JP2018065335A - 樹脂材料供給装置、樹脂材料供給方法、樹脂成形装置、及び樹脂成形品製造方法 - Google Patents

樹脂材料供給装置、樹脂材料供給方法、樹脂成形装置、及び樹脂成形品製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】樹脂成形装置のキャビティ等の供給対象物に、従来よりも均等に近くなるように樹脂材料を供給する樹脂材料供給装置を提供する。【解決手段】樹脂材料供給装置１０は、樹脂材料を供給する対象である供給対象物（樹脂材料移送トレイ２０）を保持する供給対象物保持部（保持台１６）と、該供給対象物保持部の上方に設けられた樹脂材料供給口１２１と、前記供給対象物保持部に保持された供給対象物に対する樹脂材料供給口１２１の水平方向の相対位置を移動させる移動部１７と、前記相対位置が、開始位置から、移動経路中に同じ位置を2回以上通過することなく前記供給対象物の供給対象領域の全体を通過して該開始位置に戻るように移動部１７を制御する制御部１９とを備える。相対位置が開始位置に戻ることにより、供給開始直後に樹脂材料Ｐの供給量が少なかった開始位置２２付近に再度樹脂材料Ｐが供給され、開始位置２２付近の樹脂材料Ｐの量が均等に近くなる。【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂材料を供給する樹脂材料供給装置及び方法、該樹脂材料供給装置を有する樹脂成形装置、並びに該樹脂材料供給方法を用いた樹脂成形品製造方法に関する。
電子部品を光、熱、湿気等の環境から保護するために、電子部品は一般に樹脂に封止される。樹脂封止の方法には、圧縮成形法や移送成形法等がある。圧縮成形法では、下型と上型から成る成形型を用い、下型のキャビティに樹脂材料を供給し、電子部品を装着した基板を上型に取り付けたうえで、下型と上型を加熱しつつ両者を型締めすることにより成形が行われる。移送成形法では、上型と下型のうち一方のキャビティに基板を取り付けたうえで、下型と上型を加熱しつつ両者を型締めし、プランジャで樹脂をキャビティに圧入することにより成形が行われる。移送成形法では、プランジャからキャビティに樹脂を送給する経路中に樹脂の一部が残存して無駄が生じるうえに、樹脂が流動することによって半導体基板や配線が損傷するという問題が生じるため、近年では圧縮成形法が主流となっている。
圧縮成形では一般的に、キャビティに供給する樹脂材料には粉末状や顆粒状（以下、これらを総称して「粉体状」と呼ぶ）のもの、あるいは液体状のものが用いられる。粉体状の樹脂材料は供給後にキャビティ内で自由に流動することがなく、液体状の樹脂材料は圧縮成形で用いられるものでは一般的に粘性が高いためキャビティ内であまり流動しない。そのため、成形時に、樹脂材料を加熱することによる粘性の低下によってキャビティ内で樹脂が流動し、電子部品に負荷を掛ける恐れがあることから、樹脂材料は成形前にキャビティ内にできるだけ均等に供給しておくことが好ましい。特許文献１に記載の圧縮成形装置では、ＸＹステージ上に載置されたキャビティにスライダーの樹脂材料供給口から樹脂材料を落下させつつ、樹脂材料供給口の位置を固定してＸＹステージをつづら折り状に移動させることにより、キャビティ内に樹脂材料を供給する。図１１に、この従来の圧縮成形装置においてキャビティ９１に対する樹脂材料供給口の相対移動の軌道９２を示す。このつづら折り状の相対移動の間、移動速度を一定の値に維持しつつ、樹脂材料を一定の供給速度（単位時間当たりの樹脂材料の供給量）で供給することにより、キャビティ９１内の樹脂材料が位置に依らず均等になる。
特開2013-042017号公報
一般に、キャビティに樹脂材料を投入する装置では、樹脂材料の供給の動作を開始してから前記一定の供給速度に達するまでに（わずかではあるものの）時間を要し、供給開始直後の供給速度は該一定の供給速度よりも低くなる。そのため、キャビティの移動速度を一定としたとしても、キャビティ内では、供給開始直後の位置（開始位置）の樹脂材料の量が他の位置での樹脂材料の量よりも少なくなる。これにより、キャビティ内の樹脂材料が不均等になる。
本発明が解決しようとする課題は、樹脂成形装置のキャビティ等の供給対象物に、従来よりも均等に近くなるように樹脂材料を供給することができる樹脂材料供給装置及び方法を提供することである。
上記課題を解決するために成された本発明に係る樹脂材料供給装置は、
a) 樹脂材料を供給する対象である供給対象物を保持する供給対象物保持部と、
b) 該供給対象物保持部の上方に設けられた樹脂材料供給口と、
c) 前記供給対象物保持部に保持された供給対象物に対する前記樹脂材料供給口の水平方向の相対位置を移動させる移動部と、
d) 前記相対位置が、開始位置から、移動経路中に同じ位置を2回以上通過することなく該開始位置に戻るように、前記供給対象物の供給対象領域における前記移動部の移動を制御する制御部と
を備えることを特徴とする。
本発明に係る樹脂材料供給方法は、樹脂材料を供給する対象である供給対象物と該供給対象物の上方に設けられた樹脂材料供給口の水平方向の相対位置を、開始位置から、移動経路中に同じ位置を2回以上通過することなく該開始位置に戻るように、前記供給対象物の供給対象領域において移動させながら、該樹脂材料供給口から該供給対象物に樹脂材料を供給することを特徴とする。
本発明に係る樹脂成形装置は、
前記樹脂材料供給装置と、
第１の成形型と、キャビティを有する第２の成形型と、該第１の成形型と該第２の成形型を型締めする型締機構を有する圧縮成形部と、
前記樹脂材料供給装置により樹脂材料が供給された供給対象物を前記キャビティの上に移送し、該供給対象物から該キャビティに該樹脂材料を供給する移送部と
を備えることを特徴とする。
本発明に係る樹脂成形品製造方法は、
前記樹脂材料供給方法により前記供給対象物に樹脂材料を供給する工程と、
樹脂材料が供給された供給対象物を第２の成形型のキャビティに移送し、該供給対象物から該キャビティに該樹脂材料を供給する工程と、
第１の成形型と、キャビティに樹脂材料が供給された第２の成形型を型締めする工程と
を有することを特徴とする。
本発明により、樹脂成形装置のキャビティ等の供給対象物に、従来よりも均等に近くなるように樹脂材料を供給することができる。
本発明に係る樹脂材料供給装置の一実施形態を示す概略構成図。 樹脂材料移送トレイに樹脂材料が供給された状態(a)、及び樹脂材料移送トレイが持ち上げられて樹脂材料収容空間が形成された状態(b)を示す図。 樹脂材料移送トレイ、及び本実施形態の樹脂材料供給装置において該樹脂材料移送トレイに樹脂材料が供給される軌道の例を示す上面図。 樹脂材料供給口から樹脂材料移送トレイの樹脂材料収容部への樹脂材料の供給速度の目標値と実測値の時間変化を示すグラフ。 樹脂材料移送トレイの樹脂材料収容部に供給された樹脂材料の、相対位置の移動方向に平行な縦断面図であって、供給開始直後の状態を示す図(a)、及び供給終了時の状態を示す図(b)。 樹脂材料移送トレイの樹脂材料収容部に供給された樹脂材料の、相対位置の移動方向に垂直な縦断面図。 樹脂材料移送トレイ、及び本実施形態の樹脂材料供給装置において、樹脂材料移送トレイに樹脂材料が供給される軌道の他の例を示す上面図。 本実施形態の樹脂材料供給装置の変形例を示す概略構成図。 本発明に係る樹脂成形装置の一部である圧縮成形部の一例を示す縦断面図。 材料受入モジュール、成形モジュール、及び払出モジュールを備える樹脂成形装置の例を示す概略図。 従来の圧縮成形装置において、キャビティに樹脂材料が供給される軌道を示す平面図。
本発明に係る樹脂材料供給装置及び方法では、供給対象物保持部に保持された供給対象物に対する樹脂材料供給口の水平方向の相対位置を、開始位置から、移動経路中に同じ位置を2回以上通過することなく開始位置に戻るように前記供給対象物の供給対象領域において移動させながら、樹脂材料供給口から樹脂材料を供給対象物に供給する。このように相対位置が開始位置に戻るように該相対位置を移動させるため、移動の終了時に供給される樹脂材料の一部又は全部が開始位置に供給される。これにより、樹脂材料の供給を開始した直後の樹脂材料の供給速度が遅いことで該開始位置に供給される樹脂材料の量が少なくなっても、移動の終了時に供給される樹脂材料の一部又は全部が開始位置に供給されることで補われるため、供給対象物に供給される樹脂材料が均等に近くなる。また、移動経路中では、相対位置が同じ位置を2回以上通過することがないため、同じ位置に樹脂材料が2回以上供給されて樹脂材料の供給量が多くなるということがない。
本発明に係る樹脂材料供給装置及び方法において、前記相対位置が「開始位置に戻る」ことは、前記相対位置が開始位置と同じ位置に戻ることの他に、樹脂材料が拡がって開始位置に達する程度の距離だけ開始位置から離れた位置に到達することも含む。
前記相対位置の移動は、供給対象物保持部の移動によるものであってもよいし、樹脂材料供給口の移動によるものであってもよく、あるいは、供給対象物保持部と樹脂材料供給口の双方の移動によるものであってもよい。
供給対象物は、例えば樹脂成形装置のキャビティであってもよいし、樹脂成形装置に設けられたキャビティに樹脂材料供給装置から樹脂材料を搬送する樹脂材料搬送トレイであってもよい。あるいは、樹脂成形を行う対象物である、電子部品が実装された基板であってもよい。
樹脂材料は、粉体状のものであってもよいし、液体状のものであってもよい。
本発明に係る樹脂材料供給装置及び方法では、供給対象物に樹脂材料を均等に供給するために、通常は、相対位置の移動速度及び樹脂材料供給口から供給対象物に樹脂材料を供給する供給速度を一定とする。但し、例えば以下に示す場合には、前記移動速度及び前記供給速度のいずれか一方又は両方が可変であってもよい。この場合、供給速度よりも移動速度の方において制御が容易であるため、移動速度を可変として供給速度を等速とすることが望ましい。
移動速度及び／又は供給速度を可変とする場合として、以下の例が挙げられる。
矩形等の角部を有する形状のキャビティに樹脂材料を供給する際に、相対位置を滑らかに移動させるために曲線の軌道で該相対位置を移動させると、樹脂材料が角部付近に十分に行き亘らないことがある。そこで、角部付近で曲線状に相対位置を移動させる際には、直線状に移動させるときよりも移動速度を遅く（及び／又は供給速度を速く）することにより、角部付近への樹脂材料の供給量を多くし、キャビティ全体で樹脂材料をより均等に近くすることができる。
また、キャビティの縁に沿って相対位置を移動させると、樹脂材料が該縁よりも外側に拡がらないため、縁付近の樹脂材料の量が他の位置よりも多くなる。そこで、キャビティの縁に沿って相対位置を移動させる際には、それよりもキャビティの内側で移動させる場合よりも移動速度を速く（及び／又は供給速度を遅く）することにより、縁付近への樹脂材料の供給量を少なくし、キャビティ全体で樹脂材料をより均等に近くすることができる。
樹脂材料の供給速度は、前述の供給開始直後に遅くなること以外にも、樹脂材料供給口に樹脂材料を送出する装置の不具合等によって不安定になることがある。そこで、本発明に係る樹脂材料供給装置に、樹脂材料の供給速度を検出する供給速度検出部を設けることができる。この場合、供給速度検出部によって供給速度の異常（所定の設定範囲を上回るか又は下回ること）が検出されたときに装置の管理者に対して音、光、あるいは表示装置（ディスプレイ）に表示する画像等による警告を発する警告部を更に樹脂材料供給装置に設けてもよい。あるいは、供給速度検出部によって供給速度の異常が検出されたときに移動部の動作及び樹脂材料供給口からの樹脂材料の供給を停止するようにしてもよい。本発明に係る樹脂材料供給方法においても同様に、前記供給対象物に樹脂材料を供給する間に樹脂材料の供給速度を検出するようにすることができ、さらに供給速度の異常が検出されたときに警告を発したり樹脂材料の供給を停止するようにしてもよい。
以下、図１〜図１０を用いて、本発明に係る樹脂材料供給装置、樹脂材料供給方法、樹脂成形装置、及び樹脂成形品製造方法の、より具体的な実施形態を説明する。
(1) 本実施形態の樹脂材料供給装置の構成
図１に、本実施形態の樹脂材料供給装置１０の概略構成を示す。樹脂材料供給装置１０は、供給対象物である樹脂材料移送トレイ２０に粉体状の樹脂材料Ｐを供給する装置である。
樹脂材料供給装置１０は、樹脂材料Ｐを保持する樹脂材料保持部１１と、トラフ１２を有する。トラフ１２の一端は樹脂材料保持部１１に接続されており、他端は、樹脂材料移送トレイ２０に樹脂材料Ｐを供給する開口である樹脂材料供給口１２１が設けられている。また、樹脂材料供給装置１０は、樹脂材料保持部１１及びトラフ１２を振動させる励振部１３と、樹脂材料Ｐを含む樹脂材料保持部１１及びトラフ１２の重量を測定する計量部１４を有する。樹脂材料保持部１１の上方には、該樹脂材料保持部１１に樹脂材料Ｐを供給する原供給部１５を有する。原供給部１５は、その下部に、樹脂材料保持部１１に樹脂材料Ｐを供給する開口である原供給口１５１及び該原供給部１５を振動させる原供給部励振部１５２が設けられている。樹脂材料保持部１１は、原供給口１５１の直下に配置されている。
樹脂材料供給口１２１の直下には、樹脂材料移送トレイ２０を保持する保持台（供給対象物保持部）１６が配置されている。保持台１６の下には、該保持台１６を水平方向に移動させる移動部１７が設けられている。移動部１７は、保持台１６をＸ方向（図１の横方向）及びＹ方向（図１の紙面に垂直な方向）のいずれにも、所定の最高速度よりも低い範囲内の任意の速度で移動させることができ、且つ、Ｘ方向とＹ方向の双方に同時に移動させることができる。従って、樹脂材料供給口１２１と保持台１６の水平方向の相対位置も、任意の方向に任意の速度で移動させることができる。なお、保持台１６と移動部１７を合わせたものは、一般に「ＸＹステージ」と呼ばれる。
樹脂材料供給装置１０はまた、樹脂材料Ｐが供給される前の樹脂材料移送トレイ２０を保持台１６の上に搬入して載置すると共に、樹脂材料Ｐが供給された後の樹脂材料移送トレイ２０を保持台１６の上から搬出する移送部１８を有する。
樹脂材料供給装置１０はさらに、制御部１９を有する。制御部１９は、制御部１９は、コンピュータのハードウエア及びソフトウエアにより具現化されており、樹脂材料供給口１２１から樹脂材料Ｐを樹脂材料移送トレイ２０に供給する際のON/OFFや供給速度を制御すると共に、移動部１７の動作を制御するものである。制御部１９による制御の詳細は、樹脂材料供給装置１０の全体の動作と共に以下で説明する。
樹脂材料移送トレイ２０は、図２(a)に示すように、圧縮成形装置の成形型のキャビティに対応した形状・大きさを有し前述の供給対象領域に相当する樹脂材料収容部２１を備える。樹脂材料収容部２１は、長方形の開口部を有する枠材である樹脂材料収容枠２１１と、樹脂材料収容枠２１１の開口部の下面を覆う離型フィルムＦから成る。樹脂材料収容枠２１１の下面には、空気を吸引することによって離型フィルムＦを該下面に吸着させる吸着機構（図示せず）が設けられている。樹脂材料収容枠２１１の開口部の内側には内周側の下端部分が内側に張り出して成る停止部２１１１が形成されている。樹脂材料収容枠２１１の内側には、樹脂材料収容枠２１１の開口部の形状に対応した長方形の枠材であって、外周側に突出部２１２１を有し断面が逆L字形のリングであるフィルムテンション枠材２１２が設けられている。樹脂材料収容枠２１１の側面は、移送部１８により把持されている。移送部１８の下には、樹脂材料収容枠２１１の下面に張設される離型フィルムＦの端部を把持するフィルム把持部２１３が設けられている。
樹脂材料移送トレイ２０は、後述のように樹脂材料供給装置１０によって樹脂材料収容部２１に樹脂材料Ｐの供給を受け（図２(a)）た後、移送部１８により持ち上げられると、突出部２１２１が停止部２１１１に当接するまで、樹脂材料収容枠２１１に対してフィルムテンション枠材２１２が相対的に自重によって降下する。これにより、成形型のキャビティの形状に対応した樹脂材料収容空間ＰＡが形成される（図２(b)）。
(2) 本実施形態の樹脂材料供給装置の動作及び本実施形態の樹脂材料供給方法
以下、樹脂材料供給装置１０の動作（本実施形態の樹脂材料供給方法）を説明する。
予め、操作者は、原供給部１５に樹脂材料Ｐを供給しておく。そして、樹脂材料供給装置１０に設けられたタッチパネル等の入力装置（図示せず）を用いて操作者が所定の操作を行うことにより、樹脂材料供給装置１０の動作が開始される。
まず、移送部１８は、樹脂材料Ｐが供給される前の樹脂材料移送トレイ２０を保持台１６の上に搬入して載置する。続いて、移動部１７は、制御部１９の制御により、樹脂材料移送トレイ２０の樹脂材料収容部２１中の所定の開始位置２２（図３参照）の直上に樹脂材料供給口１２１が配置されるように、保持台１６を水平方向に移動させる。図３の例では、略長方形の上面を有する樹脂材料収容部２１の長辺の縁の近傍であって該長辺の中央２４５付近の位置を開始位置２２としたが、開始位置は樹脂材料収容部２１内のいずれの位置であってもよい。
次に、計量部１４は、樹脂材料保持部１１及びトラフ１２、並びにそれらに収容されている樹脂材料Ｐを合わせた重量を測定する。樹脂材料保持部１１及びトラフ１２の重量は既知であるため、ここで測定した重量からそれら樹脂材料保持部１１及びトラフ１２の重量を差し引くことにより、樹脂材料保持部１１及びトラフ１２内の樹脂材料Ｐの重量が求められる。この樹脂材料Ｐの重量が樹脂材料移送トレイ２０の樹脂材料収容部２１に供給すべき樹脂材料の重量よりも十分に多い場合には、次段落で述べる樹脂材料収容部２１への樹脂材料Ｐの供給動作を開始する。一方、この樹脂材料Ｐの重量が不十分、あるいはゼロの場合には、制御部１９は原供給部励振部１５２から原供給部１５に振動を所定時間付与するように該原供給部励振部１５２を制御する。これにより、原供給部１５内の樹脂材料Ｐが原供給口１５１を介して所定の量だけ樹脂材料保持部１１に供給される。
次に、制御部１９は、励振部１３から樹脂材料保持部１１及びトラフ１２に一定の強度で振動を付与するように該励振部１３を制御する。これにより、樹脂材料Ｐが樹脂材料供給口１２１から樹脂材料移送トレイ２０の樹脂材料収容部２１に一定の供給速度で供給される。この振動の付与の開始と同時に、制御部１９は、樹脂材料収容部２１に対する樹脂材料供給口１２１の水平方向の相対位置を移動させるよう、移動部１７を制御する。
図３に、一例として、当該相対位置が移動する軌道２３を示す。相対位置は、まず、開始位置２２から樹脂材料収容部２１の一方の長辺の縁２４１に沿って一方の短辺の縁２４２付近まで移動し、そこでＵの字を描くように、すなわちＵターンするように、樹脂材料供給口１２１の幅と同程度の距離だけ他方の長辺の縁２４３側に向かって短辺方向（短辺が延びる方向）に移動しつつ長辺方向（長辺が延びる方向）の移動の向きを反転させる。なお、ここでの短辺方向の移動距離は、樹脂材料供給口１２１から供給された樹脂材料Ｐが拡がる範囲内であれば、樹脂材料供給口１２１の幅よりも長くてもよい。その後、相対位置は、長辺方向の中央２４５付近に戻ったときに、同様にＵターンして前記一方の短辺の縁２４２付近まで移動する。このように一方の短辺の縁付近と長辺方向の中央付近でのＵターンを繰り返すことにより、他方の長辺の縁２４３付近に到達すると、相対位置は、該他方の長辺の縁２４３に沿って他方の短辺の縁２４４付近まで移動する。そこで、相対位置は、樹脂材料供給口１２１の幅と同程度の距離だけ前記一方の長辺の縁２４１側に向かって短辺方向に移動しつつ長辺方向の移動の向きを反転（Ｕターン）させる。以後、相対位置は、長辺方向の中央２４５付近と他方の短辺の縁２４４付近でＵターンを繰り返しながら、一方の長辺の縁２４１付近まで移動する。こうして、相対位置は供給対象領域である樹脂材料収容部２１の全体を通過し、最後に、一方の長辺の縁２４１に沿って開始位置２２まで戻る。ここまでに述べた相対位置の移動の間、樹脂材料供給口１２１から樹脂材料収容部２１への樹脂材料Ｐの供給を継続する。
ここで、相対位置が「供給対象物の供給対象領域の全体を通過」することは、樹脂材料供給口が供給対象領域の全体を通過するように相対移動の軌道の間隔が密に（樹脂材料供給口の幅程度に）詰まっている場合の他に、樹脂材料供給口から供給された樹脂材料が拡がって供給対象領域の全体に行き亘る程度に軌道の間が離れていることも含む。さらに、樹脂材料供給口から供給された樹脂材料が拡がって供給対象領域の全体に行き亘る程度に、軌道と供給対象領域の端部との間が離れていることも含む。
樹脂材料Ｐの供給速度は、図４に示すように、供給開始直後から一定期間（図中の「立ち上がり期間」）には目標値に達しない。そのため、図５(a)に示すように、供給開始時に開始位置２２付近に供給される樹脂材料Ｐの供給量は、それよりも後に供給される位置よりも少なくなる。なお、図５(a)では、開始位置２２から見て相対位置の移動方向の反対側にも樹脂材料Ｐが存在するが、これは、樹脂材料供給口１２１が一定の幅を有していることと、樹脂材料Ｐが樹脂材料供給口１２１から樹脂材料収容部２１に落下した際に水平方向に拡がることによる。そして、相対位置が樹脂材料収容部２１の全体を通過した後に開始位置２２まで戻った際に、供給開始直後に樹脂材料Ｐの供給量が少なかった開始位置２２付近に再度樹脂材料Ｐが供給されるため、開始位置２２付近の樹脂材料Ｐの量は、この再度の供給が無い場合よりも、他の位置における樹脂材料Ｐの量に近く（つまり、均等に近く）なる（図５(b)）。
相対位置を移動させる速度（移動速度）は、一定であってもよいが、以下に例示するように、位置によって可変とすることもできる。なお、相対位置の移動速度は、移動開始の直後である立ち上がり期間よりも、やや移動した後の方が制御が容易である。そのため、本実施形態では、立ち上がり期間より後の時間の移動速度を可変とする。例えば、軌道２３においてＵターンをする所では、曲線の外側の領域（図３に符号２５を付して示した領域）に供給される樹脂材料Ｐの量が直線の所と比較して少なくなるため、Ｕターンをする所で相対位置の移動速度を遅くするところで当該曲線の部分に多めに樹脂材料Ｐを供給する。こうして曲線に多めに供給された樹脂材料Ｐが、樹脂材料Ｐの量の少ない曲線の外側に拡がることにより、樹脂材料Ｐの供給量を均等に近くすることができる。
また、図６に示すように、相対位置が樹脂材料収容部２１の縁２４に沿って移動する際に供給される樹脂材料Ｐ１は、縁２４側には拡がらないため、相対位置を等速で移動させると、樹脂材料収容部２１のより内側で移動する際に供給される樹脂材料Ｐ２よりも多くなる。そこで、相対位置が樹脂材料収容部２１の縁２４に沿って移動する際の移動速度を、他の位置での移動速度よりも速くすることにより、樹脂材料Ｐの供給量を均等に近くすることができる。
本実施形態の樹脂材料供給装置１０で樹脂材料を供給する樹脂材料移送トレイの樹脂材料収容部（及び、それに対応した圧縮成形装置の成形型のキャビティ）の平面形状は、図３に示した長方形に限らず、長方形以外の四角形、四角形以外の多角形、円形等、任意の形状とすることができる。例えば樹脂材料収容部２１Ａが円形である樹脂材料移送トレイ２０Ａを用いる場合には、図７(a)に示す軌道２３Ａ１に沿って相対位置を移動させることができる。この移動では、相対位置は、樹脂材料収容部２１Ａの縁付近を開始位置２２Ａとして、まず、該縁に沿って円弧状に90°弱移動した後に、円の中心に向かって樹脂材料供給口１２１の幅の分だけ移動しつつＵターンし、同心円（円弧）状に逆方向に90°弱移動した後にさらにＵターンするという動作を、該円の中心付近に到達するまで繰り返す。ここで90°ではなく「90°弱」としている理由は、Ｕターンに要する領域を確保するためである。続いて、相対位置は、相対位置は該円の中心付近で180°弱移動し、樹脂材料収容部２１Ａの縁に向かって樹脂材料供給口１２１の幅の分だけ移動しつつＵターンし、同心円（円弧）状に逆方向に90°弱移動した後にさらにＵターンするという動作を、縁付近に到達するまで繰り返す。さらに相対位置は、縁付近で180°弱移動したうえで、これまでと同様の、縁付近から円の中心に向かう操作を行った後に円の中心から縁付近に向かう操作を行う。そして、相対位置が該縁付近で円弧状に移動する際に開始位置２２Ａに到達し、一連の移動を終了する。
相対位置は、図７(a)の例では90°弱移動する毎にＵターンし、円の中心又は縁に到達したときに180°弱移動しているが、図７(b)に軌道２３Ａ２で示すように、180°弱移動する毎にＵターンし、円の中心又は縁に到達したときに360°弱移動するようにしてもよい。
図８に、変形例の樹脂材料供給装置１０Ａの概略構成を示す。変形例の樹脂材料供給装置１０Ａは、上述の樹脂材料供給装置１０が有する構成要素に加えて、供給速度検出部１９１と警報発信部１９２を有する。供給速度検出部１９１は、供給対象物に樹脂材料を供給する間、計量部１４が計量した重量を取得し、該重量の時間変化から供給対象物への樹脂材料の供給速度を検出する。警報発信部１９２は、供給速度検出部１９１で検出された樹脂材料の供給速度が所定範囲から外れている場合に警報音を発する。警報発信部１９２は、警報音を発する代わりに、光を発したり、画面上に画像を表示するようにしてもよい。供給速度が所定範囲から外れると、供給対象物に供給される樹脂材料の量が目標値から外れてしまうため、このように警報を発することによって、誤った樹脂材料の量で樹脂成形が行われることを防止することができる。なお、警報発信部１９２を設ける代わりに、供給速度検出部１９１で検出された樹脂材料の供給速度が所定範囲から外れている場合に装置を停止させる停止制御部を設けてもよい。
ここまでの例では、樹脂材料移送トレイ２０に樹脂材料を供給する場合を例に説明したが、上記の以外の構成を有する樹脂材料移送トレイに樹脂材料供給装置１０から樹脂材料を供給してもよい。また、成形型を可搬として、該成形型のキャビティに樹脂材料供給装置１０から樹脂材料を供給してもよいし、電子部品が実装された基板の表面に樹脂材料供給装置１０から樹脂材料を供給してもよい。樹脂材料は粉体状のものには限らず、液体状のものを用いてもよい。
(3) 本実施形態の樹脂成形装置（圧縮成形装置）及び樹脂成形品製造方法の実施形態
本実施形態の樹脂成形装置は、前述の樹脂材料供給装置１０と、圧縮成形部３０を有する。以下、図９を用いて圧縮成形部３０の構成を説明する。
圧縮成形部３０は、下部固定盤３１１の四隅にそれぞれタイバー３２（合わせて4本）が立設されており、タイバー３２の上端付近には長方形の上部固定盤３１２が設けられている。下部固定盤３１１と上部固定盤３１２の間には長方形の可動プラテン３３が設けられている。可動プラテン３３は、四隅にタイバー３２が通過する孔が設けられており、タイバー３２に沿って上下に移動可能である。下部固定盤３１１の上には、可動プラテン３３を上下に移動させる装置である型締装置３４が設けられている。
可動プラテン３３の上面には下部ヒータ３５１が配置され、下部ヒータ３５１の上に、前記第２の成形型である下型ＬＭが設けられている。
上部固定盤３１２の下面には上部ヒータ３５２が配置され、上部ヒータ３５２の下に、前記第１の成形型である上型ＵＭが取り付けられている。上型ＵＭの下面には、半導体チップが実装された基板Ｓを取り付けることができるようになっている。上型ＵＭと下型ＬＭは、互いに対向して配置される。
圧縮成形部３０の動作は以下の通りである。まず、基板移動機構（図示せず）により、上型ＵＭの下面に、半導体チップが実装された基板Ｓを取り付ける。次に、前述のように樹脂材料供給装置１０において樹脂材料Ｐが供給された樹脂材料移送トレイ２０を移送部１８により下型ＬＭの直上に移送し、樹脂材料収容空間ＰＡ内の樹脂材料Ｐを離型フィルムＦと共にキャビティＭＣ内に収容する。なお、上型ＵＭへの基板Ｓの取り付けと、下型ＬＭへの樹脂材料Ｐの収容は、上記と逆の順で行ってもよい。
この状態で、下部ヒータ３５１によりキャビティＭＣ内の樹脂材料Ｐを加熱することにより軟化させると共に、上部ヒータ３５２により基板Ｓを加熱する。樹脂材料Ｐ及び基板Ｓが加熱された状態で、型締装置３４により可動プラテン３３を上昇させ、成形型（上型ＵＭと下型ＬＭ）を型締めし、樹脂材料Ｐを硬化させる。樹脂材料Ｐが硬化した後、型締装置３４により可動プラテン３３を下降させることにより型開きする。
以上に述べた樹脂材料供給装置１０及び圧縮成形部３０の動作（樹脂成形品製造方法）により、半導体チップが樹脂封止された樹脂封止品（樹脂成形品）が製造される。得られた樹脂封止品は、下型ＬＭの内面が離型フィルムＦで被覆されていることにより、下型ＬＭからスムーズに離型される。
次に、図１０を用いて、本発明に係る樹脂成形装置の他の実施形態を説明する。本実施形態の樹脂成形装置４０は、材料受入モジュール４１、成形モジュール４２、及び払出モジュール４３を有する。材料受入モジュール４１は、樹脂材料Ｐ及び基板Ｓを外部から受け入れて成形モジュール４２に送出するための装置であって、前述の樹脂材料供給装置１０を備えると共に、基板受入部４１１を有する。1台の成形モジュール４２は前述の圧縮成形部３０を1組備える。図１０には成形モジュール４２が3台示されているが、樹脂成形装置４０には成形モジュール４２を任意の台数設けることができる。また、樹脂成形装置４０を組み上げて使用を開始した後であっても、成形モジュール４２を増減することもできる。払出モジュール４３は、成形モジュール４２で製造された樹脂成形品を成形モジュール４２から搬入して保持しておくものであって、樹脂成形品保持部４３１を有する。
材料受入モジュール４１、1又は複数台の成形モジュール４２、及び払出モジュール４３を貫くように、基板Ｓ、樹脂材料移送トレイ２０、及び樹脂成形品を搬送する主搬送装置４６が設けられている。前述の移送部１８は、主搬送装置４６の一部を構成する。また、各モジュール内には、主搬送装置４６と当該モジュール内の装置との間で基板Ｓ、樹脂材料移送トレイ２０、及び樹脂成形品を搬送する副搬送装置４７が設けられている。
その他、樹脂成形装置４０は、上記各モジュールを動作させるための電源及び制御部（いずれも図示せず）を有する。
樹脂成形装置４０の動作を説明する。基板Ｓは、操作者によって材料受入モジュール４１の基板受入部４１１に保持される。主搬送装置４６及び副搬送装置４７は、基板Ｓを基板受入部４１１から、成形モジュール４２のうちの1台にある圧縮成形部３０に搬送し、基板Ｓを当該圧縮成形部３０の上型ＵＭに取り付ける。続いて、主搬送装置４６及び副搬送装置４７は、樹脂材料移送トレイ２０を樹脂材料供給装置１０に搬入する。樹脂材料供給装置１０では前述のように樹脂材料移送トレイ２０に樹脂材料Ｐを供給する。主搬送装置４６及び副搬送装置４７は、樹脂材料Ｐが供給された樹脂材料移送トレイ２０を、基板Ｓが上型ＵＭに取り付けられた成形モジュール４２の圧縮成形部３０に搬送し、当該圧縮成形部３０の下型ＬＭの上に樹脂材料移送トレイ２０を配置したうえで、樹脂材料移送トレイ２０から下型ＬＭのキャビティＭＣに樹脂材料Ｐを供給する。その後、主搬送装置４６及び副搬送装置４７によって樹脂材料移送トレイ２０を圧縮成形部３０から搬出したうえで、当該圧縮成形部３０において圧縮成形を行う。当該圧縮成形部３０で圧縮成形を行っている間に、他の圧縮成形部３０に対してこれまでと同様の操作を行うことにより、複数の圧縮成形部３０間で時間をずらしながら並行して圧縮成形を行うことができる。圧縮成形により得られた樹脂成形品は、主搬送装置４６及び副搬送装置４７によって圧縮成形部３０から搬出され、払出モジュール４３の樹脂成形品保持部４３１に搬入されて保持される。ユーザは適宜、樹脂成形品を樹脂成形品保持部４３１から取り出す。
本発明は言うまでもなく上記各実施形態には限定されず、上記説明で述べた点以外にも種々の変形が可能である。
１０、１０Ａ…樹脂材料供給装置
１１…樹脂材料保持部
１２…トラフ
１２１…樹脂材料供給口
１３…励振部
１４…計量部
１５…原供給部
１５１…原供給口
１５２…原供給部励振部
１６…保持台
１７…移動部
１８…移送部
１９…制御部
１９１…供給速度検出部
１９２…警報発信部
２０、２０Ａ…樹脂材料移送トレイ
２１、２１Ａ…樹脂材料収容部
２１１…樹脂材料収容枠
２１１１…停止部
２１２…フィルムテンション枠材
２１２１…突出部
２１３…フィルム把持部
２２、２２Ａ…開始位置
２３、２３Ａ１、２３Ａ２、９２…相対位置の移動の軌道
２４、２４１、２４２、２４３、２４４…樹脂材料収容部の縁
２４５……樹脂材料収容部の長辺の縁の中央
２５…曲線の外側の領域
３０…圧縮成形部
３１１…下部固定盤
３１２…上部固定盤
３２…タイバー
３３…可動プラテン
３４…型締装置
３５１…下部ヒータ
３５２…上部ヒータ
４０…樹脂成形装置
４１…材料受入モジュール
４１１…基板受入部
４２…成形モジュール
４３…払出モジュール
４３１…樹脂成形品保持部
４６…主搬送装置
４７…副搬送装置
９１…キャビティ
Ｆ…離型フィルム
ＬＭ…下型（第２の成形型）
ＭＣ…キャビティ
Ｐ…樹脂材料
ＰＡ…樹脂材料収容空間
Ｓ…基板
ＵＭ…上型（第１の成形型）
上記課題を解決するために成された本発明に係る樹脂材料供給装置は、
a) 樹脂材料を供給する対象である供給対象物を保持する供給対象物保持部と、
b) 該供給対象物保持部の上方に設けられた樹脂材料供給口と、
c) 前記供給対象物保持部に保持された供給対象物に対する前記樹脂材料供給口の水平方向の相対位置を移動させる移動部と、
d) 前記供給対象物に樹脂材料を供給する領域である供給対象領域を仮想的な分割線に関して対称な2つの部分領域に分割し、前記相対位置が単一の開始位置から該開始位置に戻る移動経路を通り、該移動経路が該分割線に関して対称であって同じ位置を2回以上通過することなく且つ前記2つの部分領域においてそれぞれ複数回折り返すように、前記移動部を制御する制御部と
を備えることを特徴とする。
本発明に係る樹脂材料供給方法は、樹脂材料を供給する対象である供給対象物に樹脂材料を供給する領域である供給対象領域を仮想的な分割線に関して対称な2つの部分領域に分割し、該供給対象物と該供給対象物の上方に設けられた樹脂材料供給口の水平方向の相対位置が単一の開始位置から該開始位置に戻る移動経路を通り、該移動経路が該分割線に関して対称であって同じ位置を2回以上通過することなく且つ前記2つの部分領域においてそれぞれ複数回折り返すように、前記供給対象領域において該相対位置を移動させながら該樹脂材料供給口から該供給対象物に樹脂材料を供給することを特徴とする。
樹脂材料供給装置１０はさらに、制御部１９を有する。制御部１９は、コンピュータのハードウエア及びソフトウエアにより具現化されており、樹脂材料供給口１２１から樹脂材料Ｐを樹脂材料移送トレイ２０に供給する際のON/OFFや供給速度を制御すると共に、移動部１７の動作を制御するものである。制御部１９による制御の詳細は、樹脂材料供給装置１０の全体の動作と共に以下で説明する。
相対位置を移動させる速度（移動速度）は、一定であってもよいが、以下に例示するように、位置によって可変とすることもできる。なお、相対位置の移動速度は、移動開始の直後である立ち上がり期間よりも、やや移動した後の方が制御が容易である。そのため、本実施形態では、立ち上がり期間より後の時間の移動速度を可変とする。例えば、軌道２３においてＵターンをする所では、曲線の外側の領域（図３に符号２５を付して示した領域）に供給される樹脂材料Ｐの量が直線の所と比較して少なくなるため、Ｕターンをする所で相対位置の移動速度を遅くすることで当該曲線の部分に多めに樹脂材料Ｐを供給する。こうして曲線に多めに供給された樹脂材料Ｐが、樹脂材料Ｐの量の少ない曲線の外側に拡がることにより、樹脂材料Ｐの供給量を均等に近くすることができる。
本実施形態の樹脂材料供給装置１０で樹脂材料を供給する樹脂材料移送トレイの樹脂材料収容部（及び、それに対応した圧縮成形装置の成形型のキャビティ）の平面形状は、図３に示した長方形に限らず、長方形以外の四角形、四角形以外の多角形、円形等、任意の形状とすることができる。例えば樹脂材料収容部２１Ａが円形である樹脂材料移送トレイ２０Ａを用いる場合には、図７(a)に示す軌道２３Ａ１に沿って相対位置を移動させることができる。この移動では、相対位置は、樹脂材料収容部２１Ａの縁付近を開始位置２２Ａとして、まず、該縁に沿って円弧状に90°弱移動した後に、円の中心に向かって樹脂材料供給口１２１の幅の分だけ移動しつつＵターンし、同心円（円弧）状に逆方向に90°弱移動した後にさらにＵターンするという動作を、該円の中心付近に到達するまで繰り返す。ここで90°ではなく「90°弱」としている理由は、Ｕターンに要する領域を確保するためである。続いて、相対位置は、該円の中心付近で180°弱移動し、樹脂材料収容部２１Ａの縁に向かって樹脂材料供給口１２１の幅の分だけ移動しつつＵターンし、同心円（円弧）状に逆方向に90°弱移動した後にさらにＵターンするという動作を、縁付近に到達するまで繰り返す。さらに相対位置は、縁付近で180°弱移動したうえで、これまでと同様の、縁付近から円の中心に向かう操作を行った後に円の中心から縁付近に向かう操作を行う。そして、相対位置が該縁付近で円弧状に移動する際に開始位置２２Ａに到達し、一連の移動を終了する。

Claims (10)

  1. a) 樹脂材料を供給する対象である供給対象物を保持する供給対象物保持部と、
    b) 該供給対象物保持部の上方に設けられた樹脂材料供給口と、
    c) 前記供給対象物保持部に保持された供給対象物に対する前記樹脂材料供給口の水平方向の相対位置を移動させる移動部と、
    d) 前記相対位置が、開始位置から、移動経路中に同じ位置を2回以上通過することなく該開始位置に戻るように、前記供給対象物の供給対象領域における前記移動部の移動を制御する制御部と
    を備えることを特徴とする樹脂材料供給装置。
  2. 前記相対位置の移動速度及び前記樹脂材料供給口から供給される樹脂材料の供給速度のいずれか一方又は両方が可変であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂材料供給装置。
  3. 前記移動速度が可変であって前記供給速度が等速であることを特徴とする請求項２に記載の樹脂材料供給装置。
  4. 前記樹脂材料供給口から供給される樹脂材料の供給速度を検出する供給速度検出部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂材料供給装置。
  5. 樹脂材料を供給する対象である供給対象物と該供給対象物の上方に設けられた樹脂材料供給口の水平方向の相対位置を、開始位置から、移動経路中に同じ位置を2回以上通過することなく該開始位置に戻るように、前記供給対象物の供給対象領域において移動させながら、該樹脂材料供給口から該供給対象物に樹脂材料を供給することを特徴とする樹脂材料供給方法。
  6. 前記相対位置の移動速度及び前記樹脂材料供給口から供給される樹脂材料の供給速度のいずれか一方又は両方が可変であることを特徴とする請求項５に記載の樹脂材料供給方法。
  7. 前記移動速度が可変であって前記供給速度が等速であることを特徴とする請求項６に記載の樹脂材料供給方法。
  8. 前記樹脂材料供給口から供給される樹脂材料の供給速度を検出することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の樹脂材料供給方法。
  9. 請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂材料供給装置と、
    第１の成形型と、キャビティを有する第２の成形型と、該第１の成形型と該第２の成形型を型締めする型締機構を有する圧縮成形部と、
    前記樹脂材料供給装置により樹脂材料が供給された供給対象物を前記キャビティの上に移送し、該供給対象物から該キャビティに該樹脂材料を供給する移送部と
    を備えることを特徴とする樹脂成形装置。
  10. 請求項５〜８のいずれかに記載の樹脂材料供給方法により前記供給対象物に樹脂材料を供給する工程と、
    樹脂材料が供給された供給対象物を第２の成形型のキャビティに移送し、該供給対象物から該キャビティに該樹脂材料を供給する工程と、
    第１の成形型と、キャビティに樹脂材料が供給された第２の成形型を型締めする工程と
    を有することを特徴とする樹脂成形品製造方法。
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