CN115135481A - 具有自动堵塞式注入通道的成型装置 - Google Patents

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Abstract

成型装置具有一模具部分和另一模具部分。该一模具部分和另一模具部分共同围成空腔。在模具部分中，至少一个模具部分或仅仅一个模具部分具有至少一个隔片。隔片布置和构造成，将空腔分成至少两个或仅仅两个子腔，即，低压子腔和高压子腔。模具部分具有至少两个注入通道，其中，低压注入通道通入低压子腔中，并且至少在一纵向区段中比通入高压子腔中的高压注入通道具有更小的横截面。低压注入通道构造成，尤其在预定的时段期满之后或在预定的时段期间被硬化的成型物料抗压地堵塞。与低压注入通道相比，高压注入通道构造成，在此期间将成型压力以更长的时间、尤其更长的时段引入空腔中。

Description

具有自动堵塞式注入通道的成型装置
技术领域
本发明涉及一种用于生产成型模块的成型装置。
背景技术
本发明涉及一种用于生产成型模块的成型装置。
发明内容
成型装置具有一模具部分和另一模具部分。该一模具部分和另一模具部分一起围成一空腔。在模具部分中，至少一个模具部分或仅仅一个模具部分具有至少一个隔片。隔片布置和构造成将空腔分成至少两个或仅仅两个子腔，即，低压子腔和高压子腔。模具部分具有至少两个注入通道，其中的低压注入通道通入低压子腔中，并且至少在一纵向区段比通入高压子腔中的高压注入通道具有更小的横截面。低压注入通道构造成，尤其在预定的时段期满之后或在预定的时段期间，通过成型物料的硬化抗压地进行堵塞。高压注入通道构造成，与低压注入通道相比，在此期间将成型压力以更长的时间、尤其更长的时段导引到空腔中。因此，有利地，在高压注入通道中的成型物料仍可保持流体态，尤其保持粘稠状，并且可因此使得成型压力继续作用于高压子腔和填充在高压子腔中的成型物料。在低压注入通道被硬化的成型物料堵塞之后，填充到低压子腔中的成型物料可不再受到成型压力，该成型压力优选地通过共同的施压装置产生，该施压装置构造成可引起成型压力作用于低压注入通道以及高压注入通道。因此，可有利地在包括模具部分的相同的模具中在一个成型工艺期间生产彼此不同的成型体，该成型体通过相应彼此不同的工艺压力(上文还被称为成型压力)产生。
在一优选的实施方式中，低压注入通道具有尤其相比于相邻的通道区段变窄的纵向区段，该变窄的纵向区段的横截面直径或横截面面积小于高压注入通道的横截面直径或横截面面积的一半。有利地，成型物料可因此在低压注入通道的变窄的纵向区段中在预定的停留时间之后变硬，并且因此将变窄的纵向区段可靠地堵塞。因此，然后可通过施压装置提高的成型压力仅可通过在高压注入通道中的仍然粘稠状的成型物料作用于高压子腔，高压注入通道的横截面直径构造得足够大，使得成型物料不可在那里变硬。
在一优选的实施方式中，隔片构造和布置成尤其以弹簧加载的方式放置在由模具部分包围的电路载体上，并且将因此形成在电路载体和模具部分之间的空腔分成低压空腔和高压空腔。有利地，可因此在电路载体上产生两个彼此不同的成型体或成型隆起，其相应通过彼此不同的工艺压力制成。有利地，可因此在在低压子腔中产生的成型体中将对压力敏感的构件(例如电解电容器、传感器或石英振荡器)嵌入成型物料中。有利地，电解电容器、传感器或石英振荡器因此没有由于过高的成型压力、例如大于20巴的成型压力而受到破坏。因此，在高压子腔中，可有利地将电子构件嵌入成型物料中，其在电路载体上布置在与高压子腔邻接的表面区域中。因此，布置在高压子腔中的构件可在成型压力在50巴和200巴之间、优选地在80巴和150巴之间、进一步优选地为100巴的情况下嵌入成型物料中。有利地，可因此在这种大小的成型压力的情况下实现好的内垫特性，从而使得成型物料还可流入在电子构件、例如集成电路和电路载体之间的微小间隙中。
在一优选的实施方式中，模具部分具有与模具部分连接的、或形成在模具部分处的施压装置。施压装置构造成将尤其粘稠状的成型物料压入注入通道中。有利地，可因此通过仅仅一个成型模具并且在一个成型工艺步骤中以相应彼此不同的工艺压力制成彼此不同的成型体。
在一优选的实施方式中，成型装置具有压力传感器。压力传感器构造成，探测在低压注入通道中的成型压力，尤其工艺压力。优选地，压力传感器布置在低压空腔的区域中。有利地，在提高成型压力之前，从20巴开始提高到直至200巴，成型装置可探测在低压子腔的区域中的成型压力，并且因此确保低压注入通道通过在那里硬化的成型物料密封地封闭。为此，成型装置优选地具有处理单元，尤其微处理器或微控制器，其中，处理单元构造成接收由压力传感器产生的压力信号，并且根据压力信号提高成型压力。
在一优选的实施方式中，成型装置具有物料流探测装置，其构造成，探测在低压注入通道中流动的成型物料流，并且产生表示成型物料流的成型物料流信号。成型装置还优选地构造成根据成型物料流信号控制成型压力或成型物料注入体积。有利地，可因此在成型工艺期间通过成型装置探测成型物料流，使得可通过成型物料流信号可靠地探测低压注入通道的堵塞。
成型物料流探测装置例如具有介电式传感器，其构造成优选地电容地探测成型物料的介电特性，并且电容地探测成型物料的运动、尤其流动。成型物料流传感器构造成，根据探测到的流动的成型物料产生表示在低压注入通道的区域中的电容变化或电容的成型物料流信号。有利地，可因此由传感器探测低压注入通道的堵塞，以便因此根据成型物料流传感器的传感器信号将成型压力进一步提高到高于为低压子腔预定的最高压力值，尤其是高于20巴。
在一优选的实施方式中，成型装置构造成在预定的时段期满之后提高成型压力。成型装置优选地构造成，在将成型物料填充到子腔之后，将成型压力提高到直至20巴的成型压力，并且在预定的时段期满之后，进一步优选地根据压力信号和/或物料流信号将成型压力进一步提高直至100巴。有利地，可因此通过仅仅一个成型模具生产成型模块，其具有以相应彼此不同的工艺压力制成的成型体。
本发明还涉及一种成型模块，其尤其通过根据上述类型的成型装置来生产。成型模块具有至少一个对压力敏感的构件，尤其电解电容器、石英振荡器或传感器，其中，对压力敏感的构件嵌入通过小于或等于20巴的成型压力制成的成型体或成型隆起中。优选地，成型模块具有电路载体，其中，成型体形成在电路载体处，或电路载体嵌入成型隆起中。例如可在已经说明的成型装置的低压子腔中制成具有对压力敏感的构件的成型体。有利地，可因此将对压力敏感的构件完好地嵌入通过塑料压铸法、例如通过传递成型或直接注射成型制成的成型体中。在这方面，成型模块具有两个彼此不同的成型体，即，高压成型体和低压成型体，其中，对压力不敏感的构件相应嵌入高压成型体中，对压力敏感的构件相应嵌入低压成型体中，其中，比起高压成型体，以更小的工艺压力制成低压成型体。
本发明还涉及一种用于通过塑料压铸法、例如通过传递成型或直接注射成型生产成型模块的方法。对于该方法，在一方法步骤中，将具有电子构件的电路载体引入成型模具的空腔中。对于成型模具来说，空腔优选地被分成低压子腔和高压子腔。在另一方法步骤中，通过构造在成型模具中的并且通入低压子腔中的低压注入通道用成型物料填充低压子腔。通过构造在成型模具中的并且通入高压子腔中的高压注入通道用成型物料填充高压子腔。
优选地，在该方法中，将成型压力、尤其作用于通过注入通道填充到子腔中的成型物料的工艺压力提高到预定的低压值，尤其提高到20巴。进一步优选地，在预定的时段之后，尤其在堵塞低压注入通道之后，将成型压力进一步提高直至高压值，尤其提高到100巴。有利地，通过堵塞低压注入通道，成型压力因此不再可作用于低压子腔。有利地，被围在低压子腔中的对压力敏感的构件、尤其电解电容器或石英振荡器或传感器可因此没有由于进一步提高的成型压力而受损或被破坏。
优选地，电子构件、尤其至少一个或多个低压构件与电路载体焊接在一起。进一步优选地，对压力不敏感的构件(尤其是集成电路、电阻、薄膜电容或至少一个半导体构件，例如二极管或其他半导体构件)与电路载体焊接在一起。对压力不敏感的构件优选地嵌入在高压子腔中制成的成型体中。有利地，可因此形成成型模块，其具有两个以彼此不同的工艺压力制成的成型体或成型隆起。成型体或成型隆起例如构造在电路载体上，并且包围布置在电路载体上的电子构件，其伸入相应的成型隆起中。
附图说明
在下文中借助附图和其他实施例说明本发明。从在附图和从属权利要求中说明的特征的组合得到其他有利的实施方案变体。
图1示出了成型装置的一实施例，其构造成生产具有两个彼此不同的成型体的成型模块，该成型体可相应以彼此不同的压力制成；
图2以俯视图示出了已经在图1中示出的成型装置；
图3示出了通过在图1和图2中示出的成型装置生产的成型模块，在其中，对压力敏感的构件和对压力不敏感的构件相应嵌入彼此不同的成型体中。
具体实施方式
图1示意性地示出了用于成型装置1的实施例。成型装置1具有一模具部分2和另一模具部分3，它们共同围成空腔。在该实施例中，空腔借助于与模具部分3通过弹簧5以弹簧加载的方式连接的分隔壁4(上文还被称为隔片)分成两个子腔，即，低压子腔6和高压子腔7。在该实施例中，在因此形成的呈由两个壳组成的形式的模具中引入有电路载体14，其可通过成型装置1被成型物料20包围。在该实施例中，电路载体还包括与电路载体14连接的电子构件，即，低压构件15和16，尤其是电解电容器、传感器或石英振荡器。在该实施例中，例如，电解电容器15和石英振荡器16伸入低压子腔6中。在该实施例中，电路载体14处在模具部分3上。还有其他电子构件、尤其集成电路17与电路载体14连接。在该实施例中，其他构件、尤其电路17伸入高压子腔7中。其他构件对压力不那么敏感，从而它们在成型时承受更高的成型压力。
在该实施例中，低压子腔6与低压注入通道8连接。低压注入通道8在一纵向区段10中具有横截面面积12。高压子腔7与高压注入通道9连接，该高压注入通道在一纵向区段11中具有横截面面积13。低压注入通道8的横截面面积12小于高压注入通道9的横截面面积13。
为了生产成型模块，焊接有电子构件15、16和17的电路载体14可被放入包括模具部分2和3的模具中，并且被模具部分2、3包围。在此，借助于弹簧5以弹簧加载的方式支承的分隔壁4可放置在电路载体14上，从而使得低压空腔6与电路载体14相邻，并且因此还与低压构件15、16相邻，然而通过分隔壁4与高压子腔7隔开。然后，可将成型物料20通过注入开口8以及注入开口9注入成型模具中。在此，成型物料可通过通到低压子腔6中的注入通道8流入低压子腔6中。高压子腔7可通过通入高压子腔7中的注入通道9来填充成型物料。在通过成型物料20填充成型模具之后，此时可将成型压力增加到直至20巴，并且在此保持预定的时段。在该时段期间，成型物料20可在注入通道8的纵向区段10中结块或变硬而变成固化的成型物料20’，相比于用于高压子腔7的注入通道9的纵向区段11，注入通道8在纵向区段10中构造得更窄。因此，可通过注入通道8作用于低压子腔6的成型压力不再可施加到低压子腔6。
然后可通过在图1中未示出的包括施压活塞的施压装置进一步提高成型压力，在该示例中提高到高达100巴。图1还示出了与低压子腔6有效连接的压力探测装置18和与高压子腔7有效连接的压力探测装置19。在该实施例中，压力探测装置18显示了最大可作用于低压子腔6的20巴的成型压力，因为注入通道8被堵塞它的变硬的成型物料20’封闭。在该实施例中，成型装置1还包括施压装置27，其可形成在模具部分2处。施压装置27包括施压活塞26，该施压活塞构造成将粘稠状的成型物料20通过注入通道8和9压入子腔、尤其是低压子腔6和高压子腔7中。
在该实施例中，成型装置1还包括成型物料流传感器30。成型物料流传感器30构造成探测在注入通道8中、尤其在低压子腔6的区域中的成型物料流，并且产生表示成型物料流的物料流信号，并且将该物料流信号在输出侧通过连接线路输出给处理单元28。成型装置1还具有压力传感器42，其布置和构造成探测在低压子腔6中的压力，并且产生表示压力的压力信号，并且将压力信号发送给处理单元28。
成型装置1还包括处理单元28，其构造成根据在输入侧接收的成型物料流信号和/或根据压力信号将控制信号通过连接线路32发送给施压装置27。施压装置27构造成，根据接收的控制信号提高成型压力，尤其从20巴开始提高到直至100巴。
因此，有利地，可根据在注入通道8中的探测到的成型物料20的静止状态指示施压装置27将成型物料压力提高到100巴。因此可有利地确保低压构件15和16、尤其是电解电容器或石英振荡器在成型物料压力提升直至100巴时没有被损坏。
图2示出了已经在图1中示出的成型装置1，尤其是以模具部分2的俯视图。在该实施例中，模具部分2包括在图1中已经示出的施压活塞26，其构造成对尤其呈软化的形式的、作为软化的成型物料的成型用料片进行挤压而使之通过注入通道8和9，并且通过注入通道8和9压入低压子腔6和高压子腔7中。在该实施例中，注入通道8和9在模具部分2中构造为相应沿纵向延伸的空腔。图2还示出了与施压活塞26有效连接的注入通道24和25，它们通向两个相对于子腔6和7、尤其相对彼此点对称地布置的子空腔，即，低压子腔21和高压子腔22。注入通道24构造为低压注入通道，其如已经在图1中示出的低压注入通道8那样具有收窄通路，该收窄通路构造成使成型物料在停留在收窄通路中时变硬。
图3示出了成型模块30的一实施例。成型模块30例如借助于在图1中示出的成型装置1制成。成型模块30具有构造为成型隆起的成型体31，在其中嵌入有低压构件15和16。成型模块30还具有成型体32，在其中嵌入有高压构件，尤其集成电路17。成型体31和32通过沟槽33彼此分开，该沟槽延伸直至电路载体14。电路载体14是成型模块30的组成部分。就此而言，成型模块具有两个彼此不同的成型体31、32，即，高压成型体32和低压成型体31，其中，对压力不敏感的构件17相应嵌入在高压成型体32中，对压力敏感的构件15、16相应嵌入在低压成型体31中，其中，比起高压成型体32，通过更小的工艺压力制成低压成型体31。
图4示出了一示意图的实施例，该示意图具有横坐标34和纵坐标35。在该实施例中，横坐标34表示时间轴，其中，纵坐标35表示在通过在图1中示出的成型模具1成型时作用于子腔6和7的成型压力的压力轴。
图4还示出了压力曲线41，其表示用于通过在图1中示出的成型装置1生产成型模块的成型压力随时间的压力走向。在时段36期间，在用于通过提高的成型压力生产成型模块的第一步骤中，可为低压子腔6通过注入通道8填充成型物料20，并且为高压子腔7通过注入通道9填充成型物料20。
在随后的时段37期间，可进一步提高成型压力，直至提高到预定的压力值，例如20巴，其形成用于低压子腔6的最高压力。
在达到预定的压力值时，在该实施例中是20巴，在时段38期间将压力维持在预定的压力值。在紧接着时段37、因此在压力建立之后的时段38期间，可通过成型施压装置维持用于两个子腔、即低压子腔6和高压子腔7的预定的成型压力。成型物料20可在注入通道中在纵向区段10变硬，并且形成封闭低压子腔的变硬的成型物料20’。在紧接着时段38的时段39期间，可进一步提高成型压力，直至达到用于高压子腔7的最终压力。在该实施例中，用于的高压子腔7的成型压力的最终压力的值是100巴。
因此，压力曲线41具有五个不同的走向区段。填充区段在时段36期间延伸，在该填充区段期间为成型装置的子腔填充成型物料。紧接着的压力建立区段在时段37期间延伸，在时段38期间延伸的是压力保持区段，其具有受限的压力值，对于低压子腔来说尤其是20巴，用于为高压子腔7加载高压的另一压力建立区段在时段39期间延伸，并且用于保持用于高压子腔7的最终压力的最终压力区段在时段40期间延伸。

Claims (10)

1.一种用于生产成型模块的成型装置(1)，
其中，所述成型装置(1)具有一模具部分(2)和另一模具部分(3)，它们共同围成空腔(6、7)，
并且模具部分(2)具有至少一个分隔壁(4)，该分隔壁布置和构造成将所述空腔(6、7、21、22)分成至少两个或仅仅两个子腔(6、7)，即，低压子腔(6、21)和高压子腔(7、22)，并且所述模具部分(2)具有至少两个注入通道(8、9、24、25)，其中的低压注入通道(8)通入所述低压空腔(6)中，并且至少在一纵向区段(10)中具有比通入所述高压子腔(7)中的高压注入通道(9)更小的横截面(12)，并且其中，所述低压注入通道(8)构造成，尤其在预定的时段(38)期间，通过硬化的成型物料(20’)抗压地堵塞，而所述高压注入通道(9)构造成，与所述低压注入通道(8)相比，将成型压力(19)以更长的时段(40)引入所述空腔(7)中。
2.根据权利要求1所述的成型装置(1)，其特征在于，所述低压注入通道(8)具有尤其相比于相邻的通道区段变窄的纵向区段(10)，该变窄的纵向区段(10)的横截面直径(12)或横截面面积小于所述高压注入通道(9)的横截面直径(13)或横截面面积的一半。
3.根据权利要求1或2所述的成型装置(1)，其特征在于，所述分隔壁(4)构造和布置成尤其以弹簧加载的方式放置在由所述模具部分包围的电路载体(14)上，并且将因此形成在所述电路载体(14)和所述模具部分(2)之间的空腔(6、7)分成所述低压空腔(6)和所述高压空腔(7)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的成型装置(1)，其特征在于，所述模具部分具有与所述模具部分连接的或形成在所述模具部分处的施压装置，该施压装置构造成将尤其粘稠状的成型物料压入所述注入通道中。
5.根据上述权利要求中任一项所述的成型装置(1)，其特征在于，所述成型装置(1)具有压力传感器，该压力传感器构造成探测在所述低压注入通道中的成型压力。
6.根据权利要求5所述的成型装置(1)，其特征在于，所述压力传感器布置在所述低压空腔的区域中。
7.根据上述权利要求中任一项所述的成型装置(1)，其特征在于，所述成型装置(1)具有物料流探测装置(30)，该物料流探测装置构造成探测在所述低压注入通道(8)中流动的成型物料流，并且产生表示所述成型物料流的成型物料流信号，并且所述成型装置(1)构造成根据所述成型物料流信号控制成型压力或成型物料注入体积。
8.根据上述权利要求中任一项所述的成型装置(1)，其特征在于，所述成型装置(1)构造成在所述预定的时段(38)期满之后提高所述成型压力(19)。
9.一种成型模块(30)，其尤其通过根据上述权利要求中任一项所述的成型装置(1)来生产，
其特征在于，
所述成型模块(1)具有至少一个对压力敏感的构件(15，16)，尤其是电解电容器、石英振荡器或传感器，该对压力敏感的构件嵌入通过小于或等于20巴的成型压力(18)制成的成型体(31)或成型隆起中。
10.一种用于通过塑料压铸法、例如通过传递成型或直接注射成型来生产成型模块的方法，
其中，将具有电子构件(14、15、17)的电路载体(14)引入成型模具(1)的空腔(6、7)中，并且将所述成型模具(1)的空腔(6、7)尤其通过分隔壁(4)分成低压子腔和高压子腔，
为所述低压子腔(6)通过构造在所述成型模具(1)中并且通入所述低压子腔(6)中的低压注入通道(8)填充成型物料(20)，
为所述高压子腔(7)通过构造在所述成型模具(1)中并且通入所述高压子腔(7)中的高压注入通道(9)填充成型物料(20)，
将所述成型压力(18)提高到预定的低压值，尤其是20巴，并且在预定的时段(38)之后，尤其在堵塞所述低压注入通道之后，将所述成型压力(19)进一步提高到高压值，尤其是100巴。
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