專利名稱:嵌件成型品的制造方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種制造嵌件成型品的方法和設備，用于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，它被廣泛用于包裝電子元件等等。嵌件成型品的制造通常通過從帶料沖壓出引導框，其中引導框內的金屬元件和沿邊由系桿連接，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，通過剪切系桿分離嵌件成型品和引導框。
然而，在上述的嵌件成型品的制造方法中，完成樹脂模壓，并將引導框從模具取出后，必須在另一個工序中剪切去除系桿，因此需要更多的工作時間，以及單獨用于剪切的模具，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桿，同時將樹脂和引導框內的金屬元件進行模壓。由于在該方案中，樹脂模壓和系桿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
發明內容
本發明將解決的問題由于上述專利文獻1是固定引導框沒有填充樹脂的部分，而通過系桿定位金屬元件，系桿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)金屬元件的系桿的剪切面周圍沒有絕緣。
(2)由于金屬元件的系桿的剪切面周圍直接與外面接觸，金屬元件的氣密性降低。
(3)由于金屬元件的系桿剪切面沒有電鍍，該部分與外界空氣接觸，產生由于氧化導致的退化。
因此，本發明的優選實施例的目的在于提供一種制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并剪切系桿，進行模壓時系桿的剪切面不暴露在樹脂的外面。
此外，本發明的另一目的在于提供一種能夠實現上述制造嵌件成型品的方法的制造設備。
解決問題的技術方案根據本發明的第一優選實施方式，一種嵌件成型品的制造方法，用于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，制備引導框，在該引導框中金屬元件由系桿支撐，系桿和金屬元件的分界處設置有低強度部分，且處于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，固定上述引導框后，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，固定上述金屬元件后，通過使設置在第二模具的剪切沖頭向著系桿沖壓，使系桿從低強度部分斷裂，從而系桿從金屬元件分離；步驟五，將樹脂注入由系桿沖頭和合模后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，一種嵌件成型品的制造設備，使用引導框將樹脂模壓在金屬元件周圍，其中在引導框中，金屬元件由系桿支撐，系桿和金屬元件之間的分界處設置有低強度部分，并處于與樹脂模壓的分界面相比更靠近制造設備內部的位置，該設備包括第一模具；第二模具，用于與第一模具形成一個模腔；設置在第一模具的導向銷，用于定位引導框；設置在第一和第二模具的固定機構，用于固定金屬元件；設置在第二模具的系桿剪切沖頭，用于通過沖壓使系桿和金屬元件在低強度部分斷裂而分離系桿與金屬元件，并用于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，制作引導框，其中預先設置有低強度部分，該低強度部分處于每個系桿和金屬元件之間的分界處，并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，當系桿剪切沖頭沖壓系桿時，系桿很容易斷裂而使系桿與金屬元件分離。
系桿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，例如用于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，從而即使在隨后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桿剪切沖頭沖壓系桿，低強度部位斷裂，從而系桿從金屬元件分離。低強度部位與系桿剪切沖頭形成一定間隙且比系桿剪切沖頭的位置更靠內側，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，其中該模腔由系桿剪切沖頭和合模的第一模具和第二模具圍成。換句話說，系桿剪切沖頭的內部表面形成了模腔壁的內表面。由于系桿剪切沖頭和系桿剪切面之間存在間隙，樹脂進入該間隙。因而，系桿的剪切面由樹脂填充，金屬元件的系桿剪切面不會暴露在外界。
之后，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，由于系桿剪切沖頭固定在第二模具，優選利用第一模具和第二模具的合模力將系桿從金屬元件分離。雖然系桿剪切沖頭也可以由獨立于第二模具驅動源的另一個驅動源驅動，但是，如果系桿剪切沖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，系桿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，在利用系桿剪切沖頭將系桿從金屬元件分離的步驟四中，最好還包括一個步驟利用系桿剪切沖頭，折彎從金屬元件分離的系桿部分，并使該系桿部分仍與引導框連接著。雖然，系桿剪切沖頭可局部剪切系桿，但是可能產生切屑，進入模具。通過折彎分離后的系桿部分，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，用于支撐金屬元件；元件固定銷，通過推進機構依附在第二模具，用于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，當系桿斷裂時金屬元件可能漂浮和折彎，由于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制造的嵌件成型品，金屬元件和系桿之間的剪切面被模壓樹脂覆蓋。因此，金屬元件和系桿之間的剪切面不能作為外部端子。可以于與金屬元件和系桿之間的連接部位不同的位置，將從金屬元件向外凸出并且暴露于樹脂模壓分界面外的外部端子一體形成于金屬元件上。在這種情況下，因為外部端子可以在引導框階段預先形成于金屬元件上，外部端子的端面可以預先電鍍。從而，無需在樹脂成型后電鍍外部端子。另外，當外部端子沿著模壓樹脂的外表面折彎時，由于回彈，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，外部端子就可以被制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，因為樹脂模壓和系桿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，由于金屬元件的系桿的剪切面被樹脂覆蓋，金屬元件的系桿的剪切面可被絕緣，提高了金屬元件的系桿剪切面周圍的氣密性，從而，解決了如系桿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后的局部放大視圖；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制造設備的實施例橫截面圖；圖5是使用圖4中制造設備的工藝流程圖；圖6是根據本發明的嵌件成型品的制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，示出了被用于制造根據本發明的嵌件成型品的引導框1。該引導框1由帶料沖孔而成，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通過系桿3連接，外部端子6通過另一個系桿5連接。所述定位孔2a位于沿邊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桿3與沿邊2連接，在每個系桿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，如之后描述，位于比模壓樹脂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，使得系桿在此處很容易斷裂。露出樹脂7外表面的端子4a形成于每個金屬元件4上與系桿3不同的位置。
圖2(b)表示了樹脂與上述引導框1模壓后的狀態。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的系桿3被切斷；連接沿邊2和外部端子6的系桿5仍然處于連接狀態。在引導框填充了樹脂7之后，切斷系桿5，形成圖3所述的嵌件成型品M。當嵌件成型品M用于包裝電子元件時，金屬元件4也可以是屏蔽板等。金屬元件4與系桿3之間的切斷部分3a，即切口3a被埋在樹脂7里，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是由于后面所述的支撐凸起13和元件固定銷24而形成。
圖4表示了嵌件成型品M的制造設備。該制造設備包括下模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、位于腔12內的用于支撐金屬元件4的支撐凸起13、以及與腔12相鄰的沖頭行程孔14。
上模20中，銷行程孔21和腔22形成于與導向銷11相應的位置。系桿剪切沖頭23固定在腔22的旁邊，系桿剪切沖頭23的下端從上模20的下表面凸出。系桿剪切沖頭23的內表面23a為垂直面并形成腔的內壁表面，沖頭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向下凸出并可自由地上下移動，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描述一種采用上述制造設備和引導框1來制造嵌件成型品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定位后，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位于略微比系桿剪切沖頭23的內表面23a更靠近內側，即靠近金屬元件的位置。
然后如圖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，系桿剪切沖頭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，系桿剪切沖頭23的下端與引導框1接觸，具體地說，和系桿3的上表面接觸。此時，系桿剪切沖頭23與系桿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，系桿3被沖頭23沖壓并在切口3a處斷裂。斷裂的系桿3在沖頭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。系桿3斷裂之后，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。
之后，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，因為系桿剪切沖頭23的內側表面23a構成模腔的內壁表面，內側表面23a位于比系桿3的斷裂面更靠外的距離δ處，所以一部分樹脂將覆蓋系桿3的斷裂面。
注塑之后，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，系桿剪切沖頭23從下模10移除，最后，元件固定銷24從金屬板4移除。打開上模20之后，引導框1從下模10移除。此時，因為外部端子6與引導框1通過系桿5連接，且外部端子6埋在樹脂7里，嵌件成型品M和引導框1被整體取出。之后，通過另一步驟剪切系桿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的制造設備的第二個實施例。該制造設備的特征在于，系桿剪切沖頭23設置在上模20，且相對上模20可上下移動，用于操控系桿剪切沖頭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，重復的描述將被省略。
第一個實施例中，因為系桿剪切沖頭23固定至上模20，系桿剪切沖頭23的移動速度與上模一樣。當上模20的移動速度慢時，系桿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驅動系桿剪切沖頭23，系桿剪切沖頭23可以在合模后，執行最適宜的動作速度以斷裂系桿。金屬元件4偏位等問題可以得到解決。
對于執行機構26，不僅可以采用流體壓力執行機構，比如圖示的氣缸，液壓缸，也可以采用凸輪機構、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，重復的描述將省略。如圖7(a)所示，第一金屬元件4通過兩個系桿3與引導框1A的沿邊2連接，第二金屬元件9通過兩個系桿8與引導框1A的沿邊2連接。系桿3和第一金屬元件4的分界處，以及系桿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分別形成于第一金屬元件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，其位置不同于該第一金屬元件4和系桿3之間的連接部分。外部端子9a凸出在第二金屬元件9外，其位置不同于該第二金屬元件9和系桿8之間的連接部分。
圖7(b)表示了使用上述引導框1A實施嵌件成型后的狀態。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，即在制造引導框1A階段電鍍。當嵌件成型品為表面安裝元件時，由于外部端子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，就需要在嵌件成型后把外部端子折彎，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后進行(模壓成型之后)，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不同在于從沿邊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，省略重復的描述。
在該例中，因為即使是在模壓成型后嵌件成型品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，無需剪切系桿，該嵌件成型品M可被分離。
雖然，在上述實施例中，對于金屬元件，例舉了屏蔽板和外部端子，但是任何元件如用于內連接的端子或者加強芯材也可以采用。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不局限于圖3所示的簡單塊狀，可以采用任何形狀，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。這種結構并不構成限制，也可采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制造方法，用于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，制備引導框，在該引導框中，金屬元件由系桿支撐，系桿和金屬元件的分界處設置有低強度部分，且該低強度部分處于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，定位所述引導框后，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，固定所述金屬元件后，通過使設置在第二模具的系桿剪切沖頭沖壓系桿，使系桿從低強度部分斷裂，從而系桿從金屬元件分離；步驟五，第一模具與第二模具合模后，將樹脂注入由系桿剪切沖頭和合模后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制造方法，其特征在于所述系桿剪切沖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桿與金屬元件分離。
3.根據權利要求
1或2所述的嵌件成型品的制造方法，其特征在于在通過系桿剪切沖頭分離系桿和金屬元件的步驟四中，還包括由系桿剪切沖頭折彎從金屬元件分離后的系桿部分的步驟，而該系桿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制造方法，其特征在于，所述固定機構包括設置在第一模具用于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制造方法，其特征在于在步驟一中，外部端子一體形成于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并暴露出樹脂模壓的分界面外，且處于不同于系桿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制造方法，其特征在于，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制造設備，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桿支撐，系桿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，而更靠近制造設備內部的位置，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，用于定位引導框；設置在第一和第二模具的固定機構，用于固定所述金屬元件；設置在第二模具的系桿剪切沖頭，用于通過沖壓系桿使之在低強度部分斷裂從而分離系桿與金屬元件，并用于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制造設備，其特征在于，所述系桿剪切沖頭設置為可以折彎從金屬元件被剪切并分離的系桿部分，并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制造設備，其特征在于，所述固定機構包括設置在第一模具的支撐凸起，用于支撐金屬元件；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
本發明的目的在于提供一種嵌件成型品的制造方法，使樹脂模壓和系桿剪切在單個工序中執行，并且模壓系桿的剪切面從而使其不暴露在樹脂的外面。首先制備引導框(1)，在該引導框(1)中，金屬元件(4)被系桿(3)支撐，系桿(3)上設置有易斷裂的切口(3a)，該切口(3a)處于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。定位引導框后下降上模(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)的系桿剪切沖頭(23)沖壓系桿，切口(3a)斷裂，從而系桿(3)與金屬元件(4)分離，然后模具合模，往金屬元件(4)的周圍填充樹脂。從而，金屬元件(4)和系桿(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:株式會社村田制作所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan