Vespel ポリイミド PI ノズルチップ絶縁体

ポリイミド (PI) ノズルは、Vespel® SP-1 などの材料で作られることが多く、高性能、耐熱性のコンポーネント、特にホット ランナー射出成形システムの絶縁体として機能します。溶融プラスチックの早期冷却を防ぎ、色の変化を簡素化し、特殊な産業用途に高い強度を提供します。

ポリイミド ノズルの主な特徴は次のとおりです。

用途: 主に射出成形 (PET プリフォームなど) および特殊な高温、耐摩耗シナリオでのノズル先端絶縁体として使用されます。

性能特性: ポリイミドは、優れた熱安定性 (連続的、断続的まで)、高い機械的強度、および低摩擦を提供します。

航空宇宙用途: 特殊なポリイミド複合材料が航空機の排気ノズル構造に使用されています。

ノズルの種類: 3D プリンティングの文脈では一部の「ポリノズル」(PolyPrinter など) が言及されていますが、これらは通常、高温 PI プラスチック ノズルではなく、押し出し用です。

特殊な積層造形には、ポリイミドを含む材料を使用できます。鉱山やガスシステムなどの高温、耐摩耗性のアプリケーションでは、カスタム加工されたポリイミドまたはポリウレタンのノズルがよく使用されます。

半導体パッケージング用ポリイミド (PI) 射出成形ノズル: 高性能と高歩留まりを実現するソリューション

半導体パッケージングおよび LED チップの製造プロセスでは、高温プラスチック ピックアップ ツール (一般にノズルと呼ばれます) は、ダイボンダーなどの半導体および LED パッケージング機器の重要な消耗品です。真空吸引を利用して、小型の精密電子部品を正確に拾い上げ、輸送し、配置します。従来のタングステンカーバイドノズルは耐久性がありますが、硬度が高いためチップ表面にくぼみが残りやすく、コンポーネントの損傷や性能の低下につながります。

I. 高温半導体パッケージング用の射出成形ノズルにおけるポリイミド (PI) 材料の利点と応用

半導体パッケージングプロセス中、ピックアンドプレースツールは、リフローはんだ付けやダイボンディングなどの高温段階で連続的に動作する必要があります。ポリイミド (PI) は、高いガラス転移温度 (最大 300 °C 以上) と広い長期使用温度範囲を備えており、熱変形によるピックアップ エラーを効果的に防止し、高温環境下でも優れた寸法安定性を保証します。

さらに、PI は金属と従来のプラスチックの中間の機械的特性を備えており、適度な柔軟性によりチップを効果的に保護しながら、十分な構造強度を提供します。実際のテストでは、金属製チップと比較して PI チップでは極薄チップの押し込み率が大幅に低いため、パッケージングの歩留まりの向上に役立つことが示されています。さらに、PI 材料の表面抵抗率は導電性フィラーを添加することで柔軟に調整でき、粒子の静電引力によるチップ汚染を防止します。

II. PI 射出成形プロセスでは、高温、高粘度、内部応力が発生する傾向などの課題に対処するために複数の技術が使用されます。

PI の射出成形には 340°C を超える温度が必要なため、金型は通常チタン合金で作られ、高温ホット ランナー システムが装備されています。ランナーのテーパーと研磨を最適化すると、充填効率が大幅に向上します。溶融粘度が高く微細構造への充填が難しいという問題を解決するため、高アスペクト比スクリューを備えた射出成形機を使用して可塑化を促進し、スパッタを防ぐために低速で充填し、次にヒケを除去するために高圧保持するという段階的な射出プロセスが採用されています。さらに、PIと金型鋼の熱膨張係数には大きな差があるため、冷却中に内部応力や変形が発生しやすくなります。したがって、金型内で多段階の温度制御を実行して段階的に冷却する必要があり、射出成形後にアニーリングプロセスを追加して内部応力の大部分を解放し、最終製品の寸法安定性を確保する必要があります。

Ⅲ．射出成形 PI ノズルは優れた性能と効率的な生産を実現します

精密に研磨された高硬度の金型は、粗さが非常に低い自然で滑らかな表面を生成し、チップ接触時の粒子の付着と摩擦を大幅に軽減します。一体射出成形により、切削や研削などの二次加工が不要となり、加工屑やバリの発生を完全に防止します。さらに、射出成形プロセスにより、チップや LED ウェハーなどのさまざまなアプリケーション要件に対応する特殊なチップ形状を柔軟に実現できます。機械加工された金属チップと比較して、射出成形 PI チップの生産サイクルは 50% 短縮され、大量の効率的な製造に最適です。