KR102167896B1

KR102167896B1 - 성형 형 클리닝 장치 및 방법, 수지 성형 장치, 그리고 수지 성형품 제조 방법

Info

Publication number: KR102167896B1
Application number: KR1020190049617A
Authority: KR
Inventors: 준 오카모토
Original assignee: 토와 가부시기가이샤
Priority date: 2018-07-10
Filing date: 2019-04-29
Publication date: 2020-10-20
Also published as: TW202005775A; KR20200006480A; CN110696241A; JP2020006600A; TWI704045B; CN110696241B

Abstract

[과제] 수지 성형을 행하는 것이 가능한 온도로 성형 형이 승온되어 있는 상태에 있어서도 열에 의한 영향을 억제하면서 사용할 수 있는 성형 형 클리닝 장치를 제공한다.
[해결 수단] 성형 형 클리닝 장치(10)는, 성형 형(25)을 구성하는 상형(제1 형)(251)과 상형(251)에 대향하는 하형(제2 형)(252) 중 적어도 어느 한쪽의 표면에 부착된 부착물을 제거하는 장치이며, a) 상형(251)과 하형(252) 사이의 공간 밖에 마련된, 레이저 빔을 출사하는 레이저 광원(11)과, b) 반사경(13)과, 반사경(13)을 상기 공간 속의 제1 위치와 상기 공간 밖의 제2 위치 사이에서 이동시키는 XY 스테이지(반사경 이동 기구)(14)를 갖고, 반사경(13)이 해당 제1 위치에 있을 때 반사경(13)에서 반사되는 레이저 빔이 상형(251) 또는 하형(252)의 표면에 조사되도록 반사경(13)의 방향이 설정되어 있는 레이저 빔 반사 기구와, c) 상기 공간 밖에 마련된, 상기 레이저 빔을 상기 제1 위치에 있을 때의 반사경(13)에 대하여 이동시키는 레이저 빔 이동부(레이저 빔 이동 기구)(12)를 구비한다.

Description

성형 형 클리닝 장치 및 방법, 수지 성형 장치, 그리고 수지 성형품 제조 방법 {MOLD CLEANING APPARATUS AND METHOD, RESIN MOLDING APPARATUS, AND MANUFACTURING METHOD OF RESIN MOLDED ARTICLE}

본 발명은, 성형 형 클리닝 장치 및 방법, 수지 성형 장치, 그리고 수지 성형품 제조 방법에 관한 것이다.

수지 성형 장치에 있어서 성형 형을 사용하여 수지 성형을 행하면, 성형품을 취출한 후에도 성형 형의 표면에 수지가 약간 부착되어서 남고, 동일한 성형 형으로 수지 성형을 반복해서 행하는 동안에 부착물이 점차 증가되어 간다. 이러한 부착물이 성형 형의 표면에 부착된 상태에서 수지 성형을 행하면, 부착물의 형상이 수지 성형품에 전사될 가능성이 있다.

그래서, 정기적으로 수지 성형품의 제조를 일시 정지하고, 성형 형의 부착물을 제거하는 클리닝이 행해진다. 특허문헌 1에는, 성형 형을 구성하는 상형과 하형 사이의 공간에 레이저 광원을 배치하고, 하형의 상면(또는 상형의 하면)을 따라 레이저 광원을 이동시키면서 레이저 빔을 하형(상형)에 조사함으로써, 부착물을 하형(상형)으로부터 박리시키는 처리를 행하는 장치가 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제2008-149705호 공보

수지 성형 시에는, 수지를 용융시키거나 하기 위해서, 예를 들어 180℃ 전후의 온도로 성형 형을 승온시켜 둘 필요가 있다. 특허문헌 1에 기재된 장치에서는, 성형 형을 승온시킨 상태 그대로 클리닝을 행하면, 레이저 광원이나 그것을 이동시키는 이동 장치를 성형 형의 근방(예를 들어 상형과 하형의 중간)에 배치하여 사용한다는 점에서, 그것들 레이저 광원이나 이동 장치가 배치되는 공간의 열이나, 성형 형으로부터의 복사열 등의 열에 의해, 레이저의 조사 위치 등의 정밀도가 악화되거나 하는 결함을 발생시킬 우려가 있다. 이러한 결함을 피하기 위해서 성형 형을 일단 냉각하고 나서 클리닝을 행하면, 클리닝 후에 수지 성형을 위해서 다시 성형 형을 승온시켜 안정된 온도가 될 때까지의 시간을 포함해서 대기 시간이 발생하여, 수지 성형 공정에 있어서 택트 타임이 늘어나, 수지 성형품의 제조 효율이 저하될 우려가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 수지 성형을 행하는 것이 가능한 온도로 성형 형이 승온되어 있는 상태에 있어서도 열에 의한 영향을 억제하면서 사용할 수 있는 성형 형 클리닝 장치 및 방법, 수지 성형 장치, 그리고 수지 성형품 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치는, 성형 형을 구성하는 제1 형 및 해당 제1 형에 대향하는 제2 형 중 적어도 어느 한쪽의 표면에 부착된 부착물을 제거하는 장치이며,

a) 상기 제1 형과 상기 제2 형 사이의 공간 밖에 마련된, 상기 레이저 빔을 출사하는 레이저 광원과,

b) 반사경과, 해당 반사경을 상기 공간 속의 제1 위치와 상기 공간 밖의 제2 위치 사이에서 이동시키는 반사경 이동 기구를 갖고, 해당 반사경이 해당 제1 위치에 있을 때 해당 반사경에서 반사되는 레이저 빔이 상기 제1 형 또는 상기 제2 형의 표면에 조사되도록 해당 반사경의 방향이 설정되어 있는 레이저 빔 반사 기구와,

c) 상기 공간 밖에 마련된, 상기 레이저 빔을 상기 제1 위치에 있을 때의 상기 반사경에 대하여 이동시키는 레이저 빔 이동 기구

를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 성형 형 클리닝 방법은, 성형 형을 구성하는 제1 형 및 해당 제1 형에 대향하는 제2 형 중 적어도 어느 한쪽의 표면에 부착된 부착물을 제거하는 방법이며,

상기 제1 형과 상기 제2 형 사이의 공간 속에 반사경을 배치하고,

상기 공간 밖에 마련된 레이저 광원으로부터 레이저 빔을 출사하면서, 상기 공간 밖에 마련된 레이저 빔 이동 기구에 의해 해당 레이저 빔을 상기 반사경에 대하여 이동시키면서, 해당 레이저 빔을 상기 반사경에 조사하고,

상기 반사경에서 반사된 상기 레이저 빔을 상기 제1 형 또는 상기 제2 형에 조사하는

것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 수지 성형 장치는, 상기 성형 형과, 상기 성형 형 클리닝 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 수지 성형품 제조 방법은, 상기 성형 형 클리닝 방법을 실시한 후, 상기 성형 형을 사용하여 수지 성형품을 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 수지 성형을 행하는 것이 가능한 온도로 성형 형이 승온되어 있는 상태에 있어서도 열에 의한 영향을 억제하면서 사용할 수 있다.

도 1은, 클리닝 후이며 아직 수지 성형을 행하지 않은 성형 형(a), 그리고 클리닝 후에 수지 성형을 200회(b), 400회(c), 600회(d) 및 800회(e), 각각 행한 후의 성형 형에 대해서, 표면을 촬영한 전자 현미경 사진이다.
도 2는, 본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치 및 그것을 갖는 수지 성형 장치의 일 실시 형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은, 본 실시 형태의 수지 성형 장치에 있어서의 성형 형 및 그 근방의 확대도이다.
도 4는, 레이저 빔 이동부에 의한 레이저 빔이 이동하는 모습을 나타내는 평면도(a) 및 측면도(b)이다.
도 5는, 본 실시 형태의 성형 형 클리닝 장치에 있어서의 반사경 및 그의 부속부의 사시 및 부분 단면도이다.
도 6은, 반사경의 부속부의 부분 단면 확대도이며, 한쪽 회동축체 부근을 나타내는 도면(a), 다른 쪽 회동축체 부근(b)을 나타내는 도면, 그리고 다른 쪽 회동축체가 (b)의 경우보다도 반사경의 반대측으로 이동한 상태를 나타내는 도면(c)이다.
도 7은, 반사경을 파지하는 한 쌍의 파지구를 샤프트로 접속한 상태를 나타내는 도면(a)이고, 및 한쪽 파지구가 (a)의 경우보다도 반사경의 반대측으로 이동한 상태를 나타내는 도면(b)이다.
도 8은, 본 실시 형태의 성형 형 클리닝 장치가 사용 위치(a) 및 대기 위치(b)에 있는 상태를 나타내는 개략도이다.
도 9는, 레이저 광원 및 레이저 빔 이동부와 반사경을, Y 방향으로 연장되는 연결 막대로 연결한 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은, X 방향에 있어서의 레이저 빔의 조사 범위보다도 X 방향의 폭이 큰 반사경을 사용하는 예를 나타내는 도면이다.
도 11은, 본 실시 형태의 수지 성형 장치에 있어서의 수지 성형 시의 동작이며, 리드 프레임을 하형에 적재함과 함께 수지 재료를 하형의 포트에 공급한 상태를 나타내는 도면(a) 및 성형 형을 형 체결하여 수지 재료를 캐비티에 공급한 상태를 나타내는 도면(b)이다.
도 12는, 펄스 레이저 빔의 스폿이 지그재그형으로 이동해 가는 모습을 나타내는 도면이다.
도 13은, 하형 또는 상형의 표면에 있어서의 레이저 빔의 궤적(세실선)과, 레이저 빔이 1회 지그재그 이동함으로써 레이저 빔이 조사되는 영역의 경계(굵은 파선)를 나타내는 도면이다.
도 14는, 성형 형에 펄스 레이저 빔이 조사됨으로써 성형 형의 표면 근방에 플라스마가 생성되는 상태를 나타내는 개략도(a) 및 플라스마에 펄스 레이저 빔이 반복 조사됨으로써 플라스마가 가열되어, 부착물이 기화되는 상태를 나타내는 개략도(b)이다.
도 15는, 차폐부를 사용하는 예를 나타내는 상면도(a) 및 종단면도(b)이다.
도 16은, 하형 또는 상형의 표면에 있어서의 레이저 빔의 궤적의 다른 예이며, 조사 영역 내를 반복 편도 이동하는 예(a) 및 하형 또는 상형의 표면 전체를 지그재그형으로 이동하는 예(b)를 나타내는 도면이다.
도 17은, 반사경을 X 방향으로 이동시키는 X 방향 이동 기구의 예를 나타내는 개략도이다.
도 18은, 본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치의 다른 실시 형태를 나타내는 평면도이다.
도 19는, 본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치의 또 다른 실시 형태를 나타내는 도면이고, 제1 반사경을 사용하는 상태를 나타내는 평면도(a-1) 및 측면도(a-2), 그리고 제2 반사경을 사용하는 상태를 나타내는 평면도(b)이다.
도 20은, 성형 모듈 등 복수의 모듈로 이루어지는 수지 성형 유닛의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
도 21은, 수지 성형 유닛에 있어서 성형 모듈 중 하나에 성형 형 클리닝 장치가 반입된 상태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 22는, 복수의 모듈로 이루어지는 수지 성형 유닛의 다른 예를 나타내는 개략 구성도이다.
도 23은, 단면이 원형인 레이저 빔의 스폿(a) 및 해당 스폿이 이동해 가는 모습(b), 그리고 단면이 원환형인 레이저 빔의 스폿(c) 및 해당 스폿이 이동해 가는 모습(d)을 나타낸다.

본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치에서는, 수지 성형을 일시 정지한 다음에 성형 형에 대하여 레이저 빔을 조사하는 것에 의한 처리(성형 형 클리닝 장치에서는 클리닝)를 행할 때, 반사경 이동 기구에 의해 반사경을 제1 형과 제2 형 사이의 공간 안인 제1 위치로 이동시킨 다음에, 해당 공간 밖에 마련된 레이저 광원에 의해 레이저 빔을 해당 반사경에 조사한다. 이에 의해, 레이저 빔은 반사경에서 반사되어서 제1 형 또는 제2 형의 표면에 조사된다. 여기서, 상기 공간 밖에 마련된 레이저 빔 이동 기구에 의해, 레이저 빔을 반사경에 대하여 이동시킴으로써, 제1 형 또는 제2 형의 표면에 조사되는 레이저 빔의 스폿이 해당 표면 위를 이동한다. 이에 의해, 제1 형 또는 제2 형의 표면의 일정한 범위 내에 레이저 빔이 조사된다. 이에 의해, 제1 형 또는 제2 형에 대하여, 그것들의 표면에 부착되어 있던 부착물을 제거(클리닝)하는 등의 처리가 실시된다. 성형 형의 처리가 종료된 후, 반사경을 상기 공간 밖인 제2 위치로 이동시킨 다음에, 수지 성형을 재개한다.

본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치에 따르면, 제1 형이나 제2 형이 승온되어 있는 상태여도, 레이저 광원 및 레이저 빔 이동 기구는 해당 공간 밖에 마련되어 있기 때문에, 그것들이 받는, 해당 공간 내의 열 혹은 제1 형이나 제2 형으로부터의 복사열 등의 열에 의한 영향을 억제할 수 있다. 한편, 반사경은, 상기 공간 내에 배치되기는 하지만, 레이저 광원 및 레이저 빔 이동 기구보다도 열의 영향을 받기 어렵다. 이들 이유에 의해, 본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치는, 수지 성형을 행하는 것이 가능한 온도로 성형 형이 승온되어 있는 상태에 있어서도 열에 의한 영향을 억제하면서 사용할 수 있다.

본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치에 있어서, 상기 레이저 빔 이동 기구는 갈바노 스캔 헤드인 것이 바람직하다. 갈바노 스캔 헤드는, 하나의 회동축으로 회동하는 거울을 1개, 또는 회동축의 기울기가 상이한 거울을 2개 조합하여 사용함으로써, 레이저 빔을 1방향 또는 상이한 2방향으로 이동시키는 장치이다. 이에 의해, 제1 형이나 제2 형의 표면에 조사되는 레이저 빔의 스폿을 1차원형 또는 2차원형으로 이동시킬 수 있다. 갈바노 스캔 헤드는, 레이저 빔의 스폿을 고속으로 이동시킬 수 있기 때문에 처리 시간을 짧게 할 수 있다. 또한, 레이저 빔의 스폿을 이동시킬 때 갈바노 스캔 헤드 자체를 성형 형에 대하여 이동시킬 필요가 없기 때문에, 설치 스페이스를 작게 할 수 있다.

본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치는 또한, 반사경의 방향을 변경하는 반사 방향 변경 기구를 갖는다는 구성을 취할 수 있다. 혹은, 본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치는, 상기 반사경이, 서로 방향이 다른 제1 반사경과 제2 반사경을 포함하고, 상기 레이저 빔 반사 기구가 또한, 상기 레이저 빔이 조사되는 거울을 전환하는 거울 전환 기구를 구비한다는 구성을 취할 수도 있다. 어느 경우에도, 제1 형이나 제2 형에 레이저 빔이 입사하는 각도를 변경할 수 있다. 예를 들어, 레이저 빔이 어떤 방향을 향해서 제1 형에 조사되고 있을 때, 제1 형의 캐비티를 구성하는 벽면이 그 레이저 빔에 평행한 경우에는, 입사각을 변경함으로써, 그 벽면에 레이저 빔을 조사하기 쉽게 할 수 있다.

본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치는 또한,

상기 반사경의 양측부에 한 쌍 접속된 제1 회동축체 및 제2 회동축체와,

상기 제1 회동축체 및 상기 제2 회동축체의 적어도 한쪽을 축방향으로 가동하도록 보유 지지하는 회동축체 가동 보유 지지구

를 구비한다는 구성을 취할 수 있다. 이에 의해, 수지 성형 시에 생성된 열에 의해 성형 형의 처리 시에 반사경이 열팽창하거나, 혹은 반사경을 제2 위치로 이동시켜서 온도가 저하됨으로써 반사경이 수축되어도, 회동축체 가동 보유 지지구에 보유 지지된 회동축체가 축방향으로 이동하여, 반사경이 축방향으로 팽창 또는 수축되는 것이 허용되기 때문에, 반사경의 변형을 억제할 수 있다. 또한, 제1 회동축체와 제2 회동축체 양쪽을 각각 회동축체 가동 보유 지지구에 축방향으로 가동하도록 보유 지지하게 해도 되고, 다른 쪽 회동축체를(회동축의 주위로 회동하는 것을 허용하면서) 축방향에 고정하게 해도 된다.

본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치는, 표면의 적어도 일부에 코팅이 실시된 상기 성형 형에 부착된 부착물을 제거하는 장치이며, 상기 레이저 광원 및 상기 레이저 빔 이동 기구는, 상기 부착물 상에 플라스마를 생성한 다음에 상기 부착물이 기화되는 온도 이상의 온도로 해당 플라스마를 가열 가능한 조사 강도이고, 또한 상기 코팅에 손상을 주는 조사 강도보다도 낮은 조사 강도로, 레이저 빔을 상기 성형 형에 조사하는 것임이 바람직하다.

이에 의해, 부착물의 적어도 일부는, 그것이 기화되는 온도 이상의 온도로 가열되어서 기화되고, 성형 형의 표면으로부터 제거된다. 한편, 성형 형의 표면에는 대부분의 경우, 크롬 등으로 이루어지는 코팅이 실시되어 있고(또한, 본 발명에서는 성형 형의 코팅 재료는 특별히 한정되지 않는다), 부착물을 제거할 때 이 코팅이 손상되는 것을 억제할 필요가 있다. 레이저 빔이 성형 형의 코팅에 주는 대미지에 관한 지견을 얻기 위해서, 본 발명자가 성형 형의 표면을 관찰함으로써 부착물의 형성 과정을 조사한바, 부착물은, 처음에는 점형으로 부착되고, 그 후 점차 성형 형의 캐비티면의 거의 전체면을 덮는 피막형의 형상에 가까워져 감이 밝혀졌다(도 1의 전자 현미경 사진에, 부호 A를 붙여서 부착물을 나타낸다). 그때문에, 부착물이 점형인 단계에서 레이저 빔을 조사했을 때, 점형 또는 충분히 면적이 퍼지지 않은 부착물의 간극(부착물이 부착되어 있지 않은 부분)이 존재함으로써, 레이저 빔이 코팅에 직접 조사되고, 그것에 의해 코팅에 대미지를 줄 우려가 있다. 그래서, 코팅에 손상을 주는 조사 강도보다도 낮은 조사 강도로 레이저 빔을 성형 형에 조사함으로써, 코팅이 받는 대미지를 억제할 수 있다.

여기서 성형 형에 조사되는 레이저 빔의 조사 강도는, 레이저 광원으로부터 출사하는 레이저 빔의 강도 및 레이저 빔 이동 기구에 의한 레이저 빔의 이동 속도를, 예를 들어 1초당 주사 레이저 파워 밀도가 2 내지 15W/cm²가 되게 조정함으로써 정할 수 있다. 「1초당 주사 레이저 파워 밀도」는, 단위 면적(단위·cm²)에 단위 시간(동·sec(초)) 조사되는 레이저의 에너지(동·J(주울)＝Wsec(와트초))로 정의되고, 그 단위는 J/(cm²sec)＝Wsec/(cm²sec), 즉 W/cm²로 표시된다. 이 1초당 주사 레이저 파워 밀도는, 조사되는 레이저 빔의 평균 출력을, 1초간에 레이저 빔의 스폿이 성형 형에 대하여 상대적으로 이동하는 거리와 해당 스폿의 폭으로부터 도출되는 면적과 스폿 1개분(이동 전의 초기 위치에 조사된 분)의 면적의 합으로 제산함으로써 구할 수 있다(바꾸어 말하면, 1초당 주사 레이저 파워 밀도는, 1초간에 레이저 빔이 이동하면서 조사되는 부분에 있어서의 단위 면적당 출력이다).

1초당 주사 레이저 파워 밀도를 2 내지 15W/cm²로 하는 경우에 있어서, 레이저 광원이 1펄스당 레이저 플루언스가 0.04 내지 0.7J/cm²인 펄스 레이저 빔을 출사하는 것이 바람직하다. 또한, 1초당 주사 레이저 파워 밀도를 2 내지 15W/cm²로 하는 경우에 있어서, 인접 펄스 레이저 빔의 겹침률(후술)을 85％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이들의 어느 한쪽 또는 양쪽의 구성을 취함으로써, 성형 형의 표면에 부착된 부착물 상에 플라스마를 생성하면서, 여러 종류의 부착물이 기화되는 온도 이상의 온도로 플라스마를 가열할 수 있다.

여기서 「겹침률」이란, 플라스마가 생성되는 공간 속에 있어서 하나의 펄스 레이저 빔이 차지하는 체적 중, 인접해서 생성되는 펄스 레이저 빔과 중첩되는 부분의 체적의 비율로 정의된다. 인접하는 두 펄스 레이저 빔이 평행하면, 겹침률은, 플라스마가 생성되는 공간 속의 임의의 위치에서의 하나의 펄스 레이저 빔의 그것에 수직인 단면 중, 인접해서 생성되는 펄스 레이저 빔의 그것에 수직인 단면과 중첩되는 부분의 면적의 비율로 구할 수 있다. 겹침률의 역수는, 동일 개소에 조사되는 펄스 레이저 빔의 횟수에 해당한다. 또한, 가령 펄스 레이저 빔을 이동시키지 않으면 겹침률이 100％가 되지만, 본 발명에서는 펄스 레이저 빔을 이동시키기 때문에, 겹침률은 100％ 미만이다.

본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치에 있어서,

상기 레이저 빔 이동 기구가,

상기 레이저 빔을 상기 성형 형에 대하여 제1 방향으로 왕복 이동시킴과 함께,

상기 레이저 빔을 해당 제1 방향으로 편도 이동시킬 때마다, 해당 레이저 빔을 해당 제1 방향에 수직인 제2 방향으로, 해당 레이저 빔이 상기 성형 형에 조사된 스폿의 1개분만큼 이동시키는

것이며,

또한, 상기 레이저 빔 이동 기구와 상기 성형 형의 사이에, 상기 제1 방향에 있어서의 왕복 이동의 양단의 상기 스폿의 1개분의 부분을 차폐하는 차폐부를 구비하는

것이 바람직하다. 이에 의해, 상기 양단에 있어서 레이저 빔이 제2 방향으로 이동할 때 해당 양단 이외의 위치와 대비하여 과잉으로 조사되는 레이저 빔을 차폐부가 차폐하기 때문에, 성형 형의 표면을 보다 높은 균일성으로 클리닝할 수 있다.

여기까지, 본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치에 대하여 설명했지만, 성형 형 클리닝 방법, 수지 성형 장치, 그리고 수지 성형품 제조 방법도 같은 작용·효과를 발휘한다.

이하, 도 2 내지 도 23을 참조하면서, 본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치 및 방법, 수지 성형 장치, 그리고 수지 성형품 제조 방법의 보다 구체적인 실시 형태를 설명한다.

(1) 본 실시 형태의 성형 형 클리닝 장치 및 수지 성형 장치의 구성

도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 성형 형 클리닝 장치(10)는, 본 실시 형태의 수지 성형 장치(1)의 구성 요소의 일부이다. 수지 성형 장치(1)는, 성형 형 클리닝 장치(10)와 함께 수지 성형부(20)를 갖는다.

먼저, 수지 성형부(20)의 구성을 설명한다. 수지 성형부(20)는, 본 실시 형태에서는 이송(트랜스퍼) 성형을 행하는 장치이며, 기반(211)과, 기반(211) 상에 세워 설치된 4개(도 2에는 2개만 나타낸다)의 타이바(212)와, 상하로 이동 가능하도록 타이바(212)에 보유 지지된 가동 플래튼(221)과, 타이바(212)의 상단에 고정된 고정 플래튼(222)과, 기반(211) 상에 마련된, 가동 플래튼(221)을 상하 이동시키는 토글 링크(213)를 구비한다. 가동 플래튼(221)의 상면과 고정 플래튼(222) 하면의 사이에는, 상형(제1 형)(251)과 하형(제2 형)(252)이 대향해서 마련된 성형 형(25)이 배치되어 있다.

도 3에, 성형 형(25) 및 그 근방을 확대하여 나타낸다. 상형(251)의 하면에는 상방을 향해서 캐비티(C)가 2개 배열되어 형성되어 있고, 하형(252)의 상면에도 하방을 향해서 캐비티(C)가 2개 배열되어 형성되어 있다. 상형(251)의 하면, 하형(252)의 상면, 그리고 각 캐비티(C)를 둘러싸는 상형(251) 및 하형(252)의 면에는, 질화크롬제 코팅(CT)이 실시되어 있다. 코팅(CT)에는, 질화크롬 대신에 하드 크롬 등 다른 재료를 사용해도 된다. 본 실시 형태에서는, 캐비티는 직육면체형으로 하지만, 제조하는 수지 성형품의 형상에 따라 원기둥형 등의 형상으로 할 수도 있다.

하형(252)의 2개의 캐비티(C)의 주위에 있는 하형(252)의 상면은 각각, 리드 프레임(L)을 적재 가능하게 되어 있다. 또한, 리드 프레임(L) 대신에 기판 등을 하형(252)의 상면에 적재해도 된다.

하형(252)의 2개의 캐비티(C)의 사이에는, 수지 재료를 수용하는 포트(2521) 및 포트(2521)로부터 수지 재료를 압출하는 플런저(2522)가 마련되어 있다. 또한, 하형(252)의 2개의 캐비티(C)는 각각, 후술하는 바와 같이 연화 또는 용융된 수지 재료가 통과하는 통로인 러너(2523)에 의해 포트(2521)와 접속되어 있다. 상형(251)의 2개의 캐비티(C)의 사이에 있어서 포트(2521)와 대향하는 위치에는, 칼 블록(2511)이 마련되어 있다. 상형(251)의 2개의 캐비티(C)는 각각, 러너(2513)에 의해 칼 블록(2511)의 바로 아래 공간과 접속되어 있다.

또한, 수지 성형부(20)는, 상형(251) 및 하형(252)을 승온시켜 수지 성형 시에 리드 프레임(L) 및 수지 재료를 소정의 온도로 유지하는 히터 플레이트(253)를 갖는다. 히터 플레이트(253)에는 히터(2531)가 내장되어 있다. 히터(2531)에는, 예를 들어 카트리지 히터를 사용할 수 있다.

성형 형 클리닝 장치(10)는, 레이저 광원(11)과, 레이저 빔 이동부(레이저 빔 이동 기구)(12)와, 반사경(13)과, XY 스테이지(14)와, XY 스테이지 드라이버(15)를 갖는다.

레이저 광원(11)은 펄스 레이저를 출사하는 광원이다. 본 실시 형태에서는, 레이저 광원(11)이 출사하는 펄스 레이저는, 후술하는 이유에 의해, 1펄스당 레이저 플루언스를 0.04 내지 0.7J/cm²의 범위 내, 1초당 주사 레이저 파워 밀도를 2 내지 15W/cm²의 범위 내, 펄스폭을 1 내지 200nsec의 범위 내, 펄스 반복 주파수를 300kHz 내지 10MHz의 범위 내로 한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 레이저 광원(11)은, 빔에 수직인 단면에서의 형상(빔 스폿)이 정사각형이 되도록 성형되어 있음과 함께 해당 단면의 중앙에서 단부까지 대략 동등한 톱 해트형 조사 강도 분포를 갖는 펄스 레이저 빔을 출사하는 것을 사용한다. 또한, 빔 스폿의 형상은, 직사각형, 원형, 원환형 등 정사각형 이외의 형상이어도 된다. 여기서 빔 스폿의 범위(사이즈)는, 1/e²법(86％법)으로 정의된다. 스폿 사이즈는 오피르사, 또는 코히런트사제의 카메라식 빔 프로파일러로 측정할 수 있다. 또한, 오피르사, 또는 코히런트사제의 파워 미터를 사용하여, 레이저 빔의 평균 출력을 구하고, 스폿 사이즈 및 레이저 빔의 평균 출력으로부터 1초당 주사 레이저 파워 밀도를 구할 수 있다. 1펄스당 레이저 플루언스는, 상기 레이저 빔의 평균 출력을 펄스 반복 주파수로 제산한 값이다. 펄스폭은, 애질런트·테크놀로지사제의 오실로스코프를 사용하여 측정할 수 있다. 또한, 레이저 빔의 평균 출력은 「레이저 빔의 평균 출력[W]＝펄스 에너지[J]×펄스 반복 주파수[Hz]」라는 식으로 구할 수 있다.

레이저 빔 이동부(12)는, 갈바노 스캔 헤드(121)와 렌즈(122)를 갖는다(도 4 참조). 갈바노 스캔 헤드(121)는, 레이저 광원(11)으로부터 도입되는 펄스 레이저 빔(B)을, X 방향(도 2의 지면에 수직인 방향)으로 반복 왕복 이동시킴(도 4의 (a))과 함께, Z 방향(도 2의 세로 방향)으로도 이동시키도록(도 4의 (b)) 출사한다. 레이저 빔 이동부(12)에 의한 펄스 레이저 빔의 이동 속도는, 본 실시 형태에서는 겹침률이 85％ 이상으로 되도록 한다. 이 이동 시에, 펄스 레이저 빔(B)의 이동 범위의 크기에 따라서는 중심 위치 부근과 단부 부근에서 스폿 사이즈가 변화될 가능성이 있고, 그러면 조사 강도가 위치에 따라 변화되어 버린다. 그래서, 렌즈(122)에 텔레센트릭 또는 조사 심도가 충분히 긴 것을 사용함으로써, 위치에 의한 스폿 사이즈의 변화를 억제하는 것이 바람직하다. 또한, 도 4에 나타내는 예에서는 갈바노 스캔 헤드(121)의 후단에 렌즈(122)를 배치했지만, 갈바노 스캔 헤드(121)의 전단에, 복수매의 렌즈를 갖는 전동식 빔 직경 가변 렌즈(도시 생략)를 배치해도 되고, 렌즈(122)와 전동식 빔 직경 가변 렌즈를 병용해도 된다. 전동식 빔 직경 가변 렌즈를 사용하는 경우에는, 상기 반복 왕복 이동에 맞춰서 빔 직경을 변화시킴으로써, 성형 형(25)의 표면에 있어서의 스폿 사이즈를 대략 일정하게 할 수 있다.

반사경(13)은, 펄스 레이저 빔(B)을 반사하는 거울이며, 레이저 빔 이동부(12)가 펄스 레이저 빔(B)을 왕복 이동시키는 범위보다도 넓은 폭을 X 방향으로 갖는다. 반사경(13)에는, 예를 들어 합성 석영 유리(퓨즈드 실리카)를 포함하는 거울을 사용할 수 있다. 또한, 반사경(13)의 표면에는, 금속막으로 이루어지는 코팅이 실시되어 있어도 된다. 그러한 코팅으로서, 금제인 것, 은제인 것, 알루미늄제인 것, 유전체 다층막 등으로부터 최적인 것을 선택하면 된다.

반사경(13)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, X 방향의 한쪽 단이 제1 파지구(131L)로, 다른 쪽 단이 제2 파지구(131R)로, 각각 파지되어 있다. 제1 파지구(131L), 제2 파지구(131R)에는 각각, X 방향으로 뻗는 제1 회동축체(132L), 제2 회동축체(132R)가 마련되어 있다. 제1 회동축체(132L)는 베어링(133L)에 삽입 관통되어 있다. 또한, 제2 회동축체(132R)는, 회동축체 가동 보유 지지구(133R)에 삽입 관통되어 있다. 회동축체 가동 보유 지지구(133R)는 베어링이어도 된다. 또한, 도 5에서는, 사시도 중에, 제1 회동축체(132L) 및 제2 회동축체(132R)를 통과하는 Z 방향의 단면을 아울러 나타냄과 함께, 반사경(13)에 관해서는 해당 단면보다도 Y 방향의 안쪽을 실선으로 나타내고, 앞쪽을 파선으로 나타내었다(즉, 반사경(13)은 이 파선의 부분에도 존재한다).

도 6의 (a)에 확대하여 나타내는 바와 같이, 베어링(133L)보다도 회전축 방향의 외측(X 방향으로 반사경(13)의 반대측)의 제1 회동축체(132L)의 표면에는, 회동축의 주위를 일주하는 홈(1321L)이 마련되어 있다. 홈(1321L)에는, 제1 고정구(135L)가 끼워 넣어져 있다. 또한, 제1 고정구(135L)는 홈(1321L)으로부터 연장 돌출되어 있으면 되고, 베어링(133L)보다도 외경이 작다. 제1 고정구(135L)는, 제1 회동축체(132L)에 그 직경이 상이하게 형성된 단차와 제1 고정구(135L)로 축방향으로 끼움으로써, 제1 회동축체(132L)가 X 방향 회동축의 주위로 회동하는 것을 허용하면서, 베어링(133L)을 통해 해당 회동축에 평행한 방향으로는 거의 이동하지 않도록 규제하고 있다. 베어링(133L)은, 베어링 보유 지지부(134L)와, 반사경(13)으로부터 보아서 해당 베어링 보유 지지부(134L)의 외측에 마련된 베어링 고정구(137L)에 끼워져서 고정되어 있다.

또한, 도 6의 (b)에 확대하여 나타내는 바와 같이, 회동축체 가동 보유 지지구(133R)보다도 회전축 방향의 외측 제2 회동축체(132R)의 표면에는 홈(1321R)이 마련되어 있다. 홈(1321R)에는, 제2 고정구(135R)가 끼워 넣어져 있다. 또한, 제2 고정구(135R)는, 홈(1321R)의 전체에 걸쳐서 마련할 필요는 없다. 회동축체 가동 보유 지지구(133R)는, 제2 회동축체(132R)에 그 직경이 상이하게 형성된 단차와 제2 고정구(135R)에서 축방향으로 끼움으로써, 축방향에는 제2 회동축체(132R)와의 위치 관계를 고정하면서, 제2 회동축체(132R)가 X 방향의 회동축의 주위로 회동하는 것이 허용되도록, 해당 제2 회동축체(132R)를 보유 지지하고 있다. 회동축체 가동 보유 지지구(133R)는, 외측 보유 지지구(134R)에 보유 지지되고 있어, 해당 외측 보유 지지구(134R)에 대하여, 제2 회동축체(132R)와 함께 축방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 도 6의 (c)에, (b)의 경우보다도 반사경(13)이 팽창하고, 그것에 수반하여 제2 회동축체(132R) 및 회동축체 가동 보유 지지구(133R)가 반사경(13)의 반대측으로 이동한 상태의 예를 나타낸다. 이렇게 제2 회동축체(132R) 및 회동축체 가동 보유 지지구(133R)가 이동함으로써, 반사경(13)에 가해지는 부하를 억제하여, 반사경(13)의 변형을 억제할 수 있다. 반사경(13)이 수축될 때는 제2 회동축체(132R) 및 회동축체 가동 보유 지지구(133R)가 역방향으로 이동하여, 그에 의해 반사경(13)의 변형을 억제할 수 있다. 또한, 회동축체 가동 보유 지지구(133R), 외측 보유 지지구(134R) 및 제2 고정구(135R)를 합친 것을 회동축체 가동 보유 지지구라 간주해도 된다.

여기에서는 한 쌍의 회동축체 중 한쪽(제1 회동축체(132L))를 제1 고정구(135L) 그리고 베어링 보유 지지부(134L) 및 베어링 고정구(137L)로 고정된 베어링(133L)에 의해 회동축에 평행한 방향으로는 거의 이동하지 않도록 규제하고 있지만, 양쪽 회동축체를 회동축체 가동 보유 지지구 및 고정구에 의해 회동축에 평행한 방향으로 일정한 범위 내에서 가동으로 해도 된다.

도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제1 파지구(131L)와 제2 파지구(131R)는, 반사경(13)의 배면측(도 5에 나타낸 반사경(13)의 이면측)에 있어서, 2개의 샤프트(138)(도 5에서는 도시 생략)로 연결되어 있다. 샤프트(138)는, 제1 파지구(131L)에는 고정되어 있는 데 비해, 제2 파지구(131R)에는 플레인 베어링(부시)(139)을 통해 설치되어 있다. 샤프트(138)는, 반사경(13)이 회동할 때 반사경(13)에 발생하는 비틀림 등의 부하를 감소시키는 역할을 갖는 것 외에, 조립 시에, 제1 회동축체(132L)와 제2 회동축체(132R)의 회전축 중심을 맞추는 역할을 갖는다. 도 7의 (b)에, (a)의 경우보다도 반사경(13)이 팽창되고, 그것에 수반하여 제2 파지구(131R)가 반사경(13)의 반대측으로 이동한 상태의 예를 나타낸다. 이렇게 제2 파지구(131R)가 이동함으로써, 반사경(13)에 가해지는 부하를 억제하여, 반사경(13)의 변형을 억제할 수 있다. 반사경(13)이 수축될 때는 제2 파지구(131R)가 역방향으로 이동하고, 그에 의해 반사경(13)의 변형을 억제할 수 있다.

반사경(13)에는 또한, 회동축의 주위에 해당 반사경(13)을 회전시키는 모터(반사 방향 변경 기구)(136)(도 2 참조)가, 예를 들어 기어, 또는 풀리 및 벨트와 같은 동력 전달 기구(도시 생략)를 통해 접속되어 있다. 동력 전달 기구는, 통상, 베어링 보유 지지부(134L) 또는 외측 보유 지지구(134R)의 적어도 한쪽에 작용한다. 동력 전달 기구로부터 베어링 보유 지지부(134L) 및 외측 보유 지지구(134R)의 한쪽에 전달된 동력은, 반사경(13)을 통해 다른 쪽으로 전달된다. 그때, 샤프트(138)는 반사경(13)에 걸리는 비틀림 등의 부하를 감소시키도록 작용하기 때문에, 반사경(13)의 두께가 충분히 두껍지 않은 경우라도, 변형을 억제할 수 있다. 모터(136)에 의해, 반사경(13)의 반사면이 하향이고 또한 Y축에 대하여 45° 경사진 때는, 펄스 레이저 빔(B)은 하형(252)의 표면에 수직으로 조사된다. 또한, 반사경(13)의 반사면이 상향이고 또한 Y축에 대하여 45° 경사진 때는, 펄스 레이저 빔(B)은 상형(251)의 표면에 수직으로 조사된다. 한편, 반사경(13)의 반사면이 하향 또는 상향이며 Y축에 대하여 45° 이외의 각도로 경사진 때는, 펄스 레이저 빔(B)은 하형(252) 또는 상형(251)의 표면에 대하여 경사진 각도로 조사된다.

레이저 광원(11), 레이저 빔 이동부(12) 및 반사경(13)은, XY 스테이지(14) 상에 설치되어 있다. XY 스테이지(14)는, XY 스테이지 드라이버(15)의 제어에 의해, 이들 레이저 광원(11), 레이저 빔 이동부(12) 및 반사경(13)을, 그것들 세 구성 요소의 상대적인 위치 관계를 유지하면서 X 방향 및 Y 방향으로 이동시킨다. 이 XY 스테이지(14)에 의해, 클리닝 시에는, X 방향 및 Y 방향 각각, 상형(251) 및 하형(252)의 X 방향 및 Y 방향의 폭보다도 약간 넓은 범위 내에서 반사경(13) 등이 이동한다. 그와 더불어 XY 스테이지(14)는, Y 방향으로는, 성형 형 클리닝 장치(10)의 위치를, 클리닝 시에는 반사경(13)이 상형(251)과 하형(252) 사이의 공간 내에 배치되는 사용 위치(도 8의 (a))로, 수지 성형 시에는 반사경(13)을 포함하는 성형 형 클리닝 장치(10) 전체가 상기 공간 밖 위치인 대기 위치(도 8의 (b))로, 각각 배치되게 이동시키는 기능도 갖는다.

XY 스테이지(14)는, 레이저 광원(11), 레이저 빔 이동부(12) 및 반사경(13)의 상대적인 위치 관계를 유지하면서 X 방향으로 이동시키기 위해서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 레이저 광원(11) 및 레이저 빔 이동부(12)와 반사경(13)을, Y 방향으로 연장되는 연결 막대(141)로 연결하게 해도 된다. 여기서 레이저 광원(11) 및 레이저 빔 이동부(12)는 대(112) 상에 적재하고, 이 대(112)에 연결 막대(141)를 고정한다. 반사경(13)의 측에서는, 베어링 보유 지지부(134L) 및 외측 보유 지지구(134R)에 연결 막대(141)를 고정한다. 이들 베어링 보유 지지부(134L) 및 외측 보유 지지구(134R)에는, 제1 회동축체(132L) 및 제2 회동축체(132R)와 동일 방향으로 연장되는 구멍(도시하지 않음)이 마련되어 있고, 이 구멍에 삽입 관통되는 가이드 막대(142)를 따라 반사경(13) 및 그의 부속품인 베어링 보유 지지부(134L)나 외측 보유 지지구(134R)가 Y 방향으로 이동하게 되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, Y 방향으로 이격되어서 배치되어 있는 레이저 광원(11) 및 레이저 빔 이동부(12)와 반사경(13)을, 1개의 동력원(도시하지 않음)에 의해서만 X 방향으로 이동시킬 수 있다. 이렇게 동력원의 수를 적게 함으로써, 동력원이 성형 형으로부터 받는 열에 의한 영향을 억제하기 때문에 해당 동력원을 냉각하는 냉각 기구(도시하지 않음)의 수도 적게 할 수 있다.

또한, 상형(251)과 하형(252)의 X 방향의 폭이 레이저 빔 이동부(12)에 의한 펄스 레이저 빔(B)의 왕복 이동의 범위보다도 좁은 경우에는, XY 스테이지(14) 및 XY 스테이지 드라이버(15) 대신에 상기 세 구성 요소를 Y 방향으로만 이동시키는 기구를 사용해도 된다. 혹은, 레이저 광원(11) 및 레이저 빔 이동부(12)와 반사경(13)의 Y 방향의 상대적인 위치 관계를 유지하는 것은 필수가 아니고, Y 방향으로는 반사경(13)만을 이동시키게 해도 된다. 또한, 도 10에 나타내는 바와 같이, 성형 형(25)의 X 방향에 있어서의 레이저 빔의 조사 범위보다도 X 방향의 폭이 큰 반사경(13W)을 사용하는 경우에는, 레이저 광원(11) 및 레이저 빔 이동부(12)만을 Y 방향으로 이동시키면 되고, X 방향으로는 반사경(13W)을 이동시킬 필요는 없다.

성형 형 클리닝 장치(10)는, 상기의 각 구성 요소 이외에, 상형(251) 및 하형(252) 사이의 공간에 있어서 기체를 흡인하여 수지 성형 장치(1)의 외부로 배출하는 기화 부착물 제거부(도시 생략)를 갖고 있어도 된다. 이 경우에는 또한, 기화 부착물 제거부에 기화 부착물 포집 필터(도시 생략)를 마련해도 된다.

(2) 본 실시 형태의 성형 형 클리닝 장치 및 수지 성형 장치의 동작, 그리고 본 실시 형태의 성형 형 클리닝 방법 및 수지 성형 방법

본 실시 형태의 성형 형 클리닝 장치(10) 및 수지 성형 장치(1)의 동작, 그리고 본 실시 형태의 성형 형 클리닝 방법 및 수지 성형 방법을 설명한다. 이하에서는 먼저, 수지 성형 장치(1) 중 수지 성형부(20)에 의한(성형 형의 클리닝의 동작을 제외한) 수지 성형 시의 동작을 설명하고, 다음으로 수지 성형 장치(1) 중 성형 형 클리닝 장치(10)의 동작을 설명한다. 이 성형 형 클리닝 장치(10)의 동작이, 본 발명에 관한 성형 형 클리닝 방법의 실시 형태에 해당한다. 또한, 수지 성형부(20)의 동작과 성형 형 클리닝 장치(10)의 동작을 조합한 것이, 본 발명에 관한 수지 성형 방법의 실시 형태에 해당한다.

(2-1) 수지 성형부(20)에 의한 수지 성형 시의 동작

도 11을 사용하여, 수지 성형부(20)에 의해 수지 성형품을 제조할 때의 동작을 설명한다. 수지 성형품을 제조할 때는 미리, XY 스테이지(14)에 의해, 성형 형 클리닝 장치(10) 전체를 대기 위치(도 8의 (b))로 이동시켜 둔다. 대기 위치는 전술한 바와 같이 상형(251)과 하형(252) 사이의 공간 밖의 위치이며, 수지 성형품을 제조할 때의 수지 성형부(20)의 동작을 성형 형 클리닝 장치(10)가 방해하는 일은 없다.

먼저, 가동 플래튼(221)을 강하시킴으로써, 상형(251)과 하형(252)을 상하로 이격시킨 형 개방의 상태로 한다(도 11의 (a)). 이 상태에서, 전자 부품을 상면 및 하면에 장착한 리드 프레임(L)을, 해당 전자 부품과 캐비티(C)의 가로 방향의 위치를 맞추도록 해서, 하형(252)의 상면에 적재한다. 또한, 도시하지 않은 수지 재료 공급 기구에 의해, 포트(2521) 내에 태블릿형 수지 재료(P)를 공급한다. 수지 재료(P)는, 예를 들어 열경화성 수지(에폭시계 수지 등)를 함유하는 복합 재료이다. 수지 재료(P)에는, 왁스(고급 지방산 에스테르 등), 경화 촉진제(인계 촉매, 아미노계 촉매 등), 커플링제, 착색제, 난연제, 난연 보조제 등이 포함되어 있어도 된다. 수지 재료 공급 기구는, 종래의 수지 성형 장치에서 널리 사용되고 있는 것이며, 상세한 설명을 생략한다. 수지 재료(P) 내의 열경화성 수지는, 히터 플레이트(253)로부터 공급되는 열에 의해, 포트(2521) 내에서 연화 또는 용융된다. 상형(251)도 히터 플레이트(253)에 의해 소정의 온도로 승온된 상태로 해 둔다.

포트(2521) 내의 열경화성 수지가 연화 또는 용융되었을 즈음에, 토글 링크(213)에 의해 가동 플래튼(221)을 상승시킨다(도 11의 (b)). 이에 의해, 가동 플래튼(221) 상의 하형(252)이 리드 프레임(L)을 개재하여 상형(251)에 맞닿아서 해당 상형(251)을 누르고, 상형(251)이 고정 플래튼(222)에 고정되어 있다는 점에서, 성형 형(25)이 형 체결된다. 이 상태에서 플런저(2522)를 상승시킴으로써, 포트(2521) 내의 수지 재료(P)를, 러너(2513 및 2523)를 통해서 상형(251) 및 하형(252)의 캐비티(C)에 공급한다. 소정 시간이 경과하면, 수지 재료(P) 내의 열경화성 수지가 경화되어, 리드 프레임(L)에 수지가 몰드된 수지 성형품이 얻어진다. 그 후, 토글 링크(213)에 의해 가동 플래튼(221)을 하강시킴으로써 성형 형(25)을 형 개방하고, 수지 성형품을 성형 형(25)으로부터 분리한다.

여기까지의 동작을 반복해서 행함으로써, 수지 성형품을 다수 제조할 수 있다. 그러나, 수지 성형품의 제조를 반복해서 행하는 동안, 수지 재료(P)에 포함되는 열경화성 수지나 필러 등의 일부가 점차 성형 형(25)의 표면에 부착되어 간다. 그래서, 수지 성형품을 소정 개수 제조할 때마다, 혹은 소정 시간마다, 이하에 설명하는 바와 같이 성형 형 클리닝 장치(10)를 동작시킴으로써, 성형 형(25)의 표면을 클리닝한다.

(2-2) 성형 형 클리닝 장치(10)의 동작

먼저, 성형 형(25)이 형 개방되어 있는 상태에서, XY 스테이지(14)에 의해, 성형 형 클리닝 장치(10)를 사용 위치(도 8의 (a)), 즉 반사경(13)이 상형(251)과 하형(252)의 사이에 배치되도록 이동시킨다(도 2 참조). 이때, 반사경(13)의 반사면은, 상향 및 하향의 어느 상태여도 되고, 전자의 경우에는 먼저 상형(251)을 클리닝하고, 후자의 경우에는 먼저 하형(252)을 클리닝하게 된다. 이하에서는, 이 시점에서의 반사경(13)이, 도 2 및 도 4의 (b)에 실선으로 나타내는 바와 같이 반사면이 하향인 경우를 예로서 설명한다. 성형 형(25)에 부착된 부착물은, 수지 재료(P), 기판 또는 리드 프레임에 포함되는 어느 재료·성분이 함유되어 있다. 또한, 파팅면(상형(251)의 하면 및 하형(252)의 상면)이나 러너 등의 수지 통로에도 부착물이 부착되는 경우가 있고, 그것들이 연속 성형을 저해할 우려가 있다.

이 상태에서, 레이저 광원(11)은, 상술한 1펄스당 레이저 플루언스 및 펄스폭을 갖는 펄스 레이저 빔(B)을 상술한 펄스 반복 주파수로 출사한다. 이에 의해, 펄스 레이저 빔(B)은, 반사경(13)에서 90° 반사되어서 하형(252)의 표면에 조사된다. 그때, 레이저 빔 이동부(12)는, 도 4의 (a)의 평면도 및 (b)의 측면도에서 개념적으로 나타내는 바와 같이, 펄스 레이저 빔(B)을, X 방향으로는 소정 범위(동 도면 중의 XL과 XR 사이의 범위) 내에서 반복 왕복 이동시키면서, X 방향으로 편도 1회 이동할 때마다 Z 방향으로 펄스 레이저 빔(B)의 스폿(BS)의 1개분씩 소정 범위(동 도면 중의 ZT와 ZB 사이의 범위) 내에서 이동시킨다. 이에 의해, 하형(252)의 표면에서는, 먼저, 펄스 레이저 빔(B)의 스폿이 X 방향으로 상기 소정 범위만큼 이동한다(도 4의 (a)). 그 후, 펄스 레이저 빔(B)이 스폿(BS)의 1개분만큼 Z 방향으로 이동하면, 펄스 레이저 빔(B)이 반사경(13)에서 90° 반사되어서 하형(252)의 표면에 발생하는 스폿(BS)은 Y 방향으로 1개분만큼 이동한다(도 4의 (b)). 이에 의해, 하형(252)의 표면에 있어서의 스폿(BS)은, X 방향으로 편도 이동하고, 계속해서 스폿(BS)의 1개분만큼 Y 방향으로 이동하고, X 방향으로 아까와는 역방향으로 이동한다는 지그재그의 이동을 반복한다(도 12).

이렇게 스폿(BS)이 지그재그로 이동함으로써, 펄스 레이저 빔(B)은 하형(252)의 표면의 일부 또는 전부의 범위 내에 조사된다. 여기서 펄스 레이저 빔(B)이 하형(252)의 표면의 일부에만 조사되는 경우에는, 1회의 지그재그 이동에 의한 펄스 레이저 빔(B)의 조사가 종료된 후, XY 스테이지(14)는 반사경(13)을 하형(252)의 표면 중 아직 펄스 레이저 빔(B)이 조사되지 않은 영역 상으로 이동시킨다. 또한, 충분한 가동 거리를 갖는 전동 빔 직경 가변 렌즈를 탑재한 경우는, 내부의 렌즈로 스폿 사이즈를 조정할 수 있기 때문에, 레이저 빔 이동부(12)는 XY 스테이지(14)만으로 이루어지는 구성으로 하는 것도 가능하다. 그리고, 상기와 같은 방법에 의해, 당해 영역에 펄스 레이저 빔(B)을 지그재그 이동시키면서 조사한다. 이상의 동작을 반복함으로써, 하형(252)의 표면 전체에 펄스 레이저 빔(B)을 조사한다. 도 13에, 하형(252)의 표면에 있어서의 펄스 레이저 빔(B)이 지그재그 궤적을 가는 실선으로 예시함과 함께, 1회의 지그재그 이동에 의한 펄스 레이저 빔(B)의 조사 영역의 경계를 굵은 파선으로 예시한다.

그 후, 반사경(13)을 회동시킴으로써, 반사면을 하향에서 상향으로 전환한다. 그리고, 하형(252)의 경우와 마찬가지로, 상형(251)의 표면에도 펄스 레이저 빔(B)을 조사한다.

본 실시 형태의 성형 형 클리닝 장치(10)에서는, 1펄스당 레이저 플루언스가 0.04 내지 0.7J/cm²의 범위 내인 펄스 레이저 빔(B)을 성형 형(25)(상형(251) 및 하형(252))의 표면에 조사함으로써, 성형 형(25)의 표면에 플라스마(PL)가 생성된다(도 14(a)). 플라스마(PL)의 발생원은 특별히 한정되지 않지만, 펄스 레이저 빔(B)을 부착물에 조사함으로써, 부착물(AG)의 표면 부근이 고온·고압 상태가 되어, 플라스마(PL)를 발생시킬 수 있다. 그리고, 상기와 같은 레이저 플루언스를 갖는 펄스 레이저 빔(B)을 겹침률이 85％ 이상이 되도록 이동시킴으로써, 이 펄스 레이저 빔(B)이 플라스마(PL) 중의 동일 개소에 6회 이상 조사되어, 그에 의해, 통상의 수지 성형에 있어서 성형 형(25)의 표면에 부착되는 부착물(A)이 함유하는 수지를 기화시킬 수 있는 온도까지, 플라스마(PL)가 가열된다(도 14(b)). 이에 의해, 성형 형(25)의 표면 상의 부착물(A)의 적어도 일부가 기화되고, 해당 표면으로부터 제거된다. 그때, 플라스마(PL)에 의해 가열된 코팅(CT)으로부터의 전열, 방사(복사)에 의한 열이 부착물(AG)에 코팅(CT)측으로부터 작용해도 된다. 또한, 펄스 레이저 빔(B)이 이동하는 범위 중 X 방향의 양단부이며 펄스 레이저 빔(B)의 X 방향의 폭 1개분 미만(예를 들어, 겹침률이 85％인 경우에는 해당 폭의 17/20)의 부분에서는, 펄스 레이저 빔(B)이 조사되는 횟수가 6회 미만이 될 수 있지만, 통상은 해당 폭이 충분히 작고, 그 주위에서 가열된 플라스마(PL)가 당해 부분에 유입되기 때문에, 문제는 되지 않는다. 기화된 부착물(AG)은, 성형 형 클리닝 장치(10)가 기화 부착물 제거 장치를 갖는 경우에는, 성형 형(25)의 표면 근방에서 흡인 제거된다.

상기와 같이 상형(251) 및 하형(252)이 히터 플레이트(253)에 의해 승온된 상태에서는, 상형(251)과 하형(252) 사이의 공간이 고온이 될 수 있다. 그러나, 본 실시 형태의 성형 형 클리닝 장치(10)에서는, 열에 의한 악영향을 받기 쉬운 레이저 광원(11) 및 레이저 빔 이동부(12)는 당해 공간 밖에 배치됨과 함께, 반사경(13)은 당해 공간 내에 배치되기는 하지만 레이저 광원(11) 및 레이저 빔 이동부(12)보다도 열에 의한 영향을 받기 어렵다. 그 때문에, 본 실시 형태의 성형 형 클리닝 장치(10)는 상기와 같은 고온에서도 사용할 수 있다.

반사경(13)은, 상기 공간에 배치됨으로써 열팽창한다. 그러나, 제2 회동축체(132R)가 회동축에 평행한 방향으로, 제2 파지구(131R)가 외측 보유 지지구(134R)에 맞닿을 때까지 이동하는 것이 허용되어 있기 때문에, 반사경(13)이 열팽창에 의해 변형되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 샤프트(138)는 반사경(13)의 열팽창에 수반하여 미끄럼 베어링(139)으로 미끄러짐으로써 축방향으로 이동하기 때문에, 반사경(13)에 힘을 부가하여 반사경(13)을 변형시키는 것을 억제할 수 있다. 또한, 성형 형 클리닝 장치(10)의 종료 후에 반사경(13)을 상기 공간 밖으로 퇴출시켰을 때는, 온도의 저하에 따라 반사경(13)이 수축되지만, 그때도, 제2 회동축체(132R)가 회동축에 평행한 방향으로 이동하는 것이 허용되어 있기 때문에, 반사경(13)의 변형을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 성형 형 클리닝 장치(10)에서는, 상술한 바와 같이 플라스마(PL)를 발생시킨 다음에 해당 플라스마(PL)를 가열하고, 그 열로 부착물(A)의 적어도 일부를 기화시킨다는 프로세스로 부착물(A)을 제거함으로써, 보다 조사 강도(레이저 플루언스, 레이저 파워 밀도)가 큰 레이저 빔을 직접 부착물(A)에 조사함으로써 부착물(A)을 제거하는 경우보다도, 성형 형(25)의 코팅(CT)에 주는 대미지를 억제할 수 있다.

펄스 레이저 빔을 발진하는 레이저 광원(11) 및 레이저 빔 이동부(12)를 사용하는 경우에 있어서, 부착물을 보다 확실하게 성형 형(25)의 표면으로부터 제거하고, 또한 질화크롬이나 하드 크롬 등으로 이루어지는 코팅이 받는 대미지를 보다 억제하기 위해서, 펄스폭은 50 내지 120nsec, 1펄스당 레이저 플루언스는 0.1 내지 0.6J/cm², 겹침률은 90％ 이상, 1초당 주사 레이저 파워 밀도가 3 내지 11W/cm²인 것이 바람직하다.

또한, 펄스 레이저 빔을 발진하는 레이저 광원(11) 및 레이저 빔 이동부(12)를 사용하는 경우에 있어서, 부착물을 보다 확실하게 성형 형의 표면으로부터 제거하고, 또한 질화크롬이나 하드 크롬 등으로 이루어지는 코팅이 받는 대미지를 보다 억제하기 위해서, 상기 펄스폭은 50 내지 120nsec, 상기 1펄스당 레이저 플루언스는 0.04 내지 0.1J/cm², 상기 겹침률은 98％ 이상, 1초당 주사 레이저 파워 밀도가 5 내지 11W/cm²인 구성을 취할 수도 있다.

(3) 성형 형 클리닝 장치의 다른 실시 형태

이하, 본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치의 다른 실시 형태를 설명한다.

도 15에 나타내는 구성에서는, 펄스 레이저 빔(B)의 스폿(BS)이 상형(251)의 하면 또는 하형(252)의 상면 위를 전술한 도 12에 나타낸 경로로 이동하는 경우이며, 해당 경로의 X 방향(즉 스폿(BS)이 왕복 운동하는 방향. 상기 제1 방향에 상당.)의 양단이며 레이저 빔 이동부(12)와 상형(251) 또는 하형(252)의 사이에, 스폿(BS)의 1개분의 폭만큼 펄스 레이저 빔(B)을 차폐하는 차폐부(17)(도 15의 (a)에서는 굵은 실선으로 나타낸 것)를 마련할 수 있다. 또한, 차폐부(17)는, 레이저 빔 이부(12)와 상형(251)의 사이 및 레이저 빔 이동부(12)와 하형(252) 사이의 쌍방에 마련해도 된다.

이 차폐부(17)가 마련되는 부분에 있어서, 전술한 실시 형태와 같이 차폐부(17)를 마련하지 않고 또한 레이저 광원(11)으로부터의 펄스 레이저 빔(B)의 출사를 계속한 채 스폿(BS)을 Y 방향(상기 제2 방향에 상당)으로 이동시키면, 그 이동의 속도에 따라서는, 다른 부분보다도 많은 펄스수로 펄스 레이저 빔(B)이 조사된다. 예를 들어, 조사의 시점이 되는 부분 또는 X 방향의 이동과 Y 방향의 이동이 전환되는 부분은, 그 이외의 부분과 비교해서 펄스 레이저 빔(B)이 조사되는 횟수가 상이한 개소가 존재하는 경우가 있다. 또한, 이 차폐부(17)가 마련되는 부분은, 전술한 바와 같이 펄스 레이저 빔(B)이 조사되는 횟수가 6회 미만이 될 수 있는 위치이기도 하다. 그것에 비해, 스폿(BS)의 1개분만큼 X 방향의 양단에 있어서 차폐부(17)에 의해 펄스 레이저 빔(B)을 차폐하고, 이 차폐가 이루어지지 않은 부분을 통과한 펄스 레이저 빔(B)으로 클리닝을 행함으로써, 클리닝 처리의 균일성을 보다 높게 할 수 있다.

차폐부(17)를 사용하는 대신, Y 방향으로 스폿(BS)을 이동시키는 동안, 레이저 광원(11)으로부터의 펄스 레이저 빔(B)의 출사를 정지하게 해도 된다. 또한, 펄스 레이저 빔의 이동 속도를 변경하고, 그에 따라 1펄스당 레이저 플루언스 및／또는 반복 주파수를 변경하게 해도 된다. 예를 들어, 레이저 빔을 보다 빠르게 이동시키고, 그에 따라 1펄스당 레이저 플루언스를 크게 및／또는 반복 주파수를 크게 함으로써, 동일한 시간에 펄스 레이저 빔을 조사할 수 있는 영역을 확대시킬 수 있다.

스폿(BS)은, 도 12이나 도 13에 나타내는 바와 같이 지그재그형으로 이동시키는 것 이외에, 예를 들어 도 16의 (a)에 나타내는 바와 같이, X 방향으로 편도 이동(도면 중의 세실선의 경로)한 후에, 레이저 광원(11)으로부터의 펄스 레이저 빔(B)의 출사를 정지하고, X 방향으로는 최초의 위치로 복귀되면서 Y 방향으로 스폿(BS)의 1개분만큼 이동하고(도면 중의 세파선의 경로), 또한 X 방향으로 편도 이동한다는 동작을 반복해도 된다. 혹은, 도 16의 (b)에 나타내는 바와 같이, 1회의 지그재그 이동(또는 도 16의 (a)의 편도 반복 이동)에 의해, (전술한 바와 같이 복수의 조사 영역으로 나누지 않고)클리닝 대상 전체에 펄스 레이저 빔(B)을 조사하게 해도 된다.

반사경(13)을 X 방향으로 이동시키기 위해서, 도 17에 나타내는 바와 같이, X 방향 레일(181)과, X 방향 벨트(182)와, 벨트 설치 부재(183)와, X 방향 모터(184)와, X 방향 풀리(185), 모터 블록(186)과, 풀리 블록(187)과, Y 방향 레일(188)을 갖는 X 방향 이동 기구(18)를 사용해도 된다. X 방향 레일(181)은 상형(251)의 바로 아래 또는 하형(252)의 바로 위에, 그 형들을 횡단하도록 X 방향으로 연장되는 레일이다. X 방향 벨트(182)는 X 방향 레일(181)에 대략 평행하게 연장되고, 벨트 설치 부재(183)에 의해 반사경(13)의 베어링 보유 지지부(134L) 또는 외측 보유 지지구(134R)가 설치되어 있다. X 방향 벨트(182)에 설치된 베어링 보유 지지부(134L) 또는 외측 보유 지지구(134R)는, X 방향 레일(181)에 지지되어 있다. X 방향 모터(184)는 모터 블록(186) 내에 수용되고, 모터 블록(186)은 X 방향 레일(181)의 한쪽 단에 고정되어 있다. 또한, X 방향 풀리(185)는 풀리 블록(187) 내에 수용되고, 풀리 블록(187)은 X 방향 레일(181)의 다른 쪽 단에 고정되어 있다. X 방향 벨트(182)는, X 방향 모터(184) 및 X 방향 풀리(185)에 걸려 있다. 모터 블록(186)은 Y 방향 레일(188)에 적재되어 있고, Y 방향 레일(188) 이외의 X 방향 이동 기구(18)의 각 구성 요소는 Y 방향 레일(188)을 따라 Y 방향으로 이동 가능하다.

이 X 방향 이동 기구(18)에서는, X 방향 모터(184)의 회전에 수반하여 X 방향 풀리(185)가 회전하고, 그것에 의해 X 방향 벨트(182)가 X 방향으로 이동함으로써, 베어링 보유 지지부(134L) 또는 외측 보유 지지구(134R)를 통해 X 방향 벨트(182)에 설치된 반사경(13)이 X 방향으로 이동한다. 이 X 방향 이동 기구(18)에 의하면, X 방향 모터(184)가 상형(251) 및 하형(252)보다도 X 방향의 외측에 배치되어 있기 때문에, 상형(251) 및 하형(252)으로부터의 열이 X 방향 모터(184)에 주는 영향을 억제할 수 있다. 또한, 레이저 광원(11) 및 레이저 빔 이동부(12)를 X 방향으로 이동시키기 위해서, X 방향 이동 기구(18)와 같은 것을 사용할 수도 있다.

도 18에, 본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치의 다른 실시 형태를 나타낸다. 이 실시 형태의 성형 형 클리닝 장치(10A)는, 상기 성형 형 클리닝 장치(10)와 마찬가지로 레이저 광원(11)과, 레이저 빔 이동부(12)와, XY 스테이지(14)와, XY 스테이지 드라이버(15)를 갖는다. 도 18에서는, XY 스테이지(14) 및 XY 스테이지 드라이버(15)는 도시를 생략한다. 또한, 성형 형 클리닝 장치(10A)는, 상기 성형 형 클리닝 장치(10)에 있어서의 반사경(13) 대신에 제1 반사경(13X) 및 제2 반사경(13Y)을 갖는다. 또한, 성형 형 클리닝 장치(10A)는, 광로 전환경(161)과 광로 전환경 이동부(162)로 이루어지는 거울 전환부(거울 전환 기구)(16)를 구비한다.

제1 반사경(13X)은 X 방향으로 연장되는 회동축으로 회동 가능하고, 레이저 빔 이동부(12)로부터 출사되는 펄스 레이저 빔(B)의 광로 상에 배치되어 있다. 제2 반사경(13Y)은, 제1 반사경(13X)을 Z축의 둘레에 90°회동시킨 구성을 갖고 있으며, Y 방향으로 연장되는 회동축으로 회동 가능하고, 레이저 빔 이동부(12)로부터 출사되는 펄스 레이저 빔(B)의 광로의 측방에 배치되어 있다.

광로 전환경(161)은, 반사면이 Z축에 평행하고 또한 레이저 빔 이동부(12)로부터 출사되는 펄스 레이저 빔(B)에 대하여 45°경사진 방향을 향해 있다. 광로 전환경 이동부(162)는, 광로 전환경(161)을, 레이저 빔 이동부(12)로부터 출사되는 펄스 레이저 빔(B)의 광로 밖(측방)과 광로 내의 사이에서 이동시키는 것이다.

성형 형 클리닝 장치(10A)의 동작을 설명한다. 먼저, 광로 전환경 이동부(162)에 의해 광로 전환경(161)을 펄스 레이저 빔(B)의 광로 밖에 배치한 상태에서, 제1 반사경(13X)의 반사면을 하향이고도 XZ 평면에 대하여 45°만큼 경사지게 한다. 그리고, 상기 성형 형 클리닝 장치(10)의 경우와 마찬가지로, 펄스 레이저 빔(B)을, 레이저 광원(11)으로부터 출사한 다음에 레이저 빔 이동부(12)에 의해 X 방향으로 왕복 이동 및 Y 방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 펄스 레이저 빔(B)은 제1 반사경(13X)에서 반사되어서 하형(252)의 표면에 조사된다. 여기에서는, 제1 반사경(13X)의 반사면이 XZ 평면에 대하여 45° 경사져 있기 때문에, 펄스 레이저 빔(B)은 하형(252)의 상면에 수직으로 입사한다. 단, 그렇게 하면, 예를 들어 캐비티(C)에 면하는 측면과 같이, 하형(252) 중의 상면에 수직인 면에는 펄스 레이저 빔(B)을 조사하기 어렵다. 그래서, 여기까지의 동작의 종료 후에, 제1 반사경(13X)의 반사면의 각도를 45°에서 그 이외의 크기로 변경하여, 하형(252)의 X 방향에 평행한 측면에 펄스 레이저 빔(B)을 조사할 수 있다.

계속해서, 제1 반사경(13X)의 반사면을 상향이고도 XZ 평면에 대하여 45°만큼 경사지게 한 다음에 펄스 레이저 빔(B)을 레이저 빔 이동부(12)에 의해 X 방향으로 왕복 이동 및 Y 방향으로 이동시킴으로써, 펄스 레이저 빔(B)을 상형(251)의 표면에 조사시킨다. 이때도, 제1 반사경(13X)의 반사면의 각도를 45°로 하여 조작을 행한 후에 해당 각도를 45° 이외의 크기로 변경함으로써, 상형(251)의 X 방향에 평행한 측면에 펄스 레이저 빔(B)을 조사할 수 있다.

단, 여기까지의 동작에 의해서도, 하형(252) 및 상형(251) 중 Y 방향에 평행한 측면에는 펄스 레이저 빔(B)을 조사할 수는 없다. 그래서, 광로 전환경 이동부(162)는, 광로 전환경(161)을, 레이저 빔 이동부(12)로부터 출사되는 펄스 레이저 빔(B)의 광로 내로 이동시킨다. 그리고, 제2 반사경(13Y)의 반사면을 하향이고 XZ 평면과 이루는 각도를 45° 이외의 크기로 하고, 펄스 레이저 빔(B)을, 레이저 광원(11)으로부터 출사한 다음에 레이저 빔 이동부(12)에 의해 X 방향으로 왕복 이동 및 Y 방향으로 이동시킴으로써, 하형(252)의 Y 방향에 평행한 측면에 펄스 레이저 빔(B)을 조사할 수 있다. 또한, 전동 빔 직경 가변 렌즈를 탑재한 경우는, 내장한 렌즈를 전동으로 움직이게 함으로써, 상기 제2 반사경(13Y)의 각도에 맞춰서 스폿 사이즈를 조정할 수 있다. 여기에서 설명한 각 조작은, 상형(251)에 대해서도 행할 수 있다.

이상과 같이, 성형 형 클리닝 장치(10A)에 의하면, 하형(252) 및 상형(251) 중 X 방향 및 Y 방향에 평행한 측면에도 펄스 레이저 빔(B)을 조사할 수 있어, 보다 확실하게 하형(252) 및 상형(251)을 클리닝할 수 있다.

도 19에, 본 발명에 관한 성형 형 클리닝 장치의 또 다른 실시 형태인 성형 형 클리닝 장치(10B)를 나타낸다. 이 실시 형태의 성형 형 클리닝 장치(10B)는, 상기 성형 형 클리닝 장치(10)와 마찬가지로 레이저 광원(11)과, 레이저 빔 이동부(12)와, XY 스테이지(14)와, XY 스테이지 드라이버(15)를 갖는다. 도 19에서는, XY 스테이지(14) 및 XY 스테이지 드라이버(15)는 도시를 생략한다. 또한, 성형 형 클리닝 장치(10B)는, 상기 성형 형 클리닝 장치(10)에 있어서의 반사경(13) 대신에 제1 반사경(13A) 및 제2 반사경(13B)을 갖는다. 또한, 성형 형 클리닝 장치(10B)는, 거울 전환부(거울 전환 기구)(16A)를 구비한다.

제1 반사경(13A)은, 전술한 바와 같이 거울 전환부(16A)에 의해 Z 방향의 축 주위로 회동함과 함께, XY 평면 상의 회동축으로도 회동 가능하며, 레이저 빔 이동부(12)로부터 출사되는 펄스 레이저 빔(B)의 광로 상에 배치되어 있다. 제2 반사경(13B)은, Y 방향으로 연장되는 회동축으로 회동 가능하며, 레이저 빔 이동부(12)로부터 출사되는 펄스 레이저 빔(B)의 광로의 측방에 배치되어 있다. 거울 전환부(16A)는, 제1 반사경(13A)의 하측에 마련되어 있고, 원환형 레일을 따라 제1 반사경(13A)을 Z 방향의 축 주위로 회동시키도록 구성되어 있다.

성형 형 클리닝 장치(10B)의 동작을 설명한다. 먼저, 거울 전환부(16A)에 의해, 제1 반사경(13A)의 반사면과 XY 평면의 교선이 X축에 평행해지도록 제1 반사경(13A)의 방향을 설정한다(도 19의 (a)). 그 상태에서, 전술한 성형 형 클리닝 장치(10A)에 있어서의 제1 반사경(13X)과 마찬가지로, X 방향으로 연장되는 회동축에서 제1 반사경(13A)을 회동시키고, 제1 반사경(13A)의 반사면을, 하향이고도 XZ 평면에 대하여 45°만큼 경사지게 한 상태, 하향이고도 XZ 평면에 대하여 45° 이외의 각도로 경사지게 한 상태, 상향이고도 XZ 평면에 대하여 45°만큼 경사지게 한 상태, 상향이고도 XZ 평면에 대하여 45° 이외의 각도로 경사지게 한 상태라는 4개의 상태에서 각각, 펄스 레이저 빔(B)을 제1 반사경(13A)에 조사한다. 이에 의해, 펄스 레이저 빔(B)은 제1 반사경(13A)에서 반사되고, XZ 평면에 대략 평행한 측면을 포함하는 하형(252) 또는 상형(251)의 표면에 조사할 수 있다. 반사면을 하향으로 하여 펄스 레이저 빔(B)을 하형(252)에 조사할 때는, 제1 반사경(13A)로 반사된 펄스 레이저 빔(B)은, 거울 전환부(16A)의 원환형 레일보다도 내측의 중공부를 통과한다.

다음으로, 반사면이 XY면에 수직이 되도록 제1 반사경(13A)을 직립시켜, 해당 반사면을 XZ 평면에 대하여 45°의 방향을 향하게, 거울 전환부(16A)가 제1 반사경(13A)을 Z축의 주위로 회동시킨다(도 19의 (b)). 이 상태에서, 제1 반사경(13A)에 조사되는 펄스 레이저 빔(B)은, 제1 반사경(13A)에서 반사되어서 제2 반사경(13B)으로 입사한다. 그리고, 제2 반사경(13B)의 반사면을 하향이고 XZ 평면과 이루는 각도를 45° 이외의 크기로 하고, 펄스 레이저 빔(B)을, 레이저 광원(11)으로부터 출사한 다음에 레이저 빔 이동부(12)에 의해 X 방향으로 왕복 이동 및 Y 방향으로 이동시킴으로써, 하형(252)의 Y 방향에 평행한 측면에 펄스 레이저 빔(B)을 조사할 수 있다. 또한, 렌즈(122)로서 전동 빔 직경 가변 렌즈를 탑재한 경우는, 내장한 렌즈를 전동으로 이동시킴으로써, 제1 반사경(13A)에서 반사했을 때와 같은 스폿 사이즈가 되게, 제2 반사경(13B)에서 반사한 경우의 광로 및 상기 제2 반사경(13B)의 각도에 맞춰서 스폿 사이즈를 조정할 수 있다. 여기에서 설명한 각 조작은, 상형(251)에 대해서도 행할 수 있다.

이상과 같이, 성형 형 클리닝 장치(10B)도 성형 형 클리닝 장치(10A)와 마찬가지로, 하형(252) 및 상형(251) 중의 XZ 평면 및 XZ 평면에 대략 평행한 측면에도 펄스 레이저 빔(B)을 조사할 수 있어, 보다 확실하게 하형(252) 및 상형(251)을 클리닝할 수 있다.

도 20에, 복수 조의 수지 성형부(20)와, 1조의 성형 형 클리닝 장치(10)를 구비하는 수지 성형 유닛(30)의 구성을 나타낸다. 이 수지 성형 유닛(30)은, 1대의 재료 수납 모듈(31), 복수대의 성형 모듈(32), 1대의 불출 모듈(33) 및 1대의 성형 형 클리닝 장치 대기 모듈(34)을 갖는다. 재료 수납 모듈(31)은, 태블릿형 수지 재료(P) 및 리드 프레임(L)을 외부로부터 받아들여서 성형 모듈(32)에 송출하기 위한 장치이며, 리드 프레임 수납부(311) 및 태블릿 공급부(312)를 갖는다. 1대의 성형 모듈(32)은, 상기 실시 형태의 수지 성형 장치(1) 중 수지 성형부(20)를 1대 갖는다. 도 20에는 성형 모듈(32)이 3대 나타나 있지만, 수지 성형 유닛(30)에는 성형 모듈(32)을 임의의 대수 마련할 수 있다. 또한, 수지 성형 유닛(30)을 셋업하여 사용을 개시한 후에도, 성형 모듈(32)을 증감시킬 수 있다. 불출 모듈(33)은, 성형 모듈(32)로 제조된 수지 성형품을 성형 모듈(32)로부터 반입하여 보유 지지해 두는 것으로서, 수지 성형품 보유 지지부(331)를 갖는다. 성형 형 클리닝 장치 대기 모듈(34)을, 성형 형 클리닝 장치(10)를 사용하지 않을 때 그것을 수용하는 것이다.

반송 장치(35)는, 수지 성형 유닛(30) 내에 마련된 반송 레일을 따라, 재료 수납 모듈(31)로부터 성형 모듈(32)에 기판이나 수지 재료를 반입함과 함께, 성형된 수지 성형품을 성형 모듈(32)로부터 불출 모듈(33)로 반출하는 장치이다. 또한, 반송 장치(35)는, 어떤 성형 모듈(32)에 있어서 성형 형의 클리닝을 행할 때, 해당 성형 모듈(32)로 성형 형 클리닝 장치(10)를 반입함(도 21)과 함께, 해당 성형 형의 클리닝이 완료된 후에 성형 형 클리닝 장치(10)를 해당 성형 모듈(32)로부터 반출하는 기능도 갖는다.

이 수지 성형 유닛(30)은, 복수의 성형 모듈(32)로 병행하여 수지 성형품을 제조할 수 있기 때문에, 수지 성형품을 대량 생산하는 데도 적합하다. 그때, 성형 형으로 기판을 설치하고 나서 수지 성형품을 제작한 다음에 반출할 때까지 동안에는 상응하는 시간이 요구된다는 점에서, 어떤 성형 모듈(32)로 수지 성형을 제조하고 있는 시간에, 다른 성형 모듈(32)에 성형 대상물을 설치하거나, 다른 성형 형으로부터 수지 성형품을 반출함으로써, 수지 성형품의 제조 효율을 높게 할 수 있음과 함께, 반송 장치에 요하는 비용을 낮출 수 있다. 또한, 성형 형 클리닝 장치(10)를 복수대의 성형 모듈(32)에서 공용하는 것도 가능하다.

상기 수지 성형 유닛(30)에서는, 다른 모듈과 같은 열로 배열하여 배치한 성형 형 클리닝 장치 대기 모듈(34)을 사용하고 있지만, 그 대신에, 도 22에 나타내는 수지 성형 유닛(30A)과 같이, 다른 모듈이 배열되는 열에 따라 연장되는 성형 형 클리닝 장치 수용·이동 모듈(34A)을 사용해도 된다. 수지 성형 유닛(30A) 중 재료 수납 모듈(31), 성형 모듈(32) 및 불출 모듈(33)의 구성은 수지 성형 유닛(30)의 경우와 마찬가지이다. 성형 형 클리닝 장치 수용·이동 모듈(34A)을, 성형 형 클리닝 장치(10)를 수용함과 함께, 다른 모듈이 배열되는 열의 방향으로 성형 형 클리닝 장치(10)를 이동시키는 성형 형 클리닝 장치 이동부(35A)를 내부에 갖는다. 각 성형 모듈(32)의 수지 성형부(20)로부터 보면, 성형 형 클리닝 장치 수용·이동 모듈(34A) 및 그의 내부의 성형 형 클리닝 장치 이동부(35A)는, 반송 장치(35)의 반대측에 마련되어 있다. 수지 성형 유닛(30A)의 동작은, 성형 형 클리닝 장치(10)를 성형 모듈(32)로 반입 및 성형 모듈(32)로부터 반출할 때 성형 형 클리닝 장치 이동부(35A)를 사용한다는 점을 제외하고, 수지 성형 유닛(30)과 마찬가지이다.

본 발명은 상기의 각 실시 형태에는 한정되지 않고, 본 발명의 주 요지의 범위 내에서 더 한층의 다양한 변형이 가능하다.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 1펄스당 레이저 플루언스가 0.04 내지 0.7J/cm², 1초당 주사 레이저 파워 밀도 2 내지 15W/cm²의 범위 내, 펄스폭이 1 내지 200nsec, 펄스 반복 주파수가 300kHz 내지 10MHz인 각 범위 내에 있는 펄스 레이저 빔을 사용하지만, 그 값들은 상기의 범위 내에 한정되지는 않는다. 또한, 펄스 레이저 빔 대신에 연속 발진하는 레이저의 빔을 사용해도 된다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 빔에 수직인 단면에서의 형상이 정사각형이 되게 성형되고, 톱 해트형 조사 강도 분포를 갖는 (펄스)레이저 빔을 사용하지만, 해당 단면에서 원형, 원환(링형, 오목형)형 등의 다른 형상을 갖는 레이저 빔이나, 가우스형 등의 다른 조사 강도 분포를 갖는 레이저 빔을 사용해도 된다. 도 23에, 단면이 원형인 레이저 빔의 스폿(a) 및 해당 스폿이 이동해 가는 모습(b), 그리고 단면이 원환형인 레이저 빔의 스폿(c) 및 해당 스폿이 이동해 가는 모습(d)을 나타낸다.

상기 실시 형태에서는, 겹침률이 85％ 이상이 되도록 펄스 레이저 빔을 이동시키지만, 펄스 레이저 빔의 이동 속도는 그에 한정되지는 않고, 연속 발진하는 레이저의 빔을 사용하는 경우에는 이동 속도를 적절히 설정하면 된다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 상형(251) 또는 하형(252)의 표면에서 스폿이 지그재그로 이동하도록 (펄스)레이저 빔을 이동시키지만, 스폿의 이동 경로는 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들어, X 방향으로 편도 이동을 한 후에, 레이저 빔을 정지시키고, X 방향으로는 최초의 위치로 복귀되면서 Y 방향으로 스폿의 1개분만큼 이동하고, 또한 X 방향으로 편도 이동한다는 동작을 반복해도 된다.

상기 실시 형태에서는, 갈바노 스캔 헤드(121)를 사용하여 펄스 레이저 빔(B)을 X 방향으로 왕복 이동시킴과 함께 Z 방향(상형(251) 또는 하형(252)의 표면에서는 스폿을 Y 방향)으로 이동시키지만, 그 대신에, 갈바노 스캔 헤드(121)에서는 X 방향의 왕복 이동만을 행하고, 반사경(13)을 Y 방향으로 이동시킴으로써 상형(251) 또는 하형(252)의 표면에서 스폿을 Y 방향으로 이동시키도록 해도 된다.

10, 10A, 10B: 성형 형 클리닝 장치
11: 레이저 광원
112: 대
12: 레이저 빔 이동부(레이저 빔 이동 기구)
121: 갈바노 스캔 헤드
122: 렌즈
13, 13W: 반사경
13A, 13X: 제1 반사경
13B, 13Y: 제2 반사경
131L: 제1 파지구
131R: 제2 파지구
132L: 제1 회동축체
132R: 제2 회동축체
1321L, 1321R: 홈
133L: 베어링
133R: 회동축체 가동 보유 지지구
134L: 베어링 보유 지지부
134R: 외측 보유 지지구
135L: 제1 고정구
135R: 제2 고정구
136: 모터
137L: 베어링 고정구
14: XY 스테이지
141: 연결 막대
142: 가이드 막대
15: XY 스테이지 드라이버
16, 16A: 거울 전환부(거울 전환 기구)
161: 광로 전환경
162: 광로 전환경 이동부
17: 차폐부
18: X 방향 이동 기구
181: X 방향 레일
182: X 방향 벨트
183: 벨트 설치 부재
184: X 방향 모터
185: X 방향 풀리
186: 모터 블록
187: 풀리 블록
188: Y 방향 레일
20: 수지 성형부
211: 기반
212: 타이바
213: 토글 링크
221: 가동 플래튼
222: 고정 플래튼
25: 성형 형
251: 상형
2511: 칼 블록
2513: 러너
252: 하형
2521: 포트
2522: 플런저
2523: 러너
253: 히터 플레이트
2531: 히터
30: 수지 성형 유닛
31: 재료 수납 모듈
311: 리드 프레임 수납부
312: 태블릿 공급부
32: 성형 모듈
33: 불출 모듈
331: 수지 성형품 보유 지지부
34: 성형 형 클리닝 장치 대기 모듈
34A: 성형 형 클리닝 장치 수용·이동 모듈
35: 반송 장치
35A: 성형 형 클리닝 장치 이동부
A: 부착물
AG: 기화된 부착물
B: 펄스 레이저 빔
BS: 펄스 레이저 빔의 스폿
C: 캐비티
CT: 코팅
L: 리드 프레임
P: 수지 재료
PL: 플라스마

Claims

성형 형을 구성하는 제1 형 및 해당 제1 형에 대향하는 제2 형 중 적어도 어느 한쪽의 표면에 부착된 부착물을 제거하는 장치이며,
상기 제1 형과 상기 제2 형 사이의 공간 밖에 마련된, 레이저 빔을 출사하는 레이저 광원과,
반사경과, 해당 반사경을 상기 공간 속의 제1 위치와 상기 공간 밖의 제2 위치 사이에서 이동시키는 반사경 이동 기구를 갖고, 해당 반사경이 해당 제1 위치에 있을 때 해당 반사경에서 반사되는 레이저 빔이 상기 제1 형 또는 상기 제2 형의 표면에 조사되도록 해당 반사경의 방향이 설정되어 있는 레이저 빔 반사 기구와,
상기 공간 밖에 마련된, 상기 레이저 빔을 상기 제1 위치에 있을 때의 상기 반사경에 대하여 이동시키는 레이저 빔 이동 기구와,
상기 반사경의 양측부에 한 쌍 접속된 제1 회동축체 및 제2 회동축체와,
상기 제1 회동축체 및 상기 제2 회동축체의 적어도 한쪽을 축방향으로 가동하도록 보유 지지하는 회동축체 가동 보유 지지구
를 구비하는 것을 특징으로 하는 성형 형 클리닝 장치.
제1항에 있어서,
상기 레이저 빔 이동 기구가 갈바노 스캔 헤드인 것을 특징으로 하는 성형 형 클리닝 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 레이저 빔 반사 기구가, 상기 반사경의 방향을 변경하는 반사 방향 변경 기구를 더 갖는 것을 특징으로 하는 성형 형 클리닝 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 반사경이, 서로 방향이 다른 제1 반사경과 제2 반사경을 포함하고, 상기 레이저 빔 반사 기구는, 상기 레이저 빔이 조사되는 거울을 전환하는 거울 전환 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 성형 형 클리닝 장치.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,
표면의 적어도 일부에 코팅이 실시된 상기 성형 형에 부착된 부착물을 제거하는 장치이며,
상기 레이저 광원 및 상기 레이저 빔 이동 기구가, 상기 부착물 상에 플라스마를 생성한 다음 상기 부착물이 기화되는 온도 이상의 온도로 해당 플라스마를 가열 가능한 조사 강도이고, 또한 상기 코팅에 손상을 주는 조사 강도보다도 낮은 조사 강도로, 레이저 빔을 상기 성형 형에 조사하는 것임을 특징으로 하는 성형 형 클리닝 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 레이저 빔 이동 기구가,
상기 레이저 빔을 상기 성형 형에 대하여 제1 방향으로 왕복 이동시킴과 함께,
상기 레이저 빔을 해당 제1 방향으로 편도 이동시킬 때마다, 해당 레이저 빔을 해당 제1 방향에 수직인 제2 방향으로, 해당 레이저 빔이 상기 성형 형에 조사된 스폿의 1개분만큼 이동시키는
것이며,
또한, 상기 레이저 빔 이동 기구와 상기 성형 형의 사이에, 상기 제1 방향에 있어서의 왕복 이동의 양단의 상기 스폿의 1개분의 부분을 차폐하는 차폐부를 구비하는
것을 특징으로 하는 성형 형 클리닝 장치.
성형 형을 구성하는 제1 형 및 해당 제1 형에 대향하는 제2 형 중 적어도 어느 한쪽의 표면에 부착된 부착물을 제거하는 방법이며,
상기 제1 형과 상기 제2 형 사이의 공간 속에 반사경을 배치하고,
상기 공간 밖에 마련된 레이저 광원으로부터 레이저 빔을 출사하면서, 상기 공간 밖에 마련된 레이저 빔 이동 기구에 의해 해당 레이저 빔을 상기 반사경에 대하여 이동시키면서, 해당 레이저 빔을 상기 반사경에 조사하고,
상기 반사경에서 반사된 상기 레이저 빔을 상기 제1 형 또는 상기 제2 형에 조사하고,
상기 반사경의 양측부에 한 쌍 접속된 제1 회동축체 및 제2 회동축체와, 상기 제1 회동축체 및 상기 제2 회동축체의 적어도 한쪽을 축방향으로 가동하도록 보유 지지하는 회동축체 가동 보유 지지구를 사용하는 것을 특징으로 하는 성형 형 클리닝 방법.
제8항에 있어서,
상기 레이저 빔 이동 기구가 갈바노 스캔 헤드인 것을 특징으로 하는 성형 형 클리닝 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 반사경의 방향을 변경하는 것을 특징으로 하는 성형 형 클리닝 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 반사경이, 서로 방향이 다른 제1 반사경과 제2 반사경을 포함하고, 해당 레이저 빔이 조사되는 거울을 전환하는 것을 특징으로 하는 성형 형 클리닝 방법.
삭제
제8항 또는 제9항에 있어서,
표면의 적어도 일부에 코팅이 실시된 상기 성형 형에 부착된 부착물을 제거하는 방법이며,
상기 부착물 상에 플라스마를 생성한 다음 상기 부착물이 기화되는 온도 이상의 온도로 해당 플라스마를 가열 가능한 조사 강도이고, 또한 상기 코팅에 손상을 주는 조사 강도보다도 낮은 조사 강도로, 상기 레이저 빔을 상기 성형 형에 조사하는 것을 특징으로 하는 성형 형 클리닝 방법.
제1항 또는 제2항에 기재된 성형 형 및 성형 형 클리닝 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 수지 성형 장치.
제8항 또는 제9항에 기재된 성형 형 클리닝 방법을 실시한 후, 상기 성형 형을 사용하여 수지 성형품을 제조하는 것을 특징으로 하는 수지 성형품 제조 방법.