JP2013082038A - Punching apparatus and punching method using the same - Google Patents

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亮 菅野
Hirotaka Miki
博敬 三木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a punching apparatus capable of preventing a punching chip in each through hole of a plurality of simultaneously formed through holes from remaining therein, improving the quality of each through hole, and extending the service life of a forming die, in the punching apparatus simultaneously forming the plurality of through holes in a base material.SOLUTION: A punching apparatus 10 includes: a first forming die 11 having a plurality of pins 116 for punching; a second forming die 12 disposed opposite the first forming die 11 and having a plurality of holes 12a corresponding to the plurality of pins 116 in the first forming die 11; and a first vibration providing means 14 disposed in contact with the major surface of the first forming die 11 opposite the second forming die 12 and providing ultrasonic vibration to the first forming die 11 in a direction parallel to the movement direction of the first forming die 11.

Description

本発明は、孔開け装置およびこれを用いた孔開け方法に係り、特に基材に複数の貫通孔を同時に形成する孔開け装置およびこれを用いた孔開け方法に関する。   The present invention relates to a drilling device and a drilling method using the same, and more particularly to a drilling device that simultaneously forms a plurality of through holes in a substrate and a drilling method using the same.

近年、発光ダイオード素子等の発光素子を有する発光装置の高輝度、白色化に伴い、携帯電話や大型液晶TVのバックライト等に発光素子を有する発光装置が用いられている。このような発光装置における基板には、熱伝導性が高く、発光素子から発生する熱を速やかに放散できるとともに、反射率が高く、生産性が良好なことが求められている。このような要求に対応するものとして、例えば、ガラスセラミックス基板が知られている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, with the increase in brightness and whiteness of light-emitting devices having light-emitting elements such as light-emitting diode elements, light-emitting devices having light-emitting elements are used for backlights of mobile phones and large liquid crystal TVs. A substrate in such a light-emitting device is required to have high thermal conductivity, to quickly dissipate heat generated from the light-emitting element, and to have high reflectance and good productivity. For example, a glass ceramic substrate is known as one that meets such requirements (see, for example, Patent Document 1).

ところで、発光装置のような小型の装置に用いられる基板は、基板となる多数の基板領域を有する連結基板を製造した後、個々の基板に分割することで効率的に製造されている。また、連結基板は、例えば、多数の基板領域を有する複数のグリーンシートを製造し、各グリーンシートに、接続ビア、サーマルビア、発光素子の周囲を囲む枠部等となる所定の貫通孔を形成する。次いで、接続ビアやサーマルビアとなる貫通孔に導体ペーストの充填を行った後、各グリーンシートを重ね合わせて一体化し、焼成して製造されている。ガラスセラミックス基板の場合、ガラス粉末とアルミナ粉末等のセラミックス粉末との混合物であるガラスセラミックス組成物からなるグリーンシートが用いられる。   By the way, a substrate used in a small device such as a light emitting device is efficiently manufactured by manufacturing a connection substrate having a large number of substrate regions to be a substrate and then dividing the substrate into individual substrates. In addition, for example, the connecting substrate manufactures a plurality of green sheets having a large number of substrate regions, and each green sheet is formed with a predetermined through-hole serving as a connection via, a thermal via, a frame portion surrounding the light emitting element, and the like. To do. Next, after filling the through holes serving as connection vias and thermal vias with the conductive paste, the green sheets are stacked and integrated and fired. In the case of a glass ceramic substrate, a green sheet made of a glass ceramic composition that is a mixture of glass powder and ceramic powder such as alumina powder is used.

グリーンシートへの貫通孔の形成は、一般にパンチ加工装置を用いて行われている。パンチ加工装置は、駆動手段によって駆動される1本のパンチとダイとを有し、多数の貫通孔を1個ずつ形成する。また、パンチ加工時の抜き屑の残存等を防止するために、パンチ部分に超音波振動を付与する振動付与手段を設けることが知られている(例えば、特許文献2参照)。   Formation of the through hole in the green sheet is generally performed using a punching apparatus. The punch processing apparatus has one punch and a die driven by driving means, and forms a large number of through holes one by one. In addition, it is known to provide vibration applying means for applying ultrasonic vibration to the punched portion in order to prevent residual scraps during punching (for example, see Patent Document 2).

国際公開第2009/128354号パンフレットInternational Publication No. 2009/128354 Pamphlet 特開2006−043804号公報JP 2006-043804 A

従来、グリーンシートへの貫通孔の形成に用いるパンチ加工装置として、1本のパンチとダイとを有するものが知られている。しかし、連結基板には多数の貫通孔を形成する必要があり、連結基板の生産性を向上させるために、複数の貫通孔を同時に形成することが求められている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a punching apparatus used for forming a through hole in a green sheet, an apparatus having one punch and a die is known. However, it is necessary to form a large number of through holes in the connection board, and it is required to form a plurality of through holes at the same time in order to improve the productivity of the connection board.

複数の貫通孔を同時に形成する方法として、例えば、複数の孔開け用のピンを有する成形型と、これらのピンに対応する孔部を有する成形型とを用いる方法が考えられる。このような方法によれば、1本のパンチによって貫通孔を形成する場合に比べて、例えば同時間で10倍程度の貫通孔を形成することもできる。   As a method for simultaneously forming a plurality of through holes, for example, a method using a mold having a plurality of holes for drilling and a mold having holes corresponding to these pins can be considered. According to such a method, it is possible to form, for example, about 10 times as many through holes in the same time as in the case where the through holes are formed by one punch.

しかし、複数のピンを有する成形型を用いる場合、一方の成形型におけるピンとこれに対応する他方の成形型における孔部との組み合わせの全てについて、位置関係等の状態を最適な状態に調整することは容易でない。このため、一部のピンの先端部に抜き屑が付着しやすくなり、このピンの引き抜きによりグリーンシートの貫通孔に抜き屑が残存しやすくなるとともに、貫通孔の品質も低下しやすい。また、ピンや孔部の消耗も激しくなり、成形型の寿命が短くなりやすい。   However, when a mold having a plurality of pins is used, the state of positional relationship, etc. is adjusted to the optimum state for all the combinations of the pins in one mold and the corresponding holes in the other mold. Is not easy. For this reason, scraps are likely to adhere to the tip portions of some pins, and by pulling out the pins, scraps are likely to remain in the through-holes of the green sheet, and the quality of the through-holes is likely to deteriorate. In addition, the pins and holes are worn out and the mold life tends to be shortened.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、同時に形成される複数の貫通孔の各貫通孔における抜き屑の残存を抑制できるとともに、各貫通孔の品質を良好にでき、また成形型の寿命も延ばすことができる孔開け装置の提供を目的とする。また、本発明は、このような孔開け装置を用いた孔開け方法の提供を目的とする。   The present invention was made in order to solve the above-mentioned problem, and while suppressing the remaining of scraps in each through-hole of a plurality of through-holes formed simultaneously, the quality of each through-hole can be improved, It is another object of the present invention to provide a drilling device that can extend the life of the mold. Another object of the present invention is to provide a drilling method using such a drilling apparatus.

本発明の孔開け装置は、複数の孔開け用のピンを有する第1成形型と、前記第1成形型に対向して配置され、前記第1成形型における前記複数のピンに対応する複数の孔部を有する第2成形型と、前記第1成形型の前記第2成形型側とは反対側の主面に接触して配置され、前記第1成形型に前記第1成形型の移動方向と少なくとも平行な方向の超音波振動を付与する第1振動付与手段とを有することを特徴とする。   The punching device of the present invention includes a first molding die having a plurality of punching pins and a plurality of pins corresponding to the plurality of pins in the first molding die. A second molding die having a hole and a first molding die arranged in contact with a main surface opposite to the second molding die side, and a moving direction of the first molding die on the first molding die And first vibration applying means for applying ultrasonic vibration in at least a parallel direction.

本発明の孔開け方法は、上記孔開け装置を用いて基材に厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する孔開け方法であって、前記孔開け装置における複数の孔開け用のピンの先端部に前記ピンの長手方向の振幅が1〜10μmの範囲内となるように超音波振動を付与しながら前記基材に前記貫通孔を形成することを特徴とする。   The drilling method of the present invention is a drilling method for forming a through-hole penetrating in a thickness direction in a base material using the above-described drilling device, and the tips of a plurality of drilling pins in the drilling device The through hole is formed in the base material while applying ultrasonic vibration so that the longitudinal amplitude of the pin is in the range of 1 to 10 μm.

本発明の孔開け装置によれば、同時に形成される複数の貫通孔への抜き屑の残存を抑制できるとともに、各貫通孔の品質を良好にでき、また成形型の寿命も延ばすことができる。また、本発明の孔開け方法によれば、本発明の孔開け装置を用いることで、同時に形成される複数の貫通孔の各貫通孔における抜き屑の残存を抑制できるとともに、各貫通孔の品質を良好にでき、また成形型の寿命も延ばすことができる。   According to the punching device of the present invention, it is possible to suppress the remaining of scraps in a plurality of through holes formed at the same time, improve the quality of each through hole, and extend the life of the mold. Further, according to the drilling method of the present invention, by using the drilling device of the present invention, it is possible to suppress the remaining of scraps in each through-hole of a plurality of through-holes formed at the same time, and the quality of each through-hole. And the life of the mold can be extended.

本発明の孔開け装置の一実施形態を示す要部断面図。The principal part sectional view showing one embodiment of the punching device of the present invention. 孔開け装置におけるジョイント部の拡大断面図。The expanded sectional view of the joint part in a drilling apparatus. 孔開け方法を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the drilling method. 孔開け方法を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the drilling method. 孔開け方法が適用される連結基板の一例を示す平面図。The top view which shows an example of the connection board | substrate with which the drilling method is applied. 図5に示す個基板を拡大して示す平面図。The top view which expands and shows the separate board | substrate shown in FIG. 図6に示す個基板のA−A’線断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the individual substrate shown in FIG. 6. 連結基板の本体部となる上層用グリーンシートの一部平面図。The partial top view of the green sheet for upper layers used as the main-body part of a connection board | substrate. 連結基板の本体部となる中層用グリーンシートの一部平面図。The partial top view of the green sheet for intermediate | middle layers used as the main-body part of a connection board | substrate. 連結基板の本体部となる下層用グリーンシートの一部平面図。The partial top view of the green sheet for lower layers used as the main-body part of a connection board | substrate.

以下、本発明の孔開け装置の実施形態について説明する。
図1は、孔開け装置の一実施形態を示す要部断面図である。
Hereinafter, embodiments of the hole punching device of the present invention will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing an embodiment of a punching device.

孔開け装置10は、例えば、第1成形型となる上成形型11、第2成形型となる下成形型12、上成形型11の固定および移動に用いられる機台13、上成形型11に超音波振動を付与する第1振動付与手段14、および下成形型12に超音波振動を付与する第2振動付与手段15を有する。   The punching device 10 includes, for example, an upper mold 11 serving as a first mold, a lower mold 12 serving as a second mold, a machine base 13 used for fixing and moving the upper mold 11, and an upper mold 11. First vibration applying means 14 for applying ultrasonic vibration and second vibration applying means 15 for applying ultrasonic vibration to the lower mold 12 are provided.

なお、図1には、被加工物である基材20を併せて示している。また、孔開け装置10は、上成形型11に超音波振動を付与する第1振動付与手段14を必須構成とするが、下成形型12に超音波振動を付与する第2振動付与手段15については、必ずしも必須構成とはせず、必要に応じて設けることができる。   In addition, in FIG. 1, the base material 20 which is a workpiece is shown collectively. Further, the perforating apparatus 10 has the first vibration applying unit 14 that applies ultrasonic vibration to the upper mold 11, but the second vibration applying unit 15 that applies ultrasonic vibration to the lower mold 12. Is not necessarily an essential configuration, and can be provided as necessary.

上成形型11は、例えば、バッキングプレート111とピンホルダー112とからなる成形型本体113、基材固定用プレート114、複数の弾性体115、および複数の孔開け用のピン116を有する。以下では、ピン116の下成形型12側を先端側、その反対側を後端側と記す。   The upper mold 11 includes, for example, a mold main body 113 including a backing plate 111 and a pin holder 112, a substrate fixing plate 114, a plurality of elastic bodies 115, and a plurality of holes 116 for punching. Hereinafter, the lower mold 12 side of the pin 116 is referred to as a front end side, and the opposite side is referred to as a rear end side.

成形型本体113は、バッキングプレート111の下面にピンホルダー112が接触するように固定されて構成されている。ピンホルダー112には、下面側に設けられる細径部と、上面側に設けられる大径部とから構成される孔部112aが設けられ、この孔部112aにピン116の後端側が収容されている。ピン116は、例えば、軸部と、この軸部の後端側に設けられる鍔部とを有し、孔部112aの細径部と大径部との間の段部とバッキングプレート111の下面とによって鍔部が押さえられることにより固定されている。   The mold body 113 is configured to be fixed so that the pin holder 112 contacts the lower surface of the backing plate 111. The pin holder 112 is provided with a hole portion 112a composed of a small diameter portion provided on the lower surface side and a large diameter portion provided on the upper surface side, and the rear end side of the pin 116 is accommodated in the hole portion 112a. Yes. The pin 116 includes, for example, a shaft portion and a flange portion provided on the rear end side of the shaft portion, and a step portion between the small diameter portion and the large diameter portion of the hole portion 112a and the lower surface of the backing plate 111. It is fixed by pressing the buttocks.

基材固定用プレート114は、基材20に貫通孔を形成する際に基材20を固定するとともに、貫通孔の形成後に上成形型11から基材20を引き離す機能を有するものであり、成形型本体113の下側に間隔を設けて配置されるとともに、成形型本体113との間に弾性体115を介して配置され、第1成形型11の移動方向である上下方向に移動可能に構成されている。   The base material fixing plate 114 has a function of fixing the base material 20 when the through hole is formed in the base material 20 and separating the base material 20 from the upper mold 11 after forming the through hole. The mold body 113 is disposed below the mold body 113 with an interval, and is disposed between the mold body 113 and the elastic body 115 so as to be movable in the vertical direction, which is the moving direction of the first mold 11. Has been.

基材固定用プレート114には、ピン116の先端部を突出可能に収容する貫通孔114aが設けられている。通常、基材固定用プレート114の下面とピン116の先端面とが同一平面上に位置するように、基材固定用プレート114の上下方向の位置等が調整されている。また、成形型本体113と基材固定用プレート114との間隔が狭まって接触した状態となったときに、基材固定用プレート114の下面から突出するピン116の先端部の突出量が基材20の厚さ以上となるように、成形型本体113と基材固定用プレート114との間隔、基材固定用プレート114の厚さ、ピン116の長さ等が調整されている。   The substrate fixing plate 114 is provided with a through-hole 114a for accommodating the tip of the pin 116 so as to protrude. Usually, the vertical position of the substrate fixing plate 114 is adjusted so that the lower surface of the substrate fixing plate 114 and the tip surface of the pin 116 are located on the same plane. In addition, when the space between the mold main body 113 and the base material fixing plate 114 is reduced and brought into contact, the protruding amount of the tip of the pin 116 protruding from the lower surface of the base material fixing plate 114 is the base material. The distance between the mold main body 113 and the base material fixing plate 114, the thickness of the base material fixing plate 114, the length of the pins 116, and the like are adjusted so that the thickness is 20 or more.

上成形型11の平面形状は、必ずしも限定されないが、正方形状や矩形状が好ましく、その面積は15〜100cmが好ましい。面積を15cm以上とすることで、十分な個数のピン116を配置できる。また、面積を100cm以下とすることで、過度な質量増加等により各ピン116に十分な超音波振動が付与されないことを抑制できる。上記面積は15〜50cmが好ましく、16〜19cmがより好ましい。また、上成形型11の全体の質量は、200〜500gが好ましい。このような質量の範囲内とすることで、十分な個数のピン116を配置できるとともに、過度な質量増加等により各ピン116に十分な超音波振動が付与されないことを抑制できる。 The planar shape of the upper mold 11 is not necessarily limited, but a square shape or a rectangular shape is preferable, and the area is preferably 15 to 100 cm 2 . By setting the area to 15 cm 2 or more, a sufficient number of pins 116 can be arranged. Moreover, it can suppress that sufficient ultrasonic vibration is not provided to each pin 116 by an excessive mass increase etc. by making an area into 100 cm < 2 > or less. The area is preferably 15~50cm 2, 16~19cm 2 is more preferable. Moreover, the total mass of the upper mold 11 is preferably 200 to 500 g. By setting it within such a mass range, it is possible to arrange a sufficient number of pins 116 and to prevent a sufficient ultrasonic vibration from being applied to each pin 116 due to an excessive increase in mass or the like.

各ピン116の断面形状、すなわちピン116の長手方向に垂直な平面における断面形状は、基材20に必要とされる貫通孔の形状に合わせて適宜選択でき、例えば、円形状、楕円形状、正方形状、矩形状等とできる。また、各ピン116の断面積についても、基材20に必要とされる貫通孔の大きさに合わせて適宜選択できるが、0.01〜2.30mmが好ましい。なお、各ピン116の断面形状、断面積は、互いに同一であってもよいし、異なってもよい。 The cross-sectional shape of each pin 116, that is, the cross-sectional shape in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the pin 116 can be appropriately selected according to the shape of the through hole required for the base material 20, for example, circular shape, elliptical shape, square shape Shape, rectangular shape or the like. Further, the cross-sectional area of each pin 116 can be appropriately selected according to the size of the through-hole required for the base material 20, but is preferably 0.01 to 2.30 mm 2 . Note that the cross-sectional shape and cross-sectional area of each pin 116 may be the same or different.

ピン116の個数についても、複数であれば特に限定されず、上成形型11の大きさ、基材20に必要とされる貫通孔の個数等に合わせて適宜選択できるが、例えば、2〜200個が好ましく、30〜150個がより好ましく、60〜90個がより好ましい。ピン116の個数を2個以上とすることで、従来の1本のパンチからなるものに比べて効率的に貫通孔を形成できる。また、ピン116の個数を200個以下とすることで、各ピン116に十分な超音波振動を付与できる。   The number of pins 116 is not particularly limited as long as it is plural, and can be appropriately selected according to the size of the upper mold 11, the number of through holes required for the base material 20, and the like. The number is preferable, 30 to 150 is more preferable, and 60 to 90 is more preferable. By setting the number of pins 116 to two or more, the through holes can be formed more efficiently than the conventional one consisting of one punch. Further, by setting the number of pins 116 to 200 or less, sufficient ultrasonic vibration can be applied to each pin 116.

このような上成形型11には、第1振動付与手段14により、上成形型11の移動方向と平行な方向、すなわち上下方向に超音波振動が加えられる。上成形型11に超音波振動を加えることで、基材20に同時に形成される複数の貫通孔の各貫通孔における抜き屑の残存を抑制できるとともに、各貫通孔の品質を良好にでき、また上成形型11や下成形型12の寿命も延ばすことができる。なお、第1振動付与手段14で、前記上下方向への超音波振動に加えて、周方向、すなわち水平方向への振動を加えると、抜き屑の残存をさらに抑制できる。   Ultrasonic vibration is applied to the upper mold 11 by the first vibration applying means 14 in a direction parallel to the moving direction of the upper mold 11, that is, in the vertical direction. By applying ultrasonic vibration to the upper mold 11, it is possible to suppress the remaining of scraps in each through hole of the plurality of through holes simultaneously formed in the base material 20, and to improve the quality of each through hole. The service life of the upper mold 11 and the lower mold 12 can be extended. When the first vibration applying means 14 applies vibration in the circumferential direction, that is, in the horizontal direction in addition to the ultrasonic vibration in the vertical direction, it is possible to further suppress the remaining of the scraps.

この際、各ピン116の先端部における振幅が1〜10μmの範囲内となるように超音波振動を加えることが好ましい。ここで、この振幅は、ピン116の長手方向、すなわち上下方向の振幅である。一方、水平方向振幅は、上下方向の振幅に対し3%以下とすることが好ましい。なお、各ピン116の振幅は、互いに同一であってもよいし、異なってもよく、少なくとも上記範囲内に入っていればよい。   At this time, it is preferable to apply ultrasonic vibration so that the amplitude at the tip of each pin 116 is in the range of 1 to 10 μm. Here, this amplitude is the longitudinal direction of the pin 116, that is, the amplitude in the vertical direction. On the other hand, the horizontal amplitude is preferably 3% or less with respect to the vertical amplitude. Note that the amplitude of each pin 116 may be the same as or different from each other as long as it is at least within the above range.

各ピン116の先端部上下方向に1μm以上の振幅の振動を付与することで、ピンへの抜き屑の纏わりつきを防止でき、効果的に基材20に同時に形成される複数の貫通孔への抜き屑の残存を抑制できるとともに、各貫通孔の品質を良好にできる。また、ピンへの抜き屑の纏わりつきが抑制されることにより、ピン及び成形型の摩耗が低減され上成形型11や下成形型12の寿命も延ばすことができる。また、上下方向の振幅は10μm程度もあれば十分であり、これを超えるとかえってピンの欠けや折損の可能性が高くなり好ましくない。各ピン116の先端部における上下方向の振幅は、2〜8μmの範囲内がより好ましく、3〜7μmの範囲内がさらに好ましい。また、上下方向の振幅に対し水平方向の振幅が3%を超えると、孔形状を所望形状とすることが難しくなる。好ましくは2%以下である。   By applying vibration with an amplitude of 1 μm or more in the vertical direction of the tip of each pin 116, it is possible to prevent the gathering of scraps on the pin, and effectively to the plurality of through holes formed simultaneously on the base material 20. Residual scraps can be suppressed and the quality of each through-hole can be improved. In addition, since the gathering of scraps on the pins is suppressed, wear of the pins and the mold is reduced, and the life of the upper mold 11 and the lower mold 12 can be extended. Further, it is sufficient if the amplitude in the vertical direction is about 10 μm, and if it exceeds this, the possibility of pin breakage or breakage is increased, which is not preferable. The vertical amplitude at the tip of each pin 116 is more preferably in the range of 2 to 8 μm, and still more preferably in the range of 3 to 7 μm. In addition, when the horizontal amplitude exceeds 3% with respect to the vertical amplitude, it is difficult to obtain a desired hole shape. Preferably it is 2% or less.

下成形型12には、上成形型11の各ピン116に対応して複数の孔部12aが設けられている。孔部12aの厚さ方向の断面形状は必ずしも限定されないが、例えば、下側部分に対して上側部分が縮径された筒状である。図示しないが、通常、下成形型12の下部には基材20から打ち抜かれた抜き屑を吸引除去するための吸塵装置が設けられる。   The lower mold 12 is provided with a plurality of holes 12 a corresponding to the pins 116 of the upper mold 11. The cross-sectional shape in the thickness direction of the hole 12a is not necessarily limited, but is, for example, a cylindrical shape in which the diameter of the upper portion is reduced with respect to the lower portion. Although not shown, normally, a lower part of the lower molding die 12 is provided with a dust suction device for sucking and removing punches punched from the base material 20.

上成形型11の上面には、主として上成形型11の支持および上下方向の駆動に用いられる機台13が設けられる。機台13は、例えば、筒部13aと、この筒部13aの下側に設けられる板状の取り付けベース13bとから構成されている。上成形型11と機台13との固定は、例えば、上成形型11のバッキングプレート111と取り付けベース13bとのボルト等による固定により行われている。これら上成形型11と機台13との間には、機台13への超音波振動の伝播を抑制するための振動遮蔽シート16が配置されることが好ましい。   On the upper surface of the upper mold 11, a machine base 13 mainly used for supporting the upper mold 11 and driving in the vertical direction is provided. The machine base 13 includes, for example, a cylindrical portion 13a and a plate-like mounting base 13b provided below the cylindrical portion 13a. The upper mold 11 and the machine base 13 are fixed by, for example, fixing the backing plate 111 and the mounting base 13b of the upper mold 11 with bolts or the like. A vibration shielding sheet 16 for suppressing the propagation of ultrasonic vibrations to the machine base 13 is preferably disposed between the upper mold 11 and the machine base 13.

振動遮蔽シート16としては、上成形型11から機台13への超音波振動の伝播を遮蔽する効果を有するものであれば特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレンシート等の樹脂シートが好適に用いられる。振動遮蔽シート16は、上成形型11と機台13との実質的な接触部分、すなわち第1振動付与手段14が配置される部分を除いた略全体に配置されることが好ましく、その厚さは10〜100μmが好ましい。振動遮蔽シート16の厚さを10μm以上とすることで、上成形型11から機台13への超音波振動の伝播を効果的に遮蔽できる。また、超音波振動の伝播を遮蔽する観点からは、厚さは100μm程度もあれば十分である。   The vibration shielding sheet 16 is not particularly limited as long as it has an effect of shielding the propagation of ultrasonic vibrations from the upper mold 11 to the machine base 13. For example, a resin sheet such as a polytetrafluoroethylene sheet is suitable. Used for. The vibration shielding sheet 16 is preferably disposed substantially over the entire portion excluding the substantial contact portion between the upper mold 11 and the machine base 13, that is, the portion where the first vibration applying means 14 is disposed. Is preferably 10 to 100 μm. By setting the thickness of the vibration shielding sheet 16 to 10 μm or more, propagation of ultrasonic vibration from the upper mold 11 to the machine base 13 can be effectively shielded. Further, from the viewpoint of shielding the propagation of ultrasonic vibration, a thickness of about 100 μm is sufficient.

上成形型11に超音波振動を付与する第1振動付与手段14は、機台13の内側に上成形型11と接触するように配置され、例えば、超音波振動子141、ブースターホーン142、およびジョイント部143から構成されている。超音波振動子141には、図示しない発振器が接続され、この発振器で増幅された37〜42kHzの電気信号、好ましくは40kHz程度の電気信号が超音波振動子141に伝達され、機械的振動エネルギーに変換される。超音波振動子141としては、例えば、電気信号を機械的振動エネルギーに変換するピエゾ圧電素子、フェライト磁気歪振動子、水晶振動子等が挙げられる。   The first vibration applying means 14 for applying ultrasonic vibration to the upper mold 11 is disposed inside the machine base 13 so as to come into contact with the upper mold 11. For example, the ultrasonic vibrator 141, the booster horn 142, and The joint portion 143 is configured. An oscillator (not shown) is connected to the ultrasonic transducer 141, and an electrical signal of 37 to 42 kHz, preferably an electrical signal of about 40 kHz, amplified by the oscillator is transmitted to the ultrasonic transducer 141 to generate mechanical vibration energy. Converted. Examples of the ultrasonic vibrator 141 include a piezoelectric element that converts an electrical signal into mechanical vibration energy, a ferrite magnetostrictive vibrator, and a quartz vibrator.

ブースターホーン142は、振幅変換機能を有するものであり、その形状については特に制限されず、円柱ホーン、角柱ホーン、コンポジットホーン等のいずれであってもよい。中でも、軸対象となる形状が好ましい。また、ブースターホーン142は、一般に、鋼、ステンレス合金、チタン合金、アルミニウム合金等の素材から構成されるが、素材についても必要に応じて適宜選択でき、特に制限されない。   The booster horn 142 has an amplitude conversion function, and the shape thereof is not particularly limited, and may be any of a cylindrical horn, a prismatic horn, a composite horn, and the like. Especially, the shape used as an axis object is preferred. The booster horn 142 is generally composed of a material such as steel, a stainless alloy, a titanium alloy, or an aluminum alloy. However, the material can be appropriately selected as necessary, and is not particularly limited.

ジョイント部143は、例えば、ブースターホーン142の機械的振動エネルギーを上成形型11に効率的に伝達するとともに、振幅変換機能を有し、第2のブースターホーンともなるべきものである。   The joint portion 143, for example, efficiently transmits the mechanical vibration energy of the booster horn 142 to the upper mold 11, has an amplitude conversion function, and should be a second booster horn.

図2は、ジョイント部143を拡大して示す断面図である。ジョイント部143は、例えば、上下方向の両端にそれぞれ第1軸部143aおよび第2軸部143bを有し、これらの中間部に下側に向かって順に径大部143cおよび径小部143dを有している。第1軸部143a、第2軸部143b、径大部143c、径小部143dは、例えば、径大部143c、径小部143d、第2軸部143b、第1軸部143aの順に径が小さくなるように形成されている。このジョイント部143もブースターホーン142と同様に軸対象な形状とすることが好ましい。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the joint portion 143 in an enlarged manner. The joint portion 143 has, for example, a first shaft portion 143a and a second shaft portion 143b at both ends in the vertical direction, respectively, and has a large-diameter portion 143c and a small-diameter portion 143d in this order in the middle portion. doing. For example, the first shaft portion 143a, the second shaft portion 143b, the large diameter portion 143c, and the small diameter portion 143d have the diameters in the order of the large diameter portion 143c, the small diameter portion 143d, the second shaft portion 143b, and the first shaft portion 143a. It is formed to be smaller. It is preferable that the joint portion 143 also has a shape that is an axial object like the booster horn 142.

第1軸部143aは、例えばブースターホーン142との固定に利用されるねじ部とされ、具体的には直径8mm程度のねじ部とされる。ジョイント部143とブースターホーン142との固定は、例えば、このような第1軸部143aを利用したねじ止めにより行われる。また、上成形型11とジョイント部143との固定は、例えば、ジョイント部143の径大部143cや径小部143dを貫通するように設けられた貫通孔を利用したボルト等による固定により行われる。このとき、ブースターホーン142と、ジョイント部143と、上成形型11との固定は、各々の中心軸のずれが100μm以下となるように行うことが好ましい。この中心軸のずれが100μmを超えると、超音波振動を良好に上成形型11へ伝達することが難しくなるおそれがある。好ましくは50μm以下、より好ましくは20μm以下である。   The first shaft portion 143a is, for example, a screw portion used for fixing to the booster horn 142, and specifically, a screw portion having a diameter of about 8 mm. The joint portion 143 and the booster horn 142 are fixed by, for example, screwing using the first shaft portion 143a. The upper mold 11 and the joint portion 143 are fixed by, for example, fixing with a bolt or the like using a through-hole provided so as to penetrate the large diameter portion 143c and the small diameter portion 143d of the joint portion 143. . At this time, it is preferable to fix the booster horn 142, the joint part 143, and the upper mold 11 so that the deviation of each central axis is 100 μm or less. If the deviation of the central axis exceeds 100 μm, it may be difficult to transmit the ultrasonic vibration to the upper mold 11 satisfactorily. Preferably it is 50 micrometers or less, More preferably, it is 20 micrometers or less.

ジョイント部143は、径大部143cの上面がブースターホーン142の下面に接触するように、また径小部143dの下面が上成形型11の上面に接触するように固定される。径大部143cの上面、径小部143dの下面は、例えば、JIS B 0601:2001で定義される最大高さ粗さRzが0.8μm以下であることが好ましい。このような表面粗さとすることで、超音波振動を効率的に伝達でき、例えば各ピン116に超音波振動を均等に伝達できる。   The joint portion 143 is fixed so that the upper surface of the large-diameter portion 143 c is in contact with the lower surface of the booster horn 142 and the lower surface of the small-diameter portion 143 d is in contact with the upper surface of the upper mold 11. For example, the upper surface of the large-diameter portion 143c and the lower surface of the small-diameter portion 143d preferably have a maximum height roughness Rz defined by JIS B 0601: 2001 of 0.8 μm or less. By setting it as such surface roughness, ultrasonic vibration can be transmitted efficiently, for example, ultrasonic vibration can be transmitted to each pin 116 equally.

径大部143cの径d、径小部143dの径d、径大部143cおよび径小部143dの合計した高さh、径小部143dの高さhは、例えば、上成形型11およびジョイント部143の合計質量(例えば300g)が40kHzの共振周波数となるように調整される。 Diameter d 1 of the large-diameter portion 143c, the diameter d 2 of the small diameter portion 143d, the large-diameter portion 143c and a small diameter portion height h 1 summed in 143d, the small diameter portion height h 2 of the 143d is, for example, the upper molding The total mass (for example, 300 g) of the mold 11 and the joint part 143 is adjusted so as to have a resonance frequency of 40 kHz.

ここで、径大部143cの径dと径小部143dの径dとの関係は、振幅拡大のためのブースターホーンとしての機能に係るものである。一方、径大部143cおよび径小部143dの合計した高さhと径小部143dの高さhとの関係は、共振周波数40kHzへの調整、および上成形型11との連結に係るものである。 Here, the relationship between the diameter d 2 of the diameter d 1 and a small-diameter portion 143d of the large diameter portion 143c is according to the function as a booster horn for amplitude expansion. On the other hand, the relationship between the large diameter portion 143c and small diameter total height of the portion 143d h 1 and the small-diameter portion height h 2 of 143d, in accordance with connection with the adjustment, and the upper mold 11 to the resonance frequency 40kHz Is.

具体的には、径dと径dとは、d=1.25dの関係を満たすことが好ましい。このような関係を満たすことで、振幅拡大機能を効果的に得ることができる。一方、高さhと高さhとは、h=3.4〜4.0hの関係を満たすことが好ましい。このような関係を満たすことで、共振周波数40kHzへの調整が容易になるとともに、上成形型11との連結も効果的に行うことができる。 Specifically, the diameter d 1 and the diameter d 2, it is preferable to satisfy the relationship d 1 = 1.25D 2. By satisfying such a relationship, an amplitude expansion function can be obtained effectively. On the other hand, the height h 1 to the height h 2, preferably satisfy the relation of h 1 = 3.4~4.0h 2. By satisfying such a relationship, adjustment to the resonance frequency of 40 kHz is facilitated, and connection with the upper mold 11 can be effectively performed.

このような第1振動付与手段14によれば、超音波振動子141により発生された機械的振動をブースターホーン142およびジョイント部143により振幅変換して適切に上成形型11に伝達できる。すなわち、バッキングプレート111を介して各ピン116の先端部に適切に機械的振動を伝達できる。   According to such first vibration applying means 14, the mechanical vibration generated by the ultrasonic vibrator 141 can be appropriately converted to the upper mold 11 by converting the amplitude by the booster horn 142 and the joint portion 143. That is, mechanical vibration can be appropriately transmitted to the tip of each pin 116 via the backing plate 111.

第1振動付与手段14は、上記したように各ピン116の先端部における振幅が1〜10μmの範囲内となるように超音波振動を加えるものが好ましい。振幅の調整は、ブースターホーン142における両端部の径の比率、ジョイント部143における径dと径dとの比率の調整等により行うことができる。例えば、ジョイント部143の上面(径大部143cの上面)における振幅を12μm程度に調整することで、各ピン116の先端部における振幅を1〜2μmの範囲内とできる。 As described above, it is preferable that the first vibration applying unit 14 applies ultrasonic vibration so that the amplitude at the tip of each pin 116 is in the range of 1 to 10 μm. Adjustment of the amplitude can be carried out ratio of the diameter of both ends in the booster horn 142, by adjustment of the ratio of the diameter d 1 and the diameter d 2 at the joint portion 143. For example, by adjusting the amplitude on the upper surface of the joint portion 143 (the upper surface of the large diameter portion 143c) to about 12 μm, the amplitude at the tip portion of each pin 116 can be in the range of 1 to 2 μm.

下成形型12に超音波振動を付与する第2振動付与手段15は、必要に応じて設けることができる。第2振動付与手段15は、下成形型12の側面部に接触して配置され、例えば、超音波振動子151、ブースターホーン152等から構成されている。下成形型12に水平方向の超音波振動を付与することで、より効果的に基材20に同時に形成される複数の貫通孔への抜き屑の残存を抑制できるとともに、各貫通孔の品質を良好にできる。ピンへの抜き屑の纏わりつきが抑制されることにより、ピン及びダイの摩耗が低減され上成形型11や下成形型12の寿命も延ばすことができる。   The second vibration applying means 15 for applying ultrasonic vibration to the lower mold 12 can be provided as necessary. The 2nd vibration provision means 15 is arrange | positioned in contact with the side part of the lower shaping | molding die 12, and is comprised from the ultrasonic transducer | vibrator 151, the booster horn 152, etc., for example. By applying horizontal ultrasonic vibration to the lower mold 12, it is possible to more effectively suppress the remaining of scraps in a plurality of through holes simultaneously formed in the base material 20 and to improve the quality of each through hole. Can be good. By suppressing the gathering of scraps on the pins, the wear of the pins and the die is reduced, and the life of the upper mold 11 and the lower mold 12 can be extended.

超音波振動子151、ブースターホーン152等の基本的な構成は、第1振動付与手段14における超音波振動子141、ブースターホーン142と同様とできる。超音波振動子151には、図示しない発振器が接続され、この発振器で増幅された37〜42kHzの電気信号、好ましくは40kHz程度の電気信号が伝達される。   The basic configuration of the ultrasonic transducer 151, booster horn 152, and the like can be the same as that of the ultrasonic transducer 141 and booster horn 142 in the first vibration applying unit 14. An oscillator (not shown) is connected to the ultrasonic transducer 151, and an electrical signal of 37 to 42 kHz, preferably about 40 kHz, amplified by this oscillator is transmitted.

第2振動付与手段15は、下成形型12とピン116とのクリアランス寸法にもよるが、下成形型12における水平方向の振幅が1〜5μmの範囲内となるように超音波振動を付与することが好ましい。このような振幅の振動を付与することで、より効果的に基材20に同時に形成される複数の貫通孔への抜き屑の残存を抑制できるとともに、各貫通孔の品質を良好にでき、また上成形型11や下成形型12の寿命も延ばすことができる。下成形型12における水平方向の振幅は、1〜4μmがより好ましく、1〜3μmがより好ましい。振幅の調整は、ブースターホーン152における両端部の径の比率の調整等により行うことができる。   Although depending on the clearance dimension between the lower mold 12 and the pin 116, the second vibration applying means 15 applies ultrasonic vibration so that the horizontal amplitude in the lower mold 12 is in the range of 1 to 5 μm. It is preferable. By giving such amplitude vibration, it is possible to more effectively suppress the residue of scraps in the plurality of through-holes simultaneously formed in the base material 20 and improve the quality of each through-hole. The service life of the upper mold 11 and the lower mold 12 can be extended. The horizontal amplitude of the lower mold 12 is more preferably 1 to 4 μm, and more preferably 1 to 3 μm. The amplitude can be adjusted by adjusting the ratio of the diameters at both ends of the booster horn 152 or the like.

以上、孔開け装置10の一実施形態について説明したが、孔開け装置10の構成は必要に応じてかつ本発明の目的に反しない限度において適宜変更できる。例えば、第1振動付与手段14は、超音波振動子141、ブースターホーン142、およびジョイント部143からなるものとしたが、上成形型11に適切に超音波振動を付与できるものであれば必ずしもこのような構成に限られない。   As mentioned above, although one Embodiment of the punching apparatus 10 was demonstrated, the structure of the punching apparatus 10 can be suitably changed in the limit which is not contrary to the objective of this invention as needed. For example, the first vibration applying unit 14 includes the ultrasonic vibrator 141, the booster horn 142, and the joint portion 143. However, the first vibration applying unit 14 is not necessarily provided as long as it can appropriately apply ultrasonic vibration to the upper mold 11. It is not restricted to such a configuration.

次に、孔開け装置10を用いた孔開け方法について説明する。
まず、上成形型11と下成形型12との間に基材20を配置する(図3(a))。その後、図示しない駆動手段により機台13を下方向に移動させることにより、この機台13に固定された上成形型11を下方向に移動させ、基材20の上面に基材固定用プレート114を接触させる((図3(b))。
Next, a drilling method using the drilling device 10 will be described.
First, the base material 20 is disposed between the upper mold 11 and the lower mold 12 (FIG. 3A). Thereafter, the machine base 13 is moved downward by a driving means (not shown) to move the upper mold 11 fixed to the machine base 13 downward, and the base material fixing plate 114 is placed on the upper surface of the base material 20. Are brought into contact ((b) in FIG. 3).

この状態で機台13を下方向に移動させると、基材固定用プレート114と成形型本体113との間隔が狭まると同時に、成形型本体113に押されるようにして基材固定用プレート114の下面からピン116の先端部が突出し、この部分の基材20が打ち抜かれる((図3(c))。基材20から打ち抜かれた抜き屑は、図示しない吸塵装置により吸引除去される。   When the machine base 13 is moved downward in this state, the distance between the base material fixing plate 114 and the mold main body 113 is reduced, and at the same time, the base plate fixing plate 114 is pushed by the mold main body 113. The tip of the pin 116 protrudes from the lower surface, and the base material 20 in this portion is punched out ((FIG. 3C)) The scraps punched out from the base material 20 are sucked and removed by a dust suction device (not shown).

また、基材20の打ち抜き後、機台13を上方向に移動させると、弾性体115の反発力によって基材固定用プレート114の上下方向の位置が維持されたまま、すなわち基材固定用プレート114によって基材20を固定したまま、その他の部分が上方向に移動し、基材20からピン116が引き抜かれる((図4(d))。さらに、機台13を上方向に移動させると、基材固定用プレート114が基材20から引き離される。このとき、弾性体115として一定以上の反発力を有するものを用いることで、この弾性体115の反発力によって基材固定用プレート114が基材20から勢いよく離れるために、基材20から基材固定用プレート114を良好に引き離すことができる。このような一連の動作の終了後は、基材20を移動させて、再び同様の動作を行って基材20に貫通孔を形成する。   Further, when the machine base 13 is moved upward after punching the base material 20, the vertical position of the base material fixing plate 114 is maintained by the repulsive force of the elastic body 115, that is, the base material fixing plate. 114, while the base material 20 is fixed, the other part moves upward, and the pin 116 is pulled out from the base material 20 ((d) in FIG. 4). The base material fixing plate 114 is pulled away from the base material 20. At this time, by using a material having a repulsive force of a certain level or more as the elastic body 115, the base material fixing plate 114 is caused by the repulsive force of the elastic body 115. The substrate fixing plate 114 can be satisfactorily pulled away from the base material 20 in order to move away from the base material 20. After completion of such a series of operations, the base material 20 is moved. To form a through hole in the substrate 20 by performing the same operation again.

このような一連の孔開け工程において、少なくとも第1振動付与手段14により上成形型11に超音波振動を付与することで、基材20から打ち抜かれた抜き屑が各ピン116の先端部に付着することを抑制でき、基材20から各ピン116を引き抜く際、各ピン116の引き抜きに合わせて抜き屑が各貫通孔に残存することを抑制でき、また各貫通孔の品質も良好にでき、さらに成形型の寿命も延ばすことができる。   In such a series of drilling steps, at least the first vibration applying means 14 applies ultrasonic vibration to the upper mold 11, so that the scraps punched from the base material 20 adhere to the tips of the pins 116. When pulling out each pin 116 from the substrate 20, it can be suppressed that the scraps remain in each through hole in accordance with the extraction of each pin 116, and the quality of each through hole can be improved, Furthermore, the life of the mold can be extended.

また、第1振動付与手段14による主として上下方向の振動に加えて、第2振動付与手段15による主として水平方向の振動を付与することで、より各ピン116の先端部への抜き屑の付着を抑制でき、各貫通孔における抜き屑の残存を抑制でき、また各貫通孔の品質も良好にでき、さらに成形型の寿命も延ばすことができる。   Further, in addition to the vertical vibration mainly by the first vibration applying means 14, the horizontal vibration is mainly given by the second vibration applying means 15, thereby further attaching the scraps to the tip portion of each pin 116. It is possible to suppress, the remaining of scraps in each through hole can be suppressed, the quality of each through hole can be improved, and the life of the mold can be extended.

このような孔開け方法における上成形型11(ピン116)の加工速度、すなわち上下方向の移動速度については、必ずしも制限されないが、100〜200mm/sが好ましい。加工速度を100mm/s以上とすることで、基材20に多数の貫通孔を効率的に形成できる。また、加工速度を200mm/s以下とすることで、上成形型11等における負荷を低減し、上成形型11等の寿命を延ばすことができる。   The processing speed of the upper mold 11 (pin 116) in such a drilling method, that is, the vertical movement speed is not necessarily limited, but is preferably 100 to 200 mm / s. By setting the processing speed to 100 mm / s or more, a large number of through holes can be efficiently formed in the substrate 20. Further, by setting the processing speed to 200 mm / s or less, the load on the upper mold 11 and the like can be reduced, and the life of the upper mold 11 and the like can be extended.

また、このような孔開け方法により孔開け加工される基材20としては、発光装置用の連結基板の製造に用いられるグリーンシートが代表的なものとして挙げられ、特にガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物からなるグリーンシートが代表的なものとして挙げられるが、必ずしもこのようなものに制限されず、アルミナ粉末等の一般的なセラミックス粉末からなるグリーンシートであってもよい。また、基材20の厚みについても、必ずしも制限されないが、発光装置用の連結基板の製造に用いるグリーンシートとしては0.1〜1mmが好ましい。   In addition, as the base material 20 to be punched by such a punching method, a typical example is a green sheet used for manufacturing a connection substrate for a light emitting device, and in particular, glass powder and ceramic powder are used. Although the green sheet which consists of a glass ceramic composition containing is mentioned as a typical thing, it is not necessarily restricted to such a thing, The green sheet which consists of common ceramic powders, such as an alumina powder, may be sufficient. Moreover, although it does not necessarily restrict | limit also about the thickness of the base material 20, as a green sheet used for manufacture of the connection board | substrate for light-emitting devices, 0.1-1 mm is preferable.

以下、上記したガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物からなるグリーンシートを用いた発光装置用の連結基板の製造について説明する。まず、連結基板の構成について説明する。   Hereinafter, manufacture of the connection board | substrate for light-emitting devices using the green sheet which consists of a glass ceramic composition containing the above-mentioned glass powder and ceramic powder is demonstrated. First, the configuration of the connection board will be described.

図5は、連結基板の一例を示す平面図である。
連結基板30は、中央部に個基板領域31を有し、この個基板領域31に複数の個基板32が互いに隣接して配列されている。隣接する個基板32の境界線上およびこれらの境界線の延長線上には分割溝33が設けられ、また各個基板32の4隅には厚さ方向に貫通する分割孔34が設けられている。
FIG. 5 is a plan view illustrating an example of a connection board.
The connection substrate 30 has an individual substrate region 31 in the center, and a plurality of individual substrates 32 are arranged adjacent to each other in the individual substrate region 31. Dividing grooves 33 are provided on the boundary lines of adjacent individual substrates 32 and on the extended lines of these boundary lines, and divided holes 34 penetrating in the thickness direction are provided at four corners of each individual substrate 32.

図6は、図5に示す個基板32を拡大して示す平面図である。また、図7は、図6に示す個基板32のA−A’線断面図である。   FIG. 6 is an enlarged plan view showing the individual substrate 32 shown in FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the individual substrate 32 shown in FIG. 6.

個基板32は、例えば、2ワイヤタイプの発光素子が8個搭載され、これらが電気的に並列接続されるものである。個基板32は、略板状の本体部321を有し、この本体部321の上部に枠部322が形成される。本体部321の上面のうち、枠部322で囲まれた領域が発光素子の搭載される搭載面323となり、またこの枠部322の内部は発光素子の搭載後にシリコーン樹脂等の封止材が注入されて封止される。   The individual substrate 32 is, for example, mounted with eight 2-wire type light emitting elements, and these are electrically connected in parallel. The individual substrate 32 has a substantially plate-shaped main body part 321, and a frame part 322 is formed on the main body part 321. A region surrounded by the frame portion 322 in the upper surface of the main body portion 321 becomes a mounting surface 323 on which the light emitting element is mounted, and a sealing material such as silicone resin is injected into the inside of the frame portion 322 after the light emitting element is mounted. And sealed.

搭載面323には、発光素子と電気的に接続される配線導体324が設けられる。配線導体324は、第1の電極324aおよび第2の電極324bを有する。第1の電極324aは、搭載面323の中央に配設された1個のアノード側またはカソード側電極である。第2の電極324bは、搭載面323の外周部付近に配設された、第1の電極と反対極側の複数の電極である。第2の電極324bは、搭載される発光素子と同数形成され、それぞれ第1の電極324aを囲む円周上に略等間隔で配設される。ここで、第1の電極324aと第2の電極324bとの間の円周上の部分が、実際に発光素子が搭載される搭載部Tとなる。   A wiring conductor 324 that is electrically connected to the light emitting element is provided on the mounting surface 323. The wiring conductor 324 includes a first electrode 324a and a second electrode 324b. The first electrode 324 a is one anode side or cathode side electrode disposed in the center of the mounting surface 323. The second electrode 324b is a plurality of electrodes disposed near the outer periphery of the mounting surface 323 and on the side opposite to the first electrode. The second electrodes 324b are formed in the same number as the light-emitting elements to be mounted, and are arranged at substantially equal intervals on the circumference surrounding the first electrodes 324a. Here, a portion on the circumference between the first electrode 324a and the second electrode 324b is a mounting portion T on which the light emitting element is actually mounted.

個基板32の下面には、アノード側およびカソード側に対応する一対の外部電極端子325が設けられる。一対の外部電極端子325は、それぞれ本体部321の内部に形成された接続ビア326を介して、第1の電極324a、第2の電極324bと電気的に接続される。また、本体部321の熱抵抗を低減するために、本体部321の内部にサーマルビア327および放熱層328が埋設される。   A pair of external electrode terminals 325 corresponding to the anode side and the cathode side are provided on the lower surface of the individual substrate 32. The pair of external electrode terminals 325 are electrically connected to the first electrode 324 a and the second electrode 324 b through connection vias 326 formed inside the main body portion 321, respectively. In order to reduce the thermal resistance of the main body 321, a thermal via 327 and a heat radiation layer 328 are embedded in the main body 321.

次に、連結基板30の製造について説明する。
連結基板30は、以下に示す工程A〜Dを経て製造される。
Next, manufacture of the connection board | substrate 30 is demonstrated.
The connection substrate 30 is manufactured through steps A to D shown below.

(A)グリーンシート作製工程
ガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物を用いてグリーンシートを作製する。グリーンシートとしては、例えば、本体部321を形成するための上層、中層、および下層の3枚のグリーンシート、ならびに枠部322を形成するための1枚のグリーンシートの計4枚を製造する。なお、各グリーンシートはいずれも所定数の個基板32が形成されるものである。
(A) Green sheet production process A green sheet is produced using the glass ceramic composition containing glass powder and ceramic powder. As the green sheet, for example, a total of four green sheets, ie, an upper layer, a middle layer, and a lower layer for forming the main body portion 321 and a single green sheet for forming the frame portion 322 are manufactured. Each green sheet has a predetermined number of individual substrates 32 formed thereon.

グリーンシートは、ガラス粉末とセラミックス粉末とを含むガラスセラミックス組成物に、バインダー、必要に応じて可塑剤、分散剤、溶剤等を添加してスラリーを調製し、これをドクターブレード法等によりシート状に成形し、乾燥させて製造する。   A green sheet is a glass-ceramic composition containing glass powder and ceramic powder, and a slurry is prepared by adding a binder and, if necessary, a plasticizer, a dispersant, a solvent, etc. And then dried.

ガラス粉末としては、ガラス転移点(Tg)が550〜700℃のものが好ましい。Tgが550℃未満の場合には、脱脂が困難となるおそれがあり、700℃を超える場合には、収縮開始温度が高くなり、寸法精度が低下するおそれがある。   The glass powder preferably has a glass transition point (Tg) of 550 to 700 ° C. When Tg is less than 550 ° C., degreasing may be difficult, and when it exceeds 700 ° C., the shrinkage start temperature becomes high and the dimensional accuracy may be lowered.

また、ガラス粉末は、800〜930℃で焼成したときに結晶が析出するものが好ましい。結晶が析出することで、十分な機械的強度を得ることができる。さらに、DTA(示差熱分析)により測定される結晶化ピーク温度(Tc)が880℃以下のものが好ましい。Tcが880℃以下の場合、良好な寸法精度を得ることができる。   The glass powder is preferably one in which crystals precipitate when fired at 800 to 930 ° C. A sufficient mechanical strength can be obtained by the precipitation of crystals. Furthermore, the thing whose crystallization peak temperature (Tc) measured by DTA (differential thermal analysis) is 880 degrees C or less is preferable. When Tc is 880 ° C. or less, good dimensional accuracy can be obtained.

ガラス粉末としては、酸化物基準のモル%表示で、SiOを57〜65%、Bを13〜18%、CaOを9〜23%、Alを3〜8%、KOおよびNaOから選ばれる少なくとも一方を合計で0.5〜6%含有するものが好ましい。このようなものを用いることで、表面平坦度の向上が容易となる。 The glass powder is expressed in mol% on the basis of oxide, SiO 2 is 57 to 65%, B 2 O 3 is 13 to 18%, CaO is 9 to 23%, Al 2 O 3 is 3 to 8%, K those containing 0.5 to 6% of at least one of them in total selected from 2 O and Na 2 O are preferred. By using such a material, the surface flatness can be easily improved.

SiOは、ガラスのネットワークフォーマとなる。SiOの含有量が57%未満の場合、安定なガラスを得ることが難しく、また化学的耐久性も低下するおそれがある。一方、SiOの含有量が65%を超える場合には、ガラス溶融温度やTgが過度に高くなるおそれがある。SiOの含有量は、好ましくは58%以上、より好ましくは59%以上、特に好ましくは60%以上である。また、SiOの含有量は、好ましくは64%以下、より好ましくは63%以下である。 SiO 2 becomes a glass network former. When the content of SiO 2 is less than 57%, it is difficult to obtain a stable glass and the chemical durability may be lowered. On the other hand, when the content of SiO 2 exceeds 65%, the glass melting temperature and Tg may be excessively increased. The content of SiO 2 is preferably 58% or more, more preferably 59% or more, and particularly preferably 60% or more. Further, the content of SiO 2 is preferably 64% or less, more preferably 63% or less.

は、ガラスのネットワークフォーマとなる。Bの含有量が13%未満の場合、ガラス溶融温度やTgが過度に高くなるおそれがある。一方、Bの含有量が18%を超える場合、安定なガラスを得ることが難しく、また化学的耐久性も低下するおそれがある。Bの含有量は、好ましくは14%以上、より好ましくは15%以上である。また、Bの含有量は、好ましくは17%以下、より好ましくは16%以下である。 B 2 O 3 is a glass network former. If the content of B 2 O 3 is less than 13%, there is a possibility that the glass melting temperature or Tg may be too high. On the other hand, when the content of B 2 O 3 exceeds 18%, it is difficult to obtain a stable glass, and the chemical durability may be lowered. The content of B 2 O 3 is preferably 14% or more, more preferably 15% or more. Further, the content of B 2 O 3 is preferably 17% or less, more preferably 16% or less.

Alは、ガラスの安定性、化学的耐久性、および強度を高めるために添加される。Alの含有量が3%未満の場合、ガラスが不安定となるおそれがある。一方、Alの含有量が8%を超える場合、ガラス溶融温度やTgが過度に高くなるおそれがある。Alの含有量は、好ましくは4%以上、より好ましくは5%以上である。また、Alの含有量は、好ましくは7%以下、より好ましくは6%以下である。 Al 2 O 3 is added to increase the stability, chemical durability, and strength of the glass. If the content of Al 2 O 3 is less than 3%, the glass may become unstable. On the other hand, when the content of Al 2 O 3 exceeds 8%, the glass melting temperature and Tg may be excessively high. The content of Al 2 O 3 is preferably 4% or more, more preferably 5% or more. Further, the content of Al 2 O 3 is preferably 7% or less, more preferably 6% or less.

CaOは、ガラスの安定性や結晶の析出性を高めるとともに、ガラス溶融温度やTgを低下させるために添加される。CaOの含有量が9%未満の場合、ガラス溶融温度が過度に高くなるおそれがある。一方、CaOの含有量が23%を超える場合、ガラスが不安定になるおそれがある。CaOの含有量は、好ましくは12%以上、より好ましくは13%以上、特に好ましくは14%以上である。また、CaOの含有量は、好ましくは22%以下、より好ましくは21%以下、特に好ましくは20%以下である。   CaO is added to increase glass stability and crystal precipitation, and to lower the glass melting temperature and Tg. When the content of CaO is less than 9%, the glass melting temperature may be excessively high. On the other hand, when the content of CaO exceeds 23%, the glass may become unstable. The content of CaO is preferably 12% or more, more preferably 13% or more, and particularly preferably 14% or more. Further, the content of CaO is preferably 22% or less, more preferably 21% or less, and particularly preferably 20% or less.

O、NaOは、Tgを低下させるために添加される。KOおよびNaOの合計した含有量が0.5%未満の場合、ガラス溶融温度やTgが過度に高くなるおそれがある。一方、KOおよびNaOの合計した含有量が6%を超える場合、化学的耐久性、特に耐酸性が低下するおそれがあり、電気的絶縁性も低下するおそれがある。KOおよびNaOの合計した含有量は、0.8%以上5%以下が好ましい。 K 2 O and Na 2 O are added to lower Tg. When the total content of K 2 O and Na 2 O is less than 0.5%, the glass melting temperature and Tg may be excessively high. On the other hand, when the total content of K 2 O and Na 2 O exceeds 6%, chemical durability, particularly acid resistance may be lowered, and electrical insulation may be lowered. The total content of K 2 O and Na 2 O is preferably 0.8% or more and 5% or less.

なお、ガラス粉末は、必ずしも上記成分のみからなるものに限定されず、Tg等の諸特性を満たす範囲で他の成分を含有できる。他の成分を含有する場合、その合計した含有量は10%以下が好ましい。   In addition, glass powder is not necessarily limited to what consists only of the said component, Other components can be contained in the range with which various characteristics, such as Tg, are satisfy | filled. When other components are contained, the total content is preferably 10% or less.

ガラス粉末は、上記組成を有するガラスを溶融法によって製造し、乾式粉砕法や湿式粉砕法によって粉砕して得られる。湿式粉砕法の場合、溶媒として水またはエチルアルコールを用いることが好ましい。粉砕機としては、例えばロールミル、ボールミル、ジェットミル等が挙げられる。   The glass powder is obtained by producing a glass having the above composition by a melting method and pulverizing it by a dry pulverization method or a wet pulverization method. In the case of the wet pulverization method, it is preferable to use water or ethyl alcohol as a solvent. Examples of the pulverizer include a roll mill, a ball mill, and a jet mill.

セラミックス粉末としては、従来からガラスセラミックスに用いられているものを使用でき、例えば、アルミナ粉末、またはアルミナ粉末とアルミナよりも高い屈折率を有するセラミックスの粉末(チタニア粉末、ジルコニア粉末等)との混合粉末が好ましい。以下、アルミナよりも高い屈折率を有するセラミックスの粉末を高屈折率セラミックス粉末と示す。   As ceramic powders, those conventionally used for glass ceramics can be used. For example, alumina powder or a mixture of alumina powder and ceramic powder having a higher refractive index than alumina (titania powder, zirconia powder, etc.) A powder is preferred. Hereinafter, a ceramic powder having a higher refractive index than alumina is referred to as a high refractive index ceramic powder.

ガラス粉末とセラミックス粉末とは、例えばガラス粉末が30〜50質量%、セラミックス粉末が50〜70質量%となるように配合し、混合して、ガラスセラミックス組成物とする。また、このガラスセラミックス組成物に、バインダー、必要に応じて可塑剤、分散剤、溶剤等を添加してスラリーとする。   For example, the glass powder and the ceramic powder are blended so that the glass powder is 30 to 50% by mass and the ceramic powder is 50 to 70% by mass, and mixed to obtain a glass ceramic composition. Moreover, a binder, and a plasticizer, a dispersing agent, a solvent, etc. are added to this glass ceramic composition as needed, and it is set as a slurry.

バインダーとしては、例えばポリビニルブチラール、アクリル樹脂等を好適に使用できる。可塑剤としては、例えばフタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル等を使用できる。溶剤としては、トルエン、キシレン、2−プロパノール、2−ブタノール等の有機溶剤を好適に使用できる。   As the binder, for example, polyvinyl butyral, acrylic resin and the like can be suitably used. As the plasticizer, for example, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, butyl benzyl phthalate and the like can be used. As the solvent, organic solvents such as toluene, xylene, 2-propanol and 2-butanol can be suitably used.

スラリーをドクターブレード法等によりシート状に成形し、乾燥させて、本体部321となる上層、中層、および下層の3枚のグリーンシートを作製する。また、同様にして、枠部322となるグリーンシートを作製する。   The slurry is formed into a sheet by a doctor blade method or the like, and dried to produce three green sheets of an upper layer, a middle layer, and a lower layer that become the main body 321. Similarly, a green sheet to be the frame portion 322 is produced.

(B)未焼成導体形成工程
上記工程で作製されたグリーンシートの表面および内部に、未焼成導体、すなわち未焼成配線導体324、未焼成外部電極端子325、未焼成接続ビア326、未焼成サーマルビア327、未焼成放熱層328等を形成する。
(B) Unsintered conductor formation process On the surface and inside of the green sheet produced in the above process, an unsintered conductor, that is, unsintered wiring conductor 324, unsintered external electrode terminal 325, unsintered connection via 326, unsintered thermal via. 327, an unsintered heat dissipation layer 328, and the like are formed.

図8に示すように、上層用グリーンシート321aには、各個基板32の中央部となる位置に第1の未焼成電極324aを形成する。また、第1の未焼成電極324aを囲むようにリング状の未焼成連結導体324cを形成するとともに、8個の第2の未焼成電極324bを、未焼成連結導体324cから内側に延出するように略等間隔に形成する。ここで略とは肉眼で観察した際にそのように見える状態あるいはそのような概念に近い状態を指す。さらに、第1の未焼成電極324aの中心部、および未焼成連結導体324cの所定の位置に、上層用グリーンシート321aを貫通するように未焼成接続ビア326を形成する。   As shown in FIG. 8, the first green electrode 324 a is formed on the upper layer green sheet 321 a at a position to be the center of each individual substrate 32. In addition, a ring-shaped unfired connection conductor 324c is formed so as to surround the first unfired electrode 324a, and eight second unfired electrodes 324b are extended from the unfired connection conductor 324c to the inside. Are formed at substantially equal intervals. Here, the abbreviation refers to a state that looks like that when observed with the naked eye or a state close to such a concept. Further, an unfired connection via 326 is formed so as to penetrate through the upper layer green sheet 321a at a predetermined position of the center of the first unfired electrode 324a and the unfired connection conductor 324c.

このような上層用グリーンシート321aにおける未焼成接続ビア326の形成、特に貫通孔の形成に孔開け装置10が用いられる。なお、図中、符号33で示す破線は、後工程で分割溝33が形成される溝形成予定部であり、符号34で示す破線は、後工程で分割孔34が形成される孔形成予定部である。このような分割孔34についても、後述するように孔開け装置10を用いて形成できる。   The punching device 10 is used for forming the unfired connection via 326 in such an upper layer green sheet 321a, particularly for forming a through hole. In the figure, a broken line indicated by reference numeral 33 is a groove formation scheduled part where the divided groove 33 is formed in a subsequent process, and a broken line indicated by reference numeral 34 is a hole formation scheduled part where the divided hole 34 is formed in a subsequent process. It is. Such divided holes 34 can also be formed by using the punching device 10 as described later.

図9に示すように、中層用グリーンシート321bには、未焼成放熱層328を形成するとともに、厚さ方向に貫通するように未焼成接続ビア326および未焼成サーマルビア327を形成する。また、図10に示すように、下層用グリーンシート321cには、厚さ方向に貫通するように未焼成接続ビア326および未焼成サーマルビア327を形成するとともに、下面に未焼成外部電極端子325を形成する。このような中層用グリーンシート321bにおける未焼成接続ビア326や未焼成サーマルビア327、下層用グリーンシート321cにおける未焼成接続ビア326や未焼成サーマルビア327の形成、特に貫通孔の形成に孔開け装置10が用いられる。   As shown in FIG. 9, in the green sheet for the middle layer 321b, an unfired heat dissipation layer 328 is formed, and an unfired connection via 326 and an unfired thermal via 327 are formed so as to penetrate in the thickness direction. As shown in FIG. 10, the green sheet 321c for the lower layer is formed with an unfired connection via 326 and an unfired thermal via 327 so as to penetrate in the thickness direction, and an unfired external electrode terminal 325 is formed on the lower surface. Form. A punching device for forming such unfired connection vias 326 and unfired thermal vias 327 in the middle layer green sheet 321b and forming unfired connection vias 326 and unfired thermal vias 327 in the lower layer green sheet 321c, particularly for forming through holes. 10 is used.

第1の未焼成電極324aは、上層用グリーンシート321aを貫通する未焼成接続ビア326により一方の未焼成放熱層328と電気的に接続され、該未焼成放熱層328は中層用グリーンシート321bおよび下層用グリーンシート321cを貫通する未焼成接続ビア326により一方の未焼成外部電極端子325に電気的に接続される。第2の未焼成電極324bは、上層用グリーンシート321aを貫通する未焼成接続ビア326により他方の未焼成放熱層328と電気的に接続され、該未焼成放熱層328は中層用グリーンシート321bおよび下層用グリーンシート321cを貫通する未焼成接続ビア326により他方の未焼成外部電極端子325に電気的に接続される。   The first green electrode 324a is electrically connected to one green heat dissipation layer 328 by a green connection via 326 penetrating through the upper layer green sheet 321a, and the green heat dissipation layer 328 includes the intermediate green sheet 321b and An unfired connection via 326 that penetrates the lower layer green sheet 321 c is electrically connected to one of the unfired external electrode terminals 325. The second unsintered electrode 324b is electrically connected to the other unsintered heat dissipation layer 328 by an unsintered connection via 326 that penetrates the upper layer green sheet 321a, and the unsintered heat dissipation layer 328 includes the intermediate layer green sheet 321b and It is electrically connected to the other unfired external electrode terminal 325 by the unfired connection via 326 that penetrates the lower layer green sheet 321c.

各未焼成導体は、スクリーン印刷による導体ペーストの塗布、または充填により形成する。導体ペーストとしては、例えば、銅、銀、金等を主成分とする金属の粉末に、エチルセルロース等のビヒクル、必要に応じて溶剤等を添加してペースト状としたものを使用できる。なお、上記金属粉末としては、銀粉末、銀と白金からなる金属粉末または銀とパラジウムからなる金属粉末が好ましく用いられる。   Each green conductor is formed by applying or filling a conductor paste by screen printing. As the conductive paste, for example, a paste obtained by adding a vehicle such as ethyl cellulose to a metal powder mainly composed of copper, silver, gold or the like, and a solvent or the like as required can be used. As the metal powder, silver powder, metal powder composed of silver and platinum, or metal powder composed of silver and palladium are preferably used.

(C)積層工程
上記工程で得られた本体部321となる上層用グリーンシート321a、中層用グリーンシート321b、および下層用グリーンシート321c、ならびに枠部322となるグリーンシートを所定の順序で重ね合わせ、熱圧着により一体化して未焼成連結基板30を得る。なお、図示しないが、枠部322となるグリーンシートについても、例えば、一般的な孔開け装置等を用いて枠部322内の貫通孔を形成しておく。
(C) Lamination process The upper layer green sheet 321a, the middle layer green sheet 321b, the lower layer green sheet 321c, and the green sheet to be the frame part 322, which are the main body part 321 obtained in the above process, are stacked in a predetermined order. The unfired connection board 30 is obtained by integration by thermocompression bonding. In addition, although not shown in figure, also about the green sheet used as the frame part 322, the through-hole in the frame part 322 is formed using a general punching apparatus etc., for example.

(D)分割溝および分割孔形成工程
上記未焼成連結基板30の表裏面に、それぞれグリーンシート切断機等を用いて各個基板32の境界線上に分割溝33を形成する。さらに、分割溝33の交点に円形の貫通孔である分割孔34を形成する。このような分割孔34の形成についても孔開け装置10が用いられる。
(D) Split groove and split hole forming step Split grooves 33 are formed on the boundary lines of the individual substrates 32 on the front and back surfaces of the unfired connecting substrate 30 using a green sheet cutting machine or the like. Further, a divided hole 34 that is a circular through hole is formed at the intersection of the divided grooves 33. The punching apparatus 10 is also used for forming such divided holes 34.

(E)焼成工程
分割溝33および分割孔34が形成された未焼成連結基板30は、必要に応じてバインダー等を脱脂後、ガラスセラミックス組成物を焼結させるための焼成を行って連結基板30とする。
(E) Firing step The unfired connecting substrate 30 in which the dividing grooves 33 and the dividing holes 34 are formed is degreased with a binder or the like, if necessary, and then fired to sinter the glass ceramic composition. And

脱脂は、例えば500〜600℃の温度で1〜10時間保持する。脱脂温度が500℃未満もしくは脱脂時間が1時間未満の場合、バインダー等を十分に除去できないおそれがある。一方、脱脂温度は600℃程度、脱脂時間は10時間程度とすれば、バインダー等を十分に除去でき、これを超えるとかえって生産性等が低下するおそれがある。   Degreasing is held, for example, at a temperature of 500 to 600 ° C. for 1 to 10 hours. When the degreasing temperature is less than 500 ° C. or the degreasing time is less than 1 hour, the binder or the like may not be sufficiently removed. On the other hand, if the degreasing temperature is about 600 ° C. and the degreasing time is about 10 hours, the binder and the like can be sufficiently removed, and if it exceeds this, productivity and the like may be lowered.

焼成は、緻密な構造の獲得と分割精度、生産性を考慮して、800〜930℃の温度範囲で適宜時間を調整できる。具体的には、850〜900℃の温度で20〜60分の保持が好ましく、特に860〜880℃の温度が好ましい。焼成温度を800℃以上とすることで、緻密な構造を得ることができる。一方、焼成温度は930℃以下とすることで、変形による生産性の低下等を抑制できる。   In the firing, the time can be appropriately adjusted in a temperature range of 800 to 930 ° C. in consideration of acquisition of a dense structure, division accuracy, and productivity. Specifically, holding at a temperature of 850 to 900 ° C. for 20 to 60 minutes is preferable, and a temperature of 860 to 880 ° C. is particularly preferable. By setting the baking temperature to 800 ° C. or higher, a dense structure can be obtained. On the other hand, by setting the firing temperature to 930 ° C. or less, a decrease in productivity due to deformation can be suppressed.

以下、実施例を参照して本発明をより具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

(グリーンシートの作製)
酸化物基準のモル%表示で、SiOが60.4%、Bが15.6%、Alが6%、CaOが15%、KOが1%、NaOが2%となるように原料を配合、混合する。この原料混合物を白金ルツボに入れて1600℃で60分間溶融させた後、溶融状態のガラスを流し出し冷却した。このガラスをアルミナ製ボールミルにより40時間粉砕してガラス粉末を製造した。なお、粉砕時の溶媒にはエチルアルコールを用いた。
(Production of green sheets)
In terms of mol% based on oxide, SiO 2 is 60.4%, B 2 O 3 is 15.6%, Al 2 O 3 is 6%, CaO is 15%, K 2 O is 1%, Na 2 O. The raw materials are blended and mixed so as to be 2%. This raw material mixture was put in a platinum crucible and melted at 1600 ° C. for 60 minutes, and then the molten glass was poured out and cooled. This glass was pulverized with an alumina ball mill for 40 hours to produce a glass powder. In addition, ethyl alcohol was used as a solvent for pulverization.

次いで、このガラス粉末、アルミナ粉末(昭和電工社製、商品名:AL−45H)、ジルコニア粉末(第一稀元素化学工業社製、商品名:HSY−3F−J)を、ガラス粉末38質量%、アルミナ粉末38質量%、ジルコニア粉末24質量%の割合となるように配合し、混合して、ガラスセラミックス組成物を調製した。このガラスセラミックス組成物50gに、有機溶剤(トルエン、キシレン、2−プロパノール、2−ブタノールを質量比4:2:2:1で混合したもの)15g、可塑剤(フタル酸ジ−2−エチルヘキシル)2.5g、バインダーとしてのポリビニルブチラール(デンカ社製、商品名:PVK#3000K)5g、さらに分散剤(ビックケミー社製、商品名:BYK180)0.5gを配合し、混合してスラリーを調製した。   Next, the glass powder, alumina powder (manufactured by Showa Denko KK, trade name: AL-45H), zirconia powder (manufactured by Daiichi Rare Element Chemical Industry Co., Ltd., trade name: HSY-3F-J), and 38% by weight of glass powder. A glass ceramic composition was prepared by mixing and mixing the alumina powder at a ratio of 38 mass% and the zirconia powder at 24 mass%. 50 g of this glass ceramic composition, 15 g of an organic solvent (toluene, xylene, 2-propanol, 2-butanol mixed at a mass ratio of 4: 2: 2: 1), plasticizer (di-2-ethylhexyl phthalate) 2.5 g, 5 g of polyvinyl butyral as a binder (Denka Co., Ltd., trade name: PVK # 3000K) and 0.5 g of a dispersant (Bik Chemie, trade name: BYK180) were blended and mixed to prepare a slurry. .

このスラリーをPETフィルム上にドクターブレード法により塗布し、乾燥させて、グリーンシートを製造した。なお、グリーンシートの大きさは172mm×172mm、厚みは0.2mmとした。   This slurry was applied onto a PET film by a doctor blade method and dried to produce a green sheet. The green sheet had a size of 172 mm × 172 mm and a thickness of 0.2 mm.

(実施例1)
孔開け装置として、第2振動付与手段を設けないこと以外は図1に示すような構成のものを用意した。ここで、上成形型の平面形状は矩形状(47mm×36mm)、バッキングプレートの厚みは9mm、ピンホルダーの厚みは6.5mm、基材固定用プレートの厚みは7mm、ピンホルダーと基材固定用プレートとの間隔は2.7mm、各ピンの先端面は基材固定用プレートの下面の位置までとし、上成形型全体の質量は262gとした。また、ピンの個数は84個、各ピンの断面形状は円形状、断面積は0.025mmとした。
Example 1
As the drilling device, a device having a configuration as shown in FIG. 1 was prepared except that the second vibration applying means was not provided. Here, the planar shape of the upper mold is rectangular (47 mm × 36 mm), the thickness of the backing plate is 9 mm, the thickness of the pin holder is 6.5 mm, the thickness of the substrate fixing plate is 7 mm, and the pin holder and the substrate are fixed. The distance from the working plate was 2.7 mm, the tip surface of each pin was up to the position of the lower surface of the substrate fixing plate, and the mass of the entire upper mold was 262 g. The number of pins was 84, the cross-sectional shape of each pin was circular, and the cross-sectional area was 0.025 mm 2 .

一方、第1振動付与手段の超音波振動子には、発振器を接続し、入力電圧67.0V、0.17A、40kHzの電気信号を印加した。ブースターホーンは円錐台ホーンとし、上端の直径は30mm、下端の直径は25mmとした。ジョイント部は、大径部の上面および小径部の下面の最大高さ粗さRzを0.8μmに調整するとともに、径dは25mm、径dは20mm、高さhは8mm、高さhは2mm、質量は47gとした。 On the other hand, an oscillator was connected to the ultrasonic vibrator of the first vibration applying means, and an electric signal with an input voltage of 67.0 V, 0.17 A, and 40 kHz was applied. The booster horn was a truncated cone horn, the upper end diameter was 30 mm, and the lower end diameter was 25 mm. The joint portion adjusts the maximum height roughness Rz of the upper surface of the large diameter portion and the lower surface of the small diameter portion to 0.8 μm, the diameter d 1 is 25 mm, the diameter d 2 is 20 mm, the height h 1 is 8 mm, and the height is high. The length h 2 was 2 mm, and the mass was 47 g.

このような孔開け装置を用いて、上記したグリーンシートに合計で420個の貫通孔を形成した。この際、上成形型(ピン)の加工速度、すなわち上下方向の移動速度は200mm/sとした。また、ジョイント部の上面(大径部の上面)における上下方向の振幅は12μm、ピンの先端部における上下方向の振幅は2μmであった。なお、振幅の測定は、振幅測定器(型式:LASER VIBROMETER LV−1610 メーカー:ONO SOKKI)により行った。   Using such a perforating apparatus, a total of 420 through-holes were formed in the above-described green sheet. At this time, the processing speed of the upper mold (pin), that is, the moving speed in the vertical direction was set to 200 mm / s. The vertical amplitude at the upper surface of the joint (the upper surface of the large diameter portion) was 12 μm, and the vertical amplitude at the tip of the pin was 2 μm. The amplitude was measured with an amplitude measuring instrument (model: LASER VIBROMETER LV-1610, manufacturer: ONO SOKKI).

このようなグリーンシートの加工に関し、以下に示すように、抜き屑、貫通孔の品質、および成形型寿命の評価を行った。   Regarding the processing of such a green sheet, as shown below, the quality of the scraps, the through holes, and the mold life were evaluated.

(抜き屑)
貫通孔が形成されたグリーンシートについて、マイクロスコープ(型式:VW−6000 メーカー:KEYENCE)を用いて観察を行い、420個の貫通孔に対する抜き屑残りが1%未満であったものを「◎」、抜き屑残りが3%未満であったものを「○」、抜き屑残りが3%以上であったものを「×」と評価した。
(Trash)
About the green sheet in which the through-hole was formed, it observed using a microscope (model: VW-6000 maker: KEYENCE), and the thing with less than 1% of scrap remaining with respect to 420 through-holes is "◎" The case where the scrap remaining was less than 3% was evaluated as “◯”, and the case where the scrap remaining was 3% or more was evaluated as “x”.

(貫通孔の品質)
貫通孔が形成されたグリーンシートについて、マイクロスコープ(型式:VW−6000 メーカー:KEYENCE)を用いて観察を行い、ピンの断面積に対する貫通孔のバリの大きさが1.2%未満であったものを「◎」、2%未満であったものを「○」、2%以上であったものを「×」と評価した。
(Through hole quality)
The green sheet on which the through hole was formed was observed using a microscope (model: VW-6000, manufacturer: KEYENCE), and the size of the burr of the through hole relative to the cross-sectional area of the pin was less than 1.2%. The product was evaluated as “、 2”, less than 2% as “◯”, and more than 2% as “x”.

(成形型寿命)
ピンの断面積に対する貫通孔のバリの大きさが2%を超えて発生する孔開け回数を成形型寿命と仮定して、100万回以上であったものを「◎」、20万回以上であったものを「○」、20万回未満であったものを「×」とする。
(Mold life)
Assuming that the number of drilling holes where the size of the burr of the through hole with respect to the cross-sectional area of the pin exceeds 2% is the mold life, “◎” means that the number of drilling is over 200,000 times What was there was “◯”, and what was less than 200,000 times was “x”.

(実施例2)
ブースターホーンの形状を変更し、ジョイント部の上面(大径部の上面)における上下方向の振幅を21μm、ピンの先端部における上下方向の振幅を3〜4μmに調整した以外は実施例1と同様にしてグリーンシートに貫通孔を形成し、評価を行った。なお、ブースターホーンは、上端の直径30mm、下端の直径12.5mmとした。
(Example 2)
Example 1 except that the shape of the booster horn was changed and the vertical amplitude at the upper surface of the joint (upper surface of the large diameter portion) was adjusted to 21 μm and the vertical amplitude at the tip of the pin was adjusted to 3 to 4 μm. A through hole was formed in the green sheet and evaluated. The booster horn had an upper end diameter of 30 mm and a lower end diameter of 12.5 mm.

(実施例3)
図1に示すように下成形型に第2振動付与手段を設けた以外は実施例1と同様にしてグリーンシートに貫通孔を形成し、評価を行った。なお、第2振動付与手段の超音波振動子には、発振器を接続し、入力電圧67.0V、0.17A、40kHzの電気信号を印加した。ブースターホーンは円錐台ホーンとし、超音波振動子側の直径は30mm、下成形型側の直径は25mmとした。この際、下成形型における水平方向の振幅は2μmであった。
(Example 3)
As shown in FIG. 1, through-holes were formed in the green sheet and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the second vibration applying means was provided in the lower mold. Note that an oscillator was connected to the ultrasonic vibrator of the second vibration applying means, and an electric signal with an input voltage of 67.0 V, 0.17 A, and 40 kHz was applied. The booster horn was a truncated cone horn, the diameter on the ultrasonic transducer side was 30 mm, and the diameter on the lower mold side was 25 mm. At this time, the horizontal amplitude in the lower mold was 2 μm.

(比較例1)
超音波振動を付与しないこと以外は実施例1と同様にしてグリーンシートに貫通孔を形成し、評価を行った。
(Comparative Example 1)
A through hole was formed in the green sheet and evaluated in the same manner as in Example 1 except that no ultrasonic vibration was applied.

抜き屑、貫通孔の品質、および成形型寿命の評価結果を表1に示す。   Table 1 shows the evaluation results of the scraps, the quality of the through holes, and the mold life.

Figure 2013082038
Figure 2013082038

表1から明らかなように、上成形型、特にピンの先端部に超音波振動を付与することにより、グリーンシートに複数の貫通孔を同時に形成する際、各貫通孔における抜き屑の残存を抑制でき、各貫通孔の品質も良好にでき、成形型の寿命も延ばすことができる。また、ピンの先端部における振幅を3〜4μmにすることで、効果的に各貫通孔における抜き屑の残存を抑制でき、各貫通孔の品質も良好にでき、成形型の寿命も延ばすことができる。   As is clear from Table 1, by applying ultrasonic vibration to the upper mold, particularly the tip of the pin, when a plurality of through-holes are simultaneously formed in the green sheet, it is possible to suppress residual chips in each through-hole. In addition, the quality of each through hole can be improved, and the life of the mold can be extended. In addition, by setting the amplitude at the tip of the pin to 3 to 4 μm, it is possible to effectively suppress the remaining of scraps in each through hole, improve the quality of each through hole, and extend the life of the mold. it can.

10…孔開け装置、11…第1成形型(上成形型)、12…第2成形型(下成形型)、13…機台、14…第1振動付与手段、15…第2振動付与手段、16…超音波振動遮蔽シート、20…基材、111…バッキングプレート、112…ピンホルダー、113…成形型本体、114…基材固定用プレート、115…弾性体、116…ピン、141…超音波振動子、142…ブースターホーン、143…ジョイント部、151…超音波振動子、152…ブースターホーン   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Hole punching device, 11 ... 1st shaping | molding die (upper shaping | molding die), 12 ... 2nd shaping | molding die (lower shaping | molding die), 13 ... Machine stand, 14 ... 1st vibration provision means, 15 ... 2nd vibration provision means 16 ... Ultrasonic vibration shielding sheet, 20 ... Base material, 111 ... Backing plate, 112 ... Pin holder, 113 ... Mold body, 114 ... Base plate fixing plate, 115 ... Elastic body, 116 ... Pin, 141 ... Super Sonic transducer 142 ... Booster horn 143 Joint part 151 ... Ultrasonic transducer 152 ... Booster horn

Claims (6)

複数の孔開け用のピンを有する第1成形型と、
前記第1成形型に対向して配置され、前記第1成形型における前記複数のピンに対応する複数の孔部を有する第2成形型と、
前記第1成形型の前記第2成形型側とは反対側の主面に接触して配置され、前記第1成形型に前記第1成形型の移動方向と少なくとも平行な方向の超音波振動を付与する第1振動付与手段と
を有することを特徴とする孔開け装置。
A first mold having a plurality of drilling pins;
A second mold that is disposed opposite to the first mold and has a plurality of holes corresponding to the plurality of pins in the first mold;
The first mold is disposed in contact with the main surface opposite to the second mold side, and the first mold is subjected to ultrasonic vibration in a direction at least parallel to the moving direction of the first mold. A perforating apparatus comprising first vibration applying means for applying.
前記第1成形型は、成形型本体と、前記成形型本体の前記第2成形型側に間隔を設けて配置され、前記第1成形型の移動方向と平行な方向に移動可能な基材固定用プレートとを有し、前記複数のピンの前記第2成形型側とは反対側の端部が前記成形型本体に固定され、前記複数のピンの前記第2成形型側の端部が前記基材固定用プレートに設けられた貫通孔に収容されている請求項1記載の孔開け装置。   The first mold is disposed on the mold body with a space on the second mold side of the mold body, and the substrate is fixed in a direction parallel to the moving direction of the first mold. Plate, the ends of the plurality of pins opposite to the second mold side are fixed to the mold body, and the ends of the plurality of pins on the second mold side are The perforating apparatus according to claim 1, wherein the perforating apparatus is accommodated in a through hole provided in the base plate fixing plate. 前記第1振動付与手段は、前記複数のピンの先端部における前記ピンの長手方向の振幅が1〜10μmの範囲内となるように超音波振動を付与するものである請求項1または2記載の孔開け装置。   The said 1st vibration provision means provides an ultrasonic vibration so that the amplitude of the longitudinal direction of the said pin may exist in the range of 1-10 micrometers in the front-end | tip part of these pins. Drilling device. 前記第2成形型の側面部に接触して配置され、前記第2成形型に水平方向の超音波振動を付与する第2振動付与手段を有する請求項1乃至3のいずれか1項記載の孔開け装置。   The hole according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second vibration applying unit that is disposed in contact with a side surface portion of the second mold and applies a horizontal ultrasonic vibration to the second mold. Opening device. 前記第2振動付与手段は、前記第2成形型における水平方向の振幅が1〜5μmの範囲内となるように超音波振動を付与するものである請求項4記載の孔開け装置。   The perforating apparatus according to claim 4, wherein the second vibration applying means applies ultrasonic vibration so that the horizontal amplitude of the second mold is within a range of 1 to 5 µm. 請求項1乃至5のいずれか1項記載の孔開け装置を用いて基材に厚さ方向に貫通する貫通孔を形成する孔開け方法であって、
前記孔開け装置における複数の孔開け用のピンの先端部に前記ピンの長手方向の振幅が1〜10μmの範囲内となるように超音波振動を付与しながら前記基材に前記貫通孔を形成することを特徴とする孔開け方法。
A drilling method for forming a through-hole penetrating in a thickness direction in a substrate using the drilling device according to any one of claims 1 to 5,
Forming the through-holes in the base material while applying ultrasonic vibrations so that the longitudinal amplitudes of the pins are in the range of 1 to 10 μm at the tip portions of the plurality of drilling pins in the drilling device A drilling method characterized by:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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