JPH0326515A - 樹脂成形装置の金型保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は例えば半導体の樹脂モールドに用いられる樹脂
成形装置の金型保護装置に関する。

（従来の技術） この種の樹脂或形装置例えば半導体モールドプレス装置
の従来例を第６図に示す。

即ち、基体１には上方に延びるタイパー２が設けられ、
このタイパー２の上端に固定型３が上プラテン４を介し
て固定されており、タイパー２に沿って移動可能な下プ
ラテン５に可動型６が設けられている。また、これら固
定型３及び可動型６は、図示しないヒータ及び温度セン
サを備え、温度制御装置７により設定された温度に加熱
されるようになっている。そして、前記基体１には、前
記下プラテン５を上下動させるサーボモータ等からなる
駆動機構８が設けられている。この駆動機構８は、型駆
動制御部９により通断電制御され、以て前記可動型６の
固定型３への型締め・型開きがなされるようになってい
る。この場合、可動型６の固定型３への型締めは、まず
、モータにより可動型６を上方へ低圧で移動させ、この
低圧駆動による移動が拘束された（以下低圧拘束時と称
する）後、高圧型締めがなされるようになっている。

而して、前記型駆動制御部９は、型締め時の前記両型３
．６間への異物介入による金型破損を防止するための金
型保謹装置を含んで構成されている。即ち、金型保譲装
置は、この場合可動型６の型開き時から低圧拘束時まで
の前記駆動機構８のモータの回転総数により低圧拘束時
に停止した可動型６の基体１に対する高さ位置を検出す
る位置検出手段及び、この検出位置が接触基準位置Ｈと
異なるときに前記両型３．６の高圧型締めへの移行を禁
止する制御手段から構成される。ここで、接触基準位Ｗ
ＩＨは、図示のように、固定型３の基体１に対する高さ
位置に合わせて予め設定され、従って、両型３．６間に
異物が存在する場合には、低圧拘束時に可動型６の停止
位置がその異物の大きさの分だけ接触基準位置Ｈより低
くなるから、＄１１御手段により高圧型締めに移行され
ず、以て金型破損が未然に防止されるものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、成形時においては、両型３，６からの熱伝導
により、タイパー２の温度も上昇して例えば約７０℃で
安定するようになる。このため、接触基準位置Ｈは、タ
イパー２等の熱膨張による伸びを考慮して、タイパー２
の温度が安定した時を基準として設定される。一方、温
度制御装置７が起動されて両型３．６の加熱が開始され
てからタイパー２の温度が約７０℃となって安定するま
での時間は、両型３，６が成形温度（１８０℃）に達す
るまでの時間からさらに相当長くかかるのが実情であっ
た。

かかる事情により、例えば室温から温度制御装置７を起
動させた場合、両型３，６が或形温度に達してすぐに威
形運転を開始させようとしても、このときまだタイパー
２の温度が安定温度７０℃に達してなくてタイパー２は
十分に伸び切っておらず、従って、低圧拘束時における
両型３．６の接触位置（固定型３の下端位置）は異物が
介在しなくとも基準位置Ｈよりも低い位置（例えば本発
明者の実験によれば約０．３ｍｍ低い位置）となってし
まう。この結果、このまま金型保護装置を働かせると、
位置検出手段が常に接触基準位ｚｎより低い位置を検出
して正常な成形運転が行われなくなる。このため、従来
では、タイパー２の温度が安定温度となるまでの時間は
金型保護装置を停止させておいて成形運転を行ったり、
あるいは、タイパー２の温度が安定温度となるまで待っ
てから成形運転を開始させるようにしていたが、前者の
場合には両型３，６間への異物介入による金型破損の虞
があり、後者の場合には時間の大幅なロスとなる問題点
がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、タイバーの温度に拘らず、確実に両型間への異物の介
入を検知することができて、異物介入による金型破損を
確実に防止することができる樹脂戊形装置の金型保護装
置を提供するにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の第１の樹脂威形装置の金型保護装置は、可動型
の固定型に向けた低圧駆動時にその可動型の移動が拘束
された位置を検出する位置検出手段を設け、この位置検
出手段の検出位置が予め設定された接触基準位置と異な
るときに両型の高圧型締めへの移行を禁止する制御手段
を設け、タイバーの温度を検出する温度センサを設け、
この温度センサの検出温度に基づいてタイバーの熱膨張
分に応じた接触基準位置の補正を行う基準位置補正手段
を設けたところに特徴を有する。

また、本発明の第２の樹脂或形装置の金型保護装置は、
上記タイバーの温度を検出する温度センサに換えて、両
型を加熱するヒータの通断電の履歴からタイバーの温度
を算出する温度田出手段を設けたものである。

（作用） 上記手段によれば、たとえタイバーの温度が安定する以
前であってタイバーが十分に伸び切っていない時点でも
、タイバーの温度に基づく接触基準位置の補正が行われ
るから、位置検出手段により可動型と固定型との間の異
物の有無を検出することができる。従って、両型間への
異物介入による金型破損を確実に防止でき、或形運転を
早期に開始できて時間のロスもなくなる。

（実施例） 以下本発明の第１実施例について、第１図乃至第４図を
参照して説明する。尚、本実施例は請求項２の発明に対
応するものである。

まず、第１図に基づいて樹脂或形装置１１の全体構成に
ついて述べる。

１２は載置面１３上に設けられた基体であり、これには
上方に延びるタイパー１４が設けられ、上プラテン１５
がこのタイパー１４の上端に固定されていると共に、下
プラテン１６がタイパー１４に沿って移動可能に設けら
れている。そして、上プラテン１５には固定型１７が固
定され、下プラテン１６には前記固定型１７と共に成形
型を構或する可動型１８が固定されている。また、これ
ら固定型１７及び可動型１８は、夫々ヒータ１９及び温
度センサ２０を備え、温度制御部２１により設定された
温度（例えば１８０℃）に制御されるようになっている
。この温度制御部２１は、後述する樹脂戒形装＠１１の
全体を制御するための運転制御装置のメインスイッチが
オン即ち＠源が投入されていることを条件に、図示しな
いヒータスイッチがオン操作されることにより起動する
ようになっている。そして、前記基体１２には、前記下
プラテン１６を上下動させるサーボモータ等からなる型
駆動機構２２が設けられており、この型駆動機構２２は
型駆動制御部２３により通断電制御され、以て前記可動
型１８の固定型１７への型締め・型開きがなされるよう
になっている。この場合、可動型１８の固定型１７への
型締めは、まず、モータにより可動型１８を固定型１７
に向けて低圧で上昇移動させ、この低圧駆動による移動
が拘束された（以下低圧拘束時と称する）後、高圧型締
めがなされるようになっている。

２４はマイクロコンピュータからなる運転制御装置であ
り、これは樹脂成形装置１１全体の運転の制御を行うも
ので、設定されたプログラムに従って、前記型駆動制御
部２３，成形型内に樹脂を注入する図示しないトランス
ファー装置，半導体素子を型内に搬入・搬出するローダ
装置等に指令信号を与え、両型１７，１８の型締め，型
内への樹脂の注入，樹脂硬化後の型開きといったサイク
ルの或形運転を自動的に実行させるようになっている。

また、この運転制御装置２４には、前記温度制御部２１
が起動しているかどうか即ちヒータスイッチがオンされ
ているかどうかの判別信号が入力されるようになってい
る。

さて、かかる樹脂成形装置１１には、型締め時の前記両
型１７，１８間への異物介入による金型破損を防止する
ための金型保護装置が設けられている。・この金型保護
装置は、前記型駆動制御部２３に含まれる位置検出手段
，制御手段、及び、前記運転制御装置２４に含まれる温
度算出手段，基準位置補正手段、並びに、運転制御装置
２４とデータの送受信を行うデータ部２５から構成され
ている。この場合、前記位置検出手段は、可動型１８の
型開き時から低圧拘束時までの前記型駆動機構２２のモ
ータの回転総数により低圧拘束時の可動型１８の基体１
２に対する高さ位置Ａを検出するようになっている。そ
して、制御手段は前記位置検出手段の検出位置Ａが後述
する接触基準位置Ｈと異なるときに、前記型駆動制御部
２３に通電制御して前記両型１７，１８の高圧型締めへ
の移行を禁止するものである。また、詳しくは後述する
が、温度算出手段は、前記両型１７．１８を加熱する温
度制御部２１の通断電の履歴から前記タイパー１４の温
度ＴＡを算出し、基準位置補正手段はその温度算出手段
の算出温度ＴＡに基づいてタイパー１４の熱膨張分に応
じた接触基準位置Ｈの補正を行うようになっている。さ
らに、データ部２５にはこれら温度算出手段及び基準位
置補正手段による処理に必要なデータが収納されており
、それらデータは運転制御装置２４のメインスイッチが
オフされても保存されるようになっている。

次に、上記構成の作用について、第２図乃至第４図も参
照して述べる。

成形運転は、運転制御装置２４のメインスイッチ及び温
度制御部２１のヒータスイッチがオンされて固定型１７
及び可動型１８の温度が成形温度（例えば１８０℃）に
達した後開始される。この成形運転は、上述のようにロ
ーダ装置による型内ヘの半導体素子の搬入、両型１７，
１ｇの型締め、型内への樹脂の注入、樹脂硬化後の型開
き、半導体素子の搬出といったサイクルで行われる。そ
して、このとき、金型保護装置が働き、両型１７，１８
間への異物の介在による両型１７．１８の破損が防止さ
れるようになっている。これは、制御手段により、前記
前記位置検出手段が検出した低圧拘束時の可動型１８の
位置Ａと、接触基準位置ＨＡとを比較することによりな
される。

而して、このとき、タイパー１４の温度は両型１７．１
８からの熱伝導により室温と安定温度（熱伝導による温
度上昇が飽和状態になった温度例えば約７０℃）との間
で変化し、この温度の変化による熱膨張の分だけ長さ寸
法も変化する。このため、実際の固定型１７の下端面の
載置面１３からの高さ位置は、タイパー１４の温度によ
って変化することになり、そこで、温度算出手段及び基
準位置補正手段により、実際の固定型１７の高さ位置の
変化に基づく接触基準位置Ｈの補正がなされるようにな
っている。

ここで、タイパー１４の温度の算出及び接触基準位置Ｈ
の補正の方法の原理について簡単に述べる。

この場合、タイパー１４の温度Ｔは、ヒータスイッチが
オンされている状態のときには、第３図（ａ）に示すよ
うに、室温Ｔｏ（時刻０）からの経過時間ｔにともなっ
て、 Ｔ−Ｔｃ）　＋（　Ｔｔ　　Ｔｏ　）（１　　ｅ　−”
’）　−　（１）ただし Ｔ，：安定温度 τ　：熱回路定数 のように上昇する（この場合を加熱サイクルと称する）
。

一方、安定温度Ｔｔにある状態（時刻０）からヒータス
イッチがオフされたときには、タイパー１４の温度Ｔは
、１３図（ｂ）に示すように、室温Ｔ。（時刻０）から
の経過時間ｔにともなって、Ｔ＝Ｔ＋）＋（　Ｔｔ　　
Ｔｏ　）ｅ−”’　　　−　（２）のように低下する（
この場合を冷却サイクルと称する）。

ここで、成形運転の中断，再開があって、例えば第３図
（Ｃ）で示すように、ある時刻ｔ０にヒータスイッチが
オンされ、時刻ｔ１にてオフされ、さらに時刻ｔ２にて
再びオンされるような場合を考える。今、現在の時刻ｔ
Ａがｔ０＜’ｔＡ＜　ｔ　＋にあるとき即ち加熱サイク
ルにあるとき、現在の時刻ｔ＾と時刻ｔｏとから経過時
間ｔを求め、（１）式から現在のタイパー１４の温度Ｔ
Ａが求められる。また、同じ加熱サイクルでも１２＜１
＾にあるときには、時刻ｔ２−を求め（これはｔ２の時
刻とその時の温度Ｔ２とから算出される）、現在の時刻
ｔＡとの差から経過時間ｔを求めて同様に（１）式から
現在のタイパー１４の温度ＴＡが求められる。そして、
現在の時刻ｔＡが冷却サイクル１，＜１人＜１２にある
ときには、時刻ｔ（これもｔ１の時刻とその時の温度Ｔ
１とから算出される）と現在の時刻ｔＡとの差から経過
時間ｔを求めて（２）式から現在のタイパー１４の温度
ＴＡが求められる。

温度算出手段は、後述するようにして加熱サイクル，冷
却サイクルを判断し、上記のような計算方法により、デ
ータ部２５に予め設定される室温Ｔｏ，安定温度Ｔ．，
熱回路定数τのデータ（これらは実験的に得られたもの
）及び、ヒータの履歴即ちデータ部２５に記憶されるヒ
ータスイッチがオン，オフされた時刻ｉ＄＋　　ｔｇあ
るいは最終ルーチン通過時刻ｔＲ　（後述）及びそれら
の時のタイパー１４の温度に基づいて、現在のタイパー
１４の温度ＴＡを求めるようになっている。

そして、タイパー１４の熱膨張による伸びは線膨張であ
るといえるから、タイパー１４の温度上昇値と伸びの値
とは比例関係にあり、従って、第４図に示すように、タ
イパー１４の温度Ｔと接触基準位置Ｈとは、タイパー１
４の室温Ｔ０における接触基準位置Ｈ。と安定温度Ｔ，
における接触基準位置Ｈ，とを結ぶ直線的な関係となる
。従って、基準位置補正手段は、データ部２５に予め設
定される実験的に得られた室温Ｔｏにおける接触基準位
置Ｈ。及び安定温度Ｔ，における接触基準位置Ｈ１のデ
ータに基づき、上記計算により求められた現在のタイパ
ー１４の温度ＴＡから、現在の接触基準位置Ｈ＾を求め
るようになっている。

而して、金型保護装置は、常に第２図に示すフローチャ
ートに従って接触基準位置Ｈを変化させつつ作動される
。このフローチャートに示されるルーチンは、前記運転
制御装置２４のメインスイッチがオンされている時には
常に周期的（例えば１秒毎）に実行されるようになって
いる。

即ち、このフローチャートに示したルーチンでは、まず
、現在が加熱サイクルにあるか冷却サイクルにあるかが
判断される。この場合、第１回目にフローチャートを通
る以前は運転制御装置２４のメインスイッチがオフされ
ていてヒータスイッチもオフされていたから、前回成形
運転を行った最終ルーチン通過時刻ｔＲから現時刻ｔＡ
までを冷却サイクルとしてタイパー１４の温度Ｔ＾が求
められる（ステップＳ１及びｓ２）。そして、２回目以
降は、ヒータフラグに基づいて判断される（ステップｓ
３）。即ち、ヒータフラグがオンのときにはヒータ制御
開始時刻ｔｓ　　（第３図でｔＯ＋ｔ２に相当）から現
時刻ｔＡまでを加熱サイクルとしてタイパー１４の温度
ＴＡを求め（ステップｓ４）、ヒータフラグがオフのと
きにはヒータ制御終了時刻ｔＩ！（第３図でｔ，に相当
）から現時刻ｔＡまでを冷却サイクルとしてタイパー１
４の温度ＴＡを求める（ステップｓ５）。このヒータフ
ラグは、第１回目にフローチャートを通ったときに、ヒ
ータスイッチがオンされているならばオンとなリヒータ
スイッチがオフならばオフとなると共に（ステップｓ６
，ｓ７，ｓ８）、第２回目以降は、ヒータスイッチのオ
ン，オフが切替えられると書換えられるようになってい
る（ステップｓ　９，　　ｓ　１　０，　　ｓ　１　１
，　　ｓ　１　２）。そして、ヒータスイッチがオンさ
れた時刻は、第１回目においてヒータスイッチがオン（
ステップｓ６でＹｅ　ｓ）と判断された時及び、２回目
以降においてヒータフラグがオフとなっていたにも拘ら
ずヒータスイッチがオン（ステップｓ９でＹｅ　ｓ）と
判断された時であるから、このときにはデータ部２５に
記憶されるヒータ制御開始時刻ｔｓにその時刻をセツト
すると共に、このときの温度も記憶させる（ステップｓ
ｌ３，ｓｌ４）。一方、ヒータスイッチがオフされた時
刻は、第１回目においてヒータスイッチがオフ（ステッ
プｓ６でＮｏ）ならば前回成形運転を行った最終ルーチ
ン通過時刻及び、２回目以降においてヒータフラグがオ
ンとなっていたにも拘らずヒータスイッチがオフ（ステ
ップｓ１０でＮｏ）と判断された時であるから、このと
きにはデータ部２５に記憶されるヒータ制御終了時刻ｔ
ｐにその時刻をセットすると共に、このときの温度も記
憶させる（ステップｓｌ５，ｓｌ６）。

そして、このようにして現在のタイパー１４の温度Ｔ＾
が求められたら、上述のようにこの温度ＴＡに基づいて
現在の接触基準位置ＨＡを求め（ステップｓ１７）、こ
の後ルーチン通過時刻及び温度ＴＡをデータ部２５にセ
ットして（ステップＳ１８）フローチャートを抜ける。

このデータは、この後運転制御装置２４の電源が切られ
たならば、次の成形運転が行われるときの最終ルーチン
通過時刻ｔＲとなる。

これにより、制御手段において位置検出手段の検出位置
Ａが現在の接触基準位置ＨＡと比較され、その値が一致
すれば両型１７．１８間に異物が介在しないとして次の
工程に進み、もし一致しなければ両型１７，１８間に異
物が介在するとみなし可動型１８を若干量だけ下降させ
て警報等で作業者にその旨を知らせる。以て金型保護装
置は、タイパー１４の温度に拘らずどの時点でも、低圧
拘束時の可動Ｉ２１８と固定型１７との間に介在する異
物の有無を確実に検出することができるものである。

このように本実施例によれば、温度算出手段及び基準位
置補正手段により、実際のタイパー１４の温度によって
変化する接触基準位置Ｈの補正がなされるので、たとえ
装置全体の温度が安定する以前であってタイパー１４が
十分に伸び切っていない時点でも、位置検出手段により
可動型１８と固定型１７との間の異物の有無を検出する
ことができる。従って、従来のもののような、接触基準
位置Ｈがタイパー２の温度が約７０℃となって安定した
時の値に設定され、樹脂成形装置全体の温度が約７０℃
となって安定するまでの時間は金型保護装置を停止させ
ておかねばならなかったり、樹脂成形装置全体の温度が
約７０℃となって安定するまで待って成形運転を開始し
なければならなかったものと異なり、運転制御装置２４
の電源投入後どの時点であっても、タイパー１４の温度
に拘らず確実に両型１７，１８間への異物の介入を検知
することができて、異物介入による金型破損を確実に防
止でき、あるいは成形運転を早期に開始できて成形時間
の短縮化を図ることができるものである。

第５図は本発明の第２実施例（請求項１対応）を示すも
のである。本実施例が上記第１実施例と異なる点は、タ
イパー１４の温度を、両型１７．１８を加熱するヒータ
１９の通断電の履歴から温度算出手段により算出するも
のに替えて、温度センサ２６により直接検出しこの検出
値を基準位置補正手段を含む運転制御装置２７に入力す
るようにしたところにある。そして、その他の構成は上
記第１実施例と同一゛となっている。

この場合、温度センサ２６により現在におけるタイパー
１４゛の温度ＴＡが検出され、基準位置補正手段は、第
４図に示すようにして、そのタイパー１４の温度ＴＡか
ら、現在の接触基準位置ＨＡを求めるものである。そし
て、上記第１実施例と同様に、制御手段において位置検
出手段の検出位置Ａが現在の接触基準位置ＨＡと比較さ
れ、その値が一致すれば両型１７，１８間に異物が介在
しないとして次の工程に進み、もし一致しなければ両型
１７，１８間に異物が介在するとみなし可動型１８を若
干量だけ下降させて警報等で作業者にその旨を知らせる
。以て、本実施例における金型保護装置においても、タ
イパー１４の温度に拘らず両型１７，１８間に介入した
異物の有無を確実に検出することができ、従って、運転
制御装置２７の電源投入後どの時点であっても、異物介
入による金型破損を確実に防止でき、あるいは成形運転
を早期に開始できて成形時間の短縮化を図ることができ
るものである。

尚、本発明は上記した各実施例に限定されるものではな
く、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る
ものである。

［発明の効果］ 以上の説明にて明らかなように、本発明の樹脂成形装置
の金型保護装置によれば、タイバーの温度に拘らず、確
実に両型間への異物の介入を検知することができて、異
物介入による金型破損を確実に防止することができると
いう優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の第１実・施例を示すもので
、第１図は樹脂成形装置の概略的な正面図、第２図は接
触基準位置補正のフローチャート、第３図は時間とタイ
バーの温度との関係を示す特性図、第４図はタイバーの
温度と接触基準位置との関係を示す特性図である。そし
て、第５図は本発明の第２実施例を示す第１図相当図で
あり、また、第６図は従来例を示す第１図相当図である
。 図面中、１１は樹脂成形装置、１２は基体、１４はタイ
パー　１７は固定型、１８は可動型、１９はヒータ、２
１は温度制御部、２２は型駆動機構、２３は型駆動制御
部、２４．２７は運転制御装置、２５はデータ部、２６
は温度センサを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固定型を基体にタイバーを介して固定すると共に、
   可動型を前記タイバーに沿って前記基体に対して移動可
   能に設けてなる樹脂成形装置における、型締め時の前記
   両型間への異物介入による金型破損を防止するためのも
   のであって、前記可動型の前記固定型に向けた低圧駆動
   時にその可動型の移動が拘束された位置を検出する位置
   検出手段と、この位置検出手段の検出位置が予め設定さ
   れた接触基準位置と異なるときに前記両型の高圧型締め
   への移行を禁止する制御手段と、前記タイバーの温度を
   検出する温度センサと、この温度センサの検出温度に基
   づいて前記タイバーの熱膨張分に応じた前記接触基準位
   置の補正を行う基準位置補正手段とを具備したことを特
   徴とする樹脂成形装置の金型保護装置。 ２、固定型を基体にタイバーを介して固定すると共に、
   可動型を前記タイバーに沿って前記基体に対して移動可
   能に設けてなる樹脂成形装置における、型締め時の前記
   両型間への異物介入による金型破損を防止するためのも
   のであつて、前記可動型の前記固定型に向けた低圧駆動
   時にその可動型の移動が拘束された位置を検出する位置
   検出手段と、この位置検出手段の検出位置が予め設定さ
   れた接触基準位置と異なるときに前記両型の高圧型締め
   への移行を禁止する制御手段と、前記両型を加熱するヒ
   ータの通断電の履歴から前記タイバーの温度を算出する
   温度算出手段と、この温度算出手段の算出温度に基づい
   て前記タイバーの熱膨張分に応じた前記接触基準位置の
   補正を行う基準位置補正手段とを具備したことを特徴と
   する樹脂成形装置の金型保護装置。