KR20060057236A

KR20060057236A - 핫멜트에 의한 전자부품 몰딩방법

Info

Publication number: KR20060057236A
Application number: KR1020040096325A
Authority: KR
Inventors: 박성호
Original assignee: 노드슨상산 주식회사
Priority date: 2004-11-23
Filing date: 2004-11-23
Publication date: 2006-05-26

Abstract

본 발명은 핫멜트에 의한 전자부품 몰딩방법에 관한 것으로, 사출성형시 고온 고압이 요구되어 부품 자체에 손상을 입혔던 기존의 일반적인 수지에 의한 몰딩방법과는 달리 열가소성 수지로 저온저압의 용융접착이 가능한 핫멜트로 성형하여 해당 전자부품에 대해 상대적으로 짧은 경화시간과 작업시간으로 안전하게 몰딩 처리할 수 있도록 한다. 이를 위해 해당 전자부품을 핫멜트공급건(22) 아래쪽에 위치한 금형틀(10)의 금형본체(12) 안에 장착시키는 단계(S1)와, 핫멜트를 상기 핫멜트공급건(22)으로 공급시켜 상기 금형본체(12) 안의 해당 전자부품(14)으로 핫멜트를 분사시키는 단계와(S2), 핫멜트가 내부로 분사된 상기 금형본체(12)가 이송되면서 해당 전자부품(14)에 대해 일정형태로 상기 핫멜트가 경화되는 단계(S3)와, 핫멜트가 경화된 상기 금형본체(12)로부터 해당 전자부품(14)이 분리되는 단계를 포함하여 전자부품에 대한 저온저압의 사출성형으로 핫멜트를 오버몰딩시킬 수 있다.

핫멜트, 전자부품, 저온저압, 금형틀, 금형본체, 몰딩제품, 작업대

Description

핫멜트에 의한 전자부품 몰딩방법 {Molding process of an electric parts through the hot-malt}

도 1은 본 발명에 따른 전자부품의 몰딩방법이 적용되는 핫멜트 몰딩장비 구조도.

도 2는 본 발명의 핫멜트를 통한 저온저압으로 전자부품을 몰딩 처리하는 작업공정도.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 몰딩방법을 각종 전자부품에 적용시킨 사용상태도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 핫멜트에 의한 사출성형과 일반적인 수지의 사출성형시의 온도 및 압력에 대한 비교도 및 경화시간 비교도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

10 : 금형틀 12 : 금형본체

14 : 전자부품(몰딩제품) 20 : 작업대

22 : 핫멜트공급건 24 : 분사노즐

26 : 핫멜트공급호스 28 : 핫멜트공급탱크

본 발명은 전자부품을 저온저압의 성형으로 몰딩 처리할 수 있는 핫멜트에 의한 전자부품 몰딩방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열가소성 수지로 저온의 용융 접착이 가능한 핫멜트를 이용해서 사출성형하여 고온고압으로 인해 손상이 야기되었던 전자부품을 저온저압으로 안전하게 오버몰딩할 수 있는 핫멜트에 의한 전자부품 몰딩방법에 관한 것이다.

잘 알려져 있듯이, 자동차나 통신, 가전 및 일반전기, 전자산업과 같은 정밀산업들은 이들에 사용하는 부품의 소형화와 모듈화에 있어 커다란 진전을 보이고 있으며, 이들에 사용하는 아주 정교한 부품들은 다른 기본 부품에 비해 가능한 최저의 비용으로 생산해서 일정시간을 동작할 때에 최적의 효과적인 동작을 수행할 수 있도록 그 정밀성 및 안정성이 점점 더 요구되고 있다. 특히 열이나 습도, 먼지는 물론 진동 등과 같은 극도로 열악한 환경 하에서도 신뢰성 있는 동작을 하기 위해서는 전기, 전자부품, 스위치, 센서, 릴레이 등의 부품은 몰딩처리를 통해 특별히 보호되어야 한다.

이와 같이 정교한 전자부품들을 보호하기 위해 몰딩처리하는데 있어, 지금까지는 용융 접착시 비교적 고온 고압이 요구되는 PVC, PA11(폴리아마이드11), PA6.6, PA6 등과 같은 일반적인 사출용 수지를 사용하여 전자부품에 대해 몰딩처리하였으며, 이때 일반적인 수지의 사출성형으로 전자부품을 몰딩처리하는데 발생되 는 온도 및 압력은 도 4a의 비교도에서 보는 것처럼 260-300℃ 정도의 고온 및 410-1,400㎏/㎠ 정도의 고압이 요구되었다.

즉, 전자부품의 몰딩처리에 사용된 기존의 2액형 수지는 특성상 전자부품에 악영향을 줄 수 있는 수준의 고온 및 고압이 요구되므로, 성형(통상 사출성형이 적용됨)시 내부 부품이 열로 인해 손상될 위험이 대단히 높아 그만큼 제품의 신뢰성이 저하되는 원인이 되었다. 또한 몰딩 처리에 소요되는 경화시간도 도 4b의 비교도에서 나타내듯이 수십분(5-30분 내외) 정도로 길어 그만큼 제품의 생산시간이 늘어나는 요인이 되었다.

따라서 본 발명은 일반적인 수지로 전자부품을 몰딩 처리하는데 따른 제반 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 사출성형시 고온 고압이 요구되어 부품 자체에 손상을 입혔던 기존의 일반적인 수지에 의한 몰딩방법과는 달리 열가소성 수지로 저온 저압의 용융사출이 가능한 핫멜트로서 성형하여 해당 전자부품에 대해 상대적으로 짧은 경화시간과 작업시간으로 안전하게 몰딩처리할 수 있는 핫멜트에 의한 전자부품 몰딩방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 핫멜트에 의한 전자부품 몰딩방법은 몰딩 처리할 해당 전자부품을 작업대 위의 핫멜트공급건 아래쪽에 이송 가능하게 위치한 금형틀의 금형본체 안에 장착시키는 단계와, 핫멜트공급탱크로부터의 핫멜트를 핫멜트공급호스를 통해 상기 핫멜트공급건으로 공급시켜 상기 금형본체 안의 해당 전자부품으로 상기 핫멜트를 분사시키는 단계와, 핫멜트가 내부로 분사된 상기 금형본체가 이송되면서 내부에 장착된 해당 전자부품에 대해 일정형태로 상기 핫멜트가 경화되는 단계와, 핫멜트가 경화된 상기 금형본체로부터 해당 전자부품이 분리되고 동시에 상기 핫멜트공급건 아래쪽으로 다른 전자부품이 장착된 금형틀이 이송되어 위치하는 단계를 포함하여 해당 전자부품에 핫멜트가 저온 저압으로 오버몰딩되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 금형틀은 알루미늄 몰더를 적용하며, 열가소성 수지로 접착 및 방수되면서 무용제 1액형으로 성형되는 상기 핫멜트는 성형시 180-240℃ 범위의 저온과 10-100㎏/㎠ 정도의 저압으로 전자부품에 몰딩처리되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구현원리가 쉽게 이해될 수 있도록 바람직한 실시예의 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 몰딩방법을 적용하여 전자부품을 저온 저압으로 오버몰딩할 수 있는 핫멜트 몰딩장비에 대한 시스템 구조를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 핫멜트 몰딩장비를 구성하는 금형틀(10)의 금형본체(12) 내부에 몰딩처리할 몰딩제품인 해당 전자부품(14)을 장착시키고 핫멜트공급건(22)의 분사분사(24)을 통해 핫멜트를 분사 충진시켜 상기 전자부품(14)에 대해 저온저압으로 핫멜트가 오버몰딩되는 작업공정을 도시한 것이다. 아울러 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 몰딩방법을 적용시켜 각종 전자부품(14)에 핫멜트가 오버몰딩된 사용 상태를 예시한 것이다.

우선, 본 발명에 사용되는 핫멜트는 물이나 용제를 전혀 사용하지 않고, 열가소성 수지(20-50%)를 베이스 폴리머로 하고, 점착 부여제(Tackifer)(30-50%) 및 용융시 점도를 저하시켜 도포성을 좋게 하는 왁스류(10-30%)의 주요 3성분에 산화방지제(Antioxidant) 및 충전재(Filter)를 혼합하여, 가열 용융상태에서 피착재 표면에 도포 및 접착한 후 냉각하면 고화되어 접착력이 발휘되는 무공해 열융착형 접착제로서 무용제 타입의 열가소성 수지이다. 특히 상온에서 고체상으로 존재하다가 열을 가하면 용융되어 본 발명의 적용대상인 전자부품(14)과 같은 피착제에 도포하여 압착하면 수초 내에 접착을 이룰 수 있다. 이처럼 무용제 타입이므로 환경 친화적이며 접착시간이 짧고 별도의 건조공정이 필요치 않아서 고속 생산 및 자동화를 이룰 수 있다.

또한 본 발명에 따라 오버몰딩되는 몰딩제품인 전자부품(14)에 대해 핫멜트를 분사 충진시켜 저온저압의 몰딩환경으로 사출성형시키는 핫멜트 몰딩장비는 우선 작업대(20) 위에 금형틀(10)이 위치하며, 상하 분리되는 상기 금형틀(10)은 그 내부가 장착되는 해당 전자부품(14)에 맞게 금형본체(12)가 구성된다. 물론 상기 금형본체(12) 역시 상하 분리되며, 고온고압 사출몰딩에 사용되는 기존의 일반적인 금형과는 달리 상대적으로 금형가격이 비교적 낮은 경제적인 알루미늄 몰더가 적용된다.

또한 금형틀(10) 위에는 승강동작되면서 상기 금형틀(10)로 핫멜트를 분사시키게 되는 핫멜트공급건(22)이 위치하며, 상기 핫멜트공급건(22)의 단부는 핫멜트 가 분사되는 분사노즐(24)이 구성되면서 반대편 단부에는 핫멜트가 저장된 핫멜트공급탱크(28)와 연결되는 핫멜트공급호스(28)가 구성된다. 이와 같은 핫멜트 몰딩장비를 이용하여 해당 전자부품(14)에 핫멜트를 저온저압으로 사출성형하여 오버몰딩시킬 수 있다.

도 2의 작업공정도에서 보는 바와 같이, 우선 몰딩처리할 해당 전자부품(14)을 작업대(20) 위의 핫멜트공급건(22) 아래쪽에 이송 가능하게 위치한 금형틀(10)의 금형본체(12) 안에 장착시키는 단계(S1)를 거친다. 이때 상기 핫멜트공급건(22) 아래쪽에 위치하는 상기 금형틀(10)을 기준으로 일정시간마다 다른 금형틀이 계속적으로 상기 핫멜트공급건(22)으로 이송되어 도달될 수 있도록 몰딩작업이 진행됨은 물론이다.

그리고 내부에 오버몰딩할 전자부품(14)이 장착된 금형틀(10)에 대해 위쪽에 위치한 핫멜트공급건(22)으로부터 핫멜트가 상기 금형틀(10)의 금형본체(12) 내부로 분사되어 충진되어 사출성형되는 단계(S2)를 거친다. 이때 상기 핫멜트공급건(22)으로 공급되는 핫멜트는 작업대(20) 일측에 구성된 콘트롤러(도면도시 생략)의 제어신호에 따라 핫멜트공급탱크(28)로부터 일정양이 핫멜트공급호스(28)를 통해 상기 핫멜트공급건(22)으로 정확하게 공급되어 분사노즐(24)을 통해 분사됨은 물론이다. 특히 이 단계(S2)에서 상기 금형틀(10)로 분사충진되는 핫멜트는 도 4a의 비교도에서 보는 것과 같이 260-300℃ 정도의 고온 및 410-1,400㎏/㎠ 정도의 고압이 요구되었던 기존의 일반적인 수지와 달리 180-240℃ 범위의 저온과 10-100㎏/㎠ 정도의 저압으로 해당 전자부품(14)에 사출성형되어 몰딩처리될 수 있다.

그리고 금형틀(10)로 일정량의 핫멜트가 내부로 분사되어 충진된 금형본체(12)는 콘트롤러의 제어신호에 따라 분사노즐(24)의 위치를 벗어나 옆으로 이송되며, 계속해서 반대편의 다른 금형틀(10)도 이송되어 상기 분사노즐(24) 아래쪽에 위치하게 되는 단계(S3)를 거친다. 이때 금형틀(10)에 충진된 핫멜트는 상기 금형틀(10)이 옆으로 이송되어 분리되기 짧은 시간에 일정형태로 경화되는데, 즉 도 4b에 나타난 본 발명의 핫멜트에 의한 사출성형과 일반적인 수지의 사출성형시의 경화시간 비교도에서 보는 것처럼 1초 내지 수십초 내외의 짧은 시간에 자연냉각될 수 있다. 이는 수십분(5-30분 내외) 정도가 소요되는 일반적인 수지에 비해 몰딩제품의 생산시간을 획기적으로 단축할 수 있도록 한다.

그리고 핫멜트가 경화된 금형틀(10)은 별도의 분리수단에 의해 분리동작되고 동시에 상기 금형틀의 금형본체(12)로부터 해당 전자부품(14)도 분리되는 단계(S4)를 거치게 된다. 또한 동시에 핫멜트공급건(22) 아래쪽으로 다른 전자부품이 장착된 금형틀(10)이 이송되어 핫멜트가 분사충진되어 몰딩처리되는 단계가 계속적으로 진행됨은 물론이다.

이와 같이 핫멜트를 사용한 본 발명의 전자부품에 대한 오버몰딩(Over Molding)은 전자 콘트롤유닛의 조립공정중 하나로 기존의 여러가지 부품과 공정을 단일소재를 사용한 단일공정으로 개선할 수 있도록 한다. 이는 무용제 핫멜트를 이용해서 전기부품 또는 전자기판을 저온저압으로 제품의 손상없이 안전하게 몰딩처리할 수 있을 뿐만 아니라, 접착 및 방수와 동시에 성형의 기능을 함께 갖추고 있는 이러한 핫멜트를 적용함에 따라 단일공정으로 많은 수의 소재와 공정을 줄일 수 있는 오버몰딩이 가능하며, 더불어 생산비 절감과 생산성 향상에 기여할 수 있다.

특히 본 발명을 통한 핫멜트의 오버몰딩은 통신용 전자부품인 전자기판, 케이블, 안테나와 같은 부품을 외부의 나쁜 전자파로부터 보호하고 차단하기 위해 휴대폰, 자동차용 오디오, 휴대용 카세트, 랩탑, 노트북 컴퓨터 등의 제품에 다양하게 적용할 수 있으며, 이는 사출성형시 저온저압이 가능한 핫멜트를 이용하기 때문에 고점도는 물론 저점도의 핫멜트 조차 고압으로 인한 부품에 대한 어떠한 손상도 피할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 핫멜트에 의한 전자부품 몰딩방법은 열가소성 수지로 저온의 용융사출이 가능한 1액형의 핫멜트를 이용하여 해당 전자부품에 대해 사출성형함으로서 안전하게 오버몰딩이 이루어질 수 있다. 또한 작업이 간편하면서 공간 절약형으로 구성된 핫멜트 몰딩장비를 이용함에 따라 그 조작 및 조작 및 유지보수가 용이하며, 또한 해당 몰딩제품을 기존 생산라인에 쉽고 빠르게 정착할 수 있고 주위에 거의 간섭을 일으키지 않으며 생산시간도 획기적으로 단축할 수 있다. 결과적으로 적은 금형비용의 투자 및 금형의 높은 수명에 의한 비용의 절감은 물론, 특히 몰딩제품에 대한 경화시간이 획기적으로 짧아 작업시간의 단축으로 생산성 향상이 기대된다.

Claims

몰딩 처리할 해당 전자부품을 작업대(20) 위의 핫멜트공급건(22) 아래쪽에 이송 가능하게 위치한 금형틀(10)의 금형본체(12) 안에 장착시키는 단계(S1)와, 핫멜트공급탱크(28)로부터의 핫멜트를 핫멜트공급호스(26)를 통해 상기 핫멜트공급건(22)으로 공급시켜 상기 금형본체(12) 안의 해당 전자부품(14)으로 상기 핫멜트가 분사되는 단계와(S2), 핫멜트가 내부로 분사된 상기 금형본체(12)가 이송되면서 내부에 장착된 해당 전자부품(14)에 대해 일정형태로 상기 핫멜트가 경화되는 단계(S3)와, 핫멜트가 경화된 상기 금형본체(12)로부터 해당 전자부품(14)이 분리되고 동시에 상기 핫멜트공급건(22) 아래쪽으로 다른 전자부품이 장착된 금형틀(10)이 이송되어 위치하는 단계(S4)를 포함하여 해당 전자부품에 핫멜트가 저온 저압으로 오버몰딩되는 것을 특징으로 하는 핫멜트에 의한 전자부품 몰딩방법.
제 1항에 있어서,

상기 금형틀은 알루미늄 몰더를 적용하며, 열가소성 수지로 접착 및 방수되면서 무용제 1액형으로 성형되는 상기 핫멜트는 성형시 180-240℃ 범위의 저온과 10-100㎏/㎠ 정도의 저압으로 전자부품에 몰딩처리되는 것을 특징으로 하는 핫멜트에 의한 전자부품 몰딩방법.