JPH08154364A - Resin molded body and its manufacture - Google Patents

Resin molded body and its manufacture

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JPH08154364A
JPH08154364A JP6294236A JP29423694A JPH08154364A JP H08154364 A JPH08154364 A JP H08154364A JP 6294236 A JP6294236 A JP 6294236A JP 29423694 A JP29423694 A JP 29423694A JP H08154364 A JPH08154364 A JP H08154364A
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JP
Japan
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resin
glass transition
transition temperature
layer resin
molding
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JP6294236A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Sasaki
康二 佐々木
Asao Nishimura
朝雄 西村
Naoto Saito
直人 斉藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE: To obtain a resin molded body in which cracks inside resin can be suppressed by a method wherein molding resin is divided into two as an inner- layer resin and an outer-layer resin and the glass transition temperature of the inner-layer resin is made lower than the glass transition temperature of the outer-layer resin. CONSTITUTION: Molding resin 2 is composed of an inner-layer resin 3 constituted so as to cover an insert material 1 and of an outer-layer resin 4 constituted so as to cover the inner-layer resin. Resin whose glass transition temperature is lower than that of the outer-layer resin 4 is selected to be used for the inner- layer resin 3. As a method to select a resin having a low glass transition temperature, various methods to select the chemical composition of a resin main ingredient (such as an epoxy resin or the like), to select a hardener (an acid anhydride or the like) and a catalyst, to change their mixture ratio and to change a molding condition such as a molding temperature, a molding time or the like are available. In order to obtain a molded structure which is hard to deform with reference to an external force even under the high temperature condition of external surroundings and whose shape reliability is high, a resin whose glass transition temperature is comparatively high is used.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、発電機回転子コイル,
発電機固定子コイル,磁気浮上列車用地上コイル,自動
車部品用コイル,半導体パッケージ等の樹脂モールド体
のモールド構造およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a generator rotor coil,
The present invention relates to a mold structure of a resin mold body such as a generator stator coil, a ground coil for a magnetic levitation train, a coil for automobile parts, and a semiconductor package, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は従来技術により製造された磁気浮
上列車用の地上コイルを示す断面図である。図におい
て、アルミニウムのコイル導体によって構成されたイン
サート材1の外周は、充填剤としてシリカを混練したエ
ポキシ樹脂によって構成されたモールド樹脂2によって
覆われている。樹脂のモールドは、注入成型によって行
われる。すなわち、常温で液状の熱硬化性樹脂主剤と硬
化剤,触媒,充填剤等を混ぜ合わせた液状の樹脂を金型
に流し込み、昇温して硬化反応を促進し、金型からはず
す。この状態でモールド樹脂は高温でゴム状弾性挙動を
示す。その後にき裂や変形,強度低下の原因となる残留
応力をなるべく小さくするように注意しながら全体を徐
冷する。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a sectional view showing a ground coil for a magnetic levitation train manufactured by a conventional technique. In the figure, the outer periphery of the insert material 1 composed of an aluminum coil conductor is covered with a mold resin 2 composed of an epoxy resin in which silica is kneaded as a filler. The resin molding is performed by injection molding. That is, a liquid resin obtained by mixing a thermosetting resin main agent which is liquid at room temperature with a curing agent, a catalyst, a filler and the like is poured into a mold, heated to accelerate the curing reaction, and then removed from the mold. In this state, the mold resin exhibits rubber-like elastic behavior at high temperature. After that, the whole is gradually cooled, taking care to minimize the residual stress that causes cracks, deformation, and strength reduction.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】注入成型による樹脂モ
ールド体の成型時においてモールド樹脂の内部には、樹
脂の硬化収縮や、冷却時の樹脂とインサート材との熱収
縮量の差に起因する内部応力が発生する。硬化した樹脂
は、ガラス転移温度以下の常温では脆性材料であるの
で、その内部に応力が発生することは、き裂や変形,強
度低下の原因となる。熱硬化性樹脂の粘弾性特性より、
樹脂モールド時の残留応力の多くは、樹脂の硬化反応後
の冷却時に、樹脂がゴム状弾性体からガラス状弾性体へ
と転移するガラス転移温度以下の温度領域において、イ
ンサート材とモールド樹脂との熱膨張係数の違いと、モ
ールド樹脂のガラス弾性定数に起因して発生する熱応力
であることは既に知られている。この熱応力をできるだ
け発生させないために、インサート材とモールド樹脂と
のそれぞれの材料に、それらの熱膨張係数ができるだけ
近い物を選択してモールドを行っている。
When molding a resin molded body by injection molding, the inside of the molding resin is caused by hardening shrinkage of the resin and difference in heat shrinkage amount between the resin and the insert material during cooling. Stress is generated. Since the cured resin is a brittle material at room temperature below the glass transition temperature, the generation of stress inside the resin causes cracks, deformation, and strength reduction. From the viscoelastic properties of thermosetting resin,
Most of the residual stress during resin molding is due to the temperature difference between the glass transition temperature and the glass transition temperature at which the resin transitions from the rubber-like elastic body to the glass-like elastic body during cooling after the curing reaction of the resin. It is already known that the difference is in the coefficient of thermal expansion and the thermal stress caused by the glass elastic constant of the mold resin. In order to prevent this thermal stress from being generated as much as possible, the insert material and the molding resin are molded by selecting materials having thermal expansion coefficients that are as close as possible to each other.

【0004】モールド樹脂の熱膨張係数を変化させるこ
とは、一般には、熱硬化性樹脂に混練する充填剤の種類
や量を調整することにより行う。たとえば、充填剤を含
まないエポキシ樹脂硬化物の熱膨張係数は8.0〜10.
0×10~5/℃であるが、シリカの充填剤を混練するこ
とにより3.0〜3.6×10~5/℃程度まで熱膨張係数
を低減している。しかし、充填剤の量を増やすことは、
液状樹脂の粘性を高め、モールド時の作業性を損なうこ
とになるので、インサート材とモールド樹脂との熱膨張
係数を完全に同一のものとするまで充填剤を増量するの
は困難である。また、熱硬化性樹脂は、ガラス転移温度
(Tg)以上の温度条件下では弾性率が非常に小さいゴ
ム状弾性体となり、温度変化に伴うひずみの発生がほと
んど応力の発生に寄与しないと考えて良くなる。このた
め、モールド樹脂のガラス転移温度を下げることも樹脂
内部の応力を低減させるために有効であると考えられ
る。しかし、モールド樹脂のガラス転移温度を下げる
と、使用時外部環境の高温条件下でモールド樹脂がゴム
状弾性体となってしまい、外力に対し変形しやすくな
り、形状の信頼性を失うこととなる。このため、モール
ド樹脂にガラス転移温度の低い材料を使用することは従
来は困難であった。
Changing the coefficient of thermal expansion of the mold resin is generally performed by adjusting the type and amount of the filler to be kneaded with the thermosetting resin. For example, the coefficient of thermal expansion of a cured epoxy resin containing no filler is 8.0 to 10.
Although it is 0 × 10 5 / ° C., the coefficient of thermal expansion is reduced to about 3.0 to 3.6 × 10 5 / ° C. by kneading the silica filler. However, increasing the amount of filler
Since the viscosity of the liquid resin is increased and the workability at the time of molding is impaired, it is difficult to increase the amount of the filler until the thermal expansion coefficients of the insert material and the molding resin are completely the same. Further, the thermosetting resin becomes a rubber-like elastic body having a very small elastic modulus under the temperature condition of the glass transition temperature (Tg) or higher, and it is considered that the strain generation due to the temperature change hardly contributes to the stress generation. Get better. Therefore, it is considered that lowering the glass transition temperature of the mold resin is also effective for reducing the stress inside the resin. However, if the glass transition temperature of the mold resin is lowered, the mold resin will become a rubber-like elastic body under the high temperature conditions of the external environment during use, and will be easily deformed by external force, resulting in loss of shape reliability. . Therefore, it has been difficult in the past to use a material having a low glass transition temperature for the mold resin.

【0005】以上の理由により、モールド樹脂層内部の
インサート材との界面には、インサート材とモールド樹
脂層との熱膨張係数差に起因する応力が発生しているこ
とが想像できる。これが、インサート材角部のき裂5の
発生につながっていると考えられる。
From the above reason, it can be imagined that stress is generated at the interface with the insert material inside the mold resin layer due to the difference in thermal expansion coefficient between the insert material and the mold resin layer. It is considered that this leads to the generation of cracks 5 at the corners of the insert material.

【0006】本発明の目的は、モールド時や使用環境下
でモールド樹脂内部にき裂を生じがたく、また、外力に
対して変形しにくい、強度,形状安定性を持った樹脂モ
ールド体を得ることにある。
An object of the present invention is to obtain a resin molded body which is resistant to cracks inside the molding resin during molding and under the use environment, and which is resistant to deformation by external force and has strength and shape stability. Especially.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、金属等からなるインサート材
と、前記インサート材の外周を、少なくともその一つの
断面において全周にわたって覆っているモールド樹脂
と、からなる樹脂モールド体において、前記モールド樹
脂が内層樹脂と外層樹脂との二つの異なる樹脂層よりな
り、前記内層樹脂のガラス転移温度(Tg)が、前記外
層樹脂のガラス転移温度よりも低いものとする。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, the insert material made of metal or the like and the outer circumference of the insert material are covered over at least one cross section thereof over the entire circumference. In a resin mold body comprising a mold resin, the mold resin comprises two different resin layers, an inner layer resin and an outer layer resin, and the glass transition temperature (Tg) of the inner layer resin is higher than the glass transition temperature of the outer layer resin. Is also low.

【0008】また、前記内層樹脂と前記外層樹脂とが同
一の樹脂主剤から成ることを特徴とするものとする。
Further, the inner layer resin and the outer layer resin are made of the same resin base material.

【0009】また、前記内層樹脂と前記外層樹脂とがい
ずれもエポキシ樹脂であることを特徴とするものとす
る。
Further, the inner layer resin and the outer layer resin are both epoxy resins.

【0010】また、前記内層樹脂のガラス転移温度が室
温以上であることを特徴とするものとする。
The glass transition temperature of the inner layer resin is room temperature or higher.

【0011】また、金属等よりなる液状樹脂の流路壁
と、前記流路内に設置されたインサート材と、からなる
樹脂モールド用金型において、前記樹脂流路内が薄い仕
切り壁によって、前記インサート材を含む内側部分と前
記流路壁に接する外側部分とに分けられており、液状樹
脂注入の際に、仕切り壁の内側の樹脂と外側の樹脂とが
混じりあわないようになっているものとする。
Further, in a resin mold die comprising a liquid resin flow channel wall made of metal or the like and an insert material installed in the flow channel, the resin flow channel has a thin partition wall, It is divided into an inner part including an insert material and an outer part in contact with the flow path wall, and when the liquid resin is injected, the resin inside the partition wall and the resin outside do not mix with each other. And

【0012】また、前記樹脂モールド用金型を用いる樹
脂モールド方法において、仕切り壁の内側と外側にそれ
ぞれ異なる液状樹脂を流し込み、同時に硬化させて成型
するものとする。
Further, in the resin molding method using the resin molding die, different liquid resins are respectively poured into the inner side and the outer side of the partition wall and simultaneously cured to be molded.

【0013】[0013]

【作用】この発明の構成は、モールド体の成型時にモー
ルド樹脂内にき裂を生ずる原因が、インサート材とモー
ルド樹脂との線膨張係数差とモールド樹脂の弾性定数に
よって生じる熱残留応力に起因し、しかも熱硬化性樹脂
の粘弾性特性により、熱硬化性樹脂内に熱応力が発生す
るのは樹脂が高温のゴム状態から低温のガラス状態に転
移するガラス転移温度(Tg)以下の温度領域に限られ
るという知見に基づいて得られたものである。すなわ
ち、ガラス転移温度(Tg)が外側樹脂層のそれより小
さい内側樹脂層をインサート材と外側樹脂層の両方に相
互に密着して形成したことにより、モールド樹脂内にき
裂を生じる原因となる樹脂層を、ガラス転移温度の低い
内側樹脂層に置き換えることができるので、モールド体
の成型時の熱残留応力を緩和することが可能となる。ま
た、内側樹脂層のガラス転移温度が下がることにより内
側樹脂層の冷却時の熱収縮量が増大し、インサート材の
小さい熱収縮量を補って外側樹脂層の熱収縮量に近付け
ることができるので、外側樹脂層内部の内側樹脂層との
界面に生じる成型時熱残留応力をも緩和することができ
る。結果として、モールド樹脂内の成型時のき裂発生を
回避して製造時不良を低減する効果が得られ、また、モ
ールド体の使用時の外力に対してき裂や変形を生じにく
くなる。また、モールド金型内に、内側樹脂層と外側樹
脂層とを分けるように薄い仕切り壁を設け、仕切り壁の
内側と外側にそれぞれ異なる樹脂を注入して同時に硬
化,成型することにより、内側樹脂層と外側樹脂層とを
1回の工程で成型することができ、工程の合理化ができ
る。
In the structure of the present invention, the cause of cracks in the mold resin during molding of the molded body is due to the thermal residual stress caused by the difference in linear expansion coefficient between the insert material and the mold resin and the elastic constant of the mold resin. Moreover, due to the viscoelastic properties of the thermosetting resin, thermal stress is generated in the thermosetting resin in a temperature range below the glass transition temperature (Tg) at which the resin transitions from a high temperature rubber state to a low temperature glass state. It was obtained based on the finding that it is limited. That is, the inner resin layer having a glass transition temperature (Tg) lower than that of the outer resin layer is formed in close contact with both the insert material and the outer resin layer, which causes a crack in the mold resin. Since the resin layer can be replaced with the inner resin layer having a low glass transition temperature, the thermal residual stress at the time of molding the molded body can be relaxed. Further, since the glass transition temperature of the inner resin layer is lowered, the heat shrinkage amount of the inner resin layer during cooling is increased, and it is possible to compensate for the small heat shrinkage amount of the insert material and to approach the heat shrinkage amount of the outer resin layer. It is also possible to reduce the residual thermal stress during molding that occurs at the interface with the inner resin layer inside the outer resin layer. As a result, the effect of avoiding the occurrence of cracks in the molding resin at the time of molding to reduce defects during manufacturing is obtained, and cracks and deformation are less likely to occur due to external force when the mold body is used. In addition, a thin partition wall is provided in the molding die so as to separate the inner resin layer and the outer resin layer, and different resins are injected into the inner and outer sides of the partition wall to simultaneously cure and mold the inner resin layer. The layer and the outer resin layer can be molded in a single process, and the process can be rationalized.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図1はこの発明の実施例になるモールドコイルを示す断
面図であり、図において、モールド樹脂2は、インサー
ト材1を覆うように構成された内層樹脂3と、内層樹脂
を覆うように構成された外層樹脂4とからなり、内層樹
脂には外層樹脂よりもガラス転移温度(Tg)が低い樹
脂を選択し使用する。ガラス転移温度の低い樹脂を選択
する方法には、樹脂主剤の化学組成(エポキシ樹脂,メ
ラミン樹脂,ポリエステル,ポリスチレン,メタクリル
酸メチル,フェノール樹脂等)の選択のほかに、硬化剤
(酸無水物,アミン,ポリアミド等),触媒の選択やそ
れらの混合比,モールド温度,モールド時間などのモー
ルド条件を変化させるなどの様々な方法がある。また、
上記の方法によって硬化樹脂のガラス転移温度を変化さ
せた場合、樹脂の機械強度や熱特性,絶縁特性などの他
の物性値も大きく変化することがあるため、これらの点
を総合的に判断してモールド条件を決定する必要があ
る。
EXAMPLES The present invention will be described below based on examples.
FIG. 1 is a sectional view showing a mold coil according to an embodiment of the present invention. In the figure, a mold resin 2 is formed so as to cover an insert material 1 and an inner layer resin 3 and an inner layer resin. A resin having a lower glass transition temperature (Tg) than the outer layer resin is selected and used as the inner layer resin. In addition to selecting the chemical composition of the resin base (epoxy resin, melamine resin, polyester, polystyrene, methyl methacrylate, phenolic resin, etc.), a method of selecting a resin with a low glass transition temperature, a curing agent (acid anhydride, There are various methods such as changing the molding conditions such as selection of amine, polyamide, etc.), catalyst and their mixing ratio, molding temperature, molding time. Also,
When the glass transition temperature of the cured resin is changed by the above method, other physical properties such as mechanical strength, thermal characteristics, and insulation characteristics of the resin may change significantly. Therefore, comprehensively judge these points. It is necessary to determine the molding conditions.

【0015】また、外層樹脂には、外部環境の高温条件
下でも、外力に対し変形しにくく、形状信頼性の高いモ
ールド構造物を得るために、比較的ガラス転移温度の高
い樹脂を用いる。
Further, as the outer layer resin, a resin having a relatively high glass transition temperature is used in order to obtain a mold structure which is not easily deformed by an external force even under high temperature conditions of the external environment and has high shape reliability.

【0016】外層樹脂のガラス転移温度は、使用環境下
での外部の温度条件によって樹脂が軟化し、形状の安定
性を失うことのないように、120℃から150℃程度
であることが望ましい。また、内層樹脂のガラス転移温
度は、使用時の内部導体の発熱によって軟化し、形状の
安定性を失うことのないように、十分高く、また、外層
樹脂のガラス転移温度よりも低く設定する。具体的に
は、内層樹脂のガラス転移温度は、80℃から100℃
程度であることが望ましい。
The glass transition temperature of the outer layer resin is preferably about 120 ° C. to 150 ° C. so that the resin is not softened by the external temperature condition under the use environment and the shape stability is not lost. Further, the glass transition temperature of the inner layer resin is set sufficiently high and lower than the glass transition temperature of the outer layer resin so as not to be softened by heat generation of the inner conductor during use and lose the stability of the shape. Specifically, the glass transition temperature of the inner layer resin is 80 ° C to 100 ° C.
Desirably.

【0017】内層樹脂,外層樹脂のモールド方法は、一
般には注入成型を用いる。最初に内部導体を注入成型に
よって内層樹脂でモールドし、その次に注入成型によっ
て外層樹脂でモールドする。この際、内層樹脂と外層樹
脂との間の接着性を高めるために、内層樹脂の表面はあ
らかじめサンドペーパ等を用いて粗面化処理を行った
り、カップリング剤を塗布するなどの表面処理を施して
おくことが望ましい。
As a method for molding the inner layer resin and the outer layer resin, injection molding is generally used. First, the inner conductor is molded by injection molding with the inner layer resin, and then by injection molding with the outer layer resin. At this time, in order to enhance the adhesiveness between the inner layer resin and the outer layer resin, the surface of the inner layer resin is previously subjected to surface roughening treatment using sandpaper or the like, or surface treatment such as coating with a coupling agent. It is desirable to keep.

【0018】このような樹脂モールド体の内層樹脂の内
部導体との界面におけるモールド時残留応力を推定する
際、残留応力は、ガラス転移温度以下での温度変化に伴
う、導体−樹脂間の熱膨張係数差と樹脂のガラス弾性係
数に起因する熱応力であると仮定して計算を行うのが一
般的である。この場合、界面の残留応力σr は近似的に
以下の式で与えられる。
In estimating the residual stress during molding at the interface with the internal conductor of the inner layer resin of such a resin mold, the residual stress is the thermal expansion between the conductor and the resin due to the temperature change below the glass transition temperature. The calculation is generally performed on the assumption that the thermal stress is due to the coefficient difference and the glass elasticity coefficient of the resin. In this case, the residual stress σ r at the interface is approximately given by the following equation.

【0019】σr∝E(Tg−Tr)(α1−α0) ただし、Eは樹脂の弾性率、Trはモールド終了後の樹
脂モールド体の温度(一般には室温)、Tgは内層樹脂
のガラス転移温度、α1 は内層樹脂の熱膨張係数、α0
は内部導体の熱膨張係数である。図2は樹脂モールド体
の内層樹脂のモールド時残留応力と樹脂の熱膨張係数と
の関係を示したものである。図より、樹脂モールド体の
内層樹脂の内部導体との界面に発生するモールド時残留
応力を小さくするには、樹脂の熱膨張係数を内部導体程
度にまで小さくしてやれば良いことが分かる。樹脂の熱
膨張係数を小さくするには、モールド時に充填剤の比率
を高くしてやれば良いが、これは同時に硬化前樹脂の粘
度を高めることになり、注入成型では作業性の悪化につ
ながる。特に大型で複雑な金型形状を持つものについて
は、樹脂充填不十分につながる恐れがある。このため、
一般的には、樹脂の熱膨張係数は内部導体の熱膨張係数
よりも大きくなる。結果として、モールド樹脂の内部導
体との界面には、引っ張りの周方向応力が発生すること
となり、これが、モールド時の樹脂内き裂発生の原因と
なる。
Σ r ∝ E (Tg−Tr) (α 1 −α 0 ) where E is the elastic modulus of the resin, Tr is the temperature of the resin mold body after molding (generally room temperature), and Tg is the inner layer resin. Glass transition temperature, α 1 is thermal expansion coefficient of inner layer resin, α 0
Is the coefficient of thermal expansion of the inner conductor. FIG. 2 shows the relationship between the residual stress during molding of the inner layer resin of the resin mold body and the thermal expansion coefficient of the resin. From the figure, it can be seen that in order to reduce the residual stress during molding that occurs at the interface between the inner layer resin of the resin mold body and the internal conductor, the thermal expansion coefficient of the resin should be made as small as the internal conductor. In order to reduce the coefficient of thermal expansion of the resin, it is sufficient to increase the proportion of the filler at the time of molding, but this also increases the viscosity of the resin before curing, which leads to deterioration of workability in injection molding. In particular, if the mold is large and has a complicated mold shape, the resin may be insufficiently filled. For this reason,
Generally, the coefficient of thermal expansion of the resin is larger than that of the inner conductor. As a result, tensile circumferential stress is generated at the interface of the mold resin with the internal conductor, which causes cracks in the resin during molding.

【0020】従って、モールド樹脂内の内部導体との界
面に発生する残留応力を低減するには、図3の様に樹脂
のガラス転移温度を小さくしてやれば良いことが分か
る。樹脂のガラス転移温度を低くすることにより、ガラ
ス転移温度以下でのインサート材と樹脂との収縮量差が
小さくなり、結果として内層樹脂内の内部導体との界面
に生じる引っ張りの周方向応力を低減させることができ
る。
Therefore, in order to reduce the residual stress generated at the interface with the internal conductor in the mold resin, it is understood that the glass transition temperature of the resin should be made small as shown in FIG. By lowering the glass transition temperature of the resin, the difference in shrinkage amount between the insert material and the resin at the glass transition temperature or less is reduced, and as a result, the circumferential stress of tension generated at the interface with the internal conductor in the inner layer resin is reduced. Can be made.

【0021】また、外層樹脂内部の内層樹脂との界面に
発生する引っ張りの周方向応力は、外層樹脂の比較的高
いガラス転移温度以下の領域での内層樹脂の見かけの収
縮量と、外層樹脂の収縮量との差に起因して生じる。但
し、内層樹脂の見かけの収縮量とは、内部導体の自由収
縮量と内層樹脂の自由収縮量とを足しあわせたものであ
る。ここで、内層樹脂のガラス転移温度が下がると、内
層樹脂の自由収縮量が増大する。このため、内層樹脂の
見かけの収縮量が増大し、外層樹脂の収縮量との差が小
さくなるため、外層樹脂内の内層樹脂との界面に生じる
引っ張りの周方向応力が低減する。つまり、内層樹脂の
高い熱収縮量がインサート材の低い熱収縮量を補って内
層樹脂の見かけの熱収縮量を外層樹脂の熱収縮量に近付
ける働きをするため、ガラス転移温度の高い外層樹脂内
部の残留応力は低下する。以上より、内層樹脂にガラス
転移温度の低い樹脂を用いることにより、ガラス転移温
度の比較的高い外層樹脂内の残留応力をも低減させるこ
とが可能であることが分かる。
The tensile circumferential stress generated at the interface with the inner layer resin inside the outer layer resin is due to the apparent shrinkage amount of the inner layer resin in the region below the relatively high glass transition temperature of the outer layer resin and the outer layer resin. It occurs due to the difference from the shrinkage amount. However, the apparent shrinkage of the inner layer resin is the sum of the free shrinkage of the inner conductor and the free shrinkage of the inner layer resin. Here, if the glass transition temperature of the inner layer resin decreases, the amount of free shrinkage of the inner layer resin increases. Therefore, the apparent shrinkage amount of the inner layer resin increases and the difference with the shrinkage amount of the outer layer resin decreases, so that the tensile circumferential stress generated at the interface with the inner layer resin in the outer layer resin is reduced. In other words, the high heat shrinkage of the inner layer resin compensates for the low heat shrinkage of the insert material to bring the apparent heat shrinkage of the inner layer resin closer to the heat shrinkage of the outer layer resin. The residual stress of is reduced. From the above, it is understood that by using a resin having a low glass transition temperature as the inner layer resin, it is possible to reduce the residual stress in the outer layer resin having a relatively high glass transition temperature.

【0022】すなわち、熱膨張係数の小さい内部導体に
直接接する内層樹脂として、ガラス転移温度が低い樹脂
を用いることによって内層樹脂内の内部導体との界面に
発生する周方向の引っ張り応力を低減させ、また、内層
樹脂の熱収縮量が増大する効果により、外層樹脂内の内
層樹脂との界面に発生する周方向の引っ張り応力を低減
させることができる。結果として、樹脂内の引っ張り応
力が低減されて、樹脂内のき裂の発生を防ぐことができ
る。
That is, by using a resin having a low glass transition temperature as the inner layer resin which is in direct contact with the inner conductor having a small thermal expansion coefficient, the circumferential tensile stress generated at the interface with the inner conductor in the inner layer resin is reduced, Further, due to the effect of increasing the thermal contraction amount of the inner layer resin, it is possible to reduce the circumferential tensile stress generated at the interface between the inner layer resin and the inner layer resin. As a result, the tensile stress in the resin is reduced, and the occurrence of cracks in the resin can be prevented.

【0023】図4は本発明の異なる実施例を示す半導体
パッケージの断面図である。図において、内層樹脂3は
シリコン素子6と金属製リードフレーム7の外周を覆う
ように構成されており、外層樹脂4は内層樹脂3を覆う
ように構成されている。内層樹脂及び外層樹脂にはとも
にシリカを充填したエポキシ樹脂を使用する。内層樹脂
としては、比較的ガラス転移温度の低いエポキシ樹脂を
用いて、内層樹脂の、シリコン素子,リードフレームと
の界面に生じる残留応力を低減する。外層樹脂は、比較
的ガラス転移温度の高いエポキシ樹脂を用い、使用環境
下での外力に対する高い形状安定性を確保する。外層樹
脂のガラス転移温度は、半導体製品の信頼性試験条件等
を考慮して、130℃以上、理想的には150℃以上と
することが望ましい。一方、内層樹脂のガラス転移温度
は、素子表面の動作時の温度を考慮して、90℃以上、
かつ、外層樹脂のガラス転移温度以下とする。具体的に
は、100℃から120℃程度とすることが望ましい。
FIG. 4 is a sectional view of a semiconductor package showing a different embodiment of the present invention. In the figure, the inner layer resin 3 is configured to cover the outer periphery of the silicon element 6 and the metal lead frame 7, and the outer layer resin 4 is configured to cover the inner layer resin 3. An epoxy resin filled with silica is used for both the inner layer resin and the outer layer resin. An epoxy resin having a relatively low glass transition temperature is used as the inner layer resin to reduce the residual stress generated at the interface of the inner layer resin with the silicon element and the lead frame. As the outer layer resin, an epoxy resin having a relatively high glass transition temperature is used to ensure high shape stability against external force under a use environment. The glass transition temperature of the outer layer resin is preferably 130 ° C. or higher, ideally 150 ° C. or higher in consideration of the reliability test conditions of semiconductor products. On the other hand, the glass transition temperature of the inner layer resin is 90 ° C. or higher in consideration of the temperature of the device surface during operation,
In addition, the glass transition temperature of the outer layer resin is not higher than the glass transition temperature. Specifically, it is desirable to set the temperature to about 100 to 120 ° C.

【0024】図5は本発明の樹脂モールド体の製造に使
用するモールド金型を示す断面図である。図において、
金型8内部の樹脂流路10はあらかじめ硬化剤を含浸さ
せたガラスクロス等の薄い仕切り壁9で区切られてい
て、仕切り壁の内側の樹脂と仕切り壁の外側の樹脂と
が、液状樹脂の注入の際に混じりあわないようになって
いる。図の様に構成された金型において、仕切り壁の内
側で、インサート材に直接接する側に硬化後のガラス転
移温度の低い内層樹脂を、仕切り壁の外側に硬化後のガ
ラス転移温度の比較的高い外層樹脂を注入し、昇温して
同時に硬化させる。このようにすることによって、モー
ルド工程のうちで多くの時間を占める、硬化,冷却の回
数を増やすことなく、本発明の実施例の樹脂モールド体
を成型することができる。なお、この際、仕切り壁の剛
性が高すぎると内層樹脂と仕切り壁との界面や、外層樹
脂と仕切り壁との界面に冷却時残留応力が発生する可能
性が有る。このため、できるだけ仕切り壁は剛性を低く
することが望ましい。
FIG. 5 is a sectional view showing a molding die used for manufacturing the resin molded body of the present invention. In the figure,
The resin flow path 10 inside the mold 8 is partitioned by a thin partition wall 9 such as a glass cloth impregnated with a curing agent in advance, and the resin inside the partition wall and the resin outside the partition wall are made of liquid resin. It does not mix when injecting. In the mold configured as shown in the figure, inside the partition wall, the inner layer resin with a low glass transition temperature after curing is placed on the side that directly contacts the insert material, and on the outside of the partition wall, the glass transition temperature after curing is relatively low. The high outer layer resin is injected, and the temperature is raised to cure at the same time. By doing so, the resin mold body of the embodiment of the present invention can be molded without increasing the number of times of curing and cooling, which occupies a large amount of time in the molding process. At this time, if the rigidity of the partition wall is too high, residual stress may occur at the interface between the inner layer resin and the partition wall and the interface between the outer layer resin and the partition wall during cooling. Therefore, it is desirable to make the partition wall as rigid as possible.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明は前述のように、モールド樹脂層
を異なる樹脂硬化物からなる二層構造とし、内側の層を
構成する樹脂に、ガラス転移温度が外側の層を構成する
樹脂のガラス転移温度よりも低い樹脂を用いて構成し
た。その結果、樹脂モールド時のモールド樹脂内部のき
裂発生の原因となるインサート材とモールド樹脂層との
界面の熱残留応力を低減し、モールド時にモールド樹脂
層内部にき裂を発生しにくいモールドコイルを提供する
ことが可能となる。
As described above, according to the present invention, the mold resin layer has a two-layer structure composed of different resin cured products, and the resin forming the inner layer is a glass of the resin forming the outer layer. It was constructed using a resin having a temperature lower than the transition temperature. As a result, the thermal residual stress at the interface between the insert material and the mold resin layer, which causes cracks inside the mold resin during resin molding, is reduced, and a mold coil that does not easily crack inside the mold resin layer during molding. Can be provided.

【0026】また、内側の層を構成する樹脂の自由収縮
量が大きくなるため、内層樹脂の見かけの熱収縮量が大
きくなって外層樹脂の熱収縮量に近づく効果により、外
層樹脂内部の内層樹脂との界面に生じるモールド時残留
応力をも低減することが可能となり、モールド時のモー
ルド樹脂層内部のき裂発生を回避することが可能とな
る。
Further, since the amount of free shrinkage of the resin forming the inner layer becomes large, the apparent amount of heat shrinkage of the inner layer resin becomes large and approaches the amount of heat shrinkage of the outer layer resin. It is also possible to reduce the residual stress during molding that occurs at the interface with and, and it is possible to avoid the occurrence of cracks inside the mold resin layer during molding.

【0027】また、モールド金型内の樹脂流路を薄い仕
切り壁で仕切り、仕切り壁の内側と外側とにそれぞれ異
なる液状樹脂を注入し、同時に硬化,冷却することによ
って、内層樹脂と外層樹脂とを同時に構成することがで
きるので、製造工程を短縮し、製造効率を向上させるこ
とが可能となる。
Further, the resin flow path in the molding die is divided by a thin partition wall, and different liquid resins are injected into the inside and outside of the partition wall, and at the same time, the resin is cured and cooled to thereby form the inner layer resin and the outer layer resin. Can be configured at the same time, so that the manufacturing process can be shortened and the manufacturing efficiency can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例のモールドコイルを示す断面
図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a molded coil of an embodiment of the present invention.

【図2】樹脂モールド体の内層樹脂のモールド時残留応
力と樹脂の熱膨張係数との関係を示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a residual stress during molding of an inner layer resin of a resin mold body and a thermal expansion coefficient of the resin.

【図3】樹脂モールド体の内層樹脂のモールド時残留応
力と樹脂のガラス転移温度(Tg)との関係を示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the residual stress during molding of the inner layer resin of the resin mold body and the glass transition temperature (Tg) of the resin.

【図4】本発明の異なる実施例を示す半導体パッケージ
の断面図。
FIG. 4 is a sectional view of a semiconductor package showing a different embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例によるモールド金型及びモール
ド方法を示す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing a molding die and a molding method according to an embodiment of the present invention.

【図6】従来技術により製造された磁気浮上列車用の地
上コイルを示す断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a ground coil for a magnetic levitation train manufactured by a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…インサート材、2…モールド樹脂、3…内層樹脂、
4…外層樹脂。
1 ... Insert material, 2 ... Mold resin, 3 ... Inner layer resin,
4 ... Outer layer resin.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金属あるいは無機物からなるインサート材
と、前記インサート材の外周を、少なくともその一つの
断面において全周にわたって覆っているモールド樹脂と
からなる樹脂モールド体において、前記モールド樹脂が
内層樹脂と外層樹脂との二層に分かれ、前記内層樹脂の
ガラス転移温度が、前記外層樹脂のガラス転移温度より
も低いことを特徴とする樹脂モールド体。
1. A resin mold body comprising an insert material made of a metal or an inorganic material, and a mold resin covering the outer circumference of the insert material at least in one section over the entire circumference, wherein the mold resin is an inner layer resin. A resin mold body, which is divided into two layers of an outer layer resin and a glass transition temperature of the inner layer resin is lower than a glass transition temperature of the outer layer resin.
【請求項2】請求項1において、前記内層樹脂と前記外
層樹脂とが同一の樹脂主剤から成る樹脂モールド体。
2. The resin mold body according to claim 1, wherein the inner layer resin and the outer layer resin are made of the same resin base material.
【請求項3】請求項1において、前記内層樹脂と前記外
層樹脂とがいずれもエポキシ樹脂である樹脂モールド
体。
3. The resin molded body according to claim 1, wherein both the inner layer resin and the outer layer resin are epoxy resins.
【請求項4】請求項1,2または3において、前記内層
樹脂のガラス転移温度が室温以上である樹脂モールド
体。
4. The resin mold body according to claim 1, wherein the glass transition temperature of the inner layer resin is room temperature or higher.
【請求項5】金属あるいは無機物よりなる液状樹脂の流
路壁と、前記流路内に設置されたインサート材とからな
る樹脂モールド用金型において、前記樹脂流路内が薄い
仕切り壁によって、前記インサート材を含む内側部分と
前記流路壁に接する外側部分とに分けられており、液状
樹脂注入の際に、仕切り壁の内側の樹脂と外側の樹脂と
が混じりあわないようになっていることを特徴とする樹
脂モールド用金型。
5. A resin molding die comprising a flow channel wall of a liquid resin made of a metal or an inorganic substance and an insert material installed in the flow channel, wherein the resin flow channel has a thin partition wall, It is divided into an inner part including the insert material and an outer part in contact with the flow path wall, and when the liquid resin is injected, the resin inside the partition wall and the resin outside do not mix with each other. Mold for resin molding characterized by.
【請求項6】請求項1,2,3,4または5において、
前記樹脂モールド用金型に対し、仕切り壁の内側と外側
に異なる液状樹脂を流し込み、内側の樹脂と外側の樹脂
とを同時に硬化させて成型する樹脂モールド体を成型す
るための樹脂モールド方法。
6. The method according to claim 1, 2, 3, 4 or 5.
A resin molding method for molding a resin molded body in which different liquid resins are poured into the inside and outside of a partition wall and the inside resin and the outside resin are simultaneously cured into the resin molding die.
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