JP2012051201A - 合成樹脂製成形品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】合成樹脂製の成形品の流動樹脂の接合部分に発生するウェルドラインにおける強度を高めることを目的とする。
【解決手段】合成樹脂製の成形品３のウェルドライン４１を跨って補強部材５が埋め込まれ、補強部材５は、長尺状の基体５１と基体５１の長手方向の外側面５１０に凹部５２又は／及び突起部５７を備えている合成樹脂製の成形品３。
【選択図】図１

Description

本発明は、製造時に溶融樹脂の流れが合流する接合部分にウェルドラインが発生する合成樹脂の成形品に関し、特にグリップリングの構成部品のアウターリングやインナーリング等の合成樹脂製の成形品及びその製造方法に関する。

従来からＩＣチップの製造工程に於いて、シリコンウエハやＩＣチップを保持するために、粘着性フィルムとグリップリングを用いている（例えば、特許文献１参照。）。

この粘着性フィルムは、エラストマーや合成樹脂製のフィルムで、片面に粘着層を有し、粘着層上にシリコンウエハやＩＣチップを貼着し、保持することが出来るものである。

又、グリップリングはアウターリング及びインナーリングで構成される二重リング構造であり、アウターリング及びインナーリングは夫々リング状の部材であり、アウターリングの内径とインナーリングの外径は略等しく、インナーリングの外側面をアウターリングの内側面に対向するように、インナーリングをアウターリングに嵌合させ、インナーリングとアウターリング間に伸縮性のあるフィルム等を挟み込むことにより、フィルム等を張った状態で保持することが出来るものである。

このように、グリップリングで粘着性フィルムを張った状態で保持させ、粘着性フィルム上にシリコンウエハやＩＣチップを貼着し、保持させることが出来る。

このようなアウターリング及びインナーリングは主に合成樹脂を用いて射出成形等により形成され、合成樹脂製の場合、通常、強度を高めるためにガラス繊維等の充填材を用いて成形されている。

特開２０１０−３４４３５号公報

しかし、合成樹脂製のアウターリング及びインナーリング等の成形品には、製造時に溶融樹脂の流れが合流する接合部分にウェルドラインが発生し、ウェルドライン部の曲げや引張等の強度は他の部分に比べて低くなる。特に充填材を用いて成形された場合のウェルドライン部の強度低下は顕著である。

そして、シリコンウエハやＩＣチップを保持したグリップリングは、ＩＣチップの製造工程に於いて、例えば電極のハンダ付け工程において、高温にさらされるため、インナーリング及びインナーリングが加熱により膨張し、又、インナーリングの膨張によりアウターリングに引張力がかかり、アウターリング及びインナーリングのウェルドライン部が破損してしまうことがあった。このようにアウターリング又は／及びインナーリングが破損すると、シリコンウエハやＩＣチップを保持することができなくなる。

そこで、本発明は合成樹脂製の成形品の流動樹脂の接合部分（ウェルドライン部）における強度を高めることを目的とする。又、充填材を用いて製造された合成樹脂製の成形品の強度を高めることを目的とする。特に、合成樹脂製のアウターリング及びインナーリング、即ちグリップリングの強度を高めることを目的とする。

上記の課題を解決するための手段としての本発明は、合成樹脂製の成形品のウェルドラインを跨って補強部材が埋め込まれていることを特徴とする合成樹脂製の成形品である。

又、上記成形品において、前記補強部材は、長尺状の基体と該基体の長手方向の外側面に設けた凹部を備えることを特徴とする合成樹脂製の成形品である。

又、上記成形品において、前記補強部材は、長尺状の基体と該基体の長手方向の外側面に設けた突起部を備えることを特徴とする合成樹脂製の成形品である。

又、上記成形品において、前記補強部材は、成形品の本体を形成する合成樹脂と同一の合成樹脂で形成されていることを特徴とする合成樹脂製の成形品である。

又、上記成形品において、前記基体に設けた凹部は、前記基体の短手方向に貫通することを特徴とする合成樹脂製の成形品である。

又、上記成形品において、前記基体は、長手方向の一端から他端に貫通する長貫通孔を備える筒状であり、前記凹部は前記長貫通孔に連通することを特徴とする合成樹脂製の成形品である。

又、上記成形品において、前記筒状の基体の内面から突出した突出体を備えて構成したことを特徴とする合成樹脂製の成形品である。

又、上記成形品において、前記合成樹脂製の成形品は、グリップリングのインナーリング又はアウターリングであることを特徴とする合成樹脂製の成形品である。

又、成形時に流動樹脂が接合する部分を有する合成樹脂製の成形品の製造方法であって、金型内の流動樹脂が接合する部分に補強部材を設置して溶融した合成樹脂を充填することを特徴とする合成樹脂製の成形品の製造方法である。

又、上記合成樹脂製の成形品の製造方法において、前記補強部材は、長尺状の基体と該基体の長手方向の外側面に設けた凹部又は／及び突起部を備えることを特徴とする合成樹脂製の成形品の製造方法である。

又、上記合成樹脂製の成形品の製造方法において、金型内の補強部材を設置する箇所の両側部に、キャビティ部に突出する突出部を形成した金型を用いることを特徴とする合成樹脂製の成形品の製造方法である。

以上のような本発明によれば、合成樹脂製の成形品の流動樹脂の接合部分における強度を高めることが出来た。又、充填材を用いた製造された合成樹脂製の成形品の強度を高めることが出来た。特に、合成樹脂製のアウターリング及びインナーリング、即ちグリップリングの強度を高めることが出来た。

本発明アウターリングの一実施例の斜視図 アウターリングの製造時の一工程一実施例概略図 アウターリングの製造時の一工程他実施例概略図 本発明グリップリング使用状態図 図４のＡ−Ａ断面図 補強部材の複数実施例の斜視図 補強部材の第一実施例平面図（ａ）、（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｂ）、底面図（ｃ） 補強部材の第二実施例平面図（ａ）、（ａ）のＢ−Ｂ断面図（ｂ）、側面図（ｃ）、底面図（ｄ）、（ｂ）のＣ−Ｃ断面図（ｅ） 第二実施例の補強部材を用いたアウターリングの製造時の部分概略図 補強部材の第三実施例断面図（ａ）、第三実施例の補強部材を用いたアウターリングの製造時の部分概略図（ｂ） アウターリングの製造方法一実施例概略図 アウターリングの製造方法一実施例概略図

以下本発明の実施の形態を図を参照して説明する。本発明は、合成樹脂製の成形品のウェルドラインを跨って補強部材が埋め込まれた合成樹脂製の成形品である。合成樹脂製の成形品としてグリップリング２を構成する合成樹脂製のアウターリング３又はインナーリング４を例に説明する。図１はアウターリング３の斜視図である。アウターリング３の成形時の流動樹脂の接合部分であるウェルドライン部４０には、ウェルドライン４１を跨って補強部材５が埋め込まれ、成形品、即ちアウターリング３は補強部材５以外の合成樹脂部分の本体３０と補強部材５とを備えて構成されている。

合成樹脂製のアウターリング３を製造する際、図２に示すように、金型６のライナー６１から矢印で示す流れのように、成形品の本体３０を形成する溶融樹脂がキャビティ部６２に注入、充填される。ライナー６１から注入された溶融した流動樹脂は、キャビティ部６２を満たしつつライナー部６１から略等距離の箇所Ｘで接合してウェルドラインが発生することになる。このウェルドラインが発生する箇所、ウェルドライン部４０に補強部材５が埋め込んである。

図２に示す成形ではライナー６１が１つであるため、ウェルドライン部４０が１箇所であるが、ライナー６１が複数ある場合には、ウェルドライン部４０も複数となるので、夫々のウェルドライン部４０にウェルドライン４１を跨って補強部材５を埋め込む構成とすればよく、例えば、図３に示すように、アウターリング３の成形時にライナー６１が４つであるため、ウェルドライン部４０が４箇所発生する場合には、４個のウェルドライン部４０にウェルドラインを跨ぐように夫々補強部材５を埋め込めばよい。

アウターリング３及びインナーリング４は合成樹脂製の円環状の成形品であり、図４に示すように、アウターリング３の内径とインナーリング４の外径が略等しく、アウターリング３の内側にインナーリング４を嵌合して一体的に固定されグリップリング２が構成される。グリップリング２は、インナーリング４をアウターリング３に嵌合させ、インナーリング４とアウターリング３間に上面に粘着層を有する伸縮性のあるフィルム９１を挟み込むことにより、フィルム９１を張った状態で保持し、フィルム９１上に粘着層を介して貼着したシリコンウエハ９２等を保持するものである。

又、図４のＡ−Ａ断面図である図５に示すように、アウターリング３の内側面３１に凸体３５を設け、インナーリング４の外側面４２には凸体３５と係合する凹部４５を形成して、アウターリング３とインナーリング４の結合強度を高めることが好ましい。凸体３５及び凹部４５は夫々アウターリング３の内側面３１及びインナーリング４の外側面４２の全周に亘って形成してもよいが、一部にのみ形成してもよい。もちろん、アウターリング３の内側面３１に凹部を形成し、インナーリング４の外側面４２に凸体を設けることとしてもよい。

補強部材５は、少なくともウェルドライン４１を跨ぐことが出来る長さの長尺状の基体５１を備えて構成され、成形品、即ちアウターリング３のウェルドライン部４０の円弧状の形状に対応させて、基体５１を円弧状の曲線状に形成している。尚、補強部材５は、成形品のウェルドライン部４０の形状に対応させた形状に形成し、曲線状の他、直線状や屈曲状等に形成することもできる。

補強部材５は、基体５１の長手方向に直交する断面形状は特に限定されず、図６に示すように、断面形状が円形の円柱（図６（ａ））や、三角形の三角柱、四角形の四角柱（図６（ｂ））その他の多角形の多角柱やＨ形状（図６（ｃ））で構成したり、内部空洞の両端が開口した筒状体や、長手方向の断面形状が異なるものでもよい。尚、ウェルドライン４１に沿った折れに対する強度を高めるために、補強部材５の長手方向に直交する断面積は、成形品のウェルドライン部４０の断面積の２／３以上が好ましい。

補強部材５の具体例として、図７の平面図（ａ）、（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｂ）、底面図（ｃ）に示すように、基体５１は平面視で円弧状に湾曲した長尺状であり短手方向断面が長方形であり、長手方向の外側面５１０の下面には、成形時に位置決めピンを挿入するためのピン孔５６が穿孔されている。

補強部材５は、合成樹脂製の成形品の合成樹脂部分、即ち本体３０との固定強度を増すために、基体５１に本体３０と係合する係合部を備えることが好ましい。このような係合部は、基体５１の長手方向の外側面５１０に設けた半球状の凹部５２又は先端が半球状の棒状の突起部５７で構成でき、凹部５２及び突起部５７の両方を備えることとしてもよい。このような構成とすることで、成形時に凹部５２に本体３０を形成する溶融した合成樹脂が充填され、該溶融樹脂が硬化して本体３０と補強部材５が係合し、或いは突起部５７の周りの本体３０を形成する合成樹脂が突起部５７に係合して、補強部材５が単純な柱状の場合に比べ、本体３０と補強部材５との固定強度を高めることができ、ウェルドライン４１を挟んだ引っ張りに対する強度を高め、より破損し難い構成とすることができる。

尚、凹部５２は半球状に限定されず、方形状等に形成してもよく、補強部材５の短手方向の周囲に溝状に形成してもよい他、図８に示す短貫通孔５１２のように、基体５１の短手方向に貫通させて形成してもよい。又、突起部５７としては、棒状体に限定されず、板体、ブロック体等で形成することができ、又、基体５１の短手方向の外周に亘って壁状に設けることとしてもよい。

基体５１の長手方向の外側面５１０に設けた突起部５７は、アウターリング３の成形時に、キャビティ部６２内での基体５１と金型６との間隔を保つためのスペーサーともなり、溶融樹脂を基体５１と金型６との間に流入させ、補強部材５を本体３０、即ちアウターリング３の表面に露出させることなく、本体３０内に確実に埋設させる作用を有するものである。

更に、補強部材５の材質は特に限定されないが、合成樹脂であることが好ましく、更には成形品の合成樹脂、即ち本体３０に用いられる合成樹脂と同一の合成樹脂とすることが好ましい。このような構成とすることで、成形時に補強部材５の合成樹脂の表面が溶けて、本体３０を形成する合成樹脂と補強部材５の合成樹脂の界面同士が溶着し、補強部材５と成形品の本体３０との固定強度を増すことが出来、特に同一の合成樹脂を用いることで、強固に一体化させることが出来、より補強部材５と成形品の本体３０との固定強度を増すことが出来る。

又、補強部材５が単純な柱状では、成形時に流動樹脂の流れの方向を変化させることはできず、ウェルドライン４１は、アウターリング３の縦断面上に直線状に形成される。そして、直線状のウェルドライン４１は、強度的に弱く、破損しやすいので、ウェルドラインの強度を高めるために、ウェルドラインを直線状ではなく、曲線状にし、ウェルドラインを長くすることが好ましい。

そこで、補強部材５は、長尺状の基体５１と基体５１に設けた、アウターリング３の製造時の金型６のキャビティ部６２内における流動樹脂の流れの方向を変える変流機構を備えて構成することが好ましい。このような構成とすることで、成形時にウェルドライン部４０の流動樹脂の流れの方向を変化させることができ、ウェルドラインを曲線状にし、長くすることができ、補強部材５による補強と相俟って、ウェルドライン部４０の強度をより高めることが可能となる。

このような変流機構を備えた補強部材５の具体例として、図８に示すように、基体５１は長手方向の一端から他端に貫通する長貫通孔５３を備える断面が四角形の四角柱筒状体が挙げられる。変流機構は基体５１の短手方向に貫通する短貫通孔５１２と突出体たる突出板５５とを備えて構成されている。具体的には、基体５１の長手方向の対向する外側面間に貫通し、長貫通孔５３に連通する短貫通孔５１２と、基体５１の内面から長貫通孔５３内に突出した複数の突出板５５とで構成している。複数の短貫通孔５１２は、長貫通孔５３を介して連通している。又、突出板５５は基体５１の内面の対向する壁面、ここでは短貫通孔５１２が貫通する面の内側から互い違いに対向する壁面方向に側面視（図８（ｃ））で重なり合わないで突出して形成されている。尚、基体５１は平面視で円弧状に湾曲した長尺状であり短手方向断面が長方形であり、長手方向の外側面５１０の下面には、成形時に位置決めピンを挿入するためのピン孔５６が穿孔されている。

このような構成とすることで、図９に示す矢印のように、金型６のキャビティ部６２内での流動樹脂の流れが一定ではなく、様々な方向に変化するので、ウェルドラインを曲線状にし、長くすることができ、ウェルドライン部４０の強度を高めることが可能となる。

変流機構を構成する突出体は、このように板状の突出板５５で構成する他、棒状、ブロック状で形成してもよい。又、突出板５５は、短貫通孔５１２が開口した面に形成してもよいが、開口していない面に形成してもよい。又、短貫通孔５１２は、基体５１の対向する面に開口させる構成に限定されず、４側面、或いは３側面に開口させることとしてもよい。即ち、短貫通孔５１２は補強部材の断面形状、長さに従って、適宜の面に開口させ、所定数を形成すればよく、又、枝分かれさせてもよく、直線状のほか、曲線状、屈曲状に形成してもよい。

変流機構は、突出板５５に替えて、或いは突出板５５に加えて外側面５１０から突出した複数の突起部５７で構成してもよい。突起部５７は側壁の適宜の面から突出させてもよく、又、棒状のほか、板状、ブロック状等で形成してもよいが、基体５１の下面に形成することで、補強部材５を金型６から離間させ、流動樹脂を補強部材５の下方にも流れやすくするので好ましい。又、変流機構は突出板５５等の突出部や突起部５７を設けずに、短貫通孔５１２のみで構成することとしてもよい。

尚、上述のような変流機構を構成するとして説明した突起部５７、短貫通孔５１２等は、基体５１と本体３０と係合する係合部としても作用し、係合部として説明した凹部５２や突起部５７は変流機構としても作用することが出来る。更に、突起部５７は、係合部及び変流機構としても作用すると共に、基体５１と金型６との間隔を保つためのスペーサーとしても作用する。

又、補強部材５は、基体５１が筒状体でない場合でも、短貫通孔５１２の構成は同様であり、短貫通孔５１２同士を連通させてもよいが、させないでもよい。長貫通孔を設けないで、短貫通孔５１２同士を連通させない場合、図１０（ａ）に示すように、基体５１９には、長手方向の一端から他端に貫通する長貫通孔を設けずに、上板５７１、下板５７２及び上板５７１と下板５７２を連結する複数の突出板５９で補強部材５を構成してもよい。

このような構成とすることで、図１０（ｂ）に示す矢印のように、金型６のキャビティ部６２内での流動樹脂の流れが一定ではなく、様々な方向に変化するので、ウェルドラインを曲線状にし、長くすることができ、ウェルドライン部４０の強度を高めることが可能となり、又、短貫通孔５１２内に本体３０を形成する合成樹脂が充填され、補強部材５と本体３０が強固に固定される。

又、補強部材５はウェルドライン４１を跨いで設置するので、少なくとも流動樹脂の接合部分、即ちウェルドライン部に埋め込めばよいが、成形品と同形状として、成形品の全体にわたって埋め込むこととしてもよい。例えば、図示はしないが、環状のアウターリング３の全周に亘って環状の補強部材を埋め込むこととしてもよい。

アウターリング３の製造方法としては、射出成形やトランスファ成形等の溶融させた樹脂を流動させて成形品を成形する方法を用いればよい。又、補強部材５の埋め込み方法は、補強部材５をキャビティ部のウェルドライン部に相当する場所に設置し、樹脂の流れに任せることで、両側から流れてくる溶融した流動樹脂に押されて、ウェルドライン４１を跨いだ位置に固定されるようにしてもよいが、ウェルドライン４１を跨いだ位置に正確に固定されるよう、図１１に示すように、金型６内の補強部材５を設置する箇所の両側部に、キャビティ部６２に突出する突出部６６を形成した金型６を用いてもよい。この場合、アウターリング３に孔３９が形成される。又、図１２に示すように、金型６内にバネ６９付台座８２上に立設させた上下動可能な位置決めピン８１を設け、補強部材５のピン孔５６にピン８１を挿入してキャビティ６２内で補強部材５を位置決めし、流動樹脂を注入する方法としてもよく、この場合、ピン８１は最後に溶融した流動樹脂に押されて金型６内に収納され、ピン孔５６内にも溶融した流動樹脂が充填される。

上記実施の形態において、合成樹脂製の成形品としてグリップリング２を構成するアウターリング３又はインナーリング４を例に説明したが、合成樹脂製の成形品はアウターリング３又はインナーリング４に限定されず、成形時に流動樹脂の接合部分を有し、ウェルドラインが発生する他の合成樹脂製の成形品を含むものである。

２ グリップリング
３ アウターリング
３０ 本体
４ インナーリング
４０ ウェルドライン部
４１ ウェルドライン
５ 補強部材
５１ 基体
５１０ 基体の長手方向の外側面
５１２ 短貫通孔
５２ 凹部
５３ 長貫通孔
５５ 突出板
５６ ピン孔
５７ 突起部
６ 金型
６１ ライナー
６２ キャビティ部
６６ 突出部
８１ 位置決めピン

Claims (11)

1. 合成樹脂製の成形品のウェルドラインを跨って補強部材が埋め込まれていることを特徴とする合成樹脂製の成形品。
2. 前記補強部材は、長尺状の基体と該基体の長手方向の外側面に設けた凹部を備えることを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂製の成形品。
3. 前記補強部材は、長尺状の基体と該基体の長手方向の外側面に設けた突起部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の合成樹脂製の成形品。
4. 前記補強部材は、成形品の本体を形成する合成樹脂と同一の合成樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載の合成樹脂製の成形品。
5. 前記基体に設けた凹部は、前記基体の短手方向に貫通することを特徴とする請求項２から４のうちいずれか１項に記載の合成樹脂製の成形品。
6. 前記基体は、長手方向の一端から他端に貫通する長貫通孔を備える筒状であり、前記凹部は前記長貫通孔に連通することを特徴とする請求項２から５のうちいずれか１項に記載の合成樹脂製の成形品。
7. 前記筒状の基体の内面から突出した突出体を備えて構成したことを特徴とする請求項６に記載の合成樹脂製の成形品。
8. 前記合成樹脂製の成形品は、グリップリングのインナーリング又はアウターリングであることを特徴とする請求項１から７のうちいずれか１項に記載の合成樹脂製の成形品。
9. 成形時に流動樹脂が接合する部分を有する合成樹脂製の成形品の製造方法であって、金型内の流動樹脂が接合する部分に補強部材を設置して溶融した合成樹脂を充填することを特徴とする合成樹脂製の成形品の製造方法。
10. 前記補強部材は、長尺状の基体と該基体の長手方向の外側面に設けた凹部又は／及び突起部を備えることを特徴とする請求項９に記載の合成樹脂製の成形品の製造方法。
11. 金型内の補強部材を設置する箇所の両側部に、キャビティ部に突出する突出部を形成した金型を用いることを特徴とする請求項９又は１０に記載の合成樹脂製の成形品の製造方法。

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