专利名称：：小口径开孔加工用引入板及其制法、小口径的开孔加工法的制作方法
技术领域：
：本发明涉及在印刷电路布线板之类如此高精度要求的物品中，利用钻头开出直径为0.1mmΦ-2.θmmΦ的小口径孔时所用的引入板、及其制造方法，以及使用该引入板的印刷电路布线板的小口径开孔加工方法。电子技术不仅在电话、TV、个人计算机等计算机、照相器具及其它各种制造业中的控制装置等电学、通信领域，而且在汽车、家用电器、办公机械、照相机、玩具等极为广泛的范围内应用，并日益要求高功能化、高精度化。随此，印刷电路布线板的图型细微化、高密度化、多层板化快速发展。结果，要求印刷电路布线板的布线宽度和布线间隔狭窄，特别是在通孔型印刷电路布线板中，通孔在小口径化的同时数量增加，与孔的位置相关的高精度的要求日益增加。已有的多层板的开孔中，加工的小口径大多是0.3-0.4mmΦ，但最近0.1-0.3mmΦ的微小口径的加工已实用化，可以预见对此开孔的小口径化、其数量的增加、孔位置的高精度化的要求将日益增大。这种小口径开孔加工时，如图4所示，如果在印刷电路布线板5上设置引入板1，进行钻孔加工，由钻头8的良好切入，可以提高在印刷电路布线板5上设置的孔9的位置精度，不产生变动和毛刺地开孔，为此使用的引入板已提出各种方案。例如，提出了用铝箔对由木材浆料玻璃纤维形成的基体两面进行夹持构成引入板，采用此引入板对印刷电路布线板钻孔加工的方法(特许公报61-61921号)；采用由纸夹持铝箔两面的引入板对印刷电路布线板钻孔加工的方法(特开昭62-214000号)；在金属箔单面形成粘着层的引入板，使该粘着层相对印刷电路布线板而设置，进行钻孔加工的方法(特开昭63-11207号)等各种引入板。但是，在特公昭61-61921号记载的发明中，由于使用JIS3003-H19铝合金材料这样的硬质材作为引入板的表面材料，容易发生钻头横向滑动，降低孔位置精度，引入板制造中使用粘接剂时形成5层，难以避免成本提高。而且特开昭62-214000号的发明中，由于纸缺少耐热性，而且产生纸的粉末，存在成为对电镀等后续工序不利的原因的情况。特别是特开昭63-11207号的发明，存在难以避免钻孔时的切屑附着在粘着层上的问题。这些已提出的方法中，在小口径的钻孔加工时，残留有问题。而且尤其是，不能同时实现印刷电路布线板图形的微型化、开孔的小口径化、孔数增多等，钻孔高速旋转化，钻孔的粗细更细，随着旋转而产生偏差增多，而且对孔位置精度和减小毛刺的允许度的要求日益严格。虽然，由于使用与已有的相同的引入板，所以孔位置精度不够，如果想要提高孔位置精度或者要把毛刺的发生抑制在已有程度以下，则会发生钻头折损增多的问题。本发明的目的在于提供在印刷电路布线板等的开孔中使用的引入板，它可使钻头的切入良好，抑制在钻头的引入板表面的滑动，提高孔位置的精度，维持对印刷电路布线板等被加工物品一次开孔较高的可能块数，减少钻头的折损，进一步减少毛刺的发生。本发明的另一目的在于提供上述引入板的制造方法。本发明的又一目的在于提供使用上述引入板的小口径开孔加工方法。上述目的是由如下的引入板来实现的，其特征在于，设置在钻头进入侧由铝材或者铝合金材构成的表面材料，和在钻头出来侧设置的由铝材或者铝合金材构成的背面材料，经贴合或者通过金属包层轧制而接合成小口径开孔加工用引入板，所述表面材料的硬度设定为比所述背面材料的硬度要小。通过这样的构成，利用硬度小的表面材料可使表面上的钻头切入良好，而且可以抑制钻头的横向滑动，提高孔位置的精度，而且可以有效地抑制因钻头细而引起的随旋转的钻头偏差，大幅度减少钻头折损。一方面，利用硬度高的背面材料抑制毛刺的发生。具体地讲，表面材料厚度为5-100μm，显微威氏硬度(Hv)为20-50，背面材料厚度为30-200μm，显微威氏硬度(Hv)在50以上、140以下为好。而且，推荐对表面材料的表面作粗糙表面化处理，使粗糙度算术平均偏差值(Ra)在0.15-0.30μm。由此，可防止开孔加工时钻头的横滑，进一步提高孔位置精度。但是，对孔位置精度的提高有利的顺序是表面材料的硬度，表面材料厚度、表面粗糙度。而且，上述目的是利用引入板的制造方法实现的，其特征在于，用于构成表面材料的纯铝系合金材和用于构成背面材料的Al-Mn系合金材或者Al-Mn-Mg系合金材叠层配置进行金属包层轧制时，在200-260℃的温度退火。按此方法，可以利用表面材料和背面材料的软化特性，可以容易地形成两种材料的硬度差。进一步说，上述目的是通过印刷电路布线板的小口径开孔加工方法来实现的，其特征在于，设置在钻头进入侧由铝材或者铝合金材构成的表面材料，和设置在钻头出来侧由铝材或者铝合金材构成的背面材料，经贴合或者金属包层轧制而接合成引入板，采用把所述表面材料的硬度设定为小于所述背面材料的硬度这样的引入板，在多块印刷电路布线板上部设置该引入板，使其背面材料与印刷电路布线板接触，进行钻孔加工。利用此方法，可以高生产率地进行高精度开孔。图1是根据本发明第一实施例的小口径开孔加工用引入板的放大剖面图。图2是根据本发明第二实施例的小口径开孔加工用引入板的放大剖面图。图3是根据本发明第二实施例的引入板的表面材料和背面材料的退火温度与硬度的关系曲线图。图4是说明对采用引入板的印刷电路布线板进行小口径开孔加工方法的示意图。本发明的引入板是由铝或铝合金制成的，图1的第一实施例的引入板1，由铝材或者铝合金材构成的表面材料2和背面材料4，通过粘合剂3贴合而成。而且，图2的第二实施例的引入板1，具有通过金属包层轧制叠层接合的两层结构。所述表面材料2设置在钻头进入侧，背面材料4设置在钻头出来侧，但必须把表面材料2的硬度设定为比所述背面材料4的硬度小。其理由如下。亦即，引入板的材质硬度高时，毛刺的生成高度减小，因而仍存在效果，但是钻头与引入板表面接触时，容易发生钻头前端的横滑，孔位置精度降低。一方面引入板硬度低时，可以正确地保证定中心，但存在不能避免毛刺的发生增多的问题。本发明与此相反，为了同时满足防止钻头横滑提高孔位置精度的要求和减小毛刺生成高度的要求，开孔时钻头最初接触的表面材料2采用软材料，由此抑制钻头的横滑，另一方面，采用硬度比表面材料2高的材质作为背面材料，由此抑制毛刺的发生。结果，可以使图形急剧细微化和印刷电路布线板的孔位置精度得以提高，抑制毛刺的生成高度，减少钻头折损事故。同时，由于毛刺生成高度减小，可一次开孔处理的印刷电路布线板的块数较多，因而提高生产率成为可能，而且毛刺的生成高度减小，也可防止对印刷电路布线板等的电路形成用铜箔的损伤等，从而开发出有较大改善的引入板，及使用该引入板印刷电路布线板的小口径开孔加工方法。表面材料2的厚度根据使用的钻头直径而变动，与钻头直径比较，要有必要以上的厚度，由于柔软而与钻头刃粘着，所以必须根据钻头直径来改变厚度。通常厚度为5-100μm，钻头直径在0.5mm以下时，为5-50μm更好。表面材料2的显微威氏硬度(Hv)是20-50，25-40更好。这种材质较软，钻头必须良好地切入，如果钻头的切入良好，则可防止钻头的刀头横滑，进一步提高孔位置精度。背面材料4以厚度为30-200μm，显微威氏硬度(Hv)在50以上、140以下为好。更好的是，图1的贴合壁的情况，显微威氏硬度在65-140为好，图2的金属包层轧制的情况，在58-140为好，通过这样选取，发生的毛刺高度与已有的相比，可以更小。引入板1的整体厚度根据钻头8的直径在适当范围内变化。钻头直径大时，引入板厚度较厚，钻头直径小时，厚度较薄。钻头直径在0.5mm以下时，引入板整体厚度为30-200μm，在50-100μm更好。因此，如果确定了表面材料2的厚度，则就决定了背面材料4的厚度。目前所使用的引入板用铝箔的表面粗糙度，通常为粗糙度算术平均的偏差值(Ra)在0.1μm左右，现状中不存在问题。但是，要求对进行更高性能的印刷电路布线板的小口径开孔加工时，由于这种平滑性较高，即使钻头最初接触的表面材质是显微威氏硬度(Hv)为20-50的软材质，钻孔时钻头接触平滑面时，由于钻头前端容易横滑，所以孔位置精度容易降低。因此，为了防止此横滑，最好对引入板1的表面材料2的表面进行粗糙度处理，使其粗糙度算术平均偏差值(Ra)在0.15-0.30μ的范围。由此，可取得防止钻头横滑、提高孔位置精度的效果。表面的粗糙度算术平均偏差(Ra)小于0.15μm时，防止横滑的效果不够好，如果粗糙度超过0.30μm，则钻头与引入板最初接触时，钻头刀刃承受负担较大，钻头折损较多，所以不佳。多块印刷电路布线板重叠开孔加工时，如果钻头的刀刃斜向进入，则引入板最下层的孔的位置会发生大的偏移。小口径开孔的位置偏差大到5μm的误差，则表面粗糙化的效果就较大。而且，通过对表面材料2的表面作粗糙化处理，可使实用中的表面材料2与背面材料4容易地区别，从而还有不致使引入板的表背面搞错的效果。图1所示的第一实施例的引入板，其制造是利用粘合剂3使箔状的铝或者铝合金构成的表面材料2和背面材料4贴合而实现的。表面材料2和背面材料4的材质，只要满足上述硬度相关的要素，则对其组成无特别限制，既可以是纯铝材也可以是其它铝合金材，理想的是采用JIS(日本工业标准，以下相同)1085、1N30、1050、1100、3003。特别是，从轧制性良好而且一般使用的理由出发，更期望采用JIS1085、1N30、3003。而且，由于Al-Si系合金含有Si，所以钻头损耗剧烈，故此不佳。只要在钻头进入侧设置表面材料2，在钻头出来侧设置背面材料4，则表面材料2或者背面材料4不限于是一块铝或铝合金材，也可以是多块叠层。作为粘合剂3，采用不会因钻孔时的发热而发生热粘合的粘合剂，例如热固化性的丙烯酸系，聚酰胺系、橡胶系、环氧系、聚氨酯系等粘合剂。从性能及成本方面考虑以聚氨酯系的粘合剂为好。没有必要限制粘接剂的厚度，但通常粘接剂的使用量为1-5g/m2的程度，厚于此程度将提高成本。以下，说明图2所示第二实施例的引入板1的优选制造方法。首先，准备用来构成表面材料2和背面材料4的材料。表面材料2和背面材料4的材质，只要满足与上述硬度相关的要素，则对其组成无特别限制，既可以用纯铝材也可以用其它铝合金材。但是，如下所述，利用表面材料2与背面材料4金属包层轧制而接合一体化后的退火条件，表面材料2和背面材料4可以形成硬度差，为此，采用JIS1N30、1050、1100等纯铝系合金材作为表面材料2为好，采用JIS3003、3004等Al-Mn系合金材、或者JIS5182等Al-Mn-Mg系合金材作为背面材料为好。此外，由于Al-Si系合金含有Si，所以钻头磨损剧烈，故而不佳。只要在钻头进入侧设置表面材料2，在钻头出来侧设置背面材料4，则表面材料2或者背面材料4不限于一块铝或者铝合金材，也可以是多块的叠层。然后，使上述表面材料用、背面材料用的各材料重合进行金属包层轧制。采用常规方法进行金属包层轧制为好。期望的是，如上所述，轧制直至表面材料厚度为5-100μm，背而材料4厚度为30-200μm，作为引入板用原材料，卷绕成带材卷。然后，对上述引入板用的原材料进行退火。如图3的软化特性曲线所示，构成表面材料2的纯铝系合金和构成背面材料4的Al-Mn系合金材或Al-Mn-Mg系合金材，其软化特性不同。利用此性质，通过设定温度条件，可使表面材料2与背面材料4的硬度不同。具体地讲，在200-260℃的温度进行退火。通过设定此温度范围，促进表面材料2软化，推迟背面材料4的软化，结果使两种材料产生期望的硬度差，表面材料2这方面比背面材料4更软。退火温度不足200℃，两种材料均不发生软化，难以设置硬度差。相反，超过260℃时，背面材料4也发生软化，同样难以形成两种材料的硬度差。作为退火，可以按带材卷原样进行分批退火，也可以一边卷绕带材卷，一边连续处理卷绕的原材料，进行连续退火。但是，连续退火方式可望具有以下优点。亦即，位于带材卷表面的原材料和位于中心的原材料均可以在均匀的温度退火，也可缩短退火时间。而且，使用含有Mg的合金材时，分批退火中，由于析出Mg表面变白，所以必须在惰性气氛中进行，而连续退火中，由于退火时间短，析出Mg之前就完成了退火，不会变白，因而具有所述优点。与此相关，希望将连续退火时退火时间定为5-60秒，分批退火时定为10-30小时。不足5秒或者不足10小时的短时间，不能取得退火效果。超过60秒或者30小时，则恐怕连背面材料4也软化了。而且，对表面材料2的表面作粗糙化处理，使其粗糙度算术平均偏差值(Ra)成为0.15-0.30μm时，最好对表面材料2侧采用粗糙的(Ra＝0.15-0.30μm)轧制辊，对背面材料4侧采用通常的表面粗糙度(Ra＝0.1μm左右)的轧制辊，进行轧制。本发明的引入板1，使用当中，如图4所示，在一块或者多块印刷电路布线板5的上部，使背面材料4与印刷电路布线板接触地设置该引入板，利用钻头8开孔加工。另外，图4中的6是背垫板，7是芯轴。实施例1本实施例涉及如图1所示的贴合构造的引入板1。作为表面材料2的构成材料，制备由JIS1N30铝合金构成的JIS材质标号为0和H14的材料，以及由JIS3003铝合金构成的JIS材质标号为O的材料。另一方面，作为背面材料4的构成材料，制备由JIS3003、3004及JIS5182各铝合金构成的、具有表1所示厚度、JIS材质标号为H18或者H19的材料。其中，JIS材质标号O和JIS材质标号H分别表示通过退火呈最软的状态和加工硬化。因此，按表1的组合利用粘合剂使表面材料2和背面材料4的各构成材料贴合，制造各种引入板。另一方面，作为比较样品，制备由JIS1100、JIS3003各种铝合金的H18材单体构成的引入板。对以上各种引入板，进行向印刷电路布线板的开孔加工，评价其性能。钻孔加工中采用厚1.6mm的玻璃环氧6层板，从钻头一侧开始，按“引入板/玻璃-环氧6层板两块/厚1.6mm的纸-苯酚叠层板(背垫板)”的顺序重叠构成开孔堆积，并在下述条件进行钻孔。钻头0.35mm宽旋转数80000rpm钻入速度1.6mm/分对各引入板的表面材料、背面材料的硬度和厚度、表面材料2的表面的粗糙度算术平均偏差值(Ra)、开孔后的孔位置精度及毛刺高度所获得的数据如表1所示。采用岛津制作所的动态超小型硬度计(DUH-201)，在负载5gf、保持时间5秒、负载速度0.3375gf/秒的条件下测量显微威氏硬度(Hv)。表1<p>注1)硬度显微威氏硬度(Hv)。2)最大孔位置的偏差(μm)。3)钻头破损3000孔良好即使开3000孔钻头也无破损。1700孔破损开1700孔后钻头破损。4)毛刺最大高度开1000孔后的毛刺的最大高度(μm)。5)未测量。实施例2本实施例涉及由图2所示金属包层轧制接合构成的引入板。作为表面材料2的构成材料，制备是纯铝合金材的JIS1N30。作为一侧的背面材料4和构成材料，制备是Al-Mn系合金的JIS3003和3004合金材、是Al-Mn-Mg系合金材的JIS5182合金。因此，利用常规方法对表面材料2和背面材料4的各构成材料进行传统的金属包层轧制后，按表1所示各种条件退火，制造引入板。退火是对每个带材卷一边反复卷绕一边连续退火。而且，最终轧制时，通过调整与表面材料2一侧接触的轧制辊的表面粗糙度，使表面材料2的表面粗糙化。对于以上各种引入板，按与实施例1相同的条件，进行向印刷电路布线板的钻头开孔加工，并评价其性能。针对各引入板的表面材料、背面材料的材质、调质，硬度、厚度及表面材料2的表面的粗糙度算术平均偏差(Ra)，针对开孔后的孔位置精度及毛刺高度，分别在表2、表3表示所得数值。表2试样表面材料背面材料退火A1材质调质硬度(Hv)6)厚度(μm)表面粗糙度(Raμm)A1材质调质硬度(Hv)6)厚度(μm)方法温度(℃)时间seo实11施12例13141516171819201N301N301N301N301N301N301N301N301N301N30000(H24)7)(H24)7)0(H24)7)0(H24)7)026262640402640264026757575757530307530300.100.190.340.100.190.100.190.100.190.103003300330033003300330033003300430045182(H28)7)(H28)7)(H28)7)(H28)7)(H28)7)(H28)7)(H28)7)(H28)7)(H28)7)(H28)7)61616163636163818312075757575757070757070连续退火连续退火连续退火连续退火连续退火连续退火连续退火连续退火连续退火连退退火23023023025025023025023025022010101010101010101010</table>注6)硬度显微威氏硬度(Hv)7)铝箔不是半硬质的JIS规格，而是铝条的H24及H28相当的调质。</tables>注8)最大孔位置的偏差(μm)9)钻头破损3000孔良好即使开3000孔钻头也不破损。10)毛刺高度开1000孔后的毛刺最大高度(μm)。正如由上述表1-表3所知，根据本发明的引入板，得以确认可使最大的孔位置偏差减小，降低毛刺高度，防止钻头破损。本发明的引入板，在钻头进入侧设置的铝材或者铝合金材构成的表面材料，和在钻头出来侧设置的由铝材或者铝合金材构成的背面材料，经贴合或者金属包层轧制而接合成小口径开孔用引入板，所述表面材料的硬度设定为小于所述背面材料的硬度，由此可达到以下效果。①由于主体是铝箔，存在钻头的清理效果，对钻孔时的发热的扩散优异。②由于表面材料采用软材质，表面上钻头的切入良好，而且可以抑制钻头的横滑，提高孔位置的精度，而且可以有效地抑制因钻头细而引起的随旋转而来的钻头的偏移，可以大幅度减少其破损。③通过采用硬度高的材质作为背面材料，由于抑制了毛刺的发生，即使可一次处理的被加工件的块数较多也无问题，具有高的生产率。而且，抑制毛刺的生成高度，具有防止印刷电路布线板的电路形成用铜箔的损伤的效果，可以有效地防止随着图形的细微化而出现的电路断线。表面材料的厚度为5-100μm，显微威氏硬度(Hv)为20-50，背面材料厚度为30-200μm，显微威氏硬度(Hv)在50以上、140以下，这时，可以确实而稳定地发挥上述效果。而且，对表面材料的表面作粗糙化处理，使其粗糙度算术平均偏差值(Ra)成为0.15-0.30/μm，这时具有能在开孔加工时防止钻头横滑、提高孔位置精度的效果。并且，可以在实用中使表面材料2与背面材料4容易地区别开，具有不会搞错引入板的表背的效果。作为引入板的制造方法，对用于构成表面材料的纯铝系合金材和用于构成背面材料的Al-Mn系合金材或者Al-Mn-Mg系合金材叠层设置金属包层轧制时，采用在200-260℃的温度下退火的方法，通过在两种材料接合一体化地处理的简易的状态下退火，可以利用表面材料与背面材料的软化特性，容易地形成两种材料的硬度差，由此可以由简易的方法高效地制造引入板。因此，使用上述引入板对印刷电路布线板做小口径开孔时，可以高生产率地进行高精度开孔。权利要求1.小口径开孔加工用引入板，其特征在于，设置在钻头进入侧的由铝材或者铝合金材构成的表面材料，和设置在钻头出来侧的由铝材或者铝合金材构成的背面材料，经贴合而形成小口径开孔加工用引入板，所述表面材料的硬度设定为比所述背面材料的硬度要小。2.小口径开孔加工用引入板，其特征在于，设置在钻头进入侧的由铝材或者铝合金材构成的表面材料，和设置在钻头出来侧的由铝材或者铝合金材构成的背面材料，经金属包层轧制而接合形成小口径开孔加工用引入板，所述表面材料的硬度设定为比所述背面材料的硬度要小。3.根据权利要求1的小口径开孔加工用引入板，其特征在于，表面材料的显微威氏硬度(Hv)为20-50，背面材料的显微威氏硬度(Hv)为50以上、140以下。4.根据权利要求2的小口径开孔加工用引入板，其特征在于，表面材料的显微威氏硬度(Hv)为20-50，背面材料的显微威氏硬度(Hv)为50以上、140以下。5.根据权利要求3或者4的小口径开孔加工用引入板，其特征在于，表面材料的显微威氏硬度(Hv)在25-40。6.根据权利要求3的小口径开孔加工用引入板，其特征在于，背面材料的显微威氏硬度(Hv)在65-140。7.根据权利要求4的小口径开孔加工用引入板，其特征在于，背面材料的显微威氏硬度(Hv)在58-140。8.根据权利要求1至7的小口径开孔加工用引入板，其特征在于，表面材料的厚度为5-100μm，背面材料的厚度为30-200μm。9.根据权利要求1-8中任一项的小口径开孔加工用引入板，其特征在于，对表面材料的表面进行粗糙化处理，使其粗糙度算术平均偏差值(Ra)成为0.15-0.30μm。10.小口径开孔加工用引入板的制造方法，其特征在于，用于构成表面材料的纯铝系合金材和用于构成背面材料的Al-Mn系合金或者Al-Mn-Mg系合金材叠层配置进行金属包层轧制时，在200-260℃的温度退火。11.根据权利要求10的小口径开孔用引入板的制造方法，其特征在于，退火后的表面材料的显微威氏硬度(Hv)在20-50，背面材料的显微威氏硬度(Hv)在50以上、140以下。12.根据权利要求11的小口径开孔加工用引入板的制造方法，其特征在于，退火后表面材料的显微威氏硬度(Hv)在25-40。13.根据权利要求11或12的小口径开孔加工用引入板的制造方法，其特征在于，退火后背面材料的显微威氏硬度(Hv)在58-140。14.根据权利要求10至13的小口径开孔加工用引入板的制造方法，其特征在于，表面材料厚度为5-100μm，背面材料厚度为30-200μm，进行金属包层轧制。15.根据权利要求10至14中任一项的小口径开孔加工用引入板的制造方法，其特征在于，在退火前或退火后，对表面材料的表面作粗糙化处理，使其粗糙度算术平均偏差值(Ra)成为0.15-0.30μm。16.根据权利要求9至15中任一项的小口径开孔加工用引入板的制造方法，其特征在于，一边反复卷绕带材卷一边连续退火，退火时间为5-60秒。17.印刷电路布线板的小口径开孔加工方法，其特征在于，设置在钻头进入侧的由铝材或者铝合金材构成的表面材料，和设置在钻头出来侧的由铝材或者铝合金材构成的背面材料，经贴合形成小口径开孔加工用引入板，而且所述表面材料的硬度设定为小于所述背面材料的硬度，采用这样的引入板，在多块印刷电路布线板上部设置该引入板，其背面材料与印刷电路布线板接触，进行钻孔加工。18.印刷电路布线板的小口径开孔加工方法，其特征在于，设置在钻头进入侧的由铝材或者铝合金材构成表面材料，和设置在钻头出来侧的由铝材或者铝合金材构成的背面材料，经金属包层轧制而接合成小口径开孔加工用引入板，而且所述表面材料的硬度设定为小于所述背面材料的硬度，采用这样的引入板，在多块印刷电路布线板上部设置该引入板，其背面材料与印刷电路布线板接触，进行钻孔加工。全文摘要小口径开孔加工用引入板,设置在铅头进入侧的由铝材或者铝合金材构成的表面材料,和设置在钻头出来侧的由铝材或者铝合金材构成的背面材料,经贴合或者金属包层轧制面接合。所述表面材料的硬度设定为小于所述背面材料的硬度。文档编号B23B35/00GK1172717SQ9710482公开日1998年2月11日申请日期1997年2月8日优先权日1996年2月8日发明者鹫尾安司,宫野幸治,福田明夫申请人:昭和铝株式会社