(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の短冊状薄板を厚み方向に積層した山から該山の最下層にある１枚の該短冊状薄板を分離爪にて挟持し、該分離爪を移動させ、前記１枚の短冊状薄板を前記山から分離する短冊状薄板の分離装置において、
前記分離爪により前記１枚の短冊状薄板が前記山から離間したとき、前記１枚の短冊状薄板と前記山との間に突出挿入される分離ピンを有し、
該分離ピンは、直線移動する動力源に引かれて突出し、該動力源と前記分離ピンは磁力にて連結されてなり、
前記山の一部に当接し該山を下から支承可能に設けられ、上下動する乗せ台を有し、前記分離爪と前記分離ピンは前記山の下に配置され、前記乗せ台は前記分離爪が前記１枚の短冊状薄板を挟持移動し、前記分離ピンが前記１枚の短冊状薄板と前記山の間に挿入され、前記山が前記分離ピンにより下から支承された後に下降することを特徴とする短冊状薄板の分離装置。
【請求項２】
前記分離爪と前記分離ピンが、前記短冊状薄板の長手方向に２つずつ並列配置され、前記乗せ台が前記２つの分離爪及び分離ピンの間の前記短冊状薄板の一部に当接することを特徴とする請求項１に記載の短冊状薄板の分離装置。
【請求項３】
前記分離爪の前記短冊状薄板に対向する面に該短冊状薄板に当接可能にダイヤモンドプラズマＣＶＤ膜を被着したことを特徴とする請求項１又は２に記載の短冊状薄板の分離装置。
【請求項４】
前記請求項１乃至３に記載の短冊状薄板の分離装置により分離された前記短冊状薄板を載置するガイドレールと、該ガイドレールに沿って前記短冊状薄板端部を押しながら移動するフレームプッシャーと、前記ガイドレール表面位置から前記短冊状薄板の１枚分以上２枚分未満の細さの隙間を形成し、該隙間に前記短冊状薄板が移動中に通過可能に設けられたストッパーとを有することを特徴とする短冊状薄板の供給装置。
【請求項５】
前記フレームプッシャーは、直線移動する動力源に引かれて移動され、該動力源と前記フレームプッシャーは磁力にて連結されていることを特徴とする請求項４に記載の短冊状薄板の供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積み重ねられた短冊状薄板を分離する装置及び供給する装置に係り、特に正確に１枚ずつ自動的に分離及び供給する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多数の薄板が厚み方向に積層された山から１枚ずつ薄板を取り出す装置は多々提供されているが、広く採用されている方法として、真空吸着がある。これは真空装置に繋がれたバキュームパッドを山の表面にある１枚目の薄板に当接して吸引し、移動させる装置である。これは重工業等の板金工程に置かれるような分離・供給装置のみならず、電子工業に用いられるようなリードフレーム等の薄板を分離・供給するものにも採用されている。
【０００３】
しかしながら、近年この吸着方式をリードフレームに採用した場合に問題が生じてきた。即ち、多ピン化やＣＳＰ（Chip Size Package）への対応、パッケージの小型化、薄形化のため、薄いリードフレームの需要が高まり、その結果、表面が波打ち、平面度が低下しやすいものが多くなっている為である。特に反り、うねりのあるリードフレームにおいては、分離ミスを多発する傾向にあり、その都度微調整が必要であった。同一型番のリードフレームでも製造元、製造ロットが異なると微調整が必要な場合がある。
【０００４】
ところで、このような問題を解決するものとして、チャック機構が考えられる。これは鋏のように開閉する分離爪の間にリードフレームを挟み込んでピックアップするもので、ピックアップ効率がリードフレームの表面状態に左右されないものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したチャック機構では、分離爪が機械的に接触するため、接触面が摩耗してゆき、いずれは適切なリードフレーム分離が行えなくなってしまう。この為、分離爪の保守管理が重要で、メンテナンスエ数が多くかかってしまう。
【０００６】
また、リードフレームの表面状態により、リードフレーム同士が比較的強く密着する場合があり、この際、山から１枚を挟んでピックアップしたとしても、２枚またはそれ以上の枚数のリードフレームを同時にピックアップしてしまうということがあった。
【０００７】
更には、挟んだ１枚目が２枚目に密着し、２枚目が３枚目に密着している場合、２枚目が山から離れず、１枚目及び２枚目が変形を伴って中途半端に分離されてしまうこともあり、歩留まりを低下させていた。
【０００８】
このように分離ミスをした場合、装置が停止し、作業者が処置しなければならず、稼働率が低下する。もし装置が停止せずとも、複数枚密着して重なった状態のリードフレームが次工程の搬送部へ供給されることによって、例えば後のモールドエ程で上下の金型が衝合せず、樹脂漏れ等の二次トラプルを発生させる虞がある。
【０００９】
本発明は上記問題点を解消し、リードフレーム等の短冊状薄板の表面状態に左右されずに高稼働率を維持し、分離ミスがあっても短冊状薄板を変形させずに済み、作業者の工数を低減し、分離爪の消耗を抑制し、メンテナンスエ数を大幅に低減し、後工程に不良を流出させない短冊状薄板の分離装置及び供給装置を提供する事を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明に係る短冊状薄板の分離装置は、複数の短冊状薄板を厚み方向に積層した山から該山の最下層にある１枚の該短冊状薄板を分離爪にて挟持し、該分離爪を移動させ、前記１枚の短冊状薄板を前記山から分離する短冊状薄板の分離装置において、前記分離爪により前記１枚の短冊状薄板が前記山から離間したとき、前記１枚の短冊状薄板と前記山との間に突出挿入される分離ピンを有することを特徴とする。本構成により前記短冊状薄板と前記山の離間が促進される。
【００１１】
更に、前記山の一部に当接し該山を下から支承可能に設けられ、上下動する乗せ台を有し、前記分離爪と前記分離ピンは前記山の下に配置され、前記乗せ台は前記分離爪が前記１枚の短冊状薄板を挟持移動し、前記分離ピンが前記１枚の短冊状薄板と前記山の間に挿入され、前記山が前記分離ピンにより下から支承された後に下降する構成としてもよい。本構成により前記短冊状薄板を分離するためにかける前記分離爪の移動量を最小限に留める。
【００１２】
また、前記分離爪と前記分離ピンが、前記短冊状薄板の長手方向に２つずつ並列配置され、前記乗せ台が前記２つの分離爪及び分離ピンの間の前記短冊状薄板の一部に当接する構成として好適である。本構成により分離する力を多点に分散して前記短冊状薄板局部の変形を防止すると共に、多点支持によって安定性が確保されるとともに、分離爪一つに掛かる荷重を軽減して摩耗を低減する。
【００１３】
以上の分離ピンを有する分離装置において、該分離ピンを直線移動する動力源に引かれて突出するものとし、該動力源と前記分離ピンを磁力にて連結する構成としてもよい。本構成により、前記分離ピンに過負荷が掛かったとしても、前記短冊状薄板には磁力による結合力以上の負荷が掛からない。
【００１４】
また、さらに、これら分離装置において、前記分離爪の前記短冊状薄板に対向する面に該短冊状薄板に当接可能にダイヤモンドプラズマＣＶＤ膜を被着した構成としてもよい。本構成により、分離爪に耐摩耗性と、程良い摩擦を得ることのできる表面粗さが付与される。
【００１５】
また、本発明に係る短冊状薄板の供給装置は、前述したいずれかの分離装置により分離された前記短冊状薄板を載置するガイドレールと、該ガイドレールに沿って前記短冊状薄板端部を押しながら移動するフレームプッシャーと、前記ガイドレール表面位置から前記短冊状薄板の１枚分以上２枚分未満の細さの隙間を形成し、該隙間に前記短冊状薄板が移動中に通過可能に設けられたストッパーとを有することを特徴とする。本構成により前記リードフレームが２枚以上密着したまま分離されたとしても、そのまま次工程に搬送されない。
【００１６】
この際、前記フレームプッシャーは、直線移動する動力源に引かれて移動され、該動力源と前記フレームプッシャーは磁力にて連結される構成として好適である。本構成により前記フレームプッシャーに過負荷が掛かったとしても、前記短冊状薄板には磁力による結合力以上の負荷が掛からない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。なお、複数の図面にわたって同一または相当するものには同一の符号を付し、説明の重複を避けた。
【００１８】
図１は本発明のリードフレーム分離装置と供給装置の組み合わせた様子を示す斜視図であり、装置が稼働する前の初期状態を示す。本図では図示省略してあるが、リードフレーム１は始めフレームガイド１５内に厚み方向に積層されて山を成しており、これらは分離ピン３により下から支承されている。
【００１９】
まず、本図のリードフレーム分離装置から説明する。分離装置は、大きく分けて分離爪移動機構、乗せ台移動機構及び分離ピン移動機構からなる。
【００２０】
分離爪移動機構は４つの分離爪２とそれぞれに圧縮バネ２ａを介して連結された４つの移動ブロック２ｂとその移動ブロック２ｂを水平及び垂直方向へ自在に移動させる図示しないアクチュエータからなる。これらはリードフレームを挟んで向かい合った分離爪２同士でリードフレーム１を把持し、把持した状態で一斉に下方へ移動し、リードフレーム１を引き下げる動きをする。なお、このアクチュエータ（図示せず）は、水平移動用に寝かせたシリンダとこれにシリンダシャフトを連結した垂直移動用に立ててあるシリンダの組み合わせで容易に構成できる。
【００２１】
乗せ台移動機構は、乗せ台４とこれに連結した１つのシリンダやソレノイド等のアクチュエータ（図示せず）からなり、リードフレーム１裏面の一部に当接しリードフレーム１の山を下から支承可能で、リードフレーム１を載置して上下動可能となっている。
【００２２】
分離ピン移動機構は、２本の分離ピン３と、この一端が固着したブロック２９と、このブロック２９の分離ピン３の取付面の裏面に一端が固着した２本のシャフト２１と、それらシャフト２１の他端が固着した鉄プレート１４ａと、ブロック２９〜鉄プレート１４ａ間にシャフト２１に沿って移動可能に嵌合されたスライドブッシュ２２と、これが固着した載置台３０と、その裏面に固着したエアーシリンダー１３ａと、そのシリンダシャフト先端に固着したマグネット１２ａとからなる。
【００２３】
通常、マグネット１２ａと鉄プレート１４ａは磁力にて連結されており、エアーシリンダ１３ａの動作によって鉄プレート１４ａに固着、連結したシャフト２１、ブロック２９、分離爪３の系が同時に移動する。なお、図示省略するが、載置台３０は装置の不動部分に固定されており、他の機構部品が動作しても動くものではない。
【００２４】
次に、リードフレーム供給装置について説明する。これは、リードフレーム１が載置可能にリードフレーム１の山の下方に配置されたガイドレール２８と、その手前（搬送側と逆側）に配置されたフレームプッシャー５と、その下方の一端が固着したＬ字型の鉄プレート１４ｂと、これにマグネット１２ｂを介して磁力によってシリンダシャフト先端が結合するエアーシリンダ１３ｂと、鉄プレート１４ｂ下面が固着した移動片１７ａとこれに嵌挿されたレール１７ｂと、ガイドレール２８の搬送側に配置された二枚フレーム挿入防止ストッパー１６と、そのさらに外側に配置されたエアーシリンダー１３ｃからなる。
【００２５】
エアーシリンダ１３ｂは、図示しない装置の不動部分に固着され、初期状態ではシリンダシャフトが延びた状態であり、圧搾空気の投入によりシリンダシャフトが引き込まれる。シリンダシャフトが引き込まれると、これにつられてマグネット１２ｂに磁力結合した鉄プレート１４ｂが引かれ、レール１７ｂに沿って移動片１７ａが移動し、同時にフレームプッシャー５が移動する。
【００２６】
フレームプッシャー５の上方先端は、ガイドレール２８のリードフレーム載置面（図の断面Ｌ字状に凹んだ面）よりも上方に突出しており、もし、ガイドレール２８上にリードフレーム１が載置されていた場合、フレームプッシャー５が移動中にリードフレーム１に当接し、移動方向に向かってリードフレーム１を押し出すことになる。
【００２７】
押し出されたリードフレーム１は、二枚フレーム挿入防止ストッパー１６を通り、後段の装置に送られて行く。二枚フレーム防止ストッパー１６は、板状物を２枚近接させて構成したもので、両板状物の間隙にリードフレーム１が通される。その間隙はリードフレーム１の１枚分以上２枚分未満の細さに設定されている。
【００２８】
エアーシリンダー１３ｃはリードフレーム１が送り出されたときに連動してシリンダシャフトが突出するもので、リードフレーム１のストッパーとして働き、後段装置へのスムーズな受け渡しをするためのリードフレーム１の位置決め精度向上を図っている。
【００２９】
以上説明した装置が図２（ａ）〜（ｊ）に示す一連の動作によって、厚み方向に積層したリードフレームの山の下方より１枚ずつリードフレームを分離してゆき、これを図２（ｋ）〜（ｌ）に示す一連の動作で後工程に搬送してゆく。これらの図に示されている機構部品の全ての動作は、リードフレームの有無をセンシングする光電センサや近接センサ、エリアセンサ等の複数のセンサーと、これらから送られる情報に基づき次に行うべき動作を決定するマイコンやシーケンサ等のＣＰＵと、これらに命令されて動作するモータやアクチュエータ等の駆動装置によって自動制御され、無人運転されている。そのフローチャートを図３に示す。なお、図２（ａ）、（ｄ）、（ｇ）、（ｊ）〜（ｌ）は装置正面を、図２（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｈ）、（ｉ）は装置側面をそれぞれ示している。
【００３０】
ここで、図３に示された動作を図２に沿って説明する。まず、図２（ａ）の初期状態において、図示しない後段のリードフレーム搬送装置によって引き出され、リードフレーム１ａ（前に分離し搬送途中のリードフレーム）が第一の分離開始センサー６の上部から無くなると、図３のＳＴＥＰ１動作を開始する。図２（ｂ）に示すように、分離爪２が開いた状態から図２（ｃ）のように分離爪２が閉じ、リードフレーム１の山の最下層の１枚をクランプする。次に図２（ｄ）のように、フレーム乗せ台４が分離ピン３より数ｍｍ程度上まで上昇し、最下層のリードフレーム１ｂの端部を上層のリードフレーム１から分離する。この時、図２（ｅ）のようにリードフレーム１、１ｂの下にあった分離ピン３は、次の動作で図２（ｆ）のように後方に抜ける。これでＳＴＥＰ１は終了する。
【００３１】
図２（ｄ）で、前述の図示しない搬送装置にてさらにリードフレーム１ａが引き出され、第二の分離開始センサー７の上部からリードフレーム１ａが無くなると、図２（ｇ）のように分離爪２が下降する。次に図２（ｈ）のように、後方にあった分離ピン３がリードフレーム１と１ｂの間に挿入される。この時正常に分離ピン３が挿入されたかどうかを分離ピン過負荷センサー１０で確認する。センサー１０で直下にブロック２９があることを確認すると、図２（ｉ）のように分離爪２が開き、リードフレーム１ｂは解放される。最後に、図２（ｊ）のようにリードフレーム１ｂを乗せたフレーム乗せ台４が下降し、分離爪２が上昇する。これでＳＴＥＰ２は終了する。
【００３２】
この状態でリードフレーム１ｂが正常に分離したか第二の分離開始センサー７及び分離状態監視センサー９、９で確認する。センサー７直上にリードフレームがあり、かつ、センサー９と９の間にリードフレームが無いことを確認した後、更に第三の分離開始センサー８上にあった、先に分離されて後段の搬送装置（図示せず）にて引き出されている途中のリードフレーム１ａが無くなると、図２（ｋ）のようにフレームプッシャー５が後段のフレーム搬送装置（図示せず）にリードフレーム１を押し出して供給する。この時フレームプッシャー５が正常動作したかフレームプッシャー過負荷センサー１１で確認する。センサー１１近傍にフレームプッシャー５があることを確認した後、図２（ｌ）に示すように、元に戻りＳＴＥＰ３及び分離動作サイクルは終了する。
【００３３】
次に、フレームプッシャー５の過負荷時の逃げ機構について説明する。図４は本発明のリードフレーム供給装置の動作を示す図である。図４（ａ）は待機状態を示す。この状態から、上述したように第三の分離開始センサー８上のリードフレームが無くなると、同図（ｂ）のようにエアーシリンダー１３ｂがシリンダシャフトを引き込み、フレームプッシャー５がリードフレーム１を押し出すと同時に、連動したエアーシリンダー１３ｃのシリンダシャフトが突出し、リードフレーム１ｂの位置決めをする。この状態で鉄プレート１４をフレームプッシャー過負荷センサー１１が検出すれば、過負荷検出は無く正常動作したと判断する。
【００３４】
図４（ｃ）は山から分離されたリードフレーム１ｂが２枚以上重なっていた場合を示す。エアーシリンダー１３ｂのシリンダシャフトは引き込まれるが、二枚フレーム挿入防止ストッパー１６にリードフレーム１が当たった瞬間、マグネット１２と鉄プレート１４ｂが離れる。この際、フレームプッシャー過負荷センサー１１が鉄プレート１４ｂを検出できないため、分離ミスエラーを発する。なお、磁力の調整等でこの時のリードフレームに与える荷重を十分に小さくしておけば、リードフレーム１に変形や損傷を全く与えない。例えば厚さ０．１５ｍｍ、幅２２ｍｍ程度の鉄製リードフレームならば約４０ｇ程度とする。
【００３５】
次に、分離ピン過負荷時の逃げ機構について説明する。これについても上述したフレームプッシャー過負荷時の逃げ機構と同じ原理である。図５は分離ピンの動作を示す図である。図５（ａ）は待機状態で、次いで上述した図２（ｈ）の動作段階で、図５（ｂ）の如くエアーシリンダー１３ａのシリンダシャフトが引き込まれ、リードフレーム１と１ｂの間に分離ピン３が挿入される。この時、上記同様、鉄プレート１４ａを分離ピン過負荷センサー１０で確認する。しかし、リードフレーム１が未分離な場合等に、分離ピン３がリードフレーム１ｂに当接することがある。この際、図５（ｃ）のように、マグネット１２と鉄プレート１４が離れるため、分離ピン過負荷センサー１０が働き、分離ミスを感知し、図３の動作フロー図のサブルーチンＳＴＥＰ２内の動作を行い、自動復帰、再度分離動作を行い、作業者不在でフレーム分離装置が自動的に処置を行う。なお、図５（ｃ）に示した不具合時に分離ピン３がリードフレームに与える荷重を十分に小さくしておけば、リードフレーム１に変形や損傷を全く与えない。例えば厚さ０．１５ｍｍ、長さ２００ｍｍ程度の鉄製リードフレームならば約１００ｇ程度とする。
【００３６】
更に、リードフレーム状態の監視について説明する。図６は、フレーム状態監視の様子を示す図である。前述の図２（ｋ）の状態は正常に１枚だけ分離しているが、図６（ａ）では、リードフレーム１の中央が上方のリードフレーム１に密着している。図６（ｂ）では、リードフレーム１の左側は正常に分離しているが右側が分離できていない。図６（ｃ）では、図６（ｂ）の逆で右側は正常に分離しているが左側が分離できていない。図３のメインルーチンでＳＴＥＰ２が終了後、このような不具合が生じた場合は、分離状態監視センサー９、９がこれを捉え、同図サブルーチンのＲＥＴＲＹの動作に移り、作業者不在でフレーム分離装置が自動的に自動復帰、再度分離動作を行う。
【００３７】
以上が本発明の実施の形態の主要部であるが、さらにここで良好な結果をもたらす構成について述べる。
【００３８】
図７（ａ）はリードフレーム１を分離爪２でクランプしている状態を示し、図７（ｂ）はその拡大図である。リードフレーム１上に重り兼調整ゲージ１９を乗せることで、リードフレーム１のたわみが最小になるように補正している。
【００３９】
また、図７（ｂ）のように、リードフレーム１の位置が多少上下しても、それを上回る範囲でダイヤモンド膜１８を被着しておけば、クランプ時の位置調整の簡略化とリードフレーム１のうねりに対する影響をなくし、メンテナンスの調整の簡略化を図ることができる。なお、このダイヤモンド膜は、プラズマＣＶＤによれば適度な摩擦が得られる粗面を形成することができ、しかも耐摩耗性を飛躍的に向上することができる。
【００４０】
図８は分離装置側面図で、分離ピン３周辺を示す。本図に示すように、リードフレーム１が分離ピン３上に乗るとき、下方に一対のピン保持部２０を設けておくと、これが分離ピン３を支承し、分離ピン３の位置の安定化とシャフト２１とスライドブッシュ２２への負荷を低減し、リードフレーム１の重量に対する耐荷重を大きくすることができる。これによりフレームガイド１５の高さを伸ばすことができ、リードフレーム１の供給量を増加することができる。
【００４１】
また、フレームガイド１５の四隅の支柱を可動とすれば、様々な大きさのリードフレームに対応させることができる。この際、図７や図８に示したゲージ１９をリードフレーム１の品種毎に合わせた大きさや重さとして、多種類用意しておくことで、即座に品種変更に対応することができる。
【００４２】
以上、リードフレームを例にした実施の形態について述べたが、本発明はリードフレーム以外の短冊状薄板の分離や供給にも適応可能であることは言うまでもない。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、分離ミスを大幅に低減し、例えあったとしてもリードフレームの変形及び破棄不良を発生させず、自動化が容易なため作業者の工数を削減し、分離不良を後工程に供給しないため、二次トラブルを発生させることがない。
【００４４】
総じて、取扱が困難な短冊状薄板の分離、供給を容易ならしめ、製造コストを低減することができる装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の機構動作を示す図である。
【図３】本発明の分離動作のフローチャートである。
【図４】本発明のフレームプッシャー機構の動作を示すである。
【図５】本発明の分離ピン機構の動作を示すである。
【図６】本発明のフレーム状態監視の様子を示す図である。
【図７】本発明の分離爪をクランプ状態にしたときの様子を示す図である。
【図８】本発明の分離ピン部の概略図である。
【符号の説明】
１：リードフレーム、２：分離爪、３：分離ピン、４：フレーム乗せ台、５：フレームプツシャー、６、７、８：分離開始センサー、９：分離状態監視センサー、１０：分離ピン過負荷センサー、１１：フレームプッシャー過負荷センサー、１２：マグネット、１３：エアーシリンダー、１４：鉄プレート、１５：フレームガイド、１６：二枚フレーム挿入防止ストッパー、１７ａ：移動片、１７ｂ：レール、１８：ダイヤモンドプラズマＣＶＤ膜、１９：重り兼調整ゲージ、２０：ピン保持部、２１：シャフト、２２：スライドブッシュ、２８：ガイドレール、２９：ブロック、３０：載置台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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