JP2012069832A - 液状熱硬化性樹脂の硬化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業効率の向上や工数削減又は省人化を図りつつ、液状熱硬化性樹脂の硬化姿勢を常に水平に保つことができる液状熱硬化性樹脂の硬化装置を提供すること。
【解決手段】リードフレーム２０上に搭載された発光素子（ＬＥＤチップ）を封止する液状の熱硬化性樹脂を加熱炉内で加熱硬化させる硬化装置は、前記リードフレーム２０を着脱可能に支持するワークステージ１３と、複数のスプロケットに巻装されたチェーン４に固定されたチェーンガイド１１と、を備え、前記ワークステージ１３を軸１４によって前記チェーンガイド１１に回動可能に軸支するとともに、前記軸１４に角度調整ブラケット１６を結着し、該角度調整ブラケット１６に突設されたガイドピン１７を前記チェーン４に沿って閉ループ状に形成されたカム溝に係合させ、該カム溝を前記ワークステージ１３に支持された前記リードフレーム２０が常に水平状態を保つ形状に形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、リードフレーム上に搭載された発光素子を封止するための液状の熱硬化性樹脂を加熱炉内で加熱硬化させる硬化装置に関するものである。

発光素子であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）の製造におけるモールド工程では、図６（ａ）に示すようにリードフレーム２０上に搭載されたＬＥＤチップ２１を図６（ｂ）に示すように液状熱硬化性樹脂２２で封止することが行われるが、この封止はＬＥＤチップ２１をモールドする液状熱硬化性樹脂２２を図６（ｃ）に示す硬化炉３０内で加熱して硬化させることによって行われる。

ここで、図６（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ２１をモールドする液状熱硬化性樹脂２２には蛍光体２３が含有されているが、液状熱硬化性樹脂２２の硬化時に蛍光体２３に偏りが発生すると、製品であるＬＥＤの輝度等にバラツキが生じ、製品仕様を満足することができなくなってしまう。

ところで、ＬＥＤチップをモールドする液状熱硬化性樹脂を硬化させる硬化装置には、図７に示すバッチ炉方式のものと、図８に示す連続炉方式のものとがある（例えば、特許文献１参照）。

図７に示すバッチ炉方式の硬化装置１０１は、液状熱硬化性樹脂２２によって密封された複数のＬＥＤチップ２１を複数段の各棚に並べて長時間（例えば、4時間程度）加熱することによって液状熱硬化性樹脂２２を硬化させるものであり、このバッチ方式の硬化装置１０１によれば、図６（ｃ）に示すように液状熱硬化性樹脂２２の硬化姿勢が水平に保たれて変化しないため、該液状熱硬化性樹脂２２に含有されている蛍光体２３の偏りは発生しない。

ところが、バッチ炉方式の硬化装置１０１を用いて熱硬化性樹脂を硬化させる作業には人手を要するために作業効率が悪く、省力化を図ることができないという問題がある。

これに対して、図８に示す連続炉方式の硬化装置２０１は、上下のスプロケット２０２，２０３に巻装された無端状のチェーン２０４に複数のＬＥＤチップ２１が搭載されたリードフレームを取り付け、チェーン２０４を回転させることによって各ＬＥＤチップ２１を密封する液状熱硬化性樹脂２２（図６参照）を加熱して硬化させるものであり、これによれば人手を要することなくＬＥＤチップ２１を連続的にモールドすることができるため、作業効率の向上と省力化を図ることができる。

特開平１０−２５６２８４号公報

しかしながら、図８に示す連続炉方式の硬化装置２０１においては、ＬＥＤチップ２１の位置によって液状熱硬化性樹脂２２の硬化性姿勢が変化するため、該液状熱硬化性樹脂２２に含有された蛍光体２３に図６（ｄ）に示すような偏りが発生し、製品であるＬＥＤの輝度にバラツキが生ずる等して製品仕様が満足されないという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とする処は、作業効率の向上や工数削減又は省人化を図りつつ、液状熱硬化性樹脂の硬化姿勢を常に水平に保つことができる液状熱硬化性樹脂の硬化装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、リードフレーム上に搭載された発光素子を封止する液状の熱硬化性樹脂を加熱炉内で加熱硬化させる硬化装置であって、
前記リードフレームを着脱可能に支持するワークステージと、
複数のスプロケットに巻装されたチェーンに固定されたチェーンガイドと、
前記スプロケットを回転駆動する駆動手段と、
を備え、前記ワークステージを軸によって前記チェーンガイドに回動可能に軸支するとともに、前記軸に角度調整ブラケットを結着し、該角度調整ブラケットに突設されたガイドピンを前記チェーンに沿って閉ループ状に形成されたカム溝に係合させ、該カム溝を前記ワークステージに支持された前記リードフレームが常に水平状態を保つ形状に形成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記熱硬化性樹脂には蛍光体が含有されていることを特徴とする。

本発明によれば、ワークステージに支持されたリードフレームが常に水平を保った状態で１周するため、該リードフレーム上に搭載された発光素子とこれを封止する液状熱硬化性樹脂も常に水平状態を保った状態で移動する。このため、液状熱硬化性樹脂の硬化姿勢が変化せず、その姿勢が常に水平状態に保たれ、例えばＬＥＤチップの封止に使用される液状熱硬化性樹脂のように蛍光体が含有されている場合、蛍光体に偏りが発生せず、ＬＥＤの輝度にバラツキが生じて製品仕様を満足することができないという問題が解消される。

又、本発明に係る硬化装置は、連続炉方式を採用するため、作業効率の向上や省力化を図ることができる。

本発明に係る硬化装置の正面図である。 本発明に係る硬化装置のカム溝形状を示す正面図である。 本発明に係る硬化装置の治具の取付状態を示す側面図である。 図３の矢視Ａ方向の図である。 本発明に係る硬化装置の治具の移動軌跡を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）はＬＥＤチップのモールド工程を示す図である。 バッチ炉方式を採用する従来の硬化装置の部分斜視図である。 連続炉方式を採用する従来の硬化装置の正面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る硬化装置の正面図、図２は同硬化装置のカム溝形状を示す正面図、図３は同硬化装置の治具の取付状態を示す側面図、図４は図３の矢視Ａ方向の図、図５は治具の移動軌跡を示す図である。

本実施の形態に係る硬化装置１は、ＬＥＤ（発光ダイオード）の製造におけるモールド工程に使用される装置であって、ＬＥＤチップ２１を封止する液状熱硬化性樹脂２２（図６参照）を連続炉方式によって加熱して硬化させるものであり、これは不図示の密閉された硬化炉内に設置されている。尚、図示しないが、硬化炉内には加熱手段としてのヒータや送風手段としてのファン等が設置されている。

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る硬化装置１は、上下に回転可能に配されたスプロケット２，３に無端状のチェーン４を巻装するとともに、チェーン４の外周に沿ってカム溝５（図２参照）を形成し、チェーン４に後述の複数の治具１０（図３〜図５参照）を取り付けて構成されている。そして、各治具１０にはリードフレーム２０（図３参照）が着脱可能に支持されており、各リードフレーム２０には複数のＬＥＤチップ２１（図６参照）が搭載され、各ＬＥＤチップ２１は液状熱硬化性樹脂２２（図６参照）によって封止される。

ここで、上下一対のスプロケット２，３とこれらに巻装されたチェーン４は、図１及び図２の手前側と奥側にそれぞれ計２組設けられており、手前側と奥側の一対のチェーン４の間には各治具１０が水平に架設されている。又、一方（下側）の２組のスプロケット３には駆動手段である不図示の電動モータが連結されており、この電動モータによって一対のスプロケット３が回転駆動されると、一対のチェーン４が同時に回転するとともに、該チェーン４に取り付けられた複数の治具１０がチェーン４と共に移動し、各治具１０が１周する間に液状熱硬化性樹脂２２が加熱されることによって硬化する。尚、液状熱硬化性樹脂２２には蛍光体２３（図６参照）が含有されている。

次に、前記治具１０の構成の詳細を図３及び図４に基づいて以下に説明する。尚、複数の治具１０の構成は全て同じであるため、以下、１つの治具１０の構成についてのみ説明する。

前記チェーン４は、左右一対の複数の駒４ａ同士をピン６によって無端状に連結するとともに、各ピン６によってローラ７を回転可能に支持して構成されており、内側の駒４ａには矩形プレート状の支持片４ｂがピン６の軸中心を結ぶ直線に対して直角方向に突設されている。

他方、各治具１０は、左右一対のブロック状のチェーンガイド１１同士を連結プレート１２によって連結するとともに、両チェーンガイド１１にワークステージ１３を軸１４によって回転可能に支持して構成されている。ここで、左右の各チェーンガイド１１の外側面には不図示の嵌合凹部が形成されており、この嵌合凹部をチェーン４の内側の駒４ａに突設された前記支持片４ｂに差し込んで両者をネジ固定することによって、各治具１０が前述のように左右一対のチェーン４の間に水平に架設されている（図３参照）。

又、前記ワークステージ１３の左右両端に一体に形成されたブロック１３ａの各内側にはワーククランパ１５がそれぞれ回動可能に軸支されており、各ワーククランパ１５は不図示のスプリングによって一回転方向（ワークステージ１３上に載置されたリードフレーム２０の両端を挟持する方向）に付勢されている。

ワークステージ１３の長手方向中央部（左右両端部にそれぞれ設けられた前記ブロック１３ａとその内側に配されたワーククランパ１５を除く部分）には平面部が形成されており、この平面部上にはリードフレーム２０が載置され、該リードフレーム２０は左右のワーククランパ１５によって着脱可能に保持されている。ここで、リードフレーム２０上には複数のＬＥＤチップ２１が搭載されており、各ＬＥＤチップ２１は、蛍光体２３を含有する液状熱硬化性樹脂２２によって密封されている（図６参照）。

又、ワークステージ１３を左右のチェーンガイド１１に回転可能に支持する前記軸１４の左右両端部は左右の各チェーンガイド１１を貫通して外側方に突出しており、その各端部には矩形プレート状の角度調整ブラケット１６が結着されている。そして、各角度調整ブラケット１６にはガイドピン１７が外側方に向かって水平に突設されている。

ここで、治具１０がその左右両端部のチェーンガイド１１を左右一対のチェーン４に取り付けることによって図３に示すように水平に架設された状態では、ワークステージ１３とこれに支持されたリードフレーム２０はチェーンガイド１１に対して軸１４を中心として回動可能に支持されているが、その姿勢は左右一対の角度調整ブラケット１６に突設された前記ガイドピン１７が図２に示す前記カム溝５に係合することによって常に水平を保つよう規制される。

以上のように構成された硬化装置１において、不図示の電動モータが起動されて一対のスプロケット３が回転駆動されると、上下スプロケット２，３に巻装された左右一対のチェーン４が同時に低速で回転し、両チェーン４間に水平に架設された複数の治具１０がチェーン４と共に移動し、各治具１０が１周する間に該治具１０と共に移動するリードフレーム２０上に実装された複数のＬＥＤチップ２１を密封する液状熱硬化性樹脂２２が加熱によって硬化する。

而して、本実施の形態に係る硬化装置１においては、各治具１０が１周する間において、各治具１０のワークステージ１３とこれに支持されたリードフレーム２０は、前述のように左右一対の角度調整ブラケット１６に突設されたガイドピン１７が図２に示すカム溝５に係合することによって常に水平を保った状態で移動する。つまり、カム溝５の形状が治具１０の位置に関わらずワークステージ１３及びこれに支持されたリードフレーム２０の姿勢（液状熱硬化性樹脂２２の硬化姿勢）が常に水平を保つような形状に設定されているが、ここで、治具１０が一方のスプロケット３の外周に沿って円弧運動する際の治具１０の移動軌跡を図５に基づいて以下に説明する。

治具１０が図５の真横であるａ位置にあるとき、角度調整ブラケット１６は鉛直に対して図示の角度αだけ傾斜しており、このときワークステージ１３及びこれに支持されたリードフレーム２０は水平状態を維持している。従って、ガイド溝５の形状は、治具１０がどの位置にあっても角度調整ブラケット１６の鉛直に対する傾斜角がαを維持するような形状であれば良いことになる。

例えば、治具１０が図６の真横であるａ位置から図示のｂ〜ｄ位置を経て真下のｅ位置に至るまでに角度調整ブラケット１６が鉛直に対してαの傾斜角を維持して移動したときのガイドピン１７の中心の軌跡は図５において曲線Ｃに示すようになる。従って、カム溝５の形状を曲線Ｃに沿う形状とすることによって図５の真横であるａ位置から真下のｅ位置まで治具１０が移動する間にワークステージ１３とこれに支持されたリードフレーム２０は常に水平状態を保つことができる。以下、同様にカム溝５の形状を決定すれば、図１に示すように、各治具１０が１周する間においてワークステージ１３とこれに支持されたリードフレーム２０は常に水平状態を維持する。

以上のように、本実施の形態に係る硬化装置１によれば、ワークステージ１３とこれに支持されたリードフレーム２０が常に水平状態を保った状態で１周するため、該リードフレーム２０上に搭載されたＬＥＤチップ２１とこれを封止する液状熱硬化性樹脂２２も常に水平状態を保った状態で移動する。このため、液状熱硬化性樹脂２２の硬化姿勢が変化せず、その姿勢は常に水平状態に保たれ、液状熱硬化性樹脂２２に含有された蛍光体２３に偏りが発生せず、ＬＥＤの輝度にバラツキが生じて製品仕様を満足することができないという従来の問題が解消される。

又、本実施の形態に係る硬化装置１は、連続炉方式を採用するため、作業効率の向上や工数削減又は省人化を図ることができるという効果も得られる。

尚、以上の実施の形態では、発光素子としてのＬＥＤチップを封止する液状熱硬化性樹脂を硬化させるための硬化装置に対して本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、ＬＥＤチップ以外の他の任意の発光素子を封止するための液状熱硬化性樹脂を硬化させるための硬化装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１ 硬化装置
２，３ スプロケット
４ チェーン
４ａ チェーンの駒
４ｂ チェーンの支持片
５ カム溝
６ チェーンのピン
７ チェーンのローラ
１０ 治具
１１ チェーンガイド
１２ 連結プレート
１３ ワークステージ
１３ａ ワークステージのブロック
１４ 軸
１５ ワーククランパ
１６ 角度調整ブラケット
１７ ガイドピン
２０ リードフレーム
２１ ＬＥＤチップ（発光素子）
２２ 液状熱硬化性樹脂
２３ 蛍光体
３０ 硬化炉

Claims (2)

1. リードフレーム上に搭載された発光素子を封止する液状の熱硬化性樹脂を加熱炉内で加熱硬化させる硬化装置であって、
   前記リードフレームを着脱可能に支持するワークステージと、
   複数のスプロケットに巻装されたチェーンに固定されたチェーンガイドと、
   前記スプロケットを回転駆動する駆動手段と、
   を備え、前記ワークステージを軸によって前記チェーンガイドに回動可能に軸支するとともに、前記軸に角度調整ブラケットを結着し、該角度調整ブラケットに突設されたガイドピンを前記チェーンに沿って閉ループ状に形成されたカム溝に係合させ、該カム溝を前記ワークステージに支持された前記リードフレームが常に水平状態を保つ形状に形成したことを特徴とする液状熱硬化性樹脂の硬化装置。
2. 前記熱硬化性樹脂には蛍光体が含有されていることを特徴とする請求項１記載の液状熱硬化性樹脂の硬化装置。
   

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