JP2001145911A - 加圧成形装置 - Google Patents
加圧成形装置Info
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Abstract
表面を平坦なものとすることができる加圧成形装置を提
供する。 【解決手段】 上型10、下型12とサイド型14で、
被加圧成形物である積層体22を収容するキャビティ1
6を形成する。上型10の加圧パッド30は、積層体2
2に接触する鋼板40と、鋼板40の背面に接着される
比較的柔軟なゴム板38との2層を含む。積層体22と
上型10の互いに接触する面の平行度がずれていても、
ゴム層によりずれが吸収され、均一に加圧することがで
きる。また、積層体22の表面を鋼板40の表面と同様
に平坦にすることができる。
Description
により圧力を加えて所定の形状に成形する加圧成形装置
に関する。
成した積層コンデンサが知られている。積層コンデンサ
は、所定形状の導電体のシートとセラミックグリーンシ
ートを交互に積層し、積層方向に加圧し、同時に加熱し
て各層間のバインダを硬化させ、さらにセラミックを焼
成して製造される。所定形状の導電体が電極となり、焼
成されたセラミック層が絶縁体となる。実際には、これ
を所定の形状に切り出して、回路素子として使用する。
導電体シートとセラミックグリーンシートの積層体を加
圧するのに、加圧成形装置が用いられている。この加圧
成形装置においては、前記積層体は下型上に載置され、
上型により加圧されて圧着が行われる。これらの型は、
従来剛体で形成されていた。しかし、積層体の表面とこ
れに当接する型の面の平行度が保たれていない場合、ま
た積層体表面に凹凸がある場合など、積層体表面全体に
均一に加圧することが困難であった。均一に加圧されな
い場合、積層体各層の圧着不良を起こし、層はがれを生
じ、不良品となってしまう。加圧力を大きくしたり、積
層体の面の平行度を厳密に管理するなどの方法により、
圧着不良を減少させることもできるが、前者によれば、
加圧装置の大型化を招き、後者によれば、生産効率の低
下が懸念される。
0−85996号公報には、型の、積層体に接触する面
を柔軟弾性部材により構成し、均一に加圧可能とする技
術が開示されている。
報に記載された装置においては、積層体表面に形成され
た凹凸に型の柔軟弾性部材がならってしまう場合があ
り、十分に平坦な表面が形成できないという問題があっ
た。例えば、前述のような積層コンデンサの製造過程で
は、型表面が柔軟であるがために、グリーンシートの下
層にある導電体の形状に対応した凹凸が、グリーンシー
ト表面に浮き出てしまうという問題もあった。表面に凹
凸が残留すると、当該積層体から作られたコンデンサを
吸着ノズルによって回路基板上に運ぶ際に、凹凸により
空気が漏れ、吸着不良が生じる場合がある。
弾性部材が型どうしの隙間からはみ出す、または漏れ出
すという問題もあった。
されたものであり、被加圧成形物の表面を平坦にするこ
とができ、小型で、生産効率の高い加圧成形装置を提供
することを目的とする。
する柔軟部材が、圧力により型どうしの隙間からはみ出
すことを防止することを目的とする。
めに、本発明の加圧成形装置は、複数の加圧型で被加圧
成形物を挟持し、加圧成形を行う加圧成形装置であっ
て、少なくとも一つの加圧型は、その被加圧成形物に対
する部分に、少なくとも2層からなる層構造を有する加
圧パッドを有し、前記加圧パッドは、剛体で形成され、
被加圧成形物に接触する接触層と、柔軟体で形成される
柔軟層と、を有している。
面の凹凸の形成が阻止されると同時に、個々の被加圧成
形物の形状のばらつきを柔軟層で吸収し、全体に均一な
加圧を行うことができる。
は2個であって、これらが対向して配置され、さらに、
前記加圧型の対向方向側方に配置され、前記加圧型と共
に外部から遮断される成形室を形成するサイド型を有
し、前記柔軟層の、被加圧成形物側の面とその反対側の
面の少なくとも一方の面の縁の近傍に配置され、前記縁
に沿って前記サイド型に接する、環状のバックアップリ
ングを備える、ものとすることができる。この構成によ
れば、加圧される柔軟層が型の隙間から漏れ出すことを
抑えることができる。
れる柔軟層の縁は、他の部分より厚さを薄くすることに
よって肩部が形成され、この肩部を略埋めるように前記
バックアップリングが配置されるようにすることができ
る。この構成によれば加圧された柔軟層がバックアップ
リングの背面を押し、これをサイド型に対してより強く
押しつけることになり、シール性が向上する。
とが所定距離以内にあるときに、これらの隙間を封止す
るシール構造を有するものとでき、当該シール構造は、
前記一方の加圧型の側方外側に位置するように前記サイ
ド型に固定された環状の枠と、前記一方の加圧型に固定
され、前記枠に内側から当接する当接片と、を有するも
のとすることができる。
に、これらを前記加圧型の対向方向に移動させるアクチ
ュエータを含むものとすることができ、当該アクチュエ
ータによって、サイド型をもう一方の前記加圧型に強く
押しつけることができる。
れた加圧型とサイド型の隙間をふさぐようにバックアッ
プ部材を設けることができる。
実施形態という)を、図面に従って説明する。図1は、
本実施形態の装置の概略構成を示す図である。また、図
2は、理解の助けとするために、図1に示される装置を
三つの部分に分けて、それらを中心軸方向に離して示し
た図である。なおこれらの図において、中心線の左右
は、異なる平面で切断した断面を示している。
ド型14によって、被加圧成形物が納められるキャビテ
ィ(成形室)16を形成し、上型10を下型12に向け
て移動することによって、キャビティ16内の被加圧成
形物に圧力を付与する装置である。すなわち、上型10
と下型12とで被加圧成形物を挟持、加圧し、被加圧成
形物が側方にはみ出すことをサイド型14によって阻止
し、所定形状の成形物を得る装置である。被加圧成形物
は、図3に示すような、セラミックグリーンシート(以
下、グリーンシート)18と、電極シート20が積層さ
れた積層体22である。グリーンシート18は、焼成す
ることによって堅いセラミックとなるが、この時点で
は、粘土のように変形可能なものである。電極シート2
0は、1枚のシート上の導電性部材を電極24が得られ
るように、所定の形状に切り出したものである。
結合される上型本体26を含み、上型本体26の先端に
は、さらに加熱板28および加圧パッド30が固定され
ている。加熱板28は、穴付きボルト32によって上型
本体26に固定されている。また、その内部には、加熱
ヒータ34が設けられている。加熱ヒータ34の加熱に
より加熱板28の温度が上昇し、これが加圧パッド30
を介して積層体22に伝達される。なお、加熱ヒータ3
4に代えて、加熱板28内に高温の流体を流す流路を形
成し、これにより加熱を行うこともできる。
および鋼板40を含む多層構造を有する。背板36に
は、つり下げピン42がねじ結合しており、つり下げピ
ン42は、上型26に形成された穴44に挿入され、側
方からのボルト46により固定されている。これによ
り、背板36は上型26につり下げ支持される。ボルト
46を緩めれば、つり下げピン42は解放され、加圧パ
ッド30を取り外すことができる。この作業は、上型の
側面からの作業のみで済むため、加圧パッド30の交換
作業を容易にしている。本実施形態において、このつり
下げピン42は、2個備えられている。また、背板36
の側面のサイド型14に接する部分には、キャビティ1
6内を減圧するために、型どうしのシールを行うための
Oリング43が配置されている。さらに、背板36には
ゴム板38が、さらにゴム板38には鋼板40が接着に
より固定されている。
平行でない場合など、この歪みを吸収して積層体22の
全体に均一な加圧を行うために機能する。例えば、下型
12に載置された積層体22の上面が、上型10の先端
面と平行でなかった場合、ゴム板38がなく、上型10
が剛に形成されていれば、積層体22の最も高い部分に
大きな圧力が加わることになる。ゴム板38を設けるこ
とによって、積層体22の厚みの不均一を吸収すること
ができる。すなわち、ゴム板38は、積層体22の厚み
の不均一を吸収できる程度に柔軟な層として機能する。
したがって、この柔軟な層は、要求される柔軟性を有す
るものであれば、ゴムに代えて、他の材料で構成するこ
とができる。本実施形態では、特に、耐熱性を考慮して
シリコンゴムによりゴム板38を形成しているが、他の
種類のゴム、および前述のように他の材料を用いること
も可能である。また、その形状も、本実施形態のように
比較的単純な平板に限ることなく、他の形状とすること
ができる。
体22に直接接触する接触層を形成し、積層体22の表
面を平坦にするために設けられている。鋼板40がない
状態、すなわち柔軟なゴム板38で直接積層体22を押
圧すると、表面のグリーンシート18は、図4に示すよ
うに、その下の電極24にならって変形する。すなわ
ち、電極シート20の、電極24以外の切り取られた部
分を、グリーンシート18が埋めようとする。この結
果、積層体22の表面には凹凸が形成され、これを焼成
して得られるセラミック製品の表面にも凹凸が残留す
る。この凹凸があると、セラミック製品が回路基板の実
装部品であれば、実装時にピックアップ装置の吸着ノズ
ルにうまく吸着できないという問題が生じる。吸着ノズ
ルは空気を吸引することによって、ノズル先端に回路部
品を吸着するものであるが、凹凸により空気が漏れると
所定の吸引力が発生しない。よって、吸着不良を生じ、
回路部品が落下してしまう場合がある。これを防止する
ために、セラミック部品の表面、すなわち積層体22の
表面は、所定の平坦度とする必要がある。鋼板40は、
電極シート20の凹凸の影響を受けずに、グリーンシー
ト18の表面を平坦にする程度の剛性を有するものであ
る。したがって、この接触層は、要求される剛性および
その他の特性を有するものであれば、他の材料で構成す
ることもできる。なお、その他の特性とは、加熱板28
からの熱を良好に伝えるための熱伝導性、加工性、価格
などが考えられる。
する面の縁には、バックアップリング48が配置され
る。バックアップリング48は、図5に示されるよう
に、ゴム板38の縁に形成された環状の肩部50を埋め
るような形状を有する。バックアップリングの外周面
は、サイド型14の内側面に当接する。これによって、
ゴム板38が圧力によって型どうしの隙間から漏れ出す
ことを阻止している。また、ゴム板38の縁の部分を窪
ませて肩部を形成し、この肩部50を埋めるようにバッ
クアップリング48を配置したことにより、圧力が加え
られたゴム板38自体が、バックアップリング48の背
後から、これをサイド型14の方向へ押しつける力を加
えるようになる。これによって、より強固にシールする
ことができる。なお、二つのバックアップリング48
は、他の手段などによってゴム板38のゴムの漏れが阻
止されるのであれば、一方、または双方を省略すること
もできる。また、ゴムの漏れが発生する部位に合わせて
その形状を変更することも可能である。すなわち、ゴム
の漏れがサイド型14と背板36の環状の間隙全体では
なく、特定の部分に限定されるような場合であれば、そ
の部位にのみバックアップ片を設けることも可能であ
る。
2を介して上型10につり下げ支持されている。サイド
型14は、加圧パッド30およびキャビティ16の側方
を取り囲むような環形状を有している。流体圧シリンダ
52は、加圧成形時において、サイド型14を下型12
に向けて押し、これらを密着させる。このとき、流体圧
シリンダ52は、反作用として上型10を押し上げよう
とするが、上型10を下方に押すプレス力は、流体圧シ
リンダ52の力に対して十分大きく、プレス力が実質的
に減少することはない。サイド型14の内部には、積層
体22から発生したガスなどをキャビティ16外に排出
するための排気孔54が形成されている。サイド型14
の外周に沿って、環形状のシール枠56が固定されてい
る。このシール枠56は、後述する当接片59と共に、
キャビティ16を含む型により略囲まれた空間を外部か
らシールするシール構造を形成する。
本体58を有し、下型本体58はテーブル60上に固定
された加熱板62に載置される。加熱板62の内部に
は、加熱ヒータ64が設けられており、加熱ヒータ64
の発生する熱が、加熱板62と下型本体58を介して積
層体22に伝達される。下型本体58の側方には、シー
ル枠56の内側面に当接する環状の当接片59が固定さ
れている。このようなシール構造を採ることによって、
シールが達成される時点におけるサイド型14と下型1
2の距離が経時的に変化することを防止している。言い
換えれば、サイド型14の移動方向と、当接片59の当
接方向がほぼ直交しているので、繰り返しの使用によ
り、当接片59のへたりが生じても、シールが達成され
るサイド型14と下型12の距離はほとんど変化しな
い。これに対して、サイド型14と下型12が直接接触
する面にOリングなどのシール部材を配置した場合、繰
り返しの使用によりOリングがへたり、その高さが変化
する。この高さの変化は、サイド型14とOリングが接
触する位置の変化となり、シールの達成される型どうし
の距離が変化することとなる。
66が形成されている。下型本体58と脚部66全体と
して、テーブル60の加熱板62をまたぐ形状となって
いる。脚部66には、テーブル60上に形成されたレー
ル68の上面に当接し、下型12の図1などにおける上
下位置を規定する上下ローラ70が回動可能に支持され
ている。さらに、脚部66には、レール68の側面に当
接し、下型12の図1における左右位置を規定する左右
ローラ72が回動可能に支持されている。図6は、テー
ブル60、レール68、下型12などを、図1の側方か
ら見た状態で、示す図である。図6に示す下型12の位
置が、積層体を加圧成形するときの位置である。このと
き、上下ローラ70は、レールの沈み込み部分74上に
ある。沈み込み部分74は、可動片76とこれを上方に
付勢するばね78を含む。可動片76の可動範囲の上限
は、その上面がレール68の他の部分と面一となる状態
である。下型12が図6の位置にあるとき、上型10が
下方に移動すると下型12が押され、さらに可動片76
も押される。この力によりばね78が縮み、可動片76
および下型12が、下型本体58の下面が加熱板62の
上面に当接するまで、押下される。
する過程について以下説明する。初期状態において、上
型10およびサイド型14は、下型12に対して上方に
退避した位置にある。グリーンシート18と、電極シー
ト20が交互に積層され、積層体22が形成される。上
面に前記積層体22を載置した下型12は、レール68
上を移動して、上型10およびサイド型14の下方の所
定の位置に搬送される。そして、上型10およびサイド
型14の下方への移動が始まる。この下降過程におい
て、サイド型14が下型12に当接する以前に、シール
枠56と当接片59が接触し、Oリング43と共に、キ
ャビティ16を含む空間がシールされる。この閉鎖され
た空間には、水蒸気、積層体22のバインダに含まれる
揮発成分およびその他の加熱反応により生成するガスが
存在するが、排気孔54に連通された減圧ポンプによっ
て、これらは吸い出される。また、キャビティ16内も
減圧、脱気される。
と、サイド型14が下型12に当接する。この状態で、
流体圧シリンダ52がサイド型14を下向きに押し、サ
イド型14と下型12のシールがより強固に達成され
る。積層体22を上下の型10,12により加圧しつ
つ、加熱することにより、積層体の各層18,20が密
着し、バインダにより各層が強固に結合する。また、キ
ャビティ16内を減圧、脱気することにより、より一層
密度の高い状態となる。
サイド型14が上方に退避し、ばね78によって、下型
12がテーブルの加熱板62から離れ、レール68上を
移動して、次の工程に搬送される。次工程においては、
積層体22が加熱され、グリーンシート18が焼成され
てセラミック層となり、セラミック層と電極層のシート
上の積層体が得られる。これを、所定の形状に切り出
し、端子を接続し、積層コンデンサが製造される。
成するゴム材がはみ出す、または漏れ出すことを防止す
るバックアップ部材の一例が示されている。前述した部
材については、同一の符号を付しその説明を省略する。
また、この図において、各部材の詳細な構造、例えば上
型10の背板36を支持する構造などについては、省略
してある。
10とゴム板38の間に設けられたバックアップ板80
である。バックアップ板80は、金属などの剛体で形成
され、ゴム板38と加硫接着などにより接着されてお
り、これらによって加圧パッドが形成されている。バッ
クアップ板80とサイド型14の隙間は、図8に示すよ
うに、上型10とサイド型14の隙間よりも小さく(狭
く)設定されている。上型10とサイド型14の隙間そ
のものを精度良く管理しようとすると、型製作のコスト
が上昇するが、バックアップ板80の加工精度は比較的
容易に管理できるので、装置のコスト上昇を抑制するこ
とができる。この面から、バックアップ板80は機械加
工がより容易な金属、例えばアルミニウム系材料とする
ことが好適である。
体22に対して、柔軟層であるゴム板38が直接接触す
るよう構成されているが、図1などに示される例のよう
に積層体22に接触する面に鋼板などの剛体の層を形成
することも可能である。
に、さらにシールリング82を設けた構成が示されてい
る。シールリング82は、柔軟層38のバックアップ板
80に接する面の縁の全周に、他の部分より厚みを薄く
することにより形成された肩部84に配置されている。
図示するように、シールリング82は肩部84をほぼ埋
めるようになっている。
斜視図である。本実施形態では、加圧型、サイド型の形
状に合わせて、方形となっているが、型の形状が変われ
ばこれに合わせた形状とする必要がある。すなわち、サ
イド型と、バックアップ板80の隙間を全周にわたって
封止する形状が求められる。シールリング82の材料
は、加圧の際の圧力による変形が十分小さく、また弾性
範囲内となるような材料であればよい。好適にはポリア
ミドのような樹脂材料、また金属などを用いることもで
きる。
で切断されている。この切断部86の切り口は、環状の
シールリングの軸線88に対し、交差する面となってい
る。切断部86を設けることにより、シールリング82
の弾性によってサイド型への密着性が確保される。ま
た、斜めの切り口を有することで、シールリング82の
周長の変化に対し、切り口の接触が維持される。すなわ
ち、図11に示すように、一点鎖線で示す位置から、シ
ールリング82の周長が変化し、実線で示すような位置
になっても、切り口の一部が接触し、個々から柔軟層3
8を構成する材料が漏れ出すことを防止している。
を有するシールリング92の要部が示されている。この
例においては、斜めの切り口ではなく、クランク状の切
り口となっている。この場合のシールリング92の所定
範囲の周長変化に対して、切り口の一部が常に接触する
ように維持される。よって、柔軟層38の材料の漏れ出
しが防止される。
より、バックアップ板のみより更に高い加圧力に対し
て、柔軟層38の材料の漏れ出しを防止することができ
る。
圧成形物として、セラミックコンデンサ用の焼成前の多
層積層体22を用いたが、これに限定されず、例えば粉
末、シート、仮圧着物などに適用することができる。特
に、その表面の平坦度に所定の要求がある場合に好適で
ある。被加圧成形物の表面には剛体が接するので、その
表面は剛体の形状にならったものとなる。剛体の表面が
平坦であれば、被加圧成形物の表面もまた平坦となる。
また、柔軟な層を有することで、被加圧成形物の加圧前
の形状、例えば型と被加圧成形物の表面の平行度につい
て厳密な管理を行わないでも均一な加圧を行うことがで
きる。また、所定の形状を得るための加圧力が小さく、
装置も小型とすることができる。
り柔軟な層を形成する材料が型どうしの隙間からはみ出
すことを抑制できる。
ある。
図である。
ための図である。
せた例を示す図である。
る。
詳細図である。
ビティ(成形室)、18 セラミックグリーンシート、
20 電極シート、22 積層体、30 加圧パッド、
38 ゴム板(柔軟層)、40 鋼板(接触層)、48
バックアップリング(バックアップ部材)、52 流
体圧シリンダ(アクチュエータ)、56シール枠(シー
ル構造)、59 当接片(シール構造)、80 バック
アップ板(バックアップ部材)、82,92 シールリ
ング、86,90 切断部。
Claims (11)
- 【請求項1】 複数の加圧型で被加圧成形物を挟持し、
加圧成形を行う加圧成形装置であって、 少なくとも一つの加圧型は、その被加圧成形物に対する
部分に、少なくとも2層からなる層構造を有する加圧パ
ッドを有し、 前記加圧パッドは、 剛体で形成され、被加圧成形物に接触する接触層と、 柔軟体で形成される柔軟層と、を有する、加圧成形装
置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の加圧成形装置であっ
て、 前記加圧型は2個であって、これらが対向して配置さ
れ、さらに、前記加圧型の対向方向側方に配置され、前
記加圧型と共に外部から遮断される成形室を形成するサ
イド型を有し、 さらに、前記柔軟層の、被加圧成形物側の面とその反対
側の面の少なくとも一方の面の縁の近傍に配置され、前
記縁に沿って前記サイド型に接する、環状のバックアッ
プリングを備える、加圧成形装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の加圧成形装置であっ
て、 前記バックアップリングが配置される柔軟層の縁は、他
の部分より厚さを薄くすることによって肩部が形成さ
れ、この肩部を略埋めるように前記バックアップリング
が配置される、加圧成形装置。 - 【請求項4】 請求項2または3に記載の加圧成形装置
であって、 さらに、前記サイド型と一方の前記加圧型とが所定距離
以内にあるときに、これらの隙間を封止するシール構造
を有し、 当該シール構造は、 前記一方の加圧型の側方外側に位置するように前記サイ
ド型に固定された環状の枠と、 前記一方の加圧型に固定され、前記枠に内側から当接す
る当接片と、を有する、加圧成形装置。 - 【請求項5】 請求項2から4のいずれかに記載の加圧
成形装置であって、 一方の前記加圧型とサイド型の間に、これらを前記加圧
型の対向方向に移動させるアクチュエータを含み、当該
アクチュエータによって、サイド型をもう一方の前記加
圧型に押しつける、加圧成形装置。 - 【請求項6】 対向配置された加圧型で被加圧成形物を
挟持し、加圧成形を行う加圧成形装置であって、 前記加圧型の対向方向の側方に配置され、前記加圧型と
共に外部から遮断される成形室を形成するサイド型を有
し、 少なくともひとつの前記加圧型の前記被加圧成形物に対
向する面には、柔軟層を有する加圧パッドが設けられ、 前記柔軟層に隣接して設けられ、前記加圧パッドが設け
られた加圧型と前記サイド型の隙間を封止し、当該隙間
からの前記柔軟層を構成する材料の漏れを抑制するバッ
クアップ部材、を有する、加圧成形装置。 - 【請求項7】 請求項6に記載の加圧成形装置であっ
て、前記バックアップ部材は環形状である、加圧成形装
置。 - 【請求項8】 請求項6に記載の加圧成形装置であっ
て、前記バックアップ部材は板形状である、加圧成形装
置。 - 【請求項9】 請求項8に記載の加圧成形装置であっ
て、前記柔軟層のバックアップ部材に接する面の縁近傍
に配置され、前記縁に沿って前記サイド型に接する、環
状のシールリングを有する加圧成形装置。 - 【請求項10】 請求項9に記載の加圧成形装置であっ
て、前記シールリングは、その周上の少なくとも1ヶ所
で切断されており、この切断面は、当該シールリングの
周長の所定幅の変化に対して、当該切断面の少なくとも
一部が接触した状態を維持する、加圧成形装置。 - 【請求項11】 請求項9に記載の加圧成形装置であっ
て、前記シールリングは、その周上の少なくとも1ヶ所
で斜めに切断されている、加圧成形装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000209924A JP4157672B2 (ja) | 1999-09-06 | 2000-07-11 | 加圧成形装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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