JP4417981B2 - 樹脂封止装置、及び、移動部材 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂封止装置、移動部材、及び、樹脂封止方法に関するものである。

従来、樹脂封止装置として、複数の半導体素子が実装された基板を一度に樹脂封止した後、半導体素子毎に切断して半導体装置を得るＭＡＰ（MatrixArray Packaging Method）に採用した次のような構成のものが公知である。

すなわち、特許文献１には、複数のポット部で溶融させた樹脂を、その上方開口部のカルから複数のランナーを流動させ、キャビティの長辺部分に沿ったゲートを介してキャビティ内に充填し、樹脂封止を行うようにした構成が開示されている。

また、特許文献２には、ランナーに熱硬化性樹脂チップを収納し、各ランナー内でプランジャを上動させてチップの溶融樹脂を、ゲートを介してキャビティに充填するようにした構成が開示されている。

さらに、特許文献３には、円筒状の樹脂タブレットを、切欠き部を介してランナーに供給し、ランナーの底部を構成するプランジャを移動させることにより、溶融樹脂をキャビティ内に充填するようにした構成が開示されている。

特開２０００−１２５７８号公報 特開平１１−５４５３６号公報 特開平９−２３２３５４号公報

しかしながら、特許文献１では、カル、ランナー、及びゲートで固化した樹脂は全て不要樹脂である。このため、破棄する樹脂量が多いという問題がある。

また、後者の樹脂封止装置では、樹脂材料は直接ランナーに供給する必要があり、そのためにロボット等が必要となる等、作業コストがかかり、作業自体が面倒でもある。さらに、略直方体形状の樹脂チップを別途用意する必要がある。すなわち、市販される樹脂チップの形状は円柱形が主流を占めており、略直方体形状のものはない。このため、顆粒又は粉末状の樹脂材料を略直方体形状に成形して樹脂チップを作成しなければならず、そのための成形装置が必要となったり、加工工数が増えたりする等、コストアップを招来する。

さらに、特許文献３では、プランジャがランナーの内側面を摺接するように構成されている。このため、長期に亘る使用により、ランナー内での残留樹脂がプランジャの側面に付着し、スムーズな動作が妨げられる恐れがある。

そこで、本発明は、樹脂材料の供給が容易で、樹脂封止後の不要樹脂を抑制して安価に成形することができる上、長期に亘って良好な状態で使用可能な樹脂封止装置を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
第１金型と、該第１金型に対して接離可能な第２金型とを備え、前記両金型によって形成されるキャビティ内に、ポット部で溶融させた樹脂を、ゲートを介して充填することにより、前記両金型内に配設した電子部品を搭載した基板を樹脂封止成形するようにした樹脂封止装置であって、
前記ポット部は、前記金型のいずれか一方に設けられ、前記キャビティに所定間隔で位置する凹部からなり、該凹部の底面は開口に向かって移動可能な移動部材の一部で構成し、
前記ポット部が形成される金型は、キャビティブロックと、該キャビティブロックとでポット部を構成し、該ポット部に連通する樹脂供給通路を有するスリーブホルダとを備え、
前記移動部材は板状で、ポット部に樹脂を供給可能とする待機位置と、ポット部で溶融させた樹脂をキャビティ内に充填する充填位置との間で往復移動可能であり、移動方向に交差し、かつ、前記樹脂供給通路のポット部への連通口の移動領域から所定寸法離れた、少なくとも１つの溝部を有し、待機位置に位置するとき、下端面が前記スリーブホルダの上面よりも所定寸法Ｙ下方側に配置され、前記溝部は前記所定寸法Ｙに対し、下端面から２／３の範囲内に形成したものである。

前記スリーブホルダは、前記ポット部に連通する樹脂供給通路を構成する円筒状のスリーブを備え、
前記スリーブには、樹脂供給通路内に供給された樹脂材料を押圧して前記ポット部内に供給する押圧部材を配設し、
前記移動部材は、前記樹脂供給通路側の側面に形成される溝部を前記スリーブの端面外周縁よりも内側から形成するのが好ましい。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
第１金型と、該第１金型に対して接離可能な第２金型とを備え、前記両金型によって形成されるキャビティ内に、ポット部で溶融させた樹脂を、ゲートを介して充填することにより、前記両金型内に配設した電子部品を搭載した基板を樹脂封止成形するようにした樹脂封止装置であって、
前記ポット部は、前記金型のいずれか一方に設けられ、前記キャビティに所定間隔で位置する凹部からなり、該凹部の底面は開口に向かって移動可能な移動部材の一部で構成し、
前記ポット部が形成される金型に、前記ポット部に連通する樹脂供給通路を形成する円筒状のスリーブを設け、
前記スリーブには、樹脂供給通路内に供給された樹脂材料を押圧して前記ポット部内に供給する押圧部材を配設し、
前記移動部材は板状で、移動方向に交差する、少なくとも１つの溝部を形成し、前記樹脂供給通路側の側面に形成される溝部は、前記樹脂供給通路のポット部への連通口の移動領域から所定寸法離れ、かつ、前記スリーブの端面外周縁よりも内側から形成したものである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
第１金型と、該第１金型に対して接離可能な第２金型のいずれか一方に設けられ、前記両金型によって形成されるキャビティ内に所定間隔で位置するポット部の底面を構成し、前記ポット部の開口に向かって移動することにより、前記ポット部で溶融させた樹脂を、ゲートを介して前記キャビティ内に充填可能な移動部材であって、
前記ポット部が形成される金型は、キャビティブロックと、該キャビティブロックとでポット部を構成し、該ポット部に連通する樹脂供給通路を有するスリーブホルダとを備え、
板状で、ポット部に樹脂を供給可能とする待機位置と、ポット部で溶融させた樹脂をキャビティ内に充填する充填位置との間で往復移動可能であり、移動方向に交差する、少なくとも１つの溝部を有し、待機位置に位置するとき、下端面が前記スリーブホルダの上面よりも所定寸法下方側に配置され、前記溝部は前記所定寸法の範囲内に形成したものである。

前記スリーブホルダは、前記ポット部に連通する樹脂供給通路を構成する円筒状のスリーブを備え、
前記スリーブには、樹脂供給通路内に供給された樹脂材料を押圧して前記ポット部内に供給する押圧部材を配設し、
前記樹脂供給通路側の側面に形成される溝部が、前記樹脂供給通路のポット部への連通口の移動領域から所定寸法離れ、かつ、前記スリーブの端面外周縁よりも内側から形成するのが好ましい。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
第１金型と、該第１金型に対して接離可能な第２金型のいずれか一方に設けられ、前記両金型によって形成されるキャビティ内に所定間隔で位置するポット部の底面を構成し、前記ポット部の開口に向かって移動することにより、前記ポット部で溶融させた樹脂を、ゲートを介して前記キャビティ内に充填可能な移動部材であって、
前記ポット部が形成される金型に、前記ポット部に連通する樹脂供給通路を形成する円筒状のスリーブを設け、
前記スリーブには、樹脂供給通路内に供給された樹脂材料を押圧して前記ポット部内に供給する押圧部材を配設し、
板状で、ポット部に樹脂を供給可能とする待機位置と、ポット部で溶融させた樹脂をキャビティ内に充填する充填位置との間で往復移動可能であり、移動方向に交差し、かつ、前記樹脂供給通路のポット部への連通口の移動領域から所定寸法離れた、少なくとも１つの溝部を有し、待機位置に位置するとき、下端面が前記スリーブホルダの上面よりも所定寸法Ｙ下方側に配置され、前記溝部は前記所定寸法Ｙに対し、下端面から２／３の範囲内に形成したものである。

前記溝部は、少なくとも、前記移動領域に隣接する第１凹部と、該第１凹部から所定寸法離れた第２凹部とから構成するのが好ましい。

この構成により、樹脂供給通路から、ポット部の内面と移動部材の側面の隙間に侵入しようとする樹脂を、第１凹部によって捕捉することができる。したがって、第１凹部と第２凹部との間に形成される平坦部の寸法を小さく抑制しても、第２凹部へと樹脂が侵入することがない。この結果、前記平坦部のために回収できない樹脂量を抑制することが可能となる。

本発明によれば、キャビティに所定間隔で位置する凹部をポット部とし、凹部の底面を開口に向かって移動可能な移動部材の一部で構成したので、破棄する樹脂量を大幅に抑制可能である。また、移動部材を板状とし、少なくともいずれか一方の側面に、移動方向に直交する、少なくとも１つの溝部を形成したので、ポット部内の残留樹脂を溝部に回収し、移動部材を長期に亘ってスムーズに動作させることが可能となる。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る構成のプランジャプレート６０を備えた樹脂封止装置を示す。この樹脂封止装置は、下金型セット１と、上金型セット２とを備える。

（１ 下金型セット１）
下金型セット１は、図２及び図３に示すように、大略、スライドプレート３の上面に、順次、シリンダブロック４、下型フレームプレート５、及び、下型ホルダベース６を積層し、下型ホルダベース６に下型キャビティブロック７を設けた構成である。

下金型セット１は、図１に示すように、スライドプレート３を、架台８上に設置したベースプレート９上に往復移動可能に載置されることにより、上金型セット２の下方位置と側方位置との間を移動可能である。すなわち、ベースプレート９の上面にはスライドガイド１０が設けられ、そのスライドガイド１０上にスライドプレート３が往復移動可能に配置されている。スライドプレート３は、第１サーボモータ１１を駆動し、プーリ１１ａ及びタイミングベルト１１ｂを介してボールネジ１２が回転することにより、ナット１３を介して動力が伝達され、往復移動するようになっている。

スライドプレート３の上面には、図３に示すように、支持プレート１４が配設されている。支持プレート１４とシリンダブロック４との間、及び、シリンダブロック４と下型フレームプレート５との間には下型断熱プレート１５ａ、１５ｂがそれぞれ配設されている。

（１−１ シリンダブロック４）
シリンダブロック４の上面には、図３に示すように、横断面円形の凹部４ａが形成されている。凹部４ａにはピストン１６が昇降可能に収容されている。また、凹部４ａの上方開口部はピストンカバー１７で覆われ、液室１８が形成されている。ピストン１６は、液室１８の内周面に沿って昇降する円柱形状の大径部１９と、その上面中央部から突出する小径部２０とで構成されている。大径部１９は液室１８内を上液室１８ａと下液室１８ｂとに分割する。上液室１８ａには、凹部４ａの略中央部の壁面に形成した貫通孔２０ａを介して液体が供給又は排出される。また、下液室１８ｂには、凹部４ａの下端部壁面に形成した貫通孔１９ａを介して液体が供給又は排出される。これにより、ピストン１６は昇降移動可能である。ピストンカバー１７は、上端に鍔部を有する筒状のもので、中心の貫通孔には前記ピストン１６の小径部２０が摺動可能に貫通している。凹部４ａの上端開口部近傍の内周面には円周溝が形成されている。円周溝には図示しないパッキンが設けられ、上液室１８ａからの液体の流出が防止されている。

（１−２ 下型フレームプレート５）
下型フレームプレート５には、図３に示すように、上下面に連通する平面視矩形状の開口部２１が形成され、そこには接続ブロック２２が昇降可能に配置されている。接続ブロック２２は、上下２枚の接続プレート２３ａ、２３ｂで補助断熱プレート２４を挟持することによりサンドイッチ構造としたものである。接続プレート２３ａには、前記ピストン１６が補助断熱プレート２４及び接続プレート２３ｂと共に図示しないボルトにより固定一体化されている。また、接続プレート２３ｂの下面には、図示しないボルトによって複数の連結バー２５が連結されている。連結バー２５は、シリンダブロック４、支持プレート１４、スライドプレート３を貫通する。複数の連結バー２５は下端部で一体化され、そこには、鈎状のジョイント２７ａが設けられている。ジョイント２７ａには、図１に示すように、スライドシャフト２８の上端部に設けた、鈎状のジョイント２７ｂが側方からのみ係合する。これにより、第２サーボモータ２６を駆動すると、プーリ２６ａ及びタイミングベルト２６ｂを介してスライドシャフト２８が昇降し、ジョイント２７ａ、２７ｂを介して接続ブロック２２が昇降する。なお、前記ジョイント２７ａ、２７ｂは鈎状に限らず、他の構成とすることもできる。要するに、ジョイント２７ａ、２７ｂの構成は、スライドプレート３を水平方向にスライド移動させた際、上型キャビティブロック４６に下型キャビティブロック７が対向する対向位置で連結され、非対向位置で連結が解除されるものであればよい。

また、下型フレームプレート５は、図３に示すように、下型ヒータ２９及び下型測温抵抗体３０を内蔵する。下型ヒータ２９は、通電により下型ホルダベース６を介して下型キャビティブロック７を加熱する。下型ヒータ２９への通電制御は、下型測温抵抗体３０で検出される温度に基づいて行い、下型キャビティブロック７を所定温度に温調する。

（１−３ 下型ホルダベース６）
下型ホルダベース６は、図２に示すように、下型フレームプレート５の上面に、矩形の枠状となるようにネジ止め固定される４つのベースブロック３１で構成されている。各ベースブロック３１の両端部には段部３１ａが形成され、長辺側ベースブロック３１Ａの両端部を、短辺側ベースブロック３１Ｂの両端部で挟み込むことにより、全体の剛性が高められている。

下型キャビティブロック７は、図３に示すように、下面に下型バックプレート３２を一体化された状態で、下型ホルダベース６の矩形枠内に昇降可能に配置される。下型バックプレート３２の下面には下型サポートピン３３を介して連結プレート３４が配設され、下型バックプレート３２と連結プレート３４とは下型連結ピン３５によって連結されている。また、連結プレート３４の下面には前記接続ブロック２２が図示しないボルトにより固定されている。また、下型キャビティブロック７の上面３箇所には位置決めピン３６がそれぞれ突設され、基板に形成した位置決め孔に係合することにより、基板７０を位置決め可能となっている。さらに、下型キャビティブロック７の上面３箇所には下型セットブロック３７がそれぞれ設けられている。下型セットブロック３７は、後述する上金型セット２との位置決めに利用される。

（２ 上金型セット２）
上金型セット２は、図４及び図５Ａに示すように、大略、上型クランププレート３８の下面に、上型フレームプレート３９を固定し、そこに上型チェス４０を取り外し可能に装着したものである。また、図７に示すように、上型クランププレート３８、及び、上型フレームプレート３９は、側縁部から大きく切り欠かれ、両端に側方へと突出する腕部３９ａが形成されている。

（２−１ 上型フレームプレート３９）
上型フレームプレート３９は、上型断熱プレート４１を介して上型クランププレート３８に固定されている。上型フレームプレート３９は、上型ヒータ４２及び上型測温抵抗体４３を内蔵する。ここでは、３列で上型ヒータ４２が配置され、各上型ヒータ４２の間であって側面から内側の２箇所ずつ（都合４箇所）に上型測温抵抗体４３が配置されている。

また、上型フレームプレート３９の下面には、図７に示すように、上型チェスストッパブロック４４、及び、上型チェスガイドブロック４５が固定され、上型モールドセットを構成している。上型チェスストッパブロック４４は、上型フレームプレート３９の下面の１辺に沿って配置されている。上型チェスガイドブロック４５は、上型チェスストッパブロック４４の両端部からそれぞれ直角に上型フレームプレート３９の下面の２辺に沿って配置されている。各上型チェスガイドブロック４５の対向面には、その長手方向に沿う突条のガイド部４５ａが形成されている。ガイド部４５ａは、後述する上型キャビティブロック４６を支持するために使用される。

（２−２ 上型チェス４０）
上型チェス４０は、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、上型キャビティブロック４６と樹脂供給ブロック４７を一体化した構成である。

（２−２−１ 上型キャビティブロック４６）
上型キャビティブロック４６は、下面縁部からゲート４８、次いで平面視矩形状の凹所４９が連続して形成されている。ゲート４８は、サイドゲート、フィルムゲート等、種々の形態を採用することができる（ここでは、フィルムゲートを使用している。）。凹所４９は、金型を閉じた際、下金型セット１の上面に配置した基板７０とでキャビティを構成する。また、上型キャビティブロック４６には、図４に示すように、前記下型キャビティブロック７に設けた下型セットブロック３７に対応して上型セットブロック５０がそれぞれ設けられている。４６ｂは上型セットブロック５０を位置決めするための凹部である。

上型キャビティブロック４６の上面には、図５Ａに示すように、上型サポートピン５１と、エジェクタプレート５２と、これに一体化したピンプレート５３とが配置されている。上型サポートピン５１は、図４に示すように、上型キャビティブロック４６のほぼ中心線に沿う５箇所と、各凹所４９の４隅に対応する都合１６箇所とにそれぞれ設けられている。エジェクタプレート５２とピンプレート５３には図示しないエジェクタピンが保持されている。エジェクタピンは、上型キャビティブロック４６を貫通する。また、エジェクタプレート５２及びピンプレート５３は、図示しないリターンピンにより金型を閉じた際に、エジェクタピンの先端面が凹所４９の表面と面一となるように上動する。また、ピンプレート５３は、図示しないスプリングによって下方側へと付勢されている。これにより、金型が開放した際、スプリングの付勢力によりピンプレート５３が下動し、エジェクタピンにより凹所４９内の樹脂製品を押し出すことができるようになっている。

また、上型キャビティブロック４６の側面には、図５Ｂに示すように、サイドブロック６６が固定されている。サイドブロック６６は、その側面に形成した突条（図示せず）を、上型キャビティブロック４６の端面に形成される溝部４６ａに嵌合して高精度に位置決めし、図示しないボルトにより両部材を固定する。

（２−２−２ 樹脂供給ブロック４７）
樹脂供給ブロック４７は、図４、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、スリーブホルダ５４、スリーブブロック５５、スリーブ５６、プランジャロッド５７、プランジャチップ５８を備える。

スリーブホルダ５４は、その側面を前記上型キャビティブロック４６の側面に当接させた状態で固定されている。詳しくは、図５Ｂに示すように、スリーブホルダ５４に形成した突条５４ａを、上型キャビティブロック４６の両端に固定したサイドブロック６６に形成した溝部６６ａに嵌合して高精度な位置決めを行い、図示しないボルトにより両部材を固定する。スリーブホルダ５４の側面には、上型キャビティブロック４６の各凹所４９に対応する位置に溝状の凹部５４ｃをそれぞれ形成されている。そして、この凹部５４ｃと上型キャビティブロック４６の側面とでポット部５９が構成されている。そして、凹部５４ｃを構成する壁面の中心には連通孔５４ｄが形成され、後述するスリーブ５６が嵌合されている。なお、スリーブホルダ５４には、粉末高速度工具鋼（硬度：ＨＲＣ６３程度）が使用されている。

ポット部５９ではプランジャプレート６０が昇降し、後述するように、降下時にポット部５９内で溶融した樹脂をキャビティへと押し出す。プランジャプレート６０は、図１５に示すように、矩形板状で、その下端面の近傍部分には４側面で連続する溝部６０ａが形成されている。この溝部６０ａは、成形時に発生した樹脂カスを回収するためのものである。図１８に示す例では、片面（すなわち、樹脂タブレットＭが供給される側の面。以下、樹脂供給面Ｐ１という。）には、スリーブ５６の中心孔（連通口：内径寸法をＸ１で示す。）の移動領域Ｅ１（図１８（ｂ）に、２点鎖線の斜線で示す。）に対し、両側に所定寸法Ｘ２だけ離れた位置（退避領域Ｅ２）に、溝部６０ａがそれぞれ形成されている。また、溝部６０ａは、前記移動方向に対して３箇所に並設されている。溝部６０ａが並設される範囲は、プランジャプレート６０が待機位置に位置する際の下端面と、スリーブホルダ５４の上面との間の寸法Ｙ１よりも十分に短い寸法Ｙ２（例えば、Ｙ２≦Ｙ１×２／３）となっている。

また、プランジャプレート６０の上端連結部６０ｂは、図５Ａに示すように、プランジャロッド６１に連結されている。プランジャロッド６１は等圧装置６２により降下し、プランジャプレート６０を押し下げる。プランジャプレート６０はポット部５９内の溶融樹脂をキャビティ内へと押し出して充填する。このとき、溶融樹脂の充填圧が予め設定した一定値となる。なお、プランジャプレート６０には、高速度工具鋼（硬度：ＨＲＣ５９程度）が使用されている。

スリーブブロック５５は、スリーブホルダ５４の側面に取り付けられる。すなわち、前記キャビティブロック４６と固定する場合と同様に、図５Ｂに示すように、スリーブブロック５５に形成した突条５５ａを、スリーブホルダ５４に形成した溝部５４ｂに嵌合して高精度に位置決めし、図示しないボルトにより両部材を固定する。スリーブブロック５５には、前記スリーブホルダ５４の連通孔５４ｄに連続する連通孔５５ｂが形成され、そこにはスリーブ５６が嵌合される。また、スリーブブロック５５の上面には、各連通孔に連通する樹脂投入口６３がそれぞれ形成されている。ここでは、樹脂投入口６３を介して円柱状の樹脂タブレットＭが投入されるようになっている。但し、スリーブ５６の内周面形状を変更することにより、直方体形状の樹脂タブレットを投入可能としてもよい。また、供給する樹脂は顆粒状とすることも可能である。

スリーブ５６は、円筒状で、前記スリーブホルダ５４及び前記スリーブブロック５５の連通孔５４ｄ、５５ｂに嵌合される。スリーブ５６には、前記連通孔５４ｄ、５５ｂに嵌合させた状態で、樹脂投入口６３に連通する開口部５６ａが形成されている。また、開口部５６ａに隣接してフランジ部５６ｂが形成されている。フランジ部５６ｂは上下がカットされ、スリーブホルダ５４の連通孔５４ｄに嵌合する際、この連通孔５４ｄの開口部分に形成した溝部５４ｅに位置決めされ、開口部５６ａと樹脂投入口６３との位置合わせができるようになっている。なお、スリーブ５６には、粉末高速度工具鋼（硬度：ＨＲＣ６８程度）が使用されている。

プランジャロッド５７は、上金型セット２の側方に設置したブラケット６４に取り付けたエアシリンダ６５によって水平方向に往復移動可能である。

プランジャチップ５８は、図１４に示すように、円柱状で、プランジャロッド５７の先端に固定され、前記スリーブ５６の内周面に沿って往復移動可能である。プランジャチップ５８の先端部近傍の外周面には、前記プランジャプレート６０の溝部と同様な働き（樹脂カスの回収）の環状溝５８ａが形成されている。ここでは、プランジャチップ５８に超硬（硬度：ＨＲＣ７４程度）が使用されている。

なお、前記エアシリンダ６５に代えてサーボモータにより往復移動させるようにすれば、プランジャチップ５８の移動速度を調整することができるので、樹脂の種類（例えば、溶融温度、熱硬化速度の違い）に応じた適切な速度でポット部５９内に樹脂を供給して溶融させることが可能となる。また、サーボモータにより、プランジャチップ５８の先端面をプランジャプレート６０の先端側面に当接させる際、トルク制限を設けるようにすれば、プランジャプレート６０の動作を妨げるような圧力が作用することを防止することができる。

ところで、前記上金型セット２は、次のようにして組み立てる。

すなわち、前記上型クランププレート３８に上型断熱プレート４１を介して上型フレームプレート３９を固定し、さらに上型チェスストッパブロック４４及び上型チェスガイドブロック４５を固定する。そして、図９に示すように、上型チェスガイドブロック４５の間に形成される空間に側方から上型チェス４０を挿入する。上型チェス４０は上型チェスガイドブロック４５に形成されたガイド部４５ａによってガイド溝４０ａをガイドされながら、スムーズに水平移動させることができる。水平移動させて所定位置に位置決めできれば、ネジ止め等により上型チェス４０を固定する。

なお、前記スリーブ５６、スリーブホルダ５４、プランジャチップ５８及びプランジャプレート６０に高硬度を有する材料を選定したのは、耐摩耗性を向上させるためであり、高硬度のものであれば前述の材料に限定されるものではない。

また、スリーブホルダ５４を熱導電率の低い材料で構成したり、スリーブホルダ５４を、断熱材を備えたサンドイッチ構造としたりすることも可能である。この構造により、スリーブ５６内での樹脂材料に与える熱影響を抑制することができる。具体的に、キャビティとポット部５９との間に約２０℃の温度差を付けることが可能である。つまり、溶融樹脂がキャビティ内に充填される前に熱硬化を開始することを阻止し、ゲートでの樹脂詰まりや未充填等の成形不良の発生を効果的に防止することができる。

さらに、キャビティブロック４６とスリーブホルダ５４に直接ヒータを設けるようにすれば、より一層きめ細かな温度制御が可能となる。

（動作）
次に、前記構成からなる樹脂封止装置の動作について、図１〜図９を参照して説明する。

予め上型ヒータ４２と下型ヒータ２９に通電することにより、上型キャビティブロック４６と下型キャビティブロック７を所定温度に加熱する。そして、第２サーボモータ２６を駆動して上金型セット２に対して下金型セット１を下動させて金型を開放する。続いて、第１サーボモータ１１を駆動することにより、下金型セット１を上金型セット２の真下位置から手前側（図１中、右側）に移動させる（このとき、図示しないクリーニング装置により上金型セット２（主に、成形面）をクリーニングしてもよい。）。さらに、図示しないインローダユニット等により半導体素子を実装された基板７０を供給し、下型キャビティブロック７の上面にセットする。このとき、基板７０の位置決め孔を下型キャビティブロック７の位置決めピン３６に係合する。これにより、基板７０を正確に位置決めすることができる。

基板７０がセットされれば、第１サーボモータ１１を逆転駆動し、下金型セット１を上金型セット２の真下位置まで移動させる。そして、第２サーボモータ２６を逆転駆動することにより、連結バー２５を介して下型キャビティブロック７を上動させる。続いて、下液室１８ｂに液体を供給すると共に、上液室１８ａから液体を排出することにより、所定圧力でピストン１６を上昇させることにより型締めを行う。これにより、基板７０は、下型キャビティブロック７と上型キャビティブロック４６の間に挟持される。

次いで、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、図示しない樹脂材料供給ユニット等により、樹脂供給ブロック４７のスリーブブロック５５に形成した樹脂投入口６３を介して樹脂タブレットを供給する（この場合、供給する樹脂タブレットは一般に市販されている円柱状のものを使用することができる。）。供給された樹脂タブレットはスリーブ５６内に位置する。そこで、エアシリンダ６５を駆動し、プランジャロッド５７を水平移動させ、その先端に設けたプランジャチップ５８によって樹脂タブレットを押圧する。押圧された樹脂タブレットはスリーブ５６内を移動し、ポット部５９に至る。

スリーブ５６内、続くポット部５９内は、ヒータによって十分に加熱されているので、樹脂タブレットは溶融を開始する。溶融樹脂は、プランジャチップ５８に押圧されてポット部５９を満たす。プランジャチップ５８は、先端面の一部がプランジャプレート６０の先端側面に当接した時点で移動を停止する。

続いて、等圧装置６２を駆動することにより、プランジャロッド６１を介してプランジャプレート６０を待機位置から降下させる。この場合、前記プランジャチップ５８の先端面が、プランジャプレート６０の側面に対して正確に位置決めされている。このため、プランジャチップ５８の先端面に樹脂が残留することがなく、全て押し下げられることになる。

この結果、ポット部５９内の溶融樹脂がゲート４８を介してキャビティ内へと充填される。プランジャプレート６０は、その先端面がゲート深さよりも高い充填位置まで降下した時点で停止させる。そして、溶融樹脂を熱硬化させ、樹脂成形品を得る。

その後、プランジャプレート６０を僅かに上昇させ、熱硬化して付着した樹脂を引き離す。そして、上液室１８ａに液体を供給すると共に下液室１８ｂから液体を排出して下金型セット１を降下させ、金型を開放する。成形品は上型キャビティブロック４６の凹所４９に保持されようとしても、スプリングによって付勢された図示しないエジェクタピンによって押し下げられるので、確実に下型キャビティブロック７の上面へと排出される。続いて、図示しないアンローダユニット等で成形品を保持し、外部へと搬出する。

ところで、ポット部５９の内面に付着して残留した樹脂や、プランジャプレート６０を押し下げる際、ポット部５９の内面とプランジャプレート６０の外面との間に侵入した溶融樹脂は、前記プランジャプレート６０に形成した溝部６０ａに回収される。但し、本実施形態では、樹脂供給面Ｐ１に形成される溝部６０ａは、幅寸法Ｘ１のスリーブ５６の中心孔が移動する領域である移動領域Ｅ１に対して所定寸法Ｘ２だけ離れた退避領域Ｅ２に形成されている。したがって、プランジャプレート６０が昇降する際、スリーブ５６の中心孔から供給される樹脂材料が溝部６０ａに対して直接流入することがなく、長期に亘って溝部６０ａによる樹脂回収を行わせることが可能となる。

また、前記プランジャプレート６０の溝部６０ａにより回収した樹脂は、適宜、クリーニング装置によって清掃すればよい。すなわち、この清掃では、等圧装置６２を駆動してプランジャプレート６０を充填位置からさらに降下させ、清掃位置に位置決めする。そして、図１７に示すクリーニング装置７１により、プランジャプレート６０の表面（溝部６０ａを含めて）から樹脂を除去する。クリーニング装置７１は、上面が開口し、下面に吸引ダクト７４が接続されたケーシング７２内に、一対のブラシ７３を対向して収容したものである。このクリーニング装置７１によれば、ブラシ７３を回転駆動することにより、ケーシング７２内に降下してきたプランジャプレート６０の表面にブラシ７３を摺接させ、プランジャプレート６０の溝部６０ａ等から樹脂を掻き取る。そして、掻き取った樹脂を、吸引ダクト７４を介して図示しない吸引装置に吸引する。

また、プランジャチップ５８の溝部５８ａに回収された樹脂は、エアシリンダ６４を駆動させてプランジャチップ５８を後退させることにより回収すればよい。

なお、金型の表面を清掃等する必要が生じた場合には、第１サーボモータ１１を駆動することにより、ボールネジ１２を介して下金型セット１をスライドガイド１０に沿って水平方向に移動させる。これにより、下金型セット１を上金型セット２の下方位置から側方へと移動させることができるので、清掃等の作業を容易に行うことが可能となる。

また、キャビティ形状の異なる成形を行う場合、上型チェス４０を取り外し、対応するキャビティを形成するための凹所を形成された上型キャビティブロック４６を備えた上型チェス４０と取り替えればよい。これにより、上型チェス４０以外の構成部材を共用することができ、種々の成形品の加工を、上型チェス４０のみの交換で安価に対処することができる。しかも、上型チェス４０の交換は、上型チェスガイドブロック４５の間に形成される空間に側方から挿入し、ガイド溝をガイド部でガイドしてスライドさせるだけでよいので、迅速に対応することができる。

また、前記実施形態では、プランジャチップ５８の前進位置は、その先端面の一部がプランジャプレート６０の側面に当接する位置（第１前進位置）としたが、図１６（ａ）に示すように、１〜２ｍｍ手前の位置（第２前進位置）で停止させるようにしてもよい。この場合、プランジャプレート６０の側面は、プランジャチップ５８の先端面の一部が当接するように降下させる必要はない。

そして、プランジャチップ５８の先端面に硬化樹脂を付着させ、２回目以降の成形では、硬化樹脂の先端面で樹脂材料を押圧してポット部５９へと供給するようにすればよい。これによれば、プランジャチップ５８の先端面にプランジャプレート６０の側面が摺接することがなく、両部材間の摩耗による損傷を防止することができるので、長期に亘って良好な状態を維持することが可能となる。このように、プランジャチップ５８の先端面に硬化樹脂を付着させる構成では、プランジャチップ５８の先端面に凹凸形状を設けたり、アンダーカットとなる凹部や切欠き等を形成したりすることにより硬化樹脂の付着強度を高めるようにしてもよい。

また、プランジャチップ５８の先端面に付着させる硬化樹脂は１回の成形が終了する毎に、プランジャプレート６０によって剥がすことも可能である。すなわち、プランジャチップ５８の先端面にコーティングを施したり、鏡面加工したりすることにより、付着した硬化樹脂を容易に剥がすことができるようにすればよい。そして、プランジャチップ５８を、図１６（ｂ）に示すように、第２前進位置から第１前進位置へと前進させ、プランジャプレート６０を降下させることにより、付着した硬化樹脂を除去するようにすればよい。この場合、金型を開き、クリーニング装置７１により除去された硬化樹脂を回収すればよい。

また、前記実施形態では、上型に、ゲート４８と、キャビティを構成する凹所４９を形成し、上型に設けたポット部５９から樹脂を充填するようにしたが、図１３に示すように、これらは下型に設けるようにしてもよい。

（第２実施形態）
図１９は、第２実施形態に係るプランジャプレート８０の例を示す。このプランジャプレート８０では、樹脂供給面Ｐ１に形成される溝部８１は、前記移動領域Ｅ１から前記第１実施形態での寸法Ｘ２よりも短い所定寸法Ｘ３だけ離れた位置に形成される第１凹部８１ａと、さらに、この第１凹部８１ａから所定寸法Ｘ４だけ離れた位置に形成される第２凹部８１ｂとで構成されている。これら凹部は前記移動領域Ｅ１の両側にそれぞれ形成されている。また、第２凹部８１ｂは、残る３側面で連続する溝部と連続している。さらにまた、前記溝部８１は、プランジャプレート８０の昇降方向の３箇所に並設され、その並設方向の寸法Ｙ３は、前記第１実施形態の場合と同様に、寸法Ｙ１に比べて短く設定されている。

前記構成のプランジャプレート８０によれば、昇降する際、ポット部５９の内面に残留した樹脂を、溝部８１によって回収することができる。

この場合、移動領域Ｅ１では、スリーブ５６の中心孔を介して溶融樹脂あるいは固化した樹脂の一部が摺接することになるので、樹脂カスが残留することはないが、移動領域Ｅ１と第１凹部８１ａとの間の領域（図１９中、寸法Ｘ３で示される部分の平坦部）や、第１凹部８１ａと第２凹部８１ｂの間の領域（図１９中、寸法Ｘ４で示される部分の平坦部）によって回収できずにポット部５９の内面に樹脂カスが残留する恐れがある。

そこで、第２実施形態では、前記寸法Ｘ３、Ｘ４をできるだけ短くすることにより、平坦部によって回収できずに残留する恐れのある樹脂カスの量を抑制している。但し、寸法Ｘ３やＸ４を短くし過ぎると、移動領域Ｅ１から第１凹部８１ａ、あるいは、第１凹部８１ａから第２凹部８１ｂへの樹脂の侵入が容易となり、平坦部を形成している意味がなくなるので、樹脂の侵入をある程度阻止可能な寸法としている。例えば、前記寸法Ｘ３は、第１凹部８１ａへの樹脂の侵入量を、次にクリーニング装置７１により清掃するまで許容可能な範囲に抑えることができるように設定することができる。

（第３実施形態）
図２０は、第３実施形態に係るプランジャプレート９０の例を示す。このプランジャプレート９０では、樹脂供給面Ｐ１に形成される溝部９１は、第１凹部９１ａ、第２凹部９１ｂ、及び、第３凹部９１ｃからなる。移動領域Ｅ１と第１凹部９１ａの間、各凹部９１ａと１９ｂの間、９１ｂと９１ｃの間にそれぞれ形成される領域（図２０中、寸法Ｘ３、Ｘ４で示される部分の平坦部）が千鳥状に配置されている。すなわち、並設される各溝部９１にそれぞれ形成される前記平坦部は、プランジャプレート９０の昇降方向に、少なくとも１箇所で重ならないように配置されている。また、樹脂供給面Ｐ１に形成される溝部９１のうち、両端に位置する各凹部（第３凹部９１ｃ）は、プランジャプレート９０の残る３側面で連続するように形成されている。さらにまた、前記溝部９１は、プランジャプレート９０の昇降方向の３箇所に並設され、その並設方向の寸法Ｙ４は、前記第１実施形態や第２実施形態の場合と同様に、寸法Ｙ１に比べて短く設定されている。

前記第３実施形態に係るプランジャプレート９０によれば、各凹部の間に形成される平坦部が、プランジャプレート９０の昇降方向に重ならないため、樹脂供給面Ｐ１であっても、ポット部５９の内面に残留する樹脂カスを確実にいずれかの凹部で回収することができる。なお、移動領域Ｅ１と第１凹部９１ａとの間の寸法Ｘ３は、前記第２実施形態と同様に、寸法を短く設定することにより、回収できない樹脂カスの量を抑制できるようにすればよい。

（第４実施形態）
図２１は、第４実施形態に係るプランジャプレート１００の例を示す。このプランジャプレート１００では、樹脂供給面Ｐ１には、溝部１０１と空間部１０２とが形成されている。そして、溝部１０１は、前記第１実施形態と同様に、第１凹部１０１ａと第２凹部１０１ｂとで構成され、第２凹部１０１ｂは残る３面にも連続して形成されている。空間部１０２は、樹脂供給面Ｐ１とその背面とを連通する。プランジャプレート１００の背面には、前記空間部同士を連通する複数本の溝部（図示せず）が形成されている。溝部１０１と空間部１０２との幅寸法Ｙ５（プランジャプレート１００の昇降方向の長さ）は、前記第１〜３実施形態の場合と同様に、寸法Ｙ１に比べて短く設定されている。

前記第４実施形態に係るプランジャプレート１００によれば、溝部１０１によって回収し切れない樹脂カスであっても、確実に空間部１０１によって回収することができる。空間部１０１の占有空間は、溝部１０１に比べて十分に大きいので、プランジャプレート１００の清掃を、前記各実施形態に係るものに比べて十分な時間間隔を空けて行うことが可能である。

なお、前記各実施形態のプランジャプレート６０、８０、９０、１００では、その昇降方向の３箇所に溝部６０ａ、８１、９１、１０１を並設するように構成したが、その数は３箇所に限らず、１又は２箇所、あるいは、４箇所以上であっても構わない。すなわち、使用する樹脂の特性に合わせて、適宜、増減すればよい。例えば、粘性の低い樹脂であれば、溝部の数を多く（例えば、５列に）するのが好ましい。

また、前記実施形態では、プランジャプレート８０、９０、１００の樹脂供給面Ｐ１に形成する溝部は、退避領域のみに形成するようにしたが、各凹部の間に形成される平坦部が退避領域に形成されるのであれば、第１凹部８１ａ、９１ａ、１０１ａが移動領域Ｅ１に接近あるいは一部が移動領域Ｅ１内に位置するようにしても構わない。これは、溶融樹脂の粘性が高くて流動しにくい場合に有効である。これによれば、第１凹部の移動領域Ｅ１側での形成精度をそれほど高める必要がなく、安価に製作することが可能となる。

第１実施形態に係る樹脂封止装置の全体構成を示す正面断面図である。 下金型セットの平面図である。 図２の正面断面図である。 上金型セットの底面図である。 図４の正面断面図である。 図４の部分分解斜視図である。 図４の側面断面図である。 上型モールドセットの底面図である。 図７の側面図である。 図７の上型モールドセットに上型チェスを組み付ける状態を示す正面図である。 キャビティへの樹脂の充填動作を示す断面図である。 樹脂封止状態を示す部分断面図である。 図１１のキャビティによって形成される成形品の斜視図である。 他の形態を示すキャビティ部分を含む所定領域の断面図である。 プランジャチップの先端部分を示す斜視図である。 プランジャプレートの先端部分を示す斜視図である。 他の方法によるキャビティへの樹脂の充填動作を示す断面図である。 図１に示す樹脂封止装置に採用可能なクリーニング装置を示す概略図である。 第１実施形態に係るプランジャプレートの例を示すポット部を含む部分の断面図である。 第２実施形態に係るプランジャプレートの例を示すポット部を含む部分断面図である。 第３実施形態に係るプランジャプレートの例を示すポット部を含む部分断面図である。 第４実施形態に係るプランジャプレートの例を示すポット部を含む部分断面図である。

符号の説明

１…下金型セット
２…上金型セット
３…スライドプレート
４…シリンダブロック
５…下型フレームプレート
６…下型ホルダベース
７…下型キャビティブロック
８…架台
９…ベースプレート
１０…スライドガイド
１１…第１サーボモータ
１１ａ…プーリ
１１ｂ…タイミングベルト
１２…ボールネジ
１３…ナット
１４…支持プレート
１５ａ、１５ｂ…下型断熱プレート
１６…ピストン
１７…ピストンカバー
１８…液室
１８ａ…上液室
１８ｂ…下液室
１９…大径部
１９ａ…貫通孔
２０…小径部
２０ａ…貫通孔
２１…開口部
２２…接続ブロック
２３ａ、２３ｂ…接続プレート
２４…補助断熱プレート
２５…連結バー
２６…第２サーボモータ
２７ａ、２７ｂ…ジョイント
２８…スライドシャフト
２９…下型ヒータ
３０…下型測温抵抗体
３１…ベースブロック
３１ａ…段部
３２…下型バックプレート
３３…下型サポートピン
３４…連結プレート
３５…下型連結ピン
３６…位置決めピン
３７…下型セットブロック
３８…上型クランププレート
３９…上型フレームプレート
３９ａ…腕部
４０…上型チェス
４０ａ…ガイド溝
４１…上型断熱プレート
４２…上型ヒータ
４３…上型測温抵抗体
４４…上型チェスストッパブロック
４５…上型チェスガイドブロック
４５ａ…ガイド部
４６…上型キャビティブロック
４６ａ…溝部
４７…樹脂供給ブロック
４８…ゲート
４９…凹所
５０…上型セットブロック
５１…上型サポートピン
５２…エジェクタプレート
５３…ピンプレート
５４…スリーブホルダ
５４ａ…突条
５４ｂ…溝部
５４ｃ…凹部
５４ｄ…連通孔
５４ｅ…溝部
５５…スリーブブロック
５５ａ…突条
５５ｂ…連通孔
５６…スリーブ
５６ａ…開口部
５６ｂ…フランジ部
５７…プランジャロッド
５８…プランジャチップ（押圧部材）
５８ａ…環状溝
５９…ポット部
６０…プランジャプレート（移動部材）
６０ａ…溝部
６０ｂ…連結部
６１…プランジャロッド
６２…等圧装置
６３…樹脂投入口
６４…ブラケット
６５…エアシリンダ
６６…サイドブロック
６６ａ…溝部
７０…基板
７１…クリーニング装置
７２…ケーシング
７３…ブラシ
７４…吸引ダクト
８０…プランジャプレート
８１…溝部
８１ａ…第１凹部
８１ｂ…第２凹部
９０…プランジャプレート
９１…溝部
９１ａ…第１凹部
９１ｂ…第２凹部
９１ｃ…第３凹部
１００…プランジャプレート
１０１…溝部
１０１ａ…第１凹部
１０１ｂ…第２凹部
Ｍ…樹脂材料

Claims (7)

1. 第１金型と、該第１金型に対して接離可能な第２金型とを備え、前記両金型によって形成されるキャビティ内に、ポット部で溶融させた樹脂を、ゲートを介して充填することにより、前記両金型内に配設した電子部品を搭載した基板を樹脂封止成形するようにした樹脂封止装置であって、
   前記ポット部は、前記金型のいずれか一方に設けられ、前記キャビティに所定間隔で位置する凹部からなり、該凹部の底面は開口に向かって移動可能な移動部材の一部で構成し、
   前記ポット部が形成される金型は、キャビティブロックと、該キャビティブロックとでポット部を構成し、該ポット部に連通する樹脂供給通路を有するスリーブホルダとを備え、
   前記移動部材は板状で、ポット部に樹脂を供給可能とする待機位置と、ポット部で溶融させた樹脂をキャビティ内に充填する充填位置との間で往復移動可能であり、移動方向に交差し、かつ、前記樹脂供給通路のポット部への連通口の移動領域から所定寸法離れた、少なくとも１つの溝部を有し、待機位置に位置するとき、下端面が前記スリーブホルダの上面よりも所定寸法Ｙ下方側に配置され、前記溝部は前記所定寸法Ｙに対し、下端面から２／３の範囲内に形成したことを特徴とする樹脂封止装置。
2. 前記スリーブホルダは、前記ポット部に連通する樹脂供給通路を構成する円筒状のスリーブを備え、
   前記スリーブには、樹脂供給通路内に供給された樹脂材料を押圧して前記ポット部内に供給する押圧部材を配設し、
   前記移動部材は、前記樹脂供給通路側の側面に形成される溝部を前記スリーブの端面外周縁よりも内側から形成したことを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止装置。
3. 第１金型と、該第１金型に対して接離可能な第２金型とを備え、前記両金型によって形成されるキャビティ内に、ポット部で溶融させた樹脂を、ゲートを介して充填することにより、前記両金型内に配設した電子部品を搭載した基板を樹脂封止成形するようにした樹脂封止装置であって、
   前記ポット部は、前記金型のいずれか一方に設けられ、前記キャビティに所定間隔で位置する凹部からなり、該凹部の底面は開口に向かって移動可能な移動部材の一部で構成し、
   前記ポット部が形成される金型に、前記ポット部に連通する樹脂供給通路を形成する円筒状のスリーブを設け、
   前記スリーブには、樹脂供給通路内に供給された樹脂材料を押圧して前記ポット部内に供給する押圧部材を配設し、
   前記移動部材は板状で、移動方向に交差する、少なくとも１つの溝部を形成し、前記樹脂供給通路側の側面に形成される溝部は、前記樹脂供給通路のポット部への連通口の移動領域から所定寸法離れ、かつ、前記スリーブの端面外周縁よりも内側から形成したことを特徴とする樹脂封止装置。
4. 前記溝部は、少なくとも、前記移動領域に隣接する第１凹部と、該第１凹部から所定寸法離れた第２凹部とからなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の樹脂封止装置。
5. 第１金型と、該第１金型に対して接離可能な第２金型のいずれか一方に設けられ、前記両金型によって形成されるキャビティ内に所定間隔で位置するポット部の底面を構成し、前記ポット部の開口に向かって移動することにより、前記ポット部で溶融させた樹脂を、ゲートを介して前記キャビティ内に充填可能な移動部材であって、
   前記ポット部が形成される金型は、キャビティブロックと、該キャビティブロックとでポット部を構成し、該ポット部に連通する樹脂供給通路を有するスリーブホルダとを備え、
   板状で、ポット部に樹脂を供給可能とする待機位置と、ポット部で溶融させた樹脂をキャビティ内に充填する充填位置との間で往復移動可能であり、移動方向に交差し、かつ、前記樹脂供給通路のポット部への連通口の移動領域から所定寸法離れた、少なくとも１つの溝部を有し、待機位置に位置するとき、下端面が前記スリーブホルダの上面よりも所定寸法Ｙ下方側に配置され、前記溝部は前記所定寸法Ｙに対し、下端面から２／３の範囲内に形成したことを特徴とする移動部材。
6. 前記スリーブホルダは、前記ポット部に連通する樹脂供給通路を構成する円筒状のスリーブを備え、
   前記スリーブには、樹脂供給通路内に供給された樹脂材料を押圧して前記ポット部内に供給する押圧部材を配設し、
   前記樹脂供給通路側の側面に形成される溝部が、前記樹脂供給通路のポット部への連通口の移動領域から所定寸法離れ、かつ、前記スリーブの端面外周縁よりも内側から形成したことを特徴とする請求項５に記載の移動部材。
7. 第１金型と、該第１金型に対して接離可能な第２金型のいずれか一方に設けられ、前記両金型によって形成されるキャビティ内に所定間隔で位置するポット部の底面を構成し、前記ポット部の開口に向かって移動することにより、前記ポット部で溶融させた樹脂を、ゲートを介して前記キャビティ内に充填可能な移動部材であって、
   前記ポット部が形成される金型に、前記ポット部に連通する樹脂供給通路を形成する円筒状のスリーブを設け、
   前記スリーブには、樹脂供給通路内に供給された樹脂材料を押圧して前記ポット部内に供給する押圧部材を配設し、
   板状で、移動方向に交差する、少なくとも１つの溝部を有し、前記樹脂供給通路側の側面に形成される溝部は、前記樹脂供給通路のポット部への連通口の移動領域から所定寸法離れ、かつ、前記スリーブの端面外周縁よりも内側から形成したことを特徴とする移動部材。

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