JP3633924B2

JP3633924B2 - 樹脂成形装置

Info

Publication number: JP3633924B2
Application number: JP2003146484A
Authority: JP
Inventors: 克浩三井; 昌志西口
Original assignee: Dai Ichi Seiko Co Ltd
Current assignee: I Pex Inc
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2023-05-23
Also published as: JP2004050822A

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、
前記第２金型と前記第３金型とで成形品を挟持したままの状態で、前記第２金型を前記第１金型から分離してゲートブレークさせるとともに、前記第２金型から前記第３金型を分離する一方、第２金型から成形品を前記第２エジェクタプレートで突き出す構成としてある。
【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、
前記第１金型と前記第２金型とで成形品を挟持したままの状態で、前記第２金型を前記第３金型から分離してゲートブレークさせるとともに、前記第１金型から前記第２金型を分離する一方、前記第２金型から成形品を前記第２エジェクタプレートで突き出す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

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、
前記第２金型と前記第３金型とで成形品を挟持したままの状態で、前記第２金型を前記第１金型から分離してゲートブレークさせるとともに、前記第２金型から前記第３金型を分離する一方、第２金型から成形品を前記第２エジェクタプレートで突き出すことを特徴とする樹脂成形装置
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、
前記第１金型と前記第２金型とで成形品を挟持したままの状態で、前記第２金型を前記第３金型から分離してゲートブレークさせるとともに、前記第１金型から前記第２金型を分離する一方、前記第２金型から成形品を前記第２エジェクタプレートで突き出すことを特徴とする樹脂成形装置。
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。
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。
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。