KR20180044933A - 수지 성형 장치 및 수지 성형품 제조 방법 - Google Patents

수지 성형 장치 및 수지 성형품 제조 방법 Download PDF

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Abstract

수지 성형품의 두께의 편차를 억제할 수 있는 수지 성형 장치를 제공한다. 수지 성형 장치(10)는, 평행하게 배치된 2매의 판 모양의 부재이며, 양자 사이의 중앙 부분인 형배치부(1611)에 성형형(16)이 배치되는 제1 플래턴(11) 및 제2 플래턴(12)(외주 부하 플래턴)과, 제1 플래턴(11) 및 제2 플래턴(12)에 형배치부(1611)의 외측에 있는 부하점(171, 172)으로부터 힘을 인가하는 힘 인가부(토글 링크(133) 및 타이 바(132))와, 외주 부하 플래턴과 성형형(16)의 사이에 마련된 가열 기구(하부 히터 플레이트(151) 및 상부 히터 플레이트(152))와, 외주 부하 플래턴과 가열 기구의 사이에 배치된 탄성을 가지는 복수개의 기둥 모양 부재(14A)로 이루어지며, 형배치부(1611)의 중앙으로부터 부하점(171, 172)측을 향해 각 기둥 모양 부재(14A) 변형량이 커지도록 설정된 단열 부재(하부 단열 부재(141), 상부 단열 부재(142))를 구비한다.

Description

수지 성형 장치 및 수지 성형품 제조 방법
본 발명은, 압축(컴프레션(compression)) 성형이나 이송(트랜스퍼(transfer)) 성형 등에 의해 수지(樹脂) 성형을 행하는 수지 성형 장치, 및 수지 성형품의 제조 방법에 관한 것이다.
전자 부품을 광, 열, 습기 등의 환경으로부터 보호하기 위해서, 전자 부품을 수지에 의해 씰링하는 것이 널리 행해지고 있다. 수지 씰링에는, 압축 성형이나 이송 성형 등의 수지 성형법이 이용되고 있다. 압축 성형에서는, 하형과 상형으로 이루어지는 성형형을 이용하며, 하형의 캐비티에 수지 재료를 공급하고, 전자 부품을 장착한 기판을 상형에 장작한 후에, 하형과 상형을 가열하면서 양자를 형체결하여 수지를 압축하는 것에 의해 성형이 행하여진다(예를 들면 특허 문헌 1). 이송 성형에서는, 상형과 하형 중 일방의 캐비티에 기판을 장착한 후에, 하형과 상형을 가열하면서 양자를 형체결하고, 플런저(plunger)에 의해 수지를 캐비티에 압입하는 것에 의해 성형이 행하여진다(예를 들면 특허 문헌 2). 이송 성형에서는 플런저로부터 캐비티에 수지를 송급(送給)하는 경로 중에 수지의 일부가 잔존하여 낭비가 생기기 때문에, 근래에는 압축 성형이 주류가 되고 있다.
특허 문헌 1 및 2에 기재된 수지 성형 장치에서는, 상형은 상측의 유지부를 매개로 하여 상측의 플래턴에, 하형은 하측의 유지부를 매개로 하여 하측의 플래턴에, 각각 마련되어 있으며, 상하의 플래턴으로부터 각 유지부를 매개로 하여 상형 및 하형으로 이루어지는 성형형에 압력이 인가된다. 상하의 유지부에는 각각, 상형 및 하형을 가열하기 위한 히터 플레이트가 마련되어 있다. 게다가, 히터 플레이트로부터의 열이 플래턴으로 빠져나가는 것을 막아 상형 및 하형을 효율적으로 가열하기 위해서, 유지부와 플래턴의 사이에 단열재가 마련되어 있다. 단열재에는, 특허 문헌 1 및 2에 기재된 장치에서는 판 모양의 것이 이용되어 있다. 한편, 특허 문헌 3에는, 히터 플레이트와 플래턴의 사이에 세로 배치한 원기둥 모양의 단열재를 복수개 배치한 수지 성형 장치가 기재되어 있다. 단열재에는, 지르코니아(zirconia), 알루미나 등의 세라믹이나, 유리 섬유를 에폭시 수지에 의해 성형한 유리 엑폭시 적층체 등이 이용된다.
특허 문헌 1 : 일본특허공개 제2011-224911호 공보 특허 문헌 2 : 일본특허공개 제2014-192362호 공보 특허 문헌 3 : 일본특허공개 평01-297221호 공보 특허 문헌 4 : 일본특허공개 제2007-125783호 공보
특허 문헌 1~3에 기재된 수지 성형 장치에서는 모두, 상부 플래턴 및 하부 플래턴 중 어느 일방이 고정 플래턴, 타방이 가동 플래턴이 되고, 고정 플래턴이 2개 또는 4개의 타이 바(tie bar)로 불리는 지주(支柱)에 의해 기반(基盤)에 고정되는 한편, 기반과 고정 플래턴의 사이에 배치된 가동 플래턴이 기반과 가동 플래턴의 사이에 설치된 피스톤 등에 의해 이동된다. 여기서, 가동 플래턴에 압압력을 부여하는 피스톤 등은, 가동 플래턴의 성형형이 장착되어 있는 면(面)과는 반대측의 면으로부터 압압력을 부여하기 때문에, 가동 플래턴의 전(全)평면 영역 중 성형형의 범위 내에 힘을 부여하는 것이 가능하다. 그것에 대해, 고정 플래턴의 쪽은, 성형형 옆을 통과하여 가동 플래턴을 관통하는 타이 바에 의해 기반에 의해 고정되기 때문에, 성형형의 범위 밖에서 고정되지 않을 수 없다. 이 때문에, 고정 플래턴에 대해서는, 그 평면 영역의 주변측(타이 바에 의한 인장력)과 중앙측(성형형에 의한 압압력)에서 반대 방향의 힘이 부여되게 되어, 약간 휨이 생긴다. 그 휨은, 고정 플래턴의 주변측이 중앙측보다도 가동 플래턴을 향해 돌출하는 형상을 가진다. 또, 단열재는 플래턴보다도 연한 재료로 이루어지기 때문에, 고정 플래턴과 성형형(상형 또는 하형)의 사이에 개재되는 단열재도 고정 플래턴에 추종하여 휜다. 이와 같이 고정 플래턴 및 단열재에 휨이 생기는 것에 의해, 제작되는 수지 씰링품 전체의 두께에도 약간 편차가 생긴다. 근래, 수지 씰링품의 두께 정밀도의 요구가 엄격하게(예를 들면 ±10μm 미만)되어 있기 때문에, 이러한 약간의 편차라도 피하지 않으면 안 된다.
게다가, 단열재는 일반적으로, 나사 등에 의해서 국소적으로 히터 플레이트에 고정되어 있기 때문에, 단열재와 히터 플레이트의 재료의 열팽창률이 다른 것에 의해, 단열재에 굴곡이 생긴다. 이러한 점도, 제조되는 수지 씰링품 전체의 두께에 편차가 생기는 원인이 된다.
여기까지, 수지 씰링품을 제조하는 경우에 대해 설명했지만, 전자 부품을 씰링하는 것의 유무를 불문하고, 수지 성형품을 제조하는 경우에 일반적으로 상기의 문제가 생긴다.
본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 수지 씰링품 등의 수지 성형품에서의 두께에 편차가 생기는 것을 억제할 수 있는 수지 성형 장치 및 수지 성형품 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 본 발명에 관한 수지 성형 장치는,
a) 서로 평행하게 배치된 2매의 판 모양의 부재이며, 양자 사이의 중앙 부분인 형(型)배치부에, 서로 대향하는 성형형(成形型)이 배치되는 제1 플래턴(platen) 및 제2 플래턴과,
b) 상기 제1 플래턴 및 상기 제2 플래턴 중 피(被)가압 플래턴에, 소정의 부하점으로부터 힘을 인가하는 힘 인가부와,
c) 상기 피가압 플래턴과 상기 성형형의 사이에 마련된 가열 기구와,
d) 상기 피가압 플래턴과 상기 가열 기구의 사이에 배치된 탄성을 가지는 복수개의 기둥 모양 부재로 이루어지고, 상기 복수개의 기둥 모양 부재의 각각의 변형량이, 상기 기둥 모양 부재가 배치되는 위치가 부하점측을 향함에 따라서 커지도록 설정된 단열 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 수지 성형 장치에서, 단열 부재는 탄성을 가지는 복수개의 기둥 모양 부재로 이루어지기 때문에, 단열 부재의 변형량을 위치마다 조정할 수 있다. 따라서, 상기와 같이, 기둥 모양 부재가 배치되는 위치가(부하점과는 반대측으로부터, 환언하면 부하점으로부터 떨어진 측으로부터) 부하점측을 향함에 따라서 커지도록 단열 부재의 변형량을 설정할 수 있다. 또, 「복수개의 기둥 모양 부재의 각각의 변형량이, 상기 기둥 모양 부재가 배치되는 위치가 부하점측을 향함에 따라서 커진다」는 것은, 단열 부재(즉 복수개의 기둥 모양 부재) 전체로서, 부하점측을 향함에 따라서 변형량이 커지는 경향이 있는 것을 말하며, 근접하는 기둥 모양 부재끼리에서는 변형량이 동일한 경우도 포함한다.
본 발명에 관한 수지 성형 장치에서, 단열 부재의 변형량은, 기둥 모양 부재의 수(數)밀도(배치 밀도)의 조밀(粗密), 각 기둥 모양 부재의 단면적 혹은 각 기둥 모양 부재의 재질(구체적으로는 강성의 대소), 또는 이들의 조합을, 위치에 따라 다르게 하는 것에 의해, 위치마다 설정할 수 있다.
본 발명에 관한 수지 성형 장치에서 「피가압 플래턴」은, 힘 인가부에 의해서 부하점으로부터 힘이 인가되는 플래턴을 말한다. 여기서 부하점은, 상술의 특허 문헌 1~3에 기재된 발명에서는, 형배치부보다도 외주측에 마련되어 있지만, 부하점이 형배치부의 중앙측(내측)에 마련되어 있는 경우에도 후술하는 바와 같이 피가압 플래턴에 변형이 생긴다. 그 때문에, 본 발명에 관한 수지 성형 장치에서는, 부하점은 형배치부보다도 외주측, 형배치부 내 중 어느 하나에 마련되어 있어도 괜찮다. 이하에서는, 부하점이 형배치부보다도 외주측에 마련되어 있는 피가압 플래턴을 「외주 부하 플래턴」이라고 부르고, 부하점이 형배치부의 중앙측에 마련되어 있는 피가압 플래턴을 「중앙 부하 플래턴」이라고 부른다. 또, 「중앙 부하 플래턴」에서의 부하점은, 상술한 바와 같이 형배치부의 중앙측이면 좋고, 중앙의 1점으로는 한정되지 않는다.
상술한 바와 같이 타이 바에 의해서 인장력이 인가되는 고정 플래턴은, 외주 부하 플래턴에 해당한다. 또, 피스톤 등에 의해서 형배치부의 외측에 있는 부하점으로부터 가동 플래턴에 힘이 인가되는 경우에는, 당해 가동 플래턴이 외주 부하 플래턴에 해당한다. 게다가, 예를 들면 여기서 서술한 고정 플래턴과 가동 플래턴을 조합시켜 이용하는 경우와 같이, 제1 플래턴 및 제2 플래턴 쌍방이 외주 부하 플래턴이 되는 경우도 있다. 한편, 피스톤 등에 의해서 형배치부 내(예를 들면 중앙의 1점)에 있는 부하점으로부터 가동 플래턴에 힘이 인가되는 경우에는, 해당 가동 플래턴이 중앙 부하 플래턴에 해당한다.
본 발명에 관한 수지 성형 장치에서 외주 부하 플래턴을 이용하는 경우에는, 형배치부의 외측에 있는 부하점으로부터 외주 부하 플래턴에 힘이 인가되는 것에 의해, 외주 부하 플래턴은, 중앙보다도 부하점측(외주에 가까운 측)의 쪽이 반대측의 플래턴에 가까워지도록 휜다. 한편, 단열 부재는 부하점측을 향함에 따라서 각 기둥 모양 부재의 변형량이 커지도록 배치되어 있기 때문에, 부하점측의 기둥 모양 부재의 쪽이 중앙의 기둥 모양 부재보다도 휘기 쉽다. 그 때문에, 성형형에서는 외주 부하 플래턴의 휨과 단열 부재의 휨이 없어져, 서로 대향하는 성형형의 형면(型面)끼리의 사이의 평행도가 향상된다. 따라서, 성형형에서 성형되는 수지 성형품의 두께에 편차가 생기는 것이 억제된다.
본 발명에 관한 수지 성형 장치에서 중앙 부하 플래턴을 이용하는 경우에는, 형배치부의 중앙측에 있는 부하점으로부터 중앙 부하 플래턴에 힘이 인가되는 것에 의해, 중앙 부하 플래턴은, 외주보다도 부하점측(중앙측)의 쪽이 반대측의 플래턴에 가까워지도록 휜다. 한편, 단열 부재는 부하점측을 향함에 따라서 각 기둥 모양 부재의 변형량이 커지도록 배치되어 있기 때문에, 부하점측의 기둥 모양 부재의 쪽이 외주의 기둥 모양 부재보다도 휘기 쉽다. 그 때문에, 성형형에서는 외주 부하 플래턴의 휨과 단열 부재의 휨이 없어져, 서로 대향하는 성형형의 형면끼리의 사이의 평행도가 향상된다. 따라서, 성형형에서 성형되는 수지 성형품의 두께에 편차가 생기는 것이 억제된다.
또, 피가압 플래턴과 가열 기구의 사이의 단열재가 복수개 분리한 기둥 모양 부재로 이루어지기 때문에, 종래의 판 모양의 일체형 단열재를 이용하는 경우와는 달리, 단열재와 가열 기구를 구성하는 재료와의 열팽창률의 차이에 기인한 굴곡도 생기기 어려워진다.
상기 기둥 모양 부재에는 금속 재료나 세라믹스 재료로 이루어지는 것을 이용할 수 있다.
금속 재료는, 일반적으로 세라믹스 재료보다도 인성(靭性)이 높아 파손되기 어렵다고 하는 점에서 뛰어나다. 한편, 금속 재료에는 열전도율이 높고 단열 성능이 낮은 것이 있다. 본 발명에서는, 열전도율이 25W/(m·℃) 이하라고 하는, 단열 성능이 높은 금속 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 그러한 금속 재료로서, 예를 들면 여러 가지의 스테인리스강이나, 티탄 합금의 일종인 Ti-6Al-4V 합금(알루미늄 6%, 바나듐 4% 함유 티탄 합금) 등을 들 수 있다.
세라믹스 재료는, 일반적으로 금속 재료보다도 단열 성능이 높다고 하는 점에서 뛰어나다. 따라서, 세라믹 재료로 이루어지는 기둥 모양 부재를 사용하는 것에 의해서, 더 뛰어난 에너지 절약 효과가 얻어진다. 이러한 세라믹 재료로서, 지르코니아나 알루미나 등을 바람직하게 이용할 수 있다.
상기 기둥 모양 부재는, 기둥 모양의 모재(母材)와, 상기 모재의 상하 어느 일방 또는 양쪽 모두에 마련된, 상기 모재보다도 열전도율이 낮은 재료로 이루어지는 단열막을 구비하는 것을 바람직하게 이용할 수 있다. 이것에 의해, 탄성이나 강도가 적합한 모재를 이용하면서, 단열막에 의해 단열성을 높게 할 수 있다.
본 발명에 관한 수지 성형 장치는, 인접하는 플래턴 사이에 성형형이 배치되는 3매 이상의 플래턴을 구비하며, 상기 3매 이상의 플래턴 중 적어도 인접하는 2매의 플래턴이 상기 제1 플래턴 및 상기 제2 플래턴(상술한 바와 같이, 이들 제1 플래턴 및 제2 플래턴 중 어느 일방 또는 쌍방이 피가압 플래턴임)이라고 하는 구성을 취할 수 있다. 이것에 의해, 1개의 수지 성형 장치에서 복수개의 수지 성형품을 동시에 제작할 수 있다. 여기서, 피가압 플래턴은, 외주 부하 플래턴 및 중앙 부하 플래턴 중 어느 경우라도, 3매 이상의 플래턴 중 1매만이라도 좋고, 복수매라도 괜찮다.
또, 본 발명에 관한 수지 성형 장치는,
상기 제1 플래턴 및 상기 제2 플래턴, 상기 힘 인가부, 상기 가열 기구 및 상기 단열 부재를 구비하는 모듈로서, 일방향으로 복수 조(組) 연결 가능한 성형 모듈과,
1조 또는 복수 조의 상기 성형 모듈의 각 성형형에 수지 재료를 공급하는 수지 재료 공급 수단과,
상기 수지 재료 공급 수단에 수지 재료를 보충하는 수지 재료 보충 수단을 가지는 수지 재료 보충 모듈과,
1조 또는 복수 조의 상기 성형 모듈 및 상기 수지 재료 보충 모듈이 연결되어 있는 상태에서 상기 성형 모듈 및 상기 수지 재료 보충 모듈을 관통하여 상기 일방향으로 연장되는, 상기 수지 재료 공급 수단을 반송하는 반송 수단을 구비한다고 하는 구성을 취할 수 있다.
이러한 구성에 의해, 1개의 성형 모듈에서 형체결이 되고 있는 동안에, 다른 성형 모듈에 수지 재료 공급 수단이 이동하여 성형형에 수지 재료를 공급하는 작업을 행할 수 있기 때문에, 수지 성형품의 생산 효율이 높아진다. 또, 성형 모듈이 다른 성형 모듈에 착탈 가능하기 때문에, 생산해야 할 수지 성형품의 개수가 적은 경우에는 성형 모듈을 1개만 또는 복수개라도 비교적 소수로 해두고, 생산해야 할 수지 성형품의 개수가 증가했을 때에 성형 모듈을 증설하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 관한 수지 성형품 제조 방법은, 상기 수지 성형 장치를 이용하여 수지 성형품을 제조하는 방법으로서,
상기 형배치부에 배치된 성형형에 수지 재료를 공급하는 공정과,
상기 가열 기구에 의해 상기 성형형 내의 수지 재료를 가열하는 공정과,
상기 힘 인가부에 의해 상기 피가압 플래턴에 상기 부하점으로부터 힘을 인가하는 것에 의해 상기 성형형에 압력을 인가하는 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 제조되는 수지 씰링품 등의 수지 성형품의 두께에 편차가 생기는 것을 억제할 수 있는 수지 성형 장치 및 수지 성형품 제조 방법을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 수지 성형 장치의 제1 실시 형태를 나타내는 측면도((a)의 좌측 도면) 및 그 부분 확대도((a)의 우측 도면), 그리고 기둥 모양 부재의 배치를 나타내는 평면도(b)이다.
도 2는 제1 실시 형태의 수지 성형 장치의 동작을 설명하는 도면이다.
도 3은 제1 실시 형태의 수지 성형 장치에서 형체결을 행한 상태를 나타내는 측면도(좌측 도면) 및 그 부분 확대도(우측 도면)이다.
도 4는 제1 실시 형태의 수지 성형 장치(a)와 종래 기술의 수지 성형 장치(b)에서의 플래턴, 단열 부재 등의 휨을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 제1 실시 형태의 수지 성형 장치를 이용하여 제작한 수지 성형품(실시예)과, 종래의 수지 성형 장치를 이용하여 제작한 수지 성형품(비교예)에 대해, 성형시에 수지 재료에 인가하는 압력이 다른 3종의 경우에서, 판면(板面) 방향의 중심과 단부의 두께의 차이를 구한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 제1 실시 형태의 수지 성형 장치의 변형예에서의 기둥 모양 부재를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명에 관한 수지 성형 장치의 제2 실시 형태를 나타내는 측면도(좌측 도면) 및 그 부분 확대도(우측 도면)이다.
도 8은 본 발명에 관한 수지 성형 장치이며 성형 모듈을 복수개 접속한 예를 나타내는 평면도이다.
본 발명에 관한 수지 성형 장치 및 수지 성형품 제조 방법의 실시 형태를, 도 1~도 8을 이용하여 설명한다.
(1) 제1 실시 형태
(1-1) 제1 실시 형태의 수지 성형 장치(10)의 구성
본 실시 형태의 수지 성형 장치(10)는, 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 바닥면에 재치되는 기반(基盤)(131) 상에 2개의 타이 바(tie bar)(132)가 세워 마련되어 있다. 또, 기반(131) 상에는 토글 링크(133)가 마련되어 있으며, 토글 링크(toggle link)(133) 상에는 제1 플래턴(platen)(11)이 마련되어 있다. 제1 플래턴(11) 상에는, 후술의 하부 단열 부재(141)나 하부 히터 플레이트(151) 등을 매개로 하여, 해당 제1 플래턴(11)의 판면의 중앙 부분인 형(型)배치부(1611)에 성형형(成形型)(16)이 배치된다. 토글 링크(133)는 2조(組)의 토글 기구를 가지고 있으며, 그들 2조의 토글 기구의 작용점이 제1 플래턴(11)의 하측이고 형배치부(1611)의 외측에 있는 2개의 부하점(171)에 장착되어 있다. 제1 플래턴(11)에는 2개의 구멍이 형배치부(1611)를 사이에 두도록(즉 형배치부(1611)의 외측에) 마련되어 있으며, 각 구멍에는 타이 바(132)가 1개씩 통과하고 있다. 따라서, 타이 바(132)는 형배치부(1611)의 외측에 배치되어 있게 된다.
제1 플래턴(11)의 상측에는 성형형(16)을 사이에 두고 제2 플래턴(12)이 마련되어 있다. 제2 플래턴(12)의 하면에는, 2개의 타이 바(132)의 상단이 고정되어 있다. 이들 타이 바(132)의 상단이 고정되어 있는 위치가 제2 플래턴(12)에서의 부하점(172)이 된다. 전술한 바와 같이 제1 플래턴(11)에서 타이 바(132)가 형배치부(1611)의 외측에 배치되어 있기 때문에, 부하점(172)도 형배치부(1611)의 외측에 배치되어 있게 된다.
본 실시 형태의 수지 성형 장치(10)에서는, 제1 플래턴(11) 및 제2 플래턴(12)은 모두 상기 외주 부하 플래턴에 해당한다. 그 이유는 수지 성형 장치(10)의 동작의 설명과 함께 후술한다. 또, 제1 플래턴(11)은 타이 바(132)를 따라서 상하로 이동할 수 있는 것에 대해서, 제2 플래턴(12)은 타이 바(132)의 상단에 고정되어 있기 때문에, 제1 플래턴(11)을 「가동 플래턴」, 제2 플래턴(12)을 「고정 플래턴」이라고 부르는 경우가 있다.
제1 플래턴(11)의 상측에는, 스페이서판(111)을 매개로 하여 하부 단열 부재(141)가 마련되어 있다. 하부 단열 부재(141)는, 기둥 모양 부재(14A)가 복수개 배치되어 이루어진다. 개개의 기둥 모양 부재(14A)는 모두 동일 재료, 형상 및 크기를 가지며, 형배치부(1611)의 중앙으로부터 부하점(171, 172)측을 향해 수(數)밀도(배치 밀도)가 낮아지도록 배치되어 있다(도 1의 (b) 참조). 환언하면, 부하점(171, 172)측에 대해 반대측의 부분인 형배치부(1611)의 중앙부에서 기둥 모양 부재(14A)의 수밀도를 높게 하고, 부하점(171, 172)측에서 기둥 모양 부재(14A)의 수밀도를 낮게 한다. 이와 같이 기둥 모양 부재(14A)의 수밀도를 설정하는 것에 의해, 복수개의 기둥 모양 부재(14A) 전체에서는 형배치부(1611)의 중앙으로부터 부하점(171, 172)측을 향해 각 기둥 모양 부재(14A)의 변형량이 커진다.
기둥 모양 부재(14A)의 재료는, 본 실시 형태에서는 스테인리스강(SUS630)을 이용했지만, 탄성, 단열성 및 사용시의 가열 온도에서의 내열성을 가지는 재료라면 사용할 수 있다. 예를 들면, Ti-6Al-4V 합금, 지르코니아, 알루미나 등을 기둥 모양 부재(14A)의 재료로서 바람직하게 이용할 수 있다. 또, 기둥 모양 부재(14A)의 형상은 원기둥 모양으로 했지만, 사각 기둥 모양이나 육각 기둥 모양 등, 원기둥 모양 이외의 형상의 것을 이용하는 것도 가능하다.
하부 단열 부재(141)의 상측에는 하부 히터 플레이트(151)가 마련되어 있다. 이 하부 히터 플레이트(151)와 후술의 상부 히터 플레이트(152)가, 본 발명의 가열 기구에 해당한다. 하부 히터 플레이트(151)는, 스테인리스강이나 Ti-6Al-4V 합금 보다도 열전도율이 높은 금속제의 판재 내에 히터가 내장된 것이다.
제2 플래턴(12)의 하측에는 스페이서판(121)을 매개로 하여 상부 단열 부재(142)가 마련되고, 상부 단열 부재(142)의 하측에는 상부 히터 플레이트(152)가 마련되어 있다. 상부 단열 부재(142)는, 하부 단열 부재(141)와 동일한 기둥 모양 부재(14A)가 복수개, 하부 단열 부재(141)와 마찬가지로, 상부 플래턴(12)의 판면 방향에서의 중앙 부근의 쪽이 주위보다도 수밀도가 높아지도록 배치되어 있다. 상부 히터 플레이트(152)는 하부 히터 플레이트(151)와 동일한 구성을 가진다.
성형형(16)은 하형(161)과 상형(162)으로 이루어진다. 하형(161)의 중앙에는, 수지 재료가 투입되는 공간인, 직사각형 모양 또는 원형 모양의 평면 형상을 가지는 캐비티(1612)가 마련되어 있다. 캐비티(1612)의 내면에는, 후술하는 바와 같이 이형 필름(F)이 피복 가능하게 되어 있다(도 2 참조). 상형(162)은, 하면에 기판(S)을 장착할 수 있다(도 2 참조). 기판(S)은, 제작되는 수지 성형품을 유지 함과 아울러, 전자 부품을 수지에 의해 씰링하는 경우에는 수지 성형품을 제작하기 전에 해당 전자 부품이 장착된다.
(1-2) 제1 실시 형태의 수지 성형 장치(10)의 동작
제1 실시 형태의 수지 성형 장치(10)의 동작을, 도 2~도 4를 이용하여 설명한다. 여기에서는 전자 부품이 씰링된 수지 씰링품을 제작하는 경우를 예로서 설명하지만, 수지 씰링품 이외의 수지 성형품도 동일한 동작에 의해 제작할 수 있다.
하형(161)은 하부 히터 플레이트(151)에 의해서, 상형(162)은 상부 히터 플레이트(152)에 의해서, 모두 미리 170~180℃ 정도의 온도로 가열된 상태로 하고, 이 상태가 이하의 각 공정에서 유지된다. 이러한 상태에서, 먼저, 전자 부품이 장착된 기판(S)을, 그 장착면을 아래를 향한 상태로 상형(162)의 하면에 장착한다(도 2의 (a)). 그 전 또는 후의 타이밍에서, 캐비티(1612)의 상부에 이형 필름(F)을 펼쳐 마련한다(도 2의 (a)). 캐비티(1612)의 내면에는, 캐비티(1612) 내의 공기를 흡인하는 흡인 수단(도시하지 않음)이 마련되어 있으며, 이 공기의 흡인에 의해서 이형 필름(F)이 캐비티(1612) 내에 흡인되고, 또한 하형(161)으로부터 열이 전해짐으로써 이형 필름(F)이 연화(軟化)하여 신장하기 쉬운 상태로, 캐비티(1612)의 내면이 이형 필름(F)에 의해 피복된다(도 2의 (b)).
다음으로, 캐비티(1612) 내에 과립 모양의 수지 재료(R)를 공급한다(도 2의 (c)). 수지 재료(R)의 공급에는, 예를 들면 특허 문헌 4에 기재된 수지 재료 공급 장치 및 방법을 이용할 수 있지만, 그것에는 한정되지 않는다.
이어서, 하부 히터 플레이트(151)에 의해서 미리 가열된 하형(161)에 의해, 수지 재료(R)를 용융시킨다(도 2의 (d)). 그것과 함께, 상부 히터 플레이트(152)에 의해서 미리 가열된 상형(162)에 의해, 기판(S)을 가열한다. 이들 가열시, 하부 히터 플레이트(151)와 제1 플래턴(11)의 사이에 하부 단열 부재(141)가, 상부 히터 플레이트(152)와 제2 플래턴(12)의 사이에 상부 단열 부재(142)가, 각각 마련되어 있기 때문에, 하부 히터 플레이트(151)나 상부 히터 플레이트(152)로부터 제1 플래턴(11)이나 제2 플래턴(12)으로 열이 빠져나가는 것이 억제된다.
이와 같이 수지 재료(R) 및 기판(S)을 가열한 상태에서, 토글 링크(133)(도 1 참조)에 의해 제1 플래턴(11)을 상승시켜, 상형(162)에 고정된 기판(S)의 하면 및 전자 부품을, 캐비티(1612) 내에서 용융한 수지 재료(R)에 침지(浸漬)하고, 하형(161)과 상형(162)을 형체결하는 것에 의해, 제1 플래턴(11) 및 제2 플래턴(12)으로부터 성형형(16)에 압력이 인가되어, 캐비티(1612) 내의 수지 재료(R)가 압축된다(도 2의 (e), 도 3).
이 압축시에, 제1 플래턴(11)에는, 토글 링크(133)의 작용점으로부터, 형배치부(1611)의 외측에 있는 부하점(171)에 상향의 힘이 인가된다. 제2 플래턴(12)에는, 형배치부(1611)의 외측에서 타이 바(13)가 고정된 부하점(172)에 하향의 인장력이 인가된다. 이들 제1 플래턴(11) 및 제2 플래턴(12)은 모두, 형배치부(1611)의 외측에 있는 부하점(171, 172)으로부터 힘이 인가되기 때문에, 상기 외주 부하 플래턴에 해당한다. 또, 제1 플래턴(11) 및 제2 플래턴(12)에는, 형배치부(1611)에 있는 성형형(16)에 의해, 그들 플래턴을 압압하도록, 부하점(171 및 172)에 인가되는 힘과는 반대 방향의 힘이 인가된다. 이들 힘에 의해, 제1 플래턴(11) 및 제2 플래턴(12)은, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이 중앙부보다도 부하점측의 쪽이 서로 가까워지도록 휜다(또, 도 4에서는, 제1 플래턴(11) 및 제2 플래턴(12)이나 기둥 모양 부재(14A)의 휨을 실제보다도 강조하여 나타내었음. 또, 기둥 모양 부재(14A)의 배치 및 성형형(16)의 형상을 간략화함과 아울러, 스페이서판 등을 생략하여 나타내었음). 이와 같이 플래턴이 휘면, 종래의 판 모양 단열재(941, 942)(도 4의 (b))를 이용한 수지 성형 장치에서는, 해당 판 모양 단열재(941, 942)도 휘어 버리고, 그것에 의해, 용융한 수지 재료(R)에 성형형(16)의 캐비티(1612)의 형면이 밀려, 캐비티(1612)의 중앙이 볼록하게(캐비티(1612)의 중앙부에서의 높이 치수가 주변부에서의 높이 치수 보다도 크게) 되도록 변형하기 때문에, 얻어지는 수지 성형품은 부하점측보다도 중앙의 쪽이 두껍다고 하는, 두께의 불균형이 생겨 버린다. 그것에 대해 본 실시 형태의 수지 성형 장치(10)에서는, 중앙으로부터 상기 부하점측을 향해 기둥 모양 부재(14A)의 변형량이 커지도록 기둥 모양 부재(14A)가 배치되어 있기 때문에, 기둥 모양 부재(14A)의 변형량이 큰 부하점의 쪽이, 기둥 모양 부재(14A)가 보다 휘어, 성형형(16)에서는 플래턴의 휨과 기둥 모양 부재의 휨이 없어지기 때문에, 성형형(16)의 두께 방향의 변형을 억제할 수 있다(도 4의 (a)). 이것에 의해, 상형(152)의 형면(도면에서는 하면)과 하형(161)의 형면(도면에서는 캐비티(1612)의 외주를 구성하는 부재의 상면)과의 사이의 평행도가 향상된다. 그 때문에, 본 실시 형태의 수지 성형 장치(10)에 의해 얻어지는 수지 성형품에 두께의 불균형이 생기는 것이 억제된다.
이상과 같이 압축 성형이 행하여져 수지가 경화한 후, 토글 링크(133)(도 1 참조)에 의해서 제1 플래턴(11)을 하강시키는 것에 의해, 하형(161)과 상형(162)을 개방하고, 캐비티(1612)로부터 씰링 수지(P)를 가지는 수지 성형품을 이형한다(도 2의 (f)).
(1-3) 제1 실시 형태의 수지 성형 장치(10)를 이용한 실험 결과
제1 실시 형태의 수지 성형 장치(10)를 이용하여 수지 성형품을 제작하는 실험(실시예)을 행했다. 비교예로서, 본 실시예에서의 하부 단열 부재(141) 및 상부 단열 부재(142) 대신에, 하부 히터 플레이트(151)의 하면 및 상부 히터 플레이트(152)의 상면의 전면(全面)에 각각, 판 모양 단열재인 유리 에폭시 적층체를 설치한 경우에 대해서, 동일한 실험을 행했다. 실시예, 비교예와 아울러, 압축 성형시에 수지 재료에 인가하는 압력(이하, 「성형시의 수지압(樹脂壓)」이라고 함)이 다른 3종(4MPa, 8MPa, 12MPa)의 실험을 행했다. 그 결과, 도 5에 나타내는 바와 같이, 비교예에서는 수지 성형품의 판면 방향의 중심과 단부의 두께의 차이를 나타내는 중앙 볼록량이 +8~+20μm의 크기를 가지고, 그 크기는 성형시의 수지압에 의존하여 차이가 있다. 그것에 대해 실시예에서는, 중앙 볼록량이 -1.5~+1.0μm의 범위내에 들어가 있으며, 그 절대치는 비교예보다도 작고, 또한 성형시의 수지압에 의한 차이도 비교예보다도 작게 되어 있다. 이와 같이, 본 실시 형태의 수지 성형 장치(10)를 이용하는 것에 의해, 종래의 판 모양의 단열재를 이용한 수지 성형 장치의 경우보다도, 두께의 균일성이 높은 수지 성형품이 얻어지는 것이 실험에 의해 확인되었다.
(1-4) 제1 실시 형태의 수지 성형 장치(10)의 변형예
제1 실시 형태의 수지 성형 장치(10)에서 하부 단열 부재(141) 및 상부 단열 부재(142)에 이용한 기둥 모양 부재(14A)는 스테인리스강 등의 1종류의 재료만으로이루어지는 것이지만, 그 대신에, 도 6에 나타내는 바와 같이, 기둥 모양의 모재(14B1)와 상기 모재(14B1)의 상하에 마련된 단열막(14B2)으로 이루어지는 기둥 모양 부재(14B)를 이용하는 것도 가능하다. 단열막(14B2)의 재료에는, 모재(14B1) 보다도 열전도율이 낮은 재료를 이용한다. 예를 들면, 모재(14B1)의 재료에는 스테인리스강을 이용하고, 단열막(14B2)의 재료에는 실리콘 수지제의 단열 재료를 이용할 수 있다. 실리콘 수지제의 단열 재료로 이루어지는 기둥 모양재만으로는 형체결의 압력에 대한 강도가 부족한 것에 대해, 본 변형예의 기둥 모양 부재(14B)의 구성을 취하는 것에 의해, 모재(14B1)에 의해 강도를 확보하면서, 단열막(14B2)에 의해 단열 성능을 향상시킬 수 있다. 또, 도 6에는 모재(14B1)의 상하 양쪽 모두에 단열막(14B2)을 마련한 예를 나타냈지만, 모재(14B1)의 상하 어느 일방의 면에만 단열막(14B2)을 마련해도 좋다.
또, 제1 실시 형태의 수지 성형 장치(10)에서는, 동일 재료, 형상 및 크기를 가지는 기둥 모양 부재(14A)의 수밀도를 판면 방향의 중앙 부근의 쪽이 주위보다도 수밀도가 높아지도록 배치하는 것에 의해, 하부 단열 부재(141) 및 상부 단열 부재(142)의 각 기둥 모양 부재(14A)의 변형량을 중앙 부근보다도 주위의 쪽이 커지도록 조정했다. 그 대신에, 판면에 평행한 단면적이 다른 기둥 모양 부재(14A)를 이용하고, 판면 방향의 중앙 부근에 주위보다도 해당 단면적이 큰 기둥 모양 부재(14A)를 배치하는 것에 의해서도, 하부 단열 부재(141) 및 상부 단열 부재(142)의 각 기둥 모양 부재(14A)의 변형량을 상기와 같이 조정할 수 있다. 환언하면, 부하점(171, 172)측에 대해 반대측의 부분인 형배치부(1611)의 중앙부에서, 큰 단면적을 가지는 기둥 모양 부재(14A)를 배치하고, 부하점(171, 172)측에서, 작은 단면적을 가지는 기둥 모양 부재(14A)를 배치한다. 이 경우에는, 동일 재료의 각 기둥 모양 부재(14A)를 등간격으로 배치해도 괜찮다.
또는, 재료가 다른 기둥 모양 부재(14A)를 이용하고, 판면 방향의 중앙 부근 보다도 주위의 쪽에 작은 강성을 가지는 기둥 모양 부재(14A)를 배치하는 것에 의해서도, 하부 단열 부재(141) 및 상부 단열 부재(142)의 각 기둥 모양 부재(14A)의 변형량을 상기와 같이 조정할 수 있다. 환언하면, 부하점(171, 172)측에 대해 반대측의 부분인 형배치부(1611)의 중앙부에서, 큰 강성을 가지는 기둥 모양 부재(14A)를 배치하고, 부하점(171, 172)측에서, 작은 강성을 가지는 기둥 모양 부재(14A)를 배치한다. 이 경우에는, 동일 형상 및 크기(단면적)의 각 기둥 모양 부재(14A)를 등간격으로 배치해도 괜찮다.
외주 부하 플래턴의 경우에서 각 기둥 모양 부재(14A)의 변형량을 변화시키기 위해서는, 각 기둥 모양 부재(14A)의 수밀도, 단면적 및 강성 중 하나를 변화시키면 좋다. 혹은, 이들 3개의 형태 중 2개 또는 모두를 조합시켜 이용해도 괜찮다.
제1 실시 형태의 수지 성형 장치(10)에서는 힘 인가부로서, 2개의 부하점(171)에 의해 제1 플래턴(11)을 상하 이동시키는 토글 링크(133)를 이용했지만, 장방형의 제1 플래턴(11)의 네 모서리 부근에 작용하는 4개의 부하점(171)을 마련하여 제1 플래턴(11)을 상하 이동시키도록 해도 괜찮다. 또, 제1 실시 형태의 수지 성형 장치(10)에서는 타이 바(132)의 갯수를 2개로 했지만, 4개(즉, 제2 플래턴(12)에서의 부하점(172)을 4개)로 해도 좋다.
또한, 2개 또는 4개의 타이 바(132)를 이용하면서, 제1 플래턴(11)의 부하점을 1개만, 중앙에 마련한다는 구성을 취하는 것도 가능하다. 이 경우, 제1 플래턴(11)은 외주 부하 플래턴은 아니기 때문에, 제1 플래턴(11)측에 마련하는 단열 부재는, 형배치부(1611)의 중앙으로부터 부하점측을 향해 각 기둥 모양 부재(14A)의 변형량이 커지도록 배치할 필요는 없다. 따라서, 제1 플래턴(11)측에 마련하는 단열 부재는, 종래의 판 모양 단열재라도 좋고, 각 기둥 모양 부재(14A)의 변형량이 위치에 의하지 않고 동일 값이 되도록 기둥 모양 부재(14A)를 배치한 것이라도 좋다. 한편, 제2 플래턴(12)은 상기 수지 성형 장치(10)의 것과 마찬가지로 외주 부하 플래턴이기 때문에, 제2 플래턴(12)측에는 수지 성형 장치(10)와 동일한 상부 단열 부재(142)를 이용한다.
한편, 제1 플래턴(11)의 부하점을, 예를 들면 중앙에 1개만 마련하는 등, 형배치부(1611) 내에 마련한다고 하는 구성을 취하는 것에 의해서, 제1 플래턴(11)의 중앙부가 제2 플래턴(12)을 향해 가까워지도록 휘는 경우가 있다. 환언하면, 제1 플래턴(11)이 승강할 수 있도록 제1 플래턴(11)을 지지하는 방식에 의해서는, 제1 플래턴(11)이 중앙 부하 플래턴에 해당하는 경우가 있다. 이 경우에는, 제1 플래턴(11)측에 마련하는 단열 부재를, 형배치부(1611)의 외측(외주측)으로부터 부하점측(중앙측)을 향해 각 기둥 모양 부재(14A)의 변형량이 커지도록 배치하면 좋다. 각 기둥 모양 부재(14A)의 변형량을 변화시키기 위해서는, 상술한 외주 부하 플래턴의 경우와 마찬가지로, 각 기둥 모양 부재(14A)의 수밀도, 단면적 및 강성 중 하나를 변화시키면 좋다. 혹은, 이들 3개의 형태 중 2개 또는 모두를 조합시켜 이용해도 괜찮다.
여기까지, 제1 실시 형태의 수지 성형 장치(10)에서는 압축 성형을 행하기 위한 구성으로서 설명했지만, 성형형(16) 대신에 이송 성형용 금형을 설치하는 것에 의해, 이송 성형을 행하는 것도 가능하다.
(2) 제2 실시 형태의 수지 성형 장치(20)
제2 실시 형태의 수지 성형 장치(20)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 기반(231) 상에 2개의 타이 바(232)가 세워 마련됨과 아울러 토글 링크(233)가 마련되어 있다고 하는 점에서는 제1 실시 형태의 수지 성형 장치(10)와 동일하다. 타이 바(232)에는 하부 가동 플래턴(211)과 상부 가동 플래턴(212)이 상하로 이동 가능하게 유지되어 있고, 타이 바(232)의 상단에는 고정 플래턴(22)이 고정되어 있다.
하부 가동 플래턴(211)과 상부 가동 플래턴(212)의 사이에는, 제1 하부 단열 부재(241A) 및 제1 상부 단열 부재(242A), 제1 하부 히터 플레이트(251A) 및 제1 상부 히터 플레이트(252A), 그리고 제1 성형형(26A)(제1 하형(261A) 및 제1 상형(262A))이 마련되어 있다. 또, 상부 가동 플래턴(212)과 고정 플래턴(22)의 사이에는, 제2 하부 단열 부재(241B) 및 제2 상부 단열 부재(242B), 제2 하부 히터 플레이트(251B) 및 제2 상부 히터 플레이트(252B), 그리고 제2 성형형(26B)(제2 하형(261B) 및 제2 상형(262B))이 마련되어 있다. 제1 성형형(26A)의 형배치부와 제2 성형형(26B)의 형배치부는, 평면에서 보아 동일 위치에 있다. 도 7에서는 이들 2개의 형배치부에 동일 부호 2611을 부여하여 나타낸다. 토글 링크(233)는 하부 가동 플래턴(211)의 하면이며 형배치부(2611)의 외측에 있는 부하점(271)에 장착되어 있다. 또, 타이 바(232)의 상단은, 고정 플래턴(22)의 하면이며 형배치부(2611)의 외측에 있는 부하점(272)에 장착되어 있다.
제1 하부 단열 부재(241A) 및 제2 상부 단열 부재(242B)는, 제1 실시예의 하부 단열 부재(141) 및 상부 단열 부재(142)와 동일한 구성을 가진다. 한편, 제1 상부 단열 부재(242A) 및 제2 하부 단열 부재(241B)는, 기둥 모양 부재(24A)가 등간격으로 배치되어 있다. 제1 하부 히터 플레이트(251A) 및 제1 상부 히터 플레이트(252A), 그리고 제2 하부 히터 플레이트(251B) 및 제2 상부 히터 플레이트(252B)는, 제1 실시예에서의 하부 히터 플레이트(151) 및 상부 히터 플레이트(152)와 동일한 구성을 가진다. 또, 제1 성형형(26A) 및 제2 성형형(26B)은, 제1 실시예에서의 성형형(16)과 동일한 구성을 가진다.
제2 실시 형태의 수지 성형 장치(20)는, 토글 링크(233)에 의해서 하부 가동 플래턴(211)이 밀어 올려지는 것에 의해, 제1 하부 단열 부재(241A), 제1 하부 히터 플레이트(251A), 제1 성형형(26A), 제1 상부 히터 플레이트(252A) 및 제1 상부 단열 부재(242A)를 매개로 하여 상부 가동 플래턴(212)도 밀어 올려진다. 이것에 의해, 하부 가동 플래턴(211)과 상부 가동 플래턴(212)의 사이, 및 상부 가동 플래턴(212)과 고정 플래턴(22)의 사이에서, 각각 형체결이 이루어진다. 하부 가동 플래턴(211)은 형배치부(2611)의 외측에 있는 부하점(271)에 토글 링크(233)로부터 힘이 인가되고, 고정 플래턴(22)은 형배치부(2611)의 외측에 있는 부하점(272)에 타이 바(232)로부터 인장력이 인가되기 때문에, 이들 하부 가동 플래턴(211) 및 고정 플래턴(22)은 외주 부하 플래턴에 해당한다. 그 때문에, 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 이들 하부 가동 플래턴(211) 및 고정 플래턴(22)에 근접하는 제1 하부 단열 부재(241A) 및 제2 상부 단열 부재(242B)는 형배치부(2611)의 중앙으로부터 부하점(271, 272)을 향해 각 기둥 모양 부재(24A)의 변형량이 커지도록 기둥 모양 부재(24A)가 배치되어 있고, 그것에 의해서 하부 가동 플래턴(211) 및 고정 플래턴(22)의 휨의 영향이 제1 성형형(26A) 및 제2 성형형(26B)에 미치는 것이 방지된다. 한편, 상부 가동 플래턴(212)에는 형배치부(2611)의 외측에 힘이 인가되지 않기 때문에, 외주 부하 플래턴에는 해당하지 않아, 휨이 생기지 않는다. 그 때문에, 제1 상부 단열 부재(242A) 및 제2 하부 단열 부재(241B)에서는, 기둥 모양 부재(24A)가 등간격으로, 즉 각 기둥 모양 부재(24A)의 변형량이 일정하게 되도록 배치되어 있다.
(3) 모듈화된 수지 성형 장치의 예
도 8에, 제1 실시예의 수지 성형 장치(10)를 구비한 성형 모듈을 1조(組) 또는 복수 조(組) 가지는 장치(30)를 나타낸다. 환언하면, 제1 실시예의 수지 성형 장치(10)는 성형 모듈에 상당한다. 이하에서는 장치(30)의 전체에 대해서도 「수지 성형 장치」라고 부른다. 이하, 도 1의 (a) 및 도 8을 참조하여, 수지 성형 장치(30)에 대해 설명한다.
수지 성형 장치(30)는, 복수 조의 성형 모듈(31)과, 1조의 수지 재료·기판 보충 모듈(32)과, 1조의 수지 성형품 반출 모듈(33)과, 그들 각 모듈을 관통하는 이동 기구(34)를 가진다. 또, 수지 성형 장치(30)는, 이동 기구(34)에 의해 수지 재료·기판 보충 모듈(32) 및 복수 조의 성형 모듈(31)의 사이를 이동할 수 있는 수지 재료·기판 공급 장치(35)와, 이동 기구(34)에 의해 복수 조의 성형 모듈(31) 및 수지 성형품 반출 모듈(33)의 사이를 이동할 수 있는 수지 성형품 반출 장치(36)를 가진다. 이하, 각 구성 요소에 대해 설명한다.
각 성형 모듈(31)은, 제1 실시예의 수지 성형 장치(10)의 1조에 상당함과 아울러, 이동 기구(34)와 수지 성형 장치(10)의 사이에서 수지 재료·기판 공급 장치(35) 및 수지 성형품 반출 장치(36)를 이동시키는 부(副)이동 기구(311)를 가진다.
수지 재료·기판 공급 장치(35)는, 상부에 기판(S)을 수용하고, 하부에 수지 재료(R)를 수용하여, 이동 기구(34) 및 부이동 기구(311)에 의해 수지 성형 장치(10)의 근방까지 이동한 후에, 수지 성형 장치(10)의 캐비티(1612)에 수지 재료(R)를 공급함과 아울러, 상형(162)에 기판(S)을 공급하는 장치이다. 캐비티(1612)에 수지 재료(R)를 공급하는 장치의 구성에는, 예를 들면 특허 문헌 4에 기재된 수지 공급 장치와 동일한 것을 이용할 수 있다. 상형(162)에 기판(S)을 공급하는 장치에는, 일반적인 매니퓰레이터(manipulator)를 이용할 수 있다. 수지 재료·기판 보충 모듈(32)은, 수지 재료·기판 공급 장치(35)에 수지 재료(R)를 보충하는 호퍼를 가지는 수지 재료 보충 장치(321)와, 수지 재료·기판 공급 장치(35)에 보충되는 기판(S)을 보관하는 기판 보관부(매거진)(322)를 가진다.
수지 성형품 반출 장치(36)는, 이동 기구(34) 및 부이동 기구(311)에 의해 수지 성형 장치(10)의 근방까지 이동한 후에, 수지 성형 장치(10)의 상형(162)으로부터, 기판(S)의 표면에 씰링 수지(P)가 제작된 수지 씰링품(수지 성형품)을 매니퓰레이터에 의해서 떼어내어, 부이동 기구(311) 및 이동 기구(34)에 의해 수지 성형품 반출 모듈(33)로 반출하는 장치이다. 수지 성형품 반출 모듈(33)은, 반출된 수지 성형품을 보관하는 수지 성형품 보관부(매거진)(331)를 가진다.
성형 모듈(31)은, 도 8의 가로 방향(바닥면에 평행한 방향)에 장착 및 이탈 가능하고, 필요에 따라서 사후적으로 개수를 조정(증감)할 수 있다. 또, 여기에서는 성형 모듈(31)은 복수 조로 했지만, 1조만이라도 괜찮다.
본 실시 형태의 수지 성형 장치(30)에 의하면, 성형 모듈(31) 중 1개에서 캐비티(1612)로의 수지 재료(R)의 공급 및 상형(162)으로의 기판(S)의 장착을 행한 후, 당해 성형 모듈(31)에서 형체결을 행하고 있는 동안에, 다른 성형 모듈(31)에서 수지 재료(R)의 공급 및 기판(S)의 장착을 행할 수 있다. 그 때문에, 복수의 성형 모듈(31)에서 동시 병행으로 작업을 행할 수 있어, 수지 성형품의 생산 효율이 향상된다. 또, 필요에 따라서, 수지 성형 장치(30)의 제조 공정에서, 또는, 수지 성형 장치(30)의 완성 후에 사후적으로, 성형 모듈(31)을 자유롭게 증감시키는 것도 가능하다.
상기 수지 성형 장치(30)에서는 수지 재료·기판 보충 모듈(32)과 수지 성형품 반출 모듈(33)을 따로 따로 마련했지만, 양자를 통합한 1개의 모듈로 해도 좋다. 즉, 수지 재료 보충 장치(321), 기판 보관부(322), 및 수지 성형품 보관부(331)를 1개의 모듈에 수용해도 괜찮다. 또, 수지 재료·기판 보충 모듈(32)에도 제1 실시예의 수지 성형 장치(10)를 1조 설치해도 좋다. 혹은, 기판의 공급에 이용하는 매니퓰레이터와 수지 성형품의 반출에 이용하는 매니퓰레이터를 겸용하는 것에 의해, 수지 재료·기판 공급 장치(35)와 수지 성형품 반출 장치(36)를 통합하여 1개의 장치로 하는 것도 가능하다.
10, 20, 30 - 수지 성형 장치
1 - 제1 플래턴(피가압 플래턴, 외주 부하 플래턴)
111, 121 - 스페이서판
12 - 제2 플래턴(피가압 플래턴, 외주 부하 플래턴)
131, 231 - 기반
132, 232 - 타이 바
133, 233 - 토글 링크(힘 인가부)
141 - 하부 단열 부재
142 - 상부 단열 부재
14A, 14B, 24A - 기둥 모양 부재
14B1 - 기둥 모양 부재의 모재
14B2 - 기둥 모양 부재의 단열막
151 - 하부 히터 플레이트(가열 기구)
152 - 상부 히터 플레이트(가열 기구)
16 - 성형형
161 - 하형
1611, 2611 - 형 배치부
1612 - 캐비티
162 - 상형
171, 172, 271, 272 - 부하점
211 - 하부 가동 플래턴(피가압 플래턴, 외주 부하 플래턴)
212 - 상부 가동 플래턴
22 - 고정 플래턴(피가압 플래턴, 외주 부하 플래턴)
241A - 제1 하부 단열 부재
241B - 제2 하부 단열 부재
242A - 제1 상부 단열 부재
242B - 제2 상부 단열 부재
251A - 제1 하부 히터 플레이트(가열 기구)
251B - 제2 하부 히터 플레이트(가열 기구)
252A - 제1 상부 히터 플레이트(가열 기구)
252B - 제2 상부 히터 플레이트(가열 기구)
26A - 제1 성형형
26B - 제2 성형형
261A - 제1 하형
261B - 제2 하형
262A - 제1 상형
262B - 제2 상형
30 - 수지 성형 장치
31 - 성형 모듈
311 - 부이동 기구
32 - 수지 재료·기판 보충 모듈
321 - 수지 재료 보충 장치
322 - 기판 보관부
33 - 수지 성형품 반출 모듈
331 - 수지 성형품 보관부
34 - 이동 기구
35 - 수지 재료·기판 공급 장치
36 - 수지 성형품 반출 장치
F - 이형 필름
P - 씰링 수지
R - 수지 재료
S - 기판

Claims (10)

  1. a) 서로 평행하게 배치된 2매의 판 모양의 부재이며, 양자 사이의 중앙 부분인 형(型)배치부에, 서로 대향하는 성형형(成形型)이 배치되는 제1 플래턴(platen) 및 제2 플래턴과,
    b) 상기 제1 플래턴 및 상기 제2 플래턴 중 피(被)가압 플래턴에, 소정의 부하점으로부터 힘을 인가하는 힘 인가부와,
    c) 상기 피가압 플래턴과 상기 성형형의 사이에 마련된 가열 기구와,
    d) 상기 피가압 플래턴과 상기 가열 기구의 사이에 배치된 탄성을 가지는 복수개의 기둥 모양 부재로 이루어지고, 상기 복수개의 기둥 모양 부재의 각각의 변형량이, 상기 기둥 모양 부재가 배치되는 위치가 부하점측을 향함에 따라서 커지도록 설정된 단열 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 수지 성형 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 기둥 모양 부재의 수(數)밀도가 위치에 따라 다른 것을 특징으로 하는 수지 성형 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 복수개의 기둥 모양 부재의 단면적이 위치에 따라 다른 것을 특징으로 하는 수지 성형 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나에 있어서,
    상기 복수개의 기둥 모양 부재의 강성이 위치에 따라 다른 것을 특징으로 하는 수지 성형 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    상기 단열 부재가, 열전도율이 25W/(m·℃) 이하인 금속 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지 성형 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    상기 단열 부재가 세라믹스 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지 성형 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    상기 단열 부재가, 기둥 모양의 모재(母材)와, 상기 모재의 상하 어느 일방 또는 양쪽 모두에 마련된, 상기 모재보다도 열전도율이 낮은 재료로 이루어지는 단열막을 구비하는 것을 특징으로 하는 수지 성형 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나에 있어서,
    인접하는 플래턴 사이에 성형형이 배치되는 3매 이상의 플래턴을 구비하며, 상기 3매 이상의 플래턴 중 적어도 인접하는 2매의 플래턴이 상기 제1 플래턴 및 상기 제2 플래턴인 것을 특징으로 하는 수지 성형 장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나에 있어서,
    상기 제1 플래턴 및 상기 제2 플래턴, 상기 힘 인가부, 상기 가열 기구 및 상기 단열 부재를 구비하는 모듈이며, 일방향으로 복수 조(組) 연결 가능한 성형 모듈과,
    1조 또는 복수 조의 상기 성형 모듈의 각 성형형에 수지 재료를 공급하는 수지 재료 공급 수단과,
    상기 수지 재료 공급 수단에 수지 재료를 보충하는 수지 재료 보충 수단을 가지는 수지 재료 보충 모듈과,
    1조 또는 복수 조의 상기 성형 모듈 및 상기 수지 재료 보충 모듈이 연결되어 있는 상태에서 상기 성형 모듈 및 상기 수지 재료 보충 모듈을 관통하여 상기 일방향으로 연장되는, 상기 수지 재료 공급 수단을 반송하는 반송 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 수지 성형 장치.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나에 기재된 수지 성형 장치를 이용하여 수지 성형품을 제조하는 방법으로서,
    상기 형배치부에 배치된 성형형에 수지 재료를 공급하는 공정과,
    상기 가열 기구에 의해 상기 성형형 내의 수지 재료를 가열하는 공정과,
    상기 힘 인가부에 의해 상기 피가압 플래턴에 상기 부하점으로부터 힘을 인가하는 것에 의해 상기 성형형에 압력을 인가하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 수지 성형품 제조 방법.
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