(57)【要約】【課題】樹脂レンズ等の成形時において離型不良を発生させることなく、かつキャビティの末端部で樹脂が硬化することに因る未充填や気泡といった成形不良を防止する光学部品の製造方法を提供する。【解決手段】上型７ｂと下型７ａからなる成形型７により樹脂成形体４からなる光学部品を製造する方法において、キャビティ容積が小さい上型７ｂに設けた樹脂注入口５から樹脂を成形型７のキャビティに注入し、上型７ｂのキャビティに樹脂が充満した後にキャビティ容積の大きい下型７ａのキャビティに樹脂が充満する。【選択図】図２
2008302530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と下型からなる成形型により樹脂成形体からなる光学部品を製造する方法において、キャビティ容積が小さい上型に設けた樹脂注入口から樹脂を成形型のキャビティに注入し、上型のキャビティに樹脂が充満した後にキャビティ容積の大きい下型のキャビティに樹脂が充満することを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項２】
キャビティ容積の大きい下型に設けた成形面により樹脂成形体と成形面との接触面積が最も大きくなる光学部品の曲面を形成し、キャビティ容積の小さい上型に光学部品のキャビティに連通して設けた窪み部により樹脂保持部を形成し、樹脂保持部において樹脂成形体を上型に掴着して保持する状態でキャビティ容積の大きい下型から光学部品を離型することを特徴とする請求項１に記載の光学部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学部品の製造方法に関し、リードフレームを用いたインサート成形によるレンズなどの光学部品の製造における成形不良、特にシリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂を用いた樹脂成形時に発生する未充填や離型不良などの成形不良を改善する技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のリードフレームを用いた部品の製造方法としては、金型内にリードフレームを設置し、樹脂注入および加圧を行ってインジェクションモールドする製造方法があった（例えば、特許文献１参照）。また、光学部品の製造方法としては、金型内に溶融樹脂を射出して成形することで、透光性カバーや対物レンズ等の光学部品を製造する方法があった（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
図６は、従来のインジェクションモールドに使用する成形金型を示した断面図である。図６において、金型部７は固定側金型（下型）７ａと可動側金型（上型）７ｂとからなり、金型部７にリードフレーム１を設置し、固定側金型（下型）７ａおよび可動側金型（上型）７ｂのキャビティに樹脂を加圧注入し、所定の時間にわたって保持した後に、固定側金型（下型）７ａから可動側金型（上型）７ｂを離間させ、エジェクタピンにて樹脂成形体４を離型させて取り出す。
【０００４】
その後、リードフレーム１から樹脂成形体４を金型部７の連通孔３ａに相応する部位で裁断して樹脂溜まり部２を切り離すことにより、目的の成形品のみを取り出す方法が一般的である。
【０００５】
ところで、一般的に金型はベントを有しており、樹脂を加圧注入する際にキャビティのエアーをベントから脱気する。しかし、使用する樹脂の特性や金型構造によってはベントがあるにも拘らずエアーを抜くことができず、残留するエアーに阻害されてキャビティの全領域に樹脂が充満せずに、流路（キャビティ）の末端で樹脂が硬化し、未充填となることが起こりうる。
【０００６】
このため、図６における構成では、製品の樹脂成形体４を成形するためのキャビティとは別途に樹脂溜まり部２を形成するキャビティを設け、連通孔３ａを通して樹脂成形体４のキャビティと樹脂溜まり部２のキャビティとを連通し、樹脂溜まり部２と外部とを連通するベント８を形成している。
【０００７】
この構成により、樹脂を加圧注入する際には樹脂成形体４のキャビティのエアーが連通孔３ａを通して樹脂溜まり部２のキャビティに流入し、樹脂溜まり部２のキャビティからベント８を通して排気することで、樹脂成形体４のキャビティにエアーが残留することを防止し、未充填の問題を改善している。
【０００８】
図７には従来の光学部品を製造する方法に使用する成形金型を示した断面図である。図７において、金型部７は固定側金型（下型）７ａと可動側金型（上型）７ｂとからなり、固定側金型（下型）７ａが突き出し部７ｃに樹脂成形体４の入射面を形成する凹面及びベント８を備え、ベント８にエジェクタピン９を挿通して配置しており、可動側金型（上型）７ｂが樹脂成形体４の出射面を形成する凸面を備えている。
【０００９】
この構成の金型部７は、任意の形状のベント８に吸気設備や排出設備を組み合わせて使用しており、樹脂成形時のキャビティ内の空気を吸気しつつ、溶融樹脂（溶融材料）を樹脂成形体４のキャビティに射出し、成形された光学部品から可動側金型７ｂを離型し、その後に突き出し部７ｃを突き出して固定側金型７ａを光学部品から離型させることによってエアー抜き不良や離型不良を防止している。
【特許文献１】特開平４−５９２１６号公報
【特許文献２】特開２００４−１３０７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上述した図６に示す構成では、樹脂成形体４の形状、固定側金型７ａおよび可動側金型ｂのキャビティの大きさもしくは形状等々によっては、樹脂充填や離型が困難な傾向が生じる。
【００１１】
特に樹脂成形体４がレンズ等のドーム型の形状をなす場合には、樹脂成形機の構造に因ってエジェクタ機構は可動側金型（上型）７ｂに配置するので、樹脂成形体４のレンズ表面部は固定側金型７ａに配置することになる。
【００１２】
このため、樹脂成形体４のレンズ表面部と固定側金型７ａとの接触面積が大きくなること、樹脂成形体４がレンズ下部をなすフランジ部周辺にストレート部を有する形状であればその箇所での離型抵抗が増すこと、キャビティに充填するシリコーンなどの熱硬化性樹脂は成形収縮の影響や表面濡れ性が大きいことなどの原因によって、離型の際に樹脂成形体４が固定側金型７ａに取られることがある。
【００１３】
さらに、リードフレーム１にエジェクタピンを当接させて離型させる場合には、リードフレーム１と樹脂成形体４との密着性が悪いと、樹脂成形体４を金型から離型させる前にリードフレーム１と樹脂成形体４とが分離して離型不良が発生するという問題があった。
【００１４】
また、シリコーンなどの粘度変化の大きな樹脂を使用する場合に、ベント８の構造が約０．０１ｍｍ以下の隙間を有するものであっても、樹脂がベント８へ容易に入り込んで樹脂成形体４と一体のものとなる問題があった。
【００１５】
次に、上述した図７に示す構成の樹脂成形体４の形状によれば、樹脂成形体４がシリコーンなどの弾力性があって脆さのある熱硬化性樹脂を用いた光学部品である場合に、樹脂成形体４をエジェクタピン９で押し出して離型する際に、エジェクタピン９が樹脂成形体４である光学部品と直接に当接することになり、光学部品の表面に当接痕やキズが発生するという問題があった。
【００１６】
その上、光学部品の上方に位置するベント８からキャビティ内のガスやエアーを排出することになるが、前述したものと同様に、シリコーンなどの粘度変化の大きな樹脂を使用する場合には、樹脂が容易にベント８に入り込んで樹脂成形体４と一体のものとなる問題があった。
【００１７】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、樹脂レンズ等の成形時において離型不良を発生させることなく、かつキャビティの末端部で樹脂が硬化することに因る未充填や気泡といった成形不良を防止する光学部品の製造方法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】
【００１８】
上記の課題を解決するために、本発明の光学部品の製造方法は、上型と下型からなる成形型により樹脂成形体からなる光学部品を製造する方法において、キャビティ容積が小さい上型に設けた樹脂注入口から樹脂を成形型のキャビティに注入し、上型のキャビティに樹脂が充満した後にキャビティ容積の大きい下型のキャビティに樹脂が充満することを特徴とする。
【００１９】
また、キャビティ容積の大きい下型に設けた成形面により樹脂成形体と成形面との接触面積が最も大きくなる光学部品の曲面を形成し、キャビティ容積の小さい上型に光学部品のキャビティに連通して設けた窪み部により樹脂保持部を形成し、樹脂保持部において樹脂成形体を上型に掴着して保持する状態でキャビティ容積の大きい下型から光学部品を離型することを特徴とする。
【００２０】
上記した構成によれば、樹脂注入口をキャビティ容積が小さい上型をなす可動側金型に設けることによって樹脂注入の際の射出圧を低減することができる。また、光学部品、例えば透光性光学部品を掴持するための樹脂保持部を、キャビティ容積が大きい下型の固定側金型ではなくてキャビティ容積が小さい上型の可動側金型に設けることで、上型の可動側金型と樹脂成形体との密着する部分の接触面積が大きくなるとともに、先に上型の可動側金型において光学部品のキャビティから樹脂保持部のキャビティをなす窪み部にまで樹脂を充填させ、下型の固定側金型へは可動側金型の外周部から樹脂を流動させることにより、優れた樹脂の流動性を実現し、未充填を防止することが出来る。
【００２１】
さらに、下型の固定側金型に比べてキャビティの容量が小さい上型の可動側金型において十分な流路を確保することが困難となった場合であっても、樹脂保持部を形成する樹脂溜まり部によって、気泡、異物（樹脂）といった不良の発生も低減させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように本発明によれば、シリコーンなどの熱硬化性樹脂を用いてリードフレーム上にインサート成形する際に、成形型と樹脂成形体との離型不良を発生させることがなく、かつ流路の末端にまで樹脂が流れないことによる未充填や気泡といった成形不良を発生させることがなく、高品質かつ高信頼性の光学部品の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における樹脂保持部の配置図である。図２は本発明の実施の形態１における樹脂流動の様子を示す断面図である。図３、４は本発明の実施の形態１における金型開きの手順を示す断面図である。
【００２４】
図１および図２において、成形型をなす金型部７は固定側金型（下型）７ａと可動側金型（上型）７ｂとからなり、透光性光学部品の樹脂成形体４を形成するキャビティを備えている。
【００２５】
可動側金型（上型）７ｂは可動側コアピン７ｄと金属枠体７ｅとを備え、金属枠体７ｅに樹脂注入口５と、樹脂保持部６を形成するキャビティをなす窪み部６ａを有しており、可動側コアピン７ｄが透光性光学部品の出射面を形成するための凸面の成形面４ａを備えている。固定側金型（下型）７ａは透光性光学部品の入射面を形成する凹面の成形面４ｂを備えており、樹脂成形体４との接触面積が最も大きな部位をなす。窪み部６ａと透光性光学部品を形成するキャビティとは連通孔３ａで連通している。
【００２６】
樹脂成形時には、金型部７の固定側金型（下型）７ａと可動側金型（上型）７ｂとの間にリードフレーム１を設置し、リードフレーム１の複数のリード１ａ、ここでは４本のリード１ａのそれぞれを各連通孔３ａに配置し、各連通孔３ａにおいてリード１ａの周囲に流路を形成する。
【００２７】
そして、固定側金型（下型）７ａおよび可動側金型（上型）７ｂのキャビティに樹脂注入口５からシリコーンなどの樹脂を加圧注入する。この際に、図２に示すように、樹脂注入口５は射出圧力が起たないようにＰＬライン（上下型の分割面）より可動側金型（上型）７ｂに設置しているので、樹脂は可動側金型（上型）７ｂのキャビティ４ａに流れて（図中矢印Ａ）レンズフランジ部を満たし、連通孔３ａを通して窪み部６ａに流れて樹脂保持部６にまで辿り着き、同時にレンズフランジ部の外周部より固定側金型（下型）７ａのキャビティに流れて（図中矢印Ｂ）レンズ部を満たすことにより、キャビティ容積の小さい側から順次に満たしながら硬化していく。
【００２８】
この樹脂の充填により、図３〜図５に示すように、リードフレーム１の上にドーム形状ないしは半球形状の樹脂成形体４を形成するとともに、リードフレーム１の複数のリード１ａ、ここでは４本のリード１ａのそれぞれに樹脂保持部６、および各連通孔３ａにおけるリード１ａの周囲に沿ったリード樹脂部３ｂを形成する。
【００２９】
樹脂保持部６およびはリード周辺（表裏面および両側面）を覆うようにリード１ａに樹脂を沿わせて形成する。樹脂保持部６の主たる部位はリード１ａの上に可動側金型（上型）７ｂに面して形成している。
【００３０】
樹脂保持部６の形状は、固定側金型（下型）７ａと可動側金型（上型）７ｂとの境であるＰＬラインを基準として、可動側金型（上型）７ｂにおいて厚みが０．１０ｍｍ前後、固定側金型（下型）７ａにおいて厚みが０．０２ｍｍ〜０．０４ｍｍとし、各リード１ａに沿って、例えば約φ６．００ｍｍのドーム型レンズを形成する場合に、０．５０ｍｍ前後の幅を有するようにする。また、樹脂保持部６は可動側金型（上型）７ｂに対して１°〜２°の傾斜角（抜け勾配）を設ける。
【００３１】
次に、図３に示すように、窪み部６ａに形成した樹脂保持部６を掴持して可動側金型（上型）７ｂに樹脂成形体４を保持する状態で固定側金型７ａを離型させる。このとき、固定側金型７ａの成形面４ｂは、透光性光学部品の曲面を形成して樹脂成形体４と成形型との接触面積の最も大きな部位であるが、可動側金型（上型）７ｂの金属枠体７ｅに樹脂注入口５と窪み部６ａを設け、窪み部６ａにおいて樹脂成形体４を掴着する部分として樹脂保持部６を形成することによって、固定側金型（下型）７ａに樹脂成形体４を取られることなく、固定側金型（下型）７ａのみを樹脂成形体４および可動側金型（上型）７ｂから離型させることができる。
【００３２】
次に、図４に示すように、金属枠体７ｅにおいて樹脂保持部６を掴持して樹脂成形体４を保持する状態で、樹脂成形体４の凹面の成形面４ａを有した可動側金型（上型）７ｂの可動側コアピン７ｄを樹脂成形体４から離型させる。
【００３３】
そして、図５に示すように、最後にエジェクタ機構７ｆによりリードフレーム１を突き出し、樹脂成形体４を可動側金型（上型）７ｂから完全に離型させる。この離型の際に、樹脂保持部６の適切な形状ならびにその傾斜角の選択によって、引っ掛かりを生じることなく容易に可動側金型（上型）７ｂの金属枠体７ｅから離型させることができる。その後、リード１ａに沿う部分においてゲートの分断工程を行う。なお、この分断工程は、後の工程でも行っても良い。
【００３４】
以上、かかる構成によれば、樹脂注入口５から注入した樹脂は、まず可動側金型（上型）７ｂに入り、先にキャビティ容積の小さい可動側金型（上型）７ｂにおける樹脂成形体４のキャビティおよび樹脂保持部６の窪み部６ａを満たすとともに、フランジ外周部からキャビティ容積の大きい固定側金型（下型）７ａへと入って行き、固定側金型（下型）７ａにおける樹脂成形体４のキャビティを満たして最終的に合流する。
【００３５】
このように、キャビティ容積の小さい可動側金型（上型）７ｂに樹脂保持部６を設けるとともに可動側金型（上型）７ｂへ先に充填することによって、未充填の要因を無くし、樹脂の流動性を良くすることができ、かつ樹脂保持部６によって可動側金型（上型）７ｂとの接触面積を大きくして樹脂保持部６を掴持することによって、リードフレーム１および樹脂成形体４の離型不良を減少させることができる。また、樹脂成形体４から樹脂保持部６へ流れる部位であるリード樹脂部３ｂが、樹脂の流動性を損なわないような形状をなすことによって裁断部の樹脂の量を減らすことができ、よって不要となる成形部の樹脂バリの巻き込みを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１における樹脂成形体および樹脂溜まり部を示す平面図
【図２】同実施の形態１における樹脂流動の様子を示す断面図
【図３】同実施の形態１における金型開きの手順を示す断面図
【図４】同実施の形態１における金型開きの手順を示す断面図
【図５】同実施の形態１における金型開きの手順を示す断面図
【図６】従来のインジェクションモールド成形金型を示す断面図
【図７】従来の光学素子成形方法の金型を示す断面図
【符号の説明】
【００３７】
Ａ  樹脂流動方向（可動側）
Ｂ  樹脂流動方向（固定側）
１  リードフレーム
２  樹脂溜まり部
３ａ  連通孔
３ｂ  リード樹脂部
４  樹脂成形体
４ａ、４ｂ  成形面
５  樹脂注入口（ゲート部）
６  樹脂保持部
６ａ  窪み部
７  金型部
７ａ  固定側金型（下型）
７ｂ  可動側金型（上型）
７ｃ  突き出し部（上型）
７ｄ  可動側コアピン
７ｅ  金属枠体
７ｆ  エジェクタ機構
８  ベント（脱気孔）
９  エジェクタピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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