嵌件成型品的製造方法和設備的製作方法

2023-10-08 09:17:09 3

專利名稱:嵌件成型品的製造方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製造嵌件成型品的方法和設備，用於在與引導框連接著的金屬件周圍嵌件模壓樹脂。
背景技術：
通常，嵌件成型品是樹脂模壓金屬元件，它被廣泛用於包裝電子元件等等。嵌件成型品的製造通常通過從帶料衝壓出引導框，其中引導框內的金屬元件和沿邊由系杆連接，將引導框安裝在模具中，注入樹脂以樹脂模壓金屬元件，接著從模具中取出該引導框，通過剪切系杆分離嵌件成型品和引導框。
然而，在上述的嵌件成型品的製造方法中，完成樹脂模壓，並將引導框從模具取出後，必須在另一個工序中剪切去除系杆，因此需要更多的工作時間，以及單獨用於剪切的模具，導致設備成本的增加。
為了解決上述問題，在專利文獻1中，提出了將引導框安裝在成形模，通過設置在成形模上的剪切機構剪切系杆，同時將樹脂和引導框內的金屬元件進行模壓。由於在該方案中，樹脂模壓和系杆剪切在單個工序中進行，不僅減少了工作時間，而且設備成本也降低。
專利文獻1日本未審查專利申請公開號特開2000-289059
發明內容
本發明將解決的問題由於上述專利文獻1是固定引導框沒有填充樹脂的部分，而通過系杆定位金屬元件，系杆的剪切面必然暴露在模壓樹脂的外面。因此會產生以下問題(1)金屬元件的系杆的剪切面周圍沒有絕緣。
(2)由於金屬元件的系杆的剪切面周圍直接與外面接觸，金屬元件的氣密性降低。
(3)由於金屬元件的系杆剪切面沒有電鍍，該部分與外界空氣接觸，產生由於氧化導致的退化。
因此，本發明的優選實施例的目的在於提供一種製造嵌件成型品的方法，該方法可在單個工序中進行樹脂模壓並剪切系杆，進行模壓時系杆的剪切面不暴露在樹脂的外面。
此外，本發明的另一目的在於提供一種能夠實現上述製造嵌件成型品的方法的製造設備。
解決問題的技術方案根據本發明的第一優選實施方式，一種嵌件成型品的製造方法，用於將樹脂模壓在第一模具和第二模具之間的金屬元件周圍，該方法包括步驟一，製備引導框，在該引導框中金屬元件由系杆支撐，系杆和金屬元件的分界處設置有低強度部分，且處於比樹脂模壓分界面更靠近金屬元件的位置；步驟二，通過設置在第一模具的導向銷定位所述引導框；步驟三，固定上述引導框後，沿合模方向操控引導框，通過設置在第一模具和第二模具的固定機構固定所述金屬元件；步驟四，固定上述金屬元件後，通過使設置在第二模具的剪切衝頭向著系杆衝壓，使系杆從低強度部分斷裂，從而系杆從金屬元件分離；步驟五，將樹脂注入由系杆衝頭和合模後的第一模具與第二模具圍繞而成的模腔，執行樹脂模壓。
根據本發明的第二優選實施方式，一種嵌件成型品的製造設備，使用引導框將樹脂模壓在金屬元件周圍，其中在引導框中，金屬元件由系杆支撐，系杆和金屬元件之間的分界處設置有低強度部分，並處於與樹脂模壓的分界面相比更靠近製造設備內部的位置，該設備包括第一模具；第二模具，用於與第一模具形成一個模腔；設置在第一模具的導向銷，用於定位引導框；設置在第一和第二模具的固定機構，用於固定金屬元件；設置在第二模具的系杆剪切衝頭，用於通過衝壓使系杆和金屬元件在低強度部分斷裂而分離系杆與金屬元件，並用於第一模具和第二模具合模時形成模腔的側壁。
在本發明的第一個實施方式中，首先，製作引導框，其中預先設置有低強度部分，該低強度部分處於每個系杆和金屬元件之間的分界處，並比樹脂模壓分界面更靠近金屬元件的位置。所述低強度部分可連接金屬元件和引導框直至引導框被安放在模具內，當系杆剪切衝頭衝壓系杆時，系杆很容易斷裂而使系杆與金屬元件分離。
系杆和金屬元件之間也可以設置切口、裂口或者類似物。另外，金屬元件可以是，例如用於搭載電子元件的端子、屏蔽金屬板和加固金屬板等。
其次，通過設置在第一模具的導向銷定位引導框。定位過程可以通過預先在引導框的沿邊設置導向孔，使導向銷插入導向孔來實現。
接著，第一模具和第二模具沿合模方向運作，金屬元件由設置在第一模具和第二模具的固定機構固定。該固定機構具有固定金屬元件的作用，從而即使在隨後的低強度部位斷裂及金屬元件從引導框分離的過程中，金屬元件也不會偏位。
接著，設置在第二模具的系杆剪切衝頭衝壓系杆，低強度部位斷裂，從而系杆從金屬元件分離。低強度部位與系杆剪切衝頭形成一定間隙且比系杆剪切衝頭的位置更靠內側，即當執行樹脂模壓時樹脂的分界面以內的位置。
接著，將樹脂注入模腔，執行樹脂模壓，其中該模腔由系杆剪切衝頭和合模的第一模具和第二模具圍成。換句話說，系杆剪切衝頭的內部表面形成了模腔壁的內表面。由於系杆剪切衝頭和系杆剪切面之間存在間隙，樹脂進入該間隙。因而，系杆的剪切面由樹脂填充，金屬元件的系杆剪切面不會暴露在外界。
之後，第一模具和第二模具開模，嵌件成型品可從模具中取出。
根據本發明的另一個實施方式，由於系杆剪切衝頭固定在第二模具，優選利用第一模具和第二模具的合模力將系杆從金屬元件分離。雖然系杆剪切衝頭也可以由獨立於第二模具驅動源的另一個驅動源驅動，但是，如果系杆剪切衝頭固定在上述第二模具，利用第一模具和第二模具的合模力，系杆可以從金屬元件被分離，結構簡單。
根據另外一個優選實施方式，在利用系杆剪切衝頭將系杆從金屬元件分離的步驟四中，最好還包括一個步驟利用系杆剪切衝頭，折彎從金屬元件分離的系杆部分，並使該系杆部分仍與引導框連接著。雖然，系杆剪切衝頭可局部剪切系杆，但是可能產生切屑，進入模具。通過折彎分離後的系杆部分，可使之與引導框一起從模具中取出，從而沒有切屑。
根據本發明的另一個優選實施方式，固定機構包括設置在第一模具的支撐凸起，用於支撐金屬元件；元件固定銷，通過推進機構依附在第二模具，用於隨著第一模具和第二模具的合模操作將金屬元件壓向支撐凸起。作為固定機構，也可以在第一模具設置凸出的銷，從而通過將銷插入金屬元件上的孔而固定金屬元件。然而，當系杆斷裂時金屬元件可能漂浮和折彎，由於注射成型過程中的注射壓力，金屬元件也可能漂浮。相反，如果金屬元件兩邊由本發明的固定機構夾緊，金屬元件的偏移、漂浮、折彎等問題可以被防止。
通過上述的本發明的方法製造的嵌件成型品，金屬元件和系杆之間的剪切面被模壓樹脂覆蓋。因此，金屬元件和系杆之間的剪切面不能作為外部端子。可以於與金屬元件和系杆之間的連接部位不同的位置，將從金屬元件向外凸出並且暴露於樹脂模壓分界面外的外部端子一體形成於金屬元件上。在這種情況下，因為外部端子可以在引導框階段預先形成於金屬元件上，外部端子的端面可以預先電鍍。從而，無需在樹脂成型後電鍍外部端子。另外，當外部端子沿著模壓樹脂的外表面折彎時，由於回彈，外部端子很難沿著模壓樹脂的外表面與之緊密接觸，但是如果在引導框階段，外部端子沿著模壓樹脂的分界面折彎，外部端子就可以被製成沿模壓樹脂外表面與之緊密接觸。
有益效果如上所述，根據本發明的優選實施方式，因為樹脂模壓和系杆剪切可以在單個步驟中執行，降低了工作時間和設備成本。另外，由於金屬元件的系杆的剪切面被樹脂覆蓋，金屬元件的系杆的剪切面可被絕緣，提高了金屬元件的系杆剪切面周圍的氣密性，從而，解決了如系杆剪切面因為氧化而退化的問題。
圖1為根據本發明的引導框實施例的平面圖；圖2(a)是圖1中的引導框的局部放大視圖；圖2(b)是圖1中的引導框在嵌件成型後的局部放大視圖；圖3是嵌件成型品的實施例的橫截面示意圖；圖4是根據本發明的嵌件成型品的製造設備的實施例橫截面圖；圖5是使用圖4中製造設備的工藝流程圖；圖6是根據本發明的嵌件成型品的製造設備另一個實施例的橫截面圖；圖7是根據本發明的引導框的另一個實施例的局部放大圖；圖8是根據本發明的嵌件成型品的外部端子的橫截面放大圖；圖9是根據本發明的引導框的再一個實施例的局部放大
具體實施方式以下將結合實施例對本發明的實施方式作進一步描述。
實施例1在圖1和圖2中，示出了被用於製造根據本發明的嵌件成型品的引導框1。該引導框1由帶料衝孔而成，其中帶狀沿邊2形成在框架的兩邊，兩沿邊之間，金屬元件4通過系杆3連接，外部端子6通過另一個系杆5連接。所述定位孔2a位於沿邊2上，定位孔的間距與金屬元件4的間距相同。每個金屬元件4通過兩個或者更多的系杆3與沿邊2連接，在每個系杆3和金屬元件4的分界設置有切口3a，該切口為低強度部分，可參見圖2(a)。該切口3a，如之後描述，位於比模壓樹脂7的分界面更靠內側的部位。可在該位置設置虛線狀的切痕或裂口等來代替切口3a，使得系杆在此處很容易斷裂。露出樹脂7外表面的端子4a形成於每個金屬元件4上與系杆3不同的位置。
圖2(b)表示了樹脂與上述引導框1模壓後的狀態。金屬元件4和外部端子6被模壓在樹脂7中，連接沿邊2和金屬元件4的系杆3被切斷；連接沿邊2和外部端子6的系杆5仍然處於連接狀態。在引導框填充了樹脂7之後，切斷系杆5，形成圖3所述的嵌件成型品M。當嵌件成型品M用於包裝電子元件時，金屬元件4也可以是屏蔽板等。金屬元件4與系杆3之間的切斷部分3a，即切口3a被埋在樹脂7裡，不裸露在外。另外，模壓樹脂7中，在金屬元件4和模壓樹脂7的外表面之間形成有多個孔7a，這些孔7a是由於後面所述的支撐凸起13和元件固定銷24而形成。
圖4表示了嵌件成型品M的製造設備。該製造設備包括下模10和上模20。該例中，下模10固定在預定的位置，上模20由驅動設備向上和向下驅動(圖未示)。在下模10中，設置有可插入引導框1的導向孔2a從而定位引導框1的導向銷11。此外，下模10中，設置有腔12、位於腔12內的用於支撐金屬元件4的支撐凸起13、以及與腔12相鄰的衝頭行程孔14。
上模20中，銷行程孔21和腔22形成於與導向銷11相應的位置。系杆剪切衝頭23固定在腔22的旁邊，系杆剪切衝頭23的下端從上模20的下表面凸出。系杆剪切衝頭23的內表面23a為垂直面並形成腔的內壁表面，衝頭23的下端外表面23b為越往下越傾向內側的斜面。上模20面向下模10的支撐凸起23的位置，多個元件固定銷24向下凸出並可自由地上下移動，上模20內設置有向下推進固定銷24的彈簧25。
以下將結合附圖5描述一種採用上述製造設備和引導框1來製造嵌件成型品M的方法。圖5(a)表示了引導框1固定在下模10上。換句話說，通過將下模10的導向銷11插入引導框1的導向孔2a，引導框1被定位在預定的位置。引導框1定位後，金屬元件4的下表面由下模10的支撐凸起13支撐，引導框1上的切口3a位於略微比系杆剪切衝頭23的內表面23a更靠近內側，即靠近金屬元件的位置。
然後如圖5(b)所示使上模20下降。此時，設置在上模20的元件固定銷24將金屬元件4向支撐凸起13壓緊，以將金屬元件4固定在適當的位置。此時，系杆剪切衝頭23尚未與引導框1接觸。
如果上模20進一步下降，如圖5(c)所示，系杆剪切衝頭23的下端與引導框1接觸，具體地說，和系杆3的上表面接觸。此時，系杆剪切衝頭23與系杆3在切口3a外距離δ的位置接觸。
如果上模20進一步下降，如圖5(d)所示，系杆3被衝頭23衝壓並在切口3a處斷裂。斷裂的系杆3在衝頭23的傾斜外側表面23b的壓迫下向下折彎，但仍與引導框1連在一起。系杆3斷裂之後，因為金屬元件4夾在支撐凸起13和元件固定銷24之間，偏位的情況不會發生。
之後，如圖5(e)所示，上模20相對下模10夾緊，向模腔12和22注入樹脂，進行嵌件成型。此時，因為系杆剪切衝頭23的內側表面23a構成模腔的內壁表面，內側表面23a位於比系杆3的斷裂面更靠外的距離δ處，所以一部分樹脂將覆蓋系杆3的斷裂面。
注塑之後，舉起上模20以打開模具。換句話說，首先，上模20從下模10移除，接著，系杆剪切衝頭23從下模10移除，最後，元件固定銷24從金屬板4移除。打開上模20之後，引導框1從下模10移除。此時，因為外部端子6與引導框1通過系杆5連接，且外部端子6埋在樹脂7裡，嵌件成型品M和引導框1被整體取出。之後，通過另一步驟剪切系杆5，可將嵌件成型品M與引導框1分離。
實施例2圖6為嵌件成型品M的製造設備的第二個實施例。該製造設備的特徵在於，系杆剪切衝頭23設置在上模20，且相對上模20可上下移動，用於操控系杆剪切衝頭23上下移動的執行機構26設置在上模20。因為其他結構與第一個實施例相似，用同樣的附圖標記表示，重複的描述將被省略。
第一個實施例中，因為系杆剪切衝頭23固定至上模20，系杆剪切衝頭23的移動速度與上模一樣。當上模20的移動速度慢時，系杆3的速度也跟著慢，切口36的斷裂過程緩慢，金屬元件4的偏位可能發生。相反，實施例2中單獨設置執行機構26驅動系杆剪切衝頭23，系杆剪切衝頭23可以在合模後，執行最適宜的動作速度以斷裂系杆。金屬元件4偏位等問題可以得到解決。
對於執行機構26，不僅可以採用流體壓力執行機構，比如圖示的氣缸，液壓缸，也可以採用凸輪機構、彈簧機構和電磁執行器等等。
實施例3圖7表示了引導框1A的另一個實施例。另外，用同樣的附圖標記表示，重複的描述將省略。如圖7(a)所示，第一金屬元件4通過兩個系杆3與引導框1A的沿邊2連接，第二金屬元件9通過兩個系杆8與引導框1A的沿邊2連接。系杆3和第一金屬元件4的分界處，以及系杆8和第二金屬元件9的分界處，分別形成有低強度部分3a和8a，比如可以是切口。外部端子4a和外部端子9a分別形成於第一金屬元件4和第二金屬元件9。外部端子4a凸出在第一金屬元件4外，其位置不同於該第一金屬元件4和系杆3之間的連接部分。外部端子9a凸出在第二金屬元件9外，其位置不同於該第二金屬元件9和系杆8之間的連接部分。
圖7(b)表示了使用上述引導框1A實施嵌件成型後的狀態。從圖中可明顯看出，在模壓階段嵌件成型品已與引導框1A分離，所以不必再以另一工序來剪切。
外部端子4a和9a的末端可從樹脂7的外表面凸出，或者如圖8(a)所示，與樹脂7的表面平齊。在任何一種情況下，外部端子4a和9a的末端邊緣端面在模壓成型之前可進行電鍍，即在製造引導框1A階段電鍍。當嵌件成型品為表面安裝元件時，由於外部端子4a和9a經過電鍍，可焊性增加，也可防止端面的氧化。
此外，如圖8(b)所示，為了增加外部端子4a和9a的焊接強度(圓角形成)，可將外部端子4a和9a的末端折彎形成倒角，使外部端子4a和9a而與樹脂7的外表面平齊。通常，要使外部端子與樹脂的外表面平齊，就需要在嵌件成型後把外部端子折彎，但是因為回彈，很難使外部端子與樹脂外表面緊貼。而在本實施例中，因為外部端子4a和9a的折彎是在加工引導框1A時就預先形成，即在嵌件成型之前，從而可以使外部端子與樹脂7的外表面緊貼，而不受回彈的影響。在這種情況下，因為電鍍可以在折彎之後進行(模壓成型之後)，可焊性也很好。
此外，圖8(b)中，外部端子4a和9a的外表面加工成與樹脂7的外表面平齊，但是，這不構成限制，外部端子4a和9a的外表面可從樹脂7凸出。
實施例4
圖9為引導框1B的另一個實施例。該引導框1B為圖7的引導框1A的改造，與引導框1A不同在於從沿邊2向內形成多個凸起2b，且如圖9(b)所示，凸起2b的末端插入樹脂7內，因此嵌件成型品M可被支撐。因為其他結構類似圖7，同樣的零件由同樣的附圖標記表示，省略重複的描述。
在該例中，因為即使是在模壓成型後嵌件成型品M仍連著引導框1B，所以它可與引導框1B一體傳送到任何工序。傳送該引導框1B至分離工序，通過分開凸起2b和樹脂7，無需剪切系杆，該嵌件成型品M可被分離。
雖然，在上述實施例中，對於金屬元件，例舉了屏蔽板和外部端子，但是任何元件如用於內連接的端子或者加強芯材也可以採用。因此，金屬元件的形狀不受限制。
根據本發明的嵌件成型品M不局限於圖3所示的簡單塊狀，可以採用任何形狀，比如帶有底的凹殼或者蓋狀。
雖然上述實施例中，以第一模具為下模，以第二模具為上模。這種結構並不構成限制，也可採用兩個可水平方向移動的模具。另外，也可以是第一模具或第二模具的其中一個可動。
權利要求
1.一種嵌件成型品的製造方法，用於將樹脂模壓在第一模具和第二模具之間的金屬元件周圍，該方法包括步驟一，製備引導框，在該引導框中，金屬元件由系杆支撐，系杆和金屬元件的分界處設置有低強度部分，且該低強度部分處於遠離樹脂模壓分界面，而更靠近金屬元件的位置；步驟二，通過設置在第一模具的導向銷定位所述引導框；步驟三，定位所述引導框後，沿合模方向操控第一和第二模具，通過設置在第一和第二模具的固定機構固定所述金屬元件；步驟四，固定所述金屬元件後，通過使設置在第二模具的系杆剪切衝頭衝壓系杆，使系杆從低強度部分斷裂，從而系杆從金屬元件分離；步驟五，第一模具與第二模具合模後，將樹脂注入由系杆剪切衝頭和合模後的第一模具與第二模具圍成的模腔，執行樹脂模壓。
2.根據權利要求
1所述的嵌件成型品的製造方法，其特徵在於所述系杆剪切衝頭固定在所述第二模具，利用第一模具和第二模具的合模力將系杆與金屬元件分離。
3.根據權利要求
1或2所述的嵌件成型品的製造方法，其特徵在於在通過系杆剪切衝頭分離系杆和金屬元件的步驟四中，還包括由系杆剪切衝頭折彎從金屬元件分離後的系杆部分的步驟，而該系杆部分仍然連接在引導框上。
4.根據權利要求
1至3中任意一項權利要求
所述的嵌件成型品的製造方法，其特徵在於，所述固定機構包括設置在第一模具用於支撐金屬元件的支撐凸起；通過推進機構設置在第二模具的元件固定銷，隨著第一模具和第二模具的合模動作固定銷向支撐凸起壓緊金屬元件。
5.根據權利要求
1至4中任意一項權利要求
所述的嵌件成型品的製造方法，其特徵在於在步驟一中，外部端子一體形成於引導框的所述金屬元件上，所述部外端子從金屬元件向外凸出並暴露出樹脂模壓的分界面外，且處於不同於系杆和金屬元件的連接部分的位置。
6.根據權利要求
5所述的嵌件成型品的製造方法，其特徵在於，所述外部端子沿所述樹脂模壓的分界面折彎。
7.一種嵌件成型品的製造設備，利用引導框，將樹脂模壓在金屬元件周圍，該引導框中的金屬元件由系杆支撐，系杆和金屬元件之間的分界處設置有低強度部分，該低強度部分遠離樹脂模壓的分界面，而更靠近製造設備內部的位置，該設備包括第一模具；第二模具，與第一模具形成模腔；設置在第一模具的導向銷，用於定位引導框；設置在第一和第二模具的固定機構，用於固定所述金屬元件；設置在第二模具的系杆剪切衝頭，用於通過衝壓系杆使之在低強度部分斷裂從而分離系杆與金屬元件，並用於第一模具和第二模具合模時，與第一模具、第二模具一起形成模腔的側壁。
8.根據權利要求
7所述的嵌件成型品的製造設備，其特徵在於，所述系杆剪切衝頭設置為可以折彎從金屬元件被剪切並分離的系杆部分，並使其仍然與引導框連接。
9.根據權利要求
7或8所述的嵌件成型品的製造設備，其特徵在於，所述固定機構包括設置在第一模具的支撐凸起，用於支撐金屬元件；通過推進機構設置在第二模具的固定銷，隨著第一模具和第二模具的合模動作，固定銷向著所述支撐凸起壓緊金屬元件而固定該金屬元件。
專利摘要
本發明的目的在於提供一種嵌件成型品的製造方法，使樹脂模壓和系杆剪切在單個工序中執行，並且模壓系杆的剪切面從而使其不暴露在樹脂的外面。首先製備引導框(1)，在該引導框(1)中，金屬元件(4)被系杆(3)支撐，系杆(3)上設置有易斷裂的切口(3a)，該切口(3a)處於比樹脂模壓分界面更接近金屬元件的位置，引導框(1)通過設置在下模(10)的導向銷(11)定位。定位引導框後下降上模(20)，金屬元件(4)被夾緊在支撐凸起(13)和元件固定銷(24)之間。接著，設置在上模(20)的系杆剪切衝頭(23)衝壓系杆，切口(3a)斷裂，從而系杆(3)與金屬元件(4)分離，然後模具合模，往金屬元件(4)的周圍填充樹脂。從而，金屬元件(4)和系杆(3)之間的剪切面被埋在模壓樹脂(7)內。
文檔編號B29C45/26GK1993215SQ200680000528
公開日2007年7月4日 申請日期2006年5月18日
發明者武田健, 北村誠, 甲斐下仁平 申請人:株式會社村田製作所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan