JP2012153018A

JP2012153018A - 成形装置

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Publication number: JP2012153018A
Application number: JP2011014287A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Murata; 毅司村田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2012-08-16

Abstract

【課題】円柱状のＯリング装着部の段差が小さい樹脂部品を継続して成形可能にする。
【解決手段】Ｏリング装着部の一部を成形する第１入れ子４を第１型２内に配置し、Ｏリング装着部の残部を成形する第２入れ子５を第２型３内に配置し、型閉め状態のときに第１入れ子４の凹部４２に第２入れ子５の凸部５２が侵入する構成とし、凹部４２の両側の部位４３および凸部５２を同極性に磁化する。磁気反発力によって凸部５２は凹部４２内における位置決め方向Ｙ中心部に位置決めされ、第１入れ子４と第２入れ子５の位置合わせが正確に行われて、型ズレが抑制される。また、凸部５２と凹部４２は摺動しないため摩耗せず、第１入れ子４と第２入れ子５の位置合わせが継続して正確に行われる。
【選択図】図２

Description

本発明は、円柱状のＯリング装着部の外周側にＯリングが装着される樹脂部品を成形する成形装置に関するものである。

リードフレームに実装されたＩＣチップを樹脂封止してモールドＩＣを成形する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、モールドＩＣが、搭載部に取り付けられて被測定物の物理量（例えば空気圧）を検出するものである場合は、図６に示すように、被測定物を漏らさないために、搭載部９１とモールドＩＣ９２との間にＯリング９３が配置される。この場合、モールドＩＣ９２においてＯリング９３が装着される部位は円柱状になっている。

そして、Ｏリング装着部を有するモールドＩＣを特許文献１に示された装置にて成形した場合、モールドＩＣの成形型は通常上下型の出来栄えに誤差が在り型ズレが出来るため、この型ズレによりＯリング装着部に段差が付き（図６（ｂ）参照）、その段差部位から被測定物が漏れる虞がある。

ここで、特許文献２に示された成形装置は、一方の型のガイドピンを他方の型のガイド孔に挿入することにより、上下型の位置合わせをして型ズレを抑制するようになっている。したがって、Ｏリング装着部を有するモールドＩＣを特許文献２に示された装置にて成形した場合、Ｏリング装着部の段差を小さくすることが可能になる。

特許第３５２４９８２号明細書特開平１０−１１３９５１号公報

しかしながら、特許文献２に示された成形装置は、使用初期においては上下型の位置合わせが正確に行われて型ズレが抑制されるとしても、使用に伴ってガイドピンおよびガイド孔が摩耗し、その摩耗の進行に伴って上下型の位置合わせが正確に行われなくなり、型ズレが大きくなってしまうという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、円柱状のＯリング装着部の外周側にＯリングが装着される樹脂部品を成形する成形装置において、Ｏリング装着部の段差が小さい樹脂部品を継続して成形可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、円柱状のＯリング装着部（１５１）の外周側にＯリングが装着される樹脂部品を成形する成形装置であって、対向して配置されて、型開閉方向（Ｘ）に相対移動可能な第１型（２）および第２型（３）と、第１型（２）内に配置されるとともに、Ｏリング装着部（１５１）の外周面のうち周方向の一部を成形する第１入れ子キャビティ（４０）が形成された第１入れ子（４）と、第２型（３）内に配置されるとともに、Ｏリング装着部（１５１）の外周面のうち周方向の残部を成形する第２入れ子キャビティ（５０）が形成された第２入れ子（５）とを備え、第１入れ子キャビティ（４０）および第２入れ子キャビティ（５０）の軸線方向である入れ子軸線方向は、型開閉方向（Ｘ）に対して垂直であり、入れ子軸線方向および型開閉方向（Ｘ）に対して共に垂直な方向を位置決め方向（Ｙ）としたとき、第１入れ子（４）は、第１型（２）に対して、型開閉方向（Ｘ）および位置決め方向（Ｙ）に相対移動可能であり、第２入れ子（５）は、第２型（３）に対して、型開閉方向（Ｘ）および位置決め方向（Ｙ）に相対移動可能であり、型閉め状態のときに第１入れ子（４）の合わせ面（４１）と第２入れ子（５）の合わせ面（５１）とが当接し、第１入れ子（４）の合わせ面（４１）には凹部（４２）が形成され、第２入れ子（５）の合わせ面（５１）には型閉め状態のときに凹部（４２）に侵入する凸部（５２）が形成され、凸部（５２）が凹部（４２）に侵入した状態で、第１入れ子（４）における凹部（４２）の位置決め方向（Ｙ）両側の部位（４３）と凸部（５２）との間には隙間が形成され、第１入れ子（４）における凹部（４２）の位置決め方向（Ｙ）両側の部位（４３）、および凸部（５２）は、同極性に磁化されていることを特徴とする。

これによると、凹部（４２）の位置決め方向（Ｙ）両側の部位と凸部（５２）は同極性に磁化されているため、磁気反発力によって凸部（５２）は凹部（４２）内における位置決め方向（Ｙ）中心部に位置決めされる。これにより、第１入れ子（４）と第２入れ子（５）の位置合わせが正確に行われて、第１入れ子（４）と第２入れ子（５）の型ズレが抑制される。また、凸部（５２）と凹部（４２）は摺動しないため摩耗せず、第１入れ子（４）と第２入れ子（５）の位置合わせが継続して正確に行われる。したがって、Ｏリング装着部（１５１）の段差が小さい樹脂部品を継続して成形することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の成形装置において、凸部（５２）が凹部（４２）に侵入した状態で、凸部（５２）の先端と凹部（４２）の底部との間には隙間が形成されていることを特徴とする。

これによると、磁気反発力によって第１入れ子（４）と第２入れ子（５）の位置合わせが行われる際に、凸部（５２）の先端と凹部（４２）の底部との接触による摺動抵抗が発生しないため、位置合わせの際に第１入れ子（４）と第２入れ子（５）が相対移動しやすい。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の成形装置において、第１入れ子（４）と第１型（２）は、伸縮自在な保持手段（６）によって連結され、第２入れ子（５）と第２型（３）は、伸縮自在な保持手段（７）によって連結されていることを特徴とする。これによると、各入れ子を移動可能な状態で各型に保持させることができる。

請求項４に記載の発明のように、請求項３に記載の成形装置において、保持手段（６、７）としてバネを用いることができる。

請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の成形装置において、凹部（４２）を、第１入れ子（４）における入れ子軸線方向全域に亘って連続させ、凸部（５２）を、第２入れ子（５）における入れ子軸線方向全域に亘って連続させてもよい。

請求項６に記載の発明のように、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の成形装置において、凸部（５２）を、入れ子軸線方向に沿って複数個設けてもよい。

請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の成形装置において、第２入れ子（５）における凸部（５２）の位置決め方向（Ｙ）両側の部位（５３）は、第１入れ子（４）における凹部（４２）の位置決め方向（Ｙ）両側の部位（４３）とは異なる極性に磁化されていることを特徴とする。

これによると、第２入れ子（５）における凸部（５２）の位置決め方向（Ｙ）両側の部位（５３）と第１入れ子（４）における凹部（４２）の位置決め方向（Ｙ）両側の部位（４３）とが、型閉め状態のときには磁気吸引力により密着するため、磁気反発力によって調整された第１入れ子（４）と第２入れ子（５）の位置関係が、型閉め状態のとき確実に維持される。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る成形装置によって成形されるモールドＩＣの正面図、（ｂ）は（ａ）に示すモールドＩＣの底面図である。一実施形態に係る成形装置の型開き状態を示す断面図である。図２のＡ部を拡大して示す断面図である。成形装置が型閉め状態のときの図２のＡ部を拡大して示す断面図である。一実施形態の変形例を示す要部の断面図である。（ａ）は従来の装置にて成形したモールドＩＣを搭載部に装着した状態を示す図、（ｂ）は（ａ）のモールドＩＣのＢ矢視図である。

本発明の一実施形態について説明する。図１（ａ）は本実施形態に係る成形装置によって成形されるモールドＩＣの正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すモールドＩＣの底面図、図２は本実施形態に係る成形装置の型開き状態を示す断面図、図３は図２のＡ部を拡大して示す断面図、図４は成形装置が型閉め状態のときの図２のＡ部を拡大して示す断面図である。

図１に示すように、樹脂部品としてのモールドＩＣ１は、被測定物の物理量（本実施形態では、流体の圧力）に応じたセンサ信号を出力するものであり、圧力に応じて抵抗値が変化するセンサチップ１１、およびセンサチップ１１の抵抗値変化に基づいて圧力に応じたセンサ信号を出力する信号処理回路用ＩＣ１２が、リードフレーム１３に実装されている。また、信号処理回路用ＩＣ１２は、リードフレーム１３の３つの外部端子１３１と電気的に接続されている。これらの外部端子１３１は、それぞれ信号処理回路用ＩＣ１２の電源端子、接地端子、およびセンサ信号出力端子を構成している。

モールドＩＣ１は、モールド成形によって、円柱状の樹脂製の第１円柱部１４、およびこの第１円柱部１４よりも小径で円柱状の樹脂製の第２円柱部１５が成形されている。そして、第２円柱部１５における第１円柱部１４に近い側の部位であるＯリング装着部１５１（便宜的に綾目模様で表示した部位）に、図示しないＯリングが装着されるようになっている。

図２〜図４に示すように、モールドＩＣ１を成形する成形装置は、第１型としての上型２、上型２の下方に対向して配置された第２型としての下型３、上型２内に配置された第１入れ子４、下型３内に配置されると共に第１入れ子４の下方に対向して配置された第２入れ子５を備えている。

第１入れ子４および第２入れ子５は、第２円柱部１５におけるＯリング装着部１５１を成形する。より詳細には、第１入れ子４は、半円柱状の第１入れ子キャビティ４０が形成されており、Ｏリング装着部１５１の外周面のうち周方向の一部（半分）を成形する。また、第２入れ子５は、半円柱状の第２入れ子キャビティ５０が形成されており、Ｏリング装着部１５１の外周面のうち周方向の残部（半分）を成形する。

上型２および下型３は、第１円柱部１４を成形すると共に、第２円柱部１５におけるＯリング装着部１５１を除く部位を成形する。また、上型２および下型３は、図示しない駆動手段により、型開閉方向Ｘ（本実施形態では天地方向）に相対移動可能になっている。

ここで、第１入れ子キャビティ４０および第２入れ子キャビティ５０の軸線方向である入れ子軸線方向は、型開閉方向Ｘに対して垂直（図２において紙面垂直方向）である。そして、入れ子軸線方向および型開閉方向Ｘに対して共に垂直な方向を、以下、位置決め方向Ｙという。

上型２と第１入れ子４は、伸縮自在な第１保持手段６によって連結されており、これにより、第１入れ子４は、上型２に対して、型開閉方向Ｘおよび位置決め方向Ｙに相対移動可能になっている。また、下型３と第２入れ子５は、伸縮自在な第２保持手段７によって連結されており、これにより、第２入れ子５は、下型３に対して、型開閉方向Ｘおよび位置決め方向Ｙに相対移動可能になっている。なお、本実施形態では、第１保持手段６および第２保持手段７としてバネを用いている。

第１入れ子４と第２入れ子５が対向する面、すなわち、第１入れ子４の合わせ面４１と第２入れ子５の合わせ面５１は、型閉め状態のときに当接するようになっており、第１入れ子４の合わせ面４１には、断面形状が矩形状の凹部４２が形成されている。この凹部４２は、第１入れ子４における入れ子軸線方向全域に亘って連続している。また、第２入れ子５の合わせ面５１には、断面形状が矩形状の凸部５２が形成されている。この凸部５２は、第２入れ子５における入れ子軸線方向全域に亘って連続している。そして、型閉め状態のときに、凸部５２が凹部４２に侵入するようになっている。

凹部４２の深さ寸法は凸部５２の高さ寸法よりも大きく設定されており、したがって、凸部５２が凹部４２に侵入した状態でも、凸部５２の先端と凹部４２の底部との間には隙間が形成されるようになっている。

また、凹部４２の位置決め方向Ｙ寸法は凸部５２の位置決め方向Ｙ寸法よりも大きく設定されており、したがって、凸部５２が凹部４２に侵入した状態でも、第１入れ子４における凹部４２の位置決め方向Ｙ両側の部位４３（以下、凹部側部という）と凸部５２との間にも隙間が形成されるようになっている。

凹部側部４３および凸部５２は、同極性（本実施形態ではＮ極）に磁化されている。また、第２入れ子５における凸部５２の位置決め方向Ｙ両側の部位５３（以下、凸部側部という）は、凹部側部４３とは異なる極性（本実施形態ではＳ極）に磁化されている。

本実施形態の成形装置においては、まず、図２に示すように成形装置を型開き状態にして、センサチップ１１および信号処理回路用ＩＣ１２が実装されたリードフレーム１３を、上型２と下型３との間および第１入れ子４と第２入れ子５との間にセットする。

続いて、上型２および下型３を型開閉方向Ｘに相対移動させて、成形装置を型閉め状態にする。続いて、上型２と下型３のキャビティ、第１入れ子キャビティ４０、および第２入れ子キャビティ５０に熱硬化性樹脂（エポキシ等）を注入して、モールドＩＣ１のモールド成形を行う。

ここで、成形装置を型閉め状態にする際、第１入れ子４および第２入れ子５も上型２および下型３とともに移動し、凸部５２が凹部４２に侵入する。

そして、凹部側部４３と凸部５２は同極性に磁化されているため、磁気反発力によって凸部５２は凹部４２内における位置決め方向Ｙ中心部に位置決めされる。これにより、第１入れ子４と第２入れ子５の位置合わせが正確に行われて、第１入れ子４と第２入れ子５の型ズレが抑制される。したがって、Ｏリング装着部１５１の段差が小さいモールドＩＣ１を成形することができる。しかも、凸部５２と凹部４２は摺動しないため摩耗せず、第１入れ子４と第２入れ子５の位置合わせが継続して正確に行われる。したがって、Ｏリング装着部１５１の段差が小さいモールドＩＣ１を継続して成形することができる。

また、凸部５２が凹部４２に侵入した状態でも、凸部５２の先端と凹部４２の底部との間には隙間が形成されるため、磁気反発力によって第１入れ子４と第２入れ子５の位置合わせが行われる際に、凸部５２の先端と凹部４２の底部との接触による摺動抵抗が発生せず、位置合わせの際に第１入れ子４と第２入れ子５が相対移動しやすい。

さらに、凹部側部４３と凸部側部５３は異なる極性に磁化されているため、型閉め状態のときには凹部側部４３と凸部側部５３とが磁気吸引力により密着し、磁気反発力によって調整された第１入れ子４と第２入れ子５の位置関係が、型閉め状態のとき確実に維持される。

続いて、樹脂が硬化した後に、上型２および下型３を型開閉方向Ｘに相対移動させて、成形装置を型開き状態にし、モールドＩＣ１を成形装置から取り出す。なお、この型開き途中において、第１保持手段６および第２保持手段７のバネ力が凹部側部４３と凸部側部５３との間の磁気吸引力を上回った時点で、第１入れ子４と第２入れ子５が離れる。

なお、上記実施形態においては、凸部５２を、第２入れ子５における入れ子軸線方向全域に亘って連続させたが、凸部５２を、入れ子軸線方向に沿って複数個に分割してもよい。

また、上記実施形態においては、凹部４２および凸部５２の断面形状を矩形状にしたが、図５に示す変形例のように、凹部４２および凸部５２の断面形状を台形にしてもよい。

さらに、上記実施形態のモールドＩＣ１は、被測定物の物理量を検出するセンサであるが、本発明は、センサの成形装置に限らず、円柱状のＯリング装着部の外周側にＯリングが装着される樹脂部品を成形する成形装置に適用することができる。

２上型（第１型）
３下型（第２型）
４第１入れ子
５第２入れ子
４０第１入れ子キャビティ
４１第１入れ子４の合わせ面
４２凹部
４３凹部側部
５０第２入れ子キャビティ
５１第２入れ子５の合わせ面
５２凸部
１５１Ｏリング装着部

Claims

円柱状のＯリング装着部（１５１）の外周側にＯリングが装着される樹脂部品を成形する成形装置であって、
対向して配置されて、型開閉方向（Ｘ）に相対移動可能な第１型（２）および第２型（３）と、
前記第１型（２）内に配置されるとともに、前記Ｏリング装着部（１５１）の外周面のうち周方向の一部を成形する第１入れ子キャビティ（４０）が形成された第１入れ子（４）と、
前記第２型（３）内に配置されるとともに、前記Ｏリング装着部（１５１）の外周面のうち周方向の残部を成形する第２入れ子キャビティ（５０）が形成された第２入れ子（５）とを備え、
前記第１入れ子キャビティ（４０）および前記第２入れ子キャビティ（５０）の軸線方向である入れ子軸線方向は、前記型開閉方向（Ｘ）に対して垂直であり、前記入れ子軸線方向および前記型開閉方向（Ｘ）に対して共に垂直な方向を位置決め方向（Ｙ）としたとき、
前記第１入れ子（４）は、前記第１型（２）に対して、前記型開閉方向（Ｘ）および前記位置決め方向（Ｙ）に相対移動可能であり、
前記第２入れ子（５）は、前記第２型（３）に対して、前記型開閉方向（Ｘ）および前記位置決め方向（Ｙ）に相対移動可能であり、
型閉め状態のときに前記第１入れ子（４）の合わせ面（４１）と前記第２入れ子（５）の合わせ面（５１）とが当接し、
前記第１入れ子（４）の合わせ面（４１）には凹部（４２）が形成され、
前記第２入れ子（５）の合わせ面（５１）には型閉め状態のときに前記凹部（４２）に侵入する凸部（５２）が形成され、
前記凸部（５２）が前記凹部（４２）に侵入した状態で、前記第１入れ子（４）における前記凹部（４２）の前記位置決め方向（Ｙ）両側の部位（４３）と前記凸部（５２）との間には隙間が形成され、
前記第１入れ子（４）における前記凹部（４２）の前記位置決め方向（Ｙ）両側の部位（４３）、および前記凸部（５２）は、同極性に磁化されていることを特徴とする成形装置。
前記凸部（５２）が前記凹部（４２）に侵入した状態で、前記凸部（５２）の先端と前記凹部（４２）の底部との間には隙間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
前記第１入れ子（４）と前記第１型（２）は、伸縮自在な保持手段（６）によって連結され、
前記第２入れ子（５）と前記第２型（３）は、伸縮自在な保持手段（７）によって連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載の成形装置。
前記保持手段（６、７）はバネであることを特徴とする請求項３に記載の成形装置。
前記凹部（４２）は、前記第１入れ子（４）における前記入れ子軸線方向全域に亘って連続し、
前記凸部（５２）は、前記第２入れ子（５）における前記入れ子軸線方向全域に亘って連続していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の成形装置。
前記凸部（５２）は、前記入れ子軸線方向に沿って複数個設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の成形装置。
前記第２入れ子（５）における前記凸部（５２）の前記位置決め方向（Ｙ）両側の部位（５３）は、前記第１入れ子（４）における前記凹部（４２）の前記位置決め方向（Ｙ）両側の部位（４３）とは異なる極性に磁化されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の成形装置。