JP2000061976A - 樹脂モールド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マルチプランジャ方式の樹脂モールド装置でも
リードフレームの構造により生じる未充填やボイドは改
善できなかった。 【解決手段】下金型１３に多数のポット１４を形成し上
金型２０の下面のポット１４と対向する位置にカル部２
１を形成したマルチプランジャ方式の樹脂モールド装置
において、上記カル部２１内に、その中央部とキャビテ
ィへの連通部２１ａとを結ぶ半径領域と隣接する部分に
突出部２４を形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は樹脂モールド装置に
関し、多数のポットを有し各ポットに少数のキャピティ
を連通したマルチプランジャ方式の樹脂モールド装置に
好適な樹脂モールド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品は電子部品本体の内部電極を外
部電極に接続し電子部品本体を外装して外力や腐食性ガ
スから電子部品本体を保護している。この電子部品本体
を保護する外装材として一般的に樹脂が用いられ、外部
電極としてリードフレームを用いるものでは、トランス
ファ樹脂モールド装置を用いて樹脂被覆される。この一
例を図９に示す。図において、１は下金型で、上面中央
部を窪ませてカル部２を形成し、このカル部２にランナ
３の一端を連通しさらにランナ３の他端を下金型１の側
壁に沿って延長させ、ランナ３に沿って多数のキャビテ
ィ（下キャビティ）４を配置し、ランナ３とキャビティ
４とをゲート５を介して連通している。このランナ３は
一つの金型１に複数本形成される。６は下金型１上に配
置され相対的に近接離隔して衝合する上金型で、カル部
２と対向する部分にポット７を形成し、下金型１のキャ
ビティ４と対向する部分にキャビティ（上キャビティ）
８を形成している。上下金型１、６は図示省略するが、
固定盤及び可動盤にそれぞれ固定され加熱される。９は
下金型１上のキャビティ４部分に配置されたリードフレ
ームで、図示省略するが電子部品本体がマウントされ、
電子部品本体上の電極とリードとが電気的に接続されて
いる。１０はリードフレーム９を上下金型１、６が挟持
した状態でポット７に投入された樹脂タブレット、１１
はポット７に挿入され樹脂タブレット１０を加圧し流動
化した樹脂をランナ３からキャビティ４、８に圧送する
プランジャを示す。また図示省略するが各キャビティ
４、８は狭いすき間（エアベント）を通して金型外部と
連通させているが、このエアベントは開口面積が大きい
と樹脂漏れを起こすため樹脂が流入すると短時間で硬化
して塞ぐように開口面積が設定されている。この樹脂モ
ールド装置は多数枚のリードフレーム９上の要部を一括
して樹脂被覆することができる。ところが熱硬化性の樹
脂では加熱加圧により流動化した後、時間の経過ととも
に硬化が進行し、加熱された状態では硬化速度が促進さ
れ、樹脂の流動性が低下し、ランナ３末端のキャビティ
までの樹脂の到達時間が長くなり、未充填や樹脂内にボ
イドを生じ、金型上の位置によって成形品質がばらつき
成形数が制限される。そのため特開昭６０−１８３４号
公報（先行技術１）や特開昭６１−１８０７１２号公報
（先行技術２）には図１０に示すようにカル部２の中央
に錐形の凸部１２を形成し、ポット７内に投入された樹
脂タブレット１０をプランジャ１１で凸部１２に押し付
けて破砕し、破砕された樹脂タブレット１０をポット７
の内周面に密着させることにより樹脂の溶融を速やかに
行わせるようにした樹脂モールド装置が開示されてい
る。しかしながら、樹脂の溶融速度によって充填時間が
制限され、樹脂モールド数を増加させるにはカル部２の
容量を増大させるだけでなくランナ３も長くする必要が
あって、カル部２やランナ３に残留し廃棄される樹脂量
が増大して樹脂の有効利用率が低下するため、最近では
一つの金型に多数のポットを形成し、一つ一つのポット
には少数のキャビティを連通しカル部やランナの容量も
可及的に小さくしたマルチプランジャ方式の樹脂モール
ド装置が用いられている。これを図１１及び図１２から
説明する。図において、図９及び図１０と同一物又は同
一機能を有する物には同一符号を付し重複する説明を省
略する。この樹脂モールド装置は、下金型１に複数のポ
ット７を形成し、このポット７近傍の金型１上面からラ
ンナ３を延長形成し、ポット７の近傍に配置した少数の
キャビティ４と連通している。ポット７には下方よりプ
ランジャ１１が挿入され小容量の樹脂タブレット１０が
投入される。上金型６にはポット７と対向する部分にカ
ル部２が形成され、このカル部２の周縁の一部にはラン
ナ３と連通する連通部２ａが形成されている。また下金
型１のキャビティ４と対向する部分には上キャビティ８
が形成され、このキャビティ４、８部分でリードフレー
ム９を挟持する。この樹脂モールド装置は一つのポット
から金型上の全てのキャビティに樹脂を供給するものに
比較して、ポット７からキャビティ４、８までの距離が
短いため短時間で樹脂注入でき、良好な樹脂成形ができ
るだけでなく廃棄樹脂の量も低減できる。この種装置で
は使用される樹脂タブレット１０の径が小さいためポッ
ト７の内壁温度が樹脂内部へ短時間で伝導するが、それ
以上に流動化した樹脂のポット７からの排出量が大きい
ため図１０に示す凸部１２は不要であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ポット７内
の樹脂タブレット１０はポット７から輻射熱を、プラン
ジャ１１、カル部２から熱伝導を継続して受けるため、
成形作業最終段階ではキャビティに送られる樹脂は長時
間高温にさらされて硬化が進行し流動性が低下するため
成形には不適となる。この成形に不適な樹脂をランナ部
に集積することができればキャビティ内では良好な樹脂
成形ができる。一方キャビティ内に樹脂を高速注入する
とキャビティ内に残留した空気は急激に圧縮されてこの
圧縮空気がゲート５から注入される樹脂の流入を妨げる
ように作用する。このように樹脂の供給速度を速めると
圧縮空気による影響が顕著になり、一つのポット７から
供給される樹脂の注入速度は各キャビティ毎に異なるよ
うになる。このうち樹脂の注入速度が遅いキャビティで
は硬化が進行した樹脂の比率が高まり、キャビティ４、
８内での樹脂の流動性が悪くなる。キャビティ４、８内
における樹脂の流動性は、キャビティの内部形状、キャ
ビティに対するゲートの位置、キャビティ内に位置する
リードフレームの形状や電子部品本体によって影響を受
け、特に多機能の高集積半導体装置などのようにリード
間隔が狭い多リードの電子部品では高速移動する流動樹
脂にとってリード部分が隔壁となりキャビティ内を上下
に仕切るため、流動性が劣る樹脂が供給されると樹脂が
キャビティの全内面に一様に拡がらずキャビティ内の一
部に空気が残留して樹脂内に閉じ込められボイドを生じ
るという問題があった。このようなリードフレームだけ
でなく電子部品本体のキャビティに対する断面積が相対
的に大きい場合ものでは、電子部品本体が樹脂に対して
抵抗となり、キャビティ内での樹脂の拡がりを不均一に
してボイドや未充填の発生を高めていた。そのため、ポ
ットから送り出される樹脂の流動速度をキャビティに注
入される樹脂の硬化の進行度合いを考慮しつつ速めるた
め、先行技術２に開示された凸部を図１１装置のカル部
２に適用してみたが、直径１３ｍｍ、長さ２２ｍｍの小
径タブレットを用いるものでは、凸部高さは２．５ｍｍ
程度のカル部深さで制限されるため顕著な改善効果はみ
らず、カル部深さを深くして相対的に凸部高さを高くす
ると樹脂の利用率が下がるため先行技術２をマルチプラ
ンジャ方式の樹脂モールド装置に直ちに適用することは
できなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
を目的として提案されたもので、下金型に複数のポット
を開口させその上部開口端近傍に複数のキャビティを配
置し、下金型上に配置されて下金型に相対的に近接して
衝合する上金型のポット開口端と対向する部分を窪ませ
てカル部を形成し、各ポットにプランジャを挿入し、さ
らにポット内に樹脂タブレットを投入して型締めした上
下金型内で流動化した樹脂をプランジャによってキャビ
ティに圧送する樹脂モールド装置において、上記カル部
内に、その中央部とキャビティへの連通部とを結ぶ半径
領域と隣接する部分を突出させて突出部を形成したこと
を特徴とする樹脂モールド装置を提供する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明による樹脂モールド装置は
マルチプランジャ方式の樹脂モール装置であって、プラ
ンジャと樹脂タブレットを介して対向するカル部内に、
その中央部とキャビティへの連通部とを結ぶ半径領域と
隣接する部分を突出させて突出部を形成したことを特徴
とするが、キャビティへの連通部を結ぶ半径領域とカル
部内周面との間に複数の突出部を形成することができ
る。この場合、複数の突出部をほぼ平行配置することが
でき、さらには平行配置された複数の突出部の端部をキ
ャビティへの連通部側に向けることができる。また上記
複数の突出部のうち、カル部の半径領域に近い突出部の
高さを他の領域の突出部高さより低く設定することがで
きる。

【０００６】

【実施例】以下に本発明の実施例を図１から説明する。
図において、１３は下金型で、その表面に図２に示すよ
うに多数のポット１４を一つの直線に沿って配列し、各
ポット１４の一つの直径方向両側にポット１４から離隔
してランナ１５をを形成しこのランナ１５の外端にゲー
ト１６を介してキャビティ（下キャビティ）１７を形成
している。１８は各ポット１４にその下方から挿入した
プランジャ、１９はポット１４内に投入した樹脂タブレ
ットを示す。２０は下金型１３上に配置され下金型１３
に対して相対的に上下動して近接し衝合する上金型で、
ポット１３の上部開口端と対向する部分にカル部２１を
形成している。このカル部２１には一つの直径方向に外
端がランナ１５と連通する延長部２１ａが形成されてい
る。２２は下キャビティ１７と対向する位置に設けられ
た上キャビティで、各キャビティ１７、２２部分でリー
ドフレーム２３を挟持する。このリードフレーム２３に
は図示省略するが予め電子部品本体がマウントされ電子
部品本体上の電極とリードとが電気的に接続されてい
る。本発明による樹脂モールド装置は上記カル部２１内
に、図３に示すようにその中央部と、延長部２１ａとラ
ンナ１５の接続部（キャビティへの連通部）とを結ぶ半
径領域（図示斜線部分）と隣接する部分を底面２１ｂよ
り突出させて突出部２４を形成したことを特徴とする。
この突出部２４は図示例では半径領域の両側に２本ずつ
互いに平行に形成され、各突出部２４はその頂面が下金
型２０の衝合面から突出しない高さに設定され、側壁は
頂面から底面に向かって近接するように傾斜している。
また各突出部２４の長手方向両端部はカル部２１の内周
面２１ｃから離隔している。このようにカル部底面２１
ｂと突出部２４とでカル部２１内には方向性を持った凹
凸が形成される。この装置は従来装置と同様に動作す
る。即ち、上下金型１３、２０を開いて金型上をクリー
ニングし、プランジャ１８を下げ、ポット１４内に樹脂
タブレット１９を投入する。この時点から樹脂タブレッ
ト１９はポット１４からの輻射熱とプランジャ１８から
の熱伝導を受けて加熱され樹脂の軟化が始まる。引き続
きキャビティ１７上にリードフレーム２３を載置し上下
金型１３、２０を型締めする。そしてプランジャ１８を
上昇させて、樹脂タブレット１９をカル部２１に押し付
け、流動化した樹脂をカル部２１内に充満させる。さら
にプランジャ１８を上昇させると流動化した樹脂は延長
部２１ａからランナ１５、ゲート１６を通ってキャビテ
ィ１７、２２に注入され、リードフレーム２３上の要部
を樹脂被覆する。このときプランジャ１８による加圧の
初期段階では、樹脂タブレット１９の上端はカル部２１
に形成した突出部２４の頂部と当接するが、頂部はその
面積が小さいため加圧力が集中し樹脂タブレット１９上
端を溶融させて食い込み樹脂タブレット１９の上端部を
押し拡げてその周面をポット１４内周面に密着させ速や
かに温度上昇させる。さらに樹脂タブレット１９の端面
に突出部２４が食い込んでカル部２１底面２１ｂに達す
ると、樹脂タブレット１９の端面には突出部２４の傾斜
面を含む広い加熱された面が接触して、金型の熱を効率
よく樹脂タブレット１９に伝達できる。このようにして
樹脂タブレット１９の上端部での温度上昇を速めて流動
化をスムーズにできる。一方、プランジャ１８から樹脂
タブレット１９の軸方向にかかる加圧力は最終的に突出
部２４とカル部底面２１ｂにかかるが、突出部２４側壁
は傾斜してカル部底面２１ｂに向かって縮径しているた
め、カル部２１内の溶融樹脂にかかる圧力は突出部２４
頂部からカル部２１ｃ底面に向かって増大する。このよ
うにカル部２１に向かって圧力上昇しつつ突出部２４間
に押し込まれる樹脂は突出部２４の配列方向に沿って移
動し延長部２１ａへガイドされる。ここでカル部２１に
突出部２４を形成していない場合には、カル部２１に押
し込まれた樹脂はその底面で放射方向に拡がり内周面で
放射方向の進行が停止されるため、樹脂の延長部２１ａ
に向かう移動効率はきわめて悪く、先行技術２に開示さ
れた凸部を形成したとしても凸部高さが２〜３ｍｍ程度
と低いため十分な効果が得られない。これに対して本発
明を適用した樹脂モールド装置では突出部２４によって
圧力上昇した樹脂は連続的に延長部２１ａに向かってガ
イドされるため速やかに流動化させた樹脂を速やかに延
長部に送り込むことができる。そのため、キャビティ１
７、２２内に残留し圧縮された空気による圧力に抗して
ポット１４内の樹脂をキャビティに高速で注入すること
ができ、キャビティ内の中央部でリードフレーム２３に
よってキャビティ内が上下に２分された状態でボイドを
生じやすい構造であってもキャビティ内に注入された樹
脂をリードフレーム２３の上下両面から充填でき未充填
やボイドのない樹脂成形ができる。上記実施例ではカル
部２１内に形成した４つの突出部２４を互いに平行配置
したが、その両端部２４ａを図５に示すように、延長部
２１ａに向けることができ、これにより延長部２１ａに
向かう樹脂の流動性をより良好にできる。また図６に示
すように延長部２１ａを通半径領域に近い突出部を外方
の突出部より低く形成することもでき、これにより樹脂
タブレット１９の外周部の溶融樹脂を内側の突出部を越
えて延長部に移動させることができる。本発明は上記実
施例にのみ限定されるものではなく、例えば、図７に示
すように島状に形成することができる。また複数の突出
部２４を直線的に平行形成するだけでなく、図８に示す
ように同心配置することもできる。さらには延長部２１
ａを一直線状に形成するだけでなく、２方向（十字状）
以上の多方向に形成したものにも適用できることはいう
までもない。

【０００７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば樹脂タブレ
ットの上端をポット及びカル部に密着させ流動化した樹
脂を圧力上昇させてキャビティへの連通部へ効率よくガ
イドできるため、樹脂の注入速度が制限されるとボイド
が発生し易い構造のリードフレームであっても未充填や
ボイドのない良好な樹脂モールドができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示す側断面図

【図２】 図１装置の下金型の要部平面図

【図３】 図１装置の上金型の要部下面図

【図４】 図３に示す上金型の側断面図

【図５】 本発明の変形例を示す上金型の要部下面図

【図６】 本発明の変形例を示す上金型の側断面図

【図７】 本発明の他の実施例を示す上金型の要部下面
図

【図８】 本発明の他の実施例を示す上金型の要部下面
図

【図９】 従来の樹脂モールド装置の一例を示す側断面
図

【図１０】 図９装置の課題を解決した樹脂モールド装
置の要部側断面図

【図１１】 マルチブランジャ方式の樹脂モールド装置
の一例を示す側断面図

【図１２】 図１１装置の要部断面斜視図

【符号の説明】

１３ 下金型 １４ ポット １７ キャビティ １８ プランジャ １９ 樹脂タブレット ２０ 上金型 ２１ カル部 ２４ 突出部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下方向に貫通させた複数のポットの上部
   開口端近傍に各ポットと連通する複数のキャビティを配
   置した下金型と、下金型上に配置されポット開口端と対
   向する部分を窪ませてカル部を形成し下金型に相対的に
   近接して衝合する上金型と、下金型の下方からポットに
   挿入されポット内に投入された樹脂タブレットを支持し
   衝合された上下金型内で樹脂タブレットをカル部に押圧
   し流動化した樹脂をキャビティに圧送するプランジャと
   を備えた樹脂モールド装置において、 上記カル部内に、その中央部とキャビティへの連通部と
   を結ぶ半径領域と隣接する部分に突出部を形成したこと
   を特徴とする樹脂モールド装置。
2. 【請求項２】キャビティへの連通部を結ぶ半径領域とカ
   ル部内周面との間に複数の突出部を形成したことを特徴
   とする請求項１に記載の樹脂モールド装置。
3. 【請求項３】複数の突出部をほぼ平行配置したことを特
   徴とする請求項２に記載の樹脂モールド装置。
4. 【請求項４】平行配置された複数の突出部の端部をキャ
   ビティへの連通部側に向けたことを特徴とする請求項３
   に記載の樹脂モールド装置。
5. 【請求項５】カル部の半径領域に近い突出部の高さを他
   の領域の突出部高さより低く設定したことを特徴とする
   請求項２に記載の樹脂モールド装置。