JP7530867B2 - 圧縮成形型、樹脂成形装置、樹脂成形システムおよび樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、圧縮成形型、樹脂成形装置、樹脂成形システムおよび樹脂成形品の製造方法に関する。

従来より、上下両型からなる圧縮成形型を備えた樹脂成形装置を用いて圧縮成形することにより、基板上に搭載された半導体チップ等の電子部品を樹脂封止することが行なわれている。

たとえば特許文献１には、相対峙する金型内で被成形品を樹脂で封止する被成形品の樹脂封止方法において、被成形品の樹脂封止されていない部分を金型から離反させ、樹脂のみが金型のうちの特定の金型に接している状態とする第１の手順と、この状態で、樹脂が成形収縮するのを待つ第２の手順と、を含む被成形品の樹脂封止方法が開示されている。

特開２００５－３０５９５１号公報

特許文献１に記載の樹脂封止方法によれば、金型から被成形品を離反させるための離型フィルムを用いる必要がない。

しかしながら、特許文献１の記載の樹脂封止方法においては、上型と下型とによる被成形品を圧縮成形する際の下型の枠状金型に対する圧縮金型の摺動時に下型の枠状金型と圧縮金型との間に加熱溶融後の樹脂が入り込んでしまうことがあった。これは、被成形品の樹脂封止時に枠状金型に対して圧縮金型が上方に摺動することになるが、枠状金型の露出している内周面に付着した樹脂が枠状金型に対する圧縮金型の上方への摺動時に枠状金型と圧縮金型との間の隙間に引きずり込まれてしまうことによるものである。このように枠状金型と圧縮金型との間に樹脂が入り込んでしまった場合には、以下のような問題があった。

すなわち、枠状金型と圧縮金型との間の隙間に引きずり込まれた樹脂が金型内で剥がれ落ちて樹脂カスとして蓄積するため、頻繁に金型を解体して清掃する必要があった。また、剥がれ落ちなかった液状樹脂は金型上に戻り、型汚れの原因となる樹脂カスの原因、および樹脂成形品に入り込んで不良品の原因となっていた。さらに、枠状金型に対する圧縮金型の摺動時に金型の摩耗が進行し、その結果、これらの金型の寿命が短くなるという問題もあった。

ここで開示された実施形態によれば、第１型と、第１型に向かい合って第１型よりも上方に配置された第２型とを備える圧縮成形型であって、第１型は、底面部材と、側面部材とを備え、底面部材は、樹脂材料を配置可能な上面と、上面から下方に延在する外周面とを備え、側面部材は、底面部材の外周面を取り囲む内周面を備え、第１型のキャビティは、少なくとも、底面部材の上面と、側面部材の内周面とから構成され、第１型は、底面部材の外周面および側面部材の内周面の少なくとも一方の段差によって空間を設けることが可能であり、第１型は、空間にガスを導入可能なガス導入口と、空間に導入されたガスを排出可能なガス排出口と、空間の下方のシール部材と、をさらに備える、圧縮成形型を提供することができる。

ここで開示された実施形態によれば、上記の圧縮成形型を備える樹脂成形装置を提供することができる。

ここで開示された実施形態によれば、上記の樹脂成形装置を備える樹脂成形システムを提供することができる。

ここで開示された実施形態によれば、上記の圧縮成形型を用いた樹脂成形品の製造方法であって、第２型に成形対象物を設置する工程と、キャビティに樹脂材料を供給する工程と、樹脂材料を用いて成形対象物を樹脂成形することによって樹脂成形品を製造する工程と、ガス導入口から空間にガスを導入してガス排出口からガスを排出する工程とを含む、樹脂成形品の製造方法を提供することができる。

ここで開示された実施形態によれば、第１型と第１型に向かい合って第１型よりも上方に配置された第２型とを備える圧縮成形型を準備する工程を含む樹脂成形品の製造方法であって、第１型は、底面部材と、側面部材と、底面部材と側面部材とから構成されるキャビティと、キャビティの下方の空間と、空間にガスを導入可能なガス導入口と、空間に導入されたガスを排出可能なガス排出口とを備え、樹脂成形品の製造方法はさらに、第２型に成形対象物を設置する工程と、キャビティに樹脂材料を供給する工程と、第２型に向かって第１型を移動させる工程と、第２型に向かって底面部材を移動させる工程と、樹脂材料を用いて成形対象物を樹脂成形することによって樹脂成形品を製造する工程と、ガス導入口から空間にガスを導入してガス排出口からガスを排出する工程とを含み、底面部材を移動させる工程は、底面部材が空間の容積を減少させながら移動する工程を含む、樹脂成形品の製造方法を提供することができる。

ここで開示された実施形態によれば、金型の寿命を長くすることができるとともに、型汚れの原因となる樹脂カスの量および樹脂成形品に入り込む樹脂の量を低減することができ、金型の下部への樹脂カスの落下を抑制でき、金型を解体して清掃する回数を減らすことが可能な圧縮成形型、樹脂成形装置、樹脂成形システムおよび樹脂成形品の製造方法を提供することができる。

実施形態の樹脂成形システムの一例の機能ブロック図である。 実施形態の樹脂成形装置の一例である樹脂成形装置の模式的な断面図である。 実施形態の樹脂成形装置の第１型の模式的な拡大断面図である。 実施形態の樹脂成形装置の第１型の模式的な平面図である。 実施形態の樹脂成形品の製造方法の一例の工程の一部を説明するための模式的な断面図である。 実施形態の樹脂成形品の製造方法の一例の工程の他の一部を説明するための模式的な断面図である。 実施形態の樹脂成形品の製造方法の一例の工程のさらに他の一部を説明するための模式的な断面図である。 実施形態の樹脂成形品の製造方法の一例の工程のさらに他の一部を説明するための模式的な断面図である。 実施形態の樹脂成形品の製造方法の一例の工程のさらに他の一部を説明するための模式的な断面図である。 実施形態の樹脂成形品の製造方法の一例の工程のさらに他の一部を説明するための模式的な断面図である。 実施形態の樹脂成形品の製造方法の一例の工程のさらに他の一部を説明するための模式的な断面図である。 （ａ）は従来の樹脂成形装置の樹脂材料の供給時の第１型の模式的な断面図であり、（ｂ）は従来の樹脂成形装置の樹脂成形時の第１型の模式的な断面図である。 図２に示す構成を有する実施形態の樹脂成形装置の樹脂成形品の製造前の第１型の拡大写真である。 従来の樹脂成形装置を用いて７０サイクルの樹脂成形を行なった後の第１型の拡大写真である。 図１４に示す第１型の一部の拡大写真である。 実施形態の樹脂成形装置を用いて７０サイクルの樹脂成形を行なった後の第１型の拡大写真である。 図１６に示す第１型の一部の拡大写真である。 図１６および図１７に示す第１型の側面部材の外周面のガス排出口の外側に設けられた樹脂カス収集部としてのダストフィルタの内部の拡大写真である。 図１６および図１７に示す第１型の写真である。 図１９に示す第１型の下部の底面部材の拡大写真である。 実施形態の樹脂成形装置を用いて製造した直後の樹脂成形品の写真である。 図２１に示す樹脂成形品の製造後に樹脂成形装置のガス排出口を閉鎖した状態でガス導入口から圧縮ガスを約１分間導入した後の樹脂成形品の写真である。 別の実施形態の樹脂成形装置の第１型の模式的な拡大断面図である。

以下、実施形態について説明する。なお、実施形態の説明に用いられる図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。

＜樹脂成形システム＞
図１は、実施形態の樹脂成形システムの一例の機能ブロック図を示す。図１に示される樹脂成形システム１０００は、樹脂材料を供給することが可能な樹脂供給モジュール１００１と、成形対象物を圧縮成形することによって樹脂成形品を製造することが可能な樹脂成形モジュール１００２と、成形前の成形対象物を供給可能であるとともに圧縮成形後の樹脂成形品を収納可能な供給収納モジュール１００３と、制御部１００４とを備えている。制御部１００４は、樹脂供給モジュール１００１と、樹脂成形モジュール１００２と、供給収納モジュール１００３とを制御可能に構成されている。

樹脂供給モジュール１００１と、樹脂成形モジュール１００２と、供給収納モジュール１００３とは、互いに着脱可能であるとともに交換可能でもある。

樹脂供給モジュール１００１は、樹脂成形モジュール１００２に樹脂材料を供給可能な樹脂材料供給装置を備えている。

樹脂成形モジュール１００２は、実施形態の樹脂成形装置を備えている。実施形態の樹脂成形装置の詳細については後述する。樹脂成形モジュール１００２は複数設けられていてもよい。

供給収納モジュール１００３は、樹脂成形される前の成形対象物を供給可能な供給装置と、圧縮成形後の樹脂成形品を収納可能な収納装置とを備えている。

樹脂成形装置によって圧縮樹脂成形された樹脂成形品は、供給収納モジュール１００３に収納される。

＜樹脂成形装置＞
図２に、実施形態の樹脂成形装置の一例である樹脂成形装置１の模式的な断面図を示す。図２に示すように、実施形態の樹脂成形装置１は、圧縮成形型１０を備えている。圧縮成形型１０は、第１型１１０と、第１型１１０に向かい合って第１型１１０よりも上方に配置された第２型１２０とを備えている。

第１型１１０は、側面部材１１１と、底面部材１１２とを備えている。底面部材１１２は、樹脂材料を配置可能な上面２１２ａと、底面部材１１２の上面２１２ａから下方に延在する外周面２１２ｂとを備えている。側面部材１１１は、底面部材１１２の外周面２１２ｂを取り囲む内周面２１１と、側面部材１１１の外形を構成する外周面３１１とを備えている。第１型１１０はキャビティ２１０を備えている。キャビティ２１０は、底面部材１１２の上面２１２ａと、側面部材１１１の内周面２１１とから構成されている。

第１型１１０は、底面部材１１２の外周面２１２ｂおよび側面部材１１１の内周面２１１の少なくとも一方の段差１３０によって、キャビティ２１０の下方に空間１２４を設けることが可能であるように構成されている。

第１型１１０は、空間１２４にガスを導入可能なガス導入口１２３ａと、空間１２４に導入されたガスを排出可能なガス排出口１２８ａと、空間１２４の下方の底面部材１１２の外周面２１２ｂと側面部材１１１の内周面２１１との間のシール部材１２５と、をさらに備えている。

樹脂成形装置１は、上部固定盤１２１と、下部固定盤１２２と、可動盤１１５とをさらに備えている。上部固定盤１２１と下部固定盤１２２との間には、複数の支柱部１１６が鉛直方向に延在している。複数の支柱部１１６のそれぞれの一端が上部固定盤１２１に固定され、他端が下部固定盤１２２に固定されている。また、側面部材１１１と可動盤１１５との間には、弾性部材１１４が設けられている。

樹脂成形装置１は、下部固定盤１２２における複数の支柱部１１６の間に、第１駆動機構１１７をさらに備えている。第１駆動機構１１７は、可動盤１１５を、上方および下方に移動可能とされている。上部固定盤１２１および下部固定盤１２２は固定されて移動不能とされている。そのため、可動盤１１５は、上部固定盤１２１および下部固定盤１２２に対して相対的に移動可能である。また、第１駆動機構１１７は、可動盤１１５を介して、側面部材１１１および底面部材１１２を、上方および下方に移動可能、すなわち昇降可能とされている。

樹脂成形装置１は、可動盤１１５の内部に、第２駆動機構１１８をさらに備えている。第２駆動機構１１８は、底面部材１１２を、上方および下方に移動可能、すなわち昇降可能とされている。これにより、底面部材１１２は、側面部材１１１に対して相対的に移動可能である。

図３に、実施形態の樹脂成形装置１の第１型１１０の模式的な拡大断面図を示す。図３に示すように、第１型１１０の段差１３０は、底面部材１１２の外周面２１２ｂの第１段差２３０ａと、側面部材１１１の内周面２１１の第２段差２３０ｂとを備えている。底面部材１１２の第１段差２３０ａは、底面部材１１２の上面２１２ａの外端から下方に延在する第１外周面１１２ａと、第１外周面１１２ａの下端から外側（底面部材１１２から離れる向き）に延在する第２外周面１１２ｂと、第２外周面１１２ｂの外端から下方に延在する第３外周面１１２ｃとを備えている。側面部材１１１の第２段差２３０ｂは、底面部材１１２の第１外周面１１２ａと摺動可能な第１内周面１１１ａと、第１内周面１１１ａの下端から外側に延在する第２内周面１１１ｂと、第２内周面１１１ｂの外端から下方に延在する第３内周面１１１ｃとを備えている。

図３に示すように、空間１２４は、底面部材１１２の第１外周面１１２ａおよび第２外周面１１２ｂと、側面部材１１１の第２内周面１１１ｂおよび第３内周面１１１ｃとによって取り囲まれている。また、摺動する底面部材１１２の第１外周面１１２ａと側面部材１１１の第１内周面１１１ａの下方には、底面部材１１２の第２外周面１１２ｂの面が形成されている。

空間１２４の幅ｄ１は、底面部材１１２の第１外周面１１２ａと側面部材１１１の第１内周面１１１ａとの間の幅ｄ２よりも広い。空間１２４の幅ｄ１は、たとえば、底面部材１１２の第１外周面１１２ａと側面部材１１１の第１内周面１１１ａとの間の幅ｄ２の２倍以上１０００倍以下とすることができ、好ましくは５００倍程度である。空間１２４の幅ｄ１を側面部材１１１の第１内周面１１１ａとの間の幅ｄ２よりも広く、特に、空間１２４の幅ｄ１を側面部材１１１の第１内周面１１１ａとの間の幅ｄ２の２倍以上１０００倍以下とした場合には、空間１２４の内部に樹脂カスを蓄積しやすくなるとともに、ガス導入口１２３ａから空間１２４に導入されたたとえば圧縮空気等のガスの流れを良くすることができる。空間１２４の幅ｄ１は、たとえば５ｍｍ程度とすることができ、底面部材１１２の第１外周面１１２ａと側面部材１１１の第１内周面１１１ａとの間の隙間の幅ｄ２は、たとえば５～２０μｍとすることができる。

また、図３に示すように、圧縮成形型１０は、空間１２４の下方の底面部材１１２の第３外周面１１２ｃと側面部材１１１の第３内周面１１１ｃとの間のシール部材１２５をさらに備えている。これにより、上記のガス導入口１２３ａから空間１２４にガスを導入することによってガス排出口１２８ａから排出しきれずに空間１２４から下方に落下した樹脂カスをシール部材１２５によって止めることができる。そのため、第１型１１０の下部への樹脂カスの侵入をシール部材１２５によって抑制することが可能となる。シール部材１２５としては、たとえばパッキンなどの消耗材を用いることができる。

図４に、実施形態の樹脂成形装置１の第１型１１０の模式的な平面図を示す。図４に示すように、ガス導入口１２３ａおよびガス排出口１２８ａは、側面部材１１１の外周面３１１に設けられている。空間１２４は、側面部材１１１の内周面２１１と底面部材１１２の外周面２１２ｂとの間に、底面部材１１２の外周面２１２ｂを取り囲む環状に構成されている。ガス導入口１２３ａは側面部材１１１に設けられたガス導入路１２３を介して空間１２４に接続されており、空間１２４は側面部材１１１に設けられたガス排出路１２８を介してガス排出口１２８ａに接続されている。これにより、ガス導入口１２３ａから導入されたガスは、ガス導入路１２３、空間１２４、およびガス排出路１２８を通してガス排出口１２８ａから排出されることになる。

なお、本実施形態においては、ガス導入口１２３ａおよびガス排出口１２８ａをそれぞれ１つずつ側面部材１１１の外周面３１１に設けたが、複数のガス導入口１２３ａを設けてもよく、複数のガス排出口１２８ａを設けてもよい。

＜樹脂成形品の製造方法＞
以下、図５～図１１の模式的断面図を参照して、実施形態の樹脂成形品の製造方法の一例について説明する。まず、図５に示すように、圧縮成形型１０を準備する工程を行なう。圧縮成形型１０を準備する工程は、たとえば、可動盤１１５に第１型１１０を設置するとともに、上部固定盤１２１に第２型１２０を設置することにより行なうことができる。

次に、図５に示すように、第２型１２０に成形対象物２０１を設置する工程を行なう。第２型１２０に成形対象物２０１を設置する工程は、たとえば、第２型１２０に成形対象物２０１を吸着保持することにより行なうことができる。成形対象物２０１は、たとえば、リードフレーム、サブストレート、半導体製基板（シリコンウェハ等）、金属製基板、ガラス製基板、セラミック製基板、または配線基板等である。

次に、図５に示すように、第１型１１０のキャビティ２１０に樹脂材料２０２を供給する工程を行なう。

次に、図６に示すように、第２型１２０に向かって第１型１１０を移動させ型締めする工程を行なう。第２型１２０に向かって第１型１１０を移動させる工程は、たとえば、第１駆動機構１１７によって、可動盤１１５を第２型１２０の方向に移動させることにより行なうことができる。

次に、樹脂材料２０２を用いて成形対象物２０１を樹脂成形することによって樹脂成形品を製造する工程を行なう。樹脂材料２０２を用いて成形対象物２０１を樹脂成形する工程は、たとえば、以下のように行なうことができる。

まず、図７に示すように、樹脂材料２０２を加熱することにより溶融して溶融樹脂２０２ａとし、第２型１２０に向かって底面部材１１２を移動させる工程を行なう。第２型１２０に向かって底面部材１１２を移動させる工程は、たとえば、第２駆動機構１１８によって底面部材１１２の上面２１２ａを上方に押し上げることにより行なうことができる。底面部材１１２の第１の外周面１１２ａが側面部材１１１の第１の内周面１１１ａに対して摺動しながら底面部材１１２が側面部材１１１に対して相対的に上方に移動することになるが、溶融して側面部材１１１の第１の内周面１１１ａに付着している樹脂が底面部材１１２の第１の外周面１１２ａと側面部材１１１の第１の内周面１１１ａとの間の摺動面に引きずり込まれる。このとき、底面部材１１２の外周面２１２ｂの第２の外周面１１２ｂと側面部材１１１の内周面２１１の第２の内周面１１１ｂとの間の距離を縮めながら、すなわち空間１２４の容積を減少させながら、底面部材１１２は第２型１２０に向かって移動することになる。

次に、図８に示すように、底面部材１１２を上方に押し上げた状態で溶融樹脂２０２ａの加熱をさらに進めて硬化させ、硬化樹脂２０２ｂとする。これにより、硬化樹脂２０２ｂと硬化樹脂２０２ｂで被覆された成形対象物２０１とを備えた樹脂成形品を製造することができる。

その後、第１駆動機構１１７により可動盤１１５を下降させることによって圧縮成形型１０の型開き工程が行われ、樹脂成形品は、圧縮成形型１０から離型されて、実施形態の樹脂成形装置１から取り出される。このとき、ガス導入口１２３ａから空間１２４にガスを導入してガス排出口１２８ａからガスを排出する工程を行なう。この工程は、たとえば図９に示すように、圧縮空気等のガスをガス導入口１２３ａから矢印１２６の方向に導入して空間１２４にガスを導入し、ガス排出口１２８ａから排出することにより行なうことができる。このとき、底面部材１１２の第１の外周面１１２ａが側面部材１１１の第１の内周面１１１ａに対して摺動することによって、これらの面の間に入り込んだ樹脂が樹脂カスとして空間１２４に落下して蓄積した場合でも、たとえば図１０に示すように、ガス導入口１２３ａから導入されたガスとともに樹脂カス１２７がガス排出口１２８ａから矢印１２６の方向に排出されることによって、第１型１１０から樹脂カス１２７を除去することができる。また、このとき、ガス排出口１２８ａから排出しきれずに空間１２４から下方に落下した樹脂カス１２７は、シール部材１２５によってその落下が止められるため、第１型１１０のさらなる下方への樹脂カス１２７の落下を抑制することができる。

ガス導入口１２３ａから空間１２４にガスを導入してガス排出口１２８ａからガスを排出する工程は、溶融した樹脂が硬化した後であればいつ行なってもよいが、上記の型開き工程の直前（たとえば、樹脂を硬化させるために必要なキュアタイムが終了する直前（たとえば１秒前等））またはキュアタイム終了直後に行われる型開き工程と同時に行なうことが好ましい。これにより、型開き工程によって圧縮成形型１０から離型した後の樹脂成形品の成形面に、導入されたガスによって樹脂カスが移動する可能性が低下するため、樹脂成形品に樹脂カスが入り込むことを抑制することができる。

なお、上記の型開き工程の際は、必要に応じて、エジェクタピン（不図示）によって樹脂成形品を圧縮成形型１０から離型させてもよい。

従来の樹脂成形装置では、上記のガス導入口１２３ａから空間１２４にガスを導入してガス排出口１２８ａからガスを排出する工程を除いた、成形対象物を第２型１２０に設置してから樹脂成形して搬出するまでを１サイクルとしており、この１サイクルを繰り返すことによって複数の樹脂成形品を製造する。本実施形態では、上記のガス導入口１２３ａから空間１２４にガスを導入してガス排出口１２８ａからガスを排出する工程は、１サイクルに１回行なっているが、１サイクルごとに行なう必要はなく、複数サイクルごとに１回の割合（たとえば、５サイクルごとに１回の割合、または１０サイクルごとに１回の割合）で行なってもよい。

また、側面部材１１１の外周面３１１のガス排出口１２８ａの外側に、たとえばダストフィルタ等の樹脂カス収集部を設けてもよい。この場合には、上記のガス導入口１２３ａから空間１２４にガスを導入してガス排出口１２８ａからガスを排出する工程によって、第１型１１０の内部に侵入した樹脂カス１２７を側面部材１１１の外周面３１１のガス排出口１２８ａの外側の樹脂カス収集部に回収することが可能となる。これにより、第１型１１０の内部に侵入した樹脂カス１２７を圧縮成形型１０の外部に巻き散らすことなく廃棄することが可能となるため、樹脂成形品に樹脂カス１２７が混入することによって不良品が発生することを抑制することができる。

また、ガス排出口１２８ａを閉じるガス排出口閉鎖工程と、ガス排出口閉鎖工程の後にガス導入口１２３ａから空間１２４にガスを導入しながら樹脂成形品３００を第１型１１０から離型する離型工程とをさらに行なうことができる。このような離型工程によれば、たとえば図１１に示すように、ガス導入口１２３ａから空間１２４に導入されたガスが側面部材１１１の第１の内周面１１１ａと底面部材１１２の第１の外周面１１２ａとの間に流れ込み、第１型１１０から樹脂成形品の上方への離型を補助する力として機能し得るため、第１型１１０からの樹脂成形品の離型を容易にする効果を期待することができる。

＜実施形態の樹脂成形装置の効果＞
従来の樹脂成形装置においては、たとえば図１２（ａ）の模式的断面図に示す第１型１１００の側面部材１１１１の内周面１１１１ａは、実施形態の樹脂成形装置１のようなキャビティ下方の空間１２４を有しておらず、鉛直方向（上下方向）に延在していた。そのため、このような構成の従来の第１型１１００においては、樹脂材料２０２の供給時に、側面部材１１１１の内周面１１１１ａに接触する樹脂２０２ｃが存在する。

その後、たとえば図１２（ｂ）の模式的断面図に示すような樹脂成形品の製造時に、底面部材１１１２の摺動面１１１２ｂは、側面部材１１１１の内周面１１１１ａに付着した樹脂２０２ｃ上を摺動し、側面部材１１１１の内周面１１１１ａと底面部材１１１２の摺動面１１１２ｂとの間に樹脂２０２ｃを引きずり込みながら移動する。

そのため、従来の樹脂成形装置においては、側面部材１１１１の内周面１１１１ａと底面部材１１１２の摺動面１１１２ｂとの間に引きずり込まれた樹脂２０２ｃが硬化した後に樹脂カスとなって型汚れの原因となったり、樹脂成形品に入り込んで不良品の原因となっていた。

一方、実施形態の樹脂成形装置１は、たとえば図２に示すように、底面部材１１２の外周面２１２ｂおよび側面部材１１１の内周面２１１の少なくとも一方の段差１３０によって空間１２４を設けることが可能であるように構成されており、空間１２４にガスを導入可能なガス導入口１２３ａと、空間１２４に導入されたガスを排出可能なガス排出口１２８ａと、空間１２４の下方に設けられたシール部材１２５とを備えている。

したがって、実施形態の樹脂成形装置１においては、樹脂成形品の製造後に、ガス導入口１２３ａから空間１２４にガスを導入し、ガス排出口１２８ａからガスを排出することによって、側面部材１１１の第１の内周面１１１ａと底面部材１１２の第１の外周面１１２ａとの間に引きずり込まれ、空間１２４に蓄積した樹脂カス１２７をガス排出口１２８ａからガスとともに排出することができる。これにより、実施形態の樹脂成形装置１は、以下の効果を奏することができる。

第１に、樹脂成形品の製造の際、側面部材１１１の第１の内周面１１１ａと底面部材１１２の第１の外周面１１２ａとが摺動することになるが、その際に側面部材１１１の第１の内周面１１１ａと底面部材１１２の第１の外周面１１２ａとの間に引きずり込まれた樹脂が空間１２４に落下するため、これらの面の間に存在する樹脂の量を低減することができる。そのため、側面部材１１１の第１の内周面１１１ａと底面部材１１２の第１の外周面１１２ａとの摺動による第１型１１０の摩耗量が減少し、その結果、第１型１１０の寿命を長くすることができる。また、これにより、第１型１１０上に戻る樹脂の量を低減することができることから、型汚れの原因となる樹脂カス１２７の量および樹脂成形品に入り込む樹脂の量を低減することができる。

第２に、底面部材１１２の第１外周面１１２ａと側面部材１１１の第１内周面１１１ａとが摺動する面の下方には、底面部材１１２の第２外周面１１２ｂの面が存在しているため、摺動によって落下した樹脂カス１２７が、この面上に留まり、樹脂成形装置１（具体的には、第１型１１０の下方の部分）の汚れの原因となる可能性を低減することができる。

第３に、実施形態の樹脂成形装置１は、空間１２４の下方にシール部材１２５を備えているため、空間１２４の樹脂カス１２７の第１型１１０の下方へのさらなる落下をシール部材１２５により抑制することができる。

第４に、側面部材１１１の第１の内周面１１１ａと底面部材１１２の第１の外周面１１２ａとの摺動によりこれらの間に樹脂が引きずり込まれて空間１２４に樹脂カス１２７が蓄積した場合でも、ガス導入口１２３ａから空間１２４にガスを導入し、ガス排出口１２８ａから樹脂カス１２７とともにガスを排出することによって、第１型１１０から樹脂カス１２７を取り除くことができる。これにより、第１型１１０を解体して、第１型１１０を清掃する回数を大幅に減らすことができる。

また、実施形態の樹脂成形装置１は、以下に記載の条件を備えることによって、以下に記載の効果を奏する。

実施形態の樹脂成形装置１が側面部材１１１の外周面３１１のガス排出口１２８ａの外側に樹脂カス収集部を備えている場合には、側面部材１１１の第１の内周面１１１ａと底面部材１１２の第１の外周面１１２ａとの間の樹脂カス１２７を樹脂カス収集部で収集することが可能となる。そのため、実施形態の樹脂成形装置１は、圧縮成形型１０の外部に樹脂カス１２７を巻き散らすことなく廃棄することが可能となるため、樹脂成形品に樹脂カス１２７が混入することを抑制することができる。

実施形態の樹脂成形装置１を用いて製造した樹脂成形品の第１型１１０からの離型時に、ガス排出口１２８ａを閉じた後にガス導入口１２３ａから空間１２４にガスを導入した場合には、ガス導入口１２３ａから空間１２４に導入されたガスが側面部材１１１の第１の内周面１１１ａと底面部材１１２の第１の外周面１１２ａとの間に流れ込み、第１型１１０から樹脂成形品を上方に離型する際の補助の力として働き得る。これにより、第１型１１０からの樹脂成形品の離型を容易にする効果を期待することができる。

図１３に、図２に示す構成を有する実施形態の樹脂成形装置１の樹脂成形品の製造前の第１型１１０の拡大写真を示す。図１３に示すように、樹脂成形装置１の樹脂成形品の製造前の第１型１１０の空間１２４には樹脂カスが全く存在していない。

図１４に、従来の樹脂成形装置を用いて７０サイクルの樹脂成形を行なった後の第１型１１０の拡大写真を示す。また、図１５に、図１４に示す第１型１１０の一部の拡大写真を示す。図１４および図１５に示すように、従来の樹脂成形装置の樹脂成形品の製造後の第１型１１０の空間１２４には、多量の樹脂カス１２７が存在していることが確認された。

図１６に、実施形態の樹脂成形装置１を用いて７０サイクルの樹脂成形を行なった後の第１型１１０の拡大写真を示す。また、図１７に、図１６に示す第１型１１０の一部の拡大写真を示す。図１６および図１７に示すように、ガス導入口からの圧縮ガスの導入によって、樹脂成形装置１の樹脂成形後の第１型１１０の空間１２４に存在していた樹脂カス１２７が空間１２４からすべて排除されていることが確認された。

図１８に、上記の圧縮ガス導入後の図１６および図１７に示す第１型１１０の側面部材１１１の外周面のガス排出口の外側に設けられた樹脂カス収集部としてのダストフィルタの内部の拡大写真を示す。図１８に示すように、ダストフィルタの内部には、ガス排出口から排出された樹脂カス１２７の存在が確認された。

図１９に、図１６および図１７に示す第１型１１０の底面部材１１２の写真を示す。図２０に、図１９に示す第１型１１０の下部の底面部材１１２の拡大写真を示す。

図１９に示すように、第１型１１０の底面部材１１２の、側面部材１１１との摺動部分（第１外周面１１２ａの上方の部分）には、樹脂カス１２７が付着しているが、図２０に示すように、第１型１１０の第２外周面１１２ｂおよび第３外周面１１２ｃには樹脂カス１２７は確認されなかった。また、実施形態の樹脂成形装置１を用いて７０サイクルの樹脂成形を行なった後に第１型１１０を樹脂成形装置１から取り外して第１型１１０の下方の部分を目視で確認したところ、樹脂カス１２７は確認されなかった。これは、実施形態の樹脂成形装置１の第１型１１０のシール部材１２５によって空間１２４からの樹脂カス１２７のさらなる下方への落下を防止できていたことを示している。

図２１に、実施形態の樹脂成形装置１を用いて製造した直後の樹脂成形品の写真を示す。図２２に、図２１に示す樹脂成形品の製造後に樹脂成形装置１のガス排出口を閉鎖した状態でガス導入口から圧縮ガスを約１分間導入した後の樹脂成形品の写真を示す。図２１と図２２との比較から、ガス排出口を閉鎖した後にガス導入口から圧縮ガスを導入することによって、樹脂成形品が浮き上がることが確認された。これは、ガス排出口の閉鎖後のガス導入口からのガスの導入が、第１型１１０からの樹脂成形品の離型を補助できる可能性があることを示している。

なお、上記においては、底面部材１１２の外周面２１２ｂの第１段差２３０ａと側面部材１１１の内周面２１１の第２段差２３０ｂとの両方によって空間１２４を形成したが、本実施形態における空間１２４の形成方法はこれに限定されるものではない。たとえば、底面部材１１２の第１段差２３０ａのみによって空間１２４を形成してもよく、側面部材１１１の第２段差２３０ｂのみによって空間１２４を形成してもよい。

また、圧縮成形型１０は、キャビティ２１０を構成する第１型１１０が摺動部を有するものであれば、上記の実施形態の樹脂成形装置１の圧縮成形型１０に限定されるものではない。たとえば、図２３の模式的拡大断面図に示すように、側面部材１１１が、底面部材１１２側に、キャビティ２１０を構成する内周面２１１と面１１１ｄと第１内周面１１１ａとから構成される第３段差２３０ｃを備えていてもよい。この場合には、底面部材１１２の上面２１２ａと側面部材１１１の面１１１ｄとからキャビティ２１０の底面を構成することができる。

以上のように実施形態について説明を行なったが、上述の各実施形態を適宜組み合わせることも当初から予定している。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

ここで開示された実施形態によれば、圧縮成形型、樹脂成形装置、樹脂成形システムおよび樹脂成形品の製造方法を提供することができる。

１ 樹脂成形装置、１０ 圧縮成形型、１１０，１１００ 第１型、１２０ 第２型、１１１，１１１１ 側面部材、１１１ａ 第１内周面、１１１ｂ 第２内周面、１１１ｃ 第３内周面、１１１ｄ 面、１１２ 底面部材、１１２ａ 第１外周面、１１２ｂ 第２外周面、１１２ｃ 第３外周面、１１４ 弾性部材、１１５ 可動盤、１１６ 支柱部、１１７ 第１駆動機構、１１８ 第２駆動機構、１２１ 上部固定盤、１２２ 下部固定盤、１２３ ガス導入路、１２３ａ ガス導入口、１２４ 空間、１２５ シール部材、１２６ 矢印、１２７ 樹脂カス、１２８ ガス排出路、１２８ａ ガス排出口、１３０ 段差、２０１ 成形対象物、２０２ 樹脂材料、２０２ａ 溶融樹脂、２０２ｂ 硬化樹脂、２０２ｃ 樹脂、２１０ キャビティ、２１１，１１１１ａ 内周面、２１２ａ 上面、２１２ｂ，３１１ 外周面、２３０ａ 第１段差、２３０ｂ 第２段差、２３０ｃ 第３段差、３００ 樹脂成形品、１０００ 樹脂成形システム、１００１ 樹脂供給モジュール、１００２ 樹脂成形モジュール、１００３ 供給収納モジュール、１００４ 制御部、１１１２ｂ 摺動面。

Claims (12)

1. 第１型と、
   前記第１型に向かい合って前記第１型よりも上方に配置された第２型と、を備える、圧縮成形型であって、
   前記第１型は、底面部材と、側面部材と、を備え、
   前記底面部材は、樹脂材料を配置可能な上面と、前記上面から下方に延在する外周面とを備え、
   前記側面部材は、前記底面部材の前記外周面を取り囲む内周面を備え、
   前記第１型のキャビティは、少なくとも、前記底面部材の前記上面と、前記側面部材の前記内周面とから構成され、
   前記第１型は、前記底面部材の前記外周面および前記側面部材の前記内周面の少なくとも一方の段差によって空間を設けることが可能であり、
   前記第１型は、前記空間にガスを導入可能なガス導入口と、前記空間に導入された前記ガスを排出可能なガス排出口と、前記空間の下方のシール部材と、をさらに備え、
   前記段差は、前記底面部材の前記外周面の第１段差を備え、
   前記第１段差は、前記底面部材の前記上面から下方に延在する第１外周面と、前記第１外周面から外側に延在する第２外周面と、前記第２外周面から下方に延在する第３外周面とを備える、圧縮成形型。
2. 前記空間は、前記キャビティの下方に設けられる、請求項１に記載の圧縮成形型。
3. 前記段差は、前記側面部材の前記内周面の第２段差を備え、
   前記第２段差は、前記底面部材の前記第１外周面と摺動可能な第１内周面と、前記第１内周面から外側に延在する第２内周面と、前記第２内周面から下方に延在する第３内周面とを備える、請求項１または請求項２に記載の圧縮成形型。
4. 前記空間は、前記底面部材の前記第１外周面および前記第２外周面と、前記側面部材の前記第２内周面および前記第３内周面とによって取り囲まれている、請求項３に記載の圧縮成形型。
5. 前記空間の幅は、前記底面部材の前記第１外周面と前記側面部材の前記第１内周面との間の幅よりも広い、請求項３または請求項４に記載の圧縮成形型。
6. 前記ガス導入口および前記ガス排出口の少なくとも一方が前記側面部材の外周面に設けられている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の圧縮成形型。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の圧縮成形型を備える、樹脂成形装置。
8. 請求項７に記載の樹脂成形装置を備える、樹脂成形システム。
9. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の圧縮成形型を用いた樹脂成形品の製造方法であって、
   前記第２型に成形対象物を設置する工程と、
   前記キャビティに樹脂材料を供給する工程と、
   前記樹脂材料を用いて前記成形対象物を樹脂成形することによって樹脂成形品を製造する工程と、
   前記ガス導入口から前記空間にガスを導入して前記ガス排出口から前記ガスを排出する工程とを含む、樹脂成形品の製造方法。
10. 前記ガス排出口を閉じる工程と、前記ガス排出口を閉じる工程の後に前記ガス導入口から前記空間にガスを導入しながら前記樹脂成形品を前記第１型から離型する工程とをさらに含む、請求項９に記載の樹脂成形品の製造方法。
11. 第１型と前記第１型に向かい合って前記第１型よりも上方に配置された第２型とを備える圧縮成形型を準備する工程を含む樹脂成形品の製造方法であって、
    前記第１型は、底面部材と、側面部材と、前記底面部材と前記側面部材とから構成されるキャビティと、前記キャビティの下方の空間と、前記空間にガスを導入可能なガス導入口と、前記空間に導入された前記ガスを排出可能なガス排出口とを備え、
    前記樹脂成形品の製造方法はさらに、
    前記第２型に成形対象物を設置する工程と、
    前記キャビティに樹脂材料を供給する工程と、
    前記第２型に向かって前記第１型を移動させる工程と、
    前記樹脂材料を用いて前記成形対象物を樹脂成形することによって樹脂成形品を製造する工程と、
    前記ガス導入口から前記空間にガスを導入して前記ガス排出口から前記ガスを排出する工程とを含み、
    前記樹脂成形品を製造する工程は、前記第２型に向かって前記底面部材を移動させる工程を含み、
    前記底面部材を移動させる工程は、前記空間の容積を減少させながら前記底面部材が移動する工程を含む、樹脂成形品の製造方法。
12. 前記ガス排出口を閉じる工程と、前記ガス排出口を閉じる工程の後に前記ガス導入口から前記空間にガスを導入しながら前記樹脂成形品を前記第１型から離型する工程とをさらに含む、請求項１１に記載の樹脂成形品の製造方法。

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