JP3318907B2 - 金属板への凹部形成方法 - Google Patents
金属板への凹部形成方法Info
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Description
を平坦としながら、一方面側に所定形状の凹部を形成す
る凹部の形成方法に関するものであり、詳しくはプレス
等を用いた塑性加工により、金属板に凹部を形成するた
めの金属板への凹部形成方法に関する。
する方法としては、図8に示す押圧加工、或いは化学的
なエッチング加工方法が知られている。図8は、通常に
採用される押圧加工であり、所定の板厚t0を有する金
属板50の上方に示す一方面から、プレスのパンチ53
を矢示の下方に向けて押圧し、底部52に板厚t1を残
すようにして、金属板50に所定形状の凹部51を形成
している。
方面から、一般に周知の化学的なエッチング処理によっ
て、金属板に凹部を形成している。
て、図8に示したプレスによる押圧加工は、パンチ53
により押圧して金属板50に所定形状の凹部51を形成
するため、凹部51の体積分の金属が底部及び周囲に押
し込まれ、周囲の金属部分の組成が圧縮されて残留応力
になると共に、周囲の金属部分が矢示の方向にカーリン
グし、平面度が著しく阻害されてしまう。さらに、凹部
51への押圧によって金属板50の他方面に突出してし
まい、矯正が不能の状態に平面度が悪化してしまう。こ
の結果、残留応力の影響から、経時変化によって、特に
凹部51が歪むことから、寸法が変化してしまい品質上
の重大な問題を起こすことがある。その上、金属組成が
変化するため、例えば、この金属板を集積回路のパッケ
ージに用いた場合は、熱伝導率が低下することから、所
望の性能が得られない問題がある。また、凹部51を押
圧加工するためには、大きな押圧力が必要であり、高出
力のプレス機が必要になると共に、パンチ53の耐久性
が悪化し、パンチ53の交換頻度が高くなるため、必然
的にコストが高くなる問題も有している。
属板の一方面から化学的に金属を溶解させて凹部を形成
するため、エッチングを施す時間を多く必要とするた
め、大量生産には不向きであり、必然的にコストアップ
になる問題点がある。さらに、エッチング加工は各部分
毎に溶解を制御出来ないため、寸法精度悪くなり実用化
には限界が生ずる問題がある。
解決するためになされたもので、金属板の一方面に形成
する凹部を任意の形状にすることが出来、しかも、凹部
の形成により金属板に大きなストレスを与えることなく
肉薄な底板を有する凹部を形成す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。
めに、請求項1記載の発明は、所定の板厚を有する金属
板の一方面側から上記板厚の寸法より浅い所定形状の凹
部を押圧形成して上記金属板の他方面側に上記凹部の金
属を移行させ上記凹部の深さとほぼ等しい高さの凸部を
突出形成する工程と、この凸部を上記他方面と同一面と
なるように基端から切削加工により切削する工程とを複
数回繰り返し、上記金属板の一方面側に徐々に所定の深
さの凹部を形成すると共に、上記凹部の底面に肉薄な所
定の板厚の底部を形成することを特徴としている。
方法は、所定の板厚を有する金属板の一方面側から上記
板厚の寸法より浅い所定の深さの凹部を押圧形成して上
記金属板の他方面側に上記凹部の金属を移行させ凸部を
突出形成する工程と、他方面側の上記凸部を切削加工に
より切削する工程とを備え、この切削工程は、他方面側
の上記凸部に対し、1回の切削を一端から終端まで肉薄
に切削する切削加工を複数回繰り返して徐々に切削し、
上記凹部の底面に肉薄な所定の板圧の底部を形成した所
定の深さの凹部を形成することを特徴としている。
方法は、金属板の一方面側から上記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し、この凸部
を切削加工により切削することを特徴としている。
成方法は、所定の板厚を有する金属板の他方面側に角
柱、円柱、突堤状或いは異形状からなる多数個の柱状凸
部を突出形成させ、この柱状凸部を切削加工により切削
することを特徴としている。
示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。図1は、本
発明にかかる金属板への凹部形成方法によって形成され
た最終製品の一例として、例えば、凹部内に集積回路の
チップを収納すると共に、上記集積回路から発生する熱
を放熱するためのパッケージを示している。このパッケ
ージは、熱伝導率が比較的良好であり、しかも、塑性加
工が可能なアルミニウム、銅等の金属素材からなり、図
示のように、金属板1の一方面1a側中央部には、略四
角形の凹部2が形成され、他方面1b側の凹部2に対応
する位置には、所定の板厚とした底部1cが形成されて
いる。
2により説明する。図2(A)乃至(G)は、金属板1
の一方面1a側から所定形状の凹部2を押圧形成すると
共に、他方面1b側に凹部2よりもやや小さい相似形の
凸部3を形成し、この凸部3を切削加工により切削し、
他方面1b側を平坦に形成する方法を示している。
しては、銅やアルミニウム等の熱伝導率が比較的良好な
金属板1が選択される。図2(B)は第1の押圧工程を
示している。即ち、図示しないプレス機のダイ4に対し
て位置決めした状態で金属板1を載置し、この金属板1
の一方面1a側からプレス機に装着されたパンチ5によ
って、浅い凹部2aを形成する。この押圧によって金属
板1の他方面1b側には凹部2aの金属が移行し、この
結果、金属板1の他方面1b側には、凹部2aの深さと
ほぼ等しい高さCの凸部3aが突出形成される。この凸
部3aの外形寸法Ldは、凹部2の内径寸法Luよりも
やや小さい相似形としている。
凹部2aを深く押圧した場合であっても、凸部3aの基
端は金属板1から切断することなく常に連結状態が保持
される。また、凸部3aの突出高さCは、後述する切削
工程において、最小のストレスにて切削可能な高さに設
定することが望ましい。
示し、上記第1の押圧工程によって金属板1の他方面1
b側に形成された凸部3aを、カッター6によって他方
面1bと同一面となるように基端から切削する。切削工
程で使用するカッター6は、例えば、図4に示すよう
に、先端中心を突出させた矢型状の歯部6aを有し、こ
の歯部6aの先端を凸部3aの中心線に一致させた状態
で、図2(C)に示す矢示の方向にカッター6を進め、
図2(D)に示す凸部3aの後端まで進めることにより
切削が完了する。この切削工程において、カッター6に
より底部1cが凹部2a方向に変位することを阻止する
ために、凹部2a内に押圧工具7を挿入すると共に押圧
しておくことが望ましい。
し、先の第1の押圧工程によって形成された第1次の凹
部2aを更に深くするために、ダイ4の押圧によって第
2次の押圧加工を施し、完成状態の深さの凹部2を形成
する。この結果、金属板1の他方面1b側には第1次と
同様に凹部2の深さとほぼ等しい高さの凸部3が突出形
成される。この凸部3の外形寸法も、やはり凹部2の内
径寸法よりもやや小さい相似形としている。
が行われる。即ち、第1の切削工程と同様に、第2の押
圧工程によって金属板1の他方面1b側に形成された凸
部3をカッター6によって、他方面1bと同一面となる
ように基端から切削する。このとき使用するカッター6
は、第1の切削工程で使用したものと同じである。そし
て、図2(C)に示す矢示の方向にカッター6を凸部3
の後端まで進めることにより、図2(G)に示すように
凸部3が切削されると共に、金属板1の他方面1b側は
平坦に形成される。
側には、図1に示す凹部2が形成される。更に、凹部2
の底面には、比較的肉薄な所定の板厚の底板1cが形成
されている。即ち、図2に示す工程は、第1の押圧工程
から第1の切削工程、その後第2の押圧工程から第2の
切削工程と両工程を複数回繰り返し、順次凹部2の深さ
を深めると共に、各切削工程において凸部3を肉薄の状
態で徐々に切削するようにしている。この方法は、金属
板1に残留応力やストレスの付加を未然に防止する上で
好適である。更に、金属板1の板厚に対し、凹部2底面
に位置する底板1cの板厚を小さくする場合も、切削に
よる底部1cの引っ張り力が小さいことから、底板1c
が破損する恐れがない。また、各押圧工程における押圧
力を小さくできることから、小型のプレス機でも加工す
ることができる特徴がある。
のは、1枚の金属板1に対して1個の凹部2を形成する
ようにしたが、広い面積の1枚の金属板に対し、2個か
ら5個程度の複数個の凹部を同時に形成するようにして
も良い。また、凹部は四角形以外にも、円形や多角形で
あってもよい。
は図2において説明した矩形状でなくとも、図5に示す
ように、金属板1の基端より先端に至る間をテーパ状に
形成したにテーパ部3bを設けることにより、略台形状
に形成してもよい。また、テーパ状の他、丸みをもたせ
たR状に形成してもよい。
示す。即ち、1回の押圧工程で凹部2を押圧形成し、そ
の後、まずAに示すラインの厚さに切削する第1の切削
工程を行い、次に、Bに示すラインの厚さに切削する第
2の切削工程を行い、最終的に、Cに示すラインの厚さ
に切削する第3の切削工程を行うといったように、複数
回切削工程を繰り返し、所定の厚みの凸部3を徐々に切
削するものである。この形成方法によれば、1回の押圧
工程で凹部2が押圧形成されることから工程が簡略とな
り、効率が向上する。また、1回で切削する厚みは、図
2の例と同様に金属板1に対する残留応力やストレスの
付加を未然に防止する程度に設定される。この結果、凹
部2の底面に形成される底板1cを肉薄に形成しても破
損の恐れがないといった特徴はそのまま活かされてい
る。
るに従って段々に深くなる多段型に形成してもよく、或
いは、凹部2を略すり鉢状に形成してもよく、凹部2に
ついては、任意の形状に設定することができる。
(D)は、本発明からなる金属板への凹部形成方法の他
の例を示している。図3に示す例は、金属板1の一方面
1a側から所定形状の凹部2を押圧形成すると共に、他
方面1b側に多数個の柱状凸部を突出形成させ、この柱
状凸部を切削加工により切削する方法を示している。
の例と同様に、銅もしくはアルミニウム等が選択され
る。図3(B)は押圧工程を示し、図示しないプレス機
のダイ8に位置決め状態で載置した金属板1に対し、一
方面1a側から図示プレス機に装着されたパンチ5より
凹部2を押圧形成する。上記ダイ8は、凹部2の下部に
対応する位置に複数条の溝8aが刻設され、パンチ5よ
り凹部2を形成したとき、凹部2の体積にほぼ等しい金
属が複数条の溝8aに移行し、図4(A)に示すように
金属板1の他方面1b側多数本の突堤9(凸部に相当)
が突出する。
突堤9の他、図4(B)に示すような多数個の円柱状の
凸部10としたり、後の切削工程において容易に切削可
能なように、図4(C)に示す異形な凸部の形状にする
こともできる。また、円柱状の他に角柱状にしても良
く、素材及びカッター等の条件に応じて適宜の形状を選
択できる。
他方面1b側に形成された多数本の突堤9は、カッター
6により他方面1bと同一面となるように基端から切断
されるような状態で切削される。このときカッター6
は、図4に示すように、上記突堤9の長手方向と平行、
かつ突堤9の中心線に一致させた状態で、図3(C)に
示す矢示の方向に移動し、突堤9の後端まで進めること
により、図3(D)に示すように切削され、他方面1b
が平坦に形成される。この切削工程においても、底部1
cの変位を阻止するために、凹部2内を押圧工具7で押
圧している。
側には、図1に示す凹部2が形成されると共に、凹部2
の底面には、所定の板厚の底部1cが形成される。図3
に示す工程にあっては、多数本の突堤9を押圧工程によ
り形成し、この突堤9を切削工程によって切削するの
で、カッター6により切削する面積が小さくなるので、
小さな力で突堤9を切削することができる特徴がある。
このため、金属板1に対する残留応力やストレスを小さ
くすることができる。更に、突堤7を押圧する力は小さ
くて良いので、小型のプレス機であっても加工が可能と
なる。
程として歯部を有するカッターを用いたが、フライス加
工やグラインダーによって切削してもよく、本発明はこ
れらに限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲で
変形可能である。
の凹部形成方法によれば、金属板の一方面側から所定形
状の凹部を押圧形成して他方面側に凸部を突出形成する
工程と、この他方面側の凸部を切削加工により切削する
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
成するようにしたり、或いは、金属板の他方面側に突出
形成した凸部を複数回分割して徐々に切削するので、1
回に切削する凸部の厚みを肉薄にしていることから、金
属板の特に凹部の底面に対する引っ張り力が小さくな
り、凹部の底面に肉薄な底部を破損させることなく形成
することができる。さらに、残留応力や大きなストレス
の付加を未然に防止することができる。しかも、小さな
押圧力のプレス機であっても容易に形成できると共に、
凹部を形成するためのパンチ等を長寿命化することがで
きる。また、凸部を肉薄に切削するため切削工具も長寿
命化することから、製造コストを低減することができ
る。
た製品を示す斜視図である。
示す工程説明図である。
程を示す工程説明図である。
図である。
例を示す断面図である。
面図である。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 所定の板厚を有する金属板の一方面側か
ら上記板厚の寸法より浅い所定形状の凹部を押圧形成し
て上記金属板の他方面側に上記凹部の金属を移行させ上
記凹部の深さとほぼ等しい高さの凸部を突出形成する工
程と、この凸部を上記他方面と同一面となるように基端
から切削加工により切削する工程とを複数回繰り返し、
上記金属板の一方面側に徐々に所定の深さの凹部を形成
すると共に、上記凹部の底面に肉薄な所定の板厚の底部
を形成することを特徴とする金属板への凹部形成方法。 - 【請求項2】 所定の板厚を有する金属板の一方面側か
ら上記板厚の寸法より浅い所定の深さの凹部を押圧形成
して上記金属板の他方面側に上記凹部の金属を移行させ
凸部を突出形成する工程と、他方面側の上記凸部を切削
加工により切削する工程とを備え、この切削工程は、他
方面側の上記凸部に対し、1回の切削を一端から終端ま
で肉薄に切削する切削加工を複数回繰り返して徐々に切
削し、上記凹部の底面に肉薄な所定の板圧の底部を形成
した所定の深さの凹部を形成することを特徴とする金属
板への凹部形成方法。 - 【請求項3】 金属板の一方面側から上記板厚の寸法よ
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し、こ
の凸部を切削加工により切削することを特徴とする請求
項1 に記載の金属板への凹部形成方法。 - 【請求項4】 所定の板厚を有する金属板の他方面側に
角柱、円柱、突堤状或いは異形状からなる多数個の柱状
凸部を突出形成させ、この柱状凸部を切削加工により切
削することを特徴とする金属板への凹部形成方法。
Priority Applications (2)
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JP28276897A JP3318907B2 (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 金属板への凹部形成方法 |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11104746A JPH11104746A (ja) | 1999-04-20 |
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ID=17656828
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Cited By (1)
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JP2020006413A (ja) * | 2018-07-10 | 2020-01-16 | 有限会社ユース北浦 | プレス加工による金属薄板への微細穴または微細スリットの作成方法 |
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1997
- 1997-09-29 JP JP28276897A patent/JP3318907B2/ja not_active Expired - Fee Related
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