JP6270969B2 - 圧縮成形装置の樹脂材料供給方法及び供給機構、並びに圧縮成形方法及び圧縮成形装置 - Google Patents

圧縮成形装置の樹脂材料供給方法及び供給機構、並びに圧縮成形方法及び圧縮成形装置 Download PDF

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本発明は、半導体チップなどの電子部品を樹脂封止する方法に関し、特に、圧縮成形のために顆粒状、粉末状、ペースト状、液状などの樹脂材料(以下、これらを総称して単に「樹脂材料」と呼ぶ。)を型のキャビティに供給する方法、及び装置に関する。
電子部品の薄型化に伴い、圧縮成形が用いられるようになってきている。圧縮成形では、離型フィルムで被覆した下型のキャビティに樹脂材料を供給し、該樹脂材料を加熱溶融し、上型に取り付けた、電子部品を装着した基板を浸漬させた後、下型と上型を型締めすることで該樹脂を圧縮して成形が行われる。このような圧縮成形では、大型の基板の全体に亘って欠陥のない成形を行うためには、キャビティに所定量の樹脂材料を均一に過不足無く供給することが重要となる。
特許文献1には、キャビティに顆粒状樹脂Rを均一の厚さで過不足無く供給する方法が次のように記載されている(図1参照)。まず、下型18のキャビティ18aの開口に対応した形状の開口を上下に有する矩形フレーム枠11の下部の開口を離型フィルム12で被覆し、矩形フレーム枠11の下面で吸着して凹状収容部13を形成する(a)。この凹状収容部13を載置台14に載せ、フィーダ15から顆粒状樹脂Rを離型フィルム12上で均一の厚さとなるように供給する(b)。その後、顆粒状樹脂Rを収容した凹状収容部13を、矩形フレーム枠11で囲まれた離型フィルム12の部分がキャビティ18aの真上にくるようにして下型18の型面に載置し(c)、矩形フレーム枠11の下面での離型フィルム12の吸着を解除した後、離型フィルム12を、その上にある顆粒状樹脂Rと共にキャビティ18a内に吸引して引き込む(d)。これによって、均一の厚さの顆粒状樹脂Rがキャビティ18a内に供給される。その後、顆粒状樹脂Rを加熱溶融し(e)、この溶融樹脂Rmをキャビティ18a内に含む下型18と、電子部品20を装着した基板21を、その装着面を下方に向けた状態で取り付けた上型19とを型締めすることにより、電子部品20を溶融樹脂Rmに浸漬すると共に溶融樹脂Rmを、樹脂加圧用のキャビティ底面部材18bにより押圧する(f)。溶融樹脂Rmが固化した後に上型19と下型18を型開きすることにより、電子部品20の樹脂封止成形品が得られる(g)。
顆粒状樹脂Rを離型フィルム12上で均一の厚さとなるように供給する方法としては、図2(a)に示すように、リニアフィーダ15から一定の供給速度で顆粒状樹脂Rを供給しつつ、凹状収容部13をリニアフィーダ15の樹脂供給口15aに対して一定の速度で移動させ、その軌跡が交差することなく凹状収容部13の全面を覆うようにすることによって顆粒状樹脂Rを均一の厚さで供給するという方法をとることができる。以下、このような移動法を一筆書き移動法と呼ぶ。
特開2010-036542号公報
基板が大型化し、それに伴ってキャビティ及びフレーム枠(凹状収容部)も大型化しているが、上記方法では次のような問題がある。前述の通り、顆粒状樹脂をリニアフィーダで供給する際、その供給速度を一定にするためにリニアフィーダを振動させている。このようにリニアフィーダを所定の振動速度(周波数)で確実に振動させるためには、図2(b)に示すように、リニアフィーダ15に供給する顆粒状樹脂Rを収容した収容部17を、しっかりとした土台16で支え、高い剛性で保持しておく必要がある。そのため、凹状収容部13が収容部17の下にもぐることができず、上記のような一筆書き移動法で供給する場合、リニアフィーダ15の長さは、凹状収容部13の大きさ(最大径)よりも大きくしておかなければならない。
一方、リニアフィーダは、その共振周波数の近傍で振動させることにより効率よく加振することができるが、リニアフィーダが長くなると、リニアフィーダの取付部に近い部分と先端部とで共振周波数が異なるようになり、顆粒状樹脂を定量供給することができなくなる。
また、凹状収容部が大型化するに伴い、上記従来の方法でその全面に顆粒状樹脂を一筆書き移動法で供給しようとすると、リニアフィーダを長くせざるを得ないが、そうすると、顆粒状樹脂を正確に計量しかつ平坦化した状態で凹状収容部に供給できなくなり、凹状収容部への顆粒状樹脂の安定供給が困難になる。
本発明が解決しようとする課題は、生産性を低下させることなく、樹脂材料をキャビティ内に均等に供給することができる圧縮成形装置の樹脂材料供給方法及び供給機構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圧縮成形装置の樹脂材料供給方法は、
上型と下型とから成る圧縮成形用型の下型キャビティに顆粒状又は粉末状の樹脂材料を均一な厚さで供給するために、該下型キャビティの開口に対応した形状の開口を上下に有するフレーム枠と該フレーム枠の下部の開口を被覆した離型フィルムとにより形成した凹状収容部に顆粒状又は粉末状の樹脂材料を供給する方法であって、
a) 前記凹状収容部を複数の平面領域に区分したうちの一つの区分領域が、定位置に備えられたリニアフィーダの樹脂供給口の下に位置するように、前記凹状収容部を配置する配置工程と、
b) 前記リニアフィーダの樹脂供給口から前記顆粒状又は粉末状の樹脂材料を供給しつつ、前記凹状収容部を前記リニアフィーダの樹脂供給口に対して移動させるとともに、該顆粒状又は粉末状の樹脂材料を前記区分領域内に均一な厚さで供給する樹脂材料供給工程と、
c) 前記区分領域とは別の区分領域が前記樹脂供給口の下に位置するように、前記凹状収容部を回転移動させる領域移動工程と
を含み、
前記樹脂材料供給工程において、前記リニアフィーダを上から見て、前記リニアフィーダの長手方向における前記凹状収容部の最大長さが、前記リニアフィーダの樹脂供給口の下を該リニアフィーダの長手方向に通過することができる前記凹状収容部の長さよりも長い場合に、
前記リニアフィーダを上から見て、前記リニアフィーダの長手方向における全ての前記区分領域のそれぞれの最大長さが、
前記リニアフィーダを上から見て、前記リニアフィーダの樹脂供給口の下を該リニアフィーダの長手方向に通過することができる前記凹状収容部の長さよりも短くなるように設定されており、
前記リニアフィーダの樹脂供給口に設けられた樹脂材料供給停止手段を用いて前記樹脂材料の供給を停止する
ことを特徴とする。
本発明に係る圧縮成形装置の樹脂材料供給方法では、まず、複数の平面領域に区分された凹状収容部の区分領域の一つがリニアフィーダの樹脂供給口の下に位置するように凹状収容部が配置される。そして、前記凹状収容部をリニアフィーダの樹脂供給口に対して移動させることにより、顆粒状又は粉末状の樹脂材料をその区分領域内に供給する。リニアフィーダの樹脂供給口が該区分領域内で相対的に前記一筆書き移動法で移動する(実際には、リニアフィーダの方が固定されており、区分領域=凹状収容部の方が移動する)ようにしつつ、該リニアフィーダの樹脂供給口から一定の供給速度で樹脂材料を供給するという方法をとってもよい。また、リニアフィーダの樹脂供給口からの樹脂供給速度と、前記一筆書き移動法の移動速度を連動させて樹脂材料を供給してもよい。
こうして、この区分領域に樹脂材料を供給した後、凹状収容部を回転移動させ、別の区分領域がリニアフィーダの樹脂供給口の下に位置するように凹状収容部を配置する。このリニアフィーダの樹脂供給口の下に配置された区分領域には、その後、上記同様の樹脂材料供給工程によって樹脂材料が供給される。この移動工程と樹脂材料供給工程とを全ての区分領域で行うことにより、全ての区分領域に樹脂材料が供給される。
本発明に係る圧縮成形装置の樹脂材料供給方法によると、リニアフィーダから樹脂材料を供給する際のリニアフィーダの樹脂供給口と凹状収容部の相対的な移動距離の最大値は、凹状収容部の全体の大きさではなく、それを複数の平面領域に区分したうちの一つの区分領域の大きさとなるため、リニアフィーダを長くする必要がない。そのため、樹脂材料の供給速度が低下することはなく、生産性が低下することもない。
この樹脂材料供給方法では、
前記領域移動工程において、前記凹状収容部を、その重心を中心に回転移動させることが望ましい。
この構成により、全ての区分領域を樹脂供給口の下に位置させるために必要な凹状収容部の全体の移動スペースが最小化される。
また、前記複数の平面領域は全て同一の形状であることが望ましい。
この構成により、各区分領域において、同一の軌跡で一筆書き移動法を行うことができるため、操作が単純化され、効率的に樹脂材料を供給することが可能となる。
上記課題を解決するために成された本発明に係る圧縮成形装置用の樹脂材料供給機構は、
上型と下型とから成る圧縮成形用型の下型キャビティに顆粒状又は粉末状の樹脂材料を均一な厚さで供給するために、該下型キャビティの開口に対応した形状の開口を上下に有するフレーム枠と、該フレーム枠の下部の開口を被覆した離型フィルムとにより形成した凹状収容部に顆粒状又は粉末状の樹脂材料を供給する機構であって、
a) 前記顆粒状又は粉末状の樹脂材料を保持する保持部と、リニアフィーダとを有し、前記保持部に保持されている前記顆粒状又は粉末状の樹脂材料を前記凹状収容部に供給する前記リニアフィーダの樹脂供給口が定位置に備えられている樹脂材料供給手段と、
b) 前記リニアフィーダの樹脂供給口に設けられた、前記樹脂材料の供給を停止する樹脂材料供給停止手段と、
c) 前記凹状収容部を移動させる移動手段と、
d) 前記凹状収容部を複数の平面領域に区分した区分領域のそれぞれが前記樹脂供給口の下に位置するように、前記移動手段が前記凹状収容部を回転移動させるように制御する領域移動制御手段と、
e) 前記複数の区分領域のそれぞれの内部において前記顆粒状又は粉末状の樹脂材料が均一な厚さで供給されるように、前記樹脂供給手段により前記リニアフィーダの樹脂供給口から前記顆粒状又は粉末状の樹脂材料を供給しつつ、該区分領域内で、前記凹状収容部を前記リニアフィーダの樹脂供給口に対して移動させるように前記移動手段を制御する樹脂供給制御手段と
を備え、
前記凹状収容部に前記顆粒状又は粉末状の樹脂材料を供給する際に、前記リニアフィーダを上から見て、前記リニアフィーダの長手方向における前記凹状収容部の最大長さが、前記リニアフィーダの樹脂供給口の下を該リニアフィーダの長手方向に通過することができる前記凹状収容部の長さよりも長い場合に、
前記リニアフィーダを上から見て、前記リニアフィーダの長手方向における全ての前記区分領域のそれぞれの最大長さがを、
前記リニアフィーダを上から見て、前記リニアフィーダの樹脂供給口の下を該リニアフィーダの長手方向に通過することができる前記凹状収容部の長さよりも短くなるように設定されている
ことを特徴とする。
本発明に係る圧縮成形装置用の樹脂材料供給機構では、まず、領域移動制御手段により、複数の平面領域に区分された凹状収容部の区分領域の一つがリニアフィーダの樹脂供給口の下に位置するように、凹状収容部を配置させる。そして、樹脂供給制御手段により、その区分領域内に顆粒状又は粉末状の樹脂材料を供給する。この区分領域に樹脂材料の層を形成した後、領域移動制御手段によって凹状収容部を回転移動させ、別の区分領域がリニアフィーダの樹脂供給口の下に位置するように凹状収容部を配置する。このリニアフィーダの樹脂供給口の下に配置された区分領域には、上記と同様に、樹脂供給制御手段によって樹脂材料の層が形成される。このような領域移動と樹脂供給を全ての区分領域で行うことにより、凹状収容部全体に樹脂材料が供給される。
本発明に係る圧縮成形装置用の樹脂材料供給機構によると、リニアフィーダから樹脂を供給する際のリニアフィーダの樹脂供給口と凹状収容部の相対的な移動距離の最大値は、凹状収容部の全体の大きさではなく、それを複数の平面領域に区分したうちの一つの区分領域の大きさとなるため、リニアフィーダを長くする必要がない。そのため、樹脂材料の供給速度が低下することはなく、生産性が低下することもない。
前記領域移動制御手段は、前記凹状収容部を、その重心を中心に回転移動させるように前記移動手段を制御することが望ましい。
また、前記複数の区分領域は全て同一の形状であることが望ましい。
本発明に係る圧縮成形装置の樹脂材料供給方法及び供給機構によれば、生産性を低下させることなく、樹脂材料をキャビティ内に均等に供給することができる。
従来の圧縮成形の手順を説明する概略図。 一筆書き移動法を説明する概略図。 本発明の一実施例に係る圧縮成形装置用の樹脂材料供給機構の平面概略図(a)、及び側面概略図(b)。 同実施例の樹脂材料供給機構の機能ブロック図。 同実施例の樹脂材料供給機構における樹脂材料の供給方法を説明するフローチャート。 同実施例の樹脂材料供給部における樹脂材料の供給方法における凹状収容部と樹脂供給口の位置関係、及び凹状収容部の移動方向を示す図。 凹状収容部を区分する別の例を示す図。 同実施例の樹脂材料供給機構を有する圧縮成形装置の概略構成図。
(樹脂材料供給機構)
本発明に係る圧縮成形装置用の樹脂材料供給機構の一実施例について、図3及び図4を参照しながら説明する。この圧縮成形装置用の樹脂材料供給機構30(以下、単に「樹脂供給機構」という)は、上型と下型とからなる圧縮成形用型の下型キャビティに樹脂材料を供給するための装置であり、定位置に置かれた土台36に設けられたリニアフィーダ35と、その保持部35bの上部に配置された、顆粒状樹脂Rを収容したホッパ37とから成る樹脂供給部と、フレーム枠31と離型フィルム32によって下型キャビティの形状に対応するように形成された凹状収容部33と、該凹状収容部33を載せる載置台34とを備える。ホッパ37には、そこに収容された顆粒状樹脂Rを安定してリニアフィーダ35の保持部35bに供給するためのホッパ用振動機構37aと、保持部35bへの顆粒状樹脂Rの供給/停止を制御するシャッタ37bが設けられている。リニアフィーダ35の保持部35bの下には、保持部35bの重量(すなわち、保持部35b内の顆粒状樹脂Rの重量)をリアルタイムに計測するためのロードセル40が設けられている。リニアフィーダ35には、その樹脂供給口35aから顆粒状樹脂Rを一定の供給速度(単位時間当たりの供給量)で供給させるように該リニアフィーダ35を振動させる振動機構39が設けられている。樹脂供給口35aの前方には、リニアフィーダ35から凹状収容部33への樹脂材料の供給/停止を制御するためのシャッタ38が設けられている。載置台34には、該載置台34を移動させるための移動機構41が設けられている。本実施例では、移動機構41は、載置台34をその面(これをX−Y面とする)に平行な2方向に移動させる平行移動部41aと、載置台34をその重心(中心)の回りに回転させる回転移動部41bから成る。
樹脂供給機構30は、さらに、制御部50を備える。制御部50は、振動機構39、シャッタ38及び移動機構41を制御する樹脂供給制御部52と、移動機構41を制御する領域移動制御部53を含んで構成される。これら制御部の機能については後述する。また、制御部50には入力部55が接続されている。
本樹脂供給機構30によって顆粒状樹脂Rが凹状収容部33に供給される際の各機構の動作を、図4〜図6を参照しながら説明する。まず、作業者は、入力部55より、予め定められた候補の中から、これから成形を行おうとする型のキャビティに対応したフレーム枠31の形状・サイズ(例えば、180 mm×200 mmの長方形、200 mm×200 mmの正方形、直径200 mmの円形など)や凹状収容部33に供給する顆粒状樹脂Rの投入量Wなどを選択入力する(ステップS11)。候補となっている各形状・サイズのフレーム枠31に対しては、それぞれに対応する凹状収容部33が、予め所定数の平面領域(区分領域)に区分されており、作業者がフレーム枠31を選択すると、その区分領域は自動的に決定される。
制御部50は、前記作業者の設定に基づき、以下のように各機構の動作条件を決定する(ステップS12)。まず、各区分領域に対して予め定められた開始点、軌跡、終了点を所定のデータベースから読み出す。次に、入力された投入量Wと、リニアフィーダ35の樹脂供給口35aから供給される樹脂の単位時間当たりの供給量と、各区分領域における一筆書きの軌跡の長さから、各区分領域内での一筆書き移動法における移動速度(すなわち、凹状収容部33のX−Y方向の移動速度)を計算する。そして、作業者に対し、凹状収容部33を載置台34の所定位置に載置するように指示する。作業者は、選択したフレーム枠31及びその下面に吸着保持された離型フィルム32により形成された凹状収容部33を、載置台34上の前記所定位置に置く(ステップS13)。
作業者が凹状収容部33を所定位置に置き、入力部55のスタートボタンを押すと、領域移動制御部53は移動機構41の平行移動部41a及び回転移動部41bにより載置台34を移動させ、予め定められた第1の区分領域の開始点が樹脂供給口35aの真下に来るようにする(ステップS14)。
本実施例では、図6(a)に示すように、正方形の凹状収容部33が選択され、この凹状収容部33は等しい形状の長方形の区分領域33A、33Bの二つに区分されているものとする。そして、区分領域33Aが第1の区分領域に設定されており、各区分領域33A、33B内での軌跡は、Y方向(1)→X方向(2)→Y方向(3)→X方向(4)→Y方向(5)→X方向(6)→Y方向(7)となっている。この軌跡は、区分領域の全面を覆うように、且つ既に描いた線に交差しないように設定されている。また、凹状収容部33の重心の平面位置が移動機構41に含まれるモータ(回転移動部41b)の回転中心と一致するように、載置台34の前記所定位置が決定されている。
樹脂供給制御部52は、以下の通りに各機構を制御し、この第1の区分領域33Aへの顆粒状樹脂Rを供給する。まず、振動機構39によりリニアフィーダ35を振動させ、シャッタ38を開にして顆粒状樹脂Rをリニアフィーダ35から凹状収容部33に落下させる。そして、この区分領域33Aに対して予め定められた上記軌跡に沿って樹脂供給口35aが動くように、移動機構41の平行移動部41aにより載置台34をX−Y方向に移動させる。この時、平行移動部41aは前記のように計算された移動速度で載置台34を移動させる(ステップS15、図6(b))。
リニアフィーダ35は所定の振動速度(周波数)で振動しているため、顆粒状樹脂Rはその樹脂供給口35aから単位時間当たり所定の供給量で供給され、その間、載置台34上の凹状収容部33(区分領域33A)も一定の移動速度で移動する。その結果、区分領域33A上に、投入量Wの1/2の量の顆粒状樹脂Rが所定の均一の厚さの層で堆積する。
軌跡が終了点まで来て、区分領域33Aの全面が顆粒状樹脂Rで覆われると(図6(c))、シャッタ38を閉にしてリニアフィーダ35からの顆粒状樹脂Rの供給を停止すると共に、移動機構41のX−Y平行移動部41aを停止させる。
その後、制御部50は、全ての区分領域を樹脂供給口35aの下に配置したが否かを判定し(ステップS16)、NOの場合、領域移動制御部53が移動機構41の回転移動部41bを動作させ、樹脂供給口15aの下に別の区分領域を配置させるように、載置台14を移動させる(ステップS17、図6(d))。本実施例では、まだ区分領域33Bを樹脂供給口15aの下に配置していないので(ステップS16でNO)、領域移動制御部53は、載置台14を180°回転移動させるように回転移動部41bを動作させる。その結果、区分領域33Bが樹脂供給口35aの下に配置される(図6(e))。その後、ステップS14に戻り、区分領域33Bの軌跡(本実施例では、区分領域33Bの軌跡は区分領域33Aの軌跡と同じである。)の開始点が樹脂供給口35aの下に配置された後(図6(f))、ステップS15で顆粒状樹脂Rが区分領域33Bに供給される。このようにして、区分領域33Bにも、区分領域33Aと同様に、投入量Wの1/2の量の顆粒状樹脂Rが所定の均一の厚さで供給される。その後、シャッタ38を閉にしてリニアフィーダ35からの顆粒状樹脂Rの供給を停止し、リニアフィーダ35の振動を停止すると共に、移動機構41のX−Y平行移動部41aを停止させる。
その後、ステップS16に進み、全ての区分領域を樹脂供給口35aの下に配置したか否かが判定される。本実施例では、全ての区分領域33A及び33Bを樹脂供給口35aの下に配置したため(ステップS16でYES)、顆粒状樹脂Rの供給は終了する。
以上のように、本実施例の樹脂供給機構30によると、領域移動制御部53によって、複数の平面領域に区分された各区分領域33A、33Bをリニアフィーダ35の樹脂供給口35aの下に配置させ、樹脂供給制御部52によって、その区分領域全面を樹脂供給口35aの下に通過させることができ、区分領域毎にその全面に均一の厚さの顆粒状樹脂Rを供給することができる。この、リニアフィーダ35から顆粒状樹脂Rを供給する際の、X方向(リニアフィーダ35の長手方向)におけるリニアフィーダ35の樹脂供給口35aと凹状収容部33の相対的な移動距離の最大値は、凹状収容部33の全体の大きさではなく、それを2つの平面領域に区分したうちの一つの区分領域33A又は33Bの大きさとなるため、リニアフィーダ35を長くする必要がない。そのため、顆粒状樹脂Rの供給速度が低下することはなく、生産性が低下することもない。
また、リニアフィーダ35の樹脂供給口35aの下に配置する区分領域を区分領域33Aから区分領域33Bに変更する際に、凹状収容部33の重心を中心に回転移動させることにより、区分領域の移動に必要なスペースが最小化される。逆に、使用可能なスペースが限られている場合には、より大きな平面領域を有する凹状収容部の全面に顆粒状樹脂Rを供給することができ、より大型の基板の樹脂成形が可能となる。
上記実施例の樹脂供給機構は本発明の一例であり、本発明の趣旨の範囲で適宜に変形や修正、追加が許容される。例えば、凹状収容部を区分する数は、二つに限定されることはなく、例えば、図7(a)に示すように、矩形の凹状収容部56を等しい四つの矩形の平面領域56A〜56Dに区分してもよく、図7(b)に示すように、円形の凹状収容部57を、六つの等しい扇形の平面領域57A〜57Fに区分してもよい。区分する数や区分の仕方を、入力部55により作業者が指定するようにしてもよい。
また、上記実施例では、区分された複数の平面領域の形状が全て等しいため、各区分領域内の軌跡も同一とすることができ、制御が容易となるが、適切な軌跡を作成しさえすれば、全ての区分領域を等しい形状にする必要はない。
さらに、上記実施例では、区分領域の移動は回転移動部41bのみにより行い、一筆書き移動は平行移動部41aのみによって行ったが、両移動の役割をこのように限定することなく、区分領域の移動に平行移動部41aを使用し、一筆書き移動に回転移動部41bを使用してもよいし(例えば、円形の凹状収容部を同心円状の複数の区分領域に区分した場合)、区分領域の移動と一筆書き移動において両移動部41a、41bを併用するようにしてもよい。
なお、図7(b)において、58は円形のフレーム枠であり、59は円形の離型フィルムである。この円形の離型フィルム59は、ロール状に巻かれた長尺離型フィルムからロータリーカッターなどで円形に切り抜かれて分離されたものである。
上記実施例では、樹脂材料として顆粒状樹脂を用いているが、これは粉末状樹脂であっても同様の機構を用いることができる。樹脂材料がペースト状又は液状の樹脂である場合は、リニアフィーダには振動機構を設ける必要はなく、保持部に常にほぼ一定の量のペースト状又は液状の樹脂を保持させておくだけでよい。
なお、本明細書中では、「液状」という用語は常温において液状であって様々な流動性を有することを意味しており、液状樹脂には、供給された時直ちに凹状収容部内に拡がらないものが含まれる。
(圧縮成形装置)
図8は、上記実施例の樹脂材料供給機構を有する圧縮成形装置の概略構成図である。この圧縮成形装置60は、成形前基板76aに装着された半導体チップなどの電子部品を下型キャビティ63内において樹脂封止して成形済基板76bを形成する成形ユニット61と、成形ユニット61に成形前基板76aを供給し且つ成形ユニット61で成形された成形済基板76bを収容する基板ユニット71と、離型フィルム83上に顆粒状樹脂Rを均一の厚さで供給し、その顆粒状樹脂Rをその状態で圧縮成形用型62の下型キャビティ63内に供給する樹脂供給ユニット80と、各ユニット間を繋ぐレール89と、各部を制御する制御部90などを備える。基板ユニット71と樹脂供給ユニット80は、成形ユニット61の両側に分かれて相対向して配置されている。レール89は、これらの各ユニットが並ぶ方向に延びるように設置されている。
成形ユニット61は、上型と下型とから成る圧縮成形用型62と、顆粒状樹脂Rを加熱溶融する加熱手段とを備える。上型の下面には、電子部品を装着した成形前基板76aを下方に向けた状態で供給セットするための上型基板セット部が設けられている。下型には、下型キャビティ63が設けられ、さらに下型キャビティ63内で加熱溶融された樹脂を押圧する樹脂加圧用のキャビティ底面部材が設けられている。
基板ユニット71は、基板ローダ72と、成形前基板収容部73と、成形済基板収容部74と、ロボットアーム機構75とを備える。基板ローダ72は、成形前基板76aを成形ユニット61に供給し、また成形ユニット61で成形された成形済基板76bを収容するもので、レール89上に配置されている。
樹脂供給ユニット80は、ロール状に巻かれた長尺離型フィルム83aと、該長尺離型フィルム83aの先端を掴んで引き出すグリップ84と、該長尺離型フィルム83aを所要の長さに裁断して分離するフィルム裁断機構86と、長尺離型フィルム83aを載置する載置台85や顆粒状樹脂Rの供給機構であるリニアフィーダ87などの上記実施例の樹脂材料供給機構30の各部が設けられている。載置台85は、平行移動部と回転移動部から構成される移動機構を備える。なお、本圧縮成形装置60では、上記実施例の樹脂材料供給機構30は、その制御部50が、本圧縮成形装置60の制御部90と電気的に接続され、圧縮成形装置60の制御部90により制御することができる。
さらに、樹脂供給ユニット80は、一体化された樹脂ローダ81と後処理機構82とを有する。樹脂ローダ81は、保持する矩形フレーム枠88を、載置台85上に引き出された離型フィルム83上に配置し、該矩形フレーム枠88の下面に張設された離型フィルム83上に載置された顆粒状樹脂Rをその状態で圧縮成形用型62の下型キャビティ63内に供給するものである。後処理機構82は、上側に上型面クリーナが、下側に離型フィルム83除去機構が、一体化して設けられたものである。これら樹脂ローダ81と後処理機構82はレール89上に配置されている。
制御部90は、成形前基板76aに装着された電子部品を樹脂封止し成形済基板76bとするために、上記各部を以下のように制御する。
まず、基板ユニット71において、制御部90はロボットアーム機構75を駆動させ、成形前基板収容部73から成形前基板76aを取り出し、表裏を反転させ、電子部品の装着面側を下方に向けて基板ローダ72に載置する。この成形前基板76aは、基板ローダ72により、レール89上を成形ユニット61まで搬送され、上型の上型基板セット部にセットされる。
樹脂供給ユニット80では、グリップ84が、ロール状に巻かれた長尺離型フィルム83aの先端を把持し離型フィルム83を載置台85上に引き出した後、フィルム裁断機構86がこの離型フィルム83を引き出された部分の端部で全幅に亘って裁断する。それから、樹脂ローダ81により、矩形フレーム枠88がこの離型フィルム83上に配置される。その後、離型フィルム83が矩形フレーム枠88の下面に装着されて凹状収容部が形成される。この凹状収容部に、上記実施例の樹脂材料供給方法により顆粒状樹脂Rが均一の厚さで供給される。
顆粒状樹脂Rが均一の厚さで供給された凹状収容部は、樹脂ローダ81により、レール89上を樹脂供給ユニット80から成形ユニット61まで搬送され、下型の開口に載せられる。その後、離型フィルム83がその上の顆粒状樹脂Rと共に下型キャビティ63内に引き込まれる。それから、樹脂ローダ81により矩形フレーム枠88が下型より取り除かれた後、加熱手段により顆粒状樹脂Rが加熱溶融される。この溶融樹脂を下型と上型により型締めすることにより、電子部品を溶融樹脂に浸漬すると共に溶融樹脂をキャビティ底面部材により押圧する。溶融樹脂が固化した後に上型と下型を型開きし、成形済基板76b(電子部品の樹脂封止成形品)を得る。
成形済基板76bは、基板ローダ72により、レール89上を成形ユニット61から基板ユニット71まで搬送された後、そこでロボットアーム機構75により基板ローダ72から取り出され表裏が反転され、樹脂封止された側を上方に向けて成形済基板収容部74に収容される。
成形ユニット61から成形済基板76bが取り出された後、後処理機構82の上型面クリーナにより上型基板セット部がクリーニングされる。これと並行して又はタイミングをずらせて、離型フィルム除去機構により不要になった離型フィルム83が下型から取り除かれる。
以上のように、本圧縮成形装置60は制御部90により全自動装置として動かすことができる。
また、本圧縮成形装置60では、基板ユニット71と樹脂供給ユニット80が、成形ユニット61の両側に分かれて相対向して配置されているため、顆粒状樹脂Rの微粉末と成形前基板76aとが接触することが防止される。その結果、成形前基板76aに顆粒状樹脂Rの微粉末が付着することにより成形不良が発生するおそれや、成形済基板76bに顆粒状樹脂Rの微粉末が付着することにより後工程に悪影響を与えるおそれなどがなくなる。
なお、上記の実施例では、各ユニットは分離しており、ボルト及びナットなどの連結手段を使用して互いに着脱可能となっている。この場合、圧縮成形装置60から基板ユニット71或いは樹脂供給ユニット80を成形ユニット61から分離することにより、この成形ユニット61に対して他の成形ユニット61を1又は複数装着することができる。最終的に、基板ユニット71或いは樹脂供給ユニット80を成形ユニット61に装着することにより、所望の数の複数の成形ユニット61を増減可能な状態で設置することができる。
また、成形前基板又は成形済基板に樹脂材料の微粉末が付着するおそれがない場合(例えば、樹脂材料がペースト状又は液状である場合や、樹脂材料の微粉末を付着させない機構を備える場合など)、基板ユニットと樹脂供給ユニットを成形ユニットの一方側に寄せて配置させることができる。この場合には、基板ユニットと樹脂供給ユニットとが親ユニットになり、成形ユニットが子ユニットになる。また、成形ユニットに対して、他の成形ユニットを着脱可能に構成することができ、所望の数の複数の成形ユニットを増減可能な状態で設置することができる。基板ユニットと樹脂供給ユニットとの間に複数の成形ユニットを配置する場合、及び、親ユニットに対して複数の子ユニット(成形ユニット)を順次配置する場合には、レールが延びる方向に沿って、複数の成形ユニットを並べて配置することが好ましい。
もちろん、基板ユニット、樹脂供給ユニット、成形ユニット各1個が一体化して1台の圧縮成形装置として単独で使用してもよい。
さらに、成型ユニットのみでなく、基板ユニット及び/又は樹脂供給ユニット並びにレールを複数備え、これらを適宜に配置して用いることもできる。
上記実施例の圧縮成形装置は本発明の一例であり、本考案の趣旨の範囲で適宜に変形や修正、追加が許容される。
例えば、上記実施例では、矩形基板に装着された電子部品を成形するために矩形フレーム枠を用いたが、ウエハなどの円盤状基板上に装着された電子部品を成形するために円形フレーム枠を用いることができる。この場合は、例えば、長尺離型フィルムから円形に切り抜いた円形の離型フィルム(或いは、略円形、楕円形の離型フィルム)の上に円形フレーム枠(或いは、略円形、楕円形のフレーム枠)を載置し、移動機構(平行移動部及び回転移動部)によって、円形フレーム枠を水平方向に移動或いは回転させることにより、凹状収容部の離型フィルム上に(或いは、円形フレーム枠内の区分領域内に)リニアフィーダ(樹脂供給口)から顆粒状樹脂などの樹脂材料を一筆書き移動法により供給することができる。
また、上記実施例は電子部品を樹脂封止するための圧縮成形装置であるが、これに限定されず、レンズ、光学モジュール、導光板などの光学部品、その他の樹脂製品を圧縮成形によって製造する場合に、本発明の樹脂材料供給方法及び供給機構、並びに上記各ユニットを有する圧縮成形装置を適用することができる。
30…圧縮成形装置用の樹脂材料供給機構
31…フレーム枠
32…離型フィルム
33…凹状収容部
33A、33B…区分領域
34…載置台
35…リニアフィーダ
35a…樹脂供給口
35b…保持部
36…土台
37…ホッパ
38…シャッタ
39…振動機構
40…ロードセル
41…移動機構
41a…平行移動部
41b…回転移動部
50…制御部
52…樹脂供給制御部
53…領域移動制御部
55…入力部
60…圧縮成形装置
61…成形ユニット
62…圧縮成形用型
63…下型キャビティ
71…基板ユニット
72…基板ローダ
73…成形前基板収容部
74…成形済基板収容部
75…ロボットアーム機構
76a…成形前基板
76b…成形済基板
80…樹脂供給ユニット
81…樹脂ローダ
82…後処理機構
83、83a…離型フィルム
84…グリップ
85…載置台
86…フィルム裁断機構
87…リニアフィーダ
88…フレーム枠
89…レール
90…制御部
R、Rm…顆粒状樹脂

Claims (11)

  1. 上型と下型とから成る圧縮成形用型の下型キャビティに顆粒状又は粉末状の樹脂材料を均一な厚さで供給するために、該下型キャビティの開口に対応した形状の開口を上下に有するフレーム枠と該フレーム枠の下部の開口を被覆した離型フィルムとにより形成した凹状収容部に顆粒状又は粉末状の樹脂材料を供給する方法であって、
    a) 前記凹状収容部を複数の平面領域に区分したうちの一つの区分領域が、定位置に備えられたリニアフィーダの樹脂供給口の下に位置するように前記凹状収容部を配置する配置工程と、
    b) 前記リニアフィーダの樹脂供給口から前記顆粒状又は粉末状の樹脂材料を供給しつつ、前記凹状収容部を前記リニアフィーダの樹脂供給口に対して移動させるとともに、該顆粒状又は粉末状の樹脂材料を前記区分領域内に均一な厚さで供給する樹脂材料供給工程と、
    c) 前記区分領域とは別の区分領域が前記樹脂供給口の下に位置するように、前記凹状収容部を回転移動させる領域移動工程と
    を含み、
    前記樹脂材料供給工程において、前記リニアフィーダを上から見て、前記リニアフィーダの長手方向における前記凹状収容部の最大長さが、前記リニアフィーダの樹脂供給口の下を該リニアフィーダの長手方向に通過することができる前記凹状収容部の長さよりも長い場合に、
    前記リニアフィーダを上から見て、前記リニアフィーダの長手方向における全ての前記区分領域のそれぞれの最大長さが、
    前記リニアフィーダを上から見て、前記リニアフィーダの樹脂供給口の下を該リニアフィーダの長手方向に通過することができる前記凹状収容部の長さよりも短くなるように設定されており、
    前記リニアフィーダの樹脂供給口に設けられた樹脂材料供給停止手段を用いて前記樹脂材料の供給を停止する
    ことを特徴とする樹脂材料供給方法。
  2. 前記領域移動工程において、前記凹状収容部を、その重心を中心に回転移動させることを特徴とする請求項1に記載の樹脂材料供給方法。
  3. 前記複数の平面領域が全て同一の形状であることを特徴とする請求項1又は2に記載の樹脂材料供給方法。
  4. 請求項1〜のいずれかに記載の樹脂材料供給方法を用いることを特徴とする圧縮成形方法。
  5. 上型と下型とから成る圧縮成形用型の下型キャビティに顆粒状又は粉末状の樹脂材料を均一な厚さで供給するために、該下型キャビティの開口に対応した形状の開口を上下に有するフレーム枠と、該フレーム枠の下部の開口を被覆した離型フィルムとにより形成した凹状収容部に顆粒状又は粉末状の樹脂材料を供給する機構であって、
    a) 前記顆粒状又は粉末状の樹脂材料を保持する保持部と、リニアフィーダとを有し、前記保持部に保持されている前記顆粒状又は粉末状の樹脂材料を前記凹状収容部に供給する前記リニアフィーダの樹脂供給口が定位置に備えられている樹脂材料供給手段と、
    b) 前記リニアフィーダの樹脂供給口に設けられた、前記樹脂材料の供給を停止する樹脂材料供給停止手段と、
    c) 前記凹状収容部を移動させる移動手段と、
    d) 前記凹状収容部を複数の平面領域に区分した区分領域のそれぞれが前記樹脂供給口の下に位置するように、前記移動手段が前記凹状収容部を回転移動させるように制御する領域移動制御手段と、
    e) 前記複数の区分領域のそれぞれの内部において前記顆粒状又は粉末状の樹脂材料が均一な厚さで供給されるように、前記樹脂供給手段により前記リニアフィーダの樹脂供給口から前記顆粒状又は粉末状の樹脂材料を供給しつつ、該区分領域内で、前記凹状収容部を前記リニアフィーダの樹脂供給口に対して移動させるように前記移動手段を制御する樹脂供給制御手段と
    を備え、
    前記凹状収容部に前記顆粒状又は粉末状の樹脂材料を供給する際に、前記リニアフィーダを上から見て、前記リニアフィーダの長手方向における前記凹状収容部の最大長さが、前記リニアフィーダの樹脂供給口の下を該リニアフィーダの長手方向に通過することができる前記凹状収容部の長さよりも長い場合に、
    前記リニアフィーダを上から見て、前記リニアフィーダの長手方向における全ての前記区分領域のそれぞれの最大長さがを、
    前記リニアフィーダを上から見て、前記リニアフィーダの樹脂供給口の下を該リニアフィーダの長手方向に通過することができる前記凹状収容部の長さよりも短くなるように設定されている
    ことを特徴とする樹脂材料供給機構。
  6. 前記領域移動制御手段は、前記凹状収容部を、その重心を中心に回転移動させるように前記移動手段を制御することを特徴とする請求項に記載の樹脂材料供給機構。
  7. 前記複数の区分領域が全て同一の形状であることを特徴とする請求項5又は6に記載の樹脂材料供給機構。
  8. 請求項5〜7のいずれかに記載の樹脂材料供給機構を備えることを特徴とする圧縮成形装置。
  9. 更に、
    前記樹脂材料供給機構により供給される樹脂材料を用いて成型前基板を圧縮成形する圧縮成形機構と、
    前記圧縮成形機構に成形前基板を供給するとともに、該圧縮成形機構において圧縮成形された成形済基板を収容する基板供給収容機構と
    を備えることを特徴とする請求項に記載の圧縮成形装置。
  10. 前記基板供給収容機構が、前記成形前基板又は前記成形済基板を搬送するロボットアーム機構を備えることを特徴とする請求項に記載の圧縮成形装置。
  11. 前記樹脂材料供給機構と、前記基板供給収容機構と、前記圧縮成形機構とをそれぞれ任意の数、任意の配置で互いに着脱可能に構成したことを特徴とする請求項9又は10に記載の圧縮成形装置。
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