WO2011105639A1 - 압축 성형 장치 및 방법 - Google Patents

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molding
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cavity
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김병석
오수환
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한미반도체 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a compression molding apparatus and method capable of independently controlling the molding pressure and the clamping pressure for each substrate in the process of simultaneously compression molding a plurality of substrates.
  • the present invention relates to a compression molding apparatus and method for an electronic component such as a substrate on which a chip is mounted. More specifically, the molding pressure and the clamping pressure for each substrate can be independently controlled in the process of simultaneously compression molding a plurality of substrates.
  • the present invention relates to a compression molding apparatus and method.
  • the mounting area of the substrate is compression molded from a resin. Specifically, this compression molding method will be described. A substrate having a mounting area in which a chip is mounted is mounted on an upper mold, and a lower mold is moved to an upper mold to clamp the substrate at a predetermined pressure between the upper mold and the lower mold. do.
  • the upper mold is closed, the upper mold is closed, the mounting area of the substrate is accommodated in the cavity of the lower mold, immersed in a resin prepared in the cavity, and then applying a predetermined pressure to the cavity to complete the molding, the upper The mold and the lower mold are opened to take out the completed substrate.
  • another object of the present invention is to apply substantially the same clamping pressure to the individual substrates even when the substrates are of different thicknesses, and even when the amount of molding material filled in the cavity is not uniform, It is to provide a compression molding apparatus and method capable of molding at different molding pressures.
  • another object of the present invention is to set the molding pressure on each substrate separately from the clamping pressure to prevent the leakage of the molding material and breakage of the substrate due to the under or excessive clamping pressure, and to improve the reliability and precision It is to provide a compression molding apparatus and method that can be increased.
  • the present invention is to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, the first mold for mounting a plurality of substrates and the cavity of the mounting area of any one substrate mounted to the first mold is accommodated And a plurality of forming units having a forming block for providing a bottom and a compression movement of the forming block, and having a clamping block for providing a side portion of the cavity, and a base frame connected through each forming unit and a plurality of elastic members.
  • a compression molding apparatus is provided that includes a second mold.
  • the compression molding apparatus includes a drive unit for moving the base frame toward the first mold to accommodate the mounting area of each substrate in the cavity; And a plurality of press units for moving the forming blocks of each forming unit toward the first mold to compress the cavity.
  • the distance between each molding unit and the base frame is adjusted by the elastic member according to the thickness of the substrate.
  • the driving unit and the pressurizing unit may have independent driving units.
  • each pressurizing unit includes a pressurizing member for moving the forming block of each forming unit toward the first mold; And a first driving part for moving the pressing member, and the first driving parts of the plurality of pressing units may be independently controlled from each other.
  • the contact surface of the pressing member and the forming block may have the same area.
  • the first driving unit may be a hydraulic or pneumatic cylinder.
  • the first driving unit of each molding unit can apply the same pressure even when the molding conditions of each molding unit are different, such as when the thickness of the substrate clamped to each molding unit is different or the amount of molding material in each cavity is different. Can be controlled.
  • the driving unit may further include a second driving unit for generating power; A power transmission member connected to the second driving part; And one end may be connected to the power transmission member, and the other end may include a screw that is spirally coupled to the base frame.
  • a through hole is formed in the clamping block, and a forming block is disposed to contact a portion of the inner circumferential surface of the through hole, and a guide groove for guiding movement of the forming block is formed in the inner circumferential surface of the through hole,
  • the outer surface of the block may be formed with a guide protrusion disposed in the guide groove.
  • the forming block and the vertical movement of the forming block to provide a top mold for mounting a plurality of substrates and a bottom portion of the cavity for receiving the mounting area of any substrate mounted on the upper mold A compression molding apparatus is provided that includes a lower mold that guides and includes a plurality of molding units having a clamping block that provides a side portion of the cavity.
  • the compression molding apparatus includes a drive unit for elevating the lower mold to rise up to a predetermined interval toward the upper mold; And a plurality of pressurizing units for lifting and lowering the forming blocks of the respective molding units toward the upper mold independently of each other while the lower mold is raised by the drive unit.
  • the driving unit and the pressurizing unit may have independent driving units.
  • each pressing unit the pressing member disposed below the forming block; And a first driving part for elevating the pressing member, wherein each pressing unit can provide the same molding pressure with respect to each of the corresponding substrates.
  • the drive unit the motor rotatable in the forward or reverse direction;
  • a belt pulley connected to the motor;
  • one end may be connected to the valve pulley, the other end may include a screw spirally coupled to the lower mold.
  • the lower mold the base frame spaced apart below the molding unit; And a plurality of elastic members connecting the base frame and the clamping blocks of the respective molding units.
  • the pressing member may be formed with a suction hole penetrating the upper surface and the other surface in the central portion.
  • the first mold and the second substrate is mounted to the upper mold and the lower spaced apart below the upper mold, the mounting area of each substrate mounted to the upper mold is accommodated Providing a lower mold having a cavity, the lower mold including first and second forming units for applying a predetermined pressure to the cavity; And (b) disposing a release film in each cavity and applying a resin on the release film.
  • the compression molding method includes the steps of: (c) lifting the lower mold such that the mounting area of the substrate is accommodated in each cavity of the first and second molding units, and each substrate is clamped between the lower mold and the upper mold; And (d) after each substrate is clamped, independently driving the first and second pressing units for pressing the first and second forming units, respectively, to mold the mounting area of each substrate with resin.
  • each forming unit includes a forming block for providing a bottom of the cavity and a clamping block for guiding the up and down movement of the forming block, and providing a side portion of the cavity, wherein the lower mold has a plurality of elastic members. Further comprising a base frame connected to each other via, and in step (c), when the substrate is clamped to each of the clamping block of each molding unit, the distance between each molding unit and the base frame according to the thickness of the elastic member Can be adjusted by
  • first and second pressurizing units generate power by a hydraulic or pneumatic cylinder, and may be independently controlled to apply different pressures or the same pressure to each cavity.
  • steps (c) and (d) the lifting and lowering of the lower mold and the lifting and lowering of each forming unit can be adjusted by different driving units.
  • first and second pressurizing units can be driven independently and controlled to apply the same pressure to each cavity even when the amount of resin in each cavity is different from each other.
  • the molding pressure and the clamping pressure for each substrate may be independently controlled in the process of simultaneously compression molding a plurality of substrates.
  • 1 to 5 is a cross-sectional view of the main portion showing a compression molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 6 and 7 are flow chart showing a compression molding method according to an embodiment of the present invention.
  • 1 to 4 are main cross-sectional views showing a compression molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a compression molding apparatus in which the first mold and the second mold are spaced apart (opened)
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the substrate is clamped by the movement of the second mold.
  • FIG. 3 is sectional drawing which shows the state which compression molding is performed by the movement of a shaping
  • FIG. 4 is sectional drawing which shows the state in which a shaping
  • the compression molding apparatus 1 includes a first mold 10, a second mold 20, a driving unit 70, and a plurality of pressurizing units 50. , 60).
  • the first mold 10 and the second mold 20 may be classified according to the relative distance and position to the installation surface on which the compression molding apparatus 1 is installed, and the first mold 10 may be an upper mold.
  • the second mold 20 may be a lower mold, the first mold 10 may be a left mold, and the second mold 20 may be a right mold.
  • first mold 10 and the second mold 20 are upper and lower molds, either one of the first mold 10 and the second mold 20 moves in the vertical direction toward the other mold.
  • first mold 10 and the second mold 20 are left and right molds, either one of the first mold and the second mold may be moved in the horizontal direction toward the other mold.
  • the first mold 10 is the upper mold
  • the second mold 20 is the lower mold
  • the second mold 20 in the state in which the first mold 10 is fixed, the second mold 20 is the first mold. It will be described taking the case of moving in the vertical direction with respect to the installation surface toward one mold 10 as an example.
  • a plurality of substrates 11 and 13 are mounted on the upper mold 10, respectively, and the substrates may be divided into a first substrate 11 and a second substrate 13.
  • each of the substrates 11 and 13 may have predetermined thicknesses t1 and t2, and may have mounting regions 12 and 14 on which chips and the like are mounted.
  • t1 and t2 may have predetermined thicknesses t1 and t2
  • mounting regions 12 and 14 on which chips and the like are mounted.
  • each of the substrates 11 and 13 may be mounted on the lower surface of the upper mold 10 so that the mounting regions 12 and 14 on which the chip and the like are mounted face the lower mold 20, respectively.
  • the lower surface of 10) may be mounted in the manner of vacuum adsorption, respectively.
  • the lower mold 20 has a first molding having a cavity for accommodating respective mounting areas 12 and 13 of the first and second substrates 11 and 13 mounted on the upper mold 10, respectively.
  • Unit 30 and second molding unit 40 are arranged in the upper mold 10.
  • the first forming unit 30 guides the compression movement of the forming block 31 and the forming block 31 which provides a bottom portion of the cavity for accommodating the mounting area 12 of the first substrate 11. And a clamping block 32 providing a side portion of the cavity.
  • the release film F1 for compression molding of the first substrate 11 and the resin R1 coated on the release film F1 may be disposed in the cavity of the first molding unit 30.
  • the second forming unit 40 guides the compression movement of the forming block 41 and the forming block 41 which provides a bottom portion of the cavity for accommodating the mounting area 14 of the second substrate 13. And a clamping block 42 providing a side portion of the cavity.
  • the release film F2 for compression molding of the second substrate 13 and the resin R2 coated on the release film F2 may be disposed in the cavity of the second molding unit 40.
  • the compression movement method of the forming blocks 31 and 41 relative to the clamping blocks 32 and 42 in each forming unit 30 and 40 is the same, and the clamping block in the first forming unit 30 with reference to FIG. 4.
  • the compression movement system in the vertical direction of the forming block 31 with respect to (32) will be described.
  • the clamping block 32 may have a through hole (not shown) penetrating the upper surface and the lower surface, and the forming block 31 may be disposed on the inner circumferential surface of the through hole.
  • the forming block 31 may be disposed such that a portion of the outer circumferential surface is in contact with the inner circumferential surface of the clamping block 32, and the remaining partial region is spaced apart from the inner circumferential surface of the clamping block 32 by a predetermined interval. Can be.
  • the forming block 31 is guided in a vertical direction through a partial region in contact with the inner circumferential surface of the clamping block 32, and between the inner circumferential surface of the clamping block 32 that is not in contact with the outer circumferential surface of the forming block 31.
  • the space of serves as an exhaust path for vacuum adsorption of the release film (F1) on the upper surface of the forming block 31, a detailed description thereof will be described later.
  • the guide groove 34 is formed on the inner circumferential surface of the clamping block 32 to guide the compression movement while controlling the compression movement displacement in the vertical direction of the forming block 31.
  • a guide protrusion 33 disposed in the guide groove 34 may be formed on the outer surface of the 31.
  • the guide groove 34 and the guide protrusion 31 may be provided in plural numbers spaced apart at predetermined intervals, respectively, and the guide protrusion 31 is accommodated in the guide groove 32 during the compression movement of the forming block 31. May be directed to.
  • a plurality of grooves may be formed in the base frame 21 to support a portion of the elastic members 23 and 24 so as not to be separated during the compression process.
  • each of the elastic members 23 and 24 performs a function of preventing the substrates 11 and 13 from being damaged or cracked due to the pressure of the lower mold 20 rising and lowering.
  • each substrate 11, 13 is clamped by each forming unit 30, 40 of the upper mold 10 and the lower mold 20, and each substrate 11, 13 is a substrate.
  • Appropriate clamping pressure is required in consideration of the thickness and the area of the mounting area.
  • each of the elastic members 23 and 24 is applied. Can absorb the excess pressure independently of each other with respect to the first molding unit 30 and the second molding unit 40.
  • the first and second molding units 30 and 40 are connected to the base frame 21 independently of each other, and according to the thicknesses of the substrates mounted on the upper mold 10, respectively.
  • the gaps d1 and d2 between the respective molding units 30 and 40 and the base frame can be adjusted by the elastic members 23 and 24, respectively.
  • the elastic member 23 connected to the first molding unit 30 may be the second molding unit ( It is compressed more than the elastic member 24 connected with 40, so that the distance d1 between the first molding unit 30 and the base frame 21 is between the second molding unit 40 and the base frame 21. It becomes smaller than the space
  • the clamping pressure is increased depending on the clamping area or required molding pressure of the first and second substrates 11 and 13 respectively mounted on the upper mold 10. Can vary.
  • the clamping pressure may be excessively applied to the relatively thick first substrate 11 to cause cracking or breakage, and the clamping pressure may be less than the clamping pressure required for the relatively small second substrate 12.
  • the molding material S2 may be leaked at an interval generated between the second substrate and the second molding unit 40.
  • the compression molding apparatus 1 may independently adjust the clamping pressure for each substrate in the process of simultaneously compression molding a plurality of substrates.
  • the compression molding apparatus 1 may independently apply the clamping pressure required for each substrate to the individual substrates even when the thicknesses of the substrates are different from each other by only lifting the lower mold. It is possible to independently apply the clamping pressure required for each substrate even when the amount of molding material filled in the cavity is not uniform.
  • the compression molding apparatus 1 sets the clamping pressure on each substrate separately from the molding pressure to prevent the leakage of the molding material and the breakage of the substrate due to the under or excessive clamping pressure. It can prevent and improve the reliability and precision in the compression molding process.
  • the drive unit 70 includes the base frame 21 to accommodate the mounting areas 12 and 14 of the substrates 11 and 13 mounted on the upper mold 10 in the cavities of the molding units 30 and 40. ) Is moved toward the upper mold 10.
  • the driving unit 70 may be configured in various ways to lift and lower the base frame 21 of the lower mold 20, but is not limited thereto, for example, a second driving unit (not shown) for generating power. And a power transmission member (not shown) connected to the second driving part and one end portion connected to the power transmission member, and a screw (not shown) coupled to the base frame 21 in a spiral direction. .
  • the second driving unit may be a motor rotatable in a forward or reverse direction
  • the power transmission member may be a belt pulley connected to the motor
  • the screw is one end is connected to the belt pulley
  • the other end is Helix may be coupled to the base frame 21.
  • the rotational force of the motor is transmitted to the screw through the belt pulley, and the base frame 21 can be raised or lowered according to the rotation of the screw.
  • the drive unit 70 may be composed of various cylinders, such as a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder connected to the base frame 21, a motor, a screw member or a link member.
  • the plurality of pressurizing units 50 and 60 may include a first pressurizing unit 50 and a second forming unit 40 for moving the forming block 31 of the first forming unit 30 toward the upper mold 10. May be divided into a second pressurizing unit 60 for moving the forming block 41 toward the upper mold 10.
  • the first pressure unit 50 is a pressing member 51 for moving the forming block 31 of the first molding unit 30 toward the upper mold 10 and the first for moving the pressing member 51.
  • the driving unit 53 may be included.
  • the second pressurizing unit 60 is configured to move the pressing member 61 and the pressing member 61 for moving the forming block 41 of the second molding unit 40 toward the upper mold 10.
  • the first driving unit 63 may be included.
  • the first driving parts 53 and 63 of the respective pressurizing units 50 and 60 may be configured by various cylinders or motors, such as a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder, and may be controlled independently of each other.
  • each of the pressing members 51 and 61 may be formed with suction holes 52 and 62 penetrating the upper and lower surfaces, respectively, in the center portion, and each suction hole 52 and 62 may be a vacuum pump to be described later. 80).
  • the pressing members 51 and 61 and the corresponding forming blocks 31 and 41 of the forming blocks 31 and 41 are lifted. It is preferable that the contact surfaces have the same area.
  • first pressurizing unit 50 and the first forming unit ( 30) will be described as an example.
  • the clamping block 32 is formed with a through hole for arranging the forming block 31, and the base frame 21 has an insertion hole (unsigned) at a position corresponding to the through hole. Can be.
  • the forming block 31 is disposed in the upper region of the through hole
  • the pressing member 51 is disposed below the forming block 31
  • the lower region of the pressing member 51 is the base frame 21 It is arranged in the insertion hole of the. Therefore, the pressing member 51 may be moved up and down along the insertion hole of the base frame 21 and the through hole of the clamping block 32.
  • the sealing member S is disposed in the space between the upper end of the pressing member 51 and the inner circumferential surface of the clamping block 32, and thus, between the inner circumferential surface of the clamping block 32 and the outer circumferential surface of the forming block 31. Air can flow only along the space between the forming block 31 and the pressing member 51 and the suction hole 52 of the pressing member 51.
  • the driving force generated from the first driving units 53 and 63 of the first pressure unit 50 and the second pressure unit 60 is independently controlled.
  • the rising amounts of the respective forming blocks 31 and 41 of the first molding unit 30 and the second molding unit 40 can be adjusted independently, and accordingly, the molding pressure on each of the substrates 11 and 13 can be independently controlled. I can regulate it.
  • the molding pressure for each of the substrates 11 and 13 may be adjusted in the same manner.
  • the substrates 11 may be formed according to the amount of the molding materials R1 and R2 filled in the respective cavities and the areas of the mounting regions 12 and 14 of the substrates 11 and 13. , 13) has a problem in that the molding pressure required for compression molding varies, but according to the compression molding apparatus 1 according to an embodiment of the present invention as described above, it is possible to always apply a constant molding pressure.
  • each pressurizing unit (50, 60) is separately configured and configured to independently control the amount of rise of each forming block (31, 41) of the first molding unit 30 and the second molding unit 40, respectively
  • the molding pressure for each substrate can be adjusted independently or substantially the same in the process of simultaneously compression molding a plurality of substrates.
  • the compression molding apparatus can not only apply the clamping pressure required for each substrate to the individual substrates independently, but also can adjust the molding pressure for each substrate independently. Even if the amount of molding material filled in the cavity is not uniform or the mounting area of each substrate is different, the molding pressure required for each substrate can be applied independently, thereby increasing the precision and reliability of the compression molding process. Can be.
  • the drive unit 70 and each pressurizing unit 50, 60 have a drive unit that is independent of each other.
  • the lower mold 20 may be raised by the driving unit of the driving unit 70 and the driving unit 70 for raising the base frame 21 to lift the lower mold 20 at a predetermined interval relative to the upper mold 10.
  • the compression molding method according to an embodiment of the present invention is a substrate mounting step (S100) and release film adsorption step (S200), resin filling step (S300), clamping step (S400) and compression molding step ( S500) and the molding block separation step S600 and the substrate taking-out step S700 in which compression molding is completed may be included.
  • the compression molding method includes a substrate mounting step S101, a release film adsorption step S201, a resin filling step S301, a clamping step S401, and a compression step. It may include a molding step (S501), the substrate take-out step (S601) and the molding block separation step (S701) is completed compression molding.
  • the substrate take-out step and the forming block step may be reversed.
  • the compression molding method is disposed spaced apart from the upper mold 10 and the upper mold 10 on which the first substrate 11 and the second substrate 13 are mounted, and on the upper mold 10.
  • a lower portion having first and second forming units 30 and 40 having a cavity for receiving mounting regions 12 and 14 of each mounted substrate 11 and 13 and for applying a predetermined pressure to the cavity; Step (a) of preparing a mold (20).
  • each forming unit 30, 40 guides the up and down movement of the forming blocks 31 and 41, which provide the bottom of the cavity, and the clamping blocks 32, which provide the side portions of the cavity.
  • the lower mold 20 includes a base frame 21 to which each of the molding units 30 and 40 is connected through a plurality of elastic members 23 and 24, respectively. 12 may be vacuum-adsorbed to the bottom surface of the upper mold (10).
  • the compression molding method the release film (F1, F2) is placed in the cavity, the step (b) and the molding unit 30 to apply the resin (R1, R2) on the release film (F1, F2) 40, the mounting regions 12 and 14 of the substrates 11 and 13 are accommodated in the respective cavities of the first and second cavities, and the substrate 11 and 13 are clamped between the upper mold 10 and the lower mold 20.
  • Step (c) of elevating the mold 20 the step (c) and the molding unit 30 to apply the resin (R1, R2) on the release film (F1, F2) 40, the mounting regions 12 and 14 of the substrates 11 and 13 are accommodated in the respective cavities of the first and second cavities, and the substrate 11 and 13 are clamped between the upper mold 10 and the lower mold 20.
  • the resin may be a resin material in powder or granule form, and the powder or granular resin material may be heated and melted in the cavity on release films F1 and F2, respectively.
  • the release films F1 and F2 are in close contact with the wall surface of the cavity by the vacuum pump 80.
  • the vacuum pump 80 By the vacuum pump 80, the space between the forming blocks 31, 41 and the clamping blocks 32, 42 and the space between the forming blocks 31, 41 and the pressing members 51, 61 are present. Since air is sucked into the vacuum pump through the suction holes 52 and 62 of the pressing members 51 and 61, the release films F1 and F2 are in close contact with each wall of the cavity, and this vacuum state is completed by compression molding. It lasts until
  • step (c) the lower mold 20 is lifted by the drive unit 70, and the substrates 11 and 13 are placed on the clamping blocks 32 and 42 of the respective molding units 30 and 40, respectively.
  • the distance between each of the molding units 30 and 40 and the base frame 21 is adjusted by the elastic members 23 and 24 according to the thicknesses of the substrates 11 and 13.
  • the clamping pressure can be applied to each of the substrates 11 and 13 independently.
  • each of the first and second pressing units 50 and 60 that pressurizes the first and second molding units 30 and 40, respectively, is independently driven. Molding the mounting regions 12, 14 of the substrates 11, 13 with molten resin in the cavity.
  • the suction holes 52 and 62 of the pressing members 51 and 61 are operated.
  • the molding blocks 31 and 41 are returned to their initial positions by the negative pressure sucked into the vacuum pump 80 through), and after the upper mold 10 and the lower mold 20 are separated, the compression molding is completed.
  • the substrates 11 and 13 can be taken out.
  • the forming blocks 31 and 41 of each forming unit 30 and 40 and the pressing members 51 and 61 of the respective pressing units 50 and 60 corresponding thereto are physically fastened and raised together. It may also be configured to descend together.
  • the locking projections 54 and 64 are formed on the pressing members 51 and 61, respectively, and the locking projections 54 and 64 are supported by the respective forming blocks 31 and 41, respectively.
  • Engaging grooves (unsigned) may be formed respectively.
  • the engaging projection is formed in each of the forming blocks (31, 41), it is a matter of course that the engaging groove may be formed in each of the pressing members (51, 61) corresponding thereto.
  • the first and second pressurizing units 50 and 60 may generate power by pneumatic cylinders or hydraulic cylinders, and are independently controlled to apply different pressures or the same pressure to each cavity. desirable.
  • the compression molding method according to an embodiment of the present invention can not only apply the clamping pressure required for each substrate to the individual substrates independently, but also can adjust the molding pressure for each substrate independently. Even if the amount of molding material filled in the cavity is not uniform or the mounting area of each substrate is different, the molding pressure required for each substrate can be applied independently, thereby increasing the precision and reliability of the compression molding process. Can be.
  • the molding pressure and the clamping pressure for each substrate may be independently controlled in the process of simultaneously compression molding a plurality of substrates.

Abstract

본 발명은 칩이 실장된 기판과 같은 전자 부품의 압축 성형 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 복수의 기판을 동시에 압축 성형하는 과정에서 각각의 기판에 대한 성형 압력과 클램핑 압력을 독립적으로 조절할 수 있는 압축 성형 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

압축 성형 장치 및 방법
본 발명은 복수의 기판을 동시에 압축 성형하는 과정에서 각각의 기판에 대한 성형 압력과 클램핑 압력을 독립적으로 조절할 수 있는 압축 성형 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 칩이 실장된 기판과 같은 전자 부품의 압축 성형 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 복수의 기판을 동시에 압축 성형하는 과정에서 각각의 기판에 대한 성형 압력과 클램핑 압력을 독립적으로 조절할 수 있는 압축 성형 장치 및 방법에 관한 것이다.
칩이 실장된 기판과 같은 전자 부품은 기판의 실장 영역이 수지(resin)로 압축 성형된다. 이와 같은 압축 성형 방법을 구체적으로 설명하면, 칩이 실장된 실장영역을 갖는 기판을 상부 금형에 장착시키고, 하부 금형을 상부 금형으로 이동시켜 상부 금형과 하부 금형 사이에 상기 기판을 소정의 압력으로 클램핑한다.
하부 금형이 상부 금형이 클로징되며, 기판의 실장 영역이 하부 금형의 캐비티 내에 수용되고, 상기 캐비티 내에 미리 마련된 수지에 침지되며, 이후, 상기 캐비티에 소정의 압력을 가하여 성형을 완료한 후, 상기 상부 금형과 하부 금형을 개방하고, 성형이 완료된 기판을 취출한다.
최근, 복수의 기판을 동시에 압축 성형하는 장치 및 방법에 대한 요구가 늘고 있다.
본 발명의 목적은 복수의 기판을 동시에 압축 성형하는 과정에서 각각의 기판에 대한 성형 압력과 클램핑 압력을 독립적으로 조절할 수 있는 압축 성형 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 기판의 두께가 서로 다른 경우에도 개별 기판에 대하여 실질적으로 동일한 클램핑 압력을 가해줄 수 있으며, 캐비티 내에 충진되는 몰딩 재료의 양이 균일하지 않은 경우에도 실질적으로 동일하거나 서로 다른 성형 압력으로 성형할 수 있는 압축 성형 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 각각의 기판에 성형 압력을 클램핑 압력과 별도로 개별적으로 설정하여 클램핑 압력의 과소 또는 과다에 따른 몰딩 재료의 누설 및 기판의 파손을 방지할 수 있으며, 신뢰도 및 정밀도를 높일 수 있는 압축 성형 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 기판이 장착되기 위한 제 1금형 및 상기 제 1금형에 장착된 어느 한 기판의 실장 영역이 수용되기 위한 캐비티의 바닥부를 제공하는 성형 블록과 상기 성형 블록의 압축 이동을 안내하며, 상기 캐비티의 측면부를 제공하는 클램핑 블록을 갖는 복수의 성형 유니트 및 각 성형 유니트와 복수의 탄성부재를 매개로 연결된 베이스 프레임을 포함하는 제 2금형을 포함하는 압축 성형 장치가 제공된다.
또한, 상기 압축 성형 장치는 상기 캐비티 내에 각 기판의 실장 영역이 수용되도록 상기 베이스 프레임을 제 1금형을 향하여 이동시키기 위한 구동 유니트; 및 상기 캐비티를 압축시키기 위하여 각 성형 유니트의 성형 블록을 제 1금형을 향하여 이동시키기 위한 복수의 가압 유니트를 포함한다.
여기서, 상기 압축 성형 장치에서는 각 성형 유니트의 클램핑 블록에 기판이 각각 클램핑되는 경우에 기판의 두께에 따라 각 성형 유니트와 베이스 프레임과의 간격이 탄성부재에 의하여 조절된다.
또한, 상기 구동 유니트와 상기 가압 유니트는 상호 독립된 구동부를 가질 수 있다.
또한, 각 가압 유니트는, 각 성형 유니트의 성형 블록을 제 1금형을 향하여 이동시키기 위한 가압부재; 및 상기 가압부재를 이동시키기 위한 제 1구동부를 포함하며, 복수의 가압 유니트의 제 1구동부는 서로 독립적으로 제어될 수 있다.
또한, 상기 가압부재와 성형 블록의 접촉면은 동일한 면적을 가질 수 있다.
또한, 상기 제 1구동부는 유압 또는 공압 실린더일 수 있다.
또한, 각 성형 유니트의 제 1구동부는 각 성형 유니트에 클램핑되는 기판의 두께가 다르거나, 각 캐비티 내의 몰딩 재료의 양이 다른 경우와 같이 각 성형 유니트의 성형 조건이 상이한 경우에도 동일한 압력을 가할 수 있도록 제어될 수 있다.
또한, 상기 구동 유니트는, 동력을 발생시키기 위한 제 2구동부; 상기 제 2구동부와 연결된 동력전달부재; 및 일 종단부가 상기 동력전달부재와 연결되고, 타 종단부가 상기 베이스 프레임에 나선 결합되는 스크류를 포함할 수 있다.
또한, 상기 클램핑 블록에는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 내주면에 일부 영역이 접촉되도록 성형 블록이 배치되며, 상기 관통홀의 내주면에는 상기 성형 블록의 이동을 안내하기 위한 가이드 홈이 형성되고, 상기 성형 블록의 외측면에는 상기 가이드 홈 내에 배치되는 가이드 돌기가 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 기판이 장착되기 위한 상부 금형 및 상기 상부 금형에 장착된 어느 한 기판의 실장 영역이 수용되기 위한 캐비티의 바닥부를 제공하는 성형 블록 및 상기 성형 블록의 상하 이동을 안내하며, 상기 캐비티의 측면부를 제공하는 클램핑 블록을 갖는 복수의 성형 유니트를 포함하는 하부 금형을 포함하는 압축 성형 장치가 제공된다.
또한, 상기 압축 성형 장치는 상기 상부 금형을 향하여 미리 결정된 간격까지 상승하도록 상기 하부 금형을 승강시키기 위한 구동 유니트; 및 상기 구동 유니트에 의하여 상기 하부 금형이 상승된 상태에서, 각 성형 유니트의 성형 블록을 서로 독립적으로 상부 금형을 향하여 승강시키기 위한 복수의 가압 유니트를 포함한다.
또한, 상기 구동 유니트와 상기 가압 유니트는 상호 독립된 구동부를 가질 수 있다.
또한, 각 가압 유니트는, 상기 성형 블록의 하방에 배치된 가압부재; 및 상기 가압부재를 승강시키기 위한 제 1구동부를 포함하며, 각 가압 유니트는 대응되는 각 기판에 대하여 동일한 성형 압력을 제공할 수 있다.
또한, 상기 구동 유니트는, 정방향 또는 역방향으로 회전 가능한 모터; 상기 모터와 연결된 벨트 풀리; 및 일 종단부가 상기 벨프 풀리와 연결되고, 타 종단부가 상기 하부 금형에 나선 결합된 스크류를 포함할 수 있다.
또한, 하부 금형은, 성형 유니트의 하방에 이격 배치된 베이스 프레임; 및 상기 베이스 프레임과 각 성형 유니트의 클램핑 블록을 연결하는 복수의 탄성부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가압부재에는 중앙부에 상부면과 타면을 관통하는 흡입홀이 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, (a)제 1기판과 제 2기판이 장착된 상부 금형과 상기 상부 금형의 하방에 이격 배치되며, 상기 상부 금형에 장착된 각 기판의 실장 영역이 수용되기 위한 캐비티를 가지고, 상기 캐비티에 소정의 압력을 가하기 위한 제 1 및 제 2성형 유니트를 포함하는 하부 금형을 마련하는 단계; 및 (b)각 캐비티에 이형필름을 배치하고, 상기 이형필름 상에 수지를 도포하는 단계;를 포함하는 압축 성형 방법이 제공된다.
또한, 상기 압축 성형 방법은 (c)제 1 및 제 2 성형 유니트의 각 캐비티에 기판의 실장 영역이 각각 수용되고, 각 기판이 하부 금형과 상부 금형 사이에 클램핑되도록 상기 하부 금형을 승강시키는 단계; 및 (d)각 기판이 클램핑된 후, 제 1 및 제 2 성형 유니트를 각각 가압하는 제 1 및 제 2가압 유니트를 독립적으로 구동하여 각 기판의 실장 영역을 수지로 몰딩하는 단계를 포함한다.
또한, 각 성형 유니트는 캐비티의 바닥부를 제공하는 성형 블록 및 상기 성형 블록의 상하 이동을 안내하며, 상기 캐비티의 측면부를 제공하는 클램핑 블록을 포함하고, 상기 하부 금형은 각 성형 유니트가 복수의 탄성부재를 매개로 각각 연결된 베이스 프레임을 추가로 포함하며, 단계 (c)에서, 각 성형 유니트의 클램핑 블록에 기판이 각각 클램핑되는 경우에 기판의 두께에 따라 각 성형 유니트와 베이스 프레임과의 간격이 탄성부재에 의하여 조절될 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2가압유니트는 유압 또는 공압 실린더로 동력을 발생시키며, 각 캐비티에 서로 다른 압력 또는 동일한 압력을 가할 수 있도록 상호 독립적으로 제어될 수 있다.
또한, 단계 (c) 및 (d)에서, 하부 금형의 승강 및 각 성형 유니트의 승강은 서로 다른 구동부에 의하여 조절될 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2가압 유니트는 독립적으로 구동되어 각 캐비티 내에 수지의 양이 서로 상이한 경우에도 각 캐비티에 동일한 압력을 가할 수 있도록 제어될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 압축 성형 장치 및 방법에 따르면, 복수의 기판을 동시에 압축 성형하는 과정에서 각각의 기판에 대한 성형 압력과 클램핑 압력을 독립적으로 조절할 수 있다.
또한, 기판의 두께가 서로 다른 경우에도 개별 기판에 대하여 실질적으로 동일한 클램핑 압력을 가해줄 수 있으며, 캐비티 내에 충진되는 몰딩 재료의 양이 균일하지 않은 경우에도 실질적으로 동일하거나 서로 다른 성형 압력을 가할 수 있다..
또한, 각각의 기판에 성형 압력을 클램핑 압력과는 별도로 개별적으로 설정하여 클램핑 압력의 과소 또는 과다에 따른 몰딩 재료의 누설 및 기판의 파손을 방지할 수 있으며, 신뢰도 및 정밀도를 높일 수 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 성형 장치를 나타내는 요부 단면도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 성형 방법을 나타내는 플로우 차트.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 성형 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
한편, 제 1 또는 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들이 상기 용어들에 의해 한정되지 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별시키는 목적으로만 사용된다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 성형 장치를 나타내는 요부 단면도이다.
구체적으로, 도 1은 제 1금형과 제 2금형이 이격된 상태(개방)의 압축 성형 장치를 나타내는 단면도이고, 도 2는 제 2금형의 이동에 의하여 기판이 클램핑된 상태를 나타내는 단면도이다.
또한, 도 3은 성형 블록의 이동에 의하여 압축 성형이 이루어지는 상태를 나타내는 단면도이고, 도 4는 압축 성형이 완료된 후, 성형 블록이 진공 흡착에 의하여 초기 위치로 복귀되는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 성형 장치(1)는 제 1금형(10), 제 2금형(20), 구동 유니트(70) 및 복수의 가압 유니트(50, 60)를 포함한다.
상기 제 1금형(10)과 제 2금형(20)은 압축 성형 장치(1)가 설치되는 설치면에 대한 상대적인 거리 및 위치에 따라 구분될 수 있으며, 제 1금형(10)은 상부 금형일 수 있고, 제 2금형(20)은 하부 금형일 수 있으며, 제 1금형(10)은 좌측 금형일 수 있고, 제 2금형(20)은 우측 금형일 수 있다.
또한, 제 1금형(10) 및 제 2금형(20)이 상부 및 하부 금형인 경우에는 제 1금형(10) 또는 제 2금형(20) 중 어느 한 금형이 다른 한 금형을 향하여 수직 방향으로 이동될 수 있고, 제 1금형(10) 및 제 2금형(20)이 좌측 및 우측 금형인 경우에는 제 1금형 또는 제 2금형 중 어느 한 금형이 다른 한 금형을 향하여 수평 방향으로 이동될 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위하여, 제 1금형(10)이 상부 금형이고, 제 2금형(20)이 하부 금형이며, 제 1금형(10)이 고정된 상태에서, 제 2금형(20)이 제 1금형(10)을 향하여 설치면에 대하여 수직 방향으로 이동되는 경우를 예로 들어 설명한다.
상기 상부 금형(10)에는 복수의 기판(11, 13)이 각각 장착되며, 상기 기판은 제 1기판(11) 및 제 2기판(13)으로 구분될 수 있다.
또한, 각 기판(11, 13)은 소정의 두께(t1, t2)를 각각 가질 수 있으며, 칩(chip) 등이 실장된 실장영역(12, 14)을 각각 가질 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여 제 1기판(11)의 두께(t1)가 제 2기판(13)의 두께(t2)보다 큰 경우를 예로 들어 설명한다.
또한, 각 기판(11, 13)은 칩 등이 실장된 실장영역(12, 14)이 하부 금형(20)을 향하도록 상부 금형(10)의 하부면에 각각 장착될 수 있으며, 상기 상부 금형(10)의 하부면에 진공 흡착의 방식으로 각각 장착될 수 있다.
상기 하부 금형(20)은 상기 상부 금형(10)에 장착된 제 1 및 제 2기판(11, 13)의 각 실장영역(12, 13)이 각각 수용되기 위한 캐비티(cavity)를 갖는 제 1성형 유니트(30) 및 제 2성형 유니트(40)를 포함한다.
또한, 제 1 성형 유니트(30)는 제 1기판(11)의 실장영역(12)이 수용되기 위한 캐비티의 바닥부를 제공하는 성형 블록(31)과 상기 성형 블록(31)의 압축 이동을 안내하며, 상기 캐비티의 측면부를 제공하는 클램핑 블록(32)을 포함한다.
여기서, 상기 제 1성형 유니트(30)의 캐비티에는 제 1기판(11)의 압축 성형을 위한 이형 필름(F1)과 상기 이형 필름(F1) 상에 도포된 수지(R1)가 배치될 수 있다.
또한, 제 2 성형 유니트(40)는 제 2기판(13)의 실장영역(14)이 수용되기 위한 캐비티의 바닥부를 제공하는 성형 블록(41)과 상기 성형 블록(41)의 압축 이동을 안내하며, 상기 캐비티의 측면부를 제공하는 클램핑 블록(42)을 포함한다
여기서, 상기 제 2성형 유니트(40)의 캐비티에는 제 2기판(13)의 압축 성형을 위한 이형 필름(F2)과 상기 이형 필름(F2) 상에 도포된 수지(R2)가 배치될 수 있다.
각 성형 유니트(30 및 40)에서의 클램핑 블록(32 및 42)에 대한 성형 블록(31 및 41)의 압축 이동 방식은 동일하며, 도 4를 참조하여 제 1성형 유니트(30)에서의 클램핑 블록(32)에 대한 성형 블록(31)의 수직 방향으로의 압축 이동 방식을 설명한다.
상기 클램핑 블록(32)에는 상부면과 하부면을 관통하는 관통홀(미부호)이 형성되고, 상기 관통홀의 내주면에는 상기 성형 블록(31)이 배치될 수 있다.
여기서, 상기 성형 블록(31)은 그 외주면의 일부 영역이 상기 클램핑 블록(32)의 내주면에 접촉되고, 나머지 일부 영역이 상기 클램핑 블록(32)의 내주면으로부터 미리 결정된 간격만큼 이격된 상태로 배치될 수 있다.
상기 성형 블록(31)은 클램핑 블록(32)의 내주면에 접촉된 일부 영역을 통해 수직방향으로의 압축 이동이 안내되고, 접촉이 되지 않은 클램핑 블록(32)의 내주면과 성형 블록(31) 외주면 사이의 공간은 성형 블록(31)의 상부면에 이형 필름(F1)을 진공 흡착시키기 위한 배기로의 기능을 수행하며, 이에 관한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
또한, 상기 성형 블록(31)의 수직방향으로의 압축 이동 변위를 조절함과 동시에, 압축 이동을 안내하기 위하여, 상기 클램핑 블록(32)의 내주면에는 가이드 홈(34)이 형성되고, 상기 성형 블록(31)의 외측면에는 상기 가이드 홈(34) 내에 배치되는 가이드 돌기(33)가 형성될 수 있다.
상기 가이드 홈(34) 및 가이드 돌기(31)는 미리 결정된 간격으로 이격 형성된 복수로 각각 구비될 수 있으며, 상기 성형 블록(31)의 압축 이동시 가이드 돌기(31)가 가이드 홈(32) 내에 수용된 상태로 안내될 수 있다.
또한, 하부 금형(20)은 각 성형 유니트(30, 40)와 복수의 탄성부재(23, 24)를 매개로 연결된 베이스 프레임(21)을 포함하며, 상기 탄성부재(23, 24)는 판스프링 또는 코일 스프링일 수 있다.
또한, 상기 베이스 프레임(21)에는 상기 탄성부재(23, 24)의 일부 영역이 수용되어 압축 과정에서 이탈되지 않도록 지지하기 위한 그루브(미부호)가 복수로 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 하부 금형(20)이 상부 금형(10)으로 상승되고, 상기 각 클램핑 블록(32, 42)에 각 기판(11, 13)이 접촉된다. 이때, 각 탄성부재(23, 24)는 하부 금형(20)이 승강하는 압력에 의하여 각 기판(11, 13)이 파손되거나 균열이 발생하지 않도록 하는 기능을 수행한다.
구체적으로, 압축 성형을 위하여 각 기판은(11, 13)은 상부 금형(10)과 하부 금형(20)의 각 성형 유니트(30, 40)에 의하여 클램핑되며, 각 기판(11, 13)에는 기판의 두께 및 실장 영역의 넓이 등이 고려된 적절한 클램핑 압력이 요구된다.
따라서, 하부 금형(20)의 승강에 의하여 각 기판(11, 13)의 클램핑에 요구되는 압력보다 더 큰 압력이 각 기판(11, 13)에 작용하는 경우에, 각 탄성부재(23, 24)는 그 초과분만큼의 압력을 제 1성형 유니트(30)와 제 2성형 유니트(40)에 대하여 상호 독립적으로 흡수할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제 1 및 제 2성형 유니트(30, 40)는 베이스 프레임(21)에 상호 독립적으로 연결되어 있으며, 따라서 상부 금형(10)에 각각 장착된 기판의 두께에 따라 각 성형 유니트(30, 40)와 베이스 프레임 사이의 간격(d1, d2)이 탄성 부재(23, 24)에 의하여 각각 조절될 수 있다.
즉, 제 1기판(11)의 두께(t1)가 제 2기판(13)의 두께(t2)보다 큰 경우에, 제 1성형 유니트(30)와 연결된 탄성 부재(23)가 제 2성형 유니트(40)와 연결된 탄성 부재(24)보다 더 많이 압착되고, 따라서 제 1성형 유니트(30)와 베이스 프레임(21) 사이의 간격(d1)이 제 2성형 유니트(40)와 베이스 프레임(21) 사이의 간격(d2)보다 작아지게 된다.
한편, 동시에 복수의 기판에 대하여 압축 성형을 진행하고자 할 때, 상부 금형(10)에 각각 장착된 제 1 및 제 2기판(11, 13)의 클램핑되는 면적 또는 필요한 성형 압력 등에 따라서 클래핑 압력이 달라질 수 있다.
그러나, 제 1성형 유니트(30)와 제 2성형 유니트(40)가 베이스 프레임(21)에 대하여 독립적으로 각각 연결되어 있지 않은 경우에는, 하부 금형(20)의 승강에 따른 서로 다른 압력이 두께가 서로 다른 기판(11, 13)에 가해진다.
이러한 경우에 상대적으로 두꺼운 제 1기판(11)에는 클램핑 압력이 과다하게 부여되어 균열 또는 파손이 발생될 수 있으며, 상대적으로 두께가 작은 제 2기판(12)에는 클램핑 압력이 요구되는 클램핑 압력보다 작게 부여되여 제 2기판과 제 2성형 유니트(40) 사이에 발생된 간격으로 몰딩 재료(S2)가 누설될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 성형 장치(1)는 복수의 기판을 동시에 압축 성형하는 과정에서 각각의 기판에 대한 클램핑 압력을 독립적으로 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 성형 장치(1)는 하부 금형을 승강시키는 것만으로, 기판의 두께가 서로 다른 경우에도 개별 기판에 대하여 각 기판에 요구되는 클램핑 압력을 독립적으로 가해줄 수 있으며, 캐비티 내에 충진되는 몰딩 재료의 양이 균일하지 않은 경우에도 각 기판에 요구되는 클램핑 압력을 독립적으로 가해줄 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 성형 장치(1)는 각각의 기판에 클램핑 압력을 성형 압력과는 별도로 개별적으로 설정하여 클램핑 압력의 과소 또는 과다에 따른 몰딩 재료의 누설 및 기판의 파손을 방지할 수 있으며, 압축 성형 과정에서의 신뢰도 및 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 구동 유니트(70)는 각 성형 유니트(30, 40)의 캐비티 내에 상부 금형(10)에 장착된 각 기판(11, 13)의 실장영역(12, 14)이 수용되도록 상기 베이스 프레임(21)을 상부 금형(10)을 향하여 이동시킨다.
상기 구동 유니트(70)는 하부 금형(20)의 베이스 프레임(21)을 승강시킬 수 있도록 다양하게 구성될 수 있으며, 이에 제한되지 않으나, 예를 들어 동력을 발생시키기 위한 제 2구동부(미도시)와 상기 제 2구동부와 연결된 동력전달부재(미도시) 및 상기 일 종단부가 상기 동력전달부재와 연결되고, 타 종단부가 상기 베이스 프레임(21)에 나선 결합되는 스크류(미도시)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 2구동부는 정방향 또는 역방향으로 회전 가능한 모터일 수 있고, 상기 동력전달부재는 상기 모터와 연결된 벨트 풀리일 수 있으며, 상기 스크류는 일 종단부가 상기 벨트 풀리와 연결되고, 타 종단부가 베이스 프레임(21)에 나선 결합될 수 있다.
따라서, 모터의 회전력이 벨트 풀리를 통하여 스크류에 전달되고, 스크류의 회전에 따라 상기 베이스 프레임(21)은 승강 또는 하강될 수 있다.
한편, 상기 구동 유니트(70)는 베이스 프레임(21)과 연결된 유압 실린더 또는 공압 실린더 등의 각 종 실린더, 모터, 스크류 부재 또는 링크 부재로 구성될 수도 있다.
상기 복수의 가압 유니트(50, 60)는 제 1성형 유니트(30)의 성형 블록(31)을 상부 금형(10)을 향하여 이동시키기 위한 제 1가압 유니트(50) 및 제 2성형 유니트(40)의 성형 블록(41)을 상부 금형(10)을 향하여 이동시키기 위한 제 2가압 유니트(60)로 구분될 수 있다.
제 1가압 유니트(50)는 제 1성형 유니트(30)의 성형 블록(31)을 상부 금형(10)을 향하여 이동시키기 위한 가압부재(51) 및 상기 가압 부재(51)를 이동시키기 위한 제 1구동부(53)를 포함할 수 있다.
또한, 제 2가압 유니트(60)는 제 2성형 유니트(40)의 성형 블록(41)을 상부 금형(10)을 향하여 이동시키기 위한 가압부재(61) 및 상기 가압 부재(61)를 이동시키기 위한 제 1구동부(63)를 포함할 수 있다.
각 가압 유니트(50, 60)의 제 1구동부(53, 63)들은 유압 실린더 또는 공압 실린더 등의 각 종 실린더 또는 모터로 구성될 수 있으며, 서로 독립적으로 제어될 수 있다.
또한, 각 가압부재(51, 61)에는 중앙부에 상부면과 하부면을 관통하는 흡입홀(52, 62)이 각각 형성될 수 있으며, 상기 각 흡입홀(52, 62)은 후술할 진공 펌프(80)와 연결될 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2성형 유니트(30, 40)의 각 성형블록(31, 41)을 정밀하게 상승시키기 위하여, 각 가압부재(51, 61)와 이에 대응되는 성형 블록(31, 41)의 접촉면은 동일한 면적을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 및 제 2 가압 유니트(50, 60)와 이에 대응되는 제 1 및 제 2 성형 유니트(30, 40)의 연결관계는 동일하므로, 제 1 가압유니트(50)와 제 1 성형 유니트(30)를 예로 들어 설명한다.
전술한 바와 같이, 클램핑 블록(32)에는 성형 블록(31)이 배치되기 위한 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 베이스 프레임(21)에는 상기 관통홀에 대응되는 위치에 삽입홀(미부호)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 관통홀의 상부 영역에는 성형 블록(31)이 배치되고, 이러한 성형 블록(31)의 하방에 가압 부재(51)가 배치되며, 가압 부재(51)의 하부 영역은 상기 베이스 프레임(21)의 삽입홀에 배치된다. 따라서, 상기 가압 부재(51)는 상기 베이스 프레임(21)의 삽입홀과 클램핑 블록(32)의 관통홀을 따라 상하로 이동될 수 있다.
또한, 상기 가압부재(51)의 상단부와 클램핑 블록(32)의 내주면 사이의 공간에는 실링 부재(S)가 배치되며, 따라서, 클램핑 블록(32)의 내주면과 성형 블록(31)의 외주면 사이의 공기는 성형 블록(31)과 가압 부재(51) 사이의 공간 및 가압 부재(51)의 흡입홀(52)을 따라서만 유동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축 성형 장치(1)에서는, 제 1가압 유니트(50)와 제 2가압유니트(60)의 제 1구동부(53, 63)들로부터 발생되는 구동력을 독립적으로 제어하여, 제 1성형 유니트(30) 및 제 2성형 유니트(40)의 각 성형블록(31, 41)의 상승량을 독립적으로 조절할 수 있으며, 이에 따라 각 기판(11, 13)에 대한 성형 압력을 독립적으로 조절할 수 있다. 물론, 각 기판(11, 13)에 대한 성형 압력을 동일하게 조절할 수도 있음은 물론이다.
각 기판(11, 13)의 두께가 동일한 경우에도 각 캐비티에 충진된 몰딩 재료(R1, R2)의 양과 각 기판(11, 13)의 실장 영역(12, 14)의 면적 등에 따라서 각 기판(11, 13)의 압축 성형에 요구되는 성형 압력이 달라지는 문제점이 있었으나, 전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 성형 장치(1)에 따르면, 항상 일정한 성형 압력을 가해줄 수 있다.
본 발명에서는 제 1성형 유니트(30) 및 제 2성형 유니트(40)의 각 성형블록(31, 41)의 상승량을 독립적으로 조절할 수 있도록, 각 가압 유니트(50, 60)를 분리 구성하고, 각각 독립 제어함으로써, 복수의 기판을 동시에 압축 성형하는 과정에서 각각의 기판에 대한 성형 압력을 독립적으로 또는 실질적으로 동일하게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 성형 장치는 개별 기판에 대하여 각 기판에 요구되는 클램핑 압력을 독립적으로 가해줄 수 있을 뿐만 아니라, 각각의 기판에 대한 성형 압력을 독립적으로 조절할 수 있으므로, 각 캐비티 내에 충진되는 몰딩 재료의 양이 균일하지 않거나, 각 기판의 실장 영역의 면적이 다른 경우에도 각 기판에 요구되는 성형 압력을 독립적으로 가해줄 수 있으며, 이에 따라 압축 성형 공정의 정밀도 및 신뢰도를 높일 수 있다.
또한, 구동 유니트(70) 및 각 가압 유니트(50, 60)는 상호 독립된 구동부를 갖는 것이 바람직하다.
즉, 베이스 프레임(21)을 상승시켜, 하부 금형(20)을 상부 금형(10)에 대하여 미리 결정된 간격으로 승강시키는 구동 유니트(70)의 구동부와 상기 구동 유니트(70)에 의하여 상기 하부 금형(20)이 상승된 상태에서 각 성형 유니트(30, 40)의 성형 블록(31, 41)을 서로 독립적으로 상부 금형(10)을 향하여 승강시키기 위한 각 가압 유니트(50, 60)의 구동부가 별도로 구성되고, 독립적으로 각각 제어되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 성형 장치(1)를 이용한 압축 성형 방법을 구체적으로 설명하며, 중복된 설명은 생략하도록 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 성형 방법은 기판 장착단계(S100)와 이형 필름 흡착 단계(S200)와 수지 충진단계(S300)와 클램핑 단계(S400)와 압축 성형 단계(S500)와 성형 블록 분리단계(S600) 및 압축 성형이 완료된 기판 취출 단계(S700)를 포함할 수 있다.
이와는 다르게, 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 성형 방법은 기판 장착단계(S101)와 이형 필름 흡착 단계(S201)와 수지 충진단계(S301)와 클램핑 단계(S401)와 압축 성형 단계(S501)와 압축 성형이 완료된 기판 취출 단계(S601) 및 성형 블록 분리단계(S701)를 포함할 수 있다.
즉, 기판 취출 단계 및 성형 블록 단계는 그 선후가 바뀔 수도 있다.
구체적으로, 상기 압축 성형 방법은 제 1기판(11)과 제 2기판(13)이 장착된 상부 금형(10)과 상기 상부 금형(10)의 하방에 이격 배치되며, 상기 상부 금형(10)에 장착된 각 기판(11, 13)의 실장 영역(12, 14)이 수용되기 위한 캐비티를 가지고, 상기 캐비티에 소정의 압력을 가하기 위한 제 1 및 제 2성형 유니트(30, 40)를 포함하는 하부 금형(20)을 마련하는 단계 (a)를 포함한다.
전술한 바와 같이, 각 성형 유니트(30, 40)는 캐비티의 바닥부를 제공하는 성형 블록(31, 41) 및 상기 성형 블록의 상하 이동을 안내하며, 상기 캐비티의 측면부를 제공하는 클램핑 블록(32, 42)을 포함하며, 상기 하부 금형(20)은 각 성형 유니트(30, 40)가 복수의 탄성부재(23, 24)를 매개로 각각 연결된 베이스 프레임(21)을 포함하며, 각 기판(11, 12)은 상기 상부 금형(10)의 바닥면에 진공 흡착될 수 있다.
또한, 상기 압축 성형 방법은, 상기 캐비티에 이형필름(F1, F2)을 배치하고, 상기 이형 필름(F1, F2) 상에 수지(R1, R2)를 도포하는 단계 (b) 및 성형 유니트(30, 40)의 각 캐비티에 기판(11, 13)의 실장 영역(12, 14)이 수용되고, 상기 기판(11, 13)이 상부 금형(10)과 하부 금형(20) 사이에 클램핑되도록 상기 하부 금형(20)을 승강시키는 단계(c)를 포함한다.
또한, 단계 (b)에서, 상기 수지로는 파우더 또는 과립 상의 수지재일 수 있으며, 상기 파우더 또는 과립 상의 수지재는 이형 필름(F1, F2) 상에 각각 상기 캐비티 내에서 가열되고 용융될 수 있다.
또한, 상기 이형 필름(F1, F2)은 진공펌프(80)에 의하여 캐비티의 벽면에 밀착된다. 상기 진공 펌프(80)에 의하여, 성형 블록(31, 41)과 클램핑 블록(32, 42) 사이의 공간과, 성형 블록(31, 41)과 가압 부재(51, 61) 사이의 공간 내에 존재하는 공기는 상기 가압 부재(51, 61)의 흡입홀(52, 62)을 통하여 진공 펌프로 흡입되므로, 이형 필름(F1, F2)은 캐비티의 각 벽면에 밀착되며, 이러한 진공 상태는 압축 성형이 완료될 때까지 지속된다.
또한, 단계 (c)에서, 상기 하부금형(20)은 구동 유니트(70)에 의하여 승강되며, 각 성형 유니트(30, 40)의 클램핑 블록(32, 42)에 기판(11, 13)이 각각 클램핑되는 경우에 기판(11, 13)의 두께에 따라 각 성형 유니트(30, 40)와 베이스 프레임(21)과의 간격이 탄성 부재(23, 24)에 의하여 각각 조절된다.
따라서, 각 기판(11, 13)에 독립적으로 클램핑 압력을 부여할 수 있다.
또한, 압축 성형 방법은 각 기판이 하부 금형에 클램핑된 후, 제 1 및 제 2 성형 유니트(30, 40)를 각각 가압하는 제 1 및 제 2가압 유니트(50, 60)를 독립적으로 구동하여 각 기판(11, 13)의 실장 영역(12, 14)을 캐비티 내에 용융된 수지로 몰딩하는 단계를 포함한다.
이후, 몰딩이 완료되면, 각 성형 유니트(30, 40)의 성형 블록(31, 41)에 대한 가압을 멈추고, 진공 펌프(80)의 작동을 멈춘다.
성형 블록(31, 41)과 클램핑 블록(32, 42) 사이의 공간과, 성형 블록(31, 41)과 가압 부재(51, 61) 사이의 공간이 진공 상태로부터 벗어나게 되면, 성형 블록(31, 41)과 밀착되어 있던 가압 부재(51, 61)는 진공이 해제되며 하방으로 이동하게 된다.
상기 성형 블록(31, 41)으로부터 소정의 간격만큼 가압 부재(51, 61)가 하강된 후에 다시 진공 펌프(80)를 작동시키게 되면, 상기 가압 부재(51, 61)의 흡입홀(52, 62)을 통하여 진공 펌프(80)로 흡입되는 음압에 의하여 성형 블록(31, 41)이 초기 위치로 복귀하게 되며, 상부 금형(10)과 하부 금형(20)을 분리시킨 후, 압축 성형이 완료된 각 기판(11, 13)을 취출할 수 있다.
지금까지는 진공 펌프(80)를 이용한 진공 흡착의 방식으로 성형 블록(31, 41)을 초기 위치로 복귀시키는 방법을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 5를 참조하면, 각 성형 유니트(30, 40)의 성형 블록(31, 41)과 이에 대응되는 각 가압 유니트(50, 60)의 가압 부재(51, 61)는 물리적으로 체결되어 함께 상승하거나, 함께 하강하도록 구성될 수도 있다.
일 실시태양으로, 각 가압 부재(51, 61)에 걸림 돌기(54, 64)가 각각 형성되고, 이에 대응되는 각 성형 블록(31, 41)에는 상기 걸림 돌기(54, 64)가 각각 걸림 지지되는 걸림 홈(미부호)이 각각 형성될 수도 있다. 한편, 각 성형 블록(31, 41)에 걸림 돌기가 형성되고, 이에 대응되는 각 가압 부재(51, 61)에 걸림 홈이 형성될 수도 있음은 물론이다.
전술한 바와 같이, 제 1 및 제 2가압 유니트(50, 60)는 공압 실린더 또는 유압 실린더 등으로 동력을 발생시킬 수 있으며, 각 캐비티에 서로 다른 압력 또는 동일한 압력을 가할 수 있도록 독립적으로 제어되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 성형 방법은 개별 기판에 대하여 각 기판에 요구되는 클램핑 압력을 독립적으로 가해줄 수 있을 뿐만 아니라, 각각의 기판에 대한 성형 압력을 독립적으로 조절할 수 있으므로, 각 캐비티 내에 충진되는 몰딩 재료의 양이 균일하지 않거나, 각 기판의 실장 영역의 면적이 다른 경우에도 각 기판에 요구되는 성형 압력을 독립적으로 가해줄 수 있으며, 이에 따라 압축 성형 공정의 정밀도 및 신뢰도를 높일 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 압축 성형 장치 및 방법에 따르면, 복수의 기판을 동시에 압축 성형하는 과정에서 각각의 기판에 대한 성형 압력과 클램핑 압력을 독립적으로 조절할 수 있다.

Claims (19)

  1. 복수의 기판이 장착되기 위한 제 1금형;
    상기 제 1금형에 장착된 어느 한 기판의 실장 영역이 수용되기 위한 캐비티의 바닥부를 제공하는 성형 블록과 상기 성형 블록의 압축 이동을 안내하며, 상기 캐비티의 측면부를 제공하는 클램핑 블록을 갖는 복수의 성형 유니트 및 각 성형 유니트와 복수의 탄성부재를 매개로 연결된 베이스 프레임을 포함하는 제 2금형;
    상기 캐비티 내에 각 기판의 실장 영역이 수용되도록 상기 베이스 프레임을 제 1금형을 향하여 이동시키기 위한 구동 유니트; 및
    상기 캐비티를 압축시키기 위하여 각 성형 유니트의 성형 블록을 제 1금형을 향하여 이동시키기 위한 복수의 가압 유니트를 포함하되,
    각 성형 유니트의 클램핑 블록에 기판이 각각 클램핑되는 경우에 기판의 두께에 따라 각 성형 유니트와 베이스 프레임과의 간격이 탄성부재에 의하여 조절되는 것을 특징으로 하는 압축 성형 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 유니트와 상기 가압 유니트는 상호 독립된 구동부를 갖는 것을 특징으로 하는 압축 성형 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 각 가압 유니트는,
    각 성형 유니트의 성형 블록을 제 1금형을 향하여 이동시키기 위한 가압부재; 및
    상기 가압부재를 이동시키기 위한 제 1구동부를 포함하며,
    복수의 가압 유니트의 제 1구동부는 서로 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 압축 성형 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가압부재와 성형 블록의 접촉면은 동일한 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 압축 성형 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1구동부는 유압 또는 공압 실린더인 것을 특징으로 하는 압축 성형 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    각 성형 유니트의 제 1구동부는 각 성형 유니트에 클램핑되는 기판의 두께가 다르거나, 각 캐비티 내의 몰딩 재료의 양이 다른 경우와 같이 각 성형 유니트의 성형 조건이 상이한 경우에도 동일한 압력을 가할 수 있도록 제어되는 것을 특징으로 하는 압축 성형 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 유니트는,
    동력을 발생시키기 위한 제 2구동부;
    상기 제 2구동부와 연결된 동력전달부재; 및
    일 종단부가 상기 동력전달부재와 연결되고, 타 종단부가 상기 베이스 프레임에 나선 결합되는 스크류를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 성형 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 클램핑 블록에는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 내주면에 일부 영역이 접촉되도록 성형 블록이 배치되며, 상기 관통홀의 내주면에는 상기 성형 블록의 이동을 안내하기 위한 가이드 홈이 형성되고, 상기 성형 블록의 외측면에는 상기 가이드 홈 내에 배치되는 가이드 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 압축 성형 장치.
  9. 복수의 기판이 장착되기 위한 상부 금형;
    상기 상부 금형에 장착된 어느 한 기판의 실장 영역이 수용되기 위한 캐비티의 바닥부를 제공하는 성형 블록 및 상기 성형 블록의 상하 이동을 안내하며, 상기 캐비티의 측면부를 제공하는 클램핑 블록을 갖는 복수의 성형 유니트를 포함하는 하부 금형;
    상기 상부 금형을 향하여 미리 결정된 간격까지 상승하도록 상기 하부 금형을 승강시키기 위한 구동 유니트; 및
    상기 구동 유니트에 의하여 상기 하부 금형이 상승된 상태에서, 각 성형 유니트의 성형 블록을 서로 독립적으로 상부 금형을 향하여 승강시키기 위한 복수의 가압 유니트를 포함하는 압축 성형 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 구동 유니트와 상기 가압 유니트는 상호 독립된 구동부를 갖는 것을 특징으로 하는 압축 성형 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 각 가압 유니트는,
    상기 성형 블록의 하방에 배치된 가압부재; 및
    상기 가압부재를 승강시키기 위한 제 1구동부를 포함하며,
    각 가압 유니트는 대응되는 각 기판에 대하여 동일한 성형 압력을 제공하는 것을 특징으로 하는 압축 성형 장치.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 구동 유니트는,
    정방향 또는 역방향으로 회전 가능한 모터;
    상기 모터와 연결된 벨트 풀리; 및
    일 종단부가 상기 벨프 풀리와 연결되고, 타 종단부가 상기 하부 금형에 나선 결합된 스크류를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 성형 장치.
  13. 제 9 항에 있어서, 하부 금형은,
    성형 유니트의 하방에 이격 배치된 베이스 프레임; 및
    상기 베이스 프레임과 각 성형 유니트의 클램핑 블록을 연결하는 복수의 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 성형 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 가압부재에는 중앙부에 상부면과 타면을 관통하는 흡입홀이 형성된 것을 특징으로 하는 압축 성형 장치.
  15. (a)제 1기판과 제 2기판이 장착된 상부 금형과 상기 상부 금형의 하방에 이격 배치되며, 상기 상부 금형에 장착된 각 기판의 실장 영역이 수용되기 위한 캐비티를 가지고, 상기 캐비티에 소정의 압력을 가하기 위한 제 1 및 제 2성형 유니트를 포함하는 하부 금형을 마련하는 단계;
    (b)각 캐비티에 이형필름을 배치하고, 상기 이형필름 상에 수지를 도포하는 단계;
    (c)제 1 및 제 2 성형 유니트의 각 캐비티에 기판의 실장 영역이 각각 수용되고, 각 기판이 하부 금형과 상부 금형 사이에 클램핑되도록 상기 하부 금형을 승강시키는 단계; 및
    (d)각 기판이 클램핑된 후, 제 1 및 제 2 성형 유니트를 각각 가압하는 제 1 및 제 2가압 유니트를 독립적으로 구동하여 각 기판의 실장 영역을 수지로 몰딩하는 단계를 포함하는 압축 성형 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    각 성형 유니트는 캐비티의 바닥부를 제공하는 성형 블록 및 상기 성형 블록의 상하 이동을 안내하며, 상기 캐비티의 측면부를 제공하는 클램핑 블록을 포함하고,
    상기 하부 금형은 각 성형 유니트가 복수의 탄성부재를 매개로 각각 연결된 베이스 프레임을 추가로 포함하며,
    단계 (c)에서, 각 성형 유니트의 클램핑 블록에 기판이 각각 클램핑되는 경우에 기판의 두께에 따라 각 성형 유니트와 베이스 프레임과의 간격이 탄성부재에 의하여 조절되는 것을 특징으로 하는 압축 성형 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2가압유니트는 유압 또는 공압 실린더로 동력을 발생시키며, 각 캐비티에 서로 다른 압력 또는 동일한 압력을 가할 수 있도록 상호 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 압축 성형 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    단계 (c) 및 (d)에서, 하부 금형의 승강 및 각 성형 유니트의 승강은 서로 다른 구동부에 의하여 조절되는 것을 특징으로 하는 압축 성형 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    제 1 및 제 2가압 유니트는 독립적으로 구동되어 각 캐비티 내에 수지의 양이 서로 상이한 경우에도 각 캐비티에 동일한 압력을 가할 수 있도록 제어되는 것을 특징으로 하는 압축 성형 방법.
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