KR102404821B1

KR102404821B1 - 반도체 부품용 저소음 폼프레스

Info

Publication number: KR102404821B1
Application number: KR1020200052557A
Authority: KR
Inventors: 김병춘; 김일환
Original assignee: 김병춘
Priority date: 2020-04-29
Filing date: 2020-04-29
Publication date: 2022-05-31
Also published as: KR20210133659A

Abstract

본 발명은, 반도체 부품을 성형하는 폼프레스에 관한 것으로, 메인프레임과; 상기 메인프레임에 결합된 제1금형과; 상기 메인프레임에 관통 형성된 가이드부시에 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 제1금형과 맞물려 반도체 부품을 가압 성형하는 제2금형을 지지하는 상하이동프레임과; 상기 제1금형에 대하여 상기 제2금형이 분리되어 상기 반도체 부품이 공급 및 배출되는 분리위치와 상기 제1금형에 상기 제2금형이 맞물리는 가압위치 사이를 이동 가능하게 일측은 상기 메인프레임에 결합되고 타측은 상기 상하이동프레임에 결합된 가압구동모듈;를 포함하되, 상기 제1금형 및 제2금형이 상기 메인프레임에 대하여 위치 고정되어 상기 가압구동모듈은 설정된 시간 동안 상기 가압위치를 유지하도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명에 따르면, 반도체 부품을 성형하는 과정에서 발생하는 소음을 줄일 수 있고, 작업 환경을 개선하고 작업자의 피로도를 감소시킬 수 있는 반도체 부품용 저소음 폼프레스를 제공할 수 있다.

Description

반도체 부품용 저소음 폼프레스 {Low-level Noise Form Press for Semi-conductor Element}

본 발명은, 반도체 부품용 저소음 폼프레스에 관한 것으로, 특히, 캠과 스프링을 포함하는 탄성부재를 이용하여 반도체 부품, 예를 들면, 리드프레임을 성형하는 종래의 프레스의 구조를 개선하여 소음을 저감시킬 수 있는 반도체 부품용 저소음 폼프레스에 관한 것이다.

본 발명은 반도체 부품용 성형 프레스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 몰딩이 완료된 반도체 패키지의 리드프레임을 트리밍 및 포밍 작업하여 개개의 반도체 칩을 형성하기 위한 반도체 리드프레임 프레스장치에 관한 것이다.

반도체 제조 공정에서 반도체 디바이스를 서키트에 연결시키기 위해 칩으로부터 I/O(INPUT OUTPUT 단자)를 연결하는 기능을 담당하는 부분을 형성함이 필요한데 이를 보통 리드(lead)라고 한다. 리드는 보통 금속(구리 합금)으로 되어 있는 경우가 많고, 칩의 I/O를 연결하기 전에 판형으로 스탬핑 작업을 하여 성형한다.

반도체 공정에서는 칩을 리드가 형성된 다수의 판에 올리고 와이어 본딩으로 연결한 후 몰딩하여 보호한다. 그 다음에는 이 리드가 서키트에 올라갈 수 있는 여러 가지 형태의 형상으로 성형하여야 하는데 금속을 원하는 모양으로 성형하기 위해서 금형과 금형에 힘을 가하는 프레스를 활용한다.

반도체의 특성상 리드의 모양과 치수가 정확해야 할 뿐만 아니라 생산성이 매우 중요하였다. 따라서 정밀한 금형을 고속으로 타발하는 프레스로서 캠 프레스가 개발되어 사용되어 왔다. 그러나 정밀함을 요구하는 금형의 특성상, (특히 폼 금형) 타발 후 소성된 형상을 유지하려면 탄성 회복력을 이길 수 있도록 일정 시간 동일한 힘으로 누르는 것이 필요하다. 이러한 힘을 캠 프레스에 적용하기 위하여 금형과 프레스에 스프링(폼을 할 수 있는 이상의 힘)을 넣고 시간을 유지하는 방법을 사용하였다. 이 과정은 필요 이상의 힘을 사용하게 되고 스프링을 이기는 과정에서 잉여 에너지가 소음으로 방출된다. 이렇게 방출된 소음으로 인해 반도체 공정에서 리드프레임 성형 공정이 가장 소음이 크고 많이 발생하는 공정이 되었다(1미터 위치에서 80데시벨 이상).

그러나 생산자들의 업무 환경을 개선하여야 하는 관점과 제조 라인에서 근무하는 인원들의 소음 감소에 대한 계속적인 개선 요청이 있다. 최근에는 칩의 집적화가 계속 되면서 단위 면적당 필요 힘의 크기는 더욱 커지는 추세에서 업체들은 금형을 여러 개로 분리하는 방법으로 대처하기도 하였지만(비용이 추가로 더욱 발생) 일반적으로는 더욱 소음이 커질 수 밖에 없는 경향을 띠고 있다.

이에 반도체 부품을 성형하는 과정에서 기존의 생산성을 해치지 않은 범위에서 소음을 감소시키는 것이 바람직할 것이다.

[참고문헌]

문헌 1 : 등록특허공보 제10-1160194호 (2012.06.26. 공고)

문헌 2 : 등록실용신안보 제20-0284566호 (2002.08.10. 공고)

문헌 3 : 등록특허공보 제10-0443663호 (2004.08.11. 공고)

본 발명의 목적은, 반도체 부품을 성형하는 과정에서 발생하는 소음을 줄일 수 있는 반도체 부품용 저소음 폼프레스를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 소음과 진동을 감소시켜 작업 환경을 개선하고 작업자의 피로도를 감소시킬 수 있는 반도체 부품용 저소음 폼프레스를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 난청이나 불안 증세를 포함하는 산업재해 발생을 줄일 수 있는 반도체 부품용 저소음 폼프레스를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 상하왕복 운동을 하는 슬라이딩모듈의 운동을 안정적으로 감지하여 원소재인 반도체 부품을 원활하게 분리 배출할 수 있는 반도체 부품용 저소음 폼프레스를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 반도체 부품을 성형하는 폼프레스에 있어서, 메인프레임과; 상기 메인프레임에 결합된 제1금형과; 상기 메인프레임에 관통 형성된 가이드부시에 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 제1금형과 맞물려 반도체 부품을 가압 성형하는 제2금형을 지지하는 상하이동프레임과; 상기 제1금형에 대하여 상기 제2금형이 분리되어 상기 반도체 부품이 공급 및 배출되는 분리위치와 상기 제1금형에 상기 제2금형이 맞물리는 가압위치 사이를 이동 가능하게 일측은 상기 메인프레임에 결합되고 타측은 상기 상하이동프레임에 결합된 가압구동모듈;를 포함하되, 상기 제1금형 및 제2금형이 상기 메인프레임에 대하여 위치 고정되어 상기 가압구동모듈은 설정된 시간 동안 상기 가압위치를 유지하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 폼프레스에 의하여 달성된다.

또한, 상기 가압구동모듈은, 인가되는 전원에 의하여 회전하는 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 롤러 스크류와, 상기 롤러 스크류에 의하여 직선운동을 하는 피스톤을 포함하고, 설정된 스크로크 범위 내에서 상기 피스톤의 상하 직선 운동에 대응하여 상기 상하이동프레임도 상하 운동하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 상하이동프레임의 상하운동을 회전운동을 변환시켜 회전운동을 감지하는 엔코더부;를 포함하고, 상기 엔코더부에서 감지된 결과에 기초하여 성형된 반도체 부품을 상기 제1금형으로부터 분리하고 새로운 반도체 부품을 공급하는 시점을 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 엔코더부는, 상기 상하이동프레임에 결합된 슬라이딩엔코더부재와, 상기 슬라이딩엔코더부재의 상하 직선운동을 회전운동으로 변환가능하게 상기 슬라이딩엔코더부재에 결합된 각도전환부재와, 상기 각도전환부재의 회전된 각도를 감지하는 각도센서를 포함하는 것이 바람직하다.

이에, 본 발명에 따르면, 반도체 부품을 성형하는 과정에서 발생하는 소음을 줄일 수 있는 반도체 부품용 저소음 폼프레스를 제공할 수 있다.

또한, 소음과 진동을 감소시켜 작업 환경을 개선하고 작업자의 피로도를 감소시킬 수 있는 반도체 부품용 저소음 폼프레스를 제공할 수 있다.

또한, 난청이나 불안 증세를 포함하는 산업재해 발생을 줄일 수 있는 반도체 부품용 저소음 폼프레스를 제공할 수 있다.

또한, 상하왕복 운동을 하는 슬라이딩모듈의 운동을 안정적으로 감지하여 원소재인 반도체 부품을 원활하게 분리 배출할 수 있는 반도체 부품용 저소음 폼프레스를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폼프레스의 사시도,
도 2는 도 1의 정면도,
도 3은 도 1의 측면도,
도 4는 일실시예에 따른 가압구동모듈의 단면사시도,
도 5는 엔코더부를 설명하기 위한 개략도,
도 6은 종래기술과 본 발명에 따른 캠 플로우챠트
도 7은 본 발명에 따른 각 구성이나 신호의 시퀀스를 보여주는 그래프이다.

본 발명의 일실시예에 따른 반도체 부품용 저소음 폼프레스(100, 이하에서 '폼프레스'라 함)에 대하여 도 1 내지 도 7을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폼프레스의 사시도이고, 도 2는 도 1의 정면도이며, 도 3은 도 1의 측면도이고, 도 4는 일실시예에 따른 가압구동모듈의 단면사시도이며, 도 5는 엔코더부를 설명하기 위한 개략도이고, 도 6은 종래기술과 본 발명에 따른 캠 플로우챠트이며, 도 7은 본 발명에 따른 각 구성이나 신호의 시퀀스를 보여주는 그래프이다.

이하에서 설명 및 이해의 편의상 도 1에 도시된 바와 같이 성형 대상이 되는 제품이 공급되는 방향인 좌우 방향을 X 축선으로, X 축선 방향의 가로방향인 전후 방향을 Z 축선으고, X-Z 평면에 수직방향인 상하방향을 Y 축선으로 정한다.

본 발명을 보다 상세하게 설명하기에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시

예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명에 따른 폼프레스(100)는 반도체 부품을 설정된 형상으로 성형할 수 있도록 금형(115, 131)으로 반도체 부품용 소재를 성형하고, 각 구성을 지지하는 메인프레임(110)과; 상기 메인프레임(110)에 결합된 제1금형(115)과; 상기 메인프레임(110)에 관통 형성된 가이드부시(116)에 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 제1금형(115)과 맞물려 반도체 부품을 가압 성형하는 제2금형(131)을 지지하는 상하이동프레임(130)과; 상기 제1금형(115)에 대하여 상기 제2금형(131)이 분리되어 상기 반도체 부품이 공급 및 배출되는 분리위치와 상기 제1금형(115)에 상기 제2금형(131)이 맞물리는 가압위치 사이를 이동 가능하게 일측은 상기 메인프레임(110)에 결합되고 타측은 상기 상하이동프레임(130)에 결합된 가압구동모듈(150);을 포함하되, 상기 제1금형(115) 및 제2금형(131)이 상기 메인프레임(110)에 대하여 위치 고정되어 상기 가압구동모듈(150)은 설정된 시간 동안 상기 가압위치를 유지하도록 제어되는 것이 바람직하다.

메인프레임(110)은 각 구성을 지지할 수 있도록 견고한 구조물로 이루어져 있다.

메인프레임(110)은, 베이스(113)와, 베이스서포터(114)와, 베이스(113) 또는 베이스서포터(114)에 관통 형성되어 상하이동바(135)를 상하방향으로 슬라이딩 안내하는 가이드부시(116)와, 베이스(113) 등을 이동 가능하게 베이스서포터(114) 하측에 결합된 휠(117)을 포함한다.

베이스(113)는, 정반 형상으로 마련되어 제1금형(115)을 견고하게 지지함과 동시에 반도체 부품을 금형에 자동으로 탑재, 분리, 이송하는 기능을 수행하는 핑거(105), 수평이동부(103) 및 수평이동부(103)를 구동시키는 수평이동모터 및 캠(104)을 포함하는 각종 구성을 견고하게 지지할 수 있다. 여기서 본 발명에서 핑거(105), 수평이동부(103) 및 수평이동부(103)를 구동시키는 수평이동모터 및 캠(104)은 본 발명의 핵심 구성이 아니고 종래기술들 또는 공지기술들에서 채택되는 구성(선행문헌 3 참조)들이므로 구체적인 설명을 이하에서 생략한다.

베이스서포터(114)는, 베이스(113)를 결합하여 지지하며 가압구동모듈(150)이 결합되어 상하 이동할 수 있는 공간을 확보하고 관련된 구성을 바닥에 포함하는 구성을 바닥에 견고하게 지지하며 베이스서포터(114)의 하단부에 폼프레스(100)를 이동 가능하면서도 설정된 위치에 고정시킬 수 있는 휠(117)이 결합되어 있다.

가이드부시(116)는 상하이동프레임(130)의 4개의 상하이동바(135)가 상하슬라이딩 이동 가능하도록 안내하는 기능을 한다.

제1금형(115) 및 제2금형(131)은 반도체 부품 예를 들면 리드프레임을 설정된 형상으로 성형하기 위하여 정밀하게 가공된 금형을 포함한다.

상하이동프레임(130)은, 상부프레임(133), 하부프레임(137), 상부프레임(133) 및 하부프레임(137)을 연결시키는 복수의 상하이동바(135)를 구비하고 있다.

상부프레임(133)에는, 제2금형(131)이 결합되고, 하부프레임(137)은 가압구동모듈(150)이 결합되며, 상부프레임(133)과 하부프레임(137)을 네 개의 상하이동바(135)가 결합시켜 가압구동모듈(150)의 상하 운동을 제2금형(131)으로 전달하는 기능이 이루어질 수 있다.

물론 상하이동바(135)는 가이드부시(116)에 의해 상하방향으로 슬라이딩 안내된다.

가압구동모듈(150)은 고정된 메인프레임(110)에 대하여 상하이동프레임(130)을 상하방향으로 이동시키는 동력을 제공한다. 가압구동모듈(150)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 모터(151), 운동변환부(153), 마그네트(154), 피스톤(155)을 포함한다.

모터(151)는 외부에서 인가되는 전원에 의하여 회전하며, 마그네트(154)는 자력을 발생기킬 수 있는 구성이다.

운동변환부(153)는, 모터(151)의 회전 운동을 피스톤(155)의 직선 운동으로 변환시켜주는 것으로 공지된 다양한 것을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 인버티드 롤러 스크류(Inverted Roller Screw)를 포함할 수 있다.

피스톤(155)은 가압구동모듈(150)의 구조물로부터 외부로 돌출된 영역으로 상하이동프레임(130)의 하부프레임(137)에 결합되어 가압구동모듈(150)의 상하 운동을 상하이동프레임(130)으로 전달하는 기능을 한다.

이러한 구조에 의하여 종래 통상적으로 사용되던 캠 구조를 벗어날 수 있다.

즉, 종래의 폼프레스는 캠을 따라 금형이 상하 이동하여 금형이 상호 가압된 상태에서 성형된 부품의 스프링백 현상을 예방하기 위하여 일정한 시간 동안 가압된 상태를 유지하여야 한다. 이러한 가압된 상태를 유지하기 위하여 하형이 하강하고 상형도 따라 하강하면서 가압된 상태를 유지하며 이 과정에서 하형이 탄성복원력을 갖는 스프링에 의하여 하강하였다가 캠의 상승에 따라 다시 상승하면서 스프링 복원력에 의해 금형과 구조물의 충격으로 인해 소음이 많이 발생하게 된다.

이러한 내용을 도 6을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

종래에는 일정한 시간 동안 금형을 가압하여 소재를 성형한 상태를 일정한 시간(도 6의 'Thold1' 참조) 동안 유지하면서 캠의 작동에 의하여 금형 등이 더 이동(도 6의 'hsping' 참조)하게 된다. 이러한 이동은 탄성복원력을 갖는 스프링에 의하여 이루어지고 복원시 탄성력에 의하여 금형이나 금형을 지지하는 구성이 원위치로 오면서 강한 충격을 받게 되고 이러한 충격은 소음을 유발시킨다.

그러나, 본 발명에 따른 경우 종래기술과 달리 가압위치에서 제1금형(115)에 제2금형(131)이 가압된 상태에서 설정된 시간 동안(도 6의 'Thold2' 참조) 가압위치를 유지(도 6의 'h22' 참조)하고 더 이상 제1금형(115)이나 제2금형(131)의 상하방향, 전후방향의 이동이 이루어지지 않는다.

즉, 본 발명에서는 상하 방향으로 이동하는 타발 방식을 위하여 종래의 캠 대신 스크류타입의 가압구동모듈(150)을 채택하되, 볼스크류와 같이 하중이 점에 집중되지 않도록 롤러 스크류를 사용하여 하중의 분포를 면에 분포 되도록 하여 큰 힘을 스크류가 견딜 수 있도록 한다. 그리고, 생산성을 향상시킬 수 있도록 금형의 행정 높이를 일반적인 20mm 높이에서 10mm으로 변경하여 한 사이클 거리를 줄일 수 있다. 또한 필요 이상 힘을 사용을 하게 하는 스프링을 제거하고 적정 힘만으로 가압하고 모터(151)의 설정된 일정 힘을 일정 시간 동안 유지하여 성형된 리드프레임의 스프링백 현상을 예방할 수 있다.

이러한 구조에 의하여 본 발명을 적용하는 경우 후술하는 효과를 얻을 수 있다.

엔코더부(170)는, 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 상하이동프레임(130)의 상하운동을 회전운동을 변환시켜 회전운동을 감지하는 기능을 한다.

엔코더부(170)는, 가압구동모듈(150)의 모터(151)의 회전에 따른 신호 등을 감지하는 것이 아니라 제1금형(115)에 대하여 이동하는 제2금형(131)의 위치 내지 각도를 감지하여 그 결과에 기초하여 다른 구성의 작동을 할 수 있도록 한다.

엔코더부(170)는, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 블록(171), 푸시링(172), 캠(173), 각도변환부재(175), 각도센서(177)로 이루어져 있다.

블록(171)은 메인프레임(110)에 결합되고, 블록(171)의 일측에는 가압구동모듈(150)이 결합되며 타측에는 스크루고정부재(175a)가 결합된다. 블록(171) 하측에는 각도센서(177)를 지지하는 블록브래킷(171b)이 결합되어 있다.

그리고, 블록(171)에는 레일(171a)이 마련되어 레일(171a)을 따라 캠(173)이 결합되어 있다. 이러한 구조에 의하여 캠(173)은 상하이동바(135)에 고정되어 있는 푸시링(172)과 접촉되는 캠롤러(173a)에 의하여 상하이동바(135)의 움직임에 따라 블록(171)의 레일(171a)을 따라 상하로 안내되어 이동할 수 있다. 이 과정에서 캠(173)은 미도시된 스프링에 의하여 원위치로 복귀할 수 있다.

각도변환부재(175)는, 스크루고정부재(175a), 볼스크루(175b), 볼스크루너트(175c), 커플링(175d)으로 구성되는 것이 바람직하다.

블록(171)의 하측에는 볼스크루(175b)를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 포함하는 스크루고정부재(175a)가 결합되어 볼스크루(175b)의 안정적인 회전운동을 가능하게 할 수 있다.

볼스크루(175b)와 하측의 각도센서(177) 사이에는 회전 가능하게 회전력을 전달하는 커플링(175d)이 구비되어 있다.

그리고, 캠(173)의 전면에는 볼스크루너트(175c)가 결합되어 캠(173)과 함께 상하로 이동한다.

이러한 구조에 의하여 가압구동모듈(150)의 모터(151)가 정역회전에 따라 상하이동바(135)가 상하운동을 하면 푸시링(172)이 상하운동을 하고 푸시링(172)과 탄성력에 의하여 접촉된 캠롤러(173a)도 연동되어 상하운동을 한다. 이러한 캠롤러(173a)의 상하운동에 의하여 레일(171a)을 따라 캠(173)도 상하운동을 하고 캠(173)에 결합된 볼스크루너트(175c)도 상하운동을 한다. 볼스크루너트(175c)의 상하운동에 따라 고정되어 있는 볼스크루(175b)를 회전운동을 하게 되고 이러한 회전운동의 각도를 각도센서(177)에서 감지하여 제2금형(131)이 제1금형(115)에 대한 상대적인 위치 정보를 얻을 수 있다.

즉, 본 발명에 따르면 짧은 시간에 종래기술의 캠 타입 폼프레스에서 반도체 부품의 하나인 리드프레임을 공급하는 기존의 방식을 사용하지 못하는 문제가 새로 발생한다. 기존 캠타입 폼프레스에서는 짧은 시간에 리드 프레임을 공급하기 위하여 캠타입 폼프레스에서는 업 다운 운동을 일으키는 캠에 수직, 수평 운동을 연동하여 성형되는 소재인 리드프레임을 공급하는 방법을 사용하였다. 즉, 회전운동을 캠을 이용하여 수직, 수평운동으로 만드는 일은 가능하였다.

그러나 본 발명과 같이 상하운동을 하는 가압구동모듈을 사용하면 업 다운이 모터(151)의 정회전, 역회전으로 구분되어 공급부의 수평 운동이 정회전과 역회전에 걸쳐 일어나는 경우 연동을 할 수 없게 되는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위한 방법으로 전술한 바와 같이 피스톤(155)의 상하방향 업 다운 운동을 일으키는 직선운동을 정회전, 역회전의 회전운동으로 변환 시켜, 피스톤(155)의 현재의 위치를 각도 또는 위치로 인식할 수 있는 정보로 만들어 낼 수 있다. 여기서, 모터(151)의 엔코더를 이용하지 않는 이유는 실제 이동하는 종동측 물체인 제2금형(131)의 위치와 모터(151)의 엔코더 값이 다를 것을 우려하고, 모터(151)는 인크리멘탈 방식의 엔코더를 사용하므로 신뢰하기 어렵기 때문이다.

이렇게 얻어진 제2금형(131)의 위치 정보에 기초하고 그림 1과 같은 추가적인 위치이동부의 위치이동모터 및 캠을 이용하여 리드 프레임을 공급하는 시스템을 구축하면 고속으로 금형(115, 131)들과 충돌을 방지하면서 필요 위치에 원소재인 리드프레임을 공급할 수 있게 된다.

그리고, 미도시하였지만, 본 발명에 따른 폼프레스(100)는, 수평이동부(103), 수평이동모터 및 캠(104), 핑거(105), 가압구동모듈(150), 엔코더부(170) 등의 각종 정보를 수집, 연산, 제어, 저장할 수 있는 제어부를 구비하는 것은 물론이다.

이러한 구성을 갖는 폼프레스(100)에서 각 구성이나 인덱스 등이 시간별로 스트로크별로 작동, 제어되는 과정은 도 7에 도시된 바와 같다. 도 7에서는 상하이동 거리가 15mm라고 가정하였고 정회전인 시계방향(CW)는 제1금형(115)이 하강하는 과정, 역회전인 반시계방향(CCW)는 제1금형(115)이 상승하는 과정을 의미한다.

여기서, 본 발명의 일 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

100 : 폼프레스 103 : 수평이동부
104 : 수평이동모터 및 캠 105 : 핑거
110 : 메인프레임 113 : 베이스
114 : 베이스서포터 115 : 제1금형
116 : 가이드부시 117 : 휠
130 : 상하이동프레임 131 : 제2금형
133 : 상부프레임 135 : 상하이동바
137 : 하부프레임
150 : 가압구동모듈 151 : 모터
153 : 운동변환부 154 : 마그네트
155 : 피스톤
170 : 엔코더부 171 : 블록
171a : 레일 171b : 블록브래킷
172 : 푸쉬링 173 : 캠
173a : 캠롤러
175 : 각도변환부재 175a : 스크루고정부재
175b : 회전부재 175c : 볼스크루너트
175d : 커플링
177 : 각도센서 제어부(미도시)

Claims

반도체 부품을 성형하는 폼프레스에 있어서,
메인프레임과;
상기 메인프레임에 결합된 제1금형과;
상기 메인프레임에 관통 형성된 가이드부시에 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 제1금형과 맞물려 반도체 부품을 가압 성형하는 제2금형을 지지하는 상하이동프레임과;
상기 제1금형에 대하여 상기 제2금형이 분리되어 상기 반도체 부품이 공급 및 배출되는 분리위치와 상기 제1금형에 상기 제2금형이 맞물리는 가압위치 사이를 이동 가능하게 일측은 상기 메인프레임에 결합되고 타측은 상기 상하이동프레임에 결합된 가압구동모듈과;
상기 상하이동프레임의 상하운동을 회전운동을 변환시켜 회전운동을 감지하는 엔코더부;를 포함하고
상기 엔코더부에서 감지된 결과에 기초하여 성형된 반도체 부품을 상기 제1금형으로부터 분리하고 새로운 반도체 부품을 공급하는 시점을 제어하며,
상기 엔코더부는, 상기 상하이동프레임에 결합된 슬라이딩엔코더부재와, 상기 슬라이딩엔코더부재의 상하 직선운동을 회전운동으로 변환가능하게 상기 슬라이딩엔코더부재에 결합된 각도전환부재와, 상기 각도전환부재의 회전된 각도를 감지하는 각도센서와, 상기 메인프레임에 결합되고 상하 방향으로 레일을 구비한 블록과, 상기 레일을 따라 상하로 이동 가능하게 결합된 캠을 포함하며, 상기 캠은 상기 상하이동프레임에 상하 방향으로 결합된 상하이동바에 고정되어 있는 푸시링과 접촉되는 캠롤러에 의하여 상하로 이동 안내되고 스프링에 의하여 원위치로 복귀하고,
상기 엔코더부는, 상기 블록에 결합되어 회전 운동하는 볼스크루를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 포함하는 스크루고정부재와, 상기 캠에 고정되고 상기 볼스크루와 결합된 볼스크루너트를 포함하되, 상기 블록에 대하여 상기 캠이 상하로 이동하는 과정에서 상기 볼스크루너트와 결합된 상기 볼스크루가 회전하는 것을 특징으로 하는 폼프레스.
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제1항에 있어서,
상기 제1금형 및 제2금형이 상기 메인프레임에 대하여 위치 고정 유지 가능하게 상기 가압구동모듈은 설정된 시간 동안 상기 가압위치를 유지하도록 제어되며,
상기 가압구동모듈은, 인가되는 전원에 의하여 회전하는 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 롤러 스크류와, 상기 롤러 스크류에 의하여 직선운동을 하는 피스톤을 포함하고,
설정된 스크로크 범위 내에서 상기 피스톤의 상하 직선 운동에 대응하여 상기 상하이동프레임도 상하 운동하는 것을 특징으로 하는 폼프레스.
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