DE3811797A1 - Buchse fuer eine spritz-form-vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Buchse für eine Spritz-Form-Vorrich­ tung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit mindestens einem Spritzkolben zur Herstellung mindestens eines Kunststoff­ formteiles, insbesondere zum Herstellen mindestens eines Gehäu­ ses für eine Halbleitervorrichtung. Die Vorrichtung mit min­ destens einem Spritzkolben besitzt wenigstens eine Spritzform, in deren mindestens einem Füllraum eine erwärmte Kunststoff- Formmasse von mindestens einem Spritzkolben über Kanäle in zu­ gehörige Kavitäten (Hohlräume, Formnester) gepreßt wird. Mit einer solchen Vorrichtung können Gehäuse für diskrete Bauelemen­ te (Transistoren, Dioden, optoelektronische Bauelemente, Lei­ stungshalbleiter), für passive Bauelemente (Widerstände, Kapa­ zitäten) und für integrierte Halbleiterbauelemente hergestellt werden.

Die Konstruktions- und Betriebsweise einer Spritz-Form-Vorrich­ tung ist für einen Fachmann wohlbekannt und ist beispielsweise in Kapitel 7 von "Plastics Mold Engineering Handbook", Third Edition, edited by J. Harry DuBois and Wayne I. Pribble, be­ schrieben und wurde veröffentlicht im Jahre 1978 von Van Nostrand Reinhold Company.

Beim Umhüllen von Halbleitervorrichtungen werden mehrere als sogenannte Chips ausgebildete Halbleitervorrichtungen auf einem gemeinsamen Band angeordnet, das in die Spritzform eingelegt wird. Die Spritzform wird geschlossen und die in den Kavitäten liegenden Halbleiterchips werden dann jeweils in ein separates Kunststoffgehäuse eingegossen. Als Kunststoffe werden dabei vorzugsweise Duroplaste verwendet.

Spritz-Form-Vorrichtungen sind aus GB-A-21 27 736 und aus EP-A-01 24 244 bekannt.

Eine solche Spritz-Form-Vorrichtung nach dem Stand der Technik ist anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Ein Bauelementeträ­ ger (lead frame) 1 trägt einen Halbleiterchip 8. Dieser Halblei­ terchip 8 ist mit elektrischen Anschlußdrähten mit den auf dem Bauelementeträger 1 vorgesehenen elektrischen Anschlüssen ver­ bunden. Der Bauelementeträger 1 ist so in die Spritzform einge­ legt, daß der Halbleiterchip 8 in einer Kavität 13 der Spritzform angeordnet ist. Geschmolzener Kunststoff, wie z.B. wärmehärten­ des Harz, das man durch das Schmelzen von sogenannten Tabletten (pellets) erhält, wird unter Druck in die Kavität 13 durch einen Verteilerkanal (runner) 11 und durch ein Tor (gate) 12 gepreßt. Der Verteilerkanal 11 und das Tor 12 gehören zum unteren Form­ teil 15. Nach dem Ausformen der Kunststofform werden die elek­ trischen Anschlüsse 6 der Umhüllung 5 vom Rahmen des Bauelemente­ trägers 1 getrennt und zu ihrer endgültigen Form gebogen. Auf diese Weise erhält man das Kunststoff-ummantelte Halbleiter-Bau­ element 7, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Das Bezugszeichen 2 be­ zeichnet einen Führungsschlitten (cradle), das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Führungsöffnung (pilot aperture), das Bezugs­ zeichen 4 bezeichnet eine Klammer (pinch).

Fig. 3 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Spritz-Form- Vorrichtung, wie sie in dem oben beschrieben Verfahren zur Her­ stellung einer Umhüllung von Halbleitervorrichtungen benutzt werden kann. Die Form 10 besteht aus einer oberen Hälfte 14 und einer unteren Hälfte 15, dem Verteiler (runner) 11, den Kavitä­ ten 13, einem Anguß (Verteiler) (cull) 16, der das geschmolzene Harz aufnimmt, einem Spritzkolben 17, der einen Druck ausübt auf Tabletten 18 aus wärmehärtendem Material, einem Topf 19, in dem der Spritzkolben 17 sich aufwärts und abwärts bewegt. Fig. 3 zeigt zwar nur drei Kavitäten 13, gewöhnlich werden jedoch 10 bis 200 Kavitäten in einer Form 10 vorgesehen.

In einer solchen Spritz-Form-Vorrichtung nach Fig. 3 ist die Form 10 auf etwa 180°C erwärmt. Das Harz der Tablette 18 wird durch die Wärme der Form 10 und durch den Druck, der von dem sich ab­ wärts bewegenden Spritzkolben 17 hervorgerufen wird, geschmol­ zen. Der Spritzkolben 17 kann mit Hilfe einer Hydraulik aufwärts und abwärts bewegt werden. Das geschmolzene Harz der Tablette 18 gelangt zu den Kavitäten 13 durch den Anguß 16, durch den Verteiler 11 und durch Tore 12. Wenn das geschmolzene Harz der Tablette 18 alle Kavitäten 13 füllt, bewegt sich der Spritzkol­ ben 17 wieder aufwärts, um einen Kolbenhub zu vollenden.

Eine Spritz-Form-Vorrichtung kann sowohl eine Spritz-Preß-Vor­ richtung als auch eine Spritz-Gieß-Vorrichtung sein.

Eine Umhüllung muß eine Halbleitervorrichtung gegenüber Tempe­ raturänderungen, gegenüber Einwirkungen von Feuchtigkeit, gegen­ über anderen äußeren Einflüssen, gegen Bruch oder gegen Änderun­ gen der der Halbleitervorrichtung innewohnenden Eigenschaften aufgrund von mechanischer Erschütterung oder Stoß schützen.

Beim Spritzformen qualitativ hochwertiger Kunststoffteile müssen alle Einflußgrößen, die sich bei der Verarbeitung auswirken, sorgfältig beachtet werden. Erst dadurch ist das optimale Her­ stellen präziser Teile in einem engen Fertigungstoleranzbereich gewährleistet.

Folgende Forderungen sind für das Spritzformen von Qualitäts- Kunststoffteilen zu erfüllen:

Beim Formteil: hohe Präzision (Genauigkeit der Abmessungen, Oberflächengüte), Maßhaltigkeit im Einsatzbereich, hohe Funk­ tionstüchtigkeit, konstante Qualität, niedriger Herstellungs­ preis;

bei der Fertigung: enge Toleranzen (Abmessung, Gewicht), gerin­ ger Ausschuß, kurze Produktionszeiten, hoher Automatisierungs­ grad.

Um diesen Forderungen an die Präzision von Spritz-Form-Teilen gerecht werden zu können, sind folgende Voraussetzungen not­ wendig:

kuststoffgerecht gestaltes Formteil, werkstoff- und formteil­ gerecht ausgelegtes Spritz-Form-Werkzeug, optimal gestaltetes Anguß- und Anschnittsystem, temperaturgeregeltes Spritz-Form- Werkzeug, der jeweiligen Kunststoff-Formmasse entsprechende Verarbeitung, reproduzierbar einstellbare Spritz-Form-Maschine, Kontrolle der Fertigteile.

Den Spritz-Form-Vorgang selbst kann man untergliedern in folgen­ de Teilvorgänge:

Auf- bzw. Vorbereiten der Kunststoff-Formmasse, Zuführen der Kunststoff-Formmasse, Plastifizieren der Kunststoff-Formmasse, Füllen der Kavitäten (Formnester, Hohlräume), Erstarren des Kunststoffs im Werkzeug, Entformen und Nachbehandeln des Form­ teils.

Alle Teilvorgänge innerhalb des Spritz-Form-Prozesses können wesentliche Einflußgrößen für den Arbeitsablauf sein. Es ist daher wichtig, daß diese Vorgänge konstant gehalten werden, um eine kontinuierliche Fertigung bei gleichbleibender Teilequali­ tät sicherzustellen. Alle einmal eingestellten Verarbeitungspa­ rameter sollten sich daher nicht verändern und sollten jederzeit wieder reproduzierbar sein.

Für die Massenfertigung von elektronischen Bauelementen werden an das Werkzeug folgende wesentliche Anforderungen gestellt: Erzielung hoher Stückzahlen pro Zeit, geringe Störanfälligkeit und geringer Verschleiß, hohe Kunststoffausnutzung, Homogenität der Ummantelungsmasse und Qualität der mit einer Umhüllung ver­ sehenen elektronischen Bauelemente, geringe Kosten des Werkzeugs, innovative Technik zur Anwendung des Werkzeugs auch für die fernere Zukunft. Zur Massenfertigung von elektronischen Bauele­ menten kommen Werkzeuge in Betracht, die das simultane An­ spritzen zahlreicher Kavitäten zulassen.

Bei der Konstruktion eines Spritz-Form-Werkzeugs für elektro­ nische Bauelemente müssen folgende wichtige Punkte geklärt sein: Zahl der simultan zu fertigenden Bauteile (Zahl der Formnester), Anordnung der Formnester, Geometrie der Kavitäten, Anspritztech­ nik und Anspritz-Geometrie. Zur Anspritztechnik und Anspritz- Geometrie gehören Überlegungen, ob ein separater Auswurfkörper mit einer Sollbruchstelle zwischen Verteiler (runner) und An­ spritzkörper gewählt werden soll oder ob der Anspritzkörper nach dem Ausformen am Verteiler (runner) bleiben soll und wie groß die Anzahl der Anspritzungen (Monoplunger, Multiplunger) sein soll.

Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Formmasse bestimmen wesentlich die Taktzeit wie auch die Geometrie des Werkzeugs. So wird die Taktzeit hauptsächlich durch die Härte­ zeit der Formmasse und die anfallende Reinigungszeit des Werk­ zeugs festgelegt. Die Reinigungszeit des Werkzeugs kann durch entsprechende Wahl des Werkzeug-Materials, der Werkzeug-Ober­ fläche und Werkzeug-Geometrie als auch durch die Wahl besser entformbarer Formmassen minimiert werden.

Die Kunststoffausnutzung ist abhängig vom Verteiler (runner)- Volumen, von der Anspritzart (Mono- oder Multi-Plunger) sowie vom Volumen des verbleibenden Anspritzkörpers. Das Verteiler­ volumen hängt auch von der Anspritzart ab. Zur Anspritzung von mehreren Kavitäten mit Hilfe einer einzigen Kunststoff-Tablette 18 muß, um dem erhöhten Massestrom pro Zeiteinheit Rechnung zu tragen, der Querschnitt des Verteilers vergrößert werden.

Das Volumen der Kunststofftablette 18 geht auch über den Durch­ messer und die Höhe des verbleibenden Anspritzzylinders in die Berechnung der Kunststoffausnutzung ein.

Der Tablettendurchmesser ist bei gleicher Taktzeit wesentlich für die Wärmeübertragung zwischen dem Werkzeug (Spritz-Form-Vor­ richtung) und der Kunststofftablette 18 und damit für den in­ nerhalb der Kunststofftablette 18 erzeugten Temperaturgradien­ ten verantwortlich.

Der Temperaturgradient führt zu unterschiedlicher Formmassen Viskosität und zu unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeit des Kunststoffes. Dies kann sich insbesondere bei mit kristal­ linem Quarz gefüllter Formmasse ungünstig auf den Verschleiß (Abrasion) des Werkzeugs auswirken. Zur Verminderung des Tem­ peraturgradienten innerhalb der Kunststofftablette 18 kann die Taktzeit erhöht werden oder der Durchmesser der Kunststofftab­ lette 18 verkleinert werden. Ein kleinerer Durchmesser der Kunststofftablette 18 führt jedoch zu einer größeren Höhe der Kunststofftablette 18, wobei das Verhältnis zwischen Durchmes­ ser und Höhe der Kunststofftablette 18 bei gleichem Volumen des Topfes 19 aus Tablettierungsgründen nicht beliebig variiert werden kann. Ein kleinerer Durchmesser der Kunststofftablette 18 bewirkt schließlich über den entsprechend kleineren Durchmes­ ser des Anspritzkörpers eine höhere Kunststoffausnutzung.

Das System Werkzeug-Kunststoff ist deshalb so komplex, weil die Parameter der zu berücksichtigenden Größen wie z.B. der Kunst­ stoffausbeute nicht unabhängig voneinander sind.

Spritzformteile mit hohem Qualitätsniveau wie kleine Toleranzen, hohe mechanische Werte, saubere Oberfläche, möglichst wenig in­ nere Spannungen, einwandfreie Langzeitstabilität, gute optische Werte, günstige elektrische Werte, usw. erfordern umfangreiche Kenntnisse über den Zusammenhang zwischen dem Spritzformprozeß und der Formteilqualität.

Beim Spritzformen zum Formen von Gegenständen aus Kunststoff- Material in einer Form drückt ein Kolben die Kunststoffmasse in den Verteiler. Eine Kunststofftablette wird in die Buchse ein­ geführt. Die Luft im Buchsenraum oberhalb der Tablette kann nicht entweichen und wird beim Einfahren des Kolbens komprimiert. Dies führt zu Lufteinschlüssen im Kunststoff und damit zur Be­ einträchtigung der Produktqualität.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Buchse der eingangs genannten Art anzugeben, die eine Verbes­ serung der Produktqualität ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Buchse nach dem Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf oberhalb der Tablette in der Buchse befindlichen Entlüftungslöchern. Dadurch wird der Buchsenraum entlüftet, so daß diese Luft keine Lufteinschlüsse im Kunst­ stoff hervorrufen kann. Die Produktqualität ist verbessert, der Prüfaufwand reduziert.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist in einem Unteranspruch angegeben.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Bauelementeträger eingelegt in eine Form­ kavität.

Fig. 2 zeigt ein mit einer Umhüllung versehenes elektronische Bauelement.

Fig. 3 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Spritz-Form- Vorrichtung nach dem Stand der Technik.

Fig. 4 zeigt Kolben und Kolbenbuchse nach dem Stand der Technik.

Fig. 5 zeigt Kolben und Kolbenbuchse nach der Erfindung.

Fig. 6 zeigt Kolben und Kolbenbuchse nach der Erfindung.

Fig. 7 zeigt Kolben und Kolbenbuchse nach dem Stand der Technik.

Fig. 8 zeigt Kolben und Kolbenbuchse nach der Erfindung.

Fig. 9 zeigt Kolben und Spritzdüse nach dem Stand der Technik.

Fig. 10 zeigt Kolben und Spritzdüse nach der Erfindung.

Fig. 11 zeigt eine Spritzformeinrichtung mit einer Nachheizein­ richtung nach der Erfindung.

Fig. 4 zeigt einen Spritzkolben 17 und eine Spritzbuchse (Topf) 19. Beim Spritzpressen zum Formen von Gegenständen aus wärme­ härtendem Harz in einer Form drückt ein Kolben 17 die Kunst­ stoffmasse durch eine Spritzdüse oder durch einen Spritzzylin­ der. Zwischen Kolben 17 und Kolbenbuchse 19 besteht aus tech­ nischen Gründen ein Luftspalt (Kolbenspiel).

Aufgrund des hohen Spritzdrucks bei der Düsenanspritzung wird die Kunststoffmasse zwischen Kolben 17 und Kolbenbuchse 19 ge­ drückt und bildet dort den sogenannten Flash (Kunststoffhaut). Beim Einfahren des Kolbens 17 in die Kolbenbuchse 19 und/oder beim Heraustransportieren des gehärteten Auswurfkörpers aus der Kolbenbuchse 19 mittels Schwalbenschwanz 20 führt dieser Flash zum Verschleiß von Kolben 17 und Buchse 19.

Bisher war man wegen dieses Verschleißproblems gezwungen, den Kolben 17 wie auch die Buchse 19 nach kurzer Betriebszeit zu wechseln. Dabei ergeben sich hohe anfallende Ausfallzeiten des Spritz-Form-Werkzeugs und hohe Kosten, insbesondere bei Aus­ tausch der Buchse 19. Die Fertigungsstabilität ist gerin. Dünne Flash-Plättchen (5-10 Mikrometer) werden mit dem Kolbenhub nach oben transportiert und verschmutzen das Werkzeug. Wenn solche Flash-Plättchen auf eine Lichtschranke fallen, welche z.B. den Bandtransport mit den auf dem Band angeordneten Halbleiterchips oder andere Einrichtungen oder Gegenstände kontrolliert, führt die Verschmutzung des Werkzeugs zu Folgefehlern, die Ausfallzei­ ten des Werkzeugs bewirken.

Fig. 5 zeigt einen Kolben 17 und eine Buchse 19 nach der Erfin­ dung. Ein auf einem über dem Schwalbenschwanz 20 befindlicher Ring 21 schließt den Kolben 17 gegenüber der Kolbenbuchse 19 hermetisch ab, so daß auch bei hohem Spritzdruck kein Flash zwischen Kolben 17 und Buchse 19 entstehen kann. Der Ring 21 darf sich nicht zu sehr abreiben, aber ein gewisser Verschleiß muß doch vorhanden sein. Das Material des Rings 21 muß inert sein und den hohen Temperaturen des Werkzeugs standhalten kön­ nen. Der Ring 21 kann aus einem weichen Metall, z.B. aus Kupfer sein. Der Ring 21 kann aus Kunststoff bestehen. Der Ring 21 kann aus Polyimid bestehen. Der Ring 21 muß weicher sein als das Material der Buchse 19 und muß abdichten.

Ein Ring 21 eignet sich sowohl für eine Spritzdüse als auch für einen Spritzzylinder. Bei einer Spritzdüse ist der entstehende Druck im allgemeinen viermal so hoch wie bei einem Spritzzylin­ der.

Der Ring 21 bewirkt folgende Vorteile: keine Stillstandzeiten durch Buchsenverschleiß, der Kunststoffring ist in sehr kurzer Zeit austauschbar, minimale Kosten, geringe Verschmutzung des Werkzeugs, insbesondere geringe Verschmutzung bewegter Teile des Werkzeugs, deutliche Stabilisierung der Fertigung, prak­ tisch keine Abschmirgelung von Kolben 17 und Buchse 19 durch Flash, zusätzlich auch deutlich geringere Abschmirgelung von Kolben 17 und Buchse 19 durch den nach oben zu transportieren­ den, bereits gehärteten Auswurfkörper.

Der Ring 21 soll möglichst nahe am Schwalbenschwanz 20 angeord­ net sein. Überraschenderweise vermindert der Ring 21 eine Ver­ unreinigung am unteren Ende des mit einem Schwalbenschwanz 20 versehenen Kolbens 17.

Fig. 6 zeigt einen Kolben 17 und eine Buchse 19 nach der Erfin­ dung. Beim Spritzpressen zum Formen von Gegenständen aus wärme­ härtendem Harz in einer Form drückt der Kolben 17 die Kunststoff­ masse in den Verteiler (cull) 16. Eine Kunststofftablette 18 wird in die Buchse 19 eingeführt. Die Luft im Buchsenraum ober­ halb der Tablette 18 kann bei einem Werkzeug nach dem Stand der Technik (Fig. 7) nicht entweichen und wird beim Einfahren des Kolbens 17 komprimiert. Dies führt zu Lufteinschlüssen im Kunst­ stoff und damit zur Beeinträchtigung der Produktqualität.

Oberhalb der Tablette 18 sind in der Buchse 19 Entlüftungslöcher 22 vorhanden. Dadurch wird der Buchsenraum entlüftet, so daß die im Buchsenraum zunächst beim Einfahren des Kolbens 17 vor­ handene Luft keine Lufteinschlüsse im Kunststoff hervorrufen kann. Die Produktqualität ist verbessert, der Prüfaufwand hin­ sichtlich der Produktqualität ist reduziert.

Die Entlüftungslöcher 22 können unmittelbar über der üblicher­ weise verwendeten Kunststofftablette 18 angeordnet sein. Wenn die Kunststofftablette 18 einen Durchmesser von 12 mm, der Kol­ ben 17 einen Durchmesser von 13 mm, die Buchse 19 oberhalb der Entlüftungslöcher 22 eine Höhe von 10 cm, die Tablette 18 eine Höhe von 1,5 cm aufweist, so können die Entlüftungslöcher 22 einen Durchmesser von 1-2 mm aufweisen. Es können 1-4 Ent­ lüftungslöcher 22 vorhanden sein. Durch wenigstens eines der Entlüftungslöcher 22 kann zusätzlich Luft aus dem Buchsenraum abgesaugt werden. Zu diesem Zweck kann mindestens ein Entlüf­ tungsloch 22 mit einem Gewinde zum vorteilhaften Absaugen von Luft aus dem Buchsenraum versehen sein.

Der Verteiler 16 kann ein Zylinder oder eine Düse sein.

Fig. 7 zeigt einen Kolben 17 und eine Buchse 19 nach dem Stand der Technik. Beim Spritzpressen zum Formen von Gegenständen aus wärmehärtendem Harz in einer Form drückt ein Kolben 17 die Kunststoffmasse 18 in den Verteiler (cull) 16. Eine Kunststoff­ tablette 18 wird in die Buchse 19 eingeführt. Der Zylinderteil der Buchse 19 ist nach dem Stand der Technik stets länger als die Höhe der Tablette 18, so daß der Kolben 17 den Weg 1 zurück­ legen muß, bevor ein Gegendruck durch den Kunststoff 18 aufge­ baut wird.

Die Luft im Buchsenraum oberhalb der Tablette 18 kann nicht entweichen und wird komprimiert. Dies führt zur qualitativen Beeinträchtigung des Produkts infolge von Lufteinschlüssen im Kunststoff.

Der Verschleiß von Kolben 17 und Kolbenbuchse 19 ist bei dieser Zylindergeometrie sehr groß. Neben den Herstellkosten für Kol­ ben 17 und Buchse 19 fallen die insbesondere bei einem Austausch der Buchse 19 anfallenden Stillstandzeiten der Spritz-Form-Vor­ richtung ins Gewicht.

Aufgrund des Absenkens der Werkzeug-Temperatur beim Austausch von Kolben 17 und/oder Buchse 19 besteht die Gefahr eines Ver­ satzes der Kavitäten-Leisten und damit die Gefahr eines Still­ s ands des Werkzeugs.

Fig. 8 zeigt einen Kolben 17 und eine Buchse 19, die aus einem Konus 23 und einem Zylinder 24 besteht. Der Konus 23 reicht von Punkt A zu Punkt B. Lediglich von Punkt B bis Punkt C be­ sitzt die Buchse 19 die Form eines Zylinders 24. Durch diese Gestalt der Buchse 19 wird der Verschleiß von Kolben 17 und Kolbenbuchse 19 deutlich vermindert und zusätzlich kann die Luft im Buchsenraum entweichen. Die Stillstandzeiten des Werk­ zeugs, insbesondere bei einem Austausch der Buchse 19, werden durch die nunmehr hohen Zeiten, während der ein Kolben-Buchsen- System ohne Auswechslung zur Verfügung steht, minimiert, die Fertigungssicherheit und Fertigungsplanung werden verbessert, die Produktqualität wird erhöht und der Prüfaufwand wird re­ duziert.

Die Höhe des Konus 23 ist größer als die Höhe des Zylinders 24. Die Höhe des Konus 23 ist insbesondere doppelt so groß wie die Höhe des Zylinders 24. Vorteilhafterweise ist die Höhe des Konus 23 fünfmal so groß wie die Höhe des Zylinders 24. Wenn die Entfernung zwischen den Punkten B und C 2 cm beträgt, kann die Entfernung zwischen den Punkten A und B 10 cm betragen. Der Verteiler (cull) 16 kann ein Zylinder oder eine Düse sein.

Fig. 9 zeigt eine Spritzdüse nach dem Stand der Technik. Beim Spritzpressen zum Formen von Gegenständen aus wärmehärtendem Harz in einer Form drückt ein Kolben 17 die Kunststoffmasse 18 durch eine Spritzdüse 25. Nach Härtung des Kunststoffs wird der Auswurfkörper mittels Schwalbenschwanz 20 im Kolben 17 durch Ausfahren des Kolbens 17 aus der Buchse 19 entfernt. Die bis­ herige Düsengeometrie führt zu unkontrollierbaren Abrissen im Auswurfkörper während des Transports des Auswurfkörpers aus der Buchse 19 heraus.

Dies hat eine Reihe gravierender Nachteile für den Fertigungs­ fluß zur Folge: Stillstandzeiten infolge Zyklus-Unterbrechung; Operator muß manuell die Bruchstücke, die aus dem Auswurfkörper entstanden sind, aus dem Werkzeug entfernen, wodurch erhebliche Beschädigungsgefahr der Düse 25 und der Kavitätenleisten ent­ steht; Beschädigung des Werkzeugs, insbesondere der Kavitäten­ leisten, durch Bruchstücke des Auswurfkörpers führt zu großen Stillstandzeiten des Werkzeugs und zu hohen Kosten; infolge zu häufiger Abrisse bei den Auswurfkörpern ist keine gleichzeitige Bedienung von mehreren Maschinen möglich; infolge großer An­ spritzung entstehen hohe Kunststoffkosten durch geringe Kunst­ stoffausbeute; infolge großer Anspritzung ergibt sich eine hohe Zykluszeit; infolge ungenügender Tablettenerwärmung ergibt sich eine ungünstige rheologische Anspritzung; große, bröselige Tabletten (beispielsweise Durchmesser einer Tablette von 20 mm bei einem Gewicht von 13 g); eine Stückzahlplanung in der Fer­ tigung ist mit hoher Ungenauigkeit behaftet.

Fig. 10 zeigt eine Spritzdüse 27 nach der Erfindung. Infolge einer Anderung der Geometrie der Anspritzdüse 27 ist das Volumen des Auswurfkörpers reduziert und die Form des Auswurf­ körpers wird bauchiger. Infolgedessen treten Abrisse im Aus­ wurfkörper nicht mehr auf. Vom Inneren der Spritzdüse 27 aus gesehen besitzt die Spritzdüse 27 eine konkave Form.

Zwischen Spritzdüse 27 und Verteiler 16 befindet sich eine Soll­ bruchstelle 26, an der der gehärtete Auswurfkörper von den im Verteiler 16 gehärteten Kunststoff abbricht. Die Spritzdüse 27 trifft auf die Sollbruchstelle 26 unter einem Winkel auf, der weniger als 45°, insbesondere weniger als 35° beträgt.

Die Spritzdüse 27 ermöglicht weiterhin eine wirtschaftliche Verwendung von Spritzdüsen und damit auch eine günstige Ver­ teiler- und Kavitätengeometrie.

Die Spritzdüse 27 ermöglicht folgende Vorteile: keine Still­ standzeiten infolge "Kegelabriß" beim Auswurfkörper; Mehr-Ma­ schinenbedienung gleichzeitig möglich; 60% Kunststoffeinsparung; keine Beschädigungsgefahr des Werkzeugs (Düse, Kavitätenleisten) infolge von Bruchstücken bzw. durch manuelles Eingreifen des Operators; Produktivitätssteigerung um 21% durch Reduzierung der Zykluszeit; günstigere Tablettengröße und günstigere mecha­ nische Stabilität der Tablette 18, die beispielsweise einen Durchmesser von 12 mm und ein Gewicht von 2,6 g haben kann; Tablettenlogistik und Entsorgungslogistik günstiger infolge eines um 60% geringeren Verbrauchs bei der Kunststoffmasse; bessere rheologische Eigenschaften infolge höherer Vorwärmung der Tabletten 18; höhere Fertigungssicherheit bewirkt genauere Fertigungsplanung.

Da die Tablette 18 bei der Spritzdüse 27 eine kleinere Masse besitzt, läßt sich die Tablette 18 schneller vorwärmen.

Fig. 11 zeigt eine Spritz-Form-Vorrichtung 28 mit einer Nachheiz­ einrichtung 30 nach der Erfindung. Die Zykluszeit beim Spritz­ formen soll ohne Beeinträchtigung der Produktqualität reduziert werden. Eine Verminderung der bisherigen Zykluszeit führte zur ungenügenden Aushärtung des Kunststoffes und damit zu nicht bestandenen Qualitätstests von Produkten. Die Nachheizeinrich­ tung 30 ermöglicht einen mit dem Umhüllvorgang gekoppelten, zu­ sätzlichen Tempervorgang, bei dem auf einem Transportband 29 an­ geordnete, Kunststoff-ummantelte Produkte durch einen Ofen 30 transportiert werden. Die Temperatur in der Nachheizeinrichtung entspricht dabei derjenigen Temperatur, bei der üblicherweise die Umhüllungen in der Spritz-Form-Vorrichtung 28 aushärten. Die Nachheizeinrichtung 30 ist vorteilhafterweise direkt mit der Spritzformvorrichtung 28 gekoppelt. Dies bedeutet, daß die Produkte auf dem Transportband 29 aus der Spritz-Form-Vorrich­ tung 28 unmittelbar in die Nachheizeinrichtung 30 transportiert werden. Die Nachheizeinrichtung 30 ist besonders vorteilhaft bei der Aushärtung eines mit Quarzgut gefüllten Epoxid-Harzes.

Eine verminderte Zykluszeit ohne Nachheizeinrichtung 30 stößt wegen der niedrigen Glastransformationstemperatur insbesondere bei mit Quarzgut gefülltem Harz auf Schwierigkeiten. Eine Vor­ richtung nach Fig. 11 ermöglicht eine Erhöhung der Stückzahl­ leistung pro Zyklus um 21%. Die Zykluszeit wird beispielsweise um 20 Sekunden auf 75 Sekunden bei gleich guter Qualität der Produkte reduziert. Die Nachheizeinrichtung 30 kann beispiels­ weise eine übliche Heizeinrichtung (elektrischer Heizstab, In­ frarotstrahler, Konvektionsofen usw.) aufweisen. Die Nachheiz­ einrichtung 30 kann jede Form von Heizeinrichtung aufweisen, die zum Vorwärmen von Tabletten 18 bekannt ist.

Die erfindungsgemäßen Merkmale können miteinander in beliebiger Reihenfolge kombiniert werden.

Besonders vorteilhaft ist die Erfindung beim Spritzpressen.

Als Kunststoffmasse zum Spritzformen kann jedes Material ver­ wendet werden, das dem Fachmann zu diesem Zweck als geeignet erscheint.

In Fig. 10 ist das Unterteil der Düse 27 halbkreisförmig darge­ stellt. Das Unterteil der Düse 27 muß im Inneren der Düse 27 nicht halbkreisförmig sein. Vorteilhafterweise besitzt das Un­ terteil der Düse 27 im Inneren der Düse 27 ein möglichst klei­ nes Volumen, eine gute Entformbarkeit und eine möglichst kleine Auflagefläche des Auswurfkörpers auf der Innenfläche der Düse 27.

Besonders vorteilhaft ist die konkave Form des Innenteils der Düse 27 für die Verwendung von Duroplasten als Kunststoff-Ma­ terial, weil diese konkave Form ein Optimum bietet hinsichtlich Rheologie, Entformung, Stabilität sowohl des Werkzeuges als auch Stabilität des Anspritzkörpers und hinsichtlich Kunst­ stoffeinsparung. Vorteilhafterweise besitzt das Unterteil der Düse 27 im Inneren der Düse 27 eine Form zwischen einer halb­ kreisförmigen Form und einer Rechteckform.

Der Querschnitt der Düse 27 muß nicht kreisförmig sein. Ein ellipsenartiger Querschnitt der Düse 27 kann vorteilhaft sein hinsichtlich der Zugfestigkeit eines Schwalbenschwanzes 20.

Claims (2)

1. Buchse (19) für eine Spritz-Form-Vorrichtung, bei der ein Kolben (17) in der Buchse (19) bewegbar ist, um Kunststoff- Material (18), welches in die Buchse (19) geladen ist, unter Druck zu setzen und das Kunststoff-Material (18) wenigstens teilweise in mindestens einen Hohlraum, der mit der Buchse (19) kommuniziert, zu übertragen, gekennzeichnet durch mindestens ein Entlüftungsloch (22) in der Buchse (19) zur Beseitigung von Lufteinschlüssen beim Spritzformen.

2. Buchse (19) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Absaugen von Luft aus dem Inneren der Buchse durch wenigstens ein Entlüftungsloch (22).