磨制方法、电子元件和可变电容器 本发明涉及一种磨制方法,其中对具有不同厚度的多个工件执行磨制操作,在每个工件的厚度方向上的端面是一个要被磨制的表面。更加具体来说,本发明涉及一种改进,以对多个工件获得均匀的磨制。
本发明还涉及一种电子元件,例如可变电容器,其具有用上述磨制方法磨制的部件。
例如,在日本未审查专利申请公告第6-290994和10-321467号中公开一种与本发明相关的电子元件,更加具体来说是可变电容器。公开于这些专利申请公告中的可变电容器基本上包括相同的部件。在日本未审查专利申请公告10-321467号中描述的可变电容器在图2至4中示出。
图2为示出可变电容器1的外观地透视图,图3为从底部看图2中所示的可变电容器的透视图,以及图4为图2中所示的的可变电容器的剖面图。
可变电容器1包括作为部件的定片2、动片3和盖4。
定片2包括陶瓷绝缘件,并且定片电极5和6在其中并排形成。包括导电膜的定片端7和8形成在定片2的边缘的外表面上,使得其分别与定片电极5和6电连接。
两个定片电极5和6以及两个定片端7和8如上文所述形成,使得定片2具有对称结构,并且可变电容器1可以用定片2来组装,不用考虑到定片2的方向。在图2至4中所示的组装状态中,定片电极5和定片端7起作用,而定片电极6和定片端8不起作用。
突出部分9形成在定片2的下表面上,使其在中心的纵向延伸。
动片3包括导电金属,并且置于在定片2的厚度方向中的上端面10上。基本上为半圆形的具有突出台阶的动片电极11形成在动片3下表面上。具有与动片电极11相同高度的突起12形成在动片3的下表面上,从而避免动片3由于存在动片电极11而倾斜。动片3还具有起子凹口13,以允许例如起子这样的工具来旋转动片3。
盖4包括导电金属,并且固定在定片2上并容纳动片3。动片3由盖4所支承以使其可以相对于定片2旋转。
用于暴露出动片3的起子凹口13的调节孔14形成在盖4中。与动片3接触并使得动片3与定片2加压接触的弹簧作用部分15被提供在调节孔14的外围。弹簧作用部分15在调节孔14外围向着中心加压,并且具有多个突起16。
在相对侧向下延伸的啮合部分17和18被提供于盖4上。啮合部分17和18被弯曲,以与定片2的下表面相啮合,从而盖4被固定到定片2上。提供于定片2的下表面上的突起部分9的突起量基本上与啮合部分17和18的突起相同,从而可变电容器1可以稳定地安装在适当的布线板(未在图中示出)上。
动片端19还提供在盖4上,向下延伸。
在具有上述结构的可变电容器1中,动片电极11与定片电极5相对,并且构成定片2的陶瓷绝缘件的一部分夹在其间,从而产生电容。动片3被旋转以改变动片电极11与定片电极5之间的重叠面积,从而改变电容量。可以在电连接到定片电极5的定片端7与提供于与形成有动片电极11的动片3相接触的盖4上的动片端19之间获得可变电容。
在该可变电容器1中,为了增加最大电容量并且获得稳定的电容量,定片2的端面10被磨制,从而端面10与定片电极5和6之间的绝缘件的厚度降低,并且还可以在与动片电极11接触的端面10获得较平整的表面。
当定片2的端面10被磨制时,为了有效地执行磨制操作,多个定片2可以同时处理。
图5A和5B示出用于上述的磨制操作的常规磨制方法。要被磨制的工件21对应于定片2,并且被简要示出。
在图中所述的工件21具有要在下表面的厚度的方向上磨制的表面22,并且要被磨制的表面22对应于端面10。在工件21中,电极23对应于平行于要被磨制的表面22延伸的定片电极5和6。在工件21中,还形成对应于突起部分9的突起部分24。
如图5A中所示,制备具有平的固定表面25的固定器26,并且制备多个工件21。由于所用的制造方法,工件21具有不同的厚度。
接着,工件21由固定器26所固定,与每个工件的要被磨制的表面22相对的相对表面27与固定器26的固定表面相接触。另外,尽管未在图中示出,例如提供粘合剂以便在固定表面25上固定各个工件21。
由固定器所固定的工件21的表面22被磨具28所磨制。在图5A中,在执行磨制之后的磨具28位置由虚线所示。从而,执行磨制的磨削量对应于在磨制之前示出磨具28的实线与虚线之间的距离。
图5B示出被磨制的工件21。如图中所示,在常规磨制方法中,由于磨制操作是根据相对表面27执行的,在工件21的整体厚度中的差别导致在完成的各个工件中要被磨制的表面22与在电极23之间的距离的变化。因此,在可变电容器1中出现电容中的变化。
为了克服上述缺点,在此还公开一种在图6A至6C中所示的磨制方法。在图6A至6C中,相同的参考标号用于对应图5A和5B中所示的部件的部件,并且省略对其的描述。
如图6A中所示,制备具有平的固定表面29的第一固定器30和多个工件21。
接着,工件21由第一固定器30所固定,每个工件的要被磨制的表面22与固定表面29相接触。
接着,工件21的相对表面27受到模具31的初次磨制,直到图6A中的虚线所示的位置,同时工件21由第一固定器30固定。
图6B示出用初次磨制完成的工件21。在该阶段,工件21被调节以具有相同的整体厚度。
接着,如图6C所示,制备具有平的固定表面32的第二固定器33。
工件21被第二固定器33所固定,每个工件21的相对表面27与第二固定器33的固定表面32相接触。
由第二固定器33所固定的工件的要被磨制的表面22被磨具34进行第二次磨制,直到由图6C中所示的虚线的位置为止。另外,磨具34和磨具31可以为相同。
在这种磨制方法中,在初次磨制步骤中,相对表面27被磨制使得工件21具有相同的整体厚度,然后要被磨制的表面22在第二次磨制步骤中磨制。因此,在用第二次磨制完成的工件21中,在电极23与要被磨制的表面22之间的距离中的变化可以减小。
但是,在图6A至6C中所示的磨制方法中,由于磨制操作必须在两个步骤中执行,即,初次磨制和第二次磨制,在磨制操作中的步骤数增加,结果用于磨削加工的成本增加。
在磨削加工中,通常,在加工时出现不可避免的偏差,并且由于在加工偏差不可避免的磨制操作被执行两次,因此加工偏差加倍,导致加工精度下降。
相应地,本发明的一个目的是提供一种可以解决上述问题的磨制方法。本发明的另一个目的是提供具有用这种磨制方法磨制的部件的电子元件及可变电容器。
在本发明的一个方面中,一种磨制方法,其中对具有不同厚度的多个工件执行磨制操作,在每个工件的厚度方向上的端面是要被磨制的表面,其中包括如下步骤:由固定器固定多个工件,使得要被磨制的表面在同一平面上对准,并且在由固定器固定该工件时磨制该要被磨制的表面。
在本发明的另一个方面中,一种磨制方法,其中对具有不同厚度的多个工件执行磨制操作,在每个工件的厚度方向上的端面是要被磨制的表面,其中包括如下步骤:制备具有平的对准表面的对准件;由对准件对齐工件,而要被磨制的各个工件的表面与对准件的对准表面相接触;制备固定器,其具有固定表面,用于将由对准件所对准的工件固定在与要被磨制的表面相对的相对表面侧,以及磨制用固定剂,其把各个工件固定在固定器上;通过磨制用固定剂把工件固定在与固定器的固定表面相对表面的一侧;从工件上分离对准件;以及当工件被固定在固定器上时,磨制工件的要被磨制的表面。
根据条件,磨制用固定剂可以处于固定状态或者可以处于无定形状态,可以使用各种类型的固定剂。
例如,当磨制用固定剂在室温中处于液态,并通过冷却到低于室温的温度而固化,用于把工件固定在固定器上的步骤包括在等于或高于室温的温度把处于液态的磨制用固定剂注入固定器和工件之间的步骤,以及冷却以固化磨制用固定剂的步骤。
当磨制用固定剂在室温中处于固态并且通过加热到高于室温的温度而液化时,用于把工件固定在固定器上的步骤包括如下步骤:当加热到高于室温时,把处于液态的磨制用固定剂注入在固定器和工件之间的步骤;以及把温度降低到室温以固化磨制用固定剂。
在磨制工件要被磨制的表面时,磨制用固定剂可以被冷却。
在本发明的磨制方法中,可以使用对准用固定剂,以把工件固定在对准件上。按照类似于上述磨制用固定剂的方式,对准用固定剂可以根据条件而处于固定状态或无定形状态。
当对准用固定剂在室温中处于液态并且通过冷却到低于室温的温度而固化时,由对准件固定工件的步骤包括如下步骤:在等于或高于室温的温度施加对准用固定剂步骤,使得对准用固定剂与工件和对准件相接触;以及冷却以固化对准用固定剂的步骤。
当对准用固定剂在室温处于固态并且通过加热到高于室温的温度而液化时,由对准件固定工件的步骤包括如下步骤:在等于或高于室温的温度施加对准用固定剂步骤,使得对准用固定剂与工件和对准件相接触;以及把温度降低到室温以固化对准用固定剂的步骤。
在从工件上分离对准件的步骤中,对准用固定剂可以被加热使得至少其部分被转换为液态。在这种情况下,最好通过加热对准件而加热对准用固定剂。
当使用对准用固定剂时,通过选择磨制用固定剂与对准用固定剂的适当的组合,并考虑到磨制用固定剂与对准用固定剂的特性,可以有效和平滑地把工件从对准件传送到固定器,更加具体来说,从工件上分离对准件的步骤可以有效和平滑地执行。磨制用固定剂和对准用固定剂的最佳组合包括如下。
首先,可以使用固化或液化温度高于对准用固定剂的磨制用固定剂。其次,可以使用在预定溶剂中与对准用固定剂不同的溶解度的磨制用固定剂。第三,可以使用具有比对准用固定剂更大的结合力的磨制用固定剂。
另外,不依靠磨制用固定剂和对准用固定剂的特性,在固定器的固定表面上的浸润性可以被设为高于在对准件的对准表面上的浸润性。
本发明的磨制方法可以有利地用于例如在上述可变电容器1中的定片2上执行的磨制操作。也就是说,在磨制方法中,工件是其中具有电极的绝缘部件,并且要被磨制的表面是平行于电极延伸的绝缘部件的端面。
在本发明的另一方面中,电子元件包括由上述磨制方法所磨制的部件。
在本发明的另一方面中,可变电容器包括由上述方法所磨制的绝缘部件。
图1A至1E为简要示出在本发明的一个实施例中的磨制方法的步骤的剖面图;
图2为示出本发明涉及的可变电容器1的外观的透视图;
图3是图2所示的可变电容器1的透视图;
图4是图2所示的可变电容器1的剖面图;
图5A和5B是示出第一常规的磨制方法的剖面图;
图6A和6B是示出第二常规的磨制方法的剖面图。
图1A-1E示出了本发明的一个实施例的磨制方法的步骤。在附图中示意地示出的工件21是图2-4中所示的可变电容器1上具有的定片2,对于工件21,图5A和5B及图6A-6C中所用的相同的标号用于相应的部分。
首先,如图1A所示,制备具有平的对准表面41的板对准件42。多个工件21与每个工件21的要被磨制的表面22对准,每个工件21要被磨制的表面22与对准件42的对准表面41接触。
接着,如图1B所示,由对准件42固定工件21。更具体地说,制备对准用固定剂43,其用于将工件21固定在对准件42上,使用对准用固定剂43将工件21固定在对准件42上。
作为对准用固定剂43,可使用各种的固定剂。
首先,可使用诸如水或低温凝结剂之类的对准用固定剂43,其在室温下呈液态,在冷却到低于室温的温度下固化。在这种情况下,以液态施加对准用固定剂43,以便在等于或高于室温的温度下与工件21和对准件42接触,然后,通过冷却使对准用固定剂43固化。另外,在工件21由对准件42固定后,直到进行下一个步骤,在冷却状态下保持对准件42固定工件21。
第二,可使用诸如腊或石蜡之类的对准用固定剂43,其在室温下呈固态,在加热到高于室温的温度下液化。在这种情况下,将对准用固定剂43加热到高于室温的温度,以液态施加对准用固定剂43,以便与工件21和对准件42接触,然后,通过将温度降低到室温使对准用固定剂43固化。在这种情况下,在室温下保持对准件42固定工件21。
另外,如上所述,可不使用对准用固定剂43由对准件42固定工件21,例如,可采用各个工件21由一个机械装置支撑的结构。
接着,如图1C所示,制备具有固定表面44的固定器45,其用于将由对准件42固定的工件21固定在与要被磨制的表面22相对的相对表面27的一侧上,还制备磨制用固定剂46,其用于将工件21固定在固定器45上。
通过磨制用固定剂46将由对准件42固定的工件21固定在固定器45的固定表面44上的相对表面27一侧上。施加磨制用固定剂46,以便充填工件21和固定表面44之间的空隙,同时补偿空隙中的尺寸差别。
作为磨制用固定剂46,可以用类似于对准用固定剂43的方式使用各种类型的固定剂。
例如,可使用诸如水或低温凝结剂之类的磨制用固定剂46,其在室温下呈液态,在冷却到低于室温的温度下固化。在这种情况下,为了将工件21固定在固定器45上,在室温下(或高于室温的温度下)以液态将磨制用固定剂46施加在固定器45和工件21之间,然后,通过冷却使磨制用固定剂46固化。
例如,可使用诸如蜡或石蜡之类的磨制用固定剂46,其在室温下呈固态,在加热到高于室温的温度下液化。在这种情况下,为了将工件21固定在固定器45上,在加热到高于室温的温度下以液态将磨制用固定剂46施加在固定器45和工件21之间,然后,使温度降低到室温以使磨制用固定剂46固化。
接着,如图1D所示,对准件42与工件21分离。在这个阶段中,为了有效地将对准件42与工件21分离,加热对准用固定剂43,于是,至少一部分与对准表面41接触的对准用固定剂43变成液态。
当加热对准用固定剂43时,尽管可用炉子等进行整个加热,但是,最好是加热对准件42。通过加热对准件42,由于热传导作用,可在分离对准件42时需要的部分处使对准用固定剂43快速液化,并且即使与磨制用固定剂46相同的固定剂用作对准用固定剂43,也可以仅液化对准用固定剂43,并且保持磨制用固定剂46不会由于热传导的差异而处于液态,从而防止工件21以所不希望的方式从固定器45上落下来。
另外,为了更可靠地防止固定剂46的所不希望的液化,最好是,磨制用固定剂46的固化或液化温度被设定的高于对准用固定剂43的固化或液化温度。
接着,如图1E所示,通过磨制用固定剂46由固定器45固定工件21,工件21要被磨制的表面22由模具47磨制到比如虚线所示的位置处。
如上所述,由于在各个要被磨制的表面22对准在相同的平面的同时进行磨制,基本上可在多个工件21中获得均匀的磨削量,不会受到每个工件21的整体厚度的差异的影响,并且在磨制步骤进行后可以减少要被磨制的表面22与电极23之间的距离的变化。
另外,尽管要被磨制工件21的整体厚度可能变化,但这样的变化基本上不影响可变电容器1的特性。
在上述的磨制步骤中,可在冷却磨制用固定剂46的同时进行磨制。尤其是,如果通过冷却到低于室温的温度来固化磨制用固定剂46,则最好是在冷却的同时进行磨制步骤。
磨制步骤完成后,工件21与固定器45分开。在这个阶段中,温度加热到等于或高于磨制用固定剂46的液化温度,以分开工件21与固定器45,粘结到工件21上的磨制用固定剂46和对准用固定剂43被去除。另外,为了去除粘结到与固定器45分开的工件21上的磨制用固定剂46和对准用固定剂43,除了加热外,可采用使用溶剂等清洗、机械剥皮等等。
在分离图1D所示的对准件42的步骤中,为了有效地和平滑地进行分离,如上所述,加热对准用固定剂43,其中可加热对准件42,或者可使用固化或液化温度低于磨制用固定剂46的对准用固定剂43。
首先,可使用在预定的溶剂中具有不同溶解度的对准用固定剂43和磨制用固定剂46。例如,如果使用在水中可溶解而在有机溶剂中不溶解的固定剂作为对准用固定剂43,使用在有机溶剂可溶解而在水中不溶解的固定剂作为磨制用固定剂46,当对准件42被分离时,对准用固定剂43被溶解在水中。进行磨制后,通过将磨制用固定剂46溶解在有机溶剂中,可容易地将工件21与固定器45分开。另外,在这种情况下,更具体地说,作为对准用固定剂43,可使用可溶解在水中的聚乙烯醇等等,作为磨制用固定剂46,可使用可溶解在醚中的石蜡等等。
第二,可使用结合力比对准用固定剂43更强的磨制用固定剂46。因此,通过简单地将对准件42从固定器45上拉下,可使对准件42与工件21分开,同时保持工件21由固定器45固定的状态。
第三,固定器45的固定表面44上的预定粘合剂的浸润性可被设定的比对准件42的对准表面41上的浸润性大。例如,固定器45由陶瓷等组成,而对准件42由诸如聚乙烯、聚丙烯或聚乙烯对苯二酸之类的树脂制成;使用含氟树脂进行表面处理;或者可进行防粘剂的施加。在这种情况下,通过简单地将对准件42从固定器45上拉下,可使对准件42与工件21分开,同时保持工件21由固定器45固定的状态。
在上述的实施例中,本发明的磨制方法所采用的工件21是图2-4中所示的可变电容器1上的定片2。但是,本发明不限于此。如果工件是其中具有电极的绝缘元件,要被磨制的表面是平行于电极延伸的端面,也可以以类似于上述的方式使用本发明的磨制方法。除了绝缘元件外,对于电子元件上要被磨制的部件或除电子元件外其它应用的部件,也可使用本发明的磨制方法。
在上述的实施例中,通过对准用固定剂43等将工件21固定在对准件42的对准表面41上。但是,在不进行这种固定的情况下,在多个工件21由对准件42简单地对准的情况下,也可进行将工件21固定在固定器45的固定表面44上的相对表面27一侧上的步骤。
此外,为了将工件21的要被磨制的表面22对准在相同的表面上,也可以采用不使用上述的对准件42的方法。
如上所述,根据本发明的磨制方法,由固定器进行多个工件的固定,以便各个工件的以便磨制的表面对准在相同的平面内,在被固定器固定的同时磨制工件的以便磨制的表面。结果是,在工件中可获得均匀的磨削量,不会受到工件整体厚度变化的影响。
为了获得均匀的磨削量,由于仅进行一个磨制步骤,可以降低磨削加工的成本,也改进了加工精度。
在本发明中,为了将各个工件的要被磨制的表面对准在相同的平面内,制备具有平的对准表面的对准件,由对准件对准工件,同时要被磨制的表面与对准表面接触,于是,可容易地将各个工件的要被磨制的表面对准在相同的平面内。
为了由固定器固定工件,制备用于固定固定器上的工件的磨制用固定剂,通过磨制用固定剂将由对准件对准的在与要被磨制的表面相对的相对表面一侧上的工件固定在固定器的固定表面上,因此,不管工件的整体厚度如何变化,可容易地由固定器固定工件。结果是,通过在工件固定在固定器的固定表面上之后将对准件与工件分离,可露出工件的要被磨制的表面,可以在工件被固定器固定的同时磨制工件的要被磨制的表面。
如果使用在室温下呈液态而在冷却到低于室温的温度下固化的磨制用固定剂,或者如果使用在室温下呈固态而在加热到高于室温的温度下液化的磨制用固定剂,通过控制磨制用固定剂的温度条件,可容易地将工件固定在固定器上和容易地将工件与固定器分开。
当使用磨制用固定剂时,在磨制工件的要被磨制的表面的步骤中,通过冷却磨制用固定剂,可以通过磨制用固定剂更牢固地固定工件。
如上所述,当使用对准件时,为了由对准件固定工件,如果使用对准用固定剂将工件固定在对准件上,可以容易地通过对准件固定工件,并且下一个步骤可以不受工件未对准的影响。
以类似于磨制用固定剂的方式,通过使用在室温下呈液态而在冷却到低于室温的温度下固化的对准用固定剂,或者通过使用在室温下呈固态而在加热到高于室温的温度下液化的对准用固定剂,通过控制对准用固定剂的温度条件,可容易地由对准件固定工件和容易地将对准件与工件分开。
当对准件与工件分离时,通过加热对准用固定剂,使得其至少一部分变成液态,可以容易地进行分离。
为了加热对准用固定剂,如果加热对准件,由于热传导作用,可在分离对准件时需要的部分处使对准用固定剂快速液化,并且即使与磨制用固定剂相同的固定剂用作对准用固定剂,也可以仅液化对准用固定剂,并且保持磨制用固定剂不会由于热传导的差异而处于液态,从而防止工件以所不希望的方式从固定器上落下来。
在本发明中,当既使用磨制用固定剂又使用对准用固定剂时,通过将磨制用固定剂的固化或液化温度设定的高于对准用固定剂的固化或液化温度,通过使用在预定的溶剂中具有不同的溶解度的磨制用固定剂和对准用固定剂,通过使用结合力比磨制用固定剂更强的对准用固定剂,或通过将固定器的固定表面上的预定粘合剂的浸润性设定的比对准件的对准表面上的浸润性更大,可以有效地和平滑地分离对准件与工件,结果是,可以容易地将工件从对准件转移到固定器上。
通过将本发明的方法应用在可变电容器中的具有电极的绝缘元件的磨制上,具体地说,是一个具有定片电极的定片,可以减少由可变电容器产生的电容量的变化,结果是,可以提供更高精度的电容的容差范围必须变窄的可变电容器。由于磨削量的变化减少,可以容易地减小电极和要被磨制的表面之间的距离,因此,可增加最大电容量,使得电容的调节范围增大。