CN100391714C

CN100391714C - 压塑机

Info

Publication number: CN100391714C
Application number: CNB021515913A
Authority: CN
Inventors: 小林一彦; 宫川勉; 朝仓智一; 田上秀作; 中沢英明; 后藤直也
Original assignee: Apic Yamada Corp
Current assignee: Yamada Most Advanced Science & Technology Co., Ltd.
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: KR100868836B1; TWI293599B; CN1424191A; NL1022046A1; NL1022046C2; US20030102587A1; US7175405B2; TW200300387A; KR20030044857A; SG120898A1

Abstract

本发明提供一种压塑机，它能使模子保持平行，精确地夹紧被加工件并且可改进模制品的质量，提高生产率。本发明的压塑机包括：一固定压板(28)；一可移动压板(38)；由固定压板(28)支撑的一固定模；由可移动压板(38)支撑的可移动模；一开闭装置，它包括与可移动压板连接的一螺杆轴，开闭装置(41)转动螺杆轴以使可移动模接近或远离固定模，由此来打开和关闭模子。可在与可移动模的开闭方向相交的方向上从固定压板(28)上取走固定模。

Description

压塑机

技术领域

本发明涉及一种压塑机，其中，为了使被加工件与树脂模塑在一起，被加工件同树脂一起在模子间被夹紧并受到挤压。

发明背景

现有各种类型的制造半导体设备的装置。尤其是使用压铸机来模塑半导体芯片和树脂。在该压铸机中，为了模塑固定在腔中的被加工件，将树脂从料槽经流道和浇口供给到形成在上模和/或下模上的腔中。

在压铸机中，例如，多个压料塞装置分别安装在下模的料槽中。压料塞是靠均压装置支撑的并由压铸机来驱动。在树脂片供给到料槽以及被加工件固定在下模的腔中后，开闭装置将被加工件夹紧在模子间。之后，压铸机驱动压料塞使其对料槽中的熔融树脂施加压力，以将树脂供给到腔中(参见日本专利公报No.5-285977和No.9-155910)。

为了将被加工件固定在腔中以及将模塑的产品从其中取出，树脂成型机中的可移动的模子应具有足够的开模行程。模子应产生所需的合模力。为得到恰当的生产效率，可移动的模子应在所需的闭合速度下移动。

开闭装置具有一对肘杆，该肘杆起着降低电机转速和传递扭矩的减速装置的作用。在每个肘杆中，具有不同长度的连接件枢轴连接。肘杆在开模位置处以相对高的速度和较低的减速比移动；在闭模位置处以相对低的速度和较高的减速比移动(参见日本专利公报No.5-285977和No.9-155910)。

在另一种类型的开闭装置中，滚珠轴承螺杆与可移动压板相连接。转动滚珠轴承螺杆以打开和关闭模子(参见日本专利公报No.5-84766)。

压塑机也可用来模制被加工件。在压塑机中，向被加工件供给所需量的树脂，之后在固定模和可移动模间夹紧和挤压被加工件和树脂。通过挤压被加工件和树脂，被加工件就和树脂一起模塑成型。由于在模内没有形成树脂的通道，例如流道，浇口，所以压塑机的维护是很容易的。另外，压塑机优选用来模塑例如具有约0.8mm厚的薄的被加工件。引线框(Lead frame)型包装，例如QFN(四线扁平无引线(Quad Flat Non-leaded))，SON(小轮廓无引线(SmallOutline Non-leaded))和CSP(小片尺寸包装(Chip Size Package))优选通过压塑机模制成型，在引线框型包装中，半导体芯片通过基质安置在基底或电路板的一面上。值得注意的是，在QFN或SON包装中，优选带子粘附在引线框的一个侧面上。

在压塑机中，当被加工件被夹紧和松开时，可移动模是以较低的速度移动的，而在其它状态以及在压铸机中，可移动模是以相对高的速度移动的(参见日本专利公报No.4-14419)。

用压铸机模塑薄的被加工件，例如QFN，SON，CSP时存在着某些缺陷。

与压料塞相连的压铸机位于下模的下部，因此压料塞可在其中做上下运动的通孔形成在下压板上，该下压板支撑着下模。采用这种结构，当模子闭合时，可使与通孔相对应的下压板部分不会将压力施加给模子。即施加在模子上的压力是局部不同的，以致于模子会发生轻微的变形。由于模子的这种轻微的变形，会使在模制的产品中形成飞边。

如果在开闭装置中使用肘杆的话，则连接件的长度和铰链点的位置有时会在制造许可的范围内发生略微的偏离，从而使得下压板会在略微倾斜的情况下移动。由此降低了移动板和固定板之间的平行度，以致于施加在模子上的压力在局部是不同的，并且模子会发生轻微的变形。模子的这种轻微的变形会使在模制的产品中形成飞边并且会降低模制品的质量。

在通过滚珠轴承螺杆推进可移动模的情况下，可移动压板可以在保持与固定模平行的同时开闭模子。但这需要大功率的电机来控制闭合速度并产生夹紧扭矩，另外还需要肘杆，从而使模塑机必须非常庞大。要将可移动压板移动一普通的行程，例如200-300mm，需要花费很长的时间，这样就降低了生产率。

如果将被加工件固定并且在打开的模子之间的有限空间中取出模制品的话，工作的效率就会降低。并且由于空间太窄而不能安装用于供应液体树脂的分配器。

在用压铸机模塑具有薄的包装部分的被加工件时，树脂的用量是很小的并且树脂的输送距离是很长的，因此在输送的同时树脂可能会固化。所以要将树脂均匀地供给被加工件的包装部分是很难的，因而必须缩短树脂的输送距离。

另一方面，在用压塑机模塑被加工件时，如果可移动模以恒定的速度移动的话，在开始夹紧动作后瞬间的树脂流动速度不会等于夹紧动作终止前瞬间的树脂流动速度。如果半导体芯片与基底是金属丝连接的话，为了不损坏连接的金属丝，树脂的流动速度必须是很低的；而闭合速度必须是最小的，这样就要花很长的时间来闭合模子，这必然会导致生产率的降低。例如，可移动模子的闭合速度应当减小到常规装置的1/10～1/100。因此，在不对产品造成损害的情况下为了保持质量和生产率，压塑成型应当在考虑闭合速度和树脂流动速度间的关系的情况下进行。

发明概述

本发明的第一目的是提供一种压塑机，它能使模子保持平行，精确夹紧被加工件以及改进模制品的质量和生产率。

本发明的第二个目的是提供一种压塑机开闭装置，它可在不对产品造成损害的情况下压塑被加工件并且可改进产品的质量和生产率。

本发明的第三个目的是提供一种开闭模子的方法，它可在不对产品造成损害的情况下压塑被加工件并且可改进产品的质量和生产率。

为实现上述目的，本发明具有如下的结构。

本发明的压塑机包括：

一固定压板；

一可移动压板；

由固定压板支撑的一固定模；

由可移动压板支撑的可移动模；

一开闭装置，它包括与可移动压板连接的一螺杆轴，开闭装置转动螺杆轴以使可移动模接近或远离固定模，由此来打开和关闭模子，

其中，可在与可移动模的开闭方向相交的方向上从固定压板上取走固定模。

在压塑机中，开闭装置还包括用于转动螺杆轴的伺服电机，并且

当模子的合模力达到规定的值时，开闭装置可关闭伺服电机。

在压塑机中，固定模可是下模，并且

下模可以在合模位置和压铸位置间移动，其中在合模位置处，被加工件夹紧在模子之间，而在压铸位置处，被加工件被传递到下模并且模制品被从下模移走。

在压塑机中，可移动模可以是上模，并且

在可移动压板上安装膜喂料机构，该机构将剥离膜供给在含有腔的上模的分模面上。

开闭装置可打开和关闭一固定模和一可移动模，当被加工件同液体树脂一起被夹紧时，为了调节在被加工件上延展的液体树脂的流速，要控制可移动模的闭合速度，直至液体树脂完成延伸为止。

在开闭装置中，控制可包括如下步骤：

将液体树脂流至完成延伸的距离分成许多分支，这些分支是以几何级数变化的；

对分支的几何级数的公比进行选择；以及

为了调节在每个分支中延伸的液体树脂边缘的流速，控制可移动模的闭合速度。

在开闭装置中，当液体树脂到达腔的末端时，为了降低液体树脂的流速，可减小可移动模的闭合速度。

闭合装置还包括：

与可移动压板连接的螺杆轴，可移动模由该压板支撑；以及

为了驱动移动模而使螺杆轴转动的伺服电动机，并且

移动模的闭合速度可通过改变伺服电机的转数来控制。

打开和关闭压塑机的固定模和可移动模的方法包括如下步骤：控制可移动模的闭合速度以调节液体树脂的流速，从而当被加工件同液体树脂一起被夹紧时，液体树脂可在被加工件上延伸直至液体树脂完成延伸。

在该方法中，控制可包括如下步骤：

对分支的几何级数的公比进行选择；以及

在该方法中，当液体树脂到达腔的末端时，为了降低液体树脂的流速，可减小可移动模的闭合速度。

在本发明的压塑机中，螺杆轴与移动压板相连，而可移动模的移动可打开和关闭模子。采用这种结构，就可使可移动模在移动时保持与固定模平行。由于在支撑固定模的固定压板上没有钻通孔，所以在闭合模子的同时可施加足够大的压力，并且在模制品中不会有树脂飞边形成，产品的质量得到了改进。

为了放置被加工件和取出产品，固定模可在合模位置和压铸位置间移动，以便缩短移动模的行程。通过缩短移动模的行程，移动模就可在较低的闭合速度下驱动，因而就不需要大型的转动源，模塑机的尺寸可以变得更小，而且还可提高其生产率。

用于转动螺杆轴来打开和关闭模子的伺服电机的使用，简化了移动模的控制，同时可精确地控制模制部分的厚度。

通过使用开闭装置和该方法，被加工件同液体树脂一起被模子所夹紧，并且可以控制移动模的闭合速度以使液体树脂以要求的流速从树脂开始延伸直至其结束来流动。因此，压塑可在一定的树脂流速下进行，以便防止产品被损坏，同时改进产品的质量和模塑机的生产率。

例如，液体树脂流动直至完成延伸的距离可分成多个分支，这些分支是以几何级数变化的，之后选择这些分支的几何级数的公比，并控制移动模的闭合速度以调节在每个分支中延伸的液体树脂边缘的流速。另外，当液体树脂到达腔的末端时，为减小液体树脂的流速，要降低移动模的闭合速度。采用这种控制，可准确地控制在每个分支中液体树脂边缘的流速，以使液体树脂的流动平稳并且改进产品的质量。此外，通过选择最佳的闭合速度可提高生产率。

附图的简要说明

现参照附图用实施例来说明本发明的实施方案，其中：

图1是本发明压塑机的后视图；

图2是图1所示压塑机的右视图；

图3是下模的平面图；

图4是上模的平面图；

图5是压塑机的平面图；

图6是压塑机的前视图；

图7A和7B是被加工件的说明图；

图8是开闭装置控制系统的框图；

图9是所用液体树脂的说明图；

图10显示的是高度、宽度和液体树脂流速间关系的数据表；

图11是与图10中所示数据对应的曲线图；

图12是通过另一种方式施加液体树脂的说明图；

图13显示的是液体树脂高度和半径以及闭合速度间关系的数据表；

图14是与图13所示数据对应的曲线图；

图15显示的是公比“r”、压板速度和施加在矩形被加工件上的液体树脂边缘的高度及延伸速度间关系的数据表；

图16是与图15所示数据对应的曲线图；

图17显示的是公比“r”、压板速度和施加在圆形被加工件上的液体树脂边缘的高度及延伸速度间关系的数据表；

图18是与图17所示数据对应的曲线图；以及

图19显示的是闭合模子的动作实例的流程图。

实施方案的详细描述

现在将参照附图详细地描述本发明的优选实施方案。

首先，将参照附图5-7B说明本实施方案中压塑机的轮廓。

在图5和6中，许多被加工件安置在被加工件喂料部分1中，在每个被加工件中，其一侧面将和树脂一起被模制。在本实施方案中，被加工件为基底2(见图7B)，例如薄膜基底、引线框、塑料基底，在该基底上通过基质安置着许多半导体芯片。多个基底2容纳在每个储料盒3中。值得注意的是，在模塑引线框的情况下，带优选粘附在每个引线框的底面上，为的是不使低粘度的液体树脂从引线框中滴落。

在储料盒3的诸侧面上形成有狭缝，由驱动器4驱动的推料机5向外推动最下部的基底2。如图6所示，许多储料盒3堆叠在升降机6上并由其支撑着。当一片基底2从储料盒3中推出时，升降机6向下移动一个螺距以推出下一个基底2。重复这一动作从而不断地供给基底2。值得注意的是，除了基底2外，其它的被加工件也可用压塑机进行模制。被加工件的另一实例显示在图7A中。图7A显示的是硅晶片7，在该硅晶片上通过基质安置着半导体芯片。在图7A和7B中，由水平和垂直线分割的矩形部分被模制成包装部分。值得注意的是，半导体芯片没有安装在2a和7a部分中。

树脂供给装置8将液体树脂供给基底2，该基底是由被加工件供应部分1供应的。树脂供给装置供应固定容积的液体树脂。由推料机5从储料盒3中向外推出的基底2的前端是由支撑轨9来接收的。基底2的前端被卡紧元件10卡住，卡紧元件10沿着与支撑轨9平行的导轨11同基底2一起移动。基底2被输送到支撑轨9上的“P”位置。在供给液体树脂之前为探测无芯片部分2a，摄影机12要读取基底2的图像数据。

分配器13将液体树脂分配或滴在基底2上。分配器13可在基底2上的X和Y方向上水平移动。液体树脂由容器(未示)经管道送到分配器13。为调节其高度，分配器13在Z方向上移动，之后在基底2上的X和Y方向上水平移动以将固定容积的液体树脂分配成任意的图案。

称量装置14测量基底2的重量和/或在基底2上供给的液态树脂的容积。称量装置14具有一装置本体14a和测量板14b。通过将基底2放置在测量板14b上，装置本体14a可测量基底2的重量。称量装置14安装在支撑轨9的下面并与分配位置“P”相对应。测量板14b为矩形板，它沿支撑轨9并在支撑轨之间排列。装置本体14a安装在支撑台15上并且支撑台15与垂直的气缸16相连。采用这种结构，支撑台15就可在垂直方向上移动。

压塑机17在为固定模的下模18和为移动模的上模19之间夹紧并压塑基底2。在本实施方案中，使用了由日本专利公报No.2000-277551中披露的模子。即，安装的夹持器要能闭合上模19并总是朝着下模18偏置。基底2(在其上已供给有来自树脂供给装置8的液体树脂)从支撑轨9转移到下模18，该下模18等候在装载机20旁的压铸位置“Q”处。下模18可在合模位置“R”和压铸位置“Q”间移动，在合模位置“R”处，下模18是与上模19相对应的，而在压铸位置“Q”处，下模18接收来自装载机20的基底2。腔(未示)形成在上模19中并且其分模面覆盖有剥离膜21。

剥离膜21缠绕在膜喂料装置22的喂料辊22a上并将其供入上模19中；剥离膜21的使用部分缠绕在收集辊22b上。剥离膜21经得住模子的温度并易于从上模19上剥离。剥离膜21是由软质的和可伸展的材料制成，例如PTFE，ETFE，PET，FEP，包括氟、聚丙烯、聚偏二氯乙烯在内的玻璃布。通过开口于分模面上的吸气孔(未示)将空气吸走而把剥离膜21固定在上模19的分模面上。

在压塑完成后，打开模子18和19。由于剥离膜21易于从固化的树脂上剥离，所以由上模19吸入并支撑的剥离膜21与模制的基底(模制品)2分离，从而使模制品2留在了下模18中。模制品2和下模18一起从合模位置“R”输送到压铸位置“Q”，并在该处取出。取出模制品2并通过卸料机23将其输送到产品盛放部分。

产品盛放装置24包括：接收模制品2的移动台25；吸入并使模制品2沿正确方向前进的挂模槽26；以及盛放的储料盒27，在该储料盒中，模制品2是通过挂模槽26堆叠的。

在下模18上的模制品2是通过卸料机23输送到移动台25的，所述移动台等候在接收位置“U”处。支撑着模制品2的移动台25移动到盛放位置“V”处，之后通过挂模槽26来吸入和支撑模制品2。当挂模槽26支撑模制品2时，移动台25从盛放位置“V”回到接收位置“U”处。支撑着模制品2的挂模槽26旋转诸如90°，以使模制品2朝着规定的方向前进。之后，挂模槽26将模制品2堆叠在在盛放储料盒27中。

下面，参照附图1-4来说明压塑机17。在图1和2中，下模18是通过固定压板28支撑的。在固定压板28中没有形成用于多个压料塞装置的通孔，因此当模子18和19闭合时，固定压板28能施加足够的压力给下模18。固定压板28是通过固定的拉杆30支撑的，所述的拉杆从底板29垂直延伸。

在图3中，下模18在合模位置“R”和压铸位置“Q”间移动，其在模子的外部。导引板31安装在固定压板28上。导引板31具有导轨31a和导引槽31b，它们在位置“Q”和“R”间延伸。滑板32与导轨31a和导引槽31b滑动配合。下模18是通过滑板32支撑的。螺母部分32a与滑板32结为一体。螺杆轴33与螺母部分32a旋在一起。螺杆轴33支撑在固定压板28上，并与导轨31a和导引槽31b平行。滑轮34固定在螺杆轴33的一端。滑轮36固定在电机35的电机轴上。环形调速带37与滑轮34和36配合。在驱动电机35时，螺杆轴33通过调速带37来转动，其螺母部分32a与螺杆轴33旋合在一起的滑板32在位置“Q”和“R”间同下模18一起移动。

在图1中，上模19是由上移动压板38支撑的，并且它可在朝着和远离下模18的方向上移动。上移动压板38是由四根可移动拉杆40支撑的，这些拉杆从下移动压板39上垂直延伸。通过在垂直方向上移动下移动压板39，由移动拉杆40支撑的上移动压板38同下移动压板39一起在垂直方向上移动，以便打开和关闭模子18和19。

在图1和2中，开闭装置41打开和关闭模子18和19。下移动压板39具有螺母部分42，螺杆轴43与螺母部分42旋合在一起。采用这种结构，下移动压板39就可通过螺杆轴43的转动在垂直方向上移动，从而打开和关闭模子18和19。螺杆轴43从支撑元件44上垂直延伸，所述支撑元件安装在底板29上。螺杆轴43的下端部从底板29向下凸出，滑轮45固定在下端部。伺服电机46安装在底板29上。滑轮47固定在伺服电机46的电机轴上。环形调速带48与滑轮45和47配合。滑轮45和47间的减速比是很大的，以便在不使用大功率电机的情况下获得很大的合模力。在驱动伺服电机46时，通过调速带48来转动螺杆轴43，以使下移动压板39同螺母部分42一起在垂直方向上移动。

通过由电机46来转动螺杆轴43，合模力就可施加在模子上。当装配在移动拉杆40上的压力传感器53(见图1)探测到合模力达到规定的值时，电机驱动电路就终止电机46的转动。在本实施方案中，装载机20和卸料机23不会进入打开的模子18和19间的空间，以便缩短上模19的移动行程，并且使上模的最大移动速度达到10mm/sec。因此，就不再需要大型的电动机了。

在图4中，基底2通过装载机20转移到等候在压铸位置“Q”处的下模18；模制品2通过卸料机23在相同的位置“Q”处取出。装载机20的臂部分20a可在导轨49上滑动。臂部分20a在树脂供给装置8的分配位置“P”和下模18的压铸位置“Q”间往复移动。卸料机23的臂部分23a可在导轨50上滑动。臂部分23a在下模18的压铸位置“Q”和移动台25的接收位置“U”间往复移动。

在图1中，腔(未示)形成在上模19中。腔能容纳许多在基底2上的半导体芯片，因此，半导体芯片可与树脂同时模塑成型。为使包括腔在内的上模19的分模面覆盖剥离膜21，膜供给装置22安装在上移动压板38上。喂料辊22a位于上移动压板38的一侧；收集辊22b位于另一侧。如上所述，剥离膜21是由喂料辊22a供给的，剥离膜21的使用部分缠绕在收集辊22b上。

喂料辊22c供给剥离膜21；收集辊22d收集剥离膜21的使用部分。导引辊22e安装在喂料辊22c侧面；导引辊22f安装在收集辊22d侧面。导引辊22e通过垂直的汽缸51垂直移动；导引辊22f通过垂直汽缸52垂直移动。通过导引辊22e和22f的垂直移动，剥离膜21就配合在上模19的分模面上并可与分模面分离。即当模塑基底2时，导引辊22e和22f向上移动以使剥离膜21配合在上模19的分模面上；当剥离膜21的规定长度重新供给用于下一个模塑成型时，导引辊22e和22f向下移动以使剥离膜21与分模面发生分离。使喂料辊22a旋转的电机22g和使收集辊22b旋转的电机22h被同步驱动以供给和收集规定长度的剥离膜21(参见图4)。

现参照图8的框图来说明开闭装置41的控制。控制装置69包括基于输入的信号将指令信号输送给装置41的每个部分的CPU60，在先储存用于打开和关闭模子18和19的控制程序的ROM61，测量电机46闭合模子的操作时间的计时器63，等等。

输入-输出(I/O)部分64将信号输入给CPU60并从该处接收信号。合模力探测部分65包括装配在移动拉杆40上的压力传感器53。电机脉冲测量部分66包括伺服电机46的转动传感器。操作员通过操作部分67输入装置41的控制指令和控制数据。电机驱动部分68包括驱动伺服电机46打开和关闭模子的驱动电路。

当操作员通过操作部分67输入模具起动命令时，控制装置69的电机驱动部分68驱动电机46转动，以使螺杆轴43转动并使模子18和19夹紧基底2。当合模力探测部分65探测到合模力达到规定的值时，电机驱动部分68就停止电机46转动。上模19移动的距离是以电机脉冲测量部分66测量的数据为基础进行控制的。上模19的闭合速度是通过改变伺服电机46的转速进行控制的，所述转速是由电机脉冲测量部分66测量的。如上所述，上模19的移动行程缩短了，上模的最大移动速度可为10mm/sec。因此，不需要使用大型电机作为电机46。

下面参照附图5和6来说明压塑机17的动作。上模19处于打开状态。下模18等候在压铸位置“Q”处。由于下模18可在位置“Q”和“R”间往复移动，所以装载机20和卸料机23工作在模子18和19的外部，因而通过螺杆轴43垂直移动的上模19的移动行程为20-30mm。

基底2(液体树脂通过树脂供给装置8涂覆在该基底上)由装载机20支撑着并从分配位置“P”输送到压铸位置“Q”。当基底2从装载机20输送到下模18时，驱动电机35以使螺杆轴33转动。通过螺杆轴33的转动，滑板32从压铸位置“Q”移动到合模位置“R”。在输送基底2时，装载机20从压铸位置“Q”回到等候位置“S”并等在那里直至下一个基底2被供给(参见图4)。在那时，导引辊22e和22f向上移动以将剥离膜21配合在上模19的分模面上。之后起动电机46以使螺杆轴43转动。通过螺杆轴43的转动，移动压板38和39向下移动，以使上模19向下移动，模子18和19被关闭。基底2在闭合的模子18和19中被压塑成型。当上模19靠近下模18时，上模19以低速(例如0.1mm/sec或更低)移动；在另一状态下，上模19可以较高的速度移动。通过这种速度控制，就可改进模制品的质量。

在完成压塑成型后，再次起动电机46以使螺杆轴43朝相反的方向转动。通过螺杆轴43在相反方向上的转动，移动压板38和39就向上移动，于是上模19也向上移动，模子18和19被打开。另外，驱动电机35以使螺杆轴33朝反方向转动。螺杆轴33在反方向的转动使得滑板32从合模位置“R”移动到压铸位置“Q”。模制品2通过已等候在压铸位置“Q”处的卸料机23支撑着，并将其输送到等候在接收位置“U”处的移动台25上。在转移模制品2时，卸料机23从接收位置“U”回到等候位置“T”处，并等候在那里直至下一个产品2被供给(参见图4)。

下面说明闭合速度的控制，该速度是以液体树脂的流速为基础的。

前提是，液体树脂是在基底2的横向上流动的。上模19的闭合速度是根据液体树脂的流速进行控制的。

首先，如图9所示，涂覆液体树脂80以形成矩形，控制沿横向涂覆的树脂80的流速。其参数被限定为：“t”为完全夹紧基底2所用的时间(秒)；“a”为在经过时间“t”后，树脂80宽度的一半(mm)；“B”为树脂80长度的一半(mm)并且是恒定的；“h”是经过时间“t”后树脂80的高度(mm)；“H”是在基底2夹紧前瞬间树脂80的高度(mm)；“M”是树脂80的体积(mm³)并且是恒定的；“V”是上模19的闭合速度(mm/sec)并且是恒定的。

所施加的树脂80的体积“M”为M＝2B×2a×h (公式1)

在经过时间“t”后的高度“h”为

h＝H-Vt (公式2)

根据公式1和2，

M＝4aB(H-Vt)

所以，

a＝M/4B(H-Vt)

以时间“t”作微分

da/dt＝M/4B×V/(H-Vt)²(公式3)

根据公式1和2，

M/4B＝ah和H-Vt＝h

所以，

da/dt＝V×a/h (公式4)

值得注意的是，液体树脂80的体积“M”是很小的，因此，公式4可由公式“dh×2a×2B＝2da×2B×h”以时间“t”作微分来限定。

在公式4中，闭合速度“V”是恒定的，因此树脂80的流速“da/dt”取决于高度“h”和宽度“a”。在此情况下，沿横向的液体树脂80的流速“da/dt”与树脂80的宽度“a”成正比；而流速与树脂80的高度“h”成反比。优选上模19的闭合速度“V”是通过使用这些关系精确控制的。

实验的数据显示在图10中。图11显示了与这些数据对应的曲线图。实验是在下面的条件下进行的：闭合速度“V”为0.1mm/sec；在合模前树脂80的高度“Hb”为2mm；在合模后树脂80的高度“He”为0.8mm；树脂80的体积“M”为8000mm³；长度“B”为94mm(恒定)。数据为高度“h”，宽度“a”和树脂80的流速“da/dt”。

根据图10和11所示的数据，在以恒定的速度合模的情况下，当液体树脂80到达腔的末端时，加速液体树脂80的流速。最大流速为3.3mm/sec。在合模前树脂80的高度“Hb”很低的情况下，尽管闭合速度很小但所需的闭合时间“t”却缩短了。数据表明，如果闭合速度“V”为0.2mm/sec，并且树脂80的高度“Hb”为2mm的话，则所需时间“t”为12秒；如果高度“Hb”为5mm的话，则所需时间为42秒。

当树脂80到达腔的终端时，加速液体树脂80的流速。如果树脂80在高速下与末端发生碰撞的话，树脂80就会发生反弹，以致于模制品的质量就会被降低。因此，上模19的闭合速度“V”优选为0.1mm/s ec或更小，从而在合模前的瞬间减小树脂80的流速“da/dt”。

下面参照附图12-14说明另一实施例。

其前提是，被加工件是硅晶片7(参见图7A)，使施加的液体树脂80呈圆形，并在径向方向上控制所用树脂80的流速。上模19的闭合速度是根据液体树脂80的流速进行控制的。

如图12所示，所施加的液体树脂80呈圆形，并控制上模19的闭合速度以使液体树脂80在径向方向上以恒定的流速流动。其参数被限定为：“t”为实现基底2夹紧所需的时间(秒)；“r”为经过时间“t”后树脂80的半径(mm)；“h”为经过时间“t”后树脂80的高度(mm)；“K”为树脂80在径向上的流速(mm/sec)并且是恒定的；“R”是夹紧基底2之前瞬间树脂80的半径(mm)；“H”为树脂80的高度(mm)；“M”是树脂80的体积(mm³)并且是恒定的。

所用树脂80的体积“M”为

M＝πr²×h (公式5)

在时间“t”后的半径“r”为

r＝R+Kt (公式6)

根据公式5和6

M＝π×(R+Kt)²×h

因此，

h＝M/(π×(R+Kt)²)

以时间“t”作微分

dh/dt＝-2MK/π×{(R+Kt)^-3}(公式7)

根据公式5和7

dh/dt＝-2Kh/r (公式8)

值得注意的是，液体树脂80的体积“M”是很小的，因此公式8可由公式“dh×πr²＝dr×2πr×h”对时间“t”作微分来限定。

在公式8中，树脂80的流速“K”是恒定的，因此上模19的闭合速度取决于半径“r”和高度“h”。在此情况下，上模19的闭合速度与树脂80的高度“h”成正比；而闭合速度与树脂80的半径“r”成反比。上模19的闭合速度优选是通过使用这些关系来精确控制的。

实验的数据显示在图13中；图14给出了对应数据的曲线图。实验是在下述条件下进行的：树脂80的流速“K”为1.0mm/sec(恒定)；在合模前树脂80的高度“Hb”为2mm；在合模后树脂80的高度“He”为0.8mm；树脂80的体积“M”为8000mm³。数据是高度“h”、半径“r”和上模19的闭合速度“dh/dt”。

根据图13和14所示的数据，在以恒定速度(例如0.1mm/sec)合模时，所需时间“t”为12秒；在最大闭合速度设定为0.39mm/sec以及最小闭合速度设定为0.1mm/sec的情况下，为保持树脂80的流速最大，所需要的时间为5.9秒。

根据这些数据，通过控制保持树脂80流速的闭合速度“dh/dt”，压塑成型就可在不降低制造效率的情况下进行。确定树脂80的优选流速，例如1.0mm/sec，以保持模制品的质量。在树脂80到达腔的末端时加速液体树脂80的流速。如果树脂80以高速和末端发生碰撞的话，则树脂80就会反弹以致于降低了模制品的质量。因此，闭合速度必须得到精确的控制。

为调节在被加工件上延伸的液体树脂80的流速，直至完成液体树脂的延伸，开闭装置41要对上模19的闭合速度进行控制。当被加工件通过模子18和19同液体树脂80一起被夹紧时，液体树脂80在被加工件上延伸(或变宽)。例如，闭合速度的控制包括如下步骤：将液体树脂80流动直至完成延伸的距离分成多个分支，这些分支是以几何级数变化的；并且改变几何级数的公比以改变上模19的闭合速度。采用这种控制，就可准确地控制在每个分支中延伸的液体树脂80边缘的流速。为使液体树脂的流动稳定，当液体树脂到达腔的末端时，要降低上模19的闭合速度以减小液体树脂80的流速。

下面描述一下该控制的细节。在本说明中，“ΔH”为移动压板在液体树脂80延伸时移动的总距离；“ΔT”为完成树脂80延伸所需的时间；“N”为改变闭合速度的次数；“n”为变速点的指定值，在该点处闭合速度是变化的(在点“n＝1”处，完成树脂的延伸)；“Hn”为点“n”和“n-1”间(或者在分支中)移动压板的移动距离；“Vn”为点“n”和“n-1”间移动压板的移动速度；“r”为公比。

距离“ΔH”除以分支的“N”。

ΔH＝∑Hn＝H1×(1-r^N)/(1-r)

因此，

H1＝ΔH×(r-1)/(r^N-1)

Hn＝ΔH×(r-1)/(r^N-1)×r^(n-1)

在每个分支“Hn”中，要花“ΔT/N”的时间来移动可移动压板。

因此，

Vn＝N×(ΔH/ΔT)×(r-1)/(r^N-1)×r^(n-1)

在每个分支中的移动时间是相同的；移动距离以几何级数变化。因此，通过改变公比“r”可控制移动压板38、39的移动速度。

如果在树脂开始延伸后的瞬间液体树脂的粘度很低的话，可选择较大的公比“r”以加速树脂边缘的流速。通过加快流速，可以加宽模塑的面积。另一方面，在完成延伸前的瞬间要降低液体树脂80边缘的流速。

在图15中示出了涉及用于模塑矩形被加工件的公比“r”、压板速度、液体树脂80边缘的流速等之间关系的数据。图16是与图15所示数据对应的曲线图。另外，在图17中示出了涉及用于模塑圆形被加工件的公比“r”、压板速度和液体树脂80的高度之间关系的数据。图18是与图17所示数据对应的曲线图。在两种情况下，树脂的初始高度为2mm；完成延伸的树脂的高度为0.8mm；树脂完成延伸所用的时间为16秒。

为以恒定的流速移动液体树脂的边缘，优选公比“r”为1.2或1.3。为降低由于粘度等造成的在腔末端附近的液体树脂的流速，优选公比“r”为1.5或更大。对于变速点“1→N”可分别优先选择其公比“r”，以便能准确地控制压板速度(移动模19的闭合速度)和树脂边缘的流速。

下面参照图19的流程图来解释闭合动作的控制。

在已打开的模子18和19闭合的情况下，上模19以高速朝下模18移动直至上模19开始使液体树脂延伸为止。当上模19到达模子10开始使树脂延伸的位置时，根据所选择的公比“r”将电机46的转速从变速点“N-1”降低到变速点“2”。通过降低电机46的转速，模子19的闭合速度也可被降低到闭合速度“N”。值得注意的是，公比“r”是在考虑了树脂流速等情况下预先选择的，并且它被储存在具有控制程序的控制装置69中。在变速点“N→2”处，合模力(压力)是由压力传感器53测量的。通过测量合模力，就可探测到模子间存在外来物质所引起的异常力或压力。

当上模19到达第一变速点并且合模力达到规定的值时，通过转动传感器可探测出上模19或移动压板的停止位置。如果停止位置高于目标高度的话，则说明卡住了外来物质或者树脂的量过多。另一方面，如果停止位置低于目标高度的话，则说明树脂的量不足。当树脂的延伸完成时，保持压力以固化树脂。通过树脂的固化，模制品的包装部分就形成了。上模19的完全闭合位置是通过压力传感器探测到的；其合模位置是由转动传感器探测到的。

开模动作是通过合模动作的相反步骤进行的。上模19随着释放压力以低速向第一变速点移动。上模19以不同的或恒定的低速从变速点“2”移动到变速点“N”。上模19从模子10开始向最初打开位置延伸的位置处以高速移动。

值得注意的是，在本实施方案中，下模18在合模位置“R”和压铸位置“Q”间移动，因此，装载机20和卸料机23可在模子18和19的外部运行。所以，由螺杆轴43驱动的上模19的行程可以被缩短，例如为20-30mm。

上模19在邻近第一变速点或在闭合模子前的瞬间以低速移动；在其它的位置处，上模19是以高速移动的。采用这种控制，可改进模制品的质量。

在本实施方案的压塑机17中，夹紧被加工件的螺杆轴43直接与下移动压板39相连，上移动压板38与上模19相连，并且移动同上移动压板38一起移动的上模19以便打开和关闭模子。采用这种结构，上模19就可在保持与下模18平行的情况下移动。由于在支撑下模18的固定压板28中没有钻通孔，所以在闭合模子时可施加足够大的压力，在模制品中不会有树脂飞边形成并且产品的质量也得到了提高。

为放置被加工件以及取出产品，下模18在合模位置“R”和压铸位置“Q”间移动，以便缩短上模19的行程。通过缩短上模19的行程，上模19就可在较低的闭合速度下驱动，从而不再需要大功率的驱动源，模塑机的尺寸变小了并改进了模塑机的生产率。

通过使用转动螺杆轴43的伺服电机46以打开和关闭模子，上模19的控制被简化了并且可准确地控制被模塑部分的厚度。

通过使用开闭装置和开闭模子的方法，被加工件通过模子18，19同液体树脂80一起被夹紧，并且上模19的闭合速度可得到控制，从而可使液体树脂80以所需的流速从树脂开始延伸直至其结束进行流动。因此，压塑成型是在考虑了树脂流速的情况下进行的，从而防止了产品的损坏，改进了产品的质量以及提高了模塑机的生产率。

例如，在开闭装置41中，液体树脂80流动直至完成延伸的距离可分成多个分支，这些分支是以几何级数变化的，之后选择这些分支的几何级数的公比，并控制上模19的闭合速度以调节在每个分支中延伸的液体树脂80边缘的流速。另外，当液体树脂80到达腔的末端时，为减小液体树脂80的流速，要降低上模19的闭合速度。采用这种控制，可准确地控制在每个分支中液体树脂80边缘的流速，以使液体树脂80能平稳地流动并且还可改进产品的质量。此外，通过选择最佳的闭合速度可提高生产率和制造效率。

本发明不限于上面描述的实施方案。树脂供给部分可以不和压塑机17结合成一体，但在压铸位置“Q”处要存在有较大的工作空间，以便在压铸位置“Q”处可将液体树脂施加给被加工件。另外，下模18可在压铸位置“Q”处进行清洗。根据被加工件的形状、分配器13的喷嘴13a的形状等任意地选择分配器13的移动。此外，除了分配器外还可通过其它的方式来施加树脂。

在上面描述的实施方案中，一个被加工件是在一个模腔中模塑的，但被加工件和模腔的数目可不限于一个。

即在模子中模腔的数目可以是两个或多个。在此情况下，可同时压塑成型许多被加工件。

在上面描述的实施方案中，上模19是可移动模，但下模18也可作为可移动模。

本发明可以由其它具体的形式来实现，它们都没有脱离其精神或主要的特征。因此本实施方案在各方面均被认为是一种说明而不是一种限制，本发明的范围是通过附属的权利要求书而不是前面的描述进行限定的，在与权利要求等价的意义和范围内所做的各种改变均包含在本发明中。

Claims

1.一种压塑机，它通过模压金属模对供给有封止树脂的被成形件夹紧后进行挤压成形，包括：

固定模，设置成由固定压板支撑，可向与夹紧方向相交的方向取出；

可动模，设置成由可移动压板支撑，可接近或离开固定模；以及

模具开闭控制机构，通过驱动与可移动压板连接的螺杆轴旋转，使可移动模对于固定模进行开闭动作，

固定模设置成，与可移动模的开闭动作对应地在模具夹紧位置与进行被成形件或成形件交接的取出位置之间移动。

2.如权利要求1所述的压塑机，其特征在于，所述模具开闭控制机构通过伺服电机驱动螺杆轴旋转，当模压金属模达到规定的合模力时，停止对所述伺服电机的驱动。

3.如权利要求1所述的压塑机，其特征在于，用于对覆盖包括所述上模的模腔凹部在内的金属模表面的剥离膜进行铺设的剥离膜搬运机构被设置成与可移动压板成为一体。

4.如权利要求1所述的压塑机，其特征在于，模具开闭控制机构利用金属模夹紧供给有液体树脂的被成形件，对可移动模的夹紧速度进行可变控制，以使从该液体树脂压延开始直至压延结束期间的液体树脂的流速达到所希望的流速。

5.如权利要求1所述的压塑机，其特征在于，模具开闭控制机构将液体树脂压延开始直至压延结束期间可移动模的移动距离按等比级数变化划分成多个区间，确定该等比数列的公比，针对各区间改变可移动模的夹紧速度，从而对液体树脂的前端速度进行可变控制。

6.如权利要求1所述的压塑机，其特征在于，模具开闭控制机构对可移动模的夹紧速度进行减速控制，以使液体树脂越是接近模腔末端部越是抑制液体树脂的流速。

7.如权利要求1所述的压塑机，其特征在于，模具开闭控制机构利用伺服电机驱动螺杆轴旋转，通过与该螺杆轴相连的可移动压板使可移动模进行合模动作，通过改变所述伺服电机的转数对可移动模的夹紧速度进行可变控制。