JPH0356051Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、半導体素子を樹脂封止成形する金
型装置の改良に関するものであり、この種装置の
製造技術産業の分野において利用されるものであ
る。

〔従来の技術〕

金型に所要複数個の樹脂材料供給用ポツトを配
設すると共に、該各ポツト内に樹脂材料加圧用プ
ランジヤーを夫々嵌合し、更に、上記各ポツトの
周辺部に所要数のキヤビテイを配設し、且つ、該
ポツトとキヤビテイとの間をカル部及びゲート部
から成る溶融樹脂材料の移送通路を介して連通さ
せた金型装置（実願昭56−182748号）において
は、ポツト内に供給した樹脂材料を加熱・加圧し
て溶融化すると共に、該溶融樹脂材料を移送通路
を通してキヤビテイ内に加圧注入させることによ
り、該キヤビテイ部の所定位置にセツトしたリー
ドフレーム上の半導体素子を樹脂封止成形するこ
とができるものである。

ところで、上記金型装置においては、各プラン
ジヤーを油圧等によつて進退可能に配設したホル
ダーに夫々取付けるプランジヤーホルダーユニツ
ト型式が採用されているが、各プランジヤーがホ
ルダーに夫々固定されているときは、例えば、各
ポツト内への樹脂材料供給量に差異が生じた場合
に、各樹脂材料に均等な加圧力を同時に加えるこ
とができないことから、キヤビテイ内にて成形さ
れる半導体素子の樹脂封止成形体の内部・表面
に、樹脂材料の充填不足等に起因したボイド（気
泡）を形成してこの種成形品の耐湿性及び信頼性
を低下させるといつた問題がある。また、該装置
においては、上記した問題点を解消する目的で、
各プランジヤーの夫々を、その軸方向へ進退摺動
可能に構成して、上記した樹脂材料供給量に対応
して各プランジヤーを各別に進退摺動させること
により、各キヤビテイ内に加圧注入される溶融樹
脂材料の注入圧力一定化を図るようにしている。

ところが、この金型装置を用いて半導体素子を
樹脂封止成形した場合においても、成形された樹
脂封止成形体の内部・表面に上述したボイドの発
生や、リードフレーム上の半導体素子と外部リー
ドとを電気的に接続するリードワイヤの流れ（変
形や断線等）、或は、キヤビテイ内での樹脂材料
未充填による外観不良品の発生が見受けられるこ
とがあるが、これは次のような原因に基づくもの
と考えられる。

即ち、各ポツト内に供給された樹脂材料を溶融
化して、これをキヤビテイ内へ加圧注入する場合
において、各ポツト内への樹脂材料供給量の差異
或は各プランジヤーの進退摺動位置の相違によつ
て、各ポツト内の樹脂材料加圧時期や溶融樹脂材
料の加圧移送スピード及びキヤビテイ内への加圧
注入時期や加圧注入スピードに夫々バラ付きが生
じ、従つて、各プランジヤーによる溶融樹脂材料
の注入スピードを夫々均等に維持することができ
ない場合があるため、このような場合には、上述
したような成形不良品の発生を防止することがで
きず所期の目的を充分に達成できないといつた問
題がある。また、上述したような成形不良品の発
生は、ポツトとプランジヤーとの間〓（クリアラ
ンス）に溶融樹脂材料の一部が浸入してプランジ
ヤーの摺動をスムーズに行なうことができないよ
うな場合に多くなる傾向があるため、特に、各プ
ランジヤーの夫々を進退摺動可能に構成した金型
装置においては、該プランジヤーに加えられる油
圧或はバネ弾性等による樹脂材料の加圧力にも拘
らず、ポツトとプランジヤーとの間〓に溶融樹脂
材料が浸入して該プランジヤーの摺動作用を困難
にするため、結局、該ポツト内の樹脂材料に対す
る所要の加圧力を得ることができず、或は、各プ
ランジヤーの樹脂材料に対する加圧力に夫々バラ
付きが生ずる等の問題がある。また、ポツトとプ
ランジヤーとの間〓の広狭に起因する樹脂封止成
形状態及び樹脂材料加圧効率については、第５図
に示した表からも明らかなように、上記間〓が狭
小である程、樹脂材料に対する成形加圧力の損失
が避けられると共に、適正な樹脂封止成形（最良
及び良で示す範囲）状態が得られ、それが所定以
上になると、成形加圧力が不足して樹脂成形不良
品（不良で示す範囲）が発生することになる。従
つて、適正な樹脂封止成形状態を維持するには、
プランジヤーの摺動作用を阻害しないこと、及
び、プランジヤー等の摩耗による上記間〓の拡大
その他の異常時における樹脂成形加圧力の低下を
早期に検知・検出してこれに対処することが望ま
れるのである。

また、半導体素子の樹脂封止成形品の高品質
化、均質化等を図つて、注入樹脂の圧力検出器を
設けたトランスフアーモールド装置（特開昭56−
155737号公報）が知られているが、この装置で
は、一つのランナの末端に形成した圧力検出用キ
ヤビテイに圧力検出器を設けるか、或はこのよう
な圧力検出用キヤビテイを特設することなく、多
数のキヤビテイのうちの一部のキヤビテイのみに
圧力検出器を設けたり、若しくはランナの中間部
に圧力検出器を設けているに過ぎないため、全キ
ヤビテイ内に注入される夫々の樹脂成形加圧力を
確実に検出することは不可能であると共に、成形
用キヤビテイ内に、成形に支障を来たさないよう
に圧力検出器を配置することは事実上不可能乃至
は著しく困難であるといつた問題がある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案は、各ポツトと各プランジヤーとの間〓
の拡大等による樹脂成形加圧力の不足状態を各キ
ヤビテイについて早期に検知・検出すること、及
び、各プランジヤーによる溶融樹脂材料のキヤビ
テイ内への注入スピードを夫々均等に維持するこ
とによつて、各キヤビテイ内における半導体素子
の樹脂封止成形条件の均一化とその樹脂封止成形
品の高品質化及び信頼性の向上を図ることを目的
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案に係る半導体素子の樹脂封止成形用金型
装置は、固定側金型と、該固定側金型に対向配置
した可動側金型と、該両金型のいずれかに配置し
た複数の樹脂材料供給用ポツトと、該各ポツトの
周辺所定位置に配設した所要数のキヤビテイと、
上記各ポツトとその周辺所定位置のキヤビテイと
を連通させる溶融樹脂材料の移送用通路と、上記
各ポツトの配設位置及び数に対応して配設した樹
脂材料加圧用プランジヤーとを備えた半導体素子
の樹脂封止成形用金型装置において、上記溶融樹
脂材料の移送用通路におけるカル部に、該カル部
と連通する連通孔を形成すると共に、該連通孔に
ピン状の摺動部材を密に嵌合して該摺動部材を上
記樹脂材料加圧用プランジヤーによる樹脂材料加
圧力により摺動可能に配設し、且つ上記各摺動部
材を各移送用通路側に向つて加圧押動する加圧押
動体を夫々設け、更に、上記各摺動部材の摺動に
より各別に作動する上記各移送用通路内の圧力検
知機構を配置して構成したことを特徴とするもの
である。

〔作用〕

従つて、本考案の構成によれば、各ポツト内に
おいて加熱・加圧により溶融化された樹脂材料
は、各プランジヤーの加圧力にて各キヤビテイ側
に加圧移送される過程において、夫々に受ける加
圧力が摺動部材の進退摺動作用により均一化され
るため、移送通路を通してキヤビテイ内に加圧注
入される溶融樹脂の加圧注入スピードも夫々均等
に維持されるから、各キヤビテイ内における半導
体素子の樹脂封止成形作用を同一条件下で行なう
ことができるものである。

また、所定の樹脂成形加圧力を得ることができ
ない場合は、摺動部材が摺動されず、或は、その
摺動が不充分であるために、圧力検知機構が所要
の作動をせず、従つて、樹脂成形加圧力の不足状
態を作業者が確実に検知できるものである。

〔実施例〕

次に、本考案を実施例図に基づいて説明する。

第１図及び第２図は半導体素子の樹脂封止成形
用金型装置の要部を示すものであり、該装置は装
置フレームの上端部に取付けられる固定盤１の下
方に固着した固定上型（固定側金型）２と、該上
型の下方に対向配置した可動下型（可動側金型）
３と、該下型３に配置した所要複数個の樹脂材料
供給用のポツト４…４と、該各ポツト付近となる
両型２，３間に夫々配設した所要数のキヤビテイ
５…５と、該キヤビテイ５とポツト４との間を連
通させるカル部６及びゲート部７とから成る溶融
樹脂材料の移送通路８…８と、上記各移送通路中
のカル部６に形成した該通路８内との連通孔９…
９と、該各連通孔９…９の夫々に進退摺動可能に
且つ密に嵌合した摺動部材１０…１０と、該各摺
動部材１０…１０の夫々を上記各移送通路８…８
側に向つて夫々均等に加圧押動する加圧押動体１
１…１１と、上記各摺動部材１０…１０の摺動作
用によつて各別にON−OFF操作させる上記各移
送通路８…８の電気的な圧力検知機構Ｄとから構
成されている。

また、上記上型２は上型プレート１２及びスペ
ーサブロツク１３を介して固定盤１に固着されて
おり、上記スペーサブロツク１３により構成され
るスペースには上部エジエクタープレート１４が
上下動可能に配設されると共に、該エジエクター
プレート１４には上型側キヤビテイ５₁内にて成
形される樹脂成形体の押出用エジエクターピン１
５が設けられており、更に、図に示した型締時に
おいて、該エジエクタープレート１４を押上げる
上部リターンピン（図示なし）と、その型開時に
おいて、該エジエクタープレート１４を押下げる
コイルスプリング１６とが夫々配設されている。

また、上記下型３は下型プレート１７及びスペ
ーサブロツク１８を介して油圧機構等により上下
動される可動盤１９に固着されており、上記スペ
ーサブロツク１８により構成されるスペースには
下部エジエクタープレート２０が上下動可能に配
設されると共に、該エジエクタープレート２０に
は下型側キヤビテイ５₂内にて成形される樹脂成
形体の押出用エジエクターピン２１が設けられて
おり、更に、型締時には該エジエクタープレート
２０を押下げるコイルスプリング２２と、その型
開時には該エジエクタープレート２０を押上げる
エジエクターバー２３とが夫々配設されている。

また、上記可動盤１９の上部にはスペーサブロ
ツク２４によつて所要のスペース２５が構成され
ると共に、該スペース２５の左右位置に設けた上
下方向のガイドサポート２６，２６には樹脂材料
加圧用プランジヤー２７…２７のホルダー２８が
上下摺動可能に嵌合されており、更に、該ホルダ
ー２８に固定支持させた上記各プランジヤー２７
…２７の上端加圧部２７₁…２７₁は、可動盤上部
の挿通孔１９₁と下部エジエクタープレート２０
の挿通孔２０₁及び下型プレート挿通孔１７₁を通
して各ポツト４…４内に夫々嵌合されており、従
つて、各プランジヤー２７…２７とそのホルダー
２８は油圧等の上下動機構２９の上下動操作によ
つて同時に上動或は下動するように設けられてい
る。

なお、上記各プランジヤー２７…２７とそのホ
ルダー２８との固定支持態様は、下型３（ポツト
４）側とホルダー２８側との温度差を考慮した場
合、各プランジヤーの固定部２７₂の周面とホル
ダー２８との間に所要の間〓２８₁を設けて、該
固定部２７₂が第１図において左右横方向へ所要
の範囲で動き得るように構成することにより、各
ポツト４…４内における各プランジヤー加圧部２
７₁…２７₁の上下摺動作用をスムーズに、且つ、
確実に行なうようにすることが好ましい。

また、上記した各摺動部材１０…１０の加圧押
動体１１…１１には夫々同一のバネ弾性を有する
コイルスプリングが用いられている場合を図示し
たが、このコイルスプリングに換えて、例えば、
油圧・空圧或は高圧ガス等の流体を利用した構成
を採用してもよく、更に、上記コイルスプリング
や流体の摺動部材１０に対する加圧押動作用力を
夫々調整可能な調整ボルトや調圧バルブ等の調整
部材を同時に採用するようにしてもよい。

また、上記圧力検知機構Ｄは、ポツト４内の樹
脂材料が加熱且つ加圧力を受けて溶融化されると
共に移送通路８を通してキヤビテイ５側へ移送さ
れる際に、その樹脂成形加圧力が所定の加圧力以
上に達しているか否かを検知・検出させる機構で
あり、該機構Ｄは、上記移送通路８中のカル部６
に配設した摺動部材１０が、上記所定加圧力以上
の加圧力を受けたときに、上記加圧押動体１１の
押動力に抗して摺動し、且つ、パイロツトランプ
D₁の点灯用スイツチD₂をON状態とし、逆に、こ
の摺動部材１０が所定加圧力以上の加圧力を受け
ていないときは、上記スイツチD₂のOFF状態を
維持することができるように構成されている。

なお、上記検知機構Ｄは、摺動部材１０…１０
の摺動作用を利用して該機構Ｄにおける検出素子
を作動させる構成のものであればよく、従つて、
例えば、所定加圧力以上の樹脂成形加圧力を得ら
れている常態時にはパイロツトランプD₁を点灯
させずに、それが得られていない異常時に該ラン
プD₁を点灯させる逆の構成を採用してもよく、
更に上記異常時にはブザー等を同時に作動させる
構成を採用してもよい。

また、上記検知機構ＤにおけるスイツチD₂を
ON−OFF操作させる摺動部材１０…１０をカル
部６…６に夫々配設したのは次の理由による。

即ち、溶融樹脂材料をポツトからカル部・ラン
ナ部及びゲート部を通してキヤビテイ内に加圧注
入させるように構成した従前の金型装置において
は、例えば、上記ランナ部に摺動部材１０を配設
することが考えられるが、この場合は、通常、上
記ランナ部が細幅の溝部から形成されていること
とも相俟つて、摺動部材１０の軸径が細くなるた
め、該摺動部材に対する加圧力作用面積が極めて
少なく、従つて、その充分な摺動作用を得ること
ができないからである。これに対して、カル部６
…６に摺動部材１０…１０を夫々配設すれば、該
摺動部材の軸径をプランジヤー２７…２７の軸径
と同径に、或は、それ以上の軸径とすることがで
き、従つて、該摺動部材の加圧力作用面積を広く
とり得て、その充分な摺動作用を得ることができ
るものである。

なお、上記検知機構Ｄは電気的に構成されてい
る場合を図示したが、第４図に示すように、流体
を利用した検知機構D′を採用してもよい。

即ち、第４図において、プランジヤー２７によ
る樹脂材料の加圧作用によつて摺動部材１０が摺
動（上動）したときに、オイル等の流体Ｆを加圧
すると共に、その流体Ｆの加圧力にて圧力メータ
Ｍを作動させる構成であつてもよい。また、同図
に示す流体Ｆに、例えば、圧縮エアー等の気体を
用いるときは、摺動部材１０の上記摺動時におい
て、上記圧縮エアーのリーク量をメータＭにより
検知する構成、或は、上記圧縮エアーのエアー源
とメータＭとの連通経路を、該摺動部材１０によ
つて遮断或は連通させる構成等、メータＭに作用
する流体の流体圧力を変化させることによつて、
該メータＭに所要の作動を行なわせる構成（図示
なし）を採用しても差支えない。

次に、上記実施例の構成に基づく樹脂封止成形
作用について説明する。

まず、可動盤１９を下動させて各ポツト４…４
内に樹脂材料を夫々供給すると共に、半導体リー
ドフレームをキヤビテイ５…５部に設けたセツト
用溝部５₃内に嵌装し、且つ、該リードフレーム
上の半導体素子を上下キヤビテイ５₁，５₂内の所
定位置にセツトし、この状態で可動盤１９を上動
して上下両型２，３を、第１図及び第２図に示す
ように、そのパーテイングライン（Ｐ，Ｌ）面に
て型締めする。

次に、上記各ポツト内の樹脂材料を所要温度に
加熱すると共に、各プランジヤー２７…２７を上
動させて加圧溶融化し、この溶融樹脂材料を移送
通路８を通して各キヤビテイ５…５内に加圧注入
して該キヤビテイ５…５内の半導体素子を樹脂封
止成形する。

上記した溶融樹脂材料の加圧移送時において、
各ポツト４…４内への樹脂材料供給量が均一であ
る場合は、溶融樹脂材料の加圧移送過程及びキヤ
ビテイ５…５内への加圧注入過程における時期や
スピードが夫々均等であるため、半導体素子の樹
脂封止成形を同一条件下において行なうことがで
きるが、前述したように、上記時期やスピードが
夫々異なる場合は、該樹脂封止成形は夫々異なる
条件の下に行なわれることになる。

しかしながら、上記した実施例の構成において
は、移送通路８内との連通孔９…９に摺動部材１
０…１０が、加圧押動体１１…１１の均等加圧押
動力を受けた状態で、摺動可能に且つ密に嵌合さ
れているため、上記摺動部材１０…１０の夫々
は、プランジヤー２７…２７の加圧力に対応して
反通路８側へ退動することとなるから、これによ
つて、各通路８内での溶融樹脂材料に対する加圧
移送力が均等化されて、その加圧移送スピードが
安定すると共に、各キヤビテイ５…５内への加圧
注入時期及びスピードが均等となり、従つて、半
導体素子の樹脂封止成形を夫々同一の条件下で行
なうことができるものである。

上記実施例の構成においては、溶融樹脂材料の
キヤビテイ側への加圧移送及びキヤビテイ内への
加圧注入を、所要の時期及びスピードに調整する
ことができるので、このような樹脂封止成形条件
の均等化によつて、樹脂封止成形体の内部或は外
表面におけるボイドの形成やキヤビテイ内の樹脂
材料未充填に基づく成形不良品の発生、及び、キ
ヤビテイ内への溶融樹脂材料の過度の注入圧力に
基づくリードワイヤの流れ等の弊害を防止できる
といつた効果を有するものである。

また、各プランジヤーは夫々ホルダーに固定さ
れているので、仮りに、ポツトとプランジヤーと
の間〓に溶融樹脂材料の一部が浸入したとして
も、該プランジヤーの摺動（上動）作用は、その
ホルダーの上下動機構によつて確実に行なわれる
から、結局、該各プランジヤーによる各樹脂材料
の加圧・溶融作用は同時に行なわれると共に、該
作用と溶融樹脂材料の加圧移送作用とは連続して
スムーズに行なわれることとなり、従つて、溶融
樹脂材料の移送及び注入時における加圧力とスピ
ードの調整が簡易となる等の効果を有するもので
ある。

更に、ポツトとプランジヤーとの間〓が拡大し
て該プランジヤーによる樹脂成形加圧力が所定の
加圧力以上に得られない等の異常時においては、
該異常事態の発生を確実に検知し得るので、その
交換時期等を早期に確認することができると共
に、樹脂成形不良品の形成を確実に防止すること
ができる等の効果を有するものである。

〔考案の効果〕

本考案の構成によれば、半導体素子の各樹脂封
止成形体の内部或は外表面にボイドを形成するこ
とがなく、また、該成形体の内部或は外部に樹脂
材料未充填による欠損部を生ずることがなく、更
に、各半導体素子や各リードワイヤを損傷するこ
とがないので、前述したような従来金型装置と較
べて、耐湿性及び信頼性に優れた半導体素子の樹
脂封止成形品を成形することができるといつた実
用的な効果を奏するものである。

また、移送通路内との連通孔に摺動部材が、加
圧押動体の均等加圧押動力を受けた状態で、摺動
可能に且つ密に嵌合されているため、上記摺動部
材の夫々は、プランジヤーの加圧力に対応して反
通路側へ退動することとなるから、これによつ
て、各通路内での溶融樹脂材料に対する加圧移送
力が均等化されて、その加圧移送スピードが安定
すると共に、各キヤビテイ内への加圧注入時期及
びスピードが均等となり、従つて、半導体素子の
樹脂封止成形を夫々同一の条件下で行なうことが
できる。

更に、各ポツトと各プランジヤーとの間〓の拡
大やその他のトラブルによる樹脂成形加圧力の不
足といつた異常事態を、各移送用通路内に設けた
各圧力検知機構により早期に、確実に検知し得る
ので、プランジヤー等の交換時期等を早期に確認
することができると共に、樹脂成形不良品の形成
を確実に防止して、樹脂成形効率の向上を図るこ
とができる等の優れた実用的効果を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本考案金型装置の実施例を
示すものであり、第１図はその要部の一部切欠正
面図、第２図及び第３図はいずれもその要部拡大
縦断面図である。第４図は圧力検知機構の他の実
施例を示す縦断面図である。第５図はポツトとプ
ランジヤーとの間〓（クリアランス）の広狭に基
づく樹脂成形加圧力と樹脂成形効率との関係を示
す図表である。 ２……固定側金型（上型）、３……可動側金型
（下型）、４……ポツト、５……キヤビテイ、６…
…カル部、８……移送通路、９……連通孔、１０
……ピン状の摺動部材、１１……加圧押動体、２
７……プランジヤー、２８……可動ホルダー、
Ｄ・D′……圧力検知機構。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 固定側金型と、該固定側金型に対向配置した
   可動側金型と、該両金型のいずれかに配置した
   複数の樹脂材料供給用ポツトと、該各ポツトの
   周辺所定位置に配設した所要数のキヤビテイ
   と、上記各ポツトとその周辺所定位置のキヤビ
   テイとを連通させる溶融樹脂材料の移送用通路
   と、上記各ポツトの配設位置及び数に対応して
   配設した樹脂材料加圧用プランジヤーとを備え
   た半導体素子の樹脂封止成形用金型装置におい
   て、上記溶融樹脂材料の移送用通路におけるカ
   ル部に、該カル部と連通する連通孔を形成する
   と共に、該連通孔にピン状の摺動部材を密に嵌
   合して該摺動部材を上記樹脂材料加圧用プラン
   ジヤーによる樹脂材料加圧力により摺動可能に
   配設し、且つ上記各摺動部材を各移送用通路側
   に向つて加圧押動する加圧押動体を夫々設け、
   更に、上記各摺動部材の摺動により各別に作動
   する上記各移送用通路内の圧力検知機構を配置
   して構成したことを特徴とする半導体素子の樹
   脂封止成形用金型装置。 (2) 圧力検知機構が、各摺動部材の摺動により各
   別にON−OFF操作される電気的な検知機構か
   ら構成されていることを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第(1)項に記載の半導体素子の樹脂
   封止成形用金型装置。 (3) 圧力検知機構が、各摺動部材の摺動により流
   体を加圧して各別に作動する検知機構から構成
   されていることを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第(1)項に記載の半導体素子の樹脂封止成
   形用金型装置。 (4) 圧力検知機構が、各摺動部材の摺動により流
   体の流体圧力を変化させることによつて各別に
   作動する検知機構から構成されていることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)項に記載
   の半導体素子の樹脂封止成形用金型装置。