CN112606309A - 一种改善lcp电路板成型的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善LCP电路板成型的方法，该方法主要包括如下步骤S101、选取前模仁和后模仁的材质，所述前模仁和后模仁的材质为DC53；S102、注射机选用高速注射机，所述注射机的注射射出速度为350mm/s；S103、所述前模仁和所述后模仁型腔面打磨抛光，且所述前模仁和后模仁的型腔面表面粗糙度抛光至小于Ra0.025。本发明以高速注射机成型产品，能够保障成型PA、PP、LCP等结晶类低粘底塑料效果好，也可以成型一般塑料，解决了孔位熔接处局部困气的问题；将前模仁和后模仁改进，降低表面粗糙度，增加了LCP材料的注塑熔融性，使其更好地熔接以减少熔接线的产生。

Description

一种改善LCP电路板成型的方法
技术领域
本发明涉及精密塑胶模具技术领域，尤其涉及一种改善LCP电路板成型的方法。
背景技术
传统的电路板用的是PCB印刷电路板，其是电子元器件电气连接的提供者，发展至今也有100多年的历史，其优点很多，其中就包括有大大减少了布线和装配的差错，提高了自动化水平，在电子工业中占据了绝对的地位。而作为传统电路板也同样存在了越来越多的问题和缺点，其中就包括线路、锡圈、孔点、板外围、板面、板料等方面缺点，作为最需要改进的点就在于板料的运用，其中，以LCP材料成为最佳选择之一，同时，随着科技的不断发展，LCP电路板也逐渐广泛应用在5G市场。
LCP电路板运用了PCL液晶高分子聚合物，次材料相比传统PBC板来说具有特别多无法代替的优势，具体如下：
1、溶体粘度低，流动性好，其粘度仅为一般聚合物的几分之一，在保持优良性能的前提下，流动性好，易于成型；因此，可以在低压力下成型一些薄壁制件和形状复杂制件，且越是薄壁制件越是强度高；
2、固化快，周期短，不易产生飞边，由于流动性大固化快，因此，成型周期短，生产效率高。尺寸稳定性极佳，成型收缩率极低，接近金属吗，是很好的低收缩率材料；
3、耐热性能、电绝缘性能、耐腐蚀性能极好并且具有优异的阻燃性，能在200～300℃使用，并且不影响电性能，间断使用温度可达316℃左右，能熄灭火焰燃烧等级达UL94V-0级水平，其制品在浓度为90％酸及浓度为50％碱存在不会受到侵蚀。
同时，LCP材料也存在一定的缺点，其熔融强度低、LCP熔接强度低，容易引起孔的熔接线熔接时存在局部困气，同时也会伴随着裂纹的产生，重则还会引起熔接线开裂。
参见图1～图2所示，图1和图2示出了以现有技术的成型方法成型的LCP电路板的孔位熔接处裂纹情况。
现有技术中，在试模阶段效果很不理想，几乎所有的孔位熔接处都会有裂纹产生，不能达到预想的效果(只有浇口自冲孔有微裂纹产生)，而该裂纹的产生主要是基于以下几个方面，具体为：
S1、现有技术中的注射机所能注射的最高速度一般在260～300mm/s，其注射机的螺杆采用普通螺杆，缺点在于注射材料可能会打滑，也会有气泡的产生，引起孔位熔接处有局部困气的产生；
S2、现有技术中的模具的前模仁和后模仁的温度一般在135～160℃，在这种温度下注塑LCP材料产品会更加加快塑料的成型，使其熔接效果变得更差，会加大孔位熔接处的熔接线，从而会夹具熔接线的裂纹甚至开裂现象；同时，前模仁和后模仁材料一般采用S136，其塑料接触面的表面粗糙度为Ra1.6，其硬度一般为48～52HRC，而且其耐磨性也不高，不足以抵抗其水口剪切力产生的摩擦，长期使用会导致水口破裂。
因此，基于上述现有技术中存在的技术问题，本领域的技术人员急需研究一种能够减轻或避免孔位熔接线处裂纹产生的工艺方法，以改善LCP电路板的成型效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以充分利用LCP材料的优势、避免出现裂纹甚至开裂现象的改善LCP电路板成型的方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的一种改善LCP电路板成型的方法，该方法主要包括如下步骤：
S101、选取前模仁和后模仁的材质，所述前模仁和后模仁的材质为DC53；
S102、注射机选用高速注射机，所述注射机的注射射出速度为350mm/s；
S103、所述前模仁和所述后模仁型腔面打磨抛光，且所述前模仁和后模仁的型腔面表面粗糙度抛光至小于Ra0.025。
进一步的，所述步骤S101的前模仁和后模仁的材质进行氮化处理；
所述前模仁和所述后模仁经525℃气体氮化处理、以及经570℃气体软氮化处理。
进一步的，所述步骤S101的前模仁和后模仁的顶针孔单边避空0.02mm。
进一步的，所述步骤S103中，前模仁和后模仁通过绒布抛光；
所述绒布抛光的步骤包括：
S10301、精磨；
S10302、研磨；
S10303、抛光；
S10304、超精磨；
S10305、镜面磨削；
所述前模仁和所述后模仁在加工注塑时加温温度分别为：前模仁加温至220℃，后模仁加温至190℃。
进一步的，所述步骤S102中，所述注射机具有注射螺杆组件；
所述注射螺杆组件包括注射螺杆和注射料筒；
所述注射料筒的下料口形成为偏心下料口结构。
进一步的，所述注射螺杆包括进料段、压缩段、均化段；
所述进料段的长度为671mm，且所述进料段的螺杆直径为37mm；
所述压缩段的长度为520mm；
所述均化段的长度为210mm，且所述均化段的螺杆直径为47mm；
所述压缩段的螺杆直径被配置为由所述进料段至所述均化段逐渐增大的结构。
进一步的，所述偏心下料口结构具有第一构造边和第二构造边；
所述第一构造边与所述注射料筒的中心通孔交接，且所述第一构造边与水平轴线呈70°角；
所述第二构造边与所述注射料筒的中心通孔相切，且所述第二构造边与水平轴线呈81°角。
进一步的，所述偏心下料口结构的开孔长度为95mm，所述偏心下料口结构的开孔宽度为88mm。
在上述技术方案中，本发明提供的一种改善LCP电路板成型的方法，具有以下有益效果：
本发明以高速注射机成型产品，能够保障成型PA、PP、LCP等结晶类低粘底塑料效果好，也可以成型一般塑料，解决了孔位熔接处局部困气的问题；将前模仁和后模仁改进，降低表面粗糙度，增加了LCP材料的注塑熔融性，使其更好地熔接以减少熔接线的产生。
本发明为了抵抗其水口剪切力所产生的摩擦，放置水口破裂，大大提高使用寿命，前模仁和后模仁选用DC53材质，并且经过氮化和软氮化处理，使其硬度高于同类其他产品，耐磨性也提高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为以现有技术的成型方法成型的LCP电路板的孔位熔接处裂纹情况的效果图一；
图2为以现有技术的成型方法成型的LCP电路板的孔位熔接处裂纹情况的效果图二；
图3为本发明实施例提供的改善LCP电路板成型的方法的孔位熔接处的效果图一；
图4为本发明实施例提供的改善LCP电路板成型的方法的孔位熔接处的效果图二；
图5为本发明实施例提供的改善LCP电路板成型的方法中注射螺杆的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的改善LCP电路板成型的方法中注射料筒的结构示意图；
图7为图6中B-B向剖视图。
附图标记说明：
1、注射螺杆；2、注射料筒；
101、进料段；102、压缩段；103、均化段；
201、下料口；202、第一构造边；203、第二构造边。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
参见图3～图7所示；
本发明的一种改善LCP电路板成型的方法，该方法主要包括如下步骤：
S101、选取前模仁和后模仁的材质，前模仁和后模仁的材质为DC53；
S102、注射机选用高速注射机，注射机的注射射出速度为350mm/s；
S103、前模仁和后模仁型腔面打磨抛光，且前模仁和后模仁的型腔面表面粗糙度抛光至小于Ra0.025。
具体的，本实施例基于现有技术中LCP材质电路板的成型工艺，对工艺部分设计的机构进行改进，以保证能够减少孔位熔接处的裂纹。具体包括对前模仁和后模仁材质的改进，选用DC53材质；以及将原有的低速注射机，更换为注射速度为350mm/s的高速注射机，另外，还需要对前模仁和后模仁的型腔面进行加工处理，使其表面粗糙度小于Ra0.025。
优选的，本实施例中步骤S101的前模仁和后模仁的材质进行氮化处理；
前模仁和后模仁经525℃气体氮化处理、以及经570℃气体软氮化处理。
基于前模仁和后模仁的材质选用DC53，此材料在经过氮化处理后表面获得致密的硬化层组织，使得工件的耐磨性与抗蚀性显著提高。525℃气体氮化处理后表层硬度约为1250HV，而570℃软氮化处理后表层硬度约为950HV。DC53热处理硬度高于SDK11，高温(520～530℃)回火后可达62～63HRC高硬度，在强度和耐磨性方面DC53超过SDK11，韧性是SKD11的2倍，DC53的韧性在模具钢中较为突出，用DC53材质，前模仁和后模仁可以抵抗其水口剪切力所产生的摩擦，放置水口破裂，大大提高了使用寿命。
另外，本实施例的步骤S101的前模仁和后模仁的顶针孔单边避空0.02mm。本实施例还对顶针做了优化，以放置由于温度过高发生热胀冷缩现象而卡死顶针。
优选的，本实施例中步骤S103中，前模仁和后模仁通过绒布抛光；
绒布抛光的步骤包括：
S10301、精磨；
S10302、研磨；
S10303、抛光；
S10304、超精磨；
S10305、镜面磨削；
前模仁和后模仁在加工注塑时加温温度分别为：前模仁加温至220℃，后模仁加温至190℃。
本实施例在模具的支座工艺方面做了优化和改善，在前模仁和后模仁的型腔面进行一系列的打磨抛光，其中抛光方式采用绒布抛光，其过程有精磨、研磨、抛光、超精磨、镜面磨削，将其表面的表面粗糙度抛光到小于Ra0.025的状态，同时，对其前模仁和后模仁在加工注塑的时候加高温，前模仁加温至220℃，后模仁加温至190℃。通过抛光前模仁和后模仁与进胶的接触面来减少其摩擦，加快LCP材质的流动速度以减少产品冲痕的产生，通过加高前模仁和后模仁的注塑温度，以增加LCP材质的注塑熔融性，使其更好地熔接以减少熔接线的产生。
优选的，本实施例的步骤S102中，注射机具有注射螺杆组件；
注射螺杆组件包括注射螺杆1和注射料筒2；
注射料筒2的下料口201形成为偏心下料口结构。
其中，上述的注射螺杆1包括进料段101、压缩段102、均化段103；
进料段101的长度为671mm，且进料段101的螺杆直径为37mm；
压缩段102的长度为520mm；
均化段103的长度为210mm，且均化段103的螺杆直径为47mm；
压缩段102的螺杆直径被配置为由进料段101至均化段逐渐增大的结构。
更进一步的，上述的偏心下料口结构具有第一构造边202和第二构造边203；
第一构造边202与注射料筒2的中心通孔交接，且第一构造边202与水平轴线呈70°角；
第二构造边203与注射料筒2的中心通孔相切，且第二构造边203与水平轴线呈81°角。
另外，本实施例的偏心下料口结构的开孔长度为95mm，偏心下料口结构的开孔宽度为88mm。
本实施例的工艺方法采用了注射速度为350mm/s的高速注射机，同时对高速注射机的注射螺杆组件进行了优化，采用了能够很好针对LCP材质成型的转用螺杆组件；该注射螺杆组件采用整体硬化，其强度在10000psi以上，表面硬度HRC62-70度，表面光洁度小于0.04um。同时，在螺杆设计上也做了一定的优化，采用大压缩比、深槽的设计，同时在下料口做了偏心结构设计，增大了其螺杆和注塑材料的摩擦力，有利于下料均匀稳定，同时螺杆采用耐磨、耐腐蚀的全合金材料，优化螺杆和料筒内壁之间的间隙配合及公差余量，本实施例的注射螺杆组件在针对LCP材质粘度低、着色难、蓉蓉速度快、自润滑性好等方面，表面出螺杆混色效果好，进料量稳定、排气效果好等优势。该注射螺杆组件成型PA、PP、LCP等结晶类低粘底塑料效果好，也可以成型一般塑料，还可以进一步解决LCP产品孔位熔接处的局部困气问题。
在上述技术方案中，本发明提供的一种改善LCP电路板成型的方法，具有以下有益效果：
本发明以高速注射机成型产品，能够保障成型PA、PP、LCP等结晶类低粘底塑料效果好，也可以成型一般塑料，解决了孔位熔接处局部困气的问题；将前模仁和后模仁改进，降低表面粗糙度，增加了LCP材料的注塑熔融性，使其更好地熔接以减少熔接线的产生。
本发明为了抵抗其水口剪切力所产生的摩擦，放置水口破裂，大大提高使用寿命，前模仁和后模仁选用DC53材质，并且经过氮化和软氮化处理，使其硬度高于同类其他产品，耐磨性也提高。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (8)

1.一种改善LCP电路板成型的方法，其特征在于，该方法主要包括如下步骤：
S101、选取前模仁和后模仁的材质，所述前模仁和后模仁的材质为DC53；
S102、注射机选用高速注射机，所述注射机的注射射出速度为350mm/s；
S103、所述前模仁和所述后模仁型腔面打磨抛光，且所述前模仁和后模仁的型腔面表面粗糙度抛光至小于Ra0.025。
2.根据权利要求1所述的一种改善LCP电路板成型的方法，其特征在于，所述步骤S101的前模仁和后模仁的材质进行氮化处理；
所述前模仁和所述后模仁经525℃气体氮化处理、以及经570℃气体软氮化处理。
3.根据权利要求1所述的一种改善LCP电路板成型的方法，其特征在于，所述步骤S101的前模仁和后模仁的顶针孔单边避空0.02mm。
4.根据权利要求1所述的一种改善LCP电路板成型的方法，其特征在于，所述步骤S103中，前模仁和后模仁通过绒布抛光；
所述绒布抛光的步骤包括：
S10301、精磨；
S10302、研磨；
S10303、抛光；
S10304、超精磨；
S10305、镜面磨削；
所述前模仁和所述后模仁在加工注塑时加温温度分别为：前模仁加温至220℃，后模仁加温至190℃。
5.根据权利要求1所述的一种改善LCP电路板成型的方法，其特征在于，所述步骤S102中，所述注射机具有注射螺杆组件；
所述注射螺杆组件包括注射螺杆(1)和注射料筒(2)；
所述注射料筒(2)的下料口(201)形成为偏心下料口结构。
6.根据权利要求5所述的一种改善LCP电路板成型的方法，其特征在于，所述注射螺杆(1)包括进料段(101)、压缩段(102)、均化段(103)；
所述进料段(101)的长度为671mm，且所述进料段(101)的螺杆直径为37mm；
所述压缩段(102)的长度为520mm；
所述均化段(103)的长度为210mm，且所述均化段(103)的螺杆直径为47mm；
所述压缩段(102)的螺杆直径被配置为由所述进料段(101)至所述均化段(103)逐渐增大的结构。
7.根据权利要求5所述的一种改善LCP电路板成型的方法，其特征在于，所述偏心下料口结构具有第一构造边(202)和第二构造边(203)；
所述第一构造边(202)与所述注射料筒(2)的中心通孔交接，且所述第一构造边(202)与水平轴线呈70°角；
所述第二构造边(203)与所述注射料筒(2)的中心通孔相切，且所述第二构造边(203)与水平轴线呈81°角。
8.根据权利要求7所述的一种改善LCP电路板成型的方法，其特征在于，所述偏心下料口结构的开孔长度为95mm，所述偏心下料口结构的开孔宽度为88mm。
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