JP3270315B2 - 金型清掃用樹脂組成物タブレット - Google Patents

金型清掃用樹脂組成物タブレット

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JP3270315B2
JP3270315B2 JP30517295A JP30517295A JP3270315B2 JP 3270315 B2 JP3270315 B2 JP 3270315B2 JP 30517295 A JP30517295 A JP 30517295A JP 30517295 A JP30517295 A JP 30517295A JP 3270315 B2 JP3270315 B2 JP 3270315B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、硬化性樹脂成形材
料の成形時において、金型表面のよごれを取り除くため
の金型表面清掃用樹脂組成物タブレットに関し、良好な
金型清掃効果を有し、かつ緻密で形崩れしない金型清掃
用樹脂組成物タブレットに関する。
【0002】
【従来の技術】エポキシ樹脂等の硬化性樹脂による集積
回路等の封止成形物の成形時において、長時間成形を続
けると金型内部表面が汚れ、そのまま連続して成形を続
けると、封止成形物の表面が汚れたり、封止成形物が金
型に付着したりして成形作業が続けられなくなる場合が
多々あった。そのため、金型を定期的に清掃する必要が
あり、成形材料を数百ショット成形する毎に数ショット
の割合で金型清掃用樹脂を成形して金型を清掃する方法
が提案されている。
【0003】例えば、特公昭52−788号公報には
「硬化性樹脂成形材料(但しアミノ系樹脂成形材料を除
く)の成形時における金型表面の汚れをアミノ系樹脂を
主体とする材料で成形することによって、清掃する方
法」が提案され、アミノ系樹脂、有機質基材及び/又は
無機質基材、離型剤からなる金型清掃用樹脂組成物が開
示されている。また、特公昭64−10162号公報に
はアミノ系樹脂とフェノール系樹脂との共縮合樹脂と新
モース硬度6〜15の鉱物性粉体を含有してなる金型清
掃用樹脂組成物が開示されている。
【0004】通常、エポキシ樹脂等の硬化性樹脂による
集積回路等の封止成形物の成形は、封止用硬化性樹脂を
タブレット形状に予備成形しておき、成形時に該タブレ
ットを予熱した後、ポット内に挿入し、トランスファー
成形により成形するものである。金型清掃用樹脂組成物
は、封止用硬化性樹脂の成形中に同様な条件で成形しる
ことにより適用するため、通常の封止用エポキシ樹脂の
成形と同様にトランスファー成形され、成形材料と同一
サイズのタブレット形状で用いられることが多く、タブ
レットが軟化するように予熱した後成形を行うことによ
って、金型清掃用樹脂組成物が金型全体に充填され、硬
化時に金型表面の汚れを取り込むことによって金型表面
を清掃するのである。
【0005】トランスファー成形の方式には、プレート
モールドとマルチプランジャーモールドとがある。プレ
ートモールドは1モールドについて1ケの比較的大きな
樹脂タブレットを使用し、金型内のランナーなどを最小
にして、金型のキャビティー数を最大にするように設計
され、通常数十から数百個のキャビティーが、1つのポ
ットを中心に最短距離で枝分かれする構造をとってい
る。マルチプランジャーモールドは1本のトランスファ
ーラム当たりのキャビティーを少数個に限定してランナ
ーを最小とし、トランスファー用ラムを多数そなえたも
のであり、小さなタブレットを自動的に各ラムに同時に
セットしポット内で予熱してトランスファー成形するも
のである。
【0006】IC・LSI等の高集積化、薄型化、表面
実装化に伴い、成形品の多様化が進んでおり、各成形品
に対応して、大小様々な大きさのタブレットが使用され
てきており、金型清掃用樹脂組成物もエポキシ樹脂封止
用樹脂タブレットに対応して、様々な形状のタブレット
が必要とされている。数十〜数百個取りの大型金型を使
用するプレートモールドのトランスファー成形において
は、直径30〜70mm程度のタブレットがコンベンシ
ョナルタイプとして提供されている。
【0007】また、成形の無人化、クリーン化の要請に
より、硬化性樹脂の自動成形機が開発され、成形の自動
化が広く行われるようになってきたが、この自動成形機
は、IC・LSI等の封止物を、数個〜十数個取りのマ
ルチプランジャーモールドで成形するものであり、使用
する封止用樹脂は直径5〜30mm程度のミニタブレッ
トと称して供給され、クリーニング用樹脂も同サイズの
直径5〜30mm程度のミニタブレットが用いられてい
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、特公昭52−
788号公報に開示されているような、従来知られてい
る金型清掃用樹脂組成物をタブレット化し、金型清掃用
に用いることが一般に行われている。しかしながらこれ
らの金型清掃用樹脂組成物をタブレット成形機でタブレ
ット化する場合、タブレット成形用の金型には金型摩耗
を避けるために超鋼材料等が用いられる場合が多く、成
形されたタブレットが金型より抜けにくいため、抜き出
し時に高い圧力をかける必要があり、また、きしみ音が
したり、割れ、欠け等の不良が発生しやすく、不良率が
高かった。
【0009】そこで、特公昭52−788号公報で例示
されているように金型清掃用樹脂組成物の滑剤含有量を
増やし、タブレット化の歩留りを向上させる試みもなさ
れている。しかしながら、滑剤の含有量を増やすと、滑
剤自身がブリードして金型を汚染する要因となったり、
金型清掃効果を大幅に低下させることとなり、金型を清
掃するためのショット数が増大してしまったりする不都
合が生じた。金型清掃用樹脂組成物からタブレットを成
形する場合には、通常は該樹脂組成物が粉体の形状で得
られるため、該粉体をタブレット成形機に投入して、成
形するの通常であった。
【0010】しかしながら、該粉体は、見掛密度が小さ
く、該粉体からタブレットを成形する際には、大きな圧
力を必要とし、得られるタブレットも重量バラツキが多
く、更に型から抜き出すにも多大な圧力を必要とし、割
れ、欠け等の不良率が高かった。特に、タブレット成形
性がよく、清掃性も良好で、かつ、割れ、欠け等の成形
不良のないタブレットが求められていたのである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を進めた結果、滑剤の含有量を増やさず、かつタブレッ
ト化の歩留りを向上させる手段として、金型清掃用樹脂
組成物として特定の粒径の粒子と特定の粒径の粉体との
混合物を用い、該混合物を成形することにより、清掃性
を良好に保ちつつタブレット性が改善されることを見出
し、本発明を完成するにいたった。
【0012】即ち、本発明は、硬化性樹脂成形材料の成
形時における金型表面のよごれを取り除くための金型清
掃用樹脂組成物タブレットにおいて、該樹脂タブレット
が、42メッシュ篩不通過の粒子が70重量%以上の粒
子である樹脂組成物粒子(A)と粒径80メッシュ通過
の粒子が90重量%以上の粉体である樹脂組成物粉体
(B)との混合物を再成形したものであって、粒子
(A)/粉体(B)の重量比が7/3以上である金型清
掃用樹脂組成物タブレットであり、その際、タブレット
径が30mm未満であり、かつマルチプランジャーモー
ルドの清掃に用いられる前記の金型清掃用樹脂組成物タ
ブレットであり、樹脂組成物中のナトリウムイオンが5
00ppm以下、カリウムイオンが500ppm以下、
かつ塩素イオンが200ppm以下である前記の金型清
掃用樹脂組成物タブレットである。
【0013】以下、本発明について、詳細に説明する。
本発明の金型清掃用樹脂組成物は、アミノ系樹脂組成物
からなり、該樹脂に滑剤としての金属石鹸、鉱物質粉
体、無機もしくは有機充填剤、その他の添加剤等ろ含有
し、これら成分を均一に混合しうる任意の手段で混合し
組成物となし、粉砕して樹脂組成物粉体(B)を得る。
本発明での粉体(B)とは、その粒径が80メッシュ篩
通過の粒子が90重量%以上、好ましくは93重量%以
上、更に好ましくは95重量%以上含有するものであ
る。
【0014】また、本発明における樹脂組成物粒子
(A)は、上記樹脂組成物粉体(B)を粒状化したもの
であり、該粒状化には特に制限はないが、代表的には、
粉体をタブレットに成形し、該タブレットを所望の粒径
に粉砕して得たものであり、その粒径が42メッシュ篩
不通過の粒子が70重量%以上、好ましくは75重量%
以上、更に好ましくは80重量%以上含有するものであ
る。
【0015】そして、本発明のタブレット成形用材料
は、上記の粒子(A)と上記の粉体(B)との混合物か
らなり、その比率、粒子(A)/粉体(B)は7/3以
上の範囲であり、粉体(B)が該範囲より多いと得られ
るタブレットの不良率、重量バラツキが大きくなり、ま
た、粒子(A)が多いと粒状化に付する材料が多量とな
り、再タブレット化に供するものが多く経済的に得策で
はない。その範囲は好ましくは8/2以上であり、更に
好ましくは8/2〜9/1の範囲である。
【0016】本発明におけるアミノ系樹脂組成物とは、
メラミン樹脂、ユリア樹脂、メラミン−フェノール共縮
合樹脂またはメラミン−ユリア共縮合樹脂およびそれら
の混合物を示すものであって、メラミン−フェノール共
縮合樹脂は、メラミン等のトリアジン類、フェノール
類、ホルムアルデヒド等のアルデヒド類から共縮合させ
たものであり、メラミンーユリア共縮合樹脂は、メラミ
ン等のトリアジン類、ユリア類、ホルムアルデヒド等の
アルデヒド類を共縮合させたものである。
【0017】また、上記のメラミン樹脂とは、メラミン
等のトリアジン類とアルデヒド類とを縮合して得られた
ものであり、ユリア樹脂とは、ユリア類とアルデヒド類
とを縮合して得られたものである。上記トリアジン類と
しては、メラミンの他に、該トリアジン類100重量部
に対して、例えば、ベンゾグアニジン、アセトグアナミ
ン等のメラミン以外のトリアジン類を30重量%以下含
有していてもよい。また上記フェノール類としては、フ
ェノールの他に、該フェノール100重量部に対して、
例えば、クレゾール、キシレノール、エチルフェノール
ブチルフェノール等のフェノール以外のフェノール類を
30重量部以下含有してもよい。
【0018】更に又、本発明で用いる樹脂組成物には、
これとブレンド可能な副次量の他の樹脂類を、本発明組
成物の前記金型清掃用樹脂組成物としての改善された性
質に悪影響を及ぼさない範囲で配合することができる。
このような樹脂の例としては、アルキッド樹脂、ポリエ
ステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ゴム類等が
例示できる。
【0019】本発明で用いる金属石鹸は溶融樹脂の金型
内での流動性及び樹脂硬化後の離型性の向上に関与する
ものであり、例えばステアリン酸カルシウム、ステアリ
ン酸亜鉛、ミリスチン酸亜鉛等が例示される。これら金
属石鹸は金型清掃用樹脂組成物100重量部に対して
0.1〜1.5重量部、好ましくは0.2〜1重量部、
特に好ましくは0.3〜0.8重量部添加するのがよ
い。金属石鹸が不足すると、複雑な金型の微小部分まで
清掃用樹脂が行き渡らないことによる清掃不足や硬化し
た清掃用樹脂の離型不良による清掃不良が発生する。
【0020】本発明では、該樹脂組成物に更に脂肪酸ア
ミド系滑剤、脂肪酸系滑剤、アルコール系滑剤、パラフ
ィン系滑剤、シリコン系滑剤等の滑剤を添加することが
でき、該脂肪酸アミド系滑剤としては、例えば、ラウリ
ン酸アミド、ミルスチン酸アミド、エルカ酸アミド、オ
レイン酸アミド、ステアリン酸アミドの様な飽和或いは
不飽和モノアミド型滑剤、メチレンビスステアリン酸ア
ミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビス
オレイン酸アミドのような飽和或いは不飽和ビスアミド
型滑剤、などが例示され、脂肪酸系滑剤には、ステアリ
ン酸、ブチルステアレート等が、アルコール系滑剤に
は、セチルアルコール等が、シリコン系滑剤には、シリ
コンオイル等が挙げられる。これら各種の滑剤は前記の
金属石鹸系滑剤と合わせて、金型清掃用樹脂組成物10
0重量部に対して0.1〜1.5重量部、好ましくは
0.2〜0.8重量部、特に好ましくは0.2〜0.6
重量部の範囲で添加することができる。
【0021】金型清掃性を良好に保つためには、滑剤の
合計量は金型清掃用アミノ系樹脂組成物100重量部に
対して1.5重量部以下であることが好ましく、更に好
ましくは1重量部以下にするのが良い。本発明の金型清
掃用樹脂組成物には、既述の樹脂の他に鉱物質粉体を含
有してなる。例えば、コランダム、エメリー、ざくろ
石、ケイ石等の天然材及びケイ素、鉄、チタン、カルシ
ウム、マグネシウム、アルミニウム、クロム、ホウ素、
等の酸化物若しくは炭化物が好ましく、これらの化合物
としては、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化アルミ
ニウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素等を挙げることができ
る。
【0022】上記鉱物質粉体の粒度は特に制限されるわ
けではないが一般に#10〜#8000、好ましくは#
50〜#4000、更に好ましくは#100〜#200
0の範囲である。#8000より粒度が小さくなると清
掃効果が悪くなり、取扱い時に粉塵が発生し、作業環境
が悪化する等の欠点が生じやすく、#10より粒度が大
きくなると金型の損傷、清掃の不均一等の欠点が生じ易
い。また、前記鉱物質粉体の使用量は特に制限されるわ
けではないが本発明の金型清掃用樹脂組成物100重量
部に対して10〜90重量部、好ましくは15〜30重
量部、更に好ましくは17〜29重量部の範囲である。
【0023】本発明の組成物には、既述の鉱物質粉体の
他に、他の無機もしくは有機充填剤、着色剤、硬化触
媒、抗酸化剤などの他の添加剤を含有させてもよい。そ
のような添加剤の例としては、例えば、パルプ、木粉、
ビニロン繊維、ガラス粉、ガラス繊維、無処理炭酸カル
シウム、タルク、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、
硫化亜鉛の如き他の無機もしくは有機充填剤;例えば、
酸化チタン、カーボンブラック、亜鉛華、カドミウムイ
エロー、ベンガラ等の無機顔料、フタロシアニン系、ア
ゾ系、ジアゾ系等の有機顔料、ベンゾオキサゾール系、
ナフトトリアゾール系、コーマリン系等の蛍光顔料、ア
ンスラキノン系、インジコ系、アゾ系等の染料の如き着
色剤;例えば、安息香酸、無水フタル酸、しゅう酸、ス
ルファミン酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸、塩
酸、硫酸等の無機酸、これら酸類とトリエチルアミン、
トリエタノールアミン、β−ジメチルアミノエタノー
ル、2−メチル−2−アミノ−1−プロパノール等との
塩類の如き硬化触媒;例えばナフチルアミン系抗酸化
剤、チオビスフェノール系抗酸化剤の如き抗酸化剤など
を挙げることができる。
【0024】また前記パルプとしては、藁パルプ、竹パ
ルプ、木材パルプ(針葉樹パルプ、広葉樹パルプ)等が
使用され、また化学パルプ、機械パルプのいずれを使用
してもよい。また前記パルプ、木粉等のセルロース充填
材のサイズには特に制限されないが、一般には5〜10
00μm、好ましくは10〜200μmの範囲がよい。
またセルロースの添加量は、前記アミノ樹脂100重量
部に対して、15〜70重量部、好ましくは20〜60
重量部の範囲である。
【0025】また、金型清掃用樹脂組成物タブレット
は、ナトリウムイオンが500ppm以下、カリウムイ
オンが500ppm以下、かつ塩素イオンが200pp
m以下であることが好適である。すなわち上記金型清掃
用樹脂組成物タブレットによってトランスファーモール
ド成形金型の金型面を洗浄する際に、クリーニングシー
ト中に含有されるイオン性不純物が金型表面に残存し、
成形する半導体素子中にこれらイオン性不純物が入り込
む恐れがあるからであり、これらの半導体素子中に上記
のイオン性不純物が入り込むと、腐食性の面で大きな問
題を生じるようになるからである。従って、上記金型清
掃用樹脂組成物タブレットの製造に際しては、使用原料
を十分吟味して、上記の様なイオン性不純物が含まれて
いないものを使用することが望ましい。
【0026】本発明の組成物の調製に際しては、アミノ
系樹脂、鉱物質類粉体、所望により他の副次量の樹脂、
添加剤類を均一に混合し得る任意の手段が採用できる。
例えばニーダー、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサ
ー、ボールミル、ロール練り、らいかい機、タンブラー
等が例示できる。このようにして得られた組成物を、タ
ブレットに成形する。タブレットの形状は円柱形、長方
形、棒状、直方体等金型の構造に応じて種々の形状をと
ることができるが、半導体封止用金型には円柱形の封止
用硬化性樹脂タブレットが使用される場合は、金型清掃
用樹脂組成物タブレットも同形状のものが用いられる。
【0027】通常、縦型あるいは横型の金型中に、前述
の金型清掃用樹脂組成物粉体/粒子混合物を入れ、機械
的にあるいは油圧等でプランジャーを加圧して、粉体/
粒子混合物を固化させる。タブレット成形圧力は、タブ
レットマシンの構造、タブレット直径、高さ等によって
異なるが200〜1500kg/cm2 、好ましくは3
00〜1200kg/cm2 の範囲である。
【0028】タブレット成形前に、滑剤等の添加剤を清
掃性を妨げない範囲で金型清掃用樹脂組成物粉体粒子混
合物に添加してもよい。後添加した滑剤は、粉体/粒子
境界面に高濃度で存在し、金型からのタブレットの抜け
を改善することができる。タブレットの密度は、組成物
の成形圧によって異なるが、概略1.1〜1.8g/c
3 の範囲である。
【0029】本発明の組成物を用いて金型を清掃できる
硬化性樹脂成形材料としては、例えば、エポキシ樹脂成
形材料、フェノール樹脂成形材料等であり、好ましくは
エポキシ樹脂成形材料であり、特に好ましくは半導体封
止用エポキシ樹脂成形材料である。また、本発明の金型
清掃用樹脂組成物が適用される金型としては、該硬化性
樹脂材料を成形する際に使用する金型ならいかなる金型
にも使用できるが、一般には鉄、クロム等よりなる金型
に好適に適用できる。本発明の組成を有し、粒子(A)
と粉体(B)との混合物から再成形して得られたタブレ
ットは、金型清掃効果を低下させることなくタブレット
の歩留りを向上させることができる。
【0030】
【実施例】以下、比較例をまじえた実施例により本発明
の金型清掃用実施例組成物タブレットについて、更に詳
しく説明する。なお、以下の例において、テスト方法及
び評価は下記による。 (1)清掃効果の試験方法 市販のエポキシ樹脂成形材料(日東電工(株)社製ニト
ロンMP;商品名)タブレットを用いて電子回路の封止
成形品をトランスファー成形にて成形した。400ショ
ット成形した後、上記材料と同形状の試験用金型清掃用
樹脂組成物タブレットをその金型で成形し、そのショッ
ト数と清掃効果を調査する。清掃効果の判定は、目視に
よる以下の5段階の判定基準によった。
【0031】 5:くもり等全くなし 4: 〃 ほぼなし 3:ややくもりあり 2:くもりあり 1:汚れ多く成形品に欠陥部を有する
【0032】(2)粒度の測定法 粒度の規定はJIS−R6001(1973)に従い、
その測定法はJIS−R6002により測定した。本明
細書で使用する#は、番又はメッシュである。
【0033】(3)タブレット性測定方法 タブレット成形用金型(14mmφ×22.5mmH)
を設け、タブレット重量が4.5gになるよう成形機を
調整したタブレット成形機にて、所定の材料を供給ホッ
パーへ投入し、加圧装置にて350kg/cm2 まで加
圧し、圧力を約1分間保持し成形する。成形後、金型下
部を取り外し、タブレットを加圧して抜き出す際の最高
圧(加圧最高値)を読み、タブレット破損(割れ、欠
け)などの不良があるか否かを観察する。同様にして1
00個のタブレットを成形し、その不良率を算出し、そ
の重量を測定し、重量バラツキが4.5±0.45g以
内に納まるものを○とした。
【0034】〈タブレット再成形材料〉メラミン343
重量部とフェノール130重量部とホルマリン(37%
水溶液)517重量部と水酸化カリウム4重量部とを攪
拌機付きの反応槽中で加熱反応させ、得られたメラミン
−フェノール共縮合樹脂液190重量部とパルプ50重
量部とをニーダー中で混練して乾燥し次いで粉砕するこ
とによって得られた樹脂コンパウンド30重量部、日本
カーバイド工業(株)製ニカレヂンS−176(商品
名)50重量部と、粒度#200の珪石粉20重量部
と、更に安息香酸0.1重量部、ミリスチン酸亜鉛0.
5重量部とを加えて、ボールミルにて混合粉砕して金型
清掃用樹脂組成物粉体(B)を得た。
【0035】一方、上記で得られた樹脂組成物粉体をタ
ブレット成形機のホッパーに供給してタブレットを成形
し、該タブレットをタブレット粉砕機にて所要の粒度に
粉砕することにより、金型清掃用樹脂組成物粒子(A)
を得た。金型清掃用樹脂組成物粉体、及び金型清掃用樹
脂組成物粒子、並びにこれら粉体と粒子との所望比率の
タブレット成形用混合物からなるタブレット成形材料の
物性(見掛比重及び粒度分布)を測定し、得られた結果
を表1に示す。
【0036】
【表1】
【0037】(実施例及び比較例)直径14mmφのタ
ブレット成形用金型を備えたタブレット成形機をタブレ
ット重量が4.5gになるよう成形機を調整したタブレ
ット成形機に、上記表1に示したタブレット再成形材料
をを供給ホッパーへ投入し、加圧装置にて350kg/
cm2 まで加圧し、圧力を約1分間保持してタブレット
を成形した。タブレットを抜き出す際の加圧最高値、タ
ブレットの不良率、重量バラツキ、及び清掃効果を測定
し、得られた結果を表2に示す。また、粉体のみでタブ
レットを成形する場合、その不良率を5%以下にするた
めには金属石鹸が1.5重量部以上必要であるが、比較
例1における金属石鹸を1.7重量部とした場合を比較
例8として示す。
【0038】
【表2】
【0039】
【発明の効果】上記の如く、金型清掃用樹脂組成物タブ
レットを該樹脂組成物粒子(A)と樹脂組成物粉体
(B)との混合物から再成形することにより、金型清掃
用樹脂組成物の清掃効果を低下させることなく、不良
率、重量バラツキの少ないタブレットを提供することが
できた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−113243(JP,A) 特開 昭55−123669(JP,A) 特開 昭59−126426(JP,A) 特開 平3−81111(JP,A) 特開 平8−57865(JP,A) 特開 平5−131460(JP,A) 特公 昭64−10162(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 33/72

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硬化性樹脂成形材料の成形時における金
    型表面のよごれを取り除くための金型清掃用樹脂組成物
    タブレットにおいて、該樹脂タブレットが、下記樹脂組
    成物粒子(A)と下記樹脂組成物粉体(B)との混合物
    を再成型したものであって、粒子(A)/粉体(B)の
    重量比が7/3以上であり、かつマルチプランジャー金
    型清掃用である金型清掃用樹脂組成物タブレット。 粒子(A):42メッシュ篩不通過の粒子が70重量%
    以上である粒子 粉体(B):80メッシュ篩通過の粒子が90重量%以
    上である粉体
  2. 【請求項2】 樹脂組成物中のナトリウムイオンが50
    0ppm以下、カリウムイオンが500ppm以下、か
    つ塩素イオンが200ppm以下である請求項1記載の
    金型清掃用樹脂組成物タブレット。
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