第一章 緒論
1-1 研究背景
嵌入式射出成型廣泛應用於各種塑膠商品中，如通訊設備、電腦相關 產品、汽機車、閥類製品、IC 晶片、醫療器具等等，近年來更因為 3C 產 品講求輕薄，為了減低設計以及製程上的困難，嵌入式射出成型的運用機 會逐漸提升。
嵌入式射出成型雖然有省去組裝程序、強度提升等優點，但是在產品 造型、模具結構、嵌入件影響，甚至是機台調整以及製造成本考量的限制 下，塑膠產品的外觀缺陷有包風現象、毛邊、外觀的刮傷、短射、結合線
（Weld line）、還有殘留應力造成產品翹曲、精度不佳、開裂等等問題，
仍然是目前在產品開發或生產產品過程中必須花費大量時間，金錢及技術 克服的困難。
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1-2 研究動機
由於經濟考量，射出成型製程都會盡量縮短成形時間，因此在塑膠熔 膠快速冷卻條件下，容易產生外觀缺陷以及殘留應力等問題；而嵌入式射 出成型除了一般射出製程會有的問題之外，有時嵌入件周遭會出現開裂，
使產品良率大幅下降。
嵌入式射出成型開裂的問題不一定在製作完成時就會出現，往往是等 到出貨之後因環境應力(通常為熱循環)影響才發生，這也增加了解決問題的 困難度，然而嵌入件周遭殘留應力的變化，以及此變化對開裂破壞的關聯 性尚未有系統性的研究整理出現。
1-3 研究目的
本研究主要方向即為觀察嵌入式射出的製品在經過各種熱循環條件影 響後開裂或者殘留應力改變的情況，再以加溫嵌入件、熱處理等方式改變 試片內殘留應力，觀察其對熱循環應力篩選結果是否有幫助，希望能找出 溫度對成品影響的關聯性，並進一步研究改善之方法。
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1-4 文獻回顧
目前當塑膠成型廠遇到翹曲、開裂等問題時，會採取的改善方式通常有 二：改變成型參數以及熱處理。
1-4-1 傳統射出成型參數
射出成型製程參數可分為速度、溫度、時間、壓力等等，各種參數會 互相影響，各家公司有各自的經驗法則，並無一定之標準。
2002 年黃東鴻[1]利用田口法訂定射出參數組合(塑料溫度、模具溫度、
保壓壓力)，並以高度計與剝層法量測薄殼射出件的翹曲變形與殘留應力，
結論為塑料溫度高、模溫高、保壓壓力高則變形量較小，並且溫度效應大 於壓力效應。
2008 年張淙賢[2]以調整塑料溫度與模溫方式改善 LED 嵌入式射出成 型模條翹曲情況。
1-4-2 熱處理
1976 年 So 與 Broutman[3]探討了退火與焠火對塑件機械性質的影響，
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並推測殘留應力會影響內部裂紋的成長。
1983 年 Isayev [4]將自由射出的平板試片焠火，並量測光彈，發現雖然 熱殘留應力比流動殘留應力大一個數量級，但焠火後試片的光彈比注塑試 片小一個數量級，即流動殘留應力對分子取向影響較大。
1997 年 Korea 的 Choi, Broutman [5]提出熱處理影響塑件密度與殘留 應力之釋放，並且釋放殘留應力方面，溫度影響比時間更加敏感。
2001 年 Sanchez 與 Hornberger[6]提出將硬碟之塑膠 actuator arm，加以 不同熱處理時間（範圍：2hr~24hr），期間並以 holographic interferometry 即 時紀錄並重建 tines 之位移量，holographic interferometry 基本上就是光學量 測儀，能夠紀錄並比對 tines 之移動，在此當作是放殘留應力之效果。並且 證明此種方法是非常適合觀察塑膠製品之殘留應力存在。但是以光學量測 儀測量表面位移量判斷殘留應力之釋放效果，是否能正確判別殘留應力已 經釋放結束，或是仍有殘留應力存在，仍然需要驗證。
2001 年 Chen 等人[7]使用 Rapid thermal response(RTR) molding 技術，
並以光彈法觀察成形試片，發現此法可以大幅改善薄件射出成型的殘留應 力。
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2007 年 Na 與 Lv[8]提出，將厚度 0.5mm 之 PP 材質試片，先放置於 200℃
環境中 5 分鐘後，加以急速冷卻。再放置於 160℃環境中 1.5 小時，與未處 理試片加以比較。並以雙邊缺口試片進行衝擊測試，結果退火後之試片，
斷面較為平整，原因是退火過程中，結晶度提高因此材料排列整齊之區域 增加而使材料偏向於脆性，而未退火試片則因為材料結晶度較低大部分高 分子鏈糾結而呈現延性破斷。
2008 年韋仁旌[9]利用 PC 與 PS 透明試片經過退火處理後，使之降低殘 留應力，再以光彈法量測並計算等效應力值，得知退火可明顯改善殘留應 力，並得到結論：
1. 非結晶性材料退火處理時，殘留應力降低效果隨厚度增加而增加。
2. 塑膠材料以退火處理降低殘留應力有其降低之極限，達到極限後再予 以退火無法再次降低。
3. 塑膠材料在退火時，殘留應力降低之原因主要因為高分子鍊移動、排 列，因溫度梯度造成之熱應力並不是影響因素。
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