JP2005286279A - 樹脂封止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
ボイド等を有する不良成形品の発生を防止する。
【解決手段】
上金型１２と下金型１３をその接近で形成される真空引きチャンバー７０によりシール部材４６を介して気密に閉塞すると共に、プランジャ２０のロッド２１と上動ロッド３７をベローズ２２，３８により覆い、エジェクト部の収容空間３１，５７とパーティング空間５１を真空引き通路３６，５２，６２を介して気密閉塞空間に連通する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リードフレーム等に実装されている電子部品（素子）を樹脂にて封止するための樹脂封止装置に関する。

従来の樹脂封止装置は、キャビティ内の空気及びポット内の空気を吸引してキャビティ内やポット内を減圧し、その後にプランジャを作動させてポット内の溶融樹脂をキャビティに充填している。

しかし、従来の樹脂封止装置では、プランジャやエジェクト用駆動ロッドを気密性の劣るシール部材を介して往復動させるために、キャビティ内を大きく減圧することができず、例えば、キャビティ内を１０Ｔｏｒｒ程度に減圧するだけであった。このため、樹脂成形時にキャビティ内に残存する空気が樹脂内に混入し、成形体にボイドが生じる虞があった。
また、通常は、キャビティに連通する小さなエアーベント溝を介してキャビティ内を減圧するため、樹脂注入時にエアーベント溝を介してポットとプランジャーの隙間等よりエアーが漏れ大きな空気流が生じ、又注入する樹脂の流速が速まることにより電子部品のワイヤが曲がり、相互に接触する虞れもあった。

相互に接近して型締め可能な上金型及び下金型と、該上金型及び下金型の対向面に形成されて樹脂封止すべき電子部品が配置されるキャビティと、前記上金型及び下金型の収容空間に配されてエジェクトピンを前記キャビティに突出させるためのエジェクト部とを備える樹脂封止装置において、
前記収容空間に連通して両金型の側壁でそれぞれ開口する真空引き通路と、
前記上金型及び下金型がそれぞれ収容される上チャンバー半部及び下チャンバー半部から成り、該上金型及び下金型の接近及び型締め時に気密閉塞空間を形成する真空引き用チャンバーとを含み、
該真空引き用チャンバー内が真空引きされることを特徴とする樹脂封止装置。

上金型及び下金型を接近及び型締め時に真空引き用チャンバーにより覆って気密閉塞空間を形成し、かつエジェクト部の収容空間に連通して金型の側壁で開口する真空引き通路を設けたので、気密閉塞空間を真空引きすることでキャビティ内を短時間で大きく減圧することができる。従って、ボイドの存在しない樹脂成形品を量産化することが可能となる。
また、上金型又は下金型にエアーベント溝を設けても、プランジャー回りは気密用ベローズによりエアー漏れ等ないので、樹脂の流速が速まることがなく、従って、電子部品のワイヤが相互に接触することもない。
これにより、ボイドやワイヤの接触を有しない品質的に優れた樹脂成形品を得ることができる。また、エアーベント溝も不要にできるので、従来、該溝の残存樹脂から成るバリが生ぜず、その除去作業も不要である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図３は本発明に係る樹脂封止装置の全体構成図である。
この樹脂封止装置は、４本の支柱１０と、これら支柱１０の上端に固定的に支持されている固定ブロック１１と、固定ブロック１１に取付けられている上金型１２とを備えている。
上金型１２の下方には下金型が対向して位置している。この下金型１３は可動ブロック１４の上面に取付けられ、可動ブロック１４は各支柱１０に上下動可能に装着されている。

各支柱１０の下端はベース２４にて支持されている。このベース２４上にはリンク機構２５が設けられている。このリンク機構２５は、ベース２４から立ち上がるリンク部材２６に軸２７を介して揺動可能に連結されている一対のリンク部材２８，２８と、これら連結部材２８，２８に同様に下部が連結されているリンク部材２９と、このリンク部材２９の上端に加圧用連結軸４０を介して連結されている一対のリンク部材３０，３０と、軸２７を減速機構を介して回転駆動するモータ（図示せず）とを有している。そして、最上位の一対のリンク機構３０，３０の上端は、可動ブロック１４の下面に固定されている。

従って、モータを駆動すると、一対のリンク部材２８，２８が軸２７を中心として回動するので、リンク部材２６，２８，２８，２９及び３０，３０が上下方向に一直線状に伸長し、可動ブロック１４が上動する。このように、可動ブロック１４が上動すると、下金型１３は上金型１２と小さな間隙、例えば0.2mmの間隔を保持して該上金型１２と対向する（図１参照）。

図１は本発明に係る上金型１２と下金型１３との真空引き開始時(0.2mm)における状態
を示す断面図である。
下金型１３は、図１に示すように、可動ブロック１４上に固定されている中空の支持体１５と、支持体１５上に固定されているエジェクト用ブロック部１６とを備えている。支持体１５内には可動ブロック１４から伸びるねじロッド１７が突出し、ねじロッド１７の上端は連結部１８に回転自在に連結され、連結部１８上には取付板１９を介してプランジャ２０のロッド２１下端が連結されている。
上記ねじロッド１７は図示しないモータにより回転駆動されて上動する。従って、プランジャ２０はロッド２１を介して上動する。

取付板１９上にはベローズ２２の下端のフランジ２２ａが気密に固定され、ベローズ２２の上端のフランジ２２ｂはエジェクト用ブロック部１６の凹所に気密に固定されている。これにより、このベローズ２２はプランジャ２０のロッド２１を気密に覆っている。
エジェクト用ブロック部１６には上方開口の収容空間３１が形成されている。この収容空間３１にはピンプレート３２がストッパ３３に当接して配されている。ピンプレート３２には上方に伸長するエジェクトピン３４が取付けられており、弾性部材３５を介して常時、下方への押圧力が付与されている。そして、エジェクト用ブロック部１６には収容空間３１に連通する真空引き通路３６が形成されている。この通路３６はブロック部１６の側壁で開口している。

上記ピンプレート３２の下面からは、ブロック部１６を貫通して上動ロッド３７が伸長している。そして、この上動ロッド３７は他のベローズ３８により気密に覆われている。即ち、ベローズ３８の上端のフランジ３８ｂはブロック部１６の下面に気密に固定され、その下端のフランジ３８ａは取付板３９に固定されている。取付板３９の下方には押圧ロッド４０が位置している。従って、押圧ロッド４０が上動して取付板３９を押し上げると、上動ロッド３７と共にピンプレート３２が上動する。これにより、エジェクトピン３４が後述するキャビティ内に突出する。

エジェクト用ブロック部１６の上方には断熱材４１を介して加熱プレート４２が配されている。この加熱プレート４２はヒータ４３が埋設されている。加熱プレート４２の上方には金型板４４が取付けられている。金型板４４の上面にはキャビティ４５を形成するための凹部とランナーを形成するための溝及びゲートが設けられている。

金型板４４及び加熱プレート４２の中央にはポット４７が設けられ、ポット４７には樹脂ペレット４８が配されている。
一方、上金型１２は、下金型１３の金型板４４と対向する金型板５０を備えている。この金型板５０の下面には上記キャビティ４５を形成するための凹部やランナーを形成するための溝が設けられている。

ところで、図１に示すように、上金型１２と下金型１３とが接近すると、両金型板５０，４４の対向面間によりパーティング空間５１が形成される。そして、金型板５０にはこのパーティング空間５１に連通する真空引き通路５２が設けられている。この通路５２は金型板５０の側壁で開口している。

上金型１２は更に金型板５０を加熱するための加熱プレート５３を備えている。この加熱プレート５３にはヒータ５４が埋設されている。加熱プレート５３の上方には断熱材５５を介してエジェクト用ブロック部５６が配されている。このエジェクト用ブロック部５６には下方開口の収容空間５７が形成されている。この収容空間５７にはピンプレート５８がストッパ５９に当接して配されている。ピンプレート５８には下方に伸長するエジェクトピン６０が取付けられており、弾性部材６１を介して常時、下方への押圧力が付与されている。そして、エジェクト用ブロック部５６には収容空間５７に連通する真空引き通路６２が形成されている。この通路６２はブロック５６の側壁で開口している。
尚、ピンプレート５８の下面からは、加熱プレート５３及び金型板５０を貫通して下金型１３の金型板４４に当接するロッド６３が伸長している。
上記上金型１２及び下金型１３は、図１及び図２に示すように、上チャンバー半部７０Ａ及び下チャンバー半部７０Ｂにより覆われている。上チャンバー半部７０Ａの下端面には矩形状の凹所が形成され、該凹所にゴム製のシール部材４６が嵌入されている。下チャンバー半部７０Ｂの下端面にはこのシール部材４６が係入されている凹部が形成されている。また、上チャンバー半部７０Ａには上記真空引き通路５２，６２と対向する位置に吸引口７１，７２が設けられ、各吸引口７１，７２にはコネクタを介して吸引ホース７３，７３が連結されている。下チャンバー半部７０Ｂには上記真空引き通路３６と対向する位置に吸引口７４が設けられ、この吸引口７４にはコネクタを介して吸引ホース７３が連結されている。そして、これらの吸引ホース７３は図示しない真空引きポンプに連結されている。

さて、図１に示すように、上金型１２と下金型１３とが接近すると、上チャンバー半部７０Ａと下チャンバー半部７０Ｂも接近するので、上記シール部材４６により気密閉塞空間を形成する真空引き用チャンバー７０が構成される。また、上下動するプランジャ２０（ロッド２１）と上動ロッド３７とがベローズ２２，３８により気密に覆われているので、下金型１３及び上金型１２の両収容空間３１，５７は気密状態に保持されている。

本実施例では、このような気密状態において複数の吸引ホース７３が真空引きポンプに連結しており、該ポンプが作動されるので真空引き用チャンバー７０内が１０-4〜１０-6Torrに大きく減圧される。即ち、パーティング空間５１及び両収容空間３１，５７が真空引き通路３６，５２，６２を介して瞬間的に１０-4〜１０-6Torrまで減圧される。
このように減圧しながら、図２に示すように、上金型１２と下金型１３とを型締めし、ポット４７内の溶融した樹脂ペレット４８をプランジャ２０により押圧し、電子部品の配置したキャビティ４５に樹脂を充填する。

その後、下金型１３を下動すると、上金型１２のピンプレート５８が弾性部材６１により下動し、エジェクトピン６０がキャビティ４５に突出する。従って、樹脂成形品は下金型１３のキャビティ４５上に位置する。
次いで、下金型１３の上動ロッド３７が上動してピンプレート３２が上動し、エジェクトピン３４がキャビティ４５に突出するので、樹脂成形品を下金型１３から取り出すことができる。

上記したように、両収容空間を減圧し、かつプランジャをベローズ２２により気密に覆ったので、パーティング空間５１を大きく、かつ瞬時に減圧でき、従って、キャビティ４５に樹脂を充填すると、殆ど空気が残存しないことから、樹脂成形品にボイドが生じることがない。
また、エアーベント溝を設けても、プランジャー回りはベローズ２２により気密に覆われているのでエアー漏れがないことにより樹脂の流速を一定に保持でき、従って、電子部品のワイヤの相互接触を防止することが可能である。また、エアーベント溝を設けなくても良く、該溝でのバリの発生も防止することができる。

上記実施例において、収容空間３１，５７を減圧するので、真空引き通路５２を設けずに、真空引きチャンバー７０内を真空引きするだけで、パーティング空間５１（キャビティ内）を充分に減圧することができる。

図４及び図５は本発明の他の実施例に係る樹脂封止装置の要部の断面図と全体構成図である。
この実施例では、上チャンバー半部７０Ａと上金型とを固定、支持しているクラウン７５に、真空引きチャンバー７０内の気密閉塞空間に連通する吸引口７６，７６が設けられている。これらの吸引口７６，７６は吸引ホース７３を介して図示しない真空引きポンプに連結されている。
この実施例においても上金型及び下金型が接近した状態（0.2ｍｍ）で真空引きチャンバー７０内を吸引口７６，７６及び吸引ホース７３，７３を介して真空引きを開始することで、型締め時にはキャビティ４５内を充分に減圧させることができる。
図６は、図４の実施例の変形例を示す断面図である。この変形例では、プランジャ２０を押圧するための連結部１８にフランジを介してベローズ７７の上端が固定され、ベローズ７７の下端がフランジを介して可動ブロック１４の上面に固定されている。そして、ロッド２１を覆うベローズ２２（図４参照）が取り除かれている。この変形例では、ベローズ７７により気密を保持し、かつ樹脂ペレット４８の屑がロッド２１とベローズ２２との間に入り込むのを防止することが可能である。

図７は、更に他の実施例に係る樹脂封止装置が示されている。この樹脂封止装置は、上金型１２の近傍位置で支柱１０に取付けられている近接センサ１００と、該センサ１００からの検出信号が入力されるＭＰＵから成る制御部１０１とを備えている。制御部１０１にはリンク機構２５の駆動モータ１０２と、吸引ホース７３の近傍位置で該ホース７３と真空ポンプとを連結する電磁弁１０３とが接続されている。
この実施例において、真空ポンプは予め作動されており、電磁弁１０３は閉状態に制御されている。従って、吸引ホース７３の近傍位置までは常時、真空状態に保持されている。

さて、制御部１０１は、先ず、駆動モータ１０２を通常の速度で回転駆動させるべく制御し、これによりリンク機構２５が作動するので可動ブロック１４が上動する。
可動ブロック１４の上動で下金型１３が上金型１２に接近すると、両金型が例えば、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍまで接近した時点で近接センサ１００が下チャンバー半部７０Ｂを検知して検出信号を出力する。
制御部１０１はこの検出信号を受信すると、電磁弁１０３を開制御すると共に、駆動モータ１０２の回転速度を減速させて下金型１３の接近速度を低下させ、例えば、１秒〜３秒の時間で型締めする。

このように、本実施例では、チャンバー７０内を短時間で真空にすることができるので、下金型１３を、接近位置で停止させずに、連続的に上動させて型締めすることが可能である。従って、型締めまでに要する時間が短くなる。
上記実施例において、駆動モータ１０２としてパルスモータを用いることができる。この場合、制御部１０１はパルスモータへの供給パルス数により、下金型１３が０．２ｍｍ等まで接近したことを検知することができるので、近接センサ１００が不要となる。

本発明に係る樹脂封止装置の真空引き状態を示す断面図である。 同樹脂封止装置の型締め時の断面図である。 同樹脂封止装置の全体構成図である。 本発明の他の実施例に係る樹脂封止装置の真空引き開始状態を示す断面図である。 同樹脂封止装置の全体構成図である。 本発明の変形例に係る樹脂封止装置の真空引き開始状態を示す断面図である。 本発明の他の実施例に係る樹脂封止装置の全体構成図である。

符号の説明

１２ 上金型
１３ 下金型
２０ プランジャ
２２，３８ ベローズ
３１，５７ 収容空間
３６，５２，６２ 真空引き通路
３７ 上動ロッド
４５ キャビティ
４６ パーティングシール部材
５１ パーティング空間
７０Ａ 上チャンバー半部
７０Ｂ 下チャンバー半部
７０ 真空引きチャンバー
７１、７２、７４、７６ 吸引口
７３ 吸引ホース

Claims (6)

1. 相互に接近して型締め可能な上金型及び下金型と、該上金型及び下金型の対向面に形成されて樹脂封止すべき電子部品が配置されるキャビティと、前記上金型及び下金型の収容空間に配されてエジェクトピンを前記キャビティに突出させるためのエジェクト部とを備える樹脂封止装置において、
   前記収容空間に連通して両金型の側壁でそれぞれ開口する真空引き通路と、
   前記上金型及び下金型がそれぞれ収容される上チャンバー半部及び下チャンバー半部から成り、該上金型及び下金型の接近及び型締め時に気密閉塞空間を形成する真空引き用チャンバーとを含み、
   該真空引き用チャンバー内が真空引きされることを特徴とする樹脂封止装置。
2. 請求項１記載の樹脂封止装置において、
   前記上金型及び下金型の接近で前記各対向面にて形成されるパーティング空間に連通していずれかの金型の側壁で開口する他の真空引き通路を更に備えることを特徴とする樹脂封止装置。
3. 請求項１記載の樹脂封止装置において、
   前記真空引き用チャンバーに真空ポンプを連結するために少なくとも一以上の連結部が設けられていることを特徴とする樹脂封止装置。
4. 請求項１記載の樹脂封止装置において、
   前記キャビティに連通するポット内の溶融樹脂を該キャビティに押圧して充填するプランジャに押圧力を付与する連結部を、気密を保持して変形可能に覆う気密用ベローズを更に備えることを特徴とする樹脂封止装置。
5. 請求項１記載の樹脂封止装置において、
   前記キャビティに連通するポット内の溶融樹脂を該キャビティに押圧して充填するプラ
   ンジャを、気密を保持して変形可能に覆う気密用ベローズを更に備えることを特徴とする樹脂封止装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の樹脂封止装置において、
   前記上金型及び下金型を相互に接近させる機構部と、
   前記上金型及び下金型の所定の接近位置を検出する接近検出手段と、
   該接近検出手段の検出で前記真空引き用チャンバー内の真空引きを開始させると共に、前記上金型及び下金型を接近速度を低下させて型締めすべく前記機構部を制御する制御部と、
   を含むことを特徴とする樹脂封止装置。
   

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