JP4671414B2 - 成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、主として電子部品等を圧縮成形により連続して封止する成形装置に関する。

従来、特許文献１に記載されるように、半導体素子等の電子部品を樹脂にて封止する成形装置１が知られている（図３参照）。

この成形装置１では、収納室６へと繋がる樹脂供給路５の内部に、球状の樹脂タブレット２が多数配置されている。この樹脂タブレット２は、分離部４によって収納室６への流入を制限されている。エアシリンダ３は必要となる樹脂量に応じて分離部４を作動させることが可能となっている。即ち、例えば４つの球状の樹脂タブレットが必要な場合には、エアシリンダ３が４回動作することにより４つの樹脂タブレットが収納室６へと流入するような構成とされている。

この収納室６に収納された樹脂タブレットは、続いて金型８内へと移送されて、被成形品を封止する。

特開平８−７８４４４号公報

しかしながら、何らかの方法（前述した成形装置１においてはエアシリンダ３と分離部４の作用）によって成形材料である樹脂を計量しつつ供給する場合であっても、常にその供給量が正しいとは限らない。例えば、上述した成形装置１の例で言えば、エアシリンダが１回動作して１つの樹脂タブレットを供給すべきところ、誤って２つ以上の樹脂タブレットが収納室側へ供給されてしまったり、逆に、全く供給されない場合も起こり得る。

更に、供給量自体は正しい場合であっても、金型への移送過程で樹脂の一部が欠損する場合もある。

そのような場合は、被成形品に対して過剰な又は不足した樹脂が供給され、封止異常や樹脂の無駄（成形材料の歩留り低下）が発生する。

本発明は、これらの問題点を解消するためになされたものであって、封止異常を防止しつつ、更には成形材料の無駄をなくした圧縮型の成形装置を提供するものである。

本発明は、封止単位毎に圧縮成形用金型内に成形材料を供給して被成形品を封止する成形装置であって、前記被成形品を封止するために必要な成形材料を計量しながら分割・供給する供給手段と、該供給手段により分割・供給された分割成形材料の量が予め設定された所定の範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、該判定手段により、前記所定の範囲内にないと判定された分割成形材料を廃棄する廃棄手段とを備え、且つ、前記判定手段による判定の結果、前記所定の範囲内にない分割成形材料が発生したときに、該分割成形材料よりも後に前記供給手段により供給され、且つ前記所定の範囲内にあると判定された分割成形材料を一時的にストック可能なストック手段を備えることにより、上記課題を解決したものである。

これにより、必ず所定の条件に合致した分割成形材料を用いて封止を行なうことができ、封止異常をより確実に防止した圧縮型の成形装置を提供することができる。本発明によれば、連続した封止作業において、成形材料の供給異常（分割成形材料が許容範囲外）が発見された時点で、既に計量・供給済みの他の分割成形材料のうち、正常（許容範囲内）に供給されたものを一時的にストックしておくことができ、更なる成形材料の無駄を防止することができる。なお、本発明で言う「廃棄」とは、そのときのラインから外す（そのまま当該分割成形材料を用いて成形しない）ということを意味しており、必ずしも当該分割成形材料そのものを捨てることを意味するものではない。

なお、前記判定手段による判定を、前記被成形品に対して付与された第１の管理データと、前記分割成形材料に対して付与された第２の管理データとを照合した上で行なわれるようにしてもよい。

これにより、少量多品種の生産ラインにおいても、混乱なく対応でき、又、ライン中からの落下等による紛失や、分割成形材料の再供給等に対しても適切に対応できる。

又、更に、前記被成形品に対する分割成形材料の必要量を算出する算出手段を備え、前記第１の管理データには、該算出手段により算出した必要量に関するデータが含まれているようにしてもよい。

これにより、連続して供給される被成形品に必要な成形材料の量がそれぞれ異なっていても、必要となる量の再設定が不要となる。

又、前記供給手段を、前記第１の管理データに基づいて、前記廃棄手段により廃棄された分割成形材料を代替する分割成形材料を再供給可能としてもよい。

これにより、被成形品を再度検知することなく代替の成形材料を再供給でき、又、廃棄された成形材料により本来封止されるべきであった被成形品をラインから外す必要もないため、装置のサイクルタイムの増大を防止することができる。

なお、本発明における「計量」とは、単に重量のみを意味するものでなく、寸法、体積や個数等の概念をも含む広義のものであり、これらのうち１つでも測定されていれば、「計量している」という範疇に含まれる。

本発明により、封止異常を防止しつつ、更には成形材料の無駄をなくした圧縮型の成形装置を提供することができる。

添付図面を用いて、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。

図１は、樹脂及び基板が供給されてから封止されるまでの流れを模式的に示した図である。なお、ここでの「樹脂」とは成形材料の代表例として示したものであり、「基板」とは被成形品の代表例として示したものであって、これに限定される趣旨のものではない。又、図２においては、樹脂及び基板を、それぞれに付与される識別標識である管理データとして表現している。

本実施形態の成形装置は、樹脂供給部１００と、判定部３００と、樹脂廃棄部４００と、樹脂ストック部５００と、演算部６００と、封止部７００とを備えている。

前記樹脂供給部（供給手段）１００は、公知の樹脂供給機構１０５を備え、被成形品を封止するために必要な成形材料を予め設定された設定値又は演算部６００からのデータに基づいて（この点の詳細は後述する）、計量しつつ分割・供給可能な構成とされている。本実施形態における樹脂供給部１００は、更に、計量・供給された樹脂を、封止に適した形状に打錠する樹脂打錠機構１１０を備える。なお、樹脂供給機構１０５により供給される樹脂の態様は種々考えられ、例えば粉状、粒状等の様々な態様がある。

前記判定部（判定手段）３００は、封止直前に、樹脂供給部１００から分割・供給された樹脂（分割成形材料）の量が予め設定された所定の範囲内にあるか否かを判定するもので、樹脂打錠機構１１０にて打錠された樹脂を再度計量・判定可能な構成とされている。

即ち、判定部３００は図示せぬマイコン等の演算処理装置を備え、予め設定された設定値に基づいて、再計量された樹脂の量が正常（許容範囲内）か異常（許容範囲外）かを判定可能とされている。

前記樹脂廃棄部（廃棄手段）４００は、判定部３００により所定の範囲内にないと判定された樹脂を廃棄する。

前記樹脂ストック部（ストック手段）５００は、判定部３００での判定の結果、所定の範囲内にない樹脂が発生したときに、該樹脂よりも後に樹脂供給部１００により供給され、且つ所定の範囲内にあると判定された樹脂を一時的にストックする。即ち、樹脂廃棄部４００により廃棄されるべき樹脂が判定された（確認された）段階で、供給タイミングの関係上既に樹脂供給部１００から供給されてしまっている樹脂のうち、判定部３００により「正常」と判定された樹脂が一時的にストック可能とされている。

前記演算部（算出手段）６００は、被成形品である基板に搭載されたチップ数を検知・認識して必要となる樹脂量を算出可能とされている。本実施形態における演算部６００は、チップ数を検知（認識）して必要となる樹脂量を算出しているが、これに限定されるものではない。例えば、チップの大きさや、厚み、位置等を検知して算出してもよいし、これらを組み合わせて算出するものであってもよい。

封止部７００は、基板と樹脂とが実際に封止される部分であり、従来例として説明した成形装置１においてはキャビティ７に相当する部分である。

次に、図２を用いて、本実施形態において用いられている管理データについて説明する。

符号Ａは、第１の管理データとして被成形品である基板に付与される基板管理データの構成例であり、符号Ｂは、第２の管理データとして成形材料である樹脂に付与される樹脂管理データの構成例である。

基板管理データＡには、それぞれの基板に固有のＩＤ番号１０、演算部６００により認識されたチップ数２０及びチップ数２０に基づいて算出した理論必要量（必要となる樹脂量）３０等が含まれている。

一方、樹脂管理データＢには、基板管理データＡと同様にＩＤ番号１０、チップ数２０、理論必要量３０に加えて、樹脂供給部１００にて計量・供給された際に計量された結果である実計量値４０及び、判定部３００での再計量結果である再計量値５０及び判定結果６０等が含まれている。なお、この構成は、実施形態の一例として示したものであって全てのデータが本発明にとって必須の構成となるものではない。

次に本実施形態における成形装置の作用について説明する。

この成形装置は順次連続して封止作業が行なわれる。即ち、１組の基板と樹脂とが、完全に封止された後に次の樹脂の供給が始まるのではなく、樹脂が供給されて封止されるまでの間に続く樹脂が順次連続して供給されるものである。

まず、樹脂にて封止されるべき基板が演算部６００におけるチップ認識機能により検知され、搭載されているチップ数が認識されることによって、必要となる樹脂量が該演算部６００により算出される。これに続いて、ここで検知された基板に対して固有のＩＤ番号１０及びチップ数２０、及び、算出した樹脂の理論必要量３０等のデータが基板管理データＡの一部として付与される。なお、ここではＩＤ番号１０及び理論必要量３０のデータが少なくとも含まれていれば足り、チップ数２０のデータは必ずしも必要ではない。

又、「データを付与する」とは、基板に直接、文字、記号等の態様で付してもよく、例えば撮像した画像等の特定対象に対してＲＡＭ等の記憶手段を用いて間接的（仮想的）に付してもよい。このことは、後述する樹脂管理データＢにおいても同様である。

その後、基板は封止部７００へと運ばれる。

一方、基板に付与された基板管理データＡを利用して、樹脂供給部１００において封止するために必要な量の樹脂が計量され供給される。更に、これらのデータ（１０、２０、３０）は、計量・供給された樹脂にも樹脂管理データＢの一部として付与される。又、ここで計量された際の計量値が実計量値４０として樹脂管理データＢに追加される。このように、連続して供給される被成形品及び分割成形材料のそれぞれに管理データを付与することで、供給順に関わりなく管理することが可能となる。

この樹脂供給部１００により供給された樹脂は、該樹脂供給部１００に供えられた樹脂打錠機構１１０において順次打錠され、封止に適した状態とされる。

次に、打錠後の樹脂が判定部３００にて再計量される。この結果である計量値は、再計量値５０として更に樹脂管理データＢに追加される。

続いて、判定部３００に備えられたマイコン等の演算処理装置が、理論必要量３０のデータと再計量値５０のデータとを照合した上で、誤差が予め設定された所定の範囲内に納まっているか否かを判定し、判定結果６０を樹脂管理データＢに追加する。このときの樹脂必要量３０は、基板管理データＡ側のものを利用してもよいし、樹脂管理データＢ側のものを利用してもよい。このようにすることで、少量多品種の生産ラインにおいても、混乱なく対応でき、又、ライン中からの落下等による紛失や、分割成形材料の再供給等に対しても適切に対応できる。なお、本実施形態では、種々のデータが樹脂管理データＢとして用いられているが、最低限、基板との対応関係が把握可能なＩＤ番号１０及び再計量値５０が含まれていれば足りる。

判定の結果、正常（誤差が許容範囲内である）と判定された場合には、封止部７００に運ばれる。一方、異常（誤差が許容範囲外である）と判定された場合には、樹脂廃棄部４００へと運ばれて樹脂が廃棄される。このように異常樹脂が廃棄されることで、封止異常が防止できる。

ここで、このように異常樹脂と判定されたとき（所定の範囲内にない分割成形材料が発生したとき）であっても、既に、かかる異常樹脂に続く樹脂が順次供給されてしまっている。これらの既供給樹脂のうち、判定部３００による判定結果が正常な樹脂は、樹脂ストック部５００へと運ばれて一時的に保管される。

本実施形態では、基板管理データＡと樹脂管理データＢが存在するため、ストックされた樹脂を全く問題なく対応する基板と照合でき、異常と判定された樹脂のみを廃棄することが可能となる。

即ち、本実施形態における樹脂供給部１００は、廃棄部４００により廃棄された樹脂を代替する樹脂を再供給する再供給手段としての働きも兼ねており、判定の結果、異常となった樹脂に代替する樹脂を他に優先して供給する。このとき、再供給手段としての樹脂供給部１００は、基板管理データＡ又は／及び樹脂管理データＢの理論必要量３０に基づいて樹脂を再供給する。

このような再供給手段を用いることで、異常と判定された樹脂が本来封止する予定であった基板を封止ラインから取り外したり、基板を再度検知する等の手間が不要となり、製造のサイクルタイムの増大を防止できる。

なお、再供給された樹脂も判定部３００で再計量され、正常な場合は封止部７００へ、異常の場合は樹脂廃棄部４００へと運ばれ、更に再供給される。

又、再供給された樹脂が封止部７００へと運ばれた場合には、樹脂ストック部５００でストックされていた対応樹脂が順次封止部７００へと運ばれる。

なお、本実施形態では、演算部６００がチップ数認識機能を備え、個々の基板のチップ数をそれぞれ検知している。これにより連続して供給される基板の種類が異なり、必要となる樹脂量がそれぞれ異なる場合でも、手動による樹脂量の再設定等は不要となっている。但し、連続して供給される基板が全て同じ種類のものである場合等においては、このような演算部は必ずしも必要でなく、手動操作により予め必要量を設定してもよい。

本発明は、封止装置を初めとして、広く圧縮型の成形装置に利用することができる。

樹脂及び基板が供給されてから封止されるまでの流れの模式図 基板管理データ、樹脂管理データの構成図 特許文献１に記載される成形装置

符号の説明

１０…ＩＤ番号
２０…チップ数
３０…理論必要量
４０…実計量値
５０…再計量値
６０…判定結果
１００…樹脂供給部
１０５…樹脂供給機構
１１０…樹脂打錠機構
３００…判定部
４００…樹脂廃棄部
５００…樹脂ストック部
６００…演算部
７００…封止部

Claims (4)

1. 封止単位毎に圧縮成形用金型内に成形材料を供給して被成形品を封止する成形装置であって、
   前記被成形品を封止するために必要な成形材料を計量しながら分割・供給する供給手段と、
   該供給手段により分割・供給された分割成形材料の量が予め設定された所定の範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、
   該判定手段により、前記所定の範囲内にないと判定された分割成形材料を廃棄する廃棄手段とを備え、且つ、
   前記判定手段による判定の結果、前記所定の範囲内にない分割成形材料が発生したときに、該分割成形材料よりも後に前記供給手段により供給され、且つ前記所定の範囲内にあると判定された分割成形材料を一時的にストック可能なストック手段を備える
   ことを特徴とする成形装置。
2. 請求項１において、
   前記判定手段による判定が、前記被成形品に対して付与された第１の管理データと、前記分割成形材料に対して付与された第２の管理データとを照合した上で行なわれる
   ことを特徴とする成形装置。
3. 請求項２において、
   更に、前記被成形品に対応する分割成形材料の必要量を算出する算出手段を備え、
   前記第１の管理データには、該算出手段により算出した必要量に関するデータが含まれている
   ことを特徴とする成形装置。
4. 請求項２又は３において、
   前記供給手段は、前記第１の管理データに基づいて、前記廃棄手段により廃棄された分割成形材料を代替する分割成形材料を再供給可能である
   ことを特徴とする成形装置。

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