KR20240012545A - 수지 성형장치, 및 수지 성형품의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

수지 압력을 상세하게 파악하는 것이 가능한 수지 성형장치를 제공한다.
수지 재료가 수용되는 포트가 형성된 하부 몰드와, 상기 하부 몰드에 대향하여 설치되고 상기 포트에 대향하는 부분에 컬부가 형성된 상부 몰드와, 상기 포트에 수용된 상기 수지 재료를 이송 가능한 플런저와, 상기 상부 몰드 중 상기 플런저와 대향하는 위치 또는 상기 플런저의 끝단부에 설치되어 압력에 관한 값을 검출하는 제1 센서를 구비한다.

Description

수지 성형장치, 및 수지 성형품의 제조 방법

본 발명은 수지 성형장치 및 수지 성형품의 제조 방법의 기술에 관한 것이다.

특허 문헌 1에는 캐비티 내부의 수지 압력(캐비티 압력)을 측정하는 압력 센서가 설치된 수지 성형장치가 개시되어 있다. 구체적으로는 특허 문헌 1에는 캐비티에서의 게이트 부근과, 게이트로부터 떨어진 위치에 압력 센서를 배치하는 구성이 개시되어 있다. 압력 센서에 의해 측정된 수지 압력에 기초하여 트랜스퍼 기구의 동작을 제어함으로써 수지 압력이나 수지의 충전 속도를 조절할 수 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특개 2019-1122호 공보

그러나 특허 문헌 1에 기재된 기술에서는 압력 센서가 캐비티에 설치되어 있기 때문에 수지 재료가 캐비티에 도달할 때까지는 수지 압력을 측정할 수 없어 수지 압력을 상세히 측정하는 것이 곤란하다. 수지 압력은 예를 들면 트랜스퍼 기구의 제어나 큐어 시간의 설정 등에 이용되기 때문에 수지 압력을 보다 상세하게 파악하는 것이 가능한 기술이 요구되고 있다.

본 발명은 이상과 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 해결하려고 하는 과제는 수지 압력을 상세하게 파악할 수 있는 수지 성형장치 및 수지 성형품의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려고 하는 과제는 이상과 같으며, 이 과제를 해결하기 위해 본 발명에 관한 수지 성형장치는 수지 재료가 수용되는 포트가 형성된 하부 몰드와, 상기 하부 몰드에 대향하여 설치되고 상기 포트에 대향하는 부분에 컬부가 형성된 상부 몰드와, 상기 포트에 수용된 상기 수지 재료를 이송 가능한 플런저와, 상기 상부 몰드 중 상기 플런저와 대향하는 위치 또는 상기 플런저의 끝단부에 설치되어 압력에 관한 값을 검출하는 제1 센서를 구비한 것이다.

또, 본 발명에 관한 수지 성형품의 제조 방법은 상기 수지 성형장치를 이용하여 성형 대상물을 수지 성형하는 것이다.

본 발명에 의하면 수지 압력을 상세하게 파악할 수 있다.

[도 1] 제1 실시형태에 관한 수지 성형장치의 전체적인 구성을 도시한 평면 모식도.
[도 2] 수지 성형품의 제조 방법의 일례를 도시한 흐름도.
[도 3] 성형 몰드의 구성을 도시한 정면 단면도.
[도 4] 트랜스퍼 기구, 압력 센서 및 로드 셀의 배치를 도시한 모식도.
[도 5] 수지 압력의 시간 변화의 일례를 도시한 도면.
[도 6] 포트 내에 오염이 부착된 상태를 모식적으로 도시한 정면 단면도.
[도 7] 제2 실시형태에 관한 성형 몰드의 구성을 도시한 정면 단면도.

이하에서는 도면 중에 도시한 화살표(U), 화살표(D), 화살표(L), 화살표(R), 화살표(F) 및 화살표(B)로 나타낸 방향을 각각 상방향, 하방향, 좌방향, 우측향, 전방향 및 후방향으로 정의하고 설명하기로 한다.

<수지 성형장치(1)의 전체 구성>

우선, 도 1을 이용하여 본 발명의 제1 실시형태에 관한 수지 성형장치(1)의 구성에 대해 설명하기로 한다. 수지 성형장치(1)는 반도체 칩 등의 전자소자(이하, 단순히 "칩(2a)"이라고 칭한다)를 수지 봉지하여 수지 성형품을 제조하는 것이다. 특히 본 실시형태에서는 트랜스퍼몰드법을 이용하여 수지 성형을 실시하는 수지 성형장치(1)를 예시하고 있다.

수지 성형장치(1)는 구성요소로서 공급 모듈(10), 수지 성형 모듈(20) 및 반출 모듈(30)을 구비한다. 각 구성요소는 다른 구성요소에 대해 착탈 가능하고 또한 교환 가능하다.

<공급 모듈(10)>

공급 모듈(10)은 칩(2a)을 장착한 기판의 일종인 리드 프레임(이하, 단순히 "기판(2)"으로 칭한다), 및 수지 태블릿(T)을 수지 성형 모듈(20)로 공급하는 것이다. 기판(2)은 본 발명에 관한 성형 대상물의 실시의 일 형태이다. 아울러 본 실시형태에서는 기판(2)으로서 리드 프레임을 예시하였으나, 리드 프레임 이외에도 기타 다양한 기판(유리 에폭시제 기판, 세라믹제 기판, 수지제 기판, 금속제 기판 등)을 이용하는 것이 가능하다. 공급 모듈(10)은 주로 프레임 송출부(11), 프레임 공급부(12), 수지 송출부(13), 수지 공급부(14), 로더(15) 및 제어부(16)를 구비한다.

프레임 송출부(11)는 인매거진 유닛(미도시)에 수용된 수지 봉지되어 있지 않은 기판(2)을 프레임 공급부(12)에 내보내는 것이다. 프레임 공급부(12)는 프레임 송출부(11)로부터 기판(2)을 받고, 받은 기판(2)을 적절히 정렬시켜 로더(15)에 넘겨주는 것이다.

수지 송출부(13)는 스토커(미도시)로부터 수지 태블릿(T)을 받아 수지 공급부(14)에 수지 태블릿(T)을 내보내는 것이다. 수지 공급부(14)는 수지 송출부(13)로부터 수지 태블릿(T)을 받고, 받은 수지 태블릿(T)을 적절히 정렬시켜 로더(15)에 주고 받는 것이다.

로더(15)는 프레임 공급부(12) 및 수지 공급부(14)로부터 받은 기판(2) 및 수지 태블릿(T)을 수지 성형 모듈(20)에 반송하는 것이다.

제어부(16)는 수지 성형장치(1)의 각 모듈의 동작을 제어하는 것이다. 제어부(16)에 의해 공급 모듈(10), 수지 성형 모듈(20) 및 반출 모듈(30)의 동작이 제어된다. 또 제어부(16)를 이용하여 각 모듈의 동작을 임의로 변경(조정)할 수 있다.

또한 본 실시형태에서는 제어부(16)를 공급 모듈(10)에 설치한 예를 나타냈으나, 제어부(16)를 그 외의 모듈에 설치하는 것도 가능하다. 또, 제어부(16)를 복수 설치하는 것도 가능하다. 예를 들면, 제어부(16)를 모듈마다 또는 장치마다 설치하여 각 모듈 등의 동작을 서로 연동시키면서 개별적으로 제어하는 것도 가능하다.

<수지 성형 모듈(20)>

수지 성형 모듈(20)은 기판(2)에 장착된 칩(2a)을 수지 봉지하는 것이다. 본 실시형태에서는 수지 성형 모듈(20)은 2개 나열하여 배치된다. 2개의 수지 성형 모듈(20)에 의해 기판(2)의 수지 봉지를 병행하여 실시함으로써 수지 성형품의 제조 효율을 향상시킬 수 있다. 수지 성형 모듈(20)은 주로 성형 몰드(하부 몰드(110) 및 상부 몰드(120)) 및 몰드 클램핑 기구(21)를 구비한다.

성형 몰드(하부 몰드(110) 및 상부 몰드(120))는 용융된 수지 재료를 이용하여 기판(2)에 장착된 칩(2a)을 수지 봉지하는 것이다. 성형 몰드는 상하 한 쌍의 몰드, 즉 하부 몰드(110) 및 상부 몰드(120)(도 3 참조)를 구비한다. 성형 몰드에는 히터 등의 가열부(미도시)가 설치된다.

몰드 클램핑 기구(21)는 하부 몰드(110)를 상하로 이동시킴으로써 성형 몰드(하부 몰드(110) 및 상부 몰드(120))를 조이거나 푸는 것이다.

<반출 모듈(30)>

반출 모듈(30)은 수지 봉지된 기판(2)을 수지 성형 모듈(20)로부터 받아 반출하는 것이다. 반출 모듈(30)은 주로 언로더(31) 및 기판 수용부(32)를 구비한다.

언로더(31)는 수지 봉지된 기판(2)을 보존 유지하여 기판 수용부(32)로 반출하는 것이다. 기판 수용부(32)는 수지 봉지된 기판(2)을 수용하는 것이다.

<수지 성형장치(1)의 동작의 개요>

다음으로, 도 1 및 도 2를 이용하여 상술한 바와 같이 구성된 수지 성형장치(1)의 동작(수지 성형장치(1)를 이용한 수지 성형품의 제조 방법)의 개요에 대해 설명하기로 한다.

본 실시형태에 관한 수지 성형품의 제조 방법은 주로 반입 공정(S10), 수지 성형 공정(S20) 및 반출 공정(S30)을 포함한다.

반입 공정(S10)은 기판(2) 및 수지 태블릿(T)을 수지 성형 모듈(20)에 반입하는 공정이다.

반입 공정(S10)에서 프레임 송출부(11)는 인매거진 유닛(미도시)에 수용된 기판(2)을 프레임 공급부(12)에 내보낸다. 프레임 공급부(12)는 받은 기판(2)을 적절히 정렬시켜 로더(15)에 넘겨준다.

또 수지 송출부(13)는 스토커(미도시)로부터 받은 수지 태블릿(T)을 수지 공급부(14)에 내보낸다. 수지 공급부(14)는 받은 수지 태블릿(T) 중 필요한 개수를 로더(15)에 넘겨준다.

로더(15)는 받은 기판(2)과 수지 태블릿(T)을 수지 성형 모듈(20)의 성형 몰드에 반송한다. 기판(2)과 수지 태블릿(T)이 성형 몰드(210)에 반송된 후, 반입 공정(S10)에서 수지 성형 공정(S20)으로 이행한다.

수지 성형 공정(S20)은 기판(2)에 장착된 칩(2a)을 수지 봉지하는 공정이다.

수지 성형 공정(S20)에서 몰드 클램핑 기구(21)는 하부 몰드(110)를 상승시켜 성형 몰드를 조인다. 그리고, 성형 몰드의 가열부(미도시)에 의해 수지 태블릿(T)을 가열하여 용융시키고, 생성된 용융 수지를 이용하여 기판(2)을 수지 봉지한다. 수지 재료가 경화될 때까지의 소정 시간(큐어 시간)이 경과한 후, 수지 성형 공정(S20)에서 반출 공정(S30)으로 이행한다. 구체적으로는 큐어 시간이란 후술하는 트랜스퍼축(131)의 상승을 정지하고 나서, 적어도 몰드 개방한 경우에 수지 성형품을 적절히 이형시킬 수 있을 정도로 수지 재료가 경화될 때까지의 시간을 말한다.

반출 공정(S30)은 수지 봉지된 기판(2)을 수지 성형 모듈(20)로부터 받아 반출하는 공정이다.

반출 공정(S30)에서 몰드 클램핑 기구(21)는 성형 몰드를 몰드 개방한다. 그리고, 수지 봉지된 기판(2)을 이형시킨다. 그 후, 언로더(31)는 기판(2)을 성형 몰드로부터 반출하고, 반출 모듈(30)의 기판 수용부(32)에 수용한다. 이 때, 수지 성형된 기판(2)의 불필요한 부분(컬, 러너 등)은 적절히 제거된다.

<수지 성형 모듈(20)의 상세한 구성>

다음으로, 수지 성형 모듈(20)의 구성에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 3에 도시한 것처럼, 수지 성형 모듈(20)은 주로 하부 몰드(110), 상부 몰드(120), 트랜스퍼 기구(130), 압력 센서(140), 로드 셀(150) 및 몰드 클램핑 기구(21)를 구비한다.

<하부 몰드(110)>

하부 몰드(110)는 성형 몰드의 하부를 형성하는 것이다. 하부 몰드(110)는 주로 포트 블록(111) 및 하부 몰드 캐비티 블록(112)을 구비한다.

포트 블록(111)은 공급 모듈(10)로부터 공급된 수지 태블릿(T)이 수용되는 부분이다. 포트 블록(111)에는 수지 태블릿(T)을 수용하기 위한 관통공(포트(111a))이 앞뒤로 나열되도록 복수(본 실시형태에서는 5개) 형성된다(도 1 참조).

하부 몰드 캐비티 블록(112)은 캐비티(C)의 바닥면을 형성하는 것이다. 하부 몰드 캐비티 블록(112)은 포트 블록(111)의 좌우에 각각 배치된다. 하부 몰드 캐비티 블록(112)의 상면에는 기판(2)에 따른 형상의 오목부가 적절히 형성된다. 하부 몰드 캐비티 블록(112)의 오목부에는 기판(2)을 배치할 수 있다.

<상부 몰드(120)>

상부 몰드(120)는 성형 몰드의 상부를 형성하는 것이다. 상부 몰드(120)는 주로 컬 블록(121) 및 상부 몰드 캐비티 블록(122)을 구비한다.

컬 블록(121)은 하부 몰드(110)의 포트 블록(111)에 대향하는 위치에 배치되는 것이다. 컬 블록(121)의 하면에는 수지 재료를 캐비티(C)로 안내하기 위한 홈모양의 컬부(121a) 및 러너부(121b)가 형성된다. 컬부(121a)는 하부 몰드(110)의 각 포트(111a)와 상하로 대향하는 위치에 형성된다.

상부 몰드 캐비티 블록(122)은 캐비티(C)의 상면을 형성하는 것이다. 상부 몰드 캐비티 블록(122)은 컬 블록(121)의 좌우에 각각 배치된다. 상부 몰드 캐비티 블록(122)은 하부 몰드 캐비티 블록(112)에 대향하는 위치에 배치된다. 상부 몰드 캐비티 블록(122)의 바닥면에는 수지 성형품에 따른 형상의 오목부가 적절히 형성된다.

아울러 본 실시형태에서는 상부 몰드(120)에 러너부(121b)나 캐비티(C)의 상면이 형성된 예를 나타냈으나, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 하부 몰드(110)의 하부 몰드 캐비티 블록(112) 등에 러너부나 캐비티(C)의 하면이 형성되어도 된다.

이와 같이 구성된 상하 1쌍의 하부 몰드(110) 및 상부 몰드(120)의 사이에, 수지 성형품에 따른 형상의 캐비티(C)가 형성된다. 또, 하부 몰드(110)는 몰드 클램핑 기구(21)에 의해 상하로 이동시킬 수 있다.

<트랜스퍼 기구(130)>

도 3 및 도 4에 도시한 트랜스퍼 기구(130)는 캐비티(C)로 수지 재료를 공급하는 것이다. 트랜스퍼 기구(130)는 주로 트랜스퍼축(131), 부착부(132), 플런저(133) 및 로드 셀(134)을 구비한다.

트랜스퍼축(131)은 상하로 이동 가능한 부재이다. 트랜스퍼축(131)은 예를 들면 서보 모터나 에어 실린더 등의 구동원(미도시)으로부터 전달되는 동력에 의해 상하로 임의로 이동시킬 수 있다. 트랜스퍼축(131)은 1개의 성형 몰드(하부 몰드(110))에 대해 전후방향으로 나열되도록 복수(본 실시형태에서는 2개) 설치된다(도 4 참조).

부착부(132)는 트랜스퍼축(131)에 플런저(133)를 부착하기 위한 것이다. 부착부(132)는 대략 직육면체 형상으로 형성된다. 부착부(132)는 복수의 트랜스퍼축(131)의 상부에 걸쳐 설치된다.

플런저(133)는 포트 블록(111)의 포트(111a)에 수용된 수지 태블릿(T)(수지 재료)을 사출하여 캐비티(C)로 이송하는 것이다. 플런저(133)는 포트(11a) 내에 상하로 이동(승강)가능 하도록 배치된다. 플런저(133)의 하부는 후술하는 로드 셀(150)을 통해 부착부(132)의 상부에 부착된다. 플런저(133)는 전후방향으로 나열되도록 복수(본 실시형태에서는 5개) 설치된다(도 4 참조).

로드 셀(134)은 트랜스퍼축(131)에 가해지는 하중을 검출하기 위한 것이다. 로드 셀(134)은 트랜스퍼축(131)의 상부(트랜스퍼축(131)과 부착부(132) 사이)에 설치된다. 본 실시형태의 로드 셀(134)은 복수의 트랜스퍼축(131) 중 1개의 트랜스퍼축(131)에 설치된다. 로드 셀(134)을 이용하여 트랜스퍼축(131)에 가해지는 하중을 검출함으로써 트랜스퍼 기구(130)에 의한 수지 재료의 주입력(트랜스퍼 출력)을 검출할 수 있다. 이 검출치에 기초하여 트랜스퍼 출력이나 플런저(133)의 이동 속도 등을 제어할 수 있다.

<압력 센서(140)>

압력 센서(140)는 캐비티(C)로 이송되는 수지 재료의 압력을 검출하기 위한 것이다. 압력 센서(140)는 본 발명에 관한 압력에 관한 값을 검출하는 제1 센서의 실시의 일 형태이다. 압력 센서(140)는 단면에 설치된 탄성 변형 가능한 검출면(다이어프램)의 변형량에 기초하여 검출면에 가해지는 압력을 검출할 수 있다. 압력 센서(140)로서는 예를 들면, 일본 키스라주식회사 제의 열경화성 수지용·몰드 내압 센서(모델: 6167A)를 이용할 수 있다.

압력 센서(140)는 컬 블록(121)의 컬부(121a) 중, 플런저(133)와 대향하는 위치에 설치된다. 보다 상세하게는 압력 센서(140)는 플런저(133)의 이동 방향(본 실시형태에서는 상하 방향)에서 보아, 플런저(133)와 중복되는 위치에 설치된다. 본 실시형태에서는 압력 센서(140)는 플런저(133)와 같은 축상에 설치된다. 즉, 압력 센서(140)는 도 3에 도시한 단면에서 보아, 플런저(133)의 중심을 통과하는 상하 방향의 직선상에 위치한다. 이 때, 압력 센서(140)는 플런저(133)의 바로 위에 위치하게 된다. 압력 센서(140)는 검출면을 아래쪽으로 향하게 한 상태에서 컬 블록(121)에 매립되도록 설치된다. 압력 센서(140)의 하단면(검출면)은 컬부(121a)의 하면과 대략 동일 평면상에 배치된다. 이와 같이 배치됨으로써 압력 센서(140)의 검출면은 캐비티(C)로 이송되는 수지 재료에 직접 닿을 수 있다. 즉, 압력 센서(140)는 다른 부재를 통하지 않고 수지 재료의 압력을 직접 검출할 수 있다.

도 4에 도시한 것처럼, 압력 센서(140)는 복수의 플런저(133)에 대응하도록 복수 설치된다. 본 실시형태에서는 5개의 플런저(133) 각각의 위쪽에 압력 센서(140)가 1개씩 설치된다. 이와 같이, 각 플런저(133)에 대응하는 압력 센서(140)를 컬 블록(121)에 설치함으로써 플런저(133)마다의 수지 압력을 개별적으로 검출할 수 있고, 이 검출 결과를 수지 성형장치(1)의 동작의 제어나 수지 성형시의 상태 파악 등에 활용할 수 있다.

로드 셀(150)은 플런저(133)에 가해지는 하중을 검출하기 위한 것이다. 로드 셀(150)은 본 발명에 관한 힘에 관한 값을 검출하는 제2 센서의 실시의 일 형태이다. 로드 셀(150)은 플런저(133)의 하부(플런저(133)와 부착부(132) 사이)에 설치된다. 본 실시형태의 로드 셀(150)은 복수의 플런저(133)에 대응하도록 복수 설치된다. 본 실시형태에서는 5개의 플런저(133) 각각의 하부에 로드 셀(150)이 1개씩 설치된다.

<큐어 시간의 결정 방법>

다음으로, 압력 센서(140)의 검출치에 기초하여 큐어 시간을 결정하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 5에는 수지 성형 공정(S20)(도 2 참조)에서 수지 재료가 캐비티(C)로 이송되어 기판(2)이 수지 봉지될 때의 압력 센서(140)의 검출치의 시간 변화의 일례를 도시한다. 도 5의 횡축은 트랜스퍼 기구(130)에 의한 수지 재료의 이송이 개시된 시점으로부터 경과된 시간을 나타낸다. 도 5의 종축은 압력 센서(140)의 검출치(즉, 수지 재료의 압력)를 나타낸다. 아울러 이하에서는 설명의 편의상, 압력 센서(140)에 의해 검출된 수지 재료의 압력을 "수지 압력"이라고 칭한다.

트랜스퍼 기구(130)에 의한 트랜스퍼축(131)의 상승이 개시되어 수지 재료의 이송이 개시된다. 그러면, 플런저(133)에 의해 포트 블록(111)으로부터 밀려나온 수지 재료가 그 직후에 플런저(133) 바로 위에 위치하는 압력 센서(140)에 접하게 된다(도 3 참조). 따라서 압력 센서(140)는 도 5에 도시한 것처럼 수지 재료의 이송 개시 직후부터 수지 압력을 검출할 수 있다. 아울러 도 5에 도시한 3개의 선은 5개 설치된 압력 센서(140) 중 3개의 압력 센서(140)에 의한 검출 결과를 일례로서 나타낸 것이다.

트랜스퍼 기구(130)에 의한 수지 재료의 이송이 개시되면 수지 재료는 컬부(121a) 및 러너부(121b)를 통과하여 캐비티(C)로 공급된다. 도 5에 도시한 것처럼, 수지 재료의 이송 개시로부터 시간(t1)까지 수지 재료가 러너부(121b) 등을 유동할 때의 유동 저항에 따라 수지 압력은 상하로 변동하면서도 서서히 상승한다.

시간(t1)에서 캐비티(C)로의 수지 재료의 주입이 완료되면 시간(t1) 이후 큐어 시간이 경과될 때까지 트랜스퍼 기구(130)는 주입된 수지 재료에 대해 소정의 압력을 가한 상태에서 트랜스퍼축(131)의 상승을 정지하고, 이 상태를 유지한다. 큐어 시간이 경과한 후(도 5의 예에서는 시간(t2)에 도달한 후), 반출 공정(S30)(도 2 참조)으로 이행하고, 수지 봉지된 기판(2)이 성형 몰드로부터 반출된다.

여기서, 큐어 시간을 어떠한 값으로 결정할지는 수지 성형품의 품질 향상, 및 생산의 효율화 관점에서 중요하다. 본 실시형태에서는 압력 센서(140)에 의해 검출된 수지 압력에 기초하여 큐어 시간을 적절한 값으로 결정할 수 있다.

도 5에 도시한 것처럼, 캐비티(C)로의 수지 재료의 주입이 완료된 후(시간(t1) 이후), 수지 압력은 서서히 저하된다. 이것은 수지 재료가 서서히 경화되어 수축하고, 압력 센서(140)에 가해지는 압력이 저하되기 때문이다. 또한 어느 정도의 시간이 경과된 후(시간(t2) 이후), 수지 압력은 대략 일정해진다. 이것은 수지 재료의 경화가 대략 완료되어 수지 재료의 수축이 종료되기 때문이다.

따라서, 수지 압력의 저하가 종료되어 수지 압력이 대략 일정해지는 시간(t2)을 큐어 시간으로 결정함으로써 수지 재료의 경화 완료 후, 불필요하게 장시간 대기하지 않고 반출 공정(S30)으로 이행할 수 있다. 큐어 시간은 실제 수지 성형품의 제조를 개시하기 전에 시험적으로 수지 성형을 실시하여 수지 압력의 시간 변화를 검출함으로써 미리 결정할 수 있다.

또 큐어 시간의 결정은 제어부(16)에 의해 자동적으로 행하는 것도 가능하다. 예를 들면 제어부(16)는 도 5에 도시한 압력 센서(140)의 검출 결과에 기초하여 캐비티(C)로의 수지 재료의 주입이 완료된 시간(t1)에서부터 수지 압력이 대략 일정해진 시간(t2)까지를 큐어 시간으로서 자동적으로 결정할 수 있다.

<포트(111a)의 오염 검출 방법>

다음으로, 압력 센서(140) 및 로드 셀(150)의 검출치를 비교하여 포트(111a) 내의 오염 유무를 검출하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 6에는 포트(111a) 내(포트(111a)의 내측면)에 오염(A)이 부착된 상태를 모식적으로 도시한다. 수지 성형을 반복 실시함으로써 도 6에 도시한 것처럼 포트(111a) 내에는 수지 재료에 의한 오염(A)이 부착되는 것을 생각할 수 있다. 포트(111a) 내에 오염(A)이 부착되면 플런저(133)의 슬라이딩이 저해되어 캐비티(C)로의 수지 재료의 이송이 정상적으로 이루어지지 않게 될 가능성이 있다. 그래서 포트(111a) 내의 오염(A) 유무를 검출하여 적절한 타이밍에 세정을 행하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서는 압력 센서(140) 및 로드 셀(150)의 검출치를 비교하여 포트(111a) 내의 오염(A) 유무를 검출할 수 있다. 구체적으로는 포트(111a) 내에 오염(A)이 부착되어 있지 않은 경우, 플런저(133)를 상승시켜 캐비티(C)에 수지 재료의 주입을 행할 때(도 5에서의 시간(t1)까지)의 압력 센서(140)의 검출치와, 이 압력 센서(140)에 대응하는 로드 셀(150)의 검출치는 일정한 관계를 가진다.

이에 반해, 포트(111a) 내에 오염(A)이 부착되면 플런저(133)의 슬라이딩 저항이 증가하기 때문에 압력 센서(140)의 검출치에 대해 로드 셀(150)의 검출치가 증가하게 된다. 이러한 압력 센서(140)와 로드 셀(150)의 검출치의 관계의 변화를 검출함으로써 포트(111a) 내에 오염(A)이 부착된 것을 검출할 수 있다. 또 압력 센서(140)의 검출치에 대한 로드 셀(150)의 검출치의 증가량을 검출함으로써 오염(A)의 유무뿐 아니라 오염(A)의 양(오염 정도)을 검출할 수도 있다.

본 실시형태에서는 수지 성형품의 제조시에 제어부(16)가 압력 센서(140)와 로드 셀(150)의 검출치를 비교하여 플런저(133)의 슬라이딩 저항의 변화를 검출함으로써 포트(111a)의 오염(A)을 신속하게 검출하여 적절한 타이밍에 포트(111a)의 세정을 실시할 수 있다. 여기서, 수지 성형품의 제조시란 예를 들면, 플런저(133)를 상승시켜 캐비티(C)에 수지 재료의 주입을 행할 때이다.

특히 본 실시형태에서는 압력 센서(140)는 플런저(133)의 바로 위(플런저(133)의 슬라이딩 방향의 연장선상)에 배치되어 있기 때문에 플런저(133)에 의해 밀려나온 수지 재료의 압력은 러너부(121b) 등을 거치지 않고 압력 센서(140)에 의해 검출된다. 이 때문에 압력 센서(140)의 검출치가 수지 재료의 유동 저항의 영향을 받기 어려워 압력 센서(140)와 로드 셀(150)의 검출치와의 관계를 명확하게 파악할 수 있다. 따라서, 오염(A)을 고정밀도로 검출할 수 있다.

아울러 각 플런저(133)에 설치된 로드 셀(150)이 아니고, 트랜스퍼축(131)에 설치된 로드 셀(134)(도 4 참조)의 검출치를 이용하여 포트(111a) 내의 오염(A)의 유무를 검출하는 것도 가능하다. 이 경우, 트랜스퍼 기구(130)에 설치된 로드 셀(134)의 검출치의 합계와 이 트랜스퍼 기구(130)에 의해 이송되는 수지의 압력을 검출하는 압력 센서(140)의 검출치의 합계를 비교함으로써 포트(111a)의 오염(A)을 검출할 수 있다. 예를 들면 본 실시형태(도 4 참조)에서는 트랜스퍼축(131)에 설치된 1개의 로드 셀(134)의 검출치와 5개의 압력 센서(140)의 검출치의 합계치를 비교함으로써 포트(111a)의 오염(A)을 검출할 수 있다.

<제2 실시형태>

이하에서는 압력 센서(140)의 배치의 변형예(제2 실시형태)에 대해 설명하기로 한다.

상술한 제1 실시형태(도 3 등 참조)에서는 압력 센서(140)를 컬 블록(121)의 컬부(121a)에 설치한 예를 나타냈으나, 압력 센서(140)의 배치는 이에 한정되지는 않는다. 제2 실시형태(도 7 참조)에서는 압력 센서(140)를 플런저(133)의 끝단부에 설치한 예를 나타낸다.

도 7에 도시한 것처럼, 제2 실시형태에 관한 압력 센서(140)는 플런저(133)의 중심(플런저(133)의 축선상)에 배치된다. 압력 센서(140)는 검출면을 위로 향하게 한 상태에서 플런저(133)에 매립되도록 설치된다. 압력 센서(140)의 상단면(검출면)은 플런저(133)의 상면과 대략 동일 평면상에 배치된다. 이와 같이 배치됨으로써 압력 센서(140)의 검출면은 캐비티(C)로 이송되는 수지 재료에 직접 닿을 수 있다.

제2 실시형태에 관한 압력 센서(140)를 이용함으로써 제1 실시형태와 마찬가지로, 트랜스퍼 기구(130)에 의한 수지 재료의 이송 개시 직후부터 수지 압력을 검출할 수 있다. 또 제1 실시형태와 마찬가지로 압력 센서(140)를 이용하여 큐어 시간의 결정 및 포트(111a) 내의 오염(A)의 검출을 실시할 수 있다.

이상과 같이 상기 실시형태에 관한 수지 성형장치(1)는 수지 재료가 수용되는 포트(111a)가 형성된 하부 몰드(110)와, 상기 하부 몰드(110)에 대향하여 설치되고 상기 포트(111a)에 대향하는 부분에 컬부(121a)가 형성된 상부 몰드(120)와, 상기 포트(111a)에 수용된 상기 수지 재료를 이송 가능한 플런저(133)와, 상기 상부 몰드(120) 중 상기 플런저(133)와 대향하는 위치(도 3 참조), 또는 상기 플런저(133)의 끝단부(도 7 참조)에 설치되어 압력에 관한 값을 검출하는 압력 센서(140)(제1 센서)를 구비한 것이다.

이와 같이 구성함으로써 수지 압력을 상세하게 파악할 수 있다. 구체적으로는 플런저(133)와 대향하는 위치, 또는 플런저(133)의 끝단부에 설치된 압력 센서(140)에 의해 플런저(133)에 의한 수지 재료의 이송 직후부터 수지 압력의 검출이 가능해진다. 이와 같이 하여 검출된 수지 압력에 기초하여 큐어 시간의 결정이나 포트(111a)의 세정 시기의 결정 등을 행할 수 있다.

또, 만일 수지 압력을 검출하기 위해 캐비티(C)에 직접 압력 센서를 설치하는 경우, 수지 성형 후의 제품 표면에 압력 센서의 흔적이 성형된다. 수지 봉지된 제품이 개별화되어 최종 제품이 된 경우에 외관에 압력 센서의 흔적이 있는 것과 없는 것이 있으면 이들이 같은 품질의 제품으로 인정되지 않을 가능성이 있어 바람직하지 않다. 이에 반해, 본 실시형태(제1 실시형태 및 제2 실시형태)에서는 캐비티(C)에 직접 압력 센서(140)를 설치하는 구성은 아니므로 제품의 품질에 영향을 주지는 않는다.

또 수지 압력을 파악하기 위해 캐비티(C)에 대향하여 설치된 이젝터 핀에 압력 센서를 설치하고 이젝터 핀에 가해지는 압력을 검출함으로써 수지 압력을 검출하는 구성도 상정할 수 있다. 그러나, 이젝터 핀의 슬라이딩 저항에 의해 실제 수지 압력과 압력 센서의 검출치에는 오차가 생기기 때문에 정확한 수지 압력을 검출하기는 곤란하다. 이에 반해, 본 실시형태(제1 실시형태 및 제2 실시형태)에서는 직접 수지 재료와 접하는 부분(플런저(133)의 끝단부 등)에 압력 센서(140)를 설치하기 때문에 오차가 생기지 않아 수지 압력을 양호한 정밀도로 검출할 수 있다.

또 일반적으로, 캐비티(C)에 압력 센서나 이젝터 핀이 설치되지 않는 제품(수지 성형장치(1))도 있다. 이러한 제품에는 본 실시형태(제1 실시형태 및 제2 실시형태)와 같이 플런저(133)의 끝단부 등에 압력 센서(140)를 설치하는 구성이 유용하다.

또 상기 압력 센서(140)는 복수 설치된 상기 플런저(133)에 대응하여 복수 설치되는 것이다.

이와 같이 구성함으로써 각 플런저(133)에 의해 이송되는 수지의 압력을 개별적으로 검출할 수 있어 수지 압력을 보다 상세하게 파악할 수 있다.

또 수지 성형장치(1)는 상기 압력 센서(140)의 검출치에 기초하여 큐어 시간을 결정하는 제어부(16)를 더 구비하는 것이다.

이와 같이 구성함으로써 큐어 시간의 결정을 용이하게 행할 수 있다. 특히 상기 실시형태와 같이 압력 센서(140)에 의해 상세하게 검출된 수지 압력을 이용하여 큐어 시간을 결정할 수 있기 때문에 적절한 큐어 시간을 설정할 수 있다.

또 수지 성형장치(1)는 상기 플런저(133) 중 상기 끝단부와는 다른 부분에 설치되고, 상기 플런저(133)에 가해지는 힘에 관한 값을 검출하는 로드 셀(150)(제2 센서)을 더 구비하고, 상기 제어부(16)는 상기 압력 센서(140)의 검출치와 상기 로드 셀(150)의 검출치를 비교하는 것이다.

이와 같이 구성함으로써 플런저(133)에 가해지는 하중에 대해 수지 압력이 어떠한 값을 취하는지 비교하여 파악할 수 있다. 또, 이 비교 결과를 수지 성형장치(1)의 상태(예를 들면, 수지 압력의 이상 유무 등)를 파악하는 정보로서 이용할 수 있다.

또 상기 제어부(16)는 상기 압력 센서(140)의 검출치와 상기 로드 셀(150)의 검출치를 비교함으로써 상기 플런저(133)의 슬라이딩 저항을 검출하는 것이다.

이와 같이 구성함으로써 플런저(133)가 설치된 포트(111a) 내의 오염 유무를 검출할 수 있다. 이에 의해 적절한 타이밍에 포트(111a)의 세정을 행할 수 있다.

또 상기 로드 셀(150)은 복수 설치된 상기 플런저(133)에 대응하여 복수 설치되는 것이다.

이와 같이 구성함으로써 각 플런저(133)에 가해지는 하중을 개별적으로 검출할 수 있다. 이에 의해, 각 포트(111a)의 오염 유무를 개별적으로 검출할 수 있다.

또 본 실시형태에 관한 수지 성형품의 제조 방법은 수지 성형장치(1)를 이용하여 성형 대상물을 수지 성형하는 것이다.

이와 같이 구성함으로써 수지 압력을 상세하게 파악할 수 있다. 또, 적절한 큐어 시간을 결정하거나 포트(111a)의 오염 유무를 검출할 수 있기 때문에 수지 성형품의 품질 향상이나 생산 효율의 향상을 꾀할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되지 않으며, 특허 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 적절한 변경이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시형태의 수지 성형장치(1)에 이용한 구성요소(공급 모듈(10) 등)는 일례이며, 적절히 탈부착이나 교환이 가능하다. 예를 들면, 수지 성형 모듈(20)의 개수를 변경하는 것이 가능하다. 또, 본 실시형태의 수지 성형장치(1)에 이용한 구성요소(공급 모듈(10) 등)의 구성이나 동작은 일례이며, 적절히 변경하는 것이 가능하다.

또, 상기 실시형태에서는 태블릿형의 수지 재료(수지 태블릿(T))를 이용하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다. 즉, 수지 재료로서는 태블릿형의 것뿐 아니라, 분립(粉粒)체형(과립형, 분말형을 포함), 액상 등 임의의 형태의 것을 이용하는 것이 가능하다.

또 상기 실시형태에서 예시한 트랜스퍼축(131), 플런저(133), 포트(111a) 등의 개수는 한정되지 않으며, 임의로 변경하는 것이 가능하다. 또, 각종 센서(로드 셀(134), 압력 센서(140) 및 로드 셀(150))의 개수도 특별히 한정되지 않으며, 임의로 변경하는 것이 가능하다.

또 상기 실시형태에서는 복수의 플런저(133)에 대응하도록 복수의 압력 센서(140)를 설치한 예를 나타냈으나, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다. 즉, 플런저(133)와 동수의 압력 센서(140)를 설치할 필요는 없고, 압력 센서(140)의 개수를 플런저(133)의 개수보다 줄이거나 늘리는 것이 가능하다. 예를 들면, 어느 1개의 플런저(133)에 대응하도록 압력 센서(140)를 1개만 설치하는 것도 가능하다. 또, 로드 셀(150)에 대해서도 마찬가지로, 복수의 플런저(133)와 동수 설치할 필요는 없으며, 개수를 임의로 설정하는 것이 가능하다.

또 상기 제 1 실시형태에서는 압력 센서(140)를 컬 블록(121)(컬부(121a))에 설치한 예를 나타냈으나, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다. 압력 센서(140)는 플런저(133)와 대향하는 위치, 또는 플런저(133)의 끝단부에 설치되어 수지의 이송 개시 직후부터 수지 압력을 검출할 수 있는 것이면 되고, 부착되는 부재를 한정하지는 않는다.

또 상기 실시형태에서는 압력 센서(140)를 플런저(133)와 대향하는 위치(컬 블록(121))에 설치한 예(도 3 참조), 및 압력 센서(140)를 플런저(133)의 끝단부에 설치한 예(도 7 참조)를 각각 나타냈으나, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다. 즉, 컬 블록(121) 또는 플런저(133) 어느 한쪽에만 압력 센서(140)를 설치하는 것이 아니라 양쪽 모두에 설치하는 것도 가능하다.

또 상기 실시형태에서는 제어부(16)가 큐어 시간의 결정이나 플런저(133)의 슬라이딩 저항(오염(A)의 유무)을 검출하는 예를 나타냈으나, 본 발명은 이에 한정되지는 않으며, 큐어 시간 등은 사람의 판단에 의해 결정되는 것이어도 된다. 이 경우, 예를 들면 제어부(16)는 압력 센서(140) 등의 검출치나 압력 센서(140)와 로드 셀(150)의 검출치의 비교 결과 등을 디스플레이 등의 출력 장치에 출력함으로써 큐어 시간의 결정 등에 필요한 정보를 사람에게 알리는 구성으로 하는 것도 가능하다.

또 상기 실시형태에서는 압력 센서(140)를 이용하였으나, 힘을 검출하는 센서를 이용하여 검출된 값과 면적으로부터 압력을 산출하는 것도 가능하다.

또 상기 실시형태에서는 하중을 검출하는 로드 셀(134)을 이용하였으나, 그 대신에 힘을 검출하는 센서를 이용하는 것도 가능하다.

[부호의 설명]

1 수지 성형장치

16 제어부

110 하부 몰드

111a 포트

120 상부 몰드

121a 컬부

133 플런저

140 압력 센서

150 로드 셀

Claims (7)

1. 수지 재료가 수용되는 포트가 형성된 하부 몰드와,
   상기 하부 몰드에 대향하여 설치되고 상기 포트에 대향하는 부분에 컬부가 형성된 상부 몰드와,
   상기 포트에 수용된 상기 수지 재료를 이송 가능한 플런저와,
   상기 상부 몰드 중 상기 플런저와 대향하는 위치 또는 상기 플런저의 끝단부에 설치되어 압력에 관한 값을 검출하는 제1 센서
   를 구비한 수지 성형장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 센서는 복수 설치된 상기 플런저에 대응하여 복수 설치되는 수지 성형장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제1 센서의 검출치에 기초하여 큐어 시간을 결정하는 제어부를 더 구비하는 수지 성형장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 플런저 중 상기 끝단부와는 다른 부분에 설치되고, 상기 플런저에 가해지는 힘에 관한 값을 검출하는 제2 센서를 더 구비하고,
   상기 제어부는 상기 제1 센서의 검출치와 상기 제2 센서의 검출치를 비교하는 수지 성형장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 센서의 검출치와 상기 제2 센서의 검출치를 비교함으로써 상기 플런저의 슬라이딩 저항을 검출하는 수지 성형장치.
6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서, 상기 제2 센서는 복수 설치된 상기 플런저에 대응하여 복수 설치되는 수지 성형장치.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 수지 성형장치를 이용하여 성형 대상물을 수지 성형하는 수지 성형품의 제조 방법.