TWI724695B - 樹脂成形裝置和樹脂成形品的製造方法 - Google Patents

樹脂成形裝置和樹脂成形品的製造方法 Download PDF

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Abstract

提供一種樹脂成形裝置，能夠自動且準確地控制液態樹脂的排出量。一種樹脂成形裝置，其特徵為包含：樹脂排出機構、流量感測器、樹脂成形機構和控制部；樹脂排出機構包含柱塞和能夠容納液態樹脂的樹脂容納部，並且具有排出液態樹脂的排出口；樹脂排出機構藉由柱塞的移動，使容納於樹脂容納部的液態樹脂從排出口排出；流量感測器安裝於樹脂排出機構；流量感測器測定液態樹脂的流量；樹脂成形機構使用從樹脂排出機構排出的液態樹脂進行樹脂成形；控制部控制柱塞運動的同時，基於用流量感測器測定的液態樹脂的流量，控制柱塞的倒吸。

Description

樹脂成形裝置和樹脂成形品的製造方法
本發明關於一種樹脂成形裝置和樹脂成形品的製造方法
在進行液態樹脂成形時，需要抑制或防止液態樹脂量出現偏差。
因此，專利文獻1公開了藉由倒吸來改善液態樹脂30的斷液情況，從而向模腔供給預定量的液態樹脂30。具體而言，根據專利文獻1的圖式和說明，在樹脂成形裝置中，藉由使伺服馬達31旋轉，使柱塞35在注射器28內進退，將注射器28內的液態樹脂30排入模腔16。此時，使用伺服馬達31所具有的編碼器39對經由柱塞35接受的液態樹脂30的樹脂壓力進行檢測，來作為施加於伺服馬達31的轉矩值，基於檢測到的轉矩值進行倒吸。由此能夠改善液態樹脂30的斷液情況，從而能向模腔16供給預定量的液態樹脂30。
[先前技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1：特開2017-100285號公報。
[發明要解決的問題]
專利文獻1雖然藉由倒吸控制了供給模腔的液態樹脂的供給量，但是並不能對倒吸進行自動化設定，需要人工進行。因為倒吸的設定需要根據液態樹脂的性質進行變化，因此在進行人工設定時需要熟練，同時有可能根據人的不同產生偏差。
因此，本發明的目的為提供一種樹脂成形裝置和樹脂成形品的製造方法，能夠對用於控制液狀樹脂排出量的倒吸進行自動化設定。 [用以解決課題之手段]
為了實現所述目的，本發明的樹脂成形裝置特徵在於，包含： 樹脂排出機構；流量感測器；樹脂成形機構和控制部， 所述樹脂排出機構包含柱塞和能夠容納液態樹脂的樹脂容納部，並且具有排出所述液態樹脂的排出口， 所述樹脂排出機構藉由所述柱塞的移動，將容納於所述樹脂容納部的所述液態樹脂從所述排出口排出， 所述流量感測器安裝於所述樹脂排出機構， 所述流量感測器用來測定所述液態樹脂的流量， 所述樹脂成形機構使用從所述樹脂排出機構排出的所述液態樹脂進行樹脂成形， 所述控制部在控制所述柱塞的運動的同時，基於用所述流量感測器測定的所述液態樹脂流量，控制所述柱塞的倒吸。
本發明的樹脂成形品的製造方法特徵在於，包含： 樹脂排出步驟，液態樹脂從樹脂排出機構排出；樹脂成形步驟，使用排出的所述液態樹脂進行樹脂成形；在所述樹脂排出步驟中，使用安裝於所述樹脂排出機構的流量感測器測定所述液態樹脂的流量，根據該測定的流量，對所述樹脂排出機構的倒吸進行控制。 [發明功效]
藉由本發明，能夠提供一種樹脂成形裝置和樹脂成形品的製造方法，能夠對用於控制液態樹脂排出量的倒吸進行自動化設定。
下文對本發明舉出實例進行詳細說明。但本發明不受下述說明的任何限定。
在本發明的樹脂成形裝置中，例如，可以在為了排出所述液態樹脂的所述柱塞運動停止後，藉由所述控制部控制所述柱塞的倒吸以使所述液態樹脂的流量接近為0。該種情況時，例如，可以是藉由本發明的樹脂成形裝置能夠至少進行2次所述柱塞的倒吸。
在本發明的樹脂成形裝置中，例如，所述流量感測器可以是超聲流量感測器。
在本發明的樹脂成形裝置中，例如，所述流量感測器可以設置在所述樹脂容納部的所述排出口側端部到所述排出口之間。
在本發明的樹脂成形裝置中，樹脂成形機構沒有特殊限制，例如，可以包含成形模，也可以包含或可以不包含成形模以外的構件。成形模沒有特殊限制，可以是一般的成形模，例如，可以是包含上模和下模的成形模。在本發明中，成形模沒有特殊限制，例如可以是金屬模具，陶瓷模具等。
本發明的樹脂成形品的製造方法例如可以使用本發明的樹脂成形裝置進行。更具體而言，例如，在所述樹脂排出步驟中，藉由所述柱塞的移動，容納於所述樹脂容納部的所述液態樹脂從所述排出口排出，並且藉由所述控制部，可以在控制所述柱塞的運動的同時，基於用所述流量感測器測定的所述液態樹脂的流量控制所述柱塞的倒吸。另外，在所述樹脂成形步驟中，可以藉由所述樹脂成形機構使用排出的所述液態樹脂進行樹脂成形。
根據本發明，例如，在樹脂成形裝置中，藉由設置於分配器(樹脂排出機構)的排出口附近的流量感測器測定液態樹脂的流量，在為了排出液態樹脂的柱塞運動停止後，回饋控制柱塞運動以使流量接近為0，由此能夠自動化設定分配器的倒吸。但是，本發明不限於此。例如，設置流量感測器的位置不限於樹脂排出機構的排出口附近，設置在哪裡都可以。但是，將流量感測器設置在樹脂排出機構的排出口附近的話，容易更準確地測定液態樹脂的流量。另外，將流量感測器設置在樹脂排出機構的排出口附近是指，例如，將流量感測器設置在能夠測定即將從排出口排出前的液態樹脂的流量的位置。具體而言，例如，是指流量感測器被設置在樹脂容納部的排出口端部到排出口之間。
在本發明中，“流量感測器”與“流量計”同義。
在本發明中，“倒吸”是指使柱塞向液態樹脂排出方向的相反方向運動。具體而言，例如，排出液態樹脂時，向樹脂容納部的內部方向推入柱塞，與之相對，進行倒吸時，向反方向亦即樹脂容納部的外部方向拉出柱塞。
在本發明中，“液態”例如是指具有流動性。另外，“流動性”是指在任意溫度下具有流動性即可，例如，可以是在常溫下具有流動性，也可以是在非常溫的溫度下具有流動性。另外，本發明中的“液態”例如可以是在常溫下為液態，具有流動性，也可以是在非常溫的溫度下是液態，具有流動性。另外，在本發明中，“流動性”和“液態”的任一用語都不考慮流動性的高低，換言之，不考慮黏度的程度。在本發明中，“液態樹脂”例如可以是在常溫下的液態的樹脂，也可以是藉由加熱熔融而具有流動性的樹脂(熔融樹脂)。
在本發明中，作為樹脂材料(用於進行樹脂成形的樹脂)沒有特殊限制，例如，可以是環氧樹脂、矽酮樹脂等熱固性樹脂，也可以是熱塑性樹脂。另外，也可以是含有一部分熱固性樹脂或熱塑性樹脂的複合材料。熱固性樹脂例如在常溫下為液態樹脂，加熱後黏度降低，繼續加熱後發生聚合反應而固化，成為固化樹脂。
在本發明中，“樹脂成形”沒有特殊限制，例如，可以是對晶片等部件進行樹脂封裝，也可以不進行樹脂封裝，只進行樹脂成形。同樣，在本發明中，“樹脂成形品”沒有特殊限制，例如，可以是對晶片等部件進行了樹脂封裝的樹脂成形品(成品或半成品)，也可以是不進行樹脂封裝，只進行樹脂成形的成品或半成品。
另外，在本發明中，“樹脂成形”例如可以是對成形對象物的一個或兩個面進行樹脂成形。但是，本發明並不限於此，例如也可以不使用成形對象物，只進行樹脂成形。另外，例如，可以對固定在成形對象物的一個面或兩個面的晶片等部件進行樹脂封裝，也可以不對部件進行樹脂封裝，只對成形對象物的一個面或兩個面進行樹脂成形。
在本發明中，“樹脂成形”的方法沒有特殊限制，例如可以是壓縮成形，也可以是傳遞成形、擠壓成形等。
本發明中的“樹脂成形”例如是指樹脂被固化(硬化)，並且固化樹脂進行了成形的狀態。固化樹脂的硬度沒有特殊限制，例如，是固化樹脂不流動的程度，或是用於保護被樹脂封裝的晶片所需要的程度即可，不考慮硬度的大小。另外，在本發明中，樹脂的固化 (硬化)不限定於樹脂完全固化(硬化)的狀態，是能夠進一步固化的狀態也可以。
一般而言，“電子部件”是指進行樹脂封裝前的晶片，和對晶片進行了樹脂封裝的狀態，在本發明中，只表述“電子部件”時，若沒有特別說明，均指晶片進行了樹脂封裝的電子部件(作為完成品的電子部件)。本發明中的“晶片”，具體可列舉電阻、電容、電感等被動元件晶片，二極體、電晶體、積體電路(Integrated Circuit: IC)、電力控制用半導體元件等半導體晶片，感測器、濾波器等晶片。另外，在本發明中，進行樹脂封裝的部件不限於晶片，例如可以是晶片、電線、焊點(bump)，電極、佈線圖案等中的至少一個，也可以包括不是晶片狀的部件。
在本發明中，“樹脂成形品”沒有特殊限制，例如可以是對晶片進行了樹脂封裝的電子部件。另外，本發明中的“樹脂成形品”例如也可以是半導體製品，製造電路模組等單個或複數個的電子部件用的中間品。另外，本發明中的“樹脂成形品”不限於對晶片進行了樹脂封裝的電子部件和其中間品，也可以是上述以外的樹脂成形品。
下文基於圖式，對本發明的具體實施方案進行說明。各圖都是為了便於理解而適當省略或誇張地示意性描繪的。對於同一構成要素，標注同一圖式標記。
[實施例1]
在本實施例中，對本發明的樹脂成形裝置的一個實例和使用其的本發明的樹脂成形品的製造方法的一個實例進行說明。
首先，圖1的剖視圖示出了本發明的樹脂成形裝置中的樹脂排出機構、流量感測器和控制部的結構的一個實例。如圖所示，分配器(樹脂排出機構)19包含注射器(樹脂容納部)28和柱塞35。另外，分配器19進而包含送出機構27和噴嘴29。並且，送出機構27、注射器28和噴嘴29構成為一體。藉由使設置於送出機構27的伺服馬達31旋轉，分別藉助圓頭螺絲32、滑塊33、桿34，使柱塞35能夠在注射器28內部進退。注射器28的內部能夠容納液態樹脂。噴嘴29的前端具有排出口41，容納於注射器28內部的液態樹脂能夠從排出口41排出。流量感測器100安裝在噴嘴29上的排出口41的附近，能夠測定即將排出前的液態樹脂的流量。另外，安裝流量感測器100的位置例如可以是注射器28上的排出口41側端部(安裝了噴嘴29一側的端部)到排出口41之間的任意位置。更具體地，安裝流量感測器100的位置例如可以是噴嘴29內的任意位置中能夠測定液態樹脂流量的位置。並且，藉由控制部22控制柱塞35的運動的同時，基於用流量感測器100測定的液態樹脂的流量，控制柱塞35的倒吸。由此，能夠實現事前的倒吸設定的自動化，該倒吸設定原來為人工進行，用於控制液態樹脂的排出量。因此，藉由本發明，例如，藉由自動控制排出運動和倒吸運動，液態樹脂的滴落狀態可以在早期消除。另外，例如，能夠自動地準確控制液態樹脂的排出量，能夠抑制或防止液態樹脂供給量的偏差。
接下來就圖1的分配器19的結構及其運動(使用方法)進行進一步的具體說明。
如圖所示，分配器19藉由連接送出機構27、注射器28和噴嘴29而構成整體。因此，各自根據其用途，注射器28或噴嘴29可以換成其他的注射器28或噴嘴29。
送出機構27具有伺服馬達31、藉助伺服馬達31旋轉的圓頭螺絲32、安裝在圓頭螺絲的螺母(無圖示)上使旋轉運動變為直線運動的滑塊33、固定在滑塊33的頂端部且內部具有插入孔的桿34、以及安裝在桿34的頂端的柱塞35。圓頭螺絲32由圓頭螺絲軸承36和安裝於圓頭螺絲32頂端的防振構件37支承。滑塊33例如沿導軌38在Y方向前進或後退，該導軌38安裝於送出機構27的基座。藉由伺服馬達31的旋轉，分別藉由圓頭螺絲32、滑塊33、桿34，使柱塞35沿Y方向前進或後退。
伺服馬達31是能夠控制馬達旋轉的馬達。伺服馬達31具有監視馬達旋轉的旋轉檢測器(編碼器)39。編碼器39例如檢測伺服馬達31的旋轉角、轉速，並向控制部22進行回饋。控制部22中設置有例如PLC(Programmable Logic Controller)、控制器、驅動器等。例如，基於PLC的指令訊號和來自編碼器39的回饋訊號，控制部22能夠控制伺服馬達31的旋轉。例如，藉由控制伺服馬達31的旋轉，能夠高精度地進行柱塞35的位置控制、速度控制、轉矩控制等。
另外，在以下的說明中，除了特別指出，液態樹脂30的樹脂量和柱塞35的移動量是指單位時間的樹脂量和單位時間的移動量。為了在預定時間內將送出機構27送出的液態樹脂30維持在恆定樹脂量，需要在預定時間內維持柱塞35的移動量恆定。為了在預定時間內維持柱塞35的移動量恆定，柱塞35以恆定的移動速度V前進。由此，能夠在預定時間內穩定地送出預定量的液態樹脂30。
容納有液態樹脂30的注射器28利用注射器安裝用的螺絲40與送出機構27的頂端連接。以柱塞35的外徑和注射器28的內徑一致的方式將柱塞35插入注射器28內。在柱塞35的周圍安裝有作為密封件的O型圈(未圖示)。藉由控制伺服馬達31的旋轉來控制柱塞35的移動量(行程)。根據注射器28的內截面積與柱塞35的移動量之積，算出自分配器19排出的液態樹脂30的樹脂量。
在噴嘴29的頂端，如上所述，設有用於排出液態樹脂30的排出口41。排出口41的方向設定為正下方、正側方以及斜下方等任意的方向。此外，為了不發生液態樹脂30的液體滴掛，能夠根據液態樹脂30的黏度改變排出口41的口徑、形狀至最佳。
接下來參照圖1，說明分配器19排出液態樹脂30的動作。藉由使伺服馬達31旋轉，圓頭螺絲32旋轉。藉由使圓頭螺絲32旋轉，安裝於圓頭螺絲的螺母上的滑塊33沿導軌38在-Y方向上前進。藉由使滑塊33前進，固定於滑塊33的桿34與滑塊33一同沿-Y方向前進。在注射器28內，桿34沿-Y方向前進，從而安裝於桿34的頂端的柱塞35沿-Y方向前進。藉由使柱塞35沿-Y方向前進，對容納在注射器28內的液態樹脂30進行推壓而沿-Y方向推出液態樹脂30。被柱塞35推出後的液態樹脂30自設於噴嘴29的頂端的排出口41排出。
如上所述，柱塞35的運動由控制部22進行控制。進而，藉由流量感測器100對液態樹脂30的流量進行測定。基於該測定的流量，藉由控制部22控制柱塞35的倒吸。由此，如上所述，能夠對液態樹脂的排出量自動進行準確的控制，例如，能夠抑制或防止液態樹脂的供給量的偏差。
另外，根據液態樹脂30的黏度的不同，有時因液態樹脂30的表面張力而導致液態樹脂30作為殘留樹脂殘留在噴嘴29的排出口41的下方。在該情況下，即使將自注射器28內送出的液態樹脂30的樹脂量控制為恆定，也不能實現將理應自噴嘴29排出的液態樹脂30全部排出。換言之，液態樹脂30的一部分作為殘留樹脂殘留。因而，發生了不能實現將理應自噴嘴29排出的液態樹脂30全部排出到模腔16(參照圖3，後述)這樣的事態。為了防止該事態的發生，需要沒有殘留樹脂殘留，將理應自噴嘴29排出的液態樹脂30全部排出。
參照圖5的圖表，對本實施例的樹脂排出機構和用控制部控制液態樹脂排出量的方法的一例進行說明。圖5之(a)和(b)的圖表中，橫軸均表示經過的時間。圖5之(a)的圖表的縱軸表示柱塞35的移動速度。移動速度為正(大於0)時，表示柱塞35被向注射器28的內部方向推入，亦即向液態樹脂30排出(推出)的方向移動。移動速度為負(小於0)時，表示柱塞35被向注射器28的外部方向拉出，亦即，向與液態樹脂30排出方向相反的方向移動。並且，由此，把柱塞35向液態樹脂30排出方向的相反方向移動稱為“倒吸”。另外，圖5之(b)的圖表的縱軸表示藉由流量感測器100測定的液態樹脂30的流量。
如圖5之(a)所示，從推入柱塞35開始到結束的恆定時間，柱塞35的推入速度保持恆定。由此，如圖5之(b)所示，液態樹脂30的流量在緩慢上升後流量保持恆定，直至結束柱塞35的推入。接著，如(1)所示，柱塞35的推入結束後，馬上開始倒吸。另外，例如，可以事先在控制部22輸入倒吸開始的時機。具體而言，例如，根據液態樹脂30的黏度等，計算排出預定量的液態樹脂30所需的時間。然後，根據該算出的時間，可以預先決定柱塞35的推入結束和倒吸開始的時機，輸入控制部22。藉由該倒吸，如(2)所示，液態樹脂30的流量減少至0。(1)的倒吸量可以預先輸入至控制部22，控制部22也可以根據藉由流量感測器100測定的液態樹脂30的流量，控制倒吸量。並且，如(3)所示，液態樹脂30的流量為0時，使柱塞35的移動速度為0(亦即，使柱塞35停止運動)。此時，如(4)所示，藉由倒吸，液態樹脂30的流量可能變為負(逆流)。該逆流持續到預定流量以上時，如(5)所示，柱塞35再次向液態樹脂35的排出方向移動。並且，如(6)所示，液態樹脂30的流量為0時，如(7)所示使柱塞35的移動速度為0(使柱塞35停止運動)。重複(4)-(7)，使柱塞35的移動速度和液態樹脂30的流量接近0。理論上較佳為0，但不需要一定為0，實際中在不出現問題的範圍內值足夠小即可。另外，(3)-(7)的運動可以基於用流量感測器100測定的液態樹脂30的流量，藉由控制部22控制柱塞35的倒吸進行。在本發明中，控制柱塞的倒吸，例如，如圖5之(b)(4)和圖5之(a)(5)所示，也包含推出柱塞修正倒吸過量的步驟。
接下來，參照圖6的圖表，示出人工進行倒吸設定後控制液態樹脂的排出量的一個實例。圖6之(a)和(b)的圖表中，橫軸均表示經過時間。圖6之(a)的圖表的縱軸與圖5之(a)相同，表示柱塞35的移動速度。另外，圖6之(b)的圖表的縱軸表示液態樹脂35藉由推壓柱塞35傳輸到伺服馬達31的負載轉矩值(下文中，僅寫作“轉矩值”)。圖6的實例示出了人工設定倒吸時的柱塞的移動速度和轉矩值的變化，僅進行了一次倒吸動作。在該例的倒吸設定中，一邊觀察排出量和排出狀態，一邊就排出時間、倒吸開始時機、倒吸量(柱塞移動量)、倒吸速度(柱塞移動速度)等進行試驗排出，用目視對排出口的液態樹脂的狀態進行判斷。實際上，試驗排出反復進行了數次。
如圖6之(a)所示，從推入柱塞35開始到結束的恆定時間，柱塞35的推入速度保持恆定。由此，如圖6之(b)所示，液態樹脂30的流量在緩慢上升後保持恆定，直至柱塞35的推入結束。至此，與圖5相同。
在圖6示出的實例中，如圖6之(a)和(b)所示，預先設定倒吸，以使柱塞35推入剛結束時的轉矩值大，每當轉矩值下降並接近0時進行倒吸。因此，在柱塞35推入結束到倒吸開始的時間之間，液態樹脂30也會被繼續排出。因此，液態樹脂30的排出量有可能過多。由此，需要事先考慮在柱塞35推入結束到倒吸開始的時間之間排出的液態樹脂30的量，決定柱塞35的推入結束和倒吸開始的時機。另外，一旦根據液態樹脂30的種類變化其濃度等發生變化，柱塞35的推入結束和倒吸開始的時機也會變化。由於這些原因，人工進行倒吸控制必須熟練。進而，從柱塞35推入結束到倒吸開始之間的時間被浪費，可能會造成液態樹脂排出的工作效率變低。
對此，根據本發明，控制部可自動控制倒吸。因此，例如如圖5所示，倒吸快速進行，並且能夠進行精密的控制，易於抑制或防止液態樹脂排出量過多的問題。另外，圖5之(b)的圖表用虛線示出了人工控制倒吸時樹脂流量的實例。與本發明的實例(實線)相比，藉由本發明，易於抑制或防止液態樹脂排出量過多的問題。另外，不需要在圖6說明的液態樹脂排出量控制中進行的人工倒吸設定。
另外，圖5和圖6的圖表僅為實例，對本發明不做任何限定。
另外，在本發明中，測定液態樹脂的流量的流量感測器沒有特殊限制，例如，能夠酌情使用眾所周知的流量感測器或常規的流量感測器。作為本發明中可以使用的流量感測器，例如，可列舉超聲流量感測器，熱式流量感測器等，較佳為超聲流量感測器。作為在本發明中可使用的超聲流量感測器，例如可列舉基恩士公司製造的夾鉗(clamp on)式流量感測器，商品名為“FD-X”系列(商品名FD-XS1、FD-XS8、FD-XS20)等。
使用超聲流量感測器例如能夠用下述方式測定流體的流量。亦即，首先，在流體流路的上游和下游的兩點分別設置感測器。並且，使得在這兩點的感測器之間，能夠測定從上游到下游的超聲波速度和從下游到上游的超聲波速度。從上游到下游的超聲波受流體速度的影響，超聲波速度變快。另一方面，從下游到上游的超聲波因為逆著流體流向進行，超聲波速度變慢。因此，藉由算出上游到下游的超聲波速度和下游到上游的超聲波速度的差，能夠基於此算出流體流速，進而算出流體的流量。另外，在本發明中，使用液態樹脂作為流體，能夠測定(算出)液態樹脂的流量。
根據上述測定原理，理論上，超聲流量感測器能夠不受流體溫度和黏度的影響而測定流體的流量。因此，與熱式流量感測器相比，使用超聲流量感測器易於抑制或防止因流體的溫度和黏度而產生的流量的測定誤差。另外，如果使用能夠安裝在配管外側的夾鉗式流量感測器，可以不切斷配管而容易地安裝，能夠不接觸液態樹脂就測定流量，不需要洗滌。
接下來，圖2的平面圖示出了本發明的樹脂成形裝置的結構的一個實例。另外，圖3的剖視圖示出了圖2的樹脂成形裝置的成型模(樹脂成形機構)的結構的一個實例和液態樹脂從該成型模排出(供給)的方法的一個實例。
如圖2所示，該樹脂成形裝置1包括基板供給・容納組件2、4個成形組件3A、3B、3C、3D以及供給組件4，分別作為構成要素。作為構成要素的基板供給・容納組件2、成形組件3A～成形組件3D以及供給組件4分別能夠相對於其它構成要素彼此裝卸，且能夠更換。
在基板供給・容納組件2設有用於供給封裝前基板5的封裝前基板供給部6和用於容納封裝完畢基板7的封裝完畢基板容納部8。封裝前基板5例如安裝有發光二極體(Light Emitting Diode：LED)晶片等來作為光元件。基板供給・容納組件2設有裝載機9和卸載機10，支承裝載機9和卸載機10的軌道11沿X方向設置。裝載機9和卸載機10能夠沿軌道11在X方向上移動。
被軌道11支承的裝載機9和卸載機10在基板供給・容納組件2、各成形組件3A、3B、3C、3D以及供給組件4之間能夠沿X方向移動。在裝載機9上，設有用於向各成形組件3A、3B、3C、3D中的上模供給封裝前基板5的移動機構12。在各成形組件內，移動機構12沿Y方向移動。在卸載機10上，設有用於在各成形組件3A、3B、3C、3D中自上模接受封裝完畢基板7的移動機構13。在各成形組件內，移動機構13能夠沿Y方向移動。
各成形組件3A、3B、3C、3D設有能夠升降的下模14和與下模14相對配置的上模(未圖示，參照圖3之(a))。上模和下模14構成成形模。該上模和下模14構成的成形模相當於本發明的樹脂成形裝置的“樹脂成形機構”。上模和下模14可以分別是“樹脂成形機構”的一部分。各成形組件3A、3B、3C、3D具有用於使上模和下模14合模以及開模的合模機構15。模腔16作為容納液態樹脂並使液態樹脂固化的空間，被設於下模14。模腔16在下模14上，是容納液態樹脂的容納部。模腔16的模面被脫模膜17包覆。
供給組件4設有向模腔16供給液態樹脂的樹脂供給機構18。樹脂供給機構18由軌道11支承，可沿軌道11在X方向上移動。在樹脂供給機構18上設有作為液態樹脂的排出機構的分配器19。在各成形組件3A、3B、3C、3D中，利用移動機構20使分配器19可沿Y方向移動，向模腔16排出液態樹脂。圖1所示的分配器19是使用預先混合主劑和固化劑而成的液態樹脂的單液型的分配器。作為主劑，例如可使用具有熱固性和透光性的矽酮樹脂、環氧樹脂等。
在供給組件4設有抽真空機構21。當在各成形組件3A、3B、3C、3D中即將把上模與下模14合模前，抽真空機構21能夠自模腔16強制性地吸引空氣並排出空氣。供給組件4設有用於控制樹脂成形裝置1整體的動作的控制部22。在圖2中，示出了將抽真空機構21和控制部22設於供給組件4的情況。但本發明不限定於此，例如也可以將抽真空機構21和控制部22設於其他元件。
接下來，參照圖2和圖3，說明樹脂供給機構18向設於下模14的模腔16供給液態樹脂30(參照圖3)的機構。另外，圖3之(a)是剖視圖，圖3之(b)是平面圖。另外，液態樹脂30沒有特殊限制，例如可以是在常溫下為液態的液態樹脂。另外，液態樹脂30也可以使用例如使在常溫下固態的樹脂材料熔融生成的熔融樹脂。液態樹脂和熔融樹脂均為液態樹脂的一種形式。液態樹脂是流動性材料的一種形式。
在圖2的各成形組件3A、3B、3C、3D中，如圖3之(a)所示，設有上模23、下模14以及膜按壓構件24。上模23和下模14如上所述，構成成形模(樹脂成形機構)。各成形組件3A、3B、3C、3D具有使成形模合模、開模的合模機構15(參照圖2)。
如圖3之(a)所示，脫模膜17覆蓋模腔16的模面及其周圍的模面。膜按壓構件24是用於在模腔16的周圍向下模14的模面按壓固定脫模膜17的構件。膜按壓構件24在中央部具有開口，成形模位於該開口的內部。在上模23例如藉由吸附或夾持等固定配置有例如安裝有LED晶片25等的封裝前基板5。在模腔16的內部設有與各LED晶片25對應的獨立模腔26。
如該圖所示，以覆蓋模腔16的整面的方式供給脫模膜17。利用設於下模14的加熱器(未圖示)加熱脫模膜17。加熱後的脫模膜17軟化並伸長。在模腔16的周圍，利用膜按壓構件24將軟化後的脫模膜17按壓固定於下模14的模面。以沿著各獨立模腔26的模面的方式對軟化後的脫模膜17進行吸附。另外，在圖3之(a)中，示出了使用膜按壓構件24的情況。本發明不限定於此，也可以不使用脫模膜17和膜按壓構件24。
如圖1所示，分配器19具有送出預定量的液態樹脂30的送出機構27、貯存(容納)液態樹脂30的注射器28以及排出液態樹脂30的噴嘴29。在分配器19中，送出機構27、注射器28以及噴嘴29連接而構成為一體。因而，能將各構成要素(送出機構27、注射器28以及噴嘴29)彼此裝卸，將各構成要素單元更換為同種且不同的構成單元。例如，能將具有不同的材料、不同的黏度等的液態樹脂30預先貯存保管在複數個注射器28中，根據製品將所需的注射器28安裝於分配器19進行使用。而且，能夠選擇使用容量不同的注射器28。
藉由更換噴嘴29，能將排出液態樹脂30的方向設定為正下方、正側方以及斜下方等任意的方向。而且，能與液態樹脂30的黏度對應地改變噴嘴29的排出口的口徑。此外，能在注射器28與噴嘴29之間設置靜態混合器。例如，即使在將螢光體等作為添加劑添加於液態樹脂30的情況下，也能藉由用靜態混合器攪拌液態樹脂30，在螢光體不沉澱的情況下以均勻的狀態排出液態樹脂30。
分配器19也能沿上下方向(Z方向)移動。能使圖3之(a)和(b)所示的分配器19在鉛垂面內(含有Y軸和Z軸的面內)或水平面內(含有X軸和Y軸的面內)以某一點為中心局部旋轉地進行往復移動。在該情況下，分配器19的頂端部以描畫圓弧的一部分的方式往復移動。
接下來，參照圖2和圖3，說明使用成形組件3C的情況下的樹脂成形裝置1的動作。該方法是使用樹脂成形裝置1的本發明的樹脂成形品的製造方法的一個實例。首先，使例如安裝有LED晶片25的封裝前基板5以安裝有LED晶片25的面朝向下側的方式，自封裝前基板供給部6向裝載機9交接。接著，使裝載機9自基板供給・容納組件2沿軌道11在+X方向上移動至成形組件3C。
接著，在成形組件3C中，使用移動機構12使裝載機9沿-Y方向移動至下模14與上模23(參照圖3之(a))之間的預定的位置。將安裝有LED晶片25的面朝向下側的封裝前基板5藉由吸附或夾持而固定於上模23的下表面。在將封裝前基板5配置於上模的下表面後，使裝載機9移動至基板供給・容納組件2的原來的位置。
接著，使用樹脂供給機構18使分配器19自供給組件4的待機位置沿軌道11在-X方向上移動至成形組件3C。由此，使樹脂供給機構18移動至成形組件3C的下模14附近的預定的位置。使用移動機構20使分配器19移動至下模14的上方的預定的位置。
接著，如圖3之(a)和(b)所示，自分配器19的噴嘴29排出液態樹脂30。具體而言，自分配器19的噴嘴29朝向設於下模14的模腔16排出液態樹脂30。由此，向模腔16供給液態樹脂30。
接著，在將液態樹脂30供給到模腔16中後，使用移動機構20使分配器19後退至樹脂供給機構18。使樹脂供給機構18移動至供給組件4的原來的待機位置。
接著，在成形組件3C中，使用合模機構15使下模14上升，從而將上模23與下模14合模。藉由合模，使安裝於封裝前基板5的LED晶片25浸泡於供給到模腔16中的液態樹脂30。此時，使用設於下模14的模腔底面構件(未圖示)，能對模腔16內的液態樹脂30施加預定的樹脂壓力。
另外，在合模的過程中，也可以使用抽真空機構21對模腔16內進行吸引。由此，將殘留在模腔16內的空氣、液態樹脂30中含有的氣泡等排出到成形模的外部。而且，將模腔16內設定為預定的真空度。
接著，使用設於下模14的加熱器(未圖示)，對液態樹脂30進行加熱，加熱時間為為了使液態樹脂30固化所需的時間。由此，使液態樹脂30固化而形成固化樹脂。由此，利用與模腔16的形狀對應地形成的固化樹脂將安裝於封裝前基板5的LED晶片25樹脂封裝。在使液態樹脂30固化後，使用合模機構15使上模23與下模14開模。
接著，使裝載機9退避至不妨礙卸載機10移動至成形組件3C的恰當的位置。例如，使裝載機9自基板供給・容納組件2退避至成形組件3D或供給組件4的恰當的位置。然後，使卸載機10自基板供給・容納組件2沿軌道11在+X方向上移動至成形組件3C。
接著，在成形組件3C中，在使移動機構13沿-Y方向移動至下模14與上模23之間的預定的位置後，移動機構13自上模23接受封裝完畢基板(樹脂成形品)7。在接受了封裝完畢基板7後，使移動機構13返回至卸載機10。使卸載機10返回至基板供給・容納組件2而將封裝完畢基板7容納於封裝完畢基板容納部8。在這一時間點，第一個封裝前基板5的樹脂封裝完成，完成了第一個封裝完畢基板7。因為該方法是製造作為樹脂成形品的封裝完畢基板7的方法，如上所述，可以說是使用了樹脂成形裝置1的本發明的樹脂成形品的製造方法的一個實例。
接著，使退避至成形組件3D或供給組件4的恰當的位置的裝載機9向基板供給・容納組件2移動。自封裝前基板供給部6向裝載機9交接下一個封裝前基板5。如以上那樣地重複進行樹脂封裝。
控制部22控制封裝前基板5的供給、樹脂供給機構18和分配器19的移動、液態樹脂30的排出、上模23與下模14的合模和開模以及封裝完畢基板7的容納等動作。
而且，在判斷為在特定的成形組件內，分配器19的排出狀態不正常的情況下，控制部22也可以發出表示該成形組件的動作不正常的警報。由此，操作人員能夠進行使該成形組件暫時停止等的恰當的應對。控制部22也可以使該成形組件的動作停止。
另外，例如，能在分配器19中將注射器28或噴嘴29更換為不同的注射器28或噴嘴29。藉由更換注射器28或噴嘴29，能夠根據製品分開使用具有不同的材料、不同的黏度的液態樹脂30。
藉由本實施例，如上所述，控制部22控制柱塞35運動的同時，基於用流量感測器100測定的液態樹脂30的流量，控制柱塞35的倒吸。由此，例如，即使在使用不同材料、具有不同黏度的液態樹脂30時，也能夠在預定時間內維持恆定的液態樹脂30的排出量。由此，例如，即使液態樹脂30的材料、黏度不同，也能夠使樹脂成形裝置1的生產效率穩定。進而，例如，能夠與液態樹脂30的黏度對應地優化噴嘴29的排出口41的口徑。因此，在能夠非常簡單地構成分配器19的同時，也能夠根據製品使用最合適的液態樹脂30。
另外，如以上說明的那樣，本實施例的樹脂成形裝置1作為液態樹脂30的排出裝置發揮功能。換言之，樹脂成形裝置1相當於液態樹脂30的排出裝置。而且，分配器19如上所述，作為液態樹脂30的排出機構發揮功能。換言之，分配器19是排出液態樹脂30的排出機構，相當於本發明的“樹脂排出機構”。
另外，圖4示出了本實施例的變形例的一個實例。圖4是僅示出分配器19亦即樹脂排出機構的一部分和流量感測器100的剖視圖。更具體而言，圖4僅示出注射器28和柱塞35的頂端部分、噴嘴29及排出口41、注射器28和噴嘴29內的液態樹脂30、以及安裝於噴嘴29的排出口41附近的流量感測器100。如圖所示，該樹脂排出機構除了噴嘴29長度長且具有柔軟性、能夠變形(柔軟)以外，與圖1的分配器19相同。另外，在圖4的樹脂成形裝置中，圖中未示出的部分與圖1-3相同。
藉由圖4的構成，例如有如下優點。在先前技術中，僅延長噴嘴時，倒吸的反應性變差，但在本變形例中，因為在排出口附近設置了超聲感測器，能夠使用排出口附近的流量資訊控制倒吸。因此，因為能夠延長噴嘴，並將注射器配置於空閒的空間，因此注射器28容量可增大。注射器28的容量沒有特殊限制，例如，能夠為20盎司(530mL)以上的大容量。另外，因為噴嘴29長度長且具有柔軟性，可以變形，因此噴嘴29的頂端可以與注射器28相互獨立進行活動。亦即，噴嘴29頂端的活動自由度高。因此，例如，液態樹脂30排出後，藉由噴嘴29的頂端活動，能夠使附著在排出口41的殘留液態樹脂30從排出口41落下。
在本實施例中，列舉了對LED晶片進行樹脂封裝時使用的樹脂成形裝置和樹脂成形方法的實例並進行了說明。但本發明不限於此。例如，樹脂封裝的物件也可以是IC和電晶體等半導體晶片，也可以是被動元件。也能在對安裝於印刷電路板、陶瓷基板等基板的1個或複數個電子部件進行樹脂封裝時應用本發明。
而且，本發明不限於對電子部件進行樹脂封裝的情況，能在藉由樹脂成形製造透鏡、光學元件和導光板等光學部件時、在製造通常的樹脂成形品時等應用本發明。
另外，例如，有在實際進行樹脂成形時，以一定的比例混合由主劑和固化劑形成的兩種液態樹脂來進行使用的雙液型樹脂材料。在使用雙液型樹脂材料的樹脂成形裝置中，也能應用本發明。
另外，在本實施例中，說明瞭利用壓縮成形的樹脂成形裝置和樹脂成形方法。但本發明不限於此。例如，在利用傳遞膜塑的樹脂成形裝置和樹脂成形方法中，也能夠應用本發明。在該情況下，例如，向設置於成形模的由圓筒狀空間形成的樹脂容納部(在下方配置有稱為柱塞的升降構件，通常是容納由固態樹脂形成的樹脂材料的部分，稱為缽)排出液態樹脂。在該情況下，上述的缽相當於容納液態樹脂的樹脂容納部。
在本實施例中，說明瞭向設置於下模的模腔排出液態樹脂的實例，但本發明不限於此。例如，可以是在包含基板的上表面的空間、且是含有安裝於該基板的上表面的晶片(半導體晶片、被動部件的晶片等電子部件的晶片)的空間中，以將安裝於基板的上表面的晶片覆蓋的方式排出液態樹脂。另外，例如也可以是在含有矽晶片等半導體基板的上表面的空間中，以將形成於半導體基板的半導體電路等功能部覆蓋的方式排出液態樹脂。另外，例如也可以是在含有理應最終被容納於成形模的模腔內的膜的上表面的空間中，排出液態樹脂。該空間例如是藉由使膜凹陷而形成的凹部。液態樹脂向藉由使膜凹陷而形成的凹部排出。作為該膜的目的，可以舉出為了脫模性的提高、膜表面的由凹凸形成的形狀的轉印以及預先形成於膜的圖案的轉印等。使用恰當的輸送機構與膜一同輸送被容納於膜的凹部的液態樹脂，最終將該液態樹脂容納於成形模的模腔。在任一情況下，排出於空間的液態樹脂例如均可最終被容納於成形模的模腔的內部，在成形模合模後的狀態下在模腔的內部固化。另外，在任一情況下，例如均能在相對的1對成形模的外部向容納部排出液態樹脂，將至少含有該容納部的構成要素輸送到成形模之間。
在本實施例中，在基板供給・容納組件2與供給組件4之間沿X方向排列安裝有4個成形組件3A、3B、3C、3D。也可以將基板供給・容納組件2和供給組件4形成為1個組件，將1個成形組件3A沿X方向排列安裝於該組件。此外，也可以將成形組件3A沿X方向排列安裝於該1個組件，並將另一成形組件3B安裝於成形組件3A。
此外，本發明並不限於上述的實施例，能在不脫離本發明的主旨的範圍內，根據需要任意且適當地組合、變更或選擇地採用上述的各實施方式。
本申請要求享有於2019年2月22日提交的日本專利申請特願2019-031057為基礎的優先權。所述日本專利申請的全部內容藉由引用納入本文。
1:樹脂成形裝置 2:基板供給・容納組件 3A、3B、3C、3D:成形組件 4:供給組件 5:封裝前基板 6:封裝前基板供給部 7:封裝完畢基板(樹脂成形品) 8:封裝完畢基板容納部 9:裝載機 10:卸載機 11:軌道 12、13、20:移動機構 14:成形模的下模(樹脂成形機構) 15:合模機構 16:模腔 17:脫模膜 18:樹脂供給機構 19:分配器(樹脂排出機構) 21:抽真空機構 22:控制部 23:成形模的上模(樹脂成形機構) 24:膜按壓構件 25:LED晶片 26:獨立模腔 27:送出機構 28:注射器(樹脂容納部) 29:噴嘴(排出部) 30:液態樹脂 31:伺服馬達(旋轉機構) 32:圓頭螺絲(旋轉軸) 33:滑塊(直動部件) 34:桿 35:柱塞(移動部件) 36:圓頭螺絲軸承 37:防振構件 38:導軌 39:編碼器(檢測部) 40:注射器安裝用的螺絲 41:排出口 100:流量感測器
圖1是示意性地示出本發明的樹脂成形裝置中的樹脂排出機構，流量感測器和控制部的結構的一個實例的剖視圖。
圖2是示出包含圖1的樹脂排出機構、流量感測器和控制部的本發明的樹脂成形裝置的結構的一個實例的平面圖。
圖3是示出藉由圖1的樹脂排出機構排出樹脂的實例的示意圖。圖3之(a)是剖視圖，圖3之(b)是平面圖。
圖4是示意性地示出圖1的樹脂排出機構的變形例的一部分的剖視圖。
圖5是示出本發明的樹脂成形裝置和樹脂成形品的製造方法中，液態樹脂的排出量控制的一個實例的圖表。
圖6是示出對倒吸進行人工設定後，液態樹脂的排出量控制的一個實例的圖表。
19:分配器(樹脂排出機構)
22:控制部
27:送出機構
28:注射器(樹脂容納部)
29:噴嘴(排出部)
30:液態樹脂
31:伺服馬達(旋轉機構)
32:圓頭螺絲(旋轉軸)
33:滑塊(直動部件)
34:桿
35:柱塞(移動部件)
36:圓頭螺絲軸承
37:防振構件
38:導軌
39:編碼器(檢測部)
40:注射器安裝用的螺絲
41:排出口
100:流量感測器

Claims (5)

  1. 一種樹脂成形裝置，其包含：樹脂排出機構；流量感測器；樹脂成形機構；以及控制部，前述樹脂排出機構包含柱塞和能夠容納液態樹脂的樹脂容納部，並且具有排出前述液態樹脂的排出口，前述樹脂排出機構藉由前述柱塞的移動，將容納於前述樹脂容納部的前述液態樹脂從前述排出口排出，前述流量感測器安裝於前述樹脂排出機構的前述排出口附近，前述流量感測器測定前述液態樹脂的流量，前述樹脂成形機構使用從前述樹脂排出機構排出的前述液態樹脂進行樹脂成形，前述控制部在控制前述柱塞的運動的同時，基於用前述流量感測器測定的前述排出口附近的前述液態樹脂的流量，控制前述柱塞的倒吸，在前述倒吸的控制後，前述液態樹脂的流量變為負時，基於用前述流量感測器測定的前述排出口附近的前述液態樹脂的流量，使前述柱塞向前述液態樹脂的排出方向移動。
  2. 如請求項1所記載之樹脂成形裝置，其中為了排出前述液態樹脂而進行的前述柱塞的運動停止後，藉由前述控制部控制前述柱塞的倒吸以使前述液態樹脂的流量接近於0。
  3. 如請求項2所記載之樹脂成形裝置，其中前述柱塞的倒吸至少能夠進行2次。
  4. 如請求項1至3中任一項所記載之樹脂成形裝置，其中前述流量感測器是超聲流量感測器。
  5. 一種樹脂成形品的製造方法，其使用如請求項1至4中任一項所記載之樹脂成形裝置，並且包含以下步驟：樹脂排出步驟，液態樹脂從前述樹脂排出機構排出；以及樹脂成形步驟，使用排出的前述液態樹脂藉由前述樹脂成形機構進行樹脂成形，在前述樹脂排出步驟中，使用安裝於前述樹脂排出機構的排出口附近的前述流量感測器測定前述液態樹脂的流量，基於該測定的流量，控制前述樹脂排出機構的柱塞的倒吸，在前述倒吸的控制後，前述液態樹脂的流量變為負時，基於用前述流量感測器測定的前述排出口附近的前述液態樹脂的流量，使前述柱塞向前述液態樹脂的排出方向移動。
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