KR102288581B1

KR102288581B1 - 수지 성형 장치 및 수지 성형품의 제조 방법

Info

Publication number: KR102288581B1
Application number: KR1020190141496A
Authority: KR
Inventors: 마모루 나카무라; 료타 오카모토; 신야 하야시구치
Original assignee: 토와 가부시기가이샤
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2021-08-11
Also published as: JP2020082534A; CN111216302A; KR20200063047A; TW202019656A; TWI785287B; JP6923503B2; CN111216302B

Abstract

본 발명은, 수지 성형품의 품질을 향상하는 것이며, 과립형 수지 재료(J)를 이용해서 수지 성형을 행하는 수지 성형 장치(100)로서, 과립형 수지 재료(J)가 살포된 상태를 촬상하는 수지 촬상부(23)와, 수지 촬상부(23)에 의해 얻어진 수지 화상 데이터에 기초하여 수지 성형 조건을 피드백 제어하는 제어부(26)를 구비한다.

Description

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

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

수지 재료를 이용해서 수지 성형을 행하는 수지 성형 장치로서는, 특허 문헌 1에 나타내는 것이 생각되고 있다.

특허 문헌 1의 수지 성형 장치는, 액상 수지를 디스펜서의 노즐로부터 피성형품에 공급해서, 피성형품의 반도체 칩을 수지 봉지하는 것이다. 그리고 수지 성형 장치는, 성형품의 편차를 저감하기 위해서, 피성형품에 탑재되어 있는 반도체 칩의 유무, 반도체 칩의 두께, 및 수지 성형품의 두께를 계측하여, 피성형품에 공급하는 수지량을 조정하고 있다.

일본 공개특허공보 특개2006－315184호

그러나 반도체 칩의 수지 봉지에 이용되는 액상 수지는 고점도인 것으로 인해, 디스펜서의 노즐로부터 평면형상의 성형 범위에 공급해도, 당해 범위 내에 있어서 균일하게 공급하는 것이 어렵다. 이에 의해, 1매의 성형품에 있어서 두께의 편차가 발생할 우려가 있다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 수지 성형품의 두께의 편차를 저감하는 것을 그 주된 과제로 하는 것이다.

즉, 본 발명에 관계된 수지 성형 장치는, 과립형(顆粒狀) 수지를 이용해서 수지 성형을 행하는 수지 성형 장치로서, 상기 과립형 수지가 살포(scatter)된 상태를 촬상하는 수지 촬상부와, 상기 수지 촬상부에 의해 얻어진 수지 화상 데이터에 기초하여 수지 성형 조건을 피드백 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성한 본 발명에 의하면, 수지 성형품의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 실시형태의 수지 성형 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 2는　같은(同) 실시형태의 수지 성형품의 제조 방법을 도시하는 도면이다.
도 3은 같은 실시형태의 수지 성형품의 제조 방법을 도시하는 도면이다.
도 4는 같은 실시형태의 수지 성형품의 제조 방법을 도시하는 도면이다.
도 5는 같은 실시형태의 각 부의 구성을 도시하는 블록도이다.

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

본 발명의 수지 성형 장치는, 전술한 바와 같이, 과립형 수지를 이용해서 수지 성형을 행하는 수지 성형 장치로서, 상기 과립형 수지가 살포된(뿌려진) 상태를 촬상하는 수지 촬상부와, 상기 수지 촬상부에 의해 얻어진 수지 화상 데이터에 기초하여 수지 성형 조건을 피드백 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

과립형 수지를 이용해서 수지 성형을 행하는 경우에는, 살포된 상태에서의 과립형 수지의 편차가 성형품의 예를 들어 두께 등의 품질에 악영향을 미치게 된다. 본 발명의 수지 성형 장치라면, 과립형 수지가 살포된 상태를 촬상해서 얻어진 수지 화상 데이터에 기초하여 수지 성형 조건을 피드백 제어하고 있으므로, 성형품의 예를 들어 두께 등의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 종래와 같이 액상 수지를 이용하고 있지 않으므로, 그 점도를 고려할 필요가 없고, 과립형 수지를 이용하는 것에 의해서, 성형 범위 내에 균일하게 배치하기 쉬워진다.

여기서, 수지 성형 조건에는, 예를 들어 이하의 항목 [1]∼[7]의 적어도 하나가 포함된다. 또한, 수지 성형 조건에는, 수지 성형품의 품질에 영향을 미치는 것이라면, 그 밖의 것을 포함해도 좋다.

[1] 수지량: 수지 성형품에 필요한 과립형 수지의 양.

[2] 수지 살포 동작: 구체적으로는, 수지 재료 투입 기구로부터 공급되는 단위 시간당의 양 및/또는 이동 테이블의 이동 속도.

[3] 형체결(型締) 위치: 성형틀(成形型)의 형체결 위치.

[4] 성형틀의 온도: 과립형 수지를 연화 또는 용융해서 성형할 때에 필요한 온도.

[5] 성형 시간: 성형틀 내에서 과립형 수지가 경화해서 성형할 때에 필요한 시간.

[6] 진공도: 수지 성형 시에 있어서 밀폐 공간을 배기한 진공 상태의 정도.

[7] 형체결압값: 성형틀을 형체결할 때에 일그러짐 게이지에 의해서 일그러짐량을 계측한 값.

수지 성형품의 상태를 계측하는 것에 의해서, 수지 성형품의 품질의 양부를 판단하고, 수지 성형품의 품질을 향상시키기 위해서는, 수지 성형 장치는 수지 성형품의 상태를 계측하는 성형품 계측부를 갖고, 상기 제어부는 상기 수지 화상 데이터 및 상기 성형품 계측부에 의해 얻어진 성형품 계측 데이터에 기초하여 수지 성형 조건을 피드백 제어하는 것이 바람직하다.

성형품 계측부의 구체예로서는, 상기 성형품 계측부는, 상기 수지 성형품의 복수 개소의 두께를 계측하는 것이 바람직하다. 수지 성형품의 복수 개소의 두께를 계측하는 것에 의해, 수지 성형품의 예를 들어 두께 등의 품질을 한층 더 향상시킬 수 있다. 또한, 수지 성형품의 외관 등의 품질을 향상시키기 위해서는, 성형품 계측부는 상기 수지 성형품을 촬상하는 것이 바람직하다.

성형품 계측 데이터 및 수지 화상 데이터를 이용한 제어 시퀀스로서는, 상기 제어부는, 상기 성형품 계측 데이터에 기초하여 상기 수지 성형품의 불량 검사를 행하고, 상기 수지 성형품이 불량으로 판단된 경우에, 상기 수지 화상 데이터에 기초하여 상기 과립형 수지의 균일성에 관한 판정을 행하고, 상기 과립형 수지가 불균일로 판정된 경우에, 상기 과립형 수지의 살포 조건을 피드백 제어하는 것이 바람직하다.

과립형 수지가 살포된 상태뿐만 아니라, 그 밖의 정보를 이용해서, 수지 성형 조건을 피드백 제어할 수 있으면, 수지 성형품의 품질이 한층 더 향상된다. 이 때문에, 수지 성형 장치는, 성형 대상물의 상태를 계측하는 대상물 계측부를 갖고, 상기 제어부는, 상기 수지 화상 데이터 및 상기 대상물 계측부에 의해 얻어진 대상물 계측 데이터에 기초하여 수지 성형 조건을 피드백 제어하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 성형 대상물의 상태를 계측하는 것에 의해서, 예를 들어 과립형 수지의 수지량이나 살포법 등의 살포 조건을 피드백 제어할 수 있다.

또한, 수지 성형 장치는 성형틀의 온도를 계측하는 온도 계측부를 갖고, 상기 제어부는 상기 수지 화상 데이터 및 상기 온도 계측부에 의해 얻어진 온도 계측 데이터에 기초하여 수지 성형 조건을 피드백 제어하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 성형틀의 온도를 계측하는 것에 의해서, 예를 들어 성형틀의 설정 온도의 보정 등의 수지 성형 조건을 피드백 제어할 수 있다.

또한, 수지 성형 장치는 성형틀을 형체결하는 형체결 기구에 있어서의 형체결 위치를 계측하는 위치 계측부를 갖고, 상기 제어부는 상기 수지 화상 데이터 및 상기 위치 계측부에 의해 얻어진 위치 계측 데이터에 기초하여 수지 성형 조건을 피드백 제어하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 형체결 위치를 계측하는 것에 의해서, 예를 들어 형체결 위치의 보정 등의 수지 성형 조건을 피드백 제어할 수 있다.

특히, 수지 성형품의 두께의 품질을 한층 더 향상시키기 위해서는, 상기 제어부는, 적어도 상기 과립형 수지의 살포 상태를 변경시키도록 상기 수지 성형 조건을 피드백 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 수지 성형 장치를 이용한 수지 성형품의 제조 방법도 본 발명의 한 양태이다.

<본 발명의 일 실시형태＞

이하에, 본 발명에 관계된 수지 성형 장치의 일 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.

<수지 성형 장치(100)의 전체 구성＞

본 실시형태의 수지 성형 장치(100)는, 성형 대상물인 기판(W)에 탑재된 전자 부품(Wx)을 수지 재료(J)에 의해 수지 봉지해서 수지 성형품(P)을 제조하는 것이다. 또한, 기판으로서는, 예를 들어 금속 기판, 수지 기판, 유리 기판, 세라믹스 기판, 회로 기판, 반도체 기판, 리드 프레임 등을 들 수 있다. 또한, 수지 재료(J)는, 예를 들어 과립형 수지이다.

이 수지 성형 장치(100)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 기판 공급·수납 모듈(A)과, 2개의 수지 성형 모듈(B)과, 수지 재료 공급 모듈(C)을, 각각 구성요소로서 구비한다. 각 구성요소(각 모듈 A∼C)는, 각각의 구성요소에 대해서 착탈 가능하며 또한 교환 가능하다.

기판 공급·수납 모듈(A)은, 봉지 전 기판(W)을 공급하는 기판 공급부(11)와, 봉지 완료 기판(W)(수지 성형품(P))을 수납하는 기판 수납부(12)와, 봉지 전 기판(W) 및 수지 성형품(P)을 넘겨주는 기판 재치부(13)와, 봉지 전 기판(W) 및 수지 성형품(P)을 반송하는 기판 반송 기구(14)를 갖는다. 기판 재치부(13)는, 기판 공급·수납 모듈(A) 내에 있어서, 기판 공급부(11)에 대응하는 위치와 기판 수납부(12)에 대응하는 위치 사이에서 Y 방향으로 이동한다. 기판 반송 기구(14)는, 기판 공급·수납 모듈(A) 및 각각의 수지 성형 모듈(B) 내에 있어서, X 방향 및 Y 방향으로 이동한다.

기판 공급·수납 모듈(A)에는, 봉지 전 기판(W)의 상태를 계측하는 대상물 계측부(20)가 설치되어 있다. 이 대상물 계측부(20)는 광학적으로 봉지 전 기판(W)을 계측하는 것이며, 예를 들어 레이저 변위계를 이용할 수 있다. 이 대상물 계측부(20)에 의해서, 봉지 전 기판(W)에 탑재되어 있는 전자 부품수(칩수), 전자 부품(Wx)의 스택수(단수(段數) 및 전자 부품(Wx)의 맵 정보(칩 유무의 배치 정보)를 계측할 수 있다.

또한, 기판 공급·수납 모듈(A)에는, 수지 성형품(P)의 상태를 계측하는 성형품 계측부(21)가 설치되어 있다. 이 성형품 계측부(21)는, 광학적으로 수지 성형품(P)을 계측하는 것이며, 수지 성형품(P)에 있어서의 수지 봉지면의 복수 개소의 두께를 계측하는 두께 계측부(21a)와, 수지 성형품(P)의 수지 봉지면을 촬상하는 성형품 촬상부(21b)를 갖는다. 두께 계측부(21a)로서는, 레이저 변위계를 이용할 수 있다. 두께 계측부(21a)에 의해 얻어진 두께 데이터 및 성형품 촬상부(21b)에 의해 얻어진 성형품 화상 데이터는, 후술하는 제어부(26)에 송신된다.

각 수지 성형 모듈(B)은, 캐비티(2C)가 형성된 제1 성형틀인 하형(下型)(2)과, 기판(W)을 유지하는 제2 성형틀인 상형(上型)(3)과, 하형(2) 및 상형(3)을 형체결하는 형체결 기구(4)를 갖는다. 구체적인 구성에 대해서 후술한다.

수지 재료 공급 모듈(C)은, 이동 테이블(15)과, 이동 테이블(15) 상에 재치되는 수지 재료 수용부(16)와, 수지 재료 수용부(16)에 수지 재료(J)를 계량해서 투입하는 수지 재료 투입 기구(17)와, 수지 재료 수용부(16)를 반송해서 하형의 캐비티(2C)에 수지 재료(J)를 공급하는 수지 재료 공급 기구(18)를 갖는다. 이동 테이블(15)은, 수지 재료 공급 모듈 내에 있어서 X 방향 및 Y 방향으로 이동한다. 수지 재료 공급 기구(18)는, 수지 재료 공급 모듈(C) 및 각각의 수지 성형 모듈(B) 내에 있어서, X 방향 및 Y 방향으로 이동한다.

수지 재료 투입 기구(17)에는, 수지 재료(J)를 계량하는 계량부(22)가 설치되어 있고, 당해 계량부(22)에 의해 얻어진 수지 계량 데이터는, 후술하는 제어부(26)에 송신된다.

또한, 수지 재료 공급 모듈(C)에는, 수지 재료 수용부(16)에 있어서의 수지 재료(J)가 살포된 상태를 촬상하는 수지 촬상부(23)가 설치되어 있다. 이 수지 촬상부(23)에 의해 얻어진 수지 화상 데이터는, 후술하는 제어부(26)에 송신된다.

<수지 성형 모듈(B)의 구체적 구성＞

다음에, 본 실시형태에 있어서의 수지 성형 모듈(B)의 구체적인 구성에 대해서 이하에 설명한다.

수지 성형 모듈(B)은, 상술한 바와 같이, 도 2에 도시하는 바와 같이, 캐비티(2C)가 형성된 하형(2)과, 기판(W)을 유지하는 상형(3)과, 하형(2) 및 상형(3)이 장착됨과 동시에 하형(2) 및 상형(3)을 형체결하는 형체결 기구(4)를 갖는다.

형체결 기구(4)는, 하형(2)이 장착되는 가동반(41)과, 상형(3)이 장착되는 상부 고정반(42)과, 가동반(41)을 승강 이동시키기 위한 구동 기구(43)를 갖고 있다.

가동반(41)은, 그 상면에 하형(2)이 장착되는 것이며, 하부 고정반(44)에 직립 설치된 복수의 지주부(45)에 의해 승강 이동 가능하게 지지되어 있다.

상부 고정반(42)은, 그 하면에 상형(3)이 장착되는 것이며, 좌우 한 쌍의 지주부(45)의 상단부에 있어서 가동반(41)과 대향하도록 고정되어 있다.

구동 기구(43)는, 가동반(41)과 하부 고정반(44) 사이에 설치되어 있고, 가동반(41)을 승강 이동시키는 것에 의해서 하형(2) 및 상형(3)을 형체결함과 동시에 소정의 성형압을 가하는 것이다. 본 실시형태의 구동 기구(43)는, 서보모터 등의 회전을 직선 이동으로 변환하는 볼나사 기구(431)를 이용해서 가동반(41)에 전달하는 직동 방식의 것이지만, 서보모터 등의 동력원을, 예를 들어 토글 링크 등의 링크 기구를 이용해서 가동반(41)에 전달하는 링크 방식의 것이라도 좋다.

또한 본 실시형태는, 하부 고정반(44), 지주부(45) 및 상부 고정반(42)에 의해서, 가동반(41) 및 구동 기구(43)를 수용하는 고정 프레임을 구성하고 있다.

그리고 하형(2)과 가동반(41) 사이에는, 하형 유지부(46)가 설치되어 있다. 이 하형 유지부(46)는, 하형(2)을 가열하는 히터 플레이트(461)와, 당해 히터 플레이트(461)의 하면에 설치된 단열 부재(462)와, 히터 플레이트(461)의 상면에 설치되어 하형(2) 주위를 둘러싸는 측벽 부재(463)와, 당해 측벽 부재(463)의 상단에 설치된 시일(seal) 부재(464)를 갖고 있다.

상형(3)과 상부 고정반(42) 사이에는, 상형 유지부(47)가 설치되어 있다. 이 상형 유지부(47)는, 상형(3)을 가열하는 히터 플레이트(471)와, 당해 히터 플레이트(471)의 상면에 설치된 단열 부재(472)와, 히터 플레이트(471)의 하면에 설치되어 상형(3) 주위를 둘러싸는 측벽 부재(473)와, 당해 측벽 부재(473)의 하단에 설치된 시일 부재(474)를 갖고 있다. 그리고 구동 기구(43)에 의한 형체결 시에 있어서 측벽 부재(463)의 시일 부재(464) 및 측벽 부재(473)의 시일 부재(474)가 밀착해서, 하형(2) 및 상형(3)을 수용하는 공간이 외기와 차단된다. 또한, 시일 부재(464) 또는 시일 부재(474)의 한쪽을 설치하지 않는 구성으로 해도 좋다.

상형(3)은, 기판(W)의 이면을 흡착해서 유지하는 것이다. 상형(3)의 하면에는 흡착 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 상형(3)의 내부에는 흡인 유로(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 이 내부 유로는 외부의 흡인 장치(도시하지 않음)에 접속되어 있다.

하형(2)에는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 기판(W)에 탑재된 전자 부품(Wx) 및 수지 재료(J)를 수용하는 캐비티(2C)가 형성되어 있다. 구체적으로, 하형(2)은, 캐비티(2C)의 바닥면을 형성하는 단일 부재인 바닥면 부재(201)와, 당해 바닥면 부재(201)를 둘러싸는 측면 부재(202)를 갖고 있다. 이 바닥면 부재(201)의 상면과 측면 부재(202)의 내주면에 의해서 캐비티(2C)가 형성된다. 본 실시형태의 바닥면 부재(201)는 평면에서 보았을 때(平面視) 직사각형 형상을 이루는 평판이며, 측면 부재(202)는 평면에서 보았을 때 직사각 프레임형상을 이루는 것이다. 측면 부재(202)는, 바닥면 부재(201)에 대해서 상대적으로 상하 이동 가능하게 설치되어 있다. 구체적으로는, 하형(2)의 베이스 플레이트(203)에 대해서 코일 스프링 등의 복수의 탄성 부재(204)에 의해서 지지되어 있다(도 2 참조). 또한, 본 실시형태의 하형(2)은, 수지 성형품(P)의 이형성(離型性)을 향상시키기 위해서 이형 필름(28)으로 덮인다.

또한, 수지 성형 모듈(B)에는, 성형틀(하형(2) 또는 상형(3))의 온도를 계측하는 온도 계측부(24)가 설치되어 있다. 온도 계측부(24)는, 성형틀의 온도를 직접 계측하는 것이라도 좋고, 성형틀을 유지하는 틀 유지부(型保持部)(예를 들어 히터 플레이트 등)의 온도를 계측하는 것이라도 좋다. 이 온도 계측부(24)에 의해 얻어진 성형틀의 온도 데이터는, 후술하는 제어부(26)에 송신된다.

또한, 수지 성형 모듈(B)에는, 하형(2) 또는 상형(3)을 형체결하는 형체결 기구(4)에 있어서의 형체결 위치를 계측하는 위치 계측부(25)가 설치되어 있다. 본 실시형태의 위치 계측부(25)는, 가동반(41)을 승강시키는 구동원인 서보모터의 인코더 값을 산출해서 간접적으로 형체결 위치를 검출하는 것이다. 이 위치 계측부(25)에 의해 얻어진 형체결 위치 데이터는, 후술하는 제어부(26)에 송신된다. 또한, 위치 계측부(25)는, 구동 기구(43)의 방식에 따라서 여러 가지로 변경 가능하다.

＜수지 성형 장치(100)의 동작＞

이 수지 성형 장치(100)에 있어서의 수지 성형(수지 봉지)의 동작에 대해서 도 1∼도 4를 참조해서 설명한다. 이하에 나타내는 동작은, 제어부(26)가 수지 성형 장치(100)의 각 부를 제어하는 것에 의해 행해진다. 또한, 제어부(26)는, CPU, 내부 메모리, 입출력 인터페이스, AD 변환기 등을 가지는 전용 또는 범용의 컴퓨터이다.

기판 공급·수납 모듈(A)에 있어서, 기판 공급부(11)로부터 기판 재치부(13)로 봉지 전 기판(W)을 송출한다. 다음에, 소정의 대기 위치에 있는 기판 반송 기구(14)를 이동시켜, 기판 재치부(13)로부터 봉지 전 기판(W)을 수취한다(도 1 참조). 그리고 기판 반송 기구(14)를 수지 성형 모듈(B)로 이동시켜, 봉지 전 기판(W)을 형개방된 상형(3)에 유지한다(도 2 참조). 그 후, 기판 반송 기구(14)를, 소정의 대기 위치로 돌려보낸다.

상기의 봉지 전 기판(W)의 반입 공정에 있어서, 대상물 계측부(20)에 의해 봉지 전 기판(W)의 전자 부품수, 전자 부품(Wx)의 스택수, 및 맵 정보가 계측된다.

한편, 수지 재료 공급 모듈(C)에 있어서, 이형 필름(28)을 소정의 형상으로 하고, 소정의 대기 위치에 있는 이동 테이블(15)을 이동시켜, 그 위에 이형 필름(28)과 프레임 부재(도시하지 않음)를 순차 재치해서 수지 재료 수용부(16)로 한다. 그 후, 수지 재료 수용부(16)를 수지 재료 투입 기구(17)로 이동시킨다(도 1 참조). 다음에, 수지 재료 투입 기구(17)로부터 수지 재료 수용부(16)의 프레임 부재의 내측에 소정량의 수지 재료(J)를 투입한다. 그 후, 이동 테이블(15)을 소정의 대기 위치로 돌려보낸다.

이 수지 투입 공정에 있어서, 계량부(22)에 의해 수지 재료(J)가 계량됨과 동시에, 수지 촬상부(23)에 의해 수지 재료 수용부(16)에 투입되어 살포된 상태의 수지 재료(J)가 촬상된다.

다음에, 소정의 대기 위치에 있는 수지 재료 공급 기구(18)를 이동시켜, 이동 테이블(15)로부터 수지 재료(J)를 수용한 수지 재료 수용부(16)를 수취한다. 그리고 수지 재료 공급 기구(18)를 수지 성형 모듈(B)로 이동시켜, 수지 재료 수용부(16)의 이형 필름(28)과 수지 재료 수용부(16)에 수용되어 있는 수지 재료(J)를 형개방된 하형(2)의 캐비티(2C)에 공급한다(도 2 참조). 그 후, 수지 재료 공급 기구(18)를, 소정의 대기 위치로 돌려보낸다. 또한, 이형 필름(28)은, 수지 재료(J)를 캐비티(2C)에 공급하기 전에 밀착시켜도 좋다.

여기서, 하형(2)은 히터 플레이트(461)에 의해서 미리 소정 온도로 가열되어 있고, 수지 재료(J)는 연화 또는 용융된 상태이다.

상기 공정 후, 수지 성형 모듈(B)에 있어서, 구동 기구(43)에 의해서 가동반(41)을 상승시켜, 상형 유지부(47)의 시일 부재(474)와 하형 유지부(46)의 시일 부재(464)를 밀착시킴으로써 밀폐 공간을 형성한다(도 3 참조). 이 상태에서, 도시하지 않는 배기 기구에 의해서 밀폐 공간을 진공 상태로 한다.

그리고 구동 기구(43)에 의해서 가동반(41)을 더욱더 상승시켜, 측면 부재(202)가 상형(3)에 눌려 탄성 부재(204)가 압축 변형됨과 동시에, 기판(W)의 전자 부품(Wx)이 수지 재료(J)에 침지함과 동시에 기판(W)의 부품 탑재면이 수지 재료(J)에 의해 피복된다. 이 상태에서 하형(2)과 상형(3)은 소정의 형체결압에 의해 형체결된다(도 3 참조). 소정 시간이 경과한 후, 형체결 기구(4)에 의해 하형(2)을 하강시켜 하형(2)과 상형(3)을 형개방한다(도 4 참조). 또한, 형체결 도중에서, 밀폐 공간을 대기압으로 되돌려도 좋다.

이런 형체결 공정에 있어서, 온도 계측부(24)에 의해 성형틀의 온도가 계측됨과 동시에, 위치 계측부(25)에 의해 형체결 위치가 계측된다.

다음에, 기판 공급·수납 모듈(A)의 기판 반송 기구(14)를 이동시켜, 형개방된 상형(3)으로부터 수지 성형품(P)을 수취한다. 기판 반송 기구(14)를 기판 재치부(13)로 이동시켜, 기판 재치부(13)에 수지 성형품(P)을 넘겨준다(도 1 참조). 기판 재치부(13)로부터 기판 수납부(12)에 봉지 완료 기판(W)을 수납한다. 이와 같이 해서, 수지 봉지가 완료한다.

이 수지 성형품(P)의 반출 공정에 있어서, 두께 계측부(21a)에 의해 수지 성형품(P)의 수지 봉지면의 복수 개소의 두께가 계측됨과 동시에, 성형품 촬상부(21b)에 의해 수지 성형품(P)의 수지 봉지면이 촬상된다.

그리고 제어부(26)는, 상기의 각 공정에 있어서 수지 성형 장치(100)의 각 부로부터 정보를 수집하고, 그 정보에 기초하여 수지 성형 조건을 피드백 제어한다.

구체적으로 제어부(26)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 수지 성형 시마다, 이하의 [1]∼[8]의 정보를 수집한다.

[1] 대상물 계측부(20)에 의해 얻어진 전자 부품수 데이터 및 스택수 데이터.

[2] 대상물 계측부(20)에 의해 얻어진 전자 부품(Wx)의 맵 데이터.

[3] 계량부(22)에 의해 얻어진 수지 계량 데이터.

[4] 수지 촬상부(23)에 의해 얻어진 수지 화상 데이터.

[5] 온도 계측부(24)에 의해 얻어진 성형틀의 온도 데이터

[6] 위치 계측부(25)에 의해 얻어진 형체결 위치 데이터

[7] 두께 계측부(21a)에 의해 얻어진 두께 데이터.

[8] 성형품 촬상부(21b)에 의해 얻어진 성형품 화상 데이터.

＜수지 성형품(P)의 불량 검출＞

그리고 제어부(26)는, 수지 성형품(P)의 두께 데이터에 기초하여, 수지 성형품(P)의 두께 불량을 검출한다. 이 때, 제어부(26)는, 예를 들어 미리 설정된 두께 기준값과 두께 데이터를 비교해서, 수지 성형품(P)의 두께 불량을 검출한다.

또한, 제어부(26)는, 수지 성형품(P)의 성형품 화상 데이터에 기초하여, 수지 성형품(P)의 외관 불량(예를 들어, 전자 부품(Wx)의 미충전 또는 수지 누설 등)을 검출한다. 이 때, 제어부(26)는, 예를 들어 미리 설정된 기준 화상 데이터와 성형품 화상 데이터를 비교해서, 수지 성형품(P)의 외관 불량을 검출한다.

<불량 요인의 판정＞

제어부(26)는, (a) 두께 불량을 검출한 경우와 (b) 외관 불량을 검출한 경우에서, 이하와 같이 그들의 불량 요인을 판정한다.

(a) 두께 불량을 검출한 경우

제어부(26)는, 전자 부품수 데이터 및 스택수 데이터를 이용해서, 전자 부품(Wx)의 오인식 유무, 및 수지량 계산값이 정확한지의 여부를 판정한다. 또한, 제어부(26)는, 수지 계량 데이터를 이용해서, 수지 계량값이 정확한지의 여부를 판정한다.

또한, 제어부(26)는, 수지 화상 데이터를 이용해서, 수지 재료(J)의 살포 상태의 균일성에 관한 판정을 행한다. 여기서, 판정 방법으로서는, 예를 들어 살포 상태가 균일한 경우의 기준 화상 데이터와 비교하거나, 또는 수지 화상 데이터를 화상 처리해서 살포 상태를 수치화하여 판정하는 것 등이 생각된다.

또한, 제어부(26)는, 형체결 위치 데이터를 이용해서, 성형 시의 형체결 위치가 정확한지의 여부를 판정한다. 이 때, 제어부(26)는, 예를 들어 미리 설정된 기준 위치와 계측된 형체결 위치를 비교해서 판정한다. 또한, 제어부(26)는, 성형틀의 온도 데이터를 이용해서, 성형 시의 성형틀의 온도가 정확한지의 여부를 판정한다. 이 때, 제어부(26)는, 예를 들어 미리 설정된 기준 온도와 계측된 성형틀의 온도를 비교해서 판정한다.

(b) 외관 불량을 검출한 경우

제어부(26)는, 맵 데이터를 이용해서, 전자 부품(Wx)의 실장 배열이 정확한지의 여부를 판정한다. 이 때, 제어부(26)는, 미리 입력된 기준 배열과 계측된 실장 배열을 비교해서 판정한다.

또한, 제어부(26)는, 수지 화상 데이터를 이용해서, 수지 재료(J)의 살포 상태의 균일성에 관한 판정을 행한다. 여기서, 판정 방법으로서는, 예를 들어 살포 상태가 균일한 경우의 기준 화상 데이터와 비교하거나, 또는, 수지 화상 데이터를 화상 처리해서 살포 상태를 수치화하여 판단하는 것 등이 생각된다.

<수지 성형 조건의 피드백 제어＞

(a) 두께 불량을 검출한 경우

제어부(26)는, 상기의 전자 부품수 데이터 및 스택수 데이터를 이용한 판정 결과에 기초하여, 투입하는 수지량의 설정값을 변경한다. 또한, 제어부(26)는, 상기의 계량 데이터를 이용한 판정 결과에 기초하여, 계량부(22)에 의한 수지 계량값을 보정한다.

또한, 제어부(26)는, 상기의 수지 화상 데이터를 이용한 판정 결과에 기초하여 수지 재료(J)가 불균일로 판정된 경우에는, 수지 재료(J)의 살포 조건을 변경하기 위하여, 수지 살포시의 이동 테이블(15)의 동기(同期) 동작을 변경한다. 예를 들어, 수지 화상 데이터에 있어서 살포된 수지 재료(J)가 많은 부분에서는 이동 테이블(15)의 이동 속도를 빠르게 하고, 살포된 수지 재료(J)가 적은 부분에서는 이동 테이블(15)의 이동 속도를 느리게 하는 것이 생각된다.

또한, 제어부(26)는, 상기의 형체결 위치 데이터를 이용한 판정 결과에 기초하여, 형체결 위치의 설정 위치를 변경한다. 또한, 제어부(26)는, 상기의 성형틀의 온도 데이터를 이용한 판정 결과에 기초하여, 성형틀의 설정 온도를 변경한다.

(b) 외관 불량을 검출한 경우

제어부(26)는, 상기의 맵 데이터를 이용한 판정 결과에 기초하여, 전자 부품(Wx)의 위치에 따라 수지 살포량을 증감시킨다. 여기서, 수지 살포량을 증감시키는 방법으로서는, 수지 재료 투입 기구(17)로부터의 투입량을 증감시키도록 해도 좋고, 이동 테이블(15)의 이동 속도 또는 이동 타이밍을 제어해서 증감시키는 것이 생각된다.

또한, 제어부(26)는, 상기의 수지 화상 데이터를 이용한 판정 결과에 기초하여 수지 재료(J)가 불균일로 판정된 경우에는, 수지 재료(J)의 살포 조건을 변경하기 위하여, 수지 살포시의 이동 테이블(15)의 동기 동작을 변경한다. 예를 들어, 수지 화상 데이터에 있어서 살포된 수지 재료(J)가 많은 부분에서는 이동 테이블(15)의 이동 속도를 빠르게 하고, 살포된 수지 재료(J)가 적은 부분에서는 이동 테이블(15)의 이동 속도를 느리게 하는 것이 생각된다.

상기한 바와 같이, 제어부(26)가, 판정 결과에 기초하여 각 부의 제어량을 변경하는 것에 의해서, 다음번의 수지 성형 시에 있어서는, 그들이 피드백된 수지 성형이 행해진다.

＜본 실시형태의 효과＞

본 실시형태의 수지 성형 장치(100)에 의하면, 입상(粒狀)의 수지 재료(J)가 살포된 상태를 촬상해서 얻어진 수지 화상 데이터에 기초하여 수지 성형 조건을 피드백 제어하고 있으므로, 수지 성형품(P)의 예를 들어 두께 등의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 종래와 같이 액상 수지를 이용하고 있지 않으므로, 그 점도를 고려할 필요가 없고, 과립형 수지를 이용하는 것에 의해서, 성형 범위 내에 균일하게 배치하기 쉬워진다.

또한, 본 실시형태에 의하면, 불량이 검출될 때마다 그 요인을 특정해서 피드백하고 있으므로, 불량품을 다음 공정에 내지 않도록 할 수 있다.

＜그 밖의 변형 실시형태＞

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 실시형태의 제어부는, 두께 불량과 외관 불량으로 나누어 각각의 요인을 판정하도록 하고 있지만, 그들을 구별하는 경우 없이 요인을 판정하도록 해도 좋다.

또한, 제어부는, 하나의 불량 요인을 하나의 수지 성형 조건을 변경시키는 것에 의해 해소하는 것이었지만, 하나의 불량 요인을 복수의 수지 성형 조건을 변경하는 것에 의해서 해소하도록 해도 좋다.

상기 실시형태에 있어서는, 기판 공급·수납 모듈(A)과 수지 재료 공급 모듈(C) 사이에, 2개의 수지 성형 모듈(B)을 접속한 구성이지만, 기판 공급·수납 모듈(A)과 수지 재료 공급 모듈(C)을 하나의 모듈로 해서, 그 모듈에 수지 성형 모듈(B)을 접속한 구성으로 해도 좋다. 또한, 수지 성형 장치는, 상기 실시형태와 같이 각 모듈에 모듈화되어 있지 않아도 좋다.

그 밖에, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능한 것은 말할 필요도 없다.

100: 수지 성형 장치
J: 수지 재료(과립형 수지)
W: 성형 대상물
Wx: 전자 부품
P: 수지 성형품
2　: 하형(성형틀)
3: 상형(성형틀)
4: 형체결 기구
20: 대상물 계측부
21: 성형품 계측부
21a: 두께 계측부
21b: 성형품 촬상부
22: 계량부
23: 수지 촬상부
24: 온도 계측부
25: 위치 계측부
26: 제어부

Claims

과립형 수지를 이용해서 수지 성형을 행하는 수지 성형 장치로서,
상기 과립형 수지가 살포된 상태를 촬상하는 수지 촬상부와,
수지 성형품의 상태를 계측하는 성형품 계측부와,
상기 수지 촬상부에 의해 얻어진 수지 화상 데이터 및 상기 성형품 계측부에 의해 얻어진 성형품 계측 데이터에 기초하여 다음번의 수지 성형에 있어서의 수지 성형 조건을 피드백 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 성형품 계측부는, 상기 수지 성형품의 복수 개소의 두께를 계측하는 것이고,
상기 제어부는, 상기 성형품 계측 데이터와, 미리 설정된 기준 데이터를 비교하여, 상기 수지 성형품의 불량 검사를 행하고, 상기 수지 성형품의 두께 불량을 검출한 경우에는, 상기 수지 화상 데이터와 살포 상태가 균일한 경우의 기준 화상 데이터와 비교하여, 또는, 상기 수지 화상 데이터를 화상 처리해서 살포 상태를 수치화하여, 상기 수지 재료의 살포 상태의 균일성에 관한 판정을 행하는, 수지 성형 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 성형품 계측부는, 또한 상기 수지 성형품을 촬상하는 것인, 수지 성형 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 수지 성형품이 불량으로 판단된 경우에, 상기 수지 화상 데이터에 기초하여 상기 과립형 수지의 균일성에 관한 판정을 행하고, 상기 과립형 수지가 불균일로 판정된 경우에, 상기 과립형 수지의 살포 조건을 피드백 제어하는, 수지 성형 장치.
제 1 항에 있어서,
성형 대상물의 상태를 계측하는 대상물 계측부를 갖고,
상기 제어부는, 상기 수지 화상 데이터 및 상기 대상물 계측부에 의해 얻어진 대상물 계측 데이터에 기초하여 수지 성형 조건을 피드백 제어하는, 수지 성형 장치.
제 1 항에 있어서,
성형틀의 온도를 계측하는 온도 계측부를 갖고,
상기 제어부는, 상기 수지 화상 데이터 및 상기 온도 계측부에 의해 얻어진 온도 계측 데이터에 기초하여 수지 성형 조건을 피드백 제어하는, 수지 성형 장치.
제 1 항에 있어서,
성형틀을 형체결하는 형체결 기구에 있어서의 형체결 위치를 계측하는 위치 계측부를 갖고,
상기 제어부는, 상기 수지 화상 데이터 및 상기 위치 계측부에 의해 얻어진 위치 계측 데이터에 기초하여 수지 성형 조건을 피드백 제어하는, 수지 성형 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 적어도 상기 과립형 수지의 살포 상태를 변경시키기 위하여 상기 수지 성형 조건을 피드백 제어하는, 수지 성형 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 성형 장치를 이용한 수지 성형품의 제조 방법.
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