JP3783170B2 - 樹脂成形装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂成形、特にトランスファー樹脂成形において樹脂内のガス残留を阻止することで信頼性や光学特性を高めた樹脂成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、凹凸のある構造を持つＬＥＤ用等のリードフレームを樹脂成形する場合、主としてトランスファー成形装置が用いられている。
【０００３】
図３はこのようなポット式トランスファー成形装置を示し、１は上型、２は下型、３は上型１の上部に形成したポット、４はこのポット３内に圧入されるプランジャー、５は熱盤であって、上型１と下型２間に被封止物、例えばＬＥＤを設けたリードフレームを介挿し、ポット３内に予熱した封止材料６、例えば熱硬化性樹脂を入れ、プランジャー４をポット３内に圧入し、熱硬化性樹脂を上型１と下型２間に圧入し、硬化せしめている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、従来の成形方法、特にトランスファー成形方法で内部にレンズ部や反射鏡構造を持つカップ形状に樹脂成形する場合には、成形後のレンズ部やカップ内部のガス残留を完全に防ぐことはできなかった。
【０００５】
ガスの残留を防ぐ方法として真空排気を行なうことも検討されていたが、部分排気する方法では金型の構造が複雑となること、且つ樹脂成形時には排気状態を保つことができないので効果的でなかった。効果を上げるため金型全体を真空に保つ方法では、設備が大きくならざるを得ないので生産性も低下して実用的ではなかった。これらの理由から樹脂金型の樹脂の充填部分及び金型全体を真空排気する方法により、樹脂内に残留するガスを除去する方法は現実には採用されていない。
【０００６】
また、熱硬化性樹脂を用いる場合には、樹脂が充填され硬化する前に空気を排出する必要があり、これには硬化時間と充填速度及び各型内のキャビティーの圧力をバランス良く制御することが必要である。
【０００７】
このバランス条件は非常に微妙であり、特にレンズ構造を持つ樹脂成形品や光学的集光を目的としてリードフレームにカップ形状の反射鏡を有するような構造を持つ樹脂成形品では、レンズ部やカップ部にガスが残留することは避けられなかった。
【０００８】
樹脂成形品にガスが残留すると、光学的な放射パターンや受光パターンを大幅に変形させたり、必要とする発光出力や受光能力を減衰させるなどの問題と共に、長時間使用すると被封止物と樹脂との剥離を助長して性能をさらに低下させるようになる。
【０００９】
本発明は上記問題点を解消することを目的としている。
【００１０】
本発明者はかかる課題を解決するため鋭意研究したところ、予め封止材料の周りの空気及び型内に残留する空気を特定ガスで置換することで残留ガスを減少できること、この特定ガスとしては、例えば圧縮することで昇華するガス、樹脂中に溶解するガス、もしくは分子構造が小さく抜けやすいガス、屈折率が樹脂に近いガスが好ましいことを見出した。本発明はかかる知見に基づいてなされたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の樹脂成形装置は、樹脂によって封じられる被封止物が配置される型と、上記樹脂の収納用ポットと、このポット内に入れられた樹脂を型内に押し出すプランジャーと、上記ポット及び型内に空気置換ガスを導入する手段とより成り、上記空気置換ガス導入手段が、上記プランジャーを通して延びる、上記プランジャーに対し進退自在であるノズルであり、上記ノズルが、上記空気置換ガスによって押圧され、上記ノズルの先端開口部が上記プランジャーから上記ポット内に突出することを特徴とする。
【００１２】
本発明の樹脂成形装置においては、上記ノズルが、弾発手段によって常時上記プランジャー内に位置されるよう抑制されていることを特徴とする。
【００１３】
上記空気置換ガスは、炭酸ガス、アルゴンガス、窒素ガス、ヘリウムガス等の不活性ガス、メタン、エタン、ブタンやエチレン等の有機ガスから選択される１種又は１種以上であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【００１５】
本発明においては、図１に示すようにプランジャー４に軸方向に延びる孔７を形成し、この孔７内に先端下面を塞いだガス噴出ノズル８を挿入し、このノズル８の先端部に側方に開く開口９を設け、この開口９より上記ノズル８内及び上記プランジャー４の孔７を介して加圧ガスを噴出できるようにする。
【００１６】
また、上記ノズル８の上部にはフランジ部１０を形成し、このフランジ部１０の下面とプランジャー４の内壁間に伸長スプリング１１を介挿し、この伸長スプリング１１によって上記プランジャー４に相対的に上記ノズル８を上方に抑制せしめ、上記ノズル８の先端が上記プランジャー４の孔７内に常時引き込まれているが、上記プランジャー４の孔７の上端より孔７内に加圧ガスを導入すれば、この加圧ガスの圧力が上記ノズル８のフランジ部１０の上面に作用し、ノズル８が上記伸長スプリング１１に抗してプランジャー４に相対的に下方に押され、その先端部の開口９が図２に示すようにプランジャー４の下面より突出されるようにする。
【００１７】
本発明においては、ＬＥＤ等を取り付けたリードフレーム等の被封止物（図示せず）を上型１と下型２間に介挿し、ポット３内に予熱した封止材料６を入れ、プランジャー４を下降してその下面によりポット３を塞ぐ状態ならしめると共に上型１と下型２を互いに略５ｍｍ引き離し、この状態でプランジャー４の孔７内に加圧ガスを連続的に導入する。
【００１８】
この結果、プランジャー４の孔７内のノズル８の先端部がプランジャー４外に突出し、ポット３内に入り、ノズル８の開口９から加圧ガスがポット３内の封止材料６の周りから上型１及び下型２に入り込み、封止材料６の周りの空気が上記ガスによって連続的に置換されるようになる（ガス充填１）。
【００１９】
次に上型１と下型２を互いに接合し、加圧ガスの導入を続けそのままの状態を維持せしめる（ガス充填２）。
【００２０】
次に上記プランジャー４を更に下降し、封止材料６を押圧し、上型１及び下型２内に押し出し成形を行なう。
【００２１】
本発明においては上記ガスとして炭酸ガス、アルゴンガス、窒素ガス、ヘリウムガス等の不活性ガス、メタン、エタン、ブタンやエチレン等の有機ガスから選択される１種又は１種以上を用いるものとする。
【００２２】
ガスとして炭酸ガスを用い、本発明によって得られた樹脂成形品のガスの残留数、含有率を１回のショット８０個について、２０倍の実体顕微鏡を用いて外観検査を行なった結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】

【００２４】
この表１から明らかなように、ガスを導入しないものに比較してガスを導入したものは、１回のモールドで型内で成形した全製品中でガスが残留する製品の数が低く、またガス充填１、充填２の操作を行なったものは更にガスが残留する製品の数が低い。
【００２５】
なお、この理由としては内部にガスが形成されなかったか、形成されていてもこれは空気以外のガスであり、このガスが樹脂の光屈折率に近いものに変わってガスが見えなくなったこと、ガスの代わりに液泡が形成されたが、その大きさが縮小されて見えなくなったこと、等が考えられる。
【００２６】
【発明の効果】
上記のように、本発明によればガス残留を阻止することができる大きな効果が得られる。また、作業フローを若干変更させるのみで生産性には影響を与えず実施することができ、信頼性の向上、歩留改善を含めて大きな効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の樹脂成形装置の要部の断面図である。
【図２】 本発明の樹脂成形装置の要部の断面図である。
【図３】 従来の樹脂成形装置の説明図である。
【符号の説明】
１ 上型
２ 下型
３ ポット
４ プランジャー
５ 熱盤
６ 封止材料
７ 孔
８ ノズル
９ 開口
１０ フランジ部
１１ 伸長スプリング

Claims (3)

1. 樹脂によって封じられる被封止物が配置される型と、上記樹脂の収納用ポットと、このポット内に入れられた樹脂を型内に押し出すプランジャーと、上記ポット及び型内に空気置換ガスを導入する手段とより成り、上記空気置換ガス導入手段が、上記プランジャーを通して延びる、上記プランジャーに対し進退自在であるノズルであり、上記ノズルが、上記空気置換ガスによって押圧され、上記ノズルの先端開口部が上記プランジャーから上記ポット内に突出することを特徴とする樹脂成形装置。
2. 上記ノズルが、弾発手段によって常時上記プランジャー内に位置されるよう抑制されていることを特徴とする請求項１記載の樹脂成形装置。
3. 上記空気置換ガスが炭酸ガス、アルゴンガス、窒素ガス、ヘリウムガス等の不活性ガス、メタン、エタン、ブタンやエチレン等の有機ガスから選択される１種又は１種以上であることを特徴とする請求項１または２記載の樹脂成形装置。

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