JPH03246017A - 樹脂封止金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、特にＩＣ等の樹脂封止成形を行う際に用い
て好適な樹脂封止金型に関する。

［従来の技術］ 第７図は、従来より一般的に知られている樹脂成形金型
の成形前の状態を示している。この金型は上型１１およ
び下型１２を備え、上型１２には垂直状態にした円筒状
のポット１３が形成されている。また下型１２には、ポ
ット１３の位置に対応してポット底部Ｉ４が形成され、
この底部１４部にポット１３内に挿入される状態て樹脂
タブレット１５が配置される。

そして、ポット１３の上部からプランジャ１６が挿入さ
れ、タブレット１５をポット底部１４に押付けるように
する。

この様にポット１３内にタブレット１５を設置した状態
でプランジャＩ６により押圧し、タブレット１５を加熱
溶解すれば、この溶融樹脂は底部１４に連続したランナ
１７および断面積を小さくしたゲート１８を介してキャ
ビティ１９に送り込まれ、このキャビティ１９部で所定
のＩＣ等を樹脂封止の成形を行う。

第８図はこの成形後の状態を示しているもので、この様
にして樹脂成形されたならば、下型１２から上型Ｉｆを
分離し、成形された樹脂封止部品を取圧す。

この様な樹脂封止に際して、その成形終了後において、
ポット１３の底部１４に対応する部分に、樹脂の塊であ
るカル２０が残る。この残存するカル２０の量が多いと
、キャビティ１９、ゲート１８およびランナ１７部の樹
脂に比較して、カル２０部の樹脂の硬化が大きく遅れる
。したがって、樹脂封止成形のサイクルタイムが延長さ
れるようになる。

また、逆にカル２０の量が少ない状態であると、カル２
０部の樹脂硬化が他の部分に比較して早くなり、このた
めプランジャ１６から与えられる圧力が、キャビティ１
９部まで充分に伝達されない状態が生ずる。したがって
、この様な状態ではキャビティ１９における樹脂成形品
のボイド不良を招くようになる。この様な問題点を解決
するためには、カル２０の厚みを調節し、カル２０部の
硬化速度を最適な状態とする必要がある。

カル２０部の硬化状態を調整する手段としては、従来で
はタブレット１５の重量を変更することが知られている
。しかしこの様な方法では、新規金型の条件出し、成形
条件・材料の変更に伴うカル厚さの調整に、異なった重
さのタブレットを前もって用意する必要があり、非常に
手数を要する。

その他、例えば特開昭５９−２０７２１１号公報、特開
昭６１−１１４８２４号公報、特開昭６２−１２４９１
７号公報、実開昭６３−４９９１６号公報等に示される
ように、温度制御を行うことによって、カル２０部分の
硬化速度を調整することが考えられている。しかし、加
熱手段等を用いて温度調節すると、温度の長期変動の影
響を受けるようになり、カル２０部の硬化状態を常に最
適に保つことが困難である。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、新規
金型の条件出し、成形条件、材料等の変更に際して、ま
たは通常の樹脂成形に際して、従来のようにタブレット
の重量を変更するような手数のかかる行程を行うことな
く、カルの厚さを簡単且つ確実に瞬時に調整することを
可能とし、カル部の硬化状態を最適にして、ボイド不良
等が生ずることなく、サイクルタイムを短縮できるよう
にして樹脂封止成形が行えるようにした樹脂封止金型を
提供しようとするものである。

また、樹脂の溶融状態を常に一定の条件に対応できるよ
うにして、成形品の品質の安定化が確実に図れるように
した樹脂封止金型を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る樹脂封止金型は、タブレットが挿入設定
され、プランジャがタブレットを押圧するように設定さ
れるポットの底部、若しくはこの底部に連続するランナ
部に連通ずるようにして区画室を形成し、この区画室に
これを２分する仕切り板を設置し、仕切り板の位置を調
節することによって、ポット若しくはランナに連続され
る部屋の容積を可変するようにした。

あるいは、前記プランジャが待機される位置に、断熱性
のリング保持手段によって保持設定されるようにする。

［作用］ この様に構成される樹脂封止金型によれば、前記仕切り
板を移動して、区画室内にポット底部若しくはランナ部
から侵入される溶解樹脂の量が、簡単に調整できる。し
たがって、ポット底部に対応して形成されるカル厚さが
自在に調整可能となり、このカル部の硬化速度等が簡単
且つ容易に調トを押圧する頭部の温度状態が任意設定さ
れ、ショット毎の樹脂の溶融状態が容易に一定とされる
。

したがって、樹脂封止成形部品の品質が効果的に安定化
される。

［発明の実施例コ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図は下型部分の平面から見た構造を示し、第２図は
第１図の■−■線に対応する部分の金型断面を示したも
ので、この金型は上型２１および下型２２によって構成
される。上型２１には、垂直状態の円筒形の開口による
ポット２３が形成され、このポット２３内には、プラン
ジャ２４が上方から挿入設定される。そして、下型２２
にはポット２３の下部位置に対応して、ポット底部２５
が形成される。

このポット底部２５は下型中央板２６に形成されるもの
で、この中央板２Ｂにはポット底部２５から連続する溝
によってランナ２７１〜２７４が形成される。このラン
ナ２７１〜２７４は、適宜下型キャビティブロック２８
に連続され、このブロック２８に形成したキャビティ２
９１．２９２　、・・・に連続される。

すなわち、ポット２３内に樹脂タブレットを挿入設定し
、プランジャ２４によって押圧しながら溶解すれば、そ
の溶解された樹脂３０がポット底部２５から例えばラン
ナ２７１を介してキャビティブロック２８に導かれる。

キャビディブロック２８には、ランナ２７１からの通路
面積を小さくしたゲート３１を介してキャビティ２９１
．２９２、・・・が形成されているもので、ランナ２７
１からの溶解樹脂は、ゲート３１を介して各キャビティ
２９１．２９２、・・・の内部に導入される。このキャ
ビティ２９１　、２９２　、・・・それぞれの内部には
、例えばＩＣ基板等が設置され、導入された溶解樹脂に
よって閉じ込められ、この樹脂が硬化することによって
、樹脂封止部品が成形されるようになる。

また、下型中央板２６には、ポット底部２５に入り日清
３２により連続されるようにして、溝による区画室３３
が形成される。この区画室３３には仕切り板３４が設定
され、この仕切り板３４にはねじ軸３５が設けられてい
る。そして、ねじ軸３５を回転させることによって仕切
り板３４が区画室３３内で移動されるようにする。ここ
で、区画室３３の厚さは、キャビティ２９１．２９２　
、・・の厚さと等しく設定されている。

ここで、仕切り板３４は区画室３３を２つに区画するよ
うに設定されるもので、この区画された入り日清３２に
連続する部屋３３１の容積が、仕切り板３４の位置によ
って可変されるようになる。

プランジャ２４で押された溶融樹脂は、ポット底部２５
から入り日清３２に入り、区画室３３内の仕切り板３４
で区画された部屋３３１に流れ込む構造とされ、この部
屋３３１の容積に応じてポット底部２５に残留する樹脂
の量が決定され、カル３６の厚さが決定される。

すなわち、ねじ軸３５によって仕切り板３４を移動させ
、仕切り板３４で区画された部屋３３１の容積を変更さ
せ、カル３６の厚さが変化されるようにする。

実際の樹脂成形時において、プランジャ２４によって押
された溶融した樹脂が、ポット底部２５、ゲー）３１を
介してキャビティ２９１．２９２　、・・・に流れ込む
ようになると同時に、区画室３３の部屋３３１に溶融樹
脂が流れ込むようになり、前述したようにカル３６の厚
さが仕切り板３４の位置によって調整される。

カル３Ｂの厚さは、キャビティ２９１　、２９２　、・
・・またはゲート３１の樹脂が硬化し、取り比せるまで
の時間Ｔｇと、カル３６が硬化し取り出せるようになる
までの時間Ｔｃとが等しくなるように決定される。

この場合、“Ｔｇ　＞Ｔｃ″であると、仕切り板３４を
入り日清３２の方向（図の矢印ＸＩの方向）に移動し、
カル３Ｂの厚みが大きくされるようにする。

逆に“Ｔｇ　＜Ｔｃ″の場合は、仕切り板３４を入り日
清３２とは逆の方向（図の矢印Ｘ２の方向）に移動させ
、カル３６の厚みが小さくされるようにし、“Ｔｇ　−
Ｔｃ　　とされるように仕切り板３４の位置を決定する
。

カル３６とキャビティ２９１　、２９２　、・・・　ゲ
ート３１部のそれぞれ樹脂との硬化時間の差は、取り出
し直後の成形品の状態（割れ、ふくれ等）、または成形
品の硬度（バーコル硬さ）等から知ることができる。

このようにしてカル３６の厚さを適性に調整しないと、
次のような問題か生ずる。例えばカル３Ｂの厚みが大き
いと、キャビティ、ゲート、およびランナ部に比べてカ
ル３Ｂの硬化が大きく遅れる。このためサイクルタイム
か延長されるようになる。

また、逆にカル３６の厚みが小さいと、カル３６の硬化
がキャビティ、ゲート、およびランナ部よりも早くなっ
て、プランジャ２４で発生された圧力をキャビティ２９
１．２９２、・・・部に充分に伝達することができない
。したがって、成形品のボイド不良を招く。

この点、実施例で示した金型によれば、仕切り板３４の
位置を調整することによってカル３６の厚みが最適に調
整されるので、成形品のボイド不良を発生させることな
く、且つ最短のサイクルタイムで樹脂封止成形が可能と
される。

カルの硬化時間（取り出せる時間）とキャビティおよび
ゲート部の樹脂の硬化時間との関係は、型の温度、予熱
温度等の成形条件によって変化する。したかって、正確
なカルの厚みを予測することは難しい。

前述したように従来にあっては、カルの厚みを最適に調
整する手段として、タブレットの重量を選定することが
行われている。このため、新規金型の条件出しのように
成形条件を決定する場合には、予め複数種類の重量を異
ならせたタブレットを用意するようにしている。したが
って、タブレットの製作に時間を要すると共に、それぞ
れの金型に適したタブレットを供給するには、タブレッ
トの種類が必然的に増大し、その管理が煩雑となる。さ
らに成形材料の変更、型温度、予熱温度等の成形条件の
変更若しくは変動したとき、または外気温度の変化等の
外乱によって、最適なカル厚みが変化した場合、それに
適した重量のタブレットを作り出す必要があり、瞬時に
対応することが困難である。

この点、実施例に示した金型にあっては、ねじ軸２５を
操作するだけでカルの厚みを調整できるものであり、成
形条件出しの際に、また成形条件、成形材料等の変更、
さらに外乱が発生しても、容易に瞬時にカルの厚みを調
整できるようになり、カルの厚みを最適にして成形が可
能となる。

カルの硬化時間とキャビティおよびゲート部の樹脂の硬
化時間を等しく調整する手段として、前述したようにプ
ランジャおよびポットの加熱手段を設け、独立的に温度
制御することが知られている。しかし、プランジャ自体
に加熱手段を設けると、プランジャの内部に加熱手段を
組み込むようになり、プランジャが上下に移動する際に
、加熱手段を構成するヒータの配線等にダメージを与え
、信頼性が劣る。またポットに加熱手段を設けるように
すると、金型内のポットの近くにヒータ、熱電対等の温
度センサ、さらに断熱機構を構成しなければならず、金
型構造が複雑となる。

第３図および第４図はこの様な点に対応して構成された
第２の実施例を示すもので、ポット２３を形成した上型
２１を取付ける上型取付は板４１に、断熱材料によって
構成した断熱リング４２を設け、この断熱リング４２の
中空部分に、加熱リング４３を保持させる。この加熱リ
ング４３には、詳細には図示していないが、電熱ヒータ
等による加熱手段が内蔵され、また熱電対等による温度
検出手段が設けられている。そして、リード線４４から
加熱電力を供給し、リング４３が加熱されるようにする
と共に、このリング４３の温度検出手段で検出された温
度情報は、出力線４５を介して出力され、リング４３の
温度が所定値に保たれるように制御される。

ここで、加熱リング４３の中空部は、上型２１のポット
２３と同軸的な位置に設定され、その内径はプランジャ
２４の頭部か嵌まり込むことができるように形成されて
いる。そして、プランジャ２４の待機状態で、このプラ
ンジャ２４の頭部が加熱リング４３の中空部内に嵌まり
込み設定され、加熱リング４３によってプランジャ２４
が加熱され、所定温度状態に保たれるようにする。

すなわち、１つの成形工程の終了後に、プランジャ２４
はその頭部が加熱リング４３内に収められる位置まで上
昇される。その停止位置は、適宜ストッパ機構等によっ
て決定する。

加熱リング４３は、断熱リング４２によって金型と熱的
に分離され、さらに加熱手段および温度検出手段等によ
って温度調整されている。したがって、プランジャ２４
の頭部が、加熱リング４３内に収まっている間、すなわ
ち成形工程が終了してから次の成形工程においてタブレ
ットが供給され、成形が開始されるまでの間、プランジ
ャ２４の温度が一定に保たれるようになる。このため、
成形毎の樹脂の溶解状態が同一とされ、成形物品の品質
の安定化が図れる。

第５図はこの様な金型を用いた成形装置の全体的な構成
を示したもので、下型ボルスタ４６の上に下型取付は板
４７が取付けられ、この取付は板４７上に下型２２が取
付けられる。この下型２２の上方に支持枠体４７で支持
されるようにして上型ボルスタ４８が設けられ、この上
型ボルスタ４８に上型取付は板４１が設けられる。この
取付は板４１に取付けられた下型２２は、上下駆動機構
に支えられ、上型２１に対接されるように選択的に上下
駆動されるものであり、さらにプランジャ２４も成形動
作に伴って上下駆動される。

第６図は第３の実施例を示すもので、第１図で示した第
１の実施例にあっては、ポット底部２５に連続するよう
にして区画室３３を形成したが、この実施例にあっては
キャビティブロック２８に連通するランナ２７に連続す
るようにして入り日清５１を形成し、この入り日清５１
に連続して区画室５２を形成するようにしている。そし
て、この区画室５２に仕切り板５３を設け、この仕切り
板５３はねじ軸５４によって移動制御されるようにする
。

この様に構成しても第１の実施例と同様にカルの厚みが
制御できるようになる。

第１および第３の実施例にあっては、ねじ軸を用いて仕
切り板の位置を調節し、この仕切り板位置に対応してカ
ルの厚みが調整されるようにしている。しかし、この仕
切り板の駆動機構は、これら実施例で示したようなねじ
機構に限らず、油気圧シリンダ、アクチュエータを用い
ても同様の効果が得られる。また、これら実施例にあっ
ては仕切り板の位置によって区画室の容積を変更するよ
うにしたが、大きさの異なったブロックを区画室内に挿
入し、これによって区画室の容積を変更させるようにし
てもよい。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る樹脂封止金型によれば、カ
ルの硬化状態とランナおよびキャビティ部の樹脂の硬化
状態とが容易に且つ瞬時に一致させるように調整できる
ものであり、成形部品の品質の安定性と共に、作業効率
も効果的に向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る樹脂封止金型を説明
する特に下型部の平面構成図、第２図は第１図の■−■
線に対応した金型の断面構成図、第３図はこの発明の第
２の実施例を説明する上型の平面図、第４図は第３図の
ＩＶ−ＩＶ線に対応する部分の断面図、第５図は成形装
置の全体的な構成を説明する図、第６図はこの発明の第
３の実施例を説明する図、第７図および第８図は従来の
樹脂封止金型を説明する図である。 ２１・・・上型、２２・・・下型、２３・・・ポット、
２４・・プランジャ、２５・・・ポット底部、２６・・
・下型中央板、２７１〜２７４　２７・・・ランナ、２
８・・・キャビティブロック、２９１．２９２．２９３
、・・・キャビティ、３０・・・樹脂、３１・・・ゲー
ト、３２・・・入り日清、３３・・・区画室、３４・・
・仕切り板、３５・・・ねじ軸、３６・・・カル、４１
・・・上型取付は板、４２・・・断熱リング、４３・・
・加熱リング。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂材料とされるタブレットが挿入設定されるポ
   ットと、 このポット内に挿入設定され、前記タブレットを押圧す
   るプランジャと、 前記ポットの底部に連通するように形成され前記タブレ
   ットが溶融された樹脂材料が導かれるランナと、 このラッチを介して導かれた溶融樹脂が、ゲートを介し
   て導入されるキャビディと、 前記ポットの底部若しくはランナに連通して形成された
   区画室と、 この区画室を２分するように設定され、前記ポット若し
   くはランナに連続する部屋を区画する仕切り板と、 この仕切り板を移動制御し、前記ポット若しくはランナ
   に連続する部屋の容積を変化させる手段とを具備し、 前記仕切り板によって前記区画室に導入される樹脂量を
   変化させ、カル厚さが調整されるようにしたことを特徴
   とする樹脂封止金型。
2. （２）樹脂材料とされるタブレットが挿入設定されるポ
   ットと、 このポット内に挿入設定され、前記タブレットを押圧す
   るプランジャと、 前記ポットの底部に連通するように形成され、前記タブ
   レットが溶融された樹脂材料が導かれるランナと、 このランナを介して導かれた溶融樹脂が、ゲートを介し
   て導入されるキャビディと、 前記ポットの上側に位置設定され、前記プランジャの頭
   部が嵌まり込むように構成された発熱機構を備えた部材
   とを具備し、 前記プランジャが前記部材によって温度調 節されるようにしたことを特徴とする樹脂成形金型。