JP2007030272A

JP2007030272A - 樹脂封止用金型

Info

Publication number: JP2007030272A
Application number: JP2005214893A
Authority: JP
Inventors: Yoshiteru Miyawaki; 芳照宮脇; Toukiyoku O; 東旭王
Original assignee: Sanyu Rec Co Ltd
Current assignee: Sanyu Rec Co Ltd
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2007-02-08

Abstract

【課題】過剰な樹脂の量がキャビティ部から流出するのを防止することができる樹脂封止用金型を提供することを課題とする。
【解決手段】上金型と、下金型と、前記下金型に設けられるキャビティ部と、前記キャビティ部の周囲に設けられる余剰樹脂の収容凹部と、キャビティ部と収容凹部とを連通して樹脂を前記収容凹部に流入させる連通溝と、を備え、前記連通溝を上流側から下流側に向けて上方に傾斜させたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、上金型と下金型と前記下金型に設けられるキャビティ部とを備え、半導体素子等を封止するのに用いられる樹脂封止用金型に関するものである。

この種の樹脂封止用金型としてキャビティ部の周縁には余剰樹脂を受け入れるダミーキャビティを備えたもの（特許文献１等）が提案されている。

かかる装置によれば、キャビティ部に供給された樹脂量が余剰であっても、余剰樹脂をダミーキャビティに受け入れることができる。
特開２００４−２３５５３０号公報

しかしながら、下金型のキャビティ部に樹脂を充填した後に型閉めを行う場合には、型締め速度によっては型閉めの際に過剰な量の樹脂がダミーキャビティに流入し、その結果、樹脂の未充填部分が発生し、また、樹脂に空気が巻き込まれて気泡（ボイド）が発生し易くなってパッケージ成形品の品質を低下させるという問題があった。

そこで、本発明は、過剰な樹脂の量がキャビティ部から流出するのを防止することができる樹脂封止用金型を提供することを課題とする。

本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねて完成されたものである。
１．上金型と、下金型と、前記下金型に設けられるキャビティ部と、前記キャビティ部の周囲に設けられる余剰樹脂の収容凹部と、キャビティ部と収容凹部とを連通して樹脂を前記収容凹部に流入させる連通溝と、を備え、前記連通溝を上流側から下流側に向けて上方に傾斜させたことを特徴とする樹脂封止用金型を提供する。
２．連通溝の溝幅を上流側に行くほど幅狭にしたことを特徴とする前記１に記載の樹脂封止用金型を提供する。

本発明によれば、キャビティ部と収容凹部とを連通して余剰樹脂を前記収容凹部に流入させる連通溝を上流側から下流側に向けて上方に傾斜させたので、型閉めの際に、前記収容凹部への樹脂の流入方向に逆流して樹脂をキャビティ部に戻す流れを発生させて過剰に流出した樹脂をキャビティ部に戻すことができ、また、連通溝によって樹脂の堰き止めを発揮できるので、過剰な量の樹脂がキャビティ部から流出するのを防止でき、その結果、樹脂の未充填部分の発生や気泡の巻き込みを防止することができてパッケージ成形品の品質を向上させることができる。

また、連通溝の溝幅を上流側に行くほど幅狭にすれば、連通溝によるバリ部と成形品との繋がり部は幅狭になって、該繋がり部でのバリ部の切除が容易になる。

以下、本発明に係る樹脂封止用金型の実施形態について図面を参照しつつ説明する。樹脂封止用金型はオプトデバイスなどのパッケージ成形で採用される樹脂封止装置に用いられる。

図５乃至図１２は樹脂封止装置及びそれを用いた樹脂封止方法を示す概略図である。図１３は封止用樹脂Ｒの充填動作を示し、図１４は型閉め動作を示す。

樹脂封止装置は金型１の他に、樹脂充填装置２と、型開閉手段３と、搬入用真空チャンバーＣ１と、充填用真空チャンバーＣ２と、型閉め用真空チャンバーＣ３と、金型１を搬送する搬送手段６と、図外の真空発生手段と、これらを総括的に制御する図外の制御手段と、を備えている。

図１乃至図４のように金型１は、上金型１１と、キャビティ部１３を有する下金型１２とを備えている。キャビティ部１３は環状の堤部１４で囲繞され、堤部１４の周囲は余剰の樹脂を収容するための環状の収容凹部１５が設けられている。

キャビティ部１３と収容凹部１５との間にはこれらを連通して余剰の樹脂を収容凹部に流入させる連通溝１６が設けられている。

連通溝１６は堤部１４の手前に形成される第１溝１６ａと堤部１４に形成される第２溝１６ｂとで構成されている。第２溝１６ｂの溝底面１６ｃは上流側から下流側に向けて上方に傾斜し、また、第２溝１６ｂの溝底面１６ｃの幅は上流側に行くほど幅狭となっている。

そして、図１４のように下金型１２のキャビティ部１３に封止用樹脂Ｒを余分に充填し、上金型１１に図外の電子部品をセットし、金型１の型閉めによりパッケージ成形を行うものである。このとき、余剰樹脂は第１溝１６ａ及び第２溝１６ｂ内を流れた後に収容凹部１５に到達する。なお、電子部品は、半導体が搭載された基体（リードフレーム、実装基板、ケース付きリードフレーム等）である。

搬入用真空チャンバーＣ１、充填用真空チャンバーＣ２及び型閉め用真空チャンバーＣ３は、下金型１２の搬送の下流側に向けてその順に連続して配設され、搬入用及び型閉め用の真空チャンバーＣ１，Ｃ３と充填用真空チャンバーＣ２との間にはゲートバルブＶ２，Ｖ３が設けられ、搬入用及び型閉め用の真空チャンバーＣ１，Ｃ３には外部と通ずるためのゲートバルブＶ１，Ｖ４が設けられ、真空チャンバーＣ１，Ｃ３及び充填用真空チャンバーＣ２はそれぞれ図外の開閉バルブ付きの導管を介して前記真空発生装置に接続されている。

充填用真空チャンバーＣ２内には充填装置２が収容され、型閉め用真空チャンバー内には型開閉手段３が収容されている。

型開閉手段３は、型開閉シリンダー３１によって上金型１１を昇降させるものであって、上金型１１を着脱自在に保持するチャッキング機構部３２を備えている。

充填装置２は、図１３のように下金型１２のキャビティ部１３に封止用樹脂Ｒを充填するものであって、定位置に保持される孔部２１を有する孔版２２と、孔版２２上には図外の駆動手段にて往復動するスキージ２３と、スキージ２３の上方に配設される図外の樹脂供給管と、下金型１２の昇降テーブル２４を備えている。なお、孔版２２の厚みは０．１〜３．０ｍｍであり、好ましくは０．２〜１．０ｍｍである。一方、下金型１２の厚みは０．５〜２５０ｍｍである。

搬送手段６はベルトコンベアにより構成されている。

前記制御手段は、型開閉手段３に対しては上金型１１が低速で降下して型閉めが行われるように型開閉シリンダー３１を制御する。型閉め速度は、例えば約０．０１〜約５．００ｍｍ／ｓｅｃに設定されて封止用樹脂Ｒへの気泡の巻き込みが回避されるようになっている。なお、下金型１２を低速上昇させて型閉めを行うようにしても良い。

次に、以上のように構成される樹脂封止装置を用いた樹脂封止方法について説明する。
（１）まず、図５のように搬入用真空チャンバーＣ１のゲートバルブＶ１を開いて搬送手段６によって下金型１２を搬入用真空チャンバーＣ１内へ導入する。
（２）次に、図６のようにゲートバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３を閉じ、上記真空発生装置を作動させて搬入用真空チャンバーＣ１及び充填用真空チャンバーＣ２内を同等の真空圧にする。その後、図７のようにゲートバルブＶ２を開けて下金型１２を充填用真空チャンバーＣ２内へ搬送し、図８のように下金型１２のキャビティ部１３が孔版２２の孔部２１の真下に位置するように昇降テーブル２４上にセットした後、昇降テーブル２４を上昇させて下金型１２を孔版２２に接触させると共に、下金型１２のキャビティ部１３と孔版２２の孔部２１とを合致させる。
（３）次に、図１３のように充填装置のスキージ２３の作動により孔版２２の孔部２１を通じて下金型１２のキャビティ部１３内に封止用樹脂Ｒを充填する。

一方、樹脂充填中に、図９のようにゲートバルブＶ１を開いて後行する下金型１２Ａ（１２）を搬入用真空チャンバーＣ１内に搬入し、搬入完了後に図１０のようにゲートバルブＶ１を閉じて搬入用真空チャンバーＣ１内を真空化させ、樹脂充填が完了した先行する下金型１２が昇降テーブル２４によって降下させるまでの間、下金型１２を搬入用真空チャンバーＣ１内に待機させる。
（４）そして、すべての真空チャンバーＣ１，Ｃ２，Ｃ３は同じ真空レベルになったときに、図１１のようにゲートバルブＶ２，Ｖ３を開いて先行の下金型１２を型閉め用真空チャンバーＣ３内に、後行の下金型１２Ａ（１２）を充填用真空チャンバーＣ２内にそれぞれ搬送する。
（５）次に、型閉め用真空チャンバーＣ３内において、上金型１１を上述のように低速で降下させて型閉めによるパッケージ成形を行う。なお、上金型１１には予め電子部品がねじ等の固着具で固定されている。

電子部品Ａが固定された上金型１１は、手作業によって型閉め用真空チャンバーＣ３内のチャッキング機構部３２の上昇位置（チャック位置）にセットされて該チャッキング機構部３２で保持されるが、ベルトコンベア等の搬送手段でチャック位置まで搬送するようにしても良い。なお、上金型１１をセットするときには、ゲートバルブＶ３が閉じられて充填用真空チャンバーＣ２の真空状態が保持される一方、開かれたゲートバルブＶ４から型閉め用真空チャンバーＣ３内に上金型１１が搬入される。
（６）型閉め完了は、図１２のようにゲートバルブＶ１，Ｖ４を開いて搬入及び型閉め用真空チャンバーＣ１，Ｃ３内を大気圧に戻し、型閉めされた状態の金型１は搬送手段６によって型閉め用真空チャンバーＣ３から図外の乾燥機に向けて搬送される。その一方、充填用真空チャンバーＣ２内の後行する下金型１２Ａ（１２）を昇降テーブル２４にセットして上述のように下金型１２のキャビティ部１３内に封止用樹脂Ｒを充填し、搬入用真空チャンバーＣ１内には更に後行する下金型１２Ｂ（１２）が搬入される。

前記乾燥機では、金型１内の封止用樹脂Ｒを熱硬化させ、その後、金型１を開いて該金型１からパッケージ成形品を取り出す。

なお、真空チャンバーＣ１，Ｃ２，Ｃ３内の真空の度合い（絶対圧力）を０，０１〜６０．０ＫＰａの範囲に設定し、かつ、その範囲内で樹脂の粘度状態に応じて変更するのが好ましい。
このように下金型１２のキャビティ部１３への封止用樹脂Ｒの充填から金型１の型閉めまでを真空下で行い、且つ、低速で型閉めを行うので、封止用樹脂Ｒへの空気の巻き込みを防止することができる。しかも、搬入用真空チャンバーＣ１を用いて下金型１２を次々と真空チャンバーＣ２，Ｃ３に投入することができるので、タクトタイムが短くなって生産性を向上させることができる。
本発明に係る金型１の型閉めは大気圧下で行っても良く、また、金型１の型閉め速度も特に限定されるものではない。

本発明に係る樹脂封止用金型の実施形態の断面図である。同実施形態の斜視図である。同実施形態の平面図である。同実施形態の連通溝の形状を示す平面図である。本発明の樹脂封止装置の実施形態を用いた樹脂封止工程を示す概略図である。同樹脂封止工程を示す概略図である。同樹脂封止工程を示す概略図である。同樹脂封止工程を示す概略図である。同樹脂封止工程を示す概略図である。同樹脂封止工程を示す概略図である。同樹脂封止工程を示す概略図である。同樹脂封止工程を示す概略図である。封止用樹脂の充填動作を示す説明図である。型閉め動作を示す説明図である。

符号の説明

Ａ電子部品
Ｒ封止用樹脂
１金型
１１上金型
１２下金型
１３キャビティ部
１４堤部
１５収容凹部
１６連通溝
１６ａ第１溝
１６ｂ第２溝
１６ｃ溝底面

Claims

上金型と、下金型と、前記下金型に設けられるキャビティ部と、前記キャビティ部の周囲に設けられる余剰樹脂の収容凹部と、キャビティ部と収容凹部とを連通して樹脂を前記収容凹部に流入させる連通溝と、を備え、
前記連通溝を上流側から下流側に向けて上方に傾斜させたことを特徴とする樹脂封止用金型。
連通溝の溝幅を上流側に行くほど幅狭にしたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止用金型。