JP5552773B2 - 分割体製造装置及び製造方法 - Google Patents
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Description
このような板状素材を分割する技術として、従来では、ベルトによって挟んだ状態で板状素材をロールで押圧してベルト毎曲げる方法(特許文献1参照)、径の異なる二つのロールの間に板状素材を挟むことにより曲げ力を作用させる方法(特許文献2参照)などがあり、いずれの方法も、セラミックスの脆性を利用して分割溝から亀裂を生じさせることにより分割する方法である。
両分割部材の中央部の間隔は、脆性材料の板状素材を分割するに足るだけの押圧力が作用するものであればよく、両端部間の間隔規制部材によって、それ以上に接近しないようにすることができる。
板状素材に弾性部材が接触することにより、押圧力に若干のばらつきが生じても、これを緩和することができ、また、板状素材表面の傷の発生等を防止することができる。
間隔規制部材を分割部材や弾性部材に形成することにより、間隔規制部材を単独で取り扱う場合に比べて作業性がよくなる。
この実施形態では、分割体として、大電流、高電圧を制御するパワーモジュールに用いられる基板を適用している。
このパワーモジュール1について予め説明しておくと、パワーモジュール1は、図8に示すように、パワーモジュール用基板2と、該パワーモジュール用基板2の表面に搭載された半導体チップ等の電子部品3とから構成される。パワーモジュール用基板2は、セラミックス基板4の表面に回路層用金属層5が積層されるとともに、セラミックス基板4の裏面に放熱層用金属層6が積層されており、回路層用金属層5の上に電子部品3が搭載され、放熱層用金属層6にヒートシンク7が取り付けられる構成である。
一方、ヒートシンク7は、アルミニウム合金の押し出し成形によって形成され、その長さ方向に沿って冷却水を流通させるための多数の流路9が形成されており、セラミックス基板2との間はろう付け、はんだ付け、ボルト等によって接合される。
また、下側ベルト22及び上側ベルト27の長さ方向の中間位置には、これらベルト22,27を巻回している支持ローラ23〜26より小径の分割ローラ28,29がベルト22,27の裏面に接触した状態で設けられていることにより、両分割ローラ28,29がベルト22,27を介在した状態で上下に並んで配置されている。
これら分割ローラ28,29は、板状素材13の幅よりも長さが大きく、その両端部間で後述の間隔規制部材30を挟持し得る長さに設定されている。
この間隔規制部材30の材料は、両分割ローラ28,29間で板状素材13を挟持状態に押圧して分割したときに、原形を維持できるもの、板状素材13と同様に割れるもの、いずれも使用可能である。
なお、板状素材13の搬送路とされる下側ベルト22において、上側ベルト27より前方に突出している前端部上が、この下側ベルト22上に板状素材13を載置状態に供給するための導入部31とされ、上側ベルト27より後方に突出している後端部上が、各分割片(パワーモジュール基板2)を取り出すための排出部32とされる。
下側ベルト22の導入部31の上面に、板状素材13をその分割溝12を下方に向けた状態で載置するとともに、この板状素材13の両側に間隔規制部材30を相互に平行に配置し、この状態でベルト22,27を駆動して、板状素材13及び間隔規制部材30を両ベルト22,27の間に挟持状態で搬送する。図2には、導入部31及び排出部32上では板状素材13又は分割後のパワーモジュール用基板2を実線で示し、間隔規制部材30を鎖線で示しており、両ベルト22,28の間では間隔規制部材30のみ示している。
このように間隔規制部材30によって分割ローラ28,29の撓みの発生が防止され、また、押圧力が抑制される結果、板状素材13がその幅方向にわたって均等な押圧力で押圧され、分割溝12に沿って直線状にかつ板状素材13の表面に対して垂直に分割される。
この場合、間隔規制部材38が下側の分割ローラ37の外周部に一体に形成されているので、第1実施形態のように間隔規制部材を別途取り扱う作業が不要であり、ベルト22の導入部31(図1参照)に板状素材13のみを供給すればよく、作業性が良い。
また、この第2実施形態の分割体製造装置35の場合、間隔規制部材38が分割ローラ37と一体に形成され、他方の分割ローラ36の表面に接触するものであり、第1実施形態のように弾性部材間に介在するものではない。したがって、間隔規制部材38と分割ローラ36との剛体どうしの接触となるので、間隔規制部材38の高さ寸法は、板状素材13の総板厚と2枚のベルト22,27の厚さとの和よりわずかに小さい寸法に設定するとよい。
なお、ベルト42が巻回される両端の支持ローラ23,24の外径に比べて間隔規制部材43の高さが大きい場合には、支持ローラ23,24への巻回を容易にするため、図7に示すように、間隔規制部材43に幅方向に沿うスリット44を適宜のピッチで形成し、支持ローラ23,24(図7には一方の支持ローラ24のみ示す)に巻回されたときに外周側でスリット44が開くように構成するとよい。
例えば、上記実施形態では、板状素材を一組の無端ベルトによって挟持して送りながら押圧するようにしたが、下側は上記実施形態と同様のベルトによって構成し、上側は分割ローラのみとしたものでもよい。また、両分割ローラの径は同じでもよいが、異ならせてもよく、その場合、下側の分割ローラを大きくするとよい。
また、第2実施形態及び第3実施形態において、間隔規制部材を下側の分割ローラ側に設けたが、上側の分割ローラ側に設けてもよいし、高さの半分ずつを分けるようにして両方に設けてもよい。
また、分割ローラは上下のいずれもがローラとして構成したが、上側はローラとし、下側をベルトに沿う平板としてもよい。また、上側のローラも、下向きの凸円弧状の湾曲面を有する部材としてもよい。本発明の分割部材はこれらローラ状のもの、平板状のもの、湾曲状のものを含むものとする。
また、セラミックス基板の分割溝は片面のみに形成したものを用いたが、両面に形成しておいてもよい。また、図2では分割溝が下方に向けて配置されるようにしたが、上方に向けて配置してもよい。
2 パワーモジュール用基板
3 電子部品
4 セラミックス板
5 回路層用金属層
6 放熱層用金属層
11 セラミックス平板
12 分割溝
13 板状素材
21 分割体製造装置
22,27 ベルト
23〜26 支持ローラ
28,29 分割ローラ(分割部材)
30 間隔規制部材
31 導入部
32 排出部
35 分割体製造装置
36,37 分割ローラ 38 間隔規制部材
41 分割体製造装置
42 下側ベルト
43 間隔規制部材
44 スリット
Claims (5)
- あらかじめ分割溝が形成された脆性材料からなる板状素材を押圧することにより前記分割溝から分割して複数の分割体を製造する分割体製造装置であって、
前記板状素材をベルトに載置して搬送する搬送路の途中に、前記板状部材を挟持状態に押圧する一組の分割部材が設けられるとともに、これら分割部材の間に、前記板状素材を挟持したときに該板状素材の両側で前記分割部材の間の最小間隔を規制する間隔規制部材が設けられ、前記間隔規制部材の高さが前記板状部材の総板厚より大きく設定されており、両分割部材の間では、前記間隔規制部材の位置で前記ベルトが押し潰されることにより、左右の両間隔規制部材の間で前記ベルトが膨出し、その膨出部分で前記板状素材が押圧されることを特徴とする分割体製造装置。 - 前記分割部材の少なくとも一方の表面に、前記板状素材の表面に接触する弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項1記載の分割体製造装置。
- 前記間隔規制部材は、前記分割部材うちの少なくとも一方に突出して形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の分割体製造装置。
- 前記間隔規制部材は、前記弾性部材の表面に突出して形成されていることを特徴とする請求項2記載の分割体製造装置。
- あらかじめ分割溝が形成された脆性材料からなる板状素材を押圧することにより前記分割溝から分割して複数の分割体を製造する分割体製造方法であって、
ベルトに載置した前記板状素材の両側方位置に、前記板状部材の総板厚より高さが大きく設定された間隔規制部材を配置した状態とし、この間隔規制部材とともに前記板状素材を一組の分割部材によって挟持状態に押圧することにより、両分割部材の間では、前記間隔規制部材の位置で前記ベルトが押し潰され、左右の両間隔規制部材の間で前記ベルトが膨出し、その膨出部分で押圧して前記板状素材を分割することを特徴とする分割体製造方法。
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