JP4293466B2 - 外形加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転工具を用いてワーク（例えば、プリント基板）の外形を形成する外形加工方法に関する。

プリント基板を加工する場合、製品となるプリント基板（以下、「製品基板」という。）が複数含まれる大きいプリント基板（以下、「母基板」という。）の状態で穴明け加工および穴明け後のメッキ加工を行なった後、母基板から製品基板を切り出す（外形加工）ようにしている。このようにすると、穴明け加工工程および穴明け加工後のめっき工程における段取り時間を短縮することができる。

製品基板の信頼性を向上させるため、穴明け加工時および外形加工時に発生する切粉は工具の周辺に配置された集塵装置により加工部周辺から除去される（特許文献１）。

多層プリント基板において絶縁物の上下に配置されたパターン層を電気的に接続する場合、スルーホール（貫通穴）を形成し、めっき処理をすることによりスルーホールの内部にめっき層を形成して電気的に接続する。

図２は、従来の外形加工時における製品基板の平面図であり、図中の矢印Ｔは回転工具の回転方向を、矢印Ｃは切削方向（回転工具の移動方向）を示している。

母基板３から切り出される製品基板２の外周（外形）には、外周に開口するスルーホール１（図示の場合半円形状）が配置されている。めっき層４が形成されたスルーホール１を外形加工用の回転工具（直径１〜２ｍｍのものが多用されている。以下、「ルータビット５」という。）で切削すると、めっき層４の一部がはがれることが多い（以下、はがれためっき層を「バリ６」という）。バリ６とスルーホール１端部のめっき層４との接続は強固なものではない。したがって、バリ６の多くは加工の際に集塵装置により吸引されるが、一部は加工後もめっき層４に接続されたままになる。バリ６は導電性であるため、バリ６が何らかの原因で製品基板２から離れると、離れたバリ６が製品基板２の端子間を短絡させてしまう場合がある。バリ６は、ルータビット５が基板側からスルーホール１に進入する側（抜ける側）の交差部に発生し、スルーホール１から基板側に進入する側の交差部には発生しない。そこで、従来は、いわゆる反転加工を行っていた。

図３は、反転加工の加工手順を示す図である。

同図（ａ）に示すように、先ず、製品基板２の外形（図中１点鎖線で示す紙面と垂直な面。以下、「仕上げ面Ｓ」という。）に対してオフセットがｇである面（以下、「一次加工面Ｆ」という。）を加工する。なお、一次加工面Ｆを加工する場合は、製品基板２の一部を母基板３に接続させておき、母基板３を表裏反転させる際に製品基板２が母基板３から外れないようにしておく。

次に、同図（ｂ）に示すように、母基板３を表裏反転させ、ルータビット５の移動方向を同じにして仕上げ面Ｓを加工する。一次加工面Ｆが形成された母基板３を表裏反転すると、一次加工で発生したバリ６はルータビット５がスルーホール１から基板側に進入する側に配置されるので、同図（ｃ）に示すように、仕上げ面Ｓを形成する際に製品基板２から除去される。仕上げ加工の場合も、ルータビット５が製品基板２側からスルーホール１に進入側にはバリ６が発生する場合があるが、オフセットｇを小さく（例えば、０．０５ｍｍ）しておけば、発生するバリ６の大きさは微小である。したがって、発生したバリ６が製品基板２から外れたとしても製品基板２の製品としての信頼性を低下させることはほとんどない。

なお、ここではルータビット５が右回転（正回転）用である場合について説明したが、ルータビット５が左回転（逆回転）用であっても、バリ６が発生する位置はルータビット５が母基板３からスルーホール１に抜ける側である。

特開平３−１７８７０７号公報

しかし、反転加工を行う場合、加工テーブルから母基板を取り外す工程、母基板を反転させる工程、反転させた母基板を加工テーブル取り付ける工程が必要になるので、段取り時間が長くなる。また、母基板の取り付けミスにより加工不良が発生するおそれがある。

本発明の目的は、製品基板の製品としての信頼性を低下させることなく、加工能率を向上させることができる、外形加工方法を提供するにある。

上記課題を解決するため、本発明は（例えば図１参照）、回転工具（５）による切削加工によりワーク（２）の外周面（Ｓ）を形成する外形加工方法において、形成される前記ワークの外周面（Ｓ）に交差する空洞部（１）が存在する場合は、前記回転工具（５）が前記ワークに対して移動して前記ワークの外周面を形成する際における前記空洞部（１）の前記回転工具の移動方向（Ｃ）上流側の交差部（Ｄ）に、前記形成されるワークの外周面（Ｓ）に干渉するように穴明け手段（７）により逃げ穴（８）を加工し、
その後、前記回転工具（５）の刃の回転方向（Ｔ）を前記形成されるワークの外周面（Ｓ）に対して該回転工具の移動方向（Ｃ）に順ずるようにした状態で、該回転工具（５）を前記逃げ穴（８）から前記空洞部（１）に向かって進入するように移動して、前記ワークの外周面を形成することを特徴とする。

前記回転工具（５）が前記ワーク（２）に対して移動して前記ワークの外周面を形成する際における前記空洞部（１）の交差部（Ｄ，Ｅ）のうち、刃の回転方向（Ｕ）が前記空洞部（１）側からワークの外周面（Ｓ）へ向かう方向になる前記交差部（Ｄ）にのみドリル（７）により逃げ穴（８）を加工する。前記逃げ穴（８）を加工する際の該ドリルの刃の回転方向（Ｕ）が前記回転工具（５）の刃の回転方向（Ｔ）と逆である。
これにより、前記回転工具（５）の刃は、前記空洞部（１）の移動方向上流側（Ｄ）では該空洞部と前記逃げ穴（８）との交差部に当たることなく移動すると共に、前記空洞部（１）の移動方向下流側（Ｅ）では該空洞部から前記外周面に向う方向に回転しつつ移動する。

なお、括弧内の符号等は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲に何等影響を及ぼすものではない。

本発明によると、製品基板の製品としての信頼性を低下させることなく、加工能率を向上させることができる。

以下、本発明について具体的に説明する。

図１は、本発明の加工手順を示す説明図であり、（ａ）はドリルによる穴明け工程を、（ｂ）は外形加工工程を、それぞれ示している。

母基板３には、スルーホール１が加工されており、このスルーホール１の内周面にはめっき層４が形成されている。ドリルおよびルータビット５を回転させるプリント基板加工機のスピンドルは、正転および逆転が可能である。

一般に、ドリルは右回転用のものが多いので、ここでは右回転用のドリル７と、左回転用のルータビット５が準備されている。なお、ルータビット５の場合、右回転用および左回転用のいずれもが容易に入手可能である。

工程１．ドリル７により逃げ穴８を加工する。
ドリル７が右回転用であるので、同図（ａ）に示すように、逃げ穴８が仕上げ面Ｓとスルーホール１の交差部Ｄに干渉するようにドリル７の軸線を位置決めし、母基板３に逃げ穴８を加工する。ドリル７は交差部Ｄ近傍においてスルーホール１側から母基板３に向けて切り込むのでバリ６は発生しない。なお、スルーホール１の直径が例えば０．８ｍｍである場合、ドリルの直径を０．８ｍｍ、逃げ穴８が仕上げ面Ｓに干渉する距離ｋを０．０２５ｍｍ程度とすればよい。すなわち、仕上げ面ＳをＸ方向、仕上げ面Ｓに垂直な方向をＹ方向とし、交差部Ｄ（ここでは、めっき４の厚さは無視する）を原点とすると、例えば、ドリル７の軸線Ｏを、（０，０．３７５）に定める。なお、この場合、ドリル７の軸線ＯのＸ座標は、−０．１〜０．１（好ましくは−０．０５〜０．０５）にしても実用上差し支えない。

工程２．ルータビット５により仕上げ面Ｓ（外形）を加工する。
ルータビット５の回転方向Ｔを形成されるワーク２の仕上げ面Ｓに対して該ルータビット５の移動方向Ｃに順ずるように設定して、逃げ穴８が加工された交差部Ｄにおいてルータビット５がスルーホール１に進入するようにして加工する。すなわち、同図（ｂ）に示すように、左回転のルータビット５を右方向に移動させて仕上げ面Ｓを加工する。ルータビット５がスルーホール１に進入する際、この部分のめっき層４はすでに除去されているので、交差部Ｄにバリ６が発生することはない。また、交差部Ｅ近傍ではルータビット５の刃がスルーホール１側から母基板３に進入するので、バリ６は発生しない。

なお、この実施例では深さ方向にｋ＝０．０２５ｍｍ削除するようにしたが、この寸法についても、実用上問題のない範囲で大きくあるいは小さくすることができる。

また、ドリル７の直径あるいはルータビット５の直径も実用上問題のない範囲で変更することができる。

また、左回転用のドリル７を使用する場合には、逃げ穴８を図１（ａ）における交差部Ｅ側に加工し、ルータビット５を右回転用とすると共に、ルータビット５の移動方向を右から左方向にすればよい。

以上説明したように、本発明によれば、母基板３を反転する必要がないので、加工能率を向上させることができる。しかも、従来の反転加工と異なり、バリ６が全く発生しないので、製品基板２の信頼性をさらに向上させることができる。

本発明者は、母基板３が板厚０．５ｍｍのガラスエポキシ樹脂基板である場合、従来は重ね枚数として２枚が限度であったのに対し、本発明の場合は重ね枚数を４〜５枚としてもバリ６が発生せず、加工能率を大幅に向上できることを確認した。

本発明の加工手順を示す説明図である。 従来の外形加工時における製品基板の平面図である。 従来の反転加工の加工手順を示す図である。

符号の説明

１ スルーホール（空洞部）
５ ルータビット（回転工具）
７ ドリル（穴明け手段）
８ 逃げ穴
Ｄ 交差部
Ｓ 仕上げ面（外周面）

Claims (1)

1. 回転工具による切削加工によりワークの外周面を形成する外形加工方法において、
   内周面にメッキが施されている空洞部が、前記ワークの外周面に交差するように存在する場合、
   前記回転工具が前記ワークに対して移動して前記ワークの外周面を形成する際における前記空洞部の交差部のうち、刃の回転方向が前記空洞部側からワークの外周面へ向かう方向になる前記交差部にのみドリルにより逃げ穴を加工し、
   その後、刃の回転方向が前記ドリルの刃の回転方向と逆である前記回転工具を、前記逃げ穴を加工した前記交差部が上流側になるように移動して、
   前記回転工具の刃が、前記空洞部の移動方向上流側では該空洞部と前記逃げ穴との交差部に当たることなく前記逃げ穴から前記空洞部に向かって進入し、かつ前記空洞部の移動方向下流側では該空洞部から前記外周面に向う方向に回転しつつ移動して、前記ワークの外周面を形成する、
   ことを特徴とする外形加工方法。

Images