(57)【要約】【課題】ボイドの発生を抑制できるモールド成形装置を提供する。【解決手段】このモールド成形装置は、封止対象物が収容される封止室と、樹脂タブレットが収容されるシリンダ状のポットと、ポットの軸方向に可動し、収容された樹脂タブレットを押圧するプランジャと、ポットと封止室とを連結し、液化した樹脂を封止室に導入するランナと、が加熱可能にされた金型内に形成される。ポットにおいて、軸方向の高さが同一の円柱の表面積に対してポットの内壁面の面積が大きくなるように、ポットの内部に向かって突出した突出部を有する。【選択図】図１
2018176446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
封止対象物が収容される封止室（１０）と、
樹脂タブレット（２００）が収容されるシリンダ状のポット（２０）と、
前記ポットの軸方向に可動し、収容された前記樹脂タブレットを押圧するプランジャ（３０）と、
前記ポットと前記封止室とを連結し、液化した樹脂を前記封止室に導入するランナ（４０）と、が加熱可能にされた金型（５０，６０，７０）内に形成されたモールド成形装置であって、
前記ポットにおいて、軸方向の高さが同一の円柱の表面積に対して前記ポットの内壁面の面積が大きくなるように、前記ポットの内部に向かって突出した突出部（２２）を有するモールド成形装置。
【請求項２】
前記突出部は、前記ポットの中心軸（Ｌ）に向かって突出して形成される、請求項１に記載のモールド成形装置。
【請求項３】
前記ランナは、前記ポットの中心軸に対して、前記突出部の形成位置と反対側に形成される、請求項１または請求項２に記載のモールド成形装置。
【請求項４】
前記突出部が、前記ポットを軸方向から見たとき、前記ポットの中心軸を頂点として尖状に形成されることにより、前記ポットは、軸方向から見たときに扇形に形成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモールド成形装置。
【請求項５】
前記突出部が前記ポットの軸方向に延びた円柱状に形成されることにより、前記ポットは、軸方向から見たときにアーチ状となるように形成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモールド成形装置。
【請求項６】
前記突出部が前記ポットの中心軸に向かって３方向からせり出すことにより、前記ポットは、軸方向から見たときに頂点がラウンドした三角状となるように形成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモールド成形装置。
【請求項７】
前記突出部が前記ポットの中心軸に向かって４方向からせり出すことにより、前記ポットは、軸方向から見たときに頂点がラウンドした十字状となるように形成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモールド成形装置。
【請求項８】
前記突出部が、前記ポットの中心軸を通り前記ポットの軸方向に延びる柱状に形成されることにより、前記ポットは、軸方向から見たときに円環状に形成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモールド成形装置。
【請求項９】
前記突出部は、前記プランジャから延びて形成される、請求項８に記載のモールド成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書の開示は、モールド成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品等を保護するためにプラスチックなどの樹脂を射出成形して電子部品を覆うモールド成形が一般に行われている。モールド成形は、固体状の樹脂タブレットを金型内のポット内に収容し、これを加熱しつつプランジャを用いて圧縮して押し出し、ランナを介して電子部品等が収容された封止室内に半液化した樹脂を流し込むことによって電子部品の被覆を行うものである。
【０００３】
しかしながら、固体状の樹脂タブレットをポット内で加熱する方式は、金型と接する樹脂タブレットの表面近傍から加熱されていくため、樹脂タブレットの芯部が加熱されにくく、射出可能な状態になるまでに長い時間を要するという問題があった。加えて、芯部と表面近傍とで温度差が生じるために半液化した樹脂の粘性に差が生まれ、射出時にボイドが発生する原因となるという問題もある。
【０００４】
これに対して、特許文献１の開示は、樹脂タブレットの供給装置であり、ポット外に設けられた予熱装置で加熱され半液化された樹脂タブレットをポット内に搬入するものである。これによれば、すでに加熱された樹脂タブレットを用いて射出を行うものであるから、射出に要する時間を短縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−４２５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された供給装置では、ポット外の予熱装置で半液化した状態の樹脂タブレットを、加熱手段によって加熱しつつ搬送することになるため、搬送時の振動によって樹脂タブレットが意図しない形状に変形することが考えられる。搬送時の樹脂タブレットの変形は、ポットへの搬入時や射出時に空気を巻き込んでボイドを生じる原因となる虞がある。また、加熱手段によって加熱されながら搬送されるとはいえ、外気と接触する樹脂タブレット表面の近傍では温度が低下してタブレット内で粘性差が産まれる虞もある。
【０００７】
そこで、この明細書の開示は、ボイドの発生を抑制できるモールド成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００９】
上記目的を達成するために、この明細書に開示されるモールド成形装置は、封止対象物が収容される封止室（１０）と、樹脂タブレット（２００）が収容されるシリンダ状のポット（２０）と、ポットの軸方向に可動し、収容された樹脂タブレットを押圧するプランジャ（３０）と、ポットと封止室とを連結し、液化した樹脂を封止室に導入するランナ（４０）と、が加熱可能にされた金型（５０，６０，７０）内に形成されたモールド成形装置であって、ポットにおいて、軸方向の高さが同一の円柱の表面積に対してポットの内壁面の面積が大きくなるように、ポットの内部に向かって突出した突出部（２２）を有する。
【００１０】
これによれば、ポット内壁における加熱する金型表面の面積を、例えば従来のポットにあるような円柱状のポットに対して大きくできるので、樹脂タブレットへの伝熱に係る面積を大きくすることができる。また、突出部の存在によって、金型から樹脂タブレットへの伝熱を、樹脂タブレットの中心軸により近い場所で行うことができるので、樹脂タブレットの加熱をより均一に行うことができる。これにより、樹脂タブレット内での粘性差を抑制でき、空気の巻き込みに起因するボイドの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係るモールド成形装置の概略構成を示す側面断面図および上面断面図である。
【図２】第２実施形態に係るポットの概略構成を示す上面断面図である。
【図３】第３実施形態に係るポットの概略構成を示す上面断面図である。
【図４】第４実施形態に係るポットの概略構成を示す上面断面図である。
【図５】第５実施形態に係るモールド成形装置の概略構成を示す側面断面図および上面断面図である。
【図６】第６実施形態に係るモールド成形装置の概略構成を示す側面断面図および上面断面図である。
【図７】その他の実施形態に係るポットの概略構成を示す上面断面図である。
【図８】その他の実施形態に係るポットの概略構成を示す上面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１３】
（第１実施形態）
最初に、図１を参照して、本実施形態に係るモールド成形装置の概略構成について説明する。
【００１４】
図１に示すように、モールド成形装置１００は、封止室１０と、ポット２０と、プランジャ３０と、ランナ４０と、を備えている。封止室１０、ポット２０、プランジャ３０、およびランナ４０は、第１金型５０、第２金型６０、第３金型７０が組み合わされることによってそれぞれ形成されている。
【００１５】
封止室１０は、電子部品が実装されたプリント基板などの封止対象物が収容される空間である。液化した樹脂が封止室１０を満たすことによって、収容された封止対象物を樹脂が覆う。例えば樹脂が熱硬化性である場合には、さらに加熱することにより樹脂が硬化して封止対象物の封止が完了する。封止室１０は、第１金型５０に形成された凹部と、該凹部に対応して第２金型６０に設けられた凹部とにより形成される。封止対象物は、第１金型５０と第２金型６０とを嵌合する前に第２金型６０の凹部内に載置される。封止室１０は、第１金型５０と第２金型６０とが嵌合することによって互いの凹部により形成され、封止対象物がその内部に配置される状態となる。
【００１６】
ポット２０は、樹脂タブレット２００を収容する空間である。ポット２０は、第２金型６０に形成され略円柱形をしたシリンダ状の空間であり、第１金型５０が嵌合した際に第１金型５０に形成された凹形成のカル部２１と連通するようになっている。ポット２０の形状の詳細は追って説明する。
【００１７】
ポット２０に収容された樹脂タブレット２００は、第２金型６０から受ける加熱により低粘性となりつつ、後述するプランジャ３０に押圧される。これにより、半液化された樹脂タブレット２００はカル部２１を満たしながら後述するランナ４０に押し出され、封止室１０に至る。
【００１８】
プランジャ３０は、第３金型７０に形成された金属体である。プランジャ３０は、ポット２０の形状に対して軸方向に移動可能な程度のクリアランスを有しつつ、ポット２０の軸方向に直交する断面においてポット２０と相似な形状をしている。プランジャ３０は、第２金型６０と第３金型７０とが嵌合した際に、ポット２０内に挿入可能な位置に形成されている。プランジャ３０はポット２０の軸方向に移動可能にされ、ポット２０内部に押し込まれることによって内部に置かれた樹脂タブレット２００を押圧する機能を有する。
【００１９】
第３金型７０において、プランジャ３０が収容される収容空間７１は、ポット２０の軸方向（プランジャ３０の並進方向に同じ）に直交する断面がポット２０の断面と同一とされており、ポット２０と収容空間７１とで一体的な略円柱状の空間となっている。
【００２０】
ランナ４０は、カル部２１と封止室１０とを連結する通路空間であり、実質的にポット２０と封止室１０とを連結して樹脂タブレット２００の液化により生じた樹脂をポット２０から封止室１０に導入する。ランナ４０は、第１金型５０と第２金型６０とが嵌合して形成される空間である。第１金型５０において、封止室１０の一部である凹部と、カル部２１を構成する凹部とを結ぶように、両凹部よりも浅い溝状に形成される。これにより、第１金型５０と第２金型６０とが嵌合した際に、ポット２０から封止室１０に延びるランナ４０が形成される。
【００２１】
第１金型５０は、その内部に加熱用のヒータ線５２を有している。同様に、第２金型６０はヒータ線６２を有し、第３金型７０はヒータ線７２を有している。各ヒータ線５２，６２，７２は通電されることによって発熱し、それぞれの金型５０，６０，７０を所定の温度まで昇温する。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態におけるポット２０は、軸方向に直交する断面において、略円柱を成すポット２０の中心軸Ｌを中心にした円弧状、より詳しくは扇形を成している。ポット２０は、全体として中心角が鈍角となった円弧柱状であり、この円弧状の形状は、第２金型６０から突出した突出部２２により形成されている。突出部２２は、軸方向に直交する断面でみると、ポット２０の側面から中心軸Ｌに向かってせり出して形成されており、中心軸Ｌを頂点とした尖状になっている。つまり、突出部２２は中心角が鋭角となる円弧柱状である。ポット２０は、中心軸Ｌを軸とする円柱から、突出部２２の形状を除去した形状として規定されている。
【００２３】
樹脂タブレット２００は、ポット２０の形状に相似して、且つ若干のクリアランスを以って成形されており、ポット２０内に挿入される。つまり、本実施形態におけるモールド成形装置１００に採用される樹脂タブレット２００の形状は、中心角が鈍角となった円弧柱状である。ポット２０の内側面は樹脂タブレット２００の表面に接触、あるいは近接して熱を伝える。樹脂タブレット２００は、中心軸付近まで外部に露出した形状となっているので、第２金型６０は、樹脂タブレット２００の中心軸付近に直接伝熱できるようになっている。
【００２４】
なお、本実施形態におけるランナ４０は、ポット２０の中心軸Ｌに対して、突出部２２が形成された部分と反対側においてカル部２１、ひいてはポット２０に接続されている。
【００２５】
次に、本実施形態に係るモールド成形装置１００を採用することによる作用効果について説明する。
【００２６】
上記したとおり、モールド成形装置１００は、柱状を成すポット２０の軸方向に直交する断面において、ポット２０の中心軸Ｌを中心にした円弧状を成している。そして、樹脂タブレット２００も、ポット２０の形状に合わせて中心軸Ｌを中心にした円弧状を成す。つまり、樹脂タブレット２００における中心に近い部分が外部に露出しており、その露出した中心部分がポット２０の内側面に接触あるいは近接することになる。これによれば、加熱された第２金型６０が、樹脂タブレット２００の中心軸付近に直接伝熱できる。従来のように、切り欠き部分の存在しない円柱状の樹脂タブレットでは、中心軸近傍は加熱されにくく、加熱ムラを生じる原因となっていたが、本実施形態におけるポット２０を採用することによって樹脂タブレット２００の中心軸近傍を直接加熱することができ、温度ムラを低減することができる。このように、樹脂タブレット２００の加熱をより均一に行うことができることにより、樹脂タブレット２００内での粘性差を抑制でき、空気の巻き込みに起因するボイドの発生を抑制することができる。
【００２７】
ところで、突出部２２が存在することにより樹脂タブレット２００は円柱に切り欠きが形成されたような形状になる。この切り欠きの部分は、プランジャ３０による押圧でカル部２１において合流するが、この合流部で気泡を巻き込みやすい。これに対して、本実施形態では、ランナ４０が、ポット２０の中心軸Ｌに対して、突出部２２の形成位置と反対側に形成されている。このため、樹脂の合流部とランナ４０とをできるだけ遠ざけることができ、気泡を含んだ状態で樹脂がランナ４０に導入することを抑制できる。つまり、空気の巻き込みに起因するボイドの発生を抑制することができる。
【００２８】
（第２実施形態）
ポット２０の形状は、円弧柱状に限定されず、図２に示すように、軸方向に直交する断面がアーチ状となるように形成されていても良い。本実施形態では、第２金型６０の内壁からせり出す突出部２２が、略円柱状のポット２０の半分を占める半円柱を成すように形成される第１突部２２ａと、第１突部２２ａからせり出し、中心軸Ｌを中心としてポット２０の内径よりも小さい半円状の第２突部２２ｂと、が複合されて構成されている。これにより、この突出部２２により切り取られる実質的なポット２０の形状は、中心軸Ｌに直交する断面において、アーチ状（換言すれば馬蹄形）となる。なお、ランナ４０は、ポット２０のアーチが凸となる方向に形成されている。
【００２９】
これによれば、ポット２０の内部に挿入される樹脂タブレット２００もアーチ状の断面を持ち、軸方向に延びた薄板形状を成すこととなる。そして、樹脂タブレット２００は、アーチが凸となる方向の面においては第２金型６０から加熱され、アーチが凹となる方向の面においては突出部２２から加熱される。樹脂タブレット２００は、従来のような例えば円柱状の態様に較べて薄く、板厚方向の両面から加熱されることになるから、全体が万遍なく加熱される。よって、樹脂タブレット２００の加熱をより均一に行うことができることにより、樹脂タブレット２００内での粘性差を抑制でき、空気の巻き込みに起因するボイドの発生を抑制することができる。
【００３０】
（第３実施形態）
ポット２０の形状は、図３に示すように、略三角柱状とされても良い。本実施形態では、第２金型６０の内壁の３方向から、中心軸Ｌに向かって、各突出部２２がせり出している。軸方向に直交する断面をみると、突出部２２は、略円柱状のポット２０が弦を張るように切り取る。本実施形態では、３つの突出部２２が中心軸Ｌを中心に１２０度ごとに設けられている。これにより、これらの突出部２２により切り取られる実質的なポット２０の形状は、中心軸Ｌに直交する断面において、略三角形となる。より詳しくは、この三角形は頂点がラウンドした形状である。
【００３１】
これによれば、第２金型６０とともに加熱される突出部２２が、従来の円柱状の樹脂タブレットに較べて、樹脂タブレット２０の中心軸Ｌに近接した部位まで迫って形成されるので、従来よりも樹脂タブレット２００を効率よく加熱できる。よって、樹脂タブレット２００の加熱をより均一に行うことができることにより、樹脂タブレット２００内での粘性差を抑制でき、空気の巻き込みに起因するボイドの発生を抑制することができる。
【００３２】
（第４実施形態）
ポット２０の形状は、図４に示すように、略十字柱状とされても良い。本実施形態では、第２金型６０の内壁の４方向から、中心軸Ｌに向かって、各突出部２２がせり出している。軸方向に直交する断面をみると、突出部２２は、ポット２０の内壁からやまなりにせり出している。本実施形態では、４つの突出部２２が中心軸Ｌを中心に９０度ごとに設けられている。これにより、これらの突出部２２により切り取られる実質的なポット２０の形状は、中心軸Ｌに直交する断面において、略十字形となる。より詳しくは、この十字形は頂点がラウンドした形状である。
【００３３】
本実施形態における態様も、第３実施形態と同様に、第２金型６０とともに加熱される突出部２２が、従来の円柱状の樹脂タブレットに較べて、樹脂タブレット２０の中心軸Ｌに近接した部位まで迫って形成されるので、従来よりも樹脂タブレット２００を効率よく加熱できる。
【００３４】
（第５実施形態）
上記した各実施形態では、突出部２２がポット２０の内壁面から中心軸Ｌに向かってせり出し、略円柱状のポット２０の側面を突出部２２が切り取るような態様について説明した。これに対して、本実施形態におけるポット２２は、図５に示すように、中心軸Ｌに直交する断面において円環状になっている。
【００３５】
本実施形態におけるモールド成形装置１００は、第１金型５０が突出部２２を有している。突出部２２は、略円柱のポット２２における中心軸Ｌを通る円柱であり、第１金型５０におけるカル部２１を構成する凹部の底面から突出し、カル部２１を貫通してポット２０に至り、中心軸Ｌに沿ってポット２０を貫通して設けられている。これにより、この突出部２２により切り取られる実質的なポット２０の形状は、中心軸Ｌに直交する断面において、円環状となる。
【００３６】
このモールド成形装置１００では、ポット２０の中心を突出部２２が貫くので、プランジャ３０も円環状に形成されている。これにより、プランジャ３０がポット２０内を並進するときに突出部２２に干渉することなく、樹脂タブレット２００を押圧する。
【００３７】
これによれば、ポット２０の内部に挿入される樹脂タブレット２００も、中心に貫通孔が通った管状となる。そして、樹脂タブレット２００は、管の外側の面においては第２金型６０から加熱され、管の内側の面においては突出部２２から加熱される。樹脂タブレット２００は、管の厚方向の両面から加熱されることになる。特に、樹脂タブレット２００は管の中心から加熱されることになる。このため、全体が万遍なく加熱される。よって、樹脂タブレット２００の加熱をより均一に行うことができることにより、樹脂タブレット２００内での粘性差を抑制でき、空気の巻き込みに起因するボイドの発生を抑制することができる。
【００３８】
（第６実施形態）
第５実施形態では、ポット２０の中心を貫く突出部２２が第１金型５０に形成される例について説明したが、突出部２２は、図６に示すように、プランジャ３０から延びて形成されても良い。より詳しくは、突出部２２は、プランジャ３０とは別体に設けられつつ、バネなどの弾性部材３１によって連結されて形成されている。突出部２２は、円環状であるプランジャ３０の中心穴を通り、樹脂タブレット２００との接触面とは反対側の面でプランジャ３０と連結されている。プランジャ３０が樹脂タブレット２００を押圧するためにポット２０内を並進すると、突出部２２の先端はカル部２１における第１金型５０に接触する。突出部２２がプランジャ３０に固定されているとプランジャ３０はそれ以上進めないが、本実施形態では突出部２２が弾性部材３１を介してプランジャ３０と連結されているので、突出部２２が第１金型５０を付勢しつつプランジャ３０はそのまま進行することができる。
【００３９】
本実施形態でも、第５実施形態と同様に、ポット２０の内部に挿入される樹脂タブレット２００が中心に貫通孔が通った管状となる。そして、樹脂タブレット２００は、管の外側の面においては第２金型６０から加熱され、管の内側の面においては突出部２２から加熱される。このため、全体が万遍なく加熱される。よって、樹脂タブレット２００の加熱をより均一に行うことができることにより、樹脂タブレット２００内での粘性差を抑制でき、空気の巻き込みに起因するボイドの発生を抑制することができる。
【００４０】
（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態について説明したが、上記した実施形態になんら制限されることなく、この明細書に開示する主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００４１】
上記した各実施形態では、ポット２０が略円柱状である例について主に説明したが、ポット２０の基本となる概形は円柱状であることに限定されない。例えば、図７に示すように、略四角柱状のポット２０に対して、４側面からそれぞれ突出部２２が突出したようにしても良い。これにより、この突出部２２により切り取られる実質的なポット２０の形状は、中心軸Ｌに直交する断面において、略四角形の４辺が切り欠いた形状となる。このような態様でも、樹脂タブレット２００の加熱源である突出部２２が、樹脂タブレット２００の中心軸Ｌに近接するようにできるので、突出部２２が樹脂タブレット２００を均一に加熱することに寄与する。
【００４２】
このように、ポット２０の概形によらず、基本となるポット２０の概形に対して、加熱源が樹脂タブレット２００に接する表面が大きくなるように突出部２２が形成されることによって、突出部２２はポット２０の中心軸Ｌにより近い位置に形成されることになるから、樹脂タブレット２００を均一に加熱することができる。
【００４３】
また、上記した各実施形態において、第１金型５０、第２金型６０、第３金型７０の加熱を、それぞれヒータ線５２、６２、７２の通電によって行う旨を説明したが、各金型５０，６０，７０の加熱の手段は問わない。また、上記した各実施形態のようにヒータ線を用いて加熱する態様では、例えば図８に示すように、例えば第２金型６０のヒータ線６２をポット２０の外形に沿って形成することにより、より効率よく樹脂タブレット２００を加熱することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０…封止室，２０…ポット，２１…カル部，２２…突出部，３０…プランジャ，４０…ランナ，５０…第１金型，６０…第２金型，７０…第３金型
【図１】
2018176446.tif 000003
【図２】
2018176446.tif 000004
【図３】
2018176446.tif 000005
【図４】
2018176446.tif 000006
【図５】
2018176446.tif 000007
【図６】
2018176446.tif 000008
【図７】
2018176446.tif 000009
【図８】
2018176446.tif 000010