JP5193609B2

JP5193609B2 - 金型装置

Info

Publication number: JP5193609B2
Application number: JP2008007816A
Authority: JP
Inventors: 高志斉藤
Original assignee: Apic Yamada Corp
Current assignee: Apic Yamada Corp
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2028-01-17
Also published as: JP2009166382A

Description

本発明は、インサートブロックに載置される基板を対向配置された基板ガイド駒により位置決めしてクランプする金型装置に関する。

樹脂封止装置は、ワークを型開きしたモールド金型に搬入して位置決めした後クランプして樹脂封止される。ワークとしては、樹脂基板やリードフレームが用いられ、封止樹脂と共に搬入装置に保持されてモールド金型へ搬入される。ワークはモールド金型に突設されたガイドピンにガイド孔を位置合わせて載置され、金型キャビティと位置合わせするようになっている（特許文献１、２参照）。
実開平０４−７９６１４号公報特開平０７−４０３８８号公報

しかしながら、金型に設けられるガイドピンは、ワークの品種が変わるとピン位置を合わせるためにガイドブロックを交換する必要がある。
また、ワークが有機基板の場合、リードフレームとは異なり外形精度が確保されていないうえに、ガイドピンを挿入する位置決め孔が存在しないものもある。
また、有機基板は金型に搬入されてプレヒートされると、基板に伸びや反りが発生し易く、位置決め用のピンやブロックとの間に隙間が発生し基板の位置ずれを起こす。この基板の位置ずれにより基板側面への樹脂漏れが生じてメンテナンスのため生産停止となり装置稼動率が低下する。また、成形品の位置ずれにより不良品が発生し、成形品質が低下する。

本発明は上記従来技術の課題を解決し、品種を問わず基板の位置決めを確実に行なうことで、メンテナンスを省力化し、高い成形品質を維持できる金型装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
即ち、キャビティ凹部に位置を合わせて基板が載置されるインサートブロックと、前記インサートブロックに隣接して設けられキャビティ凹部へ供給する封止樹脂が装填されるポットが設けられたポットインサートと、前記インサートブロックの基板載置部に沿って位置決めの基準となる第１の基板ガイド駒と、基板を挟んで反対側に基板端面を押動する第２の基板ガイド駒を備えたチェイスブロックと、モールド金型の型閉じ動作に合わせて、第２の基板ガイド駒を揺動させて基板端面を押動し当該基板の反対側端面を第１の基板ガイド駒に押し当てる作動機構と、を備え、前記作動機構は、前記チェイスブロックの下方にエジェクタピンを立設した可動プレートを備え、当該可動プレートを上下動させる際に前記第２の基板ガイド駒を基板端面から離間した第１の位置と基板端面に当接したまま当該基板を前記第１の基板ガイド駒へ押し当てる第２の位置との間で揺動させることを特徴とする。
また、前記可動プレートには前記第２の基板ガイド駒に当接するように駒可動部材が立設され、前記可動プレートの上下動に合わせて前記駒可動部材を前記第２の基板ガイド駒に当接した状態で上下動させて該第２の基板ガイド駒を前記第１の位置と前記第２の位置との間で揺動させることを特徴とする。
また、前記作動機構は、前記可動プレートに連繋するエジェクタ可動部材を備え、エジェクタ可動部材を通じて前記可動プレートを上下動させる際に前記第２の基板ガイド駒を前記第１の位置と前記第２の位置との間で揺動させることを特徴とする。
また、前記可動プレートは、型開きされたときにエジェクタピンの先端部が基板載置部より突出する上動位置に移動し、型閉じされたときにエジェクタピンの先端部が基板載置部と面一又はそれよりも下となるように前記インサートブロック内へ退避することを特徴とする。
また、エジェクタピンの先端部が基板載置部より退避すると共に前記基板が前記第１の基板ガイド駒に突き当てられて位置決めされると、前記インサートブロックに設けられた吸引孔より前記基板が前記基板載置部に吸着固定されることを特徴とする。
また、型開き状態で前記第１、第２の基板ガイド駒は弾性部材により先端部が金型クランプ面より突出するように付勢されており、型閉じ動作に伴って前記第１、第２の基板ガイド駒が前記弾性部材の付勢に抗して金型クランプ面まで押し下げられることを特徴とする。

上記金型装置を用いれば、型閉じ動作に合わせて、第２の基板ガイド駒を揺動させて基板端面を押動し当該基板の反対側端面を第１の基板ガイド駒に押し当てるので、外形精度が確保されていない基板のモールド金型への位置決めが確実に行なえる。よって、封止樹脂の基板側面への回り込みを防ぐことができ、メンテナンスを省力化し装置稼動率を向上することができる。また、基板の位置決めが確実に行なえるので、正確な位置で封止樹脂を加熱硬化させることができ、成形品の位置ずれを防止して高い成形品質を維持することできる。
また、可動プレートを上下動させる際に第２の基板ガイド駒を基板の端面から離間した第１の位置と基板端面に当接したまま当該基板を第１の基板ガイド駒へ押し当てる第２の位置との間で揺動させるので、基板を支持するエジェクタピンの上下動と第１、第２の基板ガイド駒による位置決め動作のタイミングを取ることで、型開閉動作に合わせて効率よく基板の位置決めが行なえる。

また、可動プレートの上下動に合わせて第２の基板ガイド駒に当接した状態で駒可動部材を上下動させて第２の基板ガイド駒を第１の位置と第２の位置との間で揺動させるので、エジェクタピンを動作させる際に可動プレートを上下動させるだけで第２の基板ガイド駒を揺動させて基板の位置決めも行なうことができ、第２の基板ガイド駒の駆動機構を別途設ける必要が無く構成を簡略化することができる。
また、エジェクタピンは型開きされたときに先端部が基板載置部より突出して基板を支持するので、基板のインサートブロックへの受渡しや取り出しが容易になる。

以下、本発明に係る金型装置の好適な実施の形態について添付図面と共に詳述する。以下の実施形態では、基板として有機基板を用い、上型側にキャビティ凹部が形成され下型側にポットが形成されるトランスファモールドタイプの金型装置について説明する。

図６において、上型１はキャビティ凹部２、カル３、ランナゲート（図示せず）が形成された可動型である。上型１は下型４とともにモールド金型を構成する。
図１において、下型４は固定型であり以下の構成を有する。キャビティ凹部２（図６参照）に位置を合わせて基板５が載置されるインサートブロック６、該インサートブロック６の一方側に隣接して設けられキャビティ凹部２（図６参照）へ供給する封止樹脂が装填されるポット７ａが設けられたポットインサート７が、チェイスブロック８に支持されている。ポットインサート７は金型のセンターに設けられその両側にインサートブロック６が設けられている。ポット７ａ内にはプランジャ１９が上下動可能に設けられている。

チェイスブロック８には、インサートブロック６の基板載置部６ａのセンター側に位置きめの基準となる二つの第１の基板ガイド駒９と、基板端面を押動して当該基板５の反対側端面を第１の基板ガイド駒９に押し当てる一つの第２の基板ガイド駒１０との組み合わせが基板５の対向する端面ごとに設けられている（図７Ａ参照）。第２の基板ガイド駒１０は、作動機構によって型閉じ動作に合わせて揺動するようになっており、後述するように基板端面を押動して当該基板５の反対側端面を第１の基板ガイド駒９に押し当てる。

チェイスブロック８の下方には複数のエジェクタピン１１を立設した可動プレート１２が設けられている。エジェクタピン１１は、チェイスブロック８インサートブロック６を貫通して先端部が基板載置部６ａより突出するように設けられている。エジェクタピン１１は型開きされたときに先端部が基板載置部６ａより突出して基板５の下面を支持し、型閉じ状態で基板載置部６ａと面一となる位置までインサートブロック６内へ退避する。なお、エジェクタピン１１を基板載置部６ａと面一となる位置よりも下となるように退避させてもよい。可動プレート１２は後述するエジェクタ可動部材１７等により上下動する。

第１の基板ガイド駒９は下端側をチェイスブロック８に第１のコイルばね（弾性部材の一例）１３を介して支持されている。第２の基板ガイド駒１０は、平板状の底部１０ｂと、該底部１０ｂの中央部から立設した柱状ガイド部１０ｃによって逆Ｔ字状に形成されている。第２の基板ガイド駒１０は、底部１０ｂの一端側を駒可動ピン（駒可動部材の一例）１４及び第２のコイルばね（弾性部材の一例）１５に支持され、他端側を第３のコイルばね（弾性部材の一例）１６に支持されている。第２のコイルばね１５は、可動プレート１２に支持されている。駒可動ピン１４は可動プレート１２に立設され、先端部がチェイスブロック８へ進入している。駒可動ピン１４の先端部は、第２の基板ガイド駒１０の底部１０ｂの一端側に当接したまま第２のコイルばね１５に付勢されて当該底部１０ｂの一端側を押動している。チェイスブロック８には、駒可動ピン１４の上下動をガイドするガイドリング８ｂが設けられている。第３のコイルばね１６はチェイスブロック８に設けられ、第２の基板ガイド駒１０の底部１０ｂの他端側を押動している。第２の基板ガイド駒１０は、底部１０ｂの対向する側面中央部に各々設けられた一対の揺動軸１０ａを中心に揺動する。チェイスブロック８には、第２の基板ガイド駒１０の両側で一対の軸ガイド８ａが上下方向に立設されている。各揺動軸１０ａは、軸ガイド８ａの長孔に挿入され、当該長孔に沿って上下動可能に支持されている。

第１の基板ガイド駒９は第１のコイルばね１３により、第２の基板ガイド駒１０は第２、第３のコイルばね１５、１６により常時上方へ各々付勢されている。可動型である上型１を閉じると、第１、第２の基板ガイド駒９、１０が第１〜第３のコイルばね１３、１５、１６の付勢に抗してモールド金型のクランプ面まで押し下げられてインサートブロック６との間で型閉じが行なわれる。なお、本実施形態における「金型クランプ面」とは、型閉状態で上型１と下型４のポットインサート７とが当接する面であり、ポットインサート７の上面と上型１の下面が当接する当接面を言う。

作動機構は、上述した可動プレート１２、駒可動ピン１４、可動プレート１２の側面部に連繋するエジェクタ可動部材１７及び該エジェクタ可動部材１７の下面部に連繋する可動ロッド１８を備えている。
エジェクタ可動部材１７は、図示しないアクチュエータ（ばね、ソレノイド、シリンダ、モータなど）から可動ロッド１８を通じて伝達された動力によって上下動するようになっている。このエジェクタ可動部材１７を通じて可動プレート１２を下動させる際に、第２の基板ガイド駒１０の柱状ガイド部１０ｃが揺動軸１０ａを中心に基板５の端面から離間した第１の位置から基板５に当接したまま第１の基板ガイド駒９へ押し当てる第２の位置まで揺動する。例えば、図７（Ａ）において、基板５の右端側に設けられた一の第２の基板ガイド駒１０によって対向する左端側に設けられた２つの第１の基板ガイド駒９に突き当てられて位置決めされる。同様に基板５の下端側に設けられた一の第２の基板ガイド駒１０によって対向する上端側に設けられた２つの第１の基板ガイド駒９に突き当てられて位置決めされる。
これにより、同図に示すように、基板５の隣り合う２辺が各々第１の基板ガイド駒９によって規定される金型側の規定位置にそれぞれ突き当てられて、基板５の位置決めが完了する。また、エジェクタピン１１の先端が基板載置部６ａより退避し、基板５は基板載置部６ａに載置されたまま吸引孔６ｂより図示しない吸引装置によりエア吸引されて吸着固定される。また、基板５を支持するエジェクタピン１１の上下動と第１、第２の基板ガイド駒９，１０による位置決め動作のタイミングを取ることで、型開閉動作に合わせて効率よく基板５の位置決めが行なえる。

次に、金型装置の型開閉動作の一例について図１乃至図６を参照して説明する。
図１において、モールド金型が型開きされたとき可動プレート１２は上動した位置へ移動する。このため、エジェクタピン１１の先端部が基板載置部６ａより突出した状態となり、基板５のインサートブロック６への受渡しや取り出しが容易になる。また、第１の基板ガイド駒９は、第１のコイルばね１３に付勢されてインサートブロック６及びポットインサート７より上方に突出した状態で支持されている。また、第２の基板ガイド駒１０は、底部１０ｂの一端側が駒可動ピン１４に突き上げられるため、揺動軸１０ａが軸ガイド８ａの上端に押し当てられ、当該揺動軸１０ａを中心に時計回り方向に所定量回転して第３のコイルばね１６を押し縮めて傾いた状態にある。

上記エジェクタピン１１がエジェクト状態において図示しないローダーにより基板５が基板載置部６ａに搬送してセットされ、封止樹脂がポット７ａに投入される。基板５は、基板載置部６ａより突出したエジェクタピン１１によって支持される。

次に、図２において、図示しないアクチュエータによって作動機構を作動させて、エジェクタ可動部材１７及び可動ロッド１８を図の矢印に示す下方に所定量移動させる。このとき、可動プレート１２も下動するため、基板５を支持したエジェクタピン１１もインサートブロック６内に退避する。また、第２の基板ガイド駒１０は、駒可動ピン１４が下方に移動するため、第３のコイルばね１６に底部１０ｂが押し戻されて柱状ガイド部１０ｃが揺動軸１０ａを中心に反時計回り方向に所定量回転する。このとき、柱状ガイド部１０ｃの先端部が基板５の端面に接近する。

そして、図３において、可動プレート１２が更に下動して下動位置に移動したときには、エジェクタピン１１の先端部が基板載置部６ａと面一になるようにインサートブロック６内へ退避する。この場合、基板５の底面が基板載置部６ａに密着した状態となる。一方、第２の基板ガイド駒１０は、駒可動ピン１４が更に下方に移動するため第３のコイルばね１６の付勢により揺動軸１０ａを中心に更に反時計回り方向に回転して基板５の端面に当接して、その端面を押動して第１の基板ガイド駒９へ突き当てて位置決めを行なう。このように、エジェクタピン１１を動作（退避）させる際に可動プレート１２を上下動させるだけで第２の基板ガイド駒１０を揺動させて基板５の位置決めも行なうことができる。次いで、基板５の載置および位置決めが完了した後、基板５は吸引孔６ｂから吸引されて位置決めされたまま吸着保持される。

次に、図４において、上型１を下動して型閉め動作を開始する。このとき、第１、第２の基板ガイド駒９、１０は第１〜第３のコイルばね１３、１５、１６に付勢されてインサートブロック６より先端部が突出した状態にある。即ち、第１、第２の基板ガイド駒９、１０は、ポットインサート７の上面に相当する金型クランプ面から先端部が突出した状態にある。

図５において、上型１が更に下動するとパーティング面により第１、第２の基板ガイド駒９、１０を各コイルばねの付勢に抗して押し下げながら下降する。このとき第２の基板ガイド駒１０は、第３のコイルばね１６を押し縮めるとともに、駒可動ピン１４を介して第２のコイルばね１５を押し縮めながら、揺動軸１０ａが軸ガイド８ａの長孔に沿って下降する。

次に、図６は、上型１のパーティング面が下型４のポットインサート７のパーティング面に当接して型閉じ動作が完了した状態を示す。
第１、第２の基板ガイド駒９、１０は、上型１により各コイルばね１３，１５，１６を押し縮めて基板載置部６ａから基板５の厚みだけ突出した直立姿勢で押さえ込まれている。基板５は周縁部を上型１とインサートブロック６によりクランプされている。この状態でプランジャ１９を作動させて溶融した封止樹脂をカル３、ランナゲートを通じてキャビティ凹部２へ充填して、加熱硬化（キュア）が行なわれる。この場合、第１、第２の基板ガイド駒９、１０を用いた位置決めによって基板５における正確な位置で封止樹脂を加熱硬化させることができる。

加熱硬化後、上型１を型開きすると、再度図５と同様に第１、第２の基板ガイド駒９、１０は第１〜第３のコイルばね１３、１５、１６に付勢されてインサートブロック６からの突出量が多くなり、金型クランプ面から先端部が突出する。そして、基板５の基板載置部６ａへの吸着を解除する。続いて、図１に示すように、可動ロッド１８及びエジェクタ可動部材１７を上動させると可動プレート１２の上動に伴って駒可動ピン１４も上動し、第２の基板ガイド駒１０は揺動軸１０ａを中心に型閉じ動作とは反対の時計回り方向へ回転して基板端部より離間する。また、可動プレート１２の上動によりエジェクタピン１１が基板載置部６ａより基板５を押し上げる。

このように、型閉じ動作に合わせて、第２の基板ガイド駒１０を揺動させて基板端面を押動し当該基板５の反対側端面を第１の基板ガイド駒９に押し当てるので、外形精度が確保されていない基板５のモールド金型への位置決めが確実に行なえる。よって、封止樹脂の基板側面への回り込みを防ぐことができ、メンテナンスを省力化し装置稼動率を向上することができる。また、基板５の位置決めが確実に行なえるので、正確な位置で封止樹脂を加熱硬化させることができ、成形品の位置ずれを防止して高い成形品質を維持することできる。

上述した実施の態様では、図７（Ａ）において、基板５の周囲には二つの第１の基板ガイド駒９と一つの第２の基板ガイド駒１０との組み合わせが対向する端面ごとに設けられている。しかしながら、本発明は上記実施の態様に限定されるものではない。例えば、図７（Ｂ）に示すように、第１の基板ガイド駒９および第２の基板ガイド駒１０の組み合わせを複数組（同図では二組）ずつ基板５の対向する端面ごとに設けることもできる。さらには、上記二組の第１の基板ガイド駒９および第２の基板ガイド駒１０の組み合わせを対向する一の端面のみに設けることもできる。
また、図７（Ｃ）に示すように、第１の基板ガイド駒９および第２の基板ガイド駒１０の組み合わせを一組ずつ基板５の対向する端面ごとに設けることもできる。この場合には、同図に示すように、第１の基板ガイド駒９および第２の基板ガイド駒１０のうち、少なくともいずれかを基板５の端面に沿って幅広に形成することが好ましく、これにより基板５を傾くことなく位置決めすることができる。さらには、両基板ガイド駒９、１０をともに幅広に形成してもよい。
また、モールド金型は、下型にキャビティインサートが設けられ、該キャビティインサートに基板が載置されるものでも良い。
エジェクタピン１１の本数は、基板５を支持するために３本以上が好ましいが、基板５を支持できる面積または形状を有するものであれば、１本または２本であってもよい。

型開きした下型の要部断面説明図である。型開きした下型の要部断面説明図である。基板位置決め動作を示す下型の要部断面説明図である。基板吸着動作を示す下型の要部断面説明図である。型閉じ動作を示す下型の要部断面説明図である。型閉じ動作完了モールド金型の要部断面説明図である。第１、２の基板ガイド駒の配置説明図である。

符号の説明

１上型
２キャビティ凹部
３カル
４下型
５基板
６インサートブロック
６ａ基板載置部
６ｂ吸引孔
７ポットインサート
７ａポット
８チェイスブロック
８ａ軸ガイド
８ｂガイドリング
９第１の基板ガイド駒
１０第２の基板ガイド駒
１０ａ揺動軸
１０ｂ底部
１０ｃ柱状ガイド部
１１エジェクタピン
１２可動プレート
１３第１のコイルばね
１４駒可動ピン
１５第２のコイルばね
１６第３のコイルばね
１７エジェクタ可動部材
１８可動ロッド
１９プランジャ

Claims

キャビティ凹部に位置を合わせて基板が載置されるインサートブロックと、
前記インサートブロックに隣接して設けられキャビティ凹部へ供給する封止樹脂が装填されるポットが設けられたポットインサートと、
前記インサートブロックの基板載置部に沿って位置決めの基準となる第１の基板ガイド駒と、基板を挟んで反対側に基板端面を押動する第２の基板ガイド駒を備えたチェイスブロックと、
モールド金型の型閉じ動作に合わせて、前記第２の基板ガイド駒を揺動させて基板端面を押動し当該基板の反対側端面を前記第１の基板ガイド駒に押し当てる作動機構と、を備え、
前記作動機構は、前記チェイスブロックの下方にエジェクタピンを立設した可動プレートを備え、当該可動プレートを上下動させる際に前記第２の基板ガイド駒を基板端面から離間した第１の位置と基板端面に当接したまま当該基板を前記第１の基板ガイド駒へ押し当てる第２の位置との間で揺動させることを特徴とする金型装置。
前記可動プレートには前記第２の基板ガイド駒に当接するように駒可動部材が立設され、前記可動プレートの上下動に合わせて前記駒可動部材を前記第２の基板ガイド駒に当接した状態で上下動させて該第２の基板ガイド駒を前記第１の位置と前記第２の位置との間で揺動させる請求項１記載の金型装置。
前記作動機構は、前記可動プレートに連繋するエジェクタ可動部材を備え、エジェクタ可動部材を通じて前記可動プレートを上下動させる際に前記第２の基板ガイド駒を前記第１の位置と前記第２の位置との間で揺動させる請求項１記載の金型装置。
前記可動プレートは、型開きされたときにエジェクタピンの先端部が基板載置部より突出する上動位置に移動し、型閉じされたときにエジェクタピンの先端部が基板載置部と面一又はそれよりも下となるように前記インサートブロック内へ退避する請求項１記載の金型装置。
エジェクタピンの先端部が基板載置部より退避すると共に前記基板が前記第１の基板ガイド駒に突き当てられて位置決めされると、前記インサートブロックに設けられた吸引孔より前記基板が前記基板載置部に吸着固定される請求項１記載の金型装置。
キャビティ凹部に位置を合わせて基板が載置されるインサートブロックと、
前記インサートブロックに隣接して設けられキャビティ凹部へ供給する封止樹脂が装填されるポットが設けられたポットインサートと、
前記インサートブロックの基板載置部に沿って位置決めの基準となる第１の基板ガイド駒と、基板を挟んで反対側に基板端面を押動する第２の基板ガイド駒を備えたチェイスブロックと、
モールド金型の型閉じ動作に合わせて、第２の基板ガイド駒を揺動させて基板端面を押動し当該基板の反対側端面を第１の基板ガイド駒に押し当てる作動機構と、を備え、
型開き状態で前記第１、第２の基板ガイド駒は弾性部材により先端部が金型クランプ面より突出するように付勢されており、型閉じ動作に伴って前記第１、第２の基板ガイド駒が前記弾性部材の付勢に抗して金型クランプ面まで押し下げられることを特徴とする金型装置。