JPH10217258A

JPH10217258A - エポキシ樹脂成形用金型

Info

Publication number: JPH10217258A
Application number: JP5623997A
Authority: JP
Inventors: Tatenori Sasai; 建典笹井
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Tokai Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 1998-08-18
Anticipated expiration: 2017-03-11
Also published as: JP2984228B2; EP0846538A2

Abstract

(57)【要約】【課題】エポキシ樹脂の離型性を向上させた優れたエポ
キシ樹脂成形用金型を提供する。【解決手段】エポキシ樹脂材料を注入し固化させて所定
形状のエポキシ樹脂成形品を得るエポキシ樹脂成形用金
型であって、型面の上記エポキシ樹脂材料と接触する部
分に、蒸着法によって無機物をコーティングすることに
より、固化エポキシ樹脂に対する離型性付与膜を形成さ
せた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エポキシ樹脂をト
ランスファー成形等する際、エポキシ樹脂の離型性に優
れたエポキシ樹脂成形用金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体パッケージやプラスチッ
ク高精度コネクタ等の半導体装置・高精度部品等は、シ
リカ等のフィラーが高充填されたエポキシ樹脂が用いら
れ、ダイス鋼，粉末ハイス鋼，超硬合金等からなる金型
を用いてトランスファー成形やインジェクション成形等
を行うことによってエポキシ樹脂成形品として形成され
る。このような固化エポキシ樹脂は、金型からの離型性
が悪いため、あらかじめエポキシ樹脂材料に離型剤を混
練して離型性の改善を図ることが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように、エポキシ樹脂材料自体に離型剤を混練しても、
充分に離型性を改善することができていないのが実情で
ある。そして、スプール，ランナー，ゲート，製品等の
一部やバリ等の固化エポキシ樹脂が型面に付着したまま
残存することが問題になっている。このような残存樹脂
は、型面に強固に密着しており、エアブローを行う程度
では除去できず、ヘラ等でかき取らなければ完全に除去
することができない。したがって、残存樹脂の除去を人
手に頼らなければならず、生産性の低下の要因となって
いる。また、連続的に繰り返し成形を行う際に残存樹脂
の除去が不完全であると、それが成形時に剥離してその
剥離した残存樹脂が金型に挟まれ、型締めが充分にでき
ずに不良品が生じたり、エポキシ樹脂材料に混練されて
いるフィラーのために金型自体が破損してしまうという
トラブルが生じる。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、エポキシ樹脂の離型性を向上させた優れたエポ
キシ樹脂成形用金型の提供をその目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のエポキシ樹脂成形用金型は、エポキシ樹脂
材料を注入し固化させて所定形状のエポキシ樹脂成形品
を得るエポキシ樹脂成形用金型であって、型面の上記エ
ポキシ樹脂材料と接触する部分に、蒸着法によって無機
物をコーティングすることにより、固化エポキシ樹脂に
対する離型性付与膜を形成させたことを要旨とする。

【０００６】本発明者は、エポキシ樹脂成形用金型の離
型性を改善するために一連の研究を重ねる過程で、型面
の樹脂と接触する部分に、蒸着法によって無機物をコー
ティングすることにより、固化エポキシ樹脂と金型との
密着力を低下させ、固化エポキシ樹脂に対する離型性を
著しく向上させる離型性付与膜が形成されることを見い
出し、本発明に到達した。

【０００７】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。

【０００８】図１は、本発明の実施の形態を示すエポキ
シ樹脂成形用金型である。図において、１は型面１２に
キャビティ３が凹設された上型であり、２は同じく型面
１２にキャビティ４が凹設された下型である。上記上型
１には、樹脂注入穴５が穿設されている。また、下型２
には上記樹脂注入穴５に対応する個所に、樹脂注入ポッ
ト６が凹設され、この樹脂注入ポット６からキャビティ
４に向かって溝状の樹脂注入路７が刻設されている。そ
して、この樹脂注入路７のキャビティ４内への開口部が
ゲート８になっている。また、キャビティ４のゲート８
と反対側の部分には、キャビティ４と樹脂流出路１３を
介して連通する樹脂たまり９が形成されている。また、
上記樹脂注入ポット６および樹脂流出路１３には、エア
ベント１４，１５が形成されている。１０ａ，１０ｂは
上型１の型面１２に突設された金型嵌合ピンであり、１
１ａ，１１ｂは、下型２の型面１２に凹設され、上記金
型嵌合ピン１０ａ，１０ｂと嵌合して上型１と下型２の
位置合わせをする金型嵌合穴である。

【０００９】本発明が対象とするエポキシ樹脂材料は、
エポキシ樹脂（主剤）と、硬化剤と、硬化促進剤と、充
填剤（フィラー），離型剤を所定の配合割合で混合した
ものである。また、必要に応じて着色剤，シランカップ
リング剤，難燃剤，難燃助剤等を混合することもでき
る。

【００１０】上記エポキシ樹脂（主剤）としては、１分
子中に２個以上のエポキシ基を有し、エポキシ樹脂材料
として使用されているものであれば、特に限定されるも
のではない。例えば、フェノールノボラック型エポキシ
樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を代
表とするフェノール類と、アルデヒド類のノボラック樹
脂をエポキシ化したもの、ビスフェノールＡ，ビスフェ
ノールＦ，スフェノールＳ等をジグリシジルエーテル、
フタル酸、ダイマー酸等の多塩基酸とエピクロルヒドリ
ンの反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ
樹脂、ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸等の
ポリアミンとエピクリルヒドリンの反応により得られる
グリシジルアミン型エポキシ樹脂、オレフィン結合を過
酢酸等の過酸により酸化して得られる線状脂肪族エポキ
シ樹脂、ビフェニル骨格やナフタレン環骨格を有するエ
ポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等があげられる。これ
らは、単独でもしくは併せて使用することもできる。

【００１１】上記硬化剤としては、上記エポキシ樹脂
（主剤）と硬化反応を示すものであれば、特に限定され
るものではなく、各種の硬化剤が使用される。例えば、
トランスファー成形を考慮すると、フェノール樹脂もし
くは酸無水物が好ましい。これらのうち、酸無水物は成
形時に一部が蒸発して金型に付着するため、離型性を考
慮すると、フェノール樹脂が好ましい。上記フェノール
樹脂としては、フェノール、クレゾール、キシレノー
ル、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールＡ，ビス
フェノールＦ等のフェノール類、または、α−ナフトー
ル，β−ナフトール，ジヒドロキシナフタレン等のナフ
トール類とホルムアルデヒド，アセトアルデヒド，プロ
ピオンアルデヒド，ベンズアルデヒド，サリチルアルデ
ヒド等のアルデヒド類とを酸性触媒下で縮合または共縮
合させて得られるフェノール樹脂、ポリパラビニルフェ
ノール樹脂、フェノール類とジメトキシパラキシレンか
ら合成されるキシリレン基を有するフェノールアラルキ
ル樹脂等があげられ、これらは単独でもしくは併せて用
いられる。上記エポキシ樹脂と硬化剤との配合割合は、
エポキシ樹脂中のエポキシ基の数と硬化剤中のＯＨ基の
数との比が０．７〜１．３になるように配合するのが好
ましい。

【００１２】上記硬化促進剤としては、アミン類および
その誘導体またはそれらの塩類、イミダゾール類および
その誘導体またはそれらの塩類、１，８−ジアザビシク
ロ（５，４，０）−７−ウンデセンおよびその誘導体ま
たはそれらの塩類、各種オニウム化合物等を用いること
ができる。

【００１３】上記フィラーとしては、特に限定されるも
のではなく、結晶性シリカ，溶融シリカ，アルミナ，水
酸化アルミニウム，水酸化マグネシウム，硫酸カルシウ
ム，マイカ，ガラス粉，炭酸カルシウム，タルク，二硫
化モリブデン，カオリナイト，炭酸マグネシウム，弗化
カルシウム，マグネタイト等各種のものが用いられる。
これらは単独でもしくは併せて使用される。上記充填剤
の粒径は、特に限定されるものではないが、平均粒径で
１〜１５０μｍのものが好ましい。また、充填剤の形状
も特に制限されない。

【００１４】本発明のエポキシ樹脂成形用金型は、例え
ば図１に示す金型の型面１２に、蒸着法によって無機物
がコーティングされ、離型性付与膜が形成されている。
ここで、型面１２のうち、上記離型性付与膜が形成され
るのは、キャビティ３，４内や樹脂注入ポット６内、樹
脂注入路７内、樹脂流出路１３内，樹脂たまり９内、樹
脂注入穴５内だけでなく、エアベント１４，１５内等の
ように固化エポキシ樹脂のバリが付着する部分等、エポ
キシ樹脂材料と接触する部分のすべてを含む。また、型
面１２のうちエポキシ樹脂材料と接触しない面に離型性
付与膜を形成させてもよい。

【００１５】上記エポキシ樹脂成形金型を構成する材料
としては、特に限定されるものではなく、各種の材料が
用いられる。例えば、ニッケル・クロム鋼，ニッケル・
クロム・モリブデン鋼，クロム鋼，クロム・モリブデン
鋼等の機械構造用合金鋼、高炭素クロム鋼，タングステ
ン・クロム鋼，タングステン・バナジウム鋼等の工具
鋼、タングステン・クロム・バナジウム鋼等の高速度
鋼、クロム・モリブデン・バナジウム鋼等の耐熱鋼の
他、Ｈ鋼，窒化鋼，高張力鋼，快削鋼，ダイス鋼，軸受
鋼，ボロン鋼等の各種合金鋼や、機械構造用炭素鋼，各
種鋳鉄，鋳鋼等があげられる。また、炭素鋼，合金鋼等
に浸炭処理や窒化処理を行ったものでもよい。さらに溶
製鋼に限らず、粉末ハイス等のような粉末冶金法によっ
て得られる焼結合金でもよく、超硬合金やサーメットで
もよい。これらのなかでも、ＳＫＤ，ＳＫＴ，ＳＫＨ，
ＳＫＳ等の合金鋼や、粉末ハイス，超硬合金等が好適に
用いられる。上記鋼材は、必要に応じてあらかじめ焼き
入れ，焼き戻し等の各種熱処理を行ってもよい。

【００１６】本発明は、上記材料からなる金型の型面
に、蒸着法により無機物がコーティングされる。

【００１７】無機物をコーティングさせる蒸着法として
は、特に限定されるものではなく、各種の方法が行われ
る。例えば、真空蒸着法，スパッタリング法，イオンプ
レーティング法等の物理蒸着法（ＰＶＤ：ｐｈｙｓｉｃ
ａｌｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）や、熱ＣＶ
Ｄ，プラズマＣＶＤ，光ＣＶＤ等の化学蒸着法（ＣＶ
Ｄ：ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉ
ｏｎ）等があげられる。

【００１８】ＰＶＤ法とは、真空蒸着法，スパッタリン
グ法，イオンプレーティング法等の総称であり、気相か
らの凝縮で薄膜を形成させる方法である。このうち、真
空蒸着法は、高真空中でコーティング物質を加熱蒸発さ
せ、蒸発原子を型面に凝固させて皮膜を形成させる方法
であり、装置が比較的簡単で皮膜の形成速度が大きい。
スパッタリングは、１０^-1〜１０Ｐａ程度の不活性ガス
（例えばアルゴンガス）等を槽内に流し、電極間に数千
ボルトの電圧をかけてグロー放電を起こさせ、不活性ガ
スイオンを、負に印加したターゲットに衝突させ、飛散
したターゲット物質（コーティング物質）を型面上に凝
固させる方法であり、型面の温度が低くても緻密で密着
性のよい皮膜が得られる。イオンプレーティングは、加
熱蒸発させた蒸発原子（コーティング物質）をアルゴン
グロー放電中でイオン化し、負に印加した型面上に衝突
させて凝固させる方法であり、酸化物，窒化物，炭化物
等の硬質セラミックの緻密で密着性がよい皮膜を形成さ
せることができる。

【００１９】ＣＶＤ法とは、ガス状の化合物を型面表面
で熱分解もしくは還元し、コーティング物質を析出被覆
させる方法である。組成の制御が容易で膜厚の制御が厳
密にでき、欠陥の少ない皮膜が得られる。化学反応を高
温加熱により促進させる熱ＣＶＤ法と、プラズマ反応を
利用して比較的低温でも処理できるプラズマＣＶＤ法等
がある。

【００２０】本発明においては、これらのうちいずれの
方法でコーティングを行ってもよく、特に限定されるも
のではないが、ＰＶＤ法では、密着性がよい皮膜が得ら
れるため、スパッタリング法，イオンプレーティング法
が好適であり、ＣＶＤ法では、低温で処理できて金型の
変形が少ないため、プラズマＣＶＤ法が好適である。

【００２１】離型性付与膜を構成する無機物（コーティ
ング物質）としては、特に限定されるものではなく各種
の物質がコーティングされる。例えば、タングステン，
タンタル，ニオブ等の金属や、窒化チタン（ＴｉＮ），
チタン炭窒化物（Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）），炭化チタン（Ｔｉ
Ｃ），酸化チタン（ＴｉＯ₂），ホウ化チタン（ＴｉＢ
₂），炭化タングステン（ＷＣ，Ｗ₂Ｃ），炭化珪素
（ＳｉＣ），窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄），酸化珪素（Ｓｉ
Ｏ₂），酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃），窒化クロム
（ＣｒＮ），窒化亜鉛（ＺｎＮ），炭化タンタル（Ｔａ
Ｃ），酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅），窒化ホウ素（Ｂ
Ｎ），立方晶型窒化ホウ素（ｃ−ＢＮ）等の無機物だけ
でなく、ＤＬＣ（ｄｉａｍｏｎｄｌｉｋｅｃａｒｂ
ｏｎ），ホウ素等の無機物も含まれる。上記離型性付与
膜は、一種類の皮膜からなる単層であってもよく、複数
種類の皮膜が積層されてなる複層であってもよい。

【００２２】本発明では、上記各種コーティング物質の
なかでも、ＴｉＮ，ＴｉＣ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），ＣｒＮが
離型性付与性能が高く、樹脂成形用金型のコーティング
物質として最も好適に用いられる。

【００２３】また、型面にＴｉＮ，ＴｉＣ，Ｔｉ（Ｃ，
Ｎ），ＣｒＮをそれぞれ単層で形成させてもよいし、２
種類以上を組み合わせて積層する複層として形成させて
もよい。これらＴｉＮ，ＴｉＣ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），Ｃｒ
Ｎによって離型性付与膜を形成した場合には、固化エポ
キシ樹脂との密着力が低下して離型性が向上するだけで
なく、金型の型面の表面硬度が飛躍的に向上し（ＴｉＮ
の硬度がｍＨｖ２０００程度、ＴｉＣの硬度がｍＨｖ３
２００程度、ＣｒＮの硬度がｍＨｖ２０００程度であ
る）、エポキシ樹脂材料に充填されるフィラーよりも硬
くなる（例えば、結晶性シリカの硬度はｍＨｖ１１００
程度である）。このため、エポキシ樹脂材料がキャビテ
ィ内に注入される際フィラーとの摩擦によって起こる金
型の摩耗が防止され、型面に密着して残存しやすいバリ
の発生が防止されるうえ、連続成形を行ったときの金型
の塑性変形も防止される。

【００２４】ＴｉＮ，ＴｉＣ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），によっ
て複層の離型性付与膜を形成させる場合には、上記Ｔｉ
Ｃ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）は、母材との密着性がＴｉＮと比べ
て劣るため、例えば、図２に示すように、型面１２に、
まず、母材との密着性がよいＴｉＮからなる第１層２０
を形成させ、この第１層２０の上に、ＴｉＣもしくはＴ
ｉ（Ｃ，Ｎ）からなる第２層２１を形成させる２層構造
の離型性付与膜を形成させるのがより好適である。この
ようにすることにより、ＴｉＣもしくはＴｉ（Ｃ，Ｎ）
を単層で形成させたものと比べ、母材２３との密着性が
よく、しかも、離型性にも優れた離型性付与膜が得られ
る。

【００２５】さらに、図３に示すように、型面に形成し
たＴｉＮ層２０の上にＴｉ（Ｃ，Ｎ）層２２を形成さ
せ、さらにその上にＴｉＣ層２４を形成させる３層構造
にするのが最も好適である。このようにすることによ
り、各層２０，２２，２４の組成が傾斜配合的に徐々に
変化することになるため、各層２０，２２，２４間の密
着性が良くなり、離型性付与膜の耐剥離性や耐久性が高
くなる。なお、上記３層構造の離型性付与膜を形成させ
る場合には、３段階の蒸着処理工程で、それぞれＴｉＮ
層２０，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層２２，ＴｉＣ層２４をそれぞ
れ形成させてもよいし、ＴｉＮを蒸着したのちＴｉＣを
蒸着する２段階の蒸着処理工程で、各蒸着処理工程の間
で雰囲気を混合させてＴｉ（Ｃ，Ｎ）を生成させ、Ｔｉ
Ｎ層２０とＴｉＣ層２４との界面にＴｉ（Ｃ，Ｎ）層２
２を形成させるようにしてもよい。

【００２６】ＴｉＮ，ＴｉＣ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）以外のコ
ーティング物質で離型性付与膜を形成させる場合でも、
まず、型面に母材との密着力の高い皮膜を第１層として
形成させ、この第１層の上に、第１層と密着性がよく離
型性にも優れた皮膜を第２層，第３層として形成させる
ことが好ましい。

【００２７】上記離型性付与膜の厚みとしては、０．５
〜３０μｍ程度が好ましく、１〜１０μｍ程度がさらに
好適である。すなわち、０．５μｍ以下では、離型性向
上の効果が充分得られないほか、皮膜の耐久性に乏し
く、３０μｍを越えると、蒸着処理にかかるコストが高
くなるほか、離型性付与膜自体が割れてしまうというト
ラブルが発生する可能性があるからである。

【００２８】また、上記離型性付与膜として、ＴｉＣ，
ＴｉＮ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），ｃ−ＢＮ，ＤＬＣ等のような
金型材料よりも硬いセラミック等の離型性付与膜を形成
させた場合には、エポキシ樹脂材料に充填するフィラー
の種類の制限を受けなくなるという利点がある。すなわ
ち、従来の離型性付与膜を形成させない金型の場合に
は、金型硬度よりも硬いフィラーを充填させると、フィ
ラーの硬度に金型が負けて摩耗したり傷が付いたりする
ため、使用するフィラーの種類が硬度の比較的低いもの
に限られていた（最高でもｍＨｖ１０００〜１１００程
度のシリカである）。しかし、本発明において、金型材
料よりも硬いセラミック等による離型性付与膜を形成さ
せた場合には、上記のような制限がなくなり、各種のフ
ィラーを使用することができるようになるのである。

【００２９】上記離型性付与膜の表面は、離型剤を有す
ることが好適である。すなわち、離型性付与膜によって
型面と固化エポキシ樹脂との結合力自体が小さくなるこ
とに加えて、離型剤の効果により一層離型性を向上させ
ることができる。

【００３０】上記離型剤としては、特に限定されるもの
ではなく、例えば、カルバナワックス等の天然ワック
ス，合成ワックス，金属塩（直鎖脂肪酸（ステアリン酸
等）），酸アミド類，エステル類，パラフィン類等各種
のものが用いられる。これらは、離型性付与膜が形成さ
れた型面に焼き付け，スプレー，刷毛等により直接塗布
してもよいし、エポキシ樹脂材料自体にあらかじめ混練
しておき、繰り返し成形することにより離型性付与膜表
面に転写させるようにしてもよい。

【００３１】なお、本発明が対象とする成形方法は、ト
ランスファー成形に限らず、インジェクション成形や圧
縮成形等各種の成形方法を含むものとし、成形条件も特
に限定されるものではない。

【００３２】つぎに、実施例について説明する。

【００３３】

【実施例１】高速度鋼を金型材料に用いて切削加工，放
電加工でキャビティ等を形成し、所定の金型を得る（図
１参照）。つぎに、上記金型の型面に下記の工程，条件
でイオンプレーティング法（ＰＶＤ）により、厚み３μ
ｍのＴｉＮ層からなる離型性付与膜を形成させて樹脂成
形用金型を得た。

【００３４】〔蒸着工程〕有機溶剤（アセトン）による超音波洗浄工程Ａｒイオンボンバード処理工程（基材（型面）の汚れを除去）条件：真空到達圧力：２．６×１０^-3Ｐａ処理温度・時間：１５０℃×１加熱後１０分間処理Ｔｉスパッタクリーニング工程（基材との密着力を向上）Ｔｉ基板に−１０００Ｖのバイアス電圧を印加し、Ｔｉカソードよりアーク放電する。条件：アーク放電電流：６０Ａ放電時間：２分間蒸着処理工程条件：バイアス電圧：−２５０Ｖアーク放電電流：６０ＡＮ₂ガス流量：２５ＳＣＣＭ反応圧力：０．１３Ｐａ成膜時間：１時間膜厚：３μｍ

【００３５】

【実施例２】実施例１で用いたのと同様の金型の型面
に、下記の工程，条件でプラズマＣＶＤ法によりＴｉＮ
を蒸着したのちＴｉ（Ｃ，Ｎ），ＴｉＣを順次蒸着し、
母材側から厚み１μｍのＴｉＮ層，厚み１μｍのＴｉ
（Ｃ，Ｎ）層，厚み２μｍのＴｉＣ層を形成させ、合計
で厚み４μｍの３層構造の離型性付与膜が形成された樹
脂成形用金型を得た。

【００３６】〔蒸着工程〕有機溶剤（アセトン）による超音波洗浄工程ＴｉＮ層形成工程Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）層形成工程ＴｉＣ層形成工程

【００３７】

【実施例３】実施例１で用いたのと同様の金型の型面
に、下記の工程，条件でイオンプレーティング法（ＰＶ
Ｄ）によりＴｉＮを蒸着したのちＴｉ（Ｃ，Ｎ）を蒸着
し、母材側から厚み０．７μｍのＴｉＮ層，厚み２．３
μｍのＴｉ（Ｃ，Ｎ）層を形成させ、合計で厚み３μｍ
の２層構造の離型性付与膜が形成された樹脂成形用金型
を得た。

【００３８】〔蒸着工程〕有機溶剤（アセトン）による超音波洗浄工程Ａｒイオンボンバード処理工程（基材（型面）の汚れを除去）条件：真空到達圧力：２．６×１０^-3Ｐａ処理温度・時間：１５０℃×１加熱後１０分間処理Ｔｉスパッタクリーニング工程（基材との密着力を向上）Ｔｉ基板に−１０００Ｖのバイアス電圧を印加し、Ｔｉカソードよりアーク放電する。条件：アーク放電電流：６０Ａ放電時間：２分間ＴｉＮ層形成（蒸着処理）工程条件：バイアス電圧：−２５０Ｖアーク放電電流：７０ＡＮ₂ガス流量：２５ＳＣＣＭ反応圧力：４．０Ｐａ成膜時間：１０分間膜厚：０．７μｍＴｉ（Ｃ，Ｎ）層形成（蒸着処理）工程条件：バイアス電圧：−３５０Ｖアーク放電電流：７０ＡＮ₂ガス流量：１６ＳＣＣＭＣ₂Ｈ₂ガス流量：１５ＳＣＣＭ反応圧力：６．０Ｐａ成膜時間：４０分間膜厚：２．３μｍ

【００３９】

【実施例４】実施例１で用いたのと同様の金型の型面
に、下記の工程，条件でイオンプレーティング法（ＰＶ
Ｄ）によりＴｉＮを蒸着したのちＴｉＣを蒸着し、母材
側から厚み０．７μｍのＴｉＮ層，厚み２．３μｍのＴ
ｉＣ層を形成させ、合計で厚み３μｍの２層構造の離型
性付与膜が形成された樹脂成形用金型を得た。

【００４０】〔蒸着工程〕有機溶剤（アセトン）による超音波洗浄工程Ａｒイオンボンバード処理工程（基材（型面）の汚れを除去）条件：真空到達圧力：２．６×１０^-3Ｐａ処理温度・時間：１５０℃×１加熱後１０分間処理Ｔｉスパッタクリーニング工程（基材との密着力を向上）Ｔｉ基板に−１０００Ｖのバイアス電圧を印加し、Ｔｉカソードよりアーク放電する。条件：アーク放電電流：６０Ａ放電時間：２分間ＴｉＮ層形成（蒸着処理）工程条件：バイアス電圧：−２５０Ｖアーク放電電流：７０ＡＮ₂ガス流量：２５ＳＣＣＭ反応圧力：４．０Ｐａ成膜時間：１０分間膜厚：０．７μｍＴｉＣ層形成（蒸着処理）工程条件：バイアス電圧：−３５０Ｖアーク放電電流：７０ＡＣＨ₂ガス流量：２５ＳＣＣＭ反応圧力：４．０Ｐａ成膜時間：４０分間膜厚：２．３μｍ

【００４１】

【実施例５】実施例１で用いたのと同様の金型の型面
に、下記の工程，条件でイオンプレーティング法（ＰＶ
Ｄ）により蒸着を施し、厚み３μｍのＣｒＮ層からなる
離型性付与膜を形成させた樹脂成形用金型を得た。

【００４２】〔蒸着工程〕有機溶剤（アセトン）による超音波洗浄工程Ａｒイオンボンバード処理工程（基材（型面）の汚れを除去）条件：真空到達圧力：２．６×１０^-3Ｐａ処理温度・時間：１５０℃×１加熱後１０分間処理Ｃｒスパッタクリーニング工程（基材との密着力を向上）Ｃｒ基板に−１０００Ｖのバイアス電圧を印加し、Ｃｒカソードよりアーク放電する。条件：アーク放電電流：６０Ａ放電時間：２分間ＣｒＮ層形成（蒸着処理）工程条件：バイアス電圧：−２５０Ｖアーク放電電流：５０ＡＮ₂ガス流量：２５ＳＣＣＭ反応圧力：１．３Ｐａ成膜時間：４０分間膜厚：３μｍ

【００４３】

【比較例１】超硬合金を金型材料に用いて、切削加工，
放電加工でキャビティ部等を形成し、所定の金型を形成
した（図１参照）。離型性付与膜は形成させなかった。

【００４４】

【比較例２】高速度鋼を金型材料に用いて切削加工，放
電加工でキャビティ部等を形成し、所定の金型を形成し
た（図１参照）。離型性付与膜は形成させなかった。

【００４５】

【比較例３】ＳＫＤ１１を金型材料に用いて切削加工，
放電加工でキャビティ部等を形成し、所定の金型を形成
した（図１参照）。離型性付与膜は形成させなかった。

【００４６】上記実施例１〜５および比較例１〜３の金
型の表面硬度測定結果を下記の表１に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】上記表１から明らかなように、実施例１〜
５の金型では、比較例１〜３の金型よりもはるかに表面
硬度が高く、樹脂材料に充填されるフィラー（シリカ）
よりも高い硬度が得られていることがわかる。

【００４９】上記実施例１〜５および比較例１〜３の金
型を使用し、下記の成形条件で樹脂の成形を行った。〔成形条件〕樹脂材料：主剤オルソ−クレゾールノボラックエポキシ樹脂１００重量部難燃剤臭素化ノボラックエポキシ樹脂２５重量部硬化剤フェノールノボラック樹脂５０重量部硬化促進剤トリフェニルフォスフィン２重量部充填剤シリカ（球状＋破砕）８００重量部シランカップリング剤 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン８重量部難燃助剤三酸化アンチモン５重量部離型剤カルバナワックス２重量部着色剤カーボンブラック１重量部成形方法：トランスファー成形，連続成形（１０回）成形機：東海ゴム工業社オリジナル品成形温度：１７５℃ 成形圧力：１００ｋｇ／ｃｍ² 成形時間：５ｍｉｎ

【００５０】また、上記実施例１〜５および比較例１〜
３の金型を使用し、あらかじめ型面にフッ素系離型剤を
塗布してから成形を行った。

【００５１】上記のようにして成形した樹脂をつぎの方
法で離型性の評価を行った。すなわち、樹脂材料を注入
し固化させ、成形品を取り出したのち、まず、残存樹脂
にエア（圧力：１．５ｋｇ／ｃｍ²）を吹き付け、つぎ
に、図４に示すように、下型２の型面１２に密着してエ
アブローでは除去されなかった残存樹脂３２を、プッシ
ュプルゲージ（アイコーエンジニアリング社製，９５０
１）３３を取り付けた竹ベラ３４（φ２．５）でかき取
り、そのときのプッシュプルゲージ３３に表示された値
を残存樹脂の密着力として評価した。その結果を下記の
表２および表３に示す。

【００５２】

【表２】

【００５３】

【表３】

【００５４】上記表２および表３から明らかなように、
いずれの金型も、成形を繰り返すに伴い、樹脂材料中の
離型剤の転写により徐々に密着力が低下していることが
わかる。しかし、比較例１〜３に比べて、実施例１〜５
の方が、密着力の低下が大きい（少ない繰り返し数で密
着力が低下する）ことがわかる。また、比較例１〜３で
は、密着力が小さくなっているものの、薄いバリが残っ
て完全には除去できなかった。すなわち、従来技術であ
る、樹脂材料に離型剤を混練するだけの方法では、残存
樹脂を完全になくすことができないことが再確認され
た。これに対し、実施例１〜５では、従来に比べて明ら
かに離型性が向上していることがわかる。特に、Ｔｉ
Ｎ，Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），ＴｉＣの３層構造の離型性付与膜
を形成させた実施例２では、樹脂がまったく残存しない
か、あるいは、残存してもエアブローのみで除去するこ
とができた。

【００５５】また、比較例１〜３では、離型性が悪いた
め、図５に示すように、成形後の脱型時に、固化エポキ
シ樹脂が上型１の樹脂注入穴５の開口部分（直径が絞ら
れている）において２〜５ｍｍ程度を残して折れてしま
い、自動的な連続成形が不可能になるというトラブルが
発生する場合があった。これに対し、実施例１〜５で
は、離型性が改善されたため、このようなトラブルは発
生せず、生産性が阻害されるようなことがなかった。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明の樹脂成形用金型
によれば、樹脂との密着性が低下することにより離型性
が著しく向上する。したがって、従来のように、スプー
ル，ランナー，ゲート類，製品等の一部やバリ等の硬化
した樹脂が型面に付着残存しなくなったり、たとえ残存
したとしてもエアブローを行う程度で除去することがで
きる。したがって、成形作業の自動化が実現し、生産性
が向上するとともに、コストダウンが可能になる。ま
た、残存樹脂が金型に挟まって不良品が生じたり、金型
自体が破損するようなトラブルが起こらない。しかも、
型締めによる金型の塑性変形の防止も期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のエポキシ樹脂成形用金
型を示す斜視図である。

【図２】２層構造の離型性付与膜を示す拡大断面図であ
る。

【図３】３層構造の離型性付与膜を示す拡大断面図であ
る。

【図４】残存樹脂の密着力の測定方法を示す説明図であ
る。

【図５】固化エポキシ樹脂が樹脂注入穴で折れて残存し
た状態を示す説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エポキシ樹脂材料を注入し固化させて所
定形状のエポキシ樹脂成形品を得るエポキシ樹脂成形用
金型であって、型面の上記エポキシ樹脂材料と接触する
部分に、蒸着法によって無機物をコーティングすること
により、固化エポキシ樹脂に対する離型性付与膜を形成
させたことを特徴とする樹脂成形用金型。
【請求項２】離型性付与膜が窒化チタン皮膜，炭化チ
タン皮膜，チタン炭窒化物皮膜，窒化クロム皮膜のうち
いずれかひとつである請求項１記載のエポキシ樹脂成形
用金型。
【請求項３】離型性付与膜が、窒化チタン皮膜の上
に、炭化チタン皮膜とチタン炭窒化物皮膜のうち少なく
ともひとつが積層された複数層で構成されている請求項
１記載のエポキシ樹脂成形用金型。
【請求項４】離型性付与膜が、窒化チタン皮膜の上に
チタン炭窒化物皮膜が形成され、さらにその上に炭化チ
タン皮膜が形成された３層構造になっている請求項３記
載のエポキシ樹脂成形用金型。
【請求項５】離型性付与膜の表面に離型剤を有する請
求項１〜４のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂成形用
金型。