JP4778725B2 - 樹脂モールド装置 - Google Patents
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Description
図6、7に示す樹脂モールド装置は、基盤10上にタイバー12を立設し、タイバー12の上端に固定プラテン14を固定し、タイバー12に摺動可能に可動プラテン16を取り付けたもので。固定プラテン14には上型18が固定され、可動プラテン16には下型20が固定される。図6に示す装置では、基盤10と可動プラテン16との間にトグルリンク22とボールねじ23を備えたトグル機構24が設けられている。図7に示す装置では、可動プラテン16に取り付けられたナット部26に、ボールねじ25が螺合して設けられている。いずれも、電動モータによりボールねじ23、25が駆動され、可動プラテン16が昇降して型開閉動作がなされる。
しかしながら、単一の加圧手段を用いて加圧機構を構成した場合は、図6に示すように、型開閉時に可動プラテン16が傾いて昇降してしまったり、図7に示すように、固定プラテン14が可動プラテン16に対して平行にセットされていなかったりした場合には、樹脂モールド装置を調整しなおさない限り、被成形品が均一にクランプされないために、図8に示すように、成形時に樹脂漏れが生じて成形品30の一部に樹脂ばり30aが生じたり、樹脂成形部30bの厚さが不均一になるといって問題が生じる。
すなわち、基盤と、前記基盤に立設された複数のタイバーと、前記複数のタイバーに固定された固定プラテンと、前記複数のタイバーに摺動自在に取り付けられた可動プラテンと、前記可動プラテンを前記固定プラテンに向けて押動する加圧機構とを備え、前記加圧機構を作動させて前記可動プラテンと前記固定プラテンに各々支持された金型により被成形品をクランプして、樹脂モールドする樹脂モールド装置であって、前記加圧機構は、前記可動プラテンを押動する、互いに独立して駆動される少なくとも3組の加圧手段を備え、各加圧手段が、前記複数のタイバーの軸線方向と平行に、前記基盤に立設され、駆動源により正逆回転駆動されるボールねじを有し、前記複数のタイバーは、前記少なくとも3組の加圧手段が各々有するボールねじの外側に配置され、各タイバーには、樹脂モールドの際に当該タイバーに作用する圧力を検知する圧力センサが取り付けられ、前記圧力センサによる圧力値に基づいて前記ボールねじの駆動を個別に制御し、前記被成形品の加圧面内における面内バランスを均一にして被成形品をクランプする制御を行う制御部を備えていることを特徴とする。
図1は本発明に係る樹脂モールド装置の第1の実施の形態の全体構成を示す。本実施の形態の樹脂モールド装置は、基盤10と可動プラテン16との間にボールねじ40a、40b、40cを備えた3組の加圧手段を備えたことを特徴とする。
すなわち、本実施形態の樹脂モールド装置におけるプレス部は、基盤10にタイバー12を立設し、タイバー12の上端に固定プラテン14を固定し、タイバー12に可動プラテン16を摺動自在に取り付けて形成されている。固定プラテン14には上型18が固定され、可動プラテン16には上型18と対向する配置に下型20が固定されている。
なお、ボールねじ40a、40b、40cの周方向配置と同様に、ボールねじ40a、40b、40cの外側にタイバー12を配置する。すなわち、基盤10には3本のタイバー12が立設され、固定プラテン14と可動プラテン16は、これら3本のタイバー12によって支持される。
リニアスケール60a、60b、60cと測定子62は、樹脂モールド操作に応じて可動プラテン16が昇降移動する際に、可動プラテン16と固定プラテン14との離間間隔を検知する間隔検知手段を構成する。
なお、図1では、可動プラテン16にリニアスケール60a、60b、60cを取り付けているが、固定プラテン14にリニアスケール60a、60b、60cを取り付け、可動プラテン16に測定子62を取り付けてもよい。
なお、可動プラテン16と固定プラテン14との離間間隔を検知する間隔検知手段としては、リニアスケール60a、60b、60cを利用する他に、レーザの反射光を利用する等の他の方法によることもできる。
図1に示す樹脂モールド装置は、圧力センサ50からA/D変換器52を介してサーボアンプ44に入力されるタイバー12に作用する圧力値、および測定子62からサーボアンプ44に入力される可動プラテン16と固定プラテン14との離間間隔に基づいてシーケンサ70によりサーボアンプ44を介してサーボモータ42a、42b、42cの駆動を制御することによって所定の樹脂モールド操作がなされる。
本実施形態の樹脂モールド装置では、測定子62からの出力を常時検知し、その測定値に基づいて、シーケンサ70により、可動プラテン16と固定プラテン14とが正確に平行になるようにサーボモータ42a、42b、42cを制御して型締めする。したがって、型開き時から型締め時までの全工程にわたり、可動プラテン16は固定プラテン14に対して正確に平行状態を維持した状態で樹脂モールドされる。
本実施形態ではボールねじ40a、40b、40cを周方向で均等配置(120°間隔)とし、シーケンサ70によるサーボモータ42a、42b、42cの制御計算を容易にして制御している。もちろん、加圧手段を4組以上設けて被成形品をクランプすることも可能であり、その場合も、各加圧手段の加圧位置を相互に計算して可動プラテン16を所要の面方向に位置合わせするようにして型締めすればよい。
被成形品をクランプした状態では、被成形品の加圧面の全面に作用する加圧力を制御することと、被成形品の加圧面に均等に面圧を作用させることが必要となる。本実施形態の樹脂モールド装置では圧力センサ50の出力値から被成形品に作用する全体としてのクランプ圧と、可動プラテン16に作用する面圧バランスを検知することができる。シーケンサ70ではA/D変換器52を介してサーボアンプ44に入力される圧力値を検知し、被成形品に作用する圧力(クランプ力)を平均化するようにサーボモータ42a、42b、42cを制御する。
また、被成形品の厚さが部分的にばらついているような製品であっても、面圧の検知結果に基づいて面圧バランスを均一にするようにサーボモータ42a、42b、42cを制御することにより、確実に樹脂モールドすることが可能になる。
図4、5はいわゆるトランスファモールド方法による樹脂モールド装置において、可動プラテン16の面方向の制御と、型締め時における被成形品に作用する面圧バランスを制御するための加圧手段を複数(3組以上)設けた実施形態を示す。
本実施形態の樹脂モールド装置は、基盤10と可動プラテン16との間に中間プラテン11を設け、基盤10と中間プラテン11との間には、図6に示した樹脂モールド装置と同様にトグルリンク22とボールねじ23とからなるトグル機構24を設け、中間プラテン11と可動プラテン16との間には、可動プラテン16の位置制御(面方向制御)用として4本のボールねじ40a〜40dを備えた4組の加圧手段を介装する構成としたものである。
図4に示す上型18および下型20には、リードフレーム等の被成形品をクランプした際に、樹脂が充填されるキャビティを形成するキャビティ凹部18a、20bが設けられている。
本実施形態の樹脂モールド装置において被成形品をクランプするまでの制御動作は、トグル機構24により中間プラテン11をクランプ位置まで押し上げる際に、可動プラテン16と固定プラテン14との平行度を押し上げ全工程で監視し、固定プラテン14と可動プラテン16が平行状態から位置ずれした場合には、サーボモータ42を制御して平行となるように補完して被成形品をクランプする方法、被成形品がクランプされる直前位置まで、まずトグル機構24を駆動して可動プラテン16を上昇させ、その上昇位置からクランプ位置までは、サーボモータ42を駆動制御して可動プラテン16を固定プラテン14に対して平行に維持しながらクランプする方法、また、クランプ直後にクランプ面圧にばらつきがある場合には、サーボモータ42を駆動制御して面圧のバランスをとった後に、さらにトグル機構24によってクランプする方法がある。
トランスファモールド方法の場合は、被成形品がクランプされるまではキャビティに樹脂が圧送されることがないから、トグル機構24を駆動してクランプ直前位置まで可動プラテン16を上昇させ、この上昇位置からサーボモータ42による駆動に切り替えて可動プラテン16をクランプ位置まで上昇させるようにしても問題ないが、中間プラテン11を備えた樹脂モールド装置で、図9(a)、(b)に示すように、複数のチップ90を平面的に配列して一つのキャビティ92で一括して封止する場合は、可動プラテン16の平行度が保持されていなくても支障がない高さ位置を、サーボモータ42による切り替え駆動位置に設定する必要がある。
こうして、本実施形態の樹脂モールド装置においても、被成形品を所定の型締め力によってクランプし、面圧バランスを均一にして樹脂モールドすることができる。キャビティに樹脂を充填して樹脂成形する操作は、所定のクランプ状態になったところでトランスファユニット80を作動させ、プランジャー82を押し上げ、ポット20a内で溶融した樹脂をキャビティに充填することによってなされる。
本実施形態の樹脂モールド装置は、サーボモータ42によって4本のボールねじ40a〜40dを駆動し、可動プラテン16の面方向を制御することによって樹脂モールドするものであり、前述したように3組以上の加圧手段と、これらの加圧手段を制御する制御部を備えることによってきわめて高精度の樹脂モールドが可能となる。
11 中間プラテン
12 タイバー
14 固定プラテン
16 可動プラテン
18 上型
20 下型
20a ポット
22 トグルリンク
23、25 ボールねじ
24 トグル機構
26、26a、26b、26c ナット部
40a、40b、40c、40d ボールねじ
42、42a、42b、42c サーボモータ
50 圧力センサ
60、60a、60b、60c リニアスケール
62 測定子
70 シーケンサ
80 トランスファユニット
82 プランジャー
Claims (4)
- 基盤と、前記基盤に立設された複数のタイバーと、前記複数のタイバーに固定された固定プラテンと、前記複数のタイバーに摺動自在に取り付けられた可動プラテンと、前記可動プラテンを前記固定プラテンに向けて押動する加圧機構とを備え、前記加圧機構を作動させて前記可動プラテンと前記固定プラテンに各々支持された金型により被成形品をクランプして、樹脂モールドする樹脂モールド装置であって、
前記加圧機構は、前記可動プラテンを押動する、互いに独立して駆動される少なくとも3組の加圧手段を備え、各加圧手段が、前記複数のタイバーの軸線方向と平行に、前記基盤に立設され、駆動源により正逆回転駆動されるボールねじを有し、
前記複数のタイバーは、前記少なくとも3組の加圧手段が各々有するボールねじの外側に配置され、各タイバーには、樹脂モールドの際に当該タイバーに作用する圧力を検知する圧力センサが取り付けられ、
前記圧力センサによる圧力値に基づいて前記ボールねじの駆動を個別に制御し、前記被成形品の加圧面内における面内バランスを均一にして被成形品をクランプする制御を行う制御部を備えていることを特徴とする樹脂モールド装置。 - 前記金型の中心から外側に向かって同一方向に、前記ボールねじ、前記タイバーが直列配置されていることを特徴とする請求項1記載の樹脂モールド装置。
- 前記ボールねじと前記タイバーとの配置が、平面視で前記金型を中心として周方向へ相対的に回転偏位させてバランス配置されていることを特徴とする請求項1記載の樹脂モールド装置。
- 前記可動プラテンと固定プラテンの離間間隔を検知する間隔検知手段を備え、
前記加圧機構が備える少なくとも3組の加圧手段の各々は、前記ボールねじの駆動源としてのサーボモータを有し、
前記制御部は、前記サーボモータの正逆回転量を制御し、前記圧力センサの圧力値および前記間隔検知手段により検出された離間間隔に基づいて、各サーボモータの駆動を制御するものであり、前記可動プラテンおよび固定プラテンに各々支持された金型が接触するまでは、前記間隔検知手段による検出値に基づいて前記ボールねじの駆動を個別に制御して、前記可動プラテンと前記固定プラテンの平行度を維持するように前記可動プラテンを押動し、前記可動プラテンおよび固定プラテンに各々支持された金型が接触した後は、前記圧力センサによる圧力値に基づいて前記ボールねじの駆動を個別に制御し、前記被成形品の加圧面内における面内バランスを均一にして被成形品をクランプする制御を行うことを特徴とする請求項1、2または3記載の樹脂モールド装置。
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