JP5840035B2 - Manufacturing method of ceramic substrate - Google Patents
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Description
本発明はセラミック基板の製造技術に関する。 The present invention relates to a technique for manufacturing a ceramic substrate.
従来、一対の型板の間にグリーンシートを配置し、当該型板を押圧して、型板の一方の表面に有する凹凸に対応する凹凸をグリーンシートの表面に形成した後に焼成する方法が提案されている(特許文献1参照)。 Conventionally, a method has been proposed in which a green sheet is placed between a pair of mold plates, and the mold plate is pressed to form irregularities on the surface of the green sheet corresponding to the irregularities on one surface of the mold plate and then fired. (See Patent Document 1).
しかしながら、型板の押圧によって凹状のキャビティが形成されたグリーンシートでは、キャビティの下方に位置するグリーンシートの薄肉部の密度が、当該薄肉部の周縁部位の密度よりも大きくなる傾向にある。 However, in the green sheet in which the concave cavity is formed by pressing the template, the density of the thin portion of the green sheet located below the cavity tends to be higher than the density of the peripheral portion of the thin portion.
このようなグリーンシートを焼成した場合、薄肉部の収縮量と、薄肉部の周縁部位の収縮量とに差が生じ、薄肉部がキャビティの深さ方向に歪んでしまう。このため、キャビティの形状及び寸法が設計値と大きく隔たるセラミック基板が製造されるという課題があった。 When such a green sheet is fired, a difference occurs between the shrinkage amount of the thin portion and the shrinkage amount of the peripheral portion of the thin portion, and the thin portion is distorted in the depth direction of the cavity. For this reason, there is a problem that a ceramic substrate in which the shape and dimensions of the cavity are largely separated from the design value is manufactured.
本発明は、設計値との隔たりが小さいキャビティを形成し得るセラミック基板の製造方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the manufacturing method of the ceramic substrate which can form a cavity with a small gap with a design value.
かかる課題を解決するため本発明は、互いに対向される第1金型の凹凸が形成された面と第2金型の面との間に、グリーンシート部位を配置する配置工程と、前記グリーンシート部位に対して、前記第1金型と前記第2金型との一方又は双方をプレスするプレス工程と、前記プレス工程を経た前記グリーンシート部位を焼成する焼成工程とを含むセラミック基板の製造方法であって、前記凹凸における前記第2金型の面と対向する凸部表面には、前記凹凸の差よりも小さい深さの凹部が形成されることを特徴とするものである。 In order to solve such a problem, the present invention provides an arrangement step of arranging a green sheet portion between the surface of the first mold facing each other and the surface of the second mold, and the green sheet. A method for manufacturing a ceramic substrate, comprising: a pressing step for pressing one or both of the first mold and the second mold with respect to a portion; and a firing step for firing the green sheet portion that has undergone the pressing step. And the recessed part of the depth smaller than the difference of the said unevenness | corrugation is formed in the convex part surface facing the surface of the said 2nd metal mold | die in the said unevenness | corrugation.
このセラミック基板の製造方法では、プレス工程を経た場合、第1金型における凹凸の凸部に対応する凹状のキャビティがグリーンシート部位の表面に転写され、そのキャビティの下方に位置するグリーンシート部位の薄肉部の表面には、当該凸部表面に形成される凹部に対応する凸状の盛り上がり部分が転写される。このような盛り上がり部分は焼成工程を経ると収縮して落ち込み、薄肉部の表面が平らに近似してなだらかに形成される。したがって、グリーンシート部位の薄肉部に盛り上がり部分を形成しない場合に比べて、当該グリーンシート部位の薄肉部の歪みを大幅に低減することができる。こうして、設計値との隔たりが小さいキャビティを形成することができる。 In this ceramic substrate manufacturing method, when the pressing process is performed, a concave cavity corresponding to the concave and convex portions of the first mold is transferred to the surface of the green sheet part, and the green sheet part located below the cavity is transferred. A convex raised portion corresponding to the concave portion formed on the surface of the convex portion is transferred to the surface of the thin portion. Such a swelled portion shrinks and falls after the firing process, and the surface of the thin-walled portion is smoothly formed to be approximately flat. Therefore, the distortion of the thin portion of the green sheet portion can be greatly reduced as compared with the case where the raised portion is not formed in the thin portion of the green sheet portion. Thus, a cavity having a small distance from the design value can be formed.
また、前記凹部の表面は、前記凸部表面の中心から径方向外側に向かうほど浅くなる円弧状とされることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the surface of the said recessed part is made into the circular arc shape which becomes shallow, so that it goes to a radial direction outer side from the center of the said convex part surface.
このようにした場合、プレス工程を経たグリーンシート部位の薄肉部では密度勾配が形成される。具体的には、盛り上がり部分の頂点から径方向外側に向かって同心円状に密度が大きくなる。このため、焼成に起因する盛り上がり部分の収縮量は頂点から外側に向かうほど小さくなり、当該盛り上がり部分の落ち込み量としてはおおむね均等となる。したがって、薄肉部の表面がより一段と平らに近似してなだらかに形成される。 In this case, a density gradient is formed in the thin portion of the green sheet portion that has undergone the pressing process. Specifically, the density increases concentrically from the apex of the raised portion toward the outside in the radial direction. For this reason, the shrinkage amount of the swelled portion resulting from firing becomes smaller as it goes from the apex to the outside, and the amount of sag of the swelled portion is generally uniform. Therefore, the surface of the thin wall portion is gently formed so as to be more evenly approximated.
また、前記凹部は、前記凸部表面の周縁部分から凹んでいることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said recessed part is dented from the peripheral part of the said convex part surface.
このようにした場合、プレス工程を経たグリーンシート部位の薄肉部の周縁部分から盛り上がりが形成されるため、当該盛り上がりの裾野部分が焼成によって設計値よりも落ち込むことを低減することができる。 In this case, since the bulge is formed from the peripheral portion of the thin portion of the green sheet portion that has undergone the pressing process, it is possible to reduce that the skirt portion of the bulge falls below the design value due to firing.
また、本発明は、互いに対向される第1金型の凹凸が形成された面と第2金型の面との間に、グリーンシート部位を配置する配置工程と、前記グリーンシート部位に対して、前記第1金型の面と前記第2金型の面との一方又は双方をプレスするプレス工程と、前記プレス工程を経た前記グリーンシート部位を焼成する焼成工程とを含むセラミック基板の製造方法であって、前記第2金型の面には、凹凸が形成され、前記第2金型側の凸部の表面は、凸部頂点から径方向外側に向かうほど低くなる円弧状とされ、前記プレス工程では、前記第1金型側の凸部と前記第2金型側の凸部とは、所定距離を隔てて対向する状態でプレスされることを特徴とする。 Further, the present invention provides an arrangement step of arranging a green sheet part between the surface of the first mold facing each other and the surface of the second mold, and the green sheet part. A method of manufacturing a ceramic substrate, comprising: a pressing step of pressing one or both of the surface of the first mold and the surface of the second mold; and a firing step of firing the green sheet portion that has undergone the pressing step. In the surface of the second mold, irregularities are formed, and the surface of the convex portion on the second mold side has an arc shape that becomes lower from the convex portion vertex toward the radially outer side, In the pressing step, the convex part on the first mold side and the convex part on the second mold side are pressed in a state of facing each other with a predetermined distance therebetween.
このセラミック基板の製造方法では、プレス工程を経た場合、グリーンシート部位の一面には第1金型側の凸部に対応する凹状のキャビティが転写される。そして、キャビティの下方に位置するグリーンシート部位の薄肉部の他面には、第2金型側の凸部に対応する窪み部が、キャビティと所定距離を隔てて対向する状態で転写される。このため、薄肉部では、中心に近づくほど密度が徐々に大きくなるといった密度勾配が形成され、焼成に起因する薄肉部の収縮量は中心に近いほど小さくなる。したがって、薄肉部の他面は中心に近いほどおおむね平らに近似してなだらかに形成される。こうして、設計値との隔たりが小さいキャビティを形成することができる。 In this ceramic substrate manufacturing method, when a pressing process is performed, a concave cavity corresponding to the convex portion on the first mold side is transferred to one surface of the green sheet portion. A recess corresponding to the convex portion on the second mold side is transferred to the other surface of the thin portion of the green sheet portion located below the cavity in a state of facing the cavity with a predetermined distance. For this reason, in the thin portion, a density gradient is formed such that the density gradually increases as it approaches the center, and the shrinkage amount of the thin portion resulting from firing becomes smaller as it approaches the center. Therefore, the other surface of the thin portion is formed so as to be approximately flat and gently as it is closer to the center. Thus, a cavity having a small distance from the design value can be formed.
また、前記プレス工程では、少なくとも前記第2金型が振動されることが好ましい。 In the pressing step, it is preferable that at least the second mold is vibrated.
このようにした場合、グリーンシート部位の薄肉部における密度勾配を金型のプレスによって維持しながら、当該金型の振動によってプレス対象部位とプレス非対象部位との密度勾配が急峻となることを緩和することができる。 In this case, the density gradient in the thin part of the green sheet part is maintained by the mold press, and the density gradient between the press target part and the non-press target part is relieved by the vibration of the mold. can do.
以上のように、本発明によれば、設計値との隔たりが小さいキャビティを形成し得るセラミック基板の製造方法が提供される。 As described above, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a ceramic substrate capable of forming a cavity having a small distance from a design value.
(1)第1実施形態
本発明の第1実施形態に関して図面を参照しながら詳細に説明する。
(1) 1st Embodiment It demonstrates in detail, referring drawings for 1st Embodiment of this invention.
図1は、第1実施形態に係るプレス装置を概略的に示す断面図である。図1に示すように、本実施形態に係るプレス装置1は、搬送部10及びプレス部20を主な構成要素として備える。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a press apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the
搬送部10は、グリーンシートを送り方向SDに所定量単位で搬送させる部である。グリーンシートは、原料であるセラミック粉体と、当該セラミック粉体の結合剤とを含むペースト状のシートである。
The
本実施形態における搬送部10は、例えば、グリーンシートの長手方向に両端を挟持した状態で、グリーンシートを送り方向SDに所定量単位で搬送するレール式のコンベアとされる。この搬送部10には、グリーンシートを所定位置に位置決めさせるための位置決め機構等が適宜設けられる。
The
プレス部20は、昇降機21、第1金型22、第2金型23及び超音波振動子24を有する。
The
昇降機21は、搬送部10における搬送路面RSを境界として一方側に配置され、当該搬送路面RSに対して離れる方向D1及び近づく方向D2の双方向へ移動可能な機器とされる。
The
第1金型22は昇降機21に取り付けられ、グリーンシートにプレスさせるべき面(以下、プレス面という)PSを有する。このプレス面PSは搬送部10における搬送路面RSに正対され、当該プレス面PSには凹凸が形成される。
The first mold 22 is attached to the
本実施形態の場合、第1のパターンが形成されたプレス面PS1を有する第1金型22Aと、当該第1のパターンとは異なる第2のパターンが形成されたプレス面PS2を有する第1金型22Bとが昇降機21に取り付けられる。第1のパターンは、グリーンシートの一面に窪みを転写するための凹凸パターンとされ、第2のパターンは、例えばグリーンシートにスルーホールや外枠切出用の貫通溝を得るための凹凸パターンとされる。このような凹凸パターンを有するプレス面PS1とプレス面PS2とは搬送部10の送り方向SDに沿って配置され、当該プレス面PS1はプレス面PS2よりも手前側に配置される。
In the case of the present embodiment, a
図2は、第1金型22Aの一部を拡大した図ある。具体的に図2の(A)は第1金型22Aの断面を示す拡大図であり、図2の(B)は第1金型22Aのプレス面PS1側からみた拡大図である。
FIG. 2 is an enlarged view of a part of the
図2に示すように、第1金型22Aのプレス面PS1に形成される凹凸において、第2金型23の一面と対向する凸部表面CXには、当該凹凸の差UDよりも小さい深さDの凹部50が形成される。
As shown in FIG. 2, in the unevenness formed on the press surface PS1 of the
本実施形態における凹部50は例えば球冠形状とされ、凸部表面CXの周縁部分から凹んでいる。また、凹部50の表面は、凸部表面CXの中心を通りその凸部表面CXに鉛直となる線PLに一致する位置を基準として外側に向かうほど浅くなる円弧状とされる。
The recessed
第2金型23は、第1金型22によってプレスされるグリーンシートの土台とされ、図1に示すように、搬送部10における搬送路面RSを境界として第1金型22が配置される側と逆側に配置される。また、第2金型23はグリーンシートの一面に接触される面(以下、載置面という)ISを有する。この載置面ISは第1金型22のプレス面PSに正対され、例えば搬送部10における搬送路面RSと略同一面に配置される。また、この載置面ISは、第1金型22のプレス面に形成される凹凸パターンが非形成であり、平らとされる。
The second mold 23 is a base of a green sheet pressed by the first mold 22, and, as shown in FIG. 1, the side on which the first mold 22 is arranged with the conveyance road surface RS in the
本実施形態の場合、第1金型22Aによってプレスされるグリーンシートの載置面IS1を有する第2金型23Aと、第1金型22Bによってプレスされるグリーンシートの載置面IS2を有する第2金型23Bとが互いに独立した別体として配置される。
In the case of the present embodiment, a
超音波振動子24は、第2金型23Aに対して超音波振動を与える振動源であり、例えば第2金型23Aの表面に取り付けられる。本実施形態の場合、超音波振動子24から与えられる振動は、第2金型23Aの載置面IS1に対して直交する方向とされる。この方向はプレスする方向でもある。
The ultrasonic transducer |
このようなプレス装置1を用いてグリーンシートがプレス成形される。
A green sheet is press-molded using such a
図3は、本発明の実施形態に係るセラミック基板の製造方法を示すフローチャートである。図3に示すように、本実施形態に係るセラミック基板の製造方法は、配置工程P1と、プレス工程P2と、焼成工程P3とを主工程として備える。 FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing a ceramic substrate according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the method for manufacturing a ceramic substrate according to the present embodiment includes an arrangement process P1, a pressing process P2, and a firing process P3 as main processes.
<配置工程P1>
この配置工程P1は、第1金型22Aのプレス面PS1と第2金型23Bの載置面IS1との間に、プレス対象となるグリーンシート部位を配置する工程である。
<Arrangement process P1>
This arrangement | positioning process P1 is a process of arrange | positioning the green sheet site | part used as press object between press surface PS1 of 22 A of 1st metal mold | die, and mounting surface IS1 of 2nd metal mold | die 23B.
具体的には、グリーンシートが送り方向SDに所定量だけ搬送され、図4に示すように、プレス対象となるグリーンシート部位PTYが第2金型23Aの載置面IS1に載置される。
Specifically, the green sheet is conveyed by a predetermined amount in the feed direction SD, and the green sheet portion PTY to be pressed is placed on the placement surface IS1 of the
なお、グリーンシート部位PTYを第2金型23Aの載置面IS1に載置する直前に、当該載置面IS1に既に載置されていたグリーンシート部位PTXがある場合、そのグリーンシート部位PTXは後段の第2金型23Bにおける載置面IS2に載置される。
If there is a green sheet portion PTX that has already been placed on the placement surface IS1 immediately before placing the green sheet portion PTY on the placement surface IS1 of the
<プレス工程P2>
このプレス工程P2は、第1金型22Aのプレス面PS1と第2金型23Bの載置面IS1との間に配置されたグリーンシート部位に対して、第1金型22Aのプレス面PS1をプレスする工程である。
<Pressing process P2>
In the pressing step P2, the pressing surface PS1 of the
具体的には、第1段階として、超音波振動子24が駆動され、図5に示すように、当該超音波振動子24から発振される超音波により第2金型23Aが振動させられる。
Specifically, as the first stage, the
第2段階として、昇降機21がプレス前位置からプレス位置にまで移動され、第2金型23Aの載置面IS1に載置されたグリーンシート部位PTYに対して第1金型22Aのプレス面PS1が所定の押圧量でプレスされる。このとき、第1金型22Aが第2金型23Aに比べて低温となるよう、冷却機構によって第1金型22A又は第2金型23Aの温度が調整される。
As a second stage, the
第2金型23Bにおける載置面IS2にグリーンシート部位PTXが載置されている場合、当該グリーンシート部位PTXには、第1金型22Aのプレスと同時に、第1金型22Bのプレス面PS2が所定の押圧量でプレスされる。この場合、グリーンシート部位PTXはグリーンシート本体から切断される。
When the green sheet part PTX is placed on the placement surface IS2 of the
なお、プレス前位置は、図4に示したように、第1金型22Aのプレス面PS1及び第1金型22Bのプレス面PS2と、これらプレス面PS1及びPS2に対向するグリーンシート部位PTX及びPTYの一面とが非接触状態にある位置とされる。
As shown in FIG. 4, the pre-press position includes the press surface PS1 of the
第3段階として、昇降機21がプレス位置に移動した時点から所定期間が経過したとき、超音波振動子24の駆動が停止され、図4に示したように、当該昇降機21がプレス位置からプレス前位置に戻される。
As a third stage, when a predetermined period has elapsed since the
このようにしてグリーンシート部位PTYには、プレス面PS1の凹凸パターンが転写される。その後、このグリーンシート部位PTYは、搬送部10によって後段の第2金型23Bにおける載置面IS2に載置され、当該第2金型23Bに対向される第1金型22Bのプレス面PS2のプレスによって切断され、後段の焼成炉に搬送される。
In this way, the uneven pattern of the press surface PS1 is transferred to the green sheet portion PTY. Thereafter, the green sheet portion PTY is placed on the placement surface IS2 of the
<焼成工程P3>
この焼成工程P3は、プレス工程P2を経たグリーンシート部位を焼成する工程である。
<Baking process P3>
This firing step P3 is a step of firing the green sheet portion that has undergone the pressing step P2.
具体的には、例えば、上述の配置工程P1とプレス工程P2とが循環され、当該プレス工程P2にて順次切断されたグリーンシート部位が搬送機構によって焼成炉に搬送され、当該グリーンシート部位が焼成される。この結果、グリーンシート部位が、セラミック基板として得られる。 Specifically, for example, the arrangement process P1 and the pressing process P2 described above are circulated, and the green sheet part sequentially cut in the pressing process P2 is conveyed to a firing furnace by a conveying mechanism, and the green sheet part is fired. Is done. As a result, a green sheet portion is obtained as a ceramic substrate.
以上、本実施形態における製造方法では、図5に示したように、第2金型23Bの載置面IS1に配置されたグリーンシート部位PTYに、第1金型22Aのプレス面PS1がプレスされる。
As described above, in the manufacturing method according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, the press surface PS1 of the
このプレス面PS1における凸部表面CXには、図2に示したように、当該プレス面PS1の凹凸の差UDよりも小さい深さDの凹部50が形成される。
As shown in FIG. 2, a
このため、グリーンシート部位PTYの表面には、図6に示すように、プレス面PS1の凸部に対応する非貫通凹状のキャビティCCPが転写される。そして、キャビティCCPの深さ方向に位置するグリーンシート部位PTYの薄肉部の表面(第1金型と対向する側の面)には、当該凸部表面CXに形成される凹部50に対応する凸状の盛り上がり部分CVPが転写される。
For this reason, as shown in FIG. 6, a non-penetrating concave cavity CCP corresponding to the convex portion of the press surface PS1 is transferred to the surface of the green sheet portion PTY. Further, the surface of the thin portion of the green sheet portion PTY located in the depth direction of the cavity CCP (the surface on the side facing the first mold) has a protrusion corresponding to the
このような盛り上がり部分CVPは焼成工程を経ると収縮して落ち込み、キャビティCCPの下方部位は平らに近似してなだらかに形成される。したがって、盛り上がり部分CVPを形成しない場合に比べて、当該キャビティCCPの下方部位の歪みを大幅に低減することができる。こうして、設計値との隔たりが小さいキャビティを形成することができる。 Such a raised portion CVP shrinks and falls after the firing process, and the lower portion of the cavity CCP is formed to be smooth and approximately flat. Therefore, the distortion of the lower part of the cavity CCP can be greatly reduced as compared with the case where the raised portion CVP is not formed. Thus, a cavity having a small distance from the design value can be formed.
また本実施形態の場合、凹部50の表面は、図2に示したように、凸部表面CXの中心から外側に向かうほど浅くなる円弧状とされる。
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the surface of the
このため、グリーンシート部位PTYに転写されるキャビティCCPの下方に位置する薄肉部では密度勾配が形成される。具体的には、図7の(A)に示すように、盛り上がり部分CVPの頂点を通る鉛直線LNから同心円状に密度が大きくなる。 For this reason, a density gradient is formed in the thin portion located below the cavity CCP transferred to the green sheet portion PTY. Specifically, as shown in FIG. 7A, the density increases concentrically from the vertical line LN passing through the apex of the raised portion CVP.
したがって、図7の(B)に示すように、焼成に起因する盛り上がり部分CVPの収縮量は鉛直線部分から外側に向かうほど小さくなり、当該盛り上がり部分CVPの落ち込み量としてはおおむね均等となる。この結果、薄肉部の表面、すなわちキャビティCCPの下方部位の表面がより一段と平らに近似してなだらかに形成される。このように、凹部50は、キャビティCCPの下方部位(薄肉部)の表面が焼成後に略平坦形状になるように、形成されるためのものである。
Therefore, as shown in FIG. 7B, the shrinkage amount of the raised portion CVP due to firing becomes smaller as it goes outward from the vertical line portion, and the drop amount of the raised portion CVP becomes substantially equal. As a result, the surface of the thin-walled portion, that is, the surface of the lower portion of the cavity CCP is gradually and more smoothly approximated. Thus, the recessed
また本実施形態の場合、凹部50は、図2に示したように、凸部表面CXの周縁部分から凹んでいる。このため、図8に示すように、凹部50が凸部表面CXの周縁部分から凹んでいる場合(図8の(A))には、当該凸部表面CXの周縁部分から凹んでいない場合(図8の(B))に比べて、キャビティCCPの下方部位が焼成により設計値面SDよりも落ち込むことを低減することができる。
In the case of the present embodiment, the
また本実施形態の場合、図5に示したように、第2金型23Aが振動されながら第1金型22Aのプレス面PS1がプレスされる。このため、盛り上がり部分CVPにおける密度勾配を第1金型22Aのプレスによって維持しながら、当該プレス対象部位とプレス非対象部位との密度勾配が急峻となることを緩和することができる。
In the case of this embodiment, as shown in FIG. 5, the press surface PS1 of the
ところで、グリーンシート部位PTYに第1金型22Aをプレスする場合、一般に、第1金型22Aの耐摩耗性を高めるために第1金型22Aの重量及び硬度は大きい傾向にある。このため、第1金型22Aを振動させた場合には、グリーンシート部位PTYに対する振動効率が低下し、この結果、プレス対象部位とプレス非対象部位との密度勾配が急峻のままとなる場合が生じ得る。
By the way, when the
この点、本実施形態の場合、図5に示したように、凹凸が非形成でなる載置面IS1を有する第2金型23Aが振動対象とされ、凹凸が形成される第1金型22Aがプレス対象とされる。
In this regard, in the case of the present embodiment, as shown in FIG. 5, the
このため、凹凸が形成される金型を振動対象とする場合に比べて耐摩耗性を高める必要がない分だけ、第2金型23Aにおける構成材料の選択幅が広がる。したがって、第2金型23Aをアルミニウム等で構成するといったように、当該第2金型23Aの重量と硬度との一方又は双方を第1金型22Aよりも小さくし、グリーンシート部位PTYに対する振動効率を高めることができる。
For this reason, the selection range of the constituent material in the second mold 23 </ b> A is widened as much as it is not necessary to improve the wear resistance as compared with the case where the mold on which the unevenness is formed is set as the vibration target. Therefore, one or both of the weight and hardness of the
この結果、プレス対象部位とプレス非対象部位との密度勾配が急峻となることを緩和しながらも、グリーンシート部位PTYに凹凸を転写させることができる。 As a result, the unevenness can be transferred to the green sheet portion PTY while alleviating the steep density gradient between the press target portion and the press non-target portion.
また本実施形態の場合、プレス工程P2では、第1金型22Aが第2金型23Aの温度よりも低温とされる。
In the case of the present embodiment, in the pressing step P2, the
第1金型22Aのプレス時に第2金型23Aを振動させた場合、その振動に起因する熱が、グリーンシート部位PTYに転写されるキャビティCCPへ局所的に生じ、当該キャビティCCPではそれ以外の部位よりも温度が上昇して発泡あるいは亀裂が生じる場合がある。
When the
この点、第1金型22Aが第2金型23Aよりも低温とされた場合、第2金型23Aの振動に起因してグリーンシート部位PTYのキャビティCCPに生じる熱を、当該グリーンシート部位PTYをプレスする第1金型22Aによって冷却することができる。したがって、第2金型23Aの振動によって、プレス対象部位とプレス非対象部位との密度勾配が急峻となることを緩和しながらも、当該振動に起因するキャビティCCPでの温度上昇を抑えることができる。
In this regard, when the
また本実施形態の場合、プレス工程P2では、第2金型23Aをプレスする方向に第2金型23Aが振動される。
In the case of the present embodiment, in the pressing step P2, the
このため、第2金型23Aの載置面IS1に載置されるグリーンシート部位PTYには厚み方向に振動が伝わる。したがって、グリーンシート部位PTYの厚み方向以外の方向に振動が伝わる場合に比べて、当該グリーンシート部位PTYに転写される凹凸がグリーンシートの面方向に広がることを抑えることができる。この結果、グリーンシート部位PTYに転写される凹凸が設計値と隔たることをより一段と低減することができる。
For this reason, vibration is transmitted in the thickness direction to the green sheet portion PTY placed on the placement surface IS1 of the
また本実施形態の場合、プレス状態にある第1金型22Aがグリーンシート部位PTYから離れるときには振動が停止される。
In the case of the present embodiment, the vibration is stopped when the
このため、プレス状態にある第1金型22Aをグリーンシート部位PTYから離すときにも第2金型23Aを振動させ続ける場合に比べて、当該グリーンシート部位PTYに転写される凹凸がグリーンシート部位PTYの面方向に広がることを抑えることができる。したがって、グリーンシート部位PTYに転写される凹凸が設計値と隔たることをより一段と低減することができる。
Therefore, when the
(2)第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態に関して図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、第2実施形態におけるプレス装置1の構成要素のうち第1実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の参照符号を付す。また、第2実施形態では第1実施形態と重複する説明は適宜省略する。
(2) Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the same reference numerals are given to the same or equivalent components as those in the first embodiment among the components of the
第2実施形態は、第1実施形態の第1金型22A及び第2金型23Aと異なる金型のプレス装置1を用いてセラミック基板を製造する点で、第1実施形態とは異なる。
The second embodiment is different from the first embodiment in that a ceramic substrate is manufactured using a
図9は、第2実施形態に係るプレス装置に用いられる第1金型22A及び第2金型23Aを図1と同じ視点で示す図である。図9に示すように、本実施形態の場合、第1金型22Aは第1実施形態におけるプレス面PS1と異なるプレス面PS3を有し、第2金型23Aは第1実施形態における載置面IS1と異なるプレス面PS4を有する。
FIG. 9 is a view showing the
プレス面PS3は、第1金型22Aのプレス面PS1における凹部50を省略したものに相当する。
The press surface PS3 corresponds to the press surface PS1 of the
プレス面PS4は、グリーンシートの一面に窪みを転写するための凹凸パターンとされる。このプレス面PS4に形成される凸部(以下、第2金型側の凸部という)61と、第1金型22Aのプレス面PS3に形成される凸部(以下、第1金型側の凸部という)62とは正対される。なお、第2金型側の凸部61の高さ(凹凸差)は、第1金型側の凸部62の高さ(凹凸差)よりも小さく形成されている。
The press surface PS4 is a concavo-convex pattern for transferring a depression to one surface of the green sheet. A convex portion (hereinafter referred to as a convex portion on the second mold side) 61 formed on the press surface PS4 and a convex portion (hereinafter referred to as the first mold side) formed on the press surface PS3 of the
第2金型側の凸部61は、略直方体形状の第1金型側の凸部62とは異なり、例えば球冠形状とされ、凸部頂点から外側に向かうほど低くなる円弧状とされる。
The
プレス工程P2では、このような第1金型22A及び第2金型23Aによってグリーンシート部位PTYがプレスされる。
In the pressing step P2, the green sheet portion PTY is pressed by the
具体的には、プレス工程P2の第1段階として、超音波振動子24から発振される超音波により第2金型23Aが振動させられる。
Specifically, as the first stage of the pressing step P2, the
第2段階として、昇降機21がプレス前位置からプレス位置にまで移動され、図10に示すように、第2金型23Aのプレス面PS4に載置されたグリーンシート部位PTYに対して、第1金型22Aのプレス面PS3が所定の押圧量でプレスされる。
As a second stage, the
このとき、第2金型側の凸部61と、第1金型側の凸部62とは所定距離を隔てて対向する状態とされ、第1金型22Aが第2金型23Aに比べて低温となるよう、冷却機構によって第1金型22A又は第2金型23Aの温度が調整される。本実施形態の場合、プレス時における第2金型側の凸部61の先端と第1金型側の凸部62の先端との位置は、グリーンシート部位PTYにおける厚みの中間となるシート面SSと、第2金型23Aが対向されるグリーンシート部位PTYの一面GSとの間とされる。
At this time, the
第3段階として、昇降機21がプレス位置に移動した時点から所定期間が経過したとき、超音波振動子24の駆動が停止され、当該昇降機21がプレス位置からプレス前位置に戻される。
As a third stage, when a predetermined period has elapsed since the
以上、本実施形態では、図10に示したように、球冠形状でなる第2金型側の凸部61と、直方体形状でなる第1金型側の凸部62とが所定距離を隔てて対向する状態でプレスされる。
As described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, the
この凸部61と62とによりグリーンシート部位PTYがプレスされた場合、図11の(A)に示すように、グリーンシート部位PTYの一面(第1金型のプレス面と対向する側の面)には、第1金型側の凸部62に対応するキャビティCCP1が転写される。そして、キャビティCCP1の深さ方向下方に位置するグリーンシート部位PTYの薄肉部の他面(第2金型と対向する側の面)には、第2金型側の凸部61に対応する窪み部CCP2が、所定距離を隔てて互いに対向する状態で転写される。このため、薄肉部では、シート面方向の中心に近づくほど密度が徐々に大きくなるといった密度勾配が形成される。
When the green sheet portion PTY is pressed by the
したがって、焼成に起因する薄肉部の収縮量は中心に近いほど小さくなり、図11の(B)に示すように、当該焼成後のキャビティCCP1の下方部位(薄肉部)の他面は中心に近いほどおおむね平らに近似してなだらかに形成される。こうして、設計値との隔たりが小さいキャビティを形成することができる。このように、凸部61は、キャビティCCP1の下方部位(薄肉部)の他面が焼成後に略平坦形状になるように形成されるためのものである。
Therefore, the shrinkage amount of the thin portion caused by firing becomes smaller as it is closer to the center, and as shown in FIG. 11B, the other surface of the lower portion (thin portion) of the cavity CCP1 after firing is closer to the center. It is gently formed to approximate a flat surface. Thus, a cavity having a small distance from the design value can be formed. Thus, the
また本実施形態の場合、第2金型23Aが振動されながら第1金型22Aのプレス面PS3がプレスされる。このため、第1金型側の凸部62によって転写されるキャビティCCP1と第2金型側の凸部61によって転写されるキャビティCCP2と間における密度勾配を金型のプレスによって維持しながら、当該プレス対象部位とプレス非対象部位との密度勾配が急峻となることを緩和することができる。
In the case of the present embodiment, the press surface PS3 of the
なお、振動対象となる第2金型側の凸部61は円弧状であるため、角を有する形状である場合に比べて振動に起因する耐摩耗性を低減することができる。
In addition, since the
(3)他の実施形態
以上、一例として第1実施形態及び第2実施形態が説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
(3) Other Embodiments The first embodiment and the second embodiment have been described above as an example, but the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば上記第1実施形態では、第2金型23Aの一面が、凹凸が非形成とされる平らな面とされたが、当該一面に第1金型22Aのプレス面PS1と同じ凹凸が形成されていても良い。なお、図面では、プレス面PS1に形成される凹凸の全ての凸部の表面に凹部50が形成されているが、模様等の転写用の凸部にも凹部50が形成されるということを意味するものでない。部品収納部位(キャビティ)を転写するための凸部が、凹部50を形成すべき凸部とされていれば良い。
For example, in the first embodiment, one surface of the
また上記第2実施形態では、第1金型側の凸部62が略直方体形状とされたが、第2金型側の凸部61と同じ形状とされていても良い。なお、図面では、プレス面PS4に形成される凹凸の全ての凸部(第2金型側の凸部61)と、プレス面PS3に形成される凹凸の全ての凸部(第1金型側の凸部62)とが正対されているが、模様等の転写用の凸部も正対されるということを意味するものでない。部品収納部位を転写するための凸部が正対されていれば良い。
Moreover, in the said 2nd Embodiment, although the
また上記実施形態では、グリーンシート部位PTYを第1金型22Aと第2金型23Aとの間に配置させるために、グリーンシートGTが移動対象とされた。しかしながら、第1金型22A又は第2金型23Aが移動対象とされても良く、第1金型22A又は第2金型23AとグリーンシートGTとが移動対象とされても良い。要するに、グリーンシート部位PTYが第1金型22Aと第2金型23Aとの間に配置されれば良い。
Moreover, in the said embodiment, in order to arrange | position the green sheet site | part PTY between the 1st metal mold | die 22A and the 2nd metal mold | die 23A, the green sheet GT was made into the movement object. However, the
また上記実施形態では、第2金型23が固定とされたが、プレス対象として移動させても良い。 Moreover, in the said embodiment, although the 2nd metal mold | die 23 was fixed, you may move as a press object.
また上記実施形態では、第1のパターンが形成されたプレス面PS1を有する第1金型22Aと、第2のパターンが形成されたプレス面PS2を有する第1金型22Bとが、互いに独立した別体として昇降機21に取り付けられた。しかしながら、プレス面PS1を有する第1金型と、プレス面PS2を有する第1金型とが一体として昇降機21に取り付けられていても良い。また、プレス面PS2を有する第1金型22Bを省略し、当該第2のパターンと、第1のパターンとの双方が形成されたプレス面を有する第1金型が昇降機21に取り付けられていても良い。また、第一金型22Aと第一金型22Bとが、別々の昇降機に取り付けられていても良い。
In the above embodiment, the
また上記実施形態では、第2金型23Aと第2金型23Bとが、互いに独立した別体とされたが一体とされていても良い。ただし、第2金型23Aに載置されるグリーンシートに対する振動効率を高める観点では、第2金型23Aと第2金型23Bとを互いに独立した別体としているほうが好ましい。なお、第2金型23Aと第2金型23Bとが省略されていても良い。
In the above embodiment, the
また上記実施形態では、グリーンシートを送り方向SDに沿って、第1金型22A及び第2金型23Aと、第1金型22B及び第2金型23Bとが順に配置されたが、当該第1金型22B及び第2金型23Bの後段にさらに第1金型及び第2金型が配置されても良い。
In the above embodiment, the
また上記実施形態では、超音波振動子24の駆動時期が、プレス面PS1(PS3)がグリーンシート部位PTY(PTX)の一面に接触する前とされたが、当該一面にプレス面PS1(PS3)が接触した以降とされても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the drive timing of the ultrasonic transducer |
また上記実施形態では、第1金型22Aが非振動対象とされ、第2金型23Aが振動対象とされた。しかしながら、第1金型22Aが振動対象とされ、第2金型23Aが非振動対象とされていても良く、第1金型22A及び第2金型23Aが振動対象とされていても良い。
In the above embodiment, the
ただし、グリーンシート部位PTYに転写される凹凸がグリーンシートの面方向に広がることを抑える観点では、窪みを転写するための凹凸パターンが形成される面を有する金型を非振動対象とするほうが好ましい。また、振動に起因する耐摩耗性を低減する観点では、角を有する形状の凸部を含む凹凸パターンが形成される金型を非振動対象とするほうが好ましい。 However, from the viewpoint of suppressing the unevenness transferred to the green sheet portion PTY from spreading in the surface direction of the green sheet, it is preferable that the mold having the surface on which the unevenness pattern for transferring the depression is formed be a non-vibration target. . Further, from the viewpoint of reducing the wear resistance due to vibration, it is preferable that a non-vibration target is a mold in which a concavo-convex pattern including convex portions having corners is formed.
また上記第1実施形態ではプレス面PS1を有する第1金型22Aと、凹凸パターンが非形成のプレス面を有する第2金型23Aとが用いられ、上記第2実施形態ではプレス面PS3を有する第1金型22Aと、プレス面PS4を有する第2金型23Aとが用いられた。この第1実施形態又は第2実施形態とは別の形態として、例えば、プレス面PS1を有する第1金型22Aと、プレス面PS4を有する第2金型23Aとを用いる形態が適用されても良い。
In the first embodiment, the
本発明に係るセラミック基板の製造方法は、セラミック基板を取り扱う様々な産業において利用可能性を有する。 The method for manufacturing a ceramic substrate according to the present invention has applicability in various industries that handle ceramic substrates.
1・・・プレス装置
10・・・搬送部
20・・・プレス部
21・・・昇降機
22,22A,22B・・・第1金型
PS,PS1,PS2,PS3,PS4・・・プレス面
23,23A,23B・・・第2金型
IS,IS1,IS2・・・載置面
24・・・超音波振動子
50・・・凹部
61・・・第2金型側の凸部
62・・・第1金型側の凸部
PTX,PTY・・・グリーンシート部位
CCP・・・キャビティ
P1・・・配置工程
P2・・・プレス工程
P3・・・焼成工程
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記グリーンシート部位に対して、前記第1金型と前記第2金型との一方又は双方をプレスするプレス工程と、
前記プレス工程を経た前記グリーンシート部位を焼成する焼成工程と
を含むセラミック基板の製造方法であって、
前記凹凸における前記第2金型の面と対向する凸部表面には、前記凹凸の差よりも小さい深さの凹部が形成される
ことを特徴とするセラミック基板の製造方法。 An arrangement step of arranging a green sheet portion between the surface of the first mold facing each other on which the irregularities are formed and the surface of the second mold;
A pressing step of pressing one or both of the first mold and the second mold against the green sheet portion;
A method of manufacturing a ceramic substrate including a firing step of firing the green sheet portion that has undergone the pressing step,
A method for manufacturing a ceramic substrate, wherein a concave portion having a depth smaller than the difference between the concave and convex portions is formed on a convex portion surface of the concave and convex portions facing the surface of the second mold.
ことを特徴とする請求項1に記載のセラミック基板の製造方法。 2. The method of manufacturing a ceramic substrate according to claim 1, wherein a surface of the concave portion is formed in an arc shape that becomes shallower from a center of the surface of the convex portion toward a radially outer side.
ことを特徴とする請求項2に記載のセラミック基板の製造方法。 The method for manufacturing a ceramic substrate according to claim 2, wherein the concave portion is recessed from a peripheral portion of the surface of the convex portion.
前記グリーンシート部位に対して、前記第1金型の面と前記第2金型の面との一方又は双方をプレスするプレス工程と、
前記プレス工程を経た前記グリーンシート部位を焼成する焼成工程と
を含むセラミック基板の製造方法であって、
前記第2金型の面には、凹凸が形成され、
前記第2金型側の凸部の表面は、凸部頂点から径方向外側に向かうほど低くなる円弧状とされ、
前記プレス工程では、前記第1金型側の凸部と前記第2金型側の凸部とは、所定距離を隔てて対向する状態でプレスされる
ことを特徴とするセラミック基板の製造方法。 An arrangement step of arranging a green sheet portion between the surface of the first mold facing each other on which the irregularities are formed and the surface of the second mold;
A pressing step of pressing one or both of the surface of the first mold and the surface of the second mold with respect to the green sheet portion;
A method of manufacturing a ceramic substrate including a firing step of firing the green sheet portion that has undergone the pressing step,
Unevenness is formed on the surface of the second mold,
The surface of the convex portion on the second mold side has an arc shape that becomes lower from the convex portion vertex toward the radially outer side,
In the pressing step, the convex part on the first mold side and the convex part on the second mold side are pressed in a state of facing each other with a predetermined distance therebetween.
ことを特徴とする請求項1〜請求項4いずれか1項に記載のセラミック基板の製造方法。 5. The method of manufacturing a ceramic substrate according to claim 1, wherein at least the second mold is vibrated in the pressing step. 6.
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