JP4162282B2 - 樹脂モールド装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂モールド装置に関し、より詳細には樹脂モールド装置の成型プレス部に被成型品、モールド用の樹脂、インサート部品等を搬送する搬送機構を備えた樹脂モールド装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置の製造に用いられる樹脂モールド装置では、リードフレーム、TABテープ、樹脂基板等の被成形品をプレス装置内に搬入し、樹脂モールド後の製品をプレス装置から搬出するといった搬送操作を自動で行っている。このような搬送操作は型締め、型開きといった樹脂モールド操作とタイミングを合わせて行うもので、被成型品をチャックして支持するチャック機構等を備えた搬送機構が従来から使用されている。
【0003】
図9はヒートシンク5を備えた樹脂モールド型の半導体装置の例であるが、この製品の場合は被成型品であるリードフレーム6の他に、インサート部品としてヒートシンク5をモールド金型のキャビティに別に供給して樹脂モールドする。このように、樹脂モールド型の半導体装置の製造には、リードフレームの他にインサート部品やモールド金型のポットに供給する樹脂タブレット等の搬送対象となるものが多く、これらのものを効率的に搬送できるようにすることが求められている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
樹脂モールド装置には被成型品や樹脂タブレットを自動供給する搬送機構が付設されているが、上記の半導体装置製品のようにリードフレームとは別体にヒートシンクを供給するといった場合には、通常の搬送機構の他にヒートシンク等のインサート部品等を供給する機構が必要になるため、装置が複雑になるという問題があった。
【0005】
本発明はこれらの問題点を解消すべくなされたものであり、その目的とするところは、プレス装置に被成型品やインサート部品を供給したり、プレス装置から成形品を搬出したりする簡易な構成の搬送機構を備え、装置全体をコンパクトに構成することができる樹脂モールド装置を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、被成形品をクランプして樹脂モールドするモールド金型がセットされた成型プレス部に前記被成形品、モールド用の樹脂、インサート部品等の搬送品を供給する搬送機構を備えた樹脂モールド装置において、前記搬送機構は、前記成型プレス部に対して接離する向きに直線的に移動可能に支持された移動枠と、該移動枠を、前記成型プレス部内に進入した位置と成型プレス部の外部の退避した位置との間を往復動させる移動機構と、前記移動枠に、該移動枠の移動方向と同方向に移動可能にガイドして支持され、前記被成形品を支持するハンドを備えた内移動体と、該内移動体を前記移動枠に対して往復動させる移動機構とを備え、前記内移動体を前記移動枠に対して移動させるとともに、前記移動枠を前記成型プレス部内に進入した位置と成型プレス部の外部の退避した位置との間で移動させる動作により前記搬送品を供給することを特徴とする。
また、前記内移動体は矩形枠状に形成され、前記移動枠の移動方向に延設された枠部に支持されていることを特徴とする。また、前記移動枠の移動機構は、前記移動枠の移動方向に平行に設けられたラックと、該ラックに係合するピニオンと、ピニオンを回転駆動する駆動モータとを有することを特徴とする。
また、前記成型プレス装置を挟む配置に、被成形品を成型プレス装置に供給するインローダと、成型プレス装置により成形された成形品を成形プレス装置から取り出しするアンローダが配置され、前記被成形品以外の搬送品を供給する前記搬送機構は、前記インローダとアンローダの移動方向とは直交する方向から前記成型プレス装置に搬送品を搬入する配置に設けられていることを特徴とする。
また、前記搬送機構は、前記インサート部品としてヒートシンクを供給するものであり、該搬送機構が、前記ハンドをモールド金型に位置決めするベースプレートと、該ベースプレートの下方に位置し、前記モールド金型でのヒートシンクの供給位置と同一配列に配置された吸着ヘッドを支持する吸着パッドプレートと、該吸着パッドプレートの下方に位置し、前記吸着パッドに付着したヒートシンクを分離するためのストリッパープレートと、前記ベースプレート、前記吸着パッドプレートおよび前記ストリッパープレートを前記モールド金型に対して接離動させる駆動機構とを設けたことを特徴とする。これによってモールド金型に確実にヒートシンクを供給することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る樹脂モールド装置の実施形態について図面とともに詳細に説明する。
図1は搬送機構を付設した樹脂モールド装置の全体構成を示す。この樹脂モールド装置はリードフレームとは別にヒートシンクをインサート部品として供給して樹脂モールドする装置である。
【0008】
図でA部分は成型プレス部、B部分はリードフレームの供給部、C部分は成形品の収納部、D部分は樹脂タブレットの供給部、E部分はヒートシンクの搬入機構部、F部分はヒートシンクの供給部である。図のようにリードフレームの供給部Bと成型品の収納部Cは成型プレス部Aを挟んだ両側位置に配置されている。リードフレームの供給部Bから成型プレス部Aに搬入されたリードフレームは成型プレス部Aで樹脂モールドされ、成型後の製品は成型プレス部Aから取り出されて成型品の収納部Cに収納される。
【0009】
図1で10はインローダ、12はアンローダであり、ともにガイドレール14にガイド支持され、インローダ10はリードフレームの供給部Bと成型プレス部Aとの間、アンローダ12は成型プレス部Aと成型品の収納部Cとの間で往復移動して、リードフレームの供給と成型品の取り出し等の操作を自動で行うように構成されている。この樹脂モールド装置ではこれらのインローダ10、アンローダ12等が被成型品に関する搬送機構を構成する。
【0010】
なお、樹脂タブレットの供給部Dはリードフレームの供給部Bに樹脂タブレットを供給し、リードフレームの供給部Bからリードフレームと共に樹脂タブレットを成型プレス部Aに供給するためのものである。
【0011】
本実施形態の樹脂モールド装置で特徴的な構成は、ヒートシンクの搬入機構部Eとヒートシンクの供給部Fにある。
ヒートシンクの搬入機構部Eは成型プレス部Aの後部に位置し、前記インローダ10およびアンローダ12の移動方向とは直交する方向から成型プレス部Aにヒートシンクを搬入する。
【0012】
本実施形態の樹脂モールド装置では各部の配置スペースの関係で、成型プレス部Aの後部に成型プレス部Aから若干離間させてヒートシンクの供給部Fを配置している。そのため、ヒートシンクの搬入機構部Eと成型プレス部Aとが若干離れて配置されている。そこで、本実施形態ではヒートシンクの搬入機構部Eとして、以下に説明するような構成を採用することによって、コンパクトな構成で長い移動ストロークをとることができるようにした。
【0013】
(ヒートシンクの搬入機構部)
ヒートシンクの搬入機構部は、ヒートシンクの供給部Fから供給されたヒートシンクをチャックするハンド20と、ハンド20を支持する内移動体22と、内移動体22を支持枠の内側で支持する移動枠24と、内移動体22を移動枠24の移動方向と同方向に移動枠24に対して往復動させる移動機構26と、移動枠24を成型プレス部Aに対して往復動させる移動機構28とを有する。実施形態では移動機構28をヒートシンクの供給部Fと成型プレス部Aとの中間に配置している。
【0014】
ハンド20は成型プレス部Aに設置した樹脂モールド金型に設けられたキャビティと同一の配置で1枚ずつヒートシンクをチャックして支持するものである。ヒートシンクの供給操作は、ヒートシンクをチャックした状態でハンド20を成型プレス部A内の所定位置まで進入させ、進入位置でヒートシンクのチャックを解除して樹脂モールド金型にヒートシンクを移載することによってなされる。
【0015】
本実施形態のヒートシンクの搬入機構部は、ハンド20を支持する内移動体22を移動枠24に対して成型プレス部Aに接近する向きに移動させると同時に、移動枠24を成型プレス部Aに向けて移動させる2段動作によってハンド20を移動させるように構成している。すなわち、移動枠24は成型プレス部Aの後部の開口部からハンド20を進入可能とするため、成型プレス部Aの開口部に面する位置で進退動可能とし、この移動枠24の動きに加えて内移動体22を移動させることによってハンド20を移動させている。
【0016】
図2、3はヒートシンクの搬入機構部のうち移動枠24とその移動機構28を主として示す。図2は移動枠24および移動機構28を側面方向から見た状態、図3は背面方向(移動機構28から成型プレス部Aを見る方向)から見た状態を示す。移動枠24の上縁はガイドレール30となっており、移動機構28に固定したガイド32、32にガイドされ、成型プレス部Aに対して接離する向きに直線的に移動可能となっている。移動枠24の進退動はラックピニオン方式による。
【0017】
34は移動枠24を進退動させる駆動モータで、36は駆動モータ34の出力軸に固定したピニオン、38はピニオン36に係合するラックである。ラック38は移動枠24の長手方向と平行に移動枠24に固定してあるから、ラック38とピニオン36とが係合した状態でピニオン36を回動させることにより、移動枠24が進退動する。駆動モータ34、ピニオン36、ラック38等移動機構28を構成する。
【0018】
移動枠24はガイド32に支持されて進退動するが、搬送操作の際に比較的長い距離を移動するから、図2に示すように、移動枠24の前端24aが成型プレス部Aを横切って成型プレス部Aの前面位置まで進入した際に、移動枠24の前端24aを支持する支持板40を成型プレス部Aに設置している。移動枠24の前端24aの下面にはローラ42を取り付け、移動枠24が最前位置まで進入した際にローラ42が支持板40上を転動して移動枠24を支持するように構成されている。移動枠24が前進すると、これにともなってラック38も前進する。
【0019】
図3で44は内移動体22を移動枠24に対して移動させる駆動モータである。
図4は駆動モータ44によって移動枠24に対して内移動体22を移動させる機構を示す。内移動体22は矩形枠状に形成され、移動枠24の長手方向に延設する一対の枠部分にガイド46によってガイド支持されている。内移動体22は移動枠24の枠内で長手方向に移動可能である。
【0020】
内移動体22は駆動モータ44によるベルトドライブによって進退動する。ベルト48は駆動モータ44の出力軸に固定したプーリ47と、移動枠24の長手方向の他端側に設置したプーリとの間に掛け渡して配置する。50は内移動体22をベルト48に固定したベルトクランパである。駆動モータ44を作動させることにより、プーリ47が回動し、それとともにベルト48が移動して内移動体22が進退動する。駆動モータ44、ガイド46、ベルト48、プーリ47等が内移動体22の移動機構26を構成する。なお、内移動体22の駆動源としては電動モータのかわりにエアシリンダ等を用いることができる。また、ベルトドライブによるかわりにボールネジとナットとの係合を利用することもできる。
【0021】
内移動体22は移動枠24の長手方向の枠部に沿って移動するから、移動枠24を長手方向に移動させるとともに内移動体22を移動させることにより、ハンド20の移動量は内移動体22の移動量と移動枠24の移動量が加算されたものとなる。このように2段動作によってハンド20を移動させる方法は、たとえばハンド20を移動枠24の単体で移動させる場合にくらべて、コンパクトに構成してより効率的に移動させることが可能となる。すなわち、成型プレス部Aに対しヒートシンクの供給部Fが比較的離間していても、装置を大がかりにせずに、容易にヒートシンクを供給することが可能となる。
【0022】
図5はヒートシンクをモールド金型までチャックして移載するハンド20の構成を示す。ハンド20はエア吸着によってヒートシンクを吸着支持するもので、52は内移動体22にハンド20を取り付ける取付板、54はハンド20のベースプレート、56は吸着パッドプレート、58はストリッパープレートである。ベースプレート54はベースガイド60により上下に移動可能にガイド支持され、吸着パッドプレート56とストリッパープレート58はともにベースプレート54に支持されている。
【0023】
62はベースプレート54を上下に押動するベースシリンダである。ベースシリンダ62はハンド20が成型プレス部Aの所定位置まで前進したところで、ベースプレート54を下降させ、ベースプレート54をモールド金型に対して位置決めして支持する。54aはベースプレート54をモールド金型に向けて下降させた際にモールド金型に設けた位置決め凹部に嵌合しベースプレート54を位置決めする位置決めブロックである。54bはベースプレート54の中央位置での位置決めのための位置決めブロックである。
なお、ヒートシンクの供給部であるF部分にも金型と同様の位置決め用の凹部があり、ヒートシンクをパレットから取り出す際にハンド20の位置決めができるようになっている。
【0024】
吸着パッドプレート56にはモールド金型でのキャビティの配置位置および配置数に合わせて吸着パッド64が取り付けられている。各々の吸着パッド64はエア吸着機構に連通し、エア機構のON−OFF操作によってヒートシンクの吸着および移載を行う。66は吸着パッドプレートを上下動させる吸着パッドシリンダ、68はストリッパープレート58を上下動させるストリッパーシリンダである。
【0025】
吸着パッド64にエア吸着されたヒートシンクは次のような操作によってモールド金型に移載される。
ハンド20が成型プレス部A内のモールド金型の所定位置に移動したところでベースシリンダ62が作動し、吸着パッドプレート56とストリッパープレート58がベースプレート54とともに降下し、モールド金型に対して位置決めされる。次いで、吸着パッドシリンダ66およびストリッパーシリンダ68が作動し、吸着パッドプレート56とストリッパープレート58はさらに降下し、キャビティの内底面にヒートシンクが当接したところで、ヒートシンクのエア吸引を開放し、ヒートシンクをキャビティ内に残して上昇する。
【0026】
ストリッパープレート58は吸着パッド64からヒートシンクが分離できなかった場合に、ヒートシンクを確実に吸着パッド64から引き離す作用をなす。ストリッパープレート58は吸着パッドプレート56が上昇開始する際には下位置にあり、吸着パッド64に付着したまま上昇しようとするヒートシンクを吸着パッドプレート56の上昇力の反作用によって引き離し、キャビティにヒートシンクをセットする。そして、吸着パッド64が所定位置まで上昇した後、ストリッパープレート58を上昇させる。こうして、モールド金型にヒートシンクを確実に供給することができる。
【0027】
(ヒートシンクの供給機構部)
図6〜8はハンド20にヒートシンクを供給するヒートシンクの供給部Fの構成を示す。図6は供給部Fの平面図、図7は側面図、図8は正面図である。図6でF1はヒートシンクを整列して収納したパレットをピックアップする機構部分であり、F2はピックアップしたパレットからヒートシンクをハンド20に移載し、空になったパレットを収納する機構部分である。
なお、本実施形態の樹脂モールド装置は一対のパレットからヒートシンクをハンド20に移載するもので、一度に2枚のパレットを操作するように構成されている。
【0028】
図7で72a、72bはヒートシンクを収納したパレット70を積層して収納したパレット供給部である。73a、73bはヒートシンクをハンド20に移載した後の空のパレット70を収納するパレット収納部である。パレット供給部72a、72b内のパレット70はリフタ74に支持され、またパレット収納部73a、73b内のパレット70はリフタ75に支持され、リフタ74、75は各々モータ76、77の出力軸に連結したボールねじ78に螺合して上下動自在に支持されている。
【0029】
パレット供給部72a、72bに積層して収納されているパレット70は積層されている上から順にパレットのピックアップ80a、80bによってピックアップされる。ピックアップ80a、80bはパレット供給部72a、72bの上方に配置されており、図7に示すピックアップシリンダ81を作動させパレット70の側縁を両側から挟むようにして支持する。82はピックアップ80a、80bを上下動させるための上下動シリンダである。パレット供給部72a、72b内のパレット70はモータ76でリフタ74の高さ位置を制御することにより、ピックアップ80a、80bに順次受け渡しされる。
【0030】
ピックアップ80a、80bに受け渡ししたパレット70は図6のF1の位置からF2の位置にまで移動される。このパレット70の移動操作は、ピックアップ後のパレット70をパレットクランパ84a、84b、84cにさらに受け渡し、パレットクランパ84a、84b、84cでパレット70をクランプした状態で、スライドレール90でガイドしてパレット70をハンド20の下方まで移動させることによってなされる。
【0031】
パレットクランパ84a、84b、84cはピックアップ80a、80bと同様にパレット70の側縁を挟圧して支持するもので、中央のパレットクランパ84cが固定で、パレット70を挟む両側のパレットクランパ84a、84bが幅方向に可動となっている。図7で85はパレットクランパ84a、84bを幅方向に移動させてパレット70をクランプするためのシリンダである。
図8に示すように、パレットクランパ84a、84b、84cには丸棒状のガイドロッド86が立設されており、ガイドロッド86の外側面にパレット70の外側面が当接してクランプ支持される。
【0032】
図8で、88はパレットクランパ84a、84b、84cをスライドレール90に沿って移動させるガイド板である。パレットクランパ84a、84b、84cにパレット70を支持した状態で、図8に示すようにパレット70はスライドレール90にガイド支持されており、パレットクランパ84a、84b、84cを水平移動させることにより、パレット70もスライドレール90にガイドされて横移動する。
【0033】
スライドレール90はパレット70を横移動する際にパレット70の長手方向の側縁をガイドして支持するものであるから、パレット供給部72a、72bからピックアップ80a、80bに移載する際にスライドレール90が幅方向(長手方向と直交する方向)に開いてパレット70がピックアップされるようにする必要がある。このためスライドレール90は幅方向に開閉可能にスライドガイド92によってガイド支持され、シリンダ94によって開閉駆動されるよう構成されている。F1とF2には同様のスライドレール、シリンダ、スライドガイドが設けられている。
【0034】
パレット70がパレットクランパ84a、84b、84cでクランプされた状態でスライドレール90は閉じた状態にあり、この状態でパレット70がハンド20の下方に移動される。
パレット70からハンド20にヒートシンクを移載する方法は、ハンド20の吸着パッド64に各々ヒートシンクをエア吸着する方法による。
ヒートシンクをエア吸着して空になったパレット70はその下方にあるパレット収納部73a、73bに収納される。パレット収納部73a、73bにパレット70を収納する方法は、パレットクランパ84a、84b、84cによるクランプを解除し、F2側のスライドレールを開放してパレット70を下方に落下させる方法による。
【0035】
実際にはリフタ75の高さを制御して、パレット70をわずかに落下させて収納するようにする。ガイドロッド86はパレット70をパレット収納部73a、73bに収納する際に、パレット70をガイドして落下させる作用も有している。パレット収納部73a、73bにパレット70を収納した後、パレットクランパ84a、84b、84cは元位置に復帰し、次のパレット70をピックアップする操作に移る。
【0036】
以上のように、本実施形態の樹脂モールド装置によれば、パレット70から順次ヒートシンクをハンド20に移載し、成型プレス部Aにヒートシンクを供給しつつ、リードフレームを供給セットしてヒートシンク付きの樹脂モールド型の半導体装置を自動生産することを可能にする。
【0037】
なお、上記実施形態で説明した樹脂モールド装置は、リードフレームの供給機構とは別にヒートシンクを供給する機構として搬送機構を設けたものであるが、本発明に係る搬送機構はヒートシンク等のインサート部品の供給のみに使用できるものではなく、被成型品とは別にモールド用の樹脂を供給する搬送機構として使用するといった使い方も可能である。たとえば、モールド用の樹脂として顆粒状の樹脂を使用する場合に、リードフレーム等の被成型品とは別に顆粒状の樹脂を供給する搬送機構として使用することができる。
【0038】
また、本発明に係る搬送機構は、直線的にレイアウトされたインローダーとプレス部とアンローダーの配置方向に対して直交する方向に搬送できるから、インローダーとプレス部とアンローダーが直線的にレイアウトされた既存形式を利用して特定の被成形品に加えて他の被成形品を供給して成形する装置が容易に構成できる。また、顆粒状の樹脂を供給して樹脂成形する装置もインローダーとプレス部とアンローダーが直線的にレイアウトされた装置を用いて容易に構成することができる。また、ポット等をクリーニングするためのクリーニング用樹脂を供給する装置も、インローダーでタブレット樹脂と被成形品を供給する場合に本発明に係る搬送機構を利用して構成することができる。
【0039】
また、もちろん搬送機構は成型プレス部へ被成型品等を供給する場合に限らず、成型プレス部内から成型品を外部に搬出する機構に適用することも可能であり、成型プレス部内にクリーナーを進入させてモールド金型の金型面をクリーニングするクリーニング機構に適用することも可能である。
【0040】
【発明の効果】
本発明に係る樹脂モールド装置は、上述したように、ハンドを設けた内移動体を移動枠に対して移動可能に設けるとともに、移動枠とともに内移動体を移動させることにより2段ストロークによる搬送を可能にし、これによってコンパクトな構成で効率的な搬送操作を可能にする。これによって、被成型品やモールド用の樹脂、インサート部品等の搬送を容易にし、複数の搬送機構が必要となるような樹脂モールド装置の構成を容易にすることができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る樹脂モールド装置の搬送機構を付設した樹脂モールド装置の全体構成を示す説明図である。
【図2】搬送機構の側面図である。
【図3】搬送機構の正面図である。
【図4】搬送機構の移動枠と内移動体を拡大して示す平面図である。
【図5】ハンドの構成を示す正面図である。
【図6】ヒートシンクの供給部の平面図である。
【図7】ヒートシンクの供給部の側面図である。
【図8】ヒートシンクの供給部の正面図である。
【図9】ヒートシンクを有する半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
10 インローダ
12 アンローダ
20 ハンド
22 内移動体
24 移動枠
26 移動機構
28 移動機構
32 ガイド
34 駆動モータ
36 ピニオン
38 ラック
40 支持板
44 駆動モータ
48 ベルト
54 ベースプレート
56 吸着パッドプレート
58 ストリッパープレート
60 ベースガイド
64 吸着パッド
70 パレット
72a、72b パレット供給部
73a、73b パレット収納部
74、75 リフタ
80a、80b ピックアップ
84a、84b、84c パレットクランパ
86 ガイドロッド
90 スライドレール
Claims (5)
- 被成形品をクランプして樹脂モールドするモールド金型がセットされた成型プレス部に前記被成形品、モールド用の樹脂、インサート部品等の搬送品を供給する搬送機構を備えた樹脂モールド装置において、
前記搬送機構は、
前記成型プレス部に対して接離する向きに直線的に移動可能に支持された移動枠と、
該移動枠を、前記成型プレス部内に進入した位置と成型プレス部の外部の退避した位置との間を往復動させる移動機構と、
前記移動枠に、該移動枠の移動方向と同方向に移動可能にガイドして支持され、前記被成形品を支持するハンドを備えた内移動体と、
該内移動体を前記移動枠に対して往復動させる移動機構とを備え、
前記内移動体を前記移動枠に対して移動させるとともに、前記移動枠を前記成型プレス部内に進入した位置と成型プレス部の外部の退避した位置との間で移動させる動作により前記搬送品を供給することを特徴とする樹脂モールド装置。 - 前記内移動体は矩形枠状に形成され、前記移動枠の移動方向に延設された枠部に支持されていることを特徴とする請求項1記載の樹脂モールド装置。
- 前記移動枠の移動機構は、前記移動枠の移動方向に平行に設けられたラックと、該ラックに係合するピニオンと、ピニオンを回転駆動する駆動モータとを有することを特徴とする請求項1または2記載の樹脂モールド装置。
- 前記成型プレス装置を挟む配置に、被成形品を成型プレス装置に供給するインローダと、成型プレス装置により成形された成形品を成形プレス装置から取り出しするアンローダが配置され、
前記被成形品以外の搬送品を供給する前記搬送機構は、前記インローダとアンローダの移動方向とは直交する方向から前記成型プレス装置に搬送品を搬入する配置に設けられていることを特徴とする請求項1、2または3記載の樹脂モールド装置。 - 前記搬送機構は、前記インサート部品としてヒートシンクを供給するものであり、該搬送機構が、
前記ハンドをモールド金型に位置決めするベースプレートと、
該ベースプレートの下方に位置し、前記モールド金型でのヒートシンクの供給位置と同一配列に配置された吸着ヘッドを支持する吸着パッドプレートと、
該吸着パッドプレートの下方に位置し、前記吸着パッドに付着したヒートシンクを分離するためのストリッパープレートと、
前記ベースプレート、前記吸着パッドプレートおよび前記ストリッパープレートを前記モールド金型に対して接離動させる駆動機構とを設けたことを特徴とする請求項1、2、3または4記載の樹脂モールド装置。
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