JP2008254294A - 樹脂封止装置及び吸引孔詰まり検出方法 - Google Patents

樹脂封止装置及び吸引孔詰まり検出方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基板を位置決めするための吸引孔の詰まり状態を適切に検出可能であって、簡単かつ安価な構成を備える。
【解決手段】下金型6上に基板22を搬入又は搬出する搬送手段8を備える。搬送手段8は、基板吸引孔18を通過する空気の流れによって移動する移動手段49と、移動手段49が移動したことを検出する検出手段51とを備える。さらに、基板吸引孔18を通過する空気の流れによって検出手段51により移動手段49が移動したことを検出できない場合、基板吸引孔18が詰まっていると判断する穴詰まり判定手段36を備える。
【選択図】図3

Description

本発明は、樹脂封止装置及び吸引孔詰まり検出方法に関するものである。
従来、樹脂封止装置として、基板をキャビティの底面に吸引して位置決めするための吸引孔を備えたものが公知である(例えば、特許文献1参照)。
また、他の樹脂封止装置として、リードフレームを供給する位置に、複数の位置検出穴を備えたものが公知である(例えば、特許文献2参照)。この樹脂封止装置では、金型内にリードフレームが供給されれば、位置検出穴を介して真空引きし、配管系の真空状態を検出することにより、リードフレームが正規の位置にあるか否かを判断する。そして、リードフレームが正規の位置にあり、樹脂封止が完了すれば、配管系を高圧側に切り替え、前記位置検出穴を介して空気を吹き出させることにより、前記位置検出穴に樹脂屑等が侵入しないようにしている。
特開2002−79547号公報 実開平2−92928号公報
ところで、前記いずれの樹脂封止装置であっても、金型内に供給した基板等を吸引して位置決めしている。つまり、吸引孔が詰まる恐れがある環境であるにも拘わらず、吸引孔の詰まりについて考慮されていない。吸引孔には、埃等が吸引されるほか、成形時に充填される樹脂が流入して固化する恐れもある。そして、吸引孔が詰まると、製品が正規の位置に供給されていなくても、正規の位置に供給されたと判断して成形が行われるといった不具合が発生する。このため、従来から吸引孔の詰まりを検出することが望まれていた。
そこで、本発明は、基板を位置決めするための吸引孔の詰まり状態を適切に検出可能であって、簡単かつ安価な構成を備えた樹脂封止装置及び吸引孔詰まり検出方法を提供することを課題とする。
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
下金型上に、複数の基板吸引孔を介して基板を吸着して位置決めし、金型を閉じた後、前記基板の表面に実装した電子部品を樹脂封止するようにした樹脂封止装置であって、
前記下金型上に基板を搬入又は搬出する搬送手段を備え、
前記搬送手段は、
前記基板吸引孔を通過する空気の流れによって移動する移動手段と、
前記移動手段が移動したことを検出する検出手段と、
を備え、
前記基板吸引孔を通過する空気の流れによって前記検出手段により前記移動手段が移動したことを検出できない場合、前記基板吸引孔が詰まっていると判断する穴詰まり判定手段を、さらに備えものである。
この構成により、基板吸引孔を通過する空気の流れによって移動手段が移動したか否かで、簡単に基板吸引孔が詰まったか否かを判断することができる。しかも、既存の搬送手段に移動手段と、検出手段とを設けただけの簡単かつ安価な構成により対応することができ、従来の設備であっても簡単に対応することが可能となる。
前記穴詰まり判定手段により、詰まっているのがいずれの基板吸引孔であるのかを表示する表示手段を、さらに備えるのが好ましい。
この構成により、作業者は表示手段の表示を見るだけで、どの基板吸引孔が詰まっているのかを容易に把握することができる。したがって、詰まった基板吸引孔を簡単に特定して直ぐに清掃作業に移行することが可能となり、作業性を格段に向上させることができる。
前記基板吸引孔から空気を吹き出させる空気吹出手段を、さらに備え、
前記基板吸引孔を通過する空気の流れは、前記空気吹出手段により発生させるようにしてもよい。
この構成により、移動手段をより確実に動作させることができ、基板吸引孔が詰まっているか否かの判断をより的確に行うことが可能となる。
また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
下金型上に、複数の基板吸引孔を介して基板を吸着し、前記基板の表面に実装した電子部品を樹脂封止することにより、前記基板吸引孔の詰まり状態を検出する吸引孔詰まり検出方法であって、
ある樹脂封止工程が終わり、次の樹脂封止工程に移行するまでの間に、
前記基板吸引孔を通過する空気の流れによって移動手段を移動させる移動ステップと、
前記基板吸引孔を通過する空気の流れを発生させることにより、前記移動手段が移動したことを検出する検出ステップと、
前記検出ステップで、移動手段が移動したことを検出できない場合、前記基板吸引孔が詰まっていると判断する穴詰まり判定ステップと、
を実行するようにしたものである。
前記穴詰まり判定ステップでは、各基板吸引孔の位置を示す座標データに基づいて、前記移動手段を移動制御させた後、詰まっているのがいずれの基板吸引孔であるのかを判定し、
前記穴詰まり判定ステップで、詰まっているのがいずれの基板吸引孔であるのかを表示する表示ステップを、さらに実行するのが好ましい。
本発明によれば、既存の搬送手段に移動手段と検出手段を設けただけの簡単かつ安価な構成により、基板吸引孔が詰まっているか否かの判断を行うことが可能となる。
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。
図1は、本実施形態に係る樹脂封止装置を示す。この樹脂封止装置は、大略、基台1及び基台1上に設けた支持フレーム2に、上金型3が取り付けられた固定プラテン4と、タイバー5を介して昇降する、下金型6が取り付けられた可動プラテン7と、アンローダ8とを備える。
以下の説明では、本装置の特徴部分である下金型6と、アンローダ8とについて詳述し、他の構成については説明を省略する。また、本願明細書では、方向、位置等を表す用語(例えば、「上」、「下」、「縁」、「側」及びこれらの用語を含む別の用語)を適宜用いるが、それらの用語は、説明に用いる図面中の方向、位置等を示すだけのものであって、それらの用語によって本発明が限定的に解釈されるものではない。
下金型6は、図2に示すように、取付プレート9に下金型プレート10を取り付け、下金型プレート10に、ポットブロック10a、キャビティブロック11及びアウトサイドブロック12を取り付けた構成である。
前記下金型プレート10の上面は、Y軸方向の両側に側壁13をそれぞれ形成されることにより溝状となっている。各側壁13の中央部には凹部14がそれぞれ形成され、各凹部14にはガイドブロック15aがそれぞれ取り付けられている。各ガイドブロック15aは、中央部が突出して表面から露出し、その両側が凹部14内に位置する凸形状となっている。ガイドブロック15aは、上金型側に設けた凹形状のガイドブロック(図示せず)と互いに係合することにより、金型を閉じた際、両金型3、6の位置決めを行う。また、下金型プレート10の上面には、X軸方向の両端部に凹所17が形成され、そこにはアウトサイドブロック12が取り付けられている。
前記ポットブロック10a及び前記キャビティブロック11は、下金型プレート10の上面の前記両側壁13の間に、ポットブロック10aの両側にキャビティブロック11をそれぞれ配置した状態で、これらは下面側から下型プレート10にネジ止め固定されている。
ポットブロック10aには、4箇所にポット部16が形成されている。各ポット部16には、円柱状の樹脂材料が供給され、溶融された後、図示しないキャビティへと充填され、基板22に実装した電子部品24を樹脂封止できるようになっている。但し、ポット部16の数及び容量は、樹脂封止の対象である基板の種類に応じて適宜決定すればよい。
前記キャビティブロック11の上面には、基板吸引孔18と位置決めピン19がそれぞれ設けられている。基板吸引孔18は、両側縁部に沿って4箇所ずつ、合計8箇所に形成した貫通孔で構成されている。貫通孔の下端は栓体20によって閉鎖されており、各貫通孔は上下方向中央部に設けた連通路21により、幅方向(X軸方向)及び長手方向(Y軸方向)に互いに連通されている(図3参照)。位置決めピン19は、中央部内側に設けられ、基板22に形成した位置決め孔23aに挿通し、下金型6に対して基板22を位置決めする。ここでは、基板22の上面には複数箇所(3×21=63箇所)にICチップ等の電子部品24が実装され、全体を樹脂封止された後、1つずつに切断される。
前記アウトサイドブロック12は、下金型プレート10の凹所17に取り付けられ、中央部には、下金型プレート10に設けたものと同様なガイドブロック15bが設けられている。また、アウトサイドブロック12の外側面両側2箇所から、前記キャビティブロック11に形成した連通路21に連通する接続孔25がそれぞれ形成されている。各接続孔25は、図3に示すように、連通管26から切替弁27を介して第1真空源28と高圧源29とにそれぞれ接続されている。また、切替弁27から第1真空源28に至るまでの配管途中には、真空スイッチ30(圧力センサ)が設けられている。真空スイッチ30は、第1真空源28の駆動時に配管内が所定圧まで減圧されない場合、後述する制御部36に制御信号を出力する(図8参照)。制御部36は入力された制御信号に基づいて、全ての基板吸引孔18によって基板22を吸引できていない状態、すなわち基板22が位置ずれして保持されている状態であると判断し、作業者に警告するための処理を実行する。
アンローダ8は、図3に示すように、本体部31の先端にクリーナー32を備え、本体部31の下面に基板搬送部33及び穴詰まり検出部34を備える。アンローダ8は、記憶部35に記憶させた座標データに基づいて制御部36がサーボモータ37を駆動制御し、正確に所望の位置へと移動させることができるようになっている(図8参照)。記憶部35に記憶させた座標データには、基板22の搬入出位置、昇降位置のほか、後述する検出ピン49の停止位置等が含まれる。
前記クリーナー32は、本体部31の先端に接続されるケーシング38内の上下にローラブラシ39をそれぞれ配設したものである。各ローラブラシ39は、モータ40(図8参照)からの駆動力が、駆動軸41、ベルト42、及び、回転軸43を介して伝達されて回転するようになっている。各ローラブラシ39は、一部を上下面に形成した吸込口44からそれぞれ露出させ、上金型3及び下金型6の表面に摺接して付着した不要物を除去する。ケーシング38内の空間は、本体部31に形成した吸引通路45を介して第2真空源46(図8参照)に接続されている。
前記基板搬送部33は、アンローダ8の下面に取外可能に装着され、基板22の両側外縁下部を支持する複数のチャック爪47を備える。基板搬送部33は、第1エアシリンダ48(図8参照)の駆動により昇降する。また、チャック爪47は、第2エアシリンダ47a(図8参照)により、両側部に位置するものがY軸方向に開閉する。
前記穴詰まり検出部34は、基板搬送部33の先端に設けられる、昇降可能な検出ピン49と、この検出ピン49の昇降動作を検出する第1センサ50及び第2センサ51とを備える。これらは、図7(a)に示すように、Y軸方向に沿って4箇所に設けられ、アンローダ8がX軸方向に水平移動することにより、X軸方向に並ぶ各基板吸引孔18の上方位置にそれぞれ位置決めできるようになっている。前記穴詰まり検出部34は、既存の基板搬送部33を改良して簡単かつ安価に装備することができる。この場合、アンローダ8から取外可能な基板搬送部33での改良であるため、簡単に対応することができる。
なお、これら検出ピン49等は、4箇所のみに限らず、X軸方向にも配置するようにしてもよい(例えば、4×2、4×3等。図7(b)は4×4の例を示す。)。金型表面の清掃は、検出部34とクリーナー32を備えたアンローダ8をX軸方向に移動させる際に行われる。これにより、詰まり検出を短時間で行うことができ、後述するように、ローラブラシ39による清掃中に検出を行ったとしても、清掃時間が必要以上に長くなることがない。また、検出ピン49の昇降動作を検出するセンサは、必ずしも上下2箇所に設ける必要はなく、いずれか一方のみとすることも可能である。但し、センサを2箇所に設けることにより、検出ピン49の動作状態をより一層的確に検出することができ、信頼性を高めることが可能となる。
前記検出ピン49は、ブッシュ52によってガイドされた状態で昇降し、上下端には鍔部49a、49bがそれぞれ形成されている。下端鍔部49bと基板搬送部33の下面との間にはスプリング53が配設されている。これにより、検出ピン49は下方側に付勢され、初期位置に位置している。但し、検出ピン49を初期位置に位置させるのは、前記スプリング53に限らず、エアシリンダ等、他の手段により強制的に行うようにしてもよい。前記検出ピン49の上端鍔部49aは、検出ピン49が基板搬送部33から落下するのを防止すると共に、第2センサ51による被検出部として機能する。前記第1センサ50は、基板搬送部33の下面に設けられ、検出ピン49が初期位置にあるとき、下端鍔部49bを検出する。前記第2センサ51は、基板搬送部33の上面に設けられ、検出ピン49が動作位置、すなわち高圧源29から供給された空気が基板吸引孔18を介して検出ピン49の下端鍔部49bに吹き付けられることにより上方に移動したとき、上端鍔部49aを検出する。図8に示すように、これらセンサ50、51からの検出信号は前記制御部36に入力され、制御部36は後述するように、入力信号に基づいて各基板吸引孔18の詰まり状態を判断し、詰まり状態の検出結果を表示部54に表示させる。
次に、前記樹脂封止装置の動作について説明する。
まず、所定温度に加熱された金型を開放し、図示しないインローダに保持した基板22を搬送し、下金型6の上面に載置する。このとき、基板22は、下金型6に形成した位置決めピン19によって位置決めされる。また、円柱状の樹脂材料を各ポット部16に供給する。この状態で、切替弁27を切り替え、第1真空源28を駆動することにより、基板吸引孔18を介して基板22を下金型6の上面に吸引・保持する。また、インローダを金型から退避させる。このようにして金型内に基板22がセットされれば、可動プラテン7を駆動して下金型6を上動させ、金型を閉じる。このとき、基板22が、下金型6に形成した位置決めピン19を中心として多少回転方向に位置ずれしたとしても、上金型3に設けた位置決めピン(図示せず)が基板22の両端に形成した残る2箇所の位置決め孔23bに挿入されるので、基板22の位置ずれが修正される。金型を閉じた状態では、基板22は両金型によって挟持された状態となっており、位置ずれすることはないので、第1真空源28の駆動を停止する。そして、ポット部16で溶融させた樹脂材料をキャビティ内に充填し、基板22に実装した電子部品24を樹脂封止する。
樹脂封止された基板22は、次のようにして金型から搬出する。すなわち、可動プラテン7を駆動して下金型6を降下させ、金型を開放する。そして、アンローダ8を金型内に侵入させ、チャック爪47を開放し、基板搬送部33を降下させる(下金型6すなわちキャビティブロック11の表面には、チャック爪47との干渉を回避するために、図示しない逃がし凹部が形成されている。)。所定位置まで降下すれば、チャック爪47を閉じ、基板22を保持した後、基板搬送部33を上昇させる。その後、アンローダ8を金型から退避させるが、このとき金型の表面を清掃すると共に、各基板吸引孔18の詰まり状態を検出する。これらの清掃及び詰まり検出は本発明の特徴部分であるので、図9に示すフローチャートに従って詳細に説明する。
すなわち、図4(a)に示すように、チャック爪47に基板22を保持し、基板搬送部33を所定位置まで上昇させた後、ローラブラシ39の回転駆動を開始し(ステップS1)、第2真空源46を駆動することにより吸込口44から吸引を開始する(ステップS2)。このとき、第1センサ50により検出ピン49の下端鍔部49bが検出されているか否かを判断する(ステップS3)。これは、検出ピン49が、上動したままであるとか、スプリング53による付勢力が不足し、初期位置に復帰できない等の不具合が発生していないことを確認するためのものである。検出ピン49が初期位置にないと判断されれば(ステップS3:NO)、表示部や、図示しないブザー等で作業者に警告する(ステップS4)。
検出ピン49が初期位置にあることが確認されれば、アンローダ8を金型内から退避させるように水平方向に移動させる(ステップS5)。このとき、記憶部35に記憶した座標データに基づいてアンローダ8を駆動制御する。すなわち、図4(b)に示すように、各検出ピン49がX軸方向に並ぶ各基板吸引孔18の上方に位置すれば(ステップS6)、アンローダ8を停止させる(ステップS7)。そして、切替弁27を切り替えて高圧源29を駆動する(ステップS8)。
基板吸引孔18が詰まっていない場合、図5(a)に示すように、吹き出された空気により、スプリング53の付勢力に抗して検出ピン49の下端鍔部49bが押し上げられる。これにより、第2センサ51によって検出ピン49の上端鍔部49aが検出される。一方、基板吸引孔18が詰まっている場合、吹き出される空気量が少ないか、あるいは、殆ど出なくなるので、検出ピン49を動作させることができない。このため、第2センサ51によって検出ピン49の上端鍔部49aが検出されることはない。そこで、第2センサ51から検出信号が入力されたか否かを判断する(ステップS9)。第2センサ51から検出信号が入力されれば、対応する基板吸引孔18は詰まっていないと判断し、表示部54に表示させた各基板吸引孔18に対応する領域に、その旨(例えば、「OK」の文字等)を表示する(ステップS10)。また、第2センサ51から検出信号が入力されなければ、対応する基板吸引孔18が詰まっていると判断し、同様に、表示部54の対応する領域に、清掃すべき警告表示(例えば、NG等)を行わせる(ステップS11)。そして、高圧源29の駆動を停止し(ステップS12)、図5(b)に示すように、スプリング53の付勢力により検出ピン49を初期位置まで降下させる。
以下同様にして、アンローダ8を移動させ、全ての基板吸引孔18について詰まり状態を検出する。このとき、同時にローラブラシ39により両金型の表面が清掃される。したがって、詰まり検出と清掃とを無駄なく行うことができ、一連の樹脂封止処理をスムーズに実行可能となる。そして、全ての基板吸引孔18について詰まり状態の検出が行われれば(ステップS13:YES)、アンローダ8を金型内から完全に退避させ(ステップS14)、インローダによる基板及び樹脂材料の供給があるまで待機する。
なお、前記実施形態では、穴詰まり検出部34をアンローダ8に設けるようにしたが、インローダに設けることも可能である。
また、前記実施形態では、高圧源29を駆動して基板吸引孔18から空気を吹き出させることにより検出ピン49を上方に移動させるようにしたが、第1真空源28の駆動による下端鍔部49bを吸引して検出ピン49を下動させるようにしてもよい。この場合、切替弁27及び高圧源29は不要となる。また、検出ピン49は、上方側に向かって付勢させる必要がある。よって、スプリング53は、上端鍔部49aと基板搬送部33の上面との間に配置すればよい。
また、前記実施形態では、基板吸引孔18の詰まりを検出した場合、作業者がメンテナンスするようにしたが、図6に示す検出ピン49を使用することにより、メンテナンスの頻度を少なく、あるいは、メンテナンスを不要とすることが可能となる。この検出ピン49は、下端鍔部49bの中心から挿通ピン55が突設されている。そして、前述のようにして穴詰まり検出部34によって基板吸引孔18が詰まっていると判断されれば、基板搬送部33を降下させ、挿通ピン55で詰まりの原因である不要物(主に、樹脂カス)を除去する。このとき、第1真空源28を駆動し、除去された不要物を排出すればよい。
本実施形態に係る樹脂封止装置の概略を示す正面図である。 図1の下金型及び基板を示す斜視図である。 図1に示すアンローダ正面断面図である。 図3に示すアンローダの動作状態を示す図である。 図3に示すアンローダの動作状態を示す図である。 他の実施形態に係るアンローダの正面断面図である。 図3に示すアンローダの穴詰まり検出部の配置例を示す概略平面図である。 本実施形態に係る樹脂封止装置のブロック図である。 図8の制御部で実行される樹脂封止処理の一部を示すフローチャート図である。
符号の説明
1…基台
2…支持フレーム
3…上金型
4…固定プラテン
5…タイバー
6…下金型
7…可動プラテン
8…アンローダ
9…取付プレート
10…下金型プレート
10a…ポットブロック
11…キャビティブロック
12…アウトサイドブロック
13…側壁
14…凹部
15a、15b…ガイドブロック
16…ポット部
17…凹所
18…基板吸引孔
19…位置決めピン
20…栓体
21…連通路
22…基板
23a、23b…位置決め孔
24…電子部品
25…接続孔
26…連通管
27…切替弁
28…第1真空源
29…高圧源
30…真空スイッチ
31…本体部
32…クリーナー
33…基板搬送部
34…穴詰まり検出部
35…記憶部
36…制御部(穴詰まり判定手段)
37…サーボモータ
38…ケーシング
39…ローラブラシ
40…モータ
41…駆動軸
42…ベルト
43…回転軸
44…吸込口
45…吸引通路
46…第2真空源
47…チャック爪
47a…第2エアシリンダ
48…第1エアシリンダ
49…検出ピン(移動手段)
49a…上端鍔部
49b…下端鍔部
50…第1センサ
51…第2センサ(検出手段)
52…ブッシュ
53…スプリング
54…表示部
55…挿通ピン

Claims (5)

  1. 下金型上に、複数の基板吸引孔を介して基板を吸着して位置決めし、金型を閉じた後、前記基板の表面に実装した電子部品を樹脂封止するようにした樹脂封止装置であって、
    前記下金型上に基板を搬入又は搬出する搬送手段を備え、
    前記搬送手段は、
    前記基板吸引孔を通過する空気の流れによって移動する移動手段と、
    前記移動手段が移動したことを検出する検出手段と、
    を備え、
    前記基板吸引孔を通過する空気の流れによって前記検出手段により前記移動手段が移動したことを検出できない場合、前記基板吸引孔が詰まっていると判断する穴詰まり判定手段を、さらに備えたことを特徴とする樹脂封止装置。
  2. 前記各基板吸引孔の位置を座標データとして記憶する記憶手段と、
    前記座標データに基づいて、前記搬送手段を駆動制御し、前記移動手段を、順次、前記各基板吸引孔に対応する位置に移動させる移動制御手段と、
    を備え、
    前記穴詰まり判定手段は、前記移動制御手段により、前記記憶手段に記憶させた座標データに基づいて、前記移動手段を移動制御させた後、詰まっているのがいずれの基板吸引孔であるのかを判定し、
    前記穴詰まり判定手段による判定結果を表示する表示手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の樹脂封止装置。
  3. 前記基板吸引孔から空気を吹き出させる空気吹出手段を、さらに備え、
    前記基板吸引孔を通過する空気の流れは、前記空気吹出手段により発生させることを特徴とする請求項1又は2に記載の樹脂封止装置。
  4. 下金型上に、基板を吸着して位置決めする、複数の基板吸引孔の詰まり状態を検出するための吸引孔詰まり検出方法であって、
    ある樹脂封止工程が終わり、次の樹脂封止工程に移行するまでの間に、
    前記基板吸引孔を通過する空気の流れによって移動手段を移動させる移動ステップと、
    前記基板吸引孔に空気の流れを発生させ、前記移動手段が移動したか否かを検出する検出ステップと、
    前記検出ステップで、移動手段が移動したことを検出できない場合、前記基板吸引孔が詰まっていると判断する穴詰まり判定ステップと、
    を実行することを特徴とする吸引孔詰まり検出方法。
  5. 前記穴詰まり判定ステップでは、各基板吸引孔の位置を示す座標データに基づいて、前記移動手段を移動制御させた後、詰まっているのがいずれの基板吸引孔であるのかを判定し、
    前記穴詰まり判定ステップで、詰まっているのがいずれの基板吸引孔であるのかを表示する表示ステップを、さらに実行することを特徴とする請求項4に記載の方法。
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