JP2004223866A - Mold for molding risin and resin molding method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型のキャビティに充填された溶融樹脂を硬化させて成形品を形成しその成形品を取り出す際に使用される、樹脂成形金型及び樹脂成形方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、キャビティに充填された溶融樹脂を硬化させて硬化樹脂を生成し、主にその硬化樹脂からなる成形品を離型させて取り出すためには、エジェクタピンと呼ばれる機構が使用されている(例えば、特許文献1参照)。これは、金型の下方若しくは上方(又はそれらの双方)に、金型本体とは別に昇降自在なエジェクタプレートを設け、そのエジェクタプレートに取り付けられたエジェクタピンにより成形品を突き出して離型する機構である。また、エジェクタピンを設ける必要がない、以下のような構成が提案されている。第1に、キャビティ面に孔部とバルブピンとを設け、型開き時にバルブピンによって開放された孔部から圧縮空気等の高圧流体を噴射することによって、成形品をキャビティ面から離型させる構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。第2に、キャビティ面に所要の振動を加えることによって、成形品をキャビティ面から離型させる構成が提案されている。この振動は、金型とは別に設けられた振動発生手段によりキャビティ面に加えられ、振幅が1〜2μm程度とされている(例えば、特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】
実開平2−36039号公報(第1図、第2図、第9図)
【特許文献2】
特開平5−326597号公報(第5−6頁、第1図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術によれば、次のような問題がある。まず、エジェクタピンの場合には、エジェクタプレートが昇降する空間が必要になるので、装置の小型化を図ることができない。また、高圧流体を噴射する場合には、圧縮機、高圧流体タンク、配管等が必要になるので、この場合にも装置の小型化を図ることができない。また、所要の振動を加えて成形品をキャビティ面から離型させる場合には、キャビティ面と成形品とが密着する部分のみを振動させるのではなく、金型の外部から金型構成部全体を振動させるので、非効率であるとともに装置の複雑化を招く。更に、溶融樹脂の特性によっては、硬化樹脂とキャビティ面との密着性が強くなって成形品を十分に離型させることができないおそれがある。
【0005】
更に、樹脂成形のうち、基板に装着されたチップ状素子(半導体チップ等)を樹脂封止して電子部品のパッケージを製造する場合においては、以下のような独特の問題がある。それらの問題は、近年のパッケージの薄型化、コスト面の要請に伴う基板の多数個取り化(ひいては成形品の大型化)、パッケージの小型化に伴う信頼性確保を目的とする硬化樹脂の密着性の増大という傾向に起因する。まず、エジェクタピンを使用する場合には、パッケージの薄型化に伴い、突き出された部分にクラックが生じて信頼性が低下するおそれがある。また、成形品の大型化に伴い、突き出す個所、すなわちエジェクタピンの本数を増やす必要があるので、装置の複雑化を招く。これらの問題は、硬化樹脂の密着性の増大によっていっそう深刻になる。次に、高圧流体を使用する場合には、成形品の大型化と硬化樹脂の密着性の増大とに対処するために、流体圧を高める必要がある。この場合には、成形品の薄型化に伴い、クラックが生じて信頼性が低下するおそれがある。次に、振動を使用する場合には、成形品の大型化と硬化樹脂の密着性の増大とによって、成形品を十分に離型させることができないおそれがある。そして、キャビティを有する金型に対して外部から振動を加えているので、キャビティ内の硬化樹脂と金型とが同じ振動系に属することになる。したがって、仮に、1〜2μm程度とされている振幅を増大させたとしても、キャビティ面と成形品とが密着する面に作用する力は振動によって生じる慣性力に止まり、しかも、キャビティの一方の側面又は一方の底面が離型を阻むように作用するので、離型効果はそれほど向上しない。
【0006】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成によって成形品の離型を可能にする、樹脂成形金型及び樹脂成形方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述の技術的課題を解決するために、本発明に係る樹脂成形金型は、相対向する金型群のいずれかに設けられたキャビティに充填された溶融樹脂を硬化させて硬化樹脂を形成し、少なくとも該硬化樹脂を含む成形品を製造する際に使用される樹脂成形金型であって、金型群のいずれかに設けられ溶融樹脂が充填されるべき部分における型面のうち少なくとも一部を構成する圧電体と、圧電体に電圧を印加する電源とを備えるとともに、圧電体に電圧を印加して圧電体を変位させることによって成形品を離型させることを特徴とする。
【0008】
これによれば、溶融樹脂が充填されるべき部分における型面のうち少なくとも一部を構成する圧電体に電圧が印加されることによって、圧電体が変位する。したがって、型面とこれに密着する成形品との間で両者の密着を解消する力が発生するので、成形品が型面から離型する。
【0009】
また、本発明に係る樹脂成形金型は、上述した樹脂成形金型において、電圧が印加された圧電体は型面に沿う方向に変位することを特徴とする。
【0010】
これによれば、溶融樹脂が充填されるべき部分における型面とこれに密着する成形品との間で、型面に沿う方向に力が発生する。したがって、この力、すなわち型面と成形品とが密着する面に沿う方向に発生する力が両者の密着を解消するので、成形品が型面から離型する。
【0011】
また、本発明に係る樹脂成形金型は、上述した樹脂成形金型において、電圧が印加された圧電体は型面に交わる方向に変位することを特徴とする。
【0012】
これによれば、溶融樹脂が充填されるべき部分における型面とこれに密着する成形品との間で、型面に交わる方向に力が発生する。したがって、この力、すなわち型面と成形品とが密着する面に交わる方向に発生する力が成形品に作用することにより、両者の密着が解消されるので、成形品が型面から離型する。
【0013】
また、本発明に係る樹脂成形金型は、上述した樹脂成形金型において、圧電体に対する電圧の印加を間欠的に行うことによって、又は圧電体に対して印加される電圧の極性を周期的に反転させることによって、圧電体を振動するように変位させて成形品を離型させることを特徴とする。
【0014】
これによれば、溶融樹脂が充填されるべき部分における型面のうち少なくとも一部を構成する圧電体が、成形品に密着し、かつ、成形品とは独立した振動系を構成する。具体的には、型面とこれに密着する成形品との間で、両者の密着を解消する力の発生と消滅とが繰り返され、又は、両者の密着を解消する力の方向が周期的に反転する。したがって、両者の密着を解消する力が繰り返し成形品に加えられることによって、成形品が型面から確実に離型する。
【0015】
また、本発明に係る樹脂成形方法は、相対向する金型群を型締めする工程と、金型群のいずれかに設けられたキャビティにおいて溶融樹脂が充填された状態にする工程と、充填された溶融樹脂を硬化させて硬化樹脂を形成し少なくとも該硬化樹脂を含む成形品を形成する工程と、金型群を型開きする工程と、成形品を離型させる工程とを備えた樹脂成形方法であって、離型させる工程では、金型群のいずれかに設けられ溶融樹脂が充填されるべき部分における型面のうち少なくとも一部を構成する圧電体に電圧を印加して圧電体を変位させることによって成形品を離型させることを特徴とする。
【0016】
これによれば、溶融樹脂が充填されるべき部分における型面のうち少なくとも一部を構成する圧電体に電圧を印加することによって、圧電体を変位させる。したがって、型面とこれに密着する成形品との間で両者の密着を解消する力を発生させるので、型面から成形品を離型させることができる。
【0017】
また、本発明に係る樹脂成形方法は、上述した樹脂成形方法において、離型させる工程では、圧電体に対する電圧の印加を間欠的に行うことによって、又は圧電体に対して印加される電圧の極性を周期的に反転させることによって、圧電体を振動するように変位させて成形品を離型させることを特徴とする。
【0018】
これによれば、溶融樹脂が充填されるべき部分における型面のうち少なくとも一部を構成する圧電体が、成形品に密着し、かつ、成形品とは独立した振動系を構成する。具体的には、型面とこれに密着する成形品との間で、両者の密着を解消する力の発生と消滅とを繰り返し、又は、両者の密着を解消する力の方向を周期的に反転させる。したがって、両者の密着を解消する力を繰り返し成形品に加えることによって、成形品を型面から確実に離型させる。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明に係る樹脂成形金型及び樹脂成形方法について、図面を参照して説明する。以下の説明では、樹脂成形の例として、プリント基板等の基板に装着された半導体チップ等のチップ状素子(以下「チップ」という。)を樹脂封止して電子部品のパッケージを製造する場合、すなわち樹脂封止を挙げることにする。
【0020】
(第1の実施形態)
以下、本発明に係る樹脂成形金型の第1の実施形態を、図1を参照して説明する。図1(A),(B)は、本実施形態に係る樹脂成形金型について、構造と電圧が印加された状態とをそれぞれ示す部分断面図である。なお、以降示される各図においては、構成要素の大きさや動作等について誇張して描かれている。
【0021】
図1において、下型1とこれに対向する上型2とは、トランスファ成形により樹脂封止する際の金型群3を構成する。下型1は、ベースブロック4とキャビティブロック5と後述する圧電体6Aとによって構成されており、ベースブロック4には凹部7が設けられている。その凹部7には、ブロック状の圧電素子8Aとその表面を覆う被膜9Aとからなるブロック状の圧電体6Aが、中央部をベースブロック4に固定され、両端においてベースブロック4との間に隙間10を設けて図の左右方向に摺動自在に配置されている。キャビティブロック5には開口が設けられ、この開口と圧電体6Aの上面である被膜9Aとに囲まれた空間が、溶融樹脂が充填される空間であるキャビティ11を構成する。すなわち、キャビティ11を構成する型面のうち底面のキャビティ面12は、圧電体6Aの上面である被膜9Aから構成されている。また、キャビティ11に連通して樹脂流路13が設けられ、この樹脂流路13は、例えば、プランジャが内装されたポット等からなる公知の樹脂供給手段(図示なし)に連通している。すなわち、樹脂供給手段における空間と樹脂流路13とキャビティ11とは、金型群3において溶融樹脂が充填されるべき部分になる。
【0022】
上型2には、排気ポンプ(図示なし)に連通して吸着用管路14が設けられている。そして、チップ15が装着された基板16が、吸着用管路14により上型2の型面に吸着され、固定されている。また、下型1には、溶融樹脂を加熱するためのヒータ(図示なし)が埋設されている。更に、ベースブロック4とキャビティブロック5とを一体化して、併せて下型1としてもよい。
【0023】
ここで、圧電素子8Aと被膜9Aとからなる圧電体6Aの構造と接続と動作とを説明する。まず、圧電素子8Aは、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、更には圧電特性や温度特性の改善のために第3成分を加えた3成分系の複合ペロブスカイト材料等の圧電性セラミックスによって構成されている。この圧電素子8Aが変位する方向は、製造する際の分極方向、使用する際の電極の位置、及び印加電圧の極性によって選択される。本実施形態では、圧電素子8Aは、所定の電圧が印加されると図の左右両方向に伸張又は収縮するようにして変位する。また、被膜9Aは、例えば、フッ素樹脂から構成される薄膜であって、絶縁層、平滑層、及び離型層として機能する。圧電素子8Aの両端には電極(図示なし)が設けられ、それらの電極は配線17によって直流の電源18に接続され、配線17の途中にはスイッチ19が設けられている。図1においては、電圧が印加されると圧電体6Aが伸張するようにして構成されている。これにより、圧電体6Aは、スイッチ19がオンになると図1(A)の太い矢印の方向に隙間10をなくすように伸張し、オフになると元の状態に収縮する。
【0024】
本実施形態に係る樹脂成形金型の動作を、図1を参照して説明する。まず、図1(A)に示すように、吸着用管路14により基板16が上型2の型面に吸着された状態で、下型1と上型2とが型締めされる。その後に、熱硬化性樹脂からなる溶融樹脂(図示なし)が樹脂流路13を経由してキャビティ11に充填され、その充填された溶融樹脂を更に加熱してこれを硬化させる。
【0025】
次に、図1(B)に示すように、下型1と上型2とが型締めされた状態で、溶融樹脂が硬化して形成された硬化樹脂20と基板16とチップ(図示なし)からなる成形品21が完成する。その後に、スイッチ19をオンにして、圧電体6Aに電圧を印加してこれを伸張させる。これにより、キャビティ面12を構成する圧電体6Aは、キャビティ面12に沿う方向、すなわちキャビティ面12と成形品21の硬化樹脂20との間の密着を解消する方向に変位する。また、スイッチ19をオフにして圧電体6Aを元の状態に収縮させても、圧電体6Aはキャビティ面12と硬化樹脂20との間の密着を解消する方向に変位する。したがって、圧電体6Aに電圧を印加しながら、又は印加した後に型開きすることにより、上型2に吸着された成形品21を下型1から離型させることができる。また、圧電体6Aに電圧を印加して伸張させ、その印加を解除して元の状態に収縮させた場合も、同様に成形品21を下型1から離型させることができる。更に、電圧が印加された圧電体6Aが、左(又は右)の一方向に変位する場合も同様である。
【0026】
以上説明したように、本実施形態によれば、キャビティ面12を構成する圧電体6Aが、キャビティ面12に沿う方向に変位する。そして、この変位によって発生する力のすべてが、キャビティ面12と成形品21との密着面に直接作用して、キャビティ面12と成形品21との密着を解消させる。したがって、エジェクタピンや高圧流体の噴射機構等を設けることなく、成形品21をキャビティ面12から、ひいては下型1から離型させることができる。
【0027】
なお、本実施形態の説明においては、凹部7に1個の圧電体6Aを設けた。これに限らず、変形例として、凹部7に複数の圧電体を設けることもできる。図2(A),(B)は、本実施形態に係る樹脂成形金型の変形例について、構造と電圧が印加された状態とをそれぞれ示す部分断面図である。図2においては、圧電素子8Bとその表面を覆う被膜9Bとからなる2個の圧電体6Bが、一端がキャビティ11の中央部において互いに接触した状態で、それぞれの他端においてベースブロック4との間に隙間10を設けて、図の左右方向に摺動自在に配置されている。この変形例においても、2個の圧電体6Bは、電圧が印加されることによって、図2(A)の太い矢印の方向にそれぞれ両端側に向かって伸張しようとする。そして、一方の端部がキャビティ11の中央部において互いに接触しているので、2個の圧電体6Bはいずれも自由端の側に向かって伸張する。したがって、図1に示された場合と同様の効果が得られ、加えて、より大きな変位量が得られる。また、3個以上の圧電体を使用した場合も、同様である。
【0028】
また、本実施形態の説明では、電圧が印加された圧電体6A,6Bは、図の左右方向に伸張することとした。これに限らず、電圧が印加された圧電体6A,6Bが、図の左右方向に収縮することとしてもよい。この場合にも、図1及び図2に示された場合と同様の効果が得られる。
【0029】
(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態について、図3を参照しながら説明する。図3(A),(B)は、本実施形態に係る樹脂成形金型について、構造と電圧が印加された状態とをそれぞれ示す部分断面図である。本実施形態においては、凹部7には、圧電素子8Cとその表面を覆う被膜9Cとからなる1個のブロック状の圧電体6Cが、その両端において、ベースブロック4とキャビティブロック5との間に固定されている。そして、圧電体6Cは、スイッチ19をオンにすることにより所定の電圧が印加されると、図の上下方向(必ずしも型面に垂直な方向でなくてもよい)に伸張又は収縮するようにして変位する。図3においては、電圧が印加されると、圧電体6Cが図3(A)の太い矢印の方向に伸張するようにして構成されている。
【0030】
本実施形態によれば、図3(B)に示されているように、電圧が印加された圧電体6Cの両端が固定され、かつ、下面がベースブロック4に接しているので、固定されていない部分、すなわちキャビティ面12の部分だけが伸張して図の上方に、言い換えればキャビティ11における型面(キャビティ面12)に交わる方向に変位する。これにより、キャビティ面12以外の部分において、下型1と成形品21とを離型させる力が作用するので、下型1全体と成形品21との密着性が低下する。したがって、圧電体6Cに電圧を印加しながら、又は電圧を印加した後に、下型1と上型2とを型開きすることにより、上型2に吸着された成形品21を下型1から離型させることができる。
【0031】
以上説明したように、本実施形態によっても、エジェクタピンや高圧流体の噴射機構等を設けることなく、成形品21を下型1から離型させることができる。
なお、本実施形態の説明では、電圧が印加された圧電体6Cは、厚さを増すように変位することとした。これに限らず、電圧が印加された圧電体6Cが、厚さを減らすように変位することとしてもよい。特に、この場合には、成形品21における中央部の大半を含む広い面積に対して、下型1と成形品21とを離型させる力を作用させることが可能になる。したがって、少ない力によって成形品21を下型1から離型させるので、成形品21におけるクラックの発生を防止して信頼性を向上させることができる。
【0032】
(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態について、図4を参照しながら説明する。図4(A),(B)は、本実施形態に係る樹脂成形金型について、構造と電圧が印加された状態とをそれぞれ示す部分断面図である。本実施形態では、ベースブロック4に凹部22を1個又は複数個設け、各凹部22に、圧電素子8Dと被膜9Dとからなるブロック状の圧電体6Dが設けられている。圧電体6Dは、電圧が印加されない状態では上面がキャビティ面12と同一面(面一)になり、電圧が印加されると図4(A)の太い矢印の方向に伸張するようにして構成されている。
また、圧電体6Dは、下面がベースブロック4に接するようにして構成されているので、電圧が印加されると、図4(B)に示されているように、キャビティ面12を構成する上面だけが伸張して図の上方、すなわちキャビティ11における型面(キャビティ面12)に交わる方向に変位する。
【0033】
本実施形態によれば、スイッチ19をオンにすることによって圧電体6Dに電圧が印加されると、圧電体6Dが伸張してその上面が図の上方に変位する。これにより、キャビティ面12のうち圧電体6Dの上面以外の部分において、下型1と成形品21とを離型させる力が作用するので、下型1全体と成形品21との密着性が低下する。したがって、圧電体6Dに電圧を印加しながら、又は電圧を印加した後に、下型1と上型2とを型開きすることによって、上型2に吸着された成形品21を下型1から離型させることができる。以上説明したように、本実施形態によっても、エジェクタピンや高圧流体の噴射機構等を設けることなく、成形品21を下型1から離型させることができる。
【0034】
また、本実施形態においては、圧電体6Dの配置場所、個数、及び上面の面積を、任意に定めることができる。これにより、下型1全体と成形品21との密着性、両者が密着する部分の面積等に応じて、圧電体6Dの配置場所、個数、及び上面の面積を、最適に決定することができる。更に、圧電体6Dに電圧が印加されると、圧電体6Dが収縮することとしてもよい。
【0035】
なお、上述の各実施形態の説明においては、トランスファ成形によってチップを樹脂封止する場合について説明した。これに限らず、キャビティ内に板状、粒状、又は粉状の樹脂材料を配置し、これを溶融させて形成した溶融樹脂によりキャビティが充填された状態にし、その状態で型締めして基板とこれに装着されたチップとを溶融樹脂に浸漬させ、溶融樹脂を硬化させる、いわゆる圧縮成形に対して本発明を適用してもよい。また、トランスファ成形や圧縮成形以外の樹脂成形、例えば、射出成形等に対しても、本発明を適用することができる。これらの場合においても、溶融樹脂が充填されたであるキャビティ等における型面から、成形品を離型させることができる。
【0036】
また、スイッチ19をオンにすることによって、圧電体6A〜6Dを変位させることとした。これに限らず、スイッチ19のオン/オフを間欠的に行うこともできる。この場合には、キャビティ面12のうち少なくとも一部を構成する圧電体6A〜6Dが、成形品21に密着し、かつ、成形品21とは独立した振動系を構成することになる。具体的には、圧電体6A〜6Dの伸張又は圧縮と元の状態への復帰とが繰り返されることにより、キャビティ面12とこれに密着する成形品21との間で、両者の密着を解消する力の発生と消滅とを繰り返す。したがって、キャビティ面12と成形品21との密着を解消する力を繰り返し成形品21に加えることにより、キャビティ面12から成形品21を確実に離型させることができる。また、スイッチ19によって、直流電源である電源18の極性を周期的に反転させてもよく、更には、電源18として交流電源を使用してもよい。これらの場合においても、圧電体6A〜6Dが振動することにより、キャビティ面12から成形品21を確実に離型させるという効果を得ることができる。
【0037】
また、ブロック状の圧電素子8A〜8D及び圧電体6A〜6Dを使用した。これに限らず、成形品21の大きさ、形状、種類等の特性、あるいは硬化樹脂20と下型1との密着性の程度によっては、薄板状の圧電素子を使用することもできる。更に、薄板状で厚さ方向に屈曲変位して大きな変位量が得られる、バイモルフ型の圧電素子を使用してもよい。この場合には、2枚のバイモルフ型の圧電素子を、それらの一端をキャビティ面12の中央部で付き合わせ、他端を下型1に固定し、更に圧電素子の下に設けられた支持部材を昇降自在に設けるとよい。そして、型開き時に、各圧電素子の付き合わされた一端が図の下方に変位するように電圧を印加するとともに、その支持部材を下降させればよい。
【0038】
また、圧電素子8A〜8Dの表面を被膜9A〜9Dで覆うこととしたが、これらの被膜については、成形品21の大きさ、形状、種類等、硬化樹脂20と下型1との密着性の程度により、又は、離型フィルムの使用により、省略できる。
【0039】
また、キャビティ面12に加えて、溶融樹脂が充填されるべき他の部分である樹脂流路13や樹脂供給手段(図示なし)等における型面に圧電体を設けてもよい。これによれば、硬化樹脂20の表面全体において均等に力が加えられる。したがって、少ない力によって成形品21を離型させるので、成形品21におけるクラックの発生を防止して外観品位と信頼性とを向上させることができる。
【0040】
また、キャビティ11を構成する面のうちの底面をキャビティ面12として、この面に圧電体6A〜6Dを設けた。これに限らず、キャビティ11を構成する面のうち図1〜図4における斜面、すなわちキャビティブロック5が有する斜面をキャビティ面として、この面に圧電体を設けてもよい。また、キャビティ11を構成する面のうちの底面と斜面とのいずれにも圧電体を設けることもできる。
更に、ベースブロック4とキャビティブロック5とが一体化された部分、言い換えればキャビティ11の周囲全体を、圧電体によって構成することもできる。
【0041】
また、熱硬化性樹脂に限らず、熱可塑性樹脂に対して本発明を適用することもできる。そして、その熱可塑性樹脂の溶融温度がある程度低ければ、セラミックからなる圧電素子8A〜8Dを使用した圧電体6A〜6Dに代えて、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等の結晶性高分子圧電体を使用してもよい。この場合には、型面において結晶性高分子圧電体を膜状に形成することができるとともに、図1〜図4における被膜9A〜9Dの省略が可能になる。
【0042】
また、本発明は、上述の各実施形態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。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、溶融樹脂が充填されるべき部分における型面のうち少なくとも一部を構成する圧電体に電圧を印加することによって、圧電体が変位する。したがって、型面とこれに密着する成形品との間で両者の密着を解消する力が発生するので、成形品が型面から離型する。また、溶融樹脂が充填されるべき部分における型面のうち少なくとも一部を構成する圧電体が、成形品に密着し、かつ、成形品とは独立した振動系を構成する。したがって、型面と成形品との密着を解消する力が繰り返し成形品に加えられることにより、成形品が型面から確実に離型する。これにより、本発明は、簡易な構成によって成形品の離型を可能にする樹脂成形金型及び樹脂成形方法を提供することができるという、優れた実用的な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A),(B)は、本発明の第1の実施形態に係る樹脂成形金型について、構造と電圧が印加された状態とをそれぞれ示す部分断面図である。
【図2】(A),(B)は、本発明の第1の実施形態に係る樹脂成形金型の変形例について、構造と電圧が印加された状態とをそれぞれ示す部分断面図である。
【図3】(A),(B)は、本発明の第2の実施形態に係る樹脂成形金型について、構造と電圧が印加された状態とをそれぞれ示す部分断面図である。
【図4】(A),(B)は、本発明の第3の実施形態に係る樹脂成形金型について、構造と電圧が印加された状態とをそれぞれ示す部分断面図である。
【符号の説明】
1 下型
2 上型
3 金型群
4 ベースブロック
5 キャビティブロック
6A,6B,6C,6D 圧電体
7,22 凹部
8A,8B,8C,8D 圧電素子
9A,9B,9C,9D 被膜
10 隙間
11 キャビティ
12 キャビティ面(型面)
13 樹脂流路
14 吸着用管路
15 チップ
16 基板
17 配線
18 電源
19 スイッチ
20 硬化樹脂
21 成形品[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a resin molding die and a resin molding method used when a molded product is formed by curing a molten resin filled in a cavity of a mold and the molded product is taken out.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a mechanism called an ejector pin has been used to cure a molten resin filled in a cavity to generate a cured resin, and to release and remove a molded product mainly composed of the cured resin (for example, Patent Document 1). This is a mechanism in which an ejector plate that can move up and down is provided separately from the mold body below and / or above the mold (or both of them), and a molded product is ejected by an ejector pin attached to the ejector plate to release the mold. It is. Further, the following configuration has been proposed in which there is no need to provide an ejector pin. First, there is proposed a configuration in which a hole and a valve pin are provided on a cavity surface, and a molded product is released from the cavity surface by injecting a high-pressure fluid such as compressed air from the hole opened by the valve pin when the mold is opened. (For example, see Patent Document 1). Secondly, there has been proposed a configuration in which a molded product is released from the cavity surface by applying required vibration to the cavity surface. This vibration is applied to the cavity surface by vibration generating means provided separately from the mold, and has an amplitude of about 1 to 2 μm (for example, see Patent Document 2).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 2-36039 (FIGS. 1, 2, and 9)
[Patent Document 2]
JP-A-5-326597 (page 5-6, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above conventional technique, there are the following problems. First, in the case of an ejector pin, a space for elevating and lowering the ejector plate is required, so that the size of the device cannot be reduced. In the case of injecting a high-pressure fluid, a compressor, a high-pressure fluid tank, piping, and the like are required, so that the size of the apparatus cannot be reduced in this case as well. When the molded product is released from the cavity surface by applying the required vibration, not only the portion where the cavity surface and the molded product are in close contact with each other is vibrated, but the entire mold component is removed from the outside of the mold. Vibration causes inefficiency and complicates the device. Furthermore, depending on the characteristics of the molten resin, the adhesion between the cured resin and the cavity surface may be so strong that the molded product may not be sufficiently released.
[0005]
Further, in resin molding, when a chip-like element (such as a semiconductor chip) mounted on a substrate is resin-sealed to produce a package of an electronic component, there are the following unique problems. The problems are thinner packages in recent years, the need for multiple substrates (and larger molded products) in response to cost requirements, and the adhesion of cured resin to ensure reliability due to smaller packages. Due to the tendency to increase sex. First, when an ejector pin is used, there is a possibility that a crack is generated in a protruding portion and the reliability is reduced as the package becomes thinner. In addition, as the size of the molded product increases, it is necessary to increase the protruding portion, that is, the number of ejector pins, so that the device becomes complicated. These problems are exacerbated by the increased adhesion of the cured resin. Next, when a high-pressure fluid is used, it is necessary to increase the fluid pressure in order to cope with an increase in the size of the molded product and an increase in the adhesion of the cured resin. In this case, as the molded product becomes thinner, cracks may occur and the reliability may decrease. Next, when using vibration, there is a possibility that the molded product cannot be sufficiently released from the mold due to an increase in the size of the molded product and an increase in the adhesion of the cured resin. Then, since the vibration is externally applied to the mold having the cavity, the cured resin in the cavity and the mold belong to the same vibration system. Therefore, even if the amplitude, which is about 1 to 2 μm, is increased, the force acting on the surface where the cavity surface and the molded product are in close contact with each other is limited to the inertial force generated by vibration, and moreover, one side of the cavity. Alternatively, since one of the bottom surfaces acts to prevent mold release, the mold release effect is not significantly improved.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problem, and has as its object to provide a resin molding die and a resin molding method that enable a molded product to be released with a simple configuration.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned technical problems, the resin molding die according to the present invention forms a cured resin by curing a molten resin filled in a cavity provided in any of the opposing mold groups. A resin molding die used at the time of producing a molded article containing at least the cured resin, wherein at least a part of a mold surface in a part to be filled with a molten resin provided in any of the mold groups And a power supply for applying a voltage to the piezoelectric body, and a molded article is released by applying a voltage to the piezoelectric body to displace the piezoelectric body.
[0008]
According to this, the piezoelectric body is displaced by applying a voltage to the piezoelectric body constituting at least a part of the mold surface in the portion to be filled with the molten resin. Therefore, a force is generated between the mold surface and the molded product that comes into close contact with the mold surface, so that the molded product is released from the mold surface.
[0009]
Further, a resin molding die according to the present invention is characterized in that, in the above-described resin molding die, a piezoelectric body to which a voltage is applied is displaced in a direction along a mold surface.
[0010]
According to this, a force is generated in a direction along the mold surface between the mold surface in a portion to be filled with the molten resin and the molded product that is in close contact with the mold surface. Therefore, this force, that is, the force generated in the direction along the surface where the mold surface and the molded product are in close contact with each other, eliminates the close contact between them, and the molded product is released from the mold surface.
[0011]
Further, a resin molding die according to the present invention is characterized in that, in the above-described resin molding die, a piezoelectric body to which a voltage is applied is displaced in a direction intersecting a mold surface.
[0012]
According to this, a force is generated in a direction intersecting the mold surface between the mold surface in a portion to be filled with the molten resin and the molded product closely contacting the mold surface. Therefore, this force, that is, the force generated in the direction intersecting the surface where the mold surface and the molded product are in close contact with each other acts on the molded product, so that the close contact between them is eliminated, and the molded product is released from the mold surface. .
[0013]
Further, in the resin molding die according to the present invention, in the above-described resin molding die, by intermittently applying the voltage to the piezoelectric body, or periodically changing the polarity of the voltage applied to the piezoelectric body. By inverting, the piezoelectric body is displaced so as to vibrate and the molded article is released.
[0014]
According to this, the piezoelectric body constituting at least a part of the mold surface in the portion to be filled with the molten resin is in close contact with the molded product and forms a vibration system independent of the molded product. Specifically, between the mold surface and the molded product which is in close contact with the mold surface, the generation and disappearance of the force for eliminating the adhesion between the two are repeated, or the direction of the force for eliminating the adhesion between the two is periodically changed. Invert. Therefore, the molded product is reliably released from the mold surface by repeatedly applying a force for eliminating the close contact between the molded products.
[0015]
Further, the resin molding method according to the present invention includes a step of clamping the opposing mold group, a step of bringing the molten resin into a cavity provided in any of the mold groups, and a step of filling. Forming a cured resin by curing the melted resin to form a molded article containing at least the cured resin, a step of opening a mold group, and a step of releasing the molded article. In the step of releasing the mold, a voltage is applied to the piezoelectric body constituting at least a part of the mold surface in the part to be filled with the molten resin provided in one of the mold groups to displace the piezoelectric body. It is characterized in that the molded product is released from the mold.
[0016]
According to this, the piezoelectric body is displaced by applying a voltage to the piezoelectric body constituting at least a part of the mold surface in the portion to be filled with the molten resin. Therefore, since a force for releasing the close contact between the mold surface and the molded product that is in close contact with the mold surface is generated, the molded product can be released from the mold surface.
[0017]
In the resin molding method according to the present invention, in the above-described resin molding method, in the step of releasing the mold, the voltage is applied intermittently to the piezoelectric body, or the polarity of the voltage applied to the piezoelectric body is changed. Is periodically inverted to displace the piezoelectric body so as to vibrate and release the molded product.
[0018]
According to this, the piezoelectric body constituting at least a part of the mold surface in the portion to be filled with the molten resin is in close contact with the molded product and forms a vibration system independent of the molded product. Specifically, between the mold surface and the molded product that is in close contact with the mold surface, the generation and elimination of the force for eliminating the adhesion between the two are repeated, or the direction of the force for eliminating the adhesion between the two is periodically reversed. Let it. Therefore, the molded product is reliably released from the mold surface by repeatedly applying a force for eliminating the adhesion between the two to the molded product.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A resin molding die and a resin molding method according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, as an example of resin molding, when a chip-shaped element (hereinafter, referred to as a “chip”) such as a semiconductor chip mounted on a substrate such as a printed board is resin-sealed to manufacture an electronic component package, That is, resin sealing will be described.
[0020]
(1st Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a resin molding die according to the present invention will be described with reference to FIG. 1A and 1B are partial cross-sectional views showing a structure and a state where a voltage is applied, respectively, of a resin molding die according to the present embodiment. In each of the drawings shown below, the sizes, operations, and the like of the components are exaggerated.
[0021]
In FIG. 1, a
[0022]
The
[0023]
Here, the structure, connection and operation of the piezoelectric body 6A composed of the piezoelectric element 8A and the coating 9A will be described. First, the piezoelectric element 8A is made of, for example, a barium titanate, lead zirconate titanate (PZT), or a ternary composite perovskite material added with a third component for improving piezoelectric characteristics and temperature characteristics. It is composed of conductive ceramics. The direction in which the piezoelectric element 8A is displaced is selected according to the polarization direction during manufacture, the position of the electrode during use, and the polarity of the applied voltage. In this embodiment, when a predetermined voltage is applied, the piezoelectric element 8A is displaced so as to expand or contract in both the left and right directions in the figure. The coating 9A is a thin film made of, for example, a fluororesin, and functions as an insulating layer, a smooth layer, and a release layer. Electrodes (not shown) are provided at both ends of the piezoelectric element 8A, and these electrodes are connected to a
[0024]
The operation of the resin molding die according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 1 (A), the
[0025]
Next, as shown in FIG. 1B, in a state where the
[0026]
As described above, according to the present embodiment, the piezoelectric body 6A forming the cavity surface 12 is displaced in the direction along the cavity surface 12. Then, all of the forces generated by this displacement directly act on the contact surface between the cavity surface 12 and the molded
[0027]
In the description of the present embodiment, one piezoelectric body 6A is provided in the
[0028]
In the description of the present embodiment, the piezoelectric bodies 6A and 6B to which the voltage is applied are extended in the left and right directions in the drawing. The present invention is not limited thereto, and the piezoelectric bodies 6A and 6B to which the voltage is applied may contract in the left-right direction in the drawing. In this case, the same effect as that shown in FIGS. 1 and 2 can be obtained.
[0029]
(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIGS. 3A and 3B are partial cross-sectional views showing the structure and a state where a voltage is applied, respectively, of the resin molding die according to the present embodiment. In this embodiment, a single block-shaped piezoelectric body 6C composed of a piezoelectric element 8C and a
[0030]
According to the present embodiment, as shown in FIG. 3B, both ends of the piezoelectric body 6C to which the voltage is applied are fixed, and the lower surface is in contact with the
[0031]
As described above, also according to the present embodiment, the molded
In the description of the present embodiment, the piezoelectric body 6C to which the voltage is applied is displaced so as to increase the thickness. The present invention is not limited thereto, and the piezoelectric body 6C to which the voltage is applied may be displaced so as to reduce the thickness. In particular, in this case, a force for releasing the
[0032]
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIGS. 4A and 4B are partial cross-sectional views respectively showing a structure and a state where a voltage is applied to the resin molding die according to the present embodiment. In the present embodiment, one or a plurality of
Further, since the piezoelectric body 6D is configured such that the lower surface is in contact with the
[0033]
According to the present embodiment, when a voltage is applied to the piezoelectric body 6D by turning on the
[0034]
Further, in the present embodiment, the arrangement location, the number, and the area of the upper surface of the piezoelectric bodies 6D can be arbitrarily determined. Thereby, the location, number, and area of the upper surface of the piezoelectric bodies 6D can be optimally determined according to the adhesion between the entire
[0035]
In the description of each of the above embodiments, the case where the chip is sealed with resin by transfer molding has been described. Not limited to this, a plate-like, granular, or powdery resin material is arranged in the cavity, and the cavity is filled with a molten resin formed by melting the resin material. The present invention may be applied to so-called compression molding in which a chip mounted thereon is immersed in a molten resin and the molten resin is cured. The present invention can also be applied to resin molding other than transfer molding and compression molding, for example, injection molding. Also in these cases, the molded product can be released from the mold surface in the cavity or the like filled with the molten resin.
[0036]
Further, by turning on the
[0037]
Also, block-shaped piezoelectric elements 8A to 8D and piezoelectric bodies 6A to 6D were used. Not limited to this, a thin plate-shaped piezoelectric element may be used depending on the characteristics such as the size, shape, and type of the molded
[0038]
In addition, the surfaces of the piezoelectric elements 8A to 8D are covered with the coatings 9A to 9D. However, regarding these coatings, the adhesiveness between the cured
[0039]
Further, in addition to the cavity surface 12, a piezoelectric body may be provided on a mold surface of a
[0040]
Further, the bottom surface of the surfaces constituting the cavity 11 was defined as the cavity surface 12, and the piezoelectric bodies 6A to 6D were provided on this surface. The present invention is not limited to this, and the piezoelectric body may be provided on the inclined surface in FIGS. Further, a piezoelectric body can be provided on both the bottom surface and the inclined surface of the surface constituting the cavity 11.
Further, the portion where the
[0041]
Further, the present invention can be applied to not only thermosetting resins but also thermoplastic resins. If the melting temperature of the thermoplastic resin is low to some extent, a crystalline polymer piezoelectric material such as polyvinylidene fluoride (PVDF) is used instead of the piezoelectric materials 6A to 6D using the piezoelectric elements 8A to 8D made of ceramic. May be. In this case, the crystalline polymer piezoelectric body can be formed in a film shape on the mold surface, and the coatings 9A to 9D in FIGS. 1 to 4 can be omitted.
[0042]
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be arbitrarily and appropriately combined, changed, or selected as needed without departing from the spirit of the present invention. You can do it.
[0043]
【The invention's effect】
According to the present invention, the piezoelectric body is displaced by applying a voltage to the piezoelectric body constituting at least a part of the mold surface in the portion to be filled with the molten resin. Therefore, a force is generated between the mold surface and the molded product that comes into close contact with the mold surface, so that the molded product is released from the mold surface. Further, the piezoelectric body constituting at least a part of the mold surface in the portion to be filled with the molten resin is in close contact with the molded product and forms a vibration system independent of the molded product. Therefore, the molded product is reliably released from the mold surface by repeatedly applying a force for eliminating the close contact between the mold surface and the molded product. As a result, the present invention has an excellent practical effect of providing a resin molding die and a resin molding method capable of releasing a molded product with a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are partial cross-sectional views showing a structure and a state in which a voltage is applied, respectively, of a resin molding die according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are partial cross-sectional views respectively showing a structure and a state where a voltage is applied, in a modified example of the resin molding die according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 3A and 3B are partial cross-sectional views showing a structure and a state where a voltage is applied, respectively, of a resin molding die according to a second embodiment of the present invention.
FIGS. 4A and 4B are partial cross-sectional views showing a structure and a state where a voltage is applied, respectively, of a resin molding die according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 lower mold
2 Upper type
3 mold group
4 Base block
5 Cavity block
6A, 6B, 6C, 6D Piezoelectric
7,22 recess
8A, 8B, 8C, 8D Piezoelectric element
9A, 9B, 9C, 9D coating
10 gap
11 cavities
12 Cavity surface (mold surface)
13 Resin channel
14 Suction line
15 chips
16 substrates
17 Wiring
18 Power supply
19 switches
20 Cured resin
21 Molded product
Claims (6)
前記金型群のいずれかに設けられ前記溶融樹脂が充填されるべき部分における型面のうち少なくとも一部を構成する圧電体と、
前記圧電体に電圧を印加する電源とを備えるとともに、
前記圧電体に電圧を印加して前記圧電体を変位させることによって前記成形品を離型させることを特徴とする樹脂成形金型。A resin molding die used to cure a molten resin filled in a cavity provided in one of the opposing mold groups to form a cured resin, and to manufacture a molded article containing at least the cured resin. And
A piezoelectric body that constitutes at least a part of a mold surface in a portion to be filled with the molten resin provided in any of the mold groups,
A power supply for applying a voltage to the piezoelectric body,
A resin molding die, wherein the molded article is released by applying a voltage to the piezoelectric body to displace the piezoelectric body.
電圧が印加された前記圧電体は前記型面に沿う方向に変位することを特徴とする樹脂成形金型。The resin molding die according to claim 1,
A resin molding die, wherein the piezoelectric body to which a voltage is applied is displaced in a direction along the mold surface.
電圧が印加された前記圧電体は前記型面に交わる方向に変位することを特徴とする樹脂成形金型。The resin molding die according to claim 1,
A resin molding die, wherein the piezoelectric body to which a voltage is applied is displaced in a direction crossing the mold surface.
前記圧電体に対する電圧の印加を間欠的に行うことによって、又は前記圧電体に対して印加される電圧の極性を周期的に反転させることによって、前記圧電体を振動するように変位させて前記成形品を離型させることを特徴とする樹脂成形金型。The resin molding die according to any one of claims 1 to 3,
By intermittently applying the voltage to the piezoelectric body, or by periodically inverting the polarity of the voltage applied to the piezoelectric body, the piezoelectric body is displaced so as to vibrate and the molding is performed. A resin molding die for releasing a product.
前記離型させる工程では、前記金型群のいずれかに設けられ前記溶融樹脂が充填されるべき部分における型面のうち少なくとも一部を構成する圧電体に電圧を印加して前記圧電体を変位させることによって前記成形品を離型させることを特徴とする樹脂成形方法。A step of clamping opposing mold groups, a step of filling molten resin in a cavity provided in any of the mold groups, and a step of curing the filled molten resin to form a cured resin. Forming a molded article containing at least the cured resin, a step of opening the mold group, and a step of releasing the molded article, a resin molding method comprising:
In the releasing step, a voltage is applied to a piezoelectric body that constitutes at least a part of a mold surface in a part to be filled with the molten resin provided in one of the mold groups to displace the piezoelectric body. A resin molding method, wherein the molded article is released from the mold by causing the molded article to be released.
前記離型させる工程では、前記圧電体に対する電圧の印加を間欠的に行うことによって、又は前記圧電体に対して印加される電圧の極性を周期的に反転させることによって、前記圧電体を振動するように変位させて前記成形品を離型させることを特徴とする樹脂成形方法。The resin molding method according to claim 5,
In the releasing step, the piezoelectric body is vibrated by intermittently applying a voltage to the piezoelectric body or by periodically inverting the polarity of the voltage applied to the piezoelectric body. The resin molding method is characterized in that the molded article is released by such displacement.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006168256A (en) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Towa Corp | Resin molding mold and resin molding method |
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- 2003-01-23 JP JP2003014199A patent/JP4125142B2/en not_active Expired - Fee Related
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