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マーキング装置 - ソニー株式会社
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発明の名称 マーキング装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平9−8162
公開日 平成9年(1997)1月10日
出願番号 特願平7−157590
出願日 平成7年(1995)6月23日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】船橋 國則
発明者 穂苅 澄夫 / 伊沢 久隆
要約 目的
装置の小型化および高精度で安定したマーキングを行うことができるマーキング装置を提供すること。

構成
本発明は、長尺状のフレーム材10の長手方向に沿って複数形成された製品11を順次搬送してこの製品11の表面に印を付するマーキング装置1であり、フレーム材10を順次送出する供給部2と、回転する受け台ホイール31を備えこの受け台ホイール31の回転とともにその外周に沿って供給部2から送出されたフレーム材10を支持しながら送る台座部3と、台座部3における受け台ホイール31のフレーム材10が接触する外周の法線上に配置され製品11の表面に対して所定の印を付するマーキング部4とを備えるものである。
特許請求の範囲
【請求項1】 長尺状のフレーム材の長手方向に沿って複数形成された製品を順次搬送し、所定位置において該製品の表面に印を付するマーキング装置であって、前記フレーム材を順次送出する供給部と、回転するホイールを備え、該ホイールの回転とともにその外周に沿って前記供給部から送出されたフレーム材を支持しながら送る台座部と、前記台座部におけるホイールの前記フレーム材が接触する外周の法線上に配置され該ホイールの外周で支持されている製品の表面に対して所定の印を付するマーキング部とを備えていることを特徴とするマーキング装置。
【請求項2】 前記ホイールの前記フレーム材が接触する外周部分には、搬送される前記製品の表面と接触するブラシが設けられていることを特徴とする請求項1記載のマーキング装置。
【請求項3】 前記ホイールの外周部分には、前記フレーム材に設けられている位置決め用孔と嵌合する位置決め用ピンが設けられていることを特徴とする請求項1記載のマーキング装置。
【請求項4】 前記ホイールとともに回転して前記製品の搬送タイミングを検出するための検出手段が設けられていることを特徴とする請求項1記載のマーキング装置。
【請求項5】 前記ホイールの前記フレーム材が接触する外周部分に設けられ前記製品の表面と接触するブラシと、前記ホイールの外周部分に設けられ前記フレーム材に設けられている位置決め用孔と嵌合する位置決め用ピンと、前記ホイールとともに回転して前記製品の搬送タイミングを検出するための検出手段とを備えていることを特徴とする請求項1記載のマーキング装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フレーム材に形成された製品の表面に対して所定の印を付するマーキング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、リードフレーム等のフレーム材を使用して半導体装置を製造する場合、このフレーム材にチップ状の半導体素子を実装し、ボンディングワイヤー等を用いた配線を行った後、モールド樹脂にて半導体素子およびボンディングワイヤー等を封止してパッケージを構成している。また、このような半導体装置に製品番号等の印を付する場合には、モールド樹脂による封止処理を行った後に、フレーム材をマーキング装置に挿入し、フレーム材とともに搬送される製品のパッケージ表面に例えばレーザ光照射を利用した刻印処理を行っている。
【0003】図4は、従来のマーキング装置を説明する概略図である。すなわち、このマーキング装置1’は、主として供給用リール21に巻かれた長尺状のフレーム材10を送り出すための供給部2と、供給部2からバッファホイール51を介して送られたフレーム材10をガイドしフレーム材10および製品11の下方を支えるための台座部3’と、台座部3’の上方に配置され、台座部3’にて支えられるフレーム材10に形成された製品11のパッケージ表面に対してレーザ光41aを照射し所定の印を付するマーキング部4とを備えている。
【0004】このマーキング装置1’において、フレーム材10は供給用リール21からバッファホイール51を介して台座部3’に送り込まれ、台座部3’の搬送下手側に配置される駆動用ホイール53’の回転によって連続的に搬送される。この際、バッファホイール51はフレーム材10の弛み量に応じて上下に移動し、その上方への移動を上限センサ51aが検知した段階で供給部2からのフレーム材10の供給を開始し、下方への移動を下限センサ51bが検知した段階で供給部2からのフレーム材10の供給を停止する。
【0005】また、台座部3’では搬送されるフレーム材10をガイドしながら板状の受け第31’で支持している。そして、フレーム材10を支持している状態でマーキング部4から所定のレーザ光41aを照射し、フレーム材10に取り付けられた製品11のパッケージ表面に対する刻印を施している。
【0006】このレーザ光41aを用いたマーキングを行うにあたり、ダストの付着による刻印のかけ等を防止する目的から、台座部3’における搬送上手側にブラシ32が設けられており、マーキング前に製品11のパッケージ表面のダストを除去できるようになっている。さらに、マーキング時のレーザ光の熱エネルギーによりパッケージ樹脂の表面にすすが付着するため、これを除去するために台座部3’の搬送下手側にもブラシ33が設けられている。
【0007】また、ブラシ33よりも搬送下手側には検査用カメラ6が設けられており、マークの付されたパッケージの表面画像をとらえてマーキングの良否を検査できるようになっている。
【0008】図5は、従来例の主要部を説明する拡大断面図である。すなわち、図5(a)に示すブラシ部分においては、フレーム材10および製品11の下方を支持する板状の受け第31’が設けられており、ブラシ32、33の押圧力によるフレーム材10の歪みを防止している。また、フレーム材10の両側端にはガイドレール31a’が配置されており、移動するフレーム材10の幅方向の位置規制を行っている。
【0009】また、図5(b)に示すマーキング部分においても先と同様に、フレーム材10および製品11の下方を支持する受け第31’およびフレーム材10の幅方向の位置規制を行うガイドレール31a’が配置されている。なお、マーキング部分では、レーザ発振器41からのレーザ光41aを製品11のパッケージ表面の正確な位置に照射するため、ガイドレール31a’とフレーム材10とのクリアランスをブラシ部分(図5(a)参照)でのクリアランスより狭く設定して、フレーム材10の位置ずれをより厳しく制限するようにしている。
【0010】また、マーキング部分には、移動する製品11が光を遮ったか否かにより製品11の搬送タイミングを光学的に検出してレーザ光41aの出射トリガをレーザ発振器41に通知するための検出器34’が設けられている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このようなマーキング装置においては次のような問題がある。すなわち、搬送中のフレーム材を支持するための受け台やガイドレールがフレーム材の搬送方向に沿って配置されており、これを基準としてマーキング部および2つのブラシが搬送方向に沿って並ぶ状態で配置されているため、マーキング装置全体が大型化してしまう。
【0012】また、搬送中のフレーム材をガイドするガイドレールにおいては、特にマーキング部分でフレーム材が上下左右方向に位置ずれしないようフレーム材とのクリアランスを狭く設定しているため、その接触によりフレーム材の表面に被着してあるはんだめっき等の皮膜が剥がれ、この剥がれたはんだめっき等がダストとなってガイドレールに蓄積してしまい、摺動抵抗の増加による搬送トラブル発生の原因となっている。
【0013】さらに、パッケージ部分が極めて小さい製品の場合にはマーキングエリアも極小となりフレーム材の高精度の位置決めを必要とするが、ガイドレールによる位置決めではその精度が不十分となり、マーク位置のずれやマークが付されない等の不良を起こす原因となっている。これは特に製品が小型化して検出器での位置検出に不良が生じたり、フレーム材に変形やうねりが生じている場合などに顕著に現れることになる。
【0014】よって、本発明は装置の小型化および高精度で安定したマーキングを行うことができるマーキング装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を達成するために成されたマーキング装置である。すなわち、本発明は、長尺状のフレーム材の長手方向に沿って複数形成された製品を順次搬送し、所定位置においてこの製品の表面に印を付するマーキング装置であり、フレーム材を順次送出する供給部と、回転するホイールを備えこのホイールの回転とともにその外周に沿って供給部から送出されたフレーム材を支持しながら送る台座部と、台座部におけるホイールのフレーム材が接触する外周の法線上に配置されホイールの外周で支持されている製品の表面に対して所定の印を付するマーキング部とを備えるものである。
【0016】
【作用】本発明では、台座部におけるホイールが回転して、搬送されるフレーム材をその外周に沿わせるように支持している。つまり、フレーム材は所定の引張力によってホイールの外周で支持され、しかもホイールの回転とともに搬送される状態となる。このため、マーキングで必要となるフレーム材の支持を曲面上で行うことができるとともに、移動するフレーム材とホイール外周との間で速度差を発生させることなくフレーム材を搬送できるようになる。
【0017】
【実施例】以下に、本発明のマーキング装置における実施例を図に基づいて説明する。図1は本発明のマーキング装置における一実施例を説明する概略図、図2は主要部を説明する拡大断面図、図3はフレーム材および製品を説明する図である。図1に示すように本実施例におけるマーキング装置1は、長尺状のフレーム材10の長手方向に沿って複数形成された製品11を順次搬送し、この製品11の表面に対して所定の印を付するものである。
【0018】フレーム材10は例えば図3(a)に示すようなリードフレームから成り、また製品11は例えば図3(a)に示すような半導体装置から構成される。リードフレームの場合には、フレーム材10は略平行に配置される一対のフレーム部10aと、各フレーム部10aから各々内側に向けて延出するリード部10bとを備える構成となっている。
【0019】また製品11は、このリード部10b間で配線された素子(図示せず)をモールド樹脂にて封止した構造となっている。なお、モールド樹脂による封止を行う場合など、製品11の製造工程中でのリードフレームの位置決めを行うために、フレーム部10aには所定の間隔で位置決め用孔10cが設けられている。なお、この位置決め用孔10cはリードフレームの搬送用にも使用される。
【0020】本実施例におけるマーキング装置1では、このようなフレーム材10の長手方向に沿って複数形成された製品11の表面に対し、図3(b)で示すようなマーク11a(文字や極性を示す印など)を付するものである。なお、マーク11aの付された製品11は、図3(a)に示すフレーム材10のリード部10bで切断されトリミングされて図3(b)に示すような個々の製品11となる。
【0021】このようなマーキング処理を行うマーキング装置1としては、例えば供給用リール21に巻き付けられた長尺状のフレーム材10を順次送出する供給部2と、供給部2から送出されたフレーム材10および製品11を支持するための台座部3と、台座部3の上方に配置され台座部3で支持されている製品11の表面に対して所定の印を付するマーキング部4とを備えている。本実施例におけるマーキング装置1では、特にフレーム材10および製品11を支持する台座部3において、回転する受け台ホイール31を使用している点に特徴がある。
【0022】本実施例のマーキング装置1において、供給部2の供給用リール21から送出されるフレーム材10は、第1のバッファホイール51を介して特徴部分である受け台ホイール31に送られ、さらに受け台ホイール31から第2のバッファホイール52を介して駆動用ホイール53に送られる。この2つのバッファホイール51、52は、フレーム材10の弛み量に応じて各々上下に移動できる構造となっている。
【0023】すなわち、供給用リール21の回転が停止しており、第1のバッファホイール51が下方に位置している状態で受け台ホイール31が一定の速度で回転すると、フレーム材10の搬送によって第1のバッファホイール51は引き上げられ上方に移動していく。この上方への移動を上限センサ51aが検知した段階で供給用リール21の回転を開始する。また、供給用リール21の回転によって第1のバッファホイール51は下方に移動していき、これを下限センサ51bが検知した段階で供給用リール21の回転を停止する。
【0024】また、第2のバッファホイール52が下方に位置している状態で駆動用ホイール53が回転すると第2のバッファホイール52が引き上げられ上方に移動していき、これを上限センサ52bが検知した段階で駆動用ホイール53の回転を停止する。また、駆動用ホイール53の回転が停止している状態で受け台ホイール31からフレーム材10が順次搬送されると第2のバッファホイール52が下方に移動していき、これを下限センサ52bが検知した段階で駆動用ホイール53の回転を開始する。
【0025】このように、2つのバッファホイール51、52が各々上下に移動することで、フレーム材10には2つのバッファホイール51、52の重量による所定の引張力が的確に与えられることになる。つまり、フレーム材10は受け台ホイール31の外周の一部(略上半分)に沿って確実に巻き付きながら受け台ホイール31の回転速度と同じ速度で搬送される状態となる。
【0026】フレーム材10はこのように搬送され台座部3における受け台ホイール31の上方に位置した段階でマーキング部4のレーザ発振器41から出射されるレーザ光41aを受ける。これによって、製品11の表面には図3(b)に示すようなマーク11aが付されることになる。
【0027】本実施例におけるマーキング装置1では、台座部3における受け台ホイール31の外周によってフレーム材10を曲面上で支持しているため、図4に示すような従来のマーキング装置1’における板状の受け台31’を用いる場合と比べて装置全体の長さを大幅に短くすることができるようになる。
【0028】また、受け台ホイール31のフレーム材10が接触する外周部分には、搬送される製品11の表面と接触するブラシ32、33が設けられている。レーザ光41aの照射位置より搬送上手側に配置されるブラシ32は、レーザ光41aによるマーキングを行う前に製品11の表面に付着しているダストを除去し、またレーザ光41aの照射位置より搬送下手側に配置されるブラシ33はレーザ光41aによるマーキング処理で製品11の表面に付着したすすを除去する役目を果たしている。
【0029】また、本実施例におけるマーキング装置1では、マーキングの適否を検出する検査用カメラ6を受け台ホイール31の外周付近(ブラシ33より搬送下手側)に配置している。このように、ブラシ32、33やマーキング部4、検査用カメラ6等、製品11に対する種々の処理を行う手段を受け台ホイール31の外周部分に配置することで装置の大幅な小型化を図ることができるようになる。
【0030】次に、図2に基づいて本実施例のマーキング装置1における主要部の説明を行う。図2(a)はブラシ部分の拡大断面図である。すなわち、ブラシ32、33は、モータ30によって回転する受け台ホイール31の外周に設けられており、順次搬送される製品11の表面と接触してダストやすすを除去できるようになっている。
【0031】また、図2(a)に示すように、受け台ホイール31の外周部分には、搬送されるフレーム材10を受け台ホイール31に位置決めするための位置決め用ピン31aが設けられている。この位置決め用ピン31aは、先に説明したフレーム材10の位置決め用孔10c(図3(a)参照)と嵌合するような間隔で設けられている。これにより、搬送されるフレーム材10が受け台ホイール31に巻き付く際、位置決め用ピン31aとその位置決め用孔10cとが嵌合して、フレーム材10を受け台ホイール31に位置決めしつつこの受け台ホイール31の回転と同じ速度で確実に搬送できるようになる。
【0032】つまり、製品11の表面に対してブラシ32、33が接触してもフレーム材10は確実に受け台ホイール31で支えられており、また、受け台ホイール31との速度差がないことから、フレーム材10の表面に被着してあるはんだめっき等の皮膜が剥がれることもなくなる。また、ブラシ32、33によって除去されたダストやすすは、図示しない吸引機構によって外部に排出されることになるが、排出されずに受け台ホイール31上に落ちてしまった場合でも、受け台ホイール31自体が回転しているためやがて下方に落下し、受け台ホイール31に付着することはない。
【0033】なお、受け台ホイール31の下方に図示しない吸引機構を設けておき、受け台ホイール31上に落ちたダストが下方に回ってきた際に強制的に吸引するようにしておき、このダストが再び上方へ回ってしまわないようにしてもよい。
【0034】また、図2(b)はマーキング部分の拡大断面図である。マーキング部分では、受け台ホイール31の外周に沿って搬送されてきた製品11の表面に対して所定のレーザ光41aを照射し、図3(b)に示すようなマーク11aを付している。すなわち、マーキングの対象となる製品11がフレーム材10の搬送とともに順次マーキング部分まで搬送されるため、レーザ光41aをこの製品搬送のタイミングに合わせて出射することにより各製品11の表面に対する的確な刻印を行う。
【0035】本実施例におけるマーキング装置1では、この製品搬送のタイミングを正確に検知するため、受け台ホイール31とともに回転する検出板34およびセンサ35を用いている。つまり、この検出板34にはフレーム材10に形成されている複数の製品11の間隔に合わせてセンサ35の位置を通過するスリット34aが設けられており、このスリット34aを通過する光をセンサ35で検知することによって製品搬送のタイミングを検出している。
【0036】センサ35は、スリット34aの位置を検知した段階でレーザ発振器41(図1参照)に対し所定の信号を送り、この信号に基づいてレーザ光41aを出射させている。また、受け台ホイール31には、先に説明した位置決め用ピン31aが設けられ、フレーム材10の位置決め用孔10c(図3(a)参照)と嵌合により正確な位置決めが行われていることから、センサ35からの信号に基づきレーザ光41aを出射することで、製品11表面の正確な位置に精度良くマーク11a(図3(b)参照)を付することができるようになる。
【0037】このように、検出板34に設けられたスリット34aを検知して製品搬送のタイミングを検出することで、搬送される製品11の位置を直接検知して製品搬送のタイミングを検出する場合と比べ、製品11の大きさに依存することなく確実な検出を行うことが可能となる。つまり、製品11の大きさが小さくなったりパッケージの薄型化が図られた場合には、その位置を直接検知するのが非常に困難となり、検出不良を起こしやすくなる。これに対し、検出板34に設けられたスリット34aを検知する場合には、製品11の大きさに全く依存することなく確実に製品搬送のタイミングを検出できるようになる。
【0038】すなわち、本実施例におけるマーキング装置1では、回転する受け台ホイール31の外周に沿って正確にフレーム材10が搬送することから、この受け台ホイール31の回転に同期する検出板34を設けることによって容易にしかも正確に製品搬送のタイミングを検出することができ、製品11のパッケージ部分が極めて小さくマーキングエリアが極小となってもその極小エリアに高精度にかつ安定してマーク11a(図3(b)参照)を付することができるようになる。
【0039】なお、この実施例では検出板34にスリット34aを設け、これをセンサ35にて検知する検出手段の例を説明したが、必ずしもスリット34aでなくてもよく、スリット34aの代わりに反射マークや磁気マークなど設けておき、反射光や磁気をセンサ35で検知して製品搬送のタイミングを検出するような検出手段であっても良い。
【0040】また、本実施例ではレーザ発振器41から出射するレーザ光41aを利用して製品11の表面にマーク11a(図3(b)参照)を付するマーキング部4を備えているマーキング装置1の例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず所定のインクを噴射してマークを付するなど、他の種類のマーキング部4を備えているマーキング装置1であっても同様である。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のマーキング装置によれば次のような効果がある。すなわち、本発明では、フレーム材を支持する台座部に受け台ホイールを使用したことにより、フレーム材を曲面上で支持することが可能となり、平面上で支持する場合と比べて装置の大幅な小型化を図ることが可能となる。
【0042】また、フレーム材が受け台ホイールの外周に巻き付いてこの受け台ホイールの回転とともに搬送されるため、フレーム材と受け台ホイールとの接触によるはんだめっき剥がれ等を防止でき、フレーム材の確実な位置決めおよび搬送と、的確な位置へのマーキング処理とを実現できることになる。




 

 


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