JP4477768B2 - リードフレーム搬送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばプリヒート板上で予熱されたリードフレームを、フレーム整列装置を介して受け取り搬送し、モールド装置の金型に受け渡すのに好適なリードフレーム搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体チップ等の電子部品はリードフレームに搭載され、モールド用金型により樹脂封止（モールド）されて製造される。
【０００３】
図５は、電子部品を搭載したリードフレームが、プリヒート板上で予熱され、その予熱されたリードフレームをリードフレーム搬送装置が受取り搬送し、マルチプランジャ型のモールド装置の金型に装着するまでの工程を説明するための概略構成図である。
【０００４】
すなわち、電子部品１を搭載したリードフレーム２は、不図示のマガジン等からなるリードフレーム供給部や反転部を経て順次、プリヒート板３上に供給され、ここで２枚のリードフレーム２が長手方向に互いに対向するように位置決め載置される。位置決めされ載置された一対のリードフレーム２，２は、不図示のフレーム整列装置を介して、ローダあるいはローディングフレームとも称されるリードフレーム搬送装置４に供給される。
【０００５】
一対のリードフレーム２，２は、リードフレーム搬送装置４に支持されつつ、予め設定された搬送ルートに沿いマルチプランジャ型のモールド装置５へと搬送され、モールド装置５の可動型である下金型５１上のパイロットピン５１ａ，５１ａに位置決め装着される。
【０００６】
リードフレーム２，２上の各電子部品１は、モールド装置５の下金型５１及び上金型５２によって形成されたキャビティ内に収納され、中央部のポットに供給された封止樹脂部材の加熱圧入を経てモールド成形される。
【０００７】
チップ状の電子部品２が適正にモールド成形されるためには、下金型５１のパイロットピン５１ａ，５１ａ位置が高精度に位置決めされていることが必要である。
【０００８】
図６（ａ）は下金型５１の平面図で、パイロットピン５１ａ，５１ａは、破線で示した位置にリードフレーム２，２を位置決め載置すべく、間隔Ｌｋを隔てて並列に複数個配列され、リードフレーム搬送装置４により予め位置決め搬送されてきた一対のリードフレーム２，２を同時に、そのまま受入れ載置するように立設されている。
【０００９】
モールド成形時における封止樹脂部材の溶融加熱温度、すなわち金型温度は、１６０〜２５０℃の範囲内に設定されることが多いが、下金型５１自体は固有の線熱膨張係数を有しているので、設定される金型温度によって立設されたパイロットピン５１ａ，５１ａの間隔Ｌｋは異なるものとなる。
【００１０】
そこで、予め位置決め搬送された一対のリードフレーム２，２がそのままの位置で同時にモールド装置５の各パイロットピン５１ａ，５１ａ位置に円滑に装着されるためには、搬送するリードフレーム２，２間の間隔を、その金型温度におけるパイロットピン５１ａ，５１ａの間隔Ｌｋに、予め一致させる必要がある。
【００１１】
他方、リードフレーム搬送装置４によって搬送される一対のリードフレーム２，２自体も、固有の線熱膨張係数を有しているから、相対位置関係が温度によって変化する。
【００１２】
そこで、プリヒート板３は、一対のリードフレーム２，２間の相対位置関係を特定させるために、特定温度に予熱しつつ、一対のリードフレーム２，２が、所定の金型温度Ｔｋにおいて間隔Ｌｋに設定された各パイロットピン５１ａ，５１ａに対応一致するように位置決めを行なうものである。
【００１３】
図６（ｂ）は、一対のリードフレーム２，２がプリヒート板３上で位置決め載置された状態を示す平面図で、予め設定された予熱温度Ｔｐのもとで、一対のリードフレーム２，２間の間隔、すなわちパイロットホール２ａ，２ａ間の間隔Ｌｐがパイロットピン５１ａ，５１ａ間の間隔Ｌｋに一致する（Ｌｐ＝Ｌｋ）ように位置決めされる。
【００１４】
従って、リードフレーム搬送装置４は、図５に示したように、２組の開閉自在な係止爪（チャック）４１，４１を有していて、予めプリヒート３上において、Ｌｐ＝Ｌｋに位置決めされた一対のリードフレーム２，２を、フレーム整列装置を介して受け取り、予め設定された搬送ルートに沿い搬送し、モールド装置５の金型５１上に装着する。
【００１５】
なお、下金型５１上において、一対の各リードフレーム２，２のパイロットホール２ａ，２ａが、パイロットピン５１ａ，５１ａに適正にかつ円滑に挿入・嵌合されるためには、当然ながら、パイロットホール２ａ，２ａの口径がパイロットピン５１ａ，５１ａの外径より大で、そこにクリアランス（隙間）が必要であるが、そのクリアランスの大きさはモールド成形精度に影響するので、モールド成形が適正に行われる範囲内に制限される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、電子部品２のモールド成形では、設定された金型温度Ｔｋにより、パイロットピン５１ａ，５１ａ間の距離Ｌｋは特定されるので、プレヒート板３上では、予め設定された予熱温度Ｔｐにおいて、一対のリードフレーム２，２がパイロットホール２ａ，２ａ間の距離Ｌｐがパイロットピン５１ａ，５１ａ間の距離Ｌｋに一致するように予め位置決めされる。
【００１７】
従って、フレーム整列装置を介して、一対のリードフレーム２，２を受け取ったリードフレーム搬送装置４は、プリヒート板上で予め位置決めされた状態をそのまま保持して所定の搬送ルートに沿い単に搬送するのみで、金型上に適正に装着することができる。
【００１８】
しかしながら、上述のように、搬送先のパイロットピン５１ａ，５１ａ間の距離Ｌｋは、金型温度を変更したり、金型を熱膨張係数の異なる他の材質に変更することによって変化する。
【００１９】
特に最近では、用途や機能が異なる電子部品が多く開発され、それに応じてモールド成形の態様も変化し、採用される樹脂封止部材の種類や溶融加熱温度の変更、あるいは材質の異なる金型の選択採用が行われることが多くなってきた。
【００２０】
その結果、金型におけるパイロットピン５１ａ，５１ａ間の距離Ｌｋも変動するので、プレヒート板３上での位置決め設定は勿論のこと、フレーム整列装置やリードフレーム搬送装置４における受取り機構の再設定作業が必要とされた。
【００２１】
加えて、近年では、電子部品等のより一層の微細化が進み、位置決めの一層の高精度化が要求されるので、プリヒート板３からリードフレーム搬送装置４までの各装置等における位置決め設定の変更は容易でなく、何等かの対応改善が要望されていた。
【００２２】
そこで、本発明は、たとえば金型の材質変更等に伴う一対のパイロットピン間の距離Ｌｋの変化に対し、その変化分を容易かつ高精度に補正を行い、従来通りの搬送ルートに沿った搬送で、リードフレームを金型上の所定位置に適正に装着可能なリードフレーム搬送装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、リードフレームを一対の係止爪で支持しつつ搬送するリードフレーム搬送装置において、前記リードフレームを支持した係止爪のいずれか一方で、そのリードフレームの長手方向の縁部を保持する保持機構と、この保持機構により前記リードフレームを保持した側の係止爪を移動させ、前記一対の係止爪間の間隔を補正する位置補正機構とを具備し、前記位置補正機構は、前記リードフレームを樹脂封止するモールド装置に設けられたパイロットピンの位置変化に対応して、前記リードフレームに設けられたパイロットホールが当該パイロットピンに位置決め挿入される位置となるよう、前記一対の係止爪間の間隔を補正することを特徴とする。
【００２４】
このように、本発明のリードフレーム搬送装置によれば、位置補正機構を設け、前記リードフレームを樹脂封止するモールド装置に設けられたパイロットピンの位置変化に対応して、前記リードフレームに設けられたパイロットホールが当該パイロットピンに位置決め挿入される位置となるよう、前記一対の係止爪間の間隔を補正するように構成したので、たとえばモールド金型上におけるパイロットピン位置が、金型材質の変更、あるいは金型温度の変更等に基づき変化したとしても、位置補正機構がその変化分を補正するので、リードフレームをその金型上の所定位置に搬送して円滑かつ適正に位置決め装着することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるリードフレーム搬送装置の一実施の形態を図１から４を参照して詳細に説明する。なお、図５及び図６に示した従来のリードフレーム搬送装置と同一構成には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００２６】
すなわち、図１は本発明によるリードフレーム搬送装置の一実施の形態を示した斜視図、図２は図１の要部正面図である。
【００２７】
リードフレーム搬送装置６は、不図示のフレーム整列装置から受取った一対のリードフレーム２，２をマルチプランジャ型のモールド装置５に搬送して装着するように構成されていて、リードフレーム２，２の長手方向の両縁部をそれぞれ断面Ｌ字状の係止内爪（チャック）６１ａと係止外爪（チャック）６１ｂの支持部６１ａａ，６１ｂａで支持して受け取るように構成されている。
【００２８】
係止内爪６１ａは、基台６２上に設けられたシリンダ６３に連結され、シリンダ６３の作動によって、基台６２のガイドレール６２ａに案内されつつ、図２に示す矢印Ｘ１方向に移動可能に構成されている。
【００２９】
また、係止外爪６１ｂは、同じく基台６２上に設置されたボールねじ６４に連結され、そのボールねじ６４を回転駆動するサーボモータ６４１の作動により、同様に、ガイドレール６２ａに沿い、図２の矢印Ｘ２方向に移動可能に構成されている。
【００３０】
上記シリンダ６３及びサーボモータ６４１は、いずれも制御用コンピュータ６５を介して入力装置６６に接続されているので、一対の係止内爪６１ａと係止外爪６１ｂは、制御用コンピュータ６５に予め内蔵されたプロクラムに基づく作動制御を受けて、図２に示すように、それぞれ互いに反対方向に移動しての開及び閉操作を行ない、リードフレーム２の受け取り受け渡しを行うように構成されている。
【００３１】
また、制御用コンピュータ６５の制御を受けて作動する上下動シリンダ６７が、係止外爪６１ｂに取り付け固定され、上下動シリンダ６７のプランジャ６７１が下降し、下端部に設けられた押さえ部材６７２が、係止内外爪６１ａ，６１ｂ間に差し渡し支持されたリードフレーム２の長手方向の一方の縁部を、係止外爪６１ｂの支持部６１ｂａとの間に押圧して保持可能に構成されている。
【００３２】
この実施の形態のリードフレーム搬送装置６は、従来と同様に、プリヒート板上で予熱されたリードフレーム２，２をフレーム整列装置を介して受取り搬送を行うものであるが、モールド装置５におけるパイロットピン５１ａ位置の変化したとき、その変化分を制御用コンピュータ６５の操作により補正し、従前と同じ搬送ルートでリードフレーム２，２を搬送して、モールド装置５に適正に装着する。
【００３３】
すなわち、図３（ａ）に示す下金型５１におけるパイロットピン５１ａ，５１ａの位置と、図３（ｂ）に示すプリヒータ板３上に位置決めされる一対のリードレーム２，２の位置との関係を考察すると、
まず、図３（ａ）に示す下金型５１に関し、常温を仮に２０℃とし、常温（２０℃）のときの対向する一対のパイロットピン５１ａ，５１ａ間の距離をＡ20、金型温度をＴｋ、下金型５１の線熱膨張係数をαk とすると、金型温度Ｔｋにおける一対のパイロットピン５１ａ，５１ａ間の間隔（距離）ＬｋＴｋは、次式（１）で表わされる。
【００３４】
ＬｋＴｋ＝Ａ20［１＋αk （Ｔｋ−20）］ （１）
一方、図３（ｂ）に示すプリヒータ板３に関し、常温（２０℃）のときのプリヒータ板３において位置決めされる一対のリードフレーム２，２の各中心間の距離をＢ20、また各リードフレーム２，２の中心位置とそのパイロットホール２ａまでの距離をＣ20、そしてプリヒータ板３における予熱温度をＴｐ、プリヒータ板３の線熱膨張係数をαp とすると、
予熱温度Ｔｐにおいてプリヒータ板３上において位置決めされた一対のフレームのパイロットホール２ａ，２ａ間の間隔（距離）ＬｐＴｐは、次の式（１）で表わされる。
【００３５】
ＬｐＴｐ＝［Ｂ20（１＋αp （Ｔｐ−20））］
＋［２×Ｃ20（１＋αp （Ｔｐ−20））］ （２）
従って、上記（１）、（２）式より、プリヒート板３において、予熱温度Ｔｐで間隔ＬｐＴｐに位置決めされた一対のリードフレーム２，２が、金型温度Ｔｋで間隔ＬｋＴｋのパイロットピン５１ａ，５１ａに適正に位置決め挿入されるには、ＬｐＴｐ＝ＬｋＴｋであることが条件とされる。
【００３６】
そこで、いまＬｐＴｐ＝ＬｋＴｋのもとで、下金型５１の材質変更により、線熱膨張係数をαk がαＫに変化し、そのときの下金型５１におけるパイロットピン５１ａ，５１ａ間の距離ＬＫＴＫすると、その差Ｅ（＝ＬｋＴｋ〜ＬＫＴＫ）分の、それまでの位置決め間隔ＬｐＴｐとの間に位置ずれが生ずる。
【００３７】
そこで、この実施の形態では、上記差Ｅ（＝ＬｋＴｋ〜ＬＫＴＫ）を上記式（１）によるＬｋＴｋの値と、式（１）においてαk をαＫに代えて算出されたＬＫＴＫの値とから差Ｅを求めるように制御用コンピュータ６５が演算し、その差Ｅに対応した補正制御信号をサーボモータ６４１に供給する。
【００３８】
すなわち、具体的には、下金型５１側に関し、常温（２０℃）におけるパイロットピン５１ａ，５１ａの間隔Ａ20、線熱膨張係数αk ，αＫはいずれも既知の値であるので、同じく設定あいは測定された金型温度Ｔk のデータを入力装置６６に入力することで、制御用コンピュータ６５は式（１）に基づく演算により、一対のパイロットピン５１ａ，５１ａ間の距離ＬｋＴｋ及びＬＫＴＫを求めることができる。
【００３９】
なお一方、プリヒート板３に関し、常温（２０℃）においては、各リードフレーム２，２の中心位置と各パイロットホール２ａまでの距離Ｃ20、及びプリヒート板３の線熱膨張係数αp 等はいずれも既知の値であるから、設定ないしは測定された予熱温度Ｔp における一対のリードフレーム２，２のパイロットホール２ａ，２ａ間の距離ＬｐＴｐ（すなわちパイロットピン５１ａ，５１ａ間の距離ＬｋＴｋ）に対応した一対のリードフレーム２，２の中心間の距離Ｂ20を、上記（２）式から求め、予め位置決めする。
【００４０】
以上説明のように、制御用コンピュータ６５による演算により、一対のリードフレーム２，２における上記差Ｅ（＝ＬｋＴｋ〜ＬＫＴＫ）の演算による算出により、各リードフレーム２については、その１／２（＝Ｅ／２）だけの位置補正を行うように、サーボモータ６４１を駆動することができる。
【００４１】
このようにして、一度プリヒート板３上で一対のリードフレーム２，２を位置決めした後は、たとえモールド装置５側において熱膨張係数の異なる材質の金型に変更が行われ、それに基づきパイロットピン５１ａ，５１ａ間の間隔Ｌｋが変化しても、制御用コンピュータ６５は、その変化分に対応した位置ずれ補正量を演算し、変化分が零となるように、リードフレーム２を保持した側の係止爪を移動補正するので、リードフレーム搬送装置６は、一対のリードフレーム２，２を金型上のパイロットピン５１ａ，５１ａに適正に装着することができる。
【００４２】
次に、一対のリードフレーム２，２をフレーム整列装置から受け取り支持したリードフレーム搬送装置６が、制御用コンピュータ６５の制御により、一枚のリードフレーム２につき差Ｅの１／２分だけ補正する手順を図２及び図４を参照して説明する。なお、以下の説明では一対のリードフレーム２，２のうち、一方のリードフレーム２について説明するものであるが、他方についても同様である。まず制御コンピュータ６５がシリンダ６３及びサーボモータ６４１の駆動により、図４（ａ）に示すように、係止内外爪６１ａ，６１ｂが開くとともに、リードフレーム２を位置決め載置したフレーム整列装置のテーブル７の押し上げ操作により、リードフレーム２は、その開動作した係止内外爪６１ａ，６１ｂ間に配置される。
【００４３】
次に、制御コンピュータ６５によるシリンダ６３及びサーボモータ６４１の制御により、図４（ｂ）に示すように、リードフレーム２の長手方向の左右の各縁部が係止内外爪６１ａ，６１ｂの各支持部６１ａａ，６１ｂａ上に位置するように係止内外爪６１ａ，６１ｂを閉じ、その後図４（ｃ）に示すように、フレーム整列装置のテーブル７を矢印Ｙ１方向に下降させるので、リードフレーム２は両縁部で各支持部６１ａａ，６１ｂａで支持される。
【００４４】
次に、制御コンピュータ６５は、上下動シリンダ６７を制御し、図４（ｄ）に示すように、押さえ部材６７２を矢印Ｙ２方向に降下させ、リードフレーム２の縁部を係止外爪６１ｂの支持部６１ｂａとの間に押圧挟持して保持する。
【００４５】
ここで、制御用コンピュータ６５は、上述のように、算出した位置ずれ補正量Ｅの１／２の値分だけ、サーボモータ６４１を作動させ、図４（ｅ）の矢印Ｘ方向に係止外爪６１ｂを移動させるので、リードフレーム２におけるパイロットホール２ａの位置と、線熱膨脹係数αＫの下金型５１のパイロットピン５１ａ位置とを一致させることができる。
【００４６】
なお、上記説明は、モールド装置５における下金型５１の材質変更により、一対のパイロットピン５１ａ，５１ａの間隔にずれが生じたものとして説明したが、本発明のリードフレーム搬送装置によれば、要するにリードフレーム２ａ，２ａの受取り側において、例えばプレヒート板３上に位置決めされた一対のリードフレーム２ａ，２ａのパイロットホール間の間隔と、受け渡し側である下金型５１上で対応する一対のパイロットピン５１ａ，５１ａ間の間隔との間の差（ずれ）に対応して、その差が零となる方向に位置補正を行って搬送するので、従前の搬送ルートを変更することなく、容易かつ適正に一致させることができる。
【００４７】
従って、本発明によれば、下金型５１の材質変更の場合に限らず、金型温度の変更のほか、金型そのものの交換によるパイロットピン５１ａ位置の変更、さらにはプレヒート板３に位置決め載置される一対のリードフレーム２，２のパイロットホール２ａ，２ａ間の位置変更にも広く対応して適用することができる。
【００４８】
なお、上記実施の形態では、ボールねじ６４により、押え部材６７２と係止外爪６１ｂとが一体に移動することで位置補正機構を構成したが、Ｌ字状の係止外爪６１ｂの支持部６１ｂａに別途ピンを立設し、そのピンにリードフレーム２のパイロットホール２ａを嵌合させて保持するように構成しても良い。
【００４９】
また、上記構成において、係止外爪６１ｂ側でリードフレーム２を保持し、位置決め補正を行うように構成したが、係止外爪６１ｂに代えて係止内爪６１ａ側で行うようにしても良いことは勿論である。
【００５０】
いずれにしても、本発明によるリードフレーム搬送装置によれば、制御用コンピュータ６５における演算により、受取り搬送されるリードフレーム２，２間の距離を容易かつ高精度に補正できるので、実用に際し顕著な効果を得ることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明のように、本発明のリードフレーム搬送装置は、リードフレームの受取り搬送に際し、一対のリードフレーム間の相対位置間隔を補正できるので、例えば、モールド装置へのリードフレームの搬送に採用して実用上優れた効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるリードフレーム搬送装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す装置の要部正面図である。
【図３】図３（ａ）は図１に示す装置により搬送される一対のリードフレームがプリヒート板上に載置された状態を示す平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す一対のリードフレームが搬送されて載置されるモールド金型の下金型の平面図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｅ）は、図２に示した装置が、リードフレームを受取り、位置補正する手順を示した説明図である。
【図５】従来のリードフレーム搬送装置が、プリヒート板上のリードフレームを受取り、モールド装置に搬送装着する状況を説明する構成図である。
【図６】図６（ａ）は図５に示すリードフレーム搬送装置により搬送される一対のリードフレームがプリヒート板上に載置された状態を示す平面図、図６（ｂ）は図５（ａ）に示す一対のリードフレームが搬送されて載置されるモールド金型の下金型の平面図である。
【符号の説明】
１ 電子部品
２ リードフレーム
２ａ パイロットホール
３ プレヒート板
４ リードフレーム搬送装置
５ モールド装置
５１ 下金型
５１ａ パイロットピン
６ リードフレーム搬送装置
６１ａ 係止内爪（係止爪）（支持部）
６１ａａ 支持部
６１ｂ 係止外爪（係止爪）（支持部）
６１ｂａ 支持部
６２ 基台
６３ シリンダ
６４ ボールねじ（位置補正機構）
６４１ サーボモータ（位置補正機構）
６５ 制御用コンピュータ（位置補正機構）
６６ 入力装置
６７ 上下シリンダ機構（保持機構）
６７１ プランジャ
６７２ 押し部材

Claims (5)

1. リードフレームを一対の係止爪で支持しつつ搬送するリードフレーム搬送装置において、
   前記リードフレームを支持した係止爪のいずれか一方で、そのリードフレームの長手方向の縁部を保持する保持機構と、
   この保持機構により前記リードフレームを保持した側の係止爪を移動させ、前記一対の係止爪間の間隔を補正する位置補正機構とを具備し、
   前記位置補正機構は、前記リードフレームを樹脂封止するモールド装置に設けられたパイロットピンの位置変化に対応して、前記リードフレームに設けられたパイロットホールが当該パイロットピンに位置決め挿入される位置となるよう、前記一対の係止爪間の間隔を補正することを特徴とするリードフレーム搬送装置。
2. 前記位置補正機構は、前記モールド装置を構成する金型の温度、線熱膨張係数に基づいて算出されるパイロットピンの位置変化に対応して、前記リードフレームの予熱温度に基づいて算出されるパイロットホールの位置決め位置を一致させるよう前記一対の係止爪間の間隔を補正することを特徴とする請求項１記載のリードフレーム搬送装置。
3. 前記一対の係止爪は、両者間の間隔が開閉可能に形成され、閉じた状態で前記リードフレームを支持するように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のリードフレーム搬送装置。
4. 前記一対の係止爪は、前記リードフレームをフレーム整列装置から受け取ってモールド装置に向け搬送供給するように構成されたことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載のリードフレーム搬送装置。
5. 前記位置補正機構による補正は、コンピュータ制御により行われるように構成されたことを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載のリードフレーム搬送装置。

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