JPH084267Y2 - 素子パッケージ成形用金型 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、リードフレーム上に素子パッケージを成形
するための金型に係わり、特に、金型内でのリードフレ
ームの配置異常を検出するための改良に関する。

「従来の技術」 リードフレームに樹脂パッケージを形成する場合に、
従来から多用されているトランスファー成形用金型を例
に挙げて説明する。

この種のトランスファー金型は、上チェイス（上型）
と下チェイス（下型）の対向面に、リードフレーム上に
形成すべき樹脂パッケージの形状をなすキャビティを画
成し、これらキャビティのそれぞれにゲートを介して連
通する複数のポットを形成するとともに、これらポット
内でそれぞれ昇降するトランスファーを設けたものであ
る。

そして使用時には、ロボット等により下チェイス上に
リードフレームを位置決めして載置するとともに、各ポ
ットに樹脂タブレットを装填して加熱軟化させ、上下チ
ェイスを型閉めして、トランスファーにより樹脂をゲー
トを通じてキャビティ内に押し出し、パッケージを形成
する。

「考案が解決しようとする課題」 ところが、従来の素子パッケージ成形用金型では、下
チェイス上でのリードフレームの載置位置に多少でも誤
差が生じると、パッケージの成形不良を生じて歩留まり
が悪化したり、場合によっては高価な金型が損傷され、
多大な損害を受けるおそれがあった。

なお、このような問題は、同様にリードフレームに素
子パッケージを形成する射出成形装置等においてもいえ
ることである。

「課題を解決するための手段」 本考案は上記課題を解決するためになされたもので、
請求項１記載の素子パッケージ成形用金型では、開閉操
作される上型および下型の間にリードフレーム上に形成
すべきパッケージ形状をなすキャビティが画成され、前
記下型の定位置にリードフレームを載置して型閉めした
うえ、各キャビティに溶融樹脂を注入して素子パッケー
ジを成形する素子パッケージ成形用金型において、前記
上型および下型には、リードフレームとの対向位置に、
リードフレームの有無を検出する検出機構を設け、該検
出機構は、型閉め時にリードフレームをはさんで対向す
る位置において互いの光軸を一致させて先端を配し前記
上型および下型のそれぞれに埋設された光ファイバと、
一方の光ファイバに接続された発光素子と、他方の光フ
ァイバに接続された受光素子とから構成されている技術
が採用される。

請求項２記載の素子パッケージ成形用金型では、開閉
操作される上型および下型の間にリードフレーム上に形
成すべきパッケージ形状をなすキャビティが画成され、
前記下型の定位置にリードフレームを載置して型閉めし
たうえ、各キャビティに溶融樹脂を注入して素子パッケ
ージを成形する素子パッケージ成形用金型において、前
記上型または下型には、リードフレームとの対向位置
に、リードフレームの有無を検出する検出機構を設け、
該検出機構は、型閉め時にリードフレームに対向する位
置に先端を配し前記上型または下型に埋設された光ファ
イバと、該光ファイバの他端と接続され型内へ導波され
る入射光を出射する発光素子と、該発光素子と前記光フ
ァイバとの間に配されて前記入射光を通過させて光ファ
イバの他端に導くとともに、該光ファイバの他端から出
射される型内からの戻り光を反射するハーフミラーと、
該ハーフミラーで反射された戻り光を受光する受光素子
とを備える技術が採用される。

「作用」 この素子パッケージ成形用金型では、上型および／ま
たは下型に設けた検出機構により、リードフレームが定
位置にあるか否かを直接検出することが可能なので、リ
ードフレームの配置誤差によるパッケージの成形異常や
金型の損傷等の不都合を未然に防ぐことができる。

また、前記検出機構として、上型および下型に埋設し
た光ファイバと、発光素子および受光素子を用いるの
で、温度や衝撃に弱い受光素子および発光素子を、高温
で衝撃を受けやすい型開閉面から退避させることができ
るうえ、光の遮断または透過により明確にリードフレー
ムの配置を確認することができ、信頼性が極めて高い。

また、光ファイバは各型に孔を形成するだけで容易に
固定でき、型内の駆動機構と干渉しにくく、金型動作に
影響を与えないうえ、発光および受光面積が小さいため
に分解能が高く、僅かな位置誤差も明確に検出しうる利
点を有する。

また、上型または下型に埋設した光ファイバと、該光
ファイバにハーフミラーを介して接続された発光素子お
よび受光素子とを用いると、発光素子からの出射された
入射光がハーフミラーを透過して光ファイバの他端に入
射され、該光ファイバを導波されてその先端から型内へ
と出射される。そして、型内で反射した戻り光は、再び
光ファイバの先端から入射して他端側へと導波される。
導波された光は光ファイバの他端からハーフミラーに出
射されるとともに、該ハーフミラーに反射されて光路を
変更され、受光素子に入射される。

このとき、リードフレームが定位置に載置されている
と、光はリードフレームで反射した戻り光となり、リー
ドフレームがずれて光の投射位置に存在しないときは、
光は金型で反射した戻り光となる。したがって、リード
フレームが定位置に載置されているか否かは、リードフ
レームに反射して戻ったときと金型に反射して戻ったと
きとの戻り光の光量差、すなわち受光素子に入射した光
量の差によって判断される。

「実施例」 第１図および第２図は、本考案の一実施例である素子
パッケージのトランスファー成形用金型を示し、第１図
は正断面図、第２図は下チェイスの平面図である。

図中符号１は成形機のボルスタ（図示略）上に固定さ
れた下定盤、２は下定盤１上に固定された下チェイス
（下型）であり、これらと対向する成形機の上取付盤
（図示略）には、上定盤３を介して上チェイス（上型）
４が固定されている。

下チェイス２と上チェイス４の対向面には、リードフ
レームＬがはまる細長い矩形状のフレーム凹部５（＝定
位置）が一対、間隔を空けて平行に形成されるととも
に、各フレーム凹部５の中には素子パッケージの形状を
なす凹部（６）が並んで形成されている。そして、各フ
レーム凹部５にリードフレームＬを収めて各チェイス2,
4を型閉めすると、凹部（６）がキャビティ６を画成す
る。

下チェイス２の各フレーム凹部５の間には、第２図に
示すように樹脂タブレットが入る円孔状のポット７が等
間隔に形成され、個々のポット７からは隣接する各４つ
のキャビティ６に連通するゲート（図示略）が形成され
ている。各ポット７の内部には、型の開閉と連動して昇
降するトランスファー８が配置され、各ポット７内の樹
脂タブレットを溶融してトランスファー８を上昇させる
と、溶融樹脂がゲートを通じて各キャビティ６に注入さ
れる。

各チェイス2,4にはまた、各フレーム凹部５のポット
７から遠い側の一端隅部に互いに同軸なファイバ挿通孔
９が垂直に形成され、これら挿通孔９にはそれぞれ光フ
ァイバ被覆管10が挿通固定され、対向する光ファイバ被
覆管10内の光ファイバ同士は光軸が互いに一致してい
る。なお、光ファイバ被覆管10の埋設位置は、リードフ
レームＬの頂点から近いほど位置誤差を検出する分解能
が向上して好ましい。また、各光ファイバの先端はフレ
ーム凹部５の底面と面一か、あるいは保護のために若干
後退した位置に設定されており、後退させた場合には保
護用透明板で各ファイバ先端を覆ってもよい。

各光ファイバ被覆管10の他端側は、金型外にまで延長
され、上チェイス３内の光ファイバ被覆管10の端部には
発光素子11が、下チェイス２内の光ファイバ被覆管10の
端部には受光素子12がそれぞれ接続されている。

発光素子11としては発光ダイオードや各種電球等が好
適で、受光素子12としては、CdSセルやフォトトランジ
スタ、フォトダイオード等が使用できる。そして発光素
子11および受光素子12は共に金型制御盤に接続され、そ
の信号に応じて警報器等を作動するようになっている。

次に、このトランスファー成形用金型の使用方法を説
明する。なお、発光素子11は常に通電され、発光してい
るものとする。

まず、型開き状態において、下チェイス２の各ポット
７に樹脂タブレットを装入し、リードフレームＬをロボ
ット等で各フレーム凹部５に収める。次に、受光素子12
からの電気信号を確認し、発光素子11からの照射光がリ
ードフレームＬの端部に遮断され、受光素子12が光を検
出していないことを確認し、遮断状態にある場合には、
通常通り型閉めしてトランスファー８を上昇させ、各キ
ャビティ６に溶融樹脂を注入する。

しかし万一、受光素子12が受光状態にある場合には、
型閉めを停止して警報を鳴らすか、あるいはロボット等
により下チェイス２上のリードフレームＬを自動的に取
り除き、再度リードフレームＬのセットを初めから行な
う。

一方、成形が終了した後は、型開きしてパッケージが
形成されたリードフレームＬをロボット等により次工程
に搬送すると同時に、受光素子12からの信号が受光状態
にあることを確認し、万一遮断状態であれば次のリード
フレームの供給を停止して、警報等を鳴らす。

このように、このトランスファー金型によれば、リー
ドフレームＬがフレーム凹部５内に正確に収まっている
か否かを直接検出することが可能で、配置誤差によるパ
ッケージの成形異常や、金型損傷等の不都合を未然に防
止でき、生産性を向上してコスト低下を図ることができ
る。

また、検出機構として、光ファイバ10と発光素子11お
よび受光素子12を使用しているため、温度や衝撃に弱い
これら素子11,12を、高温で衝撃を受けやすい各型2,4か
ら退避させることができ、高価な耐熱・耐衝撃性素子を
使用せずに済み、コスト低下が図れるうえ、光の遮断・
透過により明確にリードフレームの配置を確認すること
ができ、信頼成が極めて高い。

また、光ファイバ被覆管10は各型2,4に挿通孔９を形
成するだけで容易に取り付けられ、型内の他の駆動機構
と干渉しにくく、金型動作に影響を与えないうえ、発光
および受光面積が小さいために分解能が高く、リードフ
レームの僅かな位置誤差も明確に検出できる。

また、この例では光ファイバ被覆管10をフレーム凹部
５の隅部に埋設しているので、リードフレームＬが長手
方向および幅方向のいずれにずれても異常を検出しやす
い。

なお、各光ファイバ被覆管10の埋設位置はリードフレ
ームＬの形状に応じて適宜変更してよい。その場合、埋
設位置としては、リードフレームＬがいずれの方向にず
れても異常を検出しやすいように、リードフレームの、
周囲がなるべく開口部で囲まれる部分と対向させること
が望ましい。必要に応じては、リードフレームＬに予め
そのような条件を満たす位置検出用部分を形成しておい
てもよい。

また、上記実施例では各リードフレームＬに対し検出
機構を１つ設けているが、その数を２以上とし、位置ず
れ検出精度を一層高めてもよい。

また、上記のように発光素子11を常時点灯するのでは
なく、検出時にのみ点灯する構成も可能であるし、受光
側の光ファイバ被覆管10に集光レンズを取り付けてもよ
い。

また上記実施例では、光路を遮断することによりリー
ドフレームＬを検出したが、その代わりに、光ファイバ
にハーフミラーを用いた光路分離器を接続し、発光素子
からの光を光路分離器を介してリードフレームに照射す
るとともに、リードフレームによる反射光を再び同じ光
ファイバで受光し、光路分離器で光路を変更して受光素
子で反射光を検出する構成としてもよい。前記ハーフミ
ラーは、発光素子から出射される光の光路を変更せずに
光ファイバにその他端から入射させ、かつ、前記光ファ
イバの他端から出射される型内からの戻り光を反射し光
の光路を変更して受光素子に入射させる位置に配され
る。この場合、リードフレームが定位置に載置されてい
るか否かは、リードフレームに反射して戻ったときと金
型に反射して戻ったときとの戻り光の光量差、すなわち
受光素子に入射した光量の差によって判断される。こう
すると、一方のチェイスのみに光ファイバを埋設すれば
足り、構成上の自由度が増す。

さらに、本考案は上記のような光学素子による検出だ
けでなく、各種接触型センサや、電磁センサ、インダク
タンスセンサ、容量センサ等を用いてリードフレームを
検出することも可能である。

また、本考案は上記のトランスファー成形用金型に限
らず、射出成形装置や他の形式の成形装置で素子パッケ
ージを成形する場合にも適用できる。

「考案の効果」 以上説明したように、本考案の素子パッケージ成形用
金型によれば、上型および／または下型に設けた検出機
構により、リードフレームが定位置にあるか否かを直接
検出することが可能なので、リードフレームの配置誤差
によるパッケージの成形異常や金型の損傷等の不都合を
未然に防ぐことができる。

また、前記検出機構として、上型および下型に埋設し
た光ファイバと、発光素子および受光素子とを用いた場
合には、温度や衝撃に弱い受光素子および発光素子を、
高温で衝撃を受けやすい型開閉面から退避させることが
できるうえ、高価な耐熱耐衝撃性の素子を使用せずに済
み、コスト低下が図れるうえ、光の遮断・透過により明
確にリードフレームの配置を確認することができ、信号
処理が容易で信頼性が極めて高い。

さらに、光ファイバは各型に孔を形成するだけで容易
に固定でき、型内の駆動機構と干渉しにくく、金型動作
に影響を与えないうえ、発光および受光面積が小さいた
めに分解能が高く、僅かな位置誤差も明確に検出しうる
利点を有する。

そして、上型または下型に埋設した光ファイバと、該
光ファイバの他端と接続される発光素子と、該発光素子
と前記光ファイバとの間に配されるハーフミラーと、該
ハーフミラーで反射された戻り光を受光する受光素子と
を用いた場合には、リードフレームが定位置に載置され
ているか否かは、リードフレームに反射して戻ったとき
と金型に反射して戻ったときとの戻り光の光量の差によ
って判断するので、一方の金型のみに光ファイバを埋設
すれば足り、構成上の自由度が増すとともに、金型の加
工作業等を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係わる素子パッケージ成形用金型の一
実施例を示す縦断面図、第２図は同装置における下チェ
イスの平面図である。 Ｌ……リードフレーム、２……下チェイス（下型）、４
……上チェイス（上型）、５……フレーム凹部（定位
置）、６……キャビティ、７……ポット、８……トラン
スファー、９……ファイバ挿通孔、10……光ファイバ被
覆管、11……発光素子、12……受光素子。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】開閉操作される上型および下型の間にリー
   ドフレーム上に形成すべきパッケージ形状をなすキャビ
   ティが画成され、前記下型の定位置にリードフレームを
   載置して型閉めしたうえ、各キャビティに溶融樹脂を注
   入して素子パッケージを成形する素子パッケージ成形用
   金型において、 前記上型および下型には、リードフレームとの対向位置
   に、リードフレームの有無を検出する検出機構を設け、 該検出機構は、型閉め時にリードフレームをはさんで対
   向する位置において互いの光軸を一致させて先端を配し
   前記上型および下型のそれぞれに埋設された光ファイバ
   と、一方の光ファイバに接続された発光素子と、他方の
   光ファイバに接続された受光素子とから構成されている
   ことを特徴とする素子パッケージ成形用金型。
2. 【請求項２】開閉操作される上型および下型の間にリー
   ドフレーム上に形成すべきパッケージ形状をなすキャビ
   ティが画成され、前記下型の定位置にリードフレームを
   載置して型閉めしたうえ、各キャビティに溶融樹脂を注
   入して素子パッケージを成形する素子パッケージ成形用
   金型において、 前記上型または下型には、リードフレームとの対向位置
   に、リードフレームの有無を検出する検出機構を設け、 該検出機構は、型閉め時にリードフレームに対向する位
   置に先端を配し前記上型または下型に埋設された光ファ
   イバと、 該光ファイバの他端と接続され型内へ導波される入射光
   を出射する発光素子と、 該発光素子と前記光ファイバとの間に配されて前記入射
   光を通過させて光ファイバの他端に導くとともに、該光
   ファイバの他端から出射される型内からの戻り光を反射
   するハーフミラーと、 該ハーフミラーで反射された戻り光を受光する受光素子
   とを備えることを特徴とする素子パッケージ成形用金
   型。