KR102179109B1

KR102179109B1 - 노즐, 수지 성형 장치, 수지 성형품의 제조 방법

Info

Publication number: KR102179109B1
Application number: KR1020180118101A
Authority: KR
Inventors: 도모유키 고토; 야스히로 이와타; 슈호 하나사카
Original assignee: 토와 가부시기가이샤
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2020-11-16
Also published as: CN109719879B; JP6759176B2; TWI712479B; CN109719879A; JP2019081320A; KR20190049450A; TW201918355A

Abstract

본 발명은, 노즐의 주변 구조를 복잡화하지 않고, 노즐에 있어서 액상 수지를 가열하는 것이며, 서로 대향하는 한 쌍의 성형 틀(14, 23) 사이에 삽입되어, 한 쌍의 성형 틀(14, 23)의 적어도 한쪽의 성형 틀(14)에 형성된 캐비티(16)에 액상 수지(30)를 공급하기 위한 노즐(29)로서, 표면의 적어도 일부에 흑화 처리가 실시되어 있다.

Description

노즐, 수지 성형 장치, 수지 성형품의 제조 방법{NOZZLE, RESIN MOLDING APPARATUS, AND METHOD FOR PRODUCING RESIN MOLDED PRODUCT}

본 발명은 액상 수지를 공급하기 위한 노즐, 상기 노즐을 이용한 수지 성형 장치, 상기 수지 성형 장치를 이용한 수지 성형품의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 기판에 장착된 반도체 칩은, 예를 들어 실리콘 수지나 에폭시 수지 등의 열경화성 수지로 이루어지는 액상 수지를 이용하여 수지 밀봉된다. 수지 밀봉하는 기술로서는, 압축 성형, 트랜스퍼 성형 등의 수지 성형 기술이 사용된다. 액상 수지를 이용하는 수지 성형에 있어서는, 주제(主劑)가 되는 액상 수지에, 경화제 등의 보조제(補助劑)가 되는 액상 수지를 혼합시키고, 혼합된 액상 수지를 가열함으로써 수지 성형이 행해진다.

이 액상 수지를 이용하는 수지 밀봉에서는, 액상 수지를 토출하는 노즐을 상형(上型) 및 하형(下型)의 사이에 삽입하고, 하형에 형성된 캐비티에 액상 수지가 공급된다. 여기서, 액상 수지는 그 온도가 높아질수록 점도가 낮아지기 때문에, 노즐로부터 액상 수지를 토출하기 쉽게 하기 위해서 액상 수지를 가열하는 것이 행해지고 있다.

액상 수지를 가열하는 것으로서는, 특허문헌 1에 나타내는 바와 같이, 송액관(送液管)이 일체 형성된 노즐에 있어서, 상기 송액관의 외주에 나선 형상의 배관을 설치하여 온도 조절기를 구성한 것이 생각되고 있다. 그리고 이 온도 조절기에 의해, 열경화성 수지가 유동성을 갖는 레벨의 액상 수지로 되도록 하고 있다.

그러나 노즐에 일체 형성된 송액관에 상기 온도 조절기를 설치하는 구성에서는, 노즐의 주변 구조가 복잡해져 버리고, 이에 따라 노즐 교환의 작업성도 악화되어 버린다.

일본 공개특허공보 2012-232437호

여기서 본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 노즐의 주변 구조를 복잡화하지 않고, 노즐에 있어서 액상 수지를 가열하는 것을 그 주된 과제로 하는 것이다.

즉, 본 발명에 관한 노즐은, 서로 대향하는 한 쌍의 성형 틀의 사이에 삽입되어, 상기 한 쌍의 성형 틀의 적어도 한쪽의 성형 틀에 형성된 캐비티에 액상 수지를 공급하기 위한 노즐로서, 표면의 적어도 일부에 흑화(黑化) 처리가 실시되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성한 본 발명에 의하면, 노즐의 주변 구조를 복잡화하지 않고, 노즐에 있어서 액상 수지를 가열할 수 있다.

도 1은 액상 수지의 점도의 온도 의존성을 나타내는 그래프 및 노즐 가열에 의한 점도의 변화를 나타내는 도면이다.
도 2는 제1 실시형태의 수지 성형 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 상기 실시형태의 수지 공급 기구를 나타내는 개략도이며, (1)은 수지 공급 기구가 액상 수지를 하형의 캐비티에 공급하는 상태를 나타내는 개략도이며, (2)는 수지 공급 기구를 나타내는 개략 평면도이다.
도 4는 상기 실시형태의 노즐의 사시도이다.
도 5는 상기 실시형태의 노즐의 공급 위치 및 퇴피(退避) 위치를 나타내는 모식도이다.
도 6은 변형 실시형태의 노즐을 나타내는 개략도이며, (1)은 노즐의 우측면도이고, (2)는 노즐의 배면도이며, (3)은 노즐의 평면도이다.
도 7은 변형 실시형태의 노즐을 나타내는 사시도이다.

다음에, 본 발명에 대해서, 예를 들어 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은, 이하의 설명에 의해 한정되지 않는다.

본 발명의 노즐은, 상술한 바와 같이, 서로 대향하는 한 쌍의 성형 틀 사이에 삽입되어, 상기 한 쌍의 성형 틀의 적어도 한쪽의 성형 틀에 형성된 캐비티에 액상 수지를 공급하기 위한 노즐로서, 표면의 적어도 일부에 흑화 처리가 실시되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 노즐이라면, 한 쌍의 성형 틀 사이에 삽입되는 노즐의 표면의 적어도 일부에 흑화 처리가 실시되어 있기 때문에, 한 쌍의 성형 틀로부터의 열복사가 흡수되기 쉽고, 상기 열복사에 의해 노즐을 가열할 수 있다. 그 결과, 노즐의 주변 구조를 복잡화하지 않고, 노즐에 있어서 액상 수지를 가열할 수 있다. 노즐의 주변 구조가 복잡화되지 않기 때문에, 노즐 교환의 작업성을 악화시키는 일도 없다. 또한, 액상 수지가 가열됨으로써, 액상 수지의 점도가 낮아지고, 노즐로부터 토출되기 쉽고, 토출 후의 처진 상태를 조기에 해소할 수 있다.

최근, 수지 성형에 이용되는 액상 수지는, 도 1의 그래프(수지의 점도의 온도 의존성)에 나타내는 바와 같이, 비교적 저온에 있어서 높은 점도를 갖는 것이 이용되도록 되어 있다.

이 액상 수지에서는, 점도의 값이 A 이하이면, 낮은 점도에서 토출 후의 처진 상태는 그다지 문제가 되지 않는다. 그러나 점도의 값이 A를 초과하면, 토출 후의 처진 상태가 길게 계속되어서 문제가 된다. 도 1에 나타내는 액상 수지의 경우에는, 28℃ 이상에서는 처진 상태는 그다지 문제가 되지 않지만, 25℃ 이하에서는 토출 후의 처진 상태가 문제가 된다. 도 1에 나타내는 액체 수지와 같이 온도 변화에 대한 점도 변화가 급격한 수지에 한정되지 않고, 종래로부터 이용되고 있는 액체 수지처럼 온도 변화에 대한 점도 변화가 완만한 수지에 있어서도 마찬가지의 문제가 발생한다.

이러한 액체 수지에 대해 본 발명을 적용함으로써, 노즐의 주변 온도가 동일해도 노즐 온도가 높아지기 때문에, 도 1의 파선의 곡선으로 나타내는 바와 같이, 점도의 온도 의존성은 전체적으로 왼쪽으로 시프트되게 된다. 그 결과, 주변 온도가 동일해도 액상 수지의 점도를 낮게 한 상태에서 토출을 행할 수 있다. 또한, 도 1에는, 노즐 온도가 노즐의 주변 온도에 대해서 5℃ 상승한 경우를 예시하고 있다. 또한, 파선의 곡선이 파선의 곡선으로 시프트되는 방향은, 파선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 점도 저하 방향, 즉 토출 곤란 영역으로부터 토출 가능 영역으로 시프트한다고 받아들일 수도 있다.

한 쌍의 성형 틀로부터의 열복사를 효율 좋게 흡수하기 위해서는, 상기 표면에 있어서 상기 성형 틀에 대향하는 부분에 흑화 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다.

한 쌍의 성형 틀로부터의 열복사의 흡수 면적을 증가시키기 위해서는, 상기 흑화 처리가 실시된 부분은 요철 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 흑화 처리가 실시된 부분이 요철 형상을 갖는 것이라면, 노즐이 한 쌍의 성형 틀 사이로부터 퇴피한 퇴피 위치에 있어서, 노즐의 열을 외부로 방열하는 면의 면적을 크게 할 수 있어, 노즐을 빠르게 냉각할 수 있다. 그 결과, 퇴피 위치에 있어서 액상 수지에의 악영향(예를 들어, 불필요한 열경화)을 저감할 수 있다.

적극적으로 노즐을 냉각할 수 있도록 하기 위해서는, 상기 표면에 냉각부가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성이라면, 노즐이 한 쌍의 성형 틀 사이로부터 퇴피한 퇴피 위치에 있어서, 노즐을 빠르게 냉각할 수 있고, 액상 수지에의 악영향(예를 들어, 불필요한 열경화)을 저감할 수 있다. 또한, 노즐을 냉각함으로써 액상 수지의 점도를 높게 할 수 있고, 퇴피 위치에 있어서 노즐로부터 액상 수지가 처지는 것을 방지할 수 있다.

상기 냉각부는, 상기 표면에 있어서 상기 성형 틀에 대향하지 않는 부분에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성이라면, 성형 틀로부터의 열복사를 받기 어려운 부분에 냉각부가 설치되기 때문에, 냉각부에 의한 노즐의 냉각성을 향상시킬 수 있다.

노즐의 온도를 관리할 수 있도록 하기 위해서는, 온도 센서가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 관한 수지 성형 장치는, 상술한 노즐을 갖는 것을 특징으로 한다.

이 수지 성형 장치에서는, 상기 노즐은, 상기 한 쌍의 성형 틀 사이에 위치하여 수지를 공급하는 공급 위치, 및 상기 한 쌍의 성형 틀 사이로부터 퇴피한 퇴피 위치의 사이를 이동하도록 구성되어 있다. 상기 노즐은, 상기 공급 위치에 있어서 상기 성형 틀로부터의 열복사에 의해 가열되게 된다.

공급 위치에 있어서의 가열에 더하여, 퇴피 위치에 있어서도 노즐을 가열하기 위해서는, 상기 퇴피 위치에 있는 상기 노즐을 가열하는 가열부를 추가로 구비하는 것이 바람직하다.

이 구성이라면, 상기 노즐은, 상기 퇴피 위치에 있어서도 가열되게 되고, 공급 위치에 있어서의 가열이 불충분한 경우라도 이를 보충할 수 있다.

또한, 본 발명의 수지 성형 장치는, 상술한 노즐의 표면에 냉각부가 설치되는 동시에 노즐에 온도 센서가 설치되어 있고, 상기 온도 센서의 검출 온도에 기초하여 상기 냉각부를 제어하는 제어부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 구성이라면, 노즐의 온도를 소망의 온도로 조정할 수 있다. 또한, 소망의 온도로서는, 액상 수지가 토출에 적절한 점도로 되는 온도이다.

또한, 본 발명의 수지 성형품의 제조 방법은, 상술한 수지 성형 장치를 이용하여, 상기 한 쌍의 성형 틀의 적어도 한쪽에 형성된 캐비티에 액상 수지를 공급하고, 틀 체결을 행하여 수지 성형품을 제조하는 것을 특징으로 한다.

<본 발명의 실시형태>

이하에, 본 발명에 관한 수지 성형 장치의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 어느 도면에 대해서도, 알기 쉽게 하기 위해, 적절히 생략하거나 또는 과장하여 모식적으로 묘사되어 있다. 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 설명을 적절히 생략한다. 또한, 본 출원 서류에 있어서는, 「액상」이라는 용어는 상온에 있어서 액상으로서 유동성을 갖는 것을 의미하고 있고, 유동성의 고저, 환언하면 점도의 정도를 따지지 않는다. 또한, 본 출원 서류에 있어서, 「수지 성형품」이란, 적어도 수지 성형된 수지 부분을 포함하는 제품을 의미하고, 후술하는 바와 같은 기판에 장착된 칩이 성형 틀에 의해 수지 성형되어서 수지 밀봉된 형태의 밀봉 완료 기판을 포함하는 개념의 표현이다.

<제1 실시형태>

제1 실시형태의 수지 성형 장치(1)의 구성에 대해, 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2에 나타나는 수지 성형 장치(1)는, 압축 성형법을 사용한 수지 성형 장치이다. 본 실시형태에 있어서는, 예를 들어 반도체 칩이 장착된 기판을 수지 성형하는 대상으로 하여, 수지 재료로서 유동성 수지인 액상 수지를 사용하는 경우를 나타낸다. 또한, 「기판」으로서는, 유리 에폭시 기판, 세라믹 기판, 수지 기판, 금속 기판 등의 일반적인 기판 및 리드 프레임 등을 들 수 있다.

구체적으로 수지 성형 장치(1)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판 공급·수납 모듈(2)과, 4개의 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)과, 공급 모듈(4)을, 각각 구성 요소로서 구비한다. 구성 요소인 기판 공급·수납 모듈(2)과, 성형 모듈(3A ~ 3D)과, 공급 모듈(4)은, 각각 다른 구성 요소에 대해서 서로 착탈될 수 있고, 또한, 교환될 수 있다.

기판 공급·수납 모듈(2)에는, 밀봉 전 기판(5)을 공급하는 밀봉 전 기판 공급부(6)와 밀봉 완료 기판(7)을 수납하는 밀봉 완료 기판 수납부(8)가 설치된다. 밀봉 전 기판(5)에는, 예를 들어 광소자로서 LED 칩 등이 장착된다. 기판 공급·수납 모듈(2)에는, 로더(9)와 언로더(10)가 설치되고, 로더(loader)(9)와 언로더(unloader)(10)를 지지하는 레일(11)이 X 방향을 따라 설치된다. 로더(9)와 언로더(10)는 레일(11)을 따라 X 방향으로 이동한다.

레일(11)에 지지된 로더(9) 및 언로더(10)는, 기판 공급·수납 모듈(2)과 각 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)과 공급 모듈(4) 사이를, X 방향으로 이동한다. 로더(9)에는, 각 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)에 있어서, 밀봉 전 기판(5)을 상형에 공급하기 위한 이동 기구(12)가 설치된다. 각 성형 모듈에 있어서, 이동 기구(12)는 Y 방향으로 이동한다. 언로더(10)에는, 각 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)에 있어서, 밀봉 완료 기판(7)을 상형으로부터 수취하는 이동 기구(13)가 설치된다. 각 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)에 있어서, 이동 기구(13)는 Y 방향으로 이동한다.

각 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)에는, 서로 대향하는 한 쌍의 성형 틀이 설치되어 있다. 본 실시형태의 한 쌍의 성형 틀은, 승강 가능한 하형(14)과, 하형(14)에 서로 대향하여 배치된 상형[도시하지 않음, 도 3(a) 참조]이다. 각 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)은, 상형과 하형(14)을 틀 체결 및 틀 열기 하는 틀 체결 기구(15)를 갖는다. 액상 수지가 수용되어 경화되는 공간인 캐비티(16)가 하형(14)에 형성되어 있다. 환언하면, 캐비티(16)는 액상 수지가 수용되는 수용부이다. 캐비티(16)에 있어서의 틀 면은 이형(離型) 필름(17)에 의해서 피복된다.

공급 모듈(4)에는, 캐비티(16)에 액상 수지를 공급하는 수지 공급 기구(18)가 설치된다. 수지 공급 기구(18)는, 레일(11)에 의해서 지지되고, 레일(11)을 따라서 X 방향으로 이동한다. 수지 공급 기구(18)에는, 액상 수지의 토출 기구인 디스펜서(19)가 설치된다. 각 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)에 있어서, 디스펜서(19)는 이동 기구(20)에 의해 Y 방향으로 이동하여, 캐비티(16)에 액상 수지를 토출한다. 도 2에 나타나는 디스펜서(19)는, 미리 주제와 경화제가 혼합된 액상 수지를 사용하는 1액 타입의 디스펜서이다. 주제로서는, 열경화성과 투광성을 갖는 실리콘 수지나 에폭시 수지 등이 사용된다.

공급 모듈(4)에는 진공 형성 기구(21)가 설치된다. 진공 형성 기구(21)는, 각 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)에 있어서 상형과 하형(14)을 틀 체결하기 직전에 캐비티(16)로부터, 공기를 강제적으로 흡인하여 배출한다. 또한, 공급 모듈(4)에는, 수지 성형 장치(1) 전체의 동작을 제어하는 제어부(22)가 설치된다. 도 1에 있어서는, 진공 형성 기구(21)와 제어부(22)를 공급 모듈(4)에 설치한 경우를 나타냈다. 이에 한정하지 않고, 진공 형성 기구(21)와 제어부(22)를 다른 모듈에 설치해도 좋다. 또한, 제어부(22)는, 예를 들어 CPU, 내부 메모리, AD 변환기, 입출력 인버터 등을 갖는 전용 내지 범용의 컴퓨터로 구성된다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 수지 공급 기구(18)가 하형(14)에 설치된 캐비티(16)에 액상 수지(30)(도 3 참조)를 공급하는 기구에 대해 설명한다. 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 각 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)(도 2 참조)에는, 상형(23)과 하형(14)과 필름 가압 부재(24)가 설치된다.

이형 필름(17)은, 캐비티(16)의 틀 면 및 그 주위의 틀 면을 피복한다. 필름 가압 부재(24)는, 캐비티(16)의 주위에 있어서, 이형 필름(17)을 하형(14)의 틀 면에 가압하여 고정하기 위한 부재이다. 필름 가압 부재(24)는 중앙부에 개구를 갖고, 그 개구의 내부에 성형 틀이 위치한다. 상형(23)에는, 예를 들어 LED 칩(25) 등이 장착된 밀봉 전 기판(5)이, 흡착 또는 클램프 등에 의해서 고정되어 배치된다. 캐비티(16)의 내부에는, 각각의 LED 칩(25)에 대응하는 개별 캐비티(26)가 설치된다.

캐비티(16)의 전체 면을 덮도록 하여, 이형 필름(17)이 공급된다. 하형(14)에 설치된 히터(도시하지 않음)에 의해 이형 필름(17)이 가열된다. 가열된 이형 필름(17)은 연화되어 연신된다. 캐비티(16)의 주위에 있어서, 필름 가압 부재(24)에 의해, 연화된 이형 필름(17)이 하형(14)의 틀 면에 가압되어 고정된다. 각 개별 캐비티(26)에 있어서의 틀 면을 따르도록 하여, 연화된 이형 필름(17)이 흡착된다. 또한, 도 3(a)에 있어서는, 필름 가압 부재(24)를 이용하는 경우를 나타냈다. 이에 한정하지 않고, 이형 필름(17)과 필름 가압 부재(24)를 사용하지 않아도 좋다.

도 3에 나타나는 바와 같이, 디스펜서(19)는, 소정량의 액상 수지(30)를 송출하는 송출 기구(27)와, 액상 수지(30)를 저장하는 실린지(28)와, 액상 수지(30)를 토출하는 노즐(29)을 갖는다. 디스펜서(19)에 있어서, 송출 기구(27)와 실린지(28)와 노즐(29)이 접속되어서 일체적으로 구성된다. 따라서 각 구성 요소[송출 기구(27), 실린지(28), 노즐(29)]를 서로 착탈할 수 있고, 각 구성 요소 단위를 동종의 다른 구성 단위로 교환할 수 있다. 예를 들어, 다른 재료나 다른 점도 등을 갖는 액상 수지(30)를 미리 복수의 실린지(28)에 저장하여 보관해 두고, 제품에 따라 필요한 실린지(28)를 디스펜서(19)에 장착하여 사용할 수 있다. 이에 더하여, 용량이 다른 실린지(28)를 선택하여 사용할 수 있다.

노즐(29)을 교환함으로써, 액상 수지(30)가 토출되는 방향을 바로 아래, 바로 옆, 비스듬히 아래 등, 임의의 방향으로 설정할 수 있다. 이에 더하여, 액상 수지(30)의 점도에 대응하여 노즐(29)의 토출구의 구경(口徑)을 변경할 수 있다. 또한, 실린지(28)와 노즐(29) 사이에 정적 믹서(static mixer)를 설치할 수 있다. 예를 들어, 액상 수지(30)에 첨가제로서 형광체 등이 첨가된 경우라도, 정적 믹서에 의해 액상 수지(30)가 교반됨으로써, 형광체가 침전되지 않고 균일한 상태에서 액상 수지(30)를 토출할 수 있다.

디스펜서(19)는, 상하 방향(Z방향)으로도 이동시킬 수 있다. 도 3(a)에 나타난 디스펜서(19)를, 연직면 내(Y축과 Z축을 포함하는 면 내) 또는 수평면 내(X축과 Y축을 포함하는 면 내)에 있어서, 어느 한 점을 중심으로 하여 부분적으로 회전하도록 왕복동시킬 수 있다. 이 경우에는, 디스펜서(19)의 선단부가 원호의 일부분을 그리도록 하여 왕복동한다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 수지 성형 장치(1)의 동작으로서 성형 모듈(3C)을 사용하는 경우에 대해서 설명한다. 먼저, 예를 들어 LED 칩(25)이 장착된 밀봉 전 기판(5)을, LED 칩(25)이 장착된 면을 하측으로 하여, 밀봉 전 기판 공급부(6)로부터 로더(9)에 전달한다. 다음에, 로더(9)를, 기판 공급·수납 모듈(2)로부터 레일(11)을 따라 성형 모듈(3C)까지 +X 방향으로 이동시킨다.

다음에, 성형 모듈(3C)에 있어서, 이동 기구(12)를 사용하여, 로더(9)를 하형(14)과 상형(23)[도 3(a) 참조] 사이의 소정의 위치까지 -Y 방향으로 이동시킨다. LED 칩(25)이 장착된 면을 하측으로 한 밀봉 전 기판(5)을, 상형(23)의 하면에 흡착 또는 클램프에 의해서 고정한다. 밀봉 전 기판(5)을 상형의 하면에 배치한 후에, 기판 공급·수납 모듈(2)에 있어서의 원래의 위치까지, 로더(9)를 이동시킨다.

다음에, 수지 공급 기구(18)를 사용하여, 디스펜서(19)를, 공급 모듈(4)에 있어서의 퇴피 위치로부터, 레일(11)을 따라 성형 모듈(3C)까지 -X 방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 수지 공급 기구(18)를, 모듈(3C)에 있어서의 하형(14)의 근방의 소정의 위치까지 이동시킨다. 이동 기구(20)를 사용하여, 디스펜서(19)를 하형(14)의 상방에 있어서의 소정의 위치까지 이동시킨다.

다음에, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 디스펜서(19)의 노즐(29)로부터 액상 수지(30)를 토출한다. 구체적으로는, 디스펜서(19)의 노즐(29)로부터 하형(14)에 설치된 캐비티(16)를 향하여 액상 수지(30)를 토출한다. 이에 의해, 캐비티(16)에 액상 수지(30)를 공급한다.

다음에, 액상 수지(30)를 캐비티(16)에 공급한 후에, 이동 기구(20)를 사용하여 디스펜서(19)를 수지 공급 기구(18)까지 후퇴시킨다. 수지 공급 기구(18)를 공급 모듈(4)에 있어서의 원래의 퇴피 위치까지 이동시킨다.

다음에, 성형 모듈(3C)에 있어서, 틀 체결 기구(15)를 사용하여 하형(14)을 상승시킴으로써, 상형(23)과 하형(14)을 틀 체결한다. 틀 체결함으로써, 밀봉 전 기판(5)에 장착된 LED 칩(25)을, 캐비티(16)에 공급된 액상 수지(30)에 침지시킨다. 이때, 하형(14)에 설치된 캐비티 바닥면 부재(도시하지 않음)를 사용하여, 캐비티(16) 내의 액상 수지(30)에 소정의 수지 압력을 가할 수 있다.

또한, 틀 체결하는 과정에 있어서, 진공 형성 기구(21)를 사용하여 캐비티(16) 내를 흡인해도 좋다. 이에 의해, 캐비티(16) 내에 잔류하는 공기나 액상 수지(30) 중에 포함되는 기포 등이 성형 틀의 외부로 배출된다. 이에 더하여, 캐비티(16) 내가 소정의 진공도로 설정된다.

다음에, 하형(14)에 설치된 히터(도시하지 않음)를 사용하여, 액상 수지(30)를 경화시키기 위해 필요한 시간만큼 액상 수지(30)를 가열한다. 이에 의해, 액상 수지(30)를 경화시켜서 경화 수지를 형성한다. 이에 의해, 밀봉 전 기판(5)에 장착된 LED 칩(25)을, 캐비티(16)의 형상에 대응하여 형성된 경화 수지에 의해 수지 밀봉한다. 액상 수지(30)를 경화시킨 후에, 틀 체결 기구(15)를 사용하여 상형(23)과 하형(14)을 틀 개방한다.

다음에, 로더(9)를, 언로더(10)가 성형 모듈(3C)까지 이동하는 것을 방해하지 않는 적당한 위치까지 퇴피시킨다. 예를 들어, 기판 공급·수납 모듈(2)로부터, 성형 모듈(3D) 또는 공급 모듈(4)에 있어서의 적당한 위치까지, 로더(9)를 퇴피시킨다. 그 후에, 언로더(10)를, 기판 공급·수납 모듈(2)로부터 레일(11)을 따라 성형 모듈(3C)까지 +X 방향으로 이동시킨다.

다음에, 성형 모듈(3C)에 있어서, 이동 기구(13)를 하형(14)과 상형(23) 사이의 소정의 위치까지 -Y 방향으로 이동시킨 후에, 이동 기구(13)가 상형(23)으로부터 밀봉 완료 기판(7)을 수취한다. 밀봉 완료 기판(7)을 수취한 후, 이동 기구(13)를 언로더(10)까지 되돌린다. 언로더(10)를 기판 공급·수납 모듈(2)로 되돌려서, 밀봉 완료 기판(7)을 밀봉 완료 기판 수납부(8)에 수납한다. 이 시점에서, 최초의 밀봉 전 기판(5)의 수지 밀봉이 완료되고, 최초의 밀봉 완료 기판(7)이 완성된다.

다음에, 성형 모듈(3D) 또는 공급 모듈(4)에 있어서의 적당한 위치까지 퇴피시키고 있던 로더(9)를, 기판 공급·수납 모듈(2)로 이동시킨다. 밀봉 전 기판 공급부(6)로부터 로더(9)에 다음의 밀봉 전 기판(5)을 전달한다. 이상과 같이 하여 수지 밀봉을 반복한다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 밀봉 전 기판(5)의 공급, 수지 공급 기구(18) 및 디스펜서(19)의 이동, 액상 수지(30)의 토출, 상형(23)과 하형(14)의 틀 체결 및 틀 개방, 밀봉 완료 기판(7)의 수납 등의 동작은, 제어부(22)에 의해 제어된다.

<노즐의 구체적인 구성>

다음에, 본 실시형태의 노즐(29)의 구체적인 구성에 대해 이하에 설명한다.

본 실시형태의 노즐(29)은, 수지 이송부인 실린지(28)에 교환 가능하게 접속되는 것이며, 도 4에 나타내는 바와 같이, 실린지(28)로부터 이송된 액상 수지가 흐르는 내부 유로(29a)와, 상기 내부 유로(29a)의 하류단에 형성된 토출구(29b)를 갖는다. 또한, 노즐(29)에는, 내부 유로(29a)의 상류단을 둘러싸도록 수나사부(291)가 형성되어 있고, 상기 수나사부(291)가 실린지(28)에 형성된 암나사부(도시하지 않음)에 나사결합된다. 이 수나사부(291)가 실린지(28)의 암나사부에 나사결합되어 부착된다. 본 실시형태의 토출구(29b)는, 노즐(29)이 실린지(28)에 장착된 상태에서 하방을 향하도록 형성되어 있다(도 5 참조).

그리고 노즐(29)은 그 표면에 흑화 처리가 실시되어 있다. 본 실시형태에서는, 표면 전체에 흑화 처리가 실시되어 있다. 여기서, 흑화 처리는, 노즐(29)의 표면이 적외선을 흡수하기 쉽게 하기 위해서 상기 표면을 흑색화하기 위한 것이며, 예를 들어 흑색 크롬 도금, 흑색 아연 도금, 저온 흑색 크롬 처리, 흑색 무전해 니켈 도금, 흑 염색, 흑색 알루마이트 처리, 아연 도금 후의 흑색 크로메이트(chromate) 처리, 이온 도금 등을 이용할 수 있다. 이 흑화 처리는, 노즐(29)의 재질(예를 들어, 철, 스테인리스강, 구리, 알루미늄 등)에 따라 적절히 선택된다.

또한, 노즐(29)의 표면은 요철 형상을 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 노즐(29)의 표면에 외측에 돌출되는 복수의 돌기부(292)를 설치함으로써 요철 형상이 형성되어 있다. 또한, 돌기부(292)는 원기둥 형상을 이루는 것에 한정되지 않고, 그 외의 형상이라도 좋다.

이러한 구성에 의해, 도 5에 나타내는 바와 같이, 노즐(29)이 상형(23)과 하형(14) 사이에 위치하는 공급 위치(P)에 있어서, 노즐(29)은 상형(23) 및 하형(14)으로부터의 열복사를 흡수하여 가열된다. 이때, 복수의 돌기부(292)가 설치되어 있기 때문에, 열복사를 흡수하는 면적을 크게 하여, 열복사의 흡수량을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태의 수지 성형 장치(1)에서는, 퇴피 위치(Q)에 있는 노즐(29)을 가열하는 가열부(31)를 추가로 구비하고 있다. 이 퇴피 위치(Q)는, 노즐(29)이 상형(23)과 하형(14) 사이로부터 퇴피한 위치이며, 도 5에서는 이동 기구(20)에 의해 디스펜서(19)가 Y 방향으로 이동한 후의 위치를 퇴피 위치(Q)로 하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 그 외의 이동 기구에 의해 이동한 후의 임의의 위치이면 좋다.

본 실시형태의 가열부(31)는, 퇴피 위치(Q)에 있는 노즐(29)의 외측으로부터 노즐(29)을 향하여 적외선을 방사하는 적외선 램프이다. 노즐(29)은, 적외선 램프(31)로부터의 적외선을 흡수하여, 퇴피 위치(Q)에 있어서도 가열된다. 또한, 퇴피 위치(Q)에 있어서 가열부(31)에 의해 가열을 행하지 않는 경우에는, 노즐(29)의 돌기부(292)는 노즐(29)의 열을 외부로 방출하는 방열 핀으로서 기능하여, 퇴피 위치(Q)에 있어서 노즐(29)을 빠르게 냉각할 수 있다.

<제1 실시형태의 효과>

본 실시형태의 수지 성형 장치(1)에 의하면, 하형(14) 및 상형(23) 사이에 삽입되는 노즐(29)의 표면에 흑화 처리가 실시되어 있기 때문에, 하형(14) 및 상형(23)으로부터의 열복사가 흡수되기 쉽고, 상기 열복사에 의해서 노즐(29)을 가열할 수 있다. 여기서, 노즐(29)의 표면 전체에 흑화 처리가 실시되어 있기 때문에, 열복사를 효율 좋게 흡수할 수 있다. 그 결과, 노즐(29)의 주변 구조를 복잡화하지 않고, 노즐(29)에 있어서 액상 수지(30)를 가열할 수 있다. 노즐(29)의 주변 구조가 복잡화되지 않기 때문에, 노즐 교환의 작업성을 악화시키는 일도 없다. 또한, 액상 수지(30)가 가열됨으로써, 액상 수지(30)의 점도가 낮아지고, 노즐(29)로부터 토출되기 쉽고, 토출 후의 처진 상태를 조기에 해소할 수 있다.

또한, 제1 실시형태에서는, 노즐(29)의 표면이 요철 형상으로 되어 있기 때문에, 공급 위치(P)에 있어서 하형(14) 및 상형(23)으로부터의 열복사의 흡수 면적을 증가시킬수 있고, 효율 좋게 가열할 수 있다. 한편, 퇴피 위치(Q)에 있어서, 노즐(29)의 열을 외부로 방열하는 면의 면적을 크게 할 수 있고, 노즐(29)을 빠르게 냉각할 수 있다. 그 결과, 퇴피 위치(Q)에 있어서 액상 수지(30)에의 악영향(예를 들어, 열경화)을 저감할 수 있다. 또한, 이 경우는, 가열부(31)는 동작하고 있지 않는 상태이다.

또한, 제1 실시형태의 수지 성형 장치(1)는, 퇴피 위치(Q)에 있는 노즐(29)을 가열하는 가열부(31)를 구비하고 있기 때문에, 노즐(29)은 퇴피 위치(Q)에 있어서 가열부(31)를 동작시킴으로써 노즐(29)이 가열되고, 공급 위치(P)에 있어서의 가열이 불충분한 경우라도 이를 보충할 수 있다.

<제2 실시형태>

다음에 제2 실시형태의 수지 성형 장치에 대해서 설명한다. 또한, 제2 실시형태의 수지 성형 장치(1)는 상기 제1 실시형태와는 노즐(29)의 구성이 다르다.

구체적으로 노즐(29)은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 그 표면에 있어서 하형(14) 및 상형(23)에 대향하는 상부 및 하부에 흑화 처리가 실시되어 있다. 또한, 흑화 처리는 상기 제1 실시형태와 마찬가지이다. 또한, 노즐(29)의 상부 및 하부에는, 요철 형상을 구성하는 복수의 돌기부(292)가 설치되어 있다.

또한, 노즐(29)의 표면에 냉각부(32)가 설치되어 있다. 여기서, 냉각부(32)는, 펠티에 소자(peltier device), 기체 또는 액체의 냉각 매체가 흐르는 냉각 배관 등을 이용할 수 있다. 도 6에서는 냉각부(32)에 접속되는 배선이나 배관은 생략하고 있다.

구체적으로 냉각부(32)는, 노즐(29)에 있어서의 하형(14) 및 상형(23)에 대향하지 않는 좌우 측면(29m, 29n)에 설치되어 있다. 여기서, 냉각부(32)는, 노즐(29)의 교환 작업성을 해치지 않도록 하기 위해 노즐(29)의 좌우 측면(29m, 29n)에 착탈 가능하게 설치되어 있다. 또한, 냉각부(32)가 설치되는 좌우 측면(29m, 29n)에 흑화 처리가 실시되어 있어도 좋다.

또한, 노즐(29)에는 온도 센서(33)가 설치되어 있다. 여기서, 온도 센서(33)는, 열전대, 측온 저항체, 또는 서미스터(thermistor) 등을 이용할 수 있다. 도 6에서는, 온도 센서(33)에 접속되는 배선은 생략하고 있다. 또한, 본 실시형태의 온도 센서(33)는, 노즐(29)의 선단면(29p)에 설치되어 있지만, 선단면(29p) 이외의 표면에 설치해도 좋고, 노즐(29)에 온도 센서(33)를 부착하기 위한 삽입 구멍을 설치하여, 상기 삽입 구멍에 삽입하여 설치해도 좋다. 온도 센서(33)도 냉각부와 마찬가지로, 노즐(29)로부터 착탈 가능하게 되어 있다. 또한, 온도 센서(33)가 설치되는 선단면(29p)에 흑화 처리가 실시되어 있어도 좋다.

그리고 제어부(22)는, 온도 센서(33)의 검출 온도에 기초하여, 냉각부(32)를 제어하도록 구성되어 있다.

여기서, 제어부(22)는, 노즐(29)이 공급 위치(P)에 있는 경우에는, 상기 노즐(29)의 온도가 소정의 제1 온도(토출에 적절한 온도)보다 높아진 경우에 냉각부(32)를 제어하여 온도를 낮추도록 하는 것을 생각할 수 있다.

또한, 제어부(22)는, 노즐(29)이 퇴피 위치(Q)에 있는 경우에는, 상기 노즐(29)의 온도가 소정의 제2 온도(상기 제1 온도보다 낮은 온도)보다도 높은 경우에 냉각부(32)를 제어하여 온도를 낮추도록 하는 것을 생각할 수 있다.

또한, 냉각부(32)가 펠티에 소자인 경우에는, 제어부(22)는, 상기 펠티에 소자에 공급하는 전류 또는 전압을 제어함으로써 온도 제어한다. 또한, 냉각부(32)가 냉각 배관을 이용한 경우에는, 제어부(22)는, 상기 냉각 배관에 흐르는 냉각 매체의 유량이나 냉각 매체의 온도를 조정하는 온도 조절 기구를 제어함으로써 온도 제어한다.

그 외, 제어부(22)는, 노즐(29)이 퇴피 위치(Q)에 있는 경우에, 가열부(31)의 ON/OFF나 가열부(31)로부터 방출되는 열복사량을 제어하여, 냉각부(32)와 가열부(31)에 의해 노즐(29)을 소정의 온도로 제어하도록 해도 좋다.

<제2 실시형태의 효과>

제2 실시형태의 수지 성형 장치(1)에 의하면, 노즐(29)의 표면에 냉각부(32)가 설치되어 있기 때문에, 퇴피 위치(Q)에 있어서, 노즐(29)을 빠르게 냉각할 수 있고, 액상 수지(30)에의 악영향(예를 들어, 불필요한 열경화)을 저감할 수 있다. 또한, 노즐(29)을 냉각함으로써, 액상 수지(30)의 점도를 높게 할 수 있고, 퇴피 위치(Q)에 있어서 노즐(29)로부터 액상 수지(30)를 처지기 어렵게 할 수 있다.

또한, 제2 실시형태에 의하면, 냉각부(32)가 상형(23) 및 하형(14)에 대향하지 않는 부분[좌우 측면(29m, 29n)]에 설치되어 있기 때문에, 흑화 처리를 실시함으로써 효과가 상대적으로 큰 부분[상형(23) 및 하형(14)에 대향하는 부분]을 방해하지 않고 냉각부(32)를 설치할 수 있다. 또한, 상형(23) 및 하형(14)으로부터의 열복사를 받기 어려운 부분에 냉각부(32)를 설치하게 되어, 냉각부(32)에 의한 노즐(29)의 냉각성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 실시형태에 의하면, 제어부(22)가, 온도 센서(33)의 검출 온도에 기초하여, 냉각부(32)를 제어하기 때문에, 노즐(29)의 온도의 관리를 정확하게 행할 수 있다.

<그 외의 변형 실시형태>

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 실시형태에서는, 노즐(29)의 표면에 복수의 돌기부(292)를 설치함으로써 요철 형상을 구성했지만, 노즐(29)의 표면에 조면(粗面) 처리를 실시함으로써 미소한 요철 형상을 형성하는 것이라도 좋다.

또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 노즐(29)의 표면에 요철 형상을 형성하지 않는 구성이라도 좋다. 노즐(29)의 형상도 상기 실시형태에 한정되지 않는다.

또한, 상기 실시형태에서는, 가열부(31)를 갖는 구성이었지만, 상형(23) 및 하형(14)으로부터의 열복사에 의해 노즐(29)을 소망의 온도로 가열할 수 있다면, 가열부(31)를 갖지 않는 구성이라도 좋다. 예를 들어, 공급 위치(P)로 이동한 후에 액체 수지(30)를 공급할 때까지의 가열 시간을 확보할 수 있다면, 노즐(29)은 소망의 온도까지 가열되게 된다.

그리고 수지 성형 장치는, 퇴피 위치(Q)에 있는 노즐(29)을 강제적으로 냉각하는 냉각 기구를 추가로 구비하고 있어도 좋다. 이 냉각 기구로서는, 예를 들어 냉각 팬 등을 이용할 수 있다. 이 구성이라면, 퇴피 위치(Q)에 있는 노즐(29)의 냉각을 확실히 행할 수 있다.

그 외, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변형이 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.

1…수지 성형 장치
2…기판 공급·수납 모듈
3A, 3B, 3C, 3D…성형 모듈
4…공급 모듈
5…밀봉 전 기판
6…밀봉 전 기판 공급부
7…밀봉 완료 기판(수지 성형품)
8…밀봉 완료 기판 수납부
9…로더
10…언로더
11…레일
12, 13, 20…이동 기구
14…하형(성형 틀)
15…틀 체결 기구
16…캐비티
17…이형 필름
18…수지 공급 기구
19…디스펜서
21…진공 형성 기구
22…제어부
23…상형(성형 틀)
24…필름 가압 부재
25…LED 칩
26…개별 캐비티
27…송출 기구
28…실린지
29…노즐(토출부)
291…수나사부
292…돌기부
29a…내부 유로
29b…토출구
29m, 29n…좌우 측면
29p…선단면
30…액상 수지
31…가열부
32…냉각부
33…온도 센서

Claims

서로 대향하는 한 쌍의 성형 틀 사이에 삽입되어, 상기 한 쌍의 성형 틀의 적어도 한쪽의 성형 틀에 형성된 캐비티에 액상 수지를 공급하기 위한 노즐로서,
표면의 적어도 일부에 흑화 처리가 실시되어 있고, 상기 흑화 처리가 실시된 부분은 요철 형상을 갖는, 노즐.
제 1 항에 있어서,
상기 표면에 있어서 상기 성형 틀에 대향하는 부분에 흑화 처리가 실시되어 있는, 노즐.
서로 대향하는 한 쌍의 성형 틀 사이에 삽입되어, 상기 한 쌍의 성형 틀의 적어도 한쪽의 성형 틀에 형성된 캐비티에 액상 수지를 공급하기 위한 노즐로서,
표면의 적어도 일부에 흑화 처리가 실시되어 있고, 상기 표면에 냉각부가 설치되어 있는, 노즐.
제 3 항에 있어서,
상기 냉각부는, 상기 표면에 있어서 상기 성형 틀에 대향하지 않는 부분에 설치되어 있는, 노즐.
제 1 항에 있어서,
온도 센서가 설치되어 있는, 노즐.
제 1 항에 기재된 노즐을 갖는 수지 성형 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 노즐은, 상기 한 쌍의 성형 틀 사이에 위치하여 수지를 공급하는 공급 위치, 및 상기 한 쌍의 성형 틀 사이로부터 퇴피한 퇴피 위치 사이를 이동하는 것이며,
상기 퇴피 위치에 있는 상기 노즐을 가열하는 가열부를 더 구비하는, 수지 성형 장치.
서로 대향하는 한 쌍의 성형 틀 사이에 삽입되어, 상기 한 쌍의 성형 틀의 적어도 한쪽의 성형 틀에 형성된 캐비티에 액상 수지를 공급하기 위한 노즐을 갖는 수지 성형 장치로서,
상기 노즐의 표면의 적어도 일부에 흑화 처리가 실시되어 있고, 상기 노즐의 표면에 냉각부가 설치되는 동시에 상기 노즐에 온도 센서가 설치되어 있고,
상기 온도 센서의 검출 온도에 기초하여 상기 냉각부를 제어하는 제어부를 더 구비하는 수지 성형 장치.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 성형 장치를 이용하여, 상기 한 쌍의 성형 틀의 적어도 한쪽에 형성된 캐비티에 액상 수지를 공급하고, 틀 체결을 행하여 수지 성형품을 제조하는 수지 성형품의 제조 방법.
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