JP2649685B2 - 電子部品の樹脂封止成形用金型 - Google Patents

電子部品の樹脂封止成形用金型

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、樹脂成形用の金型を用いて、例えば、IC
・ダイオード・コンデンサー等の電子部品を樹脂封止成
形するための金型の改良に係り、特に、該金型に対する
樹脂成形体の離型性の向上を図ると共に、全体的な樹脂
成形サイクルタイムの短縮化を図るものに関する。
〔従来の技術〕
電子部品を熱硬化性樹脂等の樹脂材料にて封止成形す
るための樹脂封止成形装置としては、例えば、第3図及
び第4図に示すようなトランスファ樹脂封止成形用金型
が知られている。
上記金型には、固定上型1と、該固定上型1に対向配
設した可動下型2と、該両型(1・2)のP.L(パーテ
ィングライン)面に対設した電子部品3の樹脂封止成形
用キャビティ11・21と、下型2側に配設した樹脂材料4
の供給用ポット5と、該ポット5内に嵌装された樹脂材
料加圧用プランジャ6と、上記ポット5と上記キャビテ
ィ11側を連通させた溶融樹脂材料の移送用通路7と、両
型(1・2)に夫々配設した加圧用ヒータ8等が備えら
れている。
上記金型による電子部品3の樹脂封止成形は次のよう
にして行われる。
まず、第3図に示す両型(1・2)の型開時におい
て、電子部品3を装着したリードフレーム9を下型2の
P.L面に形成したセット用溝部22の所定位置に嵌合セッ
トすると共に、ポット5内に樹脂材料4を供給する。
次に、第4図に示すように、下型2を上動させて両型
(1・2)の型締めを行うと共に、プランジャ6にてポ
ット5内の樹脂材料4を加圧する。このとき、上記樹脂
材料4はヒータ8によって加熱溶融化され、且つ、プラ
ンジャ6によって加圧されて、該ポット5から通路7を
通して上下両キャビティ(11・21)内に注入充填される
ことになる。
従って、所要のキュアタイム後に両型(1・2)を再
び型開きすると共に、両キャビティ(11・21)内及び通
路7内の硬化樹脂を上下両エジェクター機構10・10にて
同時的に離型させることにより、該両キャビティ(11
21)内の電子部品3を該両キャビティの形状に対応して
成形される樹脂成形体内に封止成形することができるも
のである。
〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、上記した樹脂材料4には熱硬化性のものを
用いるのが通例であり、従って、上記樹脂成形後におい
て、更にキュアリングを行い、その硬化促進を図るよう
にしている。
上記したキュアリングの目的は、電子部品3の気密性
を保持し且つその機械的安定性を向上させることと共
に、両型(1・2)のP.L面から樹脂成形体を効率良く
離型させることをもその目的としている。
即ち、樹脂成形体が未硬化状態にあるときは、型開後
における樹脂成形体の離型(突き出し)作用が阻害され
て、次のような問題が生じる。
例えば、該樹脂成形体の表面に傷痕や欠損部が形成さ
れて電子部品の気密性・機械的安定性を損なうといった
製品の品質保証上の問題があり、或は、樹脂材料の一部
が両型のP.L面に残存付着するためその除去に手数を要
するといった樹脂成型効率上の問題等がある。
また、成型後に樹脂材料の一部が、上記通路7におけ
るカル(71)・ゲート(72)や、両キャビティ(11
21)或は該キャビティ(11)に連通形成したエアベント
12内に残存付着した場合において、仮に、これらを除去
しない状態で次の樹脂成形を行うと、上記両キャビティ
内での樹脂材料未充填が発生したり、樹脂成形体にボイ
ドが形成される等の弊害が発生する。
従って、上記溶融樹脂材料の硬化促進のためのキュア
リングタイムは、硬化時間を最も必要とする上記通路カ
ル(71)部の樹脂硬化時間を見込んで、例えば、金型温
度が165℃の場合、約70secに設定されている。このた
め、上記キュアリングタイムの設定が全体的な樹脂成形
サイクルタイムを長くしなければならない要因とされて
いた。
本発明は、樹脂封止成形用金型に対する樹脂成形体の
離性型の向上を図ると共に、該樹脂成形体のキュアリン
グタイムを短縮して、全体的な樹脂成形サイクルタイム
の短縮化を図ることができる電子部品の樹脂封止成形用
金型を提供することを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
上述した従来の問題点に対処するための本発明に係る
電子部品の樹脂封止成形用金型は、次の特徴を備えてい
る。
即ち、金型のP.L面における少なくとも溶融樹脂材料
との接触面を、ニッケルまたはこれを主成分とするニッ
ケル合金にて形成して構成したことを特徴とするもので
ある。
また、金型のP.L面における溶融樹脂材料との接触面
の所要個所に、ニッケルメッキ層を施して構成したこと
を特徴とするものである。
また、金型のP.L面における溶融樹脂材料との接触面
の所要個所に、無電解ニッケルメッキ層を施し且つこれ
を熱処理して超硬質無電解ニッケルメッキ層を形成して
構成したことを特徴とするものである。
また、金型素材面に所要のメッキ層を施すと共に、該
メッキ層の表面に、ニッケルメッキ層を施すつことによ
り、上記金型素材面に少なくとも二層以上のメッキ層を
施し、該表面側のニッケルメッキ層を上記金型のP.L面
における溶融樹脂材料との接触面として構成したことを
特徴とするものである。
また、金型素材面に所要のメッキ層を施すと共に、該
メッキ層の表面に、無電解ニッケルメッキ層を施し且つ
これを熱処理して超硬質無電解ニッケルメッキ層を形成
することにより、上記金型素材面に少なくとも二層以上
のメッキ層を施し、該表面側の超硬質無電解ニッケルメ
ッキ層を上記金型のP.L面における溶融樹脂材料との接
触面として構成したことを特徴とするものである。
また、金型のP.L面における溶融樹脂材料との接触面
と、該接触面に配設した樹脂成形用各部材における溶融
樹脂材料との接触面の夫々に、ニッケルメッキ層を施し
て構成したことを特徴とするものである。
また、金型のP.L面における溶融樹脂材料との接触面
と、該接触面に配設した樹脂成形各部材における溶融樹
脂材料との接触面の夫々に、無電解ニッケルメッキ層を
施し且つこれを熱処理して超硬質無電解ニッケルメッキ
層を形成して構成したことを特徴とするものである。
なお、本発明において、「樹脂」・「樹脂材料」・
「熱硬化性樹脂材料」とはエポキシレジンを意味するも
のとする。
従って、「溶融樹脂材料」とは加熱溶融化された状態
のエポキシレジンを意味し、また、「樹脂成形」・「樹
脂封止成形」・「電子部品の樹脂封止成形」とはエポキ
シレジンを用いて電子部品を封止成形することを意味
し、また、「樹脂成形体」とはエポキシレジンによる電
子部品の封止成形体を意味し、また、「硬化樹脂」とは
エポキシレジンの硬化成形体を意味する。
〔作 用〕
本発明の構成に基づく実験結果によれば、樹脂封止成
形用金型に対する樹脂成形体の離型性を大幅に向上する
ことができる。
また、溶融樹脂材料の硬化促進のためのキュアリング
タイムを、従来の約70secから約30secにまで短縮するこ
とができる。
即ち、樹脂成形体の離型性の向上と相俟て、上記した
キュアリングタイム(約30sec)後に、該樹脂成形体の
離型作用を効率良く且つ確実に行うことができるため、
全体的な樹脂成形サイクルタイムを短縮することができ
るものである。
〔実施例〕
以下、本発明を第1図及び第2図に示す実施例図に基
づいて説明する。
第1図には、電子部品を熱硬化性樹脂材料にて封止成
形するためのトランスファ樹脂封止成形用金型の概略が
示されており、また、第2図には、その要部が示されて
いる。
上記金型には、固定上型11と、該固定上型11に対向配
設した可動下型12と、該両型(11・12)のP.L面に対設
した電子部品13の樹脂封止成形用キャビティ111・12
1と、下型12側に配置した樹脂材料14の供給用ポット15
と、該ポット15内に嵌装させた樹脂材料加圧用プランジ
ャ16と、上記ポット15と上記キャビティ111側とを連通
させた溶融樹脂材料の移送用通路17と、両型(11・12)
に夫々配設した加熱用ヒータ18が備えられている。
また、上記金型のP.L面における溶融樹脂材料との接
触面、即ち、ポット15位置と対応する上型カル(171
及びこのカルと上型キャビティ111とを連通させたゲー
ト(172)から成る溶融樹脂材料の移送用通路17・上下
両キャビティ(111・121)・上型キャビティ111と外部
とを連通させたエアベント112には、これらの面に、無
電解ニッケルメッキ層を施し、且つ、これを、熱処理
(例えば、約250℃〜400℃)して超硬質無電解ニッケル
メッキ層Aが形成されている。
更に、上記金型のP.L面における溶融樹脂材料との接
触面に配設される樹脂成形用の各部材、即ち、プランジ
ャ16・ポット15・上下両キャビティ及びカル部に嵌装さ
れたエジェクターピン(201)の所要個所にも、上記し
たニッケルメッキ層Aが夫々形成されており、従って、
この実施例においては、加熱溶融化され且つ加圧移送さ
れた溶融樹脂材料が接触することになる金型P.L面の全
面に超硬化無電解ニッケルメッキ層Aが施されているこ
とになる。
なお、上記金型による電子部品13の樹脂封止成形は、
前述したと同様に、まず、第1に示す両型(11・12)の
型開時において、電子部品13を装着したリードフレーム
19を下型12のP.L面に形成したセット用溝部122の所定位
置に嵌合セットすると共に、ポット15内に樹脂材料1を
供給し、次に、下型12を上動させて両型(11・12)の型
締め(第4図参照)を行うと共に、プランジャ16にてポ
ット15内の樹脂材料14を加圧すればよい。このとき、上
記樹脂材料14はヒータ18によって加熱溶融化され且つプ
ランジャ16によって加圧されて、ポット15から移送用通
路17を通して上下両キャビティ(111・121)内に注入充
填されることになる。従って、所要のキュアタイム後に
両型(1・2)を再び型開すると共に、両キャビティ
(111・121)内及び通路17内の硬化樹脂を上下両エジェ
クター機構20・20にて同時的に離型させることにより、
該両キャビティ(111・121)内の電子部品13を該両キャ
ビティの形状に対応して成形される樹脂成形体内に封止
成形することができるものである。
次の実験結果表には、下記の樹脂成形条件下で樹脂成
形を行った場合に得られた該樹脂成形体の離型性に関す
る結果及び判断が示されている。
なお、該表中の×印は、樹脂成形体の離型性が不良若
しくは不充分で、その離型時に樹脂の残存付着等に起因
した前記ボイド或は欠損部の発生が認められたものであ
り、同○印は、その離型性が良好であって上記した弊害
が認められないものを示している。
また、該表中の総合判断における△印は不可を、同◎
印は可を示している。
<記> (1) 樹脂成形条件 金型温度 165℃ 注入圧力 100kg/cm2 注入スピード 21mm/5sec 樹脂材料 エポキシレジン (3) 検討 1.特に、HCr(ハードクロム)及びTiC(チタニウムカー
バイド)により表面処理したものには、その表面に多数
のピンボール、及び/又は、マイクロクラックが形成さ
れているが、Ni(ニッケル)表面処理を施したものには
その形成量が極めて少なく、且つ、非常に微細・微笑な
ものであるため、該Ni処理表面は良好な平滑面を構成し
ている。
2.溶融樹脂材料が上記多数のピンホール、及び/又は、
マイクロクラック内に浸入して硬化すると、樹脂成形体
の離型時に、その部分が恰もアンダーカットと同様に作
用することとなり、従って、これが離型不良の要因にな
るものと考えられる。しかしながら、上記したNi表面処
理の場合は、上記アンダーカット作用が発生せず、或
は、該作用が極めて少ないため、キュアリングタイム
を、30secに設定したときでも良好な離型作用・効果が
得られるものである。
〔他の実施例〕
なお、本発明は、上述したように、樹脂封止成形用金
型に対する樹脂成形体の離型性の向上を図ると共に、該
樹脂成形体のキュアリングタイムを短縮して、全体的な
樹脂成形サイクルタイムの短縮化を図ることができる電
子部品の樹脂封止成形用金型を提供することを目的とす
るものである。
この目的を達成することができる他の樹脂封止成形用
金型の実施例としては、例えば、次のものが考えられ
る。
金型のP.L面における少なくとも溶融樹脂材料との接
触面を、ニッケルまたはこれを主成分とするニッケル合
金にて形成したもの。
また、金型のP.L面における溶融樹脂材料との接触面
の所要個所に、ニッケルメッキ層を施して構成したも
の。
また、金型素材面に所要のメッキ層を施すと共に、該
メッキ層の表面に、ニッケルメッキ層を施すことによ
り、上記金型素材面に少なくとも二層以上のメッキ層を
施し、該表面側にニッケルメッキ層を上記金型のP.L面
における溶融樹脂材料との接触面として構成したもの。
また、金型素材面に所要のメッキ層を施すと共に、該
メッキ層の表面に、無電解ニッケルメッキ層を施し且つ
これを熱処理して超硬質無電解ニッケルメッキ層を形成
することにより、上記金型素材面に少なくとも二層以上
のメッキ層を施し、該表面側の超硬質無電解ニッケルメ
ッキ層を上記金型のP.L面における溶融樹脂材料との接
触面として構成したもの。
また、金型のP.L面における溶融樹脂材料との接触面
と、該接触面に配設した樹脂成形用各部材における溶融
樹脂材料との接触面の夫々に、ニッケルメッキ層を施し
て構成したもの。
これらの各実施例においても、前記した実施例のもの
と実質的に同じ作用・効果を得ることができるものであ
る。
なお、本発明は、上記各実施例の構成に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、その
他の構成を任意に採用することができるものである。
〔発明の効果〕
本発明によれば、樹脂封止成形用金型に対する樹脂成
形体の離型性の向上を図ることができるので、該樹脂成
形体のキュアリングタイムの大幅な短縮化を実現するこ
とができる。
従って、このキュアリングタイムの大幅な短縮化によ
り、全体的な樹脂成形サイクルタイムを短縮化すること
ができる電子部品の樹脂成形用金型を提供することがで
きるといった優れた実用的な効果を奏するものである。
また、上記した樹脂成形体の離型性の向上は、樹脂封
止成形用金型に対する樹脂の残存付着と、それに基づく
前述した樹脂成形上の弊害を確実に解消することができ
るので、高品質性と高信頼性が強く要請されているこの
種製品の成形技術分野に大きく貢献することができる等
の優れた実用的効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る樹脂封止成形用金型の要部を示
す一部切欠縦断正面図であり、該金型の型開状態を示し
ている。 第2図は、本発明に係る樹脂封止成形用金型の要部を拡
大して示す縦断正面図である。 第3図は、電子部品のトランスファ樹脂封止成形用金型
例の一部切欠縦断正面図であり、該金型の型開状態を示
している。 第4図は、第3図に対応した金型の型締状態を示す一部
切欠縦断正面図である。 〔符号の説明〕 A……ニッケルメッキ層 11……固定上型 111……キャビティ 112……エアベント 12……可動下型 121……キャビティ 122……セット用溝部 13……電子部品 14……樹脂材料 15……ポット 16……プランジャ 17……移送用通路 171……カル 172……ゲート 18……ヒータ 19……リードフレーム 20……エジェクター機構 201……エジェクターピン
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 31:34

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金型のP.L面における少なくとも溶融樹脂
    材料との接触面を、ニッケルまたはこれを主成分とする
    ニッケル合金にて形成して構成したことを特徴とする電
    子部品の樹脂封止成形用金型。
  2. 【請求項2】金型のP.L面における溶融樹脂材料との接
    触面の所要個所に、ニッケルメッキ層を施して構成した
    ことを特徴とする電子部品の樹脂封止成形用金型。
  3. 【請求項3】金型のP.L面における溶融樹脂材料との接
    触面の所要個所に、無電解ニッケルメッキ層を施し且つ
    これを熱処理して超硬質無電解ニッケルメッキ層を形成
    して構成したことを特徴とする電子部品の樹脂封止成形
    用金型。
  4. 【請求項4】金型素材面に所要のメッキ層を施すと共
    に、該メッキ層の表面に、ニッケルメッキ層を施すこと
    により、上記金型素材面に少なくとも二層以上のメッキ
    層を施し、該表面側のニッケルメッキ層を上記金型のP.
    L面における溶融樹脂材料との接触面として構成したこ
    とを特徴とする電子部品の樹脂封止成形用金型。
  5. 【請求項5】金型素材面に所要のメッキ層を施すと共
    に、該メッキ層の表面に、無電解ニッケルメッキ層を施
    し且つこれを熱処理して超硬質無電解ニッケルメッキ層
    を形成することにより、上記金型素材面に少なくとも二
    層以上のメッキ層を施し、該表面側の超硬質無電解ニッ
    ケルメッキ層を上記金型のP.L面における溶融樹脂材料
    との接触面として構成したことを特徴とする電子部品の
    樹脂封止成形用金型。
  6. 【請求項6】金型のP.L面における溶融樹脂材料との接
    触面と、該接触面に配設した樹脂成形用各部材における
    溶融樹脂材料との接触面の夫々に、ニッケルメッキ層を
    施して構成したことを特徴とする電子部品の樹脂封止成
    形用金型。
  7. 【請求項7】金型のP.L面における溶融樹脂材料との接
    触面と、該接触面に配設した樹脂成形用各部材における
    溶融樹脂材料との接触面の夫々に、無電解ニッケルメッ
    キ層を施し且つこれを熱処理して超硬質無電解ニッケル
    メッキ層を形成して構成したことを特徴とする電子部品
    の樹脂封止成形用金型。
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