JP4954012B2 - 電子部品の樹脂封止成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、基板に装着したＩＣ等の電子部品を樹脂材料にて封止成形する電子部品の樹脂封止成形用金型の改良に関するものである。

従来から、トランスファモールド法によって、基板に装着した電子部品を樹脂封止成形（所謂、片面モールド）することが行われているが、この方法は次のようにして行われている。

即ち、まず、電子部品を装着した基板を下型の所定位置に供給セットすると共に、上下両型を型締めすることにより、基板に装着した電子部品を上型キャビティ内に嵌装セットする。
また、次に、下型ポット内で加熱溶融化された樹脂材料をプランジャで加圧することにより、加熱溶融化された樹脂材料を、上型に設けた樹脂通路（カル、ランナ、ゲート）を通して、例えば、樹脂分配用カルから金型ゲートを含む金型ランナを通して金型キャビティ内に注入充填していた。
従って、硬化に必要な所要時間の経過後、上型キャビティの形状に対応した樹脂成形体（製品）内に基板上の電子部品を樹脂封止成形するようにしている。
また、金型ゲートを含む金型ランナが基板上に設けられているために、金型ゲートを含む金型ランナ内で硬化したゲート樹脂を含むランナ樹脂（硬化樹脂）が基板上に付着した状態で形成されていた。
従って、上型キャビティ内から樹脂成形体を突き出して離型した後、ゲート樹脂における樹脂成形体との接続部を切断することにより、基板に付着した状態で形成されたゲート樹脂を含むランナ樹脂を基板から除去すること（ゲートブレイク処理）が行われていた。
なお、従来例に示す硬化樹脂としては、樹脂成形体（製品）及び製品としては不要な硬化樹脂、即ち、カル樹脂、ランナ樹脂、ゲート樹脂がある。

特開平１０−２９１２３１号

しかしながら、従来は、基板上に金型ゲートを含む金型ランナを設けた構成であるために、基板上に金型ゲートを含む金型ランナの設置スペースが必要となっていた。
即ち、前述したように、ゲートブレイク処理が（別工程として）必要になって、製品（樹脂成形体）を効率良く生産できず、このゲートブレイク処理を不要とする電子部品の樹脂封止成形用金型が求められていた。
従って、電子部品の樹脂封止成形用金型において、製品の生産性を効率良く向上させることができないと云う弊害がある。
また、従来は、基板上に金型ゲートを含む金型ランナの設置スペースを必要とする構成であるために、ゲート樹脂を含むランナ樹脂に対応する樹脂量が必要であり、樹脂材料に対する製品（樹脂成形体）の比率、所謂、樹脂材料の製品化率（％）が低くなると云う弊害がある。
従って、樹脂材料の製品化率を効率良く向上し得て、樹脂材料の高製品化率を有する電子部品の樹脂封止成形用金型が求められている。

即ち、本発明は、製品の生産性を効率良く向上させ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。
また。本発明は、樹脂材料の高製品化率を有す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。

前記技術的課題を解決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、金型キャビティ内に加熱溶融化した樹脂材料を注入充填することにより、基板に装着した電子部品を金型キャビティの形状に対応した樹脂成形体内に封止成形する電子部品の樹脂封止成形用金型であって、前記金型を、上型、前記した上型に対向配置した下型と、前記した上下両型間に設けた中間型とから構成すると共に、前記金型に、前記した上型の型面に設けられ且つ前記した基板を供給する基板供給部と、前記した中間型に貫通した状態で設けられたキャビティ対応部と、前記した下型の型面に設けられ且つ前記した樹脂材料を供給する孔部と、前記した孔部に供給した樹脂材料を加圧する樹脂加圧ブロックと、前記した樹脂加圧ブロックを加圧する弾性部材とを設けて構成し、更に、前記した中間型と下型とを型締時に、前記した中間型キャビティ対応部と下型側の面とで樹脂成形用キャビティを形成し、且つ、前記した金型キャビティと孔部との間に前記した中間型側の面と下型側の面とで前記した基板に接触しない状態でゲートを形成して構成したことを特徴とする。

また、前記した技術的課題を解決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、前記した下型側の面と下型孔部内とを被覆する離型フィルムを設けて構成したことを特徴とする。

本発明によれば、（別工程としての）ゲートブレイク処理を省略することができるので、製品の生産性を効率良く向上させ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ができると云う優れた効果を奏する。
また。本発明によれば、エッジゲート（短いゲート）を用いて、製品としては不要となる硬化樹脂（エッジゲート樹脂）を効率良く減少させて樹脂材料の製品化率を効率良く向上させることができるので、樹脂材料の高製品化率を有する電子部品の樹脂封止成形用金型を提供することができると云う優れた効果を奏する。

以下、実施例図に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１、図２、図３は、本発明に係る電子部品の樹脂封止成形用金型である。

（電子部品の樹脂封止成形用金型の構成について）
図例に示すように、本発明に係る電子部品の樹脂封止成形用金型１は、固定上型２と、上型２に対向配置した可動下型３と、上下両型２・３間に上下動自在に設けた中間型４とが設けられて構成されている。
従って、下型３を上動することにより、上型２と中間型４と下型３とを型締めすることができるように構成されている。
なお、図示はしていないが、金型１（上型２、中間型４、下型３）には、金型１を所要の成形温度にまで加熱する加熱手段が設けられて構成されている。

また、上型２の型面には、電子部品５を装着した基板６を、電子部品装着面側を下方に向けた状態で供給する基板供給部７が設けられて構成されると共に、中間型４にはキャビティ対応部８が中間型４を貫通した状態で設けられて構成されている（図例では二個のキャビティ対応部８）。
また、下型３の型面には樹脂材料９（例えば、樹脂タブレット）を供給する樹脂材料供給用の孔部１０（ポット）が設けられて構成されると共に、孔部１０内には樹脂加圧ブロック１１（プランジャ）が上下摺動自在に設けられている。
また、図示はしていないが、孔部１０における内部側の周壁面には孔部１０内で硬化した樹脂を係止する所要の周溝が設けられて構成されている。
なお、図例では、二個のキャビティ対応部８の間に孔部１０が設けられて構成されている。
また、下型３（浮動キャビティブロック）の下方位置には加圧台１２（下型ベース）が設けられると共に、樹脂加圧ブロック１１と加圧台１２との間には樹脂加圧ブロック１１を上方向に（樹脂加圧方向に）弾性加圧する圧縮スプリング等の第一弾性部材１３が設けられ、更に、下型３と加圧台１２との間には下型３を上方向に（型締方向に）弾性加圧する圧縮スプリング等の第二弾性部材１４が設けられて構成されている。
即ち、第一弾性部材１３は孔部１０内で加熱溶融化した樹脂材料（溶融樹脂）１５を加圧する所要の樹脂加圧力となり、第二弾性部材１４は下型３を型締方向に加圧する所要の型締圧力となるものである。
従って、加圧台１２を上方向に加圧することにより、樹脂加圧ブロック１１を第一弾性部材１３にて上方向に（樹脂加圧方向に）加圧することができるように構成されているので、孔部１０内で加熱溶融化した樹脂材料１５を樹脂加圧ブロック１１で加圧することができるように構成されている。
また、加圧台１２を上方向に加圧することにより、下型３を第二弾性部材１４にて上方向（型締方向）に加圧することができるように構成されている。

（金型キャビティと短い金型ゲートの構成について）
また、図２に示すように、中間型４と下型３とを型締めすることにより、中間型４の貫通キャビティ対応部８と下型３側の面（型面）３ａとで樹脂成形用の金型キャビティ８が形成されることになる。
従って、上型２と中間型４と下型３との型締時に、上型２の基板供給部７に（電子部品装着側を下方向に向けた状態で）供給された基板６に装着した電子部品５を、金型キャビティ（キャビティ対応部）８内に嵌装することができるように構成されている。
また、図２に示すように、中間型４と下型３とを型締めすることにより、孔部１０と金型キャビティ８との間に、中間型４における下型３側の面（型面）１６ａと、下型３側の面（型面）１６ｂとで金型キャビティ８内に溶融樹脂１５を注入する短い金型ゲート（エッジゲート）１６が上型２と中間型４とで挟持される基板に接触しない状態で形成することができるように構成されている。
従って、本発明においては、従来例に示すように、基板に対して金型ゲートを含む金型ランナを配置するスペースが不要となるものであって、エッジゲート１６内で硬化した樹脂１９は基板６に接触することはない。
更に、このエッジゲート１６は、キャビティ底面（前記した下型３側の面）３ａとキャビティ側面（８）との角部に形成されるものである。

なお、短い金型ゲート１６の構成について、金型キャビティ８における底面３ａとその側面との角部と、孔部１０の上側開口部の角部とを僅かに接合して形成する構成を採用することができる。
この場合、孔部１０と金型キャビティ８とをきわめて近接位置に配置することができるので、孔部１０と金型キャビティ８との間の金型ゲート１６をきわめて短く構成することができる。

（離型フィルムについて）
また、中間型４と下型３との間には離型フィルム１７が張架した状態で設けられると共に、中間型４と下型３とを型締めすることにより、中間型４と下型３との間に離型フィルム１７を挟持固定することができるように構成されている。
即ち、張架離型フィルム１７を下動して下型３の型面に被覆装着すると共に、中間型４と下型３とを型締めして両型３・４間に離型フィルム１７を挟持固定し、次に、孔部１０内において、離型フィルム１７を孔部１０の内面と樹脂加圧ブロック１１の天面とに沿って被覆装着することができるように構成されている。
従って、金型１（２・３・４）の型締時に、離型フィルム１７を、金型ゲート１６における下型３側の面（型面）１６ｂと金型キャビティ底面３ａとを含む下型３側の面（型面）と、孔部１０内とに被覆装着することができるように構成されている。
このため、離型フィルム１７の離型作用によって、孔部１０内及び金型ゲート１６内で硬化した樹脂を下型３側から効率良く離型して除去することができる。

なお、図示はしていないが、前述した離型フィルム１７を被覆装着する構成について、例えば、下型３側の面に吸引被覆手段を設ける構成を採用することができる。
この吸引被覆手段には、例えば、下型３側の面における所要個所及び孔部１０内の樹脂加圧ブロック１１の天面における所要個所等に設けた吸引孔と、空気を強制的に吸引排出する真空ポンプ等の真空引き機構と、吸引孔と真空引き機構とを連通接続する真空経路とが設けられて構成されている。
即ち、真空引き機構にて真空経路と吸引孔とを通して空気を強制的に吸引排出することができるように構成されているので、下型３側の面から或いは孔部１０内から吸引孔にて離型フィルム１７を吸引して被覆装着することができるように構成されている。
従って、まず、下型３側の面に離型フィルム１７を吸引して被覆装着し、次に、孔部１０内から吸引することにより、離型フィルム１７に凹部を形成して孔部１０内の形状に沿って被覆装着することができるように構成されている。
なお、このとき、離型フィルム１７を被覆装着した孔部１０内に樹脂材料９（樹脂タブレット）を供給して加熱溶融化することができるように構成されている。
また、下型３の型面に離型フィルム１７を吸着固定すると共に、（中間型４と下型３との型締時に、中間型４における下型３側の面で）孔部の上側開口部に樹脂タブレット９を下方向に押圧して樹脂タブレット９を孔部１０内に供給しても良い。

（作用効果について）
即ち、離型フィルム１７を被覆した孔部１０内で加熱溶融化した樹脂材料１５を樹脂加圧ブロック１１で加圧することにより、エッジゲート（短い金型ゲート）１６を通して金型キャビティ８内に注入充填することができるように構成されている。
また、金型キャビティ８内で硬化した樹脂（樹脂成形体１８）と、エッジゲート１６内で硬化した樹脂（エッジゲート樹脂）１９と、孔部１０内で硬化した樹脂２０とを含む製品としては不要な硬化樹脂２１については、金型１の型開時に、この製品としては不要な樹脂２１（１９・２０）を孔部１０内に残存係止した状態で下方向に引張することになるので、エッジゲート樹脂１９における樹脂成形体１８との接合部にて、エッジゲート樹脂１９と樹脂成形体１８とを切断して分離することができるように構成されている。
従って、従来例に示す（別工程となる）ゲートブレイク処理が不要となって省略することができるので、製品（樹脂成形体１８）の生産性を効率良く向上させることができる。
また、エッジゲート（短い金型ゲート）１６内で硬化した樹脂１９であるので、従来例に示すゲート樹脂を含むランナ樹脂と比べて、製品としては不要な硬化樹脂を効率良く減少させることができる。
従って、樹脂材料９に対する樹脂成形体（製品）１８の比率、所謂、樹脂材料の製品化率を効率良く増加し得て樹脂材料の高製品化率を達成することができる。
また、樹脂材料の製品化率は、例えば、（樹脂成形体の重量／樹脂材料の重量）×１００（重量％）で示され、樹脂材料の重量（容積）は（樹脂成形体の重量＋製品としては不要な硬化樹脂の重量）である。
なお、本発明に係る孔部１０内で硬化した樹脂２０の重量と、従来例に示す金型カル内で硬化したカル樹脂の重量とは、同等、或いは、従来のカル樹脂の重量よりも孔部内硬化樹脂２０の重量が低減するように構成されている。

（電子部品の樹脂封止成形方法について）
即ち、電子部品の樹脂封止成形用金型１を用いて、まず、図１に示すように、上型２の基板供給部７に電子部品５を装着した基板６を、電子部品装着面側を下方に向けた状態で供給セットし、且つ、下型３側の面と孔部１０内とに離型フィルム１７を被覆装着して樹脂材料９を離型フィルム被覆の孔部１０内に供給して加熱溶融化すると共に、金型１（上型２と中間型４と下型３と）を型締めする。
このとき、中間型４のキャビティ対応部８と下型３側の面（キャビティ底面）３ａとで形成された金型キャビティ８内に基板６に装着した電子部品５を嵌装すると共に、中間型４側の面１６ａと下型３側の面１６ｂとによって孔部１０と金型キャビティ８との間にエッジゲート１６が形成されることになる。
また、このとき、加圧台１２を上方向に加圧することにより、第二弾性部材１４にて下型３を上方向に所要の型締圧力で加圧することができると共に、樹脂加圧ブロック１１にて孔部１０内の加熱溶融化された樹脂材料１５を、離型フィルム１７を介して所要の樹脂加圧力で加圧することができる。
即ち、次に、孔部１０内で加熱溶融化した樹脂材料１５を樹脂加圧ブロック１１で加圧することにより、エッジゲート１６を通して金型キャビティ８内に注入充填（片面モールド）することができる。
硬化に必要な所要時間の経過後、基板６に装着した電子部品５を金型キャビティ８の形状に対応した樹脂成形体（製品）１８内に樹脂封止成形することができる。
また、次に、金型１（上型２と中間型４と下型３と）を型開きする。
このとき、孔部１０内で硬化した樹脂２０を孔部１０内に残存係止した状態で、下型３を中間型４に対して相対的に下動して型開きすることにより、エッジゲート１６内で硬化したエッジゲート樹脂１９を引張することができる。
従って、エッジゲート樹脂１９における樹脂成形体１８との接合部にて、エッジゲート樹脂１９と樹脂成形体１８とを切断して分離することができる。
また、このとき、上型２の基板供給部７に基板６を係止した状態で、中間型４を下動させて型開きすることにより、金型キャビティ８内から樹脂成形体１８を離型することができる。
なお、次に、樹脂加圧ブロック１１を上動して孔部１０内で硬化した樹脂２０を突き出すことにより、孔部１０内で硬化した樹脂２０とエッジゲート樹脂１９とから成る製品としては不要な硬化樹脂２１（及び使用済の離型フィルム１７）を取り出すことができる。

本発明によれば、前述したように、金型キャビティ８内で硬化した樹脂成形体１８と、エッジゲート１６内及び孔部１０内で硬化した樹脂２１（１９・２０）とは、金型１の型開時に、孔部１０内で硬化した樹脂２０を残存係止した状態で下方向に引張することになるので、エッジゲート樹脂１９における樹脂成形体１８との接合部にて、エッジゲート樹脂１９（２１）と樹脂成形体１８とを切断して分離することができる。
従って、本発明によれば、従来例に示すゲートブレイク処理が不要となって省略することができるので、本発明に係る電子部品の樹脂封止成形用金型１において、製品（樹脂成形体）１８の生産性を効率良く向上させることができる。

また、本発明によれば、前述したように、エッジゲート（短い金型ゲート）１６内で硬化した樹脂１９であるので、従来例に示すゲート樹脂を含むランナ樹脂と比べて、製品としては不要な硬化樹脂（エッジゲート樹脂１９）を効率良く減少させることができる。
従って、本発明によれば、本発明に係る電子部品の樹脂封止成形用金型１において、樹脂材料の製品化率を効率良く増加し得て樹脂材料の高製品化率を達成することができる。

また、前述したように、本発明に係る電子部品の樹脂封止成形用金型１に、樹脂材料供給用の孔部１０と、樹脂加圧用の樹脂加圧ブロック１１と、樹脂加圧ブロック１１を弾性加圧する（弾性支受する）第一弾性部材１３とを設ける構成であるので、エッジゲート１６を通して金型キャビティ８内に注入充填される樹脂量のばらつきを第一弾性部材１３にて吸収することができる。

本発明は、前述した実施例のものに限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意且つ適宜に変更・選択して採用できるものである。

図１は本発明に係る電子部品の樹脂封止成形用金型を概略的に示す概略縦断面図であって、前記した金型における成形前の型開状態を示している。 図２は図１に対応する電子部品の樹脂封止成形用金型を概略的に示す概略縦断面図であって、前記した金型の型締状態を示している。 図３は図１に対応する電子部品の樹脂封止成形用金型を概略的に示す概略縦断面図であって、前記した金型における成形後の型開状態を示している。

符号の説明

１ 電子部品の樹脂封止成形用金型
２ 固定上型
３ 可動下型
３ａ キャビティ底面（下型面）
４ 中間型
５ 電子部品
６ 基板
７ 基板供給部
８ キャビティ対応部（金型キャビティ）
９ 樹脂材料（樹脂タブレット）
１０ 孔部
１１ 樹脂加圧ブロック
１２ 加圧台（下型ベース）
１３ 第一弾性部材
１４ 第二弾性部材
１５ 加熱溶融化された樹脂材料（溶融樹脂）
１６ 金型ゲート（エッジゲート）
１６ａ エッジゲートの中間型側の面
１６ｂ エッジゲートの下型側の面
１７ 離型フィルム
１８ 樹脂成形体（製品）
１９ エッジゲート樹脂（硬化樹脂）
２０ 孔部内の硬化樹脂
２１ 硬化樹脂

Claims (2)

1. 金型キャビティ内に加熱溶融化した樹脂材料を注入充填することにより、基板に装着した電子部品を金型キャビティの形状に対応した樹脂成形体内に封止成形する電子部品の樹脂封止成形用金型であって、前記金型を、上型、前記した上型に対向配置した下型と、前記した上下両型間に設けた中間型とから構成すると共に、前記金型に、前記した上型の型面に設けられ且つ前記した基板を供給する基板供給部と、前記した中間型に貫通した状態で設けられたキャビティ対応部と、前記した下型の型面に設けられ且つ前記した樹脂材料を供給する孔部と、前記した孔部に供給した樹脂材料を加圧する樹脂加圧ブロックと、前記した樹脂加圧ブロックを加圧する弾性部材とを設けて構成し、更に、前記した中間型と下型とを型締時に、前記した中間型キャビティ対応部と下型側の面とで樹脂成形用キャビティを形成し、且つ、前記した金型キャビティと孔部との間に前記した中間型側の面と下型側の面とで前記した基板に接触しない状態でゲート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。
2. 下型側の面と下型孔部内とを被覆する離型フィルムを設けて構成したことを特徴とする請求項１に記載の電子部品の樹脂封止成形用金型。

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