KR20100117118A - 히터, 수지 성형 장치, 수지 성형 방법, 및 수지 성형체 - Google Patents

히터, 수지 성형 장치, 수지 성형 방법, 및 수지 성형체 Download PDF

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KR20100117118A
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Abstract

기둥재를 자연 냉각시보다 고속으로 냉각시킬 수 있기 때문에, 스루풋을 더욱 향상시킬 수 있다. 특히, 통체 (M42) 와 기둥부 (M43) 를 이종 금속으로 구성하고, 통체 (M42) 내에 기둥부 (M43) 를 압입하고 있는 경우, 이들 열팽창 계수의 차에 의해 기둥재 (M42, M43), 기둥재 (M42, M43) 에 고정된 천판 (M41) 에 변형이 발생하게 되는데, 냉각 통로 (P1, P2) 는, 이들 금속의 열팽창 계수의 차에 의한 변형을 흡수할 수 있다. 특히, 천판 (M41) 을 수지 성형용의 금형에 사용하는 경우에는, 열팽창 계수의 차에 의한 변형이 잘 발생하지 않게 되기 때문에, 정밀한 수지 성형을 할 수 있게 된다.

Description

히터, 수지 성형 장치, 수지 성형 방법, 및 수지 성형체{HEATER, RESIN MOLDING APPARATUS, RESIN MOLDING METHOD AND RESIN MOLDED BODY}
본 발명은, 고속으로 가열, 냉각시킴으로써, 제조의 스루풋을 향상시킬 수 있는 히터, 수지 성형 장치, 수지 성형 방법, 및 수지 성형체에 관한 것이다.
종래의 수지 성형에 있어서는, 금형의 온도를 상승시켜, 수지를 금형 내에 주입하고, 금형을 냉각시킨 후, 고화된 수지를 금형 내로부터 꺼냈다. 이와 같은 기술로서, 예를 들어, 하기 특허문헌 1 에 기재되는 것이 알려져 있다. 이 기술에서는, 금형 내에 코일이 매설되어 있고, 이 코일에 통전시킴으로써, 금형을 가열한다.
일본 공개특허공보 평07-125057호
그러나, 종래의 히터에서는, 고속으로 가열 및/또는 냉각시킬 수 없어, 제조의 스루풋이 낮다는 문제가 있었다. 본 발명은, 이와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 제조의 스루풋을 향상시킬 수 있는 히터, 수지 성형 장치 및 수지 성형 방법, 및 이와 같이 하여 제조된 수지 성형체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 서술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관련된 히터는, 금속제의 천판과, 천판에 형성된 금속제의 기둥재와, 기둥재의 축 주위를 둘러싸는 코일을 구비하고, 기둥재는, 그 내부에 냉각 통로를 갖는 것을 특징으로 한다.
코일에 통전을 실시하면, 기둥재의 표면에 전류가 흘러, 고주파 유도 가열되고, 이 열은 기둥재에 열적으로 접속되어 있는 천판에 전달된다. 이 가열은 고주파 유도 가열이기 때문에, 고속으로 천판의 온도를 상승시킬 수 있다. 그 한편, 기둥재는, 그 내부에 냉각 통로를 갖고 있다. 냉각 통로 내에는, 공기, 물, 미스트 에어, 빙결 에어 등의 냉각 매체를 흐르게 할 수 있다. 이로써, 기둥재를 자연 냉각시보다 고속으로 냉각시킬 수 있기 때문에, 가열 및 냉각의 사이클을 갖는 제조 공정에 있어서, 그 스루풋을 향상시킬 수 있다.
천판의 열전도율은, 기둥재의 코일에 인접하는 영역의 열전도율보다 높은 것이 바람직하다.
기둥재의 코일에 인접한 영역은, 고주파 유도 가열하기 때문에, 어느 정도의 높은 저항이 필요한데, 고저항의 재료는, 일반적으로 열전도율이 낮아지기 때문에, 효율적으로 천판의 온도를 상승시키기 어렵다. 그래서, 본 발명에서는, 천판의 열전도율을 상대적으로 높게 하는 것으로 했기 때문에, 천판의 승온 속도가 향상되고, 천판에 의해 가열 처리되는 물질의 제조 스루풋이 높아진다. 이 물질이란, 바람직하게는 수지이다.
또, 기둥재는, 제 1 금속으로 이루어지는 통체 (筒體) 와 제 2 금속으로 이루어지고, 통체 내에 형성된 기둥부를 갖고 있으며, 제 2 금속의 열전도율은, 제 1 금속의 열전도율보다 높은 것이 바람직하다. 또한, 여기에서 말하는 열전도율이란, 특별히 한정이 없는 한, 측정 온도 20 ℃ 에서의 열전도율을 가리킨다. 이와 같은 기둥재를 사용하면, 통체 내의 기둥부는 열전도율이 높기 때문에, 통체 내에서 발생한 열이, 기둥부를 통해 천판에 유효하게 전달되게 된다. 또, 천판의 열을 기둥부를 통해 방열하는 데에도 유효해진다.
기둥재 혹은 기둥부가 냉각 통로를 구비하는 경우에 있어서, 통체와 기둥부를 이종 (異種) 금속으로 구성하고, 통체 내에 기둥부를 압입하고 있는 경우, 이들의 열팽창 계수의 차에 의해 기둥재, 기둥재에 고정된 천판에 변형이 발생하게 되는데, 냉각 통로는, 이들 금속의 열팽창 계수의 차에 의한 변형을 흡수할 수 있다. 특히, 천판을 수지 성형용의 금형에 사용하는 경우에는, 열팽창 계수의 차에 의한 변형이 잘 발생하지 않게 되기 때문에, 정밀한 수지 성형을 할 수 있게 된다.
또, 제 1 금속의 열전도율이 60 W/m·K 이하이고, 제 2 금속의 열전도율이 70 W/m·K 이상인 것이 바람직하고, 이 경우에는, 충분히 고속인 천판의 가열 및/또는 냉각을 실시할 수 있다.
본 발명에 관련된 수지 성형 장치는, 상기 서술한 히터의 천판에 수지 성형용의 요철 패턴을 형성하여 이루어진다. 이 경우, 요철 패턴을 따라 수지 성형이 실시된다. 천판은 고속으로 가열 및/또는 냉각되기 때문에, 수지 성형시의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관련된 수지 성형 방법은, 상기 서술한 수지 성형 장치의 요철 패턴을 포함하는 금형 내에 수지를 주입하는 공정과, 금형을 냉각시키는 공정을 구비하고, 이 수지는 열가소성 수지이고, 코일에 통전이 실시되어, 금형에 대한 수지 주입시의 금형의 온도를 T1 (℃), 수지의 유동 개시 온도를 T2 (℃) 로 했을 경우, 이하의 관계식 : T1 (℃)
Figure pct00001
T2 (℃) － 70 ℃ 를 만족하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 온도에서 수지가 주입되면, 금형 내에서 충분히 수지가 유동되어, 외관이 정돈된 수지 성형체를 형성할 수 있다.
특히, 본 발명에 관련된 수지 성형 방법은, 상기 서술한 수지 성형 장치의 요철 패턴을 포함하는 금형 내에 인서트 부품을 삽입하는 공정과, 이 금형 내에 수지를 주입하는 공정과, 금형을 냉각시키는 공정을 구비하고, 이 수지는 열가소성 수지이고, 코일에 통전이 실시되어, 금형에 대한 수지 주입시의 금형의 온도를 T1 (℃), 수지의 유동 개시 온도를 T2 (℃) 로 했을 경우, 이하의 관계식 : T1 (℃)
Figure pct00002
T2 (℃) － 70 ℃ 를 만족하는 것을 특징으로 한다.
즉, 수지의 주입 전에 리드 프레임 등의 인서트 부품을 삽입한 후, 이와 같은 온도에서 수지가 주입된 경우에도, 금형 내에서 충분히 수지가 유동되어, 외관이 정돈된 수지 성형체를 형성할 수 있다.
특히, 열가소성 수지는, 액정성 폴리머인 것이 바람직하고, 액정성 폴리머는, 금형 내에서 충분히 유동될 수 있다. 이와 같은 수지 성형 방법에 의해 제조된 수지 성형체는, 종래의 방법에 의해 제조된 수지 성형체와 비교하여, 그 구조에 있어서, 수지 흐름이 부딪침으로써 발생하는 웰드가 거의 관찰되지 않고, 또, 플로우 마크가 매우 작은 등의 우수한 외관을 갖고 있다는 차이가 있다. 또, 리드 프레임을 사이에 끼운 (리드 프레임을 인서트 한) 금형 내에, 비교적 고온에서 수지를 주입한 경우에는, 리드 프레임과 수지 사이의 밀착성이 향상된다는 이점도 있다.
이와 같이 리드 프레임 등을 인서트 부품으로서 사용하고, 그 인서트 부품과 수지가 일체화된 수지 성형체를 얻는 경우, 이 인서트 부품은, 그 표면이 흑화 처리 또는 조화 (粗化) 처리되어 있으면 바람직하다. 이와 같은 처리가 이루어진 인서트 부품을 사용하면, 그 인서트 부품과 수지 사이의 밀착성이 한층 향상되는 경향이 있다.
본 발명의 히터에 의하면, 제조의 스루풋이 향상되고, 이것을 사용한 수지 성형 장치 및 수지 성형 방법에 의하면, 높은 스루풋으로 수지 성형을 실시할 수 있다. 또, 고온에서 주입된 수지로 성형된 수지 성형체는, 외관이 우수해진다.
도 1 은, 수지 성형 장치 주요부의 사시도이다.
도 2 는, 히터의 사시도이다.
도 3 은, 도 2 에 나타낸 히터의 Ⅲ-Ⅲ 화살표 단면도이다.
도 4 는, 도 2 에 나타낸 히터를 화살표 (Ⅳ) 의 방향에서 관찰한 히터의 저면도이다.
도 5 는, 히터의 저면도이다.
도 6 은, 히터의 단면도이다.
도 7 은, 기둥재의 종단면도이다.
도 8 은, 상하의 금형을 포함하는 수지 성형 장치의 종단면도이다.
도 9 는, 수지 성형시의 타이밍 차트이다.
도 10 은, 온도 사이클의 그래프이다.
도 11 은, 제조된 수지 성형체를 갖는 전자 부품의 사시도이다.
도 12 는, 다른 실시형태의 온도 사이클의 그래프이다.
도 13 은, 기밀성 검사 장치 (101) 를 나타내는 개략도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 실시형태에 관련된 히터, 수지 성형 장치, 수지 성형 방법, 및 수지 성형체에 대하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 동일 요소에는 동일 부호를 사용하는 것으로 하고, 중복된 설명은 생략한다.
도 1 은, 수지 성형 장치 주요부의 사시도이다.
이하, 도 1 의 수지 성형 장치를 이용하고, 인서트 부품으로서 리드 프레임, 특히 금속제의 리드 프레임을 사용하는 경우의 수지 성형에 관하여 설명한다.
수지 성형에 있어서는, 먼저, 리드 프레임 (20) 을 준비한다. 1 개의 리드 프레임 (20) 은 복수의 케이스를 형성하기 위한 복수의 영역을 갖고 있다. 하측 금형 (M4) 은 리드 프레임 (20) 을 반송하기 위한 오목홈 (MG) 을 구비하고 있고, 하측 금형 (M4) 의 오목홈 (MG) 내에 하측 금형 주요부 (천판 ; M41) 가 고정되어 있다. 하측 금형 (M4) 의 상부에는, 상측 금형 (M3) 이 배치되어 있고, 하측 금형 주요부 (M41) 에 대향하는 위치에 상측 금형 주요부 (M31) 가 위치한다. 이들 금형 주요부 (M31, M41) 사이의 캐비티 내에 수지가 주입되어 수지 성형이 실시된다.
리드 프레임 (20) 의 반송 방향 (T) 의 배출측의 오목홈 (MG) 의 깊이는, 리드 프레임 (20) 의 도입측의 깊이보다 깊어, 성형 후의 수지여도 오목홈 (MG) 내에 들어가도록 설정되어 있다. 또한, 상측 금형 (M3) 에도, 상측 금형 주요부 (M31) 보다 리드 프레임 배출측에는 오목홈 (MG') 이 형성되어 있다.
상세히 설명하면, 리드 프레임 (20) 에 있어서의 1 개의 수지 성형용의 영역이 금형 주요부 (M31, M41) 사이에 위치한 후, 금형 주요부 (M31, M41) 가 금형 (M3, M4) 과 함께 닫힌다. 그 후, 상측 금형 주요부 (M31) 에 형성된 수지 주입구 (게이트 ; G) 를 통해 금형 사이에 낀 공간 내에 용융된 수지가 충전되어 성형이 실시된다. 게이트 (G) 의 수는 복수여도 된다. 또한, 수지의 주입 직전부터 주입 종료 직후까지, 상측 금형 주요부 (M31) 및/또는 하측 금형 주요부 (M41) 에 형성된 배기구 (VC) 를 통해, 금형 주요부 (M31, M41) 사이의 캐비티 내에 존재하는 공기를 외부로 배기한다. 즉, 요철 패턴 (2A) 과 배기구 (VC) 는, 금형이 닫힌 상태에서도 연통되어 있다. 단, 상기 용융된 수지 (용융 수지) 는 비교적 고점도인 점에서, 금형 사이의 연통된 영역의 간극으로부터 용융 수지가 배기구 (VC) 로 빨려 들어가지 않아, 이 때의 간극 치수는 용융 수지의 점도를 감안하여 정하면 된다.
각각의 금형 주요부 (M31, M41) 의 표면에는, 수지 성형용의 요철 패턴 (2A) 이 형성되어 있는데, 요철 패턴 (2A) 의 형상과, 성형되는 수지의 케이스 본체의 형상은 동일하기 때문에, 여기에서는 단수 또는 복수의 수지 케이스 본체 (2A) 로서 나타내는 것으로 한다.
수지 성형 후, 상하의 금형 (M3, M4) 이 열리고, 성형된 케이스 본체 (2A) 는, 오목홈 (MG) 의 깊이가 큰 쪽으로 이동되고, 리드 프레임의 다음의 성형용 영역이 다시 금형 주요부 (M31, M41) 사이에 위치한다.
즉, 이 수지 케이스의 제조 방법은, 리드 프레임 (20) 을 준비하는 공정과, 대향하는 2 개의 금형 (주요부 ; M31, M41) 사이에 낀 공간 내에 리드 프레임 (20) 을 배치하는 공정과, 이 공간 내에 수지 재료를 주입하는 공정을 구비하고 있다.
여기에서, 하측 금형 주요부 (M41) 는, 도 2 에 나타내는 히터 (IHM) 의 천판 (M41) 을 구성하고 있다. XYZ 직교 좌표계를 설정하면, 천판 (M41) 의 표면은 XY 평면과 일치하고, 배기구 (VC) 는 Z 축 방향을 따라 연장되어 있다.
도 2 는, 히터 (IHM) 의 사시도이다. 도 3 은, 도 2 에 나타낸 히터의 Ⅲ-Ⅲ 화살표 단면도이다. 또, 도 4 는, 도 2 에 나타낸 히터 (IHM) 를 화살표 (Ⅳ) 의 방향에서 관찰한 히터 (IHM) 의 저면도이다.
히터 (IHM) 는, 고주파 유도 가열을 실시하는 것으로서, 금속제의 천판 (M41) 과, 천판 (M41) 에 고정된 금속제의 기둥재 (M42, M43 ; 도 3 참조) 와, 기둥재 (M42, M43) 의 축 (Z 축) 주위를 둘러싸는 코일 (WR) 을 구비하고 있다. 천판 (M41) 에는, 복수의 볼트 (N1 ∼ N4) 가 관통하고 있고, 볼트 (N1 ∼ N4) 에 의해, 천판 (M41) 이 본체측의 금형에 고정되어 있다.
코일 (WR) 은, 도선 (CL) 과, 도선 (CL) 의 외주를 피복하는 절연 코팅층 (CT) 으로 이루어지고, 도선 (CL) 의 재료로는 Cu 를 사용할 수 있고, 절연 코팅층 (CT) 의 재료로는 에나멜이나 실리콘을 사용할 수 있는데, 이들 재료는 특별히 한정되지 않는다.
원통형을 구성하도록 감겨진 코일 (WR) 의 양 단자 (WRE1, WRE2) 사이에 통전을 실시하면, 코일 (WR) 의 축을 따른 방향으로 자력선이 발생한다. 이 자력선이 통과하도록 기둥재 (M42) 는 배치되어 있다. 기둥재 (M42) 의 표면을 통과한 자력선의 영향을 받아, 기둥재 (M42) 의 표면에서 와전류가 발생하고, 고주파 유도 가열이 이루어진다.
즉, 기둥재의 코일 (WR) 에 인접하는 영역 (통체 (M42)) 은, 고주파 유도 가열되기 때문에, 어느 정도의 높은 저항이 필요한데, 고저항의 재료는, 일반적으로 열전도율이 낮아지기 때문에, 효율적으로 천판 (M41) 의 온도를 상승시킬 수 없다. 천판 (M41) 의 열전도율은, 기둥재의 코일 (WR) 에 인접하는 영역 (통체 (M42)) 의 열전도율보다 높다. 따라서, 천판 (M41) 의 승온 속도가 향상되고, 천판 (M41) 에 의해 가열 처리되는 물질의 제조 스루풋이 높아진다. 이 물질이란, 본 예에서는 수지이다.
또, 본 예의 기둥재는, 제 1 금속으로 이루어지는 통체 (M42) 와, 제 2 금속으로 이루어지고, 통체 (M42) 내에 형성되고, 이것에 열적으로 접속되고, 그 외주면이 통체 내주면에 접촉한 기둥부 (코어재 ; M43) 를 갖고 있다. 여기에서, 제 2 금속의 저항률 (R2) 은, 제 1 금속의 저항률 (R1) 보다 낮다 (R2 ＜ R1). 즉, 통체 (M42) 를 구성하는 제 1 금속은, 고저항 (= R1) 이기 때문에, 고주파 유도 가열이 유효하게 실시되지만, 통체 (M42) 내의 기둥부 (M43) 는, 저저항 (= R2) 이므로, 즉, 열전도율이 높기 때문에, 통체 (M42) 내에서 발생한 열이, 기둥부 (M43) 를 통해, 천판 (M41) 에 유효하게 전달되게 된다. 또, 천판의 열을 기둥부를 통해 방열하는 데에도 유효해진다.
천판 (M41), 통체 (M42), 기둥부 (M43) 각각의 재료 (α, β, γ) 의 바람직한 조합의 일례로는, 이하의 것을 사용할 수 있다.
(α, β, γ) = (합금 공구강 강재, 스테인리스강 강재, 알루미늄 합금재), (합금 공구강 강재, 스테인리스강 강재, 구리 합금재), (합금 공구강 강재, 스테인리스강 강재, 아연 합금재), (합금 공구강 강재, 고속도 공구강재, 알루미늄 합금재), (합금 공구강 강재, 고속도 공구강재, 구리 합금재), (합금 공구강 강재, 고속도 공구강재, 아연 합금재), (기계 구조용 탄소강재, 스테인리스강 강재, 알루미늄 합금재), (기계 구조용 탄소강재, 스테인리스강 강재, 구리 합금재), (기계 구조용 탄소강재, 스테인리스강 강재, 아연 합금재), (기계 구조용 탄소강재, 고속도 공구강재, 알루미늄 합금재), (기계 구조용 탄소강재, 고속도 공구강재, 구리 합금재), (기계 구조용 탄소강재, 고속도 공구강재, 아연 합금재), (합금 공구강 강재, 합금 공구강 강재, 알루미늄 합금재), (합금 공구강 강재, 합금 공구강 강재, 구리 합금재), (합금 공구강 강재, 합금 공구강 강재, 아연 합금재) 등.
이 기둥재는, 그 내부에 냉각 통로 (P1, P2) 를 갖고 있다. 냉각 통로 (P1, P2) 내에는, 공기, 물, 미스트 에어, 빙결 에어 등의 냉각 매체를 흐르게 할 수 있다. 각 냉각 통로 (P1, P2) 는, Z 축과 평행하게 연장되어 있고, 천판 (M41) 내에 형성된 연락 통로 (P3) 를 통해 접속되어 있다. 일방의 냉각 통로 (P2) 로부터 냉각 매체를 화살표 (AIN) 방향으로 도입하면, 냉각 매체는, 연락 통로 (P3) 를 통해, 냉각 통로 (P1) 에 도달하고, 화살표 (AOUT) 방향으로 배출된다.
이로써, 기둥재를 자연 냉각시보다 고속으로 냉각시킬 수 있기 때문에, 스루풋을 더욱 향상시킬 수 있다. 특히, 통체 (M42) 와 기둥부 (M43) 를 이종 금속으로 구성하고, 통체 (M42) 내에 기둥부 (M43) 를 압입하고 있는 경우, 이들의 열팽창 계수의 차에 의해 기둥재 (M42, M43) 및 기둥재 (M42, M43) 에 고정된 천판 (M41) 에 변형이 발생하게 되는데, 냉각 통로 (P1, P2) 는, 이들 금속의 열팽창 계수의 차에 의한 변형을 흡수할 수 있다.
특히, 천판 (M41) 을 수지 성형용의 금형에 사용하는 경우에는, 열팽창 계수의 차에 의한 변형이 잘 발생하지 않게 되기 때문에, 정밀한 수지 성형을 할 수 있게 된다.
기둥재 (M42, M43) 의 축 방향에 수직인 일방의 면은, 천판 (M41) 의 이면에 용접이나 볼드 등을 사용하여 고정되고, 열적으로 접속되어 접촉하고 있다. 천판 (M41) 의 이면과 기둥재 (M42, M43) 사이에는, 열전대 등의 온도 센서 (TM) 가 형성되어 있고, 온도 센서 (TM) 는, 천판 (M41) 의 온도를 측정할 수 있도록 되어 있다.
또한, 냉각 통로 (P1, P2) 는, 천판 (M41) 에 도달하고 있다. 이로써, 냉각 통로 (P1, P2) 내를 흐르는 냉각 매체가 천판 (M41) 에 직접 닿게 되기 때문에 냉각 효율이 향상된다.
또한, 요철 패턴 (2A) 은, 동 도면에서는 4 개의 수지 패키지를 한 번의 성형 공정에서 제조하도록 형성되어 있다. 즉, 본 예의 요철 패턴 (2A) 은, 4 개의 오목 영역 (2A1, 2A2, 2A3, 2A4) 을 갖고 있다. 수지 성형시에는, 리드 프레임 (20) 을, 상하의 금형 주요부 (M41, M31) 사이에 둔 상태에서, 상하의 요철 패턴 (2A) 에 의해 형성되는 캐비티 내에 용융된 수지를 주입하고, 그 후, 냉각 매체를 통로 (P2, P3, P1) 내에 흐르게 하여, 도전성이 높은 기둥부 (M43) 및 천판 (M41) 을 통해 수지를 급속히 냉각시킨다.
이 수지 성형 장치는, 히터 (IHM) 의 천판 (M41) 에 수지 성형용의 요철 패턴 (2A) 을 형성하고 있기 때문에, 요철 패턴 (2A) 을 따라 수지 성형이 실시된다. 천판 (M41) 은 고속으로 가열 및/또는 냉각되기 때문에, 수지 성형시의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
도 4 에서는, Z 축 방향으로 연장되는 1 세트의 냉각 통로 (P1, P2) 를 나타냈지만, 이것은 도 5 에 나타내는 바와 같이, 2 세트 이상의 냉각 통로 (P1, P2) 로 해도 된다. 각각의 냉각 통로 (P1, P2) 는, 연통 통로 (P3) 에 의해 접속되어 있다.
또, 도 3 에 있어서는, 연락 통로 (P3) 는, 천판 (M41) 내에 형성되는 것으로 했지만, 이것은 도 6 에 나타내는 바와 같이, 기둥재의 기둥부 (M43) 내에 형성하는 것으로 해도 된다. 이 경우에도, 냉각 통로 및 연락 통로의 세트 수는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 복수 세트로 할 수 있다.
또한, 제 1 금속의 열전도율이 60 W/m·K 이하이고, 제 2 금속의 열전도율이 70 W/m·K 이상인 것이 바람직하고, 이 경우에는, 충분히 고속인 천판의 가열 및/또는 냉각을 실시할 수 있다. 또한, 고속 가열의 관점에서는, 고저항의 재료로 이루어지는 제 1 금속의 저항률 (= R1) 은 5 × 10－8 Ω·m 이상인 것이 바람직하다.
열전도율이 60 W/m·K 이하인 재료로는, 이하의 것이 알려져 있다. S50C 나 S55C 등의 기계 구조용 탄소강재 및 그들의 개량 강재, SCM440, SCM445 등의 기계 구조용 합금강 강재 및 그들의 개량강 강재, SUS420, SUS630 등의 스테인리스강 강재 및 그들의 개량강 강재, SK3 등의 탄소 공구강 강재 및 그들의 개량강 강재, SKS3, SKD4, SKD7, SKD11, SKD12, SKD61, SKT4 등의 합금 공구강 강재 및 그들의 개량강 강재, SKH5, SKH9, SKH51, SKH55, SKH57, SKH59 등의 고속도 공구강재, 및 분말 하이 스피드강 강재, 마레이징강 강재 등의 개량강 강재를 들 수 있다.
한편, 열전도율이 70 W/m·K 이상인 재료로는, 이하의 것이 알려져 있다. 알루미늄 구리 합금, 알루미늄 마그네슘 합금 등의 알루미늄 합금재, 구리 베릴륨 합금, 구리 텅스텐 합금, 구리 몰리브덴 합금, 구리 니켈 주석 합금 등의 구리 합금재, 아연 알루미늄 구리 합금 등의 아연 합금재 등을 들 수 있다.
또한, 냉각 동작에 의한 냉각 효과만 주목하면, 통체 (M42) 와 기둥부 (M43) 는 동종의 재료로 구성되고, 또 일체적으로 구성되는 것으로 해도 된다.
도 7 은, 기둥재 전부가 전술한 통체 (M43) 와 동일한 재료로 이루어지는 경우의 기둥재의 종단면도이다. 설명의 편의상, 기둥재를 통체 (M43) 와 동일한 부호로 나타내는 것으로 한다.
기둥재 (M43) 에는, 상기 서술한 통체 (M43) 와 동일한 재료를 사용할 수 있으며, 내부에는 냉각 통로 (P1, P2) 가 형성되어 있다. 이 경우에도, 코일 (WR) 에 통전을 실시함으로써 기둥재 (M43) 를 고주파 유도 가열하여, 기둥재 (M43) 를 통해 이것에 열적으로 접속되어 있는 천판 (M41) 을 급속히 가열할 수 있음과 함께, 상기 서술한 바와 같이 기둥재 (M43) 가 냉각 통로 (P1, P2) 를 가짐으로써, 기둥재 (M43) 및 천판 (M41) 을 급속히 냉각시킬 수 있다. 따라서, 제조의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
도 8 은, 상하의 금형을 포함하는 수지 성형 장치의 종단면도이다.
대좌 (臺座) (B3) 상에, 기대 (基臺) ; B2, B1) 가 탑재되고, 이것들은 볼트 (BL1) 로 고정되어 있다. 상부의 기대 (B1) 상에는 하측 금형 (M4), 상측 금형 (M3) 이 탑재되어 있다. 상측 금형 (M3) 상 내에는, 게이트 (G) 에 연속되는 수지 공급 통로 (SL3) 가 형성되어 있다. 또, 상측 금형 (M3) 상에 배치되는 하부 수지 공급 부재 (금형 ; M2) 및 상부 수지 공급 부재 (금형 ; M1) 에는, 수지 공급 통로 (SL3) 에 연속되는 수지 공급 통로 (SL2) 및 수지 공급 통로 (SL1) 가 각각 형성되어 있다.
먼저, 모든 금형 (M1 ∼ M4) 이 닫힌 상태에서, 수지 재료가 수지 공급 통로 (스풀이나 러너 ; SL1, SL2, SL3) 및 게이트 (G) 를 통해, 상측 금형 (M3) 과 하측 금형 (M4) 사이의 공간 내에 주입된다. 이 수지는 용융되어 있고, 또, 상측 금형 (M3) 과 하측 금형 (M4) 은, 전술한 히터 (IHM) 에 의해 가열되어 있다. 각각에, 요철 패턴 (2A) 이 형성된 천판 (M41 ; 도 2 참조) 이 형성되어 있고, 쌍방의 천판 (M41) 이 서로 마주 보고 있다. 상하의 금형 (M3, M4) 이 완전히 닫히기 직전에, 상기 서술한 배기가 개시되고, 수지의 주입이 완료되면, 상기 배기가 종료되고, 냉각 매체가 각각의 냉각 통로 (P1, P2) 에 도입되어 수지가 고화되게 된다.
다음으로, 가이드 핀 (FT) 과 함께 금형 (M1) 및 금형 (M2) 이, 금형 (M3) 으로부터 이격되고, 게이트 (G) 에 연속되어 있던 고화 수지 (스풀 러너) 가, 캐비티 내에서 성형된 수지 성형체 (케이스 본체 ; 2A) 로부터 절단된다. 가이드 핀 (FT) 은, 금형 (M1, M2, M3, M4), 기대 (B1, B2) 를 두께 방향으로 관통하고 있다. 가이드 핀 (FT) 이 관통하는 구멍 내에는, 가이드 핀 (FT) 의 금형에 대한 슬라이드를 촉진하기 위한 슬리브가 형성되어 있고, 가이드 핀 (FT) 은 슬리브의 내면을 슬라이드하면서 상하 방향으로 이동할 수 있다. 가이드 핀 (FT) 의 상단 (上端) 은 금형 (M1) 에 고정되어 있다.
다음으로, 상측 금형 (M3) 이 하측 금형 (M4) 으로부터 이격되고, 금형 사이의 캐비티 내에서 성형된 수지 성형체 (케이스 본체 ; 2A) 가 하측 금형 (M4) 상에 잔류한다.
다음으로, 금형 (M2) 이 금형 (M1) 으로부터 이격되고, 상기 스풀 러너를 금형 (M1) 으로부터 끄집어내어, 이 스풀 러너를 용이하게 제거할 수 있다. 그 후, 성형기의 돌출 핀 (PP) 을 대좌 (B3) 에 뚫린 삽입 구멍의 하방으로부터 돌출시킴으로써, 돌출 핀 (PP) 의 선단이 이젝터 플레이트 (SB) 의 하면을 상방으로 밀고, 이젝터 플레이트 (SB) 가 기대 (B2) 의 내면을 슬라이드하여 상승한다. 이젝터 플레이트 (SB) 에는 상방으로 연장된 리턴 핀 (RTP) 이 고정되어 있다. 리턴 핀 (RTP) 은 기대 (B1) 의 관통공 및 금형 (M4) 의 관통공 내를 통과하여, 금형 (M3) 의 하면에 도달하고 있다. 이젝터 플레이트 (SB) 를 상방으로 슬라이드시켜, 리턴 핀 (RTP) 을 밀어 올리면, 리턴 핀 (RTP) 에 연결되어, 이 움직임에 연동하여 상방으로 움직이는 이젝터 핀 (도시 생략) 이, 수지 성형체 (케이스 본체 ; 2A) 를 상방으로 돌출시킨다.
금형 (M1 ∼ M4) 을 닫는 경우, 돌출된 리턴 핀 (RTP) 의 선단이, 상측 금형 (M3) 의 하면에 의해 하방으로 눌리고, 이것에 연동하여 상기 이젝터 핀 (도시 생략) 은 원래의 위치로 되돌아온다. 이젝터 핀의 선단은, 상측 금형 (M3) 에 접촉한 상태에서는 눌리지 않기 때문에, 그 표면의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 상기 서술한 수지 성형 장치는, 상하 방향의 이동을 수평 방향의 이동으로 하도록, 가로 방향으로 둘 수도 있다.
도 9 는, 수지 성형시의 타이밍의 일례를 나타내는 차트이다.
시각 t1 로부터, 상하의 금형이 닫히는 동작이 개시되는 몰드 클램핑이 이루어지고 있는 기간을 신호 (SM) 의 하이레벨로 나타낸다. 상하 금형의 열림량 (이격 거리) 은 AM 으로 나타내었다. 시각 t1 이후, 열림량 (AM) 이 감소되어, 서서히 금형이 닫힌다. 시각 t1 이후, 상기 히터를 이용하여 상하 금형의 가열이 개시되어, 금형의 온도 (TM) 가 서서히 상승한다. 시각 t2 에 있어서, 열림량 (AM) 은 제로가 되어, 상하의 금형이 접촉하지만, 시각 t2 이후 시각 t4 까지는, 이들 금형 (천판) 의 접촉면에 약간의 압력 (FM) 을 가해둔다.
시각 t2 에 있어서, 배기량 (VP) 을 정 (正) 의 값으로 하여, 상기 서술한 배기를 개시하고, 그 후의 시각 t6 에 있어서, 상기 배기를 정지시킨다. 시각 t3 이후, 냉각 매체의 냉각 통로 내로의 도입 속도 (CP) 를 정의 값으로 하여, 상기 서술한 냉각 매체의 도입을 개시하고, 그 후의 시각 t8 에 있어서, 상기 도입을 정지시킨다.
시각 t4 에 있어서, 원하는 온도에 상하 금형의 온도 (TM) 가 도달한 시점에서, 몰드 클램핑의 압력 (FM) 을 증가시키고, 시각 t4 로부터 시각 t5 의 기간, 정의 사출 속도 (VR) 로 수지를 금형 사이의 캐비티 내에 주입한다. 수지의 사출 압력 (PR) 은 시각 t4 로부터 시각 t5 사이에서 급격히 증가하고, 이후 시각 t7 까지는, 압력 (PR) 은 약간 저하되고, 시각 t7 에서 제로가 된다.
금형의 온도 (TM) 가 충분히 저하된 시점에서, 시각 t8 에 있어서, 몰드 클램핑 기간을 종료시키고, 금형의 열림량 (AM) 을 증가시켜, 금형 사이의 압력 (FM) 을 제로로 한다. 그 후, 시각 t9 에 있어서, 금형이 완전히 열리고, 한 번의 성형 공정이 종료된다.
또한, 냉각 매체의 도입은, 원하는 온도에 상하 금형의 온도 (TM) 가 도달한 시각 t7 로부터 개시해도 되고, 시각 t3 으로부터 시각 t7 의 기간에 개시해도 된다. 이들의 개시 시각에서, 스루풋을 향상시키기 위해서는, 시각 t3 으로부터 개시하는 것이 바람직하다. 또, 냉각 매체의 정지는, 다음의 성형 공정이 시작되는 시각까지 정지시키면 되는데, 스루풋을 향상시키기 위해서는, 시각 t8 에서 정지시키는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 3 에 나타낸 구조의 히터를 시용하여 몇 가지 실험을 실시하였다.
(공통 조건)
공통 조건으로서, 히터는 스테인리스 (S45C ： JIS 규격) 로 이루어지는 주위의 금형의 본체에 고정시켰다. 이 주위의 금형의 온도는 100 ℃ 로 유지되어 있다. 이것은 금형을 연 상태에서의 온도 측정에 상당한다. 천판, 통체, 기둥부의 재료를, 각각 실시예 1 의 것에서, 실시예 5 의 것으로 변경하고, 히터에 의한 가열을 개시하여, 천판 온도가 250 ℃ 에서 300 ℃ 까지 필요로 하는 승온 시간을 측정하였다. 천판의 치수는 세로 60 ㎜, 가로 100 ㎜, 두께 4.5 ㎜ 의 판 형상의 직육면체로 하고, 원통형의 통체의 직경은 44 ㎜, 내경은 34 ㎜, 높이는 30 ㎜, 원기둥형의 기둥부의 직경은 34 ㎜, 높이는 30 ㎜, 원통형의 냉각 통로의 기둥부 내의 길이는 34 ㎜, 내경은 5 ㎜ 로 하였다.
또한, ACD37 은, 히타치 금속 주식회사 제조의 합금 공구제 강재, 몰드막스 HH 는, 브러쉬 웰맨 재팬 주식회사가 취급하는 구리 베릴륨 합금 (Cu ： 98.2 ％, Be ： 1.8 ％), S-STAR 은 다이도 특수강 주식회사 제조의 스테인리스 합금이다.
(실시예 1)
·천판 = ACD37 (열전도율 : 42 W/m·K)
·통체 = ACD37 (열전도율 : 42 W/m·K)
·기둥부 = ACD37 (열전도율 : 42 W/m·K)
(실시예 2)
·천판 = ACD37 (열전도율 : 42 W/m·K)
·통체 = ACD37 (열전도율 : 42 W/m·K)
·기둥부 = 몰드막스 HH (열전도율 ： 105 W/m·K)
(실시예 3)
·천판 = S-STAR (열전도율 ： 23 W/m·K)
·통체 = S-STAR (열전도율 ： 23 W/m·K)
·기둥부 = S-STAR (열전도율 ： 23 W/m·K)
(실시예 4)
·천판 = ACD37 (열전도율 : 42 W/m·K)
·통체 = S-STAR (열전도율 ： 23 W/m·K)
·기둥부 = S-STAR (열전도율 ： 23 W/m·K)
(실시예 5)
·천판 = ACD37 (열전도율 : 42 W/m·K)
·통체 = S-STAR (열전도율 ： 23 W/m·K)
·기둥부 = 몰드막스 HH (열전도율 ： 105 W/m·K)
250 ℃ 에서 300 ℃ 까지의 가열에 필요한 승온 시간은, 이하와 같았다.
·실시예 1 … 30 초
·실시예 2 … 15 초
·실시예 3 … 45 초
·실시예 4 … 37 초
·실시예 5 … 17 초
(비교예 1)
비교예 1 로서, 냉각 통로를 갖지 않고, S-STAR 로 이루어지는 치수 250 ㎜ × 60 ㎜ × 30 ㎜ 의 직육면체 블록을 히터 (출력 3 ㎾) 로 가열한 경우, 250 ℃ 에서 300 ℃ 까지의 가열에 필요한 승온 시간은, 이하와 같았다.
·비교예 1 … 80 초
상기의 실시예 1 ∼ 5 의 히터는, 승온 특성이 비교예 1 의 것보다 우수하다.
(실시예 6)
도 1 에 있어서의 천판 (M41, M31) 이 열적으로 접속된 주위의 금형 (M4, M3) 의 온도를 100 ℃ 로 유지하고, 실시예 3 의 히터를 각각의 금형 (M4, M3) 에 설치하였다.
쌍방의 히터의 코일에 고주파 전류를 공급하고, 천판 온도를 252 ℃ 로 유지하였다. 흑화 처리한 구리제의 리드 프레임을 금형 사이의 캐비티 내에 배치한 후 (t1 = 0 초), 금형을 조이면서, 고주파 유도 가열에 의해 천판 온도를 승온시켰다. 다음으로, 진공 펌프로 캐비티 내의 배기를 개시한 후 (t2 = 2 초), 냉각 매체로서 공기를 냉각 통로 내에 도입하였다 (t3 = 22 초). 천판 온도가 300 ℃ 에 도달한 시점에서 용융된 액정 폴리머 (스미토모 화학 주식회사 제조 ： E6008, 유동 개시 온도：320 ℃) 를 캐비티 내에 충전하였다 (t4 = 23 초). 천판 온도가 252 ℃ 에 도달한 시점에서, 냉각 매체의 공급을 정지시키고, 금형으로부터 성형된 수지 성형체를 꺼냈다. 이 경우, 리드 프레임을 배치하고 나서, 성형체를 꺼낼 때까지의 시간은 57 초였다.
도 10 은, 본 예의 온도 사이클의 그래프이다.
히터에 의한 가열을 개시하여, 23 초에서 천판의 온도를 252 ℃ 내지 300 ℃ 로 할 수 있고, 또, 냉각 매체 도입에 의해 29 초에서 천판의 온도를 일정값 252 ℃ 로 할 수 있었다. 즉, 승온 속도 Tup (℃／s) 은, 약 2 (℃／s) 이고, 강온 속도 TDOWN (℃／s) 은 약 -2 (℃／s) 의 우수한 특성이었다. 이것은 저항 가열이나 자연 냉각에 의해 실현될 수 있는 승온 속도, 강온 속도보다 우수하다.
(비교예 2)
냉각 매체를 공급하지 않고, 실시예 6 과 동일한 수지 성형을 실시한 경우, 리드 프레임을 배치하고 나서, 성형품을 꺼낼 때까지의 시간은 82 초였다.
(실시예 7)
도 1 에 있어서의 천판 (M41, M31) 이 열적으로 접속된 주위의 금형 (M4, M3) 의 온도를 100 ℃ 로 유지하고, 실시예 2 의 히터를 각각의 금형 (M4, M3) 에 설치하였다. 쌍방의 히터의 코일에 고주파 전류를 공급하고, 천판 온도를 253 ℃ 로 유지하였다. 흑화 처리한 구리제의 리드 프레임을 금형 사이의 캐비티 내에 배치한 후 (t1 = 0 초), 금형을 조이면서, 고주파 유도 가열에 의해 천판 온도를 승온시켰다. 다음으로, 진공 펌프로 캐비티 내의 배기를 개시한 후 (t2 = 2 초), 냉각 매체로서 공기를 냉각 통로 내에 도입하였다 (t3 = 20 초). 천판 온도가 300 ℃ 에 도달한 시점에서 용융된 액정성 폴리머 (스미토모 화학 주식회사 제조 ： E6008, 유동 개시 온도 ： 320 ℃) 를 캐비티 내에 충전하였다 (t4 = 21 초). 냉각 매체의 공급을 정지시킨 후 (t8 = 28 초), 천판 온도가 253 ℃ 에 도달한 시점에서, 금형으로부터 성형된 수지 성형체를 꺼냈다. 이 경우, 리드 프레임을 배치하고 나서, 성형체를 꺼낼 때까지의 시간은 32 초였다.
도 12 는, 본 예의 온도 사이클의 그래프이다.
히터에 의한 가열을 개시하여, 21 초에서 천판의 온도를 253 ℃ 내지 300 ℃ 로 할 수 있고, 또, 냉각 매체 도입에 의해 9 초에서 천판의 온도를 일정값 253 ℃ 로 할 수 있었다. 즉, 승온 속도 Tup (℃／s) 는, 약 2 (℃／s) 이고, 강온 속도 TDOWN (℃／s) 은 약 -5 (℃／s) 의 우수한 특성이었다. 이것은 저항 가열이나 자연 냉각에 의해 실현될 수 있는 승온 속도, 강온 속도보다 우수하다.
(비교예 3)
냉각 매체를 공급하지 않고, 실시예 7 과 동일한 수지 성형을 실시한 경우, 리드 프레임을 배치하고 나서, 성형품을 꺼낼 때까지의 시간은 48 초였다.
이상과 같이, 상기 서술한 구조의 히터를 이용하면, 천판을 빨리 승온시킬 수 있고, 또, 냉각 통로를 이용하면, 냉각 시간을 충분히 단축시켜, 스루풋을 향상시킬 수 있는 것이 판명되었다. 특히, 실시예 2, 실시예 4, 실시예 5 와 같이, 천판의 열전도율을 통체보다 크게 하거나, 기둥부를 열전도율이 70 W/m·K 이상인 재료로 구성하면, 그 승온 시간을 현저히 개선할 수 있는 것이 판명되었다. 또, 통체를 구성하는 제 1 금속의 열전도율이 60 W/m·K 이하인 경우에는, 그 저항률을 크게 할 수 있고, 충분히 고속인 고주파 유도 가열을 할 수 있게 된다.
또한, 상기 서술한 수지로는, 열경화성 수지, 열가소성 수지를 들 수 있다. 열경화성 수지로는, 페놀 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리이미드 수지 및 불포화 폴리에스테르 수지 등을 예시할 수 있으며, 페놀 수지, 에폭시 수지가 바람직하게 사용된다.
또 열가소성 수지로는, 폴리스티렌 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 불소 수지, 폴리페닐렌술파이드 수지, 폴리술폰 수지, 폴리알릴레이트 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리에테르케톤 수지, 액정 폴리에스테르 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리이미드 수지 등을 예시할 수 있고, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리페닐렌술파이드 수지, 액정 폴리에스테르 수지가 바람직하게 사용되며, 유동성, 내열성, 강성이 우수하다는 관점에서는 액정 폴리에스테르 수지 (액정성 폴리머) 가 가장 바람직하게 사용된다. 이들 수지는 단독으로 사용해도 되고 복수를 동시에 사용해도 된다.
또, 상기 서술한 수지 성형 방법은, 상기 서술한 수지 성형 장치의 금형 내에 수지를 주입하는 공정과, 금형을 냉각시키는 공정을 구비하고, 이 수지는 열가소성 수지이고, 코일에 통전이 실시되어, 금형에 대한 수지 주입시의 금형의 온도를 T1 (℃), 수지의 유동 개시 온도를 T2 (℃) 로 한 경우, 이하의 관계식을 만족한다.
·T1 (℃)
Figure pct00003
T2 (℃) -70 ℃
이와 같은 온도에서, 수지가 주입되면, 금형 내에서 충분히 수지가 유동되어, 외관이 정돈된 수지 성형체를 형성할 수 있다.
또, 금형을 냉각시키고, 수지 성형체를 금형으로부터 떼어낼 때의 금형의 온도를 T3 (℃) 으로 한 경우, 이하의 관계식을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
·T3 (℃)
Figure pct00004
T2 (℃) - 100 ℃
이로써, 수지 성형체가 용이하게 금형으로부터 떨어지기 때문에, 제조의 스루풋을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 인서트 부품으로서의 리드 프레임을 삽입한 경우, 삽입하지 않은 경우의 쌍방의 경우에 있어서, 상기 서술한 온도 범위의 조건을 만족한 경우의 효과가 얻어진다.
도 11 은, 제조된 수지 성형체를 갖는 전자 부품의 사시도이다.
전자 부품 (1) 은, 수지 케이스 (2) 와 덮개 부재 (4) 를 구비하고 있다. 수지 케이스 (2) 는, 상기 서술한 수지 성형체인 수지 케이스 본체 (2A) 를 구비하고 있고, 수지 케이스 본체 (2A) 는 중앙에 오목부 (2C) 를 갖고 있다. 리드 프레임으로부터는, 다이 패드 (2G) 및 리드 단자 (2B) 가 잘라내어진다. 즉, 상기 서술한 공정에서는, 인서트 부품으로서, 리드 프레임 (2G, 2B) 이 금형 (M31, M41 ： 도 1 참조) 사이에 삽입되고, 이 상태에서 수지가 금형 사이에 주입되고, 이 수지가 고화된다. 수지 케이스 본체 (2A) 의 오목부 (2C) 내에는, 다이 패드 (2G) 가 배치되고, 다이 패드 (2G) 상에 전자 소자 (3) 가 고정되어 있다. 전자 소자 (3) 는, 리드 단자 (2B) 의 이너 리드와 본딩 와이어 (5) 를 통하여 접속되어 있다. 리드 단자 (2B) 는 케이스 본체 (2A) 의 이면에서 노출되어 있어, 플립칩 본딩이 가능하게 되어 있다. 수지 케이스 본체 (2A) 의 오목부 개구단에는, 덮개 부재 (4) 가 고정되어, 오목부 (2C) 내는 기밀 상태가 된다.
또한, 상기 서술한 수지는 열가소성 수지로서, 액정성 폴리머인 것이 바람직하다. 액정성 폴리머는, 금형 내에서 충분히 유동할 수 있다. 이와 같은 수지 성형 방법에 의해 제조된 수지 성형체는, 종래의 방법에 의해 제조된 수지 성형체와 비교하여, 그 구조에 있어서, 수지 흐름이 부딪침으로써 발생하는 웰드가 거의 관찰되지 않고, 또, 플로우 마크가 매우 작은 등의 우수한 외관을 갖는다는 차이가 있다.
또, 인서트 부품으로서, 구리, 철, 니켈, 코발트, 알루미늄, 아연, 혹은 이들의 합금 등의 리드 프레임이나 금속 부품, 세라믹을 사이에 둔 금형 내에, 비교적 고온에서 수지를 주입한 경우에는, 리드 프레임, 금속 부품, 세라믹과 수지 사이의 밀착성이 향상된다는 이점도 있다.
수지와의 밀착성을 더욱 향상시키기 위해, 인서트 부품의 표면을 흑화 처리 또는 조화 처리하는 것이 바람직하다. 흑화 처리의 방법으로는, 알칼리 수용액 (예를 들어, 아염소산나트륨, 수산화나트륨 및 인산 3나트륨을 물에 용해시킨 수용액) 내에 인서트 부품을 담그는 방법, 알칼리 수용액 중 (예를 들어, 아염소산나트륨, 수산화나트륨 및 인산 3나트륨을 물에 용해시킨 수용액) 에 인서트 부품을 담그고 리드 프레임을 양극 (陽極) 산화시키는 방법, 제 2 구리 이온을 포함하는 전착액 (電着液) (예를 들어, 황산구리, 락트산 및 수산화나트륨을 물에 용해시킨 수용액) 내에 인서트 부품을 담그고 또한 인서트 부품에 통전을 실시하는 방법을 들 수 있다. 또, 표면 조화의 방법으로는, 건식 또는 습식의 샌드 블라스트법, 워터 제트법, 프레스법, 레이저 조사법, 산성 또는 알칼리성의 에칭액 (예를 들어, 아토테크 재팬 주식회사 제조 Mold Prep LF 를 들 수 있다) 으로 에칭하는 방법 등을 들 수 있다.
(기밀성 시험)
(실시예 8)
상기 서술한 실시예 6 에서 제조된 수지 케이스 본체 (2A) 를 사용하여 기밀성의 시험을 실시하였다.
도 13 은, 본 기밀성 시험에 사용된 기밀성 검사 장치 (101) 를 나타내는 개략도이다. 도 13 에 나타내는 바와 같이, 기밀성 검사 장치 (101) 는, 챔버 (102) 와, 챔버 (102) 내에 불활성 He 가스를 공급하는 가스 공급부 (103) 와, 챔버 (102) 의 저면으로부터 챔버 (102) 내의 공기를 배기하는 가스 배기부 (104) 를 구비하고 있다.
먼저, 상기의 수지 케이스 본체 (2A) 를 거꾸로 하고, 수지 케이스 본체 (2A) 의 측벽이 챔버 (102) 의 저면의 가스 배기부 (104) 를 둘러싸도록 챔버 (102) 의 저면에 수지 케이스 본체 (2A) 를 설치하였다. 그 후에, 수지 케이스 본체 (2A) 의 측벽과 챔버 (102) 에 의해 형성된 공간 (S) 의 공기를 가스 배기부 (104) 에서 빼고, 수지 케이스 본체 (2A) 를 챔버 (102) 의 저면에 고정시켰다. 다음으로, 가스 공급부 (103) 를 통하여 챔버 (102) 내에 He 를 공급하고, 가스 배기부 (104) 에서 He 를 검출함으로써 수지 케이스 본체 (2A) 의 기밀성을 조사하였다.
측정한 수지 케이스 본체 (2A) 의 개수를 α0, 1 × 10-8 Pa·㎥/sec 미만의 He 누출값을 나타낸 수지 케이스 본체 (2A) 의 개수를 α 로 하면, 기밀성은 α／α0 × 100 ％ 로 부여된다. 기밀성의 값이 높을수록 기밀성이 우수한 것을 의미한다. 측정한 결과, 기밀성은 100 ％ 였다.
(실시예 9)
천판 온도를 281 ℃ 로 변경한 것 이외에는 실시예 6 과 동일하게 수지 케이스 본체 (2A) 의 성형을 실시하였다. 이 수지 케이스 본체 (2A) 의 기밀성은, 92 ％ 였다.
(실시예 10)
천판 온도를 269 ℃ 로 변경한 것 이외에는 실시예 6 과 동일하게 수지 케이스 본체 (2A) 의 성형을 실시하였다. 이 수지 케이스 본체 (2A) 의 기밀성은, 73 ％ 였다.
(비교예 4)
천판 온도를 240 ℃ 로 변경한 것 이외에는 실시예 6 과 동일하게 수지 케이스 본체 (2A) 의 성형을 실시하였다. 이 수지 케이스 본체 (2A) 의 기밀성은, 0 ％ 였다.
(실시예 11)
아토테크 재팬 주식회사 제조 Mold Prep LF 를 이용하여 조화 처리한 리드 프레임을 사용한 것 이외에는, 실시예 6 과 동일하게 수지 케이스 본체 (2A) 의 성형을 실시하였다. 이 수지 케이스 본체 (2A) 의 기밀성은, 87 ％ 였다.
산업상 이용가능성
본 발명은, 고속으로 가열, 냉각시킴으로써, 제조의 스루풋을 향상시킬 수 있는 히터, 수지 성형 장치, 수지 성형 방법 및 수지 성형체에 이용할 수 있다.
M41 : 천판
M42 : 통체 (기둥재)
M43 : 기둥부 (기둥재)
WR : 코일
P1, P2 : 냉각 통로

Claims (13)

  1. 금속제의 천판과,
    상기 천판에 형성된 금속제의 기둥재와,
    상기 기둥재의 축 주위를 둘러싸는 코일을 구비하고,
    상기 기둥재는, 그 내부에 냉각 통로를 갖는 것을 특징으로 하는 히터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 천판의 열전도율은, 상기 기둥재의 상기 코일에 인접하는 영역의 열전도율보다 높은 것을 특징으로 하는 히터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기둥재는,
    제 1 금속으로 이루어지는 통체 (筒體) 와,
    제 2 금속으로 이루어지고, 상기 통체 내에 형성된 기둥부를 갖고 있고,
    상기 제 2 금속의 열전도율은, 상기 제 1 금속의 열전도율보다 높은 것을 특징으로 하는 히터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기둥부 내에 상기 냉각 통로를 갖는 것을 특징으로 하는 히터.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 금속의 열전도율은 60 W/m·K 이하이고, 또한,
    상기 제 2 금속의 열전도율은 70 W/m·K 이상인 것을 특징으로 하는 히터.
  6. 제 1 항에 기재된 히터의 상기 천판에 수지 성형용의 요철 패턴을 형성하여 이루어지는 수지 성형 장치.
  7. 제 6 항에 기재된 수지 성형 장치의 상기 요철 패턴을 포함하는 금형 내에 수지를 주입하는 공정과,
    상기 금형을 냉각시키는 공정을 구비하고,
    상기 수지는 열가소성 수지이고,
    상기 코일에 통전이 실시되어, 상기 금형에 대한 수지 주입시의 상기 금형의 온도를 T1 (℃),
    상기 수지의 유동 개시 온도를 T2 (℃) 로 했을 경우, 이하의 관계식 ：
    T1 (℃)
    Figure pct00005
    T2 (℃) － 70 ℃
    를 만족하는 것을 특징으로 하는 수지 성형 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는, 액정성 폴리머인 것을 특징으로 하는 수지 성형 방법.
  9. 제 8 항에 기재된 수지 성형 방법에 의해 제조된 수지 성형체.
  10. 제 6 항에 기재된 수지 성형 장치의 상기 요철 패턴을 포함하는 금형 내에 인서트 부품을 삽입하는 공정과,
    상기 금형 내에 수지를 주입하는 공정과,
    상기 금형을 냉각시키는 공정을 구비하고,
    상기 수지는 열가소성 수지이고,
    상기 코일에 통전이 실시되어, 상기 금형에 대한 수지 주입시의 상기 금형의 온도를 T1 (℃),
    상기 수지의 유동 개시 온도를 T2 (℃) 로 했을 경우, 이하의 관계식 ：
    T1 (℃)
    Figure pct00006
    T2 (℃) － 70 ℃
    를 만족하는 것을 특징으로 하는 수지 성형 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 인서트 부품이, 그 표면이 흑화 처리 또는 조화 (粗化) 처리되어 있는 인서트 부품인 것을 특징으로 하는 수지 성형 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는, 액정성 폴리머인 것을 특징으로 하는 수지 성형 방법.
  13. 제 12 항에 기재된 수지 성형 방법에 의해 제조된 수지 성형체.
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