JP3780284B2 - 成形金型クリーニング用シート - Google Patents

Description

本発明は、成形金型の内部に付着した油分や塵埃などの汚れの除去に適用して有効な技術に関する。

たとえば、所定の回路素子が形成された半導体チップは、リードフレームと電気的に接続された上で、塵埃や湿度などの外的雰囲気や機械的衝撃から保護するために所定の部材によって封止される。一般に、半導体チップの封止形態は、低融点合金やガラスなどで封着する気密封止と、成形金型を用いて樹脂で成形封止する樹脂封止（非気密封止）とに分けられる。このような半導体装置の封止技術を詳しく記載している例としては、たとえば、日経ＢＰ社発行、「実践講座 ＶＬＳＩパッケージング技術（上）」（１９９３年５月３１日発行）、Ｐ７６〜Ｐ７９（非特許文献１）がある。

樹脂封止においては、幾度も繰り返される成形封止によって樹脂が充填される成形金型の内部、つまり一対の成形金型を形成する上金型と下金型とのキャビティ形成面に油分や塵埃などの汚れが蓄積することになる。

このような汚れはショートショットなどのような成形品質に悪影響を与える現象が発生することになるので、一定のショット数おきに作業者が成形金型をクリーニングする必要がある。しかし、作業者による成形金型のクリーニングは、それが手作業であるためにかなりの時間を要することになるので、短時間で成形金型をクリーニングできる技術が要請されている。

ここで、このような要請に応えるものとして、半導体チップの搭載されていないリードフレームを成形金型にクランプし、アンモニアやホルマリンなどのような汚れ落としの成分が混入されたクリーニング用樹脂を注入して成形金型をクリーニングすることが考えられる。
日経ＢＰ社発行、「実践講座 ＶＬＳＩパッケージング技術（上）」（１９９３年５月３１日発行）、Ｐ７６〜Ｐ７９

しかし、この技術によれば、本来の目的ではない成形金型のクリーニング用として高価なリードフレームを使用することになるので不経済であるのみならず、成形金型はそれに適合した特定形状のリードフレームを所定位置にセットしてクランプすることになるので、位置決めのための精度が必要となり作業性が悪い。

さらに、成形金型にはキャビティ内への樹脂の充填を完全にするためにエアベント（すなわちキャビティ内のエアの逃げ口）が設けられているが、クリーニング用樹脂を注入する技術では、この樹脂がエアベントまで充填されずにこの部位の汚れを完全に除去することができず、あらためて手作業でクリーニングしなければならない。

そこで、本発明の目的は、成形金型内の汚れを効率よく除去することのできる技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、低コストで成形金型内をクリーニングすることのできる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、次の通りである。

すなわち、本発明による成形金型クリーニング用シートは、一対の第１の金型と第２の金型とからなる成形金型の内部をクリーニングするものであり、耐熱性および柔軟性を有する材質によって形成され、クリーニング用樹脂の粒子が通過可能な細孔が全面に多数形成されているものである。また、前記した成形金型クリーニング用シートには、離型剤が含浸されている。

この場合、前記した成形金型クリーニング用シートは、パルプまたは布から構成することができる。

また、本発明による成形金型のクリーニング方法は、前記した成形金型クリーニング用シートを用意し、この成形金型クリーニング用シートを一対の第１の金型と第２の金型とからなる成形金型の合わせ面の全域と接触するようにしてクランプし、クリーニング用樹脂を加圧してこれを成形金型クリーニング用シートに浸透させながら成形金型の内部に充填し、一定時間経過後に第１の金型と第２の金型とを離反させてクリーニング用樹脂が付着した成形金型クリーニング用シートを取り出すものである。

そして、本発明による成形金型のクリーニング方法は、前記した成形金型クリーニング用シートを用意し、この成形金型クリーニング用シートに離型剤を含浸して一対の第１の金型と第２の金型とからなる成形金型の合わせ面の全域と接触するようにしてクランプし、クリーニング用樹脂を加圧してこれを成形金型クリーニング用シートに浸透させながら成形金型の内部に充填し、一定時間経過後に第１の金型と第２の金型とを相互に離反させて前記クリーニング用樹脂が付着した成形金型クリーニング用シートを取り出すものである。

本発明による成形金型のクリーニング技術によれば、リードフレームではなく、たとえばパルプ等よりなる比較的安価な成形金型クリーニング用シートで成形金型を清浄化することができるので、低コストでのクリーニングが可能になる。

また、単に第１の金型と第２の金型とで成形金型クリーニング用シートをクランプし、これにクリーニング用樹脂を浸透させればよいので、リードフレームを用いた場合のように成形金型に対する高精度な位置決めの必要がなく、作業性が向上する。

さらに、一種類の成形金型クリーニング用シートで種々のキャビティ形状を有する成形金型のクリーニングができるので、低コストでのクリーニングが可能になる。

そして、クリーニング用樹脂は成形金型クリーニング用シートによってエアベントにまで確実に充填されるので、クリーニング用樹脂の付着した成形金型クリーニング用シートを取り出したときにクリーニングされていない箇所がなくなり、汚れを効率よく除去することが可能になる。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
(1).すなわち、本発明による成形金型のクリーニング技術によれば、成形金型クリーニング用シートにクリーニング用樹脂を浸透させ、一定時間経過後に該樹脂の付着した成形金型クリーニング用シートを取り出すことにより、成形金型の内部の全域が満遍なくクリーニングされる。したがって、リードフレームではなくたとえばパルプ等よりなる比較的安価な成形金型クリーニング用シートで成形金型を清浄化することができるので、低コストでの成形金型のクリーニングが可能になる。
(2).単に第１の金型と第２の金型とで成形金型クリーニング用シートをクランプし、これにクリーニング用樹脂を浸透させればよいので、リードフレームを用いた場合のように成形金型に対する高精度な位置決めの必要がなく、作業性が向上する。
(3).一種類の成形金型クリーニング用シートで種々のキャビティ形状を有する成形金型のクリーニングができるので、低コストでのクリーニングが可能になる。
(4).クリーニング用樹脂は成形金型クリーニング用シートによってエアベントにまで確実に充填されるので、クリーニング用樹脂の付着した成形金型クリーニング用シートを取り出したときにクリーニングされていない箇所がなくなり、汚れを効率よく除去することが可能になる。
(5).離型剤を用いることにより、クリーニング用樹脂の取り出し時におけるこのクリーニング樹脂と成形金型との離型性が良好になるので、作業効率が一層向上する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいてさらに詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態である成形金型クリーニング用シートが用いられてクリーニングされる成形金型を示す断面図、図２はその成形金型クリーニング用シートを示す斜視図である。

本実施の形態における成形金型１は、たとえば、リードフレーム上に搭載された半導体チップ（図示せず）を樹脂封止するためのもので、相対的に接近離反可能とされた上プラテン２ａと下プラテン２ｂの対向面には、上金型（第１の金型）１ａと下金型（第２の金型）１ｂとがそれぞれ固定されている。したがって、上下のプラテン２ａ，２ｂの接近離反動作によってこの上金型１ａと下金型１ｂとの密着および分離が行われる。

上金型１ａと下金型１ｂとの合わせ面には、半導体チップが位置する所定形状のキャビティ３が複数箇所に形成されている。上金型１ａの中央部には、樹脂が注入されるシリンダ状のポット４が貫通して形成され、このポット４に対応する下金型１ｂの中央部にはカル５が刻設されている。

さらに、このカル５からは、前記した複数のキャビティ３に連通された複数のランナ６およびカル５が分岐して形成されており、上プラテン２ａと下プラテン２ｂとが接近して上金型１ａと下金型１ｂとが密着された状態において、ポット４の底面がカル５によって閉止されるとともにカル５およびランナ６を介してポット４が複数のキャビティ３に連通されるようになっている。なお、キャビティ３の外側には、キャビティ３内のエアを外部に逃がして樹脂の充填を完全にするためのエアベント７が形成されている。

上金型１ａと下金型１ｂとの合わせ面には、該合わせ面の全域と接触するようにして成形金型クリーニング用シート８がクランプされている。図２に示すように、この成形金型クリーニング用シート８は、たとえばパルプのように耐熱性および柔軟性を有するとともに燃焼や溶解が容易な材質によってシート状に形成されており、後述するクリーニング用樹脂９（図１）の粒子が通過可能なように、たとえば 0.5mm径の細孔８ａが全面に多数形成されている。この成形金型クリーニング用シート８はリードフレーム以上の厚さ、たとえば 1mmとされている。また、成形金型クリーニング用シート８にはクリーニング用樹脂９と成形金型１との密着性を緩和する離型剤が含浸され、クリーニング用樹脂９が成形金型１から容易に取り出されるようになっている。

ポット４の対向位置には、このポット４内に進入可能なプランジャ１０が設けられている。また、ポット４の内部には所定の温度に加熱された塊状の樹脂などからなるクリーニング用樹脂９が投入されるようになっている。したがって、クリーニング用樹脂９をプランジャ１０で加圧すると、流動状態となったクリーニング用樹脂９が細孔８ａの形成された成形金型クリーニング用シート８に浸透されながら上金型１ａと下金型１ｂとの合わせ面に形成されたキャビティ３やランナ６、エアベント７などに充填されて行く。なお、このクリーニング用樹脂９はレジンにアンモニアやホルマリンなどが混入されたもので、これにより成形金型１の内部の汚れが除去されるようになっている。

このような成形金型クリーニング用シート８による成形金型１の内部のクリーニングは次のようにして行われる。

まず、上プラテン２ａと下プラテン２ｂとを接近させて上金型１ａと下金型１ｂとで成形金型クリーニング用シート８をクランプする。このとき、成形金型クリーニング用シート８は上金型１ａと下金型１ｂとの合わせ面の全域と接触するようにクランプされている。そして、プランジャ１０によりポット４内のクリーニング用樹脂９を加圧すると、流動状態となったクリーニング用樹脂９が成形金型クリーニング用シート８の細孔８ａに浸透されながら上金型１ａと下金型１ｂとの合わせ面に形成されるキャビティ３などに充填されて行く。

成形金型クリーニング用シート８を介してクリーニング用樹脂９を成形金型１の内部に充填した状態で放置しておくと、アンモニアやホルマリンなどの作用により蓄積した油分や塵埃などの汚れが除去される。一定時間放置した後、上下のプラテン２ａ，２ｂを相互に離反する方向に移動させて上金型１ａと下金型１ｂとを分離すると、固化したクリーニング用樹脂９が全体に付着した成形金型クリーニング用シート８が現れる。これを、含浸された離型剤の作用により成形金型１から取り出すと、清浄化されたキャビティ３やランナ６、エアベント７などが得られることになる。

このように、本実施の形態によれば、成形金型クリーニング用シート８にクリーニング用樹脂９を浸透させることによってこれを成形金型１内の全域に行き渡らせ、一定時間経過後にクリーニング用樹脂９の付着した成形金型クリーニング用シート８を取り出すことにより、成形金型１の内部がクリーニングされる。

したがって、高価なリードフレームではなく、たとえばパルプ等よりなる比較的安価な成形金型クリーニング用シート８を成形金型１のクリーニング用として使用することができるので、低コストで成形金型１を清浄化することができる。

また、ポット４やキャビティ３の位置に拘束されることなく上金型１ａと下金型１ｂとで成形金型クリーニング用シート８をクランプし、これにクリーニング用樹脂９を浸透させればよいので、リードフレームを用いた場合のように成形金型１に対する高精度な位置決めの必要がなく作業性が向上する。

さらに、一種類の成形金型クリーニング用シート８で種々のキャビティ形状を有する成形金型１のクリーニングができるので、この点においても低コストでのクリーニングが可能になる。

そして、クリーニング用樹脂９は成形金型クリーニング用シート８によってエアベント７にまで確実に充填されるので、クリーニング用樹脂９の付着した成形金型クリーニング用シート８を取り出したときにクリーニングされていない箇所がなくなり、汚れを効率よく除去することが可能になる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

たとえば、本実施の形態での成形金型は、半導体チップを樹脂封止するためのものであるが、これに限定されるものではなく、定期的にクリーニングが必要とされる他の種々の射出成形用、トランスファーモールド用の成形金型に適用することが可能である。

また、本実施の形態による成形金型クリーニング用シート８はパルプにより構成されているが、耐熱性および柔軟性を有する材質によってシート状に形成されているものであれば種々のものを適用することができる。一例を示せば、図３に示すような織布である木綿などの布で成形金型クリーニング用シート１８を構成することができ、さらには糸状の金属を織って形成された金属布などを適用することができる。したがって、細孔８ａは製造工程で発生する気泡あるいはパンチングによって形成されたもののみならず、糸状の部材を編んで形成されたメッシュも含まれることになる。

なお、廃棄処理の容易性を考慮すると、この成形金型クリーニング用シート８，１８は燃焼や溶解が容易な材質で形成されているものが望ましい。また、成形金型クリーニング用シート８，１８の厚さが不足している場合つまりモールドされるリードフレームより薄い場合には、これを重ねて該リードフレームの厚さにまでして使用すればよい。

さらに、成形金型１との分離容易性の観点から成形金型クリーニング用シート８，１８には離型剤が含浸されているが、離型剤は、予め製造段階で成形金型クリーニング用シート８，１８に含浸しておくこともできるし、上金型１ａと下金型１ｂとでクランプする前に別途含浸することもできる。

本発明の一実施の形態による成形金型クリーニング用シートが用いられてクリーニングされる成形金型を示す断面図である。 その成形金型クリーニング用シートを示す斜視図である。 本発明の他の実施の形態による成形金型クリーニング用シートを示す斜視図である。

符号の説明

１ 成形金型
１ａ 上金型（第１の金型）
１ｂ 下金型（第２の金型）
２ａ 上プラテン
２ｂ 下プラテン
３ キャビティ
４ ポット
５ カル
６ ランナ
７ エアベント
８ 成形金型クリーニング用シート
８ａ 細孔
９ クリーニング用樹脂
１０ プランジャ
１８ 成形金型クリーニング用シート

Claims (2)

1. 一対の第１の金型と第２の金型とからなる成形金型をクリーニングするクリーニング用シートであって、前記クリーニング用シートは、耐熱性および柔軟性を有する材質によって形成され、クリーニング用樹脂の粒子が通過可能な細孔が多数形成されており、離型剤が含浸されていることを特徴とする成形金型クリーニング用シート。
2. 前記成形金型クリーニング用シートは、パルプまたは布からなることを特徴とする請求項１記載の成形金型クリーニング用シート。

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