JP5004872B2 - 樹脂封止装置及び樹脂封止方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディスペンサーを使用して、下型のキャビティに液状樹脂を供給し、基板に装着された複数のチップ状部品を圧縮成形によって樹脂封止する、電子部品の樹脂封止装置及び樹脂封止成形方法に関するものである。

電子部品のパッケージを樹脂封止する樹脂封止装置には、様々な種類のものが開発され実用化されている。その１つに、常温で液状である樹脂すなわち液状樹脂をディスペンサーを使用して下型のキャビティに供給する方法がある。この方法によれば、液状樹脂を一定量ずつ供給することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１６５１３３号（第４頁、第４図）

しかしながら、ディスペンサーの取付を作業員が行っていたことによって、取付ミスによる樹脂封止装置の一時停止という事態が発生して、稼働率低下を招いていた。また、作業者はシリンジ内の液状樹脂の量によって取付位置を調節していたため、作業が煩雑になるという問題点が生じていた。

本発明の目的は、装置にディスペンサー自動装着機構を搭載することにより、稼働率の向上と省力化とを図ることにある。

以下、「課題を解決するための手段」と「発明の効果」と「発明を実施するための最良の形態」との説明におけるかっこ内の符号は、説明における用語と図面に示された構成要素とを対比しやすくする目的で記載されたものである。また、これらの符号等は、「図面に示された構成要素に限定して、説明における用語の意義を解釈すること」を意味するものではない。

上述の課題を解決するために、本発明に係る樹脂封止装置は、上型と該上型に対向する下型と該下型に設けられたキャビティとを備え、上型と下型とが型開きした状態においてキャビティに液状樹脂（３）を供給し、上型と下型との間に基板に装着された複数の電子部品を介在させながら該上型と該下型を型締めした状態において液状樹脂（３）を硬化させることによって、該電子部品を樹脂封止する樹脂封止装置であって、液状樹脂（３）が収容されたシリンジ（２）と、シリンジ（２）に収容された液状樹脂（３）に接するプランジャー（６）と、シリンジ（２）が接続されるディスペンサー（１）と、ディスペンサー（１）におけるシリンジ（２）の接続箇所に該シリンジ（２）の方向に進退自在に取り付けられており、先端にプランジャー（６）が連結されるロッド（５）と、ディスペンサー（１）における接続箇所に到達したシリンジ（２）をディスペンサー（１）に固定するためのロック機構（１４）と、ロッド（５）及びロック機構（１４）の動作を制御する制御部（１８）とを備え、制御部（１８）が、プランジャー（６）と連結したロッド（５）をディスペンサー（１）側へ後退させることにより、該プランジャー（６）とともに移動するシリンジ（２）を該ディスペンサー（１）における接続箇所に到達させ、その状態で該シリンジ（２）と該ディスペンサー（１）にロック機構（１４）を作動させることを特徴とする。

また、本発明に係る樹脂封止装置は、上述の樹脂封止装置において、プランジャー（６）と連結するときのロッド（５）が、シリンジ（２）に収容された量が吐出可能な範囲で最も少ない量である場合の液状樹脂（３）に接するプランジャー（６）に届く位置まで突出していることを特徴とする。

また、本発明に係る樹脂封止装置は、上述の樹脂封止装置において、シリンジ（２）がディスペンサー（１）における接続箇所に到達したことを示す信号を発するセンサ（１７）を備えるとともに、センサ（１７）からの信号により、制御部が（１８）、接続箇所にシリンジ（２）が到達したと判断した場合には、ロッド（５）の後退を停止させ、制御部（１８）が、接続箇所にシリンジ（２）が到達しなかったと判断した場合には、所定の警報手段により警報を発することを特徴とする。

また、本発明に係る樹脂封止装置は、上述の樹脂封止装置において、ロック機構（１４）がシリンジ（２）を保温する機能を有するものであることを特徴とする。

また、本発明に係る樹脂封止方法は、上型と該上型に対向する下型と該下型に設けられたキャビティとを備え、上型と下型とが型開きした状態においてキャビティに液状樹脂（３）を供給し、上型と下型との間に基板に装着された複数の電子部品を介在させながら該上型と該下型を型締めした状態において液状樹脂（３）を硬化させることによって、該電子部品を樹脂封止する樹脂封止方法であって、シリンジ（２）の外筒の開口部とディスペンサー（１）におけるシリンジ（２）の接続箇所とが対向する位置関係になるようにシリンジ（２）とディスペンサー（１）の位置合わせを行う工程と、ディスペンサー（１）における接続箇所にシリンジ（２）の方向に進退自在に取り付けられたロッド（５）の先端と、シリンジ（２）に収容された液状樹脂（３）に接するプランジャー（６）とを連結する工程と、ロッド（５）を後退させることにより、該ロッド（５）と連結したプランジャー（６）とともに移動するシリンジ（２）をディスペンサー（１）における接続箇所に到達させる工程と、シリンジ（２）をディスペンサー（１）に固定するために、ディスペンサー（１）と該ディスペンサー（１）における接続箇所に到達したシリンジ（２）をロック機構（１４）で固定する工程と、ロッド（５）を前進させて液状樹脂（３）をシリンジ（２）から吐出させることにより、キャビティに液状樹脂（３）を供給する工程とを備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る樹脂封止方法は、上述の樹脂封止方法において、ロッド（５）とプランジャー（６）とを連結する工程の前に、シリンジ（２）に収容された量が吐出可能な範囲で最も少ない量である場合の液状樹脂（３）に接するプランジャー（６）に届く位置まで該ロッド（５）を突出させる工程を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る樹脂封止方法は、上述の樹脂封止方法において、シリンジ（２）がディスペンサー（１）における接続箇所に到達したことを示す信号がセンサ（１７）から発せられた場合に、ロッド（５）の後退を停止させる工程と、シリンジ（２）がディスペンサー（１）における接続箇所に到達しなかった場合に、所定の警報手段により警報を発する工程とを備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る樹脂封止方法は、上述の樹脂封止方法において、ロック機構（１４）がシリンジ（２）を保温する機能を有するものであることを特徴とする。

本発明によれば、シリンジ（２）内に収容された液状樹脂（３）の量に影響されることなく、シリンジ（２）とディスペンサー（１）とを自動装着することができる。前記自動装着の機構を活用することにより、シリンジ（２）を自動交換することも可能である。加えて、シリンジ（２）を所定の場所に取り付けたディスペンサー（１）を装置に自動装着することもできる。これにより、作業員による取付ミスを防止し、装置の稼働率を向上させ、また、自動化による省力化を図ることができる。

ディスペンサー（１）は、筒状部（８）と、ロック機構接続部（１１）と、先端がねじ部（７）となっている進退・回転自在のロッド（５）とを有する。筒状部（８）の外壁には開口（９）が設けられており、吸引経路（１０）を介して吸引機構（１６）へつながる圧力センサ（１７）と、制御部（１８）とを有する。シリンジ（２）は、ノズル（４）と、シリンジ（２）内に収容された液状樹脂（３）の量に応じた位置に設けられたプランジャー（６）とを有し、プランジャー（６）の中央部分にはねじ孔（１３）を備える。ロッド（５）先端のねじ部（７）とプランジャー（６）中央部分のねじ孔（１３）とによって、ロッド（５）とプランジャー（６）とが固定される。そして、ロッド（５）が後退することで、シリンジ（２）の内壁によって開口（９）が塞がれる。これにより、圧力センサ（１７）がエアー圧の変化を感知し、制御部（１８）がロッド（５）の後退を停止させる信号を発することにより、シリンジ（２）をディスペンサー（１）の所定の場所に設置する。加えて、所定の場所に設置されたシリンジ（２）に、ロック機構（１４）が装着される。

本発明に係る樹脂封止装置御及び樹脂封止方法の実施例１を、図１〜図３を参照して説明する。実施例１は、ディスペンサーにシリンジを自動的に装着する技術に関するものである。図１（１）〜（３）は、それぞれ、シリンジに最も多量の液状樹脂が収容された状態において、所定の位置にそれぞれセットされたディスペンサーとシリンジとを示し、ロッドとプランジャーとが固定された状態を示し、ロッドが後退してシリンジがディスペンサーの所定の場所に設置された状態を示す断面図である。図２（１）〜（３）は、それぞれ、シリンジに最も少量の液状樹脂が収容された状態において、所定の位置にそれぞれセットされたディスペンサーとシリンジとを示し、ロッドとプランジャーとが固定された状態を示し、ロッドが後退してシリンジがディスペンサーの所定の場所に設置された状態を示す断面図である。図３（１）はロック機構の断面図で、図３（２）はシリンジをディスペンサーの所定の場所に設置した後に、ディスペンサーにロック機構を装着した状態を示す断面図である。

ディスペンサー１は初期位置（図示なし）にセットされている。初期位置から所定の場所までディスペンサー１を搬送する搬送機構（図示なし）が設けられている。その所定の場所において、ディスペンサー１にシリンジ２がセットされる。図１（１）に示されるように、シリンジ２には最も多い量の液状樹脂３が収容されている。そして、シリンジ２の先端にはノズル４が取り付けられ、ノズル４の先端から液状樹脂３が吐出される。

図１（１）に示されるように、ディスペンサー１の先端にはロッド５が進退自在かつ回転自在に取り付けられている。ロッド５は、シリンジ２内に設けられたプランジャー６に対向しており、そのロッド５の先端には、おねじ状のねじ部７が設けられている。ロッド５は、シリンジ２に最も少ない量の液状樹脂３が収容されている場合、言い換えるとシリンジ２内のプランジャー６の位置が最もノズル４に近い場合（後述）に対応して必要かつ十分とされる最大限の長さに引き出されている。図１の場合には、プランジャー６は、シリンジ２内において最もディスペンサー１に近い側に位置している。ディスペンサー１の先端側には、ディスペンサー１から突出する筒状部８が設けられている。筒状部８の外壁には、開口９が設けられている。その開口９には吸引経路１０を介して吸引機構（図示なし）が設けられている。吸引経路１０は、エアー圧を感知する圧力センサ（図示なし）につながっている。また、ディスペンサー１の先端側には、ディスペンサー１から突出するロック機構接続部１１が設けられている。ロック機構接続部１１は円筒状の形状を有し、筒状部８を取り囲んでいる。また、ロック機構接続部１１の内壁には、ロック機構（図示なし）を固定するための凸部１２が設けられている。

シリンジ２が所定の位置、すなわちシリンジ収容部にセットされている。シリンジ収容部からディスペンサー１の先端側にシリンジ２を搬送するシリンジ搬送機構（図示なし）が設けられている。

図１（１）に示されるように、シリンジ２内には液状樹脂３が収容されており、その量に応じて、シリンジ２内において液状樹脂３に接するようにしてプランジャー６が予め設けられている。プランジャー６の中央部分にはねじ孔１３が設けられている。

図１（２）、（３）に示されるように、シリンジ２は、ディスペンサー１の先端側における所定の場所に、ディスペンサー１の筒状部８がシリンジ２の内側にはめ込まれるようにして設置される。シリンジ２がディスペンサー１の所定の場所に設置される際に、回転しているロッド５の先端のねじ部７とプランジャー６のねじ孔１３とによって、ロッド５とプランジャー６とが固定される。ロッド５とプランジャー６との固定には、エアーチャック又は磁気チャックを使用することもできる。

図１（３）に示されるように、ロッド５とプランジャー６とが固定された後に、ロッド５が後退する。これにより、シリンジ２がディスペンサー１の所定の場所に設置される。

図２に示されるように、シリンジ２内における液状樹脂３の量が最も少ない量である場合には、プランジャー６が最もノズル４に近い部分に位置している。この場合には、シリンジ２が最もディスペンサー１に近づいた位置でロッド５とプランジャー６とが固定される（図２（２）参照）。そして、ロッド５が短い距離だけ後退することによって、シリンジ２がディスペンサー１の所定の場所に設置される（図２（３）参照）。

図３（１）、（２）に示されるように、シリンジ２がディスペンサー１の所定の場所に設置されると、ロック機構搬送機構（図示なし）によって、シリンジ２を固定するためのロック機構１４がディスペンサー１に装着される。ロック機構１４の形状は円筒状である。ロック機構１４の表面には、ロック機構１４の固定位置を決定する固定溝１５が平面視して“／”状に設けられている。ロック機構１４の装着は、ロック機構１４の表面に設けられた固定溝１５に、ロック機構接続部１１の内壁に配設された凸部１２を嵌合固定することにより行なう。また、ロック機構１４が、保温機能を有するように構成してもよい。具体的には、ロック機構１４の材料に布入ベークライト等の断熱材を使用すればよい。この構成によれば、外部からの熱的な影響を防ぎ、シリンジ２内の液状樹脂３の温度を一定に保つことが可能である。

以下、シリンジ２がディスペンサー１に設置される際の動作を、図１を参照して説明する。図２の場合の動作も同様である。まず、図１（１）に示されるように、シリンジ搬送機構によってシリンジ２をシリンジ収容部からディスペンサー１の先端側に移動させる。このときシリンジ２内部に取り付けられたプランジャー６の中央にロッド５の先端がくるように、ディスペンサー１とシリンジ２とを位置合わせしてシリンジ２を移動させる。

次に、図１（２）に示されるように、ロッド５を回転させながら、プランジャー６にロッド５の先端を接触させて、ロッド５のねじ部７をプランジャー６中央部分にあるねじ孔１３にさしこむ。これにより、ロッド５とプランジャー６とを固定する。ここまでの工程により、シリンジ２内に収容されている液状樹脂３の量の多少を問わず、シリンジ２内のプランジャー６とディスペンサー１のロッド５とが固定される。

次に、図１（３）に示されるように、ロッド５の回転を停止させた後に、ロッド５を後退させる。これにより、ロッド５とシリンジ２とが一体的に後退する。この工程では、筒状部８の外壁に設けられた開口９がシリンジ２の内壁によって塞がれるまで、ロッド５を後退させる。

開口９が塞がれることによって、樹脂封止装置に設けられた圧力センサ（図示なし）はエアー圧の変化を感知して、シリンジ２が所定の場所に到達したことを示す信号を発する。その信号を受取った制御部（図示なし）は、ロッド５の後退を停止させる信号を発する。これにより、ディスペンサー１の所定の場所に到達したシリンジ２を停止させる。したがって、シリンジ２を所定の場所に設置することができる。

次に、シリンジ２を所定の場所に設置した後に、ロック機構搬送機構（図示なし）によってディスペンサー１にロック機構１４を装着する（図３（２）参照）。ロック機構１４の材料に断熱材を使用している場合には、外部からの熱的な影響を防ぎ、シリンジ２内の液状樹脂３の温度を一定に保つことが可能である。

ここまでの工程によって、シリンジ２に収容されている液状樹脂３の量の多少を問わず、ディスペンサー１にシリンジ２を装着して固定する動作を自動的に行なうことができる。また、上述した各工程を逆に行なうことによって、ディスペンサー１からシリンジ２を取り外して搬出する動作を自動的に行なうことができる。

なお、シリンジ２とディスペンサー１とは、水平方向に沿って配置されるだけでなく、垂直方向に沿って配置されることも可能である。

本発明に係る樹脂封止装置及び樹脂封止方法の実施例２を、図４を参照して説明する。実施例２は、ディスペンサーの所定の位置にシリンジが設置されたか否かを検出する技術に関するものである。図４（１）は初期位置にセットされた状態のディスペンサーとシリンジ収容部にセットされた状態のシリンジとを、図４（２）はシリンジがディスペンサーの所定の場所に設置され、圧力センサがエアー圧の変化を感知した状態を、それぞれ示す断面図である。

実施例１と共通する構成要素及び動作については、説明を適宜省略する。シリンジ２はディスペンサー１の先端側における所定の場所に設置される。図４（１）に示されるように、筒状部８の外壁には、開口９が設けられている。その開口９には吸引経路１０を介して吸引機構１６が設けられている。吸引経路１０は、エアー圧を感知する圧力センサ１７につながっている。また、シリンジ２が所定の場所に設置されたか否かに関する信号を圧力センサ１７から受け取り、その信号に基づいて警報を発する制御部１８が設けられている。

図４（２）に示されるように、シリンジ２をディスペンサー１の先端側における所定の場所まで、ディスペンサー１の筒状部８がシリンジ２の内側にはめ込まれるようにして移動させる。このときに、筒状部８の外壁に設けられた開口９が、シリンジ２の内壁によって塞がれる。これにより、吸引経路１０につながっている圧力センサ１７がエアー圧の変化を感知して、シリンジ２が所定の場所に設置されたことを検出する。そして、制御部１８は圧力センサ１７から受取った信号に基づいて、シリンジ２が所定の場所に設置されたことを検出する。一方、シリンジ２がディスペンサー１の先端側における所定の場所に設置されなかった場合には、筒状部８の外壁に設けられた開口９が、シリンジ内壁によって塞がれない。したがって、吸引経路１０につながっている圧力センサ１７がエアー圧の変化を感知しない。この場合には、制御部１８はシリンジ２が所定の場所に設置されなかったと判断して警報を発する。警報を受けて作業者がシリンジ２の位置を修正すれば、樹脂封止装置の動作が再開する。

なお、シリンジ２が所定の場所に設置されたか否かの検出には圧力センサ１７の他、光学センサ又はスイッチ機構を利用することも可能である。

また、本発明は、上述の各実施例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。

図１（１）〜（３）は、それぞれ、シリンジに最も多量の液状樹脂が収容された状態において、所定の位置にそれぞれセットされたディスペンサーとシリンジとを示し、ロッドとプランジャーとが固定された状態を示し、ロッドが後退してシリンジがディスペンサーの所定の場所に設置された状態を示す断面図である。 図２（１）〜（３）は、それぞれ、シリンジに最も少量の液状樹脂が収容された状態において、所定の位置にそれぞれセットされたディスペンサーとシリンジとを示し、ロッドとプランジャーとが固定された状態を示し、ロッドが後退してシリンジがディスペンサーの所定の場所に設置された状態を示す断面図である。 図３（１）はロック機構の断面図で、図３（２）はシリンジをディスペンサーの所定の場所に設置した後に、ディスペンサーにロック機構を装着した状態を示す断面図である。 図４（１）は初期位置にセットされた状態のディスペンサーとシリンジ収容部にセットされた状態のシリンジとを、図４（２）はシリンジがディスペンサーの所定の場所に設置され、圧力センサがエアー圧の変化を感知した状態を、それぞれ示す断面図である。

１ ディスペンサー
２ シリンジ
３ 液状樹脂
４ ノズル
５ ロッド
６ プランジャー
７ ねじ部
８ 筒状部
９ 開口
１０ 吸引経路
１１ ロック機構接続部
１２ 凸部
１３ ねじ孔
１４ ロック機構
１５ 固定溝
１６ 吸引機構
１７ 圧力センサ（センサ）
１８ 制御部

Claims (8)

1. 上型と該上型に対向する下型と該下型に設けられたキャビティとを備え、前記上型と前記下型とが型開きした状態において前記キャビティに液状樹脂を供給し、前記上型と前記下型との間に基板に装着された複数の電子部品を介在させながら該上型と該下型を型締めした状態において前記液状樹脂を硬化させることによって、該電子部品を樹脂封止する樹脂封止装置であって、
   液状樹脂が収容されたシリンジと、
   前記シリンジに収容された液状樹脂に接するプランジャーと、
   前記シリンジが接続されるディスペンサーと、
   前記ディスペンサーにおける前記シリンジの接続箇所に該シリンジの方向に進退自在に取り付けられており、先端に前記プランジャーが連結されるロッドと、
   前記ディスペンサーにおける前記接続箇所に到達した前記シリンジを前記ディスペンサーに固定するためのロック機構と、
   前記ロッド及び前記ロック機構の動作を制御する制御部とを備え、
   前記制御部が、前記プランジャーと連結した前記ロッドを前記ディスペンサー側へ後退させることにより、該プランジャーとともに移動する前記シリンジを該ディスペンサーにおける前記接続箇所に到達させ、その状態で該シリンジと該ディスペンサーに前記ロック機構を作動させることを特徴とする樹脂封止装置。
2. 請求項１に記載された樹脂封止装置において、
   前記プランジャーと連結するときの前記ロッドが、前記シリンジに収容された量が吐出可能な範囲で最も少ない量である場合の液状樹脂に接するプランジャーに届く位置まで突出していることを特徴とする樹脂封止装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載された樹脂封止装置において、
   前記シリンジが前記ディスペンサーにおける前記接続箇所に到達したことを示す信号を発するセンサを備えるとともに、
   前記センサからの信号により、前記制御部が、前記接続箇所に前記シリンジが到達したと判断した場合には、前記ロッドの後退を停止させ、
   前記制御部が、前記接続箇所に前記シリンジが到達しなかったと判断した場合には、所定の警報手段により警報を発することを特徴とする樹脂封止装置。
4. 請求項１、請求項２又は請求項３に記載された樹脂封止装置において、
   前記ロック機構が前記シリンジを保温する機能を有するものであることを特徴とする樹脂封止装置。
5. 上型と該上型に対向する下型と該下型に設けられたキャビティとを備え、前記上型と前記下型とが型開きした状態において前記キャビティに液状樹脂を供給し、前記上型と前記下型との間に基板に装着された複数の電子部品を介在させながら該上型と該下型を型締めした状態において前記液状樹脂を硬化させることによって、該電子部品を樹脂封止する樹脂封止方法であって、
   シリンジの外筒の開口部とディスペンサーにおける前記シリンジの接続箇所とが対向する位置関係になるように前記シリンジと前記ディスペンサーの位置合わせを行う工程と、
   前記ディスペンサーにおける前記接続箇所に前記シリンジの方向に進退自在に取り付けられたロッドの先端と、前記シリンジに収容された液状樹脂に接するプランジャーとを連結する工程と、
   前記ロッドを後退させることにより、該ロッドと連結した前記プランジャーとともに移動する前記シリンジを前記ディスペンサーにおける前記接続箇所に到達させる工程と、
   前記シリンジを前記ディスペンサーに固定するために、前記ディスペンサーと該ディスペンサーにおける前記接続箇所に到達した前記シリンジをロック機構で固定する工程と、
   前記ロッドを前進させて液状樹脂を前記シリンジから吐出させることにより、前記キャビティに液状樹脂を供給する工程と
   を備えたことを特徴とする樹脂封止方法。
6. 請求項５に記載された樹脂封止方法において、
   前記ロッドと前記プランジャーとを連結する工程の前に、前記シリンジに収容された量が吐出可能な範囲で最も少ない量である場合の液状樹脂に接するプランジャーに届く位置まで該ロッドを突出させる工程を備えたことを特徴とする樹脂封止方法。
7. 請求項５又は請求項６に記載された樹脂封止方法において、
   前記シリンジが前記ディスペンサーにおける前記接続箇所に到達したことを示す信号がセンサから発せられた場合に、前記ロッドの後退を停止させる工程と、
   前記シリンジが前記ディスペンサーにおける前記接続箇所に到達しなかった場合に、所定の警報手段により警報を発する工程とを備えたことを特徴とする樹脂封止方法。
8. 請求項５、請求項６又は請求項７に記載された樹脂封止方法において、
   前記ロック機構が前記シリンジを保温する機能を有するものであることを特徴とする樹脂封止方法。

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