JP4009463B2 - 樹脂成形装置のクリーニング装置およびそのクリーニング方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるピンポイントゲート方式の樹脂成形装置に使用されるクリーニング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、ピンポイントゲート方式の樹脂成形装置は、成形後に金型を開くと、ピンポイントゲートに引張り応力が集中することにより、ピンポイントゲート周辺で固化した成形樹脂が破断し、金型を開くと同時に成形品を成形樹脂材から分離でき、生産性が高い。
【０００３】
しかしながら、成形品が小さくなるにつれてピンポイントゲートの直径が小さくなり、例えば、０．３ｍｍ程度となる。このため、ピンポイントゲート内に成形樹脂が残留しやすくなり、成形不良等を生じる可能性があった。また、金型を開いた際にランナー，ゲート等に残留している硬質の成形樹脂に割れ，欠け等が発生しやすく、その破断屑が金型内に残留したままとなる。このため、破断屑が次回の成形時に溶融した樹脂によってキャビテイ内に押し流されることがある。この結果、前記破断屑が基板の表面に位置するワイヤーに接触することにより、ワイヤー流れやワイヤー切れ等を生じる原因となっていた。
【０００４】
このため、従来の成形工程では、樹脂成形装置のオペレータがブラシを用いて手作業で清掃していた。しかし、成形金型は高温であり、非常に危険である。さらに、開いた金型間の狭い空間にブラシを入れて清掃しても、完全に樹脂屑を除去することは容易でない。特に、直径が非常に小さいピンポイントゲート内の成形樹脂を、ブラシ等で完全に除去することは困難であり、成形不良が生じ易いという問題点があった。
【０００５】
本発明は、前記問題点に鑑み、成形金型の清掃、特に、成形金型のピンポイントゲートにおける目詰まりを迅速、かつ、確実に解消できる樹脂成形装置のクリーニング装置およびそのクリーニング方法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、前記目的を達成するため、キャビティに連通するピンポイントゲートを備えた金型を有する樹脂成形装置のクリーニング装置において、所定間隔で対向するように配置して一体化した突き出し用ユニットおよび吸引用ユニットのうち、前記突き出し用ユニットの対向面に突き出しピンを設ける一方、前記吸引用ユニットの対向面に、前記突き出しピンの軸心と同一軸心上に位置するように吸引手段を設けるとともに、前記突き出し用ユニットおよび前記吸引用ユニットを往復移動させ、かつ、前記ピンポイントゲートを備えた金型の上下面に前記突き出し用ユニットおよび前記吸引用ユニットをそれぞれ配置する往復移動機構を設け、前記ピンポイントゲートから前記突き出しピンを挿入して前記ピンポイントゲートに連通するスプルーの細径側から前記突き出しピンを挿入し、前記スプルーの太径側から突き出された樹脂カス等を前記吸引手段で吸引する構成としてある。
【０００７】
したがって、本発明によれば、ピンポイントゲート内に詰まった樹脂カスをクリーニング装置の突き出しピンで個々に突き出す。このため、清掃作業が安全であるだけでなく、目詰まりを迅速、かつ、確実に解消でき、作業性および歩留まりを改善できる。
【０００８】
本発明によれば、吸引手段がピンポイントゲート内の樹脂カスのみならず、前記ピンポイントゲートに連通するスプルー内の樹脂カスをも除去する。このため、成形不良が生じにくくなり、歩留まりをより一層改善できる。
【０００９】
本発明によれば、ピンポイントゲートおよび吸引手段を同時に使用できるので、作業性がより一層改善できる。
【００１０】
本発明によれば、開いた金型の上下面に突き出し用ユニットおよび吸引用ユニットを同時に配置でき、清掃作業を迅速に処理できるだけでなく、設計における選択の自由度が広がる。
【００１１】
そして、本発明にかかる樹脂成形装置のクリーニング方法は、前記目的を達成すべく、所定の間隔で対向し、かつ、同時に往復移動可能に一体化した突き出し用ユニットおよび吸引用ユニットのうち、前記突き出し用ユニットに設けた突き出しピンをピンポイントゲートに挿入し、前記ピンポイントゲートに連通するスプルーの細径側から樹脂カスを突き出すと同時に、前記吸引用ユニットに前記突き出しピンの軸心と同一軸心上に位置するように設けた吸引手段で、前記スプルーの太径側から突き出された前記樹脂カスを、吸引，除去する工程からなるものである。
本発明にかかるクリーニング方法によれば、ピンポイントゲート内の樹脂カスを突き出しピンで突き出すと同時に、吸引手段で吸引，除去するので、清掃作業を迅速、かつ、確実に処理でき、作業性に優れたクリーニング方法が得られるという効果がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明にかかるクリーニング装置の実施形態を図１ないし図１２の添付図面に従って説明する。
第１実施形態は、図１ないし図７に示すように、メインフレーム１０に組み付けられた樹脂成形装置２０であり、この樹脂成形装置２０はクリーニング装置７０を備えている。
【００１３】
前記樹脂成形装置２０は、図１に示すように、４本の支柱２１で相互に連結された固定プラテン２２および可動プラテン２３の間に、下金型３０、中金型４０および上金型５０を相互に積み重ねできるように配置してある。
【００１４】
前記下金型３０は可動プラテン２３に載置，固定されており、上面中央から突出する台部３１内に固形樹脂６０を挿入できるポット３２を形成してある（図４）。前記ポット３２内にはプランジャーチップ３３を介して前記固形樹脂６０を加熱，加圧して押し出すプランジャー３４がスライド可能に配置されている。さらに、前記台部３１の両側基部に位置する上面には樹脂封止される基板６１を載置するための基準面３５がそれぞれ形成されている。前記基準面３５の両側縁部には切り欠き部３６が形成されている。また、前記下金型３０の上面隅部にはパーティングロック３７が突設されている（図１）。
【００１５】
前記中金型４０は、図４に示すように、その下面に前記下金型３０の台部３１に嵌合可能な凹所４１を備えている。さらに、前記中金型４０は、前記凹所４１の両側にスプルー４２、ピンポイントゲート４３およびキャビテイ４４をそれぞれ形成し、上下に連通させている。さらに、前記中金型４０の下面のうち、前記下金型３０のパーティングロック３７と対応する位置に、パーティングロック４５をそれぞれ突設してある（図１）。また、後述するクリーニング装置７０の突き出しピン８６を位置決めするために凹形状のセットブロック４６，４７を埋設してある。そして、前記中金型４０は一対の引張りリンク４８，４８を介して前記下金型３０に連結されている。
【００１６】
前記上金型５０は、その下面に、前記下金型３０のポット３２と前記中金型４０のスプルー４２とを連通させるランナー５１を形成してある。前記ランナー５１の天井面には、樹脂成形後にランナー５１内に残留する成形樹脂を突き落とす突き出しピン５２を設けてある。そして、前記上金型５０は４本のサポートピン５３を介して前記中金型４０を吊り下げている。
【００１７】
したがって、支柱２１に沿って可動プラテン２３を上方に移動させると、下金型３０が引張りリンク４８に沿って上方に移動し、パーティングロック３７および４５が相互に嵌合し、下金型３０が中金型４０の下面に接合一体化する。さらに、可動プラテン２３を上方に移動させると、下金型３０および中金型４０がサポートピン５３に沿って同時に上方に移動し、前記中金型４０が前記上金型５０の下面に当接する。
【００１８】
逆に、前記可動プラテン２３を元の位置まで引き下げると、パーティングロック３７および４５を介して下金型３０に接合一体化した中金型４０が上金型５０から分離する。そして、中金型４０がサポートピン５３の最下端まで下降した後、中金型４０から下金型３０が分離し、下金型３０は引張りリンク４８の最下端まで下降する。
【００１９】
前記クリーニング装置７０は、補助フレーム１１に組み付けたボールネジ１２を介して吊り下げられている。前記ボールネジ１２は駆動モータ１３で回動し、ナット１４を介して前記クリーニング装置７０を側方に往復移動させる。
【００２０】
前記クリーニング装置７０は、上下一対の突き出し用ユニット８０および吸引用ユニット９０を側方に突出させて正面略コ字形状に形成したものである。前記ユニット８０，９０の自由端部には回転ブラシ１０２を備えた金型面クリーニングユニット１００，１０１がそれぞれ取り付けられている。前記金型面クリーニングユニット１００，１０１の先端面には透過型の目詰まり検知センサー１０３，１０４がそれぞれ配置されている。
【００２１】
前記クリーニング装置７０の突き出し用ユニット８０は、その上面の一部に突き出し用プレート８１を上下方向に往復移動可能に組み付けてある。この突き出し用プレート８１は、図２Ｂに示すように、引張りばね８２を介して前記突き出し用ユニット８０に組み付けられており、下方側に付勢されている。そして、エアーシリンダ８３で押し出されたカム８４がカムフォロア８５を押圧することにより、前記引張りバネ８２のバネ力に抗し、前記突き出し用プレート８１が押し上げられる。
【００２２】
前記突き出し用プレート８１の上面には、図４に示すように、前記中金型４０のピンポイントゲート４３に対応する位置に突き出しピン８６を突設してある。さらに、プレート８１の上面には、前記中金型４０のセットブロック４６，４７にそれぞれ嵌合する凸形状のセットブロック８７，８８を突設してある。一方、前記突き出し用ユニット８０の下面縁部には、基板６１を搬入，搬出する係止用爪部８９を突設してある（図４Ａ）。
【００２３】
一方、前記突き出し用ユニット８０の上方側に位置する吸引用ユニット９０は、その下面の一部に吸引用プレート９１を組み付けてある。前記吸引用プレート９１は前記吸引用ユニット９０の下面に引張りばね９２を介して組み付けられ、上方側に付勢されている。そして、図２Ｂに示すように、エアーシリンダ９３で押し出されたカム９４がカムフォロア９５を押圧すると、前記引張りバネ９２のバネ力に抗し、前記吸引用プレート９１が押し下げられる。さらに、前記吸引用プレート９１の下面には、前記突き出しピン８６と対応するように吸引カップ９６を配置してある。
【００２４】
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４に示すように、前記クリーニング装置７０の駆動前に、ポット３２に固形樹脂６０を図示しない搬入装置で挿入しておく。そして、図１に示す駆動モータ１３を駆動してボールネジ１２を回転させることにより、クリーニング装置７０を前進させる。さらに、前記クリーニング装置７０の突き出し用ユニット８０および吸引用ユニット９０を、図２Ａに示すように、開いた下金型３０と中金型４０との間、および、開いた中金型４０と上金型５０との間にそれぞれ挿入する。ついで、突き出し用ユニット８０の係止用爪部８９に係止した基板６１を下金型３０の基準面３５に位置決めして載置する。
【００２５】
そして、前記クリーニング装置７０を後退させた後、可動プラテン２３を上方にスライドさせることにより、下金型３０の台部３１を中金型４０の凹所４１に嵌合させる。ついで、下金型３０の上面および中金型４０の下面それぞれに設けた図示しないセットブロックを介して下金型３０を中金型４０に位置決めし、両者を接合させて基板６１を挟持する（図４Ｂ）。さらに、前記可動プラテン２３を上昇させることにより、中金型４０の上面を上金型５０の下面に接合し、ポット３２、ランナー５１、スプルー４２、ピンポイントゲート４３およびキャビテイ４４を連通させる。そして、前記ポット３２内のプランジャ３４を押し上げることにより、プランジャチップ３３で固形樹脂６０を加熱，加圧し、固形樹脂６０を流動化させてポット３２から打ち出す。流動化した樹脂は、前記ランナ５１、スプルー４２およびピンポイントゲート４３を介し、キャビテイ４４内に流入することにより、基板６１に表面実装された半導体素子を樹脂封入する（図５Ａ）。
【００２６】
本実施形態によれば、下金型３０の台部３１が中金型４０の凹所４１に嵌合している。そして、前記台部３１のポット３２内をプランジャチップ３３がスライド移動する。このため、下金型３０と中金型４０とを接合しても、ポット３２内に継ぎ目のズレが生ぜず、プランジャチップ３３のスライド移動がスムーズである。また、継ぎ目から溶融した樹脂材がはみ出すおそれがないので、下金型３０と中金型４０との間に高い組立精度を必要とせず、製造が容易になるという利点がある。
【００２７】
ついで、可動プラテン２３を引き下げると、中金型４０および下金型３０が同時に下降し、上金型５０から中金型４０が分離する（図５Ｂ）。このとき、同時に、プランジャ３４が下方に引き下げられる。さらに、可動プラテン２３を引き下げると、中金型４０がサポートピン５３の下端まで下がった後、中金型４０から下金型３０が分離し、下金型３０は引張りリンク４８の下端まで引き下げられる（図６Ａ）。
【００２８】
ついで、前記駆動モータ１３を駆動してボールネジ１２を回転させることにより、クリーニング装置７０を再び前進させる。そして、前記クリーニング装置７０の突き出し用ユニット８０および吸引用ユニット９０を、開いた下金型３０と中金型４０との間、および、開いた中金型４０と上金型５０との間にそれぞれ挿入する。ついで、上金型５０の突き出し用ピン５２でランナー５１内の成形樹脂材を吸引用ユニット９０の上面に突き落とす。一方、下金型３０の基準面３５上にある樹脂封入された基板６１を突き出し用ユニット８０の係止用爪部８９で係止する（図６Ｂ）。
【００２９】
そして、突き出し用プレート８１を上方に押し上げることにより、突き出し用ユニット８０のセットブロック８７，８８が、中金型４０のセットブロック４６，４７に嵌合する。このため、突き出しピン８６がピンポイントゲート４３に対して正確に位置決めされる。この結果、突き出しピン８６がピンポイントゲート４３に挿入され、ピンポイントゲート４３内に残留する成形樹脂を突き出す。これと同時に、吸引用プレート９１が下方に押し下げられ、吸引カップ９６がスプルー４２の上方開口部を覆い、スプルー４２内に残留する成形樹脂を吸引，除去する（図７Ａ）。
【００３０】
さらに、突き出し用プレート８１および吸引用プレート９２をバネ力で元の位置に引き戻した後、前記駆動モータ１３を逆転させてボールネジ１２を逆転させることにより、クリーニング装置７０を後退させる。このとき、ブラシ１０２を回転させることにより、下金型３０、中金型４０および上金型５０の接合面を清掃しながらクリーニング装置７０を後退させる。そして、目詰まり検知センサー１０３，１０４でスプルー４２内に成形樹脂が残留しているか否かを検知する。センサー１０３，１０４がスプルー４２内に成形樹脂が残留していることを検知した場合には、再度、クリーニング装置７０を前進させることにより、清掃作業を繰り返す。以後、同様な操作を行うことにより連続成形作業が可能になる。
【００３１】
第２実施形態は、図８ないし図１２に示すように、クリーニング装置７０を樹脂成形装置２０から独立させて据え置き型とした場合である（図８Ａ）。なお、同一部分には同一番号を附して説明を省略する。
【００３２】
前記樹脂成形装置２０は第１実施形態とほぼ同様であり、異なる点はサポートピン５３に吊り下げた一対のガイドバー４０ａに沿って中金型４０をスライド可能に装着した点である。
【００３３】
クリーニング装置７０は支持フレーム７０ａに突き出し用ユニット７１および吸引用ユニット７３を上下に対向するように組み付けたものである。前記突き出し用ユニット７１の上面には突き出し用プレート７２が上下に出し入れ可能に配置されている。前記突き出し用プレート７２の上面には、第１実施形態と同様、突き出しピン８６を突設するとともに、凸形状のセットブロック８７，８８を配置してある。
【００３４】
一方、吸引用ユニット７３は、その下面に吸引用プレート７４を上下に出し入れ可能に配置してある。前記吸引用プレート７４の下面には第１実施形態と同様に、前記突き出しピン８６に対応するように吸引カップ９６が配置されている。
【００３５】
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９Ａに示すように、開いた下金型３０、中金型４０および上金型５０のうち、下金型３０のポット３２内に固形樹脂６０を図示しない搬送装置で投入するとともに、基準面３５に樹脂封止する基板６１を位置決めする。
【００３６】
ついで、可動プラテン２３を上方にスライドさせることにより、下金型３０の上面を中金型４０の下面に接合させる（図９Ｂ）。さらに、前記可動プラテン２３を上昇させることにより、中金型４０の上面を上金型５０の下面に接合し、ポット３２、ランナー５１、スプルー４２、ピンポイントゲート４３およびキャビテイ４４を連通させる。そして、前記ポット３２内のプランジャ３４を押し上げることにより、プランジャチップ３３で固形樹脂６０を加熱，加圧することにより、固形樹脂６０を流動化させてポット３２から打ち出す。流動化した樹脂は、前記ランナ５１、スプルー４２およびピンポイントゲート４３を介し、キャビテイ４４内に流入することにより、基板６１に表面実装された半導体素子を樹脂封入する（図１０Ａ）。
【００３７】
ついで、可動プラテン２３を引き下げると、中金型４０および下金型３０が同時に下降し、上金型５０から中金型４０が分離する（図１０Ｂ）。このとき、同時に、プランジャ３４が下方に引き下げられる。さらに、可動プラテン２３を引き下げると、中金型４０がサポートピン５３の下端まで下がった後、中金型４０から下金型３０が分離し、下金型３０は引張りリンク４８の下端まで引き下げられる（図１１Ａ）。
【００３８】
そして、図示しない搬出装置が樹脂封止した基板６１を搬出するとともに、ランナー５１内の成形樹脂を突き出しピンが突き出して落下させ、図示しない搬出装置がこれを搬出する（図１１Ｂ）。
【００３９】
ついで、図示しない搬送装置を介して中金型をクリーニング装置７０に搬送し、突き出し用ユニット７１および吸引用ユニット７３の間に位置決めする（図１２Ａ）。そして、突き出し用プレート４２を上方に押し上げることにより、突き出し用ユニット７１のセットブロック８７，８８が、中金型４０のセットブロック４６，４７に嵌合する。このため、突き出しピン８６がピンポイントゲート４３に対して正確に位置決めされる。この結果、突き出しピン８６がピンポイントゲート４３に挿入され、スプルー４２に残留する成形樹脂を突き出す。これと同時に、吸引用プレート７４が下方に押し下げられ、吸引カップ９６がスプルー４２の上方開口部を覆い、スプルー４２内に残留した成形樹脂を吸引，除去する（図１２Ｂ）。
【００４０】
クリーニング作業が終了した後は、前記プレート７２，７４を元の位置に復帰させ、ついで、中金型４０を樹脂成形装置２０の所定に位置に復帰させる。以後、同様な作業を繰り返すことにより、連続成形が可能になる。
【００４１】
なお、本実施形態においては、前記中金型４０を所定の位置に復帰させる清掃工程において第１実施形態のように回転ブラシ（図示せず）でクリーニング作業を行ってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、ピンポイントゲート内に詰まった樹脂カスをクリーニング装置の突き出しピンで個々に突き出す。このため、清掃作業が安全になるだけでなく、目詰まりを迅速、かつ、確実に解消でき、作業性および歩留まりを改善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クリーニング装置の第１実施形態を示す正面図である。
【図２】 図Ａは図１で示した樹脂成形装置の動作状態を示す拡大正面図であり、図Ｂは図Ａの要部拡大正面図である。
【図３】 図１で示した樹脂成形装置の動作状態を示す右側面図である。
【図４】 第１実施形態の動作を説明するための工程説明図である。
【図５】 図４に連続する工程説明図である。
【図６】 図５に連続する工程説明図である。
【図７】 図６に連続する工程説明図である。
【図８】 本発明にかかる樹脂成形装置の第２実施形態を示し、図Ａは正面図であり、図Ｂは右側面図である。
【図９】 図８で示した樹脂成形装置の動作状態を説明するための工程説明図である。
【図１０】 図９に連続する工程説明図である。
【図１１】 図１０に連続する工程説明図である。
【図１２】 図１１に連続する工程説明図である。
【符号の説明】
１０…メインフレーム、１１…補助フレーム、１２…ボールネジ、１３…駆動モータ、２０…樹脂成形装置、２１…支柱、２２…固定プラテン、２３…可動プラテン、３０…下金型、３１…台部、３２…ポット、３３…プランジャーチップ、３４…プランジャー、３５…基準面、３６…切り欠き部、４０…中金型、４１…凹所、４２…スプルー、４３…ピンポイントゲート、４４…キャビテイ、４８…引張りリンク、５０…上金型、５１…ランナー、５２…突き出しピン、５３…サポートピン、６０…固形樹脂、６１…基板、７０…クリーニング装置、８０…突き出し用ユニット、８１…突き出し用プレート、８２…引張りばね、８３…エアーシリンダー、８４…カム、８５…カムフォロア、８６…突き出しピン、８７，８８…セットブロック、９０…吸引用ユニット、９１…吸引用プレート、９２…引張りばね、９３…エアーシリンダー、９４…カム、９５…カムフォロア、９６…吸引カップ、１００，１０１…金型面クリーニングユニット、１０２…回転ブラシ、１０３，１０４…目詰まり検知センサ。

Claims (2)

1. キャビティに連通するピンポイントゲートを備えた金型を有する樹脂成形装置のクリーニング装置において、
   所定間隔で対向するように配置して一体化した突き出し用ユニットおよび吸引用ユニットのうち、前記突き出し用ユニットの対向面に突き出しピンを設ける一方、前記吸引用ユニットの対向面に、前記突き出しピンの軸心と同一軸心上に位置するように吸引手段を設けるとともに、
   前記突き出し用ユニットおよび前記吸引用ユニットを往復移動させ、かつ、前記ピンポイントゲートを備えた金型の上下面に前記突き出し用ユニットおよび前記吸引用ユニットをそれぞれ配置する往復移動機構を設け、
   前記ピンポイントゲートから前記突き出しピンを挿入して前記ピンポイントゲートに連通するスプルーの細径側から前記突き出しピンを挿入し、前記スプルーの太径側から突き出された樹脂カス等を前記吸引手段で吸引することを特徴とする樹脂成形装置のクリーニング装置。
2. 所定の間隔で対向し、かつ、同時に往復移動可能に一体化した突き出し用ユニットおよび吸引用ユニットのうち、前記突き出し用ユニットに設けた突き出しピンをピンポイントゲートに挿入し、前記ピンポイントゲートに連通するスプルーの細径側から樹脂カスを突き出すと同時に、前記吸引用ユニットに前記突き出しピンの軸心と同一軸心上に位置するように設けた吸引手段で、前記スプルーの太径側から突き出された前記樹脂カスを、吸引，除去することを特徴とする樹脂成形装置のクリーニング方法。

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