JP2000000866A - 熱可塑性樹脂の成形金型構造 - Google Patents

熱可塑性樹脂の成形金型構造

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JP2000000866A
JP2000000866A JP17102498A JP17102498A JP2000000866A JP 2000000866 A JP2000000866 A JP 2000000866A JP 17102498 A JP17102498 A JP 17102498A JP 17102498 A JP17102498 A JP 17102498A JP 2000000866 A JP2000000866 A JP 2000000866A
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JP
Japan
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resin
runner
heating
hot
temperature
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JP17102498A
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English (en)
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Nobuyoshi Ihara
信義 伊原
Akira Kozai
明 小材
Naoki Mori
直樹 森
Takayuki Kojima
孝之 小島
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MEIHOO KK
Omron Corp
Original Assignee
MEIHOO KK
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホットランナ方式を多数個取りに採用する場
合であっても、所望の製品特性を維持できる簡単かつ安
価な構成の熱可塑性樹脂の成形金型構造を提供する。 【解決手段】 サブランナ16の近傍に流動樹脂加熱手
段20,34を配設することにより、ホットランナ10
から吐出された樹脂をガラス転移温度を超える温度に維
持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超小型の半導体パ
ッケージ(例えば、光電センサ、ICカード等)の封止
に適した熱可塑性樹脂の成形金型構造に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、射出成形では、熱可塑性樹脂は
高圧力の加熱溶融状態で流動し、流路壁面との摩擦等に
よりせん断抵抗を受け、流動方向に引き伸ばされる。こ
のため、前記熱可塑性樹脂が冷却・固化されて製品化さ
れた場合、この製品に内部残留応力が発生する。したが
って、その後製品が高温下に置かれると、解放収縮によ
りクラック等が発生する恐れがある。特に、リードフレ
ーム等の他部品がインサート成形される場合には、樹脂
と他部品との間の密着部分にクラック等が発生し、耐熱
信頼性等の製品要求特性を満足できなくなるという問題
がある。
【0003】そこで、従来より、ホットランナ方式を採
用し、ホットチップで金型キャビティの直前まで樹脂を
溶融させることにより、製品に内部残留応力が発生する
ことを防止するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、成形品
が非常に小型で、多数個取りする必要がある場合、コス
トや配設スペース等の関係からホットチップを各キャビ
ティ毎に設けることができないため、ホットチップの先
端からキャビティまでをサブランナで接続する必要が生
じる。このため、ホットランナー方式を採用しているに
も拘らず、樹脂がサブランナを流動する間に温度低下
し、キャビティに充填されるまで所望の特性(低粘度、
低射出圧力)を維持できないという問題がある。この結
果、製品に内部残留応力が発生し、耐熱信頼性のみなら
ず、所望の機械的、電気的特性を得ることは困難であ
る。
【0005】そこで、本発明は、ホットランナ方式を多
数個取りに採用する場合であっても、所望の製品特性を
維持できる簡単かつ安価な構成の熱可塑性樹脂の成形金
型構造を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、ホットランナからサブランナ
を介して複数のキャビティに熱可塑性樹脂を充填し、冷
却手段により冷却・固化する熱可塑性樹脂の成形金型構
造において、前記サブランナの近傍に、ホットランナか
ら吐出された樹脂をガラス転移温度を超える温度に維持
可能とする流動樹脂加熱手段を設けたものである。
【0007】この構成により、樹脂はサブランナからキ
ャビティに充填される間、凝固することはなく、低粘度
・低射出圧力に維持されたままの状態となる。
【0008】前記流動樹脂加熱手段は、サブランナの近
傍に設けたヒータで構成すればよい。
【0009】この場合、サブランナからキャビティに充
填される樹脂の温度は、ヒータへの通電量やヒータ自身
の加熱能力を変更することにより簡単に調整することが
できる。
【0010】なお、前記流動樹脂加熱手段及び冷却手段
による加熱及び冷却を平均約1〜7℃/secで行う
と、所望特性の製品を短い成形サイクルで得ることがで
きる点で好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に従って説明する。
【0012】図1は、本実施形態に係る金型構造を示す
断面図である。この金型は、射出成形機に取り付けられ
る上型1と下型2で構成されている。
【0013】上型1は、上型用取付プレート3と、この
上型用取付プレート3に取り付けた上型用断熱板4と、
ホットスプル5を組み込んだマニホールド6と、一対の
ホットチップ7を組み込んだ第一及び第二支持プレート
8a,8bとからなる。
【0014】前記上型用取付プレート3は、上型1を図
示しない射出成形機に取り付けるためのものである。ま
た、前記上型用断熱板4は、金型と射出成形機との間の
熱伝達を防止するためのものである。上型用取付プレー
ト3及び上型用断熱板4の中央部には貫通孔3a,4a
がそれぞれ形成され、そこには射出成形機のシリンダ
(図示せず)が配置されている。
【0015】前記マニホールド6の中央部には、ホット
スプル5が配設され、その下端から両側にランナ9がそ
れぞれ延びている。ランナ9の両端は、第一支持プレー
ト8aに向かって屈曲している。マニホールド6は、図
2に示すシーズヒータ6aによって加熱及び保温される
ようになっている。
【0016】前記第一及び第二支持プレート8a,8b
には、一対のホットチップ7が所定間隔で配設されてい
る。各ホットチップ7のチップランナ10には、前記マ
ニホールド6に形成した各ランナ9がそれぞれ連通して
いる。また、ホットチップ7は、内蔵するバンドヒータ
(図示せず)によって加熱及び保温されるようになって
いる。
【0017】前記第一支持プレート8aには、図2に示
す第一上型加熱部11が設けられている。この第一上型
加熱部11は、図3に示すように、両ホットチップ7の
両側を貫通する第一上型孔12内に第一上型ヒータ13
を収容した構成である。この第一上型ヒータ13の周囲
は、内面に絶縁層を有する銅箔14によって覆われてい
る。
【0018】前記第二支持プレート8bには、図2に示
すように、前記各ホットチップ7のチップランナ10に
連続するホットランナゲート15が穿設され、下面中央
部には図4(a)に示すようにサブランナ16の上半部
を構成する略T字形の第一サブランナ部16aが形成さ
れている。また、第一サブランナ部16aの両側にはキ
ャビティ17の上半部を構成する第一キャビティ部17
aが形成されている。
【0019】また、前記第二支持プレート8bには上型
冷却部18が設けられている。この上型冷却部18は、
前記両ホットチップ7の両側を通過するように穿設した
上型孔19を介して冷却水(オイル)を循環させる構成
である。
【0020】さらに、前記第二支持プレート8bには、
図2に示すように、本発明に係る流動樹脂加熱手段であ
る第二上型加熱部20が設けられている。この第二上型
加熱部20は、前記第一上型ヒータ13と同様に、前記
第一サブランナ部16aの近傍に穿設した複数の第二上
型孔21(図3参照)に、銅箔14を有する第二上型ヒ
ータ22を配設した構成である。
【0021】一方、下型2は、図1に示すように、下型
用取付プレート23に、下型用断熱板24、第一及び第
二下型プレート25a,25bを組み付けたものであ
る。
【0022】前記下型用取付プレート23及び下型用断
熱板24は共に前記上型1と同様な構成である。
【0023】また、前記第一下型プレート25aには、
前記第一上型加熱部11と同様に、第一下型孔26に銅
箔14を有する第一下型ヒータ27を収容してなる第一
下型加熱部28が設けられている。
【0024】さらに、前記第二下型プレート25bに
は、図4に示すように、前記第二支持プレート8bの第
一サブランナ部16aとでサブランナ16を構成する第
二サブランナ部16bが形成されている。また、第二サ
ブランナ部16bの両側には、サブゲート29を介して
前記第一キャビティ部17aとでキャビティ17を構成
する第二キャビティ部17bが形成されている。
【0025】前記第二下型プレート25bには、図2に
示すように、複数の下型孔30が穿設され、前記上型冷
却部18と同様に、冷却水(オイル)を循環可能な下型
冷却部31が形成されている。また、この第二下型プレ
ート25bには、第二サブランナ部16bの近傍に、前
記第二上型加熱部20と同様に、第二下型孔32に前記
第一上型ヒータ13と同様な銅箔14を有する第二下型
ヒータ33を収容してなる第二下型加熱部34が設けら
れている。
【0026】なお、35は、エジェクターピン36が位
置するエジェクター孔である。エジェクターピン36
は、キャビティ17内への樹脂充填後、金型を開放した
際、下型側に残った成形品を取り出すために使用され
る。
【0027】また、本実施形態の金型はインサート成形
に利用され、インサート部材37は、側方に延びる一対
の短冊状導電性薄板37aを、前記各キャビティ17内
にそれぞれ配設可能に複数組備えた構成となっている。
【0028】次に、前記射出成形用金型の動作を説明す
る。
【0029】まず、上型1と下型2とを離間させ、図4
に示すように、下型2の第二キャビティ部17bにイン
サート部材37の短冊状導電性薄板37aを配設する。
【0030】続いて、金型を閉じ、形成されたキャビテ
ィ17内への熱可塑性樹脂(融点が高く、その後のイン
サート部材37のハンダ槽への浸漬によっても溶融しな
い、例えば、PES(ポリエーテルサルフォン))の充
填を開始する。このとき、予め、各第一加熱部11,2
8、各第二加熱部20,34、シーズヒータ6a及びバ
ンドヒータによる加熱を開始しておく。各第一加熱部1
1,28は冷却部18,31を含めた金型全体の加熱に
供される。また、各第二加熱部20,34は、従来加熱
不十分であったサブランナ16での加熱に供される。す
なわち、各第二加熱部20,34のヒータ13,22に
約20秒間通電し、毎秒2℃程度の割合でサブランナ1
6の近傍温度を上昇させておくことにより、サブランナ
16に樹脂が流動する時には、その樹脂のガラス転移温
度よりも5〜15℃高い温度まで上昇させておくことが
可能である。
【0031】このように、充填される樹脂は、図示しな
い射出装置から低粘度の溶融状態(約300〜400
℃)でホットスプル5に流入し、シーズヒータによって
所定温度に加熱されたマニホールド6内のランナ9を流
動する。次いで、バンドヒータによって所定温度に加熱
されたホットチップ7内を流動し、サブランナ16に至
る。サブランナ16、サブゲート29及びキャビティ1
7は、前述のように十分に加熱されているため、流動す
る樹脂は、低粘度に維持されたままの溶融状態(約28
0〜380℃)でキャビティ17内に充填される。
【0032】その後、各加熱部11,20,28,34
による加熱を中止する一方、冷却部18,31による金
型の冷却を開始する。各加熱部11,20,28,34
ではヒータ13,22,27,33への通電を停止する
だけで加熱を中止することができるため、冷却部18,
31による冷却の妨げとなることがない。なお、本実施
形態では、冷却部18,31による冷却は毎秒2℃の割
合で温度を低下させている。そして、キャビティ17内
の樹脂が固化すれば、金型を開き、成形品を取り出すこ
とにより、1サイクルが終了する。
【0033】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る熱可塑性樹脂の成形金型構造によれば、サブラン
ナの近傍に流動樹脂加熱手段を設けることにより、ホッ
トランナから吐出された樹脂をガラス転移温度を超える
温度に維持するようにしたので、樹脂を所望の粘度でキ
ャビティ内に充填することができる。したがって、ホッ
トランナ方式で多数個取りする構成を採用しつつ、成形
後及びハンダ耐熱試験後にクラック等の不具合を発生さ
せることのない所望特性の製品を簡単かつ安価に得るこ
とが可能である。
【0034】特に、流動樹脂加熱手段をキャビティの近
傍に設けたヒータで構成したので、より一層簡単かつ安
価な構成とすることができ、設計変更にも柔軟に対応す
ることができる。
【0035】また、流動樹脂加熱手段及び冷却手段によ
る加熱及び冷却を平均約1〜7℃/secで行うように
したので、所望の樹脂状態を確保しつつ成形時間の短縮
化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係る射出成形用金型の概略図で
ある。
【図2】 図1とは直交する方向での部分断面図であ
る。
【図3】 図2の加熱部の構成を示す分解断面図(a)
及び組立断面図(b)である。
【図4】 図1に示す下型の平面図(a)、その部分拡
大図(b)及びその断面図(c)である。
【符号の説明】
1:上型 2:下型 5:ホットスプル 6:マニホールド 7:ホットチップ 10:チップランナ 11:第一上型加熱部 13:第一上型ヒータ 14:ホットランナゲート 16:サブランナ 17:キャビティ 18:上型冷却部 20:第二上型加熱部 22:第二上型ヒータ 27:第一下型ヒータ 28:第一下型加熱部 29:サブゲート 34:第二下型加熱部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/56 H01L 21/56 T // B29L 31:34 (72)発明者 小材 明 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 森 直樹 福岡県直方市感田811−1 株式会社メイ ホー内 (72)発明者 小島 孝之 福岡県直方市感田811−1 株式会社メイ ホー内 Fターム(参考) 4F202 AA34 AH37 CA11 CB01 CB12 CB17 CK03 CN01 CN05 CN18 CN21 4F206 AA34 AH37 JA07 JB12 JB17 JL02 JM04 JN14 JN43 JQ81 5F061 AA01 BA01 CA21 DA04 DA16

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホットランナからサブランナを介して複
    数のキャビティに熱可塑性樹脂を充填し、冷却手段によ
    り冷却・固化する熱可塑性樹脂の成形金型構造におい
    て、 前記サブランナの近傍に、ホットランナから吐出された
    樹脂をガラス転移温度を超える温度に維持可能とする流
    動樹脂加熱手段を設けたことを特徴とする熱可塑性樹脂
    の成形金型構造。
  2. 【請求項2】 前記流動樹脂加熱手段は、サブランナの
    近傍に設けたヒータで構成したことを特徴とする請求項
    1に記載の熱可塑性樹脂の成形金型構造。
  3. 【請求項3】 前記流動樹脂加熱手段及び冷却手段によ
    る加熱及び冷却を平均約1〜7℃/secで行うことを
    特徴とする請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂の成形
    金型構造。
JP17102498A 1998-06-18 1998-06-18 熱可塑性樹脂の成形金型構造 Pending JP2000000866A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008044282A (ja) * 2006-08-18 2008-02-28 Sabic Innovative Plastics Japan Kk 多層成形品を製造する成形法
KR100923251B1 (ko) 2008-02-21 2009-10-27 세크론 주식회사 전자 부품의 몰딩 방법 및 장치
JP2013095124A (ja) * 2011-11-07 2013-05-20 Nissei Plastics Ind Co 射出成形用金型
CN104169061A (zh) * 2012-09-27 2014-11-26 奥林巴斯株式会社 热流道成型装置和热流道喷嘴
JP2016167583A (ja) * 2015-03-04 2016-09-15 アピックヤマダ株式会社 樹脂モールド方法及び樹脂モールド装置
CN109435159A (zh) * 2018-12-19 2019-03-08 昆山准达热流道有限公司 小型塑胶件成型模

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