JPH01246100A - 穿孔用金型ユニット - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 セラミック積層基板のセラミックグリーン、シートに大
量のバイアホールをパンチ穿孔する配線基板製作装置の
穿孔用金型ユニットに間し、　穿孔作業の効率化と生産
性向上を目的とし、シート状薄板に複数の孔をパンチ穿
孔する穿孔用金型ユニットであって、所定ピッチで整列
した複数個のパンチを備えたパンチヘッドと、該パンチ
のそれぞれと対向する位置に該パンチと嵌合する孔を持
ち且つ上下動する手段を備えたダイとで構成し、シート
状薄板を上記パンチヘッドと上記ダイとで挟持した状態
で上記パンチヘッドのダイ対向面を上記ダイで押圧した
時に、該ダイ対向面のみを後退させて内在するパンチの
先端部を該ダイ対向面から突出させて構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はセラミック積層基板を構成するセラミックグリ
ーンシートに大量のバイアホールを穿孔する配線基板製
作装置に係り、特に穿孔作業の効率化と生産性の向上を
図った穿孔用金型ユニットに関する。

近年のコンピュータシステムの高速化要求にともなうＬ
ＳＩ素子の高密度実装を可能とするため、最近では多層
のセラミック回路基板が多く使用されている。

この際、多層のセラミック積層基板を構成するセラミッ
クグリーンシートに多くのバイアホール（以下微細孔と
する）を精密に穿孔するのに、複数個のドリルを装着し
たドリルマシーンを使用し、セラミックグリーンシート
を二次元の方向に移動させながら穿孔する等の手段をと
っているが、更に高密度実装を実現するためには多数の
パンチング型による一括穿孔が有利であり、この面から
大量の微細孔を高密度に精度よく且つ生産性よく穿孔す
る穿孔用金型ユニットの開発が強く望まれている。

〔従来の技術〕

第３図は従来の穿孔方法の一例を示した構成原理図であ
る。なお図では理解し易くするため、に穿孔作業近傍部
分のみを拡大している。

図で、１は径が１５０μｍ程度のドリル、２は該ドリル
１を装着するドリルチャック、３は複数個の該ドリルチ
ャック２を所定のピッチＰ（例えば数１０１）で−列に
整列したドリルヘッドを示し図示されていないドリルマ
シーンのヘッドと直結してＺ方向に上下動するするよう
に構成されている。

また４は各ドリルチャック２を例えば図示Ｒ方向に軸回
転させるための回転機構であり上記ドリルへラド３に内
蔵されている。

一方、厚さ０．２〜０．３ｎｍ程度のセラミックグリー
ンシート５はその周囲で固定枠６に固定されており、こ
の状態でＸ−Ｙテーブル７の上面に装着されている。な
お８はセラミックグリーンシート５の強度を上げて穿孔
を容易ならしめるためのプラスチックフィルムであり、
穿孔作業が終了した後に剥離して除去するものである。

ここで、上記ドリル１を軸回転させながらドリルヘッド
３を降下させてセラミックグリーンシート５に所定の穿
孔作業を行い、また上昇している間に図示していない制
御装置からの信号によってＸ−Ｙテーブル７を所定量だ
けＸ方向あるいはＹ方向に移動させてから再度ドリル１
を降下させて穿孔させる。

かかる動作を繰り返すことによってセラミックグリーン
シート５の全面所定位置に致方箇所の微細孔を穿孔して
いる。

この場合、各ドリルチャック２それぞれにモータ等の回
転体若しくはドリルマシーンのメイン回転体からの軸回
転伝達機構を配設する必要があるため各ドリル間のピッ
チＰを小さ（することができないと共に、各微細孔間の
精密な位置関係を保持するためドリルへラド３に装着す
るドリルチャック２ひいてはドリル１の数を通常４〜５
個程度にしている。

従って穿孔動作の繰り返し回数が極めて多く多大の工数
を必要としている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の如く、大量の微細孔を有するセラミックグリーン
シートを加工するのに多くの工数を必要とすると共に、
作業中のドリル折損によって該セラミックグリーンシー
トに不良が発生し易いと云う問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点は、シート状薄板に複数の孔をパンチ穿孔す
る穿孔用金型ユニットであって、所定ピッチで整列した
複数個のパンチを備えたパンチヘッドと、該パンチのそ
れぞれと対向する位置に該パンチと嵌合する孔を持ち且
つ上下動する手段を備えたダイとで構成し、 シート状薄板を上記パンチヘッドと上記ダイとて挟持し
た状態で上記パンチヘッドのダイ対向面を上記ダイで押
圧した時に、該ダイ対向面のみを後退させて内在するパ
ンチの先端部を該ダイ対向面から突出させてなる穿孔用
金型ユニットによって解決される。

〔作　用〕

大量の微細孔を必要とするセラミックグリーンシートに
正確に且つ効率よ（穿孔作業を実施するには多数のパン
チによる一括穿孔が有利である。

また、折損し易いパンチを保護するにはパンチをできる
だけ露出させないことが望ましい。

そこで常時はパンチホルダ内に保持し穿孔時のみパンチ
先端部を突出させるようにパンチ並びにダイを構成し更
に折損時のパンチ交換を容易ならしめることによって、
１５０μ曙あるいはそれ以下例えば９０μｍ程度の径の
折損じ易いパンチでも効率よく且つ生産性よく穿孔作業
を実施することができる。

本発明になる微細孔穿孔用金型ユニットでは、押圧によ
って押圧面が後退する構造を持つパンチヘッドに常時は
内在し押圧時にのみ先端が押圧面から突出するようなパ
ンチを交換容易に且つ小さなピッチで整列させると共に
、該各パンチに対向する位置に整列して設けたダイを上
下動可能な如くに該パンチヘッドに近接して配設してお
り、上記パンチヘッドとダイの間で二次元の方向に移動
できるセラミックグリーンシートを挟持固定した状態で
ダイ部分を押し上げてパンチヘッドの上記押圧面を押圧
することによって上記パンチ先端部を突出させて穿孔し
ている。

従って一度に多くのパンチ穿孔ができると共に穿孔時以
外はパンチの露出がないためパンチの折損がす＜、更に
折損した場合のパンチ交換の容易化によって生産性の高
い穿孔作業を実施することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明になる微細孔穿孔用金型ユニットの一例
とその動作を説明する図であり、第２図はプレスマシー
ンでの実施例を示す図である。

第１図は紙面の前後方向に例えば１００個以上のパンチ
を約２．５１１ＩＩＩＩのピッチで整列させたパンチヘ
ッドを長手方向の直角面で切断した横断面図であり、（
Ａ）は穿孔作業前の状態をまた（Ｂ）は穿孔作業途中の
状態を（のはパンチ穿孔中の状態をそれぞれ表わしてい
る。

図（Ａ）で、１０は先端部１０ａ部分が９０μｍの径に
形成されまた他端近傍には径が１．ｈ＋ｓ程度に形成さ
れた鍔部１０ｂを備えた超硬材料よりなるパンチであり
、上記鍔部１０ｂ部分でパンチヘッド筐体１１の内部に
形成されている摺動孔１１ａと円滑に摺動する該パンチ
１０はばね１２によって紙面上部の開口部に装着されて
いるパンチ抑え板１３に押し付けられている。

１４はパンチ１０が貫通する貫通孔１４ａを有し且つそ
の外径部分で上記パンチヘッド筺体１１内部の同軸上に
設けられた他の摺動孔１１ｂと円滑に摺動するパンチホ
ルダであり、ばね１５で外径部分に設けた突き当て部１
４ｂをパンチヘッド筺体１１の下端部に設けたフランジ
に押し付けている。また貫通孔１４ａの一端には上記パ
ンチ１０の先端部１０ａ部分が円滑に保持できる貫通孔
１６ａを備えた超硬材料よりなるストリッパプッシュ１
６が着脱自在に取り付けられている。

この状態では、パンチｌＯの先端部１０ａ部分は図の２
点（例えばパンチホルダ１４の下端面すなわちダイ対向
面１４ｃから３．５ＩＩＩＩＩｌだけ後退した点）にあ
る。

一方、上記パンチ１０のそれぞれと対向する位置にパン
チ先端部１０ａと嵌合する孔１８ａを持った超硬材料で
形成されたダイ１８を多少の間隔を保って配設している
。

更に上記パンチホルダ１４のダイ対向面１４ｃとダイ１
８の間には、図示されていないＸ−Ｙテーブル上に固定
された状態で第３図同様のプラスチックフィルム８が添
着されたセラミックグリーンシート５を装着している。

ここでＸ−Ｙテーブルでセラミックグリーンシート５を
Ｘ方向あるいはＹ方向に所定位置迄移動させた後、プレ
スマシーンを作動してパンチヘッド９を下死点まで降下
させてパンチホルダ１４のダイ対向面１４ｃとダイ１８
の間で該セラミックグリーンシート５を挟持固定する。

そこでパンチヘッド９に整列した多数のパンチ１０の内
、穿孔を必要とするパンチのみを図示していない例えば
エアシリンダ等によってばね１２に抗して図示しく例え
ば３．４ｍｍ）だけ降下させると図（Ｂ）に示す状態と
なる。

この状態では、穿孔を必要とする箇所のパンチｌＯの先
端部１０ａは図のＰ１点（例えばパンチホルダ１４のダ
イ対向面１４ｃから０．１ｍｍだけ後退した点）に位置
しており、また穿孔を必要としない箇所のパンチ１０の
先端部１０ａは、図（Ａ）のまま２点（ダイ対向面１４
ｃから３．５ｍｎ＋だけ後退した点）にある。

この時点で図（Ｃ）の如くダイ１８をＬ’（例えば２．
５ｍｍ）だけ上昇させると、パンチ１０を残してパンチ
ホルダ１４のみがばね１５に抗して上昇しパンチ１０の
先端部１０ａは図示Ｐ　ｔｅ点の如くダイ対向面１４ｃ
からほぼＬ’（例えば２．４＋＋＋ａ＋）だけ突出する
ため、ダイ１８との間に挟持固定されているセラミック
グリーンシート５がプラスチックフィルム８と共に穿孔
される。

なお穿孔を必要としない箇所のパンチ１０の先端部１０
ａは、図（Ａ）に示す如く先端部１０ａが２点にあるた
めパンチホルダ１４がＬ”（例えば２．４ｍｍ）上昇し
てもパンチ１０の先端部１０ａが突出することがなく、
従ってセラミックグリーンシート５が穿孔されることが
ない。

ここでダイ１８を降下させて図（Ｂ）の状態に戻し更に
降下したパンチｌＯを初期の状態に戻すと共にパンチヘ
ッド９を上死点まで上昇させて図（Ａ）の状態に戻し、
以下同様のことを繰り返して所定の穿孔作業を継続する
。

従って、図（Ｂ）におけるパンチ１０の降下を所要の穿
孔位置に合わせて選択することにより所要位置への穿孔
を実現している。

なお、作業中にパンチ１０が折損した場合には、パンチ
抑え板１３あるいはストリンパブツシュ１６ヲ取り外す
ことによってパンチ１０は容易に交換することができる
。

プレスマシーンでの装着例を示す第２図で、二点鎖線で
示すプレスマシーン２０の駆動源２１でＺ方向に上下動
するヘッド２２に装着された第１図記載のパンチヘッド
９は、図では紙面前後方向に複数のパンチ１０が整列し
た状態にある。

一方紙面の前後左右方向に移動できるＸ−Ｙテーブル２
３上には、第３図同様に固定枠６で保持されているセラ
ミックグリーンシート５が載置されている。また１８は
上記パンチヘッド９の各パンチ１０の対応位置に該パン
チ１０と嵌合する孔１８ａを持つ第１図記載のダイを示
し、図では紙面前後方向に複数の液孔１８ａが整列した
状態にある。

また、該ダイ１８の保持台２４は上下（Ｚｌ）方向に自
在に摺動できる軸２５に固定されており、該軸２５の下
端２５ａは駆動源２１からのカム機構によって図面左右
（Ａ）方向に摺動する連結杆２６の先端部２６ａに設け
られたテーパ面２６ａ′に接して構成している。

かかる構成になるプレスマシーンでは、Ｘ−Ｙテーブル
２３でセラミックグリーンシート５を所定の位置に設定
した後ヘツド２２を作動させてパンチヘッド９を下死点
まで降下させる。そこで第１図で説明した如く所要のパ
ンチ１０のみを所定位置まで降下移動させて第１図（Ｂ
）の状態とする。

ここで駆動源２１からのカム機構で連結杆２６が図面左
（Ａ１）方向に移動しテーパ面２６８′で軸２５を上方
に押し上げて第１図（Ｃ）に示す状態でセラミックグリ
ーンシート５に所定の穿孔を行う。

その後、連結杆２６が図面右（Ａ　”　”）方向に移動
してダイ１日が降下すると同時にヘッド２２すなわちパ
ンチヘッド９が上昇し更にパンチエ口が初期の位置に戻
って第１図（Ａ）の状態となる。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明により、セラミックグリーンシートに
効率よくまた生産性よく大量の微細孔を穿孔することが
できる微細孔穿孔用金型ユニットを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる微細孔穿孔用金型ユニットの一例
とその動作を説明する図、 第２図はプレスマシーンでの実施例を示す図、第３図は
従来の穿孔方法の一例を示した構成原理図、 である。図において、 ５はセラミックグリーンシート、 ６は固定枠、　　８はプラスチックフィルム、９はパン
チヘッド、　　１０はパンチ、１０ａは先端部、　　　
　１０ｂは鍔部、１１はパンチヘッド筐体、ｌｌａ、　
ｌｌｂは摺動孔、１２、１５はばね、　　　　１３はパ
ンチ抑え板、１４はパンチホルダ、　　１４ａは貫通孔
、１４ｂは突き当て部、　　１４ｃはダイ対向面、１６
はストリッパブツシュ、１６ａは貫通孔、１８はダイ、
　　　　　　　１８ａは孔、２０はプレスマシーン、　
２１は駆動源、２２はヘッド、　　　　　２３はＸ−Ｙ
テーブル、２４は保持台、　　　　　２５は軸、 ２５ａは下端部、　　　　２６は連結杆、２６ａは先端
部、　　　　２６ａ９はテーパ面、をそれぞれ表わす。 プレスマシーン７゛め賞況す列Σ示す２第　？　　図 杖釆−ｇ孔方ｊリー例を示ムた構成原理図第　３　月

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 シート状薄板に複数の孔をパンチ穿孔する穿孔用金型ユ
   ニットであって、 所定ピッチで整列した複数個のパンチ（１０）を備えた
   パンチヘッド（９）と、該パンチのそれぞれと対向する
   位置に該パンチと嵌合する孔（１８ａ）を持ち且つ上下
   動する手段を備えたダイ（１８）とで構成し、 シート状薄板を上記パンチヘッド（９）と上記ダイ（１
   ８）とで挟持した状態で上記パンチヘッド（９）のダイ
   対向面（１４ｃ）を上記ダイ（１８）で押圧した時に、
   該ダイ対向面（１４ｃ）のみを後退させて内在するパン
   チ（１０）の先端部（１０ａ）を該ダイ対向面（１４ｃ
   ）から突出させてなることを特徴とする穿孔用金型ユニ
   ット。