专利名称：热固性树脂的固化促进方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热固性树脂的固化促进方法及其装置，更详细地说，是涉及在使热固性树脂固化时，能够使变换成易于被加热的树脂吸收的波长、且变换成被均等加热的波长的热线起作用的热固性树脂的固化促进方法及其装置。
众所周知，为了提高生产率而缩短固化时间，是采用在未固化的热固性树脂中预先添加固化促进剂，或提高固化温度等的方式。
但是，为了提高热固性树脂的固化速度，在上述操作、即使用固化促进剂或提高固化温度等的操作可能对树脂性能带来影响的情况下，存在不能采用这些方式的问题。
例如，LED封装用环氧树脂由于发光二极管的辐射光穿过环氧树脂而辐射，并由于对高透明性、形状稳定性、相对于半导体的电气性能等有所要求，因而在使用固化促进剂、例如三级胺、三苯膦等以及提高固化温度等的方式中是有限制的。
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够比现有技术大大缩短固化时间，而且通用性高的热固性树脂的固化促进方法及其装置。
为了到达上述目的，本发明的热固性树脂的固化促进方法为，在将未固化的热固性树脂配置在指定温度氛围内使其固化时，于配置了上述树脂的周围的上述指定温度氛围内至少一部分上形成陶瓷等离子喷镀面，将存在于上述指定温度氛围内的对流热的热量热变换成来自该陶瓷等离子喷镀面的远红外线辐射。
为了使温度始终均匀，最好用送风机等使上述热气作为热风循环。而且，上述配置在指定温度氛围是指适于树脂固化的温度氛围，作为将上述氛围的温度保持在指定温度的方式，能够使升温了的空气在配置于炉内或炉外的发热体和未固化的热固性树脂之间循环，并且控制上述发热体，将上述空气温度保持在指定温度下。对配置在被固化的树脂周围的陶瓷等离子喷镀面的面积未作特别限定，但最好是更宽的面积。而且，陶瓷等离子喷镀能够采用现有技术中使用的通常的方法。
作为适用于本发明的热固性树脂，除了例如双酚型环氧树脂等环氧树脂之外，也可以适用于苯酚树脂、尿素树脂、密胺树脂等氨基树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸树脂等通用的热固性树脂、及其它各种热固性树脂。
对使用的陶瓷未作特别限定，可使用氧化铝、氧化铬、硅砂等石英类陶瓷、二氧化钛、及其它各种陶瓷，以及其适当混合的材料。
对等离子喷镀的陶瓷粉体的粒径未作特别限定，根据被固化的树脂种类而不同。但在环氧树脂的情况下，最好是5-11μm左右。同样，对等离子喷镀的密度未作特别限定，根据被固化的树脂种类而不同，但在环氧树脂的情况下，最好是5-20g/m2左右，对进行陶瓷等离子喷镀的基板未作特别限定，但从加工性、价格等方面考虑，最好使用热传导率好的金属板，例如使用铝板。
另外，为了到达上述目的，本发明的热固性树脂的固化促进装置为将未固化的热固性树脂保持在一定温度并使其固化的炉，由配置在该炉内的保持上述热固性树脂的保持件构成，该保持件的内外面的至少一部分为陶瓷等离子喷镀面，用炉内氛围温度的对流热对该面加热，以便从该面上辐射远红外线。
上述保持件最好设置多个开口部或通孔，以便不妨碍在炉内循环的空气的流通。
如上所述，本发明的保持件的至少一部分为陶瓷等离子喷镀面，但也可以使上述炉内壁面也为陶瓷等离子喷镀面。
本发明也可以考虑在被固化的热固性树脂的周围形成陶瓷等离子喷镀面，进行将被加热的周围的热线的波长更多地变换成易于热固性树脂吸收的波长的波长变换。因此，是与以往所知的在发热体表面上附着细小的凹凸等的黑化处理完全不同。
对本发明的适用领域并未作特别限定，只要是加热未固化的热固性树脂使其固化，则能够适用于任何领域的树脂。例如，除了由环氧树脂进行的半导体封装、半导体基板的环氧树脂涂敷、变压器、电机等的线圈，特别是小型线圈的绝缘等之外，也可以用于由制成膜状的半模制预聚物包覆物体并使其固化等的各种领域。
如上所述，本发明的热固性树脂的固化促进方法及其装置是通过在使热固性树脂固化的温度氛围内形成陶瓷等离子喷镀面，增加热固性树脂易于吸收的波长的远红外线，能够起到比现有技术大大缩短固化时间的效果。
图1为本发明的热固性树脂的固化促进装置的俯视图。
图2为图1的Ⅱ-Ⅱ线剖视图。
图3为图2所示的保持件的放大主视图。
图4为图3的俯视图。
图5为图2所示的保持件的立体图。
图6为说明用环氧树脂通过浇铸封装LED时的方式的剖视图。
图7为氧化铝单位波长的辐射强度与黑体单位波长的辐射强度相比较的曲线图。
图8为氧化钛单位波长的辐射强度与黑体单位波长的辐射强度相比较的曲线图。
图9为本发明的实施形式所涉及的热固性树脂的固化促进装置的纵向剖视图。
以下，参照附图对本发明的一实施形式加以说明。
图1-图5所示的本发明第1实施形式所涉及的热固性树脂的固化促进装置为用于用透明的环氧树脂封装LED的固化炉1，其结构为炉室2的周围由隔热壁3和隔热门4包围，在固化炉1的顶面上设置有使热气循环的热风导入口5和导出口6以及温度计插入口7。
在炉室2内，保持夹具8(图3)的保持件9配置在指定位置上，该夹具用于配置装入铸型中的未封装LED及未固化的双酚型环氧树脂(对此将在以下参照图6加以说明)，使热风如图2中箭头10所示地流通。在本实施形式中，加热器(图中未示出)配置在外部，通过送风机(图中未示出)循环。
保持件9(图3-图5)为由侧板13支承其整体，通过导向板14使热风不向顶板12上方流动，其中侧板13是通过在两面上等离子喷镀了陶瓷的铝板将隔板11和顶板12配置在两方上，在侧板13上，通过通孔15(图5)而不妨碍热风的流通。图4中的符号70为开在保持件9上的温度计插入孔。对于本发明来说，上述通孔15并不是本质上的特征，例如将侧板13朝向门4和其正面的隔热壁3(图1)一侧配置的话，则即使不设置通孔15热风也可以流通。而且，也可以在固化炉1的内壁面上形成陶瓷等离子喷镀面。
根据图6对在使环氧树脂固化时将LED16安装在夹具8(图3)上的铸型17加以说明。铸型17通常为使多个铸型17为一体而成为组件体170，以便能够同时封装多个LED。另外，在组件体170的下侧按各铸型17设置凸部18，使在放置于夹具8(图3)上时能够定位。
在铸型17的内表面上涂敷脱模剂，注入指定量的未固化的透明环氧树脂19，将通过银焊料等安装了LED基片20的引线框21插入其中，并固定在夹具8(图3)上。引线框21通过桥件23固定两根导线22，固化后切除桥件23而成为成品。另外，图6中符号24为引线。
以下表示使用上述说明的固化炉1，使LED封装用环氧树脂固化的实施例。
实施例1试验中采用市售的LED封装用环氧树脂(双酚型环氧树脂)A、B，将热风温度控制在130℃，通过示差热天平(DSC)测定树脂固化的指标，根据求出的玻化温度来判断。作为比较例，除了不进行陶瓷等离子喷镀之外，使用与图1-图5中说明的装置相同的装置，在同样的试验条件下对上述热固性树脂A和B进行实验。获得的结果示于表1。
表1(根据现有方法的结果)
实施例1的结果示于表2。
表2(实施例1的结果)
根据以上的结果可知，在现有技术的方法(比较例)中，树脂A、B在模具中的一次固化(可不变形地从模具中取出的状态)时间之后，均需要从模具中取出，使其二次固化，所以最终需要3小时，而在保持件9中形成了陶瓷等离子喷镀面的实施例1中到达最终玻化温度的时间在氧化钛的情况下为1小时45分，在氧化铝的情况下为1小时20分，在任一种陶瓷的情况下均远早于现有技术到达最终玻化温度，能够仅经过一次固化即可使固化结束，能够大大提高生产率。对于热固性树脂B也同样可确认只经过一次固化即可使固化结束。
如表2所示，用于等离子喷镀的陶瓷不同而到达最终玻化温度的时间也不同。即，如图7所示，温度为120℃时的氧化铝的电磁辐射能在波长为10μm的附近与黑体的辐射能大致一致，而如图8所示，在氧化钛的电磁辐射能中则没有这种峰值，各波长的辐射能相对于黑体的辐射能以大致一定的比率推移。因此，根据陶瓷的种类，或适当地与特性不同的陶瓷相配合，可改变辐射能的峰值波长。如上所述，能够制作出具有易于被固化的热固性树脂吸收的波长的远红外线的陶瓷等离子喷镀面。
实施例2作为热固性树脂，采用玻化温度为110-120℃的通用环氧树脂，并在喷镀陶瓷中采用氧化铝，测定陶瓷喷镀的固化时间。加热炉采用与实施例1中相同的装置，作为比较例，除了不进行陶瓷喷镀之外，采用同样的加热炉。测定是判断每次加热时间是否到达一次固化点而进行的，其结果示于表3。
表3
根据图3所示的结果可知，比较例(现有方法)中到可从模具中取出的时间为2小时，而在实施例2中则得到了1小时即可脱模的一次固化点的结果。
图9所示的第2实施形式的热固性树脂的固化促进装置为在固化炉1的底面上安装电加热器25，在固化炉1的天井部分和保持件9之间安装风扇26，使热风在炉内循环的装置。第2实施形式中使用的保持件9为图3-图5中所示的保持件9省略了导向板14的形状。另外，图8中所示的符号27为驱动风扇26的电动机，对与第1实施形式中说明的部件相同的部件赋予相同的符号而省略其说明。
在采用图8中所示的固化炉1，使邻苯二甲酸树脂类粘接剂的预聚合物为膜状，并使例如碳纤维织成的平面体作为涂层而固化时，能够提高固化速度。
权利要求
1．一种热固性树脂的固化促进方法，其特征在于，在将未固化的热固性树脂配置在指定温度氛围内使其固化时，于配置了上述树脂的周围的上述指定温度氛围内至少一部分上形成陶瓷等离子喷镀面，将存在于上述指定温度氛围内的对流热的热量热变换成来自该陶瓷等离子喷镀面的远红外线辐射。
2．根据权利要求1所述的热固性树脂的固化促进方法，其特征在于，已升温的空气在上述未固化的热固性树脂和发热体之间循环，并且控制上述发热体的发热量，将上述空气温度保持在指定温度。
3．一种热固性树脂的固化促进装置，这种装置为将未固化的热固性树脂保持在一定温度并使其固化的炉，其特征在于，由配置在该炉内的保持上述热固性树脂的保持件构成，该保持件的内外面的至少一部分为陶瓷等离子喷镀面，用炉内氛围温度的对流热对该面加热，以便从该面上辐射远红外线。
4．根据权利要求3所述的热固性树脂的固化促进装置，其特征在于，在上述炉内安装送风机，被加热的空气在发热体和上述未固化的热固性树脂之间循环。
5．根据权利要求4所述的热固性树脂的固化促进装置，其特征在于，在上述容器上设置多个开口部或通孔，以便不妨碍在炉内循环的空气的流通。
全文摘要
一种可缩短固化时间、通用性高的热固性树脂的固化促进方法及其装置,在将未固化的热固性树脂配置在指定温度氛围内并使其固化时,于配置了树脂的周围的指定温度氛围内至少一部分上形成陶瓷等离子喷镀面,以进行热变换。其装置为将未固化的热固性树脂保持在一定温度并使其固化的炉,由保持热固性树脂的保持件构成,该保持件的内外面的至少一部分为陶瓷等离子喷镀面,用炉内氛围温度的对流热对该面加热,以便从该面上辐射远红外线。
文档编号C08J3/24GK1306029SQ01101530
公开日2001年8月1日 申请日期2001年1月17日 优先权日2000年1月17日
发明者清川晋, 清川太郎 申请人:清川晋, 清川太郎