(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の穴を備えた複数枚の金属板を互いの穴の位置を合わせた状態で積み重ねて接合した板状体からなり、上記各金属板の穴によって構成される複数の貫通孔は大径穴と該大径穴に連通する小径穴とからなり、上記大径穴は上記小径穴より深く、該貫通孔を打ち抜きピン挿入穴としたことを特徴とする打ち抜きピンを保持するためのセラミック穿孔装置用金型。
【請求項２】
上記金属板の穴がエッチング加工により形成してあることを特徴とする請求項１に記載のセラミック穿孔装置用金型。
【請求項３】
上記金属板の厚みが０．０３ｍｍ〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項２のセラミック穿孔装置用金型。
【請求項４】
上記大径穴の深さが３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求３のいずれかに記載のセラミック穿孔装置用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、未焼成セラミックシートに複数の穴を穿設する打ち抜きピンを保持するピンプレートの如きセラミック穿孔装置用金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、未焼成セラミックシートに複数の穴を穿設する場合、一般的にセラミック穿孔装置が使用されている。
【０００３】
図４はセラミック穿孔装置の概略を示す断面図で、上金型５１と下金型５２より構成されており、上金型５１は、複数の打ち抜きピン５４と、打ち抜きピン５４を保持するピンプレート５５と、ピンプレート５５の下方に配置され、打ち抜きピン５４を案内するピンガイド５６と、ピンプレート５５の上部に配設され、穿孔時に打ち抜きピン５４が上方に逃げるのを防ぐ上蓋５７と、ピンプレート５５を固定する支持プレート５９と、支持プレート５９からピンガイド５６をつり下げる吊りボルト６０と、支持プレート５９の上部に配設され、支持プレート５９を保持する上ダイセット５８と、ピンガイド５６が横方向に動くのを規制し、上下方向にのみ可動させるガイド棒６１と、ピンガイド５６を下方に押しつけるバネ６３とから構成されており、下金型５２は、上金型５１の打ち抜きピン５４と対応する位置に上記打ち抜きピン５４が挿通される複数の穴６５を有する下パンチ６４と、下パンチ６４の下部に配設される下ダイセット６６とから構成されていた。
【０００４】
また、打ち抜きピン５４は、打ち抜きピン頭部６２と打ち抜きピン先端部６３よりなり、ピンプレート５５に備える段付きの打ち抜きピン挿入穴６７に挿入するとともに、打ち抜きピン頭部６２を段付き部に引っかけることにより保持するようになっていた。
【０００５】
そして、このセラミック穿孔装置により未焼成セラミックシートＷに複数の孔を穿設するには、未焼成セラミックシートＷを下パンチ６４上に載せた後、上金型５１を下降させ、ピンガイド５６によって未焼成セラミックシートＷを押さえ付け、さらに上金型５１を下降させて打ち抜きピン５４をピンガイド５６より突出させ、下パンチ６４の穴６５に挿通させることにより、打ち抜きピン５４と下パンチ６４の穴６５との間に作用する剪断力によって未焼成セラミックシートＷに複数の孔を穿孔するようになっていた。
【０００６】
ところで、セラミック穿孔装置に備えるピンプレート５５やピンガイド５６の如きセラミック穿孔装置用金型の打ち抜きピン５４が挿入される打ち抜きピン挿入穴６７は、通常、直径が０．０５mm〜０．３mm、深さが０．６mm〜３．５ｍｍ程度の大きさを有し、マシニングセンタによるドリル加工によって形成されていた。
【０００７】
例えば、打ち抜きピン５４を保持するピンプレート５５のように、段付きの貫通孔をマシニングセンタによるドリル加工によって穿孔する場合、まず、金属板に大径穴を穿孔するにあたり、センタドリルを用いて中心を決めるセンタ穴を開け、その後大径穴の径に対応するドリルによって金属板の途中まで穴開けを行った後、次に金属板を裏返し、大径穴の軸心と同じ位置にセンタドリルを用いてセンタ穴を開け、次いで小径穴の径に対応するドリルによって大径穴に連通する小径穴を穿孔することにより打ち抜きピン挿入穴６７を有するピンプレート５５を製作するようになっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなドリル加工では、セラミック穿孔装置用金型に打ち抜きピン挿入穴６７を一つ一つ形成する必要があるために穴数が多い場合、穴開け加工に時間がかかるといった課題があった。
【０００９】
例えば、セラミック積層パッケージを製造する場合、２万から３万程度の孔を有する未焼成セラミックシートＷが用いられており、これに対応してピンプレート５５やピンガイド５６にも２万から３万程度の打ち抜きピン挿入穴６７を形成しなければならないのであるが、このような数の打ち抜きピン挿入穴６７をマシニングセンタで加工する場合、センタドリルの加工で２秒／１穴、ドリルの加工で２０秒／１穴を要することから、２万個の打ち抜きピン挿入穴６７を穿設する場合、１２０時間以上も要していた。
【００１０】
また、ピンプレート５５のように段付きの打ち抜きピン挿入穴６７を形成する場合、打ち抜きピン挿入穴６７内にドリル加工によるバリが発生し、打ち抜きピン５４を挿入、保持する際、打ち抜きピン５４が打ち抜きピン挿入穴６７内で傾いて挿入され、このような状態でセラミック穿孔装置に組み込んで穿孔作業を行うと、打ち抜きピン５４が破損するといった課題もあった。
【００１１】
さらに、ドリルにより打ち抜きピン挿入穴６７を穿孔すると、段付き部はドリルの先端形状に対応した傾斜面となっているため、セラミック穿孔装置に組み込んで穿孔作業を行うと、穿孔時の荷重によって打ち抜きピン頭部６２が段付き部に噛み込み、打ち抜きピン５４を交換する際、打ち抜きピン挿入穴６７より容易に抜き取ることができないといった課題もあった。
【００１２】
しかも、ドリル加工では打ち抜きピン挿入穴６７の中心が所定の位置よりずれることがあり、一つの打ち抜きピン挿入穴６７でもその中心が正規の位置から０．０２mm以上ずれると不良品となってしまうという不都合もあった。
【００１３】
また、打ち抜きピン５４の外径が０．２５ｍｍ以下になると、打ち抜きピン５４をピンプレート５５に正確に保持するためには、打ち抜きピン頭部６２を挿入保持する大径穴の深さを３ｍｍ以上とする必要があるが、ドリル加工では、穴径が
０．３ｍｍ以下の穴を３ｍｍ以上の深さまで穿孔することができず、その結果、打ち抜きピン５４をピンプレート５５で正確に保持することができず、セラミック穿孔装置に組み込んで穿孔作業を行うと、打ち抜きピン５４が破損するといった課題もあった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記に鑑み本発明の打ち抜きピンを保持するためのセラミック穿孔装置用金型
は、複数の穴を備えた複数枚の金属板を互いの穴の位置を合わせた状態で積み重ねて接合した板状体により形成し、各金属板の穴によって構成される複数の貫通孔は大径穴と該大径穴に連通する小径穴とからなり、上記大径穴は上記小径穴より深く、該貫通孔を打ち抜きピン挿入穴としたことを特徴とする。
抜きピンを保持するピンプレートの如きセラミック穿孔装置用金型に関するものである。
【００１５】
上記金属板の穴はエッチングにより形成することが好ましく、その際、金属板の厚みは０．０３ｍｍ〜０．５mmとすることが好ましく、さらには上記貫通孔を大径穴と小径穴とからなる段付き穴とし、上記大径穴の深さを３mm以上とすることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
図１（ａ）は本発明のセラミック穿孔装置用金型の一例であるピンプレートを示す斜視図で、図１（ｂ）は同図（ａ）のα―α線断面図である。
【００１８】
このピンプレート１は、複数の穴１２，１３を備えた複数枚の金属板１１を互いの穴の位置を合わせた状態で積み重ねて接合した板状体２からなり、この板状体２には上記各金属板１１の穴１２，１３によって構成される複数の貫通孔３，８を有している。
【００１９】
このうち貫通孔３は打ち抜きピン挿入穴７で、大径穴４とこの大径穴４に連通する小径穴５とからなり、大径穴４には打ち抜きピン頭部が挿入され、小径穴５には打ち抜きピン先端が挿通され、貫通孔３内の段付き部６に打ち抜きピン頭部を引っかけて保持するようになっており、また、貫通孔８は複数枚の金属板１１を正確に積み重ねるために形成された位置決め穴９で、上部から下部まで同じ大きさの径を有している。
【００２０】
なお、板状体２を形成する複数枚の金属板１１を接合する手段としては特に限定するものではないが、接着や融着により接合すれば良い。
【００２１】
次に、図１（ａ）（ｂ）に示すピンプレート１の製造方法を図２（ａ）〜（ｅ）に示す。
【００２２】
まず、図２（ａ）に示すように、金属板１１の表面にレジスト液を塗布し、感光膜２１を配する。次に、図２（ｂ）に示すように、感光膜２１の表面に、透光部２３を有するフィルム２２を感光膜２１の上に敷設して紫外線により露光する。次いで、現像液にて現像し、図２（ｃ）に示すように透光部２３に対応する開口部２５，２６を有するレジスト部２４を形成する。
【００２３】
そして、図２（ｄ）に示すように、開口部２５，２６にエッチング液として例えば塩化第ニ鉄液を用いてエッチングを施し、位置決め穴９に対応する穴１３及び打ち抜きピン挿入穴７に対応する穴１２をそれぞれ形成した後、レジスト部２４を除去することにより複数の穴１２，１３を有する金属板１１を複数枚製作する。また、パターンフィルム２１を穴径の小さな他のパターンフィルムに交換することにより、小さな穴径を有する金属板１１も同様に複数枚製作する。
【００２４】
このように、エッチング加工によって穴１２，１３を形成すれば、一枚の金属板１１に２万から３万もの穴１２，１３を有するものでも複数枚同時に製作することができ、作業時間を短くすることができる。
【００２５】
ただし、エッチング加工によって穴１２，１３を形成する場合、金属板１１の厚みＷは０．０３mm〜０．５ｍｍとすることが好ましい。
【００２６】
なぜなら、金属板１１の厚みＷが０．０３mm未満となると、板状体２を形成するために積み重ねる金属板１１の枚数が多くなり過ぎ、作業性が悪いからであり、逆に金属板１１の厚みＷが０．５ｍｍを超えると、穴側面がテーパー状に形成され、精度の良い穴１２，１３を形成することができないからである。
【００２７】
次に、金属板１１を貼り合わせるのであるが、例えば、接着剤を介して接合する場合、金属板１１の表面にスクリーン印刷にて接着剤を塗布する。この時、金属板１１の穴１２，１３には接着剤が塗布されないよう所望のパターンを有する製版を用いて印刷する。
【００２８】
そして、図２（ｅ）に示すように、治具３１に備える一対の位置決めピン３０を、金属板１１の穴１３に通し、複数枚の金属板１１を所定の順序で積み重ね、加圧した状態で接着剤を硬化させることにより図１（ａ）（ｂ）に示すピンプレート１を得ることができる。
【００２９】
このように、複数の穴１２，１３を有する複数枚の金属板１１を積み重ねて接合することにより板状体２を形成するようにしたことから、打ち抜きピン挿入穴７をドリルで加工する場合と比較して製作時間を大幅に短縮することができる。
【００３０】
また、複数の穴１２，１３を有する複数枚の金属板１１を積み重ねる構造であることから、打ち抜きピン挿入穴７内に板状体２の上下面に平行な段付き部６を形成することができる。その為、図３に示すように、本発明のピンプレート１をセラミック穿孔装置に用い、未焼成セラミックシートＷへ孔の打ち抜き作業を繰り返しても打ち抜きピン頭部６２が段付き部６に噛み込むようなことがなく、打ち抜きピン５４の交換時には容易に抜き取って交換することができる。
【００３１】
さらに、打ち抜きピン挿入穴７の深さは、金属板１１の厚みＴや金属板１１を貼り合わせる枚数により適宜調整することができるため、打ち抜きピン頭部６２を挿入する大径穴４の直径が０．３ｍｍ以下、深さＴが３mm以上の穴４でも容易に形成することがきる。
【００３２】
その為、外径が０．２５ｍｍの打ち抜きピン５４を保持する場合でも、ピンプレート１の上下面に対して垂直に保持することができるため、図３に示すように、本発明のピンプレート１をセラミック穿孔装置に用い、未焼成セラミックシートＷへ孔の打ち抜き作業を繰り返しても確実に打ち抜きピン５４の先端を下パンチ６４の穴６５に挿通させることができ、打ち抜きピン５４を破損するようなことがない。
【００３３】
なお、ピンプレート１を形成する金属板１１は接着剤のみでも強固に固着することができるが、剥離方向に力がかかる場合にはリベットを用いて補助的に固定するようにしても良い。
【００３４】
また、図２（ｅ）では、複数枚の金属板１１を接合するにあたり、接着剤を用いた例を示したが、接着剤の代りに、真空中もしくは不活性ガス中で加熱しながら加圧する拡散接合法を用いて接合するようにしても構わない。
【００３５】
さらに、複数枚の金属板１１を貼り合わせて板状体２を製作する際、予め大きめに形成しておき、板状体２とした後、所定の寸法形状とするため、その外周部をワイヤー放電加工機やレーザ溶断機により切り出すようにしても良く、このようにすれば板状体２を形成する金属板１１の側面同士が溶着されるため、より剥がれ難い構造とすることができる。
【００３７】
ここで、図１に示す厚さ８mmのピンプレート１を製作した。金属板１１の厚みＴは０．１mmとし、８０枚の金属板１１を用意し、各金属板１１に露光、現像、エッチング加工を施して２万個の穴１２，１３を形成した。この時、一枚の金属板１１に露光と現像を施すには１０分かかることから、８０枚処理するのに８００分要し、また、一回のエッチング加工に要する時間は１２分であり、１０枚単位でエッチング加工を行ったため９６分要した。
【００３８】
そして、８０枚の金属板１１に接着剤を塗布するのに１５分、金属板１１を積み重ねるのに１分、接着剤を完全に硬化させるのに２０分を要することから合計で約１５．５時間で製作することができ、従来のドリルを用いた加工が１２０時間以上かかることを考えると製作時間を大幅に短縮できることがわかる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のセラミック穿孔装置用金型によれば、複数の穴を備えた複数枚の金属板を互いの穴の位置を合わせた状態で積み重ねて接合した板状体により形成し、各金属板の穴によって構成される複数の貫通孔を打ち抜きピン挿入穴としたことから、セラミック穿孔装置用金型の製作時間を大幅に短縮することができる。特に、各金属板の穴をエッチングにより形成することでさらに製作時間を縮めることができるとともに、外径の小さな穴でも容易に形成することができ、さらに各金属板の厚みを０．０３ｍｍ〜０．５mmとすることで、精度の高い穴を形成することができる。
【００４０】
また、上記貫通孔を大径穴と小径穴とからなる段付き穴とし、上記大径穴の深さを３ｍｍ以上とすることにより、外径が０．２５ｍｍ以下の打ち抜きピンでも正確に保持することが可能なものとすることができ、打ち抜きピンが折れ難いセラミック穿孔装置用金型とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミック穿孔装置用金型の一例であるピンプレートを示す図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）のα−α線断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は本発明のピンプレートの製造工程を示す概略図である。
【図３】図１のピンプレートを備えるセラミック穿孔装置の一部を示す概略断面図である。
【図４】一般的なセラミック穿孔装置の一部を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１：ピンプレート
２：板状体
３：貫通孔
４：大径穴
５：小径穴
６：段付き部
７：打ち抜きピン挿入穴
８：貫通孔
９：位置決め穴
１１：金属板
１２，１３：穴
２１：感光膜
２２：フィルム
２３：透光部
２４：レジスト部
２５，２６：開口部
３０：位置決めピン
３１：治具
５１：上金型
５２：下金型
５３：バネ
５４：打ち抜きピン
５６：ピンガイド
５７：上蓋
５８：上ダイセット
５９：支持プレート
６０：吊りボルト
６１：ガイド棒
６２：打ち抜きピン頭部
６３：打ち抜きピン先端
６４：下パンチ
６５：穴
６６：下ダイセット
Ｗ：未焼成セラミックシート
【図１】
0004873804.tif 000002
【図２】
0004873804.tif 000003
【図３】
0004873804.tif 000004
【図４】
0004873804.tif 000005