JP3545954B2

JP3545954B2 - 樹脂配合比検出方法および樹脂注入装置

Info

Publication number: JP3545954B2
Application number: JP33470398A
Authority: JP
Inventors: 伸宏西山; 渉高瀬
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-11-25
Filing date: 1998-11-25
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2018-11-25
Also published as: JP2000162207A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数種類の液状成分を混合して得られる液状樹脂を硬化させる前に、硬化剤などの配合比を検出する樹脂配合比検出方法、および樹脂配合比の検出機能を備える樹脂注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体回路基板や半導体素子などでは、耐湿性などを向上し、信頼性を高めるためにシリコン樹脂などで覆うポッティングなどと呼ばれる処理が施されることがある。このような工程では、注入前には樹脂は固まりにくく、注入後は樹脂が速やかに固まることが要望される。樹脂としては主剤と硬化剤とを混合し、混合した後では迅速に液状樹脂が固化するような２液硬化型の樹脂が多く用いられている。このような２液硬化型の樹脂を用いる場合には、硬化剤の配合比を適切な範囲に保つことが重要である。硬化剤の配合比が適切な範囲から外れると、硬化の反応が進まなかったり、硬化後の樹脂の特性が悪くなったりするおそれがあるからである。
【０００３】
２液硬化型樹脂のような混合液体中の成分混合比を検出する先行技術は、たとえば特開平２−４９１４３、特開平２−１０７９４８、特開平２−１４１６４５、特開平４−２４２１４８などに開示されている。特開平２−４９１４３、特開平２−１０７９４８、特開平２−１４１６４５では、液状の混合燃料の混合比を、発光ダイオードが照射する赤外光を混合燃料と透光体との界面で反射する際に、混合比に対応して変化する臨界角に応じて強度が変化する現象を利用して、混合比を検出している。特開平４−２４２１４８には、前述のような混合比を検出するためのセンサユニットを、射出成形で製造することに関連する先行技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述の先行技術では、混合燃料の混合比を赤外光によって連続的に計測しながら、混合燃料を燃焼させる際の点火時期などを制御するデータとしている。２液硬化樹脂などは、硬化前でも燃料などに比較して粘度が高く、界面での反射などを利用しての光学的な混合比の検出方法を適用することはできない。たとえば２液硬化型のシリコン樹脂では、主剤に対する硬化剤の比率が硬化剤一部に対して主剤が３０部〜１００部、すなわち１：３０〜１：１００のように混合比率が高くなり、硬化剤の割合が非常に小さいので、臨界角に基づく混合比の検出が可能であったとしても、その精度は必ずしも良好ではないはずである。
【０００５】
主剤と混合剤との配合比について、適切な検出方法が確立されていないので、従来は混合後の樹脂を一定時間放置し、硬化を実際に確認して、配合比が適切であるか否かを判断している。硬化剤が不足しているようなときには、硬化の進行も遅れるので、硬化剤をさらに追加して、適切な範囲となるように再調整することもある程度は可能である。しかしながら、硬化剤が過剰になると、一般には硬化が急速に進み、主剤をさらに追加して適切な硬化剤の配合比になるように調整することは非常に困難である。また、一定時間後の硬化した状態でしか配合比を確認することができないので、時間のロスが大きい。量産の装置であれば、タクトが延びてしまう。もしくは、確認せずにそのまま生産を行い、硬化後の生産品の状態で判断しなければならないために、硬化剤が不足して未硬化となると、多大のロスを生じてしまう。
【０００６】
本発明の目的は、実際に樹脂を硬化させないでも硬化剤などの配合比を迅速に検出することができる樹脂配合比検出方法、および樹脂の配合比を検出しながら樹脂を所定の部位に送出して注型などを行うことができる樹脂注入装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数種類の液状成分を混合して得られる樹脂に対し、予め定める液状成分の配合比を検出する方法であって、
該液状成分中に、紫外線のエネルギを受けて、可視光を発光し紫外線照射後も緩慢に減衰しながら可視光を発光する蓄光剤を予め定める一定の密度で分散させておき、
該液状成分を他の液状成分と混合した後で、紫外線を照射し、該蓄光剤からの発光強度に基づいて該液状成分の配合比を検出することを特徴とする樹脂配合比検出方法である。
【０００８】
本発明に従えば、複数種類の液状成分を混合して得られる樹脂に対し、予め定める液状成分については紫外線によって発光する蓄光剤を予め定める一定の密度で分散させておく。混合後の樹脂に紫外線を照射すれば、蓄光剤からの発光強度に基づいて、全体に対する蓄光剤の存在量を検出することができ、液状成分に対する密度から、蓄光剤を分散させておいた液状成分の配合比を検出することができる。
【００１０】
また、配合比を検出する液状成分中に分散される蓄光剤は、紫外線のエネルギを受けて可視光を発光する蛍光剤であるので、混合後の樹脂の内部から発光させることができ、界面の性状の影響を受けずに、配合比を容易に検出することができる。
【００１２】
また、配合比を検出する液状成分中には、紫外線照射後も緩慢に減衰しながら可視光を発光する蓄光剤を分散させておくので、発光強度の検出を紫外線照射と必ずしも同時に行う必要はなく、安定に配合比の検出を行うことができる。
【００１３】
また本発明は、前記予め定める液状成分は硬化剤であり、
前記樹脂は、該硬化剤の添加によって硬化する主剤を含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、硬化剤に紫外線を受けて発光する物質を一定の密度で分散させておいて、主剤と混合比で硬化させるので、紫外線の照射後硬化剤の添加量を適切に検出し、樹脂の硬化などの反応を有効に制御することができる。
【００１５】
さらに本発明は、蓄光剤入の硬化剤と主剤とを混合させて液状樹脂を生成する混合器と、
混合器で混合された液状樹脂を、所定部位に吐出して硬化させるための注入ノズルと、
液状樹脂を混合器から注入ノズルに導く経路の途中に設けられ、液状樹脂に紫外線を照射する紫外線照射器と、
該経路で紫外線照射器の下流側に設けられ、液状樹脂中の蓄光剤から放出される光束を受光する受光素子と、
受光素子によって受光される光束に基づいて、液状樹脂中の硬化剤の配合比を算出する演算回路とを含むことを特徴とする樹脂注入装置である。
【００１６】
本発明に従えば、混合器で混合された主剤と硬化剤とは、注入ノズルに導かれて所定の部位に吐出されて硬化する。主剤と硬化剤とを混合する混合器から注入ノズルまで混合された樹脂を導く経路の途中には、樹脂に紫外線を照射する紫外線照射器と、紫外線が照射された樹脂中から発生される光を受光する受光素子が設けられる。受光素子によって受光される光束は蓄光剤の量に対応するので、受光素子の出力から、硬化剤の配合比を算出することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の概略的な構成を示す。図１（ａ）は、２液硬化樹脂で、主剤に対する硬化剤の配合比を検出する基本的な構成を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）の基本的な構成を応用した２液型樹脂注入装置の構成を示す。図１（ａ）に示すように、紫外線照射部１から紫外線を照射し、受光素子部２で光を受光すると、紫外線が照射される混合樹脂３中の蓄光剤４から発光する光が受光される。蓄光剤４は、紫外線が照射されると、そのエネルギによって励起され、緩慢に減衰する状態で緑や青の可視光を発光し、最終的に発光しなくなるまで続ける。
【００１８】
蓄光剤４入の混合樹脂３にＵＶランプなどを含む紫外線照射部１から紫外線を照射すると、蓄光剤４を構成する原子の電子が励起され、可視光を放出しながら徐々に元の軌道に戻る。このような蓄光剤から発光される光束をフォトダイオードなどの受光素子部２で取込むことによって、混合樹脂３での樹脂の配合比を検出することができる。なお、発光後の蓄光剤４ａからの光束を受光する受光素子部２の周辺は、遮光部５で覆って、外部からの光が入ってこないようにしておく。受光素子部２は、遮光部５に設けられる開口部６に臨み、発光後の蓄光剤４ａから発光される光束を受ける。発光後の蓄光剤４ａからの光束を受光するために、混合樹脂の進行方向７に関し、紫外線照射部１の下流側に受光素子部２を配置する。
【００１９】
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すようにして混合樹脂３の配合比を検出する機能を有する樹脂注入装置１０についての概略的な構成を示す。図１（ａ）の混合樹脂３は、たとえば２液硬化型のシリコン樹脂であり、主剤は主剤容器１１に貯留される。硬化剤は硬化剤容器１１に貯留される。硬化剤中には、一定の密度で蓄光剤４が分散されている。主剤容器１１からの主剤と硬化剤容器１２からの硬化剤とは、混合器１３で混合され、注入ノズル１４に導かれてポッティングなどを行う所定の部位に吐出される。図１（ａ）に示すような紫外線照射部１や受光素子部２は、混合器１３から注入ノズル１４に混合樹脂が導かれる経路に沿って配置される。制御装置１５は、受光素子部２が受光する光束の単位面積当たりの強度などに基づいて、混合樹脂中に含まれる硬化剤の配合比を算出する。制御装置１５は、算出される配合比に従って配合比が一定になるように、バルブ１６，１７の開度のフィードバック制御を行う。
【００２０】
図２は、本発明の実施の他の形態として、図１（ａ）に示す紫外線照射部１と受光素子部２とを用い、混合樹脂３の単位断面積当たりの光束を測定することによって、流量を検出する原理を示す。本実施形態のような原理に基づき、図１（ｂ）の制御装置１５で、混合樹脂の流量も算出することができる。
【００２１】
図１（ａ）に示すような蓄光剤４は、長残光性蛍光の１種である。一般的な夜光塗料として用いられる蛍光体としては、たとえばＺｎＳ（硫化亜鉛）にＣｕ（銅）を添加した物質が知られている。しかしながら、このような蛍光物質は、残光時間が１〜２時間程度しかない。長時間の発光が必要な場合には、放射性物質であるＰｍ（プロメチウム）が添加される。しかしながら、取扱いに注意を要する放射性物質であるので、その応用は大変限定されてしまう。
【００２２】
本実施形態の蓄光剤は、複数種類の希土類を添加して、従来の蛍光剤の１０倍以上の輝度と残光時間とを実現し、６〜８時間にわたって光の放出を続けることができる。発光する光は、緑や青の系統であり、たとえば５２０ｎｍの発光ピーク波長を有する。Ｄ６５の光を２００Ｌｘの照度で４分間照射した後、２０分経過後の輝度は、約３００ｍｃｄ／ｍ^２となる。これに対し、従来のＺｎＳでは、２０ｍｃｄ／ｍ^２程度となる。０．３２ｍｃｄ／ｍ^２に減衰するまでに要する時間である残光時間は、２０００分以上であり、従来のＺｎＳの２００〜４００分に比較して非常に長くなっている。このような蓄光剤４は、１７０〜２００メッシュ程度の微細な粉末となっており、混合樹脂３に用いる硬化剤中に分散させることができる。蓄光剤４として用いることができる商品としてはたとえば東京インテリジェントネットワーク株式会社から長残光性蛍光体として発売されていたり、ケミテック株式会社からピカリコという商標で発売されている蓄光材料を用いることができる。
【００２３】
図３は、図１（ａ）の受光素子部２が検出する光束の強度と硬化剤の配合比との関係を示す。標準的な配合比に対して、光束との対応関係を予め求めておけば、光束から配合比を容易に算出することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数成分を混合して得られる樹脂中で、予め定める液状成分については、紫外線を照射した後で発光する蓄光剤を一定の密度で分散させておくので、混合後の液状樹脂に紫外線を照射すれば、発光の強度から蓄光剤が分散されている液状成分の配合率を算出することができる。
【００２５】
また、液状成分中に分散させる蓄光剤は、紫外線によって可視光を発光する蛍光剤であるので、紫外線の照射で配合比に対応する強度の発光を生じさせることができる。
【００２６】
また、蛍光剤として蓄光剤を用い、紫外線照射後も発光状態を長期間継続するので、配合比の検出を安定に行うことができる。
また、本発明によれば、実際に樹脂を硬化させないでも、主剤と硬化剤との配合比を迅速に検出して適切か否かを判断することができる。
【００２７】
さらに本発明によれば、混合器で主剤と混合する硬化剤中に蓄光剤を分散させておき、混合後の液状樹脂に紫外線を照射して、液状樹脂中に含まれる硬化剤の配合比を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の他の形態の原理的な構成を示す図である。
【図３】図１の実施形態で混合樹脂硬化剤の配合と受光する光束の強度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１紫外線照射部
２受光素子部
３混合樹脂
４蓄光剤
１０樹脂注入装置
１３混合器
１４注入ノズル
１５制御装置

Claims

複数種類の液状成分を混合して得られる樹脂に対し、予め定める液状成分の配合比を検出する方法であって、
該液状成分中に、紫外線のエネルギを受けて、可視光を発光し紫外線照射後も緩慢に減衰しながら可視光を発光する蓄光剤を予め定める一定の密度で分散させておき、
該液状成分を他の液状成分と混合した後で、紫外線を照射し、該蓄光剤からの発光強度に基づいて該液状成分の配合比を検出することを特徴とする樹脂配合比検出方法。
前記予め定める液状成分は硬化剤であり、
前記樹脂は、該硬化剤の添加によって硬化する主剤を含むことを特徴とする請求項１記載の樹脂混合比検出方法。
蓄光剤入の硬化剤と主剤とを混合させて液状樹脂を生成する混合器と、
混合器で混合された液状樹脂を、所定部位に吐出して硬化させるための注入ノズルと、
液状樹脂を混合器から注入ノズルに導く経路の途中に設けられ、液状樹脂に紫外線を照射する紫外線照射器と、
該経路で紫外線照射器の下流側に設けられ、液状樹脂中の蓄光剤から放出される光束を受光する受光素子と、
受光素子によって受光される光束に基づいて、液状樹脂中の硬化剤の配合比を算出する演算回路とを含むことを特徴とする樹脂注入装置。