JP3774241B2

JP3774241B2 - Manufacturing method of ceramic body for electronic parts

Info

Publication number: JP3774241B2
Application number: JP23710994A
Authority: JP
Inventors: 義博松本; 洋一藤岡; 政人松井
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2021-05-10
Also published as: JPH08102243A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ヒューズや抵抗等の電子部品として使用されるセラミック体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりセラミック体を用いたヒューズが使用されている。これは、図５に示すように、貫通孔３１を有する筒状のセラミック体３０の両端部に半田４０を介在して金属製のキャップ４２を冠着し、このキャップ４２と導通するように、貫通孔３１の内面にヒューズ素子４１を備えたものである。
【０００３】
そして、両端のキャップ４２間に通電すれば、貫通孔３１内のヒューズ素子４１に通電することができ、過電流が流れた場合にはヒューズ素子４１が断線して通電を遮断させることができるようになっている。
【０００４】
このように、セラミック体３０を用いてヒューズ素子４１を内部に収納したことにより、ヒューズ素子４１が過電流以外の原因で断線することを防止し、長期間良好に使用することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図５に示すヒューズにおいて、セラミック体３０の端面３２と側面３３との境界部がエッジ状であると、金属製のキャップ４２をセラミック体３０の端部に冠着する際に引っ掛かってしまい、滑らかに圧入しにくくなって作業性が悪くなるという問題点があった。
【０００６】
そこで、セラミック体３０の端面３２と側面３３との境界部に丸みを形成することが考えられている。しかし、上記セラミック体３０はその軸方向に加圧してプレス成形により製造することから、上記境界部を完全な曲面に形成することは極めて困難であった。
【０００７】
そのため、図６に示すように、セラミック体３０の端面３２と側面３３との境界に凸曲面部３４だけでなく微小な平坦部３５を有する形状とせざるを得なかった。つまり、図６に示すセラミック体３０は、上記凸曲面部３４と平坦部３５を有する形状の上パンチを用いてプレス成形することにより成形することができる。この時、上記平坦部３５がないと、上パンチの加圧面周辺部が鋭いエッジ状となってすぐに摩耗してしまうため、平坦部３５が必要となるのである。
【０００８】
しかし、この形状では、やはりセラミック体３０にキャップ４２を冠着する際に、平坦部３５が引っ掛かりやすかった。その結果、作業性が悪いだけでなく、完全にキャップ４２を冠着することができずに導通不良となってしまうことも多く、歩留りが悪いという問題点があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、筒状のセラミック体をプレス成形する際に、端面と側面の境界部に、端面側から順に第１凸曲面部、凹曲面部およびエッジ部を連続して有する形状に成形し、得られた成形体を焼成した後、バレル研磨を施すことによって、上記エッジ部に第２凸曲面部を形成する工程により電子部品用セラミック体を製造することを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明によれば、本発明の製造方法によれば、プレス成形時に予め凹曲面を形成しておくことで、その後バレル研磨することによって、境界部全体がなめらかに連続する曲面形状とすることが容易にできる。
【００１３】
【実施例】
以下本発明の実施例を図によって説明する。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、本発明の電子部品用セラミック体１０は、貫通孔１１を有する筒状体である。そして、図１（ｂ）に示すように、貫通孔１１の内面にヒューズ素子４１を備え、セラミック体１０の両端面１２に半田４０を介在し、金属製のキャップ４２を冠着すればヒューズとすることができる。
【００１５】
また、本発明のセラミック体１０は、図２に端部の拡大図を示すように、端面１２側より、第１凸曲面部１４、凹曲面部１５、第２凸曲面部１６を連続して形成し、滑らかに側面１３に連続している。そのため、上記金属製のキャップ４２が引っ掛かることなく、滑らかに冠着することができるのである。
【００１６】
本発明のセラミック体１０において、第１凸曲面部１４の曲率半径Ｒ₁は０．１〜１ｍｍの範囲内とする。これは曲率半径Ｒ₁が０．１ｍｍよりも小さいとキャップ４２を冠着させにくく、一方セラミック体１の寸法の関係上曲率半径Ｒ₁を１ｍｍより大きくすることは困難となるためである。
【００１７】
また、第２凸曲面部１６の曲率半径Ｒ₃は０．１２５〜０．３０ｍｍの範囲内とする。これは、曲率半径Ｒ₁が０．１２５ｍｍよりも小さいとキャップ４２を冠着させにくく、一方セラミック体１の寸法の関係上曲率半径Ｒ₃を０．３０ｍｍより大きくすることは困難となるためである。
【００１８】
さらに、本発明においては、二つの凸曲面部の間に凹曲面部１５を形成した点が重要である。即ち、この部分が曲面状になっていなければ、二つの凸曲面部の間に平坦部が生じてしまい、キャップ４２の冠着時に引っ掛かりが生じて滑らかに圧入できなくなるのである。そして、滑らかに圧入するためには、凹曲面部１５の曲率半径Ｒ₂は０．０５ｍｍ以上必要であり、一方セラミック体１の寸法の関係上曲率半径Ｒ₂を０．１５ｍｍより大きくすることは困難となるため、曲率半径Ｒ₂は０．０５〜０．１５ｍｍの範囲内とする。
【００１９】
次に本発明の電子部品用セラミック体の製造方法を説明する。
【００２０】
図３に示すように、所定の組成となるように調合したセラミック原料２４をダイ２３と下パンチ２２で形成される空間内に充填し、上パンチ２１を下降させて上下パンチ２１、２２で加圧することにより、本発明のセラミック体１０を成形する。このとき、上パンチ２１及び下パンチ２２の加圧面２１ａ、２２ａの周辺部には、それぞれ第１凸曲面部１４と凹曲面部１５に対応する曲面形状を予め付与しておく。そのため、図４に示すように、得られた成形体１０’は、第１凸曲面部１４と凹曲面部１５のみを有し、第２凸曲面部１６に相当する部分はエッジ部１７となっている。この成形体を所定条件で焼成した後、バレル研磨を施すことによって、エッジ１７を研磨し、滑らかな第２凸曲面部１６を形成すれば、図２に示す本発明のセラミック体１０を得ることができる。
【００２１】
このような本発明の製造方法によれば、プレス成形時には第２凸曲面部１６を形成しないことから、図３に示すように上パンチ２１、下パンチ２２の加圧面２１ａ、２２ａの周辺部を平坦面とすることができ、上パンチ２１、下パンチ２２に摩耗が生じることを防止できる。また、第２凸曲面部１６の曲率半径Ｒ₃は小さくても良いため、バレル研磨で容易に第２凸曲面部１６を形成することができる。なお、バレル研磨とは、焼結体を砥粒とともに容器に入れて攪拌する研磨方法であり、この砥粒の寸法や研磨時間によって、自由に第２凸曲面部１６の曲率半径Ｒ₃を調整することができる。
【００２２】
なお、本発明の製造方法において、図４に示すように予めプレス成形時に凹曲面１５を形成しておく点が重要であり、この後バレル研磨することによって、全体が滑らかに連続する曲面形状とすることができるのである。例えば、図６に示すような従来のセラミック体３０にバレル研磨を施したとしても、凸曲面部３４と平坦部３５との境界に存在するエッジ状の凹部が残るため、最終的に全体が滑らかに連続する曲面形状とならず、キャップ４２を冠着する際の引っ掛かりが生じてしまう。
【００２３】
また、本発明のセラミック体１０は、各種セラミック材を用いることができるが、特に絶縁性とコストの点からアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）またはステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ₂）を主成分とするセラミックスを用いる。さらに、本発明のセラミック体１０は筒状であればよく、円筒状、角筒状等さまざま形状とできる。あるいは、外形は角形で貫通孔１１は円形とすることもできる。
【００２４】
また、上記実施例ではヒューズ用のセラミック体１０について説明したが、本発明のセラミック体１０はヒューズ用に限るものではない。例えば、図１（ｂ）におけるヒューズ素子４１の代わりに抵抗素子を用いれば抵抗として利用することができ、その他各種電子部品として使用することができる。
【００２５】
実験例
ここで、本発明のセラミック体１０における凹曲面部１５の曲率半径Ｒ₂と第２凸曲面部１６の曲率半径Ｒ₃の最適範囲を求める実験を行った。
【００２６】
セラミック体１０の材質はステアタイトとし、上パンチ２１の形状によって凹曲面部１５の曲率半径Ｒ₂を変化させ、一方バレル研磨の時間を変えて第２凸曲面部１６の曲率半径Ｒ₃を変化させたものを試作した。それぞれ５０個ずつについて、金属製のキャップ４２を冠着させる実験を行い、スムーズに冠着できるかどうか調べた。
【００２７】
結果は表１に示すように、凹曲面部１５の曲率半径Ｒ₂と第２凸曲面部１６の曲率半径Ｒ₃を大きくするほどキャップ４２の冠着性が向上することがわかる。そして、凹曲面部１５の曲率半径Ｒ₂を０．０５ｍｍ以上とし、第２凸曲面部１６の曲率半径Ｒ₃を０．１２５ｍｍ以上としたものは、全くキャップの引っ掛かりが生じず、優れた結果を示した。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【発明の効果】
このように本発明によれば、ヒューズや抵抗等の電子部品として使用される筒状のセラミック体であって、端面と側面との境界部に、第１凸曲面部、凹曲面部、及び第２凸曲面部を連続して形成したことによって、金属製のキャップを端面に冠着する際に滑らかに圧入することができるため、作業性が良くなるだけでなく不良品も生じにくくなり歩留りを向上できる。
【００３０】
また、本発明は、筒状のセラミック体をプレス成形する際に、端面と側面の境界部に、第１凸曲面部、凹曲面部、及びエッジ部を連続して有する形状に成形し、得られた成形体を焼成した後バレル研磨を施すことによって、上記エッジ部に第２凸曲面部を形成する工程により電子部品用セラミック体を製造したことによって、極めて容易に本発明のセラミック体を得ることができ、また各曲率半径の値を容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の電子部品用セラミック体を示す縦断面図、（ｂ）は本発明の電子部品用セラミック体を用いたヒューズを示す一部破断側面図である。
【図２】本発明の電子部品用セラミック体の端部を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の電子部品用セラミック体の製造工程中のプレス成形工程を示す断面図である。
【図４】本発明の電子部品用セラミック体の製造工程中、プレス成形後の成形体の端部を示す拡大断面図である。
【図５】従来の電子部品用セラミック体を用いたヒューズを示す一部破断側面図である。
【図６】従来の電子部品用セラミック体の端部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１０：セラミック体
１１：貫通孔
１２：端面
１３：側面
１４：第１凸曲面部
１５：凹曲面部
１６：第２凸曲面部
４０：半田
４１：ヒューズ素子
４２：キャップ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a ceramic body used as an electronic component such as a fuse or a resistor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a fuse using a ceramic body has been used. As shown in FIG. 5, a metal cap 42 is attached to both ends of a cylindrical ceramic body 30 having a through-hole 31 with solder 40 interposed therebetween, and is electrically connected to the cap 42. A fuse element 41 is provided on the inner surface of the through hole 31.
[0003]
Then, if current is passed between the caps 42 at both ends, the fuse element 41 in the through hole 31 can be energized. If an overcurrent flows, the fuse element 41 is disconnected and the current can be cut off. It has become.
[0004]
Thus, by storing the fuse element 41 inside using the ceramic body 30, it is possible to prevent the fuse element 41 from being disconnected due to a cause other than an overcurrent and to use it for a long period of time.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the fuse shown in FIG. 5, if the boundary portion between the end surface 32 and the side surface 33 of the ceramic body 30 has an edge shape, the metal cap 42 is caught when the crown is attached to the end portion of the ceramic body 30. There is a problem that workability becomes worse due to difficulty in press-fitting smoothly.
[0006]
Therefore, it is considered to form a roundness at the boundary between the end surface 32 and the side surface 33 of the ceramic body 30. However, since the ceramic body 30 is produced by press molding in the axial direction, it is extremely difficult to form the boundary portion in a completely curved surface.
[0007]
Therefore, as shown in FIG. 6, the shape has not only the convex curved surface portion 34 but also the minute flat portion 35 at the boundary between the end surface 32 and the side surface 33 of the ceramic body 30. That is, the ceramic body 30 shown in FIG. 6 can be formed by press molding using an upper punch having a shape having the convex curved surface portion 34 and the flat portion 35. At this time, if the flat portion 35 is not provided, the peripheral portion of the pressure surface of the upper punch becomes a sharp edge and wears out immediately, so the flat portion 35 is necessary.
[0008]
However, with this shape, the flat portion 35 is easily caught when the cap 42 is attached to the ceramic body 30. As a result, not only the workability is poor, but also the cap 42 cannot be completely put on, often resulting in poor conduction, and there is a problem that the yield is poor.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, when the cylindrical ceramic body is press-molded , the first convex curved surface portion, the concave curved surface portion and the edge portion are sequentially formed in the boundary portion between the end surface and the side surface in order from the end surface side , after firing the resulting shaped body, by applying barrel polishing, characterized in that the production of electronic components ceramic body by forming a second convex surface portion on the edge portion.
[0011]
[Action]
According to the present invention, according to the manufacturing method of the present invention, by forming a concave curved surface in advance at the time of press molding, it is possible to obtain a curved surface shape in which the entire boundary portion is smoothly continuous by subsequent barrel polishing. Easy to do .
[0013]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0014]
As shown in FIG. 1A, the ceramic body 10 for an electronic component of the present invention is a cylindrical body having a through hole 11. As shown in FIG. 1B, if the fuse element 41 is provided on the inner surface of the through hole 11, the solder 40 is interposed between the both end surfaces 12 of the ceramic body 10, and the metal cap 42 is crowned, the fuse and can do.
[0015]
Further, as shown in the enlarged view of the end portion in FIG. 2, the ceramic body 10 of the present invention continuously includes the first convex curved surface portion 14, the concave curved surface portion 15, and the second convex curved surface portion 16 from the end surface 12 side. It is formed and smoothly continues to the side surface 13. Therefore, the metal cap 42 can be smoothly crowned without being caught.
[0016]
In the ceramic body 10 of the present invention, the radius of curvature R ₁ of the first convex curved surface portion 14 is in the range of 0.1 to ₁ mm. This is because if the radius of curvature R ₁ is smaller than 0.1 mm, the cap 42 is difficult to be attached, whereas it is difficult to make the radius of curvature R ₁ larger than ₁ mm because of the dimensions of the ceramic body 1.
[0017]
Further, the radius of curvature R ₃ of the second convex curved surface portion 16 is set in a range of 0.125 to 0.30 mm. This is because if the radius of curvature R ₁ is smaller than 0.125 mm, it is difficult to attach the cap 42. On the other hand, it is difficult to make the radius of curvature R ₃ larger than 0.30 mm because of the size of the ceramic body 1. is there.
[0018]
Furthermore, in the present invention, it is important that the concave curved surface portion 15 is formed between the two convex curved surface portions. In other words, if this portion is not curved, a flat portion is formed between the two convex curved portions, and the cap 42 is caught and cannot be smoothly press-fitted. In order to press-fit smoothly, the radius of curvature R ₂ of the concave curved surface portion 15 needs to be 0.05 mm or more. On the other hand, it is necessary to make the radius of curvature R ₂ larger than 0.15 mm because of the dimensions of the ceramic body 1. since it is difficult, the radius of curvature R ₂ is in the range of 0.05 to 0.15 mm.
[0019]
Next, the manufacturing method of the ceramic body for electronic components of this invention is demonstrated.
[0020]
As shown in FIG. 3, the ceramic raw material 24 prepared to have a predetermined composition is filled in the space formed by the die 23 and the lower punch 22, and the upper punch 21 is lowered and added by the upper and

lower punches

21, 22. The ceramic body 10 of the present invention is formed by pressing. At this time, curved surfaces corresponding to the first convex curved surface portion 14 and the concave curved surface portion 15 are previously provided to the peripheral portions of the pressurizing surfaces 21 a and 22 a of the upper punch 21 and the lower punch 22, respectively. Therefore, as shown in FIG. 4, the obtained molded body 10 ′ has only the first convex curved surface portion 14 and the concave curved surface portion 15, and a portion corresponding to the second convex curved surface portion 16 is an edge portion 17. ing. After firing this molded body under predetermined conditions, barrel polishing is performed to polish the edge 17 and form a smooth second convex curved surface portion 16, thereby obtaining the ceramic body 10 of the present invention shown in FIG. Can do.
[0021]
According to the manufacturing method of the present invention, since the second convex curved surface portion 16 is not formed during press molding, the peripheral portions of the pressing surfaces 21a and 22a of the upper punch 21 and the lower punch 22 are formed as shown in FIG. It can be made a flat surface and it can prevent that the upper punch 21 and the lower punch 22 wear. Further, since the radius of curvature R ₃ of the second convex surface portion 16 may be small, it is possible to easily form the second convex surface portions 16 in the barrel polishing. Barrel polishing is a polishing method in which a sintered body is put into a container together with abrasive grains and stirred, and the radius of curvature R ₃ of the second convex curved surface portion 16 is freely adjusted according to the size and polishing time of the abrasive grains. can do.
[0022]
In the manufacturing method of the present invention, it is important that the concave curved surface 15 is previously formed at the time of press molding as shown in FIG. 4. After this, barrel polishing is performed to obtain a curved surface shape that is smoothly continuous as a whole. It can be done. For example, even if the conventional ceramic body 30 as shown in FIG. 6 is subjected to barrel polishing, an edge-shaped concave portion existing at the boundary between the convex curved portion 34 and the flat portion 35 remains, so that the whole is finally smooth. In other words, the curved shape is not continuous, and the cap 42 is caught when the cap 42 is worn.
[0023]
In addition, various ceramic materials can be used for the ceramic body 10 of the present invention. In particular, ceramics mainly composed of alumina (Al ₂ O ₃ ) or steatite (MgO · SiO ₂ ) from the viewpoint of insulation and cost. Is used. Furthermore, the ceramic body 10 of the present invention may be cylindrical, and can have various shapes such as a cylindrical shape and a rectangular tube shape. Alternatively, the outer shape may be square and the through hole 11 may be circular.
[0024]
In the above embodiment, the ceramic body 10 for a fuse has been described. However, the ceramic body 10 of the present invention is not limited to a fuse. For example, if a resistor element is used instead of the fuse element 41 in FIG. 1B, it can be used as a resistor, and can be used as other various electronic components.
[0025]
Experimental Example <br/> Here, an experiment was performed to determine the optimum range of the radius of curvature R ₃ of the curvature radius R ₂ and the second convex surface portions 16 of the concave surface portion 15 in the ceramic body 10 of the present invention.
[0026]
The material of the ceramic body 10 and steatite, the shape of the upper punch 21 to change the radius of curvature R ₂ of the concave surface portion 15, whereas the change of curvature radius R ₃ of the second convex surface portions 16 by changing the barrel polishing time I made a prototype. An experiment was carried out on 50 pieces of metal caps 42, and it was examined whether or not they could be put on smoothly.
[0027]
Results As shown in Table 1, it can be seen that the crown adhesion enough cap 42 to increase the radius of curvature R ₂ and the radius of curvature R ₃ of the second convex surface portions 16 of the concave surface portion 15 is improved. When the radius of curvature R ₂ of the concave curved surface portion 15 is set to 0.05 mm or more and the radius of curvature R ₃ of the second convex curved surface portion 16 is set to 0.125 mm or more, the cap is not caught at all and excellent results are obtained. showed that.
[0028]
[Table 1]

[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a cylindrical ceramic body used as an electronic component such as a fuse or a resistor has a first convex curved surface portion, a concave curved surface portion, and a first curved surface portion at a boundary portion between an end surface and a side surface. By continuously forming the two convex curved parts, it is possible to smoothly press-fit a metal cap on the end face, so that not only the workability is improved but also defective products are less likely to be produced. Can be improved.
[0030]
Further, the present invention provides a method for forming a cylindrical ceramic body into a shape having a first convex curved surface portion, a concave curved surface portion, and an edge portion continuously at a boundary portion between an end surface and a side surface. The ceramic body of the present invention is very easily obtained by manufacturing the ceramic body for an electronic component through the step of forming the second convex curved surface portion at the edge portion by firing the molded body and then performing barrel polishing. And the value of each radius of curvature can be easily adjusted.
[Brief description of the drawings]
1A is a longitudinal sectional view showing a ceramic body for electronic parts of the present invention, and FIG. 1B is a partially cutaway side view showing a fuse using the ceramic body for electronic parts of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an end portion of the ceramic body for electronic parts of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a press-forming process during the manufacturing process of the ceramic body for electronic parts of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing an end portion of a molded body after press molding during the manufacturing process of the ceramic body for electronic parts of the present invention.
FIG. 5 is a partially broken side view showing a fuse using a conventional ceramic body for electronic parts.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing an end portion of a conventional ceramic body for electronic parts.
[Explanation of symbols]
10: Ceramic body 11: Through hole 12: End surface 13: Side surface 14: First convex curved surface portion 15: Concave curved surface portion 16: Second convex curved surface portion 40: Solder 41: Fuse element 42: Cap

Claims

When the cylindrical ceramic body is press-molded, it is molded into a shape having a first convex curved surface portion, a concave curved surface portion and an edge portion in order from the end surface side at the boundary between the end surface and the side surface, and the obtained molding after firing the body, by applying barrel polishing, a method of manufacturing an electronic component ceramic body comprising the step of forming a second convex surface portion on the edge portion.