CN111267314A - 树脂成形装置以及树脂成形品的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种树脂成形装置以及树脂成形品的制造方法。本发明降低由传递压力所致的背压的影响而改良树脂成形品，包括：合模机构，将成形模、成形模合模；柱塞驱动机构，使柱塞在成形模的料筒内移动；夹紧压力检测部，检测合模机构对成形模的夹紧压力；传递压力检测部，检测柱塞驱动机构对树脂的传递压力；以及控制部，基于夹紧压力检测部所检测出的夹紧压力及传递压力检测部所检测出的传递压力来控制合模机构，控制部在所检测出的传递压力上升时，以夹紧压力对应于所述传递压力而上升的方式控制合模机构，且在所检测出的传递压力下降时，以夹紧压力与所述传递压力无关而成为规定值的方式控制合模机构。

Description

树脂成形装置以及树脂成形品的制造方法

技术领域

本发明涉及一种树脂成形装置以及树脂成形品的制造方法。

背景技术

关于进行传递模塑(transfer mold)法的树脂成形的树脂成形装置，存在下述树脂成形装置，即：利用下模与上模夹紧被成形品，利用柱塞(plunger)从形成于下模的料筒(pot)压送树脂，对形成在下模与上模之间的模腔(cavity)供给树脂而进行树脂密封。

所述树脂成形装置中，在树脂成形时，由柱塞所致的树脂的注入压力(传递压力)作为背压(back pressure)而向打开模具的方向作用，因此有可能作用于被成形品的夹紧压力变化，产生树脂毛边。另外，也想到考虑背压而将夹紧压力相应地设定得大，但若如此则也有可能损伤被成形品。

因此，专利文献1所示的树脂成形装置构成为在树脂成形时，根据由柱塞所致的树脂的注入压力(传递压力)而控制夹紧压力。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开平11-58435号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

但是，所述树脂成形装置中，仅根据注入压力(传递压力)来控制夹紧压力，在树脂成形时在传递压力下降的情况下夹紧压力也下降，难以解决背压的问题。

因此，本发明是为了解决所述问题点而成，且其主要课题在于减小由传递压力所致的背压的影响而改良树脂成形品。

[解决问题的技术手段]

也就是说，本发明的树脂成形装置包括：合模机构，将成形模合模；柱塞驱动机构，使柱塞在所述成形模的料筒内移动；夹紧压力检测部，检测所述合模机构对所述成形模的夹紧压力；传递压力检测部，检测所述柱塞驱动机构对树脂的传递压力；以及控制部，基于所述夹紧压力检测部所检测出的夹紧压力及所述传递压力检测部所检测出的传递压力来控制所述合模机构，所述控制部在所述检测出的传递压力上升时，以所述夹紧压力对应于所述传递压力而上升的方式控制所述合模机构，且在所述检测出的传递压力下降时，以所述夹紧压力与所述传递压力无关而成为规定值的方式控制所述合模机构。

[发明的效果]

根据如此构成的本发明，能够减小由传递压力所致的背压的影响而改良树脂成形品。

附图说明

图1为示意性地表示本实施方式的树脂成形装置的构成的平面图。

图2为表示所述实施方式的树脂成形品的制造方法的图。

图3为所述实施方式的控制流程图。

图4为所述实施方式的传递压力及夹紧压力的经时变化的示意图。

[符号的说明]

2：供给模块

3A、3B：树脂成形模块

4：搬出模块

5：搬送机构(装载器)

6：搬送机构(卸载器)

7：基板供给模块

8：树脂供给模块

9：控制部

10：夹紧压力检测部

11：传递压力检测部

31：模压部

41：基板收容部

71：基板送出部

72：基板供给部

81：树脂送出部

82：树脂供给部

100：树脂成形装置

311：下模(成形模)

311a：安装部

311b：料筒

312：上模(成形模)

312a：树脂通路

312b：模腔

313：合模机构

314：可动盘

315：上部固定盘

316：柱塞

317：柱塞驱动机构

S1～S16：步骤

T：树脂片

W：密封前基板

具体实施方式

接下来，举例对本发明进行更详细说明。但是，本发明不受以下说明的限定。

如上文所述，本发明的树脂成形装置包括：合模机构，将成形模合模；柱塞驱动机构，使柱塞在所述成形模的料筒内移动；夹紧压力检测部，检测所述合模机构对所述成形模的夹紧压力；传递压力检测部，检测所述柱塞驱动机构对树脂的传递压力；以及控制部，基于所述夹紧压力检测部所检测出的夹紧压力及所述传递压力检测部所检测出的传递压力来控制所述合模机构，所述控制部在所述检测出的传递压力上升时，以所述夹紧压力对应于所述传递压力而上升的方式控制所述合模机构，且在所述检测出的传递压力下降时，以所述夹紧压力与所述传递压力无关而成为规定值的方式控制所述合模机构。

若为此种本发明的树脂成形装置，则在所检测出的传递压力上升时，以夹紧压力对应于所述传递压力而上升的方式控制合模机构，且在所检测出的传递压力下降时，以夹紧压力与所述传递压力无关而成为规定值的方式控制合模机构，因此夹紧压力不会对应于传递压力的下降而下降，能够减小由传递压力所致的背压的影响而改良树脂成形品。

具体而言，所述控制部理想的是在所述检测出的传递压力下降时，以所述夹紧压力与所述传递压力无关而成为一定值的方式控制所述合模机构。若为所述构成，则能够使合模机构的控制简单。

此外，所述控制部也可在所述检测出的传递压力下降时，以所述夹紧压力与所述传递压力无关而成为以规定关系变化的值的方式控制所述合模机构。此处，关于以规定关系变化的值，例如可想到夹紧压力为直线性或阶段性地单调增加或单调减少的值。

作为具体的控制形态，理想的是所述控制部将所述传递压力的前次检测值与所述传递压力的本次检测值进行比较，在所述本次检测值小于所述前次检测值时，以所述夹紧压力不下降的方式控制所述合模机构。此处，控制部也可通过算出传递压力的前次检测值与本次检测值的差量，从而比较前次检测值与本次检测值。

另外，使用上文所述的树脂成形装置的树脂成形品的制造方法也为本发明的一实施方式。

＜本发明的一实施方式＞

以下，参照附图对本发明的树脂成形装置的一实施方式进行说明。此外，以下所示的任一图中，均为了容易地理解而适当省略或夸张地示意性描画。

＜树脂成形装置100的总体构成＞

本实施方式的树脂成形装置100为使用传递模塑法的树脂成形装置。此树脂成形装置例如对安装有半导体芯片的基板进行树脂成形，且使用呈圆柱状的片(tablet)状的热硬化性树脂(以下称为“树脂片”)作为树脂材料。此外，“基板”可举出玻璃环氧基板、陶瓷基板、树脂基板、金属基板等通常的基板及导线架(lead frame)等。

具体而言，树脂成形装置100如图1所示，分别具备下述模块作为构成元件：供给模块2，供给树脂密封前的基板W(以下称为“密封前基板W”)及树脂片T；例如两个树脂成形模块3A、3B，进行树脂成形；以及搬出模块4，用于搬出树脂成形品。此外，作为构成元件的供给模块2、树脂成形模块3A、树脂成形模块3B以及搬出模块4分别能够对其他构成元件彼此装卸，且能够更换。

另外，树脂成形装置100具备：搬送机构5(以下称为“装载器(loader)5”)，将由供给模块2供给的密封前基板W及树脂片T搬送至树脂成形模块3A、树脂成形模块3B；以及搬送机构6(以下称为“卸载器6”)，将由树脂成形模块3A、树脂成形模块3B进行了树脂成形的树脂成形品搬送至搬出模块4。

本实施方式的供给模块2是使基板供给模块7及树脂供给模块8一体化而成。

基板供给模块7具有基板送出部71及基板供给部72。基板送出部71将匣盒(magazine)内的密封前基板W送出至基板排列部。基板供给部72从基板送出部71接受密封前基板W，并使所接受的密封前基板W在规定方向排列，交给装载器5。

树脂供给模块8具有树脂送出部81及树脂供给部82。树脂送出部81从后述的储料器(stocker)接受树脂片T，并将树脂片T送出至树脂供给部82。树脂供给部82从树脂送出部81接受树脂片T，并使所接受的树脂片T在规定方向排列，交给装载器5。

树脂成形模块3A、树脂成形模块3B分别具有模压部31。如图2所示，各模压部31具有作为可升降的成形模的下模311、作为相对向地固定在下模311的上方的成形模的上模312、以及用于将下模311及上模312合模的合模机构313。

下模311固定于可动盘314的上表面，上模312固定于上部固定盘315的下表面。合模机构313通过使可动盘314上下移动，而将上模312及下模311合模或开模。此外，合模机构313可使用：利用将伺服马达(servo motor)等的旋转变换为直线移动的滚珠螺杆机构而传递至可动盘314的直动方式的机构、或利用例如肘节连杆(toggle link)等连杆机构将伺服马达等的动力源传递至可动盘314的连杆方式的机构。

在合模机构313，设有检测在下模311及上模312的合模时产生的夹紧压力的夹紧压力检测部10。夹紧压力检测部10例如为应变仪、负荷传感器(load cell)、压力传感器。由所述夹紧压力检测部10所检测出的夹紧压力信号被发送至控制部9。

在下模311，形成有供安装由装载器5所搬送的密封前基板W的安装部311a。另外，在下模311，形成有供安装由装载器5所搬送的树脂片T的多个料筒311b。进而，在下模311设有柱塞316，此柱塞316用于在料筒311b内将树脂片T注入至例如形成于上模312的树脂通路312a及模腔312b。

柱塞316通过柱塞驱动机构317而在料筒311b内升降移动。所述柱塞驱动机构317使柱塞316相对于下模311而进退移动，由此，柱塞316在料筒311b内进退移动。此处，柱塞驱动机构317例如可使用：将伺服马达与滚珠螺杆机构组合而成的机构、或将气缸或油压缸与杆(rod)组合而成的机构等。

在柱塞驱动机构317，设有检测柱塞驱动机构317对树脂的传递压力的传递压力检测部11。所谓传递压力，更具体而言，为利用柱塞316来挤压将料筒311b内的树脂片T加热并使其熔融而成的熔融树脂时施加于柱塞316的压力。传递压力检测部11例如为应变仪、负荷传感器、压力传感器。由所述传递压力检测部11所检测出的传递压力信号被发送至控制部9。

此外，在上模312及下模311分别嵌埋有加热器等加热部。通过所述加热部，上模312及下模311通常被加热至180℃左右。

＜树脂成形装置100的树脂成形动作＞

以下，对本实施方式的树脂成形装置100的树脂成形的基本动作进行说明。

基板送出部71将匣盒内的密封前基板W送出至基板供给部72。基板供给部72使所接受的密封前基板W向规定方向排列，交给装载器5。与此同时，树脂送出部81将从储料器接受的树脂片T送出至树脂供给部82。树脂供给部82将所接受的树脂片T中需要的个数(图1中为四个)交给装载器5。

接着，装载器5将所接受的两片密封前基板W及四个树脂片T同时向模压部31搬送。装载器5将密封前基板W供给于下模311的安装部311a，将树脂片T供给于形成在下模311的料筒311b的内部。

然后，使用合模机构313将上模312与下模311合模。接着，利用柱塞316来挤压将各料筒311b内的树脂片T加热并使其熔融而成的熔融树脂。由此，熔融树脂经过树脂通路312a而被注入至形成于上模312的模腔312b的内部。接着，通过将熔融树脂以硬化所需要的所需时间加热，而使熔融树脂硬化而形成硬化树脂。由此，模腔312b内的半导体芯片及其周边的基板被密封在与模腔312b的形状对应地成形的硬化树脂(密封树脂)内。

然后，经过硬化所需要的所需时间后，将上模312与下模311开模，将已密封基板(未图示)脱模。然后，使用卸载器6将由模压部31进行了树脂密封的已密封基板(树脂成形品)收容在搬出模块4的基板收容部41。

包含所述一系列动作的树脂成形装置100总体的动作由控制部9进行控制。所述控制部9在图1中设于供给模块2，但也可设于其他模块。此外，控制部9例如包含具有中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、内部存储器、模数(Analog-to-Digital，AD)转换器、输入输出逆变器等的专用或通用的计算机。

＜控制部9的具体控制内容＞

接着，参照图3对控制部9的具体控制内容进行说明。

(步骤S1：下模上升开始)

将密封前基板W及四个树脂片T供给于模压部31后，控制部9控制合模机构313而使下模311上升。

(步骤S2：夹紧压力检测)

此时，设于合模机构313的夹紧压力检测部10检测夹紧压力，并将此夹紧压力信号发送至控制部9。

(步骤S3：夹紧压力，设定值a≦检测值P)

控制部9判断夹紧压力的检测值P是否成为预定的设定值a以上(设定值a≦检测值P)。

当检测值P小于设定值a时，回到(步骤S2：夹紧压力检测)，控制部9控制合模机构313而使下模311继续上升，夹紧压力检测部10检测夹紧压力。

(步骤S4：下模上升停止)

另一方面，当检测值P成为设定值a以上时，控制部9控制合模机构313而使下模311停止上升。

(步骤S5：柱塞上升开始)

然后，控制部9控制柱塞驱动机构317，使柱塞316开始上升。控制部9也可在检测值P成为设定值a的80％以上的夹紧压力的时机使柱塞316开始上升等，在检测值P达到设定值a前使柱塞316开始上升。此外，控制部9对柱塞驱动机构317的控制具有速度控制阶段及压力控制阶段，例如在柱塞的位置达到规定位置之前为速度控制阶段，随后成为压力控制阶段。柱塞位置例如能够由作为柱塞驱动机构317的伺服马达的编码器(encoder)检测。

(步骤S6：传递压力及柱塞位置检测)

此时，设于柱塞驱动机构317的传递压力检测部11检测传递压力，并将此传递压力信号发送至控制部9。另外，设于柱塞驱动机构317的柱塞位置检测部(未图示)检测柱塞316的位置，并将此柱塞位置信号发送至控制部9。

(步骤S7：传递压力及柱塞位置，设定值α≦检测值X)

控制部9判断传递压力及柱塞位置各自的检测值X是否成为预定的各自的设定值α以上(设定值α≦检测值X)。

此外，此处将传递压力及柱塞位置两者的检测值X为各自的设定值α以上设为条件(及(AND)条件)，亦可将任一者的检测值X为设定值α以上设为条件(或(OR)条件)。

当检测值X小于设定值α时，回到(步骤S6：传递压力及柱塞位置检测)，控制部9控制柱塞驱动机构317而使柱塞316继续上升，传递压力检测部11及柱塞位置检测部检测传递压力及柱塞位置。

(步骤S8：下模上升再次开始)

另一方面，当检测值X为设定值α以上时，控制部9控制合模机构313，使下模311再次开始上升。由此，夹紧压力上升(参照图4)。

(步骤S9：夹紧压力及传递压力检测)

此时，夹紧压力检测部10检测夹紧压力并发送至控制部9，传递压力检测部11检测传递压力并发送至控制部9。

(步骤S10：传递压力，前次检测值≧本次检测值)

控制部9将传递压力的本次检测值与前次检测值进行比较，判断本次检测值是否成为前次检测值以下(前次检测值≧本次检测值)。此处，本次检测值是为了进行步骤S10的处理而新获取的传递压力的检测值。前次检测值为在获取本次检测值以前获取的传递压力的检测值，且既可为在本次检测值的近前获取的检测值，也可为在规定时间前获取的检测值。

(步骤S11：根据传递压力而追随控制夹紧压力)

当本次检测值大于前次检测值时，控制部9根据传递压力而控制夹紧压力。也就是说，为了使夹紧压力追随传递压力的上升而上升，控制合模机构313(参照图4)。

(步骤S12：夹紧压力，设定值b≦检测值Q)

然后，控制部9判断夹紧压力的检测值Q是否成为预定的设定值b以上(设定值b≦检测值Q)。

(步骤S13：下模上升停止)

当夹紧压力的检测值Q为设定值b以上时，控制部9控制合模机构313，使下模311停止上升。

当夹紧压力的检测值Q小于设定值b时，控制部9进入下一步骤(步骤S14：传递压力，设定值β≦检测值Y)。

(步骤S14：传递压力，设定值β≦检测值Y)

接着，控制部9判断传递压力的检测值Y是否成为预定的设定值β以上(设定值β≦检测值Y)。

(步骤S15：柱塞上升停止)

当传递压力的检测值Y为设定值β以上时，控制部9控制柱塞驱动机构317，使柱塞316停止上升。由此，树脂成形时的开模前的控制结束。

另一方面，当传递压力的检测值Y小于设定值β时，回到(步骤S9：夹紧压力及传递压力检测)，控制部9控制合模机构313而使下模311继续上升，夹紧压力检测部10及传递压力检测部11检测夹紧压力及传递压力。

(步骤S16：将夹紧压力控制为一定)

所述(步骤S10：传递压力，前次检测值≧本次检测值)中，当本次检测值为前次检测值以下时，控制部9以与传递压力无关而使夹紧压力成为预定的规定值的方式进行控制(步骤S16)。本实施方式的控制部9以夹紧压力成为一定值的方式控制合模机构313(参照图4)。详细而言，控制部9将检测出成为前次检测值以下的本次检测值的时间点的夹紧压力控制为一定。

此外，也在此一定控制时，夹紧压力检测部10及传递压力检测部11检测夹紧压力及传递压力(步骤S9)，控制部9一直判断传递压力的本次检测值是否成为前次检测值以下(前次检测值≧本次检测值)(步骤S10)。

此处，如图4所示，控制部9设为下述情况：在由夹紧压力的一定控制切换为夹紧压力的追随控制时，本次检测值超过由夹紧压力的追随控制切换为夹紧压力的一定控制时的检测值。此外，也可设为下述构成：通过传递压力的本次检测值与近前的前次检测值的比较，而切换夹紧压力的追随控制与夹紧压力的一定控制。

＜本实施方式的效果＞

根据本实施方式的树脂成形装置100，在所检测出的传递压力上升时，以夹紧压力对应于所述传递压力而上升的方式控制合模机构313，且在所检测出的传递压力下降时，以夹紧压力与所述传递压力无关而成为规定值的方式控制合模机构313，因此夹紧压力不会对应于传递压力的下降而下降，能够减小由传递压力所致的背压的影响而改良树脂成形品。

＜其他变形实施方式＞

此外，本发明不限于所述实施方式。

例如，夹紧压力检测部10只要检测合模机构313对下模311及上模312的夹紧压力，则无需设于合模机构313，也可设于合模机构313与可动盘314之间、可动盘314与下模311之间、或上部固定盘315与上模312之间等。

另外，传递压力检测部11只要检测柱塞驱动机构317对树脂的传递压力，则无需设于柱塞驱动机构317，也可设于柱塞316与柱塞驱动机构317之间等。

所述实施方式的控制流程中，判断(步骤S12：夹紧压力，设定值b≦检测值Q)后，判断(步骤S14：传递压力，设定值β≦检测值Y)，但也可相反，或也可并列地处理步骤S12及步骤S14。

进而，控制部9也可在所检测出的传递压力下降时，以夹紧压力与所述传递压力无关而成为以规定关系变化的值的方式控制合模机构313。此时，可想到控制部9以夹紧压力成为直线性或阶段性地单调增加的值的方式控制合模机构313。此时，夹紧压力设为不破损的程度的增加量。另外，可想到控制部9使夹紧压力为直线性或阶段性地单调减少的值。此时，设为能够减小由传递压力所致的背压的影响的程度的减少量。

所述实施方式中，为在供给模块2与搬出模块4之间连接有两个树脂成形模块3A、树脂成形模块3B的构成，但也可设为下述构成：将供给模块2与搬出模块4设为一个模块，将树脂成形模块3A、树脂成形模块3B连接于所述模块。另外，树脂成形装置也可不像所述实施方式那样模块化为各模块。

此外，本发明不限于所述实施方式，当然可于不偏离其主旨的范围内进行各种变形。

Claims (4)

1.一种树脂成形装置，包括：

合模机构，将成形模合模；

柱塞驱动机构，使柱塞在所述成形模的料筒内移动；

夹紧压力检测部，检测所述合模机构对所述成形模的夹紧压力；

传递压力检测部，检测所述柱塞驱动机构对树脂的传递压力；以及

控制部，基于所述夹紧压力检测部所检测出的所述夹紧压力及所述传递压力检测部所检测出的所述传递压力来控制所述合模机构，

所述控制部在检测出的所述传递压力上升时，以所述夹紧压力对应于所述传递压力而上升的方式控制所述合模机构，且在检测出的所述传递压力下降时，以所述夹紧压力与所述传递压力无关而成为规定值的方式控制所述合模机构。

2.根据权利要求1所述的树脂成形装置，其中所述控制部在检测出的所述传递压力下降时，以所述夹紧压力与所述传递压力无关而成为一定值的方式控制所述合模机构。

3.根据权利要求1或2所述的树脂成形装置，其中所述控制部将所述传递压力的前次检测值与所述传递压力的本次检测值进行比较，在所述本次检测值小于所述前次检测值时，以所述夹紧压力成为规定值的方式控制所述合模机构。

4.一种树脂成形品的制造方法，使用如权利要求1至3中任一项所述的树脂成形装置。

Images