穴あけ加工について

質問

セラミック(アルミナ)の基盤(厚みが1～2mm)に直径1～2mmのきれいな穴をたくさん空けたいのですが、何か良い方法をご存知の方、教えていただけませんでしょうか。よろしくお願いします。

回答No.3

Massy57 · ベストアンサー

ANo.2です
グリーンシート：セラミックスパッケージやセラミックス配線基板を製造するごく一般的な工程で使用する。アルミナ粉末に所定の焼結助剤をまぜたものにバインダーを大量に湿式でまぜてつくったスラリーを一定の隙間をとおしてベルトコンベヤー上にひきつめ乾燥させて（ドクターブレードと呼びます）つくった、可塑性に富む、アルミナシートのシート。
これに、ドリルやパンチで所定の穴あけをしたのちスクリーン印刷でＭｏなどで配線をかき、所定の位置の穴埋めをしたのち複数のシートをプレスして接着後、焼成し多層配線基板をつくります。
従って1mmΦのあなあけなど自由自在です（本当かな、穴が大きすぎるかも）。
問題は焼成後のそり（原則、この方法でのアルミナ板は上下面の研削加工を行わない→必要なら平面研削すればいいかな　点と、通常アルミナの純度がそれほど高くない点です。ご質問の方のご使用用途に合うかどうかがポイントです。それと一品限りの試作に対応してくれるところを探し当てることですね。
コアドリルで穴あけは
１．immΦという小径が入手可能か否か
砥石屋さんにご確認下さい　自分の記憶では通常10mmΦが最小径ぐらいではなかったかと思っていました。
２．加工機
ボール盤ではたぶん回転数が不足すると思います。なんといっても1mmΦですので。必要とする周速から回転数を計算すると相当な高速回転が必要であり、直感としては研磨機でなければとおもいます
以上の２点クリヤすれば、加工自体は簡単です（もちろん穴間隔が狭すぎると破損しますし、どんな材料をアルミナ板のしたに当てるかなど試行錯誤が必要でしょうね）。

ウォータジェットがだめ？　メーカ弱気ですね　自分の感じでは問題なく加工できると思いますが。（スギノ）
レーザはたぶんだめでしょうね（三菱電機）。
後思いつくのはゴムなどの柔らかい材料で、必要な穴位置だけに穴をあけたシートを作り、サンドブラストで穴をあけるぐらいでしょうか。

アルミナ板の大きさが手頃（値段的に）で、コアドリル（要は穴あけようの砥石です）がご入手可能であれば（標準品がなくとも電着で簡単に作れそうですね）まずはトライされては（最悪ボール盤で　最高回転数を選択され、冷却水がかけられるようご手配下さい　ボール盤の摺動部分に冷却水がかからないようおきをつけて　グラインディングセンターなどをお持ちなら簡単ですね）いかがでしょうか　案外案ずるよりも産むが易しかもしれません。

お礼

前回に引き続きまして、丁寧な回答ありがとうございました。上記の方法で検討してみたいと思います。

回答No.2

Massy57

焼成前のグリーンシートに孔あけしたのち焼成というのが一番簡単ですね。ただ孔の位置精度、真円度、面精度とうの観点から、焼成後のシートの孔あけといえばまず思いつくのはダイヤモンド工具を用いたコアドリルでの孔あけでしょうか。１～２φといった小径のものが入手可能なのか、加工機（マシニングセンター（回転数がたらないかな）ではしんどいか、やっぱり専門の研磨機がいるのかな）が問題でしょうか。それ以外に思いつくのはレーザで下孔をあけてダイヤモンド砥石で整形という手がありそうですがレーザで孔をあけると熱応力で基板がこわれそうですね。ウォータジェットで下孔あけてダイヤモンド砥石で整形が出来そうですね。
まあ厚さ１～２mmということなのでグリーンシート孔あけ、焼成後、必要であればダイヤモンド砥石で整形でしょうか。

お礼

詳しい回答ありがとうございました。グリーンシートとは何なのかよくわからないのですが、焼成前のものではなく、焼成後のセラミック基盤に穴を空けたいと思っております。
「ダイヤモンド工具を用いたコアドリルでの孔あけ」というのは、手間がかかるものなのでしょうか。できるだけ軽作業が良いのですが・・・。
レーザーやウォータジェットを使うのが、短時間で精度の良い穴が空けられるかと思ったのですが、それらの機械メーカーに聞いたところ、うまくいかないとのことです。
何かほかに良い方法は、ご存じないでしょうか。

回答No.1

risunotorasan

加工用のドリルでは駄目なんでしょうか？

お礼

お返事ありがとうございます。確かに加工用ドリルでも開けられるのですが、時間がかかりますし、人の手でやるので、穴もそれほどきれいに空けられないと思います。短時間で手間もそれほどかけずにきれいな穴を空けたいのですが・・・。