JP6339408B2 - モールド装置、圧縮成形装置および圧縮成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、モールド装置、圧縮成形装置および圧縮成形方法に関する。

たとえば、下記の特許文献１，２に記載されているように、圧縮成形装置における型締力の伝達機構として、トグルリンク機構が従来から用いられている。たとえば、特許文献２に示す圧縮成形装置では、一対のトグルリンク機構を介してサーボモータの型締力を可動プラテンに伝達している。

特開２００６−１６８２７１号公報 特開２０１２−１３６０００号公報 特開２００１−１３５８号公報 特開２００３−２２４１５６号公報

特許文献２に記載の圧縮成形装置において、一対のトグルリンク機構を用いて可動プラテンに型締力を伝達するとき、可動プラテンの移動はタイバーによりガイドされている。しかし、タイバーのガイド部にはクリアランスがあるため、可動プラテンの上下移動時に可動プラテンに傾きが生じる。この傾きは、型締力のばらつきの原因となる。しかし、ガイド部のクリアランスは一定量確保しなければならない。

樹脂成形を行なうパッケージの大型化に伴ない、型締力を均一化するという要請は高まっている。圧縮成形装置としての耐久性、信頼性を確保しながら、かつ、コストの過度な増大を抑制しながら、成形型の傾きによる型締力のばらつきを抑制することが課題となる。

本発明の目的は、型締力のばらつきを抑制することが可能なモールド装置、圧縮成形装置および圧縮成形方法を提供することにある。

本発明に係るモールド装置は、インサート部材を樹脂材料で圧縮成形するためのモールド装置であって、上型と下型とを有する成形型と、上型を固定する上部固定盤と、上部固定盤の下方に設けられた下部固定盤と、下型を固定した状態で設けられ、かつ、上部固定盤および下部固定盤に対して上下方向に移動可能に設けられたスライドプレートと、成形型に所要の型締力を加える型締機構と、スライドプレートの下方に設けられ、型締機構の型締力をスライドプレートに伝達するトグルリンク機構とを備える。トグルリンク機構は、スライドプレートを移動させる第１リンク部材と、下部固定盤に回動可能に連結される第１端と、第１リンク部材に回動可能に連結される第２端とを有する第２リンク部材と、第２リンク部材と型締機構とを連結する第３リンク部材とを含み、スライドプレートの下方において、トグルリンク機構が少なくとも３つ配置される。

１つの実施形態に係る上記モールド装置において、少なくとも３つのトグルリンク機構は、回転軸の方向が互いに交差する複数のトグルリンク機構を含む。

１つの実施形態に係る上記モールド装置では、スライドプレートの下方において、トグルリンク機構を４つ配置し、４つのトグルリンク機構は、互いに直交する２軸に関して対称な位置に配置される。

１つの実施形態に係る上記モールド装置は、下型とスライドプレートとの間に締付力の分布を計測するための複数のロードセルをさらに備える。

本発明に係る圧縮成形装置は、上述のモールド装置を含むモールディングユニットと、モールディングユニットの成形型にインサート部材を供給するインローダを含むインローダユニットと、モールディングユニットの成形型から成形品を取り出すアウトローダと成形品を収容する収容部とを含むアウトローダユニットとを備える。

本発明に係る圧縮成形方法は、インサート部材を樹脂材料で圧縮成形する圧縮成形方法であって、上型と下型とを有する成形型にインサート部材を供給する工程と、下型を固定するスライドプレートにトグルリンク機構を介して型締機構の型締力を伝達し、スライドプレートおよび下型を上型に向けて移動させて型締状態にする工程とを備える。型締状態にする工程は、スライドプレートの下方に少なくとも３つ配置されたトグルリンク機構を介してスライドプレートに型締力を伝達することを含む。

１つの実施形態に係る上記圧縮成形方法において、少なくとも３つのトグルリンク機構は、回転軸の方向が互いに交差する複数のトグルリンク機構を含む。

１つの実施形態に係る上記圧縮成形方法では、型締状態にする工程は、スライドプレートの下方に４つ配置されたトグルリンク機構を介してスライドプレートに型締力を伝達することを含み、４つのトグルリンク機構は、互いに直交する２軸に関して対称な位置に配置される。

１つの実施形態に係る上記圧縮成形方法は、下型とスライドプレートとの間に配置された複数のロードセルによって型締力の分布を計測する工程をさらに備える。

本発明によれば、トグルリンク機構を少なくとも３つ配置することによって、スライドプレートが安定してその上下移動時の傾きが抑制される。この結果、圧縮成形に用いるモールド装置における型締力をより均等に分布させることができる。

本発明に係るモールド装置を含む圧縮成形装置の全体構成を示す平面図である。 図１に示す圧縮成形装置におけるモールディングユニットを増設した状態を示す図である。 本発明に係るモールド装置（型開状態）の正面図である。 本発明に係るモールド装置（型締状態）の正面図である。 モールド装置におけるトグルリンク機構の構造（型開状態）を示す拡大図である。 モールド装置におけるトグルリンク機構の構造（型締状態）を示す拡大図である。 リンク部材の接合箇所の構造を示す図である。 ロードセルの配置の一例を示す図である。 トグルリンク機構の配置の一例を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。

図１は、本実施の形態に係るモールド装置を含む圧縮成形装置の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、圧縮成形装置は、たとえば半導体チップが搭載された基板（インサート部材）を樹脂材料で圧縮成形（樹脂封止成形）するモールド装置１０００を含むモールディングユニットＡと、モールディングユニットＡの成形型にインサート部材を供給するインローダ２０を含むインローダユニットＢと、モールディングユニットＡの成形型から成形品を取り出すアウトローダ３０と上記成形品を収容する収容部とを含むアウトローダユニットＣとを備える。インローダ２０およびアウトローダ３０は、図１中の上下方向に移動する。

モールディングユニットＡと、インローダユニットＢ、およびアウトローダユニットＣは、ボルトやピンなどの連結機構を介して、互いに着脱可能に連結されている。図１の例では、モールディングユニットＡは２個設けられているが、この個数は生産量に応じて増減調整することが可能である。モールディングユニットＡは１つであってもよいし、図２に示すように、たとえば４つに増設されてもよい。

また、図１，図２の例では、モールディングユニットＡ、インローダユニットＢ、およびアウトローダユニットＣがこの順で配設されているが、たとえば、モールディングユニットＡ、インローダユニットＢ、およびアウトローダユニットＣが一体となった１つの親機と、モールディングユニットＡのみを備えた１つまたは複数の子機とを並べて圧縮成形装置を構成してもよい。

なお、図１，図２に示す例において、モールディングユニットＡに対して手動でインサート部材と樹脂材料とを供給し、成形後の成形品を取り出すようにしてもよい。

次に、図３，図４を用いて、モールド装置１０００の構造について説明する。図３，図４は、各々、モールド装置１０００の型開状態および型締状態を示す正面図である。

図３，図４に示すように、モールド装置１０００は成形型１１を含む。成形型１１は、上型１１Ａおよび下型１１Ｂを含む。

モールド装置１０００は、成形型１１の上型１１Ａを固定する上部固定盤１２と、上部固定盤１２の下方に設けられた下部固定盤１３と、ベース１５およびロードセル１６を介して成形型１１の下型１１Ｂを固定するスライドプレート１４と、上部固定盤１２と下部固定盤１３とを連結するタイバー１７とをさらに含む。

スライドプレート１４は、上部固定盤１２および下部固定盤１３に対して上下方向に移動可能である。スライドプレート１４は、スライドプレート１４の下方に設けられたトグルリンク機構１０により上下方向に駆動される。これにより、成形型１１の型開状態（図３）と型締状態（図４）との切換えが行なわれる。

トグルリンク機構１０は、スライドプレート１４を移動させるリンク部材１０Ａ（第１リンク部材）と、下部固定盤１３およびリンク部材１０Ａに回動可能に連結されるリンク部材１０Ｂ（第２リンク部材）と、リンク部材１０Ｂとスライダー１０Ｄおよびボールねじ１０Ｅ（型締機構）とを連結するリンク部材１０Ｃ（第３リンク部材）とを含む。成形型１１の型締力は、リンク部材１０Ａ〜１０Ｃを介してスライドプレート１４に伝達される。

リンク部材１０Ｂの一方の端部は、下部固定盤１３に回動可能に連結され、リンク部材１０Ｂの他方の端部は、リンク部材１０Ａに回動可能に連結される。

図１〜図４に示すモールド装置１０００を用いて、インサート部材を樹脂材料で圧縮成形する際には、まず、成形型１１にインサート部材と樹脂材料とを供給する。次に、成形型１１の上型１１Ａを固定した状態で、前記スライドプレート１４の下方に設けられたトグルリンク機構１０を用いて、スライドプレート１４を上方向に移動させ、成形型１１に所要の型締力を加える。

図５，図６は、各々、成形型１１の型開状態、型締状態におけるトグルリンク機構１０の構造を示す拡大図である。成形型１１に型締力を加えるステップにおいて、図５に示す成形型１１の型開状態からボールねじ１０Ｅを作動させ、図６に示す型締状態となるまでリンク部材１０Ａ〜１０Ｃを回動させる。

図７は、リンク部材１０Ａ〜１０Ｃの接合箇所（図５，図６中のα部）の構造を示す図である。図７に示すように、リンク部材１０Ａの先端部に形成された凹部にリンク部材１０Ｂ，１０Ｃが各々嵌合される。リンク部材１０Ａ〜１０Ｃを貫通するように回転軸となるピンが挿通される。

上述のとおり、成形型１１の下型１１Ｂ（ベース１５）とスライドプレート１４との間には、締付力の分布を計測するための複数のロードセル１６が設けられている。複数のロードセル１６によって締付力の分布を計測し、その計測結果により、締付力の分布が均一化されているかの評価を行ない、その評価結果に基づいて、たとえば複数のトグルリンク機構１０の位置を調整するなどのフィードバックを行なうことができる。

なお、図８にロードセル１６の配置の一例を示すが、ロードセル１６の配置はこれに限定されるものではない。

図９は、トグルリンク機構１０の配置の一例を示すものである。図９の例では、スライドプレート１４の下方において、トグルリンク機構１０が４つ配置されている。４つのトグルリンク機構１０は、互いに直交する２軸（図９中のＸ軸およびＹ軸）に関して対称な位置に配置される。また、４つのトグルリンク機構１０のうち２つは、その回転軸がＸ軸と平行になるように配置され、４つのトグルリンク機構１０のうち残りの２つは、その回転軸がＹ軸と平行になるように配置される。すなわち、４つのトグルリンク機構１０は、回転軸の方向が互いに交差するトグルリンク機構１０を含むものである。

本実施の形態に係るモールド装置によれば、図９に示すように、Ｘ軸まわりに回転する一対のトグルリンク機構１０とＹ軸まわりに回転する一対のトグルリンク機構１０とを組み合わせることによって、各々のトグルリンク機構１０の動きを拘束し、スライドプレート１４を安定して上下移動させることができる。この結果、スライドプレート１４の傾きが抑制され、圧縮成形に用いるモールド装置における型締力をより均等に分布させることができる。

また、たとえば一対のトグルリンク機構を用いる場合と比較して、多く（図９の例では４つ）のトグルリンク機構１０を用いることにより、同程度の型締力の要求に対して小型のトグルリンク機構１０が適用可能となる。この結果、たとえばトグルリンク機構１０をスライドプレート１４の中心に近づけて配置することが可能となるなど、トグルリンク機構１０の配置の自由度が高まり、型締力のばらつきを抑制する効果を高めることが可能となる。

本実施の形態に係るモールド装置による上述の効果は、樹脂成形を行なうパッケージが大型化したときに、より顕著である。本実施の形態に係るモールド装置は、たとえば、樹脂成形品の大きさ（平面形状）が６６０ｍｍ×５１５ｍｍであるか、それよりも大きいものにも適用可能である。

なお、トグルリンク機構１０の配置は図９に示すものに限定されず、スライドプレート１４の下方において、トグルリンク機構１０が少なくとも３つ配置されていれば、スライドプレート１４の傾きを抑制する効果を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ トグルリンク機構、１０Ａ〜１０Ｃ リンク部材、１０Ｄ スライダー、１０Ｅ ボールねじ、１１ 成形型、１１Ａ 上型、１１Ｂ 下型、１２ 上部固定盤、１３ 下部固定盤、１４ スライドプレート、１５ ベース、１６ ロードセル、１７ タイバー、２０ インローダ、３０ アウトローダ、１０００ モールド装置、Ａ モールディングユニット、Ｂ インローダユニット、Ｃ アウトローダユニット。

Claims (9)

1. インサート部材を樹脂材料で圧縮成形するためのモールド装置であって、
   上型と下型とを有する成形型と、
   前記上型を固定する上部固定盤と、
   前記上部固定盤の下方に設けられた下部固定盤と、
   前記下型を固定した状態で設けられ、かつ、前記上部固定盤および前記下部固定盤に対して上下方向に移動可能に設けられたスライドプレートと、
   前記成形型に所要の型締力を加える型締機構と、
   前記スライドプレートの下方に設けられ、前記型締機構の型締力を前記スライドプレートに伝達するトグルリンク機構と、
   前記下型と前記スライドプレートとの間に前記型締力の分布を計測するための複数のロードセルとを備え、
   前記トグルリンク機構は、
   前記スライドプレートを移動させる第１リンク部材と、
   前記下部固定盤に回動可能に連結される第１端と、前記第１リンク部材に回動可能に連結される第２端とを有する第２リンク部材と、
   前記第２リンク部材と前記型締機構とを連結する第３リンク部材とを含み、
   前記スライドプレートの下方において、前記トグルリンク機構が少なくとも３つ配置される、モールド装置。
2. 前記少なくとも３つのトグルリンク機構は、回転軸の方向が互いに交差する複数のトグルリンク機構を含む、請求項１に記載のモールド装置。
3. 前記スライドプレートの下方において、前記トグルリンク機構を４つ配置し、
   前記４つのトグルリンク機構は、互いに直交する２軸に関して対称な位置に配置される、請求項１または請求項２に記載のモールド装置。
4. 前記上部固定盤と前記下部固定盤とを連結する複数のタイバーをさらに備え、
   前記トグルリンク機構は、前記モールド装置を平面視したときに、隣接する前記複数のタイバーの間であって前記スライドプレートの内側に配置される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモールド装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のモールド装置を含むモールディングユニットと、
   前記モールディングユニットの前記成形型にインサート部材を供給するインローダを含
   むインローダユニットと、
   前記モールディングユニットの前記成形型から成形品を取り出すアウトローダと前記成形品を収容する収容部とを含むアウトローダユニットとを備えた、圧縮成形装置。
6. インサート部材を樹脂材料で圧縮成形する圧縮成形方法であって、
   上型と下型とを有する成形型にインサート部材を供給する工程と、
   前記下型を固定するスライドプレートにトグルリンク機構を介して型締機構の型締力を伝達し、前記スライドプレートおよび前記下型を前記上型に向けて移動させて型締状態にする工程と、
   前記下型と前記スライドプレートとの間に配置された複数のロードセルによって前記型締力の分布を計測する工程とを備え、
   前記型締状態にする工程は、前記スライドプレートの下方に少なくとも３つ配置されたトグルリンク機構を介して前記スライドプレートに前記型締力を伝達することを含む、圧縮成形方法。
7. 前記少なくとも３つのトグルリンク機構は、回転軸の方向が互いに交差する複数のトグルリンク機構を含む、請求項６に記載の圧縮成形方法。
8. 前記型締状態にする工程は、前記スライドプレートの下方に４つ配置された前記トグルリンク機構を介して前記スライドプレートに前記型締力を伝達することを含み、
   前記４つのトグルリンク機構は、互いに直交する２軸に関して対称な位置に配置される、請求項６または請求項７に記載の圧縮成形方法。
9. 前記上型および前記下型を平面視したときに、前記上型を固定する上部固定盤と前記下型を固定する下部固定盤とを連結する複数のタイバーの間であって前記スライドプレートの内側に前記トグルリンク機構が配置されている、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の圧縮成形方法。

Images