JPH10314858A - プリント配線板プレス打ち抜き加工用金型の焼き入れ処理方法及びプリント配線板の製造方法 - Google Patents

プリント配線板プレス打ち抜き加工用金型の焼き入れ処理方法及びプリント配線板の製造方法

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JPH10314858A
JPH10314858A JP13216797A JP13216797A JPH10314858A JP H10314858 A JPH10314858 A JP H10314858A JP 13216797 A JP13216797 A JP 13216797A JP 13216797 A JP13216797 A JP 13216797A JP H10314858 A JPH10314858 A JP H10314858A
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cooling
press
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Kazuo Nakayama
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼き入れによる寸法変化が安定し、基板の部
品面側からのプレス加工が可能な金型の提供及び部品実
装時のはんだ付け工程に支障のないプリント配線板の提
供。 【解決手段】 焼き入れ工程と焼き戻し工程との間に、
−100℃〜−130℃の条件下40〜80分間冷却工
程を介在せしめる金型の焼き入れ処理方法;この焼き入
れ処理された金型を用い、プリント配線板の部品取り付
け面側からプレス加工するプリント配線板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線板プレ
ス打ち抜き加工用金型の焼き入れ処理方法及びプリント
配線板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】プリント配線板プレス打ち抜き加工用金
型は、部品挿入孔形設用の穴開け加工後にダイプレート
(下型)刃先の硬度を上げ耐磨耗性を得るために、一般
に焼き入れ処理が施されている。而して、従来この焼き
入れ処理は、一次予熱工程、二次予熱工程、焼き入れ工
程、室温冷却工程及び焼き戻し工程によって行なわれて
いた。
【0003】然しながら、斯かる従来の焼き入れ処理に
よるときは、例えば金型プレートの大きさが300mm
(X)×200mm(Y)の場合0.1〜0.2%程度の
焼きズレが発生する結果、X=±0.3mm〜0.6mm、
Y=±0.2mm〜0.4mmの寸法変化が生じ、仕上がり
寸法では、大きくばらついてしまう事になるという問題
があった。そのため、従来の金型を用いて例えば実際に
非スルーホールプリント配線板に部品挿入孔をプレス打
ち抜き加工するときは、本来の孔位置に精度よく対処し
得ないので、銅箔(ランド)に対して孔がズレてしま
い、ランド残りが片側0.2mm以下になったり、完全に
銅箔ランド切れが生じてしまうのが実状であった。
【0004】而して、はんだ面側からプレス打ち抜き加
工するときは、プレス時のパンチに対する剪断力が大き
く、またパンチの引き抜き抵抗も強いため、シェッダー
プレート(上型)とパンチの間隙にランド銅箔が入り込
みバリが発生し易いと共に、基材(ガラス繊維)のパン
チ喰い付き及び剪断時に発生する打ち抜き抵抗によるス
トレスが孔周囲の盛り上がりを発生させ易いことから、
部品実装時のはんだ付け工程に於て、はんだ付け不良が
生じると云う問題があった。
【0005】加えて、斯かる従来のプレス打ち抜き加工
法によるときは、その反復加工により銅箔ランドの孔の
周囲に剪断時に発生する抵抗摩擦で酸化した銅箔、ガラ
ス繊維及びエポキシ樹脂が黒い異物として銅箔ランドや
部品挿入孔に付着し、はんだ付け工程の更なる妨げとも
なっていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の如き従
来の問題に鑑みてなされたものであり、焼き入れによる
寸法変化が安定し、仕上がり寸法に大きなばらつきがな
く、本来の部品挿入孔位置に精度よく対処し得、基板の
部品面側からのプレス加工が可能な金型を提供すること
及び部品実装時のはんだ付け工程に支障のないプリント
配線板を提供することを目的とする。
【0007】而して、本発明者は当該目的を達成すべく
種々研究を重ねた結果、金型の焼き入れ処理に於て、焼
き入れ工程と焼き戻し工程との間に特に低温条件による
冷却工程を介在せしめれば、熱膨張による寸法変化を抑
制し得る結果、部品挿入孔位置に対する精度を著しく向
上せしめることができることを見い出すと共に、斯かる
焼き入れ処理をして得られた金型を用いれば、非スルー
ホールプリント配線板の部品取り付け面側からのプレス
打ち抜き加工が可能となり、部品実装時のはんだ付け工
程に悪影響が生じないことを見い出し、本発明を完成し
た。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は焼き
入れ工程と焼き戻し工程との間に、金型を−100℃以
下の低温雰囲気中40〜80分間冷却する工程を介在せ
しめることを特徴とするプリント配線板プレス打ち抜き
加工用金型の焼き入れ処理方法;該焼き入れ処理をして
得られた金型を用いて非スルーホールプリント配線板の
部品取り付け面側から外形及び部品挿入孔のプレス打ち
抜き加工を行なうことを特徴とするプリント配線板の製
造方法及び該焼き入れ処理をして得られた金型を用いて
メッキスルーホール又は導電性ペーストスルーホールを
有するプリント配線板の外形加工及びスルーホールの打
ち抜き加工を行うことを特徴とするプリント配線板の製
造方法により上記目的を達成したものである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の焼き入れ処理方法に於
て、金型の焼き入れ工程の前処理としては、従来と同様
雰囲気温度を660℃程度まで上昇せしめてから金型を
90分間程度予熱する一次予熱工程、次いで雰囲気温度
を880℃程度まで上昇せしめてから金型を90分間程
度更に予熱する二次予熱工程を採るのが望ましい。
【0010】また、焼き入れ条件としては、従来と同様
二次予熱工程後、雰囲気温度を980℃程度まで上昇せ
しめてから金型を90分間程焼き入れするのが好まし
い。
【0011】本発明に於ける冷却工程は、焼き入れ工程
後、金型を一旦常温まで放冷した後、−100℃以下、
特に−120℃前後まで降下せしめた雰囲気中に40〜
80分間、特に60分間前後冷却して行なうのが望まし
い。因に、冷却温度が−100℃より高かったり、冷却
時間が40分より短い場合には、鋼材の材質の結晶構造
がバラバラの状態から揃う状態にならないので、金型の
熱膨張による寸法変化が大きく、本発明の目的を達し得
ない。ここに冷却は液体窒素を用いて行なわれる。尚、
前記冷却前の放冷時間としては30〜90分間程度で十
分であるが、通常は釜換え等の作業手間に要する時間に
より対応され、独立した放冷工程を採ることは必ずしも
必要としない。
【0012】本発明に於ては、斯かる冷却工程後、金型
を一旦常温まで戻してから焼き戻し工程を採るが、該焼
き戻し条件としては、従来と同様雰囲気温度を230℃
程度まで上昇せしめてから金型を60分間程度の焼き戻
しするのが好ましい。
【0013】尚、斯かる焼き戻し工程後に於ては、従来
と同様常温に戻してから金型として使用される。
【0014】斯くして得られた金型は、熱膨張による寸
法変化が安定し、仕上がり寸法に大きなばらつきがな
く、本来の部品挿入孔位置に精度よく対処し得るが、更
により精度を上げるためには、熱膨張による寸法変化を
考慮し、目的とする寸法に対して予めマイナス補正を入
れて穴開け加工した金型を前記の如く焼き入れ処理する
のが特に良い結果が得られる。ここに具体的なマイナス
補正値としては、鋼材の圧延方向については0.19%
前後、該圧延方向と交差する方向については0.17%
前後とするのが、金型の大きさに関係なく焼き入れ処理
後、本来の部品挿入孔位置に対して±0〜0.03mm程
度に仕上げることができるので望ましい。
【0015】而して、本発明のプリント配線板の製造法
は、上記の如く焼き入れ処理をして得られた金型を用
い、図1の(A)〜(C)に示すように、絶縁基材1片
面にランド(銅箔)2及びソルダーレジスト3を形成し
て成る非スルーホールプリント配線板の当該ランド(銅
箔)2面側、すなわちはんだ面側1aにダイプレート
(下型)6を設置すると共に、該ランド(銅箔)2面と
は反対側、すなわち部品取り付け面側1bにシェッダー
プレート(上型)4を設置し、パンチ5により外形及び
部品挿入孔のプレス打ち抜き加工を行ない、プリント配
線板を製造するものである。ここに使用されるパンチ5
も、超硬表面処理としては、特に制限されないが、超高
速度工具鋼、粉末超高速度工具鋼又は超硬材に窒化チタ
ン、炭化チタン又は窒炭化チタンをイオンプレーティン
グ等の方法により表面処理仕上げを施したものの方が、
パンチの耐久性も向上し、プレスによる打ち抜き後の孔
及び切断面の内壁に関しても更に仕上がりが良好になる
ので好ましい。
【0016】因に、ここで基材1及びランド(銅箔)2
は、パンチ5のプレス(下降)時の剪断応力によて切断
され、外形及び部品挿入孔が形設される。このときのカ
スは打ち抜きカス7として落下する。また、パンチ5の
引き抜き(上昇)時に於ては、シェッダープレート(上
型)4の刃先面が基材1の部品取り付け面側1bを押さ
えつけているので、銅箔のバリはその発生が防止され、
はんだ付け工程に何ら支障のないプリント配線板が得ら
れる。
【0017】
【実施例】以下実施例を挙げて本発明方法を説明する。
【0018】実施例1 下記(1)〜(9)の工程によりプリント配線板プレス
打ち抜き加工用金型(鋼材の圧延方向の長さ300mm×
それと交差する方向の長さ200mm)を焼き入れ処理し
た。
【0019】 (1)一次予熱:雰囲気温度680℃で90分間 (2)室温放置:30分間 (3)二次予熱:雰囲気温度880℃で90分間 (4)室温放置:30分間 (5)焼き入れ:雰囲気温度980℃で90分間 (6)室温放置:90分間 (7)冷却:雰囲気温度−120℃で60分間(液体窒
素使用) (8)室温放置:90分間 (9)焼き戻し:雰囲気温度230℃で60分間
【0020】斯くして処理された金型の寸法変化は処理
前の寸法に比し、鋼材の圧延方向について僅か+0.0
3mm、それと交差する方向について僅か+0.02mmで
あり、これを用いて、プリント配線基板の部品取り付け
面から部品挿入孔をプレス打ち抜き加工したところ、本
来の穴開け位置に対して精度よく対処し得るので、銅箔
ランドに対し、孔ズレによるランド残りシロ不足及びラ
ンド切れを発生することなく、更にランド銅箔のバリも
発生することなく、部品実装時のはんだ付け工程に支障
のないプリント配線板が得られた。
【0021】比較例1 −120℃で60分間の冷却工程に代え、室温で60分
間の放冷をした以外は実施例1と同様にしてプリント配
線板プレス打ち抜き加工用金型を焼き入れ処理した。こ
の金型の寸法変化は処理前の寸法に比し、鋼材の圧延方
向について+0.25mm、それと交差する方向について
+0.2mmであり、これを用いて実施例1と同様に部品
取り付け面から部品挿入孔をプレス打ち抜き加工したと
ころ、本来の穴開け位置に対して若干のズレが生じ、得
られたプリント配線板はランド銅箔の箔切れ及びバリが
発生して部品実装時のハンダ付け工程に支障のあるもの
であった。
【0022】試験例1 冷却工程に於ける冷却温度を下記表1記載のものに代え
た以外は実施例1と同様にして各プリント配線板プレス
打ち抜き加工用金型に焼き入れ処理をした。該処理後の
各金型の寸法変化、すなわち焼き入れ処理前の金型寸法
に対する膨張値(mm)を、鋼材の圧延方向とそれと交差
する方向について測定した結果は表1の通りであった。
また、該処理済み金型をそれぞれ用い、基板の部品取り
付け面側からプレス打ち抜き加工して得られた各プリン
ト配線板につき、部品実装時のはんだ付け工程にバリ等
の支障があるか否かを評価した結果を併せて表1に示
す。
【0023】
【表1】
【0024】試験例2 冷却工程に於ける冷却時間を下記表2記載のものに代え
た以外は実施例1と同様にして各プリント配線板プレス
打ち抜き加工用金型に焼き入れ処理をし、試験例1と同
様に金型の膨張値を、鋼材の圧延方向とそれと交差する
方向について測定すると共に、当該金型を用いたプレス
加工により得られたプリント配線板につき、はんだ付け
工程に於ける支障の有無を評価した。その結果は表2の
通りであった。
【0025】
【表2】
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、焼き入れ処理による寸
法変化が安定し、仕上がり寸法に大きなばらつきがな
く、本来の部品挿入孔位置に精度よく対処し得る金型を
得ることができるので、基板の部品取り付け面側からの
プレス打ち抜き加工が可能となり、その結果部品実装時
のはんだ付け工程に支障となるランド銅箔のバリや酸化
銅箔、基材繊維、樹脂等の異物付着のないプリント配線
板を提供することができる。
【0027】特に、本発明に係る金型は、寸法の安定性
に優れるので、片面プリント配線板のみならず、両面プ
リント配線板や多層プリント配線板の外形加工及びスル
ーホールの打ち抜き加工をも極めて良好に行なうことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明方法により焼き入れ処理された金型を
用いたプリント配線板のプレス打ち抜き加工工程例を示
す概略断面説明図。
【符号の説明】
1:絶縁基材 2:ランド(銅箔) 3:ソルダーレジスト 4:シェッダープレート(上型) 5:パンチ 6:ダイプレート(下型) 7:打ち抜きカス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼き入れ工程と焼き戻し工程との間に、
    金型を−100℃以下の低温雰囲気中40〜80分間冷
    却する工程を介在せしめることを特徴とするプリント配
    線板プレス打ち抜き加工用金型の焼き入れ処理方法。
  2. 【請求項2】 焼き入れ処理する金型が、熱膨張による
    寸法変化を考慮し、目的とする寸法に対しマイナス補正
    を入れて穴開け加工したものである請求項1記載のプリ
    ント配線板プレス打ち抜き加工用金型の焼き入れ処理方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の焼き入れ処理をし
    て得られた金型を用いて非スルーホールプリント配線板
    の部品取り付け面側から外形及び部品挿入孔のプレス打
    ち抜き加工を行なうことを特徴とするプリント配線板の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2記載の焼き入れ処理をし
    て得られた金型を用いてメッキスルーホール又は導電性
    ペーストスルーホールを有するプリント配線板の外形加
    工及びスルーホールの打ち抜き加工を行うことを特徴と
    するプリント配線板の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104998957A (zh) * 2015-08-04 2015-10-28 景旺电子科技(龙川)有限公司 一种铝基板及其冲孔方法

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