JPH06246731A - 突起を有するセラミック板材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業工数をそれ程必要とすることなく、突起
先端の形状、高さ、および配置位置精度を得ることがで
きる突起を有するセラミック板材の製造方法を提供す
る。 【構成】 パンチングピン２０と、そのパンチングピン
２０と同心に位置する下穴６４を有するアンダープレー
ト６２との間に位置決めされたセラミックグリーンシー
ト６０に対して、セラミックグリーンシート６０の厚み
寸法よりも小さい所定の突入深さまで、パンチングピン
２０がそのセラミックグリーンシート６０に突き入れら
れることにより、セラミックグリーンシート６０の反対
側の面に突起１２が形成される。そして、そのセラミッ
クグリーンシート６０が焼成されることにより、耐熱性
治具１０が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、突起を有するセラミッ
ク板材の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】メタライズ面やガラス塗布面などの未焼
成品を底面を浮かした状態で焼成時等に支えるための耐
熱性治具や一面に凹部他面に凸部のあるセラミックパッ
ケージフレームなどのように、突起を有するセラミック
板材が使用されている。このようなセラミック板材の突
起は、印刷によって基板の上に所定形状の印刷ペースト
を盛り上げて焼成する印刷法、基板の上に所定形状のセ
ラミックペレットを張り付けて両者を焼結する張付法な
どによって形成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記印
刷法によれば、印刷ペーストの流動性によって突起の高
さをたとえば０．３mm以上に得るのが比較的困難である
と同時に、印刷ペーストの表面張力により突起の先端形
状が丸みを帯びたものとなるため、先端部の形状や高さ
寸法の精度を得ることが困難であった。また、上記張付
法によれば、セラミックペレットを所定の位置に配置す
るために多大な作業工数を必要とするとともに、突起の
位置精度が得られないという欠点があった。

【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、作業工数をそれ
程必要とすることなく、突起先端の形状、高さ、および
配置位置を高精度に得ることができる突起を有するセラ
ミック板材の製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の要旨とするところは、突起を有するセラミッ
ク板材の製造方法であって、(a) パンチングピンと、該
パンチングピンと同心に位置する受穴を有する下型との
間に、所定の厚みのセラミックグリーンシートを位置さ
せる位置決め工程と、(b) 前記パンチングピンを前記受
穴に向かって相対移動させて、前記セラミックグリーン
シートの厚み寸法よりも小さい所定の突入深さまで、前
記パンチングピンをセラミックグリーンシートに突き入
れることにより、前記突起を形成する突起形成工程と、
(c) その突起形成工程により突起が形成されたセラミッ
クグリーンシートを焼成する焼成工程とを、含むことに
ある。

【０００６】

【作用】このようにすれば、パンチングピンと、そのパ
ンチングピンと同心に位置する受穴を有する下型との間
に位置決めされたセラミックグリーンシートに対して、
セラミックグリーンシートの厚み寸法よりも小さい所定
の突入深さまで、パンチングピンがそのセラミックグリ
ーンシートに突き入れられることにより、セラミックグ
リーンシートの反対側の面に突起が形成される。そし
て、そのセラミックグリーンシートが焼成されて焼結さ
れる。

【０００７】

【発明の効果】したがって、本発明によれば、セラミッ
クペレットを配置する作業を必要としないので、作業工
数をそれ程必要としない。また、金型精度或いはグリー
ンシートが載置されたテーブルの移動位置精度によって
突起の位置が決定されるので、突起の位置精度がセラミ
ックペレットを配置する場合に比較して高められる。し
かも、パンチングピンによってセラミックグリーンシー
トの一部が下型の受穴に押し込まれることにより突起が
形成されるので、印刷法に比較して、突起先端の形状、
高さ精度を得ることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一適用例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【０００９】図１は、アルミナ磁器製の耐熱性治具１０
を示している。この耐熱性治具１０は、メタライズ面や
ガラス塗布面などのような未焼成品を底面を浮かした状
態で焼成時等に支えるために、多数の突起１２をその一
面の所定の位置に備えている。

【００１０】図２は、上記多数の突起１２を備えた耐熱
性治具１０を成形するためのプレス装置１４の構成の要
部を示している。プレス装置１４は、パンチングダイ１
６を備えた位置固定のダイテーブル１８と、パンチング
ピン２０を備えてダイテーブル１８に対して上下方向に
移動可能に設けられたパンチングピンホルダ２２と、そ
のパンチングピンホルダ２２をダイテーブル１８に対し
て接近させ或いは離隔させる油圧シリンダ２４とを備え
ている。上記パンチングダイ１６には、パンチングピン
２０と略同径であって同心に位置するダイ穴２６が形成
されている。

【００１１】上記ダイテーブル１８の近傍には、図示し
ないＸ方向案内装置およびＹ方向案内装置により上記パ
ンチングピン２０に対して直角なＸ−Ｙ平面内の任意の
位置に案内される枠部材２８が設けられており、その枠
部材２８のＸ方向位置およびＹ方向位置がＸ方向パルス
モータ３０およびＹ方向パルスモータ３２によって位置
決めされるようになっている。

【００１２】また、本プレス装置１４には、パンチング
ピン２０の下降位置を調節するための可変ストッパ装置
３４が設けられている。この可変ストッパ装置３４は、
案内部材３６により上下方向の移動可能に設けられてパ
ンチングピンホルダ２２に当接する当接部材３８と、当
接部材３８の傾斜裏面に摺接した状態で水平方向に移動
可能に設けられた楔部材４０と、楔部材４０と螺合する
ねじ軸４２を回転駆動することにより当接部材３８の高
さ位置を変更するストッパモータ４４とを備えている。

【００１３】制御装置５０は、所謂マイクロコンピュー
タで構成されており、予め記憶されたプログラムに従
い、図示しない起動スイッチによる起動操作に応答して
所定の周期でパンチングピン２０を上下運動させるよう
に、油圧制御回路５２を介して油圧シリンダ２４を駆動
する一方、そのパンチングピン２０の上下作動毎に枠部
材２８を所定の突起形成位置に位置決めするように、モ
ータ駆動制御回路５４を介して駆動信号をＸ方向パルス
モータ３０およびＹ方向パルスモータ３２へ供給する。

【００１４】耐熱性治具１０の成形に際しては、セラミ
ックグリーンシート６０が図示しないクランプ装置によ
りアンダープレート６２を介して枠部材２８上に装着さ
れる。セラミックグリーンシート６０は、セラミック基
板の材料としてよく知られたものであって、たとえば９
２乃至９９ｗｔ％の高純度アルミナ、バインダー、可塑
剤などが混合されたスラリーがドクタブレード法などに
よりシート状に成形され且つ乾燥されたものである。こ
のため、セラミックグリーンシート６０は、所定の弾性
および可塑性を備えている。また、本実施例のアンダー
プレート６２は、上記セラミックグリーンシート６０と
同等の組成および性状を備えており、突起１２の形成に
先立って下穴６４が形成される。

【００１５】以下、上記プレス装置１４の作動を説明す
る。先ず、作業者によってアンダープレート６２が枠部
材２８上に装着されて図示しない起動ボタンが操作され
ると、制御装置５０は、アンダープレート６２に下穴６
４が貫通して形成される程度に可変ストッパ装置３４の
高さ位置を調整した後、突起１２の形成が予定される位
置のうちの１つにアンダープレート６２を移動させ、次
いで油圧シリンダ２４によりパンチングピン２０を駆動
して下穴６４を形成した後、パンチングピン２０を上昇
させる。このときのパンチングピン２０の先端は、パン
チングダイ１６のダイ穴２６内に突き入れられる。この
ようにして１つの下穴６４が形成されると、制御装置５
０は、突起１２の形成が予定される次の位置にアンダー
プレート６２を移動させ、油圧シリンダ２４によりパン
チングピン２０を駆動して下穴６４を形成する。この作
動が繰り返されることにより、アンダープレート６２に
はすべての下穴６４が形成されて下穴６４の形成工程が
終了すると、プレス装置１４の作動が一旦停止する。

【００１６】作業者により、上記アンダープレート６２
の上に重ねてセラミックグリーンシート６０が装着され
て図示しない起動ボタンが再度操作されると、制御装置
５０は、形成される突起１２の高さに応じた下降位置と
なるように可変ストッパ装置３４の高さ位置を調整した
後、突起１２の形成が予定される位置のうちの１つにセ
ラミックグリーンシート６０を移動させる。次いで、制
御装置５０は、油圧シリンダ２４によりパンチングピン
２０を駆動して図３に示すようにセラミックグリーンシ
ート６０に突き入れて突起１２を形成した後、図４に示
すようにパンチングピン２０を上昇させる。本実施例で
は、下穴６４を有するアンダープレート６２が受け穴を
有する下型として機能している。本実施例のパンチング
ダイ１６は、比較的剛性の低いアンダープレート６２を
支持するように機能している。

【００１７】上記パンチングピン２０のセラミックグリ
ーンシート６０に対する突入深さＤi は、形成する突起
１２の高さに応じて予め設定されているが、セラミック
グリーンシート６０の厚みＴg よりも短い寸法となるよ
うに予め設定されている。本実施例では、セラミックグ
リーンシート６０の厚みＴg が１．２mm、突入深さＤi
が０．７mm、突起１２の高さが０．７mm、アンダープレ
ート６２の厚みＴu が１．０mm、パンチングピン２０の
径Ｄp が１．００mmφである。

【００１８】このようにして１つの突起１２が形成され
ると、制御装置５０は、突起１２の形成が予定される次
の位置にセラミックグリーンシート６０を移動させ、油
圧シリンダ２４によりパンチングピン２０を駆動して突
起１２を形成する。この作動が繰り返されることによ
り、セラミックグリーンシート６０にはすべての突起１
２が形成されて突起１２の形成工程が終了すると、プレ
ス装置１４の作動が自動停止する。

【００１９】上記のプレス装置１４の作動によって、図
１に示すものと同様の形状の突起１２がグリーンシート
６０に形成されると、そのグリーンシート６０がプレス
装置１４から取り外されて、焼成炉によりたとえば摂氏
１４００度乃至１６００度程度の温度で焼成され、図１
に示す耐熱性治具１０が製造される。

【００２０】上述のように、本実施例によれば、パンチ
ングピン２０と、そのパンチングピン２０と同心に位置
する下穴６４を有するアンダープレート６２との間に位
置決めされたセラミックグリーンシート６０に対して、
セラミックグリーンシート６０の厚み寸法Ｔg よりも小
さい所定の突入深さＤi まで、パンチングピン２０がそ
のセラミックグリーンシート６０に突き入れられること
により、セラミックグリーンシート６０の反対側の面に
突起１２が形成される。そして、そのセラミックグリー
ンシート６０が焼成されることにより、耐熱性治具１０
が得られる。

【００２１】したがって、本実施例によれば、セラミッ
クペレットを配置する作業を必要としないので、作業工
数をそれ程必要とせず、また、金型精度或いはグリーン
シートが載置されたテーブルの移動位置精度によって突
起の位置が決定されるので、突起の位置精度がセラミッ
クペレットを配置する場合に比較して高められる。しか
も、パンチングピン２０によってセラミックグリーンシ
ート６０の一部がアンダープレート６２の下穴６４に押
し込まれることにより突起１２が形成されるので、印刷
法に比較して、突起先端の形状、高さ精度を得ることが
できる。

【００２２】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。

【００２３】図５は、多数の受穴７０が形成されたパン
チングダイ７２上にセラミックグリーンシート６０が直
接載置されるとともに、多数のパンチングピン２０を有
する図示しない上型を用いて多数の突起１２が一挙に形
成された後の状態を示している。吸着装置７４では、本
体７６と多数の穴７７を有する吸着板７８との間の空間
８０が図示しない吸引ポンプにホース８２を介して接続
されており、この吸着装置７４を用いて、突起１２が形
成されたセラミックグリーンシート６０を吸着すること
により、突起１２を損傷しないでパンチングダイ７２か
ら容易に取り外すことができる。セラミックグリーンシ
ート６０を取り外す際にセラミックグリーンシート６０
に反りが発生すると、突起１２が簡単に損傷を受けたり
或いは脱落したりするのである。

【００２４】図６は、図７に示す突起８６および凹陥部
８８を有するセラミックパッケージ９０を成形するため
のプレス装置９２の要部を示している。図６において、
９４は比較的薄く且つ必要に応じてＷ、Ｍo 、Ｍn など
を含む導体パターンが印刷されたグリーンシートが積層
された多層グリーンシートであり、矩形穴９６が形成さ
れたパンチングダイ９８上に載置されている。パンチン
グピン１００は、矩形穴９６と同様の断面形状を備えて
おり、多層グリーンシート９４の厚み寸法よりも短い突
き入れ深さまで下降させられる。これにより、多層グリ
ーンシート９４には突起８６および凹陥部８８が形成さ
れ、その多層グリーンシート９４が焼成されることによ
り図７に示すセラミックパッケージ９０が得られる。本
実施例においても、前述の実施例と同様の効果が得られ
る。

【００２５】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、本発明は他の態様で実施することも
できる。

【００２６】たとえば、前述の図１の実施例では、アン
ダープレート６２がセラミックグリーンシート６０と同
様の組成で構成されていたが、たとえばプラスチック或
いは金属で構成されていてもよい。

【００２７】また、前述の図１の実施例では、パンチン
グピン２０と下穴６４との径は同じであったが、相互に
完全に一致させる必要はなく、２０％程度であれば異な
っていても差支えない。

【００２８】また、前述の図１の実施例において、制御
装置５０に予めプログラムすることにより、各突起１２
毎に所望の異なる高さとなるように、突起１２の位置に
応じてパンチングピン２０の下降位置を可変ストッパ装
置３４によって変更するようにしてもよい。

【００２９】また、前述の図１の実施例では、ダイテー
ブル１８が位置固定であってパンチングピン２０が上下
方向に駆動されていたが、反対にパンチングピン２０が
位置固定であってダイテーブル１８が上下方向に駆動さ
れてもよいし、パンチングピン２０などの駆動方向は水
平方向であってもよい。

【００３０】また、前述の図１では、パンチングピン２
０の径Ｄp が１．００mmφであったが、たとえば０．０
５乃至１００mmφ程度の寸法でもよいし、図６のパンチ
ングピン１００も、０．０５乃至１００mm程度の辺寸法
でもよい。

【００３１】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用によって製造されるセラミック板
材の一例である耐熱性治具を示す斜視図である。

【図２】図１の耐熱性治具を成形するためのプレス装置
の構成の要部を示す図である。

【図３】図２の装置の作動を説明する図であって、パン
チングピンがセラミックグリーンシートに突き入れられ
た状態を示している。

【図４】図２の装置の作動を説明する図であって、パン
チングピンがセラミックグリーンシートから引き抜かれ
た状態を示している。

【図５】本発明の他の実施例におけるパンチングダイ
と、その上に載置された多層セラミックグリーンシート
を取り外すための吸着装置を示す図である。

【図６】図７のセラミックパッケージを成形するための
プレス装置の要部を示す図である。

【図７】本発明の適用によって製造されるセラミック板
材の一例であるセラミックパッケージを示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０：耐熱性治具（突起を有するセラミック板材） １２：突起 ２０：パンチングピン ６０：セラミックグリーンシート ６２：アンダープレート（下型） ６４：下穴（受穴） ７０：受穴 ７２：パンチングダイ（下型） ８６：突起 ９０：セラミックパッケージ（突起を有するセラミック
板材） ９４：多層グリーンシート ９６：矩形穴（受穴） １００：パンチングピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 裕康 愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 突起を有するセラミック板材の製造方法
   であって、 パンチングピンと、該パンチングピンと同心に位置する
   受穴を有する下型との間に、所定の厚みのセラミックグ
   リーンシートを位置させる位置決め工程と、 前記パンチングピンを前記受穴に向かって相対移動させ
   て、前記セラミックグリーンシートの厚み寸法よりも小
   さい所定の突入深さまで、前記パンチングピンをセラミ
   ックグリーンシートに突き入れることにより、前記突起
   を形成する突起形成工程と、 該突起形成工程により突起が形成されたセラミックグリ
   ーンシートを焼成する焼成工程とを、含むことを特徴と
   する突起を有するセラミック板材の製造方法。