Hydraulische Presse zur Umhüllung von Halbleiterbauelementen

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Presse zur Umhüllung von Halbleiterbauelementen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Umhüllung von Halbleiterbauelementen sind hydraulische Pressen bekannt, die mittels hydraulisch betätigten Spritzkolben eine erhitzte Kunststoffmasse in ein Spritzwerkzeug einspritzen, in welchem die zu umhüllenden Halbleiterbauelemente in mehreren Kavitäten, die auch als Formnester bezeichnet werden können, einliegen. Das erhitzte Kunststoffmaterial wird dabei über Kanäle mit hohem Druck in die Kavitäten eingespritzt. Der Spritzvorgang kann weggesteuert und/oder druckgesteuert erfolgen. Als "weggesteuert" versteht man dabei, daß die Bewegung des Spritzkolbens überwacht wird und dieser über eine vorgegebene Wegstrecke beim Spritzvorgang bewegt wird. Dadurch wird gewährleistet, daß eine entsprechende, vorgegebene Menge an Kunststoffmatrial in die Kavitäten eingespritzt wird.

Unter "druckgesteuert" versteht man dabei, daß ein vorgegebener Druck bzw. ein bestimmter Druckverlauf beim Spritzvorgang eingehalten wird. Dies hat den Vorteil, daß keine unzulässig hohen Drücke auftreten, jedoch kann dabei nicht immer gewährleistet werden, daß eine vorgegebene Menge von Kunststoffmaterial tatsächlich auch in die Kavitäten eingspritzt wird.

Aus der DE 33 36 173 C2 ist eine Presse mit mehreren Spritzkolben zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer Kunststoffpreßteile bekannt, bei der die Spritzkolben von einem gemeinsamen Antrieb betätigt werden. Jedem Spritzkolben ist ein Ausgleichskolben zugeordnet, was einen recht hohen Maschinenaufwand darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Presse zur Umhüllung von Halbleiterbauelementen zu schaffen, bei der die im Werkzeug befindlichen Spritzkolben derart indirekt von einer Antriebseinheit betätigt werden, daß der Spritzvorgang hinsichtlich Druckverlauf oder weggesteuert außerhalb des Werkzeugs auf einfache Weise überwacht werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erhält man durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Ein außerhalb des Werkzeugs angeordneter, geregelter Antriebskolben bildet dabei zusammen mit einem oder mehreren weggesteuerten Zwischenkolben die Antriebseinheit für die Spritzkolben. Durch die erfindungsgemäße hydraulische Verbindung der Druckräume der Spritzkolben mit den Druckräumen der Zwischenkolben besteht die Möglichkeit, im Bereich der hydraulischen Verbindung Drucküberwachungseinrichtungen oder auch Druck- und Wege- Regeleinrichtungen anzuordnen. Die Anordnung dieser Einrichtungen außerhalb des Werkzeugs hat den großen Vorteil, daß die Einrichtungen den hohen Temperaturen, die im Werkzeug, wo sich die Spritzkolben befinden, nicht ausgesetzt sind. Die Anordnung der Regeleinrichtungen oder

Überwachungseinrichtungen außerhalb des Werkzeugs hat auch den Vorteil, daß ein Werkzeugwechsel einfacher durchgeführt werden kann und daß zusätzliche Steuerleitungen zwischen Maschine und Werkzeug vermieden werden.

Die bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Zwischenkolben auf einem gemeinsamen Verbindungsteil angeordnet sind, welches mit dem Antriebskolben verbunden ist und von diesem weggesteuert in der Pressenachse bewegbar ist.

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Auf diese Weise können beispielsweise sechs Zwischenkolben über Hydraulikleitungen mit sechs Spritzkolben eines Werkzeugs direkt in Verbindung stehen, so daß ein vorgegebener Hub des Arbeitskolbens und der mit ihm verbundenen Zwischenkolben eine ganz bestimmte Hydraulikölmenge in jeden Druckraum der Spritzkolben befördert, so daß exakt gleiche Wegstrecken von den Spritzkolben ausgeführt werden.

In vorteilhafter Weise können an jede Hydraulikleitung Druckgeber zur Drucküberwachung angeschlossen werden, um den Druckverlauf an jedem Spritzkolben während des Spritzvorganges überwachen zu können. Der Druckverlauf kann dann Aufschluß darüber geben, ob die Spritzkolben problemlos arbeiten und das Einspritzen der Kunststoffmasse in die Kavitäten ohne Störungen erfolgt ist.

Um am Ende eines Spritzvorganges ein korrektes und vollständiges Ausfüllen der Kavitäten zu gewährleisten, kann weiterhin vorgesehen sein, daß am Ende des weggesteuerten Arbeitshubs des Antriebskolbens die Spritzkolben jeweils noch druckgesteuert nachgedrückt werden.

Um reproduzierbare Spritzvorgänge ausführen zu können, ist es vorteilhaft die Spritzkolben nach jedem Spritzvorgang in eine definierte Ausgangsstellung zurückzuführen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Zur Betätigung von vier Spritzkolben SI bis S4, die sich in einem hier nicht dargestellten Werkzeug befinden, sind im Maschinenteil der Presse vier Zwischenkolben Zl bis Z4 angeordnet. Die Zwischenkolben Zl bis Z4 sind über ein Verbindungsteil 1 mit dem Antriebskolben AI eines Antriebszylinders verbunden.

Die Druckräume DS der Spritzkolben SI bis S4 sind über Hydraulikleitungen Ll bis L4 mit den Druckräumen DZ der Zwischenkolben Zl bis Z4 verbunden. An die Hydraulikleitungen Ll bis L4 sind im Maschinenteil der Presse, der durch einen strichpunktierte Linie 2 umrahmt ist, Druckgeber 2 sowie steuerbare Ventile 4, 5 angeschlossen, die mit der Betriebsdruckleitung P und dem Ablauftank T in Verbindung stehen. Die Druckgeber 3 dienen zur Überwachung des Druckverlaufs während des Spritzvorganges. Das steuerbare Ventil 4 wird am Ende eines Spritzvorganges auf Durchlaß geschaltet, so daß die Spritzkolben SI bis S4 drucküberwacht nachgedrückt werden. Der Arbeitskolben AI bleibt dabei in seiner oberen Endstellung, bis das "Nachdrücken" der Spritzkolben SI bis S4 abgeschlossen ist.

Durch Betätigung des Ventils 5 kann über die Leitung 6 Hydrauliköl zum Ablauftank T zurückfließen. Rückschlagventile 7, 8 gewährleisten dabei einen korrekten Hydraulikölfluß.

Der Arbeitskolben AI ist weg- und druckgesteuert. Hierzu sind die Druckgeber 9, 10, ein Weggeber 11 und ein steuerbares Umschaltventil 12 vorgesehen.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellen Ausführungsbeispiel mit vier Spritzkolben beschränkt, sondern es können ein oder beliebig viele Spritzkolben verwendet werden. Das Verbindungsteil 1 kann beispielsweise als langgestreckte Traverse oder als kreisförmige Scheibe ausgebildet sein.

Anstelle eines hydraulisch betätigten Antriebskolbens AI kann auch ein elektromechanischer Antrieb vorgesehen sein.