JPH0825363A - 金型温度制御管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱手段１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１ａ，
１１ｂ，１１ｃをそれぞれ備えた合成樹脂モールド成形
用の上下一対の金型６，７において、該各金型表面温度
検出値に応じて、当該両金型６，７の表面温度を適正温
度に保持するように前記各加熱手段１０ａ，１０ｂ，１
０ｃ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃにおける出力を自動変更
制御することによって、常に適正な金型温度制御管理を
行う。 【構成】 前記両金型６，７の表面温度測定手段１５
ａ，１５ｂ，１５ｃ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃを、上下
両金型６，７が開いた状態のとき、当該両金型６，７の
表面の間に臨ませるように構成し、該各表面温度測定手
段１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃに
よる温度検出値に応じて、上下両金型６，７の表面温度
を適正温度に保持するように前記各加熱手段１０ａ，１
０ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃにおける出力を
自動変更制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂モールド成形
装置における金型の表面温度の管理及び制御を行う金型
温度制御管理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、熱硬化性合成樹脂モールド成形
装置においては、成形用キャビティを凹み形成した一対
の金型を合わせて型締めし、前記キャビティ内に溶融し
た合成樹脂を圧入し、加熱硬化させて所定の形状に成形
する。そして、この製造工程の時間サイクルの変化や成
形装置の温度状態等に応じて金型の加熱手段を制御する
金型温度調節器の設定温度を変更する必要がある。従来
は、この合成樹脂モールド成形装置における金型の表面
温度は、成形済リードフレーム取り出し後など、上下金
型が開いている状態のときに、金型表面温度を何箇所か
人間の手作業で測定し、基準となる温度と比較して差の
ある場合には、金型温度調節器の設定温度の変更を行う
ことで管理及び制御を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術では、金型表面の温度測定を行う作業者の違い
により、測定技術に差があったり測定点にばらつきを生
じたりすることがあり、温度管理に不具合を生じる可能
性があると共に、一回の温度測定に時間がかかるので頻
繁に温度測定を行うことが出来ず、一度温度測定を行う
と次の温度測定まで長い時間をおくことになり、一度決
めた設定温度は次の温度測定まで変更されないままであ
るため、成形装置の温度状態や気温等が変化してもその
まま運転することになり製品に不良を出し兼ねないとい
う問題があった。

【０００４】そこで、本発明は、前記問題を解決するた
め、従来技術における金型温度制御管理の周期と比較し
て短い周期で適正な金型温度制御管理を行うことが出
来、成形装置の状態や気温等の環境の変化に即対応でき
るようにした金型温度制御管理装置を提供することを目
的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、加熱手段をそれぞれ備えた合成樹脂モー
ルド成形用の上下一対の金型の表面温度を制御するよう
に構成した金型温度制御管理装置において、前記各金型
の表面温度を検出するための表面温度測定手段を、上下
の金型が開いた状態のとき、当該両金型表面の間に臨ま
せるように構成し、該各表面温度測定手段による温度検
出値に応じて、当該両金型表面温度を適正温度に保持す
るように前記各加熱手段における出力を自動変更制御す
るという構成にした。

【０００６】

【作 用】このように構成することにより、加熱手段
をそれぞれ備えた合成樹脂モールド成形用の上下一対の
金型の表面温度を、上下の金型が開いた状態のときなら
ば、前記各金型の表面温度を検出するための表面温度測
定手段を当該両金型表面の間に臨ませることにより測定
することができるうえに、該各表面温度測定手段による
温度検出値に応じて、当該両金型表面温度を適正温度に
保持するように前記各加熱手段における出力を自動的に
変更制御出来ることになるから、従来技術における金型
温度制御管理の周期と比較して短い周期で適正な金型温
度制御管理が出来るのである。

【０００７】

【発明の効果】従って、本発明によると、従来技術にお
ける金型温度制御管理の周期と比較して短い周期で適正
な金型温度制御管理が出来るから、成形条件の温度管理
を最適化でき、厳しい条件の製品でも生産可能となり、
温度管理の不具合による製品不良の発生を大幅に低減で
きる効果を有する。

【０００８】また、人手を要せず、合成樹脂モールド成
形作業の自動化に寄与することができるという効果を奏
する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明をエポキシ樹脂等の熱硬化性樹
脂材料を用いたトランスファ成形装置による半導体デバ
イスの樹脂封止工程に適用する場合についての実施例
を、図面に基づいて説明する。図１において、符号１
は、半導体デバイスの樹脂封止を行う為のトランスファ
成形装置である。上下動する可動ヘッド２の下面に上部
ヒータブロック４を介して成形用キャビティ８を下面に
形成した上部金型６が取り付けられている。固定ヘッド
３の上面には、下部ヒータブロック５を介して成形用キ
ャビティ９を上面に形成した下部金型７が取り付けられ
ている。

【００１０】前記上下両ヒータブロック４，５には、上
部金型６及び下部金型７をそれぞれ温める為の加熱手段
としてヒータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１
ｂ，１１ｃと、これらのヒータ１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ付近の温度をそれぞれ測定
するために熱電対等の温度測定手段（以下ヒータ温度測
定手段と記す）１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１３ａ，１３
ｂ，１３ｃとが備えられている。本実施例では、前記各
ヒータ温度測定手段は、ヒータ設置箇所に対応させて各
金型におけるキャビティ８に近い側に配置されている。
また、ヒータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１
ｂ，１１ｃの温度調節の為に、上部金型温度調節器１９
及び下部金型温度調節器２０が配設されている。上下両
金型温度調節機１９，２０は、前記ヒータ温度測定手段
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃによ
る温度測定値に応じて、ヒータ出力の制御器の一例であ
る無接点リレー電力制御装置２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，
２３ａ，２３ｂ，２３ｃに指令を出し、各ヒータ１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃへ供給す
る電力を制御することによって各ヒータ１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの温度調節を行う
ように構成されている。

【００１１】本発明は、少なくとも加熱手段をそれぞれ
備えた合成樹脂モールド成形用の上下一対の金型の表面
温度を測定するための表面温度測定手段と、該各表面温
度測定手段による温度測定値に応じて、前記各加熱手段
における温度を変更制御する為の制御装置によって構成
される。符号１４は、上下両金型６，７が互いに離れた
状態のとき、その上下両金型６，７の間に挿入して上下
両金型６，７の表面温度を測定するための温度測定装置
であり、前記温度測定装置１４には、上部金型６、下部
金型７それぞれの表面温度測定手段としてサーミスタ、
水晶温度センサ、サーモパイル、熱流センサ等の非接触
式温度測定手段（以下表面温度測定手段と記す）１５
ａ，１５ｂ，１５ｃ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃが備えら
れている。そして、符号１７は、前記表面温度測定手段
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃで測
定した上下両金型６，７の表面温度測定値と上下両金型
温度調節器１９，２０を通して得たヒータ温度測定手段
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃによ
る温度測定値をもとに、上下両金型温度調節器１９，２
０の各ヒータごとの設定温度を変更する役割を持つ制御
装置のコンピュータである。もちろんコンピュータには
記録、データ等を出力する為にディスプレイやプリンタ
等のデータ出力装置１８をつなぐことが出来る。

【００１２】この構成において、真空吸着式自動装填装
置（図示せず）にてリードフレーム（図示せず）を真空
吸着しておき、上下両金型６，７が、互いに離れた状態
のとき、自動装填装置をその上下両金型６，７の間に挿
入して、上下両金型６，７間へのリードフレームの装填
を行う。自動装填装置が上下両金型６，７の間から後退
した後、上下両金型６，７を互いに接近動して、型締め
を行った後、溶融状の熱硬化性樹脂材料を成形用キャビ
ティ８，９に注入し、ヒータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，
１１ａ，１１ｂ，１１ｃにより上下両金型６，７の加熱
を行うことによりリードフレームの所定箇所にモールド
成形を行う。そして上下両金型６，７が互いに離れる
と、真空吸着式自動取出装置（図示せず）を上下両金型
６，７間に挿入して、自動取出装置で成形済リードフレ
ームの真空吸着及び取り出しを行う。以後この工程を繰
り返し、この１サイクルを１ショットとする。

【００１３】モールド成形作業において、成形装置の温
度状態や環境の変化に応じて、上下両金型温度調節器１
９，２０の設定温度を迅速に変更する必要がある。本発
明によれば上下両金型６，７が開いている状態ならいつ
でも表面温度測定及び設定温度変更が可能である。出来
れば、１ショット毎に温度管理を行うのが望ましいの
で、本実施例では、以下のように毎ショットの温度管理
を行う。

【００１４】毎ショット、自動取出装置により成形済リ
ードフレームの取り出しを行った後、上部金型６と下部
金型７の間に温度測定装置１４を挿入する。そして、温
度測定装置１４に取り付けた上部金型表面温度測定手段
１５ａ，１５ｂ，１５ｃで上部金型６の各表面温度を、
下部金型表面温度測定手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃで下
部金型７の各表面温度をほぼ同時に測定する。コンピュ
ータ１７は、上下両金型表面温度測定手段１５ａ，１５
ｂ，１５ｃ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃによる上下両金型
６，７の各表面温度測定値を受け取り、また、コンピュ
ータ１７は、上下両ヒータ温度測定手段１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃによる各温度測定
値を上下両金型温度調節器１９，２０を通して受け取
る。コンピュータ１７により、上下両金型６，７を温め
るヒータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１ｂ，１
１ｃに対応する上下両金型表面温度測定手段１５ａ，１
５ｂ，１５ｃ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，による各表面
温度測定値と上下両ヒータ温度測定手段１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃによる各温度測定
値、及び上下両金型温度調節器１９，２０に設定したい
各ヒータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１ｂ，１
１ｃごとの設定温度とを比較、計算を行い、設定温度を
変更する必要がある場合はコンピューター１７の指令に
より上下両金型温度調節器１９，２０の各ヒータごとの
設定温度を変更する。上下両金型温度調節器１９，２０
は変更された設定温度に基づき、以下のように各ヒータ
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃごと
の温度調節を行う。

【００１５】この場合、上部金型６を温める為のヒータ
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ付近の温度は、各ヒータ１０
ａ，１０ｂ，１０ｃにそれぞれ対応したヒータ温度測定
手段１２ａ，１２ｂ，１２ｃによって測定される。この
温度測定値のデータはそれぞれ上部金型温度調節器１９
に送られる。上部金型温度調節器１９は、各ヒータの設
定温度とヒータ温度測定手段１２ａ，１２ｂ，１２ｃに
よる測定温度それぞれを比較し、差の有る場合、ヒータ
温度測定手段１２ａ，１２ｂ，１２ｃによる各測定温度
が各ヒータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの設定温度と等しく
なるようにフィードバック制御して、各ヒータ１０ａ，
１０ｂ，１０ｃの温度調節を行う。同様にして、下部金
型７を温める為の各ヒータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ付近
の温度は、ヒータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃにそれぞれ対
応したヒータ温度測定手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃによ
って測定される。この温度測定値のデータはそれぞれ下
部金型温度調節器２０に送られる。下部金型温度調節器
２０は、各ヒータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの設定温度と
ヒータ温度測定手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃによる測定
温度それぞれを比較し、差の有る場合、ヒータ温度測定
手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃによる各測定温度が各ヒー
タ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの設定温度と等しくなるよう
にフィードバック制御して、各ヒータ１１ａ，１１ｂ，
１１ｃの温度調節を行う。

【００１６】例えば、ヒータ温度測定手段による測定温
度の方が設定温度より低い場合には、ヒータの温度を上
げるようにヒータへの供給電力を上げたりヒータを稼働
させる時間を長くしたりする。逆に、測定温度の方が設
定温度より高い場合には、ヒータの温度を下げるように
ヒータへの供給電力を下げたりヒータを稼働させない
（電力０）時間を長くしたりする。各ヒータ１０ａ，１
０ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃの温度調節は上
下両金型温度調節器１９，２０の指令に基づき、無接点
リレー電力制御装置２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ，
２３ｂ，２３ｃにより各ヒータ１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃへの供給電力を制御するこ
とで実現するのである。

【００１７】上記の温度測定管理の制御により、以下の
ような効果が生まれる。熱硬化性樹脂のモールド成形に
おいて、成形工程の周期や気温など、成形装置の温度状
態や環境の変化に応じて、上下両金型温度調節器１９，
２０の設定温度を変更する必要があるのは前記した通り
である。従来は人間の手作業による表面温度測定及び温
度管理を行っていたのだが、作業者の違いにより測定技
術に差があったり測定点にばらつきを生じたりすること
があるうえに、一回の温度測定に時間がかかるので頻繁
に温度測定を行うことが出来ず、一度温度測定を行うと
次の温度測定まで長い時間をおくことになり、一度決め
た設定温度は次の温度測定まで変更されないままである
ため、温度管理に不具合を生じる可能性があった。そこ
で、人間の手作業による温度測定を廃止し、表面温度測
定手段１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１６ａ，１６ｂ，１６
ｃによる正確で迅速な表面温度測定を採用することで、
従来技術の問題点であった作業者の違いによる測定技術
の差や測定点のばらつきが無くなり、また、上下両金型
温度調節器１９，２０をコンピュータ１７によりリモー
ト制御することによって、上下両金型温度調節器１９，
２０の設定温度の変更を自動化することが出来、短い周
期で正確な表面温度測定及び自動温度管理を行うことが
出来るようになる。

【００１８】その結果、成形装置の状態及び環境に関係
なく上部金型６、下部金型７それぞれの表面温度を適性
温度に保持することが出来る。これにより、成形条件の
温度管理を最適化でき厳しい条件の製品でも生産可能と
なり、温度管理の不具合による製品不良の低減にもな
る。また、今まで温度測定にかかっていた人員や時間の
削減が出来るうえに、コンピュータ管理することでデー
タの収集及び記録管理等が容易になる。

【００１９】図２は第２の実施例を示すものである。符
号２４は真空吸着式自動装填装置であり、符号１４′
は、成形済リードフレームの自動取出装置に上下両金型
６，７の表面温度測定用にサーミスタ、水晶温度セン
サ、サーモパイル、熱流センサ等の非接触式温度測定手
段１５ａ′，１５ｂ′，１５ｃ′，１６ａ′，１６
ｂ′，１６ｃ′を備えたものである（以下単に金型表面
温度測定手段付自動取出装置と記す）。前記金型表面温
度測定手段付自動取出装置１４′を上下両金型６，７の
間に挿入して、上下両金型６，７の表面温度を測定した
後に、そのまま成形済リードフレームの真空吸着及び取
り出しを行うわけである。自動取出装置と温度測定装置
を兼用することで、前記実施例の効果に加え、成形済リ
ードフレームの取り出しと上下両金型６，７の温度測定
を同時に行うことが出来、余計な装置や作業が不要にな
る、という新たな効果が生まれる。

【００２０】図３は第３の実施例を示すものである。符
号１４″は、ベルト状に形成されたリードフレーム２５
の送出を行う役割をする真空吸着式の自動送出装置に上
下両金型６，７の表面温度測定用にサーミスタ、水晶温
度センサ、サーモパイル、熱流センサ等の非接触式温度
測定手段１５ａ″，１５ｂ″，１５ｃ″，１６ａ″，１
６ｂ″，１６ｃ″を備えたものである。第２の実施例で
は自動装填装置２４と金型表面温度測定手段付自動取出
装置１４′が別々に構成されていたが、これを更に一つ
にまとめたわけである。リードフレーム２５はベルト状
に形成されているのでリードフレーム２５の位置をずら
してやるだけで成形済の箇所を成形用キャビティ部９か
ら外し、これから成形する箇所を成形用キャビティ部９
に運ぶことが出来る。このように自動装填装置、自動取
出装置及び温度測定装置を一つにまとめた装置として構
成することにより、更に装置や作業を簡略化することが
出来る。

【００２１】図４は第４の実施例を示す構成図である。
第１〜第３の実施例ではヒータの温度を常に設定温度に
保持する役割の金型温度調節器が設置されており、制御
装置であるコンピュータは金型表面温度測定値に基づき
金型温度調節器の設定温度を変更していた。しかし、第
４の実施例においては金型温度調節器は設置せず、それ
に伴いヒータ温度測定手段も除く。コンピュータ２６
は、表面温度測定手段１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１６
ａ，１６ｂ，１６ｃによる上下両金型６，７の表面温度
測定値に応じて、直接無接点リレー電力制御装置２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃに指令を
送ることにより上下両ヒータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，
１１ａ，１１ｂ，１１ｃの出力を制御し、上下両金型
６，７の表面温度を適性温度に保持するように制御する
わけである。このように構成することで、装置を更に簡
略化することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す斜視図である。

【図３】本発明の第３の実施例を示す斜視図である。

【図４】本発明の第４の実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１ トランスファ成形装置 ２ 可動ヘッド ３ 固定ヘッド ４ 上部ヒータブロック ５ 下部ヒータブロック ６ 上部金型 ７ 下部金型 ８ 成形用キャビティ部 ９ 成形用キャビティ部 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ 上部ヒータ １１ａ，１１ｂ，１１ｃ 下部ヒータ １２ａ，１２ｂ，１２ｃ 上部ヒータ温度測定手段 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ 下部ヒータ温度測定手段 １４ 温度測定装置 １５ａ，１５ｂ，１５ｃ 上部表面温度測定手段 １６ａ，１６ｂ，１６ｃ 下部表面温度測定手段 １７ コンピュータ １８ データ出力装置 １９ 上部金型温度調節器 ２０ 下部金型温度調節器 ２１ ヒータ用電源 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 無接点リレー電力制御装置 ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ 無接点リレー電力制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱手段をそれぞれ備えた合成樹脂モー
   ルド成形用の上下一対の金型の表面温度を制御するよう
   に構成した金型温度制御管理装置において、前記各金型
   の表面温度を検出するための表面温度測定手段を、上下
   の金型が開いた状態のとき、当該両金型表面の間に臨ま
   せるように構成し、該各表面温度測定手段による温度検
   出値に応じて、当該両金型表面温度を適正温度に保持す
   るように前記各加熱手段における出力を自動変更制御す
   るように構成したことを特徴とする金型温度制御管理装
   置。