JP2009178916A

JP2009178916A - 樹脂成形用金型

Info

Publication number: JP2009178916A
Application number: JP2008019391A
Authority: JP
Inventors: Kosaku Masuda; 耕作益田; Nobutaka Sueishi; 信貴居石
Original assignee: Dai Ichi Seiko Co Ltd
Current assignee: I Pex Inc
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2009-08-13
Anticipated expiration: 2028-01-30
Also published as: JP4659050B2

Abstract

【課題】製造が容易で、エジェクタピンの摺動性を確保しつつ、樹脂バリが発生しにくい樹脂成形用金型を提供することにある。
【解決手段】溶融した熱硬化性樹脂を注入，充填するためのキャビティ３４の少なくとも一部を形成するキャビティブロック３５と、前記キャビティブロック３５の前記キャビティ３４に連通する貫通孔３８に摺動可能に挿通され、かつ、前記キャビティ３４内に成形された成形品を押し出すエジェクタピン５０と、からなる樹脂成形用金型である。そして、前記貫通孔３８の内周面と前記エジェクタピン５０の外周面との間に、前記キャビティ３４に注入された熱硬化性樹脂で形成された環状シール部６０を設けた。
【選択図】図５

Description

本発明は樹脂成形用金型、特に、エジェクタピンを備えた樹脂成形用金型に関する。

従来、エジェクタピンを備えた樹脂成形用金型としては、エジェクタピンであるノックアウトピンを用いて成形品を押出すようにした合成樹脂の成形用金型において、前記ノックアウトピンを嵌入する貫通穴の内壁を、熱硬化性樹脂によって形成したことを特徴とする合成樹脂の成形用金型がある（特許文献１参照）。

特に、前記成形用金型では、特許文献１の第２図に示すように、可動型６の貫通孔８内に、熱硬化性樹脂で成形した別体のスリーブ１４を組み込んだ成形用金型が開示されている。
特開昭５２−７８９６０号公報

しかしながら、前述の成形用金型では、熱硬化性樹脂でスリーブ１４を別途、形成する必要があるが、熱硬化性樹脂材を金属材よりも高い寸法精度で加工することは容易でなく、スリーブとエジェクタピンとの間に最適な隙間を形成することは困難である。このため、前記隙間が大きすぎる場合に、流動性の高い溶融した熱硬化性樹脂を注入，充填すると、前記樹脂が漏れて樹脂バリが発生しやすい。また、前記隙間が小さすぎると、エジェクタピンの摺動性が低下するという問題点がある。

本発明は、前記問題点に鑑み、加工が容易で、エジェクタピンの摺動性を確保しつつ、樹脂バリが発生しない樹脂成形用金型を提供することを課題とする。

本発明にかかる樹脂成形用金型は、前記課題を解決すべく、溶融した熱硬化性樹脂を注入，充填するためのキャビティの少なくとも一部を形成する金型本体と、前記金型本体の前記キャビティに連通する貫通孔に摺動可能に挿通され、かつ、前記キャビティ内に成形された成形品を押し出すエジェクタピンと、からなる樹脂成形用金型であって、前記貫通孔の内周面と前記エジェクタピンの外周面との間に、前記キャビティに注入された熱硬化性樹脂で形成されたシール部を、設けた構成としてある。

本発明によれば、熱硬化性樹脂で別体のシール部を形成するのではなく、金型本体の貫通孔の内周面とエジェクタピンの外周面との間の隙間に、キャビティに注入した熱硬化性樹脂を侵入させてシール部を形成する。このため、熱硬化性樹脂で特別な部品を製造する必要がなく、シール部を簡単に形成できるとともに、高い寸法精度のシール部を形成できるので、エジェクタピンの摺動特性を確保しつつ、樹脂漏れによる樹脂バリの発生を防止できる。

本発明にかかる実施形態としては、シール部の肉厚が、前記キャビティ側の端部から遠ざかるにつれて厚くなってもよい。
本実施形態によれば、シール部が貫通孔からキャビティ内に脱落することがない。

本発明にかかる他の実施形態としては、エジェクタピンの外周面の面粗度が、貫通孔の内周面の面粗度と同等、あるいは、貫通孔の内周面の面粗度よりも細かくなっていてもよい。
本実施形態によれば、貫通孔の内周面とエジェクタピンの外周面との間の隙間にシール部が形成されても、摺動抵抗の差により、エジェクタピンの外周面からシール部が剥離し、貫通孔の内周面に保持され続ける。

本発明にかかる別の実施形態としては、金型本体の貫通孔内を摺動するエジェクタピンの摺動部が、円板形の第１ガイド部と、前記第１ガイド部に連続し、かつ、前記キャビティから遠ざかるにつれて外径が小さくなる円錐台形である傾斜部と、前記傾斜部に連続する円柱形の第２ガイド部と、からなる構成であってもよい。
本実施形態によれば、円錐台形の傾斜部でシール部を形成できる一方、第１，第２ガイド部がエジェクタピンを２点で支持するので、摺動特性が安定している。

本発明にかかる異なる実施形態としては、エジェクタピンの傾斜部の傾斜角度が１ないし３０度、特に１度ないし５度が好適である。
本実施形態によれば、貫通孔の内周面とエジェクタピンの外周面との間に形成された隙間に、溶融した熱硬化性樹脂が円滑に侵入してシール部を形成するとともに、エジェクタピンの円滑な摺動特性を確保できる。

本発明にかかる新たな実施形態としては、エジェクタピンの傾斜部が、第１傾斜部と、前記第１傾斜部に連続し、かつ、前記第１傾斜部よりも傾斜角度の大きい第２傾斜部とからなる構成であってもよい。
本実施形態によれば、第２傾斜部の傾斜角度が大きいので、シール部が短くなる一方、相対的に第２ガイド部を大きくでき、エジェクタピンの摺動特性がより一層安定する。

本発明にかかる他の実施形態としては、金型本体の貫通孔の内周面に沿って設けた環状溝に、前記キャビティに注入された熱硬化性樹脂で形成されたシール部を、設けておいてもよい。
本実施形態によれば、キャビティから環状溝に侵入した熱硬化性樹脂がシール部を形成するので、脱落しにくいシール部を簡単に形成できるとともに、摺動特性を確保しつつ、樹脂バリの発生を防止できる樹脂成形用金型が得られるという効果がある。

本発明にかかる実施形態を図１ないし図９の添付図面に従って説明する。
第１実施形態は、図１ないし図５に示すように、樹脂封止装置に搭載される樹脂封止用金型に適用した場合である。

前記樹脂封止装置は、基台１０に固定した下固定プラテン１１と、前記下固定プラテン１１の隅部に立設した４本のタイバー１２の上端部に固定した上固定プランテン１３と、前記下，上固定プラテン１１，１３の間を前記タイバー１２を介して上下動可能に組み付けられた可動プラテン１４と、で構成されている。

前記上固定プラテン１３の下面には、下面に上型チェス２１をスライド嵌合した上型モールドベース２０（図２）が固定されている。前記上型チェス２１は、上ホルダーベース２２の上面両側縁部にスペースブロック２３をそれぞれ固定するとともに、残る上面全体に多数本のサポートピラー２４を所定のピッチで突設してある。さらに、前記サポートピラー２４にエジェクタプレート２５の貫通孔を嵌合し、前記エジェクタプレート２５が配置されている。そして、前記サポートピラー２４とスペースブロック２３とが上ホルダーベース２２に負荷される荷重を受ける。

一方、前記可動プラテン１４はトグル機構１５を介して上下動するように支持されている。前記トグル機構１５は、サーボモータ１６が回動するタイミングベルト１７を介してボールネジ１８を回動することにより、クランク１９を伸縮させて前記可動プラテン１４を上下動させる。さらに、前記可動プラテン１４の上面には、上面に下型チェス３０をスライド嵌合した下型モールドベース２６（図２）が搭載されている。

前記下型チェス３０は、図２および図３に示すように、下ホルダーベース３１の上面中央に、複数のポット３２を所定のピッチで設けたポットブロック３３が配置されている。また、前記ポットブロック３３の両側に、キャビティ３４が所定のピッチで形成されたキャビティブロック３５がそれぞれ並設されている。さらに、前記下ホルダーベース３１は、その下面両側縁部に、スペースブロック３６を固定してあるとともに、残る下面全体に多数本のサポートピラー３７を所定のピッチで突設してある。そして、エジェクタプレート４０の上面に、複数本のエジェクタピン５０を突設したピンプレート４１を積み重ねて一体化した後、前記エジェクタプレート４０および前記ピンプレート４１を貫通する挿通孔４６を前記サポートピラー３７に挿通し、前記下ホルダーベース３１の下面に配置される。さらに、円筒状カラー４２およびワッシャ４３を介してボルト４４を前記下ホルダーベース３１の下面に螺合することにより、前記前記エジェクタプレート４０および前記ピンプレート４を前記下ホルダーベース３１に上下動可能に抜け止めする。このとき、前記エジェクタプレート４０およびピンプレート４１の上下動は、円筒状カラー４２によってガイドされている。このように構成することにより、前記サポートピラー３７とスペースブロック３６とが前記下ホルダーベース３１に負荷される荷重を受ける。また、前記下ホルダーベース３１と前記ピンプレート４１との間に配置した複数のコイルバネ４５を介し、前記ピンプレート４１および前記エジェクタプレート４０が下方側に付勢されている。

前記キャビティブロック３５は、図４および図５に示すように、キャビティ３４に連通する貫通孔３８に、エジェクタピン５０を摺動可能に挿入してある。前記エジェクタピン５０の上端部に設けた摺動部５１は、先端縁部が円板形からなる第１ガイド部５２と、前記第１ガイド部５２に連続する円錐台形の傾斜部５３と、前記傾斜部５３に隣接する第２ガイド部５４とで構成されている。

特に、傾斜部５３の傾斜角度は１度ないし３０度、好ましくは１度ないし５度の範囲で形成される。傾斜角度が１度未満であると、環状シール部６０が傾斜部５３から剥離しにくくなるからである。また、傾斜角度が３０度を超えると、環状シール部６０の長さ寸法Ｌ１が短くなり、貫通孔３８と接触する面積が小さくなるので、貫通孔３８に対する環状シール部６０の密着力が小さくなりすぎるからである。
さらに、前記摺動部５１の表面粗度は前記貫通孔３８の表面粗度と同等、あるいは、前記貫通孔３８の内周面の面粗度よりも細かい表面粗度となっている。例えば、前記摺動部５１の面粗度Ｒａ（中心線平均粗さ）を０．８μｍとし、前記貫通孔３８の面粗度Ｒａを０．８μｍよりも大きくして粗くしたとき、表面粗度の差により、環状シール部６０と貫通孔３８との密着力を、環状シール部６０と傾斜部５３との密着力よりも大きくできる。また、貫通孔３８の表面粗度Ｒａを０．８μｍとしたときであっても、前記傾斜部５３が形成されている分、環状シール部６０と貫通孔３８との密着力を、環状シール部６０と傾斜部５３との密着力よりも大きくできる。

本実施形態によれば、長さ寸法Ｌ１の環状シール部６０が貫通孔３８内に形成されることになり、高いシール性能を確保できる。また、第１，第２ガイド部５２，５４を設けることにより、２点支持構造となるので、エジェクタピン５０の摺動特性が安定するという利点がある。

本実施形態では、エジェクタピン５０の傾斜部５３の外周面を円錐台形にする場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、前記エジェクタピン５０を円柱形とし、かつ、前記貫通孔３８の内周面を円錐台形にしてもよい。また、前記エジェクタピン５０の外周面および前記貫通孔３８の内周面を円錐台形としてもよい。さらに、本実施形態では、下型チェス３０に本願発明を適用する場合については説明したが、上型チェス２１にエジェクタピンを設ける場合に適用してもよいことは勿論である。

次に、樹脂封止工程を説明する。
まず、トグル機構１５を駆動することにより、可動プラテン１４を上昇させて上型チェス２１の下面に下型チェス３０の上面を接合し、図示しないリードフレームを挟持する。そして、図２に示すシリンダーブロック２７を押し上げることにより、ポット３２内の図示しないタブレット形状の熱硬化性樹脂を加熱，押圧し、溶融した熱硬化性樹脂をキャビティ３４内に注入，固化させる。キャビティ３４に溶融した熱硬化性樹脂を注入したときに、キャビティブロック３５の貫通孔３８の内周面とエジェクタピン５０の外周面との間の隙間に、溶融した熱硬化性樹脂が侵入，固化し、断面クサビ状の環状シール部６０が形成される。そして、前記トグル機構１５を逆方向に駆動し、下型チェス３０を下降させつつ、エジェクタプレート４０をエジェクタロッド２８で押し上げることにより（図２）、前記ピンプレート４１に立設したエジェクタピン５０が成形品をキャビティ３４から突き出す。この際、摺動抵抗の差により、前記環状シール部６０が前記エジェクタピン５０の外周面から剥離して前記貫通孔３８内に残存し、以後、環状シール部６０としての機能を果たす。特に、前記環状シール部６０の一部が欠けても、成形工程中に新たな熱硬化性樹脂が補充されるので、シール性能が低下しないという利点がある。
なお、前記シール部は完全な円環状である必要はなく、不連続な断面略Ｃ字形状であってもよい。

第２実施形態は、図６及び図７に示すように、エジェクタピン５０の摺動部５１の形状が異なる点を除き、他は前述の第１実施形態と同様であるので、同一部分には同一番号を附して説明を省略する。
本実施形態にかかるエジェクタピン５０の摺動部５１は、先端縁部に設けた第１ガイド部５２と、前記第１ガイド部５２に連続する第１傾斜部５５と、前記第１傾斜部５５に連続し、かつ、傾斜角度の大きい第２傾斜部５６と、前記第２傾斜部５６に連続する細首部５７と、前記細首部５７に隣接する第２ガイド部５４とから構成されている。なお、第１傾斜部５５の傾斜角度は前述の第１実施形態とほぼ同様である。
本実施形態によれば、第１傾斜部５５が短く、環状シール部６０が長さ寸法Ｌ２となって短い。このため、第２ガイド部５４を長く形成でき、より一層摺動特性が向上するという利点がある。

第３実施形態は、図８および図９に示すように、貫通孔３８の内周面の開口縁部近傍に環状の切り欠き溝３９を形成し、前記切り欠き溝３９に成形時に侵入した熱硬化性樹脂で環状シール部６０を形成する場合である。
本実施形態によれば、キャビティブロック３５の貫通孔３８を円筒形状に加工するとともに、前記貫通孔３８の開口縁部近傍に環状の切り欠き溝３９を形成する一方、エジェクタピン５０を円柱形状に加工するだけでよい。このため、エジェクタピン５０の形状が簡単になり、加工が容易になるという利点がある。
なお、前記切り欠き溝３９を有する部品を別途、作成した後、その部品を前記キャビティブロック３４の底面に設けた段部に組み込んでもよい。

また、前述の実施形態１または実施形態２に、実施形態３を組み合わせることにより、シール性能がより一層高く、脱落しにくいシール部を有する樹脂成形用金型が得られる。
さらに、実施形態１，２の第２ガイド部に縦方向の逃がし溝を形成しておけば、シール部が欠けても、前記逃がし溝を介して外部に排出できるので、エジェクタピンの摺動特性に悪影響を与えることがないという利点がある。

本発明にかかる樹脂成形用金型は前述の樹脂封止装置に適用する場合に限らず、他の熱硬化性樹脂成形用金型にも適用できる。

本発明の第１実施形態に係る樹脂成形用金型を搭載した樹脂封止装置を示す概略正面図である。図１で示した樹脂封止装置の要部分解斜視図である。図１で示した樹脂成型用金型の断面図である。図３で示したＡ部の動作前の拡大断面図である。図３で示したＡ部の動作後の拡大断面図である。本発明に係る第２実施形態を示す動作前の拡大断面図である。本発明に係る第２実施形態を示す動作後の拡大断面図である。本発明に係る第３実施形態を示す動作前の拡大断面図である。本発明に係る第３実施形態を示す動作後の拡大断面図である。

符号の説明

２０：上型モールドベース
２１：上型チェス
２２：上ホルダーベース
２４：サポートピラー
２６：下型モールドベース
３０：下型チェス
３１：下ホルダーベース
３２：ポット
３３：ポットブロック
３４：キャビティ
３５：キャビティブロック
４０：エジェクタプレート
４１：ピンプレート
４２：円筒状カラー
４３：ワッシャ
４４：ボルト
４５：コイルバネ
５０：エジェクタピン
５１：摺動部
５２：第１ガイド部
５３：傾斜部
５４：第２ガイド部
５５：第１傾斜部
５６：第２傾斜部
５７：細首部
６０：環状シール部

Claims

溶融した熱硬化性樹脂を注入，充填するためのキャビティの少なくとも一部を形成する金型本体と、
前記金型本体の前記キャビティに連通する貫通孔に摺動可能に挿通され、かつ、前記キャビティ内に成形された成形品を押し出すエジェクタピンと、からなる樹脂成形用金型であって、
前記貫通孔の内周面と前記エジェクタピンの外周面との間に、前記キャビティに注入された熱硬化性樹脂で形成されたシール部を、設けたことを特徴とする樹脂成形用金型。
シール部の肉厚が、キャビティ側の端部から遠ざかるにつれて厚くなることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形用金型。
エジェクタピンの外周面の面粗度が、貫通孔の内周面の面粗度と同等、あるいは、貫通孔の内周面の面粗度よりも細かいことを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂成形用金型。
金型本体の貫通孔内を摺動するエジェクタピンの摺動部が、円板形の第１ガイド部と、前記第１ガイド部に連続し、かつ、前記キャビティから遠ざかるにつれて外径が小さくなる円錐台形である傾斜部と、前記傾斜部に連続する円柱形の第２ガイド部と、からなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の樹脂成形用金型。
エジェクタピンの傾斜部の傾斜角度が１ないし３０度であることを特徴とする請求項４に記載の樹脂成形用金型。
エジェクタピンの傾斜部が、第１傾斜部と、前記第１傾斜部に連続し、かつ、前記第１傾斜部よりも傾斜角度の大きい第２傾斜部とからなることを特徴とする請求項４または５に記載の樹脂成形用金型。
金型本体の貫通孔の内周面に沿って設けた環状溝に、前記キャビティに注入された熱硬化性樹脂で形成されたシール部を、設けたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の樹脂成形用金型。