(57)【要約】【課題】ドリルの破損や形成される貫通穴の曲がりを抑制しつつ、高効率かつ低コストにプリント基板に貫通穴が形成可能なプリント基板の穴あけ方法を提供する。【解決手段】本発明に基づくプリント基板の穴あけ方法は、プリント基板２０の上面上に金属材料のみからなる当て板３０を配置し、当て板３０およびプリント基板２０に向けてドリル１０を順方向に送ることにより、ドリル１０を用いて当て板３０ごとプリント基板２０を切削してプリント基板２０に貫通穴を形成するものであって、当て板３０の上面にドリル１０が接触してからドリル１０の先端面の外周コーナが当て板３０を越えるまでの間は、第１の送り量にてドリル１０を順方向に送り、ドリル１０の先端面の外周コーナが当て板３０を越えた後は、第１の送り量よりも大きい第２の送り量にてドリル１０を順方向に送るものである。【選択図】図１
2011023643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１枚または積層された複数枚のプリント基板の上面上に金属材料のみからなる当て板を配置し、前記当て板および前記プリント基板に向けてドリルを前記当て板の上面の法線方向に沿って順方向に送ることにより、前記ドリルを用いて前記当て板ごと前記プリント基板を切削して前記プリント基板に貫通穴を形成するプリント基板の穴あけ方法であって、
前記当て板の上面に前記ドリルが接触してから前記ドリルの先端面の外周コーナが前記当て板を越えるまでの間は、第１の送り量にて前記ドリルを順方向に送り、前記ドリルの先端面の外周コーナが前記当て板を越えた後は、前記第１の送り量よりも大きい第２の送り量にて前記ドリルを順方向に送ることにより、前記プリント基板に貫通穴を形成する、プリント基板の穴あけ方法。
【請求項２】
前記ドリルの先端面の外周コーナが前記当て板を越えた後に一旦前記ドリルを逆方向に送って後退させ、その後再び前記ドリルを順方向に前記第２の送り量にて送ることにより、前記プリント基板に貫通穴を形成する、請求項１に記載のプリント基板の穴あけ方法。
【請求項３】
前記ドリルを順方向に前記第２の送り量にて送ることにより、前記プリント基板に貫通穴を形成するに際して、ステップ加工を用いる、請求項１または２に記載のプリント基板の穴あけ方法。
【請求項４】
前記当て板および前記プリント基板のいずれをも切削していない状態における前記ドリルの送りを、前記第２の送り量の絶対値よりも大きい絶対値を有する第３の送り量にて行なう、請求項１から３のいずれかに記載のプリント基板の穴あけ方法。
【請求項５】
前記ドリルを用いて前記当て板ごと前記プリント基板に貫通穴を形成する処理を位置を変えて連続的に行なうことにより、前記プリント基板に複数の貫通穴を形成する、請求項１ないし４のいずれかに記載のプリント基板の穴あけ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板の上面上に当て板を配置して当該当て板ごとプリント基板に貫通穴をドリルを用いて形成するプリント基板の穴あけ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が実装されるプリント基板には、電気的接続のために多数のスルーホールが設けられる。当該スルーホールを形成するためには、プリント基板に貫通穴を形成することが必要であり、当該貫通穴の形成には、主としてドリルを用いた穴あけ加工が利用されている。
【０００３】
ドリルを用いてプリント基板に貫通穴を形成する場合には、加工時におけるドリルの破損や、形成される貫通穴の曲がり、ドリルが進入する部分におけるバリの発生等を防止する観点から当て板が使用されることが一般的であり、１枚または積層された複数枚のプリント基板の上面上に当て板が宛がわれた状態で当該当て板ごとプリント基板を切削することにより、プリント基板に貫通穴が形成される。この当て板には、アルミニウム薄板等の金属板が好適に利用される。
【０００４】
近年普及する超高密度実装パッケージにおいては、スルーホールの微細化および高密度化が飛躍的に進んでおり、これに伴ってプリント基板に形成される貫通穴もその極小化が進んでいる。たとえば、近年においては、直径２００μｍ以下の極小径ドリルを毎分１５万回転以上の超高速で回転させることでプリント基板に極小径の貫通穴を形成する加工方法が実用化されてきている。
【０００５】
しかしながら、上述した超高速回転する極小径ドリルを用いてプリント基板に貫通穴を形成する場合には、当て板の表面におけるドリルの食いつきが大幅に低下してしまう問題がある。当該ドリルの食いつきが低下した場合には、加工時におけるドリルの破損や形成される貫通穴の曲がりを効果的に防止することが非常に難しくなる。
【０００６】
そのため、現状においては、当て板として表面に水溶性樹脂材料からなるコート層が形成された特殊なアルミニウム薄板を利用することが必須となっている（たとえば特開２００８−１２６３１８号公報（特許文献１）等参照）。この特殊なアルミニウム薄板を当て板として利用した場合には、上述したコート層にドリルが良好に食いつくことでドリルの破損や形成される貫通穴の曲がりが効果的に防止され、上述した超高速回転する極小径ドリルを用いての貫通穴の効率的な形成が可能となっている。
【０００７】
なお、上述した超高速回転する極小径ドリルを用いてプリント基板に貫通穴を形成する場合には、加工効率を向上させるためにドリルを１回ストロークさせることで１つの貫通穴を形成することが主流となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１２６３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した表面に水溶性樹脂材料からなるコート層を備えた特殊なアルミニウム薄板は、通常のアルミニウムのみからなる当て板に比べて非常に高価であり、当該特殊なアルミニウム薄板を用いての穴あけ加工を行なう場合には、加工コストが大幅に嵩んでしまう問題があった。そのため、上述した特殊な当て板ではなく、通常のアルミニウムのみからなる安価な金属製の当て板を用いた場合にも、加工時におけるドリルの破損や形成される貫通穴の曲がりを効果的に防止しつつ高効率にプリント基板に貫通穴を形成する加工方法の開発が望まれていた。
【００１０】
したがって、本発明は、上述の問題点を解決すべくなされたものであり、ドリルの破損や形成される貫通穴の曲がりを抑制しつつ、高効率かつ低コストにプリント基板に貫通穴が形成可能なプリント基板の穴あけ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、極小径ドリルを用いてのプリント基板の穴あけ加工に関する種々の実験を繰り返す中で、当て板にドリルが接触する時点からドリルが当て板を越える時点までのドリルの送り量を従来に比してより小さく抑えることにより、ドリルの破損や形成される貫通穴の曲がりを効果的に抑制することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。ここで、ドリルの送り量とは、一般にチップロードとも称され、ドリルが１回転する間にドリルが移動する距離のことである。
【００１２】
すなわち、本発明に基づくプリント基板の穴あけ方法は、１枚または積層された複数枚のプリント基板の上面上に金属材料のみからなる当て板を配置し、上記当て板および上記プリント基板に向けてドリルを上記当て板の上面の法線方向に沿って順方向に送ることにより、上記ドリルを用いて上記当て板ごと上記プリント基板を切削して上記プリント基板に貫通穴を形成するものであって、上記当て板の上面に上記ドリルが接触してから上記ドリルの先端面の外周コーナが上記当て板を越えるまでの間は、第１の送り量にて上記ドリルを順方向に送り、上記ドリルの先端面の外周コーナが上記当て板を越えた後は、上記第１の送り量よりも大きい第２の送り量にて上記ドリルを順方向に送ることにより、上記プリント基板に貫通穴を形成することを特徴とする。
【００１３】
このように、当て板の切削加工時におけるドリルの送り量を小さくすることにより、当て板に対するドリルの食いつきが向上し、そのためドリルの破損や形成される貫通穴の曲がりを抑制することが可能になるとともに、プリント基板の切削加工時におけるドリルの送り量を当て板の切削加工時におけるドリルの送り量よりも大きくすることにより、加工効率を極端に低下させることなくプリント基板に貫通穴を形成することが可能になる。したがって、特殊な当て板を用いずとも高効率に穴あけ加工を行なうことが可能になり、金属材料のみからなる当て板が使用可能となることで低コストにプリント基板に貫通穴を形成することが可能になる。
【００１４】
好ましくは、上記本発明に基づくプリント基板の穴あけ方法において、上記ドリルの先端面の外周コーナが上記当て板を越えた後に一旦上記ドリルを逆方向に送って後退させ、その後再び上記ドリルを順方向に上記第２の送り量にて送ることにより、上記プリント基板に貫通穴を形成する。このようにドリルが当て板を貫通した後にドリルを一旦後退させるステップ加工（ペッキングサイクルを有する加工とも呼ばれる）を用いることにより、金属粉からなる切削くずを外部に掻き出すことが可能になるため、その後のプリント基板の穴あけ加工時にドリルやプリント基板に加わる負荷を軽減することが可能になり、高精度にかつより深い貫通穴をプリント基板に形成することができるようになる。
【００１５】
好ましくは、上基本発明に基づくプリント基板の穴あけ方法において、上記ドリルを順方向に上記第２の送り量にて送ることにより、上記プリント基板に貫通穴を形成するに際して、ステップ加工を用いる。このように、プリント基板の加工時においてもステップ加工を行なうことにより、切削くずを外部に掻き出すことが可能になるため、ドリルやプリント基板に加わる負荷を軽減することが可能になり、高精度にかつより深い貫通穴をプリント基板に形成することができるようになる。
【００１６】
好ましくは、上基本発明に基づくプリント基板の穴あけ方法において、上記当て板および上記プリント基板のいずれをも切削していない状態における上記ドリルの送りを、上記第２の送り量の絶対値よりも大きい絶対値を有する第３の送り量にて行なう。このように、当て板およびプリント基板のいずれをも切削していない状態におけるドリルの送り量を切削加工時における送り量よりも大きくすることにより、プリント基板の穴あけ加工に要するトータルのタクトタイムを短縮することが可能になるため、より高効率にプリント基板に穴あけ加工が行なえるようになる、なお、当て板およびプリント基板のいずれをも切削していない状態におけるドリルの送りには、ドリルを初期位置から当て板に接触させるまでの送りや、上述したステップ加工時においてドリルを後退させる送り、上述したステップ加工時において後退させたドリルを再び切削点にまで進める送り、貫通穴の形成後にドリルを初期位置にまで復帰させる送りが含まれる。
【００１７】
好ましくは、上基本発明に基づくプリント基板の穴あけ方法において、上記ドリルを用いて上記当て板ごと上記プリント基板に貫通穴を形成する処理を位置を変えて連続的に行なうことで、上記プリント基板に複数の貫通穴を形成する。このように、プリント基板に複数の貫通穴を連続的に形成する加工に本発明のプリント基板の穴あけ方法を適用することにより、低コストにかつ高効率にプリント基板の穴あけ加工を行なうことが可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ドリルの破損や形成される貫通穴の曲がりを抑制しつつ、高効率かつ低コストにプリント基板に貫通穴を形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法を説明するための斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法に従った場合のドリルの送り量およびドリルの先端部の位置を経時的に示すグラフである。
【図４】図３に示すグラフの第１加工区間終了後のドリルの先端部の位置を示す模式断面図である。
【図５】図３に示すグラフの第２加工区間終了後のドリルの先端部の位置を示す模式断面図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法の第１変形例に従った場合のドリルの送り量およびドリルの先端部の位置を経時的に示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法の第２変形例を説明するための斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法の第２変形例に従った場合のドリルの送り量およびドリルの先端部の位置を経時的に示すグラフである。
【図９】本実施の形態のプリント基板の穴あけ方法の第２変形例におおよそ従って実際に穴あけ加工を連続的に行なった試験結果を示すグラフであり、ドリルの送り量およびドリルの先端部の位置を経時的に実測した結果を示すグラフである。
【図１０】本実施の形態のプリント基板の穴あけ方法の第２変形例におおよそ従って実際に穴あけ加工を連続的に行なった試験結果を示すグラフであり、ドリルの第１の送り量を種々変更した場合にプリント基板に形成される貫通穴の位置ずれ量を実測した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態およびその変形例について、図を参照して詳細に説明する。なお、図においては、同一または共通する部分について同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法を説明するための斜視図であり、図２は、断面図である。図１および図２に示すように、本実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法においては、まず所定の厚みを有する捨て板４０の上面上にプリント基板２０を配置し、当該プリント基板２０の上面上にさらに当て板３０を配置する。そして、これら捨て板４０、プリント基板２０および当て板３０が位置ずれを起こさないように、図示しないテープ等によって固定する。
【００２２】
プリント基板２０としては、少なくとも樹脂材料等からなる基材部２１を含むものが使用される。具体的には、プリント基板２０は、たとえば繊維強化型エポキシ基板やポリイミド基板等である。また、プリント基板２０としては、基材部２１の片面または両面に所定の導電パターンが形成されたものや、基材部２１の片面または両面にパターニング前の導電膜が形成されたものであってもよい。さらには、プリント基板２０は、図１および図２に示す如く基材部２１を単層のみ備えるものであってもよいし、基材部２１を複数層有するいわゆる多層配線基板であってもよい。なお、図１および図２においては、一例として単層の基材部２１の両面（上面および下面）が導電膜２２，２３によって覆われたプリント基板２０を図示している。
【００２３】
当て板３０としては、その上面にコート層等が形成されていない金属材料のみからなるものであればよく、好適にはアルミニウム薄板が使用される。また、捨て板４０としては、ドリルに負荷が生じないように比較的軟質の材料からなる板を使用することが好ましい。
【００２４】
次に、下方から捨て板４０、プリント基板２０、当て板３０の順で積層されたワークを穴あけ加工機にセットする。穴あけ加工機は、ステージ（不図示）と、スピンドル５０と、スピンドル５０に固定されたドリル１０と、スピンドルおよびステージを相対的に移動させる走査機構（不図示）とを少なくとも含んでおり、ワークはこのうちのステージ上にセットされる。なお、ドリル１０としては、極小径（たとえば直径２００μｍ以下）のストレートドリルまたはアンダーカットドリルが好適に利用され、スピンドル５０としては、毎分１５万回転以上の高速回転が可能なものが好適に利用される。
【００２５】
つづいて、図１および図２に示すように、走査機構を駆動してドリル１０をワーク上の所定位置に移動させるとともに、スピンドル５０を回転させることでドリル１０を軸線周りに回転させる。その後、回転させたドリル１０を初期位置からワークに向けて近づけ、さらに当該ドリル１０をワーク内部に当て板３０の上面の法線方向に沿って進入させることでプリント基板２０に貫通穴を形成する。貫通穴の形成後は、ドリル１０をワークから遠ざける方向に移動させて初期位置に復帰させる。なお、ドリル１０がワークに近づく方向を順方向と定義し、ドリル１０がワークから遠ざかる方向を逆方向と定義する。
【００２６】
その後は、必要に応じて走査機構を駆動してスピンドルのワークに対する位置を変更してドリルを順方向および逆方向に送り、これを繰り返すことでプリント基板２０に連続的に貫通穴を形成していく。すべての貫通穴を形成した後には、スピンドル５０を停止し、ステージ上からワークを取り出して当て板３０および捨て板４０をプリント基板２０から取り外すことにより、プリント基板２０の穴あけが完了することになる。ここで、本実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法にあっては、上述した個々の穴あけ工程において、以下に示す要領に従ってドリルを送る。
【００２７】
図３は、本実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法に従った場合のドリルの送り量およびドリルの先端部の位置を経時的に示すグラフである。また、図４は、図３に示すグラフの第１加工区間終了後のドリルの先端部の位置を示す模式断面図であり、図５は、図３に示すグラフの第２加工区間終了後のドリルの先端部の位置を示す模式断面図である。
【００２８】
図３（Ａ）に示すように、本実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法においては、まず時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけてドリル１０を順方向に第３の送り量ｆ３にて送り、次に時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけてドリル１０を順方向に第１の送り量ｆ１にて送り、次に時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけてドリル１０を順方向に第２の送り量ｆ２にて送り、次に時刻ｔ４から時刻ｔ５にかけてドリル１０を逆方向に第４の送り量ｆ４にて送る。ここで、第３の送り量ｆ３は、第２の送り量ｆ２よりも大きく、第２の送り量ｆ２は、第１の送り量ｆ１よりも大きい。また、第４の送り量ｆ４は、第２の送り量ｆ２の絶対値よりも大きい絶対値を有する送り量でかつ第２の送り量ｆ２と正負が逆である。
【００２９】
ここで、図３（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１は、ドリル１０の送りを開始させる時刻であり、時刻ｔ２は、ドリル１０が初期位置よりも当て板３０の上面に近づいたものの未だ当て板３０に接触していない所定の位置に達した時刻である。また、時刻ｔ３は、ドリル１０が当て板３０を貫通してプリント基板２０に達した後の時刻であり、時刻ｔ４は、ドリル１０がプリント基板２０を貫通して捨て板４０に達した後の時刻である。また、時刻ｔ５は、ドリル１０が初期位置に復帰する時刻である。したがって、ドリル１０にて当て板３０を主として切削する第１加工区間は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間に含まれることになり、ドリル１０にてプリント基板２０を主として切削する第２加工区間は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間に含まれることになる。
【００３０】
図４に示すように、時刻ｔ３においては、ドリル１０の先端面１１の外周コーナ１２が厚さｄ１の当て板３０を越えていることが必要である。これにより、当て板３０には、ドリル１０の径に相当する穴径の挿通穴３１が形成されることになる。ここで、上述したように、ドリル１０が当て板３０に接触していない時刻ｔ２からドリル１０の先端面１１の外周コーナ１２が当て板３０を越えた後の時刻ｔ３までの間は、ドリル１０が比較的小さい第１の送り量ｆ１にて送られることになるため、これに伴ってドリル１０の送り速度は比較的遅いスピードとなり、当て板３０に対するドリル１０の食いつきが向上し、そのためドリル１０の破損や形成される挿通穴３１の曲がりを抑制することが可能になる。
【００３１】
図５に示すように、時刻ｔ４においては、ドリル１０の先端面１１の外周コーナ１２が厚さｄ２のプリント基板２０を越えていることが必要である。これにより、プリント基板２０には、ドリル１０の径に相当する穴径の貫通穴２４が形成されることになる。ここで、上述したように、ドリル１０先端面１１の外周コーナ１２が当て板３０を越えた後の時刻ｔ３からドリル１０の先端面１１の外周コーナ１２がプリント基板２０を越えた後の時刻ｔ４までの間は、ドリル１０が比較的大きい第２の送り量ｆ２にて送られることになるため、これに伴ってドリル１０の送り速度は比較的早いスピードとなり、加工効率を極端に低下させることなくプリント基板に貫通穴を形成することが可能になる。
【００３２】
また、上述したように、ドリル１０の送りを開始させる時刻ｔ１からドリル１０が当て板３０に接触していない時刻ｔ２までの間、およびドリル１０先端面１１の外周コーナ１２がプリント基板２０を越えた後の時刻ｔ４からドリル１０が初期位置に復帰する時刻ｔ５までの間は、ドリル１０が第１の送り量ｆ１および第２の送り量ｆ２よりも大きい第３の送り量ｆ３および第４の送り量ｆ４にて送られることになるため、これに伴ってドリル１０の送り速度はさらに速いスピードとなり、プリント基板の穴あけ加工に要するトータルのタクトタイムを大幅に短縮することが可能になる。
【００３３】
したがって、以上において説明した如くの本実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法に従って穴あけ加工を行なうことにより、ドリル１０の破損や形成される貫通穴２４の曲がりを抑制しつつ、高効率かつ低コストにプリント基板２０に貫通穴２４を形成することが可能になる。
【００３４】
なお、上述した本実施の形態におけるプリント基板の加工方法においては、ドリル１０の送り量を第３の送り量ｆ３から第１の送り量ｆ１に切り替えるタイミング（時刻ｔ２）と、ドリル１０の送り量を第１の送り量ｆ１から第２の送り量ｆ２に切り替えるタイミング（時刻ｔ３）と、ドリル１０の送り量を第２の送り量ｆ２から第４の送り量ｆ４に切り替えるタイミング（時刻ｔ４）とを、それぞれドリル１０の先端が当て板３０の上面に達する前のタイミングと、ドリル１０の先端面１１の外周コーナ１２が当て板３０を越えてさらに若干進んだタイミングと、ドリル１０の先端面１１の外周コーナ１２がプリント基板２０を越えてさらに若干進んだタイミングとに設定しているが、これは設置したワークの位置精度や各部材の寸法精度を考慮して若干のマージンをもたせるためである。
【００３５】
図６は、本実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法の第１変形例に従った場合のドリルの送り量およびドリルの先端部の位置を経時的に示すグラフである。
【００３６】
上述した本実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法においては、第１加工区間における加工が終了した後に引き続き第２加工区間における加工を連続して行なう場合を例示して説明を行なったが、これら第１加工区間と第２加工区間との間に、金属粉からなる切削くずを外部に掻き出すステップをさらに導入することとしてもよい。このようなステップを導入した加工方法は、一種のステップ加工（ペッキングサイクルを有する加工）に相当する。以下においては、このうような切削くずを外部に掻き出すステップを設けた場合のプリント基板の穴あけ方法について、本実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法の第１変形例として詳細に説明する。
【００３７】
図６（Ａ）に示すように、本実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法の第１変形例においては、まず時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけてドリル１０を順方向に第３の送り量ｆ３にて送り、次に時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけてドリル１０を順方向に第１の送り量ｆ１にて送り、次に時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけてドリル１０を逆方向に第４の送り量ｆ４にて送り、次に時刻ｔ４から時刻ｔ５にかけてドリル１０を順方向に第３の送り量ｆ３にて送り、次に時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけてドリル１０を順方向に第２の送り量ｆ２にて送り、次に時刻ｔ６から時刻ｔ７にかけてドリル１０を逆方向に第４の送り量ｆ４にて送る。
【００３８】
ここで、図６（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１は、ドリル１０の送りを開始させる時刻であり、時刻ｔ２は、ドリル１０が初期位置よりも当て板３０の上面に近づいたものの未だ当て板３０に接触していない所定の位置に達した時刻である。また、時刻ｔ３は、ドリル１０が当て板３０を貫通してプリント基板２０に達した後の時刻であり、時刻ｔ４は、ドリル１０を後退させて当て板３０の表面位置よりも初期位置側の所定位置に戻した時刻である。また、時刻ｔ５は、ドリル１０を再び前進させてプリント基板２０の上面位置にまで送った時刻であり、時刻ｔ６は、ドリル１０がプリント基板２０を貫通して捨て板４０に達した後の時刻である。また、時刻ｔ７は、ドリル１０が初期位置に復帰する時刻である。したがって、ドリル１０にて当て板３０を主として切削する第１加工区間は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間に含まれることになり、ドリル１０にてプリント基板２０を主として切削する第２加工区間は、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの時間に含まれることになる。
【００３９】
上述したように、ドリル１０が当て板３０を貫通してプリント基板２０に達した後の時刻ｔ３からドリル１０を後退させて当て板３０の表面位置よりも初期位置側の所定位置に戻した時刻ｔ４までの間は、ドリル１０による切削が行なわれずにドリル１０を当て板３０に形成した挿通穴３１から引き抜くステップに相当する。当該ステップにおいては、当て板３０が切削されることで生じた金属粉からなる切削くずが外部に掻き出されることになる。
【００４０】
ここで、上述したように、ドリル１０が当て板３０を貫通してプリント基板２０に達した後の時刻ｔ３からドリル１０を後退させて当て板３０の表面位置よりも初期位置側の所定位置に戻した時刻ｔ４までの間、およびドリル１０を後退させて当て板３０の表面位置よりも初期位置側の所定位置に戻した時刻ｔ４からドリル１０を再び前進させてプリント基板２０の上面位置にまで送った時刻ｔ５までの間は、ドリル１０が第１の送り量ｆ１および第２の送り量ｆ２よりも大きい第３の送り量ｆ３および第４の送り量ｆ４にて送られることになるため、これに伴ってドリル１０の送り速度はさらに速いスピードとなり、プリント基板の穴あけ加工に要するトータルのタクトタイムを大幅に短縮することが可能になる。
【００４１】
したがって、上述した本実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法の第１変形例に従って穴あけ加工を行なうことにより、上述した本実施の形態において説明した効果に加え、ドリル１０が当て板３０を貫通した後にドリル１０を一旦後退させることにより、金属粉からなる切削くずを外部に掻き出すことが可能になるため、その後のプリント基板２０の穴あけ加工時にドリル１０やプリント基板２０に加わる負荷を軽減することが可能になり、高精度にかつより深い貫通穴２４をプリント基板２０に形成することができるようになる。なお、上述した本実施の形態におけるプリント基板の加工方法の第１変形例においても、上述した本実施の形態におけるプリント基板の加工方法の場合と同様に、ドリル１０の送り量を切り替えるタイミングに若干のマージンをもたせることが好適である。
【００４２】
図７は、本発明の実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法の第２変形例を説明するための斜視図である。また、図８は、本発明の実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法の第２変形例に従った場合のドリルの送り量およびドリルの先端部の位置を経時的に示すグラフである。
【００４３】
上述した本発明の実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法においては、１枚のプリント基板２０に捨て板４０および当て板３０を重ねて配置して穴あけ加工を実施する場合を例示したが、図７に示すように、当然に複数（ここでは３枚）のプリント基板２０Ａ〜２０Ｃを重ねて配置し、これらに捨て板４０および当て板３０をさらに重ねて配置して穴あけ加工を施してもよい。この場合、プリント基板２０Ａ〜２０Ｃの総厚ｄ２は、当然に上述の実施の形態に比べて厚くなくため、プリント基板の切削くずを外部に掻き出すステップをさらに導入する、いわゆるステップ加工を用いることで複数回に分けて行なうことが好ましい。以下においては、このうように、積層されたプリント基板２０Ａ〜２０Ｃの切削にステップ加工を用いた場合のプリント基板の穴あけ方法について、本実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法の第２変形例として詳細に説明する。
【００４４】
図８（Ａ）に示すように、本実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法の第２変形例においては、まず時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけてドリル１０を順方向に第３の送り量ｆ３にて送り、次に時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけてドリル１０を順方向に第１の送り量ｆ１にて送り、次に時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけてドリル１０を逆方向に第４の送り量ｆ４にて送り、次に時刻ｔ４から時刻ｔ５にかけてドリル１０を順方向に第３の送り量ｆ３にて送り、次に時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけてドリル１０を順方向に第２の送り量ｆ２にて送り、次に時刻ｔ６から時刻ｔ７にかけてドリル１０を逆方向に第４の送り量ｆ４にて送り、次に時刻ｔ７から時刻ｔ８にかけてドリル１０を順方向に第３の送り量ｆ３にて送り、次に時刻ｔ８から時刻ｔ９にかけてドリル１０を順方向に第２の送り量ｆ２にて送り、次に時刻ｔ９から時刻ｔ１０にかけてドリル１０を逆方向に第４の送り量ｆ４にて送る。
【００４５】
ここで、図８（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１は、ドリル１０の送りを開始させる時刻であり、時刻ｔ２は、ドリル１０が初期位置よりも当て板３０の上面に近づいたものの未だ当て板３０に接触していない所定の位置に達した時刻である。また、時刻ｔ３は、ドリル１０が当て板３０を貫通して積層されたプリント基板２０Ａ〜２０Ｃの最上部に位置するプリント基板２０Ａに達した後の時刻であり、時刻ｔ４は、ドリル１０を後退させて当て板３０の表面位置よりも初期位置側の所定位置に戻した時刻である。また、時刻ｔ５は、ドリル１０を再び前進させてプリント基板２０Ａの上面位置にまで送った時刻であり、時刻ｔ６は、積層されたプリント基板２０Ａ〜２０Ｃの深さ方向の所定位置（当て板３０の上面位置を基準に深さｄ′の位置。ここで、ｄ′は、ｄ１＜ｄ′＜（ｄ１＋ｄ２）の条件を充たす。）にまでドリル１０での切削を進めた時刻である。また、時刻ｔ７は、ドリル１０を後退させて当て板３０の表面位置よりも初期位置側の所定位置に戻した時刻であり、時刻ｔ８は、ドリル１０を再び前進させて積層されたプリント基板２０Ａ〜２０Ｃの上述した深さ方向の所定位置よりも僅かに手前の位置にまで送った時刻である。また、時刻ｔ９は、ドリル１０が積層された複数のプリント基板２０Ａ〜２０Ｃを貫通して捨て板４０に達した後の時刻であり、時刻ｔ１０は、ドリル１０が初期位置に復帰する時刻である。したがって、ドリル１０にて当て板３０を主として切削する第１加工区間は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間に含まれることになり、ドリル１０にてプリント基板２０を主として切削する第２加工区間および第３加工区間は、それぞれ時刻ｔ５から時刻ｔ６までの時間と時刻ｔ８から時刻ｔ９までの時間とに含まれることになる。
【００４６】
ここで、上述したように、積層されたプリント基板２０Ａ〜２０Ｃの深さ方向の所定位置にまでドリル１０での切削を進めた時刻ｔ６からドリル１０を後退させて当て板３０の表面位置よりも初期位置側の所定位置に戻した時刻ｔ７までの間、およびドリル１０を後退させて当て板３０の表面位置よりも初期位置側の所定位置に戻したｔ７からドリル１０を再び前進させて積層されたプリント基板２０Ａ〜２０Ｃの上述した深さ方向の所定位置よりも僅かに手前の位置にまで送った時刻ｔ８までの間は、ドリル１０が第１の送り量ｆ１および第２の送り量ｆ２よりも大きい第３の送り量ｆ３および第４の送り量ｆ４にて送られることになるため、これに伴ってドリル１０の送り速度はさらに速いスピードとなり、プリント基板の穴あけ加工に要するトータルのタクトタイムを大幅に短縮することが可能になる。
【００４７】
したがって、上述した如くのプリント基板の穴あけ方法を採用することにより、上述した本実施の形態の第１変形例において説明した効果に加え、ドリル１０が積層されたプリント基板２０Ａ〜２０Ｃの上述した深さ方向の所定位置に達した後にドリル１０を一旦後退させることにより、プリント基板の切削くずを外部に掻き出すことが可能になるため、ドリル１０や積層されたプリント基板２０Ａ〜２０Ｃに加わる負荷を軽減することが可能になり、高精度にかつより深い貫通穴を積層されたプリント基板２０Ａ〜２０Ｃに形成することができるようになる。なお、上述した本実施の形態におけるプリント基板の加工方法の第２変形例においても、上述した本実施の形態におけるプリント基板の加工方法の場合およびその第１変形例の場合と同様に、ドリル１０の送り量を切り替えるタイミングに若干のマージンをもたせることが好適である。
【００４８】
図９および図１０は、上述した本実施の形態のプリント基板の穴あけ方法の第２変形例におおよそ従って実際に穴あけ加工を連続的に行なった試験の結果を示すグラフであり、図９は、当該試験においてドリルの送り量およびドリルの先端部の位置を経時的に実測した結果を示すグラフであり、図１０は、ドリルの第１の送り量を種々変更した場合にプリント基板に形成される貫通穴の位置ずれ量を実測した結果を示すグラフである。
【００４９】
本試験においては、プリント基板として日東紡績株式会社製のガラスクロス（平織り）エポキシ樹脂の両面銅張積層板（板厚０．８ｍｍ、銅箔厚さ１２μｍ）を２枚準備し、厚さ０．１ｍｍの一層材（ガラス繊維を含むエポキシ樹脂）をこれら２枚のプリント基板にて挟み込み、これらを捨て板と当て板とによってさらに挟み込んだワークを準備した。なお、捨て板としては、利昌工業株式会社製の板厚１．５ｍｍのベークライト板（PS-1160F）を使用し、当て板としては、板厚０．２ｍｍのアルミニウムのみで構成された薄板を利用した。
【００５０】
また、本試験においては、穴あけ加工機としては、タケウチ株式会社製のプリント基板用数値制御高速１軸穴あけ機（ND-155K TX-1）を使用し、スピンドルには、ＷＥＳＴＷＩＮＤ社製のマイクロエアドリルスピンドル（D1733）を使用した。このスピンドルの最高回転数は、２５０ｋｒｐｍである。また、ドリルには、ＵＮＩＯＮ  ＴＯＯＬ社製の超硬ストレートドリル（直径０．１５ｍｍ、刃長２．５ｍｍ）を使用した。
【００５１】
また、加工条件としては、第１の送り量ｆ１を５μｍ／ｒｅｖ，７．５μｍ／ｒｅｖ，１０μｍ／ｒｅｖのそれぞれに設定し、第２の送り量ｆ２を２５μｍ／ｒｅｖに設定し、第３の送り量および第４の送り量のそれぞれの絶対値は、第２の送り量ｆ２の絶対値よりも大きくなるように設定した。
【００５２】
本試験においては、上記条件のもと、ドリルを用いたワークに対する穴あけ加工を連続的に穴の壁面間距離２００μｍで３０００回行い、その際のドリルの送り量およびドリルの先端部の位置を外部検出装置（詳細は省略）を用いて実測するとともに、試験終了後に捨て板側に配置したプリント基板の下面側の穴位置のずれを実測することで求めた。なお、３０００回の穴あけ加工中にドリルが破損することはなかった。また、図９に示す結果は、第１の送り量ｆ１を７．５μｍ／ｒｅｖに設定した場合を示すものである。
【００５３】
その結果、図９に示すように、ドリルの送り量に関しては、送り開始後と送り量変更後に暫時、加速または減速区間が生じて応答が若干遅れるものの、概ね良好に目標送り量に達していることが確認され、特に第１加工空間、第２加工区間および第３加工空間では、目標である（第１の送り量ｆ１）＜（第２の送り量ｆ２）の条件が充たされ、また他の区間においても概ね（第２の送り量ｆ２）＜（第３の送り量ｆ３）および（第２の送り量ｆ２の絶対値）＜（第４の送り量ｆ４の絶対値）が充たされていることが確認された。これに伴い、ドリルの先端部の位置についても、概ね目標どおりの軌道に沿って移動していることが確認された。
【００５４】
また、図１０に示すように、アルミニウム薄板の切削時におけるドリルの送り量である第１の送り量ｆ１を１０μｍ／ｒｅｖに設定した場合には、形成される貫通穴の位置ずれ量が、第１の送り量ｆ１を５μｍ／ｒｅｖまたは７．５μｍ／ｒｅｖに設定した場合に比べ、２倍から３倍程度に増加してしまうことも確認された。これは、第１の送り量ｆ１の増加に伴ってドリルのアルミニウム薄板に対する食いつきが低下し、ドリルの先端部がアルミニウム薄板の上面で滑っていることが原因と考えられる。したがって、当て板である
アルミニウム薄板の切削時におけるドリルの送り量を比較的小さくすることが有意義であることが確認された。
【００５５】
また、上記３０００回の穴あけ加工に要したトータルでのタクトタイムは、第１の送り量ｆ１を７．５μｍ／ｒｅｖに設定した場合でも約７８１秒であり、非常に短時間にて穴あけ加工が実施できることも確認された。
【００５６】
なお、上述した本実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法においては、当て板として比較的硬度の低いアルミニウム薄板を使用した場合を例示して説明を行なったが、当て板の材質は特に限定されるものではなく、金属材料のみからなる当て板であればどのようなものでも利用可能である。
【００５７】
また、上述した本実施の形態におけるプリント基板の穴あけ方法の第２変形例においては、積層されたプリント基板の切削を２回のステップ加工にて行なう場合を例示したが、この回数は特に制限されるものではなく、さらに回数を増やしてもよい。
【００５８】
このように、今回開示した上記実施の形態およびその変形例はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００５９】
１０  ドリル、１１  先端面、１２  外周コーナ、２０，２０Ａ〜２０Ｃ  プリント基板、２１  基材部、２２，２３  導電膜、２４  貫通穴、３０  当て板、３１  挿通穴、４０  捨て板、５０  スピンドル。
【図１】
2011023643.tif 000003
【図２】
2011023643.tif 000004
【図３】
2011023643.tif 000005
【図４】
2011023643.tif 000006
【図５】
2011023643.tif 000007
【図６】
2011023643.tif 000008
【図７】
2011023643.tif 000009
【図８】
2011023643.tif 000010
【図９】
2011023643.tif 000011
【図１０】
2011023643.tif 000012