JP2018138374A - 樹脂成形装置、樹脂成形方法、及び樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

樹脂成形装置、樹脂成形方法、及び樹脂成形品の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】型締めにより成形型や成形型が装着された部材に変形が発生した場合でも樹脂成形品への影響を抑えることができる樹脂成形装置を提供する。
【解決手段】第１のプラテン１１及び第２のプラテン１２と、第１のプラテン１１に装着される第１の成形型１６１と、第２のプラテン１２に装着され第１の成形型１６１と対向配置される第２の成形型１６２と、第１のプラテン１１と第２のプラテン１２を近接させることにより第１の成形型１６１と第２の成形型１６２とを型締めし第１のプラテン１１と第２のプラテン１２を離間させることにより第１の成形型１６１と第２の成形型１６２とを型開きする型締機構１３３と、第１の成形型１６１と第２の成形型１６２の対向面のうちの少なくとも一方の平坦度を調整する調整部材１４１を有する平坦度調整部１４とを備える樹脂成形装置１０。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂成形装置、樹脂成形方法、及び樹脂成形品の製造方法に関する。
電子部品を光、熱、湿気等の環境から保護するために、電子部品を樹脂に封止することが広く行われている。特許文献１には、被成形品の形状等に起因して種々の樹脂成形条件がばらついた場合でも品質にばらつきのない樹脂成形品を得ることを目的とした樹脂封止装置が記載されている。この樹脂封止装置は、被成形品の供給部と、被成形品に搭載されている半導体チップの厚さを計測する被成形品の計測部と、樹脂封止に用いる液状樹脂を被成形品に供給する樹脂供給部と、液状樹脂が供給された被成形品を封止金型を用いて樹脂成形する樹脂成形部と、樹脂成形された成形品の樹脂封止部の厚さを計測する成形品の計測部と、成形品の収納部と、これら各部の動作を制御する制御部とを備えており、さらに、該制御部は、計測部により計測した結果に基づいて樹脂供給部で被成形品に供給する樹脂量を調節する調節手段を備えている。
特開2006-315184号公報 特開2007-125783号公報 特開2010-094931号公報
特許文献１に記載の樹脂封止装置では、型締め時に成形型や成形型が装着された部材に歪み等の変形が生じうることが考慮されていない。そのため、成形型等の変形によって樹脂成形品の形状に不所望の変形が生じてしまうことが避けられないという問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、型締めにより成形型や成形型が装着された部材に変形が発生した場合でも樹脂成形品への影響を抑えることができる樹脂成形装置、樹脂成形方法、及び樹脂成形品の製造方法を提供することである。
上記課題を解決するために成された本発明に係る樹脂成形装置の一態様は、
a) 第１のプラテン及び第２のプラテンと、
b) 前記第１のプラテンに装着される第１の成形型と、
c) 前記第２のプラテンに装着され、前記第１の成形型と対向配置される第２の成形型と、
d) 前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを近接させることにより前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型締めし、前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを離間させることにより前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型開きする型締機構と、
e) 前記第１の成形型の型面と前記第２の成形型の型面の平行度、又は該第１の成形型及び該第２の成形型を用いて成形される樹脂成形品の平坦度を調整する調整部材を有する平坦度調整部と
を備えることを特徴とする。
また、上記課題を解決するために成された本発明に係る樹脂成形装置の別の一態様は、
a) 第１のプラテン及び第２のプラテンと、
b) 前記第１のプラテンに装着される第１の成形型と、
c) 前記第２のプラテンに装着され前記第１の成形型と対向配置される成形型であって、キャビティを構成する底面部材と側面部材を有する第２の成形型と、
d) 前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを近接させることにより前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型締めし、前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを離間させることにより前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型開きする型締機構と、
e) 前記第１のプラテンと前記第１の成形型の間に配置され、該第１の成形型の型面と前記第２の成形型の型面の平行度、又は該第１の成形型及び該第２の成形型を用いて成形される樹脂成形品の平坦度を調整する調整部材を有する平坦度調整部と
を備えることを特徴とする。
さらに、上記課題を解決するために成された本発明に係る樹脂成形方法の一態様は、
第１のプラテン及び第２のプラテンと、前記第１のプラテンに装着される第１の成形型と、前記第２のプラテンに装着され、前記第１の成形型と対向配置された第２の成形型と、前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを近接させることにより前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型締めし、前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを離間させることにより前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型開きする型締機構と、前記第１の成形型の型面と前記第２の成形型の型面の平行度、又は該第１の成形型及び該第２の成形型を用いて成形される樹脂成形品の平坦度を調整する調整部材を有する平坦度調整部とを準備する準備工程と、
前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型締めする型締め工程と
を有することを特徴とする。
さらに、上記課題を解決するために成された本発明に係る樹脂成形方法の別の一態様は、
第１のプラテン及び第２のプラテンと、前記第１のプラテンに装着される第１の成形型と、前記第２のプラテンに装着され前記第１の成形型と対向配置される成形型であって、キャビティを構成する底面部材と側面部材を有する第２の成形型と、前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを近接させることにより前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型締めし、前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを離間させることにより前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型開きする型締機構と、前記第１のプラテンと前記第１の成形型の間に配置され、該第１の成形型の型面と前記第２の成形型の型面の平行度、又は該第１の成形型及び該第２の成形型を用いて成形される樹脂成形品の平坦度を調整する調整部材を有する平坦度調整部とを準備する準備工程と、
前記第１の成形型に被成形物を供給する被成形物供給工程と、
前記第２の成形型の前記キャビティに樹脂材料を供給する樹脂材料供給工程と、
前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型締めする型締め工程と
を有することを特徴とする。
さらに、上記課題を解決するために成された本発明に係る樹脂成形品の製造方法は、前記本発明に係る樹脂成形方法により樹脂成形品を製造することを特徴とする。
本発明に係る樹脂成形装置、樹脂成形方法、あるいは樹脂成形品の製造方法を用いると、型締めにより成形型や成形型が装着された部材に変形が発生した場合でも樹脂成形品への影響を抑えることができる。
本発明に係る樹脂成形装置の第１実施形態を示す側面図（図１(a)）及びその部分拡大図（図１(b)）。 第１実施形態の樹脂成形装置の平坦度調整部について説明する図。 第１実施形態の樹脂成形装置の動作を説明する図。 第１実施形態の樹脂成形装置の動作を説明する図の続き。 樹脂成形品の概略図。 型締め試験結果に基づき平坦度調整部の調整部材を調整する一例。 第１実施形態の樹脂成形装置の変形例の部分拡大図。 本発明に係る樹脂成形装置の第２実施形態を示す側面図（左図）及びその部分拡大図（右図）。 本発明に係る樹脂成形装置であって成形モジュールを複数個接続した例を示す平面図。
本発明に係る樹脂成形装置、樹脂成形方法、及び樹脂成形品の製造方法の実施形態について、以下、図１〜図９を用いて説明する。
(1) 第１実施形態
(1-1) 第１実施形態の樹脂成形装置１０の構成
図１(a)に本実施形態の樹脂成形装置１０の全体構成を、図１(b)に樹脂成形装置１０の成形型１６周辺の要部構成を示す。
本実施形態の樹脂成形装置１０は、床面に載置された、平面形状が矩形である基盤１３１上に構成されている。基盤１３１の四隅には４本のタイバー１３２（２本のタイバー１３２のみ図示）が立設されている。基盤１３１の上方には第１プラテン（上プラテン。本発明における固定プラテン）１１と第２プラテン（下プラテン。本発明における可動プラテン）１２が配置されている。第１プラテン１１の四隅にはタイバー１３２の上端が固定されており、第１プラテン１１は不動状態になっている。第２プラテン１２の四隅にはタイバー１３２が貫通する貫通孔が形成されており、第２プラテン１２は上下動可能になっている。基盤１３１と第２プラテン１２の間には、該第２プラテン１２を上下動させる駆動機構であるトグルリンク１３３（本発明における型締機構）が配置されている。トグルリンク１３３は２組のトグル機構を有しており、それら２組のトグル機構の作用点は第２プラテン１２の下面に取り付けられている。第１プラテン１１と第２プラテン１２の間には、後述するように成形型１６等が配置される。本実施形態の樹脂成形装置１０では、第１プラテン（上プラテン）１１を不動状態の固定プラテン、第２プラテン（下プラテン）１２を可動プラテンとしたが、これらは逆であってもよい。また、第１プラテン１１と第２プラテン１２の両方を可動プラテンとしてもよい。その場合には、第１プラテン１１と第２プラテン１２のそれぞれについてトグルリンク１３３等の型締機構を配置しておく。さらに、本実施形態では駆動機構（型締機構）としてトグルリンク１３３を用いているが、そのほか、油圧式、液圧式、空圧式の駆動機構や、ボールねじ等を用いた型締め機構などを用いることもできる。
第１プラテン１１の下側には上部ヒータプレート１５１、平坦度調整部１４、及び成形型１６の上型１６１（本発明における第１の成形型）が上から順に配置されている。ヒータプレートとは、鉄、ステンレス鋼、あるいはTi-6Al-4V合金といった金属製の板材内にヒータが内蔵されたものである。本実施形態の構成要素及びそれらの配置順は一例であって、平坦度調整部１４が、上型１６１（本発明における第１の成形型）の型面と下型１６２（本発明における第２の成形型）の型面の平行度、あるいは成形型１６で成形される樹脂成形品の平坦度を調整可能な位置に配置されていればよく、構成要素やその配置順は適宜に変更することができる。成形型１６の上型１６１は、第１プラテン１１の型配置部に配置される。この型配置部は、多くの場合、第１プラテン１１の板面の中央部であるが、必ずしも中央部でなくてもよい。なお、上型１６１の型面は下型１６２と対向する面であり、例えば基板２２が装着される面を含む。また、下型１６２の型面は上型１６１と対向する面であり、例えばキャビティＣの底面（後述する底面部材１６２３の上面）を含む。また、第１プラテン１１の下面の周縁部には、上下にＯリング１７３、１７５が取り付けられた上部外気遮断部材１７４が配置されている。成形型１６の型締め時には、このＯリング１７３、上部外気遮断部材１７４、及びＯリング１７５と後述の下部外気遮断部材１７２及びＯリング１７１によって成形型１６が配置された空間が外部から遮断される。
第２プラテン１２の上には、下部ヒータプレート１５２、及び成形型１６の下型１６２（本発明における第２の成形型）が配置されている。成形型１６の下型１６２は第２プラテン１２の型配置部に配置される。この型配置部も、必ずしも第２プラテン１２の板面の中央部でなくてもよいが、上型１６１と下型１６２は対向して配置する。下型１６２は、下型ベースプレート１６２１、該下型ベースプレート１６２１を型配置部に案内するガイド部材である下型サイドブロック１６２２、該下型ベースプレート１６２１の上面中央部に固定された底面部材１６２３、及び該下型ベースプレート１６２１の上面にばね等の部材部材１６２４を介して配置された、該底面部材１６２３を取り囲む枠状の側面部材１６２５で構成されている。後述する樹脂成形時には、底面部材１６２３の上面と側面部材１６２５の内側面によってキャビティＣが構成される。また、第２プラテン１２の上面の周縁部にはＯリング１７１を介して下部外気遮断部材１７２が配置されている。
平坦度調整部１４は、図２に示すように、複数の円柱状の調整部材１４１と、該調整部材１４１を１つずつ収容する調整部材収容部１４２が複数、格子状に配置された調整部材容器１４３で構成される。調整部材収容部１４２の深さは調整部材１４１の高さよりも低く（浅く）、従って、調整部材収容部１４２に調整部材１４１を収容すると調整部材１４１の上部が調整部材収容部１４２から突出した状態になる。本実施例の調整部材１４１は、上部ヒータプレート１５１からの熱を効率よく上型１６１に伝達することができるように、熱伝導率の高い同一種の金属（合金を含む）で構成されている。ただし、これは好ましい一態様であって、調整部材１４１を熱伝導率の高い金属により構成することは本発明に必須の要件ではない。図２には、１箇所を除いて全ての調整部材収容部１４２に調整部材１４１を収容した状態を示しているが、実際の使用時には、樹脂成形時に生じる上型１６１の型面（下型１６２と対向する面）の歪みや湾曲等の変形を調整するように、複数の調整部材収容部１４２のうち、調整部材１４１を収容する箇所と、調整部材１４１を収容しない箇所を設けることで、調整部材容器１４３における調整部材１４１の局所的な数に粗密を設けておくことができる。平坦度調整部１４は、上部ヒータプレート１５１に取り付けられた、断面がＬ字状の調整機構サイドブロック１８で調整部材容器１４３の下面を側方から支持することにより取り付けられる。
また、図２(a)では、同一種の金属からなり同一の断面積及び高さを有する調整部材１４１を調整部材収容部１４２に収容した状態を図示しているが、剛性（材質）及び高さの一方又は両方が異なる調整部材を用いることもできる。さらに、図２(b)に示すように、調整部材収容部１４２の内径（穴径）及び深さと略同一の外径及び高さを有し、内側に貫通孔が形成されたアタッチメント１４４を用いることにより、調整部材収容部１４２よりも外径の小さい（細い）調整部材１４５を用いることもできる。即ち、調整部材容器１４３における複数の調整部材収容部１４２のうちの一部に細い調整部材１４５を収容し、別の一部に太い（通常の）調整部材１４１収容することができる。さらに、図２では、円筒状の調整部材１４１を用いているが、他の形状（角柱状、楕円柱状等）の調整部材１４１を用いることもできる。
本実施形態では、上部ヒータプレート１５１と上型１６１の間に平坦度調整部１４を配置しているが、下型１６２と下部ヒータプレート１５２の間に平坦度調整部１４を配置することもできる。即ち、上型１６１の側と下型１６２の側の一方又は両方に平坦度調整部１４を配置することができる。
上型１６１の側方には上部ヒータプレート１５１に固定された上型サイドブロック１９１が配置され、該上型サイドブロック１９１の下端には上型１６１を支持する押さえ板１９２（本発明における支持部材）が取り付けられている。押さえ板１９２は、該押さえ板１９２と上型サイドブロック１９１を貫通して上部ヒータプレート１５１に形成されたねじ孔に挿入されるボルト１９３（本発明における固定部材）によって固定されている。ボルト１９３を緩めると押さえ板１９２及び上型１６１を下方に移動することができ、必要に応じて上型１６１を交換することができる。即ち、上型サイドブロック１９１、押さえ板１９２、及びボルト１９３は本発明における装着機構に相当する。そして、この装着機構により上型１６１は第１プラテン１１に着脱可能に装着される。
(1-2) 第１実施形態の樹脂成形装置１０の動作
第１実施形態の樹脂成形装置１０の動作を、図３及び図４を用いて説明する。本実施形態の樹脂成形装置１０では様々な板状部材（金属基板、樹脂基板、ガラス基板、セラミックス基板、回路基板、半導体ウェハ、リードフレーム等）を樹脂成形することができる。ここでは電子部品２１が装着された基板２２を被成形物とし、該電子部品２１を硬化樹脂２６で封止した樹脂封止品を作製する場合を例として説明するが、これ以外の樹脂成形品も同様に作製することができる。
図３(a)は、平坦度調整部１４の調整を行う前の樹脂成形装置１０の成形型１６の周辺の拡大図である。
平坦度調整部１４を調整する際には、まず、ボルト１９３を緩めて上型１６１を押さえ板１９２とともに下動させる（図３(b)）。続いて、平坦度調整部１４を図の手前方向（あるいは奥方向）にスライドさせて取り外す（図３(c)）。このように、本実施形態の樹脂成形装置１０は、上型１６１を支持する押さえ板１９２と、該押さえ板１９２により上型１６１を支持したままで該押さえ板１９２を第１プラテン１１に固定及び固定解除するボルト１９３とを備えており、これらによって、押さえ板１９２を第１プラテン１１から固定解除した状態で、上型１６１を取り外すことなく平坦度調整部１４を第１プラテン１１と上型１６１の間に挿入及び取り出しできるようにしている。平坦度調整部１４を着脱する際に成形型１６（上型１６１や下型１６２）を取り外さなければならない構成の場合、成形型１６の着脱に手間がかかる。また、樹脂成形装置１０から取り外すと成形型１６が冷却されるため、成形型１６を取り付けた後に所定の温度まで加熱するのに時間がかかるという問題もある。本実施例の樹脂成形装置１０では、上型１６１を樹脂成形装置１０から取り外すことなく平坦度調整部１４を取り外すことができるため、これらの問題が生じず、効率よく平坦度調整部１４の調整及び樹脂成形を行うことができる。もちろん、必要に応じて、平坦度調整部１４の着脱時に併せて上型１６１を着脱してもよい。
次に、取り外した平坦度調整部１４の調整部材収容部１４２に収容されている調整部材１４１の配置や、使用する調整部材１４１の高さ、径（断面積）、又は／及び剛性（材質）を変更する。具体的には、成形型１６を型締めしたときに上型１６１の型面と下型１６２の型面が所定の平行度になり、その結果として該成形型１６を用いて成形される樹脂成形品が所定の平坦度になるように、調整部材１４１の配置等を変更する。例えば、後述する型締め試験により作製した樹脂成形品において局所的に厚くなっている箇所の周辺に、それ以外の場所に配置する調整部材よりも径（断面積）の大きい調整部材１４１を配置する。これにより、樹脂成形品の平坦度が保たれ、厚みのばらつきが抑制される。また、下型１６２と下部ヒータプレート１５２の間に平坦度調整部１４を設けた場合には、上下両方向から樹脂成形品の平坦度を調整することにより調整の自由度を高め、樹脂成形品の平坦度を細かく調整することができる。本実施形態では、中央部に断面積の大きい調整部材１４１を配置し、周縁部には断面積の小さい調整部材１４５を配置する。調整部材１４１、１４５の再配置を終えると、平坦度調整部１４を再び樹脂成形装置１０にセットする（図３(d)）。そして、ボルト１９３を締めることにより、押さえ板１９２及び上型１６１を上動させ平坦度調整部１４を固定する（図３(e)）。本発明に係る樹脂成形方法の準備工程は、図３(a)に示すような、上記各部材からなる樹脂成形装置を使用可能な状態にする工程に相当し、図３(b)〜図３(e)は平坦度調整部１４を用いた樹脂成形品の平坦度の調整工程（あるいは成形型の型面の平行度の調整工程）である。
平坦度調整部１４を固定すると、上部ヒータプレート１５１及び下部ヒータプレート１５２を動作させる。続いて、被成形物である、電子部品２１が装着された基板２２を上型１６１の所定位置に装着する（図３(f)）。本実施例では、上型１６１に設けられている図示しない真空吸着部により基板２２を上型１６１に装着するが、装着具を用いる等、他の方法で基板２２を上型１６１に装着してもよい。本実施形態では、平坦度調整部１４を固定した後であって基板２２を上型１６１に装着する前に上部ヒータプレート１５１及び下部ヒータプレート１５２を動作させているが、成形型１６の型締め開始までに上型１６１及び下型１６２を所定の温度に加熱できる限りにおいて、上部ヒータプレート１５１及び下部ヒータプレート１５２を動作させるタイミングを適宜に変更することができる。
基板２２を上型１６１に装着したあと、下型１６２のキャビティＣを覆うように離型フィルム２３を取り付ける。離型フィルム２３は下型１６２に設けられた図示しない吸着機構により側面部材１６２５の上面及び内壁面と底面部材１６２３の上面に密着するように取り付けられる。また、離型フィルム２３が取り付けられたキャビティＣに顆粒状あるいは粉末状の樹脂材料２４を所定量、供給する（図４(a)）。下型１６２のキャビティＣに供給された樹脂材料２４は下型１６２を介して下部ヒータプレート１５２により、基板２２は上型１６１を介して上部ヒータプレート１５１により、いずれも所定の温度（例えば170〜180℃）に加熱され、樹脂材料２４が溶融し始める（図４(b)）。なお、本実施形態ではキャビティＣに離型フィルム２３を取り付けた後に樹脂材料２４を供給しているが、離型フィルムと樹脂材料を同時にキャビティＣに供給する等、別の方法により離型フィルム及び樹脂材料を供給することもできる。これは、例えば、枠状部材の底面に離型フィルムを張設して形成した樹脂収容部に樹脂材料を供給し、これをキャビティＣの上部に移動させた後、離型フィルムを樹脂材料とともにキャビティＣに落下させることにより実施することができる。また、本実施形態では顆粒状あるいは粉末状の熱硬化性樹脂材料を用いているが、樹脂材料の種類はこれに限定されず、顆粒状や粉末状の樹脂材料のほか、液状樹脂、シート状樹脂、あるいはタブレット状の樹脂材料などを用いることもできる。例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂のほか、あるいは熱可塑性樹脂を用いることもできる。例えば、常温で液体の熱硬化性樹脂を用いる場合、加熱により一旦粘度が低下した後、さらに加熱して硬化（固化）させる。その他、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂を一部に含んだ（別の材料と混合した）複合材料であってもよい。
次に、トグルリンク１３３を動作させて第２プラテン１２を上動させる。これにより、第２プラテン１２上に配置されている下部ヒータプレート１５２及び下型１６２が上動する。この動作により、まず側面部材１６２５の上面が基板２２の下面に接触する。この状態でさらに第２プラテン１２等を上動させていくと、弾性部材１６２４が縮んで側面部材１６２５に対して相対的に底面部材１６２３が上昇し、基板２２に装着された電子部品２１が溶融樹脂２５に浸漬する。この状態で成形型１６が型締めされる（図４(c)）。この型締め状態を一定時間維持し、溶融樹脂２５をさらに加熱すると、溶融樹脂２５が硬化して電子部品２１が硬化樹脂２６により封止される。樹脂封止後、トグルリンク１３３を再び動作させ第２プラテン１２を下動させることにより成形型１６を型開きする（図４(d)）。本実施形態では、キャビティＣに離型フィルム２３を取り付けているため、硬化樹脂２６がキャビティＣからスムーズに離れ樹脂成形品を離型することができる。本実施形態では、ここまでの工程が樹脂成形方法に相当する。
本実施形態の樹脂成形方法により作製した樹脂封止品を取り外したあと、その周縁部を切断して余分な硬化樹脂を切断したり、あるいは上記例のように複数の電子部品を一括して樹脂封止する場合には、それらを所定の位置で切断して個片化したりする処理が行われる。つまり、樹脂成形方法により作製した中間製品を最終的な製品として完成させる工程が行われることが多い。本実施形態における樹脂封止品（樹脂成形品）の製造方法は、上述の樹脂封止方法（樹脂成形方法）の各工程に加え、こうした工程も含んでいる。
本実施形態の樹脂成形装置１０が特徴的な構成要素として備える平坦度調整部１４の調整方法について説明する。
図５は、本実施形態の樹脂成形装置１０により製造される樹脂成形品の一例の概略図である。この樹脂成形品は、上述のとおり、基板２２に装着した電子部品２１を硬化樹脂２６により封止したものである。図５に示すように、樹脂成形品の厚みは基板２２の厚さと樹脂封止部の厚さの合計である。樹脂成形品の厚みは、多くの場合、数百μm〜数mm程度であり、そうした樹脂成形品の局所的な厚みのばらつき（一番厚い部分と一番薄い部分の差）を100μm以下にすることが求められる。また、特に最近では、これを10μm以下にすることが求められる場合がある。つまり、樹脂成形品の局所的な厚みのばらつきをなくすことにより樹脂成形品の平坦度を高めることが求められている。
第１プラテン１１、第２プラテン１２、上部ヒータプレート１５１、下部ヒータプレート１５２、上型１６１、及び下型１６２といった樹脂成形装置１０の各部材は、それぞれ公差の範囲内で製造時点での形状のばらつきを有している。１つずつの部材の形状のばらつきは小さいが、樹脂成形装置１０として各部材を組み立て又は装着すると、それら形状のばらつきが累積されて成形型１６の型面の平行度に影響を及ぼす。こうして型面の平行度が損なわれた状態の成形型１６により樹脂封止を行うと、製造される樹脂封止品の平坦度が大きく損なわれる。また、成形型１６の型締め時には、トグルリンク１３３が第２プラテン１２の２箇所（例えば本実施形態の場合）に力を加えて上動させ、また不動状態の第１プラテン１１は４本（例えば本実施形態の場合）のタイバー１３２が固定された箇所で下向きに引っ張られる。つまり、第１プラテン１１と第２プラテン１２のいずれにおいても特定の箇所に局所的に力が加えられることになり、これによっても成形型１６の型面の平行度が低下し、樹脂封止品の平坦度が損なわれることがある。従来、型締め時に第１プラテン１１に歪みが生じると、そのまま上型１６１の歪みとなり、樹脂封止品の平坦度が損なわれることがあった。これに対し、本実施形態では型締め時に上型１６１に歪みが生じる場合でも平坦度調整部１４の調整部材１４１の配置等を適宜に調整することによりその形状のばらつきの影響を抑制し、樹脂成形品の平坦度を一定に保つことができる。
成形型１６の型面の平行度や樹脂成形品の平坦度に影響を及ぼす要因は上記のような公差や成形型１６の型締め時の力の作用だけでなく、ヒータプレートによる加熱時に各部材の温度が位置によって少しずつ異なり、不均一に変形すること等、様々であり全ての要因を厳密に特定することは難しい。しかし、これらに起因する樹脂成形品の平坦度のばらつきは、事前に型締め試験を行うなどして確認しておくことができる。型締め試験では、図６(a)に示すように、同一の調整部材１４１を均等に配置した状態で成形型１６を型締めして樹脂成形し、試験品を作製する。そして、その試験品の平坦度を計測する。例えば、図６(a)に示すように、試験片（の硬化樹脂２６）が中央部で厚く周縁部で薄くなっている場合には、図６(b)に示すように、中央部に太い（通常の）調整部材１４１を配置し、周縁部にそれよりも径（断面積）の小さい調整部材を配置すればよい。例えば、樹脂成形品の封止樹脂（硬化樹脂２６）が厚くなっている箇所では、他の箇所（封止樹脂が薄い箇所）よりも成形型からの押圧力（荷重）が小さくなっていることが考えられる。つまり、成形型１６の押圧力が位置によって異なるために、位置によって型締め時の成形型の変位量に差が生じ、その結果として封止樹脂の厚さに違いが生じていると考えられる。図６(b)のように、封止樹脂が厚くなっている箇所に太い（撓みにくい）調整部材１４１を、封止樹脂が薄くなっている箇所に細い（撓みやすい）調整部材を配置することで、上型１６１に対する押圧力（荷重）を大きくし、封止樹脂の厚さを一定に（即ち平坦に）することができる。また、図６(c)に示すように、中央部に高い調整部材１４１を配置し、周縁部にそれよりも低い調整部材を配置することにより、成形型１６の型締め時に働く力の大きさを調整して樹脂封止品の平坦度を一定に保つこともできる。この場合、型締め時には、まず、高い調整部材を配置した箇所で押圧力が働き、さらに型締めを続けると低い調整部材を配置した箇所でも上型１６１又は／及び上部ヒータプレート１５１が徐々に変形し調整部材に接触して押圧力が働く。このように高さが異なる調整部材を用いて成形型の変位量を調整することによっても封止樹脂の厚さを一定にすることができる。これにより、不良品（局所的な厚みのばらつきが大きい樹脂成形品）が生じる可能性が抑えられる。
(1-4) 平坦度調整部の変形例
第１実施形態の樹脂成形装置１０では、調整部材収容部１４２が設けられた調整部材容器１４３に調整部材１４１をセットすることにより平坦度調整部１４を構成したが、図７に示すような平坦度調整部５４を用いることもできる。この平坦度調整部５４の調整部材５４１は、先端にねじ溝が形成されたボルト５４２と、上面中央にボルト５４２を挿入する孔が形成された調整ピン５４３を有している。調整ピン５４３には異なる高さのものが複数、用意されている。この平坦度調整部５４を用いる際には、まず、上記実施例と同様にボルト１９３を緩めて上型１６１を下動させる。そして、取り付け位置に応じた高さ調整ピン５４３を選択し、その上面の孔にボルト５４２を通す。そして、上部ヒータプレート１５１の下面に予め多数、二次元的に（格子状やハニカム状に）配置されたねじ孔の１つに調整部材５４１を固定する。このとき、必要に応じて上型１６１を取り外して交換することもできる。全ての調整部材５４１をセットし終えると、ボルト１９３を締めて上型１６１を上動させる。こうした平坦度調整部５４を用いることによっても、第１実施形態の樹脂成形装置１０と同様に、成形型１６の型面の平行度や樹脂成形品の平坦度を保つことができる。もちろん、調整ピン５４３の高さだけでなく、第１実施形態の樹脂成形装置における調整部材１４１と同様に、調整ピン５４３の断面積、位置、又は／及び剛性（材質）を変更することもできる。
(2) 第２実施形態の樹脂成形装置３０
第２実施形態の樹脂成形装置３０は、図７に示すように、基盤３３１上に４本のタイバー３３２が立設されると共にトグルリンク３３３が設けられているという点においては第１実施形態の樹脂成形装置１０と同様である。タイバー３３２には上可動プラテン３２１と下可動プラテン３２２が上下に移動可能に保持されており、タイバー３３２の上端には固定プラテン３１が固定されている。
固定プラテン３１と上可動プラテン３２１の間には、第１平坦度調整部３４Ａ、第１上部ヒータプレート３５１Ａ及び第１下部ヒータプレート３５２Ａ、並びに第１成形型３６Ａ（第１上型３６１Ａ及び第１下型３６２Ａ）が設けられている。また、上可動プラテン３２１と下可動プラテン３２２の間には、第２平坦度調整部３４Ｂ、第２上部ヒータプレート３５１Ｂ及び第２下部ヒータプレート３５２Ｂ、並びに第２成形型３６Ｂ（第２上型３６１Ｂ及び第２下型３６２Ｂ）が設けられている。第１成形型３６Ａと第２成形型３６Ｂは、平面視で同じ位置（型配置部）に配置される。トグルリンク３３３は下可動プラテン３２２の下面に取り付けられている。また、タイバー３３２の上端は、固定プラテン３１の下面に固定されている。
第１平坦度調整部３４Ａと第２平坦度調整部３４Ｂは、いずれも第１実施例の平坦度調整部１４と同様に、調整部材３４１と調整部材容器３４３で構成される。もちろん、上述した変形例の調整部材５４１のようにボルト５４２と調整ピン５４３からなるものを用いても良い。また、成形型の下型の側に同様の平坦度調整部を配置することもできる。本実施形態においても、第１実施形態と同様に、樹脂成形装置３０の型締め時の第１成形型３６Ａの型面と第２成形型３６Ｂの型面の平行度を保ち、樹脂成形品の平坦度が一定になるように調整部材３４１の数密度（あるいは高さ、断面積、剛性（材質））が設定される。
第２実施形態の樹脂成形装置３０は、トグルリンク３３３によって下可動プラテン３２２が押し上げられることにより、第２下部ヒータプレート３５２Ｂ、第２成形型３６Ｂ、第２上部ヒータプレート３５１Ｂ、及び第２平坦度調整部３４Ｂを介して上可動プラテン３２１も押し上げられる。これにより、上可動プラテン３２１と下可動プラテン３２２の間、及び上可動プラテン３２１と固定プラテン３１の間で、それぞれ型締めがなされる。このように、本実施形態では、１度のトグルリンク３３３の動作によって２つの成形型を型締めすることができるため、樹脂成形品の製造効率が向上する。この樹脂成形装置３０では、トグルリンク３３３の動作により下可動プラテン３２２、第２成形型３６Ｂ、上可動プラテン３２１等を順次上昇させる構成としたが、その他、ラックアンドピニオン等を有する連結機構を用いて上可動プラテン３２１と下可動プラテン３２２を連結することにより、上可動プラテン３２１と下可動プラテン３２２が連動して動くように（例えば下可動プラテン３２２の移動距離が上可動プラテン３２１の移動距離の２倍となるように）構成することもできる（例えば特許文献３）。
(3) モジュール化された樹脂成形装置の例
図９に、第１実施形態の樹脂成形装置１０を備えた成形モジュールを１又は複数組有する装置４０を示す。言い換えれば、第１実施形態の樹脂成形装置１０は成形モジュールに相当する。以下では図８の装置４０の全体（樹脂成形ユニット）についても「樹脂成形装置」と呼ぶ。以下、図１(a)及び図９を参照して、樹脂成形装置４０について説明する。
樹脂成形装置４０は、複数組の成形モジュール４１と、１組の樹脂材料・基板補充モジュール４２と、１組の樹脂成形品搬出モジュール４３と、それら各モジュールを貫く移動機構４４を有する。また、樹脂成形装置４０は、移動機構４４により樹脂材料・基板補充モジュール４２及び複数組の成形モジュール４１の間を移動可能な樹脂材料・基板供給装置４５と、移動機構４４により複数組の成形モジュール４１及び樹脂成形品搬出モジュール４３の間を移動可能な樹脂成形品搬出装置４６を有する。以下、各構成要素について説明する。
各成形モジュール４１は、第１実施例の樹脂成形装置１０の１組に相当すると共に、移動機構４４と樹脂成形装置１０の間で樹脂材料・基板供給装置４５及び樹脂成形品搬出装置４６を移動させる副移動機構４１１を有する。
樹脂材料・基板供給装置４５は、上部に基板２２を収容し、下部に例えば顆粒状又は粉末状の樹脂材料２４を収容して、移動機構４４及び副移動機構４１１により樹脂成形装置１０の近傍まで移動した後に、樹脂成形装置１０のキャビティＣに樹脂材料２４を供給すると共に、上型１６１に基板２２を供給する装置である。キャビティＣに樹脂材料２４を供給する装置の構成には、例えば特許文献２に記載の樹脂供給装置と同様のものを用いることができる。上型１６１に基板２２を供給する装置には、一般的なマニュピレータを用いることができる。樹脂材料・基板補充モジュール４２は、樹脂材料・基板供給装置４５に樹脂材料２４を補充するホッパを有する樹脂材料補充装置４２１と、樹脂材料・基板供給装置４５に補充される基板２２を保管する基板保管部（マガジン）４２２を有する。なお、基板２２と樹脂材料２４の供給を必ずしも１つの装置で行う必要はなく、これらを別の装置で供給してもよい。また、第１実施形態で説明したように、離型フィルム２３と樹脂材料２４を同時にキャビティＣに供給するように構成することもできる。
樹脂成形品搬出装置４６は、移動機構４４及び副移動機構４１１により樹脂成形装置１０の近傍まで移動した後に、樹脂成形装置１０の上型１６１から、基板２２の表面に取り付けられた電子部品２１が硬化樹脂２６で封止された樹脂成形品をマニュピレータによって取り外して、副移動機構４１１及び移動機構４４により樹脂成形品搬出モジュール４３に搬出する装置である。樹脂成形品搬出モジュール４３は、搬出された樹脂成形品を保管する樹脂成形品保管部（マガジン）４３１を有する。
成形モジュール４１は、移動機構４４が樹脂材料・基板供給装置４５を移動させる方向（図８の横方向）に装着及び脱離可能であり、必要に応じて事後的に個数を調整（増減）することができる。なお、ここでは成形モジュール４１は複数組としたが、１組のみであってもよい。
本実施形態の樹脂成形装置４０によれば、成形モジュール４１のうちの１つにおいてキャビティＣへの樹脂材料２４の供給及び上型１６１への基板２２の装着を行った後、当該成形モジュール４１において型締めを行っている間に、他の成形モジュール４１において樹脂材料２４の供給及び基板２２の装着を行うことができる。そのため、複数の成形モジュール４１において同時並行で作業を行うことができ、樹脂成形品の生産効率が向上する。また、必要に応じて、樹脂成形装置４０の製造工程において、又は、樹脂成形装置４０の完成後に事後的に、成形モジュール４１を自由に増減することも可能である。
上記樹脂成形装置４０では樹脂材料・基板補充モジュール４２と樹脂成形品搬出モジュール４３を別々に設けたが、両者を統合した１つのモジュールとしてもよい。すなわち、樹脂材料補充装置４２１、基板保管部４２２、及び樹脂成形品保管部４３１を１つのモジュールに収容してもよい。また、樹脂材料・基板補充モジュール４２にも第１実施例の樹脂成形装置１０を１組設けてもよい。あるいは、基板の供給に用いるマニュピレータと樹脂成形品の搬出に用いるマニュピレータを兼用することにより、樹脂材料・基板供給装置４５と樹脂成形品搬出装置４６を統合して１つの装置とすることもできる。
上記実施形態はいずれも一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。
上記実施形態ではいずれも圧縮成形を行う場合を説明したが、トランスファ成形等、他の方法で樹脂成形を行う場合にも上記同様の平坦度調整部等を用いることができる。
また、上記第１実施形態では、樹脂成形方法の各工程に、樹脂成形品の切断工程を含むものを樹脂成形品の製造方法としたが、本発明に係る樹脂成形品の製造方法は、これに限定されず、例えば、本発明の樹脂成形方法により樹脂を成形する工程（例えば圧縮成形工程）以外の追加の工程を含んでいてもよいし、必ずしも追加の工程を含まなくてもよい。追加の工程は上述の切断工程以外のものであってもよい。
さらに、上記実施例では、上型の型面と下型の型面が平行である場合に樹脂成形品の樹脂封止面（成形面）が平坦になる場合について説明した。しかし、樹脂成形に使用する樹脂の特性によっては、上型の型面と下型の型面が平行な状態で成形型を型締めすると、型開き後に樹脂成形品の樹脂成形面ときに反りが生じることがある。こうした場合には、その反りを計算して平坦度調整部の調整部材の配置等を調整する。
１０、３０…樹脂成形装置
１１…第１プラテン（上プラテン）
１２…第２プラテン（下プラテン）
１３１、３３１…基盤
１３２、３３２…タイバー
１３３、３３３…トグルリンク
１４…平坦度調整部
１４１、１４５、３４１、５４１…調整部材
１４２…調整部材収容部
１４３、３４３…調整部材容器
１４４…アタッチメント
１５１…上部ヒータプレート
１５２…下部ヒータプレート
１６…成形型
１６１…上型
１６２…下型
１６２１…下型ベースプレート
１６２２…下型サイドブロック
１６２３…底面部材
１６２４…弾性部材
１６２５…側面部材
１７１、１７３、１７５…Ｏリング
１７２…下部外気遮断部材
１７４…上部外気遮断部材
１８…調整機構サイドブロック
１９１…上型サイドブロック
１９２…押さえ板
１９３…ボルト
２１…電子部品
２２…基板
２３…離型フィルム
２４…樹脂材料
２５…溶融樹脂
２６…硬化樹脂
３２１…上可動プラテン
３２２…下可動プラテン
３４Ａ…第１平坦度調整部
３４Ｂ…第２平坦度調整部
３５１Ａ…第１上部ヒータプレート
３５２Ａ…第１下部ヒータプレート
３５１Ｂ…第２上部ヒータプレート
３５２Ｂ…第２下部ヒータプレート
３６Ａ…第１成形型
３６１Ａ…第１上型
３６２Ａ…第１下型
３６Ｂ…第２成形型
３６１Ｂ…第２上型
３６２Ｂ…第２下型
４０…樹脂成形装置
４１…成形モジュール
４１１…副移動機構
４２…樹脂材料・基板補充モジュール
４２１…樹脂材料補充装置
４２２…基板保管部
４３…樹脂成形品搬出モジュール
４３１…樹脂成形品保管部
４４…移動機構
４５…樹脂材料・基板供給装置
４６…樹脂成形品搬出装置
５４…平坦度調整部
５４２…ボルト
５４３…調整ピン
Ｃ…キャビティ

Claims (14)

  1. a) 第１のプラテン及び第２のプラテンと、
    b) 前記第１のプラテンに装着された第１の成形型と、
    c) 前記第２のプラテンに装着され、前記第１の成形型と対向配置された第２の成形型と、
    d) 前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを近接させることにより前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型締めし、前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを離間させることにより前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型開きする型締機構と、
    e) 前記第１の成形型の型面と前記第２の成形型の型面の平行度、又は該第１の成形型及び該第２の成形型を用いて成形される樹脂成形品の平坦度を調整する調整部材を有する平坦度調整部と
    を備えることを特徴とする樹脂成形装置。
  2. a) 第１のプラテン及び第２のプラテンと、
    b) 前記第１のプラテンに装着される第１の成形型と、
    c) 前記第２のプラテンに装着され前記第１の成形型と対向配置される成形型であって、キャビティを構成する底面部材と側面部材を有する第２の成形型と、
    d) 前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを近接させることにより前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型締めし、前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを離間させることにより前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型開きする型締機構と、
    e) 前記第１のプラテンと前記第１の成形型の間に配置され、該第１の成形型の型面と前記第２の成形型の型面の平行度、又は該第１の成形型及び該第２の成形型を用いて成形される樹脂成形品の平坦度を調整する調整部材を有する平坦度調整部と
    を備えることを特徴とする樹脂成形装置。
  3. さらに、
    前記第１の成形型の前記第１のプラテンと反対の側に配置され、該第１の成形型を支持又は保持する支持部材と、
    前記支持部材により前記第１の成形型を支持又は保持したままで該支持部材を前記第１のプラテンに固定及び固定解除する固定部材と、
    を備え、
    前記支持部材を前記第１のプラテンから固定解除した状態で、前記平坦度調整部を前記第１のプラテンと前記第１の成形型の間に挿入及び取り出し可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂成形装置。
  4. 前記第１の成形型及び前記第２の成形型が前記第１プラテンと前記第２プラテンの間に保持された状態で、前記平坦度調整部が着脱可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の樹脂成形装置。
  5. 前記平坦度調整部が複数の前記調整部材を備え、
    前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを近接及び離間させる方向において、前記複数の調整部材の少なくとも１つが他の調整部材と異なる長さを有する
    ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の樹脂成形装置。
  6. 前記平坦度調整部が複数の前記調整部材を備え、
    前記複数の調整部材の少なくとも１つの、前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを近接及び離間させる方向と直交する断面の面積が、他の調整部材と異なる
    ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の樹脂成形装置。
  7. 前記平坦度調整部が複数の前記調整部材を備え、
    前記複数の調整部材の少なくとも１つの剛性が他の調整部材と異なる
    ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の樹脂成形装置。
  8. さらに、
    前記第１の成形型を前記第１のプラテンに着脱可能に装着する装着機構
    を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の樹脂成形装置。
  9. 前記第１プラテン及び前記第２プラテンのうちの一方が不動状態の固定プラテンであり、他方が可動プラテンであることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の樹脂成形装置。
  10. 隣接するプラテン間に成形型が配置される３枚以上のプラテンを備え、該３枚以上のプラテンのうちの少なくとも隣接する２枚のプラテンが前記第１プラテン及び前記第２プラテンであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の樹脂成形装置。
  11. 請求項１から１０のいずれかに記載の樹脂成形装置を備えるモジュールであって、複数組連結可能な成形モジュールと、
    １組又は複数組の前記成形モジュールの各成形型に樹脂材料を供給する樹脂材料供給装置と、
    前記樹脂材料供給装置に樹脂材料を補充する樹脂材料補充装置を有する樹脂材料補充モジュールと、
    １組又は複数組の前記成形モジュール及び前記樹脂材料補充モジュールが連結されている状態において該成形モジュール及び該樹脂材料補充モジュールを貫いて延びる、前記樹脂材料供給装置を移動させるための移動機構と
    を備えることを特徴とする樹脂成形装置。
  12. 第１のプラテン及び第２のプラテンと、前記第１のプラテンに装着される第１の成形型と、前記第２のプラテンに装着され、前記第１の成形型と対向配置された第２の成形型と、前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを近接させることにより前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型締めし、前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを離間させることにより前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型開きする型締機構と、前記第１の成形型の型面と前記第２の成形型の型面の平行度、又は該第１の成形型及び該第２の成形型を用いて成形される樹脂成形品の平坦度を調整する調整部材を有する平坦度調整部とを準備する準備工程と、
    前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型締めする型締め工程と
    を有することを特徴とする樹脂成形方法。
  13. 第１のプラテン及び第２のプラテンと、前記第１のプラテンに装着される第１の成形型と、前記第２のプラテンに装着され前記第１の成形型と対向配置される成形型であって、キャビティを構成する底面部材と側面部材を有する第２の成形型と、前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを近接させることにより前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型締めし、前記第１のプラテンと前記第２のプラテンを離間させることにより前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型開きする型締機構と、前記第１のプラテンと前記第１の成形型の間に配置され、該第１の成形型の型面と前記第２の成形型の型面の平行度、又は該第１の成形型及び該第２の成形型を用いて成形される樹脂成形品の平坦度を調整する調整部材を有する平坦度調整部とを準備する準備工程と、
    前記第１の成形型に被成形物を供給する被成形物供給工程と、
    前記第２の成形型の前記キャビティに樹脂材料を供給する樹脂材料供給工程と、
    前記第１の成形型と前記第２の成形型とを型締めする型締め工程と
    を有することを特徴とする樹脂成形方法。
  14. 請求項１２又は１３に記載の樹脂成形方法により樹脂成形品を製造することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
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