JP5511121B2 - 樹脂封止金型装置 - Google Patents
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Description
樹脂封止する樹脂封止金型装置の改良に関するものである。
つまり、特許文献1に開示される基板クランプ機構は、テーパ形状の部材を移動することにより、様々な基板に対して適正な圧力でクランプして、上下両型の型面に嵌装セットした基板上の電子部品を効率良く樹脂封止することができるものである。
つまり、このボイドの発生を防止するために、樹脂封止金型装置の所要個所には適宜なシール機構が設けられ、このシール機構には、上型の外側方周囲に上型を囲った状態で設けられた上型側外気遮断部材と、下型の外側方周囲に下型を囲った状態で設けられた下型側外気遮断部材を用いたものが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
従って、特許文献2に開示されるシール機構(外気遮断部材)にて少なくとも型内空間部をその外部と外気遮断状態にすると共に、少なくとも型内空間部の内部を所定の真空度に設定して、上下両型の型面に嵌装セットした基板上の電子部品を効率良く樹脂封止することができるものである。
即ち、図7に示すように、上型(図示なし)と上型と対向配置する下型1との構成を少なくとも備えた樹脂封止金型と、上型及び下型1の夫々に、上型及び下型ベース2と、上型及び下型ベース2に対して着脱自在に金型交換面A側から交換する上型及び下型チェイスユニット3と、上型及び下型チェイスユニット3を上型及び下型ベース2に対して着脱自在に且つ両側から固定する金型交換面A側及び金型交換面A側と対向する反対面側の固定ブロック4・5とから構成し、且つ、上型及び下型2の夫々を装着する上型及び下型取付板6と、基板を適正な圧力でクランプする基板クランプ機構7を樹脂封止金型装置11に設けている。
この基板クランプ機構7には、少なくとも下型チェイスユニット3に設けられ且つ基板が載置されるステージ8と、ステージ8における基板載置面Bの反対面はテーパ面Cからなり、ステージ8のテーパ面Cと対向するテーパ面Dを有する可動テーパ部材9と、可動テーパ部材9が移動してステージ8と可動テーパ部材9とにおけるテーパ面(C・D)同士を互いに当接させる駆動部10と、を含む樹脂封止金型装置11における基板クランプ機構7である。
従って、この従来の基板クランプ機構7によれば、駆動部10における駆動源、この場合、エアシリンダが下型ベース2に取付られ、且つ、下型取付板6上に配置構成される。しかも、二枚の基板を各別に且つ略同時にクランプする場合、エアシリンダが下型ベース2の両側に二個配置構成される。このエアシリンダの二個の配置構成を、例えば、金型交換面A側の固定ブロック4に二個取付ても、下型取付板6上に配置構成されることにはかわりはない。
また、この状態で、従来のシール機構における下型側の外気遮断部材を図7に示す該金型11における下型取付板6上に載置セットするのには、下型1の近傍における外側方周囲ではなく、基板クランプ機構7における駆動部10、即ち、エアシリンダ外周囲に載置セットしなければならないので、大型の外気遮断部材を用いる必要が生じてくる。
更に、多品種少量生産によって、金型(下型)を交換する際に、大型化したシール機構(外気遮断部材)のみならず、基板クランプ機構、特に、駆動源(エアシリンダ)を取外す作業時間に手間がかかり、作業効率が非常に悪くなる。
つまり、このままの状態で、従来の基板クランプ機構、従来のシール機構を単純に組み合わせて利用することだけでは、様々な大型化・薄型化した基板を効率良く樹脂封止することは困難であることがわかった。
図1は、本発明に係わる樹脂封止金型装置の概略斜視図である。図2は、図1に対応する樹脂封止金型装置に、更にシール機構を含む概略斜視図である。図3から図6は、図1に対応する樹脂封止金型装置における基板クランプユニットの構成と動作とを示す概略側面図である。
なお、側面とは、金型交換面(前部の面)を正面とした両サイド部分を意味し、図例における側面は、左サイド部分から示す概略側面図である。
また、金型は、上下両型(50・60)の二型構造に限定されるものではなく、例えば、上下両型(50・60)間に中間型を更に設ける三型構造、或は、三型以上の金型構造にも実施することができるように構成されている。
この金型(上下両型(50・60))とは、トランスファ成形用金型、或は、圧縮成形用金型が採用することができ、この両者の金型には、更に、離型フィルムを金型の型面間に供給する離型フィルム成形を併用して実施することができるように構成されている。
また、被成形品(例えば、電子部品を装着された基板40)とは、ワイヤボンディング基板、フリップチップ基板、或は、ウェーハ基板等のウェーハレベルパッケージ、等が採用することができる。そして、基板40の形状については、円形状或は多角形状等の任意の形状のもの、基板40の材質については、任意の金属製リードフレームやPCボードと呼ばれる任意のプラスチック・セラミック・ガラス・その他の材質等のプリント回路板、等を採用することができる。一方、基板40を封止成形するために用いる樹脂材料は、任意のタブレット状樹脂・液状樹脂・顆粒状樹脂・粉末状樹脂、等を採用することができる。
従って、図1における基板40には、電子部品を前記金型(上下両型(50・60))にて樹脂材料を用いて封止成形して樹脂封止部41を形成することができるように構成されている。
従って、型開閉機構にて下型60側を上動することにより、上下両型(50・60)を型締して上下両型(50・60)の型面間を接合させることができる。
従って、上下両型(50・60)の夫々において、この場合、金型交換面P側の固定ブロック(54・64)を取外すと共に、各ベース(52・62)から各チェイスユニット(53・63)を夫々取出し、他の新しい各チェイスユニット(53・63)を各ベース(52・62)に夫々装着すると共に、固定ブロック(54・64)にて各ベース(52・62)に夫々固定して各チェイスユニット(53・63)を夫々交換することができる(図1参照。)。
この基板クランプユニット70には、少なくとも下型チェイスユニット63に設けられ且つ基板40が載置されるステージ71と、ステージ71における基板載置面Qの反対面はテーパ面Rからなり、ステージ71のテーパ面Rと対向するテーパ面Sを有する可動テーパ部材72と、可動テーパ部材72が移動してステージ71と可動テーパ部材72とにおけるテーパ面同士(R・S)を互いに当接させる本実施形態の特徴部分である駆動機構73と、を含む構成となっている。
従来の図7に示す基板クランプ機構7、特に、駆動部10では、下型取付板6上に配置した構成となっていた。しかし、本実施形態の駆動機構73では、下型取付板61上には駆動源等は配置されず、下型60(下型ベース61・各固定ブロック(64・65))の外側方周囲には、駆動機構73の部位構造が全く露出することなく、非常にコンパクト化された構成となっている。
つまり、駆動機構73がコンパクト化することにより、図2に示すように、この金型装置100に少なくとも金型(上下両型(50・60))の型内空間部をその外部と外気遮断状態にする適宜なシール機構における外気遮断部材90を問題なく設けることができると共に、従来のシール機構であっても効率良く採用することができる。
第二の特徴部分は、エア送出部77を下型取付板61に組込んだ構成としたことである。
第一及び第二の特徴部分によれば、従来の駆動部(駆動源)が下型取付板61上にはなく、適宜なシリンダ手段(図示なし)は全て、下型取付板61の下方に設けられていることである。
第三の特徴部分は、図3に示すように、駆動機構73により可動テーパ部材72が移動する移動位置を把握させるために、駆動機構73には、ロッド部78を更に構成すると共に、このロッド部78は、接続部74の先端部分に垂設(接続)されたことである。
第四の特徴部分は、図3に示すように、ロッド部78の移動位置を検出させるロッド検出部79を更に構成すると共に、ロッド検出部79を下型取付板61に組込んだ構成としたことである。
第三及び第四の特徴部分によれば、図3及び図6に示す移動位置にロッド部78がある場合、ロッド検出部79にてロッド部78を検出して認識して、ロッド部78の移動状態を把握することができると共に、図4及び図5に示すような移動位置にロッド部78がある場合は、ロッド検出部79ではロッド部78を検出せず、ロッド部78が円滑に下型チェイスユニット63側に移動した状態が把握できるようにしたことである。
第五の特徴部分は、図1に示すように、駆動機構73における接続部74を着脱自在に取付・取外することができ、且つ、接続部74の取付時に、接続部74の先端部分を接続固定させる可動テーパ部材72の金型交換面P側の端面に接続固定部材80を更に構成したことである。
第一から第五の特徴部分では、図1及び図3に示すように、摺動部75及び駆動配管部76を組込み、且つ、摺動部75と接続した水平方向に突出した接続部74、並びに、接続部74の先端部分から垂設したロッド部78を一体的に組合せた状態の固定ブロック64を下型ベース62に固定することができる。この固定ブロック64を下型ベース62に固定(取付)する場合、可動テーパ部材72に構成した接続固定部材80の先端部分の開口部分に、まず、上方からロッド部78を通し、次に、接続部74の先端部分を嵌め込むようにし、最終的に、接続部74と接続固定部80とを嵌装させて効率良く固定できるようにしたことである。
第六の特徴部分は、固定ブロック64に組込んだ摺動部75に対して接続部74を着脱自在に構成したことである。
第七の特徴部分は、前述した第一から第七の特徴部分における駆動機構73を取捨選択して用いることにより、少なくとも下型60の外側方周囲に下型60を囲った状態で設けられた下型60側の外気遮断部材90を下型取付板61に配置構成させる(図2参照)と共に、少なくとも下型60側の外気遮断部材90を金型(上下両型(50・60))に介在させて樹脂封止成形時に金型(上下両型(50・60))を外気遮断状態にして真空引きする真空引き機構ユニット(図示なし)とを更に含むように構成したことである。
また、摺動部75が下型チェイスユニット63側とは反対側の引戻方向に移動する場合、即ち、可動テーパ部材72が図3から図6に示す左側から右側、言い換えれば、図1に示す後面(背面)側から前面(正面)側における基板40クランプ解除方向に移動する場合、シリンダ手段からのエアTは、シリンダ手段から、エア配管部77における配管経路(77b)、(77d)の二箇所に各別に送り込まれ、連通した駆動配管部76における配管経路(76b)、(76d)の二箇所に各別に送り込まれる。その後、駆動配管部76の配管経路(76b)、(76d)の開口部分と連通するエア空間部81の開口部分(図6に示すエア送出口V)からエア空間部81内に到達する。その結果、図5に示すエア送出口V側に停止(待機)する摺動部75が、図6に示すように、エア送出口V側のエア空間部81内にエアTを継続的或は断続的に送り込んだ状態で、摺動部75が図例の左側から右側に基板40のクランプ解除方向へ移動して停止する状態、即ち、基板40のクランプを完全に解除する状態となる。このとき、摺動部75が図6に示すエア送出口U側に停止(待機)状態を保持するために、エア送出口V側のエア空間部81内にエアTを継続的或は断続的に送り込んでおくことが好ましい。
従って、駆動配管部76とエア送出部77とシリンダ手段との配管経路がすべて合致して連通すると、摺動部75に加えて、接続部74が移動自在に摺動して、可動テーパ部材72が移動する。こうして、可動テーパ部材72が移動してステージ71と可動テーパ部材72とにおけるテーパ面同士(R・S)を互いに当接させることにより、ステージ71における基板載置面Qに載置された基板40に適正な圧力でクランプすることができる。
また、摺動部75が停止(待機)状態を保持するために、エアTをエア空間部81内に送り込んだ状態、或は、エアTをエア空間部81内に送り込まない状態で、図5或は図6に示す摺動部75が移動しないように、適宜なストッパ手段(図示なし)を更に構成することもできる。
更に、このエア送出部77の金型交換面P側の開口部分における配管経路(77a)、(77b)、(77c)、(77d)に対して、着脱自在に夫々接続できるワンタッチ式の適宜な接続手段(図示なし)を介して、シリンダ手段からのエアTを各別に効率良く送り込むことができる。
また、この押エ部材85におけるエア送出口V側の突出した先端部分とは、接続部74に着脱自在に接続できるワンタッチ式の連結部材86を、図3に示す水平方向に突出状態で構成されると共に、この連結部材86の先端部分は、ロッド部78を垂設し且つ可動テーパ部材72における接続固定部材80の先端部分と着脱自在にロックさせることができるように構成されている。
つまり、ロッド部78の図3に示す下方における端面部分は、金型(下型60)、特に、多品種少量生産に伴って下型チェイスユニット63を頻繁に交換する場合においても、或は、外気遮断部材90を載置セットする場合においても、ロッド検出部79に用いられる適宜なセンサ手段、該手段の配線等に全く接触せず、金型(下型60)或は外気遮断部材90の取付・取外する着脱作業が効率良く行うことができるように構成されている。
従って、本実施形態によれば、まず、金型(上下両型(50・60))の型締時に、まず、図4に示すように、ステージ71に付設された適宜な弾性材料からなる弾性部材87によって基板40の損傷・破損しない程度のクランプ圧にて弾性支受し、更に、この状態で、図5に示すように、基板40に対して、駆動機構73のクランプ作用を施すことにより、適正なクランプ圧にてクランプすることができる。
次に、基板載置面Qに基板40が載置されると、図4に示すように、可動下型60が上動して固定上型50と型締する。このとき、基板クランプユニット70におけるステージ71の下方に構成した弾性部材87により、基板40に対して、基板40を損傷・破損しない程度のクランプ圧にて弾性支受する。このとき、基板40を弾性支受した状態で、基板クランプユニット70における駆動機構73において、シリンダ手段のエアTは、エア送出部77の配管経路(77a)、(77c)から駆動配管部76の配管経路(76a)、(76c)を経て、固定ブロック64に形成されたエア空間部81におけるエア送出口U側に送り込まれる。そして、この摺動部75のピストン部材82による弾性作用によって、一方のエア送出口V側にエアTが漏れないように遮蔽効果を保持しながら、基板40クランプ方向に、摺動部75に加えて、接続部74(連結部材86)、接続部74の先端部分に垂設したロッド部78も移動する。このとき、ロッド部78の端面部分は、検出ロッド部79に検出されず、基板40クランプ方向に移動したことを把握する。
次に、図5に示すように、図4に示す金型((上下両型(50・60))の型締時、且つ、基板40を弾性支受した状態で、駆動機構73にて移動した接続固定部材80を付設した可動テーパ部材72は、該部材72のテーパ面Sとステージ71のテーパ面Rとが当接し、最終的に、ステージ71・可動テーパ部材72が一体的に上動して基板載置面Qに供給セットされた基板40に対して適正なクランプ圧にてクランプされる。
つまり、この適正なクランプ圧にて基板40がクランプされる状態までに、継続的に或は断続的に、少なくとも下型60の外側方周囲に下型60を囲った状態で設けた下型60側の外気遮断部材90を下型取付板61に配置構成させると共に、少なくとも下型60側の外気遮断部材90を金型(上下両型(50・60))に介在させて樹脂封止成形時に金型(50・60)を外気遮断状態にして真空引きを適宜に行って、この基板40の樹脂封止部41に樹脂材料が充填される。そして、樹脂封止後に、樹脂封止済基板(製品)が成形される。
次に、基板40の樹脂封止部41が硬化して樹脂封止済基板(製品)を成形すると、図6に示すように、基板クランプユニット70の駆動機構73は、基板40クランプ解除方向に移動する、即ち、図4に示す基板40を弾性支受した状態で、基板クランプユニット70におけるシリンダ手段のエアTは、エア送出部77の配管経路(77b)、(77d)から駆動配管部の配管経路(76b)、(76d)を経て、固定ブロック64に形成されたエア空間部81におけるエア送出口V側に送り込まれる。そして、この摺動部75のピストン部材82による弾性作用によって、一方のエア送出口U側にエアTが漏れないように遮蔽効果を保持しながら、基板40クランプ解除方向に、この可動テーパ部材72(接続固定部材80)に加えて、接続部74の先端部分に垂設したロッド部78、接続部74(連結部材86)、摺動部75、も移動する。このとき、ロッド部78の端面部分は、検出ロッド部79にて検出され、基板40クランプ解除方向に完全に移動して戻ることを把握する。
次に、金型(上下両型(50・60))の型締を解除して下型60を下動すると、基板クランプユニット70のステージ71に供給セットされた基板40、この場合、樹脂封止済基板(製品)の基板40に対する弾性作用が解除され、ステージ71が弾性部材87の弾性作用の復元力にて上動する。
次に、図3に示すように、金型(上下両型(50・60))の型開時に、基板40を上下両型(50・60)の型面間から、供給取出機構(図示なし)によって、下型60側の基板クランプユニット70におけるステージ71の基板載置面Qから樹脂封止済基板(製品)を取出す。
2 下型ベース
3 下型チェイスユニット
4 固定ブロック
5 固定ブロック
6 下型取付板
7 基板クランプ機構
8 ステージ
9 可動テーパ部材
10 駆動部
11 樹脂封止金型装置
A 金型交換面
B 基板載置面
C テーパ面
D テーパ面
40 基板
41 樹脂封止部
50 上型(第2の型)
51 上型取付板(第2の取付板)
52 上型ベース
53 上型チェイスユニット
54 固定ブロック
55 固定ブロック
60 下型(第1の型)
61 下型取付板(第1の取付板)
62 下型ベース(第1のベース)
63 下型チェイスユニット(第1のチェイスユニット)
64 固定ブロック(第1の前側固定ブロック)
65 固定ブロック(第1の後側固定ブロック)
70 基板クランプユニット
71 ステージ
72 可動テーパ部材(可動部材)
73 駆動機構
74 接続部
75 摺動部
76 駆動配管部
76a〜76d 配管経路
77 エア送出部
77a〜77d 配管経路
78 ロッド部
79 ロッド検出部
80 接続固定部材
81 エア空間部
82 ピストン部材
83 エア受部材
84 エア受部材
85 押エ部材
86 連結部材
87 弾性部材
90 外気遮断部材(第1の外気遮断部材、第2の外気遮断部材)
100 樹脂封止金型装置
P 金型交換面
Q 基板載置面
R テーパ面(第1のテーパ面)
S テーパ面(第2のテーパ面)
T エア
U エア送出口
V エア送出口
Claims (6)
- 第1の型と該第1の型に相対向して配置された第2の型とを少なくとも有し、基板に装着された電子部品を樹脂封止する際に使用される樹脂封止金型装置であって、
前記第1の型が固定された第1の取付板と、
前記第1の取付板に固定された相対向する2個の第1のベースと、
前記2個の第1のベースが有する後側の面に夫々接するようにして前記2個の第1のベースに固定された第1の後側固定ブロックと、
前記2個の第1のベースと前記第1の後側固定ブロックとによって囲まれた部分において、前記2個の第1のベースが夫々有する相対向する面においてアリ溝嵌合によって前記2個の第1のベースに対して着脱自在になるようにして配置された第1のチェイスユニットと、
前記2個の第1のベースが有する前側の面に夫々接するようにして前記2個の第1のベースに固定された第1の前側固定ブロックと、
少なくとも前記第1のチェイスユニットに設けられ且つ前記基板が載置されるステージと、
前記ステージにおいて前記基板が配置される面とは反対の面に設けられ所定の方向に沿って高低差を生ずるようにして傾斜する第1のテーパ面と、
前記第1のチェイスユニットにおいて前記所定の方向に進退自在に配置される可動部材と、
前記可動部材において前記第1のテーパ面に相対向するようにして設けられた第2のテーパ面と、
前記第1の前側固定ブロックと前記第1の後側固定ブロックとの間において前記可動部材を前記所定の方向に沿って移動させることによって、前記第1のテーパ面と前記第2のテーパ面とを互いに当接させる駆動機構と、
を備え、
前記駆動機構は、摺動部と、該摺動部と前記可動部材とを接続するための接続部とを有し、
前記摺動部は、前記第1の前側固定ブロックの内部に設けられたエア空間部に配置され、かつ、前記エア空間部における前記第1の前側固定ブロックの内壁に対して摺動し、
前記摺動部は、前記エア空間部に送り込まれたエアによって駆動され、
前記第1の前側固定ブロックは前記2個の第1のベースに対して着脱自在であり、
前記2個の第1のベースから前記第1の前側固定ブロックが取り外された状態で、前記アリ溝嵌合によって前記第1のチェイスユニットが前記前側を通って前記2個の第1のベースから取り出され、又は、前記アリ溝嵌合によって前記第1のチェイスユニットが前記前側を通って前記2個の第1のベースに装着され、
前記駆動機構によって前記可動部材が前記所定の方向に沿って移動することによって前記ステージが上昇し若しくは下降し、又は、前記可動部材が前記所定の方向に沿って移動して適当な位置で停止することによって前記ステージが前記可動部材によって支持され、
少なくとも前記第1の後側固定ブロックと前記2個の第1のベースと前記第1のチェイスユニットと前記第1の前側固定ブロックとは前記第1の型を構成することを特徴とする樹脂封止金型装置。 - 請求項1に記載の樹脂封止金型装置において、
前記エア空間部内に前記エアを送り込むエア送出部が、前記第1の取付板に組み込まれていることを特徴とする樹脂封止金型装置。 - 請求項1又は2に記載の樹脂封止金型装置において、
前記接続部に接続され、下方に向かって伸びるロッド部と、
前記第1の取付板に組み込まれ、前記ロッド部の下端の位置を検出するロッド検出部とを備え、
前記ロッド検出部が前記ロッド部の下端の位置を検出することによって前記可動部材の位置が判断されることを特徴とする樹脂封止金型装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂封止金型装置において、
前記可動部材に固定され、該可動部材と前記接続部とを接続するための接続固定部材を備え、
前記接続部と前記接続固定部材とが嵌装されていることを特徴とする樹脂封止金型装置。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂封止金型装置において、
前記摺動部と前記接続部とが着脱自在に接続されていることを特徴とする樹脂封止金型装置。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂封止金型装置において、
前記第1の取付板に相対向するようにして設けられ前記第2の型が固定された第2の取付板と、
前記第1の取付板の上に前記第1の型を囲うようにして設けられた第1の外気遮断部材と、
前記第2の取付板の上に前記第2の型を囲うようにして設けられた第2の外気遮断部材と、
前記電子部品を樹脂封止する際に少なくとも前記第1の型と前記第2の型との間の空間を真空引きする真空引き機構ユニットとを備え、
前記電子部品を樹脂封止する際に前記第1の外気遮断部材の端面と前記第2の外気遮断部材の端面とが接することにより、前記第1の外気遮断部材と前記第2の外気遮断部材との内側の空間を外気遮断状態にすることを特徴とする樹脂封止金型装置。
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