JP7430152B2 - 樹脂成形装置、及び樹脂成形品の製造方法 - Google Patents
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Description
まず、図1を用いて、第一実施形態に係る樹脂成形装置1の構成について説明する。樹脂成形装置1は、半導体チップなどの電子素子(以下、単に「チップ2a」と称する)を樹脂封止し、樹脂成形品を製造するものである。特に本実施形態では、トランスファーモールド法を利用して樹脂成形を行う樹脂成形装置1を例示している。
供給モジュール10は、チップ2aを装着した基板の一種であるリードフレーム(以下、単に「基板2」と称する)、及び樹脂タブレットTを樹脂成形モジュール20へと供給するものである。なお、本実施形態では基板2としてリードフレームを例示しているが、リードフレーム以外にも、その他種々の基板(ガラスエポキシ製基板、セラミック製基板、樹脂製基板、金属製基板等)を用いることが可能である。供給モジュール10は、主としてフレーム送出部11、フレーム測定部12、フレーム供給部13、樹脂送出部14、樹脂測定部15、樹脂供給部16、ローダ17及び制御部18を具備する。
樹脂成形モジュール20は、基板2に装着されたチップ2aを樹脂封止するものである。本実施形態においては、樹脂成形モジュール20は2つ並べて配置される。2つの樹脂成形モジュール20によって基板2の樹脂封止を並行して行うことで、樹脂成形品の製造効率を向上させることができる。樹脂成形モジュール20は、主として成形型(下型110及び上型140)及び型締め機構190(図2参照)を具備する。
搬出モジュール30は、樹脂封止された基板2を樹脂成形モジュール20から受け取って搬出するものである。搬出モジュール30は、主としてアンローダ31及び基板収容部32を具備する。
次に、図1及び図2を用いて、上述の如く構成された樹脂成形装置1の動作(樹脂成形装置1を用いた樹脂成形品の製造方法)の概要について説明する。
次に、樹脂成形モジュール20の構成について、より詳細に説明する。図2に示すように、樹脂成形モジュール20は、主として下型設置部100、下型110、下型キャビティ調整機構120、上型設置部130、上型140、皿バネ150、上型キャビティ調整機構160、エアベント開閉機構170、トランスファ機構180及び型締め機構190を具備する。
図2に示す下型設置部100は、下型110が設けられる部分である。下型設置部100は、主として下型可動ベース部101及び下型取付部102を具備する。
図2、図3(a)及び図9に示す下型110は、成形型の下部を形成するものである。下型110は、主として下型サイドブロック111、ポットブロック112、下型キャビティブロック113、下型ピラー114及び下型弾性部材115を具備する。本実施形態の下型110では、図3(a)に示すように、中央にポットブロック112があり、その左右に下型キャビティブロック113が配置され、下型キャビティブロック113のさらに外側に下型サイドブロック111が配置されている。
図2に示す下型キャビティ調整機構120は、下型キャビティブロック113の位置を調整するものである。下型キャビティ調整機構120は、主として下型第一楔形部材121、下型第二楔形部材122及び下型楔形部材駆動部123を具備する。
図2及び図9に示す上型設置部130は、上型140が設けられる部分である。なお、上型設置部130は、本願の上型支持部の実施の一形態である。上型設置部130は、主として上型固定ベース部131、上型取付部132及びヒータプレート133を具備する。
図2、図3(b)及び図9に示す上型140は、成形型の上部を形成するものである。上型140は、主として上型ベース部141、上型サイドブロック142、上型キャビティブロック143、上型サポート145及び上型ピラー146を具備する。本実施形態では、図3(b)に示すように、中央にカルブロック144があり、その左右に上型キャビティブロック143が配置され、上型キャビティブロック143の外周(カルブロック側を除く)に上型サイドブロック142が配置されている。
皿バネ150は、上型140に対して下方に向かって力を付与するものである。なお、皿バネ150は、本願の付与部の実施の一形態である。皿バネ150は、上型設置部130(ヒータプレート133)の下面と、上型140(上型ベース部141)の上面と、の間に配置される。皿バネ150の付勢力によって、上型140には、常に上型設置部130から離れる方向(下方)に向かう力が付与される。
上型キャビティ調整機構160は、上型キャビティブロック143の位置を調整するものである。なお、上型キャビティ調整機構160は、本願の位置調整機構の実施の一形態である。上型キャビティ調整機構160は、上型キャビティブロック保持部材161、上型キャビティブロック駆動部162、規制部材163、上型弾性部材164、上型第一楔形部材165、上型第二楔形部材166及び上型楔形部材駆動部167を具備する。
図2に示すエアベント開閉機構170は、キャビティCと外部とを連通するエアベント溝142aを開閉するものである。エアベント開閉機構170は、主としてエアベントピン171及びエアベント駆動部172を具備する。
トランスファ機構180は、キャビティCへと樹脂材料を供給するものである。トランスファ機構180は、主としてトランスファ駆動部181、プランジャ182及びプランジャ荷重測定部183を具備する。
このように、プランジャ182がトランスファ駆動部181の出力に比例した移動量だけ移動する構成であるため、複数のプランジャ182でキャビティCへと樹脂材料を供給する場合には、キャビティC内の樹脂圧力が均一となるような構成であることが望ましい。本実施形態では、複数のプランジャ182(ポット)から共通のキャビティCへと樹脂材料を供給する構成となっており、キャビティCを介して樹脂圧力が均一となるになっている。その他のキャビティC内の樹脂圧力を均一とする方法としては、例えば図4(a)に示すように、カル部144a同士を連結する連結溝144cを形成する方法や、図4(b)に示すように、キャビティCが複数ある場合、さらに、キャビティC同士を連結する連結溝144dを形成する(複数のカル部144aから共通のキャビティCへと樹脂材料を供給する)方法等がある。このようにカル部144a同士を連結する等することで、各プランジャ182のプランジャ荷重のばらつきによって樹脂材料に加わる圧力がばらつくのを抑制することができる。
図2に示す型締め機構190は、下型110を上昇させて、下型110と上型140とを型締め(クランプ)するものである。なお、型締め機構190は、本願のクランプ機構の実施の一形態である。型締め機構190は、主として固定盤191、支柱192、駆動機構193及びクランプ荷重測定部194を具備する。
以下では、上述の如く構成された樹脂成形装置1を用いた樹脂成形品の製造方法について説明する。
以下では、樹脂成形品の製造方法(クランプ荷重とプランジャ荷重の制御態様)の別例について説明する。
12 フレーム測定部
15 樹脂測定部
18 制御部
110 下型
130 上型設置部
140 上型
142 上型サイドブロック
143 上型キャビティブロック
150 皿バネ
160 上型キャビティ調整機構
170 エアベント開閉機構
180 トランスファ機構
181 トランスファ駆動部
182 プランジャ
190 型締め機構
Claims (8)
- 樹脂成形の対象となる基板に配置されたチップの体積を測定するチップ体積測定部と、
前記基板の樹脂成形に用いられる樹脂材料の体積を測定する樹脂体積測定部と、
前記基板を載置する下型と、
サイドブロック、及び前記サイドブロックに対して上下に昇降可能となるように設けられたキャビティブロックによって、キャビティを形成する上型と、
前記下型と前記上型とをクランプするクランプ機構と、
プランジャによって前記キャビティへと樹脂材料を供給するトランスファ機構と、
前記チップ体積測定部及び前記樹脂体積測定部の測定結果に基づいて、前記キャビティの樹脂充填率と前記プランジャの位置との関係を算出する算出部と、
前記基板及び前記樹脂材料を用いて樹脂成形を行う場合に、前記算出部により算出された前記樹脂充填率と前記プランジャの位置との関係を用いて、前記プランジャが所定の樹脂充填率に対応する位置に達したことを契機として樹脂成形に関する動作を制御する充填率対応制御を行う制御部と、
を具備する樹脂成形装置。 - 前記制御部は、前記充填率対応制御において、前記プランジャが所定の樹脂充填率に対応する位置に達したことを契機として前記クランプ機構によるクランプ荷重を調整するクランプ力調整制御を行う、
請求項1に記載の樹脂成形装置。 - 前記制御部は、前記クランプ力調整制御において、前記クランプ機構によるクランプ荷重を段階的に上昇させる、
請求項2に記載の樹脂成形装置。 - 前記制御部は、前記充填率対応制御において、前記プランジャが所定の樹脂充填率に対応する位置に達したことを契機として前記プランジャの移動速度を調整するプランジャ速度調整制御を行う、
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の樹脂成形装置。 - 前記制御部は、前記充填率対応制御において、前記プランジャが所定の樹脂充填率に対応する位置に達したことを契機として前記キャビティに接続されたエアベント溝の開閉の切り替えを行うエアベント切替制御を行う、
請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の樹脂成形装置。 - 前記上型を上下に移動自在となるように支持する上型支持部と、
前記上型支持部に設けられ、前記キャビティブロックの位置を調整可能な位置調整機構と、
前記位置調整機構の可動域を確保する方向に向かって前記上型に力を付与する付与部と、
をさらに具備し、
前記制御部は、
前記樹脂材料によって前記キャビティが充填された後に、前記付与部によって確保された前記可動域を利用して前記キャビティが深くなるように、前記サイドブロックに対する前記キャビティブロックの相対的な位置を調整するキャビティ制御と、
前記キャビティ制御の後に、前記クランプ機構によるクランプ荷重を調整して前記キャビティ内の樹脂圧力を上昇させる圧力調整制御と、
を行い、
前記圧力調整制御において、前記充填率対応制御を行う、
請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の樹脂成形装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の樹脂成形装置を用いて樹脂成形品を製造する、
樹脂成形品の製造方法。 - 基板に配置されたチップの体積を測定するチップ体積測定工程と、
樹脂材料の体積を測定する樹脂体積測定工程と、
前記チップ体積測定工程及び前記樹脂体積測定工程において測定された前記チップの体積及び前記樹脂材料の体積に基づいて、キャビティの樹脂充填率とプランジャの位置との関係を算出するプランジャ位置算出工程と、
前記基板及び前記樹脂材料を用いて樹脂成形を行う場合に、前記プランジャが所定の樹脂充填率に対応する位置に達したことを契機として樹脂成形に関する動作を制御する充填率対応制御工程と、
を具備する樹脂成形品の製造方法。
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