JP4195704B2 - Resin molding method - Google Patents
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Description
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方法に関するものである。 The present invention relates to a resin molding method in which reliability and optical properties are improved by preventing gas residue in a resin molding, particularly transfer resin molding.
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。 Conventionally, when a lead frame for an LED or the like having an uneven structure is resin-molded, a transfer molding apparatus is mainly used.
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。
FIG. 3 shows such a pot type transfer molding apparatus, wherein 1 is an upper mold, 2 is a lower mold, 3 is a pot formed on the upper part of the
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。 However, if the resin is molded into a cup shape with a lens or reflector structure inside by a conventional molding method, especially the transfer molding method, it is not possible to completely prevent residual gas in the lens and cup after molding. There wasn't.
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。 Although evacuation was also considered as a method to prevent gas residue, partial evacuation is not effective because the structure of the mold becomes complicated and the evacuation state cannot be maintained during resin molding. It was. In order to increase the effect, the method of keeping the entire mold in a vacuum is impractical because the equipment must be large and the productivity is lowered. For these reasons, a method of removing the gas remaining in the resin by a method of evacuating the resin filling portion of the resin mold and the entire mold is not actually employed.
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。 In addition, when a thermosetting resin is used, it is necessary to discharge air before the resin is filled and cured, and this is achieved by controlling the curing time, the filling speed, and the pressure of the cavity in each mold in a well-balanced manner. It is necessary.
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。 This balance condition is very delicate. Especially in resin molded products with a lens structure and resin molded products with a structure that has a cup-shaped reflecting mirror in the lead frame for the purpose of optical condensing, the lens section and cup It was inevitable that gas remained in the part.
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。 If gas remains in the resin molded product, the optical radiation pattern and light receiving pattern will be greatly deformed, and the required light output and light receiving capacity will be attenuated. The separation is promoted and the performance is further deteriorated.
本発明は上記問題点を解消することを目的としている。 The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems.
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。 The present inventor has intensively studied to solve such problems, and it is possible to reduce the residual gas by replacing the air around the sealing material and the air remaining in the mold with a specific gas in advance. For example, it has been found that a gas that sublimates by compression, a gas that dissolves in a resin, a gas that has a small molecular structure and easily escapes, and a gas that has a refractive index close to that of a resin are preferable. The present invention has been made based on such findings.
本発明の樹脂成形方法は、上型と下型間に形成される型内に樹脂によって封じられる被封止物を配置する工程と、上記上型内に形成したポット内に硬化前の樹脂を入れる工程と、上記上型と下型を互いに離間した状態で上記ポット及び型内に空気置換ガスを上記ポット内に挿入されるプランジャー内に進退自在に設けた置換ガス導入ノズルを介して導入する工程と、上記上型と下型を互いに接合した状態で空気置換ガスの導入を続けながら上記プランジャーを上記ポット内に挿入することにより上記樹脂を上記型内に押し出す工程とより成ることを特徴とする。 The resin molding method of the present invention includes a step of placing an object to be sealed in a mold formed between an upper mold and a lower mold, and a resin before curing in a pot formed in the upper mold. Introducing the air replacement gas into the pot and the mold in a state where the upper mold and the lower mold are separated from each other through a replacement gas introduction nozzle provided to be freely moved back and forth in a plunger inserted into the pot. And the step of pushing the resin into the mold by inserting the plunger into the pot while continuing to introduce the air replacement gas in a state where the upper mold and the lower mold are joined to each other. Features.
また、本発明の樹脂成形方法においては、上記ポット内及び型内に空気置換ガスを導入する工程が、上記プランジャーから上記ポット内に挿入される置換ガス導入ノズル先端開口を介してなされることを特徴とする。 In the resin molding method of the present invention, the step of introducing the air displacement gas into the pot and the mold is made through the replacement gas introducing nozzle tip opening which is inserted into the pot from the plunger Rukoto It is characterized by.
上記被封止物は、LEDであり、上記LEDがリードフレーム上に設けられていることを特徴とする。 The object to be sealed is an LED, and the LED is provided on a lead frame.
上記空気置換ガスは、樹脂と屈折率の近いガスであることを特徴とする。 The air replacement gas is a gas having a refractive index close to that of the resin.
上記空気置換ガスは、圧縮することで樹脂中に溶解するガスであることを特徴とする。 The air replacement gas is a gas that dissolves in the resin by being compressed.
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。 The air replacement gas is one or more selected from an inert gas such as carbon dioxide, argon gas, nitrogen gas and helium gas, or an organic gas such as methane, ethane, butane and ethylene. To do.
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、本発明方法は、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。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a great effect capable of preventing gas residue. In addition, the method of the present invention can be carried out with only a slight change in the work flow without affecting the productivity, and a great effect including improvement in reliability and improvement in yield can be obtained.
以下図面によって本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
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。
In the present invention, as shown in FIG. 1, a
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。
Further, a
本発明の樹脂成形品の製造方法においては、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。
In the method for producing a resin molded product of the present invention, a sealed object (not shown) such as a lead frame to which an LED or the like is attached is inserted between the upper mold 1 and the
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)。
As a result, the tip of the
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)。
Next, the upper die 1 and the
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。
Next, the
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。 In the present invention, one or more selected from an inert gas such as carbon dioxide, argon gas, nitrogen gas and helium gas, or an organic gas such as methane, ethane, butane and ethylene is used as the gas. .
ガスとして炭酸ガスを用い、本発明方法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。 Table 7 shows the results of visual inspection using a 20-fold stereo microscope for the remaining number and content of gas in a resin molded product obtained by the method of the present invention using carbon dioxide as a gas and 80 shots per shot. It is shown in 1.
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。 As is apparent from Table 1, the number of products in which the gas remained in all the products molded in the mold by one molding was lower than that in which no gas was introduced, In the gas filling 1 and filling 2 operations, the number of products in which the gas remains is lower.
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。 The reason for this is that no gas was formed inside, or even if it was formed, this was a gas other than air, and this gas changed to a material close to the optical refractive index of the resin, and the gas became invisible. A liquid bubble was formed in place of the gas, but the size of the liquid bubble was reduced to make it invisible.
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper mold |
Claims (6)
上記上型内に形成したポット内に硬化前の樹脂を入れる工程と、
上記上型と下型を互いに離間した状態で上記ポット及び型内に空気置換ガスを上記ポット内に挿入されるプランジャー内に進退自在に設けた置換ガス導入ノズルを介して導入する工程と、
上記上型と下型を互いに接合した状態で空気置換ガスの導入を続けながら上記プランジャーを上記ポット内に挿入することにより上記樹脂を上記型内に押し出す工程とより成ることを特徴とする樹脂成型方法。 Placing a sealed object sealed by a resin in a mold formed between an upper mold and a lower mold;
Putting the resin before curing in the pot formed in the upper mold ,
Introducing the air replacement gas into the pot and the mold in a state in which the upper mold and the lower mold are separated from each other via a replacement gas introduction nozzle provided in a plunger inserted into the pot ;
Resin, characterized by comprising more and extruding the resin into the mold by the plunger while continuing the introduction of air displacement gas in a state joined together the upper and lower molds are inserted into the pot Molding method.
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