JP2025166370A - 樹脂成形装置、及び樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

樹脂成形装置、及び樹脂成形品の製造方法

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JP2025166370A JP2024070345A JP2024070345A JP2025166370A JP 2025166370 A JP2025166370 A JP 2025166370A JP 2024070345 A JP2024070345 A JP 2024070345A JP 2024070345 A JP2024070345 A JP 2024070345A JP 2025166370 A JP2025166370 A JP 2025166370A
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聡 中尾
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Abstract

【課題】上型及び下型を型締め方向に交差するスライド方向にスライドさせる樹脂成形装置において、上型及び下型をスライドさせる機構の駆動アクチュエータの使用数を削減する。
【解決手段】ベース部材2~4を介して上型51及び下型52を型締めする型締め機構10と、上型51及び下型52を型締め方向に交差するスライド方向にスライドさせる成形型スライド機構20とを備え、成形型スライド機構20は、上型51を支持する上型支持フレーム201と、下型52を支持する下型支持フレーム202と、上型支持フレーム201及び下型支持フレーム202をスライド方向に移動させるフレーム駆動部203とを有し、フレーム駆動部203は、ベース部材2~4に対してスライド方向に移動可能に設けられたスライダ210と、スライダ210をスライド方向に移動させる駆動アクチュエータ211と、スライダ210に対して上型支持フレーム201と下型支持フレーム202とで切り替えて連結する切替機構212とを有する。
【選択図】図9

Description

本発明は、樹脂成形装置、及び樹脂成形品の製造方法に関するものである。
従来、特許文献1に示すように、圧縮成形装置において、固定プラテンに支持される固定型(下型)を、金型クランプ位置と金型外の取出し位置との間で移動可能としたものが考えられている。この圧縮成形装置では、固定型(下型)を支持するスライドプレートが、固定プラテン上に設けたガイドプレートをスライドする構成としてある。具体的には、スライドプレートに設けたナット部にねじ軸を嵌合させて、そのねじ軸をスライド用モータにより回転駆動することにより、スライドプレートがガイドプレートをスライドする。
特開2003-165134号公報
ところで、上型及び下型を型締めする樹脂成形装置において、下型だけでなく上型をスライドさせる構成とした場合には、下型をスライドさせる機構に加えて、上型をスライドさせる機構を設ける必要がある。具体的には、下型をスライドさせるための例えばサーボモータ等の駆動アクチュエータと、上型をスライドさせるための例えばサーボモータ等の駆動アクチュエータとを設ける必要がある。
しかしながら、上型及び下型それぞれに対応して駆動アクチュエータを設ける構成では、樹脂成形装置の大型化を招くだけでなく、樹脂成形装置のコストが増加してしまう。
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、上型及び下型を型締め方向に交差するスライド方向にスライドさせる樹脂成形装置において、上型及び下型をスライドさせる機構の駆動アクチュエータの使用数を削減することをその主たる課題とするものである。
すなわち本発明に係る樹脂成形装置は、ベース部材を介して上型及び下型を型締めする型締め機構と、型締め方向と交差するスライド方向に前記上型及び前記下型をスライドさせる成形型スライド機構とを備え、前記成形型スライド機構は、前記上型を支持する上型支持フレームと、前記下型を支持する下型支持フレームと、前記上型支持フレーム及び前記下型支持フレームを前記スライド方向に移動させるフレーム駆動部とを有し、前記フレーム駆動部は、前記ベース部材に対して前記スライド方向に移動可能に設けられたスライダと、前記スライダを前記スライド方向に移動させる駆動アクチュエータと、前記スライダに対して前記上型支持フレームと前記下型支持フレームとで切り替えて連結する切替機構とを有することを特徴とする。
このように構成した本発明によれば、上型及び下型を型締め方向に交差するスライド方向にスライドさせる樹脂成形装置において、上型及び下型をスライドさせる機構の駆動アクチュエータの使用数を削減することができる。
本発明の第1実施形態に係る樹脂成形装置の構成を模式的に示す平面図である。 第1実施形態の樹脂成形装置の構成を模式的に示す正面図である。 第1実施形態の樹脂成形装置の構成を模式的に示す側面図である。 第1実施形態の成形型の構成を模式的に示す図である。 第1実施形態の側壁部材の周辺構造を模式的に示す拡大断面図である。 第1実施形態のパンタグラフ機構を模式的に示す拡大図である。 第1実施形態の弾性部材の周辺構造を模式的に示す拡大断面図である。 第1実施形態の弾性部材の動作を模式的に示す断面図である。 第1実施形態の成形型スライド機構及び間隔変更機構を主として示す側面図である。 第1実施形態の(a)上型支持フレーム及びフレーム駆動部、及び、(b)下型支持フレーム及びフレーム駆動部を主として示す平面図である。 第1実施形態において上型を突出し位置に移動させた状態を示す側面図である。 第1実施形態において下型を突出し位置に移動させた状態を示す側面図である。 第1実施形態において(a)スライダに上型支持フレームを連結した状態、及び、(b)スライダに下型支持フレームを連結した状態を示す模式図である。 第1実施形態において(a)上型及びベース部材の間隔変更、及び、(b)下型及びベース部材の間隔変更を模式的に示す側面図である。 第2実施形態に係る樹脂成形装置の構成を模式的に示す正面図である。 第2実施形態の樹脂成形装置の構成を模式的に示す側面図である。 変形実施形態の樹脂成形装置の構成を模式的に示す正面図である。
次に、本発明に係る技術について、例を挙げてさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の技術により限定されない。
本発明に係る技術1の樹脂成形装置は、ベース部材を介して上型及び下型を型締めする型締め機構と、型締め方向と交差するスライド方向に前記上型及び前記下型をスライドさせる成形型スライド機構とを備え、前記成形型スライド機構は、前記上型を支持する上型支持フレームと、前記下型を支持する下型支持フレームと、前記上型支持フレーム及び前記下型支持フレームを前記スライド方向に移動させるフレーム駆動部とを有し、前記フレーム駆動部は、前記ベース部材に対して前記スライド方向に移動可能に設けられたスライダと、前記スライダを前記スライド方向に移動させる駆動アクチュエータと、前記スライダに対して前記上型支持フレームと前記下型支持フレームとで切り替えて連結する切替機構とを有することを特徴とする。
この樹脂成形装置であれば、駆動アクチュエータによりスライド方向に移動するスライダに対して、上型を支持する上型支持フレームと下型を支持する下型支持フレームとを切り替えて連結しているので、共通の駆動アクチュエータを用いて、上型及び下型を型締め位置と突出し位置との間でスライドさせることができる。これにより、成形型スライド機構の駆動アクチュエータの使用数を削減することができる。その結果、樹脂成形装置の小型化及びコストダウンが可能となり、また、駆動アクチュエータの制御機器の省スペース化が可能となる。
その他、本技術1の樹脂成形装置であれば、上型及び下型を突出し位置に移動させることにより、当該突出し位置において上型及び下型に対して搬送対象物を搬送することができる。その結果、型開き時の上型及び下型同士の間隔を大きくする必要がなく、樹脂成形装置を低背化することができる。
本発明に係る技術2の樹脂成形装置は、上記の技術1の構成に加えて、前記切替機構は、前記スライダ及び前記上型支持フレームを連結状態又は非連結状態とする第1切替部と、前記スライダ及び前記下型支持フレームを連結状態又は非連結状態とする第2切替部とを有することが望ましい。
この構成であれば、スライダに対して上型支持フレーム及び下型支持フレームを互いに独立して連結状態又は非連結状態にすることができる。また、第1切替部及び第2切替部に分けることによって、スライダ及び各支持フレームに対する各切替部の設置の自由度を向上することができる。
第1切替部及び第2切替部の具体的な実施の態様として、本発明に係る技術3の樹脂成形装置は、上記の技術2の構成に加えて、前記第1切替部は、前記スライダ又は前記上型支持フレームの一方に設けられた第1被係合部に対して、前記スライダ又は前記上型支持フレームの他方に設けられた第1係合部を係合又は離脱させるものであり、前記第2切替部は、前記スライダ又は前記下型支持フレームの一方に設けられた第2被係合部に対して、前記スライダ又は前記下型支持フレームの他方に設けられた第2係合部を係合又は離脱させるものであることが望ましい。
この構成であれば、第1被係合部に第1係合部を係合又は離脱させるという簡単な構成により、スライダに対して上型支持フレームを連結状態又は非連結状態にすることができる。また、第2被係合部に第2係合部を係合又は離脱させるという簡単な構成により、スライダに対して下型支持フレームを連結状態又は非連結状態にすることができる。
駆動アクチュエータの具体的な実施の態様として、本発明に係る技術4の樹脂成形装置は、上記の技術1乃至3の何れか1つの構成に加えて、前記駆動アクチュエータは、前記スライダに接続されたボールねじ機構と、前記ボールねじ機構を回転させるモータとを有することが望ましい。
本発明に係る技術5の樹脂成形装置は、上記の技術1乃至4の何れか1つの構成に加えて、前記成形型スライド機構により前記上型又は前記下型を前記型締め位置と前記突出し位置との間でスライドさせる際に、前記ベース部材と前記上型又は前記下型との互いの対向面の間隔を変更する間隔変更機構をさらに備えることが望ましい。
この構成であれば、ベース部材と上型又は下型との互いの対向面をスライド時に離すことができる。その結果、上型又は下型のスライドにより生じる摩耗を低減することができる。
本発明に係る技術6の樹脂成形装置は、上記の技術5の構成に加えて、前記間隔変更機構は、前記成形型スライド機構の駆動アクチュエータを用いて構成されていることが望ましい。
この構成であれば、成形型スライド機構及び間隔変更機構を有する樹脂成形装置の構成を簡略化することができる。
本発明に係る技術7の樹脂成形装置は、上記の技術1乃至6の何れか1つの構成に加えて、前記ベース部材は、固定プラテンと、前記型締め機構により昇降可能な可動プラテンと、前記固定プラテン及び前記可動プラテンの間に配置される中間プレートとを有し、前記上型及び前記下型は、前記固定プラテン及び前記中間プレートの間、及び、前記中間プレート及び前記可動プラテンの間それぞれに設けられた構成が考えられる。つまり、樹脂成形装置は、複数組の上型及び下型を有する構成となる。
そして、本技術7の樹脂成形装置は、前記可動プラテン及び前記中間プレートの側方両側に配置された一対の側壁部材と、前記中間プレートを前記一対の側壁部材に対して上下方向に沿ってスライドさせる昇降スライド機構と、前記可動プラテンの昇降に前記中間プレートの昇降を連動させる昇降連動機構とをさらに備え、前記昇降連動機構は、一端部が前記側壁部材に対して固定され、他端部が前記可動プラテンとともに移動して、前記可動プラテンの昇降により伸び縮みするパンタグラフ機構と、前記パンタグラフ機構の交差リンク部及び前記中間プレートを連結する連結機構とを有することが望ましい。
この構成であれば、成形型の数を増やすことができ、樹脂成形品の生産性を向上させることができる。また、複数の中間プレートは、パンタグラフ機構により可動プラテンの昇降に連動するので、複数の中間プレートの間それぞれに成形型を設ける構成としても、各部材の大型化を防ぐとともに装置全体の大型化も抑えることができ、高剛性の部材を不要にすることもできる。
本発明に係る技術8の樹脂成形装置は、上記の技術1乃至7の何れか1つの構成に加えて、前記上型に対して成形対象物の搬送を行う成形対象物搬送機構をさらに備えることが望ましい。そして、本技術8の樹脂成形装置において、前記成形対象物搬送機構は、前記突出し位置にある前記成形型に前記成形対象物を供給する成形対象物供給部と、前記突出し位置にある前記成形型から樹脂成形された前記成形対象物を受け取る成形対象物受取部とを有することが望ましい。
本発明に係る技術9の樹脂成形装置は、上記の技術1乃至8の何れか1つの構成に加えて、前記下型に対して樹脂材料の搬送を行う樹脂材料搬送機構をさらに備えることが望ましい。そして、本技術9の樹脂成形装置において、前記樹脂材料搬送機構は、前記突出し位置にある前記成形型に前記樹脂材料を供給する樹脂材料供給部と、前記突出し位置にある前記成形型から使用済みの離型フィルムを回収するフィルム回収部とを有することが望ましい。
また、上記の技術1乃至9の何れ1つの樹脂成形装置を用いて樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造方法であって、前記上型及び前記下型を含む成形型に成形対象物を搬送する搬送工程と、前記成形型を型締めして前記成形対象物に樹脂成形を行う樹脂成形工程と、樹脂成形された前記成形対象物を前記成形型から取り出す取り出し工程とを含む、樹脂成形品の製造方法も本発明の一態様である。
<1.本発明の第1実施形態>
以下に、本発明に係る樹脂成形装置の第1実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下に示すいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
<1-1.樹脂成形装置の全体構成>
本実施形態の樹脂成形装置100は、成形対象物である基板Wに固定された電子部品Wxを、樹脂材料Jを用いた樹脂成形により樹脂封止して樹脂成形品Pを製造するものである。
ここで、基板Wとしては、例えば金属製基板、樹脂製基板、ガラス製基板、セラミックス製基板、回路基板、半導体製基板、リードフレーム、シリコンウエハ、ガラスウエハ等を挙げることができる。その他、基板Wは、配線が施されていないキャリアであってもよい。また、樹脂材料Jは、例えば粉粒体状樹脂(顆粒状樹脂を含む)、液状樹脂等を挙げることができる。また、電子部品Wxとしては、例えば半導体チップ、抵抗素子、キャパシタ素子等の電子素子、又はこれら電子素子の少なくとも1つが樹脂封止された形態の電子部品を挙げることができる。
この樹脂成形装置100は、図1に示すように、基板供給・収納モジュールAと、2つの樹脂成形モジュールBと、樹脂材料供給モジュールCとを、それぞれ構成要素として備える。各構成要素(各モジュールA~C)は、それぞれの構成要素に対して着脱可能かつ交換可能である。
基板供給・収納モジュールAは、外部から成形前基板Wを受け入れる基板受入部11と、成形済基板W(樹脂成形品P)を収納する基板収納部12と、成形前基板W及び樹脂成形品Pを搬送する基板搬送機構13と、基板搬送機構13に対して成形前基板W及び樹脂成形品Pの搬送すなわち受け渡しを行う例えば搬送ロボット等の受け渡し機構14とを有する。
基板搬送機構13は、成形前基板Wを基板供給・収納モジュールAから樹脂成形モジュールBに搬送し、樹脂成形モジュールBにおいて成形前基板Wを成形型5a、5bに供給する。成形前基板Wの樹脂成形後に、基板搬送機構13は、樹脂成形モジュールBにおいて成形型5a、5bから樹脂成形後の成形済基板Wである樹脂成形品Pを受け取って、基板供給・収納モジュールAに搬送する。また、受け渡し機構14は、成形前基板Wを基板受入部11から基板搬送機構13に受け渡し、樹脂成形品Pを基板搬送機構13から基板収納部12に受け渡す。
各樹脂成形モジュールBは、基板Wを保持する第1型である上型51と、キャビティ52Cが形成された第2型である下型52とを有し、それらを型締めすることにより基板Wに固定された電子部品Wxを、樹脂材料Jを用いた樹脂成形により樹脂封止する。なお、樹脂成形モジュールBの具体的構成は後述する。
樹脂材料供給モジュールCは、移動テーブル15と、移動テーブル15上に載置される樹脂材料収容部16と、樹脂材料収容部16に樹脂材料Jを計量して投入する樹脂材料投入機構17と、樹脂材料収容部16を搬送して下型52のキャビティ52Cに樹脂材料Jを供給する樹脂材料搬送機構18とを有する。ここで、樹脂材料収容部16は、離型フィルムFを保持する保持枠を用いて構成されており、樹脂材料投入機構17により保持枠に保持された離型フィルムF上に樹脂材料Jが投入される。
移動テーブル15は、樹脂材料供給モジュールC内において、樹脂材料投入機構17による樹脂投入位置と樹脂材料搬送機構18に樹脂材料収容部16を渡すための搬送位置との間で移動する。また、樹脂材料搬送機構18は、樹脂材料Jを収容した樹脂材料収容部16を樹脂材料供給モジュールCから樹脂成形モジュールBに搬送し、樹脂成形モジュールBにおいて離型フィルムF及び樹脂材料Jを成形型5a、5bに供給する。その後、樹脂材料搬送機構18は、樹脂材料Jを供給した後の樹脂材料収容部16を樹脂成形モジュールBから樹脂材料供給モジュールCに搬送する。
<1-2.樹脂成形モジュールBの具体的構成>
樹脂成形モジュールBは、図2及び図3に示すように、固定プラテン2と、型締め機構10により昇降可能な可動プラテン3と、固定プラテン2及び可動プラテン3の間に配置される中間プレート4と、固定プラテン2及び中間プレート4の間、及び、中間プレート4及び可動プラテン3の間それぞれに設けられた上型51及び下型52を含む第1成形型5a及び第2成形型5bと、可動プラテン3及び中間プレート4の側方両側(ここでは左右両側)に配置された一対の側壁部材61、62と、中間プレート4を一対の側壁部材61、62に対して上下方向に沿ってスライドさせる昇降スライド機構7と、可動プラテン3の昇降に中間プレート4の昇降を連動させる昇降連動機構8とを備えている。
固定プラテン2の下面には、第1成形型5aの上型51が直接又は別の部材を介して設けられる。また、固定プラテン2の左右両側には、一対の側壁部材61、62が接続されている。なお、一対の側壁部材61、62を固定プラテン2と一体形成しても良い。本実施形態の固定プラテン2は、平面視において概略矩形状の平板形状をなすものである。
可動プラテン3の上面には、第2成形型5bの下型52が直接又は別の部材を介して設けられる。また、可動プラテン3は、可動プラテン3の下方に設けられた型締め機構10により昇降移動するものである。なお、本実施形態の可動プラテン3は、平面視において概略矩形状の平板形状をなすものである。また、可動プラテン3には固定用部材31が接続されており、固定用部材31には後述するパンタグラフ機構81の下端部(下端リンク部813)が固定されている。
本実施形態の型締め機構10は、サーボモータ等の回転を直線移動に変換するボールねじ機構を用いて可動プラテンを昇降させる直動方式のものであるが、サーボモータ等の動力源を例えばトグルリンクなどのリンク機構を用いて可動プラテンに伝達するリンク方式のものであっても良い。
中間プレート4の上面には、第1成形型5aの下型52が直接又は別の部材を介して設けられる。また、中間プレート4の下面には、第2成形型5bの上型51が直接又は別の部材を介して設けられる。なお、本実施形態の中間プレート4は、平面視において概略矩形状の平板形状をなすものである。
ここで、第1成形型5a、第2成形型5bについて、図4を参照して説明する。
各成形型5a、5bの上型51は、基板Wの裏面を吸着して保持するものである。上型51の下面には吸引口(不図示)が形成されており、上型51の内部には吸引口に繋がる吸引流路(不図示)が形成されている。この吸引流路は外部の吸引装置(不図示)に接続されている。
また、各成形型5a、5bの下型52は、基板Wに固定された電子部品Wx及び樹脂材料Jを収容するキャビティ52Cを有している。具体的に下型52は、キャビティ52Cの底面を形成する底面部材521と、当該底面部材521を取り囲む側面部材522とを有している。この底面部材521の上面と側面部材522の内周面によってキャビティ52Cが形成される。また、側面部材522は、底面部材521に対して相対的に上下移動可能に設けられている。具体的に側面部材522は、下型52のベースプレート523に対してコイルばね等の複数の弾性部材524によって支持されている。さらに、本実施形態の下型52は、樹脂成形品Pの離型性を向上させるために離型フィルムFで覆われる。また、側面部材522の上面(側面部材522と基板Wとの当接面)に、空気やガスを排出するためエアベント(不図示)を設けても良い。その他、上型51及び下型52の周囲には、樹脂成形時に成形型5a、5bの周囲を真空引きするための側壁部及びOリング等のシール部材等からなる密閉構造50(図2及び図5には不図示)が設けられている。
一対の側壁部材61、62は、図2及び図3に示すように、固定プラテン2を基盤101に対して所定の高さに固定するとともに、中間プレート4をスライド可能に支持するものである。ここで、各側壁部材61、62の上端部は、固定プラテン2に接続されており、側壁部材61、62の下端部は、基盤101に接続されている。なお、本実施形態の各側壁部材61、62は、上下方向に延びる縦長の平板形状をなすものである。
昇降スライド機構7は、一対の側壁部材61、62に対して中間プレート4を上下方向に沿って直線移動させるものである。具体的に昇降スライド機構7は、一直線状に延びる直動レール71と、当該直動レール71をスライドする直動ブロック72とを有している。
本実施形態では、中間プレート4の左右両側に平板状の側面プレート41が接続されており、当該側面プレート41に直動ブロック72が設けられ、側壁部材61、62の内面に上下方向(鉛直方向)に沿って直動レール71が設けられている。
詳細には、図5に示すように、各側壁部材61、62の内面に2つの直動レール71が前後並列に設けられ、各側面プレート41に2つの直動レール71に対応して前後2列の直動ブロック72が設けられている。ここでは、各側面プレート41に設けられた直動ブロック72の列は2つの直動ブロック72により構成される(図2参照)。つまり、各側面プレート41には計4つの直動ブロック72が設けられることになる。
詳細には、図2及び図5に示すように、2つの直動レール71が、各側壁部材61、62の内面に設けられている。ここで、2つの直動レール71は、上下方向(鉛直方向)に延びている。また、2つの直動レール71は、前後方向に並んで配置されている。一方、直動ブロック72が、各側面プレート41に設けられている。ここで、直動ブロック72は、2つの直動レール71に対応するように、各側面プレート41において、前後方向に並ぶ2列に配列されている。直動ブロック72は、各側面プレート41において、各列で上下方向(鉛直方向)に2つ配置されている。つまり、各側面プレート41には計4つの直動ブロック72が設けられることになる。なお、直動ブロック72は、例えば、図2において、後述する連結部材822により隠れている部分に、各側面プレート41に対して1つずつ追加して計6つを配置しても良い。
昇降連動機構8は、図2、図3、図5~図7に示すように、可動プラテン3の昇降に中間プレート4の昇降を連動させて第1成形型5a及び第2成形型5bの型締め及び型開きを同期させるものである。つまり、昇降連動機構8は、第1成形型5aの型締め速度と第2成形型5bの型締め速度を同じにしつつ、同時に型締めができるようにするものである。
具体的に昇降連動機構8は、可動プラテン3の昇降により伸び縮みするパンタグラフ機構81と、パンタグラフ機構81の交差リンク部811及び中間プレート4を連結する連結機構82とを備えている。
パンタグラフ機構81は、図2に示すように、一対の側壁部材61、62の左右外側に設けられている。つまり、可動プラテン3及び中間プレート4は、左右2つのパンタグラフ機構81によって昇降が連動することになる。なお、左右のパンタグラフ機構81は、互いに同一の構成である。
具体的に各パンタグラフ機構81は、図3及び図6に示すように、1つの交差リンク部811と、上端リンク部812と、下端リンク部813とから構成されている。交差リンク部811は、第1リンク81a及び第2リンク81bをそれらの中央部において互いに交差させ、その交差部を回転軸81cにより回転可能に連結したものである。また、上端リンク部812は、第3リンク81d及び第4リンク81eそれぞれの下端部を回転軸81fにより第1リンク81a及び第2リンク81bそれぞれの上端部に回転可能に連結し、第3リンク81d及び第4リンク81eそれぞれの上端部を回転軸81gにより互いに回転可能に連結したものである。さらに、下端リンク部813は、第5リンク81h及び第6リンク81iそれぞれの上端部を回転軸81jにより第1リンク81a及び第2リンク81bそれぞれの下端部に回転可能に連結し、第5リンク81h及び第6リンク81iそれぞれの下端部を回転軸81kにより互いに回転可能に連結したものである。
そして、パンタグラフ機構81の上端部(上端リンク部812)が側壁部材61、62の上端部に固定されており、パンタグラフ機構81の下端部(下端リンク部813)が可動プラテン3とともに移動する固定用部材31に固定されている。したがって、パンタグラフ機構81の下端部(下端リンク部813)が、固定用部材31を介して可動プラテン3に接続され、可動プラテン3の移動に伴って移動する。本実施形態では、図6に示すように、パンタグラフ機構81の交差リンク部811の回転軸81c、上端リンク部812の回転軸81g、および、下端リンク部813の回転軸81kが上下方向(鉛直方向)に配置されるとともに、側面視において側壁部材61、62の幅方向中央部に位置するように配置されている。
連結機構82は、図2、図3、図5及び図7に示すように、パンタグラフ機構81の交差リンク部811及び中間プレート4を連結するものである。具体的に連結機構82は、交差リンク部811に接続された接続部材821と、接続部材821を中間プレート4に連結させる連結部材822と、接続部材821及び連結部材822の間に介在する弾性部材823a、823bとを有している。なお、左右の連結機構82は、互いに同一の構成である。
接続部材821は、図3、図5及び図6に示すように、パンタグラフ機構81の伸び縮みを阻害することなく交差リンク部811に接続されている。具体的に接続部材821は、矩形長尺状のものであり、その中央部が交差リンク部811の回転軸81cに接続されている。この接続部材821は、前後方向(水平方向)に延びて設けられている。
連結部材822は、接続部材821を中間プレート4に連結させるものであり、本実施形態では、中間プレート4の側方両側(ここでは左右両側)に接続された側面プレート41それぞれに接続されている(図2参照)。この連結部材822は、側壁部材61、62の前後から外側に延びている(図5参照)。
弾性部材823a、823bは、基板Wの厚み等のばらつきを吸収するためのものであり、連結部材822及び接続部材821の間に介在して設けられている。また、弾性部材823a、823bは、側壁部材61、62の外側に設けられている。
具体的に弾性部材823a、823bは、図2、図3、図5及び図7に示すように、接続部材821に対する中間プレート4の上方への変位を吸収する上側弾性部材823aと、下方への変位を吸収する下側弾性部材823bとを有している。これら弾性部材823a、823bは、図7に示すように、連結部材822に設けられた変位吸収機構83a、83bを構成するものである。
変位吸収機構83a、83bは、連結部材822において接続部材821の上側及び下側にそれぞれ設けられている。上側の変位吸収機構83aは、接続部材821の上面に接触する上側接触部831と、当該上側接触部831を接続部材821の上面に向けて力を与える(付勢する)上側弾性部材823aと、上側接触部831を上方に移動可能に支持する上側支持部832とを有している。また、下側の変位吸収機構83bは、接続部材821の下面に接触する下側接触部833と、当該下側接触部833を接続部材821の下面に向けて力を与える(付勢する)下側弾性部材823bと、下側接触部833を下方に移動可能に支持する下側支持部834とを有している。上側支持部832及び下側支持部834は、連結部材822に対して固定されている。
ここで、上側接触部831には、上側支持部832の上面に接触可能なように周囲に突出して下方への移動を制限する上側ストッパ831aが形成されている。下側接触部833には、下側支持部834の下面に接触可能なように周囲に突出して上方への移動を制限する下側ストッパ833aが形成されている。
また、連結部材822は、上側接触部831の上端面の上側で対向する対向面を形成するように突出する上側突出部822aと、下側接触部833の下端面の下側で対向する対向面を形成するように突出する下側突出部822bとを有する。なお、上側接触部831の上端面と連結部材822の上側突出部822aの下面(上側接触部831の上端面の対向面)との間には、後述する変位吸収機構83a、83bの動作により接触しない程度の間隔が設けられている。また、下側接触部833の下端面と連結部材822の下側突出部822bの上面(下側接触部833の下端面の対向面)との間にも、変位吸収機構83a、83bの動作により接触しない程度の間隔が設けられている。
次に、変位吸収機構83a、83bの基本動作について説明する。
変位吸収機構83a、83bの初期状態(図7参照)において、弾性部材823aは、上端が連結部材822の上側突出部822aの下面(上側接触部831の上端面の対向面)に接触し、下端が上側接触部831の上側ストッパ831aの上面に接触し、伸縮していない状態となる。また、変位吸収機構83a、83bの初期状態において、弾性部材823bは、上端が下側接触部833の下側ストッパ833aの下面に接触し、下端が連結部材822の下側突出部822bの上面(下側接触部833の下端面の対向面)に接触し、伸縮していない状態となる。
そして、中間プレート4が接続部材821に対して相対的に下方に変位すると、図8(a)に示すように、中間プレート4に接続された連結部材822が接続部材821に対して相対的に下方に変位する。そうすると、接続部材821及び上側接触部831が静止した状態で、上側支持部832及び連結部材822の上側突出部822aも相対的に下方に変位するので、上側弾性部材823aが収縮する。言い換えれば、接続部材821及び上側接触部831が連結部材822の上側突出部822aに対して相対的に上方に移動して、上側弾性部材823aが収縮する。これにより、接続部材821に対する中間プレート4の下方への相対的な変位が吸収される。
一方、中間プレート4が接続部材821に対して相対的に上方に変位すると、図8(b)に示すように、中間プレート4に接続された連結部材822が接続部材821に対して相対的に上方に変位する。そうすると、接続部材821及び下側接触部833が静止した状態で、下側支持部834及び連結部材822の下側突出部822bも相対的に上方に変位するので、下側弾性部材823bが収縮する。言い換えれば、接続部材821及び下側接触部833が連結部材822の下側突出部822bに対して相対的に下方に移動して、下側弾性部材823bが収縮する。これにより、接続部材821に対する中間プレート4の上方への相対的な変位が吸収される。
さらに、本実施形態の樹脂成形装置100では、図2、図5及び図7に示すように、接続部材821と連結部材822との間に介在して設けられたガイド機構84を更に備えている。このガイド機構84は、接続部材821と連結部材822とが相対移動する際に、その移動をガイドするものである。
このガイド機構84は、接続部材821の上下方向の移動をガイドするものであり、接続部材821と連結部材822との対向面の間に設けられている。具体的にガイド機構84は、接続部材821又は連結部材822の一方に設けられた直動レール841と、接続部材821又は連結部材822の他方に設けられた直動ブロック842とを有している。本実施形態では、連結部材822に直動レール841が設けられており、接続部材821に直動ブロック842が設けられている。
<1-3.樹脂成形装置100の具体的構成>
そして、本実施形態の樹脂成形装置100は、図9~図14に示すように、型開きされた成形型5a、5bを型締め方向に交差するスライド方向にスライドさせる成形型スライド機構20と、成形型スライド機構20による成形型5a、5bのスライド時にベース部材及び成形型5a、5bの互いの対向面(型締め方向において対向する面)の間隔を変更する間隔変更機構30とをさらに備えている。なお、図1~図6では、成形型スライド機構20及び間隔変更機構30の図示を省略している。
ここで、型締め方向は、上下方向(鉛直方向)であり、スライド方向は、前後方向(上下方向及び左右方向に直交する方向)である。また、本実施形態のベース部材は、固定プラテン2、可動プラテン3、及び中間プレート4である。
成形型スライド機構20は、図9~図12に示すように、成形型5a、5bそれぞれに対応して設けられている。そして、成形型スライド機構20は、型締めされる型締め位置Qと、スライド方向においてベース部材2~4よりも外側に位置する突出し位置Rとの間で、上型51及び下型52をスライドさせるものである。
具体的に成形型スライド機構20は、上型51を支持する上型支持フレーム201と、下型52を支持する下型支持フレーム202と、上型支持フレーム201及び下型支持フレーム202をスライド方向に移動させるフレーム駆動部203とを有している。
上型支持フレーム201は、平面視において矩形枠形状をなすものであり、その開口部において上型51を支持する構成である。上型支持フレーム201は、上型51を型締め方向に移動可能に支持するものであり、上型51の縁部が載置されるストッパ部204を有している。このストッパ部204は、上型51の4隅に対応して設けられている(図10参照)。
下型支持フレーム202は、平面視において矩形枠形状をなすものであり、その開口部において下型52を支持する構成である。また、下型支持フレーム202は、下型52を型締め方向に移動可能に支持するものであり、下型52の縁部を支持する弾性体205を有している。この弾性体205は、下型52の4隅に対応して設けられており(図10参照)、下型52に接触する接触部206を介して下型52を支持する。なお、接触部206は下型支持フレーム202に上下移動可能に設けられている。
これら上型支持フレーム201及び下型支持フレーム202はそれぞれ、第1ガイド部207により、ベース部材2~4に対してスライド方向に沿った移動がガイドされている。この第1ガイド部207は、図9~図12に示すように、ベース部材2~4に対して固定された固定部材40と各支持フレーム201、202との間に介在して設けられている。具体的に第1ガイド部207は、直動ガイドを用いて構成されており、固定部材40又は各支持フレーム201、202の一方に設けられ、スライド方向に沿って一直線状に延びる直動レール207aと、固定部材40又は各支持フレーム201、202の他方に設けられ、直動レール207aをスライドする移動する直動ブロック207bとを有している。
本実施形態では、固定プラテン2の下面に設けられる第1成形型5aの上型51は、固定プラテン2に対して固定された固定部材40を介して上型支持フレーム201によりスライドする構成である。中間プレート4の上面に設けられる第1成形型5aの下型52は、当該中間プレート4に対して固定された固定部材40を介して下型支持フレーム202によりスライドする構成である。また、中間プレート4の下面に設けられる第2成形型5bの上型51は、当該中間プレート4に対して固定された固定部材40を介して上型支持フレーム201によりスライドする構成である。つまり、第1成形型5aの下型52の下型支持フレーム202と第2成形型5bの上型51の上型支持フレーム201とは共通の固定部材40を介してスライドする構成とされている。さらに、可動プラテン3の上面に設けられる第2成形型5bの下型52は、可動プラテン3に対して固定される固定部材40を介して下型支持フレーム202によりスライドする構成である。
フレーム駆動部203は、図9~図12に示すように、上型支持フレーム201及び下型支持フレーム202を第1ガイド部207に沿って移動させるものである。このフレーム駆動部203により、上型51及び下型52は、型締め位置Qと突出し位置Rとの間を移動する。
第1成形型5aの上型51及び下型52を支持する各支持フレーム201、202を駆動するフレーム駆動部203は、中間プレート4に対して固定された固定部材40に設けられている。また、第2成形型5bの上型51及び下型52を支持する各支持フレーム201、202を駆動するフレーム駆動部203は、可動プラテン3に対して固定された固定部材40に設けられている。
ここで、突出し位置Rにある上型51に対して、基板搬送機構13により基板W及び樹脂成形品Pの搬送が行われる。なお、基板搬送機構13は、図1に示すように、突出し位置Rにある上型51に基板Wを供給する基板供給部131と、突出し位置Rにある上型51から樹脂成形品Pを受け取る基板受取部132とを有している。この基板供給部131と基板受取部132とは、各上型51に対応して設けられており、それらは左右方向に横並びに設けられている。そして、基板搬送機構13は、突出し位置Rにある上型51に対して、基板受取部132の受取動作及び基板供給部131の供給動作を連続して行う。
また、突出し位置Rにある下型52に対して、樹脂材料搬送機構18により樹脂材料J及び離型フィルムFの搬送が行われる。なお、樹脂材料搬送機構18は、図1に示すように、突出し位置Rにある下型52に樹脂材料J及び使用前の離型フィルムFを供給する樹脂材料供給部181と、突出し位置Rにある下型52から使用済みの離型フィルムFを回収するフィルム回収部182とを有している。この樹脂材料供給部181とフィルム回収部182とは、各下型52に対応して設けられており、それらは左右方向に横並びに設けられている。そして、樹脂材料搬送機構18は、突出し位置Rにある下型52に対して、フィルム回収部182の回収動作及び樹脂材料供給部181の供給動作を連続して行う。
そして、具体的にフレーム駆動部203は、図9~図13に示すように、ベース部材2~4に対してスライド方向に移動可能に設けられたスライダ210と、スライダ210をスライド方向に移動させる駆動アクチュエータ211と、スライダ210に対して上型支持フレーム201と下型支持フレーム202とで切り替えて連結する切替機構212とを有している。
スライダ210は、第2ガイド部213により、ベース部材2~4に対してスライド方向に沿った移動がガイドされている。この第2ガイド部213は、図9~図12に示すように、ベース部材2~4に対して固定された固定部材40とスライダ210との間に介在して設けられている。具体的に第2ガイド部213は、直動ガイドを用いて構成されており、固定部材40又はスライダ210の一方に設けられ、スライド方向に沿って一直線状に延びる直動レール213aと、固定部材40又はスライダ210の他方に設けられ、直動レール213aをスライドする移動する直動ブロック213bとを有している。
駆動アクチュエータ211は、第2ガイド部213に沿ってスライダ210を移動させるものである。具体的に駆動アクチュエータ211は、スライダ210に接続されたボールねじ機構211aと、ボールねじ機構211aを回転させる例えばサーボモータ等のモータ211bとを有する。
ボールねじ機構211aは、固定部材40に設けられた回転部材であるねじ軸211a1と、ねじ軸211a1に螺合する直動部材であるナット211a2とを有している。ねじ軸211a1は、スライド方向に沿って設けられている。また、ナット211a2は、ねじ軸211a1の回転に伴いねじ軸211a1に沿って移動するものであり、スライダ210が接続されている。
なお、駆動アクチュエータ211は、上記のボールねじ機構211aを用いた構成に限られず、ラックアンドピニオンを用いたもの又はエアシリンダを用いたもの等であっても良い。
切替機構212は、スライダ210に連結される支持フレームを上型支持フレーム201と下型支持フレーム202とで選択的に切り替えるものである。具体的に切替機構212は、スライダ210及び上型支持フレーム201を連結状態又は非連結状態とする第1切替部212aと、スライダ210及び下型支持フレーム202を連結状態又は非連結状態とする第2切替部212bとを有している。
第1切替部212aは、スライダ210又は上型支持フレーム201の一方に設けられた第1被係合部212a1に対して、スライダ210又は上型支持フレーム201の他方に設けられた第1係合部212a2を係合又は離脱させるものである。本実施形態の第1切替部212aは、スライダ210に形成された第1被係合部212a1と、上型支持フレーム201に設けられた第1係合部212a2とを有する。第1被係合部212a1は、スライダ210に形成された貫通孔又は凹部等である。また、第1係合部212a2は、上型支持フレーム201に設けられており、第1被係合部212a1に差し込まれて係合するピンと、当該ピンを駆動するアクチュエータとを有している。第1係合部212a2としては、例えばエアシリンダを用いることができる。
第2切替部212bは、スライダ210又は下型支持フレーム202の一方に設けられた第2被係合部212b1に対して、スライダ210又は下型支持フレーム202の他方に設けられた第2係合部212b2を係合又は離脱させるものである。本実施形態の第2切替部212bは、スライダ210に形成された第2被係合部212b1と、下型支持フレーム202に設けられた第2係合部212b2とを有する。第2被係合部212b1は、スライダ210に形成された貫通孔又は凹部等である。また、第2係合部212b2は、下型支持フレーム202に設けられており、第2被係合部212b1に差し込まれて係合するピンと、当該ピンを駆動するアクチュエータとを有している。第2係合部212b2としては、例えばエアシリンダを用いることができる。
上記の切替機構212により、図13(a)に示すように、第1切替部212aの第1係合部212a2を第1被係合部212a1に差し込んで係合させることにより、スライダ210に上型支持フレーム201が連結した状態となる。なお、このとき、第2切替部212bの第2係合部212b2は、第2被係合部212b1に差し込まれていない状態である。この状態で、駆動アクチュエータ211によりスライダ210を移動させると、図11に示すように、スライダ210に連結された上型支持フレーム201が第1ガイド部207に沿って移動する。
一方、切替機構212により、図13(b)に示すように、第2切替部212bの第2係合部212b2を第2被係合部212b1に差し込んで係合させることにより、スライダ210に下型支持フレーム202が連結した状態となる。なお、このとき、第1切替部212aの第1係合部212a2は、第1被係合部212a1に差し込まれていない状態である。この状態で、駆動アクチュエータ211によりスライダ210を移動させると、図12に示すように、スライダ210に連結された下型支持フレーム202が第1ガイド部207に沿って移動する。
また、成形型スライド機構20は、図9、図11、図12及び図14に示すように、型締め位置Qに移動する上型51及び下型52の側面に接触して、上型51及び下型52を型締め位置Qに位置決めする位置決め部208を有している。この位置決め部208は、ベース部材2~4に対して上型51及び下型52を水平方向(前後方向及び左右方向)において位置決めするものである。
なお、成形型スライド機構20は、上記の位置決め部208を有することなく、また、上記の位置決め部208に加えて、フレーム駆動部203における駆動アクチュエータ211の位置制御によって、上型51及び下型52を型締め位置Qに位置決めする構成としても良い。
間隔変更機構30は、図9~図12、及び図14に示すように、成形型5a、5bにおいて上型51及び下型52それぞれに対応して設けられている。そして、間隔変更機構30は、成形型スライド機構20により上型51及び下型52を型締め位置Qと突出し位置Rとの間でスライドさせる際に、ベース部材2~4と上型51及び下型52との互いの対向面の間隔を変更するものである。
第1成形型5aの上型51に対応して設けられた間隔変更機構30は、固定プラテン2における上型51が装着される下面と、第1成形型5aの上型51における固定プラテン2に装着される上面との間隔を変更する。第1成形型5aの下型52に対応して設けられた間隔変更機構30は、中間プレート4における下型52が装着される上面と、第1成形型5aの下型52における中間プレート4に装着される下面との間隔を変更する。第2成形型5bの上型51に対応して設けられた間隔変更機構30は、中間プレート4における上型51が装着される下面と、第2成形型5bの上型51における中間プレート4に装着される上面との間隔を変更する。第2成形型5bの下型52に対応して設けられた間隔変更機構30は、可動プラテン3における下型52が装着される上面と、第2成形型5bの下型52における可動プラテン3に装着される下面との間隔を変更する。
具体的に間隔変更機構30は、成形型スライド機構20の駆動アクチュエータ211(フレーム駆動部203)を用いて構成されている。また、間隔変更機構30は、上型51及び下型52とベース部材2~4との間に介在して設けられたカム機構301を有している。そして、この間隔変更機構30では、駆動アクチュエータ211による各支持フレーム201、202の移動に伴い、カム機構301が上型51及び下型52とベース部材2~4との互いの対向面の間隔を変更する。
本実施形態のカム機構301は、上型51及び下型52に設けられた接触面を有する第1カム部302と、ベース部材2~4に対して固定され、第1カム部302の接触面に接触する第2カム部303とを備えている。ここで、接触面は、図9の「第1カム部の構成」に示すように、上型51及び下型52とベース部材2~4との互いの対向面の間隔を縮める又は拡げるための傾斜面302aと、縮まった間隔を維持する平坦面302bとを有している。また、第1カム部302は、上型51及び下型52の両側それぞれに2箇所設けられており、第2カム部303は、第1カム部302に対応してベース部材2~4の両側それぞれに2箇所設けられている。なお、第2カム部303は、ローラ部材、転動体(ベアリング)やブッシュ等により構成することができる。
<1-3-1.上型51及びベース部材2、4の間隔変更のメカニズム>
具体的に上型支持フレーム201に対応するカム機構301は、上型支持フレーム201のストッパ部204に載置されている上型51をストッパ部204から持ち上げる構成であり、第1カム部302の傾斜面302aは、図9の「第1カム部の構成(a)」に示すように、下向き面であり、突出し位置Rから型締め位置Qに向かって上り勾配を有する面である。
この構成により、上型51が突出し位置Rから型締め位置Qにスライドすると、図14(a)に示すように、第1カム部302の傾斜面302aが、対応する第2カム部303に接触して乗り上げて、上型51がストッパ部204から持ち上げられ、上型51の上面がベース部材2、4の下面に近づいて、それらの間隔が小さくなる。なお、型締め位置Qでは、第1カム部302の平坦面302bが第2カム部303に接触した状態である。
一方で、上型51が型締め位置Qから突出し位置Rにスライドすると、上型51の第1カム部302が、対応する第2カム部303から離れて、上型51が自重により移動してストッパ部204に載置され、上型51の上面がベース部材2、4の下面から離れて、それらの間隔が大きくなる。
<1-3-2.下型52及びベース部材3、4の間隔変更のメカニズム>
具体的に下型支持フレーム202に対応するカム機構301は、下型支持フレーム202の弾性体205及び接触部206に支持されている下型52を弾性体205(ベース部材2~4)側に押し込む構成であり、第1カム部302の傾斜面302aは、図9の「第1カム部の構成(b)」に示すように、上向き面であり、突出し位置Rから型締め位置Qに向かって下り勾配を有する面である。
この構成により、下型52が突出し位置Rから型締め位置Qにスライドすると、図14(b)に示すように、下型52の第1カム部302の傾斜面302aが、対応する第2カム部303に接触して、下型52が弾性体205側に押し込まれて、下型52の下面がベース部材3、4の上面に近づいて、それらの間隔が小さくなる。なお、型締め位置Qでは、第1カム部302の平坦面302bが第2カム部303に接触した状態である。
一方で、下型52が型締め位置Qから突出し位置Rにスライドすると、下型52の第1カム部302が、対応する第2カム部303から離れて、下型52が弾性体205から加わる力により上方に移動して、下型52の下面がベース部材3、4の上面から離れて、それらの間隔が大きくなる。
ここで、間隔変更機構30のカム機構301は、型締め位置Qにおいて、上型51及び下型52とベース部材2~4との互いの対向面を接触させることなく、若干の隙間が空いた状態としている。そして、型締め機構10が成形型5a、5bを型締めすることによって、上型51及び下型52とベース部材2~4との互いの対向面が接触する。このとき、上型51及び下型52がベース部材2~4に密着することによって、上型51及び下型52に設けられた第1カム部302と第2カム部303とは離れることになり、型締めによりカム機構301が破損することは無い。なお、カム機構301は、型締め位置Qにおいて、上型51及び下型52とベース部材2~4との互いの対向面を接触させる構成としても良い。
<1-5.樹脂成形装置100の動作の一例>
次に、樹脂成形装置100の動作の一例を図1、図2、図4、図8、図9、図11及び図12を参照して説明する。以下に示す動作は、例えば基板供給・収納モジュールAに設けられた制御部COMが樹脂成形装置100の各部を制御することにより行われる。なお、制御部COMは、CPU、内部メモリ、入出力インターフェース、AD変換器等を有する専用又は汎用のコンピュータである。
まず、昇降連動機構8により各成形型5a、5bを型開きした状態(図2参照)で、フレーム駆動部203により上型支持フレーム201をスライドさせて上型51を突出し位置Rに移動させる(図11参照)。そして、基板搬送機構13の基板供給部131により各成形型5a、5bの上型51に基板Wを供給して保持させる。その後、フレーム駆動部203により上型支持フレーム201をスライドさせて上型51を型締め位置Qに移動させる(図9参照)。
また、昇降連動機構8により各成形型5a、5bを型開きした状態(図2参照)で、フレーム駆動部203により下型支持フレーム202をスライドさせて下型52を突出し位置Rに移動させる(図12参照)。そして、樹脂材料搬送機構18の樹脂材料供給部181により各成形型5a、5bの下型52のキャビティ52C内に離型フィルムF及び樹脂材料Jを供給する。その後、フレーム駆動部203により下型支持フレーム202をスライドさせて下型52を型締め位置Qに移動させる(図9参照)。このようにして、成形対象物である基板Wと離型フィルムF及び樹脂材料Jとが、各成形型5a、5bに供給された状態となる。
次に、型締め機構10により可動プラテン3を上昇させる。この可動プラテン3の上昇に伴いパンタグラフ機構81が縮み、パンタグラフ機構81の交差リンク部811の回転軸81cに接続された中間プレート4が上昇する。ここで、可動プラテン3の上昇に伴い、図4に示す密閉構造50により成形型5a、5bの周囲が密閉されて、図示しない真空ポンプにより成形型5a、5bの周囲が真空引きされる。
そして、各成形型5a、5bの下型52の上面(具体的には、側面部材522の上面、又は、離型フィルムFがある場合には離型フィルムF)が上型51に吸着保持された基板Wに接触する。このとき、第1成形型5a及び第2成形型5bにおける下型52が上型51に接触するタイミングが異なる場合には、下型52の弾性部材524よりも先に、上側弾性部材823a又は下側弾性部材823bが変形する。つまり、上側弾性部材823a及び下側弾性部材823bのばね定数は、下型52の弾性部材524のばね定数よりも小さい。
例えば、中間プレート4上の下型52(第1成形型5aの下型52)が、可動プラテン3上の下型52(第2成形型5bの下型52)よりも先に、対応する上型51に吸着保持された基板Wに接触すると、中間プレート4が接続部材821に対して下方に変位するとともに、上側弾性部材823aが収縮する(図8(a)参照)。
一方、可動プラテン3上の下型52(第2成形型5bの下型52)が、中間プレート4上の下型52(第1成形型5aの下型52)よりも先に、対応する上型51に吸着保持された基板Wに接触すると、中間プレート4が接続部材821に対して上方に変位するとともに、下側弾性部材823bが収縮する(図7(b)参照)。
これらにより、第1成形型5a及び第2成形型5bにおける下型52が上型51に接触するタイミングの違いを解消しつつ、型締め動作が行われる。また、上側弾性部材823a及び下側弾性部材823bが吸収するのは、基板Wの厚みのばらつきだけでなく、キャビティ52Cに収容される樹脂材料Jの量のばらつき、基板Wに固定されている電子部品Wxの体積のばらつき等を挙げることができる。
その後、型締め機構10が可動プラテン3をさらに上昇させることで、第1成形型5a及び第2成形型5bの型締めが完了し、この状態を所定時間(例えば樹脂材料Jの硬化時間)維持することによって樹脂成形が完了する。このようにして、昇降連動機構8を用いて各成形型5a、5bを型締めし、樹脂成形を行う。その後、型締め機構10が可動プラテン3を下降させると、各成形型5a、5bが型開きされる。
昇降連動機構8により各成形型5a、5bが型開きされた後に(図2参照)、フレーム駆動部203が上型支持フレーム201をスライドさせて上型51を突出し位置Rに移動させる(図11参照)。そして、基板搬送機構13の基板受取部132により各成形型5a、5bの上型51から樹脂成形品Pを受け取る。また、基板搬送機構13の基板供給部131により各成形型5a、5bの上型51に基板Wを供給して保持させる。その後、フレーム駆動部203により上型支持フレームをスライドさせて上型51を型締め位置に移動させる(図9参照)。なお、樹脂成形品Pを受け取った基板搬送機構13は、樹脂成形品Pを基板収納部12に収納する(図1参照)。
また、昇降連動機構8により各成形型5a、5bを型開きした状態(図2参照)で、フレーム駆動部203により下型支持フレーム202をスライドさせて下型52を突出し位置Rに移動させる(図12参照)。そして、樹脂材料搬送機構18のフィルム回収部182により各成形型5a、5bの下型52から使用済みの離型フィルムFを回収する。樹脂材料搬送機構18の樹脂材料供給部181により各成形型5a、5bの下型52のキャビティ52C内に離型フィルムF及び樹脂材料Jを供給する。その後、フレーム駆動部203により下型支持フレーム202をスライドさせて下型52を型締め位置Qに移動させる(図9参照)。なお、使用済みの離型フィルムFを回収した樹脂材料搬送機構18は、使用済みの離型フィルムFを図示しない廃棄ボックスに廃棄する。
このようにして、樹脂成形品Pの受け取り及び使用済み離型フィルムFの回収とともに、基板Wと離型フィルムF及び樹脂材料Jとの供給が行われる。そして、昇降連動機構8を用いて各成形型5a、5bを型締めすることにより、次の樹脂成形を行う。
<1-6.第1実施形態の効果>
本実施形態の樹脂成形装置100によれば、駆動アクチュエータ211によりスライド方向に移動するスライダ210に対して、上型51を支持する上型支持フレーム201と下型52を支持する下型支持フレーム202とを切り替えて連結しているので、共通の駆動アクチュエータ211を用いて、上型51及び下型52を型締め位置Qと突出し位置Rとの間でスライドさせることができる。これにより、成形型スライド機構20の駆動アクチュエータ211の使用数を削減することができる。その結果、樹脂成形装置100の小型化及びコストダウンが可能となり、また、駆動アクチュエータ211の制御機器の省スペース化が可能となる。
その他、本実施形態の樹脂成形装置100であれば、上型51及び下型52を突出し位置Rに移動させることにより、当該突出し位置Rにおいて上型51及び下型52に対して搬送対象物を搬送することができる。その結果、型開き時の上型51及び下型52同士の間隔を大きくする必要がなく、樹脂成形装置100を低背化することができる。
<2.本発明の第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、以下では、第1実施形態とは異なる部分について説明し、同一部材については同一符号を付して説明する。
第2実施形態の樹脂成形装置100は、前記第1実施形態(1つの中間プレート4を用いて2組の成形型を有する構成)とは異なり、複数の中間プレート4を用いて複数組の成形型を有する構成である。例えば、2つの中間プレート4を用いて3組の成形型を有する構成、3つの中間プレート4を用いて4組の成形型を有する構成、4つの中間プレート4を用いて5組の成形型を有する構成、また、5つ以上の中間プレート4を用いて6組以上の成形型を有する構成としても良い。
具体的に樹脂成形装置100は、図15に示すように、固定プラテン2及び可動プラテン3の間に上下方向に沿って複数の中間プレート4が配置されている。また、複数の中間プレート4の間それぞれに上型51及び下型52を含む成形型5b、5cが設けられている。なお、図15では、固定プラテン2から3つの中間プレート4までの構成を図示しており、それよりも下部分は省略している。
複数の中間プレート4それぞれは、前記第1実施形態と同様に、パンタグラフ機構81の複数の交差リンク部811それぞれに連結機構82を介して連結されている。これにより、複数の中間プレート4は、可動プラテン3の昇降に連動して昇降する。
ここで、パンタグラフ機構81は、図16に示すように、複数の中間プレート4に対応した数の複数の交差リンク部811と、上端リンク部812と、下端リンク部813とから構成されている。そして、複数の交差リンク部811は、直列的に接続されている。具体的には、隣り合う交差リンク部811において、一方の交差リンク部811の第1リンク81aの上端部が、他方の交差リンク部811の第2リンク81bの上端部と回転軸81lにより回転可能に連結され、一方の交差リンク部811の第2リンク81bの上端部が、他方の交差リンク部811の第1リンク81aの上端部と回転軸81mにより回転可能に連結される。なお、上端リンク部812及び下端リンク部813の構成は、第1実施形態と同様である。
また、複数の中間プレート4それぞれに接続された側面プレート41は、互いに干渉しないように水平方向にずれて配置されている。具体的には、図15に示すように、上下方向において互いに隣り合う中間プレート4の側面プレート41が左右(水平方向)にずれて互い違いとなるように配置されている。
例えば、上から1番目の中間プレート4の側面プレート41aが内側に位置し、上から2番目の中間プレート4の側面プレート41bが外側に位置するように配置されている。また、上から2番目の中間プレート4の側面プレート41bが外側に位置し、上から3番目の中間プレート4の側面プレート41cが内側に位置するように配置されている。ここで、上から2番目の中間プレート4の側面プレート41bには、内側に位置する側面プレート41a、41c(上から1番目、上から3番目)に配置される直動ブロック842の移動を阻害しないように、直動ブロック842の移動範囲に亘って図示しない貫通孔又は切り欠き部等が形成されている。
<2-1.第2実施形態の効果>
本実施形態の樹脂成形装置100によれば、前記第1実施形態の効果に加えて、3つ以上の成形型5a~5cを用いて樹脂成形することができ、樹脂成形品Pの生産性を向上させることができる。また、複数の中間プレート4の側面プレート41が互いに干渉しないように水平方向にずれて配置されているので、樹脂成形装置100の高さ寸法を抑えることができる。
<3.その他の変形実施形態>
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、図2及び図3の構成において、固定プラテン2と成形型5aの上型51との間、中間プレート4と成形型5aの下型52との間、中間プレート4と成形型5bの上型51との間、又は可動プラテン3と成形型5bの下型52との間に、別途ベース部材を設けても良い。
前記第1、第2実施形態で用いられる複数の成形型は、互いに同一の成形型であっても良いし、互いに異なる成形型であっても良い。ここで、複数の成形型が互いに異なるとは、上型が互いに異なるものであっても良いし、下型が互いに異なるものであっても良い。
前記実施形態では、第1成形型5a及び第2成形型5bそれぞれに成形型スライド機構20を設けているが、1つの成形型スライド機構20により第1成形型5a及び第2成形型5bの上型51及び下型52をスライドさせる構成としても良い。この場合、成形型スライド機構20の切替機構212は、スライダ210に対して複数の上型支持フレーム201と複数の下型支持フレーム202とを切り替えて連結する構成となる。
前記実施形態では、昇降スライド機構7の直動レール71を側壁部材61、62に、直動ブロック72を側面プレート41に設けているが、昇降スライド機構7の直動レール71を側面プレート41に、直動ブロック72を側壁部材61、62に設けても良い。
前記実施形態では、パンタグラフ機構81を用いて複数の成形型5a、5bを連動させる構成であったが、レバー機構(特開2019-77144号)、ラックアンドピニオン機構(特開2010-094931号)等を用いた他の方式の昇降連動機構8を用いても良い。
例えば、レバー機構を用いた昇降連動機構8は、図17(a)に示すように、一端部を支点60aとして回転するアーム60を有し、当該アーム60の互いに異なる位置に可動プラテン3及び中間プレート4が連結部材70a、70bを介して連結されている。そして、可動プラテン3が型締め機構10により駆動されると、それに伴ってアーム60が支点60a周りに回転し、アーム60に連結された中間プレート4が可動プラテン3に連動して上下移動する。
また、ラックアンドピニオン機構を用いた昇降連動機構8は、図17(b)に示すように、一対のラックギア80a、80bとそれらラックギア80a、80bに噛み合うピニオンギア80cとを有しており、一方のラックギア80aが側壁部材61、62に設けられており、他方のラックギア80bが可動プラテン3側に設けられている。そして、それら一対のラックギア80a、80bに噛み合うピニオンギア80cが中間プレート4側に設けられている。ピニオンギア80cを図示しないモータで正回転又は逆回転させることにより、可動プラテン3及び中間プレート4が連動して上下方向に移動する。
前記実施形態の成形型は、複数組の上型51及び下型52を有するものであったが、1組の上型51及び下型52を有する構成であっても良い。この場合、ベース部材は、固定プラテン2及び可動プラテン3である。そして、上型51は成形型スライド機構20により、固定プラテン2に対して型締め方向と交差するスライド方向にスライドする。また、下型52は成形型スライド機構20により、可動プラテン3に対して型締め方向と交差するスライド方向にスライドする。
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
100・・・樹脂成形装置
W・・・成形対象物
P・・・樹脂成形品(樹脂成形された成形対象物)
J・・・樹脂材料
F・・・離型フィルム
2・・・固定プラテン(ベース部材)
3・・・可動プラテン(ベース部材)
4・・・中間プレート(ベース部材)
51・・・上型
52・・・下型
61、62・・・一対の側壁部材
7・・・昇降スライド機構
81・・・パンタグラフ機構
82・・・連結機構
10・・・型締め機構
20・・・成形型スライド機構
201・・・上型支持フレーム
202・・・下型支持フレーム
203・・・フレーム駆動部
210・・・スライダ
211・・・駆動アクチュエータ
211a・・・ボールねじ機構
211b・・・モータ
212・・・切替機構
212a・・・第1切替部
212a1・・・第1被係合部
212a2・・・第1係合部
212b・・・第2切替部
212b1・・・第2被係合部
212b2・・・第2係合部
30・・・間隔変更機構

Claims (9)

  1. ベース部材を介して上型及び下型を型締めする型締め機構と、
    型締め方向と交差するスライド方向に前記上型及び前記下型をスライドさせる成形型スライド機構とを備え、
    前記成形型スライド機構は、
    前記上型を支持する上型支持フレームと、
    前記下型を支持する下型支持フレームと、
    前記上型支持フレーム及び前記下型支持フレームを前記スライド方向に移動させるフレーム駆動部とを有し、
    前記フレーム駆動部は、
    前記ベース部材に対して前記スライド方向に移動可能に設けられたスライダと、
    前記スライダを前記スライド方向に移動させる駆動アクチュエータと、
    前記スライダに対して前記上型支持フレームと前記下型支持フレームとで切り替えて連結する切替機構とを有する、樹脂成形装置。
  2. 前記切替機構は、
    前記スライダ及び前記上型支持フレームを連結状態又は非連結状態とする第1切替部と、
    前記スライダ及び前記下型支持フレームを連結状態又は非連結状態とする第2切替部とを有する、請求項1に記載の樹脂成形装置。
  3. 前記第1切替部は、
    前記スライダ又は前記上型支持フレームの一方に設けられた第1被係合部に対して、前記スライダ又は前記上型支持フレームの他方に設けられた第1係合部を係合又は離脱させるものであり、
    前記第2切替部は、
    前記スライダ又は前記下型支持フレームの一方に設けられた第2被係合部に対して、前記スライダ又は前記下型支持フレームの他方に設けられた第2係合部を係合又は離脱させるものである、請求項2に記載の樹脂成形装置。
  4. 前記駆動アクチュエータは、
    前記スライダに接続されたボールねじ機構と、
    前記ボールねじ機構を回転させるモータとを有する、請求項1乃至3の何れか一項に記載の樹脂成形装置。
  5. 前記成形型スライド機構により前記上型又は前記下型をスライドさせる際に、前記ベース部材と前記上型又は前記下型との互いの対向面の間隔を変更する間隔変更機構をさらに備える、請求項1乃至4の何れか一項に記載の樹脂成形装置。
  6. 前記間隔変更機構は、前記成形型スライド機構の駆動アクチュエータを用いて構成されている、請求項5に記載の樹脂成形装置。
  7. 前記ベース部材は、
    固定プラテンと、
    前記型締め機構により昇降可能な可動プラテンと、
    前記固定プラテン及び前記可動プラテンの間に配置される中間プレートとを有し、
    前記上型及び前記下型は、前記固定プラテン及び前記中間プレートの間、及び、前記中間プレート及び前記可動プラテンの間それぞれに設けられている、請求項1乃至6の何れか一項に記載の樹脂成形装置。
  8. 前記可動プラテン及び前記中間プレートの側方両側に配置された一対の側壁部材と、
    前記中間プレートを前記一対の側壁部材に対して上下方向に沿ってスライドさせる昇降スライド機構と、
    前記可動プラテンの昇降に前記中間プレートの昇降を連動させる昇降連動機構とをさらに備え、
    前記昇降連動機構は、
    一端部が前記側壁部材に対して固定され、他端部が前記可動プラテンとともに移動して、前記可動プラテンの昇降により伸び縮みするパンタグラフ機構と、
    前記パンタグラフ機構の交差リンク部及び前記中間プレートを連結する連結機構とを有する、請求項7に記載の樹脂成形装置。
  9. 請求項1乃至8の何れか一項に記載の樹脂成形装置を用いて樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造方法であって、
    前記上型及び前記下型を含む成形型に成形対象物を搬送する搬送工程と、
    前記成形型を型締めして前記成形対象物に樹脂成形を行う樹脂成形工程と、
    樹脂成形された前記成形対象物を前記成形型から取り出す取り出し工程とを含む、樹脂成形品の製造方法。

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