JP6797266B2 - 樹脂成形金型及び樹脂成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形品の成形に用いられる樹脂成形金型及び樹脂成形装置に関するものである。

従来、樹脂成形品の成形に用いられる樹脂成形金型として、キャビティを形成する型面から突出可能なエジェクタピンが内蔵され、このエジェクタピンにより、キャビティ内で成形された樹脂成形品を型面から離型させるよう構成されたものが広く用いられている。この種の樹脂成形金型においては、型面に残存樹脂等の汚れが付着していると、樹脂成形品が型面に強固に接着してしまうため、エジェクタピンによって樹脂成形品を離型させる際の力（離型力）が過大になり、樹脂成形品やエジェクタピンの破損を引き起こすおそれがある。特に、半導体素子等が樹脂封止された樹脂成形品（電子部品）の場合には、過大な離型力により内部の半導体素子に亀裂が入る等の重大な不良となり得る。

そこで近年、エジェクタピンの基端に水晶圧電式ロードワッシャ（ロードセルの一形態）を設け、この水晶圧電式ロードワッシャによって樹脂成形品の離型時にエジェクタピンに付与される荷重を測定し、測定した荷重の最大値を離型力とみなすことにより、離型力を測定可能とした離型力測定装置が提案されている（特許文献１及び２）。このような離型力測定装置によれば、理論的には、離型力が異常であるか否かの判別が容易となるため、成形異常の発生有無を容易に判断することが可能である。

特開２００３−２３６８９８号公報 特開２００９−９６１２０号公報

しかしながら、特許文献１及び２で提案されている離型力測定装置は、荷重測定手段として水晶圧電式ロードワッシャを用いているため、実現が困難又は汎用性に乏しいという問題がある。

すなわち、水晶圧電式ロードワッシャによってエジェクタピンに付与される荷重を測定するためには、金型内におけるエジェクタピンの直下（又は直上）に、エジェクタピンと同軸となるよう水晶圧電式ロードワッシャを埋設させる必要がある。一般的に、例えば１ｍｍ程度の径を有するエジェクタピンを用いる場合において、離型時の負荷に耐え得る性能を確保するためには、少なくとも１０ｍｍ程度の径を有する水晶圧電式ロードワッシャを用いる必要がある。このため、特許文献１及び２で提案されている離型力測定装置では、エジェクタピンよりも径の大きい水晶圧電式ロードワッシャを金型内に埋設することとなる。しかしながら、樹脂成形品の形状等によっては、１つのキャビティに対して複数のエジェクタピンを密集して配置させる必要があり、このような複数のエジェクタピンが密集して配置された樹脂成形金型では、水晶圧電式ロードワッシャが隣接するエジェクタピンに干渉してしまうため、特許文献１及び２で提案されている離型力測定装置を採用することができないという問題がある。

そこで、本発明は、離型力を測定可能で、実現可能かつ汎用性に優れた樹脂成形金型及び樹脂成形装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る樹脂成形金型は、樹脂成形用のキャビティを形成するための型面を有する樹脂成形金型であって、前記型面から突出可能に構成され、前記キャビティによって成形された樹脂成形品を前記型面から離型させるエジェクタピンと、前記エジェクタピンの基端部と接触するよう設けられ、前記樹脂成形品の離型時に前記エジェクタピンを介して受けた荷重を測定可能な離型力測定機構とを備え、前記離型力測定機構は、前記荷重を歪みに変換する起歪体と、前記起歪体の歪み部位に貼り付けられた歪ゲージとを備え、前記起歪体は、前記樹脂成形金型に相対移動不能に固定された固定側端部と、前記エジェクタピンの基端部に接触するよう設けられた可動側端部と、前記固定側端部から前記可動側端部に亘って前記エジェクタピンの軸方向と交差する方向に延びる上下一対の平行ビーム部とを有し、前記上下一対の平行ビーム部は、それぞれ、前記固定側端部との境界部分及び前記可動側端部との境界部分に、前記歪み部位となる肉薄部が形成されており、前記歪ゲージは、前記上下一対の平行ビーム部の前記肉薄部にそれぞれ貼り付けられていることを特徴とする。

本発明に係る樹脂成形金型は、表面に前記型面を有し、裏面から前記型面に亘って前記エジェクタピンが挿通可能な貫通孔が形成された金型本体と、前記金型本体の裏面側に離間して設けられたベースプレートと、前記金型本体と前記ベースプレートとの間において該金型本体の裏面に対して進退移動可能に設けられ、前記貫通孔と整合する位置に前記エジェクタピンが配されたエジェクタピンホルダと、前記金型本体と前記ベースプレートとを連結するよう設けられ、前記ベースプレートの熱を前記金型本体に伝達可能な伝熱部材とを更に備えることが好ましく、前記起歪体の前記固定側端部は、前記エジェクタピンホルダに固定されており、前記エジェクタピンホルダ及び前記起歪体は、前記ベースプレートから離間して設けられることが好ましい。

本発明に係る樹脂成形金型において、前記エジェクタピンホルダは、前記金型本体の前記貫通孔と整合する位置に表面から裏面に亘って貫通し、前記エジェクタピンの基端部を収容可能な貫通孔が形成されており、前記起歪体の前記固定側端部は、前記エジェクタピンホルダの裏面に固定されており、前記起歪体の前記可動側端部は、前記エジェクタピンホルダの前記貫通孔内において前記エジェクタピンの基端部と接触することが好ましい。

また、本発明に係る樹脂成形金型において、前記エジェクタピンは、１つの前記キャビティに対して複数設けられており、前記起歪体及び前記歪ゲージは、１つの前記キャビティに対して設けられた前記複数のエジェクタピンの少なくとも２つ以上に設けられることが好ましい。

本発明に係る樹脂成形装置は、上述した樹脂成形金型と、前記キャビティに樹脂を供給するトランスファ機構とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、離型力を測定可能で、実現可能かつ汎用性に優れた樹脂成形金型及び樹脂成形装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る樹脂封止システムの概略構成を示す正面斜視図である。 本実施形態に係る樹脂成形装置を概略的に示す正面図である。 本実施形態に係る下型（樹脂成形金型）を概略的に示す正面図である。 図３のＡ−Ａ´線に沿った断面の概略構成を拡大して示す拡大断面図である。 図３のＢ−Ｂ´線に沿った断面の概略構成を拡大して示す拡大断面図である。 図６（ａ）は、通常時における起歪体を示す概略構成図であり、図６（ｂ）は、離型時における起歪体を示す概略構成図である。 図７（ａ）は、樹脂封止成形後に上型を型開きさせた状態を示す概略断面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の状態から樹脂成形品を離型させた状態を示す概略断面図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

本実施形態に係る樹脂封止システム１は、図１に示すように、樹脂封止成形を行う樹脂封止装置（樹脂成形装置）１０と、樹脂封止装置１０に対してワーク（本実施形態ではリードフレームＷ）及び樹脂タブレットを供給するワーク・タブレット供給機構６０と、樹脂封止装置１０から樹脂封止後の樹脂成形品Ｐを回収する樹脂成形品回収機構７０とを備えており、樹脂封止装置１０に対するリードフレームＷ及び樹脂タブレットの供給から樹脂封止後の樹脂成形品Ｐの回収までを自動で連続して実行可能に構成されている。

ワーク・タブレット供給機構６０及び樹脂成形品回収機構７０は、樹脂封止装置１０の両側面方向に延びる長尺なベース８０上に設けられており、樹脂封止装置１０は、ベース８０の略中央部分に形成された収容スペースに収容されている。また、本実施形態に係る樹脂封止システム１では、樹脂封止装置１０を中心として、樹脂封止装置１０の一方の側面側（図１の左側）にワーク・タブレット供給機構６０が配置され、樹脂封止装置１０の他方の側面側（図１の右側）に樹脂成形品回収機構７０が配置されている。すなわち、本実施形態に係る樹脂封止システム１では、ベース８０の一方の端部側の領域（図１の左端部側の領域）からリードフレームＷ及び樹脂タブレットが供給され、ベース８０の長手方向の略中央の領域において樹脂封止成形が行われた後、ベース８０の他方の端部側の領域（図１の左端部側の領域）において不要樹脂（カル、ランナ及びゲート部分で硬化したモールド部分）の除去（ゲートブレイク）及び樹脂成形品Ｐの回収が行われるよう構成されている。

樹脂封止装置１０は、図１及び図２に示すように、床面上に載置された矩形板状の下プラテン１２と、下プラテン１２の四隅から上方に向けて延びる４本のタイバー１４と、４本のタイバー１４の上端部に四隅が連結された矩形板状の上プラテン１６と、４本のタイバー１４が四隅を貫通し、下プラテン１２及び上プラテン１６の間においてタイバー１４に沿って昇降可能に設けられた矩形板状の移動プラテン１８と、下プラテン１２と移動プラテン１８との間に設けられ、移動プラテン１８を昇降させる昇降型締機構２０と、樹脂封止装置１０に異常等が生じた際又は異常の発生を予知した際に警報を発する報知手段（図示せず）と、樹脂封止装置１０の各種制御を実行する制御部（図示せず）を備えている。昇降型締機構２０は、油圧式又は電動式型締シリンダや、油圧式又は電動式トグルリンク型締機構等の種々の型締機構を採用することが可能である。なお、本実施形態に係る樹脂封止装置１０において、これら下プラテン１２、タイバー１４、上プラテン１６、移動プラテン１８及び昇降型締機構２０は、種々の公知の構成を採用することが可能であるため、その詳細な説明を省略する。

また、樹脂封止装置１０は、図２に示すように、移動プラテン１８の上面に設けられたトランスファ機構２２と、上プラテン１６とトランスファ機構２２との間に設けられた樹脂成形金型２６とを更に備えている。なお、本実施形態に係る樹脂封止装置１０において、トランスファ機構２２は、図４及び図５に示すように、樹脂成形金型２６のキャビティＣと連通し、樹脂タブレット（図示せず）を収容可能な複数（本実施形態では５つ）の収容ポット形成孔部２４ａと、収容ポット形成孔部２４ａ毎に配され、収容ポット形成孔部２４ａ内に収容された樹脂タブレットをキャビティＣに向けて押し出すプランジャ２４ｂと、樹脂成形金型２６及び収容ポット形成孔部２４ａを加熱する加熱手段（図示せず）とを備える種々の公知のトランスファ機構を採用することが可能であるため、その詳細な説明を省略する。

樹脂成形金型２６は、所謂マルチポット方式の成形金型であり、図２に示すように、上プラテン１６の下面に取り付けられた上型２８と、トランスファ機構２２の上部に取り付けられ、上型２８と共にキャビティＣ（図４参照）を形成可能な下型３０とを備えている。なお、図２〜図７では、理解を容易にするために、下型３０の周囲を覆うホルダブロック３１ａ〜３１ｃ（図１参照）の図示を省略している。また、本実施形態に係る樹脂成形金型２６において、上型２８は、金型本体２８ａの下面（型面）に樹脂を流動させるためのカル部２９ａ、ランナ部２９ｂ、ゲート部２９ｃ及びキャビティ部２９ｄが形成される点等の仕様上の軽微な差異（図４参照）を除き、基本的には下型３０と上下対称の構造を有しているため、その説明及び内部構造の図示を省略する。

下型３０は、図３及び図４に示すように、上型２８の金型本体２８ａと対向して配置され、上型２８の金型本体２８ａとの間において樹脂成形用のキャビティＣを形成可能な金型本体３２と、金型本体３２の裏面（下面）側に離間して設けられたベースプレート３４と、金型本体３２とベースプレート３４との間において金型本体３２の裏面に対して進退移動可能に設けられたエジェクタ機構４０と、金型本体３２とベースプレート３４とを連結固定しプレス型締め時に金型本体３２を支持するよう設けられ、ベースプレート３４の熱を金型本体３２に伝達可能に構成された伝熱部材（サポートピラー）３６と、エジェクタ機構４０に取り付けられ、樹脂成形品Ｐの離型時の離型力を測定可能に構成された離型力測定機構５０とを備えている。

金型本体３２は、図４に示すように、上型２８の金型本体２８ａのキャビティ部２９ｄと共にキャビティＣを形成可能な型面３２ａを表面（上面）に有する矩形板状の金属部材である。金型本体３２には、エジェクタ機構４０の後述するエジェクタピン４４と整合する位置に、裏面から型面３２ａに亘ってエジェクタピン４４が挿通可能な貫通孔３２ｂが形成されている。

ベースプレート３４は、矩形板状の金属部材から形成され、トランスファ機構２２の上面に載置されている。このベースプレート３４は、伝熱部材３６を介して金型本体３２を支持すると共に、トランスファ機構２２から受けた熱を伝熱部材３６を介して金型本体３２に伝達させ、金型本体３２を加熱させるよう構成されている。なお、本実施形態に係る樹脂封止装置１０では、トランスファ機構２２に加熱手段が設けられ、この加熱手段の熱がベースプレート３４に伝熱されるものとして説明したが、これに限定されず、ベースプレート３４の内部や金型本体３２の内部に加熱手段（図示せず）が設けられる構成としても良い。

伝熱部材３６は、円筒状の金属部材から形成されたサポートピラーであり、一端部（下端部）がベースプレート３４の上面に固定されると共に、他端部（上端部）が金型本体３２の裏面に固定されることにより、ベースプレート３４から離間した位置で金型本体３２を支持するよう構成されている。また、伝熱部材３６は、加熱手段によって加熱されたベースプレート３４の熱を金型本体３２に対して伝達し、金型本体３２を所定温度に加熱するよう構成されている。伝熱部材３６は、図３〜図５に示すように、１つのキャビティＣに対して複数（本実施形態では６本）設けられており、これら複数の伝熱部材３６が各キャビティＣの周囲を囲うように配されることにより、各キャビティＣの周囲における金型本体３２の撓みを抑え、バリの発生等を抑制するよう構成されている。

エジェクタ機構４０は、図３及び図４に示すように、金型本体３２とベースプレート３４との間において金型本体３２の裏面に対して進退移動可能に設けられたエジェクタピンホルダ４２と、金型本体３２の貫通孔３２ｂと整合する位置に配されたエジェクタピン４４と、エジェクタピンホルダ４２を金型本体３２の裏面に対して進退移動させる駆動手段（図示せず）とを備え、エジェクタピンホルダ４２を金型本体３２の裏面に対して前進させることにより、エジェクタピン４４を金型本体３２の型面３２ａから突出させ、キャビティＣによって成形された樹脂成形品Ｐを金型本体３２の型面３２ａから離型させるよう構成されている。駆動手段は、エジェクタピンホルダ４２及びこれに取り付けられた後述する起歪体５２がベースプレート３２から離間した位置においてエジェクタピンホルダ４２を支持すると共に、樹脂成形品Ｐの離型時にエジェクタピンホルダ４２を金型本体３２に向けて前進させるよう構成されている。なお、本実施形態に係るエジェクタ機構４０において、駆動手段は、例えば電動モーター駆動やプレスの下降動作によるエジェクタロッド突き上げ等の種々の公知の構成を採用することが可能であるため、その説明を省略する。

エジェクタピンホルダ４２は、金型本体３２に向けてエジェクタピン４４が突設されたエジェクタプレート４２ａと、エジェクタプレート４２ａの裏面に締結具により取り付けられ、エジェクタプレート４２ａを補強するバッキングプレート４２ｂとを備えている。エジェクタピンホルダ４２には、図４に示すように、金型本体３２の貫通孔３２ｂと整合する位置に表面から裏面に亘って貫通した貫通孔４３が形成されている。貫通孔４３は、エジェクタプレート４２ａの表面側の開口径がバッキングプレート４２ｂの裏面側の開口径よりも小さくなるような段付き形状を有しており、その内部においてエジェクタピン４４の基端部４４ｂを収容可能に構成されている。また、エジェクタピンホルダ４２には、伝熱部材３６と整合する位置に伝熱部材３６が貫通する伝熱部材用貫通孔（図示せず）が形成されている。伝熱部材用貫通孔は、伝熱部材３６の周面と接触しないよう、伝熱部材３６の外径よりも大きい開口径を有している。

エジェクタピン４４は、図４に示すように、金型本体３２に向けて延びるピン部４４ａと、ピン部４４ａよりも大径に形成された基端部４４ｂとからなる段付きのピン部材である。ピン部４４ａは、エジェクタピンホルダ４２が待機位置（図４に示す位置）に位置している状態において、金型本体３２の型面３２ａと略面一になるような軸方向の長さを有している。また、ピン部４４ａは、エジェクタピンホルダ４２の貫通孔４３の表面側の開口径よりも小さく、かつ、金型本体３２の貫通孔３２ｂの開口径と略等しい外径を有している。基端部４４ｂは、エジェクタピンホルダ４２の貫通孔４３の表面側の開口径よりも大きく、かつ、エジェクタピンホルダ４２の貫通孔４３の裏面側の開口径よりも小さい外径を有している。エジェクタピン４４は、基端部４４ｂがエジェクタピンホルダ４２の貫通孔４３内に収容され、かつ、ピン部４４ａが貫通孔４３を介して金型本体３２に向けて突出した状態において、エジェクタピンホルダ４２の貫通孔４３の段差部と離型力測定機構５０の後述する起歪体５２の可動側端部５２ｂとにより基端部４４ｂが狭持されることにより、エジェクタピンホルダ４２に取り付けられている。エジェクタピン４４は、１つのキャビティＣに対して複数（本実施形態では２つ）設けられており、これら複数のエジェクタピン４４によって均等に樹脂成形品Ｐを離型させるよう構成されている。

離型力測定機構５０は、所謂ロバーバル型ロードセルであり、図４に示すように、エジェクタピン４４から受ける荷重に比例して変形する起歪体５２と、起歪体５２の変形量を検出する歪ゲージ５４ａ〜５４ｄとを備えている。起歪体５２は、エジェクタピン４４の基端部４４ｂと接触するようエジェクタピンホルダ４２に取り付けられており、歪ゲージ５４ａ〜５４ｄは、起歪体５２の４つの歪み部位（後述する肉薄部５３ａ〜５３ｄ）にそれぞれ貼り付けられている。離型力測定機構５０は、エジェクタピン４４毎に配されており、本実施形態では、図４及び図５に示すように、１つのキャビティＣに対して２つずつ配されている。各離型力測定機構５０は、図５に示すように、それぞれ、隣接する他の離型力測定機構５０及び伝熱部材３６に干渉しないよう、複数の伝熱部材３６の隙間に設けられている。以下、起歪体５２及び歪ゲージ５４ａ〜５４ｄの具体的な構成について、説明する。

起歪体５２は、図６（ａ）に示すように、エジェクタピンホルダ４２の下面に対して垂直となるよう立設された鉛直断面が略Ｌ字状の板状部材であって、Ｌ字の水平方向に延びる部位に鉄アレイ状の切り欠きが形成されると共に、Ｌ字の鉛直方向に延びる部位がエジェクタピンホルダ４２の貫通孔４３内においてエジェクタピン４４の基端部４４ｂと接触するよう、Ｌ字の水平方向に延びる部位の端部近傍がエジェクタピンホルダ４２の裏面に片持ちとなるよう固定されている。具体的には、起歪体５２は、エジェクタピンホルダ４２の裏面に固定された固定側端部５２ａと、エジェクタピン４４の基端部４４ｂに接触するよう設けられた可動側端部５２ｂと、固定側端部５２ａから可動側端部５２ｂに亘ってエジェクタピン４４の軸方向と交差する方向に延びる上下一対の平行ビーム部５２ｃ，５２ｄとを有している。この起歪体５２は、可動側端部５２ｂがエジェクタピン４４の基端部４４ｂの下面からエジェクタピン４４の軸方向に沿って延び、上下一対の平行ビーム部５２ｃ，５２ｄが可動側端部５２ｂの下端近傍からエジェクタピン４４の軸方向と直交する方向に沿って延び、固定側端部５２ａが上下一対の平行ビーム部５２ｃ，５２ｄと連続して同方向に延びる形状、すなわち、略Ｌ字状に形成されている。

固定側端部５２ａは、図４及び図６（ａ）に示すように、下型３０全体に対して相対移動不能となるよう、エジェクタピンホルダ４２の裏面に締結具によって固定されている。可動側端部５２ｂは、その上端部がエジェクタピン４４の基端部４４ｂの下面に接触し、その下端部側が上下一対の平行ビーム部５２ｃ，５２ｄの一端部に連続するよう構成されている。上下一対の平行ビーム部５２ｃ，５２ｄは、それぞれ、固定側端部５２ａとの境界部分及び可動側端部５２ｂとの境界部分に、エジェクタピン４４からの荷重に伴って変形する部位（歪み部位）となる半円状の肉薄部５３ａ〜５３ｄが形成されており、これにより、上下一対の平行ビーム部５２ｃ，５２ｄと、固定側端部５２ａと、可動側端部５２ｂとによって、鉄アレイ状の切り欠きが画定されるよう構成されている。上下一対の平行ビーム部５２ｃ，５２ｄの肉薄部５３ａ〜５３ｄにおける歪ゲージ５４ａ〜５４ｄが貼り付けられる箇所には、それぞれ、製造過程時において、歪ゲージ５４ａ〜５４ｄの貼り付け位置（センター位置）を特定するための罫書き線（図示せず）が加工されており、歪ゲージ５４ａ〜５４ｄの貼り付け作業の作業性及び精確性を向上させるよう構成されている。

起歪体５２は、このように構成されることにより、離型時にエジェクタピン４４を介して荷重が付加された際に、図６（ｂ）に示すように、上側の平行ビーム部５２ｃの可動側端部５２ｂ側の肉薄部５３ａ及び下側の平行ビーム部５２ｄの固定側端部５２ａ側の肉薄部５３ｄが圧縮方向に歪み、上側の平行ビーム部５２ｃの固定側端部５２ａ側の肉薄部５３ｂ及び下側の平行ビーム部５２ｄの可動側端部５２ｂ側の肉薄部５３ｃが延伸方向に歪むよう構成されている。

歪ゲージ５４ａ〜５４ｄは、歪みに応じて電気抵抗が変化するよう構成されており、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、上側の平行ビーム部５２ｃの可動側端部５２ｂ側の肉薄部５３ａに貼り付けられた第１歪ゲージ５４ａと、上側の平行ビーム部５２ｃの固定側端部５２ａ側の肉薄部５３ｂに貼り付けられた第２歪ゲージ５４ｂと、下側の平行ビーム部５２ｄの可動側端部５２ｂ側の肉薄部５３ｃに貼り付けられた第３歪ゲージ５４ｃと、下側の平行ビーム部５２ｄの固定側端部５２ａ側の肉薄部５３ｄに貼り付けられた第４歪ゲージ５４ｄとからなる。これら４つの歪ゲージ５４ａ〜５４ｄは、ホイートストンブリッジ回路（図示せず）を構成するよう互いに接続されている。

離型力測定機構５０毎に形成されるホイートストンブリッジ回路は、それぞれ、アンプ（図示せず）及びＡ／Ｄ変換器（図示せず）を介してデータ収集解析手段（図示せず）と電気的に接続されている。本実施形態では、複数の離型力測定機構５０、アンプ及びＡ／Ｄ変換器と、共通のデータ収集解析手段とにより、全てのキャビティＣにおける離型時の離型力を統括して測定可能な離型力測定装置が構成されている。

データ収集解析手段は、例えばパーソナルコンピュータ等からなり、歪ゲージ５４ａ〜５４ｄの抵抗値に基づいて歪み値を算出し、この歪み値に基づいて、エジェクタピン４４を介して起歪体５２の可動側端部５２ｂに付加された荷重、すなわち、離型時の離型力を測定するよう構成されている。

また、データ収集解析手段は、測定した荷重（離型力）に基づいて離型不良を判定し、離型不良と判定した場合には、報知手段に報知信号を出力するよう構成されている。具体的には、データ収集解析手段は、例えば、（１）測定した荷重（離型力）の単発的な値、（２）所定サイクル又は所定時間内に測定した荷重（離型力）のリアルタイムな平均値、（３）測定した荷重（離型力）の値と直前の平均値との差、（４）測定した荷重（離型力）の上昇率、（５）リアルタイムで算出した平均値の上昇率、又は、（６）複数の離型力測定機構５０によって測定した荷重（離型力）のばらつき（差）、等が予め定められた設定値（閾値）を超えた場合に、離型不良と判定するよう構成されている。特に、上記（６）の判定方法によれば、１つのキャビティＣ内における局所的な汚れを検知可能であると共に、その汚れ箇所を予測乃至特定することが可能となり、また、汚れが付着しやすい箇所等の傾向分析等を行うことも可能となる。

報知手段は、データ収集解析手段から報知信号を受信すると、警報を発するよう構成されている。このような報知手段による警報の態様としては、警報音を発することで聴覚的に報知する態様の他、例えば、ランプ等を点灯させる態様や、樹脂封止装置１０に設けられた表示画面又は樹脂封止装置１０に接続されたパーソナルコンピュータ等の表示画面上にメッセージを表示する態様や、表示画面の一部又は全体を点滅若しくは所定の色で点灯させる態様等の視覚的に報知する態様等を適宜採用することが可能である。このような報知手段による警報により、作業者は、型面３２ａにおける汚れの発生（クリーニングの必要性）を認知することが可能になると共に、離型不良に起因した樹脂成形品Ｐの破損や外観不良を予測することが可能となる。

以上の構成を備える本実施形態に係る樹脂封止装置１０は、図４に示すように、上型２８及び下型３０によってリードフレームＷを挟み込んだ状態で、溶融したモールド材料をプランジャ２４ｂによって加圧し、上型２８のカル部２９ａ→ランナ部２９ｂ→ゲート部２９ｃ→キャビティ部２９ｄの順で流動させ、熱硬化させることで、キャビティＣ内に配置された電子部品をモールドし、樹脂成形品Ｐを製造するよう構成されている。また、本実施形態に係る樹脂封止装置１０は、電子部品のモールド完了後、移動プラテン１８を下降させることで下型３０を上型２８から離間させると共に、これと並行又は同期して、上型２８に内蔵されたエジェクタ機構（図示せず）によって上型２８の型面から樹脂成形品Ｐを離型させるよう構成されている。さらに、本実施形態に係る樹脂封止装置１０は、図７（ａ）に示すように、上型２８から下型３０を離間させた後に、図７（ｂ）に示すように、エジェクタ機構４０によって下型３０の型面３２ａから樹脂成形品Ｐを離型させるよう構成されている。また、本実施形態に係る樹脂封止装置１０は、上型２８の型面から樹脂成形品Ｐを離型させる際、及び、下型３０の型面３２ａから樹脂成形品Ｐを離型させる際の離型力を離型力測定機構５０（離型力測定装置）によってリアルタイムで測定乃至監視し、離型不良を検知した際に、報知手段により警報を発するよう構成されている。

ワーク・タブレット供給機構６０は、図１に示すように、リードフレームＷ（ワーク）及び樹脂タブレットを樹脂封止装置１０の上型２８及び下型３０の間に搬送するワーク・タブレット搬送装置６２と、複数のリードフレームＷを収容するラック６４と、ラック６４に収容されたリードフレームＷを１枚ずつワーク・タブレット搬送装置６２に対して送り出すワーク供給装置（プッシャ）６６と、ワーク・タブレット搬送装置６２に樹脂タブレットを供給するタブレット供給装置６８と、ワーク・タブレット搬送装置６２、ワーク供給装置６６及びタブレット供給装置６８にそれぞれ設けられた駆動部（図示せず）と、各駆動部を同期して又は非同期状態で制御する制御部（図示せず）とを備えている。ワーク・タブレット供給機構６０は、制御部による制御により、樹脂封止装置１０に対するリードフレームＷ及び樹脂タブレットの供給を自動で実行可能に構成されている。

樹脂成形品回収機構７０は、図１に示すように、樹脂封止装置１０から不要樹脂付きの樹脂成形品Ｐを搬出する搬出装置７２と、樹脂成形品Ｐと一体的に成形された不要樹脂を上方から押圧することで不要樹脂を樹脂成形品Ｐから分離させるゲートブレーク装置７４と、分離されて落下した不要樹脂を回収する回収容器７６と、不要樹脂が除去された樹脂成形品Ｐを回収する樹脂成形品回収装置７８と、搬出装置７２、ゲートブレーク装置７４及び樹脂成形品回収装置７８にそれぞれ設けられた駆動部（図示せず）と、各駆動部を同期して又は非同期状態で制御する制御部（図示せず）とを備えている。樹脂成形品回収装置７８は、ゲートブレーク位置と樹脂成形品回収位置との間を往復移動可能に設けられる搬送装置７８ａと、樹脂成形品Ｐが回収されるラック７８ｂと、樹脂成形品回収位置に到達した搬送装置７８ａに搭載されている樹脂成形品Ｐをラック７８ｂに対して送り出す送り出し装置（プッシャ）７８ｃを備えている。樹脂成形品回収機構７０は、制御部による制御により、樹脂封止装置１０からの不要樹脂付きの樹脂成形品Ｐの搬出と、樹脂成形品Ｐからの不要樹脂の除去と、不要樹脂が除去された樹脂成形品Ｐの回収とを自動で実行可能に構成されている。

次に、本実施形態に係る樹脂封止システム１の動作について、説明する。なお、以下の樹脂封止システム１の動作は、予め記憶部に記憶されたプログラムに基づいて、各構成要素が駆動制御されることにより実行される。

まず、ワーク供給装置６６によってラック６４からワーク・タブレット搬送装置６２に向けてリードフレームＷが１枚ずつ送り出される。また、これと並行して、複数（本実施形態では５つ）の樹脂タブレットがタブレット供給装置６８からワーク・タブレット搬送装置６２に受け渡される。リードフレームＷ及び樹脂タブレットがワーク・タブレット搬送装置６２に受け渡されると、ワーク・タブレット搬送装置６２は、受領したリードフレームＷ及び樹脂タブレットを保持した状態で樹脂封止装置１０内に移動し、下型３０の金型本体３２上にリードフレームＷを載置させると共に、樹脂タブレットをトランスファ機構２２の収容ポット形成孔部２４ａにそれぞれ投下させる。

リードフレームＷ及び樹脂タブレットが樹脂封止装置１０に受け渡されると、樹脂封止装置１０は、樹脂封止成形を実行する。具体的には、樹脂封止装置１０は、キャビティＣ内に電子部品が位置するよう上型２８及び下型３０によってリードフレームＷを挟み込んだ状態で、収容ポット形成孔部２４ａ内において溶融したモールド材料をプランジャ２４ｂによってキャビティＣ内に向けて流動させ、キャビティＣ内に流入したモールド材料を熱硬化させることで、樹脂成形品Ｐをトランスファ成形する。また、樹脂封止装置１０は、電子部品のモールド完了後、移動プラテン１８を下降させることで下型３０を上型２８から離間させると共に、これと並行又は同期して、上型２８に内蔵されたエジェクタ機構によって上型２８の型面から樹脂成形品Ｐを離型させる。さらに、本実施形態に係る樹脂封止装置１０は、上型２８から下型３０を離間させた後に、エジェクタ機構４０によって下型３０の型面３２ａから樹脂成形品Ｐを離型させる。この際、樹脂封止装置１０は、樹脂成形品Ｐを離型させる際の離型力を離型力測定機構５０（離型力測定装置）によってリアルタイムで測定乃至監視し、離型不良を検知した際に、報知手段により警報を発する。

搬出装置７２は、樹脂封止装置１０内の不要樹脂付きの樹脂成形品Ｐを回収し、ゲートブレーク装置７４に向けて搬送する。搬出装置７２によって不要樹脂付きの樹脂成形品Ｐがゲートブレーク装置７４に到達すると、ゲートブレーク装置７４は、樹脂成形品Ｐに付着した不要樹脂を上方から押圧することで樹脂成形品Ｐから分離させ、これにより落下した不要樹脂を収集容器７６にて収集する。また、樹脂成形品回収装置７８により、不要樹脂が除去された樹脂成形品Ｐが回収される。

そして、以上の工程が繰り返し実行されることにより、樹脂成形品Ｐが自動で連続的に製造される。

以上説明したとおり、本実施形態に係る樹脂成形金型２６は、樹脂成形用のキャビティＣを形成するための型面３２ａを有する樹脂成形金型であって、型面３２ａから突出可能に構成され、キャビティＣによって成形された樹脂成形品Ｐを型面３２ａから離型させるエジェクタピン４４と、エジェクタピン４４の基端部４４ｂと接触するよう設けられ、樹脂成形品Ｐの離型時にエジェクタピン４４を介して受けた荷重を測定可能な離型力測定機構５０とを備え、離型力測定機構５０は、荷重を歪みに変換する起歪体５２と、起歪体５２の歪み部位（肉薄部５３ａ〜５３ｄ）に貼り付けられた歪ゲージ５４ａ〜５４ｄとを備え、起歪体５２は、樹脂成形金型２６に相対移動不能に固定された固定側端部５２ａと、エジェクタピン４４の基端部４４ｂに接触するよう設けられた可動側端部５２ｂと、固定側端部５２ａから可動側端部５２ｂに亘ってエジェクタピン４４の軸方向と交差する方向に延びる上下一対の平行ビーム部５２ｃ，５２ｄとを有し、上下一対の平行ビーム部５２ｃ，５２ｄは、それぞれ、固定側端部５２ａとの境界部分及び可動側端部５２ｂとの境界部分に、歪み部位となる肉薄部５３ａ〜５３ｄが形成されており、歪ゲージ５４ａ〜５４ｄは、上下一対の平行ビーム部５２ｃ，５２ｄの肉薄部５３ａ〜５３ｄにそれぞれ貼り付けられている。

このように、本実施形態に係る樹脂成形金型２６は、離型力測定機構５０を備えることにより、離型不良を検知することが可能となるため、作業者に対して、型面３２ａの汚れの発生（クリーニングの必要性）や、離型不良に起因した樹脂成形品Ｐの破損及び外観不良等の可能性を認知させることが可能となる。このような利点は、本実施形態に係る樹脂封止システム１のように、樹脂封止装置１０に対するリードフレームＷ及び樹脂タブレットの供給から樹脂封止後の樹脂成形品Ｐの回収までを自動で連続して実行する全自動システムにおいて、特に有効である。

また、本実施形態に係る樹脂成形金型２６は、エジェクタピン４４の軸方向と交差する方向に主として延びる離型力測定機構５０（ロバーバル型ロードセル）によってエジェクタピン４４の荷重を測定するよう構成されているため、エジェクタピン４４の直下に埋設する必要がある大径の水晶圧電式ロードワッシャを用いる場合と比較して、離型力測定機構５０の設置個数及び配置の自由度を向上させることができる。すなわち、本実施形態に係る樹脂成形金型２６によれば、隣接する離型力測定機構５０同士が互いに干渉し合わないよう、各離型力測定機構５０の延在方向をずらして配置することが可能となるため、例えば、密集して設けられる複数のエジェクタピン４４の全てに離型力測定機構５０を設ける構成等を実現することが可能となる。

また、本実施形態に係る樹脂成形金型２６は、上述したとおり、表面に型面３２ａを有し、裏面から型面３２ａに亘ってエジェクタピン４４が挿通可能な貫通孔３２ｂが形成された金型本体３２と、金型本体３２の裏面側に離間して設けられたベースプレート３４と、金型本体３２とベースプレート３４との間において金型本体３２の裏面に対して進退移動可能に設けられ、貫通孔３２ｂと整合する位置にエジェクタピン４４が配されたエジェクタピンホルダ４２と、金型本体３２とベースプレート３４とを連結するよう設けられ、ベースプレート３４の熱を金型本体３２に伝達可能な伝熱部材３６とを更に備え、起歪体５２の固定側端部５２ａは、エジェクタピンホルダ４２に固定されており、エジェクタピンホルダ４２及び起歪体５２は、ベースプレート３４から離間して設けられている。

このような樹脂成形金型２６によれば、離型力測定機構５０に対する熱の影響を低減させることが可能となる。すなわち、特許文献１及び２で提案されている離型力測定装置では、水晶圧電式ロードワッシャを高温な金型内に埋設させる必要があり、金型の熱の影響を受けやすいため、測定値の信頼性が十分ではなく、また、離型力測定装置の劣損を引き起こしやすいという問題がある。これに対し、本実施形態に係る樹脂成形金型２６は、歪ゲージ５４ａ〜５４ｄが設けられた起歪体５２及びこの起歪体５２が設けられたエジェクタピンホルダ４２が、高熱となるベースプレート３４から離間して設けられることにより、エジェクタピン４４の直下に埋設する必要がある従来の水晶圧電式ロードワッシャを用いる場合と比較して、離型力測定機構５０に対する熱の影響を低減させることが可能となる。特に、本実施形態に係る離型力測定機構５０では、起歪体５２が、エジェクタピンホルダ４２の下面に垂直に立設された板状部材で構成されることにより、エジェクタピンホルダ４２との接触面積（伝熱面積）を小さくし、かつ、放熱面積を大きくすることが可能となるため、放熱性に優れるという更なる利点を有している。

さらに、特許文献１及び２で提案されている離型力測定装置では、水晶圧電式ロードワッシャを金型内に埋設させる必要があるため、離型力測定装置の配線スペースを金型内に確保することが困難である。これに対し、本実施形態に係る樹脂成形金型２６では、金型本体３２とベースプレート３４との間の空間を配線スペースとして利用することが可能となるため、配線スペースを十分に確保することが可能になる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に記載の範囲には限定されない。上記各実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。

例えば、上述した実施形態では、樹脂封止装置１０を中心として、樹脂封止装置１０の一方の側面側にワーク・タブレット供給機構６０が配置され、樹脂封止装置１０の他方の側面側に樹脂成形品回収機構７０が配置されるものとして説明したが、これに限定されず、これら樹脂封止装置１０、ワーク・タブレット供給機構６０及び樹脂成形品回収機構７０の配置関係は、適宜変更することが可能である。また、ワーク・タブレット供給機構６０の内部及び樹脂成形品回収機構７０の内部における各構成要素の構成や配置についても、適宜変更することが可能である。

上述した実施形態では、樹脂成形装置が樹脂封止成形を行う樹脂封止装置１０であるものとして説明したが、これに限定されず、例えば射出形成装置であるとしても良い。

上述した実施形態では、樹脂封止の対象となるワークがリードフレームＷであるものとして説明したが、これに限定されず、電子部品が実装された電子部品基板であるとしても良い。この場合には、上型及び下型のうち、電子部品基板との間においてキャビティを形成する金型にのみ、本実施形態に係る離型力測定機構５０が設けられるとしても良い。

上述した実施形態では、エジェクタピン４４が１つのキャビティＣに対して２つ設けられるものとして説明したが、これに限定されず、１つのみ設けられる構成としても良いし、３つ以上設けられる構成としても良い。

上述した実施形態では、全てのエジェクタピン４４に対して離型力測定機構５０（起歪体５２及び歪ゲージ５４ａ〜５４ｄ）が設けられるものとして説明したが、これに限定されず、１つ又は複数のキャビティＣに対して少なくとも１つの離型力測定機構５０が設けられていれば良く、離型力測定機構５０が設けられないエジェクタピン４４が存在する構成としても良い。すなわち、離型力測定機構５０（起歪体５２及び歪ゲージ５４ａ〜５４ｄ）は、１つのキャビティＣに対して設けられた一又は複数のエジェクタピン４４の全てに設けられる構成としても良いし、１つのキャビティＣに対して設けられた２つ以上のエジェクタピン４４のうちの１つに設けられる構成としても良いし、１つのキャビティＣに対して設けられた３つ以上のエジェクタピン４４のうちの２つ以上に設けられる構成としても良い。また、樹脂成形金型２６内の全てのキャビティＣに対して離型力測定機構５０が設けられる構成に限定されず、離型力測定機構５０が設けられないキャビティＣが存在する構成としても良い。このように離型力測定機構５０が設けられないキャビティＣが存在する場合であっても、離型力のサンプリングを行うことが可能である。なお、これらの場合において、離型力測定機構５０（起歪体５２及び歪ゲージ５４ａ〜５４ｄ）が設けられないエジェクタピン４４は、基端部４４ｂがエジェクタピンホルダ４２に埋設される構成とすることができる。

上述した実施形態では、起歪体５２の肉薄部５３ａ〜５３ｄが半円状に形成されることで、起歪体５２に鉄アレイ状（真円状の両端開口を細溝で連結した形状）の切り欠きが画定されるものとして説明したが、起歪体５２に形成される切り欠きの形状は特に限定されるものではなく、例えば長円形状や四角形状の両端開口を細溝で連結した形状（バーベル形状）等の種々の形状を採用することが可能である。すなわち、起歪体５２は、上下一対の平行ビーム部５２ｃ，５２ｄの固定側端部５２ａとの境界部分及び可動側端部５２ｂとの境界部分にそれぞれ歪み部位となる肉薄部５３ａ〜５３ｄが形成されるものであれば良く、肉薄部５３ａ〜５３ｄの形状は特に限定されるものではない。

１ 樹脂封止システム、１０ 樹脂成形装置、２２ トランスファ機構、２６ 樹脂成形金型、２８ 上型、３０ 下型、３２ 金型本体、３２ａ 型面、３２ｂ 金型本体の貫通孔、３４ ベースプレート、３６ 伝熱部材、４２ エジェクタピンホルダ、４３ エジェクタピンホルダの貫通孔、４４ エジェクタピン、４４ｂ エジェクタピンの基端部、５０ 離型力測定機構、５２ 起歪体、５２ａ 固定側端部、５２ｂ 可動側端部、５２ｃ，５２ｄ 平行ビーム部、５３ａ〜５３ｄ 肉薄部、５４ａ〜５４ｄ 歪ゲージ、Ｃ キャビティ、Ｐ 樹脂成形品、Ｗ リードフレーム

Claims (4)

1. 樹脂成形用のキャビティを形成するための型面を有する樹脂成形金型であって、
   前記型面から突出可能に構成され、前記キャビティによって成形された樹脂成形品を前記型面から離型させるエジェクタピンと、
   前記エジェクタピンの基端部と接触するよう設けられ、前記樹脂成形品の離型時に前記エジェクタピンを介して受けた荷重を測定可能な離型力測定機構と、
   前記離型力測定機構で測定した前記荷重に基づいて離型不良を判定するデータ収集解析手段と
   を備え、
   前記離型力測定機構は、前記荷重を歪みに変換する起歪体と、前記起歪体の歪み部位に貼り付けられた歪ゲージとを備え、
   前記起歪体は、前記樹脂成形金型に相対移動不能に固定された固定側端部と、前記エジェクタピンの基端部に接触するよう設けられた可動側端部と、前記固定側端部から前記可動側端部に亘って前記エジェクタピンの軸方向と交差する方向に延びる上下一対の平行ビーム部とを有し、
   前記上下一対の平行ビーム部は、それぞれ、前記固定側端部との境界部分及び前記可動側端部との境界部分に、前記歪み部位となる肉薄部が形成されており、
   前記歪ゲージは、前記上下一対の平行ビーム部の前記肉薄部にそれぞれ貼り付けられており、
   前記エジェクタピンは、１つの前記キャビティに対して複数設けられており、
   前記起歪体及び前記歪ゲージは、１つの前記キャビティに対して設けられた前記複数のエジェクタピンの少なくとも２つ以上に設けられており、
   前記データ収集解析手段は、下記（１）から（６）の少なくとも一つの条件を用いて離型不良と判定するよう構成されている
   ことを特徴とする樹脂成形金型。
   （１）測定した前記荷重の単発的な値
   （２）所定サイクル又は所定時間内に測定した前記荷重の平均値
   （３）測定した前記荷重の値と直前の前記（２）の平均値との差
   （４）測定した前記荷重の上昇率
   （５）前記（２）の平均値の上昇率
   （６）複数の前記起歪体及び前記歪ゲージによって測定した前記荷重の差
2. 表面に前記型面を有し、裏面から前記型面に亘って前記エジェクタピンが挿通可能な貫通孔が形成された金型本体と、
   前記金型本体の裏面側に離間して設けられたベースプレートと、
   前記金型本体と前記ベースプレートとの間において該金型本体の裏面に対して進退移動可能に設けられ、前記貫通孔と整合する位置に前記エジェクタピンが配されたエジェクタピンホルダと、
   前記金型本体と前記ベースプレートとを連結するよう設けられ、前記ベースプレートの熱を前記金型本体に伝達可能な伝熱部材と
   を更に備え、
   前記起歪体の前記固定側端部は、前記エジェクタピンホルダに固定されており、
   前記エジェクタピンホルダ及び前記起歪体は、前記ベースプレートから離間して設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形金型。
3. 前記エジェクタピンホルダは、前記金型本体の前記貫通孔と整合する位置に表面から裏面に亘って貫通し、前記エジェクタピンの基端部を収容可能な貫通孔が形成されており、
   前記起歪体の前記固定側端部は、前記エジェクタピンホルダの裏面に固定されており、
   前記起歪体の前記可動側端部は、前記エジェクタピンホルダの前記貫通孔内において前記エジェクタピンの基端部と接触している
   ことを特徴とする請求項２に記載の樹脂成形金型。
4. 請求項１〜３いずれか１項に記載の樹脂成形金型と、
   前記キャビティに樹脂を供給するトランスファ機構と
   を備えることを特徴とする樹脂成形装置。

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