JPH0528595U

JPH0528595U - 粉体プレス成形装置

Info

Publication number: JPH0528595U
Application number: JP7890391U
Authority: JP
Inventors: 新一内田; 弘美富園; 俊彦中村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 1993-04-16
Anticipated expiration: 2006-09-30
Also published as: JP2547288Y2

Abstract

(57)【要約】【構成】粉体プレス成形装置において、上パンチ１２の
プレス面周辺部に突起１２ａを備えるとともに、ダイス
１１上面における上記突起１２ａに対応する位置に、成
形孔１１ａに連続した原料逃げ部１１ｂを形成した。【効果】突起１２ａ部分のみ原料粉末１６の詰まりが大
きくなることを防止し、成形体の生密度を均一にするこ
とができる。したがって、主面の一部に大きなＣ面を有
するようなセラミック製品であっても、高い寸法精度で
容易に製造することが可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、セラミックスなどの粉体のプレス成形装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、プレス成形は、安価に大量生産できることから、例えば半導体パッケージ用基板などの比較的単純な形状のセラミック製品の製造工程に広く使用されている。

【０００３】この時のプレス成形装置の構造は、例えば図４（Ａ）に示すように、成形孔２１ａを有するダイス２１と、この成形孔２１ａの下部に、成形孔２１ａに合致した形状の第１下パンチ２３、第２下パンチ２４、およびコアロッド２５を備え、さらに上部に上パンチ２２を備えていた。そして、上記成形孔２１ａ中に原料粉末２６を充填し、上パンチ２２を下降させることによって、図４（Ｂ）に示すように、原料粉末２６を所定形状にプレス成形することができるようになっていた。

【０００４】また、半導体パッケージ用のセラミック基板において、その主平面周囲に部分的にＣ面を形成して、位置決めを行うことが行われていた。例えば、図６（Ａ）（Ｂ）にＪリ−ド型の半導体パッケ−ジのを示すように、このキャップをなすセラミック基板３０は、ダイアタッチ面を有しプレス成形時に下パンチ側となる下面３１、上パンチ側となる上面３２、および外周の角部の１つに方向を示すＣ面カット３３と、これに接する１つの稜部には微小な段差と、深さ０．５〜１．２ｍｍ程度の大きなＣ面３４が形成されている。

【０００５】このようなＣ面３４を形成するためには、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、上パンチ２２のプレス面周辺部に上記Ｃ面３４に対応する突起２２ａを形成しておいて、プレス成形することによって、プレス成形のみで容易に形成することができた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記のように上パンチ２２に突起２２ａを有するプレス成形装置の場合、図５にプレス成形時の拡大断面図を示すように、突起２２ａによって加圧された部分が、他の部分に比べて原料粉末２６の詰まり量が大きくなり、全体として生密度が不均一となるため、焼成後の寸法が部分的に変化して寸法不良の原因となっていた。特に、製品全体の厚みＴと上記突起２２ａの高さＣとの比Ｃ／Ｔが１／４以上の場合は、上記生密度の不均一が大きく、高精度に成形することが困難であった。

【０００７】また、上パンチ２２の突起２２ａ部分の成形圧力が高くなるため、使用中に上パンチ２２を破損させる恐れもあった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

そこで本考案は、粉体プレス成形装置において、上パンチのプレス面周辺部に突起を備えるとともに、ダイス上面における上記突起に対応する位置に、成形孔に連続した原料逃げ部を形成したものである。

【０００９】

【作用】

本考案によれば、ダイス上面における上パンチの突起に対応した位置に原料逃げ部があるため、プレス成形時に上パンチが下降すると、上記突起部分の原料粉末の一部が成形孔の外部へ逃げ出すようになる。そのため、突起部分のみ原料粉末の詰まり量が大きくなることを防止し、成形体の生密度を均一にすることができる。

【００１０】

【実施例】

以下本考案の実施例を説明する。

【００１１】図１に示すように、本考案のプレス成形装置は、成形孔１１ａを有するダイス１１と、この成形孔１１ａの下部に第１下パンチ１３、第２下パンチ１４およびコアロッド１５を配置し、さらに成形孔１１ａの上部に上パンチ１２を備えてなるものである。また、図２に拡大図を示すように、上パンチ１２のプレス面周辺部には突起１２ａが形成してあり、この突起１２ａに対応するダイス１１の上面には、成形孔１１ａに連続した原料逃げ部１１ｂを形成している。

【００１２】次にこのプレス成形装置の作動を説明する。図１に示すように、ダイス１１の成形孔１１ａの下方に第１下パンチ１３、第２下パンチ１４を位置させ、成形孔１１ａに原料粉末１６を充填し、ダイス１１上面の粉体を払い除いた後、第１、第２下パンチ１３、１４と上パンチ１２とにより原料粉末１６を加圧して成形する。即ち、成形孔１１ａ内を第１、第２下パンチ１３、１４が上昇すると共に上パンチ１２も下降して原料粉末１６を加圧成形する。

【００１３】この時、図２に示すように、上パンチ１２がダイス１１の成形孔１１ａに入る際に、上パンチ１２の突起１２ａ先端が原料粉末１６を加圧し始めると、この部分の原料粉末１６の一部が原料逃げ部１１ｂを通過して成形孔１１ａの外部へ逃げ出すようになる。そのため、突起１２ａ部分のみ原料粉末１６の詰まり量が大きくなることを防止し、成形体の生密度を均一にすることができる。

【００１４】また、この後上パンチ１２が下死点に至り、上昇して得られた成形体を第１、第２下パンチ１３、１４によりダイス１１の成形孔１１ａより押し出すようになる。このようにして粉体のプレス成形工程を繰り返す。

【００１５】なお、上記原料逃げ部１１ｂの形状は、図２に示すような角型形状に限らず、図３に示すような斜面形状などさまざまなものとすることができるが、いずれにしても、その深さＨが重要である。即ち、深さＨが小さいと原料粉末１６の逃げ量が少なくなり、突起１２ａ部分の詰まり量が大きくなってしまい、逆に深さＨが大きいと原料粉末１６の逃げ量が多くなり、突起１２ａ部分の詰まり量が小さくなってしまう。そこで、この深さの最適値を求める実験を行った。

【００１６】実験例本考案のプレス成形装置は、前記したようにダイス１１の上面に成形孔１１ｂに連続して形成した原料逃げ部１１ｂの深さＨが非常に重要な問題となってくる。そこで図１、図２に示すプレス成形装置を用いて、原料逃げ部１１ｂの深さＨをさまざまに変化させたものを試作し、プレス成形したときの成形体の変形量について調べた。

【００１７】セラミック原料として、Ａｌ₂Ｏ₃を主成分とし、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、ＣａＯを含むアルミナセラミックスを用い、図６（Ａ）（Ｂ）に示すＪリ−ド型半導体パッケ−ジのキャップをなすセラミック基板３０を成形した。また、成形体での全体の厚みは１．４ｍｍ、Ｃ面３４の深さは０．９ｍｍとした。したがって、プレス成形装置における上パンチ１２の突起１２ａの高さＣも０．９ｍｍとなり、またこの突起１２ａの先端に、幅０．０５〜０．２５ｍｍの平坦部を形成した。さらに、原料逃げ部１１ｂの幅Ｄは２．０ｍｍとした。

【００１８】まず、原料逃げ部１１ｂの深さＨを１．０〜２．０ｍｍの範囲で変化させた金型を試作し、これらの金型によって得られた成形体を焼成した後、セラミック基板３０の両端部における長辺の長さを測定し、これらの差を変形量とした。結果は図７に示すように、原料逃げ部１１ｂの深さＨを変化させることによって変形量も変化し、上記深さＨが１．５〜２．０ｍｍの間で変形量が０となることがわかった。

【００１９】そこで、原料逃げ部１１ｂの深さＨを１．５〜２．０ｍｍの間で変化させ、上記と同様の実験を行ったところ、結果は図８に示すように、深さＨが１．８ｍｍのときに変形量が０となった。また、実際の製品として許容できる変形量は±０．１ｍｍであることから、原料逃げ部１１ｂの深さＨは１．７〜１．９ｍｍとすればよいことがわかった。

【００２０】次に、上パンチ１２の突起１２ａの高さＣを変化させて、上記と同様の実験を行い、それぞれ原料逃げ部１１ｂの深さＨの最適値を求める実験を行った。その結果は図９に示すように、突起１２ａの高さＣに比例して原料逃げ部１１ｂの深さＨの最適値も変化することがわかる。そして、実際の製品として許容できる変形量とするためには、原料逃げ部１１ｂの深さＨが、突起１２ａの高さＣの１．９〜２．１倍の範囲内となるようにすればよいことがわかった。

【００２１】

【考案の効果】

このように本考案によれば、粉体プレス成形装置において、上パンチのプレス面周辺部に突起を備えるとともに、ダイス上面における上記突起に対応する位置に、成形孔に連続した原料逃げ部を形成したことによって、突起部分のみ原料粉末の詰まりが大きくなることを防止し、成形体の生密度を均一にすることができる。したがって、主面の一部に大きなＣ面を有するようなセラミック製品であっても、高い寸法精度で容易に製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の粉体プレス成形装置を示す断面図であ
る。

【図２】図１中Ａ部の拡大断面図である。

【図３】図２に相当する他の実施例の拡大断面図であ
る。

【図４】（Ａ）（Ｂ）は従来の粉体プレス成形装置を示
す断面図である。

【図５】図４（Ｂ）中のＢ部の拡大断面図である。

【図６】（Ａ）は半導体パッケージを示す分解斜視図、
（Ｂ）はＸ−Ｘ線断面図である。

【図７】原料逃げ部の深さＨと、得られた成形体の変形
量の関係を示すグラフである。

【図８】原料逃げ部の深さＨと、得られた成形体の変形
量の関係を示すグラフである。

【図９】上パンチの突起の高さＣと、最適な原料逃げ部
の深さＨとの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１１・・・ダイス１１ａ・・成形孔１１ｂ・・原料逃げ部１２・・・上パンチ１２ａ・・突起１３・・・第１下パンチ１４・・・第２下パンチ１５・・・コアロッド１６・・・原料粉末

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】原料粉末を充填し成形するための成形孔を
有するダイスと、この成形孔に合致した形状の上下パン
チを備えてなる粉体プレス成形装置において、上記上パ
ンチのプレス面周辺部に突起を備えるとともに、上記ダ
イス上面における上記突起に対応した位置に、成形孔に
連続した原料逃げ部を形成したことを特徴とする粉体プ
レス成形装置。