JP6020667B1 - トランスファー成形機および電子部品を製造する方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ボイド，ウェルドラインの発生がなく、ボンディングワイヤに損傷が生じないとともに、樹脂漏れがなく、金型の構造が簡単で、製造コストが低い電子部品封止金型を提供することにある。【解決手段】電子部品９２を表面実装した基板９１と、下型キャビティブロック５３と、前記下型キャビティブロック５３との間にキャビティ２７ａを形成する上型キャビティブロック２７と、前記キャビティ２７ａ内に溶融樹脂９３ａを注入するプランジャー６５と、で形成される電子部品封止金型である。特に、前記電子部品９２の上面を前記溶融樹脂９３ａで被覆する位置まで前記プランジャー６５を移動して停止した後、前記上型キャビティブロック２７の下面で前記電子部品９２の上面を被覆する前記溶融樹脂９３ａを押し広げ、ついで、前記プランジャー６５で前記キャビティ２７ａ内に残存する空間に前記溶融樹脂９３ａを充填する。【選択図】図９
Description
本発明はトランスファー成形機、特に、モールドギャップが極めて狭い電子部品、例えば、半導体素子の表面を樹脂封止する樹脂の厚さが極めて薄いトランスファー成形機に関する。
従来、例えば、半導体素子を樹脂封止する電子部品封止金型としては、固定式キャビティブロックを使用して樹脂封止するものがある。しかし、前記電子部品封止金型ではキャビティブロックが固定式であるので、モールドギャップが極めて狭い場合に、封止樹脂や空気を巻き込みやすい。このため、前記半導体素子の表面にウェルドラインやボイドが発生しやすく、ボンディングワイヤが損傷しやすいという不具合がある。
前述のような不具合を解決すべく、半導体パッケージの製造装置が提案されている（特許文献１参照）。前記製造装置は、その図２（ｂ）に示すように、ポット１４内のプランジャー１５を上昇させて溶融した樹脂１８ａをキャビティ内に圧送し、前記樹脂１８ａをキャビティ凹部７内に充填する。その後、図３（ａ）に示すように、押圧軸用ブロック１０および押圧軸を押圧し、上金型３内の可動キャビティ９を更に微小下降させて圧縮成形している。
前述のような不具合を解決すべく、半導体パッケージの製造装置が提案されている（特許文献１参照）。前記製造装置は、その図２（ｂ）に示すように、ポット１４内のプランジャー１５を上昇させて溶融した樹脂１８ａをキャビティ内に圧送し、前記樹脂１８ａをキャビティ凹部７内に充填する。その後、図３（ａ）に示すように、押圧軸用ブロック１０および押圧軸を押圧し、上金型３内の可動キャビティ９を更に微小下降させて圧縮成形している。
しかしながら、前記製造装置の成形型１では、前記キャビティ凹部７内に溶融した樹脂１８ａを充填した後、押圧軸用ブロック１０および押圧軸で更に圧縮成形している。このため、前記成形型１は、前記キャビティ凹部７内における内圧がより一層高くなり、樹脂１８ａが漏れやすい。
また、前記製造装置の成形型１では、前記押圧軸用ブロック１０および押圧軸を組み込む必要がある。このため、前記成形型１は構造が複雑であり、製造コストが高いという問題点がある。
本発明は、前記問題点に鑑み、ボイド，ウェルドラインの発生がなく、ボンディングワイヤに損傷が生じないとともに、樹脂漏れがなく、金型の構造が簡単で、製造コストが低い電子部品封止金型を提供することを課題とする。
また、前記製造装置の成形型１では、前記押圧軸用ブロック１０および押圧軸を組み込む必要がある。このため、前記成形型１は構造が複雑であり、製造コストが高いという問題点がある。
本発明は、前記問題点に鑑み、ボイド，ウェルドラインの発生がなく、ボンディングワイヤに損傷が生じないとともに、樹脂漏れがなく、金型の構造が簡単で、製造コストが低い電子部品封止金型を提供することを課題とする。
本発明の第１の態様に係るトランスファー成形機は、前記課題を解決すべく、
電子部品を封止するための電子部品封止金型と、前記電子部品封止金型に形成されるキャビティ内に前記電子部品の表面を被覆する溶融樹脂を注入するためのプランジャーとを備えたトランスファー成形機であって、
前記電子部品封止金型は、
電子部品を表面実装した基板を載置するための下型キャビティブロックと、
前記下型キャビティブロックとで前記基板を挟持する上型キャビティホルダーと、
前記上型キャビティホルダーの上下動に連動して上下動し、かつ、貫通孔を有する上型チェスホルダーと、
前記上型チェスホルダーの上方に配置された上型バックプレートと、
前記上型チェスホルダーの上下動に連動して伸縮する上型スプリングと、
前記上型キャビティホルダー内で上下動可能に位置決めされ、かつ、前記下型キャビティブロックとの間に前記キャビティを形成する上型キャビティブロックと、
前記上型チェスホルダーの貫通孔に挿通され、前記上型キャビティブロックと前記上型バックプレートとを連結する連結棒と、を備え、
前記下型キャビティブロックに、前記プランジャーを挿入可能なポット部が設けられ、
前記トランスファー成形機は、
前記キャビティ内の一部に注入した前記溶融樹脂で前記電子部品の上面を被覆する位置まで、前記プランジャーを上昇させる第１次注入工程と、
前記上型キャビティブロックの下面で前記溶融樹脂が押し広げられるように、前記プランジャーの上下動を規制した状態で前記下型キャビティブロックを上昇させる押圧工程と、
前記プランジャーを上昇させ、前記キャビティ内に残存する空間に前記溶融樹脂を充填する第２次注入工程と、
を行うプログラムを組み込んだ、構成としてある。
電子部品を封止するための電子部品封止金型と、前記電子部品封止金型に形成されるキャビティ内に前記電子部品の表面を被覆する溶融樹脂を注入するためのプランジャーとを備えたトランスファー成形機であって、
前記電子部品封止金型は、
電子部品を表面実装した基板を載置するための下型キャビティブロックと、
前記下型キャビティブロックとで前記基板を挟持する上型キャビティホルダーと、
前記上型キャビティホルダーの上下動に連動して上下動し、かつ、貫通孔を有する上型チェスホルダーと、
前記上型チェスホルダーの上方に配置された上型バックプレートと、
前記上型チェスホルダーの上下動に連動して伸縮する上型スプリングと、
前記上型キャビティホルダー内で上下動可能に位置決めされ、かつ、前記下型キャビティブロックとの間に前記キャビティを形成する上型キャビティブロックと、
前記上型チェスホルダーの貫通孔に挿通され、前記上型キャビティブロックと前記上型バックプレートとを連結する連結棒と、を備え、
前記下型キャビティブロックに、前記プランジャーを挿入可能なポット部が設けられ、
前記トランスファー成形機は、
前記キャビティ内の一部に注入した前記溶融樹脂で前記電子部品の上面を被覆する位置まで、前記プランジャーを上昇させる第１次注入工程と、
前記上型キャビティブロックの下面で前記溶融樹脂が押し広げられるように、前記プランジャーの上下動を規制した状態で前記下型キャビティブロックを上昇させる押圧工程と、
前記プランジャーを上昇させ、前記キャビティ内に残存する空間に前記溶融樹脂を充填する第２次注入工程と、
を行うプログラムを組み込んだ、構成としてある。
本発明の第１の態様に係るトランスファー成形機によれば、電子部品の上面を溶融樹脂で被覆するまでは比較的広いモールドギャップ内に溶融樹脂を低い圧力で注入できる。このため、溶融樹脂や空気を巻き込むことがなく、ボイド，ウェルドラインの発生を防止できるとともに、ボンディングワイヤの損傷をも防止できる。
また、前記電子部品の上面を被覆する溶融樹脂を薄く押し拡げるために高い圧力を発生する新たな駆動機構を必要としない。このため、樹脂漏れがなく、電子部品封止金型の構造が簡単で、製造コストの低いトランスファー成形機が得られる。
また、前記電子部品の上面を被覆する溶融樹脂を薄く押し拡げるために高い圧力を発生する新たな駆動機構を必要としない。このため、樹脂漏れがなく、電子部品封止金型の構造が簡単で、製造コストの低いトランスファー成形機が得られる。
本発明の実施形態としては、第１の態様において、
前記上型キャビティホルダーには、前記ポット部と前記キャビティとを接続するカル部が設けられ、
前記上型キャビティブロックと前記上型バックプレートとの間には、離型を助勢するエジェクタピンが、前記カル部内へ突出可能に設けられていてもよい。
前記上型キャビティホルダーには、前記ポット部と前記キャビティとを接続するカル部が設けられ、
前記上型キャビティブロックと前記上型バックプレートとの間には、離型を助勢するエジェクタピンが、前記カル部内へ突出可能に設けられていてもよい。
本発明の別の実施形態としては、第１の態様において、前記下型キャビティブロックを下方側から支持する下型キャビティホルダーに、前記下型キャビティブロックを上下に位置調整できるフローティング部材を配置してもよい。
本実施形態によれば、フローティング部材を上下動させることにより、下型キャビティブロックを上下動させることができる。このため、基板の厚さ寸法にバラツキがあっても、誤差を吸収して成形できるので、歩留まりの良いトランスファー成形機が得られる。
また、本実施形態によれば、厚さ寸法の異なる基板を樹脂封止する場合であっても、フローティング部材を上下動させて樹脂封止できる。このため、汎用性のトランスファー成形機が得られる。
本実施形態によれば、フローティング部材を上下動させることにより、下型キャビティブロックを上下動させることができる。このため、基板の厚さ寸法にバラツキがあっても、誤差を吸収して成形できるので、歩留まりの良いトランスファー成形機が得られる。
また、本実施形態によれば、厚さ寸法の異なる基板を樹脂封止する場合であっても、フローティング部材を上下動させて樹脂封止できる。このため、汎用性のトランスファー成形機が得られる。
本発明の第２の態様に係る電子部品を製造する方法は、前記課題を解決すべく、
電子部品を表面実装した基板を載置するための下型キャビティブロックと、
前記下型キャビティブロックとで前記基板を挟持する上型キャビティホルダーと、
前記上型キャビティホルダーの上下動に連動して上下動し、かつ、貫通孔を有する上型チェスホルダーと、
前記上型チェスホルダーの上方に配置された上型バックプレートと、
前記上型チェスホルダーの上下動に連動して伸縮する上型スプリングと、
前記上型キャビティホルダー内で上下動可能に位置決めされ、かつ、前記下型キャビティブロックとの間にキャビティを形成する上型キャビティブロックと、
前記上型チェスホルダーの貫通孔に挿通され、前記上型キャビティブロックと前記上型バックプレートとを連結する連結棒と、を備え、
前記下型キャビティブロックに、前記キャビティ内に前記電子部品の表面を被覆する溶融樹脂を注入するためのプランジャーを挿入可能なポット部が設けられた電子部品封止金型、を用いて電子部品を製造する方法であって、
前記キャビティ内の一部に注入した前記溶融樹脂で前記電子部品の上面を被覆する位置まで、前記プランジャーを上昇させる第１次注入工程と、
前記上型キャビティブロックの下面で前記溶融樹脂が押し広げられるように、前記プランジャーの上下動を規制した状態で前記下型キャビティブロックを上昇させる押圧工程と、
前記プランジャーを上昇させ、前記キャビティ内に残存する空間に前記溶融樹脂を充填する第２次注入工程と、を含むことを特徴とする。
電子部品を表面実装した基板を載置するための下型キャビティブロックと、
前記下型キャビティブロックとで前記基板を挟持する上型キャビティホルダーと、
前記上型キャビティホルダーの上下動に連動して上下動し、かつ、貫通孔を有する上型チェスホルダーと、
前記上型チェスホルダーの上方に配置された上型バックプレートと、
前記上型チェスホルダーの上下動に連動して伸縮する上型スプリングと、
前記上型キャビティホルダー内で上下動可能に位置決めされ、かつ、前記下型キャビティブロックとの間にキャビティを形成する上型キャビティブロックと、
前記上型チェスホルダーの貫通孔に挿通され、前記上型キャビティブロックと前記上型バックプレートとを連結する連結棒と、を備え、
前記下型キャビティブロックに、前記キャビティ内に前記電子部品の表面を被覆する溶融樹脂を注入するためのプランジャーを挿入可能なポット部が設けられた電子部品封止金型、を用いて電子部品を製造する方法であって、
前記キャビティ内の一部に注入した前記溶融樹脂で前記電子部品の上面を被覆する位置まで、前記プランジャーを上昇させる第１次注入工程と、
前記上型キャビティブロックの下面で前記溶融樹脂が押し広げられるように、前記プランジャーの上下動を規制した状態で前記下型キャビティブロックを上昇させる押圧工程と、
前記プランジャーを上昇させ、前記キャビティ内に残存する空間に前記溶融樹脂を充填する第２次注入工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の第２の態様に係る電子部品を製造する方法によれば、電子部品の上面を溶融樹脂で被覆するまでは比較的広いモールドギャップ内に溶融樹脂を低い圧力で注入できる。このため、溶融樹脂や空気を巻き込むことがなく、ボイド，ウェルドラインの発生を防止できるとともに、ボンディングワイヤの損傷をも防止できる。
また、前記電子部品の上面を被覆する溶融樹脂を薄く押し拡げるために高い圧力を発生する新たな駆動機構を必要としない。このため、樹脂漏れがなく、金型の構造が簡単で、製造コストの低い電子部品を製造する方法が得られる。
また、前記電子部品の上面を被覆する溶融樹脂を薄く押し拡げるために高い圧力を発生する新たな駆動機構を必要としない。このため、樹脂漏れがなく、金型の構造が簡単で、製造コストの低い電子部品を製造する方法が得られる。
発明に係る電子部品封止金型の実施形態を、図１ないし図１８の添付図面に従って説明する。
電子部品封止金型の第１実施形態は、図１ないし図１４に示すように、電子部品封止装置に適用した場合である。
前記電子部品封止装置は、図１に示すように、４本のタイバー１０で支持された固定プラテン１１の下面に上型ダイセット１２を取り付けてある。前記上型ダイセット１２の下方側には上型チェス２０を交換可能に組み込んである。
一方、前記タイバー１０に沿って上下動可能に支持された可動プラテン１５の上面に下型ダイセット１６を取り付けてある。前記下型ダイセット１６の上方側には下型チェス５０を交換可能に組み込んである。なお、１９はモータ，油圧機器等を組み込んだトランスファーユニットである。
そして、前記電子部品封止装置は、図４に示すように、基板９１に表面実装した電子部品９２、例えば、半導体素子、コンデンサー、抵抗器、インダクタ等をタブレット樹脂９３で樹脂封止する。
電子部品封止金型の第１実施形態は、図１ないし図１４に示すように、電子部品封止装置に適用した場合である。
前記電子部品封止装置は、図１に示すように、４本のタイバー１０で支持された固定プラテン１１の下面に上型ダイセット１２を取り付けてある。前記上型ダイセット１２の下方側には上型チェス２０を交換可能に組み込んである。
一方、前記タイバー１０に沿って上下動可能に支持された可動プラテン１５の上面に下型ダイセット１６を取り付けてある。前記下型ダイセット１６の上方側には下型チェス５０を交換可能に組み込んである。なお、１９はモータ，油圧機器等を組み込んだトランスファーユニットである。
そして、前記電子部品封止装置は、図４に示すように、基板９１に表面実装した電子部品９２、例えば、半導体素子、コンデンサー、抵抗器、インダクタ等をタブレット樹脂９３で樹脂封止する。
前記上型ダイセット１２は、図１に示すように、前記固定プラテン１１の下面に固定される上型ベースプレート１３と、前記上型ベースプレート１３の下面に固定される上型ホルダーブロック１４と、で形成されている。
前記上型チェス２０は、図２に示すように、前記上型ダイセット１２（前記上型ベースプレート１３および前記上型ホルダーブロック１４）と異なる構成部品で構成されている。
すなわち、前記上型チェス２０を構成する上型サポートブロック２１は、前記上型ホルダーブロック１４の内側面に設けた位置規制用突起１４ａと、後述する上型バックプレート２６との間に配置され、上下方向（型開閉方向）に位置規制されている。前記上型サポートブロック２１は、その下面に断面略コ字形状の上型チェスホルダー２２を固定してある。前記上型チェスホルダー２２は、その内周面に上型キャビティホルダー２３を固定するとともに、その上面に複数本の上型ストッパー２４を固定してある。
したがって、前記上型サポートブロック２１と、前記上型チェスホルダー２２と、前記上型キャビティホルダー２３と、前記上型ストッパー２４とは、一体に上下動可能である。
また、前記上型チェス２０は、紙面に対して垂直方向にスライド移動可能に前記上型ダイセット１２に組み込まれている。このため、前記上型チェス２０は、樹脂封止する製品に応じてそれ全体が交換可能である。ただし、前記上型チェス２０は図示しない固定具を介して上型ダイセット１２に固定されている。
すなわち、前記上型チェス２０を構成する上型サポートブロック２１は、前記上型ホルダーブロック１４の内側面に設けた位置規制用突起１４ａと、後述する上型バックプレート２６との間に配置され、上下方向（型開閉方向）に位置規制されている。前記上型サポートブロック２１は、その下面に断面略コ字形状の上型チェスホルダー２２を固定してある。前記上型チェスホルダー２２は、その内周面に上型キャビティホルダー２３を固定するとともに、その上面に複数本の上型ストッパー２４を固定してある。
したがって、前記上型サポートブロック２１と、前記上型チェスホルダー２２と、前記上型キャビティホルダー２３と、前記上型ストッパー２４とは、一体に上下動可能である。
また、前記上型チェス２０は、紙面に対して垂直方向にスライド移動可能に前記上型ダイセット１２に組み込まれている。このため、前記上型チェス２０は、樹脂封止する製品に応じてそれ全体が交換可能である。ただし、前記上型チェス２０は図示しない固定具を介して上型ダイセット１２に固定されている。
前記上型チェスホルダー２２に設けた複数の貫通孔２２ａに連結棒２５がスライド移動可能に挿通されている。そして、前記連結棒２５の上端には上型バックプレート２６を固定してある一方、前記連結棒２５の下端に上型キャビティブロック２７を固定してある。このため、前記上型バックプレート２６と上型キャビティブロック２７とは前記連結棒２５を介して一体化され、かつ、所定の間隔で対向している。そして、前記上型バックプレート２６と上型チェスホルダー２２との間に上型第１スプリング２８が配置されている。このため、前記上型第１スプリング２８は、前記上型バックプレート２６と上型チェスホルダー２２とを外方にそれぞれ付勢する。
さらに、前記上型チェス２０は、上型バックアッププレート３０と、上型ピンプレート３１と、カル部用エジェクタピン３２とを有している。
すなわち、前記上型バックアッププレート３０と、前記カル部用エジェクタピン３２を挿通した前記上型ピンプレート３１とが上下に一体化され、前記カル部用エジェクタピン３２が抜け止めされている。このため、前記上型バックアッププレート３０、前記上型ピンプレート３１および前記カル部用エジェクタピン３２は一体に上下動可能である。また、図３に示すように、前記上型バックアッププレート３０および前記上型ピンプレート３１内に形成された凹部３３には、上型ボルト３４が挿通されている。前記上型ボルト３４の下端部は前記上型チェスホルダー２２の上面に螺合一体化している。さらに、前記上型ボルト３４の頭部に係合する上型抜け止めリング３５が、前記凹部３３内に収納された上型第２スプリング３６を抜け止めしている。
そして、前記上型バックアッププレート３０および前記上型ピンプレート３１に設けられた複数の貫通孔に、前記上型ストッパー２４、前記連結棒２５および上型第１スプリング２８がそれぞれ挿通されている。さらに、前記上型バックアッププレート３０および前記上型ピンプレート３１は、前記上型バックプレート２６と上型チェスホルダー２２との間を上下動可能である。特に、前記上型バックアッププレート３０および前記上型ピンプレート３１は、前記上型ボルト３４および前記上型第２スプリング３６を介し、上型チェスホルダー２２側に付勢されている。さらに、前記上型チェスホルダー２２に設けたピン孔に前記カル部用エジェクタピン３２が挿通されている。このため、前記カル部用エジェクタピン３２は前記上型キャビティホルダー２３のカル部２３ａに出し入れ可能となっている。
なお、図２は、前記上型バックアッププレート３０および前記上型ピンプレート３１を、図示しない上限固定ストッパーと下限可変ストッパーとで位置規制した状態を図示している。
すなわち、前記上型バックアッププレート３０と、前記カル部用エジェクタピン３２を挿通した前記上型ピンプレート３１とが上下に一体化され、前記カル部用エジェクタピン３２が抜け止めされている。このため、前記上型バックアッププレート３０、前記上型ピンプレート３１および前記カル部用エジェクタピン３２は一体に上下動可能である。また、図３に示すように、前記上型バックアッププレート３０および前記上型ピンプレート３１内に形成された凹部３３には、上型ボルト３４が挿通されている。前記上型ボルト３４の下端部は前記上型チェスホルダー２２の上面に螺合一体化している。さらに、前記上型ボルト３４の頭部に係合する上型抜け止めリング３５が、前記凹部３３内に収納された上型第２スプリング３６を抜け止めしている。
そして、前記上型バックアッププレート３０および前記上型ピンプレート３１に設けられた複数の貫通孔に、前記上型ストッパー２４、前記連結棒２５および上型第１スプリング２８がそれぞれ挿通されている。さらに、前記上型バックアッププレート３０および前記上型ピンプレート３１は、前記上型バックプレート２６と上型チェスホルダー２２との間を上下動可能である。特に、前記上型バックアッププレート３０および前記上型ピンプレート３１は、前記上型ボルト３４および前記上型第２スプリング３６を介し、上型チェスホルダー２２側に付勢されている。さらに、前記上型チェスホルダー２２に設けたピン孔に前記カル部用エジェクタピン３２が挿通されている。このため、前記カル部用エジェクタピン３２は前記上型キャビティホルダー２３のカル部２３ａに出し入れ可能となっている。
なお、図２は、前記上型バックアッププレート３０および前記上型ピンプレート３１を、図示しない上限固定ストッパーと下限可変ストッパーとで位置規制した状態を図示している。
前記下型ダイセット１６は、図１に示すように、前記可動プラテン１５の上面に固定される下型ベースプレート１７と、前記下型ベースプレート１７の上面に固定される下型ホルダーブロック１８と、で形成されている。
前記下型チェス５０は、図２に示すように、前記下型ダイセット１６（前記下型ベースプレート１７および前記下型ホルダーブロック１８）と異なる構成部品で構成されている。
すなわち、前記下型チェス５０を構成する下型サポートブロック５１は、前記下型ホルダーブロック１８の内側面に設けた位置規制用突起１８ａと、前記下型ベースプレート１７との間に配置され、上下方向（型開閉方向）に位置規制されている。前記下型サポートブロック５１は、その上面に断面略コ字形状の下型チェスホルダー５２を固定してある。前記下型チェスホルダー５２は、その内周面に下型キャビティブロック５３を固定してある。
なお、前記下型サポートブロック５１、前記下型チェスホルダー５２および下型キャビティブロック５３は一体化されているが、これらは上下動できない。
ただし、前記下型チェス５０は、紙面に対して垂直方向にスライド移動可能に前記下型ダイセット１６に組み込まれている。このため、前記下型チェス５０は樹脂封止する製品に応じてそれ全体が交換可能である。しかし、前記上型チェス２０は図示しない固定具を介して前記下型ダイセット１６に固定されている。
すなわち、前記下型チェス５０を構成する下型サポートブロック５１は、前記下型ホルダーブロック１８の内側面に設けた位置規制用突起１８ａと、前記下型ベースプレート１７との間に配置され、上下方向（型開閉方向）に位置規制されている。前記下型サポートブロック５１は、その上面に断面略コ字形状の下型チェスホルダー５２を固定してある。前記下型チェスホルダー５２は、その内周面に下型キャビティブロック５３を固定してある。
なお、前記下型サポートブロック５１、前記下型チェスホルダー５２および下型キャビティブロック５３は一体化されているが、これらは上下動できない。
ただし、前記下型チェス５０は、紙面に対して垂直方向にスライド移動可能に前記下型ダイセット１６に組み込まれている。このため、前記下型チェス５０は樹脂封止する製品に応じてそれ全体が交換可能である。しかし、前記上型チェス２０は図示しない固定具を介して前記下型ダイセット１６に固定されている。
さらに、前記下型チェス５０は、下型バックプレート５５と、下型ピンプレート５６と、成形品用エジェクタピン５７とを有している。
すなわち、前記下型バックプレート５５と、前記成形品用エジェクタピン５７を挿通した下型ピンプレート５６とが一体化され、前記成形品用エジェクタピン５７が抜け止めされている。また、前記下型バックプレート５５および前記下型ピンプレート５６を貫通する貫通孔５８に、前記下型ベースプレート１７に固定した下型ストッパー５９を挿通してある。このため、前記下型バックプレート５５、前記下型ピンプレート５６および前記成形品用エジェクタピン５７は一体に上下動可能である。
さらに、前記下型バックプレート５５および前記下型ピンプレート５６を貫通する断面略Ｔ字形状の貫通孔６０内には、下型ボルト６１が挿通されている。前記下型ボルト６１は、その軸部を前記下型チェスホルダー５２の下面に螺合一体化してある。また、前記下型ボルト６１は、その頭部を抜け止めリング６２を介して下型ピンプレート５６に係合してある。そして、前記下型チェスホルダー５２および下型キャビティブロック５３に設けたピン孔に前記成形品用エジェクタピン５７が挿通され、前記下型キャビティブロック５３の上面から出し入れ可能となっている。さらに、前記下型チェスホルダー５２と下型ピンプレート５６との間に下型スプリング６３が配置されている。このため、前記下型スプリング６３は、前記下型チェスホルダー５２と下型ピンプレート５６とをそれぞれ外方に付勢する。
すなわち、前記下型バックプレート５５と、前記成形品用エジェクタピン５７を挿通した下型ピンプレート５６とが一体化され、前記成形品用エジェクタピン５７が抜け止めされている。また、前記下型バックプレート５５および前記下型ピンプレート５６を貫通する貫通孔５８に、前記下型ベースプレート１７に固定した下型ストッパー５９を挿通してある。このため、前記下型バックプレート５５、前記下型ピンプレート５６および前記成形品用エジェクタピン５７は一体に上下動可能である。
さらに、前記下型バックプレート５５および前記下型ピンプレート５６を貫通する断面略Ｔ字形状の貫通孔６０内には、下型ボルト６１が挿通されている。前記下型ボルト６１は、その軸部を前記下型チェスホルダー５２の下面に螺合一体化してある。また、前記下型ボルト６１は、その頭部を抜け止めリング６２を介して下型ピンプレート５６に係合してある。そして、前記下型チェスホルダー５２および下型キャビティブロック５３に設けたピン孔に前記成形品用エジェクタピン５７が挿通され、前記下型キャビティブロック５３の上面から出し入れ可能となっている。さらに、前記下型チェスホルダー５２と下型ピンプレート５６との間に下型スプリング６３が配置されている。このため、前記下型スプリング６３は、前記下型チェスホルダー５２と下型ピンプレート５６とをそれぞれ外方に付勢する。
さらに、前記下型ベースプレート１７、下型バックプレート５５、下型ピンプレート５６、下型チェスホルダー５２および下型キャビティブロック５３を同一軸心に沿って貫通する貫通孔６４が設けられている。そして、前記貫通孔６４にプランジャー６５が往復移動可能に収納され、ポット部６６が形成されている。
次に、前記電子部品封止装置の動作について説明する。
図２に示すように、成形金型が開いている場合には、カル部用エジェクタピン３２が引き込まれ、カル部２３ａ内に突出していない。同様に、成形品用エジェクタピン５７も引き込まれ、下型キャビティブロック５３の上面から突出していない。
図２に示すように、成形金型が開いている場合には、カル部用エジェクタピン３２が引き込まれ、カル部２３ａ内に突出していない。同様に、成形品用エジェクタピン５７も引き込まれ、下型キャビティブロック５３の上面から突出していない。
先ず、図４に示すように、前記下型キャビティブロック５３に電子部品９２を表面実装した基板９１を配置するとともに、ポット部６６内にタブレット樹脂９３を投入する。そして、図５に示すように、可動プラテン１５（図１）を上昇させ、下型チェス５０を上型チェス２０に近接させる。これにより、上型キャビティホルダー２３と下型キャビティブロック５３とで前記基板９１を前記上型第１スプリング２８のバネ力だけで挟持し、第１次クランプ状態となる。これにより、キャビティ２７ａが形成される。ただし、前記連結棒２５に支持された上型キャビティブロック２７は当初の位置から変位しない。
ついで、図１に示したトランスファーユニット１９を駆動し、図６に示すように、プランジャー６５を押し上げると、前記プランジャー６５がタブレット樹脂９３を前記カル部２３ａに押圧することにより、加圧しながら加熱を促進する。このため、前記タブレット樹脂９３が溶融し、溶融樹脂９３ａがカル部２３ａ内に注入され（図６，図７）、ついで、キャビティ２７ａ内に注入される。このとき、電子部品９２の上面と上型キャビティブロック２７の下面との間のキャビティギャップが大きい。このため、溶融樹脂９３ａは滞留することなく、円滑に前記電子部品９２の表面を被覆する。
そして、前記プランジャー６５を充填終了前の所定の位置で停止する（図８，図９）。このときのプランジャー６５の押し込み量は、トータルストロークの７５％ないし８５％が好ましい。７５％未満であると、キャビティ２７ａ内の溶融樹脂が少なすぎる。このため、溶融樹脂９３ａが電子部品９２の上面を十分に被覆できず、２度目のプランジャー６５の充填作業によってボイド，ウェルドライン等が生じるからである。
また、前記プランジャー６５の押し込み量がトータルストロークの８５％を超えると、上型キャビティブロックを押し下げた場合に、キャビティ２７ａ内に注入されている溶融樹脂に大きな圧力が作用し、圧縮成形となる。このため、基板９１と上型キャビティホルダー２３との合わせ面との隙間、プランジャー６５とポット部６６との隙間から樹脂がもれやすく、トランスファー成形できない。この結果、封止装置を停止し、金型をクリーニングする必要が生じ、生産効率が低下するからである。
なお、本実施形態によれば、第１次クランプ状態から第２次クランプ状態までは、上型第１スプリング２８のバネ力で基板９１を挟持しているだけである。しかし、キャビティ２７ａ内の樹脂圧が所定の圧力以上になることがない。このため、上下金型の合わせ面から溶融樹脂９３ａが漏れるということはない。
また、前記プランジャー６５の押し込み量がトータルストロークの８５％を超えると、上型キャビティブロックを押し下げた場合に、キャビティ２７ａ内に注入されている溶融樹脂に大きな圧力が作用し、圧縮成形となる。このため、基板９１と上型キャビティホルダー２３との合わせ面との隙間、プランジャー６５とポット部６６との隙間から樹脂がもれやすく、トランスファー成形できない。この結果、封止装置を停止し、金型をクリーニングする必要が生じ、生産効率が低下するからである。
なお、本実施形態によれば、第１次クランプ状態から第２次クランプ状態までは、上型第１スプリング２８のバネ力で基板９１を挟持しているだけである。しかし、キャビティ２７ａ内の樹脂圧が所定の圧力以上になることがない。このため、上下金型の合わせ面から溶融樹脂９３ａが漏れるということはない。
さらに、図１０に示すように、前記可動プラテン１５（図１）を再度、上昇させて第２次クランプを行う。これにより、図１１に示すように、下型ダイセット１６の下型ベースプレート１７が押し上げられ、下型チェス５０の下型キャビティブロック５３が基板９１を介して上型チェス２０の上型キャビティホルダー２３を押し上げ、上型第１スプリング２８が圧縮される。このため、前記電子部品９２の上面が前記上型キャビティブロック２７の下面に接近する。この結果、前記電子部品９２の上面を被覆する溶融樹脂９３ａが前記上型キャビティブロック２７の下面に押し広げられ、薄くなる。このとき、キャビティ２７ａ内に溶融樹脂９３ａは完全に充填されていない。
ついで、図１２に示すように、プランジャー６５が再び上昇することにより、ポット部６６内に残留する溶融樹脂９３ａを、カル部２３ａからキャビティ２７ａ内に押し出す。そして、前記キャビティ２７ａ内に溶融樹脂９３ａを完全に充填した後（図１３）、所定時間、所定圧力で保圧保持し、溶融樹脂９３ａを硬化させる。
最後に、可動プラテン１５（図１）を下降させ、下型チェス５０が上型チェス２０から離れると、図示しない下限可変ストッパーが解除される。このため、図示しない上型エジェクタロッドが上型バックアッププレート３０および上型ピンプレート３１を下方側に押し下げる。この結果、カル部用エジェクタピン３２が成形品を突き出し、上型キャビティブロック２７から成形品９４を分離する（図１４）。これと同時に、図示しない下型エジェクタロッドが前記下型バックプレート５５および下型ピンプレート５６を上方に押し上げる。このため、成形品用エジェクタピン５７が成形品９４を突出し、下型キャビティブロック５３から成形品９４が分離される。
以後、同様な動作を繰り返すことにより、樹脂封止作業を連続的に行うことができる。
第２実施形態は、図１５に示すように、前述の第１実施形態と同一であり、異なる点はリリースフィルム９５を使用して樹脂封止する場合である。
本実施形態によれば、前記リリースフィルム９５を使用することにより、樹脂漏れを効果的に防止でき、上型キャビティブロック２７から成形品９４の離形がより一層、容易になるという利点がある。
他は前述の第１実施形態とほぼ同様であるので、同一部分に同一番号を付して説明を省略する。
本実施形態によれば、前記リリースフィルム９５を使用することにより、樹脂漏れを効果的に防止でき、上型キャビティブロック２７から成形品９４の離形がより一層、容易になるという利点がある。
他は前述の第１実施形態とほぼ同様であるので、同一部分に同一番号を付して説明を省略する。
第３実施形態は、図１６，図１７に示すように、連結棒２５の下端面と上型キャビティブロック２７との間に位置調整用スペーサ４０を配置した場合である。
本実施形態によれば、電子部品９２の厚さ寸法や樹脂部の厚さ寸法が異なっても、前記位置調整用スペーサ４０を交換することにより、前記上型キャビティブロック２７を位置調整できる。このため、上型キャビティブロック２７全体を交換する必要がない。この結果、汎用性の電子部品封止金型が得られるという利点がある。
他は前述の第１実施形態とほぼ同様であるので、同一部分に同一番号を付して説明を省略する。
本実施形態によれば、電子部品９２の厚さ寸法や樹脂部の厚さ寸法が異なっても、前記位置調整用スペーサ４０を交換することにより、前記上型キャビティブロック２７を位置調整できる。このため、上型キャビティブロック２７全体を交換する必要がない。この結果、汎用性の電子部品封止金型が得られるという利点がある。
他は前述の第１実施形態とほぼ同様であるので、同一部分に同一番号を付して説明を省略する。
第４実施形態は、図１８に示すように、前述の第１実施形態とほぼ同様であり、異なる点は下型チェスホルダー５２に設けた貫通孔７０に、フローティング部材７１を軸心方向に沿って往復移動可能に配置した点である。
本実施形態よれば、前記フローティング部材７１を軸心方向に往復移動させることにより、下型キャビティブロック５３を位置調整できる。前記フローティング部材７１は図示しない油圧、スプリングおよびコッター等で駆動する。
本実施形態によれば、フローティング部材７１を上下動させることにより、下型キャビティブロック５３を上下動させることができる。このため、基板９１の厚さ寸法にバラツキがあっても、誤差を吸収して成形でき、歩留まりの良い電子部品封止装置が得られる。
また、本実施形態によれば、厚さ寸法の異なる基板９１を樹脂封止する場合であっても、フローティング部材７１を上下動させて樹脂封止できる。このため、汎用性の電子部品封止装置が得られるという利点がある。
本実施形態よれば、前記フローティング部材７１を軸心方向に往復移動させることにより、下型キャビティブロック５３を位置調整できる。前記フローティング部材７１は図示しない油圧、スプリングおよびコッター等で駆動する。
本実施形態によれば、フローティング部材７１を上下動させることにより、下型キャビティブロック５３を上下動させることができる。このため、基板９１の厚さ寸法にバラツキがあっても、誤差を吸収して成形でき、歩留まりの良い電子部品封止装置が得られる。
また、本実施形態によれば、厚さ寸法の異なる基板９１を樹脂封止する場合であっても、フローティング部材７１を上下動させて樹脂封止できる。このため、汎用性の電子部品封止装置が得られるという利点がある。
第５実施形態は、図１９ないし図２３に示すように、前述の第１実施形態とほぼ同様である。第１実施形態と異なる点は基板９１に表面実装した電子部品９２の高さ寸法がより小さく、前記基板９１表面から成形後の樹脂表面までの厚さ寸法がより小さい点である。
例えば、電子部品９２の高さ寸法０．１ｍｍ、基板９１の表面から成形後の樹脂部の表面までの高さ寸法０．２ｍｍ、上型キャビティブロック２７の移動距離０．５ｍｍとした場合である。
そして、図１９に示すように、上型キャビティホルダー２３と下型キャビティブロック５３とで前記基板９１を前記上型第１スプリング２８のバネ力だけで挟持し、第１次クランプ状態とする。これにより、上型キャビティブロック２７の下面にキャビティ２７ａが形成される。
例えば、電子部品９２の高さ寸法０．１ｍｍ、基板９１の表面から成形後の樹脂部の表面までの高さ寸法０．２ｍｍ、上型キャビティブロック２７の移動距離０．５ｍｍとした場合である。
そして、図１９に示すように、上型キャビティホルダー２３と下型キャビティブロック５３とで前記基板９１を前記上型第１スプリング２８のバネ力だけで挟持し、第１次クランプ状態とする。これにより、上型キャビティブロック２７の下面にキャビティ２７ａが形成される。
ついで、図２０に示すように、プランジャー６５を押し上げると、前記プランジャー６５がタブレット樹脂９３を前記カル部２３ａに押圧することにより、加圧しながら加熱を促進する。このため、図２１に示すように、前記タブレット樹脂９３が溶融し、溶融樹脂９３ａがカル部２３ａ内に注入され、ついで、キャビティ２７ａ内に注入される。このとき、電子部品９２の上面と上型キャビティブロック２７の下面との間のキャビティギャップが大きい。このため、溶融樹脂９３ａは滞留することなく、円滑に前記電子部品９２の表面を被覆する。
そして、前記プランジャー６５を充填終了前の所定の位置で停止する。ただし、このときのプランジャー６５の押し込み量は、前記電子部品９２の表面を溶融樹脂９３ａで確実に被覆できる押し込み量であるが、キャビティ２７ａ内に溶融樹脂９３ａを完全に充填する押し込み量ではない。このため、キャビティ２７ａ内が所定の樹脂圧以上になることがないので、上下金型の合わせ面から溶融樹脂９３ａが漏れることはない。
さらに、図２２に示すように、前記可動プラテン１５（図１）を再度、上昇させる。これにより、下型ダイセット１６の下型ベースプレート１７が押し上げられ、下型チェス５０の下型キャビティブロック５３が基板９１を介して上型チェス２０の上型キャビティホルダー２３を押し上げ、上型第１スプリング２８が圧縮される。このため、前記電子部品９２の上面が前記上型キャビティブロック２７の下面に接近する（図２３）。この結果、前記電子部品９２の上面を被覆する溶融樹脂９３ａが、前記上型キャビティブロック２７の下面に押し広げられ、薄くなるとともに、第２次クランプ状態となる。このとき、キャビティ２７ａ内で溶融樹脂９３ａは押し広げられるが、プランジャー６５も下降する。このため、キャビティ２７ａ内の樹脂圧は所定の圧力以上になることがなく、上下金型の合わせ面から溶融樹脂９３ａが漏れることはない。
ついで、プランジャー６５が再び上昇することにより、ポット部６６内に残留する溶融樹脂９３ａを、カル部２３ａからキャビティ２７ａ内に押し出す。そして、前記キャビティ２７ａ内に溶融樹脂９３ａを完全に充填した後、所定時間、所定圧力で保圧保持し、溶融樹脂９３ａを硬化させる。
本実施形態によれば、第２次クランプ状態とする前にプランジャー６５を上下動させることにより、キャビティ２７ａ内を所定の圧力以内に調整する。このため、前記上型キャビティブロック２７でより一層深く押し込んでも、圧縮成形することにならず、寸法精度の高い樹脂封止が可能になるという利点がある。
本発明に係る電子部品封止金型は、半導体素子を樹脂封止する場合に限らず、他の電子部品、例えば、コンデンサー、抵抗器、インダクタ等を樹脂封止する場合に適用してもよいことは勿論である。
１０ タイバー
１１ 固定プラテン
１２ 上型ダイセット
１３ 上型ベースプレート
１４ 上型ホルダーブロック
１４ａ 位置規制用突起
１５ 可動プラテン
１６ 下型ダイセット
１７ 下型ベースプレート
１８ 下型ホルダーブロック
１８ａ 位置規制用突起
１９ トランスファーユニット
２０ 上型チェス
２１ 上型サポートブロック
２２ 上型チェスホルダー
２２ａ 貫通孔
２３ 上型キャビティホルダー
２３ａ カル部
２４ 上型ストッパー
２５ 連結棒
２６ 上型バックプレート
２７ 上型キャビティブロック
２７ａ キャビティ
２８ 上型第１スプリング
３０ 上型バックアッププレート
３１ 上型ピンプレート
３２ カル部用エジェクタピン
３３ 凹部
３４ 上型ボルト
３５ 上型抜け止めリング
３６ 上型第２スプリング
４０ 位置調整用スペーサ
５０ 下型チェス
５１ 下型サポートブロック
５２ 下型チェスホルダー
５３ 下型キャビティブロック
５５ 下型バックプレート
５６ 下型ピンプレート
５７ 成形品用エジェクタピン
５８ 貫通孔
５９ 下型ストッパー
６０ 貫通孔
６１ 下型ボルト
６２ 抜け止めリング
６３ 下型スプリング
６４ 貫通孔
６５ プランジャー
６６ ポット部
７０ 貫通孔
７１ フローティング部材
９１ 基板
９２ 電子部品（半導体素子）
９３ タブレット樹脂
９３ａ 溶融樹脂
９４ 成形品
９５ リリースフィルム
１１ 固定プラテン
１２ 上型ダイセット
１３ 上型ベースプレート
１４ 上型ホルダーブロック
１４ａ 位置規制用突起
１５ 可動プラテン
１６ 下型ダイセット
１７ 下型ベースプレート
１８ 下型ホルダーブロック
１８ａ 位置規制用突起
１９ トランスファーユニット
２０ 上型チェス
２１ 上型サポートブロック
２２ 上型チェスホルダー
２２ａ 貫通孔
２３ 上型キャビティホルダー
２３ａ カル部
２４ 上型ストッパー
２５ 連結棒
２６ 上型バックプレート
２７ 上型キャビティブロック
２７ａ キャビティ
２８ 上型第１スプリング
３０ 上型バックアッププレート
３１ 上型ピンプレート
３２ カル部用エジェクタピン
３３ 凹部
３４ 上型ボルト
３５ 上型抜け止めリング
３６ 上型第２スプリング
４０ 位置調整用スペーサ
５０ 下型チェス
５１ 下型サポートブロック
５２ 下型チェスホルダー
５３ 下型キャビティブロック
５５ 下型バックプレート
５６ 下型ピンプレート
５７ 成形品用エジェクタピン
５８ 貫通孔
５９ 下型ストッパー
６０ 貫通孔
６１ 下型ボルト
６２ 抜け止めリング
６３ 下型スプリング
６４ 貫通孔
６５ プランジャー
６６ ポット部
７０ 貫通孔
７１ フローティング部材
９１ 基板
９２ 電子部品（半導体素子）
９３ タブレット樹脂
９３ａ 溶融樹脂
９４ 成形品
９５ リリースフィルム
Claims (4)
- 電子部品を封止するための電子部品封止金型と、前記電子部品封止金型に形成されるキャビティ内に前記電子部品の表面を被覆する溶融樹脂を注入するためのプランジャーとを備えたトランスファー成形機であって、
前記電子部品封止金型は、
電子部品を表面実装した基板を載置するための下型キャビティブロックと、
前記下型キャビティブロックとで前記基板を挟持する上型キャビティホルダーと、
前記上型キャビティホルダーの上下動に連動して上下動し、かつ、貫通孔を有する上型チェスホルダーと、
前記上型チェスホルダーの上方に配置された上型バックプレートと、
前記上型チェスホルダーの上下動に連動して伸縮する上型スプリングと、
前記上型キャビティホルダー内で上下動可能に位置決めされ、かつ、前記下型キャビティブロックとの間に前記キャビティを形成する上型キャビティブロックと、
前記上型チェスホルダーの貫通孔に挿通され、前記上型キャビティブロックと前記上型バックプレートとを連結する連結棒と、を備え、
前記下型キャビティブロックに、前記プランジャーを挿入可能なポット部が設けられ、
前記トランスファー成形機は、
前記キャビティ内の一部に注入した前記溶融樹脂で前記電子部品の上面を被覆する位置まで、前記プランジャーを上昇させる第１次注入工程と、
前記上型キャビティブロックの下面で前記溶融樹脂が押し広げられるように、前記プランジャーの上下動を規制した状態で前記下型キャビティブロックを上昇させる押圧工程と、
前記プランジャーを上昇させ、前記キャビティ内に残存する空間に前記溶融樹脂を充填する第２次注入工程と、
を行うプログラムを組み込んだことを特徴とするトランスファー成形機。 - 前記上型キャビティホルダーには、前記ポット部と前記キャビティとを接続するカル部が設けられ、
前記上型キャビティブロックと前記上型バックプレートとの間には、離型を助勢するエジェクタピンが、前記カル部内へ突出可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のトランスファー成形機。 - 前記下型キャビティブロックを下方側から支持する下型キャビティホルダーに、前記下型キャビティブロックを上下に位置調整できるフローティング部材を配置したことを特徴とする、請求項１または２に記載のトランスファー成形機。
- 電子部品を表面実装した基板を載置するための下型キャビティブロックと、
前記下型キャビティブロックとで前記基板を挟持する上型キャビティホルダーと、
前記上型キャビティホルダーの上下動に連動して上下動し、かつ、貫通孔を有する上型チェスホルダーと、
前記上型チェスホルダーの上方に配置された上型バックプレートと、
前記上型チェスホルダーの上下動に連動して伸縮する上型スプリングと、
前記上型キャビティホルダー内で上下動可能に位置決めされ、かつ、前記下型キャビティブロックとの間にキャビティを形成する上型キャビティブロックと、
前記上型チェスホルダーの貫通孔に挿通され、前記上型キャビティブロックと前記上型バックプレートとを連結する連結棒と、を備え、
前記下型キャビティブロックに、前記キャビティ内に前記電子部品の表面を被覆する溶融樹脂を注入するためのプランジャーを挿入可能なポット部が設けられた電子部品封止金型、を用いて電子部品を製造する方法であって、
前記キャビティ内の一部に注入した前記溶融樹脂で前記電子部品の上面を被覆する位置まで、前記プランジャーを上昇させる第１次注入工程と、
前記上型キャビティブロックの下面で前記溶融樹脂が押し広げられるように、前記プランジャーの上下動を規制した状態で前記下型キャビティブロックを上昇させる押圧工程と、
前記プランジャーを上昇させ、前記キャビティ内に残存する空間に前記溶融樹脂を充填する第２次注入工程と、を含むことを特徴とする、電子部品を製造する方法。
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