JP2007091249A - 液状樹脂の充填装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のものよりも構造を簡略化することができ、かつコンパクトで省スペース化を図ることができる液状樹脂の充填装置を提供する。
【解決手段】液状樹脂の充填装置に関する。液状樹脂１が貯留されたストックタンク２と、ストックタンク２から供給された液状樹脂１を容器内に注入して充填する注入ノズル４と、複数の容器３が円形に配置された回転テーブル５と、回転テーブル５を回転させる回転駆動装置６とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体パッケージの封止等に用いられる液状樹脂をシリンジ等の容器に充填するための装置に関するものであり、特に３０〜５００Ｐａ・ｓ（Ｎ・ｓ／ｍ^２）の中・高粘度の液状樹脂を充填するのに好適な液状樹脂の充填装置に関するものである。

液状樹脂を用いて半導体パッケージの封止を行うにあたっては、液状樹脂をシリンジに充填しておき、シリンジの下端の注出口から液状樹脂を注出して滴下することによって行なわれている。

シリンジ３２は、図４に示すように、上端が開口部３３となり、下端に注出口３４が設けられた注射器のような筒体によって形成されるものであり、液状樹脂１は、開口部３３からシリンジ３２内に注入して充填するようになっている。ここで、液状樹脂１は粘稠物であるために、液状樹脂１をシリンジ３２に上端の開口部３３から流し込むようにして注入すると、液状樹脂１に空気が巻き込まれて混入されるおそれがある。そこで、従来は真空雰囲気において液状樹脂１をシリンジ３２に充填するようにしていた（例えば、特許文献１参照。）。さらに、特許文献１に記載のものにあっては、図５に示すように、複数のシリンジ３２を縦横に配列したシリンジスタンド３５をスタンド移動装置３６で縦方向（Ｙ方向）や横方向（Ｘ方向）に移動させることによって、複数のシリンジ３２への液状樹脂１の注入充填の作業を自動化するようにしていた。より具体的には、スタンド移動装置３６は、シリンジ３２が配列する縦方向と平行な方向にシリンジスタンド３５をスライド移動させる縦テーブル３７と、シリンジ３２が配列する横方向と平行な方向に縦テーブル３７をスライド移動させる横テーブル３８とを具備して形成されており、このスタンド移動装置３６によって、注入ノズル４の直下位置に空のシリンジ３２を移動させることができ、次々に注入充填を行うことができるものである。
特開２００１−２１９０号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載のものにあっては、シリンジスタンド３５を縦方向にスライド移動させるための駆動装置と、縦テーブル３７を横方向にスライド移動させるための駆動装置とが必要である上に、注入ノズル４の直下位置にシリンジ３２を移動させるためには上記二つの駆動装置を適切に連動させる必要もあるので、充填装置の構造が複雑になるという問題がある。また、注入ノズル４の直下位置に各シリンジ３２を移動させるためには、図５の破線で示すように、シリンジスタンド３５の面積の約４倍の面積のスペースを確保しておく必要がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、従来のものよりも構造を簡略化することができ、かつコンパクトで省スペース化を図ることができる液状樹脂の充填装置を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る液状樹脂の充填装置は、液状樹脂１が貯留されたストックタンク２と、ストックタンク２から供給された液状樹脂１を容器３内に注入して充填する注入ノズル４と、複数の容器３が円形に配置された回転テーブル５と、回転テーブル５を回転させる回転駆動装置６とを具備して成ることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１において、注入ノズル４と回転テーブル５を真空ボックス７内に設置すると共に、真空ボックス７内に真空雰囲気を形成する真空ポンプ８を具備して成ることを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係る液状樹脂の充填装置によれば、従来のものよりも構造を簡略化することができ、かつコンパクトで省スペース化を図ることができるものである。また、各容器への液状樹脂の注入充填の作業は、回転駆動装置で回転テーブルを回転させて、注入ノズルの直下位置の容器を移動させると共にこの容器の移動にタイミングを合わせて注入ノズルから液状樹脂を吐出させることによって行うことができ、複数の容器への液状樹脂の注入充填の作業を自動化することができるものである。

請求項２の発明によれば、真空雰囲気内において液状樹脂に空気が巻き込まれて混入されるようなことなく、注入ノズルから容器に液状樹脂を注入して充填することができるものである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、７はアクリル樹脂板などで作製された真空ボックスである。真空ボックス７の前面上部に出し入れ口９が設けてあり、この出し入れ口９に開閉自在に設けた扉１０を閉じることによって、真空ボックス７内が密閉状態になるようにしてある。真空ボックス７の側面には排気管１１が設けてあり、この排気管１１に真空ポンプ８が接続してある。真空ポンプ８を作動させて真空ボックス７内の空気を排気することによって、真空ボックス７内に真空雰囲気（例えば１０Ｐａ以下）を形成することができるものである。なお、真空ポンプ８はブースター１２と共に真空ポンプユニット１３を構成しており、この真空ポンプユニット１３は下部に設けたキャスター１４で移動可能に形成してある。ここで、ブースター１２は、高真空又は短時間で所定の真空度に到達させるための補助ポンプである。また、真空ボックス７の側面には真空センサー２９を設け、この真空センサー２９によって真空ボックス７内の真空度を測定することができるようにしてあり、さらに、真空ボックス７の上面にはライト３０及び小窓３１を設け、ライト３０で真空ボックス７内を照らすと共に小窓３１から真空ボックス７内の様子を視認することができるようにしてある。

ストックタンク２は真空ボックス７の外部に配置されるものであり、ストックタンク２内には中・高粘度（例えば３０〜５００Ｐａ・ｓ（Ｎ・ｓ／ｍ^２））の液状樹脂１が貯留されている。ストックタンク２は下部がテーパ形状になっていると共に下端にバルブ１５が設けてあり、このバルブ１５を開いてエアー加圧方式で液状樹脂１を送り出すことができるようにしてある。また、このバルブ１５は、図３に示すように、制御盤１６の制御部１７と電気的に接続してあり、この制御部１７の指令に従って開閉するようにしてある。

また、ストックタンク２の外周にはタンクヒーター１８が付設してある。このタンクヒーター１８は、シリコンラバーなどの基材に発熱抵抗線を内蔵して形成してあって、ストックタンク２の外周に巻き付けるようにして取り付けてある。そして、タンクヒーター１８は３５℃以下程度の温度で発熱するようにしてあり、図３に示すように、制御盤１６の制御部１７と電気的に接続してあり、この制御部１７の指令に従って、ストックタンク２内の液状樹脂１の温度を例えば２５±２℃の範囲の一定温度に調整できるようにしてある。

また、ストックタンク２には液量検出センサー１９が設けてあり、この液量検出センサー１９によってストックタンク２内に貯留された液状樹脂１の量を知ることができるようにしてある。液状樹脂１の量が不足すると、液量検出センサー１９に電気的に接続した警報装置（図示省略）が作動したり、あるいは、図３に示すように、液量検出センサー１９に電気的に接続した制御盤１６の表示部２０に液量不足を表示したりするようにしてある。そして、液量不足を知った作業者は、液投入用ステップ２１の上に乗って、不足分の液状樹脂１をストックタンク２に投入して補充することができる。

ストックタンク２の下端のバルブ１５には移送ホース２２の一端が接続してある。この移送ホース２２は真空ボックス７の上面に設けた導入筒２３を通して真空ボックス７内に通してある。移送ホース２２を導入筒２３の内周に密着させるなどして導入筒２３での気密が確保されるようにしてある。そして移送ホース２２の真空ボックス７内に位置する他端には注入ノズル４が接続してある。

注入ノズル４は真空ボックス７内に上下動自在に設置してあり、この注入ノズル４は移送ホース２２を介してストックタンク２から供給された液状樹脂１を、下端の注入口２４から吐出するように形成してある。注入口２４から吐出される液状樹脂１は、後述するように複数の容器３内に順次注入して充填される。各容器３への液状樹脂１の注入を終えると、注入口２４からの液状樹脂１の吐出を一旦停止する必要があるが、このような液状樹脂１の注入及びその停止はバルブ１５の開閉などによって行うことができる。なお、容器３としては、シリンジ３２に限定されるものではない。

また、真空雰囲気が形成される真空ボックス７内には円板状の回転テーブル５が設置してある。回転テーブル５は、その上面に複数の容器３を円形に配置して保持するものであり、各容器３は開口部２５を上にした直立姿勢で保持されており、同一円周上に同じ間隔で並ぶようになっている。回転テーブル５は注入ノズル４の下方位置に配置されるものであり、より詳しくは、回転テーブル５上の複数の容器３が形成する円周の直上位置に注入ノズル４が設置されるものである。また、回転テーブル５の下部には充填量計量器２６が設けてあり、この充填量計量器２６を用いて、複数の容器３及び回転テーブル５の総重量を充填前後において測定することによって、液状樹脂１の充填量を計量することができるようにしてある。また、充填量計量器２６は、図３に示すように、制御盤１６の制御部１７と電気的に接続してある。

また、回転テーブル５は、真空ボックス７の外部に配置した回転駆動装置６によって水平面内で回転するようになっている。回転駆動装置６としては、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＫＤ（株）製「アブソデックス」等の回転駆動ユニットを用いることができる。回転駆動装置６の回転軸２７は真空ボックス７の下面に設けた真空軸シール２８を通して真空ボックス７内に通してある。回転軸２７を真空軸シール２８の内周に密着させるなどして真空軸シール２８での気密が確保されるようにしてある。そして回転軸２７の真空ボックス７内に位置する他端は回転テーブル５の回転中心に接続してある。また、回転駆動装置６は、図３に示すように、制御盤１６の制御部１７と電気的に接続してある。なお、真空軸シール２８としては、特に限定されるものではないが、例えば、（株）フェローテック製「磁気シールユニット」等を用いることができる。なお、充填量計量器２６は、回転テーブル５と共に回転するようにしてある。

そして、上記のように形成される液状樹脂の充填装置を用いて、次のように各容器３内に液状樹脂１を注入して充填することができる。まず扉１０を開いて、複数の容器３を円形に配置した回転テーブル５を回転軸２７の先端部にセットし、扉１０を閉じた後に真空ポンプ８を作動させて真空ボックス７内の空気を排除する。このように真空ボックス７内の空気を排除することよって、真空ボックス７内に真空雰囲気が形成される。そして、図３に示すように、制御部１７が指令を出してバルブ１５を開くと、ストックタンク２から液状樹脂１がエアー加圧によって送り出される。この液状樹脂１は、移送ホース２２を介して注入ノズル４に供給され、注入ノズル４の注入口２４から吐出される。そうすると、注入ノズル４の直下に位置している容器３内にその上端の開口部２５から液状樹脂１が注入されて充填される。注入ノズル４及び容器３は、真空雰囲気が形成された真空ボックス７内に配置されているので、液状樹脂１に空気が巻き込まれて混入されるようなことなく、容器３に液状樹脂１を充填することができるものである。

一つの容器３に液状樹脂１が充填されると、この重量増加を充填量計量器２６が計量し、充填完了の信号を制御部１７に送信すると共に、この信号を受信した制御部１７は指令を出してバルブ１５を閉じる。そうすると、注入ノズル４の注入口２４からの液状樹脂１の吐出が停止する。引き続き制御部１７は指令を出して回転駆動装置６を作動させるものであり、これによって回転テーブル５が回転し、注入ノズル４の直下に位置する容器３が隣のものに交換される。回転テーブル５の回転角度は、容器３の個数がｎ個である場合には、３６０°／ｎとなるように、あらかじめ設定してある。そして注入ノズル４の直下位置に移動してきた空の容器３に上記と同様にして注入ノズル４から液状樹脂１を注入充填する。以下、同様にして、回転テーブル５の上に円形に配置した各容器３に順に注入ノズル４から液状樹脂１を注入充填するものである。ここで、各容器３への液状樹脂１の充填は注入ノズル４から液状樹脂１を吐出させて行うようにしているので、注入ノズル４からの液状樹脂１の吐出量の調整によって、各容器３への液状樹脂１の充填量を一定にすることができるものである。しかも、ストックタンク２から供給される液状樹脂１はタンクヒーター１８によって所定の一定温度に調整されており、液状樹脂１の粘度は一定に保持されているので、注入ノズル４からの液状樹脂１の吐出量を一定にすることが容易であり、各容器３への液状樹脂１の充填量の精度を高く得ることができるものである。

そして、各容器３への液状樹脂１の注入充填の作業は、回転駆動装置６で回転テーブル５を水平面内で回転させ、注入ノズル４の直下位置の容器３を移動させると共にこの容器３の移動にタイミングを合わせて注入ノズル４から液状樹脂１を吐出させることによって行うことができ、この各容器３への液状樹脂１の注入充填の作業を自動化することができるものであり、容器３への液状樹脂１の充填の生産性を高めることができるものである。

また、図１に示す充填装置は従来のものと比較して次のような点で有利である。すなわち、図５に示す従来の充填装置にあっては、すでに述べたように、その構造が複雑になるという問題があったが、図１に示す充填装置にあっては、駆動装置を二つも必要とせず、一つの回転駆動装置６のみを具備すればよいので、従来のものよりも構造を簡略化することができるものである。さらに、従来のものでは、シリンジスタンド３５の面積の約４倍の面積のスペースを確保しておく必要があったが、図１に示す充填装置にあっては、図２に示すように、回転テーブル５自体は回転以外に場所を変えるような移動はしないので、コンパクトで省スペース化を図ることができるものである。しかも、図５に示すものでは、シリンジスタンド３５が移動する領域内に何らかの障害物が存在する場合には、シリンジスタンド３５の移動が妨害されて、注入ノズル４の直下位置に空のシリンジ３２を移動させることができなくなるという不具合が生じるおそれがあるのに対し、図２に示すものでは、回転テーブル５自体は回転以外に場所を変えるような移動はしないので、上記のような不具合が生じるおそれはないものである。

本発明の実施の形態の一例を示す斜視図である。 同上の回転テーブルを示す平面図である。 同上のブロック図である。 シリンジを示す正面図である。 従来例を示す平面図である。

符号の説明

１ 液状樹脂
２ ストックタンク
３ 容器
４ 注入ノズル
５ 回転テーブル
６ 回転駆動装置
７ 真空ボックス
８ 真空ポンプ

Claims (2)

1. 液状樹脂が貯留されたストックタンクと、ストックタンクから供給された液状樹脂を容器内に注入して充填する注入ノズルと、複数の容器が円形に配置された回転テーブルと、回転テーブルを回転させる回転駆動装置とを具備して成ることを特徴とする液状樹脂の充填装置。
2. 注入ノズルと回転テーブルを真空ボックス内に設置すると共に、真空ボックス内に真空雰囲気を形成する真空ポンプを具備して成ることを特徴とする請求項１に記載の液状樹脂の充填装置。
   

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