(57)【要約】【課題】貫通孔の表裏面開口縁にテーパ面を有するセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置のメンテナンスの低コスト化を図る。【解決手段】突出部の先端側が小径となるテーパ面３ａをなし、かつ平面視したときに中央部に貫通孔３ｂを有する入れ子３を下パンチ５に嵌入し、先端がストレートで基部に向けて拡径するテーパ面２ｂを有するピン２を上型１ａに備えてセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置１を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリーンシートの表裏面開口縁にテーパ面を有する貫通孔を形成するための一対の金型からなる打ち抜き装置であって、
上記一対の金型のうち上型はグリーンシートに貫通孔を形成するピンを備え、該ピンは先端が上記貫通孔の小径と等しいストレート部と少なくとも基端部に向けて拡径するテーパ面とからなり、
下型は上記上型と対向して配置し、該下型に上記ピンに対応する位置の凹部に突出してピン受け用の入れ子を嵌入してなり、該入れ子の突出部は先端側が小径となるテーパ面をなし、かつ平面視したときに中央部に貫通孔を有することを特徴とするセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置。
【請求項２】
上記入れ子は、先端側が小径となるテーパ面を備えた円筒状のスクリューパンチと、該スクリューパンチを嵌入する保持部材とからなることを特徴とする請求項１記載のセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置。
【請求項３】
上記スクリューパンチと保持部材の凹部底面間にスペーサを介在したことを特徴とする請求項１または２に記載のセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置。
【請求項４】
上記スペーサが金属箔であることを特徴とする請求項３記載のセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通孔の表裏面開口縁にテーパ面を有する電子部品用セラミックス基板の打ち抜き装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品用セラミックス基板の貫通孔は、一般的にセラミックス基板の表裏面に形成されたパターンの電気的接続を目的とし形成するもので、図６に示すように、貫通孔２２に導体形成した場合、その表裏面開口縁がエッジになっていると、均一な導体２３の膜厚が得られず導体抵抗の増大や断線の原因となることがあり、上記の問題を防ぐために、図７に示すように、貫通孔２２の表裏面開口縁にテーパ面を形成することが行われている。
【０００３】
このようなセラミックス基板２１は、長尺のグリーンシートを打ち抜き装置を用い個々のシートへ打ち抜くと同時に表裏面開口縁にテーパ面を有する貫通孔２２を形成する、或いは、複数の工程（順送方式）で形成する方法が公知であり、得られたシートを所定の温度で焼成することにより、表裏面開口縁にテーパ面を有する貫通孔２２が形成されたセラミックス基板２１が作製されている。
【０００４】
上記後者の複数の工程で形成する方法は、貫通孔の寸法精度が劣るという問題並びに、工程が複雑でコスト高となるなどの問題があるためここでは取り上げない。
【０００５】
上記前者の個々のシートへの打ち抜きと同時に表裏面開口縁にテーパ面を有する貫通孔２２を形成する方法として次のようなものがある。
【０００６】
図８（ａ）に示すように、ピン１０２は先端がストレートで基部にテーパ面を有し、上記ピン１０２は加熱されていて、該ピン１０２を打ち抜き装置１０１ｂ上に載置されたグリーンシート１１に押し当てて、グリーンシート１１に貫通孔２２を形成すると同時に所定の深さまで進入させ上記貫通孔２２の表面側にテーパ面を形成し、その時点で一旦保持し、貫通孔２２周辺のグリーンシート１１を軟化させ、その後、図８（ｂ）に示すように、ピン１０２をグリーンシート１１から引き抜くことにより、上記軟化したグリーンシート１１の貫通孔２２の裏面側開口縁に冷却収縮によりテーパ面が形成され、結果、表裏面開口縁にテーパ面を有する貫通孔２２が形成されるというものである（特許文献１）。
【０００７】
図９に示す打ち抜き装置１０１は、先端から順に小径部、拡径部および大径部を有するピン１０２を上型１０１ｃでコイルばねを介して押圧し、下型１０１ｂ上に載置したグリーンシート１１に押し当て、該グリーンシート１１に貫通孔２２を形成すると同時に、上記ピン１０２のグリーンシート１１への進入深さをストッパー１０３で規制することにより、上記ピン１０２の拡径部により上記貫通孔２２の表面側開口縁にテーパ面を形成する。さらに、下型１０１ｂの上記ピン１０２の相対する位置には、隆起した凸状の受け孔１０５ａがあるために、グリーンシート１１の貫通孔２２の裏面側開口縁にもテーパ面が形成されるというものである（特許文献２）。
【特許文献１】特開平８−８５３３号公報
【特許文献２】特開２００２−３３７０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の加熱したピン１０２を用い、グリーンシート１１の貫通孔２２周辺を軟化させることにより、裏面側開口縁にテーパ面を形成するという方法は、アルミナの場合、具体的には９００〜１３００℃程度に加熱する必要があり、装置が複雑になるだけでなく、装置の寿命にも悪影響を及ぼし、さらに部分加熱されるグリーンシート１１に変形が生じたり、また、貫通孔２２の孔径のバラツキの原因となるなど、実用的でなかった。
【０００９】
これに対し、特許文献２の下型１０１ｂのピン受け部を隆起させることにより、グリーンシート１１の表裏面開口縁にテーパ面を形成する方法は、下型１０１ｂのピン受け部１０５ａは下型１０１ｂと一体で、一般的に放電加工により作製されているために、初期段階における貫通孔２２の孔径、孔位置寸法の問題もなく、また加熱等を要しないためにグリーンシート１１の変形の問題もクリヤーされている。
【００１０】
しかしながら、勘合によりグリーンシート１１の外辺切断を行うため、ある程度の打ち抜き数に達すると外周部の摩耗が生じる、また、上記の隆起したピン受け部１０５ａが摩耗或いは一部が欠損する、或いは、他の併設し付設された分割溝形成用の刃の摩耗や欠損のいずれかが発生すると下パンチ１０５を一旦平面状に研磨し、その後、放電加工により隆起したピン受け部１０５ａやまた必要により分割溝形成用の刃を形成する必要があり、この修正作業は新規に製作するに近いほどのコストがかかるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題に鑑み、本発明のセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置は、グリーンシートの表裏面開口縁にテーパ面を有する貫通孔を形成するための一対の金型からなる打ち抜き装置であって、
上記一対の金型のうち上型はグリーンシートに貫通孔を形成するピンを備え、該ピンは先端が上記貫通孔の小径と等しいストレート部と少なくとも基端部に向けて拡径するテーパ面とからなり、
下型は上記上型と対向して配置し、該下型に上記ピンに対応する位置の凹部に突出してピン受け用の入れ子を嵌入してなり、該入れ子の突出部は先端側が小径となるテーパ面をなし、かつ平面視したときに中央部に貫通孔を有することを特徴とする。
【００１２】
また、上記入れ子は、先端側が小径となるテーパ面を備えた円筒状のスクリューパンチと、該スクリューパンチを嵌入する保持部材とからなることを特徴とする。
【００１３】
さらに、上記スクリューパンチと保持部材の凹部底面間にスペーサを介在したことを特徴とし、さらに、上記スペーサが金属箔であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置は、上下金型の一対の金型からなり、上型には貫通孔ならびに該貫通孔の表面側開口縁にテーパ面を形成するためのピンを備え、対向する下型には、上記ピンに対応する位置の凹部にピン受け用の入れ子を嵌入し、上記下型上にグリーンシートを載置し、上記上型でピンをグリーンシートへ押し当てることにより表裏面開口縁にテーパ面を有する貫通孔を形成するもので、打ち抜き数が増加することによる下型の摩耗や欠損が生じても、入れ子を外し下型のみを研磨後、入れ子を再度下型へ嵌入すればよく、打ち抜き装置のメンテナンス費用と時間を大幅に低減することが出来る。
【００１５】
特に、上記ピン受け用の突出部が摩耗或いは欠損した場合には、予備の入れ子を保有しておけば、容易に交換修正が可能で時間的な損失を最小とすることが出来る。
【００１６】
また、上記入れ子をピン受け部（スクリューパンチ）とその取り付け部（保持部材）とから構成すれば、一部の入れ子の摩耗や欠損等が発生しても、該当する入れ子のスクリューパンチのみを交換すればよい、または、ある程度の摩耗領域までは、該当する入れ子のスクリューパンチと保持部材の凹部底面間に摩耗量を補正出来るスペーサを介在することにより容易に打ち抜き装置の修正が出来るなど時間、経費の損失をさらに抑えられるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１（ａ）は本発明の実施形態に係わる打ち抜き装置１の初期状態の断面図である。本発明のセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置１は上型１ａと下型１ｂの一対の金型とからなり、グリーンシート１１の外辺切断と表裏面開口縁へテーパ面を有する貫通孔を同時成型する機能を備える。
【００１９】
上記一対の金型のうち上型１ａは図１（ｂ）に示すグリーンシート１１の貫通孔１２を形成するためのピン２を備えている。ピン２は図１（ｃ）に示すように先端が、上記貫通孔１２の小径φ１と等しいストレート部２ａと少なくとも基端部に向けて拡径するテーパ面２ｂで構成されている。
【００２０】
下型１ｂは、図１（ａ）に示すように、上型１ａに対向して配置し、下型１ｂに上記ピン２に対応する位置の凹部５ａに突出してピン受け用の入れ子３を嵌入してなり、図１（ｄ）に示すように、上記入れ子３の突出部３ｃは先端側が小径となるテーパ面３ａをなし、かつ、図１（ｅ）の平面図に示すように、上記入れ子３の中央部に貫通孔３ｂを有している。
【００２１】
前述した図１（ｄ）の一体構造の入れ子３に対し、本発明の他の一例を図２（ａ）に示し、入れ子３の先端側が小径となるテーパ面３ａを備えた円筒状のスクリューパンチ３ｄと、該スクリューパンチ３ｄを嵌入する保持部材３ｅとから構成されるものである。
【００２２】
さらに、図２（ｂ）に示すように、入れ子３の保持部材３ｅの凹部底面３ｅ’とスクリューパンチ３ｄ間にスペーサ８を介在させることにより、入れ子３の突出高さｈを調整することが可能とし、スペーサ８材として金属箔を用いる。
【００２３】
このように、本発明のセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置１は、下パンチ５に嵌入した入れ子３により、グリーンシート１１に形成する貫通孔１２の裏面側開口縁のテーパ面１２ａを形成する構造であるために、切れ性の問題や、また、ピン受け部となる入れ子３の摩耗や欠損、或いは他の付設された刃等が摩耗した場合、下パンチ５のみを研磨する、或いは、摩耗または欠損した該当の入れ子３を交換するのみで打ち抜き装置１の修正が出来る。
【００２４】
さらに、入れ子３をピン受け部となるスクリューパンチ３ｄとその保持部材３ｅとから構成すれば、入れ子３の摩耗や欠損が発生しても、該当する入れ子３のスクリューパンチ３ｄのみを交換すれば良い。また、入れ子３の摩耗による突出高さｈが低くなった場合には、入れ子３の保持部材３ｅの凹部底面３ｅ’とスクリューパンチ３ｄ間にスペーサ８を介在させ高さｈの微調整をすることによりスクリューパンチ３ｄの交換頻度そのものも少なくすることができる。スペーサ８は、アルミ箔等の金属箔を用いることが好ましいが、油紙等でも代用出来る。
【００２５】
本発明のセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置１の一実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
図１（ａ）により前述したピン２は上型１ａに備えられたピンコア７に嵌入されている。また、ピン受け用の入れ子３は図１（ｄ）に示すように、下型１ｂの下パンチ５の凹部５ａへ嵌入されている。
【００２７】
ピン２の形状は、図１（ｂ）（ｃ）に示す、貫通孔１２の小径φ１と等しいストレート部２ａと基端部へ向けて拡径するテーパ面２ｂと大径部２ｃから構成される形状或いは、図３（ａ）に示すように、ストレート部２ａとテーパ面２ｂとからなるもの、或いは、図３（ｂ）に示すように、先端のストレート部２ａとテーパ面２ｂと大径部２ｃに加え、さらに基端部２ｄが大径となるものがあり、いずれを選択するかは、貫通孔１２の径や間隔、テーパ面１２ａの大きさ、深さによって適宜選択するものである。
【００２８】
入れ子３の形状は、図１（ｄ）に示すように、一体品の入れ子３を下型１ｂの下パンチ５の凹部５ａへ嵌入する、或いは、図２（ａ）に示すように、ピン受け用孔となるスクリューパンチ３ｄと、その保持部材部３ｅから構成されるものを下型１ｂの下パンチ５の凹部５ａへ嵌入するものがあり、さらにメンテナンス費用を低減したい場合、後者を用いれば良い。
【００２９】
特に後者の場合には、入れ子３の突出高さｈが摩耗により低くなった場合には、アルミ箔などの金属箔をスペーサ８として、図２（ｂ）に示すように、入れ子３の保持部材３ｅの凹部底面３ｅ’とスクリューパンチ３ｄ間に介在させることにより上記突出高さｈの微調整が可能となる。
【００３０】
また、下パンチ５とピン受け部が一体加工でないために、貫通孔１２の裏面側開口縁のテーパ面１２ａと貫通孔１２の同心度がずれる可能性があり、この問題を防ぐためには、図１（ｄ）に示す下パンチ５と入れ子３のクリアランスｇの左右の合計、または図２（ａ）（ｂ）に示す、下パンチ５と保持部材３ｅのクリアランスｇ１の左右の合計および保持部材３ｅとスクリューパンチ３ｄのクリアランスｇ２の左右の合計を各各２μｍ以下に抑えることにより、前述した特許文献２の下パンチ１０５とピン受け部１０５ａが一体のものと遜色のない孔位置寸法精度が確保できる。
【００３１】
上記ピン２および入れ子３の材質は超硬を用いるのが好ましいが、少量の打ち抜き装置１であれば、入れ子３の材質は焼き入れ鋼であってもよい。
【００３２】
また、入れ子３ならびに、スクリューパンチ３ｄ、保持部材３ｅの下パンチ５や保持部材３ｅへのそれぞれの取り付けにはイソシアナート系樹脂接着剤を用い、交換作業時は接着部を加熱することにより容易に取り外すことができる。
【００３３】
つぎに、本発明のセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置１の動作について説明する。まず、図４（ａ）は打ち抜き装置１の初期状態を示し、下型１ｂの下パンチ５上に長尺状のグリーンシート１１が載置される。
【００３４】
つぎに、図４（ｂ）に示すように、上型１ａがピン２および上パンチ４とともに、下降しグリーンシート１１に押し当てられることにより、ダイ６と下パンチ５の勘合によりグリーンシート１１が個々のシートに切断されると同時に、ピン２によりグリーンシート１１に貫通孔１２が形成される。上記ピン２は、先端のストレート部２ａでグリーンシート１１に貫通孔１２を開け、テーパ面２ｂがグリーンシート１１の所定の深さまで進入することにより、貫通孔１２の表面開口縁にテーパ面１２ａが形成される。この、進入深さは打ち抜き装置１の下死点で設定する。
【００３５】
上記の動作と同時に、グリーンシート１１の貫通孔１２の裏面側には、下型１ｂの下パンチ５の凹部に嵌入された入れ子３が上記ピン２に対応する位置にあり、上型１ａ、上パンチ４と下型１ｂ、下パンチ５でグリーンシート１１が挟み込まれることにより、裏面側開口縁に入れ子３のテーパ面３ａによりテーパ面１２ａが形成される。
【００３６】
つぎに、図４（ｃ）に示すように、上型１ａ、ピン２、上パンチ４が初期状態に戻ることにより、個片に切断されたグリーンシート１１ａが得られる。
【００３７】
上記のグリーンシート１１ａを所定の温度で焼成することにより、表裏面開口縁にテーパ面が形成された貫通孔を有する電子部品用セラミックス基板を作製することができる。
【００３８】
また、必要により、上記上型１ａの上パンチ４ならびに、下型１ｂの下パンチ５には、公知の分割溝形成用の刃（図示省略する）が付設されていてもよい。
【実施例】
【００３９】
本発明のセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置１のメンテナンスに関する実施例を記載する。
【００４０】
図５（ａ）に示すように、貫通孔２２を有するセラミックス基板２１で、焼成後の寸法が外辺＝１２０ｍｍ×８０ｍｍ、板厚ｔ＝１．０ｍｍ、貫通孔２２は図５（ｂ）に示すように、小径φ１＝０．８ｍｍ、大径φ２＝１．０ｍｍの表裏面開口縁にテーパ面１２ａが形成され合計の貫通孔２２の数が２４個の製品を、前述した図１（ａ）に示す本発明実施例の打ち抜き装置１と図９に示す打ち抜き装置１０１を用い、メンテナンス費用の比較を行った。
【００４１】
使用したグリーンシート１１はアルミナ含有率９６％のセラミックスでドクターブレード法により長尺状に成形されたものであり、また上記打ち抜き装置１，１０１のピン２，１０２の材質ならびに、下型１ｂ，１０１ｂの下パンチ５，１０５の材質はともに超硬で作製されている。さらに、本発明実施例の打ち抜き装置１の入れ子３は超硬でスクリューパンチ３ｄと保持部材３ｅで構成され、比較例の下パンチ１０５のピン１０２の受け孔１０５ａの突出部は放電加工により形成されたものである。
【００４２】
本発明実施例の打ち抜き装置１の入れ子３のスクリューパンチ３ｄは交換用予備部品を確保されている。
【００４３】
上記セラミックス基板２１となる個片のグリーンシート１１ａを５００万ショットするまでに要した、貫通孔形成用のピン２，１０２の折損或いは摩耗による交換回数とその所要時間、下パンチ５，１０５の摩耗或いはピン受け部の欠損または摩耗による修正回数とその所要時間を表１に表した。また、そのトータル所要時間をメンテナンス費に換算し、本発明実施例の打ち抜き装置１のメンテナンス費を１とし、比較例の打ち抜き装置１０１のメンテナンス費を比率で表した。
【表１】
2005178215.tif 000003
【００４４】
表１で解るように、本発明の打ち抜き装置１と比較例の打ち抜き装置１０１のピン２，１０２ならびに下パンチ５，１０５の修正回数は同じであるが、修正に要した時間は大幅に異なり、メンテナンス費に換算し本発明実施例の打ち抜き装置のメンテナンス費を１とした場合、比較例の打ち抜き装置１０１はメンテナンス費が２と著しくかかることがわかる。
【００４５】
このことは、単にメンテナンス費の効果のみでなく、本発明実施例の打ち抜き装置１は修正が短時間で出来ることから、納期面での影響を最小限に抑えられるという効果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、貫通孔の表裏面開口縁にテーパ面を有する電子部品用セラミックス基板の打ち抜き装置に関する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】（ａ）は本発明のセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置の一実施例を示す断面図、（ｂ）はグリーンシートの要部断面図、（ｃ）はピンの側面図、（ｄ）は入れ子の断面図、（ｅ）は入れ子の平面図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は本発明のセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置に用いる入れ子の一例を示す断面図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は本発明のセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置に用いるピンの他の一例を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明のセラミックスグリーンシートの打ち抜き装置の動作順序を示す断面図である。
【図５】（ａ）はセラミックス基板の平面図、（ｂ）は要部断面図である。
【図６】セラミックス基板の要部断面図である。
【図７】セラミックス基板の要部断面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は従来の打ち抜き装置の動作を示す要部断面図である。
【図９】従来の打ち抜き装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１，１０１：打ち抜き装置
１ａ，１０１ａ：上型
１ｂ，１０１ｂ：下型
２，１０２：ピン
３：入れ子
３ａ：テーパ面
３ｂ：貫通孔
３ｃ：突出部
３ｄ：スクリューパンチ
３ｅ：保持部材
３ｅ’：凹部底面
４：上パンチ
５，１０５：下パンチ
５ａ：凹部
６：ダイ
７：ピンコア
８：スペーサ
１１，１１ａ，２２：グリーンシート
１２：貫通孔
２１：セラミックス基板
２３：導体
１０３：ストッパー
１０５ａ：受け孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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