冷却装置および冷却方法
【課題】樹脂組成物を効率よく冷却することができる冷却装置および冷却方法を提供すること。
【解決手段】冷却装置１は、シート状に成形された樹脂組成物であるシート材Ｑ２を、その面方向に沿って搬送する搬送手段２と、搬送手段２により搬送されているシート材Ｑ２を冷却する冷却手段３とを備えている。シート材Ｑ２は、冷却手段３で冷却される直前の温度が４０〜６０℃のものである。そして、冷却手段３は、シート材Ｑ２の冷却速度が０．２〜５℃／秒となるように冷却する冷却能を有している。
【解決手段】冷却装置１は、シート状に成形された樹脂組成物であるシート材Ｑ２を、その面方向に沿って搬送する搬送手段２と、搬送手段２により搬送されているシート材Ｑ２を冷却する冷却手段３とを備えている。シート材Ｑ２は、冷却手段３で冷却される直前の温度が４０〜６０℃のものである。そして、冷却手段３は、シート材Ｑ２の冷却速度が０．２〜５℃／秒となるように冷却する冷却能を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置および冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製の封止材により半導体チップ（半導体素子）を被覆（封止）してなる半導体パッケージが知られている。半導体パッケージの封止材は、樹脂組成物を、例えば、トランスファー成形等により成形したものである。この樹脂組成物を製造する過程では、当該樹脂組成物を一対のローラ間で加圧してシート状にして、次いで冷却装置で冷却することが行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の冷却装置は、シート状の樹脂組成物を搬送するベルトコンベアと、ベルトコンベア上の樹脂組成物に冷風を吹き付ける複数の吹出口を有するダクトとを備えている。各吹出口からそれぞれ噴出される冷風は、その温度が０〜１５℃となるように設定されている。しかしながら、このような温度の冷風では、冷却される直前の樹脂組成物自体の温度の高さによっては（例えば温度が４０〜５０℃の場合）、当該樹脂組成物を過不足なく冷却するのに時間が掛かってしまう、すなわち、冷却効率が低いという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９７７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、樹脂組成物を効率よく冷却することができる冷却装置および冷却方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記（１）〜（１６）の本発明により達成される。
（１） シート状に成形された樹脂組成物を、その面方向に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送されている前記樹脂組成物を冷却する冷却手段とを備え、
前記樹脂組成物は、前記冷却手段で冷却される直前の温度が４０〜６０℃のものであり、
前記冷却手段は、前記樹脂組成物の冷却速度が０．２〜５℃／秒となるように冷却する冷却能を有することを特徴とする冷却装置。
【０００７】
（２） 前記冷却手段は、前記樹脂組成物に向けて−４０〜０℃の冷気を排出する、少なくとも１つの排気口を有する送風部を備える上記（１）に記載の冷却装置。
【０００８】
（３） 前記冷気は、その湿度が１０％以下のものである上記（２）に記載の冷却装置。
【０００９】
（４） 前記排気口から前記冷気が排出される際、その圧力は、０．２ＭＰａ以上である上記（２）または（３）に記載の冷却装置。
【００１０】
（５） 前記排気口は、前記樹脂組成物の搬送方向に沿って複数配置されている上記（２）ないし（４）のいずれかに記載の冷却装置。
【００１１】
（６） 前記排気口は、前記冷気を上方から排出する上記（２）ないし（５）のいずれかに記載の冷却装置。
【００１２】
（７） 前記排気口は、前記冷気を前記樹脂組成物の搬送方向と反対側から排出する上記（２）ないし（５）のいずれかに記載の冷却装置。
【００１３】
（８） 前記冷却手段は、前記樹脂組成物に対しその両面側からそれぞれ前記冷気を吹き付けるよう構成されている上記（２）ないし（７）のいずれかに記載の冷却装置。
【００１４】
（９） 前記冷却手段は、前記冷気の温度を段階的に下げていくよう構成されている上記（２）ないし（８）のいずれかに記載の冷却装置。
【００１５】
（１０） 前記搬送手段は、互いに離間して配置された一対のプーリと、該一対のプーリ間に掛け回され、該各プーリが回転することにより、前記樹脂組成物を載置して搬送するベルトとを有し、
前記ベルトは、その少なくとも表面が非金属で構成されている上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の冷却装置。
【００１６】
（１１） 前記ベルトは、積層体で構成され、その最も外側に位置する外層が前記非金属で構成されている上記（１０）に記載の冷却装置。
【００１７】
（１２） 前記樹脂組成物が前記ベルトで搬送されている間、前記樹脂組成物を前記ベルトごと格納し、前記冷却手段による冷却雰囲気を維持するチャンバをさらに備える上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の冷却装置。
【００１８】
（１３） 前記樹脂組成物は、混練装置で混練され、その混練物が一対のローラ間で加圧されてシート状に成形されたものであり、
当該冷却装置は、前記一対のローラから前記樹脂組成物が排出される下流側に設置されている上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の冷却装置。
【００１９】
（１４） 前記樹脂組成物は、その厚さが５ｍｍ以下である上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載の冷却装置。
【００２０】
（１５） 前記樹脂組成物は、ＩＣパッケージの外装部を構成するモールド部となるものである上記（１）ないし（１４）のいずれかに記載の冷却装置。
【００２１】
（１６） シート状に成形された樹脂組成物を、その面方向に沿って搬送しつつ、冷却する冷却方法であって、
前記樹脂組成物は、当該冷却方法で冷却される直前の温度が４０〜６０℃のものであり、
前記樹脂組成物の冷却速度が０．２〜５℃／秒となるように冷却することを特徴とする冷却方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、温度が４０〜５０℃の樹脂組成物を効率よく冷却することができる。これにより、例えば、温度が４０〜５０℃の樹脂組成物が軟質のものであり、この樹脂組成物を粉砕したい場合には、粉砕するまでの間に、軟質の樹脂組成物を冷却して、硬質のものへと迅速かつ確実に変化させることができる。そして、硬質の樹脂組成物を容易かつ確実に粉砕することができる。
【００２３】
また、搬送手段が樹脂組成物を載置して搬送するベルトを有し、そのベルトの少なくとも表面が非金属で構成されている場合には、樹脂組成物を搬送する過程で、樹脂組成物とベルトの表面との間で摩擦が生じ、表面が摩耗して一部が削れたとしても、その削れたものは、当然に非金属である。これに対し、例えばベルト自体がスチール製である場合には、樹脂組成物を搬送する過程で、前述したような摩耗により、当該表面から金属粉末が生じ、その金属粉末が、未だ十分に冷却されていない軟質の状態の樹脂組成物に混入してしまうおそれがある。しかしながら、本発明では、このような金属粉末が樹脂組成物に混入するのを確実に防止することができ、また、前記削れた非金属が樹脂組成物に混入しても、その樹脂組成物は、使用するのに十分耐え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】樹脂組成物の製造工程を示す図である。
【図２】本発明の冷却装置およびその周辺の装置の部分断面側面図である。
【図３】図２に示す冷却装置のベルトの拡大縦断面図である。
【図４】本発明の冷却装置の第２実施形態を示す部分断面側面図である。
【図５】本発明の冷却装置の第３実施形態を示す部分断面側面図である。
【図６】本発明の冷却装置の第４実施形態を示す部分断面側面図である。
【図７】樹脂組成物を用いたＩＣパッケージの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の冷却装置および冷却方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
＜第１実施形態＞
図１は、樹脂組成物の製造工程を示す図、図２は、本発明の冷却装置およびその周辺の装置の部分断面側面図、図３は、図２に示す冷却装置のベルトの拡大縦断面図、図７は、樹脂組成物を用いたＩＣパッケージの部分断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図２、図３、図７中（図４〜図６についても同様）の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。
【００２７】
図２に示す本発明の冷却装置１は、最終的に成形体となる樹脂組成物を製造する際の冷却工程で使用される装置である。この冷却装置１の説明に先立って、まずは、原材料から樹脂組成物を製造するまでの製造工程の全体を説明する。
【００２８】
まず、樹脂組成物の原材料である各材料を用意する。
原材料は、樹脂と、硬化剤と、充填材（微粒子）とを有し、さらに必要に応じて、硬化促進剤と、カップリング剤等を有している。樹脂としては、エポキシ樹脂が好ましい。
【００２９】
エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型、ビフェニール型、ジシクロペンタジエン型、トリフェノールメタン型、多芳香族環型等が挙げられる。
【００３０】
硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック型、フェノールアラルキル型、トリフェノールメタン型、多芳香族環型等が挙げられる。
【００３１】
充填材としては、例えば、溶融シリカ（破砕状、球状）、結晶シリカ、アルミナ等が挙げられる。
【００３２】
硬化促進剤としては、例えば、リン化合物、アミン化合物等が挙げられる。
カップリング剤としては、例えば、シラン化合物等が挙げられる。
【００３３】
なお、原材料は、前記材料のうち所定の材料が省略されていてもよく、また、前記以外の材料を含んでいてもよい。他の材料としては、例えば、着色剤、離型剤、低応力剤、難燃剤等が挙げられる。
【００３４】
（微粉砕）
図１に示すように、原材料のうちの所定の材料については、まず、粉砕装置により、所定の粒度分布となるように粉砕（微粉砕）する。この粉砕する原材料としては、例えば、樹脂、硬化剤、促進剤等の充填材以外の原材料であるが、充填材の一部を加えることもできる。また、粉砕装置としては、例えば、連続式回転ボールミル等を用いることができる。
【００３５】
（表面処理）
原材料のうちの所定の材料、例えば、充填材の全部または一部（残部）については、表面処理を施すことができる。この表面処理としては、例えば、充填材の表面にカップリング剤等を付着させる。なお、前記微粉砕と表面処理とは、同時に行ってもよく、また、いずれか一方を先に行ってもよい。
【００３６】
（混合）
次に、混合装置により、前記各材料を完全に混合する。この混合装置としては、例えば、回転羽根を有する高速混合機等を用いることができる。
【００３７】
（混練）
次に、混練装置１００により、前記混合された材料を混練する。この混練装置１００としては、例えば、１軸型混練押出機、２軸型混練押出機等の押出混練機やミキシングロール等のロール式混練機を用いることができる。
【００３８】
（脱気）
次に、前記混練された材料である混練物（樹脂組成物）に対し脱気を行う。この脱気は、例えば混練装置１００の前記混練された材料を排出する排出口１０１に接続された真空ポンプ（図示せず）によって行うことができる。
【００３９】
（シート化）
次に、前記脱気された塊状の混練物（以下「混練物Ｑ１」と言う）を、成形装置２００でシート状に成形し、シート状の材料（以下「シート材Ｑ２」と言う）を得る。この成形装置２００としては、例えば、図２に示すように、混練装置１００の排出口１０１の下方（下流側）に配置されたローラ２０１、２０２を有する装置を用いることができる。図２に示す構成では、ローラ２０１とローラ２０２との間で、混練装置１００より排出された混練物Ｑ１を加圧してシート状に成形することができる。
【００４０】
（冷却）
次に、冷却装置１により、シート材Ｑ２を冷却する。これにより、次工程でシート材Ｑ２の粉砕を容易かつ確実に行うことができる。なお、冷却装置１については、後に詳述する。
【００４１】
（粉砕）
次に、粉砕装置により、シート状の材料を所定の粒度分布となるように粉砕し、粉末状の材料を得る。この粉砕装置としては、例えば、ハンマーミル、石臼式磨砕機、ロールクラッシャー等を用いることができる。
【００４２】
（タブレット化）
次に、成形体製造装置（打錠装置）により、前記粉末状の材料を圧縮成形し、成形体である樹脂組成物を得ることができる。
【００４３】
図７に示すように、この樹脂組成物は、例えば、半導体チップ（ＩＣチップ）９０１の被覆（封止）に用いられ、半導体パッケージ（ＩＣパッケージ）９００の外装部を構成するモールド部９０２となるものである。このモールド部９０２により、半導体チップ９０１を保護することができる。なお、樹脂組成物で半導体チップ９０１を被覆するには、樹脂組成物を、例えばトランスファー成形等により成形し、封止材として半導体チップ９０１を被覆する方法が挙げられる。図７に示す構成の半導体パッケージ９００は、複数のリードフレーム９０３がモールド部９０２から突出しており、各リードフレーム９０３がそれぞれ、例えば金等のような導電性を有する金属材料で構成されたワイヤ９０４を介して、半導体チップ９０１と電気的に接続されたものとなっている。
【００４４】
なお、前記タブレット化の工程を省略し、粉末状の材料を樹脂組成物としてもよい。この場合は、例えば、圧縮成形、射出成形等により、封止材を成形することができる。
【００４５】
次に、冷却装置１について説明する。
図２に示す冷却装置１は、本発明の冷却方法を実行するための装置である。この冷却装置１は、ローラ２０１、２０２の下方、すなわち、ローラ２０１、２０２からシート材Ｑ２が排出される下流側に設置されている。これにより、ローラ２０１、２０２から押し出されたシート材Ｑ２が冷却装置１に迅速に移行する。そして、冷却装置１は、シート材Ｑ２を次工程へ向けて搬送しつつ、冷却することができる。なお、シート材Ｑ２を冷却する目的としては、次のような目的が挙げられる。
【００４６】
ローラ２０１、２０２から押し出されたシート材Ｑ２は、熱を帯びており、冷却装置１で冷却される直前の温度が例えば４０〜６０℃程度のものとなっている。このため、当該シート材Ｑ２は、軟質のものとなっている。また、冷却工程の次の工程である粉砕工程でシート材Ｑ２を粉砕するので、その粉砕を確実に行なうために、軟質のシート材Ｑ２を冷却して硬質のものとする必要がある。これが冷却装置１でシート材Ｑ２を冷却する目的である。
【００４７】
図２に示すように、冷却装置１は、シート材Ｑ２を搬送する搬送手段２と、シート材Ｑ２を冷却する冷却手段３と、冷却手段３による冷却雰囲気を維持するチャンバ４とを備えている。以下、各部の構成について説明する。
【００４８】
搬送手段２は、シート材Ｑ２をその面方向に沿って搬送し、次工程へ送り出すベルトコンベアである。搬送手段２は、主動プーリ（キャリーローラ）２１と、従動プーリ（リターンローラ）２２と、主動プーリ２１と従動プーリ２２との間に掛け回されたベルト２３と、主動プーリ２１と従動プーリ２２との間に配置された複数のアイドルプーリ（ベルトコンベアローラ）２４とを有している。
【００４９】
主動プーリ２１と従動プーリ２２とは、チャンバ４を介して互いに離間して配置されている。主動プーリ２１には、モータ（図示せず）が連結されており、当該モータが駆動すると回転することができる。また、従動プーリ２２は、主動プーリ２１が回転した際に、その回転力がベルト２３を介して伝達されて、主動プーリ２１とともに回転することができる。
【００５０】
ベルト２３は、可撓性を有し、主動プーリ２１および従動プーリ２２がそれぞれ回転することにより、シート材Ｑ２を載置して搬送するものである。このベルト２３は、例えば図３に示す構成では、下地層２３１と外層２３２とを有する積層体で構成されている。
【００５１】
下地層２３１は、例えばスチール製で、ベルト２３の芯材となる部分である。
外層２３２は、下地層２３１上に形成され、ベルト２３の最も外側に位置して、シート材Ｑ２が載置される層である。この外層２３２は、非金属で構成されていることが好ましい。これにより、シート材Ｑ２を搬送する過程で、シート材Ｑ２と外層２３２の外周面（表面）２３３との間で摩擦が生じ、外周面２３３が摩耗して一部が削れたとしても、その削れたものは、当然に非金属である。これに対し、例えばベルト２３自体がスチール製である場合には、シート材Ｑ２を搬送する過程で、前述したような摩耗により、当該上面から金属粉末が生じ、その金属粉末が、未だ十分に冷却されていない軟質の状態のシート材Ｑ２に混入してしまうおそれがある。しかしながら、冷却装置１では、このような金属粉末がシート材Ｑ２に混入するのを確実に防止することができ、また、前記削れた非金属がシート材Ｑ２に混入しても、そのシート材Ｑ２は、半導体パッケージ９００のモールド部９０２に使用するのに十分耐え得るものである。
【００５２】
前記非金属材料としては、特に限定されないが、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、のような各種ゴム材料や、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、等の各種熱可塑性エラストマーが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００５３】
また、このような弾性材料で構成された外層２３２に代えて、下地層２３１をセラミックコーティングしてもよい。この場合、セラミックスとして、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、イットリア、リン酸カルシウム等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン、窒化ボロン等の窒化物セラミックス、タングステンカーバイト等の炭化物系セラミックス、あるいは、これらのうちの２以上を任意に組合せた複合セラミックスが挙げられる。
【００５４】
また、冷却装置１の上流側に配置された成形装置２００のローラ２０１の外層２０３、ローラ２０２の外層２０３もセラミックスで構成されているのが好ましい。これにより、シート材Ｑ２への金属粉末の混入をより確実に防止することができる。
【００５５】
各ベルトコンベアローラ２４は、それぞれ、等間隔に配置され、ベルト２３の上側の部分を支持している。これにより、ベルト２３の駆動が円滑に行なわれ、また、ベルト２３の撓み（ベルトのだれ）も防止することができる。
【００５６】
冷却手段３は、搬送手段２により搬送されているシート材Ｑ２を冷却するものである。この冷却手段３は、シート材Ｑ２の冷却速度が０．２〜５℃／秒、好ましくは、０．５〜１．５℃／秒となるように冷却する冷却能を有している。冷却手段３では、この冷却能を得る（発揮する）ために、以下の各部の構成および各部の冷却条件が設定されている。
【００５７】
図２に示すように、冷却手段３は、シート材Ｑ２に向けて冷気Ｇ１を送風するための送風部３１を備えている。冷却手段３（送風部３１）は、冷気Ｇ１を生成する冷気生成部３２と、冷気生成部３２で生成された冷気Ｇ１を排出する複数のノズル３３と、冷気生成部３２と各ノズル３３とを連結する連結管３４とを有している。
【００５８】
冷気生成部３２は、チャンバ４の外側に配置されている。この冷気生成部３２は、高圧ガスＧ０が送り込まれ、この高圧ガスＧ０を冷却して当該高圧ガスＧ０から冷気Ｇ１を生成する装置である。高圧ガスＧ０を冷却する構成としては、特に限定されず、例えば、液体窒素等のような冷媒で高圧ガスＧ０を冷却する構成とすることができる。また、その他、ヒートポンプ式冷凍機等の構成とすることもできる。ヒートポンプ式冷凍機としては、特に限定されないが、例えば、蒸気圧縮、吸収式、吸着式、スターリング式、化学反応式、半導体等が挙げられる。
【００５９】
また、高圧ガスＧ０としては、特に限定されず、例えば、空気や二酸化炭素、または、窒素のような不活性ガス等が挙げられる。安全上の観点では、空気が好ましい。
【００６０】
各ノズル３３は、それぞれ、チャンバ４の内側に、主に、シート材Ｑ２の搬送方向Ａに沿って配置されている。なお、ノズル３３には、シート材Ｑ２の幅方向（図２の紙面奥側）に向かって配置されたものがあってもよい。各ノズル３３の構成は、互いにほぼ同じであるため、以下１つのノズル３３について代表的に説明する。
【００６１】
ノズル３３は、管体で構成され、その一端の開口部が下方、すなわち、ベルト２３側を向くように配置されている。そして、この下方を向いた開口部が冷気Ｇ１を排出する排気口３３１として機能する。これにより、ノズル３３の下方をシート材Ｑ２が通過するときに、当該シート材Ｑ２に、その上方から冷気Ｇ１（冷風）を吹き付けることができる。また、前述した複数のノズル３３がシート材Ｑ２の搬送方向Ａに沿って配置されていることに相まって、シート材Ｑ２は、搬送されている間冷気Ｇ１に触れることとなり、よって、過不足なく確実に、迅速に冷却される。
【００６２】
また、ノズル３３から排出される冷気Ｇ１の温度は、特に限定されないが、例えば、−４０〜０℃に設定されているのが好ましく、−２０〜−３０℃に設定されているのがより好ましい。このような温度設定方法としては、例えば、高圧ガスＧ０が前記冷媒を通過する際の単位時間当たりの流量等を調整する方法、冷凍機の設定温度の調整等が挙げられる。
【００６３】
また、ノズル３３から排出される冷気Ｇ１の湿度は、特に限定されないが、１０％以下に設定されているのが好ましく、０〜５％に設定されているのがより好ましい。これにより、露点より低い条件下でシート材Ｑ２を冷却することができ、よって、シート材Ｑ２に結露が生じるのを防止することができる。このような湿度設定方法としては、例えば、冷気生成部３２に除湿剤を設け、この除湿剤に高圧ガスＧ０を通過させる方法、ドライヤ等の除湿装置を併設する方法等が挙げられる。
【００６４】
また、ノズル３３から冷気Ｇ１が排出される際の圧力は、特に限定されないが、例えば、０．２ＭＰａ以上に設定されているのが好ましく、０．３〜０．５ＭＰａに設定されているのがより好ましい。このような圧力設定方法としては、例えば、冷気生成部３２に弁を設け、その弁の開状態を調節して、当該弁を通過する高圧ガスＧ０の圧力（流量）を調節する方法等が挙げられる。
【００６５】
以上のような装置構成および冷却条件により、シート材Ｑ２が前記冷却速度で確実に冷却されることとなる。これにより、温度が４０〜５０℃で入ってきたシート材Ｑ２を効率よく冷却することができ、よって、粉砕工程に移行する前に、当該シート材Ｑ２が軟質のものから硬質のものへと迅速かつ確実に変化することができる。そして、硬質のシート材Ｑ２を粉砕工程で容易かつ確実に粉砕することができる。
【００６６】
また、シート材Ｑ２を効率よく、すなわち、短時間で冷却することができるため、シート材Ｑ２を冷気Ｇ１に触れさせるのに、ベルト２３が過剰に長いものとなるのを防止することができる。これにより、冷却装置１を小型の装置とすることができる。
【００６７】
また、シート材Ｑ２は、その厚さが５ｍｍ以下のものであるのが好ましく、０．５〜３ｍｍであるのがより好ましい。これにより、冷却装置１でより効率よく冷却することができる。
【００６８】
また、成形装置２００がシート材Ｑ２を冷却する機能を有しているのが好ましい。これにより、シート材Ｑ２が冷却装置１に入る前に予備冷却されることとなり、冷却装置１でさらに効率よく冷却することができる。
【００６９】
図２に示すように、チャンバ４は、シート材Ｑ２がベルト２３で搬送されている間、シート材Ｑ２をベルト２３ごと格納することができる。また、チャンバ４には、シート材Ｑ２が入る入口４１と、シート材Ｑ２が出る出口４２とが設けられている。ベルト２３で搬送されるシート材Ｑ２は、入口４１からチャンバ４内に入り、当該チャンバ４内で冷却手段３により冷却されて、出口４２から出る。
【００７０】
このチャンバ４により、冷却手段３による冷却雰囲気が維持され、よって、シート材Ｑ２をさらに効率よく冷却することができる。また、シート材Ｑ２への異物の混入も防止することもできる。
【００７１】
なお、チャンバ４を構成する壁部４３は、断熱材で覆われているかまたは断熱材が埋設されているのが好ましい。
【００７２】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の冷却装置の第２実施形態を示す部分断面側面図である。
【００７３】
以下、この図を参照して本発明の冷却装置および冷却方法の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００７４】
本実施形態は、冷却手段の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
図４に示す冷却手段３Ａでは、各ノズル３３がそれぞれ搬送方向Ａの下流側に向かって傾斜して設置されている。これにより、各ノズル３３からは、それぞれ、冷気Ｇ１が搬送方向Ａと反対側から排出される。すなわち、冷気Ｇ１は、その流れがカウンタフローのものとなる。
【００７５】
本実施形態は、前記第１実施形態のように冷気Ｇ１が鉛直上方から吹きつけられる場合に比べ、冷却装置１が前記第１実施形態と同等の冷却効率かまたはそれ以上の冷却効率のものとなる。
【００７６】
＜第３実施形態＞
図５は、本発明の冷却装置の第３実施形態を示す部分断面側面図である。
【００７７】
以下、この図を参照して本発明の冷却装置および冷却方法の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００７８】
本実施形態は、冷却手段の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
図５に示す冷却手段３Ｂは、シート材Ｑ２に対しその両面側からそれぞれ冷気Ｇ１を吹き付けるよう構成されている。以下、これについて説明する。
【００７９】
冷却手段３Ｂでは、ノズル３３の他に、ベルト２３を介してノズル３３と反対側に、冷気生成部３２に連通し、当該冷気生成部３２からの冷気Ｇ１を一旦貯留する貯留部３５が配置されている。
【００８０】
貯留部３５は、箱状をなし、その上部が例えば弾性材料のパッキン３５１で構成されている。パッキン３５１は、板状をなし、その厚さ方向に貫通する多数の貫通孔３５２が形成されている。また、パッキン３５１は、ベルト２３の内周面２３４に当接している。
【００８１】
一方、ベルト２３は、その厚さ方向に貫通する多数の貫通孔２３５が形成されている。各貫通孔２３５の大きさは、貯留部３５の各貫通孔３５２の大きさよりも大きい。
【００８２】
そして、ベルト２３が駆動して、所定の貫通孔２３５が貯留部３５のいずれかの貫通孔３５２と連通したときに、当該貫通孔２３５から冷気Ｇ１が排出される。この冷気Ｇ１は、シート材Ｑ２をその下面側から冷却することができる。また、前述したように、各ノズル３３からの冷気Ｇ１は、シート材Ｑ２をその上面側から冷却することができる。
【００８３】
このように、本実施形態では、シート材Ｑ２と冷気Ｇ１との接触面積を大きくすることで冷却効果を大きくすることができる。また、シート材Ｑ２をその両面側から冷却することができ、よって、冷却中にシート材Ｑ２に反りが生じ、冷却中にノズル３３とシート材Ｑ２とが接触して詰まりが生じるのを防止することができる。
【００８４】
＜第４実施形態＞
図６は、本発明の冷却装置の第４実施形態を示す部分断面側面図である。
【００８５】
以下、この図を参照して本発明の冷却装置および冷却方法の第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００８６】
本実施形態は、冷却手段の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
図６に示す冷却手段３Ｃでは、互いに温度が異なる冷気Ｇ２およびＧ３をそれぞれ排出するノズル３３ａおよび３３ｂを有している。例えば、ノズル３３ａから排出される冷気Ｇ２は、ノズル３３ｂから排出される冷気Ｇ３よりも温度が高い。この場合、例えば、冷気Ｇ２の温度を−２０〜０℃、冷気Ｇ３の温度を−４０〜−２０℃とすることができる。また、冷気Ｇ２による雰囲気と冷気Ｇ３による雰囲気とで別のチャンバ４を備えていてもよい。
【００８７】
このような構成により、シート材Ｑ２は、搬送されていく過程で段階的に冷却される。これにより、シート材Ｑ２が過剰な低温で急激に冷却されるのを防止することができ、よって、シート材Ｑ２の不本意な変質を防止することができる。また、冷却中にシート材Ｑ２に反りが生じ、ノズル３３ａおよび３３ｂとシート材Ｑ２とが接触して詰まりが生じるのを防止することができる。冷却効果は、被冷却体と冷媒との温度差に影響されるため、このような構成により適切な低温状況で冷却できるためエネルギー効率上無駄がない。
【００８８】
以上、本発明の冷却装置および冷却方法を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、冷却装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【００８９】
また、本発明の冷却装置および冷却方法は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００９０】
また、本発明の冷却装置のベルトは、各実施形態では、積層体で構成され、その最外層が弾性材料等のような非金属で構成されたものとなっているが、これに限定されず、例えば、単層で構成され、その全体が非金属で構成されたものであってもよい。
【００９１】
また、本発明の冷却装置の冷却手段は、各実施形態では、複数のノズルが配置されたものであるが、これに限定されず、例えば、１つのノズルが配置されたものであってもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１ 冷却装置
２ 搬送手段
２１ 主動プーリ（キャリーローラ）
２２ 従動プーリ（リターンローラ）
２３ ベルト
２３１ 下地層
２３２ 外層
２３３ 外周面（表面）
２３４ 内周面
２３５ 貫通孔
２４ アイドルプーリ（ベルトコンベアローラ）
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 冷却手段
３１ 送風部
３２ 冷気生成部
３３、３３ａ、３３ｂ ノズル
３３１ 排気口
３４ 連結管
３５ 貯留部
３５１ パッキン
３５２ 貫通孔
４ チャンバ
４１ 入口
４２ 出口
４３ 壁部
１００ 混練装置
１０１ 排出口
２００ 成形装置
２０１、２０２ ローラ
２０３ 外層
９００ 半導体パッケージ（ＩＣパッケージ）
９０１ 半導体チップ（ＩＣチップ）
９０２ モールド部
９０３ リードフレーム
９０４ ワイヤ
Ａ 搬送方向
Ｇ０ 高圧ガス
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３ 冷気
Ｑ１ 混練物
Ｑ２ シート材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置および冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製の封止材により半導体チップ（半導体素子）を被覆（封止）してなる半導体パッケージが知られている。半導体パッケージの封止材は、樹脂組成物を、例えば、トランスファー成形等により成形したものである。この樹脂組成物を製造する過程では、当該樹脂組成物を一対のローラ間で加圧してシート状にして、次いで冷却装置で冷却することが行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の冷却装置は、シート状の樹脂組成物を搬送するベルトコンベアと、ベルトコンベア上の樹脂組成物に冷風を吹き付ける複数の吹出口を有するダクトとを備えている。各吹出口からそれぞれ噴出される冷風は、その温度が０〜１５℃となるように設定されている。しかしながら、このような温度の冷風では、冷却される直前の樹脂組成物自体の温度の高さによっては（例えば温度が４０〜５０℃の場合）、当該樹脂組成物を過不足なく冷却するのに時間が掛かってしまう、すなわち、冷却効率が低いという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９７７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、樹脂組成物を効率よく冷却することができる冷却装置および冷却方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記（１）〜（１６）の本発明により達成される。
（１） シート状に成形された樹脂組成物を、その面方向に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送されている前記樹脂組成物を冷却する冷却手段とを備え、
前記樹脂組成物は、前記冷却手段で冷却される直前の温度が４０〜６０℃のものであり、
前記冷却手段は、前記樹脂組成物の冷却速度が０．２〜５℃／秒となるように冷却する冷却能を有することを特徴とする冷却装置。
【０００７】
（２） 前記冷却手段は、前記樹脂組成物に向けて−４０〜０℃の冷気を排出する、少なくとも１つの排気口を有する送風部を備える上記（１）に記載の冷却装置。
【０００８】
（３） 前記冷気は、その湿度が１０％以下のものである上記（２）に記載の冷却装置。
【０００９】
（４） 前記排気口から前記冷気が排出される際、その圧力は、０．２ＭＰａ以上である上記（２）または（３）に記載の冷却装置。
【００１０】
（５） 前記排気口は、前記樹脂組成物の搬送方向に沿って複数配置されている上記（２）ないし（４）のいずれかに記載の冷却装置。
【００１１】
（６） 前記排気口は、前記冷気を上方から排出する上記（２）ないし（５）のいずれかに記載の冷却装置。
【００１２】
（７） 前記排気口は、前記冷気を前記樹脂組成物の搬送方向と反対側から排出する上記（２）ないし（５）のいずれかに記載の冷却装置。
【００１３】
（８） 前記冷却手段は、前記樹脂組成物に対しその両面側からそれぞれ前記冷気を吹き付けるよう構成されている上記（２）ないし（７）のいずれかに記載の冷却装置。
【００１４】
（９） 前記冷却手段は、前記冷気の温度を段階的に下げていくよう構成されている上記（２）ないし（８）のいずれかに記載の冷却装置。
【００１５】
（１０） 前記搬送手段は、互いに離間して配置された一対のプーリと、該一対のプーリ間に掛け回され、該各プーリが回転することにより、前記樹脂組成物を載置して搬送するベルトとを有し、
前記ベルトは、その少なくとも表面が非金属で構成されている上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の冷却装置。
【００１６】
（１１） 前記ベルトは、積層体で構成され、その最も外側に位置する外層が前記非金属で構成されている上記（１０）に記載の冷却装置。
【００１７】
（１２） 前記樹脂組成物が前記ベルトで搬送されている間、前記樹脂組成物を前記ベルトごと格納し、前記冷却手段による冷却雰囲気を維持するチャンバをさらに備える上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の冷却装置。
【００１８】
（１３） 前記樹脂組成物は、混練装置で混練され、その混練物が一対のローラ間で加圧されてシート状に成形されたものであり、
当該冷却装置は、前記一対のローラから前記樹脂組成物が排出される下流側に設置されている上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の冷却装置。
【００１９】
（１４） 前記樹脂組成物は、その厚さが５ｍｍ以下である上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載の冷却装置。
【００２０】
（１５） 前記樹脂組成物は、ＩＣパッケージの外装部を構成するモールド部となるものである上記（１）ないし（１４）のいずれかに記載の冷却装置。
【００２１】
（１６） シート状に成形された樹脂組成物を、その面方向に沿って搬送しつつ、冷却する冷却方法であって、
前記樹脂組成物は、当該冷却方法で冷却される直前の温度が４０〜６０℃のものであり、
前記樹脂組成物の冷却速度が０．２〜５℃／秒となるように冷却することを特徴とする冷却方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、温度が４０〜５０℃の樹脂組成物を効率よく冷却することができる。これにより、例えば、温度が４０〜５０℃の樹脂組成物が軟質のものであり、この樹脂組成物を粉砕したい場合には、粉砕するまでの間に、軟質の樹脂組成物を冷却して、硬質のものへと迅速かつ確実に変化させることができる。そして、硬質の樹脂組成物を容易かつ確実に粉砕することができる。
【００２３】
また、搬送手段が樹脂組成物を載置して搬送するベルトを有し、そのベルトの少なくとも表面が非金属で構成されている場合には、樹脂組成物を搬送する過程で、樹脂組成物とベルトの表面との間で摩擦が生じ、表面が摩耗して一部が削れたとしても、その削れたものは、当然に非金属である。これに対し、例えばベルト自体がスチール製である場合には、樹脂組成物を搬送する過程で、前述したような摩耗により、当該表面から金属粉末が生じ、その金属粉末が、未だ十分に冷却されていない軟質の状態の樹脂組成物に混入してしまうおそれがある。しかしながら、本発明では、このような金属粉末が樹脂組成物に混入するのを確実に防止することができ、また、前記削れた非金属が樹脂組成物に混入しても、その樹脂組成物は、使用するのに十分耐え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】樹脂組成物の製造工程を示す図である。
【図２】本発明の冷却装置およびその周辺の装置の部分断面側面図である。
【図３】図２に示す冷却装置のベルトの拡大縦断面図である。
【図４】本発明の冷却装置の第２実施形態を示す部分断面側面図である。
【図５】本発明の冷却装置の第３実施形態を示す部分断面側面図である。
【図６】本発明の冷却装置の第４実施形態を示す部分断面側面図である。
【図７】樹脂組成物を用いたＩＣパッケージの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の冷却装置および冷却方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
＜第１実施形態＞
図１は、樹脂組成物の製造工程を示す図、図２は、本発明の冷却装置およびその周辺の装置の部分断面側面図、図３は、図２に示す冷却装置のベルトの拡大縦断面図、図７は、樹脂組成物を用いたＩＣパッケージの部分断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図２、図３、図７中（図４〜図６についても同様）の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。
【００２７】
図２に示す本発明の冷却装置１は、最終的に成形体となる樹脂組成物を製造する際の冷却工程で使用される装置である。この冷却装置１の説明に先立って、まずは、原材料から樹脂組成物を製造するまでの製造工程の全体を説明する。
【００２８】
まず、樹脂組成物の原材料である各材料を用意する。
原材料は、樹脂と、硬化剤と、充填材（微粒子）とを有し、さらに必要に応じて、硬化促進剤と、カップリング剤等を有している。樹脂としては、エポキシ樹脂が好ましい。
【００２９】
エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型、ビフェニール型、ジシクロペンタジエン型、トリフェノールメタン型、多芳香族環型等が挙げられる。
【００３０】
硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック型、フェノールアラルキル型、トリフェノールメタン型、多芳香族環型等が挙げられる。
【００３１】
充填材としては、例えば、溶融シリカ（破砕状、球状）、結晶シリカ、アルミナ等が挙げられる。
【００３２】
硬化促進剤としては、例えば、リン化合物、アミン化合物等が挙げられる。
カップリング剤としては、例えば、シラン化合物等が挙げられる。
【００３３】
なお、原材料は、前記材料のうち所定の材料が省略されていてもよく、また、前記以外の材料を含んでいてもよい。他の材料としては、例えば、着色剤、離型剤、低応力剤、難燃剤等が挙げられる。
【００３４】
（微粉砕）
図１に示すように、原材料のうちの所定の材料については、まず、粉砕装置により、所定の粒度分布となるように粉砕（微粉砕）する。この粉砕する原材料としては、例えば、樹脂、硬化剤、促進剤等の充填材以外の原材料であるが、充填材の一部を加えることもできる。また、粉砕装置としては、例えば、連続式回転ボールミル等を用いることができる。
【００３５】
（表面処理）
原材料のうちの所定の材料、例えば、充填材の全部または一部（残部）については、表面処理を施すことができる。この表面処理としては、例えば、充填材の表面にカップリング剤等を付着させる。なお、前記微粉砕と表面処理とは、同時に行ってもよく、また、いずれか一方を先に行ってもよい。
【００３６】
（混合）
次に、混合装置により、前記各材料を完全に混合する。この混合装置としては、例えば、回転羽根を有する高速混合機等を用いることができる。
【００３７】
（混練）
次に、混練装置１００により、前記混合された材料を混練する。この混練装置１００としては、例えば、１軸型混練押出機、２軸型混練押出機等の押出混練機やミキシングロール等のロール式混練機を用いることができる。
【００３８】
（脱気）
次に、前記混練された材料である混練物（樹脂組成物）に対し脱気を行う。この脱気は、例えば混練装置１００の前記混練された材料を排出する排出口１０１に接続された真空ポンプ（図示せず）によって行うことができる。
【００３９】
（シート化）
次に、前記脱気された塊状の混練物（以下「混練物Ｑ１」と言う）を、成形装置２００でシート状に成形し、シート状の材料（以下「シート材Ｑ２」と言う）を得る。この成形装置２００としては、例えば、図２に示すように、混練装置１００の排出口１０１の下方（下流側）に配置されたローラ２０１、２０２を有する装置を用いることができる。図２に示す構成では、ローラ２０１とローラ２０２との間で、混練装置１００より排出された混練物Ｑ１を加圧してシート状に成形することができる。
【００４０】
（冷却）
次に、冷却装置１により、シート材Ｑ２を冷却する。これにより、次工程でシート材Ｑ２の粉砕を容易かつ確実に行うことができる。なお、冷却装置１については、後に詳述する。
【００４１】
（粉砕）
次に、粉砕装置により、シート状の材料を所定の粒度分布となるように粉砕し、粉末状の材料を得る。この粉砕装置としては、例えば、ハンマーミル、石臼式磨砕機、ロールクラッシャー等を用いることができる。
【００４２】
（タブレット化）
次に、成形体製造装置（打錠装置）により、前記粉末状の材料を圧縮成形し、成形体である樹脂組成物を得ることができる。
【００４３】
図７に示すように、この樹脂組成物は、例えば、半導体チップ（ＩＣチップ）９０１の被覆（封止）に用いられ、半導体パッケージ（ＩＣパッケージ）９００の外装部を構成するモールド部９０２となるものである。このモールド部９０２により、半導体チップ９０１を保護することができる。なお、樹脂組成物で半導体チップ９０１を被覆するには、樹脂組成物を、例えばトランスファー成形等により成形し、封止材として半導体チップ９０１を被覆する方法が挙げられる。図７に示す構成の半導体パッケージ９００は、複数のリードフレーム９０３がモールド部９０２から突出しており、各リードフレーム９０３がそれぞれ、例えば金等のような導電性を有する金属材料で構成されたワイヤ９０４を介して、半導体チップ９０１と電気的に接続されたものとなっている。
【００４４】
なお、前記タブレット化の工程を省略し、粉末状の材料を樹脂組成物としてもよい。この場合は、例えば、圧縮成形、射出成形等により、封止材を成形することができる。
【００４５】
次に、冷却装置１について説明する。
図２に示す冷却装置１は、本発明の冷却方法を実行するための装置である。この冷却装置１は、ローラ２０１、２０２の下方、すなわち、ローラ２０１、２０２からシート材Ｑ２が排出される下流側に設置されている。これにより、ローラ２０１、２０２から押し出されたシート材Ｑ２が冷却装置１に迅速に移行する。そして、冷却装置１は、シート材Ｑ２を次工程へ向けて搬送しつつ、冷却することができる。なお、シート材Ｑ２を冷却する目的としては、次のような目的が挙げられる。
【００４６】
ローラ２０１、２０２から押し出されたシート材Ｑ２は、熱を帯びており、冷却装置１で冷却される直前の温度が例えば４０〜６０℃程度のものとなっている。このため、当該シート材Ｑ２は、軟質のものとなっている。また、冷却工程の次の工程である粉砕工程でシート材Ｑ２を粉砕するので、その粉砕を確実に行なうために、軟質のシート材Ｑ２を冷却して硬質のものとする必要がある。これが冷却装置１でシート材Ｑ２を冷却する目的である。
【００４７】
図２に示すように、冷却装置１は、シート材Ｑ２を搬送する搬送手段２と、シート材Ｑ２を冷却する冷却手段３と、冷却手段３による冷却雰囲気を維持するチャンバ４とを備えている。以下、各部の構成について説明する。
【００４８】
搬送手段２は、シート材Ｑ２をその面方向に沿って搬送し、次工程へ送り出すベルトコンベアである。搬送手段２は、主動プーリ（キャリーローラ）２１と、従動プーリ（リターンローラ）２２と、主動プーリ２１と従動プーリ２２との間に掛け回されたベルト２３と、主動プーリ２１と従動プーリ２２との間に配置された複数のアイドルプーリ（ベルトコンベアローラ）２４とを有している。
【００４９】
主動プーリ２１と従動プーリ２２とは、チャンバ４を介して互いに離間して配置されている。主動プーリ２１には、モータ（図示せず）が連結されており、当該モータが駆動すると回転することができる。また、従動プーリ２２は、主動プーリ２１が回転した際に、その回転力がベルト２３を介して伝達されて、主動プーリ２１とともに回転することができる。
【００５０】
ベルト２３は、可撓性を有し、主動プーリ２１および従動プーリ２２がそれぞれ回転することにより、シート材Ｑ２を載置して搬送するものである。このベルト２３は、例えば図３に示す構成では、下地層２３１と外層２３２とを有する積層体で構成されている。
【００５１】
下地層２３１は、例えばスチール製で、ベルト２３の芯材となる部分である。
外層２３２は、下地層２３１上に形成され、ベルト２３の最も外側に位置して、シート材Ｑ２が載置される層である。この外層２３２は、非金属で構成されていることが好ましい。これにより、シート材Ｑ２を搬送する過程で、シート材Ｑ２と外層２３２の外周面（表面）２３３との間で摩擦が生じ、外周面２３３が摩耗して一部が削れたとしても、その削れたものは、当然に非金属である。これに対し、例えばベルト２３自体がスチール製である場合には、シート材Ｑ２を搬送する過程で、前述したような摩耗により、当該上面から金属粉末が生じ、その金属粉末が、未だ十分に冷却されていない軟質の状態のシート材Ｑ２に混入してしまうおそれがある。しかしながら、冷却装置１では、このような金属粉末がシート材Ｑ２に混入するのを確実に防止することができ、また、前記削れた非金属がシート材Ｑ２に混入しても、そのシート材Ｑ２は、半導体パッケージ９００のモールド部９０２に使用するのに十分耐え得るものである。
【００５２】
前記非金属材料としては、特に限定されないが、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、のような各種ゴム材料や、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、等の各種熱可塑性エラストマーが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００５３】
また、このような弾性材料で構成された外層２３２に代えて、下地層２３１をセラミックコーティングしてもよい。この場合、セラミックスとして、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、イットリア、リン酸カルシウム等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン、窒化ボロン等の窒化物セラミックス、タングステンカーバイト等の炭化物系セラミックス、あるいは、これらのうちの２以上を任意に組合せた複合セラミックスが挙げられる。
【００５４】
また、冷却装置１の上流側に配置された成形装置２００のローラ２０１の外層２０３、ローラ２０２の外層２０３もセラミックスで構成されているのが好ましい。これにより、シート材Ｑ２への金属粉末の混入をより確実に防止することができる。
【００５５】
各ベルトコンベアローラ２４は、それぞれ、等間隔に配置され、ベルト２３の上側の部分を支持している。これにより、ベルト２３の駆動が円滑に行なわれ、また、ベルト２３の撓み（ベルトのだれ）も防止することができる。
【００５６】
冷却手段３は、搬送手段２により搬送されているシート材Ｑ２を冷却するものである。この冷却手段３は、シート材Ｑ２の冷却速度が０．２〜５℃／秒、好ましくは、０．５〜１．５℃／秒となるように冷却する冷却能を有している。冷却手段３では、この冷却能を得る（発揮する）ために、以下の各部の構成および各部の冷却条件が設定されている。
【００５７】
図２に示すように、冷却手段３は、シート材Ｑ２に向けて冷気Ｇ１を送風するための送風部３１を備えている。冷却手段３（送風部３１）は、冷気Ｇ１を生成する冷気生成部３２と、冷気生成部３２で生成された冷気Ｇ１を排出する複数のノズル３３と、冷気生成部３２と各ノズル３３とを連結する連結管３４とを有している。
【００５８】
冷気生成部３２は、チャンバ４の外側に配置されている。この冷気生成部３２は、高圧ガスＧ０が送り込まれ、この高圧ガスＧ０を冷却して当該高圧ガスＧ０から冷気Ｇ１を生成する装置である。高圧ガスＧ０を冷却する構成としては、特に限定されず、例えば、液体窒素等のような冷媒で高圧ガスＧ０を冷却する構成とすることができる。また、その他、ヒートポンプ式冷凍機等の構成とすることもできる。ヒートポンプ式冷凍機としては、特に限定されないが、例えば、蒸気圧縮、吸収式、吸着式、スターリング式、化学反応式、半導体等が挙げられる。
【００５９】
また、高圧ガスＧ０としては、特に限定されず、例えば、空気や二酸化炭素、または、窒素のような不活性ガス等が挙げられる。安全上の観点では、空気が好ましい。
【００６０】
各ノズル３３は、それぞれ、チャンバ４の内側に、主に、シート材Ｑ２の搬送方向Ａに沿って配置されている。なお、ノズル３３には、シート材Ｑ２の幅方向（図２の紙面奥側）に向かって配置されたものがあってもよい。各ノズル３３の構成は、互いにほぼ同じであるため、以下１つのノズル３３について代表的に説明する。
【００６１】
ノズル３３は、管体で構成され、その一端の開口部が下方、すなわち、ベルト２３側を向くように配置されている。そして、この下方を向いた開口部が冷気Ｇ１を排出する排気口３３１として機能する。これにより、ノズル３３の下方をシート材Ｑ２が通過するときに、当該シート材Ｑ２に、その上方から冷気Ｇ１（冷風）を吹き付けることができる。また、前述した複数のノズル３３がシート材Ｑ２の搬送方向Ａに沿って配置されていることに相まって、シート材Ｑ２は、搬送されている間冷気Ｇ１に触れることとなり、よって、過不足なく確実に、迅速に冷却される。
【００６２】
また、ノズル３３から排出される冷気Ｇ１の温度は、特に限定されないが、例えば、−４０〜０℃に設定されているのが好ましく、−２０〜−３０℃に設定されているのがより好ましい。このような温度設定方法としては、例えば、高圧ガスＧ０が前記冷媒を通過する際の単位時間当たりの流量等を調整する方法、冷凍機の設定温度の調整等が挙げられる。
【００６３】
また、ノズル３３から排出される冷気Ｇ１の湿度は、特に限定されないが、１０％以下に設定されているのが好ましく、０〜５％に設定されているのがより好ましい。これにより、露点より低い条件下でシート材Ｑ２を冷却することができ、よって、シート材Ｑ２に結露が生じるのを防止することができる。このような湿度設定方法としては、例えば、冷気生成部３２に除湿剤を設け、この除湿剤に高圧ガスＧ０を通過させる方法、ドライヤ等の除湿装置を併設する方法等が挙げられる。
【００６４】
また、ノズル３３から冷気Ｇ１が排出される際の圧力は、特に限定されないが、例えば、０．２ＭＰａ以上に設定されているのが好ましく、０．３〜０．５ＭＰａに設定されているのがより好ましい。このような圧力設定方法としては、例えば、冷気生成部３２に弁を設け、その弁の開状態を調節して、当該弁を通過する高圧ガスＧ０の圧力（流量）を調節する方法等が挙げられる。
【００６５】
以上のような装置構成および冷却条件により、シート材Ｑ２が前記冷却速度で確実に冷却されることとなる。これにより、温度が４０〜５０℃で入ってきたシート材Ｑ２を効率よく冷却することができ、よって、粉砕工程に移行する前に、当該シート材Ｑ２が軟質のものから硬質のものへと迅速かつ確実に変化することができる。そして、硬質のシート材Ｑ２を粉砕工程で容易かつ確実に粉砕することができる。
【００６６】
また、シート材Ｑ２を効率よく、すなわち、短時間で冷却することができるため、シート材Ｑ２を冷気Ｇ１に触れさせるのに、ベルト２３が過剰に長いものとなるのを防止することができる。これにより、冷却装置１を小型の装置とすることができる。
【００６７】
また、シート材Ｑ２は、その厚さが５ｍｍ以下のものであるのが好ましく、０．５〜３ｍｍであるのがより好ましい。これにより、冷却装置１でより効率よく冷却することができる。
【００６８】
また、成形装置２００がシート材Ｑ２を冷却する機能を有しているのが好ましい。これにより、シート材Ｑ２が冷却装置１に入る前に予備冷却されることとなり、冷却装置１でさらに効率よく冷却することができる。
【００６９】
図２に示すように、チャンバ４は、シート材Ｑ２がベルト２３で搬送されている間、シート材Ｑ２をベルト２３ごと格納することができる。また、チャンバ４には、シート材Ｑ２が入る入口４１と、シート材Ｑ２が出る出口４２とが設けられている。ベルト２３で搬送されるシート材Ｑ２は、入口４１からチャンバ４内に入り、当該チャンバ４内で冷却手段３により冷却されて、出口４２から出る。
【００７０】
このチャンバ４により、冷却手段３による冷却雰囲気が維持され、よって、シート材Ｑ２をさらに効率よく冷却することができる。また、シート材Ｑ２への異物の混入も防止することもできる。
【００７１】
なお、チャンバ４を構成する壁部４３は、断熱材で覆われているかまたは断熱材が埋設されているのが好ましい。
【００７２】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の冷却装置の第２実施形態を示す部分断面側面図である。
【００７３】
以下、この図を参照して本発明の冷却装置および冷却方法の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００７４】
本実施形態は、冷却手段の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
図４に示す冷却手段３Ａでは、各ノズル３３がそれぞれ搬送方向Ａの下流側に向かって傾斜して設置されている。これにより、各ノズル３３からは、それぞれ、冷気Ｇ１が搬送方向Ａと反対側から排出される。すなわち、冷気Ｇ１は、その流れがカウンタフローのものとなる。
【００７５】
本実施形態は、前記第１実施形態のように冷気Ｇ１が鉛直上方から吹きつけられる場合に比べ、冷却装置１が前記第１実施形態と同等の冷却効率かまたはそれ以上の冷却効率のものとなる。
【００７６】
＜第３実施形態＞
図５は、本発明の冷却装置の第３実施形態を示す部分断面側面図である。
【００７７】
以下、この図を参照して本発明の冷却装置および冷却方法の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００７８】
本実施形態は、冷却手段の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
図５に示す冷却手段３Ｂは、シート材Ｑ２に対しその両面側からそれぞれ冷気Ｇ１を吹き付けるよう構成されている。以下、これについて説明する。
【００７９】
冷却手段３Ｂでは、ノズル３３の他に、ベルト２３を介してノズル３３と反対側に、冷気生成部３２に連通し、当該冷気生成部３２からの冷気Ｇ１を一旦貯留する貯留部３５が配置されている。
【００８０】
貯留部３５は、箱状をなし、その上部が例えば弾性材料のパッキン３５１で構成されている。パッキン３５１は、板状をなし、その厚さ方向に貫通する多数の貫通孔３５２が形成されている。また、パッキン３５１は、ベルト２３の内周面２３４に当接している。
【００８１】
一方、ベルト２３は、その厚さ方向に貫通する多数の貫通孔２３５が形成されている。各貫通孔２３５の大きさは、貯留部３５の各貫通孔３５２の大きさよりも大きい。
【００８２】
そして、ベルト２３が駆動して、所定の貫通孔２３５が貯留部３５のいずれかの貫通孔３５２と連通したときに、当該貫通孔２３５から冷気Ｇ１が排出される。この冷気Ｇ１は、シート材Ｑ２をその下面側から冷却することができる。また、前述したように、各ノズル３３からの冷気Ｇ１は、シート材Ｑ２をその上面側から冷却することができる。
【００８３】
このように、本実施形態では、シート材Ｑ２と冷気Ｇ１との接触面積を大きくすることで冷却効果を大きくすることができる。また、シート材Ｑ２をその両面側から冷却することができ、よって、冷却中にシート材Ｑ２に反りが生じ、冷却中にノズル３３とシート材Ｑ２とが接触して詰まりが生じるのを防止することができる。
【００８４】
＜第４実施形態＞
図６は、本発明の冷却装置の第４実施形態を示す部分断面側面図である。
【００８５】
以下、この図を参照して本発明の冷却装置および冷却方法の第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００８６】
本実施形態は、冷却手段の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
図６に示す冷却手段３Ｃでは、互いに温度が異なる冷気Ｇ２およびＧ３をそれぞれ排出するノズル３３ａおよび３３ｂを有している。例えば、ノズル３３ａから排出される冷気Ｇ２は、ノズル３３ｂから排出される冷気Ｇ３よりも温度が高い。この場合、例えば、冷気Ｇ２の温度を−２０〜０℃、冷気Ｇ３の温度を−４０〜−２０℃とすることができる。また、冷気Ｇ２による雰囲気と冷気Ｇ３による雰囲気とで別のチャンバ４を備えていてもよい。
【００８７】
このような構成により、シート材Ｑ２は、搬送されていく過程で段階的に冷却される。これにより、シート材Ｑ２が過剰な低温で急激に冷却されるのを防止することができ、よって、シート材Ｑ２の不本意な変質を防止することができる。また、冷却中にシート材Ｑ２に反りが生じ、ノズル３３ａおよび３３ｂとシート材Ｑ２とが接触して詰まりが生じるのを防止することができる。冷却効果は、被冷却体と冷媒との温度差に影響されるため、このような構成により適切な低温状況で冷却できるためエネルギー効率上無駄がない。
【００８８】
以上、本発明の冷却装置および冷却方法を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、冷却装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【００８９】
また、本発明の冷却装置および冷却方法は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００９０】
また、本発明の冷却装置のベルトは、各実施形態では、積層体で構成され、その最外層が弾性材料等のような非金属で構成されたものとなっているが、これに限定されず、例えば、単層で構成され、その全体が非金属で構成されたものであってもよい。
【００９１】
また、本発明の冷却装置の冷却手段は、各実施形態では、複数のノズルが配置されたものであるが、これに限定されず、例えば、１つのノズルが配置されたものであってもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１ 冷却装置
２ 搬送手段
２１ 主動プーリ（キャリーローラ）
２２ 従動プーリ（リターンローラ）
２３ ベルト
２３１ 下地層
２３２ 外層
２３３ 外周面（表面）
２３４ 内周面
２３５ 貫通孔
２４ アイドルプーリ（ベルトコンベアローラ）
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 冷却手段
３１ 送風部
３２ 冷気生成部
３３、３３ａ、３３ｂ ノズル
３３１ 排気口
３４ 連結管
３５ 貯留部
３５１ パッキン
３５２ 貫通孔
４ チャンバ
４１ 入口
４２ 出口
４３ 壁部
１００ 混練装置
１０１ 排出口
２００ 成形装置
２０１、２０２ ローラ
２０３ 外層
９００ 半導体パッケージ（ＩＣパッケージ）
９０１ 半導体チップ（ＩＣチップ）
９０２ モールド部
９０３ リードフレーム
９０４ ワイヤ
Ａ 搬送方向
Ｇ０ 高圧ガス
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３ 冷気
Ｑ１ 混練物
Ｑ２ シート材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状に成形された樹脂組成物を、その面方向に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送されている前記樹脂組成物を冷却する冷却手段とを備え、
前記樹脂組成物は、前記冷却手段で冷却される直前の温度が４０〜６０℃のものであり、
前記冷却手段は、前記樹脂組成物の冷却速度が０．２〜５℃／秒となるように冷却する冷却能を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記冷却手段は、前記樹脂組成物に向けて−４０〜０℃の冷気を排出する、少なくとも１つの排気口を有する送風部を備える請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記冷気は、その湿度が１０％以下のものである請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記排気口から前記冷気が排出される際、その圧力は、０．２ＭＰａ以上である請求項２または３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記排気口は、前記樹脂組成物の搬送方向に沿って複数配置されている請求項２ないし４のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項６】
前記排気口は、前記冷気を上方から排出する請求項２ないし５のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項７】
前記排気口は、前記冷気を前記樹脂組成物の搬送方向と反対側から排出する請求項２ないし５のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項８】
前記冷却手段は、前記樹脂組成物に対しその両面側からそれぞれ前記冷気を吹き付けるよう構成されている請求項２ないし７のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項９】
前記冷却手段は、前記冷気の温度を段階的に下げていくよう構成されている請求項２ないし８のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記搬送手段は、互いに離間して配置された一対のプーリと、該一対のプーリ間に掛け回され、該各プーリが回転することにより、前記樹脂組成物を載置して搬送するベルトとを有し、
前記ベルトは、その少なくとも表面が非金属で構成されている請求項１ないし９のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記ベルトは、積層体で構成され、その最も外側に位置する外層が前記非金属で構成されている請求項１０に記載の冷却装置。
【請求項１２】
前記樹脂組成物が前記ベルトで搬送されている間、前記樹脂組成物を前記ベルトごと格納し、前記冷却手段による冷却雰囲気を維持するチャンバをさらに備える請求項１ないし１１のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１３】
前記樹脂組成物は、混練装置で混練され、その混練物が一対のローラ間で加圧されてシート状に成形されたものであり、
当該冷却装置は、前記一対のローラから前記樹脂組成物が排出される下流側に設置されている請求項１ないし１２のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１４】
前記樹脂組成物は、その厚さが５ｍｍ以下である請求項１ないし１３のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１５】
前記樹脂組成物は、ＩＣパッケージの外装部を構成するモールド部となるものである請求項１ないし１４のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１６】
シート状に成形された樹脂組成物を、その面方向に沿って搬送しつつ、冷却する冷却方法であって、
前記樹脂組成物は、当該冷却方法で冷却される直前の温度が４０〜６０℃のものであり、
前記樹脂組成物の冷却速度が０．２〜５℃／秒となるように冷却することを特徴とする冷却方法。
【請求項１】
シート状に成形された樹脂組成物を、その面方向に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送されている前記樹脂組成物を冷却する冷却手段とを備え、
前記樹脂組成物は、前記冷却手段で冷却される直前の温度が４０〜６０℃のものであり、
前記冷却手段は、前記樹脂組成物の冷却速度が０．２〜５℃／秒となるように冷却する冷却能を有することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記冷却手段は、前記樹脂組成物に向けて−４０〜０℃の冷気を排出する、少なくとも１つの排気口を有する送風部を備える請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記冷気は、その湿度が１０％以下のものである請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記排気口から前記冷気が排出される際、その圧力は、０．２ＭＰａ以上である請求項２または３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記排気口は、前記樹脂組成物の搬送方向に沿って複数配置されている請求項２ないし４のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項６】
前記排気口は、前記冷気を上方から排出する請求項２ないし５のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項７】
前記排気口は、前記冷気を前記樹脂組成物の搬送方向と反対側から排出する請求項２ないし５のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項８】
前記冷却手段は、前記樹脂組成物に対しその両面側からそれぞれ前記冷気を吹き付けるよう構成されている請求項２ないし７のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項９】
前記冷却手段は、前記冷気の温度を段階的に下げていくよう構成されている請求項２ないし８のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記搬送手段は、互いに離間して配置された一対のプーリと、該一対のプーリ間に掛け回され、該各プーリが回転することにより、前記樹脂組成物を載置して搬送するベルトとを有し、
前記ベルトは、その少なくとも表面が非金属で構成されている請求項１ないし９のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記ベルトは、積層体で構成され、その最も外側に位置する外層が前記非金属で構成されている請求項１０に記載の冷却装置。
【請求項１２】
前記樹脂組成物が前記ベルトで搬送されている間、前記樹脂組成物を前記ベルトごと格納し、前記冷却手段による冷却雰囲気を維持するチャンバをさらに備える請求項１ないし１１のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１３】
前記樹脂組成物は、混練装置で混練され、その混練物が一対のローラ間で加圧されてシート状に成形されたものであり、
当該冷却装置は、前記一対のローラから前記樹脂組成物が排出される下流側に設置されている請求項１ないし１２のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１４】
前記樹脂組成物は、その厚さが５ｍｍ以下である請求項１ないし１３のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１５】
前記樹脂組成物は、ＩＣパッケージの外装部を構成するモールド部となるものである請求項１ないし１４のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１６】
シート状に成形された樹脂組成物を、その面方向に沿って搬送しつつ、冷却する冷却方法であって、
前記樹脂組成物は、当該冷却方法で冷却される直前の温度が４０〜６０℃のものであり、
前記樹脂組成物の冷却速度が０．２〜５℃／秒となるように冷却することを特徴とする冷却方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１８３６１８（Ｐ２０１１−１８３６１８Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４９７６２（Ｐ２０１０−４９７６２）
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
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