(57)【要約】【課題】クラック等の破損を生ずることなく寸法精度良く製造可能とする薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法を提供する。【解決手段】放電電極を導電性セラミックス塊に当接し放電加工法により薄肉中空形状部を設ける導電性セラミックス成形品の製造方法であって、放電電極を導電性セラミックス塊に当接した際に得られる少なくとも３つの当接点を含む当接面に対して垂直方向に移動させると共に、前記放電電極を回転させつつ前記当接面に対して水平方向に揺動させて孔を設ける工程を有する、薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電電極を導電性セラミックス塊に当接し放電加工法により薄肉中空形状部を設ける導電性セラミックス成形品の製造方法であって、
放電電極を導電性セラミックス塊に当接した際に得られる少なくとも３つの当接点を含む当接面に対して垂直方向に移動させると共に、前記放電電極を回転させつつ前記当接面に対して水平方向に揺動させて孔を設ける工程を有する、薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法。
【請求項２】
前記放電電極を一定角速度で回転させる請求項１に記載の薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法。
【請求項３】
前記放電電極の外径に対する前記導電性セラミックス塊に設けられる孔の内法径が１１０％〜１９０％の孔径である請求項１又は２に記載の薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法。
【請求項４】
前記放電電極の揺動距離が、水平方向の加工寸法に対して５％〜１５％である請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法。
【請求項５】
前記放電電極の揺動サイクルが、０．１Ｈｚ〜１０Ｈｚである請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法。
【請求項６】
中空形状の放電電極を用いて孔を設ける請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法。
【請求項７】
前記薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の薄肉厚が０．２５ｍｍ〜１ｍｍである請求項１〜６のいずれか１項に記載の薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品をクラック等の破損を生ずることなく寸法精度良く製造するには細心の注意と熟練の技術が必要であった。
【０００３】
例えば、放電加工法を用いて導電性セラミックス塊に加工を施す際に、最終成形品の形状に合わせて作製した放電電極を用いなければ高精度加工を行うことができなかった。また、止め穴形状部を備える薄肉円筒状の導電性セラミックス成形品を成形する場合にあっては、円筒形状の電極を用いることに起因して残存する成形品の底部略中央部から突設する未加工部分を取り除くために加工工程が多くなるという問題が生じていた。
【０００４】
前記問題を解決する手段としていくつかの技術が提案されているが（例えば、特許文献１参照。）、改善の余地が残されていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３０２３５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
半導体基板等をはじめとする各種の用途に好適な薄肉中空部を備える導電性セラミックス成形品を放電加工法を用いて製造する際に、クラック等の破損を生ずることなく寸法精度良く製造可能とする導電性セラミックス成形品の製造方法が求められていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は以下の記載事項に関する。
【０００８】
＜１＞  放電電極を導電性セラミックス塊に当接し放電加工法により薄肉中空形状部を設ける導電性セラミックス成形品の製造方法であって、
放電電極を導電性セラミックス塊に当接した際に得られる少なくとも３つの当接点を含む当接面に対して垂直方向に移動させると共に、前記放電電極を回転させつつ前記当接面に対して水平方向に揺動させて孔を設ける工程を有する、薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法。
【０００９】
＜２＞  前記放電電極を一定角速度で回転させる前記＜１＞に記載の薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法。
【００１０】
＜３＞  前記放電電極の外径に対する前記導電性セラミックス塊に設けられる孔の内法径が１１０％〜１９０％の孔径である前記＜１＞又は＜２＞に記載の薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法。
【００１１】
＜４＞  前記放電電極の揺動距離が、水平方向の加工寸法に対して５％〜１５％である前記＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法。
【００１２】
＜５＞  前記放電電極の揺動サイクルが、０．１Ｈｚ〜１０Ｈｚである前記＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法。
【００１３】
＜６＞  中空形状の放電電極を用いて孔を設ける前記＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載の薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法。
【００１４】
＜７＞  前記薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の薄肉厚が０．２５ｍｍ〜１ｍｍである前記＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載の薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を説明する。
【００１６】
本発明の導電性セラミックス成形品の製造方法によれば、放電電極を用いる放電加工法を用いて導電性セラミックス塊に孔を設けることにより、薄肉中空部を備える導電性セラミックス成形品を製造することができる。
【００１７】
−放電電極を用いる放電加工−
放電電極を用いる放電加工としては、特に制限はなく、公知の手法、市販の放電加工装置を用いて、適宜選択した条件にて行うことができる。
【００１８】
放電電極としては、回転可能でかつ揺動可能なものであれば特に制限はないが、導電性セラミックス塊に薄肉中空部を成形しやすいという観点から、中空形状の放電電極が好ましい。中空形状の放電電極の軸方向の断面形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択されるものであるが、円形や、四角形等の多角形等が挙げられる。
【００１９】
放電加工に用いられる中空形状の放電電極としては、前記導電性セラミックス塊に設けられる孔の内法径に応じて定められる。即ち、導電性セラミックス塊に設けられる孔の内法径が、中空形状の放電電極の外径に対して１１０〜１９０％の孔径となる放電電極が用いられる。１１０％より小さいと放電ギャップの影響で、設計寸法を満たす事が出来なくなる点で都合が悪く、１９０％よりも大きいと電極消耗の影響が大きく、寸法精度を確保できなくなる点で都合が悪い。好ましい態様において、導電性セラミックス塊に設けられる孔の内法径が、中空形状の放電電極の内法径に対して１２０％〜１５０％の孔径となる放電電極が用いられる。
【００２０】
これら放電電極としては、市販品を好適に使用することができることはもちろんのこと、形状に応じ専用設計した電極を用いても良い。
【００２１】
放電加工プロセスは、水等の絶縁性の液体中で行われるが、このプロセスの間、放電電極の上部取り付け部から放電電極の壁面に沿って、前記液体と同じ液体を噴射してもよい。絶縁液は放電加工を行うことができ、かつ、ワークとしての導電性セラミックス塊に悪影響を与えないものであれば特に制限されることなくいかなる絶縁液を用いてもよい。
【００２２】
放電加工の条件としては、一般に、放電電極への無負荷極間電圧は、６０〜１５０Ｖ程度であり、放電電極の上部から噴射される絶縁性の液体の、噴射圧としては、１０〜２０ｋｇ／ｃｍ２  程度であり、また、温度としては、２０〜３０℃程度である。
【００２３】
−導電性セラミックス塊−
導電性セラミックス塊は、公知の導電性セラミックス（炭化ケイ素が好ましい）の焼結体であり、その大きさ、形状、構造等について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。薄肉中空状の導電性セラミックス成形品を製造する観点からはその形状としては、その軸方向の断面形状が円形、四角形等の多角形等である柱状（棒状）などが好ましい。本発明において、導電性セラミックス塊は、適宜公知の方法により製造したものであってもよいし、市販品等であってもよい。導電性セラミックス塊の体積抵抗値としては、通常、１×１０−１〜１×１０−３Ω・ｃｍ程度である。
【００２４】
―製造方法―
薄肉円筒状部を備える導電性セラミックス成形品の製造方法について、本発明の１態様を挙げて説明する。
【００２５】
図１には、放電加工法を用いて導電性セラミックス塊１から薄肉円筒状部を備える導電性セラミックス成形品を得る本発明の１態様が示されている。
【００２６】
図１に示されるように回転可能な円筒形状の放電電極２を、台座（図示せず）に備え付けられた円柱形状の導電性セラミックス塊１に当接し、そして、前記円筒形状の放電電極２を前記導電性セラミックス塊１に当接した際に得られる少なくとも３つの当接点を含む当接面に対して垂直方向に前記円筒形状の放電電極２を下降させる。
【００２７】
図２には、円筒形状の放電電極２の回転の様子を示す導電性セラミックス塊１の断面図が示されている。
【００２８】
前記円筒形状の放電電極を下降させる際に、図２に示されるように、導電性セラミックス塊１の軸方向に対して垂直に切断した際に得られる切断面の中心点を中心にして、前記円筒形状の放電電極２を矢印で示されるように一定角速度で回転させながら下降させる。また、前記円筒形状の放電電極２の垂直方向への移動と略同時に前記円筒形状の放電電極２を前記当接面に対して水平方向に揺動させて孔を設ける。
【００２９】
この際の円筒形状の放電電極２の回転速度や揺動距離はワークの形状により定まり特に制限されることはないが、円筒形状部を備える成形品を得るためには円筒形状の放電電極２の回転速度は５０ｒｐｍ〜４００ｒｐｍが好ましく、１００ｒｐｍ〜３００ｒｐｍがさらに好ましい。また、前記円筒形状の放電電極２の揺動距離は、水平方向の加工寸法、即ち導電性セラミックス成形品の内法径に対して５％〜１５％であることが好ましい。５％よりも揺動距離が短いと設計寸法を満たす事が困難となり、１５％よりも長くなると寸法精度を確保することが困難になる。また、前記円筒形状の放電電極２の揺動サイクルは、０．１Ｈｚ〜１０Ｈｚであり、０．１Ｈｚ〜３Ｈｚが好ましく、０．５Ｈｚ〜２Ｈｚがさらに好ましい。揺動サイクルが短い（周波数が高い）と放電ギャップの制御が困難となり安定加工が困難になり、長い（周波数が短い）と電極消耗の形状への影響が大きくなり寸法精度を確保することが困難になる傾向がある。
【００３０】
以上の工程に加え、適宜従来公知の手法に基づいた工程を経ることにより、薄肉でしかも中空形状部を備える導電性セラミックス成形品が得られることになるが、好適には肉厚が０．２５〜１ｍｍの中空形状部を備える導電性セラミックス成形品が得られることとなる。
【００３１】
本発明の製造方法により得られる導電性セラミックス成形品は、薄肉であるため熱容量が低い。そのため、本発明により得られる導電性セラミックス成形品の用途としては、低熱容量が求められるような電子部品材料、例えばピン等のセラミックス部品が挙げられる。
【００３２】
以上本発明について１実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施の形態に制限されるものではない。即ち、前記実施の態様において、円筒形状の放電電極２を導電性セラミックス塊１の切断面の中心点を中心にして円を描くように回転させて孔を設けたが、円筒形状の放電電極を矩形揺動させることにより断面矩形形状の薄肉ポケットを加工することも可能である。
【００３３】
また、前記実施形態においては、回転及び揺動可能な円筒形状の放電電極を用いる構成としたが、導電性セラミックス塊を回転及び揺動自在な台座に保持し、前記台座を一定角速度で前記当接面に対して水平方向に回転させつつ揺動させて、前記円筒形状の放電電極を前記導電性セラミックス塊に対して相対的に回転及び揺動させる構成としてもよい。
【００３４】
【実施例】
以下に実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明が以下の実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。
【００３５】
（実施例１）
導電性セラミックス塊に、体積抵抗値が１×１０−２Ω・ｃｍであり、直径２ｍｍ、長さ５０ｍｍの円柱状の炭化ケイ素焼結体を用いた。
【００３６】
放電電極として直径１．２ｍｍの銅パイプ電極を用いて、揺動半径０．１３ｍｍで加工を行った。その際の加工電圧は１００Ｖ、放電電極の上部取り付け部から噴射される加工液噴射圧は１５ｋｇ／ｃｍ２、加工液温度は２０℃であった。
【００３７】
また、電極回転数は２００ｒｐｍ、揺動サイクルは６０ｒｐｍ（１Ｈｚ）とした。放電加工プロセスは、放電加工装置（（株）三菱電機社製、商品名「ＥＸ２２改水細穴放電加工機」）を用いて行い、水を充填した槽中で行った。
【００３８】
その結果、クラック等の破損を生ずることなく、外径２．０ｍｍ、内径１．５ｍｍ、長さ５０ｍｍの筒状導電性セラミックス成形品を得た。加工時間は約０．５時間であった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成を有することより、放電加工により、半導体治具等をはじめとする各種の用途に好適な薄肉中空形状部を備える導電性セラミックス成形品をクラック等の破損を生ずることなく寸法精度良く製造できる。
【００４０】
本発明の好適な態様によれば、止め穴形状部を備える薄肉円筒状導電性セラミックス成形品を簡易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１には、放電加工法を用いて導電性セラミックス塊から薄肉円筒状部を備える導電性セラミックス成形品を得る本発明の概念図である。
【図２】図２には、円筒形状の放電電極の回転の様子を示す導電性セラミックスの断面図である。
【符号の説明】
１  導電性セラミックス塊
２  円筒形状の放電電極（中空形状の放電電極）
【図１】
2004160576.tif 000003
【図２】
2004160576.tif 000004