(57)【要約】【課題】ワークを高速に加工すると共に、ワークが正しい加工位置にあるかどうかを金型がクランプ動作を開始する前に検出することを可能にする加工装置を提供する。【解決手段】金型を利用してワークを加工する加工装置であって、前記ワークに設けられた孔に挿入されて前記ワークを搬送するためのフィードピンと、加工前の前記ワークが正しい位置にあるかどうかを検出するための第１の位置と、加工後の前記ワークが正しい位置にあるかどうかを検出するための第２の位置の少なくとも一方において、前記金型がクランプ動作を開始する前に、前記ワークが所定の加工位置に搬送されているかどうかを、前記フィードピンの位置を光学的に検出することによって検出する反射型光センサとを有することを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型を利用してワークを加工する加工装置であって、
前記ワークに設けられた孔に挿入されて前記ワークを搬送するためのフィードピンと、
加工前の前記ワークが正しい位置にあるかどうかを検出するための第１の位置と、加工後の前記ワークが正しい位置にあるかどうかを検出するための第２の位置の少なくとも一方において、前記金型がクランプ動作を開始する前に、前記ワークが所定の加工位置に搬送されているかどうかを、前記フィードピンの位置を光学的に検出することによって検出する反射型光センサとを有することを特徴とする加工装置。
【請求項２】
金型を利用してワークを加工する加工装置であって、
光を回帰させるリモートファイバーと、
前記リモートファイバーに対して対向し、加工前の前記ワークが正しい位置にあるかどうかを検出するための第１の位置と、加工後の前記ワークが正しい位置にあるかどうかを検出するための第２の位置の少なくとも一方において、前記金型がクランプ動作を開始する前に、前記ワークが所定の加工位置に搬送されているかどうかを、前記ワークに設けられた孔を前記リモートファイバーを利用して検出することによって検出する透過型光センサとを有することを特徴とする加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、半導体樹脂封止後の外部リードを加工する加工装置に係り、特に、ワークが加工位置に正しく搬送されたかどうかを判断する位置検出機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高性能な電子機器をより低価格で提供する需要が高まるにつれて、当該電子機器を構成する電子部品の効率的に製造する方法が益々要求されている。例えば、電子部品の一つである半導体装置の製造方法は、典型的に、ダイシング、リードフレームの製作、ダイボンディング、ワイヤボンディングなどの各種工程から構成される。ワイヤボンディング後には、樹脂封止した短冊状のリードフレームの外部リードを、ダムバー切断、曲げ、個片化する加工装置が通常使用される。
【０００３】
ワークは金型を含む加工装置内のフィードプレート上を搬送されるが、ワークが金型のパンチ及びダイと適正に位置決めされていなければならない。金型を含む加工装置には、従来から、ワークが所定の加工位置に適正に搬送されているか又はされていないか（即ち、ミスフィード）を検出する検出機構が備えられている。本出願人は、かかる検出機構の一例として、ワークに設けられている複数の位置検出用の孔を利用し、かかる孔に金型の下型に搭載されたピンが挿入可能であるかどうかを光センサで検出することによってミスフィードを検出する装置を既に提案している（例えば、特許文献１）。
【０００４】
フィードプレートは上型と下型の間で下型に対して上下移動可能に配置され、搬送時には、ピンがワークの搬送を妨害しないように、フィードプレートは下型（従って、ピン）よりも上方に退避している。また、プレス時に上型が下型にクランプする際には、フィードプレートは上型によって押し下げられ（又はタイミングをみて自力下動するものもある）、下型に当接する。このクランプ時にピンはフィードプレート上のワークのパイロット孔に挿入可能になる。パイロット孔は、基準として使用される孔である。
【０００５】
ワークが適正な加工位置にある時は、ピンの真上にパイロット孔が位置してピンはパイロット孔を貫通するためピンの底部は移動しない。ピンの底部付近には、光センサが設けられており、ピンの底部が移動しなければ光センサの光路は遮断されないように構成されている。一方、ワークが適正な加工位置にない時は、ピンの真上にパイロット孔が位置しないのでピンはパイロット孔を貫通することができない。このため、ピンはワークによって押し下げられ、ピンの底部が光センサの光路を遮断し、これにより、検出機構はミスフィードを検出する。
【０００６】
検出機構が、ワークが正しい加工位置にあると判断すれば、金型は動作を継続して打ち抜き加工を行い、ワークが正しい加工位置にないと判断すれば、金型は動作を停止してエラーメッセージを出す。
【０００７】
その他の、従来技術としては、例えば、特許文献２又は３がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−３８５３３号公報
【特許文献２】
特開平１０−３１０２４４号公報
【特許文献３】
特開平８−２６４５６５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の検出機構は、金型がクランプ動作を開始してフィードプレートが上型に押されて下降しないとピンがパイロット孔まで届かず、また、ピンの底部が光センサの光路を遮断するまで降下しないとミスフィードを検出することができないという問題があった。即ち、従来の検出機構は金型のクランプ動作の開始前にミスフィードを検出できないという問題があった。
【００１０】
クランプ動作は、ワークを加工するための動作であるため、ワークが正しい加工位置にない場合には行うべきではない。従来の加工装置では、ワークが正しい加工位置にない場合にはクランプ動作は停止するように構成されているが、近年のワークの高速加工の要請から、毎分数百回などとクランプ動作も高速になってきた。このため、検出機構が異常を検知しても、制御的又は機構的な理由からクランプ動作を直ちに停止することができない可能性が出てきた。ワークが正しい加工位置にない場合にクランプ動作が行われるとパンチやダイの刃が損傷して金型を交換しなければならないなどの原因となる。一方、クランプ動作を遅くすればワークの高速加工の要請に反することになる。
【００１１】
そこで、本発明は、このような従来の課題を解決し、ワークを高速に加工すると共に、ワークが正しい加工位置にあるかどうかを金型がクランプ動作を開始する前に検出することを可能にする加工装置を提供することを例示的な目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての加工装置は、金型を利用してワークを加工する加工装置であって、前記ワークに設けられた孔に挿入されて前記ワークを搬送するためのフィードピンと、加工前の前記ワークが正しい位置にあるかどうかを検出するための第１の位置と、加工後の前記ワークが正しい位置にあるかどうかを検出するための第２の位置の少なくとも一方において、前記金型がクランプ動作を開始する前に、前記ワークが所定の加工位置に搬送されているかどうかを、前記フィードピンの位置を光学的に検出することによって検出する反射型光センサとを有することを特徴とする。反射型光センサは、フィードピンに光を照射するためにレンズその他の部材を有してもよい。
【００１３】
本発明の別の側面としての加工装置は、金型を利用してワークを加工する加工装置であって、光を回帰させるリモートファイバーと、前記リモートファイバーに対して対向し、加工前の前記ワークが正しい位置にあるかどうかを検出するための第１の位置と、加工後の前記ワークが正しい位置にあるかどうかを検出するための第２の位置の少なくとも一方において、前記金型がクランプ動作を開始する前に、前記ワークが所定の加工位置に搬送されているかどうかを、前記ワークに設けられた孔を前記リモートファイバーを利用して検出することによって検出する透過型光センサとを有することを特徴とする。
【００１４】
かかる加工装置は、ワークが所定の加工位置に搬送されているかどうかをフィードピン又はワークに設けられた孔を光学的に検知することによって検出する。光学的に検出するので機械的に検出するよりも短時間で検出することができる。金型がクランプ動作を開始する前に異常検知を行うことができるので誤ってクランプされて金型が損傷することを防止することができる。
【００１５】
本発明の更に別の側面としての加工装置は、金型を利用してワークを加工する加工装置であって、光を発光する発光部と、当該発光部によって発光された光を受光可能な受光部とを有する透過型光センサと、前記発光部から発光された前記光から複数の光束に分割し、前記透過型光センサは、加工前の前記ワークが正しい位置にあるかどうかを検出するための第１の位置と、加工後の前記ワークが正しい位置にあるかどうかを検出するための第２の位置の少なくとも一方において、前記受光部は前記ワークに設けられた孔を通過した前記複数の光束の光量を検出することによって、前記ワークが所定の加工位置に搬送されているかどうかを検出することを特徴とする。ワークが所定の加工位置に搬送されているかどうかをフィードピン又はワークに設けられた孔を光学的に検知することによって検出する。金型がクランプ動作を開始する前に異常検知を行うことができるので誤ってクランプされて金型が損傷することを防止することができる。かかる加工装置は、前記複数の光束を集光するレンズ（例えば、球レンズ）を更に有してもよい。
【００１６】
本発明の加工装置は、金型又はプレス装置であってもよい。また、加工装置は、光路上のゴミを除去するために、空気を吹き付ける吹き付け装置又は空気を吸引する吸引装置を有してもよい。
【００１７】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照するに、本発明の一実施形態の加工装置１００は、図１の紙面に垂直な方向に搬送されるワークＷとしての樹脂封止後の短冊状リードフレームの外部リードを切断、曲げ加工する機能を有する。ここで、図１は、加工装置１００の概略断面図であり、左側はプレス前の状態を示し、右側は加工時の状態を示している。
【００１９】
加工装置１００は、図１に示すように、上型１１０と下型１５０とを有する金型と、上型１１０と下型１５０とを相対的に移動可能にする（本実施形態では、上型１１０を下型１５０に対して図１の上下方向に移動する）図示しないプレス機構により上下動される。
ワークＷは、図２に示すように、最終的には製品から捨てられる部分に、パイロット孔Ｗ１が形成される。パイロット孔Ｗ１は、各工程及び各装置で加工するために基準として使用される孔であり、例えば、直径約１．５ｍｍを有する。
【００２０】
ガイド機構１０２は、（図１には２つのみを示しているが）本実施形態では４つのガイドポスト１０３を有する。各ガイドポスト１０３は、上型１１０を下型１５０に対して図１の上下方向に平行移動させる機能を有し、一例として円柱形状を有する。なお、本発明は、ガイドポスト１０３の数、形状、寸法などを制限するものではない。上型１１０は、ガイドポスト１０３に、後述する上型ダイセット１１１に固定されたガイドブッシュ１０４と図示しないベアリングやローラなどの移動円滑化手段を介して上下に移動可能に固定されている。ガイドポスト１０３は、基部１０５において下型１５０の下型ダイセット１５２に固定されている。
【００２１】
上型１１０は、ガイド機構１０２によって下型１５０に対して上下移動可能に構成され、上型ダイセット１１１と、パンチプレート１１４と、パンチ１２０と、ストリッパー１２２と、パンチガイド１２４とを有している。上型ダイセット１１１にはガイドブッシュ１０４とパンチプレート１１４が固定される。上型ダイセット１１１は、パンチプレート１１４などの部材を支持してそれらの剛性を維持している。
【００２２】
パンチ１２０は、ワークＷから不要部分を切断して打ち抜く。パンチ１２０は、パンチプレート１１４に固定されると共にストリッパー１２２に対して移動可能に構成されている。パンチ１２０は、図１左側に示すプレス前状態では、ストリッパー１２２及びパンチガイド１２４内に収納されているが、図１右側に示すプレス時状態では、ストリッパー１２２及びパンチガイド１２４から突出してワークＷに切断加工を施す。パンチ１２０は、クシ刃をその先端に有し、後述するダイ１５６と係合する。
【００２３】
ストリッパー１２２は、図示しないばねによってパンチプレート１１４から離間する方向（即ち、図１における下方向）に付勢されており、これにより、パンチ１２０の先端をパンチガイド１２４の下面よりも若干引き込んだ位置にセットしている。プレス時には、ストリッパー１２２でフィードプレート１３１を押し下げ、パンチガイド１２４でワークＷを抑えてからパンチ１２０で切断加工を行う。加工後はパンチ１２０がワークＷから離れた後にストリッパー１２２が上昇する。
【００２４】
ストリッパー１２２は、パンチプレート１１４の下側にパンチプレート１１４に対して移動可能に設けられる。ストリッパー１２２は、切断加工の際に、フィードプレート１３１を押し下げると共にワークＷを押圧して切断および切断後のストリップを容易にする。
【００２５】
パンチガイド１２４は、ストリッパー１２２に固定されて、パンチ１２０をダイ１５６に案内する。
【００２６】
搬送機構１３０は、図１、図３及び図４に示すように、フィードプレート１３１と、ガイドプレート１３２と、フィードバー１３３と、フィードアーム１３４と、保持プレート１３５と、フィードピン１３６と、保持プレート１３５とフィードアーム１３４を固定するネジ１３７とを有する。ここで、図３は、搬送機構１３０の概略拡大断面図である。図４（ａ）は、フィードピン１３６とフィードアーム１３４との関係を示す平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）をＡ方向から見たフィードピン１３６が取り付けられたフィードアーム１３４の側面図である。なお、図１においては、搬送機構１３０の一部は作図の便宜上省略されている。
【００２７】
フィードプレート１３１は、上型１１０と下型１５０との間に設けられ、ワークＷを図１の紙面の垂直方向に搬送及び支持する。フィードプレート１３１は、上型１１０と係合することによって下型１５０に対して図１の上下方向に移動することができ、ダイ枠１５４と係合部１３１ｂにおいて係合可能に構成されている。フィードプレート１３１と、ダイ枠１５４との間には図示しない圧縮バネが設けられ、フィードプレート１３１は図１の上方向に付勢されている。かかる圧縮バネのバネ力は、ストリッパー１２２に印加されるバネ力よりも弱く設定されている。
【００２８】
ガイドプレート１３２は、フィードプレート１３１の上に配置され、ガイドプレート１３２とフィードプレート１３１との間でワークＷを保持する。
【００２９】
フィードバー１３３は、図４（ａ）に示すように、ワークＷの搬送方向に平行な方向Ｍに延びており、一対のフィードアーム１３４が、フィードバー１３３に固定されている。各フィードアーム１３４は、フィードバー１３３から水平に延びており、その先端には保持プレート１３５が取り付けられている。保持プレート１３５にはボルト１３７を介して複数のフィードピン１３６が取り付けられている。
【００３０】
フィードピン１３６は、ワークＷに設けられたパイロット孔Ｗ１に嵌合して、ワークＷを搬送する。
【００３１】
位置検出機構１６０は、上型１１０と下型１５０がクランプ動作を開始する前に、ワークＷが所定の加工位置に搬送されているかどうかを検出する。図５に示すように、位置検出機構１６０は、フィードピン１３６の位置を光学的に検出する反射型光センサ１６２と、反射型センサ１６２に取り付けられたレンズ１６３とを有する。ここで、図５は、位置検出機構１６０の概略断面図である。
【００３２】
反射型センサ１６２は、図示しない発光素子と受光素子を内蔵しており、レンズ１６３を介して発光素子からの光をフィードピン１３６の先端１３８に集光し、先端１３８からの反射光をレンズ１６３を介して受光素子で受光している。位置検出機構１６０は、パイロット孔に嵌合しているフィードピン１３６の先端１３８のずれを検出することによって、ワークＷの位置を検出している。
【００３３】
位置検出機構１６０は、図６及び図４に示す位置検出機構１６０Ａに置換されてもよい。ここで、図６は、位置検出機構１６０Ａの概略側面図である。位置検出機構１６０Ａも、位置検出機構１６０と同様に、上型１１０と下型１５０がクランプ動作を開始する前に、ワークＷが所定の加工位置に搬送されているかどうかを検出する。但し、位置検出機構１６０Ａは、ワークＷのパイロット孔の位置を透過型センサとリモートファイバー１７０を利用して検出する点で、フィードピン１３６の位置を検出する位置検出機構１６０とは異なる。なお、透過型センサとリモートファイバー１７０との位置関係は逆であってもよい。
【００３４】
透過型センサは、発光部１６４と、レンズ１６５と、受光部１６６とを有する。発光部１６４とレンズ１６５が、ワークＷのパイロット孔Ｗ１を介してリモートファイバー１７０の一端に固定されたレンズ１７２に光を投光する。図４（ａ）に示すように、リモートファイバー１７０とレンズ１７２は保持プレート１３５に設けられる。リモートファイバー１７０は、受光した光を光ファイバーを利用して回帰してレンズ１７２及びパイロット孔を介して投光する。リモートファイバー１７０は、ワークＷが適正な加工位置にあるときは、リモートファイバー１７０から投光された光はレンズ１６５を介して受光部１６６に受光するように構成されている。もっとも、光を回帰させられる限り、ミラーその他の手段がリモートファイバー１７０の代わりに使用されてもよい。
【００３５】
以下、図７を参照して、位置検出機構１６０及び１６０Ａの取り付けについて説明する。ここで、図７（ａ）は、位置検出機構１６０及び１６０Ａを取り付けた例を示す平面図で、図７（ｂ）は、その断面図である。
【００３６】
図７に示すように、位置検出機構１６０及び１６０Ａは、加工前のワークＷが正しい位置にあるかどうかを検出するための位置Ｐ１と、加工後のワークＷが正しい位置にあるかどうかを検出するための位置Ｐ２に配置されている。位置Ｐ１が加工前の位置であるのは金型がクランプする前に位置検出を行うためである。なお、位置検出装置１６０及び１６０Ａは、位置Ｐ１及びＰ２において位置検出を行うことができれば、センサ１６２、１６６等が必ずしも位置Ｐ１及びＰ２に配置されなくてもよい。例えば、発光部１６４が投光した光や受光部１６６が受光する光をミラーを介して引き回す場合である。
【００３７】
ワークＷは、本実施形態では、矢印Ｍ１方向に搬送される。本実施形態の金型は順送金型であり、図２に示すワークＷには複数個の製品が搭載されている。図７（ａ）に示すダイセット１５２上では複数個の製品が複数の工程を経る。例えば、短冊状リードフレームがＰ１、Ｐ２の少なくともどちらかで位置検知ができるようになっている。
【００３８】
図７（ｂ）に示すように、加工装置１００は、吹き付け装置１７４を有してもよい。吹き付け装置１７４は、空気を吹き付けて位置検出機構１６０及び１６０Ａの光路上にあるゴミを飛ばして光学検出を容易にする機能を有する。吹き付け装置１７４は、空気を吸引する吸引装置に置換されてもよい。
【００３９】
位置検出機構１６０は、更に、図８に示す位置検出機構１６０Ｂに置換されてもよい。ここで、図８（ａ）は、位置検出機構１６０Ｂの概略断面図である。位置検出機構１６０Ｂも、位置検出機構１６０及び１６０Ａと同様に、上型１１０と下型１５０がクランプ動作を開始する前に、ワークＷが所定の加工位置に搬送されているかどうかを検出する。また、位置検出機構１６０Ｂは、位置検出機構１６０Ａと同様に、ワークＷのパイロット孔の位置を透過型センサで検出している。しかし、位置検出機構１６０Ｂは、リモートファイバー１７０を利用しない点で位置検出機構１６０Ａとは異なる。
【００４０】
透過型センサは、発光部１６４と受光部１６６とを有する。本実施形態の透過型センサはレンズ１６５を使用しないので発光部１６４が発光した光は拡散する。なお、発光部１６４と受光部１６６との位置関係は逆でもよい。
【００４１】
位置検出センサ１６０Ｂは、更に、マスク１６７を使用して発光部１６４が発光した光を２つの光束に分割する。本実施形態では、マスク１６７は２つの高速に分割しているが、本発明は、光束の数を限定するものではない。また、マスク１６７は、ビームスプリッタなど複数の光束を生成する他の手段に置換されてもよい。マスク１６７からワークＷのパイロット孔を透過した一対の光束は球レンズ１６８で受光部１６５に集光する。球レンズ１６８は、複数の光束を集光する他の手段に置換されてもよい。
【００４２】
図８（ｂ）に示すように、ワークＷが適正な加工位置にあるときは、パイロット孔には２つの光束が通過するが、ワークＷが適正な加工位置にないときは、例えば、図８（ｃ）に示すように、パイロット孔を透過する光束の数は一又はゼロである。ここで、図８（ｂ）は、ワークＷが適正な加工位置にある時にパイロット孔を透過する光束の位置関係を示す断面図である。図８（ｃ）は、ワークＷが適正な加工位置にない時にパイロット孔を透過する光束の位置関係を示す断面図である。位置検出機構１６０Ｂは、受光部１６５が受光した光の光量を検出することによってワークＷが適正な加工位置にあるかどうかを検出することができる。
【００４３】
以下、加工装置１００の動作について説明する。ワークＷは搬送機構１３０によって、例えば、図１の紙面奥側から手前側に搬送される。搬送機構１３０は、図示しない制御部によって制御される。まず、制御部は、ワークＷが所定の加工位置に来たかどうかを位置検出機構１６０、１６０Ａ又は１６０Ｂを利用して判断する。
【００４４】
位置検出機構１６０は、反射型センサ１６２の受光素子が受光したかどうかによってワークＷが所定の加工位置にあるかどうかを判断する。位置検出機構１６０Ａは、受光部１６６が受光したかどうかによってワークＷが所定の加工位置にあるかどうかを判断する。位置検出機構１６０Ｂは、受光部１６６が所定の光量を受光したかどうかによってワークＷが所定の加工位置にあるかどうかを判断する。吹き付け装置１７４は、定期的に吹き付けを行い、位置検出装置１６０、１６０Ａ及び１６０Ｂによる吹き付けを容易にする。
【００４５】
制御部は、ワークＷが適正な加工位置に搬送されていないと判断すると、エラーメッセージを表示し、クランプ動作を開始しない。この結果、パンチ１２０が破損するなどの問題を防止することができる。また、位置検出機構１６０等は、光学的手段を使用して検出するので従来の様に機械的手段を使用して検出するよりも短時間で検出することができる。
【００４６】
一方、制御部は、ワークＷが加工位置に搬送されたと判断すると、上型１１０の図示しない駆動機構を制御して、上型ダイセット１１１をガイドポスト１０３に沿って下降し、プレス加工する。
【００４７】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はその要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。例えば、本実施形態では加工装置１００は切断用であったが、本発明は加工装置が曲げ加工その他の加工を行う場合にも適用することができる。また、図４に示す位置検出機構１６０Ａは、位置検出機構１６０及び１６０Ｂに置換されてもよい。図７は、位置検出機構１６０及び１６０Ａを示しているが、位置Ｐ１及びＰ２には位置検出機構１６０、１６０Ａ及び１６０Ｂのいずれかが配置されればよい。もちろん、本発明は、位置Ｐ１及びＰ２の少なくとも一方に位置検出機構１６０、１６０Ａ及び１６０Ｂのいずれかが配置される場合を含む趣旨である。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、ワークを高速に加工すると共に、ワークが正しい加工位置にあるかどうかを金型がクランプ動作を開始する前に検出することを可能にする加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての加工装置の概略断面図である。
【図２】図１に示す加工装置によって加工されるワークの平面図である。
【図３】図１に示す加工装置の搬送機構の概略断面図である。
【図４】図３に示す搬送機構の一例の平面図である。
【図５】図１に示す加工装置に適用可能な位置検出機構の一例の概略断面図である。
【図６】図１に示す加工装置に適用可能な位置検出機構の別の例の概略断面図である。
【図７】図５及び図６に示す位置検出機構を搭載した例を示す平面図及び断面図である。
【図８】図１に示す加工装置に適用可能な位置検出機構の更に別の例の概略断面図及び検出方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１００                    加工装置
１１０                    上型
１２０                    パンチ
１２２                    ストリッパー
１３０                    搬送機構
１３１                    フィードプレート
１３２                    ガイドプレート
１３４                    フィードアーム
１３６                    フィードピン
１５０                    下型
１５４                    ダイ枠
１５６                    ダイ
【図１】
2004186238.tif 000003
【図２】
2004186238.tif 000004
【図３】
2004186238.tif 000005
【図４】
2004186238.tif 000006
【図５】
2004186238.tif 000007
【図６】
2004186238.tif 000008
【図７】
2004186238.tif 000009
【図８】
2004186238.tif 000010