專利名稱：模塑成形體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明以多個(gè)板狀金屬體的電氣絕緣為目的，涉及在將金屬體以規(guī)定間隔隔離開(kāi)的狀態(tài)下，由絕緣性聚合物覆蓋各金屬體的周圍而形成的模塑成形體及其制造方法。
背景技術(shù)：
以前，以絕緣性聚合物對(duì)大于等于數(shù)百V/mm的比較高的平均電場(chǎng)強(qiáng)度的金屬體間進(jìn)行絕緣時(shí)，為了確保長(zhǎng)期的可靠性，一般使用由絕緣性聚合物構(gòu)成的模塑部分將金屬體模塑被覆的方法。作為模塑被覆方法，最經(jīng)常使用的方法是握緊金屬體應(yīng)露出的部位，將絕緣性聚合物射出成形(或擠壓成形)成為目的形狀的方法。
如圖10(a)所示，一般的模塑成形體100是由具有多個(gè)端子部分101a、102a的2塊板狀金屬體101、102以模塑部分103進(jìn)行模塑被覆而形成的。金屬體101、102的端子部分101a、102a成為從模塑部分103露出的狀態(tài)。金屬體101、102如圖10(b)、圖10(c)所示，以規(guī)定間隔隔離的狀態(tài)進(jìn)行絕緣。
如圖11所示，將金屬體101、102放置于射出成形金屬模110的模腔113內(nèi)。金屬體101、102是以端子部分101a、102a夾在上金屬模111和下金屬模112之間的狀態(tài)下固定在模腔113內(nèi)的。然后，從與模腔113連通的至少一個(gè)的射出頭115向模腔113內(nèi)供給熔融樹(shù)脂116。通過(guò)使熔融樹(shù)脂116冷卻固化而成形模塑部分103，得到如圖10所示的模塑成形體。
作為與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)信息，可以舉出如下所示。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2003-143868號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容通過(guò)射出成形形成如上所述的絕緣模塑成形體時(shí)，主要有3方面問(wèn)題(a)如果使用熔融粘度高的樹(shù)脂或板狀金屬體101、102的面積增大時(shí)，對(duì)于降低金屬體間隙(絕緣厚)105，存在界限。
相對(duì)于金屬體101、102的面積，金屬體101、102之間的間隙105變窄時(shí)，射出成形材料(熔融樹(shù)脂116)變得難以進(jìn)入金屬體101、102之間，金屬體101、102之間很難形成沒(méi)有缺陷的絕緣層。對(duì)于射出成形，為了進(jìn)行精度高的射出成形而使用熔融時(shí)粘度小的尼龍等，但對(duì)于一邊為200mm左右的金屬體101、102，可能形成的精度高且成形性良好的射出成形的間隙105為0.5mm左右。如果間隙105小于該值，熔融樹(shù)脂116不能到達(dá)模腔113的端部(各個(gè)角落)，容易發(fā)生有空隙產(chǎn)生等的問(wèn)題。這樣的材料流入不足與金屬體101、102之間的絕緣特性下降有關(guān)。
(b)不能確保在板狀金屬體101、102之間間隙105的均一性。
使厚度比較薄的板狀金屬體101、102以一定間隔隔離的狀態(tài)進(jìn)行絕緣，并且，金屬體101、102的外側(cè)以模塑部分103模塑被覆時(shí)，握緊金屬體101、102的部分變少。結(jié)果，由于射出的熔融樹(shù)脂116的壓力，金屬體101、102變形，間隙105失去均一性。間隙105的均一性喪失時(shí)，金屬體101、102上外加電壓時(shí)，間隔狹窄的部分電場(chǎng)集中，形成絕緣結(jié)構(gòu)的缺陷，可能損害長(zhǎng)期可靠性。
(c)難以使絕緣材料(絕緣性聚合物)與金屬體101、102密著。
板狀金屬體101、102的周圍或間隙105，在金屬體101、102上外加電壓時(shí)成為電場(chǎng)集中的部分，由于絕緣材料的模塑成形時(shí)的“收縮”或通電環(huán)境(或使用環(huán)境)的溫度變化引起的反復(fù)的加熱、冷卻，使金屬體101、102與絕緣材料的界面發(fā)生剝離，以及絕緣性能下降，產(chǎn)生絕緣破壞。另外，在金屬體101、102與絕緣材料的界面上發(fā)生部分放電，可能使壽命顯著下降。因此，需要將絕緣材料與金屬體101、102牢固粘接，但在絕緣材料中含有粘接劑時(shí)，金屬模的離形性惡化，熔融樹(shù)脂116的粘度上升而成形性惡化。另外，事先在金屬體101、102上涂布粘接劑時(shí)，存在因絕緣材料的射出壓引起的粘接劑流動(dòng)、移動(dòng)，產(chǎn)生粘接力參差不齊的問(wèn)題。
考慮到以上的情況而創(chuàng)立的本發(fā)明的目的在于，提供可能在多個(gè)金屬體間的狹窄間隙中形成均一厚度的絕緣層的模塑成形體及其制造方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的模塑成形體是以多個(gè)板狀金屬體的電氣絕緣等為目的，在將板狀金屬體以規(guī)定間隔隔離開(kāi)的狀態(tài)下，由絕緣性聚合物覆蓋各板狀金屬體的周圍而形成的模塑成形體，其中，在各板狀金屬體之間具有由熔點(diǎn)是T1的絕緣性聚合物構(gòu)成的聚合物間隔部分，由熔點(diǎn)是T2(＜T1)的絕緣性聚合物構(gòu)成的模塑部分覆蓋這些聚合物間隔及各板狀金屬體的周圍。
這里，優(yōu)選熔點(diǎn)是T1的絕緣性聚合物是以芳香組聚合物為主要成分的聚合物材料，熔點(diǎn)是T2的絕緣性聚合物是以聚烯烴為主要成分的聚合物材料。
各板狀金屬體和聚合物間隔部分之間及各板狀金屬體和模塑部分之間，可以各自設(shè)置由熔點(diǎn)為T3的粘接劑構(gòu)成的粘接層，其中T3＜T1。另外，各板狀金屬體和聚合物間隔之間及各板狀金屬體和模塑部分之間，各自設(shè)置熔點(diǎn)為T3的粘接劑構(gòu)成的第1粘接層和第2粘接層，其中T3＜T1，并且，優(yōu)選構(gòu)成該第1粘接層和第2粘接層的粘接劑具有高相溶性。
另一方面，本發(fā)明所涉及的模塑成形體的制造方法是以多個(gè)板狀金屬體的電氣絕緣等為目的，在將板狀金屬體以規(guī)定間隔隔離開(kāi)的狀態(tài)下，由絕緣性聚合物覆蓋各板狀金屬體的周圍而形成的模塑成形體的制造方法，其中，在以規(guī)定間隔隔離開(kāi)的板狀金屬體之間，配置由熔點(diǎn)是T1的絕緣性聚合物所構(gòu)成的第1片材，在位于最外側(cè)的各板狀金屬體的外側(cè)，重疊配置由熔點(diǎn)是T2(＜T1)的絕緣性聚合物所構(gòu)成的第2片材，在由各板狀金屬體、第1片材和第2片材構(gòu)成的層疊體中，以高于T2且低于T1的溫度實(shí)施加熱加壓成形處理，由第1片材來(lái)確保各板狀金屬體之間的間隔，且熔融第2片材，由熔點(diǎn)是T2的絕緣性聚合物所構(gòu)成的模塑部分來(lái)覆蓋各板狀金屬體和第1片材的周圍。
另外，本發(fā)明所涉及的模塑成形體的制造方法是以多個(gè)板狀金屬體的電氣絕緣等為目的，在將板狀金屬體以規(guī)定間隔隔離開(kāi)的狀態(tài)下，由絕緣性聚合物覆蓋各板狀金屬體的周圍而形成的模塑成形體的制造方法，其中，在以規(guī)定間隔隔離開(kāi)的板狀金屬體之間，配置由熔點(diǎn)是T1的絕緣性聚合物構(gòu)成的第1片材，在射出成形金屬模的模腔內(nèi)，配置由該各板狀金屬體及第1片材構(gòu)成的層疊體，在該模腔內(nèi)，在高于T2低于T1的溫度下將熔點(diǎn)是T2(＜T1)的絕緣性聚合物在加熱熔融的狀態(tài)下射出，由第1片材來(lái)確保各板狀金屬體之間的間隔，同時(shí)由熔點(diǎn)是T2的絕緣性聚合物所構(gòu)成的模塑部分來(lái)覆蓋各板狀金屬體和第1片材的周圍。
這里，各板狀金屬體之間，可以配置多層的第1片材。
可以在第1片材的表面和第2片材的金屬體側(cè)面上，各自整體設(shè)置由熔點(diǎn)為T3的粘接劑所構(gòu)成的第1粘接層和第2粘接層，其中T3＜T1，加熱加壓成形處理后，通過(guò)第1粘接層粘接第1片材和各板狀金屬體，通過(guò)第2粘接層粘接模塑部分和各板狀金屬體。另外，也可以使構(gòu)成第1粘接層和第2粘接層的各粘接劑相溶，來(lái)粘接第1粘接層和第2粘接層。
可以在第1片材的表面，整體設(shè)置由熔點(diǎn)為T3粘接劑所構(gòu)成的第1粘接層，其中T3＜T1，加熱加壓成形處理后，通過(guò)第1粘接層粘接第1片材和各板狀金屬體。
根據(jù)本發(fā)明，具有可以以絕緣性聚合物被覆復(fù)數(shù)的板狀金屬體，并且，可以在多個(gè)板狀金屬體之間以薄且厚度均一的絕緣層為中介絕緣的優(yōu)良的效果。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)合適的實(shí)施方式所涉及的模塑成形體的制造方法中使用的聚合物間隔層的截面圖。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)合適的實(shí)施方式所涉及的模塑成形體的制造方法中使用的聚合物間隔層的截面圖。
圖3是本發(fā)明的一個(gè)合適的實(shí)施方式所涉及的模塑成形體的結(jié)構(gòu)圖。圖3(a)是平面圖，圖3(b)是圖3(a)的3B-3B線截面圖。
圖4是顯示為制造本發(fā)明的一個(gè)合適的實(shí)施方式所涉及的模塑成形體的層疊體的層疊狀態(tài)的圖。
圖5是表示將圖4的層疊體配置在加熱加壓壓力機(jī)的加熱加壓壓力熱板間的狀態(tài)的圖。
圖6是表示對(duì)圖5的層疊體實(shí)施加熱加壓成形處理的狀態(tài)的圖。
圖7是表示圖6的第1變形例的截面圖。
圖8是表示本發(fā)明的一個(gè)合適的實(shí)施方式所涉及的模塑成形體的制造方法中使用的箱體的變形例的圖。圖8(a)是平面圖，圖8(b)是圖8(a)的8B方向的視圖。
圖9是為說(shuō)明本發(fā)明的其它的合適的實(shí)施方式所涉及的模塑成形體的制造方法的圖。
圖10是一般的匯流條的結(jié)構(gòu)圖。圖10(a)是平面圖，圖10(b)是圖10(a)的10B方向的視圖，圖10(c)視圖10(a)的10C-10C線截面圖。
圖11是為說(shuō)明以前的模塑成形體的制造方法的圖。
符號(hào)的說(shuō)明30 模塑成形體31，32 金屬板(板狀金屬體)33 模塑部分34 聚合物間隔部分具體實(shí)施方式
以下，根據(jù)附圖對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)合適的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
本發(fā)明的一個(gè)合適的實(shí)施方式所涉及的模塑成形體的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。圖3(a)是平面圖，圖3(b)是圖3(a)的3B-3B線截面圖。
如圖3(a)、圖3(b)所示，本實(shí)施方式涉及的模塑成形體是，在多層(圖3(b)中圖示為2層)的板狀金屬體(金屬板)31、32的周圍覆蓋模塑部分33。
在各金屬板31、32之間設(shè)置由熔點(diǎn)(或軟化點(diǎn))是T1的絕緣性聚合物(后述)和熔點(diǎn)是T3(T3＜T1)的粘接劑(后述)構(gòu)成的聚合物間隔34。在聚合物間隔34及各金屬板31、32的周圍，覆蓋由熔點(diǎn)(或軟化點(diǎn))是T2(＜T1)的絕緣性聚合物(后述)構(gòu)成的模塑部分33。突出部分(端子部分)31a、32a從模塑部分33突出出來(lái)。
根據(jù)附圖，對(duì)本實(shí)施方式所涉及的模塑成形體的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先，如圖1所示，在由熔點(diǎn)是T1的絕緣性聚合物構(gòu)成的第1片材11的全體表面(圖1中是上下兩面)上，設(shè)置由熔點(diǎn)為T3的粘接劑構(gòu)成的第1粘接層12a、12b，其中T3＜T1，從而構(gòu)成聚合物間隔層10。這里，第1粘接層可以只設(shè)置在第1片材11的一面。另外，不一定必須設(shè)置第1粘接層。
另一方面，如圖2所示，在由熔點(diǎn)是T2(＜T1)的絕緣性聚合物構(gòu)成的第2片材21的金屬體的全體側(cè)面(圖2中是下面)上，設(shè)置由熔點(diǎn)為T3的粘接劑構(gòu)成的第2粘接層22，其中T3＜T1，從而構(gòu)成模塑聚合物層20。這里，不一定必須設(shè)置第2粘接層。
接著，如圖4所示，通過(guò)將聚合物間隔層10夾在各金屬板31、32之間，將模塑聚合物層20、20的第2粘接層22側(cè)重疊層積在各金屬板31、32上，形成層疊體40。這時(shí)，各金屬板31、32的一部分超出層疊體40而形成層疊。超出層疊體40的各金屬板31、32的前端成為端子部分31a、32a。另外，也可以在各金屬板31、32之間，配置多層的聚合物間隔層10。通過(guò)調(diào)整該聚合物間隔層10的配置層數(shù)，可以自由調(diào)整在后述的模塑成形體30中的各金屬板31、32間的間隙。而且，金屬板的塊數(shù)大于等于3塊時(shí)，只在位于最外的2塊各金屬板的外側(cè)配置模塑聚合物層20、20。
層疊體40配置在加熱加壓壓力成形機(jī)的加熱加壓壓力熱板41、42之間。端子部分31a，如圖5所示，由上金屬模43和下金屬模44所夾持，端子部分31a落在下金屬模44的臺(tái)階狀部分44a。另外，端子部分32a，由上金屬模45和下金屬模46所夾持，端子部分32a落在下金屬模45的臺(tái)階狀部分45a。壓力熱板41，42中的至少一方，與油壓活塞的油缸(沒(méi)有圖示)等連接，在箭頭A1、A2的方向即層疊體40的壓縮方向上自由移動(dòng)。
接著，在層疊體40上，以高于T2低于T1的溫度實(shí)施加熱加壓成形處理。另外，該加熱加壓成形處理的壓力，只要是在第2片材21熔融形成的熔融聚合物63(后述)流動(dòng)時(shí)可以充分變形、流動(dòng)程度的壓力，則沒(méi)有特別限定。
該加熱加壓成形處理時(shí)，如圖6所示，由于聚合物間隔層10的第1片材11不熔融，使以保持形狀，因此，各金屬板31、32之間幾乎可以確保第1片材11的厚度量的間隔(間隙)。另外，該間隙在遍及各金屬板31、32的面方向上均一。進(jìn)一步，各模塑聚合物層20的第2片材21，通過(guò)加熱加壓處理熔融，成為熔融聚合物63，該熔融聚合物63流動(dòng)包埋由加熱加壓壓力熱板41、42、金屬模43、44及金屬模45、46構(gòu)成的空間61。另外，由于熔點(diǎn)T3與T2同樣具有小于T1的關(guān)系，構(gòu)成第1粘接層12a、12b及第2粘接層22、22的各粘接劑，通過(guò)加熱加壓成形處理，一部分熔融，與熔融聚合物63一起流動(dòng)。T3可以是T3≤T2、T3≥T2中的任一個(gè)。
通過(guò)遍及空間61內(nèi)的熔融聚合物63的冷卻、固化，如圖7所示，各金屬板31、32及第1片材11的周圍被模塑部分33覆蓋得到模塑成形體30。第1片材11和各金屬板31、32以殘存的第1粘接層12a、12b為中介粘接。另外，金屬板31的模塑側(cè)面(圖7中是下面)的大部分和模塑部分33及金屬板32的模塑側(cè)面(圖7中是上面)的大部分和模塑部分33，以殘存的第2粘接層22、22為中介粘接。聚合物間隔部分34由第1片材11和殘存的第1粘接層12a、12b構(gòu)成。而且，在第1片材11上沒(méi)有設(shè)置第1粘接層時(shí)，第1片材11本身成為聚合物間隔部分34。
這里，構(gòu)成第1粘接層12a、12b的熔點(diǎn)是T1的絕緣形聚合物和構(gòu)成第2粘接層22的熔點(diǎn)是T2的絕緣形聚合物的熔點(diǎn)差距越大，模塑成形體30的制造越容易且越穩(wěn)定。
作為熔點(diǎn)是T1的絕緣性聚合物，以芳香族聚合物為主要成分的聚合材料為適合。另外，作為熔點(diǎn)是T2的絕緣性聚合物，以聚烯烴為主要成分的聚合材料或各種合成橡膠為適合。也就是說(shuō)，作為熔點(diǎn)是T1的絕緣性聚合物，優(yōu)選使用對(duì)于芳香族聚合物材料具有可以牢固粘接的第1粘接機(jī)理的第1聚合物。另一方面，作為熔點(diǎn)是T2的絕緣性聚合物，優(yōu)選使用對(duì)于金屬材料具有可以牢固粘接的第2粘接機(jī)理的第2聚合物。各聚合物，優(yōu)選其具有高相溶性。這樣，在各金屬板31、32的聚合物間隔層10側(cè)設(shè)置第2粘接層22時(shí)，則第1粘接層12a、12b和第2粘接層22、22相鄰接。這時(shí)，第1聚合物和第2聚合物具有高相溶性時(shí)，第1粘接層12a、12b和第2粘接層22、22被牢固粘接，結(jié)果是，各金屬板31、32和第1片材11可以更加牢固地粘接。
第1粘接機(jī)理是，通過(guò)使用具有與芳香族聚合物的相溶性高的苯乙烯嵌段(styren block)的苯乙烯系合成橡膠(聚合物)作為粘接劑，當(dāng)對(duì)粘接劑和芳香族聚合物材料加熱加壓時(shí)，粘接劑中的苯乙烯嵌段部分和芳香族聚合物相溶，粘接劑和芳香族聚合物材料被牢固粘接。這里，所說(shuō)的芳香族聚合物意思是，主鏈中有芳香環(huán)的聚合物，例如，聚苯醚(PPE)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜、聚酰亞胺、聚苯硫醚、聚砜、聚醚醚酮等是有代表性的，但不限定于這些。另一方面，作為具有苯乙烯嵌段的苯乙烯系合成橡膠，例如可以舉出苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)、苯乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(SBS)等的三嵌段共聚物、氫化苯乙烯-丁二烯橡膠等的二嵌段共聚物等。
另外，第2粘接機(jī)理是，通過(guò)使用酸變性或環(huán)氧變性的聚合物作為粘接劑，聚合物的酸根部位或環(huán)氧基部位與金屬表面的水分子或氧化物氫鍵結(jié)合，粘接劑和金屬材料被牢固粘接。作為聚合物的酸變性中代表性的有，馬來(lái)酸變性，作為該酸變性得到的聚合物，例如可以舉出SBS、SEBS、聚異丁烯(PIB)等合成橡膠，聚乙烯(PE)、聚丙烯等烯烴系為代表的聚合物。另一方面，作為具有環(huán)氧基的聚合物，例如可以舉出，聚乙烯和聚苯乙烯的共聚物縮水甘油化得到的物質(zhì)、乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(EGMA)和聚苯乙烯(PS)的共聚物縮水甘油化得到的物質(zhì)。
根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的模塑成形體的制造方法，在金屬板31、32之間配置聚合物間隔層10的狀態(tài)下，進(jìn)行模塑部分33的模塑被覆，可以形成均一的作為薄絕緣層的聚合物間隔部分34(參照?qǐng)D3(b))。也就是說(shuō)，金屬板31、32可以被模塑部分33模塑被覆，并且，金屬板31、32間可以以薄且厚度均一的絕緣層為中介絕緣。該聚合物間隔部分34的形成不受金屬板31、32的面積的大小和金屬板31、32的間隔距離的大小的影響。另外，聚合物間隔部分34的厚度，即金屬板31、32之間的間隙在遍及金屬板面方向上是均一的。
另外，本實(shí)施方式所涉及的模塑成形體的模塑部分33及聚合物間隔部分34，不是如圖11所示的以前的模塑成形體的制造方法那樣射出成形而形成的，而是可以通過(guò)加熱加壓成形而形成。也就是說(shuō)，只用如圖6所示的以加熱加壓壓力熱板41、42、金屬模43、44及金屬模45、46構(gòu)成的簡(jiǎn)易的箱體，就可以制造模塑部分33及聚合物間隔部分34，不需要射出成形用的高價(jià)的金屬模。因此，可以制造價(jià)格低廉的模塑成形體30。
另外，對(duì)于本實(shí)施方式所涉及的模塑成形體30的制造中使用的第2片材21的形狀、厚度，考慮到最終的模塑部分33的體積，調(diào)整為比最低限度的必要體積量多10％～40％體積。換而言之，調(diào)整第2片材21的形狀、厚度，使熔融聚合物63的溢出量是模塑部分33的實(shí)際體積量的10％～40％。通過(guò)使熔融聚合物63的溢出量充分，可以使模塑部分33的形狀重現(xiàn)性高。
另外，在以模塑部分33被覆各金屬板31、32時(shí)，各金屬板31、32和模塑部分33之間的密著強(qiáng)度，即各金屬板31、32和模塑部分33的剝離強(qiáng)度的大小成為決定模塑成形體30的絕緣性能的主要因素。因此，本實(shí)施方式所涉及的模塑成形體30中，各金屬板31、32和模塑部分33以粘接劑為中介粘接。具體地，在第1片材11及第2片材21的表面、各金屬板31、32的表面，或第1片材11、第2片材21及各金屬板31、32的表面上事先形成粘接層。結(jié)果，可以使各金屬板31、32和模塑部分33均一且牢固的粘接，從而，可以保持模塑成形體30的長(zhǎng)期良好的絕緣性能。
另外，熔點(diǎn)為T2的絕緣性聚合物和各金屬板31、32的粘接強(qiáng)度，可以通過(guò)調(diào)整酸變性(或環(huán)氧變性)聚合物的酸變性量來(lái)自由調(diào)整。另外，熔點(diǎn)為T1的絕緣性聚合物和第1片材11的粘接強(qiáng)度，可以通過(guò)調(diào)整苯乙烯系合成橡膠的苯乙烯嵌段部分的苯乙烯含量來(lái)自由調(diào)整。
本實(shí)施方式所涉及的模塑成形體30，例如，適宜于作為模塑型電源的匯流條(bus bar)。
另外，本實(shí)施方式中，對(duì)于如圖6所述，使用由加熱加壓壓力熱板41、42、金屬模43、44及金屬模45、46構(gòu)成的箱體，對(duì)形成模塑部分33的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但是不限定于此。例如，作為箱體，也可以使用圖8(a)、圖8(b)所示的下金屬箱81及上金屬箱(圖中未顯示)形成模塑部分33。下金屬箱81相當(dāng)于加熱加壓壓力熱板42及下金屬模44、46一體化的結(jié)構(gòu)，模塑聚合物層20、金屬板31及聚合物間隔層10被收容在下金屬箱81內(nèi)的空間部分82。另一方面，上金屬箱相當(dāng)于加熱加壓壓力熱板41及下金屬模43、45一體化的結(jié)構(gòu)，金屬板32及模塑聚合物層20被收容在上金屬箱內(nèi)的空間部分。
接著，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的其它實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
上述實(shí)施方式涉及的模塑成形體的制造方法是利用加熱加壓成形處理形成模塑部分。與此相對(duì)，本實(shí)施方式所涉及的模塑成形體的制造方法是利用射出成型形成模塑部分。
具體地，首先，在如圖1所示的由熔點(diǎn)是T1的絕緣性聚合物構(gòu)成的第1片材11的全體表面(圖1中是上下兩面)上，設(shè)置由熔點(diǎn)為T3的粘接劑構(gòu)成的第1粘接層12a、12b，其中T3＜T1，從而構(gòu)成聚合物間隔層10。
接著，通過(guò)將聚合物間隔層10夾在各金屬板31、32之間，層疊，如圖9所示，形成層疊體90。這時(shí)，各金屬板31、32的一部分超出層疊體90而形成層疊。超出層疊體90的各金屬板31、32的前端成為端子部分31a、32a。另外，也可以在各金屬板31、32之間，配置多層的聚合物間隔層10。通過(guò)調(diào)整該聚合物間隔層10的配置層數(shù)，可以自由調(diào)整在后述的模塑成形體30中的各金屬板31、32間的間隙。
層疊體90，一旦被配置在壓力成形機(jī)的壓力熱板間后，實(shí)施加熱處理。通過(guò)這樣，第1粘接層12a、12b被熔融，各金屬板31、32和第1片材11以第1粘接層12a、12b為中介粘接。然后，該粘接的層疊體90被放置在射出成形金屬模90的模腔93內(nèi)。金屬板31、32以端子部分31a、32a以?shī)A在上金屬模92和下金屬模92之間的狀態(tài)被固定在模腔93內(nèi)。然后，從與模腔93連通的至少一個(gè)位置上的射出頭95向模腔93內(nèi)供給熔融聚合物96。該聚合物96是將熔點(diǎn)是T2(＜T1)的絕緣性聚合物以高于T2低于T1的溫度加熱熔融而得到的。
該射出成型時(shí)，由于聚合物間隔層10的第1片材11不熔融，得以保持形狀，因此，各金屬板31、32之間幾乎可以確保第1片材11的厚度量的間隔(間隙)。另外，該間隙在遍及各金屬板31、32的面方向上均一。進(jìn)一步，熔融聚合物96流動(dòng)包埋模腔93的間隙。另外，由于熔點(diǎn)T3具有T3＜T1的關(guān)系，借助射出成型時(shí)的溫度，一部分熔融，與熔融聚合物96一起流動(dòng)。
通過(guò)遍及模腔93內(nèi)的熔融聚合物96冷卻、固化，各金屬板31、32及第1片材11的周圍被模塑部分33覆蓋，從而得到模塑成形體30(參照?qǐng)D3)。第1片材11和各金屬板31、32以殘存的第1粘接層12a、12b為中介粘接。
本實(shí)施方式所涉及的模塑成形體的制造方法，與前實(shí)施方式所涉及的模塑成形體的制造方法不同，由于利用射出成型形成模塑部分，高價(jià)的射出成形金屬模是必要的。但是，本實(shí)施方式所涉及的模塑成形體的制造方法是對(duì)至少3層結(jié)構(gòu)的層疊體90進(jìn)行模塑被覆，因而不需要如圖2所示的模塑聚合物層20。因此，與對(duì)至少5層結(jié)構(gòu)的層疊體40進(jìn)行模塑被覆的前實(shí)施方式涉及的模塑成形體的制造方法相比，可以簡(jiǎn)化層疊體的形成需要的工藝。
以上，本發(fā)明，不限定于上述實(shí)施方式，其它各種所想到的方式不做一一說(shuō)明。
下面，根據(jù)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于該實(shí)施例。
實(shí)施例準(zhǔn)備2塊銅板(200mm×280mm，厚度t為1mm)作為板狀金屬體，按圖3(b)所示使重疊面寬L為210mm，銅板間的分隔距離為0.4mm，對(duì)包括重疊區(qū)域的模塑區(qū)域(240mm×250mm)進(jìn)行模塑被覆。
實(shí)施例1如圖1所示，準(zhǔn)備兩面涂布熱固型粘接層而形成的PPE板(旭化成(株)制，ザイロン540z，厚度為0.4mm)，按照與2塊銅板的重疊區(qū)域相比縱橫各大10mm的尺寸(220mm×230mm)切斷PPE板。另外，準(zhǔn)備如圖2所示的在一面上涂布熱熔粘接劑層而形成的難燃PE樹(shù)脂板(宇部興產(chǎn)(株)制，Z555，厚度為2.5m)，切斷難燃PE樹(shù)脂板(220mm×230mm×2.5mm)，使2塊難燃PE樹(shù)脂板的體積比從240mm×250mm×5mm的模塑成形體的體積中減去銅板及PPE板的體積值大。進(jìn)一步，準(zhǔn)備如圖8所示的由下金屬模81和由該下金屬箱81與其成對(duì)的上金屬箱構(gòu)成的箱體。
該箱體內(nèi)，配置以難燃PE樹(shù)脂板、銅板、PPE板、銅板、難燃PE樹(shù)脂板的順序重疊的層疊體。將該層疊體夾在每個(gè)箱體的加熱加壓壓力熱板間，放置在加熱至130℃的加熱加壓壓力成形機(jī)中。進(jìn)行充分預(yù)熱后，加0.5Mpa的壓力實(shí)施加熱加壓成形處理，制作如圖7所示結(jié)構(gòu)的模塑成形體(試樣1)。
結(jié)果，在試樣1中，在1邊為200mm左右，分隔距離為0.4mm的銅板間，可以形成非常薄而均一的絕緣層(聚合物間隔部分)。該試樣1，計(jì)測(cè)部分放電發(fā)生消滅(10pC)電壓的結(jié)果，得到大于等于8kV的值，在該模塑成形體的銅板間及銅板周圍，沒(méi)有對(duì)銅板間電氣絕緣有不利影響的大的空隙發(fā)生。
另外，對(duì)于該試樣1，在反復(fù)進(jìn)行100次-25℃～105℃的熱循環(huán)后，再一次，測(cè)定部分放電發(fā)生消滅(10pC)電壓的結(jié)果，得到施加與加熱循環(huán)之前相同的大于等于8kV的值。也就是說(shuō)，即使施加熱循環(huán)，在銅板和PPE板的界面上也不發(fā)生剝離和空隙，可以確認(rèn)銅板和PPE板牢固的粘接。
實(shí)施例2實(shí)施例1相同方法制作的PPE板。另外，作為箱體，準(zhǔn)備如圖9所示的射出成形金屬模90。
將以銅板、PPE板、銅板的順序重疊的層疊體夾在壓力成形機(jī)的加熱壓力熱板間，加熱至130℃。通過(guò)該加熱處理，PPE板的粘接層熔融，銅板和PPE板以粘接層為中介粘接。間該層疊體配置在射出成形金屬模90的模腔93內(nèi)后，向模腔93內(nèi)射出熔融的難燃PE樹(shù)脂進(jìn)行射出成型，制作如圖7所示結(jié)構(gòu)的模塑成形體(試樣2)。
結(jié)果，在試樣2中，在1邊為200mm左右，分隔距離為0.4mm的銅板間，可以形成非常薄而均一的絕緣層(聚合物間隔部分)。該試樣2，計(jì)測(cè)部分放電發(fā)生消滅(10pC)電壓的結(jié)果，得到大于等于8kV的值，在該模塑成形體的銅板間及銅板周圍，沒(méi)有對(duì)銅板間電氣絕緣有不利影響的大的空隙發(fā)生。
另外，對(duì)于該試樣2，在反復(fù)進(jìn)行100次-25℃～105℃的熱循環(huán)后，再一次，測(cè)定部分放電發(fā)生消滅(10pC)電壓的結(jié)果，得到與施加熱循環(huán)之前相同的大于等于8kV的值。也就是說(shuō)，即使施加熱循環(huán)，在銅板和PPE板的界面上也不發(fā)生剝離和空隙，可以確認(rèn)銅板和PPE板牢固的粘接。
比較例1作為箱體，準(zhǔn)備如圖11所示的射出成形金屬模110。
銅板配置在射出成形金屬模110的模腔113內(nèi)后，向模穴113內(nèi)射出熔融的聚苯醚(PPE，旭化成(株))制，ザイロン540z)進(jìn)行射出成形，制作模塑成形體(試樣3)。
該試樣3，計(jì)測(cè)部分放電發(fā)生消滅(10pC)電壓的結(jié)果，形成小于等于1kV的非常低的值。切斷該模塑成形體，觀察斷面的結(jié)果，確認(rèn)了對(duì)銅板間電氣絕緣有不利影響的大的空隙的發(fā)生。
權(quán)利要求
1.模塑成形體，其為，以多個(gè)板狀金屬體的電氣絕緣等為目的，在將板狀金屬體以規(guī)定間隔隔離開(kāi)的狀態(tài)下，由絕緣性聚合物覆蓋各板狀金屬體的周圍而形成的模塑成形體，其特征是，在所述各板狀金屬體之間具有由熔點(diǎn)是T1的絕緣性聚合物構(gòu)成的聚合物間隔部分，由熔點(diǎn)是T2(＜T1)的絕緣性聚合物構(gòu)成的模塑部分覆蓋所述聚合物間隔部分及所述各板狀金屬體的周圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中記載的模塑成形體，其特征是，熔點(diǎn)是T1的所述絕緣性聚合物是以芳香族聚合物為主要成分的聚合材料，熔點(diǎn)是T2的所述絕緣性聚合物是以聚烯烴為主要成分的聚合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中記載的模塑成形體，其特征是，所述各板狀金屬體和所述聚合物間隔部分之間及所述各板狀金屬體和所述模塑部分之間各自設(shè)置由熔點(diǎn)是T3的粘接劑構(gòu)成的粘接層，且其中T3＜T1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中記載的模塑成形體，其特征是，所述各板狀金屬體和所述聚合物間隔之間及所述各板狀金屬體和所述模塑部分之間各自設(shè)置由熔點(diǎn)為T3的粘接劑構(gòu)成的第1粘接層和第2粘接層，其中T3＜T1，并且，構(gòu)成該第1粘接層和第2粘接層的粘接劑具有高相溶性。
5.模塑成形體的制造方法，其為，以多個(gè)板狀金屬體的電氣絕緣等為目的，在將板狀金屬體以規(guī)定間隔隔離開(kāi)的狀態(tài)下，由絕緣性聚合物覆蓋各板狀金屬體的周圍而形成的模塑成形體的制造方法，其特征是，在隔離開(kāi)規(guī)定間隔的板狀金屬體之間，配置由熔點(diǎn)是T1的絕緣性聚合物構(gòu)成的第1片材，在位于最外側(cè)的各板狀金屬體的外側(cè)，配置由熔點(diǎn)是T2(＜T1)的絕緣性聚合物構(gòu)成的第2片材，對(duì)各板狀金屬體及第1片材和第2片材構(gòu)成的層疊體，以高于T2低于T1的溫度實(shí)施加熱加壓成形處理，由所述第1片材來(lái)確保所述各板狀金屬體之間的間隔，且熔融第二片材，由熔點(diǎn)是T2的絕緣性聚合物所構(gòu)成的模塑部分覆蓋各板狀金屬體以及第1片材的周圍。
6.模塑成形體的制造方法，其為，以多個(gè)板狀金屬體的電氣絕緣等為目的，在將板狀金屬體以規(guī)定間隔隔離開(kāi)的狀態(tài)下，由絕緣性聚合物覆蓋將各板狀金屬體的周圍而形成的模塑成形體的制造方法，其特征是，在隔離開(kāi)規(guī)定間隔的板狀金屬體之間，配置由熔點(diǎn)是T1的絕緣性聚合物構(gòu)成的第1片材，在射出成形金屬模的模腔內(nèi)，配置由該各板狀金屬體以及第1片材構(gòu)成的層疊體，在該模腔內(nèi)，射出在高于T2低于T1的溫度下加熱熔融的熔點(diǎn)是T2(＜T1)的絕緣性聚合物，由所述第1片材確保各板狀金屬體之間的間隔，且由熔點(diǎn)是T2的絕緣性聚合物構(gòu)成的模塑部分覆蓋各板狀金屬體以及第1片材的周圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6中記載的模塑成形體的制造方法，其中所述各板狀金屬體之間配置多層的所述第1片材。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或7中記載的模塑成形體的制造方法，其特征是，在所述第1片材的表面和所述第2片材的金屬體側(cè)面上，各自整體設(shè)置由熔點(diǎn)為T3的粘接劑構(gòu)成的第1粘接層和第2粘接層，其中T3＜T1，所述加熱加壓成形處理后，通過(guò)第1粘接層粘接第1片材和所述各板狀金屬體，通過(guò)第2粘接層粘接所述模塑部分和各板狀金屬體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8中記載的模塑成形體的制造方法，其特征是，使構(gòu)成所述第1粘接層和所述第2粘接層的各粘接劑相溶，粘接第1粘接層和第2粘接層。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7中記載的模塑成形體的制造方法，其特征是，在所述第1片材的表面，整體設(shè)置由熔點(diǎn)為T3的粘接劑構(gòu)成的第1粘接層，其中T3＜T1，所述加熱加壓成形處理后，通過(guò)第1粘接層粘接第1片材和所述各板狀金屬體。
全文摘要
本發(fā)明提供了可以在多個(gè)金屬體間的狹窄間隙中形成均一厚度的絕緣層的模塑成形體及其制造方法。本發(fā)明涉及的模塑成形體(30)是，以多個(gè)板狀金屬體(31、32)的電氣絕緣等為目的，在將板狀金屬體(31、32)以規(guī)定間隔隔離開(kāi)的狀態(tài)下，由絕緣性聚合物覆蓋各板狀金屬體(31、32)的周圍而形成的模塑成形體中，各板狀金屬體(31、32)之間具有由熔點(diǎn)是T1的絕緣性聚合物構(gòu)成的聚合物間隔部分(34)，由熔點(diǎn)是T2(＜T1)的絕緣性聚合物構(gòu)成的模塑部分覆蓋這些聚合物間隔(34)及各板狀金屬體(31、32)的周圍。
文檔編號(hào)B29C70/72GK1907692SQ200610108360
公開(kāi)日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2006年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月2日
發(fā)明者山崎孝則, 千綿直文, 瀧毅義 申請(qǐng)人:日立電線株式會(huì)社