KR102288168B1 - 수지 성형 장치 및 수지 성형품의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수지 성형 장치 및 수지 성형품의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 성형 대상물의 편면만을 수지 밀봉하는 경우에도 성형 대상물의 변형량을 억제한다. 수지 성형 장치는 서로 대향하는 제1형과 제2형을 포함하는 성형틀을 이용하여, 제1형에 유지되는 성형 대상물의 제1형측의 제1면과는 반대측의 제2면측을 수지 성형하는 것이 가능한 수지 성형 장치로서, 제1형은 성형 대상물의 제1면에 대향하는 오목부를 가지며, 수지 성형 장치는 오목부 내에 기체를 공급하는 기체 공급부와, 오목부 내의 기압에 관한 계측을 행하는 기압 계측부와, 기압 계측부에 의한 계측 결과에 의거하여, 성형 대상물의 제1면측과 제2면측의 압력차를 저감하도록 기체 공급부에 의한 기체 공급량을 제어하는 제어부를 구비한다.

Description

수지 성형 장치 및 수지 성형품의 제조 방법{RESIN MOLDING APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD OF MOLDED PRODUCT}

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

예를 들면, 일본 특개2017-94521호 공보(특허문헌 1)에는 복수의 반도체 칩이 기판 양면에 탑재된 워크를 압축 성형하는 압축 방법 및 압축 장치가 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 압축 방법 및 압축 장치에서는 1회의 수지 몰드 공정으로 양면을 수지 몰드한다.

일본 특개2017-94521호 공보

특허문헌 1에 기재된 압축 방법 및 압축 장치에서 기판의 편면만을 수지 성형하는 경우, 그 성형 압력에 의해 성형 대상물의 변형량이 커질 가능성이 있다.

본 발명의 하나의 실시의 형태에 관한 수지 성형 장치는 서로 대향하는 제1형(틀)과 제2형을 포함하는 성형틀을 이용하여, 제1형에 유지되는 성형 대상물의 제1형측의 제1면과는 반대측인 제2면측을 수지 성형하는 것이 가능한 수지 성형 장치로서, 제1형은 성형 대상물의 제1면에 대향하는 오목부를 가지며, 수지 성형 장치는 오목부 내에 기체(氣體)를 공급하는 기체 공급부와, 오목부 내의 기압에 관한 계측을 행하는 기압 계측부와, 기압 계측부에 의한 계측 결과에 의거하여, 성형 대상물의 제1면측과 제2면측의 압력차를 저감하도록 기체 공급부에 의한 기체 공급량을 제어하는 제어부를 구비한다.

본 발명의 다른 실시의 형태에 관한 수지 성형 장치는 서로 대향하는 제1형과 제2형을 포함하는 성형틀을 이용하여, 제1형에 유지되는 성형 대상물의 제1형측의 제1면과는 반대측의 제2면측을 수지 성형하는 것이 가능한 수지 성형 장치로서, 제1형은 성형 대상물의 제1면에 대향하는 오목부를 가지며, 수지 성형 장치는 오목부 내에 기체를 공급하는 기체 공급부와, 제1형과 제2형을 클로징하는데 사용되는 구동 기구와, 성형 대상물의 제2면측의 압력에 관한 계측을 행하는 압력 계측부와, 압력 계측부에 의한 계측 결과에 의거하여, 성형 대상물의 제1면측과 제2면측의 압력차를 저감하도록 구동 기구를 제어하는 제어부를 구비한다.

본 발명의 다른 실시의 형태에 관한 수지 성형 장치는 서로 대향하는 제1형과 제2형을 포함하는 성형틀을 이용하여, 제1형에 유지되는 성형 대상물의 제1형측의 제1면과는 반대측의 제2면측을 수지 성형하는 것이 가능한 수지 성형 장치로서, 제1형은 성형 대상물의 제1면에 대향하는 오목부를 가지며, 수지 성형 장치는 제1형과 제2형을 클로징하는데 사용되는 구동 기구와, 성형 대상물의 제2면측의 압력에 관한 계측을 행하는 압력 계측부와, 오목부 내에 기체를 공급하는 기체 공급부와, 오목부 내의 기압에 관한 계측을 행하는 기압 계측부와, 압력 계측부에 의한 계측 결과 및 기압 계측부에 의한 계측 결과에 의거하여, 구동 기구에 의한 클로징력 및 상기 기체 공급부에 의한 기체 공급량을 제어하는 제어부를 구비한다.

본 발명의 다른 실시의 형태에 관한 수지 성형 장치는 서로 대향하는 제1형과 제2형을 포함하는 성형틀을 이용하여, 제1형에 유지되는 성형 대상물의 제1형측의 제1면과는 반대측의 제2면측을 수지 성형하는 것이 가능한 수지 성형 장치로서, 제1형은 성형 대상물의 제1면에 대향하는 오목부를 가지며, 수지 성형 장치는 오목부 내에 기체를 공급하는 기체 공급부와, 성형틀을 포함하는 밀폐 공간을 감압하는 것이 가능한 감압 기구와, 제1형의 오목부와 밀폐 공간을 연통 가능한 연통로를 구비하고, 감압 기구에 의해 밀폐 공간을 감압할 때에는 연통로를 열어서 오목부와 밀폐 공간을 연통시키고, 성형 대상물의 제2면에 압력을 인가할 때에는 연통로를 닫아서 오목부와 밀폐 공간을 차단한다.

본 발명의 하나의 실시의 형태에 관한 수지 성형품의 제조 방법은 서로 대향하는 제1형과 제2형을 포함하는 성형틀을 이용하여, 제1형에 유지되는 성형 대상물의 제1형측의 제1면과는 반대측의 제2면측을 수지 성형하는 수지 성형품의 제조 방법으로서, 성형 대상물의 제1면에 대향하는 제1형의 오목부 내의 기압에 관한 계측을 행하는 공정과, 기압에 관한 계측의 결과에 의거하여, 성형 대상물의 제1면측 및 제2면측의 압력차를 저감하도록 기체의 공급량을 제어하면서 오목부 내에 기체를 공급함과 함께 성형 대상물을 클로징하는 공정을 구비한다.

본 발명의 다른 실시의 형태에 관한 수지 성형품의 제조 방법은 서로 대향하는 제1형과 제2형을 포함하는 성형틀을 이용하여, 제1형에 유지되는 성형 대상물의 제1형측의 제1면과는 반대측의 제2면측을 수지 성형하는 수지 성형품의 제조 방법으로서, 성형 대상물의 제2면측의 압력에 관한 계측을 행하는 공정과, 압력에 관한 계측의 결과에 의거하여, 성형 대상물의 제1면측 및 제2면측의 압력차를 저감하도록 클로징력을 제어하면서 성형 대상물을 클로징하는 공정을 구비한다.

본 발명의 다른 실시의 형태에 관한 수지 성형품의 제조 방법은 서로 대향하는 제1형과 제2형을 포함하는 성형틀을 이용하여, 제1형에 유지되는 성형 대상물의 제1형측의 제1면과는 반대측의 제2면측을 수지 성형하는 수지 성형품의 제조 방법으로서, 성형 대상물의 제1면에 대향하는 제1형의 오목부 내의 기압에 관한 계측을 행하는 공정과, 성형 대상물의 제2면측의 압력에 관한 계측을 행하는 공정과, 기압에 관한 계측의 결과 및 압력에 관한 계측의 결과에 의거하여, 기체의 공급량 및 클로징력을 제어하면서 오목부 내에 기체를 공급함과 함께 성형 대상물을 클로징하는 공정을 구비한다.

또한, 본 출원 서류에서 「차단」이란, 오목부와 밀폐 공간과의 완전한 차단을 의미하는 것이 아니고, 오목부 내의 기압을 상승시켜서 제1면측과 제2면측의 압력차를 저감할 수 있는 한, 오목부와 밀폐 공간 사이에서 약간의 기체의 리크가 생겨도 좋다.

여기서 개시된 실시 형태에 의하면, 성형 대상물의 편면만을 수지 성형하는 경우에 성형 대상물의 변형량을 억제할 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은 첨부한 도면과 관련하여 이해되는 본 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.

도 1은 실시의 형태 1, 2에 관한 수지 성형 장치를 포함하는 수지 성형 시스템의 모식적인 평면도.
도 2는 실시의 형태 1에 관한 수지 성형 장치의 모식적인 단면도.
도 3은 실시의 형태 1에 관한 수지 성형 방법의 일부의 공정을 도해하는 모식적인 단면도(그 1).
도 4는 실시의 형태 1에 관한 수지 성형 방법의 일부의 공정을 도해하는 모식적인 단면도(그 2).
도 5는 실시의 형태 1에 관한 수지 성형 방법의 일부의 공정을 도해하는 모식적인 단면도(그 3).
도 6은 실시의 형태 1에 관한 수지 성형 방법의 일부의 공정을 도해하는 모식적인 단면도(그 4).
도 7은 실시의 형태 1에 관한 수지 성형 방법의 일부의 공정을 도해하는 모식적인 단면도(그 5).
도 8은 실시의 형태 1에 관한 수지 성형 방법의 일부의 공정을 도해하는 모식적인 단면도(그 6).
도 9는 실시의 형태 1에 관한 수지 성형 방법의 일부의 공정을 도해하는 모식적인 단면도(그 7).
도 10은 실시의 형태 1에 관한 수지 성형 방법의 각 공정의 흐름을 도시하는 도면.
도 11은 실시의 형태 2에 관한 수지 성형 장치의 모식적인 단면도.
도 12는 성형 대상물의 변형에 관해 설명하기 위한 도면(그 1).
도 13은 성형 대상물의 변형에 관해 설명하기 위한 도면(그 2).
도 14는 성형 대상물의 변형에 관해 설명하기 위한 도면(그 3).

이하, 실시 형태에 관해 설명한다. 또한, 실시 형태의 설명에 이용되는 도면에서, 동일한 참조 부호는 동일 부분 또는 상당 부분을 나타내는 것으로 한다.

도 1은 후술하는 실시의 형태 1, 2에 관한 수지 성형 장치를 포함하는 수지 성형 시스템의 모식적인 평면도이다. 도 1에 도시된 수지 성형 시스템(1000)은 기판 등의 성형 대상물을 수지 성형하는 것이다. 수지 성형을 위한 수지 재료는 열경화성 수지로서, 수지 재료의 형태는 액상태라도 좋고, 과립상태 내지 시트상태 등이라도 좋다.

도 1의 예에서, 수지 성형 시스템(1000)은 수지 재료를 공급하는 수지 공급 모듈(1001)과, 4개의 성형 모듈(1002A, 1002B, 1002C, 1002D)과, 성형 전의 성형 대상물(100A)을 공급함과 함께 성형 후의 성형 대상물(100B)을 수납하는 공급·수납 모듈(1003)을, 각각 구성 요소로서 구비한다.

구성 요소인 수지 공급 모듈(1001)과, 4개의 성형 모듈(1002A, 1002B, 1002C, 1002D)과, 공급·수납 모듈(1003)은 각각 다른 구성 요소에 대해, 서로 착탈될 수 있고, 또한, 교환될 수 있다. 예를 들면, 수지 공급 모듈(1001)과 성형 모듈(1002A)이 장착된 상태에서, 성형 모듈(1002A)에 성형 모듈(1002B)이 장착되고, 성형 모듈(1002B)에 공급·수납 모듈(1003)이 장착될 수 있다. 이와 같이, 성형 모듈의 수는 가변이다. 또한, 수지 공급 모듈(1001)과 성형품 공급·수납 모듈(1003)을 통합하여 하나의 모듈로 하여도 좋다. 이상과 같이 함으로써, 생산 형태나 생산량에 대응하여, 수지 성형 시스템(1000)의 구성을 최적으로 할 수 있고, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

수지 공급 모듈(1001)에는 이동 기구(301)가 마련된다. 이동 기구(301)는 레일(401)에 지탱되어, 레일(401)에 따라 이동한다. 수지 공급 모듈(1001)과 성형 모듈(1002A)이 장착된 상태에서, 이동 기구(301)는 수지 공급 모듈(1001)과 성형 모듈(1002A)이 나열하는 방향(X방향)에 따라 이동한다.

이동 기구(301)에는 수지 공급 기구인 디스펜서(501)가 마련된다. 디스펜서(501)는 이동 기구(301)에서 Y방향으로 이동한다. 이동 기구(301)를 Y방향으로도 이동하여도 좋다. 도 1의 예에서는 디스펜서(501)의 선단에 노즐(502)이 부착되어 있다. 디스펜서(501) 및 노즐(502)에 의해, 수지 성형 장치(1)에 수지 성형을 위한 수지를 공급할 수 있다. 또한, 디스펜서(501)의 형태는 도 1에 도시되는 것으로 한정되지 않고, 예를 들면 디스펜서(501)를 연직 방향(Z방향)에 따라 배치, 환언하면 세로 방향으로 배치하여도 좋다.

각 성형 모듈(1002A, 1002B, 1002C, 1002D)에는 각각 수지 성형 장치(1)가 설치된다. 수지 성형 장치(1)의 구조에 관해서는 후술한다.

성형품 공급·수납 모듈(1003)에는 수지 성형되기 전의 성형 대상물(100A)(기판)을 공급하는 공급부(601)와 수지 성형된 후의 성형 대상물(100B)을 수납하는 수납부(701)가 마련된다. 성형품 공급·수납 모듈(1003)에는 로더(602)와 언로더(702)가 마련된다. 또한, 성형품 공급·수납 모듈(1003)에는 로더(602)와 언로더(702)를 지탱하는 레일(401)이 X방향에 따라 마련된다. 로더(602)와 언로더(702)는 레일(401)에 따라 이동한다.

레일(401)에 지탱된 로더(602) 및 언로더(702)는 성형품 공급·수납 모듈(1003)과 각 성형 모듈(1002A, 1002B, 1002C, 1002D)과 수지 공급 모듈(1001)의 사이를, X방향으로 이동한다. 성형품 공급·수납 모듈(1003)과 성형 모듈(1002D)이 장착된 상태에서, 로더(602) 및 언로더(702)는 성형품 공급·수납 모듈(1003)과 성형 모듈(1002D)이 나열하는 방향(X방향)에 따라 이동한다.

더하여, 로더(602) 및 언로더(702)는 Y방향으로 이동한다. 즉, 로더(602) 및 언로더(702)는 수평 방향으로 이동한다. 또한, 본 출원 서류에서, 「수평 방향」 및 「연직 방향」이라는 용어는 엄밀한 수평 방향 및 연직 방향만으로 한정되지 않고, 이동하는 구성 요소의 동작을 방해하지 않을 정도로 수평 방향 및 연직 방향에 대해 약간 기울어져 있는 경우를 포함한다.

성형 전의 성형 대상물(100A)이 공급된 로더(602)는 레일(401)에 따라 이동하고, 성형 모듈(1002A, 1002B, 1002C, 1002D)의 어느 하나에 도달한다. 성형 모듈(1002A, 1002B, 1002C, 1002D)의 어느 하나에 도달한 로더(602)는 성형 대상물(100A)을 수지 성형 장치(1)에 공급한다.

수지 성형 장치(1)에 의해 수지 성형된 성형 대상물(100B)은 언로더(702)에 탑재된다. 성형 대상물(100B)이 탑재된 언로더(702)는 성형품 공급·수납 모듈(1003)로 이동하고, 성형 대상물(100B)은 성형품 공급·수납 모듈(1003)에 수납된다.

(실시의 형태 1)

도 2에, 실시의 형태 1에 관한 수지 성형 장치의 모식적인 단면도를 도시한다. 본 실시의 형태에 관한 수지 성형 장치(1)는 상부 고정반(2)과, 하부 고정반(3)과, 가동반(4)을 구비하고 있다. 상부 고정반(2)과 하부 고정반(3)의 사이에는 지주부(5)가 연직 방향으로 연재되어 있고, 지주부(5)의 양단은 각각 상부 고정반(2) 및 하부 고정반(3)에 고정되어 있다. 하부 고정반(3)에서의 복수의 지주부(5) 사이의 영역에는 구동 기구(6)가 마련되어 있다. 구동 기구(6)는 가동반(4)을 연직 상방 및 연직 하방으로 이동시키고, 또한 성형 대상물에 성형압을 가하기 위한 동력 발생 기구이다. 본 실시 형태에서, 상부 고정반(2) 및 하부 고정반(3)은 고정되어 있고, 가동반(4)은 상부 고정반(2) 및 하부 고정반(3)에 대해 상대적으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 실시 형태의 수지 성형 장치(1)에서의 지주부(5)는 평판이지만, 예를 들면 원주형상이라도 좋고, 그 형상은 한정되지 않는다.

실시 형태의 수지 성형 장치(1)는 제1형(11) 및 제2형(21)을 구비하고 있다. 제1형(11)은 상부 고정반(2)의 연직 하방측에 마련되고, 제2형(21)은 가동반(4)의 연직 상방측에 마련된다. 제1형(11) 및 제2형(21)은 서로 대향한다.

제1형(11)은 상면 부재(12)와, 탄성 부재(13)와, 측면 부재(14)를 구비하고 있다. 탄성 부재(13)는 상면 부재(12)와 측면 부재(14) 사이에 마련되어 있다. 또한, 제1형(11)은 상면 부재(12)와 측면 부재(14)에 의해 형성된 오목부(15)를 구비한다. 오목부(15)는 성형 대상물(100)의 제1면(101)에 대향한다. 도 2에 도시하는 상태에서는 상면 부재(12)와 측면 부재(14) 사이에 간극(16)이 형성되어 있다.

제2형(21)은 저면 부재(22)와, 탄성 부재(23)와, 측면 부재(24)를 구비하고 있다. 탄성 부재(23)는 저면 부재(22)와 측면 부재(24) 사이에 마련되어 있다. 제2형(21)의 탄성 부재(23)는 제1형(11)의 탄성 부재(13)보다도 탄성력이 강하다. 또한, 제2형(21)은 저면 부재(22)와 측면 부재(24)로 구성되는 캐비티(25)를 갖는다.

실시 형태의 수지 성형 장치(1)는 제1형 유지부(31)와 제2형 유지부(41)를 구비하고 있다. 제1형 유지부(31)는 연직 하방향으로 연재되는 측벽부(32)와, 측벽부(32)의 단부(端部)에 마련된 고무재(33)(탄성재), 상부 히터 플레이트(34)를 구비한다. 상부 히터 플레이트(34)는 상부 고정반(2)과 제1형(11)의 사이에 위치한다. 제2형 유지부(41)는 연직 상방향으로 연재되는 측벽부(42)와, 측벽부(42)의 단부에 마련된 고무재(43)(탄성재)와, 하부 히터 플레이트(44)를 구비한다. 하부 히터 플레이트(44)는 가동반(4)과 제2형(21)의 사이에 위치한다. 제1형 유지부(31)의 고무재(33)와 제2형 유지부(41)의 고무재(43)는 서로 대향한다. 제1형 유지부(31)의 고무재(33) 및 제2형 유지부(41)의 고무재(43)의 어느 하나는 생략 가능하다.

실시 형태의 수지 성형 장치(1)는 클로징 압력 계측부(50)와, 제어부(60)를 구비하고 있다. 도 2에서는 클로징 압력 계측부(50)는 지주부(5)에 마련된 비틀림 게이지로 구성되어 있지만, 클로징 압력 계측부(50)의 형태는 이것으로 한정되지 않고, 제2형(21)의 저면 부재(22)의 직하에 클로징 압력 계측부(50)를 배치하여도 좋다. 제어부(60)는 수지 성형 장치(1)의 외부에 마련되고, 구동 기구(6) 및 클로징 압력 계측부(50)에 접속된다. 제어부(60)는 클로징 압력 계측부(50)에 의한 클로징 압력의 측정 결과에 의거하여 구동 기구(6)의 동력을 제어할 수 있다. 클로징 압력은 성형 대상물(100)의 제2면(102)측의 압력에 관한 것이고, 클로징 압력 계측부(50)는 성형 대상물(100)의 제2면(102)측의 압력에 관해 계측을 행하는 압력 계측부이다. 구동 기구(6)의 동력을 제어한다는 것은 예를 들면 구동 기구(6)로서 서보 모터를 이용한 때에 모터의 회전량을 제어하는 것이다.

실시 형태의 수지 성형 장치(1)는 제1형(11)의 오목부(15)에 접속되고, 오목부(15) 내와 대기압의 외부 공간을 접속하는 통기로(75)를 구비하고 있다. 통기로(75)는 오목부(15)외, 기체 공급부(70)와, 기체 배출부(72)에 접속된다. 기체 공급부(70)는 오목부(15) 내에 기체를 공급할 수 있다. 기체 공급부(70)는 제어부(60)에 접속된다. 제어부(60)는 기체 공급부(70)에 의한 기체 공급량을 제어할 수 있다. 또한, 통기로(75)상에는 제어밸브(73)와, 기압 계측부(71)와, 개폐밸브(74)가 마련된다. 기압 계측부(71)는 통기로(75) 내의 기압을 계측함에 의해 오목부(15) 내의 기압의 변동을 계측한다. 즉, 기압 계측부(71)는 통기로(75)를 통하여 오목부(15) 내의 기압에 관한 계측을 행하고 있다. 제어밸브(73)는 기체 공급부(70)에 직렬로 배치된다. 개폐밸브(74)는 기체 배출부(72)의 직전에 위치한다. 통기로(75)는 기체 배출부(72)를 통하여 외부 공간과 접속된다.

이하, 도 3∼9를 참조하여, 실시 형태의 수지 성형 장치를 이용하여 수지 성형품을 제조하는 방법의 한 예로서 반도체 칩을 밀봉하는 제조 방법에 관해 설명한다. 도 3을 참조하면, 우선, 통기로(75)상의 제어밸브(73) 및 개폐밸브(74)가 닫힘상태가 된다. 다음에, 성형 대상물(100)이 제1형(11)의 측면 부재(14)의 하방에 공급된다. 성형 대상물(100)은 제1면(101)과, 제1면의 반대측의 제2면(102)을 가지며, 제2면(102)이 수지 성형의 대상이 된다. 제1형(11)은 성형 대상물(100)의 제1면(101)에 대향하고, 제2형(21)은 성형 대상물(100)의 제2면(102)에 대향한다. 제1형(11)의 측면 부재(14)에서의 성형 대상물(100)의 제1면(101)에 대향하는 표면에는 적어도 하나의 통기구멍(도시 생략)을 마련할 수 있다. 통기구멍은 흡인기구(도시 생략)와 접속하여 있고, 통기구멍 내의 공기를 흡인함에 의해 성형 대상물(100)을 흡착함에 의해, 성형 대상물(100)은 제1형(11)에 유지된다. 또한, 성형 대상물(100)을 흡착하는 것에 아울러서, 예를 들면 측면 부재(14)에 폴부를 마련하고, 폴부에 의해 성형 대상물(100)을 파지하여 제1형(11)에 성형 대상물(100)을 유지하여도 좋다. 이에 의해, 장치가 긴급 정지하고, 흡인기구가 정지한 경우라도, 성형 대상물(100)의 낙하를 막을 수 있다.

성형 대상물(100)은 예를 들면, 리드 프레임, 서브스트레이트, 반도체 기판(Si 웨이퍼 등), 금속 기판, 유리 기판, 세라믹 기판, 배선 기판 등이고, 반도체 칩이 배치 가능한 것을 성형 대상물(100)로서 이용할 수 있다. 성형 대상물(100)의 크기는 예를 들면, 폭(1변 또는 직경)이 약 100∼300㎜ 정도이지만, 이것으로 한정되는 것이 아니다. 또한, 성형 대상물(100)상의 배선의 유무를 불문한다.

다음에, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제2형(21)의 저면 부재(22)의 상면 및 측면 부재(24)의 상면 및 내측 측면을 덮도록, 필름(111)을 공급한다. 필름(111)은 예를 들면, 원형, 타원형, 장방형, 정방형 등, 임의의 형상일 수 있다. 흡착 기구(도시 생략)에 의해, 필름(111)은 저면 부재(22) 및 측면 부재(24)의 형상에 따라 흡착된다. 제2형(21)에 필름(111)을 공급 후, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제2형(21)의 캐비티(25) 내에 수지 재료(110)를 공급한다. 제2형 유지부(41)에 마련된 하부 히터 플레이트(44)에 의해 제2형(21)을 가열하면, 수지 재료(110)는 연화 또는 융해한 상태가 된다. 하부 히터 플레이트(44)의 가열 온도는 예를 들면, 100∼200℃이다. 이 가열 온도는 수지 재료의 성질에 응하여 결정된다. 또한, 제2형(21)에의 필름(111) 및 수지 재료(110)의 공급은 성형 대상물(100)의 제1형(11)에의 공급의 전이라도 좋고, 성형 대상물(100)의 제1형(11)에의 공급의 후라도 좋고, 성형 대상물(100)의 제1형(11)에의 공급과 동시라도 좋다.

다음에, 도 5의 모식적 단면도에 도시하는 바와 같이, 구동 기구(6)에 의해 가동반(4)을 상승시켜, 제1형 유지부(31)의 고무재(33)와 제2형 유지부(41)의 고무재(43)를 접촉시킨다. 그 후, 고무재(33, 43)가 압축되고, 제1형 유지부(31)와 제2형 유지부(41)에 의해 구성되고, 제1형(11) 및 제2형(21)을 포함하는 밀폐 공간(17)이 형성된다. 그 후, 감압 펌프 등으로 이루어지는 감압 기구(80)를 이용하여 밀폐 공간(17) 내의 감압이 시작된다. 감압 기구(80)에 의한 감압은 밀폐 공간(17) 내의 기압이 미리 지정된 소정의 값에 도달할 때까지 계속되고, 밀폐 공간(17) 내의 기압이 소정의 값에 도달한 시점에서, 그 상태가 유지된다. 밀폐 공간(17)을 감압 상태로 함에 의해, 수지 재료(110) 중에 생긴 기포를 제거할 수 있다. 이때, 제1형(11)의 탄성 부재(13)의 탄성력에 의해 상면 부재(12)와 측면 부재(14) 사이의 간극(16)은 유지되어 있고, 오목부(15)와 밀폐 공간(17)은 연통하고 있기 때문에, 오목부(15) 내도 감압되어, 오목부(15) 내 및 밀폐 공간(17)의 기압이 거의 동등하게 유지되어 있다. 이와 같이, 상면 부재(12)와 측면 부재(14) 사이의 간극(16)은 오목부(15)와 밀폐 공간(17)을 연통시키는 연통로로서 기능한다. 감압 기구(80)에 의해 밀폐 공간(17)을 감압할 때에는 간극(16)(연통로)이 열려서 오목부(15)와 밀폐 공간(17)을 연통시키고 있다. 또한, 오목부(15)와 밀폐 공간(17)의 기압은 완전히 일치하지 않아도 좋다.

다음에, 도 6의 모식적 단면도에 도시하는 바와 같이, 구동 기구(6)에 의해 가동반(4)을 더욱 상승시켜서, 제1형(11)의 측면 부재(14)와 제2형(21)의 측면 부재(24)가 성형 대상물(100)을 끼운다. 이에 의해, 제1형(11)의 탄성 부재(13)가 압축된다. 제2형(21)의 탄성 부재(23)는 제1형(11)의 탄성 부재(13)보다도 탄성력이 강하기 때문에, 이 시점에서 제2형(21)의 탄성 부재(23)는 적어도 완전히 압축되는 일은 없다.

제1형(11)의 탄성 부재(13)가 압축되면, 간극(16)이 닫혀진다. 이때, 오목부(15) 내는 감압 상태를 유지하고 있다. 간극(16)이 닫혀짐에 의해 오목부(15)와 밀폐 공간(17)은 차단되지만, 완전히 차단된 상태가 아니고 약간의 기체의 리크가 생겨도 좋다. 오목부(15) 내를 감압 상태로 함에 의해, 성형 대상물(100)의 제1면(101)측과 제2면(102)측의 압력이 동등한 상태를 유지할 수 있다. 오목부(15)는 성형 대상물(100)의 제1면(101)에 대향한다. 성형 대상물(100)의 제1면(101)상에 탑재된 전자 부품 등은 오목부(15) 내의 공간에 수용되기 때문에, 클로징시에 제1면(101)상의 전자 부품 등과 제1형(11)의 상면 부재(12)가 접촉하여 전자 부품 등이 파손되는 것을 막을 수 있다. 또한, 성형 대상물(100)의 제1면(101)상에는 전자 부품 등이 시행되지 않아도 좋음은 말할 필요도 없다.

다음에, 도 7의 모식적 단면도에 도시하는 바와 같이, 구동 기구(6)에 의해 가동반(4)을 더욱 상승시킨다. 제2형(21)의 탄성 부재(23)가 압축된 것에 의해, 성형 대상물(100)의 제2면(102)과 수지 재료(110)가 접촉하고, 제2면(102)이 수지 성형된다. 이때, 제2형(21)의 저면 부재(22)로부터 연직 상방향으로 성형 압력이 생긴다. 성형 대상물(100)의 제2면(102)상에는 캐비티(25) 내의 수지 재료(110)가 눌려짐에 의한 압력이 인가된다. 이와 같이 하여, 성형 대상물(100)의 클로징이 행하여진다. 이때, 제1형(11)의 탄성 부재(13)는 압축되고, 간극(16)(연통로)이 닫혀서 오목부(15)와 밀폐 공간(17)은 차단되어 있다.

성형 압력이 생기면, 클로징 압력 계측부(50)가 성형 압력에 준하는 지주부(5)의 왜곡량을 검출한다. 클로징 압력 계측부(50)는 왜곡량을 전압치로 변환하여, 제어부(60)에 전자 신호를 발신한다. 또한, 클로징 압력 계측부(50)는 실시 형태의 수지 성형 장치(1)에서는 지주부(5)에 마련되어 지주부(5)의 왜곡량을 측정하는 것이지만, 제2형의 저면 부재(22)의 직하에 배치되어 성형 압력을 측정하는 것이라도 좋다.

제어부(60)는 클로징 압력 계측부(50)로부터의 전기 신호에 의거하여, 성형 압력과 같은 정도의 압력이 되도록 기체를 공급시키는 지시를 기체 공급부(70)에 발신한다. 기체 공급부(70)는 예를 들면, 전공(電空) 레귤레이터이다. 기체 공급부(70)는 제어부(60)의 지지 신호에 의거하여, 제어밸브(73)를 개구하고, 화살표(A)로 도시되는 바와 같이, 통기로(75)를 통하여 오목부(15) 내에 기체를 공급한다. 기체의 공급량은 제어밸브(73)의 개폐 상태의 조절에 의해 제어된다. 또한, 이때, 기체 배출부(72)측에 위치하는 개폐밸브(74)는 닫은 상태에 있다. 오목부(15) 내에 기체를 공급하는 동안, 기압 계측부(71)는 통기로(75)의 압력치를 검출하고, 압력치를 제어부(60)에 발신한다. 제어부(60)는 클로징 압력 계측부(50)의 왜곡량과 기압 계측부(71)의 계측치에 의거하여, 성형 대상물(100)의 제1면(101)이 받는 압력과 제2면(102)이 받는 압력의 압력차를 저감하도록, 오목부(15) 내에의 기체 공급량을 제어한다. 즉, 성형 대상물(100)의 제2면(102)에 성형 압력을 인가할 때에는 상면 부재(12)와 측면 부재(14) 사이의 간극(16)을 닫아서 오목부(15)와 밀폐 공간(17)을 차단한 다음, 오목부(15) 내에 기체를 공급한다. 이때, 제어부(60)는 기압 계측부(71)에 의한 계측 결과에 의거하여, 성형 대상물(100)의 제1면(101)측과 제2면(102)측의 압력차를 저감하도록 기체 공급부(70)에 의한 기체 공급량을 제어한다.

클로징을 행할 때, 제1형(11)의 오목부(15) 내가 감압된 상태 그대로인 경우, 대강 평탄한 성형 대상물(100)은 제2형(21)의 저면 부재(22)로부터의 성형 압력을 받아, 위로 볼록하게 만곡된 형상으로 변형되기 쉬워진다.

본 발명의 실시 형태의 수지 성형 장치에서는 성형 대상물(100)에 대해 제2형(21)의 저면 부재(22)로부터 연직 상방향으로 성형 압력이 생긴 때, 제2면(102)측으로 인가되는 성형압과는 역방향의 압력을 갖는 기체를 제1면(101)측에 인가함에 의해, 제1면(101)측으로 인가되는 압력과 제2면(102)측으로 인가되는 압력의 압력차를 저감할 수 있다. 이 때문에, 성형 대상물(100)의 제2면(102)만을 수지 성형하는 경우에도 성형 대상물(100)의 변형을 억제할 수 있다.

도 7에 도시하는 상태로부터 미리 설정한 시간이 경과한 후, 제어밸브(73)를 닫음과 함께 개폐밸브(74)를 열고, 도 8의 화살표(B)로 도시되는 바와 같이, 통기로(75)를 통과하여 오목부(15) 내의 기체를 기체 배출부(72)로부터 배출한다. 이에 의해, 오프닝시에 오목부(15) 내의 압력을 대기압으로 되돌릴 수 있다. 또한, 제어밸브(73) 및 개폐밸브(74)의 개폐를 행하지 않고서, 가동반(4)을 하강시켜서 오프닝을 하여도 좋다. 이 경우에도, 제1형(11)이 제2형(21)부터 떨어져서, 제1형(11)의 탄성 부재(13)가 압축되지 않는 상태로 되돌아옴에 의해, 오목부(15)와 밀폐 공간(17)과의 차단은 해제된다. 그리고, 제2면(102)상의 수지가 경화한 후, 도 9에 도시되는 바와 같이, 가동반(4)을 하강시켜서 오프닝을 하고, 성형 대상물(100)을 취출한다. 또한, 수지의 경화는 오프닝의 후에도 계속되는 경우가 있다.

본 실시의 형태의 수지 성형 장치(1)에 의한 수지 성형품의 제조 방법은 제1형(11)에 유지되는 성형 대상물(100)의 제2면(102)측을 수지 성형하는 것으로서, 도 10에 도시하는 바와 같이, 수지 성형 전의 성형 대상물(100A)을 성형품 공급·수납 모듈(1003)로부터 수지 성형 장치(1)에 공급하는 공정(S10)과, 제1형(11) 및 제2형(21)을 포함하는 밀폐 공간(17)을 형성하는 공정(S20)과, 오목부(15)와 밀폐 공간(17)을 연통시킨 상태에서 밀폐 공간(17)을 감압하는 공정(S30)과, 밀폐 공간(17)을 감압한 후, 오목부(15)와 밀폐 공간(17)과의 연통을 차단하는 공정(S40)과, 오목부(15) 내의 기압에 관한 계측, 및 구동 기구(6)에 의한 클로징 압력에 관한 계측을 행하고, 그들의 계측 결과에 의거하여 기체의 공급량 및 클로징력을 제어하면서 오목부(15) 내에 기체를 공급함과 함께 성형 대상물(100A)을 클로징하는 공정(S50)과, 오프닝 전에 오목부(15) 내 및 밀폐 공간(17)의 압력을 대기압으로 되돌리는 공정(S60)과, 오프닝을 행하는 공정(S70)과, 수지 성형된 성형 대상물(100B)을 성형품 공급·수납 모듈(1003)에 수납하는 공정(S80)을 구비한다.

상기 클로징하는 공정(S50)에서, 오목부(15) 내의 기압에 관한 계측, 및 구동 기구(6)에 의한 클로징 압력에 관한 계측의 일방만을 행하고, 그 일방의 계측 결과에 의거하여 기체의 공급량 및 클로징력의 일방 또는 양방을 제어하도록 하여도 좋다. 또한, 오목부(15) 내의 기압에 관한 계측, 및 구동 기구(6)에 의한 클로징 압력에 관한 계측의 양방을 행하는 경우에, 그들 양방의 계측 결과에 의거하여 기체의 공급량 및 클로징력의 일방만을 제어하도록 하여도 좋다.

제1형(11)의 오목부(15) 내의 압력은 우선 밀폐 공간(17)을 감압 기구(80)에 의해 감압하는 것에 수반하여 저하되고, 대기압 이하가 된다. 다음에, 클로징 시작 후, 기체 공급부(70)에 의해 공급되는 기체의 압력에 수반하여, 오목부(15) 내의 압력은 상승하고, 대기압 이상이 된다. 압력의 상승은 수지 성형의 동안 지속하여도 좋다. 성형 압력과 오목부(15) 내의 압력차가 대강 보여지지 않게 된 시점에서, 기체 공급을 정지하고, 오목부(15) 내의 압력은 일정한 값으로 유지된다. 그 후, 제어밸브(73)를 닫음과 함께 개폐밸브(74)를 엶에 의해, 오목부(15) 내의 기체가 외부로 배출되고, 오목부(15) 내의 압력은 대기압으로 되돌아온다. 그 후, 오프닝을 행한다. 이와 같이 하여, 반도체 칩을 수지 밀봉하고, 성형 대상물(100)의 제2면(102)측을 수지 성형할 수 있다.

본 실시의 형태에 관한 수지 성형 장치(1) 및 그것을 이용한 수지 성형품의 제조 방법에 의하면, 성형 대상물(100)의 편면만을 수지 성형하는 경우에도 성형 대상물(100)의 변형량을 억제할 수 있다.

또한, 상기에서는 성형 대상물(100)의 제2면(102)만을 수지 성형하는 예에 관해 설명하였지만, 제2면(102)을 수지 성형한 후, 마찬가지로 제1면(101)을 수지 성형함에 의해, 성형 대상물(100)의 양면을 수지 성형하여도 좋음은 말할 필요도 없다.

(실시의 형태 2)

도 11에, 실시의 형태 2에 관한 수지 성형 장치의 모식적인 단면도를 도시한다. 본 실시 형태에 관한 수지 성형 장치(1A)는 실시의 형태 1에 관한 수지 성형 장치(1)의 변형례이고, 감압 기구(80)에 접속된 통기로(81)와 오목부(15)에 접속된 통기로(75)를 접속한 연통로(90)를 마련한 것을 특징으로 하는 것이다.

연통로(90)상에는 개폐밸브(91)가 마련되어 있다. 통기로(81)는 제1형 유지부(31) 및 제2형 유지부(41)에 의해 형성된 밀폐 공간(17)에 연통하고 있다. 통기로(75)는 오목부(15)에 연통하고 있다. 따라서, 통기로(81)와 통기로(75)를 접속하는 연통로(90)는 오목부(15)와 밀폐 공간(17)을 연통시키는 것이 가능하다.

감압 기구(80)에 의해 밀폐 공간(17)을 감압할 때에는 개폐밸브(91)를 열어서 오목부(15)와 밀폐 공간(17)을 연통시킨다. 다른 한편, 성형 대상물(100)의 제2면(102)에 압력을 인가할 때에는 개폐밸브(91)를 닫아서 오목부(15)와 밀폐 공간(17)을 차단한 다음, 오목부(15) 내에 기체를 공급한다. 이때, 제어부(60)는 기압 계측부(71)에 의한 계측 결과에 의거하여, 성형 대상물(100)의 제1면(101)측과 제2면(102)측의 압력차를 저감하도록 기체 공급부(70)에 의한 기체 공급량을 제어한다.

상술한 점 이외에 관해서는 실시의 형태 1에 관한 수지 성형 장치(1)와 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

본 실시의 형태에 관한 수지 성형 장치(1A)에 의해서도, 실시의 형태 1과 마찬가지로, 성형 대상물(100)의 편면만을 수지 성형하는 경우에도 성형 대상물(100)의 변형량을 억제할 수 있다.

(성형 대상물의 변형)

이하, 도 12부터 도 14를 참조하여, 성형 대상물(100)의 변형에 관해 설명한다. 또한, 도 12부터 도 14에서는 도시의 편의상, 필름(111)을 생략하여 그리고 있다.

상술한 바와 같이, 실시의 형태 1, 2에 관한 수지 성형 장치에서는 성형 대상물(100)의 제2면(102)에 압력을 인가할 때에, 오목부(15)와 밀폐 공간(17)을 차단한 다음, 성형 대상물(100)의 제1면(101)측과 제2면(102)측의 압력차를 저감하도록 오목부(15) 내에 기체를 공급하고 있다. 가령 이 기체 공급을 행하지 않는 경우, 수지 재료(110)의 성형 압력에 의해, 도 12에 도시하는 바와 같이 성형 대상물(100)이 위로 볼록한 형상으로 변형한다. 볼록한 형상으로 변형함에 의해, 제2면(102)상에 형성된 수지 재료(110)의 두께가 흐트러진다. 또한, 볼록한 형상으로 변형함에 의해, 성형 대상물(100)이나, 성형 대상물(100)에 배치된 반도체 칩이 파손될 우려가 있다.

또한, 실시의 형태 1, 2에 관한 수지 성형 장치에서는 감압 기구(80)에 의해 밀폐 공간(17)을 감압할 때에, 간극(16)(연통로) 내지 연통로(90)를 열어서 오목부(15)와 밀폐 공간(17)을 연통시켜, 밀폐 공간(17)의 기압에 맞추어서 오목부(15) 내의 기압도 강하시키고 있다. 가령 이 연통을 행하지 않는 경우, 오목부(15) 내의 기압이 상대적으로 높아져서, 도 13에 도시하는 바와 같이 성형 대상물(100)이 아래로 볼록한 형상으로 변형한다. 이 경우도, 도 12의 예와 마찬가지로, 오프닝 후에 제2면(102)상에 형성된 수지 재료(110)의 두께가 흐트러지든지, 성형 대상물(100)이 변형한 채로 된다.

실시의 형태 1, 2에 관한 수지 성형 장치에 의하면, 감압 기구(80)에 의해 밀폐 공간(17)을 감압할 때에, 간극(16)(연통로) 내지 연통로(90)를 열어서 오목부(15)와 밀폐 공간(17)을 연통시킴과 함께, 성형 대상물(100)의 제2면(102)에 압력을 인가할 때에, 오목부(15)와 밀폐 공간(17)을 차단한 다음 오목부(15) 내에 기체를 공급함에 의해, 성형 대상물(100)의 제1면(101)측과 제2면(102)측의 압력차를 저감할 수 있기 때문에, 도 14에 도시하는 바와 같이, 성형 대상물(100)을 거의 평탄한 상태에 유지한 채로 수지 밀봉을 행할 수 있다.

이상과 같이 실시 형태 및 실시례에 관해 설명을 행하였지만, 상술한 각 실시 형태 및 각 실시례의 구성을 적절히 조합시키는 것도 당초부터 예정하고 있다.

본 발명의 실시의 형태에 관해 설명하였지만, 금회 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의해 나타나고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

[산업상의 이용 가능성]

여기서 개시된 실시 형태에 의하면, 수지 성형 장치 및 수지 성형품의 제조 방법을 제공할 수 있다.

1, 1A : 수지 성형 장치 2 : 상부 고정반
3 : 하부 고정반 4 : 가동반
5 : 지주부 6 : 구동 기구
11 : 제1형 12 : 상면 부재
13 : 탄성 부재 14 : 측면 부재
15 : 오목부 16 : 간극
17 : 밀폐 공간 21 : 제2형
22 : 저면 부재 23 : 탄성 부재
24 : 측면 부재 25 : 캐비티
31 : 제1형 유지부 32 : 측벽부
33 : 고무재 34 : 상부 히터 플레이트
41 : 제2형 유지부 42 : 측벽부
43 : 고무재 44 : 하부 히터 플레이트
50 : 클로징 압력 계측부 60 : 제어부
70 : 기체 공급부 71 : 기압 계측부
72 : 기체 배출부 73 : 제어밸브
74 : 개폐밸브 75 : 통기로
80 : 감압 기구 90 : 연통로
91 : 개폐밸브 100, 100A, 100B : 성형 대상물
101 : 제1면 102 : 제2면
110 : 수지 재료 111 : 필름
301 : 이동 기구 401 : 레일
501 : 디스펜서 502 : 노즐
601 : 공급부 602 : 로더
701 : 수납부 702 : 언로더
1000 : 수지 성형 시스템 1001 : 수지 공급 모듈
1002A∼1002D : 성형 모듈 1003 : 성형품 공급·수납 모듈
A, B : 화살표

Claims (5)

1. 서로 대향하는 제1형과 제2형을 포함하는 성형틀을 이용하여,
   상기 제1형에 유지되는 성형 대상물의 상기 제1형측의 제1면과는 반대측의 제2면측을 수지 성형하는 것이 가능한 수지 성형 장치로서,
   상기 제1형은, 상기 성형 대상물의 상기 제1면에 대향하는 오목부를 가지며,
   상기 수지 성형 장치는,
   상기 오목부 내에 기체를 공급하는 기체 공급부와,
   상기 성형틀을 포함하는 밀폐 공간을 감압하는 것이 가능한 감압 기구와,
   상기 제1형의 상기 오목부와 상기 밀폐 공간을 연통 가능한 연통로를 구비하고,
   상기 감압 기구에 의해 상기 밀폐 공간을 감압할 때에는, 상기 연통로를 열어서 상기 오목부와 상기 밀폐 공간을 연통시키고,
   상기 성형 대상물의 상기 제2면에 압력을 인가할 때에는, 상기 연통로를 닫아서 상기 오목부와 상기 밀폐 공간을 차단하는 것을 특징으로 하는 수지 성형 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1형은, 상면 부재와, 측면 부재와, 상기 상면 부재와 상기 측면 부재의 사이에 마련된 탄성 부재를 포함하고,
   상기 오목부는, 상기 상면 부재와 상기 측면 부재에 의해 형성되고,
   상기 연통로는, 상기 상면 부재와 상기 측면 부재의 사이에 형성된 간극에 의해 구성되고,
   상기 감압 기구에 의해 상기 밀폐 공간을 감압할 때에는, 상기 간극이 유지됨에 의해 상기 연통로가 열리고, 상기 성형 대상물의 상기 제2면에 압력을 인가할 때에는, 상기 탄성 부재를 압축함에 의해 상기 연통로를 닫는 것을 특징으로 하는 수지 성형 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1형의 상기 오목부 내와 대기압의 외부 공간을 접속하는 통기로를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 수지 성형 장치.
4. 서로 대향하는 제1형과 제2형을 포함하는 성형틀을 이용하여,
   상기 제1형에 유지되는 성형 대상물의 상기 제1형측의 제1면과는 반대측의 제2면측을 수지 성형하는 수지 성형품의 제조 방법으로서,
   상기 성형 대상물의 상기 제1면에 대향하는 제1형의 오목부 내의 기압에 관한 계측을 행하는 공정과,
   상기 기압에 관한 계측의 결과에 의거하여, 상기 성형 대상물의 상기 제1면측 및 상기 제2면측의 압력차를 저감하도록 기체의 공급량을 제어하면서 상기 오목부 내에 기체를 공급함과 함께 상기 성형 대상물을 클로징하는 공정을 구비하고,
   상기 기체를 공급하기 전에, 상기 성형틀을 포함하는 밀폐 공간을 형성하는 공정과,
   상기 제1형의 상기 오목부와 상기 밀폐 공간을 연통시킨 상태에서 상기 밀폐 공간을 감압하는 공정과,
   상기 밀폐 공간을 감압한 후, 상기 오목부와 상기 밀폐 공간과의 연통을 차단하는 공정을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 수지 성형품의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서,
   오프닝 전에 상기 오목부 내의 압력을 대기압으로 되돌리는 공정을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 수지 성형품의 제조 방법.

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