CN105142873A - 制造多层电制品的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造多层制品的方法，所述方法包含以下步骤：(A)提供包含以下的模具：(1)模具外壳，其包含(a)至少一个注射口，并且(b)界定模具空腔，在所述模具空腔内安置两个可变形预模制聚合薄片；和(2)配备有至少一个通气孔的可拆卸中空芯体，所述可拆卸中空芯体安置于所述两个聚合薄片之间并且与所述两个聚合薄片间隔开；(B)在高压下注射粘性可交联热塑性聚合物到在所述两个聚合薄片之间并且围绕所述可拆卸芯体的所述模具空腔中，(C)在所述聚合物已经注射到所述模具中之前、期间和/或之后，通过所述模具外壳中的所述通气孔和所述可拆卸中空芯体中的所述通气孔两者在所述模具空腔上抽出真空；(D)在所述模具空腔中形成并未完全固化的多层制品；和(E)将所述并未完全固化的多层制品从所述模具空腔移出。

Description

制造多层电制品的方法
技术领域
本发明涉及电制品。在一个方面，本发明涉及一种模制电制品的方法，而在另一个方面，本发明涉及使用模外潜伏固化模制电制品。
背景技术
已经开发了技术来实现相继使用热塑性模制方法和模外潜伏固化(与标准模内硫化相对)对电制品(如电源附件)的高效制造。存在多种设计变化形式，但通常这些制品包含三层，即，(a)称为法拉第笼的内半导电套管，(b)称为夹套的外半导电层，和(c)在两个半导电(a)与(b)层中间的厚层，此厚层由电绝缘材料制成并且称为绝缘层。
新颖技术允许制品以标准热塑性注射模制工艺模制，并且然后在环境条件下模外固化。因为不在模具中固化，所以在模制操作期间的一个重要需求是充分地冷却这些厚制品以实现在脱模之前的几何完整性。模制周期因此受在模具内部冷却制品并且实现适当生强度用于脱模的效率控制。为实现此，操作典型地使用冷模具，即维持低于制作制品的聚合物的熔解温度的模具。这完全不同于常规模内硫化，其中材料于高温模具中注射并且固化。
此模外固化方法提出了独特挑战，包括非所要位置的材料凝固、空气截留等，其可能会导致制品缺陷。另外，考虑到所用材料的典型弹性性质，关于注射期间的层变形存在问题，并且这些问题又可能会引起不可接受的制品品质。本发明涉及一种解决所述问题并且实现无缺陷部件的制造的模制方法。
发明内容
在一个实施例中，本发明是一种制造多层制品的方法，所述方法包含以下步骤：
(A)提供包含以下的模具：
(1)模具外壳，其包含(a)至少一个注射口，并且(b)界定模具空腔，在所述模具空腔内安置两个可变形预模制聚合薄片；和
(2)配备有至少一个通气孔的可拆卸中空芯体，所述可拆卸芯体安置于所述两个聚合薄片之间并且与所述两个聚合薄片间隔开；
(B)在高压下注射粘性可交联热塑性聚合物到在所述两个聚合薄片之间并且围绕所述可拆卸芯体的所述模具空腔中，
(C)在所述聚合物已经注射到所述模具中之前、期间和/或之后，通过所述可拆卸中空芯体中的所述通气孔在模具空腔上抽出真空；
(D)在所述模具空腔中形成并未完全固化的多层制品；和
(E)将所述并未完全固化的多层制品从所述模具空腔移出。
在一个实施例中，本发明是一种模具，其包含：
(A)模具外壳，其包含(a)至少一个注射口，并且(b)界定模具空腔，在所述模具空腔内安置两个可变形预模制聚合薄片；和
(2)配备有至少一个通气孔的可拆卸中空芯体，所述可拆卸中空芯体安置于所述两个聚合薄片之间并且与所述两个聚合薄片间隔开。
附图说明
图1A、1B和1C是本发明的实践中所用的模具呈组装和拆开状态两种情况的图示。
图2是图1B的模具的图示，其中真空牵引设备连接到可拆卸芯体。
图3是连接到可拆卸芯体的3层制品在注射聚合物中间层之前的内和外层的图示。
图4是如比较实例1中所描述的实心钢芯上模制的接头的相片。
图5是如比较实例2中所描述的模制部件上的烧结金属通气芯体的相片。
图6是如比较实例2中所描述的烧结金属通气芯体设计的相片。
图7是如比较实例2中所描述模制得具有烧结金属通气孔并且具有截留空气袋的接头的相片。
图8是如本发明实例1中所描述模制得具有烧结钢芯和真空并且无截留空气的接头的相片。
图9是如本发明实例2中所描述制作得具有销通气孔和真空的接头的相片。
图10是展示芯体上的销通气孔的位置的接头模具的相片。
图11A和11B是展示具有机加工平面的销通气孔的位置的接头模具的相片。
图12A和12B是具有具备多个销通气孔的芯体的接头模具的相片。
图13是具有具备垫圈通气孔设计的芯体的接头模具的相片。
图14A和14B分别是具有通气垫圈布置的接头模具的全剖面和横截面图。
图15A、15B和15C分别是具有通气垫圈布置的组装芯体和其组件通气垫圈和平垫圈的图。
图16是配备有烧结钢通气孔的芯体的相片。
图17A和17B分别是配备有PORCERAX烧结钢通气孔的组装和拆开芯体的图。
图18是配备有全长PORCERAX钢通气孔的芯体的相片。
图19A和19B分别是移出了全长PORCERAX钢通气孔的芯体和移出的PORCERAX钢通气孔的图。
图20是PORCERAX通气芯体的透明视图。
具体实施方式
定义
除非相反地陈述、从上下文暗示或本领域惯用的，否则所有份数和百分比都以重量计，并且所有测试方法都是到本发明的提交日为止的现行方法。出于美国专利实践的目的，任何所参考的专利、专利申请或公开的内容都以全文引用的方式并入(或其等效美国版本如此以引用的方式并入)，尤其在本领域中的定义(在不会与本发明具体提供的任何定义不一致的程度上)和常识的公开方面。
除非另外指示，否则本发明中的数值范围是大致的，并且因此可以包括在所述范围外的值。数值范围包括下限值到上限值并且包括下限值和上限值、以一个单位递增的全部值，其限制条件为任何较低值和任何较高值之间存在至少两个单位的间隔。举例来说，如果组成特性、物理特性或其它特性(如温度)是100到1,000，那么明确列举全部个别值(如100、101、102等)和子范围(如100到144、155到170、197到200等)。对于含有小于一的值或含有大于一的分数(例如1.1、1.5等)的范围，一个单位按需要被视为0.0001、0.001、0.01或0.1。对于含有小于十的个位数的范围(例如1到5)，一个单位典型地被视为0.1。这些仅是特别预期的实例，并且所列举的最低值与最高值之间的数值的所有可能组合将被视为明确陈述在本发明中。本发明内提供尤其模具空腔上抽出的真空的强度和可交联热塑性聚合物的注射压力的数值范围。
“包含”、“包括”、“具有”和类似术语意味着组合物、方法等不限于所公开的组分、步骤等，而是相反地可以包括其它未公开的组分、步骤等。相比之下，术语“基本上由......组成”从任何组合物、方法等的范围排除除了对组合物、方法等的性能、可操作性等等并非必需的那些组分、步骤等之外的任何其它组分、步骤等。术语“由......组成”从组合物、方法等排除并未具体公开的任何组分、步骤等。除非另外说明，否则术语“或”是指单独以及呈任何组合形式的所公开的成员。
“电缆”、“电力电缆”和类似术语意味着保护性夹套或护套内的至少一个导电线或光纤。典型地，电缆是典型地在常见保护性夹套或护套中粘结在一起的两个或更多个电线或光纤。单独的电线或光纤可以是裸露的、包覆的或绝缘的。组合电缆可以含有电线和光纤两者。电缆等可以经设计用于低压、中压或高压应用。典型电缆设计说明于USP5,246,783、6,496,629和6,714,707中。
模具
图1A-1C展示呈组装和拆开状态的模具外壳10。模具外壳10包含第一或顶部部分10A和第二或底部部分10B。空腔11通过配合模具外壳部分10A与10B形成，并且其匹配模制部件的外部形状。有内和外预模制组件(例如三层模制制品的内和外层)安装于其上的可拆卸芯体12在模具呈其拆开状态时放置到模具空腔11中。这些内和外组件层在单独模制操作中预模制，并且然后放置于可拆卸芯体上。芯体通过以下方式保持就位：将其安置于模具空腔中，其端部如所展示放置于模具部分上的匹配切口中。注射口13典型地安置得接近模具外壳的中心，但其可以按需要安置于别处。宽度冷却管线14和长度冷却管线15穿越模具外壳，并且冷却流体流通通过模具用于模具温度控制。制品通气通过制品中心处的可拆卸芯体进行。
图2展示安置于底部模具部分10B内并且在真空牵引设备17(其也显示安置于模具内)下方的可拆卸芯体12上的预模制组件16。真空牵引设备包含连接到可拆卸芯体12的压缩空气提供动力的真空牵引系统(未展示)。设备经由脚踏板(未展示)控制，但其可以设置得在模具闭合时自动地致动。
本发明方法的实践中所用的本发明模具包含(a)至少一个注射口，并且(b)界定模具空腔。外壳可以由可以维持模制过程的温度和压力的任何材料制成，并且其可以以单一一体式片件或以需要组装供使用的多片件构造。典型地，模具外壳是多片件构造，其使得模制制品容易脱模，并且模具外壳片件经设计，以便当组装时模具足够坚固以耐受模制过程的条件。外壳的内壁可以包含肋等，其可以在注射聚合物期间充当弹性薄片的运动的壁强化物和/或阻碍物。组装的模具外壳使用任何适宜技术，例如螺栓、互锁设计等固持在一起。模具外壳可以具有任何尺寸、形状和设计。
注射口的模具外壳上的尺寸、形状和布置可以根据方便而变化。典型地，模具外壳包含一个注射口。
模具当然是中空的，并且因此模具外壳界定一个或多个模具空腔，典型地一个空腔。空腔的尺寸、形状和设计也可以根据方便而变化。模具外壳的厚度(即界定模具空腔的壁的厚度)尤其是模具外壳的组成和设计以及模制过程的条件的函数。除由注射口和通气孔提供的开口以外，模具空腔不与其环绕的环境流体连通。
在模具外壳内安置至少两个可变形预模制聚合薄片，各自与另一个间隔开。如果要制作三层制品，那么两个薄片变成制品的外层。薄片的组成对于本发明的实践不重要，并且将根据模制制品的最终末端用途的需求而变化。
图3展示安装于可拆卸芯体上的预模制内和外弹性体层组件。第一内预模制层16A安装并且安置于可拆卸芯体12的中心处，并且然后外预模制层16B安装于芯体12上并且完全覆盖内层16A，在待由绝缘材料填充的两个层之间留下空间18。芯体组装件(芯体12(典型地金属)加安装于其上的预模制层16A和16B)然后放置于模具外壳中。内组件16A由可拆卸芯体12支撑，并且外组件16B在其每一个端部处安装于可拆卸芯体12上，并且外组件16B足够坚硬以在可拆卸芯体12上保持其形状。外预模制层16B的外部表面在注射绝缘材料期间配合于模具外壳内并且由模具外壳限定。绝缘材料注射到空间18中，即内与外预模制层之间的空间中。在如图3中所示的一个实施例中，注射口13位于模具上，使得绝缘材料在空间18的中心附近处进入空间18。
模具还包含配备有至少一个通气孔的可拆卸中空芯体。芯体尺寸和形状经设定以按使得模具外壳足够密封并且允许在模制条件下注射可交联热塑性聚合物的方式配合于模具空腔内。典型地，芯体包含与模具外部的环境流体连通的多个通气孔。
在一个实施例中，芯体包含至少一个销通气孔。销通气孔是芯体中的允许模具空腔与模具外部之间通过芯体内的空心或空隙有流体连通的通道。这些通气孔的数目、尺寸和布置可以变化，但芯体典型地配备有多个通气孔，其尺寸经设定以允许在可交联热塑性聚合物已经注射到模具空腔中之前、期间和/或之后在模具空腔上抽出有效真空。这些销通气孔放置于芯体上，在那些位置气体将以其它方式截留于模具空腔内。销通气孔说明于本发明实例3和5中。
在一个实施例中，芯体包含至少一个垫圈通气孔。在此设计中，垫圈的表面经机加工以形成通道，在注射过程期间截留气体可以通过所述通道逸出。此通气孔包含至少一个机加工垫圈与至少一个平垫圈(即尚未经机加工的垫圈)接触。使这些垫圈的面表面彼此接触，并且然后将其放置得与芯体内的空隙和最终模具外部的环境流体连通。垫圈通气孔说明于本发明实例6中。
在一个实施例中，芯体包含烧结金属通气孔。烧结金属是已经经历烧结过程的金属，并且其典型地是多孔的。一个代表性实例是PORCERAX，孔隙率在20到30体积％范围内的烧结多孔金属。平均直径是7或20微米的互连孔隙的系统分散遍及金属。此金属适用于对气体进行通气。
如同销和垫圈通气孔，芯体上的烧结金属通气孔的数目、尺寸和布置可以变化。在一个实施例中，烧结金属在布置和数目方面以与垫圈通气孔相同的方式使用。烧结金属通气孔说明于本发明实例7和8中。
模制条件
在本发明的方法中，将模具冷却，即将其维持在低于注射的聚合物温度的温度下。典型地，与注射的聚合物的温度相比，在注射聚合物之前模具的温度低于250℃，更典型地低于200℃，并且甚至更典型地低于150℃。模具的内部温度典型地通过使用热电偶探针测量。在一个实施例中，在注射绝缘聚合物之前的内部模具温度是10℃到20℃或12℃到18℃。模具和芯体可以通过任何适宜手段冷却或加热。
注射的聚合物在临注射到模具中之前的温度典型地是80℃到200℃，更典型地100℃到200℃，并且甚至更典型地120℃到180℃。聚合物典型地在高压下，即在1MPa到300MPa、更典型地20MPa到200MPa并且甚至更典型地25MPa到150MPa的压力下注射到模具中。
在注射聚合物之前、期间和/或之后在模具上抽出的真空典型地(低于大气压力的计示压力)是0mmHg到760mmHg，更典型地200mmHg到760mmHg，并且甚至更典型地500mmHg到760mmHg。真空可以按任何适宜方式通过芯体通气孔的一个或两个端部抽出。
注射的聚合物的模内时间可以大幅变化，但通常仅足够久以便确保模制部件的充足生强度，在脱模和后续潜伏固化(即在模具外部固化)期间维持其结构完整性。典型模内时间是1到10分钟，更典型地1到5分钟。
可交联热塑性聚合物
几乎任何可交联热塑性聚合物都可以用于本发明的实践。适合聚合物的非限制性实例包括苯乙烯系嵌段共聚物(例如SEBS)、乙烯基弹性体/塑性体(例如ENGAGETM和AFFINITY乙烯基共聚物)、乙烯嵌段共聚物(OBC)(例如INFUSETM9507或9100OBC)、丙烯基塑性体和弹性体(例如VERSIFYTM3300和4200)、乙烯-丙烯橡胶(EPR)、乙烯/丙烯/二烯单体橡胶(EPDM)和硅酮橡胶。
适用于本发明的实践的其它TPE聚合物尤其包括例如(但不限于)热塑性氨基甲酸酯(TPU)、乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)共聚物(例如ELVAX40L-03(40％VA，3MI)(杜邦(DuPont))、乙烯/丙烯酸乙酯(EEA)共聚物(例如AMPLIFY)和乙烯丙烯酸(EAA)共聚物(例如PRIMACOR)(陶氏化学公司(TheDowChemicalCompany))、聚氯乙烯(PVC)、环氧树脂、苯乙烯丙烯腈(SAN)橡胶和改性PPE树脂(SABIC的聚苯醚(PPO)与聚苯乙烯(PS)的非晶掺合物)。还适用的是烯烃弹性体，包括例如极低密度聚乙烯(VLDPE)(例如乙烯/1-己烯聚乙烯，陶氏化学公司)、均匀支化、线性乙烯/α-烯烃共聚物(例如三井石油化学株式会社(MitsuiPetrochemicalsCompanyLimited)的和德克斯普拉斯特默斯(DEXPlastomers)的)和均匀支化、实质上线性乙烯/α-烯烃聚合物(例如乙烯-辛烯塑性体(例如EG8200(PE))和聚烯烃弹性体，陶氏化学公司)。实质上线性乙烯共聚物更全面描述于USP5,272,236、5,278,272和5,986,028中。适用于本发明的其它烯烃互聚物包括非均匀支化的乙烯基互聚物，包括(但不限于)线性中密度聚乙烯(LMDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和超低密度聚乙烯(ULDPE)。市售聚合物包括DOWLEXTM聚合物、ATTANETM聚合物、FLEXOMERTM、HPDE3364和HPDE8007聚合物(陶氏化学公司)、ESCORENETM和EXCEEDTM聚合物(埃克森美孚化学公司(ExxonMobilChemical))。适合TPU的非限制性实例包括PELLETHANETM弹性体(路博润公司(LubrizolCorp.)(例如TPU2103-90A)；ESTANETM、TECOFLEXTM、CARBOTHANETM、TECOPHILICTM、TECOPLASTTM和TECOTHANETM(诺誉(Noveon))；ELASTOLLANTM等(巴斯夫(BASF))，和可购自拜耳(Bayer)、亨茨曼(Huntsman)、路博润公司和麦金莎(麦金莎)的市售TPU。
本发明的实践中所用的可交联热塑性聚合物以与其它注射模制过程中的类似聚合物相同的方式使用。聚合物被还原成高粘性熔融物，典型地熔体流动指数(在190C，2.16kg；ASTMD1238下测量的I2)典型在0.1到1000g/10min；或更典型地1到200g/10min并且甚至更典型地3到50g/10min范围内，并且在高压下通过一个或多个注射口注射到模具空腔中。
可变形预模制聚合薄片
可以预模制为成型薄片；以薄片形式插入到模具空腔中以充当模制多层制品中的层；并且在注射压力下在与注射的聚合物接触下可变形的几乎任何半导电聚合物可以用于本发明的实践。半导电化合物可以制作成薄片并且模制的基础聚合物的说明是上文所述的热塑性聚合物。薄片可以通过任何常规工艺(例如挤压、浇铸模制等)形成，并且可以含有结构特征(例如肋)以在注射模制过程期间增强其对变形的抗性。
模制制品
在一个实施例中，模制制品是多层电部件，其包含夹在两个薄半导电层之间的厚绝缘芯体。两个半导电层典型地具有相同组成，并且含有典型用于半导体功能的添加剂和填充剂，例如导电碳化合物，如碳黑；而绝缘芯体含有典型用于绝缘功能的添加剂和填充剂，例如非导电填充剂、阻燃剂等。在一个实施例中，模制制品含有多于三个层。
特定实施例
比较实例1
在闭合模具中制造电缆接头。使用与组成表中所报告相同的半导电化合物1离线模制半导电层，并且然后将其组装到芯体以产生绝缘层。绝缘层的组成还报告于以下组成表中。在130℃的熔融温度下注射绝缘聚合物。当在实心钢芯上模制绝缘材料时，模具中的截留空气在内部半导电组件的末端附近产生大空隙，如图4中所示。在夹套端部处模制小通道(如可商购零件上可见)以提供路径以供截留空气逸出空腔但不足以去除所有截留空气。显微镜评估显示，还迫使截留空气进入绝缘材料的表面中并且形成泡沫状结构。这些气泡可能会导致材料变得变色，并且将是商业上不可接受的。
表
半导体层和绝缘层的组成
ENGAGE8200是具有0.870g/cm3的密度(ASTMD792)、5dg/min的I2(ASTMD1238，190℃/2.16kg)的乙烯/1-辛烯弹性体，并且可购自陶氏化学公司。
ENGAGE7467是具有0.862g/cm3的密度(ASTMD792)、1.2dg/min的I2(ASTMD1238，190℃/2.16kg)的乙烯/1-丁烯弹性体，并且可购自陶氏化学公司。
NORDELEPDMIP3430是来自陶氏化学公司的具有0.860g/cm3的密度、42重量％的乙烯含量、0.8重量％的亚乙基降冰片烯(ENB)含量和27的门尼粘度(Mooneyviscosity)的非晶乙烯-丙烯-二烯三聚物烃橡胶。
NORDELEPDMIP3722是来自陶氏化学公司的具有0.870g/cm3的密度、70.5重量％的乙烯含量、0.5重量％的ENB含量和20的门尼粘度的半结晶乙烯-丙烯-二烯三聚物烃橡胶。
GP130-25是来自道康宁公司(DowCorningCorporation)的硅酮橡胶。
VULCANXC-500是来自卡巴特公司(CabotCorp.)的导电碳黑。
TRANSLINK37是可购自巴斯夫的经煅烧并且表面处理的硅酸铝。
PDMSQ-3563是聚二甲基硅氧烷。
VTMS是乙烯基三甲氧基硅烷。
VTES乙烯基三乙氧基硅烷。
L-101是来自阿科玛公司(ArkemaCorp.)的2，5-双(叔丁基过氧基)-2，5-二甲基己烷。
PERKADOX14SFL是来自阿克苏诺贝尔公司(AkzoNobelCorp.)的二(叔丁基过氧基异丙基)苯过氧化物薄片。
PERKADOXBCFF是也来自阿克苏诺贝尔公司的过氧化二枯基，固体。
ELEVASTR-150是可购自埃克森美孚化学公司的液体聚合物改性剂。
SUNPAR油是石蜡油。
比较实例2
使用半导电化合物2预模制内和外半导电组件，并且将其组装到钢芯用于绝缘模制。将具有半导电组件的芯体插入模具空腔中，并且闭合空腔。在绝缘材料填充此空腔时，不存在供空气逸出的位置。因此，如图4和5中所示的通气芯体经设计以允许截留空气通过芯体的中心逸出，其中绝缘材料接触芯体。通气芯体由多个部分制成。使烧结钢部分(7微米(μm)和20μm)与绝缘材料接触，并且使空气通过到芯体的中心。芯体的其它部分由固体钢制成。使用通气芯体产生缺陷，其看起来不同于在实心钢芯的情况下产生的缺陷。截留空气产生在芯体表面处部分密封的袋，如图7中所示。因此，并未解决截留空气问题。此缺陷还将不是商业上可接受的。
本发明实例1
此实例说明了解决模制缺陷的本发明方法。使用半导电化合物2预模制半导电层。所开发的方法由将如图6中所示的通气芯体设计与施加真空组合组成。在闭合模具之后，在填充步骤期间施加真空到绝缘空腔。通过芯体的中心施加25in-Hg真空导致从模制接头去除截留空气缺陷，如图6中所示。
本发明实例2
在此实例中，使用半导电化合物2预模制半导电层。使用具有销通气孔的通气芯体与施加25in-Hg真空组合来模制部件。销通气孔是芯体中的从芯体中心向绝缘区域中的外部表面径向扩展的孔洞。芯体中的通孔然后将这些销横向孔连接到真空。所得部件是不含空隙的，如图8和9中所示。
本发明实例3：销通气孔设计，第1版本
在此实例中，在芯体21A上构造销通气孔20A和20B以消除半导体与绝缘层之间的空隙。使用半导电化合物2预模制半导电层。制造具有销通气孔20A和20B的芯体21A，并且在模制试验中进行测试。将销通气孔20A和20B放置于绝缘材料中的空隙所位于的内半导体层边缘处。这些销通气孔的位置展示于图10中。
芯体21A的特写视图展示于图11A中。为了制作通气孔，通过芯体21A的中心钻探轴向孔(说明为图12B的芯体21B上的22)。然后，垂直于轴在内半导体组件的末端附近钻探横向孔(未展示)。然后机加工销23以沿着销的长度产生小轴向平面(未展示)。然后将销23按压到芯体21A的横向孔中。销23上机加工的平面产生小通道(约0.005英寸宽，未展示)，其向中心孔通气，并且然后从模具中通气。
本发明实例4：销通气孔设计，第2版本
在此实例中，也使用半导电化合物2预模制半导电层。制造销通气孔设计的另一个版本并且在另一个模制试验中进行测试。此第二版本在芯体21B的每个末端上具有三个销(20C、20D和20E)(在图12A中和在图12B中的横截面中显示为组装的)。此构思提供了更多路径供截留空气逸出，以防在模制期间一些通气孔被聚合材料堵塞。通气孔还具有与第一版本设计相比减小的尺寸。通气孔的目标宽度是0.001英寸。
本发明实例5：垫圈通气孔设计
在此实例中，也使用半导电化合物2预模制半导电层。开发另一个用于可拆卸芯体的通气孔设计，以在内半导电组件(即可变形预模制聚合薄片)的末端附近在绝缘材料的表面处提供更大通气区域。所述构思由芯体的组装在一起的多个部分组成。通气孔由堆叠金属垫圈组件于芯体上在所要通气孔位置形成。
如图13中所示，芯体21C具有中心部分24A和24B以及末端部分25A和25B，其与有螺纹的连杆26连接在一起，如图14B中所示。垫圈组件27A和27B滑动到连杆上(图15A)，并且然后当连杆上的螺纹拧紧时，夹在末端与中心组件之间。芯体的末端部分和有螺纹的杆具有轴向通孔(其中的一者说明为图15A中的28)。有螺纹的连杆还垂直于将轴向孔连接到由垫圈形成的通气孔的轴具有横向孔(未展示)。
垫圈27B是平面，并且垫圈27A具有机加工到垫圈表面30中的0.002英寸深的通道29，如图15B中所示。当垫圈27A的机加工表面抵着垫圈27B的表面31放置(图15C)时，产生0.002英寸通道以允许截留空气通过芯体的中心逸出。去除通气垫圈的整个周界周围的材料，以在芯体的所要轴向位置提供连续通气(如由图15B的通气垫圈27A中的凹部32所展示)。然后切割通道(未展示)以将垫圈的外部周界连接到垫圈的中心。使用此设计制造通气孔，预期与销通气孔设计相比，可以实现通气孔的更佳尺寸控制。
本发明实例6：局部烧结钢通气孔设计
在此实例中，也使用半导电化合物2预模制半导电层。在另一个实施例中，设计并且评估多孔烧结钢通气孔。此设计使用几乎所有与垫圈通气孔设计相同的组件。区别在于，垫圈组件替换成PORCERAX烧结钢的单一圆盘(图19的芯体21D上的32A和32B)。
如图17A和17B中所示，烧结钢圆盘32B在有螺纹的连杆33上滑动，其然后与其它芯体片件一起拧紧，以便烧结钢圆盘略微压缩。意图是使截留空气通过烧结钢的孔隙，然后通过连杆中的横向孔(未展示)，并且最终通过其它芯体组件的轴向孔34出去。
烧结钢圆盘由具有30微米孔隙尺寸的材料制成。在线EDM机器上制造组件，因为此工艺将在外部表面开口上留下孔隙。传统金属切割工艺和磨削将闭合孔隙并且防止任何通气通过部件。
本发明实例7：全烧结钢通气孔设计
在此实例中，也使用半导电化合物2预模制半导电层。基于来自在先前论述的通气芯体的情况下的模制的观察结果，评估全长烧结金属通气芯体。此设计利用烧结钢金属的良好通气性质，并且在与芯体接触的绝缘材料的整个长度上提供通气孔路径。这降低了在填充结束时具有截留空气缺陷或泡沫状结构化绝缘材料的风险。芯体上的通气区域35A和35B展示于图18中。
全长或套管烧结金属芯体的构造极类似于本发明实例6中描述的烧结金属圆盘通气芯体。如图19A和19B中所示，烧结金属套管35A配合于有螺纹的连杆36上。此连杆使得中心钢组件37和末端钢组件38紧固在一起以压缩烧结钢套管35A，如图19A中所示。烧结钢与固体钢接点放置于内和外半导体组件两者的边缘下以在芯体未紧密组装在一起时帮助防止接点之间的闪光。截留空气可以通过烧结钢的孔隙，通过连杆36的横向孔39A和39B(图20)，并且然后通过芯体的中心孔(未展示)出去。
也在线EDM机器上制造PORCERAX烧结钢套管。制造具有20和7微米孔隙尺寸两者的材料以用于评估。用320砂纸抛光一些烧结钢部件的外表面，以评估孔隙是否保持开放并且使截留空气通气，同时在模制绝缘材料上提供光滑表面精饰。
特别期望的是，本发明不限于本文中所含有的实施例和说明，而是包括那些实施例的修改形式，包括在所附权利要求书范围内出现的实施例部分和不同实施例的要素组合。

Claims (11)

1.一种制造多层制品的方法，所述方法包含以下步骤：
(A)提供包含以下的模具：
(1)模具外壳，其包含(a)至少一个注射口，并且(b)界定模具空腔，在所述模具空腔内安置两个可变形预模制聚合薄片；和
(2)配备有至少一个通气孔的可拆卸中空芯体，所述可拆卸中空芯体安置于所述两个聚合薄片之间并且与所述两个聚合薄片间隔开；
(B)在高压下注射粘性可交联热塑性聚合物到在所述两个聚合薄片之间并且围绕所述可拆卸芯体的所述模具空腔中，
(C)在所述聚合物己经注射到所述模具中之前、期间和/或之后，通过所述可拆卸中空芯体中的所述通气孔在模具空腔上抽出真空；
(D)在所述模具空腔中形成并未完全固化的多层制品；和
(E)将所述并未完全固化的多层制品从所述模具空腔移出。
2.一种模具，其包含：
(A)模具外壳，其包含(a)至少一个注射口，并且(b)界定模具空腔，在所述模具空腔内安置两个可变形预模制聚合薄片；和
(B)配备有至少一个通气孔的可拆卸中空芯体，所述可拆卸中空芯体安置于所述两个聚合薄片之间并且与所述两个聚合薄片间隔开。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述模具的温度比所述注射的聚合物的温度低至少150℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在注射所述聚合物之前、期间或之后在所述模具上抽出的所述真空是200mm-Hg到760mm-Hg。
5.根据权利要求2所述的模具，其中所述可拆卸中空芯体是多段式的，包含两个或更多个中心区段和两个末端区段，并且通气孔安置于每个末端区段与中心区段之间。
6.根据权利要求5所述的模具，其中所述通气孔是销通气孔。
7.根据权利要求5所述的模具，其中所述通气孔是垫圈通气孔。
8.根据权利要求5所述的模具，其中所述通气孔是烧结金属通气孔。
9.根据权利要求8所述的模具，其中所述烧结金属通气孔呈套管形式。
10.一种多层制品，其通过根据权利要求1所述的方法制作。
11.一种多层制品，其呈电缆接头形式。
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