KR101854004B1 - 금형의 캐버티 조절 장치 - Google Patents

금형의 캐버티 조절 장치 Download PDF

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Abstract

금형의 캐버티 조절 장치는 편심 롤러부 및 회전 구동부를 포함한다. 상기 편심 롤러부는 사이에 캐버티가 형성된 제1 및 제2 금형들 중 상기 제1 금형 상에 결합된 편심축을 갖는다. 상기 회전 구동부는 상기 편심축에 연결되며, 상기 캐버티를 조절하기 위해 상기 제1 금형의 높낮이가 조절되도록 상기 편심 롤러를 회전시킨다.

Description

금형의 캐버티 조절 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING A CAVITY OF MOLD}
본 발명의 실시예들은 금형의 캐버티를 조절하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 기판 상에 탑재된 반도체 소자들을 몰딩 수지를 이용하여 반도체 패키지들로 금형의 캐버티에서 성형하기 위한 반도체 소자 몰딩 장비에서 상기 캐버티를 조절하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자들에 대한 몰딩 공정은 금형 내에 상기 반도체 소자들이 탑재된 기판을 배치하고 캐버티 내부로 에폭시 수지와 같은 몰딩 수지를 주입함으로써 이루어질 수 있다. 상기 몰딩 공정을 수행하기 위한 장치는 상기 캐버티 내부로 용융된 수지 또는 액상 수지를 주입하는 트랜스퍼 몰딩 방식과, 상기 캐버티 내부에 분말 형태의 몰딩 수지, 용융된 수지 또는 액상 수지를 공급하고 상형과 하형 사이에서 상기 몰딩 수지를 압축하여 성형하는 컴프레션 몰딩 방식의 장치로 구분될 수 있다.
상기 트랜스퍼 몰딩 장치의 일 예로서 대한민국 특허공개 제10-2001-0041616호 및 제10-2006-0042228호 등에는 반도체 소자들을 몰딩하기 위한 상형과 하형 등을 포함하는 트랜스퍼 몰딩 장치들이 개시되어 있다.
상기 몰딩 장치는 기판을 지지하는 하형, 상기 하형의 상부에 상기 반도체 소자들을 몰딩하기 위한 캐버티가 형성되도록 결합되는 상형 및 상기 상형의 상부에 상기 상형의 높낮이를 조절할 수 있도록 결합되어 상기 캐버티를 조절하는 캐버티 조절부를 포함한다. 이때, 상기 캐버티 조절부는 상기 상형에 쐐기 형태로 슬라이딩되도록 면 형태로 결합한 상태에서 별도의 그 측부에서 회전시키면서 상기 캐버티를 조절한다.
이에, 상기 캐버티 조절부는 상기 슬라이딩되는 면에서의 조도와 사용 중 민감한 반응에 의해 장기간 사용 시 먼지 등의 이물질 끼임으로써, 상기 슬라이딩 면에서의 마찰력이 극대화됨에 따라 상기 스크류에 의해서도 움직이기 어려운 심각한 상황이 발생될 수 있다.
본 발명의 목적은 장기간 사용 시에도 금형의 캐버티를 안정하게 조절할 수 있는 장치에 관한 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 금형의 캐버티 조절 장치는 편심 롤러부 및 회전 구동부를 포함한다.
상기 편심 롤러부는 사이에 캐버티가 형성된 제1 및 제2 금형들 중 상기 제1 금형 상에 결합된 편심축을 갖는다. 상기 회전 구동부는 상기 편심축에 연결되며, 상기 캐버티를 조절하기 위해 상기 제1 금형의 높낮이가 조절되도록 상기 편심 롤러를 회전시킨다.
일 실시예에 따른 상기 편심 롤러부는 상기 제1 금형 상에 일정한 간격으로 나란하게 결합된 제1 및 제2 크랭크 휠들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 편심 롤러부는 상기 제1 및 제2 크랭크 휠들을 감싸면서 상기 제1 금형 상에 결합된 구조를 갖는 링크를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 제1 및 제2 크랭크 휠들 각각은 상기 링크와 맞닿는 부위에 제1 및 제2 베어링들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 캐버티 조절 장치는 상기 제1 금형 및 상기 링크 사이에 설치되어 상기 링크의 움직임을 가이드하는 LM 가이드부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 캐버티 조절 장치는 상기 편심 롤러부의 주위에서 상기 제1 금형에 어느 한 방향을 따라 지속적인 힘을 제공하여 가이드하는 금형 가이드부를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 사이에 캐버티가 형성된 제1 및 제2 금형들 중 상기 제1 금형 상에 결합된 편심 롤러부를 회전시켜 상기 제1 금형의 높낮이를 상기 편심 롤러부의 편심을 통해 조절함으로써, 배경기술에서 설명한 슬라이딩 면이 없이 상기 캐버티를 안정하게 조절할 수 있다.
특히, 상기 편심 롤러부가 상기 제1 금형 상에 일정한 간격으로 나란하게 배치된 제1 및 제2 크랭크 휠들과 상기 제1 및 제2 크랭크 휠들을 감싸면서 상기 제1 금형 상에 결합된 링크를 포함하면서, 상기 제1 및 제2 크랭크 휠들 각각이 상기 링크와 맞닿는 부위에 제1 및 제2 베어링들을 포함한 상태에서 상기 제1 금형과 상기 링크 사이에 상기 링크의 움직임을 가이드하는 LM 가이드부를 설치함으로써, 상기 제1 금형의 높낮이를 조절할 때 발생될 수 있는 마찰을 제거하여 본 발명에 의한 캐버티 조절 장치를 비용 추가 없이 반영구적으로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금형의 캐버티 조절 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 캐버티 조절 장치에서 제1 및 제2 크랭크 휠들을 90도 회전한 상태를 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 캐버티 조절 장치에서 제1 및 제2 크랭크 휠들을 180도 회전한 상태를 나타낸 구성도이다.
이하, 본 발명은 본 발명의 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금형의 캐버티 조절 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 캐버티 조절 장치에서 제1 및 제2 크랭크 휠들을 90도 회전한 상태를 나타낸 구성도이며, 도 3은 도 1에 도시된 캐버티 조절 장치에서 제1 및 제2 크랭크 휠들을 180도 회전한 상태를 나타낸 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 캐버티 조절 장치(100)는 편심 롤러부(200) 및 회전 구동부(300)를 포함한다.
상기 편심 롤러부(200)는 편심축(210)을 가지면서 사이에 캐버티(10)가 형성되도록 상하 방향에서 결합된 제1 및 제2 금형(20, 30)들 중 상부에 위치하는 상기 제1 금형(20) 상에 결합된다. 여기서, 상기 캐버티(10)에서는 기판(미도시) 상에 탑재된 반도체 소자(미도시)들을 에폭시 수지와 같은 몰딩 수지로 성형하여 반도체 패키지(미도시)들을 제조하는 공정이 진행된다. 여기서, 상기 몰딩 수지는 상기 캐버티(10)에 용융된 액체 상태로 주입될 수 있다. 이에, 상기 캐버티(10)는 제조하고자 하는 상기 반도체 패키지들의 사이즈에 따라 공간적 크기 조절이 필요하다.
상기 회전 구동부(300)는 상기 편심 롤러부(200)의 편심축(210)에 연결되어 상기 편심축(210)을 회전시킨다. 여기서, 상기 회전 구동부(300)는 직접 회전력을 발생시키는 모터(motor)를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 정밀한 회전을 제어하기 위하여 서보 모터(servo motor)를 포함할 수 있다.
이러면, 상기 편심 롤러부(200)는 상기 편심축(210)의 회전에 의해서 이와 결합된 제1 금형(20)을 상하 방향으로 자연스럽게 이동시키게 된다. 이에, 상기 편심 롤러부(200)는 상기 제1 금형(20)을 상하 방향을 따라 안정적으로 이동시키기 위해 두 개의 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들과 링크(240)를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들은 상기 제1 금형(20) 상에 일정한 간격으로 나란하게 배치되며, 각각 제1 및 제2 편심축(222, 232)들을 갖는다. 이때, 상기 회전 구동부(300)는 상기 제1 및 제2 편심축(222, 232)들 모두에 같이 회전력을 전달할 수도 있고. 이들 중 어느 하나에만 회전력을 전달한 상태에서 다른 하나를 상기 어느 하나와 동력이 전달되도록 구성할 수도 있고 아이들 형태로 회전하도록 구성할 수도 있다.
상기 링크(240)는 상기 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들을 감싸면서 상기 제1 금형(20) 상에 실질적으로 결합된 구조를 갖는다. 이에, 상기 회전 구동부(300)에 의해서 상기 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들이 편심 회전할 때 상기 링크(240)는 상기 제1 금형(20)과 실질적으로 면접촉 형태로 결합되어 도 1 내지 도 3에서와 같이 상기 캐버티(10)의 공간적인 크기가 조절되도록 한다. 이때, 상기 링크(240)는 상기 제1 금형(20)과 면접촉 형태로 결합되어 상기 제1 금형(20)을 상하 방향으로 이동시키는 기능만 수행하면 되므로, 상기 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들은 상기 링크(240)와 맞닿는 부위 각각에 이들의 회전력이 서로 간섭되지 않도록 제1 및 제2 베어링(224, 234)들이 설치될 수 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2 베어링(224, 234)들 각각은 상기 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들 각각의 회전하는 외주면에 결합되어 이들의 회전을 상기 링크(240)에 전달되지 않도록 니들 베어링(needle bearing) 구조를 가질 수 있다.
이때, 상기 캐버티 조절 장치(100)는 상기 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들이 회전하면서 상기 링크(240)에 의해 상기 제1 금형(20)이 상하 방향으로 이동하는 과정에서 상기 제1 금형(20) 상에서의 상기 링크(240)의 수평 움직임을 부드럽게 가이드하기 위하여 상기 링크(240)와상기 제1 금형(20) 사이에 LM 가이드부(400)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 LM 가이드부(400)는 통상적으로 LM 가이드 레일(미도시)과 LM 블록(미도시)의 결합 형태로 이루어져 상기 링크(240)와 상기 제1 금형(20) 사이에서의 마찰을 제거할 수 있다.
상기에서와 같은 실시예에서는 상기 편심 롤러부(200)가 상기 제1 금형(20)을 안정하게 이동시키기 위하여 상기 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들과 상기 링크(240)로 구성된 것으로 설명하였지만, 편심 구조를 갖는 캠 롤러와 캠 팔로워의 결합 구조를 가질 수도 있다. 하지만, 이 캠 롤러와 캠 팔로워의 결합 구조를 갖는 경우에는 상기 제1 금형(20)을 면 형태로 접촉하여 이동시키지 못하기 때문에 상기 제1 금형(20)의 이동을 지지하는 별도의 이동 지지부가 상기 캠 롤러와 캡 팔로우의 주위에 설치될 필요성이 있다.
또한, 상기 캐버티 조절 장치(100)는 상기 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들로 이루어진 편심 롤러부(200)의 주위에서 상기 제1 금형(20)에 어느 한 방향을 따라 지속적인 힘을 제공하면서 가이드하는 적어도 하나의 금형 가이드부(500)를 더 포함할 수 있다.
이에, 상기 금형 가이드부(500)는 상기 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들의 회전에 의해 상기 제1 금형(20)이 상하 방향으로 이동할 때 발생될 수 있는 백래쉬(backlash)를 물리적으로 보정할 수 있다. 구체적으로, 상기 금형 가이드부(500)는 상기 제1 금형(20)을 당기는 힘 또는 미는 힘을 상기 제1 금형(20)에 지속적으로 제공하여 상기 제1 금형(20)이 항상 한쪽으로 밀착된 형태로 위치하도록 가이드할 수 있다. 이러한 금형 가이드부(500)는 직선 방향으로 힘을 발생되도록 실린더(cylinder) 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 금형 가이드부(500)는 상기 제1 금형(20)과 반대되는 상부에서는 상기의 힘이 안정적으로 제공되도록 지지하는 고정 베이스(40)에 결합될 수 있다.
또한, 상기 금형 가이드부(500)는 상기 제1 금형(20)이 비교적 넓은 평면적을 가지고 있으므로, 상기 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들의 좌우측에 대칭적으로 두 개가 설치된 것이 바람직하다. 이와 달리, 상기 금형 가이드부(500)는 상기 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들의 주위에 평면적으로 대칭적인 구조를 갖는다면 더 많은 개수가 설치될 수 있음을 이해할 수 있다.
이와 같이, 사이에 상기 캐버티(10)가 형성된 상기 제1 및 제2 금형(20, 30)들 중 상기 제1 금형(20) 상에 결합된 상기 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들로 이루어진 편심 롤러부(200)를 회전시켜 상기 제1 금형(20)의 높낮이를 상기 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들의 편심을 통해 조절함으로써, 배경기술에서 설명한 슬라이딩 면 없이 상기 캐버티(10)를 안정하게 조절할 수 있다.
특히, 상기 편심 롤러부(200)가 상기 제1 금형(20) 상에 일정한 간격으로 나란하게 배치된 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들과 상기 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들을 감싸면서 상기 제1 금형(20) 상에 결합된 링크(240)를 포함하면서, 상기 제1 및 제2 크랭크 휠(220, 230)들 각각이 상기 링크(240)와 맞닿는 부위에 제1 및 제2 베어링(224, 234)들을 포함한 상태에서 상기 제1 금형(20)과 상기 링크(240) 사이에 상기 링크(240)의 움직임을 가이드하는 LM 가이드부(400)를 설치함으로써, 상기 제1 금형(20)의 높낮이를 조절할 때 발생될 수 있는 마찰을 제거하여 본 발명에 의한 캐버티 조절 장치(100)를 비용 추가 없이 반영구적으로 사용할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 캐버티 20 : 제1 금형
30 : 제2 금형 40 : 고정 베이스
100 : 캐버티 조절 장치 200 : 편심 롤러부
210 : 편심축 220 : 제1 크랭크 휠
222 : 제1 편심축 224 : 제1 베어링
230 : 제2 크랭크 휠 232 : 제2 편심축
234 : 제2 베어링 240 : 링크
300 : 회전 구동부 400 : LM 가이드부
500 : 금형 가이드부

Claims (6)

  1. 사이에 캐버티가 형성된 제1 및 제2 금형들 중 상기 제1 금형 상에 결합된 편심축을 갖는 편심 롤러부; 및
    상기 편심축에 연결되며, 상기 캐버티를 조절하기 위해 상기 제1 금형의 높낮이가 조절되도록 상기 편심 롤러를 회전시키는 회전 구동부를 포함하되,
    상기 편심 롤러부는 상기 제1 금형 상에 일정한 간격으로 나란하게 결합된 제1 및 제2 크랭크 휠들을 포함하는 것을 특징으로 하는 금형의 캐버티 조절 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 편심 롤러부는 상기 제1 및 제2 크랭크 휠들을 감싸면서 상기 제1 금형 상에 결합된 구조를 갖는 링크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형의 캐버티 조절 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 크랭크 휠들 각각은 상기 링크와 맞닿는 부위에 제1 및 제2 베어링들을 포함하는 것을 특징으로 하는 금형의 캐버티 조절 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 금형 및 상기 링크 사이에 설치되어 상기 링크의 움직임을 가이드하는 LM 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형의 캐버티 조절 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 편심 롤러부의 주위에서 상기 제1 금형에 어느 한 방향을 따라 지속적인 힘을 제공하면서 가이드하는 금형 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금형의 캐버티 조절 장치.
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JP2002118129A (ja) * 2000-10-05 2002-04-19 Techno Create:Kk 樹脂封止装置
KR20110102037A (ko) * 2010-03-10 2011-09-16 티에스테크놀로지 주식회사 반도체 패키지 제조용 금형 장치

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