JP4694615B2 - 樹脂封止装置 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂封止装置に関するものである。
従来、樹脂封止装置として、型締め駆動装置を駆動して上型と下型とを開閉し、下型を支持する下型取付板を、前後動サーボモータにより前後動することにより、上型と下型を上下方向に大きく離反させることなく、材料の供給作業及び成形品の取出作業を行うことができるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−２５２１９２号公報
しかしながら、前記従来の樹脂封止装置では、サーボモータを使用した上下動装置により、下型及び下型を支持する下型取付板の全体を昇降させるように構成されている。したがって、装置自体が大型化し、高価なものとなる。
そこで、本発明は、型開き量を抑えつつも、型締めに必要となる構成を小型化し、安価に製作することのできる樹脂封止装置を提供することを課題とする。
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
第１金型と、該第１金型に対して接離可能な第２金型とを備え、樹脂材料を溶融させ、前記両金型によって形成されるキャビティ内に、溶融樹脂を充填することにより、前記両金型内に配設した電子部品を搭載した基板を樹脂封止成形するようにした樹脂封止装置であって、
前記第２金型は、
ベースプレート上に、水平方向に往復移動可能に配置され、
前記第１金型に対して接離可能なキャビティブロックと、
前記キャビティブロックを、前記第１金型に対して接離させて型締めする型締め機構と、
を備え、
前記ベースプレートに、前記第２金型を、前記第１金型に対向する対向位置と、該対向位置から側方に移動した非対向位置とにそれぞれ移動させる水平駆動機構を設けたものである。
この構成により、型締め時に第２金型の一部であるキャビティブロックのみを動作させればよい。したがって、第２金型の全体を動作させる場合に比べて型締めに要する力を抑えることができる。このため、小型で安価に製作することが可能となる。
前記型締め機構は、前記キャビティブロックを支持し、前記キャビティブロックを、前記第１金型に対して接離させて型締めする、少なくとも１つのピストンを備えた構成とすればよい。
また、前記型締め機構は、
前記キャビティブロックに設けられ、下面に傾斜面が形成された第１テーパブロックと、
水平方向に往復移動可能に設けられ、上面が前記第１テーパブロックの傾斜面に摺接し、前記第１テーパブロックを介して前記キャビティブロックを昇降させる傾斜面が形成された第２テーパブロックと、
前記第２テーパブロックを水平方向に往復移動させる駆動手段と、
を備えた構成としてもよい。
前記ベースプレートは、前記キャビティブロックを、前記型締め機構とは別に駆動し、前記第１金型に対して前記型締め機構よりも高速で接離させる垂直駆動機構を備え、
前記垂直駆動機構と、前記第２金型とは、前記対向位置で連結状態となり、前記非対向位置で非連結状態となるジョイントを備えるようにすればよい。
この構成により、第２金型のみを、第１金型の対向位置と非対向位置との間で水平移動させることができ、垂直駆動機構の移動は不要である。そして、第２金型を第１金型の対向位置に水平移動させるだけで、ジョイントにより、第２金型と垂直駆動機構とを連結状態とすることができる。
前記キャビティブロックは、４側面を有する直方体形状であり、前記第２金型は、前記キャビティブロックの４側面をそれぞれ摺動可能にガイドするガイド面を有するホルダベースを備えるのが好ましい。
この構成により、簡単な加工で各部品精度を高めることが可能となる。また、従来必要不可欠であったタイバーが必要なくなり、型締め構造を簡略化して安価な構成とすることができる。
前記ホルダベースは、前記ガイド面を構成する、別部材からなる調整スペーサを備えるのが好ましい。
この構成により、キャビティブロックが移動する際、その側面と、ホルダベースのガイド面との隙間を適切な間隔に維持してスムーズな移動を実現できる。
前記キャビティブロックは、少なくとも１つのピストンによって支持される複数のブロックで構成してもよい。
前記基板は一枚取りとすることも可能である。
前記金型のいずれか一方は、樹脂材料を溶融させるポット部を備え、
前記ポット部は、開口部を、前記両金型内に配設される基板に対向するように形成するのが好ましい。
この構成により、固化した不要樹脂を全てインサート品からはみ出すことなく一体的に形成することが可能となるばかりか、型締め力を抑制することができるので、樹脂封止装置の小型化が可能となる。
本発明によれば、型締め時、第２金型の一部であるキャビティブロックのみを動作させればよく、大がかりな型締め機構等は不要である。このため、小型化が可能となると共に安価に製作することができる。また、垂直駆動機構により高速で金型の開閉を行うことができるので、工程時間を短くして成形サイクルを効率化し、結果として成形品を安価に得ることが可能となる。
本実施形態に係る樹脂封止装置の正面断面図である。 図１の下金型セットの平面図である。 （ａ）は下金型セットを水平移動させた状態を示す平面図、（ｂ）はその正面断面図である。 図１の下金型セットの拡大図である。 図４の平面図である。 上金型セットと下金型セットによる樹脂封止前の状態を示す正面断面図である。 （ａ）は図６から型締めした状態を示す図、（ｂ）はポット部内に樹脂を供給した状態を示す図である。 図７（ｂ）からさらにキャビティ内に樹脂を充填した状態を示す図である。 下金型セットの主要部の部分分解斜視図である。 第２の実施形態に係る樹脂封止装置の平面図である。 図１０Ａの断面図である。 図１０ＢのＡ−Ａ線より下方側部分を示す平面断面図である。 第３の実施形態に係る樹脂封止装置の平面図である。 図１２Ａの断面図である。 第４の実施形態に係る樹脂封止装置の平面図である。 図１３Ａの断面図である。
符号の説明
１…下金型セット
２…上金型セット
２Ａ、２Ｂ…支持フレーム
３…スライドプレート
４…シリンダブロック
４ａ…凹部
５…下型フレームプレート
６…下型ホルダベース
７…下型キャビティブロック
８…架台
９…ベースプレート
１０…スライドガイド
１１…第１サーボモータ
１１ａ…プーリ
１１ｂ…タイミングベルト
１２…ボールネジ
１３…ナット
１４…支持プレート
１５ａ、１５ｂ…下型断熱プレート
１６…ピストン
１７…ピストンカバー
１８…液室
１８ａ…上液室
１８ｂ…下液室
１９ａ…大径部
１９ｂ…小径部
２０ａ…上方側配管
２０ｂ…下方側配管
２１…開口部
２２…接続ブロック
２３ａ、２３ｂ…接続プレート
２３ｃ…補助断熱プレート
２４…接続プレート
２５…連結バー
２６…第２サーボモータ
２６ａ…プーリ
２６ｂ…タイミングベルト
２６ｃ…ボールネジ
２６ｄ…ナット
２７ａ、２７ｂ…ジョイント
２８…スライドシャフト
２９…下型ヒータ
３０…下型測温抵抗体
３１Ａ、３１Ｂ…ベースブロック
３１ａ、３１ｂ…段部
３２…下型バックプレート
３３…下型サポートピン
３４…連結プレート
３４ａ…連結ブロック
３４ｂ…溝部
３５…下型連結ピン
３５ａ…鍔部
３６Ａ、３６Ｂ…調整プレート
３７…下型セットブロック
３８…上型クランププレート
３９…上型フレームプレート
４０…上型チェス
４１…上型断熱プレート
４２…上型ヒータ
４３…上型測温抵抗体
４４…上型チェスストッパブロック
４５…上型チェスガイドブロック
４６…上型キャビティブロック
４７…樹脂供給ブロック
４８…ゲート
４９…凹所
５１…上型サポートピン
５２…エジェクタプレート
５３…ピンプレート
５４…スリーブホルダ
５５…スリーブブロック
５６…スリーブ
５７…プランジャロッド
５８…プランジャチップ
５９…ポット部
６０…プランジャプレート
６１…プランジャロッド
６２…サーボモータ
６２ａ…プーリ
６２ｂ…タイミングベルト
６３…ボールネジ
６４…等圧装置
６５…樹脂投入口
６６…ブラケット
６７…エアシリンダ
７０…基板
７１…第１テーパブロック
７１ａ…第１傾斜面
７２…スライド凹部
７３…逃がし凹部
７４…突条ガイド
７７…第２テーパブロック
７７ａ…第２傾斜面
７８…スライドブロック
８０…支持ブロック
８１…ナット
８２…軸受部
８３…ガイドブッシュ
８４…ボールネジ
８５…プーリ
８６…第３サーボモータ
８７…プーリ
８８…ベルト
８９…ガイドシャフト
図１及び図２は、本実施形態に係る樹脂封止装置を示す。この樹脂封止装置は、下金型セット１と、上金型セット２とを備える。
（１ 下金型セット１）
下金型セット１は、図１に示すように、大略、スライドプレート３の上面に、順次、シリンダブロック４、下型フレームプレート５、及び、下型ホルダベース６を積層し、下型ホルダベース６に下型キャビティブロック７を設けた構成である。
下金型セット１は、スライドプレート３を、架台８上に設置したベースプレート９上に往復移動可能に載置されることにより、上金型セット２の下方位置と側方位置との間を移動可能である。すなわち、ベースプレート９の上面にはスライドガイド１０が設けられ、そのスライドガイド１０上にスライドプレート３が往復移動可能に配置されている。スライドプレート３は、第１サーボモータ１１を駆動し、プーリ１１ａ及びタイミングベルト１１ｂを介してボールネジ１２が回転することにより、スライドプレート３に設けたナット１３を介して動力が伝達され、往復移動するようになっている。
スライドプレート３の上面には、図４に示すように、支持プレート１４が配設されている。支持プレート１４とシリンダブロック４との間には下型断熱プレート１５ａが配設されている。また、シリンダブロック４と下型フレームプレート５との間には下型断熱プレート１５ｂが配設されている。
（１−１ シリンダブロック４）
シリンダブロック４の上面には、図４に示すように、横断面円形の凹部４ａが形成されている。凹部４ａにはピストン１６が昇降可能に収容されている。また、凹部４ａの上方開口部はピストンカバー１７で覆われ、液室１８が形成されている。ピストン１６は、液室１８の内周面に沿って昇降する円柱形状の大径部１９ａと、その上面中央部から突出する小径部１９ｂとで構成されている。大径部１９ａは液室１８内を上液室１８ａと下液室１８ｂとに分割する。隣接する各液室１８は、図４及び図５に示すように、上液室１８ａ同士、下液室１８ｂ同士でそれぞれ連通されている。そして、上液室１８ａには上方側配管２０ａを介して、下液室１８ｂには下方側配管２０ｂを介して液体がそれぞれ供給・排出される。これにより、いずれのピストン１６でも均等に力を出力することができる。ピストンカバー１７は、上端に鍔部を有する筒状のもので、中心の貫通孔には前記ピストン１６の小径部１９ｂが摺動可能に貫通している。凹部４ａの上端開口部近傍の内周面には円周溝が形成されている。円周溝には図示しないパッキンが設けられ、上液室１８ａからの液体の流出が防止されている。
（１−２ 下型フレームプレート５）
下型フレームプレート５には、図４に示すように、上下面に連通する平面視矩形状の開口部２１が形成され、そこには接続ブロック２２が昇降可能に配置されている。接続ブロック２２は、上下２枚の接続プレート２３ａ、２３ｂで補助断熱プレート２３ｃを挟持するようにボルトで締め付けることによりサンドイッチ構造としたものである。接続ブロック２２は、連結バー２５を介して垂直駆動機構からの動力が伝達されて昇降する。連結バー２５は、シリンダブロック４、支持プレート１４、スライドプレート３を貫通し、上端面を接続プレート２３ｂの下面にネジ止めされている。
前記垂直駆動機構は、第２サーボモータ２６から連結バー２５に至る一連の構成部品から構成されている。すなわち、連結バー２５は、接続ブロック２２の下面に連結され、両側部に沿って複数本設けられ、下端部に接続プレート２４を連結されている。接続プレート２４の下面にはジョイント２７ａが一体化されている。ジョイント２７ａは鈎状に形成され、ジョイント２７ｂに側方から係合し、上下方向に離脱不能に連結されるようになっている。ジョイント２７ｂには複数本のスライドシャフト２８が連結されている。スライドシャフト２８は、第２サーボモータ２６の駆動により、プーリ２６ａ及びタイミングベルト２６ｂを介してボールネジ２６ｃ側のプーリ２６aに連結されたナット２６ｄが回転することにより、ボールネジ２６ｃが昇降する。なお、前記ジョイント２７a、２７ｂは鈎状に限らず、他の構成とすることもできる。要するに、ジョイント２７ａ、２７ｂの構成は、スライドプレート３を水平方向に移動させた際、上型キャビティブロック４６に下型キャビティブロック７が対向する対向位置で連結され、非対向位置でその連結が解除されるものであればよい。
また、下型フレームプレート５は、下型ヒータ２９及び下型測温抵抗体３０を内蔵する。下型ヒータ２９は、通電により下型ホルダベース６を介して下型キャビティブロック７を加熱する。下型ヒータ２９への通電制御は、下型測温抵抗体３０で検出される温度に基づいて行い、下型キャビティブロック７を所定温度に温調する。
（１−３ 下型ホルダベース６）
下型ホルダベース６は、図４及び図５に示すように、下型フレームプレート５の上面に、矩形の枠状となるようにネジ止め固定される４つのベースブロック３１Ａ、３１Ｂで構成されている。各ベースブロック３１Ａ、３１Ｂの両端部には段部３１ａ、３１ｂがそれぞれ形成され、長辺側ベースブロック３１Ａの両端部（段部３１ａ）を、短辺側ベースブロック３１Ｂの両端部（段部３１ｂ）で挟み込むことにより、全体の剛性が高められている。
（１−４ 下型キャビティブロック７）
下型キャビティブロック７は略直方体形状で、下面に下型バックプレート３２を一体化された状態で、下型ホルダベース６の矩形枠内に昇降可能に配置される。長辺側ベースブロック３１Ａの一方の内側面と、短辺側ベースブロック３１Ｂの一方の内側面とには、調整プレート３６Ａと３６Ｂとがそれぞれ配設されている。調整プレート３６Ａ、３６Ｂは、下型ホルダベース６の矩形枠内で下型キャビティブロック７をスムーズに昇降させるのに適した隙間を提供するためのものである。したがって、下型フレームプレート５の上面にベースブロック３１Ａ及び３１Ｂを組み付けた後、対向内側面の間隔を測定し、下型キャビティブロック７をスムーズに昇降させるのに適した隙間が得られるような厚みの調整プレート３６Ａ、３６Ｂを各ベースブロック３１Ａ、３１Ｂに固定すればよい。そして、使用により調整プレート３６Ａ、３６Ｂが摩耗すれば、新しいものに交換すればよいし、下型キャビティブロック７が摩耗すれば、研磨等で平面度を回復させた後、調整プレート３６Ａ、３６Ｂを厚みのより大きなものに交換すればよい。また、調整プレート３６Ａ、３６Ｂは２側面に設けるだけでなく、残る２側面にも設けて下型キャビティブロック７の４側面を囲むように設けるようにしてもよい。
また、下型バックプレート３２の下面には下型サポートピン３３を介して連結プレート３４が配設され、下型バックプレート３２と連結プレート３４とは下型連結ピン３５によって連結されている。連結プレート３４は、図９に示すように、一対の連結ブロック３４ａで構成されており、これらは接続ブロック２２の上面にネジ止め固定される。このネジ止め状態で、連結ブロック３４ａの対向部分に段状の溝部３４ｂが形成され、前記下型連結ピン３５の鍔部３５ａが側方から挿入されて上下方向への抜止がなされる。
さらに、下型キャビティブロック７の上面３箇所には位置決めピン（図示せず）がそれぞれ突設され、基板７０に形成した位置決め孔（図示せず）に係合することにより、基板７０を位置決め可能となっている。下型キャビティブロック７の上面３箇所には下型セットブロック３７がそれぞれ設けられている。下型セットブロック３７は、後述する上金型セット２との位置決めに利用される。なお、下型キャビティブロック７の上面で、位置決めピンによって位置決めされた基板７０は、図示しない吸引孔を介して吸着保持される。
（２ 上金型セット２）
上金型セット２は、図３及び図６に示すように、大略、前記ベースプレート９から立設する支持フレーム２Ａに固定した支持フレーム２Ｂの下面に、上型クランププレート３８及び上型フレームプレート３９を固定し、そこに上型チェス４０を取り外し可能に装着したものである。
（２−１ 上型フレームプレート３９）
上型フレームプレート３９は、上型断熱プレート４１を介して上型クランププレート３８に固定されている。上型フレームプレート３９は、上型ヒータ４２及び上型測温抵抗体４３を内蔵する。ここでは、３列で上型ヒータ４２が配置され、各上型ヒータ４２の間であって側面から内側の２箇所ずつ（都合４箇所）に上型測温抵抗体４３が配置されている。
また、上型フレームプレート３９の下面には、図６に示すように、上型チェスストッパブロック４４、及び、上型チェスガイドブロック４５が固定されている。上型チェスストッパブロック４４は、上型フレームプレート３９の下面の１辺に沿って配置されている。上型チェスガイドブロック４５は、上型チェスストッパブロック４４の両端部からそれぞれ直角に上型フレームプレート３９の下面の２辺に沿って配置されている。
（２−２ 上型チェス４０）
上型チェス４０は、図６に示すように、上型キャビティブロック４６と樹脂供給ブロック４７を一体化した構成である。
（２−２−１ 上型キャビティブロック４６）
上型キャビティブロック４６は略直方体形状で、下面縁部からゲート４８、次いで平面視矩形状の凹所４９が連続して形成されている。ゲート４８は、サイドゲート、フィルムゲート等、種々の形態を採用することができる（ここでは、フィルムゲートを使用している。）。凹所４９は、金型を閉じた際、下型キャビティブロック７とでキャビティを構成する。また、上型キャビティブロック４６には、前記下型キャビティブロック７に設けた下型セットブロック３７に対応して図示しない上型セットブロックがそれぞれ設けられている。
上型キャビティブロック４６の上面には、図６に示すように、上型サポートピン５１と、エジェクタプレート５２と、これに一体化したピンプレート５３とが配置されている。エジェクタプレート５２とピンプレート５３には図示しないエジェクタピンが保持されている。エジェクタピンは、上型キャビティブロック４６を貫通する。また、エジェクタプレート５２及びピンプレート５３は、図示しないリターンピンにより金型を閉じた際に、エジェクタピンの先端面が凹所４９の表面と面一となるように上動する。また、ピンプレート５３は、図示しないスプリングによって下方側へと付勢されている。これにより、金型が開放した際、スプリングの付勢力によりピンプレート５３が下動し、エジェクタピンにより凹所４９内の樹脂製品を押し出すことができるようになっている。
（２−２−２ 樹脂供給ブロック４７）
樹脂供給ブロック４７は、図１及び図６に示すように、スリーブホルダ５４、スリーブブロック５５、スリーブ５６、プランジャロッド５７、プランジャチップ５８を備える。
スリーブホルダ５４は、その側面を前記上型キャビティブロック４６の側面に当接させた状態で固定されている。スリーブホルダ５４の側面には、上型キャビティブロック４６の各凹所４９に対応する位置に溝状の凹部がそれぞれ形成されている。そして、この凹部と上型キャビティブロック４６の側面とでポット部５９が構成されている。そして、凹部を構成する壁面の中心には連通孔が形成され、後述するスリーブ５６が嵌合されている。なお、スリーブホルダ５４には、粉末高速度工具鋼（硬度：ＨＲＣ６３程度）が使用されている。
ポット部５９ではプランジャプレート６０が昇降し、後述するように、降下時にポット部５９内で溶融した樹脂をキャビティへと押し出す。プランジャプレート６０は、幅寸法の狭い直方体形状で、下端面の近傍部分には下縁に沿って全周に亘って溝部が形成されている。この溝部は、成形時に発生した樹脂カスを回収するためのものである。
また、プランジャプレート６０の上端部はプランジャロッド６１に連結されている。プランジャロッド６１には、サーボモータ６２からプーリ６２ａ及びタイミングベルト６２ｂを介してボールネジ６３が回転し、等圧装置６４を介して動力が伝達される。そして、プランジャプレート６０はポット部５９内の溶融樹脂をキャビティ内へと押し出して充填する。このとき、溶融樹脂の充填圧が、等圧装置６４にて予め設定した一定値となる。なお、プランジャプレート６０には、高速度工具鋼（硬度：ＨＲＣ５９程度）が使用されている。
スリーブブロック５５は、スリーブホルダ５４の側面に取り付けられる。スリーブブロック５５には、前記スリーブホルダ５４の連通孔に連続する連通孔が形成され、そこにはスリーブ５６が嵌合されている。また、スリーブブロック５５の上面には、各連通孔に連通する樹脂投入口６５がそれぞれ形成されている。ここでは、樹脂投入口６５を介して円柱状の樹脂タブレットが投入されるようになっている。但し、スリーブ５６の内周面形状を変更することにより、直方体形状の樹脂タブレットを投入可能とすることもできるし、顆粒状とすることも可能である。
スリーブ５６は、円筒状で、前記スリーブホルダ５４及び前記スリーブブロック５５の連通孔に嵌合される。スリーブ５６には、前記連通孔に嵌合させた状態で、樹脂投入口６５に連通する開口部が形成されている。なお、スリーブ５６には、粉末高速度工具鋼（硬度：ＨＲＣ６８程度）が使用されている。
プランジャロッド５７は、上金型セット２の側方に設置したブラケット６６に取り付けたエアシリンダ６７によって水平方向に往復移動可能である。
プランジャチップ５８は、図６に示すように、円柱状で、プランジャロッド５７の先端に固定され、前記スリーブ５６の内周面に沿って往復移動可能である。プランジャチップ５８の先端部近傍の外周面には、前記プランジャプレート６０の溝部と同様な働き（樹脂カスの回収）の環状溝（図示せず）が形成されている。ここでは、プランジャチップ５８に超硬（硬度：ＨＲＣ７４程度）が使用されている。
なお、前記エアシリンダ６７に代えてサーボモータにより往復移動させるようにすれば、プランジャチップ５８の移動速度を調整することができるので、樹脂の種類（例えば、溶融温度、熱硬化速度の違い）に応じた適切な速度でポット部５９内に樹脂を供給して溶融させることが可能となる。また、サーボモータにより、プランジャチップ５８の先端面をプランジャプレート６０の先端側面に当接させる際、トルク制限を設けるようにすれば、プランジャプレート６０の動作を妨げるような圧力が作用することを防止することができる。
（組立方法）
ところで、前記上金型セット２は、次のようにして組み立てる。
すなわち、前記上型クランププレート３８に上型断熱プレート４１を介して上型フレームプレート３９を固定し、さらに上型チェスストッパブロック４４及び上型チェスガイドブロック４５を固定する。そして、上型チェスガイドブロック４５の間に形成される空間に側方から上型チェス４０を挿入する。上型チェス４０は上型チェスガイドブロック４５に形成されたガイド部（図示せず）によってガイド溝（図示せず）をガイドされながら、スムーズに水平移動させることができる。水平移動させて所定位置に位置決めできれば、ネジ止め等により上型チェス４０を固定する。
なお、前記スリーブ５６、スリーブホルダ５４、プランジャチップ５８及びプランジャプレート６０に高硬度を有する材料を選定したのは、耐摩耗性を向上させるためであるが、高硬度のものであれば、前記材料に限定する必要はない。
また、スリーブホルダ５４を熱導電率の低い材料で構成したり、スリーブホルダ５４を、断熱材を備えたサンドイッチ構造としたりすることも可能である。この構成により、スリーブ５６内での樹脂材料に与える熱影響を抑制することができる。具体的に、キャビティとポット部５９との間に約２０℃の温度差を付けることが可能である。つまり、溶融樹脂がキャビティ内に充填される前に熱硬化することを阻止し、ゲートでの樹脂詰まりや未充填等の成形不良の発生を効果的に防止することができる。さらに、キャビティブロック４６とスリーブホルダ５４に直接ヒータを設けるようにすれば、より一層きめ細かな温度制御が可能となる。
（動作）
次に、前記構成からなる樹脂封止装置の動作について説明する。
第１サーボモータ１１を駆動することにより、図３に示すように、ボールネジ１２を介して下金型セット１をスライドガイド１０に沿って水平方向に移動させる。これにより、下金型セット１は、上金型セット２の下方に位置する対向位置から側方に位置する非対向位置に位置決めする。またこのとき、第２サーボモータ２６を駆動して下型キャビティブロック７を降下させておく。
そして、半導体素子を実装された基板７０を、下型キャビティブロック７の上面にセットする。このとき、基板７０の位置決め孔を下型キャビティブロック７の位置決めピン（図示せず）に係合するだけで、基板７０を正確に位置決めすることができる。
下金型セット１上に基板７０がセットされれば、第１サーボモータ１１を逆転駆動して下金型セット１を元の対向位置へと移動する。このとき、予め、上型ヒータ４２と下型ヒータ２９に通電することにより、上型キャビティブロック４６と下型キャビティブロック７を所定温度に加熱しておく。
下型キャビティブロック７が上型キャビティブロック４６の対向位置まで移動すれば、ジョイント２７ａと２７ｂとが連結されるので、第２サーボモータ２６を逆転駆動することにより、上型キャビティブロック４６に対して下型キャビティブロック７を接近させる。また、シリンダブロック４で、下方側配管２０ｂを介して下液室１８ｂ内に液体を所定圧力で供給すると共に、上方側配管２０ａを介して上液室１８ａ内の液体を排出し、ピストン１６を上昇させることにより型締めを行う。各液室１８ａ間、及び、１８ｂ間は互いに連通し、ピストン１６が下型キャビティブロック７を介して基板７０を挟持可能な力は、４箇所全てにおいて均等になる。これにより、基板７０（特に、樹脂製基板）の厚みにバラツキが生じていたとしても、各下型キャビティブロック７による圧接位置が自動的に調整されて厚みのバラツキが吸収され、適切な挟持状態が得られる。したがって、後述する樹脂封止の際、樹脂バリが発生することを防止することが可能となる。なお、複数の基板７０を同時に樹脂封止する場合、複数に分割されたキャビティブロック７を使用し、複数の基板７０を同時に挟持することにより、樹脂封止を行うことも可能である。
続いて、図示しない樹脂材料供給ユニット等により、樹脂供給ブロック４７のスリーブブロック５５に形成した樹脂投入口６５を介して樹脂タブレット（市販されているもので可）を供給する。供給された樹脂タブレットはスリーブ５６内に位置する。そこで、図７（ｂ）に示すように、エアシリンダ６７を駆動し、プランジャロッド５７を水平移動させ、その先端に設けたプランジャチップ５８によって樹脂タブレットを押圧する。押圧された樹脂タブレットはスリーブ５６内を移動し、ポット部５９に至る。
スリーブ５６内、及び、続くポット部５９内は、ヒータによって十分に加熱されているので、樹脂タブレットは溶融を開始する。溶融樹脂は、プランジャチップ５８に押圧されてポット部５９を満たす。プランジャチップ５８は、先端面の一部がプランジャプレート６０の先端側面に当接した時点で移動を停止する。
次いで、図８に示すように、等圧装置６４を駆動することにより、プランジャロッド６１を介してプランジャプレート６０を降下させる。この場合、前記プランジャチップ５８の先端面が、プランジャプレート６０の側面に対して正確に位置決めされている。このため、プランジャチップ５８の先端面に樹脂が残留することがなく、全て押し下げられることになる。そして、ポット部５９内の溶融樹脂がゲート４８を介してキャビティ内へと充填される。プランジャプレート６０は、その先端面がゲート深さよりも高い所定位置まで降下した時点で停止させる。そして、溶融樹脂を熱硬化させ、樹脂成形品を得る。
その後、ピストン１６の下液室１８ｂから液体を排出すると共に上液室１８ａ内に液体を供給することにより、ピストン１６による型締め状態を解除する。また、第２サーボモータ２６を駆動することにより、下型キャビティブロック７を降下させ、金型を開放する。成形品は上型キャビティブロック４６の凹所４９に保持されようとしても、スプリングによって付勢されたエジェクタピン（図示せず）によって押し下げられるので、確実に下型キャビティブロック７の上面へと排出される。
そこで、第１サーボモータ１１を駆動し、下金型セット１を対向位置から非対向位置へと移動させ、図示しないアンローダユニット等で成形品を搬送する。このとき、必要に応じて、等圧装置６４を駆動させてプランジャプレート６０を上動させることにより、その先端部分に形成した溝部（図示せず）を清掃したり、エアシリンダ６４を駆動させてプランジャチップ５８を後退させることにより、その先端部分に形成した環状溝（図示せず）を清掃したりするのが好ましい。また、前記溝部や環状溝の清掃カスは図示しないクリーニング装置にて回収すればよい。
このように、前記樹脂封止装置によれば、下金型セット１を水平方向の非対向位置にスライド移動させた状態で、基板のセットや成形品の取出、あるいは金型の清掃を行うことができるので、作業しやすいばかりか、装置の小型化（特に、上下方向の寸法の抑制）を実現できる。また、下金型セット１の一部である下型キャビティブロックのみを昇降させるようにしているので、駆動力を抑え、高速で行うことができる上、駆動のための構成、すなわちピストンや垂直駆動機構（第２サーボモータ２６）を小型化することができる。しかも、型締めはピストンのみで行うことが可能となり、小型化できるだけでなく、安価な構成とすることができる。
なお、成形加工中に、金型表面の確認等が必要となった場合には、図６、そして図７（ａ）に示すように、第２サーボモータ２６を駆動し、連結バー２５から接続ブロック２２、さらには連結ピン３５を介して下型キャビティブロック７を下動させる。これにより、上下金型セット１、２間に十分な隙間を形成することができ、視認により金型の状態を確認することができる。
また、キャビティ形状の異なる成形を行う場合、上型チェス４０を取り外し、対応するキャビティを形成するための凹部を形成された上型キャビティブロック４６を備えた上型チェス４０と取り替えればよい。これにより、上型チェス４０以外の構成部材を共用することができ、種々の成形品の加工を、上型チェス４０のみの交換で安価に対処することができる。しかも、上型チェス４０の交換は、上型チェスガイドブロック４５の間に形成される空間に側方から挿入し、ガイド溝をガイド部でガイドしてスライドさせるだけでよいので、迅速に対応することができる。
（第２の実施形態）
図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１１は、第２の実施形態に係る樹脂封止装置を示す。この樹脂封止装置では、前記実施形態とは下型キャビティブロック７を昇降させる機構が相違する。
すなわち、下型キャビティブロック７の下方側に設けた接続プレート２３ｂには、第１テーパブロック７１が取り付けられている。第１テーパブロック７１は、直方体の下面に、水平面に対して傾斜する第１傾斜面７１ａを形成したものである（図１０Ｂでは、右側に向かうに従って徐々に上方側へと傾斜している。）。
また、シリンダブロック４の上面には、図１１に示すように、中央部に平面視矩形状のスライド凹部７２が形成され、その側方に逃がし凹部７３が形成されている。スライド凹部７２には幅方向（図１１中、左右方向）に延びる２箇所の突条ガイド７４が、長手方向に所定間隔で形成されている。また、スライド凹部７２の底面６箇所には、連結バー２５がそれぞれ貫通している。スライド凹部７２と逃がし凹部７３とは中央部及び両側部でそれぞれ連通している。
前記スライド凹部７２には、第２テーパブロック７７が配設されている。第２テーパブロック７７は、直方体の上面に第２傾斜面７７ａを形成したものである。この第２傾斜面７７ａは、前記第１テーパブロック７１の第１傾斜面７１ａと同一方向に同一角度で傾斜している。そして、第２テーパブロック７７を水平方向に往復移動することにより、第２傾斜面７７ａが第１傾斜面７１ａに摺接するようになっている。第２テーパブロック７７は、中央部２箇所の連結バー２５を挟んで２箇所にそれぞれ配置されている。各第２テーパブロック７７は、スライドブロック７８にそれぞれ２箇所でネジ止め固定されている。スライドブロック７８は、前面（図１１中、左側の側面）に各第２テーパブロック７７の端面が当接する当接面がそれぞれ形成されている。当接面の両側縁部には、第２テーパブロック７７をガイドするガイド縁部７８ａがそれぞれ突設されている。また、当接面の間には、円弧状の逃がし溝７８ｂが形成され、後述するように、スライドブロック７８を移動させた際の、前記中央部の一方の連結バー２５との干渉が回避されている。第２テーパブロック７７とスライドブロック７８の下面には、一体化した状態で、前記スライド凹部７２に形成した各突条ガイド７４が摺動するガイド溝がそれぞれ形成されている。
逃がし凹部７３には、支持ブロック８０が固定されている。支持ブロック８０の中央部には、ナット８１を備えた軸受部８２が設けられ、両端部に形成した貫通孔にはガイドブッシュ８３が設けられている。
スライドブロック７８の中央部には、前記逃がし溝７８ｂによって形成された円弧面からネジを螺合することによりボールネジ８４が連結されている。ボールネジ８４にはナット８１が螺合され、ナット８１は軸受部８２に固定されている。これにより、ボールネジ８４はナット８１に回転可能に支持される。軸受部８２の一端部にはプーリ８５が一体化されている。このプーリ８５と第３サーボモータ８６の回転軸に設けたプーリ８７との間にはベルト８８が架け渡され、第３サーボモータ８６の駆動力がナット８１に伝達されるようになっている。これにより、ナット８１に対してボールネジ８４が軸方向に進退し、スライドブロック７８を介して第２テーパブロック７７を水平方向に往復移動させることが可能となっている。なお、前記ボールネジ８４の端部は、図示しない軸受で回転及び摺動自在に支持するようにすれば、回転及び進退動作を安定させることが可能となる。
また、スライドブロック７８の両側部には、ガイドシャフト８９が連結されている。各ガイドシャフト８９は、前記ガイドブッシュ８３に摺動可能に支持されている。ガイドブッシュ８３にガイドシャフト８９が摺動可能に支持されることにより、第２テーパブロック７７及びスライドブロック７８の往復移動を安定させることが可能となっている。
次に、前記第２の実施形態に係る樹脂封止装置の動作について、下型キャビティブロック７の昇降動作を中心として説明する。但し、下型キャビティブロック７の昇降動作と直接関係しない内容については、前記実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
まず、垂直駆動機構（図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１１には図示せず）により、下型キャビティブロック７を上動させ、上型キャビティブロック４６に対して下型キャビティブロック７を接近させる。このとき、下型キャビティブロック７に一体化した第１テーパブロック７１も上昇する。そこで、第３サーボモータ８６を駆動し、第２テーパブロック７７を水平移動させることにより、第１テーパブロック７１の第１傾斜面７１ａに対して第２テーパブロック７７の第２傾斜面７７ａを接触あるいは接近状態に維持させる。
上型キャビティブロック４６に対して下型キャビティブロック７が接近すれば、垂直駆動機構による下型キャビティブロック７の上動動作を停止する。一方、第３サーボモータ８６の駆動を続行し、第２テーパブロック７７をさらに水平移動させる。これにより、第２テーパブロック７７の第２傾斜面７７ａが第１テーパブロック７１の第１傾斜面７１ａを押圧し、下型キャビティブロック７がさらに上方へと押し上げられる。これにより、上型キャビティブロック４６と下型キャビティブロック７の間に基板が挟持された後、型締めが行われる。
型締め後、樹脂の充填が行われ、成形品が完成すれば、第３サーボモータ８６を逆転駆動させ、第２テーパブロック７７を後退させる。これにより、第２傾斜面７７ａによる第１傾斜面７１ａの押圧状態が解除される。また、垂直駆動機構を逆転駆動させて型開きし、成形品を取り出す。
前記第２の実施形態によれば、垂直駆動機構による下型キャビティブロック７の上昇動作は、基板を挟持する前に停止するので、垂直駆動機構にはそれ程大きな力が必要とされず、小型で安価なものを使用することができる。また、第１テーパブロック７１の第１傾斜面７１ａに第２テーパブロック７７の第２傾斜面７７ａが接触した状態で、下型キャビティブロック７を昇降させることができ、昇降動作のみならず、停止状態をも安定させることが可能となる。さらに、前記実施形態のように、ピストンに供給する液体（オイル等）が不要で、そのためのシール性を高めた流路を確保する必要もなく、機械的な動力の伝達だけで、簡単かつ安価に対処することができる。
（第３の実施形態）
図１２Ａ及び図１２Ｂは、第３の実施形態に係る樹脂封止装置を示す。この樹脂封止装置は、第２の実施形態に係るものとは、主に、第２テーパブロック７７及びその駆動機構が、下型キャビティブロック７の下方側の一方だけでなく両側に設けられている点で相違する。なお、前記第２の実施形態に係るものと同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
すなわち、接続プレート２３ｂの下面両側部には第１傾斜面９０がそれぞれ形成されている。そして、各第１傾斜面９０に摺接する第２傾斜面７７ａを備えた第２テーパブロック７７が下型キャビティブロック７の両側にそれぞれ配設されている。
第３の実施形態に係る樹脂封止装置では、垂直駆動機構（図１２Ａ及び図１２Ｂには図示せず）による下型キャビティブロック７の上動動作は、上型キャビティブロック４６との間に基板を挟持する位置までとする。そして、両キャビティブロック４６、７間に基板を挟持した後は、両側の第２テーパブロック７７を接近する方向に水平移動させる（各第２テーパブロック７７の動作は、前記第２の実施形態と同様である。）。これにより、接続プレート２３ｂの下面両側部に形成した各第１傾斜面９０に対してそれぞれ第２テーパブロック７７の第２傾斜面７７ａが摺接し、下型キャビティブロック７が上動して型締めが行われる。
このように、第３の実施形態によれば、第２テーパブロック７７及びその駆動機構により型締めのみを行えばよくなり、型締めが完了するまでの時間を短縮化することができる。しかも、型締めでは、下型キャビティブロック７を、第２テーパブロック７７により、その両側で支持した状態で上動させることができ、下型キャビティブロック７の型締め動作を安定させることができる。また、樹脂充填時、下型キャビティブロック７の下面両側に形成した各第１傾斜面９０に対してそれぞれ第２テーパブロック７７の第２傾斜面７７ａが当接するので、前記第２の実施形態に比べても、下型キャビティブロック７の位置ずれを確実に防止することが可能である。
（第４の実施形態）
図１３Ａ及び図１３Ｂは、第４の実施形態に係る樹脂封止装置を示す。この樹脂封止装置は、第３の実施形態に係るものとは、第２テーパブロック７７で押し上げる位置が、接続プレート２３ｂであるのか、下型キャビティブロック７の下面に一体化された下型バックプレート３２であるのかで相違する。他の構成は、前記第３の実施形態に係るものと同一であるので、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
すなわち、下型バックプレート３２は、下面両側部に第１傾斜面３２ａがそれぞれ形成されている。また、第２テーパブロック７７は、先端部分に下型サポートピン３３との干渉を避けるための複数の凹部７７ｂがそれぞれ形成されている。
なお、前記第２〜第４の実施形態では、第２テーパブロック７７の水平方向への往復移動に第３サーボモータ８６を使用するようにしたが、エアシリンダ等の他の駆動手段を使用することも可能である。
また、前記第３、第４の実施形態では、両側の各第２テーパブロック７７をそれぞれ異なる第３サーボモータ８６で駆動するようにしたが、図示しない回転軸で両プーリ８５、８５を連動させ、１つのサーボモータ（図示せず）で駆動するように構成することも可能である。これによれば、各第２テーパブロック７７の動作を連動させることができるので、下型キャビティブロック７をより安定した状態で昇降させることが可能となる。
また、前記第３、第４の実施形態では、下型キャビティブロック７が昇降する範囲（昇降領域）から第２テーパブロック７７を後退させておくようにしてもよい。そして、上型キャビティブロック４６に対して下型キャビティブロック７が所定位置まで接近した時点で、第２テーパブロック７７を前記昇降領域へと前進させて第１傾斜面３２ａに第２傾斜面７７ａを接触させるようにしても構わない。

Claims (9)

  1. 第１金型と、該第１金型に対して接離可能な第２金型とを備え、樹脂材料を溶融させ、前記両金型によって形成されるキャビティ内に、溶融樹脂を充填することにより、前記両金型内に配設した電子部品を搭載した基板を樹脂封止成形するようにした樹脂封止装置であって、
    前記第２金型は、
    ベースプレート上に、水平方向に往復移動可能に配置され、
    前記第１金型に対して接離可能なキャビティブロックと、
    前記キャビティブロックを、前記第１金型に対して接離させて型締めする型締め機構と、
    を備え、
    前記ベースプレートに、前記第２金型を、前記第１金型に対向する対向位置と、該対向位置から側方に移動した非対向位置とにそれぞれ移動させる水平駆動機構を設けたことを特徴とする樹脂封止装置。
  2. 前記型締め機構は、前記キャビティブロックを支持し、前記キャビティブロックを、前記第１金型に対して接離させて型締めする、少なくとも１つのピストンを備えたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止装置。
  3. 前記型締め機構は、
    前記キャビティブロックに設けられ、下面に傾斜面が形成された第１テーパブロックと、
    水平方向に往復移動可能に設けられ、上面が前記第１テーパブロックの傾斜面に摺接し、前記第１テーパブロックを介して前記キャビティブロックを昇降させる傾斜面が形成された第２テーパブロックと、
    前記第２テーパブロックを水平方向に往復移動させる駆動手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止装置。
  4. 前記ベースプレートは、前記キャビティブロックを、前記型締め機構とは別に駆動し、前記第１金型に対して前記型締め機構よりも高速で接離させる垂直駆動機構を備え、
    前記垂直駆動機構と、前記第２金型とは、前記対向位置で連結状態となり、前記非対向位置で非連結状態となるジョイントを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の樹脂封止装置。
  5. 前記キャビティブロックは、４側面を有する直方体形状であり、
    前記第２金型は、前記キャビティブロックの４側面をそれぞれ摺動可能にガイドするガイド面を有するホルダベースを備えたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止装置。
  6. 前記ホルダベースは、前記ガイド面を構成する、別部材からなる調整スペーサを備えたことを特徴とする請求項５に記載の樹脂封止装置。
  7. 前記キャビティブロックは、少なくとも１つのピストンによって支持される複数のブロックからなることを特徴とする請求項２に記載の樹脂封止装置。
  8. 前記基板は一枚取りであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止装置。
  9. 前記金型のいずれか一方は、樹脂材料を溶融させるポット部を備え、
    前記ポット部は、開口部を、前記両金型内に配設される基板に対向するように形成したことを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止装置。
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