(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【0012】
まず、本実施形態における樹脂封止装置について説明する。
図1にプリヒータ1を備えた樹脂封止装置101の平面を模式的に示す。
【0013】
樹脂封止装置101は、被成形品供給部Aからローダ2により被成形品3aがモールド金型4を有する複数のプレス部Bのいずれかに搬入され、アンローダ5により成形品3bがプレス部Bから取り出されて成形品収納部Cへ収納されるようになっている。ローダ2およびアンローダ5は、樹脂封止装置101内の奥側に配置されたレール6を共用してレール6上を左右に移動でき、また、装置手前側に前後(
図1の上下方向)に移動できるものである。この樹脂封止装置101は、加熱されたモールド金型4内で被成形品3aを樹脂封止するものである。
【0014】
被成形品供給部Aは、供給テーブル7上に整列して載置された被成形品3a(基板)およびホルダ機構16でポット配置に対応して整列して保持された樹脂タブレットtを、整列した配置を維持したままローダ2によってプレス部Bに供給するものである。
【0015】
被成形品供給部Aでは、被成形品3aが、マガジン8に収納されており、個々にエレベータ11により搬送された後、モールド金型4に載置される配置と同じ配置で配置テーブル12に載置される。この配置テーブル12から被成形品3aは、供給テーブル7まで図示しない送り出し機構によって送り出され、ローダ2に受け取られる。また、樹脂タブレットtは、ホッパ13に収納されており、送り出し機構14により送り出されて、受け渡し機構15を介して、ホルダ機構16に載置され、ローダ2に受け渡される。
【0016】
プレス部Bは、型開きしたモールド金型4内に、被成形品3aおよび樹脂タブレットtが供給された後、型締めしてトランスファ成形によって被成形品3aを樹脂封止するものである。モールド金型4は、被成形品3aの樹脂量が多いことに対応すべく、1つの金型キャビティ20に対して2つのポット17から樹脂が充填されるように、金型キャビティ20およびポット17が整列して配置されている。この金型キャビティ20およびポット17のそれぞれに対応して、モールド金型4内に被成形品3aおよび樹脂タブレットtが供給される。
【0017】
このプレス部Bは、被成形品3aをモールド金型4へ搬送する搬送路において、プリヒータ1をモールド金型4の直近(隣)に配置している。これにより、プリヒートした被成形品3aの温度が低下することなくモールド金型4に搬入することができる。
【0018】
このように、プレス部Bでは、被成形品3aをモールド金型4内に供給する前に、プリヒータ1によって被成形品3aがプリヒートされる。プリヒートされた被成形品3aに対して樹脂封止を行うことで、成形温度に加熱されている樹脂が、被成形品3aに熱を奪われることなく、金型キャビティ内部を充填する。これにより、成形品3bに巣が形成されるなどによる成形品質の低下を防止し、成形品質を維持することができる。
【0019】
成形品収納部Cは、プレス部B(モールド金型4)で樹脂封止されてなる成形品3bを、アンローダ5、ピックアップ等を介してマガジン9に収納するものである。成形品収納部Cでは、アンローダ5によってプレス部Bから取り出した成形品3bを取り出しテーブル18に載置した後、ディゲート部21で成形品3aのゲートブレイクが行われ、不要樹脂が除去される。ゲートブレイクされた成形品3aは、複数のピックアップ部22を経て、必要に応じて旋回してマガジン9に収納される。
【0020】
次に、本実施形態におけるプリヒータ1の構造および動作について説明する。
図2にプリヒータ1の平面、
図3に一部を取り除いたプリヒータ1の平面を示す。また、
図4〜
図6にそれぞれプリヒータ1の正面、右側面、左側面を示す。
【0021】
また、
図7にプリヒータ1の下ヒータ部31に載置した被成形品3aを示し、
図8にプリヒータ1の下ヒータ部31と上ヒータ部32に挟み込まれた被成形品3aを示す。被成形品3aは、
図7および
図8に示すように、リード25や孔26が形成された金属板からなるフレーム27、28に、半導体素子23、24が挟まれたものであり、樹脂封止されて成形品3a(パワーカード)となるものである。
【0022】
図4や
図8に示すように、プリヒータ1は、被成形品3aが載置される下ヒータ部31と、下ヒータ部31に対向する位置へ移動可能な上ヒータ部32とを有し、下ヒータ部31に載置された被成形品3aを、下ヒータ部31と上ヒータ部32で挟む構造である。下ヒータ部31および上ヒータ部32は、ベースとなるプレートにヒータ39が埋め込まれて発熱するものである(
図2および
図4参照)。このため、プリヒータ1は、被成形品3aの一方の片面を下ヒータ部31と接触させて、他方の片面を上ヒータ部32と接触させて、被成形品3aのプリヒートを行うものである(
図8参照)。この下ヒータ部31の位置は、プリヒータ1が被成形品3aをプリヒートするためのプリヒート位置である。
【0023】
下ヒータ部31には、
図2、
図7および
図8に示すように、被成形品3aが収納して載置される凹部33が設けられている。この凹部33は、被成形品3aの形状に合わせて形成されるものである。本実施形態における下ヒータ部31では、中央溝がその周辺溝より深くなる二段状となっており、中央溝に半導体素子23、24およびそれらを挟むフレーム27、28の部分が位置し、周辺溝にリード25や孔26が形成されたフレーム27、28の部分が位置するように凹部33が形成されている。なお、下ヒータ部31にはガイドピン29が突設されており、孔26にガイドピン29が貫通して被成形品3aは下ヒータ部31に位置決めされている(
図8参照)。
【0024】
また、
図8に示すように、上ヒータ部31には、半導体素子23、23を挟むフレーム28と接触する面から、リード25や孔26が形成されたフレーム27、28と接触するように凸部34が設けられている。この凸部34は、被成形品3aの形状に合わせて形成されるものである。
【0025】
このように凹部33が形成された下ヒータ部31および凸部34が形成された上ヒータ部32によって、被成形品3aを挟み込んで、プリヒータ1は被成形品3aをプリヒートする。このため、例えば、被成形品3aのフレーム27、28のように大型の金属板が用いられた場合であっても、フレーム27、28から熱が放散するのを防止することができる。このようにプリヒータ1は、被成形品3aの一方の片面を下ヒータ部31と接触させて、他方の片面を上ヒータ部32と接触させて、被成形品3aのプリヒートでき、保温性に優れた構造となっている。
【0026】
また、本実施形態では、
図8に示すように、被成形品3aが載置された下ヒータ部31の凹部33を、上ヒータ部32で塞いで、プリヒータ1は被成形品3aをプリヒートする。このため、例えば、被成形品3aがパワーカードのような大型の金属板であることはもちろん、どのような大きさ、形状のものであっても、被成形品3aから放熱するのを防止することができる。このようにプリヒータ1は、特に、凹部33の内部領域を、下ヒータ部31および上ヒータ部32からの発熱によって、所定温度に保温することができる。
【0027】
図2に示すように、下ヒータ部31には、複数の凹部33が左右二列に整列配置して設けられている。この配置は、モールド金型4内で被成形品3aが載置されるときの配置(
図1の金型キャビティ20の配置を参照できる)に対応している。
【0028】
このような下ヒータ部31に対して、本実施形態では、凹部33の各列の上方まで移動可能な2つの上ヒータ部32を設けている。言い換えると、下ヒータ部31の加熱領域を分割した領域のそれぞれの上方に位置するように、2つの上ヒータ部32が複数設けられている。プリヒータ1では、この2つの上ヒータ部32によって下ヒータ部31を開閉している。
【0029】
図2および
図4では、プリヒータ1は、下ヒータ部31を開けた(露出した)状態が示されているが、2つの上ヒータ部32が下ヒータ部31の上方の位置にスライド移動(
図4中、上ヒータ部32を破線で示している)することで閉じた状態となる。被成形品3aが載置された下ヒータ部31の上方で対向する位置に移動した上ヒータ部32に対して、下駆動部35によって下ヒータ部31を近づけることで、
図8に示したように、被成形品3aは下ヒータ部31と上ヒータ部32に挟まれた状態となる。なお、
図4では、
図8で示した下ヒータ部31の凹部33および上ヒータ部32の凸部34は省略されている。
【0030】
本実施形態では、下ヒータ部31は、
図4に示すように、鉛直方向に移動し、上ヒータ部32は、その鉛直方向と交差する水平方向にスライド移動するものとして用いている。このため、プリヒータ1は、鉛直方向に下ヒータ部31を移動させる駆動部(下駆動部35)と、その鉛直方向と交差する水平方向に上ヒータ部32をスライド移動させる駆動部(上駆動部36)とを有する。
【0031】
下駆動部35は、
図4および
図5に示すように、筐体37に設けられた下プレート38に取り付けられた鉛直方向に伸縮可能なシリンダ41と、シリンダ41上に連結して設けられた鉛直方向に伸縮可能なシリンダ42と、それらが作用できるように支持する部材とを有している。シリンダ42の端には、中間プレート43が設けられており、この中間プレートが、下ヒータ部31を支持している。なお、
図4、
図5中、シリンダ41、42には、説明を明解にするためにハッチングを付している。
【0032】
中間プレート43は、シリンダ41、42の周囲に鉛直方向に延在する複数のロッド44によってガイドされて、鉛直方向に移動するものである。このロッド44には水平方向に面を有するストッパプレート45(
図5参照)が設けられており、所定高さ(
図5ではガイドプレート57の下)を越えて移動しないようになっている。これにより、中間プレート43が上方に移動しすぎないようにしている。
【0033】
また、中間プレート43上には、複数のセラミックからなる断熱ブロック47を介して下ヒータ部31が設けられている。断熱ブロック47によって、下ヒータ部31の熱がそれを支持する部材に熱伝導するのを防止している。すなわち、断熱ブロック47を介して下ヒータ部31を支持することで、保温性を確保することができる。
【0034】
上駆動部36は、
図3に示すように、筐体37に取り付けられた水平方向に伸縮可能なシリンダ51と、シリンダ51が作用できるように支持する部材とを有している。シリンダ51の端には、開閉プレート52が設けられており、この開閉プレート52が、複数の支柱53を介して上ヒータ部32を支持している(
図6参照)。
【0035】
開閉プレート52は、
図3や
図6に示すように、シリンダ51の伸縮方向(水平方向)に延在して筐体37に設けられた複数のレール54と、その上をスライドするガイド55によって、水平方向に移動するものである。また、上ヒータ部32は、
図4や
図6に示すように、安定して移動するために、側面に設けられたカムフォロア56を介してガイドプレート57によってガイドされる。ガイドプレート57は、筐体37に立設された複数の支柱58によって支持され、シリンダ52の伸縮方向に延在して設けられている。
【0036】
なお、本実施形態では、上ヒータ部32は2つ設けているので、それぞれに対応する2つの上駆動部36を設けている。すなわち、2つの上駆動部36は、一対の上ヒータ部32が互いに接離動するように、水平方向に左右一対で設けられる(
図4参照)。
【0037】
次に、プリヒータ1の動作について具体的に説明する。
図4では、鉛直方向に移動可能な下ヒータ部31は、最も下側(最下位)に位置している。この下ヒータ部31の位置は、プリヒータ1が被成形品3aを受け入れるための待機位置である。また、水平方向に移動可能な2つの上ヒータ部32は、下ヒータ部31の上方位置から退避して(遠ざかって)最も外側に位置しており、プリヒータ1が開いた状態となっている。
【0038】
なお、プリヒータ1を閉じた状態では、上ヒータ部32が下ヒータ部31の上方の位置(
図4中、上ヒータ部32を破線で示している)にある。この閉じた状態において、被成形品3aをプリヒートすることができる。また、プリヒータ1を閉じた状態では、ローダ2の移動などによる塵埃が下ヒータ部31に付着するのを防止することができる。
【0039】
図4に示すように、プリヒータ1が開いた状態から、下駆動部35のシリンダ41、42を共に伸ばすことによって、下ヒータ部31を、最も上側の位置(最上位)に移動させ、被成形品3aをローダ2から受け取る。具体的には、下ヒータ部31を上ヒータ部32より高い位置(
図4中で示されている被成形品3aの位置)で受け取るように、下ヒータ部31を移動させる。この位置で、ローダ2から複数の被成形品3aを受け取り、それぞれ下ヒータ部31の複数の凹部33(
図2参照)に載置されることとなる。
【0040】
本実施形態におけるプリヒータ1は下ヒータ部31の上方に上ヒータ部32を開閉可能に設ける構造である。したがって、ローダ2から被成形品3aの受け取る際、下ヒータ部31を上ヒータ部32より高い位置となるようにしている。この下ヒータ部31の位置は、プリヒータ1がローダ2に対して被成形品3aを受け渡すための受け渡し位置である。このように、プリヒータ1が開いた状態で、被成形品3aを受け渡す際に、下駆動部35のシリンダ41、42によって下ヒータ部31を上ヒータ部32より高い受け渡し位置へ移動させる。また、下駆動部35を2つのシリンダ41、42で構成することで、下ヒータ部31の高さ調整を容易に行うこととしている。
【0041】
次いで、下駆動部35のシリンダ41、42を共に縮めることによって、下ヒータ部31を、最も下側の位置(
図4参照)に移動させる。次いで、被成形品3aが載置された下ヒータ部31の上方に、上駆動部36によって上ヒータ部32を移動させる(
図4中、上ヒータ部32を破線で示している)。すなわち、各上駆動部36のシリンダ51を縮めることによって、上ヒータ部32をそれぞれ互いに近づけて、下ヒータ部31の上方を閉じた状態とする。
【0042】
次いで、下駆動部35のシリンダ42を縮めたまま、シリンダ41を伸ばすことによって、下ヒータ部31の上方に位置する上ヒータ部32に対して下ヒータ部31をプリヒート位置まで近づけて、被成形品3aを下ヒータ部31と上ヒータ部32とで挟んだ状態とする(
図8参照)。すなわち、プリヒータ1が閉じた状態で、プリヒートする際に、下駆動部35のシリンダ41によって下ヒータ部31を上ヒータ部32に近接するプリヒート位置へ移動させる。このように、プリヒータ1は、被成形品3aを下ヒータ部31と上ヒータ部32とで挟んだ状態で被成形品3aをプリヒートする。
【0043】
本実施形態におけるプリヒータ1では、被成形品3aの一方の片面を下ヒータ部31と接触させて、他方の片面を上ヒータ部32と接触させて、被成形品3aのプリヒートできるため、保温性に優れた構造となっている。また、シリンダ41とシリンダ42とを連結することで、下ヒータ部31の移動量の調整を容易にしている。
【0044】
また、本実施形態では、下ヒータ部31に対して、上ヒータ部32を2つ設けて、それぞれの上駆動部36によって開閉している。具体的には、各上駆動部36によって2つの上ヒータ部32を下ヒータ部31の上方から互いに遠ざけて、下ヒータ部31を開けた状態にしている。また、各上駆動部36によって2つの上ヒータ部32を下ヒータ部31の上方へ互いに近づけて、下ヒータ部31を閉じた状態にしている。
【0045】
このように複数の上ヒータ部32を下ヒータ部31に対して、迅速に開閉できる構造となっている。特に、被成形品3aが載置される下ヒータ部31の凹部33の周辺領域において、熱が放散するのを防止することができる。すなわち、プリヒータ1は、保温性に優れた構造となっている。
【0046】
次いで、下駆動部35のシリンダ41を縮めることによって、下ヒータ部31を、最も下側の位置(
図4参照)に移動させる。次いで、上駆動部36のシリンダ51を伸ばすことによって、上ヒータ部32を、最も外側の位置に移動させる。これにより、下ヒータ部31の上方を開けた状態となる。
【0047】
次いで、プリヒータ1が開いた状態から、下駆動部35のシリンダ41、42を共に伸ばすことによって、下ヒータ部31を、最も上側の位置(最上位)に移動させ、被成形品3aをローダ2に渡す。このローダ2に渡された複数の被成形品3aは、プリヒートによる熱を帯びて整列配置されたまま、隣接するモールド金型4内に搬入され載置される。このようにプリヒートされた被成形品3aをローダ2に保持したまま直近に配置されたモールド金型4に搬入することにより、被成形品3aの温度が低下することがない。
【0048】
次いで、下駆動部35のシリンダ41、42を共に縮めることによって、下ヒータ部31を、最も下側の位置(
図4参照)に移動させて、上駆動部36のシリンダ51を縮めることによって、下ヒータ部31の上方に上ヒータ部32を移動させた状態(閉じた状態)とする。すなわち、プリヒータ1が閉じた状態で、被成形品3aの受け取りを待機する際に、下ヒータ部31をプリヒート位置より下方の待機位置へ移動させる。このように、プリヒータ1を閉じた状態で、次の被成形品3aがローダ2から渡されるのを待機する。
【0049】
この待機した状態では、下ヒータ部31が露出されていない状態であるので、ローダ2の移動などによる塵埃が下ヒータ部31に付着するのを防止することができる。また、被成形品3aを受け入れる待機状態において、下駆動部35によって下ヒータ部31を移動させて、下ヒータ部31と上ヒータ部32とを近接させることで、より保温性を確保することができる。