JP6546879B2 - 樹脂成形金型および樹脂成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形金型および樹脂成形方法に適用して有効な技術に関する。

特開２０１５−９３３９８号公報（特許文献１）には、アクチュエータによって進退動可能なシャットオフピンを備える樹脂成形金型が記載されている（特にその明細書段落［００５６］参照）。

特開２０１５−９３３９８号公報

樹脂成形金型は、型閉じした状態においてキャビティからエアを排出（脱気）する経路がエアベント（パーティング面に加工された溝）のみで構成されるのが一般的であるが、型閉じ完了前に比べてエアを排出する性能が著しく減少してしまう。このため、成形過程で樹脂から発生するアウトガスおよびエア（以下では、アウトガスを含めてエアと記す場合がある。）については十分に排出することができず、未充填の成形不良となるおそれがある。特に、基板とその実装部品との端子間を樹脂でモールドする場合（例えばモールドアンダーフィル）など狭小部に樹脂を充填することが困難となる。

なお、特許文献１に記載の技術では、エアの排出効率を高めるためにエアベント（溝）を深く形成し、これに流れる樹脂を堰き止めるためのシャットオフピンを設けている（特にその明細書段落［００５７］、［００６８］参照）。しかしながら、このシャットオフピンはアクチュエータによって可動される構成であるため、樹脂成形金型が大型化してしまう。

本発明の一目的は、成形品質を向上させることのできる技術を提供することにある。また、本発明の一目的および他の目的ならびに新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかにしていく。

本発明の一解決手段に係る樹脂成形金型は、キャビティと、前記キャビティに通じるシャットオフベントと、前記シャットオフベントに進退動可能なシャットオフピンと、前記シャットオフベントに対して前記シャットオフピンを離隔させるリターンスプリングと、前記リターンスプリングに抗して前記シャットオフピンにエア圧を掛けるエア供給路と、前記シャットオフベントよりも前記キャビティ側で前記キャビティに通じるオーバーフローキャビティと、一方のパーティング面に設けられるリリースフィルムと、他方のパーティング面で前記シャットオフベントに開口するエア吸引路と、前記シャットオフベントと前記エア吸引路とを通じる空間を有し、前記エア吸引路が開口する位置に設けられるフィルムサポートブロックと、を備えることを特徴とする。また、前記オーバーフローキャビティよりも前記キャビティ側で前記キャビティに通じるエアベントを更に備えることがより好ましい。これによれば、シャットオフピンをエア圧可動式とすることができる。このシャットオフピンによれば、成形過程で樹脂から発生するアウトガスおよびエアを容易に排出することができる。また、キャビティから樹脂が流れ出てきたとしても、オーバーフローキャビティで樹脂を留めておくことでシャットオフピンを可動させるタイミングの調整をし易くすることができる。

また、例えばリリースフィルムによってエア吸引路が塞がれてエアの排出ができなくなるのを防止することができる。

また、前記キャビティに充填される樹脂を検出するセンサと、前記センサによる前記樹脂の検出をトリガとして前記シャットオフピンにエア圧が掛かるよう制御する制御部と、を更に備えることがより好ましい。これによれば、例えば、エアベントに流れ出してくる樹脂の状態に応じてシャットオフベントを閉塞させることもできる。

また、前記キャビティに通じる前記シャットオフベントが複数設けられ、複数の前記シャットオフベントに対応して前記シャットオフピンが複数設けられ、複数の前記シャットオフピンに一括してエア圧が掛かるよう前記エア供給路が共通して設けられることがより好ましい。これによれば、複数のシャットオフピンを設けたとしても、エア供給路が共通しているので、樹脂成形金型を小型化させることができる。

また、前記一解決手段に係る樹脂成形金型において、前記キャビティに通じる前記シャットオフベントが複数設けられ、複数の前記シャットオフベントに対応して前記シャットオフピンが複数設けられ、複数の前記シャットオフピンのそれぞれに個別にエア圧が掛かるよう前記エア供給路が複数設けられることがより好ましい。これによれば、各シャットオフピンへエアを供給するタイミングをずらして、シャットオフタイミングを樹脂の流れに応じて制御することもできる。

本発明の一解決手段に係る樹脂成形方法は、オーバーフローキャビティを介してキャビティに通じるシャットオフベントから、シャットオフピンをリターンスプリングによって退避させた状態で、前記シャットオフベントを介して前記キャビティのエアを吸引して排出しながら、前記キャビティに樹脂を充填していく工程と、前記リターンスプリングに抗して前記シャットオフピンにエア圧を掛け、前記シャットオフピンを前記シャットオフベントに進出させて前記シャットオフベントを閉塞した状態で、前記キャビティで充填された前記樹脂を保圧しながら熱硬化させる工程と、前記シャットオフベントにおけるエア吸引路が開口する位置にフィルムサポートブロックを設けて、前記エア吸引路の開口にリリースフィルムが貼り付いて塞がれてエアを吸引できなくなるのを防止する工程と、を含むことを特徴とする。これよれば、成形過程で樹脂から発生するアウトガスおよびエアを十分に排出することができる。また、キャビティから樹脂が流れ出てきたとしても、オーバーフローキャビティで樹脂を留めておくことでシャットオフピンを可動させるタイミングの調整をし易くすることができる。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次のとおりである。本発明によれば、成形品質を向上させることができる。

本発明の一実施形態における樹脂成形金型の模式的断面図ある。 図１に続く動作における樹脂成形金型の模式的断面図である。 図２に続く動作における樹脂成形金型の模式的断面図である。 図３に続く動作における樹脂成形金型の模式的断面図である。 図１に示す樹脂成形金型を構成する各部の平面配置の一例である。 図１に示す樹脂成形金型を構成する各部の平面配置の他の例である。 本発明の他の実施形態における樹脂成形金型の模式的断面図ある。 図７に続く動作における樹脂成形金型の模式的断面図である。 図８に続く動作における樹脂成形金型の模式的断面図である。 図９に続く動作における樹脂成形金型の模式的断面図である。 本発明の他の実施形態における樹脂成形金型の平面配置の一例である。

以下の本発明における実施形態では、必要な場合に複数のセクションなどに分けて説明するが、原則、それらはお互いに無関係ではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細などの関係にある。このため、全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、構成要素の数（個数、数値、量、範囲などを含む）については、特に明示した場合や原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。また、構成要素などの形状に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類似するものなどを含むものとする。

（実施形態１）
本実施形態における樹脂成形金型１０について、図１〜図６を参照して説明する。図１〜図４は、樹脂成形金型１０の模式的断面図であり、樹脂成形金型１０の動作順に示している。図５および図６は、樹脂成形金型１０を構成する各部の平面配置の例を示している。なお、図１などでは、説明を明解にするために、実際には同一の断面に現れない構成（例えば、エア供給路４２）も合わせて示している。

樹脂成形金型１０は、型開閉可能な一対の金型（上型１１および下型１２）を備える。樹脂成形金型１０は、例えば、樹脂成形装置のプレス部に設けられ、固定プラテンに対して、電動モータ駆動のトグルリンクによって可動プラテンを進退動させる公知のプレス機構（型開閉機構）によって、型開閉が行われる。例えば、上型１１を固定型とし、下型１２を可動型とした場合、上型１１は固定プラテン、下型１２は可動プラテンに固定して組み付けられる。

樹脂成形金型１０は、型閉じしてワークＷがクランプされた状態で形成されるキャビティＣ（図２参照）を備える。この樹脂成形金型１０は、プランジャＰ（先端面の位置Ｐｔ）によって送り出されてキャビティＣに充填された樹脂Ｒを、所定条件（保圧、温度、時間など）で熱硬化させて成形する。本実施形態では、ワークＷとして、例えば、基板１０１（例えば、配線基板）上にマトリクス状に複数のチップ部品１０２（例えば、半導体チップ）がフリップチップ実装されたものを用いる。また、樹脂Ｒとして、例えば、タブレット状に形成されたエポキシ系などの熱硬化性樹脂を用いる。なお、図１〜図４では、プランジャＰより右側の構成を省略して示している。

樹脂成形金型１０の上型１１（一方の金型）は、上型ベース１３と、上型チェイス１４と、上型インサート１５と、を備え、これらが組み付けられて構成される。この上型１１は上方で図示しない固定プラテンに組み付けられる。上型ベース１３の下面には上型チェイス１４が組み付けられる。この上型チェイス１４の下面には凹部１４ａが形成されており、この凹部１４ａに上型インサート１５が収容されて組み付けられる。ここで、上型チェイス１４の下面と上型インサート１５の下面は面一となって、上型１１のパーティング面１１ａを構成する。

樹脂成形金型１０の下型１２（他方の金型）は、下型チェイス１６と、下型インサート１７と、ワークサポートブロック２０と、ポット２１と、を備え、これらが組み付けられて構成される。下型１２は下方で図示しない可動プラテンに組み付けられる。下型チェイス１６の上面には凹部１６ａが形成されており、この凹部１６ａに下型インサート１７が収容されて組み付けられる。ここで、下型チェイス１６の上面と下型インサート１７の上面は面一となって、下型１２のパーティング面１２ａを構成する。

また、下型チェイス１６および下型インサート１７を貫通するようポット２１が組み付けられる。このポット２１には、公知のトランスファ機構によって進退動可能なプランジャＰが挿入して組み付けられる。また、下型インサート１７には貫通孔１７ａが形成されており、この貫通孔１７ａ内の下型チェイス１６の露出面にワークサポートブロック２０が組み付けられる。これにより、下型１２のパーティング面１２ａにはワークＷがセットされる段差部（窪み部）が形成され、ワークサポートブロック２０の上面にワークＷがセットされる。このワークサポートブロック２０によれば、ワークＷの基板１０１の表面と下型１２のパーティング面１２ａが面一となるように調整することができる。

また、樹脂成形金型１０は、リリースフィルムＦを備える。本実施形態では、上型１１のパーティング面１１ａにリリースフィルムＦが貼り付くよう設けられる。リリースフィルムＦは、上型チェイス１４と上型インサート１５との隙間や図示しないエア吸引路を利用した公知の吸引機構によって上型１１のパーティング面１１ａに貼り付けられる（吸着保持される）。樹脂成形金型１０では、リリースフィルムＦが設けられない構成とすることもできるが、リリースフィルムＦを介することで、上型１１から容易にワークＷ（成形品）を取り出すことができる。リリースフィルムＦは、上型１１のパーティング面１１ａから容易に剥離するものであって、耐熱性、柔軟性、伸展性を有するフィルム材から構成される。リリースフィルムＦとしては、例えば、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＥＴ、ＦＥＰ、フッ素含浸ガラスクロス、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリジンなどが好適に用いられる。

また、樹脂成形金型１０は、金型内部（上型１１と下型１２との間の空間）を気密状態（チャンバ）とするためのシール部２８（例えばＯリング）を備える。本実施形態では、下型１２のパーティング面１２ａの外周部に形成された周溝にシール部２８が嵌め込まれる。これにより、シール部２８は、型閉じの際に上型１１のパーティング面１１ａの外周部と、下型１２のパーティング面１２ａの外周部とで押し潰されることによってキャビティＣなどを含む金型内部を気密する。

ここで、樹脂成形金型１０は、型閉じした状態では、カル２２と、ランナ・ゲート２３と、キャビティＣと、エアベント２４と、を備え、これらが通じて構成される（図２参照）。カル２２は、ポット２１と対向して上型１１のパーティング面１１ａに形成された金型カル２２ａ（窪み）で構成される（図１参照）。カル２２に接続するランナ・ゲート２３は、上型１１のパーティング面１１ａに形成された金型ランナ・ゲート２３ａ（溝）で構成される（図１参照）。ランナ・ゲート２３に接続するキャビティＣは、上型１１のパーティング面１１ａに形成された金型キャビティＣａ（窪み）で構成される（図１参照）。キャビティＣに接続するエアベント２４は、上型１１のパーティング面１１ａに形成された金型エアベント２４ａ（溝）で構成される（図１参照）。

また、樹脂成形金型１０は、型閉じした状態では、エアベント２４に接続してキャビティＣに通じるオーバーフローキャビティ２５を備える（図２参照）。すなわち、エアベント２４は、オーバーフローキャビティ２５よりもキャビティＣ側でキャビティＣに通じている。オーバーフローキャビティ２５は、上型１１のパーティング面１１ａに形成された金型オーバーフローキャビティ２５ａ（窪み）および下型１２のパーティング面１１ａに形成された金型オーバーフローキャビティ２５ｂ（窪み）で構成される（図１参照）。オーバーフローキャビティ２５を設けることで、エアと共に樹脂ＲをキャビティＣから溢れさせることができる。すなわち、キャビティＣからエアを排出させやすくすることができる。

なお、キャビティＣとオーバーフローキャビティ２５との間にエアベント２４が設けられる構成とすることにより、キャビティＣ内における樹脂圧を高め易く、オーバーフローキャビティ２５への樹脂Ｒの流入量を調整しやすいため、より好ましいが必ずしも設けなくてもよい。この場合、例えばキャビティＣとオーバーフローキャビティ２５とが連通した構成とすることができる。具体的には、キャビティＣにおいてチップ部品１０２が搭載された領域（成形品領域）の下流位置にオーバーフローキャビティ２５に相当する領域を設けることができる。この場合、成形品領域を通過したアウトガスやエアが樹脂Ｒと共にオーバーフローキャビティ２５に押し流されることで、成形品領域においてこれらを排除することができる。

また、樹脂成形金型１０は、型閉じした状態では、オーバーフローキャビティ２５に接続してキャビティＣに通じるシャットオフベント２６を備える（図２参照）。シャットオフベント２６は、上型１１のパーティング面１１ａに形成された金型シャットオフベント２６ａ（溝）で構成される（図１参照）。

本実施形態では、エアベント２４の延在方向と交差するエアベント２４の高さ（深さ）よりも、シャットオフベント２６の延在方向と交差するシャットオフベント２６の高さ（深さ）が高い（深い）。このエアベント２４により、樹脂成形後において、キャビティＣで熱硬化された樹脂Ｒが、エアベント２４で熱硬化された不要な樹脂Ｒと分離することが容易となる。また、エアベント２４の他に、エアベント２４よりもエア抵抗の低いシャットオフベント２６を設けることで、エアの排出効率を高めることができる。

そして、このようなシャットオフベント２６よりもキャビティＣ側にオーバーフローキャビティ２５が設けられている。キャビティＣから樹脂Ｒが流れ出てきたとしても、オーバーフローキャビティ２５で樹脂Ｒを留めておくことで後述のシャットオフピン４０を可動させるタイミングの調整をし易くする（ある程度遅くする）ことができる。また、流動方向における断面積の小さなエアベント２４を介して樹脂Ｒを流してオーバーフローキャビティ２５に流し込んでいるために、オーバーフローキャビティ２５への流入時間を長くしてシャットオフピン４０を可動させるタイミングの調整をし易くすることができる。

また、樹脂成形金型１０は、型閉じした状態（図２参照）では、シャットオフベント２６に接続してキャビティＣに通じる吸引チャンバ２７を備える。吸引チャンバ２７は、上型１１のパーティング面１１ａに形成された金型吸引チャンバ２７ａ（窪み）および下型１２のパーティング面１１ａに形成された金型吸引チャンバ２７ｂ（窪み）で構成される（図１参照）。

また、樹脂成形金型１０は、下型１２のパーティング面１２ａでシャットオフベント２６に連結するように開口するエア吸引路３０を備える。エア吸引路３０は、一端が金型吸引チャンバ２７ｂの奥面で開口し、他端が金型外部に開口するよう下型１２に設けられ、金型外部に設けられる減圧機構３１（例えば真空ポンプを備える）に接続される（図１参照）。この減圧機構３１の駆動によって、エア吸引路３０は、キャビティＣなどを含む金型内部からエアを吸引して排出する。この際、大容積の吸引チャンバ２７を介することで、エアの流動抵抗を低減したり、リリースフィルムＦによるエア吸引路３０の閉塞を防止したりしてエアの排出を効果的に行うことができ、エアの排出効率を高めることができる。

また、樹脂成形金型１０は、エア吸引路３０が開口する位置（吸引チャンバ２７内）に所定の隙間を空けて重なるように設けられるフィルムサポートブロック３２を備える。このフィルムサポートブロック３２は、エア吸引路３０によって金型内部のエアが吸引、排出される際に、リリースフィルムＦがフィルムサポートブロック３２に支持されることで、エア吸引路３０に吸い込まれないようにするために設けられる。また、フィルムサポートブロック３２は、例えば複数の足部により吸引チャンバ２７内で所定の位置に支持されてシャットオフベント２６とエア吸引路３０とを通じる空間３２ａを有することで、エアの排出が妨げられるのを防止している。

また、樹脂成形金型１０は、シャットオフベント２６に進退動可能なシャットオフピン４０（可動ピン）を備える。そして、樹脂成形金型１０は、リターンスプリング４１（内蔵スプリング）と、エア供給路４２と、を備え、シャットオフピン４０をエア圧で進退動可能な構造（エア圧可動式構造）としている。このシャットオフピン４０によれば、成形過程で樹脂Ｒから発生するアウトガスおよびエアを容易に排出することができる。

リターンスプリング４１は、シャットオフベント２６に対してシャットオフピン４０を離隔させる。また、エア供給路４２は、リターンスプリング４１に抗してシャットオフピン４０にエア圧を掛ける。これにより、シャットオフベント２６が開放した状態では、シャットオフベント２６の直上のシャットオフピン４０はリターンスプリング４１によって押し上げられる。他方、シャットオフベント２６が閉塞した状態では、シャットオフベント２６の直上のシャットオフピン４０はエア圧（給気）により押し下げられる。このようなエア圧可動式のシャットオフピン４０を用いることで、アクチュエータなどのような機構と比べて、樹脂成形金型１０を簡易化、小型化することができる。

シャットオフピン４０は、通常シャットオフベント２６から退避している状態とし、エア圧が掛けられることでシャットオフベント２６へ進出している状態となる。シャットオフピン４０がシャットオフベント２６から退避している状態では、シャットオフベント２６を介してエアの排出効率を高めることができる（図２参照）。また、シャットオフピン４０がシャットオフベント２６に進出している状態（閉塞した状態）では、樹脂Ｒが必要以上に流れ出てしまうのを防止することができる（図４参照）。

ここで、エア圧可動式のシャットオフピン４０のより具体的な構成について説明する。シャットオフピン４０は、先端部４０ａと、中途部４０ｂと、後端部４０ｃと、を備える（図１参照）。これら先端部４０ａ、中途部４０ｂおよび後端部４０ｃは、軸を共通にしてこの順で径が拡がり、段付き状に形成されている。このシャットオフピン４０は、シャットオフベント２６に先端部４０ａが臨むように上型１１のピン室４３に設けられる。このピン室４３は、先端部４０ａの径に合わせた第１室４３ａと、中途部４０ｂの径に合わせた第２室４３ｂと、後端部４０ｃの径に合わせた第３室４３ｃと、を備える。このため、ピン室４３も段付き状に形成されている。

第２室４３ｂでは、第３室４３ｃ側に中途部４０ｂが設けられ、中途部４０ｂを付勢するように第１室４３ａ側にリターンスプリング４１が設けられる。このリターンスプリング４１により、シャットオフベント２６に対してシャットオフピン４０が離隔（付勢）されている。また、第３室４３ｃでは、後端部４０ｃが設けられ、シャットオフピン４０のストローク量が確保される。すなわち、リターンスプリング４１は、シャットオフピン４０のストローク量の範囲で伸縮する。

そして、エア供給路４２は、一端が第３室４３ｃで開口し、他端が金型外部に開口するよう上型１１に設けられ、金型外部に設けられる加圧機構４４（例えばコンプレッサを備える）に接続される。このエア供給路４２により、リターンスプリング４１に抗してシャットオフピン４０の後端部４０ｃにエア圧が掛けられる。また、樹脂成形金型１０は、シャットオフピン４０とピン室４３との間をシールするピンシール部４５（例えばＯリング）を備えることが好ましい。ピンシール部４５は、例えば、後端部４０ｃの外周に嵌め込むように設けられる。なお、加圧機構４４は、例えば、樹脂成形金型１０が工場内に配置される場合、その工場内でエアガン用に設けられるコンプレッサを用いることもできる。

ところで、本実施形態では、図５および図６に示すように、一つのキャビティＣに対して、複数のプランジャＰ、ポット２１、カル２２、ランナ・ゲート２３、エアベント２４、オーバーフローキャビティ２５、シャットオフベント２６、吸引チャンバ２７およびエア吸引路３０が設けられる。そして、キャビティＣに通じる複数のシャットオフベント２６に対応してシャットオフピン４０が複数設けられる。

図５に示す構成では、複数のシャットオフピン４０に一括してエア圧が掛かるようエア供給路４２が共通して設けられる。これによれば、複数のシャットオフピン４０を同時に可動させることができる。また、エア供給路４２の引き回しの構成が簡易化、小型化となる。

また、図６に示す構成では、複数のシャットオフピン４０のそれぞれに個別にエア圧が掛かるようエア供給路４２が複数設けられる。これによれば、樹脂Ｒの流れに応じて制御するよう、シャットオフタイミング（エアの注入タイミング）をずらすことができる。例えば、樹脂Ｒが早く到達するエアベント２４に対応するシャットオフベント２６を先に閉塞し、樹脂Ｒが遅れて到達するエアベント２４に対応するシャットオフピン２６を後に閉塞することができる。したがって、キャビティＣ全体から効率良くエアを排出することができる。

次に、本実施形態における樹脂成形方法について、樹脂成形金型１０を用いて説明する。まず、型開きした状態（上型１１と下型１２とを遠ざけた状態）において、ワークＷ、樹脂ＲおよびリリースフィルムＦを金型内部にセットする（図１参照）。ワークＷは、チップ部品１０２を金型キャビティＣａに向けて下型１２のワークサポートブロック２０上にセットされる。樹脂Ｒは、プランジャＰが退避した状態で下型１２のポット２１内にセットされる。リリースフィルムＦは、上型１１のパーティング面１１ａに貼り付けられるようにセットされる。

その後、上型１１と下型１２とを近づけていくと、図１に示すように、リリースフィルムＦを介して上型１１のパーティング面１１ａと下型１２のシール部２８が接する（脱気開始位置）。これにより、金型内部にチャンバが形成される。この際、予め減圧機構３１を駆動させてエア吸引路３０を介してエアを吸引しておけば、金型内部にチャンバが形成された時点で、脱気が開始される。

続いて、上型１１と下型１２とを更に近づけていくと、図２に示すように、樹脂成形金型１０が型閉じした状態となる。これにより、ポット２１、カル２２、ランナ・ゲート２３、キャビティＣ、エアベント２４、オーバーフローキャビティ２５、シャットオフベント２６および吸引チャンバ２７の空間が通じるように形成される。そして、継続して減圧機構３１を駆動させてエア吸引路３０を介してキャビティＣのエアを吸引して排出する（金型内部が更に減圧される）。ここで、シャットオフピン４０をリターンスプリング４１によってシャットオフベント２６から退避させた状態（開放した状態）で、シャットオフベント２６を介してキャビティＣのエアを吸引して排出している。したがって、キャビティＣ内のエアが効率良く排出される。

ところで、下型１２のエア吸引路３０からエアが吸引されると、上型１２側に設けられているリリースフィルムＦまでも吸引されるおそれがある。そこで、フィルムサポートブロック３２をエア吸引路３０が開口する位置に設けておくことで、エア吸引路３０の開口にフィルムが貼り付いて塞がれ、エアを吸引（すなわち減圧）できなくなるのを防止している。なお、図２では、リリースフィルムＦがフィルムサポートブロック３２と接して支持されている状態を示している。

続いて、継続してキャビティＣのエアを吸引して排出しながら、プランジャＰをカル２２側へ進出させてキャビティＣに樹脂Ｒを充填していく（図３参照）。これよれば、図１および図２に示す金型内部からのエア排出だけでなく、成形過程で樹脂Ｒから発生するアウトガスおよびエアを十分に排出することができる。

続いて、図３に示すように、例えばキャビティＣにおける樹脂Ｒの充填が完了したところでリターンスプリング４１に抗してエア供給路４２からシャットオフピン４０にエア圧を掛け、シャットオフピン４０をシャットオフベント２６に進出させてシャットオフベント２６を閉塞する。エア圧を掛け始めるトリガは、例えば、キャビティＣからエアベント２４へ樹脂Ｒが流れ出すプランジャＰの位置Ｐｔから判定することができる。なお、シャットオフベント２６の閉塞に係るトリガは後述する実施形態において示すような手法を含め任意の手法を用いることができる。そして、更にプランジャＰをカル２２側へ進出させた場合において、キャビティＣに充填されて流れ出た樹脂Ｒはオーバーフローキャビティ２５に充填される。更に、樹脂Ｒがオーバーフローキャビティ２５から流れ出てシャットオフベント２６に流れ込もうとしてもシャットオフピン４０で堰き止めることができる（図４参照）。すなわち、吸引チャンバ２７やエア吸引路３０側へ樹脂Ｒが必要以上に流れ出てしまうのを防止することができる。

続いて、図４に示すように、シャットオフベント２６を閉塞した状態で、キャビティＣで充填された樹脂Ｒを保圧しながら所定時間熱硬化させる。その後、型開きされて、成形品としてのワークＷが取り出される。前述したように、成形過程で樹脂Ｒから発生するアウトガスおよびエアがキャビティＣから十分に排出されるので、成形品の成形品質を向上させることができる。このため、基板１０１上にフリップチップ実装された複数のチップ部品１０２から構成されるワークＷであっても、モールドアンダーフィルを行うことができ、未充填などの成形不良の発生を防止することができる。

（実施形態２）
本実施形態における樹脂成形金型１０Ａについて、実施形態１と相違する点を中心に、図７〜図１１を参照して説明する。図７〜図１０は、樹脂成形金型１０Ａの模式的断面図であり、樹脂成形金型１０Ａの動作順に示している。図１１は、樹脂成形金型１０Ａを構成する各部の平面配置の例を示している。

樹脂成形金型１０Ａでは、いわゆるトランスファ機構（実施形態１参照）を有する構成ではなく、プレス機構によって型締めのみならずプランジャＰの進退動作を可能に構成されている。具体的には、樹脂成形金型１０Ａの下型１２は、下型チェイス１６、下型インサート１７、ワークサポートブロック２０と、ポット２１と、下型ベース５０と、スプリング５１と、プランジャＰと、を備えて、これらが組み付けられて構成される。下型ベース５０は下方で図示しない可動プラテンに組み付けられる。この下型ベース５０の上面にはプランジャＰが組み付けられる。また、下型チェイス１６に組み付けられているポット２１にプランジャＰが挿入されるように、下型ベース５０の上面には複数のスプリング５１を介して下型チェイス１６が組み付けられる。これにより、プランジャＰは、プレス機構による型開閉動作（スプリング５１の動作）によってポット２１内で相対的に進退動する。

また、樹脂成形金型１０Ａは、上型１１と下型１２との間に設けられる中間型５２を備える。中間型５２は、貫通孔５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄを有し、型閉じした状態でカル２２、キャビティＣ、オーバーフローキャビティ２５および吸引チャンバ２７を構成する（図８参照）。中間型５２を設けることで、ワークＷとしてウエハ１０１のようにその外周端の断面がＲ状に面取りされているもの（図７等参照）を用いたとしても樹脂漏れを防止して成形することができる。なお、ワークＷとしてのウエハ１０１には、複数のチップ部品１０２がフリップチップ実装されたものを用いることができる。また、本実施形態に示すように外径円形のワークＷとしては、ウエハのみならず、複数のチップ部品１０２や電子部品等が搭載された金属板のようなテンポラリキャリアなどを用いることもできる。もちろん、本実施形態において樹脂成形金型１０Ａとして示す構成において、ワークＷは外形円形以外のものを用いることもできる。また、ウエハ１０１とチップ部品１０２との間はバンプで接続されるが、アンダーフィル材により充填されていてもよく、この装置内で樹脂Ｒでアンダーフィルしてもよい。

樹脂成形金型１０Ａにおいて、カル２２は、ポット２１と対向して上型１１のパーティング面１１ａに形成された金型カル２２ａと中間型５２の貫通孔５２ａで構成される。また、キャビティＣは、中間型５２の貫通孔５２ｂで外周を囲われて構成される。型閉じした状態では、貫通孔５２ｂの縁（中間型５２）の外側にウエハ１０１の外周部が配置されるような大きさの中間型５２を用いる。これによれば、型閉じした状態では、貫通孔５２ｂでのウエハ１０１の外周部が押さえ付けられる。ところで、中間型５２を用いない金型では、ポット２１から樹脂ＲをキャビティＣに流入させるためにウエハ１０１の外周部を樹脂Ｒが通過することになるが、中間型５２を用いることで、ウエハ１０１の外周部を樹脂Ｒが通過しないため、ウエハ１０１の外周部における樹脂Ｒの漏出を防止することができる。また、オーバーフローキャビティ２５は、上型１１のパーティング面１１ａに形成された金型オーバーフローキャビティ２５ａおよび中間型５２の貫通孔５２ｃで構成される。また、吸引チャンバ２７は、上型１１のパーティング面１１ａに形成された金型吸引チャンバ２７ａおよび中間型５２の貫通孔５２ｄで構成される。このため、中間型５２を用いることで、オーバーフローキャビティ２５に樹脂Ｒを送り出す際にウエハ１０１の外周部を樹脂Ｒが通過しないため、ウエハ１０１の外周部における樹脂Ｒの漏出を防止することができる。このように、ウエハ１０１の外周における樹脂Ｒの漏出を防止することができる。

また、樹脂成形金型１０Ａは、キャビティＣに充填される樹脂Ｒを検出するセンサ５３と、センサ５３による樹脂Ｒの検出をトリガとしてシャットオフピン４０にエア圧が掛かるよう制御する制御部５４と、を備える。センサ５３としては、例えば、赤外線を検出光とするファイバーセンサ（光ファイバ）を用いることができる。このファイバーセンサの一端（先端）は、エアベント２４に臨むよう設けられる。これによれば、例えば、エアベント２４に流れ出してくる樹脂Ｒから放出される赤外線を検出してシャットオフベント２６を閉塞させることもできる。なお、センサ５３としては、温度センサや圧力センサなどを用いることができる。

本実施形態では、ワークＷとしてウエハ１０１を用いており、これに合わせてキャビティＣの平面視形状が円形状となっている（図１１参照）。図１１に示すように、一つのキャビティＣに対して、複数のプランジャＰ、ポット２１、カル２２、ランナ・ゲート２３、エアベント２４、オーバーフローキャビティ２５、シャットオフベント２６、吸引チャンバ２７およびエア吸引路３０が取り囲むように設けられる。キャビティＣに通じる複数のエアベント２４に対応してセンサ５３が複数設けられる。そして、キャビティＣに通じる複数のシャットオフベント２６に対応してシャットオフピン４０が複数設けられる。

図１１に示す構成では、複数のシャットオフピン４０のそれぞれに個別にエア圧が掛かるようエア供給路４２が複数設けられる。これによれば、樹脂Ｒの流れに応じて制御するよう、シャットオフタイミング（エアの注入タイミング）をずらすことができる。したがって、キャビティＣ全体から効率良くエアを排出することができる。例えば、平面視円形のキャビティＣに沿って設けられるシャットオフベント２６は、ポットＰとの距離が異なるため、樹脂Ｒが到達するまでの時間が相違することになる。このため、シャットオフタイミングを別々のタイミングとして設定することができるようにしておくことが好ましい。

次に、本実施形態における樹脂成形方法について、樹脂成形金型１０Ａを用いて説明する。まず、型開きした状態（上型１１と下型１２とを遠ざけた状態）において、ワークＷ、樹脂Ｒ、リリースフィルムＦおよび中間型５２を金型内部にセットする（図７参照）。中間型５２は、ワークＷがワークサポートブロック２０上にセットされた後、貫通孔５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５３ｄが所定位置にくるように下型１２のパーティング面１２ａ上にセットされる。これにより、例えば、貫通孔５２ｂ内にワークＷのチップ部品１０２が収められる。その後、上型１１と下型１２とを近づけていくと、図７に示すように、リリースフィルムＦを介して上型１１のパーティング面１１ａと下型１２のシール部２８が接する（脱気開始位置）。これにより金型内部にチャンバが形成され、脱気が開始される。

続いて、上型１１と下型１２とを更に近づけていくと、図８に示すように、樹脂成形金型１０Ａが型閉じした状態となる。この際、シャットオフピン４０を退避させた状態で、継続してキャビティＣのエアを吸引して排出しているので、キャビティＣ内のエアが効率良く排出される。

続いて、継続してキャビティＣのエアを吸引して排出しながら、上型１１と下型１２とを更に近づけ（スプリング５１が縮む）、プランジャＰをカル２２側へ進出させてキャビティＣに樹脂Ｒを充填していく（図９参照）。これよれば、図７および図８に示す金型内部からのエア排出だけでなく、成形過程で樹脂Ｒから発生するアウトガスおよびエアを十分に排出することができる。

続いて、図９に示すように、例えば、加熱された樹脂Ｒの流出による赤外線をセンサ５３で検出し、オーバーフローキャビティ２５に樹脂Ｒが流入し始めた時点でシャットオフベント２６を閉塞する。具体的には、制御部５４は、センサ５３で樹脂Ｒが検出されたことをトリガとして、シャットオフピン４０にエア圧を掛けるよう加圧機構４４を制御する。そして、上型１１と下型１２とを更に近づけ（スプリング５１が更に縮む）、プランジャＰをカル２２側へ進出させた場合でも、キャビティＣを充填して流れ出た樹脂Ｒをシャットオフピン４０で堰き止めることができる（図１０参照）。すなわち、吸引チャンバ２７やエア吸引路３０側へ樹脂Ｒが必要以上に流れ出てしまうのを防止することができる。また、各シャットオフベント２６はポットＰとの距離が異なり樹脂Ｒが到達するまでの時間が相違することになるため、樹脂Ｒが到達するタイミングに合わせシャットオフさせるように制御することにより、不要に樹脂Ｒが流れ出てしまうのを防止することができる。

続いて、図１０に示すように、シャットオフベント２６を閉塞した状態で、キャビティＣで充填された樹脂Ｒを保圧しながら所定時間熱硬化させる。その後、型開きされて、成形品としてのワークＷが取り出される。前述したように、成形過程で樹脂Ｒから発生するアウトガスおよびエアがキャビティＣから十分に排出されるので、成形品の成形品質を向上させることができる。

１０ 樹脂成形金型
２６ シャットオフベント
４０ シャットオフピン
４１ リターンスプリング
４２ エア供給路
Ｃ キャビティ

Claims (6)

1. キャビティと、
   前記キャビティに通じるシャットオフベントと、
   前記シャットオフベントに進退動可能なシャットオフピンと、
   前記シャットオフベントに対して前記シャットオフピンを離隔させるリターンスプリングと、
   前記リターンスプリングに抗して前記シャットオフピンにエア圧を掛けるエア供給路と、
   前記シャットオフベントよりも前記キャビティ側で前記キャビティに通じるオーバーフローキャビティと、
   一方のパーティング面に設けられるリリースフィルムと、
   他方のパーティング面で前記シャットオフベントに開口するエア吸引路と、
   前記シャットオフベントと前記エア吸引路とを通じる空間を有し、前記エア吸引路が開口する位置に設けられるフィルムサポートブロックと、
   を備えることを特徴とする樹脂成形金型。
2. 請求項１記載の樹脂成形金型において、
   前記オーバーフローキャビティよりも前記キャビティ側で前記キャビティに通じるエアベントを更に備えることを特徴とする樹脂成形金型。
3. 請求項１または２記載の樹脂成形金型において、
   前記キャビティに充填される樹脂を検出するセンサと、
   前記センサによる前記樹脂の検出をトリガとして前記シャットオフピンにエア圧が掛かるよう制御する制御部と、
   を更に備えることを特徴とする樹脂成形金型。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂成形金型において、
   前記キャビティに通じる前記シャットオフベントが複数設けられ、
   複数の前記シャットオフベントに対応して前記シャットオフピンが複数設けられ、
   複数の前記シャットオフピンに一括してエア圧が掛かるよう前記エア供給路が共通して設けられることを特徴とする樹脂成形金型。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂成形金型において、
   前記キャビティに通じる前記シャットオフベントが複数設けられ、
   複数の前記シャットオフベントに対応して前記シャットオフピンが複数設けられ、
   複数の前記シャットオフピンのそれぞれに個別にエア圧が掛かるよう前記エア供給路が複数設けられることを特徴とする樹脂成形金型。
6. オーバーフローキャビティを介してキャビティに通じるシャットオフベントから、シャットオフピンをリターンスプリングによって退避させた状態で、前記シャットオフベントを介して前記キャビティのエアを吸引して排出しながら、前記キャビティに樹脂を充填していく工程と、
   前記リターンスプリングに抗して前記シャットオフピンにエア圧を掛け、前記シャットオフピンを前記シャットオフベントに進出させて前記シャットオフベントを閉塞した状態で、前記キャビティで充填された前記樹脂を保圧しながら熱硬化させる工程と、
   前記シャットオフベントにおけるエア吸引路が開口する位置にフィルムサポートブロックを設けて、前記エア吸引路の開口にリリースフィルムが貼り付いて塞がれてエアを吸引できなくなるのを防止する工程と、
   を含むことを特徴とする樹脂成形方法。

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