本發(fā)明關(guān)于一種用于電子零件領(lǐng)域等的微小孔徑的精密管嘴及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、隨著近年來(lái)的技術(shù)創(chuàng)新致使電子設(shè)備的小型化，在安裝在智能型手機(jī)、平板型個(gè)人電腦(pc)、游戲機(jī)、主板、數(shù)碼相機(jī)等的電子零件的領(lǐng)域，在半導(dǎo)體裝置中，半導(dǎo)體元件及集成電路的微細(xì)化和高密度化正在進(jìn)行。在這種半導(dǎo)體裝置的制造過程中，作為利用在組裝微小零件或?qū)τ诨迳系陌惭b的管嘴，已知有回焊管嘴(reflow?nozzle)、吸附管嘴、焊料噴射管嘴(solder?jetting?nozzle)等，任一管嘴都是具有微小的噴出孔或吸附孔的精密管嘴。例如，作為回焊管嘴，也使用通過對(duì)直徑40μm左右的焊料球(solder?ball)照射激光使其熔化而將熔化的焊料(焊料膏)供給到基板上的管嘴。因此，在這種回焊管嘴中，為使焊料球暫時(shí)停留在噴出口，必須將噴出口的孔徑調(diào)整為與焊料球的直徑同程度的微小孔徑。另外，由于回焊管嘴等精密管嘴必須正確地定位，對(duì)流路形狀也要求精密度。因此，回焊管嘴等精密管嘴必須進(jìn)行高度的精密加工。特別是回焊管嘴也要求耐久性，故以超硬合金制成，但由于超硬合金為硬質(zhì)，加工困難，因而精密加工的加工效率低。所以，難以使用熟知技術(shù)效率良好地制造回焊管嘴等精密管嘴。

2、日本特開2022-85914號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中，已揭示作為噴出安裝電子零件所需的接著劑的電子零件接著用管嘴，其以超硬合金形成，并包含形成具有直徑50μm以下的噴出口的噴出用貫通孔的前端部、及具有用以將接著劑供給至該前端部的內(nèi)部空間的本體部。

3、日本特開2022-89371號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中，已揭示作為噴出安裝電子零件所需的接著劑的電子零件接著用管嘴，其以超硬合金形成，并包含具有直徑50μm以下的噴出口的噴出用貫通孔、及具有用以將接著劑供給至該噴出用貫通孔的內(nèi)部空間的本體部。

4、專利文獻(xiàn)1和2中，已記載一種管嘴，該管嘴的噴出用貫通孔的噴出口的直徑小于注入口的直徑，使得接著劑能夠以微細(xì)的量和噴出直徑容易地噴出，在附圖中，已揭示具有兩階段的流路形狀的管嘴，兩階段的流路形狀為：內(nèi)徑從注入口向下游方向逐漸減小的流路、及從該流路向噴出口具有相同內(nèi)徑的流路(直線流路)。此外，專利文獻(xiàn)1和2中，已記載關(guān)于噴出口的直徑，從能夠噴出適于高密度安裝的接著劑的觀點(diǎn)來(lái)看，噴出口的直徑較優(yōu)選為30μm以下。

5、另外，專利文獻(xiàn)1和2中，已記載由于噴出用貫通孔的內(nèi)徑、噴出軸要求高精度，作為噴出用貫通孔的形成方法，可使用在既定位置穿孔而形成的方法、通過層壓而形成的方法、通過模具加工而形成的方法。

6、另外，專利文獻(xiàn)1和2中，作為在由金屬粉體的燒結(jié)體形成本體部和前端部時(shí)以高精度形成噴出用貫通孔的方法，已記載有在形成燒結(jié)體時(shí)設(shè)置噴出用貫通孔的方法、及在燒結(jié)體形成后通過穿孔等形成噴出用貫通孔的方法。

7、另一方面，日本特開2022-22419號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)中，已揭示一種放電加工方法，該方法使用直徑大于要穿孔的孔徑的放電電極，以放電電極為正極，工件為負(fù)極，使直徑大于要穿孔的孔徑的放電電極以30至200μm/s的進(jìn)給速度旋轉(zhuǎn)進(jìn)給，一邊消耗放電電極一邊在工件形成孔。

8、[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]

9、[專利文獻(xiàn)]

10、專利文獻(xiàn)1：日本特開2022-85914號(hào)公報(bào)

11、專利文獻(xiàn)2：日本特開2022-89371號(hào)公報(bào)

12、專利文獻(xiàn)3：日本特開2022-22419號(hào)公報(bào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、[發(fā)明所欲解決的課題]

2、然而，在專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2所記載的管嘴的制造方法中，難以用超硬合金效率良好地制造精密管嘴。特別是超硬合金制成的噴出口的口徑小于45μm(特別是小于30μm)的精密管嘴，雖然制造本身極為困難，但是專利文獻(xiàn)1及2并未記載具體的制造方法，也未記載實(shí)際制造的管嘴的噴出口的口徑。

3、此外，在專利文獻(xiàn)2的管嘴中，為了噴射接著劑，與噴出口連接的流路形成直線狀，但根據(jù)用途也會(huì)有需要錐形的情況。例如，在使用焊料球的回焊管嘴中，為了順利地噴出焊料膏，也會(huì)要求將與噴出口連接的流路形成為錐形。

4、另外，專利文獻(xiàn)2中，已記載利用機(jī)械加工進(jìn)行穿孔容易實(shí)現(xiàn)微細(xì)直徑的噴出用貫通孔的形成。作為開孔的機(jī)械加工，一般的加工方法為鉆孔加工，但在超硬合金的加工中，材料硬度高，一般的工具難以加工，故大部分選擇放電加工。作為比較新的加工方法，可以以使用專用于如硬質(zhì)合金的高硬度材料的專用工具及可以使該工具高速旋轉(zhuǎn)的特殊加工機(jī)的加工方法來(lái)加工微細(xì)孔。但是用這種方法加工直徑40μm左右的微細(xì)孔時(shí)，為了保持所使用的鉆頭的刀刃強(qiáng)度，必須縮短刀刃的長(zhǎng)度。這是因?yàn)槿艟哂形⒓?xì)直徑的鉆頭刀刃的刀刃長(zhǎng)度增加，鉆頭的刀刃在制造時(shí)或使用時(shí)會(huì)斷裂。作為在市面販賣的鉆頭中能夠?qū)Τ埠辖疬M(jìn)行如上述的特殊微細(xì)加工的鉆頭，可舉例精細(xì)陶瓷用的極小徑鉆頭(osg有限公司制造的“uvm-cera(特殊產(chǎn)品)”)。然而，在這種極小徑鉆頭中，鉆頭刀刃的長(zhǎng)度是根據(jù)鉆頭刀刃的直徑來(lái)選擇，當(dāng)鉆頭刀刃的直徑為40μm時(shí)，鉆頭刀刃的長(zhǎng)度為0.4mm。這是因?yàn)橹睆?0μm左右的微細(xì)徑且長(zhǎng)度超過0.4mm的細(xì)長(zhǎng)形狀無(wú)法保持作為鉆頭刀刃的強(qiáng)度。因此，專利文獻(xiàn)2所記載的機(jī)械加工無(wú)法對(duì)于厚度超過0.5mm的超硬合金形成孔徑40μm左右的微細(xì)貫通孔。

5、另外，專利文獻(xiàn)3的放電加工方法中，放電電極的控制復(fù)雜，生產(chǎn)率低，并且在制造過程中電極的形狀會(huì)產(chǎn)生變化，因此不適用于精密管嘴的制造。此外，即使使用該方法，也無(wú)法制造噴出口的口徑小于45μm的精密管嘴。

6、因此，本發(fā)明的目的在于以超硬合金效率良好地制造精密管嘴。

7、本發(fā)明的另一目的在于提供一種生產(chǎn)性高、噴出口的口徑小于45μm且具有非薄壁的錐形孔部的新穎的超硬合金制精密管嘴及其制造方法。

8、[解決課題的手段]

9、本發(fā)明的發(fā)明者等為了解決上述課題進(jìn)行深入研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在包含以噴出口為起點(diǎn)沿著內(nèi)徑隨著朝向注入口而增大的方向延伸的錐形孔路的超硬合金制精密管嘴的制造方法中，包括以下步驟：粉末壓制成型步驟，使用用以形成前述貫通孔的轉(zhuǎn)印模具將原料粉末壓縮成型以獲得成型體，該成型體具有相當(dāng)于前述注入口的開口部且具有未貫通的穴部；燒結(jié)步驟，對(duì)得到的成型體進(jìn)行燒結(jié)以獲得燒結(jié)體，該燒結(jié)體具有相當(dāng)于前述注入口的開口部且具有未貫通的穴部；放電加工步驟，將電極插入前述燒結(jié)體的穴部進(jìn)行放電加工；以及研磨步驟，將已進(jìn)行放電加工的燒結(jié)體從成為注入口的開口部的相反側(cè)進(jìn)行研磨，而使噴出口形成開口；通過經(jīng)由上述步驟，可用超硬合金效率良好地制造精密管嘴而完成本發(fā)明。

10、也就是，作為本發(fā)明的形態(tài)[1]的精密管嘴的制造方法，該精密管嘴以超硬合金形成，具有從注入口貫通至噴出口的貫通孔，且前述貫通孔至少包含以前述噴出口為起點(diǎn)沿著內(nèi)徑隨著朝向前述注入口而增大的方向延伸的錐形孔部，并且該方法包含以下步驟：粉末壓制成型步驟，使用用以形成前述貫通孔的轉(zhuǎn)印模具將原料粉末壓縮成型以獲得成型體，該成型體具有與前述注入口對(duì)應(yīng)的開口部且具有未貫通的穴部；燒結(jié)步驟，燒結(jié)前述成型體以獲得與前述成型體對(duì)應(yīng)的燒結(jié)體；放電加工步驟，將電極插入前述燒結(jié)體的穴部進(jìn)行放電加工；以及研磨步驟，將已進(jìn)行放電加工的燒結(jié)體從成為注入口的開口部的相反側(cè)進(jìn)行研磨，而使噴出口形成開口。

11、本發(fā)明的形態(tài)[2]是在前述形態(tài)[1]中，前述貫通孔的剖面形狀為圓形、橢圓形或多邊形的形態(tài)。

12、本發(fā)明的形態(tài)[3]是在前述形態(tài)[2]中，前述貫通孔的剖面形狀為圓形的形態(tài)。

13、本發(fā)明的形態(tài)[4]是在前述形態(tài)[1]至[3]的任一者的粉末壓制成型步驟中，前述轉(zhuǎn)印模具的形狀與前述貫通孔的形狀對(duì)應(yīng)，而且與前述錐形孔部對(duì)應(yīng)的錐部的形狀為圓錐形、橢圓錐形或多邊錐形的形態(tài)。

14、本發(fā)明的形態(tài)[5]是在前述形態(tài)[4]中，與前述錐形孔部對(duì)應(yīng)的錐部的形狀為圓錐形的形態(tài)。

15、本發(fā)明的形態(tài)[6]是在前述形態(tài)[5]中，與前述錐形孔部對(duì)應(yīng)的前述轉(zhuǎn)印模具的圓錐形部的前端直徑為5μm以下的形態(tài)。

16、本發(fā)明的形態(tài)[7]是在前述形態(tài)[1]至[6]的任一者的放電加工步驟中，前述電極的形狀與前述轉(zhuǎn)印模具的形狀對(duì)應(yīng)的形態(tài)。

17、本發(fā)明的形態(tài)[8]是在前述形態(tài)[7]中，與前述錐形孔部對(duì)應(yīng)的前述電極的形狀為圓錐形，而且與前述錐形孔部對(duì)應(yīng)的前述電極的圓錐形部的前端直徑為5μm以下的形態(tài)。

18、本發(fā)明的形態(tài)[9]是在前述形態(tài)[1]至[8]的任一者的研磨步驟中，根據(jù)使用照相機(jī)拍攝研磨面而得的影像，確認(rèn)有無(wú)產(chǎn)生成為噴出口的孔及其口徑的形態(tài)。

19、本發(fā)明的形態(tài)[10]是在前述形態(tài)[1]至[9]的任一者的形態(tài)中，前述貫通孔由前述錐形孔部、及從前述錐形孔部延伸至前述注入口的圓筒狀孔部所構(gòu)成的形態(tài)。

20、本發(fā)明的形態(tài)[11]是在前述形態(tài)[1]至[10]的任一者的形態(tài)中，前述噴出口的口徑小于30μm的形態(tài)。

21、本發(fā)明的形態(tài)[12]是在前述形態(tài)[1]至[11]的任一者的形態(tài)中，前述精密管嘴為電子零件用管嘴的形態(tài)。

22、本發(fā)明的形態(tài)[13]是在前述形態(tài)[1]至[12]的任一者的形態(tài)中，前述精密管嘴為用以熔化焊料球并予以噴出的回焊管嘴的形態(tài)。

23、在本發(fā)明中，作為形態(tài)[14]，也包含一種精密管嘴，該精密管嘴以超硬合金形成，且具有從注入口貫通至噴出口的貫通孔；前述貫通孔包含從前述噴出口沿著內(nèi)徑隨著朝向前述注入口而增大的方向延伸的錐形孔部；前述噴出口的口徑小于45μm；并且前述錐形孔部的管嘴軸心方向的長(zhǎng)度為1mm以上。

24、本發(fā)明的形態(tài)[15]是在前述形態(tài)[14]中，前述錐形孔部的管嘴軸心方向的長(zhǎng)度相對(duì)于前述噴出口的口徑為10倍以上的形態(tài)。

25、本發(fā)明的形態(tài)[16]是在前述形態(tài)[14]或[15]中，前述噴出口的形狀為圓形，且前述噴出口的真圓度為5μm以下的形態(tài)。

26、本發(fā)明的形態(tài)[17]是在前述形態(tài)[14]至[16]的任一者的形態(tài)中，前述噴出口的精密管嘴的外形為各向同性形狀，前述噴出口的形狀為圓形，且前述外形與前述噴出口的同心度為10μm以下的形態(tài)。

27、本發(fā)明的形態(tài)[18]是在前述形態(tài)[14]至[17]的任一者的形態(tài)中，前述錐形孔部的傾斜角為3至60°的形態(tài)。

28、本發(fā)明的形態(tài)[19]是在前述形態(tài)[14]至[18]的任一者的形態(tài)中，前述噴出口的口徑小于30μm的形態(tài)。

29、本發(fā)明的形態(tài)[20]是在前述形態(tài)[14]至[19]的任一者的形態(tài)中，前述噴出口的口徑為1μm以上且小于30μm；前述錐形孔部的管嘴軸心方向的長(zhǎng)度為1至20mm；前述錐形孔部的管嘴軸心方向的長(zhǎng)度相對(duì)于前述噴出口的口徑為100倍以上；前述噴出口的形狀為圓形，且前述噴出口的真圓度為5μm以下；前述噴出口的精密管嘴的外形為圓形，且前述外形與前述噴出口的同心度為10μm以下；并且，前述錐形孔部的傾斜角為4至50°的形態(tài)。

30、本發(fā)明的形態(tài)[21]是在前述形態(tài)[14]至[20]的任一者的形態(tài)中，前述超硬合金為包含碳化鎢的合金的形態(tài)。

31、[發(fā)明效果]

32、在本發(fā)明中，是組合使用特定的轉(zhuǎn)印模具的粉末壓制成型步驟、燒結(jié)步驟、使用特定的電極的雕模放電加工步驟、研磨經(jīng)放電加工成特定形狀的燒結(jié)體的研磨步驟的制造方法，據(jù)此可用超硬合金效率良好地制造精密管嘴。尤其是能夠簡(jiǎn)便地制造出噴出口的口徑小于45μm且具有非薄壁的錐形孔部的新穎的超硬合金制精密管嘴。