KR910005204B1 - 트랜스퍼 성형장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

트랜스퍼 성형장치 및 그 제조방법

제1도는 본 발명에 의한 실시예에서, 트랜스퍼 성형장치의 개략적 설명도.

제2도는 제1도의 트랜스퍼 성형장치를 활용한 트랜스퍼 성형처리의 성형윤곽을 나타낸 도면.

제3도는 각 보이드 형성 속도 및 제1도의 트랜스퍼 성형장치로 성형된 레진 실 장치의 미충진 비율이고 종래의 유압플런저 구동회로를 갖춘 트랜스퍼 성형장치로 성형된 것을 비교하여 나타낸 그래프.

제4도는 본 발명에서 사용된 모터구동시스템의 각 플런저 제어 정밀도 및 플런저 속도의 감소에 대한 제어 위치의 에러 관점에서 종래의 유압구동시스템을 비교하여 도시한 그래프.

제5도는 모터구동시스템의 각 플런저 제어 정밀도 및 플런저 속도를 제어하는 에러의 관점에서 종래의 유압구동시스템을 비교하여 도시한 그래프.

제6도는 페루프제어기능이 없는 전기 플런저 구동회로를 갖춘 트랜스퍼 성형장치를 사용하는 트랜스퍼 성형처리의 성형윤곽.

본 발명은 반도체 소자와 같은 전자부품을 레진 실(resin seal)하기 위한 트랜스퍼 성형기술, 특히 유해한 보이드와 미충진 레진이 없는 레진 실 장치를 성형하기 위한 트랜스퍼 성형의 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

미국특허 No.4,426,341에 트랜스퍼 성형장치가 공지되어 있다. 이와 같이 알려진 트랜스퍼 성형장치에서, 플런저는 폐회로 제어기능인 유압플런저 구동회로에 의해 하향시켜 몰드내의 레진을 주입한다. 플런저는 몰드내에 마련된 압력센서에 위해 검출된 압력이 소정의 압력까지 증가될 때까지 높은 압력(1차 압력)에 의해 낮아지며, 플런저에 인가된 압력이 소정의 압력에서 검출된 압력에 도달할 때 비교적 낮은 압력(2차 압력)으로 변화한다.

이와 같이 알려진 트랜스퍼 성형장치는 성형동작중 외란, 플런저의 미끄럼운동에 대한 슬리브의 저항 또는 레진의 유동에 대한 저항의 증가등에 관계없이 소정의 모드와 거의 같은 모드로 플런저를 낮출 수 있고, 단지 2차 압력이 성형사이클을 통하여 플런저에 인가되는 개루프제어형의 유압플런저 구동회로를 갖춘 종래의 트랜스퍼 성형장치에 비해서 효과가 있다. 또, 이와 같이 알려진 트랜스퍼 성형장치는 몰드가 어느정도까지의 레진을 충진한후 높은 압력에서 낮은 압력으로 플런저에 인가된 압력이 변화하므로, 삽입의 불균일형성과 깔쭉한 자리의 형성이 방지된다.

그러나, 이와 같이 알려진 트랜스퍼 성형장치는 유압플런저 구동회로를 사용하는 유압형이며, 거품이 작용하는 유동체를 형성하기 쉽고, 작용하는 유동체의 온도가 변화하기 쉬우므로, 제어동작의 정확도에 문제점이 있었다. 또, 유압회로에 사용된 유량제어밸브는 부하의 빠른 변화를 따를 수 없는 유량제어밸브의 응답특성에 문제점이 있고, 제1차 압력에서 제2차 압력으로의 압력변화는 제2차 압력아래의 레진의 압력강화로 지연된다는 문제점이 있었다. 따라서 이와 같이 알려진 트랜스퍼 성형장치는 레진 실 장치에서 보이드 감소 및 미충진 가능성의 감소를 위한 효과가 만족스럽지 못하였다. 또, 대량생산을 위하여 복잡한 구조의 몰드로 압력센서를 위한 공간을 확보하기가 곤란하며, 몰드를 제조하기 위한 부가적인 작업에서 성형내에 압력센서의 마련이 필수적이다. 따라서, 대량생산 시스템에서 이와 같이 알려진 트랜스퍼 성형장치의 적용은 곤란하다.

제1차 압력은 하향이동중 고정된 위치에서 플런저의 도달이 근접되도록 마련된 리미트 스위치에 의한 신호를 사용하는 것에 의해 압력소자의 사용 없이 제2차 압력을 위해 변화시킬 수 있다. 그러나, 잘 알려진 바와 같이, 리미트 스위치는 위치 검출의 정확도에 있어서 매우 부적합하며, 이와 같은 장치는 대량생산처리에 적용할 때 동작안정성에 문제가 있으며, 제2차 압력을 위한 제1차 압력 변화에 리미트 스위치를 사용하는 트랜스퍼 성형장치는 실질적인 적용에서 바람직하지 않다. 일본국 실용신안등록공보 소화 59-9538호에 플런저 구동을 위해 DC 서보모터를 사용하는 반도체소자 실장치가 공지되어 있지만 ,플런저의 이동을 제어할 수 있는 것은 상기에 언급되어 있지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 불합리한 점을 제거하고, 보이드 및 미충진을 최소화하는 성형 레진 실 장치를 형성할 수 있으며, 대량생산 시스템에서 안정적으로 동작할 수 있는 트랜스퍼 성형의 제조방법 및 그 장치를 마련하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 몰드를 포트내의 플런저 낮춤에 의해 전자부품과 레진을 봉합하여 몰드내의 레진을 주입하며, 전동기의 출력샤프트의 회전운동이 직선운동으로 변환하여 플런저를 구동하며, 플런저의 변위가 검출되어 몰드내에 레진을 주입하는 플런저의 변위에 따라 플런저에 인가된 부하를 조정하는 트랜스퍼 성형의 제조방법 및 그 장치를 마련하는 것이다.

따라서, 트랜스퍼 성형방법 및 그것을 실행하기 위한 장치는 보이드가 없으며 또는 깔쭉한 자리의 형성이 없는 미충진 부분 및 삽입의 변형이 없는 레진 실 장치로 할 수 있다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예에서 트랜스퍼 성형장치를 도면에 따라 다음에 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서 트랜스퍼 성형장치의 개략적 설명이고, 제2도는 제1도의 트랜스퍼 셩형장치를 사용하는 트랜스퍼 성형처리의 셩형윤곽이다.

제1도에서 트랜스퍼 성형장치를 도시하지 않은 플런저 동작 스위치를 갖는 전기플런저 구동회로를 갖추고 있다. 플런저 동작스위치가 닫힐 때, 플런저(5)는 포트(2)내로 내려가서 몰드(1)내로 레진(11)을 주입한다. 전기 플런저 구동회로는 전기 서보모터(3), 전기 서보모터(3)의 출력샤프트에서의 회전수를 검출하기위한 펄스 발생기(10), 1차 전류 i_max1, 즉 서보모터(3)에 공급될 최대전류, 2차 전류 i_max2(i_max1〉i_max2)와 고정된 주행거리를 설정하면, 서보모터(3)의 회전속도를 제어하며 플런저 동작 스위치가 닫힐때 서보모터(3)에 1차 전류를 공급하며, 소정의 수에서 서보모터(3)의 출력샤프트의 회전수에 도달할 때 1차 전류가 2차 전류로 변화하고, 서보모터(3)에 2차 전류가 공급된후 서보모터(3)의 토오크를 제어하는 제어장치(12)를 포함한다. 서보모터(3)에 접속된 볼스크루잭(4), 즉, 속도감소 및 운동변환 기구에 의해 속도감소 및 직선운동으로 변환된후, 서보모터(3)의 출력샤프트의 회전운동이 플런저(5)에 전달되어 플런저(5)를 하강시킨다.

제1도에서는 몰드(1), 레진판을 받기 위한 포트(2), 서보모터(3)에 접속된 타코발생기(8), 플런저(5)의 변위에 대응하는 서보모터(3)의 출력샤프트의 회전수를 검출하며 서보모터(3)에 접속된 펄스발생기(10), 서보모터(3)의 회전속도를 지시하는 회전속도에 따라 소정의 회전속도로 서보모터(3)의 회전속도를 제어하며, 타고 발생기(8)에 의해 인가되고 서보모터(3)의 회전속도의 페루프제어를 위한 모터구동회로(9), 펄스발생기(10)에서 마련된 변위신호에 따라 플런저(5)의 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터장치(7), 최대 모터구동전류, 서보모터(3)의 고정된 회전속도 및 마이크로컴퓨터장치(7)에서 플런저의 고정된 변위를 설정하는 콘솔(6), 타코발생기(8), 모터구동회로(9)와 마이크로컴퓨터장치(7)로 구성된 제어장치(12)가 도시되어 있다.

이와 같이 구성된 트랜스퍼 성형장치의 동작방법은 높은 충전물 및 높은 점도를 갖는 레진등의 낮은 유동성을 갖는 레진을 사용하는 트랜스퍼 성형장치로서 제1도 및 제2도를 참조하여 설명한다.

도시하지 않은 레진판은 성형(1)의 포트(2)내에 있다. 제어데이타는 콘솔(6)의 동작으로 마이크로컴퓨터장치(7)에 세트한다. 이 제어데이타는 1차 최대전류 i_max1, 2차 최대전류 i_max2, 제1의 플런저 변위 d₁(초기위치에서 플런저(5)의 하단이 포트(2)에 있는 레진판의 상단 조금위에 위치하는 고정된 플런저(5)의 하향이동거리) 제2의 플런저 변위 d₂(최초 위치에서 플런저(5)의 하단이 레진 주입이 종료하는 최종 하단위치의 바로 전의 고정된 위치, 즉 플런저(5)의 하단이 레진판의 상단 바로 위에 위치하는 고정된 위치의 아래위치인 고정된 위치로 플런저(5)의 하향 이동거리), 제1의 회전속도 N₁, 제2의 회전속도 N₂(N₂〈N₁)을 포함한다.

도시하지 않은 트랜스퍼 성형장치의 플런저 동작 스위치가 닫혔을 때, 마이크로컴퓨터장치(7)은 모터구동회로(9)에 속도제어 명령신호를 주어 제1의 회전속도 N₁로 서보모터(3)의 동작속도를 제어하고, 1차 최대전류 i_max1로 최대전류를 설정한다. 따라서, 모터구동회로(9)는 서보모터(3)에 전류를 공급하여, 서보모터(3)를 제1의 회전속도 N₁으로 회전시킨다. 서보모터(3)의 출력샤프트의 회전운동은 입력회전속도 즉, 서보모터(3)의 출력샤프트의 회전속도를 감속하고 입력회전운동을 직선운동으로 변환하여 플런저(5)의 하강운동을 구동하는 볼 스크루잭에 전달된다.

타코발생기(8)은 서보모터(3)의 회전속도를 측정하고 서보모터(3)의 동작속도의 페루프 제어를 위해 모터구동회로(9)에 서보모터(3)의 동작속도를 다시 나타내는 회전속도 신호를 보내어 서보모터(3)의 동작속도를 제1의 회전속도 N₁으로 유지시킨다. 마이크로컴퓨터장치(7)은 펄스발생기(10)에서 주어진 신호와 제1의 플런저 변위 d₁과 비교한다.

서보모터(3)이 제1의 회전속도 N₁으로 동작하므로, 플런저(5)는 포토(2)내에서 고속으로 하향 이동한다. 펄스발생기(10)에서 검출된 플런저 변위가 제1의 플런저 변위 d₁과 일치하는 때, 즉, 제2도의 a 위치에 플런저(5)가 도달하는 때, 마이크로컴퓨터장치(7)은 제1의 회전속도 N₁에서 제2의 회전속도 N₂로 서보모터(3)의 동작속도를 감소하게 명령을 보내어 플런저(5)의 하향이동속도는 저속도로 감소된다.

레진판은 도시하지 않은 몰드(1)의 히터로 가열되고, 용융된 레진(11)로 감소된다. 용융된 레진(11)은 플런저(5)의 하향이동에 의해 런너(15)와 게이트(13)을 통하여 몰드(1)의 공동내에 주입된다. 레진 주입처리의 종료 바로전, 즉, 플런저(5)의 변위가 제2의 플런저 변위 d₂(제2도의 점 t₁)로 증가되는때, 마이크로컴퓨터장치(7)은 1차 최대전류 i_max1에서 2차 최대전류 i_max2로 최대전류를 변화하게 명령하며, 서보모터(3)의 동작속도는 제2의 회전속도 N₂로 유지된다. 몰드(1)의 공동(14)는 용융된 레진(11)로 완전하게 채움과 동시에 플런저(5)는 멈추며 (제2도의 점 t₂), 2차 최대전류 i_max2가 서보모터(3)에 공급되어 서보모터(3)의 토오크를 제어한다. 따라서, 2차 최대전류 i_max2에 대응하는 압력 p는 소정의 시간동안 용융된 레진(11)을 공급하여 트랜스퍼 성형처리를 완료하고, 장치는 멈추게 된다.

본 발명의 트랜스퍼 성형처리에 의해 성형된 레진 실 장치의 보이드 형성률과 미충진율을 종래의 유압플런저 구동회로를 갖춘 트랜스퍼 성형장치에 의해 성형된 레진 실 장치와의 비교를 예를들어, 제3도를 참조하여 설명한다.

제3도에서 A는 종래의 유압플런저 구동회로를 갖춘 트랜스퍼 성형장치에 의해 성형된 레진 실 장치, B는 제1도에 도시한 본 발명의 트랜스퍼 성형장치에 의해 성형된 레진 실 장치를 나타낸다. 제3도에서 명백한 바와 같이, 레진 실 장치 B는 레진 실 장치 A보다 결함이 작다.

본 발명의 실시예는 성형내에 어떤 압력센서도 필요하지 않으므로, 몰드는 간단한 처리를 통하여 제조할 수 있다. 또, 본 발명의 실시예는 플런저(5)의 위치를 검출하기 위한 어떤 리미트 스위치도 사용하지 않으므로, 플런저(5)의 동작은 매우 높은 정밀도 및 높은 반복도를 제어할 수 있으며, 대량생산 시스템에서 트랜스퍼 성형장치의 적용도 우수하다.

또, 본 발명의 트랜스퍼 성형장치는 좁은 런너를 갖는 몰드에서 낮은 유동성을 갖는 레진을 주입할 수 있으므로, 성형조건의 범위를 확장할 수 있다.

따라서, 본 발명의 트랜스퍼 성형장치는 매우 낮은 보이드 형성률 및 매우 낮은 미충진률로 성형되는 레진 실 장치를 실현할 수 있고 대량생산 시스템에 적용으로 우수한 안정성을 갖는다.

본 발명의 트랜스퍼 성형장치(이후 ＂모터구동시스템＂이라 한다)와 종래의 유압플런저 구동회로를 갖춘 트랜스퍼 성형장치(이후 ＂유압구동시스템＂이라 한다)는 이후 플런저 제어 정확도에 대해 비교하여 설명한다.

제4도와 제5도는 플런저 속도를 감소시키기 위한 제어위치의 정확도 및 플런저 속도제어의 에러 관점에서 모터구동시스템과 유압구동시스템의 각각의 플런저 제어 정확도를 비교하여 나타낸다.

제4도에서 명백한 바와 같이, 종래의 유압구동시스템에서 플런저 속도 감소를 위한 위치에서의 에러, 즉, 제1의 플런저 변이 d₁에 대응하는 위치, 플런저 속도 V의 증가에 따른 증가에 있어서, 모터구동시스템에서 플런저는 정확하게 제어되고, 플런저 속도의 감소를 위한 위치의 에러는 플런저 속도에 관계없이 작다. 따라서, 플런저(5)의 이동이 모터구동시스템에 의해 제어될 때, 플런저(5)는 플런저 속도가 성형조건 변화에 대하여 변화하여도 고속에서 레진판에 부딪쳐서 성형보이드를 형성하지 않는다.

본 발명에 따르는 모터구동시스템의 트랜스퍼 성형장치의 각 성형윤곽과 모터구동시스템의 트랜스퍼 성형장치는 낮은 유동성을 갖는 레진 성형에서 페루프 제어기능을 갖지 않는다는 것을 이후 제2도 및 제6도를 참조하여 비교적으로 설명하며, 기준 특성표시는 같거나 대응하는 값이다.

제6도는 페루프제어기능을 갖지 않는 모터구동시스템의 트랜스퍼 성형장치의 성형윤곽을 나타내며, 최대전류 i_max는 플런저의 하향이동의 기간뿐만 아니라 플런저가 멈추고 나서도 게속 구동모터에 공급된다. 즉 최대전류는 플런저의 변위가 제2의 플런저 변위 d₂와 일치할 때 변화하지 않는다. 따라서, 전류 i는 레진이 주입되는 동안 최대전류 i_max에 도달하므로 플런저 속도를 제어할 필요가 없다. 그 결과, 플런저 변위 곡선Z의 경사, 즉, 플런저 속도는 감소하는 것에 의해, 레진 주입동작의 종료는 소정의 시간에서 시간 t_e만큼 지연된 시간 t₀에서 종료된다. 몰드에서 레진의 지연이유는 레진주입 동작중 플런저 속도의 감소 때문이고, 경화반응의 가속으로 레진이 겔(gell)화 되는 것은 레진에서 몰드로 열전달이 증가하기 때문이다. 따라서, 몰드의 공동내에서 레진의 압력 p는 레진 주입동작의 종료후 짧은 시간 내에 강하한다.

그것에 대해서, 본 발명에 따른 모터구동시스템의 트랜스퍼 성형장치는 제2도에 도시한 성형윤곽에 따라 제어되므로, 전류 i는 플런저(5)의 하향이동이 제2차 최대전류 i_max2를 초과한 동안 모터에 공급되지만, 제1차 전류 i_max1은 아직 남아있으므로, 플런저 변이 Z의 경사, 즉, 플런저 속도는 일정하고 레진 주입동작의 종류는 지연되지 않는다. 시간 t₁에서, 즉, 플런저 변위와 제2의 플런저 번위 d₂가 일치하는 순간, 최대전류는 제1차 최대전류 i_max1에서 제2차 최대전류 i_max2로 변화된다. 시간 t₂에서 레진 주입동작이 완료된후 플런저(5)가 멈출 때, 토오크제어동작은 개시되어 레진에 제2차 최대전류 i_max2에 대응하는 압력 p를 공급한다. 따라서, 지연없이 레진 주입동작이 종료되므로, 몰드의 공동내에서 효과적인 압력 p가 제6도에 나타난 성형윤곽에 있는 것 보다 긴 시간의 높은 레벨로 유지된다. 따라서, 본 발명의 트랜스퍼 성형장치는 페루프제어기능이 없는 모터구동시스템을 갖춘 트랜스퍼 성형으로 생산되는 것에 비해서 결함이 적은 레진 실장치를 생산할 수 있다.

상기의 설명에서 명백한 바와 같이, 본 발명의 트랜스퍼 성형장치는 좁은 런너를 갖는 몰드에서 낮은 유동성을 갖는 레진 성형을 쉽게 할 수 있으며, 성형조건의 넓은 범위에서 선택된 조건아래 동작할 수 있고, 종래의 유압플런저 구동회로를 갖춘 트랜스퍼 성형장치보다 높은 정확도로 플런저의 이동을 제어할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 레진 실 장치에서 결함을 감소시키며 대량 생산 시스템에서 트랜스퍼 성형동작을 안정하게 된다.

Claims (10)

1. 플런저를 구동하는 전동기, 전동기의 출력샤프트의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 운동변환기구, 플런저의 변위를 검출하는 변위 검출기를 포함하며, 몰드내에 레진을 주입하게 포트에서 플런저 하향구동에 의해 레진에 전자 부품을 봉합하기 위한 트랜스퍼 성형장치.
2. 플런저를 구동하기 위한 전동기를 구성하는 구동수단 및 전동기의 출력샤프트의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 운동변환기구, 플런저의 변위를 검출하기 위한 변위 검출수단, 플런저의 변위가 소정의 변위 까지 증가될 때까지 높은 압력이 플런저에 인가되고 플런저의 변위가 소정의 변위에 도달한 후 낮은 압력이 플런저에 인가되어 플런저의 압력동작을 제어하는 제어수단을 포함하며, 몰드내에 레진을 주입하게 포트에서 플런저 하향구동에 의해 레진에 전자부품을 봉합하기 위한 트랜스퍼 성형장치.
3. 특허청구의 범위 제2항에 있어서, 제1차 최대전류(i_max1)과 제2차 최대전류(i_max2)는 전류의 소정의 상한으로서 전동기에 공급되며, 전동기에 공급된 최대전류는 플런저의 변위가 소정의 변위로 증가될 때까지를 제1차 최대전류(i_max1)로 제한하고, 전동기에 공급된 최대전류는 플런저의 변위가 소정의 변위로 감소될 때까지를 제2차 최대전류(i_max2)로 제한하는 트랜스퍼 성형장치.
4. 특허청구의 범위 제3항에 있어서, 제1차 최대전류(i_max1), 제2차 최대전류(i_max2) 및 소정의 변위는 플런저의 운동을 제어하는 마이크로컴퓨터에 미리 세트하는 트랜스퍼 성형장치.
5. 특허청구의 범위 제2항에 있어서, 플런저의 변위는 전동기에 접속된 펄스 발생기에 의해 마련된 정보에 따라 검출되는 트랜스퍼 성형장치.
6. 특허청구의 범위 제2항에 있어서, 운동변환기구는 볼 스크루 잭을 포함하는 트랜스퍼 성형장치.
7. 전동기, 전동기의 출력샤프트의 회전수를 계수하는 계수수단을 포함하는 전기 플런저 구동회로, 제1차 최대전류(i_max1), 전동기에 공급되어 있는 전류의 상한으로서 제1차 최대전류보다 작은 제2차 최대전류(i_max2) 및 전동기의 출력샤프트의 소정의 회전수를 저장하며, 플런저를 하향 구동하게 전동기의 동작 스위치가 닫혔을 때, 전동기의 동작속도를 제어하기 시작하며, 제1차 최대전류로 전동기에 공급되어 있는 최대전류를 제한하며, 모터의 출력샤프트의 회전수가 소정의 회전수로 증가된후 제2차 최대전류로 전동기에 공급되어 잇는 최대전류를 제한하고, 제2차 최대전류가 전동기에 공급되어진 최대전류로서 선택된 후에 전동기의 토오크를 제어하는 제어장치, 입력 회전속도를 감속하고 입력회전운동을 플런저에 직선출력운동으로 변환하여 플런저를 하향 구동시킨 후 전동기의 출력샤프트의 회전운동을 전달하기 위해, 전동기에 결합된 속도 감속 및 회전변환기구를 포함하며, 포트내에서 플런저 하향 구동에 의해 몰드내로 레진을 주입하는 트랜스퍼 성형장치.
8. 전동기의 출력샤프트의 회전운동이 플런저에 전달되어 직선운동으로 변환된후 플런저를 하향 구동하며, 플런저의 변위가 플런저가 하향 구동되는 동안 연속적으로 검출되고, 플런저의 하향 구동을 위해 플런저에 인가된 압력이 소정의 변위로 플런저의 변위를 증가시킬 때까지 변화되며, 몰드내에 레진을 주입하게 포트에서 플런저 하향 구동에 의해 레진이 전자부품을 봉합하기 위한 트랜스퍼 성형의 제조방법.
9. 특허청구의 범위 제8항에 있어서, 높은 압력은 플런저의 변위가 소정의 증가될 때까지 플런저에 인가되고, 낮은 압력은 플런저의 변위가 소정의 변위로 증가된 후 플런저에 인가되는 트랜스퍼 성형의 제조방법.
10. 특허청구의 범위 제8항에 있어서, 전동기에 공급된 전류의 상한인 최대전류가 플런저에 인가된 압력의 변화로 변화되는 트랜스퍼 성형의 제조방법.

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