JPH11235740A

JPH11235740A - 樹脂封止装置

Info

Publication number: JPH11235740A
Application number: JP34055198A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Omura; 康大村
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 1999-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】装置重量を軽減し、しかも上下動部の軽量化
に伴う上下動の高速化を行ない生産性を向上させるこ
と。【解決手段】上、下金型１、２の一方を上下動させ型
締めを行なうダブルトグル機構６０と、上部熱盤３を保
持するプラテン３１と、下部熱盤４を保持するプラテン
３６と、ダブルトグル機構の一端と連結されるプラテン
３２とからなり、プラテンの内２つがタイバー３３によ
り上下に対向状態に配置固定され、残りのプラテンが前
記対向配置された２つのプラテン間に存在する樹脂封止
装置で、ダブルトグル機構６０のトグルリンク回動方向
を前記上、下金型２及びプランジャボックス７の着脱方
向と同方向に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リードフレーム上に搭
載された半導体素子を樹脂封止するための樹脂封止装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の樹脂封止装置の従来例を図５に
示す。図は、従来装置の正面図である。

【０００３】上下一対の上金型１及び下金型２は、上部
熱盤３及び下部熱盤４に各々着脱自在に嵌装されてい
る。下金型２内には、樹脂を装填するための所要個数の
ポット５と、装填された樹脂を溶融して注入するための
プランジャ６が、対応する個数分配設され、プランジャ
６は下金型２下部に金型と同じく着脱自在に嵌装される
プランジャボックス７に連結されている。このため、下
部熱盤４下部のサポートブロック８は、樹脂投入及び樹
脂注入の際に、プランジャボックス７に干渉しない様に
分割して設けられている。すなわち、サポートブロック
８は、プランジャボックス（ポット列方向に縦長形状）
が上下動する領域を避けるように配設されるため、ポッ
ト列方向に縦長形状になる。そしてさらに、プランジャ
ボックスおよびプランジャボックスを駆動する駆動部と
の連結などの関係からプランジャボックスを挟み込むよ
うな形状で分割して立設されている。

【０００４】上部熱盤３を保持する上部プラテン９は、
下部プラテン１０から立設されたタイバー１１及び固定
ナット１２により固定保持されている。タイバー１１は
下部プラテン１０上面に段付き形状で挿入され、下部プ
ラテン１０の下面側から固定ナット１３で固定されてい
る。上部プラテン９及び下部プラテン１０間に、下部熱
盤４を保持する移動プラテン１４がタイバー１１に沿っ
て上下動可能に設けられている。また、下部熱盤４の上
下動に際して干渉しない寸法関係でタイバー１１と下部
熱盤間４には、リードフレーム及び樹脂タブレットを下
金型２上に供給するローダ（図示せず）及び成形品を金
型内から取り出すアンローダ（図示せず）、成形後の金
型を清掃するダイクリーナ（図示せず）のガイドレール
１５が設けられている。移動プラテン１４下面にはトラ
ンスファユニット１６が固定され、ボールネジを使用し
た駆動力変換機構１７を内蔵し、プランジャボックス７
及びプランジャ６を上下動させる。駆動力変換機構１７
の下部には、ベルト伝達機構１８により図５の紙面直交
方向奥側に設けられた電動機と連結されている。

【０００５】トランスファユニット１６と下部プラテン
１０の間には、移動プラテン１４を上下動させるダブル
トグル機構１９が設けられている。このダブルトグル機
構１９は、下部プラテン１０中央にトランスファユニッ
ト１６と同様なボールネジを使用した駆動力変換機構２
０を内蔵し、ボールネジ上端部に固定されたクロスヘッ
ド２１、短リンク２２、一端を下部プラテン１０に支点
ピン２３により回動自在に連結された基リンク２４、及
びトランスファユニット１６下部の左右両側に支点ピン
２５により回動自在に連結された長リンク２６等からな
るトグル機構が、駆動力変換機構２０に対して左右対称
に配置される。なおこれらの各リンクは、相互に他の支
点ピンにより回動自在に連結されている。駆動力変換機
構２０下部は、ベルト伝達機構２７により図の紙面直交
方向奥側に設けられた電動機と連結されている。

【０００６】図６は図５のＡ−Ａ断面図であるが、この
図に示すＴｗ寸法は4本のタイバー１１の横ピッチ、す
なわち装置を正面から見たときの幅ピッチ寸法である。
Ｔｄ寸法はタイバー１１の奥行きピッチ寸法である。ま
た、下金型２は図６の紙面下方向に着脱可能となってお
り、図５のプランジャボックス７も同様である。また、
熱盤自体も搭載金型寸法が変更されれば装置上から着脱
する場合もある。図６中、破線で示したのはダブルトグ
ル機構１９の支点ピン２３で、回動スペース及び装置の
確保スペース上、ほとんどの場合、支点ピン２３の軸線
上にタイバー１１の外径の一部がかかってしまう。よっ
て、支点ピン２３のメンテナンス時における取り外しス
ペースを確保する必要がある。上記理由で前記Ｔｗ寸法
及びＴｄ寸法の関係は、タイバー１１の外径寸法をｄ、
金型幅寸法をＫ、支点ピン２３の全長寸法をＬとする
と、次式で表すことができる。

【０００７】Ｔｗ−ｄ＞Ｋ………… （１）Ｔｄ−ｄ＞３・Ｌ…… （２）なお、自動機の場合、ガイドレール１５が存在すること
から、Ｔｗ寸法は（１）式で求められる寸法よりガイド
レール１５寸法分大きくなることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図５に示す
樹脂封止装置は、次に述べるような欠点を有している。

【０００９】第１に型締め力伝達の最終力点位置が金型
幅Ｋ（図６参照）より広い位置であることから、型締め
の際トランスファユニット１６及び移動プラテン１４に
相当な剛性が必要とされ、剛性確保のために装置重量増
大さらには上下動の駆動力増強が必要になってくる。ま
た、この剛性を確保するためには縦断面二次モーメント
を大きくとれば良いが、縦寸法増大は装置パスラインの
上昇を伴い、作業性を悪化させる。

【００１０】第２にダブルトグル機構１９の回動方向が
金型及びプランジャボックス７の着脱方向、すなわち熱
盤及びサポートブロック分割線方向とは直交方向にある
ことから、相対向するダブルリンクの移動プラテンに対
する力点が、サポートブロック分割線を隔てて２分割さ
れることになり、図８（ａ）に要部説明図を示すよう
に、サポートブロックの存在が曲げ剛性の向上につなが
らず、さらには前述の剛性不足における撓みの影響を受
け、金型合わせ面の不均一が発生しバリ等の問題が発生
しやすくなる。

【００１１】第３に前述の力点位置とタイバー位置が略
同一であることから左右のトグルリンクの寸法ばらつき
に於ける左右タイバー伸び量の相違、それによる左右の
型締め力アンバランスが発生する。これは右トグルリン
クの長さと左トグルリンクの長さが全く同一である可能
性は非常に低く、同時加工を行ったとしても寸法誤差は
生じてしまうという問題がある。例えば、右トグルリン
クの寸法が左トグルリンクの寸法より０．０１ｍｍ長か
ったとすると、タイバー配置位置とトグルリンク配置位
置が同じであり、かつクロスヘッド２１は左右に動かな
い様にガイドされている為、右側タイバーは０．０１ｍ
ｍ多く伸びることになる。タイバーの伸びの総和は、す
なわち型締め力の反力に相当することになる。従って左
右の伸びの差が大きければ大きいほど型締め力が左右で
違うことになる。

【００１２】第４に下部プラテン１０へのタイバー固定
形状において、タイバーに段付きが施されているので、
その部位における応力集中を加味すると、タイバー径全
体を太くする手段をとるが、太くすることは同一の力を
加えても伸び量が少なくなるので、リンク寸法差に対す
る敏感さが増大し、前述の型締め力アンバランスを増長
させてしまう。

【００１３】第５に自動機において生産性を上げるため
に図５で示した装置を複数台幅方向に並べて使用したと
き、ガイドレール１５幅を極小化あるいは廃止、及びタ
イバー径を細くするため高張力鋼の採用等しても、結局
ダブルトグル機構１９の構成寸法以下の幅にはできない
ため設置スペースを多く取ってしまう。

【００１４】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、撓みの影響を低減し、曲げ剛性を高めることによ
り、装置重量を軽減し、かつ上下動部の軽量化に伴う上
下動の高速化を行ない生産性を向上させることを目的と
する。

【００１５】また本発明は、バリ発生を来す撓みを抑え
ることにより成形品質を向上させることを目的とする。

【００１６】また本発明は、装置幅を縮小し複数台並べ
ても設置スペースが少なくて済む装置を提供することを
目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の樹脂封止装置
は、第１にダブルトグル機構のトグルリンク回動方向を
樹脂タブレット配列と同方向すなわち、プランジャボッ
クスの配列方向と平行となるように構成したことを特徴
とする。第２に前記ダブルトグル機構の相対向する２つ
のトグルリンクの力点を結ぶ線が前記プランジャの配列
方向と平行となるようにしたことを特徴とする。第３に
トグルリンクの最終力点ピッチ寸法が金型前後寸法より
小さく、且つ金型左右のタイバー奥行きピッチ寸法が装
置の対象リードフレーム長手寸法以下で前記力点ピッチ
寸法より小さい狭ピッチとしたことを特徴とする。第４
にタイバー形状をストレートとし、且つタイバー径を部
材の繰り返し引張り疲労限度値から安全率２〜３で計算
した単純寸法としたことを特徴とする。第５にトグルリ
ンクの支点ピンに接触・支持して回動させる軸受の取り
付けをトランスファユニット及び下部プラテン、クロス
ヘッド以外のリンク部材側に配設したことを特徴とす
る。第６に第１の装置において、加熱機構を、上および
下金型を加熱する上および下熱盤で構成し、前記上熱盤
は、前記上部プラテンの下面に保持されるとともに、前
記下熱盤は前記移動プラテン上面に保持されており、前
記ダブルトグル機構は、前記移動プラテンと下部プラテ
ン間に、移動プラテンを上下動させるように構成してい
る。第７に、前記細径狭ピッチタイバーにおいて高速化
するに当たり装置の揺れ防止策として下部プラテンと移
動プラテン間及び移動プラテンと上部プラテン間に狭ピ
ッチタイバー同士を連結する部材を設けたことを特徴と
する。第８に、前記細径狭ピッチタイバーにおける揺れ
防止策として樹脂封止装置を複数個並列的に配設し、前
記上部プラテンまたは下部プラテン同士を連結したこと
を特徴とする。第９に前記細径狭ピッチタイバーにおけ
る揺れ防止策として上部プラテンと周辺装置あるいは横
並びの同上部プラテン同士を連結方向および／または上
下方向自在に連結させたことを特徴とする。第１０に、
前記プランジャボックスは、前記上および下金型内に溶
融樹脂を注入するための複数個のプランジャを下金型下
部にて連結支持し、上、下金型の着脱方向と同方向に着
脱自在に保持されている。第１１に前記ダブルトグル機
構は、ボールネジ軸端に固定されたクロスヘッドを有
し、前記ボールネジ軸に螺合するボールネジナットを回
転させる駆動力変換機構を備えてなる。第１２に、前記
ダブルトグル機構は、前記クロスヘッドと前記ボールネ
ジナット間に所定寸法以下に接近したとき互いが接触し
合うように構成された摩擦係数の大きなたわみ部材を具
備したことを特徴とする。

【００１８】

【作用】ダブルトグル機構のトグルリンク回動方向すな
わち、相対向する２つのトグルリンクの力点を結ぶ線が
図８（ｂ）および図８（ｃ）（図８（ｃ）は図８（ｂ）
の直交方向からみた断面図である）に示すようにサポー
トブロックの分割線を形成するプランジャの配列方向と
平行、（樹脂タブレット配列方向すなわち金型及びプラ
ンジャボックス７の着脱方向と同方向）に構成したの
で、金型あるいは熱盤・サポートブロック３０の剛性を
活用でき装置全体の剛性確保が容易に可能となる。これ
は図８（ａ）に示した従来技術と本願発明である図８
（ｂ）および図８（ｃ）の比較からも明らかである。こ
れにより移動体を軽量化・高速化でき、生産性を向上さ
せる事ができる。また装置全体の重量を軽減できる。

【００１９】トグルリンクの最終力点ピッチ寸法が金型
前後寸法より小さく且つ金型左右のタイバー奥行きピッ
チ寸法が装置の対象リードフレーム長手寸法以下で前記
力点ピッチ寸法より小さい狭ピッチとしたことにより、
ダブルトグル機構のトグルリンク寸法に差が生じてもそ
の差による型締め力アンバランスが軽減される。この点
について、図９に説明図を示す。ここでまず、リンク寸
法差ΔKは、絶対的に不変と考える。また、上部プラテ
ン及び上型は単純な梁として考え、さらに、部材の撓み
については無視するものとする。各タイバーの反力をＲ
１、Ｒ２とし、リンク寸法差によって傾いた下型が最初
に型タッチする点の力をＦとする。傾いた下型の傾き寸
法をΔKとする。とりあえず下型全面が型当たりする時
には、（Ｒ１・Ｄ−Ｒ２・Ｄ）／Ｗ＝ΔK／２Ｃ …… （ただし、Ｄ＝Ｌ／（Ａ・Ｅ）、Ｌ：タイバー長さ、
Ａ：タイバー断面積、Ｅ：縦弾性係数）の関係がある。
最初に型当たりする点の力ＦがＷ寸法によってどのよう
に変わるかを求めるには、Ｒ１・Ｗ＝（Ｗ／２＋Ｃ）・ＦよりＲ１＝（（Ｗ＋２Ｃ）／２Ｗ）・Ｆ…… Ｒ２・Ｗ＝（W／２−Ｃ）・ＦよりＲ２＝（（Ｗ−２Ｃ）／２Ｗ）・Ｆ…… 式に、式を代入にて整理すると（２Ｃ／W²）・Ｆ・Ｄ＝ΔK／２ＣＦ＝ΔK／（４C²・Ｄ）・Ｗ²…… となる。式から、以下の２点が推測できる。・Ｗ寸法が小さくなればＦを小さくすることができる。・Ｄが大きくなるとＦを小さくすることができる。（タ
イバー径を細くするとＤは大になる）また、タイバー形状をストレートとし且つタイバー径を
細くすることで、前記トグルリンク寸法差による型締め
力アンバランスがさらに出じにくくなると共に、タイバ
ーの伸び量も増すことから型締め力設定の分解能が向上
し精密な型締め力制御が可能となる。これにより、成形
時のバリ発生を抑える事ができる。

【００２０】さらに、前記トグルリンク回動方向とタイ
バー配設位置及びタイバー径により装置幅を小さくで
き、複数台の装置を並列配置すれば多くの設置スペース
を確保する事無く生産性を向上させる事ができる。

【００２１】トグルリンクの支点において、トランスフ
ァユニット及び下部プラテン及びクロスヘッドと言った
分解困難な部材側に支点ピンの固定支持を行なわせ、リ
ンク部材側に回転支持軸受を配設する事により、軸受摩
耗等によるオーバーホール時の分解・交換が容易に行な
える。

【００２２】上部プラテンと移動プラテン間及び移動プ
ラテンと下部プラテン間にて、狭ピッチで配設されたタ
イバー同士を連結する事、及び／または、上部プラテン
と他の周辺装置あるいは並列設置装置の同上部プラテン
同士を連結方向および／または上下方向自在に連結する
事により、狭ピッチと細径により発生するトグルリンク
回動方向への揺れを防止できる。

【００２３】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図１
及至図３に基づいて説明する。なお図１は本発明の実施
の形態である樹脂封止装置を２台並列に配置した正面図
で左側は型開きしている状態図、右側は型締めしている
状態図である。図２は本発明の実施の形態の型締め状態
の右側面図で、図３は型開き状態の左側面図で、図４は
連結具の実施の態様の正面図である。なお、図５と実質
同一部品には同一符号を付す。また図７は図１のＡ−Ａ
断面図である。

【００２４】まず、図１において寸法Ｐは、本装置の設
置間隔寸法であり、装置横幅寸法は、所要の隙間（５ｍ
ｍ〜１０ｍｍ）を持って並列されるため寸法Ｐよりその
分小さいものとなっている。

【００２５】上下一対の上金型１及び下金型２は、上部
熱盤３及び下部熱盤４に夫々着脱自在に嵌装されてい
る。下金型２内には所要個数の樹脂を装填するためのポ
ット５と装填された樹脂を溶融注入するためのプランジ
ャ６が対応する個数分配設され、プランジャ６は下金型
２下部に金型と同じく着脱自在に嵌装されるプランジャ
ボックス７に連結されている。そのため、下部熱盤４下
部のサポートブロック３０はプランジャボックス７を着
脱する際必要な高さ分、またプランジャボックス７に干
渉しない様に分割して設けられている。

【００２６】上部熱盤３を保持する上部プラテン３１
は、下部プラテン３２から立設されたタイバー３３及び
固定ナット３４により固定保持されている。タイバー３
３は下部プラテン３２においても前記同様に上下面から
固定ナット３５（図２）で固定されている。タイバー径
は、使用部材の繰り返し引張り疲労限度値を基準として
安全率２〜３をとった寸法とし、本実施の形態の場合、
タイバー材質Ｓ４５Ｃ（疲労限度応力２２０Ｎ／ｍｍ
２）、型締め力６００ｋＮの時、単純計算結果は直径４
１．７ｍｍ（安全率２）〜５１．０ｍｍ（安全率３）と
なり、タイバー径を４５ｍｍとしている。従来例の段付
き形状であれば段付き部の応力集中係数約２倍を考慮す
る必要が有り、タイバー径は５８．９ｍｍ〜７２．２ｍ
ｍ必要となる。

【００２７】上部プラテン３１は、連結具１００によっ
て隣り合う同装置あるいは周辺装置に対し、連結方向ま
たは上下方向あるいはいずれの方向にも微動可能に連結
されている。

【００２８】タイバー３３の配設位置は、本実施の形態
の全構成を説明した後に説明する。

【００２９】下部熱盤４を保持する移動プラテン３６
は、上部プラテン３１及び下部プラテン３２間に、タイ
バー３３に沿って上下動可能に設けられている。移動プ
ラテン３６中央部にはプランジャボックス７が樹脂投入
及び樹脂注入の際上下動する分、プランジャボックス７
の幅より若干大き目の幅の穴が設けてあり、プランジャ
ボックス７の着脱時のみ移動プラテン上にプランジャボ
ックス７全体が現れる寸法になっている。

【００３０】移動プラテン３６下面にはトランスファユ
ニット４０が固定され、ボールネジを使用した駆動力変
換機構５０を内蔵し、この駆動力変換機構５０のボール
ネジ軸上端部に固定されたホルダ４１は、２本のボール
スプライン４２で上下方向にガイドされつつ、ホルダ４
１上面には荷重変換器４３を介しプランジャボックスホ
ルダ４４が設けられ、その上面にプランジャボックス７
が嵌装され、プランジャボックス７及びプランジャ６を
上下動させる。駆動力変換機構５０下部にはプーリ５１
が固定され、プーリ５１、５２及びタイミングベルト５
３からなるベルト伝達機構５４によりトランスファユニ
ット４０の金型着脱面側とは反対面側に設けられた減速
機付き電動機５５（図２参照）と連結されている。駆動
力変換機構５０は、ボールネジナットが２対のスラスト
軸受とラジアル軸受により回転自在に支持されており、
ボールネジナットの下端面にプーリ５１が固定されてい
る。

【００３１】トランスファユニット４０と下部プラテン
３２間には移動プラテン３６を上下動させるダブルトグ
ル機構６０が設けられている。このダブルトグル機構６
０は、下部プラテン３２中央にトランスファユニット４
０と同様なボールネジを使用した駆動力変換機構７０を
内蔵し、この駆動力変換機構７０に対して前後対称すな
わち樹脂タブレット配列及び金型着脱方向へ回動可能に
構成され、ボールネジ軸上端部に固定されたクロスヘッ
ド６１から始まり、短リンク６２、一端を下部プラテン
３２に支点ピン６３により回動自在に連結された基リン
ク６４、及びトランスファユニット４０下部の前後両側
に支点ピン６５により回動自在に連結された長リンク６
６からなり、これらの各リンクは相互に他の支点ピンに
より回動自在に連結されている。駆動力変換機構７０下
部には大プーリ７１が固定され、プーリ７２及びタイミ
ングベルト７３からなるベルト伝達機構７４により下部
プラテン３２の金型着脱面側とは反対面側に設けられた
電動機７５（図２）と連結されている。駆動力変換機構
７０は、ボールネジナットが２対のスラスト軸受とラジ
アル軸受により回転自在に支持されており、ボールネジ
ナットの下端面に前記大プーリ７１が固定されている。

【００３２】下型に型締め力を伝達する長リンク６６の
力点である支点ピン６５のピッチ寸法は下型前後寸法よ
り小さい寸法で設けられ、前記基リンク６４との最終到
達位置関係は力ベクトルが金型中央に向かう様前後とも
鉛直より１２度の角度を持たせてある。これにより型締
め動作初期段階から力ベクトルが金型中央に向かうの
で、前後の支点ピン６５を連結しているトランスファユ
ニット４０の内圧が上昇し剛性を向上させる。前記クロ
スヘッド６１の移動は、２本のボールスプライン６８に
て案内される。ボールスプライン６８は、装置左右のタ
イバー間にて、下端を下部プラテン３２に嵌入され上端
を該タイバー間に互いに連結する連結ブロック６７に固
定されており、この２本のボールスプライン６８により
クロスヘッド６１は回転及び傾き無きよう上下動可能と
される。また、クロスヘッド６１の下面には、ウレタン
ゴムストッパ６９が貼り付けられており、所定位置以上
にクロスヘッド６１がボールネジナットに近づくとウレ
タンゴムストッパ６９がボールネジナット上面に当接す
るようになっている。各リンクの支点は、支点ピン及び
固定支持側と回転支持軸受側より構成されており、トラ
ンスファユニット４０及び下部プラテン３２、クロスヘ
ッド６１の支点部は全て固定支持側とし、長リンク６６
及び基リンク６４、短リンク６２の固定支持側との連結
部は回転支持軸受となっている。これは、支点ピンある
いは回転支持軸受の摩耗等により装置のオーバーホール
を考える上で、比較的軽いリンク部品のみを分解・交換
すれば良く、装置全体を修理工場等へ運ぶ必要がなくな
り経済的となる。

【００３３】トランスファユニット４０のベルト伝達機
構５４のタイミングベルト５３は、長リンク６６の一方
を囲むように張られており、ベルト交換においてはプー
リ５１、５２からタイミングベルト５３を先に外した
後、長リンクを回動自在に連結している支点ピンのどち
らか一方を抜けば可能である。当然ながら、支点ピンを
外すときは移動プラテン３６を上部プラテン３１にスタ
ッドボルト（図示せず）等で吊り上げておくか、下部プ
ラテン３２と移動プラテン３６間にかまし物を入れてお
く必要がある。

【００３４】タイバー３３の金型幅方向ピッチｆは移動
プラテン３６の上下動に際し、タイバー３３に付帯して
いる部品が干渉しない位置に配設してある。タイバー３
３の金型前後方向すなわち奥行きピッチは対象リードフ
レーム長より短いピッチ寸法で、且つ型締め力の力点ピ
ッチより狭い位置で、装置側面すなわちトグルリンク支
点軸線側から見てタイバー外径と力点部支点ピン６５外
径とが支点ピン６５を取り外すとき干渉しない寸法関係
で構成されている。タイバー付帯品としては、図中８０
で示すガイドレールであったり、上部プラテン３１を固
定する固定ナット３４である。ガイドレール８０は、装
置後ろ面側より金型内に進退するローダ９０・アンロー
ダ９１・ダイクリーナ（図示せず）等の走行ガイドの役
目をするものであり、本実施の形態では、上部プラテン
固定ナット３４の肉厚と同一な寸法でタイバー内面に構
成させている。ガイドレール８０のタイバー３３への固
定方法は、各タイバー３３に夫々割締め固定された割締
め駒８１で支持固定を行っている。割締めを直接ガイド
レールで行わないのは、割締め部をボルトにて締め付け
る際ガイドレールがボルト締め付け方向に引張られ反る
のを防ぐためである。

【００３５】次に作用効果について説明する。

【００３６】まず、図１、図２、図７に於いて、ダブル
トグル機構６０を装置の前後方向ｉすなわちポット配列
方向と同方向に回動するように配置したこと、及び金型
左右のタイバー３３の金型前後方向ｌすなわち奥行きピ
ッチｅを対象リードフレーム長ｈより短いピッチ寸法
で、且つ型締め力の力点ピッチｍより狭い位置で、装置
側面すなわちトグルリンク支点軸線側から見てタイバー
外径と力点部支点ピン６５外径とが該支点ピン６５を取
り外すとき干渉しない寸法関係で構成したことから、型
締め時に型締め力の反力を受ける支点ピン６３、６５の
長さに関係なくタイバー左右ピッチｇを決定でき、さら
にタイバー３３を細径化することで、上部プラテン３
１、移動プラテン３６、下部プラテン３２の幅を小さく
する事ができる。ここで、クロスヘッド６１及び短リン
ク６２の支点は、前記支点ピン６３、６５に比し反力が
小さい為ピン長も短くてすみ、たとえタイバー３３の影
に隠れていても取り外し等において支障を来す事はな
い。基リンク支点ピン６３の長さは、隣り合う本実施例
の装置の同部品間または他の周辺装置の同位置間に取り
外しスペースが確保できれば良く、図中基リンク支点ピ
ン６３の長さをＴとすると、装置間ピッチ寸法Ｐは、Ｐ
＞２・Ｔの条件を満たしていれば良い。このため従来装
置に比して非常に幅方向で小さいスペースに複数台設置
可能となる。よって、大きな設置スペースを確保する事
無く生産性を向上させる事ができる。

【００３７】ダブルトグル機構６０を、前後に回動配置
しても、取り外しが困難なトランスファユニット４０及
び下部プラテン３２、クロスヘッド６１の支点部は全て
固定支持側とし、長リンク６６及び基リンク６４、短リ
ンク６２の前記固定支持側との連結部を回転支持軸受と
することにより、軸受摩耗等による装置のオーバーホー
ルは、比較的軽いリンク部品のみを分解・交換すれば良
く、装置全体を修理工場等へ運ぶ必要がなくなり経済的
となる。

【００３８】さて、装置の運転が始まると電動機７５が
回転を始め、ベルト伝達機構７４を介して駆動力変換機
構７０に回転及び回転力が伝達される。ボールネジナッ
トが回転するとそれに螺合するボールネジ軸、すなわち
クロスヘッド６１が上昇し、このようにして上記電動機
７５の回転力は推力に変換され、該推力はダブルトグル
機構６０及びトランスファユニット４０を介して移動プ
ラテン３６に伝達される。

【００３９】ここで、ダブルトグル機構６０の動作をよ
り詳細に説明する。尚、このダブルトグル機構６０は前
述のように前後対称であるので、図３の右側すなわち装
置前面側の部分についてのみ説明する。前述の如くボー
ルネジナットの回転によりクロスヘッド６１が上昇し、
これに伴って、短リンク６２も上昇しながら支点６１Ａ
を中心に時計方向に回転する。これと同時に基リンク６
４が支点ピン６３を中心に時計方向に回転し、これによ
り、長リンク６６は支点ピン６５を中心に反時計方向に
回転しながらトランスファユニット４０及び移動プラテ
ン３６を上方へ高速で押し上げる。クロスヘッド６１が
下降限付近に存在するときは、クロスヘッド６１の移動
量に比し移動プラテン３６の移動量の方が大きく、その
分電動機回転力すなわち推力も大きく必要となる。それ
に対してクロスヘッド６１が上昇限手前になると前述の
作用と反対のことが起こる。長リンク６６と基リンク６
４がほぼ一直線になる手前から移動プラテン３６に対す
る上昇推力として非常に大きな力を発生させることがで
きる。型タッチ手前より電動機の回転速度を落とすと共
に電動機の出力を上昇回転方向に対してダウンさせ、下
降回転方向に対しては出力制限を解いてやる。これによ
り間違った値で上昇位置決めしようとして金型に衝突し
たとしても金型の損傷を防止することができる。上部プ
ラテン３１のタイバー３３への固定位置は、ダブルトグ
ル機構６０の上死点位置に対する移動プラテン３６の上
死点位置から型締め余裕度（移動プラテン移動量換算で
約０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ）とトグルリンク部分の回動
摺動における摩耗量（移動プラテン移動量換算で約０．
３ｍｍ〜０．５ｍｍ）と装置全体の型締め時における歪
み量（移動プラテン移動量換算で約０．７ｍｍ〜１．０
ｍｍ）を総和した寸法分あらかじめ下方修正した位置で
固定される。よって型締め完了時でも実際には長リンク
６及び基リンク６４が一直線上になることは無い。

【００４０】型締め力は、クロスヘッド６１の上昇位置
決め位置で制御し、あらかじめ型タッチ寸法を自動検出
し、その位置から移動プラテン３６をどれだけ上昇させ
たら良いかをトグルリンクの各リンク寸法及び装置の歪
み係数が入力された計算式より判断し、所定の型締め力
を発生させるであろう位置へ上昇位置決めする。

【００４１】この時、タイバー３３の下部プラテン３２
付近に取り付けられた歪みゲージ（図示せず）によりタ
イバー３３の歪みを検出し、所定の型締め力が発生して
いるかチェックする。このチェックは型締め動作する毎
に行い、規定量以上の型締め力不足又は型締め力過多の
場合は次回の成形を停止させる。規定量以下の変動に対
しては都度位置決め位置を補正し、安定した型締め力を
発生させる。

【００４２】本実施例ではタイバー３３を細径化したこ
とで型締め時における歪み量が大きく取れるため、型締
め力設定の分解能が向上し精密な型締め力制御が可能と
なる。

【００４３】また、トグルリンクの回動方向側のタイバ
ー３３の配置がトグルリンクの力点ピッチより更に狭ピ
ッチ化されていることから、例えば前後のトグルリンク
寸法に差がある場合、タイバー径が従来径でタイバーピ
ッチも従来ピッチであるのに比べて、前後型締め力のア
ンバランス度が大幅に軽減される。トグルリンクの回動
方向側のタイバーピッチが狭ピッチである事及びタイバ
ー径が細径化された事からリンク回動方向側の剛性が弱
くなるように思えるが、上部プラテン３１と移動プラテ
ン３６間及び移動プラテン３６と下部プラテン３２間に
おいて互いのタイバーを連結する部材を設けているの
で、移動プラテン３６の上下動において装置の前後方向
揺れを抑えることができる。さらなるタイバーの細径化
及び狭ピッチ化を行なう場合は、上部プラテン３１と他
の周辺装置あるいは並列設置装置の同上部プラテン同士
あるいは下部プラテン同士を連結方向及び上下方向自在
に連結する事により装置の揺れを抑えることができる。

【００４４】型締め力の伝達及び構成部材の剛性を考え
た場合、従来装置では、サポートブロック８及び熱盤の
分割線と直交するように型締め力におけるモーメントが
掛けられていたのに対し、本実施例では、サポートブロ
ック３０及び熱盤３，４さらには金型１、２の剛性が一
番強い方向すなわち構成部材の通っている方向にモーメ
ントが掛けられる。つまりポット列方向に平行にサポー
トブロックが配設されているということはその方向の曲
げ剛性は、その直交方向の曲げ剛性より強くなる（直交
方向側はサポートブロックが分断（分割）されているの
であるからサポートブロックが曲げ剛性材になり得な
い）。また、リードフレームの幅方向寸法（長さ方向寸
法より短い）で剛性確保すれば良いため、従来装置に比
し移動プラテン３６及びサポートブロック３０及びトラ
ンスファユニット４０を軽量化できる。すなわち、同じ
縦剛性を確保するとき幅が狭く厚さ寸法が厚い方が軽量
化される。樹脂封止装置に用いられる金型は撓み量を嫌
うため縦寸法(厚さ)は、幅寸法の３乗で効いてくること
になり、軽量化をはかることができる。このようにし
て、軽量化した分、高速動作が可能になり、生産性を向
上させ、構成部材の剛性が無駄無く金型に伝達されるた
めバリの発生を抑えることができる。

【００４５】さて、作用の続きであるが、型締め開始と
共にトランスファユニット４０を駆動する減速機付き電
動機５５が回転し始め、前述のクロスヘッド上昇動作と
同じ原理で、ベルト駆動機構５４を介して駆動力変換機
構５０によりボールネジ軸すなわちホルダ４１が上昇
し、荷重変換器４３及びプランジャボックスホルダ４
４、プランジャボックス７及びプランジャ６が上昇し、
下型内に投入された樹脂を上下型内に形成されたキャビ
ティに溶融注入する。溶融注入動作は樹脂がキャビティ
にほぼ充填しきるまでは電動機の所定の速度による速度
制御によって上昇させ、その間荷重変換器４３の出力信
号は異常注入力が発生していないかのチェックに使用さ
れ、ほぼ充填しきる位置にプランジャ６が上昇すると荷
重変換器４３の出力信号をフィードバックして所定速度
を上限として正逆の速度制御を行い所要キュア力一定と
なるように制御する。この時、樹脂注入圧力が上がるま
でに型締めが完了していることが必要で型締め電動機７
５と樹脂注入電動機５５は互いに図示しない制御装置に
よって連動されている。キュア時間が経過すると、まず
トランスファの電動機５５が前述と反対方向に回転しプ
ランジャ６を下降させる。

【００４６】その後、型締めが終了され移動プラテン３
６は下降する。上下型が完全に離れるまでは移動プラテ
ン速度を１０ｍｍ／ｓｅｃ以下とし、完全に離れた位置
からは成形品エジェクト位置手前まで高速で下降する。
成形品エジェクト位置においてはエジェクト速度とトラ
ンスファのプランジャ上昇速度を同期させ、ポット５部
にあるカル（不要樹脂部）とキャビティ部の製品を同時
に突き上げ、下型２からエジェクトさせる。電動機を同
期させることにより樹脂クラック、ゲート残り等の問題
発生を防止できる。

【００４７】移動プラテン高速下降中に制御装置（図示
せず）に何らかの異常が発生し、下降限にて位置決め停
止できずそのまま下降した場合下降限より少し下方向に
設定されたオーバーラン検出センサ（図示せず）が働
き、電動機７５に付属のブレーキを制動させると共に電
動機電源を断つ。しかしながら前述したように高速回転
中の駆動力変換機構７０とトグル機構特有のリンク折り
畳み時における加速が付き、電動機７５のブレーキで完
全に停止させるためにはオーバーラン領域を相当確保す
る必要が出てくる。そこで、前述のクロスヘッド６１下
面に貼り付けたウレタンゴムストッパ６９が回転中のボ
ールネジナット上面に当接することで、回転部に制動を
掛け急速に回転エネルギーを消費させ、少ない領域で安
全に停止させることができる。これにより剛体同士の衝
突が発生せず、装置の予期せぬ破損を防げると共に、半
導体工場においては床の耐荷重問題をクリアできる。

【００４８】その他、本発明の他の実施例として、前記
実施例記載の上部プラテン、下部プラテンは上下反対に
なっても構わない。すなわち、実施例記載の上部プラテ
ンが下部ベースに固定され、型締めの際移動プラテンが
上方より下方に移動しても本発明の効果は変わらない。
連結具１００はベース固定部から遠い位置にある部材を
連結させれば良い。また、実施例記載の移動プラテンが
固定され、上下プラテンが相対的に上下動する場合にお
いても本実施例の移動プラテンを固定して上部及び下部
プラテンを自由にしたときと作用・効果共に本実施例記
載のものと変わらない。

【００４９】なお、本実施の形態に記載の連結具100 の
他の実施例形状を図４ａ、ｂ、ｃ、ｄに示すが、各々連
結方向及び上下方向に弾性変形させるか２つのガイド機
構ａ、ｂでスライドさせる方法であり、既述の効果を奏
することができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明の樹脂封止装置によれば、ダブル
トグル機構のトグルリンク回動方向を樹脂タブレット配
列方向すなわち金型及びプランジャボックス着脱方向と
同方向に構成としたので、金型あるいは熱盤・サポート
ブロックの剛性を活用でき装置全体の剛性確保が容易に
できる。これにより移動体を軽量化・高速化でき、生産
性を向上させる事ができる。また装置全体の重量を軽減
できる。

【００５１】また、トグルリンクの最終力点ピッチ寸法
が金型前後寸法より小さく、且つ金型左右のタイバー奥
行きピッチ寸法が装置の対象リードフレーム長手寸法以
下で前記力点ピッチ寸法より小さい狭ピッチとすること
で、ダブルトグル機構のトグルリンク寸法に差が生じて
もその差による型締め力アンバランスが軽減される。ま
た、タイバー形状をストレートとし且つタイバー径を細
くすることで、さらに前記アンバランスが出じにくくな
ると共に、タイバーの伸び量も増すことから型締め力設
定の分解能が向上し精密な型締め力制御が可能となる。
これにより、成形時のバリ発生を抑える事ができる。

【００５２】さらに、前記トグルリンク回動方向とタイ
バー配設位置及びタイバー径により装置幅を小さくで
き、複数台の装置を並列配置すれば多くの設置スペース
を確保する事無く生産性を向上させる事ができる。

【００５３】また、トグルリンクの支点において、トラ
ンスファユニット及び下部プラテン及びクロスヘッドと
いった分解困難な部材側に支点ピンの固定支持を行なわ
せ、リンク部材側に回転支持軸受を配設する事により、
軸受摩耗等によるオーバーホール時の分解・交換が容易
に行なえる。

【００５４】また、上部プラテンと移動プラテン間及び
移動プラテンと下部プラテン間にて、狭ピッチで配設さ
れたタイバー同士を連結する事、及び／または、上部プ
ラテンと他の周辺装置あるいは並列設置装置の同上部プ
ラテン同士あるいは下部プラテン同士を連結方向および
／または上下方向自在に連結することにより、狭ピッチ
と細径により発生するトグルリンク回動方向への揺れを
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る樹脂封止装置を２台並列に配置し
た全体正面図で、正面左側は型開きしている状態図、同
右側は型締めしている状態図。

【図２】型締め状態の右側面図で、リンクが伸びきった
上死点状態を表わす右側面図。

【図３】型開き状態の左側面図。

【図４】連結具の実施の態様の正面図。

【図５】従来装置の正面図。

【図６】図５におけるＡ−Ａ断面図。

【図７】図１におけるＡ−Ａ断面図。

【図８】本発明と従来例との力の方向とプランジャボッ
クスの方向との関係を示す比較図。

【図９】本発明におけるリンク寸法さの差に起因するタ
イバーピッチと反力との関係を示す説明図。

【符号の説明】

１上金型２下金型３上部熱盤４下部熱盤５ポット６プランジャ７プランジャボックス８サポートブロック９上部プラテン１０下部プラテン１１タイバー１２固定ナット１３固定ナット１４移動プラテン１５ガイドレール１６トランスファユニット１７駆動力変換機構１８ベルト伝達機構１９ダブルトグル機構２０駆動力変換機構２１クロスヘッド２２短リンク22 ２３支点ピン２４基リンク２５支点ピン２６長リンク２７ベルト伝達機構３０サポートブロック３１上部プラテン３２下部プラテン３３タイバー３４固定ナット３５固定ナット３６移動プラテン４０トランスファユニット４１ホルダ４２ボールスプライン４３荷重変換器４４プランジャボックスホルダ５０駆動力変換機構５１プーリ５２プーリ５３タイミングベルト５４ベルト伝達機構５５減速機付き電動機６０ダブルトグル機構６１クロスヘッド６２短リンク６３支点ピン６４基リンク６５支点ピン６６長リンク６７連結ブロック６８ボールスプライン６９ウレタンゴムストッパ７０駆動力変換機構７１大プーリ７２プーリ７３タイミングベルト７４ベルト伝達機構７５電動機８０ガイドレール８１割締め駒９０ローダ９１アンローダ１００連結具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下に相対向するようにタイバーに固定
された上部および下部プラテンと、前記上部および下部
プラテンの間に上下動可能なように配設された移動プラ
テンと、一方が前記上部および下部プラテンのうちの対
応する側の一方に、残る一方が前記移動プラテンに着脱
自在に固定された上下一対の上金型および下金型と、前
記移動プラテンに一端が連結され、前記移動プラテンに
固定された前記上金型または下金型の一方を上下動させ
型締めを行う相対向する２つのトグルリンクを有するダ
ブルトグル機構と、前記型締めによって前記上金型およ
び下金型内に形成される空間に、溶融樹脂を注入するプ
ランジャを配列固定してなるプランジャボックスと、前
記上金型および下金型を加熱する加熱機構とを具備し、
半導体装置の樹脂封止を行う樹脂封止装置において、前記上、下金型の着脱方向は、前記プランジャボックス
の着脱方向と同方向であり、前記ダブルトグル機構のト
グルリンク回動方向は、プランジャボックス着脱方向と
同方向となるように構成したことを特徴とする樹脂封止
装置。
【請求項２】前記ダブルトグル機構の相対向する２つ
のトグルリンクの力点を結ぶ線が前記プランジャの配列
方向と平行であることを特徴とする請求項1記載の樹脂
封止装置。
【請求項３】前記タイバーは、金型前後および左右に
互いに所定の間隔を隔てて配設された４本のタイバーか
らなり、相対向する２つの前記トグルリンクの最終力点
を結ぶ力点ピッチ寸法が金型前後寸法より小さく、且つ
金型左右のタイバー奥行きピッチ寸法が装置の対象リー
ドフレーム長手寸法以下で前記力点ピッチ寸法より小さ
い狭ピッチとしたことを特徴とする請求項１または２に
記載の樹脂封止装置。
【請求項４】前記タイバーは、形状がストレートで、
最大型締め時における外径応力値が部材の繰り返し引張
り疲労限度の１／２から１／３倍の範囲の外径寸法とし
たことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の
樹脂封止装置。
【請求項５】前記トグルリンクの支点において、リン
ク部材側にのみ回転支持軸受を配設したことを特徴とす
る請求項１から４のいずれかに記載の樹脂封止装置。
【請求項６】前記加熱機構は、上および下金型を加熱
する上および下熱盤からなり、前記上熱盤は、前記上部
プラテンの下面に保持されており、かつ前記下熱盤は前
記移動プラテン上面に保持されており、前記ダブルトグ
ル機構は、前記移動プラテンと下部プラテン間に、移動
プラテンを上下動させるように構成されたことを特徴と
する請求項1から５のいずれかに記載の樹脂封止装置。
【請求項７】前記上部プラテンと移動プラテン間及び
移動プラテンと下部プラテン間で前記タイバー同士が連
結されていることを特徴とする請求項１から６のいずれ
かに記載の樹脂封止装置。
【請求項８】前記樹脂封止装置は複数個並列的に配設
されており、前記上部プラテンまたは下部プラテン同士
が連結されていることを特徴とする請求項１から７のい
ずれかに記載の樹脂封止装置。
【請求項９】前記上部プラテンまたは下部プラテンは
他の周辺装置あるいは並列設置装置の上部プラテン同士
あるいは下部プラテン同士が連結方向および／または上
下方向自在に連結されていることを特徴とする請求項１
から７のいずれかに記載の樹脂封止装置。
【請求項１０】前記プランジャボックスは、前記上お
よび下金型内に溶融樹脂を注入するための複数個のプラ
ンジャを下金型下部にて連結支持し、上、下金型の着脱
方向と同方向に着脱自在に保持されていることを特徴と
する請求項1から９のいずれかに記載の樹脂封止装置。
【請求項１１】前記ダブルトグル機構は、ボールネジ
軸端に固定されたクロスヘッドを有し、前記ボールネジ
に螺合するボールネジナットを回転させる駆動力変換機
構を備えてなることを特徴とする請求項1から１０のい
ずれかに記載の樹脂封止装置。
【請求項１２】前記ダブルトグル機構は、前記クロス
ヘッドと前記ボールネジナット間に所定寸法以下に接近
したとき互いが接触し合うように構成された摩擦係数の
大きなたわみ部材を具備したことを特徴とする請求項１
１に記載の樹脂封止装置。