JP3341987B2 - 金属板への凹陥部の形成法 - Google Patents

金属板への凹陥部の形成法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、肉厚な金属板に所
定形状の凹陥部を形成する方法に関するものであり、詳
しくは、凹陥部の開口側周縁の角部をほぼ直角に形成で
きる金属板への凹陥部形成法に関する。
【0002】
【従来の技術】金属板の一方面に所定形状の凹陥部を形
成する方法としては、プレスによる押圧パンチを用いた
押圧加工、或いは化学的なエッチング加工法が知られて
いる。
【0003】図4は、従来一般に用いられるプレスによ
る凹陥部の形成方法を示している。即ち、図4(A)
は、素材となる金属板50を示している。図4(B)は
押圧工程を示し、プレス機に設置した金型のダイ51に
対して位置決め固定した金属板50の一方面50a側か
ら、所定形状の押圧パンチ52によって押圧し、凹陥部
53を形成する。この結果、図4(C)に示すように、
金属板50の一方面50a側には凹陥部53が形成され
る。さらに、凹陥部53の底面には、所定の板厚の底部
50cが形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上、図4に示したプ
レスによる方法は、例えば1mm程度の比較的肉厚な金
属板に対し、板厚の2分の1以下の深さの凹陥部を形成
する場合には簡便な方法であり、一般に多用されてい
る。しかしながら、押圧パンチ52によって金属板50
を押圧するときに、図4(B)の矢示のように、凹陥部
53の肉が金属板50と平行な方向に移行する。このた
め、図4(C)に示すように、凹陥部53の開口側周縁
にダレが生じ、角部53aがR状に形成されると共に、
角部53aから底面に至る内周壁53bが略テーパ状に
形成される。さらに、押圧パンチ52の押圧による応力
によって、金属板50の外縁部が押圧方向とは反対方向
にθ度の角度を以て押し上げられるため、全体に反りが
生じる問題がある。
【0005】凹陥部を形成した金属板は、例えば、図5
に示すように、凹陥部53内に集積回路チップ54を収
納すると共に、集積回路54から発生する熱を放熱する
ためのパッケージ55に使用される。このようなパッケ
ージ55においては、集積回路54の外縁近傍にプリン
ト基板56を配設し、集積回路54の図示しない端子部
とプリント基板56の端子とをワイヤーボンディング5
7によって接続している。周知のように、ワイヤーボン
ディングを施すときは、ボンディング用のヘッドを端子
に対して所定の圧力を加える必要がある。
【0006】しかし、凹陥部53の開口側周縁の角部5
3aがR状に形成されると、プリント基板56の縁がパ
ッケージ55から浮上した状態となる。このため、ワイ
ヤーボンディングを施すとき、ヘッドの圧力によりプリ
ント基板56が撓むため、適正なボンディングが行われ
ず、接続の信頼性が著しく低下する。さらには、図4
(C)に示した反りによって、さらにプリント基板56
がパッケージ55から浮上するため、ボンディングの接
続信頼性が一層低下する。
【0007】一方、化学的なエッチング加工方法は、エ
ッチング時間が長いため、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こと、さらには、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。
【0008】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、金属板の一方面に形成
した凹陥部の開口側周縁の角部をほぼ直角に形成でき、
しかも、平面度を良好にすることができる金属板への凹
陥部形成方法を提供することを目的とする。
【0009】
【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記載の発明は、肉厚な金属板の一方面に
所定の深さとした所定形状の凹陥部を形成する凹陥部形
成法であって、上記金属板の一方面側から押圧パンチに
より仮の凹部を押圧形成すると共に、上記仮の凹部の底
面に所定の厚さを有する底板部を形成し、しかる後に、
上記金属板の一方面に平板を当接すると共に、上記底板
部を押戻しパンチにより上記一方面側に移行させ、上記
金属板の他方面に凹陥部を形成し、この凹陥部の開口側
周縁の角部をほぼ直角に形成したことを特徴としてい
る。
【0010】また、請求項2に記載の金属板への凹陥部
形成方法は、仮の凹部の底面に形成した底板部を金属板
の一方面に押し戻す押戻しパンチは、上記仮の凹部より
もやや大きい相似形に形成したことを特徴としている。
【0011】また、請求項3に記載の金属板への凹陥部
形成方法は、金属板の一方面に形成する仮の凹部の内壁
を底面側よりも開口側が大きい略テ−パ状に形成する一
方、底板部を金属板の一方面側に移行する押戻しパンチ
は、仮の凹部の開口側よりもやや小さい相似形に形成し
たことを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の形成方法を図面に
示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。図1は、本
発明によって形成された最終製品を示している。この図
1に示す最終製品の例としては、図5によって説明した
ものと同様に、集積回路用のパッケージを例示してい
る。このパッケージとなる金属板1は、凹陥部2内に図
示しない集積回路のチップを収納すると共に、集積回路
から発生する熱を放熱するため機能を有する。このた
め、使用される素材は、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、銅等から適宜
選択される。
【0013】上記金属板1は、質量を大きくすることに
より大きな放熱効果が得られるために、通常の約2倍の
1mm乃至2mmの肉厚としている。そして、このよう
な金属板1の一方面1a側中央部には略四角形の凹陥部
2が形成され、凹陥部2の底面には所定の板厚とした底
板部1cが形成されている。
【0014】次に、金属板に凹陥部を形成する方法を図
2によって説明する。図2(A)はアルミニウムや銅等
からなる金属板1を示している。金属板1は、図示しな
い金型のダイに位置決めされて載置し、金属板1の一方
面1a側からプレス機に装着された押圧パンチ5によっ
て、深さdとした仮の凹部3を形成する。この仮の凹部
3の深さは、金属板1の板厚を例えば1.6mmとした
とき0.6mm程度に設定している。従って、仮の凹部
3の底面に形成される底板部1cの板厚は1.0mmと
なる。
【0015】このとき、押圧パンチ5によって仮の凹部
3の肉は、この凹部3の外方に移行するため、凹部3の
開口側周縁にダレが生じ、角部3aがR状に形成される
と共に角部3aから底面に至る内周壁3bが略テーパ状
に形成される。また、押圧パンチ5による押圧時に、金
属板1の外縁部が押し上げられ、全体に僅かな反りが生
じる。但し、この反りが発生する程度は、金属板1の板
厚に対する凹部3の深さの比が、概ね2分の1以下の場
合には微少範囲に軽減される。
【0016】しかる後に、図2(C)に示すように、金
属板1の一方面1aに平板6を当接させる。その後、押
戻しパンチ7によって逆方向となる矢示の方向から、仮
の凹部3の底面に形成された底板部1cを金属板1の一
方面1a側に移行させる。このとき、押戻しパンチ7に
よって底板部1cを移行させる寸法は、仮の凹部3の深
さdとほぼ同じ寸法としている。この結果、図2(D)
に示すように、上記底板部1cの板厚を変化させること
なく凹部3の底面が金属板1の一方面1aと同一面にな
ると共に、金属板1の他方面1bには正規の凹陥部2が
形成される。
【0017】このとき使用する押戻しパンチ7は、正規
の凹陥部2を形成するための形状及び寸法に形成される
が、上記凹部3よりもやや大きい相似形に設定してい
る。但し、前述のように凹部3の内周壁3bを略テーパ
状に形成しているため、押戻しパンチ7は、凹部3の開
口側より小さな内周壁3bのテーパ面の中央部分に一致
させることが望ましい。
【0018】このように押戻し成形を施した結果、金属
板1の他方面1bには正規の凹陥部2が形成され、この
凹陥部2の開口側の角部2aは、図2(D)に示すよう
にほぼ直角に形成される。尚、押戻しパンチ7によって
正規の凹陥部2を形成するときは、上記底板部1cを仮
の凹部3内に移行させるだけであり、肉が外方に移動す
ることがない。従って、凹陥部2の開口側にはダレが発
生せず、角部2aはほぼ直角に形成される。
【0019】さらに、押戻し成形は、前述した押圧工程
とは逆方向に押圧することから、金属板1全体に生じた
僅かな反りも矯正され、許容範囲内の平面度と反りにす
ることができる。尚、反りの矯正を必要としない場合も
あるが、この押戻し成形によって影響されることはな
い。しかる後に、かかる金属板1は、図2(D)に示す
二点鎖線の位置で裁断され、図1に示すような所定形状
の製品となる。
【0020】以上説明した凹陥部形成方法によれば、例
えば、集積回路用のパッケージのように、凹陥部の開口
側周縁の角部をほぼ直角に形成し、最小のR状態を要求
される場合に好適な方法である。即ち、パッケージに使
用する場合には、一方面に添設するプリント基板がパッ
ケージに密接するため、ワイヤーボンディングを施すと
きも、ヘッドの圧力によりプリント基板が撓むことがな
く、適正なボンディングがを行われ、接続の信頼性が向
上する。さらには、例え金属板に反りが生じても、押戻
し成形によって矯正されることから、要求される範囲内
の反りと平面度を容易に確保することができる。
【0021】図3は、本発明の他の実施態様であり、仮
の凹部を形成するための押圧パンチを変形した例を示し
ている。即ち、図3に示す押圧パンチ8は、先端面8a
の周縁を略円弧状に形成している。この押圧パンチ8に
より、金属板1の一方面1a側に対して押圧すると、仮
の凹部9も略擂り鉢状に形成される。その後、前述した
実施態様と同様に、金属板1の他方面1b側から押戻し
パンチ7により底板部1cを一方面1aに移行させるこ
とにより、正規の凹陥部2が形成される。
【0022】以上の構成からなる押圧パンチ8を使用す
ると、仮の凹部9の開口側周囲がなだらかに形成されて
いることから、底板部1cを一方面1aに移行させたと
きにエッジ痕が発生しない特徴がある。つまり、前述の
例によれば、仮の凹部3の開口側周囲の角部3aが比較
的鋭角に形成されているため、底板部1cを一方面1a
に移行させたとき、一方面1aに鋭角な角部3aによる
エッジ痕が発生し易くなる。ところが、図3に示す押圧
パンチ8の場合は、エッジ痕の発生原因を予め解消して
いるので、金属板1の一方面1aを美麗に形成すること
ができる。
【0023】以上説明した実施形態において、金属板に
形成する凹陥部の形状を略四角形としたが、この凹陥部
の形状は、他の任意の形状に形成しても良い。また、凹
陥部を形成した金属板の使用例として集積回路用のパッ
ケージについて説明したが、一般に使用される機器の機
構部品等に適用してもよく、本発明は前述した各実施形
態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。
【0024】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による金属板
への凹陥部形成方法によれば、仮の凹部を形成した後
に、この凹部の底面に形成された底板部を押戻しパンチ
により仮の凹部内に押し戻す工程を行うことにより、凹
陥部の開口側周縁の角部をほぼ直角に形成することがで
きる。さらには、例え金属板に反りが生じても、押戻し
パンチによる押し戻す工程によって反りが矯正されるこ
とから、集積回路用のパッケージ等、凹陥部の開口側周
縁の状態や、反り及び平面度等、高い精度を要求される
場合に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる凹陥部形成方法を用いた製品を
示す斜視図である。
【図2】(A)乃至(D)は、本発明の形成工程を示す
工程説明図である。
【図3】本発明にかかる他の凹陥部形成方法を示す断面
図である。
【図4】従来の形成方法を示す工程説明図である。
【図5】従来の金属板をパッケージに使用した例を示す
要部断面図である。
【符号の説明】
1 金属板 1a 一方面 1b 他方面 2 凹陥部 2a 角部 3 仮の凹部 5 押圧パンチ 7 押戻しパンチ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21D 22/02 - 22/04 B21J 5/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 肉厚な金属板の一方面に所定の深さとし
    た所定形状の凹陥部を形成する凹陥部形成法であって、
    上記金属板の一方面側から押圧パンチにより仮の凹部を
    押圧形成すると共に、上記仮の凹部の底面に所定の厚さ
    を有する底板部を形成し、しかる後に、上記金属板の一
    方面に平板を当接すると共に、上記底板部を押戻しパン
    チにより上記一方面側に移行させ、上記金属板の他方面
    に凹陥部を形成し、この凹陥部の開口側周縁の角部をほ
    ぼ直角に形成したことを特徴とする金属板への凹陥部形
    成法。
  2. 【請求項2】 仮の凹部の底面に形成した底板部を金属
    板の一方面に押し戻す押戻しパンチは、上記仮の凹部よ
    りもやや大きい相似形に形成してなる請求項1に記載の
    金属板への凹陥部形成法。
  3. 【請求項3】 金属板の一方面に形成する仮の凹部の内
    壁を底面側よりも開口側が大きい略テ−パ状に形成する
    一方、底板部を金属板の一方面側に移行する押戻しパン
    チは、仮の凹部の開口側よりもやや小さい相似形に形成
    したことを特徴とする請求項1に記載の金属板への凹陥
    部形成法。
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