JP2013042017A - 樹脂モールド装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】樹脂供給部は、ワークW上に顆粒樹脂70を供給する顆粒樹脂供給部B2を備えており、顆粒樹脂供給部B2から顆粒樹脂70を供給されたワークWをプレス部Cまで移送する風防が設けられたワーク移送機構B3が、ロボットの移動範囲(搬送エリア11)とプレス部Cとの間に併設されている。
【選択図】図1
Description
モールド樹脂として顆粒樹脂を用いる場合、ディスペンサによってワーク上に顆粒樹脂が供給されたまま各プレス部まで搬送される間に、樹脂粉が飛散して装置内部のクリーン度が低下する。また、飛散した顆粒樹脂を清掃して復旧させる作業負担が大きい。
ワークをロボットハンドに保持して各工程間を搬送する回転及び直線移動可能なロボットを備えたワーク搬送機構と、前記ワークを供給するワーク供給部と、前記ワーク供給部から取り出されたワークを樹脂モールドするための樹脂を供給する樹脂供給部と、前記樹脂供給部から供給された樹脂及び前記ワークが搬入されて樹脂モールドされるプレス部と、前記プレス部で樹脂モールドされたワークを収納するワーク収納部と、装置各部の動作を制御する制御部と、を具備し、前記ワーク搬送機構に備えたロボットの移動範囲を囲んで前記ワーク供給部、前記樹脂供給部、前記プレス部及び前記ワーク収納部が配置され、前記ワーク供給部から取り出されたワークに前記樹脂供給部においてモールド樹脂を供給し、該モールド樹脂が供給された前記ワークが風防で遮蔽された状態で前記プレス部まで搬送されることを特徴とする。
上記構成によれば、モールド樹脂が供給されたワークが風防で遮蔽された状態でプレス部まで搬送されるので、ワークから樹脂粉が飛散することはなく、ハンドリング性が向上し、メンテナンスを軽減することができる。
これによれば、顆粒樹脂が供給されたワークを風防が設けられたワーク移送機構(例えばコンベア装置)によって移送されるので、樹脂粉の飛散は抑えられ、クリーン度を維持したままプレス部へ移送することができる。
これによれば、ワークに供給された顆粒樹脂の表面が予備加熱部の予備加熱により溶け出すため、風防フレーム内をワーク移送方向下流側へ移送しても樹脂粉が飛散し難くなるうえに、プレス部における加熱溶融時間も短くすることができる。
これにより、ワークの搬入搬出時以外は風防フレーム内外の空気の流れをシャッターにより遮断して、顆粒樹脂から樹脂粉の飛散を抑えることができる。
これにより、ワークの種類、製品によって、ロボットハンドによって樹脂供給部を選択して樹脂供給を行ってプレス部に搬送することができる。
上記構成によれば、ワーク載置部に載置されたワーク上に樹脂投下部から山盛り状に投下して供給された顆粒樹脂は、均し機構のブレードを近接させながら回転させてワーク上で真円状に凹凸なく均すことにより所定高さで供給することができ、未充填等の成形不良の発生を防ぐことができる。
これにより、ワークの周縁部に飛散防止枠を近接配置するので樹脂投下部から投下した顆粒樹脂が拡散することなくワーク中央部に山盛り状に投下することができる。
これにより、円形のワークや矩形のワークであっても、対向位置で側面をガイドすることでワーク中央部の位置出しが容易に行える。
これにより、樹脂供給動作時以外に樹脂投下部に残留する顆粒樹脂がワーク載置部に落下するおそれはなく計量誤差の発生を防ぐことができる。
これにより、樹脂投下部よりワークに供給される顆粒樹脂の供給量を所定誤差範囲内で計測して安定供給することができる。
図1は、本発明に係る樹脂モールド装置の一実施形態である平面レイアウト図である。本実施形態の樹脂モールド装置は、ワーク搬送機構Hに備えた多関節ロボットの移動範囲を囲んでワーク供給部A、液状樹脂供給部B1、顆粒状樹脂供給部B2、ワーク移送機構B3、プレス部C、ワーク検査部D(冷却部)、加熱硬化部E及びワーク収納部Fのような各処理工程を行う処理部と、これら処理部の動作を制御する制御部Gが配置されている。プレス部Cの近傍には情報読取り部Iが設けられている。また樹脂供給部B1の近傍には、表示部J及び操作部Mが設けられている。このように多関節ロボットの移動範囲を囲んで各工程を配置したことにより、移動距離が短縮されて工程間で効率の良いワーク搬送が実現できる。以下各部の構成について具体的に説明する。
図1に示すように、表示部L及び操作部Mは一体的に配置されている。作業者は、表示部Lに表示された情報を確認しながら、必要に応じて操作部Mを操作して装置内部における各部(例えば多関節ロボット2)の動作を制御可能となっている。また、後述する各種情報の入力や変更を行なうことも可能となっている。なお、通信回線を用いることで装置から離れた位置に表示部と操作部を設けて遠隔操作する構成としてもよい。
図2(A)において、ワーク搬送機構Hは、ワークWをロボットハンド1に保持して各工程間を搬送する回転及び直線移動可能な多関節ロボット2を備えている。多関節ロボット2は、折りたたみ可能な垂直リンク2aによる上下動可能な垂直多関節ロボットと、水平リンク2bを水平面内で回転と移動が可能な水平多関節ロボットとの組み合わせにより構成されている。水平リンク2bの先端にはロボットハンド1が設けられている。2箇所の水平リンク2bとロボットハンド1は各々垂直軸2c,2d,2eを中心に回転可能に軸支されている。上記各リンクは、図示しないサーボモータに備えたエンコーダにより回転量が検出されてフィードバック制御が行われる。このように、多関節ロボット2を備えた構成を採用することにより、垂直リンク2aによって上下方向において任意の位置にロボットハンド1を移動させる動作と、水平リンク2bによって水平方向において任意の位置でロボットハンド1を移動させる動作とを並行して行うことができる。このため、多関節ロボット2の移動範囲を囲んで配置された各処理部の間でワークWを直線的に搬送することができ、各処理部へ搬送するのに要する時間を最短にすることができる。これにより、後述するようにワークWと液状樹脂をプレス部Cへ搬入して樹脂モールドするような次工程にワークWを迅速に搬送することができ、成形品質の向上に寄与することができる。
図1において、多関節ロボット2が往復動する直動ガイドレール4の手前側には、ワーク供給部Aとワーク収納部Fが併設されている。具体的には、ワークW(被成形品)を収納した供給マガジン9と、ワークW(成形品)を収納可能な収納マガジン10が2列ずつ併設されている。尚、供給マガジン9と収納マガジン10とは構造が同様であるので、以下では供給マガジン9の構造を代表して説明するものとする。また、2列設けられた供給マガジン9は、同じ種類のワークWを収納する場合でも、異なる種類のワークWを収納する場合でもいずれでも良い。収納マガジン10についても同様である。また、供給マガジン9及び収納マガジン10を1列ずつ設ける構成としてもよく、或いはそれぞれを3列以上設ける構成としてもよい。また、供給マガジン9及び収納マガジン10としてFOUPのような密閉式の搬送容器を用いることができる。
図5(A)において、エレベータ機構13は昇降ガイド14の上昇位置にあるもとする。このとき、供給マガジン9は最下側のワークWが取出し口12aに対向した位置にある。多関節ロボット2を起動してロボットハンド1を仕切り壁12を隔ててシャッター15に対向する位置まで移動させる。
尚、ワーク収納部Fにおいては、成形後のワークWを吸着保持したロボットハンド1が搬送エリア11から収納マガジン10内に凹溝沿って進入してワークWの吸着を解除することでスリットに受け渡す以外は、ワーク供給部Aと同様の動作が行われる。
図1において、装置手前側に設けられたワーク供給部Aに隣接して液状樹脂供給部B1が設けられ、ワーク搬送機構Hの移動範囲より奥側に顆粒樹脂供給部B2が各々設けられている。尚、液状樹脂供給部B1は省略されていてもよい。
先ず液状樹脂供給部B1の構成について説明する。液状樹脂供給部B1には複数のシリンジを回転可能に保持したリボルバ式のシリンジ供給部17を挟んで両側にディスペンスユニット18が2系統設けられている。なお、液状樹脂供給部B1は、樹脂の冷却と除湿のために内部の温度と湿度を調節可能となっている。また、装置側面には扉が設けられており、作業者がシリンジを交換可能となっている。
顆粒樹脂供給部B2は、ワークWに1回の樹脂モールド量に相当する顆粒樹脂を供給する。なお、顆粒樹脂に替えて粉末樹脂を供給してもよい。図7(A)において、顆粒樹脂はホッパー51に貯留されている。樹脂投下部52は、ホッパー51より供給された顆粒樹脂を受けるトラフ53と該トラフ53を振動させて顆粒樹脂をワークWに向って送り出す電磁フィーダー54を備えている。電磁フィーダー54は、一対の振動板を所定方向に振動させてトラフ53内で顆粒樹脂を送り出すようになっている。
位置決め治具57は、図7(B)に示すように十字状の支持台57aの対向位置にガイド爪57bが突設されており、対向する一対のガイド爪57bによってワークWの側面をガイドする。これにより、円形のワークWや矩形のワークWであっても、対向位置で側面をガイドすることでワーク中央部の位置出しが容易に行える。
上記構成によれば、ワーク載置部55に載置されたワークW上に山盛り状に投下して供給された顆粒樹脂は、均し機構58の均しブレード60を回転させてワークW上で真円状に凹凸なく均すことにより所定高さで供給することができ、未充填等の成形不良の発生を防ぐことができる。
これにより、樹脂供給動作時以外に樹脂投下部52に残留する顆粒樹脂がワーク載置部55に落下するおそれはなく落下防止トレイ66で受け止めて計量誤差の発生を防ぐことができる。
これにより、均しブレード60を回転駆動する駆動モータ61のモータ軸61aをトラフ53の下流端に形成されたV字状の切欠き部53bを通じてワークW上で中央部に配置することができ、かつトラフ53の長手方向溝部53a内に顆粒樹脂を集めて下流側へ送り出し、顆粒樹脂を拡散することなくワーク中央部に山盛り状に投下することができる。
また、図9(B)に示すように、下端60bがR面(曲面)状に形成されていてもよい。これにより、均しブレード60と顆粒樹脂の摩擦を抑制して静電気の発生を防止することができる。
或いは、図9(C)に示すように、均しブレード60の板厚をより薄くして上端60aを剣先のように先鋭に形成して顆粒樹脂の乗り上げをより確実に防止するようにしてもよい。
これにより、樹脂投下部52よりワークWに供給される顆粒樹脂の供給量を所定誤差範囲内で計測して安定供給することができる。
尚、上記実施形態は液状樹脂若しくは顆粒状樹脂を供給する装置構成について説明したが、他の樹脂(タブレット樹脂、ペースト状樹脂、シート状樹脂など)の供給装置をワークWの形態に応じて適宜選択可能である。
次に顆粒樹脂供給部B2からプレス部Cへのワーク移送機構B3の構成について図1及び図12を参照して説明する。
図1に示すように、ワーク移送機構B3は、多関節ロボット2の移動範囲とプレス部Cとの間に併設されている。顆粒樹脂供給部B2から顆粒樹脂70を供給されたワークWを風防が設けられたワーク移送機構B3を通じてプレス部Cまで移送する。
上記構成によれば、風防が設けられたワーク移送機構B3によって、顆粒樹脂供給部B2から顆粒樹脂70を供給されたワークWをプレス部Cまで移送するので、ワークWから樹脂粉が飛散することはなく、ハンドリング性が向上し、メンテナンスを軽減することができる。
これにより、顆粒樹脂が供給されたワークWをコンベアベルト73に載置して風防フレーム71内を移送されるので、樹脂粉の飛散は抑えられ、クリーン度を維持したままプレス部Cへ移送することができる。また、液状樹脂を用いた成形と、顆粒樹脂を用いた成形を並行して実施することができる。
これにより、プレス部Cにおける加熱溶融時間も短くすることができる。また、高温で予備加熱することで顆粒樹脂70の表面を溶融させてもよい。この場合、移送時に樹脂粉が飛散し難くなる。なお、予備加熱部79は設けられていなくてもよい。
次に図13乃至図16を参照してプレス部Cの構成について説明する。
図1に示すように、本実施形態では複数のプレス部Cが直動ガイドレール4より奥側に併設されている。一例としてプレス部Cを2台設けたが、1台であっても3台以上であっても良い。またプレス部Cは同じ製品を樹脂モールドするモールド金型を備えていても、異なる製品を樹脂モールドするモールド金型を備えていてもいずれでも良い。プレス部Cの搬送エリア11に臨む側には仕切り壁24が設けられており、該仕切り壁24には開口部24aが設けられている。開口部24は開閉可能なプレス側シャッター25によって通常は閉塞されている。シャッター25は、シリンダ、ソレノイドなどの駆動源により開閉するように設けられる。
上述したプレス装置26と同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。例えばE−WLP成形のようにワークWとしてキャリアプレートKに粘着テープを貼って、該粘着テープに半導体チップを粘着させたものを封止するときには、加熱により半導体チップを樹脂で封止した成形品をキャリアプレートKから取り外す処理を樹脂モールド後に行っている。このようなワークWを用いた成形では、プレス装置26の下型30に直接搬入したときから加熱によって粘着テープの粘着力の低下が始まってキャリアプレートK上を流動する樹脂によって半導体チップがキャリアプレートKの外側に向かって移動してしまう可能性がある(いわゆるフライングダイ)。
次にワーク検査部Dの構成について図16を参照して説明する。図16において、ベース部39には直動レール39aが設けられている。この直動レール39aには可動ステージ40がレール長手方向に往復動可能に設けられている。可動ステージ40は例えば公知の駆動機構、ナット部がボールねじに連繋し、該ボールねじをモータにより正逆回転駆動することにより直動レール39a上を往復動するようになっている。
尚、異常(想定を上回る未充填など)が検出されたときには表示部Jにその旨を通知し、装置全体の動作を止めてメンテナンスすることで、不良品が連続生産されるのを防ぐことができる。
次に加熱硬化部Eの構成について図17(A)(B)を参照して説明する。加熱硬化部Eにはキュア炉43が設けられており、検査後のワークWをロボットハンド1によりキュア炉43に収納してモールド樹脂を120℃から150℃程度で加熱硬化(ポストキュア)することで加熱硬化を完了させる。図17(A)において、キュア炉43内には、対向配置されたスリット43aが高さ方向に所定ピッチで形成されこのピッチでワークWが保持されるようになっている。ワークWをキュア炉43に収納するときには、いずれかに形成されたスリット43aに沿ってワークWを挿入して保持するようになっている。
図16に示すように冷却部Nは、ワーク検査部Dの上方における空間に、冷却用マガジン48が設けられている。冷却用マガジン48内の両側壁には、対向配置されたスリット48aが高さ方向に所定ピッチで形成されておりこのピッチでワークWを保持可能に構成されている。この場合、ロボットハンド1を任意の高さに移動可能な多関節ロボット2によって、所定のスリット48aに対してワークWを受渡し可能となっている。成形品の加熱硬化が完了したワークWはロボットハンド1により吸着保持されたまま冷却部Nのスリット48a(受け渡し位置)へ搬送されて吸着を解除されて受け渡される。この状態で所定時間放置することでワークWが自然冷却される。尚、冷却部は、ワーク検査部Dとは別個に設けることも可能であるが、ワーク検査部D上の空いているエリアを利用することで装置をコンパクトに構成することができる。
ワーク収納部Dの構成は前述したようにワーク供給部Aの構成と同様である。ロボットハンド1は、冷却部で冷却されたワークWを可動ステージ40より受け取って隣接する収納マガジン10へ搬送して収納する。
図1において、制御部Gは、CPU(中央演算処理装置)やROM、RAMなどの記憶部47を備え、前述した装置各部の動作を制御する。記憶部47には各種制御プログラムが記憶されているほかに、ワーク搬送対象候補リストや搬送順序情報やワークWに付されたコード情報が記憶されている。CPUは、ROMより必要なプログラムをRAMに読み出して実行させ、RAMを用いて入力情報を一次的に記憶させたり入力情報に応じた演算処理を行ったりして制御プログラムに基づいてコマンドを出力する。
尚、制御部Gはワーク搬送機構Hを囲むように配置されているが、例えばコントローラのように有線若しくは無線により遠隔操作できるものであっても良い。
図18(A)において、ワーク載置部55の位置決め治具57に位置決めされたワークWに、飛散防止枠59を近接させる。飛散防止枠59は、モータ軸61aを介して昇降スライダー62に支持されている(図7参照)。昇降用モータ63を起動して昇降用スライダー62を下降させると飛散防止枠59をワークWに近接配置させることができる。
また、プレス装置26は圧縮成形装置に限らずトランスファモールド装置であってもよく、減圧空間を形成してモールドを行っても良い。
また、成形前後のワークWを1つのマガジンに収容することで、ワーク供給部Aとワーク収納部Fとを共用してもよい。この場合、樹脂モールド後のワークWによって樹脂モールド前のワークWが加熱されることを防止するために、樹脂モールド後に冷却してから収納するのが好ましい。
Claims (12)
- ワークをロボットハンドに保持して各工程間を搬送する回転及び直線移動可能なロボットを備えたワーク搬送機構と、
前記ワークを供給するワーク供給部と、
前記ワーク供給部から取り出されたワークを樹脂モールドするための樹脂を供給する樹脂供給部と、
前記樹脂供給部から供給された樹脂及び前記ワークが搬入されて樹脂モールドされるプレス部と、
前記プレス部で樹脂モールドされたワークを収納するワーク収納部と、
装置各部の動作を制御する制御部と、を具備し、
前記ワーク搬送機構に備えたロボットの移動範囲を囲んで前記ワーク供給部、前記樹脂供給部、前記プレス部及び前記ワーク収納部が配置され、
前記ワーク供給部から取り出されたワークに前記樹脂供給部においてモールド樹脂を供給し、該モールド樹脂が供給された前記ワークが風防で遮蔽された状態で前記プレス部まで搬送されることを特徴とする樹脂モールド装置。 - 前記樹脂供給部は、ワーク上に顆粒樹脂を供給する顆粒樹脂供給部を備えており、
前記顆粒樹脂供給部から顆粒樹脂を供給されたワークを前記プレス部まで移送する風防が設けられたワーク移送機構が、前記ロボットの移動範囲と前記プレス部との間に併設されている請求項1記載の樹脂モールド装置。 - 前記ワーク移送機構は、トンネル状の風防フレーム内にワークを載置したまま移送する無端状のコンベアベルトを備えたコンベア装置が設けられている請求項2記載の樹脂モールド装置。
- 前記風防フレーム内のワーク移送方向上流側には前記ワークに供給された顆粒樹脂を予備加熱する予備加熱部が設けられている請求項2又は請求項3記載の樹脂モールド装置。
- 前記風防フレームには、前記ロボットハンドからワークを受け渡す位置、前記風防フレームから前記プレス部に対してワークを受け渡す位置に各々シャッターが開閉可能に設けられている請求項2乃至請求項4のいずれか1項記載の樹脂モールド装置。
- 前記樹脂供給部は、前記ワーク上に液状樹脂を供給する液状樹脂供給部を併有している請求項2乃至請求項5のいずれか1項記載の樹脂モールド装置。
- 前記顆粒樹脂供給部は、顆粒樹脂を貯留するホッパーと、該ホッパーから供給された顆粒樹脂をワーク上へ投下する樹脂投下部と、前記ワークを載置して前記樹脂投下部から投下された顆粒樹脂の重量を計測可能な計測部を備えたワーク載置部と、前記ワーク上に投下された顆粒樹脂に均しブレードを近接させながら回転させて投下された顆粒樹脂を均す均し機構と、を備えている請求項1乃至請求項6のいずれか1項記載の樹脂モールド装置。
- 前記均しブレードは、回転軸に接続する中央部が高くなるように形成されている請求項7記載の樹脂モールド装置。
- 前記ワーク載置部に載置されたワークの周縁部に近接配置させて投下した顆粒樹脂の飛散を防ぐ飛散防止枠を備えている請求項7記載の樹脂モールド装置。
- 前記ワーク載置部には、前記ワークの側面を対向位置でガイドすることにより位置決めする位置決め治具が設けられている請求項7記載の樹脂モールド装置。
- 樹脂供給動作時以外に前記飛散防止枠とワークとの間に進入して前記樹脂投下部から落下した顆粒樹脂がワークに付着するのを遮断する落下防止トレイが進退動可能に設けられている請求項7記載の樹脂モールド装置。
- 前記樹脂投下部は、電磁フィーダーによりトラフを所定方向に振動させて顆粒樹脂を送り出し、前記ワーク載置部に備えた計測部が樹脂供給量より少ない所定重量を計測すると、前記電磁フィーダーの駆動を停止させる請求項7記載の樹脂モールド装置。
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