JP6901604B2

JP6901604B2 - 樹脂モールド装置及び樹脂モールド方法

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Publication number: JP6901604B2
Application number: JP2020072814A
Authority: JP
Inventors: 高志斉藤
Original assignee: Apic Yamada Corp
Current assignee: Apic Yamada Corp
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2020-04-15
Publication date: 2021-07-14
Anticipated expiration: 2036-04-19
Also published as: JP2020108973A

Description

本発明は、例えば第１金型と第２金型との間で第３金型をワークと共にクランプして樹脂モールドする樹脂モールド装置及び樹脂モールド方法に関する。

金型クランプ面に形成されたキャビティに対して垂直方向にゲートが設けられるバーティカルゲート（vertical gate）構造を有する技術が、特開平４−２６９８５４号公報（特許文献１）、特開平６−１７７１９１号公報（特許文献２）、特開平８−２５４２４号（特許文献３）、特開２００３−１１１８７号公報（特許文献４）及び特開２００７−１３０９７６号公報（特許文献５）に記載されている。

特開平４−２６９８５４号公報特開平６−１７７１９１号公報特開平８−２５４２４号公報特開２００３−１１１８７号公報特開２００７−１３０９７６号公報

トランスファ成形における一般的な成形金型は、金型内にセットされた基板（半導体チップが実装されたリードフレーム、樹脂基板等）上に端面側に樹脂路となるランナが設けられる。このような成形金型では、樹脂路となるランナが金型上と基板上とを跨いで形成されるため、金型と基板との境界の隙間から樹脂が漏れる場合がある。
また圧縮成形擦る場合には、ランナは不要であるが、キャビティ内に樹脂圧が伝わる難いため、樹脂をオーバーフローさせてモールドすることが行われる。しかしながら、このようなオーバーフローは成形後のワーク外周に樹脂残りが発生しやすく、後工程におけるハンドリングがし難くなる。

特に、近年低分子低粘度化した樹脂や、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）のような受発光デバイス用の透明樹脂（レンズ成形用の低粘度樹脂）は、樹脂漏れを起こし易い。また、基板上にランナを設置する場合、そのためのスペースを確保する必要がある。更に、成形後のランナゲートとして残存する樹脂は、成形品として付加価値もなく不要な成形品（スクラップ樹脂）とは分離して除去する必要がある。これに対して、バーティカルゲート構造を有する中間型は、基板上をランナゲートが走らないため、基板上に成形品ゲートが残る問題もなく、更に半導体チップ上に直接樹脂が充填されるためボンディングワイヤにワイヤ配線方向に樹脂が広がるため、ワイヤ流れも発生し難い。このため、トランスファ成形には、バーティカルゲート構造を備える中間型を用いることが有効であると考えられる。また、圧縮成形には、中間型をオーバーフローさせる樹脂路として用いることで成形品と金型との分離が容易に行えると考えられる。

本発明の目的は上記従来技術の課題を解決し、中間型を用いたモールド金型を有する新規な樹脂モールド装置及びこれを用いた新規な樹脂モールド方法を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
開閉可能に設けられる第１金型及び第２金型と、前記第１金型と第２金型との間に配置され、前記第１金型にワークを保持したままクランプされる第３金型と、前記第１金型に設けられ、前記第３金型を着脱可能に保持する第１金型チャック機構と、前記第２金型に設けられ、前記第３金型を着脱可能に保持する第２金型チャック機構と、前記第２金型に設けられ、キャビティ駒とこれを囲んで配置される可動クランパとで形成されるキャビティ凹部と、前記可動クランパに形成され前記キャビティ凹部に連通するオーバーフローキャビティと、を具備し、前記第１金型にワークを吸着保持し前記第１金型チャック機構により前記第３金型を保持し前記第２金型チャック機構による前記第３金型の保持を解除したまま、前記キャビティ凹部に樹脂が供給された前記第２金型と型閉じを行なって前記キャビティ凹部に連通する前記オーバーフローキャビティに溶融した樹脂をオーバーフローさせて圧縮成形が行われ、前記第１金型チャック機構による前記第３金型の保持状態を解除し、前記第２金型チャック機構により前記第３金型を保持させて型開きが行われ、成形後のワークが前記第３金型及び不要な成形品と分離されて前記第１金型に吸着保持されて取り出されることを特徴とする。

上記構成によれば、モールド金型を開閉する動作によって第３金型が第２金型と第１金型のいずれかに保持されるため、既存の圧縮成形装置に第１，第２金型チャック機構を設けるだけで第３金型を用いた樹脂モールドが安価で簡易な構成で実現することができる。よって、格別な駆動源を必要とせずに第３金型を第１金型と第２金型とのいずれかに保持して圧縮成形を行うことができる。また、樹脂モールド後のワークとオーバーフロー樹脂は、第３金型の保持状態を切り替えて型開きするだけで容易に分離することができる。

枠状に形成された前記第３金型の内周側下端にはワーク外周縁部を保持するワーク保持爪が設けられており、前記第３金型の外周面には、前記第１金型チャック機構又は前記第２金型チャック機構の係止爪が係止する係止部が突設されているのが好ましい。これにより、ワーク外周がワーク保持爪により保護されるのでオーバーフローする樹脂がワーク側面に付着するのを防ぐことができる。第１金型チャック機構又は第２金型チャック機構の係止爪を係止部と係止させることで第３金型を第１金型又は第２金型に保持することができる。

前記ワーク保持爪は、前記可動クランパと対向してくさび状に傾斜したガイド面が形成されており、前記可動クランパのクランプ面には、ワークと当接するクランプ部と前記ガイド面と対向し前記キャビティ凹部と連通する傾斜溝及び前記傾斜溝と連通する前記オーバーフローキャビティが彫り込まれており、前記キャビティ凹部の容積が所定容積まで圧縮されると、前記可動クランパのクランプ面と前記ワーク保持爪のガイド面との間に設けられた樹脂路を通じて溶融した樹脂が前記オーバーフローキャビティへオーバーフローするようにしてもよい。
これにより、例えば複数の半導体チップをフリップチップ実装したワークに対して積層されたチップの隙間やチップとワークの隙間に樹脂を確実に充填することができる。

また、樹脂モールド方法においては、開閉可能に設けられた第１金型と第２金型との間に配置され、当該第１金型との間でワーク外周縁部を支持するワーク保持爪が設けられ、前記ワーク保持爪のクランプ面側にくさび状に傾斜したガイド面を有する第３金型を用意する工程と、型開きした前記第１金型にワークを吸着保持し、当該第１金型に設けられた第１金型チャック機構により前記第３金型を保持してワーク保持爪でワーク外周縁部を保持する工程と、型開きした前記第２金型のキャビティ駒とこれを囲む可動クランパとで形成されるキャビティ凹部に１回のモールドに必要な樹脂を供給する工程と、前記第１金型と前記第２金型とで１回目の型閉じを行って前記ワークをクランプし、前記キャビティ凹部の容積が所定容積まで圧縮して、可動クランパのクランプ部と前記ワーク保持爪との間に設けられた樹脂路を通じて樹脂をキャビティ凹部からオーバーフローキャビティへオーバーフローさせて加熱硬化させる工程と、前記ワークを保持した前記第３金型を前記第１金型に保持したまま前記第２金型から型開きする工程と、前記可動クランパの樹脂路に残存する不要成形品を除去した後、２回目の型閉じを行って前記第３金型が前記第１金型と前記第２金型にクランプされたまま前記第１金型チャック機構による前記第３金型の保持状態を解除すると共に第２金型チャック機構により前記第３金型を前記第２金型に保持させて、前記第１金型より前記第２金型へ前記第３金型を受け渡す工程と、前記第３金型を前記第２金型に保持したまま成形後のワークを吸着保持した前記第１金型を型開きする工程と、前記第１金型から成形後のワークの吸着を解除して取り出す工程と、を含むことを特徴とする。

上記樹脂モールド方法によれば、複数回の型開閉動作を行うことで第３金型を第１金型若しくは第２金型に保持して圧縮成形動作及び成形後のワークの取り出しを行うことができるので、樹脂充填性を高めて高品質に樹脂モールドすることができるうえに、第３金型を第１金型又は第２金型に保持させる動作を、格別な駆動源を設けることなく、既存の圧縮成形金型を用いて簡易な構成で実現することができる。また、第３金型の保持状態を切り替えて型開きするだけで、成形後のワークとオーバーフロー樹脂が分離され、成形後のワークと第３金型を容易に分離することができるので、離型のための設備やスペースも省略することができる。

上述した樹脂モールド装置及び方法を用いれば、ワーク上に成形品ゲートが残る問題もなく、成形品質を向上させ、しかも成形後のワークや成形品の金型からの分離を容易に行うことができる。また、既存のモールド装置に第３金型のチャック機構を設けるだけで装置コストを抑えて装置の汎用性を向上させることが可能となる。

樹脂モールド動作を説明する型開き状態の樹脂モールド装置の断面説明図である。図１に続くワーク供給動作を示す樹脂モールド装置の断面説明図である。図２に続く第１金型への第３金型チャック動作を示す樹脂モールド装置の断面説明図である。図３に続く第２金型への樹脂供給動作を示す樹脂モールド装置の断面説明図である。図４に続く樹脂モールド動作を示す樹脂モールド装置の断面説明図である。図５に続く第２金型への第３金型チャック動作を示す樹脂モールド装置の断面説明図である。図６に続く第１金型から第３金型へのワーク分離動作を示す樹脂モールド装置の断面説明図である。図７に続く第３金型からの成形品の分離動作を示す樹脂モールド装置の断面説明図である。図８に続く第１金型への第３金型チャック動作を示す樹脂モールド装置の断面説明図である。図９に続く第３金型から不要な成形品の分離動作を示す樹脂モールド装置の断面説明図である。図１０に続く第２金型から不要な成形品の分離動作を示す樹脂モールド装置の断面説明図である。他例に係る圧縮成形装置の樹脂モールド動作を示す断面説明図である。図１２に続く圧縮成形装置の樹脂モールド動作を示す断面説明図である。図１３に続く圧縮成形装置の樹脂モールド動作を示す断面説明図である。図１４に続く圧縮成形装置の樹脂モールド動作を示す断面説明図である。図１５に続く圧縮成形装置の樹脂モールド動作を示す断面説明図である。

以下、本発明に係る樹脂モールド装置及び樹脂モールド方法の好適な実施の形態について、図１乃至図１１の添付図面を参照して詳述する。以下では、ワークＷとして例えば基板（リードフレーム）１上に半導体チップ２が片面に実装（ワイヤボンディング実装、フリップチップ実装）されたものが用いられる（図２参照）。

また、樹脂モールド装置は、駆動源からトグルリンク等を用いて駆動伝達する公知の型開閉装置を備えている。更には、以下の説明では、一例として上型（第１金型）３を固定型、下型（第２金型）４を可動型とし、上型３は上型プラテン５（固定プラテン）に支持され、下型４は下型プラテン６（可動プラテン）に支持されているものとして説明する。このように、樹脂モールド装置は、図１乃至図１１に示すように、中間型１２（第３金型）を上型３若しくは下型４に保持した状態で上型３及び下型４を開閉可能に構成されている。なお、上型３及び下型４には図示しないヒータが設けられており、後述するワークＷや樹脂１８と共に中間型１２を加熱して成形するものとする。矩形状の上型プラテン５は、四隅に設けられたガイドポスト７の上端に固定されており、矩形状の下型プラテン６はガイドポスト７に対して四隅において摺動可能に連繋している。

上型３は上型プラテン５に支持されている。上型３には、上型チャック機構８が設けられている。また上型３には、基板分離用の第１エジェクタピン３ａ、不要な成形品離型用の第２エジェクタピン３ｂが突き出し可能に設けられている。第２エジェクタピン３ｂの長さは第１エジェクタピン３ａより長いものが使用されている。第１エジェクタピン３ａ及び第２エジェクタピン３ｂは図示しないコイルばね等により突出する向きに常時付勢されている。

ここで、上型チャック機構８（第１金型チャック機構）の一例について説明する。
上型チャックアーム８ａは、上型面より下方に垂れ下がるように設けられる。この上型チャックアーム８ａは一端部（上端部）が支点８ｂを中心として回動可能に上型３に設けられている。上型チャックアーム８ａの他端部（下端部）には、先端側に向かって下面側が傾斜して幅狭となる先端テーパー形状（くさび形状）をした上型チャック爪８ｃが設けられている。また、上型チャックアーム８ａの支点８ｂの近傍は、当該上型チャックアーム８ａと交差（直交）する上型作動アーム８ｄが一体に形成されている。この上型作動アーム８ｄの上側にはコイルばね８ｅが弾発して上型３内に設けられており、上型作動アーム８ｄは図示の部分では支点８ｂを中心として反時計回り方向に常時付勢されている。上型作動アーム８ｄの下側には押動ピン８ｆが鉛直方向に抜け止めされて設けられており、上端部は上型作動アーム８ｄに押動されて下端部が上型３より下方に突設されている。また、上型チャックアーム８ａの近傍には、断面Ｌ字状に形成された上型爪保持部８ｇが突設されている。この上型爪保持部８ｇは、上型３と下型４とが型開きした際に上型チャック爪８ｃを所定の高さに保持する。上型爪保持部８ｇの水平方向に折れ曲がって形成されたアーム部には、後述する第１アクチュエータが挿入可能な貫通孔８ｈが設けられている。貫通孔８ｈの位置は、上記押動ピン８ｆの直下に設けられている。また上型３の下面には、後述する下型爪保持部９ｆが進入する上型逃げ凹部３ｃが設けられている。

このように、上型チャック機構８は、中間型１２の縁に沿う位置において、上述した上型チャックアーム８ａや上型チャック爪８ｃ等の構成を複数組備えることで、中間型１２を上型３に保持することができる。すなわち、上型爪保持部８ｇに保持された上型チャック爪８ｃが上型チャックアーム８ａ等を介して前後に動作させ、上型３に中間型１２を保持する状態と、下型４に中間型１２を引き渡し可能な状態とを切り替えることができる。

下型４は下型プラテン６に対して離間して支持されている。下型４には下型チャック機構９が複数設けられている。また下型４には、後述するキャビティ凹部１２ａに成形された成形品１９を離型する第１エジェクタピン４ａ、不要な成形品２０を離型する第２エジェクタピン４ｂが突き出し可能に設けられている。第１エジェクタピン４ａの長さは第２エジェクタピン４ｂの長さより長く、図示しないエジェクタピンプレートに立設されている。また、下型４のクランプ面には、下型カル４ｃ、下型ランナ４ｄが彫り込まれている。下型カル４ｃの中心部には、下型ポット１０が設けられており、下型プランジャ１１が昇降可能に挿入されている（樹脂装填部）。

ここで、下型チャック機構９（第２金型チャック機構）の一例について説明する。
下型４には下型チャックアーム９ａが、下型面より上方に突出して設けられている。下型チャックアーム９ａの一端部（上端部）には、先端側に向かって上面側が傾斜して幅狭となる先端テーパー形状（くさび形状）をした下型チャック爪９ｃが設けられている。下型チャックアーム９ａの他端部（下端部）は、支点９ｂを中心に回動可能に設けられている。また、下型チャックアーム９ａの支点９ｂの近傍は、当該下型チャックアーム９ａと交差（直交）する下型作動アーム９ｄが一体に形成されている。この下型作動アーム９ｄの下側にはコイルばね９ｅが弾発して下型４内に設けられており、下型作動アーム９ｄは図示の部分では支点９ｂを中心として時計回り方向に常時付勢されている。また、下型面には、下型チャックアーム９ａの近傍には、断面Ｌ字状に形成された下型爪保持部９ｆが突設されている。この下型爪保持部９ｆは、上型３と下型４とが型開きした際に下型チャック爪９ｃを所定の高さに保持する。また、下型４の上面には、上型爪保持部８ｇが進入する下型逃げ凹部４ｅが設けられている。更には下型４には、後述する第１可動ロッド１４が挿入される貫通孔４ｆが設けられている。貫通孔４ｆの位置は、上型爪保持部８ｇに形成された貫通孔８ｈの位置に対向して形成されている。

このように、下型チャック機構９は、中間型１２の縁に沿う位置において、上述した下型チャックアーム９ａや下型チャック爪９ｃ等の構成を複数組備えることで、中間型１２を下型４に保持することができる。すなわち、下型爪保持部９ｆに保持された下型チャック爪９ｃが下型チャックアーム９ａ等を介して前後に動作させ、下型４に中間型１２を保持する状態と、上型３側に中間型１２を引き渡し可能な状態とを切り替えることができる。

中間型１２は、上型３と下型４との間に配置され、いずれか一方の金型に保持される。また、中間型１２とワークＷとが上型３と下型４との間にクランプされた状態で樹脂モールドが行われる。本実施例では、上型３と中間型１２との間でワークＷがクランプされた状態で樹脂モールドされる。中間型１２の上面（上型対向面）には、キャビティ凹部１２ａ及びこれに連なる金型開閉方向に貫通するバーティカルゲート１２ｂが形成されている。また、中間型１２には、第２エジェクタピン３ｂが挿入されるエジェクタピン貫通孔１２ｃが設けられている。エジェクタピン貫通孔１２ｃは、下型カル４ｃと重なる位置に形成されている。また、中間型１２の外周縁部には上型チャック爪８ｃや下型チャック爪９ｃが係止する係止部１２ｄが設けられている。

また、下型プラテン６には、トランスファ機構１３が一体に支持されている。トランスファ機構１３は、下型ポット１０内に装填されて溶融した樹脂を単数若しくは複数設けられた下型プランジャ１１を上昇させて、下型カル４ｃ、下型ランナ４ｄ、更には中間型１２に形成されたバーティカルゲート１２ｂを通じてキャビティ凹部１２ａへ充填する。

下型４には、トランスファ機構１３の動作（具体的には下型プランジャ１１の昇降動作）に対応し、上型チャック機構８の保持動作を切り替える第１可動ロッド１４（第１アクチュエータ）と下型チャック機構９の保持動作を切り替える第２可動ロッド１５（第２アクチュエータ）が各々設けられている。具体的には、下型４における中間型１２の搭載位置の反対側（下面側）には、可動プレート１６が所定の隙間を開けた状態でコイルばね１７により吊り下げ支持されている。この可動プレート１６上に第１可動ロッド１４と第２可動ロッド１５が立設されている。これにより、下型４では、可動プレート１６を昇降させることで、第１可動ロッド１４及び第２可動ロッド１５を連動させて昇降させることができる。第１可動ロッド１４は、下型４の貫通孔４ｆを貫通して下型面より突設されている。また、第２可動ロッド１５は下型４内に挿入され、コイルばね９ｅによって支点９ｂを中心に時計回り方向に一端が付勢された下型作動アーム９ｄの他端側端部に突き当てられ、下型チャックアーム９ａがそれ以上回転しないように中立位置で支持している。

また、トランスファ機構１３には、下型プランジャ１１を昇降させるブロックの周囲に駆動ピン１３ａが突設されている。可動プレート１６の下面には、駆動ピン１３ａに対向して従動ピン１６ａが設けられている。下型プラテン６が上昇すると、駆動ピン１３ａが従動ピン１６ａに当接したまま押し上げることで、可動プレート１６が押し上げられ、第１可動ロッド１４及び第２可動ロッド１５が上昇するようになっている（図６参照）。すなわち、下型プランジャ１１の昇降動作に連動して第１可動ロッド１４及び第２可動ロッド１５を昇降させることができる。
これにより、格別な駆動源を設けなくても、型開閉動作に伴って昇降するトランスファ機構１３の昇降動作に伴って第１可動ロッド１４と第２可動ロッド１５を動作させて、上型チャック機構８及び下型チャック機構９の保持動作を各々切り替えて中間型１２の保持状態を切り替えることができる。

ここで、樹脂モールド動作の一例について図１乃至図１１を参照して説明する。
本実施形態において示す樹脂モールド装置では、図１に示す初期状態において、上型３と下型４が型開きした状態では中間型１２は下型４に載置された状態にある。ここで、上型チャック機構８（上型チャック爪８ｃ）は、中間型１２の係止部１２ｄに係止可能なチャック位置にある。また、下型チャック機構９（下型チャック爪９ｃ）はトランスファ機構１３が動作していない状態（停止状態）にあるため、上昇しておらず、下型チャック爪９ｃが中間型１２の係止部１２ｄに係止しない中立位置にある。上型３の第１エジェクタピン３ａはクランプ面と面一かクランプ面より突出した状態、第２エジェクタピン３ｂはクランプ面より突出した状態にある。

次に図２において、図示しないワークローダにより、ワークＷを中間型１２上にセット（搭載）する。ワークＷは半導体チップ２がキャビティ凹部１２ａに収容されるように位置合わせして供給される。また、下型４に形成された下型ポット１０は中間型１２に閉塞されているので、この段階では樹脂を供給することができない。

次に図３において、型開閉機構を駆動して１回目の型閉じ動作を行う。下型プラテン６を上昇させて、下型４及び中間型１２を上昇させる。このとき、上型チャック爪８ｃの先端の傾斜に、中間型１２の係止部１２ｄを押し当てながら上昇させることで、上型チャック爪８ｃを退避させながら、中間型１２の係止部１２ｄを上型チャック爪８ｃの上まで移動させることができる。これにより、コイルばね８ｅの付勢により上型チャック爪８ｃが係止部１２ｄの下側に差し込まれ、係止部１２ｄに上型チャック爪８ｃが係止することにより、中間型１２は上型３に保持されることになる。

なお、第１可動ロッド１４の先端側で、上型爪保持部８ｇの貫通孔８ｈを挿通して押動ピン８ｆをコイルばね８ｅの付勢力に抗して押し込んでもよい。この場合、上型チャックアーム８ａは支点８ｂを中心に一時的に時計回り方向に回転し、上型チャック爪８ｃが中間型１２の上昇に伴って退避位置へ移動する。この状態で、中間型１２の係止部１２ｄを上型チャック爪８ｃの上まで移動させると共に、上型チャックアーム８ａを再度反時計回り方向に回転させて、上型チャック爪８ｃが中間型１２の外周縁部に設けられた係止部１２ｄに係止して保持する。これにより、中間型１２は、下型４から上型３に受け渡される。尚、下型チャック爪９ｃは中立位置にあるため、中間型１２と干渉することはない。

また、上型爪保持部８ｇは下型逃げ凹部４ｅに進入し、下型爪保持部９ｆは、上型逃げ凹部３ｃに進入するため、干渉することはない。また、上型３の第２エジェクタピン３ｂは中間型１２のエジェクタピン貫通孔１２ｃに挿入され、第１エジェクタピン３ａは、基板１のクランプと共に上型３内に押し戻される。上型３と中間型１２とでワークＷ（基板１）をクランプすると型閉じ動作を完了する。

次に、型開閉機構により型開きを行うと、下型プラテン６は下降して下型４に伴って中間型１２も下降しようとする。しかしながら、上型チャック爪８ｃが中間型１２の係止部１２ｄに係止したままとなっているので、中間型１２は上型３に保持されたままとなる。
図４に示すように、上型３と下型４の型開きが完了すると、下型４のみが下型プラテン６と共に下降した状態となる。よって、下型４の上方の開放されたスペースを利用して下型ポット１０に樹脂１８（例えばタブレット樹脂や液状樹脂）を供給する。

次に、型開閉機構により２回目の型閉じ動作を行う。ここでも図３と同様に下型プラテン６を上昇させて、下型４を上昇させる。そして、上型３に保持された中間型１２と下型４とでワークＷ（基板１）をクランプし型閉じが完了する。

そして、図５に示すように、トランスファ機構１３を作動させることで下型プランジャ１１を下型ポット１０内で上昇させて、溶融した樹脂１８を下型カル４ｃ，下型ランナ４ｄ，バーティカルゲート１２ｂを通じてキャビティ凹部１２ａに充填する。
次いで、図６に示すように、型開閉機構を型閉じ方向に駆動して下型プラテン６を更に上昇させると、キャビティ凹部１２ａ内への樹脂１８の充填が完了する。この状態で上型３と中間型１２とにより樹脂１８を加熱硬化させる。

この場合、図６に示すように、下型プランジャ１１の上昇に連動して、上型チャック爪８ｃを中間型１２の係止部１２ｄから外すと共に、下型チャック爪９ｃを中間型１２の係止部１２ｄに係止することで、上型３に保持されていた中間型１２を下型４に受け渡し可能な状態とすることができる。

具体的には、駆動ピン１３ａが従動ピン１６ａに当接したまま押し上げ、コイルばね１７が押し縮められて可動プレート１６が押し上げられる。これにより、第１可動ロッド１４が押動ピン８ｆをコイルばね８ｅの付勢力に抗して押し込み、第２可動ロッド１５が上昇して下型作動アーム９ｄをコイルばね９ｅの付勢力に抗して支点９ｂを中心に反時計回り方向に回転させる。

このとき、上型チャックアーム８ａは支点８ｂを中心に時計回り方向に回転して上型チャック爪８ｃが係止部１２ｄより外れて、下型チャックアーム９ａが支点９ｂを中心に反時計回り方向に回転するので下型チャック爪９ｃが中間型１２の係止部１２ｄに係止する。これにより上型３から下型４に中間型１２を引き渡し可能な状態となる。また、図示しないエジェクタピンプレートが押動され、上型３の第１エジェクタピン３ａはクランプ面より突出した状態となってワークＷの基板１側を押圧する。

次に、型解開閉機構により型開き動作を行って、上型３と下型４を型開きする。この場合、図７に示すように、中間型１２は下型チャック機構９により下型４に保持されたまま型開きされることになる。また、第１エジェクタピン３ａによって上方向から押圧された状態で型開きされるため、ワークＷも中間型１２に保持された状態で型開きされることになる。また、上型チャック機構８は、第１可動ロッド１４が押動ピン８ｆより離れると、コイルばね８ｅの付勢力により上型チャックアーム８ａは、支点８ｂを中心に反時計回り方向に回転して上型チャック爪８ｃがチャック位置へ復帰する。

次いで図８に示すように、下型プラテン６が下降して図示しないエジェクタピンプレートが押動されると、第１エジェクタピン４ａがキャビティ凹部１２ａ内へ突き出して、成形品１９をゲート位置で分離する。中間型１２から離型した成形後のワークＷは図示しない搬送手段（アンローダ等）により金型より取り出される。また、中間型１２と下型４との間の樹脂路には、成形品１９に連なっていた不要な成形品（成形品ランナゲート及び成形品カル）２０が残存している。

次に、図９において、型開閉機構により３回目の上型３と下型４の型閉じ動作を行う。図３と同様に下型プラテン６を上昇させて、下型４及び中間型１２を上昇させる。この際に、チャック位置へ復帰している上型チャック爪８ｃにより１回目の型閉じ動作の際と同様に中間型１２の係止部１２ｄに係止し、下型４から上型３へ中間型１２が受け渡される。このとき、上型３の第２エジェクタピン３ｂは、中間型１２のエジェクタピン貫通孔１２ｃに挿入されて不要な成形品（成形品ランナゲート及び成形品カル）２０への押圧を強める。また、下型チャック機構９は、下型４の上昇に伴ってコイルばね１７が伸びるため第２可動ロッド１５の位置が後退する一方でコイルばね９ｅの付勢力が強まるため、下型チャックアーム９ａが支点９ｂを中心に時計回り方向に回転して下型チャック爪９ｃが中間型１２の係止部１２ｄより退避する。

次いで図１０に示すように、型解開閉機構により型開き動作を行って、上型３と下型４を型開きする。中間型１２は上型チャック機構８により上型３にチャックされ、上型３の第２エジェクタピン３ｂは、中間型１２のエジェクタピン貫通孔１２ｃより下方に突出して不要な成形品（成形品ランナゲート及び成形品カル）２０を中間型１２から離型させて下型４に残ったまま、下型４が型開きする。

最後に、図１１に示すように、下型プラテン６が下降して図示しないエジェクタピンプレートが押動されると、第１エジェクタピン４ａが下型４の上方に突き出すとともに第２エジェクタピン４ｂが下型ランナ４ｄ位置から突き出して、成形品ランナゲートを押し上げることにより、不要な成形品２０を下型４から離型させる。この不要な成形品２０は図示しない搬送手段（チャックハンド、アンローダ等）により金型より取り出され廃棄される。

以上説明したように、本実施形態における樹脂モールド装置によれば、トランスファ機構１３の動作により型閉じしたときに中間型１２を上型３から下型４のいずれかに保持させることができる。これにより、１回目の型閉じ動作で下型４から上型３に中間型１２を保持してワーク及び樹脂の供給が行われ、２回目型の型閉じ動作によって樹脂モールドが行われる共に上型３から下型４へ中間型１２の受け渡しが行われて成形後のワークの取り出しまで行えるので、既存のトランスファモールド設備に上型及び下型チャック機構を設けるだけで中間型を用いた樹脂モールドが安価で簡易な構成で実現することができる。よって格別な駆動源を必要とせずに中間型を上型３と下型４とのいずれかに保持して型開閉動作を行うことができる。

また、３回目の型閉じ動作を行うと、中間型の樹脂路に残存する不要な成形品２０を離型させ、型開きすると、不要な成形品２０を下型４からから離型させることができる。よって、型開閉動作を繰り返し行うだけで、成形後のワークＷの中間型１２からの分離とワークＷから分離させた不要な成形品２０の分離除去を効率良く行うことができ、ディゲートするための格別な装置構成や装置エリアを設ける必要もなくなる。

上記実施例では、上型チャック機構８及び下型チャック機構９は、チャックアームがコイルばねの付勢により回動するように設けられていたが、ソレノイド、エアシリンダ等の駆動源が駆動伝達して回動するようにしてもよい。
また、上型チャック機構８及び下型チャック機構９を駆動するタイミングを制御するのに用いられるロッド部材（第１可動ロッド１４や第２可動ロッド１５）やピン部材（例えば駆動ピン１３ａや従動ピン１６ａ）の長さを可変としてもよい。例えば、これらのロッド部材やピン部材の長さを可変とすることで、上型チャック機構８及び下型チャック機構９の駆動（開閉）タイミングを任意に設定することができる。これにより、例えば中間型１２やワークＷの厚みが変更となったりした場合にも容易に調整可能となる。これらのロッド部材やピン部材の長さの可変構造としては、これらの部材を複数部品の繋ぎ合わせにより構成することで交換して長さを変えたり、これらのロッド部材やピン部材の支持箇所や中途箇所に雄ネジと雌ネジとの組み合わせを設けることで回転させて長さを可変としたり、ボールネジとモータなど直動機構によって能動的に長さを可変にするなどの各種の長さの可変構造を採用することができる。
また、キャビティ凹部１２ａ及びバーティカルゲート１２ｂを上記実施例とは逆の面に設け、下型４と中間型１２とでワークＷを挟み込んだ状態となるようにクランプし樹脂モールドする構成であって良い。
また、上型プラテン５と下型プラテン６は、上型側が固定で下型側が可動であったが、上型側が可動で下型側が固定であっても良く、双方が可動であってもよい。
また、下型４に下型ポット１０及び下型プランジャ１１並びにトランスファ機構が設けられていたが、上型３に設けられていてもよい。
更には、ワークＷは基板１に半導体チップ２が実装されたものについて説明したが、リードフレームにリフレクタ等が予め成形されたものであってもよく、モータコア等であってもよい。

次に、中間型を用いた圧縮成形装置について図１２乃至図１６を参照して説明する。上型プラテン及び下型プラテンの図示は省略し、金型の構成を中心に説明する。ワークＷは、一例としてシリコンウエハ基板１に半導体チップ２が多層に実装されているものを想定している。上型チャック機構８及び下型チャック機構９は、上記実施例の上型３及び下型４に設けられた機構と同様であるものとして説明を援用する。

上型２１のクランプ面の外周縁部には、環状に形成された中間型２２を保持可能な上型チャック機構８が設けられている。上型チャック機構８は、上型チャック爪８ｃが中間型２２を係止する位置に複数設けられ、型閉じ動作や図示しないトランスファ機構等の動作によって上型チャックアーム８ａを揺動させると上型チャック爪８ｃが中間型２２から係止解除するようになっている。中間型２２の内周側下端には、ワーク外周縁部を支持するワーク保持爪２２ａが径方向内側に向かって突設されており、ワークＷの外周縁部を保持する。これによりワークＷの外周はワーク保持爪２２ａにより保護されることで樹脂が付着するのを防止することができる。またワーク保持爪２２ａのクランプ面側はくさび状に傾斜したガイド面２２ｂが形成されている。中間型２２の外周面には、上型チャック爪８ｃ又は下型チャック爪９ｃが係止する係止部２２ｃが突設されている。

下型２３は、下型ベースブロック２４に下型キャビティ駒２５が支持されている。下型キャビティ駒２５の外周側には、下型可動クランパ２６が下型ベースブロック２４にコイルばね２７によりフローティング支持されている。下型キャビティ駒２５及びこれを囲む下型可動クランパ２６により下型キャビティ凹部２８が形成されている。下型可動クランパ２６のクランプ面には、ワークＷ（シリコンウエハ）に当接するクランプ部２６ａ、下型キャビティ凹部２８に連通しガイド面２２ｂと対向して樹脂路が形成される傾斜溝２６ｂ、傾斜溝２６ｂが連通するオーバーフローキャビティ２６ｃが各々彫り込まれている。下型可動クランパ２６の外周側には、下型ガイドブロック２９が下型ベースブロック２４に支持されている。下型ガイドブロック２９には、中間型２２を保持可能な下型チャック機構９が設けられている。下型チャック機構９は、図示しない下型プラテンの上昇や図示しないトランスファ機構等の動作によって下型チャックアーム９ａを揺動させて先端部に設けられた、下型チャック爪９ｃが中間型２２を係止する。

尚、下型キャビティ凹部２８は、図示しないリリースフィルム（以下単に「フィルム」という）に覆われていてもよい。フィルムは、耐熱性を有するもので、金型面より容易に剥離するものであって、柔軟性、伸展性を有するもの、例えば、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＥＴ、ＦＥＰフィルム、フッ素含浸ガラスクロス、ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化ビニリジン等を主成分とした単層膜又は複層膜が好適に用いられる。

樹脂モールド動作の一例について図１２乃至図１６を参照して説明する。
図１２に示すように、型開きした上型２１にワークＷを吸着保持し、上型チャック機構８の上型チャックアーム８ａにより中間型２２を上型２１に保持する。このとき、上型チャック爪８ｃが係止部２２ｃに係止しており、中間型２２のワーク保持爪２２ａがワークＷの外周縁部を保持している。

また、下型２３の下型キャビティ凹部２８には、１回のモールドに必要な樹脂１８を供給しておく。樹脂量は下型キャビティ容積より多いものとし、樹脂１８の形態は、固形、液状、顆粒状、粉状、シート状のいずれでもよい。尚、型開閉機構により型閉じを行って、下型可動クランパ２６がワークＷをクランプすると、下型チャック機構９が下型チャックアーム９ａを揺動させて下型チャック爪９ｃが中間型２２をチャックするようにしてもよい。

図１３に示すように、型開閉機構により型閉じが進行すると、下型可動クランパ２６のクランプ部２６ａがワークＷに当接したままコイルばね２７が押し縮められてキャビティ容積が所定容積まで圧縮され、溶融した樹脂１８が下型キャビティ凹部２８より傾斜溝２６ｂを通じてオーバーフローキャビティ２６ｃへオーバーフローさせる。ここで、溶融した樹脂１８は、傾斜溝２６ｂを通じて中間型２２の下側に流れることになる。このため、通常の金型のように樹脂１８がワークＷの外周を介してオーバーフローすることで、樹脂１８がワークＷの側面に付着してしまうのを防止することができる。このように、樹脂１８をオーバーフローさせたうえで最終樹脂圧を加えながら加熱硬化させて圧縮成形が行われる。このように樹脂１８をオーバーフローさせながら加熱加圧することで、例えば複数の半導体チップ２をフリップチップ実装したワークＷに対して、積み重ねられたチップの隙間やチップとワークの隙間に樹脂１８を確実に充填させることができる。

この場合、中間型２２は上型チャック爪８ｃにより係止された状態にあり、下型チャック爪９ｃは中間型２２の係止部２２ｃと係止解除された状態にある。
次いで型開閉機構により型開きを行うと、図１４に示すように、中間型２２は上型２１にチャックされたまま型開きするので、成形後のワークＷは上型２１に保持されたまま下型可動クランパ２６にオーバーフローした不要な成形品２０（オーバーフロー樹脂）が樹脂路（傾斜溝２６ｂ、オーバーフローキャビティ２６ｃ）に残ったまま成形品１９と分離する。

次いで図１５に示すように、下型可動クランパ２６のクランプ面設けられた樹脂路（傾斜溝２６ｂ、オーバーフローキャビティ２６ｃ）に残存する不要な成形品２０を図示しないエジェクタピン等により離型させて取り出して廃棄する。

最後に、図１６に示すように、型開閉機構により２回目の型閉じ動作を行って図１２に示すように上型２１と下型２３をクランプする。このとき、図示しない下型プラテンの上昇によって上型チャック機構８の上型チャック爪８ｃを中間型２２の係止部２２ｃと係止解除状態とし、下型チャック機構９の下型チャック爪９ｃを中間型２２の係止部２２ｃと係止してから、再度型開閉機構により型開きを行う。
これにより、中間型２２を上型２１から下型２３（下型可動クランパ２６）に受け渡したまま型開きが行われる。この後、上型２１に吸着保持された成形後のワークＷの吸着を解除して搬送手段（チャックハンド、アンローダ等）により取り出すことで圧縮成形が完了する。

よって、格別な駆動源を必要とせずに、中間型２２を上型２１と下型２３とのいずれかに保持して圧縮成形を行うことができる。また、樹脂モールド後のワークＷと不要な成形品２０（オーバーフロー樹脂）は、中間型２２の保持状態を切り替えて型開きするだけで容易に分離することができる。

上記実施例では、１枚の中間型１２、２２を上下型の間に挟み込む構成について説明したが、複数枚の中間型を積み重ねるように挟み込む構成としても良い。この場合にも、トランスファ機構１３の動作により複数枚の中間型を任意の金型に保持させることができる。

Ｗワーク１基板２半導体チップ３上型３ａ，４ａ第１エジェクタピン３ｂ，４ｂ第２エジェクタピン３ｃ上型逃げ凹部４下型４ｃ下型カル４ｄ下型ランナ４ｅ下型逃げ凹部４ｆ，８ｈ貫通孔５上型プラテン６下型プラテン７ガイドポスト８上型チャック機構８ａ上型チャックアーム８ｂ支点８ｃ上型チャック爪８ｄ上型作動アーム８ｅコイルばね８ｆ押動ピン８ｇ上型爪保持部９下型チャック機構９ａ下型チャックアーム９ｂ支点９ｃ下型チャック爪９ｄ下型作動アーム９ｅコイルばね９ｆ下型爪保持部１０下型ポット１１下型プランジャ１２，２２中間型１２ａキャビティ凹部１２ｂバーティカルゲート１２ｃエジェクタピン貫通孔１２ｄ係止部１３トランスファ機構１３ａ駆動ピン１４第１可動ロッド１５第２可動ロッド１６可動プレート１６ａ従動ピン１７コイルばね１８樹脂１９成形品２０不要な成形品２１上型２２ａワーク保持爪２２ｂガイド面２３下型２４下型ベースブロック２５下型キャビティ駒２６下型可動クランパ２６ａクランプ部２６ｂ傾斜溝２６ｃオーバーフローキャビティ２７コイルばね２８下型キャビティ凹部２９下型ガイドブロック

Claims

開閉可能に設けられる第１金型及び第２金型と、
前記第１金型と第２金型との間に配置され、前記第１金型にワークを保持したままクランプされる第３金型と、
前記第１金型に設けられ、前記第３金型を着脱可能に保持する第１金型チャック機構と、
前記第２金型に設けられ、前記第３金型を着脱可能に保持する第２金型チャック機構と、
前記第２金型に設けられ、キャビティ駒とこれを囲んで配置される可動クランパとで形成されるキャビティ凹部と、
前記可動クランパに形成され前記キャビティ凹部に連通するオーバーフローキャビティと、を具備し、
前記第１金型にワークを吸着保持し前記第１金型チャック機構により前記第３金型を保持し前記第２金型チャック機構による前記第３金型の保持を解除したまま、前記キャビティ凹部に樹脂が供給された前記第２金型と型閉じを行なって前記キャビティ凹部に連通する前記オーバーフローキャビティに溶融した樹脂をオーバーフローさせて圧縮成形が行われ、
前記第１金型チャック機構による前記第３金型の保持状態を解除し、前記第２金型チャック機構により前記第３金型を保持させて型開きが行われ、成形後のワークが前記第３金型及び不要な成形品と分離されて前記第１金型に吸着保持されて取り出されることを特徴とする樹脂モールド装置。
枠状に形成された前記第３金型の内周側下端にはワーク外周縁部を保持するワーク保持爪が設けられており、前記第３金型の外周面には、前記第１金型チャック機構又は前記第２金型チャック機構の係止爪が係止する係止部が突設されている請求項１記載の樹脂モールド装置。
前記ワーク保持爪は、前記可動クランパと対向してくさび状に傾斜したガイド面が形成されており、前記可動クランパのクランプ面には、ワークと当接するクランプ部と前記ガイド面と対向し前記キャビティ凹部と連通する傾斜溝及び前記傾斜溝と連通する前記オーバーフローキャビティが彫り込まれており、
前記キャビティ凹部の容積が所定容積まで圧縮されると、前記可動クランパのクランプ面と前記ワーク保持爪のガイド面との間に設けられた樹脂路を通じて溶融した樹脂が前記オーバーフローキャビティへオーバーフローする請求項１又は請求項２記載の樹脂モールド装置。
開閉可能に設けられた第１金型と第２金型との間に配置され、当該第１金型との間でワーク外周縁部を支持するワーク保持爪が設けられ、前記ワーク保持爪のクランプ面側にくさび状に傾斜したガイド面を有する第３金型を用意する工程と、
型開きした前記第１金型にワークを吸着保持し、当該第１金型に設けられた第１金型チャック機構により前記第３金型を保持してワーク保持爪でワーク外周縁部を保持する工程と、
型開きした前記第２金型のキャビティ駒とこれを囲む可動クランパとで形成されるキャビティ凹部に１回のモールドに必要な樹脂を供給する工程と、
前記第１金型と前記第２金型とで１回目の型閉じを行って前記ワークをクランプし、前記キャビティ凹部の容積が所定容積まで圧縮して、可動クランパのクランプ部と前記ワーク保持爪との間に設けられた樹脂路を通じて樹脂をキャビティ凹部からオーバーフローキャビティへオーバーフローさせて加熱硬化させる工程と、
前記ワークを保持した前記第３金型を前記第１金型に保持したまま前記第２金型から型開きする工程と、
前記可動クランパの樹脂路に残存する不要成形品を除去した後、２回目の型閉じを行って前記第３金型が前記第１金型と前記第２金型にクランプされたまま前記第１金型チャック機構による前記第３金型の保持状態を解除すると共に第２金型チャック機構により前記第３金型を前記第２金型に保持させて、前記第１金型より前記第２金型へ前記第３金型を受け渡す工程と、
前記第３金型を前記第２金型に保持したまま成形後のワークを吸着保持した前記第１金型を型開きする工程と、
前記第１金型から成形後のワークの吸着を解除して取り出す工程と、を含むことを特徴とする樹脂モールド方法。