KR101927827B1 - 발광장치용 리플렉터의 압축성형방법 및 장치 - Google Patents

발광장치용 리플렉터의 압축성형방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 몰드 수지의 이용율을 개선하여 수지 플래시가 발생하지 않도록 성형품질을 높인 발광장치용 리플렉터의 압축성형방법 및 장치를 제공한다.
릴리스 필름(21)이 흡착지지된 캐비티 오목부(16)에 몰드 수지(26)를 공급하여 가압핀(17)의 주위에 충전하고, 캐비티 오목부(16)에 워크를 얼라인먼트하여 릴리스 필름(21)을 통하여 클램퍼 블록(14) 및 가압핀(17)에 접촉하여 재치하고, 워크를 몰드 금형(8)에 의하여 클램프하고, 워크가 추가의 클램프 동작에 의하여 캐비티 오목부(16)의 바닥부를 워크에 근접하도록 상대적으로 이동시켜서 리플렉터(3)를 압축성형한다.

Description

발광장치용 리플렉터의 압축성형방법 및 장치{COMPRESSION MOLDING METHOD AND DEVICE FOR LIGHT-EMITTING DEVICE REFLECTOR}
본 발명은, 예를 들면 LED 등의 발광장치용 리플렉터(發光裝置用 reflector)의 압축성형방법 및 장치에 관한 것이다.
LED 등의 표면실장형 발광장치용 리플렉터를 트랜스퍼 성형(transfer 成形)에 의하여 수지 몰드(樹脂 mold)하는 장치가 제안되어 있다. 리플렉터 성형용의 수지로서는, 예를 들면 입경(粒徑)이 70μｍ 이하인 대입경 필러(filler)와 입경이 1μｍ 이하인 필러가 혼재되고 유동성이 낮은 몰드 수지(에폭시계 열경화성 수지(epoxy系 熱硬化性 樹脂))가 사용된다. 이 때문에 에어 벤트(air vent)가 폐쇄되어 미충전영역이 쉽게 발생하게 되고, 에어 벤트의 폭을 넓히면 수지누설이 발생하기 쉬워진다. 또한 캐비티(cavity) 내의 수지의 흐름이 변동함으로써 에어 트랩(air trap)이 발생하기 쉬워진다. 이 때문에 캐비티 바닥부에 볼록부를 설치하여 수지의 유속(流速)을 감소시키거나, 깊이가 서로 다른 에어 벤트를 포개어서 설치하거나 하고 있다(특허문헌1을 참조).
일본국 공개특허 특개2011-121246호 공보
그러나 트랜스퍼 성형에 의한 경우에, 포트(pot)로부터 캐비티까지의 수지로(樹脂路 : resin path)에 상당하는 성형품(컬(cull), 런너(runner) 등)은 불필요수지가 되어 폐기되기 때문에, 몰드 수지의 이용율이 낮다. 특히 리플렉터 성형용의 수지는, 패키지 성형용의 수지보다 재료 가격이 5배 이상 고가이며, 수율이 저하된다.
또한 LED용 칩 탑재 에리어에 수지 플래시(樹脂 flash)가 발생할 우려가 있기 때문에, 몰드 금형에 의하여 워크(리드 프레임(lead frame), 수지기판(樹脂基板) 등)를 강하게 클램프(clamp)하면, 눌림자국(indentation)이 발생할 우려가 있어 성형품질이 저하된다.
본 발명은 상기 종래기술의 과제를 해결하여, 몰드 수지의 이용율을 개선하여 수지 플래시가 발생하지 않도록 성형품질을 높인 발광장치용 리플렉터의 압축성형방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 다음의 구성을 구비한다.
워크를 몰드 금형에 의하여 클램프하여 리플렉터를 압축성형하는 발광장치용 리플렉터의 압축성형방법으로서, 주위를 클램퍼 블록으로 둘러싸고 바닥부에 가압핀이 승강할 수 있도록 형성된 캐비티 오목부를 구비하는 일방의 금형에 있어서의 상기 캐비티 오목부를 포함하는 금형 클램프면에 릴리스 필름을 흡착지지하는 공정과, 상기 릴리스 필름이 흡착지지된 캐비티 오목부에 몰드 수지를 공급하여 가압핀의 주위에 충전하는 공정과, 상기 캐비티 오목부에 상기 워크를 얼라인먼트하여 상기 릴리스 필름을 통하여 상기 클램퍼 블록 및 가압핀에 접촉시켜서 재치하는 공정과, 상기 워크를 타방의 금형에 가압하여 상기 클램퍼 블록 및 가압핀을 상기 릴리스 필름을 통하여 상기 워크에 가압하여 상기 타방의 금형과 일방의 금형에 의하여 클램프하는 공정과, 상기 몰드 금형에 의한 추가의 클램프 동작에 의하여, 상기 캐비티 오목부의 바닥부를 상기 워크에 근접하도록 상대적으로 이동시켜서 리플렉터를 압축성형하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 압축성형방법을 사용하면, 고가의 리플렉터 성형용 수지 중에서 폐기하는 불필요수지가 매우 적기 때문에, 몰드 수지의 이용율이 향상됨과 아울러, 가압핀에 의하여 워크에 대한 클램프력이 강해지는 것을 캐비티 오목부의 바닥부에 대한 상대이동에 의하여 해제시키면서 압축성형할 수 있기 때문에 성형 후의 워크에 눌림자국이 남지 않는다. 또한 트랜스퍼 성형을 하는 경우와 비교하여 압축성형은 성형품 런너 및 게이트가 형성되지 않기 때문에, 게이트 브레이크 공정이 불필요하게 되어 제조공정을 간략화할 수 있음과 아울러 게이트 브레이크에 기인하는 게이트 잔류나 워크의 변형도 발생하지 않는다.
또한 상기 압축성형공정에 있어서, 상기 캐비티 오목부의 바닥부를 상기 워크에 근접하도록 상대이동시킬 때에, 상기 캐비티 오목부에서 오버플로 캐비티로 잉여 수지를 넘쳐나오게 하여 압축성형이 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 공정에 의하면, 캐비티 오목부에 대한 몰드 수지의 미충전을 없게 할 수 있고, 몰드 수지에 에어가 혼입되더라도 당해 에어를 오버플로 캐비티를 통하여 배출시켜서 성형품질을 높일 수 있다.
또한 상기 워크를 몰드 금형에 의하여 클램프할 때에 구동원을 구동시켜서 상기 가압핀을 상기 워크에 가압하고, 추가의 클램프 동작에 의하여 상기 구동원을 구동시켜서 상기 가압핀을 상기 워크에 접촉한 채 대피시키도록 하더라도 좋다.
상기 워크에 대한 가압핀의 클램프력이 필요 이상으로 작용하지 않도록 조정할 수 있고 또한 발광소자 탑재 에리어에 수지 플래시가 발생하지 않게 된다.
또한 상기 워크를 몰드 금형에 의하여 클램프할 때에 상기 가압핀이 상기 클램퍼 블록과 함께 워크에 가압되고, 추가의 클램프 동작에 의하여 상기 클램퍼 블록과 함께 워크에 접촉한 채 상기 가압핀을 대피시키도록 하더라도 좋다.
간이한 구성에 의하여 클램퍼 블록과 가압핀의 승강동작을 연동시킬 수 있고, 전용의 구동원 등이 불필요하기 때문에, 장치구성을 간소화할 수 있다.
또한 상기 릴리스 필름이 흡착지지된 하형의 캐비티 오목부에 몰드 수지가 공급되고, 리드 프레임을 얼라인먼트하여 상기 릴리스 필름을 통하여 상기 클램퍼 블록 및 가압핀에 접촉시켜서 재치하는 공정을 포함하더라도 좋다.
상기 공정에 의하면, 워크인 몰드 수지나 리드 프레임의 하형에 대한 공급이 용이하여, 상형을 포함하는 금형구조를 간략화할 수 있다.
워크를 몰드 금형에 의하여 클램프하여 리플렉터를 압축성형하는 발광장치용 리플렉터의 압축성형장치로서, 상기 몰드 금형은, 주위를 클램퍼 블록으로 둘러싸고 바닥부에 가압핀이 승강할 수 있도록 형성된 캐비티 오목부를 구비하는 일방의 금형과, 상기 캐비티 오목부에 얼라인먼트하여 재치된 워크를 상기 클램퍼 블록과 함께 클램프하는 타방의 금형과, 상기 캐비티 오목부를 포함하는 일방의 금형의 클램프면에 흡착지지되는 릴리스 필름과, 상기 몰드 금형에 의하여 상기 워크를 클램프할 때에 상기 클램퍼 블록 및 가압핀을 상기 릴리스 필름을 통하여 상기 워크에 가압하고, 상기 몰드 금형의 추가의 클램프 동작에 의하여, 상기 가압핀이 상기 워크에 접촉한 채 상기 캐비티 오목부의 바닥부에 대하여 상대적으로 대피시키는 가압핀 승강부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 압축성형장치를 사용하면, 고가의 리플렉터 성형용 수지 중에서 폐기되는 불필요수지가 매우 적기 때문에, 몰드 수지의 이용율이 향상됨과 아울러, 가압핀에 의하여 워크에 대한 클램프력이 강해지는 것을 캐비티 오목부의 바닥부에 대한 상대이동에 의하여 해제시키면서 압축성형할 수 있기 때문에 성형 후의 워크에 눌림자국이 남지 않는다. 또한 트랜스퍼 성형을 하는 경우와 비교하여, 압축성형은 런너 및 게이트가 불필요하기 때문에, 성형 후의 워크에 몰드 수지가 부착되지 않는다. 이 때문에 게이트 브레이크에 기인하는 게이트 잔류나 워크의 변형도 발생하지 않는다.
또한 상기 타방의 금형에는, 상기 캐비티 오목부에 연결되는 오버플로 캐비티가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 구성에 의하면, 캐비티 오목부에 대한 몰드 수지의 미충전을 없게 할 수 있고, 몰드 수지에 에어가 혼입되더라도 당해 에어를 오버플로 캐비티를 통하여 배출시켜서 성형품질을 높일 수 있다.
또한 상기 가압핀은 구동원에 의하여 슬라이드 이동하는 테이퍼 블록에 지지되어 있고, 상기 워크를 몰드 금형에 의하여 클램프할 때에 상기 구동원을 구동하여 상기 테이퍼 블록을 소정의 방향으로 슬라이드시켜서 상기 가압핀이 상기 워크에 가압되고, 추가의 클램프 동작에 의하여 상기 구동원을 구동하여 상기 테이퍼 블록을 역방향으로 슬라이드시켜서 상기 가압핀을 상기 워크에 접촉한 채 대피시키도록 하더라도 좋다. 이에 따라 상기 워크에 대한 가압핀의 클램프력이 필요 이상으로 작용하지 않도록 조정할 수 있고 또한 발광소자 탑재 에리어에 수지 플래시가 발생하지 않는다.
또한 상기 가압핀은 상기 클램퍼 블록과 일체로 코일스프링에 의하여 플로팅 지지되어 있고, 상기 워크를 몰드 금형에 의하여 클램프할 때에 상기 클램퍼 블록과 함께 워크에 가압되고, 추가의 클램프 동작에 의하여 상기 워크에 접촉한 채 상기 코일스프링이 압력을 받아 수축되어 상기 가압핀을 상기 클램퍼 블록과 함께 대피시키도록 하더라도 좋다.
상기 구성에 의하면, 간이한 구성에 의하여 클램퍼 블록과 가압핀의 승강동작을 연동시킬 수 있고, 전용의 구동원 등이 불필요하기 때문에, 장치구성을 간소화할 수 있다.
또한 하형에 형성된 캐비티 오목부를 포함하는 하형 클램프면에 릴리스 필름이 흡착지지되고, 상기 캐비티 오목부에 얼라인먼트하여 상기 릴리스 필름을 통하여 리드 프레임이 상기 클램퍼 블록 및 가압핀에 접촉하여 재치되도록 하더라도 좋다. 상기 구성에 의하면, 하형에 대한 워크의 공급동작이 용이하고 또 상형을 포함하는 금형구조를 간략화할 수 있다.
또한 상기한 압축성형방법 또는 압축성형장치를 사용하여 제조된 리플렉터 부착 성형품에 있어서는, 불필요수지의 부착도 없고 성형품의 변형도 일어나기 어렵기 때문에 성형품질이 높아, 후공정에서 발광소자의 다이 본딩, 렌즈부의 성형, 각각의 조각으로 나누는 것 등으로 이어지는 제조공정을 간략화하게 할 수 있다.
상기 발광장치용 리플렉터의 압축성형방법 및 장치를 사용하면, 몰드 수지의 이용율을 개선하여 수지 플래시가 발생하지 않는 성형품질을 높인 발광장치용 리플렉터의 압축성형방법 및 장치를 제공할 수 있다.
도1은, 제1실시형태에 관한 압축성형장치의 단면 설명도이다.
도2는, 제2실시형태에 관한 압축성형장치의 단면 설명도이다.
도3에 있어서, 도3A∼도3E는 도2의 하형 부품 설명도이다.
도4에 있어서, 도4A 및 도4B는 압축성형방법의 성형 프로세스를 나타내는 하형 평면도 및 금형 단면 설명도이다.
도5에 있어서, 도5A 및 도5B는 도4A 및 도4B에 계속되는 압축성형방법의 성형 프로세스를 나타내는 하형 평면도 및 금형 단면 설명도이다.
도6에 있어서, 도6A 및 도6B는 도5A 및 도5B에 계속되는 압축성형방법의 성형 프로세스를 나타내는 하형 평면도 및 하형 단면 설명도이다.
도7에 있어서, 도7A 및 도7B는 도6A 및 도6B에 계속되는 압축성형방법의 성형 프로세스를 나타내는 하형 평면도 및 금형 단면 설명도이다.
도8에 있어서, 도8A 및 도8B는 도7A 및 도7B에 계속되는 압축성형방법의 성형 프로세스를 나타내는 하형 평면도 및 금형 단면 설명도이다.
도9에 있어서, 도9A 및 도9B는 다른 예에 관한 몰드 금형의 구성을 나타내는 하형 평면도 및 금형 단면 설명도이다.
도10에 있어서, 도10A 및 도10B는 리드 프레임의 평면도 및 측면도이다.
도11에 있어서, 도11A 및 도11B는 압축성형 후의 리드 프레임의 평면도 및 측면도이다.
도12에 있어서, 도12A∼도12C는 LED 장치(발광장치)의 단면도, 평면도, 우측면도이다.
이하에서는, 본 발명에 관한 발광장치용 리플렉터(發光裝置用 reflector)의 압축성형방법 및 장치의 적합한 실시형태에 대하여 첨부된 도면과 함께 상세하게 설명한다.
우선 발광장치(LED 장치)의 개략적인 구성에 대하여 도12A∼도12C를 참조하여 설명한다.
표면실장형 발광장치(表面實裝型 發光裝置)는, 발광소자(發光素子)(1)와, 발광소자(1)를 재치(載置)하는 리드부(lead部)(2)와, 발광소자(1)로부터 조사된 조사광의 확산을 방지하는 리플렉터(3)와, 발광소자(1)를 덮는 렌즈부(lens部)(4)를 구비하고 있다. 리플렉터(3)는, 발광소자(1)를 재치하기 위한 제1리드(2a)와, 발광소자(1)와 전기적으로 접속되는 제2리드(2b)와 일체로 성형되어 있다.
발광소자(1)는, 동일면(同一面)측에 정부(正負) 한 쌍의 전극(電極)을 구비하고 있다. 이하에서는 동일면측에 정부 한 쌍의 전극을 구비하는 것에 대하여 설명하지만, 발광소자(1)의 상면과 하면에서 정부 한 쌍의 전극을 구비하는 것을 사용할 수도 있다. 이 경우에 발광소자의 하면의 전극은 와이어(wire)를 사용하지 않으며, 전기전도성이 있는 다이 본딩 부재(die-bonding 部材)를 사용하여 제1리드(2a)와 전기적으로 접속한다.
제1리드(2a)는 인너 리드부(inner lead部)와 아우터 리드부(outer lead部)를 연속하여 구비하고 있다. 발광소자(1)는 인너 리드부 위에 다이 본딩되어 재치되어 있다. 발광소자(1)는, 제1, 제2리드(2a, 2b)의 인너 리드부와 각각 와이어(5)를 사용하여 와이어 본딩 접속되어 있다.
한편 제1리드(2a)와 제2리드(2b)가 단락되지 않도록, 이면측에 있어서의 제1리드(2a)와 제2리드(2b)(인너 리드부)의 근접하는 부분에 절연부재(絶緣部材)(6)가 설치되어 있다. 또한 본 실시형태에 있어서의 발광장치의 리드는 2개이지만, 3개 이상이더라도 좋다.
리플렉터(3)는 제1, 제2리드(2a, 2b)의 아우터 리드부 위에 기립(起立)하여 형성되어 있다. 리플렉터(3)는 아우터 리드부 위에 오목부를 형성하고 있다. 리플렉터(3)는, 후술하는 바와 같이 열경화성 수지(熱硬化性 樹脂)(예를 들면 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지 등)을 사용한 압축성형에 의하여 형성된다. 리플렉터(3)의 개구부는, 하단부보다 상단부 쪽의 개구가 넓어지도록 경사가 형성되어 있다. 경사각은, 리드면을 기준으로 하여 95도 이상 150도 이하, 더 바람직하게는 100도 이상 120도 이하가 적합하다.
렌즈부(4)는 발광소자(1)를 피복하도록 리플렉터(3)로 둘러싸인 오목부를 밀봉하고 있다. 렌즈부(4)는, 형광물질(예를 들면 Eu, Ce 등의 란타노이드계(lanthanoid系) 원소에 의하여 주로 활성화되는 질화물계 형광체·산질화물계 형광체·사이앨론계(sialon系) 형광체, Eu 등의 란타노이드계, Mn 등의 전이금속계의 원소에 의하여 주로 활성화되는 알칼리 토류 할로겐 아파타이트 형광체(alkali 土類 halogen apatite 螢光體), 알칼리 토류 금속 붕산 할로겐 형광체, 알칼리 토류 금속 알루민산염 형광체, 알칼리 토류 규산염, 알칼리 토류 황화물, 알칼리 토류 티오갈레이트(thiogallate), 알칼리 토류 질화규소, 게르만 산염, 또는 Ce 등의 란타노이드계 원소에 의하여 주로 활성화되는 희토류 알루민산염, 희토류 규산염 또는 Eu 등의 란타노이드계 원소에 의하여 주로 활성화되는 유기 및 유기착물 등으로부터 선택되는 적어도 어느 1 이상의 물질)을 함유하는 열경화성 수지(예를 들면 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지 등)가 사용된다. 형광물질은 열경화성 수지보다 비중이 큰 것을 사용하고 있기 때문에, 리플렉터(3)로 둘러싸인 오목부의 저면측(리드면 위)에 침강되어 있다. 열경화성 수지에는, 내열성(耐熱性), 내후성(耐候性), 내광성(耐光性)을 갖도록 하기 위하여 필러, 확산제, 안료, 형광물질, 반사성 물질 등으로부터 선택되는 적어도 1개 이상의 물질을 혼합할 수 있다. 리플렉터(3)와 렌즈부(4)는 모두 열경화성 수지를 사용하고 있어, 팽창계수 등의 물리적 성질이 근사되어 있기 때문에 밀착성이 매우 좋다.
다음에 발광장치용 리플렉터의 압축성형장치에 대하여 설명한다.
압축성형장치는 워크(work)(W)를 몰드 금형(mold 金型)에 의하여 클램프(clamp)하여 리플렉터(3)를 압축성형한다. 워크(W)는, 도10A 및 도10B에 나타내는 바와 같이 리드부(2)가 복수 행 복수 열로 형성된 리드 프레임(lead frame)(7)이 사용된다. 각 리드부(2)는, 제1리드(2a)와 제2리드(2b)가 공극을 사이에 두고 대향하도록 형성되어 있다. 워크(W)로서는, 리드 프레임(7)에 한정되지 않으며 배선패턴이 형성된 수지기판(樹脂基板)이더라도 좋다.
도1을 참조하여 압축성형장치에 대하여 설명한다.
몰드 금형(8)은, 금형 닫기에 의하여 워크(W)를 클램프하는 하형(下型)(9)(일방(一方)의 금형)과 상형(上型)(10)(타방(他方)의 금형)을 구비한다. 이하에서는 하형(9)을 가동형(可動型), 상형(10)을 고정형(固定型)으로 하여 설명한다. 금형 개폐동작은, 구동원(전동모터 등)에 의하여 승강하는 토글링크(toggle link)나 볼나사(ball screw) 등의 공지의 금형 개폐기구를 사용하여 이루어진다.
하형(9)에 있어서, 하형 베이스(下型 base)(11)에는 하형 지지블록(下型 支持block)(12)이 재치되어 있다. 하형 지지블록(12)에는 하형 캐비티 블록(下型 cavity block)(13)이 지지되어 있다. 또한 하형 캐비티 블록(13)의 주위에는, 클램퍼 블록(clamper block)(14)이 코일스프링(15)을 통하여 하형 지지블록(12)에 플로팅 지지(floating 支持)되어 있다. 하형 캐비티 블록(13)의 상면 및 클램퍼 블록(14)의 챔퍼링(chamfering)된 내측면에 의하여 캐비티 오목부(cavity 凹部)(16)가 형성된다.
상기 캐비티 오목부(16) 내에는, 하형 지지블록(12) 및 하형 캐비티 블록(13)을 관통하여 가압핀(加壓pin)(17)이 승강할 수 있도록 설치되어 있다. 가압핀(17)은 핀 지지블록(18)에 세워서 설치되어 있다. 가압핀(17)은 평면에서 볼 때에 원형 모양을 하고 있지만 이것에 한정되지 않으며 예를 들면 사각형 모양의 핀이더라도 좋다. 또한 가압핀(17)의 선단 근방에는, 경사각이 형성되어 있다. 이 경사각은, 리플렉터(3)의 개구부에 형성되는 경사각에 대향하는 것으로서, 하단측보다 상단측 쪽의 개구가 좁아지도록 경사가 형성되어 있다. 또 핀 지지블록(18)은, 하형 베이스(11)에 설치된 테이퍼 블록(taper block)(19)과 테이퍼면 상호간이 접촉하도록 지지되어 있다. 핀 지지블록(18)과 테이퍼 블록(19)은, 하형 지지블록(12)과 하형 베이스(11)의 사이에 형성된 공간부에 수납되어 있다. 테이퍼 블록(19)은, 액추에이터(actuator)(20)(모터, 실린더 등의 구동원)에 의하여 하형 베이스(11) 위를 슬라이드(slide)시킬 수 있다. 이에 따라 핀 지지블록(18)이 테이퍼면을 따라 상대적으로 슬라이드하여 가압핀(17)을 승강시키도록 되어 있다(가압핀 승강부(加壓pin 昇降部)).
또한 가압핀(17)이 돌출하도록 형성된 캐비티 오목부(16)를 포함하는 하형 클램프면은, 릴리스 필름(release film)(21)에 의하여 덮여 있다. 릴리스 필름(21)은, 하형 캐비티 블록(13)과 이것을 둘러싸는 클램퍼 블록(14)과의 간극을 흡인로(吸引路)로 하여 흡착지지된다. 릴리스 필름(21)은, 내열성을 구비하는 것이며 금형면에서 용이하게 박리(剝離)되는 것으로서, 유연성, 신장성을 구비하는 것 예를 들면 PTFE, ETFE, PET, FEP 필름, 불소 함침 글래스 크로스(fluorine-impregnated glass cloth), 폴리프로필렌 필름(polypropylene film), 폴리염화비닐리딘(polychlorinated vinylidine) 등이 적합하게 사용된다.
상형(10)은, 상형 베이스(22)에 상형 쳬이스 블록(上型 chase block)(23), 상형 인서트 블록(上型 insert block)(24)이 포개어져서 지지되어 있다. 상형 인서트 블록(24)의 클램프면에는, 에어 흡인구멍(24a)이 형성되어 있다. 에어 흡인구멍(24a)은, 몰드 금형(8)이 리드 프레임(7)을 클램프하였을 때에 캐비티 오목부(16) 내에서 에어 흡인을 하여 감압성형(減壓成型)을 하도록 되어 있다. 본 실시예는 흡인에 의하여 상형(10)에 리드 프레임(7)을 흡인고정하였지만, 흡인에 한정되지 않으며 상형(10)에 리드 프레임 클램퍼를 설치하여 클램프하더라도 좋다. 또한 상형(10)에 리드 프레임(7)을 세트하는 이외에 하형(9)에 리드 프레임(7)을 세트하더라도 좋다.
릴리스 필름(21)이 흡착지지된 하형(9)의 캐비티 오목부(16)에 몰드 수지가 공급되고, 리드 프레임(7)이 재치된 후에 하형(9)을 상승시켜서 상형(10)과 금형 닫기를 함으로써 압축성형이 이루어진다. 몰드 금형(8)에 의하여 리드 프레임(7)을 클램프할 때에 클램퍼 블록(14)이 리드 프레임(7)에 가압되고, 가압핀(17)이 리드 프레임(7)의 발광소자 탑재면(리드부(2))에 가압된다.
또한 몰드 금형(8)의 추가의 클램프 동작에 의하여, 클램퍼 블록(14)의 가압력이 강해지는 것을 코일스프링(15)의 수축에 의하여 해제시키고, 가압핀(17)의 가압력이 강해지는 것을, 액추에이터(20)를 구동시켜서 테이퍼 블록(19)이 하형 베이스(11) 위를 슬라이드하여 핀 지지블록(18)을 하강시킴으로써 가압핀(17)을 하강시켜서 해제시키도록 되어 있다.
상기 압축성형장치를 사용하면, 고가의 리플렉터 성형용 수지 중에서 폐기하는 불필요수지가 매우 적기 때문에 몰드 수지의 이용률이 향상됨과 아울러, 워크(리드 프레임(7))에 대하여 클램프력이 강해지는 것을 캐비티 오목부(16)의 바닥부의 상대이동에 의하여 해제시키면서 압축성형할 수 있기 때문에 성형 후의 리드 프레임(7)에 눌림자국(indentation)이 남지 않는다. 또한 트랜스퍼 성형을 하는 경우와 비교하여 압축성형은 런너 및 게이트가 불필요하기 때문에, 성형 후의 워크에 몰드 수지가 부착되지 않는다. 이 때문에 게이트 브레이크(gate-break)에 기인하는 게이트 잔류나 워크의 변형도 발생하지 않는다.
또한 하형(9)에 있어서 클램퍼 블록(14)의 클램프면에는, 캐비티 오목부(16)에 연결되는 오버플로 캐비티(overflow cavity)(27)(도9A 및 도9B를 참조)가 형성되어 있더라도 좋다. 이 구성에 의하면, 캐비티 오목부(16)에 대한 몰드 수지의 미충전을 없게 할 수 있어, 몰드 수지에 에어가 혼입되더라도 당해 에어를 오버플로 캐비티(27)를 통하여 배기시켜서 성형품질을 높일 수 있다.
가압핀(17)은 액추에이터(20)에 의하여 슬라이드 이동하는 테이퍼 블록(19)에 지지되어 있어, 워크를 몰드 금형(8)에 의하여 클램프할 때에 액추에이터(20)를 구동하여 테이퍼 블록(19)을 소정의 방향으로 슬라이드시켜서 가압핀(17)이 워크에 가압되고, 추가의 클램프 동작에 의하여 액추에이터(20)를 구동하여 테이퍼 블록(19)을 역방향으로 슬라이드시켜서 가압핀(17)을 워크에 접촉한 채 대피시킨다. 이에 따라 워크에 대한 가압핀(17)의 클램프력이 필요 이상으로 작용하지 않도록 조정할 수 있고 또한 발광소자(1)의 탑재 에리어에 수지 플래시가 발생하지 않게 된다.
다음에 압축성형장치의 다른 예에 대하여 도2를 참조하여 설명한다. 몰드 금형(8) 중에서 상형(10)의 구성은 공통이기 때문에 하형(9)의 구성을 중심으로 하여 설명한다.
도1에서는, 가압핀(17)이 클램퍼 블록(14)과는 별도의 구동에 의하여 승강하도록 되어 있었다. 본 실시형태에서는, 가압핀(17)과 클램퍼 블록(14)이 연동하여 승강하는 구성으로 되어 있다.
도2에 있어서, 하형 베이스(11) 위에는 하형 지지블록(12)이 재치되어 고정되어 있다. 하형 지지블록(12)에는 하형 캐비티 블록(13)이 재치되어 고정되어 있다. 하형 캐비티 블록(13)의 주위에는, 클램퍼 블록(14)이 코일스프링(15)을 통하여 하형 지지블록(12)에 플로팅 지지되어 있다.
도3A∼도3C에 나타내는 바와 같이 클램퍼 블록(14)의 바닥부측 중공구멍(中空hole)(14a)에는 연결판(25)이 X-Y방향으로 한 쌍씩 2군데에 가설(架設)되어 있다. 이 연결판(25)이 서로 교차하는 4군데의 교차부에는 가압핀(17)이 세워서 설치되어 있다. 연결판(25)은 클램퍼 블록(14)의 하단부 양단에서 나사로 고정되어 있다. 또한 가압핀(17)은 연결판(25)에 나사로 고정되어 있다(도3C를 참조).
또한 도3D 및 도3E에 나타내는 바와 같이 하형 캐비티 블록(13)의 바닥부에는, 교차하도록 배치된 연결판(25)의 판 두께를 수납하는 오목홈(13a)(단차가 있는 홈)과, 상기 오목홈(13a)에 가압핀(17)이 관통하는 관통구멍(13b)이 4군데에 형성되어 있다.
도2에 있어서, 가압핀(17)은 클램퍼 블록(14)과 일체로 코일스프링(15)에 의하여 하형 지지블록(12) 위에 플로팅 지지되어 있다. 워크(리드 프레임(7))를 몰드 금형(8)에 의하여 클램프할 때에 클램퍼 블록(14)과 함께 가압핀(17)이 릴리스 필름(21)을 통하여 리드 프레임(7)에 가압되고, 추가의 클램프 동작에 의하여 리드 프레임(7)에 클램퍼 블록(14) 및 가압핀(17)이 접촉한 채 코일스프링(15)이 압력을 받아 수축되어 가압핀(17)을 클램퍼 블록(14)과 함께 대피시키도록 되어 있다.
상기 구성에 의하면, 간이한 구성에 의하여 클램퍼 블록(14)과 가압핀(17)의 승강동작을 연동시킬 수 있어, 전용의 구동원 등이 불필요하기 때문에 장치구성을 간소화할 수 있다.
상기한 압축성형장치를 사용한 발광장치용 리플렉터의 압축성형방법에 대하여 도4A 및 도4B 내지 도11A 및 도11B를 참조하여 설명한다. 또 도1 내지 도3A∼도3E는 간략화하기 위하여 가압핀이 4개인 도면을 사용하였지만, 도4A 및 도4B 이후에는 6행 5열의 도면을 사용하여 설명한다.
도4A에 나타내는 바와 같이 하형 캐비티 블록(13)에는 가압핀(17)이 관통하여 캐비티 오목부(16) 내로 돌출하도록 설치되어 있다. 몰드 금형(8)이 열린 상태에서, 도4B에 나타내는 바와 같이 주위를 클램퍼 블록(14)으로 둘러싸고 바닥부에 가압핀(17)이 승강할 수 있도록 형성된 캐비티 오목부(16)를 구비하는 하형(9)에 있어서 당해 캐비티 오목부(16)를 포함하는 하형 클램프면에 릴리스 필름(21)으로 덮어서 흡착지지시킨다.
도5A에 나타내는 바와 같이 하형 캐비티 블록(13)의 가압핀(17)이 관통하는 관통구멍(13b)의 주위에는, 에어 흡인구멍(13c)이 형성되어 있다. 도5B에 나타내는 바와 같이 릴리스 필름(21)은, 캐비티 오목부(16) 내에 있어서 에어 흡인구멍(13c) 및 하형 캐비티 블록(13)과 클램퍼 블록(14)과의 간극에 형성된 에어 흡인구멍(13d)을 통하여 에어 흡인되어 가압핀(17)의 주위를 덮어서 흡착지지된다.
다음에 도6A 및 도6B에 나타내는 바와 같이 릴리스 필름(21)이 흡착지지된 캐비티 오목부(16)에 몰드 수지(26)를 공급하여 가압핀(17)의 주위에 충전(充塡)한다. 몰드 수지(26)는, 상기한 바와 같이 리플렉터(3) 성형용의 열경화성 수지(예를 들면 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지 등)가 사용된다. 몰드 수지(26)의 형태는, 타블렛 수지(tablet 樹脂), 과립수지(顆粒樹脂), 분체수지(粉體樹脂), 액상수지(液狀樹脂), 시트 모양 수지(sheet-shaped 樹脂) 등 여러 가지 형태가 채용될 수 있다.
다음에 도7A 및 도7B에 나타내는 바와 같이 하형(9)의 캐비티 오목부(16)에 리드 프레임(7)을 얼라인먼트(alignment)하고 릴리스 필름(21)을 통하여 클램퍼 블록(14) 및 가압핀(17)에 접촉시켜서 재치한다. 가압핀(17)은, 리드부(2)(제1리드(2a), 제2리드(2b)) 중에서 인너 리드부에 접촉하도록 리드 프레임(7)이 재치된다.
다음에 도8B에 나타내는 바와 같이, 도면에 나타내지 않은 금형 개폐기구를 작동하여 하형(9)을 상승시켜서 하형 클램프면에 재치한 리드 프레임(7)을 대향하는 상형(10)에 가압하여 클램프한다. 몰드 금형(8)에 있어서의 리드 프레임(7)의 추가의 클램프 동작에 의하여, 캐비티 오목부(16)의 바닥부(하형 캐비티 블록(13))를 리드 프레임(7)에 근접하도록 상대적으로 이동시켜서 리플렉터를 압축성형한다. 도8A에 성형 후의 리드 프레임(7)의 평면도를 나타낸다. 가이드핀 구멍(7a)은 리드 프레임(7)을 하형(9)에 얼라인먼트하여 세트할 때의 하형 가이드핀(도면에는 나타내지 않는다)의 삽입구멍이다.
구체적으로는, 도1의 압축성형장치에서는, 워크(리드 프레임(7))를 몰드 금형(8)에 의하여 클램프할 때에 클램퍼 블록(14)과 함께 가압핀(17)이 릴리스 필름(21)을 통하여 리드 프레임(7)에 가압된다. 그리고 몰드 금형(8)의 추가의 클램프 동작에 의하여, 클램퍼 블록(14)의 가압력이 강해지는 것을 코일스프링(15)의 수축에 의하여 해제시키고, 가압핀(17)의 가압력이 강해지는 것을, 액추에이터(20)를 구동시켜서 테이퍼 블록(19)이 하형 베이스(11) 위를 슬라이드하여 핀 지지블록(18)을 하강시킴으로써 가압핀(17)을 하강시켜서 해제시킴으로써 압축성형이 이루어진다.
또한 도2의 압축성형장치에서는, 추가의 클램프 동작에 의하여 리드 프레임(7)에 클램퍼 블록(14) 및 가압핀(17)이 접촉한 채 코일스프링(15)이 압력을 받아 수축되어, 가압핀(17)을 클램퍼 블록(14)과 함께 대피시킴으로써 압축성형이 이루어진다.
상기 압축성형방법을 사용하면, 고가의 리플렉터 성형용 수지 중에서 폐기하는 불필요수지가 매우 적기 때문에, 몰드 수지의 이용율이 향상됨과 아울러, 워크에 대하여 클램프력이 강해지는 것을 캐비티 오목부의 바닥부의 상대이동에 의하여 해제시키면서 압축성형할 수 있기 때문에 성형 후의 워크에 눌림자국이 남지 않는다. 또한 트랜스퍼 성형을 하는 경우와 비교하여 압축성형은 성형품 런너 및 게이트가 형성되지 않기 때문에, 게이트 브레이크 공정이 불필요하게 되어 제조공정을 간략화할 수 있음과 아울러 게이트 브레이크에 기인하는 게이트 잔류나 워크의 변형도 발생하지 않는다.
또한 압축성형공정에 있어서, 도9B에 나타내는 바와 같이 캐비티 오목부(16)의 바닥부를 리드 프레임(7)에 근접하도록 상대이동시킬 때에, 캐비티 오목부(16)에서 오버플로 캐비티(27)로 잉여 수지(surplus 樹脂)를 넘쳐나오게 하여 압축성형이 이루어지도록 하더라도 좋다. 오버플로 캐비티(27)는 클램퍼 블록(14)의 클램프면에, 캐비티 오목부(16)에 연속하도록 형성되어 있다. 오버플로 캐비티(27)는, 사각형으로 형성된 캐비티 오목부(16)의 일변(一邊)의 복수 장소에 형성하더라도 좋고 일변에 1군데에만 형성하더라도 좋다. 도9A에 성형 후의 리드 프레임(7)의 평면도를 나타낸다.
상기 공정에 의하면, 캐비티 오목부(16)에 대한 몰드 수지(26)의 미충전을 없게 할 수 있어, 몰드 수지(26)에 에어가 혼입되더라도 당해 에어를 오버플로 캐비티(27)를 통하여 배출시켜서 성형품질을 높일 수 있다.
또한 도1의 압축성형장치를 사용하였을 경우에, 리드 프레임(7)을 몰드 금형(8)에 의하여 클램프할 때에 액추에이터(20)를 구동시켜서 가압핀(17)을 리드 프레임(7)에 가압하고, 추가의 클램프 동작에 의하여 액추에이터(20)를 구동시켜서 리드 프레임(7)에 접촉한 채 가압핀(17)을 대피시키도록 하더라도 좋다.
이에 따라 리드 프레임(7)에 대한 가압핀(17)의 클램프력이 필요 이상으로 작용하지 않도록 조정할 수 있으며 또한 발광소자 탑재 에리어에 수지 플래시가 발생하지 않는다.
또한 도2의 압축성형장치를 사용하였을 경우에, 리드 프레임(7)을 몰드 금형(8)에 의하여 클램프할 때에 가압핀(17)이 클램퍼 블록(14)과 함께 리드 프레임(7)에 가압되고, 추가의 클램프 동작에 의하여 클램퍼 블록과 함께 리드 프레임(7)에 접촉한 채 가압핀(17)을 대피시키도록 하더라도 좋다.
이에 따라 간이한 구성에 의하여 클램퍼 블록(14)과 가압핀(17)의 승강동작을 연동시킬 수 있어, 전용의 구동원 등이 불필요하기 때문에 장치구성을 간소화할 수 있다.
리드 프레임(7)에 리플렉터(3)가 성형된 리플렉터 부착 성형품을 도11A 및 도11B에 나타낸다. 캐비티 오목부(16) 내에는, 가압핀(17)이 접촉하고 있었던 리드부(2)(제1리드(2a), 제2리드(2b))를 제외하고 몰드 수지(26)에 의한 성형품이 형성된다.
이 제1리드부(2a)에 발광소자(1)를 다이 본딩하고 또한 제1리드부(2a)와 제2리드부(2b)와 와이어 본딩의 접속을 한 후에, 당해 발광소자(1)를 렌즈부(4)가 되는 열경화성 수지에 의하여 성형(압축성형, 트랜스퍼 성형 등)을 한 후에, 이것을 각각의 조각으로 절단함으로써 도12A의 표면실장형의 발광장치가 제조된다.
이렇게 하여 제조된 리플렉터 부착 성형품에 있어서는, 불필요수지의 부착도 없고 성형품의 변형도 일어나기 어렵기 때문에 성형품질이 높고, 후공정에서 발광소자의 다이 본딩, 렌즈부의 성형, 각각의 조각으로 나누는 것 등으로 이어지는 제조공정을 간략화하여 할 수 있다.
상기한 몰드 금형은 상형(10)을 고정형, 하형(9)을 가동형으로 하였지만, 상형(10)과 하형(9) 중에서 어느 것을 고정형으로 하고, 어느 것을 가동형으로 할지는 임의로 설정할 수 있다. 또한 상기한 실시형태에 있어서는 워크로서 몰드 수지에 의하여 일괄 성형하는 소위 MAP 타입의 제품에 대하여 설명하였지만, 발광장치(LED 장치)를 개별적으로 수지성형하는 매트릭스 타입의 워크에도 적용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 워크(work)를 몰드 금형(mold 金型)에 의하여 클램프(clamp)하여 리플렉터(reflector)를 압축성형하는 발광장치용(發光裝置用) 리플렉터의 압축성형방법으로서,
    주위를 클램퍼 블록(clamper block)으로 둘러싸고 바닥부에 가압핀이 승강할 수 있도록 형성된 캐비티 오목부(cavity 凹部)를 구비하는 일방(一方)의 금형에 있어서의 상기 캐비티 오목부를 포함하는 금형 클램프면에 릴리스 필름(release film)을 흡착지지(吸着支持)하는 공정과,
    상기 릴리스 필름이 흡착지지된 캐비티 오목부에 몰드 수지를 공급하여 가압핀의 주위에 충전(充塡)하는 공정과,
    상기 캐비티 오목부에 상기 워크를 얼라인먼트(alignment)하여 상기 릴리스 필름을 통하여 상기 클램퍼 블록 및 가압핀에 접촉시켜서 재치(載置)하는 공정과,
    상기 워크를 타방(他方)의 금형에 가압하여 상기 클램퍼 블록 및 가압핀을 상기 릴리스 필름을 통하여 상기 워크에 가압하여 상기 타방의 금형과 일방의 금형에 의하여 클램프하는 공정과,
    상기 몰드 금형에 의한 추가의 클램프 동작에 의하여, 상기 캐비티 오목부의 바닥부를 상기 워크에 근접하도록 상대적으로 이동시켜서 리플렉터를 압축성형하는 공정을
    포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치용 리플렉터의 압축성형방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압축성형공정에 있어서, 상기 캐비티 오목부의 바닥부를 상기 워크에 근접하도록 상대이동시킬 때에, 상기 캐비티 오목부에서 오버플로 캐비티(overflow cavity)로 잉여 수지(surplus 樹脂)를 넘쳐나오게 하여 압축성형이 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광장치용 리플렉터의 압축성형방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 워크를 몰드 금형에 의하여 클램프할 때에 구동원(驅動源)을 구동시켜서 상기 가압핀을 상기 워크에 가압하고, 추가의 클램프 동작에 의하여 상기 구동원을 구동시켜서 상기 가압핀을 상기 워크에 접촉한 채 대피시키는 것을 특징으로 하는 발광장치용 리플렉터의 압축성형방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 워크를 몰드 금형에 의하여 클램프할 때에 상기 가압핀이 상기 클램퍼 블록과 함께 워크에 가압되고, 추가의 클램프 동작에 의하여 상기 클램퍼 블록과 함께 워크에 접촉한 채 상기 가압핀을 대피시키는 것을 특징으로 하는 발광장치용 리플렉터의 압축성형방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 릴리스 필름이 흡착지지된 하형(下型)의 캐비티 오목부에 몰드 수지가 공급되고, 발광소자 탑재 에리어에 노출되어 형성되는 리드부를 포함하는 리드 프레임의 상기 리드부와 상기 가압핀을 얼라인먼트하여 상기 릴리스 필름을 통하여 상기 클램퍼 블록 및 가압핀에 접촉시켜서 재치(載置)하는 공정을 포함하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치용 리플렉터의 압축성형방법.
  6. 워크를 몰드 금형에 의하여 클램프하여 리플렉터를 압축성형하는 발광장치용 리플렉터의 압축성형장치로서,
    상기 몰드 금형은, 주위를 클램퍼 블록으로 둘러싸고 바닥부에 가압핀이 승강할 수 있도록 형성된 캐비티 오목부를 구비하는 일방의 금형과,
    상기 캐비티 오목부에 얼라인먼트하여 재치된 워크를 상기 클램퍼 블록과 함께 클램프하는 타방의 금형과,
    상기 캐비티 오목부를 포함하는 일방의 금형의 클램프면에 흡착지지되는 릴리스 필름과,
    상기 몰드 금형에 의하여 상기 워크를 클램프할 때에 상기 클램퍼 블록 및 가압핀을 상기 릴리스 필름을 통하여 상기 워크에 가압하고, 상기 몰드 금형의 추가의 클램프 동작에 의하여, 상기 가압핀이 상기 워크에 접촉한 채 상기 캐비티 오목부의 바닥부에 대하여 상대적으로 대피시키는 가압핀 승강부(加壓pin 昇降部)를
    구비하는 것을 특징으로 하는 발광장치용 리플렉터의 압축성형장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 타방의 금형에는, 상기 캐비티 오목부에 연결되는 오버플로 캐비티가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광장치용 리플렉터의 압축성형장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 가압핀은 구동원에 의하여 슬라이드 이동하는 테이퍼 블록(taper block)에 지지되어 있고, 상기 워크를 몰드 금형에 의하여 클램프할 때에 상기 구동원을 구동하여 상기 테이퍼 블록을 소정의 방향으로 슬라이드시켜서 상기 가압핀이 상기 워크에 가압되고, 추가의 클램프 동작에 의하여 상기 구동원을 구동하여 상기 테이퍼 블록을 역방향으로 슬라이드시켜서 상기 가압핀을 상기 워크에 접촉한 채 대피시키는 것을 특징으로 하는 발광장치용 리플렉터의 압축성형장치.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 가압핀은 상기 클램퍼 블록과 일체로 코일스프링에 의하여 플로팅 지지(floating 支持)되어 있고, 상기 워크를 몰드 금형에 의하여 클램프할 때에 상기 클램퍼 블록과 함께 워크에 가압되고, 추가의 클램프 동작에 의하여 상기 워크에 접촉한 채 상기 코일스프링이 압력을 받아 수축되어 상기 가압핀을 상기 클램퍼 블록과 함께 대피시키는 것을 특징으로 하는 발광장치용 리플렉터의 압축성형장치.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    하형에 형성된 캐비티 오목부를 포함하는 하형 클램프면에 릴리스 필름이 흡착지지되고, 상기 캐비티 오목부에 얼라인먼트하여 상기 릴리스 필름을 통하여 발광소자 탑재 에리어에 노출되어 형성되는 리드부를 포함하는 리드 프레임이 상기 클램퍼 블록 및 가압핀에 접촉하여 재치되는 것을 특징으로 하는 발광장치용 리플렉터의 압축성형장치.
  11. 삭제
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