樹脂封止装置及び樹脂封止方法
【課題】樹脂封止品質を保ちつつ樹脂封止装置における樹脂封止作業の高速化を可能とする。
【解決手段】粉粒体状樹脂１０２を用いて金型１６０で被成形品の樹脂封止をする樹脂封止装置１００であって、粉粒体状樹脂１０２が搭載される離型フィルム１１６と、離型フィルム１１６を保持する吸着機構１３２と、吸着機構１３２を離型フィルムと一緒に搬送して金型１６０に離型フィルム１１６を配置させる搬送ハンド１３０と、搬送ハンド１３０に設けられると共に、搬送ハンド１３０の搬送経路において搬送中の離型フィルム１１６に搭載された粉粒体状樹脂１０２（予備的融着樹脂１０６）に対して熱を付与可能な赤外線ヒータ１３４と、を備える。
【解決手段】粉粒体状樹脂１０２を用いて金型１６０で被成形品の樹脂封止をする樹脂封止装置１００であって、粉粒体状樹脂１０２が搭載される離型フィルム１１６と、離型フィルム１１６を保持する吸着機構１３２と、吸着機構１３２を離型フィルムと一緒に搬送して金型１６０に離型フィルム１１６を配置させる搬送ハンド１３０と、搬送ハンド１３０に設けられると共に、搬送ハンド１３０の搬送経路において搬送中の離型フィルム１１６に搭載された粉粒体状樹脂１０２（予備的融着樹脂１０６）に対して熱を付与可能な赤外線ヒータ１３４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被成形品を樹脂封止する樹脂封止装置及びその樹脂封止方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
被成形品である半導体チップ等を配置した基板を金型に配置して樹脂封止する樹脂封止装置において、樹脂封止の材料として、例えば特許文献１では粉粒体状樹脂（顆粒樹脂）を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２０８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１で用いられる粉粒体状樹脂は、室温状態に置かれた粒子形状の樹脂である。このため、金型のキャビティに投入された直後は粉粒体状樹脂、即ち樹脂が粒子の形状を保ったままであり、樹脂粒子の間に空気の層（以降、空気の層が孔形状を有さなくても空孔と称する）が多く存在するので温度上昇をすばやく行うことできず、樹脂封止作業の時間短縮が十分に図れないという問題点を有していた。これに対して、キャビティ自体の温度を高くするといったことが考えられる。しかし、その場合には樹脂封止作業の全体の温度管理に影響を与えるため、温度管理が複雑になると共に、粉粒体状樹脂の溶融した部分だけが温度が上がりすぎるおそれもある。このため、結果的に樹脂封止の品質を落とし、歩留りの低下を招くおそれが出てくる。
【０００５】
本発明は、前記問題点を解決すべくなされたもので、樹脂封止品質を保ちつつ樹脂封止装置における樹脂封止作業の高速化が可能な樹脂封止装置及びその樹脂封止方法を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、粉粒体状樹脂を用いて金型で被成形品の樹脂封止をする樹脂封止装置であって、前記粉粒体状樹脂が搭載される離型フィルムと、該離型フィルムを保持する保持手段と、該保持手段を該離型フィルムと一緒に搬送して前記金型に該離型フィルムを配置させる搬送手段と、該搬送手段に設けられると共に、該搬送手段の搬送経路において搬送中の離型フィルムに搭載された前記粉粒体状樹脂に対して熱を付与可能な第１加熱手段と、を備えることで、上記課題を解決するものである。
【０００７】
本発明では、樹脂封止作業の高速化という目的のもと、離型フィルム上に粉粒体状樹脂が搭載されたときから該離型フィルムを金型に配置するまでの時間を有効に活用して、粉粒体状樹脂を予め加熱しておく。即ち、本発明は、粉粒体状樹脂の搬送手段に離型フィルムの保持手段と第１加熱手段とを設けて、その搬送手段で搬送経路において搬送中に粉粒体状樹脂の加熱を行う。このため、金型に離型フィルムを配置した時点で、粉粒体状樹脂の温度は与えた熱の分だけ温度が上昇している。或いは、後述するように、もし、搬送前から熱を与え始めている場合には、その状態を維持（温度が下がらないように）することができる。いずれの場合でも、粉粒体状樹脂を室温状態で投入した場合と比べて、樹脂封止のための成形温度に粉粒体状樹脂を加熱する時間を短縮することができる。
【０００８】
更に、この第１加熱手段による加熱は、粉粒体状樹脂が樹脂粒子の状態であれば、粉粒体状樹脂を構成する樹脂粒子の少なくとも一部を軟化状態とすることもできる。このため、例えばその軟化状態の樹脂粒子が融着した状態の樹脂（予備的融着樹脂）となり、断熱層となる樹脂粒子間の空孔数と空孔サイズを減少させて熱伝導性を向上させることも可能となる。又、熱伝導性の向上により、樹脂封止工程における成形温度に達するまでの昇温時間が短縮されるため、粉粒体状樹脂を室温状態で金型に投入した場合と比べて、樹脂封止工程にかかる時間を一層短くすることができ、成形品の生産性を向上させることができる。即ち、第１加熱手段は移動しながら加熱できるため、スループットの向上が図れる。
【０００９】
又、離型フィルムは粉粒体状樹脂の搭載から樹脂封止の際まで使用されることとなるので、途中で剥離工程などもなく、高価な離型フィルムを効率よく使用することができる。このため、樹脂封止作業の高速化とランニングコストの低減化とを促進することができる。
【００１０】
又、更に、前記離型フィルムに搭載された前記粉粒体状樹脂であって前記搬送手段による搬送前の粉粒体状樹脂に対して熱を付与可能な第２加熱手段を備える場合には、前記搬送手段による搬送前に、粉粒体状樹脂を予備的融着樹脂に仮成形することができる。このため、第２加熱手段によって予備的融着樹脂が既に軟化状態にある場合にはその保温を目的として第１加熱手段による加熱を行うことが可能である。この場合には、第１加熱手段で消費される電力を少なくすることができる。或いは、第１加熱手段の加熱で予備的融着樹脂の軟化状態を促進させて更に樹脂粒子同士を融着させることもでき、その場合には、断熱層となる樹脂粒子間の空孔数と空孔サイズを元々の予備的融着樹脂から更に減少させて熱伝導性を向上させることが可能となる。いずれの場合でも、予備的融着樹脂の熱伝導性は、樹脂粒子からなる粉粒体状樹脂に比べて高いので、樹脂封止工程にかかる時間を一層短くすることができ、成形品の生産性をより向上させることができる。又、第２加熱手段の加熱補助として、第２加熱手段と共に第１加熱手段で搬送前の粉粒体状樹脂を加熱することもでき、その場合は第１加熱手段による加熱時間を短縮することができる。
【００１１】
更に、第２加熱手段のみで離型フィルムの下面より加熱する場合は、搭載された粉粒体状樹脂の上面と下面との間に大きな温度差が生じるが、第１加熱手段との連携によってその温度差を小さくすることができる。粉粒体状樹脂を離型フィルムに搭載する際に完全に均一な高さとすることは困難であるが、第１加熱手段を用いることで、搭載された粉粒体状樹脂の下面から離れている粉粒体状樹脂の樹脂粒子を効果的に加熱することができる。即ち、第１加熱手段との連携によって、第２加熱手段のみの加熱で生じうる、搭載された粉粒体状樹脂の下面から離れた上面にある樹脂粒子温度が低いままとなってサイクルタイムを十分に短縮できないといった状態を回避することができる。
【００１２】
又、更に、前記離型フィルムに搭載された前記粉粒体状樹脂であって前記搬送手段による搬送前の粉粒体状樹脂に対して熱を付与して軟化状態として、且つ所定の形状に成形する第３加熱手段と、該第３加熱手段で成形された該粉粒体状樹脂を冷却する冷却手段と、を備える場合には、前記搬送手段による搬送前に、粉粒体状樹脂を、加熱成形工程と冷却工程を経て所定の形状に成形された樹脂（予備成形樹脂と称する）とすることができる。このため、空孔数と空孔サイズとは予備的融着樹脂に比べて、更に減少させることができて熱伝導性を高くすることができる。そして、第１加熱手段で軟化状態とするように加熱するので、金型に離型フィルムを配置した時点で、既に予備成形樹脂の温度は加熱した分だけ温度が上昇している。このため、樹脂封止工程にかかる時間を更に一層短くすることができ、成形品の生産性を向上させることができる。
【００１３】
又、更に、前記搬送手段は、前記保持手段で前記離型フィルムを保持した際に、該離型フィルム上の該粉粒体状樹脂を密封可能な構造とされている場合には、第１加熱手段が空気を介して間接的に加熱することを可能とし、且つ、その温度を均一に効率的に行うことができる。密封とすることで、搬送時に熱せられた空気が逃げない（冷たい空気が入ってこない）ため、保温効果が高い。更に、密封容器自体が高温であれば、内部の空気が冷えることを防ぐことができる。又、密封状態であることから、搬送途中に不純物の付着・混入を防ぐことができる。
【００１４】
又、更に、前記搬送手段は、前記搬送中の粉粒体状樹脂の温度を測定する温度センサを備える場合には、搬送途中の粉粒体状樹脂の温度を監視することができる。即ち、第１加熱手段による加熱状況を制御できると共に、粉粒体状樹脂の品質を保つことが可能となる。
【００１５】
なお、本発明は、粉粒体状樹脂を用いて金型で被成形品の樹脂封止をする樹脂封止方法であって、前記粉粒体状樹脂を離型フィルム上に搭載する搭載工程と、該離型フィルムを保持する保持工程と、該離型フィルムを搬送して前記金型に配置させる搬送工程と、該搬送工程の際に、前記離型フィルムに搭載された前記粉粒体状樹脂に熱を付与する工程と、を含むことを特徴とする樹脂封止方法とも捉えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明を適用することにより、離型フィルムに搭載された粉粒体状樹脂の少なくとも一部を融着させると共に、金型への投入までに樹脂温度を上昇させておくので、樹脂封止品質を保ちつつ樹脂封止装置における樹脂封止作業の高速化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる樹脂封止装置の一例を示す模式図
【図２】同じく搬送ハンドを示す斜視図
【図３】同じく搬送ハンドの一部断面を示す模式図
【図４】同じく樹脂封止に使われる樹脂の硬化度と時間との関係を示すグラフ
【図５】同じく予備的融着樹脂の仮成形工程と保持工程とを示す模式図
【図６】同じく時間短縮の効果を示すグラフ
【図７】本発明の第２実施形態に係わる搬送ハンドを示す斜視図
【図８】本発明の第３実施形態に係わる樹脂封止装置の一例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。なお、以下で、粉粒体状樹脂が加熱により形態が変化して、粉粒体の形態をとどめていない状態の樹脂であっても、粉粒体状樹脂とも称することとする。
【００１９】
最初に、本発明の第１実施形態に係わる樹脂封止装置の構成について図１を用いて以下に説明する。
【００２０】
樹脂封止装置１００は、原料となる粉粒体状樹脂１０２を平板形状の予備的融着樹脂１０６に仮成形する予備的融着部１１２と、予備的融着樹脂１０６を用いて金型１６０で被成形品の樹脂封止をする圧縮成形部１１４と、を有する。予備的融着部１１２と圧縮成形部１１４とは、離型フィルム１１６を兼用している。離型フィルム１１６は、個片とされた状態（短冊形状）で使用され、搬送手段である搬送ハンド１３０で、予備的融着部１１２から圧縮成形部１１４に搬送される。以下、詳細に説明する。
【００２１】
予備的融着部１１２には、原料供給機１２６と第２加熱手段であるホットプレート１２８とが配置されている。なお、第２加熱手段は、ホットプレートに限られるものではなく、赤外線ヒータやマイクロ波、熱風等を用いてもよい。
【００２２】
原料供給機１２６は、離型フィルム１１６の通過する予備的融着部１１２の所定の位置で、離型フィルム１１６上の所定の面積に粉粒体状樹脂１０２を投下（搭載）する。原料供給機１２６は、図５（Ａ）に示す如く、原料供給機１２６の供給口１２６Ａから投下される粉粒体状樹脂１０２を所定の面積に制限するための筒形状の枠１２６Ｂを備えている。枠１２６Ｂ内には、図示せぬフレーム形状の構造体が配置されており、投下された粉粒体状樹脂１０２を該所定の面積内で均一に分散させる。なお、枠１２６Ｂの最下端には、粉粒体状樹脂１０２を加熱した際に枠１２６Ｂに融着しないような幅と高さの凹部１２６ＢＢが設けられている。
【００２３】
ホットプレート１２８は、離型フィルム１１６に搭載された粉粒体状樹脂１０２であって搬送ハンド１３０による搬送前の粉粒体状樹脂１０２に対して熱を付与する（加熱する）ために、予備的融着部１１２において、原料供給機１２６に対向して離型フィルム１１６の下側に配置される。即ち、ホットプレート１２８は、搬送ハンド１３０とは別に（搬送ハンド１３０の外部に）設けられて、搬送ハンド１３０に搬送されずに固定配置される。ホットプレート１２８は、図示せぬ制御部により制御され、離型フィルム１１６上の粉粒体状樹脂１０２の樹脂粒子を軟化状態とするように、離型フィルム１１６の下から加熱（約１００度）を行う。このため、粉粒体状樹脂１０２は、加熱により軟化状態となった樹脂粒子の少なくとも一部が互いに融着することで、平板状に成形された形態の樹脂（予備的融着樹脂１０６）となる。予備的融着樹脂１０６の離型フィルム側の面は、離型フィルム１１６の面に倣い大きな凸凹のない平坦な面に形成される。同時に、粉粒体状樹脂１０２の樹脂粒子の多くが互いに融着するので、樹脂粒子間に存在する空孔数と空孔サイズは少なくなる。一方、予備的融着樹脂１０６の反離型フィルム側の表面は、離型フィルム側よりも伝わる熱が少なく且つ有体物で押圧しないので、粉粒体状樹脂１０２の樹脂粒子の形状に倣う状態で凸凹が残る。同時に、予備的融着樹脂１０６の反離型フィルム側の面では、空孔数と空孔サイズは離型フィルム側の面と比較して、多く且つ大きく残ることとなる。
【００２４】
なお、ホットプレート１２８に対峙して、予備的融着樹脂１０６の反離型フィルム側の表面から圧縮空気を吹き付けて軟化状態の粉粒体状樹脂に非接触で加圧・収縮させるような非接触収縮手段を、予備的融着部１１２に設けておいてもよい。その場合には、確実に軟化した樹脂粒子を融着できるので、安定して熱伝導性の高い予備的融着樹脂を仮成形することができる。
【００２５】
搬送ハンド１３０には、図２に示す如く、保持手段である吸着機構１３２と第１加熱手段である赤外線ヒータ１３４と支持板１３８と温度センサ１４０と３軸移動機構１４２とが設けられている。
【００２６】
吸着機構１３２は、図示せぬ真空機構に繋がれており、その端面１３２Ａに図示せぬ吸着口が複数設けられている。真空機構が動作することで端面１３２Ａに離型フィルム１１６を吸着・保持することができる。なお、図２では、吸着機構１３２は、離型フィルム１１６の対向する２辺のみを吸着・保持する態様であるが、離型フィルム１１６の４辺全てを吸着・保持するように吸着機構を構成してもよい。本実施形態では、保持手段として吸着機構１３２を用いたが、離型フィルムの２辺以上を上下方向から把持するような把持機構を保持手段として用いてもよい。
【００２７】
吸着機構１３２は、支持板１３８に支持されている。又、赤外線ヒータ１３４は、吸着機構１３２の間であって、図３に示す如く、断熱部材１３６を介して支持板１３８に支持されている。赤外線ヒータ１３４は離型フィルム１１６に対峙して配置されている。赤外線ヒータ１３４は、熱の輻射を利用するので空隙を介して、直接予備的融着樹脂１０６を効率よく加熱する（熱を付与する）ことができる。このため、赤外線ヒータ１３４と加熱対象である予備的融着樹脂１０６を密封しておくことを必要としないので、搬送ハンド１３０の構成を簡易的にすることができる。なお、断熱部材１３６の凹部１３６Ａに赤外線ヒータ１３４が配置されているので、予備的融着樹脂１０６以外の加熱を防止することができる。断熱部材１３６として赤外線反射板を用いた場合には、効率的に予備的融着樹脂１０６を加熱して軟化状態を維持することができる。本実施形態では、第１加熱手段として赤外線ヒータを用いているが、マイクロ波を用いた加熱機構や熱風などであってもよく、その場合も直接予備的融着樹脂１０６を加熱することができ、密封を要しない。
【００２８】
支持板１３８は、又、温度センサ１４０を支持している。温度センサ１４０は、非接触温度計であり、非接触で正確に予備的融着樹脂１０６の温度を計測することができる。計測に際しての配置は、温度センサ１４０の計測窓と予備的融着樹脂１０６との間に遮蔽物のない状態が必要となる。具体的には、温度センサ１４０で使用される波長を遮らないように支持板１３８に貫通開口を設けてそこに温度センサ１４０の計測窓が来るように配置する、若しくは透明板、若しくは半透明板を設けてそこに温度センサ１４０の計測窓が来るように配置する。このため、赤外線ヒータ１３４は、温度センサ１４０で計測された値を元にして図示せぬ制御部からの制御信号で、赤外線ヒータ１３４の通電状況を自動的に制御される。赤外線ヒータ１３４への通電制御は単純なオン・オフでもよいし、アナログ的に連続的に変化させてもよい。
【００２９】
支持板１３８は３軸移動機構１４２に固定されている。このため、吸着機構１３２と赤外線ヒータ１３４と共に温度センサ１４０も、３軸移動機構１４２で離型フィルム１１６と一緒に搬送される。即ち、離型フィルム１１６上の予備的融着樹脂１０６が搬送中でも、加熱が継続可能であり、且つその温度を測定して温度管理も可能である。
【００３０】
なお、赤外線ヒータ１３４の加熱によって予備的融着樹脂１０６の温度がなるべく樹脂封止における成形温度に近づくことが樹脂封止作業の高速化には望ましいが、搬送ハンド１３０による搬送時の樹脂温度は搬送時間と許容される反応硬化率（単に硬化率若しくは硬化度と称する）によって決定される。即ち、硬化率は予備的融着樹脂１０６の熱履歴により決まる。ここで、αを硬化度、ｄα／ｄｔを反応速度、Ａ１、Ａ２を定数、Ｅ１、Ｅ２を活性化エネルギー、Ｒを気体定数、Ｔを温度とすると、エポキシ樹脂（熱硬化性樹脂）の反応硬化度を以下に示すＫａｍａｌのモデル式により算出できる。
【００３１】
ｄα／ｄｔ＝（ｋ１＋ｋ２αｍ）（１−α）ｎ （１）
ｋ１＝Ａ１ｅｘｐ（−Ｅ１／Ｒ＊Ｔ） （２）
ｋ２＝Ａ２ｅｘｐ（−Ｅ２／Ｒ＊Ｔ） （３）
【００３２】
式（１）に基づいた樹脂硬化特性と樹脂温度との関係を図４に示す。図４において、例えば、予備的融着樹脂１０６の融着時の硬化率を２．５％、許容される硬化率を５％とすると、樹脂温度１００℃では６０秒間の保温が可能となる。逆に言えば搬送時間が６０秒かかるならば、樹脂温度は１００℃以下で無ければならないことを意味している。搬送時間が３０秒なら樹脂温度１１０℃、搬送時間が１５秒なら樹脂温度１２０℃といったように搬送時間の長短によって樹脂温度を決定することができる（この硬化率は使用する樹脂毎に異なる）。本実施形態では、搬送ハンド１３０で搬送中に予備的融着樹脂１０６の軟化状態を維持する（保温）ように、赤外線ヒータ１３４により加熱がされる。なお、樹脂封止品質の維持のために、この熱履歴を記録して硬化率を積算することで、規格内の硬化度と比較して、規格外となった場合にはその樹脂を廃棄することもできる（例として、樹脂封止作業が何らかの原因で短時間停止した、樹脂温度が異常に上昇したなどの場合）。
【００３３】
圧縮成形部１１４は、図１に示す如く、圧縮成形機１５０を有する。なお、圧縮成形機１５０は、図１では１つであるが、複数備えられてもよい。圧縮成形機１５０は、本体１５２と、本体１５２に立設される複数の支柱であるタイバ１５４に支えられる固定プラテン１５６と、を有する。固定プラテン１５６の下面には上型１６２が取り付けられている。本体１５２は、固定プラテン１５６に対して、接近・離反できるように移動可能な可動プラテン１５８を備えている。可動プラテン１５８の上面には下型１６４が取り付けられている。下型１６４には、図示せぬ吸着機構が設けられており、離型フィルム１１６を吸着・固定することができる。下型１６４は、可動プラテン１５８の移動に伴い、固定プラテン１５６に取り付けられた上型１６２に対して接近・離反する。即ち、可動プラテン１５８の移動により、上型１６２と下型１６４とで構成される金型１６０の型締め・型開きを行うことができる。
【００３４】
金型１６０にはキャビティが形成されており、予備的融着樹脂１０６を載せた離型フィルム１１６を下型１６４に吸着・固定することで、予備的融着樹脂１０６の金型１６０への投入を完了する。
【００３５】
次に、樹脂封止装置１００の動作（予備的融着部１１２における予備的融着樹脂１０６の仮成形工程と圧縮成形部１１４における樹脂封止工程、樹脂封止作業とも称する）について図１、図５を用いて説明する。
【００３６】
まず、原料供給機１２６をホットプレート１２８上の離型フィルム１１６に接近させる。そして、供給口１２６Ａから粉粒体状樹脂１０２を投下させて、ホットプレート１２８上の離型フィルム１１６に載せる（搭載工程、図５(Ａ)）。このとき、枠１２６Ｂは、その上端の位置Ｕで供給口１２６Ａ下端の位置Ｂを覆い、且つ枠１２６Ｂの下端の位置Ｄで離型フィルム１１６の極近傍に配置される長さを有するので、粉粒体状樹脂１０２の枠１２６Ｂ外部への飛散を防止できる。同時に、離型フィルム１１６の枠１２６Ｂで定められた所定の面積に正確に粉粒体状樹脂１０２を投下することができる。このとき、供給口１２６Ａと離型フィルム１１６との間の図示せぬフレーム形状の構造体により、該所定の面積に均等の厚みで粉粒体状樹脂１０２を撒くことができる。このため、粉粒体状樹脂１０２の加熱の均一性と加熱時間の短縮とを確保し、樹脂封止工程時の樹脂流動を少なくすることができる。
【００３７】
ホットプレート１２８の温度を、粉粒体状樹脂１０２の樹脂粒子を軟化状態とする程度の温度（１００度程度）に上昇させておき、離型フィルム１１６を介して原料供給機１２６から投下された粉粒体状樹脂１０２を加熱する（熱を付与する）。原料供給機１２６に対向する位置において、ホットプレート１２８は、投下された粉粒体状樹脂１０２を軟化して互いに融着可能な状態とする。すると、粉粒体状樹脂１０２の樹脂粒子は加熱により軟化することで変形して、互いの接触面積が増大する。このため、樹脂粒子間の空孔サイズが小さくなると共に粉粒体状樹脂１０２の厚みは粉粒体状樹脂１０２の投下直後の厚みよりも少なくなる。同時に、軟化した樹脂粒子は温度による粘度の変化と相まって互いに拘束力が増大して、特にホットプレート１２８に近い離型フィルム側における樹脂粒子は一部で融着状態となる。このため、元々粒子形状の集合体の形態であった粉粒体状樹脂１０２は、空孔数と空孔サイズが減少して、厚み方向に収縮させられた形態の予備的融着樹脂１０６に仮成形される（図５（Ｂ））。このとき、ホットプレート１２８は、離型フィルム１１６の下側に配置されて、下から粉粒体状樹脂１０２を加熱している。このため、予備的融着樹脂１０６の離型フィルム側の面（下面）では、反離型フィルム側の表面に比べて、より多くの樹脂粒子の融着がなされて、予備的融着樹脂１０６の間に存在する空孔数が少なく且つ空孔サイズが小さくなる。
【００３８】
次に、原料供給機１２６を枠１２６Ｂと共に、離型フィルム１１６から離反させる。枠１２６Ｂには凹部１２６ＢＢが設けられている。このため、枠１２６Ｂ側面に樹脂粒子が融着した状態とならないので、投下された当初の粉粒体状樹脂１０２の量を変化させることなく、容易に枠１２６Ｂを離反させることができる。
【００３９】
次に、搬送ハンド１３０をホットプレート１２８上の離型フィルム１１６に当接させて、予備的融着樹脂１０６の搭載された離型フィルム１１６の外側の部分を搬送ハンド１３０の吸着機構１３２で吸着・保持する（保持工程、図５（Ｃ））。
【００４０】
次に、搬送ハンド１３０は、３軸移動機構１４２で、予備的融着樹脂１０６を離型フィルム１１６に貼り付けた状態のままで、吸着機構１３２で吸着・上昇させて（図５(Ｄ)）、圧縮成形部１１４の金型１６０に移動・配置させる（搬送工程）。この搬送工程の際（搬送経路における搬送中）に、図４に示された関係に従い、予備的融着樹脂１０６に対して赤外線ヒータ１３４による加熱（熱の付与）を開始する（加熱工程）。本実施形態では、予備的融着樹脂１０６の保温を目的として軟化状態を維持して、搬送時間において許容硬化率（本実施例では５％）以下となるように、温度センサ１４０により赤外線ヒータ１３４の通電状況が制御される。即ち、予備的融着樹脂１０６は仮成形時の温度とほぼ同じ１００度に保持される。このため、赤外線ヒータ１３４で消費される電力を最小限とすることができる。
【００４１】
次に、金型１６０の下型１６４の吸着機構で、予備的融着樹脂１０６の貼り付いた離型フィルム１１６を、そのままの状態で吸着・固定する。そして、予備的融着樹脂１０６を樹脂封止に適した成形温度まで加熱する。
【００４２】
そして、被成形品を取り付けた上型１６２に対して下型１６４を接近させる。又、キャビティ内の減圧動作も開始させる。そして、所定のタイミングで型締めして、被成形品を圧縮成形して樹脂封止を行う。
【００４３】
本実施形態では、離型フィルム１１６に搭載された粉粒体状樹脂１０２を軟化状態とするように加熱するホットプレート１２８を備えているので、粉粒体状樹脂１０２が、平板形状の予備的融着樹脂１０６に仮成形されている。そして、予備的融着樹脂１０６が仮成形時の温度に保温されているので、赤外線ヒータ１３４で消費される電力を少なくすることができる。そして、その予備的融着樹脂１０６が樹脂封止の際に金型１６０に投入されるので、金型１６０への搬送時に樹脂粒子が飛散するといったことによる金型１６０のへの樹脂投入量の変化を防止することができる。
【００４４】
又、本実施形態では、ホットプレート１２８が離型フィルム１１６の下側に配置されているので、離型フィルム側の粉粒体状樹脂１０２の樹脂粒子の軟化の程度が大きくなり、予備的融着樹脂１０６の離型フィルム側の空孔数と空孔サイズを反離型フィルム側に比べて少なくできる。即ち、予備的融着樹脂１０６の表面側（反離型フィルム側）に空孔が多く残ることとなる。このため、樹脂封止工程の際には、金型１６０のキャビティ空間への予備的融着樹脂１０６の空孔の排出（空孔数と空孔サイズの減少）が容易であり、樹脂封止された成形品にボイド等が発生することを効率よく防止することができる（歩止りと樹脂封止品質の向上）。
【００４５】
又、本実施形態では、離型フィルム１１６が個片とされた状態で用いられている。このため、ロールで供給される離型フィルムの場合に比べて、予備的融着部１１２と圧縮成形部１１４の配置は、大きな自由度を取ることができる。又、予備的融着部１１２と圧縮成形部１１４とのいずれかを複数とすることも容易である。更には、離型フィルム１１６がロールで供給される場合に比べて粉粒体状樹脂１０２が載せられていない面積を削減することも可能なので、離型フィルム１１６を無駄なく使用することもできる。同時に、樹脂封止装置１００が大掛かりになることを防止することもできる。
【００４６】
又、本実施形態は、搬送ハンド１３０に離型フィルム１１６の吸着機構１３２と赤外線ヒータ１３４とを設けて、搬送ハンド１３０で搬送中に予備的融着樹脂１０６の加熱を行う。このため、金型１６０に離型フィルム１１６を配置した時点で、予備的融着樹脂１０６の温度は付与した熱の分だけ温度が上昇している（本実施形態では、予備的融着樹脂１０６の仮成形時の温度を保った状態の温度となっている）。即ち、予備的融着樹脂１０６を室温状態で投入した場合と比べて、樹脂封止のための成形温度に予備的融着樹脂１０６を加熱する時間を短縮することができる。図６を用いて説明すると、例えば、赤外線ヒータを使わない場合には、予備的融着樹脂１０６が仮成形されて搬送中に室温まで下がってしまう（破線のグラフ）おそれがある。しかし、赤外線ヒータ１３４で加熱しておくことで、実線のグラフの如く、成形温度に達するまでの時間を短縮することができる。逆に言えば、投入される予備的融着樹脂１０６の温度がある程度の温度（予熱温度）となっているので、予備的融着樹脂１０６が投入された際の金型１６０の温度の低下を緩和することもできる。このため、予備的融着樹脂１０６を室温状態で金型に投入した場合と比べて、樹脂封止工程にかかる時間を一層短くすることができ、サイクルタイムを短縮できるので、成形品の生産性を向上させることができる（スループットの向上）。
【００４７】
又、本実施形態では、樹脂封止のための成形温度に達するまでの昇温時間が短縮されることにより、予備的融着樹脂１０６の硬化反応を抑制できるので、樹脂封止品質を向上させて、歩留りを向上させることができる。このため、成形温度を通常より高くした場合でも、樹脂封止品質を損なうことなく硬化時間を短縮することができ、生産性を更に向上させることができる。
【００４８】
又、本実施形態では、赤外線ヒータ１３４が、予備的融着樹脂１０６を搬送時に反離型フィルム側の表面から加熱しているので、予備的融着樹脂１０６の反離型フィルム側の面の成形温度に達する時間を、赤外線ヒータ１３４で加熱しない場合に比べて、短くすることができる。このため、樹脂封止工程で離型フィルム側の樹脂の硬化反応が反離型フィルム側の樹脂より先に進むことで生じる不具合（例えば、離型フィルム側の樹脂の粘度の上昇により被成形品内を接続するボンディングワイヤを変形・ショートさせるといった問題）を低減・回避することが可能となる。
【００４９】
又、離型フィルム１１６は粉粒体状樹脂１０２の搭載から樹脂封止の際まで使用されることとなるので、予備的融着樹脂１０６を離型フィルム１１６から剥がす必要がない。このため、予備的融着樹脂１０６が薄くても剥がすことによる樹脂の割れや欠けを防止できる。つまり、被成形品の封止厚みが薄くなるような場合であっても容易に対応することができ、予備的融着部１１２と圧縮成形部１１４とで樹脂の計量誤差を最小限にすることが可能である。同時に、冷却工程もなく、使用装置と工数を少なくできる。それと共に、高価な離型フィルム１１６を効率よく使用することができる。このため、赤外線ヒータ１３４を備えた搬送ハンド１３０を用いる構成でありながら、樹脂封止作業の高速化とランニングコストの低減化とを促進することができる。
【００５０】
又、搬送ハンド１３０は、予備的融着樹脂１０６の温度を測定する温度センサ１４０を備えているので、搬送ハンド１３０で搬送途中の予備的融着樹脂１０６の温度を監視することができる。即ち、赤外線ヒータ１３４による加熱状況を制御できると共に、予備的融着樹脂１０６の品質を保つことが可能となる。
【００５１】
即ち、本実施形態によれば、粉粒体状樹脂１０２の少なくとも一部を融着させると共に、金型１６０への投入までに樹脂温度を上昇させておくので、樹脂封止品質を保ちつつ樹脂封止装置１００における樹脂封止作業の高速化、言い換えれば樹脂封止された成形品の製造のスループット・サイクルタイムを改善・向上させることが可能となる。
【００５２】
なお、本実施形態では、予備的融着樹脂１０６を仮成形した際の温度を保つような保温（予備的融着樹脂１０６の軟化状態の維持）を目的として、赤外線ヒータ１３４で加熱したが、本発明はこれに限定されず、予備的融着樹脂の融着を促すように加熱してもよい。即ち、赤外線ヒータで予備的融着樹脂の軟化状態を維持する以上の加熱を行ってもよい。その場合には、予備的融着樹脂の反離型フィルム側の表面が離型フィルム側の面に比べてより加熱されるので、反離型フィルム側の融着状態が促進されて、断熱層となる樹脂粒子間の空孔数と空孔サイズを元々の予備的融着樹脂から更に減少させて熱伝導性を向上させることができる。このため、更に樹脂封止工程にかかる時間を短縮でき、成形品の生産性を向上させることができる。なお、その際に、金型への投入後の予備的融着樹脂の離型フィルム側の面の昇温特性に合わせて、予備的融着樹脂の反離型フィルム側の表面を予め赤外線ヒータで昇温させておいてもよい。
【００５３】
又、本実施形態では、予備的融着樹脂１０６を仮成形した後に、赤外線ヒータ１３４の通電を開始していたが、本発明はこれに限定されず、ホットプレートによる加熱と同時に、反離型フィルム側に配置された赤外線ヒータの通電を行ってもよい。その場合には、ホットプレートと赤外線ヒータとで粉粒体状樹脂を挟み込むようにして加熱を行うこととなるので、予備的融着樹脂の仮成形の時間を更に短縮できる。このため、樹脂封止工程にかかる時間を更に短縮でき、成形品の生産性を向上させることができる。
【００５４】
又、本実施形態では、ホットプレート１２８、赤外線ヒータ１３４いずれも樹脂を軟化状態とするように加熱していたが、本発明はこれに限定されず、いずれも樹脂を軟化状態までせずに単に熱を付与するだけでもよい。
【００５５】
次に、本発明の第２実施形態について、図７を用いて説明する。
【００５６】
本実施形態は、第１実施形態とは、第１加熱手段として電熱線式ヒータ２３４を用いて予備的融着樹脂２０６を密封したことで異なり、それ以外は同一であるので、符号下２桁を同一として、説明を省略する。
【００５７】
本実施形態では、吸着機構２３２は、支持板２３８の全ての辺に設けられて、離型フィルム２１６の４辺を吸着・保持する形態をとっている。このため、吸着機構２３２で、離型フィルム２１６を吸着・保持した際には、離型フィルム２１６上の予備的融着樹脂２０６を密封することができる。なお、支持板２３８には、空気弁２３８Ａが設けられている。空気弁２３８Ａは、離型フィルム２１６を吸着・保持後に電熱線式ヒータ２３４の加熱で内部の空気を加熱した際に当該空気が膨張して、離型フィルム２１６を撓ませて予備的融着樹脂２０６を変形・破損させることを防止するためである。電熱線式ヒータ２３４は、第１実施形態の赤外線ヒータ１３４と同様に離型フィルム２１６上の予備的融着樹脂２０６に対峙して配置されている。電熱線式ヒータ２３４は、内部の空気を加熱することで、間接的に予備的融着樹脂２０６を加熱する。なお、熱電対などの温度センサで電熱線式ヒータ２３４の温度を測定しておくことで、電熱線式ヒータ２３４の温度を計測・制御することができ、間接的に予備的融着樹脂２０６の温度調整を行うことができる。
【００５８】
本実施形態では、温度センサは非接触温度ではなく、小型で低コストの熱電対を用いるので、搬送ハンド２３０を低コスト・小型にすることができる。また、搬送時に予備的融着樹脂２０６が密封されるので、加熱は均一に効率的に行うことができ、搬送途中に不純物の付着・混入を防ぐことができる。更に、密封されているので、搬送時に熱せられた空気が逃げないし冷たい空気が入ってこないため、保温効果が高い。このような構成は、予備的融着樹脂２０６の保温と再融着の促進と両方で適用することができる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、温度センサを用いていたが、本発明はこれに限定されず、予め第１加熱手段（赤外線ヒータ、電熱線式ヒータ）への投入電力と予備的融着樹脂の温度との相関を把握しておき、温度センサを使わずにその相関に基づいて第１加熱手段への通電状況を制御するようにしてもよい。その場合には、温度センサを使用しない分、上記実施形態に比べて、樹脂封止装置の低コスト化を実現することができる。
【００６０】
次に、本発明の第３実施形態について、図８を用いて説明する。
【００６１】
本実施形態は、第１実施形態とは予備的融着部の代わりに予備成形部３１２が配置されて、そこに主に第３加熱手段である加熱成形機構３２１Ａと冷却手段である冷却機構３２１Ｂとを備えることで異なり、それ以外は同一であるので、符号下２桁を同一として、説明を省略する。
【００６２】
予備成形部３１２は、離型フィルム供給機構３１８と加熱成形機構３２１Ａと冷却機構３２１Ｂと移動機構３２２とトレイ３２３と原料供給機３２６とを備える。
【００６３】
離型フィルム供給機構３１８は、供給ロール３１８Ａと回収ロール３１８Ｂと複数のローラ３１８Ｃとを備える。離型フィルム供給機構３１８は、予備成形部３１２の加熱成形機構３２１Ａと冷却機構３２１Ｂの所定の位置に連続した上離型フィルム３１７を供給する。上離型フィルム３１７は、離型フィルム３１６と同一の素材であり、耐熱性に優れ、熱伝導が良好で、伸縮性に富み、形状の復元が容易な材料で適切な厚みに成形されている。加熱成形機構３２１Ａは、離型フィルム３１６に搭載された粉粒体状樹脂であって搬送ハンド３３０による搬送前の粉粒体状樹脂に対して熱を付与して軟化状態とし、且つ所定の形状に成形する。粉粒体状樹脂の成形は、上離型フィルム３１７を介して粉粒体状樹脂を加圧することでなされる。冷却機構３２１Ｂは、加熱成形機構３２１Ａで成形された粉粒体状樹脂に、冷却された板を上離型フィルム３１７上から当接させて、冷却を行う。移動機構３２２は、トレイ３２３を原料供給機３２６と加熱成形機構３２１Ａと冷却機構３２１Ｂの所定の位置に移動させる機構である。トレイ３２３は、加熱と冷却を急激に受けて、高い温度状態と低い温度状態にすばやく移行する必要があり、熱伝導率がよく比熱が小さい材質であることが望ましい。なお、原料供給機３２６は、第一実施形態と同一なので説明を省略する。
【００６４】
次に、予備成形部３１２における動作を説明する。
【００６５】
まず、個片にされた離型フィルム３１６をトレイ３２３上に配置させて、移動機構３２２により原料供給機３２６の直下の位置Ｘ１に移動させる。
【００６６】
次に、原料供給機３２６から粉粒体状樹脂を離型フィルム３１６に搭載後、トレイ３２３を加熱成形機構３２１Ａの直下の位置Ｘ２に移動させる。そこで、加熱成形機構３２１Ａは、上離型フィルム３１７を粉粒体状樹脂の表面に当接させて、離型フィルム３１６上の粉粒体状樹脂３０２を加熱・軟化させて樹脂粒子同士を融着可能な状態とする。そして、加熱成形機構３２１Ａは、トレイ３２３との間で軟化状態の粉粒体状樹脂に圧力をかけて平板形状に加圧成形する（加熱成形工程）。
【００６７】
次に、上離型フィルム３１７が貼り付いた状態のままの加圧成形された粉粒体状樹脂（予備成形樹脂３０６）をトレイ３２３で冷却機構３２１Ｂの位置Ｘ３に移動させる。そこで、上離型フィルム３１７を介して予備成形樹脂３０６が冷却される（冷却工程）。
【００６８】
次に、上離型フィルム３１７を予備成形樹脂３０６から剥がして（剥離工程）、位置Ｘ４にトレイ３２３で予備成形樹脂３０６を移動させる。そこで、搬送ハンド３３０によって、予備成形樹脂３０６を離型フィルム３１６に貼り付けた状態のままで、離型フィルム３１６を吸着・保持して予備成形樹脂３０６を圧縮成形部の金型に移動・配置させる。この動作時に、赤外線ヒータ３３４を通電して予備成形樹脂３０６の温度を上昇させる。
【００６９】
本実施形態においても、離型フィルム３１６が予備成形部３１２と圧縮成形部とで兼用に使用されるので、高価な離型フィルム３１６を効率よく使用することができる。同時に、離型フィルム３１６の剥離工程は必要ではないため、離型フィルム３１６の剥離工程を必要とする場合に比べて、冷却工程と剥離工程を短時間で行うことができる。このため、樹脂封止作業の高速化とランニングコストの低減化とを促進することができる。
【００７０】
又、本実施形態では、粉粒体状樹脂３０２が、加熱成形工程と冷却工程を経て所定の形状に成形された予備成形樹脂となる。このため、空孔数と空孔サイズとは予備的融着樹脂に比べて、更に減少させることができて熱伝導性を高くすることができるい。そして、赤外線ヒータ３３４で軟化状態とするように加熱するので、金型に離型フィルムを配置した時点で、既に予備成形樹脂３０６の温度は加熱した分だけ温度が上昇している。このため、樹脂封止工程にかかる時間を更に一層短くすることができ、成形品の生産性をより向上させることができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、トレイ３２３は離型フィルム３１６を移動・支持するために用いられているが、トレイに加熱機能や冷却機能を設けてもよい。その場合には、更に予備成形樹脂を短時間で成形でき、結果的に、更に樹脂封止作業の高速化を促進することができる。
【００７２】
本発明について上記実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでも無い。
【００７３】
例えば、上記実施形態では、搬送ハンドで離型フィルムが吸着・保持される際には、粉粒体状樹脂は、予備的融着樹脂若しくは予備成形樹脂とされていたが、本発明はこれに限定されずに、粉粒体状樹脂のままであってもよい。即ち、原料供給機で粉粒体状樹脂が離型フィルムに投下された段階で、直ちに搬送ハンドで離型フィルムを保持してもよい。その場合には、赤外線ヒータなどの第１加熱手段で、離型フィルム上の粉粒体状樹脂を構成する樹脂粒子の少なくとも一部が軟化状態とされる。このため、その軟化状態の樹脂粒子が融着した状態の樹脂（予備的融着樹脂）となり、断熱層となる樹脂粒子間の空孔数と空孔サイズが減少して熱伝導性を向上させる。即ち、搬送時間内に、粉粒体状樹脂は予備的融着樹脂の状態に仮成形されることとなる。このため、上記実施形態よりも更に簡素な形態とすることができ、この場合においても本発明の相応の作用効果を生ずることとなる。
【００７４】
又、上記実施形態においては、粉粒体状樹脂として特に説明をしなかったが、当該樹脂は粉状や、粒状であってもよいし、小径のタブレットでもよい。若しくはそれらの混合物であってもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１００…樹脂封止装置
１０２、２０２…粉粒体状樹脂
１０６、２０６…予備的融着樹脂
１１２…予備的融着部
１１４…圧縮成形部
１１６、２１６、３１６…離型フィルム
１２６、３２６…原料供給機
１２８、２２８…ホットプレート
１３０、２３０、３３０…搬送ハンド
１３２、２３２、３３２…吸着機構
１３４、３３４…赤外線ヒータ
１３６…断熱部材
１３８、２３８…支持板
１４０…温度センサ
１４２…３軸移動機構
１５０…圧縮成形機
１６０…金型
１６２…上型
１６４…下型
２３４…電熱線式ヒータ
３０６…予備成形樹脂
３１２…予備成形部
３１７…上離型フィルム
３１８…離型フィルム供給機構
３２１Ａ…加熱成形機構
３２１Ｂ…冷却機構
３２２…移動機構
３２３…トレイ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被成形品を樹脂封止する樹脂封止装置及びその樹脂封止方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
被成形品である半導体チップ等を配置した基板を金型に配置して樹脂封止する樹脂封止装置において、樹脂封止の材料として、例えば特許文献１では粉粒体状樹脂（顆粒樹脂）を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２０８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１で用いられる粉粒体状樹脂は、室温状態に置かれた粒子形状の樹脂である。このため、金型のキャビティに投入された直後は粉粒体状樹脂、即ち樹脂が粒子の形状を保ったままであり、樹脂粒子の間に空気の層（以降、空気の層が孔形状を有さなくても空孔と称する）が多く存在するので温度上昇をすばやく行うことできず、樹脂封止作業の時間短縮が十分に図れないという問題点を有していた。これに対して、キャビティ自体の温度を高くするといったことが考えられる。しかし、その場合には樹脂封止作業の全体の温度管理に影響を与えるため、温度管理が複雑になると共に、粉粒体状樹脂の溶融した部分だけが温度が上がりすぎるおそれもある。このため、結果的に樹脂封止の品質を落とし、歩留りの低下を招くおそれが出てくる。
【０００５】
本発明は、前記問題点を解決すべくなされたもので、樹脂封止品質を保ちつつ樹脂封止装置における樹脂封止作業の高速化が可能な樹脂封止装置及びその樹脂封止方法を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、粉粒体状樹脂を用いて金型で被成形品の樹脂封止をする樹脂封止装置であって、前記粉粒体状樹脂が搭載される離型フィルムと、該離型フィルムを保持する保持手段と、該保持手段を該離型フィルムと一緒に搬送して前記金型に該離型フィルムを配置させる搬送手段と、該搬送手段に設けられると共に、該搬送手段の搬送経路において搬送中の離型フィルムに搭載された前記粉粒体状樹脂に対して熱を付与可能な第１加熱手段と、を備えることで、上記課題を解決するものである。
【０００７】
本発明では、樹脂封止作業の高速化という目的のもと、離型フィルム上に粉粒体状樹脂が搭載されたときから該離型フィルムを金型に配置するまでの時間を有効に活用して、粉粒体状樹脂を予め加熱しておく。即ち、本発明は、粉粒体状樹脂の搬送手段に離型フィルムの保持手段と第１加熱手段とを設けて、その搬送手段で搬送経路において搬送中に粉粒体状樹脂の加熱を行う。このため、金型に離型フィルムを配置した時点で、粉粒体状樹脂の温度は与えた熱の分だけ温度が上昇している。或いは、後述するように、もし、搬送前から熱を与え始めている場合には、その状態を維持（温度が下がらないように）することができる。いずれの場合でも、粉粒体状樹脂を室温状態で投入した場合と比べて、樹脂封止のための成形温度に粉粒体状樹脂を加熱する時間を短縮することができる。
【０００８】
更に、この第１加熱手段による加熱は、粉粒体状樹脂が樹脂粒子の状態であれば、粉粒体状樹脂を構成する樹脂粒子の少なくとも一部を軟化状態とすることもできる。このため、例えばその軟化状態の樹脂粒子が融着した状態の樹脂（予備的融着樹脂）となり、断熱層となる樹脂粒子間の空孔数と空孔サイズを減少させて熱伝導性を向上させることも可能となる。又、熱伝導性の向上により、樹脂封止工程における成形温度に達するまでの昇温時間が短縮されるため、粉粒体状樹脂を室温状態で金型に投入した場合と比べて、樹脂封止工程にかかる時間を一層短くすることができ、成形品の生産性を向上させることができる。即ち、第１加熱手段は移動しながら加熱できるため、スループットの向上が図れる。
【０００９】
又、離型フィルムは粉粒体状樹脂の搭載から樹脂封止の際まで使用されることとなるので、途中で剥離工程などもなく、高価な離型フィルムを効率よく使用することができる。このため、樹脂封止作業の高速化とランニングコストの低減化とを促進することができる。
【００１０】
又、更に、前記離型フィルムに搭載された前記粉粒体状樹脂であって前記搬送手段による搬送前の粉粒体状樹脂に対して熱を付与可能な第２加熱手段を備える場合には、前記搬送手段による搬送前に、粉粒体状樹脂を予備的融着樹脂に仮成形することができる。このため、第２加熱手段によって予備的融着樹脂が既に軟化状態にある場合にはその保温を目的として第１加熱手段による加熱を行うことが可能である。この場合には、第１加熱手段で消費される電力を少なくすることができる。或いは、第１加熱手段の加熱で予備的融着樹脂の軟化状態を促進させて更に樹脂粒子同士を融着させることもでき、その場合には、断熱層となる樹脂粒子間の空孔数と空孔サイズを元々の予備的融着樹脂から更に減少させて熱伝導性を向上させることが可能となる。いずれの場合でも、予備的融着樹脂の熱伝導性は、樹脂粒子からなる粉粒体状樹脂に比べて高いので、樹脂封止工程にかかる時間を一層短くすることができ、成形品の生産性をより向上させることができる。又、第２加熱手段の加熱補助として、第２加熱手段と共に第１加熱手段で搬送前の粉粒体状樹脂を加熱することもでき、その場合は第１加熱手段による加熱時間を短縮することができる。
【００１１】
更に、第２加熱手段のみで離型フィルムの下面より加熱する場合は、搭載された粉粒体状樹脂の上面と下面との間に大きな温度差が生じるが、第１加熱手段との連携によってその温度差を小さくすることができる。粉粒体状樹脂を離型フィルムに搭載する際に完全に均一な高さとすることは困難であるが、第１加熱手段を用いることで、搭載された粉粒体状樹脂の下面から離れている粉粒体状樹脂の樹脂粒子を効果的に加熱することができる。即ち、第１加熱手段との連携によって、第２加熱手段のみの加熱で生じうる、搭載された粉粒体状樹脂の下面から離れた上面にある樹脂粒子温度が低いままとなってサイクルタイムを十分に短縮できないといった状態を回避することができる。
【００１２】
又、更に、前記離型フィルムに搭載された前記粉粒体状樹脂であって前記搬送手段による搬送前の粉粒体状樹脂に対して熱を付与して軟化状態として、且つ所定の形状に成形する第３加熱手段と、該第３加熱手段で成形された該粉粒体状樹脂を冷却する冷却手段と、を備える場合には、前記搬送手段による搬送前に、粉粒体状樹脂を、加熱成形工程と冷却工程を経て所定の形状に成形された樹脂（予備成形樹脂と称する）とすることができる。このため、空孔数と空孔サイズとは予備的融着樹脂に比べて、更に減少させることができて熱伝導性を高くすることができる。そして、第１加熱手段で軟化状態とするように加熱するので、金型に離型フィルムを配置した時点で、既に予備成形樹脂の温度は加熱した分だけ温度が上昇している。このため、樹脂封止工程にかかる時間を更に一層短くすることができ、成形品の生産性を向上させることができる。
【００１３】
又、更に、前記搬送手段は、前記保持手段で前記離型フィルムを保持した際に、該離型フィルム上の該粉粒体状樹脂を密封可能な構造とされている場合には、第１加熱手段が空気を介して間接的に加熱することを可能とし、且つ、その温度を均一に効率的に行うことができる。密封とすることで、搬送時に熱せられた空気が逃げない（冷たい空気が入ってこない）ため、保温効果が高い。更に、密封容器自体が高温であれば、内部の空気が冷えることを防ぐことができる。又、密封状態であることから、搬送途中に不純物の付着・混入を防ぐことができる。
【００１４】
又、更に、前記搬送手段は、前記搬送中の粉粒体状樹脂の温度を測定する温度センサを備える場合には、搬送途中の粉粒体状樹脂の温度を監視することができる。即ち、第１加熱手段による加熱状況を制御できると共に、粉粒体状樹脂の品質を保つことが可能となる。
【００１５】
なお、本発明は、粉粒体状樹脂を用いて金型で被成形品の樹脂封止をする樹脂封止方法であって、前記粉粒体状樹脂を離型フィルム上に搭載する搭載工程と、該離型フィルムを保持する保持工程と、該離型フィルムを搬送して前記金型に配置させる搬送工程と、該搬送工程の際に、前記離型フィルムに搭載された前記粉粒体状樹脂に熱を付与する工程と、を含むことを特徴とする樹脂封止方法とも捉えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明を適用することにより、離型フィルムに搭載された粉粒体状樹脂の少なくとも一部を融着させると共に、金型への投入までに樹脂温度を上昇させておくので、樹脂封止品質を保ちつつ樹脂封止装置における樹脂封止作業の高速化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる樹脂封止装置の一例を示す模式図
【図２】同じく搬送ハンドを示す斜視図
【図３】同じく搬送ハンドの一部断面を示す模式図
【図４】同じく樹脂封止に使われる樹脂の硬化度と時間との関係を示すグラフ
【図５】同じく予備的融着樹脂の仮成形工程と保持工程とを示す模式図
【図６】同じく時間短縮の効果を示すグラフ
【図７】本発明の第２実施形態に係わる搬送ハンドを示す斜視図
【図８】本発明の第３実施形態に係わる樹脂封止装置の一例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。なお、以下で、粉粒体状樹脂が加熱により形態が変化して、粉粒体の形態をとどめていない状態の樹脂であっても、粉粒体状樹脂とも称することとする。
【００１９】
最初に、本発明の第１実施形態に係わる樹脂封止装置の構成について図１を用いて以下に説明する。
【００２０】
樹脂封止装置１００は、原料となる粉粒体状樹脂１０２を平板形状の予備的融着樹脂１０６に仮成形する予備的融着部１１２と、予備的融着樹脂１０６を用いて金型１６０で被成形品の樹脂封止をする圧縮成形部１１４と、を有する。予備的融着部１１２と圧縮成形部１１４とは、離型フィルム１１６を兼用している。離型フィルム１１６は、個片とされた状態（短冊形状）で使用され、搬送手段である搬送ハンド１３０で、予備的融着部１１２から圧縮成形部１１４に搬送される。以下、詳細に説明する。
【００２１】
予備的融着部１１２には、原料供給機１２６と第２加熱手段であるホットプレート１２８とが配置されている。なお、第２加熱手段は、ホットプレートに限られるものではなく、赤外線ヒータやマイクロ波、熱風等を用いてもよい。
【００２２】
原料供給機１２６は、離型フィルム１１６の通過する予備的融着部１１２の所定の位置で、離型フィルム１１６上の所定の面積に粉粒体状樹脂１０２を投下（搭載）する。原料供給機１２６は、図５（Ａ）に示す如く、原料供給機１２６の供給口１２６Ａから投下される粉粒体状樹脂１０２を所定の面積に制限するための筒形状の枠１２６Ｂを備えている。枠１２６Ｂ内には、図示せぬフレーム形状の構造体が配置されており、投下された粉粒体状樹脂１０２を該所定の面積内で均一に分散させる。なお、枠１２６Ｂの最下端には、粉粒体状樹脂１０２を加熱した際に枠１２６Ｂに融着しないような幅と高さの凹部１２６ＢＢが設けられている。
【００２３】
ホットプレート１２８は、離型フィルム１１６に搭載された粉粒体状樹脂１０２であって搬送ハンド１３０による搬送前の粉粒体状樹脂１０２に対して熱を付与する（加熱する）ために、予備的融着部１１２において、原料供給機１２６に対向して離型フィルム１１６の下側に配置される。即ち、ホットプレート１２８は、搬送ハンド１３０とは別に（搬送ハンド１３０の外部に）設けられて、搬送ハンド１３０に搬送されずに固定配置される。ホットプレート１２８は、図示せぬ制御部により制御され、離型フィルム１１６上の粉粒体状樹脂１０２の樹脂粒子を軟化状態とするように、離型フィルム１１６の下から加熱（約１００度）を行う。このため、粉粒体状樹脂１０２は、加熱により軟化状態となった樹脂粒子の少なくとも一部が互いに融着することで、平板状に成形された形態の樹脂（予備的融着樹脂１０６）となる。予備的融着樹脂１０６の離型フィルム側の面は、離型フィルム１１６の面に倣い大きな凸凹のない平坦な面に形成される。同時に、粉粒体状樹脂１０２の樹脂粒子の多くが互いに融着するので、樹脂粒子間に存在する空孔数と空孔サイズは少なくなる。一方、予備的融着樹脂１０６の反離型フィルム側の表面は、離型フィルム側よりも伝わる熱が少なく且つ有体物で押圧しないので、粉粒体状樹脂１０２の樹脂粒子の形状に倣う状態で凸凹が残る。同時に、予備的融着樹脂１０６の反離型フィルム側の面では、空孔数と空孔サイズは離型フィルム側の面と比較して、多く且つ大きく残ることとなる。
【００２４】
なお、ホットプレート１２８に対峙して、予備的融着樹脂１０６の反離型フィルム側の表面から圧縮空気を吹き付けて軟化状態の粉粒体状樹脂に非接触で加圧・収縮させるような非接触収縮手段を、予備的融着部１１２に設けておいてもよい。その場合には、確実に軟化した樹脂粒子を融着できるので、安定して熱伝導性の高い予備的融着樹脂を仮成形することができる。
【００２５】
搬送ハンド１３０には、図２に示す如く、保持手段である吸着機構１３２と第１加熱手段である赤外線ヒータ１３４と支持板１３８と温度センサ１４０と３軸移動機構１４２とが設けられている。
【００２６】
吸着機構１３２は、図示せぬ真空機構に繋がれており、その端面１３２Ａに図示せぬ吸着口が複数設けられている。真空機構が動作することで端面１３２Ａに離型フィルム１１６を吸着・保持することができる。なお、図２では、吸着機構１３２は、離型フィルム１１６の対向する２辺のみを吸着・保持する態様であるが、離型フィルム１１６の４辺全てを吸着・保持するように吸着機構を構成してもよい。本実施形態では、保持手段として吸着機構１３２を用いたが、離型フィルムの２辺以上を上下方向から把持するような把持機構を保持手段として用いてもよい。
【００２７】
吸着機構１３２は、支持板１３８に支持されている。又、赤外線ヒータ１３４は、吸着機構１３２の間であって、図３に示す如く、断熱部材１３６を介して支持板１３８に支持されている。赤外線ヒータ１３４は離型フィルム１１６に対峙して配置されている。赤外線ヒータ１３４は、熱の輻射を利用するので空隙を介して、直接予備的融着樹脂１０６を効率よく加熱する（熱を付与する）ことができる。このため、赤外線ヒータ１３４と加熱対象である予備的融着樹脂１０６を密封しておくことを必要としないので、搬送ハンド１３０の構成を簡易的にすることができる。なお、断熱部材１３６の凹部１３６Ａに赤外線ヒータ１３４が配置されているので、予備的融着樹脂１０６以外の加熱を防止することができる。断熱部材１３６として赤外線反射板を用いた場合には、効率的に予備的融着樹脂１０６を加熱して軟化状態を維持することができる。本実施形態では、第１加熱手段として赤外線ヒータを用いているが、マイクロ波を用いた加熱機構や熱風などであってもよく、その場合も直接予備的融着樹脂１０６を加熱することができ、密封を要しない。
【００２８】
支持板１３８は、又、温度センサ１４０を支持している。温度センサ１４０は、非接触温度計であり、非接触で正確に予備的融着樹脂１０６の温度を計測することができる。計測に際しての配置は、温度センサ１４０の計測窓と予備的融着樹脂１０６との間に遮蔽物のない状態が必要となる。具体的には、温度センサ１４０で使用される波長を遮らないように支持板１３８に貫通開口を設けてそこに温度センサ１４０の計測窓が来るように配置する、若しくは透明板、若しくは半透明板を設けてそこに温度センサ１４０の計測窓が来るように配置する。このため、赤外線ヒータ１３４は、温度センサ１４０で計測された値を元にして図示せぬ制御部からの制御信号で、赤外線ヒータ１３４の通電状況を自動的に制御される。赤外線ヒータ１３４への通電制御は単純なオン・オフでもよいし、アナログ的に連続的に変化させてもよい。
【００２９】
支持板１３８は３軸移動機構１４２に固定されている。このため、吸着機構１３２と赤外線ヒータ１３４と共に温度センサ１４０も、３軸移動機構１４２で離型フィルム１１６と一緒に搬送される。即ち、離型フィルム１１６上の予備的融着樹脂１０６が搬送中でも、加熱が継続可能であり、且つその温度を測定して温度管理も可能である。
【００３０】
なお、赤外線ヒータ１３４の加熱によって予備的融着樹脂１０６の温度がなるべく樹脂封止における成形温度に近づくことが樹脂封止作業の高速化には望ましいが、搬送ハンド１３０による搬送時の樹脂温度は搬送時間と許容される反応硬化率（単に硬化率若しくは硬化度と称する）によって決定される。即ち、硬化率は予備的融着樹脂１０６の熱履歴により決まる。ここで、αを硬化度、ｄα／ｄｔを反応速度、Ａ１、Ａ２を定数、Ｅ１、Ｅ２を活性化エネルギー、Ｒを気体定数、Ｔを温度とすると、エポキシ樹脂（熱硬化性樹脂）の反応硬化度を以下に示すＫａｍａｌのモデル式により算出できる。
【００３１】
ｄα／ｄｔ＝（ｋ１＋ｋ２αｍ）（１−α）ｎ （１）
ｋ１＝Ａ１ｅｘｐ（−Ｅ１／Ｒ＊Ｔ） （２）
ｋ２＝Ａ２ｅｘｐ（−Ｅ２／Ｒ＊Ｔ） （３）
【００３２】
式（１）に基づいた樹脂硬化特性と樹脂温度との関係を図４に示す。図４において、例えば、予備的融着樹脂１０６の融着時の硬化率を２．５％、許容される硬化率を５％とすると、樹脂温度１００℃では６０秒間の保温が可能となる。逆に言えば搬送時間が６０秒かかるならば、樹脂温度は１００℃以下で無ければならないことを意味している。搬送時間が３０秒なら樹脂温度１１０℃、搬送時間が１５秒なら樹脂温度１２０℃といったように搬送時間の長短によって樹脂温度を決定することができる（この硬化率は使用する樹脂毎に異なる）。本実施形態では、搬送ハンド１３０で搬送中に予備的融着樹脂１０６の軟化状態を維持する（保温）ように、赤外線ヒータ１３４により加熱がされる。なお、樹脂封止品質の維持のために、この熱履歴を記録して硬化率を積算することで、規格内の硬化度と比較して、規格外となった場合にはその樹脂を廃棄することもできる（例として、樹脂封止作業が何らかの原因で短時間停止した、樹脂温度が異常に上昇したなどの場合）。
【００３３】
圧縮成形部１１４は、図１に示す如く、圧縮成形機１５０を有する。なお、圧縮成形機１５０は、図１では１つであるが、複数備えられてもよい。圧縮成形機１５０は、本体１５２と、本体１５２に立設される複数の支柱であるタイバ１５４に支えられる固定プラテン１５６と、を有する。固定プラテン１５６の下面には上型１６２が取り付けられている。本体１５２は、固定プラテン１５６に対して、接近・離反できるように移動可能な可動プラテン１５８を備えている。可動プラテン１５８の上面には下型１６４が取り付けられている。下型１６４には、図示せぬ吸着機構が設けられており、離型フィルム１１６を吸着・固定することができる。下型１６４は、可動プラテン１５８の移動に伴い、固定プラテン１５６に取り付けられた上型１６２に対して接近・離反する。即ち、可動プラテン１５８の移動により、上型１６２と下型１６４とで構成される金型１６０の型締め・型開きを行うことができる。
【００３４】
金型１６０にはキャビティが形成されており、予備的融着樹脂１０６を載せた離型フィルム１１６を下型１６４に吸着・固定することで、予備的融着樹脂１０６の金型１６０への投入を完了する。
【００３５】
次に、樹脂封止装置１００の動作（予備的融着部１１２における予備的融着樹脂１０６の仮成形工程と圧縮成形部１１４における樹脂封止工程、樹脂封止作業とも称する）について図１、図５を用いて説明する。
【００３６】
まず、原料供給機１２６をホットプレート１２８上の離型フィルム１１６に接近させる。そして、供給口１２６Ａから粉粒体状樹脂１０２を投下させて、ホットプレート１２８上の離型フィルム１１６に載せる（搭載工程、図５(Ａ)）。このとき、枠１２６Ｂは、その上端の位置Ｕで供給口１２６Ａ下端の位置Ｂを覆い、且つ枠１２６Ｂの下端の位置Ｄで離型フィルム１１６の極近傍に配置される長さを有するので、粉粒体状樹脂１０２の枠１２６Ｂ外部への飛散を防止できる。同時に、離型フィルム１１６の枠１２６Ｂで定められた所定の面積に正確に粉粒体状樹脂１０２を投下することができる。このとき、供給口１２６Ａと離型フィルム１１６との間の図示せぬフレーム形状の構造体により、該所定の面積に均等の厚みで粉粒体状樹脂１０２を撒くことができる。このため、粉粒体状樹脂１０２の加熱の均一性と加熱時間の短縮とを確保し、樹脂封止工程時の樹脂流動を少なくすることができる。
【００３７】
ホットプレート１２８の温度を、粉粒体状樹脂１０２の樹脂粒子を軟化状態とする程度の温度（１００度程度）に上昇させておき、離型フィルム１１６を介して原料供給機１２６から投下された粉粒体状樹脂１０２を加熱する（熱を付与する）。原料供給機１２６に対向する位置において、ホットプレート１２８は、投下された粉粒体状樹脂１０２を軟化して互いに融着可能な状態とする。すると、粉粒体状樹脂１０２の樹脂粒子は加熱により軟化することで変形して、互いの接触面積が増大する。このため、樹脂粒子間の空孔サイズが小さくなると共に粉粒体状樹脂１０２の厚みは粉粒体状樹脂１０２の投下直後の厚みよりも少なくなる。同時に、軟化した樹脂粒子は温度による粘度の変化と相まって互いに拘束力が増大して、特にホットプレート１２８に近い離型フィルム側における樹脂粒子は一部で融着状態となる。このため、元々粒子形状の集合体の形態であった粉粒体状樹脂１０２は、空孔数と空孔サイズが減少して、厚み方向に収縮させられた形態の予備的融着樹脂１０６に仮成形される（図５（Ｂ））。このとき、ホットプレート１２８は、離型フィルム１１６の下側に配置されて、下から粉粒体状樹脂１０２を加熱している。このため、予備的融着樹脂１０６の離型フィルム側の面（下面）では、反離型フィルム側の表面に比べて、より多くの樹脂粒子の融着がなされて、予備的融着樹脂１０６の間に存在する空孔数が少なく且つ空孔サイズが小さくなる。
【００３８】
次に、原料供給機１２６を枠１２６Ｂと共に、離型フィルム１１６から離反させる。枠１２６Ｂには凹部１２６ＢＢが設けられている。このため、枠１２６Ｂ側面に樹脂粒子が融着した状態とならないので、投下された当初の粉粒体状樹脂１０２の量を変化させることなく、容易に枠１２６Ｂを離反させることができる。
【００３９】
次に、搬送ハンド１３０をホットプレート１２８上の離型フィルム１１６に当接させて、予備的融着樹脂１０６の搭載された離型フィルム１１６の外側の部分を搬送ハンド１３０の吸着機構１３２で吸着・保持する（保持工程、図５（Ｃ））。
【００４０】
次に、搬送ハンド１３０は、３軸移動機構１４２で、予備的融着樹脂１０６を離型フィルム１１６に貼り付けた状態のままで、吸着機構１３２で吸着・上昇させて（図５(Ｄ)）、圧縮成形部１１４の金型１６０に移動・配置させる（搬送工程）。この搬送工程の際（搬送経路における搬送中）に、図４に示された関係に従い、予備的融着樹脂１０６に対して赤外線ヒータ１３４による加熱（熱の付与）を開始する（加熱工程）。本実施形態では、予備的融着樹脂１０６の保温を目的として軟化状態を維持して、搬送時間において許容硬化率（本実施例では５％）以下となるように、温度センサ１４０により赤外線ヒータ１３４の通電状況が制御される。即ち、予備的融着樹脂１０６は仮成形時の温度とほぼ同じ１００度に保持される。このため、赤外線ヒータ１３４で消費される電力を最小限とすることができる。
【００４１】
次に、金型１６０の下型１６４の吸着機構で、予備的融着樹脂１０６の貼り付いた離型フィルム１１６を、そのままの状態で吸着・固定する。そして、予備的融着樹脂１０６を樹脂封止に適した成形温度まで加熱する。
【００４２】
そして、被成形品を取り付けた上型１６２に対して下型１６４を接近させる。又、キャビティ内の減圧動作も開始させる。そして、所定のタイミングで型締めして、被成形品を圧縮成形して樹脂封止を行う。
【００４３】
本実施形態では、離型フィルム１１６に搭載された粉粒体状樹脂１０２を軟化状態とするように加熱するホットプレート１２８を備えているので、粉粒体状樹脂１０２が、平板形状の予備的融着樹脂１０６に仮成形されている。そして、予備的融着樹脂１０６が仮成形時の温度に保温されているので、赤外線ヒータ１３４で消費される電力を少なくすることができる。そして、その予備的融着樹脂１０６が樹脂封止の際に金型１６０に投入されるので、金型１６０への搬送時に樹脂粒子が飛散するといったことによる金型１６０のへの樹脂投入量の変化を防止することができる。
【００４４】
又、本実施形態では、ホットプレート１２８が離型フィルム１１６の下側に配置されているので、離型フィルム側の粉粒体状樹脂１０２の樹脂粒子の軟化の程度が大きくなり、予備的融着樹脂１０６の離型フィルム側の空孔数と空孔サイズを反離型フィルム側に比べて少なくできる。即ち、予備的融着樹脂１０６の表面側（反離型フィルム側）に空孔が多く残ることとなる。このため、樹脂封止工程の際には、金型１６０のキャビティ空間への予備的融着樹脂１０６の空孔の排出（空孔数と空孔サイズの減少）が容易であり、樹脂封止された成形品にボイド等が発生することを効率よく防止することができる（歩止りと樹脂封止品質の向上）。
【００４５】
又、本実施形態では、離型フィルム１１６が個片とされた状態で用いられている。このため、ロールで供給される離型フィルムの場合に比べて、予備的融着部１１２と圧縮成形部１１４の配置は、大きな自由度を取ることができる。又、予備的融着部１１２と圧縮成形部１１４とのいずれかを複数とすることも容易である。更には、離型フィルム１１６がロールで供給される場合に比べて粉粒体状樹脂１０２が載せられていない面積を削減することも可能なので、離型フィルム１１６を無駄なく使用することもできる。同時に、樹脂封止装置１００が大掛かりになることを防止することもできる。
【００４６】
又、本実施形態は、搬送ハンド１３０に離型フィルム１１６の吸着機構１３２と赤外線ヒータ１３４とを設けて、搬送ハンド１３０で搬送中に予備的融着樹脂１０６の加熱を行う。このため、金型１６０に離型フィルム１１６を配置した時点で、予備的融着樹脂１０６の温度は付与した熱の分だけ温度が上昇している（本実施形態では、予備的融着樹脂１０６の仮成形時の温度を保った状態の温度となっている）。即ち、予備的融着樹脂１０６を室温状態で投入した場合と比べて、樹脂封止のための成形温度に予備的融着樹脂１０６を加熱する時間を短縮することができる。図６を用いて説明すると、例えば、赤外線ヒータを使わない場合には、予備的融着樹脂１０６が仮成形されて搬送中に室温まで下がってしまう（破線のグラフ）おそれがある。しかし、赤外線ヒータ１３４で加熱しておくことで、実線のグラフの如く、成形温度に達するまでの時間を短縮することができる。逆に言えば、投入される予備的融着樹脂１０６の温度がある程度の温度（予熱温度）となっているので、予備的融着樹脂１０６が投入された際の金型１６０の温度の低下を緩和することもできる。このため、予備的融着樹脂１０６を室温状態で金型に投入した場合と比べて、樹脂封止工程にかかる時間を一層短くすることができ、サイクルタイムを短縮できるので、成形品の生産性を向上させることができる（スループットの向上）。
【００４７】
又、本実施形態では、樹脂封止のための成形温度に達するまでの昇温時間が短縮されることにより、予備的融着樹脂１０６の硬化反応を抑制できるので、樹脂封止品質を向上させて、歩留りを向上させることができる。このため、成形温度を通常より高くした場合でも、樹脂封止品質を損なうことなく硬化時間を短縮することができ、生産性を更に向上させることができる。
【００４８】
又、本実施形態では、赤外線ヒータ１３４が、予備的融着樹脂１０６を搬送時に反離型フィルム側の表面から加熱しているので、予備的融着樹脂１０６の反離型フィルム側の面の成形温度に達する時間を、赤外線ヒータ１３４で加熱しない場合に比べて、短くすることができる。このため、樹脂封止工程で離型フィルム側の樹脂の硬化反応が反離型フィルム側の樹脂より先に進むことで生じる不具合（例えば、離型フィルム側の樹脂の粘度の上昇により被成形品内を接続するボンディングワイヤを変形・ショートさせるといった問題）を低減・回避することが可能となる。
【００４９】
又、離型フィルム１１６は粉粒体状樹脂１０２の搭載から樹脂封止の際まで使用されることとなるので、予備的融着樹脂１０６を離型フィルム１１６から剥がす必要がない。このため、予備的融着樹脂１０６が薄くても剥がすことによる樹脂の割れや欠けを防止できる。つまり、被成形品の封止厚みが薄くなるような場合であっても容易に対応することができ、予備的融着部１１２と圧縮成形部１１４とで樹脂の計量誤差を最小限にすることが可能である。同時に、冷却工程もなく、使用装置と工数を少なくできる。それと共に、高価な離型フィルム１１６を効率よく使用することができる。このため、赤外線ヒータ１３４を備えた搬送ハンド１３０を用いる構成でありながら、樹脂封止作業の高速化とランニングコストの低減化とを促進することができる。
【００５０】
又、搬送ハンド１３０は、予備的融着樹脂１０６の温度を測定する温度センサ１４０を備えているので、搬送ハンド１３０で搬送途中の予備的融着樹脂１０６の温度を監視することができる。即ち、赤外線ヒータ１３４による加熱状況を制御できると共に、予備的融着樹脂１０６の品質を保つことが可能となる。
【００５１】
即ち、本実施形態によれば、粉粒体状樹脂１０２の少なくとも一部を融着させると共に、金型１６０への投入までに樹脂温度を上昇させておくので、樹脂封止品質を保ちつつ樹脂封止装置１００における樹脂封止作業の高速化、言い換えれば樹脂封止された成形品の製造のスループット・サイクルタイムを改善・向上させることが可能となる。
【００５２】
なお、本実施形態では、予備的融着樹脂１０６を仮成形した際の温度を保つような保温（予備的融着樹脂１０６の軟化状態の維持）を目的として、赤外線ヒータ１３４で加熱したが、本発明はこれに限定されず、予備的融着樹脂の融着を促すように加熱してもよい。即ち、赤外線ヒータで予備的融着樹脂の軟化状態を維持する以上の加熱を行ってもよい。その場合には、予備的融着樹脂の反離型フィルム側の表面が離型フィルム側の面に比べてより加熱されるので、反離型フィルム側の融着状態が促進されて、断熱層となる樹脂粒子間の空孔数と空孔サイズを元々の予備的融着樹脂から更に減少させて熱伝導性を向上させることができる。このため、更に樹脂封止工程にかかる時間を短縮でき、成形品の生産性を向上させることができる。なお、その際に、金型への投入後の予備的融着樹脂の離型フィルム側の面の昇温特性に合わせて、予備的融着樹脂の反離型フィルム側の表面を予め赤外線ヒータで昇温させておいてもよい。
【００５３】
又、本実施形態では、予備的融着樹脂１０６を仮成形した後に、赤外線ヒータ１３４の通電を開始していたが、本発明はこれに限定されず、ホットプレートによる加熱と同時に、反離型フィルム側に配置された赤外線ヒータの通電を行ってもよい。その場合には、ホットプレートと赤外線ヒータとで粉粒体状樹脂を挟み込むようにして加熱を行うこととなるので、予備的融着樹脂の仮成形の時間を更に短縮できる。このため、樹脂封止工程にかかる時間を更に短縮でき、成形品の生産性を向上させることができる。
【００５４】
又、本実施形態では、ホットプレート１２８、赤外線ヒータ１３４いずれも樹脂を軟化状態とするように加熱していたが、本発明はこれに限定されず、いずれも樹脂を軟化状態までせずに単に熱を付与するだけでもよい。
【００５５】
次に、本発明の第２実施形態について、図７を用いて説明する。
【００５６】
本実施形態は、第１実施形態とは、第１加熱手段として電熱線式ヒータ２３４を用いて予備的融着樹脂２０６を密封したことで異なり、それ以外は同一であるので、符号下２桁を同一として、説明を省略する。
【００５７】
本実施形態では、吸着機構２３２は、支持板２３８の全ての辺に設けられて、離型フィルム２１６の４辺を吸着・保持する形態をとっている。このため、吸着機構２３２で、離型フィルム２１６を吸着・保持した際には、離型フィルム２１６上の予備的融着樹脂２０６を密封することができる。なお、支持板２３８には、空気弁２３８Ａが設けられている。空気弁２３８Ａは、離型フィルム２１６を吸着・保持後に電熱線式ヒータ２３４の加熱で内部の空気を加熱した際に当該空気が膨張して、離型フィルム２１６を撓ませて予備的融着樹脂２０６を変形・破損させることを防止するためである。電熱線式ヒータ２３４は、第１実施形態の赤外線ヒータ１３４と同様に離型フィルム２１６上の予備的融着樹脂２０６に対峙して配置されている。電熱線式ヒータ２３４は、内部の空気を加熱することで、間接的に予備的融着樹脂２０６を加熱する。なお、熱電対などの温度センサで電熱線式ヒータ２３４の温度を測定しておくことで、電熱線式ヒータ２３４の温度を計測・制御することができ、間接的に予備的融着樹脂２０６の温度調整を行うことができる。
【００５８】
本実施形態では、温度センサは非接触温度ではなく、小型で低コストの熱電対を用いるので、搬送ハンド２３０を低コスト・小型にすることができる。また、搬送時に予備的融着樹脂２０６が密封されるので、加熱は均一に効率的に行うことができ、搬送途中に不純物の付着・混入を防ぐことができる。更に、密封されているので、搬送時に熱せられた空気が逃げないし冷たい空気が入ってこないため、保温効果が高い。このような構成は、予備的融着樹脂２０６の保温と再融着の促進と両方で適用することができる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、温度センサを用いていたが、本発明はこれに限定されず、予め第１加熱手段（赤外線ヒータ、電熱線式ヒータ）への投入電力と予備的融着樹脂の温度との相関を把握しておき、温度センサを使わずにその相関に基づいて第１加熱手段への通電状況を制御するようにしてもよい。その場合には、温度センサを使用しない分、上記実施形態に比べて、樹脂封止装置の低コスト化を実現することができる。
【００６０】
次に、本発明の第３実施形態について、図８を用いて説明する。
【００６１】
本実施形態は、第１実施形態とは予備的融着部の代わりに予備成形部３１２が配置されて、そこに主に第３加熱手段である加熱成形機構３２１Ａと冷却手段である冷却機構３２１Ｂとを備えることで異なり、それ以外は同一であるので、符号下２桁を同一として、説明を省略する。
【００６２】
予備成形部３１２は、離型フィルム供給機構３１８と加熱成形機構３２１Ａと冷却機構３２１Ｂと移動機構３２２とトレイ３２３と原料供給機３２６とを備える。
【００６３】
離型フィルム供給機構３１８は、供給ロール３１８Ａと回収ロール３１８Ｂと複数のローラ３１８Ｃとを備える。離型フィルム供給機構３１８は、予備成形部３１２の加熱成形機構３２１Ａと冷却機構３２１Ｂの所定の位置に連続した上離型フィルム３１７を供給する。上離型フィルム３１７は、離型フィルム３１６と同一の素材であり、耐熱性に優れ、熱伝導が良好で、伸縮性に富み、形状の復元が容易な材料で適切な厚みに成形されている。加熱成形機構３２１Ａは、離型フィルム３１６に搭載された粉粒体状樹脂であって搬送ハンド３３０による搬送前の粉粒体状樹脂に対して熱を付与して軟化状態とし、且つ所定の形状に成形する。粉粒体状樹脂の成形は、上離型フィルム３１７を介して粉粒体状樹脂を加圧することでなされる。冷却機構３２１Ｂは、加熱成形機構３２１Ａで成形された粉粒体状樹脂に、冷却された板を上離型フィルム３１７上から当接させて、冷却を行う。移動機構３２２は、トレイ３２３を原料供給機３２６と加熱成形機構３２１Ａと冷却機構３２１Ｂの所定の位置に移動させる機構である。トレイ３２３は、加熱と冷却を急激に受けて、高い温度状態と低い温度状態にすばやく移行する必要があり、熱伝導率がよく比熱が小さい材質であることが望ましい。なお、原料供給機３２６は、第一実施形態と同一なので説明を省略する。
【００６４】
次に、予備成形部３１２における動作を説明する。
【００６５】
まず、個片にされた離型フィルム３１６をトレイ３２３上に配置させて、移動機構３２２により原料供給機３２６の直下の位置Ｘ１に移動させる。
【００６６】
次に、原料供給機３２６から粉粒体状樹脂を離型フィルム３１６に搭載後、トレイ３２３を加熱成形機構３２１Ａの直下の位置Ｘ２に移動させる。そこで、加熱成形機構３２１Ａは、上離型フィルム３１７を粉粒体状樹脂の表面に当接させて、離型フィルム３１６上の粉粒体状樹脂３０２を加熱・軟化させて樹脂粒子同士を融着可能な状態とする。そして、加熱成形機構３２１Ａは、トレイ３２３との間で軟化状態の粉粒体状樹脂に圧力をかけて平板形状に加圧成形する（加熱成形工程）。
【００６７】
次に、上離型フィルム３１７が貼り付いた状態のままの加圧成形された粉粒体状樹脂（予備成形樹脂３０６）をトレイ３２３で冷却機構３２１Ｂの位置Ｘ３に移動させる。そこで、上離型フィルム３１７を介して予備成形樹脂３０６が冷却される（冷却工程）。
【００６８】
次に、上離型フィルム３１７を予備成形樹脂３０６から剥がして（剥離工程）、位置Ｘ４にトレイ３２３で予備成形樹脂３０６を移動させる。そこで、搬送ハンド３３０によって、予備成形樹脂３０６を離型フィルム３１６に貼り付けた状態のままで、離型フィルム３１６を吸着・保持して予備成形樹脂３０６を圧縮成形部の金型に移動・配置させる。この動作時に、赤外線ヒータ３３４を通電して予備成形樹脂３０６の温度を上昇させる。
【００６９】
本実施形態においても、離型フィルム３１６が予備成形部３１２と圧縮成形部とで兼用に使用されるので、高価な離型フィルム３１６を効率よく使用することができる。同時に、離型フィルム３１６の剥離工程は必要ではないため、離型フィルム３１６の剥離工程を必要とする場合に比べて、冷却工程と剥離工程を短時間で行うことができる。このため、樹脂封止作業の高速化とランニングコストの低減化とを促進することができる。
【００７０】
又、本実施形態では、粉粒体状樹脂３０２が、加熱成形工程と冷却工程を経て所定の形状に成形された予備成形樹脂となる。このため、空孔数と空孔サイズとは予備的融着樹脂に比べて、更に減少させることができて熱伝導性を高くすることができるい。そして、赤外線ヒータ３３４で軟化状態とするように加熱するので、金型に離型フィルムを配置した時点で、既に予備成形樹脂３０６の温度は加熱した分だけ温度が上昇している。このため、樹脂封止工程にかかる時間を更に一層短くすることができ、成形品の生産性をより向上させることができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、トレイ３２３は離型フィルム３１６を移動・支持するために用いられているが、トレイに加熱機能や冷却機能を設けてもよい。その場合には、更に予備成形樹脂を短時間で成形でき、結果的に、更に樹脂封止作業の高速化を促進することができる。
【００７２】
本発明について上記実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでも無い。
【００７３】
例えば、上記実施形態では、搬送ハンドで離型フィルムが吸着・保持される際には、粉粒体状樹脂は、予備的融着樹脂若しくは予備成形樹脂とされていたが、本発明はこれに限定されずに、粉粒体状樹脂のままであってもよい。即ち、原料供給機で粉粒体状樹脂が離型フィルムに投下された段階で、直ちに搬送ハンドで離型フィルムを保持してもよい。その場合には、赤外線ヒータなどの第１加熱手段で、離型フィルム上の粉粒体状樹脂を構成する樹脂粒子の少なくとも一部が軟化状態とされる。このため、その軟化状態の樹脂粒子が融着した状態の樹脂（予備的融着樹脂）となり、断熱層となる樹脂粒子間の空孔数と空孔サイズが減少して熱伝導性を向上させる。即ち、搬送時間内に、粉粒体状樹脂は予備的融着樹脂の状態に仮成形されることとなる。このため、上記実施形態よりも更に簡素な形態とすることができ、この場合においても本発明の相応の作用効果を生ずることとなる。
【００７４】
又、上記実施形態においては、粉粒体状樹脂として特に説明をしなかったが、当該樹脂は粉状や、粒状であってもよいし、小径のタブレットでもよい。若しくはそれらの混合物であってもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１００…樹脂封止装置
１０２、２０２…粉粒体状樹脂
１０６、２０６…予備的融着樹脂
１１２…予備的融着部
１１４…圧縮成形部
１１６、２１６、３１６…離型フィルム
１２６、３２６…原料供給機
１２８、２２８…ホットプレート
１３０、２３０、３３０…搬送ハンド
１３２、２３２、３３２…吸着機構
１３４、３３４…赤外線ヒータ
１３６…断熱部材
１３８、２３８…支持板
１４０…温度センサ
１４２…３軸移動機構
１５０…圧縮成形機
１６０…金型
１６２…上型
１６４…下型
２３４…電熱線式ヒータ
３０６…予備成形樹脂
３１２…予備成形部
３１７…上離型フィルム
３１８…離型フィルム供給機構
３２１Ａ…加熱成形機構
３２１Ｂ…冷却機構
３２２…移動機構
３２３…トレイ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体状樹脂を用いて金型で被成形品の樹脂封止をする樹脂封止装置であって、
前記粉粒体状樹脂が搭載される離型フィルムと、
該離型フィルムを保持する保持手段と、
該保持手段を該離型フィルムと一緒に搬送して前記金型に該離型フィルムを配置させる搬送手段と、
該搬送手段に設けられると共に、該搬送手段の搬送経路において搬送中の離型フィルムに搭載された前記粉粒体状樹脂に対して熱を付与可能な第１加熱手段と、
を備えることを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項２】
請求項１において、更に、
前記離型フィルムに搭載された前記粉粒体状樹脂であって前記搬送手段による搬送前の粉粒体状樹脂に対して熱を付与可能な第２加熱手段を備える
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項３】
請求項１において、更に、
前記離型フィルムに搭載された前記粉粒体状樹脂であって前記搬送手段による搬送前の粉粒体状樹脂に対して熱を付与して軟化状態とし、且つ所定の形状に成形する第３加熱手段と、
該第３加熱手段で成形された該粉粒体状樹脂を冷却する冷却手段と、
を備えることを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、更に、
前記搬送手段は、前記保持手段で前記離型フィルムを保持した際に、該離型フィルム上の該粉粒体状樹脂を密封可能な構造とされている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、更に、
前記搬送手段は、前記搬送中の粉粒体状樹脂の温度を測定する温度センサを備える
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項６】
粉粒体状樹脂を用いて金型で被成形品の樹脂封止をする樹脂封止方法であって、
前記粉粒体状樹脂を離型フィルム上に搭載する搭載工程と、
該離型フィルムを保持する保持工程と、
該離型フィルムを搬送して前記金型に配置させる搬送工程と、
該搬送工程の際に、前記離型フィルムに搭載された前記粉粒体状樹脂に熱を付与する加熱工程と、
を含むことを特徴とする樹脂封止方法。
【請求項１】
粉粒体状樹脂を用いて金型で被成形品の樹脂封止をする樹脂封止装置であって、
前記粉粒体状樹脂が搭載される離型フィルムと、
該離型フィルムを保持する保持手段と、
該保持手段を該離型フィルムと一緒に搬送して前記金型に該離型フィルムを配置させる搬送手段と、
該搬送手段に設けられると共に、該搬送手段の搬送経路において搬送中の離型フィルムに搭載された前記粉粒体状樹脂に対して熱を付与可能な第１加熱手段と、
を備えることを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項２】
請求項１において、更に、
前記離型フィルムに搭載された前記粉粒体状樹脂であって前記搬送手段による搬送前の粉粒体状樹脂に対して熱を付与可能な第２加熱手段を備える
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項３】
請求項１において、更に、
前記離型フィルムに搭載された前記粉粒体状樹脂であって前記搬送手段による搬送前の粉粒体状樹脂に対して熱を付与して軟化状態とし、且つ所定の形状に成形する第３加熱手段と、
該第３加熱手段で成形された該粉粒体状樹脂を冷却する冷却手段と、
を備えることを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、更に、
前記搬送手段は、前記保持手段で前記離型フィルムを保持した際に、該離型フィルム上の該粉粒体状樹脂を密封可能な構造とされている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、更に、
前記搬送手段は、前記搬送中の粉粒体状樹脂の温度を測定する温度センサを備える
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項６】
粉粒体状樹脂を用いて金型で被成形品の樹脂封止をする樹脂封止方法であって、
前記粉粒体状樹脂を離型フィルム上に搭載する搭載工程と、
該離型フィルムを保持する保持工程と、
該離型フィルムを搬送して前記金型に配置させる搬送工程と、
該搬送工程の際に、前記離型フィルムに搭載された前記粉粒体状樹脂に熱を付与する加熱工程と、
を含むことを特徴とする樹脂封止方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−３７０３２（Ｐ２０１１−３７０３２Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８３８１０（Ｐ２００９−１８３８１０）
【出願日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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