KR101122136B1

KR101122136B1 - 압축 몰딩식 봉지재 성형장치

Info

Publication number: KR101122136B1
Application number: KR1020110068658A
Authority: KR
Inventors: 석대수; 김신경; 최영규; 황동주
Original assignee: 신한다이아몬드공업 주식회사
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2012-03-16

Abstract

압축 몰딩식 봉지재 성형장치가 개시된다. 이 성형장치는, 상하부 금형들 사이에 수지의 적재 및 성형이 이루어지는 체적 가변형 제1 수지 공간이 형성되는 제1 금형세트와, 상하부 금형들 사이에 수지의 적재 및 성형이 이루어지는 체적 가변형 제2 수지 공간이 형성되는 제2 금형세트와, 상기 제1 금형세트의 상하부 금형들이 형합되는 위치와 상기 제2 금형세트의 상하부 금형들이 형합되는 위치를 연동하여 조절하는 밸런싱 유닛을 포함한다.

Description

압축 몰딩식 봉지재 성형장치{COMPRESSION MOLDING TYPE ENCAPSULATION MATERIAL FORMING APPARATUS}

본 발명은 반도체 칩의 봉지재 성형 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 발광다이오드 패키지 제품의 봉지재 성형에 특히 적합한 압축 몰딩식 봉지재 성형장치에 관한 것이다.

발광다이오드 칩 등과 같은 반도체칩을 내장하는 패키지 제품의 제조에는 칩을 봉지하는 봉지재를 수지로 성형하는 기술이 이용되고 있다. 기술 수준과 최근 제품의 특성 및 시장 요구에 따라, 발광다이오드 패키지 등 반도체 패키지는 경박 단소화되는 경향을 보이고 있다. 이러한 경향과 원자재 절약을 줄이기 위한 노력으로 봉지재 성형을 위한 수지 소모량을 최소화하려는 봉지재 성형기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

대표적인 봉지재 성형기술로서, 트랜스퍼 몰딩과 압축 몰딩 기술이 잘 알려져 있다.

트랜스퍼 몰딩 기술의 경우, 원료가 되는 경화 전의 수지를 성형이 이루어지는 캐비티 내에 충진하기 위하여, 일차적으로 금형에 제공된 포트(들)에 수지를 공급하고, 상형과 하형이 클로징된 상태에서 포트에 외력을 가함으로써, 그 수지가 러너와 게이트를 순차적으로 지나 캐비티에 들어가도록 해야 한다. 게이트를 통과한 수지는 캐비티 내에 완전히 충진된 후 소정의 시간이 경과하게 되면 경화된다. 봉지재 또는 봉지재를 포함하는 제품을 금형으로부터 분리하며, 이때, 포트, 러너, 게이트 내에 남은 수지는 제품과의 분리 작업 후 버려진다. 한편 압축 몰딩 기술은, 트랜스퍼 몰딩 방식과 달리, 포트, 러너, 게이트 없이 캐비티에 직접 수지를 공급하고 가압하여 봉지재를 성형하므로, 수지 소모량을 크게 줄일 수 있다는 경제적인 이점을 갖는다.

한편, 압축 몰딩 기술에 있어서, 제품 양산성을 높이기 위한 하나의 방법으로, 한 쌍의 금형세트를 이용하여 봉지재를 성형하는 봉지재 성형장치가 종래에 제안된 바 있다. 통상, 압축 몰딩 방식의 봉지재 성형장치는 리드프레임 기판 또는 인쇄회로기판 등과 같은 기판이 장착되는 상부 금형과 그와 마주하는 하부 금형을 포함하며, 하부 금형은 기판과 마주하는 면에 액상 또는 겔상의 수지를 적재할 수 있는 체적 가변 및/또는 형상 가변의 오목부를 포함한다. 하부 금형이 상부 금형 또는 기판과 맞닿아 수지가 성형되는 밀폐 성형 공간이 형성되며, 그 밀폐 성형 공간의 체적 및/또는 형상 가변에 의해 원하는 형상의 봉지재를 기판 상에 형성할 수 있다.

종래에 이론적으로 제안된 봉지재 성형장치는 좌우 한 쌍의 금형세트, 즉, 제1 금형세트와 제2 금형세트를 포함한다. 제1 금형세트와 제2 금형세트 각각은 서로 마주하게 배치된 상부 금형과 하부 금형을 포함한다. 그리고 제1 금형세트 및 제2 금형세트의 상부 금형들은 단일의 상부 지지 수단에 지지되고 제1 금형세트 및 제2 금형세트의 하부 금형들은 단일의 하부 지지 수단에 의해 지지된다. 상부 지지 수단과 하부 지지 수단 중 적어도 하나에는 가압 프레스 유닛이 설치되어, 가압 프레스 유닛에 구동에 의해, 제1 금형세트와 제2 금형세트가 거의 동시에 봉지재를 성형한다.

좌우 한 쌍의 금형세트를 포함하는 압축 몰딩식 봉지재 성형장치를 이용하여 봉지재를 성형하고자 하는 경우, 좌우 한 쌍의 금형세트 모두에서 동일한 성형 조건으로 봉지재를 성형하는 것은 실질적으로 어려우며, 이는 전술한 것과 같은 종래 봉지재 성형장치를 이용하여, 봉지재를 신뢰성 있게 안전하게 성형하는데 있어서 가장 큰 문제가 된다. 특히, 좌우 한 쌍의 금형세트에 위치하는 기판들의 두께가 다른 경우 및/또는 공급 수지의 양이 다른 경우, 좌우 한 쌍의 금형세트 모두에서 원하는 형태의 봉지재를 수지 누설 없이 신뢰성 있게 성형하는 것은 실질적으로 불가능하다.

한 쌍의 금형세트 각각에 대하여 스프링들을 설치함으로써, 하나의 금형세트의 상부 금형과 하부 금형이 합치된 후에도, 나머지 금형세트의 상부 금형과 하부 금형이 합치될 때가지 상부 금형 및/또는 하부 금형의 이동을 해당 금형세트의 스프링이 더 허용하도록 하여, 두 금형세트 모두가 봉지재의 성형에 참여할 수 있도록 하는 기술이 종래에 고려된 바 있다.

그러나 한 쌍의 금형세트 각각에 대하여 전술한 것과 같은 스프링들을 적용할 경우, 스프링들의 풀 신장 및 풀 압축을 고려한 춘분한 공간이 필요로 하며, 이는 금형세트들 및 이를 포함하는 봉지재 성형장치의 불필요한 높이 증가를 야기한다.

또한, 한 쌍의 금형세트 사이의 성형 조건이 다르면, 두 스프링 중 어느 한 측의 스프링이 더 많은 변형을 겪게 될 것이며, 이러한 변형이 누적될 때, 영구 변형으로 이어져서, 결국에는 봉지재를 신뢰성 있게 성형하기 어렵게 될 것이다.

특히, 위와 같이 두개 또는 그 이상의 스프링을 포함하는 금형세트들을 이용하여 개별 기판들 각각에 봉지재를 성형하는 경우, 성형시 발생되는 수지 누설을 방지하기 위하여, 장착되는 기판들의 특성에 꼭 맞는 금형세트의 캐비티 밀봉력과 위치 선정이 필요할 것이다. 이때, 기판들이 변경되거나 기판들의 두께 편차가 큰 경우, 양측의 스프링들 사이에 압축량이 달라짐에 따라 '댐바력'으로 칭해지는 캐비티 밀봉력에 차이가 발생할 것이며, 이는 기판의 파손 또는 수지의 누설을 유발할 수 있다.

따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는 기판 두께 및/또는 수지의 공급량 등 봉지재 성형 조건이 따른 한 쌍의 금형세트에 대하여 보다 더 신뢰성 있게 자동으로 밸런싱을 유지할 수 있는 개선된 구조의 봉지재 성형장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 압축 몰딩식 봉지재 성형장치는, 상하부 금형들 사이에 수지의 적재 및 성형이 이루어지는 체적 가변형 제1 수지 공간이 형성되는 제1 금형세트와; 상하부 금형들 사이에 수지의 적재 및 성형이 이루어지는 체적 가변형 제2 수지 공간이 형성되는 제2 금형세트와; 상기 제1 금형세트의 상하부 금형들이 형합되는 위치와 상기 제2 금형세트의 상하부 금형들이 형합되는 위치를 연동하여 조절하는 밸런싱 유닛을 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 밸런싱 유닛은, 상기 제1 금형세트의 수직 방향 변위에 상응하여 수평 방향 변위를 일으키는 제1 수평 변위부와, 상기 제2 금형세트의 수직 방향 변위에 상응해 수평 방향 변위를 일으키는 제2 수평 변위부와, 상기 제1 수평 변위부와 상기 제2 수평 변위부 사이에서 상기 수평 변위에 따른 힘을 상기 제1 수평 변위부와 상기 제2 수평 변위부에 전달하는 중간 힘 전달부를 포함한다.

더 구체적으로, 상기 제1 수평 변위부와 상기 제2 수평 변위부 각각은 웨지 어레이를 포함하며, 상기 웨지 어레이는 상기 제1 금형세트 또는 상기 제2 금형세트의 상부에서 교대로 배치되는 상향 웨지부재와 하향 웨지부재를 포함하고, 상기 상향 웨지부재와 상기 하향 웨지부재는 서로 슬라이딩식으로 접하는 빗면을 포함하고, 상기 상향 웨지부재가 상기 하향 웨지부재의 빗면을 타고 상승할 때 상기 웨지 어레이는 상기 중간 힘 전달부를 향해 수평 변위를 일으키고, 상기 상향 웨지부재가 상기 하향 웨지부재의 빗면을 타고 하강할 때 상기 제1 금형세트 또는 상기 제2 금형세트의 상부 금형을 하강시킨다.

상기 중간 힘 전달부는 양단이 각각 상기 제1 수평 변위부의 웨지 어레이 및 상기 제2 수평 변위부의 웨지 어레이와 접하는 크로스바인 것이 바람직하다.

상기 상향 웨지부재와 상기 하향 웨지부재 각각은 상기 빗면의 반대편 측면에 수직면을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 크로스바는 제1 바부재와 제2 바부재를 포함하고, 상기 제1 바부재와 상기 제2 바부재 사이에는 탄성 스프링이 개재되며, 상기 탄성 스프링은, 상기 봉지재가 성형된 후, 상기 제1 수평 변위부의 웨지 어레이와 상기 제2 수평 변위부의 웨지 어레이를 서로 반대되는 방향으로 밀어 상기 밸런싱 유닛을 리세팅하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 제1 바부재와 상기 제2 바부재는 마주하는 면들에 스프링 설치홈을 각각 포함하며, 상기 탄성스프링의 양측이 상기 제1 바부재와 상기 제2 바부재의 스프링 설치홈에 수용되어 고정된다.

상기 웨지 어레이 내의 웨지부재들 들 적어도 하나의 상면에는 진공 통로를 형성하기 위한 다수의 슬릿이 형성된다.

일 실시예에 따라, 상기 제1 금형세트 및 상기 제2 금형세트의 제1 상부 금형 및 제2 상부 금형이 나란히 위치하는 상부 베이스 블록과; 상기 제1 금형세트 및 상기 제2 금형세트의 제1 하부 금형 및 제2 하부 금형이 나란히 위치하는 하부 베이스 블록을 더 포함하며, 상기 상부 베이스 블록과 상기 하부 베이스 블록 중 적어도 하나가 상하로 구동된다.

더 구체적으로는, 상기 제1 금형세트 및 상기 제2 금형세트의 제1 상부 금형 및 제2 상부 금형이 나란히 위치하는 상부 베이스 블록과; 상기 제1 금형세트 및 상기 제2 금형세트의 제1 하부 금형 및 제2 하부 금형이 나란히 위치하는 하부 베이스 블록을 더 포함하며, 상기 상부 베이스 블록과 상기 하부 베이스 블록 중 적어도 하나가 상하로 구동되며, 상기 상부 베이스 블록은 상기 제1 상부 금형 및 제2 상부 금형을 상하 이동가능한 상태로 수용 유지하는 제1 유지홈과 제2 유지홈을 포함하며, 상기 제1 유지홈과 상기 제2 유지홈은 상기 제1 금형세트와 상기 제2 금형세트 사이의 중심선을 기준으로 좌우 대칭적으로 위치하며, 상기 제1 수평 변위부와 상기 제2 수평 변위부 각각은 상기 제1 유지홈과 상기 제2 유지홈 각각에서 상기 제1 상부 금형 및 상기 제2 상부 금형의 상면과 접할 수 있게 배치되고, 상기 제1 유지홈과 상기 제2 유지홈은 수평의 브릿지 통로에 의해 연결되고, 상기 브릿지 통로에는 상기 중간 힘 전달부가 위치한다.

더 나아가, 상기 제1 금형세트 및 상기 제2 금형세트의 상부 금형들 각각에는 봉지재가 형성될 기판이 장착되고, 상기 제1 금형세트 및 상기 제2 금형세트의 하부 금형들 각각은 캐비티 블록과 상기 캐비티 블록 주변을 둘러싸는 캐비티 홀더를 포함하며, 상기 캐비티 홀더는 탄성 부재에 의해 탄성적으로 지지된 채 상기 캐비티 블록보다 높게 돌출되고, 상기 탄성 부재가 압축되는 정도에 따라 상기 제1 금형세트 및 상기 2 금형세트의 제1 및 제2 수지 공간 높이 및 체적이 변화된다.

선택적으로, 상기 봉지재 성형장치가 양 측면이 수직면으로 되어 있는 간재를 전술한 웨지 어레이 내에 더 포함할 수 있는데, 상기 간재는 이웃하는 두 웨지부재 쌍들 사이에 개재될 수 있다.

본 발명에 따르면 기판의 두께 및/또는 수지의 공급량 등 봉지재 성형 조건이 따른 한 쌍의 금형세트에 대하여, 상하 금형의 형합 위치들을 서로 연동시킴으로써, 한 쌍의 금형세트에 의한 봉지재 성형의 자동 밸런싱이 가능해졌고, 이에 의해, 더 신뢰성 있게 양질의 봉지재를 더 많이 성형할 수 있게 되었다. 또한, 본 발명에 따르면, 봉지재가 성형될 객체인 기판들의 변경 및/또는 기판들에 큰 두께 편차가 있는 경우라 하더라도, 전술한 것과 같은 밸런싱 유닛의 적용을 통해, 금형세트들의 캐비티 밀봉력을 항상 일정하게 유지시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 한 쌍의 금형세트로 두 기판에 대해 봉지재를 성형하는 작업을 함에 있어서, 기판(또는, 프레임)의 두께 및 수지 공급량이 더 많은 일측의 금형세트의 상하부 금형들이 먼저 맞닿아 형합되며, 이로써, 그 일측 금형세트가 더 상승하게 되고, 이 상승은 일측 금형세트 상부에 존재하는 수평 변위부를 수평 변위시키고, 그 수평 변위에 의해, 중간 힘 전달부가 타측 금형세트의 수평 변위부를 중심선으로부터 멀어지게 수평 변위시키며, 이 수평 변위는 타측 금형세트의 상부 금형을 하강시켜 그 아래에 있는 하부 금형에 형합되도록 해준다. 일측 및 타측의 수평 변위부들로써, 상향 웨지부재가 그와 인접한 하향 웨지부재의 빗면을 타고 상승 또는 하강하면서 중간 힘 전달부, 더 바람직하게는, 크로스바를 수평 이동시키거나 또는 해당 금형세트의 하부 금형을 하강시키는 작용을 하는 웨지 어레이들을 이용함으로써, 전술한 한 쌍의 금형세트들 사이에 더 간단하면서도 더 신뢰성 있는 밸런싱 제어가 가능하게 되었다. 또한, 전술한 크로스바를 단일 바부재로 이루어진 구조로 할 수도 있지만, 두 개의 바부재와 그 사이에 설치되는 탄성 스프링을 포함하는 구조를 채택함으로써, 봉지재가 성형되고 상부 금형세트와 하부 금형세트에 가해졌던 힘들이 제거된 후, 바부재들 사이에 위치한 탄성스프링이 바부재를 좌우 양측으로 밀어, 크로스바를 원래의 위치로 리세팅하는 것이 가능해졌다. 전술한 것과 같은 웨지 어레이들을 및 크로스바를 이용하여 좌우 한 쌍의 금형세트들의 형합 위치를 밸런싱하는 구조에서는, 웨지 어레이들이 각 금형세트의 상부 금형을 덮으므로, 기판을 상부 금형에 진공 흡착시키는 적용이 어려워질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 웨지 어레이 내 적어도 하나의 웨지부재 상면에 진공 통로를 형성하는 슬릿 또는 홈을 형성하여, 이에 대비할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 몰딩식 봉지재 성형장치를 도시한 단면도.
도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예예 따른 봉지재 성형장치의 자동 밸런싱 작용을 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 1에 도시된 실시예와 다른 구조를 갖는 크로스바를 포함하는 본 발명의 다른 실시예예 따른 압축 몰딩식 봉지재 성형장치를 설명하기 위한 단면도.
도 4는 봉지재 성형장치의 상부 금형이 기판을 진공 흡착식으로 고정하는 구조에 유리하게 적용될 수 있는 웨지부재를 보인 사시도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압축 몰딩식 봉지재 성형장치를 도시한 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 발명의 실시예는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 봉지재 성형장치는, 오버 몰드 또는 압축 몰딩 방식의 성형장치로서, 하부 베이스 블록(10a), 상부 베이스 블록(10b), 및, 상하 두 베이스 블록들(10a, 10b) 사이에 위치하는 좌우 한 쌍의 금형세트(1a, 1b)를 포함한다. 상기 하부 베이스 블록(10a)은 상단 일부만이 도시된 하부 가압 프레스 유닛(P1)에 연결되어, 상기 하부 가압 프레스 유닛(P1)에 의해 상하로 구동될 수 있다. 또한, 상기 상부 베이스 블록(10b)은 일부만이 도시된 단일의 상부 가압 프레스 유닛(P2)에 연결되어, 상기 상부 가압 프레스 유닛(P2)에 의해 상하로 구동될 수 있다. 하부 가압 프레스 유닛(P1)과 상부 가압 프레스 유닛(P2)이 모두 채용될 수 있고, 두 프레스 유닛(P1, P2) 중 하나만이 채용될 수 있다. 그러나, 본 실시예에 따르면, 적어도 하부 가압 프레스 유닛(P1)이 요구된다.

상기 한 쌍의 금형세트는, 좌측에 위치하는 제1 금형세트(1a)와, 우측에 위치하는 제2 금형세트(1b)로 구성된다. 상기 제1 금형세트(1a)와 상기 제2 금형세트(1b)는 가상의 중심선(c)을 기준으로 하여 좌우 대칭적인 구조를 가지며, 또한, 그 중심선(c)을 기준으로 좌우 대칭적으로 배치된다.

상기 제1 및 상기 제2 금형세트(1a, 1b)는 각각 제1 및 제2 하부 금형(20a, 20b)과 제1 및 제2 상부 금형(30a, 30b)을 포함한다.

상기 제1 및 제2 하부 금형(20a, 20b) 각각은, 단일의 하부 베이스 블록(10a)으로부터 수직 상방으로 돌출되어 있는 제1 및 제2 캐비티 블록(22a, 22b)과, 상기 제1 및 제2 캐비티 블록(22a, 22b) 각각의 주변을 둘러싸도록 배치된 제1 및 제2 캐비티 홀더(24a, 24b)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 캐비티 홀더(24a, 24b)는 일단이 상기 하부 베이스 블록(10a)에 접해 있는 제1 및 제2 탄성 부재(25a, 25b)에 의해 탄성적으로 지지된다.

봉지재를 성형하는 동안 그리고 봉지재의 성형 전후에, 상기 제1 및 제2 캐비티 홀더(24a, 24b) 각각은 상기 제1 및 제2 캐비티 블록(22a, 22b)보다 높게 돌출되며, 이에 따라, 제1 및 제2 캐비티 홀더(24a, 24b) 각각의 내측면과 상기 제1 및 제2 캐비티 블록(22a, 22b)의 상면이 오목한 수지 적재 공간(또는, 수지 성형 공간)을 형성한다. 상기 제1 및 제2 탄성 부재(25a, 25b)가 압축되는 정도에 따라 상기 수지 적재 공간의 높이, 체적 및 형상은 가변된다. 이때, 상기 제1 및 제2 캐비티 블록(22a, 22b)의 상면에는 성형될 봉지재의 형상을 결정하는 특정 형상의 오목한 홈이 형성되어 있다. 도시하지는 않았지만, 수지의 누설을 막도록 이형성 또는 비이형성 필름이 상기 오목한 홈을 덮도록 제공될 수 있다.

상기 제1 및 제2 상부 금형(30a, 30b) 각각은, 단일의 상부 베이스 블록(10b)에 현가식으로 유지되게 설치되어 수직 하방으로 돌출된다. 이때, 상기 제1 및 제2 상부 금형(30a, 30b) 각각은 전술한 제1 및 제2 하부 금형(20a, 20b)과 마주하도록 위치한다.

이를 위해, 상기 상부 베이스 블록(10b)은 상기 제1 및 제2 상부 금형(30a, 30b)을 상하 이동가능한 상태로 수용 유지하는 한 쌍의 유지홈(11a, 11b)을 포함한다. 상기 한 쌍의 유지홈(11a, 11b)은 상기 중심선(c)을 기준으로 좌우 대칭적으로 위치하며, 내측면 하부에는 상기 제1 및 제2 상부 금형(30a, 30b)의 측면 돌출턱(302a, 302b)이 걸리는 걸림턱(112a, 112b)이 형성되어 있다.

이하에서도 설명되는 바와 같이, 상기 한 쌍의 유지홈(11a, 11b) 각각의 상부에는 이하 자세히 설명되는 자동 밸런싱 유닛(50)의 일부인 수평 변위부들로서의 제1 웨지 어레이(52a) 및 제2 웨지 어레이(52b)가 배치되고, 상기 한 쌍의 유지홈(11a, 11b) 사이는 브릿지 통로(13)에 의해 연결되며, 상기 브릿지 통로(13)에는 상기 수평 변위부들 사이에서 수평 방향의 힘을 전달하는 역할을 하는 중간 힘 전달부로서의 크로스바(53)가 배치된다. 이 크로스바(53)는 상기 제1 웨지 어레이(52a)와 상기 제2 웨지 어레이(52b)를 연동시키는 작용을 한다.

본 실시예에 따른 봉지재 성형장치는, 제1 금형세트(1a)와 제2 금형세트(1b)를 이용하여 두 개의 기판(M1, M2) 각각에 대하여 봉지재를 동시에 성형함에 있어서, 두 기판(M1, M2) 사이의 두께 차이 및/또는 수지 주입량 등 여러 성형 조건의 차이를 상쇄하는 밸런싱 작용을 하는 자동 밸런싱 유닛(50)을 포함한다. 상기 자동 밸런싱 유닛(50)은 상기 제 1 금형세트(1a)와 상기 제2 금형세트(1b) 각각의 상하부 금형들이 형합되는 위치를 연동 제어하도록 제공된다. 본 실시예에 있어서는, 상기 밸런싱 유닛(50)은 상기 제1 상부 금형(30a)과 상기 제2 상부 금형(30b)에 동시에 접하여 작동하도록 상기 상부 베이스 블록(10b) 내에 설치된다.

위에서 언급한 바와 같이, 상기 자동 밸런싱 유닛(50)은 한 쌍의 웨지 어레이, 즉, 제1 웨지 어레이(52a) 및 제2 웨지 어레이(52b)와, 이들 웨지 어레이들(52a, 52b)을 연동시키는 크로스바(53)를 포함한다. 상기 제1 웨지 어레이(52a)는 제 1유지홈(11a)의 상부에 위치하고 상기 제2 웨지 어레이(52b)는 제2 유지홈(11b)의 상부에 위치한다. 더 구체적으로, 상기 제1 웨지 어레이(52a)는 상기 1 유지홈(11a)의 천정 면과 상기 제1 상부 금형(30a)의 상면 사이에 개재되며, 상기 제2 웨지 어레이(52b)는 상기 제2 유지홈(11b)의 천정 면과 상기 제2 상부 금형(30b)의 상면 사이에 개재된다. 상기 크로스바(53)는, 상기 제1 유지홈(11a)과 상기 제2 유지홈(11b) 사이를 잇는 수평의 브릿지 통로(13) 내에 배치되며, 일단은 상기 제1 웨지 어레이(52a)의 최 내측 웨지부재와 접하고 타단은 상기 제2 웨지 어레이(52b)의 최내측 외지 웨지부재와 접한다.

상기 제1 및 제2 웨지 어레이(52a, 52b) 각각은 복수의 상향 웨지부재(522a, 522b)와 복수의 하향 웨지부재(524a, 524b)를 포함한다. 부가적으로, 상기 제1 및 제2 웨지 어레이(52a, 52b) 각각의 최 외곽측에는 제1 유지홈(11a)과 상기 제2 유지홈(11b)의 폭을 메우기 위한 엔드바(526a, 526b)가 배치될 수도 있다.

상기 상향 웨지부재(522a 또는 522b)는 양 측에 각각 수직면과 빗면을 포함하며, 상기 빗면에 의해, 상기 상부 금형(30a 또는 30b)의 상면과 접하는 저면으로부터 상부로 향할수록 폭이 점진적으로 좁아지는 단면 형상을 갖는다. 상기 하향 웨지부재(524a, 524b)는 양 측에 각각 수직면과 빗면을 포함하되, 상기 빗면에 의해, 자자신의 상면으로부터 상기 상부 금형(30a 또는 30b)의 상면을 향해 폭이 점진적으로 좁아지는 단면 형상을 갖는다. 상기 엔드바(526a 또는 526b)는 대략 직사각형의 단면을 갖는다. 상기 상향 웨지부재(522a 또는 522b)와 상기 하향 웨지부재(522a, 522b)는 횡 방향을 따라 교대로 배치되며, 이에 의해, 상향 웨지부재(522a 또는 522b)의 빗면과 하향 웨지부재(524a 또는 524b)의 빗면은 항상 서로 슬라이딩 가능하게 접한다.

일측의 금형세트(1a 또는 1b)가 먼저 형합된 후 그 일측 금형세트(1a 또는 1b)의 상부 금형(30a 또는 30b)이 추가로 더 상승할 때, 일측 웨지 어레이(52a 또는 52b) 내에 있는 상향 웨지부재(522a 또는 522b)들이 일측 상부 금형(30a 또는 30b)의 추가 상승에 수반하여 동일 웨지 어레이 내에 있는 하향 웨지부재(524a 또는 524b)들의 빗면을 따라 슬라이딩 하면서 상승한다. 이러한 상승에 의해, 일측 웨지 어레이(52a 또는 52b)는 중심선(c)과 가까워지는 방향으로 횡 이동하여, 크로스바(53)를 타측 웨지 어레이(52a 또는 52b)를 향해 밀어낸다. 크로스바(53)에 의해 타측 웨지 어레이(52a 또는 52b)가 상기 중심선(c)과 멀어지는 방향으로 횡 이동하면, 타측 웨지 어레이(52a 또는 52b) 내 상향 웨지부재(522a 또는 522b)가 하향 웨지부재(524a 또는 524)의 빗면을 따라 하강하면서 그에 수반하여 타측 금형세트(1a 또는 1b)의 상부 금형(30a 또는 30b)을 하강시킨다. 전술한 것과 같은 밸런스 작용은, 두 금형세트(1a, 1b)가 최종적으로 성형 공간을 확정하기 직전에, 일측 금형세트(1a 또는 1b)의 상부 금형과 하부 금형이 형합된 상태에서 타측 금형세트(1a 또는 1b)의 상부 금형을 자동으로 추가 하강시켜 타측 금형세트(1a 또는 1b)의 상부 금형과 하부 금형도 형합되도록 해준다.

도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예예 따른 봉지재 성형장치의 자동 밸런싱 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 2의 (a)와 (b)를 참조하면, 제1 금형세트(1a)의 상부 금형(30a)에 장착된 기판(M1)의 두께(T1)가 제2 금형세트(1b)의 상부 금형(30b)에 장착된 기판(M2)의 두께(T2)보다 크고, 제 1 금형세트(1a)에 공급된 수지의 양 또한 제2 금형세트(1b)에 공급된 수지의 양보다 많다. 이러한 성형 조건에서는 상기 제1 금형세트(1a)의 형합이 먼저 일어난다. 제1 금형세트(1a)의 형합이 먼저 일어난 후, 앞에서 설명한 것과 같이 제1 금형세트(1a) 및 그에 속한 제1 상부 금형(30a)의 추가 상승이 일어난다.

상기 제1 상부 금형(30a)의 추가 상승에 수반하여, 제1 웨지 어레이 유닛(52a) 내 상향 웨지부재(522a)가 상승하면서 제1 금형세트(1a)와 제2 금형세트(1b)의 밸런스를 조절하는 자동 밸런싱 유닛이 작동된다. 제1 웨지 어레이 유닛(52a) 내 상향 웨지부재(522a)가 하향 웨지부재(524a)의 빗면을 타고 도 2의 (a)의 제1 레벨(H1)로부터 도 2의 (b)의 제2 레벨(H2)까지 상승하면, 상기 제1 웨지 어레이 유닛(52a)이 도 2의 (a)에 보이는 위치로부터 도 2의 (b)에 보이는 위치까지 크로스바(53)를 우측 수평방향으로 밀어낸다. 우측으로 밀린 크로스바(53)가 수평 방향으로 미는 힘에 의해, 제2 웨지 어레이(52b) 내 상향 웨지부재(522b)가 하향 웨지부재(524b)의 빗면을 타고 도 2의 (a)의 위치로부터 도 2의 (b)의 위치로 로 하강하여 제2 금형세트(1b)의 형합이 이루어진다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예예 따른 봉지재 성형장치를 설명하기 위한 도면으로서, 앞선 실시예와 달라진 구조를 갖는 크로스바 및 제1 및 제2 금형세트의 상부 금형들을 보여준다.

도 3을 참조하면, 크로스바(53)가, 앞선 실시예와 마찬가지로, 제1 웨지 어레이 유닛(52a)과 제2 웨지 어레이 유닛(52b) 사이에 위치하되, 제1 금형세트와 제2 금형세트에 의한 봉지재들의 성형이 완료된 후, 상기 제1 금형세트와 상기 제2 금형세트를 봉지재들의 성형 전과 동일한 높이로 리셋 시켜주는 기능을 포함하고 있다. 앞선 실시예와 마찬가지로, 상기 제1 및 제2 웨지 어레이 유닛(52a, 52b) 각각은 상향 웨지부재(522a, 524a)와 하향 웨지부재(524a, 524b)를 포함한다. 그리고, 상기 제1 및 제2 웨지 어레이 유닛(52a, 52b)의 밸런싱 작용은 앞선 실시예와 실질적으로 같으며, 따라서, 중복을 피하기 위해 그에 대한 구체적인 설명은 생략된다.

도 3의 확대도에서 잘 보여지는 바와 같이, 상기 크로스바(53)는 상기 제1 웨지 어레이 유닛(52a)의 최내측 상향 웨지부재(522a)와 접해 있는 제1 바부재(53a)와, 상기 제2 웨지 어레이 유닛(52b)의 최내측 상향 웨지부재(522a)와 접해 있는 제2 바부재(53b)를 포함한다. 또한, 상기 제1 바부재(53a)와 상기 제2 바부재(53b) 사이에는 탄성부재, 더 바람직하게는 탄성스프링(53c)이 개재되어 있다. 이 탄성스프링(53c)은 상기 제1 바부재(53a)와 상기 제2 바부재(53b)를 실질적으로 통한 탄성력으로 밀고 있다.

상기 제1 바부재(53a)와 상기 제2 바부재(53b)는 서로 마주하는 면들에 한 쌍의 스프링 설치홈(532a, 532b)을 포함하며, 상기 탄성스프링(53c)의 좌우 부분들은 상기 한 쌍의 스프링 설치홈(532a, 532b)에 수용된다. 그리고, 상기 탄성스프링(53c)의 양단부 각각은 상기 스프링 설치홈(532a, 532b)의 단부들에 고정될 수 있다.

상기 제1 및 제2 웨지 어레이 유닛(52a, 52b)과 상기 크로스바(53)가 협동하여 제1 금형세트와 제2 금형세트 사이를 자동 밸런싱하는 봉지재 성형 중에는, 상기 크로스바(53)의 제1 및 제2 바부재(53a, 53b)는 일체인 것처럼 작용하여, 상기 제1 웨지 어레이(52a)의 미는 힘에 의해 제2 웨지 어레이(52b)를 밀거나 또는 제2 웨지 어레이(52b)의 미는 힘에 의해 제1 웨지 어레이(52a)를 미는 작용을 한다. 반면, 봉지재 성형이 완료되고 제1 금형세트와 제2 금형세트에 가해졌던 여러 힘들이 제거되면, 상기 탄성스프링(53c)이 상기 제1 바부재(53a)와 상기 제2 바부재(53b)를 서로 반대된 방향으로 밀어, 상기 제1 어레이 유닛(52a)과 상기 제2 어레이 유닛(52b)을 봉지재 성형 전의 초기 위치들로 보낸다. 이에 연동하여, 상기 제1 금형세트와 상기 제2 금형세트도 봉지재 성형전의 초기 위치로 리세팅된다.

도 4는 본 발명의 밸런싱 유닛에 적용될 수 있는 상향 웨지부재와 하향 웨지부재를 도시한 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상향 웨지부재(522)는 양 측면에 각각 수직면(5222)과 빗면(5224)을 포함한다. 그리고, 상기 빗면(5224)에 의해, 상기 상향 웨지부재(522)는 상방을 향해 폭이 좁아지는 단면 형태를 갖는다. 상기 하향 웨지부재(524)는, 상기 상향 웨지부재(522)와 상하 반대되는 형상으로 이루어지며, 양 측면에 각각 수직면(5242)과 빗면(5244)을 포함한다. 상향 웨지부재(522)의 빗면(5224)과 하향 웨지부재(524)의 빗면(5244)은 서로 경사지게 미끄러지도록 접족하고 있다. 상향 웨지부재(522)가 하향 웨지부재(524)의 빗면(5244)을 타고 상승하면, 하향 웨지부재(524)는 횡방향 우측으로 밀려 이동된다. 이러한 작용은 앞에서도 설명된 바 있다. 상기 상향 웨지부재(522)와 상기 하향 웨지부재(524)는, 도시된 바와 같이, 기다란 바 형상을 가질 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 하향 웨지부재(524)의 상면에 진공 통로 형성을 위한 다수의 슬릿(5246)이 형성된다. 이 슬릿(5226)은 상부 금형(30a 또는 30b; 도 1 참조)이 기판(M1, M2)을 진공 흡착 방식으로 고정하는 적용에서 이용될 수 있다. 도 1에 도시된 구조에서는, 상향 웨지부재(522)와 하향 웨지부재(524)를 포함하는 어레이가 상부 금형과 그 위쪽에 설치되는 진공장치 사이의 진공 통로가 막히게 되며, 이에 의해 상부 금형으로 기판을 진공 흡착하는 적용이 어렵게 될 수 있다. 이때, 하향 웨지부재(524)에 상기 다수의 슬릿(5246)을 형성함으로써, 진공 통로가 웨지 어레이에 의해 막히는 것을 막을 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압축 몰딩식 봉지재 성형장치를 도시한 단면도이다.

본 실시예에 따르면, 제1 웨지 어레이(52a)와 제2 웨지 어레이(52b) 각각에 하나 이상의 간재(527a, 527b)가 배치된다. 상기 간재(527a, 527b)는, 선택적으로 적용될 수 있는 것으로서, 기판(M1, M2)에 가해지는 압력 분포를 고려하여 추가될 수 있다. 이때, 상기 간재(572a, 527b)는 두 인접하는 웨지부재 쌍들 사이에 배치되며, 각 웨지부재 쌍들(522a 및 524a)(524a 및 524b)은 상향 웨지부재(522a, 522b)와 하향 웨지부재(524a, 524b)가 빗면들끼리 접하여 위치하고 있다. 또한, 간재(527a, 527b)는 양 측면 모두 수직면으로 이루어져서 수직면들이 양 옆에 있는 웨지부재들의 수직면과 접해 있다.

나머지 다른 구성은 앞선 실시예와 실질적으로 동일하므로 중복을 피하기 위해 설명이 생략된다.

1a: 제1 금형세트 1b: 제2 금형세트
10a: 하부 베이스 븍록 10b: 상부 베이스 블록
20a, 20b: 하부 금형 30a, 30b: 상부 금형
22a, 22b: 캐비티 블록 24a, 24b: 캐비티 홀더
50: 자동 밸런싱 유닛 52a, 52b: 웨지 어레이
53: 크로스바 522a, 522b: 상향 웨지부재
524a, 524b: 하향 웨지부재

Claims

상하부 금형들 사이에 수지의 적재 및 성형이 이루어지는 체적 가변형 제1 수지 공간이 형성되는 제1 금형세트;
상하부 금형들 사이에 수지의 적재 및 성형이 이루어지는 체적 가변형 제2 수지 공간이 형성되는 제2 금형세트; 및
상기 제1 금형세트의 상하부 금형들이 형합되는 위치와 상기 제2 금형세트의 상하부 금형들이 형합되는 위치를 연동하여 조절하는 밸런싱 유닛을 포함하며,
상기 밸런싱 유닛은, 상기 제1 금형세트의 수직 방향 변위에 상응하여 수평 방향 변위를 일으키는 제1 수평 변위부와, 상기 제2 금형세트의 수직 방향 변위에 상응해 수평 방향 변위를 일으키는 제2 수평 변위부와, 상기 제1 수평 변위부와 상기 제2 수평 변위부 사이에서 상기 수평 변위에 따른 힘을 상기 제1 수평 변위부와 상기 제2 수평 변위부에 전달하는 중간 힘 전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 몰딩식 봉지재 성형장치.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 제1 수평 변위부와 상기 제2 수평 변위부 각각은 웨지 어레이를 포함하며, 상기 웨지 어레이는 상기 제1 금형세트 또는 상기 제2 금형세트의 상부에서 교대로 배치되는 상향 웨지부재와 하향 웨지부재를 포함하고, 상기 상향 웨지부재와 상기 하향 웨지부재는 서로 슬라이딩식으로 접하는 빗면을 포함하고, 상기 상향 웨지부재가 상기 하향 웨지부재의 빗면을 타고 상승할 때 상기 웨지 어레이는 상기 중간 힘 전달부를 향해 수평 변위를 일으키고, 상기 상향 웨지부재가 상기 하향 웨지부재의 빗면을 타고 하강할 때 상기 제1 금형세트 또는 상기 제2 금형세트의 상부 금형을 하강시키는 것을 특징으로 하는 압축 몰딩식 봉지재 성형장치.
청구항 3에 있어서, 상기 중간 힘 전달부는 양단이 각각 상기 제1 수평 변위부의 웨지 어레이 및 상기 제2 수평 변위부의 웨지 어레이와 접하는 크로스바인 것을 특징으로 하는 압축 몰딩식 봉지재 성형장치.
청구항 3에 있어서, 상기 상향 웨지부재와 상기 하향 웨지부재 각각은 상기 빗면의 반대편 측면에 수직면을 포함하는 것을 특징으로 압축 몰딩식 봉지재 성형장치.
청구항 4에 있어서, 상기 크로스바는 제1 바부재와 제2 바부재를 포함하고, 상기 제1 바부재와 상기 제2 바부재 사이에는 탄성 스프링이 개재되며, 상기 탄성 스프링은, 상기 봉지재가 성형된 후, 상기 제1 수평 변위부의 웨지 어레이와 상기 제2 수평 변위부의 웨지 어레이를 서로 반대되는 방향으로 밀어 상기 밸런싱 유닛을 리세팅하는 것을 특징으로 하는 압축 몰딩식 봉지재 성형장치.
청구항 6에 있어서, 상기 제1 바부재와 상기 제2 바부재는 마주하는 면들에 스프링 설치홈을 각각 포함하며, 상기 탄성스프링의 양측이 상기 제1 바부재와 상기 제2 바부재의 스프링 설치홈에 수용되어 고정된 것을 특징으로 하는 압축 몰딩식 봉지재 성형장치.
청구항 3에 있어서, 상기 웨지 어레이 내의 웨지부재들 중 적어도 하나의 상면에는 진공 통로를 형성하기 위한 다수의 슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 압축 몰딩식 봉지재 성형장치
청구항 1에 있어서, 상기 제1 금형세트 및 상기 제2 금형세트의 제1 상부 금형 및 제2 상부 금형이 나란히 위치하는 상부 베이스 블록과; 상기 제1 금형세트 및 상기 제2 금형세트의 제1 하부 금형 및 제2 하부 금형이 나란히 위치하는 하부 베이스 블록을 더 포함하며, 상기 상부 베이스 블록과 상기 하부 베이스 블록 중 적어도 하나가 상하로 구동되는 것을 특징으로 하는 압축 몰딩식 봉지재 성형장치.
청구항 1, 3, 4, 5, 6, 7 및 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 금형세트 및 상기 제2 금형세트의 제1 상부 금형 및 제2 상부 금형이 나란히 위치하는 상부 베이스 블록과; 상기 제1 금형세트 및 상기 제2 금형세트의 제1 하부 금형 및 제2 하부 금형이 나란히 위치하는 하부 베이스 블록을 더 포함하며, 상기 상부 베이스 블록과 상기 하부 베이스 블록 중 적어도 하나가 상하로 구동되며, 상기 상부 베이스 블록은 상기 제1 상부 금형 및 제2 상부 금형을 상하 이동가능한 상태로 수용 유지하는 제1 유지홈과 제2 유지홈을 포함하며, 상기 제1 유지홈과 상기 제2 유지홈은 상기 제1 금형세트와 상기 제2 금형세트 사이의 중심선을 기준으로 좌우 대칭적으로 위치하며, 상기 제1 수평 변위부와 상기 제2 수평 변위부 각각은 상기 제1 유지홈과 상기 제2 유지홈 각각에서 상기 제1 상부 금형 및 상기 제2 상부 금형의 상면과 접할 수 있게 배치되고, 상기 제1 유지홈과 상기 제2 유지홈은 수평의 브릿지 통로에 의해 연결되고, 상기 브릿지 통로에는 상기 중간 힘 전달부가 위치하는 것을 특징으로 하는 압축 몰딩식 봉지재 성형장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 금형세트 및 상기 제2 금형세트의 상부 금형들 각각에는 봉지재가 형성될 기판이 장착되고, 상기 제1 금형세트 및 상기 제2 금형세트의 하부 금형들 각각은 캐비티 블록과 상기 캐비티 블록 주변을 둘러싸는 캐비티 홀더를 포함하며, 상기 캐비티 홀더는 탄성 부재에 의해 탄성적으로 지지된 채 상기 캐비티 블록보다 높게 돌출되고, 상기 탄성 부재가 압축되는 정도에 따라 상기 제1 금형세트 및 상기 2 금형세트의 제1 및 제2 수지 공간 높이 및 체적이 변화되는 것을 특징으로 하는 압축 몰딩식 봉지재 성형장치.
청구항 3에 있어서, 상기 웨지 어레이 내에 양 측면이 수직면으로 되어 있는 간재를 더 포함하되, 상기 간재는 이웃하는 두 웨지부재 쌍들 사이에 개재된 것을 특징으로 하는 압축 몰딩식 봉지재 성형장치.