JPH01122408A - Cut processing method of ceramic green sheet and processing device therefor - Google Patents
Cut processing method of ceramic green sheet and processing device thereforInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、セラミック・グリーンシートの切り込み並び
に切断加工方法および切断加工装置に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method and a cutting device for incising and cutting a ceramic green sheet.
セラミック・グリーンシートは未焼成の又は仮焼済みの
セラミック粉末、例えばアルミナ、窒化アルミニウム、
ベリリアなどの粉末を有機バインダ及び有機溶剤と混練
し押出し、塗工などの成形によって得られる可撓性を持
つものである。Ceramic green sheets are green or calcined ceramic powders such as alumina, aluminum nitride,
It has flexibility and is obtained by kneading powder such as beryllia with an organic binder and an organic solvent, extruding it, and molding it by coating.
このセラミック・グリーンシートは電子部品の分野にお
いて例えばセラミックコンデンサ、集積回路用パッケー
ジ、集積回路用基板などに用いられている。This ceramic green sheet is used in the field of electronic components, such as ceramic capacitors, integrated circuit packages, and integrated circuit substrates.
（従来の技術）
従来、セラミック・グリーンシートを所要の深さまで切
り込み、切断する方法としては、切断時に切屑を出さな
いようにするため、被加工物を予め所定温度に加熱し、
また刃先も所定温度に加熱し、被加工物に刃先を押し付
けて所定深さまで切断していた。斯様の方法は例えば特
開昭５９−８２７１３号公報に開示されている。(Prior Art) Conventionally, the method for cutting ceramic green sheets to a required depth is to heat the workpiece to a predetermined temperature in advance in order to avoid producing chips during cutting.
The cutting edge was also heated to a predetermined temperature, and the cutting edge was pressed against the workpiece to cut to a predetermined depth. Such a method is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 59-82713.
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、上述した切断加工においては、必要な加工精
度を出すため、即ち刃先の厚みの影響を被加工物に与え
ないように、カッターの刃厚を、例えば０．２〜０．５
ｆｆ１ｍ程度まで薄くシている。(Problems to be Solved by the Invention) By the way, in the above-mentioned cutting process, in order to achieve the required processing accuracy, that is, to prevent the thickness of the cutting edge from affecting the workpiece, the thickness of the cutter blade is adjusted, for example. 0.2-0.5
It is thinly cut to about ff1m.
しかし、斯様に刃厚を薄くすると、以下に示すような問
題点が生じる。However, when the blade thickness is reduced in this way, the following problems arise.
（１）薄刃にて押し切りをした際、刃曲りを生じる。(1) When cutting with a thin blade, the blade bends.
これはセラミック・グリーンシートの不均一な構成、即
ちセラミック粉末と有機バインダの様に、切断不可能な
物と可能な物の混合体に起因する不均一な切断加工抵抗
、刃先の当接角度、刃先の被加工物との垂直度等の原因
によるものである。ここで言う刃曲りとは、セラミック
・グリーンシートの切断面が第４図（Ｃ）の様に直角な
切断面ではなく第４図（ａ）（ロ）に示す様に切断面に
ブレを生じる事を指す。This is due to the non-uniform composition of the ceramic green sheet, i.e. the non-uniform cutting resistance due to the mixture of uncuttable and uncuttable materials such as ceramic powder and organic binder, the contact angle of the cutting edge, This is due to factors such as the perpendicularity of the cutting edge to the workpiece. The blade bending here refers to the fact that the cut surface of the ceramic green sheet is not a right-angled cut surface as shown in FIG. refers to things.
（２）また、薄刃による切断中に、第４図（ｄ）に示す
ような、シート切断加工方向にクラックが切断より先に
発生し、これがため、−様な切断面（これを「剪断面」
と称する）を得ることが困難であった。(2) Also, during cutting with a thin blade, cracks occur in the direction of the sheet cutting process, as shown in Figure 4(d), which results in a --like cut surface (this is called a "shear plane"). ”
) was difficult to obtain.
このため従来は、刃曲がりを起こさないように、剛性の
高い超硬若しくはセラミックで切断刃を製作したり、ま
たは、刃厚め厚い切断刃で被加工物を片側のみ所要寸法
に加工することで対処してきたが、いずれも加工コスト
、歩留り、精度等の満足し得る切断方法となってはいな
い。Conventionally, this has been dealt with by making cutting blades made of highly rigid carbide or ceramic to prevent blade bending, or by machining only one side of the workpiece to the required dimensions with a thick cutting blade. However, none of these cutting methods have been satisfactory in terms of processing cost, yield, accuracy, etc.
本発明の目的は、上述した問題点を解消し、加工コスト
、歩留り、加工精度等を満足する切断加工方法および切
断加工装置を提供せんとするにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a cutting method and a cutting device that satisfy processing costs, yields, processing accuracy, etc.
（問題点を解決するための手段）
セラミック・グリーンシートの切断加工方法は、切断刃
に振動を加えつつ、セラミック・グリーンシートを所要
深さまで切り込み若しくは切断することを特徴とする。(Means for solving the problem) A method for cutting a ceramic green sheet is characterized by cutting or cutting the ceramic green sheet to a required depth while applying vibration to a cutting blade.
さらに、本発明のセラミック・グリーンシートの切断加
工装置は、切断刃に振動を加える振動子を具え、切断刃
に振動を与えつつ所要深さまで切り込むか若しくは切断
することを特徴とする。Further, the ceramic green sheet cutting apparatus of the present invention is characterized in that it includes a vibrator that applies vibration to the cutting blade, and cuts or cuts to a required depth while applying vibration to the cutting blade.
（作 用）
本発明では、切断刃に振動をかけることにより、被加工
物を構成するセラミック粉末および有機バインダ系の内
、切断上邪魔となるセラミック粉末が切断刃先端付近の
有機バインダ中で極めて移動し易くなり、その結果、切
断抵抗が軽減し、より小さな加工力で切断することがで
き、これに伴い切断面の曲がりを改善することができる
。また、副次的に、切断抵抗が低減したことにより刃先
の摩耗を軽減することができる。(Function) In the present invention, by applying vibration to the cutting blade, among the ceramic powder and organic binder system that constitutes the workpiece, the ceramic powder that becomes an obstacle to cutting is extremely removed in the organic binder near the tip of the cutting blade. It becomes easier to move, and as a result, the cutting resistance is reduced, cutting can be performed with less processing force, and accordingly, the bending of the cut surface can be improved. Additionally, wear on the cutting edge can be reduced due to the reduced cutting resistance.
さらに、切断刃に振動を加えることによる切断刃の発熱
と、振動する切断刃自体による切断面のシェービングと
により、振動を加えない場合よりも良好且つ−様な切断
面即ち剪断面が得られる。Furthermore, the heat generation of the cutting blade by applying vibration to the cutting blade and the shaving of the cut surface by the vibrating cutting blade itself result in a better and more similar cutting surface or shear surface than when no vibration is applied.
（実施例） 本発明の実施例を図面に基づき説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
第１図（ａ）、（ロ）は、本発明の集積回路用パッケー
ジの為のセラミック・グリーンシートの積層体から、所
要寸法に切断して多数個のパッケージを取り出す事を目
的とする切断加工装置を示す。ここにおける積層体とは
、前工程において、各層に集積回路積載の為の枠抜き加
工が施され、電極までの導電回路が印刷されて積層され
たものとする。Figures 1 (a) and (b) show a cutting process for the purpose of cutting into required dimensions and taking out a large number of packages from a ceramic green sheet laminate for an integrated circuit package according to the present invention. Show the device. Here, the laminate is one in which each layer is cut out in a previous step for mounting an integrated circuit, and conductive circuits up to the electrodes are printed and stacked.
第１図中において、１は、フレーム部材２ａに取り付け
られた軸受け３ａ 、３ｂと、これらを連結する送りね
じ５ａと、送りねじ５ａの正逆方向の回転にともなって
上下動する可動テーブル７ａと、送りねじ５ａにカップ
リング９ａを介してその軸が結合されるモータｌｌａと
から構成される装置
の昇降装置ｌの可動テーブル７ａには、ベースプレート
ｌ３が取り付けられており、このベースプレート１３に
は、例えば電歪／磁歪型振動子１５と、これと螺合する
ホー７１７と、ホーンｌ７の先端の溝部にろう付は若し
くははんだ付により固定された切断刃１９とからなる振
動切断加工部２１（第２図参照）を支持する支持台２３
が取り付けられている。電歪／磁歪型振動子１５は、別
体の制御盤２５に収納された発振器（図示せず）によっ
てその出力および周波数が制御されている。またモータ
ｌｌａも、制御盤２５の数値制御による所定の位置割出
しく位置決め）、速度制御による所定の送り速度とされ
ている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes bearings 3a and 3b attached to a frame member 2a, a feed screw 5a connecting these bearings, and a movable table 7a that moves up and down as the feed screw 5a rotates in the forward and reverse directions. , and a motor lla whose shaft is connected to a feed screw 5a via a coupling 9a.A base plate 13 is attached to a movable table 7a of a lifting device 1 of the device, and a base plate 13 is attached to the base plate 13. For example, the vibration cutting processing section 21 (the third (See Figure 2)
is installed. The output and frequency of the electrostrictive/magnetostrictive vibrator 15 are controlled by an oscillator (not shown) housed in a separate control panel 25. The motor lla is also indexed to a predetermined position by numerical control of the control panel 25 (positioning) and fed at a predetermined feed rate by speed control.
一方では、被加工物であるセラミック・グリーンシート
２７を移動させる移動機構３１は、まず、フレーム部材
２ｂに取り付けられた軸受け３ｃ 、 ３ｄと、これら
に回動自在に螺合される送りねじ５ｂと、この送りねじ
５ｂの正逆方向の回転にともなって左右方向に移動する
可動テーブル７ｂと、送りねじ５ｂにカップリング９ｂ
を介してその軸が結合されるモータｌｌｂとから構成さ
れ、この移動機構３１の可動テーブル７ｂ上にセラミッ
ク・グリーンシート２７を載せるための、載置台２９が
配設されている。この載置台２９は、送りねじ５ｂの両
側に並行に配設された２本の案内レール３３に摺動自在
に嵌合する脚部３５を有し、載置台内部にはロータリシ
リンダ３７が配設され、このロータワシリンダ３７の回
動自在の軸３９にホットプレート式加工台４１が軸３９
に対し同芯状に取り付けられている。加工台４１はヒー
タを内蔵し、このヒータにより、加工台４１にピン等に
て固定されるセラミック・グリーンシート２７が所定温
度に加熱される。この加工台４１はロータワシリンダ３
７の作動によって後述するように約９０度にわたり回動
することができる。On the other hand, the moving mechanism 31 for moving the ceramic green sheet 27, which is the workpiece, first includes bearings 3c and 3d attached to the frame member 2b, and a feed screw 5b rotatably screwed to these bearings. , a movable table 7b that moves in the left-right direction as the feed screw 5b rotates in the forward and reverse directions, and a coupling 9b connected to the feed screw 5b.
A mounting table 29 for placing the ceramic green sheet 27 on the movable table 7b of the moving mechanism 31 is provided. This mounting table 29 has legs 35 that slidably fit into two guide rails 33 arranged in parallel on both sides of the feed screw 5b, and a rotary cylinder 37 is arranged inside the mounting table. A hot plate processing table 41 is attached to the rotatable shaft 39 of the rotary washer cylinder 37.
It is attached concentrically to the The processing table 41 has a built-in heater, and the ceramic green sheet 27 fixed to the processing table 41 with pins or the like is heated to a predetermined temperature by this heater. This processing table 41 is a rotor washer cylinder 3
7, it can be rotated through about 90 degrees as described later.
なお、作業者の不注意による作動中の自己を防止するた
めに、光線式安全装置４３が設けられ、例えば作業者が
安全装置４３から発せられている光線をさえぎっている
間は切断刃１９が動かないようにする。In addition, in order to prevent self-injury during operation due to worker's carelessness, a light beam type safety device 43 is provided, and for example, while the worker is blocking the light beam emitted from the safety device 43, the cutting blade 19 is Try not to move.
このように構成された切断加工装置においては、加工台
４工上にピン等により固定され、加工台４１により予め
加熱されているセラミック・グリーンシート２７は、移
動機構３１のモータｌｌｂの正方向の回転に基づく送り
ねじ５ｂの回動によって可動テーブル７ｂ、これに固定
される載置台２９、加工台４１即ち加工台４１に載置さ
れるセラミック・グリーンシート２７を切断刃１９の直
下の所定位置に移動させる。In the cutting device configured in this way, the ceramic green sheet 27, which is fixed on the processing table 4 with pins or the like and is heated in advance by the processing table 41, is moved in the forward direction of the motor llb of the moving mechanism 31. The rotation of the feed screw 5b based on the rotation causes the movable table 7b, the mounting table 29 fixed thereto, and the processing table 41, that is, the ceramic green sheet 27 placed on the processing table 41, to a predetermined position directly below the cutting blade 19. move it.
次に、昇降機構１のモータｌｌａの正方向の回転に基づ
く送りねじ５ａの回動により予め設定した初期位置まで
可動テーブル１ａ、即ち振動切断加工部２１の切断刃１
９を降下させ、そこで停止させる。Next, the movable table 1a, that is, the cutting blade 1 of the vibration cutting section 21, moves to a preset initial position by rotating the feed screw 5a based on the forward rotation of the motor lla of the lifting mechanism 1.
9 and stop there.
初期位置で停止した切断刃１９を、まず、振動子１５に
よって所定の周波数で上下振動させ、所要の降下速度お
よび荷重で降下させ第３図（ａ）で示すようにセラミッ
ク・グリーンシートの最初の切断箇所を切断する。とこ
ろで、セラミック・グリーンシート２７は図示のように
、シートを予め積層したものでも、また、シートを何枚
も重ねたものでも一度に切断できる。最初の切断箇所の
切断後、モータｌｌａを逆転させて可動テーブル７ａ、
即ち振動切断加工部２１の切断刃１９を上昇させて初期
位置にもどす。続いて移動機構３１のモータＩｌｂを制
御盤２５の制御下で所定量正方向に回転させて可動テー
ブル７ｂ、即ちそれと結合せる載置台２９および加工台
４１を所定距離送り移動させて、セラミック・グリーン
シート２７の次の切断箇所に移動させる。移動停止後、
切断刃１９に再び同じ動作を繰り返させる。斯様にして
第３図℃）に示すようにセラミック・グリーンシート２
７に所定間隔で複数の切り込みが一方向に入れられた。The cutting blade 19, which has stopped at the initial position, is first vibrated up and down at a predetermined frequency by the vibrator 15, and is lowered at the required lowering speed and load to cut the first part of the ceramic green sheet as shown in FIG. 3(a). Cut at the cut point. By the way, as shown in the figure, the ceramic green sheet 27 can be a sheet made by laminating sheets in advance, or a sheet made by stacking many sheets, which can be cut at the same time. After cutting the first cutting point, the motor lla is reversed and the movable table 7a,
That is, the cutting blade 19 of the vibration cutting section 21 is raised and returned to the initial position. Next, the motor Ilb of the moving mechanism 31 is rotated in the forward direction by a predetermined amount under the control of the control panel 25 to move the movable table 7b, that is, the mounting table 29 and the processing table 41 coupled thereto by a predetermined distance, thereby moving the ceramic green. The sheet 27 is moved to the next cutting location. After stopping the movement,
The cutting blade 19 is made to repeat the same operation again. In this way, as shown in Figure 3 (°C), the ceramic green sheet 2
7, a plurality of incisions were made in one direction at predetermined intervals.
次に、制御盤２５の制御のもとてロータリシリンダ１６
の軸３９を約９０度回転させて、軸３９上の加工台４１
およびセラミック・グリーンシート２７の向きを第３図
（Ｃ）のように約９０度変える。そして再び同様の手順
にてセラミック・グリーンシート２７の切断を行ない、
こうしてセラミック・グリーンシート２７は、第３図（
ｄ）に示すように基盤目状に切断される。この結果、第
３図（ｅ）に示すようにセラミック・グリーンシート２
７から目的とする寸法の物が得られる。この切断寸法は
所要に応じて制′ａ盤２５のプログラムを変更すること
で移動機構３１の送り等を変化させ、任意の寸法を選択
することができる。Next, the rotary cylinder 16 is controlled by the control panel 25.
The processing table 41 on the shaft 39 is rotated by about 90 degrees.
Then, the direction of the ceramic green sheet 27 is changed by about 90 degrees as shown in FIG. 3(C). Then, the ceramic green sheet 27 is cut again using the same procedure.
In this way, the ceramic green sheet 27 is formed as shown in FIG.
As shown in d), the substrate is cut into a pattern. As a result, as shown in FIG. 3(e), the ceramic green sheet 2
7, a product with the desired dimensions can be obtained. This cutting dimension can be arbitrarily selected by changing the program of the control panel 25 and changing the feed of the moving mechanism 31 as required.
以下に本発明の切断加工装置を実際に使用した例につい
て具体的に説明する。An example in which the cutting device of the present invention is actually used will be specifically described below.
！族史上
まず、１００ Ｘ１００ ｍ幅、６閣厚のアルミナグリ
ーンシート積層物を本発明の切断加工装置の加工台にピ
ンによって固定し、刃わたり５０■、刃厚０．３ｍの両
刃の切断刃に１６ｋＨｚ、 ４００Ｈの振動を加えて切
断した。また、比較のため同様のアルミナグリーンシー
トを同一の切断刃にて振動を加えないで切断した。この
場合に振動無しでは３０ｋｇ以上の荷重で初めて押し切
ることができたのに対し、振動を加えると３ｋｇ以上の
荷重で切断可能であった。! First, an alumina green sheet laminate with a width of 100 x 100 m and a thickness of 6 mm was fixed with a pin to the processing table of the cutting device of the present invention, and a double-edged cutting blade with a blade width of 50 mm and a blade thickness of 0.3 m was formed. It was cut by applying vibrations of 16kHz and 400H. For comparison, a similar alumina green sheet was cut using the same cutting blade without applying vibration. In this case, without vibration, it was possible to cut with a load of 30 kg or more, but with vibration, it was possible to cut with a load of 3 kg or more.
又、同条件において、振動の有無と刃曲り量の関係を示
したのが第５図である。この図で周波数は切断刃先端に
おける単位時間当りの振動回数を示し、振幅はその振動
の中心位置と最大変位位置との距離の差を示している。Furthermore, under the same conditions, FIG. 5 shows the relationship between the presence or absence of vibration and the amount of blade bending. In this figure, frequency indicates the number of vibrations per unit time at the tip of the cutting blade, and amplitude indicates the difference in distance between the center position of the vibration and the maximum displacement position.
図の横軸は切断送り速度、即ち、切断刃の加工物に対す
る加工移動速度、縦軸には平均刃曲り量即ち、第４図（
ａ）（ロ）に示した様な切断面のダレ量を示している。The horizontal axis of the figure is the cutting feed rate, that is, the machining movement speed of the cutting blade relative to the workpiece, and the vertical axis is the average blade bending amount, that is, as shown in Figure 4 (
a) Shows the amount of sag on the cut surface as shown in (b).
第５図において振動を加えない押し切りでは、刃曲りが
２７１０回前後になるのに対し、周波数１６Ｋｔｌｚ
、振幅２０μ醜の振動をかけた押し切りでは１／１０ｆ
ｆＩＩ１１以下となり、従って刃曲りを約％に改善する
事が出来た。In Figure 5, in push-cutting without vibration, the blade bends around 2710 times, whereas the frequency is 16Ktlz.
, 1/10f in a push-off with vibration of amplitude 20μ
The fII was 11 or less, and therefore the blade bending could be improved by about %.
さらに加工条件として第６図に示す様に切断送り速度が
振動数の積より大きい場合、刃曲り量は約１００μｍに
なるのに対して切断送り速度が上記積より小さい場合、
刃曲り量は５０μｍ以下にする事ができる。第６図では
切断送り速度１〜６ ｍ／ｓｅｃの範囲ではそれより大
きな送り速度時の加工に比べて刃曲り量を％にしている
。尚この加工では切断刃先の振動が正弦波形になる様に
調整を行っている。Furthermore, as a processing condition, as shown in Fig. 6, when the cutting feed rate is larger than the product of the vibration frequencies, the amount of blade bending is approximately 100 μm, whereas when the cutting feed rate is smaller than the above product,
The amount of blade bending can be made 50 μm or less. In FIG. 6, when the cutting feed rate is in the range of 1 to 6 m/sec, the amount of blade bending is expressed as a percentage compared to machining at a higher feed rate. In this process, the vibration of the cutting edge is adjusted so that it has a sinusoidal waveform.
又さらに切断刃を振動させることによって刃先が約８０
℃前後まで発熱し、この熱がシートを構成するセラミッ
ク粉末および有機バインダの内、熱可塑的性質をもつバ
インダを軟化させる事により切断抵抗を軽減する為、切
断面においては、振動なしの加工において表面粗さＲａ
＝ １０μｍに対し、前記振動加工条件に於いて振幅
にかかわらずＲａ ＝ｌａｔｓの面が得られた。刃先に
おいてはその摩耗減少が著しく、アルミナ・グリーンシ
ートの加工に於ける１５ＫＨｚ 、 ２０μｍの振動加
工に於いて、厚さ３ｍｍのアルミナ・グリーンシートの
場合、５０００回の振動なしの切断では、刃先が０．１
１程度摩耗したのに対しそ、１６ＫＨ２、２０μｍの振
動切断では、同一切断回数で０．０１ｍｍ以下の摩耗に
止まった。In addition, by further vibrating the cutting blade, the cutting edge becomes approximately 80 mm.
It generates heat up to around ℃, and this heat softens the thermoplastic binder of the ceramic powder and organic binder that make up the sheet, reducing cutting resistance. Surface roughness Ra
= 10 μm, a surface of Ra = lats was obtained under the vibration machining conditions, regardless of the amplitude. The reduction in wear at the cutting edge is remarkable, and in the case of a 3 mm thick alumina green sheet, the cutting edge was cut 5,000 times without vibration during 15 KHz, 20 μm vibration machining in alumina green sheet processing. 0.1
On the other hand, with vibration cutting of 16KH2 and 20 μm, the wear stopped to less than 0.01 mm with the same number of cuts.
なお、切断刃はその寿命の長短にかかわらず基本的には
消耗品であるため、焼入れされた工具鋼より成るカミソ
リ刃が安価で良い。しかし、コスト的に許せば超硬、ダ
イヤモンド、セラミック等も可能である。また、刃先形
状は、両刃、片刃のどちらでも良いが、刃角が左右均等
にとれた両刃が最も良い。刃厚は加工精度、加工抵抗の
点から薄い程良いが、０．２〜０．３ ｒａ程度が適切
である。Incidentally, since the cutting blade is basically a consumable item regardless of its lifespan, a razor blade made of hardened tool steel is inexpensive and suitable. However, if cost permits, carbide, diamond, ceramic, etc. are also possible. The shape of the cutting edge may be either double-edged or single-edged, but a double-edged blade with equal blade angles on both sides is best. The thinner the blade thickness is, the better in terms of machining accuracy and machining resistance, but approximately 0.2 to 0.3 ra is appropriate.
切断刃の取付で重要なことは、刃角の研磨およびセラミ
ック・グリーンシートに対する垂直度であり、従来重要
とされていた刃角の対称性については振動をかけること
で厳密に守る必要はなくなった。What is important when installing a cutting blade is the polishing of the blade angle and its perpendicularity to the ceramic green sheet.The symmetry of the blade angle, which was previously considered important, no longer needs to be strictly maintained by applying vibration. .
ところで、本振動方法は、切断刃、ホーン、電歪／磁歪
振動子を同一振動数で共振させるために、必要とする切
断刃の寸法に応じて、ホーンおよび振動予審適宜に設計
および選択する。好ましくはこれら素子によって刃わた
り全長で均一な振幅が得られるようにする。また、切断
刃の大きさと、これを振動させるのに要する入力とが比
例するため、例えば刃わたり２００閣に対しては１に一
以下、振動数１５〜４０ｋＨｚが適当である。By the way, in this vibration method, in order to cause the cutting blade, horn, and electrostrictive/magnetostrictive vibrator to resonate at the same frequency, the horn and vibration pre-examination are appropriately designed and selected depending on the required dimensions of the cutting blade. Preferably, these elements provide a uniform amplitude over the entire length of the blade. Further, since the size of the cutting blade is proportional to the input required to vibrate it, for example, for a blade length of 200 mm, a vibration frequency of 15 to 40 kHz is appropriate, which is less than 1 in 1.
振動方向は第２図（ロ）に示す様な切断刃の切断方向と
同方向■あるいは切断刃に垂直な方向■もしくは切断刃
に平行な方向■の、いずれの振動方向でも、これまで述
べてきた効果を得る事が出来る。The vibration direction can be either the same direction as the cutting direction of the cutting blade as shown in Figure 2 (b), the direction perpendicular to the cutting blade, or the direction parallel to the cutting blade. You can get the same effect.
但し、切断刃に垂直な方向、及び切断刃に平行な方向に
振動を加えた場合は、シートの加工台上の位置を振幅に
比例した量だけ狂わせてしまう為、特に多数個取り出す
様な際には結果的に目的とする切断外寸寸法を得る事が
困難になる。従って、振動方向は切断方向と同方向が望
ましい。However, if vibration is applied in a direction perpendicular to the cutting blade or in a direction parallel to the cutting blade, the position of the sheet on the processing table will be shifted by an amount proportional to the amplitude, especially when taking out a large number of sheets. As a result, it becomes difficult to obtain the desired cutting external dimensions. Therefore, it is desirable that the vibration direction be the same as the cutting direction.
又、先程述べた振幅と振動数と切断送り速度に関する振
動切断条件は、より刃曲りを小さくする効果があるので
実施するのが望ましい。Further, it is desirable to implement the vibration cutting conditions regarding the amplitude, vibration frequency, and cutting feed rate as described above, since they have the effect of further reducing blade bending.
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、種々に変形、変更
することができる。例えば、加工物に関しては利用分野
の項で述べたようなセラミック粉末と有機バインダ、溶
剤で構成されている他のセラミック・グリーンシート全
てに同様な適用と効果を得る事は勿論である。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified and changed. For example, with regard to processed products, it goes without saying that the same application and effects can be obtained for all other ceramic green sheets composed of ceramic powder, organic binder, and solvent as described in the field of application.
又、構成に関して言えば切断刃とホーンとの取り付けは
、上述した様にハンダ付、ろう付の他に、ボルト締め等
による取り付けがある。また、共振を容易に得るために
、切断刃とホーンを一体としても良い。Regarding the structure, the cutting blade and the horn can be attached by bolting or the like in addition to soldering and brazing as described above. Further, in order to easily obtain resonance, the cutting blade and the horn may be integrated.
昇降装置はミ切断速度の調節に重要であるが、上述した
構成の他に、シリンダと流量調節器との組合せ、および
サーボモータと専用制御回路との組合せ等のようにアク
チュエータとそれに適合する制御装置とすることもでき
る。The lifting device is important for adjusting the cutting speed, but in addition to the above-mentioned configuration, there are also actuators and appropriate controls, such as a combination of a cylinder and a flow rate regulator, or a combination of a servo motor and a dedicated control circuit. It can also be a device.
移動機構は、送りねじ等より成る手動１軸送り、若しく
は数値制御による自動多軸送りが考えられ、さらにこれ
らに画像処理による自動位置検出機構を加えることもで
きる。即ち装置の目的に応じた種類を選べばよ（、基本
的には送りにガタがなく、位置決め再現性の高い構造で
あれば良い。The moving mechanism may be a manual single-axis feed using a feed screw or the like, or an automatic multi-axis feed based on numerical control, and an automatic position detection mechanism based on image processing may be added to these. In other words, the type should be selected according to the purpose of the device (basically, any structure that has no play in feeding and has high positioning reproducibility will suffice).
セラミック・グリーンシートの加熱装置は、ヒータ、温
度センサ、温度調節器を組合せて、間接的に加熱させる
こともできる。The ceramic green sheet heating device can also heat the ceramic green sheet indirectly by combining a heater, a temperature sensor, and a temperature controller.
（発明の効果）
本発明の第１の効果は、切断刃に振動をかけることで被
加工物を構成しているセラミック粉末および有機バイン
ダ系の内、切断上邪魔となるセラミック粉末が切断刃先
端付近の有機バインダ中で極めて、移動しやすくなり、
その結果、切断抵抗が軽減し、より小さな加工力で切断
が可能になったことと、それに伴い切断面の刃曲がりを
改善したことである。同一切断条件では、振動をかけな
い切断の場合に比べて切断荷重にして約１７１Ｏ以下、
刃曲り量にして約１／２程度の改善効果を得ることが出
来た。グリーンシートは寸法高精度化を満たす為、セラ
ミック粉末の割合を高くして密度を高める傾向にあるが
、本加工法では上記第１の効果をそのまま発揮すること
ができる。(Effects of the Invention) The first effect of the present invention is that by applying vibration to the cutting blade, the ceramic powder and organic binder system constituting the workpiece are removed from the tip of the cutting blade. It becomes extremely mobile in the nearby organic binder,
As a result, the cutting resistance has been reduced, making it possible to cut with less processing force, and the bending of the blade at the cutting surface has been improved accordingly. Under the same cutting conditions, the cutting load is approximately 171O or less compared to cutting without vibration.
It was possible to obtain an improvement effect of about 1/2 in terms of the amount of blade bending. In order to achieve high dimensional accuracy in green sheets, there is a tendency to increase the proportion of ceramic powder to increase the density, but this processing method can directly exhibit the above first effect.
本発明の第２の効果は、振動を与えたことによる切断刃
の発熱と、振動する切断刃自体による切断面のシェービ
ングとが行われ、振動をかけない場合よりも−様な剪断
面を得られたことである。The second effect of the present invention is that the vibration generates heat in the cutting blade and the vibrating cutting blade itself shaves the cut surface, resulting in a more similar shear surface than when no vibration is applied. This is what happened.
換言すると、この第２の効果は、グリーンシートを構成
する樹脂が熱可塑性樹脂であるため、熱が加わると樹脂
が軟化すること、並びに振動子への電気的エネルギーが
、振動子から刃先までの振動系の中で１００％振幅に変
換されないことによる副次的な発熱効果によるものであ
るが、振動をかけない切断の場合に比べて表面粗さの向
上と、加工面からの切屑の発生を止めることが出来る。In other words, this second effect is because the resin that makes up the green sheet is a thermoplastic resin, so when heat is applied, the resin softens, and the electrical energy to the vibrator is transferred from the vibrator to the cutting edge. This is due to the secondary heat generation effect due to not converting to 100% amplitude in the vibration system, but compared to cutting without vibration, the surface roughness is improved and the generation of chips from the machined surface is reduced. It can be stopped.
又刃先温度は、アルミナグリーンシートの軟化温度とし
て最適な加工条件に合わせたものであるが、投入人力を
変える事で材料の各軟化温度に刃先温度を合わせる事も
可能である。The temperature at the cutting edge is adjusted to the optimum processing conditions as the softening temperature of the alumina green sheet, but it is also possible to match the temperature at the cutting edge to each softening temperature of the material by changing the input human power.
本発明の第３の効果は、切断抵抗が軽減した事による刃
先の摩耗の軽減である。同一切断回数において、刃先の
摩耗を減らし、刃の使用回数を延ばす効果も得る事が出
来た。The third effect of the present invention is that wear of the cutting edge is reduced due to reduced cutting resistance. For the same number of cuts, it was also possible to reduce wear on the cutting edge and extend the number of times the blade could be used.
第１図（ａ）、 （ｂ）は本発明の切断加工装置のそれ
ぞれ正面図および側面図、
第２図は、本発明の装置の振動切断加工部を示す分解傾
斜図、
第３図は、本発明の装置を用いてセラミック・グリーン
シートを切断する例について示す説明図、第４図は従来
の装置により切断されたセラミック・グリーンシートの
切断面を示す説明図である。
第５，６図は、切断送り送度と平均刃面り量との関係を
示すグラフ図である。
１・・・昇降装置 ２ａ、 ２ｂ・・・フレー
ム部材３ａ〜３ｄ・・・軸受け ５ａ、 ５ｂ・
・・送りねじ７ａ、 ７ｂ・・・可動テーブル ９ａ、
９ｂ・・・カップリング１１ａ、 ｌｌｂ・・・モー
タ １３・・・ベースプレート１５・・・電歪／磁
歪型振動子
１７・・・ホーン １９・・・切断刃２１・
・・振動切断加工部 ２３・・・支持台２５・・・制
御盤 ゛1(a) and 1(b) are respectively a front view and a side view of the cutting device of the present invention, FIG. 2 is an exploded inclined view showing the vibration cutting section of the device of the present invention, and FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing an example of cutting a ceramic green sheet using the apparatus of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory view showing a cut surface of a ceramic green sheet cut by a conventional apparatus. 5 and 6 are graphs showing the relationship between the cutting feed rate and the average blade surface amount. 1... Lifting device 2a, 2b... Frame members 3a to 3d... Bearing 5a, 5b.
...Feed screws 7a, 7b...Movable table 9a,
9b...Coupling 11a, llb...Motor 13...Base plate 15...Electrostrictive/magnetostrictive vibrator 17...Horn 19...Cutting blade 21.
... Vibration cutting processing section 23 ... Support stand 25 ... Control panel ゛
Claims (1)
て、切断刃に振動を加えつつ、セラミック・グリーンシ
ートを所要深さまで切り込みまたは切断することを特徴
とするセラミック・グリーンシートの切断加工方法。 ２、セラミック・グリーンシートおよび／または切断刃
を予め所定温度に加熱するようにした特許請求の範囲第
１項記載のセラミック・グリーンシートの切断加工方法
。 ３、セラミック・グリーンシートの切断加工装置におい
て、切断刃に振動を加える振動子を具え、切断刃に振動
を与えつつ所要深さまで切り込むか若しくは切断するこ
とを特徴とするセラミック・グリーンシートの切断加工
装置。 ４、セラミック・グリーンシートおよび／または切断刃
に加熱装置を設けた特許請求の範囲第３項記載のセラミ
ック・グリーンシートの切断加工装置。[Claims] 1. Ceramic green sheet cutting process, which involves cutting or cutting the ceramic green sheet to a required depth while applying vibration to the cutting blade. Method. 2. The method for cutting a ceramic green sheet according to claim 1, wherein the ceramic green sheet and/or the cutting blade are heated to a predetermined temperature in advance. 3. Ceramic green sheet cutting equipment, which is equipped with a vibrator that applies vibration to the cutting blade, and cuts or cuts to a required depth while applying vibration to the cutting blade. Device. 4. The ceramic green sheet cutting device according to claim 3, wherein the ceramic green sheet and/or the cutting blade is provided with a heating device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27940087A JPH01122408A (en) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | Cut processing method of ceramic green sheet and processing device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27940087A JPH01122408A (en) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | Cut processing method of ceramic green sheet and processing device therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01122408A true JPH01122408A (en) | 1989-05-15 |
| JPH0535646B2 JPH0535646B2 (en) | 1993-05-27 |
Family
ID=17610588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27940087A Granted JPH01122408A (en) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | Cut processing method of ceramic green sheet and processing device therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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