JP3836670B2

JP3836670B2 - 樹脂成形用金型

Info

Publication number: JP3836670B2
Application number: JP2000335326A
Authority: JP
Inventors: 史明田頭
Original assignee: Towa Corp
Current assignee: Towa Corp
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: JP2002137257A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャビティに溶融樹脂を注入して、これを硬化させて樹脂成形する際に使用される、樹脂成形用金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、キャビティに注入した溶融樹脂を硬化させて樹脂成形する場合には、相対向する樹脂成形用金型の一方に設けた円筒状のポットに円柱状の樹脂タブレットを投入し、更に加熱して樹脂タブレットを溶融させて溶融樹脂としていた。その後に樹脂成形用金型を型締めし、プランジャによって溶融樹脂を押圧し、樹脂経路を経由してキャビティに溶融樹脂を注入して、これを硬化させていた。そして、型開きして、キャビティ及び樹脂経路において硬化した成形品を取り出していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の樹脂成形用金型によれば、キャビティに注入される溶融樹脂に気泡、すなわちボイドが発生しやすいという問題があった。ボイドが発生する原因のひとつは、樹脂タブレットが溶融する際に、ポットの内側壁との間に存在する空気を巻き込むことである。樹脂タブレットとポットの内側壁との間の間隙が大きいほど、この空気の巻き込みが多く、したがって、ボイドが発生しやすいということが知られている。このことから、空気の巻き込みを防止する目的で、樹脂タブレットとポットの内側壁との間の間隙を極力小さくするという対策が採られている。
しかし、間隙を小さくしすぎると、ポットに樹脂タブレットを投入する際に投入しにくくなるので、間隙を小さくする対策にも限界がある。また、ポット内で樹脂タブレットの位置がばらつくので、同じポット内でも、間隙が大きい側と小さい側とが生じる。これにより、間隙が大きい側にボイドが発生しやすくなり、ここで発生したボイドは樹脂経路を経由してキャビティに注入されてしまう。
成形品において発生したボイドは、外観不良の原因になるおそれがある。加えて、半導体チップ等の電子部品を樹脂封止する際に使用する樹脂成形用金型の場合には、溶融樹脂の内部で発生したボイドは、電気的接続用ワイヤの接続不良、完成した半導体装置の耐湿性低下等の原因になり、信頼性を低下させる。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、キャビティに溶融樹脂が注入される際に、ボイドの発生が抑制される樹脂成形用金型を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の技術的課題を解決するために、本発明に係る樹脂成形用金型は、相対向する金型からなり少なくとも１つの金型に設けられたキャビティに樹脂経路を経由して溶融樹脂を注入して硬化させる樹脂成形用金型であって、相対向する金型のうち一方の金型に設けられ樹脂タブレットが投入される筒状の空間からなるポットからなるとともに、樹脂タブレットが溶融して溶融樹脂に変化する空間である溶融部を備えるとともに、平面視した場合において、ポットの内側壁と樹脂タブレットとの間の間隙が、樹脂流路が仮想的に延長された場合の仮想的な流路とポットとがつながる部分においては小さくなっているとともに、つながる部分から離れている遠隔部では大きくなっていることを特徴とする。
【０００６】
これによれば、溶融樹脂のうち、樹脂タブレットと溶融部の内側壁との間の間隙が小さい個所であるつながる部分において貯留された部分が先にキャビティに注入され、その後に、樹脂タブレットと溶融部の内側壁との間の間隙が大きい遠隔部に貯留された部分がキャビティに注入される。したがって、ボイドの発生が少ない溶融樹脂が先にキャビティに注入されるので、成形品におけるボイドの発生が抑制される。
【０００７】
また、本発明に係る樹脂成形用金型は、上述の樹脂成形用金型において、溶融部は、相対向する金型のうち他方の金型においてポットに対向して設けられ溶融樹脂を樹脂経路に供給する空間からなるカル部を更に含むとともに、平面視した場合におけるカル部の内側壁と樹脂タブレットとの間の間隙が、樹脂経路とカル部とがつながる部分においては小さくなっているとともに、つながる部分から離れている遠隔部では大きくなっていることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、樹脂タブレットと溶融部の内側壁との間の間隙が大きい遠隔部がカル部にも設けられ、ボイドが発生しやすい溶融樹脂が、この遠隔部にも貯留される。したがって、ボイドが発生しやすい溶融樹脂がキャビティに注入されにくくなるので、成形品におけるボイドの発生が、いっそう抑制される。
【０００９】
また、本発明に係る樹脂成形用金型は、上述の樹脂成形用金型において、樹脂タブレットが溶融した時点で遠隔部に貯留された溶融樹脂が、キャビティに対する注入が終わった時点でポットからキャビティに至るまでの部分に留まっているように、樹脂タブレットとポットとキャビティとの体積に応じてポットからキャビティに至るまでの部分の寸法形状が予め決定されていることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、樹脂タブレットが溶融した時点で遠隔部に貯留されておりボイドが発生しやすい溶融樹脂が、キャビティに対する注入が終わった時点で、キャビティには注入されていないことになる。したがって、成形品におけるボイドの発生が、いっそう抑制される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、図１及び図２を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明に係る樹脂成形用金型において、樹脂タブレットが投入された後に型締めされた状態を示す平面断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線における正面断面図である。
【００１２】
図１（ａ），（ｂ）において、下型１と上型２とが対向して設けられている。下型１には筒形の空間からなるポット３Ａが設けられ、ポット３Ａ内には円柱形の樹脂タブレット４が投入されている。上型２には、円形の平面形状を有するとともに樹脂タブレット４を完全に覆う空間からなるカル部５と、カル部５からキャビティ（図示なし）につながる樹脂経路、すなわちランナ部６とが設けられている。接続部７は、カル部５とランナ部６とが接続されている部分であり、遠隔部８は、接続部７から離れている部分である。図１（ａ）においては、ランナ部６が線対称の位置に２個所設けられているので、遠隔部８は、その線対称の基準となる線、すなわち一点鎖線で示された線分の近傍に設けられることになる。ここで、ポット３Ａは、樹脂タブレット４が溶融して溶融樹脂に変化する空間、すなわち溶融部を構成する。
ポット３Ａに設けられたプランジャ９は、上昇することにより、樹脂タブレット４が加熱溶融して形成された溶融樹脂を押圧して、カル部５とランナ部６とを順次経由してこれをキャビティに注入する。ボイド１０は、樹脂タブレットが溶融する際に、ポット３Ａの内側壁との間に存在する空気を巻き込むことによって形成される気泡であって、図１（ａ）においては仮想的に描かれている。
【００１３】
ここで、本発明に係る樹脂成形用金型の特徴は、溶融部、すなわちポット３Ａの内側壁と樹脂タブレット４との間の間隙が、接続部７の近傍では小さくなっているとともに、遠隔部８では大きくなっていることである。これにより、樹脂タブレット４とポット３Ａの内側壁との間の間隙が大きいことから空気の巻き込みが多い遠隔部８においては、ボイド１０が発生しやすい。そして、発生したボイド１０を含む遠隔部８における溶融樹脂は、プランジャ９の上昇とともに次のように移動する。
【００１４】
まず、遠隔部８における溶融樹脂は、他の部分の溶融樹脂とともに、上部から順次カル部５に移動する。
次に、溶融樹脂は、ランナ部６に近い部分、すなわちボイド１０が発生しにくい接続部７における溶融樹脂から順に、図１（ａ）の太い矢印で示すように、ランナ部６を経由してキャビティ（図示なし）に注入される。この過程において、ポット３Ａの内側壁と樹脂タブレット４との間の間隙が小さい接続部７近傍の溶融樹脂が、先にランナ部６に注入される。したがって、ボイド１０を含みやすい遠隔部８における溶融樹脂は、接続部７近傍の溶融樹脂の流れに阻害されて、ランナ部６には到達しにくい。
次に、プランジャ９の上昇に伴い、下方から新たな溶融樹脂がカル部５に供給され、ランナ部６を経由してキャビティに注入される。この過程においても、同様に、接続部７近傍の溶融樹脂が先にランナ部６に注入されるので、ボイド１０を含みやすい遠隔部８における溶融樹脂はランナ部６には到達しにくい。
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、ボイド１０が発生しやすい遠隔部８における溶融樹脂は、ランナ部６には到達しにくく、その一方で、ボイド１０が発生しにくい接続部７における溶融樹脂は、先にランナ部６に注入される。これにより、ボイド１０を含みやすい遠隔部８における溶融樹脂が、キャビティに注入されにくくなる。したがって、成形品におけるボイドの発生が抑制されるので、成形品の外観不良が低減されるとともに、樹脂封止された半導体装置の場合には信頼性が向上する。
また、ポット３Ａ内における樹脂タブレット４の位置がばらつき、間隙の大きい側と小さい側とが生じた場合でも、ボイドは、間隙が更に大きい遠隔部８において発生しやすくなる。このことによっても、成形品におけるボイドの発生が抑制される。
【００１６】
以下、本発明の変形例を、図２を参照して説明する。図２は、本発明の変形例に係る樹脂成形用金型において、樹脂タブレットが投入された後に型締めされた状態を示す平面断面図である。
図２に示すように、本変形例においては、１個の樹脂タブレット４に対して４個のランナ部６が設けられている。そして、それぞれのランナ部６に対応して４個の接続部７が存在する。一方、図１に示されたと同様に、ポット３Ｂの内側壁と樹脂タブレット４との間の間隙が、接続部７の近傍では小さくなっているとともに、遠隔部８では大きくなっている。このことにより、ポット３Ｂの断面は、正方形をなすとともに各辺の中点付近にそれぞれ接続部７を有している。
【００１７】
本変形例によっても、図１に示されたと同様に、ボイド１０を含みやすい遠隔部８における溶融樹脂が、キャビティに注入されにくくなる。したがって、成形品におけるボイドの発生が抑制されるので、成形品の外観不良が低減されるとともに、樹脂封止された半導体装置の場合には信頼性が向上する。
【００１８】
なお、図１，図２のいずれの場合にも、ポット３Ａ，３Ｂ，カル部５，ランナ部６，キャビティの体積を考慮して、樹脂タブレット４の体積を決定しておくことが好ましい。すなわち、樹脂タブレット４が溶融した時点で遠隔部８に貯留された溶融樹脂が、キャビティに対する注入が終わった時点で、ポット３Ａ，３Ｂからキャビティに至るまでの部分に留まっているように、予め樹脂タブレット４の体積を決定しておくのである。これにより、遠隔部８に貯留されボイドが発生しやすい溶融樹脂は、キャビティに対する溶融樹脂の注入が終わった時点で、キャビティに注入されていないことになる。したがって、成形品におけるボイドの発生がいっそう抑制される。
【００１９】
また、図１，図２のいずれの場合にも、カル部５の平面形状は円形であるとした。これに限らず、カル部５がポット３Ａ，３Ｂと同じ平面形状を有することとして、ポット３Ａ，３Ｂとカル部５とが併せて溶融部を構成するようにしてもよい。これによれば、遠隔部がカル部にも設けられ、この遠隔部においても、ボイドが発生しやすい溶融樹脂が貯留される。したがって、遠隔部における溶融樹脂がキャビティに注入されにくくなるので、成形品におけるボイドの発生がいっそう抑制される。
【００２０】
また、ランナ部が２本及び４本の場合について説明したが、これに限らず、ランナ部が１本の場合や他の本数の場合においても、本発明を適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、ボイドの発生が少ない溶融樹脂が先にキャビティに注入されるので、成形品におけるボイドの発生が抑制される。また、ボイドが発生しやすい溶融樹脂がキャビティに注入されないので、成形品におけるボイドの発生がいっそう抑制される。したがって、成形品におけるボイドの発生が抑制される樹脂成形用金型を提供できるという、優れた実用的な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明に係る樹脂成形用金型において樹脂タブレットが投入された後に型締めされた状態を示す平面断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線における正面断面図である。
【図２】本発明の変形例に係る樹脂成形用金型において、樹脂タブレットが投入された後に型締めされた状態を示す平面断面図である。
【符号の説明】
１下型
２上型
３Ａ，３Ｂポット（溶融部）
４樹脂タブレット
５カル部
６ランナ部（樹脂経路）
７接続部
８遠隔部
９プランジャ
１０ボイド

Claims

相対向する金型からなり少なくとも１つの金型に設けられたキャビティに樹脂経路を経由して溶融樹脂を注入して硬化させる樹脂成形用金型であって、
前記相対向する金型のうち一方の金型に設けられ樹脂タブレットが投入される筒状の空間からなるポットからなるとともに、前記樹脂タブレットが溶融して前記溶融樹脂に変化する空間である溶融部を備えるとともに、
平面視した場合において、前記ポットの内側壁と前記樹脂タブレットとの間の間隙が、前記樹脂流路が仮想的に延長された場合の仮想的な流路と前記ポットとがつながる部分においては小さくなっているとともに、前記つながる部分から離れている遠隔部では大きくなっていることを特徴とする樹脂成形用金型。
請求項１記載の樹脂成形用金型において、
前記溶融部は、前記相対向する金型のうち他方の金型において前記ポットに対向して設けられ前記溶融樹脂を前記樹脂経路に供給する空間からなるカル部を更に含むとともに、
平面視した場合における前記カル部の内側壁と前記樹脂タブレットとの間の間隙が、前記樹脂経路と前記カル部とがつながる部分においては小さくなっているとともに、前記つながる部分から離れている遠隔部では大きくなっていることを特徴とする樹脂成形用金型。
請求項１又は２記載の樹脂成形用金型において、
前記樹脂タブレットが溶融した時点で前記遠隔部に貯留された溶融樹脂が、前記キャビティに対する注入が終わった時点で前記ポットから前記キャビティに至るまでの部分に留まっているように、前記樹脂タブレットと前記ポットと前記キャビティとの体積に応じて前記ポットから前記キャビティに至るまでの部分の寸法形状が予め決定されていることを特徴とする樹脂成形用金型。