KR102237172B1

KR102237172B1 - 수지 성형 장치, 및 수지 성형품의 제조 방법

Info

Publication number: KR102237172B1
Application number: KR1020190025693A
Authority: KR
Inventors: 도모유키 고토; 야스히로 이와타; 슈호 하나사카
Original assignee: 토와 가부시기가이샤
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2021-04-07
Also published as: KR20190114753A; JP6986478B2; TWI697394B; TW201941896A; CN110315663A; JP2019177581A

Abstract

본 발명은, 노즐 교환의 작업성을 나쁘게 하는 일없이, 액상 수지의 점도를 저하시키는 것이며, 액상 수지(30)를 토출 대상물(14)에 공급해서 수지 성형을 행하는 수지 성형 장치(1)로서, 액상 수지(30)를 토출 대상물(14)에 토출하는 노즐(29)과, 노즐(29)에 접촉해서 노즐(29)을 가열하는 가열부(31)와, 노즐(29) 및 가열부(31)가 서로 접촉하는 접촉 상태와 서로 이간하는 이간 상태를 전환하는 전환 기구(34)를 구비한다.

Description

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

본 발명은 수지 성형 장치, 및 수지 성형품의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 기판에 장착된 반도체 칩은, 예를 들어 실리콘 수지나 에폭시 수지 등의 열경화성 수지로 이루어지는 액상 수지를 이용해서 수지 봉지(封止)된다. 수지 봉지하는 기술로서는, 압축 성형, 트랜스퍼 성형 등의 수지 성형 기술이 사용된다. 액상 수지를 이용하는 수지 성형에 있어서는, 주제(主劑)로 되는 액상 수지에, 경화제 등의 보조제로 되는 액상 수지를 혼합시키고, 혼합된 액상 수지를 가열함으로써 수지 성형이 행해진다.

이 액상 수지를 이용하는 수지 봉지에서는, 액상 수지를 토출하는 노즐을 상형(上型) 및 하형(下型) 사이에 삽입하고, 하형에 형성된 캐비티에 액상 수지가 공급된다. 여기서, 액상 수지는 그 온도가 올라갈수록 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 성형된 노즐에 있어서, 당해 송액관의 외주에 나선모양의 배관을 설치해서 온조기(溫調器)를 구성한 것이 생각되고 있다. 그리고 이 온조기에 의해, 열경화성 수지가 유동성을 갖는 레벨의 액상 수지로 되도록 하고 있다.

그러나 노즐에 일체 성형된 송액관에 상기 온조기를 설치하는 구성에서는, 노즐의 구조가 복잡하게 되어 버리고, 이에 수반하여 노즐 교환의 작업성도 나빠져 버린다.

일본 공개특허공보 특개2012－232437호

따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 노즐 교환의 작업성을 나쁘게 하는 일없이, 액상 수지의 점도를 저하시키는 것을 그 주된 과제로 하는 것이다.

즉, 본 발명에 관한 수지 성형 장치는, 액상 수지를 토출 대상물에 공급해서 수지 성형을 행하는 수지 성형 장치로서, 상기 액상 수지를 상기 토출 대상물에 토출하는 노즐과, 상기 노즐에 접촉해서 상기 노즐을 가열하는 가열부와, 상기 노즐 및 상기 가열부가 서로 접촉하는 접촉 상태와 서로 이간하는 이간 상태를 전환하는 전환 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성한 본 발명에 의하면, 노즐 교환의 작업성을 나쁘게 하는 일없이, 액상 수지의 점도를 저하시킬 수 있다.

도 1은 본 실시형태의 수지 성형 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 동일한 실시형태의 수지 공급 기구를 나타내는 개략도로서, 도 2(1)은 수지 공급 기구가 액상 수지를 하형의 캐비티에 공급하는 상태를 나타내는 개략도이고, 도 2(2)는 수지 공급 기구를 나타내는 개략 평면도이다.
도 3은 노즐 가열 시의 상태(접촉 상태)를 나타내는 개략도이며, 도 3(1)은 주요부 평면도이고, 도 3(2)는 주요부 측면도이다.
도 4는 노즐 냉각 시의 상태(접촉 상태)를 나타내는 개략도이며, 도 4(1)은 주요부 평면도이고, 도 4(2)는 주요부 측면도이다.
도 5는 변형된 실시형태의 수지 성형 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 가열부 및 전환 기구의 변형예를 나타내는 개략도이며, 도 6(1)은 주요부 평면도이고, 도 6(2)는 주요부 측면도이다.
도 7은 변형된 실시형태의 주요부를 나타내는 개략도이며, 도 7(1)은 주요부 정면도이고, 도 7(2)는 주요부 측면도이다.
도 8은 변형된 실시형태의 가열부를 나타내는 개략도이며, 도 8(1)은 비접촉 상태를 나타내는 주요부 측면도이고, 도 8(2)는 접촉 상태를 나타내는 주요부 측면도이다.

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

본 발명의 수지 성형 장치는, 전술한 바와 같이, 액상 수지를 토출 대상물에 공급해서 수지 성형을 행하는 수지 성형 장치로서, 상기 액상 수지를 상기 토출 대상물에 토출하는 노즐과, 상기 노즐에 접촉해서 상기 노즐을 가열하는 가열부와, 상기 노즐 및 상기 가열부가 서로 접촉하는 접촉 상태와 서로 이간하는 이간 상태를 전환하는 전환 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이런 수지 성형 장치라면, 노즐 및 가열부가 서로 접촉하는 접촉 상태와 서로 이간하는 이간 상태가 전환되므로, 노즐에 가열부를 설치할 필요가 없다. 그 결과, 노즐의 구조를 복잡화하는 일없이, 노즐에 있어서 액상 수지를 가열할 수 있다. 노즐의 구조가 복잡화되지 않으므로, 노즐 교환의 작업성을 나쁘게 하는 일도 없다. 또한, 액상 수지가 가열되어 액상 수지의 점도가 낮아져, 노즐로부터 토출되기 쉽고, 토출량의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 토출 후의 코브웨빙(cobwebbing) 상태를 조기에 해소할 수가 있다.

노즐의 구조를 복잡화하는 일없이 적극적으로 노즐을 냉각할 수 있도록 하기 위해서는, 상기 노즐에 접촉해서 상기 노즐을 냉각하는 냉각부를 구비하고, 상기 전환 기구는, 상기 노즐 및 상기 냉각부가 서로 접촉하는 접촉 상태와 서로 이간하는 이간 상태를 전환하는 것이 바람직하다.

이런 구성이라면, 액상 수지에의 악영향(예를 들어, 불필요한 열경화)을 저감할 수가 있다. 또한, 노즐을 냉각함으로써 액상 수지의 점도를 높게 할 수 있고, 액상 수지를 토출하지 않는 대기 상태에 있어서 노즐로부터 액상 수지가 떨어지는 것을 방지할 수가 있다.

노즐의 온도를 관리할 수 있도록 하기 위해서는, 상기 노즐의 온도를 검출하는 온도 센서와, 상기 온도 센서의 검출 온도에 기초하여 상기 전환 기구를 제어하는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.

가열된 노즐의 온도가 저하하기 어렵게 하기 위해서는, 상기 노즐의 외면에 설치되고, 상기 노즐보다도 열 용량이 큰 보온 부재를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 노즐 표면의 적어도 일부에 흑화(黑化) 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다.

이런 구성이라면, 예를 들어 성형틀 등의 노즐 외부로부터의 열복사가 흡수되기 쉽고, 당해 열복사에 의해서 노즐을 가열하거나 또는 온도 저하를 방지할 수 있다.

수지 성형 장치는, 상기 노즐을 갖고, 상기 노즐로부터 액상 수지를 토출시키는 디스펜서와, 상기 디스펜서가 대기하는 동시에 상기 디스펜서에 액상 수지를 공급하는 공급 모듈을 구비하고 있다. 이런 구성에 있어서, 상기 가열부는, 상기 공급 모듈에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 공급 모듈에 가열부를 설치하고 있으므로, 대기 상태의 노즐을 가열할 수가 있다. 그 결과, 액상 수지를 토출하기 전에 노즐을 충분히 가열할 수 있게 된다.

수지 성형 장치는, 상기 토출 대상물이 성형틀이며, 상기 성형틀 및 상기 성형틀을 형체결(型締)하는 형체결 기구를 갖는 성형 모듈을 구비하고 있다. 이 구성에 있어서, 상기 가열부는, 상기 성형 모듈에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 성형 모듈에 가열부를 설치하고 있으므로, 액상 수지를 토출하기 직전에 노즐을 가열할 수가 있다. 그 결과, 가열된 노즐의 온도가 저하하기 전에 액상 수지를 토출할 수가 있다.

상기 가열부는, 상기 노즐로부터 액상 수지를 토출시키는 디스펜서에 상기 전환 기구를 거쳐 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이런 구성이라면, 노즐로부터 액상 수지를 한창 토출시키고 있는 중에 노즐을 가열할 수가 있다.

또한, 본 발명의 수지 성형품의 제조 방법은, 액상 수지를 노즐로부터 토출 대상물에 토출하고, 토출된 액상 수지를 이용해서 수지 성형하여 수지 성형품을 제조하는 수지 성형품의 제조 방법으로서, 상기 노즐에 대해서 접근/이간(接離) 가능하게 설치된 가열부에 상기 노즐을 접촉시켜 가열한 후에 상기 토출 대상물에 액상 수지를 토출하는 것을 특징으로 한다.

이런 수지 성형품의 제조 방법이라면, 노즐에 대해서 접근/이간 가능하게 설치된 가열부를 이용해서 노즐을 가열하고 있으므로, 노즐에 가열부를 설치할 필요가 없다. 그 결과, 노즐의 구조를 복잡화하는 일없이, 노즐에 있어서 액상 수지를 가열할 수가 있다. 노즐의 구조가 복잡화되지 않으므로, 노즐 교환의 작업성을 나쁘게 하는 일도 없다. 또한, 액상 수지가 가열되어 액상 수지의 점도가 낮아져, 노즐로부터 토출되기 쉽고, 토출량의 정밀도를 향상시킬 수 있어, 토출 후의 코브웨빙 상태를 조기에 해소할 수가 있다.

상기 토출 대상물에의 액상 수지의 토출 후에 상기 노즐을 상기 노즐에 대해서 접근/이간 가능하게 설치된 냉각부에 접촉시켜 냉각하는 것이 바람직하다.

이런 구성이라면, 액상 수지에의 악영향(예를 들어, 불필요한 열경화)을 저감할 수가 있다. 또한, 노즐을 냉각함으로써 액상 수지의 점도를 높게 할 수 있어, 토출 후에 있어서 노즐로부터 액상 수지가 떨어지는 것을 방지할 수가 있다.

＜본 발명의 실시형태＞

이하에, 본 발명에 관한 수지 성형 장치의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 어느 도면에 대해서도, 알기 쉽게 하기 위해서, 적당히 생략하거나 또는 과장해서 모식적으로 도시되어 있다. 동일한 구성요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 설명을 적당히 생략한다. 또한, 본 발명에 있어서는, 「액상(液狀)」이라고 하는 용어는 상온에 있어서 액상으로서 유동성을 갖는 것을 의미하고 있으며, 유동성의 고저, 바꾸어 말하면 점도의 정도를 불문한다. 또한, 본 발명에 있어서, 「수지 성형품」이란, 적어도 수지 성형된 수지 부분을 포함하는 제품을 의미하며, 후술하는 바와 같은 기판에 장착된 칩이 성형틀에 의해 수지 성형되어 수지 봉지된 형태의 봉지 후 기판을 포함하는 개념의 표현이다.

본 실시형태의 수지 성형 장치(1)의 구성에 대해, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1에 나타내는 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 1에 나타내는 바와 같이, 기판 공급·수납 모듈(2)과, 4개의 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)과, 공급 모듈(4)을, 각각 구성요소로서 구비한다. 구성요소인 기판 공급·수납 모듈(2)과, 성형 모듈(3A∼3D)과, 공급 모듈(4)은, 각각 다른 구성요소에 대해서 서로 착탈될 수 있고, 또한 교환될 수 있다.

기판 공급·수납 모듈(2)에는, 봉지 전(pre-sealing) 기판(5)을 공급하는 봉지 전 기판 공급부(6)와 봉지 후(sealed) 기판(7)을 수납하는 봉지 후 기판 수납부(8)가 설치된다. 봉지 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(9)와 언로더(10)를 지지하는 레일(11)이 X방향을 따라 설치된다. 로더(9)와 언로더(10)는, 레일(11)을 따라 X방향으로 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, X방향으로 이동한다. 로더(9)에는, 각 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)에 있어서, 봉지 전 기판(5)을 상형으로 공급하기 위한 이동 기구(12)가 설치된다. 각 성형 모듈에 있어서, 이동 기구(12)는 Y방향으로 이동한다. 언로더(10)에는, 각 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)에 있어서, 봉지 후 기판(7)을 상형으로부터 수취하는 이동 기구(13)가 설치된다. 각 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)에 있어서, 이동 기구(13)는 Y방향으로 이동한다.

각 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)에는, 서로 대향하는 한 쌍의 성형틀이 설치되어 있다. 본 실시형태의 한 쌍의 성형틀은, 승강 가능한 하형(14)과, 상기 하형(14)에 서로 대향하여 배치된 상형(미도시, 도 2(1) 참조)이다. 각 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)은, 상형과 하형(14)을 형체결(型締) 및 형개방(型開)하는 형체결 기구(15)를 갖는다. 액상 수지가 수용되고 경화하는 공간인 캐비티(16)가 하형(14)에 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 캐비티(16)는 액상 수지가 수용되는 수용부이다. 캐비티(16)에 있어서의 형면은 이형 필름(17)에 의해서 피복된다.

공급 모듈(4)에는, 토출 대상물인 하형(14)의 캐비티(16)에 액상 수지를 공급하는 수지 공급 기구(18)가 설치된다. 수지 공급 기구(18)는, 레일(11)에 의해 지지되고, 이동 기구(20)에 의해서 레일(11)을 따라 X방향으로 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 의해서 Y방향으로 이동하고, 캐비티(16)에 액상 수지를 토출한다. 도 1에 나타내는 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 진공화(vacuuming) 기구(21)가 설치된다. 진공화 기구(21)는, 각 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)에 있어서 상형과 하형(14)을 형체결하기 직전에 캐비티(16)로부터, 공기를 강제적으로 흡인해서 배출한다. 또한, 공급 모듈(4)에는, 수지 성형 장치(1) 전체의 동작을 제어하는 제어부(22)가 설치된다. 도 1에서는, 진공화 기구(21)와 제어부(22)를 공급 모듈(4)에 설치한 경우를 나타냈다. 이에 한정하지 않고, 진공화 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 내지는 범용 컴퓨터로 구성된다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 수지 공급 기구(18)가 하형(14)에 설치된 캐비티(16)에 액상 수지(30)(도 2 참조)를 공급하는 기구에 대해서 설명한다. 도 2(1)에 나타내는 바와 같이, 각 성형 모듈(3A, 3B, 3C, 3D)(도 1 참조)에는, 상형(23)과 하형(14)과 필름 누름 부재(24)가 설치된다.

이형 필름(17)은, 캐비티(16)의 형면 및 그 주위의 형면을 피복한다. 필름 누름 부재(24)는, 캐비티(16) 주위에 있어서, 이형 필름(17)을 하형(14)의 형면에 꽉 눌러 고정하기 위한 부재이다. 필름 누름 부재(24)는 중앙부에 개구를 갖고, 그 개구의 내부에 성형틀이 위치한다. 상형(23)에는, 예를 들어 LED 칩(25) 등이 장착된 봉지 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 전면을 덮도록 해서, 이형 필름(17)이 공급된다. 하형(14)에 설치된 히터(미도시)에 의해 이형 필름(17)이 가열된다. 가열된 이형 필름(17)은 연화되어 신장된다. 캐비티(16) 주위에 있어서, 필름 누름 부재(24)에 의해, 연화한 이형 필름(17)이 하형(14)의 형면에 꽉 눌려서 고정된다. 각 개별 캐비티(26)에 있어서의 형면을 따르도록 해서, 연화한 이형 필름(17)이 흡착된다. 또한, 도 2(1)에 있어서는, 필름 누름 부재(24)를 이용하는 경우를 나타냈다. 이에 한정되지 않고, 이형 필름(17)과 필름 누름 부재(24)를 사용하지 않아도 좋다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 디스펜서(19)는, 소정량의 액상 수지(30)를 송출하는 송출 기구(27)와, 액상 수지(30)를 저류하는 시린지(syringe)(28)와, 액상 수지(30)를 토출하는 노즐(29)을 갖는다. 디스펜서(19)에 있어서, 송출 기구(27)와 시린지(28)와 노즐(29)이 접속되어 일체적으로 구성된다. 따라서 각 구성요소[송출 기구(27), 시린지(28), 노즐(29)]를 서로 착탈할 수 있고, 각 구성요소 단위를 동종이며 다른 구성 단위로 교환할 수 있다. 예를 들어, 다른 재료나 다른 점도 등을 갖는 액상 수지(30)를 미리 복수의 시린지(28)에 저류해서 보관해 두고, 제품에 따라 필요한 시린지(28)를 디스펜서(19)에 부착해서 사용할 수 있다. 이에 더하여, 용량이 다른 시린지(28)를 선택해서 사용할 수 있다.

노즐(29)을 교환하는 것에 의해서, 액상 수지(30)가 토출되는 방향을 바로 밑, 바로 옆, 비스듬히 아래 등, 임의의 방향으로 설정할 수 있다. 이에 더하여, 액상 수지(30)의 점도에 대응해서 노즐(29)의 토출구의 구경을 변경할 수 있다. 또한, 시린지(28)와 노즐(29) 사이에 스태틱 믹서(static mixer)를 설치할 수가 있다. 예를 들어, 액상 수지(30)에 첨가제로서 형광체 등이 첨가된 경우이더라도, 스태틱 믹서에 의해서 액상 수지(30)가 교반됨으로써, 형광체가 침전하는 일없이 균일한 상태로 액상 수지(30)를 토출할 수 있다.

디스펜서(19)는, 상하 방향(Z방향)으로도 이동시킬 수 있다. 도 2(1)에 나타낸 디스펜서(19)를, 연직 면내(Y축과 Z축을 포함하는 면내) 또는 수평 면내(X축과 Y축을 포함하는 면내)에 있어서, 어떤 한 점을 중심으로 해서 부분적으로 회전하도록 왕복동시킬 수 있다. 이 경우에는, 디스펜서(19)의 선단부가 원호의 일부분을 그리도록 해서 왕복동한다.

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

다음에, 성형 모듈(3C)에 있어서, 이동 기구(12)를 사용해서, 로더(9)를 하형(14)과 상형(23)(도 2(1) 참조) 사이의 소정의 위치까지 -Y방향으로 이동시킨다. LED 칩(25)이 장착된 면을 하측으로 한 봉지 전 기판(5)을, 상형(23)의 하면에 흡착 또는 클램프에 의해서 고정한다. 봉지 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 사용해서, 디스펜서(19)를, 공급 모듈(4)에 있어서의 대기 위치로부터, 레일(11)을 따라 성형 모듈(3C)까지 -X방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 수지 공급 기구(18)를, 모듈(3C)에 있어서의 하형(14) 근방의 소정 위치까지 이동시킨다. 이동 기구(20)를 사용해서, 디스펜서(19)를 하형(14)의 위쪽에 있어서의 소정 위치까지 이동시킨다.

다음에, 도 2(1)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 향해 액상 수지(30)를 토출한다. 이에 의해, 캐비티(16)에 액상 수지(30)를 공급한다.

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

다음에, 성형 모듈(3C)에 있어서, 형체결 기구(15)를 사용해서 하형(14)을 상승시킴으로써, 상형(23)과 하형(14)을 형체결한다. 형체결에 의해, 봉지 전 기판(5)에 장착된 LED 칩(25)을, 캐비티(16)에 공급된 액상 수지(30)에 침지시킨다. 이때, 하형(14)에 설치된 캐비티 저면 부재(미도시)를 사용해서, 캐비티(16) 내의 액상 수지(30)에 소정의 수지 압력을 가할 수가 있다.

또한, 형체결하는 과정에 있어서, 진공화 기구(21)를 사용해서 캐비티(16) 내를 흡인해도 좋다. 이에 의해, 캐비티(16) 내에 잔류하는 공기나 액상 수지(30) 중에 포함되는 기포 등이 성형틀의 외부로 배출된다. 이에 더하여, 캐비티(16) 내가 소정의 진공도로 설정된다.

다음에, 하형(14)에 설치된 히터(미도시)를 사용해서, 액상 수지(30)를 경화시키는 데 필요한 시간만큼, 액상 수지(30)를 가열한다. 이에 의해, 액상 수지(30)를 경화시켜 경화 수지를 형성한다. 이에 의해, 봉지 전 기판(5)에 장착된 LED 칩(25)을, 캐비티(16)의 형상에 대응해서 형성된 경화 수지에 의해서 수지 봉지한다. 액상 수지(30)를 경화시킨 후에, 형체결 기구(15)를 사용해서 상형(23)과 하형(14)을 형개방한다.

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 ＋X방향으로 이동시킨다.

다음에, 성형 모듈(3C)에 있어서, 이동 기구(13)를 하형(14)과 상형(23) 사이의 소정 위치까지 -Y방향으로 이동시킨 후에, 이동 기구(13)가 상형(23)으로부터 봉지 후 기판(7)을 수취한다. 봉지 후 기판(7)을 수취한 후, 이동 기구(13)를 언로더(10)까지 되돌린다. 언로더(10)를 기판 공급·수납 모듈(2)로 되돌려서, 봉지 후 기판(7)을 봉지 후 기판 수납부(8)에 수납한다. 이 시점에서, 최초의 봉지 전 기판(5)의 수지 봉지가 완료되어, 최초의 봉지 후 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)에 이동시킨다. 봉지 전 기판 공급부(6)로부터 로더(9)에 다음의 봉지 전 기판(5)을 넘겨준다. 이상과 같이 해서 수지 봉지를 반복한다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 봉지 전 기판(5)의 공급, 수지 공급 기구(18) 및 디스펜서(19)의 이동, 액상 수지(30)의 토출, 상형(23)과 하형(14)과의 형체결 및 형개방, 봉지 후 기판(7)의 수납 등의 동작은, 제어부(22)에 의해 제어된다.

＜노즐(29)의 온조 기구＞

그리고 본 실시형태의 수지 성형 장치(1)는, 노즐(29)과는 별체로 설치되고, 노즐(29)의 온도를 조정하는 온조 기구를 갖고 있다.

구체적으로 수지 성형 장치(1)는, 도 1, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 노즐(29)에 접촉해서 노즐(29)을 가열하는 가열부(31)와, 노즐(29)에 접촉해서 노즐(29)을 냉각하는 냉각부(32)와, 노즐(29)의 온도를 검출하는 온도 센서(33)와, 노즐(29)과 가열부(31) 또는 냉각부(32)와의 접촉/비접촉을 전환하는 전환 기구(34)를 구비하고 있다.

본 실시형태의 가열부(31), 냉각부(32) 및 온도 센서(33)는, 공급 모듈(4)에 설치되어 있다.

가열부(31)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 내부에 히터(미도시)가 내장된 예를 들어 금속제의 블록(311)[이하, 가열 블록(311)이라고도 한다]이다. 가열부(31)는 공급 모듈(4)에 고정되어 있고, 노즐(29)의 외면에 접촉해서 가열하는 접촉 가열면(311a)을 갖고 있다. 본 실시형태의 접촉 가열면(311a)은, 노즐(29)의 선단면(29a)에 접촉하는 면이다. 노즐의 선단면(29a)이 평탄면이기 때문에, 접촉 가열면(311a)도 평탄면으로 되어 있다. 히터는, 예를 들어 발열 저항체이다.

냉각부(32)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 금속제의 블록(321)[이하, 냉각 블록(321)이라고도 한다]이다. 냉각부(32)는 공급 모듈(4)에 고정되어 있고, 노즐(29)의 외면에 접촉해서 냉각하는 접촉 냉각면(321a)을 갖고 있다. 본 실시형태의 접촉 냉각면(321a)은, 상기의 접촉 가열면(311a)과 마찬가지로, 노즐(29)의 선단면(29a)에 접촉하는 면이다. 노즐의 선단면(29a)이 평탄면이기 때문에, 접촉 냉각면(321a)도 평탄면으로 되어 있다. 또한, 냉각부(32)는 냉각 블록(321)의 내부에 쿨러를 내장한 것이더라도 좋다. 쿨러로서는, 펠티에 소자, 기체 또는 액체의 냉각 매체가 흐르는 냉각 배관을 이용하는 것이 생각된다.

가열부(31) 및 냉각부(32)는, 예를 들어 X방향[레일(11)의 연장 방향]을 따라 나란히 설치되어 있다. 또한, 가열부(31)의 접촉 가열면(311a) 및 냉각부(32)의 접촉 냉각면(321a)은, 이동 기구(20)에 의해 Y방향으로 이동하는 노즐(29)의 선단면(29a)이 접촉하도록, Y방향을 향해 설치되어 있다.

전환 기구(34)는, 노즐(29) 및 가열부(31)가 서로 접촉하는 접촉 상태와 서로 이간하는 이간 상태를 전환함과 동시에, 노즐(29) 및 냉각부(32)가 서로 접촉하는 접촉 상태와 서로 이간하는 이간 상태를 전환하는 것이다.

본 실시형태의 전환 기구(34)는, 이동 기구(20)에 의해 구성되어 있다. 이 이동 기구(20)에 의해, 디스펜서(19)를 X방향 및 Y방향으로 이동시킴으로써, 노즐(29) 및 가열부(31)의 접촉/비접촉, 및 노즐(29) 및 냉각부(32)의 접촉/비접촉이 전환된다. 이 이동 기구(20)에 의한 접촉/비접촉의 전환은 제어부(22)에 의해 제어된다.

온도 센서(33)는, 예를 들어 적외선 센서 등의 비접촉 센서이다. 이 온도 센서(33)는, 공급 모듈(4)에 있어서 가열부(31) 및 냉각부(32)에 접촉하고 있는 노즐(29)의 온도를 검출할 수 있는 위치에 설치되어 있다(도 3 및 도 4 참조). 본 실시형태에서는, 접촉 상태에 있는 노즐(29)을 측방으로부터 온도 검출하는 것이지만, 위쪽이나 아래쪽으로부터 온도 검출하는 것이더라도 좋다. 또한, 도 1 등에서는 1개의 온도 센서(33)에 의해 가열 온도 및 냉각 온도의 양쪽을 검출하는 구성이지만, 가열부(31) 및 냉각부(32) 각각에 1개씩 온도 센서(33)를 설치해도 좋다. 이 온도 센서(33)에 의한 검출 신호는, 제어부(22)에 송신되어 이동 기구(20)에 의해 전환 동작이 제어된다.

다음에 액상 수지의 토출 전후에 있어서의 디스펜서(19)의 움직임에 대해서 간단하게 설명한다.

액상 수지(30)를 토출 대상부인 하형(14)에 토출하기 전의 디스펜서(19)는 공급 모듈(4)에서 대기하고 있다. 이때, 제어부(22)는 이동 기구(20)를 제어해서 노즐(29)의 선단면(29a)을 가열 블록(311)의 접촉 가열면(311a)에 접촉시킨다(도 3 참조). 이 노즐 가열 시에는, 온도 센서(33)를 이용해서 노즐 온도를 검출하고, 노즐 온도가 소정의 설정 가열 온도(예를 들어, 25∼40℃)로 될 때까지 가열한다. 설정 가열 온도를 넘은 경우, 제어부(22)는, 이동 기구(20)를 제어해서 노즐(29)을 냉각 블록(321)에 접촉시켜 냉각하여 설정 가열 온도로 할 수도 있다. 단지 노즐(29)을 가열 블록(311)으로부터 이간시키는 것에 의해 설정 가열 온도로 되도록 해도 좋다.

이와 같이 노즐(29)을 가열한 후에, 제어부(22)는 이동 기구(20)를 제어해서, 디스펜서(19)를 성형 모듈(3A∼3D)에 이동시키고, 노즐(29)로부터 액상 수지(30)를 토출시켜 하형(14)에 액상 수지(30)를 공급한다.

액상 수지를 공급한 후, 제어부(22)는 이동 기구(20)를 제어해서, 디스펜서(19)를 공급 모듈(4)에 되돌린다. 이때, 제어부(22)는, 이동 기구(20)를 제어해서 노즐(29)의 선단면(29a)을 냉각 블록(321)의 접촉 냉각면(321a)에 접촉시킨다(도 4 참조). 이 노즐 냉각 시에는, 온도 센서(33)를 이용해서 노즐 온도를 검출하고, 노즐 온도가 소정의 설정 냉각 온도(예를 들어, 20℃ 미만)로 될 때까지 냉각한다. 그리고 설정 냉각 온도 이하로 된 경우에, 제어부(22)는 이동 기구(20)를 제어해서 노즐(29)을 냉각 블록(321)으로부터 이간시킨다. 또한, 다음의 액상 수지(30)의 공급에 수반하는 가열 동작에 이를 때까지 노즐(29)을 냉각 블록(321)에 접촉시킨 상태를 유지하도록 해도 좋다.

＜본 실시형태의 효과＞

본 실시형태의 수지 성형 장치(1)에 의하면, 노즐(29) 및 가열부(31)가 서로 접촉하는 접촉 상태와 서로 이간하는 이간 상태가 전환되므로, 노즐(29)에 가열부(31)를 설치할 필요가 없다. 그 결과, 노즐(29)의 구조를 복잡화하는 일없이, 노즐(29)에 있어서 액상 수지(30)를 가열할 수가 있다. 노즐(29)의 구조가 복잡화되지 않으므로, 노즐 교환의 작업성을 나쁘게 하는 일도 없다. 또한, 액상 수지(30)가 가열되어 액상 수지(30)의 점도가 낮아져, 노즐(29)로부터 토출되기 쉽고, 토출량의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 토출 후의 코브웨빙 상태를 조기에 해소할 수가 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 노즐(29) 및 냉각부(32)가 서로 접촉하는 접촉 상태와 서로 이간하는 이간 상태가 전환되므로, 노즐(29)에 냉각부(32)를 설치할 필요가 없다. 그 결과, 노즐(29)의 구조를 복잡화하는 일없이, 적극적으로 노즐(29)을 냉각할 수 있고, 액상 수지(30)에의 악영향(예를 들어, 불필요한 열경화)을 저감할 수가 있다. 노즐(29)을 냉각함으로써 액상 수지(30)의 점도를 높게 할 수 있고, 공급 모듈(4)에 있어서의 대기 상태에 있어서 노즐(29)로부터 액상 수지(30)가 떨어지는 것을 방지할 수가 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 가열부(31)를 공급 모듈(4)에 설치하고 있으므로, 토출 전에 있어서의 대기 상태의 노즐(29)을 가열할 수가 있다. 그 결과, 액상 수지(30)를 토출하기 전에 노즐(29)을 충분히 가열할 수 있게 된다. 그 외에, 냉각부(32)를 공급 모듈(4)에 설치하고 있으므로, 토출 후에 있어서의 대기 상태의 노즐(29)을 냉각할 수가 있다. 그 결과, 액상 수지(30)를 토출한 후에 충분히 노즐(29)을 냉각할 수 있고, 액상 수지(30)의 점도를 높게 해서, 노즐(29)로부터 액상 수지(30)를 떨어지기 어렵게 할 수가 있다.

＜그 외의 실시형태＞

상기 실시형태에서는, 가열부(31)를 공급 모듈(4)에 설치하고 있지만, 도 5에 나타내는 바와 같이 성형 모듈(3A∼3D)에 설치해도 좋다. 도 5에서는, 4개의 성형 모듈(3A∼3D)을 구비하는 구성이며, 각 성형 모듈(3A∼3D)에 가열부(31)를 설치한 예를 나타내고 있다. 복수의 성형 모듈(3A∼3D)을 갖는 구성의 경우, 그 적어도 1개의 성형 모듈(3A∼3D)에 가열부(31)를 설치하는 구성으로 해도 좋다. 이들의 경우, 예를 들어 성형 모듈(3A∼3D)에 있어서 가열부(31) 또는 디스펜서(19)의 적어도 한쪽을 이동시켜 접촉/비접촉을 전환한다.

상기 실시형태에서는, 가열 블록(311)의 접촉 가열면(311a) 및 냉각 블록(321)의 접촉 냉각면(321a)이 노즐(29)의 선단면(29a)에 접촉하는 구성이었지만, 노즐(29)의 예를 들어 상면이나 측면 등의 그 외의 외면이더라도 좋다.

상기 실시형태에서는 디스펜서(19)가 이동하는 것에 의해서 가열부(31) 및 냉각부(32)에 접촉하는 구성이었지만, 가열부(31) 및 냉각부(32)를 이동시켜, 접촉/비접촉을 전환하는 전환 기구(34)를 설치해도 좋다. 이 경우, 예를 들어 공급 모듈(4)에서 대기 상태에 있는 디스펜서(19)에 대해서 가열부(31) 및 냉각부(32)를 이동시켜 접촉시킨다.

상기 실시형태에서는 온도 센서(33)의 검출 온도를 이용하여 접촉/비접촉을 전환하는 것이었지만, 온도 센서(33)의 검출 온도를 이용하는 일없이, 접촉 시간에 의해서 접촉/비접촉을 전환하는(시퀀스 제어하는) 것이더라도 좋다.

또한, 가열부(31)를 디스펜서(19)에 설치하는 구성으로 해도 좋다. 다시 말해, 가열부(31)도 디스펜서(19)와 일체적으로 이동하게 된다. 이 경우, 가열부(31)는, 디스펜서(19)에 전환 기구(34)를 거쳐 설치되게 된다. 이 전환 기구(34)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 가열부(31)를 지지함과 동시에, 가열부(31)가 노즐(29)에 접촉하는 접촉 위치(P)와 가열부(31)가 노즐(29)로부터 이간한 이간 위치(Q) 사이에서 회전 가능하게 설치된 지지 부재(35)와, 당해 지지 부재(35)를 회전시키는 액추에이터(미도시)를 갖는다. 도 6에서는, 노즐(29)의 좌우 양측에 가열부(31)를 설치해서 노즐(29)의 좌우 측면에 접촉하는 구성이지만, 노즐(29)의 상면에 접촉하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 액추에이터를 설치하는 일없이, 예를 들어 디스펜서(19)의 이동에 연동해서, 지지 부재(35)가 외부의 부재에 접촉하는 것에 의해 회전하도록 구성해도 좋다. 냉각부(32)에 대해서도, 가열부(31)와 마찬가지로 디스펜서(19)에 설치하는 구성으로 해도 좋다.

또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 노즐(29)의 외면에 보온 부재(36)를 설치해도 좋다. 이 보온 부재(36)는, 노즐(29)의 열 용량보다도 큰 열 용량을 갖는 것이다. 도 7에는 노즐(29)의 좌우 측면 및 상면을 덮도록 보온 부재(36)를 설치한 예를 나타내고 있지만, 이에 한정되지 않고, 노즐(29)의 외면의 적어도 일부를 덮는 것이면 좋다. 또한, 보온 부재(36)는 노즐(29)에 대해서 착탈 가능하게 구성되어 있다. 도 7에서는 끼워넣는 식의 보온 부재(36)를 나타내고 있다. 이와 같이 보온 부재(36)를 설치하는 것에 의해서, 가열된 노즐(29)의 온도 저하를 억제할 수가 있다. 또한, 액상 수지(30)가 노즐(29)을 통과하는 것에 의한 노즐(29)의 온도 저하를 억제할 수가 있다. 또한, 보온 부재(36)를 착탈 가능하게 구성하는 것에 의해서, 노즐 교환의 작업성을 나쁘게 하는 일이 없다.

상기 실시형태에서는, 가열 블록(311) 및 냉각 블록(321)의 하나의 평면과 노즐의 하나의 평면이 접촉하는 것이었지만, 도 8에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 가열 블록(311) 및 냉각 블록(321)에 오목부(M)를 형성해서, 당해 오목부(M)의 내면을 접촉 가열면(311a) 및 접촉 냉각면(321a)에 노즐(29)이 접촉하도록 구성해도 좋다. 또한 오목부(M)를 노즐(29)에 형성해도 좋다. 다시 말해, 가열 블록(311) 및 냉각 블록(321)과 노즐(29)이 복수의 면에서 접촉하도록 구성해도 좋다. 이것이라면, 열교환 면적을 크게 할 수 있어, 효율적으로 노즐(29)의 온조를 행할 수가 있다.

또한, 노즐(29) 표면의 적어도 일부에 흑화 처리를 실시해도 좋다. 여기서, 흑화 처리는, 노즐(29) 표면이 적외선을 흡수하기 쉽게 하기 위해 당해 표면을 흑색화하기 위한 것이며, 예를 들어 흑색 크롬 도금, 흑색 아연 도금, 저온 흑색 크롬 처리, 흑색 무전해 니켈 도금, 흑염(黑染), 흑색 알루마이트 처리, 아연 도금 후의 흑색 크로메이트 처리, 이온 도금 등을 이용할 수가 있다. 이 흑화 처리는, 노즐(29)의 재질(예를 들어, 철, 스테인리스강, 구리, 알루미늄 등)에 따라 적당히 선택된다.

상기 실시형태의 수지 성형 장치(1)는, 성형틀에 이형 필름을 고정한 후에, 그 성형틀에 액상 수지(30)를 공급하는 것이며, 토출 대상물이 성형틀(14)이었지만, 성형틀(14)에 이형 필름(17)을 고정하기 전에 이형 필름(17)에 액상 수지(30)를 공급하는 것의 경우에는, 토출 대상물은 이형 필름(17)으로 된다.

그 외에, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능한 것은 물론이다.

1: 수지 성형 장치
2: 기판 공급·수납 모듈
3A, 3B, 3C, 3D: 성형 모듈
4: 공급 모듈
5: 봉지 전 기판
6: 봉지 전 기판 공급부
7: 봉지 후 기판(수지 성형품)
8: 봉지 후 기판 수납부
9: 로더
10: 언로더
11: 레일
12, 13, 20: 이동 기구
14: 하형(성형틀)
15: 형체결 기구
16: 캐비티
17: 이형 필름
18: 수지 공급 기구
19: 디스펜서
21: 진공화 기구
22: 제어부
23: 상형(성형틀)
24: 필름 누름 부재
25: LED 칩
26: 개별 캐비티
27: 송출 기구
28: 시린지
29: 노즐(토출부)
29a: 선단면
30: 액상 수지
31: 가열부
311: 가열 블록
311a: 접촉 가열면
32: 냉각부
321: 냉각 블록
321a: 접촉 냉각면
33: 온도 센서
34: 전환 기구
35: 지지 부재
36: 보온 부재

Claims

액상 수지를 토출 대상물에 공급해서 수지 성형을 행하는 수지 성형 장치로서,
상기 액상 수지를 상기 토출 대상물에 토출하는 노즐과,
상기 노즐에 접촉해서 상기 노즐을 가열하는 가열부와,
상기 노즐 및 상기 가열부가 서로 접촉하는 접촉 상태와 서로 이간하는 이간 상태를 전환하는 전환 기구를 구비하고,
상기 가열부는, 상기 노즐과는 별도로 고정되어 있고,
상기 전환 기구는, 고정된 상기 가열부에 대해서 상기 노즐을 이동시키는 것에 의해, 상기 접촉 상태와 상기 이간 상태를 전환하는, 수지 성형 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 노즐에 접촉해서 상기 노즐을 냉각하는 냉각부를 구비하고,
상기 냉각부는, 상기 노즐과는 별도로 고정되어 있고,
상기 전환 기구는, 고정된 상기 냉각부에 대해서 상기 노즐을 이동시키는 것에 의해, 상기 노즐 및 상기 냉각부가 서로 접촉하는 접촉 상태와 서로 이간하는 이간 상태를 전환하는, 수지 성형 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 전환 기구는, 상기 노즐을 이동시키는 이동 기구에 의해 구성되어 있는, 수지 성형 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 노즐의 온도를 검출하는 온도 센서와,
상기 온도 센서의 검출 온도에 기초하여 상기 전환 기구를 제어하는 제어부를 구비하는, 수지 성형 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 노즐의 외면에 설치되고, 상기 노즐보다도 열 용량이 큰 보온 부재를 구비하는, 수지 성형 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 노즐 표면의 적어도 일부에 흑화 처리가 실시되어 있는, 수지 성형 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐을 갖고, 상기 노즐로부터 액상 수지를 토출시키는 디스펜서와,
상기 디스펜서가 대기하는 동시에 상기 디스펜서에 액상 수지를 공급하는 공급 모듈을 구비하고,
상기 가열부는, 상기 공급 모듈에 설치되어 있는, 수지 성형 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 토출 대상물이 성형틀이며,
상기 성형틀 및 상기 성형틀을 형체결하는 형체결 기구를 갖는 성형 모듈을 구비하고,
상기 가열부는, 상기 성형 모듈에 설치되어 있는, 수지 성형 장치.
액상 수지를 노즐로부터 토출 대상물에 토출하고, 토출된 액상 수지를 이용해서 수지 성형하여 수지 성형품을 제조하는 수지 성형품의 제조 방법으로서,
상기 노즐과는 별도로 고정된 가열부에 상기 노즐을 이동해서, 상기 노즐을 상기 가열부에 접촉시켜 가열한 후에 상기 토출 대상물에 액상 수지를 토출하는, 수지 성형품의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 토출 대상물에의 액상 수지의 토출 후에, 상기 노즐과는 별도로 고정된 냉각부에 상기 노즐을 이동해서, 상기 노즐을 상기 냉각부에 접촉시켜 냉각하는, 수지 성형품의 제조 방법.