JP2004050822A - 樹脂成形装置 - Google Patents

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    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/2602Mould construction elements

Abstract

【課題】従来の樹脂封止モールド装置では、中間型に樹脂路プレートを脱着可能に取り付ける構造となっており、所謂縦ランナーが長くなり、成形後廃棄樹脂量が多いと言う欠点があった。従って、樹脂の消費量が少ない樹脂封止成形装置を提供する。
【解決手段】当該樹脂封止装置において、上金型40の外面側に、ゲートブレークさせるためのランナーロックピン53a,53cを備えた第1エジェクタプレート50と、キャビティ33から成形品18を突き出す第2エジェクタプレート60と、を配置した構成とする。
【選択図】 図8

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重ね合わせた3枚の金型で基材を樹脂封止する樹脂成形装置に関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、3枚の金型を備えた樹脂成形装置としては、例えば、特開平9−48041号公報に記載の樹脂モールド装置がある。
【0003】
すなわち、相対的に接離動可能な上型および下型と、前記下型へ着脱可能に搭載され、樹脂封止される成形品成形用のキャビティ及び該キャビティへ溶融樹脂を充填するための樹脂路を形成した中間型と、前記中間型に形成された樹脂封止部の該中間型からの離型を行うための離型手段と、前記樹脂路の一部が形成され、前記中間型に対して着脱可能に一体的に取り付けた樹脂路プレートと、前記樹脂路プレートを前記中間型より離間する方向に押し下げるための押し下げ手段と、を備えたことを特徴とする樹脂モールド装置である。
【0004】
しかしながら、前述の樹脂モールド装置では、中間型に樹脂路プレートを着脱可能に一体的に取り付ける構造となっている。このため、縦方向の樹脂路(縦ランナー)が長くなり、成形後に廃棄しなければならない樹脂量が多いという問題点がある。
【0005】
本発明は、前述の問題点に鑑み、樹脂の消費量が少ない樹脂成形装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる樹脂成形装置は、前記目的を達成すべく、固定された第1金型に動作可能な第2金型および第3金型を順次重ね合わせることにより、第2金型と第3金型とで基材を挟持するとともに、前記基材の少なくとも片面側にキャビティを形成し、第1金型と第2金型との間に形成されたランナーに連通する前記第2金型の縦ランナーを介して前記キャビティに樹脂を充填することにより、前記基材の少なくとも片面を樹脂封止して成形品を成形する樹脂成形装置において、前記第1金型の外面側に、ゲートブレークさせるためのランナーロックピンを備えた第1エジェクタプレートと、前記キャビティから成形品を突き出す第2エジェクタプレートと、を配置した構成としてある。
【0007】
また、固定された第1金型に動作可能な第2金型および第3金型を順次重ね合わせることにより、第1金型と第2金型とで基材を挟持するとともに、前記基材の少なくとも片面側にキャビティを形成し、第2金型と第3金型との間に形成されたランナーに連通する前記第2金型の縦ランナーを介して前記キャビティに樹脂を充填することにより、前記基材の少なくとも片面を樹脂封止して成形品を成形する樹脂成形装置において、前記第3金型の外面側に、ゲートブレークさせるためのランナーロックピンを備えた第1エジェクタプレートと、前記キャビティから成形品を突き出す第2エジェクタプレートと、を配置した構成であってもよい。
【0008】
したがって、前述の本発明のいずれによっても、第2金型に別体の樹脂路プレートを一体化しないので、第2金型が厚くならない。このため、第2金型の縦ランナーの距離が短くなり、成形後に廃棄しなければならない樹脂が少なくなり、樹脂を節約できる。
【0009】
本発明の実施形態としては、第2エジェクタプレートが、第3金型の動作につれて同一方向に追従し、第2金型から成形品を突き出すエジェクタピンを備えていてもよい。
本実施形態によれば、第3金型の動作につれて第2エジェクタプレートが動作して成形品を突き出すので、生産効率の高い樹脂成形装置が得られる。
【0010】
特に、本発明の別の実施形態としては、第2エジェクタプレートが、第2金型に挿入され、かつ、第3金型の動作につれて同一方向に追従するエジェクタロッドと、前記第2金型内に前記エジェクタロッドと同一軸心上に挿入され、かつ、前記第2金型から成形品を突き出すエジェクタピンと、を備えていてもよい。
本実施形態によれば、第2エジェクタプレートの動作がエジェクタロッドを介してエジェクタピンに伝わる。このため、第2エジェクタプレートに直結した1本のエジェクタピンで前記第2エジェクタプレートの動作を成形品に直接伝えて突き出す場合よりも、高い部品精度,組立精度を必要としない。この結果、本実施形態によれば、製造,組立が容易な樹脂成形装置が得られる。
【0011】
本発明の他の実施形態としては、ランナーロックピンの先端に、固化した不要樹脂を保持する抜け止め部を設けておいてもよい。
本実施形態によれば、ランナーロックピンの先端に抜け止め部を設けてあるので、ゲートブレークする際に固化した不要樹脂がより一層脱落しにくくなり、作業の信頼性が向上するという効果がある。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる実施形態を図1ないし図12の添付図面に従って説明する。
第1実施形態にかかる樹脂成形装置は、図1ないし図9に示すように、4本の支柱10で相互に連結された下プラテン11および上プラテン12の間に、下金型20、中金型30および上金型40を順次、接合一体化できるように配置してある。前記下プラテン11は支柱10を介して上下動可能である。一方、上下動しないように固定された前記上プラテン12は、その上面に駆動機構13が配置されている。
【0013】
前記下金型20は、スペースブロック14を介して下プラテン11に載置,固定されており、上面中央から突出する台部21内に固形樹脂15aを挿入できるポット22を形成してある(図2)。前記ポット22内にはプランジャー24がスライド可能に挿入されている。前記プランジャー24はプランジャー用等圧シリンダブロック25(図1)を図示しない駆動機構で上下動させることにより、プランジャーチップ23で前記固形樹脂15aを加熱しながら押し出す。また、前記下金型20の上面のうち、前記台部21の両側には基板16を位置決めする基準面26が形成されている。
【0014】
前記中金型30は、図2に示すように、2枚の板状材を重ね合わせて形成されており、前記駆動機構13に接続された4本のサポートピン31を介して上下動可能に吊り下げられている。前記中金型30は、その中央に前記下金型20の台部21に嵌合する嵌合孔32を備えている。さらに、前記中金型30の下面のうち、前記嵌合孔32の両側には前記基準面26に対応するキャビティ33を形成してある。前記キャビテイ33はピンポイントゲート34を介して縦ランナー35に連通している。
【0015】
前記上金型40は、前記上プラテン12の下面にスペースブロック15,15を介して固定されている。そして、前記上プラテン12と上金型40との間に形成された空間には、第1,第2エジェクタプレート50,60が配置されている。なお、第1,第2エジェクタプレート50,60はそれぞれ2枚のプレートを組み合せて構成してもよい。
【0016】
前記上金型40は、その下面に前記下金型20のポット22と前記中金型30の縦ランナー35とを連通させるランナー41を形成してある。前記ランナー41のうち、前記ポット22および縦ランナー35の直上に位置する部分に、後述するランナーロックピン53a,53b,53cを上下にスライド可能に挿通してある。なお、前記ランナー41は中金型30に形成してもよい。
【0017】
前記第1エジェクタプレート50およびこれを嵌め込んだ第2エジェクタプレート60は、図9に示すように、前記スペースブロック15,15の間に配置されている。前記第1エジェクタプレート50は、図5に示すように、その中央にスプリング51を配置してある。このスプリング51は上プラテン12と第1エジェクタプレート50とを引き離すように前記第1エジェクタプレート50を付勢している。また、前記スプリング51の両側にはリターンピン52を配置してある。そして、前記スプリング51,51を結ぶ線上にスプリング54を備えたランナーロックピン53b(図2)を配列してある。さらに、このランナーロックピン53bの両側にもスプリング54を備えたランナーロックピン53a,53cがそれぞれ配置されている。前記スプリング54は第1エジェクタプレート50と上金型40とを引き離すように前記第1エジェクタプレート50を付勢している。前記ランナーロックピン53a,53b,53cは樹脂固化後に縦ランナー35およびランナー41内に残存する不要樹脂17a,17bを保持するとともに、中金型30および上金型40から取り出すためのものである。このため、前記ランナーロックピン53a,53b,53cには、その下端部に抜け止め部55をそれぞれ形成してある。前記抜け止め部55は、縦ランナー35およびランナー41内に残存する不要樹脂17a,17bの抜け落ちを防止するためのものである。
【0018】
第2エジェクタプレート60は、図9および図6に示すように、四隅にスプリング61およびリターンピン62をそれぞれ配置してある。さらに、図9に示すように、4本1組のエジェクタロッド63が前記第1エジェクタプレート50のランナーロックピン53a,53cをそれぞれ囲むように配置されている。前記エジェクタロッド63は、図6および図7に示すように、上金型40を挿通するとともに、その下端部を前記中金型30内に挿入してある。そして、前記エジェクタロッド63の下端部は前記中金型30に組み込んだエジェクタピン64と同一軸心上に突き合わせてある。前記エジェクタピン64は、図7に示すように、その下端部が前記キャビティ33内に突出可能であり、スプリング65を介して上方に付勢され、自己復帰するように構成されている。
【0019】
次に、前述の構成からなる樹脂成形装置の動作について説明する。
まず、図2に示すように、開いた下金型20の基準面26に電子部品チップ(図示せず)を実装した基板16を図示しないローダーユニットで載置する一方、前記下金型20のポット22内に固形樹脂15aを挿入する。そして、前記下プラテン11を上方にスライドさせることにより、下金型20の台部21を中金型30の嵌合孔32に嵌合し、両者を接合して前記基板16をクランプする。さらに、下金型20および中金型30を上昇させ、中金型30を上金型40に当接させて型締めを行ない、ランナー41をポット22および縦ランナー35に連通させる(図3)。
【0020】
ついで、プランジャー24を上昇させて固形樹脂15aを加熱・加圧し、前記固形樹脂15aを溶融させて押し出す。ポット22から押し出された樹脂はランナー41,中金型30の縦ランナー35およびピンポイントゲート34を介してキャビティ33に充填され、基板16上にある電子部品チップを封止し、成形品18を成形する(図4)。
【0021】
樹脂が固化した後、図5に示すように、下金型20および中金型30を一体のままで上金型40から同時に一定量(距離A)、引き下げて金型を開く。このとき、中金型30が下がると、スプリング51のバネ力で第1エジェクタプレート50全体が下降し、リターンピン52が中金型30に追従する。そして、前記第1エジェクタプレート50は、ストッパ56に係止して停止する。
【0022】
前記ランナーロックピン53a,53b,53cは第1エジェクタプレート50に設けた段部にスプリング54を介してそれぞれ組み付けてある。そして、前記スプリング54は上金型40と第1エジェクタプレート50とを引き離す方向に付勢している。このため、下金型20および中金型30が距離Aだけ下降し、これにつれて第1エジェクタプレート50全体が下降しても、ランナーロックピン53a,53b,53cは第1エジェクタプレート50内で距離Bだけ相対的に移動する余裕があり、ランナーロックピン53a,53b,53c自体は移動しない。このため、ランナーロックピン53a,53b,53cの下端部に係合している不要樹脂17a,17bは下降しないが、下金型20および中金型30は距離Aだけ下降する。この結果、ピンポイントゲート34内に存在する不要樹脂に応力が集中し、縦ランナー35の不要樹脂17aと成形品18とがピンポイントゲート34でゲートブレイクされる。
【0023】
ゲートブレイク終了後、中金型30は停止したままの状態で、下金型20は更に下降し続けて中金型30から離れる(図6)。このとき、スプリング61のバネ力で第2エジェクタプレート60が下降するので、リターンピン62の下端部が下金型20に追従するとともに、エジェクタロッド63が下降する。エジェクタロッド63が下降すると、スプリング65のバネ力に抗してエジェクタピン64が押し下げられ、成形品18がキャビテイ33から押し出される。このため、中金型30から成形品18が離型し、下金型20の基準面26に成形品18が押接される(図7)。
【0024】
下金型20および中金型30が更に下降動作を行ない、第2エジェクタプレート60がストッパ66に係止するまで下降する。このため、不要樹脂17a,17bがランナーロックピン53a,53b,53cに保持されたままの状態でランナー41および縦ランナー35から突出する(図8)。
【0025】
その後、不要樹脂17a,17bおよび成形品18を図示しないローディングユニットで自動的に取り出してもよく、あるいは、作業者が直接取り出してもよい。
【0026】
本実施形態にかかる樹脂成形装置では、第1,第2エジェクタプレート50,60が固定部材である上プラテン12と上金型40との間に配置されている。このため、可動部材である中金型30に、可動部材である第1,第2エジェクタプレート50,60を組み込む必要がない。この結果、内部構造が簡単となり、調整および製造が容易で安定した動作特性を有する樹脂成形装置が得られるという利点がある。
【0027】
第2実施形態は、図10に示すように、下金型20が動作せず、中金型30および上金型40が上下動する場合である。
【0028】
第1実施形態と異なる点について説明する。前記下金型20は上下動しない下プラテン11にスペースブロック15を介して組み付けられている。さらに、下金型20の上面にはランナー27が形成されている。また、前記下プラテン11と下金型20との間に形成された空間には、前述の第1実施形態のように第1,第2エジェクタプレート50,60が配置されている。第1エジェクタプレート50には、ランナーロックピン53a,53cおよびリターンピン52が設けられている。さらに、第2エジェクタプレート60には、図示しないエジェクタロッド、エジェクタピンおよびリターンピンが設けられている。
【0029】
中金型30の上面には基板16を位置決めする基準面36が形成されている。そして、前記基準面36の底面に樹脂を充填するためのキャビティ33が形成されている。前記キャビテイ33にはピンポイントゲート34を介して縦ランナー35が連通している。そして、前記中金型30は上下動可能な上プラテン12に挿通したサポートピン31を介して吊り下げられ、それ独自でも上下動するようになっている。
【0030】
上金型40は上下動する上プラテン12の下面に取り付けられ、その下面は平坦であり、中金型30に位置決めした基板16を前記中金型30とで挟持するようになっている。他は前述の第1実施形態とほぼ同様であるので、同一構成部品には同一番号を附して説明を省略する。
【0031】
本実施形態によれば、成形品18が上向きであるだけでなく、不要樹脂17a,17bも上向きとなり、取り出し作業が容易になる。さらに、設計の選択肢が増え、プレス装置の形態に合わせた多様な設計が可能になるという利点がある。
【0032】
第3実施形態は、図11に示すように、下金型20および中金型30が上下動し、上金型40が上下動しない場合である。
【0033】
第1実施形態と異なる点について説明する。前記下金型20は上下動する下プラテン11にスペースブロック15を介して組み付けられている。さらに、下金型20の上面にはランナー27が形成されている。また、前記下プラテン11と下金型20との間に形成された空間には、前述の第1実施形態のように第1,第2エジェクタプレート50,60が配置されている。第1エジェクタプレート50には、ランナーロックピン53a,53cおよびリターンピン52が設けられている。さらに、第2エジェクタプレート60には、図示しないエジェクタロッド、エジェクタピンおよびリターンピンが設けられている。
【0034】
中金型30の上面には基板16を位置決めする基準面36が形成されている。そして、前記基準面36の底面に樹脂を充填するためのキャビティ33が形成されている。前記キャビテイ33にはピンポイントゲート34を介して縦ランナー35が連通している。そして、前記中金型30は固定された上プラテン12に挿通したサポートピン31を介して上下動するように吊り下げられている。
【0035】
上金型40は固定された上プラテン12の下面に取り付けられ、その下面は平坦であり、中金型30に位置決めした基板16を前記中金型30とで挟持するようになっている。他は前述の第1実施形態とほぼ同様であるので、同一構成部品には同一番号を附して説明を省略する。
【0036】
本実施形態によれば、成形品18が上向きであるだけでなく、不要樹脂17a,17bも上向きとなり、取り出し作業が容易になる。さらに、設計の選択肢が増え、プレス装置の形態に合わせた多様な設計が可能になるという利点がある。
【0037】
前述の実施形態では、4本のサポートピン31が上プラテン12を挿通し、上金型40の内部を通過せずに中金型30を吊り下げている。しかし、必ずしもこれに限らず、図12に示すようにサポートピン31を上プラテン12および上金型40の内部をそれぞれ通過させて吊り下げてもよい。
本実施形態によれば、サポートピン31が上プラテン12および上金型40の内部をそれぞれ通過するので、サポートピン31のガタツキが少なくなり、位置決め精度が向上するという利点がある。
【0038】
なお、固形樹脂を加圧,加熱して溶融させるポットは必ずしも装置の下方側、すなわち、下プランテン側に配置する必要はなく、上方の上プラテン側に配置してもよい。
【0039】
また、前記下金型および上金型の駆動源は、サーボモータ、エアシリンダ、油圧シリンダ等を用いてもよく、あるいは、これらを用いたリンク機構で中金型を動作させてもよい。
【0040】
さらに、前述の実施形態では、プリント基板の片面に実装した電子部品チップを樹脂封止する場合について説明したが、樹脂封止される基材はリードフレームであってもよく、また、その両面を樹脂封止してもよい。
【0041】
そして、前述の実施形態では、別体のエジェクタロッドとエジェクタピンとを同一軸心上に突き合わせて使用する場合について説明した。しかし、これに限らず、長い1本のエジェクタピンを第2エジェクタプレートに直結し、このエジェクタピンで成形品を突き出してもよい。このようなエジェクタピンを使用することにより、部品点数,組立工数が減少するという利点がある。
【0042】
【発明の効果】
本発明によれば、第2金型に別体の樹脂路プレートを一体化しないので、第2金型が厚くならない。このため、第2金型の縦ランナーの距離が短くなり、成形後に廃棄しなければならない樹脂が少なくなり、樹脂を節約できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる樹脂成形装置の第1実施形態を示す正面図である。
【図2】図1に示した樹脂成形装置の3枚の金型を開いた状態を示す部分断面図である。
【図3】図1に示した樹脂成形装置の3枚の金型を閉じた状態を示す部分断面図である。
【図4】図3に示した駆動機構を駆動して溶融した樹脂をキャビティに充填する工程を示す断面図である。
【図5】図4の中金型および下金型を同時に引き下げた状態を示す断面図である。
【図6】図5で示した下金型だけを引き上げ、中金型から成形品を突き出す工程を示す断面図である。
【図7】図6の部分拡大図である。
【図8】図6の3枚の金型を大きく開いた状態を示す断面図である。
【図9】図8で示した上金型の平面図である。
【図10】本発明にかかる樹脂成形装置の第2実施形態を示す部分断面図である。
【図11】本発明にかかる樹脂成形装置の第3実施形態を示す部分断面図である。
【図12】本発明にかかる前記実施形態の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
10…支柱、11…下プラテン、12…上プラテン、13…駆動機構、15…スペースブロック、15a…固形樹脂、16…基板、18…成形品、20…下金型、21…台部、22…ポット、23…プランジャーチップ、24…プランジャー、25…プランジャー用等圧シリンダブロック、30…中金型、31…サポートピン、32…嵌合孔、33…キャビティ、34…ピンポイントゲート、40…上金型、41…ランナー、50…第1エジェクタプレート、51…スプリング、52…リターンピン、53a,53b,53c…ランナーロックピン、54…スプリング、55…抜け止め部、56…ストッパ、60…第2エジェクタプレート、61…スプリング、62…リターンピン、63…エジェクタロット、64…エジェクタピン、65…スプリング、66…ストッパ。

Claims (5)

  1. 固定された第1金型に動作可能な第2金型および第3金型を順次重ね合わせることにより、第2金型と第3金型とで基材を挟持するとともに、前記基材の少なくとも片面側にキャビティを形成し、第1金型と第2金型との間に形成されたランナーに連通する前記第2金型の縦ランナーを介して前記キャビティに樹脂を充填することにより、前記基材の少なくとも片面を樹脂封止して成形品を成形する樹脂成形装置において、
    前記第1金型の外面側に、ゲートブレークさせるためのランナーロックピンを備えた第1エジェクタプレートと、前記キャビティから成形品を突き出す第2エジェクタプレートと、を配置したことを特徴とする樹脂成形装置。
  2. 固定された第1金型に動作可能な第2金型および第3金型を順次重ね合わせることにより、第1金型と第2金型とで基材を挟持するとともに、前記基材の少なくとも片面側にキャビティを形成し、第2金型と第3金型との間に形成されたランナーに連通する前記第2金型の縦ランナーを介して前記キャビティに樹脂を充填することにより、前記基材の少なくとも片面を樹脂封止して成形品を成形する樹脂成形装置において、
    前記第3金型の外面側に、ゲートブレークさせるためのランナーロックピンを備えた第1エジェクタプレートと、前記キャビティから成形品を突き出す第2エジェクタプレートと、を配置したことを特徴とする樹脂成形装置。
  3. 第2エジェクタプレートが、第3金型の動作につれて同一方向に追従し、第2金型から成形品を突き出すエジェクタピンを備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の樹脂成形装置。
  4. 第2エジェクタプレートが、第2金型に挿入され、かつ、第3金型の動作につれて同一方向に追従するエジェクタロッドと、前記第2金型内に前記エジェクタロッドと同一軸心上に挿入され、かつ、前記第2金型から成形品を突き出すエジェクタピンと、を備えていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の樹脂成形装置。
  5. ランナーロックピンの先端に、固化した不要樹脂を保持する抜け止め部を設けたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の樹脂成形装置。
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