CN105082414A

CN105082414A - 成形模

Info

Publication number: CN105082414A
Application number: CN201510199771.2A
Authority: CN
Inventors: 坂东和彦; 藤原邦彦; 东大助; 岸本智子; 野口欣纪; 白井健士郎
Original assignee: Towa Corp
Current assignee: Towa Corp
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2015-11-25
Also published as: JP2015214070A; KR20150128545A; TWI574813B; JP6366348B2; KR102009074B1; TW201600299A; KR20170040152A

Abstract

本发明提供一种脱模性和防污性优异且难以产生裂纹、缺损的成形模。成形模在成形成形品时所使用，该成形模包括：金属制的基材(10)；以及陶瓷层(20)，其设于基材(10)上，包含氧化钇、氮和4A族元素的阳离子，且与成形品相接触。上述成形模也可以还包括介于基材(10)与陶瓷层(20)之间的中间层(30)。中间层(30)具有硬度比基材(10)的硬度高且韧性比陶瓷层(20)的韧性高的部分。

Description

成形模

技术领域

本发明涉及一种在成形成形品时所使用的成形模。

背景技术

专利文献1(日本特开2011－79261号公报)中公开了一种在由陶瓷构成的基材5的表面8形成有脱模层4的成形模。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-79261号公报

专利文献2：日本特开2010-185095号公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1所记载的脱模层4的脱模性和防污性优异。另一方面，在专利文献1中使用由陶瓷构成的基材，但在如此的情况下，存在基材的机械加工困难、基材的处理困难(易于产生裂纹、缺损)这样的问题。

本发明是鉴于上述这样的问题而做成的，本发明的目的在于提供一种脱模性和防污性优异且难以产生裂纹、缺损的成形模。

用于解决问题的方案

本发明的成形模是在成形成形品时所使用的成形模。

在本发明的一技术方案中，成形模包括：金属制的基材；以及陶瓷层，其设于基材上，包含氧化钇、氮和4A族元素的阳离子，且与成形品相接触。

在一种实施方式中，成形模还包括介于基材与陶瓷层之间的粘接层。粘接层可以形成为单层，也可以形成为多层。

在本发明的另一技术方案中，成形模包括：金属制的基材；陶瓷层，其包含氧化钇、氮和4A族元素的阳离子，且与成形品相接触；以及中间层，其介于基材与陶瓷层之间。中间层可以形成为单层，也可以形成为多层。

在一种实施方式中，成形模还包括介于基材与中间层之间的粘接层。

在一种实施方式中，成形模还包括介于中间层与陶瓷层之间的粘接层。

在一种实施方式中，中间层形成为多层，在多层中间层中的至少两层中间层之间设有粘接层。

在一种实施方式中，中间层具有硬度比基材的硬度高、且韧性比陶瓷层的韧性高的部分。

在一种实施方式中，中间层至少在陶瓷层侧的表面部分处的硬度比基材的硬度高。

在一种实施方式中，中间层包含缓冲层，该缓冲层的硬度以自基材侧向陶瓷层侧去而变高的方式变化。此外，此处所说的“变化”包含连续的变化、阶段性的变化以及连续与阶段性相组合的变化中的任意一者。

在一种实施方式中，中间层包含缓冲层，其通过使该中间层的组成变化而使该缓冲层的硬度连续地变化。

在一种实施方式中，中间层含有包括M－A系氮化物、碳化物、氧化物的部分，M为钛、铬、镍、锆、铝或者硅，A为氮、碳或者氧。。

在一种实施方式中，粘接层包含具有钛、铬、镍、锆、钇、铝、硅的金属单体、这些金属单体的混合物、或者金属单体的氧化物或含有多种金属单体的氧化物的部分。

此外，在本申请说明书中“硬度”的意思是：使用株式会社岛津制作所制的“动态微型硬度计”(型号：DUH-211S)，将测量条件设为“压头：三棱锥压头(Berkovich型、顶角115°)、自表面的压入深度：0.1μm、负载速度：设定值80(0.8758mN/秒)、负载保持时间：15秒”进行测量得到的值。

发明的效果

采用本发明，能够提供一种脱模性和防污性优异且难以产生裂纹、缺损的成形模。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的成形模的截面的图。

图2是表示本发明的另一实施方式的成形模的截面的图。

图3是更详细地表示中间层的构造的一例的剖视图。

图4是更详细地表示中间层的构造的另一例的剖视图。

图5是更详细地表示中间层的构造的另一例的剖视图。

图6是表示对本发明的一实施例的成形模和比较例的成形模进行脱模性评价所得到的实验结果的图。

图7是表示使用本发明的一实施例的成形模进行预定次数的成形动作之后的该成形模的底面的照片。

图8是表示使用比较例的成形模进行预定次数的成形动作之后的该成形模的底面的照片。

附图标记说明

10、金属基材；20、陶瓷层；30、中间层；31、31A、31B、缓冲层；32A、32B、32C、32D、粘接层。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。此外，存在对相同或者相应的部分标注相同的附图标记，而不重复说明的情况。

此外，在以下说明的实施方式中，在提及个数、量等的情况下，除有特别记载的情况之外，本发明的范围不一定限定其个数、量等。另外，在以下的实施方式中，各种构成要素除了存在特别记载的情况之外，对于本发明来说不一定是必须的构成要素。

首先，对本发明的实施方式概略地进行说明。

本发明的一种实施方式是在成形成形品时所使用的成形模，该成形模包括：金属制的基材；以及陶瓷层，其设于上述基材上，且包含氧化钇、氮和4A族元素的阳离子，并与上述成形品相接触。也可以在上述基材与上述陶瓷层之间设有粘接层。

另外，本发明的一种实施方式是在成形成形品时所使用的成形模，该成形模包括：金属制的基材；以及陶瓷层，其包含氧化钇、氮和4A族元素的阳离子，并与上述成形品相接触，该成形模还包括介于上述基材与上述陶瓷层之间的中间层。另外，也可以在上述基材与中间层之间设有粘接层。而且，也可以在上述中间层与上述陶瓷层之间设有粘接层。

此外，在上述中间层形成为多层的情况下，也可以在上述多层的中间层中的至少两层中间层之间设有粘接层。

并且，上述粘接层也可以形成为单层或者多层。

另外，在上述成形模中，上述中间层具有硬度比上述基材的硬度高且韧性比上述陶瓷层的韧性高的部分。另外，上述中间层至少在上述陶瓷层侧的表面部分处硬度比上述基材的硬度高。

另外，在上述成形模中，能够在上述中间层包含缓冲层，例如，上述缓冲层构成为硬度以自上述基材侧向上述陶瓷层侧去变高的方式变化。

另外，在上述成形模中，能够成为在上述中间层包含粘接层的结构。

另外，能够将缓冲层设成多层，能够至少在两层缓冲层之间设有单层或者多层的粘接层。

此外，存在上述粘接层具有缓冲层的功能的情况。

另外，例如，存在难以用单层的粘接层将中间层(缓冲层)和陶瓷层接合起来的情况。在该情况下，也可以在中间层(缓冲层)和陶瓷层之间设有多层粘接层(例如三层的情况下，自陶瓷层侧设为第1粘接层、第2粘接层、第3粘接层)地阶段性地将中间层(缓冲层)和陶瓷层接合起来(参照图5)。

即，能够用易于与陶瓷层粘接的物质构成与陶瓷层接触的第1粘接层，并且用易于与中间层(缓冲层)粘接的物质形成与中间层(缓冲层)相接触的其他粘接层(相当于上述第3粘接层)。即能够根据需要使粘接层形成多层构造。

此外，在将上述多层粘接层设为三层的情况下，能够用由易于与上述第1和第3粘接层粘接的物质所形成的第2粘接层接合上述第1粘接层和上述第3粘接层。

另外，总而言之，上述中间层实质上是缓冲层，上述中间层(缓冲层)能够借助粘接层与其他层进行接合(对中间层外在附加粘接层)。

另外，如图例所示，上述中间层能够包括缓冲层和粘接层，上述中间层成为包含上述粘接层的中间层(在中间层内在附加粘接层)。

因而，本发明的中间层相对于成为实质的中间层的缓冲层能够外在地或者内在地附加粘接层。

此外，本发明的中间层可以仅为缓冲层，也可以仅为粘接层。

另外，存在缓冲层具有粘接作用的情况，也存在粘接层具有缓冲作用的情况。

另外，对前述的中间层(缓冲层或者粘接层)所起到的缓冲作用进行描述。上述陶瓷层是较薄的层，且是相对于上述金属制的基材硬度硬且韧性低的层。设置中间层作为对这两者的硬度之差和韧性之差进行缓冲的层。

以下，利用附图进行更具体地说明。

图1是表示本实施方式的成形模的截面的图。本实施方式的成形模是在成形树脂成形品等时所使用的模，如图1所示，该成形模包括：金属基材10；以及陶瓷层20，其设于金属基材10上，且与成形品相接触。

金属基材10可以由铁系的材料(例如不锈钢、碳钢、合金钢、合金工具钢、高速钢、预硬钢等)构成，也可以由非铁系的材料(铜系、铝系、超硬合金系等)构成。由此，能够形成加工性优异且难以产生裂纹、缺损的金属基材10。

陶瓷层20包含氧化钇、氮和4A族元素的阳离子。由此，能提供脱模性和防污性优异的成形模。也可以借助未图示的粘接层将金属基材10和陶瓷层20之间接合。

能够以切削加工、电火花加工等以往的金属加工法形成金属基材10。能够利用例如溅射、离子镀等的物理蒸镀法(PVD)形成陶瓷层。

在图1的例子中，陶瓷层20的厚度为0.1μm～5μm左右。金属基材10与陶瓷层20之间的粘接层的厚度为0.01μm～1μm左右。

图2是表示另一实施方式的成形模的截面的图。在图2所示的实施方式中，成形模还包括介于基材10与陶瓷层20之间的中间层30。中间层30具有硬度比金属基材10的硬度高且韧性比陶瓷层20的韧性高的部分。由此，能够抑制陶瓷层20产生裂纹或者陶瓷层20自金属基材10剥离。

在图2的例子中，中间层30的厚度为0.2μm～5μm左右。与图1的例子相同，陶瓷层20的厚度为0.1μm～5μm左右。

接下来，利用图3～图5，对中间层30的构造更详细地进行说明。在图3的例子中，中间层30具有缓冲层31A、31B和粘接层32A、32B，在图4的例子中，中间层30具有缓冲层31和粘接层32A、32B，在图5的例子中，中间层30具有缓冲层31A、31B和粘接层32A～32D。

即，缓冲层可以如图3、图5所示那样由多层构成，也可以如图4所示那样由单层构成。粘接层也可以如图3、图4所示那样在缓冲层的两侧由单层构成，也可以如图5所示那样在缓冲层的一侧由多层构成，在另一侧由单层构成，而且，也可以在缓冲层的两侧由多层构成。

此外，在图5的中间层30中，也可以在实质上成为中间层的缓冲层31A、31B之间设有由单层或者多层构成的粘接层。另外，在上述缓冲层(实质的中间层)设有与其他层粘接的粘接层的情况下，上述中间层成为包含粘接层的层。

另外，在图4中，能够直接地将缓冲层31与金属基材10进行接合。而且，在图4中，能够直接地将缓冲层31与陶瓷层20进行接合。

例如，能够利用溅射、离子镀等的物理蒸镀法(PVD)使缓冲层和粘接层一起形成。

优选的是，缓冲层的硬度以自硬度低的金属基材10侧向硬度高的陶瓷层20侧去变高的方式变化。例如，在如图3、图5所示那样的层叠构造的缓冲层31A、31B的情况下，通过使金属基材10侧的缓冲层31A的硬度比陶瓷层20侧的缓冲层31B的硬度低，能够使硬度阶段性地变化。另外，在如图4所示那样的单层构造的缓冲层31的情况下，通过使组成在缓冲层的厚度方向上变化(例如随着靠近金属基材10而降低氮浓度)，能够使硬度连续地变化。

缓冲层例如包括M－A系(M为钛、铬、镍、锆、铝、或者硅，A为氮、碳、或者氧。)的氮化物、碳化物、氧化物。

粘接层例如由钛、铬、镍、锆、钇、铝、硅的金属单体、这些金属单体的混合物、或者上述金属单体的氧化物或含有多种上述金属单体的氧化物构成。

能够适宜选择构成缓冲层的原材料和构成粘接层的原材料并对其进行组合。此外，缓冲层的厚度(总计)为0.2μm～5μm左右。

接下来，利用图6，对本发明的实施例的脱模性的提高进行说明。图6是对本发明的一个实施例的成形模和比较例的成形模(对金属基材实施硬质铬镀的成形模)进行预定次数的成形动作，通过测量每次的脱模力来评价脱模性所得到的实验结果。

参照图6得知，采用本发明的实施例的成形模，与比较例的成形模相比较，脱模力降低，利用陶瓷层20形成脱模性优异的成形模。

接下来，利用图7、图8，对本发明的实施例的防污性的提高进行说明。图7、图8分别是表示使用本发明的实施例的成形模和比较例的成形模进行预定次数(图7：1000次，图8：300次)的成形动作之后的该成形模的底面的照片。

参照图7、图8，在本发明的实施例的成形模(图7)中进行1000次成形动作之后也不能识别到显著的污渍，与此相对，在比较例的成形模(图8)中，进行300次成形动作之后，除了在A部识别到树脂的粘着，另外在B部识别模锻毛边的堆积。而且，在整个模腔底面识别到变色。从以上的结果得知，能够利用陶瓷层20形成防污性优异的成形模。

如此，采用本实施方式的成形模，通过使用陶瓷层20形成脱模性和防污性优异的成形模，并且通过使用金属基材10，能够抑制成形模的裂纹、缺损。而且，利用中间层30，能够改善金属基材10与陶瓷层20之间的接合构造，并抑制陶瓷层20产生裂纹、陶瓷层20自金属基材10剥离。

此外，上述成形模例如能够用于注射模塑成形、传递模塑成形、压缩成形。

在传递模塑成形(或者压缩成形)的情况下，能够使用树脂材料，使安装于基板的半导体芯片在设有陶瓷层的模腔内密封成形(或者压缩成形)于与该模腔的形状相对应的封装件(成形品)内。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但应该认为本次公开的实施方式在所有的方面都是例示而非进行限制。通过权利要求表示本发明的范围，本发明的范围可认为包含与权利要求等同的意思和权利要求范围内的所有变更。

Claims

1.一种成形模，其在成形成形品时使用，其中，

该成形模包括：

金属制的基材；以及

陶瓷层，其设于所述基材上，包含氧化钇、氮和4A族元素的阳离子，且与所述成形品相接触。

2.根据权利要求1所述的成形模，其中，

该成形模还包括介于所述基材与所述陶瓷层之间的粘接层。

3.一种成形模，其在成形成形品时使用，其中，

该成形模包括：

金属制的基材；

陶瓷层，其包含氧化钇、氮和4A族元素的阳离子，且与所述成形品相接触；以及

中间层，其介于所述基材与所述陶瓷层之间。

4.根据权利要求3所述的成形模，其中，

该成形模还包括介于所述基材与所述中间层之间的粘接层。

5.根据权利要求3所述的成形模，其中，

该成形模还包括介于所述中间层与所述陶瓷层之间的粘接层。

6.根据权利要求3所述的成形模，其中，

所述中间层形成为单层。

7.根据权利要求3所述的成形模，其中，

所述中间层形成为多层。

8.根据权利要求3所述的成形模，其中，

所述中间层形成为多层，在所述多层中间层中的至少两层中间层之间设有粘接层。

9.根据权利要求2、4、5、8中任意一项所述的成形模，其中，

所述粘接层形成为单层。

10.根据权利要求2、4、5、8中任意一项所述的成形模，其中，

所述粘接层形成为多层。

11.根据权利要求3所述的成形模，其中，

所述中间层具有硬度比所述基材的硬度高、且韧性比所述陶瓷层的韧性高的部分。

12.根据权利要求3所述的成形模，其中，

所述中间层至少在所述陶瓷层侧的表面部分处的硬度比所述基材的硬度高。

13.根据权利要求3所述的成形模，其中，

所述中间层包含缓冲层，该缓冲层的硬度以自所述基材侧向所述陶瓷层侧去而变高的方式变化。

14.根据权利要求3所述的成形模，其中，

所述中间层包含缓冲层，该缓冲层通过使所述中间层的组成变化而使硬度连续地变化。

15.根据权利要求3所述的成形模，其中，

所述中间层含有包括M－A系氮化物、碳化物、氧化物的部分，M为钛、铬、镍、锆、铝或者硅，A为氮、碳或者氧。

16.根据权利要求2、4、5、8中任意一项所述的成形模，其中，所述粘接层包含具有钛、铬、镍、锆、钇、铝、硅的金属单体、这些金属单体的混合物、或者所述金属单体的氧化物或含有多种所述金属单体的氧化物的部分。