DE2936322A1

DE2936322A1 - Verfahren zur herstellung von mikrobohrungen in duennwandige, saeulenfoermige hohlkoerper

Info

Publication number: DE2936322A1
Application number: DE19792936322
Authority: DE
Inventors: Gottfried Froemmel; Karl-Heinz Rudolph
Original assignee: Elektromat VEB
Current assignee: Elektromat VEB
Priority date: 1978-10-26
Filing date: 1979-09-08
Publication date: 1980-05-08
Also published as: BG34795A1; DD139402A1; RO79067A; DD139402B1; JPS5597402A; CS222973B1

Description

Verfahren zur Herstellung von Mikrobohrungen in dünnwandige,
säulenförmige Hohlkörper -Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mikrobohrungen in dünnwandige, säulenförmige Hohlkörper, insbesondere Kapillarbondwerkzeuge, wobei aus einem Metallpulver oder einem Eeramikwerkstoff (wie zum Beispiel A1203-Keramik) ein Preßkörper hergestellt wird, der zur Fillirung eines Bonddrahtes oder als Düse geeignet ist.
Charakteristik der bekannten technischen Lösung Es sind mehrere Varianten und Verfahren zur Herstellung von Mikrobohrungen in Hohlkörper bekannt. Danach wird zum Beispiel durch bekannte Preßverfahren ein Sinterkörper hergestellt, bei dem im Forminneren ein Formkern verwendet wird, durch dessen Konturen eine begrenzte Grund bohrung entsteht, Nach dem Entfernen des Formkernes wird gesintert oder gebrannt. Die Durchgangs bohrung wird durch Abtragen des Sintermaterials hergestellt. (XP 18 434) Als ungünstig erweist sich bei diesem Verfahren, daß die Formnadel nur einseitig stabilisiert ist und daher beim ungleichmäßigen Einfüllen des Werkstoffes keine Garantie für Koaxialitat von Formkern und Preßteilachse gegeben werden kann. Außerdem ist dieses Verfahren relativ unwirtschaftlich.
Bei einem anderen Verfahren wird eine zylindrische Durchgangsbohrung hergestellt, indem der mit einer Grundbohrung vorgefertigte Preßkörper durch Erodieren bearbeitet wird, wobei mittels einer Elektrode bis zu einem Verhältnis von ca. 1 = 4,5 (Bohrungsdurchmesser/Bohrungslänge) ins kompakte Material gearbeitet wird, bis die zylindrische Durchgangsbohrung entsteht.
Die unter diesen ungünstigen Bedingungen auftretenden Probleme bei der Spülung können zu Kurzschlussen führen und haben dadurch Fehlstellen von Material in der Bohrungswandung zur Folge, die beim anschließenden Polieren nicht mehr beseitigt werden können. Außerdem führen die häufigen Kurzschlüsse zu Formun -;genauigkeiten an der zylindrischen Durchgangsbohrung.
Ein weiteres Verfahren wird dadurch realisiert, daß die mit dem b'ormkern ausgestattete Preßform mit losem meist pulverisiertem wirkstoff gefüllt wird und mittels des Querpreß verrahrens der Preßkörper hergestellt wird. Dabei wird unter gleichmäßigem Druck geformt. Das Ausgangsmaterial wird bei geordneter Form beiderseitig in die Formhälften eingegeben (;VP 66 918).
Es hat sich bei diesem Verfahren als nachteilig erwiesen, daß beim Pressen von Bondwerkzeugen die notwendige Homogenität des Werkstoffes auf Grund der erforderlichen genauen Dosierung der erkßoffmenge nicht gewährleistet ist.
Desweiteren ist es mit den beschriebenen Verfahren nicht möglich, die Kapillarbohrungen bereits bei der Rohteilherstellung zu realisieren, da die Qualität des Preßkörpers unzureichend ist.
Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist es, die genannten Probleme der bekannten Lösungen zu beseitigen und eine Verbesserung der Qualität der Mikrobohrungen zu erreichen, wobei die Xirtschaftlichkeit wesentlich erhöht und die Bedingungen für die Weiterbearbeitung verbessert werden sollen.
Darlegung des Wesens der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, preßtechnisch einen dünnwandigen, säuleriformigen Hohlkorper herzustellen, der es ermoglicht, Mikrobohrungen in das Ausgangsmaterial einzubringen, ohne daß dabei ins volle Material gearbeitet werden muß, wodurch die Bedingungen für die sich anschliessenden Bearbeitungsverfahren verbessert, die Herstellung genannter Preßkörper (speziell Kapillarbondwerkzeuge) wirtschattlicher und deren Qualität erhoht werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Ausgabe dadurch gelöst, daß eine Formnadel so gestaltet wird, daß ihre Konturen während des Pressens ei ne kegelige Mikro-Durchgangsbohrung entstehen lassen, deren Austrittsdurchmesser @ dem geforderten Çnddurchmesser ist. flazu wird die Formnadel mit ihrer kegligen Spitze in der Formgrundplatte fixiert. Danach wird Metallpulver oder Keramikwerkstoff in die Form dosiert eingegeben und mittels bekannter Preßver£ahren (vorzugsweise isostatische Verfahren) erfolgt die Verdichtung des Ausgangsmaterials. Der so entstandene Hohlkorper mit kegliger Mikro-Durchgangsbohrung kann dann nach Bedarf weiterbearbeitet werden.
Ausführungsbeispiel Das Verrahren wird nachstehend in einem Ausführungsbeispiel erlautert, wobei Bezug auf die Herstellung eines Kapillarbondwerkzeuges genommen wird, das die Form eines dunnwandigen, säulenformigen Hohlkörpers aufweist.
In der zugehorigen Fig. 2 ist die Prinzipansicht dargestellt.
In eine, aus im wesentlichen drei Teilen bestehende Preßform, wird pulverförmiger Werkstoff oder Schlämme um die im Formoberteil a gehaltene und in der Formgrundplatte b fixierte Formnadel c gegeben. Damit wird erreicht, daß der zu pressende Hohlkorper eine Durchgangsbohrung erhält.
Nachdem das Formoberteil a unu Qie Formgrundplatte b mit einer flexiblen Ummantelung d umschlossen worden ist, Deginnt der rrervorgang. Unter hohen Druck wird die flexible Ummantelung d gleichmäßig zusammengepreßt, wodurch ein hochwertig homogenes Gefüge des Kapillarbondwerkzeuges erreicht wird.
Auf diese Weise ist es möglich, schon beim Urformen günstige Voraussetzungen, in Form einer kegligen Vorbohrung, für die Herstellung einer zylindrischen Kapillarbohrung zu schaffen.
Nach dem Preßvorgang wird die Formnadel entfernt und nach dem anschließenden Sinter- oder Brennprozeß wird der so entstandene Hohlkörper zum Beispiel durch erodieren, Ultraschallbohren, Laserbearbeitung oder Nadelbohren weiter bearbeitet.
Durch das, der Erfindung zugrunde liegende Verfahren erhöht sich die Formgenauigkeit des Preßkörpers und die Bearbeitungszeiten aller nachfolgenden Arbeitstechniken verkürzen sich.
Durch die geringe Koaxialabweichung zwischen den Längsachsen der KapillarbohrunQ und des Drahteinführungskegels werden bei der Arbeit mit so hergestellten Bondwerkzeugen Goldablagerungen vor der Kapillarbohrung vermieden.

Claims

Erfindungsanspruch Verfahren zum Herstellen von Mikrobohrungen in dünnwandige, säulenförmige Hohlkörper, wie zum Beispiel Kapillarbondwerkzeuge, bei den ein Rohling aus Metallpulver oder Keramikwerkstoff um einen in einer Form vorhandenen Formkern vorzugsweise isostatisch verdichtet und anschließend gesintert oder gebrannt wird, gekennzeichnet dadurch, daß eine keglige Formnadel (c) in einem Formoberteil (a) gehalten und mit ihrer Spitze in einer Formgrundplatte (b3 fixiert wird und somit beim Pressen eine keglige Durchgangsbohrung hergestellt wird und das die keglige Durch gangsbohrung nach des Sintern oder Brennen an ihrem kleineren Durchmesser zu einer zylindrischen Mikrobohrung aufgearbeitet wird oder keglig bleibt.