JPH0422976Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、半導体素子を樹脂材料によつて封
止成形するためのトランスフア樹脂封止装置の改
良に係り、特に、可動型の上下往復摺動機構の改
善に関するものである。

（従来の技術） 半導体素子を樹脂材料によつて封止成形するた
めの装置として、従来より、トランスフア樹脂封
止装置が用いられている。

この従来装置は、通常、固定上型と、該上型に
対向配設した可動下型と、該下型を固定上型に対
して上下往復摺動させる下型の上下往復摺動機構
（型締・型開機構）と、上下両型のいずれかに配
置した樹脂材料供給用のポツトと、該ポツトに嵌
装させる樹脂材料加圧用のプランジヤーと、該プ
ランジヤーを上下往復摺動させるプランジヤーの
上下往復摺動機構と、上記両型のP.L（パーテイ
ングライン）面に対設した多数のキヤビテイ、及
び、該キヤビテイとポツトとを連通させた溶融樹
脂材料の移送用通路等から構成されている。

この装置による半導体素子のトランスフア樹脂
封止成形は、上記ポツト内に供給された樹脂材料
を所定温度に加熱して溶融化すると共に、該溶融
樹脂材料を移送用通路を通して両型のキヤビテイ
内に加圧注入することにより、該キヤビテイ内に
嵌装セツトしたリードフレーム上の半導体素子を
樹脂封止させるものである。

また、上記可動下型は、該下型を下動させる型
開時、及び、該下型を上動させる型締時において
上下方向へ往復摺動されるが、この上下往復摺動
機構としては油圧を利用した油圧機構が一般に採
用されている。

また、上記した可動型の上下往復摺動機構とし
て、電動機により回転されるスクリユーシヤフト
とこれに係合させた非回転ナツト部材との組み合
わせから成る構造のものが提案されている（例え
ば、特開昭61−242795号公報）。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、半導体素子のトランスフア樹脂封止
装置には、成形された樹脂封止成形品の高品質性
若しくは高信頼性とその高能率生産性が強く要請
されているが、この装置における両型の型締・型
開機構に油圧機構を用いた場合には、実際の樹脂
封止成形作業において、次のような問題がある。

即ち、該油圧機構を利用した下型の上下往復摺
動機構においては、該機構の作動時にその油温が
変化することに起因して該油の粘性が変動するた
め、型締時等において常に所定の若しくは安定し
た型締圧力を得ることが極めて困難となる。

従つて、樹脂封止成形条件が常に一定しないた
め、この種成形品の高品質性若しくは高信頼性と
その高能率生産性という所期の目的を充分に達成
することができないといつた重大な樹脂成形上の
問題がある。

特に、両型の型締めが適正に行われていないと
きには、例えば、両型のP.L面やリードフレーム
の表面に多量の樹脂バリが付着形成され、また、
樹脂封止成形体に欠損部やボイドが形成され、更
に、リードフレームにおける外部リード端子の表
面に樹脂バリが付着すると、該端子の表面処理が
不充分若しくは不能となる等の問題がある。

本考案は、電動スクリユージヤツキ機構からな
る可動型の上下往復摺動機構（固定及び可動両型
の型締・型開機構）を採用することにより、油圧
機構における上述したような従来の問題点を確実
に解消することを目的とするものである。

また、本考案は、電動スクリユージヤツキ機構
から成る可動型の上下往復摺動機構を採用すると
共に、該可動型とその上下往復摺動機構における
スクリユーシヤフトとの間に固定及び可動両型の
型締圧力検出用の荷重計を装着して、該荷重計に
よる検出信号に基づき上記スクリユーシヤフトの
上下往復摺動機構を自動制御することにより、該
両型の型締めを所定の圧力及び速度にて行い、こ
れによつて、半導体樹脂封止成形品の品質性若し
くは信頼性及びその生産性の向上を図り、更に、
使用性、操作性に優れた半導体素子の樹脂封止装
置を提供す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装置は、固
定型と、該固定型に対向配置させた可動型と、該
可動型の上下往復摺動機構とを備えた半導体素子
の樹脂封止装置であつて、上記可動型の上下往復
摺動機構をサーボモータを駆動源とする電動スク
リユージヤツキ機構から構成すると共に、該電動
スクリユージヤツキ機構におけるスクリユーシヤ
フトと上記可動型との間に上下両型の型締圧力検
出用の荷重計を装着して該荷重計による検出信号
に基づき上記サーボモータのトルク制御及び正逆
回転切換操作を自動的に行うように構成したこと
を特徴とするものである。

（作用） 本考案によれば、電動スクリユージヤツキ機構
によつて可動型の上下往復摺動（固定及び可動両
型の型締・型開）を行うことができる。

また、固定及び可動両型の型締時において、可
動型とその上下往復摺動機構におけるスクリユー
シヤフトとの間に装着した荷重計によつて、その
型締圧力を検出し、この圧力検出信号に基づき上
記スクリユーシヤフトの上下往復摺動を自動制御
することにより、該両型の型締めを所定の圧力及
び速度にて行うことができる。

（実施例） 次に、本考案を実施例図に基づいて説明する。

図には、本考案に係る半導体素子のトランスフ
ア樹脂封止装置の要部が示されている。

この装置は、上型（固定型）１と、該上型１に
対向配置した下型（可動型）２と、該上型１側に
配置したポツト３と、該ポツト３に嵌装させる樹
脂材料加圧用のプランジヤー４と、該上下両型
１，２のP.L面に対設した成形用キヤビテイ５
と、該キヤビテイ５及び上記ポツト３とを型締時
において連通させる溶融樹脂材料の移送用通路６
と、上記下型２を上型１に対して上下往復摺動さ
せる下型２の上下往復摺動機構７（型締・型開機
構）と、上記樹脂材料加圧用プランジヤー４を上
下往復摺動させるプランジヤー４の上下往復摺動
機構８とから構成されている。

また、上記した上型１は、装置の基盤９に立設
した複数本のタイバー１０の上部に設けた固定盤
１１の下方位置に、適宜なスペーサーブロツク１
２及び上型プレート１３等を介して固着されてい
る。

また、上記した下型２は、上記各タイバー１０
に対して上下摺動自在に嵌装された可動盤１４上
に、適宜なスペーサーブロツク１５及び下型プレ
ート１６等を介して固着されている。

また、上記下型２の上下往復摺動機構７及び上
記プランジヤー４の上下往復摺動機構８は、後述
するサーボモータを駆動源とする電動スクリユー
ジヤツキ機構から夫々構成されている。

即ち、該下型２の上下往復摺動機構７は、上記
基盤９上に適宜な固定フレーム１７等を介して固
設されている。該機構７は、サーボモータ１８
と、該サーボモータ１８により正逆両方向へ駆動
回転される水平回転軸１９と、この水平回転軸１
９側と直交状に係合され且つ該水平回転軸１９の
正逆両回転に伴つて同じく正逆両回転するように
軸装された上下方向の回転ナツト部材２０と、該
回転ナツト部材２０に螺装されたスクリユーシヤ
フト２１と、該スクリユーシヤフト２１と上記ナ
ツト部材２０との係合螺子溝内に嵌装された多数
の回転ボール及び上記スクリユーシヤフト２１に
対する回止手段（図示なし）等から構成されてい
る。従つて、上記スクリユーシヤフト２１は、サ
ーボモータ１８を正逆両方向へ回転させることに
より、上下方向へ移動するように設けられてい
る。

また、上記スクリユーシヤフト２１の上部と可
動盤１４の底部とは適宜な係合連結部材２２を介
して着脱自在に係合連結されている。

また、上記した実施例においては、両型の型開
工程・リードフレームのセツト工程・両型の型締
工程・半導体素子の樹脂封止成形工程・両型の型
開工程・製品の取出工程といつた通常の樹脂成形
サイクルの自動且つ連続化に適応させる目的で、
上記サーボモータ１８の自動制御機構を備えたも
のを示している。

即ち、この自動制御機構は、サーボモータ１８
を正回転させることにより上記スクリユーシヤフ
ト２１を上動させて、上下両型１，２をそのP.L
面にて接合させる型締作用を行うと共に、次の樹
脂成形工程のために、上記サーボモータ１８の回
転方向を逆回転させることにより該スクリユーシ
ヤフト２１を下動させて、該上下両型の型開作用
を行うといつた該サーボモータ１８の正逆両回転
方向の切換操作を自動的に行うものである。

また、該上下両型１，２の型締圧力を検出する
ために、上記スクリユーシヤフト２１の上端面と
上記係合連結部材２２の下端面との間に所要の荷
重計２３を装着し、更に、該荷重計２３により検
出された圧力検出信号２３₁を自動制御回路２４
に入力し、該自動制御回路２４から出力された制
御信号２４₁によつてサーボモータ１８のトルク
制御及び正逆両回転方向の切換操作を自動的に行
うように構成したものである。

なお、上記したプランジヤー４の上下往復摺動
機構８は、上部の固定盤１１側に配設されている
ことに基づく構成及び作用上の差異はあるが、上
述した下型２の上下往復摺動機構７の構成と実質
的に同じ構成を有している。また、該機構８にお
ける自動制御機構は、プランジヤー４の作用に対
応させる目的で、次のように設定されている。

即ち、この場合の自動制御機構は、サーボモー
タ１８の正回転させることによりスクリユーシヤ
フト２１を下動させて、ポツト３内の樹脂材料に
対する加圧作用（溶融樹脂材料をキヤビテイ５側
に移送する作用）と通路６内において残溜固化形
成される樹脂成形体の突出作用を行つた後に、次
の樹脂成形工程のために、上記サーボモータ１８
の回転方向を逆回転させて該スクリユーシヤフト
２１を上動させるといつた該サーボモータ１８の
正逆両回転方向の切換操作を自動的に行うもので
ある。

また、上記ポツト３内の樹脂材料に対するプラ
ンジヤー４の加圧力を検出するために、上記スク
リユーシヤフト２１の下端面とプランジヤー４と
の間に所要の荷重計２３を装着し、更に、該荷重
計により検出された圧力検出信号２３₁を自動制
御回路２４に入力し、該自動制御回路から出力さ
れた制御信号２４₁によつてサーボモータ１８の
トルク制御及び正逆両回転方向の切換操作を自動
的に行うように構成したものである。

また、上記した両上下往復摺動機構７，８にお
けるサーボモータ１８，１８には、例えば、ロー
タリーエンコーダー等の検出センサーが付設され
ており、この検出センサーによる検出信号に基づ
いて、該サーボモータ１８，１８の回転速度を自
動的に制御するように構成（図示なし）されてい
る。

また、図中の符号２５，２６は、キヤビテイ５
内で成形される半導体素子の樹脂封止成形体（製
品）を上下両型１，２間に取り出すためのエジエ
クター機構を示しており、該両型の型締時には各
機構２５，２６におけるエジエクターピン２５₁，
２６₁の各先端面を両型キヤビテイ５の外部に後
退させると共に、下型２を下動させる型開時にお
いては逆にそれらのエジエクターピン２５₁，２
６₁の各先端面を両型キヤビテイ５内に前進させ
て樹脂封止成形体を該両型間に突き出すことがで
きるように設けられている。

上記実施例のトランスフア樹脂封止装置におけ
る半導体素子の樹脂封止成形は、次のようにして
行われる。

予め、図に示すように、下型２を下動させて上
下両型１，２の型開きを行うと共に、プランジヤ
ー４を上動させておく。

次に、下型２の上面における所定位置に半導体
素子を装着したリードフレーム（図示なし）をセ
ツトすると共に、下型２の上下往復摺動機構７に
よつて該両型１，２の型締めを行う。即ち、該機
構７におけるサーボモータ１８を正回転させてス
クリユーシヤフト２１を上動させると、該シヤフ
ト２１の上部側に装着された下型２が上動し、且
つ、該下型２は両型のP.L面において型締めされ
ることになる。なお、この型締時においては、上
記したリードフレーム上の半導体素子は両型キヤ
ビテイ５内に嵌合されている。

次に、上型１のポツト３内に樹脂材料を供給す
ると共に、プランジヤー４の上下往復摺動機構８
によつて該樹脂材料の加圧を行う。即ち、該機構
８におけるサーボモータ１８を正回転させてスク
リユーシヤフト２１を下動させると、該シヤフト
２１の下部側に装着されたプランジヤー４が下動
して樹脂材料を加圧することになる。なお、この
とき、上記サーボモータ１８は、荷重計２３から
の圧力検出信号２３₁に基づいたトルク制御を受
けているから、結局、上記樹脂材料に対して、予
め設定されたプランジヤー４による所定の加圧力
を加えることができるものである。また、該樹脂
材料はポツト３内においてヒータ２７により所定
温度に加熱されて溶融化されると共に、該溶融樹
脂材料は上記プランジヤー４の加圧力により移送
用通路６を通して両型キヤビテイ５内に注入充填
される。従つて、両型キヤビテイ５内に嵌合され
た半導体素子は注入充填された上記樹脂材料によ
つて樹脂封止成形されることになる。

上記した樹脂封止成形後において、下型２を再
び元位置まで下動させて上下両型１，２の型開き
を行うと共に、プランジヤー４の上下往復摺動機
構８におけるスクリユーシヤフト２１を更に所定
位置まで下動させると、樹脂封止成形体（製品）
及びリードフレームは、上下のエジエクター機構
におけるエジエクターピン２５₁，２６₁の突出作
用によつて両型キヤビテイ５の外部に突き出さ
れ、且つ、移送用通路６内の樹脂成形体はプラン
ジヤー４による突出作用によつて該通路６に外部
に突き出されることになる。

なお、下型２を再び元位置にまで下動させる型
開作用や、次の樹脂封止成形に先立つて上記プラ
ンジヤー４を元位置にまで上動させる作用は、上
記した両上下往復摺動機構７，８におけるサーボ
モータ１８，１８の回転を逆方向に夫々回転させ
ればよい。しかしながら、プランジヤー４の上下
往復摺動機構８におけるサーボモータ１８の逆回
転操作は、上記したスクリユーシヤフト２１の下
動に基づくポツト３内の樹脂材料に対する加圧作
用と樹脂成形に必要な通常の保圧作用及び移送用
通路６内の樹脂成形体に対する突出作用が終了し
た後に行えばよく、このような両上下往復摺動機
構７，８の各自動制御は、上記した各作用に関連
して自動的に且つ連続的に行われるものである。

即ち、上記した両上下往復摺動機構７，８の各
自動制御は、下型２の上動による上下両型１，２
の型締作用時、及び、プランジヤー４による樹脂
材料の加圧作用時において、荷重計２３，２３に
より検出した所定圧力検出信号２３₁，２３₁を自
動制御回路２４，２４に入力し且つ該自動制御回
路から制御信号２４₁，２４₁を出力することによ
り、サーボモータ１８，１８の回転トルクを制御
し或はその回転を一時停止してその過度の型締圧
力、及び、樹脂材料に対する加圧及び保圧作用を
防止することができる。

また、プランジヤー４による通路６内の樹脂成
形体に対する突出作用は、前述したエジエクター
ピン２５₁による樹脂封止成形体の突出作用と略
同時に行えばよい。

このような下型２の上下往復摺動機構７におけ
るサーボモータ１８の逆回転操作は、該両型１，
２の型締作用及び樹脂材料の加圧及び保圧作用に
要する所要時間の経過後に行えばよく、また、プ
ランジヤー４の上下往復摺動機構８におけるサー
ボモータ１８の逆回転操作は、樹脂材料の加圧及
び保圧作用及び樹脂成形体の突出作用に要する所
要時間の経過後に行えばよい。従つて、このよう
な各作用を自動的に且つ連続的に行うことによ
り、両型の型開工程・リードフレームのセツト工
程・両型の型締工程・半導体素子の樹脂封止成形
工程・両型の型開工程・製品の取出工程といつた
樹脂成形サイクルの自動且つ連続化に適応させる
ことができるものである。

また、上記した上下往復摺動機構７の自動制御
による上下両型１，２の型締めは、所定の圧力に
より若しくは安定した速度にて行われると共に、
この型締圧力は比較的容易に且つ確実に調整する
ことができる。

更に、上記した上下往復摺動機構８の自動制御
による両キヤビテイ５内への樹脂注入圧力及び注
入速度は、所定の圧力により若しくは安定した速
度にて行われると共に、この樹脂注入圧力及び注
入速度は比較的容易に且つ確実に調整することが
できる。

即ち、半導体素子の樹脂封止成形においては、
通常の場合、エポキシレジン等の熱硬化性樹脂材
料が用いられるから、加熱溶融化された樹脂材料
は、その性質上、所要時間の経過に伴つて硬化作
用が始まる。このため、該溶融樹脂材料のキヤビ
テイ内への注入時間は、そのゲル化タイムと略同
じ約20〜30secの範囲以内に設定されるのが通例
である。また、上記したゲル化タイムは、高能率
生産性を目的として可及的に短縮化される傾向に
あること、また、上記樹脂材料のゲル化及び硬化
タイムは、樹脂材料の加熱温度（金型設定温度）
により大きく左右されるものであること等から、
実際の樹脂成形作業においては、諸種の樹脂成形
条件に対して適正に即応できることが好ましいと
云える。

上記実施例の構成によれば、溶融樹脂材料の注
入圧力及び注入速度を上記した諸種の樹脂成形条
件に適応したものに任意に設定することができ、
更に、上記樹脂材料の注入速度を上記した樹脂注
入時間の範囲以内で所要の態様に設定することが
可能となるから、例えば、該注入速度を５段階等
の多段階の速度範囲に分けて設定することができ
るため、上記した諸種の樹脂成形条件に対して適
正に即応できるものである。

なお、上述したようなプランジヤー４による移
送用通路６内の樹脂成形体に対する突出作用を必
要としないタイプの樹脂封止装置においては、樹
脂材料に対する加圧時間及び樹脂成形に必要な通
常の保圧時間に要する所要時間の経過後に、直ち
に、サーボモータの正回転を停止すると共に、こ
れを逆回転させてスクリユーシヤフトを所定位置
にまで上動させればよい。

また、下型２の上下往復摺動機構７において、
その荷重計２３が上下両型１，２の所定型締圧力
を検出し、且つ、その検出信号２３₁を自動制御
回路２４に入力したときに、そのスクリユーシヤ
フト２１を、例えば、機械的な或は電気的なロツ
ク機構を介してロツクする（該スクリユーシヤフ
トの摺動を阻止する）構成を併用することによ
り、該上下両型１，２の所定型締圧力を検出と同
時的に、そのサーボモータ１８の正回転を直ちに
停止させることができる。

また、同様に、プランジヤー４の上下往復摺動
機構８において、その荷重計２３がプランジヤー
４による樹脂材料の所定加圧力を検出し、且つ、
その検出信号２３₁を自動制御回路２４に入力し
たときに、そのスクリユーシヤフト２１を、上記
ロツク機構を介してロツクする構成を併用するこ
とにより、樹脂材料に対する所定加圧力の検出と
同時的に、そのサーボモータ１８の正回転を直ち
に停止させることができる。

（考案の効果） 本考案の構成によれば、可動型の上下往復摺動
機構に油圧機構を用いた従来の装置と較べて、固
定及び可動両型の型締めを圧力及び安定した速度
にて行うことができる効果がある。

また、上記型締圧力及び速度を容易に且つ確実
に調整できることから、樹脂封止成形品の高品質
性若しくは高信頼性及びひの高能率生産性と云つ
た目的を充分に達成することができると共に、使
用性・操作性に優れた半導体素子の樹脂封止装置
を提供することができると云つたきわめて実質的
な効果を奏するものである。

更に、油圧機構を用いた従来装置のものは、油
圧タンクや全油圧パイプその他の付属部品の取り
付け等によつてその全体的重量及び形状が大型化
されていたが、本考案の構成によるときは、装置
の全体的重量の軽減化と全体的形状の小型化を図
ることができる等の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図は、本考案に係る半導体素子の樹脂封止装置
の要部を示す一部切欠縦断正面図であり、上下両
型の型開時の状態を示している。 符号の説明、１……固定上型、２……可動下
型、３……ポツト、４……プランジヤー、５……
キヤビテイ、６……樹脂材料移送用通路、７……
上下往復摺動機構、８……上下往復摺動機構、１
８……サーボモータ、１９……水平回転軸、２０
……回転ナツト部材、２１……スクリユーシヤフ
ト、２３……荷重計、２３₁……圧力検出信号、
２４……自動制御回路、２４₁……制御信号。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 固定型と、該固定型に対向配置させた可動型
   と、該可動型の上下往復摺動機構とを備えた半導
   体素子の樹脂封止装置であつて、上記可動型の上
   下往復摺動機構をサーボモータを駆動源とする電
   動スクリユージヤツキ機構から構成すると共に、
   該電動スクリユージヤツキ機構におけるスクリユ
   ーシヤフトと上記可動型との間に上下両型の型締
   圧力検出用の荷重計を装着して該荷重計による検
   出信号に基づき上記サーボモータのトルク制御及
   び正逆回転切換操作を自動的に行うように構成し
   たことを特徴とする半導体素子の樹脂封止装置。