JP2004291149A

JP2004291149A - Method of forming recess on metallic plate

Info

Publication number: JP2004291149A
Application number: JP2003086652A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Miyahara; 英行宮原
Original assignee: Nakamura Manufacturing Co Ltd; Nakamura Seisakusho KK
Current assignee: Nakamura Manufacturing Co Ltd; Nakamura Seisakusho KK
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP4298346B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase a mass of cutting chips generated when a recess is formed on a metallic plate to reduce their deposition to a cutter or the like. <P>SOLUTION: When the recess 2 is to be formed on one of surfaces of the metallic plate 10, a protrusion 3 is made to protrude on the other surface and the protrusion 3 is cut by a cutting tool 13. A thin plate-like chip 16a is formed by reducing a cutting width for single cutting, and a plurality of times of cutting are done with the cutting direction of the tool 13 varied into opposite directions for each cutting. In addition, chips 16b generated during at least first and second cutting are connected to increase the mass of the chip 16. Then, the chip 16 is separated from the protrusion 3. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板からなる電子部品を収納するためのパッケージ、あるいは、マイクロマシン等のシャーシやベース部材等に凹部を形成する形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品としては、半導体集積回路（ＬＳＩ）を収納するためのパッケージ、あるいは、マイクロマシン等の軽薄短小化されたシャーシやベース部材が実用に供されている。特に、集積回路を収納するパッケージは、高密度化によって発熱量が増加することから、放熱効率が高い放熱手段が要求されているが、この種の電子部品自体が小型化されることによって必要な放熱特性を確保することができない。
【０００３】
半導体集積回路等を収納するパッケージは、金属板に凹部を形成することによりキャビティを形成し、このキャビティ内に上記半導体集積回路を収納することにより、発熱をパッケージ自体に放熱させるようにしている。
【０００４】
図５及び図６は、金属板からなるパッケージの適用例として半導体集積回路用パッケージを示している。パッケージ１は熱伝導率が良好な銅合金、或いはステンレス鋼、またはアルミニウム等からなる金属板から選択される。
【０００５】
パッケージ１の一方面１ａ側には、略正方形のキャビティ２が形成され、このキャビティ２の底面には所定の板厚を有する底板１ｃが形成され、全体としてキャビティ型に形成されている。また、パッケージ１の一方面１ａには、配線基板ＰＢを接着固定されている。さらに、キャビティ２には、半導体集積回路ＩＣのチップを収納すると共に、底板１ｃに面接合状態で接着等により固定している。キャビティ２の底板１ｃは、半導体集積回路ＩＣとのほぼ密着状態で接合するため、３０ミクロン以下の反りと平面度に形成することが条件とされている。
【０００６】
このようにキャビティ２に収納した半導体集積回路ＩＣには、多数の端子が設けられ、配線基板ＰＢの端子部とボンディングワイヤ７によって電気的に接続される。さらに、キャビティ２に封止剤８を注入し、半導体集積回路ＩＣと上記ボンディングワイヤ７を封止している。そして、半導体集積回路ＩＣが動作中に発熱した場合は、パッケージ１自体がヒートスプレッダとしての機能を有しているため、熱がパッケージ１に伝達して放熱される。
【０００７】
以上の構成からなるキャビティタイプのパッケージを形成する方法としては、プレスにより押圧パンチを用いて凹部を押圧加工する方法、或いは化学的なエッチング加工法によって、底部に肉薄の板厚を残すようにして、金属板に所定形状の凹部を形成する方法がある。
【０００８】
しかしながら、プレスによる押圧加工は、凹部の体積分の金属が底部及び周囲に押し込まれることから、周囲の金属部分がカーリングしてしまい、平面度が矯正不能な状態になる。このため、高精度な平面度を要求されるパッケージとしては致命的な問題になる。また、化学的なエッチング加工方法は、エッチングに長時間を要することから大量生産には不向きであり必然的にコストアップになること、更には、エッチング加工の制御の限度から寸法精度が悪くなり、実用化には限界が生ずる問題がある。
【０００９】
そこで、出願人は特開平１１−１０２９９８号（特許文献１）において、上記従来の形成方法が有する問題点を一掃し、この種のパッケージに好適な形成方法を提案した。図７は先に提案した方法による工程を示し、以下にその概要を説明する。
【００１０】
図７（Ａ）は、素材となる金属板１００を示している。図７（Ｂ）は押圧工程を示し、プレス機のダイ１０４に対して位置決め固定した金属板１００に対し、一方面１００ａ側からパンチ１０５によってキャビティとしての凹部１０２を形成することにより、金属板１００の他方面１００ｂ側に凸部１０３を突出形成する。
【００１１】
図７（Ｃ）及び（Ｄ）は切削工程を示し、この押圧工程によって金属板１００の他方面１００ｂ側に形成された凸部１０３を、カッター１０６によって他方面１００ｂと同一面となるように基端から切削する。尚、この切削により底部１００ｃが凹部１０２の方向に変位することを阻止するために、底部１００ｃを押圧工具１０７により押圧する。
【００１２】
以上の各工程により、金属板１００の一方面１００ａ側には凹部１０２が形成され、この凹部１０２の底面には、所定の板厚を有する比較的肉薄な底板１００ｃが形成される。以上の形成方法によれば、押圧工程と切削工程によって所望の深さのキャビティとしての凹部１０２が形成されると共に、切削工程において凸部を肉薄の状態で切削するので、底板１００ｃの破損を大幅に減少させることができる等の特徴がある。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１−１０２９９８号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示した方法は、金属板１００の一方面１００ａ側に形成する凹部１０２の肉を金属板１００の他方面１００ｂ側に移行させて凸部１０３を突出形成するので、この押圧工程において金属板１００に与えるストレスを小さくすることができる。しかし、切削工程においてカッター１０６により凸部１０３を切削するとき、凸部１０３を厚い切削代によって切削すると、周囲の肉が引っ張られ、金属板１００、特に肉薄に形成される底部１００ｃにストレスを与えてしまう問題がある。このため、底部１００ｃに対するストレス小さくして切削するには、凸部１０３を薄い切削代によって切削することが望ましい。
【００１５】
凸部１０３をカッター１０６により切削するときには、発熱防止や切削効率を高めるために、一般的に、切削油を切削部分に注油している。ところが、凸部１０３を肉薄な切削代によって切削すると、図７（Ｄ）に示すように、切削油によって切削時に発生する切削屑片１０８がカッター１０６に付着することがある。特に、一辺が数十ｍｍ以下の小さな面積の凸部１０３を薄い切削代によって切削する場合には、切削屑片１０８自体が軽量のために、カッター１０６への付着が顕著に発生する。この切削屑片１０８は、カッター１０６の刃先に移動することがあり、このカッター１０６により次の切削を行うと、凸部１０３を薄い切削代によって切削することができなくなる問題が生ずる。
【００１６】
この問題の対策としては、カッター１０６により凸部１０３を切削する毎に付着した切削屑片１０８をエアーの噴射により吹き飛ばす除去作業を行っている。しかし、切削の都度除去作業を行うことから工数が増大すると共に、吹き飛ばされた切削屑片１０８が凸部１０３の切削部分に付着することによって、所定寸法の安定した切削ができず、しかも、切削面の面粗度を悪化させるといった新たな問題が発生する。
【００１７】
本発明は以上のような従来方法の問題点を解決するためになされたもので、金属版に凹部を形成するときに生ずる切削屑片の質量を大きくして、カッター等への付着を減少させることができる金属板への凹部形成方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【問題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、金属板の一方面からプレス等の押圧形成により凹部を形成すると共に、この凹部の形成によって金属板の他方面側に突出した凸部を切削工具により切削するときに、１回の切削代を小さくして薄板状の切削屑片を形成し、切削工具の切削方向を切削毎に相対向する方向に異ならせて複数回切削すると共に、切削工具を凸部の切削方向下流側端面の手前で停止して、少なくとも１回目の切削時に生じた切削屑片と２回目の切削時に生ずる切削屑片とを連結可能によって切削屑片の質量を大きくする。その後、所定回数切削したときに切削工具を凸部の切削方向下流側端面まで進行させて切削屑片を凸部から離脱させると、切削屑片の質量が大きくなるので、切削工具に付着することなく除去することを可能としている。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１における切削工具の刃先幅を上記凸部の被切削幅よりも大きくすることによって、凸部の全面を薄板状の切削して、切削屑片の質量を大きくするようにしている。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１における切削工具によって切削する切削代を１００μｍ以下に設定したときに、切削屑片が薄板状に形成されて質量が小さくなために切削工具に付着することから、切削毎に生ずる切削屑片を連結させて質量を大きくすることにより、切削工具への付着を防止するようにしている。
【００２１】
さらに、請求項４に記載の発明は、金属板の一方面側から凹部を押圧する押圧工程と、他方面側の凸部を切削する切削工程とを複数回繰り返し、各工程を経る毎に徐々に所定の深さの凹部と凸部を形成し、各回の押圧工程の後に凸部を切削工具によって切削方向を切削毎に相対向する方向に異ならせて複数回切削すると、低い凸部を切削することから、切削するときに凸部の先端面が切削工具の押圧力により傾斜して凹部の底板が変形することや破損することが未然に防止可能となる。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明は、金属板の一方面側から板厚の寸法より浅い所定形状の凹部を押圧形成すると共に、他方面側に上記凹部よりもやや小さい相似形の凸部を形成することにより、凹部の底部周縁と凸部の外周外側との間には金属板が挟圧されて肉薄な底板が形成されることから、凹部を押圧形成するときに凸部の抜け落ちが未然に防止される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による金属板への凹部形成方法について、図１に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。図１（Ａ）は、素材となる金属板１０を示し、銅合金やステンレス鋼或いはアルミニウム等の可塑性を有する各種用途に適した金属材から選択される。金属板１０は、所定の大きさに裁断されたもの、或いは、長尺帯状のフープ材の何れでも良い。
【００２４】
図１（Ｂ）は押圧工程を示している。金属板１０は、図示しないプレス機のダイ１１に対して位置決めした状態で載置した後、この金属板１０の一方面１０ａ側から、上記プレス機に装着された例えば所定寸法の略正方形に形成されたパンチ１２を押圧することにより、予め設定された所定の深さの凹部２を形成する。
【００２５】
このように、凹部２を形成することにより、金属板１０の他方面１０ｂ側には凹部２の容積にほぼ相当する金属の肉がダイ１１の穴１１ａ内に移行し、この穴１１ａ内には凹部２の深さとほぼ等しい高さｈの凸部３が突出形成される。そして、凸部３の外形寸法Ｗ１は、凹部２の開口側寸法Ｗ２よりもやや小さい相似形に形成としている。このように凸部３を小さな寸法に形成するために、ダイ１１の穴１１ａの内径寸法を凸部３の外形寸法Ｗ１となるように設定している。このため、金属板１０をパンチ１２によって押圧したとき、パンチ１２の先端面外縁側がダイ１１の穴１１ａの周囲に対向することから、この対向部分に金属板１０が挟圧される。この結果、対向部分によって凸部３が金属板１０から切断することなく連結状態となる。そして、この連結部分の厚さｔは、後述する凹部２の底板２ｃの板厚にほぼ等しく設定される。
【００２６】
図１（Ｃ）乃至（Ｇ）は切削工程を示している。上記押圧工程によって金属板１０の他方面１０ｂ側に形成した凸部３を、切削工具としてのカッター１３によって他方面１０ｂと同一面となるまで切削が繰り返される。この切削工程に使用されるカッター１３は、図２（Ａ）に示すように、先端の刃部１３ａが凸部３の端面と平行に形成されている。また、カッター１３の刃先幅ｗ３は、凸部３が切削される幅、即ち、被切削幅ｗ４よりも大きく設定されている。このカッター１３の刃先幅ｗ３は、凸部３の被切削幅ｗ４と同じ幅でも良いが、切削時のズレを吸収するために、やや大きく設定することが望ましい。このように設定されたカッター１３によって、以下に説明する切削工程においては、凸部３の全面を切削するようにしている。
【００２７】
切削工程は、まず、図１（Ｃ）に示すように、凸部３の先端側をカッター１３によって第１回目の切削を行う。この切削を行う際には、図示の左方、即ち、カッター１３の切削方向下流側前方に位置する金属板１０の他方面１０ｂを押圧具１４によって押圧し、更に金属板１０の一方面１０ａおよび凹部２を付勢具１５により付勢して、金属板１０を挟持することによって不動状態に保持している。
【００２８】
このような状態から、１回目の切削を行う。即ち、カッター１３を凸部３の右方側端面に突き当てた後に、矢示の下流方向に移動させることによって薄板状の切削屑片１６ａが形成される。そして、カッター１３を凸部３の切削方向下流側端面の手前で停止することにより、切削屑片１６ａの一端は凸部３の下流側端面に連結された状態となる。
【００２９】
この切削工程において、切削時のストレスを最小限とするために、小さな切削代により切削することが望ましい。因みに、切削時の切削代は１００μｍ以下の値に設定している。この結果、切削屑片１６ａは薄板状に形成される。また、カッター１３による切削時のストレスを更に小さくするために、刃部１３ａの形状を図２（Ｂ）に示すように、略矢形状に形成されたカッター１３を使用しても良い。
【００３０】
上述した１回目の切削の後に２回目の切削を行う。この２回目の切削を行う際にも、凸部３の図示の右側に位置する金属板１０の他方面１０ｂを押圧具１４によって押圧すると共に、金属板１０の一方面１０ａおよび凹部２を付勢具１５により付勢し、押圧具１４との間に金属板１０を挟持することによって不動状態に保持している。この状態から、カッター１３を凸部３の左方側端面に突き当てた後に、図１（Ｄ）に示す矢示のように１回目の切削とは逆の下流方向に移動させることによって薄板状の切削屑片１６ｂを形成する。
【００３１】
凸部３の左方側端面にカッター１３を突き当てる位置は、凸部３の表面から１回目の切削時における切削代のほぼ２倍の位置としている。そして、２回目の切削においては、図１（Ｅ）に示すように、カッター１３を凸部３の切削方向下流側端面を過ぎるまで移動して停止する。この結果、切削屑片１６は、１回目の切削時における切削屑片１６ａと１回目の切削時における切削屑片１６ｂとが連結された状態で凸部３から下方に離脱する。
【００３２】
２回目の切削においても、切削代は１００μｍ以下の値に設定することによって切削屑片１６ｂが薄板状に形成される。上述したように、凸部３から離脱する切削屑片１６は、１回目および２回目の切削によって連結されている。また、カッター１３の刃先幅ｗ３を凸部３の被切削幅ｗ４よりも大きくして凸部３の全面を切削しているため、切削屑片１６の面積が大きく、しかも、切削屑片１６ａ、１６ｂを連結させたことから、質量が約２倍に増加しているので、切削油によってカッター１３に付着する付着力よりも切削屑片１６の質量が大きくなり、この結果、カッター１３に付着することなく離脱させることができる。
【００３３】
切削工程における切削代を小さく設定した場合には、上述した２回の切削によっても凸部３が低くなるものの、金属板１０から凸部３突出している。従って、２回目の切削の後に、図１（Ｆ）に示す３回目の切削を行う。この切削は、図１（Ｃ）に示した１回目の切削と同様に行われる。即ち、３回目の切削を行う際にも、カッター１３の切削方向下流側前方の金属板１０を押圧具１４によって押圧すると共に、金属板１０の一方面１０ａおよび凹部２を付勢具１５により付勢して、金属板１０を挟持固定する。この状態からカッター１３を低くなった凸部３の右方側端面に突き当てた後に、凸部３の切削方向下流側端面の手前まで移動させることにより、３回目の切削によって生じた切削屑片１６ｃの一端を凸部３の下流側端面に連結させる。
【００３４】
上述した３回目の切削の後に４回目の切削を行う。４回目の切削は、前述した２回目の切削と同様に、金属板１０の他方面１０ｂを押圧具１４によって押圧すると共に一方面１０ａおよび凹部２を付勢具１５により付勢して金属板１０を挟持固定する。この状態から、カッター１３を凸部３の左方側端面に突き当てた後に、３回目の切削とは逆の下流方向に移動させることによって薄板状の切削屑片１６ｄを形成し、カッター１３を凸部３の切削方向下流側端面を過ぎるまで移動することによって、図１（Ｇ）に示すように、連結された切削屑片１６ｃ、および、切削屑片１６ｄを凸部３から下方に離脱する。この４回目の切削は、カッター１３を金属板１０の他方面１０ｂに沿って移動させることによって、凸部３が除去され、金属板１０の他方面１０ｂは平坦に形成される。そして、金属板１０の一方面１０ａに形成された予め設定された所定の深さの凹部２には、底部に前述した連結部分の厚さｔにほぼ等しい板厚の底板２ｃが形成される。
【００３５】
このように、金属板１０の一方面１０ａ側に凹部２を形成することによって他方面１０ｂ側に突出形成された凸部３は、複数回の切削によって切削時のストレスを最小限にしながら除去される。更に、凸部３の全面をカッター１３によって切削することにより、大きな面積に形成した切削屑片１６を連結させるので、切削屑片１６の質量が大きくなり、この結果、切削屑片１６をカッター１３に付着させることなく容易に離脱することが可能となる。
【００３６】
上述した第１の実施態様において、例えば、１回目の切削に使用するカッターと１回目の切削に使用するカッターとを同符号で示したが、金属板１０を固定した状態で凸部３を切削するときは、各々切削方向が異なる２個のカッターを使用することが望ましい。また、切削毎に金属板１０を１８０度回転させることが可能なときは、切削毎に金属板１０を回転させて１個のカッター１３によって切削するようにしても良い。一方、金属板１０の他方面１０ｂを押圧する押圧具１４については、金属板１０を固定した状態で凸部３を切削するときは、各々別個の押圧具によって押圧し、金属板１０を回転させることが可能なときは、切削毎に金属板１０を回転させて１個の押圧具１４によって押圧するようにしても良い。
【００３７】
更に、凸部３を４回の切削によって除去するようにしたが、凸部３の高さ、切削代の大きさ、或いは、切削屑片１６の質量等により、２回以上の適宜の回数に設定することができる。また、２枚の切削屑片１６、例えば、切削屑片１６ａおよび切削屑片１６ｂを連結させた後に離脱させるようにしたが、切削屑片１６の質量に応じて、更に切削屑片１６ｃおよび切削屑片１６ｄを連結させる等、３枚以上の複数枚を連結させても良い。
【００３８】
図３は、本発明の第２の実施形態であり。凹部２を押圧する押圧工程と凸部３を切削する切削工程とを交互に複数回繰り返して金属板に凹部２を形成する方法を示している。尚、図３において、図１と同符号は同じ部品または同じ場所を示し、その詳細な説明は省略する。図３（Ａ）は１回目の押圧工程を示している。金属板１０は、前述した第１の実施形態と同じく、図示しないプレス機のダイ１１に対して位置決めした状態で載置した後、この金属板１０の一方面１０ａ側から、上記プレス機に装着された例えば所定寸法の略正方形に形成されたパンチ１２を押圧することにより浅い深さの凹部２ａを形成する。この凹部２ａの形成により、金属板１０の他方面１０ｂ側には凹部２ａの容積にほぼ相当する金属の肉がダイ１１の穴１１ａ内に移行し、この穴１１ａ内には凹部２ａの深さとほぼ等しい低い高さの凸部３ａが突出形成される。尚、この実施形態においても、凸部３の外形寸法Ｗ１を凹部２ａの開口側寸法Ｗ２よりもやや小さい相似形に形成としている。
【００３９】
図３（Ｂ）および（Ｃ）は１回目の切削工程を示している。低い高さに形成された凸部３ａは、前述した第１の実施形態と同様に、切削工具としてのカッター１３によって他方面１０ｂと同一面となるまで切削が繰り返される。この１回目の切削工程においても、カッター１３の刃先幅ｗ３を凸部３が切削される幅、即ち、被切削幅ｗ４よりも大きく設定することによって、凸部３の全面を切削するようにしている。
【００４０】
１回目の切削工程は、まず、図３（Ｂ）に示すように、凸部３ａの先端側をカッター１３によって１回目の切削を行う。このときにも、前述した第１の実施形態と同様に、カッター１３の切削方向下流側前方に位置する金属板１０の他方面１０ｂを押圧具１４によって押圧し、更に金属板１０の一方面１０ａおよび凹部２を付勢具１５により付勢して、金属板１０を挟持することによって不動状態に保持する。
【００４１】
このような状態から、カッター１３を凸部３ａの右方側端面から切削方向下流側端面の手前まで矢示の下流方向に移動させることにより、薄板状の切削屑片１６ａを形成する。このとき、１００μｍ以下が望ましい。この１回目の切削を行うことにより、凸部３ａの下流側端面には、切削屑片１６ａが一端を連結した状態で形成される。
【００４２】
この１回目の切削の後に２回目の切削を行う。２回目の切削を行う際にも、付勢具１５と押圧具１４との間に金属板１０を挟持することによって不動状態に保持し、この状態から、カッター１３を凸部３ａの左方側端面から矢示のように、１回目の切削とは逆の下流方向に移動させることによって、薄板状の切削屑片１６ｂが形成される。そして、２回目の切削においては、図３（Ｃ）のように、カッター１３を凸部３ａの切削方向下流側端面を過ぎるまで移動させて、切削屑片１６ｂが連結された切削屑片１６ｂを凸部３ａから下方に離脱させる。上述した２回目の切削においても、切削代は１００μｍ以下に設定して切削屑片１６を薄板状に形成する。
【００４３】
次に、図３（Ｄ）に示す２回目の押圧工程を行う。即ち、１回目の押圧工程によって形成された凹部２ａをパンチ１２によって押圧することにより、更に深さを増すことによって所定の深さの凹部２ｂを形成する。この凹部２ｂの形成により、金属板１０の他方面１０ｂ側には凹部２ｂの容積にほぼ相当する金属の肉がダイ１１の穴１１ａ内に移行し、この穴１１ａ内には凹部２ｂの深さとほぼ等しい低い高さの凸部３ｂが突出形成される。
【００４４】
図３（Ｅ）（Ｆ）は３回目および４回目の切削工程を示している。低い高さに形成された凸部３ｂは、前述した第１の実施形態と同様に、切削工具としてのカッター１３によって、凸部３ｂの全面を２回切削することにより、他方面１０ｂと同一面となるまで切削が繰り返される。即ち、３回目の切削においては、上述した１回目の切削と同様に、カッター１３を凸部３ｂの右方側端面から切削方向下流側端面の手前まで矢示の下流方向に移動させ、切削屑片１６ｃの一端を凸部３ａの下流側端面に連結させた状態で形成する。この切削における切削代は１００μｍ以下が望ましい。
【００４５】
この第３回目の切削の後に４回目の切削を行う。４回目の切削を行う際にも、付勢具１５と押圧具１４との間に金属板１０を挟持することによって不動状態に保持し、この状態から、矢示のようにカッター１３を凸部３ｂの左方側端面から下流側端面を過ぎるまで、第１回目の切削とは逆の下流方向に移動し、３回目および４回目の切削によって、切削屑片１６ｃが連結された薄板状の切削屑片１６ｄを凸部３ｂから下方に離脱させる。
【００４６】
このように、図３（Ａ）および（Ｄ）に示す２回の押圧工程と、図３（Ｂ）（Ｃ）および（Ｅ）（Ｆ）に示す２回の切削工程を繰り返して凹部２を形成する場合には、金属板１０の他方面１０ｂ側に突出形成される凸部３ａ、３ｂの高さが低いので、カッター１３による切削位置が金属板１０に近づく。このため、凸部３ａ、３ｂの先端側をカッター１３で押圧するときに与える捻りのストレスを小さくすることが可能となり、凹部２に形成される底板２ｃの板厚を小さくした場合であっても、底板２ｃの破れや破損を未然に回避することが可能となる。また、ストレスを小さくすることによって、経時変化等による寸法精度の変化を小さくすることが可能となる。更に、前述した第１の実施形態と同様に、切削屑片１６の質量を増加していることから、切削屑片１６をカッター１３に付着することなく離脱させることができる。
【００４７】
図４は、本発明の第３の実施形態として、図示しない順送加工機によって形成する方法を示している。素材となる金属板、例えば銅合金或いはステンレス鋼、またはアルミニウムからなるフープ状金属板材２０には、隣接する個々の中間品２１ａ乃至２１ｄ間を含む周囲に溝孔２４、及び、パイロット孔２６が穿孔される。上記溝孔２４を形成することにより、中間品２１ａ乃至２１ｄはフープ状金属板２０と連結片２５を介して連結している。
【００４８】
その後、中間品２１ａに対し、図１（Ｂ）における第１の押圧工程によってフープ状金属板２０の一方面２０ａに所定の深さとした凹部２を押圧形成する。次に、図１（Ｃ）に示した切削工程のステージに移行し、中間品２１ｂに対し、カッター１３ａによってフープ状金属板２０の他方面に形成された凸部（図示せず）の１回目の切削を行う。その後、後段のステージにおいて、中間品２１ｃに対してカッター１３ｂにより、図１（Ｄ）に示した１回目の切削とは逆の切削方向から２回目の切削を行い、１回目および２回目の切削によって生じた切削屑片（図示しない）を連結させ、２回目の切削によって凸部から離脱させる。
【００４９】
更にその後、後段のステージにおいて、中間品２１ｄに対してカッター１３ｃにより３回目の切削を行い、切削屑片を凸部に連結させた状態で次のステージにおいて４回目の切削（図示しない）を行い、３回目および４回目の切削によって連結された切削屑片（図示しない）を凸部から離脱させる。この４回目の切削のときに、フープ状金属板２０の他方面に達するまで切削した場合には、ここで切削工程ステージが終了するが、凸部の高さが高いとき、或いは切削代を小さく設定した場合は、４回目の切削の後に、フープ状金属板２０の他方面に達するまで切削を繰り返す。
【００５０】
以上の順送加工機による形成方法は、各々の中間品毎にカッター１３によって切削するステージを設定しているが、４個乃至５個の中間品を１単位のユニットとし、このユニットに形成された凸部を同時に切削するステージを設定してもよい。
【００５１】
以上説明した実施形態において、本発明を逸脱しない範囲において種々変更することは可能である。例えば、金属板に形成する凹部は四角形に限らず、他の多角形或いは円形または非円形に形成しても良い。また、カッターによって凸部を切削したときに、切削屑片が大きくカーリングした場合には、押圧具の側面に当接することによって切削屑片が根本から破断して離脱することがある。本発明においては、このように自然落下する切削屑片も連結されているものと見なして前述した切削工程を行うようにしている。また、切削屑片は、金属板の材質によってほぼ平坦な薄板状に形成される等、種々に形状が異なるものであり、必ずしもカーリングするものとは限らない。更にまた、金属板の一方面に凹部を形成するときに、パンチの先端面を凹凸に形成して、凹部の底面を深さの異なる凹凸状に形成しても良い。
【００５２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による金属板への凹部形成方法によれば、金属板の一方面に凹部を形成すると同時に他方面に突出形成される凸部を切削工具によって切削するときに、切削方向を切削毎に相対向する方向に異ならせて切削時に生する切削屑片を連結させる方法としたので、切削屑片の質量を大きくすることが可能となり、切削油を使用しても切削屑片が切削工具等に付着することなく除去することができる。
【００５３】
また、切削工具の刃先幅を凸部の被切削幅よりも大きくすると、凸部の全面を薄板状の切削することによって切削屑片の質量を大きくすることが可能となり、切削屑片の切削工具等への付着を更に改善することができる。
【００５４】
更に、切削工具によって切削する切削代を１００μｍ以下に設定すると、凸部を切削するときのストレスが減少して、経時変化の少ない高精度な凹部を形成することが可能となる。このとき、切削屑片が薄板状に形成されるために質量が小さくなるが、切削毎に生ずる切削屑片を連結させて質量を大きくするので、切削工具等への付着を更に改善することができる。
【００５５】
更にまた、凹部を形成する押圧工程と凸部を切削する切削工程とを複数回繰り返して徐々に所定の深さの凹部を形成し、凸部が突出形成される毎に相対向する方向に異ならせて複数回切削することにより、低い凸部を切削するので、切削時における切削工具の押圧力による凸部の傾斜が小さくなることから、凹部の底板の変形や破損を抑制することが可能となる。
【００５６】
また、金属板の他方面側に凹部よりもやや小さい相似形の凸部を形成すると、凹部の底部周縁と凸部の外周外側との間には金属板が挟圧されて肉薄な底板が形成されることから、凹部を押圧形成するときに凸部の抜け落ちを未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）乃至（Ｇ）は、本発明による金属板への凹部形成方法の第１の実施形態を示す工程説明図である。
【図２】（Ａ）（Ｂ）は、凸部の切削するカッターを示す平面図である。
【図３】（Ａ）乃至（Ｆ）は、本発明による金属板への凹部形成方法の第２の実施形態を示す工程説明図である。
【図４】順送加工機により金属板に凹部を形成する方法を示す斜視図である。
【図５】パッケージを示す分解斜視図である。
【図６】パッケージに電子部品を配設した状態を示す断面図である。
【図７】従来の金属板に凹部を形成する方法を示す工程説明図である。
【符号の説明】
２凹部
３凸部
１０金属板
１０ａ一方面
１０ｂ他方面
１１ダイ
１１ａ穴
１２パンチ
１３カッター
１６切削屑片
１６ａ切削屑片（１回目の切削屑片）
１６ｂ切削屑片（２回目の切削屑片）
ｗ１凸部の幅（ダイの穴の幅）
ｗ２凹部の幅
ｗ３カッターの切削幅
ｗ４凸部の被切削幅[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for forming a recess in a package for housing electronic components made of a metal plate, or a chassis or a base member of a micromachine or the like.
[0002]
[Prior art]
As electronic components, a package for housing a semiconductor integrated circuit (LSI), or a light and thin and small chassis or base member such as a micromachine is practically used. In particular, a package for housing an integrated circuit is required to have a heat radiating means having a high heat radiating efficiency because a heat generation amount is increased due to a high density. However, this type of electronic component itself is required to be miniaturized. Heat dissipation characteristics cannot be secured.
[0003]
In a package for storing a semiconductor integrated circuit or the like, a cavity is formed by forming a concave portion in a metal plate, and heat is radiated to the package itself by storing the semiconductor integrated circuit in the cavity.
[0004]
5 and 6 show a package for a semiconductor integrated circuit as an application example of a package made of a metal plate. The package 1 is selected from a copper plate having good thermal conductivity, or a metal plate made of stainless steel, aluminum, or the like.
[0005]
A substantially square cavity 2 is formed on one surface 1a side of the package 1, and a bottom plate 1c having a predetermined thickness is formed on the bottom surface of the cavity 2, and is formed as a cavity as a whole. Further, a wiring board PB is bonded and fixed to one surface 1a of the package 1. Further, the cavity 2 accommodates a chip of the semiconductor integrated circuit IC and is fixed to the bottom plate 1c by bonding or the like in a surface-bonded state. Since the bottom plate 1c of the cavity 2 is bonded to the semiconductor integrated circuit IC in a substantially close contact state, it is required that the bottom plate 1c be formed to have a warpage of less than 30 microns and a flatness.
[0006]
The semiconductor integrated circuit IC housed in the cavity 2 is provided with a large number of terminals, and is electrically connected to the terminal portions of the wiring board PB by the bonding wires 7. Further, a sealant 8 is injected into the cavity 2 to seal the semiconductor integrated circuit IC and the bonding wire 7. If the semiconductor integrated circuit IC generates heat during operation, the package 1 itself has a function as a heat spreader, so that the heat is transmitted to the package 1 and radiated.
[0007]
As a method of forming a cavity type package having the above configuration, a method of pressing a concave portion using a pressing punch by a press or a chemical etching method so that a thin plate thickness is left at the bottom. There is a method of forming a recess having a predetermined shape in a metal plate.
[0008]
However, in the press working by the press, since the metal corresponding to the volume of the concave portion is pushed into the bottom and the periphery, the surrounding metal portion is curled, and the flatness cannot be corrected. For this reason, this is a fatal problem for a package that requires high precision flatness. In addition, the chemical etching method is not suitable for mass production because it requires a long time for etching, and inevitably increases the cost.Furthermore, the dimensional accuracy is deteriorated due to the limit of the control of the etching process, There is a problem that practical use has a limit.
[0009]
In view of the above, the applicant has disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-102998 (Patent Literature 1) the problems of the conventional forming method and proposed a forming method suitable for this type of package. FIG. 7 shows steps according to the method proposed above, and its outline will be described below.
[0010]
FIG. 7A shows a metal plate 100 as a material. FIG. 7B shows a pressing step, in which a concave portion 102 as a cavity is formed on the metal plate 100 positioned and fixed with respect to the die 104 of the press machine from one side 100a side by a punch 105, thereby forming the metal plate 100. The protruding portion 103 is formed so as to protrude from the other surface 100b side.
[0011]
7 (C) and 7 (D) show a cutting process. The convex portion 103 formed on the other surface 100b side of the metal plate 100 by the pressing process is formed by a cutter 106 so as to be flush with the other surface 100b. Cut from the edge. The bottom 100c is pressed by the pressing tool 107 in order to prevent the bottom 100c from being displaced in the direction of the recess 102 due to this cutting.
[0012]
Through the above steps, the concave portion 102 is formed on the one surface 100a side of the metal plate 100, and a relatively thin bottom plate 100c having a predetermined plate thickness is formed on the bottom surface of the concave portion 102. According to the above forming method, the concave portion 102 as a cavity having a desired depth is formed by the pressing process and the cutting process, and the convex portion is cut in the cutting process in a thin state. There is a feature that it can be reduced.
[0013]
[Patent Document 1]
JP-A-11-102998
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
In the method shown in FIG. 7, the concave portion 102 formed on the one surface 100 a side of the metal plate 100 is shifted to the other surface 100 b side of the metal plate 100 to form the protruding portion 103. Stress applied to the plate 100 can be reduced. However, when the convex portion 103 is cut by the cutter 106 in the cutting step, if the convex portion 103 is cut with a thick cutting allowance, the surrounding meat is pulled, and stress is applied to the metal plate 100, particularly the bottom portion 100c formed thin. There is a problem. For this reason, in order to cut the bottom portion 100c while reducing the stress, it is desirable to cut the convex portion 103 with a thin cutting allowance.
[0015]
When cutting the convex portion 103 with the cutter 106, cutting oil is generally injected into the cut portion in order to prevent heat generation and increase cutting efficiency. However, when the convex portion 103 is cut with a thin cutting allowance, as shown in FIG. 7D, cutting chips 108 generated during cutting by the cutting oil may adhere to the cutter 106. In particular, when the convex portion 103 having a small area of several tens of mm or less on one side is cut by a thin cutting allowance, the cutting waste piece 108 itself is light in weight, so that adhesion to the cutter 106 occurs remarkably. This cutting waste piece 108 may move to the cutting edge of the cutter 106, and when the next cutting is performed by the cutter 106, there arises a problem that the projection 103 cannot be cut by a thin cutting allowance.
[0016]
As a countermeasure against this problem, a removal operation is performed in which the attached cutting debris 108 is blown off by jetting air every time the convex portion 103 is cut by the cutter 106. However, since the removing operation is performed each time cutting is performed, the number of steps increases, and the blown-off cutting chips 108 adhere to the cut portion of the convex portion 103, so that stable cutting of a predetermined size cannot be performed. A new problem such as deterioration of the surface roughness occurs.
[0017]
The present invention has been made in order to solve the problems of the conventional method as described above, and increases the mass of cutting chips generated when forming a concave portion on a metal plate to reduce adhesion to a cutter or the like. It is an object of the present invention to provide a method for forming a concave portion in a metal plate that can be performed.
[0018]
[Means to solve the problem]
In order to achieve this object, the invention according to claim 1 forms a recess from one surface of a metal plate by press forming such as a press, and forms a protrusion protruding to the other surface of the metal plate by the formation of the recess. When cutting a part with a cutting tool, a single cutting allowance is reduced to form a thin plate-shaped chip, and the cutting direction of the cutting tool is made different in opposite directions for each cutting, and the cutting is performed a plurality of times. At the same time, the cutting tool is stopped just before the end face on the downstream side in the cutting direction of the convex portion, and at least the cutting chips generated at the first cutting and the cutting chips generated at the second cutting can be connected to each other so that the cutting chips can be connected. Increase the mass. Then, when the cutting tool is advanced to the cutting direction downstream end face of the convex portion when the cutting tool is separated from the convex portion when cutting is performed a predetermined number of times, the mass of the cutting chip increases, so that the cutting chip adheres to the cutting tool. It is possible to remove without.
[0019]
According to a second aspect of the present invention, the entire width of the projection is cut into a thin plate by making the width of the cutting edge of the cutting tool according to the first aspect larger than the width of the projection. The mass of the piece is increased.
[0020]
In addition, the invention according to claim 3 is a cutting tool, because when the cutting allowance for cutting by the cutting tool according to claim 1 is set to 100 μm or less, the cutting chips are formed in a thin plate shape and the mass is small. Therefore, by attaching cutting chips generated every time cutting is performed to increase the mass, the cutting chips are prevented from adhering to the cutting tool.
[0021]
Further, the invention according to claim 4 is characterized in that the pressing step of pressing the concave portion from one side of the metal plate and the cutting step of cutting the convex portion on the other side are repeated a plurality of times, and gradually after each step. After forming a concave portion and a convex portion of a predetermined depth in the cutting process, the convex portion is cut a plurality of times after each pressing step by using a cutting tool to cut the cutting direction in opposite directions for each cutting, thereby cutting a low convex portion. Accordingly, it is possible to prevent the bottom face of the concave portion from being deformed or damaged due to the tip surface of the convex portion being inclined by the pressing force of the cutting tool when cutting.
[0022]
Further, the invention according to claim 5 is such that a concave portion having a predetermined shape which is shallower than the thickness of the metal plate is formed by pressing from one surface side of the metal plate and a similar convex portion slightly smaller than the concave portion is formed on the other surface side. By forming, the metal plate is sandwiched between the bottom peripheral edge of the concave portion and the outer periphery of the convex portion to form a thin bottom plate. Is prevented.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a method for forming a concave portion in a metal plate according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIG. FIG. 1A shows a metal plate 10 as a raw material, which is selected from a metal material suitable for various uses having plasticity, such as a copper alloy, stainless steel, or aluminum. The metal plate 10 may be cut into a predetermined size or a long band-shaped hoop material.
[0024]
FIG. 1B shows a pressing step. After the metal plate 10 is placed in a state of being positioned with respect to a die 11 of a press (not shown), the metal plate 10 is formed from one surface 10a side of the metal plate 10 into, for example, a substantially square of a predetermined size mounted on the press. By pressing the punch 12 thus formed, the recess 2 having a predetermined depth set in advance is formed.
[0025]
By forming the concave portion 2 in this manner, the metal meat substantially corresponding to the volume of the concave portion 2 moves into the hole 11a of the die 11 on the other surface 10b side of the metal plate 10, and the inside of the hole 11a A protrusion 3 having a height h substantially equal to the depth of the recess 2 is formed so as to protrude. The outer dimension W1 of the convex portion 3 is formed in a similar shape slightly smaller than the dimension W2 of the concave portion 2 on the opening side. In order to form the protrusion 3 in such a small size, the inner diameter of the hole 11a of the die 11 is set to be the outer size W1 of the protrusion 3. For this reason, when the metal plate 10 is pressed by the punch 12, the outer edge side of the tip end face of the punch 12 faces the periphery of the hole 11 a of the die 11, so that the metal plate 10 is pressed by the facing portion. As a result, the convex portions 3 are connected to each other without being cut from the metal plate 10 by the facing portions. The thickness t of the connecting portion is set substantially equal to the thickness of the bottom plate 2c of the concave portion 2 described later.
[0026]
1C to 1G show a cutting process. Cutting is repeated until the convex portion 3 formed on the other surface 10b side of the metal plate 10 by the above pressing step becomes the same surface as the other surface 10b by the cutter 13 as a cutting tool. As shown in FIG. 2A, the cutter 13 used in this cutting process has a blade 13 a at the tip formed parallel to the end face of the projection 3. Further, the cutting edge width w3 of the cutter 13 is set to be larger than the width at which the projection 3 is cut, that is, the cut width w4. The width w3 of the cutting edge of the cutter 13 may be the same as the width w4 of the protrusion 3 to be cut, but is preferably set to be slightly larger in order to absorb a deviation at the time of cutting. In the cutting process described below, the entire surface of the convex portion 3 is cut by the cutter 13 set as described above.
[0027]
In the cutting step, first, as shown in FIG. 1 (C), a first cut is performed on the distal end side of the convex portion 3 by the cutter 13. When performing this cutting, the pressing tool 14 presses the other surface 10b of the metal plate 10 located on the left side of the drawing, that is, the downstream side in the cutting direction of the cutter 13, and further presses the one surface 10a of the metal plate 10 and The recess 2 is urged by the urging tool 15 to hold the metal plate 10 in an immobile state.
[0028]
From such a state, the first cutting is performed. That is, after the cutter 13 is abutted against the right end surface of the convex portion 3, the cutter 13 is moved in the downstream direction as indicated by the arrow, thereby forming a thin plate-shaped cutting waste piece 16a. Then, by stopping the cutter 13 in front of the downstream end surface of the projection 3 in the cutting direction, one end of the cutting waste piece 16a is connected to the downstream end surface of the projection 3.
[0029]
In this cutting step, it is desirable to cut with a small cutting margin in order to minimize stress during cutting. Incidentally, the cutting allowance at the time of cutting is set to a value of 100 μm or less. As a result, the cutting chips 16a are formed in a thin plate shape. Further, in order to further reduce the stress at the time of cutting by the cutter 13, a cutter 13 having a substantially arrow-shaped cutter portion 13a may be used as shown in FIG.
[0030]
The second cutting is performed after the first cutting described above. During the second cutting, the other surface 10b of the metal plate 10 located on the right side of the projection 3 in the drawing is pressed by the pressing tool 14, and the one surface 10a of the metal plate 10 and the concave portion 2 are urged. The metal plate 10 is urged by the tool 15 and held in a stationary state by sandwiching the metal plate 10 with the pressing tool 14. From this state, after the cutter 13 is abutted against the left end surface of the convex portion 3, as shown by an arrow in FIG. 1 (D), the cutter 13 is moved in the downstream direction opposite to the first cutting to form a thin plate. Is formed.
[0031]
The position at which the cutter 13 abuts against the left end surface of the convex portion 3 is set to a position approximately twice the cutting allowance at the time of the first cutting from the surface of the convex portion 3. Then, in the second cutting, as shown in FIG. 1 (E), the cutter 13 is moved and stopped until it passes through the end face of the projection 3 on the downstream side in the cutting direction. As a result, the cutting chips 16 separate downward from the convex portion 3 in a state where the cutting chips 16a at the time of the first cutting and the cutting chips 16b at the time of the first cutting are connected.
[0032]
Also in the second cutting, the cutting chips 16b are formed in a thin plate shape by setting the cutting allowance to a value of 100 μm or less. As described above, the cutting chips 16 detached from the projection 3 are connected by the first and second cutting. Further, since the entire width of the convex portion 3 is cut by making the blade edge width w3 of the cutter 13 larger than the cut width w4 of the convex portion 3, the area of the cutting debris 16 is large, and the cutting debris 16a, Since the mass of the cutting waste 16 is connected to the cutter 16, the mass is approximately doubled, so that the mass of the cutting chips 16 is larger than the adhesion of the cutting oil 16 to the cutter 13 by the cutting oil. Can be disengaged without the need.
[0033]
When the cutting allowance in the cutting step is set to be small, the convex portion 3 protrudes from the metal plate 10 although the convex portion 3 is lowered even by the above-described two times of cutting. Therefore, after the second cutting, the third cutting shown in FIG. 1 (F) is performed. This cutting is performed in the same manner as the first cutting shown in FIG. That is, when the third cutting is performed, the metal plate 10 on the downstream side in the cutting direction of the cutter 13 is pressed by the pressing tool 14, and the one surface 10 a and the recess 2 of the metal plate 10 are pressed by the urging tool 15. The metal plate 10 is pinched and fixed. From this state, after the cutter 13 is abutted against the lowered right end surface of the convex portion 3 and moved to a position just before the downstream end surface of the convex portion 3 in the cutting direction, the cutting chips generated by the third cutting are removed. One end of 16 c is connected to the downstream end surface of the projection 3.
[0034]
After the third cutting described above, a fourth cutting is performed. In the fourth cutting, similarly to the above-described second cutting, the other surface 10b of the metal plate 10 is pressed by the pressing tool 14, and the one surface 10a and the concave portion 2 are urged by the pressing tool 15 so that the metal plate 10 And fix it. From this state, after the cutter 13 is abutted against the left end surface of the convex portion 3, by moving the cutter 13 in the downstream direction opposite to the third cutting, a thin plate-like cutting piece 16d is formed. As shown in FIG. 1 (G), the connected cutting chips 16 c and 16 d are detached downward from the protrusion 3 by moving until the protrusion 3 passes the downstream end face in the cutting direction. . In the fourth cutting, the protrusion 3 is removed by moving the cutter 13 along the other surface 10b of the metal plate 10, and the other surface 10b of the metal plate 10 is formed flat. A bottom plate 2c having a plate thickness substantially equal to the thickness t of the above-described connecting portion is formed at the bottom of the concave portion 2 having a predetermined depth set on one surface 10a of the metal plate 10.
[0035]
As described above, the convex portion 3 protruding from the other surface 10b by forming the concave portion 2 on the one surface 10a side of the metal plate 10 is removed by cutting a plurality of times while minimizing stress at the time of cutting. You. Further, since the entire surface of the convex portion 3 is cut by the cutter 13 to connect the cutting chips 16 formed in a large area, the mass of the cutting chips 16 increases, and as a result, the cutting chips 16 are Can be easily detached without adhering to the surface.
[0036]
In the first embodiment described above, for example, the cutter used for the first cutting and the cutter used for the first cutting are indicated by the same reference numerals, but the projection 3 is cut with the metal plate 10 fixed. In this case, it is desirable to use two cutters having different cutting directions. When the metal plate 10 can be rotated by 180 degrees for each cutting, the metal plate 10 may be rotated for each cutting and cut by one cutter 13. On the other hand, as for the pressing tool 14 for pressing the other surface 10b of the metal plate 10, when cutting the convex portion 3 in a state where the metal plate 10 is fixed, each pressing is performed by a separate pressing tool, and the metal plate 10 is rotated. When this is possible, the metal plate 10 may be rotated for each cutting and pressed by one pressing tool 14.
[0037]
Further, the convex portion 3 is removed by four cuttings. However, depending on the height of the convex portion 3, the size of the cutting allowance, or the mass of the cutting waste 16, the convex portion 3 may be removed two or more times. Can be set. In addition, the two cutting chips 16, for example, the cutting chips 16a and the cutting chips 16b are connected and then detached. However, depending on the mass of the cutting chips 16, the cutting chips 16c and the cutting chips 16c are further removed. For example, three or more pieces may be connected, such as connecting the waste pieces 16d.
[0038]
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. A method of forming the concave portion 2 in the metal plate by alternately repeating a pressing step of pressing the concave portion 2 and a cutting step of cutting the convex portion 3 a plurality of times is shown. Note that, in FIG. 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts or the same locations, and a detailed description thereof will be omitted. FIG. 3A shows a first pressing step. After the metal plate 10 is placed in a state where it is positioned with respect to the die 11 of a press (not shown), the metal plate 10 is mounted on the press from one surface 10a side of the metal plate 10 as in the first embodiment described above. By pressing a punch 12 formed into a substantially square shape having a predetermined dimension, for example, a concave portion 2a having a shallow depth is formed. Due to the formation of the concave portion 2a, the metal material substantially corresponding to the volume of the concave portion 2a moves into the hole 11a of the die 11 on the other surface 10b side of the metal plate 10, and the depth of the concave portion 2a is Protrusions 3a having substantially the same low height are formed to protrude. Also in this embodiment, the outer dimension W1 of the projection 3 is formed in a similar shape slightly smaller than the dimension W2 on the opening side of the recess 2a.
[0039]
FIGS. 3B and 3C show a first cutting step. As in the first embodiment described above, the projection 3a formed at a low height is repeatedly cut by the cutter 13 as a cutting tool until the projection 3a becomes flush with the other surface 10b. Also in the first cutting step, the entire width of the convex portion 3 is cut by setting the blade edge width w3 of the cutter 13 to be larger than the width at which the convex portion 3 is cut, that is, the width to be cut w4. I have.
[0040]
In the first cutting step, first, as shown in FIG. 3B, the first cutting of the distal end side of the projection 3a is performed by the cutter 13. At this time, similarly to the first embodiment described above, the other surface 10b of the metal plate 10 located on the downstream side in the cutting direction of the cutter 13 is pressed by the pressing tool 14, and the one surface 10a of the metal plate 10 is further pressed. The recess 2 is urged by the urging tool 15 to hold the metal plate 10 in an immobile state.
[0041]
In such a state, the cutter 13 is moved in the downstream direction indicated by the arrow from the right end face of the convex portion 3a to a position just before the downstream end face in the cutting direction, thereby forming the thin plate-shaped cutting chips 16a. At this time, the thickness is desirably 100 μm or less. By performing the first cutting, a cutting waste piece 16a is formed on the downstream end surface of the projection 3a with one end thereof connected.
[0042]
After the first cutting, a second cutting is performed. Even when the second cutting is performed, the metal plate 10 is held between the urging tool 15 and the pressing tool 14 to keep the metal plate 10 in an immobile state. From this state, the cutter 13 is moved to the left side of the projection 3a. As shown by the arrow from the end face, by moving in the downstream direction opposite to the first cutting, a thin plate-shaped cutting waste piece 16b is formed. Then, in the second cutting, as shown in FIG. 3 (C), the cutter 13 is moved until the cutting direction downstream end face of the projection 3a is passed, and the cutting chips 16b to which the cutting chips 16b are connected are removed. It is detached downward from the protrusion 3a. Also in the second cutting described above, the cutting allowance is set to 100 μm or less, and the cutting chips 16 are formed in a thin plate shape.
[0043]
Next, a second pressing step shown in FIG. That is, the concave portion 2a formed in the first pressing step is pressed by the punch 12 to further increase the depth, thereby forming the concave portion 2b having a predetermined depth. Due to the formation of the concave portion 2b, the metal meat substantially corresponding to the volume of the concave portion 2b is transferred into the hole 11a of the die 11 on the other surface 10b side of the metal plate 10, and the depth of the concave portion 2b is Protrusions 3b having substantially the same low height protrude.
[0044]
FIGS. 3E and 3F show the third and fourth cutting steps. The protruding portion 3b formed at a low height is flush with the other surface 10b by cutting the entire surface of the protruding portion 3b twice with the cutter 13 as a cutting tool, similarly to the first embodiment described above. The cutting is repeated until. That is, in the third cutting, similarly to the first cutting described above, the cutter 13 is moved in the downstream direction indicated by the arrow from the right end face of the convex portion 3b to just before the downstream end face in the cutting direction. The piece 16c is formed with one end thereof connected to the downstream end face of the projection 3a. The cutting allowance in this cutting is desirably 100 μm or less.
[0045]
After the third cutting, a fourth cutting is performed. When the fourth cutting is performed, the metal plate 10 is sandwiched between the urging tool 15 and the pressing tool 14 to hold the metal plate 10 in a stationary state. From the left end face of 3b to the downstream end face, it moves in the downstream direction opposite to the first cut, and in the third and fourth cuts, a thin plate-shaped cut in which cutting chips 16c are connected. The scraps 16d are detached downward from the projections 3b.
[0046]
As described above, the depression 2 is formed by repeating the two pressing steps shown in FIGS. 3A and 3D and the two cutting steps shown in FIGS. 3B, 3C, 3E, and 3F. When the metal plate 10 is formed, the height of the protrusions 3a and 3b protruding from the other surface 10b of the metal plate 10 is low, so that the cutting position by the cutter 13 approaches the metal plate 10. For this reason, it is possible to reduce the torsional stress applied when pressing the distal ends of the protrusions 3a and 3b with the cutter 13, and even when the thickness of the bottom plate 2c formed in the recess 2 is reduced. In addition, it is possible to prevent the bottom plate 2c from being torn or damaged. Further, by reducing the stress, it is possible to reduce a change in dimensional accuracy due to a temporal change or the like. Further, as in the first embodiment, since the mass of the cutting chips 16 is increased, the cutting chips 16 can be separated without adhering to the cutter 13.
[0047]
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention, which is a method of forming by a progressive processing machine (not shown). Slots 24 and pilot holes 26 are formed around a hoop-shaped metal plate material 20 made of a material such as a copper alloy, stainless steel, or aluminum, including a space between adjacent intermediate products 21a to 21d. Is done. By forming the slot 24, the intermediate products 21a to 21d are connected to the hoop-shaped metal plate 20 via the connection pieces 25.
[0048]
Thereafter, the recess 2 having a predetermined depth is formed on the one surface 20a of the hoop-shaped metal plate 20 by a first pressing step in FIG. Next, the process proceeds to the stage of the cutting process shown in FIG. 1C, and the first time of the protrusion (not shown) formed on the other surface of the hoop-shaped metal plate 20 by the cutter 13a with respect to the intermediate product 21b. Carry out cutting. Then, in the subsequent stage, the intermediate product 21c is subjected to the second cutting from the cutting direction opposite to the first cutting shown in FIG. 1D by the cutter 13b, and the first and second cuttings are performed. The cutting chips (not shown) generated by the cutting are connected and detached from the projection by the second cutting.
[0049]
Further, thereafter, in the subsequent stage, a third cutting is performed on the intermediate product 21d by the cutter 13c, and a fourth cutting (not shown) is performed in the next stage in a state where the cutting chips are connected to the convex portions. Then, the cutting chips (not shown) connected by the third and fourth cuts are separated from the projections. At the time of this fourth cutting, if cutting is performed until the other surface of the hoop-shaped metal plate 20 is reached, the cutting process stage ends here. However, when the height of the convex portion is high, or the cutting allowance is reduced. If set, after the fourth cutting, the cutting is repeated until the other surface of the hoop-shaped metal plate 20 is reached.
[0050]
In the forming method using the progressive processing machine described above, a stage to be cut by the cutter 13 is set for each intermediate product, but four to five intermediate products are formed as one unit, and the intermediate products are formed in this unit. Alternatively, a stage for simultaneously cutting the convex portions may be set.
[0051]
In the embodiments described above, various changes can be made without departing from the scope of the present invention. For example, the recess formed in the metal plate is not limited to a square, but may be another polygon, a circle, or a non-circle. In addition, when the cutting debris is largely curled when the protruding portion is cut by the cutter, the cutting debris may break off from the root and come off when coming into contact with the side surface of the pressing tool. In the present invention, the above-described cutting step is performed on the assumption that the chips that fall naturally in this manner are also connected. Further, the cutting chips have various shapes, such as being formed in a substantially flat thin plate shape depending on the material of the metal plate, and are not necessarily curled. Furthermore, when forming the concave portion on one surface of the metal plate, the leading end surface of the punch may be formed with concave and convex portions, and the bottom surface of the concave portion may be formed with concave and convex portions having different depths.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for forming a concave portion on a metal plate according to the present invention, when a concave portion is formed on one surface of a metal plate and a convex portion formed to project on the other surface is simultaneously cut by a cutting tool, cutting is performed. The method is such that the direction of cutting is changed to the opposite direction for each cutting and the cutting chips generated during cutting are connected, so that the mass of cutting chips can be increased, and even if cutting oil is used, cutting chips can be used. Pieces can be removed without adhering to a cutting tool or the like.
[0053]
Also, if the width of the cutting edge of the cutting tool is larger than the width of the protruding portion, the mass of the cutting debris can be increased by cutting the entire surface of the protruding portion in a thin plate shape. Etc. can be further improved.
[0054]
Further, when the cutting allowance for cutting with a cutting tool is set to 100 μm or less, stress at the time of cutting the convex portion is reduced, and it is possible to form a high-accuracy concave portion with little change over time. At this time, since the cutting chips are formed in a thin plate shape, the mass is reduced, but since the cutting chips generated at each cutting are connected to increase the mass, it is possible to further improve the adhesion to a cutting tool or the like. it can.
[0055]
Furthermore, the pressing step of forming the concave portion and the cutting step of cutting the convex portion are repeated a plurality of times to gradually form a concave portion having a predetermined depth, and when the convex portion is formed in a protruding manner, the concave portion has a different direction. The lower convex part by cutting multiple times, the inclination of the convex part due to the pressing force of the cutting tool at the time of cutting is reduced, and it is possible to suppress the deformation and breakage of the bottom plate of the concave part Become.
[0056]
In addition, if a similar convex portion slightly smaller than the concave portion is formed on the other surface side of the metal plate, the metal plate is sandwiched between the bottom peripheral edge of the concave portion and the outer periphery of the convex portion to form a thin bottom plate. Therefore, it is possible to prevent the convex portion from falling off when pressing the concave portion.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1G are process explanatory views showing a first embodiment of a method for forming a concave portion in a metal plate according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B are plan views showing a cutter for cutting a convex portion.
FIGS. 3A to 3F are process explanatory views showing a second embodiment of the method for forming a concave portion in a metal plate according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a method of forming a recess in a metal plate by a progressive processing machine.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a package.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which electronic components are provided in a package.
FIG. 7 is a process explanatory view showing a conventional method for forming a concave portion in a metal plate.
[Explanation of symbols]
2 recess
3 convex part
10 Metal plate
10a One side
10b The other side
11 dies
11a hole
12 punches
13 cutter
16 Cutting chips
16a Cutting chips (first cutting chips)
16b Cutting chips (second cutting chips)
w1 Width of protrusion (width of die hole)
w2 width of recess
w3 Cutting width of cutter
w4 Cutting width of convex part

Claims

A concave portion is formed from one surface of the metal plate by pressing or the like, and a convex portion projecting to the other surface side of the metal plate is cut by a cutting tool by forming the concave portion, so that the bottom surface is formed from the metal plate. A method for forming a concave portion having a thin bottom portion,
When cutting the convex portion with a cutting tool, a single cutting margin is reduced to form a thin plate-shaped cutting waste piece,
The cutting direction of the cutting tool is changed a plurality of times in a direction opposite to each other for cutting, and the cutting tool is stopped in front of the cutting direction downstream end face of the convex portion, and at least during the first cutting. The generated debris and the debris generated during the second cutting can be connected,
A method for forming a concave portion on a metal plate, comprising: advancing the cutting tool to a downstream end surface of the convex portion in a cutting direction when the cutting portion has been cut a predetermined number of times to release the cutting waste pieces from the convex portion.

The method for forming a concave portion in a metal plate according to claim 1, wherein the cutting tool has a blade edge width larger than a cut width of the convex portion.

The method according to claim 1, wherein a cutting allowance for cutting the convex portion by the cutting tool is set to 100 μm or less.

The pressing step of pressing the concave part from one side of the metal plate and the cutting step of cutting the convex part on the other side are repeated a plurality of times, and the concave part and the convex part having a predetermined depth gradually after each of the above steps. The cutting step is performed after each pressing step of projecting and forming a convex portion, and the cutting tool is cut a plurality of times by changing the cutting direction of the cutting tool in a direction opposite to each cutting, and the cutting tool is Stopping before the end face on the downstream side in the cutting direction of the convex portion, the cutting chips generated at least at the first cutting and the cutting chips generated at the second cutting can be connected, and when the predetermined number of times are cut, 2. The method according to claim 1, wherein the cutting tool is advanced to a downstream end face of the projection in the cutting direction to separate the cutting debris from the projection.

2. The metal plate according to claim 1, wherein a concave portion having a predetermined shape shallower than the thickness of the metal plate is formed from one side of the metal plate, and a similar convex portion slightly smaller than the concave portion is formed on the other side. Method for forming a concave portion.