专利名称：用于制造具有分布在其表面内的金属的模制树脂件的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造具有分布在其表面内的金属的模制树脂件的方法，更准确地说，涉及一种用于制造具有分布在其表面内的的金属的导电的模制树脂件的方法。
背景技术：
在其上安装有半导体元件的电子设备领域内，为了防止由电磁波和静电引起的误操作，按常规，人们使用树脂包封的半导体装置和树脂封装的或树脂装放的电子装置。导电树脂制品通常用于这类封壳、包装和外壳，这些导电树脂制品是由与导电粉末捏和的树脂、与导电涂层模制成一件的树脂件、设有非电介质镀层的模制树脂件等制成的。
但是，在树脂与一种导电粉末捏和而成以及导电的模制树脂件利用一个模具由该树脂制成的场合，由于该导电粉末分散在该树脂中而不能获得稳定的导电性，如图3中所示。此外，为了获得所需的性能，将需要大量的导电粉末。因此，该模制件的机械强度下降，而其重量则增加，并且其生产成本也不利地增加。
在模制树脂件是由一个具有导电薄膜的整体件形成的场合，在导电膜与模制树脂件之间的粘合力是不充分的，因而，制造出一个具有稳定的导电性的模制树脂件是很困难的。
在设有非电介质镀层的场合，首先对容易电镀的树脂进行模制，然后将难于电镀的材料注入模制产品的没有电镀的部分中，因而，所获得的产品是二次成型的。另一种办法是，将首先模制的产品的待电镀的部分进行表面活化处理，然后再进行非电介质电镀。因而，这种非电介质镀层需要复杂的工艺过程，而这种复杂工艺过程将会使生产成本增加。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种用来制造模制树脂件的方便的方法，该方法能使该树脂件具有安全和有效的导电性。
本发明提供一种用于制造具有分布在其表面内的金属的模制树脂件的方法，其包括将一种低熔点金属和一种具有低于该低熔点金属的凝固点的固化温度的树脂在熔化状态下进行捏和；以及把所产生的捏和混合物注入模制到一个模具内，将该模具的温度设定在等于或低于该低熔点金属的凝固点且高于该树脂的固化温度的一个温度上，由此获得一个包含有该树脂为芯子而在其表面内有该低熔点金属的模制树脂件。
本发明的这些和其他的目的通过下面给出的详细描述将变得更加明显。但是，应当指出，该详细描述和具体实例虽然示出了本发明的优选的实施例，但它们的给出只是为了说明，对于在本发明领域内的普通技术人员来说，显而易见的是，只要不脱离本发明精神和范围，可以对本发明做出各种改变和变化。
图1是示出本发明的制造模制树脂件的方法的一个实施例的主要部分的示意性截面图；图2是示出本发明的制造模制树脂件的方法的另一实施例的主要部分的示意性截面图；图3是示出本发明的制造模制树脂件的方法的又一实施例的主要部分的示意性的截面图；以及图4是示出本发明的制造模制树脂件的方法的再一实施例的主要部分的示意的截面图；具体实施方式
本发明是一种用于制造模制树脂件的方法，该模制树脂件包括一个树脂芯和分布在该模制树脂件的表层内的金属(类似敷层)。
按照本发明，可以使用的树脂并不特别局限于任何种类，只要它通常能用来包封或装放半导体装置或电子装置即可。但是，该树脂需要有一个低于下面要说明的低熔点金属的固化点的固化温度。最好是，该树脂还是一种具有较小的模制收缩系数的树脂和/或热塑性树脂。这类树脂的实例包括聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、改性聚苯乙醚、多芳基化合物、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯硫、介晶态聚酯、丁基树脂、石油树脂、ABC树脂等。这些树脂可以单独地使用或者使用其中的两种或更多种树脂的混合物。可以将各种添加剂加入到这些树脂内，例如防塌剂、固化促进剂、抗氧化剂、色素、填充剂、加强纤维、增稠剂、发泡剂、脱模剂等。
该低熔点金属并没有具体的限制，只要它能够例如通过与树脂的捏和使该树脂产生导电性即可。该低熔点金属具有一个例如约150℃或150℃以下，优选地，约130℃或130℃以下，约100℃或100℃以下的固化点。在金属没有杂质的情况下，由于固化点通常与熔化点相一致，因而固化点和熔化点在本发明中就不必加以区别。这种金属的实例包括锡、铟、钾、铋及其合金，这些金属可以单独地使用或者使用其中的两种或更多种金属的混合物。低熔点金属优选以颗粒形式使用。例如，一般提及的粉料的平均颗粒尺寸为约0.1至10微米。
树脂和金属的捏和混合物可以包含有充分数量的金属，这样，使得金属能分布到模制树脂件的表层内。换句话说，可以根据该包装或其他同类物所需的导电性来选择适当的树脂对低熔点金属的混合比例，例如，该混合比例可以按重量为约8∶2至7∶3。
树脂和低熔点金属需要在它们都处于熔化状态时进行捏和。可以根据所使用的树脂和低熔点金属等的类型来调整适当的捏和温度。可以使用普通的捏和机来进行捏和，例如，单螺杆挤压机、双螺杆挤压机、轧制机、Banbury搅拌机、Brabender搅拌机、线搅拌机、压力捏和机和刻纹机(router)。这些捏和机可以是开式或者闭式的捏和机。捏和温度是指一个在该温度待捏和的成分将被溶化的温度，通常该捏和温度约为200至250℃，优选约为200至220℃。在使用压力捏和机和Banbury搅拌机等时，捏和时间通常约为3至60分钟。
模具(模子)可以是任何类型的，只要它能用于塑料模制即可，但是，最好它是由一种能够被设定在这样一个温度上的材料制成，该温度等于或低于所使用的低熔点金属的固化点并且等于或高于树脂的固化温度。例如，该模具可以由铁、不锈钢或其他类似物制成，以便具有所需要的腔。此外，该模具优选在其内部，最好在该腔的周围设有一个用来在整个腔中保持均匀温度的加热机构(或装置)。
可以将具有与其捏和在一起的低熔点金属的树脂通过在本技术领域内众所周知的方法，包括所谓的反应和液体注入(喷射)模制法，注入该模具内。
在本发明中，具有与其捏和在一起的低熔点金属的树脂最好是用使模具振动的方式注入该模具中。这种振动最好能使包含在树脂内的低熔点金属沿着宽度、长度和高度方向，即三维方向，与模具发生共振。这种振动也可以通过转动给出。例如，这种振动可以通过在宽度、长度和/或高度方向上约10至15毫米范围内每分钟移动10至200次，或者通过按照长度、宽度和高度方向的次序每分钟移动10至200次给出，或者通过模具本身在二维方向上以每分钟10至500的转数转动给出，或者通过模具本身的转动与上述的在高度方向上的振动同时发生而给出。
此外，可以使具有与其捏和在一起的低熔点金属的树脂从模具的一端至另一端循环一个适当的时间。在这种情况下，该模具除一个注入孔外，还应设有一个或多个能够排出注入的树脂的出口。这些出口最好在模具的对角线上形成，或者在它们之间具有最长的距离。可以根据该模具的尺寸和形状、树脂的类型和流动性等来适当的选择捏和产品的循环时间。例如，如果模具具有约24500至28000厘米3容积的腔以及注入速度约为每秒40至50毫米，在模具被完全充满树脂后，循环时间可以约为5至10秒，最好是约5至7秒。
在制造本发明的模制树脂件的方法中，随后就将该模具冷却，以便使树脂和低熔点金属固化。这种冷却可以是自然冷却或者是通过控制温度下降速度的强迫冷却。在该冷却(凝固、固化)过程中，只是低熔点金属首先凝固，而树脂仍保持在熔化状态。在该过程中，由于模具的内部的温度高于模具的表面上的温度，低熔点金属的薄膜就在模制件的表面上形成。在树脂循环的情况下，模制件的表面上形成的低熔点金属的薄膜就可能由于该循环树脂的中心的温度比外部(模具侧)的高而更厚。
下面，将参照该制造模制树脂件的方法的实施例来更详细地描述本发明。
实施例1按重量计将100份的ABS树脂，30份的作为低熔点金属的颗粒状的铋和锡以及任选的金属粉末(例如铜粉末等)作为分散剂一起放在约250℃下进行捏和。此时，树脂的固化温度和低熔点合金的凝固点分别为95℃和138.5℃，因此，该树脂和低熔点合金都处于熔化状态。
将产生的捏和产品注入一个如图1中所示的模具2中，该模具具有一个腔并且将其内表面温度通过一个能够将该内表面温度保持恒定的温度调节器1设定为100℃，然后，将该产品在室温冷却，使它成为一个模制件3。在冷却期间，该树脂仍保持熔化状态，因为注入到腔内的捏和产品在内部是热的，而在捏和产品的外部的低熔点合金则由于模具的内表面的温度而逐渐地凝固，由此形成一个低熔点合金的薄膜。在这种状态下，随着模具的温度逐渐冷却，树脂内部也将逐渐固化。从而，产生一个具有由低熔点金属的薄膜所造成的导电性的模制件。
实施例2将在实施例1中所获得的捏和产品注入图2中所示的模具2(其内表面温度为100℃)内，并且将该产品在室温下冷却。当注入该捏和产品时，该模具2沿着箭头4或5的方向以约60转/分的转速转动，同时沿着箭头6的方向发生振动。该振动以在约10毫米范围内每分钟移动120次的频率进行。此外，通过在注入后的冷却期间内继续进行该振动，产生一个在其外部具有低熔点合金的薄膜并且具有导电性的模制件。
实施例3将在实施例1中所获得的捏和产品注入图3中所示的模具2(其内表面温度为100℃)内，并且将该产品在室温下冷却。当注入该捏和产品时，该模具2沿着箭头7或6的方向发生振动。该振动以在约10毫米范围内每分钟移动120次的频率进行。此外，通过在注入后的冷却期间内继续进行该振动，产生一个在其外部具有低熔点合金的薄膜并且具有导电性的模制件。
实施例4将在实施例1中所获得的捏和产品注入图4中所示的模具2(其内表面温度为100℃)内。该注入速度约为40毫米/秒。在该模具2的腔完全充满该捏和产品以后，将在该腔内的该捏和产品通过注入孔8和出口9循环约5秒钟。此后循环就完成了。在上述过程期间，该模具2保持在100℃上，直至完全充满该捏和产品为止，在完成该充满以后就立即开始在室温下冷却。由此，产生一个在其外部具有低熔点金属的薄膜并且具有导电性的模制件。
在上述实施例中所获得的模制件具有比现有技术的模制件更好的导电性。
根据本发明，低熔点金属的薄膜可以通过在注射模制法中适当地设定该模具的温度而有效地在该模制件的表面上形成。由此，具有导电表面的模制件就可以容易地产生，并且其生产成本也可以降低。
此外，通过使该树脂与低熔点金属的捏和产品发生振动，或者在注入时使该捏和产品产生循环，该低熔点金属就能够更加牢固地沉积在该捏和产品的外表面上。因此，由于低熔点金属可以形成一个更厚的薄膜，该模制件就可以获得更有利的导电性。
权利要求
1.一种用于制造具有金属分布在其表面内的模制树脂件的方法，其包括将一种低熔点金属和具有低于该低熔点金属的凝固点的固化温度的树脂在熔化状态下进行捏和；以及把所产生的捏和混合物注入模制到一个模具内，将该模具的温度设定在等于或低于该低熔点金属的凝固点且高于该树脂的固化温度的一个温度上，由此获得一个包括该树脂为芯子而在其表面上有该低熔点金属的模制树脂件。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该捏和产品是用振动该模具的方式注入该模具中的。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将该捏和产品从该模具的一端至另一端循环一个适当的时间。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该树脂是选自下组材料中的一种或几种树脂，该组材料包括聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、环氧树脂、聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、改性聚苯乙醚、多芳基化合物、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯硫、介晶态聚酯、丁基树脂、ABC树脂和石油树脂，以及该低熔点金属是选自下组材料中的一种或几种金属，该组材料包括铟、钾、铋及其合金。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该低熔点金属为颗粒形式，并且具有约0.1至10微米的平均颗粒尺寸。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该捏和混合物包含有充分数量的金属，以便该金属能分布在该模制树脂件的表层内。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该树脂对该低熔点金属的混合比按重量计为8∶2至7∶3(重量比)。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该捏和温度为200至250℃。
9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该振动通过在宽度、长度和/或高度方向上每分钟移动10至200次来给出。
10.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该振动通过该模具本身在二维方向上以每分钟10至500的转数转动来给出。
全文摘要
一种用于制造具有分布在其表面内的金属的模制树脂件的方法，其包括将一种低熔点金属和具有低于该低熔点金属的凝固点的固化温度的树脂在熔化状态下进行捏和；以及把所产生的捏和混合物注入模制到一个模具内，将该模具的温度设定在等于或低于该低熔点金属的凝固点且高于该树脂的固化温度的一个温度上，由此可以获得一个具有该树脂为芯子而在其表面内又具有该低熔点金属的模制树脂件。
文档编号B29C45/56GK1449006SQ0310842
公开日2003年10月15日 申请日期2003年3月31日 优先权日2002年3月29日
发明者奥利明, 须贺博之 申请人:夏普公司