JP2920675B2 - Ceramic press forming equipment - Google Patents
Ceramic press forming equipmentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、セラミック製品を成形するためのプレス成
形装置に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a press forming apparatus for forming a ceramic product.
[従来の技術] 半導体パッケージ用基板あるいは他の電子部品、産業
機械用部品などにセラミックスは広く用いられている。[Prior Art] Ceramics are widely used for substrates for semiconductor packages or other electronic parts, parts for industrial machines, and the like.
このようなセラミックスの成形方法としては、プレス
成形方法が一般的であった。たとえば、第3図に示すよ
うにダイ11、上パンチ12、下パンチ13、で構成されるプ
レス成形装置を用いて、ダイ11および下パンチ13で形成
される空間にセラミック原料14を充填し、上パンチ12で
押圧することによってプレス成形を行っていた。As a method for forming such ceramics, a press forming method is generally used. For example, as shown in FIG. 3, a space formed by the die 11 and the lower punch 13 is filled with the ceramic raw material 14 by using a press forming apparatus including a die 11, an upper punch 12, and a lower punch 13, Press molding was performed by pressing with the upper punch 12.
このとき、プレス成形圧力は常に一定としてあるが、
セラミック原料にばらつきがあると、得られた成形体の
寸法、生密度が変化する。そこで、一定時間ごとに成形
体をサンプリングして、その重量と厚みを測定すること
によって生密度を求め、所定の範囲内となっているかど
うか調べていた。At this time, the press molding pressure is always constant,
If there is variation in the ceramic raw materials, the dimensions and green density of the obtained molded body change. Therefore, the green density was obtained by sampling the molded body at regular intervals and measuring its weight and thickness to check whether the density was within a predetermined range.
[従来技術の課題] ところが、上記のような従来のプレス成形方法では、
得られた成形体の一部のみしかサンプリングしていない
ため、サンプリングの合間に発生する生密度の異常を検
知することができなかった。[Problems of the prior art] However, in the conventional press molding method as described above,
Since only a part of the obtained molded body was sampled, it was not possible to detect an abnormality in green density occurring between samplings.
また、サンプリングして生密度を測定する作業は人手
によるものであり、手間のかかるものであった。In addition, the work of sampling and measuring the density is manual and time-consuming.
[課題を解決するための手段] 上記に鑑みて本発明は、プレス成形装置において、ダ
イスに対する上パンチの高さを検出するための近接セン
サを備え、該近接センサで検出した上パンチの下死点高
さが正常範囲内であるかどうか判別する手段を有し、上
記下死点高さが正常範囲外の場合には、フィードバック
信号を出して、原料の充填量を調整するようにしたもの
である。[Means for Solving the Problems] In view of the above, the present invention provides a press forming apparatus including a proximity sensor for detecting the height of an upper punch with respect to a die, and the upper punch having been detected by the proximity sensor. Means for determining whether the point height is within the normal range, and when the bottom dead center height is outside the normal range, a feedback signal is issued to adjust the filling amount of the raw material. It is.
[実施例] 以下、本発明の実施例を説明する。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described.
第1図に示すように、本発明のプレス成形装置は、上
パンチを取り付けた上ラム1およびダイを備えたダイセ
ット2からなり、上記上ラム1はダイセット2に対して
上下に往復動するようになっている。また、上ラム1に
は金属プレート3を取り付け、一方ダイセット2には上
記金属プレート3と向かい合う位置に近接センサ4を取
り付けている。さらに、該近接センサ4には検出器5お
よびシーケンサ6が接続されており、複数のプレス成形
装置をまとめてコンピュータ(不図示)で集中管理して
いる。As shown in FIG. 1, the press forming apparatus of the present invention comprises an upper ram 1 having an upper punch and a die set 2 having a die. The upper ram 1 reciprocates up and down with respect to the die set 2. It is supposed to. A metal plate 3 is attached to the upper ram 1, while a proximity sensor 4 is attached to the die set 2 at a position facing the metal plate 3. Further, a detector 5 and a sequencer 6 are connected to the proximity sensor 4, and a plurality of press molding devices are collectively managed by a computer (not shown).
上記近接センサ4は、金属プレート3との距離を磁界
の変化によって検出する磁気センサであり、距離の検出
精度は0.5μm程度と極めて優れたものである。なお、
この近接センサ4は非接触で高精度のものであればよ
く、上記磁気センサに限らず、レーザ光を利用したレー
ザセンサを用いることもできる。ただし、検出精度の点
からは磁気センサの方が優れている。The proximity sensor 4 is a magnetic sensor that detects a distance from the metal plate 3 by a change in a magnetic field, and has an extremely excellent distance detection accuracy of about 0.5 μm. In addition,
The proximity sensor 4 may be a non-contact, high-precision sensor, and is not limited to the magnetic sensor, but may be a laser sensor using laser light. However, the magnetic sensor is superior in terms of detection accuracy.
次に、この装置を用いたプレス成形方法を説明する。 Next, a press molding method using this apparatus will be described.
まず、プレス成形装置およびセラミック原料を温度、
湿度がある一定条件の範囲内となるように管理してお
く。そして、プレス成形を行うと、上ラム1の上下動に
応じて、近接センサ4に対する金属プレート3の高さh
変化するが、この高さhが最小値hminとなったときに上
パンチは下死点位置となっており、この下死点高さhmin
を検出器5で検出する。次に、シーケンサ6によって、
この下死点高さhminがあらかじめ記憶された正常範囲あ
るいは、正常範囲の外側に設定したフィードバック範囲
内に入っているかどうか判別する。その結果、正常範囲
内であれば、得られた成形体は、寸法、生密度共に正常
なものとみなし、プレス成形を続行する。First, the temperature of the press forming equipment and the ceramic raw material,
Humidity is managed so that it is within a certain range of conditions. Then, when press forming is performed, the height h of the metal plate 3 with respect to the proximity sensor 4 according to the vertical movement of the upper ram 1.
When the height h reaches the minimum value h min , the upper punch is at the bottom dead center position, and the bottom dead center height h min
Is detected by the detector 5. Next, by the sequencer 6,
It is determined whether the bottom dead center height h min is within a normal range stored in advance or a feedback range set outside the normal range. As a result, if it is within the normal range, the obtained molded body is regarded as having normal dimensions and green density, and press molding is continued.
また、上記下死点高さhminが正常範囲内でなく、フィ
ードバック範囲内である場合は、プレス成形装置を駆動
させたまま、シーケンサ6よりフィードバック信号7を
出して、自動的にダイセット2において原料充填量の微
妙な調整を行うようになっている。さらに、上記下死点
高さhminがフィードバック範囲内でない場合は、突発的
な異常とみなし、プレス成形装置の駆動を停止させ、手
動による調整を行う。When the bottom dead center height h min is not within the normal range but is within the feedback range, the feedback signal 7 is output from the sequencer 6 while the press forming apparatus is driven, and the die set 2 is automatically set. , The fine adjustment of the raw material filling amount is performed. Further, when the bottom dead center height h min is not within the feedback range, it is regarded as a sudden abnormality, the drive of the press forming apparatus is stopped, and manual adjustment is performed.
以上の工程をフローチャートにまとめると第2図に示
すようになる。The above steps are summarized in a flowchart as shown in FIG.
このように、本発明のプレス成形装置によれば、温
度、湿度を一定範囲内に管理してあることによって、セ
ラミック原料の含水率、つぶれ性を一定にできるため、
プレス成形時の下死点高さを検出するだけで、得られた
すべての成形体について寸法、生密度の以上を容易に検
知することができる。また、異常が発生した場合は、そ
の情報をフィードバックすることによって、自動的に調
整を行うことができる。Thus, according to the press molding apparatus of the present invention, by controlling the temperature and the humidity within a certain range, the water content of the ceramic raw material and the crushing property can be made constant,
By simply detecting the height of the bottom dead center at the time of press molding, it is possible to easily detect the dimensions and green density of all the obtained molded bodies. Further, when an abnormality occurs, the information can be fed back so that the adjustment can be performed automatically.
なお、上記プレス成形方法では、温度、湿度を一定条
件のもとに管理したものであるが、これに限らず他の方
法とすることもできる。たとえば、プレス成形を行うセ
ラミック原料の、温度、湿度変化に伴う含水率、つぶれ
性のデータをあらかじめコンピュータに入力しておき、
プレス成形時の温度、湿度をセンサで測定して、シーケ
ンサ6により下死点高さhminの判別を行う際に、そのと
きの条件に応じて補正すればよい。In the above press molding method, the temperature and humidity are controlled under certain conditions. However, the present invention is not limited to this, and other methods can be used. For example, the temperature of the ceramic raw material to be pressed, the moisture content due to changes in humidity, and the data of the crushability are input to the computer in advance,
The temperature and the humidity at the time of press molding are measured by a sensor, and when the sequencer 6 determines the height h min of the bottom dead center, correction may be made according to the conditions at that time.
ここで、前記した本発明のプレス成形装置を用いて半
導体パッケージ用基板のプレス成形を行った。材料は、
Al2O3を主成分とし、焼結助剤としてSiO2,MgO,CaOを、
着色剤としてTiO2,MnO2,CrO2,Fe2O3などを含む黒色系ア
ルミナセラミックスを用い、成形体の大きさは、36.8×
14.7×2.0mmとなるようにした。Here, a semiconductor package substrate was press-formed using the above-described press-forming apparatus of the present invention. the material is,
Al 2 O 3 as a main component, SiO 2 , MgO, CaO as a sintering aid,
A black alumina ceramic containing TiO 2 , MnO 2 , CrO 2 , Fe 2 O 3 etc. is used as a coloring agent, and the size of the molded body is 36.8 ×
It was set to 14.7 x 2.0 mm.
プレス成形装置およびセラミック原料を温度が±2
℃、湿度が±10%の範囲内となるように管理し、下死点
高さhminが±20μmの範囲内となるようにプレス成形を
行った。その結果、得られた成形体の寸法精度は±0.3
%以下となり、極めて寸法精度の優れた成形体を得られ
ることがわかった。The temperature of the press forming equipment and the ceramic raw material is ± 2
Press molding was performed such that the temperature and humidity were controlled to be within ± 10%, and the height h min of the bottom dead center was within a range of ± 20 μm. As a result, the dimensional accuracy of the obtained compact was ± 0.3
% Or less, indicating that a molded article having extremely excellent dimensional accuracy can be obtained.
[発明の効果] 叙上のように本発明によれば、プレス成形装置におい
て、ダイスに対する上パンチの高さを検出するための近
接センサを備え、該近接センサで検出した上パンチの下
死点高さが正常範囲内であるかどうか判別する手段を有
し、上記下死点高さが正常範囲外の場合には、フィード
バック信号を出して、原料の充填量を調整するようにし
たことによって、すべての成形体について寸法、生密度
の異常を検知することができ、また人手によるチェック
作業の必要性もない。さらに、異常があった場合にはフ
ィードバック信号によって自動的に調整することがで
き、極めて優れた寸法精度の成形体を得ることができ
る、など多くの効果を奏することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the press forming apparatus includes the proximity sensor for detecting the height of the upper punch with respect to the die, and the bottom dead center of the upper punch detected by the proximity sensor. By having a means for determining whether the height is within the normal range, and when the bottom dead center height is outside the normal range, a feedback signal is issued to adjust the filling amount of the raw material. In addition, abnormalities in dimensions and green density can be detected for all the molded bodies, and there is no need for manual checking. Further, when there is an abnormality, it can be automatically adjusted by a feedback signal, and a number of effects such as a molded article having extremely excellent dimensional accuracy can be obtained.
第1図は本発明のプレス成形装置の一実施例を示す概略
図である。第2図は本発明のプレス成形装置を用いた成
形方法を示すフローチャートである。 第3図はセラミックスのプレス成形装置の概略構造を示
す断面図である。 1:上ラム、2:ダイセット 3:金属プレート、4:近接センサ 5:検出器、6:シーケンサFIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the press forming apparatus of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing a molding method using the press molding apparatus of the present invention. FIG. 3 is a sectional view showing a schematic structure of a ceramic press forming apparatus. 1: Upper ram, 2: Die set 3: Metal plate, 4: Proximity sensor 5: Detector, 6: Sequencer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B28B 3/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B28B 3/02
Claims (1)
めのプレス成形装置において、ダイスに対する上パンチ
の高さを検出するための近接センサを備え、該近接セン
サで検出した上パンチの下死点高さが正常範囲内である
かどうか判別する手段を有し、上記下死点高さが正常範
囲外の場合には、フィードバック信号を出して、原料の
充填量を調整するようにしたことを特徴とするセラミッ
クスのプレス成形装置。1. A press forming apparatus for forming a ceramic material into a predetermined shape, comprising a proximity sensor for detecting a height of an upper punch with respect to a die, and a bottom dead center of the upper punch detected by the proximity sensor. Means for determining whether the height is within the normal range, and when the bottom dead center height is outside the normal range, a feedback signal is issued to adjust the filling amount of the raw material. Characteristic press forming equipment for ceramics.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP26236090A JP2920675B2 (en) | 1990-09-29 | 1990-09-29 | Ceramic press forming equipment |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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|---|---|
| JPH04138204A JPH04138204A (en) | 1992-05-12 |
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Family
ID=17374661
Family Applications (1)
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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| JP4148307B2 (en) * | 1999-03-31 | 2008-09-10 | クボタ松下電工外装株式会社 | Method for stabilizing press pattern dimensions of ceramic products |
| JP5210271B2 (en) * | 2009-09-11 | 2013-06-12 | ケイミュー株式会社 | Cement-based substrate manufacturing method |
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1990
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| JPH04138204A (en) | 1992-05-12 |
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