(57)【要約】【課題】粉末材料を圧縮することによって密度の均一な環状成形体を成型するためのプレス成形装置、プレス成形方法及び粉末充填方法を提供する。【解決手段】プレス成形装置１１は、貫通孔９が形成されたダイス１と、ダイス１の下端部に嵌合し、ダイス１と共にキャビティ５を形成する下パンチ２と、下パンチ２の中心軸を貫通するコアピン３と、キャビティ５に粉末材料を供給するフィーダ４と、フィーダ４が移動した後に、貫通孔９の上端部に嵌合することができる上パンチ７とを備える。粉末材料の成型時には、上パンチ７及び下パンチ２は、互いに近づくように押圧され、貫通孔９の内部で粉末材料を上下から圧縮する。【選択図】図２
2007196263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末材料を圧縮することによって環状成形体を成形するプレス成形装置であって、
垂直方向に延びる貫通孔が形成されるダイスと、
前記貫通孔の下端部に嵌合し、垂直方向に摺動自在に支持される下パンチと、
前記下パンチの中心軸を垂直方向に貫通し、垂直方向に摺動自在に支持されるコアピンと、
前記貫通孔の上端を覆う第１の状態と、前記貫通孔の上端の全体を露出させる第２の状態とを有するように配置され、前記第１の状態にあるときに、前記粉末材料を前記貫通孔に供給するフィーダと、
前記コアピンの一部が嵌合するガイド部が形成され、かつ、前記フィーダが前記第２の状態にあるときに、前記貫通孔の上端部に嵌合し、垂直方向に摺動自在に支持される上パンチとを備え、
前記コアピンの一部は、前記粉末材料の圧縮時に前記ガイド部に嵌合するように垂直上方に移動し、前記上パンチ及び前記下パンチの各々は、前記粉末材料の圧縮時に互いに近づくように押圧されることを特徴とする、プレス成形装置。
【請求項２】
前記下パンチは、前記貫通孔に前記粉末材料が供給されたときに、垂直方向に揺動するように支持されることを特徴とする、請求項１に記載のプレス成形装置。
【請求項３】
前記フィーダは、水平方向に揺動しながら、前記貫通孔に前記粉末材料を供給することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のプレス成形装置。
【請求項４】
前記コアピンの上端部は、先端に向かって径が狭まるテーパー形状に形成されることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載のプレス成形装置。
【請求項５】
前記フィーダは、前記ダイスとの接触面積を少なくすることでフィーダとダイスとの抵抗を減らすことを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれかに記載のプレス成形装置。
【請求項６】
垂直方向に延びる貫通孔が形成されたダイスと、
前記貫通孔の下端部に嵌合する下パンチと、
前記下パンチの中心軸を貫通するコアピンと、
前記コアピンの一部が嵌合するガイド部を有し、前記貫通孔の上端部に嵌合自在な上パンチとを用い、粉末材料を圧縮することによって環状成形体を成形するプレス成形方法であって、
前記貫通孔と前記下パンチとによって形成されるキャビティに前記粉末材料を供給する供給工程と、
前記上パンチが前記貫通孔の上端部に嵌合するように、前記上パンチを配置する上パンチ配置工程と、
前記コアピンの一部が前記ガイド部に嵌合するように、前記コアピンを移動させるコアピン移動工程と、
前記上パンチ及び前記下パンチの各々を互いに近づくように押圧し、前記貫通孔に供給された前記粉末材料を圧縮する圧縮工程とを備える、プレス成形方法。
【請求項７】
前記上パンチ配置工程の後に、前記下パンチを垂直方向に揺動させる下パンチ揺動工程を更に備える、請求項６に記載のプレス成形方法。
【請求項８】
前記供給工程は、水平方向に揺動しながら前記粉末材料を供給するフィーダが用いられることを特徴とする、請求項６または請求項７に記載のプレス成形方法。
【請求項９】
垂直方向に延びる貫通孔が形成されたダイスと、
前記貫通孔の下端部に嵌合する下パンチと、
前記貫通孔の上端部に嵌合自在な上パンチとを用い、前記上パンチ及び前記下パンチの各々を互いに近づく方向に押圧することによって前記貫通孔の内部で粉末材料を圧縮するために、前記粉末材料を充填する粉末充填方法であって、
前記貫通孔と前記下パンチとによって形成されるキャビティに、前記粉末材料を供給する供給工程と、
前記下パンチを垂直方向に揺動させる下パンチ揺動工程とを備える、粉末充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形装置、プレス成形方法及び粉末充填方法に関し、より特定的には、粉末材料を圧縮することによって環状成形体を成形するためのプレス成形装置、プレス成形方法及び粉末充填方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、粉末材料を用いて円筒形状を有する環状成形体を成形するためのプレス成形装置として、共に固定されたダイス及び下パンチによって形成されるキャビティ内に充填された粉末材料に対して、上パンチが圧縮成形を行うプレス成形装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、特許文献１に記載される従来のプレス成形装置の概略構成を示す断面図である。
【０００４】
図７（ａ）及び（ｂ）に示されるプレス成形装置は、貫通部１０９が形成されたダイス１０１と、貫通部１０９の下端部に嵌合する円筒形状の下パンチ１０２と、下パンチ１０２の中空部分を貫通し、垂直方向に移動自在の下部コア１０３と、貫通部１０９の内部に環状粉末成形体用粉末１０５を供給するフィーダ１０４と、貫通部１０９の上端部に嵌合することができる円筒形状の上パンチ１０７と、上パンチ１０７の中空部分に嵌合する上部コア１０８とを備える。
【０００５】
図７（ｂ）に示されるように、上部コア１０８の下端位置は、上パンチ１０７の下面より内方に配置されるように設定されている。これにより、下パンチ１０２の下面部分には、下部コア１０３の上端が嵌合し得るガイド孔１１０が形成されている。
【０００６】
また、ダイス１０１及び下パンチ１０２の各々は、貫通部１０９の下端部に下パンチ１０２の一部が嵌合した状態でその垂直位置（図７（ａ）及び（ｂ）における上下方向の位置）がプレス成形装置の設置面に対して固定されている。これにより、ダイス１０１と下パンチ１０２とによって、キャビティが形成されている。
【０００７】
更に、フィーダ１０４の下面には、フィーダ１０４の内部に保有される環状粉末成形体用粉末１０５を排出するための供給口１０６が形成されている。
【０００８】
ここで、上記の従来のプレス成形装置による環状粉末成形体の成形方法について説明する。
【０００９】
まず、図７（ａ）に示されるように、キャビティ１１１の上方に供給口１０６が位置するように、フィーダ１０４をダイス１０１の上方に配置させる。この状態で、フィーダ１０４は、キャビティ１１１の内部へと環状粉末成形体用粉末１０５を供給する。尚、このとき、下部コア１０３は、図７（ａ）において実線で示される位置に配置されている。
【００１０】
次に、図７（ａ）の矢印で示されるように、下部コア１０３をその軸心を中心として回転させながら、図７（ａ）において破線で示される位置へと上方に移動させる。フィーダ１０４がダイス１０１上から退き、更に、下部コア１０３の上方への移動が完了すると、図７（ｂ）に示されるように、上パンチ１０７及び上部コア１０８がキャビティ１１１の上方へと下降する。
【００１１】
そして、上パンチ１０７は、図７（ｂ）において破線で示される位置まで移動し、キャビティ１１１の内部に充填された環状粉末成形体用粉末１０５をプレスする。
【特許文献１】特開平８−３３２５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のような従来のプレス成形装置においては、キャビティ内部に充填された環状粉末成形体用粉末を上パンチが下方へと圧縮することによって、環状粉末成形体が成形される。
【００１３】
ところで、例えば電子部品の一部を絶縁等するための目的で、粉末材料を圧縮成形した環状成形体が用いられることがある。その一例として、例えばレーザ素子等の半導体素子がマウントされるパッケージにおいて、リードとベースとの間を絶縁し、かつ、密閉するために用いられる環状成形体について説明する。
【００１４】
図８は、半導体素子がマウントされるパッケージの一部を示す斜視図であり、図９は、図８に示されるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩラインの拡大断面図である。図８及び図９に示される部品のベース１１３上には、例えば半導体レーザ素子等（図示せず）が配置された後、更に、気密性を保持するためのキャップ（図示せず）等が取り付けられる。
【００１５】
ベース１１３には、開孔部１１６ａ及び１１６ｂが形成されている。そして、リード１１５ａ及び１１５ｂは、ベース１１３に形成された開孔部１１６ａ及び１１６ｂの各々を貫通した状態で、ベース１１３に取り付けられている。リード１１５ａ及び１１５ｂの各々と、開孔部１１６ａ及び１１６ｂの内周壁の各々との間は、図９に示されるように、絶縁体１１４ａ及び１１４ｂによって絶縁され、密閉されている。
【００１６】
このような、絶縁体１１４ａ及び１１４ｂは、ガラス等の絶縁性を有する粉末材料を圧縮成形することによって成形された環状成形体を用いて形成される。まず、ベース１１３と、環状成形体と、リード１１５ａとは、ベース１１３の開孔部１１６ａに円筒形状の環状成形体が嵌合し、かつ、嵌合された環状成形体の中空部分にリード１１５ａが貫通した状態となるように組み立てられる。次に、組み立てられた各部品を炉内で加熱し、環状成形体を溶融させることによって、図９に示されるように、絶縁体１１４ａが形成される。尚、他方の絶縁体１１４ｂの形成方法についても同様である。
【００１７】
絶縁体１１４ａ及び１１４ｂを形成するために用いられる環状成形体の寸法は、開口部１１６ａ及び１１６ｂに嵌合でき、かつ、リード１１５ａ及び１１５ｂが中空内部を挿通することができる大きさに設定される必要がある。環状成形体の設計寸法は、使用される部品に応じて異なるが、一例として、横断面の外径が約０．８ｍｍ、横断面の内径（円筒形状の中空部分の径）が約０．４ｍｍに設定される。また、環状成形体を圧縮成型するために用いられる粉末材料としては、一例として、粒子が球状で、粒径が約１００μｍ程度のガラスが用いられる。
【００１８】
このような微細な環状成形体を、上述した従来のプレス成形装置によって成型する場合、次のような問題が生じる。
【００１９】
従来のプレス成形装置においては、上パンチがキャビティ内に充填された環状粉末成形体用粉末を垂直下方へと押圧することによって、粉末を一体化させる。このような一方向への押圧によって粉末材料が圧縮される場合、上パンチから粉末材料へと加わる押圧力が分散するため、成型された環状成形体の密度が均一にならないという問題がある。
【００２０】
環状成形体の大きさが、粉末材料の粒径に対して十分に大きい場合には、このような密度の分散が問題になることはない。しかしながら、上述した用途に使用される環状成形体については、環状成形体の密度が不均一になると、貫通孔１１６ａ及び１１６ｂ内部に形成される絶縁体１１４ａ及び１１４ｂもまた不均一に形成されてしまう。例えば、成形された環状成形体の密度にばらつきがある場合、絶縁体１１４ａ及び１１４ｂの下方部は、図９の破線で示されるように形成されることがある。そうすると、リード１１５ａ及び１１５ｂの各々と、ベース１１３との間の絶縁性や密閉性に影響が生じる可能性がある。
【００２１】
それ故に、本発明は、粉末材料を圧縮することによって密度の均一な環状成形体を成型するためのプレス成形装置、プレス成形方法及び粉末充填方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の課題を解決するために、第１の発明は、粉末材料を圧縮することによって環状成形体を成形するプレス成形装置であって、垂直方向に延びる貫通孔が形成されるダイス、と貫通孔の下端部に嵌合し、垂直方向に摺動自在に支持される下パンチと、下パンチの中心軸を垂直方向に貫通し、垂直方向に摺動自在に支持されるコアピンと、貫通孔の上端を覆う第１の状態と、貫通孔の上端の全体を露出させる第２の状態とを有するように配置され、第１の状態にあるときに、粉末材料を貫通孔に供給するフィーダと、コアピンの一部が嵌合するガイド部が形成され、かつ、フィーダが第２の状態にあるときに、貫通孔の上端部に嵌合し、垂直方向に摺動自在に支持される上パンチとを備え、コアピンの一部は、粉末材料の圧縮時にガイド部に嵌合するように垂直上方に移動し、上パンチ及び下パンチの各々は、粉末材料の圧縮時に互いに近づくように押圧されるものである。
【００２３】
このような構成によれば、上パンチ及び下パンチの各々から貫通孔内に供給された粉末材料に均等に圧力が加わるため、成形された環状成形体の密度を均一にすることができる。
【００２４】
この場合、下パンチは、貫通孔に粉末材料が供給されたときに、垂直方向に揺動するように支持されることが好ましい。
【００２５】
このような構成によれば、下パンチの揺動によって粉末材料の粒子の配置が均一化されるため、フィーダから供給された粉末材料を確実に貫通孔内部に充填することができ、環状成形体毎の重量のばらつきを低減することが可能となる。
【００２６】
また、フィーダは、水平方向に揺動しながら、貫通孔に粉末材料を供給しても良い。
【００２７】
このような構成によれば、粉末材料の粒子が水平方向に拡がりながら落下するため、粉末材料をより均一に貫通孔に供給することが可能となる。
【００２８】
また、コアピンの上端部は、先端に向かって径が狭まるテーパー形状に形成されることが好ましい。
【００２９】
このような構成によれば、コアピンが粉末材料の内部を垂直上方に移動する際に粉末材料から受ける抵抗力が小さくなるため、コアピンの損耗を軽減させることが可能となる。
【００３０】
第２の発明は、垂直方向に延びる貫通孔が形成されたダイスと、貫通孔の下端部に嵌合する下パンチと、下パンチの中心軸を貫通するコアピンと、コアピンの一部が嵌合するガイド部を有し、貫通孔の上端部に嵌合自在な上パンチとを用い、粉末材料を圧縮することによって環状成形体を成形するプレス成形方法であって、貫通孔と下パンチとによって形成されるキャビティに粉末材料を供給する供給工程と、上パンチが貫通孔の上端部に嵌合するように、上パンチを配置する上パンチ配置工程と、コアピンの一部がガイド部に嵌合するように、コアピンを移動させるコアピン移動工程と、上パンチ及び下パンチの各々を互いに近づくように押圧し、貫通孔に供給された粉末材料を圧縮する圧縮工程とを備える。
【００３１】
このような構成によれば、圧縮工程において、上パンチ及び下パンチの各々から貫通孔内に供給された粉末材料に均等に圧力が加わるため、密度の均一な環状成形体を成形することが可能となる。
【００３２】
この場合、上パンチ配置工程の後に、下パンチを垂直方向に揺動させる下パンチ揺動工程を更に備えることが好ましい。
【００３３】
このような構成によれば、下パンチ揺動工程によって、粉末材料の粒子の配置が均一化されるため、供給された粉末材料を確実に貫通孔内部に充填し、重量のばらつきの少ない環状成形体を成形することが可能となる。
【００３４】
また、供給工程は、水平方向に揺動しながら粉末材料を供給するフィーダが用いられることが好ましい。
【００３５】
このような構成によれば、粉末材料の粒子が水平方向に拡がりながら落下するため、粉末材料をより均一に貫通孔に供給することが可能となる。
【００３６】
第３の発明は、垂直方向に延びる貫通孔が形成されたダイスと、貫通孔の下端部に嵌合する下パンチと、貫通孔の上端部に嵌合自在な上パンチとを用い、上パンチ及び下パンチの各々を互いに近づく方向に押圧することによって貫通孔の内部で粉末材料を圧縮するために、粉末材料を充填する粉末充填方法であって、貫通孔と下パンチとによって形成されるキャビティに、粉末材料を供給する供給工程と、下パンチを垂直方向に揺動させる下パンチ揺動工程とを備える。
【００３７】
このような構成によれば、下パンチ揺動工程によって、粉末材料の粒子の配置が均一化されるため、粉末材料の充填不足を生じさせることなく、粉末材料を均一かつ確実に貫通孔に充填することが可能となる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係るプレス成形装置によれば、粉末材料の充填不足がなく、密度の均一な環状成形体を成形することが可能となる。
【００３９】
また、本発明に係るプレス成形方法によれば、粉末材料の充填不足がなく、密度の均一な環状成形体を成形する製造方法を実現することが可能となる。
【００４０】
また、本発明に係る粉末充填方法によれば、粉末材料な充填不足を生じさせることなく、粉末材料を均一に貫通孔に充填することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るプレス成形装置の概略構成を示す平面図であり、図２は、図１に示されるＩＩ−ＩＩラインの断面図である。図１及び図２に示されるプレス成形装置１１は、ダイス１と、下パンチ２と、コアピン３と、フィーダ４と、上パンチ７とを備える。
【００４２】
ダイス１には、中心軸が垂直方向（図２における上下方向）に延びる貫通孔９が形成されている。ダイス１は、プレス成形装置１１の設置面に対して固定されている。
【００４３】
下パンチ２は、円筒形状を有し、貫通孔９の下端部に嵌合した状態に配置されている。下パンチ２は、貫通孔９の内部を垂直方向に摺動自在となるように、例えばサーボ機構等の移動機構（図示せず）によって支持されている。下パンチ２がダイス１に形成された貫通孔９の下端部に嵌合することによって、貫通孔９の上端が開放されたキャビティ５が構成される。また、下パンチ２は、粉末材料が供給されたときに上下に揺動すると共に、粉末材料の圧縮時に垂直上方へと押圧される。
【００４４】
コアピン３は、下パンチ２の中心軸に形成された中空部分を垂直方向に貫通し、下パンチ２とは独立して垂直方向に移動自在となるように、例えばカム機構等の移動機構（図示せず）によって支持されている。また、本実施形態においては、コアピン３の上端部は、先端に向かって径が狭まるテーパー形状に形成されている。コアピン３の一部は、粉末材料の圧縮時に上パンチ７に形成されたガイド部８に嵌合する。
【００４５】
フィーダ４は、貫通孔９の上端を覆う第１の状態と、貫通孔の上端の全体を露出させる第２の状態とを有するように移動自在に取り付けられている。尚、第１の状態とは、フィーダ４が貫通孔９の上端の少なくとも一部を覆う移動範囲にあることをいい、第２の状態とは、フィーダ４が貫通孔の上端の全体が露出するような移動範囲にあることをいう。フィーダ４は、第１の状態にある時に、粉末材料を貫通孔９に供給することができる。また、本実施形態においては、フィーダ４は、水平方向（図２に示される矢印方向）に揺動しながら、貫通孔９に粉末材料を供給する。
【００４６】
図５に示すフィーダー４ａは、ダイス１ａとの抵抗を減少させるための形状に加工されている。
【００４７】
上パンチ７は、フィーダ４が第２の状態にあるときに、貫通孔９の上部に嵌合し、貫通孔９の内部を垂直方向に摺動自在となるように、図示しない移動機構によって支持されている。本実施形態においては、上パンチ７は、下パンチ２と同一の円筒形状に形成されている。したがって、下パンチ２の中心軸を貫通する中空部分は、コアピン３の一部が嵌合するガイド部８として機能する。また、上パンチ７は、図示しない移動機構によって、粉末材料の圧縮時に垂直下方へと押圧される。
【００４８】
以下、図３及び図４を参照しながら、プレス成形装置１１によるプレス成形方法を説明する。
【００４９】
図３は、本発明の第１の実施形態に係るプレス成形装置によるプレス成形工程の一部を示す工程図であり、図４は、図３に続くプレス成形工程を示す図である。
【００５０】
粉末材料の供給前には、図３（ａ）に示されるように、フィーダ４は、貫通孔９を覆う第１の状態にある。このとき、コアピン３は、テーパー部６のみが下パンチ２の上面から突出する状態に配置されている。
【００５１】
次に、図３（ｂ）に示されるように、粉末材料１０がフィーダ４からキャビティ５の内部へと供給される。このとき、フィーダ４は、図３（ｂ）において実線によって示される位置と、破線によって示される位置との間を水平方向に揺動しながら、粉末材料１０を供給する。フィーダ４の水平方向の振幅は、フィーダ４に設けられた粉末材料１０の供給口が貫通孔９の上端から外れない程度に設定されていれば良い。また、フィーダ４の往復回数及び往復速度は、適宜に設定されていれば良い。
【００５２】
このように、フィーダ４が水平方向に揺動しながら粉末材料１０を供給すると、粉末材料１０の粒子は、フィーダ４の供給口から水平方向に拡がるように落下する。フィーダ４が揺動することによって、粉末材料１０をより均一に貫通孔９に供給することが可能となる。
【００５３】
そして、図３（ｃ）に示されるように、粉末材料１０は、予め定められた量だけキャビティ５の内部に供給される。粉末材料１０のキャビティ５への供給が完了すると、フィーダ４は、貫通孔９の上端の全体を露出させる第２の状態となるように、所定位置へと移動する。
【００５４】
次に、下パンチ２及びコアピン３は、供給された粉末材料１０を圧縮する圧縮工程に先立つ所定のタイミングで、図４（ａ）に示されるように、所定距離だけ垂直下方に移動する。このように、下パンチ２及びコアピン３を下降させるのは、後続のコアピン３を垂直上方に移動させる工程に備えて、コアピン３の移動によって押し分けられる粉末材料１０の体積以上のスペースを確保するためである。したがって、下パンチ２及びコアピン３の移動量は、下パンチ２が貫通孔９の下端から外れない程度に適宜に設定されていれば良い。更に、下パンチ２及びコアピン３が下降することによって、フィーダ４から供給された量の粉末材料１０を確実に貫通孔９の内部に収容することができる。
【００５５】
また、フィーダ４が移動した後、図４（ａ）に示されるように、上パンチ７が、図示しない移送機構等によって移送され、貫通孔９の上方端部と嵌合する。
【００５６】
図４（ａ）に示されるように、上パンチ７及び下パンチ２が配置された結果、供給された粉末材料１０は、貫通孔９の内部において、上パンチ７の下面と、下パンチ２の上面との間に形成される空間に所定の隙間を有して封入された状態となる。
【００５７】
次に、図示しないサーボ機構等の動作に従って、下パンチ２のみが、図４（ｂ）において実線によって示される位置と、破線によって示される位置との間を垂直方向に揺動する。尚、下パンチ２の往復運動の振幅及び回数は、適宜に設定されていれば良い。このとき、下パンチ２の揺動によって、粉末材料の粒子の配置が均一化されるため、フィーダ４から供給された粉末材料１０を確実に貫通孔９内部に充填することができ、環状成形体毎の重量のばらつきを低減することが可能となる。
【００５８】
次に、図示しないカム機構等の動作に従って、コアピン３が、粉末材料１０を押し分けながら垂直上方に移動する。コアピン３の上端部には、テーパー部６が形成されているため、この工程においてコアピン３が粉末材料１０から受ける抵抗力は、テーパー部６が形成されていない場合と比べて小さくなる。したがって、粉末材料１０を繰り返し圧縮成形した場合に、テーパー部６が形成されていることによって、コアピン３の損耗が軽減される。
【００５９】
更に、上パンチ７及び下パンチ２の各々が、図４（ｃ）に示されるように、互いに近づくように押圧され、貫通孔９の内部に均一に充填された粉末材料１０を圧縮する。粉末材料１０は、上パンチ７と下パンチ２とによる圧縮によって一体化される。これにより、円筒形状を有する環状成形体１２の成形が完了する。
【００６０】
そして、上パンチ７が垂直上方への摺動によって貫通孔９から取り外される。続いて、成形が完了した環状成形体１２が貫通孔９から取り出される。一例として、貫通孔９の内部に収納されている環状成形体は、例えば吸引装置等の図示しない取り出し機構を用いることによって、貫通孔９の上端から取り出されても良い。
【００６１】
その後は、上述の図３（ａ）〜図４（ｃ）の工程を繰り返すことによって、環状成形体１２を連続して成形することができる。
【００６２】
以上のように、本実施形態に係るプレス成形装置によれば、上パンチ７及び下パンチ２の各々から貫通孔９内に供給された粉末材料１０に均等に押圧力が加わるため、成形された環状成形体１２の密度を均一にすることが可能となる。
【００６３】
特に、本実施形態に係るプレス成形装置は、図４（ｂ）に示されたように、下パンチ２が垂直方向に揺動することによって、キャビティ５の内部に均一に粉末材料１０を充填することが可能となる。本実施形態のように、上パンチ７及び下パンチ２が互いに近づくように押圧されることに加えて、このような下パンチの揺動を組み合わせると、均一な重量及び密度を有する環状成形体１２を成形することができる点で、本発明は、より効果的である。以下、この点を簡単に説明する。
【００６４】
図５は、ダイス１ａとフィーダ４ａの接触面積を低減し、接触抵抗を抑制する形状にフィーダ４を加工した図である。これによれば、粉末材料１０との焼きつき・かみ込みを防止することができる。
【００６５】
図６は、重量不足の環状成形体が用いられた場合におけるパッケージの拡大断面図である。尚、図６に示される断面は、図９に示される断面と対応するものである。
【００６６】
上記の工程を経て成形された環状成形体は、リード１１５ａ及び１１５ｂの各々とベース１１３との間を絶縁し、かつ、密閉するための絶縁体１１８ａ及び１１８ｂを形成するために用いられる。絶縁体１１８ａ及び１１８ｂの形成方法は、上述の通りであるので、ここでの説明は省略する。しかしながら、環状成形体の重量が不足した場合、開口部１１６ａ及び１１６ｂの内部に溶融した材料が隅々まで行き渡らないため、図６に示されるように、開口部１１６ａ及び１１６ｂの内部に生じる隙間が大きくなる。この結果、リード１１５ａ及び１１５ｂの各々とベース１１３との間の絶縁性と密閉性とが不十分なものとなる。
【００６７】
本発明に係るプレス成形装置によるプレス成形方法によれば、供給された粉末材料が確実に貫通孔内部に収容され、更に、下パンチの揺動によって、粉末材料が均一に充填されるため、重量及び密度のばらつきが少ない環状成形体を成形することができる。すなわち、本発明によれば、使用時に、図９に示されるように安定してリードとベースとの間を密着させる環状成形体を成形することが可能となる。一例として、環状成形体の重量の許容誤差を±０．０５％とした場合、本実施形態に係るプレス成形装置によれば、環状成形体の良品率を約８０％に向上させることが可能となる。
【００６８】
尚、上記の第１の実施形態においては、貫通孔内への粉末材料を供給する供給工程の後に、下パンチを揺動させる下パンチ揺動工程を行っているが、供給工程と同時に下パンチ揺動工程を行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明に係るプレス成形装置、プレス成形方法及び粉末充填方法によれば、粉末材料の圧縮によって密度の均一な環状成形体を成形することができるので、本発明は、例えば、半導体部品等に含まれるリードとベースとの隙間を絶縁し、密封するための材料を製造するために有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプレス成形装置の概略構成を示す平面図
【図２】図１に示されるＩＩ−ＩＩラインの断面図
【図３】本発明の第１の実施形態に係るプレス成形装置によるプレス成形工程の一部を示す工程図
【図４】図３に続くプレス成形工程を示す図
【図５】ダイスとフィーダの接触面積を低減したことを示す図
【図６】重量不足の環状成形体が用いられた場合におけるパッケージの拡大断面図
【図７】従来のプレス成形装置の概略構成を示す断面図
【図８】半導体素子がマウントされるパッケージの一部を示す斜視図
【図９】図８に示されるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩラインの拡大断面図
【符号の説明】
【００７１】
１  ダイス
１ａ  ダイス
２  下パンチ
３  コアピン
４  フィーダ
４ａ  フィーダ
５  キャビティ
６  テーパー部
７  上パンチ
８  ガイド部
９  貫通孔
１０  粉末材料
１１  プレス成形装置
１２  環状成形体
【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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