(57)【要約】      （修正有）【課題】ポットの側壁に堆積した樹脂を簡易に除去可能なプランジャーを提供する。【解決手段】ポットに収納された樹脂を押し出して金型で形成された空間に樹脂を供給するプランジャー１０であって、ポット２０内面のクリーニング処理を行うプランジャー１０は樹脂を載置するヘッド部１１aと、ヘッド部１１aに連接されたシャフト部１１ｂとを有し、シャフト部１１ｂは、ポット２０に対して回転しながら上下に移動可能であるように、カムフォロア１４と係合するためのカム１２を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポットに収納された樹脂を押し出して金型で形成された空間に該樹脂を供給するプランジャーであって、
前記樹脂を載置するヘッド部と、
前記ヘッド部に連接されたシャフト部と、を有し、
前記シャフト部は、前記ポットに対して回転しながら上下に移動可能であるように、カムフォロアと係合するためのカムを備えている、ことを特徴とするプランジャー。
【請求項２】
前記ヘッド部の側面には段差部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプランジャー。
【請求項３】
前記ヘッド部の側面には平坦部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプランジャー。
【請求項４】
前記ヘッド部はクシ歯状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプランジャー。
【請求項５】
金型で形成された空間に樹脂を供給するモールド装置であって、
前記樹脂を収納するポットと、
前記ポットの内部で上下に移動可能なプランジャーと、
前記プランジャーを駆動する駆動部と、
前記金型に固定されたカムフォロアと、を有し、
前記プランジャーは、前記駆動部により、前記ポットに対して回転しながら上下に移動可能であるように、前記カムフォロアと係合するためのカムを備えている、ことを特徴とするモールド装置。
【請求項６】
前記プランジャーは、前記樹脂を載置するヘッド部と、該ヘッド部に連接されたシャフト部とを有し、
前記ヘッド部の側面には段差部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載のモールド装置。
【請求項７】
前記プランジャーは、前記樹脂を載置するヘッド部と、該ヘッド部に連接されたシャフト部とを有し、
前記ヘッド部の側面には平坦部が形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載のモールド装置。
【請求項８】
前記プランジャーは、前記ポットに対して下降する際に回転することにより、該ポットの内壁に残存している樹脂を除去することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載のモールド装置。
【請求項９】
前記ヘッド部はクシ歯状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか５乃至８のいずれか１項に記載のモールド装置。
【請求項１０】
前記モールド装置は、樹脂モールド工程が終了するごとに前記ポットの内壁に残存している樹脂を除去する工程を実施することを特徴とする請求項５乃至９のいずれか１項に記載のモールド装置。
【請求項１１】
前記モールド装置は、前記ポットの内壁に残存している樹脂を除去する工程を実施するクリーニング専用モードを有することを特徴とする請求項５乃至９のいずれか１項に記載のモールド装置。
【請求項１２】
金型で形成された空間に樹脂を供給するモールド装置の制御方法であって、
ポットに対してプランジャーを上昇させて前記空間に前記樹脂を供給するステップと、
前記ポットに対してプランジャーを回転しながら下降させることにより、該ポットの内壁に残存している樹脂を除去するステップと、を有し、
前記プランジャーは、カムを備えており、前記金型に固定されたカムフォロアが該カムと係合することにより、前記ポットに対して回転しながら上下に移動可能である、ことを特徴とするモールド装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポット内面のクリーニング処理を行うプランジャー、モールド装置、および、モールド装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トランスファモールドなどの樹脂モールドに用いられる金型では、樹脂モールド後に、樹脂を投入するためのポットの内面に樹脂の一部（樹脂かす）が残存してしまう。このようにポットの内面に残存した樹脂は、樹脂モールドを繰り返すことにより堆積していく。例えば、ＬＥＤパッケージのモールドに用いられる液状樹脂は、小さい樹脂粘度を有するため、プランジャーとポットとの間の隙間から漏れやすく樹脂がポットの内面（内壁）に堆積しやすい。ポットの内面に樹脂が堆積すると、プランジャーの上下動作だけでは樹脂をかき出すことが困難であり、さらに堆積が進行するとプランジャーの作動不良が生じる。プランジャーの作動不良は、成形圧力を低下させ、成形品の不良を引き起こす。
【０００３】
特許文献１には、プランジャーのポットの内壁面と接する面に、螺旋状の溝を備え、ポットに対してプランジャーを回転させながら往復動させる樹脂成形装置が開示されている。このような螺旋状の溝をプランジャーに設けることにより、成形を繰り返してもプランジャーが動きやすい樹脂成形装置を提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３００７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている樹脂成形装置は、プランジャーのポットの内壁面と接する面に、螺旋状の溝を備える。このため、樹脂成形の際に樹脂（樹脂のかす）が進入し、樹脂成形を繰り返すことによって樹脂（樹脂のかす）が堆積してしまう。その結果、プランジャーの作動不良、ひいては成形品の不良を引き起こすおそれがある。
【０００６】
一方、プランジャーに堆積した樹脂を除去するため、樹脂成形装置からプランジャーを取り外してプランジャーのクリーニングを行うことはできるが、大掛かりな作業となり時間も要する。
【０００７】
そこで本発明は、ポットの側壁に堆積した樹脂を簡易に除去可能なプランジャー、モールド装置、および、モールド装置の制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としてのプランジャーは、ポットに収納された樹脂を押し出して金型で形成された空間に該樹脂を供給するプランジャーであって、前記樹脂を載置するヘッド部と、前記ヘッド部に連接されたシャフト部とを有し、前記シャフト部は、前記ポットに対して回転しながら上下に移動可能であるように、カムフォロアと係合するためのカムを備えている。
【０００９】
本発明の他の側面としてのモールド装置は、金型で形成された空間に樹脂を供給するモールド装置であって、前記樹脂を収納するポットと、前記ポットの内部で上下に移動可能なプランジャーと、前記プランジャーを駆動する駆動部と、前記金型に固定されたカムフォロアとを有し、前記プランジャーは、前記駆動部により、前記ポットに対して回転しながら上下に移動可能であるように、前記カムフォロアと係合するためのカムを備えている。
【００１０】
本発明の他の側面としてのモールド装置の制御方法は、金型で形成された空間に樹脂を供給するモールド装置の制御方法であって、ポットに対してプランジャーを上昇させて前記空間に前記樹脂を供給するステップと、前記ポットに対してプランジャーを回転しながら下降させることにより、該ポットの内壁に残存している樹脂を除去するステップとを有し、前記プランジャーは、カムを備えており、前記金型に固定されたカムフォロアが該カムと係合することにより、前記ポットに対して回転しながら上下に移動可能である。
【００１１】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ポットの側壁に堆積した樹脂を簡易に除去可能なプランジャー、モールド装置、および、モールド装置の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施例におけるプランジャーを備えたモールド装置の要部構成図（上昇時）である。
【図２】本実施例におけるプランジャーを備えたモールド装置の要部構成図（下降途中段階）である。
【図３】本実施例におけるプランジャーを備えたモールド装置の要部構成図（下降時）である。
【図４】本実施例におけるプランジャーの断面図である。
【図５】本実施例におけるプランジャーのカムのパターン例である。
【図６】本実施例におけるクリーニング動作の説明図である。
【図７】本実施例におけるクリーニング処理を示すフローチャートである。
【図８】本実施例におけるクリーニング専用のプランジャーの形状の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
まず、図１乃至図３を参照して、本実施例におけるプランジャーを備えたモールド装置について説明する。図１乃至図３は、本実施例のプランジャー１０を備えたモールド装置１００の要部構成図である。図１はプランジャー１０の上昇時、図２はプランジャー１０の下降途中段階、図３はプランジャー１０の下降時のそれぞれの状態を示している。モールド装置１００は、金型で形成された空間に樹脂を供給するように構成されている。
【００１６】
図１乃至図３に示されるように、本実施例において、金型は、上金型５０（一方金型）と下金型６０（他方金型）を備えて構成される。樹脂モールド時において、例えばリードフレーム（不図示）が下金型６０の上に載置される。そして上金型５０は、リードフレームを上面側（一方面側）から押さえ付ける。また下金型６０は、リードフレームを下面側（他方面側）から押さえ付ける。
【００１７】
また、上金型５０には、カル７１、ゲート７２、および、キャビティ７３が設けられている。樹脂モールド時には、上金型５０と下金型６０とでリードフレームをクランプする（挟む）。そして、樹脂タブレット（不図示）を溶融し、この溶融樹脂（樹脂）を、カル７１およびゲート７２を介して、金型で形成された空間（キャビティ７３）に充填していく。
【００１８】
樹脂タブレットは、熱硬化性樹脂等をタブレット（円柱）状に成形したものである。樹脂封止時には、下金型６０に設けられたポット２０を予熱し、その中に樹脂タブレットを投入（収納）して溶融させる。そして、トランスファ機構（不図示）によってポット２０に沿って上下に摺動可能に構成されたプランジャー１０を上動させて溶融した樹脂を圧送することにより、上金型５０と下金型６０との間に形成された空間（すなわち、カル７１、ゲート７２、および、キャビティ７３）が樹脂で充填される。なお、樹脂タブレットに代えて液状の熱硬化性樹脂をディスペンサ（不図示）で供給することもできる。また、粒状、顆粒状やゲル状の樹脂を用いることもできる。
【００１９】
プランジャー１０によって樹脂が圧送されることにより、溶融樹脂は、カル７１およびゲート７２を介して、ゲート７２に近い側からゲート７２から遠い側に向けてキャビティ７３内で充填されていく。このようにして、樹脂タブレットが溶融樹脂となり、上金型５０と下金型６０との間の空間（キャビティ７３）に注入される。樹脂モールド後、樹脂を所定の硬化状態まで硬化させるために所定時間だけ待機するキュア工程を経てから上金型５０および下金型６０を型開きすることで、成形品が得られる。
【００２０】
このとき、図１に示されるように、ポット２０の内面（内壁２０ａ）には、樹脂４０（樹脂かす）が残存してしまうことがある。ポット２０の内壁２０ａに樹脂４０が堆積すると、プランジャー１０の上下動作だけでは樹脂４０をかき出すことが困難である。この状態で樹脂モールドを繰り返すと、さらに樹脂４０の堆積が進行し、プランジャー１０の作動不良が生じる場合がある。プランジャー１０の作動不良は、成形圧力を低下させ、成形品の不良を引き起こす可能性がある。
【００２１】
そこで本実施例では、プランジャー１０の側面にカム１２（バレルカム）が形成されている。カム１２には、モールド装置１００の下金型６０に対して固定されたカムフォロア１４が係合している。このような構成により、下金型６０に組みつけられたポット２０内を進退するプランジャー１０は、回転しながら上下移動を行う。このため、本実施例のモールド装置１００によれば、ポット２０の内壁２０ａに堆積した樹脂４０を効果的に除去する（剥がし落とす）ことができる。
【００２２】
プランジャー１０は、ポット２０の内部で上下に移動可能であり、ポット２０に収納された樹脂を押し出して金型（上金型５０、下金型６０）で形成された空間（キャビティ７３）に樹脂を供給する。本実施例において、プランジャー１０は、樹脂を載置するヘッド部１１ａと、ヘッド部１１ａに連接されたシャフト部１１ｂとを有する。ヘッド部１１ａは、シールリング１６ａ、１６ｂを備えている。また、シャフト部１１ｂは、ポット２０に対して回転しながら上下に移動可能であるように、カムフォロア１４と係合するためのカム１２（溝カム）を備えている。本実施例において、カムフォロア１４は、下金型６０に固定されている。またプランジャー１０は、ポット２０に対して昇降される均等圧ユニット３２（駆動部）により駆動される。均等圧ユニット３２の上には、プランジャー１０を回転可能に保持する保持部３０が設けられている。このような構成により、プランジャー１０は、ポット２０に対して回転しながら上下に移動可能である。
【００２３】
図１に示されるように、プランジャー１０の上昇時において、モールド装置１００（下金型６０）に固定されたカムフォロア１４は、プランジャー１０に設けられたカム１２の下部（下端）に位置する。この状態でプランジャー１０を下降させていくと、カムフォロア１４はカム１２（溝カム）を上昇していき、一例としての図２に示される位置関係の状態を通過する。図２は、図１のプランジャー１０を２７０度だけ回転させた場合を示している。
【００２４】
図２の状態からプランジャー１０を更に下降させると、図３に示されるように、カムフォロア１４はカム１２の上部（上端）に位置する。図３は、図２のプランジャー１０を９０度だけ更に回転させた場合（図１のプランジャー１０を１回転（３６０度）させた場合）を示している。このように、図１から図３の状態へ偏移する際、カムフォロア１４が所定のパターンを有するカム１２と係合しているため、プランジャー１０は回転しながら下降していく。
【００２５】
従来構成では、プランジャーは回転することなく単に上下方向に移動するだけであるため、ポット２０の内壁２０ａに残存した（堆積した）樹脂４０を取り除くことは困難であった。一方、本実施例では、上下方向の移動に回転方向の移動を加えることにより、プランジャー１０のヘッド部１１ａの側面を用いてポット２０の内壁２０ａに残存した樹脂４０を効果的に取り除くことができる。
【００２６】
また本実施例において、ヘッド部１１ａの側面には段差部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ（角部）が形成されている。このような段差部１９ａ、１９ｂ、１９ｃを設けることにより、段差部１９ａ、１９ｂ、１９ｃがポット２０の内壁２０ａを引っ掛けながらプランジャー１０は回転する。このため、プランジャー１０を回転移動させている際に、ポット２０の内壁２０ａに残存した樹脂４０をより効果的に取り除くことが可能となる。
【００２７】
また本実施例において、ヘッド部１１ａの側面には、平坦部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ（平面部）を有する。図４は、図１中の線Ａ１−Ａ１、Ａ２−Ａ２、Ａ３−Ａ３、Ａ４−Ａ４の断面図（プランジャー１０の断面図）である。図４（ａ）は線Ａ１−Ａ１および線Ａ３−Ａ３の断面、図４（ｂ）は線Ａ２−Ａ２の断面、図４（ｃ）は線Ａ４−Ａ４の断面をそれぞれ示している。図４（ａ）、（ｂ）に示されるように、プランジャー１０のヘッド部１１ａは曲面形状を有するが、その一部に平坦部１８ａ、１８ｂ、１８ｃが設けられている。このような構成も、ポット２０の内壁２０ａに残存した樹脂４０を効果的に取り除くことに寄与する。
【００２８】
図５は、プランジャー１０に設けられたカム１２のパターン例である。図５（ａ）はカム１２ａを備えたプランジャー１０ａ、図５（ｂ）はカム１２ｂを備えたプランジャー１０ｂである。図５（ａ）、（ｂ）において、線Ｂ１−Ｂ２は、プランジャー１０ａ、１０ｂ（シャフト部）の円周方向（回転方向）の１周分（図４（ｃ））を示している。図５（ａ）において、カムフォロア１４がカム１２ａの上端１３ａから下端１３ｂまで（または、下端１３ｂから上端１３ｂまで）移動する際に、プランジャー１０ａは１回転（１周）する。一方、図５（ｂ）において、同様にカムフォロア１４がカム１２ａの上端１３ｃと下端１３ｄとの間を移動する際に、プランジャー１０ｂは２回転（２周）する。このように、本実施例では、より効果的に樹脂を除去することができるように（より効果的なクリーニング効果が得られるように）、カム１２の構成を変更することが可能である。
【００２９】
次に、図６を参照して、本実施例の樹脂モールド工程におけるクリーニング動作（モールド装置１００の制御方法）について説明する。図６は、クリーニング動作の説明図である。図６において、縦軸はプランジャー１０の高さ（トランスファ位置）、横軸は時間をそれぞれ示している。
【００３０】
まず、時間Ｔ０において、樹脂モールドを開始する（トランスファ開始）。樹脂モールド時には、ヘッド部１１ａの上に樹脂（樹脂タブレット）が載置され、加熱により溶融されている。また、樹脂モールドを開始する時間Ｔ０において、プランジャー１０は、最も下に位置している。この状態からプランジャー１０を上昇させることで、樹脂は金型で形成された空間（キャビティ７３）に充填される。この状態で、時間Ｔ１において保圧を開始する。樹脂モールド（キュア）が終了すると、時間Ｔ２において、ポット２０の内壁２０ａに付着し残存した樹脂４０のクリーニング（ポットクリーニング）を開始する（第一のクリーニング工程）。ポットクリーニング工程は、時間Ｔ３まで行われる。
【００３１】
ポットクリーニング工程の間（時間Ｔ２〜Ｔ３の間）、均等圧ユニット３２により、プランジャー１０は上下方向の移動（Ｎ回の昇降動作）を繰り返す。このとき、プランジャー１０には上述のカム１２が設けられているため、カム１２がカムフォロア１４と係合することによって、範囲Ｒ（プランジャー回転範囲）において回転移動を行う。すなわち、プランジャー１０は、回転しながら上下移動を繰り返す。このようなポットクリーニング工程により、ポット２０の内壁２０ａに残存した樹脂４０を効果的に取り除くことが可能となる。
【００３２】
ポットクリーニング工程が終了すると、時間Ｔ３において、プランジャー１０（ヘッド部１１ａ）の上面のクリーニング（プランジャークリーニング）を開始する。プランジャークリーニング工程は、プランジャー１０の上面に堆積（残存）した樹脂（樹脂かす）を取り除くための工程であり、不図示の回転ブラシなどのクリーナー部材を用いて行われる。プランジャークリーニング工程（時間Ｔ３〜Ｔ４）において、プランジャー１０の高さ（位置）は一定に制御される。プランジャークリーニング工程が終了すると、プランジャー１０は元の高さ（位置）まで下降する。
【００３３】
なお、図６は、樹脂モールド工程の間に行われるプランジャークリーニング工程を行うことを前提として説明している。ただし、本実施例はこれに限定されるものではなく、必要に応じてプランジャークリーニング工程を実施するように構成してもよい。
【００３４】
次に、図７を参照して、本実施例におけるクリーニング工程（モールド装置の制御方法）について説明する。図７は、クリーニング工程を示すフローチャートである。図７に示される各工程は、モールド装置１００の制御装置（不図示）の指令に基づいて行われる。
【００３５】
まずステップＳ１１において、モールド装置１００は、例えば図６に示される樹脂モールドを行う。樹脂モールドの完了後、続いてステップＳ１２において、モールド装置１００（制御装置）は、ポットクリーニングを行う必要があるか否かを判定する。ポットクリーニングの必要性は、例えば成形圧力の低下など、プランジャー１０の作動異常が生じているか否か、または過去の生産状況などに応じて予測される樹脂かすの堆積状態に基づいて決定される。または、所定の回数だけ樹脂モールドが行われた否かを判定し、まだその所定の回数に達していない場合にはポットクリーニング工程を省略し、その回数に達した場合にはポットクリーニング工程を実行するように制御してもよい。
【００３６】
ステップＳ１２において、ポットクリーニングが不要であると判定された場合、ステップＳ１１に戻り、次の樹脂モールドを行う。この場合、ポットクリーニング工程は省略される。一方、ステップＳ１２において、ポットクリーニング工程が必要であると判定された場合、ステップＳ１３に進む。そしてステップＳ１３において、上述したポットクリーニングとは別のクリーニング工程（第二のクリーニング工程）として樹脂モールドの動作は行わずにプランジャー１０を必要に応じた回数だけ昇降させることでポットクリーニングが行われる。これにより、通常のポットクリーニング工程（第一のクリーニング工程）では落としきれなかったポット２０の内壁２０ａに堆積した樹脂４０は効果的に除去される。その後、ステップＳ１１に戻り、次の樹脂モールドを行う。
【００３７】
なお本実施例において、プランジャー１０にカム１２を設け、金型にカムフォロア１４を固定している。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、それとは逆に、プランジャーにカムフォロアを固定して金型にカムを設けるようにしてもよい。また本実施例のポットクリーニング工程は、モールド装置１００に設けられたクリーニングモードとして、樹脂モールド工程とは独立して実行するようにしてもよい。このときモールド装置１００は、ポット２０の内壁２０ａに残存している樹脂４０を除去する工程を実施するクリーニング専用モードを有する。
【００３８】
また本実施例のプランジャーとして、樹脂モールド用のプランジャーに代えて、図８（ａ）、（ｂ）に示されるようなクリーニング専用のプランジャー７０を用いてポットクリーニングを行うように構成することもできる。この場合、例えば、プランジャー７０のヘッド部に図８（ａ）に端面形状が示されるような径方向に突起したクシ歯を多数有するクシ歯状にすることができる。これにより、図８（ａ）に破線で示されるポット２０の内壁２０ａに残留した樹脂に多数のクシ歯７０ａの角部分が繰り返し接触し、樹脂が内壁２０ａから引き離されるため、樹脂を確実にかき出すことができる。したがって、ポットの側壁に堆積した樹脂をより効果的に取り除くことが可能になる。また、樹脂モールド用のプランジャーにおけるヘッド部１１ａとシャフト部１１ｂとの間にクシ歯７０ａを設けて、樹脂モールドを行いながら効率的にクリーニングできる構成を採用することもできる。
【００３９】
本実施例によれば、プランジャーを回転させながら上下移動させるため、ポットの内壁に堆積した樹脂を効果的に取り除くことができる。このため、モールド装置からポットを取り外すことなくポットの内壁をクリーニングすることが可能である。したがって、ポットの側壁に堆積した樹脂を簡易に除去可能なプランジャー、モールド装置、および、モールド装置の制御方法を提供することができる。
【００４０】
以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０    プランジャー
１１ａ  ヘッド部
１１ｂ  シャフト部
１２    カム
１４    カムフォロア
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ  平坦部
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ  段差部
２０    ポット
２０ａ  内壁
３０    保持部
３２    均等圧ユニット
４０    樹脂（樹脂のかす）
５０    上金型
６０    下金型
【図４】
2014091245.tif 000003
【図６】
2014091245.tif 000004
【図７】
2014091245.tif 000005
【図８】
2014091245.tif 000006
【図１】
2014091245.tif 000007
【図２】
2014091245.tif 000008
【図３】
2014091245.tif 000009
【図５】
2014091245.tif 000010