DE2730182A1

DE2730182A1 - Giessform

Info

Publication number: DE2730182A1
Application number: DE19772730182
Authority: DE
Inventors: Aizo Kaneda; Keizo Otsuki; Jun-Ichi Saeki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-07-05
Filing date: 1977-07-04
Publication date: 1978-01-19
Also published as: MY8100345A; DE2730182B2; JPS5517697B2; GB1560517A; DE2730182C3; JPS535255A; US4126292A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gießform zur Verwendung bei Kunstharzformmaschinen.

Beim Kunstharzformguß, wie z. B. für gedruckte Schaltungen, Großschaltungen u.dgl., wurden viele Maßnahmen zur Verbesserung der Qualität der Formgußprodukte sowie zur Verringerung der Herstellungskosten durch Erhöhung der Anzahl der Produkte durch einen Gießvorgang vorgeschlagen.

In dieserjHinsicht leiden die bekannten Gießformen zum Gießen einer Mehrzahl von Produkten (zum Beispiel einigen 10 Produkten) mit einem Gießvorgang unter den folgenden Problemen. In der Anfangsphase des Einlaufs des geschmolzenen Kunstharzes verringert sich die Strömungsgeschwindigkeit des längs eines Eingußkanals strömenden Kunstharzes, wenn sich das Kunstharz vom Aufnahmebehälter oder Gießtrichter entfernt, da das Kunstharz in die Hohlräume verteilt wird, die am Wege vom Einlaß bis zu den letzten Hohlräumen angeordnet sind. Dabei ist die Querschnittsfläche des Eingußkanals

8l-(A2467-02)-TF

709883/0780

r-

konstant, so daß eine Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit des Kunstharzes direkt zu einer Verringerung > der Strömungsgeschwindigkeit mit dem Ergebnis führt, daß die FUllbeginnzeit für einen Hohlraum mehr und mehr verzögert wird, je weiter der Hohlraum vom Harzaufnahmebehälter oder Gießtrichter entfernt ist. Außerdem sind die Formen der Anschnitte für die einzelnen Hohlräume untereinander gleich, so daß der Druckverlust in einem Eingußkanalteil bis zu jedem Hohlraum umso größer ist, je größer die Länge des Singußkanals ist. Dementsprechend ist, je weiter der Hohlraum vom Harzaufnahmebehälter oder Gießtrichter entfernt ist,, der Druckverlust umso größer, und umso geringer ist die Kraft, um das Kunstharz in einen Hohlraum hineinzutreiben, d. h. die Geschwindigkeit des in einen Hohlraum einströmenden Kunstharzes.

Weiter werden die Hohlräume nacheinander in der Reihenfolge der Hohlräume gefüllt, die dem Harzaufnahmebehälter oder Gießtrichter näher sind, so daß die Kunstharzgeschwindigkeit laufend steigt, wenn der Hohlraum im späteren Teil des Einströmvorganges weiter vom Harzaufnahmebehälter oder Gießtrichter entfernt ist.

So leidet die bekannte Gießform an erheblichen Unterschieden der FUllbeginnzeit und der FUllbedingung des Kunstharzes für die einzelnen Hohlräume. Dies übt offenbar ungünstige Einflüsse auf verschiedene Eigenschaften der Gußerzeugnisse, wie z. B. Ausmaß der Bildung von Poren, Deformation von Einlagen, Haftungsverhalten des Kunstharzes an den Einlagen u. dgl., auf.

Jedenfalls sind die genannten Nachteile auf einen Unterschied der KunstharzfUllbedingungen für die einzelnen Hohlräume zurückzuführen. Ss ergibt sich daher ein Bedarf

709883/0780

für eine Gießform, mit der diese Nachteile überwunden und gleichmäßig gute Qualitäten der Gießformerzeugnisse erhalten werden.

Zur Erzielung einer gleichen FUllgeschwindigkeit des Kunstharzes bei den einzelnen Hohlräumen solltendie Energie, die vom Kunstharz aufgrund seiner Strömung zu den einzelnen Hohlräumen verloren wird, d. h. die Druckverluste im Kunstharz an den einzelnen Hohlräumen einander gleich sein.

Auf dem Gebiet des thermoplastischen Formgusses wird die Querschnittsfläche eines Anschnitts an seinem Ausgang mehr und mehr gesteigert, je weiter der Ausgang des Anschnitts vom Harzaufnahmebehälter oder Gießtrichter entfernt ist (wobei die konvergierende Schräge des Anschnitts konstantgehalten wird), und dann wird die Summe der Druckverluste im Eingußkanalteil und im Anschnitteil für jeden der Hohlräume ausgeglichen. (Es wird beispielsweise auf "Mold-Filling Studies for the Injection Molding of Thermoplastic Materials, Teil 1 von G. Williams und H.A. Lord," Polymer Engineering and Science" 15 (8), (1975)) verwiesen.

Jedoch entsteht, wenn die Spaltweite des Anschnittsausgangs erhöht wird, um die Querschnittsfläche des Anschnitts zu vergrößern, eine turbulente Kunstharzströmung im Hohlraum, die zu unerwünschten Fehlern im Aussehen der Formerzeugnisse, wie z. B. Poren, Schweißstellen, Schlangenstellen u. dgl. führt. Andererseits läßt sich, wenn die Höhe des Anschnitts gesteigert wird, um die Querschnittsfläche des Anschnitts zu vergrößern, das FormerZeugnis, wenn es aus einem Hohlraum entnommen wird, nicht an einem vorgegebenen Punkt des Eingußkanals, d. h. am Ausgang des Anschnitts, abbrechen,

709883/0780

so daß das Erzeugnis beschädigt werden kann und somit die Ausschußrate steigt.

Der Erfindung liegt zunächst die Aufgabe zugrunde, die FUllgeschwindigkeiten von in die einzelnen Hohlräume in einer GießfSrm^fef^e^Sie Zahl der Hohlräume gleich oder über der einer bekannten Gießform ist, auszugleichen, ohne daß turbulente Strömungen in den Hohlräumen auftreten.

Der Erfindung liegt zusätzlich die Aufgabe zugrunde, die KunstharzfUll-Beendigungszeit für die einzelnen Hohlräume in Übereinstimmung zu bringen sowie die FUllgeschwindigkeiten des in die einzelnen Hohlräume in einer Gießform, in der die Zahl der Hohlräume gleich oder über der einer bekannten Gießform ist, einströmenden Kunstharzes anzugleichen, ohne daß turbulente Strömungen in den Hohlräumen auftreten.

Um die erste Aufgabe zu lösen, werden erfindungsgemäß Maßnahmen ergriffen, wonach die konvergierenden Schrägen der Anschnitte (d. h. die von den oberen und unteren Oberflächen der Anschnitte definierten Winkel) mehr und mehr größer gemacht werden, je weiter die Anschnitte vom Harzaufnahmebehälter oder Gießtrichter entfernt sind, wobei die Ausgänge der mit den einzelnen Hohlräumen verbundenen Anschnitte von konstanter Abmessung gehalten werden und die Summe der Druckverluste im Anschnitteil und im T5ingußkanalteil für jeden der Hohlräume gleichmäßig ist. Gemäß diesen Maßnahmen sind die Gestalt und Abmessung des Anschnittausganges (öffnung) nicht geändert, so daß sich keine Turbulenz des in den Hohlraum einströmenden Kunstharzes ergibt und sich die Formei^lzeugnisse vom Eingußkanal jeweils an einer vorgegebenen Stelle abtrennen lassen.

709883/0780

Um die zweite Aufgabe der Erfindung zu lösen, soll die Verringerung der Geschwindigkeit des längs des %ingußkanals strömenden Kunstharzes infolge der Verteilung des Kunstharzes in die zwischenliegenden Hohlräume auf seinem Weg vom Harzaufnahmebehälter oder Gießtrichter verhindert werden.

=:rfindungsgemäß wird hierzu die Querschnittsfläche des Singußkanals mehr und mehr oder kontinuierlich in der Richtung vom Harzaufnahmebehälter oder Gießtrichter weg verringert, wodurch man den Abfall der Strömungsgeschwindigkeit des Kunstharzes im Eingußkanal möglichst gering hält und auch den Unterschied der FUllzeit (den Unterschied der Füllbeginnzeit des in die einzelnen Hohlräume einströmenden Kunstharzes) auf einen äußerst geringen Wort

wieder
bringt. Gleichfalls wird/die konvergierende Schräge des Anschnitts mehr und mehr gesteigert, je weiter der Anschnitt vom Harzaufnahmebehälter oder Gießtrichter entfernt ist, so daß die Druckverluste im Anschnitteil und im Eingußkanalteil für jeden der Hohlräume angeglichen werden, wodurch die zweite Aufgabe der Erfindung gelöst ist.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele nHher erläutert; darin zeigen:

Fig.l eine Aufsicht einer bekannten Gießform zur Verwendung beim Formen einer Mehrzahl von Erzeugnissen mit einem Gießschritt;

Fig. 2a bis 2d Querschnitte dieser Form nach der Linie II-II in Fig. 1;

709883/0780

Fig. 3 und 4 Darstellungen von Einzelheiten einer bekannten Gießform und des FUllzustandes des geschmolzenen Kunstharzes in der Form, wobei Fig.3 einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. 4 und Fig. 4 eine Aufsicht von der Pfeilrichtung IV in Fig. 3 zeigen;

Fig. 5 einen Arbeitsplan des Herstellungsverfahrens einer Gießform, bei der der Unterschied der Füllbeginnzeit des Kunstharzes in den Hohlräumen möglichst geringgehalten ist und die Geschwindigkeiten des in die einzelnen Hohlräume einströmenden Kunstharzes angeglichen sind;

Fig. 6 bis 8 Darstellungen eines ersten Ausfünrungsbeispiels der Erfindung, wobei Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung längs der Linie VI-VI in Fig. 7, Pig· 7 eine Aufsicht der Gießform und Fig. 8a bis 8e Querschnitte längs der Linien VIIIa^VIIIa, VIIIb-VIIIb, VIIIc-VIIIc, VIIId-VIIId und VIIIe-VIIIe in Fig. 7 zeigen;

Fig. 9 bis 12 ein zweites AusfUhrungsbeispiel der Erfindung, wobei Fig. 9 eine Seitenansicht eines Eingußkanals zur Geringhaltung des Unterschieds der FUllbeginnzeit des Kunstharzes in den Hohlräumen, Fig.10 eine Vorderansicht davon, Fig. 11 die Anordnung der Hohlräume und Fig.12 eine Perspektivansicht eines Anschnitts darstellen;

Fig.13 und 14 die Ergebnisse der Berechnung für das zweite Ausftihrungsbeispiel der Erfindung, wobei Fig. als Diagramm den Druckverlust in einem Eingußkanal und Fig.14 als Diagramm den Druckverlust in einem Anschnitteil zeigen;

709883/0780

Fig. 15 ein Diagramm zur Darstellung des FUllzustandes

in einer Gießform gemäß dem zweiten AusfUhrungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 16 ein Diagramm zur Darstellung des FUllzustandes bei einer bekannten Gießform.

Es soll nun das Formverfahren bei einer bekannten Gießform anhand der Fig. 1 bis 4 beschrieben werden. Fig. 1 ist eine Aufsicht einer Gießform, deren obere Formhälfte entfernt ist. Die Fig. 2a bis 2d sind Querschnitte nach der Linie II-II in Fig. 1. In diesen Figuren sind eine obere Hälfte 4 und eine untere Hälfte 5 einer Form dargestellt. Ein zylinderförmiger Harzaufnahmebehälter 2 durchsetzt die obere Hälfte der Gießform in ihrem mittleren Teil. Außerdem ist der in der unteren Formhälfte 5 vorgeseheneEingußkanal 6 in Verbindung mit dem Behälter 2 gezeigt. Der Eingußkanal 6 hat die Form eines Kanals mit einem umgekehrt trapezförmigen Querschnitt. Man erkennt weiter einen in der unteren Formhälfte 5 vorgesehenen Anschnitt 7, der vom Eingußkanal 6 abgezweigt ist. Der Anschnitt 7 hat einen Querschnitt, der sich zu seinem Ausgang verringert, so daß sich die obere Fläche und die Bodenfläche des Anschnitts allmählich einander annähern.

Der Winkel, der zwischen der oberen Fläche und der Bodenfläche des Anschnitts 7 gebildet ist, wird als konvergierende Schräge θ des Anschnitts bezeichnet. Weiter ist ein in der oberen Formhälfte 4 und der unteren Formhälfte 5 begrenzter Hohlraum 9 gezeigt, der mit dem Anschnitt 7 durch dessen Ausgang 8 verbunden 1st. Die einzelnen Hohlräume 9 sind so gestaltet, um der gewünschten Form

709883/0780

der Erzeugnisse zu entsprechen. Einlagen 10, wie z. B. Leitungsrahmen für gedruckte Schaltungen mit Kunstharzeinformung, sind je nach den Erfordernissen vorher in die Höhlräume 9 eingesetzt. Ein Kolben 3 ist zum gleitenden Hin- und Hergehen innerhalb des Behälters 2 in vertikaler Richtung eingerichtet, und schließlich dienen Auswerferstifte 11 zum Auswerfen eines Formerzeugnisses aus der Gießform.

Da die in den Fig. 1 und 2a bis 2d dargestellte Gießform zum Behälter 2 symmetrisch ist, ist der rechte Teil der Gießform in den Figuren ausgelassen.

Es soll nun das Verfahren zum Formen von wärmehärtendem Kunstharz anhand der Fig. 2a bis 2d erläutert werden.

Zunächst wird eine durch Vorformen von Kunstharz hergestellte Tablette 1 im Harzaufnahmebehälterj2 angeordnet (Fig. 2a).

Dann wird die Tablette 1 durch eine (nicht dargestellte) in der Gießform eingebettete Heizeinrichtung erhitzt, um geschmolzenes Kunstharz 12 zu erzeugen. Das geschmolzene Kunstharz 12 wird durch den Kolben 3 nach unten gedrückt, um die Hohlräume 9 über den Eingußkanal 6 und den zugehörigen Anschnitt 7 mit Anschnittausgang 8 zu füllen (Fig.2b)

Nach dem Füllen der Hohlräume 9 wird das geschmolzene Kunstharz 12 weiter durch die (nicht dargestellte) in der Gießform eingebettete Heizeinrichtung erhitzt, um den Aushärtvorgang auszulösen (Fig. 2c).

709883/0780

4φ

Nach dem Verstreichen einer bestimmten Aushärtungszeit werden die obere Hälfte 4 und die untere Hälfte 5 der Gießform geöffnet, um voneinander in der Vertikalrichtung getrennt zu werden, wodurch ein Auswerfen der Formerzeugnisse 13 aus der Gießform mittels der Auswerferstifte ermöglicht wird. Schließlich werden die Formerzeugnisse bei 14 (an der den Ausgängen 8 der Anschnitte 7 entsprechenden Stelle) abgebrochen, um die fertigen Erzeugnisse zu ergeben (Fig. 2d).

Es folgt eine nähere Beschreibung des Aufbaues einer Gießform mit vielen Hohlräumen und des Füllzustandes des geschmolzenen Kunstharzes innerhalb einer Gießform anhand der Fig. 3 und 4.

Fig. 3 ist ein Querschnitt längs der Linie III-III in Fig. 4, die eine Aufsicht der Gießform ist. Fig. 4 ist eine Aufsicht in der Richtung des Pfeils IV in Fig. 3 und zeigt, daß die dem Harzaufnahmebehälter 2 am nächsten liegenden Hohlräume gerade mit Kunstharz 12 gefüllt sind. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen wie denen in Fig. 1 und 3 versehen.

Wie Fig. 4 zeigt, sind zwei oder mehr Paare von Hohlräumen 9 (in diesem Fall 10 Hohlräume) für einen einzelnen Behälter 2 vorgesehen, welche Paare von Hohlräumen jeweils unter Abständen an einer Seite des Behälters angeordnet sind. Der zum Behälter 2 führende Eingußkanal 6 hat einen Querschnitt, der unter einem rechten Winkel zur Strömungsrichtung des geschmolzenen Kunstharzes genommen - die Form eines umgekehrten Trapezes aufweist (Oberseite = b, Unterseite = a, Höhe = h, a < b). Der Querschnitt des Eingußkanals 6 ist Über seine Länge gleichmäßig. Außerdem

709883/0780

AA

sind die Querschnittsflächen ( Höhe = m, Breite = 1) der einzelnen zu den entsprechenden Hohlräumen 9 führenden Ausgänge 8 allerAnschnitte 7 und deren konvergierenden

Schrägen θ konstant.

Eine Gießform, mit der die Lösung der zweiten Aufgabe der Erfindung bezweckt wird, wird mit "Eingußkanal- und anschnittschrägen-Variationstyp-Gießform" bezeichnet, wofür die Abkürzung "RGV"-Typgi_eßform gewählt wird.

Das Verfahren zum Entwerfen einer RGV-Typgießform . soll nun anhand der Schritte 1 bis 5 in Fig. 5 erläutert werden.

Schritt 1:

Die Form des Eingußkanals wird so bestimmt, daß sich die Querschnittsfläche des Eingußkanals nach und nach in der Richtung vom Harzaufnahmebehalter weg verringert.

Schritt 2:

Die Druckverluste ( Δ P_R) werden für Teile des Eingußkanals berechnet, die sich im Eingußkanal bis zum Hohlraum bzw. bis zu den Paaren von Hohlräumen erstrecken und deren F»rm im Schritt 1 bestimmt wurde.

Die Druckverluste ( Δ Pj neigen zur fortlaufenden Erhöhung in der Richtung vom Karzaufnahmebehälter weg, wie in Fig. 13 gezeigt ist (wenn sich x/X erhöht).

Schritt 3:

Die Beziehung zwischen der konvergierenden Schräge des Anschnitts und dem Druckverlust A Pq am Anschnitt wird gefunden. Δ Pq neigt zum fortlaufenden Abfall (wie Flg.14 zeigt),

709883/0780

yt -

wenn sich die konvergierende Schräge θ erhöht.

Schritt 4:

Die konvergierenden Schrägen θ,, θρ, θ, ... der Anschnitte für die einzelnen Hohlräume werden bestimmt, die der folgenden Gleichung (1) genügen, indem man die in den Schritten 2 und 3 erhaltenen Berechnungsergebnisse verwendet.

ÄP_R (x/X) + A?_Q (Θ) = konstant (1),

worin Δ Pt₅ (*A) '· Druckverlust im Teil des Eingußkanals η

Λ Pq (θ): Druckverlust im Anschnitt.

-APt, und AP_n zeigen die in Fig. 13 und 14 dargestellten Tendenzen, so daß die folgende Ungleichung (2) stets bei¹ den konvergierenden Schrägen θ, , θρ, θ-, ... gilt, die der Gleichung (1) genügen.

O₁^ Q₂ C ©₃ /. (2),

worin die Indizes 1, 2, 3 ♦·· die Nummern der Hohlräume in der vom Harzaufnahmebehälter beginnenden Reihenfolge bezeichnet*.

Schritt 5:

Verschiedene andere Abmessungen als die in den Schritten bis 4 erhaltenen werd«n bestimmt, um den Entwurf der HGV-Typgießform zu vollenden.

Es soll nun beschrieben werden, wie die Gießform gemäß der Erfindung in Abhängigkeit von den Kunstharztypen verwendet wird.

709883/0780

-ir -

Beim Formen von thermoplastischem Harz lassen sich Formerzeugnisse gleichmäßiger Güte erhalten, wenn die Geschwindigkeiten des die einzelnen Hohlräume füllenden Kunstharzes im wesentlichen konstant sind. Demgemäß genügt es, daß die konvergierenden Schrägerjder Anschnitte so gewählt werden,daß sie der Gleichung (1) genügen. Mit anderen Worten reicht es aus, wenn die erste Aufgabe der Erfindung gelöst ist.

Beim Formen von wärmehärtendem Kunstharz wird, wenn das Kunstharz im Lauf des Ausfüllens der Hohlräume eine Gelierung erfährt, die Güte der Formerzeugnisse merklich beeinflußt. 5s genügt dann nicht, daß die konvergierenden Schrägen der Anschnitte so gewähltwerden, um der Gleichung (1) zu genügen. Es ist erforderlich, die Unterschiede der FUllbeginnzeit beim Füllen der einzelnen Hohlräume mittels stetigen Abfalls der Querschnittsfläche des Eingußkanals in der Richtung vom Harzaufnahmebehälter weg weitestgehend zu verringern. Infolgedessen ist es hier ratsam, die RGV-Typgießform zu verwenden.

Die Erfindung soll nun im einzelnen anhand der Figuren erläutert werden, die die AusfUhrungsbeispiele der Erfindung darstellen.

Die Fig. 6 bis 8e zeigen das erste AusfUhrungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine RGV-Typgießform mit einem direkt mit einem Harzaufnahmebehälter 2 verbundenen Eingußkanal 6 und fünf Paaren von mit dem Eingußkanal 6 verbundenen Hohlräumen vorgesehen ist. Fig. 7 ist eine Aufsicht der Gießform. Fig. 6 ist eine schnittsansicht nach der Linie VI-VI in Fig. 7, d. h. eine Längsschnittansicht des

709883/0780

AH

Eingußkanals 6. Die Weite W des Eingußkanals ist über seine gesamte Länge konstant, während die Höhe h des Eingußkanals fortlaufend abnimmt. Mit anderen Worten verringert sich die Querschnittsfläche des Eingußkanals linear in der Strömungsrichtung des geschmolzenen Kunstharzes. Die Fig. 8a bis 8e sind jeweils Längsschnittansichten der einzelnen Anschnitte 7, die vom Eingußkanal 6 zu den einzelnen Hohlräumen abgezweigt sind, nach den Linien VIIIa-VIIIa, VIIIb-VIIIb, VIIIc-VIIIc, VIIId-VIIId und VIIIe-VIIIe in Fig. 7, welche Linien in der Reihenfolge der Abstände vom Behälter 2 angeordnet sind. Die Paare von Hohlräumen sind in der Reihenfolge der Entfernung vom Behälter 2 mit 1 bis 5 numeriert. Die Nummern der einzelnen Hohlräume sind als Indizes der konvergierenden Schrägen θ der einzelnen Anschnitte angegeben. Die konvergierenden Schrägen Θ, bis θ^ der Anschnitte sind so bestimmt,daß sie der genannten Gleichung (1) genügen. Dementsprechend gilt die folgende Ungleichung (2)' für die konvergierenden Schrägen Θ, bis Q₁..

Q₁ 4 Q₂ < θ₃ ^ O₄ < O₅ (2) ^f

Bei der genannten Anordnung wächst die Strömungsgeschwindigkeit des längs des Eingußkanals 6 fließenden geschmolzenen Kunstharzes 12, wenn sich das geschmolzene Kunstharz vom Behälter entfernt, im Vergleich mit der des geschmolzenen Kunstharzes in der bekannten Gießform. Demgemäß verringern sich die Unterschiede der Füllbeginnzeit des geschmolzenen Kunstharzes 12 in den einzelnen Hohlräumen 9.

Außerdem ist der Druckverlust des Kunstharzes im Anschnitteil so ausgelegt, daß er in dem Maße geringer wird, je weiter der Anschnitt vom Behälter entfernt ist, so daß sich die

709883/0780

Ar

Geschwindigkeiten des die einzelnen Hohlräume füllenden Kunstharzes angleichen lassen. Daher werden die Unterschiede der FUllabschlußzeit verringert.

Die Fig. 9 bis 12 zeigen ein zweites Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung, gemäß dem eine RGV-Typgießform mit einem Eingußkanal 6' und 10 Paaren von mit dem Eingußkanal 6¹ verbundenen gegenüberstehenden Hohlräumen vorgesehen ist. Fig. 9 ist eine Seitenansicht eines Eingußkanals einer RGV-Typgießform. Fig. 10 ist eine Vorderansicht des Eingußkanals. Die Breite des Eingußkanals ist über seine gesamte Länge gleichmäßig, während sich seine Höhe so ändert,daß das Verhältnis der Höhe an seinen Längsenden 2:1 ist (die Dimensionsangaben in Fig. 9 und 10 sind mm). Fig. zeigt die Anordnung der Hohlräume. Die Volumenströmungsdurchsätze des geschmolzenen Kunstharzes an den Eingußkanalteilen und Hohlräumen sind in Fig. 11 gezeigt, wenn geschmolzenes Kunstharz in die Hohlräume mit der gleichen Geschwindigkeit einfließt. In der Figur stellt Q den Volumenströmungsdurchsatz von in einen Hohlraum einströmendem geschmolzenen Kunstharz dar. Fig. 12 zeigt die Ausbildung eines Anschnitts 7. Die -konvergierende Schräge θ des Anschnitts wird in der folgenden Weise bestimmt.

Als handelsübliches "Novalc" Epoxyharz "A" in die in den Fig. 9 bis 12 dargestellte RGV-Typgießform gefüllt wurde, wurden der Druckverlust^P_R in den Eingußkanalteilen und der Drue kv er lust Δ Pq in den Anschnitteilen als Funktion der konvergierenden Schräge 9 unter Verwendung der Viskosität des geschmolzenen Harzes, des Volumenströmungsdurchsatzes des Harzes in den Hohlräumen und der Abmessungen der Gießform berechnet.

709883/0780

-ys -

Fig·13 zeigt ein Diagramm, inßern die Abszisse die dimensionslose Länge x/X, die das Verhältnis des Abstandes χ vom Ende des Eingußkanals zur gesamten Länge X des Eingußkanals bedeutet, und die Ordinate den Druckverlust Δ P_r im Eingußkanalteil bedeuten.

CO
OO
OO

Fig.14 zeigt ein Diagramm, intern die Abszisse die konvergierenden Schrägen θ der Anschnitte und die Ordinate den Druckverlust A P_G in den Anschnittteilen bedeuten.

Unter Verwendung der in.. , den Fig. 13 und 14 dargestellten Ergebnisse wurden konvergierende Schrägen θρ, θ,

Weise berechnet, daß die Summen von Λ P_n und Δ P_n in den einzelnen Hohlräumen untereinander gleich wurden. Θ. kann geeignet bestimmt werden, indem man die Verarbeitbarkeit der Anschnitte in Betracht zieht. Die Tabelle 1 zeigt konvergierende Schrägen von Anschnitten für die einzelnen Hohlräume, die in der vorstehend erwähnten Weise bestimmt wurden.

Tabelle 1

Hohlraum No,	x/X	_θ(ο)	4P_R (kg/cm²)	*^?G 2 (kg/cnn	Summe der Druck* Verluste (kg/cm )
1	0,045	6,0	0,3	7,6	7,9
2	0,143	6,5	1,3	6,6	7,9
3	0,240	7,5	2,2	5,7	7,9 .
4	0,338	8,5	3,15	4,75	7,9
5	0,436	9,5	3,95	3,95	7,9
6	0,5^5	11,0	4,7	3,2	7,9
7	0,643	13,0	5,35	2,55	7,9
8	0,740	15,0	5,90	2,9	7,9
9	0,838	17,5	6,50	1,4	7,9
10	0,936	21,0	6,90	1,0	7,9

Es wurde eine Gießform mit den im zweiten Ausführungsbeispiel gezeigten Abmessungen hergestellt, und man untersuchte das Füllen der Hohlräume mit dem Kunstharz.

Fig. 15 zeigt das Meßergebnis beim Einfüllen von Kunstharz in eine Gießform mit den im zweiten AusfUhrungsbeispiel gezeigten Abmessungen, und Fig. 16 zeigt das Meßergebnis beim Einfüllen von Kunstharz in eine bekannte Gießform für Vergleichszwecke. (Die Anzahl der Hohlräume ist hier nur halb so groß wie die beim zweiten AusfUhrungsbeispiel, nämlich Hohlräume 1 bis 5). In den Fig. 15 und|l6 stellt die Abszisse eine dimensionslose Zeit t/t_Q dar, die man durch Division der Zeitdauer t von der FUllbeginnzeit für den Hohlraum No. 1 durch die Zeitdauer t bis zum Abschluß

des Füllens sämtlicher Hohlräume mit Kunstharz erhält, und die Ordinate stellt eine dimensionslose Füllgeschwindigkeit W/W_Q dar, die man durch Division des Gewichts W des im Hohlraum vorhandenen Kunstharzes durch das Gewicht W_ des bei Abschluß des Füllens im Hohlraum vorhandenen Kunstharzes erhält.

Beispielsweise zeigt in Fig.15 eine die Markierungen (o) verbindende Kurve, die die Messungen für den Hohlraum No. J> wiedergibt, wieviel Prozent des Kunstharzes, ausgedrückt durch W/Vq χ 100 Ji, in den Hohlraum No. 3 während der Zeitdauer von dem Zeitpunkt, in dem Kunstharz vom Harzaufnahmebehälter beginnt, in den Hohlraum No. 1 eingefüllt zu werden, bis zur Zeit (t/t =1), wenn der Hohlraum No. völlig mit Kunstharz gefüllt ist, Jeweils eingefüllt sind. Außerdem zeigt der Gradient der Kurve die Füllungsgeschwindigkeit des Kunstharzes.

Der Vergleich von Fig. I5 mit Fig. l6 bezüglich des Unterschiedes in der anscheinenden Füllabschlußzeit

709883/0780

-yf-

(W/W_o = 0,8) zeigt, daß t/t 0,5 zwischen den Hohlräumen No. und 5 bei der bekannten Gießform ist, während der Wert t/t auf 0,25 zwischen den Hohlräumen No. 1 bis 10 beim AusfUhrungsbeispiel der Erfindung trotz der Tatsache verringert ist, daß die Zahl der Hohlräume verdoppelt ist.

Die Füllgeschwindigkeiten des Kunstharzes in den einzelnen Hohlräumen sind bei diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen gleich.

Weiter wurden Formdurchdringungsgeschwindigkeiten für gedruckte Schaltungspackungen, die in der RGV-Typgießform gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie in der bekannten Gießform geformt wurden, für jeden Hohlraum verglichen. Mit dem Begriff "Formdurchdringungsgeschwindigkeit¹¹ ist hier das Verhältnis einer Strecke_} über die rote Tinte durch einen Spalt zwischen einem Leitungsrahmen und Kunstharz durchdringt, wenn ein Formerzeugnis für eine bestimmte Zeitdauer in unter Druck gesetzte rote Tinte eingetaucht wird, zur gesamten Länge des gemeint

Leitungsrahmens. Die Versuchsergebnisse zeigen,daß die Formdurchdringungsgeschwindigkeit bei der RGV-Typgießform mit der verdoppelten Anzahl von Formerzeugnissen im Vergleich mit der Formdurchdringungsgeschwindigkeit bei der bekannten Gießform wesentlich verringert ist. Außerdem war der Unterschied der Formdurchdringungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von den Lagen der Hohlräume bei der bekannten Gießform groß, während dieser Unterschied bei der RGV-Typgießform beseitigt wurde.

Als drittes AusfUhrungsbeispiel der Erfindung wurden der Porenbildungsgrad und die Ausfallrate der Deformation

709883/0780

der Golddrahtzwischenverbindungen zwischen gedruckten Schaltungspackungen, die in der RGV-Gießform gemäß der Erfindung bzw. in der bekannten Gießform geformt wurden, verglichen. Die beiden verwendeten Gießformen wurden mit der gleichen Anzahl von Hohlräumen ausgestattet, und man füllte handelsübliches "Novalc"-Epoxyharz" B"in die Gießformen. Die Versuchsergebnisse zeigen, daß der Porenbildungsgrad bei der RGV-Gießform etwa um die Hälfte desjenigen in der bekannten Gießform verringert ist und daß die Ausschußrate der Deformation bei den Golddrahtzwlaohenverbindungen bei der RGV-Typgießform auf etwa 1/8 derjenigen verringert ist, die man bei der bekannten Gießform erhält.

Die konvergierenden Schrägen θ der Anschnitte bei der RGV-Typgießform gemäß den drei AusfUhrungsbeispielen wurden so bestimmt, daß sie der Gleichung (1) genügen, so daß die konvergierenden Schrägen in dem Maß wachsen, wie der Anschnitt weiter vom Harzaufnahmebehälter entfernt ist. Dies wird durch die Ungleichung (2) wiedergegeben.

Alternativ können die konvergierenden Schrägen der Anschnitte auch gruppenweise (beispielsweise drei auf jeder Seite des Eingußkanals) gemeinsam innerhalb eines zulässigen Bereichs des FUllverhaltens erhöht werden. Dies trägt zur Einsparung bei den Herstellungskosten einer Gießform im Vergleich mit der RGV-Typgießform bei.

Während bisher eine Beschreibung der Spritzpreßformvariante gegeben wurde, bei der das Kunstharz in Tablettenform in einen Harzaufnahmebehälter gelegt., wird, ist die Erfindung ebenso auf die Spritzgußformvariante anwendbar, bei der

709883/0780

das geschmolzene Kunstharz in einen Gießtrichter eingeführt wird.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung der Gießform gemäß der Erfindung ergibt, ist die Querschnittsfläche des Eingußkanals in der Gießform in der Richtung vom Aufnahmebehälter weg fortlaufend verringert, und die konvergierenden Schrägen der Anschnitte sind so bestimmt, daß die Summe des Druckverlusts im Eingußkanalteil und des Druckverlusts im Anschnitteil für jeden Hohlraum gleichgehalten werden kann, so daß ein Unterschied in der Füllzeit für die einzelnen Hohlräume sehr geringgehalten werden kann und sich Kunstharz in die Hohlräume mit der gleichen Geschwindigkeit einführen läßt.

Als Ergebnis lassen sich das Ausmaß innerer Porenbildung und die Ausschußrate durch Deformation der Golddrahtzwischenverbindungen in den Erzeugnissen in weitem Ausmaß im Vergleich mit den entsprechenden Werten der mit bekannten Gießformen erzeugten Produkten verringern, und daher läßt sich eine gleichbleibend gute Qualität mit entsprechender Verbesserung der Produktausbeute erzielen.

Außerdem lassen sich die Formerzeugnisse vom Eingußkanal ohne weiteres in gleicher Weise wie bei der bekannten Gießform trennen.

709883/0780

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Λ Gießform mit einer Mehrzahl von Hohlräumen, einem Eingußkanal zum Einführen von Harz in die Hohlräume und vom Eingußkanal zu den einzelnen Hohlräumen abgezweigten Anschnitten mit bestimmten konvergierenden Schrägen, dadurch gekennzeichnet, daß die konvergierenden Schrägen (Θ) der Anschnitte (7) so festgelegt sind, daß die Summe des Druckverlusts im Eingußkanalteil (6) und des Druckverlusts im Anschnitteil (7) für jeden Hohlraum (9) im wesentlichen konstant gehalten wird.
2. Gießform nach Anspruch 1 mit einem Behälter zur Aufnahme von Harz in Form einer Tablette oder einem Gießtrichter zum Einfuhren geschmolzenen Harzes, wobei der Eingußkanal mit dem Behälter oder dem Gießtrichter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Eingußkanals (6; 6¹) in der Richtung vom Behälter oder Gießtrichter (2) weg nach und nach abnimmt und daß die konvergierenden Schrägen (Θ) der einzelnen Anschnitte (7) so festgelegt sind, daß die Summe der Druckabfälle im Eingußkanalteil (6; 6¹) und im Anschnitteil (7) für jeden der Hohlräume gleichgehalten werden kann.

709883/0780