JP2007301777A - Mold for forming resin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は樹脂成形金型に関し、半導体装置に使用するリードフレームに樹脂パッケージをインサート成形する技術に係るものである。 The present invention relates to a resin molding die and relates to a technique for insert molding a resin package on a lead frame used in a semiconductor device.
従来、半導体素子を内包した半導体装置、例えばダイオード、トランジスタ、集積回路、発光ダイオードなどは、金属板材からなるリードフレームに半導体素子を搭載し、樹脂成形金型による樹脂成形によって半導体素子を樹脂封止している。樹脂成形金型による樹脂成形は複数の半導体素子を搭載したリードフレームの全体に対して、または一部に対して行なっている。 Conventionally, semiconductor devices including semiconductor elements, such as diodes, transistors, integrated circuits, and light-emitting diodes, are mounted with a semiconductor element on a lead frame made of a metal plate, and the semiconductor elements are encapsulated by resin molding using a resin molding die. is doing. The resin molding by the resin molding die is performed on the whole or a part of the lead frame on which a plurality of semiconductor elements are mounted.
詳細に述べると、樹脂成形工程では、まず複数のリード部が形成されたリードフレームを樹脂成形金型の下型上に載置した後、下型に上型を重ねて型締めする。次いで熱可塑性、もしくは熱硬化性の合成樹脂を注入し、金型内に樹脂を充填させた後に型を開いてリードフレームを取り出している。 More specifically, in the resin molding step, a lead frame having a plurality of lead portions is first placed on the lower mold of the resin mold, and then the upper mold is stacked on the lower mold and clamped. Next, a thermoplastic or thermosetting synthetic resin is injected, the resin is filled in the mold, the mold is opened, and the lead frame is taken out.
従来の樹脂成形金型には、樹脂成形金型に挿入したリードフレームが、樹脂注入時の樹脂注入圧力を受けて定位置からずれ動くことを阻止し、樹脂バリが発生することを防止するものがある。これには例えば特許文献1に記載するものがある。 In conventional resin molding dies, the lead frame inserted into the resin molding dies is prevented from shifting from a fixed position due to the resin injection pressure at the time of resin injection, thereby preventing the occurrence of resin burrs. There is. There exists a thing described in patent document 1, for example.
図5〜図7は特許文献1に記載された従来の樹脂成形金型を示すものである。図5〜図7において、樹脂成形金型はリードフレーム40に樹脂成形を施す下型44および上型48からなる。下型44および上型48はそれぞれキャビティブロック41を挟んでその両側にコネクタブロック42、タイバーブロック43を組合せたブロックビルド式のものである。
5 to 7 show a conventional resin mold described in Patent Document 1. FIG. 5 to 7, the resin molding die includes a
下型44のタイバーブロックは固定ブロック45とその外側に配した可動式のフレーム押えブロック46とに分割しており、フレーム押えブロック46はリードフレーム40の外周端面に当てがうものである。
The tie bar block of the
また、フレーム押えブロック46には当該ブロックを後退位置に付勢する復帰ばね47、および上型48のタイバーブロック43に設けたカム部43aに当接して従動するカム部46aを設けている。
Further, the
この構成による樹脂成形方法では、図5に示すように、まず樹脂成形金型を開いて、下型44にリードフレーム40をセットする。このリードフレーム40をセットする際に、フレーム押さえブロック46は復帰ばね47に付勢されて後退位置に退避しているので、図7(a)に示すように、その位置決めに多少のズレがあってもリードフレーム40とタイバーブロック43との干渉、および図中に破線囲みCとして示すようにリードフレーム40とキャビティブロック41との干渉を回避できる。
In the resin molding method according to this configuration, as shown in FIG. 5, first, the resin molding die is opened, and the
次に、下型44および上型48を型締めすると、下型44のタイバーブロック43のフレーム押さえブロック46に形成したカム部46aに、上型48のタイバーブロック43に形成したカム部43aとが当接する。
Next, when the
このカム部46aとカム部43aの当接により、図7(b)に示すように、フレーム押さえブロック46を復帰ばね47に抗して固定ブロック45の側へ向けて押し出し、フレーム押えブロック46がリードフレーム40を押し出す。
As shown in FIG. 7 (b), the
そして、リードフレーム40の所定部位がキャビティブロック41の溝50に対応するように、フレーム押えブロック46によりリードフレーム40を所定位置に保持し、リードフレーム40が樹脂注入圧力でずれ動くことを防止する。
Then, the
次に、この状態で溶融樹脂をキャビティブロック41に注入し、リードフレーム40の半導体素子を樹脂封止して樹脂パッケージを形成する。
他の先行技術としては特許文献2に記載するものがある。
Another prior art is described in Patent Document 2.
しかしながら、上記の従来の構成において、リードフレーム40を下型44の上に載置し、カム機構を備えたタイバーブロック43でリードフレーム40の位置精度を確保しようとしても、キャビティブロック41とリードフレーム40のリード部40a(完成した半導体装置のリード)との相対的な位置合わせがパイロット孔51を基準に行なわれるので、リード部40aをキャビティ41の溝部50に対して正確に挿入セットすること自体が非常に困難である。
However, even if the
さらに、リード部40aと、キャビティ41の一側壁をなすコネクタブロック42に形成したキャビティ溝部42aは、リード幅と溝幅とのギャップを極力無くした状態に、それぞれ形成・加工しているので、キャビティ溝部42aへリード部40aを挿入してセットすると、リード部40aとキャビティ溝部42aが擦れ合い、圧痕や擦れ傷が発生し、そこから樹脂バリが発生するという課題を有していた。
Further, the
また、キャビティ溝部42aへリード部40aを挿入してセットし、カム機構を備えたタイバーブロック43でリードフレーム40の位置精度を確保する際にも、フレーム押えブロック46による押圧力に対して使用可能なリードフレーム40の厚みに制限が生じるので、薄型のリードフレーム、または、小型半導体装置用リードフレームに関してはリードフレーム自体に変形が生じる恐れがある。さらに、カム機構を備えた複数のブロックで形成された樹脂成形金型はメンテナンス性が非常に煩雑になるという課題を有していた。
Also, when the
本発明は、従来の課題を解決するものであり、リードフレームと樹脂成形金型との擦れ合いに起因する圧痕や擦れ傷が発生せず、圧痕や擦れ傷を原因として半導体装置に樹脂バリが発生することのない樹脂成形金型を提供することを目的とする。 The present invention solves the conventional problems, and does not generate indentations or scratches caused by rubbing between the lead frame and the resin molding die, and resin burrs are caused in the semiconductor device due to the indentations or scratches. An object of the present invention is to provide a resin molding die that does not occur.
上記の課題を解決するために、本発明の樹脂成形金型は、下型の上にリードフレームを配置し、前記下型に上型を型締めして前記リードフレームに樹脂成形する樹脂成形金型において、前記下型が前記リードフレームに形成した製品用リード部を受容保持する製品用リード保持部と、前記リードフレームに形成した位置決め用リード部を前記下型の所定位置に受容保持する位置決め用リード保持部を有することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a resin molding die according to the present invention is a resin molding die in which a lead frame is disposed on a lower die, and the upper die is clamped to the lower die and resin molding is performed on the lead frame. In the mold, the lower mold receives and holds the product lead formed on the lead frame, and the positioning lead formed on the lead frame is received and held at a predetermined position of the lower mold. It has a lead holding part for use.
また、前記製品用リード保持部および前記位置決め用リード保持部がそれぞれリード部を受容する溝部と、前記溝部の両側に配置する突起部を有し、前記位置決め用リード保持部の突起部を前記製品用リード保持部の突起部より高く設定したことを特徴とする。 The product lead holding portion and the positioning lead holding portion each have a groove portion for receiving the lead portion, and a protrusion portion disposed on both sides of the groove portion, and the protrusion portion of the positioning lead holding portion is the product. It is characterized by being set higher than the protruding portion of the lead holding portion for use.
また、前記製品用リード保持部および前記位置決め用リード保持部がそれぞれリード部を相対向するガイド面間のリード受け面に受容保持し、前記位置決め用リード保持部においてガイド面と前記位置決め用リードの間に位置決め用ギャップを設け、前記製品用リード保持部においてガイド面と前記製品用リードの間に干渉防止用ギャップを設け、前記位置決め用ギャップを前記干渉防止用ギャップよりも狭く設定したことを特徴とする。 The product lead holding portion and the positioning lead holding portion each receive and hold the lead portion on a lead receiving surface between opposing guide surfaces, and the positioning lead holding portion includes a guide surface and the positioning lead. A positioning gap is provided between the guide lead and the product lead in the product lead holding portion, and the positioning gap is set narrower than the interference prevention gap. And
また、前記製品用リード保持部および前記位置決め用リード保持部がそれぞれリード部を相対向するガイド面間のリード受け面に受容保持し、前記位置決め用リード保持部におけるリード受け面幅と前記位置決め用リードのリード幅との差値を、前記製品用リード保持部におけるリード受け面幅と前記製品用リードのリード幅との差値よりも小さく設定したことを特徴とする。 The product lead holding portion and the positioning lead holding portion receive and hold the lead portions on the lead receiving surfaces between the opposing guide surfaces, respectively, and the lead receiving surface width and the positioning for the positioning lead holding portions. A difference value between the lead width and the lead width of the lead is set to be smaller than a difference value between the lead receiving surface width of the product lead holding portion and the lead width of the product lead.
また、前記位置決め用リード部保持部においてガイド面とリード受け面とのなす角度を、前記製品用リード保持部においてガイド面とリード受け面とのなす角度よりも狭い角度に設定したことを特徴とする。 Further, the angle formed between the guide surface and the lead receiving surface in the positioning lead portion holding portion is set to be narrower than the angle formed between the guide surface and the lead receiving surface in the product lead holding portion. To do.
以上のように、本発明の樹脂成形金型によれば、樹脂成形工程において、リードフレームを下型の上に載置するのに際し、位置決め用リード保持部が位置決め用リード部を下型の所定位置に受容保持することで、製品用リード部を受容保持する製品用リード保持部では、製品用リード部の位置決めのための構成を必要とせずに、キャビティに対して製品用リード部を高精度に位置決めできる。 As described above, according to the resin molding die of the present invention, when the lead frame is placed on the lower die in the resin molding step, the positioning lead holding portion places the positioning lead portion on the lower die. The product lead holding part that accepts and holds the product lead part by holding in position does not require a configuration for positioning the product lead part, and the product lead part is highly accurate with respect to the cavity. Can be positioned.
また、製品用リード保持部は製品用リード部の位置決めのための構成を必要としないので、製品用リード部に対して余裕のある構造とすることができ、製品用リード部と下型との接触による擦れを発生させることなく製品用リード部を受容保持することができる。 In addition, since the product lead holding part does not require a configuration for positioning the product lead part, the product lead holding part can have a structure with a margin with respect to the product lead part. The product lead portion can be received and held without causing friction due to contact.
したがって、位置決め用リード保持部が位置決め用リード部を下型の所定位置に受容保持することで、樹脂注入圧力でリードフレームがズレ動くことを阻止でき、最悪の事態として位置決め用リード保持部で位置決め用リード部に擦れが発生しても、製品用リード保持部で製品用リード部に擦れが発生することはなく、その結果、製品用リード部に擦れ傷や擦れ傷を原因とする樹脂バリが発生せず、高精度な樹脂成形が可能となる。 Therefore, the positioning lead holding part accepts and holds the positioning lead part at a predetermined position of the lower mold, so that the lead frame can be prevented from shifting due to the resin injection pressure, and the positioning lead holding part is positioned in the worst case. Even if the lead part is rubbed, the product lead holding part does not rub against the product lead part. As a result, the product lead part is not rubbed or has a resin burr caused by a scratch. It does not occur and high-precision resin molding becomes possible.
また、樹脂成形金型を製作するに際して、従来のように複数のブロック、さらにはカム機構を備えたブロックを準備する必要がないので、メンテナンス性が向上し、コスト削減の効果も奏される。 Further, when manufacturing a resin molding die, it is not necessary to prepare a plurality of blocks and further a block provided with a cam mechanism as in the prior art, so that the maintainability is improved and the cost can be reduced.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1(a)に示すように、リードフレーム10は、パイロット孔11、製品用リード部12、位置決め用リード部13、位置決め孔14を形成している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1A, the
図1(b)はキャビティブロック20の上面図、図1(c)は図1(b)のX−X´断面図であり、図2(a)は図1(b)のA’の拡大図、図2(b)は図1(c)のB’の拡大図である。
1B is a top view of the
図1(b)および図1(c)において、キャビティブロック20は樹脂成形金型の下型に備えられるものであり、樹脂成形金型はリードフレーム10を下型の上に挿入セットし、下型に上型を型締めしてリードフレーム10に樹脂成形するものである。
In FIG. 1B and FIG. 1C, the
下型の一部をなすキャビティブロック20は、主面20aの上にガイドブロック20bおよびキャビティ凸部15を形成してなり、ガイドブロック20bがリードフレーム10とキャビティブロック20とを長手方向(図中のX−X’に沿ったX方向)で位置決めし、キャビティ凸部15がリードフレーム10とキャビティブロック20とを短手方向(X方向と直交するY方向)で位置決めする。
The
ガイドブロック20bはキャビティブロック20の主面20aの上に、リードフレーム10に形成した製品用リード部12を受容保持する製品用リード保持部28と、リードフレーム10に形成した位置決め用リード部13を受容保持する位置決め用リード保持部29を形成し、位置決め用リード保持部29が位置決め用リード部13を受容保持することでリードフレーム10が下型の所定位置に位置決めされる。
The
製品用リード保持部28は製品用リード部12を受容する溝部21と溝部21の両側に配置するガイド突起部22からなり、双方のガイド突起部22のそれぞれに形成したガイド面22aが相対向し、ガイド面22aの間に溝部21の底面をなすリード受け面を形成している。
The product
位置決め用リード保持部29は位置決め用リード部13を受容する溝部23と溝部23の両側に配置するガイド突起部24からなり、双方のガイド突起部24のそれぞれに形成したガイド面24aが相対向し、ガイド面24aの間に溝部23の底面をなすリード受け面を形成している。
The positioning
位置決め用リード保持部29のガイド突起部24の高さtは、製品用リード保持部28のガイド突起部22の高さt1より高く設定してある。
図2(b)に示すように、位置決め用リード保持部29においてリード受け面をなす溝部23の底面幅(W+β)と位置決め用リード13のリード幅Wとの差値βは、製品用リード保持部28においてリード受け面をなす溝部21の底面幅(W+α)と製品用リード部12のリード幅Wとの差値αよりも小さく設定している。
The height t of the
As shown in FIG. 2B, the difference value β between the bottom width (W + β) of the
換言すると、製品用リード保持部28における差値αは位置決め用リード保持部29における差値βよりも広く設定している。
また、位置決め用リード部保持部29においてガイド面24aとリード受け面をなす溝部23の底面とのなす角度θは、製品用リード保持部28においてガイド面22aとリード受け面をなす溝部21の底面とのなす角度θ1よりも狭い角度に設定している。
In other words, the difference value α in the product
In addition, the angle θ formed between the
したがって、図3に示すように、上型と下型の界面(パーティングライン)26上において、位置決め用リード保持部29のガイド面24aの相互間の距離(W+E)は、製品用リード保持部28のガイド面22aの相互間の(W+E1)より狭くなる。
Therefore, as shown in FIG. 3, on the interface (parting line) 26 between the upper die and the lower die, the distance (W + E) between the guide surfaces 24a of the positioning
つまり、位置決め用リード保持部29においてガイド面24aと位置決め用リード13の間の隙間(1/2)Eは位置決め用ギャップをなし、製品用リード保持部28においてガイド面22aと製品用リード部12の間の隙間(1/2)E1は干渉防止用ギャップをなし、位置決め用ギャップを干渉防止用ギャップよりも狭く設定している。
That is, in the positioning
以下、上記した構成における作用を説明する。図4は樹脂成形工程をなすインジェクションモールド工程において、樹脂成形金型のキャビティブロック20にリードフレーム10を挿入セットする際の工程フローを示した状態図である。
Hereinafter, the operation of the above-described configuration will be described. FIG. 4 is a state diagram showing a process flow when the
まず、図4(a)、(b)に示すように、リードフレーム10に設けたパイロット孔11にパイロットピン31を挿入し、パイロットピン31でパイロット孔11をガイドすることで、リードフレーム10が降下していく。
First, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the
次いで、図4(c)に示すように、位置決め用リード保持部29のガイド突起部24の高さtが、製品用リード保持部28のガイド突起部22の高さt1より高く設定してあるので、製品用リード部12がガイド突起部22に接触するよりも前に、位置決め用リード部13がガイド突起部24に接触して、位置決め用リード保持部29のガイド機構が先に機能する。
Next, as shown in FIG. 4C, the height t of the
また、位置決め用リード保持部29のガイド突起部24のガイド面24aの傾斜角θが、製品用リード保持部28のガイド突起部22のガイド面22aの傾斜角θ1と比較して狭くなっており、位置決め用リード保持部29においてガイド面24aと位置決め用リード部13の間の隙間(1/2)Eをなす位置決め用ギャップが、製品用リード保持部28においてガイド面22aと製品用リード部12の間の隙間(1/2)E1をなす干渉防止用ギャップよりも狭くなっている。
Further, the inclination angle θ of the
このため、リードフレーム10がキャビティブロック20へ向けて下降する際に、製品形状に寄与しない位置決め用リード部13がガイド突起部24のガイド面24aに接触しても、製品用リード部12がガイド突起部22に接触することがない。つまり、位置決め用リード13がガイド突起部24のガイド面24aにガイドされながら溝部23に達する間に、製品用リード部12がガイド突起部22のガイド面22aに接触することなく溝部21に達し、最悪の事態として位置決め用リード保持部29で位置決め用リード部13に擦れが発生しても、製品用リード保持部28で製品用リード部12に擦れが発生することはない。
Therefore, when the
したがって、図4(d)に示すように、樹脂成形工程において、リードフレーム10を下型のキャビティブロック20の上に載置するのに際し、位置決め用リード保持部29が位置決め用リード部13を下型の所定位置に受容保持することで、製品用リード部12を受容保持する製品用リード保持部28では、製品用リード部12の位置決めのための構成を必要とせずに、キャビティに対して製品用リード部12を高精度に位置決めできる。
Therefore, as shown in FIG. 4D, when the
また、製品用リード保持部28は製品用リード部12の位置決めのための構成を必要としないので、製品用リード保持部28の溝部21における製品用リード部12との差値αは位置決め用リード保持部29における位置決め用リード部13との差値βよりも広く設定して製品用リード部12に対して余裕のある構造とすることができ、製品用リード部12と下型との接触による擦れを発生させることなく製品用リード部12を受容保持することができる。
Since the product
そして、図4(e)に示すように、パイロットピン31によるパイロット孔11のガイドおよび位置決め用リード保持部29による製品形状に寄与しない位置決め用リード部13のガイドによって2段階式にリードフレーム10を高精度に位置決めし、製品用リード部12がガイド突起部22に擦れることがない状態にリードフレーム10をキャビティブロック20に挿入セットした状態において、上型に備えられたキャビティブロック25を降下させて型締めし、射出成形を行う。
Then, as shown in FIG. 4 (e), the
この射出成形において、樹脂成形金型のキャビティブロック20、25の間に挿入セットされたリードフレーム10は、位置決め用リード保持部29が製品に寄与しない位置決め用リード部13を溝部23において高精度な位置決めを行って受容保持することで、樹脂注入圧力でリードフレーム10がズレ動くことを阻止でき、製品用リード部12に擦れ傷や圧痕が発生することもなく、擦れ傷や擦れ傷を原因とする樹脂バリが発生せず、高精度な樹脂成形が可能となる。
In this injection molding, the
尚、本実施の形態では、位置決め用リード保持部29が位置決め用リード部13を受容保持することで、キャビティブロック20に対してリードフレーム10をその長手方向(X方向)において位置決めするとともに、図4(e)に示す状態において、リードフレーム10に形成した位置決め孔14がキャビティ凸部15に嵌合することで、キャビティブロック20に対してリードフレーム10をその短手方向(Y方向)において位置決めしている。
In this embodiment, the positioning
また、キャビティブロック20に対してリードフレーム10をそのX方向およびY方向に位置決めすることは、位置決め孔14でX方向およびY方向を同時に位置決めして行なうことも可能である。
The positioning of the
また、本実施の形態では説明を簡易に行うため、位置決め用リード部13と製品用リード部12の幅をWとして同一寸法で示したが、位置決め用リード部13と製品用リード部12の幅は異なる寸法でも良いことは当然のことであり、パーディングライン26において、左右のガイド突起部24の間における距離と位置決め用リード部13のリード幅とのギャップEが、左右のガイド突起部22の間における距離と製品用リード部12のリード幅とのギャップE1より狭くなるようキャビティブロック20を形成すれば良い。
In the present embodiment, the width of the
また、従来のようにカム機構を備えた複数のブロックにキャビティを分割する必要もなく、樹脂成形金型を製品形状に加工する際に、溝部21、23も同一工程で加工できるので、金型材料費・金型加工費等のコスト削減が可能となる。
Further, it is not necessary to divide the cavity into a plurality of blocks having a cam mechanism as in the prior art, and the
また、従来において樹脂バリを除去するために必要とされていたサンドブラスト、ウォータージェット或いはエアジェット等による樹脂バリの除去工程が不要となり、半導体装置の製造工程数を減少させて生産効率を向上させる効果も奏される。 In addition, the removal process of resin burrs by sandblasting, water jet, air jet, or the like, which has been conventionally required for removing resin burrs, is unnecessary, and the effect of improving the production efficiency by reducing the number of semiconductor device manufacturing processes. Is also played.
本発明によれば、リードフレームを下型の上に載置する際に、製品用リード部と金型の溝部との擦れを発生させることなく、キャビティに対してリードフレームのX方向およびY方向の位置精度を同時に保障することができ、樹脂注入時の成形圧力でリードフレームがズレ動くことを阻止できるので、製品用リード部に樹脂バリが発生しない高精度な樹脂付きリードフレームの形成に利用できる。 According to the present invention, when the lead frame is placed on the lower die, the X direction and the Y direction of the lead frame with respect to the cavity without causing friction between the product lead portion and the groove portion of the die. The position accuracy of the lead can be guaranteed at the same time, and the lead frame can be prevented from shifting due to the molding pressure during resin injection. it can.
10、40 リードフレーム
11 パイロット孔
12 製品用リード部
13 位置決め用リード部
14 位置決め孔
15 キャビティ凸部
20 キャビティブロック(下型)
20a 主面
20b ガイドブロック
21、23 溝部
22、24 ガイド突起部
25 キャビティブロック(上型)
26 パーティングライン
28 製品用リード保持部
29 位置決め用リード保持部
31 パイロットピン
41 キャビティブロック
42 コネクタブロック
43 タイバーブロック
43a、46a カム部
44 下型
45 固定ブロック
46 フレーム押さえブロック
47 復帰ばね
48 上型
10, 40
26
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