體通路係從上述襯套之侧面通到内部的貫通孔。 依據該構成，由襯套之側面通到内部的貫通孔所導入 的空氣係在鑽頭前端部形成高速的旋渦回流。此高速的旋 渦回流係可防止切屑之交纏、同時有效地冷卻鑽頭。 申睛專利範圍第4項所記載的發明係提供如申請專利 _ la圍第1項至第3項中任一項所記載之印刷電路板之孔加 工裝置’其中，上述襯套側面之第1氣體通路與第2氣體 通路之斷面積比為，具複數開口的第2氣體通路之總斷面 積係比具複數開口的第1氣體通路之總斷面積還小。 依據該構成，因為具有複數開口的第2氣體通路之總 斷面積係比具有複數開口的第丨氣體通路之總斷面積還 小，所以由前述第2氣體通路所導入的空氣之流入速度係 變得比由第1氣體通路所導入的空氣之流入速度還高，而 形成從前述第2氣體通路朝向鑽頭前端部之高速的旋渦回 • 流。 申請專利範圍第5項所記載的發明係提供如申請專利 範圍第1項至第4項中任一項所記載之印刷電路板之孔加 工裝置，其中，上述襯套側面之第1氣體通路係具有，在 前述襯套側面配置可將第丨氣體通路遮斷成任意大小的遮 蔽筒而可自由調整空氣流量的機構。 依據該構成，藉由移動被配置在襯套側面之遮蔽筒， 第1氣體通路之開口面積係變化，被吸引到壓力腳内的空 10 1304316 ' 1 氣量係會變化。 【發明效果】 • 本發明係如同上述，針對印刷電路板之通孔加工，在 . 將壓力腳外部的空氣導入壓力腳内部而進行吸引排氣之 際’藉由在襯套的侧面形成複數個第1氣體通路、且在該 第1氣體通路之被加工物侧形成有第2氣體通路，鑽頭前 端部附近係產生因流速快的空氣所造成的旋渦回流而將可 藝排出切屑之足夠流量的空氣確保於壓力腳内。因此，成為 可有效率地進行切屑之排出及鑽頭冷卻，而得以解消因切 屑交纏鑽頭所衍生出的不良狀況。 【實施方式】 【發明最佳實施形態】 以下’針對本發明所涉及的印刷電路板之孔加工裝 置’兹舉出較佳實施例來作說明。針對印刷電路板的通孔 φ 加工，本案係以提供一種使空氣渦流碰觸鑽頭而可有效率 地進行切屑排出及鑽頭冷卻之印刷電路板之孔加工裝置為 目的，而該目的係藉由以下的方式來實現，亦即，在壓力 腳下端以裝卸自如的方式裝設襯套，在此襯套之側面形成 有用以使導人前職力腳崎的餘產錢獅流之複數 個第1氣體通路，同時在第！氣體通路的被加工物側係形 成有使到it網前端部的缝產生制回流讀數個第2 氣體通路。 有關印刷電路板之孔加工裝置的全體構成，因為之前 1304316 已在圖15中提及，所以省略重複說明，茲按圖1至圖3以 針對裝没在壓力腳下端的概套加以詳述。 首先，圖1係表示襯套形狀之一例，同圖（1)為縱剖面 圖同圖⑵為（1)的A—A線剖面圖。在圖1所示的概套 、 上形成有自其側面通到内部的複數(本實施例中為8條)條 第1氣體通路41，利用該第1氣體通路41而使前述的壓力 腳3之外部空氣吸引至内部以產生旋渦回流。接著，在第1 馨軋體通路41的被加工物側，複數(本實施例中為4條)條第 2氣體通路42A係形成為由襯套4A的下面外側通到内側的 槽。藉由此槽狀的第2氣體通路42A吸引外部的空氣而產 生可到達鑽頭前端部之空氣的旋渦回流。 又，圖2係表示襯套形狀之另一例，同圖（1)為縱剖面 圖’同圖（2)為⑴的B-B線剖面圖。圖2所示的襯套4B 與刖述襯套4A同樣，從其侧面通到内部形成有複數(本實 施例中為8條)條第1氣體通路41，利用該第丨氣體通路 將外部的空氣吸引至内部而產生旋渦回流。而且，在第 • 1氣體通路41之被加工物侧，複數(本實施例中為4條)條 第2乳艘通路42B係形成為由襯套4A之侧面外側通到内侧 的貫通孔。利用此貫通孔狀的第2氣體通路42β吸引外部 的空氣而產生可到達鑽頭前端部之空氣的旋渦回流。 圖1及圖2所示的襯套4A、4B都是第2氣體通路42a 或42B的總斷面積係比第1氣體通路41之總斷面積還小， 且第2氣體通路42A、42B係形成在接近鑽頭5前端部的位 圖3係表示在前賴力腳3的下魏設著襯套犯的構 12 1304316 1 曹 成，因為第2氣體通路42B的總斷面積為小，所以從該第2 氣體通路42B流入的空氣之流速快，而在鑽頭5之前端部 的周圍形成高速的旋渦回流。此高速的旋渦回流係可防止 ‘ 切屑與鑽頭5交纏，且利用斷熱膨脹作用冷卻空氣流而得 以有效率地對鑽頭5進行冷卻。 一方面，從第1氣體通路41流入的空氣係在由前述第 2氣體通路42Β所形成的旋渦回流之外侧形成大的旋渦回 流，而藉由該第1氣體通路41所形成的旋渦回流，可效率 • 地從排出孔8進行切屑之排出。又，在光是從第2氣體通 路42Β流入的空氣而造成過度減壓的場合，該第丨氣體通 路41係一併具有用以對其進行彌補的空氣流入調整機能。 為了產生形成於前述鑽頭5附近之高速旋渦回流及形 成於其外側之旋渦回流等的2個旋渦回流係需使空氣流 入，而襯套4B侧面之第1氣體通路41與第2氣體通路42B 之斷面積比係以，具有複數開口之第2氣體通路42B的總 斷面積是具有複數開口之第1氣體通路41的斷面積之1〇 φ 〜50%者較佳。 此外，在圖3中，針對使用圖2所示之貫通孔狀的第 2氣體通路42B之場合既已作說明，但是在使用圖1所示之 槽狀的第2氣體通路42A的場合也具有完全同樣的作用效 果。又’圖1及圖2所示之第1氣體通路41的配置數目及 第2氣體通路42A、42B的配置數目並不受此限，只要是在 雙方的斷面積比之範圍内可形成旋渦回流的配置數目就可 以。 / 又，依工件1之印刷電路板的材質，在以鑽頭進行孔

13 1304316 加工時容易發生切屑交纏，有時需要將高速的旋渦回流形 成在鑽頭附近。雖然也可以按照各印刷電路板的村質以特 定第1氣體通路41與第2氣體通路42A或42B之間的總斷 ‘ 面積比而依各印刷電路板的材質來使用特定的襯套4,但卻 具有零件庫存件數增加、維護管理以及成本面上的問題。 於是，若事先將第1氣體通路41的直徑加大設定，再賦予 可將各個開口遮蔽成任意大小的機構之情形下，則在不需 準備多種襯套之情況下可取得因印刷電路板的材質而異的 ® 斷面積比。 如圖4所示，例如在襯套4C之外侧，使圓筒形的遮蔽 筒43以可旋轉的方式遊動嵌合。該遮蔽筒奶係在與前述 襯套4C所設置的複數個第1氣體通路射相對應之位置上 各自開设有開口孔44。此開口孔44係形成與前述第1氣體 通路41的直控相同或略大者係較佳。藉由例如以伺服馬達 等之定位機構(未圖示)旋轉該遮蔽筒43 ,第丨氣體 和開口孔44之搭接（lap)位置係產生變化而可 • 通路41的開口面積任意地變化。此外，在同圖中，係省略 第2氣體通路42A或42B之記載。 在此，圖1至圖4所示的各襯套4人、48及40若各 自在與被加工物抵接的面上配置有橡膠或樹脂等之彈性構 件的話，則因為各襯套4A、4B、4C會與被加 接狀態，職可防錢自絲接面獻而使本發 明在實施上更具效果。又，若各襯套4A、4B及4c之整體 為由上述彈性構件來形成的話，則特別是在形成貫通孔狀 的第2氣體通路42B時，藉由刺通金屬製或硬質的樹脂製 14 1304316 官’可簡單地形成第2氣體通路42B。 【實施例1】 圖5係顯示實施例1之襯套下面的照片，係於襯套的 下面形成有4個作為第2氣體通路之寬度〇· 3mm，深度〇. 5mm 的槽。而且，第2氣體通路之總斷面積對第1氣體通路的 總斷面積之比例為2. 〇%。 使用此襯套並利用150支鑽頭試行孔加工之後並未發 生鑽頭折損的情形。但是，如圖6的照片所示，進行孔加 工後的鑽頭可明顯見到所有捲繞的切屑。 【實施例2】 圖7係顯示實施例2之襯套下面的照片，係於襯套的 下面形成有4個作為第2氣體通路之寬度丨· 〇mm，深度ι 5fflm 的槽。而且，第2氣體通路之總斷面積對第丨氣體通路的 總斷面積之比例為19. 9%。 使用此襯套並利用15〇支鑽頭孔加工之後並未發生鑽 頭折損的情形。經察看進行孔加工後的鑽頭發現，有關切 屑之捲繞，如圖8的照片所示，在15〇支當中的其中5支 發生有少量的2繞。而與後述之比較例相較下係被認為具 有效果的。而右在進行孔加工的中途進行鑽頭的維護的 話，則無需擔心在鑽頭壽命内之鑽頭折損，雖然不夠完備 但亦可達到實用的水準。 【實施例3】 15 1304316 * * 圖9係顯示實施例3之襯套下面的照片，係在第}氣 體通路之下方位置形成有8個作為第2氣體通路之直徑 1· Omm的貫通孔。而且，第2氣體通路之總斷面積對第j 氣體通路之總斷面積的比例為20. 8%。 使用此襯套並利用150支鑽頭試行孔加工後並無鑽頭 折損之現象發生。經察看進行孔加工後的鑽頭，如圖的 照片所不，在所有的鑽頭上無切屑捲繞，無需擔心在鑽頭 壽命内之鑽頭折損，達成不具問題而可實用的水準。

I 【比較例】 圖π係顯示比較例之概套下面的照片，僅在第1氣體 通路形成4個通到壓力腳内部之直徑3· lmm的貫通孔之部 位，而第2氣體通路並未形成者。 經使用此襯套並利用鑽頭試行孔加工後，以3支中有 1支的比率是在數百次加工的階段下發生鑽頭折損，經卸下 鑽頭察看，如圖12的照片所示，切屑之捲繞顯著，因此推 察鑽頭既已造成損傷。 > 此外，在各實施例及比較例中，各自的孔加工係以鑽 頭直徑0· 3mm、進給速度1· 5m/min、主軸旋轉數1〇〇, 〇〇〇rpm 的相同條件下進行。又，工作次數(sh〇t)係為，若未發生 鑽頭折損的情況，一般是可進行到稱為壽命的3〇〇〇次為 止。此外，設置在觀套上的第1氣體通路皆是使用將相同 於比較例直徑3· 1麵的貫通口形成在4個部位上者。 如此，藉由在壓力腳下端以裝卸自如的方式裝設襯 套，在此襯套之侧面形成有用以使導入前述壓力腳内部的 16 1304316 1 · 4 麵 空氣產生旋渦回流之複數個第丨氣體通路，同時在 ^ 體通路的被加讀側係形成有使到達_前端邹的^ ^ 生旋渦回流之複數個第2氣體通路，使鑽 生依速〖夬的二氣所形成的旋渴回流而成為可將足以排出 切屑之充分流量的空氣確保於壓力腳内。因此，成為可有 效率地進切屑之排出及鑽頭之冷卻而得以解消因切屑交 纏於鑽頭所衍生之不良情況。 此外’經考察實施例1〜實施例3的結果可發現，第2 • 氣體通路有必要為具某種程度的大小，而且，以在第1氣 體通路的下方位置作為貫通孔而形成者頗具效果。因此， 如同實施例3那樣的形狀係最受推薦。 然而，本發明可在未逸脫本發明之精神下進行各種改 變，而且本發明可及於該既改變者乃理所當然。 17 1304316 【圖式簡單說明】 圖1係顯示本發明所涉及的印刷電路板之孔加工裝置所裝 設之襯套形狀的一例之說明圖。 圖2係顯示本發明所涉及的印刷電路板之孔加工裝置所裝 設之襯套形狀的另一例之說明圖。 圖3係顯示在使用了圖2所示的襯套時之空氣流的動向說 明圖。 圖4係顯示在本發明之襯套侧面配置有遮蔽筒之形狀的說 明圖。 圖5實施例1之概套下面的照片。 圖6實施例1之孔加工後的鑽頭照片。 圖7實施例2之襯套下面的照片。 圖8實施例2之孔加工後的鑽頭照片。 圖9實施例3之襯套下面的照片。 圖10實施例3之孔加工後的鑽頭照片。 圖11比較例之襯套下面的照片。 圖12比較例之孔加工後的鑽頭照片。 圖13係顯示以往一般的印刷電路板之孔加工裝置的說明 圖。 . 圖14係顯示以往的襯套形狀之說明圖。 圖15係顯示使用了以往的襯套時之空氣流的舉動之說明 圖0 18 1304316 • % 【主要元件符號說明】 1……工件(被加工物） 2……工作檯 3……壓力腳 4......襯套 4A 〜4C......觀套 5……鑽頭 6......主軸單元 7……昇降單元 8……排出孔 9……鑽頭貫通孔 10····(先前技術）氣體通路 Π….印艰ί電路板 12.. ..蓋板 13.. ..備甩板 41…·第1氣體通路 42Α.··第2氣體通路(槽） 42Β…第2氣體通路(貫通孔) 43….遮蔽筒 44····開口孔 、:勿 19

Claims (1)

1304316 十、申請專利範圍： 1· 一種印刷電路板之孔加工裝置，係具備對工作檯上之被 加工物進行穿孔的鑽頭，以及由上方將被加工物之穿孔部 位周圍朝工作檯壓迫的壓力腳，且在前述壓力腳下端，^ 中央具有鑽頭貫通孔的襯套裝設成可裝卸自如、並在該襯 套既按壓印刷電路板的狀態下·進行孔加工的印刷電ς板 之孔加工襄置，其特徵為

在為了使切屏排出而對前述壓力腳内部的空氣進行吸 引棑氣時，為了將前逃壓力腳外部的皇氣導入前述壓力脚 内部，前述襯套的侧面係形成有甩以使導入前述I力腳内 部的空氣產生旋渦回流之複數個第】氣體通路，同時在第 1氣體通路的被加工物侧係形成有使到達 空氣產錄獅叙·轉2減祕。满部的 2·如申請專職_ !碩所錄之印刷電路板之孔加工裝 其中上述第2氣體通路係形成在上述襯套之下面的

3·如申誇專利範面第 置，其中上述第2 部的貫通孔。 1項所記載之印刷電路板之孔加工裝 氣體通路係從上述襯套之侧面通到内 4·Ϊ申：ί利粑圍第1項所記載之印刷電路板之孔加工裝 u二面之第1氣難通路鮮2氣體通路 0·Γ= 專利範㈣1項所記載之印刷電路板之孔加工裝 八丄述襯套側面H紐祕係具有，在前述镜 1304316 套側面配置可將第1氣體通路遮斷成任意大小的遮蔽筒 而可自由調整空氣流量的機構。

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