JPS63160812A

JPS63160812A - トランスフア−成形機用プランジヤ−

Info

Publication number: JPS63160812A
Application number: JP31061386A
Authority: JP
Inventors: Kenji Maruta; 丸田　健司; Toshio Okitsu; 沖津　俊夫
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1986-12-25
Filing date: 1986-12-25
Publication date: 1988-07-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は半導体集積回路封止用トランスファー成形機に
装備される耐摩耐食性プランジャーに関する。

〔従来の技術〕

一般に、この種のプランジャーの外周面及び封止材加圧
面においては、エポキシ樹脂に添加されている石英ガラ
ス粉による摩耗や結合剤による腐食作用が生じたり、ま
た、スリーブとの摺動によってプランジャー外周面に摩
耗が生じる。これらの摩耗や腐食によりプランジャー表
面が損傷するとスリーブとプランジャー間に封止材が侵
入し、プランジャーの摺動抵抗が増大して作業性を劣化
させたり、スリーブ及びプランジャーの損傷を増大させ
る。

また、成形された半導体集積回路の樹脂部分において加
圧が不十分となり、半導体集積回路の不良に結びつく。

このため従来よりＨｖ　７００の硬さを有するニッケル
・クロム鋼が一般的に用いられている。また、Ｈｖ　１
０００〜１２００の硬さを有するタングステンカーバイ
ドやバナジウムカーバイドを含む全体が超硬合金にてな
るプランジャーや、使用面全面を同一組成で肉盛したプ
ランジャーの使用が試みられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記材質のうち、ニッケル・クロム鋼は耐摩耗性で問題
がある。超硬合金製は耐摩耗性に関しては問題ないが、
靭性が小さいために欠は等が発生しやすく耐久性に劣っ
ている。また、使用面全面を同一組成で肉盛した場合、
肉盛層が単一金属の場合には耐摩耗性に問題があり、基
地に硬質粒子を混合分散したものは耐摩耗性は良いが、
先端加圧面において摩耗が進行した場合に硬質粒子の分
散により表面に凹凸が発生し先端部の加圧面への樹脂焼
付きが起りやすい。

また、肉盛材の靭性が低くなるため割れ、欠は等が発生
しやすく、硬質粒子量を多くできない等の問題点があっ
た。

超硬合金製や全面を同一組成にて肉盛したプランジャー
を用いることによって、プランジャー表面の摩耗や腐食
が軽減されてはいるが、プランジャーの耐久性や半導体
集積回路の信頼性の面でまだ不十分である。

本発明は、耐摩耗性が優れ、靭性が高く、耐食性にも優
れた安価なプランジャーを提供することを目的としてい
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のトランスファー成形機用プランジャーは第１図
に示すごとく使用面を肉盛層で形成する。その先端部加
圧面１ａは１重量でＣｒ５゜０〜２０．０％、Ｂ１．０
〜５．０％、ＦｅｌＯｌｏ％以下、ＳｉＱ、５〜５．０
％、Ｃ１゜５％以下及び残部がＮｉ及び不可避的不純物
よりなる耐摩耐食合金粉末により粉体肉盛溶接してなる
。その先端側部摺動面ＩＣは、母材１ｄとの間にオース
テナイト糸ステンレス鋼よりなる中間肉盛層１ｂをもち
、その上に重量でＣｒ５．０−２０．０％、Ｂ１．０〜
５−０％、Ｆｅ１ｏ、０％以下、Ｓ　ｉ　０．５〜５．
０％、Ｃ１，５％以下及び残部がＮｉ及び不可避的不純
物よりなる耐摩耐食合金粉末に周期律表の第■Ａ、ＶＡ
、ＶＩＡ族の元素の炭化物の１種または２種以上からな
る粒径が１０〜１００μｍの硬質粒子を混合後の体積％
で５〜５０％混合分散させ、プランジャー側面部に粉体
肉盛溶接してなる。

本発明における肉盛層の基地を形成する合金の成分限定
理由は以下の通りである。

Ｃｒ　：　Ｎｉ基地中に固溶し、基地の硬さの向上に有
効であり、またＣと結合して炭化物を形成し、耐摩耗性
を高める。しかし５．０重量％未満では、耐摩耗性及び
耐食性が不十分であり。

２０．０重量％を越えると脆性を増すので、その含有量
は５．０〜２０．０重量％である。好ましい範囲は１０
．０〜１８．０重量％である。

Ｂ：組織中に高硬度の硼化物を析出させるので合金の硬
さを高め、また耐摩耗性を向上させるのに効果があり、
さらに溶融点を下げる効果がある。しかし、１重量％未
満では十分な硬さが得られず、溶融点も高く、肉盛後の
肉盛層の収縮代が大きくなるためシリンダの変形や肉盛
層への引張応力の作用が大きくなる等の問題がある。ま
た５、０重量％を超えると合金は脆くなり、肉盛層に冷
却時クラックを生じやすくなる。従ってＢの範囲は１．
０〜５．０重量％である。好ましい範囲は２．４〜４．
０重量％である。

Ｆｅ：基地の靭性向上に有効であるが、１０゜０重量％
を超えると基地の硬さを低下させ、また耐食性も低下さ
せる。従ってその上限は１０゜０重量％である。好まし
い範囲は３〜６重量％である。

Ｓｉ：基地の高硬度化に有効で、また脱酸元素としても
必要である。しかし０．５重量％未満の添加では、十分
な硬さが得られず、また５゜０重量％を超えると靭性を
悪化させるので、その範囲は０．５〜５．０重量％であ
る。好ましい範囲は２．０〜４．０重量％である。

Ｃ：Ｎｉに固溶して強度を高めるとともに、合金元素と
結合して炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる。しか
し、１．５０重量％を超えると靭性を低下させるので、
１．５０重量％以下の添加量である。好ましい添加量は
０．４〜１．０重量％である。

なおＮｉは基地を構成する主要元素であり、フッ素系ガ
ス雰囲気をはじめ各種雰囲気に対する耐食性が高い。ま
たＢと結合して硼化物を析出し、基地の硬さを高めると
ともに硼化物を分散させ、耐摩耗性を高める。Ｎｉは不
可避的不純物を除き上記添加元素以外の残部を占める。

本発明では耐摩耗性を向上させるために周期律表の第１
ＶＡ、ＶＡ、ＶＩＡ族の元素の炭化物の１種又は２種以
上からなる硬質粒子を合金中に分散させる。好ましい炭
化物はＷＣ，ＮｂＣ。

ＴｉＣ及びＶＣである。

硬質粒子の量は肉盛層の５〜５０体積％を占める。硬質
粒子が５体積％未満だと所期の耐摩耗性向上効果が得ら
れず、５０体積％を超えると肉盛層にクラックが生じや
すくなる。

また硬質粒子の粒径は１０〜３００μｍである。

粒径が３００μｍを超えると肉盛層にクラックが生じや
すく、１０μｍ未満では肉盛中に基地合金中への固溶が
過度に進行する。またこれらの粒子は母合金との比重の
相違が大きいので、粉体肉盛溶接中における粒子の偏在
を防止するために、粒径が１０〜１００μｍの範囲にあ
るのが好ましい。

次に本発明のプランジャー母材について述べる。母材に
はＣｒ　−Ｍ　ｏ鋼、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍ。

鋼を用いる。この種の材料を用いると、肉盛溶接時の高
ほからの冷却にともなう収縮量の差により肉感層にクラ
ックが発生しやすいが１本発明では中間層として溶接歪
を弛緩するために。

変形しゃすいオーステナイト系ステンレス鋼を使用する
ことにより肉盛材にクラックが発生しにくくする。

Ｃｒ　　Ｍ　ｏ　！１ｇ又はＮ　ｉ　−Ｃｒ　−Ｍ　ｏ
鋼として好ましい組成範囲は、重量比でＣ０，２〜０．
５５％、Ｓ　ｉ　０．１〜０．６％２Ｍｎｏ、２〜１．
２％。

Ｃｒｙ、７〜１．２％、Ｍｏ０．０５〜０．５％。

Ｎｉ○又は２．０％以下及び残部Ｆｅ及び不可避的不純
物である。

〔作用〕

本発明のプランジャーは、その使用面に粉体肉盛層を有
する。プランジャーの先端部の加圧面１ａは、硬質粒子
を含まない肉盛層で形成されているので、使用されても
摩耗表面は滑らかである。このため、樹脂が焼き付きに
くくなり、使用中にプランジャーをクリーニングする手
入れ作業が軽減できる。プランジャーの先端側部の摺動
面ＩＣはプランジャー母材１ｄとの間に塑性変形しやす
い中間肉盛部１ｂを有しているので、靭性を低める硬質
粒子の混合率を高めた肉盛材を溶接割れすることなく肉
盛でき、耐摩耗性が向上したプランジャーを得ることが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づき説明する。

第１表に本発明を実施した例並びに実用結果について示
す。実用結果は従来の５ＫＤＩＩ硬質クロムメツキ製プ
ランジヤーと同一成形条件で第１表 ■ 成形したときの成形回数を１００としたときの成形回数
の指数で示す。また、第２表は、第１表の従来材（Ｎｏ
、５）及び本発明肉盛母材の組成を示す。第１表のテス
ト結果により、本発明のプランジャーはいずれも従来の
ものに比し長寿命化していることが判る。

第２表〔発明の効果〕以上の様に１本発明のトランスファー成形機用プランジ
ャーはその使用面に耐摩耐食性のある合金を粉体肉盛溶
接することにより、耐摩耐食性を向上せしめたものであ
り、特に側部摺動面における耐摩耗性を格段に高めたも
のである。

また、肉盛溶接手段により複合構造としたものであるた
め比較的安価に製造及び供給でき、寿命の向上と併せて
その工業的価値はきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプランジャーの実施例を示し、第
２図は半導体集積回路封止用樹脂モールド用金型の一部
断面図である。１ニブランジヤー、１ａニブランジヤ一先端部の加圧面
、１ｂ：中間肉盛部、１ｃニブランジヤ一先端側部の摺
動面、１ｄニブランジャー母材。２：ポット、３：封止用樹脂、４：モールド金型。

Claims

【特許請求の範囲】

トランスファー成形機用プランジャーにおいて母材をＣ
ｒ−Ｍｏ鋼又はＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼とし、粉体肉盛溶接
法により、先端部の加圧面側を重量でＣｒ５．０〜２０
．０％、Ｂ１．０〜５．０％、Ｆｅ１０．０％以下、Ｓ
ｉ０．５〜５．０％、Ｃ１．５％以下及び残部がＮｉ及
び不可避的不純物よりなる耐摩耐食合金層で形成し、先
端側部の摺動面をオーステナイト系ステンレス鋼の中間
材の上に重量でＣｒ５．０〜２０．０％、Ｂ１．０〜５
．０％、Ｆｅ１０．０％以下、Ｓｉ０．５〜５．０％，
Ｃ１．５％以下及び残部がＮｉ及び不可避的不純物より
なる耐摩耐食合金の粉末に、周期律表の第IVＡ、ＶＡ、
VIＡ族の炭化物の１種または２種以上からなる粒径が１
０〜１００μｍの硬質粒子を混合後の体積で５〜５０％
混合した耐摩耐食合金層で形成したことを特徴とするト
ランスファー成形機用プランジャー。