JP2013091170A - Double flight screw - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a double flight screw capable of stably processing a molded article in which a miniaturized ultraprecise molding or high dimensional accuracy is required.SOLUTION: The double flight screw is used for an injection molding machine. A main flight and a sub-flight are arranged in a compression and melt zone of the screw which includes: a feed zone; the compression and melt zone; and a metering zone. A root diameter constant portion E in which the depth of a melt channel 13b is constant is formed on the bottom surface of the melt channel 13b divided by the sub-flight, that is, in front of the metering zone D. The screw includes a function with which a molding material transferred in the melt channel 13b is homogenized by the operation of the metering function in the root diameter constant portion E, and supplied to the metering zone D to be further homogenized.

Description

この発明は、射出成形機や押出成形機、ブロー成形機等における熱可塑性樹脂用のスクリュに関し、特に主フライトと副フライトとのダブルフライトスクリュに関する。   The present invention relates to a thermoplastic resin screw in an injection molding machine, an extrusion molding machine, a blow molding machine, and the like, and more particularly, to a double flight screw with a main flight and a sub flight.

射出成形機等に使用される熱可塑性樹脂用のスクリュでは、可塑化効率と混練効率を向上させるために、1条ネジスクリュによる主フライトとなるフルフライトスクリュに副フライトとなるサブフライトが設けられた、バリヤスクリュが用いられている。   In a thermoplastic resin screw used in an injection molding machine or the like, in order to improve plasticization efficiency and kneading efficiency, a sub flight as a sub flight is provided in a full flight screw as a main flight by a single thread screw screw. A barrier screw is used.

この種のサブフライトをスクリュの長手方向の中間部に設けたバリヤスクリュでは、溶融された樹脂をただちにサブフライトを越えさせて、メルトチャンネル内で溶融・混練するため、メルトチャンネル内で溶融・混練の促進により、均一溶融性能が向上する。しかし、一般的な射出成形機では、スクリュ長の往復動作に基づくスクリュ有効長の変化による可塑化状態の均一化が不十分で超精密成形部品の寸法、形状のくり返し精度維持が出来ない場合がある。   In a barrier screw with this type of subflight in the middle of the screw in the longitudinal direction, the molten resin is immediately passed over the subflight and melted and kneaded in the melt channel. By promoting the above, uniform melting performance is improved. However, in general injection molding machines, the plasticization state due to the change in the effective screw length based on the reciprocating motion of the screw length may not be sufficient to maintain the repeatability of the dimensions and shape of the ultra-precise molded parts. is there.

上述の問題に鑑みて、本願発明の発明者は、一般的長さの比較的短いスクリュで、汎用樹脂やエンプラ、スーパーエンプラを含む樹脂の溶融混練性能の向上と可塑化の均一化の向上を図り、寸法精度や微細なバリ、ショートの欠陥を防ぐことのできるバリヤスクリュを提案している(特許文献1参照。)   In view of the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have improved the melt-kneading performance of plastics including general-purpose resins, engineering plastics, and super engineering plastics, and improving the homogenization of plasticity with a screw having a relatively short general length. A barrier screw capable of preventing defects of dimensional accuracy, fine burrs and shorts has been proposed (see Patent Document 1).

また、従来のこの種のダブルフライトスクリュとして特許文献2には、樹脂成形機用スクリュが開示されている。図9に示すように、このスクリュ1は棒状体の軸2にフライトが螺旋状に巻回されているもので、フィードゾーンAとコンプレッションゾーンB、メルトゾーンC、メータリングゾーンDとを有した構造とされ、フィーゾーンAからコンプレッションゾーンBには複数のフライト3a、3b、3cを備えた多条フライトが設けられている。メルトゾーンCは、主フライト4と副フライト5とを有するダブルフライトとされている。また、前記メータリングゾーンDはフライト6を備えている。   Further, as a conventional double flight screw of this type, Patent Document 2 discloses a screw for a resin molding machine. As shown in FIG. 9, this screw 1 is a rod in which a flight is spirally wound around a shaft 2 of a rod-like body, and has a feed zone A, a compression zone B, a melt zone C, and a metering zone D. A multi-strip flight having a plurality of flights 3a, 3b, 3c is provided from fee zone A to compression zone B. The melt zone C is a double flight having a main flight 4 and a sub flight 5. The metering zone D includes a flight 6.

図10はダブルフライトスクリュの主フライト7と副フライト8とに沿って切断した一例を示す断面図である。このコンプレッションゾーンBとメルトゾーンCの底面は、フィードゾーンA側からメータリングゾーンDに向かって漸次深くなるように形成されており、メータリングゾーンDの手前から漸次浅くなる傾斜面でメータリングゾーンDに至る形状に形成されている。   FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of the double flight screw cut along the main flight 7 and the sub flight 8. The bottom surfaces of the compression zone B and the melt zone C are formed so as to gradually become deeper from the feed zone A side toward the metering zone D, and the metering zone is an inclined surface gradually becoming shallower from the front of the metering zone D. It is formed in a shape reaching D.

特許第3170757号公報Japanese Patent No. 3170757 特開2002−192597号公報JP 2002-192597 A

ところで、近年では、小型精密成形に対する期待や要望が増大化しており、携帯電話等で使用される狭ピッチコネクタや多数個取りのLCP(液晶ポリマ Liquid Crystal Polymer)薄肉ベース成形では、LCP樹脂やアモデル樹脂、その他エンプラ樹脂成形で寸法精度を確保し、且つ、微細なバリやショートを防ぐことは容易ではない。しかも、長時間にわたって安定した成形を繰り返すことができるようにすることは容易ではない。   By the way, in recent years, expectations and demands for small precision molding have increased, and in narrow pitch connectors used in mobile phones etc. and multi-part liquid crystal polymer (LCP) thin base molding, LCP resin and Amodel It is not easy to secure dimensional accuracy by resin or other engineering plastic resin molding and to prevent fine burrs and shorts. Moreover, it is not easy to enable stable molding to be repeated for a long time.

このような市場のニーズに応えるものとして近年はプリプラ式射出装置(特許第3311999号公報参照)などの提案があり、同市場で実用されている。   In recent years, there has been a proposal for a pre-plastic injection device (see Japanese Patent No. 3311999) as a response to such market needs, which is put into practical use in this market.

他方、小形精密成形分野に限らず、シリコンウェハ搬送用容器のように大きな成形品であっても高い寸法精度が要求される場合がある。斯かる搬送容器では、例えば、シリコンウェハを収納する25段のPBT(ポリブチレンテレフタレート Polybutylene Terephthalate)樹脂製のウェハ保持板では、高い寸法精度が要求されるが、寸法精度の確保は難しく、従来歩留まりが65%程度であり十分なものではなく、製作コストの削減の支障となっている。   On the other hand, not only in the small precision molding field, high dimensional accuracy may be required even for a large molded product such as a silicon wafer transfer container. In such a transfer container, for example, a wafer holding plate made of 25-stage PBT (polybutylene terephthalate) resin that stores silicon wafers requires high dimensional accuracy, but it is difficult to ensure dimensional accuracy, and the conventional yield is low. However, it is about 65%, which is not sufficient, and hinders production cost reduction.

そこで、この発明は、狭ピッチコネクタを始め小形精密部品や高い寸法精度が要求される製品の成形加工を行うことができると共に、長時間の繰り返しの使用によっても成形の安定性を損なうことがないインラインスクリュの欠点を解消する高性能なダブルフライトスクリュを提供することを目的としている。   Therefore, the present invention can perform molding processing of small precision components such as narrow pitch connectors and products requiring high dimensional accuracy, and does not impair the stability of molding even after repeated use for a long time. The purpose is to provide a high-performance double flight screw that eliminates the drawbacks of inline screws.

前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係るダブルフライトスクリュは、スパイラル状の異なったリード角を持つ二つのフライトより構成され、フィードゾーンとコンプレッション及びメルトゾーン、メータリングゾーンとを有し、前記コンプレッション及びメルトゾーン内の任意の位置から前記メータリングゾーンの手前までサブフライトを配設し、前記コンプレッション及びメルトゾーンのメルトチャンネルの一部の谷径を一定として円筒状の底面を形成した谷径一定部を形成してあることを特徴としている。   As a technical means for achieving the above object, a double flight screw according to the present invention comprises two flights having different spiral lead angles, and includes a feed zone, a compression and melt zone, and a metering zone. A subflight is disposed from an arbitrary position in the compression and melt zone to the front of the metering zone, and a cylindrical bottom surface is formed with a constant valley diameter of a part of the melt channel in the compression and melt zone. The formed valley diameter constant part is formed.

ソリッドチャンネル内で加熱、溶融した成形材料はスクリュの回転によってサブフライトを越えてメルトチャンネルに移送され、主フライトによりメルトチャンネル内でかきとられる。混練と溶融が促進されて前記谷径一定部に達すると、当該部分のメータリング作用を受けて一層均一化される。   The molding material heated and melted in the solid channel is transferred to the melt channel over the sub flight by the rotation of the screw, and scraped in the melt channel by the main flight. When the kneading and melting are promoted to reach the constant valley diameter portion, the portion is more uniformized by receiving the metering action of the portion.

また、請求項2の発明に係るダブルフライトスクリュは、前記コンプレッション及びメルトゾーンのメルトチャンネルの底面をメータリングゾーンに向けて漸次深くなるよう谷径を徐々に縮径して形成し、前記メータリングゾーンの手前に谷径を一定として円筒状の底面を形成した前記谷径一定部を形成してあることを特徴としている。   The double flight screw according to the invention of claim 2 is formed by gradually reducing the valley diameter so that the bottom surface of the compression and melt channels of the melt zone gradually becomes deeper toward the metering zone. It is characterized in that the above-described constant valley diameter portion in which a cylindrical bottom surface is formed with a constant valley diameter is formed in front of the zone.

同時にメルトチャンネル内の容積は成形品射出重量にほぼ相当する容積にデザインすることで、次ショットの計量はすでに十分溶融したメルトチャンネル内の溶融樹脂をメルトチャンネル内メータリングゾーンと先端メータリングゾーンを経由して計量することが可能となり、溶融樹脂温、粘度、混練状態の均一化が十分行われる。   At the same time, the volume in the melt channel is designed to be approximately equivalent to the injection weight of the molded product, so that the next shot can be measured with the melted resin in the melt channel already melted in the melt channel metering zone and the tip metering zone. It becomes possible to measure via, and the molten resin temperature, viscosity, and kneading state are sufficiently uniformized.

前記谷径一定部におけるメータリング作用を受けて溶融粘度と混練度、樹脂温度が均一化された成形材料は、後続するメータリングゾーンで再度溶融状態のより均一化が図られる。   The molding material having the melt viscosity, the kneading degree, and the resin temperature made uniform by the metering action in the constant valley diameter portion is made more uniform in the molten state again in the subsequent metering zone.

この発明に係るダブルフライトスクリュによれば、メータリングゾーンに給送されるに先だって、コンプレッション及びメルトゾーンで混練と溶融が果たされて均一化された成形材料は、前記谷径一定部においてメータリング作用を受けて溶融状態の均一化が図られるから、後続のメータリングゾーンで計量されると共に、再度メータリング作用を受けて均一化がより促進されて成形加工に供されることになる。このため、スクリュが後退して、可塑化のためのスクリュ有効長が短くなっても成形品がより溶融状態が均一化される。また、成形材料のくり返し溶融状態の均一化によって成形精度が大幅に向上され、狭ピッチコネクタ等の小形精密成形やシリコンウェハの搬送容器部品のような大型成形品であっても高い寸法精度が要求される加工成形に適したものとすることができ、従来のインラインスクリュの欠点を十分にカバー出来るものである。   According to the double flight screw of the present invention, the molding material that has been kneaded and melted uniformly in the compression and melt zone before being fed to the metering zone is made uniform in the metering portion in the valley diameter constant portion. Since the molten state is made uniform by receiving the ring action, the measurement is performed in the subsequent metering zone, and the metering action is received again to promote the homogenization to be used for the molding process. For this reason, even if a screw reverse | retreats and the effective screw length for plasticization becomes short, a molded product becomes more uniform in a molten state. In addition, molding accuracy is greatly improved by uniformizing the molding material repeatedly, and high dimensional accuracy is required even for small precision molding such as narrow pitch connectors and large molded products such as silicon wafer transfer container parts. Therefore, it is possible to sufficiently cover the defects of the conventional in-line screw.

この発明に係るダブルフライトスクリュの樹脂移送溝(チャンネル)の展開図である。It is an expanded view of the resin transfer groove | channel (channel) of the double flight screw which concerns on this invention. (a)は図1におけるP−P線に沿った断面図、(b)は同じくQ−Q線に沿った断面図である。(A) is sectional drawing along the PP line in FIG. 1, (b) is sectional drawing along the QQ line similarly. この発明に係るダブルフライトスクリュの外形図である。It is an external view of the double flight screw which concerns on this invention. この発明に係るダブルフライトスクリュと従来のダブルフライトスクリュ(図3の形状であるがメルトチャンネル内に谷径一定部がない従来タイプで、図10のメルトチャンネル状である)とのそれぞれによる射出樹脂温度プロファイルを比較した図であり、背圧が0の場合を示している。新発明のダブルフライトスクリュは均一溶融性能が格段に優れていると言える。背圧0の状態で溶融温度がくり返し一定化することは成形品質を左右するスクリュ可塑化機能として最も重要なファクタと言える。Injection resin according to each of the double flight screw according to the present invention and the conventional double flight screw (conventional type having the shape of FIG. 3 but having no constant valley diameter in the melt channel and having the shape of the melt channel of FIG. 10). It is the figure which compared the temperature profile and has shown the case where a back pressure is zero. It can be said that the double flight screw of the new invention has a much better uniform melting performance. It can be said that it is the most important factor as a screw plasticizing function that influences the molding quality that the melting temperature is repeatedly made constant in a state where the back pressure is zero. この発明に係るダブルフライトスクリュと従来のダブルフライトスクリュとのそれぞれによる射出樹脂温度プロファイルを比較した図であり、背圧が5(kg/cm2)の場合を示している。It is the figure which compared the injection resin temperature profile by each of the double flight screw concerning this invention, and the conventional double flight screw, and has shown the case where a back pressure is 5 (kg / cm < 2 >). この発明に係るダブルフライトスクリュによりシリコンウェハの出荷容器用保持板を、従来の汎用スクリュ、従来のダブルフライトスクリュ及び本発明に係るダブルフライトスクリュとのそれぞれによって成形し、所定の出荷容器に装着し、保持板精度を比較測定した場合の、シリコンウェハの測定点を示す図である。A silicon wafer shipping container holding plate is formed by a conventional general-purpose screw, a conventional double flight screw, and a double flight screw according to the present invention using the double flight screw according to the present invention, and is mounted on a predetermined shipping container. It is a figure which shows the measurement point of a silicon wafer at the time of carrying out comparative measurement of the holding plate precision. シリコンウェハの左右の保持板を成形し出荷容器に装着しニコンレーザ機による寸法測定を行った結果合格率を示す比較表である。It is a comparison table which shows the pass rate as a result of forming the left and right holding plates of a silicon wafer and mounting them on a shipping container and measuring the dimensions with a Nikon laser machine. 0.4mm狭ピッチコネクタ(8ヶ取り同一金型)を成形した場合の成形機、各スクリュと成形結果とその外観品質判定を示す。Shows the molding machine, each screw, molding result and appearance quality judgment when molding 0.4mm narrow pitch connector (same mold with 8 pcs). ダブルフライトスクリュの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a double flight screw. 従来のダブルフライトスクリュの構造を説明する図であり、図2(a)に相当する図である。It is a figure explaining the structure of the conventional double flight screw, and is a figure equivalent to Fig.2 (a).

以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係るダブルフライトスクリュを具体的に説明する。なお、図9と図10に示す従来構造と同一の部位については同一の符号を付してある。   Hereinafter, the double flight screw according to the present invention will be specifically described based on the illustrated preferred embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the site | part same as the conventional structure shown in FIG. 9 and FIG.

図3はこの発明に係るダブルフライトスクリュ10の外形を示す図であり、図1にはこのダブルフライトスクリュ10の展開図を示している。図3に示すように、軸2に主フライト11が螺旋状に巻回されており、順に、フィードゾーンAとコンプレッション及びメルトゾーンM、メータリングゾーンDを形成している。コンプレッション及びメルトゾーンMには前記主フライト11よりも大きなリード角の副フライト12が形成されてダブルフライトゾーンとされている。図2は前記コンプレッション及びメルトゾーンMの断面図であり、(a)は図1に示すP−P線に沿った断面図、(B)は同じくQ−Q線に沿った断面図である。副フライト12はコンプレッション及びメルトゾーンMの開始端の主フライト11の前部から立ち上がり、主フライト11によって形成されるチャンネルを上流側となる一次側のソリッドチャンネル13aと下流側となる二次側のメルトチャンネル13bとに分離する。なお、主フライト11の外周端はシリンダバレル15の内周面に対し、0.03〜0.05程度の間隙を有しており、副フライト12の外径は主フライト11の外径よりも小さく、該副フライト12の外周端はシリンダバレル15の内周面とメルトフィルムが通過する適宜な間隙が形成されている。このため、ソリッドチャンネル13aに供給された成形材料は、スクリュ10の矢標R方向への回転により、この間隙を通ってメルトチャンネル13bに移送されることになる。   FIG. 3 is a view showing the outer shape of the double flight screw 10 according to the present invention, and FIG. 1 is a development view of the double flight screw 10. As shown in FIG. 3, the main flight 11 is spirally wound around the shaft 2, and a feed zone A, a compression and melt zone M, and a metering zone D are formed in this order. In the compression and melt zone M, a sub flight 12 having a lead angle larger than that of the main flight 11 is formed to form a double flight zone. 2 is a cross-sectional view of the compression and melt zone M, (a) is a cross-sectional view taken along the line P-P shown in FIG. 1, and (B) is a cross-sectional view taken along the line Q-Q. The secondary flight 12 rises from the front of the main flight 11 at the start of the compression and melt zone M, and the channel formed by the main flight 11 is divided into a primary solid channel 13a on the upstream side and a secondary side on the downstream side. Separated into melt channel 13b. The outer peripheral end of the main flight 11 has a gap of about 0.03 to 0.05 with respect to the inner peripheral surface of the cylinder barrel 15. The outer diameter of the subflight 12 is smaller than the outer diameter of the main flight 11, and the subflight A suitable gap through which the melt film passes is formed at the outer peripheral end of the flight 12 and the inner peripheral surface of the cylinder barrel 15. Therefore, the molding material supplied to the solid channel 13a is transferred to the melt channel 13b through this gap by the rotation of the screw 10 in the arrow R direction.

前記メルトチャンネル13bの底面は、図2(a)に示すように、コンプレッション及びメルトゾーンMの上流側から下流側にかけて漸次低くなるよう、すなわち、主フライト11の外周面から徐々に深くなるように傾斜面に形成されている。そして、この底面の下流側の部分には、深さが変化しない谷径一定部Eが設けられている。この谷径一定部Eの下流側端部から軸2が徐々に拡径してメータリングゾーンDに至るようにしてある。   As shown in FIG. 2A, the bottom surface of the melt channel 13b gradually decreases from the upstream side to the downstream side of the compression and melt zone M, that is, gradually increases from the outer peripheral surface of the main flight 11. It is formed on an inclined surface. And in the downstream part of this bottom face, a constant valley diameter E where the depth does not change is provided. The shaft 2 gradually increases in diameter from the downstream end portion of the valley diameter constant portion E so as to reach the metering zone D.

一方、前記ソリッドチャンネル13aの底面は、図2(b)に示すように、コンプレッション及びメルトゾーンMの上流側から下流側にかけて漸次高くなるように、すなわち、主フライト11の外周面から徐々に浅くなるように傾斜面に形成されている。   On the other hand, as shown in FIG. 2 (b), the bottom surface of the solid channel 13a gradually increases from the upstream side to the downstream side of the compression and melt zone M, that is, gradually becomes shallower from the outer peripheral surface of the main flight 11. It is formed in the inclined surface so that it may become.

以上により構成されたダブルフライトスクリュ10では、フィードゾーンAに供給された成形材料はスクリュ10の矢標R方向への回転によって主フライト11により押動されてコンプレッション及びメルトゾーンMに移送される。成形材料はコンプレッション及びメルトゾーンMのソリッドチャンネル13aに供給され、該ソリッドチャンネル13a内で加熱・溶融される。成形材料は溶融されメルトフィルムとして、前記副フライト12の外周面とシリンダバレル15の内周面との間に形成された間隙を通過して主フライト11によりバレル内壁よりかきとられ、メルトチャンネル13b内に貯えられ移送される。メルトチャンネル13b内ではさらに混練・溶融が促進されて成形材料として適宜な状態に調整される。メルトチャンネル13b内を移送されて前記谷径一定部Eに到達した成形材料は、該谷径一定部Eではメルトチャンネル13bの底面が一定の深さにあるため、この部分でメータリング作用を受けてさらに溶融状態・溶融温度が均一化される。   In the double flight screw 10 configured as described above, the molding material supplied to the feed zone A is pushed by the main flight 11 by the rotation of the screw 10 in the direction of the arrow R and transferred to the compression and melt zone M. The molding material is supplied to the solid channel 13a in the compression and melt zone M, and is heated and melted in the solid channel 13a. The molding material is melted and melted as a melt film, passed through a gap formed between the outer peripheral surface of the sub flight 12 and the inner peripheral surface of the cylinder barrel 15, and scraped from the inner wall of the barrel by the main flight 11, and melt channel 13b. Stored and transported inside. In the melt channel 13b, kneading and melting are further promoted to adjust the molding material to an appropriate state. The molding material that has been transferred through the melt channel 13b and has reached the constant valley diameter portion E is subjected to metering action at this portion because the bottom surface of the melt channel 13b is at a constant depth. Furthermore, the molten state and melting temperature are made uniform.

その後、前記メルトチャンネル13bから前記メータリングゾーンDに移送され、さらに溶融状態の均一化が図られて、シリンダバレル15の図示しないノズルから射出等されることになる。   Thereafter, the melt is transferred from the melt channel 13b to the metering zone D, and the molten state is made uniform, and is injected from a nozzle (not shown) of the cylinder barrel 15.

図4と図5とには、この発明に係るダブルフライトスクリュ10による可塑化樹脂の射出樹脂温度プロファイルと従来のダブルフライトスクリュによる同じく温度プロファイルとを示しており、図4は背圧を0(kg/cm2)とした場合を、図5は5(kg/cm2)の背圧を付与した場合について示している。また、実験は外径D = 100mmのスクリュについて行い、条件は以下の通りである。
(1) 樹脂 PP(ノーブレン MA4)
(2) 温度条件 NH250/250/250/250/230℃
(3) 計量ストローク 250mm(2.5D相当)
(4) ソークタイム 1:2
(5) スクリュ回転数 128rpm
4 and 5 show the injection resin temperature profile of the plasticized resin by the double flight screw 10 according to the present invention and the same temperature profile by the conventional double flight screw, and FIG. the case of a kg / cm 2), FIG. 5 shows the case where the grant back pressure of 5 (kg / cm 2). The experiment was conducted on a screw having an outer diameter D = 100 mm, and the conditions were as follows.
(1) Resin PP (Noblen MA4)
(2) Temperature conditions NH250 / 250/250/250/230 ℃
(3) Weighing stroke 250mm (2.5D equivalent)
(4) Soak time 1: 2
(5) Screw rotation speed 128rpm

これら図4と図5とにおいてはいずれも、(a)のグラフが従来のダブルフライトスクリュによる結果であり、(b)のグラフが本願発明に係るダブルフライトスクリュによる結果である。実験はいずれの条件においてもショット数を等しくした複数回のショットについて行ったもので、これらの図に示されたように、いずれの背圧時においても繰り返し溶融温度は、本願発明によるダブルフライトスクリュの方が均一性能が高いことが確認された。   In both FIG. 4 and FIG. 5, the graph of (a) is the result of the conventional double flight screw, and the graph of (b) is the result of the double flight screw according to the present invention. The experiment was conducted for a plurality of shots with the same number of shots under any conditions. As shown in these figures, the repeated melting temperature at any back pressure is determined by the double flight screw according to the present invention. It was confirmed that the uniform performance was higher.

次に、シリコンウエハー出荷容器の保持板(溝板)の寸法精度向上に伴うことによって歩留まりの改善について説明する。比較に供したスクリュは、スクリュ径60mmで、比較する構造のスクリュとしては、
1) 従来タイプ使用スクリュ:メータリングゾーンに短いサブフライトを設けた汎用スクリュA、
2) 図10に示す構造を備えたスクリュで、但し図3に類似した二次側メルトチャンネルに一定溝深さのゾーンがないダブルフライトスクリュB、
3) この発明に係るダブルフライトスクリュで、図1〜図3に示す構造を備えた発明スクリュC、
を用いた。
これらのスクリュA〜Cのそれぞれを用いて全電動機 EC350-i19A 成形機により直径300mmのシリコンウエハーを収納するシリコンウェハ保持板(左、右)を成形した。
この左右の保持板を装着した出荷容器に、直径300mmのシリコンウエハを25枚実装し、ニコンレーザ測定機に搭載し、容器下部の基礎レベルから25枚の各ウェハについて、図6に示すように、a〜d点の4か所のそれぞれの高さをニコンレーザ機で測定した結果(歩留り)を図7に示す。測定箇所は基準面から44mm〜284mm高さまでの25段(枚)のa〜d点のウェハプレーンを測定、溝板各段のウェハ実装高さの公差は基準面からの各段高さの+0.45mm〜−0.45mm。なお、左右保持板の25段の溝ピッチの出来具合が上記出荷容器としての寸法精度を左右する。
Next, the improvement in yield due to the improvement in dimensional accuracy of the holding plate (groove plate) of the silicon wafer shipping container will be described. The screw used for comparison has a screw diameter of 60 mm.
1) Conventional type screw: General-purpose screw A with a short subflight in the metering zone,
2) A double flight screw B having the structure shown in FIG. 10 except that the secondary melt channel similar to FIG.
3) Invention screw C having the structure shown in FIGS. 1 to 3 in a double flight screw according to the present invention,
Was used.
Using each of these screws A to C, a silicon wafer holding plate (left and right) for housing a silicon wafer having a diameter of 300 mm was formed by an all-electric motor EC350-i19A molding machine.
As shown in FIG. 6, 25 silicon wafers with a diameter of 300 mm are mounted on the shipping container equipped with the left and right holding plates and mounted on a Nikon laser measuring machine. FIG. 7 shows the results (yield) obtained by measuring the heights of each of the four points a and d with a Nikon laser machine. Measurement points are measured from 25 to (28) wafer planes a to d from 44mm to 284mm height from the reference plane. The tolerance of the wafer mounting height of each step of the groove plate is +0 of each step height from the reference plane. .45mm to -0.45mm. The degree of the groove pitch of the 25 steps of the left and right holding plates affects the dimensional accuracy of the shipping container.

図7に示す測定結果より、Cのスクリュを使用した場合が最も歩留まりが高く、すなわち、本発明に係るダブルフライトスクリュによる加工精度が最も良好であると判断できる。   From the measurement results shown in FIG. 7, it can be determined that the yield is highest when the C screw is used, that is, the machining accuracy by the double flight screw according to the present invention is the best.

次に、ハイブリッド竪型成形機(VH40-i4.0YV)でスクリュ径16を用いて狭ピッチコネクタ成形を行ったので、その結果を図8に示す。なお、使用したスクリュの形式は、前述したA)の汎用スクリュAとC)の発明スクリュCである。成形したコネクタは樹脂LCP(ポリプラスチック製:Vectra E471i)でコネクタピッチ0.4mm(8ヶ取り)とした。同時に本狭ピッチコネクタの成形を40トン竪型プリプラ射出装置成形機でも行っており、同機による比較結果も同図に併記した。   Next, narrow pitch connector molding was performed using a screw diameter 16 with a hybrid vertical molding machine (VH40-i4.0YV), and the result is shown in FIG. The type of the screw used is the above-described general-purpose screw A of A) and the invention screw C of C). The molded connector was a resin LCP (polyplastic: Vectra E471i) with a connector pitch of 0.4 mm (8 pieces). At the same time, this narrow-pitch connector was also molded in a 40-ton type pre-plastic injection machine molding machine, and the results of the comparison were also shown in the same figure.

図8において二つのインライン用スクリュ、及びプリプラ射出装置機でのそれぞれ最適な条件として バレル温度、射出速度、背圧、充填時間等を記載している。スクリュAは従来のLCP専用フルフライトスクリュ、スクリュCは本発明に係るダブルフライトスクリュであり、比較対象として、狭ピッチコネクタ市場で実績のあるプリプラタイプの射出装置を備えた同クラス40トン成形機を掲載した。
スクリュAは従来LCP樹脂成形専用として使用して来たが本0.4狭ピッチコネクタ成形で微細なショート、バリが解消できず、本発明に係るダブルフライトスクリュ(スクリュC)の開発を行うきっかけとなる。
スクリュAとスクリュCはφ16、プリプラスクリュはφ14(φ12プランジャ併用)、金型温度は100℃、バレル温度はそれぞれ最適温度としている。スクリュCのみ340℃のより低温で成形出来ている。
各機の当該コネクタ成形時の射出圧力立ち上り応答はスクリュA、Cの成形機VH40-i0.4YVは油圧型締装置に電動サーボモータ駆動の射出装置で36ms.、一方、プリプラ射出装置機はアキュームレータ油圧サーボにより18ms.と極めて速い。
また、充填時間(射出速度)は最善な品質を得たとしての最適な条件。
外観品質判定では微細なバリ、ショートの有無を4時間以上の連続運転で評価した結果を○、×で示す。
スクリュAでは360〜370℃の高温下でもショートが解消できず、また微細なバリもランダムに発生した。一方、本発明に係るスクリュCでは比較的容易に微細なバリやショートが解消し、安定成形を行う事が出来た。結果本発明に係るスクリュCの新ダブルフライトスクリュの採用したバレル温度は340℃で、同じく良品成形のプリプラ射出装置機の成形温度は360℃とやや高めであった。
In FIG. 8, the barrel temperature, the injection speed, the back pressure, the filling time, etc. are described as the optimum conditions for the two in-line screws and the pre-plastic injection machine. Screw A is a conventional full flight screw for LCP, screw C is a double flight screw according to the present invention, and for comparison, a 40-ton molding machine of the same class equipped with a pre-plastic type injection device proven in the narrow pitch connector market. Posted.
Screw A has been used exclusively for LCP resin molding in the past, but this 0.4 narrow-pitch connector molding does not eliminate fine shorts and burrs, which will trigger the development of the double flight screw (screw C) according to the present invention. .
Screw A and screw C are φ16, pre-plus screw is φ14 (with φ12 plunger), mold temperature is 100 ° C, and barrel temperature is optimum. Only screw C can be molded at a lower temperature of 340 ° C.
The injection pressure rise response at the time of molding the connector of each machine is 36 ms. With the screw A and C molding machines VH40-i0.4YV with hydraulic mold clamping device and electric servo motor driven injection device, while pre-plastic injection device machine is accumulator It is extremely fast with 18ms by the hydraulic servo.
Also, the filling time (injection speed) is the optimum condition for obtaining the best quality.
In the appearance quality judgment, the results of evaluating the presence or absence of fine burrs and shorts by continuous operation for 4 hours or more are indicated by ○ and ×.
With screw A, short-circuits could not be resolved even at a high temperature of 360 to 370 ° C., and fine burrs were randomly generated. On the other hand, in the screw C according to the present invention, fine burrs and short-circuits were relatively easily eliminated, and stable molding could be performed. Results The barrel temperature adopted by the new double flight screw of the screw C according to the present invention was 340 ° C., and the molding temperature of the pre-molded injection device machine for the non-defective product was slightly higher at 360 ° C.

すなわち、汎用スクリュAでは成形バレル温度が360〜370℃で成形が行われるが微小なショート、バリが不安定に発生したのに対して、発明スクリュCではこれらの欠陥を容易に防止できた。また、発明スクリュCでは、バレル温度を汎用スクリュAよりも20℃低い温度で、ショート、バリ無し成形ができ、良品の成形を容易に行えた。発明スクリュCは薄肉狭ピッチコネクタの成形に必要な均一溶融と混練性能面で十分な能力を発揮した。しかも、バレル温度を大幅に下げられ、強度等の樹脂物性の維持、改善ができ、製品強度を高められる。また、樹脂温度の低下でバレル内での滞留樹脂の分解を抑制でき、結果鼻だれを抑制でき、成形作業を楽にする効果も確認できた。   That is, in the general-purpose screw A, molding is performed at a molding barrel temperature of 360 to 370 ° C., but minute shorts and burrs are unstable, whereas the invention screw C can easily prevent these defects. Inventive screw C was able to perform short- and burr-free molding at a barrel temperature 20 ° C. lower than that of general-purpose screw A, making it easy to mold good products. Invention screw C demonstrated sufficient capability in terms of uniform melting and kneading performance required for forming thin-walled narrow pitch connectors. In addition, the barrel temperature can be greatly lowered, the physical properties of the resin such as strength can be maintained and improved, and the product strength can be increased. Moreover, decomposition | disassembly of the staying resin in a barrel can be suppressed by the fall of resin temperature, and as a result, drooling can be suppressed and the effect which makes a shaping | molding operation easy was also confirmed.

図8に挙げたプリプラ射出装置機でも安定した良品成形を行っているが本装置のスクリュA往復運動をしない、固定位置でプリプラ可塑化するスクリュで、常に最初も最後も同じスクリュ長で溶融混練出来る優位性を持つ。更に射出油圧源にアキュームレータ油圧サーボを備え、射出時の圧力応答が18ms.(実機モニター値)と速い。これらの相乗効果で薄肉狭ピッチコネクタ成形に対応した成形機となっている。
一方本機(スクリュA、C搭載)の射出装置は汎用電動サーボにより射出立ち上り応答は上記プリプラ装置機の倍の36ms.(実機モニター値)であり、薄肉の狭ピッチコネクタ成形に不利となっているにも関わらず、Cの新ダブルフライトスクリュの採用でプリプラ射出装置機よりバレル温度が20℃低い温度で同等の成形品を得ている。従来インラインスクリュで出来なかった当該狭ピッチコネクタの安定成形を実現する事が出来たがこれらは新ダブルフライトスクリュデザインの大きな効果として評価できると思われる。
The pre-plastic injection machine shown in Fig. 8 performs stable non-defective molding, but does not reciprocate the screw A of this machine. It is a pre-plastic plastic screw at a fixed position. Has a superior advantage. In addition, an accumulator hydraulic servo is provided in the injection hydraulic source, and the pressure response during injection is as fast as 18 ms. These synergistic effects make the molding machine compatible with thin-wall narrow pitch connector molding.
On the other hand, the injection device of this machine (with screws A and C) is 36ms. (Actual machine monitor value), which is twice as long as the above pre-pla machine due to the general-purpose electric servo, which is disadvantageous for forming a thin, narrow-pitch connector. In spite of this, the adoption of C's new double flight screw makes it possible to obtain an equivalent molded product at a barrel temperature 20 ° C. lower than the pre-plastic injection machine. Although it was possible to achieve stable molding of the narrow-pitch connector, which was not possible with conventional in-line screws, it seems that these can be evaluated as a significant effect of the new double flight screw design.

また、汎用スクリュAでは、背圧に7MPaが必要であるのに対して、発明スクリュCでは6MPaで成形でき鼻だれ防止ができた。すなわち、背圧が低いにも拘わらず安定成形ができたことは、発明スクリュCが十分な均一溶融、混練性能を備えているものと判断できる。さらに、繰り返し均一な品質、寸法を確保できることはメルトチャンネルのメータリング効果によるものと推定できる。   The general-purpose screw A required 7 MPa for the back pressure, whereas the invention screw C could be molded at 6 MPa and prevented drooling. That is, it can be determined that the invention screw C has sufficient uniform melting and kneading performance, even though the back pressure is low. Furthermore, it can be presumed that the uniform quality and dimensions can be ensured repeatedly due to the metering effect of the melt channel.

また、前記プリプラ射出装置機はプリプラスクリュと射出プランジャとの2軸の組み合わせで溶融、混練、射出成形性能等の繰り返し安定性を分業付与し、高度化していると思われる。しかし新ダブルフライトスクリュの考案、開発により従来1軸のインラインスクリュでは無し得なかった当該狭ピッチコネクタ成形に於いて同等の安定成形性能を発揮できた事は大きな改善と考えられる。
インラインスクリュでの高度な安定成形に必要な均一溶融、混練性能が従来より大幅に改善された事を証明していると考えられる。
In addition, it seems that the above-mentioned pre-plastic injection machine has been advanced by imparting repeated stability such as melting, kneading, injection molding performance, etc. by a combination of two shafts of a pre-plus screw and an injection plunger. However, it is thought that it is a great improvement that the same stable molding performance was able to be demonstrated in the narrow pitch connector molding which could not be done by the conventional single-shaft inline screw by devising and developing a new double flight screw.
This is considered to prove that the uniform melting and kneading performance required for highly stable molding with an in-line screw has been greatly improved.

この発明に係るダブルフライトスクリュによれば、安定した溶融温度、溶融状態、混練状態を繰り返して確保できて、製品の安定した成形加工に寄与する。従来のインラインスクリュ式汎用射出成形機で安定成形が困難であった狭ピッチコネクタ、LED薄肉ベース多数取り、寸法精度の厳しい各種エンプラ、電子、携帯電話部品等への活用が期待できる。   According to the double flight screw according to the present invention, a stable melting temperature, a molten state, and a kneaded state can be ensured repeatedly, which contributes to a stable molding process of the product. Expected to be used for narrow pitch connectors, LED thin-walled bases, various engineering plastics with high dimensional accuracy, electronic and mobile phone parts, etc., which were difficult to achieve with conventional in-line screw general-purpose injection molding machines.

10 ダブルフライトスクリュ
11 主フライト
12 副フライト
13a ソリッドチャンネル
13b メルトチャンネル
15 シリンダバレル
A フィードゾーン
M コンプレッション及びメルトゾーン
D メータリングゾーン
E 谷径一定部
10 Double flight screw
11 Main flights
12 Subflight
13a solid channel
13b melt channel
15 Cylinder barrel A Feed zone M Compression and melt zone D Metering zone E Constant valley diameter

Claims (2)

スパイラル状の異なったリード角を持つ二つのフライトより構成され、フィードゾーンとコンプレッション及びメルトゾーン、メータリングゾーンとを有し、前記コンプレッション及びメルトゾーン内の任意の位置から前記メータリングゾーンの手前までサブフライトを配設し、
前記コンプレッション及びメルトゾーンのメルトチャンネルの一部の谷径を一定として円筒状の底面を形成した谷径一定部を形成してあることを特徴とするダブルフライトスクリュ。
It consists of two flights with different lead angles in a spiral shape, and has a feed zone, a compression and melt zone, and a metering zone, from any position in the compression and melt zone to the front of the metering zone Arrange subflights,
A double flight screw characterized by forming a constant valley diameter portion having a cylindrical bottom surface with a constant valley diameter of a part of the melt channel of the compression and melt zones.
前記コンプレッション及びメルトゾーンのメルトチャンネルの底面をメータリングゾーンに向けて漸次深くなるよう谷径を徐々に縮径して形成し、
前記メータリングゾーンの手前に谷径を一定として円筒状の底面を形成した前記谷径一定部を形成してあることを特徴とする請求項1に記載のダブルフライトスクリュ。
Formed by gradually reducing the valley diameter so that the bottom surface of the compression and the melt channel of the melt zone gradually becomes deeper toward the metering zone,
2. The double flight screw according to claim 1, wherein the constant valley diameter portion having a cylindrical bottom surface formed with a constant valley diameter is formed in front of the metering zone.
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