(57)【要約】      （修正有）【課題】パンチング加工中にダイ１０１表面上に付着する汚れを、汚れ状態に応じて自動的にクリーニングを行う。【解決手段】パンチング加工中にダイ表面上に付着する複合体の残渣をＣＣＤカメラ１０５、レーザー等の自動認識装置によって検知し、前記自動認識装置の信号により自動的にクリーニングを行うクリーニング機構１０４を備えることで、ダイ１０１表面の付着物１１７の除去が可能となるパンチングマシンとしたので、高品質のビアホール加工が安定して行える。【選択図】      図１
2004330350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復駆動されるパンチと、前記パンチと協同して被処理シート材に穿孔するダイを備えたパンチングマシンにおいて、ダイ表面に付着した汚れを検知する自動認識装置と、前記自動認識装置の汚れ検知による動作信号で作動し、前記ダイ表面に付着した汚れをクリーニングするクリーニング機構とを備えたことを特徴とするパンチングマシン。
【請求項２】
前記クリーニング機構は、被処理シート材を支持固定し、ダイ上を往復動する支持枠と、前記支持枠下面に貼着され、ダイ表面に付着した汚れをクリーニングするクリーニング部材であることを特徴とする請求項１記載のパンチングマシン。
【請求項３】
前記ダイ表面にＤＬＣ、ＤＮＦ、ＴｉＣＮ、ＴｉＮ、ＣｒＮから選ばれる少なくとも一種類のコーティングを施したことを特徴とする請求項１または２記載のパンチングマシン。
【請求項４】
往復駆動されるパンチと、前記パンチと協同して被処理シート材に穿孔するダイと、ダイ表面に付着した汚れをクリーニングするクリーニング機構を備えたパンチングマシンにおいて、前記クリーニング機構は、被処理シート材を支持固定し、ダイ上を往復動する支持枠と、前記支持枠下面に貼着され、ダイ表面に付着した汚れをクリーニングするクリーニング部材であることを特徴とするパンチングマシン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層基板を製造する際に用いられる複合材料で構成される複合体に、ビアホール等の穴あけ加工を施すパンチングマシン装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パンチングマシンは軟質金属シート材の穴あけ加工に用いられており、パンチの往復動による穴あけ動作時に、穴あけ時に発生する軟質金属の凝着物がパンチに付着し、これが累積するとパンチとガイドの隙間を塞ぐためパンチの摺動抵抗が増加し、パンチの往復動作が困難になる。
【０００３】
これを防止するために、所定回数パンチング後に数回空転動作を繰り返すことで、パンチ表面に凝着した軟質金属凝着物をクリーニングする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、電子部品業界では、多層回路基板の微細化技術の進歩に伴い、益々高密度基板へ進化してきている。中でもモバイル機器等に用いられる基板においては、更に３次元実装や基板への部品内蔵など、高密度や高機能化への要求が高まっている。そして、高機能の多層回路基板の製造において、微細なビアホールやスルホールを形成する手段の一つとしてパンチングマシンが用いられている。
【０００５】
以下、コンポジットシートもしくはグリーンシート基材にパンチングマシンでスルホールまたはインナービアー加工を行う多層基板の製造方法について図面を参照し説明する。
【０００６】
図６（ａ）〜（ｆ）は、コンポジットシート基材を用いたインナービア構造の多層基板の製造プロセスの一部を示すものである。まず、図６（ａ）に示すように、無機フィラーと半硬化樹脂で構成される厚み０．１ｍｍのコンポジットシート１１１の両面に、ＰＥＴ、ＰＰＳなどで構成される保護フィルム１１５をラミネートする。続いて、図６（ｂ）に示すように、電気的に上下導通を得るため、φ０．２ｍｍのビアホール１１６をパンチングマシンで加工し、図６（ｃ）に示すように、このビアホール１１６に導電性樹脂ペースト１１８を充填後、図６（ｄ）に示すように、保護フィルム１１５を剥離し、図６（ｅ）に示すように、銅箔１１９を積層して加熱加圧を行い、半硬化樹脂で構成されるコンポジットシート１１１と導電性樹脂ペースト１１８を硬化する。その後、図６（ｆ）に示すように、銅箔１１９を所望のパターン形状に加工してコアとなる両面基板を形成する。
【０００７】
このように、コアとなる両面基板の上下面に、図６（ｄ）に示す導電樹脂ペーストが充填された基材と銅箔を積層して加熱加圧を行いパターン形成を行うことにより、図７に示す多層回路基板（４層基板）を製造できる。以下同様にプロセスを繰り返すことによりさらに多層化が可能となる。
【０００８】
【特許文献１】
特許公開２００１−２０５３５８号公報（第２頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６（ｂ）に示すビアホールのパンチング加工工程において、コンポジット材料の加工屑がダイ表面に付着するため、ビアホールの品質を著しく劣化させる原因となっている。以下、図８および図９を用いて詳細に説明する。
【００１０】
図８において、１１１はコンポジットシートで、上下面に保護フィルム１１５がラミネートされている。１１２はパンチングユニット、１１４はφ０．２ｍｍのパンチ、１０１はダイである。このパンチングツールを用いてコンポジットシート１１１と保護フィルム１１５にビアホール加工を行う際、コンポジットシート１１１の下穴部エッジに微量のコンポジットシート屑である半硬化樹脂成分１１３が残渣として残り、前記残渣成分が隣接する箇所にビアホールをパンチング形成する際にダイ１０１の表面に付着する。図示していないが、パンチ１１４を抜く際に基材であるコンポジットシート１１１が持ち上がるのを防ぐために、パンチ周辺の基材を上部からストリッパーで押さえており、このストリッパーの加圧力により半硬化樹脂成分１１３をダイ１０１の表面に固着させることとなる。
【００１１】
この状態でパンチング動作を繰り返すことにより、図９に示すように、半硬化樹脂成分１１３が付着物１１７となってダイ１０１の穴部１０１ａの周囲に累積付着し、ダイ１０１の表面に付着物１１７による汚れが蓄積されていくため、基材であるコンポジットシート１１１とダイ１０１との密着性が悪化し、両者間に隙間が生じるため、ビアホールの加工品質が著しく低下する。特にダイ１０１の表面側に位置する保護フィルム１１５の切れ味が悪化することで、導電性樹脂ペースト１１８の充填状態がばらつき、電気的接続品質にも悪影響を生ずるという問題を有していた。
【００１２】
本発明は、前述したようなパンチング加工中にダイ１０１表面上に付着する汚れを、ＣＣＤカメラやレーザー等の自動認識装置によって検知し、汚れ状態に応じて自動的にクリーニングを行う機構を備えたパンチングマシンを提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するため、本発明の請求項１記載の発明は、往復駆動されるパンチと、前記パンチと協同して被処理シート材に穿孔するダイを備えたパンチングマシンにおいて、ダイ表面に付着した汚れを検知する自動認識装置と、前記自動認識装置の汚れ検知による動作信号で作動し、ダイ表面に付着した汚れをクリーニングするクリーニング機構とを備えたことを特徴とするものであり、常時自動認識手段によりダイ上の汚れを検知し、汚れが累積した場合にクリーニング機構を作動することで、汚れによる加工品質の低下を防止し、電気的接続品質の劣化を防止することができるパンチングマシンを提供することができる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、前記クリーニング機構は、被処理シート材を支持固定し、ダイ上を往復動する支持枠と、前記支持枠下面に貼着され、ダイ表面に付着した汚れをクリーニングするクリーニング部材であることを特徴とするものであり、クリーニング専用の装置を設ける必要がなく、また、被処理物をダイ上に搬送時に自動的にダイ表面をクリーニングするため、安価なパンチングマシンを提供することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、ダイ表面にＤＬＣ、ＤＮＦ、ＴｉＣＮ、ＴｉＮ、ＣｒＮから選ばれる少なくとも一種類のコーティングを施したことを特徴とするもので、ダイ表面を平滑にすることで、ダイ表面での汚れの累積付着を防止することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、往復駆動されるパンチと、前記パンチと協同して被処理シート材に穿孔するダイと、ダイ表面に付着した汚れをクリーニングするクリーニング機構を備えたパンチングマシンにおいて、前記クリーニング機構は、被処理シート材を支持固定し、ダイ上を往復動する支持枠と、前記支持枠下面に貼着され、ダイ表面に付着した汚れをクリーニングするクリーニング部材であることを特徴とするもので、被処理物のパンチ加工枚数に応じて、一定枚数毎にクリーニング部材を貼着した支持枠を供給マガジンに配し、クリーニング動作をすることで汚れの自動認識装置を必要としない安価なパンチングマシンを提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下の説明において、パンチ、ダイ、及びコンポジットシートのパンチング動作については、図８に記載した形態と同じであり、説明を省略する。
【００１８】
まず、本発明の実施の形態１を図１を参照して説明する。
【００１９】
図１において、１１７はコンポジットシートと保護フィルムにビアホール加工を行った際に、コンポジットシートと保護フィルムの下穴部エッジ付近に累積したコンポジットシート屑である半硬化樹脂成分の付着物であり、付着物１１７がダイ１０１のダイ穴部１０１ａの周囲に付着している状態を示している。１０５はパンチングマシンのダイ穴部１０１ａ周囲表面に付着した付着物１１７を検知するＣＣＤカメラであり、１０８はＣＣＤカメラ１０５の照明手段で、１３２は照射手段１０８から照射された光である。さらに、１０４はＣＣＤカメラ１０５が付着物１１７の累積状態を検知した場合に発する信号により動作し、付着物１１７を除去するクリーニング機構で、パッド１０４ａと駆動アーム１０４ｂを備える。
【００２０】
次に、動作を詳細に説明する。照明１０８はダイ穴部１０１ａ近傍を照射しており、光１３２の反射光はＣＣＤカメラ１０５に入射する角度に調整されている。ＣＣＤカメラ１０５の撮像状態は、ダイ穴部１０１ａでは光が反射しないため暗く、その周囲は光１３２が反射するため白く明るい状態の最高のコントラスト比を得ている。コンポジットシート屑である半硬化樹脂成分の付着物１１７がダイ穴部１０１ａに付着すると、光１３２は付着物１１７により拡散吸収されるため反射光が減じ、ＣＣＤカメラ１０５に撮像される白黒のコントラスト比も低下する。そのコントラスト比が実験により求められた下限値に達したとき、クリーニング機構１０４へ動作信号を発信するようになっている。コントラスト比の下限値は付着物１１７の付着による加工品質への影響を考慮して定められる。クリーニング機構１０４は、例えばフェルトからなるパッド１０４ａが駆動アーム１０４ｂに保持されており、動作信号を受信するとまず、駆動アーム１０４ｂはディスペンサ（図示せず）位置まで移動し、ディスペンサからクリーニング液が所定量吐出され、パッド１０４ａにクリーニング液を染み込ませた後、さらに駆動アーム１０４ｂは予めプログラムされているダイ穴部１０１ａ近傍に押し付ける動作と、平面上を高速で往復運動しながら前後するトラバース動作をすることで、ダイ１０１に付着した付着物１１７を除去するものである。
【００２１】
なお、クリーニング液としてエタノール、メタノール、アセトン、イソピルアルコール、酢酸ブチル、シンナー、ベンジンから選ばれる少なくとも一種類の溶剤が付着物１１７の除去に効果があった。
【００２２】
次に、クリーニング機構として以上説明したクリーニング機構の他に、図２および図３に示す他の機構について説明する。
【００２３】
図２において、２００はクリーニング機構で、駆動アーム２００ａにクッション材２００ｂを介して研磨紙２００ｃがそれぞれ貼着されている。本実施例では、クッション材２００ｂとして、弾力性に優れる発泡ウレタンゴムを、研磨紙２００ｃとして、耐水研磨紙＃１０００を用いたが、それに限定されるものではなく、クッション材にはスポンジやゴムなどが適宜選択されると共に、研磨紙としてフィルム状の基材や弾性体などに研磨粉を付着、含浸したものが使用できる。
【００２４】
クリーニング機構２００は、上記図１で説明したＣＣＤカメラ１０５からの動作指令信号によりクリーニング動作を行い、クリーニング動作時において、本実施例では、クッション材２００ｂを備えているため、その弾性により、ダイ１０１表面を強く傷つけることなく付着物１１７の除去作用を行うことができる。
【００２５】
図３において、３００はクリーニング機構で、３００ａは圧縮エアーを絞り込むノズルである。ノズル３００ａの圧縮エアーの射出角度は、付着物１１７をダイ１０１の付着界面より剥離する角度に調整されており、駆動アーム３００ｂに取り付けられている。クリーニング機構３００が上記図１で説明したＣＣＤカメラ１０５からの動作指令信号によりクリーニング動作をすると、圧縮エアーがダイ１０１表面の付着界面から付着物１１７を剥がすように作用するため、付着物１１７はダイ１０１の表面から剥離除去されるものである。圧縮エアーの吹き付けは、圧力を一定時間の中で可変するパルス照射方式が効果的であった。また、本実施例では圧縮エアーを用いたが、高圧窒素ガスなどを用いても同様な効果が得られる。
【００２６】
次に、検出機構として以上説明したＣＣＤカメラによる検出機構の他に、図４に示す他の検出機構について説明する。
【００２７】
図４において、１１７はコンポジットシートと保護フィルムにビアホール加工を行った際に、コンポジットシートと保護フィルムの下穴部エッジ付近に累積したコンポジットシート屑である半硬化樹脂成分の付着物であり、付着物１１７がダイ１０１のダイ穴部１０１ａの周囲に付着した状態を示している。
【００２８】
４００はレーザの発信部４００ａとレーザ発信部４００ａら発信されたレーザ光４００ｃを受光する受光部４００ｂで構成されるレーザ検出器である。１０４はレーザ検出器４００で検知した信号により動作する付着物を除去するためのクリーニング機構であり、図１におけるクリーニング機構と同一構成のものである。
【００２９】
次に、動作を詳細に説明する。レーザ発信部４００ａより発射されたレーザ光４００ｃはダイ１０１表面より僅か上方を水平方向に照射し、レーザ光４００ｃを最も多く受光するように受光部４００ｂの受光角度は調整されている。コンポジットシート屑である半硬化樹脂成分の付着物１１７がダイ穴部１０１ａ周囲に付着すると、レーザ光４００ｃは付着物１１７により拡散吸収されるため、レーザ光は減衰し、受光部４００ｂで受光されるレーザエネルギも低下する。その受光されたレーザエネルギが実験により求められた下限値に達したとき、クリーニング機構１０４への動作信号を発信するようにした。下限値は付着物の付着による加工品質の影響を考慮して定められる。クリーニング機構の動作は、図１で説明した内容と重複するので割愛する。また、この検出機構は、図２、図３で説明したクリーニング機構と組み合わせて適応できるものである。また、レーザ検出器４００は分離型の方式のものとして説明したが、一体型のレーザ検出器を用いても良い。
【００３０】
以上の説明で明らかなように、ダイ１０１の加工面は常に清浄な状態が保てることで安定した加工穴品質を保つことができる。さらに、ＣＣＤカメラ等を用いた検出機構によりクリーニング動作を自動的に制御できるため、製造効率を向上することができる。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２を図５を参照して説明する。
【００３１】
図５において、１２０はコンポジットシートと保護フィルムからなる複合体１２１を支持し、ダイ１０１の表面を往復動する枠体で、枠体１２０のダイ１０１と接する下面の特定部あるいは全面に、フェルト状の不織布からなるクリーニングテープ１１０が貼着されている。５００は前記実施の形態１で説明したＣＣＤカメラやレーザ検出器を備えた付着物１１７の検出部である。
【００３２】
本実施の形態における動作について説明する。ＣＣＤカメラやレーザ検出器を備えた付着物１１７の検出部５００からのクリーニング動作指令により、パンチング加工に先立ち、別途プログラムされた動作を行う。その動作はダイ穴部１０１ａの周囲を、枠体１２０の下面の特定部あるいは全面に貼り付けられたフェルト状の不織布からなるクリーニング布１１０で往復動させるものである。この動作により、付着物１１７はクリーニング布１１０の繊維により除去されるも。さらに、クリーニング布１１０は不織布から構成されているため繊維に方向性がなく往復運動のみの移動動作でも付着物１１７を高い効率で除去することができる。この実施の形態によると、クリーニング機構を別途設けることを必要としないため、安価なパンチングマシンを提供できる。
【００３３】
また、枠体１２０のダイ１０１と接する下面の特定部あるいは全面にクリーニングテープ１１０を貼着した構成としたことで、検出機構５００を廃しても、一定サイクルでクリーニング動作をすることにより、安価なパンチングマシンを提供することができる。例えば、予め、複合体１２１のパンチ加工枚数に応じて、一定枚数毎にクリーニング布１１０を貼り付けた枠体１２０を供給マガジン（図示せず）に配し、その枠体１２０のパンチ加工前にのみクリーニング動作することで、検出機構５００を廃した安価なパンチングマシンとすることが可能となる。さらに、全ての枠体１２０にクリーニング布１１０を貼着する必要がないため、枠体１２０の制作費が嵩むことはない。
（実施の形態３）
実施の形態３として、パンチング加工で使用しているダイ表面にコーティングを行った。通常、ダイ表面は平面精度を高めるために研削砥石により研削加工されている。しかしながら、研削加工されたダイ表面の粗さは最大高さ１μｍ程度に細やかに加工されているが、粗さの凹凸は鋸状であり凸部先端は尖っている。パンチ加工による複合物の半硬化樹脂成分は、仕上げ面の尖った先端部に引っ掛かりやすく、凹部に蓄積する。これが、パンチ１０１の表面に付着物が累積するメカニズムである。
【００３４】
そのため、ダイ表面にコーティングすることで、仕上げ面の尖った先端部を丸くすることが可能となり、パンチ加工による複合物の半硬化樹脂成分の凹部への蓄積量を減少することができる。コーティングは、ＤＬＣ、ＤＮＦ、ＴｉＣＮ、ＴｉＮ、ＣｒＮから選ばれる少なくとも一種類のコーティングをダイ表面上に施したものが適している。これは、コーティング膜が緻密であることからコーティング表面は鏡面状態となり半硬化樹脂成分の付着が防止できるものである。
【００３５】
そのため、付着物除去のためのクリーニング動作の周期を長くすることができ、製造効率を向上するとともに、付着物も容易に除去できるという効果を有する。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、パンチング加工中にダイ表面上に付着する汚れをＣＣＤカメラやレーザー等の自動認識装置によって検知し、汚れ状態に応じて自動的にクリーニングを行うようにしたので、汚れによる加工品質の低下を防止し、電気的接続品質の劣化を防止することができる優れたパンチングマシンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるパンチングマシン説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるパンチングマシン説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるパンチングマシン説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるパンチングマシン説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２におけるパンチングマシン説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は従来の方法における多層基板の製造方法説明図である。
【図７】従来の方法における多層基板の製造方法説明図である。
【図８】従来の方法におけるパンチングマシン説明図である。
【図９】従来の方法におけるパンチングマシン説明図である。
【符号の説明】
１０１  ダイ
１０１ａ  ダイ穴部
１０４  クリーニング機構
１０４ａ  パッド
１０４ｂ  駆動アーム
１０５  ＣＣＤカメラ
１０８  照明
１０９  圧縮エアー
１１０  クリーニングテープ
１１１  コンポジットシート
１１２  パンチングユニット
１１３  半硬化樹脂成分
１１４  パンチ
１１５  保護フィルム
１１６  ビアホール
１１７  付着物
１１８  導電性樹脂ペースト
１１９  銅箔
１２０  枠体
１２１  複合体
１２７  レーザー受光部
１２８  レーザー照射口
１２９  レーザー光
１３０  自動認識装置
１３１  コーティング
１３２  光
２００  クリーニング機構
２００ａ  駆動アーム
２００ｂ  クッション材
２００ｃ  研磨紙
３００  クリーニング機構
３００ａ  ノズル
３００ｂ  駆動アーム
４００  レーザ検出器
４００ａ  発信部
４００ｂ  受光部
４００ｃ  レーザ光
５００  検出機構
【図１】
2004330350.tif 000003
【図２】
2004330350.tif 000004
【図３】
2004330350.tif 000005
【図４】
2004330350.tif 000006
【図５】
2004330350.tif 000007
【図６】
2004330350.tif 000008
【図７】
2004330350.tif 000009
【図８】
2004330350.tif 000010
【図９】
2004330350.tif 000011