(57)【要約】【課題】樹脂供給ユニットの樹脂整列部に滞りなく安定してホッパから樹脂を投入可能とする。【解決手段】タブレット形状の樹脂１０４が格納されるホッパ１２２と、ホッパ１２２から投入された樹脂１０４を整列させるボールフィーダ１３２と、を有する樹脂供給ユニット１２０を備える樹脂封止装置１００であって、樹脂供給ユニット１２０は、ボールフィーダ１３２に存在する樹脂１０４の量を検知するセンサ１３４と、ホッパ１２２の開口部を構成し、ボールフィーダ１３２への樹脂１０４の投入量を制限可能なシャッタ部１２６と、センサ１３４の出力に基づいてシャッタ部１２６によるホッパ１２２の開口量を制御する制御部１３６と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タブレット形状の樹脂が格納されるホッパと、該ホッパから投入された該樹脂を整列させる樹脂整列部と、を有する樹脂供給ユニットを備える樹脂封止装置であって、
前記樹脂供給ユニットは、
前記樹脂整列部に存在する前記樹脂の量を検知する検知部と、
前記ホッパの開口部を構成し、該樹脂整列部への該樹脂の投入量を制限可能なシャッタ部と、
該検知部の出力に基づいて該シャッタ部による前記ホッパの開口量を制御する制御部と、を有する
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御部は、前記樹脂整列部への前記樹脂の一定の投入量を確保できるように、前記開口量が拡大するように制御する
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記樹脂供給ユニットは、前記樹脂整列部の前段で前記開口部からの前記樹脂の投入状態を変更する樹脂搬送路を有する
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記ホッパは、その深さ方向でほぼ同一の外形を保つ寸胴形状とされ、且つ前記シャッタ部と共に前記樹脂の安息角で傾斜されている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂封止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に示すような樹脂封止装置が用いられている。この樹脂封止装置では、トランスファ成形と呼ばれる封止手法を採用している。これは、金型の下型のポットに配置したタブレット形状の樹脂を溶融し、その溶融した樹脂をランナ、ゲートを介して基板の配置されたキャビティ内に流し込む（押し込む）ものであり、一度に多くの基板を封止できるという利点を備えている。このような樹脂封止装置で用いられる樹脂は、樹脂封止装置に設けられた樹脂供給ユニットにおいて整列され、金型に投入される構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８７９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂供給ユニットの具体的な構成の一例としては、タブレット形状の樹脂が格納されるホッパと該ホッパから投入された該樹脂を整列させるボールフィーダ（樹脂整列部の一例）とを有する。しかしながら、このような構成で、ボールフィーダにホッパから樹脂を過不足なく投入しようとしても、従来はそれを適切に行うのが困難で、例えばボールフィーダに至る経路でタブレット形状の樹脂が滞る現象が生じていた。
【０００５】
そこで、本発明は、前記問題点を解決するべくなされたもので、樹脂供給ユニットの樹脂整列部に滞りなく安定してホッパから樹脂を投入可能な樹脂封止装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、タブレット形状の樹脂が格納されるホッパと、該ホッパから投入された該樹脂を整列させる樹脂整列部と、を有する樹脂供給ユニットを備える樹脂封止装置であって、前記樹脂供給ユニットは、前記樹脂整列部に存在する前記樹脂の量を検知する検知部と、前記ホッパの開口部を構成し、該樹脂整列部への該樹脂の投入量を制限可能なシャッタ部と、該検知部の出力に基づいて該シャッタ部による前記ホッパの開口量を制御する制御部と、を有することにより、上記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、樹脂供給ユニットの樹脂整列部に滞りなく安定してホッパから樹脂を投入可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る樹脂封止装置の樹脂供給ユニットを表す模式図
【図２】樹脂封止装置の金型を表す模式図
【図３】樹脂供給ユニットのホッパ近傍を表す模式図
【図４】本発明の第２実施形態に係る樹脂封止装置の樹脂供給ユニットのホッパ近傍を表す模式図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の第１実施形態の例を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１０】
最初に、本実施形態に係る樹脂封止装置１００の構成について、説明する。なお、以下における基板とはＰＣＢ基板やリードフレームといった電子部品を搭載するものを一例として示したものである。また、樹脂１０４とはタブレット形状の封止材料を示したものである。また、樹脂１０４の安息角αは、多数の樹脂１０４を積み上げたときにできる樹脂１０４の堆積物が自発的に崩れることなく安定を保つその堆積物の斜面の角度をいう。なお、ここでの安息角αは、実際のタブレット形状の樹脂１０４の実情に合わせて、多少の誤差範囲を許容するものとする。
【００１１】
樹脂封止装置１００は、トランスファ型の樹脂封止装置であり、金型１１０（図２）と、樹脂１０４を金型１１０に供給するための樹脂供給ユニット１２０（図１）と、を備える。
【００１２】
前記金型１１０は、図２に示す如く、下型１１２と図示せぬ上型とから構成されている。これら上型と下型１１２とは、図示せぬプレス機構によって互いに当接・離間可能とされている。下型１１２には、樹脂１０４が投入される複数のポット１１２Ｂと、当該ポット１１２Ｂに嵌合して上下に（図２ではポット１１２Ｂの内側に配置される）摺動可能なプランジャとが設けられている。また、下型１１２には、ポット１１２Ｂに隣接して下キャビティ１１２Ａが設けられている。一方、上型には、下型１１２と当接した状態で、下型１１２のポット１１２Ｂの位置に対応する図示せぬカル部と、当該カル部から下キャビティ１１２Ａへの樹脂の通路となる図示せぬランナ及びゲートと、を有している。またゲートの先方（樹脂流入先）には、下キャビティ１１２Ａの位置に対応する図示せぬ上キャビティが設けられている。即ち、上型と下型１１２とで基板をクランプした状態で、上キャビティと下キャビティ１１２Ａとでキャビティが構成され、キャビティに配置された基板が樹脂封止される。金型１１０は、所定の温度に加熱されている。
【００１３】
なお、この金型１１０で樹脂封止を行う際には、まず、図示せぬ基板ローダで基板が下キャビティ１１２Ａの位置に配置される。また、図示せぬ樹脂ローダで、樹脂１０４が複数のポット１１２Ｂのそれぞれに配置される（なお、樹脂ローダは、複数のポット１１２Ｂの間隔に対応して、樹脂１０４を保持している）。そして、上型と下型１１２とで基板をクランプし、ポット１１２Ｂで溶融した樹脂をランナ及びゲートを介してキャビティに充填し、基板の樹脂封止を行う。なお、樹脂封止された基板（成形品）は図示せぬアンローダで、金型１１０から搬出されることとなる。
【００１４】
前記樹脂供給ユニット１２０は、図１に示す如く、ホッパ１２２と、シャッタ部１２６と、樹脂搬送路１３０と、ボールフィーダ（樹脂整列部）１３２と、制御部１３６と、を有する。
【００１５】
ホッパ１２２は、その深さ方向Ｄでほぼ同一の外形を保つ寸胴形状である。そして、ホッパ１２２は、深さ方向Ｄに対する垂直な断面が四角形（円形や他の多角形でもよい）とされている。ホッパ１２２には、タブレット形状の樹脂１０４が格納される。なお、ホッパ１２２は支持部材１２４に脱着可能に支持固定されている（脱着可能とされていなくてもよい）。ここで、支持部材１２４は、水平方向（Ｘ方向）に対して角度θ１で傾斜している。角度θ１は、樹脂１０４の安息角αと同一とされている。このため、ホッパ１２２も安息角αで傾斜されていることとなる。なお、この実施形態においてはホッパ１２２が寸胴形状とされているが、ホッパは底辺が狭まるような漏斗形状であってもよい。ホッパ１２２は、底面１２２Ａが開封されてそこにシャッタ部１２６が脱着自在に接続されている。しかし、シャッタ部がホッパと一体化されていてもよい。
【００１６】
シャッタ部１２６は、ホッパ１２２の底面１２２Ａに沿って移動可能とされている。即ち、シャッタ部１２６は、ホッパ１２２の開口部を構成している。そして、シャッタ部１２６は、ボールフィーダ１３２への樹脂１０４の投入量を制限することが可能となっている。なお、ホッパ１２２が角度θ１（＝安息角α）で傾斜されていることから、シャッタ部１２６もホッパ１２２と共に安息角αで傾斜されていることとなる。シャッタ部１２６の一端にはモータ（駆動源）１２８が連結されており、モータ１２８の回転量に従い、シャッタ部１２６の移動量が定められ、ホッパ１２２の開口量が決定される。シャッタ部１２６とボールフィーダ１３２との間には、樹脂搬送路１３０が配置されている。
【００１７】
樹脂搬送路１３０は、角度θ２で傾斜する傾斜部材で構成されている。このため、樹脂搬送路１３０には、ホッパ１２２の開口部から移動（落下）してくる樹脂１０４が衝突する。そして、樹脂搬送路１３０は、角度θ２に従い樹脂１０４の移動速度と方向を変更し、樹脂１０４をボールフィーダ１３２に導く構成となっている。つまり、樹脂搬送路１３０は、ボールフィーダ１３２の前段で開口部からの樹脂１０４の投入状態を変更することができる。なお、角度θ２は、安息角αとされているが、０°〜９０°の間の別の角度であってもよい。当然に、樹脂搬送路には、積極的な樹脂の滞留の防止及び投入速度の調整のために、角度θ２に応じてノッカーや超音波振動子などの振動発生器が設けられていてもよい。なお、樹脂搬送路がなく、ホッパから直接的にボールフィーダに樹脂が投入される形態であってもよい。
【００１８】
ボールフィーダ１３２は、ホッパ１２２から投入された樹脂１０４を整列させる構成を備えている。そして、ボールフィーダ１３２には、ボールフィーダ１３２に存在する樹脂１０４の量（樹脂量）を検知するセンサ（検知部）１３４が設けられている。センサ１３４としては、樹脂１０４の重量を検知可能な荷重センサなどを用いることができる。センサ１３４の検知結果は、制御部１３６に出力される。なお、ボールフィーダ１３２で整列した樹脂１０４は、前述の樹脂ローダに複数のポット１１２Ｂの間隔に対応して保持される。
【００１９】
制御部１３６は、センサ１３４とモータ１２８とに接続されている。つまり制御部１３６は、センサ１３４の出力に基づいてモータ１２８の回転量、即ちシャッタ部１２６によるホッパ１２２の開口量を制御することができる。例えば、制御部１３６は、センサ１３４の出力が所定の樹脂量以下であることを示すときに、モータ１２８を所定の回転量だけ回転させ停止させるといった制御を行う。なお、モータ１２８の回転速度は一定でもよいが制御可能とされていてもよい。ここで、所定の樹脂量は、例えば直ちに制御部１３６が樹脂１０４の投入処理をしないと樹脂１０４がボールフィーダ１３２に存在しなくなるような状態の樹脂量とすることができる。ここでは、センサ１３４の出力を２値化（ＯＮ状態は所定の樹脂量以下の状態で、それ以外をＯＦＦ状態とする。そして、ＯＮ状態を示す出力を要求信号とも称する）して扱うことで、制御を簡易且つ高速に行うことができる。しかし、センサ１３４の出力をアナログ的（連続的）に処理して、そのセンサ１３４の出力に対応してモータ１２８の回転量を変化させるようにしてもよい。なお、モータ１２８への所定の回転量の指示がなされた際には、その結果としてボールフィーダ１３２に投入される樹脂量を制御部１３６で判定可能となるように、センサ１３４の出力に対する制御部１３６の処理間隔は定められている。もちろん、制御部１３６は、センサ１３４でボールフィーダ１３２に存在する樹脂量が増加するのを確認するまで、シャッタ部１２６がゆっくり移動して開口量を増大させるように制御してもよい。
【００２０】
なお、ホッパ１２２の開口量の制御とは、シャッタ部１２６を（例えば白抜き矢印の方向で）移動させホッパ１２２の底面１２２Ａに開口が形成されると、その開口の量（開口量）を増大させる方向で（そのまま白抜き矢印の方向で）シャッタ部１２６を更に移動させることをいう。そして、制御部１３６は、ボールフィーダ１３２への樹脂１０４の一定の投入量を確保できるように、開口量が拡大するように制御する。具体的には、上述した所定の樹脂量の樹脂１０４がボールフィーダ１３２に存在しなくなると、センサ１３４がそれを検知して出力する。制御部１３６は、その出力（要求信号）のたびに、ボールフィーダ１３２が最適に機能する程度の樹脂量（樹脂１０４を効率的に整列させる適量の樹脂量、単に適量の樹脂量と称する）が開口部から落下（移動）するように制御する。即ち、図３に示す如く、制御部１３６は、シャッタ部１２６を適量の樹脂量が移動可能となる距離ΔＬずつ等分に移動させるように、モータ１２８の所定の回転量を決定することとなる（なお、図３の破線は樹脂１０４による傾斜面を示す）。ここでは、ホッパ１２２が寸胴形状で、且つホッパ１２２の傾斜角度θ１が安息角αとされている。このため、最初からホッパ１２２が空になるまでの移動距離ΔＬごとに、同一の樹脂量を移動（投下）させることができる。即ち、ホッパ１２２が空になるまで樹脂１０４の一定の投入量を絶えず確保することが可能である。なお、ホッパが深さ方向Ｄに対する垂直な断面で円形や多角形の場合には、制御部は一定の投入量を確保できるようにシャッタ部の移動距離を変化させる制御を行うようにしてもよい。制御部１３６は、樹脂封止装置１００の制御ユニットの一部とされていてもよい。
【００２１】
次に、樹脂供給ユニット１２０の動作について図１を用いて説明する。
【００２２】
ボールフィーダ１３２に樹脂１０４が存在しない状態では、制御部１３６はその状態（ＯＮ状態）を示す出力（要求信号）をセンサ１３４から受け取る。そして、制御部１３６は、ボールフィーダ１３２が適量の樹脂量をホッパ１２２の開口部から移動（落下）するようなシャッタ部１２６の所定の移動量から、モータ１２８の所定の回転量を定め、その所定の回転量をモータ１２８に指示する。
【００２３】
すると、モータ１２８はその指示に従って、シャッタ部１２６を白抜き矢印の方向にその所定の移動量だけ移動させ、モータ１２８は停止する。即ち、モータ１２８の所定の回転量に応じた大きさの開口がホッパ１２２の底面１２２Ａの左端部に形成され、その開口（ホッパ１２２の開口部）から樹脂１０４が移動（落下）する。
【００２４】
移動（落下）した樹脂１０４は、樹脂搬送路１３０に衝突し、ホッパ１２２からの移動速度が緩和され且つホッパ１２２からの移動する方向（Ｚ方向）が変更される。そして、樹脂１０４は、樹脂搬送路１３０に沿って移動し、ボールフィーダ１３２に投入される（移動する）。
【００２５】
ボールフィーダ１３２では、センサ１３４が投入された樹脂１０４の樹脂量を検知する。ここで、センサ１３４はボールフィーダ１３２に適量の樹脂量が存在することを検知するので、制御部１３６からはモータ１２８に回転することを指示しないこととなる。
【００２６】
ボールフィーダ１３２で樹脂１０４の整列が進むと、ボールフィーダ１３２に存在する樹脂１０４は所定の樹脂量以下となる。すると、制御部１３６はその状態（ＯＮ状態）を示す出力（要求信号）をセンサ１３４から再び受け取り、ホッパ１２２からボールフィーダ１３２に適量の樹脂量が投入されることとなる。
【００２７】
なお、シャッタ部１２６の移動が一方向に繰り返されることで、開口部の開口量が増大していき、シャッタ部１２６が白抜き矢印の方向に完全に移動した際には、ホッパ１２２は空となる。そこで、空となったホッパ１２２を支持部材１２４及びシャッタ部１２６から外し、樹脂１０４の十分に格納されたホッパ１２２を新たに支持部材１２４及びシャッタ部１２６に固定する。そして、シャッタ部１２６を閉めた状態でホッパ１２２の底面１２２Ａを開封することで、再び樹脂供給ユニット１２０の動作が可能となる。
【００２８】
従来技術によれば、樹脂供給ユニットとしてはシャッタ部をホッパに備えずに振動子が設けられた樹脂搬送路を備えることを想定できる。しかしながら、このような樹脂供給ユニットでは、ホッパに多量の樹脂が収納されていると、ホッパの開口から振動フィーダに樹脂が可能なだけ多数移動し且つその多数の樹脂にホッパに留まる樹脂が連続してしまいそれらの重量が直接的にかかってその多数の樹脂を振動フィーダに押し付ける状態（樹脂詰まりの状態）が生じることが考えられる。その場合には、振動フィーダを激しく振動させても、その樹脂詰まりの状態を解消することは極めて困難であり、ボールフィーダに樹脂を安定して投入することはできないと考えられる。なお、このような樹脂詰まりの状態を回避するには、ホッパには少ない樹脂を収納すればよいが、その場合にはホッパに頻繁にアクセスして樹脂をホッパに供給する、或いは、ホッパ自体を頻繁に交換するといったことが必要となり、作業性が悪くなる。
【００２９】
これに対して、本実施形態においては、ボールフィーダ１３２に存在する樹脂量を検知し、樹脂１０４の最初の格納場所であるホッパ１２２からボールフィーダ１３２への樹脂１０４の投入量をホッパ部１２２の開口量の制御により適量に調整可能としたものである。このため、ホッパ１２２に多量の樹脂１０４を収納しても、従来技術で生じ得る樹脂詰まりの状態を発生させることがない。即ち、樹脂供給ユニット１２０のボールフィーダ１３２に滞りなく安定してホッパ１２２から樹脂１０４を投入可能となる。つまり、従来よりも作業性を向上させることができる。
【００３０】
そして、本実施形態においては、制御部１３６がボールフィーダ１３２への樹脂１０４の一定の投入量を確保できるように、ホッパ１２２の開口量が拡大するように制御している。即ち、シャッタ部１２６の移動方向は一方向なので、シャッタ部１２６のがたの影響もなく開口部の開口量を正確に調整することができる。同時に、ホッパ１２２に樹脂１０４が多量に収納されている状態でも、シャッタ部１２６の移動を容易に実現することができる。更に、樹脂１０４の安息角αを利用することで、ホッパ１２２から投入される樹脂１０４を一定量とすることが容易である。
【００３１】
また、本実施形態においては、樹脂供給ユニット１２０がボールフィーダ１３２の前段でシャッタ部１２６からの樹脂１０４の投入状態を変更する樹脂搬送路１３０を有している。このため、ホッパ１２２から直接ボールフィーダ１３２に樹脂１０４が投入される場合よりも、樹脂１０４のボールフィーダ１３２への投入速度（ボールフィーダ１３２との衝突速度）を下げることができ、樹脂１０４の破損や樹脂１０４の飛散が生じることを低減することができる。同時に、樹脂搬送路１３０を用いることで、ホッパ１２２とボールフィーダ１３２との配置関係を樹脂封止装置１００の都合に合わせて最適化することもできる。更に、ホッパ１２２からの樹脂１０４の投入量の時間的な平滑化を行ってボールフィーダ１３２に投入することも相応に実現することが可能である。なお、樹脂搬送路にノッカーや超音波振動子などの振動発生器が設けられている場合には、それらに投入するパワーを樹脂搬送路上の樹脂の状況に応じて変化させることも可能となり、上記配置関係の最適化や樹脂の投入量の時間的な平滑化を更に促進することができる。
【００３２】
また、本実施形態においては、ホッパ１２２がその深さ方向Ｄでほぼ同一の外形を保つ寸胴形状とされ、且つシャッタ部１２６と共に樹脂１０４の安息角αに傾斜されている。即ち、ホッパ１２２が寸胴形状であることから、シャッタ部１２６の移動距離を長くすることができる。このため、少量の樹脂１０４を正確にホッパ１２２からボールフィーダ１３２に投入することが可能である。そして、ホッパ１２２がシャッタ部１２６と共に安息角αに傾斜されていることから、ホッパ１２２に樹脂１０４が満杯の状態からシャッタ部１２６を等分に移動させることで、一定量の樹脂１０４をホッパ１２２が空になるまで投入することが可能である。即ち、制御部１３６による制御も簡単でありながら一定量の樹脂１０４を投入でき、且つホッパ１２２の交換サイクルを最大限に伸ばすことが可能である。
【００３３】
本発明について第１実施形態を挙げて説明したが、本発明は第１実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。
【００３４】
例えば、第１実施形態においては、ホッパ１２２が角度θ１に傾斜していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図４に示す第２実施形態の如くであってもよい。第２実施形態では、第１実施形態とはホッパ２２２の傾斜角度が異なるのでその異なる部分だけについてのみ説明を行い、他の構成要素については第１実施形態における説明を援用する。
【００３５】
第２実施形態においては、支持部材２２４が傾斜しておらず、ホッパ２２２及びシャッタ部２２６も傾斜していない。即ち、ホッパ２２２の深さ方向ＤはＺ方向と一致している。このため、第２実施形態においては、ホッパ２２２の配置・交換が比較的に容易に実現できる。
【００３６】
なお、第２実施形態においては、開口が形成された後の所定の開口の大きさから、制御部がボールフィーダへの樹脂の一定の投入量を確保できるように、開口量が拡大するように制御することができる。それは、図４に示す如く、開口を形成した状態で樹脂による傾斜面が安息角αで安定する状態となれば、破線で囲まれる部分の樹脂の体積Ｖ２が体積Ｖ１と等しくなるように、距離ΔＬ２（＞ΔＬ１）のシャッタ部２２６の移動距離を求めることで実現することができる。
【００３７】
もちろん、制御部がボールフィーダへの樹脂の一定の投入量を確保できるように、開口量が拡大するように制御する必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の樹脂封止装置は、タブレット形状の樹脂を用いるトランスファ型の樹脂封止装置に好適である。
【符号の説明】
【００３９】
１００…樹脂封止装置
１０４…樹脂
１１０…金型
１１２…下型
１２０…樹脂供給ユニット
１２２、２２２…ホッパ
１２４、２２４…支持部材
１２６、２２６…シャッタ部
１２８…モータ
１３０…樹脂搬送路
１３２…ボールフィーダ
１３４…センサ
１３６…制御部
【図１】
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【図２】
2014175500.tif 000004
【図３】
2014175500.tif 000005
【図４】
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