JPH06320B2 - パンチ装置 - Google Patents

パンチ装置

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JPH06320B2
JPH06320B2 JP1123036A JP12303689A JPH06320B2 JP H06320 B2 JPH06320 B2 JP H06320B2 JP 1123036 A JP1123036 A JP 1123036A JP 12303689 A JP12303689 A JP 12303689A JP H06320 B2 JPH06320 B2 JP H06320B2
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Description

【発明の詳細な説明】 Ａ．産業上の利用分野 本発明は、薄いシート状材料に非常に小さな孔を穿孔す
る装置、より詳細に言えば、グリーン・セラミック・シ
ートのような薄いシート状材料に開孔を形成するための
プログラム可能な穿孔装置に関する。
Ｂ．従来の技術 集積回路半導体パッケージ構造体用の多層セラミック基
板（ＭＬＣ）の製造において、複数枚のグリーン・セラ
ミック・シートは、樹脂結合剤、粉末セラミック材料、
溶剤、そして可塑剤を含むスラリーをドクターブレード
加工することによって形成され、このドクターブレード
加工されたシートを乾燥させた後、適当な大きさのシー
トに切断する。次に、シートを貫通する電気的接続体を
形成するために、バイア孔が穿孔される。バイア孔の中
と、シートの表面上の所望のパターンとに、導電性ペー
ストが付着された後、このシートが積層され、ラミネー
トされ、次に、このアセンブリは焼結温度で焼成され
る。
セラミック・シートの中にバイア孔を穿孔することは、
開孔の寸法が小さく、そして穿孔される開孔の密度が高
く、しかも複雑な開孔のパターンを必要とするので、非
常に困難な技術的問題を与える。
１９７１年２月のＩＢＭテクニカル・ディスクロジャ・
ブレティン第１３巻第４号の２５３６頁には、半導体基
板などに使用される材料に多数の小さい孔を同時にパン
チする装置が記載されている。これにおいては、各々の
ワイヤ状のパンチが、ピンのビスにクランプされ、ピン
のビスは、プランジャに取付けられている。そして、プ
ランジャは、アクチュエータ・ラム中で垂直方向に移動
自在となっている。プランジャは、アクチュエータ・ラ
ムから離れる方向に付勢される。ラムは、適当な手段に
よって、垂直方向に駆動される。
１９７４年５月のＩＢＭテクニカル・ディスクロジャ・
ブレティン第１６巻第１２号の３９３３頁には、「エア
・スプリング」パンチ・ヘッドが記載されている。これ
は、微細なタングステン・カーバイド・パンチを使用し
て、未焼成セラミックに、0.2mm程度の直径の小さい孔
を形成するために使用される。この装置は、所望のバイ
ア構成でクリアランス孔をもつ金属プログラミング・マ
スク（インターポーザ）を使用する。このインターポー
ザは、機械的なバネを装備された複数のパンチをもつパ
ンチ・ヘッドと組み合わせて使用される。しかし、機械
的なバネを、エア・スプリングで置き換えることによっ
て、より精妙な、微細サイズの孔を形成することができ
る旨が開示される。
通常は、これら２つのＩＢＭテクニカル・ディスクロジ
ャ・ブレティン、及び米国特許第４４２５８２９号に記
載されているような型式の装置によって、バイア孔を穿
孔している。これらの装置において、穿孔ヘッド内に格
子状に配列された複数個のパンチ素子は、インターポー
ザ・マスクによって被われているグリーン・シートの上
にインデックスされる。パンチ・ヘッドが下方に移動し
て、パンチ素子がインターポーザ・マスクに接触した
時、パンチ素子は、インターポーザ・マスク中の開口を
通り、セラミック・グリーン・シートを突き抜くので、
開孔の必要な場所に穿孔が行われる。インターポーザ・
マスクによって被われている他の領域、即ち開口を必要
としない領域において、インターポーザ・マスクは、ヘ
ッド中にパンチ素子を引留める。
１９７７年９月のＩＢＭテクニカル・ディスクロージャ
・ブレティン第２０巻４号の１３７９頁に記載されてい
るオートメ化された穿孔装置においては、集積回路用の
多層セラミック構造のためのパンチ装置が記載されてい
る。このための典型的な孔の直径は、1.27mmである。こ
の装置においては、適切な制御によって、所望のパター
ンの孔を形成できるようになっている。すなわち、ヘッ
ドは、セラミックのグリーン・シートと相対的に垂直方
向の移動を与える手段によって支持され、セラミックの
グリーン・シートは、可動テーブル上に支持される。ヘ
ッドには、伸縮プレートが接続され、伸縮プレートは、
ヘッドから外方にバネによってバイアスされる。また、
伸縮プレートには複数の孔が設けられ、そこから、複数
のパンチ素子が突出する。パンチ素子は、ソレノイドに
よって駆動される。ソレノイドは、押圧駆動コイルと、
引付駆動コイルとをもち、これらは、コイルの間に、摺
動可能に取付けられた第１の磁石上で作用する。押圧ロ
ッドの下端には、第２の磁石が設けられている。伸縮プ
レート上に配置されたパンチ素子は、第２の磁石と磁気
的に結合される。この双対コイル構成のソレノイドは、
コンピュータからの適切なコマンドによって、プッシュ
プル動作を行う。この装置は、コンピュータのコマンド
によって、個々のパンチ素子を電気的に動作させること
が出来るから、このタイプの穿孔装置は、上述のインタ
ーポーザを必要としない。この装置において、インター
ポーザ・マスクを使用する穿孔装置と同様に、穿孔され
るシートの各セクターに対してパンチ素子を含むパンチ
・ヘッドが使用されている。パンチ・ヘッドは１００個
程度の独立したパンチ素子を持つことが出来る。プログ
ラム可能なパンチ・ヘッドにおいて、選択されたパンチ
は、ソレノイドによって突き出されて、孔を穿孔する装
置として、ヘッド全体が下方に移動される。突き出され
た位置に移動したパンチは、シートに孔を開ける。引込
められている位置にある他のパンチは、シートに差し込
まれず、従って、シート上に開孔を形成することはな
い。グリーン・シートを保持するサポートは、パンチ素
子が破損しないように、穿孔行程の間で停止していなけ
ればならない。加えて、開孔のパターン全体の形状は、
パンチ・ヘッドの形状によって左右される。穿抗される
開孔のパターンは、バイア開孔のパターンが変更される
ことがあり得るにも拘らず、容易に拡張したり、または
変更することが出来ない。
米国特許第３６９５１３０号及び同第３７３００３９号
には、工作物にパンチ素子を突き刺すために、磁気的に
反撥するアクチュエータを使用した高速度穿孔装置が示
されている。
最近になって、プログラム可能な穿孔装置が、１９８６
年３月１０日に出願された米国特許出願第８３７９３３
号（特開昭６２−２１３９９８号参照）に開示されてお
り、この装置は、薄いシート状材料を穿孔するパンチを
駆動するために磁気的な反撥力を利用している。このプ
ログラム可能な穿孔装置は、穿孔動作の技術に大きな進
歩を与えたけれども、しかし、穿孔装置の能率を低下さ
せるほどの高温にまで、パンチ素子が過度に加熱される
という問題を抱えている。
Ｃ．発明が解決しようとする問題点 従って、本発明の目的は、薄いシート材料のパンチング
に適合し、パンチ素子の過度の加熱を防止する穿孔装置
を提供することにある。
Ｄ．問題点を解決するための手段 本発明の上述の目的は、薄いシート状材料に開孔のパタ
ーンを穿孔するための新規な穿孔装置を与えることによ
って達成される。本発明の穿孔装置は、液体冷媒用のキ
ャビティを有するハウジングと、液体冷却媒体用のキャ
ビティ中に装着されたコイルと、液体冷媒用のキャビテ
ィ中に装着された高導電性材料で作られた駆動ディスク
と、駆動ディスクはコイルに近接して設けられているこ
とと、液体冷媒用のキャビティの外側に設けられてお
り、しかも駆動ディスクと協働する駆動ボタンと、薄い
シート状材料を穿孔するために、駆動ボタンと整列した
パンチ素子とで構成されている。また、この装置は、コ
イルから駆動ディスクを磁気力で反撥させることによ
り、駆動ボタンとパンチ素子とを連動させて、パンチ素
子が薄いシート状材料に穿孔を行うように、駆動ディス
クとコイルとを結合する磁束を発生するための電気エネ
ルギのパルスによってコイルを付勢する装置を含んでい
る。
駆動ディスクが、反撥される原理をより詳細に説明する
と、次のとおりである。すなわち、上記コイルにパルス
電流を供給すると、上記コイルは磁束を発生するが、駆
動ディスクは高度に導電性であるため、該磁束は駆動デ
ィスク中に電流の渦をもたらし、この渦によって、上記
コイルによってもたらされた磁束を打ち消すような磁束
が発生され、以て駆動ディスクをコイルに対して反発さ
せる力が起こされる。この反発力は、キャビティの外に
あって駆動ディスクに連通する駆動ボタンを通じて、カ
ラーに伝えられ、パンチ素子のパンチング動作へ変換さ
れる。
Ｅ．実施例 添付図面を参照して、本発明の実施例を以下に説明す
る。第２図を参照すると、矢印１８で示された方向でレ
ール１６上を移動するように装着されたパンチ１４と、
矢印２６で示された方向でレール２４上で移動するよう
に装着されたキャリッジ２２上に設けられたシート状工
作物の保持用素子２０とを含む穿孔装置１２を載置して
いるベンチ、即ち基台１０が示されている。シート状工
作物の保持用素子２０は２個設けられるのが好ましく、
両方ともレール２４上に保持されるように装着されてい
る。アライメント用の適当なピン２８が、シート状工作
物の保持用素子２０に設けられており、穿孔されるべき
シートに設けられたアライメント用開孔によって、シー
トを保持する。穿孔装置１２の動作を適当に制御するた
めに、制御パネル３０が設けられている。
第１図を参照すると、参照数字１５で全体を示すハウジ
ングを有するパンチ１４の細部の構造が示されている。
端部分の直径が小さくされ、且つブロック３６の開孔３
８と整列されたパンチ素子３２は、ブッシング３４及び
パンチ案内ブロック３６中で直進するように組立てられ
ている。パンチ素子３２の端部が、第１図に示されてい
るような位置に引き込められている時に、パンチ素子３
２の端部は、開孔３８から引き抜かれている。パンチ素
子３２の上端部にカラー４０が設けられている。ブッシ
ング３４とカラー４０の隣り合う面に設けられたスプリ
ング４２は、パンチ素子３２と装着された部材の重量を
支え、更にカラー４０が、ハウジング１５の下部の隣接
面４４に当接するように持ち上げる力を持っている。パ
ンチ素子３２の下端部はパンチ・ダイ５２中の開孔５０
と整列されている。パンチ素子３２が下方に移動された
時、その下端は、被加工シート５４に突き刺さってシー
トに開孔を穿ち、そしてパンチ素子３２の端部はパンチ
のダイ５２中の開孔５０に入る。抜き出された材料、即
ち、抜き屑は、チャンバ５６の中に落下する。
パンチ素子３２は、磁気的な反撥力によって加工シート
５４を突き抜けるよう駆動される。平坦な高エネルギ・
コイル５８が、ハウジング１５の液体冷媒用キャビティ
４６中に設けられている。また、高伝導（電気的に）材
料の駆動ディスク４８が、液体冷媒用キャビティ４６中
に設けられている。駆動ディスク４８は、コイル５８に
近接して、同じ中心軸上に装着されている。駆動ボタン
４９は、液体冷媒用キャビティ４６の外側に設けられて
いるけれども、以下に説明する手段によって、駆動ディ
スク４８と協働する。パンチ素子３２は、駆動ボタン４
９と同じ中心軸上に置かれている。
本発明の装置の１つの重要な要素は、駆動ディスク４８
と駆動ボタン４９との間に位置付けられており、しかも
駆動ディスクと駆動ボタン４９との間の連働を行うこと
のできる弾性ダイアフラム５１である。第１図から明ら
かなように、弾性ダイアフラム５１は、液体冷媒用キャ
ビティ４６の外側の境界を画定するものである。然しな
がら、弾性ダイアフラム５１は、密閉用部材だけの機能
を持つだけではない。詳細は後述されるが、駆動ディス
ク４８の磁気的反撥力が働いている期間中で、駆動ボタ
ン４９がパンチ素子３２を下方に駆動している時に、弾
性ダイアフラム５１は下方に変形される。復帰行程にお
いて、弾性ダイアフラム５１は、変形していない位置に
戻る。従って、弾性ダイアフラム５１が下方への繰り返
し変形を受ける間、密閉作用、即ちシール作用をしなけ
ればならないことが、弾性ダイアフラム５１の重要な要
件である。
弾性ダイアフラム５１の材料には、多くの材料が考えら
れる。それらの材料の例は、ステンレス鋼、ゴム、ガラ
ス繊維、または他の重合体材料があり、ステンレス鋼が
望ましいが、弾性ダイアフラム５１の材料は、これらの
材料に限定されるものではない。
既に述べたように、駆動ボタン４９は、駆動ディスクと
協働する。この関係を遂行するための特に好ましい配列
は、弾性ダイアフラム５１の開孔部５３を通して駆動デ
ィスク４８の一部を位置付けることである。その後、駆
動ボタン４９は駆動ディスク４８の中に圧入し、これに
より、シール用開孔５３として機能するように、開孔部
５３の囲りに駆動ディスク４８のプラスチック・フロー
を惹起させる。
リード線用の導体６０及び６１は、適当な電流源に接続
されている。コイル５８を流れる電流は、コイル５８を
通って流れる電流に対してほぼ逆位相の電流を誘出する
駆動ディスク４８と結合する磁界を発生する。この磁界
がディスク４８を横切ると、電磁誘導の法則に従い、デ
ィスク４８中に渦電流をもたらす。ディスク４８中のこ
の電流は、コイル５８中の磁界と反対の磁界を発生す
る。この２つの相反する磁界は、２つの磁石のＮ極どお
しが反撥するのと同じ原理によって、固定コイル５８か
ら離れる方向にディスク４８を駆動する力を生じる。こ
の力は、コイル５８の巻線回数、コイル及びディスクを
通って流れる電流の単位時間の大きさ、そしてシステム
の他の物理的パラメータに比例した大きさである。この
実施例においては、約13.5キログラム（約３０ポンド）
の大きさの力を発生する。関連素子の低い慣性と相まっ
て、この高い磁気的反撥力は、非常に高速度のパンチ駆
動装置を作ることが出来る。パンチ素子３２の移動は、
カラー４０の表面４０Ａがブッシング３４の表面を叩
き、そして跳ね返った時に終了する。コイル５８を通っ
て流れる電流パルスは、パンチ素子３２を、コイル５８
から離れる方向へ非常に速く加速する力を生じるような
大きさのものである。
上述の米国特許出願第８３７９３３号に開示された穿孔
装置と比較して、本発明の穿孔装置の穿孔速度は遥かに
高い速度である。開孔は、約１００マイクロ秒、または
それ以下で穿孔することが出来る。これは、本発明のこ
の実施例のパンチ素子が、従来のパンチ素子と比較し
て、約半分の重さと、２倍の加速度を有している事実に
基づいている。また、この駆動ディスクが冷却されるこ
とと、コイルに近接していることとの２つのファクタ
が、穿孔速度を増加することの主な理由である。また、
このパンチ素子は、高い復帰速度を持っている。この高
い復帰速度は、ブッシング３４上でカラー４０を跳ね返
すことによって達成される。パンチ素子３２のこの高い
跳ね返り速度は、パンチ素子の端部から加工材料のパン
チ屑を排除するのに役立つ。パンチ屑の慣性は、パンチ
屑自身をパンチ素子から引剥して引続き下方に落下させ
る。
第１図に示したように、駆動ボタン４９は、軸方向に関
してパンチ素子３２から離隔しているので、駆動ボタン
はパンチ素子３２を打撃する。この空隙は、駆動ボタン
４９が最高速度に到達した時に、駆動ボタン４９がパン
チ素子３２を打撃するような大きさに選ぶことが望まし
い。この実施例の場合、この空隙の大きさは、0.127乃
至0.254ミリメートル（５乃至１０ミル）程度である。
第６図を参照すると、コイル５８へ電流パルスを印加す
ることによってパンチ素子３２を活動化するための回路
が示されている。代表例では１００ボルトのＤＣ電流源
６３は、抵抗６５を介して主エネルギ貯蔵用コンデンサ
６４を充電する。抵抗６６は、コンデンサ６４を放電す
るためのブリーダー抵抗であり、安全性を確保するため
に設けられるものである。パンチ行程が呼び出された
時、制御部からの正の駆動信号が端子６７に印加され
る。この駆動パルス信号は、トランジスタ６８ａ，６８
ｂ及び６８ｃによって増幅され、そして、グランドに接
続されているトランジスタ６９をオンに転じる。トラン
ジスタ６９の導通は、駆動コイル５８をコンデンサ６４
に接続することになる。コイル５８中の電流は、パンチ
行程を発生するために次第に増加する。コイル中を流れ
る細孔電流は、コイルと回路の直流抵抗とによって決め
られる。端子６７に跨がって負の駆動信号を印加するこ
とによって、トランジスタ６８ａ，６８ｂ，６８ｃ及び
６９は、オフにされ、これにより、コイル５８は、コン
デンサ６４から遮断される。コンデンサ６４からコイル
５８を遮断すると、オイル５８中の電流は、ダイオード
７５を通って減衰する。ダイオード７７ａ，７７ｂ，７
７ｃ，７７ｄ及び７７ｅと、抵抗７９ａ及び７９ｂは、
関連するトランジスタのオン及びオフの速度を高めるた
めに接続されている。
パンチ素子の高速度を達成するために、非常に大きな電
流をコイル５８に流さなければならない。これは、通
常、液体冷却によって、コイルを冷却する必要がある。
第７Ａ図、第７Ｂ図及び第７Ｃ図は、本発明に従ったコ
イルを示す図である。第７Ａ図及び第７Ｂ図はコイルを
分解した図であり、第７Ｃ図はコイルを組立てた図であ
る。夫々のコイルは、全体として平坦であり、例えば、
平坦な銅版、または平坦なアルミニウム板から写真蝕刻
によって作られる。これらのコイルが組立てられると、
コイル組立体は、非常にコンパクトであり、効果的であ
る。単独の電線の巻線を持つコイルが有する１つの問題
は、引出し線の端部において断線が生じ易い問題であ
る。本発明の１つの利点は、写真蝕刻により作られたコ
イルが、端部に向かって次第に大きくなるセクションを
持ち、従って、引出し用導体の断線の問題を減少させた
ことにある。
コイル５８を通って流れる冷却用液体冷媒を通過させる
ための図示の実施例においては、冷却用液体冷媒が巻線
を介して半径方向に通過する。冷却用液体は、例えば
水、油、液化した冷却気体等、任意の冷媒でよい。第１
図に示したように、入口通路７４は、コイル５８の中心
へ冷却用液体を導いている。冷却用液体冷媒に与えられ
た圧力は、冷却用液体冷媒を、巻線の半径方向に向かっ
て流し、冷却用液体冷媒用のキャビティ４６に集めた
後、通路７８に送り出す。キャビティ４６から冷却用液
体冷媒が漏洩しないように、環状シール８０が設けられ
ている。
第３図に示したように、パンチ・ダイ５２上に、加工用
シート５４を、より良く保持するために、複数個の空気
ベアリング８２がパンチ素子３２の周囲に設けられてい
る。各空気ベアリングは、空気通路８４及び８６を含ん
でおり、夫々の端部は対向する関係で整列されている。
ブッシング８４Ａ及び８４Ｂを通る通路を流れる圧縮空
気は、加工用シート５４の対向する両面に差し向けられ
る。通路８６に接続されている小さな空気分岐通路８６
Ｂは、穿孔行程が完了した時、パンチ素子３２からの穿
孔屑の除去を助けるために、パンチ・ダイ５２の開孔５
０の底部に空気を送る。真空源は、穿孔屑や、他の不要
物を除去するために開口８８を通る負荷的な空気を吸引
するようチャンバ５６に接続されることが望ましい。
空気通路８４中の付加的な空気通路８４Ｂがチャンバ９
０に接続されている。この配列によって、空気は、パン
チ・サイクルが完了した後、ブッシング３４と、加工シ
ート５４の穿孔された開孔を通るよう強制される。圧力
を加えられた空気は、パンチ素子が引き込まれた時、ダ
イや、シートに引っ掛かった加工材料屑を吹き飛ばす。
第１図及び第３図に示されたように、シート５４に穿孔
された開孔の存在、または不在をチェックするために、
複数個の開孔センサ９２が、パンチ素子３２の周囲に設
けられている。開孔センサ９２は一対のオプチカル・フ
ァイバのケーブル９４及び９５を含んでおり、それらの
端部は、シートの対向する２面に対向して整列されてい
る。一方のケーブル、即ちケーブル９４は、光源に連結
されており、他方のケーブル９３は光感知器に接続され
ている。シート５４の開孔がオプチカル・ファイバ・ケ
ーブル９３及び９４の端部と整列した時、光感知器が光
を検出して、開孔の存在を表示する。開孔が無い場合、
光線はシートによって遮られ、この状態はまた、光感知
器によって検出可能である。適当な開孔検査制御装置に
よって、シートの穿孔された開孔の位置と、その開孔の
位置が検出器と整列する時刻とを追従する。このこと
は、隣の開孔が穿孔されたことをチェックすると同時
に、穿孔開孔のパターンをチェックするのを可能とす
る。
第９Ａ図及び第９Ｂ図は、本発明に従ったパンチ素子を
示す図である。第９Ａ図において、パンチ素子３２は、
均一な太さのシャフト１３０と、例えば炭化タングステ
ンのような耐摩耗性の大きな材料で作られた先端部、即
ちチップ１３２とを含んでいる。シャフト１３０は、カ
ラー４０に蝋付けされている。チップ１３２は、所望の
寸法に精密に研磨されている。チップの研磨は、非常に
多くの時間を必要とする大変高価な行程を必要とする。
従って、パンチ素子を製造するために、他の方法を用い
ることが望まれる。第９Ｂ図に示したものは、本発明の
方法に従って作られたパンチ素子を示している。第９Ｂ
図のパンチ素子３２′は、少なくとも一方の端部１４０
に空洞を持つシャフト１３８を含んでいる。シャフト１
３８の他端はカラー４０に蝋付けされている。次に、精
密に引き抜かれた鋼ワイヤのセグメント１４２がシャフ
ト１３８の空洞の端部１４０から挿入される。その後、
第９Ｃ図に示されたように、例えば、窒化チタン、炭化
チタン、またはダイヤモンド薄膜のような耐摩耗性の大
きな材料の薄膜約0.127ミリメートル（約５ミクロン）
でワイヤ１４２を被覆することによって、チップの形成
が行われる。
パンチ素子３２、または３２′の何れでも、約0.2ミリ
メートル（８ミル）または、それ以下の直径の穿孔を行
うのに適している。然しながら、約0.1ミリメートル、
またはそれ以下の直径の穿孔用としては、パンチ素子３
２′の方が好ましい。
第４図及び第５図は、本発明の穿孔装置の他の実施例を
説明するための図である。この実施例において、パンチ
・ヘッド１００は、複数個のパンチ素子３２及びそれを
動作させるための関連素子を含んでいる。複数パンチ・
ヘッドは、上述した従来の穿孔装置と同様に、加工物に
開孔を設ける位置の上にインデックスする。然しなが
ら、ヘッド中の複数のパンチによって、穿孔できる開孔
数は、より大きくすることが出来る。この他の変形例
は、ヘッドが穿孔位置中に回転移動し、または、穿孔位
置から回転移動するように、スパイダ１０２上にパンチ
・ヘッド１００を装着するものである。スパイダ１０２
は、加工物の保持装置に対して、多数のヘッドを即時に
使用することを可能にする。動作に際して、この穿孔装
置は、摩耗したパンチの取替え等の保守点検を周期的に
行わねばならない。このような保守点検を受けたパンチ
・ヘッドは、ヘッドの誤動作や、保守点検に際して、動
作位置に対して反転した位置にしたり、または回転した
りすることが出来る。これは、穿孔装置の故障時間を短
縮することに役立つ。スパイダ素子は、加工物の表面上
でパンチ・ヘッドを移動する運動を与えるために装着さ
れている。
上述した実施例の穿孔装置は、米国特許第４２４５２７
３号に開示されたような型式の半導体モジュール用の多
層セラミック基体の製造に使用されるグリーン・セラミ
ック中の開孔パターンを穿孔するのに特に適している。
このような適用例において、開孔の直径は0.127乃至0.1
52ミリメートル（４乃至５ミル）であり、将来の基体に
おいては、0.125ミリメートル以下と想定されているよ
うに、非常に小さい寸法である。開孔相互の距離は、多
少のばらつきがあるけれども、0.254ミリメートル（１
０ミル）程度の大きさである。セラミック・シートの厚
さは、通常、0.203ミリメートル（８ミル）から0.279ミ
リメートル（１１ミル）である。穿孔装置の動作に際し
て、開孔のパターンは、コンピュータ・プログラムによ
って制御される。パンチ行程の速度は、パンチ行程の間
で、シートの移動を停止する必要のない程度の大きさで
ある。パンチとグリーン・シートの係合は極めて短時間
であり、換言すれば、パンチがシートに入り、そして取
出されるのに要する時間は、約１０-4秒である。シート
保持手段２０は、この時間の間で0.00254ミリメートル
（約１０-4インチ）だけ移動する。この移動は、グリー
ン・シートの可塑性と、パンチの僅かなたわみとによっ
て達成される。
第８図を参照すると、本発明の穿孔装置の一部である制
御手段の模式図が示されている。開孔のパターン構成
と、パターンを構成する開孔の数とを含む処理データ
は、基体の焼結縮みを補償するために拡張されねばなら
ず、穿孔データ処理装置１１０内でＸ方向及びＹ方向に
走査するのに適当なマトリックスに変換されねばならな
い。開孔の座標軸のリストは、穿孔データとして、ツー
ル制御装置１１２に送られる。ツール制御装置１１２
は、開孔のＸ及びＹ座標軸を解読して、穿孔されるべき
加工物を、パンチ素子３２に対して保持し、且つ移動す
るＸ及びＹステージ１１４を移動するインストラクショ
ンを発生する。より詳細に説明すると、ツール制御装置
１１２は、穿孔用ツール１４を保持しているテーブルの
Ｘ方向の移動と、キャリッジ２２のＹ方向のステップ移
動とを調整する。また、ツール制御装置１１２は、Ｘ及
びＹステージ１１４を移動するインストラクションと調
整して、コイル５８を付勢する発射信号を発生する。穿
孔検査装置１１６は、穿孔インストラクション及び、
Ｘ、Ｙステージ位置のデータと、ホト検出器からの信号
とを統合して、開孔が穿孔されたか否か、そして穿孔屑
が、開孔に残されていないかなどを検査する。穿孔動作
などの検査は、パンチ素子に対するシートの連続移動を
停止することなく、達成することが出来る。ホト検出器
１１８は、光源からシート５４の開孔を通過した後、オ
プチカル・ファイバのケーブルを介して伝送された光線
に応答する。
更に、本発明の装置は、グリーン・シートに穿孔された
開孔の品質を改善する。グリーン・セラミック・シート
は、粘性の可塑的な性質を持っている。穿孔速度が比較
的遅い装置の場合、パンチの降下行程において、パンチ
素子の囲りにグリーン・セラミック材料が流れる傾向が
あり、その結果、シートが歪むことになる。本発明の装
置のように、穿孔速度が非常に高速度である場合、グリ
ーン・セラミック・シートは、あたかも粘性の無い材料
のように振舞う。このことは、シートの歪みを減少する
ことになる。
Ｆ．発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、パンチ素子の駆
動源としての固定コイルと、駆動ディスクとをキャビテ
ィに収め、このキャビティに、冷却媒体としての、液体
を注ぐことによって、固定コイルと、駆動ディスクとを
液体に常時浸漬させるようにしたので、通常のパンチン
グ動作で尤加熱しやすい駆動部分が有効に冷却され、以
て穿孔装置の能率を低下させるほどの高温にまで、パン
チ素子が過度に加熱される問題が解決される。
また、駆動ディスクが冷却されることと、駆動ディスク
がコイルに近接しているという本発明の２つの特徴は、
穿孔速度を増加させる。というのは、駆動ディスクがコ
イルに近接していることは、それだけ強い磁束が駆動デ
ィスクを横切ることを意味し、駆動ディスクが冷却され
ることは、より高速でパンチング動作を行っても駆動デ
ィスクが焼損しないことを保証するからである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の穿孔装置に用いる素子を説明するため
に、本発明の穿孔装置を切断した断面図、第２図は穿孔
装置とシート材料との間の一般的な関係を説明するため
に、本発明の穿孔装置全体を示す斜視図、第３図は第２
図の線３−３に沿って見た平面図、第４図は本発明の他
の実施例を説明するために、パンチ素子を保持するため
の回転ヘッドを一部切載した図、第５図は第４図の線５
−５で切断した断面図、第６図ハ本発明の穿孔装置を活
動化するために使用される回路図、第７Ａ図、第７Ｂ図
及び第７Ｃ図は本発明に従ったコイルの平面図、第８図
は本発明の穿孔装置の種々の素子を制御するための制御
手段の模式的なブロック図、第９Ａ図は従来のパンチ素
子を示す図、第９Ｂ図は本発明に従ったパンチ素子を一
部切載して示す図、第９Ｃ図は第９Ｂ図に示したパンチ
素子の先端部を拡大して示す断面図である。 １２‥‥穿孔装置、１４‥‥パンチ、１５‥‥ハウジン
グ、３２‥‥パンチ素子、３６‥‥パンチ案内ブロッ
ク、４０‥‥カラー、４２‥‥スプリング、４６‥‥液
体冷媒用キャビティ、４８‥‥駆動ディスク、４９‥‥
駆動ボタン、５１‥‥弾性ダイアフラム、５２‥‥パン
チのダイ、５４‥‥加工シート、５８‥‥高エネルギ・
コイル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】(a)冷却用の液体が注がれているキャビテ
    ィをもつハウジングと、 (b)上記キャビティ中に、上記液体に浸漬されるように
    配置されたコイルと、 (c)上記コイルに近接して上記液体中に浸漬されるよう
    に、上記キャビティ中に配置され、高導電性の材料から
    なる駆動ディスクと、 (d)上記キャビティの外側に配置されるが上記駆動ディ
    スクとは連通する駆動ボタンと、 (e)上記駆動ボタンに整列し、薄い材料を穿孔するため
    のパンチ素子と、 (f)上記駆動ディスクを上記コイルから反撥させるよう
    に上記駆動ディスクと上記コイルとを連結する磁束を発
    生させるべく、上記コイルを電気パルスで付勢し、以て
    上記駆動ボタンと上記パンチ素子とを移動させて上記パ
    ンチ素子をして薄い材料を穿孔させるための手段を具備
    する、 パンチ装置。
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