JP6549478B2 - 吐出装置、樹脂成形装置、吐出方法及び樹脂成型品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、トランジスタ、集積回路（Integrated Circuit ：ＩＣ）、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）などのチップ状の電子部品（以下適宜「チップ」という。）を、流動性を有する樹脂材料（以下「流動性樹脂」という。）を用いて樹脂封止する場合などに使用される、樹脂成形装置及び樹脂成形方法に関するものである。加えて、本発明は、流動性を有する材料（以下「流動性材料」という。）を吐出する吐出機構及び吐出装置に関するものである。

本出願書類においては、「流動性」という用語は、常温における場合又は常温以外の温度における場合を問わず流動性を有することを意味する。「液状」という用語は常温において液状であって流動性を有することを意味する。「流動性」及び「液状」のいずれの用語も、流動性の高低、言い換えれば粘度の程度を問わない。

従来から、基板に装着されたＬＥＤなどの光素子のチップは、熱硬化性で光を透過する液状樹脂、例えば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などを用いて、硬化樹脂からなる封止樹脂によって樹脂封止される。樹脂封止する技術としては、圧縮成形、トランスファ成形などの樹脂成形技術が使用される。樹脂成形においては、主剤となる液状樹脂に、硬化剤などの補助剤となる液状樹脂を混合させ、混合された液状樹脂を加熱することによって樹脂成形が行われる。

液状樹脂を用いる樹脂封止では、液状樹脂の吐出機構であるディスペンサを使用して、樹脂成形装置の下型に設けられたキャビティに液状樹脂を吐出する。例えば、シリンジ機構を用いた１液タイプのディスペンサを使用する場合には、シリンジ内に貯留されている液状樹脂を、プランジャ（押圧用の移動部材）を使用して押圧する。このことによって、ディスペンサの先端に取り付けられたノズルから液状樹脂がキャビティに吐出される。

製品に応じて使用される液状樹脂の種類や粘度などは多種多様である。ディスペンサによる液状樹脂の吐出を停止した状態において、液状樹脂の粘度によっては、特に高粘度の液状樹脂を使用する場合において、ノズルの先端から液状樹脂の液だれが発生するおそれがある。液だれが発生すると所定量の液状樹脂がキャビティに供給されないという問題、又は、所定量の液状樹脂を供給するのに非常に時間を要するという問題が発生する。

液状樹脂の液だれを防止するために、液状樹脂の供給を停止した後に、サックバックと呼ばれる液状樹脂の引き込みを行うことがある。サックバックとは、プランジャを後退させる（引き戻す）ことである。サックバックによる引き戻しが強すぎるとシリンジ内の液状樹脂の圧力が負圧となり、大気中の空気がシリンジ内に混入するおそれがある。空気がシリンジ内に混入すると、次の吐出をする際に所定量の液状樹脂が吐出されないという問題が発生する。したがって、低粘度から高粘度に至るまでの範囲にわたって、液状樹脂の粘度に影響されることなく、所定量の液状樹脂を安定してキャビティに吐出することが重要になる。

ノズルの吐出停止後の液切れ性を高めるとともに、吐出停止後の液だれや空気の進入を抑制できる液体定量吐出装置が提案されている。この液体定量吐出装置は、シリンジに液体吐出用の加圧力を付与する空気圧源装置と、シリンジに液体保持用の負圧を付与する負圧発生装置と、シリンジと空気圧源装置との間に配設された管路を開閉する加圧用開閉弁と、シリンジと負圧発生装置との間に配設された管路を開閉する負圧用開閉弁と、負圧発生装置と負圧用開閉弁の間の管路に配置され、負圧用開閉弁側の管路の負圧を維持する逆止弁とを備える（特許文献１の段落〔０００６〕、〔０００７〕、図１参照）。

特開２００６−１９２３７１号公報

しかし、特許文献１に開示された従来の液体定量吐出装置は次の課題を有する。特許文献１の図１に示されるように、液体定量吐出装置１は、ディスペンサ１４のシリンジ３内の圧力を調整する空気圧回路２を備え、複数の管路２１〜２６により種々の機器を接続して構成される。このような空気圧回路２を構成することによって、シリンジ３内の圧力を調整する。したがって、液体定量吐出装置の構成が非常に複雑で、装置自体が大型化する。

本発明は、上記の課題を解決するもので、簡単な構成を有するとともに小型化され、かつ、流動性材料を安定して吐出する、吐出装置及び樹脂成形装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る吐出装置は、流動性材料を送出する送出機構と、前記送出機構に接続され前記流動性材料を貯留する貯留部と、前記貯留部に接続され前記流動性材料を吐出する吐出部とを備えた吐出装置であって、前記送出機構に設けられた回転機構と、前記回転機構によって回転する回転軸と、前記回転軸の回転運動を直動運動に変換する直動部材と、前記直動部材に接続され前記貯留部の内壁に沿って進退し前記貯留部に貯留された前記流動性材料を押圧する移動部材と、前記貯留部内における前記流動性材料の樹脂圧力に起因して前記移動部材を経由して前記回転機構に加えられるトルク値を検出する検出部とを備え、検出された前記トルク値に基づいて前記回転機構の回転速度又は前記移動部材の移動速度を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記移動部材を後退させた後に検出されたトルク値が所定の時間を経過した時点において正トルクを示す場合に、前記移動部材を後退させるように制御することを特徴とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る吐出装置は、流動性材料を送出する送出機構と、前記送出機構に接続され前記流動性材料を貯留する貯留部と、前記貯留部に接続され前記流動性材料を吐出する吐出部とを備えた吐出装置であって、前記送出機構に設けられた回転機構と、前記回転機構によって回転する回転軸と、前記回転軸の回転運動を直動運動に変換する直動部材と、前記直動部材に接続され前記貯留部の内壁に沿って進退し前記貯留部に貯留された前記流動性材料を押圧する移動部材と、前記貯留部内における前記流動性材料の樹脂圧力に起因して前記移動部材を経由して前記回転機構に加えられるトルク値を検出する検出部とを備え、検出された前記トルク値に基づいて前記回転機構の回転速度又は前記移動部材の移動速度が制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記移動部材を後退させた後に検出されたトルク値が所定の時間を経過した時点において負トルクを示す場合に、前記移動部材を前進させるように制御することを特徴とする。

本発明に係る吐出装置は、上述の吐出装置において、前記制御部が、検出された前記トルク値と異常状態を示す予め設定されたトルク値とを比較することによって、前記吐出装置が正常な状態で前記流動性材料を供給しているかどうかを判断することを特徴とする。

本発明に係る吐出装置は、上述の吐出装置において、請前記流動性材料は熱硬化性液状樹脂を含むことを特徴とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る吐出装置は、流動性材料を送出する送出機構と、前記送出機構に接続され前記流動性材料を貯留する貯留部と、前記貯留部に接続され前記流動性材料を吐出する吐出部とを備えた吐出装置であって、前記送出機構に設けられた回転機構と、前記回転機構によって回転する回転軸と、前記回転軸の回転運動を直動運動に変換する直動部材と、前記直動部材に接続され前記貯留部の内壁に沿って進退し前記貯留部に貯留された前記流動性材料を押圧する移動部材と、前記貯留部内における前記流動性材料の樹脂圧力に起因して前記移動部材を経由して前記回転機構に加えられるトルク値を検出する検出部とを備え、検出された前記トルク値に基づいて前記回転機構の回転速度又は前記移動部材の移動速度を制御する制御部とを備え、前記流動性材料は、熱硬化性液状樹脂を含み、前記制御部は、前記トルク値をモニタリングすることにより、前記流動性材料の粘度上昇に起因する吐出異常又は前記流動性材料の外部への露出に起因する吐出異常を判断することを特徴とする。

本発明に係る樹脂成形装置は、上述の吐出装置を含む樹脂成形装置であって、上型と、前記上型に対向して配置された下型と、前記上型と前記下型との少なくとも一方に設けられたキャビティと、前記吐出部から吐出される流動性樹脂を収容する収容部と、前記上型と前記下型とを型締めする型締め機構とを備えることを特徴とする。

本発明に係る樹脂成形装置は、上述の樹脂成形装置において、前記収容部は、前記キャビティ、前記上型若しくは前記下型に供給される基板上の空間、前記キャビティ上に収容されるフィルム状の空間又はトランスファ成形に用いられるポットであることを特徴とする。

本発明に係る樹脂成形品の製造方法は、上述の樹脂成形装置を用いて樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造方法において、前記制御部により、前記貯留部内で前記移動部材を前進させた後に停止させる工程と、前記制御部により、前記移動部材を停止させた後に前記移動部材を後退させることによって、前記収容部に供給する前記流動性材料の供給量を制御する工程とを含むことを特徴とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る吐出方法は、回転機構を用いて貯留部内を進退できる移動部材により、前記貯留部内の流動性材料を押圧して吐出部から吐出する吐出方法であって、前記回転機構に加えられるトルク値に基づいて前記移動部材を前進させてから後退させた後に、所定の時間を経過した時点において前記トルク値が正であれば、前記移動部材を後退させることを特徴とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る吐出方法は、回転機構を用いて貯留部内を進退できる移動部材により、前記貯留部内の流動性材料を押圧して吐出部から吐出する吐出方法であって、前記回転機構に加えられるトルク値に基づいて前記移動部材を前進させてから後退させた後に、所定の時間を経過した時点において前記トルク値が負であれば、前記移動部材を前進させることを特徴とする。

本発明に係る吐出方法は、上述の吐出方法において、前記流動性材料は熱硬化性液状樹脂を含むことを特徴とする。

本発明に係る吐出方法は、上述の吐出方法において、回転機構を用いて貯留部内を進退できる移動部材により、前記貯留部内の熱硬化性液状樹脂を含む流動性材料を押圧して吐出部から吐出する吐出方法であって、前記回転機構に加えられるトルク値に基づいて前記移動部材を前進させてから後退させ、前記トルク値をモニタリングすることにより、前記流動性材料の粘度上昇に起因する吐出異常又は前記流動性材料の外部への露出に起因する吐出異常を判断することを特徴とする。

本発明に係る樹脂成形品の製造方法は、上述の吐出方法において、前記流動性材料を吐出した後、吐出された前記流動性材料を硬化させて樹脂成形することにより樹脂成形品を製造することを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成を有するとともに小型化された吐出装置により、流動性材料の粘度が変化しても流動性材料の供給量を制御できる、吐出装置及び吐出方法が提供される。

本発明に係る樹脂成形装置の概要を示す平面図である。 図１に示された樹脂成形装置において、流動性樹脂の一態様である液状樹脂を供給する樹脂供給機構を示す概略図である。（１）は下型に設けられたキャビティに樹脂供給機構が液状樹脂を供給する状態を示す概略図、（２）は樹脂供給機構を示す概略平面図である。 図１に示された樹脂成形装置において使用される、樹脂供給機構が有するディスペンサの概略断面図である。 図３に示されたディスペンサにおいて、サーボモータのトルク値の変化を示す概略図である。 図３に示されたディスペンサにおいて、サーボモータのトルク値の様々な変化を示す概略図である。 図３に示されたディスペンサにおいて、サックバック後のシリンジ内の樹脂圧力を負圧から大気圧に戻す過程を示す概略図である。 図３に示されたディスペンサにおいて、サックバック後のシリンジ内の樹脂圧力を正圧から大気圧に戻す過程を示す概略図である。

図３に示されるように、ディスペンサ１９は送出機構２７とシリンジ２８とノズル２９とを含む。送出機構２７とシリンジ２８とノズル２９とが一体的に構成される。送出機構２７に設けられたサーボモータ３１を回転させることによって、ボールねじ３２、スライダ３３、ロッド３４をそれぞれ介してプランジャ３５をシリンジ２８内において進退させる。シリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力をサーボモータ３１に加わる負荷トルクの値（トルク値）として検出する。液状樹脂３０による負荷トルクがプランジャ３５に加わった状態においても、プランジャ３５の移動速度Ｖ、又は、サーボモータ３１の回転速度ｒが一定になるようにサーボモータ３１の回転トルクを制御する。このことによって、液状樹脂３０の粘度変化があった場合においても、所定時間内に所定量の液状樹脂３０を送出できる。加えて、サックバックすることにより液状樹脂３０の液切れを改善することによって、所定量の液状樹脂３０をキャビティに供給できる。

本発明に係る樹脂成形装置の実施例１について、図１〜図４を参照して説明する。本出願書類におけるいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。

図１に示される樹脂成形装置１は、基板供給・収納モジュール２と、４つの成形モジュール３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄと、供給モジュール４とを、それぞれ構成要素として備える。構成要素である基板供給・収納モジュール２と、成形モジュール３Ａ〜３Ｄと、供給モジュール４とは、それぞれ他の構成要素に対して互いに着脱されることができ、かつ、交換されることができる。

基板供給・収納モジュール２には、封止前基板５を供給する封止前基板供給部６と封止済基板７を収納する封止済基板収納部８とが設けられる。封止前基板５には、例えば、光素子としてＬＥＤチップなどが装着される。基板供給・収納モジュール２には、ローダ９とアンローダ１０とが設けられ、ローダ９とアンローダ１０とを支えるレール１１がＸ方向に沿って設けられる。ローダ９とアンローダ１０とは、レール１１に沿ってＸ方向に移動する。

レール１１に支えられたローダ９及びアンローダ１０は、基板供給・収納モジュール２と各成形モジュール３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄと供給モジュール４との間を、Ｘ方向に移動する。ローダ９には、各成形モジュール３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄにおいて、封止前基板５を上型に供給するための移動機構１２が設けられる。各成形モジュールにおいて、移動機構１２はＹ方向に移動する。アンローダ１０には、各成形モジュール３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄにおいて、封止済基板７を上型から受け取る移動機構１３が設けられる。各成形モジュールにおいて、移動機構１３はＹ方向に移動する。

各成形モジュール３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄには、昇降可能な下型１４と、下型１４に相対向して配置された上型（図示なし、図２（ａ）参照）とが設けられる。上型と下型１４とは成形型を構成する。各成形モジュール３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄは、上型と下型１４とを型締め及び型開きする型締め機構１５を有する。液状樹脂が収容され硬化する空間であるキャビティ１６が下型１４に設けられる。言い換えれば、キャビティ１６は液状樹脂が収容される収容部である。キャビティ１６における型面は離型フィルム１７によって被覆される。

供給モジュール４には、キャビティ１６に液状樹脂を供給する樹脂供給機構１８が設けられる。樹脂供給機構１８は、レール１１によって支えられ、レール１１に沿ってＸ方向に移動する。樹脂供給機構１８には、液状樹脂の吐出機構であるディスペンサ１９が設けられる。各成形モジュール３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄにおいて、ディスペンサ１９は移動機構２０によってＹ方向に移動し、キャビティ１６に液状樹脂を吐出する。図１に示されるディスペンサ１９は、予め主剤と硬化剤とが混合された液状樹脂を使用する１液タイプのディスペンサである。主剤としては、熱硬化性と透光性とを有するシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などが使用される。

供給モジュール４には真空引き機構２１が設けられる。真空引き機構２１は、各成形モジュール３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄにおいて上型と下型１４とを型締めする直前にキャビティ１６から、空気を強制的に吸引して排出する。供給モジュール４には、樹脂成形装置１全体の動作を制御する制御部２２が設けられる。図１においては、真空引き機構２１と制御部２２とを供給モジュール４に設けた場合を示した。これに限らず、真空引き機構２１と制御部２２とを他のモジュールに設けてもよい。

図１と図２とを用いて、樹脂供給機構１８が下型１４に設けられたキャビティ１６に液状樹脂３０（図２参照）を供給する機構について、説明する。図２（ａ）に示されるように、各成形モジュール３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ（図１参照）には、上型２３と下型１４とフィルム押え部材２４とが設けられる。少なくとも上型２３と下型１４とは成形型を構成する。各成形モジュール３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄは、成形型を型締めし型開きする型締め機構１５（図１参照）を有する。

離型フィルム１７は、キャビティ１６の型面及びその周囲の型面を被覆する。フィルム押え部材２４は、キャビティ１６の周囲において、離型フィルム１７を下型１４の型面に押さえ付けて固定するための部材である。フィルム押え部材２４は中央部に開口を有し、その開口の内部に成形型が位置する。上型２３には、例えば、ＬＥＤチップ２５などが装着された封止前基板５が、吸着又はクランプなどによって固定されて配置される。キャビティ１６の内部には、それぞれのＬＥＤチップ２５に対応する個別キャビティ２６が設けられる。

キャビティ１６の全面を覆うようにして、離型フィルム１７が供給される。下型１４に設けられたヒータ（図示なし）によって離型フィルム１７が加熱される。加熱された離型フィルム１７は軟化して伸長する。キャビティ１６の周囲において、フィルム押え部材２４により、軟化した離型フィルム１７が下型１４の型面に押さえ付けられて固定される。各個別キャビティ２６における型面に沿うようにして、軟化した離型フィルム１７が吸着される。なお、図２（ａ）においては、フィルム押え部材２４を用いる場合を示した。これに限らず、離型フィルム１７とフィルム押え部材２４とを使用しなくてもよい。

図２に示されるように、ディスペンサ１９は、所定量の液状樹脂３０を送出する送出機構２７と、液状樹脂３０を貯留するシリンジ２８と、液状樹脂３０を吐出するノズル２９とを有する。ディスペンサ１９において、送出機構２７とシリンジ２８とノズル２９とが接続されて一体的に構成される。したがって、各構成要素（送出機構２７、シリンジ２８、ノズル２９）を互いに着脱でき、各構成要素単位を同種で異なる構成単位に交換できる。例えば、異なる材料や異なる粘度などを有する液状樹脂３０を予め複数のシリンジ２８に貯留して保管しておき、製品に応じて必要なシリンジ２８をディスペンサ１９に取り付けて使用できる。加えて、容量が異なるシリンジ２８を選択して使用できる。

ノズル２９を交換することによって、液状樹脂３０が吐出される方向を真下、真横、斜め下など、任意の方向に設定できる。加えて、液状樹脂３０の粘度に対応してノズル２９の吐出口の口径を変更できる。更に、シリンジ２８とノズル２９との間にスタティックミキサを設けることができる。例えば、液状樹脂３０に添加剤として蛍光体などが添加された場合であっても、スタティックミキサによって液状樹脂３０が攪拌されることにより、蛍光体が沈殿することなく均一な状態で液状樹脂３０を吐出できる。

ディスペンサ１９は、上下方向（Ｚ方向）にも移動させることができる。図２（ａ）に示されたディスペンサ１７を、鉛直面内（Ｙ軸とＺ軸とを含む面内）又は水平面内（Ｘ軸とＹ軸とを含む面内）において、ある１点を中心にして部分的に回転するように往復動させることができる。この場合には、ディスペンサ１９の先端部が円弧の一部分を描くようにして往復動する。

図１と図２とを参照して、樹脂成形装置１の動作として成形モジュール３Ｃを使用する場合について説明する。まず、例えば、ＬＥＤチップ２５が装着された封止前基板５を、ＬＥＤチップ２５が装着された面を下側にして、封止前基板供給部６からローダ９に受け渡す。次に、ローダ９を、基板供給・収納モジュール２からレール１１に沿って成形モジュール３Ｃまで＋Ｘ方向に移動させる。

次に、成形モジュール３Ｃにおいて、移動機構１２を使用して、ローダ９を下型１４と上型２３（図２（ａ）参照）との間の所定の位置まで−Ｙ方向に移動させる。ＬＥＤチップ２５が装着された面を下側にした封止前基板５を、上型２３の下面に吸着又はクランプによって固定する。封止前基板５を上型の下面に配置した後に、基板供給・収納モジュール２における元の位置まで、ローダ９を移動させる。

次に、樹脂供給機構１８を使用して、ディスペンサ１９を、供給モジュール４における待機位置から、レール１１に沿って成形モジュール３Ｃまで−Ｘ方向に移動させる。このことによって、樹脂供給機構１８を、モジュール３Ｃにおける下型１４の近傍の所定の位置まで移動させる。移動機構２０を使用して、ディスペンサ１９を下型１４の上方における所定の位置まで移動させる。

次に、図２（ａ）に示すように、ディスペンサ１９のノズル２９から液状樹脂３０を吐出する。具体的には、ディスペンサ１９のノズル２９から下型１４に設けられたキャビティ１６に向かって液状樹脂３０を吐出する。このことによって、キャビティ１６に液状樹脂３０を供給する。

次に、液状樹脂３０をキャビティ１６に供給した後に、移動機構２０を使用してディスペンサ１９を樹脂供給機構１８まで後退させる。樹脂供給機構１８を供給モジュール４における元の待機位置まで移動させる。

次に、成形モジュール３Ｃにおいて、型締め機構１５を使用して下型１４を上昇させることによって、上型２３と下型１４とを型締めする。型締めすることによって、封止前基板５に装着されたＬＥＤチップ２５を、キャビティ１６に供給された液状樹脂３０に浸漬させる。このとき、下型１４に設けられたキャビティ底面部材（図示なし）を使用して、キャビティ１６内の液状樹脂３０に所定の樹脂圧力を加えることができる。

なお、型締めする過程において、真空引き機構２１を使用してキャビティ１６内を吸引してもよい。このことによって、キャビティ１６内に残留する空気や液状樹脂３０中に含まれる気泡などが成形型の外部に排出される。加えて、キャビティ１６内が所定の真空度に設定される。

次に、下型１４に設けられたヒータ（図示なし）を使用して、液状樹脂３０を硬化させるために必要な時間だけ、液状樹脂３０を加熱する。このことによって、液状樹脂３０を硬化させて硬化樹脂を形成する。このことにより、封止前基板５に装着されたＬＥＤチップ２５を、キャビティ１６の形状に対応して形成された硬化樹脂によって樹脂封止する。液状樹脂３０を硬化させた後に、型締め機構１５を使用して上型２３と下型１４とを型開きする。

次に、ローダ９を、アンローダ１０が成形モジュール３Ｃまで移動することを妨げない適当な位置まで退避させる。例えば、基板供給・収納モジュール２から、成形モジュール３Ｄ又は供給モジュール４における適当な位置まで、ローダ９を退避させる。その後に、アンローダ１０を、基板供給・収納モジュール２からレール１１に沿って成形モジュール３Ｃまで＋Ｘ方向に移動させる。

次に、成形モジュール３Ｃにおいて、移動機構１３を下型１４と上型２３との間の所定の位置まで−Ｙ方向に移動させた後に、移動機構１３が上型２３から封止済基板７を受け取る。封止済基板７を受け取った後、移動機構１３をアンローダ１０まで戻す。アンローダ１０を基板供給・収納モジュール２に戻して、封止済基板７を封止済基板収納部８に収納する。この時点で、最初の封止前基板５の樹脂封止が完了して、最初の封止済基板７が完成する。

次に、成形モジュール３Ｄ又は供給モジュール４における適当な位置まで退避させていたローダ９を、基板供給・収納モジュール２に移動させる。封止前基板供給部６からローダ９に次の封止前基板５を受け渡す。以上のようにして樹脂封止を繰り返す。

制御部２２が、封止前基板５の供給、樹脂供給機構１８及びディスペンサ１９の移動、液状樹脂３０の吐出、上型２３と下型１４との型締め及び型開き、封止済基板７の収納などの動作を制御する。

図３を参照して、本発明に係る樹脂成形装置１において使用されるディスペンサ１９について説明する。図３に示されるように、ディスペンサ１９において、送出機構２７とシリンジ２８とノズル２９とが接続されることによって一体的に構成される。したがって、シリンジ２８又はノズル２９を、それぞれ用途に応じて別のシリンジ２８又はノズル２９に交換できる。

送出機構２７は、サーボモータ３１と、サーボモータ３１によって回転するボールねじ３２と、ボールねじナット（図示なし）に取り付けられ回転運動を直動運動に変換するスライダ３３と、スライダ３３の先端部に固定され内部に挿入孔を有するロッド３４と、ロッド３４の先端に取り付けられたプランジャ３５とを備える。ボールねじ３２はボールねじ軸受３６とボールねじ３２の先端に取り付けられた振れ止め部材３７とによって支持される。スライダ３３は、例えば、送出機構２７の基台に設けられたガイドレール３８に沿ってＹ方向に進退する。サーボモータ３１が回転することによって、ボールねじ３２、スライダ３３、ロッド３４をそれぞれ介してプランジャ３５がＹ方向に進退する。

サーボモータ３１はモータの回転を制御できるモータである。サーボモータ３１は、モータの回転を監視する回転検出器（エンコーダ）３９を有する。エンコーダ３９は、サーボモータ３１の回転角、回転速度を検出して制御部２２にフィードバックする。制御部２２には、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller ）、コントローラ、ドライバなどが設けられる。ＰＬＣの指令信号とエンコーダ３９からのフィードバック信号とに基づき、制御部２２がサーボモータ３１の回転を制御する。サーボモータ３１の回転を制御することによって、プランジャ３５の位置制御、速度制御、トルク制御などを、精度よく行うことができる。

液状樹脂３０が貯留されたシリンジ２８が、シリンジ取り付け用のねじ４０によって送出機構２７の先端に接続される。プランジャ３５の外径とシリンジ２８の内径とが一致するように、プランジャ３５がシリンジ２８内に挿入される。プランジャ３５の周囲にはシール材であるＯリング（図示なし）が取り付けられる。サーボモータ３１の回転を制御することによって、プランジャ３５の移動量（ストローク）が制御される。シリンジ２８の内断面積とプランジャ３５の移動量との積によって、ディスペンサ１９から吐出される液状樹脂３０の樹脂量が算出される。

ノズル２９の先端には液状樹脂３０を吐出する吐出口４１が設けられる。吐出口４１の方向は、真下、真横、斜め下など、任意の方向に設定される。更に、液状樹脂３０の液だれが発生しないように、吐出口４１の口径や形状を液状樹脂３０の粘度によって最適にすることができる。

図３を参照して、ディスペンサ１９が液状樹脂３０を吐出する動作を説明する。サーボモータ３１を回転させることによってボールねじ３２が回転する。ボールねじ３２が回転することによって、ボールねじナットに取り付けられたスライダ３３がガイドレール３８に沿って−Ｙ方向に前進する。スライダ３３が前進することにより、スライダ３３と共にスライダ３３に固定されたロッド３４が−Ｙ方向に前進する。シリンジ２８内において、ロッド３４が−Ｙ方向に前進することによって、ロッド３４の先端に取り付けられたプランジャ３５が−Ｙ方向に前進する。プランジャ３５が−Ｙ方向に前進することによって、シリンジ２８内に貯留されている液状樹脂３０を押圧して−Ｙ方向に押し出す。プランジャ３５によって押し出された液状樹脂３０がノズル２９の先端に設けられた吐出口４１からキャビティ１６（図２参照）に吐出される。

ディスペンサ１９において、サーボモータ３１を回転（正回転）させプランジャ３５を前進させることによって、シリンジ２８内の液状樹脂３０に圧力が加わる。プランジャ３５が液状樹脂３０を押圧することによって、シリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力が高くなり、プランジャ３５を押し返そうとする反力が働く。サーボモータ３１に設けられたエンコーダ３９が、プランジャ３５に加わる反力を、サーボモータ３１に加わる負荷トルクの値（トルク値）として検出する。サーボモータ３１に加わる負荷トルクは、駆動されるサーボモータ３１に実際に流れる実測電流値から求められる。

以下の説明において、特記する場合を除き、液状樹脂３０の樹脂量及びプランジャ３５の移動量という文言は、単位時間当りの樹脂量及び単位時間当りの移動量を意味する。送出機構２７によって送出される液状樹脂３０の樹脂量を所定時間内において一定に維持するためには、プランジャ３５の移動量を所定時間内において一定に維持する必要がある。プランジャ３５の移動量を所定時間内において一定に維持するためには、プランジャ３５を一定の移動速度Ｖで前進させる。このことによって、所定時間内において所定量の液状樹脂３０を安定して送出できる。このことを目的として、液状樹脂３０の反力が加わった状態においてもプランジャ３５を一定の移動速度Ｖで前進させるようにして、サーボモータ３１の回転トルクを制御する。

液状樹脂３０の反力による負荷トルクが大きくなった場合には、サーボモータ３１の回転トルクを制御する（大きくする）ことによって、プランジャ３５の移動速度Ｖを一定にして移動量を制御する（一定にする）。プランジャ３５の移動量を制御することにより、シリンジ２８内において押し出す液状樹脂３０の樹脂量を一定量に制御できる。具体的には、サーボモータ３１の回転速度ｒが常に一定になるようにサーボモータ３１の回転トルクを制御する。サーボモータ３１の回転速度ｒを一定にすることにより、プランジャ３５の移動速度Ｖを一定にすることができる。このことによって、シリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力が大きくなった場合においても、所定時間内に所定量の液状樹脂３０をノズル２９から安定して吐出できる。

更に、シリンジ２８内に貯留されている液状樹脂３０の粘度が時間とともに増大した場合には、サーボモータ３１の回転トルクを制御することによって、プランジャ３５の移動量が一定になるようにプランジャ３５の移動速度Ｖを一定にすることができる。したがって、サーボモータ３１の回転トルクを制御することによって、液状樹脂３０の粘度変化があった場合においても、所定時間内に所定量の液状樹脂３０をノズル２９から安定して吐出できる。

サーボモータ３１の回転速度ｒ、又は、プランジャ３５の移動速度Ｖを一定にするようにサーボモータ３１の回転トルクを制御することによって、所定時間内に所定量の液状樹脂３０をノズル２９から安定して吐出できる。

液状樹脂３０の粘度によっては、液状樹脂３０の表面張力に起因してノズル２９の吐出口４１の下方に液状樹脂３０が残留樹脂として残る場合がある。この場合には、シリンジ２８内から送出される液状樹脂３０の樹脂量が一定になるように制御したとしても、ノズル２９から吐出されるはずの液状樹脂３０がすべて吐出される、ということが実現されない。言い換えれば、液状樹脂３０の一部分が残留樹脂として残る。したがって、ノズル２９から吐出されるはずの液状樹脂３０がすべてキャビティ１６（図２参照）に吐出されることが実現されない、という事態が発生する。この事態を防止するためには、残留樹脂を残すことなく、ノズル２９から吐出されるはずの液状樹脂３０をすべて吐出する必要がある。

図４を参照して、ディスペンサ１９において液状樹脂３０の吐出を開始してから吐出を終了するまでの期間において、サーボモータ３１の負荷トルクの値（トルク値）を測定することによって監視する（モニタリング（monitoring）する）方法について説明する。言い換えれば、液状樹脂３０の吐出を開始してから吐出を終了するまでの期間において、トルク値の変化をモニタリングする。サーボモータ３１のトルク値は、サーボモータ３１を駆動する実測電流値から求められる。図４において、横軸にはディスペンサ１９が液状樹脂３０の吐出を開始してからの時間が、縦軸にはサーボモータ３１のトルク値が、それぞれ示される。トルク値はサーボモータ３１の定格トルクを１００％とした時の値として示される。

図４においては、シリンジ２８内の液状樹脂３０の粘度が当初の粘度の場合におけるサーボモータ３１のトルク値が、実線によって示される。図４においては、特定の時点を示すＡ、Ｂ、・・・などの符号は、本来、「０秒」からの経過時間を示す横軸に沿って付されるべきである。しかし、便宜上、トルク値を示す実線上に特定の時点を示す黒丸を付すとともに、Ａ、Ｂ、・・・などの符号をその実線付近に記載することにする。

図４に示された時点Ａは液状樹脂３０の吐出を開始した時点（サーボモータ３１を正回転させ始めた時点）を、時点Ｂは送出機構２７が所定量の液状樹脂３０を送出しようとした動作を完了した時点（プランジャ３５を所定の距離だけ前進させた後に停止させた時点）を、それぞれ示す。時点Ｃはサックバックを開始した時点（サーボモータ３１を逆回転させ始めた時点）を、時点Ｄはサックバックを停止した時点（プランジャ３５を所定の距離だけ後退させた後に停止させた時点）を、それぞれ示す。時点Ｅは液状樹脂３０の吐出が完了した時点（所定量の液状樹脂３０がキャビティ１６に吐出された時点）を示す。適度なサックバックを行うことによって、液状樹脂３０の液だれを防止でき、併せて液切れを改善できる。

時点Ａから時点Ｂに至る期間は、プランジャ３５が液状樹脂３０を押圧することによって、液状樹脂３０の樹脂圧力が増大し、液状樹脂３０がプランジャ３５を押し返す反力が大きくなる。したがって、液状樹脂３０の反力が大きくなった場合においてプランジャ３５を一定の移動速度Ｖで前進させる（サーボモータ３１を一定の回転速度で回転させる）ために、サーボモータ３１のトルク値が大きくなる。時点Ｂから時点Ｃに至る期間は、プランジャ３５が液状樹脂３０を押圧することを停止しているので、液状樹脂３０の樹脂圧力が下降し、液状樹脂３０がプランジャ３５を押し返す反力が小さくなる。したがって、サーボモータ３１のトルク値が小さくなる。

時点Ｃから時点Ｄに至る期間は、サックバックを行うことによってプランジャ３５を引き戻す。サーボモータ３１を逆回転させ、サーボモータ３１の回転トルクを正トルクから負トルクに急激に変化させる。したがって、サックバックを行うことによって、シリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力は正圧から負圧に急激に変化する。このことによって、ノズル２８の吐出口４１から液状樹脂３０が突き出している場合において、その突き出している液状樹脂３０を、ノズル２９の先端の内側（図２（１）においては下端の上側）に貯留される液状樹脂３０から切り離すことができる。したがって、サックバックを行うことによって、液切れを改善できる。このことによって、残留樹脂の発生を抑制できるので、所定量の液状樹脂３０をキャビティ１６に吐出できる。時点Ｄから時点Ｅに至る期間は、シリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力が負圧から大気圧に戻る。このことによって、サーボモータ３１のトルク値は負トルクから増大して０になる。サーボモータ３１のトルク値が０になった時点において、液状樹脂３０の吐出が完了する。

図４において、シリンジ２８内の液状樹脂３０の粘度が時間の経過とともに増大した場合のサーボモータ３１のトルク変化が、破線で示される。時点Ａから時点Ｂ１に至る期間においては、プランジャ３５が液状樹脂３０を押圧することによって、液状樹脂３０がプランジャ３５を反力で押し返す。液状樹脂３０の粘度が増大しているので、サーボモータ３１に加わる負荷トルクの値（トルク値）が当初の値よりも大きくなる。したがって、プランジャ３５の移動速度Ｖを一定にするには、より大きな回転トルクが必要になる。このことにより、トルク値の変化は、図４において破線によって示される変化になる。液状樹脂３０の粘度が変化しても、プランジャ３５の移動速度Ｖが一定（サーボモータ３１の回転速度ｒが一定）になるようにサーボモータ３１の回転トルクを制御する。したがって、所定時間内に所定量の液状樹脂３０を安定して吐出できる。

図４に示されるように、ディスペンサ１９が液状樹脂３０の吐出を開始してから吐出が完了するまでの期間において、サーボモータ３１のトルク値をモニタリングすることによって、液状樹脂３０の吐出が正常に行われたかどうかを判断できる。言い換えれば、ディスペンサ１９の液状樹脂３０の吐出状態に異常があるかどうかを、サーボモータ３１のトルク値をモニタリングすることによって判断できる。したがって、サーボモータ３１のトルク値の変化を監視するという簡便な方法によって、ディスペンサ１９の吐出状態が正常であるかどうかを診断できる。

加えて、特定の成形モジュールにおいてディスペンサ１９の吐出状態が正常でないと判断された場合には、制御部２２（図１を参照）がその成形モジュールの動作が正常でないことを示す警報を発してもよい。これにより、作業者はその成形モジュールを一時停止するなどの適切な対応を行うことができる。制御部２２がその成形モジュールの動作を停止させてもよい。

本実施例によれば、ディスペンサ１９において、送出機構２７とシリンジ２８とノズル２９とが一体的に接続される。送出機構２７に設けられたサーボモータ３１を使用してシリンジ２８内のプランジャ３５を前進させる。プランジャ３５が液状樹脂３０を押圧することによって、プランジャ３５が液状樹脂３０から反力を受ける。この反力を、サーボモータ３１に加わる負荷トルクの値（トルク値）として、サーボモータ３１が有するエンコーダ３９を使用して検出する。検出されたトルク値をフィードバックすることによって、サーボモータ３１の回転速度が一定になるようにサーボモータ３１の回転トルクを制御する。このことにより、プランジャ３５の移動量又は移動速度を一定値に制御できる。

サーボモータ３１のトルクを制御することにより、サーボモータ３１の回転速度を一定の速度に制御する。サーボモータ３１の回転速度を一定の速度に制御することによって、プランジャ３５の移動速度を一定の速度に制御する。プランジャ３５の移動速度を一定の速度に制御することによって、所定時間内においてプランジャ３５の移動量を一定に維持する。すなわち、サーボモータ３１の回転トルクを制御することによって、所定時間内におけるプランジャ３５の移動量を一定に維持する。したがって、プランジャ３５の移動量を制御することによって、ノズル２９から吐出される液状樹脂３０の樹脂量を一定に維持できる。

本実施例によれば、サーボモータ３１に設けられたエンコーダ３９が、液状樹脂３０の反力をサーボモータ３１に加わる負荷トルクの値（トルク値）として検出する。液状樹脂３０の反力による負荷トルクが大きくなった場合においても、サーボモータ３１のトルクを制御することによって、サーボモータ３１の回転速度を一定に制御できる。シリンジ２８内に貯留されている液状樹脂３０の粘度が時間の経過と共に増大した場合であっても、サーボモータ３１の回転速度を制御することによって、プランジャ３５の移動量を一定に維持できる。したがって、異なる粘度を有する液状樹脂３０を使用した場合、又は、時間の経過に従って液状樹脂３０の粘度が増大した場合であっても、サーボモータ３１の回転トルクを制御することによって、所定時間内に所定量の液状樹脂３０をノズル２９から安定して吐出できる。

本実施例によれば、プランジャ３５に加わる液状樹脂３０の樹脂圧力を、サーボモータ３１に加えられる負荷トルクの値（トルク値）として、サーボモータ３１が有するエンコーダ３９を使用して検出する。検出されたトルク値に基づいて、サーボモータ３１の回転トルクを制御部２２（図１参照）が制御する。これにより、空気圧源装置、管路などを設ける必要がないので、簡単な構成を有し小型化された樹脂成形装置が実現される。

本実施例によれば、ディスペンサ１９において、シリンジ２８又はノズル２９を異なるシリンジ２８又はノズル２９に交換できる。シリンジ２８又はノズル２９を交換することによって、異なる材料や異なる粘度を有する液状樹脂３０を製品に応じて使い分けることができる。

異なる材料や異なる粘度を有する液状樹脂３０を使用する場合においても、サーボモータ３１の回転トルクを制御することによって、所定時間内におけるプランジャ３５の移動量を一定に維持できる。このことにより、液状樹脂３０の材料や粘度が異なった場合においても、樹脂成形装置１の生産効率を安定させることができる。更に、液状樹脂３０の粘度に対応して、ノズル２９の吐出口４１の口径を最適化できる。したがって、ディスペンサ１９を非常に簡単な構成にすることができるとともに、製品に応じて最適な液状樹脂３０を使用することができる。

本実施例によれば、ディスペンサ１９において液状樹脂３０の吐出を開始してから吐出が完了するまでの期間において、サーボモータ３１の負荷トルクの値（トルク値）をモニタリングする。液状樹脂３０の吐出を開始した時点、送出機構２７が所定量の液状樹脂３０を送出した時点、サックバックを開始した時点、サックバックを停止した時点、液状樹脂３０の吐出が完了した時点が、それぞれサーボモータ３１のトルク値の変化によって明確に示される。したがって、ディスペンサ１９における液状樹脂３０の吐出状態が正常であるかどうかを容易に判断できる。

ここまでの説明によって理解されるように、本発明に係る樹脂成形装置１は、液状樹脂３０の吐出装置として機能する。言い換えれば、本発明に係る樹脂成形装置１は、流動性材料の吐出装置に相当する。加えて、ディスペンサ１９は、液状樹脂３０の吐出機構として機能する。言い換えれば、ディスペンサ１９は、流動性材料を吐出する吐出機構であって、本発明に係る吐出機構に相当する。

図５を参照して、本発明に係る樹脂成形装置１を使用して、サーボモータ３１のトルク変化をモニタリングすることによって液状樹脂３０の吐出が正常に行われたかどうかを判断する方法について説明する。

図５には、ディスペンサ１９の様々な状態におけるサーボモータ３１のトルク変化が示される。実線（ａ）は、図４に示された正常な液状樹脂３０の吐出状態におけるサーボモータ３１のトルク変化を示す。破線（ｂ）は、プランジャ３５が液状樹脂３０を押圧している間（時点Ａから時点Ｂ２に至る期間）においては、プランジャ３５の移動速度Ｖを一定にすることにより、所定時間内に所定量の液状樹脂３０を吐出することを示す。しかし、プランジャ３５を停止してからサックバックを開始するまでの間に、実線（ａ）によって示される正常な液状樹脂３０のトルク変化に比べると、破線（ｂ）（時点Ｂ２から時点Ｃ２に至る期間）においてはトルクがそれほど減少していない。このことは、シリンジ２８内における液状樹脂３０の樹脂圧力が正常に減少していないことを示す。この原因としては、例えば、液状樹脂３０の粘度上昇、ノズル２９のつまり、狭窄などによって、液状樹脂３０の樹脂圧力が正常に減少していない（大気圧になかなか近づかない）ことが考えられる。

なお、本出願書類において記載された原因はすべて推定されたものである。これらの原因に関する記載は、本出願書類に記載された内容の解釈には影響を与えない。

図５において、一点鎖線（ｃ）は、液状樹脂３０を吐出する間にトルクがほとんど増大しないことを示す。言い換えれば、プランジャ３５が液状樹脂３０を押圧しても、液状樹脂３０の樹脂圧力がほとんど増大しない。この原因としては、例えば、シリンジ２８にひびや割れ、ノズル２９に破損や脱落などが発生し、シリンジ２８内の液状樹脂３０が大気に露出する状態になっているので、液状樹脂３０の樹脂圧力がほとんど増大しないことが考えられる。

図５において、二点鎖線（ｄ）は、プランジャ３５が液状樹脂３０を押圧している間にトルクが異常に増大することを示す。サーボモータ３１に加わる負荷トルクが大きすぎるため、サーボモータ３１自体の回転トルクを大きくしても、プランジャ３５がほとんど前進しない状態になっている。この原因としては、例えば、シリンジ２８内において、液状樹脂３０がほとんど固まっているような状態、言い換えれば、液状樹脂３０の流動性がほとんどなくなっている状態が生じていることが考えられる。

本実施例によれば、ディスペンサ１９が液状樹脂３０の吐出を開始してから吐出が完了するまでの期間において、サーボモータ３１のトルク値をモニタリングする。このことにより、液状樹脂３０の吐出が正常に行われたかどうか、液状樹脂３０の吐出に異常があるかどうかなど、液状樹脂３０の吐出に関する様々な項目を把握できる。

本実施例によれば、ディスペンサ１９が液状樹脂３０の吐出を開始してから、一定の時間を経過した後に、しきい値としてサーボモータ３１のトルク値の上限又は下限を設定する。ディスペンサ１９が液状樹脂３０の吐出を開始してから、一定の時間内にサーボモータ３１のトルク値が上限を上回る場合、又は、下限下回る場合には、液状樹脂３０の吐出に異常が発生していると判断できる。したがって、サーボモータ３１のトルク変化を監視することによって、ディスペンサ１９が正常な動作をしているかどうかを容易に判断できる。

図６、図７を参照して、本発明に係る樹脂成形装置１使用して、サックバックをした後の液状樹脂３０のトルク変化を監視することによって、サックバック後の空気の吸い込みや液だれを抑制する方法について説明する。図６にはサックバック後の空気の吸い込みを抑制する方法、図７にはサックバック後の液だれを抑制する方法がそれぞれ示される。

図６は、サックバックを停止した時点（時点Ｄ）において、シリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力がサックバックによって負圧になっている状態を示す。サックバックを停止した時点（時点Ｄ）から一定の時間が経過した時点（時点Ｆ）においても、シリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力はまだ負圧の状態である。この状態は、シリンジ２８内の液状樹脂３０の粘度に対してサックバックが強すぎることによって、液状樹脂３０の樹脂圧力が過剰に負圧になっている状態である。したがって、液状樹脂３０の樹脂圧力が大気圧に戻りにくい。液状樹脂３０の樹脂圧力が負圧である状態が続けば、シリンジ２８内に大気中の空気を吸い込むおそれがある。空気を吸い込んだ場合には、空気の混入によってシリンジ２８内における液状樹脂３０の容量を正確に把握することができない。したがって、次に液状樹脂３０を吐出する際に正常な樹脂量を吐出できないおそれがある。

サックバックを停止した時点（時点Ｄ）から一定の時間が経過した時点（時点Ｆ）においてもシリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力が負圧である場合には、サーボモータ３１のトルクは負トルクを示す。したがって、サーボモータ３１を正回転させることによってプランジャ３５に正トルクを加える。正トルクを加えることによって、シリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力を負圧から大気圧に戻す。シリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力を大気圧にすることによってトルク値が０になるので、空気の吸い込みを防止できる。

図７は、サックバックを停止した時点（時点Ｄ）においてサックバックを行っても、シリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力は負圧にならず正圧のままの状態を示す。サックバックを停止した時点（時点Ｄ）から一定の時間が経過した時点（時点Ｆ）においても、シリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力はまだ正圧の状態のままである。この状態は、シリンジ２８内の液状樹脂３０の粘度に対してサックバックが弱すぎることによって、液状樹脂３０の樹脂圧力が大気圧にまで戻らなかった状態である。シリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力が正圧である状態が続けば、ノズル２９の吐出口４１から液だれが生じるおそれがある。

サックバックを停止した時点（時点Ｄ）から一定の時間が経過した時点（時点Ｆ）においてシリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力が正圧である場合には、サーボモータ３１のトルクは正トルクを示す。したがって、サーボモータ３１を逆回転させることによって、プランジャ３５に負トルクを加える。負トルクを加えることによって、シリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力を正圧から大気圧に戻す。シリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力を大気圧にすることによってトルク値が０になるので、ノズル２９の吐出口４１から液だれが発生することを防止できる。

本実施例によれば、サックバックを停止した時点（時点Ｄ）から一定の時間が経過した時点（時点Ｆ）においてシリンジ２８内の液状樹３０の樹脂圧力を監視する。この時点において液状樹脂３０の樹脂圧力が負圧であれば、サーボモータ３１を正回転させることによって、プランジャ３５に正トルクを加える。正トルクを加えることによって、シリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力を負圧から大気圧にする。このことによって、トルク値は０になるので、空気の吸い込みを防止できる。

本実施例によれば、サックバックを停止した時点（時点Ｄ）から一定の時間が経過した時点（時点Ｆ）においてシリンジ２８内の液状樹３０の樹脂圧力を監視する。この時点において液状樹脂３０の樹脂圧力が正圧であれば、サーボモータ３１を逆回転させることによって、プランジャ３５に負トルクを加える。負トルクを加えることによって、シリンジ２８内の液状樹脂３０の樹脂圧力を正圧から大気圧にする。このことによって、トルク値は０になるので、液状樹脂３０の液だれを防止できる。

上述した各実施例においては、液状樹脂３０の吐出を開始した時点、送出機構２７が所定量の液状樹脂３０を送出した時点、サックバックを開始した時点、サックバックを停止した時点、液状樹脂３０の吐出が完了した時点、それぞれの時点におけるサーボモータ３１のトルク値をモニタリングする。このことによって、液状樹脂３０の吐出が正常に行われたかどうか、液状樹脂３０の吐出に異常があるかどうかなど、液状樹脂３０の吐出に関する様々な状態を把握できる。サーボモータ３１のトルク変化を監視するという簡便な方法によって、液状樹脂３０の吐出状態を把握できる。

上述した各実施例においては、ＬＥＤチップを樹脂封止する際に使用される樹脂成形装置及び樹脂成形方法を説明した。樹脂封止する対象はＩＣ、トランジスタなどの半導体チップでもよく、受動素子でもよい。プリント基板、セラミックス基板などの基板に装着された１個又は複数個の電子部品を樹脂封止する際に本発明を適用できる。

加えて、電子部品を樹脂封止する場合に限らず、レンズ、光学モジュール、導光板などの光学部品を樹脂成形によって製造する場合や、一般的な樹脂成形品を製造する場合などに、本発明を適用できる。

各実施例における流動性樹脂として、常温において液状である液状樹脂３０を例に挙げて説明した。流動性樹脂として、常温において固形状の樹脂材料を溶融させて生成した溶融樹脂を使用してもよい。液状樹脂３０及び溶融樹脂は、いずれも流動性樹脂の一態様である。流動性樹脂は流動性材料の一態様である。

主剤と硬化剤とからなる２種類の液状樹脂を実際に樹脂成形する際に一定の割合で混合して使用する２液タイプの樹脂材料がある。２液タイプの樹脂材料を使用する樹脂成形装置においても、本発明が適用される。

各実施例においては、圧縮成形による樹脂成形装置及び樹脂成形方法を説明した。加えて、トランスファ成形による樹脂成形装置及び樹脂成形方法に本発明を適用できる。この場合には、成形型に設けられた円筒状の空間からなる樹脂収納部（下方にプランジャと呼ばれる昇降部材が配置され、通常は固形樹脂からなる樹脂材料が収納される部分であり、ポットと呼ばれる）に、液状樹脂が吐出される。この場合には、上述したポットが収容部に相当する。

各実施例においては、下型に設けられたキャビティを液状樹脂（流動性樹脂）３０の収容部として、そのキャビティに液状樹脂を吐出する例を説明した。キャビティの他に、液状樹脂３０の収容部は次のいずれであってもよい。第１に、収容部は、下型に設けられたポット（上述）である。

第２に、収容部は、基板の上面を含む空間であってその基板の上面に実装されているチップ（半導体チップ、受動部品のチップなどの電子部品のチップ）を含む空間である。液状樹脂は、基板の上面に実装されているチップを覆うようにして吐出される。

第３に、収容部は、シリコンウェーハなどの半導体基板の上面を含む空間である。液状樹脂は、半導体基板に形成されている半導体回路などの機能部を覆うようにして吐出される。

第４に、収容部は、最終的に成形型のキャビティに収容されるはずのフィルムにおける上面を含む空間である。この場合における収容部は、例えば、フィルムがくぼむことによって形成される凹部である。液状樹脂は、フィルムがくぼむことによって形成された凹部に吐出される。このフィルムの目的としては、離型性の向上、フィルムの表面における凹凸からなる形状の転写、フィルムに予め形成された図柄の転写などが挙げられる。フィルムの凹部に収容された液状樹脂を、フィルムとともに、適切な搬送機構を使用して搬送して最終的に成形型のキャビティに収容する。

第１〜第４の場合のいずれにおいても、収容部に収容された液状樹脂は、最終的に成形型のキャビティの内部に収容されて、成形型が型締めした状態でキャビティの内部において硬化する。

第２〜第４の場合のいずれにおいても、相対向する１対の成形型の外部において収容部に液状樹脂を吐出し、その収容部を少なくとも含む構成要素を成形型の間に搬送できる。

各実施例においては、基板供給・収納モジュール２と供給モジュール４との間に、４個の成形モジュール３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３ＤをＸ方向に並べて装着した。基板供給・収納モジュール２と供給モジュール４とを１つのモジュールにして、そのモジュールに１個の成形モジュール３ＡをＸ方向に並べて装着してもよい。さらに、その１つのモジュールに成形モジュール３ＡをＸ方向に並べて装着し、成形モジュール３Ａに他の成形モジュール３Ｂを装着してもよい。

本発明に係る吐出機構及び吐出装置が吐出する材料は流動性樹脂に限定されない。本発明に係る吐出機構及び吐出装置が吐出する材料は流動性材料であればよい。流動性材料としては、乳剤、接着剤、印刷用インク、放熱用グリース、はんだペースト、銀ペースト等の工業用材料が挙げられる。加えて、流動性材料としては、蜂蜜、バター、生クリーム、溶融したチョコレート、ソース、液卵、スープ等の飲食用材料が挙げられる。

本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、又は選択して採用できるものである。

１ 樹脂成形装置（吐出装置）
２ 基板供給・収納モジュール
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ 成形モジュール
４ 供給モジュール
５ 封止前基板
６ 封止前基板供給部
７ 封止済基板（成形品）
８ 封止済基板収納部
９ ローダ
１０ アンローダ
１１ レール
１２、１３、２０ 移動機構
１４ 下型（成形型）
１５ 型締め機構
１６ キャビティ（収容部）
１７ 離型フィルム
１８ 樹脂供給機構
１９ ディスペンサ（供給機構、吐出機構）
２１ 真空引き機構
２２ 制御部
２３ 上型（成形型）
２４ フィルム押え部材
２５ ＬＥＤチップ
２６ 個別キャビティ（収容部）
２７ 送出機構
２８ シリンジ（貯留部）
２９ ノズル（吐出部）
３０ 液状樹脂（流動性樹脂、流動性材料）
３１ サーボモータ（回転機構）
３２ ボールねじ（回転軸）
３３ スライダ（直動部材）
３４ ロッド
３５ プランジャ（移動部材）
３６ ボールねじ軸受
３７ 振れ止め部材
３８ ガイドレール
３９ エンコーダ（検出部）
４０ シリンジ取り付け用のねじ
４１ 吐出口

Claims (13)

1. 流動性材料を送出する送出機構と、前記送出機構に接続され前記流動性材料を貯留する貯留部と、前記貯留部に接続され前記流動性材料を吐出する吐出部とを備えた吐出装置であって、
   前記送出機構に設けられた回転機構と、
   前記回転機構によって回転する回転軸と、
   前記回転軸の回転運動を直動運動に変換する直動部材と、
   前記直動部材に接続され前記貯留部の内壁に沿って進退し前記貯留部に貯留された前記流動性材料を押圧する移動部材と、
   前記貯留部内における前記流動性材料の樹脂圧力に起因して前記移動部材を経由して前記回転機構に加えられるトルク値を検出する検出部と、
   検出された前記トルク値に基づいて前記回転機構の回転速度又は前記移動部材の移動速度を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記移動部材を後退させた後に検出されたトルク値が所定の時間を経過した時点において正トルクを示す場合に、前記移動部材を後退させるように制御することを特徴とする吐出装置。
2. 流動性材料を送出する送出機構と、前記送出機構に接続され前記流動性材料を貯留する貯留部と、前記貯留部に接続され前記流動性材料を吐出する吐出部とを備えた吐出装置であって、
   前記送出機構に設けられた回転機構と、
   前記回転機構によって回転する回転軸と、
   前記回転軸の回転運動を直動運動に変換する直動部材と、
   前記直動部材に接続され前記貯留部の内壁に沿って進退し前記貯留部に貯留された前記流動性材料を押圧する移動部材と、
   前記貯留部内における前記流動性材料の樹脂圧力に起因して前記移動部材を経由して前記回転機構に加えられるトルク値を検出する検出部と、
   検出された前記トルク値に基づいて前記回転機構の回転速度又は前記移動部材の移動速度が制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記移動部材を後退させた後に検出されたトルク値が所定の時間を経過した時点において負トルクを示す場合に、前記移動部材を前進させるように制御することを特徴とする吐出装置。
3. 請求項１又は２に記載された吐出装置において、
   前記制御部が、検出された前記トルク値と異常状態を示す予め設定されたトルク値とを比較することによって、前記吐出装置が正常な状態で前記流動性材料を供給しているかどうかを判断することを特徴とする吐出装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の吐出装置において、
   前記流動性材料は熱硬化性液状樹脂を含むことを特徴とする吐出装置。
5. 流動性材料を送出する送出機構と、前記送出機構に接続され前記流動性材料を貯留する貯留部と、前記貯留部に接続され前記流動性材料を吐出する吐出部とを備えた吐出装置であって、
   前記送出機構に設けられた回転機構と、
   前記回転機構によって回転する回転軸と、
   前記回転軸の回転運動を直動運動に変換する直動部材と、
   前記直動部材に接続され前記貯留部の内壁に沿って進退し前記貯留部に貯留された前記流動性材料を押圧する移動部材と、
   前記貯留部内における前記流動性材料の樹脂圧力に起因して前記移動部材を経由して前記回転機構に加えられるトルク値を検出する検出部と、
   検出された前記トルク値に基づいて前記回転機構の回転速度又は前記移動部材の移動速度を制御する制御部とを備え、
   前記流動性材料は、熱硬化性液状樹脂を含み、
   前記制御部は、前記トルク値をモニタリングすることにより、前記流動性材料の粘度上昇に起因する吐出異常又は前記流動性材料の外部への露出に起因する吐出異常を判断することを特徴とする吐出装置。
6. 請求項４又は５に記載の吐出装置を含む樹脂成形装置であって、
   上型と、
   前記上型に対向して配置された下型と、
   前記上型と前記下型との少なくとも一方に設けられたキャビティと、
   前記吐出部から吐出される流動性樹脂を収容する収容部と、
   前記上型と前記下型とを型締めする型締め機構とを備えることを特徴とする樹脂成形装置。
7. 請求項６に記載の樹脂成形装置において、
   前記収容部は、前記キャビティ、前記上型若しくは前記下型に供給される基板上の空間、前記キャビティ上に収容されるフィルム状の空間又はトランスファ成形に用いられるポットであることを特徴とする樹脂成形装置。
8. 請求項６又は７に記載の樹脂成形装置を用いて樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造方法であって、
   前記制御部により、前記貯留部内で前記移動部材を前進させた後に停止させる工程と、
   前記制御部により、前記移動部材を停止させた後に前記移動部材を後退させることによって、前記収容部に供給する前記流動性材料の供給量を制御する工程とを含むことを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
9. 回転機構を用いて貯留部内を進退できる移動部材により、前記貯留部内の流動性材料を押圧して吐出部から吐出する吐出方法であって、
   前記回転機構に加えられるトルク値に基づいて前記移動部材を前進させてから後退させた後に、所定の時間を経過した時点において前記トルク値が正であれば、前記移動部材を後退させることを特徴とする吐出方法。
10. 回転機構を用いて貯留部内を進退できる移動部材により、前記貯留部内の流動性材料を押圧して吐出部から吐出する吐出方法であって、
    前記回転機構に加えられるトルク値に基づいて前記移動部材を前進させてから後退させた後に、所定の時間を経過した時点において前記トルク値が負であれば、前記移動部材を前進させることを特徴とする吐出方法。
11. 請求項９又は１０に記載の吐出方法において、
    前記流動性材料は熱硬化性液状樹脂を含むことを特徴とする吐出方法。
12. 回転機構を用いて貯留部内を進退できる移動部材により、前記貯留部内の熱硬化性液状樹脂を含む流動性材料を押圧して吐出部から吐出する吐出方法であって、
    前記回転機構に加えられるトルク値に基づいて前記移動部材を前進させてから後退させ、
    前記トルク値をモニタリングすることにより、前記流動性材料の粘度上昇に起因する吐出異常又は前記流動性材料の外部への露出に起因する吐出異常を判断することを特徴とする吐出方法。
13. 請求項１１又は１２に記載の吐出方法により、前記流動性材料を吐出した後、吐出された前記流動性材料を硬化させて樹脂成形することにより樹脂成形品を製造することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
    

Images