CN106273168A - 压缩成形装置的树脂材料供给装置及方法、压缩成形装置及方法 - Google Patents

压缩成形装置的树脂材料供给装置及方法、压缩成形装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可将树脂材料均等且始终顺利地供给至模腔内的压缩成形装置的树脂材料供给装置。树脂材料供给装置20具备：多条的树脂材料收容部22，它们于柱状材221形成有于侧面开口且沿轴向延伸的槽222，能够以轴为中心旋动，且彼此平行配置；及旋动驱动部(小齿轮224、齿条23等)，其以上述轴为中心使上述多条的树脂材料收容部22旋动。又，具备使上述多条的树脂材料收容部整体22于该多条的树脂材料收容部22所形成的面内且不平行于上述轴的方向移动的移动部。与使上下重叠的托盘与挡板彼此滑动的现有的机构不同，树脂材料不会啮入至可动部，因此，可将树脂材料均等且始终顺利地供给至模腔内。

Description

压缩成形装置的树脂材料供给装置及方法、压缩成形装置及 方法
技术领域
本发明涉及一种将半导体芯片等电子零件进行树脂密封的装置，尤其关于为了压缩成形而将具有颗粒状、粉末状等形态的树脂材料(以下，除特别记载的情形以外，于简称为“树脂材料”的情形时是指颗粒状或粉末状的树脂材料)供给至模具的模腔的树脂材料供给装置及方法、以及具有该树脂材料供给装置的压缩成形装置及方法。
背景技术
伴随电子零件的小型化及由此产生的半导体芯片等的接合金属线的小径化，于电子零件的密封成形采用了压缩成形。压缩成形是通过如下方式进行成形，即，将树脂材料供给至以脱模膜被覆的下模的模腔中进行加热熔融之后，在与安装有基板的上模之间进行锁模将该树脂压缩，该基板安装有电子零件。于此种压缩成形中，为了遍及大型基板的整体进行无缺陷的成形，重要的是对模腔恰好且均等地供给既定量的树脂材料。若供给至模腔的树脂材料的量中存在不均匀性，则锁模时于模腔内产生树脂材料的流动(移动)，从而对电子零件基板的接合金属线等配线造成不良影响。
为了对模腔均等地供给既定量的树脂材料，而采用如下方法，即，并非自贮存树脂材料的供给部直接向模腔供给树脂材料，而是先将树脂材料以成为均等的厚度的方式供给至树脂用托盘，其后，自树脂用托盘使树脂材料同时落下至模腔。
自树脂用托盘使树脂材料同时落下的方法之一，是将设置于该树脂用托盘的下表面、由在中央对接的2块平板构成的挡板打开的方法(专利文献1的“背景技术”，将其称为单纯挡板方式)。
又，作为向模腔内更均等地供给树脂材料的方法，如图8所示，有如下方法：于树脂用托盘931设置多条狭缝状的树脂材料供给孔932(图8是与树脂材料供给孔932的狭缝长度方向垂直的面的剖面图，呈现3条树脂材料供给孔932的剖面)，且将设置于树脂用托盘931底部且由在中央对接的2块平板构成的挡板933在与该树脂材料供给孔932的狭缝长度方向垂直的方向(宽度方向，于图8中为左右方向)打开，由此自各树脂材料供给孔932使树脂材料落下至模腔934内(专利文献1的[0011]，将其称为狭缝－挡板方式)。
作为使用同样地具有多条狭缝状的树脂材料供给孔的树脂用托盘的方法，亦有图9(a)至图9(b)所示的方法。于该方法中，由上托盘941及下托盘942构成树脂用托盘940，且于两者预先形成多个平行的狭缝状的树脂材料供给孔。该树脂用托盘940是上托盘941的树脂材料供给孔943作为用以保持树脂的树脂保持部发挥功能，且下托盘942的树脂材料供给孔944作为用以使保持于上托盘941的树脂材料供给孔943的树脂材料落下的开口发挥功能。预先于上下托盘941、942的树脂材料供给孔943、944完全错开(即，下托盘942的非开口部将上托盘941的开口部堵塞)的状态下对上托盘941的树脂材料供给孔943供给树脂材料，且将该树脂用托盘940配置于模腔955之上(图9(a))。继而，通过使上托盘941于垂直于树脂材料供给孔943、944的狭缝的方向(于图9(a)和图9(b)中为左右方向)移动，而使上托盘941的树脂材料供给孔943内的树脂材料通过下托盘942的树脂材料供给孔944落下至模腔955内(图9(b)，将其称为上下狭缝方式)。
[背景技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2007－125783号公报
发明内容
[发明所欲解决的问题]
于单纯挡板方式、狭缝－挡板方式及上下狭缝方式的任一者中，均存在为了使挡板顺利地移动，而于树脂用托盘的底部与挡板的上表面之间产生微小间隙的情形。若存在此种间隙，则存在于使挡板或上托盘移动时，因树脂材料进入或被啮入该间隙而导致阻碍挡板或上托盘的移动的情况。于该情形时，挡板或上托盘的移动速度变慢或者变得不均匀，导致供给至模腔内的树脂材料的量变得不均匀。进而，于最差的情形时，挡板或上托盘的移动于中途停止，树脂材料不再被供给至模腔内的一部分。
本发明所欲解决的问题在于提供一种可将树脂材料均等且始终顺利地供给至模腔内的压缩成形装置的树脂材料供给装置。
[解决问题的技术手段]
为解决上述问题而做成的本发明的压缩成形装置的树脂材料供给装置的特征在于具备：多条的树脂材料收容部，它们于柱状材形成有于侧面开口且沿轴向延伸的槽，能够以轴为中心地旋动，且彼此平行地配置；及
旋动驱动部，其以上述轴为中心地使上述多条的树脂材料收容部旋动。
本发明的树脂材料供给装置于将所有树脂材料收容部设为上述槽的开口朝上的状态下，自开口将树脂材料收容于槽内。其后，将本树脂材料供给装置配置于模腔的开口部上，随后通过上述旋动驱动部而使上述多条的树脂材料收容部分别旋动直至收容于上述槽的树脂材料落下至模腔的状态为止。例如，于槽具有在该开口朝上的状态下为铅直的侧壁的情形时，通过自槽的开口朝上的状态使树脂材料收容部旋动至超过90°的角度为止而使收容于槽的树脂材料落下。
由此，将收容于平行地配置的多条的树脂材料收容部的槽内的树脂材料于各个位置供给至模腔，因此树脂材料被大致均等地供给至模腔内。又，树脂材料供给装置的动作不因树脂材料的啮入等受到阻碍，因此可始终顺利地向模腔供给树脂材料。
旋动驱动部可较佳地使用具备使多条的树脂材料收容部同时旋动的齿条与小齿轮机构。当然，亦可使用其他传递机构，亦可于各个树脂材料收容部设置伺服马达等旋转驱动源。
本发明的树脂材料供给装置较理想为更具备移动部，该移动部于上述旋动驱动部使上述多条的树脂材料收容部旋动的期间，使上述多条的树脂材料收容部整体于该多条的树脂材料收容部所形成的面内且不平行于上述轴的方向移动。通过树脂材料收容部如此一面旋动一面移动，树脂材料自各树脂材料收容部的槽落下至模腔的位置不断移动，因此可进一步提高供给至模腔内的树脂材料的量的均匀性。
本发明的树脂材料供给装置于具备上述移动部的情形时较理想为，使上述旋动驱动部所引起的上述多条的树脂材料收容部的旋动与该移动部所引起的该多条的树脂材料收容部的移动的同步成为如能够进行更均匀的供给的态样。例如，于树脂材料收容部旋动至槽内的树脂材料开始落下的角度的时点停止树脂材料收容部的旋动而开始树脂材料收容部的移动，使树脂材料收容部仅移动既定距离(较理想为设为与树脂材料收容部的配置间距相同的距离或略长于该间距的距离)。于将树脂材料供给部移动既定距离的时点停止移动，随后进而使树脂材料收容部旋转而使槽内的树脂材料全部落下。再者，于将树脂材料收容部移动既定距离的期间，亦可使树脂材料收容部慢慢地继续旋动。
所述树脂材料收容部的旋动与移动的同步可使用凸轮机构进行。或者，亦可使用设置于各个树脂材料收容部的伺服马达等致动器进行同步控制。
本发明的压缩成形装置的树脂材料供给方法的特征在于具有如下步骤：
于将在柱状材形成有于侧面开口且沿轴向延伸的槽且能够以轴为中心地旋动的彼此平行地配置的多条的树脂材料收容部的该开口设为朝上的状态下，将树脂材料自该开口收容于该槽内；
将上述多条的树脂材料收容部配置于模腔的开口部上；及
通过使上述多条的树脂材料收容部以上述轴为中心地旋动而向模腔供给树脂材料。
上述多条的树脂材料收容部的旋动可通过齿条与小齿轮机构进行。又，亦可于各个树脂材料收容部设置伺服马达等旋转驱动源。
于本发明的树脂材料供给方法的向模腔供给树脂材料的步骤中，较理想为使上述多条的树脂材料收容部整体于该多条的树脂材料收容部所形成的面内且不平行于上述轴的方向移动。
于本发明的树脂材料供给方法中，于使上述多条的树脂材料收容部整体移动的情形时，可使上述多条的树脂材料收容部的旋动与该多条的树脂材料收容部的移动的同步的态样成为能够进行更均匀的供给的态样。
可通过凸轮机构而使所述树脂材料收容部的旋动及移动同步。或者，亦可对设置于各个树脂材料收容部的伺服马达进行同步控制。
本发明的压缩成形装置的特征在于具有上述树脂材料供给装置。
本发明的压缩成形方法的特征在于具有通过上述树脂材料供给方法而对压缩成形装置的下模的模腔供给树脂材料的步骤。
[发明的效果]
根据本发明，可将树脂材料均等且始终顺利地供给至模腔内。
附图说明
图1(a)至图1(f)是对使用本发明的树脂材料供给装置的一实施例进行压缩成形的顺序进行说明的步骤图。
图2(a)至图2(c)分别是该实施例的树脂材料供给装置的概略俯视图、Y剖面图、及X剖面图。
图3是树脂材料供给部的放大Y剖面图。
图4(a)和图4(b)是该实施例的旋动用凸轮及水平移动用凸轮的俯视图。
图5是对通过该实施例的树脂材料供给装置将树脂材料供给至下模的模腔的顺序进行说明的流程图。
图6是表示通过该实施例的树脂材料供给装置将树脂材料供给至下模的模腔时树脂材料收容部的旋转角度与框构件的平行移动距离的关系的曲线图。
图7(a)至图7(e)是表示树脂材料自该实施例的树脂材料收容部落下的情况的说明图。
图8是表示通过先前的狭缝－挡板方式而将树脂材料供给至模腔的状态的说明图。
图9(a)和图9(b)是表示通过现有的上下狭缝方式而将树脂材料供给至模腔的状态的说明图。
附图标记说明：
10：压缩成形装置
11：上模
111：基板设置部
12：下模
121：模腔
122：膜压件
123：模腔底部构件
13：中间板
15：基板
16：脱模膜
20：树脂材料供给装置
21：框构件
22：树脂材料收容部
221：柱状材
2211：柱状材切断平面
222：槽
224：小齿轮
23：齿条
241：旋动用连接构件
2411：旋动用板状构件
2412：旋动用凸轮销
242：平行移动用连接构件
2421：平行移动用板状构件
2422：平行移动用凸轮销
251：旋动用凸轮
2511：旋动用凸轮槽
252：平行移动用凸轮
2521：平行移动用凸轮槽
26：连接构件
27：空气致动器
29：基台
931、940：树脂用托盘
932、943、944：树脂材料供给孔
933：挡板
934、955：模腔
941：上托盘
942：下托盘。
具体实施方式
以下，一面参照图1(a)-图1(f)一面说明使用本发明的树脂材料供给装置的一实施例的电子零件压缩成形顺序。此处所使用的压缩成形装置10的模具，是由上模11、(内置加热器(未图示)的)下模12、及中间板13构成，且下模12的模腔121于俯视下呈长方形(矩形)。于本实施例中，使用颗粒状树脂作为树脂材料，但亦可为粉末状及其他形态。或者，亦可使用液状树脂(于常温下具有流动性的树脂材料)作为树脂材料。
首先，将安装有电子零件的基板15以使其安装面朝下的状态设置于上模11的基板设置部111(图1(a))。于其前或其后，使横跨下模12而设置的供给侧及卷取侧的脱模膜辊旋转，将自供给侧的脱模膜辊拉出的新的脱模膜16铺设于下模12的模腔121的上方。其次，于将中间板13固定的状态下使下模12上升，介隔脱模膜16使中间板13与下模12的膜压件122抵接。脱模膜16因被下模12加热而软化延伸。进而，通过在将中间板13固定的状态下使下模12上升，而相对于模腔121压下中间板13与下模12的膜压件122的抵接面。模腔121上的脱模膜16通过将中间板13与下模12的膜压件122的抵接面压下而铺设。继而，通过自模腔121侧抽吸脱模膜16而以脱模膜16被覆模腔121(图1(a)、图1(b))。
其后，通过树脂材料供给装置20而对模腔121内供给树脂材料(图1(c))。关于该树脂材料供给装置20的动作于下文详细叙述。
通过下模12的热而树脂材料熔融(图1(d))之后，使下模12靠近上模11，使电子零件浸渍于熔融的树脂，并且通过模腔底部构件123而按压树脂(图1(e))。树脂硬化之后，通过打开上模11、下模12及中间板13而获得电子零件的树脂密封成形品(图1(f))。
其次，关于本实施例的树脂材料供给装置20，一面参照图2(a)至图2(c)至图4(a)至图4(b)一面详细地进行说明。
如图2(a)至图2(c)所示，本实施例的树脂材料供给装置20具备：基台29；矩形的框构件21，其设置于基台29上；及多条的树脂材料收容部22，它们于框构件21的内部平行且等间隔地配置，且能够旋动地安装于框构件21。以下，如图2(a)所示，将树脂材料收容部22的轴向设为Y方向，将于框构件21的面内垂直于Y方向的方向设为X方向。基台29具有与模腔121的开口相同大小或略小于该开口的矩形的开口。框构件21内侧的矩形具有较基台29的开口于X方向略小且于Y方向大致相同的大小。
树脂材料收容部22分别具有：1根圆柱状的柱状材221；及槽222，其设置于柱状材221的侧面，且于侧面开口，沿柱状材221的轴向(Y方向)延伸。再者，于图2(a)中，为了易于理解地表示树脂材料收容部22的构成，而于中央附近仅表示1条树脂材料收容部22，省略两旁各3条的树脂材料收容部22的图示。树脂材料收容部22于垂直于轴的剖面(Y剖面)中，如图3中放大所示，具有将柱状材221的圆柱的侧面以平行于轴的平面2211切除而成的形状。槽222以于该平面2211开口的方式设置。槽222于垂直于轴的剖面中，具有于内部为长方形且朝向开口不断地扩大的形状。再者，柱状材221于本实施例中设为将圆柱的侧面切除而成的形状，但亦可使用(未切除的)圆柱状，亦可设为四角柱或六角柱等其他形状。树脂材料收容部22的条数于本实施例中设为24条，但本发明并不限定于此，可根据与作为供给树脂的对象的模腔的大小、或要求的树脂的均等性而确定的配置密度相应地适当设定。
框构件21中，于对向的2个框的一者等间隔地设置有多个贯通孔，且于另一者以相同间隔设置有相同数量的非贯通孔。各柱状材221一端将各贯通孔贯通，另一端以该非贯通孔保持，且能够于两孔之间旋动。于各树脂材料收容部22的上述一端的成为框构件21的外侧的部分设置有小齿轮224。又，以与所有树脂材料收容部22的小齿轮224啮合的方式，将齿条23可于X方向移动地设置于框构件21的外侧。如图2(c)所示，框构件21的下方朝外侧突出，且齿条23可移动地载置于其上。
如图2(a)所示，于齿条23的一端固定有旋动用连接构件241。旋动用连接构件241是由平行于框构件21设置的旋动用板状构件2411、及设置于其下表面的旋动用凸轮销2412构成。又，于框构件21固定有平行移动用连接构件242。平行移动用连接构件242亦与旋动用连接构件241同样地由平行于框构件21设置的平行移动用板状构件2421、及设置于其下表面的平行移动用凸轮销2422构成。
树脂材料供给装置20更具备旋动用凸轮251(图4(a))及平行移动用凸轮252(图4(b))。关于旋动用凸轮251的凸轮槽(旋动用凸轮槽2511)及平行移动用凸轮252的凸轮槽(平行移动用凸轮槽2521)的形状(凸轮轮廓)见下文。所述旋动用凸轮251及平行移动用凸轮252固定于共用的连接构件26。而且，空气致动器27使连接构件26于Y方向移动。
于本实施例中，上述旋动驱动部是由齿条23、小齿轮224、旋动用连接构件241、旋动用凸轮251、连接构件26及空气致动器27构成。又，于本实施例中，上述移动部是由框构件21、平行移动用连接构件242、平行移动用凸轮252、连接构件26及空气致动器27构成。
使用图1(a)至图1(f)至图7(a)至图7(e)说明本实施例的树脂材料供给装置20的动作。
于初始状态下，各树脂材料收容部22使槽222的开口朝向正上方。将此时的树脂材料收容部22的旋转角设为0°(图7(a))。于该初始状态下，向各树脂材料收容部22的槽222内投入既定量的树脂材料(图5的步骤S11)。使树脂材料的投入量于各树脂材料收容部22中变均匀，且于各个树脂材料收容部22中于槽222的长度方向变均匀。此种树脂材料的投入例如可通过专利文献1所记载的使用树脂投入斜槽的树脂材料供给机构、或先前的使用流槽状的给料器的树脂材料供给机构等进行。
其次，使于树脂材料收容部22保持有树脂材料的树脂材料供给装置20往压缩成形装置10的被覆有脱模膜16的模腔121上移动，且以使基台29的开口对准模腔121的开口的方式配置(步骤S12，参照图1(b))。
继而，通过空气致动器27使连接构件26于Y方向以固定的速度移动。由此，固定于连接构件26的旋动用凸轮251及平行移动用凸轮252亦于Y方向以固定的速度移动。而且，依据旋动用凸轮251的凸轮轮廓，旋动用连接构件241及固定于其的齿条23、以及平行移动用凸轮252及固定于平行移动用板状构件2421的框构件21在下述既定的时机于X方向移动。通过该齿条23的移动，固定于小齿轮224的树脂材料收容部22在既定的时机旋动，由此使槽222内的树脂材料落下至模腔121。与此同时，通过框构件21的移动，在既定的时机使树脂材料收容部22于X方向移动(步骤S13)。
此处，旋动用凸轮251及平行移动用凸轮252的凸轮轮廓成为如图4(a)至图4(b)所示，与此相对应地，树脂材料收容部22的旋动角及X方向的移动距离如图6所示般变化。具体而言，以如下方式形成凸轮轮廓，即，树脂材料收容部22于自初始位置旋动70°为止(图4(a)至图4(b)及图6所示的区间A)于X方向不移动，于自70°旋动至105°的期间(图4(a)至图4(b)及图6所示的区间B)于X方向上移动与树脂材料收容部22的间隔相同的距离，其后于旋动至180°的期间(图4(a)至图4(b)及图6所示的区间C)于X方向不移动。槽222内的树脂材料于树脂材料收容部22的旋动角为70°时尚未落下(图7(b))，于超过70°且旋动至105°的期间落下(图7(c)、7(d))，其后，于旋动至180°的期间，残留于槽222内的树脂材料亦落下(图7(e))。如此一来，于槽222内的所有树脂材料被供给至模腔121的时点，对1个模腔121的树脂材料的供给动作结束(步骤S14)。
根据本实施例的树脂材料供给装置20，与先前的上下狭缝方式等不同，于将树脂材料供给至模腔121时，不存在树脂材料被啮入而阻碍供给动作的情况，因此可始终顺利且均等地将树脂材料供给至模腔121。又，树脂材料收容部22一面移动一面将树脂材料供给至模腔121，因此可使树脂材料的供给的均等性更良好。
上述实施例的树脂材料供给装置20是本发明的一例，且于本发明的主旨的范围内适当地容许变形或修正、追加。
例如，旋动用凸轮251及平行移动用凸轮252的凸轮轮廓并无特别限定，可根据树脂材料收容部22的槽222的形状或收容于槽222中的树脂材料的量等而适当设计。又，于树脂材料收容部22开始平行移动至移动既定距离为止的期间，树脂材料收容部22可继续旋动，亦可在槽222内的树脂材料落下的既定的角度停止旋动。又，亦可通过凸轮以外的机构使树脂材料收容部22的旋动与移动同步。
使各树脂材料收容部22旋动的机构并不限定于齿条与小齿轮机构，使用使所有树脂材料收容部22同步地旋动的其他适当的机构即可。例如，亦可于各树脂材料收容部22设置伺服马达等旋转驱动源。
树脂材料供给装置20亦可进一步具备对各树脂材料收容部22(或框构件21)赋予振动的振动器(包含进行敲击各树脂材料收容部22或框构件21的动作)。树脂材料收容部22的槽222旋动180°时，利用该振动器对各树脂材料收容部22赋予振动，由此可使残留于槽222内的树脂材料全部落下并供给至模腔121内。
作为供给树脂材料的对象的模腔的平面形状亦可为正方形、圆形、椭圆形、菱形、三角形等。于所述情形时，只要使框构件的形状与其一致，并且调整各树脂材料收容部的长度均等地配置于框构件内即可。

Claims (10)

1.一种压缩成形装置的树脂材料供给装置，其特征在于具备：
多条的树脂材料收容部，它们于柱状材形成有于侧面开口且沿轴向延伸的槽，能够以轴为中心旋动，且彼此平行地配置；及
旋动驱动部，其以上述轴为中心使上述多条的树脂材料收容部旋动。
2.根据权利要求1所述的压缩成形装置的树脂材料供给装置，其中上述旋动驱动部具备使上述多条的树脂材料收容部同时旋动的齿条与小齿轮机构。
3.根据权利要求1或2所述的压缩成形装置的树脂材料供给装置，其还具备移动部，该移动部使上述多条的树脂材料收容部整体于该多条的树脂材料收容部所形成的面内且不平行于上述轴的方向移动。
4.根据权利要求3所述的压缩成形装置的树脂材料供给装置，其具备使上述旋动驱动部所进行的上述多条的树脂材料收容部的旋动、与该移动部所进行的该多条的树脂材料收容部的移动同步的凸轮机构。
5.一种压缩成形装置的树脂材料供给方法，其特征在于具有如下步骤：
于在柱状材形成有于侧面开口且沿轴向延伸的槽且能够以轴为中心地旋动且彼此平行地配置的多条的树脂材料收容部的该开口设为朝上的状态下，将树脂材料自该开口收容于该槽内；
将上述多条的树脂材料收容部配置于模腔的开口部上；及
通过使上述多条的树脂材料收容部以上述轴为中心旋动以对模腔供给树脂材料。
6.根据权利要求5所述的压缩成形装置的树脂材料供给方法，其通过齿条与小齿轮机构进行上述多条的树脂材料收容部的旋动。
7.根据权利要求5或6所述的压缩成形装置的树脂材料供给方法，其中于对上述模腔供给上述树脂材料的上述步骤中，使上述多条的树脂材料收容部整体于该多条的树脂材料收容部所形成的面内且不平行于上述轴的方向移动。
8.根据权利要求7所述的压缩成形装置的树脂材料供给方法，其通过凸轮机构使上述多条的树脂材料收容部的旋动与该多条的树脂材料收容部的移动同步。
9.一种压缩成形装置，其特征在于具备根据权利要求1至4中任一项所述的树脂材料供给装置。
10.一种压缩成形方法，其特征在于具有通过根据权利要求5至8中任一项所述的树脂材料供给方法对压缩成形装置的下模的模腔供给树脂材料的步骤。
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