TWI423870B - 成形體之製造裝置、成形體之製造方法及成形體 - Google Patents

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Sumitomo Bakelite Co
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Description

成形體之製造裝置、成形體之製造方法及成形體
本發明係關於成形體之製造裝置、成形體之製造方法及成形體。
將粉末狀之成形材料藉由壓縮成形製造成形體(壓粉體)的成形體之製造裝置，一般係具有：成形模，係具備朝上下方向開口的筒狀之腔室；下沖頭，係具備從成形模的下側插入腔室內的下沖頭面；及上沖頭，係具備從成形模的上側插入腔室內的上沖頭面(例如，參照專利文獻1)。
這種成形體之製造裝置當中，例如於使上沖頭位於較腔室的上端開口面更上方之位置，並且使下沖頭面在腔室內位於較其上端開口面更下方之位置的狀態下，將成形材料供給至下沖頭面上的腔室內，然後藉由使上沖頭面下降的方式，利用下沖頭面和上沖頭面將成形材料壓縮成形。
以往，這種成形體之製造裝置當中，為了防止成形材料附著或固著於下沖頭面及上沖頭面等之目的，因而在對如上述腔室內供給成形材料之前，分別在下沖頭面及上沖頭面塗布脫模劑。
以往，如專利文獻1所揭示，係於使上沖頭位於較腔室的上端開口面更上方之位置，並且使下沖頭面在腔室內與其上端開口面一致的狀態下，將噴嘴帶到下沖頭和上沖頭之間，藉由從其噴嘴朝上下噴霧脫模劑的方式，分別在下沖頭面及上沖頭面脫塗布模劑。
但是，關於專利文獻1之成形體之製造裝置中，由於只能 將脫模劑塗布在下沖頭面及上沖頭面，因此無法防止成形材料附著或固著於成形模的腔室的內周面之情形。因此，造成所得之成形體的品質不良，其結果有導致生產性降低之問題。這種問題在使用附著性高的成形材料時或壓縮成型時的壓縮率高時等情況下，特別顯著。
先行技術文獻
專利文獻1 國際公開第2003/037589號
本發明之目的在於提供能以優異的生產性獲得高品質之成形體的成形體之製造方法及成形體之製造裝置、以及高品質之成形體。
這種目的係藉由下述(1)~(13)所述之本發明而達成。
(1)一種成形體之製造裝置，其係藉由將成形材料壓縮成形的方式製造成形體，其特徴為具有：成形模，係具備填充前述成形材料之朝上下方向開口的腔室；上沖頭，係具備在前述腔室內從其上端側插入，且可朝上下方向移動的上沖頭面；下沖頭，係具備在前述腔室內從其下端側插入，且可朝上下方向移動之下沖頭面；及脫模劑噴射手段，具備至少1個噴嘴孔，其朝向前述上沖頭面噴射脫模劑，並且可朝向前述下沖頭面噴射脫模劑；前述脫模劑噴射手段係以如下描述構成並為特徵：對前述腔室內填充前述成形材料之前，於前述上沖頭位於較前述腔室的上端開口面更上方之位置的狀態下，藉由朝向前述上沖頭面 噴射脫模劑的方式，將脫模劑塗布於前述上沖頭面，並且於前述下沖頭面在前述腔室內位於較其上端開口面更下方之位置的狀態下，藉由朝向前述下沖頭面噴射脫模劑的方式，將脫模劑分別塗布在前述下沖頭面及露出於較前述下沖頭面更上側之前述腔室的內周面。
(2)如申請專利範圍第1項所述之成形體之製造裝置，其中前述脫模劑噴射手段具備：上噴嘴孔，係作為前述噴嘴孔，用於將脫模劑朝向上方噴射；及下噴嘴孔，係與該上噴嘴孔作為不同體裝設，用於將前述脫模劑朝向下方噴射。
(3)如申請專利範圍第2項所述之成形體之製造裝置，其中前述脫模劑噴射手段係為使前述上噴嘴孔及前述下噴嘴孔的位置及/或姿勢可獨立變更而構成。
(4)如申請專利範圍第1項所述之成形體之製造裝置，其中前述脫模劑噴射手段係為使來自前述噴嘴孔的脫模劑的噴射方向可朝上方和下方切換而構成。
(5)如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之成形體之製造裝置，其中前述脫模劑噴射手段係為使前述噴嘴可朝上下移動而構成。
(6)如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之成形體之製造裝置，其中前述脫模劑噴射手段係為可變更前述噴嘴的姿勢而構成。
(7)如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之成形體之製造裝置，其中藉由前述脫模劑噴射手段噴射脫模劑時，前述下沖頭面和前述腔室的上端開口面之間的距離為A，藉由前述上沖頭面及前述下沖頭面將前述腔室內的前述成形材料壓 縮成型時，前述下沖頭面和前述腔室的上端開口面之間的距離為B時，A/B為0.5~1.5。
(8)如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之成形體之製造裝置，其中塗布在前述上沖頭面、前述下沖頭面及前述腔室的內周面之脫模劑的平均厚度，分別為0.001~50μm。
(9)如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之成形體之製造裝置，其中前述成形材料係形成粉末狀且含有樹脂材料者。
(10)如申請專利範圍第9項所述之成形體之製造裝置，其中前述樹脂材料係環氧系樹脂材料。
(11)如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之成形體之製造裝置，其中前述脫模劑係含有聚矽氧系之脫模劑。
(12)一種製造方法，係利用如申請專利範圍第1至11項中任一項所述之成形體之製造裝置來製造成形體的成形體之製造方法，其特徴為具有：塗布製程，其係於前述上沖頭位於較前述腔室的上端開口面更上方之位置的狀態下，藉由朝向前述上沖頭面噴射脫模劑的方式，將脫模劑塗布於前述上沖頭面，並且於前述下沖頭面在前述腔室內位於較其上端開口面更下方之位置的狀態下，藉由朝向前述下沖頭面噴射脫模劑的方式，將脫模劑分別塗布在前述下沖頭面及露出於較前述下沖頭面更上側之前述腔室的內周面；填充製程，其係將前述成形材料填充至前述腔室內；及成形製程，其係藉由前述下沖頭及前述上沖頭，將填充在 前述腔室內的前述成形材料壓縮成形。
(13)一種成形體，其特徴為利用如申請專利範圍第1至11項中任一項所述之成形體之製造裝置所製造。
以下，根據附圖說明本發明之最佳實施形態。
<第1實施形態>
首先，說明本發明之第1實施形態。
第1圖係顯示關於本發明之第1實施形態的成形體之製造裝置的全體構成之剖視圖。第2圖係於第1圖所示之成形體之製造裝置的周方向之展開圖(剖視圖)。第3圖係第1圖所示之成形體之製造裝置的一部分放大剖視圖。第4圖及第5圖係第1圖所示之成形體之製造裝置的動作之說明圖。
此外，本實施形態中，作為成形材料，係以使用半導體封裝用材料(粉末狀樹脂組成物)的情形為代表，進行說明，但本發明不限定於此，例如作為成形材料，只要是可利用壓縮成形獲得成形體者，則可使用含有各種無機材料、各種有機材料之組成物。
第1圖所示本實施形態之成形體之製造裝置1，係所謂旋轉式成形體之製造裝置(打錠機)。
如第1圖所示，這種成形體之製造裝置1係具有框架2、支撐在該框架2之可繞Z軸旋轉之軸3、及安裝在該軸3之旋轉盤4。
然後，在旋轉盤4安裝有複數之成形模5、複數之上模6、及複數之下模7。
又，如第2圖所示，在軸3周圍，上模昇降機構8、下模 昇降機構9、脫模劑塗布機構10、取出導件11、成形材料供給機構12係分別固定地(非旋轉地)設於框架2。此外，第2圖中，以後述凸緣82、92的設置位置(亦即進行後述本壓之位置)為基準(0°)，顯示繞軸線Z的角度。
這種成形體之製造裝置1中，複數之成形模5、複數之上模6及複數之下模7係一邊與旋轉盤4一起繞Z軸旋轉，一邊使上模昇降機構8隨著該旋轉盤4的旋轉，將各上模6朝上下方向移動，並且使下模昇降機構9將各下模7朝上下方向移動。
另一方面，各成形模5係對應其旋轉角度，選擇性地供以：藉由脫模劑塗布機構10塗布脫模劑，藉由成形材料供給機構(無圖示)填充成形材料。
此時，對各成形模5，選擇性地依下列順序進行：藉由脫模劑塗布機構10塗布脫模劑(脫模劑塗布製程)，藉由成形材料供給機構12填充成形材料(成形材料填充製程)，藉由上模6及下模7將填充於成形模5內的成形材料壓縮成形(壓縮成形製程)，藉由下模7之上昇而將利用壓縮成形所獲得的成形體朝成形模5外(朝上方)推出，藉由取出導件11取出經推出之成形體(成形體取出製程)。
以下，順序詳細地說明構成這種成形體之製造裝置1的各部分。
軸3係透過軸承31、32、33而被支撐在框架2，可繞垂直的軸線Z旋轉。
在這種軸3之下端部設有蝸輪34(被固著)。該蝸輪34係嚙合在藉由無圖示之驅動機構予以旋轉驅動之蝸桿35。
又，在軸3設有旋轉盤4(被固著)。
旋轉盤4具有：台座41，於其固定著複數之成形模5；上模保持部42，將複數之上模6保持成可朝上下方向移動；及下模保持部43，將複數之下模7保持成可朝上下方向移動。
在台座41將複數之成形模5設成可朝上下方向貫通。
複數之成形模5相對於軸線Z之分離距離為彼此相等(亦即設在以軸線Z為中心之同一半徑位置)，且以等間隔裝設在繞軸線Z的周方向。
各成形模5具備朝上下方向開口之腔室51。
本實施形態中，腔室51係形成朝上下方向延伸之圓柱形。亦即，腔室51的横剖面形成圓形，並且腔室51的横剖面積在朝上下方向之大致全區域呈一定。此外，腔室51的横剖面形狀係根據作為目的之成形體的形狀等而決定者，不限定為圓形，例如橢圓形、多角形等皆可。又，腔室51的横剖面積亦可具有局部地放大或縮小之部分。
在這種腔室51的內部，藉由成形材料供給機構12供給(填充)成形材料。
成形材料供給機構12具有供給部122，其具備承接來自無圖示之漏斗供給的成形材料之凹部121。
該供給部122係設在以軸線Z為中心，與成形模5為同一半徑之位置，且在繞軸線Z的周方向設在預定位置。又，供給部122係可在旋轉盤4的台座41上面滑動。
然後，凹部121係朝下方開口。
在這種成形材料供給機構12，當腔室51被帶到凹部121的下方時、凹部121內的成形材料朝腔室51內落下填充。
作為成形材料，只要是可利用壓縮成形獲得成形體者，則 未有特別限定，但例如於製造半導體封裝用之平板時，則使用含有硬化性樹脂及硬化劑所構成之成形材料(樹脂組成物)。
作為硬化性材料，例如可舉出酚酚醛樹脂、甲酚酚醛樹脂、雙酚A型酚醛樹脂等酚醛樹脂、可溶型苯酚樹脂等苯酚樹脂、苯酚酚醛型環氧樹脂、甲酚酚醛型環氧樹脂等酚醛型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂等雙酚型環氧樹脂、對苯二酚(氫醌)型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、二苯乙烯型環氧樹脂、三酚甲烷型環氧樹脂、烷基改性三酚甲烷型環氧樹脂、含三氮雜苯核環氧樹脂、雙環戊二烯改性苯酚型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、具有伸苯基及/或聯苯骨架之酚芳烷基型環氧樹脂、具有伸苯基及/或聯苯骨架之萘酚芳烷基型環氧樹脂等芳烷基型環氧樹脂等環氧樹脂、脲(尿素)樹脂、三聚氫胺樹脂等具有三氮雜苯環之樹脂、不飽和聚酯樹脂、雙馬來聚醯亞胺樹脂、聚氨基甲酸酯樹脂、苯二酸二烯丙酯樹脂、聚矽氧樹脂、具有苯並噁嗪環之樹脂、氰酸酯樹脂等，該等之中可單獨使用1種或組合2種以上使用，但較佳為使用環氧樹脂。
又，前述成形材料形成粉末狀者時，成形體之製造裝置1可獲得壓粉體作為成形體。又，前述成形材料形成粉末狀者時，或成形的粉體之軟化溫度低時，或前述樹脂材料為含有環氧系樹脂材料者時，成形材料於壓縮成形之際，容易固著在後述上沖頭面621、下沖頭面721及腔室51的內周面。因而，於這種情形下應用本發明，其效果顯著。
又，作為硬化劑，例如二乙烯二胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)、間苯二甲胺(MXDA)等脂肪族聚胺、二氨基二苯甲 烷(DDM)、m-苯二胺(MPDA)、二氨基二苯碸(DDS)等芳香族聚胺之外，可舉出含有二氰二胺(DICY)、有機酸二醯肼等聚胺化合物等胺系硬化劑、酚醛樹脂、酚聚合物等酚系硬化劑(具有酚性羥基之硬化劑)、六氫苯酐(HHPA)、甲基四氫苯酐(MTHPA)等脂環族酸酐(液狀酸酐)、偏苯三酸酐(TMA)、苯均四甲酸二酐(PMDA)、二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)等芳香族酸酐等酸酐系硬化劑、聚醯胺樹脂、聚硫樹脂，該等之中可單獨使用1種或組合2種以上使用，但特別是使用環氧樹脂作為上述硬化性樹脂時，較佳為使用酚醛系硬化劑(具有酚醛性羥基之硬化劑)。
此外，在半導體封裝用之平板的成形材料，亦可含有上述硬化性樹脂以外的樹脂或無機填充劑，亦可含有硬化促進劑、耦合劑、著色劑、阻燃劑、低應力劑、抗氧化劑等各種添加劑。
在這種用於固定複數之成形模5的台座41上側，設有上模保持部42。
在上模保持部42，將複數之上模6設成可朝上下方向移動。
複數之上模6係對應於前述複數之成形模5而裝設，可分別從上側插入對應之成形模5的腔室51內。
亦即，複數之上模6相對於軸線Z的分離距離，係與前述成形模5和軸線Z之分離距離為同距離，且彼此相等(亦即設在以軸線Z為中心之同一半徑位置)，且以和複數之成形模5的間距為同間距，等間隔地裝設在前述繞軸線Z的周方向。
如第2圖所示，各上模6係由上模本體61、裝設在該上模本體61之上沖頭62所構成。
上模本體61係設成可對上模保持部42朝上下方向滑動。
在該上模本體61的下部裝設有上沖頭62。
上沖頭62具備設在其下端之上沖頭面621(參照第3圖)。該上沖頭面621係於對應於其之腔室51內，從其上端側插入且可朝上下方向移動者。
以對於這種保持複數之上模6的上模保持部42，隔著前述台座41相對向的方式，設有下模保持部43。亦即，在台座41的下側設有下模保持部43。
在下模保持部43，將複數之下模7設成可朝上下方向移動。
複數之下模7係對應於前述複數之成形模5而裝設，可分別從下側插入對應之成形模5的腔室51內。
亦即，複數之下模7相對於軸線Z的分離距離，係與前述成形模5和軸線Z之分離距離為同距離，且彼此相等(亦即設在以軸線Z為中心之同一半徑位置)，且以和複數之成形模5的間距為同間距，等間隔地裝設在前述繞軸線Z的周方向。
如第2圖所示，各下模7係由下模本體71、裝著在該下模本體71之下沖頭72所構成。
下模本體71係設成可對下模保持部43朝上下方向滑動。
在該下模本體71的上部裝設有下沖頭72。
下沖頭72具備設在其上端之下沖頭面721(參照第3圖)。 該下沖頭面721係於對應於其之腔室51內，從其下端側插入且可朝上下方向移動者
這種各上模6係藉由上模昇降機構8，朝上下方向移動，且各下模7係藉由下模昇降機構9，朝上下方向移動。
上模昇降機構8具有導軌81、凸緣82、83。
導軌81係於軸3的周圍，沿著周方向裝設。
該導軌81係卡合在前述各上模6的上端部，並由其卡合部的上下方向之位置在周方向變化而形成。因而，導軌81係隨著旋轉盤4的旋轉，使各上模6朝上下方向移動。
凸緣82、83係分別設在前述導軌81的端部或途中的預定位置。
該凸緣82、83係分別具有將上模6朝下方推壓之功能。
下模昇降機構9具有導軌91及凸緣92、93、94。
導軌91係於軸3的周圍，沿著周方向裝設。
該導軌91卡合在前述各下模7的下端部，並由形成其卡合部的上下方向之位置在周方向變化而形成。因而，導軌91係隨著旋轉盤4的旋轉，使各下模7朝上下方向移動。
凸緣92、93、94係分別設在前述導軌91的端部或途中的預定位置。
該凸緣92、93、94係分別具有將上模6朝下方推壓之功能。特別是凸緣92係對應於前述凸緣82(以隔著旋轉盤4相對向的方式)裝設。又，凸緣93係對應於前述凸緣83(以隔著旋轉盤4呈相對向)裝設。
如此地，凸緣82及凸緣92成對，且凸緣83及凸緣93成對。
以下詳述，凸緣83、93係對於上模6(上沖頭62)及下模7(下沖頭72)，賦予將成形模5的腔室51內之成形材料預備地壓縮成形(預壓)之推壓力者。又，凸緣82、92係於前述預壓後，對於上模6(上沖頭62)及下模7(下沖頭72)， 賦予將成形模5的腔室51內之成形材料最終地壓縮成形(本壓)之推壓力者。
又，凸緣94係對於下模7(下沖頭72)，賦予將藉由壓縮成形獲得之成形體朝腔室51外推出之推壓力者。
對於這種凸緣94，在後段側(第2圖之右側)，於旋轉盤4的台座41上設有取出導件11。
該取出導件11係固定地設置在框架2，用於將藉由前述凸緣94之推壓力而被推出在成形模5上之成形體M，朝旋轉盤4外的預定位置引導者。
對於這種取出導件11，在後段側(第2圖之右側)設有脫模劑塗布機構10的噴嘴101。
在此，根據第3圖針對脫模劑塗布機構10詳細地說明
該脫模劑塗布機構10係可朝向前述上沖頭面621噴射脫模劑L，並且朝向下沖頭面721噴射脫模劑L者。
特別是該脫模劑塗布機構(脫模劑噴射手段)10，係如以下詳述，其係在對腔室51內填充成形材料之前，將脫模劑L分別塗布在上沖頭面621、下沖頭面721及腔室51的內周面者。
具體而言，脫模劑塗布機構10係為：於上沖頭62位於較腔室51的上端開口面更上方之位置的狀態下，藉由朝向上沖頭面621噴射脫模劑L，而將脫模劑L塗布在上沖頭面621，並且於下沖頭面721在腔室51內，位於較其上端開口面更下方之位置的狀態下，藉由朝向下沖頭面721噴射脫模劑L，而將脫模劑分別塗布在下沖頭面721及露出於較下沖頭面721更上側之腔室51的內周面而構成。
本實施形態中，朝向上沖頭面621噴射脫模劑L時，同時進行朝向下沖頭面721噴射脫模劑L。
藉此，在成形材料之壓縮成形之前，可將脫模劑L分別塗布在上沖頭面621、下沖頭面721及腔室51的內周面。因此，可防止成形材料附著或固著在上沖頭面621、下沖頭面721及腔室51的內周面。其結果可防止所獲得之成形體發生線條、缺損等。
如第3圖所示，這種脫模劑塗布機構(脫模劑噴射手段)10具備噴嘴101、脫模劑供給裝置102。
噴嘴101係形成長條狀，其前端部係設在與成形模5以軸線Z為中心之同一半徑位置，且在繞軸線Z的周方向之預定位置，設在面對台座41和上模保持部42之間。
在該噴嘴101的前端部，設有朝上方開口之噴嘴孔(上噴嘴孔)103、朝下方開口之噴嘴孔(下噴嘴孔)104。
噴嘴孔103係朝向上方噴射脫模劑(噴霧)者，噴嘴孔104係與噴嘴孔103作為不同體裝設，朝向下方噴射(噴霧)脫模劑者。
又，在噴嘴101內，沿著其長邊方向形成有分別連通在噴嘴孔103、104之流路。該當流路係脫模劑流通之流路，並接續於脫模劑供給裝置102。
本實施形態中，噴嘴101係透過無圖示之調整機構而被支撐在框架2，可朝上下方向移動，並且可變更姿勢。
亦即，脫模劑塗布機構10係構成為噴嘴孔103、104可朝上下移動，並且可變更噴嘴孔103、104的姿勢。
利用使噴嘴孔103、104上下移動的方式，使噴嘴孔103 和上沖頭面621之距離及噴嘴孔104和下沖頭面721之距離各自最適當化，而能將脫模劑L分別塗布在上沖頭面621、下沖頭面721及腔室51的內周面。
又，利用變更噴嘴孔103、104的姿勢之方式，即使於變更了成形條件的情形下，仍可將脫模劑L均勻且確實地分別塗布在上沖頭面621、下沖頭面721及腔室51的內周面。
脫模劑供給裝置102係為將脫模劑(脫模劑溶液)供給至噴嘴101者。該脫模劑供給裝置102只要是可從噴嘴101的各噴嘴孔103、104噴射脫模劑者，則未有特別限定，但例如可包含以下構件而構成：收納脫模劑之槽、一邊對該槽內的脫模劑加壓一邊供給至噴嘴101之泵、以及調整該泵的加壓力之閥等調整機構。
脫模劑係依使用之成形材料而決定，只要是可對成形材料發揮脫模性者，則未有特別限定，但例如可舉出有機聚矽氧烷等聚矽氧系脫模劑、聚四氟乙烯等氟系脫模劑、聚乙烯醇等醇系脫模劑、石蠟、高級脂肪酸、高級脂肪酸金屬鹽、酯蠟、聚烯烴蠟、聚乙烯、聚氧化乙烯等蠟類等，可單獨使用該等中之1種或組合2種以上使用。
其中又以使用聚矽氧系脫模劑作為脫模劑較佳，特別是使用羧基改性二甲基聚矽氧烷較佳。這種脫模劑對成形材料之脫模性優異。因而，可確實地防止成形材料固著或附著於上沖頭面621、下沖頭面721及腔室51的內周面。而且，有不易對所獲得之成形體造成影響之優點。
這種脫模劑的性狀係無特別限定者，例如可使用低黏度液體、高黏度液體或粉末狀固體。又，這種脫模劑可直接使用液 體狀者，或者使用溶劑使液體狀或固體狀者稀釋或溶解來使用。
作為這種溶劑，只要是可溶解脫模劑者，則未有特別限定，例如可使用己烷、戊烷、氫氟醚、十氟戊烷等一般溶劑。其中又以使用戊烷(更具體而言為n-戊烷)作為溶劑較佳。由於戊烷和聚矽氧系脫模劑之相溶性優異，因此於使用戊烷中溶解有聚矽氧系脫模劑之脫模劑(脫模劑溶液)時，可將脫模劑均勻地稀釋、噴霧。又，由於戊烷的揮發性極高，脫模劑溶液中的溶劑在脫模劑溶液噴霧後迅速地揮發，因此可防止溶劑混入製品(成形體)。
脫模劑係於以烏氏黏度計(Ubbelohde Viscometer)測定之25℃之動態黏度為3×10-3 m2 /s以上的高黏度液體或粉末狀固體時，於溶解在溶劑中的(作為脫模劑溶液)狀態下使用較佳。於該情形下，脫模劑和溶劑之使用比例為，只要脫模劑溶解於溶劑中，則未有特別限定，但脫模劑相對於溶劑為0.01~10重量%較佳，0.05~5重量%更佳，0.1~3重量%又更佳。藉此，噴射等之噴霧較容易，能將脫模劑塗布的薄且均勻。又，脫模劑係於以烏氏黏度計測定之25℃之動態黏度為未達3×10-3 m2 /s之低黏度液體時，可直接使用脫模劑，但亦可因應必要而於溶解在溶劑中的(作為脫模劑溶液)狀態下使用。於該情形下，脫模劑和溶劑之使用比例為，只要脫模劑溶解於溶劑中，則未有特別限定，但脫模劑相對於溶劑為0.1~50重量%較佳，1~20重量%更佳。藉此，能將脫模劑塗布的薄且均勻，並且能抑制溶劑使用量。
接著，以使用如前述構成之成形體之製造裝置1來製造成 形體的情形作為一例，說明關於本發明的成形體之製造方法。
在成形體之製造裝置1，各成形模5係與對應其之上沖頭62及下沖頭72，一起隨著旋轉盤4的繞Z軸之旋轉而旋轉，且配合其旋轉角度，順序進行脫模劑塗布製程、成形材料填充製程、壓縮成形製程、成形體取出製程。
亦即，使用成形體之製造裝置1的成形體之製造方法係具有〔1〕脫模劑塗布製程、〔2〕成形材料填充製程、〔3〕壓縮成形製程、〔4〕成形體取出製程。
以下，關於各製程依序進行詳細說明。
〔1〕脫模劑塗布製程
首先，如第4圖(a)所示，將脫模劑L塗布於上沖頭面621、下沖頭面721及腔室51的內周面511。
此時，成形模5、上沖頭62及下沖頭72的繞軸線Z之旋轉角度為120°。
又，上沖頭62的上沖頭面621係藉由上模昇降機構8的導軌81之作用，而位於較成形模5的上端開口面更上方之位置(分離)。又，下沖頭面721的下沖頭面721係藉由下模昇降機構9的導軌91之作用，而於成形模5內位於較其上端開口面更下方之位置。
又，噴嘴101的前端部被帶到面對上沖頭面621和下沖頭面721之間。
基於這種成形模5、上沖頭62、下沖頭72及噴嘴101之配置，從噴嘴101的噴嘴孔103朝上方(朝向上沖頭面621)噴射脫模劑，並且從噴嘴孔103朝下方(朝向下沖頭面721)噴射脫模劑。
藉此，從噴嘴101的噴嘴孔103噴射之脫模劑，被塗布於上沖頭面621。又，如上述，由於下沖頭面721的下沖頭面721係於成形模5內位於較其上端開口面更下方之位置，因此從噴嘴孔103噴射之脫模劑，不僅塗布於下沖頭面721，也塗布於成形模5的腔室51的內周面511之中，露出在較下沖頭面721更上方之部分。
本製程中，於脫模劑塗布機構10噴射脫模劑L時，下沖頭面721和腔室51的上端開口面之間的距離為A，藉由上沖頭面621及下沖頭面721將腔室51內之成形材料m壓縮成型時(後述製程〔3〕之本壓時)，下沖頭面721和腔室51的上端開口面之間的距離為B時，A/B為0.5~1.5較佳，0.7~1.2更佳。藉此，可更確實地防止後述製程〔3〕後，成形材料m附著或固著於腔室51的內周面。
又，成形材料m填充到腔室51內時(後述製程〔2〕的分量時)，下沖頭面721和腔室51的上端開口面之間的距離為C時，A/C為0.4~1.2較佳，0.5~1.0更佳。藉此，在後述製程〔2〕，可將脫模劑L塗布於腔室51的內周面之中的成形材料m接觸之部分。
又，被塗布於上沖頭面621、下沖頭面721及腔室51的內周面511之脫模劑L的厚度(平均厚度)，各自無特別限定，但0.001~50μm較佳，0.01~50μm更佳，0.05~10μm又更佳。藉此，一邊可防止脫模劑L對最終獲得之成形體M之不良影響，一邊可防止成形材料m附著或固著在上沖頭面621、下沖頭面721及腔室51的內周面511。此外，相關之脫模劑L(脫模劑L之層)的厚度，亦可利用各種厚度測量裝置實測，亦可 從上沖頭面621、下沖頭面721及腔室51的內周面511之表面積、脫模劑L的溶劑稀釋率及供給量算出。
〔2〕成形材料填充製程
接著，將成形材料m填充於腔室51內。
更具體而言，首先，如第4圖(b)所示，開始對腔室51內填充成形材料m。
此時，成形模5、上沖頭62及下沖頭72之繞軸線Z的旋轉角度為180°。
又，上沖頭62的上沖頭面621係藉由上模昇降機構8的導軌81之作用，而位於較成形模5的上端開口面更上方之位置(分離)。又，下沖頭72的下沖頭面721係藉由下模昇降機構9的導軌91之作用，而在成形模5內位於較其上端開口面更下方之位置。
又，成形模5的腔室51被帶到成形材料供給機構12的凹部121之下方。藉此，凹部121內的成形材料落下且被填充於腔室51內。
然後，如第4圖(c)所示，進行腔室51內的成形材料m之分量，結束對腔室51內填充成形材料m。
此時，成形模5、上沖頭62及下沖頭72之繞軸線Z的旋轉角度為255°。
又，下沖頭72的下沖頭面721係藉由下模昇降機構9的導軌91之作用，將位置調整到形成配合所期望之成形材料的分量之高度(上下方向之位置)。
〔3〕壓縮成形製程
接著，藉由上沖頭62及下沖頭72，將被填充在腔室51 內的成形材料m壓縮成形。
更具體而言，首先，如第5圖(a)所示，藉由上沖頭62及下沖頭72預備地進行加壓(預壓)。
此時，成形模5、上沖頭62及下沖頭72之繞軸線Z的旋轉角度為315°。
又，上模6(上沖頭62)及下模7(下沖頭72)係藉由凸緣83、93之作用，被朝互相接近的方向推壓。藉此，成形模5的腔室51內之成形材料被預備地壓縮成形(預壓)。
然後，如第5圖(b)所示，藉由上沖頭62及下沖頭72，以較上述預壓高的壓力進行加壓(本壓)。
此時，成形模5、上沖頭62及下沖頭72之繞軸線Z的旋轉角度為360°(0°)。
又，上模6(上沖頭62)及下模7(下沖頭72)係藉由凸緣82、92之作用，進一步朝互相接近的方向被推壓。藉此，成形模5的腔室51內之成形材料被最終地壓縮成形(本壓)。
本製程中，藉由凸緣82、92對上沖頭面621及下沖頭面721之推壓力，未有特別限定，但150~1000MPa較佳，250~700MPa更佳，300~600MPa又更佳。
又，藉由凸緣82、92對上沖頭面621及下沖頭面721之推壓時間，未有特別限定，但可在旋轉盤4藉由旋轉速度進行調整。
又，本製程之處理溫度未有特別限定，但15~30℃較佳，18~28℃更佳，20~25℃又更佳。
如以上方式，藉由上沖頭62及下沖頭72將腔室51內的成形材料m壓縮成形。藉此，獲得成形體M。
〔4〕成形體取出製程
接著，如第5圖(c)所示，從腔室51取出成形體M。
更具體地說明，首先，使上沖頭面621上昇至比取出導件11上端更上方，並且使下沖頭面721上昇至與腔室51的上端開口面一致。
藉此，成形體M朝腔室51外部被推出。
於該狀態下，隨著旋轉盤4的旋轉，被推出的成形體M抵接在取出導件11，且被導引向旋轉盤4外的預定位置。
如此地，從腔室51取出成形體M。
藉由如以上說明，成形體之製造裝置1(本發明之成形體之製造方法)可製造成形體M。
而且，順序重複如前述之製程，可連續地製造成形體M。而且，連續地製造成形體M時，可以每次進行脫模劑塗布製程，也可以數次(數旋轉)進行1次。
根據如以上說明的成形體之製造裝置1(本發明之成形體之製造方法)，在成形材料m的壓縮成形之前，可將脫模劑L分別塗布在上沖頭面621、下沖頭面721及腔室51的內周面。因此，可防止成形材料m附著或固著於上沖頭面621、下沖頭面721及腔室51的內周面。其結果可使所獲得之成形體M為高品質者。
特別是本實施形態中，脫模劑塗布機構10具有上方噴射用及下方噴射用之2個獨立的噴嘴孔103、104，因此可同時地進行對上沖頭面621、下沖頭面721及腔室51的內周面塗布脫模劑L。因此，可縮短對該等塗布脫模劑L時所需要的時間，使成形體M之生產性提高。
如此地，關於本發明的成形體之製造裝置1(本發明的成形體之製造方法)，可獲得優異的生產性且高品質之成形體M。
<第2實施形態>
接著，說明本發明之第2實施形態。
第6圖係關於本發明之第2實施形態的成形體之製造裝置的一部分放大剖視圖。
以下，針對第2實施形態，以與前述第1實施形態之相異點為中心進行說明，針對同様的事項，省略其說明。此外，第6圖中，針對與前述第1實施形態同様的構成，附加同一符號。
本實施形態的成形體之製造裝置1A係具備脫模劑塗布機構(脫模劑噴射手段)10A。
如第6圖所示，該脫模劑塗布機構10A具備2個噴嘴105、107。
噴嘴105係形成長條狀，其前端部朝向上方彎曲。
在該噴嘴105的前端面，設有朝上方開口之噴嘴孔(上噴嘴孔)106。
該噴嘴孔106係朝向上方噴射脫模劑者。又，在噴嘴105內，沿著其長邊方向形成有連通在噴嘴孔106之流路。
另一方面，噴嘴107係形成長條狀，其前端部朝向下方彎曲。
在該噴嘴107的前端面，設有朝下方開口之噴嘴孔(上噴嘴孔)108。
該噴嘴孔108係朝向下方噴射脫模劑者。又，在噴嘴107內，沿著其長邊方向形成有連通在噴嘴孔108之流路。
本實施形態中，噴嘴105係透過無圖示之第1調整機構而 被支撐在框架2，可朝上下方向移動，並且可變更姿勢。亦即，脫模劑塗布機構10A係為噴嘴孔106可朝上下移動，並且可變更噴嘴孔106的姿勢而構成。
另一方面，噴嘴107係透過無圖示之第2調整機構而被支撐在框架2，可朝上下方向移動，並且可變更姿勢。亦即，脫模劑塗布機構10A係為噴嘴孔108可朝上下移動，並且可變更噴嘴孔108的姿勢而構成。
如此地，脫模劑塗布機構10A係為可獨立變更噴嘴孔106及噴嘴孔108之位置及/或姿勢，因此即使變更了成形條件時，仍可將脫模劑L分別均勻且確實地塗布於上沖頭面621、下沖頭面721及腔室51的內周面而構成。
藉由關於如以上說明之第2實施形態的成形體之製造裝置1A，亦可發揮與前述第1實施形態的成形體之製造裝置1同様的效果。
<第3實施形態>
第7圖係關於本發明的第3實施形態之成形體之製造裝置的一部分放大剖視圖。
以下，針對第3實施形態，以與前述第1實施形態之相異點為中心進行說明，且針對同様的事項省略其說明。此外，第7圖中，針對與前述第1實施形態同様的構成，附加同一符號。
本實施形態的成形體之製造裝置1B具備脫模劑塗布機構(脫模劑噴射手段)10B。
如第7圖所示，該脫模劑塗布機構10B具備噴嘴109。
噴嘴109係形成長條狀，其前端部彎曲。
在該噴嘴109的前端面設有開口的噴嘴孔110。又，在噴 嘴109內，沿著其長邊方向形成有連通在噴嘴孔110之流路。
本實施形態中，噴嘴109係透過無圖示之調整機構而被支撐在框架2，可朝上下方向移動，並且可變更姿勢。亦即，脫模劑塗布機構10B係為噴嘴孔110可朝上下移動，並且可變更噴嘴孔110的姿勢而構成。
特別是脫模劑塗布機構10B係為可將來自噴嘴孔110的脫模劑L之噴射方向，切換成上方和下方而構成。藉此，謀求脫模劑塗布機構10B之小型化，並且可將脫模劑L順序第塗布在上沖頭面621及下沖頭面721。
使用這種脫模劑塗布機構10B時，在藉由噴嘴孔110朝上方(上沖頭面621)噴射脫模劑L和藉由噴嘴孔110朝下方(下沖頭面721)噴射脫模劑L之前後，未有特別限定。
若藉由噴嘴孔110朝上方噴射脫模劑L，係早於藉由噴嘴孔110朝下方噴射脫模劑L時，可使其與前述第1實施形態的〔4〕成形體取出製程一致或重複。於該情形下，可在〔4〕成形體取出製程後，進行藉由噴嘴孔110朝下方噴射脫模劑L。如此地，以進行切換藉由噴嘴孔110朝上方噴射脫模劑L和藉由噴嘴孔110朝下方噴射脫模劑L的方式，可使脫模劑塗布製程獨立且佔用時間短，謀求成形體製造的效率化。
另一方面，若藉由噴嘴孔110朝上方噴射脫模劑L，係晚於藉由噴嘴孔110朝下方噴射脫模劑L時，可使其與前述第1實施形態的〔2〕成形材料填充製程一致或重複。於該情形下，可在〔2〕成形材料填充製程前，結束藉由噴嘴孔110朝下方噴射脫模劑L。如此地，以進行切換藉由噴嘴孔110朝上方噴射脫模劑L和藉由噴嘴孔110朝下方噴射脫模劑L的方式，亦 可使脫模劑塗布製程獨立且佔用時間短，而謀求成形體製造效率化。
根據關於如以上說明之第3實施形態的成形體之製造裝置1B，亦可發揮與前述第1實施形態的成形體之製造裝置1同様的效果。
以上，已針對圖示之實施形態說明本發明的成形體之製造裝置、成形體之製造方法及成形體，但本發明並非受限定於其者，可將構成成形體之製造裝置等的各部分，置換為可發揮同様功能之任意構成者。又，亦可附加任意構成物。
產業上之可利用性
本發明的成形體之製造裝置，係藉由將成形材料壓縮成形而製造成形體。特別是本發明的成形體之製造裝置具有：成形模，係具備填充前述成形材料之朝上下方向開口的腔室；上沖頭，係具備在前述腔室內從其上端側插入，且可朝上下方向移動的上沖頭面；下沖頭，係具備在前述腔室內從其下端側插入，且可朝上下方向移動的下沖頭面；及脫模劑噴射手段，係具備至少1個噴嘴孔，其朝向前述上沖頭面噴射脫模劑，並且可朝向前述下沖頭面噴射脫模劑；前述脫模劑噴射手段係為：對前述腔室內填充前述成形材料之前，於前述上沖頭位於較前述腔室的上端開口面更上方之位置的狀態下，藉由朝向前述上沖頭面噴射脫模劑的方式，將脫模劑塗布於前述上沖頭面，並且於前述下沖頭面在前述腔室內位於較其上端開口面更下方之位置的狀態下，藉由朝向前述下沖頭面噴射脫模劑的方式，將脫模劑分別塗布在前述下沖頭面及露出於較前述下沖頭面更上側之前述腔室的內周面。藉此，於成形材料之壓縮成形之 前，可將脫模劑分別塗布在上沖頭面、下沖頭面及腔室的內周面。因此，可防止成形材料對上沖頭面、下沖頭面及腔室的內周面之固著。其結果可獲得高品質之成形體。因而具有產業上之可利用性。
1、1A、1B‧‧‧成形體製造裝置
2‧‧‧框架
3‧‧‧軸
4‧‧‧旋轉盤
5‧‧‧成形模
6‧‧‧上模
7‧‧‧下模
8‧‧‧上模昇降機構
9‧‧‧下模昇降機構
10、10A、10B‧‧‧脫模劑塗布機構(脫模劑噴射手段)
11‧‧‧取出導件
12‧‧‧成形材料供給機構
31、32、33‧‧‧軸承
34‧‧‧蝸輪
35‧‧‧蝸桿
41‧‧‧台座
42‧‧‧上模保持部
43‧‧‧下模保持部
51‧‧‧腔室
62‧‧‧上沖頭
71‧‧‧下模本體
72‧‧‧下沖頭
81、91‧‧‧導軌
82、83、92~94‧‧‧凸緣
101、105、107、109‧‧‧噴嘴
102‧‧‧脫模劑供給裝置
103、106‧‧‧噴嘴孔(上噴嘴孔)
104‧‧‧噴嘴孔(下噴嘴孔)
108、110‧‧‧噴嘴孔
121‧‧‧凹部
511‧‧‧內周面
621‧‧‧上沖頭面
721‧‧‧下沖頭面
A、B、C‧‧‧距離
L‧‧‧脫模劑
m‧‧‧成形材料
M‧‧‧成形體
Z‧‧‧軸線
第1圖係顯示關於本發明之第1實施形態的成形體之製造裝置的全體構成之剖視圖。
第2圖係於第1圖所示之成形體之製造裝置的周方向之展開圖(剖視圖)。
第3圖係第1圖所示之成形體之製造裝置的一部分放大剖視圖。
第4圖係第1圖所示之成形體之製造裝置的動作之說明圖。
第5圖係第1圖所示之成形體之製造裝置的動作之說明圖。
第6圖係關於本發明之第2實施形態的成形體之製造裝置的一部分放大剖視圖。
第7圖係關於本發明之第3實施形態的成形體之製造裝置的一部分放大剖視圖。
5‧‧‧成形模
10‧‧‧脫模劑塗布機構(脫模劑噴射方法)
41(4)‧‧‧台座(旋轉盤)
51‧‧‧腔室
62‧‧‧上沖頭
72‧‧‧下沖頭
101‧‧‧噴嘴
102‧‧‧脫模劑供給裝置
103‧‧‧噴嘴孔(上噴嘴孔)
104‧‧‧噴嘴孔(下噴嘴孔)
511‧‧‧內周面
621‧‧‧上沖頭面
721‧‧‧下沖頭面
A‧‧‧距離
L‧‧‧脫模劑

Claims (14)

  1. 一種成形體之製造裝置，其係藉由將成形材料壓縮成形的方式製造成形體，其特徴為具有：成形模，係具備填充前述成形材料之朝上下方向開口的腔室；上沖頭，係具備在前述腔室內從其上端側插入，且可朝上下方向移動的上沖頭面；下沖頭，係具備在前述腔室內從其下端側插入，且可朝上下方向移動的下沖頭面；及脫模劑噴射手段，係具備至少1個噴嘴孔，其朝向前述上沖頭面噴射脫模劑，並且可朝向前述下沖頭面噴射脫模劑；前述脫模劑噴射手段係構成為：對前述腔室內填充前述成形材料之前，於前述上沖頭位於較前述腔室的上端開口面更上方之位置的狀態下，藉由朝向前述上沖頭面噴射脫模劑的方式，將脫模劑塗布於前述上沖頭面，並且於前述下沖頭面在前述腔室內位於較其上端開口面更下方之位置的狀態下，藉由朝向前述下沖頭面噴射脫模劑的方式，將脫模劑分別塗布在前述下沖頭面及露出於較前述下沖頭面更上側之前述腔室的內周面；且前述脫模劑噴射手段係構成為使來自前述噴嘴孔的脫模劑的噴射方向可朝上方和下方切換。
  2. 一種成形體之製造裝置，其係藉由將成形材料壓縮成形的方式製造成形體，其特徴為具有：成形模，係具備填充前述成形材料之朝上下方向開口的腔室；上沖頭，係具備在前述腔室內從其上端側插入，且可朝上下方向移動的上沖頭面； 下沖頭，係具備在前述腔室內從其下端側插入，且可朝上下方向移動的下沖頭面；及脫模劑噴射手段，係具備至少1個噴嘴孔，其朝向前述上沖頭面噴射脫模劑，並且可朝向前述下沖頭面噴射脫模劑；前述脫模劑噴射手段係構成為：對前述腔室內填充前述成形材料之前，於前述上沖頭位於較前述腔室的上端開口面更上方之位置的狀態下，藉由朝向前述上沖頭面噴射脫模劑的方式，將脫模劑塗布於前述上沖頭面，並且於前述下沖頭面在前述腔室內位於較其上端開口面更下方之位置的狀態下，藉由朝向前述下沖頭面噴射脫模劑的方式，將脫模劑分別塗布在前述下沖頭面及露出於較前述下沖頭面更上側之前述腔室的內周面；且前述脫模劑噴射手段係為使前述噴嘴可朝上下移動而構成。
  3. 一種成形體之製造裝置，其係藉由將成形材料壓縮成形的方式製造成形體，其特徴為具有：成形模，係具備填充前述成形材料之朝上下方向開口的腔室；上沖頭，係具備在前述腔室內從其上端側插入，且可朝上下方向移動的上沖頭面；下沖頭，係具備在前述腔室內從其下端側插入，且可朝上下方向移動的下沖頭面；及脫模劑噴射手段，係具備至少1個噴嘴孔，其朝向前述上沖頭面噴射脫模劑，並且可朝向前述下沖頭面噴射脫模劑；前述脫模劑噴射手段係構成為：對前述腔室內填充前述成形材料之前，於前述上沖頭位於較前述腔室的上端開口面更上方之位置的狀態下，藉由朝向前述上沖頭面噴射脫模劑的方 式，將脫模劑塗布於前述上沖頭面，並且於前述下沖頭面在前述腔室內位於較其上端開口面更下方之位置的狀態下，藉由朝向前述下沖頭面噴射脫模劑的方式，將脫模劑分別塗布在前述下沖頭面及露出於較前述下沖頭面更上側之前述腔室的內周面；且前述脫模劑噴射手段係構成為可變更前述噴嘴的姿勢。
  4. 如申請專利範圍第1項之成形體之製造裝置，其中前述脫模劑噴射手段具備：上噴嘴孔，其作為前述噴嘴孔，用於將脫模劑朝向上方噴射；及下噴嘴孔，其與該上噴嘴孔作為不同體裝設，用於將前述脫模劑朝向下方噴射。
  5. 如申請專利範圍第4項之成形體之製造裝置，其中前述脫模劑噴射手段係為使前述上噴嘴孔及前述下噴嘴孔的位置及/或姿勢可獨立變更而構成。
  6. 如申請專利範圍第1項之成形體之製造裝置，其中前述脫模劑噴射手段係為使前述噴嘴可朝上下移動而構成。
  7. 如申請專利範圍第1項之成形體之製造裝置，其中前述脫模劑噴射手段係構成為可變更前述噴嘴的姿勢。
  8. 如申請專利範圍第1項之成形體之製造裝置，其中藉由前述脫模劑噴射手段噴射脫模劑時，前述下沖頭面和前述腔室的上端開口面之間的距離為A，藉由前述上沖頭面及前述下沖頭面將前述腔室內的前述成形材料壓縮成型時，前述下沖頭面和前述腔室的上端開口面之間的距離為B時，A/B為0.5~1.5。
  9. 如申請專利範圍第1項之成形體之製造裝置，其中塗布在前述上沖頭面、前述下沖頭面及前述腔室的內周面之脫模劑的平均厚度，分別為0.001~50μm。
  10. 如申請專利範圍第1項之成形體之製造裝置，其中前述成形材料係形成粉末狀且含有樹脂材料者。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之成形體之製造裝置，其中前述樹脂材料係環氧系樹脂材料。
  12. 如申請專利範圍第1項之成形體之製造裝置，其中前述脫模劑係含有聚矽氧系之脫模劑。
  13. 一種製造方法，係利用如申請專利範圍第1至12項中任一項之成形體之製造裝置來製造成形體的成形體之製造方法，其特徴為具有：塗布製程，其係於前述上沖頭位於較前述腔室的上端開口面更上方之位置的狀態下，藉由朝向前述上沖頭面噴射脫模劑的方式，將脫模劑塗布於前述上沖頭面，並且於前述下沖頭面在前述腔室內位於較其上端開口面更下方之位置的狀態下，藉由朝向前述下沖頭面噴射脫模劑的方式，將脫模劑分別塗布在前述下沖頭面及露出於較前述下沖頭面更上側之前述腔室的內周面；填充製程，其係將前述成形材料填充至前述腔室內；及成形製程，其係藉由前述下沖頭及前述上沖頭，將填充在前述腔室內的前述成形材料壓縮成形。
  14. 一種成形體，其特徴為利用如申請專利範圍第1至12項中任一項之成形體之製造裝置所製造。
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