特開 2024-43879 ガラス繊維強化基板用ドリル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024043879

(43)【公開日】2024-04-02

(54)【発明の名称】ガラス繊維強化基板用ドリル

(51)【国際特許分類】

   B23B 51/00 20060101AFI20240326BHJP

【ＦＩ】

B23B51/00 L

B23B51/00 V

B23B51/00 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022149104

(22)【出願日】2022-09-20

(71)【出願人】

【識別番号】000000158

【氏名又は名称】イビデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001542

【氏名又は名称】弁理士法人銀座マロニエ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】奥田 壮馬

【テーマコード（参考）】

3C037

【Ｆターム（参考）】

3C037AA09

3C037BB00

3C037DD01

3C037FF08

(57)【要約】      （修正有）

【課題】厚いガラス繊維強化基板への貫通孔形成が可能な曲げ剛性を有する小径ドリルを提供すること。
【解決手段】先端側の刃先部と基端側のネック部とを有するドリル本体を備え、刃先部の先端は、切刃と、当該ドリルの切込み回転方向でその切刃の後方側に位置する先端逃げ面とを有する。刃先部の径はネック部の径よりも大きく、刃先部とネック部との間に段差がある。ドリル本体は、連続する１条のみの切屑排出溝と、０．０２２～０．０２４のウェブテーパＷＴを持つドリル芯とを有する。切屑排出溝は、刃先部の先端から段差を超えてネック部まで延在する横断面Ｌ字状の主溝と、主溝よりも小さい溝幅および溝深さで主溝に添って刃先部の先端から段差を超えてネック部まで延在し、ネック部で主溝に合流して終る横断面Ｕ字状の副溝とを持つ。ウェブテーパＷＴ＝（Ｗ２－Ｗ１）／Ｌ、Ｗ１：ドリル芯先端部径、Ｗ２：ドリル芯基部径、Ｌ：ドリル芯長さとされる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス繊維強化基板に貫通孔を形成するためのガラス繊維強化基板用ドリルであって、
先端側の刃先部と基端側のネック部とを有するドリル本体を備え、
前記刃先部の先端は、切刃と、当該ドリルの切込み回転方向でその切刃の後方側に位置する先端逃げ面とを有し、
前記刃先部の径は前記ネック部の径よりも大きく、
前記刃先部と前記ネック部との間には段差があり、
前記ドリル本体は、連続する１条のみの切屑排出溝と、０．０２２～０．０２４のウェブテーパＷＴを持つドリル芯とを有し、
前記切屑排出溝は、
前記刃先部の先端から前記段差を超えて前記ネック部まで延在する横断面Ｌ字状の主溝と、
前記主溝よりも小さい溝幅および溝深さで前記主溝に添って前記刃先部の先端から前記段差を超えて前記ネック部まで延在し、前記ネック部で前記主溝に合流して終る横断面Ｕ字状の副溝と、を持ち、
前記ウェブテーパＷＴは、ＷＴ＝（Ｗ２－Ｗ１）／Ｌ、Ｗ１：ドリル芯先端部径、Ｗ２：ドリル芯基部径、Ｌ：ドリル芯長さで定義されることを特徴とするガラス繊維強化基板用ドリル。

【請求項2】

前記副溝は、前記ドリル本体の先端からそのドリル本体の全長の３０％～５０％の間で前記主溝に合流して終る、請求項１記載のガラス繊維強化基板用ドリル。

【請求項3】

前記主溝の幅は０．０２ｍｍ～０．２５ｍｍ、前記副溝の幅は０．０２ｍｍ～０．１２ｍｍである、請求項１記載のガラス繊維強化基板用ドリル。

【請求項4】

前記主溝を画成する、前記切刃に繋がる一方の側壁部と、前記先端逃げ面に繋がる他方の側壁部との間の挟む角は、所定横断面において８０°～１００°である、請求項１記載のガラス繊維強化基板用ドリル。

【請求項5】

所定横断面において、前記一方の側壁部の断面幅が、前記他方の側壁部の断面幅よりも狭い、請求項１から４までの何れか１項記載のガラス繊維強化基板用ドリル。

【請求項6】

所定横断面において、前記他方の側壁部の断面幅が、前記一方の側壁部の断面幅に対し１．２倍～１．４倍である、請求項５記載のガラス繊維強化基板用ドリル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、サーバー等に用いられる高密度プリント配線基板のコア基板等を構成するガラス繊維強化基板に貫通孔を形成するためのドリルに関する。

【背景技術】

【0002】

近年のサーバー用プリント配線基板の高密度化に伴い、その高密度プリント配線基板のコア基板に設けるスルーホールの間隔ピッチの狭ピッチ化が求められている。狭ピッチ化達成のためには、スルーホールを形成する貫通孔の孔径を小径化する必要がある。

【0003】

コア基板は反り対策のため、厚みが薄くできず、しかも絶縁樹脂中に含有するガラス繊維で強化されていることが多いので、貫通孔形成用のドリル径を小さくすると、ドリルがコア基板を貫通できずに曲がってしまう。それゆえ、ドリル径が小さくても、コア基板を構成する厚いガラス繊維強化基板を貫通できるドリルが必要とされている。

【0004】

ガラス繊維強化基板に貫通孔を形成するための従来のドリルとしては、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このドリルは、先端側の刃先部と、刃先部よりも小径の基端側のネック部とを持つドリル本体を備え、ドリル本体は、連続する１条のみの切屑排出溝と、０．０２２～０．０２４のウェブテーパＷＴを持つドリル芯とを備えている。

【0005】

切屑排出溝は、主溝と、主溝に添って延在し、主溝の途中に合流して終る副溝とを有し、ウェブテーパＷＴは、ＷＴ＝（Ｗ２－Ｗ１）／Ｌ、Ｗ２：ドリル芯基部径、Ｗ１：ドリル芯先端部径、Ｌ：ドリル芯長さで定義される。

【0006】

この従来のガラス繊維強化基板用ドリルによれば、切屑排出溝を１条のみとするとともに、切屑排出溝の主溝に添う副溝を主溝の途中に合流させることで、剛性が高められている。また、ドリル芯のウェブテーパＷＴを従来よりも小さい０．０２２～０．０２４として切屑排出溝の深さ割合を大きくすることで、貫通孔の内壁面を荒らす切屑が孔から排出され易くなり、内壁面上に形成されるスルーホール導体の接続の信頼性が高められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０２１－０７０１３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながらこの従来のガラス繊維強化基板用ドリルでも、コア基板を構成する厚み７００μｍ以上のガラス繊維強化基板に孔径が１５０μｍ以下の貫通孔を形成する場合には曲げ剛性が不足し、孔明け中に曲がってしまって、そのガラス繊維強化基板を貫通することができないという問題があった。

【0009】

本発明の目的は、ガラス繊維強化基板に貫通孔を形成するためのドリルであって、ドリル径が小さくても高い曲げ剛性を有し、厚みが厚いガラス繊維強化基板への貫通孔形成が可能となって小径貫通孔が狭ピッチで形成できるドリルを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のガラス繊維強化基板用ドリルは、ガラス繊維強化基板に貫通孔を形成するためのドリルであって、
先端側の刃先部と基端側のネック部とを有するドリル本体を備え、
前記刃先部の先端は、切刃と、当該ドリルの切込み回転方向でその切刃の後方側に位置する先端逃げ面とを有し、
前記刃先部の径は前記ネック部の径よりも大きく、
前記刃先部と前記ネック部との間には段差があり、
前記ドリル本体は、連続する１条のみの切屑排出溝と、０．０２２～０．０２４のウェブテーパＷＴを持つドリル芯とを有し、
前記切屑排出溝は、
前記刃先部の先端から前記段差を超えて前記ネック部まで延在する横断面Ｌ字状の主溝と、
前記主溝よりも小さい溝幅および溝深さで前記主溝に添って前記刃先部の先端から前記段差を超えて前記ネック部まで延在し、前記ネック部で前記主溝に合流して終る横断面Ｕ字状の副溝と、を持ち、
前記ウェブテーパＷＴは、ＷＴ＝（Ｗ２－Ｗ１）／Ｌ、Ｗ１：ドリル芯先端部径、Ｗ２：ドリル芯基部径、Ｌ：ドリル芯長さで定義されることを特徴としている。

【0011】

なお、本発明のガラス繊維強化基板用ドリルにおいては、前記副溝は、前記ドリル本体の先端からそのドリル本体の全長の３０％～５０％までの間で前記主溝に合流して終ると好ましい。また、前記主溝の幅は０．０２ｍｍ～０．２５ｍｍ、前記副溝の幅は０．０２ｍｍ～０．１２ｍｍであると好ましい。

【0012】

さらに、本発明のガラス繊維強化基板用ドリルにおいては、前記主溝を画成する、前記切刃に繋がる一方の側壁部と、前記先端逃げ面に繋がる他方の側壁部との間の挟む角は、所定横断面において８０°～１００°であると好ましい。また、所定横断面において、前記一方の側壁部の断面幅が、前記他方の側壁部の断面幅よりも狭いと好ましい。そして、所定横断面において、前記他方の側壁部の断面幅が、前記一方の側壁部の断面幅に対し１．２倍～１．４倍であると好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明のガラス繊維強化基板用ドリルの一実施形態を示す側面図である。

【図2】上記実施形態のガラス繊維強化基板用ドリルのドリル本体の先端部分を拡大して示す側面図である。

【図3】上記実施形態のガラス繊維強化基板用ドリルのドリル本体の先端部分を拡大して示す端面図である。

【図4】上記実施形態のガラス繊維強化基板用ドリルのドリル本体の主溝の横断面形状を従来のガラス繊維強化基板用ドリルのドリル本体の主溝の横断面形状と比較して示す略線図である。

【図5】上記実施形態のガラス繊維強化基板用ドリルのドリル本体のウェブテーパを示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明のガラス繊維強化基板用ドリルの一実施形態が図面に基づいて説明される。図１は、本発明のガラス繊維強化基板用ドリルの一実施形態を示す側面図であり、図２および図３は、上記実施形態のガラス繊維強化基板用ドリルのドリル本体の先端部分を拡大して示す側面図および端面図である。また、図４は、図１のＡ－Ａ線に沿う、上記実施形態のガラス繊維強化基板用ドリルのドリル本体の主溝の横断面形状を従来のガラス繊維強化基板用ドリルのドリル本体の主溝の横断面形状と比較して示す略線図であり、図５は、上記実施形態のガラス繊維強化基板用ドリルのウェブテーパを示す説明図である。

【0015】

図中符号１で示されるこの実施形態のガラス繊維強化基板用ドリルは、工作機械のチャック等に把持されるシャンク２と、そのシャンク２とともにドリル中心軸Ｏ上に配置されてシャンク２に基端（図では上端）を一体的に結合されるドリル本体３とを備えている。ドリル本体３は、先端側の刃先部３ａと、その刃先部３ａよりも小径の、基端側のネック部３ｂとを有するアンダーカットタイプとされている。刃先部３ａの外径は例えば０．１７ｍｍ、ネック部３ｂの外径は例えば０．１５ｍｍとされており、刃先部３ａとネック部３ｂとの間には段差３ｃが形成されている。

【0016】

刃先部３ａは、通常のドリルにおけると同様に、切刃５を有するとともに、図３では時計方向である当該ドリルの切込み回転方向でその切刃の後方側に位置する先端逃げ面６を有している。先端逃げ面６は、図示例では単一面状であるが、軸線に対し周方向に並んだ多段面状でもよい。

【0017】

ドリル本体３は、連続する１条のみの、所定のねじれ角の切屑排出溝４を備えており、切屑排出溝４は、主溝４ａと副溝４ｂとを有し、主溝４ａは、刃先部３ａの先端から段差３ｃを超えてネック部３ｂまで延在している。副溝４ｂは、その横断面において、主溝４ａよりも小さい溝幅および溝深さを有して、主溝４ａに添って刃先部３ａの先端から段差３ｃを超えてネック部３ｂまで延在し、ネック部３ｂで主溝４ａに合流して終る。主溝４ａの幅は例えば０．０２ｍｍ～０．２５ｍｍとされ、副溝４ｂの幅はそれと組合わされる主溝４ａの幅よりも小さい限りで例えば０．０２ｍｍ～０．１２ｍｍとされている。

【0018】

従来のガラス繊維強化基板用ドリルにおける主溝４ａは、図４に点線で示されるようにその横断面形状が、ドリル中心軸Ｏを含む平面に対して左右対称の低い壁部４ｅを持つ浅い概略Ｕ字状をなしている。この溝形状では、左右に位置する壁部４ｅが低いため上下方向に肉薄になって曲げ剛性が低くなると考えられる。また、基板へのドリルの切込みに際して右側の壁部４ｅで押された切屑が、基板の孔の内周面に押し付けられてその内周面を荒らすとともに、孔から抜け出しにくくなると考えられる。

【0019】

これに対し、この実施形態のガラス繊維強化基板用ドリルにおける主溝４ａは、図４に実線で示されるようにその横断面形状が、切刃５に繋がる一方の側壁部４ｃと、先端逃げ面６に繋がる他方の側壁部４ｄとを持つ概略Ｌ字状をなしている。この溝形状では、主溝４ａの両側に位置する２つの側壁部４ｃ、４ｄが、各々概略直線状をなすとともに、従来のドリルよりも互いに近接しているため、従来のドリルよりも上下方向に肉厚になって曲げ剛性が高くなると考えられる。また、基板へのドリルの切り込みに際して一方の側壁部４ｃでドリル回転方向に押された切屑が、他方の側壁部４ｄで案内されて基板の孔から後方に抜け出し易くなると考えられる。

【0020】

上記主溝４ａの横断面において、切刃５に繋がる一方の側壁部４ｃと、先端逃げ面６に繋がる他方の側壁部４ｄとの挟む角θは、図４に示されるように８０°～１００°とされる。挟む角θが８０°より小さいと主溝４ａが狭くなり、１００°より大きいと他方の側壁部４ｄの切屑案内機能が小さくなり、何れも切屑の排出性が低下する。

【0021】

上記主溝４ａの例えば図４に示されるような副溝４ｂを含まない所定横断面において、切刃５に繋がる一方の側壁部４ｃの断面幅が、先端逃げ面６に繋がる他方の側壁部４ｄの断面幅よりも狭くされている。これにより、他方の側壁部４ｄの切屑案内機能が良好になり、切屑の排出性が向上する。

【0022】

上記主溝４ａの例えば図４に示されるような副溝４ｂを含まない所定横断面において、先端逃げ面６に繋がる他方の側壁部４ｄの断面幅は、切刃５に繋がる一方の側壁部４ｃの断面幅に対し、１．２倍～１．４倍とされている。これにより、他方の側壁部４ｄの切屑案内機能が良好になり、切屑の排出性が向上する。

【0023】

ドリル本体３の、切屑排出溝４が形成されたドリル中心軸Ｏの延在方向範囲の、切屑排出溝４以外の部分は、長さＬのドリル芯を形成している。ドリル芯は、０．０２２～０．０２４のウェブテーパＷＴを持つ。

【0024】

ウェブテーパＷＴは、ＷＴ＝（Ｗ２－Ｗ１）／Ｌの計算式で定義される。ここに、Ｗ１：ドリル芯先端部径、Ｗ２：ドリル芯基部径、Ｌ：ドリル芯長さである。ドリル芯先端部径Ｗ１は、刃先部３ａの外径－切屑排出溝４の先端部深さであり、ドリル芯基部径Ｗ２は、マージン部３ｂの外径－切屑排出溝４の基端部深さである。

【0025】

連続する１条のみの切屑排出溝を備える従来のガラス繊維強化基板用ドリルでは、例えばＷ１＝０．０２０ｍｍ、Ｗ２＝０．１０６ｍｍ、Ｌ＝３．３ｍｍで、ウェブテーパＷＴは０．０２６であり、これによる切屑排出溝の体積率は４０．５％であったのに対し、この実施形態のガラス繊維強化基板用ドリル１では、例えばＷ１＝０．０２０ｍｍ、Ｗ２＝０．０９３～０．０９９ｍｍ、Ｌ＝３．３ｍｍで、ウェブテーパＷＴは０．０２２～０．０２４であり、これによる切屑排出溝の体積率は４２％であった。

【0026】

この実施形態のガラス繊維強化基板用ドリルによれば、切屑排出溝４を１条のみとするとともに切屑排出溝４の副溝４ｂを主溝４ａの途中に合流させ、しかも主溝４ａの横断面形状をＬ字状とすることで、従来のガラス繊維強化基板用ドリルよりも曲げ剛性が高められている。それゆえ、高強度で厚みの厚いガラス繊維強化基板への孔明け加工の際に、ドリルが曲がることなく、小径の貫通孔を狭ピッチで形成することができる。

【0027】

また、この実施形態のガラス繊維強化基板用ドリルによれば、ドリル芯のウェブテーパＷＴを０．０２２～０．０２４として切屑排出溝４の深さ割合を大きくすることと相まって、主溝４ａの横断面形状をＬ字状として切屑を側壁部で案内することで、従来のガラス繊維強化基板用ドリルよりも切屑が孔から抜け出し易くなっている。それゆえ、高強度のガラス繊維強化基板への貫通孔の孔明け加工の際に、切屑で貫通孔の内壁面が荒らされるのを回避して、その内壁面上に形成されるスルーホール導体の接続の信頼性を高めることができる。

【符号の説明】

【0028】

１ ガラス繊維強化基板用ドリル
２ シャンク
３ ドリル本体
３ａ 刃先部
３ｂ ネック部
３ｃ 段差
４ 切屑排出溝
４ａ 主溝
４ｂ 副溝
４ｃ 一方の側壁部
４ｄ 他方の側壁部
４ｅ 壁部
５ 切刃
６ 先端逃げ面
Ｏ ドリル中心軸
θ 挟む角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】