DE68925820T2

DE68925820T2 - Einzelband-Formvorrichtung

Info

Publication number: DE68925820T2
Application number: DE68925820T
Authority: DE
Inventors: Johannes Lambertus Gerardus Maria Nl-6921 Kg Duiven Venrooij; Wouter Bastiaan Nl-6581 Rk Malden Verwoerd
Original assignee: Fico BV
Current assignee: Fico BV
Priority date: 1989-11-24
Filing date: 1989-11-24
Publication date: 1996-07-11
Anticipated expiration: 2009-11-25
Also published as: EP0655323A2; DE68925820D1; HK1015129A1; EP0633111A3; EP0633111A2; EP0428792A2; EP0428792A3; EP0655323B1; HK14297A; EP0655323A3; SG52483A1; EP0428792B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einzelband-Formvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zum Formen bzw. Gießen elektronischer Bauteile, etwa Chips, werden Formvorrichtungen verwendet, bei welchen ein sogenannter ein elektronisches Bauteil, etwa einen Chip tragender Führungsrahmen in einer Form angeordnet wird, wobei die Form Aussparungen zur Aufnahme der zu formenden Teile aufweist und zusätzlich Hohlräume in der Form angeordnet sind, in welchen abgemessene Mengen an Formmaterial positioniert werden und wobei durch Zuführen von Wärme zu und Aufbringen von Druck auf diese Hohlräume das Formmaterial verflüssigt wird, durch für diesen Zweck vorgesehene Kanäle zu den zu formenden Teilen läuft und den Führungsrahmen einkapselt, während das Material aushärtet bzw. abbindet. Der Führungsrahmen wird anschließend aus der Formvorrichtung entnommen und weiterer Bearbeitung unterworfen. Bevor der nächste Formzyklus beginnt, wird die Form mechanisch durch Reinigungselemente gereinigt.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus Patent Abstracts of Japan, Vol. 4, No. 128 (M-31) (610), 9. September 1980 und JP,A,5587517 vom 2. Juli 1980 bekannt. Diese Veröffentlichung offenbart zudem eine Schutzhülle, welche zum Abdecken eines Formkörpers bewegt wird, der in der Öffnung zwischen zwei Formhälften angeordnet ist. Nachdem die Hülle zum Schützen des geformten Körpers bewegt wurde, werden die Reinigungselemente zum Reinigen der Innenoberflächen der Formhälften bewegt.
Aus US-A-3,059,305 ist eine Formvorrichtung bekannt, bei welcher ein sich hin- und herbewegender Wagen vorgesehen ist, welcher die Formmaterial-Zuführfunktion und die Formhohlraum-Reinigungsfunktion kombiniert. Nachdem der Gegenstand geformt wurde, drückt der Wagen das Produkt aus der Form heraus und reinigt den Formhohlraum. Die Formpresse besteht aus zwei Plunger(kolben), welche das Formmaterial in den Hohlraum pressen. Aus FR-A-2,099,596 ist eine Formvorrichtung bekannt, welche eine Einrichtung zum Entfernen verbleibender an den Formhälften anhaftender Teile des Formmaterials mit einer Rotationsbürste aufweist, welche an einem horizontalen und vertikalen Bewegungelement befestigt ist, wobei die Mittel sich synchron mit der Formvorrichtung bewegen.
Aus BE-A-551646 ist eine Einrichtung zum Reinigen der Oberflächen der Formhälften von einer automatischen Formmaschine bekannt. Die Formmaschine umfaßt eine rotierende Bürste, welche durch zwei Stege gesteuert wird.
Aus GB-A-811873 ist eine Druckgußmaschine bekannt, welche Bürstenmittel umfaßt, die die beiden Stempel gleichzeitig bürstet, nachdem sie auseinanderbewegt wurden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einzelband-Formvorrichtung zu schaffen, welche einen einfachen Aufbau mit einer relativ hohen Produktionsrate kombiniert.
Dies wird gemäß der Erfindung durch eine Einzelband-Formvorrichtung geschaffen, mit einer Form, welche aus zwei Formhälten gebildet wird, die relativ zueinander vertikal bewegbar und aufeinander verschließbar sind, mit Mitteln zum Fördern von Formmasse in Hohlräume der Form, mit Mitteln zum Aufbringen von Druck auf und Zuführen von Wärme zu den Hohlräumen, um die Formmasse zu verflüssigen und mit Kanälen zum Zuführen der Formmasse zu Vertiefungen sowie mit Mitteln zum Erwärmen der Formnälften, mit Mitteln zum Reinigen der Formhälften und mit Mitteln zum Entfernen eines geformten Produktes aus der Form, dadurch gekennzeichnet, daß die Formvorrichtung umfaßt einen Zuführschlitten für das Positionieren eines Führungsrahmens, welcher mindestens ein elektronisches Bauteil trägt in einer Formhälfte, und daß die Mittel zum Reinigen und Entfernen des geformten Produktes zu einer Reinigungs-Entladeeinheit zusammengefaßt sind, wobei die Reinigungs-Entladeeinheit das Produkt von der einen Seite entfernt, der Zuführschlitten für das Positionieren des Führungsrahmens den Führungsrahmen von der anderen Seite der Form zuführt und die Reinigungs-Entladeeinheit und der Zuführschlitten eine Hin- und Herbewegung in die Form ausführen.
Durch das Kombinieren verschiedener Vorgänge, wie etwa das Reinigen, welches nach jedem Formzyklus stattfinden muß, mit dem Entfernen des geformten Produktes wird eine optimale Produktionsrate erzielt.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel reinigt die Reinigungs-Entladeeinheit bei einer Hin- und Herbewegung während der Rückwärtsbewegung die eine Formhälfte, entfernt in der Vorwärtsbewegung das geformte Produkt und reinigt die andere Formhälfte in einem Betriebshub.
Eine optimale Produktionsrate wird erreicht, indem die Mittel zum Plazieren eines nachfolgenden Führungsrahmens in die Form in Betrieb gesetzt werden und sofort anschließend die Nach-innen-Bewegung der Reinigungs-Entladeeinheit stattfindet. Die Mittel zum Plazieren eines Führungsrahmens werden durch einen ersten Schlitten ausgebildet, welcher über Führungsschienen bewegbar ist, während die Reinigungs- Entladeeinheit auf einem zweiten Schlitten positioniert ist, welcher über die gleichen Führungsschienen bewegbar ist.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 bis 3 schematisch einen kompletten Zyklus der Formvorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 4 eine persektivische Ansicht der Formvorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 5 im vergrößerten Maßstab ein Detail des untersten Teils der Formvorrichtung gemäß der Figur 4;
Fig. 6 eine Schnittansicht der Form der Formvorrichtung der Figuren 4 und 5;
Fig. 7 ein erstes alternatives Ausführungsbeispiel des Schließmechanismus der Formvorrichtung gemäß der Erfindung; und
Fig. 8 ein zweites alternatives Ausführungsbeispiel des Schließmechanismus der Form der Formvorrichtung gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 ist die aus einer fest positionierten unteren Hälfte und einer vertikal bewegbaren oberen Hälfte bestehende Form geöffnet. Es wird angenommen, daß der Formvor gang während des vorherigen Zyklus beendet wurde und das geformte Produkt 3 sich dennoch in der Form befindet, d.h. in der unteren Hälfte 1. Die Reiniguns-Entladeeinheit 4 besteht aus einem Entladeschlitten 5 und einer Bürsteneinrichtung 6 mit Bürsten an dessen Oberteil 7 und Bürsten am Boden 8. Nach dem Öffnen der Form (Fig. 1) führt der Reinigungs-Entladeschlitten 4 eine Bewegung nach links aus und reinigt dabei die obere Hälfte der Form (Fig. 2). Der Zuführschlitten 9 bewegt sich in analoger Form nach links, um einen nachfolgenden Führungsrahmen 10 von einem (nicht dargestellten) Magazin bzw. Lager durch einen Zuführgurt 16 aufzunehmen.
Gemäß Fig. 2 führt anschließend die Reinigungs-Entladeeinheit 4 den Rückhub durch, wobei der Entladeschlitten 5 den fertiggestellten geformten Rahmen 3 unter Verwendung schematisch bezeichneter hakenförmiger Mittel 11, 12 aufnimmt und die untere Hälfte der Form reinigt.
Fortfahrend im aktiven Hub, wie in Fig. 2 dargestellt, plaziert der Zuführschlitten 9 den nächsten Führungsrahmen in der Form. Während der Positionierung in Fig. 1 wird der Zuführschlitten in zu diesem Zweck angeordnete Hohlräume von einem sogenannten "Pellet"-Schlitten 13 mit Pelletgeformten Bereichen aus Formmaterial gefüllt, welche bei der Positionierung in Fig. 3 in den für diesen Zwecken bestimmten Hohlräumen 14 in der unteren Hälfte 1 der Form angeordnet werden. Die obere Hälfte 2 der Form bewegt sich anschließend in Richtung nach unten, wie mit einem Pfeil dargestellt ist, und schließt (nicht dargestellt) auf die untere Formnälfte, worauf der Formvorgang beginnt. Bei der in Fig. 3 dargestellten Position wiederum werden Reste der Form-Pellets vom Führungsrahmen 3 mit schematisch bezeichneten Mitteln 15 entfernt, worauf der Führungsrahmen durch einen Gurt 17 entladen wird.
Eine weitere detaillierte Beschreibung wird nachfolgend in Bezug auf die Fig. 4 und 5 dargestellt.
Auf dem Rahmen 100 der Maschine ist ein fest positionierter Tisch 101 befestigt. Der Tisch 101 lagert eine feste untere Formhälfte 102. Die obere Formhälfte 103 ist bewegbar relativ zur unteren Formhälfte 102 mittels Zugstangen 104, 105, welche mit der oberen Hälfte 103 durch jeweilige Mutterverbindungen 106, 107 verbunden sind. Die Zugstangen 104, 105 sind relativ zum festen Tisch 101 beispielsweise über Lager 108 bewegbar.
Das Antreiben der oberen Hälfte der Form 103 findet durch einen Elektromotor 109 statt. Die Winkelhebelsysteme 111, 112 werden mittels Schneckenkasten 110 angetrieben. Die Winkelhebelsysteme sind an einer Seite mit einer bewegbaren Bodenplatte 113 und an einer anderen Seite mit einer Platte 116 gekoppelt, welche fest mit dem Tisch 101 durch Säulen 114, 115 verbunden ist. Wenn der Elektromotor sich dreht, wird die Bodenpiatte 113 vertikal beispielsweise in Richtung des Pfeils P1 bewegt, wobei die Bewegung durch die Zugstangen 104, 105 auf die obere Formhälfte 103 übertragen wird. Am Ende des Hubs liegen die Arme des Winkelhebelsysterns 111, 112 praktisch in einer Linie, so daß eine sehr hohe Schließkraft erreicht wird.
Der Zuführschlitten 117 ist über Führungsschienen 118, 119 bewegbar. Der Zuführschlitten 117 wird durch den Elektromotor 120 angetrieben.
Führungsrahmen werden von einer Zuführkassette zugeführt und über die Gurte 122, 123 bis zu einem Anschlag 124 transportiert. Während der Positionierung des Zuführschlittens 117 außerhalb der Form wird der Zuführschlitten 117 von einem sogenannten "Pellet"-Schlitten 125 mit Pelletgeformten Formmaterial gefüllt, welches von einem Zuführreservoire 125 entnommen wird. Für eine verläßliche Übernahme des Pellet-geformten Formmaterials durch den Zuführschlitten 117 vom Pellet-transportierenden Schlitten 125 wird in beiden Schlitten von stiftförmigen Führungsmitteln 127 Verwendung gemacht. Die gegenläufigen Bewegungen werden durch einen Sensor 128 gesteuert.
Die Reinigungs-Entladeeinheit 129 ist in analoger Form über Schienen 118, 119 zwischen der Position außerhalb dem Formstempel und der Position innerhalb des Formstempels bewegbar. Die Einheit 129 besteht aus einer Reinigungs-Bürsteinrichtung 130 und einem Entladeelement 131. Die Reinigungseinrichtung 130 bürstet beide Formhälften nach deren Ein satz und saugt gleichzeitig weggebürstete Reste auf. Mit der Einheit wirkt eine Abtrennplatte 131 zusammen, welche das fertiggestellte Produkt einer Nachverarbeitung unterwirft.
Wie in Fig. 5 dargestellt, sind die Hohlräume 133 in der unteren Hälfte 102 der Form jeweils mit einem Plunger(kolben) 134 ausgestaltet, welcher (s. auch Fig. 6) durch eine Federscheibe 135 derart vorgestanzt wird, daß die Position des Plungers an die Menge des Formmaterials in den relevanten Hohlräumen 133 angepaßt ist. Die Plunger werden von einem Elektromotor angetrieben, welcher eine Stange 137 durch die Geschwindigkeitssteuerung 136 antreibt. Eine Mutter 138 ist auf der Stange mit Gewinde angeordnet, so daß die Drehbewegung in eine vertikal gerichtete Bewegung des Rahmens 139 umgewandelt wird. Mit dem Rahmen sind die Antriebsstangen 140, 141 für den Plungerhalter 142 fest verbunden, welcher wiederum die Plunger antreibt. Wie aus dem Schnitt VI-VI in Fig. 5 ersichtlich ist, welcher mit einem größeren Maßstab wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird das Pellet-förmige Formmaterial 143 während der aufsteigenden Bewegung komprimiert und über den Kanal 144 zum Hohlraum 145 in der unteren Hälfte der Form transportiert, in welcher der Chip 146 angeordnet ist. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, ist eine Heizspule 147 zum Heizen der unteren Hälfte der Form angeordnet. Die untere Hälfte der Form ist durch Isoliermaterial 148 isoliert. Zudem ist in Fig. 6 die Schutzhülle 149 sichtbar.
Um das Entfernen des fertiggestellten Produktes zu verbessern, ist ein Ausstoßstift 150 unter Vorspannung durch eine Feder 151 nahe dem Hohlraum 145 angeordnet.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für das Versetzen der oberen Hälfte der Form und das Erzeugen der erforderlichen hohen Schließkraft.
Pneumatische Zylinder 152, 153 versetzen die obere Hälfte der Form über die bewegbare Bodenplatte 113 analog dem ersten erläuterten Ausführungsbeispiel. Am Ende des Hubes wird der Schieber 153 unter die Kolbenstange 154 gedrückt, so daß ein geschlossener Kolben-Plunger 155 gebildet wird. Über den Kanal wird anschließend komprimierte Luft von einer (nicht dargestellten) Quelle 156 eingeführt, welche durch Unterkanäle, etwa 157, über Kolben, etwa 158, verteilt wird, die an der Kolbenstange 154 angeordnet sind. Aufgrund der großen Saugfläche, welche durch die Kombination der Kolben 158 erzielt wird, die parallel auf der Stange 154 angeordnet sind, wird eine sehr hohe Schließkraft mit einem kleinen Hub erzielt. Dies wird auf die Platte 113 übertragen und somit auf die obere Hälfte der Form 103. Es ist ferner anzumerken, daß das Schließen des Schiebers mittels des Plungers 160 stattfindet. Fig. 8 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel des Form- Schließmechanismus der Formvorrichtung gemäß der Erfindung.
Eine Erläuterung derjenigen Teile, welche mit entsprechenden Teilen des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 7 übereinstimmen, wird weggelassen.
Die Schließkraft der Formhälften wird hierbei durch eine Kolben-Diaphragma-Zylindereinheit geliefert, welche mit Flüssigkeit gefüllt ist. Der Plunger 161 wird durch den Druck der Flüssigkeit bewegt, welcher auf den Kolben 162 ausgeubt und vom Steuerzylinder 163 abgeleitet wird. Dieser ist mit dem Zylinderraum des Plungers 161 über die Leitung 156 in Kontakt.
Vorzugsweise ist eine Vorrichtung 200 zum Messen der Schließkraft einer Hälfte der Form mit Bezug auf die andere Formhälfte in der Verbindung zum Übertragen der Kraft zum Elektromotor zur bewegbaren Formhälfte ausgebildet. Nach dem Empfangen eines vorgegebenen Schließkraftwertes wird eine Steuersignal erzeugt, welches das Anhalten des antreibenden Elektromotors bewirkt.

Claims

1. Einzelband-Formvorrichtung mit einer Form, welche aus zwei Formhälften (1,2; 102,103) gebildet wird, die relativ zueinander vertikal bewegbar und aufeinander verschließbar sind, mit Mitteln (13, 125) zum Fördern von Formmasse in Hohlräume (133) der Form, mit Mitteln (134) zum Aufbringen von Druck auf und zum Zuführen von Wärme zu den Hohlräumen (133), um die Formmasse zu verflüssigen, und mit Kanälen (144) zum Zuführen der Formmasse zu Vertiefungen (145), sowie mit Mitteln zum Erwärmen der Formhälften (1,2; 102,103), mit Mitteln (6) zum Reinigen der Formhälften (1,2; 102,103) und mit Mitteln (5) zum Entfernen eines geformten Produktes (3) aus der Form, dadurch gekennzeichnet, daß die Formvorrichtung umfaßt: einen Zuführschlitten (9;117) für das Positionieren eines Führungsrahmens (10), welcher mindestens ein elektronisches Bauteil trägt, in einer Formhälfte (1,2; 102, 103), und daß die Mittel (5,6) zum Reinigen und Entfernen des geformten Produktes zu einer Reinigungs-Entladeeinheit (4; 129) zusammengefaßt sind, wobei die Reinigungs-Entladeeinheit (4;129) das Produkt (3) von der einen Seite entfernt, der Zuführschlitten (9;117) für das Positionieren des Führungsrahmens (10) den Führungsrahmen (10) von der anderen Seite der Form zuführt und die Reinigungs-Entladeeinheit (4;129) und der Zuführschlitten (9;117) eine Hinund Herbewegung in die Form ausführen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungs-Entladeeinheit (4;129) bei einer Hin- und Herbewegung die eine Formhälfte (2;103;1;102) wahrend der Rückwärtsbewegung reinigt, in der Vorwärtsbewegung das geformte Produkt (3) entfernt und die andere Formhälfte (1;102; 2;103) in einem Betriebshub reinigt.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Motor (120) aufweist, der unmittelbar nach der Rückkehrbewegung der Einheit (4;129) den Zuführschlitten (9;117) zum Positionieren des Führungsrahmens (10) in die Form aktiviert.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführschlitten (9;117) zum Positio nieren des Führungsrahmens (10) durch einen über Führungsschienen (118,119) bewegbaren ersten Schlitten gebildet wird, und daß die Reinigungs-Entladeeinheit (4; 129) auf einem zweiten über diese Führungsschienen (118,119) bewegbaren Schlitten plaziert ist.