JP2008283111A - Method and device for resin sealing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体チップ等を樹脂にて圧縮封止する樹脂封止装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a resin sealing device that compresses and seals a semiconductor chip or the like with a resin.
従来図4に示す樹脂封止装置2が公知である(特許文献1参照)。 Conventionally, a resin sealing device 2 shown in FIG. 4 is known (see Patent Document 1).
この樹脂封止装置2は、半導体チップ4を搭載したセラミック基板(被成形品)6に対して樹脂8を加熱圧縮成形し、半導体チップ4の搭載部分を樹脂封止するもので、上型12及び該上型12と対向する下型14を備える。この上型12と下型14とで圧縮成形金型を構成している。下型14は、枠状金型16と圧縮金型18とから構成されている。上型12は固定されており、下型14が下型駆動部15によって(枠状金型16及び圧縮金型18ごと)上下動する構成とされている。
This resin sealing device 2 heat-compresses a
枠状金型16は、上型12と対向して配置されており、貫通孔16Aを備える。圧縮金型18は、貫通孔16Aに嵌合しながら上型12に対して進退動可能である。枠状金型16は、ばね20を介して圧縮金型18に取り付けられている。ばね20は、枠状金型16を常時上型12の方向(図4の上方向)に付勢して支持している。また、この枠状金型16は、フック22を介して当該下型14の外部に備わる引き下げ駆動部24に接続されており、引き下げ駆動部24の駆動により、ばね20の付勢力に抗して枠状金型16を引き下げ駆動可能である。引き下げ駆動部24は、構造体25を介して圧縮金型18と機械的に接続されており、該圧縮金型18の上下動に合わせて上下動可能である。
The frame-
この樹脂封止装置2では、図5(A)〜(E)に示すような作用が行われる。ここでは樹脂封止装置2における金型12、14部分のみを取り出して説明する。
In the resin sealing device 2, the operations as shown in FIGS. 5A to 5E are performed. Here, only the
先ず、図5(A)に示されるように、半導体チップ4を搭載したセラミック基板(被成形品)6を、上型12に吸着又はチャッキングなどの手段により保持させた後、封止用の樹脂8を枠状金型16と圧縮金型18とで形成される成形空間28に投入する。次に、図5(B)に示されるように、下型14、すなわち枠状金型16及び圧縮金型18を下型駆動部15によって上型12側へ駆動・上昇させ、セラミック基板6を上型12と枠状金型16とでクランプする。この状態で下型14をさらに上昇させると、図5(C)に示されるように、ばね20を圧縮させながら圧縮金型18による型締めが進行し、樹脂8が加熱・圧縮成形され、半導体チップ4の部分が樹脂封止される。その後、図5(D)に示されるように、樹脂8が金型12、14から取り出せる程度に硬化した後、引き下げ駆動部24(図5において図示していない)を駆動することによってフック22(図5において図示していない)を介して枠状金型16を引き下げ、上型12とのクランプ状態を解く。
First, as shown in FIG. 5A, a ceramic substrate (molded product) 6 on which a
図5(E)に示されるように、図5(D)の状態からさらに下型14全体を引き下げると、セラミック基板6の封止されていない部分6A、6Bが金型(この実施形態の場合は上型12及び枠状金型16)から離反し、樹脂8のみが特定の金型(この実施形態の場合圧縮金型18)に接している状態が形成される。その後セラミック基板6が取り出され、次回の封止作業へと移行する。
As shown in FIG. 5 (E), when the entire
上述した圧縮成形金型の場合、セラミック基板6をクランプする力(上型12と枠型16とでクランプする力)は、専ら、圧縮金型18と枠状金型16との間に配置されたばね20が発生する付勢力に頼っていた(図5(B)〜(C)参照)。
In the case of the compression mold described above, the force for clamping the ceramic substrate 6 (the force for clamping by the
クランプ力が不足している場合には、樹脂8の圧縮に伴って樹脂8がこのクランプ力に打ち勝って漏れ出し、結果、成形品に樹脂バリ等が生じる不具合がある。一方で、それを嫌ってばね20のばね定数を上げようとすれば、スペースの都合上金型全体を大きく設計する必要がある。
When the clamping force is insufficient, the
本発明は、このような問題点を解決するべくなされたものであって、金型自体を大型化することなく高いクランプ圧力を確保した圧縮成形金型を提供することをその課題としている。 The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide a compression mold that secures a high clamping pressure without increasing the size of the mold itself.
本発明は、第1の金型と、該第1の金型に対向して配置され該第1の金型に対して当接離反可能な第2の金型からなる圧縮成形金型を備えた樹脂封止装置であって、前記第2の金型が、貫通孔を有する枠状金型と該貫通孔内を前記第1の金型側に進退動可能な圧縮金型を備え、前記枠状金型を前記圧縮金型から前記第1の金型側へと付勢支持する弾性体が配置され、前記枠状金型には当該圧縮成形金型の外部からの駆動力を受けることが可能な駆動力受け部が形成され、該駆動力受け部を介して前記枠状金型を前記第1の金型側に付勢可能とすることで上記課題を解決するものである。 The present invention includes a compression mold including a first mold and a second mold that is disposed to face the first mold and is capable of coming into contact with and separating from the first mold. The second mold includes a frame-shaped mold having a through hole and a compression mold capable of moving back and forth in the through hole toward the first mold, An elastic body that biases and supports the frame-shaped mold from the compression mold toward the first mold is disposed, and the frame-shaped mold receives a driving force from the outside of the compression mold. The above-described problem is solved by forming a driving force receiving portion capable of supporting the frame-shaped mold toward the first mold through the driving force receiving portion.
このような構成を採用することで、枠状金型と圧縮金型との間に配置される「ばね」はそのままに(即ち金型自体を大型化することなく)、枠状金型の第1の金型側への付勢力を高めることができる。即ち、第1の金型と枠状金型とでクランプする基板(半導体チップが搭載された基板:被成形品)に対するクランプ力を高めることができる。その結果、クランプ力不足に起因する樹脂漏れやバリの発生を防止することができる。 By adopting such a configuration, the “spring” disposed between the frame-shaped mold and the compression mold is left as it is (that is, without increasing the size of the mold itself), and the first of the frame-shaped mold is used. The urging force on the mold side of 1 can be increased. That is, it is possible to increase a clamping force for a substrate (substrate on which a semiconductor chip is mounted: a product to be molded) clamped by the first mold and the frame-shaped mold. As a result, it is possible to prevent the occurrence of resin leakage and burrs due to insufficient clamping force.
更に、前記駆動力受け部を介して前記枠状金型を反第1の金型側へも付勢可能に構成すれば、枠状金型の「引き下げ駆動部」としての機能を発揮させることが可能となる。 Furthermore, if the frame-shaped mold is configured to be urged to the anti-first mold side via the driving force receiving section, the function of the frame-shaped mold as the “pull-down drive section” is exhibited. Is possible.
また、前記駆動力受け部を介して前記枠状金型を前記第1の金型側に付勢する駆動力の駆動力源を、当該圧縮成形金型の外部に配置された弾性体で構成すれば、簡易な構成でクランプ力を高めることが可能である。また、かかる弾性体は金型外部に配置されているため、例えばクランプ力を変更したいような場合には、この外部の弾性体のみを取り替えることで対応できるため、金型を分解する等の煩雑な作業は不要である。 Further, the driving force source of the driving force for urging the frame-shaped mold toward the first mold via the driving force receiving portion is constituted by an elastic body disposed outside the compression molding mold. Then, it is possible to increase the clamping force with a simple configuration. Further, since such an elastic body is arranged outside the mold, for example, when it is desired to change the clamping force, it is possible to cope with it by replacing only the external elastic body, so that it is troublesome to disassemble the mold. No extra work is required.
又、前記駆動力受け部を介して、前記枠状金型を前記第1の金型側に付勢する駆動力の駆動力源を、当該圧縮成形金型の外部に配置されたアクチュエータとして構成すれば、当該アクチュエータの出力を調整することで、クランプ力を自在に変化させることができる。即ち、基板の種類や大きさ、更には、使用する樹脂の種類等に応じて、ばね等を交換することなく適切なクランプ力を発揮させることが可能である。 In addition, a driving force source of driving force that urges the frame-shaped mold toward the first mold via the driving force receiving portion is configured as an actuator disposed outside the compression mold. Then, the clamping force can be freely changed by adjusting the output of the actuator. That is, it is possible to exert an appropriate clamping force without exchanging a spring or the like according to the type and size of the substrate and the type of resin used.
なお本発明は、第1の金型と、該第1の金型に対向して配置され且つ貫通孔を有する枠状金型と該貫通孔内を前記第1の金型側に進退動可能な圧縮金型を備えた第2の金型とからなる圧縮成形金型を備え、前記枠状金型を前記圧縮金型から支持する弾性体を有し、前記枠状金型には当該圧縮成形金型の外部からの駆動力を受けることが可能な駆動力受け部が形成された樹脂封止装置による樹脂封止方法であって、前記弾性体の弾性力を利用して前記第1の金型と前記枠状金型とで半導体チップが搭載される基板をクランプする工程と、前記駆動力受け部を介して前記圧縮成形金型の外部の駆動力を利用して前記枠状金型を前記第1の金型側に更に付勢する工程と、を含むことを特徴とする樹脂封止方法として捉えることも可能である。 In the present invention, the first mold, the frame-shaped mold disposed opposite to the first mold and having a through hole, and the inside of the through hole can be moved forward and backward toward the first mold. A compression mold including a second mold having a compression mold, and an elastic body that supports the frame mold from the compression mold, the frame mold including the compression mold A resin sealing method using a resin sealing device in which a driving force receiving portion capable of receiving a driving force from the outside of a molding die is formed, wherein the first force is obtained by using an elastic force of the elastic body. The step of clamping a substrate on which a semiconductor chip is mounted between the mold and the frame-shaped mold, and the frame-shaped mold using the driving force outside the compression molding mold via the driving force receiving portion It is also possible to grasp as a resin sealing method characterized by including a step of further energizing the first metal mold toward the first mold side.
本発明を適用することにより、金型自体を大型化することなく高いクランプ圧力を確保できる。 By applying the present invention, a high clamping pressure can be secured without increasing the size of the mold itself.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態である樹脂封止装置に備わる圧縮成形金型100の一部断面図である。ここでは上型部分を省略し、発明のポイントとなる下型周辺部分のみを図示している。 FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a compression mold 100 provided in a resin sealing device according to a first embodiment of the present invention. Here, the upper mold part is omitted, and only the lower mold peripheral part which is the point of the invention is shown.
圧縮成形金型100は上型(第1の金型:図示していない)と当該上型に対向して配置される下型(第2の金型)110を有して構成されている。また下型110は下型プラテン116の上に配置構成されている。下型プラテン116には、図示せぬプレス機構が連結されており、所定のタイミングで下型110全体を上型側へと当接離反することが可能とされている。
The compression molding mold 100 includes an upper mold (first mold: not shown) and a lower mold (second mold) 110 disposed to face the upper mold. The
下型110は、貫通孔106Aが設けられた枠状金型106と、当該貫通孔内を上下に(即ち上型側及び反上型側に)進退動(往復動)可能な圧縮金型108とで構成されている。又、この圧縮金型108は、前述した枠状金型106の貫通孔106A内に嵌合する嵌合部108Aと、貫通孔106Aの大きさよりも幅広に構成された幅広部108Bとから構成される。また枠状金型106とこの幅広部108Bとの間には、複数のばね(弾性体)112が配置されており、枠状金型106を圧縮金型108側から上型側へと付勢しつつ支持している。なお、符号114はヒータである。
The
又、枠状金型106には水平方向に張り出した鍔部(駆動力受け部)106Bが形成され、当該鍔部106Bにフック120を介してアクチュエータ122が連結されている。このアクチュエータ122は、ロッド122Aと本体122Bとからなり、この本体122Bが下型110を支持する下型プラテン116に設置固定されている。このアクチュエータ122は、ロッド122Aを上下(即ち上型側及び反上型側)に移動させることが可能となっている。その結果、フック120を介して枠状金型106を上型側に持ち上げたり、反上型側に引き下げることが可能となっている。
Further, the frame-shaped
当該金型100は以下のように作用する。 The mold 100 operates as follows.
先ず、半導体チップ等を搭載した基板(図示しない)を、上型に吸着又はチャッキングなどの手段により保持させた後、封止用の樹脂を枠状金型106と圧縮金型108とで形成されるキャビティ140に投入する。次に、下型110全体、すなわち枠状金型106及び圧縮金型108を図示せぬプレス機構によって上型側へ駆動・上昇させ、基板を上型と枠状金型106とでクランプする。続いてアクチュエータ122を作動させ、フック120、及び鍔部106Bを介して枠状金型106を持ち上げて、上型側に付勢させる。この状態で下型110全体をさらに上昇させると、ばね112を圧縮させながら圧縮金型108による型締めが進行し、樹脂が加熱・圧縮成形され、基板が樹脂封止される。
First, a substrate (not shown) on which a semiconductor chip or the like is mounted is held on the upper mold by means such as suction or chucking, and then a sealing resin is formed by the frame-shaped
このように、本実施形態では、枠状金型106に駆動力受け部としての鍔部106を設け、該鍔部106Bを介して金型外部からの駆動力を利用可能としている。即ち、枠状金型106と圧縮金型108との間に配置したばね112によって枠状金型106を上型側へと付勢する付勢力に加えて、アクチュエータ122によってフック120及び鍔部106Bを介して枠状金型106を上型側へと持ち上げることで付勢力を得ることができるため、全体としてのクランプ力を向上させている。また、枠状金型106と圧縮金型108の幅広部108Bとの間に配置されるばね112は従来同様の強度のばね(即ち、従来同様の大きさのばね)を使用することができるため、ばねが大きくなることに起因して金型全体を大型化する必要も無い。更に、アクチュエータ122の発生する駆動力を調整することによって、基板に対するクランプ力を調整することも可能である。その結果、基板の種類や大きさ、更には、使用される樹脂の種類等によって、ばね等を交換することなく最適な付勢力(クランプ力)を発生させることが可能となる。その際に、枠状金型106と圧縮金型108の幅広部108Bとの間に配置されたばね112を取り替える必要が無いため、クランプ力の変更に対して柔軟に対応することが可能である。
As described above, in this embodiment, the frame-shaped
なお、ここでのアクチュエータとしては上下に(即ち往復方向に)力を発生可能なものである限りにおいて種々のアクチュエータを利用することが可能である。例えば、ボールねじ、カムを利用した機械的なものであってもよい。 As the actuator here, various actuators can be used as long as they can generate force up and down (that is, in the reciprocating direction). For example, a mechanical device using a ball screw or a cam may be used.
また、本実施形態では駆動力受け部として枠状金型106に鍔部106を設けていた。この駆動力受け部の構成も外部からの駆動力を受け得る限りにおいて自由に設計することが可能である。例えば、枠状金型106に水平方向の穴を設け、当該穴に棒状体を嵌合させることで外部からの駆動力を受けるような構成としてもよい。
In the present embodiment, the
次に図2を用いて本発明の第2の実施形態である樹脂封止装置に備わる圧縮成形金型200の構成を説明する。前述した圧縮成形金型100と同一又は類似する部分には数字下2桁が同一の符号を付すに留め、重複した構成及び作用の説明は省略する。
Next, the configuration of a
圧縮成形金型200では、フック220及び鍔部206Bを介して枠状金型206を上型側に持ち上げる(付勢する)駆動力が、金型外部に配置された補助ばね224によって実現されている。即ち、フック部220と下型プラテン216との間に配置された補助ばね224によって実現されている。一方、フック部220及び鍔部206Bを介して枠状金型206を引き下げる(反上型側へと付勢する)駆動力を発生する駆動力源は、ロッド222A及び本体222Bからなるアクチュエータ222である。このような構成を採用すれば、従来からの引き下げ駆動部を略そのままの形で流用することが可能となる。また、金型外部に補助ばね224が配置されているため、クランプ力を変更したい場合でも、金型自体を一旦分解する必要がないため煩雑な作業を要しない。
In the
次に、次に図3を用いて本発明の第3の実施形態である樹脂封止装置に備わる圧縮成形金型300の構成を説明する。ここでも、前述した圧縮成形金型100と同一又は類似する部分には数字下2桁が同一の符号を付すに留め、重複した構成及び作用の説明は省略する。
Next, the configuration of a
圧縮成形金型300では、フック320及び鍔部306Bを介して枠状金型306を上型側に持ち上げる(付勢する)駆動力が、金型外部に配置された流体シリンダ326によって実現されている。即ち、フック部320と下型プラテン316との間に配置された油圧シリンダ、空気圧シリンダ等の流体シリンダ326によって実現されている。一方、フック部320及び鍔部306Bを介して枠状金型306を引き下げる(反上型側へと付勢する)駆動力を発生する駆動力源は、ロッド322A及び本体322Bからなるアクチュエータ322である。このような構成を採用すれば、従来からの引き下げ駆動部を略そのままの形で流用することが可能となる。また、流体シリンダ326の出力を調整することで、枠状金型306を持ち上げる程度を調整できるため(即ち付勢力を調整できるため)、容易にクランプ力を変更することが可能となっている。
In the
なお、上記の実施形態では全て、下型が貫通孔を有する枠状金型と当該貫通孔内を進退動する圧縮金型とで構成されていたが、上型がこのような構成とされていてもよい。即ち、上記説明した金型の上下が反転した態様で樹脂封止装置に組み込まれていてもよい。 In all of the above embodiments, the lower mold is composed of a frame-shaped mold having a through-hole and a compression mold that moves forward and backward in the through-hole. However, the upper mold has such a configuration. May be. That is, you may incorporate in the resin sealing apparatus in the aspect which the upper and lower sides of the metal mold | die demonstrated above were reversed.
また、駆動力受け部を介しての枠状金型の駆動力が、金型全体として必要とされるクランプ力との関係で十分なものである場合には、枠状金型と圧縮金型との間に配置するばね(弾性体)を排除し、下型の構成を簡略化することも可能である。 If the driving force of the frame-shaped mold through the driving force receiving part is sufficient in relation to the clamping force required for the entire mold, the frame-shaped mold and the compression mold It is also possible to eliminate the spring (elastic body) disposed between the two and simplify the configuration of the lower mold.
本発明は、半導体チップ等を樹脂にて封止する樹脂封止装置への適用が望ましい。 The present invention is preferably applied to a resin sealing device that seals a semiconductor chip or the like with a resin.
100…圧縮成形金型
106…枠型
106A…貫通孔
106B…つば部
108…圧縮金型
110…下型
112…ばね
114…ヒータ
116…下型プラテン
120…フック
122…アクチュエータ
122A…ロッド
122B…本体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Compression molding die 106 ...
Claims (6)
前記第2の金型が、貫通孔を有する枠状金型と該貫通孔内を前記第1の金型側に進退動可能な圧縮金型を備え、
前記枠状金型を前記圧縮金型から前記第1の金型側へと付勢支持する弾性体が配置され、
前記枠状金型には当該圧縮成形金型の外部からの駆動力を受けることが可能な駆動力受け部が形成され、
該駆動力受け部を介して前記枠状金型を前記第1の金型側に付勢可能である
ことを特徴とする樹脂封止装置。 Resin-sealing provided with a first mold and a compression mold comprising a second mold disposed opposite to the first mold and capable of coming into contact with and separating from the first mold A device,
The second mold includes a frame-shaped mold having a through-hole and a compression mold capable of moving forward and backward in the through-hole toward the first mold,
An elastic body that biases and supports the frame-shaped mold from the compression mold toward the first mold;
The frame-shaped mold is formed with a driving force receiving portion capable of receiving a driving force from the outside of the compression molding mold,
The resin sealing device, wherein the frame-shaped mold can be biased toward the first mold via the driving force receiving portion.
更に、前記駆動力受け部を介して前記枠状金型を反第1の金型側へも付勢可能である
ことを特徴とする樹脂封止装置。 In claim 1,
Furthermore, the frame-shaped mold can be urged to the side opposite to the first mold via the driving force receiving portion.
前記駆動力受け部を介して前記枠状金型を前記第1の金型側に付勢する駆動力の駆動力源が、当該圧縮成形金型の外部に配置された弾性体である
ことを特徴とする樹脂封止装置。 In claim 1 or 2,
The driving force source of driving force that urges the frame-shaped mold toward the first mold via the driving force receiving portion is an elastic body disposed outside the compression mold. A resin sealing device.
前記駆動力受け部を介して、前記枠状金型を前記第1の金型側に付勢する駆動力の駆動力源が、当該圧縮成形金型の外部に配置されたアクチュエータである
ことを特徴とする樹脂封止装置。 In claim 1,
The driving force source of driving force for urging the frame mold toward the first mold via the driving force receiving portion is an actuator arranged outside the compression mold. A resin sealing device.
前記弾性体の弾性力を利用して前記第1の金型と前記枠状金型とで半導体チップが搭載される基板をクランプする工程と、
前記駆動力受け部を介して前記圧縮成形金型の外部の駆動力を利用して前記枠状金型を前記第1の金型側に更に付勢する工程と、を含む
ことを特徴とする樹脂封止方法。 A first mold, a frame-shaped mold disposed opposite to the first mold and having a through hole, and a compression mold capable of moving forward and backward in the through hole toward the first mold side A compression mold that includes the second mold, and an elastic body that supports the frame-shaped mold from the compression mold, and the frame-shaped mold includes an outer portion of the compression mold. A resin sealing method by a resin sealing device in which a driving force receiving portion capable of receiving a driving force from is formed,
Clamping a substrate on which a semiconductor chip is mounted with the first mold and the frame mold using the elastic force of the elastic body;
And further urging the frame-shaped mold toward the first mold side by using a driving force external to the compression molding mold via the driving force receiving portion. Resin sealing method.
前記第2の金型が、貫通孔を有する枠状金型と該貫通孔内を前記第1の金型側に進退動可能な圧縮金型を備え、
前記枠状金型には当該圧縮成形金型の外部からの駆動力を受けることが可能な駆動力受け部が形成され、
前記駆動力受け部を介して前記枠状金型を前記第1の金型側に付勢可能である
ことを特徴とする樹脂封止装置。 Resin-sealing provided with a first mold and a compression mold comprising a second mold disposed opposite to the first mold and capable of coming into contact with and separating from the first mold A device,
The second mold includes a frame-shaped mold having a through-hole and a compression mold capable of moving forward and backward in the through-hole toward the first mold,
The frame-shaped mold is formed with a driving force receiving portion capable of receiving a driving force from the outside of the compression molding mold,
The resin sealing device, wherein the frame-shaped mold can be urged toward the first mold via the driving force receiving portion.
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2007
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