JP5691215B2 - 粉砕装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉砕装置に関する。

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、複数の材料を混練して硬化し、その硬化した混練物を粉砕機で粉砕することが行われる（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の粉砕機は、前記混練物が投入されるハウジング（容器）と、ハウジング内に回転可能に支持され、前記混練物を粉砕する回転刃と、粉砕物の粒度を調整するスクリーンとを備えている。このような構成の粉砕機で前記混練物を粉砕すると、当該粉砕物は、粉砕されている最中に、例えば回転刃との摩擦等により加熱されてしまい、再度粘性を帯びることとなる。このため、粉砕された混練物が回転刃に付着して残ってしまうという問題があった。

特開平１１−１８９７０５号公報

本発明の目的は、一対のローラで樹脂組成物を粉砕したときに、その粉砕された樹脂組成物が各ローラの外周面に付着して残留するのを確実に防止することができる粉砕装置を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（２２）の本発明により達成される。
（１） 並べて設置された一対のローラを有し、該一対のローラの間で硬質の樹脂組成物を押し潰して粉砕する粉砕機構と、
前記粉砕されている樹脂組成物を冷却する冷却手段とを備え、
前記各ローラは、それぞれ、中空部を有する円筒状をなすものであり、
前記冷却手段は、前記各ローラの中空部にそれぞれ冷媒を供給する供給部と、前記各ローラの中空部にそれぞれ挿入され、該ローラとともに回転し、前記冷媒の流れを促進する促進部材とを有し、
前記促進部材は、円柱状をなす本体部と、該本体部の外周部にその周方向に沿って螺旋状に突出形成された突部とを有し、
前記本体部には、その一端側で前記本体部の外周部に開口する開口部を有し、該開口部を介して前記中空部と連通し、該中空部に前記冷媒が流入する流入流路と、他端側で前記本体部の外周部に開口する開口部を有し、該開口部を介して前記中空部と連通し、該中空部を通過した前記冷媒が流出する流出流路とが形成され、
前記冷媒は、前記促進部材が前記ローラとともに回転したときに、前記流入流路を介して前記中空部内に流入し、該中空部内では前記突部によって螺旋状をなしつつ前記流出流路に向かって一方向に流下して、前記流出流路を介して前記中空部から流出することを特徴とする粉砕装置。

（２） 前記突部は、前記流入流路の開口部と前記流出流路の開口部との間に配置されている上記（１）に記載の粉砕装置。

（３） 前記冷媒の温度は、１５℃以下である上記（１）または（２）に記載の粉砕装置。

（４） 前記冷却手段は、前記樹脂組成物が粉砕されている間、該樹脂組成物を前記一対のローラごと格納し、冷気が供給されるチャンバを有する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の粉砕装置。

（５） 前記チャンバには、前記冷気が供給され、前記一対のローラを介して互いに対向配置された少なくとも２つの供給口が設けられている上記（４）に記載の粉砕装置。
（６） 前記各供給口は、それぞれ、前記冷気を、前記一対のローラの間で粉砕される以前の前記硬質の樹脂組成物と、前記各ローラの外周面とに直接吹き付ける位置に配置されている上記（５）に記載の粉砕装置。
（７） 前記各供給口は、それぞれ、前記冷気を、前記一対のローラの間で粉砕される以前の前記硬質の樹脂組成物のみに直接吹き付ける位置に配置されている上記（５）に記載の粉砕装置。
（８） 前記各供給口は、それぞれ、前記冷気を、前記各ローラの外周面のみに直接吹き付ける位置に配置されている上記（５）に記載の粉砕装置。
（９） 前記チャンバは、その少なくとも内表面がセラミックスで構成されている上記（４）ないし（８）のいずれかに記載の粉砕装置。

（１０） 前記冷気の温度は、１５℃以下である上記（４）ないし（９）のいずれかに記載の冷却装置。

（１１） 前記各ローラは、それぞれ、その少なくとも外周面がセラミックスで構成されている上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の粉砕装置。

（１２） 前記各ローラは、それぞれ、円柱状または円筒状をなし、金属材料で構成された芯部と、該芯部の外周部に設けられ、前記セラミックスで構成された外層とを有する上記（１１）に記載の粉砕装置。

（１３） 前記粉砕機構は、前記一対のローラ同士の軸間距離が可変に構成されている上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の粉砕装置。

（１４） 前記一対のローラのうちの一方のローラは、その軸に対し直交する方向に移動するのが規制されており、他方のローラは、その軸に対し直交する方向に移動するのが可能であり、
前記粉砕機構は、前記他方のローラを前記一方のローラに向かって付勢する付勢部と、
該付勢部の付勢力に抗して前記他方のローラの前記一方のローラへの移動限界を規制する規制部とを有する上記（１３）に記載の粉砕装置。
（１５） 前記付勢部による付勢力を変更可能に構成されている上記（１４）に記載の粉砕装置。
（１６） 前記粉砕機構は、前記冷媒の温度を検出して、その検出結果に基づいて、前記軸間距離を変更するよう構成されている上記（１３）ないし（１５）のいずれかに記載の粉砕装置。

（１７） 前記各ローラは、それぞれ、その外径が長手方向に沿って異なる外径変化部を有する上記（１）ないし（１６）のいずれかに記載の粉砕装置。

（１８） 前記外径変化部は、その外径が前記ローラの長手方向の中央部から端部に向かって漸増した部分であり、
前記樹脂組成物は、粉砕される際、前記ローラの長手方向の中央部側に寄せられる上記（１７）に記載の粉砕装置。

（１９） 前記外径変化部は、その外径が前記ローラの長手方向の中央部から端部に向かって漸減した部分であり、
前記樹脂組成物を粉砕する際の該樹脂組成物に対する圧力は、前記ローラの長手方向の中央部付近で最も高く、該中央部から離間するほど低くなる上記（１７）に記載の粉砕装置。
（２０） 前記各ローラの回転速度は、互いに異なる上記（１）ないし（１９）のいずれかに記載の粉砕装置。

（２１） 当該粉砕装置で粉砕される直前の前記樹脂組成物は、シート状に成形されたものである上記（１）ないし（２０）のいずれかに記載の粉砕装置。

（２２） 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（２１）のいずれかに記載の粉砕装置。

本発明によれば、樹脂組成物が冷却されて、例えば各ローラの外周面との間の摩擦等で熱を帯びるのを防止することができる。例えば樹脂組成物が混練物を冷却固化したものである場合、当該樹脂組成物は、前記摩擦で再度粘性を帯びそうになるが、冷却されるため粘性が抑制される。これにより、ローラ間で粉砕された樹脂組成物が、当該各ローラの外周面に付着して残留するのを確実に防止することができる。

また、各ローラの少なくとも外周面がセラミックスで構成されている場合には、樹脂組成物を粉砕する過程で、樹脂組成物と各ローラの外周面との間で摩擦が生じ、外周面が磨耗して一部が削れたとしても、その削れたものは、当然にセラミックスである。これに対し、例えば各ローラの外周面が金属材料で構成されている場合には、樹脂組成物を粉砕する過程で、前述したような磨耗により、当該外周面から金属粉末が生じ、その金属粉末が混入した粉体が得られてしまう。しかしながら、本発明では、このような金属粉末が粉体に混入するのを確実に防止することができる。

樹脂組成物の製造工程を示す図である。 本発明の粉砕装置の断面図である。 図２に示す粉砕装置のローラの部分縦断面図である。 本発明の粉砕装置の第２実施形態を示す断面図である。 本発明の粉砕装置（第３実施形態）のローラの平面図（部分断面図）である。 本発明の粉砕装置（第４実施形態）のローラの平面図（部分断面図）である。 樹脂組成物を用いたＩＣパッケージの部分断面図である。

以下、本発明の粉砕装置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。

＜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、本発明の粉砕装置の断面図、図３は、図２に示す粉砕装置のローラの部分縦断面図、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７中（図４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。また、図３中の左側を「左」、右側を「右」と言う。

図２に示す本発明の粉砕装置１は、最終的に成形体となる樹脂組成物を製造する際の粉砕工程で使用される装置である。この粉砕装置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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

難燃剤としては、例えば、臭素化エポキシ樹脂、酸化アンチモン、ノンハロ・ノンアンチモン系等が挙げられる。ノンハロ・ノンアンチモン系の難燃剤としては、例えば、有機燐、金属水和物、窒素含有樹脂等が挙げられる。

（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、連続式回転ボールミル等の粉砕装置により、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。

（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。

（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。

（混練）
次に、混練装置により、前記混合された材料を混練する。この混練装置としては、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。

（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、例えば混練装置の前記混練された材料を排出する排出口に接続された真空ポンプによって行うことができる。

（シート化）
次に、前記脱気された塊状の混練物を、成形装置でシート状に成形し、シート状の材料（以下「シート材Ｑ１」と言う）を得る。この成形装置としては、例えば、一対のローラを有し、これらのローラ間で混練物を加圧してシート状に成形する装置を用いることができる。

（冷却）
次に、冷却装置により、シート材Ｑ１を冷却する。これにより、シート材Ｑ１は、硬質のものとなり、次工程で当該シート材Ｑ１の粉砕を容易かつ確実に行うことができる。なお、この冷却装置としては、例えば、シート材Ｑ１に冷気を吹き付けるよう構成された装置を用いることができる。

（粉砕）
次に、粉砕装置１により、シート材Ｑ１を所定の粒度分布となるように粉砕し、粉末状の材料（以下「粉体Ｑ２」と言う）を得る。この粉砕装置１については、後述する。

（タブレット化）
次に、成形体製造装置（打錠装置）により、多量の粉体Ｑ２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。

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を絶縁することができる。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。

なお、前記タブレット化の工程を省略し、粉体Ｑ２を、成形体である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。

次に、粉砕装置１について説明する。
図２に示す粉砕装置１は、粉砕方法を実行する、すなわち、シート材Ｑ１を押し潰して粉砕しつつ、冷却する装置である。

粉砕装置１は、シート材Ｑ１を粉砕する粉砕機構２と、粉砕機構２で粉砕されているシート材Ｑ１（粉体Ｑ２）を冷却する冷却手段（冷却機構）３とを備えている。以下、各部の構成について説明する。

粉砕機構２は、水平方向に平行に並べて設置されたローラ４ａ、４ｂを有している。粉砕装置１では、ローラ４ａとローラ４ｂとの間でシート材Ｑ１を押し潰して粉砕することができる。このように粉砕機構２は、ローラ４ａとローラ４ｂとの間でシート材Ｑ１を粉砕するものとなっており、例えばマスコロイダと異なる構成のものである。なお、粉砕機構２では、シート材Ｑ１を粉砕して成形せれた粉体Ｑ２の粒度分布は、粒径が０．２ｍｍ以下のものが２０％以上、０．２〜２．４ｍｍのものが５０〜８０％、２．４ｍｍ以上のものが１０％以下となる。また、粉砕されるシート材Ｑ１の厚さは、５ｍｍ以下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、シート材Ｑ１は、粉砕し易く、冷却し易いものとなる。また、粉砕能力を上げるために複数回本粉砕装置による粉砕を行ってもよい。

ローラ４ａとローラ４ｂとの構成は、ほぼ同一であるため、以下、ローラ４ａについて代表的に説明する。

図２、図３に示すように、ローラ４ａは、円筒状をなす、すなわち、中空の芯部４１と、芯部４１の外周面（外周部）４１１に設けられた外層４２とを有している。

芯部４１の両端部には、それぞれ、その外径が縮径した縮径部４１２が形成されている（図３参照）。そして、各縮径部４１２は、それぞれ、軸受け４３に挿入されている。また、ローラ４ａの一方の端部側には、モータ（図示せず）が接続されている。これにより、ローラ４ａは、回転することができる。なお、ローラ４ａとは別のモータがローラ４ｂの一方の端部側にも接続され、ローラ４ａとローラ４ｂとで回転速度を異なるものとしてもよい。

なお、芯部４１の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等のような各種金属材料が挙げられる。

芯部４１の外周面４１１の縮径部４１２が形成された部分を除く領域には、外層４２が設けられている。外層４２は、その外周面４２１がシート材Ｑ１を押し潰して粉体Ｑ２とするものである。

この外層４２は、セラミックスで構成されている。セラミックスとしては、特に限定されず、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。この中でも特に、酸化物系セラミックスを含むものであるのが好ましく、アルミナであるのがより好ましい。

外層４２がこのようなセラミックスで構成されていることにより、シート材Ｑ１を押し潰す際に、シート材Ｑ１と外層４２の外周面４２１との間で摩擦が生じ、外周面４２１が磨耗して一部が削れたとしても、その削れたものは、当然にセラミックスである。これに対し、例えばローラ４ａの外周面が金属製である場合には、シート材Ｑ１を押し潰す際に、前述したような磨耗により、当該外周面から金属粉末が生じ、その金属粉末が混入した粉体Ｑ２が得られてしまう。しかしながら、粉砕装置１では、このような金属粉末が粉体Ｑ２に混入するのを確実に防止することができ、また、前記削れたセラミックスが粉体Ｑ２に混入しても、その粉体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。また、軸受け４３と各縮径部４１２の表面もセラミックまたは樹脂等で非金属化されていてもよい。

特許文献１（特開平１１−１８９７０５号公報）に記載の粉砕機は、混練物が投入される容器と、混練物を粉砕する回転刃と、粉砕物の粒度を調整するスクリーンとを備えており、これら容器、回転刃およびスクリーンは、例えば、磁性材料であるマルテンサイト系のＳＵＳ材等で構成されている。これらの構成部材、とりわけスクリーンは、構造上非金属化することが難しく、かつ、被粉砕物による磨耗の激しい部位である。このため、特許文献１では、金属異物の混入を避けるため、除鉄装置を用いて粉砕後の粉末状の樹脂組成物から磁性粉を除去する工程が必要となっている。これに対し、本発明の粉砕装置１では、特許文献１に記載の粉砕機のような衝撃式粉砕機に必須の構成部材であるスクリーンを用いる必要がないため、粉砕工程にて発生する金属異物の混入をより確実に防ぐことができる。

なお、外層４２を構成するセラミックス（非金属）を用いた場合、５００ｇｆの荷重でのビッカース硬度Ｈｖ（ＪＩＳ Ｚ ２２４４に規定）は、特に限定されるものではないが、例えば、１３００以上であるのが好ましく、１５００〜１７００であるのがより好ましい。これにより、例えば、外層４２が破損するのを確実に防止することができる。

図２に示すように、粉砕機構２は、ローラ４ａ側およびローラ４ｂ側にそれぞれ配置されたスクレーパ４４ａおよび４４ｂを有している。スクレーパ４４ａは、ローラ４ａの外周面４２１に粉体Ｑ２が付着して残留した場合、ローラ４ａの外周面４２１に当接して、前記残留した粉体Ｑ２を削ぎ取ることができる。これと同様に、スクレーパ４４ｂも、ローラ４ｂの外周面４２１に粉体Ｑ２が付着して残留した場合、ローラ４ｂの外周面４２１に当接して、前記残留した粉体Ｑ２を削ぎ取ることができる。

図２に示すように、冷却手段３は、液状の冷媒Ｒ１を用いて粉体Ｑ２（シート材Ｑ１）を冷却する第１の冷却機構５と、冷気Ｒ２を用いて粉体Ｑ２（シート材Ｑ１）を冷却する第２の冷却機構６とを備えている。

第１の冷却機構５は、ローラ４ａ、４ｂの芯部４１の中空部４１３にそれぞれ冷媒Ｒ１を供給する供給源（図示せず）を有している。この供給源としては、例えば、冷媒Ｒ１を貯留するタンクと、タンクとローラ４ａ、４ｂの芯部４１の中空部４１３とを接続する接続管と、冷媒Ｒ１を送液するポンプとで構成することができる。これにより、冷媒Ｒ１は、ローラ４ａ、４ｂの中空部４１３をそれぞれ、その左端側から右端側に向かって、すなわち、その長手方向に沿って通過することができる（図３参照）。

ところで、前述したように、ローラ４ａは、芯部４１が金属材料で構成され、外層４２がセラミックスで構成されている。金属材料は、セラミックスよりも熱伝導性が高い材料である。これにより、ローラ４ａでは、外層４２を介して伝わるシート材Ｑ１や粉体Ｑ２の熱を外層４２で一旦吸熱して、芯部４１を介してその熱をさらに冷媒Ｒ１で吸熱することができ、よって、シート材Ｑ１や粉体Ｑ２を確実に冷却することができる。そして、この冷却により、粉体Ｑ２が、例えばローラ４ａの外周面４２１との間の摩擦等で熱を帯びる、または、シート材Ｑ１の状態からの熱を帯びたままとなるのを防止することができる。これにより、粉体Ｑ２の粘性が抑制され、よって、当該粉体Ｑ２がローラ４ａの外層４２に付着して残留するのを確実に防止することができる。

また、ローラ４ａの外層４２とローラ４ｂの外層４２とは、０．５〜３ｍｍのクリアランスを設けることが好ましく、１〜２ｍｍのクリアランスを設けることがより好ましい。これにより、シート材Ｑ１を粉砕して成形された粉体Ｑ２の粒度分布を所望の範囲とすることができる。また、外層４２を構成するセラミックスは、金属材料よりも熱膨張係数が低い材料である。熱膨張係数が低いセラミックスを用いるとともに、クリアランスを上記範囲に設定することにより、ローラ４ａの外層４２とローラ４ｂの外層４２とが熱膨張して各ロール外径が拡径して接触し破損するのを防止することができ、また上記クリアランスを容易に維持することができる。

また、第１の冷却機構５は、ローラ４ａの中空部４１３に挿入された促進部材５１ａと、ローラ４ｂの中空部４１３に挿入された促進部材５１ｂとを有している。促進部材５１ａと促進部材５１ｂとの構成は、同一であるため、以下、促進部材５１ａについて代表的に説明する。

図３に示すように、促進部材５１ａは、円柱状をなす本体部５２と、本体部５２の外周部に突出形成された突部５３とを有している。

本体部５２は、その左端部に、ローラ４ａの中空部４１３に冷媒Ｒ１が流入する流入流路５４が形成され、右端部に、中空部４１３を通過した冷媒Ｒ１が流出する流出流路５５が形成されている。流出流路５４および流出流路５５は、それぞれ、本体部５２を貫通する貫通孔で構成されている。

流入流路５４は、本体部５２の外周部に開口する複数の開口部５４１を有している。各開口部５４１を介して、流入流路５４と中空部４１３とが連通する。これにより、冷媒Ｒ１が流入流路５４からローラ４ａの中空部４１３に流入する。なお、各開口部５４１は、それぞれ、本体部５２の外周部の周方向に沿って等間隔に配置されているのが好ましい。

流出流路５５は、本体部５２の外周部に開口する複数の開口部５５１を有している。各開口部５５１を介して、流出流路５５と中空部４１３とが連通する。これにより、冷媒Ｒ１が中空部４１３から流出流路５５に流出する。なお、各開口部５５１は、それぞれ、本体部５２の外周部の周方向に沿って等間隔に配置されているのが好ましい。

突部５３は、流入流路５４の開口部５４１と流出流路５５の開口部５５１との間に配置されている。この突部５３は、本体部５２の軸を中心とする螺旋状に形成されている。

また、促進部材５１ａは、その左端部側または右端部側がモータ（図示せず）に接続されている。そして、このモータが駆動すると、促進部材５１ａを含むローラ４ａ全体がその軸回りに回転することができる。この回転により、冷媒Ｒ１は、螺旋状をなす突部５３によって滞留すること無く右側へ向かって押圧されることとなり、ローラ４ａの中空部４１３中を迅速かつ確実に通過することができるため、効率的に冷却効果を発揮することができる（図３参照）。このように促進部材５１ａは、冷媒Ｒ１を液圧によって螺旋状に満遍なく通過させて冷却の偏りを無くすことで、冷却効率を促進するものとなっている。これにより、冷媒Ｒ１で効率よく、すなわち、迅速に吸熱することができる。

なお、促進部材５１ａの構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼等のような各種金属材料や、ポリアミド等のような各種樹脂材料を用いることができる。

冷媒Ｒ１の温度は、特に限定されず、例えば、１５℃以下であるのが好ましく、−５〜５℃であるのがより好ましい。シート材Ｑ１のローラ４ａとローラ４ｂとの間を通過する直前の温度が例えば１０℃以下であった場合、このような数値範囲とすることにより、シート材Ｑ１を過不足なく冷却して粉砕することができ、ローラ４ａ、４ｂの外周面４２１にそれぞれ付着することなしに、その冷却されたままの状態の粉体Ｑ２を得ることができる。これにより、前記粉体Ｑ２のローラ４ａ（ローラ４ｂについても同様）の外層４２への残留を確実に防止することができる。

また、冷媒Ｒ１としては、特に限定されないが、例えば、水、油、無機系ブライン液、有機系ブライン液等が挙げられる
図２に示すように、第２の冷却機構６は、チャンバ６１と、チャンバ６１内に冷気Ｒ２を供給する供給源（図示せず）とを有している。

チャンバ６１は、シート材Ｑ１が粉砕されている間、このシート材Ｑ１と粉体Ｑ２とをローラ４ａ、４ｂごと格納することができるものである。このチャンバ６１は、本体部６２と、本体部６２の上部に設けられた導入口６３と、本体部６２の下部に設けられた排出口６４とを有している。

本体部６２は、ローラ４ａ、４ｂを配置可能な程度の大きさの箱状をなす部分である。本体部６２の側壁６２１には、前記供給源からの冷気Ｒ２が供給される２つの供給口６２２ａ、６２２ｂが設けられている。供給口６２２ａ、６２２ｂを介して供給された冷気Ｒ２により、チャンバ６１が満たされ、よって、冷却雰囲気を維持することができる。そして、この冷気Ｒ２による冷却と、冷媒Ｒ１による冷却とが相まって、前記粉体Ｑ２のローラ４ａおよび４ｂの外層４２への残留をさらに確実に防止することができる。

また、供給口６２２ａと供給口６２２ｂとは、水平方向かつローラ４ａ、４ｂと直交する方向に、ローラ４ａ、４ｂを介して互いに対向する位置に複数配置されている。このような配置により、供給口６２２ａ、６２２ｂからそれぞれ冷気Ｒ２（冷風）をシート材Ｑ１とローラ４ａ、４ｂの外周面４２１に向けて迅速に直接吹き付けることができる。シート材Ｑ１に冷気Ｒ２（冷風）を直接吹き付けて冷却することにより、シート材Ｑ１は、粉砕されている間冷気Ｒ２に触れることとなり、よって、冷却されたまま、粉体Ｑ２に成形される。そして、この冷却された粉体Ｑ２は、ローラ４ａ、４ｂの外層４２に付着して残留することが防止されたものである。また、同時に、ローラ４ａ、４ｂの外周面４２１に冷気Ｒ２（冷風）を直接吹き付けて冷却することにより、外層４２（セラミック）の熱伝導性が芯部４１（金属）より低いことに起因する第１の冷却機構５からの冷却が不充分となるのを補うことができる。

また、供給口６２２ａと供給口６２２ｂの配置と数は上記に限られるものではなく、シート材Ｑ１のみに向けて冷気Ｒ２（冷風）を吹き付ける配置であっても、ローラ４ａ、４ｂの外周面４２１のみに向けて冷気Ｒ２（冷風）を吹き付ける配置であっても、特定の対象物に向けることなく、チャンバ６１内に冷気Ｒ２（冷風）を導入する配置であっても、チャンバ６１内に冷気Ｒ２を供給できる配置であればよい。これらいずれの配置であっても、ローラ４ａ、４ｂの外周面４２１に付着することなく冷却されたままの状態の粉体Ｑ２を得るための効果を向上させることができる。

導入口６３は、シート材Ｑ１が導入される部分である。この導入口６３は、筒状をなしている。

また、排出口６４は、粉体Ｑ２が排出される部分である。この排出口６４も、導入口６３と同様に、筒状をなしている。

また、チャンバ６１は、図２に示す構成では、複数の板部材を適宜組み合わせて構成されたものである。なお、各板部材は、それぞれ、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。

また、粉砕されるシート材Ｑ１および粉砕後の粉体Ｑ２が接触する可能性がある、導入口６３、排出口６４およびチャンバ６１の内壁の少なくとも表面は、非金属、例えばセラミックや樹脂等で構成されていることが好ましい。これらの内壁の少なくとも表面が非金属で構成されることにより、内壁が磨耗して一部が削れ、粉体Ｑ２に混入したとしても、その粉体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。

冷気Ｒ２を供給する供給源としては、冷気Ｒ２を送り出すポンプと、ポンプと本体部６２の供給口６２２ａ、６２２ｂとを接続する接続管とで構成することができる。

冷気Ｒ２の温度は、特に限定されず、例えば、１５℃以下であるのが好ましく、−５〜５℃であるのがより好ましい。冷気Ｒ２の湿度は、特に限定されず、例えば、４０％以下であるのが好ましく、０〜２０％であるのがより好ましい。このような数値範囲により、露点より低い条件下でシート材Ｑ１や粉体Ｑ２を冷却することができ、よって、これらに結露が生じるのを防止することができる。

冷気Ｒ２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が、安全面から空気が好ましい。

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の粉砕装置の第２実施形態を示す断面図である。

以下、この図を参照して本発明の粉砕装置の第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。
本実施形態は、粉砕機構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に示す粉砕機構２Ａは、ローラ４ａとローラ４ｂとの軸間距離Ｐが可変に構成されている。以下、これについて説明する。

ローラ４ａは、その軸に対し直交する方向、すなわち、水平方向（図４中の左右方向）に移動することができる。一方、ローラ４ｂは、その軸に対し直交する方向に移動するのが規制されている。

また、粉砕機構２Ａは、ローラ４ａをローラ４ｂに向かって付勢するコイルバネ（付勢部）４７と、ローラ４ａのローラ４ｂへの移動限界を規制するアーム（規制部）４８とを有している。

コイルバネ４７は、一端４７１がローラ４ａを回転可能に支持する軸受け４３を収納するハウジング４９に当接しており、他端４７２がアーム４８に設けられた固定部材４８２に当接して、圧縮状態となっている。これにより、ローラ４ａをローラ４ｂに向かって押圧することができ、ローラ４ａとローラ４ｂとの間でシート材Ｑ１を押し潰すことができる。

アーム４８は、その長手方向に沿って移動可能に、チャンバ６１の側壁６２１に支持されている。このアーム４８は、その一端部４８１が「Ｌ」字状に屈曲しており、ハウジング４９のコイルバネ４７の他端４７２が当接している部分と反対側の部分に当接している。前述したようにローラ４ａがコイルバネ４７に付勢されているが、アーム４８の一端部４８１は、コイルバネ４７の付勢力に抗して、ローラ４ａのローラ４ｂへの移動限界を規制することができる。これにより、軸間距離Ｐを変更して、その変更状態を維持することができる。また、固定部材４８２をスライドさせることでコイルバネ４７の圧力を変更することもできる。なお、アーム４８、チャンバ６１により構成されるクリアランス調整手段と、ハウジング４９、コイルバネ４７、固定部材４８２により構成される圧力調整手段とは、異なるローラに（例えば、クリアランス調整手段がローラ４ａ側に、圧力調整手段がローラ４ｂ側に）設置されていてもよい。この場合、クリアランス調整後は、クリアランス調整手段が設置された側のローラが前後に移動しないようにするため、たとえば、上記アーム４８はその一端部４８１の形状を「Ｕ」字状、逆「Ｕ」字状又は「口」の字状とすることができる。

このような構成の粉砕機構２Ａにより、シート材Ｑ１から粉体Ｑ２を成形する際、当該シート材Ｑ１を所望の圧力で粉砕して、粉体Ｑ２の粒径を調整することができる。

また、粉砕機構２Ａは、冷媒Ｒ１の温度を検出して、その検出結果に基づいて、軸間距離Ｐを変更するよう構成されていてもよい。

＜第３実施形態＞
図５は、本発明の粉砕装置（第３実施形態）のローラの平面図（部分断面図）である。なお、図５中（図６ついても同様）では、ローラの長手方向を短縮し、ローラの径方向を誇張して模式的に図示しており、長手方向と径方向の比率は実際とは異なる。

以下、この図を参照して本発明の粉砕装置の第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。

本実施形態は、粉砕機構の各ローラの形状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に示す粉砕機構２Ｂでは、ローラ４ａ、４ｂは、それぞれ、外層４２に、その外径が長手方向に沿って異なる、すなわち、外径がローラ長手方向の中央部４２３から各縮径部４１２側（端部）に向かって漸増した外径変化部４５が形成されている。

このような構成の粉砕機構２Ｂでは、シート材Ｑ１を粉砕する際、当該シート材Ｑ１は、ローラ４ａ、４ｂの中央部４２３側に集まり、その集まった部分で粉砕される。このように、シート材Ｑ１は、ローラ４ａ、４ｂからはみ出すのが防止され、確実に粉砕される。

＜第４実施形態＞
図６は、本発明の粉砕装置（第４実施形態）のローラの平面図（部分断面図）である。

以下、この図を参照して本発明の粉砕装置の第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。

本実施形態は、粉砕機構の各ローラの形状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に示す粉砕機構２Ｃでは、ローラ４ａ、４ｂは、それぞれ、外層４２に、その外径が長手方向に沿って異なる、すなわち、外径がローラ長手方向の中央部４２３からら各縮径部４１２側（端部）に向かって漸減した外径変化部４６が形成されている。

このような構成の粉砕機構２Ｃでは、シート材Ｑ１に対する圧力は、中央部４２３付近で最も高く、中央部４２３から離間するほど低くなる。これにより、シート材Ｑ１を粉砕して成形された粉体Ｑ２は、その粒度分布の構成が前記第１実施形態での粒度分布の構成よりも広いものとなる。このように粒度分布の構成を変更したい場合、例えば、微粉の量を減らし、粗粉の量を増やしたい場合等には、粉砕機構２Ｃが有効である。

以上、本発明の粉砕装置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く、粉砕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。

また、本発明の粉砕装置は、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。

また、本発明の粉砕装置の粉砕機構の各ローラは、それぞれ、芯部と外層とを有し、当該外層がセラミックスで構成されたものとなっているが、これに限定されず、ローラ全体がセラミックスで構成されたものとなっていてもよい。

また、本発明の粉砕装置の粉砕機構の各ローラは、それぞれ、芯部が円筒状をなすものであるが、これに限定されず、例えば、芯部が円柱状をなすもの、すなわち、芯部が中実体のものであってもよい。

また、本発明の粉砕装置の粉砕機構の各ローラは、それぞれ、その外周面に微小な凹凸が形成されていてもよい。これにより、粉体が各ローラの外周面に付着するのを防止することができる。

また、本発明の粉砕装置の冷却手段のチャンバ内には、冷気を循環させる循環ファンが設置されてもよい。

１ 粉砕装置
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ 粉砕機構
３ 冷却手段（冷却機構）
４ａ、４ｂ ローラ
４１ 芯部
４１１ 外周面（外周部）
４１２ 縮径部
４１３ 中空部
４２ 外層
４２１ 外周面
４２３ 中央部
４３ 軸受け
４４ａ、４４ｂ スクレーパ
４５、４６ 外径変化部
４７ コイルバネ（付勢部）
４７１ 一端
４７２ 他端
４８ アーム（規制部）
４８１ 一端部
４８２ 固定部材
４９ ハウジング
５ 第１の冷却機構
５１ａ、５１ｂ 促進部材
５２ 本体部
５３ 突部
５４ 流入流路
５４１ 開口部
５５ 流出流路
５５１ 開口部
６ 第２の冷却機構
６１ チャンバ
６２ 本体部
６２１ 側壁
６２２ａ、６２２ｂ 供給口
６３ 導入口
６４ 排出口
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
Ｐ 軸間距離
Ｑ１ シート材
Ｑ２ 粉体
Ｒ１ 冷媒
Ｒ２ 冷気

Claims (22)

1. 並べて設置された一対のローラを有し、該一対のローラの間で硬質の樹脂組成物を押し潰して粉砕する粉砕機構と、
   前記粉砕されている樹脂組成物を冷却する冷却手段とを備え、
   前記各ローラは、それぞれ、中空部を有する円筒状をなすものであり、
   前記冷却手段は、前記各ローラの中空部にそれぞれ冷媒を供給する供給部と、前記各ローラの中空部にそれぞれ挿入され、該ローラとともに回転し、前記冷媒の流れを促進する促進部材とを有し、
   前記促進部材は、円柱状をなす本体部と、該本体部の外周部にその周方向に沿って螺旋状に突出形成された突部とを有し、
   前記本体部には、その一端側で前記本体部の外周部に開口する開口部を有し、該開口部を介して前記中空部と連通し、該中空部に前記冷媒が流入する流入流路と、他端側で前記本体部の外周部に開口する開口部を有し、該開口部を介して前記中空部と連通し、該中空部を通過した前記冷媒が流出する流出流路とが形成され、
   前記冷媒は、前記促進部材が前記ローラとともに回転したときに、前記流入流路を介して前記中空部内に流入し、該中空部内では前記突部によって螺旋状をなしつつ前記流出流路に向かって一方向に流下して、前記流出流路を介して前記中空部から流出することを特徴とする粉砕装置。
2. 前記突部は、前記流入流路の開口部と前記流出流路の開口部との間に配置されている請求項１に記載の粉砕装置。
3. 前記冷媒の温度は、１５℃以下である請求項１または２に記載の粉砕装置。
4. 前記冷却手段は、前記樹脂組成物が粉砕されている間、該樹脂組成物を前記一対のローラごと格納し、冷気が供給されるチャンバを有する請求項１ないし３のいずれかに記載の粉砕装置。
5. 前記チャンバには、前記冷気が供給され、前記一対のローラを介して互いに対向配置された少なくとも２つの供給口が設けられている請求項４に記載の粉砕装置。
6. 前記各供給口は、それぞれ、前記冷気を、前記一対のローラの間で粉砕される以前の前記硬質の樹脂組成物と、前記各ローラの外周面とに直接吹き付ける位置に配置されている請求項５に記載の粉砕装置。
7. 前記各供給口は、それぞれ、前記冷気を、前記一対のローラの間で粉砕される以前の前記硬質の樹脂組成物のみに直接吹き付ける位置に配置されている請求項５に記載の粉砕装置。
8. 前記各供給口は、それぞれ、前記冷気を、前記各ローラの外周面のみに直接吹き付ける位置に配置されている請求項５に記載の粉砕装置。
9. 前記チャンバは、その少なくとも内表面がセラミックスで構成されている請求項４ないし８のいずれかに記載の粉砕装置。
10. 前記冷気の温度は、１５℃以下である請求項４ないし９のいずれかに記載の冷却装置。
11. 前記各ローラは、それぞれ、その少なくとも外周面がセラミックスで構成されている請求項１ないし１０のいずれかに記載の粉砕装置。
12. 前記各ローラは、それぞれ、円柱状または円筒状をなし、金属材料で構成された芯部と、該芯部の外周部に設けられ、前記セラミックスで構成された外層とを有する請求項１１に記載の粉砕装置。
13. 前記粉砕機構は、前記一対のローラ同士の軸間距離が可変に構成されている請求項１ないし１２のいずれかに記載の粉砕装置。
14. 前記一対のローラのうちの一方のローラは、その軸に対し直交する方向に移動するのが規制されており、他方のローラは、その軸に対し直交する方向に移動するのが可能であり、
    前記粉砕機構は、前記他方のローラを前記一方のローラに向かって付勢する付勢部と、
    該付勢部の付勢力に抗して前記他方のローラの前記一方のローラへの移動限界を規制する規制部とを有する請求項１３に記載の粉砕装置。
15. 前記付勢部による付勢力を変更可能に構成されている請求項１４に記載の粉砕装置。
16. 前記粉砕機構は、前記冷媒の温度を検出して、その検出結果に基づいて、前記軸間距離を変更するよう構成されている請求項１３ないし１５のいずれかに記載の粉砕装置。
17. 前記各ローラは、それぞれ、その外径が長手方向に沿って異なる外径変化部を有する請求項１ないし１６のいずれかに記載の粉砕装置。
18. 前記外径変化部は、その外径が前記ローラの長手方向の中央部から端部に向かって漸増した部分であり、
    前記樹脂組成物は、粉砕される際、前記ローラの長手方向の中央部側に寄せられる請求項１７に記載の粉砕装置。
19. 前記外径変化部は、その外径が前記ローラの長手方向の中央部から端部に向かって漸減した部分であり、
    前記樹脂組成物を粉砕する際の該樹脂組成物に対する圧力は、前記ローラの長手方向の中央部付近で最も高く、該中央部から離間するほど低くなる請求項１７に記載の粉砕装置。
20. 前記各ローラの回転速度は、互いに異なる請求項１ないし１９のいずれかに記載の粉砕装置。
21. 当該粉砕装置で粉砕される直前の前記樹脂組成物は、シート状に成形されたものである請求項１ないし２０のいずれかに記載の粉砕装置。
22. 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２１のいずれかに記載の粉砕装置。

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