CN113927787A - 树脂材料供给装置、树脂成形装置及树脂成形品的制法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够高精度地控制树脂材料的供给量的树脂材料供给装置、树脂成形装置及树脂成形品的制法。树脂材料供给装置,包括:树脂材料供给部,供给树脂材料;第一树脂材料搬送部,从所述树脂材料供给部供给树脂材料;第二树脂材料搬送部,将由所述第一树脂材料搬送部搬送的树脂材料搬送至成形模;以及控制部,在将向一个所述第二树脂材料搬送部供给的树脂材料分成多次从所述树脂材料供给部供给至所述第一树脂材料搬送部的情况下,对于某一次的来自所述树脂材料供给部的树脂材料的供给量,基于所述某一次之前的一次的来自所述树脂材料供给部的树脂材料的供给量进行调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种树脂材料供给装置、树脂成形装置及树脂成形品的制法的技术。
背景技术
在专利文献1中公开了一种树脂材料供给装置,其将从树脂供给机构供给的树脂材料经由小型树脂保持托盘而供给至大型树脂保持托盘。在所述树脂材料供给装置中,大型树脂保持托盘被预先划分为多个分区。从树脂供给机构接收到树脂材料的小型树脂保持托盘将树脂材料供给至大型树脂保持托盘的一个分区。小型树脂保持托盘按照分区的数量反复进行从树脂供给机构接收树脂材料、与树脂材料向大型树脂保持托盘的供给。在以所述方式向大型树脂保持托盘整体供给树脂材料之后,通过大型树脂保持托盘将树脂材料搬送至成形模的模腔。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利第6039750号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
在专利文献1所记载的技术中,为了将树脂材料供给至成形模,将树脂材料从一个树脂供给机构多次供给至小型树脂保持托盘。在此情况下,若树脂供给机构所供给的树脂材料的供给量产生误差,则有误差根据利用树脂供给机构进行的树脂材料的供给次数而累积并增大之虞。
本发明是鉴于如上所述的状况而成,其所要解决的问题在于提供一种能够高精度地控制树脂材料的供给量的树脂材料供给装置、树脂成形装置及树脂成形品的制造方法。
[解决问题的技术手段]
本发明所要解决的问题如上所述,为了解决所述问题,本发明的树脂材料供给装置包括:树脂材料供给部,供给树脂材料;第一树脂材料搬送部,从所述树脂材料供给部供给树脂材料;第二树脂材料搬送部,将由所述第一树脂材料搬送部搬送的树脂材料搬送至成形模;以及控制部,在将向一个所述第二树脂材料搬送部供给的树脂材料分成多次从所述树脂材料供给部供给至所述第一树脂材料搬送部的情况下,对于某一次的来自所述树脂材料供给部的树脂材料的供给量,基于所述某一次之前的一次的来自所述树脂材料供给部的树脂材料的供给量进行调整。
另外,本发明的树脂成形装置包括所述树脂材料供给装置。
另外,本发明的树脂成形品的制造方法使用所述树脂成形装置来制造树脂成形品。
[发明的效果]
根据本发明,可高精度地控制树脂材料的供给量。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的树脂成形装置的整体结构的平面示意图。
图2是表示树脂材料收纳装置设置在树脂供给模块的状态的前视图。
图3是表示树脂材料收纳装置的前视图。
图4是表示树脂材料收纳装置的侧视图。
图5是表示小托盘、大托盘及扩散板的结构的侧视剖面图。
图6是表示小托盘及大托盘的结构的平面图。
图7的(a)是表示料槽相对于小托盘的移动轨迹的平面图。图7的(b)是表示向托盘的一半供给树脂材料的情况的平面图。图7的(c)是表示小托盘反转的情况的平面图。图7的(d)表示向小托盘的整个区域供给树脂材料的情况的平面图。
图8是表示供给了树脂材料的结果的一例(目标供给量、实际的供给量)的图。
图9是表示用于基于上次的树脂材料的供给量来设定目标供给量的处理内容的流程图。
图10是表示第一阶段及第二阶段中的树脂材料的供给的一例的时序图。
图11是表示在第一阶段中用于供给树脂材料的处理内容的流程图。
图12是表示在第二阶段中用于供给树脂材料的处理内容的流程图。
图13的(a)是表示变更了第二阶段的输出周期的例子的时序图。图13的(b)是表示变更了第二阶段的输出周期及指令输出的例子的时序图。图13的(c)是表示变更了第二阶段的指令输出的时间宽度的例子的时序图。
[符号的说明]
1:树脂成形装置
10:基板搬入搬出模块
11:搬入部
12:搬出部
13:检查部
14:臂机构
14a:吸附手部
14b:臂部
14c:驱动部
20:基板交接模块
21:装载器
22:卸载器
30:成形模块
31:成形模(下模)
31a:扩散板
40:树脂供给模块(树脂材料供给装置)
40a、161:框体
41:小托盘(第一树脂材料搬送部)
41a:树脂保持部
41b:挡板
41c、41d:狭缝
42:小托盘搬送机构
43:大托盘(第二树脂材料搬送部)
43a:框构件
43b、111、131:收纳部
43c:槽
44:大托盘搬送机构
50:控制部
100:树脂材料收纳装置
110:储料器
112、132:供给部
112a、132a:供给口
120:第一振动部
130:料槽(树脂材料供给部)
140:第二振动部
150:重量计
160:分配器
164:致动器
B、D、F、L、R、U:箭头
Lr:导轨
P:基板
S:开始位置
S101~S111、S201~S206、S211~S214:步骤
t1、t2、t3:时刻
T1、T2:输出周期
Td1、Td2:时间宽度
Y1、Y2:大小。
具体实施方式
以下,将图中的箭头U、箭头D、箭头F、箭头B、箭头L及箭头R所示的方向分别定义为上方向、下方向、前方向、后方向、左方向及右方向来进行说明。
首先,使用图1对本实施方式的树脂成形装置1的结构进行说明。树脂成形装置1对半导体芯片等电子零件进行树脂密封,来制造树脂成形品。尤其在本实施方式中,例示了采用将模腔内的树脂材料压缩并成形的压缩成形方式(压缩方式)的树脂成形装置1。再者,在本实施方式中假定使用颗粒状的树脂材料,但作为树脂材料,不仅能够使用颗粒状的材料,而且能够使用粉末状或液状等任意形态的材料。
树脂成形装置1包括基板搬入搬出模块10、基板交接模块20、成形模块30、树脂供给模块40及控制部50作为构成元件。各构成元件能够相对于其他构成元件装卸且能够更换。另外,例如也可使成形模块30为一个或三个以上等,来增减各构成元件。
基板搬入搬出模块10搬入装设有电子零件的基板P,并且搬出电子零件经树脂密封的基板P。在本实施方式中,假定使用相对较大型的基板P。例如,基板P形成为一边为450mm以上、500mm以上、或600mm以上的矩形板状。基板搬入搬出模块10主要包括:搬入部11、搬出部12、检查部13及臂机构14。
搬入部11为配置未经树脂密封的基板P的部分。搬出部12为配置经树脂密封的基板P的部分。搬入部11及搬出部12可分别收纳多个基板P。
检查部13为进行经树脂密封的基板P的检查的部分。检查部13包括:载置经树脂密封的基板P的载置部、对基板P进行检查的检查机构(未图示)等。
臂机构14使基板P移动。臂机构14包括:吸附基板P的吸附手部14a、用来安装吸附手部14a的臂部14b、使臂部14b适当旋转或移动的驱动部14c等。
基板交接模块20为在基板搬入搬出模块10与后述的成形模块30之间进行基板P的交接的部分。基板交接模块20主要包括装载器21及卸载器22。
装载器21从臂机构14接收未经树脂密封的基板P,并搬送至后述的成形模块30的成形模31。卸载器22从后述的成形模31接收经树脂密封的基板P,并搬送至基板搬入搬出模块10。装载器21及卸载器22可沿着在左右方向上延伸的导轨Lr移动。在本实施方式中,装载器21与卸载器22以一体地移动的方式相互连结。
成形模块30使用从后述的树脂供给模块40供给的树脂材料,来对装设在基板P的电子零件进行树脂密封。在本实施方式中,成形模块30排列两个而配置。通过利用两个成形模块30并行地进行基板P的树脂密封,可提高树脂成形品的制造效率。成形模块30主要包括成形模31、合模机构(未图示)等。
成形模31使用熔融的树脂材料对基板P进行压缩成形。成形模31包括上下一对模(上模及下模)。在下模形成用来收纳树脂材料的凹状的模腔(未图示)。另外,在成形模31设置用于使树脂材料熔融的加热器(未图示)。
树脂供给模块40向成形模块30的成形模31供给树脂材料。树脂供给模块40主要包括:树脂材料收纳装置100、小托盘41、小托盘搬送机构42、大托盘43及大托盘搬送机构44。
树脂材料收纳装置100收纳树脂材料,并且向后述的小托盘41供给树脂材料。树脂材料收纳装置100以左右排列的方式设置两个。两个树脂材料收纳装置100可并行地向两个小托盘41供给树脂材料。再者,关于树脂材料收纳装置100的详细结构将在后面叙述。
小托盘41将从树脂材料收纳装置100接收到的树脂材料供给至后述的大托盘43。小托盘41可在上表面保持树脂材料。小托盘41以俯视时的大小成为后述大托盘43的大小的四分之一左右的方式形成。
小托盘搬送机构42将小托盘41搬送至适当的位置。小托盘搬送机构42可在树脂材料收纳装置100与大托盘43之间以使小托盘41往返的方式搬送小托盘41。
大托盘43将从小托盘41接收到的树脂材料供给至成形模块30的成形模31。大托盘43可在上表面保持树脂材料。大托盘43以成为与成形模31的模腔的平面形状对应的平面形状(例如,矩形形状)的方式形成。
大托盘搬送机构44将大托盘43搬送至适当的位置。大托盘搬送机构44可沿着在左右方向上延伸的导轨Lr移动。
再者,树脂供给模块40是本发明的树脂材料供给装置的一实施方式。另外,小托盘41及大托盘43分别是本发明的第一树脂材料搬送部及第二树脂材料搬送部的一实施方式。小托盘41及大托盘43的详细结构将在后面叙述。
控制部50对树脂成形装置1的各模块的动作进行控制。利用控制部50对基板搬入搬出模块10、基板交接模块20、成形模块30及树脂供给模块40的动作进行控制。另外,可使用控制部50任意地变更(调整)各模块的动作。
接着,对如上所述那样构成的树脂成形装置1的动作(树脂成形品的成形方法、树脂成形品的制造方法)的概要进行说明。
首先,将配置在搬入部11的未经树脂密封的基板P通过臂机构14搬送至装载器21。
接着,装载器21沿着导轨Lr移动,将基板P搬送至其中一个成形模块30。搬送至成形模块30的基板P吸附并保持在成形模31的上模。
接着,以覆盖成形模31的下模的方式配置离型膜。
接着,从树脂供给模块40向成形模块30的成形模31供给树脂材料。此处,在树脂供给模块40中,预先从树脂材料收纳装置100供给的树脂材料经由小托盘41而供给至大托盘43。由于小托盘41以成为大托盘43的四分之一左右的大小的方式形成,因此利用总计四个小托盘41向大托盘43整体大致均匀地供给树脂材料。
通过大托盘搬送机构44沿着导轨Lr移动,将保持有树脂材料的大托盘43搬送至成形模块30的成形模31。其后,将大托盘43的树脂材料供给至成形模31(下模)的模腔。大托盘搬送机构44向成形模31供给树脂材料之后,返回至树脂供给模块40。
接着,利用成形模31的加热器将树脂材料熔融。其后,通过所述合模机构而下模与上模相对地靠近(合模),基板P的电子零件浸渍于树脂材料。在此状态下,对树脂材料适当施加压力。通过在所述状态下树脂材料硬化,可获得电子零件经树脂密封的基板P。
接着,通过所述合模机构而下模与上模相对地分离(开模)。另外,卸载器22沿着导轨Lr移动,从成形模31接收电子零件经树脂密封的基板P。此时,可利用与卸载器22一起移动来的装载器21将新的基板P配置在成形模31。其后,卸载器22沿着导轨Lr移动,并返回至基板交接模块20。
接着,由卸载器22保持的基板P通过臂机构14搬送至检查部13。在检查部13中,进行电子零件经树脂密封的基板P的检查。
接着,检查结束后的基板P通过臂机构14搬送至搬出部12。配置在搬出部12的基板P被适当搬出至外部。
如上所述,通过对装设在基板P的电子零件进行树脂密封,可制造树脂成形品。再者,在所述的动作说明中省略了说明,但在本实施方式的树脂成形装置1中,可利用设置有两个的成形模块30,并行地进行基板P的树脂密封。具体而言,在利用其中一个成形模块30进行树脂密封(树脂材料的熔融、或对基板P的按压等)时,可向另一个成形模块30供给树脂材料,或进行基板P的树脂密封。如此,可效率良好地制造树脂成形品(电子零件经树脂密封的基板P)。
以下,使用图2至图8对树脂供给模块40的树脂材料收纳装置100进行具体说明。
如图2所示,树脂材料收纳装置100在树脂供给模块40的框体40a内以左右排列两个的方式设置。两个树脂材料收纳装置100除了左右大致对称地配置这一点以外,包括相互大致相同的结构。因此,以下,对其中一个(右侧)的树脂材料收纳装置100的结构进行具体说明,省略另一个(左侧)的树脂材料收纳装置100的结构的说明。
如图3及图4所示,树脂材料收纳装置100主要包括:储料器110、第一振动部120、料槽130、第二振动部140、重量计150及分配器160。再者,在图3及图4中,以阴影线表示收纳在储料器110及料槽130的树脂材料。
储料器110收纳树脂材料,并将其供给至后述的料槽130。储料器110主要包括收纳部111及供给部112。
收纳部111是收纳树脂材料的部分。收纳部111以在内部能够收纳树脂材料的方式形成为中空状。在收纳部111的上部形成有用于将树脂材料供给至内部的开口部(未图示)。在适当的时机向收纳部111供给(补充)树脂材料。
供给部112是将收纳在收纳部111的树脂材料供给至后述的料槽130的部分。供给部112以树脂材料能够在内部移动的方式形成为中空状。供给部112以从收纳部111的一侧面的下部向后述的分配器160的上方延伸的方式形成。在供给部112的前端部(左端部)附近,设置用于将供给部112的内部的树脂材料向下方排出的供给口112a。
第一振动部120用于从储料器110排出树脂。第一振动部120设置在储料器110的下部,可使储料器110振动。第一振动部120通过使储料器110振动,可使收纳部111内的树脂材料移动至供给部112,并使其从供给口112a向下方排出。
料槽130收纳树脂材料,并将其供给至小托盘41。再者,料槽130是本发明的树脂材料供给部的一实施方式。如图3所示,料槽130在储料器110的下方以左右排列两个的方式(在俯视时,在隔着储料器110的供给口112a而左右对称的位置)配置。料槽130主要包括收纳部131及供给部132。
收纳部131是收纳树脂材料的部分。收纳部131以在内部能够收纳树脂材料的方式形成为中空状。在收纳部131的上部形成有用于将树脂材料供给至内部的开口部(未图示)。
供给部132是将收纳在收纳部131的树脂材料供给至小托盘41的部分。供给部132以树脂材料能够在内部移动的方式形成为中空状。供给部132以从收纳部131的一侧面的下部向单方向(后方)延伸的方式形成。在供给部132的前端部(后端部)附近设置用于将供给部132的内部的树脂材料向下方排出的供给口132a。
再者,两个料槽130配置在相互在某种程度上接近的位置,以便可同时对一个小托盘41供给树脂材料。具体而言,两个料槽130(尤其是供给口132a)以左右方向上的间隔成为小托盘41的左右宽度的大约二分之一的方式配置。
图4所示的第二振动部140用于从料槽130排出树脂。第二振动部140设置在料槽130的下部,可使料槽130振动。第二振动部140通过使料槽130振动,可使收纳部131内的树脂材料移动至供给部132,并使其从供给口132a向下方排出。
重量计150用于测定收纳在料槽130的树脂材料的重量。重量计150设置在第二振动部140的下部,可测定料槽130及第二振动部140的重量。由于料槽130及第二振动部140的重量为已知,因此,通过从重量计150的测定值减去料槽130及第二振动部140的重量,可测定收纳在料槽130的树脂材料的重量。
第二振动部140及重量计150分别设置在两个料槽130。
图3及图4所示的分配器160用于将从储料器110供给的树脂材料分配给两个料槽130。分配器160配置在储料器110的供给口112a的下方。分配器160主要包括框体161及致动器164。
在框体161内,形成树脂材料的流通路径。致动器164通过适当使配置在框体161内的切换构件(未图示)工作,而可切换在框体161内流通的树脂材料的流通路径。致动器164通过切换树脂材料的流通路径,而可将从上方(储料器110的供给口112a)供给的树脂材料分配给配置在下方的左右一对料槽130中的任一者。
接着,使用图5及图6对将从树脂材料收纳装置100接收的树脂材料供给至成形模块30的小托盘41及大托盘43进行具体说明。再者,图5及图6是用于说明各构件的结构的示意性的图,图示的各构件的相对位置关系与实际的位置关系不同。另外,在图5及图6以外的图中,简化小托盘41的形状而图示。
小托盘41主要包括树脂保持部41a及挡板41b。
树脂保持部41a是保持树脂材料的部分。树脂保持部41a形成为俯视时大致正方形的板状。在树脂保持部41a,以前后排列多个的方式形成有左右延伸的狭缝41c。
挡板41b是能够从下方阻塞树脂保持部41a的狭缝41c的部分。挡板41b形成为俯视时大致正方形的板状。在挡板41b,以与树脂保持部41a的狭缝41c对应的方式形成有狭缝41d。即,挡板41b的狭缝41d以左右延伸的方式,且以前后排列多个的方式形成。另外,挡板41b的狭缝41d的前后间隔以成为与树脂保持部41a的狭缝41c的前后间隔相同的方式形成。挡板41b配置在树脂保持部41a的靠近其的下方。挡板41b可通过未图示的移动机构相对于树脂保持部41a前后相对地移动。
如图5所示,在挡板41b的狭缝41d与树脂保持部41a的狭缝41c不上下相向的情况下,树脂保持部41a的狭缝41c被挡板41b从下方阻塞。在所述状态下,可在小托盘41的上表面(具体而言,树脂保持部41a的狭缝41c内)保持树脂材料。另外,通过使挡板41b移动,使树脂保持部41a的狭缝41c与挡板41b的狭缝41d相向,可将保持在树脂保持部41a的狭缝41c内的树脂材料向下方排出。从小托盘41排出的树脂材料被供给至后述的大托盘43的收纳部43b。
大托盘43主要包括框构件43a及收纳部43b。
框构件43a是支撑收纳部43b的构件。框构件43a形成为俯视时大致正方形的框状。即,框构件43a形成为在俯视时大致中央部开口。
收纳部43b是收纳树脂材料的部分。收纳部43b形成为大致圆柱状。收纳部43b使长度方向朝向左右,配置在框构件43a的内侧(开口部分)。收纳部43b的左右两端部能够相对于框构件43a转动地受到支撑。在收纳部43b的侧面形成能够收纳树脂材料的槽43c。槽43c以沿着收纳部43b的长度方向延伸的方式形成。收纳部43b以前后排列多个的方式设置。邻接的收纳部43b彼此的前后间隔(间距)以成为与小托盘41的狭缝41c的前后间隔(间距)相同的方式形成。收纳部43b可通过未图示的驱动机构相对于框构件43a以任意的角度转动。
如图5所示,在收纳部43b的槽43c朝向上方的情况下,可在槽43c的内部收纳树脂材料。另外,通过使收纳部43b转动,使槽43c朝向下方,可将收纳在槽43c内的树脂材料向下方排出。
此处,小托盘41的狭缝41c的左右长度以成为大托盘43的收纳部43b(槽43c)的左右长度的大约一半的方式形成。另外,小托盘41的狭缝41c的个数以成为大托盘43的收纳部43b的个数的一半的方式形成。如此,小托盘41的俯视时的大小以成为大托盘43的大小的四分之一左右的方式形成。因此,为了使用小托盘41向大托盘43的收纳部43b整体供给树脂材料,需要使用总计四个小托盘41。
接着,对如上所述那样构成的树脂供给模块40的动作(用于将树脂材料从料槽130经由小托盘41及大托盘43而供给至成形模31的动作)进行说明。
在通过重量计150检测到收纳在料槽130的树脂材料的重量低于规定值的情况下,利用控制部50对第一振动部120及分配器160的动作进行控制,对料槽130供给树脂材料。
具体而言,通过第一振动部120工作,而将树脂材料从储料器110的供给口112a排出。所述树脂材料由分配器160适当分配,并供给至树脂材料的重量低于规定值的料槽130。由此,在料槽130内始终收纳规定值以上的重量的树脂材料。
以如上所述方式收纳在左右的料槽130的树脂材料经由小托盘41而供给至大托盘43。以下,进行具体说明。
如图7的(a)所示,在向小托盘41供给树脂材料的情况下,通过小托盘搬送机构42(参照图1),被供给树脂材料之前的小托盘41向两个料槽130的下方移动。此时,调节小托盘41的位置,以使得两个料槽130的供给口132a位于规定的开始位置S的正上方。
接着,第二振动部140工作,而将树脂材料分别从两个料槽130的供给口132a供给至小托盘41。另外,与第二振动部140的工作同时地,开始小托盘41向水平方向的移动。具体而言,通过小托盘搬送机构42而小托盘41向前后及左右适当移动。小托盘搬送机构42使小托盘41移动,以使得两个料槽130的供给口132a通过小托盘41的一半(前半部分)的区域。另外,小托盘搬送机构42使小托盘41移动,以使得两个料槽130的供给口132a最终返回至开始位置S的正上方。在图7的(a)中示出了两个料槽130的相对于小托盘41的相对的移动轨迹的一例。
当两个料槽130的供给口132a返回至开始位置S的正上方时,第二振动部140停止,而将树脂材料从料槽130向小托盘41的供给停止。
如此,向小托盘41的一半(前半部分)的区域供给树脂材料(参照图7的(b))。在图7的(a)~图7的(d)中,以阴影示出了供给有树脂材料的区域。再者,通过利用料槽130进行的一次树脂材料的供给(从第二振动部140工作至停止为止的树脂材料的供给),对供给至小托盘41的树脂材料的重量进行控制,以使其成为预先设定的目标值(目标供给量)。具体而言,通过适当对第二振动部140及小托盘搬送机构42的动作进行控制,而将目标供给量的树脂材料供给至小托盘41。
接着,通过小托盘搬送机构42而小托盘41的前后朝向反转(参照图7的(c)),从两个料槽130向小托盘41的未供给有树脂材料的剩余一半的区域供给树脂材料(参照图7的(d))。在此情况下,也沿着图7的(a)所示那样的移动轨迹使小托盘41移动,同时将树脂材料从料槽130供给至小托盘41。如此,在对一个小托盘41供给树脂材料的情况下,使小托盘41的前后方向反转,分成两次供给树脂材料。
在本实施方式中,通过设为使用多个(两个)料槽130将树脂材料供给至一个小托盘41的结构,可缩短树脂材料向小托盘41的供给时间。
再者,如本实施方式那样,在并非使用多个料槽130,而是使用一个料槽130来缩短树脂材料向小托盘41的供给时间的情况下,也考虑使从料槽130供给至小托盘41的树脂材料的流速增加的方法。然而,为此有时需要料槽130的大型化,从而不优选。另外,伴随于此,有树脂材料的供给量的控制的精度(例如,重量计150的测定精度、或利用料槽130进行的树脂材料的流速的精度)下降之虞,在这一点上也不优选。相对于此,在本实施方式中,通过使用多个料槽130,来抑制各个料槽130的大型化、树脂材料的供给量的控制的精度的下降。
进而,在本实施方式中,在树脂供给模块40设置有两个树脂材料收纳装置100(参照图1及图2)。由此,可对两个小托盘41并行地供给树脂材料,因此可缩短树脂材料向大托盘43及成形模31的供给时间,进而可实现利用树脂成形装置1进行的树脂成形品的制造的效率化。
以如上所述方式供给至小托盘41的树脂材料经由大托盘43而供给至成形模31的模腔。具体而言,保持有树脂材料的小托盘41通过小托盘搬送机构42向大托盘43的上方移动(参照图5)。其后,通过使小托盘41的挡板41b相对于树脂保持部41a相对地移动,树脂保持部41a的狭缝41c打开,而将树脂材料从小托盘41供给至大托盘43。供给至大托盘43的树脂材料收纳在收纳部43b的槽43c内。
此处,如上文所述,小托盘41形成为大托盘43的大小的四分之一左右。因此,如图6所示,分别对在俯视时,将大托盘43四等分而得的四个区域(参照图6的双点划线)供给来自小托盘41的树脂材料。即,从总计四个小托盘41向大托盘43供给树脂材料。
通过从总计四个小托盘41接受树脂材料的供给,在大托盘43的整个区域中收纳树脂材料。收纳有树脂材料的大托盘43通过大托盘搬送机构44搬送至成形模块30的成形模31的上方。其后,大托盘43的收纳部43b上下反转,而将树脂材料从大托盘43供给至成形模31的模腔。
此时,在大托盘43与成形模31的模腔之间配置图5所示那样的扩散板31a。在扩散板31a设置多个贯通孔。另外,扩散板31a可通过未图示的驱动机构进行振动。从大托盘43落下的树脂材料被振动的扩散板31a扩散。由此,可实现成形模31的模腔内的树脂材料的均匀化。
接着,对用于实现利用如上所述那样构成的树脂材料收纳装置100进行的树脂供给量的精度的提高的控制的一例进行说明。
如上所述,在本实施方式中,料槽130相对于一个小托盘41设置有多个。由此,树脂材料收纳装置100使用两个料槽130向一个小托盘41供给树脂材料(参照图7的(a)~图7的(d))。另外,树脂成形装置1包括两个树脂材料收纳装置100(参照图2)。即,本实施方式的树脂成形装置1可使用四个料槽130,向两个小托盘41同时供给树脂材料。
另外,在本实施方式中,小托盘41相对于一个大托盘43设置有多个(例如四个)。由此,从总计四个小托盘41向大托盘43供给树脂材料(参照图6)。另外,树脂材料收纳装置100分成两次将树脂材料供给至小托盘41(参照图7的(a)~图7的(d))。
若对这些进行总结,则如图8所示,在本实施方式中,在向一个大托盘43供给树脂材料的情况下,四个料槽130(在图8中,为了区别四个料槽130,标记为料槽(1)~料槽(4))将树脂材料向小托盘41分别供给四次。
如此,若使用多个料槽130进行多次的树脂材料的供给,则树脂材料的供给量的误差累积,而有向大托盘43供给的树脂材料的总供给量与目标值(目标总供给量)大不相同的可能性。因此,在本实施方式中,在如上所述那样将收纳在料槽130的树脂材料经由小托盘41而供给至大托盘43时,进行用于将树脂材料的总供给量的误差抑制得小的控制。以下,使用图7至图12,对所述控制中的具体的处理内容进行说明。再者,图8所示的数值是为了说明本控制而方便起见设定的值,并不限定实际上进行本控制时的值。
在图9所示的步骤S101中,控制部50将1的值代入至变量N。再者,本实施方式中的变量N用于掌握树脂材料从料槽130向小托盘41的供给次数。控制部50在进行步骤S101的处理之后,转移至步骤S102。
在步骤S102中,控制部50设定最初(第一次)从料槽130供给至小托盘41的树脂材料的重量的目标值(目标供给量)。作为第一次的目标供给量的设定方法,可采用各种方法。
在本实施方式中,控制部50将通过利用四个料槽130进行的四次的树脂供给而供给的树脂材料的目标总供给量(应向一个大托盘43供给的树脂材料的重量的目标值)除以树脂从料槽130向小托盘41供给的总计次数,由此计算每一次的供给量的平均值(平均供给量),并将所述平均值设定为第一次的目标供给量。在图8所示的例子中,目标总供给量为160.0g,利用料槽130进行的树脂供给的总计次数为16次。因此,各料槽130的第一次的目标供给量为10.0g。控制部50在进行步骤S102的处理之后,转移至步骤S103。
在步骤S103中,控制部50对第二振动部140输出控制信号(指令值),将树脂材料从料槽130供给至小托盘41。控制部50对第二振动部140进行控制,以将所设定的目标供给量的树脂材料供给至小托盘41。此时,如图10所示,控制部50在第一期间(第一阶段)中连续地将树脂材料供给至小托盘41,在第一期间之后的第二期间(第二阶段)中将树脂材料间歇地供给至小托盘41。如此,通过将树脂材料的连续的供给与间歇的供给组合,可迅速且高精度地进行树脂材料的供给。再者,步骤S103中的处理的详细情况将在后面叙述。控制部50在进行步骤S103的处理之后,转移至步骤S104。
在步骤S104中,控制部50停止来自料槽130的树脂供给。再者,通过步骤S103及步骤S104的处理,控制部50对第二振动部140进行控制,以将目标供给量的树脂材料供给至小托盘41,但实际上有产生少许误差的可能性。例如,在图8所示的例子中,若着眼于利用料槽(1)及料槽(2)进行的第一次的树脂供给,则可知相对于目标供给量产生了误差。控制部50在进行步骤S104的处理之后,转移至步骤S105。
在步骤S105中,控制部50判定变量N是否为奇数。步骤S105的处理是用于决定小托盘41的动作(步骤S106或步骤S107)的处理。控制部50在判定为变量N为奇数的情况下,转移至步骤S106。另一方面,控制部50在判定为变量N并非奇数的情况下,转移至步骤S107。
在步骤S106中,控制部50使小托盘41旋转(反转)。如此,在变量N为奇数的情况下(在步骤S105中为是),如图7的(b)所示,为向小托盘41的一半区域供给树脂材料的状态,因此控制部50使小托盘41旋转(反转),成为能够向剩余一半的区域供给树脂材料的状态。
另一方面,在步骤S107中,控制部50将小托盘41搬送至大托盘43,并将树脂材料供给至大托盘43。如此,在变量N为偶数的情况下(在步骤S105中为否),如图7的(d)所示,为向小托盘41的整个区域供给树脂材料的状态,因此控制部50将树脂材料从小托盘41供给至大托盘43。
控制部50在进行了步骤S106或步骤S107的处理之后,转移至步骤S108。
在步骤S108中,控制部50判定变量N是否为4。步骤S108的处理是用于判定向一个大托盘43的树脂供给是否完成的处理。若变量N为4,则可判定为从各料槽130完成了四次的树脂供给(参照图8),即,向一个大托盘43的树脂供给完成。再者,在本实施方式中,各料槽130向一个大托盘43进行四次的树脂供给,因此在步骤S108中判定变量N是否为4,但用于所述判定的数值并不限于4,可根据树脂材料向大托盘43供给的所需次数任意设定。
控制部50在判定为变量N为4的情况下,结束本控制。另一方面,控制部50在判定为变量N并非4的情况下,转移至步骤S109。
在步骤S109中,控制部50存储步骤S103中实际供给至小托盘41的树脂材料的量(供给量)。再者,树脂材料向小托盘41的供给量可通过利用重量计150测定收纳在料槽130的树脂材料的重量的变化(减少量)来掌握。控制部50在进行步骤S109的处理之后,转移至步骤S110。
在步骤S110中,控制部50将N+1的值代入至变量N。即,控制部50使变量N的值增加1个。控制部50在进行步骤S110的处理之后,转移至步骤S111。
在步骤S111中,控制部50设定第N次的目标供给量。控制部50以成为消除上次(第N-1次)的树脂材料的供给中产生的误差那样的值的方式设定(调整)目标供给量。具体而言,控制部50计算从上次的目标供给量减去上次的实际供给量而得的值(差分),并将其与第一次的目标供给量(平均供给量)相加,由此计算此次(第N次)的目标供给量。
例如,在图8所示的例子中,料槽(1)的第一次的目标供给量为10.0g,与此相对,实际供给量为10.1g。因此,控制部50计算其差分(-0.1g),并将其与第一次的目标供给量相加,由此将第二次的目标供给量决定为9.9g。在利用料槽(1)进行的第二次的树脂供给中,若可供给如此设定的目标供给量的树脂材料,则第一次与第二次的供给量的平均为10.0g。即,可消除第一次的树脂材料的供给中产生的误差。
控制部50在进行步骤S111的处理之后,转移至步骤S103,将目标供给量的树脂材料供给至小托盘41。
如此,控制部50在第二次以后的树脂供给中,基于上次的树脂材料的供给量来设定目标供给量(步骤S111),并进行树脂的供给(步骤S103)。控制部50反复进行所述处理,直至在步骤S108中N=4为止(即,从各料槽130进行四次的树脂供给为止)。
在图8中示出了由控制部50设定了直至第四次为止的目标供给量的结果与实际供给量的一例。如此,在第二次以后的各次的树脂材料的供给时,通过进行修正利用各料槽130进行的树脂材料的目标供给量的控制,可将相对于目标总供给量的误差抑制得小。
再者,在本实施方式中,示出了基于上次的树脂材料的目标供给量与实际供给量的差分来调整各次(第二次以后)的目标供给量的例子,但本发明并不限于此。例如,也能够并非如本实施方式那样每次调整第二次以后的树脂材料的目标供给量,而是基于第一次至第三次为止的树脂材料的供给量,仅调整第四次的树脂材料的目标供给量。在此情况下,可基于第一次至第三次为止的树脂材料的目标供给量的合计与实际供给量的合计的差分,调整第四次的目标供给量。如此,本发明可基于上次以前的树脂材料的供给量来进行树脂材料的供给量的调整。
另外,在本实施方式中,示出了通过将上次的树脂材料的目标供给量与实际供给量的差分和第一次的目标供给量(平均供给量)相加来计算此次的目标供给量的例子,但本发明并不限于此,目标供给量的计算方法可任意设定。例如,不仅可考虑树脂材料的目标供给量与实际供给量的差分,还可考虑误差的倾向来计算目标供给量。具体而言,在各次的树脂材料的供给中,也能够学习料槽130的误差的倾向(相对于目标供给量容易产生X%~Y%的误差等),计算消除所述倾向那样的目标供给量。
进而,在本实施方式中,在图9的步骤S103的处理中,通过将树脂材料的连续的供给与间歇的供给组合,进行高精度的树脂材料的供给。以下,对步骤S103的控制进行具体说明。
如图10所示,控制部50对赋予至第二振动部140的指令值的大小进行控制,以使得在第一阶段中,树脂材料的供给速度(每单位时间的供给量)成为一定。第二振动部140的振动强度根据指令值的大小而变化。指令值的大小是根据供给速度的目标值与供给速度的实测值的偏差而逐次计算。例如,指令值的大小是通过将供给速度的目标值与供给速度的实测值作为输入的反馈控制而逐次计算。作为反馈控制的典型例,可使用比例积分微分(Proportional Integral Differential,PID)控制。再者,在图10中,为了简化记载,呈大致直线状地示出指令值。
第一阶段(时刻t1~时刻t2)中的树脂供给在树脂材料的供给量的实测值达到比目标量少预定的量的结束判定值的时间点结束。即,在第一阶段的结束时间点,指令值被更新为零。结束第一阶段的结束判定值被设定在以下范围:在第二振动部140的振动停止之后,利用从料槽130的供给口132a吐出的树脂材料(即,振动停止后的流入),树脂材料的供给量不超过目标量。
如此,在第一阶段中,使第二振动部140连续地振动,因此从料槽130的供给口132a连续地吐出树脂材料。
控制部50在第一阶段之后的第二阶段(时刻t2~时刻t3)中,以树脂材料的供给量成为目标量的方式从料槽130间歇地吐出树脂材料。第二阶段相当于用于实现供给量的高精度化的调整期间。具体而言,控制部50对第二振动部140间歇地赋予规定的大小的指令值。即,控制部50在第二阶段中,将脉冲状的指令值赋予至第二振动部140。
此处,控制部50也可基于在第一阶段中赋予至第二振动部140的指令值的大小(料槽130所产生的振动强度),决定第二阶段中的指令值的大小。具体而言,可使第二阶段的指令值的大小与第一阶段即将结束之前的指令值的大小大致一致。
另外,第二阶段中的指令值的大小只要适当设为在实际的使用中没有问题的程度的值即可。例如,可将第二阶段的指令值的大小相对于第一阶段即将结束之前的指令值的大小设为-50%~+10%,更具体而言,可设为从-50%、-45%、-40%、-35%、-30%、-25%、-20%、-15%、-10%、-9%、-8%、-7%、-6%、-5%、-4%、-3%、-2%、-1%、0%、+1%、+2%、+3%、+4%、+5%、+6%、+7%、+8%、+9%、+10%中选择的两个之间,也可设为从这些之中选择的至少一个。
通过使第二阶段的指令值的大小与第一阶段即将结束之前的指令值的大小大致一致,并在第一阶段与第二阶段之间维持指令值的大小的连续性,可维持残留在作为粉粒体供给路的料槽130的树脂材料的分布状态,由此,即便在下一次的树脂材料的供给开始时,也可连续地吐出树脂材料。
以下,使用图10至图12,对第一阶段(图11的步骤S201~步骤S206)及第二阶段(图12的步骤S211~步骤S214)中的具体的处理内容进行说明。
首先,使用图11对第一阶段的处理内容进行说明。
在步骤S201中,控制部50决定指令值的初始值即指令初始值。控制部50在进行步骤S201的处理之后,转移至步骤S202。
在步骤S202中,控制部50在预定的初始动作时间内,将指令初始值作为指令值输出。如此,通过在初始动作时间内将指令值固定为指令初始值,可使树脂材料的初始吐出的供给速度稳定。控制部50在进行步骤S202的处理之后,转移至步骤S203。
在步骤S203中,控制部50基于供给速度的目标值与供给速度的实测值,计算指令值。控制部50在进行步骤S203的处理之后,转移至步骤S204。
在步骤S204中,控制部50将所输出的指令值更新为步骤S203中计算出的指令值。控制部50在进行步骤S204的处理之后,转移至步骤S205。
在步骤S205中,控制部50判定树脂材料的供给量是否达到结束判定值。控制部50在判定为树脂材料的供给量达到结束判定值的情况下,转移至步骤S206。另一方面,控制部50在判定为树脂材料的供给量未达到结束判定值的情况下,再次转移至步骤S203。
在步骤S206中,控制部50停止指令值的输出。由此,第一阶段中的处理结束。控制部50在进行步骤S206的处理之后,转移至图12的步骤S211(第二阶段)。
如此,在第一阶段中,反复进行从步骤S203至步骤S205为止的处理,由此进行树脂材料的供给速度成为一定那样的反馈控制,连续地供给树脂材料(参照图10)。
接着,使用图12对第二阶段的处理内容进行说明。
在步骤S211中,控制部50决定在第二阶段中所使用的指令值的大小。控制部50例如可将第一阶段即将结束之前的指令值的大小设为第二阶段中所使用的指令值的大小。控制部50在进行步骤S211的处理之后,转移至步骤S212。
在步骤S212中,控制部50判定树脂材料的供给量是否达到目标供给量。控制部50在判定为树脂材料的供给量达到目标供给量的情况下,结束本控制。另一方面,控制部50在判定为树脂材料的供给量未达到目标供给量的情况下,转移至步骤S213。
在步骤S213中,控制部50判定指令输出的输出周期是否到来。控制部50在判定为指令输出的输出周期到来的情况下,转移至步骤S214。另一方面,控制部50在判定为指令输出的输出周期未到来的情况下,再次转移至步骤S213。
在步骤S214中,控制部50在预定的时间宽度上输出步骤S211中所决定的大小的指令值。控制部50在执行步骤S214的处理之后,再次转移至步骤S212。
如此,在第二阶段中,控制部50反复进行从步骤S212至步骤S214为止的处理,由此可输出脉冲状的指令值。由此,可间歇地供给树脂材料,直至树脂材料的供给量达到目标供给量为止(参照图10)。
再者,输出脉冲状的指令值的输出周期(参照步骤S213)、或输出指令值的时间宽度(或占空比)(参照步骤S214)可预定。
如此,在第一阶段中,通过连续地供给树脂材料,可迅速地进行树脂的供给,从而可实现树脂供给时间的缩短。另外,在第二阶段中,通过间歇地供给树脂材料,可实现树脂材料的供给量的高精度化。
再者,在本实施方式中,示出了在第二阶段中以一定的输出周期及时间宽度输出脉冲状的指令值的例子,但本发明并不限于此。例如,也可设为在第二阶段中,随着树脂材料的供给量靠近目标供给量,减少每单位时间的供给量。由此,可实现树脂材料的供给量的进一步的高精度化。
作为一例,在图13的(a)~图13的(c)示出了将第二阶段分割成两个区间(第一子阶段及第二子阶段),使在各个子阶段中所输出的指令值不同的例子。
再者,从第一子阶段向第二子阶段的转变条件可任意设定。例如,也能够将目标供给量与实际供给量之差成为规定值以下作为转变条件。另外,也可将第二阶段分割成并非两个区间,而是分割成更多的区间(三个以上的子阶段)。
在图13的(a)所示的例子中,示出了使第二子阶段的输出周期T2比第一子阶段的输出周期T1长的例子。由此,可使第二子阶段中的每单位时间的树脂供给量比第一子阶段少。
在图13的(b)所示的例子中,示出了与图13的(a)所示的例子同样地变更输出周期,并且使第二子阶段的指令输出的大小Y2比第一子阶段的指令输出的大小Y1小的例子。由此,可使第二子阶段中的每单位时间的树脂供给量比第一子阶段进一步更少。
在图13的(c)所示的例子中,示出了使第二子阶段的指令输出的时间宽度Td2比第一子阶段的指令输出的时间宽度Td1小的例子。由此,可使第二子阶段中的每单位时间的树脂供给量比第一子阶段少。
如此,在本实施方式的树脂成形装置1中,通过将树脂材料的连续的供给与间歇的供给组合(参照图10至图13的(c)),可实现各次的树脂材料的供给量的高精度化,同时通过进一步进行消除上次的树脂供给的误差那样的树脂材料供给量的调整(参照图8及图9),实现树脂材料向一个大托盘43的总供给量的高精度化。
如上所述,本实施方式的树脂材料供给装置(树脂供给模块40)包括:
树脂材料供给部(料槽130),供给树脂材料;
第一树脂材料搬送部(小托盘41),从所述树脂材料供给部供给树脂材料;
第二树脂材料搬送部(大托盘43),将由所述第一树脂材料搬送部搬送的树脂材料搬送至成形模31;以及
控制部50,在将向一个所述第二树脂材料搬送部供给的树脂材料分成多次从所述树脂材料供给部供给至所述第一树脂材料搬送部的情况下,对于某一次的来自所述树脂材料供给部的树脂材料的供给量,基于所述某一次之前的一次的来自所述树脂材料供给部的树脂材料的供给量进行调整。
通过如此构成,可高精度地控制树脂材料的供给量。即,通过基于上次以前的供给量来调整树脂材料从料槽130向小托盘41的供给量,可消除上次以前所产生的误差,从而可高精度地控制供给至大托盘43的树脂材料的总供给量。
另外,所述第一树脂材料搬送部(小托盘41)相对于一个所述第二树脂材料搬送部(大托盘43)设置有多个。
通过如此构成,即便在误差容易累积的结构中,也可高精度地控制树脂材料的供给量。即,通过设置多个小托盘41,可迅速地供给树脂材料,相反,担心因误差的累积而导致误差的增大,但通过如本申请那样的树脂材料的供给量的调整,可抑制误差的增大。
另外,所述树脂材料供给部(料槽130)相对于一个所述第一树脂材料搬送部(小托盘41)设置有多个。
通过如此构成,即便在误差容易累积的结构中,也可高精度地控制树脂材料的供给量。即,通过设置多个料槽130,可迅速地供给树脂材料,相反,担心因误差的累积而导致误差的增大,但通过如本申请那样的树脂材料的供给量的调整,可抑制误差的增大。
另外,在将树脂材料从所述树脂材料供给部(料槽130)供给至所述第一树脂材料搬送部(小托盘41)的情况下,所述控制部50使所述第一树脂材料搬送部旋转,并分成多次对所述第一树脂材料搬送部中的不同区域供给树脂材料。
通过如此构成,可实现树脂材料的均等化,同时高精度地控制树脂材料的供给量。即,通过将小托盘41分成多个区域供给树脂材料,可实现小托盘41中的树脂材料的均等化,并且可利用此时的多次的树脂材料的供给,进行消除误差那样的树脂材料的调整。
另外,所述控制部50对所述树脂材料供给部进行控制,以使在从所述树脂材料供给部(料槽130)向所述第一树脂材料搬送部(小托盘41)供给一次的树脂材料中,在将树脂材料连续地供给至所述第一树脂材料搬送部之后,将树脂材料间歇地供给至所述第一树脂材料搬送部。
通过如此构成,可更高精度地控制树脂材料的供给量。即,通过间歇地供给树脂材料,可实现一次的树脂材料的供给的高精度化,进而可高精度地控制供给至大托盘43的树脂材料的总供给量。
另外,本实施方式的树脂成形装置1包括所述树脂材料供给装置(树脂供给模块40)。
通过如此构成,可高精度地控制树脂材料的供给量。
另外,本实施方式的树脂成形品的制造方法使用所述树脂成形装置1来制造树脂成形品。
通过如此构成,可高精度地控制树脂材料的供给量。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于所述实施方式,能够在权利要求中所记载的发明的技术思想的范围内进行适当的变更。
例如,在本实施方式中,例示了压缩方式的树脂成形装置1,但本发明并不限于此,也能够采用其他方式(例如,将熔融的树脂移送至模腔内并使其硬化的传送方式等)。
另外,本实施方式的树脂成形装置1所使用的构成元件(基板搬入搬出模块10等)为一例,能够适当进行装卸或更换。例如,也能够不设置基板搬入搬出模块10,而作业者通过手动进行基板P的搬入搬出。
另外,在本实施方式中,例示了矩形板状的基板P,但本发明并不限于此,能够使用其他各种形状(例如,圆形板状等)的基板P。
另外,本实施方式中所示的小托盘41及大托盘43的结构为一例,能够变更为能够搬送树脂材料的适当的结构。
另外,在本实施方式中,例示了相对于一个小托盘41包括两个料槽130(树脂材料供给部)的树脂材料收纳装置100,但本发明并不限于此,并不限定料槽130的个数。
另外,在本实施方式中,例示了相对于一个大托盘43包括四个小托盘41的树脂材料收纳装置100,但本发明并不限于此,并不限定小托盘41的个数。
另外,设为本实施方式的树脂成形装置1包括两个树脂材料收纳装置100,但本发明并不限于此,也可包括一个或三个以上的树脂材料收纳装置100。
另外,在本实施方式中,设为利用单个控制部50对各模块的动作进行控制,但本发明并不限于此,也能够设置多个控制部50。例如,也能够针对各模块或各装置设置控制部50,使各模块等的动作相互联动,同时对其各别地进行控制。
Claims (9)
1.一种树脂材料供给装置,包括:
树脂材料供给部,供给树脂材料;
第一树脂材料搬送部,从所述树脂材料供给部供给树脂材料;
第二树脂材料搬送部,将由所述第一树脂材料搬送部搬送的树脂材料搬送至成形模;以及
控制部,在将向一个所述第二树脂材料搬送部供给的树脂材料分成多次从所述树脂材料供给部供给至所述第一树脂材料搬送部的情况下,对于某一次的来自所述树脂材料供给部的树脂材料的供给量,基于所述某一次之前的一次的来自所述树脂材料供给部的树脂材料的供给量进行调整。
2.根据权利要求1所述的树脂材料供给装置,其中,
所述第一树脂材料搬送部相对于一个所述第二树脂材料搬送部设置有多个。
3.根据权利要求1所述的树脂材料供给装置,其中,
所述树脂材料供给部相对于一个所述第一树脂材料搬送部设置有多个。
4.根据权利要求2所述的树脂材料供给装置,其中,
所述树脂材料供给部相对于一个所述第一树脂材料搬送部设置有多个。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的树脂材料供给装置,其中,
在将树脂材料从所述树脂材料供给部供给至所述第一树脂材料搬送部的情况下,所述控制部使所述第一树脂材料搬送部旋转,并分成多次对所述第一树脂材料搬送部中的不同区域供给树脂材料。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的树脂材料供给装置,其中,
所述控制部对所述树脂材料供给部进行控制,以使在从所述树脂材料供给部向所述第一树脂材料搬送部供给一次的树脂材料中,在将树脂材料连续地供给至所述第一树脂材料搬送部之后,将树脂材料间歇地供给至所述第一树脂材料搬送部。
7.根据权利要求5所述的树脂材料供给装置,其中,
所述控制部对所述树脂材料供给部进行控制,以使在从所述树脂材料供给部向所述第一树脂材料搬送部供给一次的树脂材料中,在将树脂材料连续地供给至所述第一树脂材料搬送部之后,将树脂材料间歇地供给至所述第一树脂材料搬送部。
8.一种树脂成形装置,包括如权利要求1至7中任一项所述的树脂材料供给装置。
9.一种树脂成形品的制造方法,使用如权利要求8所述的树脂成形装置来制造树脂成形品。
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