JP2002031273A - 極細径Cu−Wパイプ - Google Patents
極細径Cu−WパイプInfo
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Abstract
イプとそれを用いた放電加工電極とその製造方法とを提
供すること。 【解決手段】 極細径Cu−Wパイプは、Cu粉末と、
W粉末と、バインダーと、非イオン系界面活性剤とを含
む粉末を混練して、先端部に予め定められたダイス角θ
1の円錐孔を備えたダイス1を通して押し出し成形し、
焼結することによって得られる。
Description
の製造方法に関し、詳しくは、リードフレーム製造等に
用いられ、微細な加工が可能な放電加工電極に用いられ
る極細径Cu−Wパイプと、その製造方法と、それを用
いた放電加工電極とその製造方法に関する。
集積化が進み、リードフレームの多ピン化、ファインピ
ッチ化が進行している。現在、これらのリードフレーム
を製造するために、プレス打ち抜き法とエッチング法に
よる製造が行われている。しかし、量産性、コスト性を
考慮すると、現在のところプレス打ち抜き法が有利にな
っている。その為、プレス打ち抜き法によって製造され
るICリードフレームは、微小化の一途を辿っている。
これらのプレス打ち抜き金型のダイブロックの加工に
は、通常プロファイル成形加工機を使用していたが、研
削工程の無人化、組立精度の向上には熟練を要し、自ず
と製造コストの高騰へとつながる。
登場したのがワイヤー放電加工技術である。しかし、こ
のワイヤー放電加工技術において、ワイヤーを使用して
切断するためには、ワイヤーを通過させる下穴が必要と
なる。この下穴をあけるために、従来の放電加工用電極
としては、Cuパイプが主に使用されていた。
代表される半導体金型の加工に使用されるワイヤー放電
加工技術は、ワイヤーの線径もさることながら、ワイヤ
ーを通過させる下穴がどの様に出来るかによつて、微細
加工出来るか否かが決定されるキーポイントである。つ
まり、下穴の形状、真直性、入口と出口の径の差、そし
て加工能力が決め手となる。
下穴の加工に用いられていたが、その加工精度に問題が
あった。パイプでは、現在外径が80μmのパイプの製
造が可能であるが、真直性の点で問題がある。つまりC
u自身の剛性が低いため、被加工物である超硬合金へ放
電をさせながら穴を開けていくと、Cuのパイプが超硬
合金中で曲がってしまうという欠点がある。また、Cu
パイプの放電による摩耗が大きく被加工物である超硬合
金の板厚が厚いと、数回取り替えなければ穴が貫通しな
かったり、材料の穴あけを一定方向から出来ず、板厚の
半分ほどで反対側から穴を開けなければならず、真直性
についても不安が残る問題点があった。
れていたが、その外径Dは0.5mmが限界であった。
その理由は、主としてCu−WパイプはCu粉末とW粉
末にバインダーを入れて混練した材料を押し出す。その
後、脱バインダー、焼結過程を経て製品となる。
く、外径が0.5mm以下のような極細径のCu−Wパ
イプを押し出した場合、脱バインダー時の強度が無く形
が維持できなかった。
0.5mm以下のような極細径のCu−Wパイプとそれ
を用いた放電加工電極とその製造方法とを提供すること
にある。
ードフレームに代表される半導体金型の微小化を辿る加
工ワイヤーの下穴をいかに精度良く安定に加工できるか
がポイントであり、本発明者らは、放電加工用電極パイ
プについて、Cuパイプに問題として残る下穴の形状、
真直性、入口と出口の径の差そして加工能力について改
善すべく鋭意研究した。その結果、Cu粉末、W粉末と
バインダーとの濡れ性を改善する界面活性剤を添加する
ことによって、バインダー量を減少でき、これによっ
て、脱バインダーにおいて、形を維持できる強度が保持
できることを見出し本発明を為すに至ったものである。
を含む金属からなるCu−Wパイプにおいて、前記Cu
−Wパイプは、外径D及び内径dが0.08mm≦D≦
0.50mm、0.04mm≦d≦0.46mm、D−
d≧0.04mmなる関係を備え、ヤング率が196〜
294GPaであることを特徴とする極細径Cu−Wパ
イプが得られる。
Wパイプにおいて、電気伝導度(%IACS)の値が3
0以上であることを特徴とするCu−Wパイプが得られ
る。
細径Cu−Wパイプを用いた放電加工電極であって、前
記極細径Cu−Wパイプは、構成する合金組織中のWの
粒径が0.5〜3.0μmであり、且つCuが25〜3
0%、Ni,Coが0.1〜0.5%、不可避不純物を
除く残部がWから実質的になる組成を備えていることを
特徴とする放電加工電極が得られる。
細径Cu−Wパイプを用いた放電加工電極であって、前
記極細径Cu−Wパイプは、構成する合金組織中のWの
粒径が0.5〜3.0μmであり、且つCuが25〜3
0%、Ni,Coが0.1〜0.5%、CeO2が0〜
1.0%(0は含まず),不可避不純物を除く残部がW
から実質的になる組成を備えていることを特徴とする放
電加工電極が得られる。
u−Wパイプにおいて、外径D、内径dとの関係が、
0.08mm≦D≦0.5mm、0.04mm≦d≦
0.46mm、D−d≧0.04mmでヤング率が19
6〜294GPaである放電加工用電極で、電気伝導度
(%IACS)が30以上を有し、Cuが25〜30
%、Niが0.1〜0.5%、CeO2が0〜1.0
%、不可避不純物を除く残部がWである組成で、合金組
織中のWの粒径が0.5〜3.0μmである放電加工電
極である。
uパイプより精度、能率の良い電極を提供できるように
なり、今までのCu−Wパイプではあけられなかった、
極細径の穴が開けることができるようになった。
うに限定した理由について述べる。
外径と内径の差について上記のように限定した理由は、
まず外径の0.08mmは現在の技術では、これよりも
細い外径のCu−Wパイプの製造はできない。また内径
の0.04mmも同様な理由である。次に、外径の0.
5mmは、それ以上になるとCu−Wを使用して細い穴
を明けなくてもCuのパイプでも十分使用できるためで
ある。また、内径の0.46mmも同様な理由である。
外径と内径の差については0.04mmつまり、片側
0.02mmがなければ電極が放電をしながら消耗して
いくときに、加工液が漏れることがあるためである。ま
た、外径と内径差がある方が加工液を多く流すことがで
き、スラッジの排出がうまくいくからである。
ように限定したのは、次の理由からである。
プよりヤング率の高いことが上げられる。ここでヤング
率が196〜294GPaを下回ると、Cu−Wパイプ
の剛性の優位性が失われ、放電加工によって開けられる
穴の真直性が失われてしまう。一方、294GPa以上
になると、Wの割合が多くなり放電加工特性が低下する
ために、ヤング率を196〜294Paと限定した。
ACS)を30以上としたのは、加工液が水溶性であっ
た場合、30以下では電極自身の電気伝導度が低すぎて
放電をせず、電極自身加熱され軟化もしくは溶融されて
しまう。一方、加工液が油性である場合、電圧をあげる
ことで放電は起こすが、それに比例して放電エネルギー
が大きくなるため結果として放電加工面が粗くなり、加
工精度が得られなくなるためである。
に限定したのは、次の理由による。
度が高く且つ剛性が高い方が望ましい。しかし、前者に
ついてはCuの比率を高くしなければならず、後者につ
いては逆にCuの比率を低くし、Wの比率を高くしなけ
ればならず二律背反する。よって、これらの特性を満た
すための組成としてCuを25〜30%に限定し、添加
物及び不可避不純物を除く残部をWとした。Ni、Co
についは、一般にCu−W合金は粉末冶金法で製造され
るが、0.1%未満ではCuの融点より高い温度で焼結
しても合金中に空孔が残り、なかなか合金の密度が上が
らず強度が得られない。一方、0.5%以上ではCu−
W合金の電気伝導度が著しく低下する。よってその比率
を0.1〜0.5%に限定した。
て放電特性が劣るCu−W合金の放電特性の安定向上に
寄与するが、1.0%以上の添加では、Cu−Wの焼結
特性を著しく阻害し、強いては放電特性を劣化させる。
従って、その範囲を0以上、好ましくは、0.2%以上
で1.0%以下と限定したものである。
粒径について上記のように限定したのは、次の理由によ
る。
る。その焼結はW粒子間に溶融したCuが毛細管現象に
よって引き込まれ、W粒子表面を覆い、W粒子間の空隙
を満たすことで進行する。W粒子の粒径が3.0μm以
上の場合、その単位質量当たりの表面積が小さくなり、
過剰となったCuが合金表面ににじみ出てくる。すなわ
ち、合金の形状がパイプの場合、そのパイプ孔がにじみ
出てきたCuで塞がれてしまう。逆に、W粒子の粒径が
0.5μm未満の場合、その単位質量当たりの表面積が
大きくなり、W粒子の表面積を十分に濡らすことができ
ず、結果として空隙が残り、合金強度が得られない。よ
って、合金紹織中のWの粒径を0.5〜3.0μmに限
定した。
及びCoの内の少なくとも1種と、W粉末と、バインダ
ーと、非イオン系界面活性剤とを含む粉末とを、Cuが
25〜30%と、Ni及びCoの内の少なくとも1種が
0.1〜0.5%と、残部がWの組成となるように、混
練して、先端部に予め定められた傾斜角の円錐孔を備え
たダイスを通して押し出し成形し、焼結することを特徴
とする極細径Cu−Wパイプの製造方法が得られる。
Wパイプの製造方法において、前記円錐孔の傾斜角度は
20〜40度の範囲内(好ましくは、略30度)である
ことを特徴とする極細径Cu−Wパイプの製造方法が得
られる。ここで、本発明において、傾斜角度を20〜4
0度の範囲内と限定したのは、20度未満であると、押
出成形時において、十分に圧力をかけて絞りきれないの
で、パイプ形状に成形できず、一方、40度を越える角
度においては、押出成形時において、成形からだの外周
部と内部にかかる圧力の差が大きくなり、その結果、成
形体内部に密度差が生じて、成形体に同心円状のクラッ
クが生じ易くなり、不都合であるからである。また、特
に好ましくは、略30度である。
Wパイプの製造方法を用いたことを特徴とする放電加工
電極の製造方法が得られる。
は非イオン系界面活性剤で、カチオンやアニオン系の界
面活性剤ではCu−WパイプにPore等の欠陥を生じ
させるために好ましくない。
水性の指標であるHLBの値で分類されるが、これは用
いるバインダーの種類によつて選択できる。つまり、親
油性バインダーとして、例えば、パラフィンを用いる場
合は、HLBの数値の低いもの(6以下)を選択し、水
溶性バインダーを用いる場合には、HLBの数値の高い
物(6以上)を選択する。
ン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、メチルセルロー
ス、ポリエチレングリコール等が選択できる。
性剤を添加することによって従来13%まで必要であっ
たバインダー(パラフィン)が4%まで減少出来るよう
になった。
し出し時の抵抗を減少させるように、ダイス角度θ1を
30度とすることによって、ダイス内面と材料のすべり
抵抗を減少させることができるようになり、外径が0.
5mm以下のようなCu−Wパイプを押し出しすること
ができるようになった。
放電加工電極が製造可能となった。
て図面を参照しながら説明する。
u−Wパイプを製造することに用いられる押し出し成形
機のダイスを示す断面図、図2は図1のダイスの第1の
金型を示す断面図、図3は図1のダイスの第2の金型を
示す図で、(a)は平面図、(b)は断面図である。
上下方向に中心軸を備えた第1の金型10と、第1の金
型10の中心軸方向の一端から装着される第2の金型2
0とを備えている。
中心軸方向に沿って材料が通過する孔部2を備えてい
る。この孔部2は、一端に比較的大きな径の円筒内面を
備えた大径部3と、他端に比較的小さな径を備えた穴部
である細径部4と、これらの端部を連絡する円錐内面を
備えた円錐部5とを備えている。孔部の両端の開口縁面
には、面取りが施されている。この円錐面のダイス角θ
1は、図ではやや大きく誇張されて描かれているが、略
30度である。
の金型20は、一端に設けられたフランジ部11と、こ
れに続き、このフランジ部11よりも外径の小さな円柱
外面を備えた基部13と、基部の中心から他端側から軸
方向に突出した円柱棒14と、円柱棒14の先端から次
第に径が狭まるように設けられたテーパ角度θ2が略3
0度の円錐外面を備えた円錐部15と、円錐部15の先
端に設けられた芯線部16とを備えている。フランジ部
11及び基部を中心軸方向に沿って貫通した貫通孔12
が円柱棒14の周囲に開口を有するように、同心円状に
等角度間隔で設けられている。
部3側に、第2の金型20を芯線16側から中心軸方向
に細径部に向かって挿入すると、図1に示すように、細
径部4に芯線16が挿入され、第2の金型20と、第1
の金型10の夫々の円錐面が互いに平行になるととも
に、フランジ部11の他面が、第1の金型の一端面に当
接して固定されダイス1が完成する。
成形機等で混練された材料は、貫通孔12に押し込ま
れ、第2の金型20の円柱棒及び円錐部と、第1の金型
の円錐部によって形成される空間6内に至り、更に、先
端部7から芯線16によって、パイプ形状となって押し
出される。このダイスを用いて押し出された円筒形材料
は、形くずれすることなく、焼結することによって、極
細径パイプとなる。
パイプの具体的な製造例について説明する。
末、W粉末、Ni,Co粉末、CeO2粉末とパラフィ
ンを投入粉末の重量に対して9%混練機の中に投入して
混練した。次に、非イオン系界面活性剤(HLB値1
0)を投入粉末の重量に対して2%投入する。この工程
で混練を1時間行い、その後混練材料を取り出した。そ
の後、押し出し機に投入しポートホールダイス(図1参
照)を用いて、パイプの形状に押し出す。次に押し出さ
れたCu−Wパイプを1200℃で1時間焼結を行っ
た。その後外周を研削して表2に示したように外径、内
径、ヤング率、%IACSを有するCu−Wパイプを得
た。
Cuパイプの特性を示した。
電極と上記表3に示したCuパイプ放電加工電極を用い
て、種々の板厚の超硬合金(G5)に穴をあけることに
よって、電極の消耗、加工速度、入口及び出口の芯ずれ
について調べた。
径のCu−W,Cu放電加工電極を用い、同一個数の穴
をあけたときの電極の減り具合を測定し、Cu−W電極
の減り具合を100としたときの減り具合を指数として
下記表4に表した。加工条件は、超硬合金G5、板厚
(t)=5,10,15mmである。
のCu−W、Cu放電加工電極を用い、同一個数の穴を
あけたときの時間を測定し、Cu−Wの加工に要した時
間を100としたときのCu電極の要した時間を指数と
して、下記表5に表した。加工条件は、超硬合金G5、
板厚(t)=5,10,15mmである。
る。同一径のCu−W、Cu放電加工電極を用い、同一
個数の穴をあけたときの入口出口の芯ずれを測定し、C
u−W放電加工電極を使用したときの入口出口の芯ずれ
を100としたときのCu放電加工電極を使用したとき
の入口出口の芯ずれを指数として、下記表6に表した。
加工条件は、超硬合金G5、板厚(t)=5.10,1
5mmである。
外径が0.5mm以下のような極細径のCu−Wパイプ
とそれを用いた放電加工電極とその製造方法とを提供す
ることができる。
プを製造することに用いられる押し出し成形機のダイス
を示す断面図である。
る。
は平面図、(b)は断面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 主成分としてCu及びWを含む金属から
なるCu−Wパイプにおいて、前記Cu−Wパイプは、
外径D及び内径dが0.08mm≦D≦0.50mm、
0.04mm≦d≦0.46mm、D−d≧0.04m
mなる関係を備え、ヤング率が196〜294GPaで
あることを特徴とする極細径Cu−Wパイプ。 - 【請求項2】 請求項1記載の極細径Cu−Wパイプに
おいて、電気伝導度(%IACS)の値が30以上であ
ることを特徴とする極細径Cu−Wパイプ。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の極細径Cu−Wパ
イプを用いた放電加工電極であって、前記極細径Cu−
Wパイプは、構成する合金組織中のWの粒径が0.5〜
3.0μmであり、且つCuが25〜30%、Ni,C
oが0.1〜0.5%、不可避不純物を除く残部がWか
ら実質的になる組成を備えていることを特徴とする放電
加工電極。 - 【請求項4】 請求項1又は2記載の極細径Cu−Wパ
イプを用いた放電加工電極であって、前記極細径Cu−
Wパイプは、構成する合金組織中のWの粒径が0.5〜
3.0μmであり、且つCuが25〜30%、Ni,C
oが0.1〜0.5%、CeO2が0〜1.0%(0は
含まず),不可避不純物を除く残部がWから実質的にな
る組成を備えていることを特徴とする放電加工電極。 - 【請求項5】 Cu粉末と、Ni及びCoの内の少なく
とも1種と、W粉末と、バインダーと、非イオン系界面
活性剤とを含む粉末とを、Cuが25〜30%と、Ni
及びCoの内の少なくとも1種が0.1〜0.5%と、
残部がWの組成となるように、混練して、先端部に予め
定められた傾斜角の円錐孔を備えたダイスを通して押し
出し成形し、焼結することを特徴とする極細径Cu−W
パイプの製造方法。 - 【請求項6】 請求項5記載の極細径Cu−Wパイプの
製造方法において、前記円錐孔の傾斜角度は20〜40
度の範囲内であることを特徴とする極細径Cu−Wパイ
プの製造方法。 - 【請求項7】 請求項5又は6記載の極細径Cu−Wパ
イプの製造方法を用いたことを特徴とする放電加工電極
の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000210845A JP2002031273A (ja) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | 極細径Cu−Wパイプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000210845A JP2002031273A (ja) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | 極細径Cu−Wパイプ |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007079811A Division JP2007223036A (ja) | 2007-03-26 | 2007-03-26 | Cu−Wパイプとその製造方法及びそれを用いた放電加工用パイプ電極とその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002031273A true JP2002031273A (ja) | 2002-01-31 |
Family
ID=18707048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000210845A Pending JP2002031273A (ja) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | 極細径Cu−Wパイプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002031273A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7748975B2 (en) | 2006-08-28 | 2010-07-06 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Molding die |
JP2014017163A (ja) * | 2012-07-10 | 2014-01-30 | Dainippon Printing Co Ltd | フレキシブルフラットケーブル用被覆材 |
-
2000
- 2000-07-12 JP JP2000210845A patent/JP2002031273A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7748975B2 (en) | 2006-08-28 | 2010-07-06 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Molding die |
JP2014017163A (ja) * | 2012-07-10 | 2014-01-30 | Dainippon Printing Co Ltd | フレキシブルフラットケーブル用被覆材 |
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