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LEDのはんだ付けレスとハウジング同時成形を実現する新素材

[2008年05月号]

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このLED ライトストリップは特殊な材料で作られている    
提供:Arburg 社

 ドイツの金型メーカーのOechsler社は、LED を組み込んだハウジングを完全に自動化したシーケンスで製造する独自のプロセスを開発している。

 新技術はプラスチックと金属の混成材料を使うことにより、電子回路のはんだ付けを不要にし、同時に遮へいのためのハウジングを成形する。米オハイオ州の化成品メーカーのA.Schulman 社のイノベーション・マネジャー、Thilo Stier 氏は、「コネクタおよびケーブルのための導電経路と接点は同時に射出成形できる」と語っている。

 従来のリードフレームの代わりに、新技術は「TinCo」(http://rbi.ims.
ca/5698-529
)と呼ばれる混成材料を使っている。この材料は15%がナイロンなどの熱可塑性樹脂、30%がスズなどの低温溶融合金、55%が繊維状の銅で構成されている。一般的な金型と2 槽射出成形機を使用し、ナイロンは低温溶融合金で覆われるように成形されている。

 この混成材料は、独Siemens 社とA. Schulman 社が共同開発したもので、他に5 社のOEM が守秘義務契約を交わしてベータテストを行っている。この製造プロセスは07 年10 月にデュッセルドルフで開催されたK 2007で、独Arburg 社(http://rbi.ims.ca/5698-530)のプレス加工機で実演
された。

 構成材料は銅の含有量が多いため、106 S/m 以上の高い導電性を有している。化合物の材料にはほとんどのプラスチックや弾性材のエラストマーを活用でき、材料の熱伝導性が高ければ、サイクル時間は短くなる。

金型と装置の統合
 Oechsler 社のテクノロジーマネジメントの責任者Dietmar Drummer 博士は、「このシステムは、製造、挿入、機能統合、組み立てプロセスの観点から、射出成形プロセスにおいて、装置と金型を合理的に統合できることを示すためのものだ」と語った。K 2007 での実演は、従来型9V のブロックバッテリを電源にして行われた。

 実演プロジェクトでは、3 つのコンポーネントで構成された67 トンのArburg 社のAll-rounder 射出成形機が、透明ポリイミドのレンズとABS のLED ストリップ、A. Schulman 社のTinCo 材料でプリント導電経路を成形し、その後3 個のLED が挿入された。そして、ラベルが貼られた上部のハウジングと下部のハウジングが、間に電池を挟んで組み立てられた。

 導電プラスチックは、独Gunther 社のホット・ランナー技術で射出成形された。

 自動化を実現するためには、120 度ずつ回転する3 ステーションの電動ロータリー成形機の3 つのプラテンシステムを利用して、ホット・ランナーとともにホット・ランナーとコールド・ランナーを完全に組み合わせて金型に射出する必要がある。3 プラテン技術により、異なる射出口を使い分けて射出することになる。
 
このプロジェクトでは、独Kiki 社および 独Rohwedder 社がオートメーションを担当し、独Osram OptoSemiconductors 社(http://osram-os.com)のLED を使用した。

(Doug Smock、材料担当コントリビューティング・エディター)



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