JP2004202926A - 樹脂成形における構成要素のクリーニング方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂成形する際の構成要素、例えば、金型、インサート部材、成形品等における付着物を除去する、クリーニング方法及び装置を提供する。
【解決手段】クリーニング装置に、エキシマランプ１５を有するランプユニット１４と、被クリーニング物である導光板用金型１９を予熱するヒータ２１を有するステージ２０と、ハロゲンランプ２５を有し導光板用金型１９の型面を加熱するヒータユニット２４と、その型面に不活性ガス２９を噴射するノズル１２とを備える。ヒータ２１とヒータユニット２４とを使用して導光板用金型１９の型面を加熱し、ヒータユニット２４を退出させ、型面にノズル１２を使用して高圧で不活性ガス２９を噴射しつつエキシマランプ１５を使用してエキシマＵＶ光１８を照射する。これにより、エキシマＵＶ光１８と高圧の不活性ガス２９との作用により、加熱されて活性化された付着物２３を型面から効果的に分解・除去する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形することにより成形品を製造する場合における構成要素、例えば、樹脂成形用の金型、樹脂成形前のインサート部材、及び樹脂成形後の成形品等の表面における付着物を除去する、クリーニング方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、樹脂成形により製造される成形品には、ますます高い品質、例えば、良好な寸法精度や外観品位等が要求されている。このことから、金型・成形品間における離型性の確保が、いっそう重要になっている。
ここで、トランスファ成形や射出成形等のように、金型のキャビティに溶融樹脂を注入してこれを硬化させる樹脂成形においては、成形品を取り出した後の金型の表面、すなわち型面に、溶融樹脂に含まれる成分等が付着物として残存することがある。このような付着物は、金型・成形品間における離型性を低下させるとともに、成形品の外観品位を低下させるおそれがあるので、信頼性や歩留りの低下を招く原因になる。特に、透明樹脂（クリアーレジン）を用いて成形される光学系成形品、例えば、レンズ、液晶表示装置用の導光板、光コネクタ等にあっては、わずかな汚れや曇りであっても透明度を低下させて不良の原因になる。したがって、型面における付着物を除去する必要性はいっそう高くなる。
【０００３】
また、樹脂成形によって成形された光学系成形品については、完成後に付着した付着物も、透明度を低下させる原因になる。この観点から、金型の型面だけでなく、それらの成形品自体をクリーニングする必要性が高い。
更に、半導体チップの樹脂封止に使用されるプリント基板やリードフレーム等のインサート部材についても、これらのインサート部材と、溶融樹脂が硬化して形成された硬化樹脂との間の密着性を確保する必要がある。この観点から、樹脂封止する前にインサート部材をクリーニングする必要性が高い。
【０００４】
以下、被クリーニング物として、成形品としての液晶表示装置用の導光板と、その導光板を成形する際に使用される金型とについて、図７を参照しながら説明する。図７（Ａ）は、液晶表示装置用の導光板を示す斜視図であり、図７（Ｂ）は、導光板を成形した後に型開きした状態の金型を示す部分断面図である。
【０００５】
図７（Ａ）に示される導光板５１は、長方形の平面形状と長手方向においてテーパ状になっている断面形状とを有する平板であって、上面には多数の溝部５２と突起５３とが形成されている。各突起５３は、三角形状の断面を有し、いずれも短辺に平行に形成されている。この導光板５１は、例えば、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネートその他の、光学系成形品を形成する透明樹脂によって構成されている。
液晶表示装置に取り付けられた導光板５１は、次のようにして機能する。光源である冷陰極管（図示なし）等からの光が、側面５４に対して入射する。また、光源からの光は、導光板５１の下方に配置された反射板（図示なし）によって反射して、その反射光が下面５５に対して入射する。導光板５１に入射したこれらの光は、突起５３が有するプリズム面５６から上方へと出射し、更に拡散シートを透過して液晶パネル本体（いずれも図示なし）を照射する。したがって、導光板５１において透明度が低下した部分が発生した場合には、出射光が減衰することから、不良の原因になるおそれがある。
【０００６】
図７（Ｂ）に示される下型５７と上型５８とは、導光板５１を製造する際に使用される樹脂成形用金型である。下型５７は、下型ベース５９と、その下型ベース５９に着脱自在に嵌装された金型部材６０とから構成されている。金型部材６０の上面には、導光板５１の溝部５２に対応する凸部６１と、突起５３に対応する凹部６２とが設けられており、凸部６１の斜面が、導光板５１のプリズム面５６を成形する際の成形部として機能する。
上型５８には、キャビティ６３が設けられている。そして、下型５７と上型５８とが型締めすることにより、キャビティ６３が、下型５７において凸部６１と凹部６２とが設けられた部分の型面によって、閉じられた空間になる。この状態で、例えば、上型５８において導光板５１の側面５４に対応する部分に設けられたゲート部（図示なし）を経由して、キャビティ６３に溶融樹脂（図示なし）が注入される。その後に、キャビティ６３に注入された溶融樹脂が硬化してアクリル樹脂等からなる硬化樹脂が形成され、下型５７と上型５８とが型開きして、硬化樹脂からなる完成した導光板５１が取り出される。
【０００７】
ところで、下型５７及び上型５８の型面における付着物は、成形品である導光板５１と型面との間の離型性を低下させる。また、導光板５１において、金型形状が正確に転写されないことにより汚れや曇り等を引き起こすので、透明度を低下させて不良の原因になる。そこで、金型の型面における付着物を除去するために、ブラシを使用して型面をクリーニングする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、成形後に導光板５１の表面に付着した付着物は、直ちに、導光板５１の透明度を低下させる原因になる。特に、導光板５１の溝部５２においては、その底部付近に付着物が堆積しやすくなる。また、金型についても、型面における付着物は、成形品の不良の原因になる。そこで、エキシマＵＶ光を使用して、金型の型面や成形品を照射して、付着物を分解・揮発させて型面や成形品をクリーニングする方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−１７９０２２号公報（第２−３頁、第１図）
【非特許文献１】
特願２００２−１５５１３１号（第１２−１３頁、第２０−２１頁、
第２図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術のうち、ブラシを使用して型面をクリーニングする方法によれば、次のような問題がある。まず、微細な凹凸を有する金型の凹部にはブラシの毛先が入らないので、型面における付着物を充分に除去することができない。また、ブラシを使用して物理的に付着物を掻き落とすので、型面そのものや型面に形成されためっき層等を傷つけるおそれがある。特に、液晶表示用の導光板等の、透明樹脂を使用した光学部品用の金型の場合には、図７（Ｂ）の微細な凹部６２に残存した付着物や型面における傷は、成形品である導光板等に汚れや曇りを引き起こして透明度を低下させるので、不良の原因になる。
【００１０】
次に、エキシマＵＶ光によって型面を照射することにより、付着物を分解・揮発させて型面をクリーニングする方法によれば、次のような問題がある。幅が微小で、かつ幅に比べて深さが大きい溝、例えば、図７（Ｂ）に示された導光板用の金型の凹部６２の底部には、付着物が堆積しやすい。そして、このような溝の底部に堆積した付着物は、他の部分における付着物に比較して、エキシマＵＶ光を照射しても分解・揮発しにくい。したがって、付着物が残存して、導光板の透明度を低下させて不良の原因になるおそれがあり、また、クリーニングに長時間を要するという問題がある。
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、樹脂成形することによって成形品を製造する場合における構成要素、例えば、樹脂成形用の金型、樹脂成形前のインサート部材、及び樹脂成形後の成形品等における付着物を除去する、クリーニング方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の技術的課題を解決するために、本発明に係るクリーニング方法は、金型が有するキャビティに溶融樹脂を注入し硬化させて樹脂成形することにより成形品を製造する場合における構成要素を浄化するクリーニング方法であって、構成要素の表面を加熱する工程と、構成要素の表面にエキシマＵＶ光を照射する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
これによれば、構成要素の表面を加熱することによってその表面における付着物を活性化させ、単一ピーク波長を有し光子のエネルギーが大きいエキシマＵＶ光を、その表面に照射する。このことにより、構成要素の表面における活性化された付着物、特に有機物の分子結合を切断するので、その表面と付着物との間の密着性を低下させる。また、エキシマＵＶ光が酸素に作用することによって発生した主に活性酸素により、分子結合が切断された付着物を酸化分解する。したがって、構成要素の表面に物理的なダメージを与えることなく、その表面にエキシマＵＶ光を照射することにより行う付着物の除去を、促進することができる。
【００１４】
また、本発明に係るクリーニング方法は、金型が有するキャビティに溶融樹脂を注入し硬化させて樹脂成形することにより成形品を製造する場合における構成要素を浄化するクリーニング方法であって、構成要素の表面にエキシマＵＶ光を照射する工程と、構成要素の表面に流体を噴射することにより表面における付着物を除去する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
これによれば、単一ピーク波長を有し光子のエネルギーが大きいエキシマＵＶ光を、構成要素の表面に照射する。このことにより、構成要素の表面における付着物、特に有機物の分子結合を切断するので、その表面と付着物との間の密着性を低下させる。また、エキシマＵＶ光が酸素に作用することによって発生した主に活性酸素により、分子結合が切断された付着物を酸化分解する。更に、構成要素の表面に流体を噴射することにより、表面に対する密着性が低下した付着物を飛ばしてこれを除去する。したがって、構成要素の表面に物理的なダメージを与えることなく、その表面にエキシマＵＶ光を照射することにより行う付着物の除去を、促進することができる。
【００１６】
また、本発明に係るクリーニング方法は、上述のクリーニング方法において、構成要素は金型であることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、金型の表面に対して、単一ピーク波長を有し光子のエネルギーが大きいエキシマＵＶ光を照射するとともに、その表面を加熱して付着物を活性化させ、又はその表面に対して流体を噴射する。したがって、金型の型面における付着物を、効果的に除去することができる。
【００１８】
また、本発明に係るクリーニング方法は、上述のクリーニング方法において、構成要素は成形品であることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、成形品の表面に対して、単一ピーク波長を有し光子のエネルギーが大きいエキシマＵＶ光を照射するとともに、その表面を加熱して付着物を活性化させ、又はその表面に対して流体を噴射する。したがって、成形品の表面における付着物を、効果的に除去することができる。
【００２０】
また、本発明に係るクリーニング方法は、上述のクリーニング方法において、成形品は液晶表示装置用の導光板であることを特徴とする。
【００２１】
これによれば、液晶表示装置用の導光板の表面、又は導光板成形用の金型の型面に対して、単一ピーク波長を有し光子のエネルギーが大きいエキシマＵＶ光を照射するとともに、その表面を加熱して付着物を活性化させ、又は、その表面に対して流体を噴射する。したがって、導光板の表面、又は金型の型面における付着物を、効果的に除去することができる。
【００２２】
また、本発明に係るクリーニング方法は、上述のクリーニング方法において、流体はエキシマＵＶ光の減衰を抑制する性質を有する気体であることを特徴とする。
【００２３】
これによれば、構成要素の表面に噴射した気体によって、エキシマＵＶ光の減衰を抑制するので、エキシマＵＶ光による付着物の分子結合を切断する能力と活性酸素を発生させる能力とを、維持することができる。したがって、付着物の分子結合を切断する能力と分子結合が切断された付着物を酸化分解する能力とを、言い換えれば、付着物を除去して構成要素を浄化する能力を、維持することができる。加えて、構成要素に溝（凹部）が存在する場合であっても、照射距離が長くなる部分である溝の底部において、エキシマＵＶ光の減衰を抑制することにより、付着物を効果的に除去することができる。
【００２４】
また、本発明に係るクリーニング方法は、上述のクリーニング方法において、流体は付着物を溶解する性質を有することを特徴とする。
【００２５】
これによれば、付着物を溶解する性質を有する流体を構成要素の表面に噴射することにより、表面に対する密着性が低下した付着物を流体の噴射によって除去する作用に加えて、その流体により付着物を融解して除去する作用が生ずる。したがって、付着物をいっそう効果的に除去することができる。
【００２６】
また、本発明に係るクリーニング装置は、金型が有するキャビティに溶融樹脂を注入し硬化させて樹脂成形することにより成形品を製造する場合における構成要素を浄化するクリーニング装置であって、構成要素の表面を加熱する加熱手段と、構成要素の表面にエキシマＵＶ光を照射する照射手段とを備えたことを特徴とする。
【００２７】
これによれば、加熱手段を使用して構成要素の表面が加熱されるので、その表面における付着物が活性化される。そして、照射手段を使用して、構成要素の表面が、単一ピーク波長を有し光子のエネルギーが大きいエキシマＵＶ光によって照射される。このことにより、構成要素の表面における活性化された付着物、特に有機物の分子結合が切断されるので、構成要素の表面と付着物との間の密着性が低下する。また、エキシマＵＶ光が酸素に作用することによって発生した主に活性酸素により、分子結合が切断された付着物が酸化分解される。したがって、構成要素の表面が物理的なダメージを受けることなく、その表面にエキシマＵＶ光を照射することによって行う付着物の除去が促進される。
【００２８】
また、本発明に係るクリーニング装置は、金型が有するキャビティに溶融樹脂を注入し硬化させて樹脂成形することにより成形品を製造する場合における構成要素を浄化するクリーニング装置であって、構成要素の表面にエキシマＵＶ光を照射する照射手段と、構成要素の表面に流体を噴射することにより表面における付着物を除去する噴射手段とを備えたことを特徴とする。
【００２９】
これによれば、照射手段を使用して、構成要素の表面が、単一ピーク波長を有し光子のエネルギーが大きいエキシマＵＶ光によって照射される。このことにより、構成要素の表面における付着物、特に有機物の分子結合が切断されるので、構成要素の表面と付着物との間の密着性が低下する。また、エキシマＵＶ光が酸素に作用することによって発生した主に活性酸素により、分子結合が切断された付着物が酸化分解される。更に、噴射手段を使用して構成要素の表面に流体を噴射することにより、表面に対する密着性が低下した付着物が飛ばされて除去される。したがって、構成要素の表面が物理的なダメージを受けることなく、その表面にエキシマＵＶ光を照射することによって行う付着物の除去が促進される。
【００３０】
また、本発明に係るクリーニング装置は、上述のクリーニング装置において、流体はエキシマＵＶ光の減衰を抑制する性質を有する気体であることを特徴とする。
【００３１】
これによれば、噴射手段を使用して構成要素の表面に噴射された気体により、エキシマＵＶ光の減衰が抑制されるので、エキシマＵＶ光による付着物の分子結合を切断する能力と活性酸素を発生させる能力とが、維持される。したがって、付着物の分子結合を切断する能力と分子結合が切断された付着物を酸化分解する能力とが、言い換えれば、付着物を除去して構成要素を浄化する能力が維持される。加えて、構成要素に溝（凹部）が存在する場合であっても、照射距離が長くなる部分である溝の底部において、エキシマＵＶ光の減衰が抑制されるので、付着物が効果的に除去される。
【００３２】
また、本発明に係るクリーニング装置は、上述のクリーニング装置において、流体は付着物を溶解する性質を有することを特徴とする。
【００３３】
これによれば、噴射手段を使用して、付着物を溶解する性質を有する流体が構成要素の表面に噴射される。このことにより、表面に対する密着性が低下した付着物が流体の噴射によって除去される作用に加えて、その流体によって付着物が融解して除去される作用が生ずる。したがって、付着物がいっそう効果的に除去される。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を、図１と図２とを参照して説明する。図１は、本実施形態に係るクリーニング装置が樹脂封止装置に組み込まれた状態を示す、概略正面図である。図２は、図１に示されたクリーニング装置がエキシマＵＶ光によって型面を照射する状態を示す、概略側面図である。
本実施形態では、樹脂成形の一例として、インサート部材としてのプリント基板やリードフレーム等（以下「基板」という。）に装着されたチップ状の電子部品を樹脂封止して、成形品としてＬＳＩ等のパッケージを製造する場合について説明する。そして、成形品を製造する場合における構成要素の例として、樹脂封止用の金型について説明する。
【００３５】
図１において、モールドユニット１は樹脂封止を行うユニットであり、待機ユニット２はモールドユニット１に連結され後述するランプユニット（照射手段）が待機するユニットである。モールドユニット１が有する上型３と下型４とは、相対向して設けられた樹脂封止用の金型であり、被クリーニング物である。上型３と下型４とには、これらの金型の型面を所定の成形温度（例えば、１８０℃）に加熱するために、埋込式のヒータ（図示なし）が設けられている。
上型３は固定型であって、カル５，カル５に順次連通するランナ６，キャビティ７がそれぞれ設けられている。カル５とランナ６とキャビティ７とは、併せて上型３の側の樹脂流動部８を構成する。下型４は可動型であって、カル５に対向する位置にはポット９が、キャビティ７に対向する位置にはキャビティ１０がそれぞれ設けられている。ポット９とキャビティ１０とは、併せて下型４の側の樹脂流動部１１を構成する。
【００３６】
ノズル１２は、バルブを介して気体供給源（いずれも図示なし）に接続されており、上型３と下型４との型面に対して、所望の圧力で所定の気体を噴射して供給する噴射手段である。この供給される気体は、酸素以外の気体であってエキシマＵＶ光の減衰を抑制する性質を有する気体、例えば、窒素ガスのような不活性ガスであり、この気体を噴射する圧力は可変である。排気管１３は、バルブを介して吸引ポンプ（いずれも図示なし）に接続されており、モールドユニット１内のガスを外部に排出する排気手段である。
【００３７】
ランプユニット１４は、被クリーニング物、すなわち、上型３と下型４との型面に対して所定の距離を置いてエキシマＵＶ光を照射する照射手段である。エキシマランプ１５は、ランプユニット１４の内部に取り付けられており、例えば、キセノン（Ｘｅ）を放電ガスとして使用した誘電体バリア放電により、波長１７２ｎｍのエキシマＵＶ光を発生するランプである。透光窓１６は、ランプユニット１４の上下両面に設けられ、例えば、合成石英ガラスからなる照射用の窓である。型面におけるエキシマＵＶ光の放射照度低下を防止する観点から、透光窓１６と各型面との間の距離は、できるだけ小さいことが好ましい。レール１７は、ランプユニット１４を移動させる移動手段であって、モータ（図示なし）によって駆動されたランプユニット１４がレール１７に沿って水平移動する。
【００３８】
本実施形態に係るクリーニング装置の動作を、図１と図２とを参照して説明する。上型３と下型４との型面は、埋込式のヒータ（図示なし）によって、予め所定の成形温度（例えば、１８０℃）に加熱されている。ここで、上型３と下型４との樹脂流動部８，１１の型面には、樹脂封止を行うことにより、例えば、次のような主として有機物からなる付着物が付着している場合がある。
第１に、樹脂封止工程において離型性のフィルムを使用しない場合に、溶融樹脂に起因する成分、すなわち、溶融樹脂の一部からなる樹脂かす等が、型面に付着する場合がある。ここでいう溶融樹脂には、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂の双方が含まれる。第２に、離型性のフィルムを使用する場合に、フィルムに起因する成分、すなわち、フィルムから溶出した物質が型面に付着する場合がある。第３に、離型性のフィルムを使用する場合に、溶融樹脂に起因する成分、すなわち、加熱された溶融樹脂に含まれるガス成分が、加圧されることによりフィルムの微小孔を経由してそのフィルムを透過した後に凝縮して、型面に付着する場合がある。
【００３９】
本実施形態では、まず、図１において、ランプユニット１４を、待機ユニット２からレール１７に沿って移動させ、透光窓１６を通過したエキシマＵＶ光が上型３と下型４との型面における所望の領域を一様に照射する所定の位置で、停止させる。また、上型３と下型４との型面に対して、ノズル１２（図２の下型４の側では図示を省略している）を使用して、窒素ガスを低圧で噴射して供給する。これにより、型面の近傍が低酸素濃度の雰囲気になる。
【００４０】
次に、エキシマランプ１５に対して、所定の高周波電圧を印加する。このことにより、図２に示すように、エキシマランプ１５は、所定の中心波長（例えば、Ｘｅを放電ガスとして使用した場合には１７２ｎｍ）を有するエキシマＵＶ光１８を発生する。ランプユニット１４は、透光窓１６を介して、エキシマＵＶ光１８を上型３と下型４との型面、すなわち、図１に示された樹脂流動部８，１１における型面に照射する。このエキシマＵＶ光１８は、真空紫外線（ＶＵＶ；Ｖａｃｕｕｍ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）と呼ばれ、中心波長を中心に極めて狭い範囲の波長、すなわち、単一ピーク波長を有しており、光子のエネルギーが大きいという特性を有する。型面に対してエキシマＵＶ光１８を照射することによって、後述するように、型面と付着物との間の密着性が低下して、その型面における付着物が分解・除去される。
【００４１】
次に、型面に対してエキシマＵＶ光１８を照射しながら、又は、エキシマＵＶ光１８を照射した後に、上型３と下型４との型面に対して、ノズル１２によって窒素ガスを高圧で噴射する。これにより、型面と付着物との間の密着性が低下した状態で、型面における付着物が高圧の窒素ガスの噴射によって吹き飛ばされるので、型面における付着物の除去を促進することができる。また、高圧の窒素ガスの噴射は、エキシマＵＶ光１８を照射する前から行っていてもよい。
【００４２】
次に、型面を一定時間照射した後に、エキシマランプ１５を消灯する。これにより、型面にエキシマＵＶ光１８を一定時間照射して、型面のクリーニングを完了する。
【００４３】
次に、ノズル１２による窒素ガスの供給を停止し、ランプユニット１４をレール１７に沿って図１に示された待機ユニット２まで移動させる。その後に、下型４の上にチップを装着した基板を載置し、上型３と下型４とを型締めし、ポット９からカル５，ランナ６を順次経由してキャビティ７，１０にそれぞれ溶融樹脂（図示なし）を注入し、これを硬化させて硬化樹脂を形成する。
【００４４】
次に、上型３と下型４とを型開きして、基板と硬化樹脂とからなる成形品（図示なし）を取り出す。これにより、チップの樹脂封止が完了する。
【００４５】
次に、再び、ランプユニット１４を待機ユニット２から所定の位置まで移動させ、ノズル１２により上型３と下型４との型面に対して窒素ガスを供給する。そして、図２に示すように、ランプユニット１４は、エキシマＵＶ光１８を上型３と下型４との型面に照射する。以下、型面のクリーニングとチップの樹脂封止とを繰り返す。
【００４６】
本実施形態では、エキシマＵＶ光１８を照射する際の照射条件は、次のように定められている。まず、エキシマＵＶ光１８のエネルギーは、型面を一定時間照射した場合に、型面の保護や離型性の確保等を目的として型面に予め形成されためっき層等の層を、剥離させない程度の値になるように定められる。また、このエネルギーは、型面を一定時間照射した場合に、型面における付着物を十分に分解・除去できる程度の値になるように定められる。したがって、このようなエネルギーを有するエキシマＵＶ光１８によって型面を照射することにより、型面において、めっき層等を剥離させることなく、付着物を十分に分解・除去することができる。
【００４７】
エキシマＵＶ光１８の作用を詳しく説明すれば、次のようになる。まず、エキシマＵＶ光１８のエネルギーにより、型面における付着物、特に有機物の分子結合が切断される。これにより、型面と付着物との間の密着性が低下する。それとともに、エキシマＵＶ光１８のエネルギーにより、モールドユニット１内に存在する酸素から、オゾン（Ｏ_３）及び活性酸素が発生する。次に、これらのうち主として活性酸素が、分子結合が切断された付着物に作用することにより、その付着物が酸化分解して揮発する。これにより、型面における付着物が分解・除去される。
なお、モールドユニット１内のガスは、人体に有害であり金属材料や高分子材料等を劣化・腐食させるオゾンを含んでいる。そこで、このガスを、排気管１３によって樹脂封止装置の外部に排出している。また、ランプユニット１４の周辺をカーテン状の部材で囲んで、その内側を局所排気することもできる。
【００４８】
本実施形態によれば、上型３と下型４との型面がヒータ（図示なし）によって加熱された状態で、それらの型面に対してエキシマＵＶ光１８を照射する。したがって、型面が加熱されることにより、型面における付着物が活性化するので、エキシマＵＶ光１８を照射することによる付着物の分解・除去が促進される。
【００４９】
また、本実施形態では、上型３と下型４との型面に対してエキシマＵＶ光１８を照射しながら、又は照射した後に、型面に対して、ノズル１２を使用して窒素ガスを高圧で噴射する。これにより、型面と付着物との間の密着性が低下した状態で、型面における付着物が高圧の窒素ガスの噴射によって吹き飛ばされる。したがって、型面における付着物の除去が促進される。
【００５０】
加えて、型面の近傍、すなわち、透光窓１６と型面との間の空間が、エキシマＵＶ光１８の減衰を抑制する性質を有する窒素ガスを供給することによって、低酸素濃度の雰囲気になっている。これにより、酸素に起因するエキシマＵＶ光１８の減衰を抑制することになる。
したがって、エキシマＵＶ光１８により付着物の分子結合を切断する能力と活性酸素を発生させる能力とを、維持することになる。これにより、付着物の分子結合を切断するとともに分子結合が切断された付着物を酸化分解する能力、すなわち、構成要素をクリーニングする能力を、維持することができる。加えて、構成要素に凹凸が存在する場合であっても、照射距離が長くなる部分である凹部、例えば、キャビティ７，１０においてエキシマＵＶ光１８の減衰を抑制する。したがって、キャビティ７，１０のような凹部における付着物を効果的に除去することができる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、チップ状の電子部品を樹脂封止する合間に、単一ピーク波長を有し光子のエネルギーが大きいエキシマＵＶ光１８により、上型３と下型４との型面を照射して、非接触の方法により型面のクリーニングを行う。このことにより、樹脂封止を中断して別工程としてブラシ等によるクリーニングを行う必要がないので、型面に物理的なダメージを与えることなく、連続して樹脂封止を行うことができる。
また、予め型面を加熱することにより、型面における付着物を活性化させるので、エキシマＵＶ光１８を照射することによる付着物の分解・除去を促進することができる。
また、型面に対してエキシマＵＶ光１８を照射しながら、又は照射した後に、型面に対して窒素ガスを高圧で噴射することにより、エキシマＵＶ光１８を照射することによる付着物の分解・除去を促進することができる。
また、窒素ガスを供給することによって、酸素に起因するエキシマＵＶ光１８の減衰を抑制する。したがって、型面に凹凸が存在する場合であっても、照射距離が長くなる部分である凹部における付着物を、効果的に分解・除去することができる。
【００５２】
なお、本実施形態の説明では、所定の位置でランプユニット１４を停止させた後に、エキシマランプ１５を点灯してエキシマＵＶ光１８を照射した。これに代えて、エキシマランプ１５を点灯させた状態で、型面に対してエキシマＵＶ光１８を照射しながら、ランプユニット１４を移動させてもよい。この場合には、エキシマＵＶ光１８のエネルギーのみならずランプユニット１４の移動速度をも考慮して、型面に対する照射条件を定めることが好ましい。また、図１の紙面に垂直に、１本又は複数本のエキシマランプ１５を設けることが好ましい。
【００５３】
また、本実施形態の説明では、１回の樹脂封止ごとに型面を照射することとした。これに限らず、樹脂封止の連続回数と、型面の状態と、成形品、すなわち、パッケージの品質等との関係を事前に評価しておいて、その評価に応じて、所定の回数だけ樹脂封止を行った後に型面を照射してもよい。これにより、ランプユニット１４が必要最小限の回数だけ動作することになるので、樹脂封止の作業効率が向上する。
【００５４】
また、窒素ガスを供給することによって、酸素に起因するエキシマＵＶ光１８の減衰を抑制している。しかし、窒素ガスの濃度が高くなると、酸素ガスの濃度が低くなり、その結果、オゾン及び活性酸素が発生しにくくなるという現象が生じる。したがって、クリーニングの効率が低下するおそれがある。そこで、エキシマＵＶ光１８の放射照度に応じた最適な窒素ガスの濃度を予め実験的に調べておき、窒素ガスがその最適な濃度になることを目標にして、窒素ガスの供給を制御することが好ましい。これにより、エキシマＵＶ光１８の放射照度とその放射照度に応じた最適な窒素ガスの濃度という最適な条件の下で、型面のクリーニングを行うことができる。
【００５５】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を、図３と図４とを参照して説明する。図３（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態に係るクリーニング装置が、金型を予熱する状態と、その金型をクリーニングする状態とを、それぞれ示す部分断面図である。図４は、図３のクリーニング装置が金型をクリーニングする状態を側面から示す、部分断面図である。
本実施形態では、金型の一例として、液晶表示装置用の導光板を成形する際に使用され、多数の微細な溝が設けられている導光板用金型（図７の金型部材６０に相当）を説明する。また、その導光板用金型を樹脂成形装置から取り外した状態でクリーニングする場合について説明する。
【００５６】
図３及び図４において、昇降自在に設けられたランプユニット１４の真下において、樹脂成形装置から取り外した導光板用金型１９が、ステージ２０上に配置されている。ステージ２０にはヒータ２１が埋設され、このヒータ２１により導光板用金型１９の型面は所定の温度に予め加熱されている。また、導光板用金型１９には、導光板のプリズム面を成形するための凸部（図示なし、図７の凸部６１に相当）と凹部２２（図７の凹部６２に相当）とが形成されている。この凹部２２の底部には、樹脂封止の際に付着した付着物２３が堆積しやすい。
【００５７】
導光板用金型１９の型面とランプユニット１４との間には、加熱手段として、ヒータユニット２４が進退自在に設けられている。ヒータユニット２４は、赤外線を発光するハロゲンランプ２５とその赤外線を反射する反射ミラー２６とを有し、反射した赤外線２７を一定の範囲に照射する。また、第１の実施形態と同様に、導光板用金型１９の型面の近傍に所望の圧力で所定の不活性ガスを噴射して供給する、ノズル１２が設けられている。このノズル１２は、気体用配管２８に接続され、更にバルブを介して気体供給源（いずれも図示なし）に接続され、必要に応じて、適当な圧力（可変）によって不活性ガス２９を噴射する。
【００５８】
本実施形態に係るクリーニング装置の動作について、図３と図４とを参照して説明する。まず、図３（Ａ）に示すように、ヒータ２１によって導光板用金型１９を下方から加熱して、その型面を所定の温度に予熱する。そして、導光板用金型１９の型面とランプユニット１４との間において、ヒータユニット２４を前進させて所定の位置に停止させる。
【００５９】
次に、ヒータユニット２４が有するハロゲンランプ２５を点灯させ、導光板用金型１９の型面に上方から赤外線２７を照射させて、所定の温度まで型面を加熱する。ここで、導光板用金型１９の型面は、ヒータ２１により予熱されているので、ヒータユニット２４によって更に加熱されて昇温することになる。
【００６０】
次に、ハロゲンランプ２５を消灯させ、導光板用金型１９の型面とランプユニット１４との間からヒータユニット２４を退出させた後に、図３（Ｂ）に示すようにランプユニット１４を下降させる。そして、エキシマランプ１５によって発光したエキシマＵＶ光１８を導光板用金型１９の型面に照射するとともに、その型面に対してノズル１２によって不活性ガス２９を高圧で噴射する。
これにより、第１の実施形態と同様に、エキシマＵＶ光１８の作用によって型面における付着物２３を分解・除去するとともに、噴射された高圧の不活性ガス２９の作用によって付着物２３の除去を促進することができる。また、不活性ガス２９の存在により、第１の実施形態と同様に、酸素に起因するエキシマＵＶ光１８の減衰を抑制するので、このことによっても付着物２３の除去を促進することができる。
【００６１】
次に、第１の実施形態と同様に、エキシマランプ１５を消灯し、ランプユニット１４を上昇させる。ここで、高圧の不活性ガス２９を引き続き噴射して付着物２３の除去を図ってもよく、噴射を停止してもよい。
以下、導光板用金型１９を、ステージ２０から取り外し、樹脂成形装置に取り付けて、ダミーの樹脂成形を行った後に本成形を開始する。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態によれば、樹脂成形装置から取り外した導光板用金型１９の型面における付着物２３を、その型面を加熱することによって活性化する。そして、その状態でエキシマＵＶ光１８を照射することにより、活性化された付着物２３を効果的に分解・除去することができる。
また、導光板用金型１９の型面に、ハロゲンランプ２６によって上方から赤外線２７を照射して、所定の温度まで型面を加熱する。これにより、ヒータ２１による下方からの加熱だけを使用した場合よりも、少ないエネルギーで型面を所定の温度まで加熱することができる。
また、導光板用金型１９の上方から付着物２３を加熱することにより、付着物２３を効果的に活性化することができる。この点からも、活性化された付着物２３を、短時間にかつ効果的に分解・除去することができる。
また、噴射された高圧の不活性ガス２９の作用によって、付着物２３の除去を促進することができる。
【００６３】
なお、第１の実施形態では、被クリーニング物である金型は、予め所定の成形温度（例えば、１８０℃）に加熱されていた。これに対して、本実施形態では、取り外した状態にある導光板用金型１９を、クリーニングを行うために最適な温度に加熱することができる。例えば、装置や工程等において許される範囲内で、また、付着物２３の種類、量、型面に対する密着強度等に応じて、成形温度よりも高温で、又は低温で、導光板用金型１９を加熱することができる。
更に、付着物２３が分解されやすい性質を有する場合には、導光板用金型１９が常温にある状態で、その型面にエキシマＵＶ光１８を照射し、高圧の不活性ガス２９を噴射してもよい。
【００６４】
また、ここまで説明した各実施形態において、高圧で噴射される窒素ガスと不活性ガス２９とを、加熱又は冷却して噴射してもよい。これらの場合には、加熱して噴射することにより、付着物２３を活性化する効果を促進することができ、冷却して噴射することにより、加熱された付着物２３を熱衝撃によって除去することができる。
更に、高圧で噴射されるガスを冷却するとともに、そのガスにドライアイスの微小な粒体を混在させてもよい。この場合には、固体である低温のドライアイスが衝突することで発生する機械的及び熱的な衝撃によって、付着物２３を効果的に除去することができる。
【００６５】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態を、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係るクリーニング装置が液体によって金型をクリーニングする状態を示す、部分断面図である。
【００６６】
図５において、ノズル３０は、型面における付着物２３を溶解する性質を有する液体３１を型面に噴射する噴射手段である。本実施形態においては、エキシマ光の照射による付着物の除去に加えて、付着物を溶解することによってその除去を図るものである。
【００６７】
本実施形態に係るクリーニング装置の動作について、説明する。まず、エキシマランプ１５を使用して、導光板用金型１９の型面に対してエキシマＵＶ光を照射する。次に、ランプユニット１４を上昇させた後に、エキシマＵＶ光によって型面と付着物２３との間の密着性が低下した状態で、ノズル３０を使用して、付着物２３を溶解する性質を有する液体３１を型面に噴射する。この液体３１としては、水系としては純水、イオン交換水等が、アルカリ系としては界面活性剤等が、酸系としてはフッ酸、硫酸、塩酸等が、有機溶剤としてはアセトン、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、ベンゼン、エーテル等が使用可能である。
【００６８】
本実施形態によれば、型面に対してエキシマＵＶ光を照射した後に、型面に対して、付着物２３を溶解する性質を有する液体３１を噴射する。これにより、エキシマＵＶ光を照射した後において、特に凹部２２の底部における付着物２３の溶解・除去を促進することができる。
【００６９】
なお、第１及び第２の実施形態、すなわち、型面に対する、不活性ガスの噴射又は加熱による付着物２３の除去の促進に加えて、本実施形態における付着物２３を溶解する性質を有する液体の噴射を行ってもよい。これにより、付着物２３の除去をいっそう促進することができる。
また、液体を噴射した後の型面に対して不活性ガスを噴射して、その型面を乾燥させることもできる。
【００７０】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態を、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係るクリーニング装置がエキシマＵＶ光によって液晶表示装置用の導光板の表面をクリーニングする状態を示す、部分断面図である。
【００７１】
図６に示されているように、本実施形態においては、液晶表示装置用の導光板３２が、治具３３の上に固定されている。導光板３２には、溝部３４（図７の溝部５２に相当）と突起３５（図７の突起５３に相当）とが形成されている。そして、第１又は第２の実施形態と同様に、導光板３２の表面に対して、その表面を加熱し、エキシマＵＶ光１８を照射し、更に、ノズル１２（図示を一部省略）を使用して不活性ガス２９を高圧で噴射する。また、第３の実施形態と同様に、導光板３２の表面に対して、付着物２３を溶解する性質を有する液体を噴射することもできる。これらの場合には、導光板３２を構成する材料の特性に応じて、導光板３２の表面を加熱する温度や、不活性ガス２９や噴射する液体の種類について、最適な値又は種類を選択すればよい。また、不活性ガス２９や液体の温度についても、加熱又は冷却して最適な温度にして、不活性ガス２９や液体を導光板３２の表面に対して噴射することができる。
【００７２】
本実施形態によれば、次のようにして、導光板３２の表面に対して物理的なダメージを与えることなく、その表面をクリーニングすることができる。
まず、導光板３２の表面を照射したエキシマＵＶ光１８の作用により、その表面における付着物２３を分解・除去することができる。更に、導光板３２の表面を加熱することにより、付着物２３の除去を促進することができる。
また、導光板３２の表面と付着物２３との間の密着性が低下した状態で、その表面に、高圧の不活性ガス２９を噴射する。したがって、導光板３２の表面における付着物２３の除去を促進することができる。
また、導光板３２の表面と付着物２３との間の密着性が低下した状態で、その表面に、付着物２３を溶解する性質を有する液体を噴射する。したがって、その液体の作用によって、導光板３２の表面における、特に溝部３４の底部における付着物２３を溶融・除去することができる。
【００７３】
なお、上述の各実施形態においては、被クリーニング物として、樹脂封止用の金型（上型３及び下型４）、導光板用金型１９、及び成形品である導光板３２を例に挙げて説明した。これに限らず、樹脂成形における他の構成要素を、被クリーニング物にすることもできる。
例えば、樹脂封止前における単体としての基板やチップが装着された状態の基板等のインサート部材としての基板を、被クリーニング物にしてもよい。また、成形品としての樹脂封止後のパッケージを、被クリーニング物にしてもよい。また、導光板以外の成形品自体、インサート部材や成形品を吸着・搬送する治具、インサート部材や成形品を収納するトレイ類、更に、樹脂封止用金型及び導光板用金型以外の成形用金型、例えば、射出成形用金型に対しても、本発明を適用することができる。
【００７４】
また、クリーニングを促進するには、本質的には被クリーニング物の表面だけを加熱すればよい。したがって、被クリーニング物が小型で小さい熱容量を有する場合には、第２の実施形態における、ハロゲンランプ２６を内蔵したヒータユニット２４だけを使用することができる。例えば、上型３，下型４，導光板用金型１９，導光板３２等のような、樹脂成形における構成要素が小型で小さい熱容量を有する場合には、図３に示された埋込式のヒータ２１を使用することなく、ヒータユニット２４だけを使用すればよい。これにより、クリーニングのいっそうの省エネルギー化を図ることができる。
【００７５】
また、クリーニングを効果的に行うためには、一般的に、付着物２３が活性化されていることが好ましい。そこで、図１〜図４，図６に示されたノズル１２から噴射される窒素ガス等の不活性ガス２９や、図５に示されたノズル３０から噴射される液体３１を、一定の温度に保温しておくとよい。保温する際の温度としては、付着物２３の種類や型面との密着強度等によって、適当な温度を定めればよい。例えば、不活性ガス２９又は液体３１を、室温付近に保温してもよい。また、付着物２３と型面との間の密着強度が大きい場合には、装置や工程等において許される範囲内で、不活性ガス２９又は液体３１を最適な温度にまで加熱することもできる。
また、加熱された付着物２３との間の温度差によって、すなわち、熱衝撃によって、付着物２３を除去することも可能である。この場合には、不活性ガス２９又は液体３１を適当な温度に冷却して、型面に対して噴射すればよい。
【００７６】
また、上述の各実施形態においては、放電ガスとしてキセノン（Ｘｅ）単体からなるガスを使用して、波長１７２ｎｍのエキシマＵＶ光を発生させた。これに限らず、Ｆ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ等の元素のうち少なくとも１つを含む放電ガスを使用することもできる。これらの場合にも、波長１７２ｎｍ以外の単一ピーク波長、特に波長１７２ｎｍよりも短い単一ピーク波長を有するエキシマＵＶ光が得られる。
【００７７】
また、ここまで、型面等における付着物２３として、次の物を挙げた。すなわち、溶融樹脂の一部からなる樹脂かす、フィルムから溶出した物質、溶融樹脂に含まれるガス成分がフィルムの微小孔を経由してそのフィルムを透過した後に凝縮した物質である。型面等における付着物２３としては、これらに限らず、工程で使用される粘着テープの粘着層等に起因する物質、作業者がうっかり型面等に触れたことにより付着した油脂成分や、機構部の潤滑油が揮発して付着した物質等が含まれる。
【００７８】
また、付着物２３の量が少ない場合や、被クリーニング物の表面に対する密着性が低い場合等、又は、付着物２３の種類によっては、型面に対する加熱、不活性ガスの噴射、又は付着物２３を溶解する性質を有する液体の噴射を必要としない場合がある。この場合には、エキシマＵＶ光１８の照射のみによってクリーニングを行うことができる。
【００７９】
また、本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、又は選択して採用できるものである。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、単一ピーク波長を有し光子のエネルギーが大きいエキシマＵＶ光によって、構成要素の表面において加熱されることにより活性化した付着物の分子結合を切断して、その表面と付着物との間の密着性を低下させる。更に、エキシマＵＶ光が酸素に作用することによって発生した活性酸素により、分子結合が切断された付着物を酸化分解する。したがって、構成要素に物理的なダメージを与えることなく、構成要素の表面から付着物を除去することができる。
また、構成要素の表面に流体を噴射することにより、表面に対する密着性が低下した付着物を飛ばして、これを効果的に除去することができる。更に、構成要素の表面に、付着物を溶解する性質を有する流体を噴射することにより、付着物を溶解して効果的に除去することができる。
また、液晶表示装置用の導光板を含む成形品、導光板用金型を含む金型等の、樹脂成形における構成要素を、物理的なダメージを与えることなくクリーニングすることができる。
以上説明したように、本発明は、物理的なダメージを与えることなく樹脂成形における構成要素をクリーニングする、樹脂成形における構成要素のクリーニング方法及び装置を提供するという、優れた実用的な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るクリーニング装置が樹脂封止装置に組み込まれた状態を示す、概略正面図である。
【図２】図１に示されたクリーニング装置がエキシマＵＶ光によって型面を照射する状態を示す、概略側面図である。
【図３】図３（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るクリーニング装置が金型を予熱する状態を、図３（Ｂ）は、予熱された金型をそのクリーニング装置がクリーニングする状態を、それぞれ示す部分断面図である。
【図４】図３のクリーニング装置が金型をクリーニングする状態を側面から示す、部分断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るクリーニング装置が液体によって金型をクリーニングする状態を示す、部分断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係るクリーニング装置が、エキシマＵＶ光によって液晶表示装置用の導光板の表面をクリーニングする状態を示す、部分断面図である。
【図７】図７（Ａ）は、液晶表示装置用の導光板を示す斜視図であり、図７（Ｂ）は、導光板を成形した後に型開きした状態の金型を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１ モールドユニット
２ 待機ユニット
３ 上型（構成要素、金型）
４ 下型（構成要素、金型）
５ カル
６ ランナ
７，１０ キャビティ
８，１１ 樹脂流動部
９ ポット
１２ ノズル（噴射手段）
１３ 排気管
１４ ランプユニット（照射手段）
１５ エキシマランプ
１６ 透光窓
１７ レール
１８ エキシマＵＶ光
１９ 導光板用金型（構成要素、金型）
２０ ステージ
２１ ヒータ（加熱手段）
２２ 凹部
２３ 付着物
２４ ヒータユニット（加熱手段）
２５ ハロゲンランプ
２６ 反射ミラー
２７ 赤外線
２８ 気体用配管
２９ 不活性ガス（流体）
３０ ノズル（噴射手段）
３１ 液体（流体）
３２ 導光板（構成要素）
３３ 治具
３４ 溝部
３５ 突起

Claims (11)

1. 金型が有するキャビティに溶融樹脂を注入し硬化させて樹脂成形することにより成形品を製造する場合における構成要素を浄化するクリーニング方法であって、
   前記構成要素の表面を加熱する工程と、
   前記構成要素の表面にエキシマＵＶ光を照射する工程とを備えたことを特徴とするクリーニング方法。
2. 金型が有するキャビティに溶融樹脂を注入し硬化させて樹脂成形することにより成形品を製造する場合における構成要素を浄化するクリーニング方法であって、
   前記構成要素の表面にエキシマＵＶ光を照射する工程と、
   前記構成要素の表面に流体を噴射することにより前記表面における付着物を除去する工程とを備えたことを特徴とするクリーニング方法。
3. 請求項１又は２記載のクリーニング方法において、
   前記構成要素は前記金型であることを特徴とするクリーニング方法。
4. 請求項１又は２記載のクリーニング方法において、
   前記構成要素は前記成形品であることを特徴とするクリーニング方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載されたクリーニング方法において、
   前記成形品は液晶表示装置用の導光板であることを特徴とするクリーニング方法。
6. 請求項２〜５のいずれか１つに記載されたクリーニング方法において、
   前記流体は前記エキシマＵＶ光の減衰を抑制する性質を有する気体であることを特徴とするクリーニング方法。
7. 請求項２〜５のいずれか１つに記載されたクリーニング方法において、
   前記流体は前記付着物を溶解する性質を有することを特徴とするクリーニング方法。
8. 金型が有するキャビティに溶融樹脂を注入し硬化させて樹脂成形することにより成形品を製造する場合における構成要素を浄化するクリーニング装置であって、
   前記構成要素の表面を加熱する加熱手段と、
   前記構成要素の表面にエキシマＵＶ光を照射する照射手段とを備えたことを特徴とするクリーニング装置。
9. 金型が有するキャビティに溶融樹脂を注入し硬化させて樹脂成形することにより成形品を製造する場合における構成要素を浄化するクリーニング装置であって、
   前記構成要素の表面にエキシマＵＶ光を照射する照射手段と、
   前記構成要素の表面に流体を噴射することにより前記表面における付着物を除去する噴射手段とを備えたことを特徴とするクリーニング装置。
10. 請求項９に記載されたクリーニング装置において、
    前記流体は前記エキシマＵＶ光の減衰を抑制する性質を有する気体であることを特徴とするクリーニング装置。
11. 請求項９に記載されたクリーニング装置において、
    前記流体は前記付着物を溶解する性質を有することを特徴とするクリーニング装置。

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