JPH0543475B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、セラミツク多層配線基板等に対する
スルーホール形成装置に関し、特に、セラミツク
グリーンシート上に複数のスルーホールを形成す
るスルーホール形成装置に関するものである。

［従来の技術］ セラミツク多層配線基板は、大型コンピユータ
やスーパーコンピユータなどの高密度実装基板と
して実用化されており、今後ますます普及してい
くものと思われる。そのセラミツク多層配線基板
の製造工程の一つに、セラミツクグリーンシート
への穴明け工程がある。

従来、セラミツクグリーンシートへの穴明け
は、第５図に示すようなスルーホール形成装置を
使用していた。この装置では、ヘツド支持ブロツ
ク５０に支持された穴明けヘツド５１が、案内用
の直線ガイド５２を介して、ヘツド移動ステージ
５３に取付けられており、直線ソレノイド５４に
より上下移動し、下方のセラミツクグリーンシー
トへ穴明け動作を行う。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記の構造ではヘツドは多数の部品を
介してヘツド移動ステージに取付けられているた
め穴明けピンと下型の位置合わせが容易でなく、
また穴明けピンを直線ソレノイドで上下駆動して
いるのでグリーンシートに対する穴明けピンの上
下位置調整が難しいなどの問題点があつた。

本発明の目的は、このような問題点を除去し、
大幅に製作工数を削減することができ、穴明けピ
ンに対する下型の上下位置調整も極めて容易にで
きるスルーホール形成装置を提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、積層圧電素子により動作するフライ
トピンおよび穴明けピンを備えた穴明けヘツド
と、その穴明けヘツドの下方で前記穴明けピンを
案内する案内板と、該案内板の下方に設けられて
セラミツクグリーンシートを固定するカセツト板
と、前記穴明けピンより径寸法の大きい穴を有
し、前記カセツト板の下方に前記セラミツクグリ
ーンシートを介して配設された下型と、該下型を
前記穴明けヘツドおよび前記案内板に対して上下
移動させる第１の駆動手段を備えた上下移動機構
部と、複数枚整列させた前記穴明けヘツドと前記
上下移動機構部を支持するヘツド移動ステージと
穴明けヘツドを固定する押え板および第２の駆動
手段を備え、Ｘ方向に移動するヘツド移動機構部
と、前記カセツト板を支持するセラミツクグリー
ンシート移動ステージおよび第３の駆動手段を備
え、前記カセツト板をＹ方向に移動するグリーン
シート移動機構部と、フライトピンを動作させる
積層圧電素子の通電タイミングの制御および前記
上下移動機構部の第１の駆動手段、前記ヘツド移
動機構部の第２の駆動手段、前記グリーンシート
移動機構部の第３の駆動手段の制御を行う制御部
とを備えてなることを特徴とするスルーホール形
成装置とするものである。

なお、上記のＸ方向およびＹ方向は、ほぼ水平
で、互いに直交する２方向であるものとする。

［作用］ 本発明では、穴明けヘツドの下方でセラミツク
グリーンシートをカセツト板に固定し、穴明け位
置についてはＸ方向はヘツド移動機構部により穴
明けヘツドを移動し、Ｙ方向はグリーンシート移
動機構部により前記カセツト板を移動することで
位置決めする。穴明けヘツドは、フライトピンと
穴明けピンを備えていて、積層圧電素子に通電さ
れると、穴明けピンが案内板に案内されて、下方
のグリーンシートに対して穴明け動作を行う。

カセツト板の下方には下型が配設され、その下
型をステツピングモータ駆動のカム機構で上下移
動できるようしたことにより大幅に装置製作工数
を削減でき、穴明けピンと下型の位置調整および
高さ調整が容易にできる。

ＸおよびＹ方向の位置決め、ヘツドの上下移動
および通電のタイミングは、制御部により制御さ
れる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について、図面を参照
して詳細に説明する。

第１図、第２図、第３図、第４図は本発明の一
実施例を説明するための図であり、第１図は本発
明に使用するスルーホール形成装置の一実施例を
示す一部破砕斜視図、第２図は第１図の穴明けヘ
ツド部の中央部分の断面図、第３図は穴明けヘツ
ドの斜視図、第４図は第２図の穴明けピン部分の
拡大断面図である。まず穴明けヘツドを説明する
と、第３図に示すように、穴明けヘツドは、コの
字形状の筐体１と積層圧電素子２と、フライトピ
ン４と、板ばね３を挟んでフライトピン４に連結
された穴明けピン５とから主に構成されている。
すなわち、コの字形状の筐体１の内面上端部に積
層圧電素子２の一端が固定され、凹形状の板ばね
３は、その両端を筐体１の内面下部の両隅に固定
されている。板ばね３の中央部上面には、先端が
球面で高硬度高反発の材料（ここでは超硬材料）
で形成されたフライトピン４が固定されており、
フライトピ４の球面先端は積層圧電素子２の固定
されない方の一端に与圧され、接触している。板
ばね３の中央部下面にはフライトピン４と一体構
造の穴明けピン５が板ばね３の中央部を貫いて固
定されている。

穴明けピン５は、第４図に示すように、案内板
６の穴６０１に遊嵌され、案内される。穴明けピ
ン５の下方には下型支持板７が配設されていて、
その下型支持板７の上面に下型８が固定され、下
型８の中央部には穴明けピン５の直下方で且つ穴
明けピン５の先端エツジ部５０１と適当な隙間を
有し得る穴８０１が穿孔されている。セラミツク
グリーンシート９は額縁形状のカセツト板１０の
下面に貼付けられ、下型８と穴明けピン５の間に
挿入される。下型支持板７に設けられた穴７０１
は、セラミツクグリーンシート９の抜け屑を落ち
易くするためである。

以下、第１図および第２図を併せて、本発明を
詳細に説明する。

上記の穴明けヘツドを搭載するヘツド移動ステ
ージ１１の中央部両側には、筐体１が単体で遊挿
可能な寸法に穿設された複数個の長穴１２が均一
なピツチで配列され、筐体１はその長穴１２に挿
入され、押え板１３により上下方向を固定されて
いる。また、ヘツド移動ステージ１１は、直線ガ
イド１４を介して、基板１５の上面両端部に固定
された門形支持台１６の上面両端部に摺動可能に
取付けられている。さらにヘツド移動ステージ１
１は、門形支持台１６の上面中央部端に設置され
たねじ１７（実施例ではボールねじ）と駆動手段
（第２の駆動手段）１８（実施例ではパルスモー
タ）により左右移動させることができる。前記ヘ
ツド移動ステージ１１の後方端面には、直線ガイ
ド１９を介して、下型支持板７が固定されてい
る。

下型支持板７の下面には、基板１５に固定した
軸受２０により両端を支持されたカム軸２１が備
えられ、先端部には下型支持板７の下面に外周面
を密着したラジアル軸受２２が固定され、後端は
駆動手段（第１の駆動手段）２３が連結されてい
る。下型支持板７は片持ち支持であるが、ラジア
ル軸受２２に支持されているのでたわむことはな
く、またＸ方向の移動の際には、このラジアル軸
受２２に支持されて移動する。長穴１２、穴明け
ピン５、案内板６の穴６０１、および下型８の穴
８０１は互いに位置合わせされている。

ヘツド移動ステージ１１の下方で基板１５の上
面には、ヘツド移動ステージ１１と直交する方向
にセラミツクグリーンシート移動ステージ２４が
配設され、その上面にカセツト板１０を固定する
固定機構２５が取付けられている。セラミツクグ
リーンシート移動ステージ２４は、基板１５の上
面に固定した直線ガイド２６上に摺動可能に取付
けられており、ねじ装置２７（実施例ではボール
ねじ）と駆動手段（第３の駆動手段）２８（実施
例ではパルスモータ）により前後移動させること
ができる。

基板１５の上面端部に固定されたフオトセンサ
２９，３０，３１はセラミツクグリーンシート移
動ステージ２４の位置検出用であり、セラミツク
グリーンシート移動ステージ２４の上面端部に固
定された遮蔽板３２によりオン、オフする。フオ
トセンサ２９はセラミツクグリーンシート移動ス
テージ２４の前進移動限界の位置検出用であり、
フオトセンサ３０は原点位置検出用でフオトセン
サ３１は後進移動限界の位置検出用である。また
フオトセンサ２９およびフオトセンサ３１はセラ
ミツクグリーンシート移動ステージ２４の暴走防
止の安全スイツチも兼ねている。

フライトピン４を作動し、穴明けさせるための
積層圧電素子２に通電するタイミングの制御と、
ヘツド移動ステージ１１をＸ方向に移動させる駆
動手段１８の制御と、セラミツクグリーンシート
９を支持しているセラミツクグリーンシート移動
ステージ２４をＹ方向に移動させる駆動手段２８
の制御と、下型支持板７を上下移動させる駆動手
段２３の制御とは、ソフトウエアを使つた制御装
置３３により自動制御するように構成されてい
る。

次に、その動作について説明する。

装置の初期設定は、セラミツクグリーンシート
移動ステージ２４上に固定された遮蔽板３２がフ
オトセンサ２９を遮蔽している状態である。この
位置にセラミツクグリーンシート移動ステージ２
４が停止している状態で、セラミツクグリーンシ
ート９を下面に貼付けたカセツト板１０をセラミ
ツクグリーンシート移動ステージ２４の上面に設
置し、固定機構２５により固定する。

次に制御装置３３のスタートスイツチをオンす
ると、駆動手段２８が作動を始めて、セラミツク
グリーンシート移動ステージ２４は遮蔽板３２が
原点（スルーホール開始位置）検出用のフオトセ
ンサ３０を遮蔽し、スイツチングさせるまでＹ方
向に後進する。これと同時に駆動手段１８も作動
を始めて、ヘツド移動ステージ１１も原点（スル
ーホールの開始位置）の検出を行う。セラミツク
グリーンシート移動ステージ２４が原点位置で停
止すると、同時に駆動手段２３も作動を始めて、
カム軸２１とラジアル軸受２２により下型支持板
７は所定の距離（本装置では約２mm）だけ押上げ
られる。これは、カセツト板１０を挿入する際
に、カセツト板１０の側面と下型支持板７が接触
してグリーンシート９が破損するのを防止するた
めである。

下型８が所定の位置で停止すると、所定のパタ
ーン位置の積層圧電素子２に通電される。積層圧
電素子２に通電されると、積層圧電素子２の特性
上瞬間的に数μｍ伸びるため、積層圧電素子２に
与圧されているフライトピン４は弾き飛ばされ
て、穴明けピン５の先端エツジ５０１と下型８の
穴８０１の上面外径エツジ部でセラミツクグリー
ンシート９にスルーホールを形成する。

フライトピン４が作動すると、凹形状の板ばね
３はたわみを生じるが、力の限界点を過ぎると板
ばね３の弾性復元力により初期の位置に戻され
る。フライトピン４が初期状態に戻ると（実施例
では時間で判断）、駆動手段１８に所定の１ピツ
チ分のパルスが投入され、ヘツド移動ステージ１
１は１ピツチ分の距離移動する。移動後停止する
と、前記のごとく積層圧電素子２とフライトピン
４は所定の動作を行い、再びヘツド移動ステージ
１１は１ピツチ移動して、積層圧電素子２とフラ
イトピン４は所定の動作を行う。その動作が終了
すると、今度は駆動手段２８に所定の１ピツチ分
のパルスが投入され、セラミツクグリーンシート
移動ステージ２４が１ピツチ分移動する。該ステ
ージ２４が移動後停止すると、前記の如く移動ス
テージ１１が所定の動作を行う。以上、これらの
動作を繰返し行うことによりセラミツクグリーン
シート９上に所定のパターンのスルーホールを形
成する。

このように一連のスルーホール形成動作が終了
すると、駆動手段２３が逆転して、下型支持板７
は下降し、所定の位置で停止すると、駆動手段２
８が作動してセラミツクグリーンシート移動ステ
ージ２４は初期の状態まで移動し、フオトセンサ
２９を遮蔽して停止する。これでスルーホール形
成動作は終了するので、作業者はカセツト板１０
の取替えを行い、再び一連の操作を開始すればよ
い。

以上、本発明によれば、下型をステツピングモ
ータ駆動のカム機構で上下移動できるようにした
ことにより大幅に装置製作工数を削減でき、さら
に穴明けピンと下型の位置調整、高さ調整が容易
にできるなどの効果がある。

［発明の効果］ 以上、説明したとおり、本発明によれば、下型
をカム機構とステツピングモータの組合わせで上
下移動できるようにすることにより、大幅に製作
工程を削減可能で、穴明けピンに対する下型の上
下位置調整も極めて容易なスルーホール形成装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスルーホール形成装置の
一実施例の部分破砕斜視図、第２図は第１図実施
例の穴明けヘツド部の縦断面図、第３図は穴明け
ヘツドの斜視図、第４図はは第１図実施例の穴明
けピン部の縦断面図、第５図は従来のスルーホー
ル形成装置の部分破砕斜視図である。 １…筐体、２…積層圧電素子、３…板ばね、４
…フライトピン、５…穴明けピン、６…案内板、
７…下型支持板、８…下型、９…セラミツクグリ
ーンシート、１０…カセツト板、１１…ヘツド移
動ステージ、１２…長穴、１３…押え板、１４…
直線ガイド、１５…基板、１６…門形支持台、１
７，２７…ねじ、１８，２３，２８…駆動手段、
１９，２６，５２…直線ガイド、２４…セラミツ
クグリーンシート移動ステージ、２５…固定機
構、３２…遮蔽板、３３…制御装置、５０…ヘツ
ド支持ブロツク、５１…穴明けヘツド、５３…ヘ
ツド移動ステージ、５４…直線ソレノイド、５０
１…エツジ部、６０１，８０１…穴、７０１…屑
取り穴。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 積層圧電素子により動作するフライトピンお
   よび穴明けピンを備えた穴明けヘツドと、その穴
   明けヘツドの下方で前記穴明けピンを案内する案
   内板と、該案内板の下方に設けられてセラミツク
   グリーンシートを固定するカセツト板と、前記穴
   明けピンより径寸法の大きい穴を有し、前記カセ
   ツト板の下方に前記セラミツクグリーンシートを
   介して配設された下型と、該下型を前記穴明けヘ
   ツドおよび前記案内板に対して上下移動させる第
   １の駆動手段を備えた上下移動機構部と、複数枚
   整列させた前記穴明けヘツドと前記上下移動機構
   部を支持するヘツド移動ステージと穴明けヘツド
   を固定する押え板および第２の駆動手段を備え、
   Ｘ方向に移動するヘツド移動機構部と、前記カセ
   ツト板を支持するセラミツクグリーンシート移動
   ステージおよび第３の駆動手段を備え、前記カセ
   ツト板をＹ方向に移動するグリーンシート移動機
   構部と、フライトピンを動作させる積層圧電素子
   の通電タイミングの制御および前記上下移動機構
   部の第１の駆動手段、前記ヘツド移動機構部の第
   ２の駆動手段、前記グリーンシート移動機構部の
   第３の駆動手段の制御を行う制御部とを備えてな
   ることを特徴とするスルーホール形成装置。