JPS5835460B2 - トランスフア成形機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体などの電子部品のレジン封止に用いる
トランスファ成形機に係り、特に成形における歩留りの
向上を志向したトランスファ成形機に関するものである
。

従来のトランスファ成形機を第１図によって説明する。

第１図は、従来のトランスファ成形機のプランジャ駆動
油圧回路と、成形法を併せて説明するプランジャ駆動油
圧回路図である。

この第１図において、ポンプ１から送られた作動油は油
圧管路１０を通り、トランスファシリンダ５に流れ込み
、トランスファシリンダ５に設けられたプランジャ６を
下降させ、レジン９を金型３０内のランナ７からキャビ
ティ８に押し込む。

レジン９は、金型３０内で加熱されて硬化し、キャビテ
ィ８内に所望の成形品が得られる。

このトランスファ成形においては、レジン９を所定時間
内にキャビティ８内に充填することが必要であって、そ
れができないと、レジン９が充填途中で固まり、成形品
に未充填部やボイドなどが発生し不良品となる。

レジン９を所定時間内に充填するためには、プランジャ
６の下降速度が所定速度より低下してはならないが、こ
のプランジャの下降速度と、プランジャ駆動油圧回路（
以下、単に油圧回路というの圧力を調整するために、油
圧回路中にレリーフ弁２と流量調整弁３が設けられてい
る。

第１図の油圧回路を備えたトランスファ成形機によって
、成形した時の、成形過程におけるプランジャ変位Ｚお
よび油圧回路中の油圧計４の圧力（以後トランスファ油
圧Ｐ。

と呼ぶ）の経過時間ｔに対する変化を測定した例を、第
２図に示す。

プランジャ６が下降するにつれて、レジン９の流動抵抗
が増加し、プランジャ６にかかる負荷が増加する。

すなわち、トランスファ油圧Ｐ。が増加する。

そして、トランスファ油圧Ｐ。が、レリーフ弁２で設定
した圧力Ｐ。

Ｍに近づくと、Ｚの時間軸に対する傾きが小さくなる。

すなわち、プランジャ速度が低下し始める。

これは、流量調整弁３の性質によるもので、流量調整弁
３の上流側の圧力（ＰＯＭに相当）と下流側の圧力（ｐ
ｏに相当）の差圧が通常１０に！ｇ／ｉ以下になると、
設定値通りの流量が流れず、プランジャ速度が低下する
ためである。

なお、第２図において、２１は、キャビティ８内へのレ
ジン充填完了時を示す。

第３図は、トランスファ成形機の油圧回路の他の従来例
であって、流量調整弁３とレリーフ弁２の位置を変え、
レリーフ弁２を流量調整弁３より下流側にもってきたも
のである。

このような油圧回路では、流量調整弁３の上流側の圧力
は、ポンプ圧力に近くなり、下流側との圧力差は、非常
に大きくなり、設定値通りの流量が流れる。

しかし、この油圧回路でも、トランスファ油圧Ｐｅが、
レリーフ弁２での設定油圧Ｐ。

Ｍに近づくと、レリーフ弁２のクランキング特性のため
レリーフ弁２から油がもれ始めるので、トランスファシ
リンダ５へ供給される流量が減り、第２図で説明したと
同様のプランジャ速度の低下が生じる。

このように、一つのレリーフ弁と一つの流量調整弁を有
する油圧回路では、レリーフ弁で設定した油圧Ｐ。

Ｍ（プランジャ駆動油圧回路の最高油圧）にトランスフ
ァ油圧Ｐ。

が近づくと、プランジャ速度が低下することになる。

プランジャ速度の低下防止対策として、しＩＪ−フ弁の
設定油圧ＰｅＭを高くするか、トランスファ油圧Ｐ。

を低くするかしなければならない。しかし、レリーフ弁
の設定油圧ＰＯＭは、最終的にキャビティ内のレジンに
かかる圧力と比例するため、ＰＯＭを高くすると、金型
合わせ面から、ばりが発生したり、レジンで封止してい
る電子部品等に損傷を与えるという問題が生じる。

一方、トランスファ油圧Ｐｏは、レジンの流動抵抗に相
当し、プランジャ速度υ、レジン粘度η、金型流路形状
によって決まる。

すなわち、プランジャ速度を遅くするか、レジン粘度を
低くするか、あるいはランナを太くしてレジンの流れ易
い金型流路形状にするかすれば、Ｐｏを小さくすること
ができる。

しかし、前記したようにプランジャ速度を遅くすると、
成形不良が生じる。

また、レジン粘度はレジンの予熱温度を高くすれば低く
なるが、予熱温度を高くするとレジン移送中に空気を巻
き込み易くなり、ボイドなどの不良を招く。

したがって、現状では、金型のランナを太くしてＰｏを
小さくしている。

しかし、熱硬化性レジンは一度固まると再生できない。

すなわち、ランナは、成形後に廃棄しなければならない
無用の長物となる。

すなわち、従来のトランスファ成形機では、成形不良の
原因であるプランジャ速度の低下を防ぐため、金型のラ
ンナを太くしなければならず、そのため、廃棄プラスチ
ック量が増え、その分だけ材料コストが上げるという欠
点があった。

本発明は、上記した従来技術の欠点をなくし、成形にお
けるレジンの歩留りがよく、金型のスモールランナ化の
可能なトランスファ成形機の提供を、その目的とするも
のである。

すなわち、レジン注入初期には、最高油圧を高く設定し
て（−次圧）、プランジャ下降速度の低下を防ぎ、レジ
ンが金型に充填を完了する直前に最高油圧を下げて低く
設定しく二次圧）、レジン圧力が必要以上に高くなるこ
とを防ぐようにした。

そして、制御上重要となる設定圧の切り替えのタイミン
グは、金型内のレジン圧力を検知し、その圧力が、予め
定めた値になった時点とし、供給したレジン量や、成形
条件に関係なく、制御できるもりであり、実質上オープ
ンループ制御である。

このように油圧回路の最高油圧を高くして、レジンを注
入しただけでは、レジン材料やレジンのプレヒート温度
に異常があって、レジン粘度がかなり高くなっても、高
圧で注入するため、成形可能となる。

このような高粘度レジンを注入すると、キャビティ部の
半導体等の電子部品が損傷し、不良品ができる。

たとえば、半導体の金線ワイヤの切断、ショートという
外観からは見えない不良品が生じる。

従来の成形機で生ずる不良品は、成形品そのものが未充
填になるので、異常に気付き易いが、１次圧、２次圧切
り替え方式では、成形品は、外観上正常なので、異常に
気付かず、不良品を大量に生産する恐れがある。

そこで、レジン粘度が高い時には、油圧回路の油圧が高
くなることに留意して、この油圧がある値以上になった
時には、警報がなるような装置を加え、この問題点を解
決するようにしたものである。

本発明に係るトランスファ成形機の構成は、プランジャ
を下降させて、レジンを金型内に注入するプランジャ駆
動油圧回路を備えたトランスファ成形機において、プラ
ンジャ駆動油圧回路の最高油圧を任意の高圧（−次圧と
いう）に設定する一次圧設定器と、前記プランジャ駆動
油圧回路の最高油圧を、金型内のレジン圧力が適当な値
になるような、前記−次圧より低い任意の圧力（二次圧
という）に設定する二次圧設定器と、前記プランジャ駆
動油圧回路の最高油圧を前記−次圧と前記二次圧に切り
替える設定圧切替スイッチと、前記金型内のレジン圧力
を検出するレジン圧センサと、前記金型内にレジンが充
填されてレジン圧力が予め設定した値になったとき、前
記設定圧切替スイッチを作動させて、前記プランジャ駆
動油圧回路の最高油圧を前記−次圧から前記二次圧に切
替えるレジン圧設定比較器を設けたものである。

以下、本発明を実施例によって説明する。

第４図は、本発明の一実施例に係るトランスファ成形機
の、制御装置のブロック図を含むプランジャ駆動油圧回
路図である。

この第４図において、第１図と同一番号を付したものは
、同一部分である。

図において、ポンプ１とトランスファシリンダ５の間に
は、レリーフ弁２、流量調整弁３、電磁比例式レリーフ
弁１１が設けられており、油圧回路内の最大油圧および
油の流量を調節している。

電磁比例式レリーフ弁１１には、電磁比例式レソーノ引
−／「−−ノＩＬ％ 双たＵ−ソノ′Ｇハ′１／−ノ２
０、−次圧設定器１３および二次圧設定器１４が接続し
て設けられている。

１５は、キャビティ８に設置され、キャビティ８内のレ
ジン圧を検出するレジン圧センサ、１６はレジン圧セン
サ１５に接続されたレジン圧設定比較器であって、この
レジン圧設定比較器１６は設定圧切替スイッチ２０に接
続されている。

１７は、トランスファシリンダ５に接続している油圧回
路に設けられた油圧センサであって、油圧センサ１７に
は、油圧設定比較器１８、警報ブザ−１９が接続して接
続して設けられている。

次に本実施例の動作を説明する。

成形する前に、各設定器１３，１４、レジン圧設定比較
器１６、油圧設定比較器１８に値を設定する。

まず、二次圧設定器１４には、レジンにかけたい圧力に
相当する圧力、すなわち、通常の移送圧力に相当する油
圧Ｐ。

２を設定する。そして、−次圧設定器１３には、設定し
た最高油圧がかかつても、プランジャ６や金型３０に破
損などの問題が生じない程度の高い圧力Ｐｅ１を設定し
ておく。

レジン圧設定比較器１６には、移送圧力より低い圧力Ｐ
ｒＯを設定しておく。

Ｐｒ□の値は、レジン圧を測定する位置、プランジャ６
の下降速度などにより異なるが、たとえば、移送圧力が
７０ｋｇ／＝の時は、１０〜６０ ｋｇ／ｃｒｉｔの間
が適当である。

油圧設定比較器１８の設定圧Ｐｅ３については後述する
。

なお、レリーフ弁２は十分に絞って設定圧力は、ＰＯＩ
以上になるようにしておく。

このようにして、各設定器１３，１４、レジン圧設定比
較器１６、油圧設定比較器１８の設定値を設定した後、
油圧ポンプ１を駆動すると、油は油圧ポンプ１から吐出
され、油圧管路１０を通り、最終的には、トランスファ
シリンダ５に至り、プランジャ６を下降させ、レジン９
をキャビティ８内に押し込む。

レジン９が、キャビティ８内に完全に充填されるまでは
、レジン圧センサ１５の検知するレジン圧力Ｐｒが設定
値ＰｒＯに達せず、レジン圧設定比較器１６の働きによ
って設定圧切替えスイッチ２０は、ａ側につながってい
る。

すなわち、電磁比例式レリーフ弁コントローラ１２は、
−次圧設定器１３とつながり、電磁比例式レリーフ弁１
１は絞られ、油圧回路の最高油圧は、高い値Ｐ。

１になる。そして、レジンの充填が進み、レジン圧力が
Ｐｒ。

に達すると、設定圧切替スイッチ２０がｂ接点につなが
り、電磁比例式レリーフ弁コントローラ１２には、二次
圧設定器１４の出力が入り、電磁比例式レリーフ弁１１
は開き、油圧回路の最高油圧はＰＯ２に下がる。

本実施例装置で成形した場合の油圧センサ１７の検知す
る圧力（トランスファ油圧）Ｐｅ、プランジャ変位Ｚ、
レジン圧力Ｐｒの経時変化を第５図に示す。

レジン注入中の回路の最高圧Ｐ。１は、レジン注入中の
トランスファ油圧Ｐ。

より十分高く設定しであるので、プランジャ速度が低下
することはなく、所定時間内にレジン充填が終了する。

レジン圧力が、設定値に達した後は、回路の最高油圧は
Ｐ。

２に下がるので、レジン圧力が必要以上に高くなること
はない。

なお、レジン圧力が設定値に達してから油圧回路の最高
油圧が、ＰｏｔからＰＯ２に切り替わるまで、リレー等
の作動遅れより０．２秒程度かかるので、この遅れを見
込んで、レジン圧力の設定値は前記したように、移送圧
より低めに設定して、キャビティ内圧力が過大になるの
を防止する。

また、油圧設定比較器１８の設定値Ｐ。

３は、正常な成形におけるトランスファ油圧Ｐ。

の最大値（第５図のＰ。

ＭＡＸ）より少し高めに設定しておく。

すなわち、レジン粘度が何らかの原因で、高くなった時
など、異常がおこった場合は、トランスファ油圧がＰ。

３を越えるので、警報ブザ−１９を鳴らし、異常を作業
者に知らせ、不良の連続発生を防止する。

このようにして、本実施例によれば、金型ランナが細く
てレジンの流動抵抗が高い場合でも、所定時間内にレジ
ンを注入することができるため、未充填などの成形不良
がおこらず、レジン歩留りの向上を図ることができる。

また、成形品の品質面でも、警報装置の働きによって不
良の連続発生を防ぐことができ問題がない。

なお、本実施例では、油圧回路の最高油圧の切り換えは
、電磁比例式レリーフ弁１１で行なったが、それに限る
ものではなく、より高精度のレジン圧の制御が必要な時
は、サーボ弁を用いる方法でも良いし、もつとレジン圧
の制御精度を低くしても良い場合は、一般のレリーフ弁
を二つ用いて、方向制御弁の切り換えにより行なっても
良い。

さらに、本実施例では、プランジャ駆動油圧回路に異常
がおこって、この油圧回路の油圧が予め設定した値以上
になったとき警報を発する警報装置を設けるようにした
が、前記異常の発生はきわめて稀であるので、前記警報
装置はなくてもよい。

しかし、本実施例のように警報装置を設けておけば、万
一異常が発生したとき、不良の連続発生を防止できると
いう効果がある。

以上詳細に説明したように本発明によれば、トランスフ
ァ成形におけるレジン歩留りが向上し、成形品の原価低
減が図れる。

また、レジンの消費が減り、石油資源の節約になる。

さらにまた、不用レジンの量が減るので、その廃棄に必
要な費用を少なくできると言う効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のプランジャ駆動油圧回路と、成形法を
併せて説明するプランジャ駆動油圧回路図、第２図は、
従来のトランスファ成形機で成形した場合のトランスフ
ァ油圧、プランジャ変位の経時変化図、第３図は、従来
のプランジャ駆動油圧回路の他の例を示すプランジャ駆
動油圧回路図、第４図は、本発明の一実施例に係るトラ
ンスファ成形機の、制御装置のブロック図を含むプラン
ジャ駆動油圧回路図、第５図は、第４図の実施例におけ
るトランスファ油圧、プランジャ変位、レジン圧力の経
時変化図である。 ６・・・・・・プランジャ、９・・・・・・レジン、１
３・・・・・・−次圧設定器、１４・・・・・・二次圧
設定器、１５・・・・・・レジン圧センサ、１６・・・
・・・レジン圧設定比較器、１９・・・・・・警報ブザ
−２０・・・・・・設定圧切替スイッチ、３０・・・・
・・金型。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プランジャを下降させて、レジンを金型内に注入す
   るプランジャ駆動油圧回路を備えたトランスファ成形機
   において、プランジャ駆動油圧回路の最高油圧を任意の
   高圧（−次圧という）に設定する一次圧設定器と、前記
   プランジャ駆動油圧回路の最高油圧を、金型内のレジン
   圧力が適当な値になるような、前記−次圧より低い任意
   の圧力（二次圧という）に設定する二次圧設定器と、前
   記プランジャ駆動油圧回路の最高油圧を前記−次圧と前
   記二次圧に切り替える設定圧切替スイッチと、前記金型
   内のレジン圧力を検出するレジン圧センサと、前記金型
   内にレジンが充填されてレジン圧力が予め設定した値に
   なったとき、前記設定圧切替スイッチを作動させて、前
   記プランジャ駆動油圧回路の最高油圧を前記−次圧から
   前記二次圧に切替えるレジン圧設定比較器を設けたこと
   を特徴とするトランスファ成形機。 ２ プランジャ駆動油圧回路の油圧が、予め設定した値
   以上になったとき警報を発する警報装置を設けるように
   したものである、特許請求の範囲第１項記載のトランス
   ファ成形機。