JP6111074B2 - Injection molding apparatus and injection molding method - Google Patents
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Description
本発明は、液状の樹脂材料(例えば、熱硬化性樹脂)を金型内に射出して硬化させるだけで、既存のポッティング加工と同等及びそれ以上の高い成形精度の製品を低コストで成形することを可能にした射出成形技術に関する。 According to the present invention, a liquid resin material (for example, a thermosetting resin) is simply injected into a mold and cured, and a product with a molding accuracy equal to or higher than that of an existing potting process is molded at a low cost. The present invention relates to an injection molding technology that makes it possible.
従来、特許文献1に開示された成形技術をはじめ、液状の樹脂材料(例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂)によって所定部位が被包封止された製品を成形する技術として、例えば、被成形物(成形対象物ともいう)がセットされたケース(容器)内に液状の樹脂材料を投入(ポッティング)し、当該樹脂材料を加熱して硬化させる技術や、ケース(容器)を不要とし、所定部位に液状の樹脂材料を滴下(ポッティング)し、当該樹脂材料を加熱して硬化させる技術など、各種の成形技術が知られている。 Conventionally, as a technique for molding a product in which a predetermined portion is encapsulated with a liquid resin material (for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin or a silicone resin) including the molding technique disclosed in Patent Document 1, For example, a technique or a case (container) in which a liquid resin material is placed (potted) in a case (container) in which an object to be molded (also referred to as a molding object) is set, and the resin material is heated and cured. Various molding techniques are known, such as a technique in which a liquid resin material is dropped (potted) at a predetermined site and heated to cure the resin material.
ところで、近年、電子、電気機器の高性能化、軽薄短小化などに伴い、使用される部品の信頼性が一段と要求されている。また、同時進行する低価格化に伴い、電気、電子部品の生産方法において一層の向上が求められている。また、ユーザー側のニーズも多様化し多品種・少量生産に対応していく必要性が高まっている。この場合、上記した成形技術を考察すると、ケース(容器)を必要とする場合、成形精度の高い製品を実現することはできるものの、成形プロセスに要する部品点数が増加するため、その分だけ成形コストが上昇し、その結果、製品の低コスト化の要求に応えることが困難になってしまう。 By the way, in recent years, as electronic and electric devices have higher performance, lighter, thinner, and the like, the reliability of components to be used is further required. Further, along with the price reduction that proceeds at the same time, there is a need for further improvement in the production method of electric and electronic parts. In addition, the needs of users are diversifying, and the need to support high-mix and low-volume production is increasing. In this case, considering the above molding technology, if a case (container) is required, a product with high molding accuracy can be realized, but the number of parts required for the molding process increases, so the molding cost is increased accordingly. As a result, it becomes difficult to meet the demand for cost reduction of products.
これに対して、ケース(容器)を不要とする場合、成形プロセスに要する部品点数を削減することができるため、その分だけ成形コストの低減を図ることはできるものの、所定部位に対して精度良く樹脂材料を滴下(ポッティング)するためには、ある程度の熟練を要し、そうなると、成形精度の高い製品を実現するためには、手間や時間がかかり、その結果、製品の製造コストが大幅に上昇してしまう。 On the other hand, when the case (container) is not required, the number of parts required for the molding process can be reduced, so that the molding cost can be reduced by that amount, but with a high accuracy with respect to a predetermined part. Dropping (potting) resin materials requires a certain level of skill, and in that case, it takes time and effort to achieve a product with high molding accuracy, resulting in a significant increase in product manufacturing costs. Resulting in.
ここで、特許文献2,3に開示されているように、金型内に樹脂材料を流入する方式は既に知られている。しかしながら、特許文献2の方式では、成形ごとに毎回材料を捨てなければならず、低コスト化には一定の限界がある。また、特許文献3の方式は、同一製品の大量生産には適しているが、成形材料を変える場合には混合装置内を清掃しなければならず、そのための手間や時間が膨大となり、多品種・少量生産に適していないといった問題がある。
Here, as disclosed in
本発明は、上記した問題を解決するためになされており、その目的は、ケース(容器)を不要とした場合でも、成形精度の高い製品を簡単かつ短時間に低コストで成形することが可能な射出成形技術を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object thereof is to enable easy and low-cost molding of products with high molding accuracy even when a case (container) is not required. Is to provide a simple injection molding technique.
このような目的を達成するために、第1の発明は、液状の樹脂材料を射出して硬化させることで、所定の製品を成形する際に、その成形圧力を0.5MPa程度に設定可能な射出成形装置であって、内部に被成形物をセット可能な金型と、前記金型を型締めする型締ユニットと、型締めされた金型内に樹脂材料を射出する射出ユニットと、前記樹脂材料を封止する封止機構とを有し、前記射出ユニットには、前記金型に連通接続され、前記樹脂材料を金型内に向けて射出させるノズルを備えた射出シリンダが設けられ、前記射出シリンダには、前記樹脂材料を収容する中空円筒状のポット部が構成されており、その全体が、前記金型方向に向けて下り傾斜状に配置され、前記ノズルを所定の温度に冷却する冷却機構を有し、前記封止機構には、前記ノズルからの樹脂材料を当該ノズル先端で封止する封止板を有することを特徴とする射出成形装置である。
第2の発明は、第1の発明において、前記射出シリンダには、前記ポット部内に収容された樹脂材料を前記ノズルに向けて圧送するプランジャが往復移動可能に設けられており、前記プランジャには、前記樹脂材料が収容された状態における前記ポット部内の圧力を測定する圧力センサが設けられていることを特徴とする射出成形装置である。
第3の発明は、第1の発明または第2の発明において、前記ノズルは、前記金型内に向けて射出させるノズル孔が水平方向であることを特徴とする射出成形装置である。
第4の発明は、第1乃至3のいずれか発明において、前記金型には、前記ノズルから射出された樹脂材料を当該金型内に送り込むためのゲートが構成されており、前記ゲートは、前記ノズルが連通接続される部位から当該金型内に向って末広がり状に拡張し、かつ、その全体に亘って幅狭の隙間として構成されていることを特徴とする射出成形装置である。
第5の発明は、液状の樹脂材料を射出して硬化させることで、所定の製品を成形する際に、その成形圧力を0.5MPa程度に設定可能な射出成形方法であって、金型内に被成形物をセットする工程と、型締ユニットによって前記金型を型締めする工程と、型締めされた金型内に、射出ユニットによって樹脂材料を射出する工程と、前記樹脂材料を封止する封止工程とを有し、前記射出ユニットには、前記金型に連通接続され、前記樹脂材料を金型内に向けて射出させるノズルを備えた射出シリンダが設けられ、前記射出シリンダには、前記樹脂材料を収容する中空円筒状のポット部が構成されており、その全体が、前記金型方向に向けて下り傾斜状に配置され、前記封止工程には、前記ノズルからの樹脂材料を当該ノズル先端で封止する封止板を有することを特徴とする射出成形方法である。
第6の発明は、第5の発明において、前記射出シリンダには、前記ポット部内に収容された樹脂材料を前記ノズルに向けて圧送するプランジャが往復移動可能に設けられており、前記プランジャには、前記樹脂材料が収容された状態における前記ポット部内の圧力を測定する圧力センサが設けられていることを特徴とする射出成形方法である。
第7の発明は、第5の発明または第6発明において、前記ノズルは、前記金型内に向けて射出させるノズル孔が水平方向であることを特徴とする射出成形方法である。
第8の発明は、第5乃至7のいずれか発明において、前記金型には、前記ノズルから射出された樹脂材料を当該金型内に送り込むためのゲートが構成されており、前記ゲートは、前記ノズルが連通接続される部位から当該金型内に向って末広がり状に拡張し、かつ、その全体に亘って幅狭の隙間として構成されていることを特徴とする射出成形方法である。
In order to achieve such an object, the first invention can set the molding pressure to about 0.5 MPa when a predetermined product is molded by injecting and curing a liquid resin material. a injection molding apparatus, the settable mold the molded product inside the mold clamping unit for clamping the mold, and an injection unit for the resin material is injected into the mold clamping has been the mold, the and a sealing mechanism for sealing the resin material, said the injection unit is communicatively connected to the mold, the injection cylinder is provided with the resin material with a nozzle which emitted toward into the mold, The injection cylinder is configured with a hollow cylindrical pot portion that accommodates the resin material, and the entirety thereof is arranged in a downwardly inclined shape toward the mold direction, and the nozzle is cooled to a predetermined temperature. a cooling mechanism that possess, in the sealing mechanism, An injection molding apparatus comprising a sealing plate for sealing the resin material from the nozzle at the nozzle tip.
According to a second invention, in the first invention, the injection cylinder is provided with a plunger capable of reciprocatingly moving a resin material accommodated in the pot portion toward the nozzle. The injection molding apparatus is provided with a pressure sensor for measuring a pressure in the pot portion in a state where the resin material is accommodated.
A third invention is the injection molding apparatus according to the first or second invention, wherein the nozzle has a horizontal nozzle hole for injection into the mold.
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the mold includes a gate for feeding the resin material injected from the nozzle into the mold. The injection molding apparatus is characterized in that the nozzle extends from the portion where the nozzles are connected to communicate with each other toward the inside of the mold, and is configured as a narrow gap over the whole.
A fifth invention is an injection molding method in which a molding pressure can be set to about 0.5 MPa when a predetermined product is molded by injecting and curing a liquid resin material. A step of setting an object to be molded, a step of clamping the mold by a mold clamping unit, a step of injecting a resin material into the mold that has been clamped by an injection unit, and sealing the resin material and a sealing step of the the injection unit is communicatively connected to said mold, said resin material injection cylinder is provided with a nozzle which emitted toward into the mold, the injection cylinder is And a hollow cylindrical pot portion for accommodating the resin material, and the entire portion is arranged in a downwardly inclined manner toward the mold direction, and the sealing material includes a resin material from the nozzle. Sealing with the nozzle tip It is an injection molding method characterized by having a plate.
In a sixth aspect based on the fifth aspect, the injection cylinder is provided with a plunger capable of reciprocatingly moving the resin material accommodated in the pot portion toward the nozzle. The injection molding method is characterized in that a pressure sensor for measuring the pressure in the pot portion in a state where the resin material is accommodated is provided.
A seventh invention is an injection molding method according to the fifth or sixth invention, wherein the nozzle has a horizontal nozzle hole for injection into the mold.
According to an eighth invention, in any one of the fifth to seventh inventions, the mold includes a gate for feeding the resin material injected from the nozzle into the mold. The injection molding method is characterized in that the nozzle is expanded in a divergent shape from a portion where the nozzles are connected in communication toward the inside of the mold, and is configured as a narrow gap over the whole.
本発明によれば、ケース(容器)を不要とした場合でも、成形精度の高い製品を簡単かつ短時間に低コストで成形することが可能な射出成形技術を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when a case (container) is unnecessary, the injection molding technique which can shape | mold a product with a high shaping | molding precision easily and in a short time at low cost is realizable.
以下、本発明の一実施形態に係る射出成形技術について添付図面を参照して説明する。
本実施形態に係る射出成形技術では、液状の樹脂材料(例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂)を、被成形物(成形対象物ともいう)がセットされた金型内に射出し、当該樹脂材料を加熱して硬化させることで、所定部位が被包封止された製品を成形する技術(即ち、射出成形装置及び射出成形方法)を想定する。
Hereinafter, an injection molding technique according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
In the injection molding technique according to the present embodiment, a liquid resin material (for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin or a silicone resin) is injected into a mold in which a molding object (also referred to as a molding object) is set. And the technique (namely, injection molding apparatus and injection molding method) which shape | molds the product by which the predetermined part was encapsulated by heating and hardening the said resin material is assumed.
図1(a),(b)に示すように、本実施形態の射出成形装置は、内部に被成形物T(図3参照)をセット可能な金型2と、金型2を型締めする型締ユニット4と、型締めされた金型2内に樹脂材料を射出する射出ユニット6とを有している。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the injection molding apparatus according to the present embodiment clamps the
金型2は、第1の金型2aと第2の金型2bとから成り、これら2つの金型2a,2bを重ね合わせることで、その内部に、被成形物T(例えば、半導体、コンデンサなどの各種電気・電子部品)をセット可能なチャンバ2c(図1(b)及び図3参照)が構成されるようになっている。なお、チャンバ2cの形状や広さ、大きさなどについては、金型2の種類や大きさ、用途(使用目的、使用環境)に応じて設定されるため、ここでは特に限定しない。要するに、双方の金型2a,2bを重ね合わせた際に、そのチャンバ2c内に被成形物Tをセットできればよい(図3参照)。
The
また、金型2には、チャンバ2c内を真空引きする(換言すると、真空状態にする)ための真空配管8が設けられており、当該真空配管8は、図示しない真空ポンプに連通接続されている。本実施形態では一例として、第1の金型2aに真空配管が設けられており、当該真空配管8は、第1の金型2aを貫通して延在し、上記したチャンバ2cに連通されている。
The
この場合、当該真空配管8を介してチャンバ2c内を真空引きすることで、当該チャンバ2c内の雰囲気中に存在しているエア(ガス)と共に、当該チャンバ2c内に送り込まれた樹脂材料に混在しているエア(ガス)を除去することができるため(別の捉え方をすると、チャンバ2c内におけるガスの発生を抑えることができるため)、樹脂材料の流動性・転写性が向上し、これにより、成形精度の高い製品を実現することができる。
In this case, the inside of the
更に、金型2には、射出ユニット6(具体的には、後述するノズル6t)から射出された樹脂材料を当該金型2(チャンバ2c)内に送り込むためのゲート2gが構成されている。ゲート2gは、第1及び第2の金型2a,2bを重ね合わせることで、その間に形成され(図3参照)、その形成された状態において、ノズル6tが連通接続される部位2p(図1(b)参照)から金型2(チャンバ2c)内に向って末広がり状に拡張し、かつ、その全体に亘って幅狭の隙間として構成されている。なお、成形技術分野において、かかるゲート2gは「ファンゲート」と称される。
Further, the
ここで、金型2において、ノズル6tが連通接続される部位2pとは、第1及び第2の金型2a,2bを重ね合わせた際に当該金型2a,2b相互間に構成されるノズル当接口2pに相当し、かかる状態において、当該ノズル当接口2pは、ゲート2gを介してチャンバ2cに連通接続されている。また、ノズル当接口2pは、ノズル6t先端が気密・液密状に密接(密着)可能に構成されており、これにより、射出ユニット6(ノズル6t)から射出された樹脂材料を、漏れなく、ゲート2gを介してチャンバ2c内に送り込むことができる。
Here, in the
次に、上記した金型2を型締めする型締ユニット4について説明する。
型締ユニット4は、互いに平行に対向配置された第1及び第2の固定盤4a,4bと、当該固定盤4a,4b相互間を往復移動可能な可動盤4cと、第1の固定盤4aに設けられ、可動盤4cを往復移動させる型締め用アクチュエータ10と、第2の固定盤4bに沿って往復移動可能なスライダ12と、第2の固定盤4bに設けられ、スライダ12を往復移動させるスライダ用アクチュエータ14とを備えている。
Next, the mold clamping unit 4 for clamping the
The mold clamping unit 4 includes a first fixed
なお、第1及び第2の固定盤4a,4bは、支持機構4pによって、所定の間隔をあけて位置決めされており、可動盤4cは、これら固定盤4a,4b相互間に延在させたガイド4gに沿って移動可能となっている。また、上記した金型2において、第1の金型2aは、断熱板16を介して可動盤4cに固定されており、一方、第2の金型2bは、断熱板18を介してスライダ12に固定されている。また、各断熱板16,18は、熱が例えば伝導や対流、或いは、放射によって伝わるのを防ぐものであればよく、市販の断熱材を利用することができるため、ここでは特に限定しない。
The first and second
この場合、可動盤4cには、型締め用ロッド10rを介して型締め用アクチュエータ10が連結しており、型締め用アクチュエータ10によって型締め用ロッド10rを突没駆動することで、当該可動盤4cを固定盤4a,4b相互間に沿って往復移動させることができる。また、スライダ12には、スライダ用ロッド14rを介してスライダ用アクチュエータ14が連結しており、スライダ用アクチュエータ14によってスライダ用ロッド14rを突没駆動することで、当該スライダ12を第2の固定盤4bに沿って往復移動させることができる。なお、各アクチュエータ10,14としては、例えば、空気圧、電動、油圧など、市販のものを適用することができるので、ここでは特に限定しない。
In this case, the
このような型締ユニット4によれば、スライダ用アクチュエータ14によってスライダ12を移動させて、当該スライダ12上の第2の金型2bを、可動盤4cに固定されている第1の金型2aに対向させた状態において、型締め用アクチュエータ10によって可動盤4cを移動させて、当該可動盤4c上の第1の金型2aを第2の金型2bに接近させて重ね合わせることで、双方の金型2a,2bを予め設定した圧力で型締めすることができる。
According to such a mold clamping unit 4, the
次に、型締めされた金型2内に樹脂材料を射出する射出ユニット6について説明する。
射出ユニット6には、金型2(チャンバ2c)に連通接続され、液状の樹脂材料を金型2(チャンバ2c)内に向けて射出させるノズル6tを備えた射出シリンダ6sが設けられている。射出シリンダ6sは、例えば4本のタイバーで構築されたシリンダ本体Sbを備えており、その全体が、水平方向(水平面)Hに対して所定の角度θで傾斜させて配置されている。
Next, an injection unit 6 that injects a resin material into the
The injection unit 6 is provided with an
シリンダ本体Sb(射出シリンダ6s)には、その先端側に樹脂材料を収容する中空円筒状のポット部6pが構成されており、当該ポット部6pの先端(即ち、シリンダ本体Sb(射出シリンダ6s)の先端)に、上記したノズル6tが設けられている。なお、ノズル6tは、上記した第1及び第2の金型2a,2bを重ね合わせた際に当該金型2a,2b相互間に構成されるノズル当接口2pに向けて突出した形状に構成されている。この場合、ノズル6tは、その全体(或いは、少なくとも先端開口Tpの近傍領域)を熱伝動の低い材料(例えば、樹脂材料など)で形成することが好ましい。これにより、ポット部6pに収容した樹脂材料に対する金型2からの伝熱による影響を低減させることができる。
The cylinder body Sb (
また、ノズル6tは、図示しない冷却装置(冷却機構とも言う)によって、所定の温度に冷却された状態に維持可能である。ここで、冷却装置による冷却方法としては、例えば、空冷、水冷など各種の方法を適用することができる。なお、ノズル6tの冷却温度としては、樹脂材料の種類や粘性などの各種特性に応じて設定すればよい。
The
これによれば、例えば、温度が低下すると粘性が高くなる特性を有する樹脂材料を用いた場合において、当該樹脂材料を低粘度かつ低圧(例えば、0.5MPa程度、具体的には、0.5MPa〜5MPaの範囲の圧力)でノズル6tから射出する際に、金型2からの伝熱による温度上昇を防ぎつつ、ノズル6t内の樹脂材料の硬化を防止することができると共に、当該ノズル6tを、金型2或いは後述する封止機構(封止板20)から離したときに、ノズル6t(先端開口Tp)からの樹脂材料の漏れを低減させることができる。
According to this, for example, in the case of using a resin material having the characteristic that the viscosity increases as the temperature decreases, the resin material is reduced in viscosity and pressure (for example, about 0.5 MPa, specifically 0.5 MPa). When the
更に、射出成形装置には、冷却状態にあるノズル6tから樹脂材料が漏れるのを防止するための封止機構が設けられている。封止機構は、射出ユニット6(ノズル6t)から樹脂材料を射出する直前まで、ノズル6t(先端開口Tp)を封止する封止板20を備えている。封止板20には、封止用ロッド22rを介して封止用アクチュエータ22が連結しており、封止用アクチュエータ22によって封止用ロッド22rを突没駆動することで、封止板20を、ノズル6t(先端開口Tp)を封止する位置と、ノズル6t(先端開口Tp)から回避した位置とに往復移動させることができる。なお、アクチュエータ22としては、例えば、空気圧、電動、油圧など、市販のものを適用することができるので、ここでは特に限定しない。
Further, the injection molding apparatus is provided with a sealing mechanism for preventing the resin material from leaking from the
また、上記したポット部6pには、当該ポット部6p内に樹脂材料を連続して供給するための材料供給配管24が設けられており、当該材料供給配管24は、図示しない材料供給装置に連通接続されている。なお、材料供給配管24には、連続して供給される樹脂材料の逆流を防止するための逆流防止機能が施されている。
The
更に、ポット部6pには、当該ポット部6p内を真空引きする(換言すると、真空状態にする)ための真空配管26が設けられており、当該真空配管26は、図示しない真空ポンプに連通接続されている。本実施形態では一例として、ポット部6pの基端側(ノズル6tが設けられた先端とは反対側、或いは、別の捉え方をすると、後述する材料投入口6f寄りの部分)に真空配管26が設けられている。
Further, the
この場合、当該真空配管26を介してポット部6p内を真空引きすることで、当該ポット部6p内の雰囲気中に存在しているエア(ガス)と共に、当該ポット部6p内に供給された樹脂材料に混在しているエア(ガス)を除去することができるため(別の捉え方をすると、ポット部6p内におけるガスの発生を抑えることができるため)、流動性・転写性に優れた樹脂材料をポット部6pに収容することができる。なお、ポット部6pには、収容した樹脂材料の状態(例えば、粘性)を一定に維持するために、当該ポット部6pを加熱冷却するための加熱冷却機能が施されている。
In this case, the resin supplied into the
また、シリンダ本体Sb(射出シリンダ6s)には、ポット部6p内に収容された樹脂材料をノズル6t(先端開口Tp)に向けて圧送するプランジャ28が往復移動可能に設けられていると共に、当該プランジャ28を往復移動させる射出用アクチュエータ30が設けられている。プランジャ28には、射出用ロッド30rを介して射出用アクチュエータ30が連結しており、射出用アクチュエータ30によって射出用ロッド30rを突没駆動することで、当該プランジャ28をポット部6p内に沿って往復移動させることができる。なお、射出用アクチュエータ30としては、例えば、空気圧、電動、油圧など、市販のものを適用することができるので、ここでは特に限定しない。
In addition, the cylinder body Sb (
なお、プランジャ28には、樹脂材料が収容された状態における射出シリンダ6s(具体的には、ポット部6p)内の圧力を測定する圧力センサ(図示しない)が設けられている。また、プランジャ28には、その先端寄りの外周にシール構造が構築されており、これにより、ポット部6p内に沿ってプランジャ28を往復移動させる際、ポット部6p内の真空度を一定に維持することができると共に、ポット部6p内に収容された樹脂材料の漏洩を防止することができる。この場合、シール構造としては、既存のシール技術を適用することができるため、ここでは特に限定しないが、図面にはシール構造の一例として、プランジャ28の先端側外周に、その周方向に沿って互いに平行に連続した2本のパッキン32が敷設されている。
The
上記した射出ユニット6は、その全体が可動プレート34上に搭載されており、可動プレート34上において、射出シリンダ6s(シリンダ本体Sb)は、支持フレーム36によって、水平方向(水平面)Hに対して所定の角度θで傾斜した状態に支持されている。また、可動プレート34には、スライダ38が固定されており、スライダ38は、固定ベース40に固定されたガイド42に沿って移動自在に構成されている。更に、可動プレート34には、可動用ロッド44rを介して可動用アクチュエータ44が連結しており、可動用アクチュエータ44によって可動用ロッド44rを突没駆動することで、可動プレート34をガイド42に沿って往復移動させることができる。
The entire injection unit 6 is mounted on the
次に、上記した射出成形装置による射出成形方法について説明する。
本実施形態に係る射出成形方法は、金型2(チャンバ2c)内に被成形物Tをセットする工程と、型締ユニット4によって金型2を型締めする工程と、型締めされた金型2(チャンバ2c)内に、射出ユニット6によって、液状の樹脂材料(例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂)を射出する工程とを有している。なお、以下では、被成形物T(図2参照)の一例として、半導体、コンデンサなどの電子部品を想定し、当該電子部品の一部(例えば、電極)を除いた他の部分のみに、樹脂材料を被包封止する場合について説明する。
Next, an injection molding method using the above-described injection molding apparatus will be described.
The injection molding method according to the present embodiment includes a step of setting the molding T in the mold 2 (
まず、図2に示すように、スライダ用アクチュエータ14によってスライダ12を移動させることで、当該スライダ12上に固定された第2の金型2bを所定位置まで前進させた後、その位置で、第2の金型2b内に被成形物Tをセットする。なお、当該所定位置において、第2の固定盤4bには、金型2(チャンバ2c)内に成形された製品を脱型する際に用いることが可能なエジャクタ装置46が設けられている。
First, as shown in FIG. 2, after the
また、図示しない材料供給装置から供給された樹脂材料を、材料供給配管24を介してポット部6p内に連続して供給する。このとき、かかる樹脂材料の供給量や供給タイミングなどに基づいて、射出用アクチュエータ30によって、ポット部6pの先端に位置付けたプランジャ28を後退させる。ここで、材料供給配管24を介して供給される樹脂材料は、材料供給装置において脱気された状態にあるため、真空配管26を介してポット部6p内を真空引きする必要はない。
Further, a resin material supplied from a material supply device (not shown) is continuously supplied into the
この場合、プランジャ28に設けられた圧力センサ(図示しない)によって、ポット部6p内に供給される樹脂材料の樹脂圧を測定することで、当該ポット部6p内の圧力を一定に維持しつつ、プランジャ28を後退させることができる。これにより、図示しない材料供給装置から樹脂材料を供給する際の圧力が小さい場合でも、予め設定した分量だけ樹脂材料を効率よく(円滑に)ポット部6p内に充填させることができる。
In this case, by measuring the resin pressure of the resin material supplied into the
次に、図3に示すように、スライダ用アクチュエータ14によってスライダ12を移動させることで、第2の金型2bを型締ユニット4内に後退させ、可動盤4cに固定されている第1の金型2aに対向させる。そして、型締め用アクチュエータ10によって可動盤4cを移動させて、当該可動盤4c上の第1の金型2aを第2の金型2bに接近させて重ね合わせることで、双方の金型2a,2bを予め設定した圧力で型締めする。
Next, as shown in FIG. 3, by moving the
このとき、これら2つの金型2a,2b相互間にチャンバ2cが構成された金型2が実現され、当該金型2(チャンバ2c)内に被成形物Tがセットされることとなる。また同時に、双方の金型2a,2b相互間には、上記したゲート2g(射出ユニット6(ノズル6t)から射出された樹脂材料を金型2(チャンバ2c)内に送り込むためのファンゲート)が構成されることとなる。
At this time, the
次に、図4に示すように、封止用アクチュエータ22によって封止板20をノズル6t(先端開口Tp)から回避させた後、可動用アクチュエータ44によって可動プレート34を移動させることで、可動プレート34上に搭載された射出ユニット6のノズル6t(先端開口Tp)を、当該重ね合わされた金型2a,2b相互間に構成されるノズル当接口2pに当接させる。
Next, as shown in FIG. 4, after the sealing
続いて、図示しない真空ポンプに連通接続された真空配管8を介して金型2(チャンバ2c)内を真空引きする。このとき、金型2から熱がノズル6tに伝わった場合でも、当該ノズル6tは、熱伝動の低い材料で形成されていると共に、図示しない冷却装置によって冷却されているため、ポット部6pに収容した樹脂材料に対する金型2からの伝熱による影響はない。
Subsequently, the mold 2 (
そして、金型2(チャンバ2c)内の真空引きを行いながら、プランジャ28を前進させることで、ポット部6p内に収容された樹脂材料をノズル6tから射出させる。このとき、射出された樹脂材料は、ゲート(ファンゲート)2gを通過することで、当該樹脂材料中に混在しているエア(ガス)が除去された状態で、金型2(チャンバ2c)内に送り込まれる。このように、ゲート(ファンゲート)2gを通過させた樹脂材料を用いることで、成形精度の高い製品を成形することができる。
And the resin material accommodated in the
この後、ゲート(ファンゲート)2gを介して金型2(チャンバ2c)内に樹脂材料を充填した状態において、当該ゲート2g内の樹脂材料が固化(硬化)するまで、加熱と共に保圧処理を行う。
Thereafter, in a state where the resin material is filled in the mold 2 (
次に、図5に示すように、封止用アクチュエータ22によって可動プレート34を移動させることで、射出ユニット6のノズル6t(先端開口Tp)をノズル当接口2pから離間させた後、封止用アクチュエータ22によって封止板20を移動させ、ノズル6t(先端開口Tp)を封止する。これにより、ノズル6t(先端開口Tp)からの樹脂材料の漏れを確実に防止することができる。なお、この間、ノズル6tは、図示しない冷却装置によって冷却されているため、樹脂材料が漏れることはない。
Next, as shown in FIG. 5, the
そして、図6に示すように、金型2(チャンバ2c)内に充填された樹脂材料全体が完全に固化(硬化)したとき、当該金型2を開いた後、スライダ用アクチュエータ14によってスライダ12を移動させることで、第2の金型2bを所定位置まで前進させ、その位置で、当該第2の金型2b内から製品を脱型する。これにより、樹脂材料48によって一部(例えば、電極以外の部分)が被包封止された製品(完成品)としての被成形物Tを得ることができる(図6参照)。なお、このとき、エジャクタ装置46のエジェクタピン46pを上昇させることによって脱型してもよい。
Then, as shown in FIG. 6, when the entire resin material filled in the mold 2 (
以上、本実施形態の射出成形技術によれば、従来では必要であったケース(容器)を必要とすることなく、当該ケース(容器)を用いた場合と同等及びそれ以上の高い成形精度の製品を簡単かつ短時間に成形することができる。 As described above, according to the injection molding technique of the present embodiment, a product having a molding accuracy equal to or higher than that in the case where the case (container) is used without requiring the case (container) which has been conventionally required. Can be formed easily and in a short time.
また、本実施形態の射出成形技術によれば、ケース(容器)を不要としたことで、成形プロセスに要する部品点数を削減することができるため、その分だけ成形コストの低減を図ることが可能となり、その結果、製品の低コスト化の要求に応えることができる。 In addition, according to the injection molding technique of the present embodiment, since the case (container) is not required, the number of parts required for the molding process can be reduced, so that the molding cost can be reduced accordingly. As a result, it is possible to meet the demand for cost reduction of the product.
更に、本実施形態の射出成形技術によれば、ポット部6p内への樹脂材料の供給から当該樹脂材料の金型2(チャンバ2c)内への射出、そして、加熱・保圧・硬化に至る一連のプロセスを、真空引きされた雰囲気と同様の環境下で行うことができるため、例えばボイドやヒケ等のない良好な外観形状を有する製品を提供することができる。
Furthermore, according to the injection molding technique of the present embodiment, from the supply of the resin material into the
なお、上記した実施形態では、ノズル6tのみを冷却装置によって、所定の温度に冷却された状態に維持させる場合を想定したが、これに限定されることはなく、例えば、封止機構の封止板20についてもノズル6tと共に、冷却装置によって、所定の温度に冷却された状態に維持させるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, it is assumed that only the
また、上記した実施形態では、材料供給配管24からポット部6p内に樹脂材料を連続して供給した後、当該ポット部6pに収容された樹脂材料をノズル6tから順次射出する場合(即ち、連続成形)を想定したが、これ以外の成形方法にも、本発明の射出成形技術は適用することができる。一例として、大気中においてビーカなどで混合した樹脂材料によって、試験的・非連続的に被成形物Tに対する被包封止を行う場合を想定する。
In the above-described embodiment, after continuously supplying the resin material from the
この場合に対応すべく、図7に示すように、本実施形態の射出成形装置において、シリンダ本体Sb(射出シリンダ6s)には、ポット部6pとは反対側の部位、即ち、当該シリンダ本体Sb(射出シリンダ6s)の基端側の部分に、ポット部6p内に向けて樹脂材料を投入するための材料投入口6fが設けられている。
In order to cope with this case, as shown in FIG. 7, in the injection molding apparatus of the present embodiment, the cylinder body Sb (
ここで、射出用アクチュエータ30によって、プランジャ28をポット部6pから離間した位置まで後退させた状態において、材料投入口6fから樹脂材料を投入すると、当該樹脂材料は、シリンダ本体Sb(射出シリンダ6s)に沿って落下し、ポット部6p内に収容される。なお、事前に、封止板20によってノズル6t(先端開口Tp)を封止しておくことが好ましい。これにより、ノズル6t(先端開口Tp)からの樹脂材料の漏れを防止することができる。
Here, when the resin material is introduced from the
続いて、プランジャ28をポット部6p内に前進させて、当該プランジャ28の先端側外周に敷設されたパッキン32によって、ポット部6p内が密封されたタイミングで、真空配管26を介してポット部6p内を真空引きして、当該ポット部6p内のエア(ガス)を除去する。
Subsequently, the
上記したように、シリンダ本体Sb(射出シリンダ6s)は、水平方向(水平面)Hに対して所定の角度θで傾斜させて配置されているため、垂直(鉛直)に配置させた場合に比べて、ポット部6p内に収容されている樹脂材料の表面を、真空引き雰囲気中に広く晒すことができる。これにより、樹脂材料に対する真空引き効率を飛躍的に向上させることができるため、当該樹脂材料中に混在しているエア(ガス)の除去をより確実に行うことができる。
As described above, the cylinder body Sb (
そして、更に、プランジャ28をポット部6p内に前進させた後、当該に設けられた圧力センサ(図示しない)によって、ポット部6p内の樹脂圧を測定し、当該ポット部6p内に空隙が無くなった時点で、プランジャ28の前進を停止させる。なお、これ以降のプロセスは、上記した図2〜図5に係る実施形態と同様であるため、その説明並びにその効果についての説明は省略する。
Further, after the
なお、本発明に使用できる樹脂材料については、60℃以下で液状の熱硬化性樹脂で、かつ、成形温度における粘度が3Pa・s以下の樹脂組成物であることが好ましい。この場合、樹脂材料の主成分は、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられるが、目的(用途)に応じて、シリカ等の充填材、難燃化剤、機能性フィラーを適宜配合して使用することができる。 The resin material that can be used in the present invention is preferably a resin composition that is a thermosetting resin that is liquid at 60 ° C. or less and has a viscosity at molding temperature of 3 Pa · s or less. In this case, the main component of the resin material is an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, or the like. Depending on the purpose (use), a filler such as silica, a flame retardant, and a functional filler are appropriately blended. Can be used.
2 金型
2a 第1の金型
2b 第2の金型
2c チャンバ
2g ゲート(ファンゲート)
2p ノズル当接口
4 型締ユニット
6 射出ユニット
6s 射出シリンダ
6t ノズル
2
2p Nozzle contact port 4 Clamping unit 6
Claims (8)
内部に被成形物をセット可能な金型と、
前記金型を型締めする型締ユニットと、
型締めされた金型内に樹脂材料を射出する射出ユニットと、
前記樹脂材料を封止する封止機構とを有し、
前記射出ユニットには、前記金型に連通接続され、前記樹脂材料を金型内に向けて射出させるノズルを備えた射出シリンダが設けられ、
前記射出シリンダには、前記樹脂材料を収容する中空円筒状のポット部が構成されており、その全体が、前記金型方向に向けて下り傾斜状に配置され、
前記封止機構には、前記ノズルからの樹脂材料を当該ノズル先端で封止する封止板を有することを特徴とする射出成形装置。 An injection molding apparatus capable of setting the molding pressure to about 0.5 MPa when molding a predetermined product by injecting and curing a liquid resin material,
A mold that can set the workpiece inside,
A clamping unit for clamping the mold,
An injection unit for injecting a resin material into a mold that has been clamped ;
A sealing mechanism for sealing the resin material,
Wherein the injection unit is communicatively connected to the mold, the injection cylinder is provided with the resin material with a nozzle which emitted toward into the mold,
The injection cylinder is configured with a hollow cylindrical pot portion that contains the resin material, and the whole is arranged in a downwardly inclined shape toward the mold direction,
An injection molding apparatus characterized in that the sealing mechanism has a sealing plate for sealing the resin material from the nozzle at the tip of the nozzle .
前記プランジャには、前記樹脂材料が収容された状態における前記ポット部内の圧力を測定する圧力センサが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の射出成形装置。 The injection cylinder is provided with a plunger capable of reciprocatingly moving a resin material accommodated in the pot portion toward the nozzle.
The injection molding apparatus according to claim 1, wherein the plunger is provided with a pressure sensor for measuring a pressure in the pot portion in a state where the resin material is accommodated .
前記ゲートは、前記ノズルが連通接続される部位から当該金型内に向って末広がり状に拡張し、かつ、その全体に亘って幅狭の隙間として構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の射出成形装置。 The said mold gate for feeding resin material injected from the nozzle into the mold is constituted,
The gate according to claim 1, wherein the nozzle extends to the flared toward the portion to be communicated with in the mold, and characterized in that it is configured as a gap narrow over its entire 4. The injection molding apparatus according to any one of items 3 to 3.
金型内に被成形物をセットする工程と、
型締ユニットによって前記金型を型締めする工程と、
型締めされた金型内に、射出ユニットによって樹脂材料を射出する工程と、
前記樹脂材料を封止する封止工程とを有し、
前記射出ユニットには、前記金型に連通接続され、前記樹脂材料を金型内に向けて射出させるノズルを備えた射出シリンダが設けられ、
前記射出シリンダには、前記樹脂材料を収容する中空円筒状のポット部が構成されており、その全体が、前記金型方向に向けて下り傾斜状に配置され、
前記封止工程には、前記ノズルからの樹脂材料を当該ノズル先端で封止する封止板を有することを特徴とする射出成形方法。 An injection molding method capable of setting the molding pressure to about 0.5 MPa when molding a predetermined product by injecting and curing a liquid resin material,
A process of setting a molding in a mold;
A step of clamping the mold by the mold closing unit,
A step of injecting a resin material by an injection unit into a mold that has been clamped ;
A sealing step of sealing the resin material,
Wherein the injection unit is communicatively connected to the mold, the injection cylinder is provided with the resin material with a nozzle which emitted toward into the mold,
The injection cylinder is configured with a hollow cylindrical pot portion that contains the resin material, and the whole is arranged in a downwardly inclined shape toward the mold direction,
An injection molding method comprising: a sealing plate for sealing the resin material from the nozzle at the tip of the nozzle in the sealing step .
前記プランジャには、前記樹脂材料が収容された状態における前記ポット部内の圧力を測定する圧力センサが設けられていることを特徴とする請求項5に記載の射出成形方法。 The injection cylinder is provided with a plunger capable of reciprocatingly moving a resin material accommodated in the pot portion toward the nozzle.
The injection molding method according to claim 5, wherein the plunger is provided with a pressure sensor that measures a pressure in the pot portion in a state where the resin material is accommodated .
前記ゲートは、前記ノズルが連通接続される部位から当該金型内に向って末広がり状に拡張し、かつ、その全体に亘って幅狭の隙間として構成されていることを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載の射出成形方法。 The said mold gate for feeding resin material injected from the nozzle into the mold is constituted,
The gate according to claim 5, wherein the nozzle extends to the flared toward the portion to be communicated with in the mold, and characterized in that it is configured as a gap narrow over its entire 8. The injection molding method according to any one of items 7 to 7.
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