JPH06320574A - 樹脂封止用成形機におけるインサート構造体の位置解析装置，樹脂封止用成形機におけるインサート構造体の位置制御方法及びその装置，インサート構造体樹脂封止部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インサート構造体のキャビティ内での変位を
分析すること、インサート構造体を所定位置に保つこ
と、不良のないインサート構造体を製造すること。 【構成】 インサート構造体Ｉをセットした金型の型締
め時、樹脂７の移送開始時、樹脂７のキャビティ１１へ
の流入開始時、樹脂７のキャビティ１１への充填完了時
の夫々においてインサート構造体Ｉの位置を求めるの
で、該構造体Ｉの変位メカニズムを明確に分析できる。
そのため、構造体Ｉの変位を防止せんがための対策を得
ることが可能になると共に、該構造体Ｉ及び金型の構造
設計，条件設定等を合理的に行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インサート構造体を合
成樹脂で封止してなる樹脂封止用成形機の金型におい
て、キャビティ内に合成樹脂を注入したとき、そのキャ
ビティ内に配置されたインサート構造体の変位を解析す
るのに好適なインサート構造体の位置解析装置と、キャ
ビティ内におけるインサート構造体の変位を防ぐ方法
と、その装置と、インサート構造体を樹脂封止して成形
するインサート構造体樹脂封止部品と、その製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来技術】金型のキャビティ内にインサート構造体を
配置し、そのキャビティ内に合成樹脂を注入することに
よってインサート構造体を樹脂封止してなる従来技術と
しては、特開平３−２９７６１５号公報（以下、第一の
従来技術と云う），特開平３−２２７０３０号公報（以
下、第二の従来技術と云う）に示される技術のものがあ
る。即ち、第一の従来技術のものは、インサート構造体
をキャビティ内で下方に押さえるための支持ピンを退出
させるタイミングを時間で制限した場合、キャビティ内
に樹脂を充填すると、そのキャビティ内の圧力上昇する
時間が粘度によって異なると云うことから、キャビティ
内の圧力を測定する圧力センサが予め設けられ、樹脂を
キャビティ内に充填すると共に、該キャビティ内の圧力
を圧力センサで検出し、その検出圧力が設定値に達する
と、キャビティ内でインサート構造体を押さえ付けてい
る支持ピンをキャビティから退出させることによりイン
サート構造体がモールド部品の表面に露出したり、成形
品に支持ピンの跡がついたりすることがないようにし、
これによりインサート構造体の変形や外観不良のない成
形を行えるようにしている。第二の従来技術のものは、
キャビティ内の樹脂の流動挙動が、流路の厚さに依存し
て変化し、流路の厚みが狭いほど樹脂が流動しにくくな
る結果、ボイドが発生したりインサート構造体の金属板
（ダイパッド）そのものが樹脂の流動圧力により大きく
変化してしまうと云うことから、磁力発生器と磁力発生
器制御部とを有し、樹脂の注入前に、磁力発生器制御部
で磁力発生器を動作させることにより、キャビティ内に
おけるインサート構造体のダイパッド（金属板）の位置
が所定位置になるように制御し、また上記磁力発生器及
び磁力発生器制御部を有する他、ダイパッド位置検出セ
ンサー，フィードバック機能を有する制御部を有し、樹
脂の注入前や注入中にダイパッドの位置を検出し、それ
を制御部を介し磁力発生器制御部にフィードバックさせ
ることにより、ダイパッドを常に最適位置になるように
制御し、これにより、１．２７ミリ厚程度の薄型樹脂封
止半導体装置を安定して生産できるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、６４ＭＤＲ
ＡＭのような各種半導体プラスチックパッケージにあっ
ては、薄型化，チップ占有面積の増加，内部構造の複雑
化などの傾向にあり、上記に示す従来技術は、以下の点
について配慮されていない。即ち、上述の如く、近年の
半導体プラスチックパッケージではキャビティ内におけ
るチップ占有面積が非常に大きくなっており、第一の従
来技術のように、支持ピンがインサート構造体のチップ
表面側から押し当てていると、チップを損傷する問題が
生じる。そのため、第一の従来技術において、支持ピン
をインサート構造体のチップ裏面側から上方に押し当て
ることが容易に考えられるが、そのようにすると、イン
サート構造体が上に変位した場合、インサート構造体を
下方にしなければならないので、その変位を防ぐことが
できない問題が発生する。また、インサート構造体が下
に変位した場合には支持ピンによって効果を果たすこと
ができるものの、非常に粘度の高い樹脂、或いは流速の
速い樹脂を充填した場合、支持ピンの先端部に大きな集
中荷重が加わるので、最近主流となる薄型のチップでは
チップクラックを生じやすくなると云う問題がある。さ
らに、支持ピンを退避させる際、その引き抜き速度が速
いと、キャビティを埋めるための樹脂の移動が急速に起
こり、そのため、樹脂の急激な流動によって金線変形不
良を生じやすくなり、逆に引き抜き速度が速いと、樹脂
の固化が進行することにより、未充填不良を生じやすく
なり、従って、支持ピンの引き抜き速度の制御が難しい
問題がある。これに加え、上記従来技術では、チップを
押さえる支持ピンと、キャビティ内の樹脂圧力を検出す
る検出器と、検出器の検出に基づいて支持ピンを引き抜
く手段を有しているものの、インサート構造体の変位を
生じさせる要因の分析や、製品設計まで含めた根本的な
防止対策を図る点について配慮されていない。また第二
の従来技術は、ダイパッドの位置制御を磁力を利用する
ことによって制御しているものの、ダイパッドが設定値
から外れた場合に設定値に戻すものであるから、ダイパ
ッドが何故に移動するのか、根本的な解析をすることに
ついて配慮されていない。即ち、ダイパッドが設定値か
ら移動するのは、樹脂の流動状態に起因するばかりでな
く、樹脂の種類や樹脂の注入速度、さらにはインサート
構造体の種類によっても起因することが多く、その原因
を究明することについて配慮されていない。しかも、ダ
イパッドの位置検出センサーを有するものの、該検出セ
ンサーについての構成が具体的に記載されていないばか
りでなく、磁力発生器が動作したときに前記検出センサ
ーの検出性能に悪影響を及ぼす点について配慮されてい
ない。ところで、ダイパッドの変位は、キャビティ内へ
の樹脂注入時のみならず、樹脂注入前においてキャビテ
ィ内にインサート構造体をセットし、金型の型締めを行
った時点でも、主として熱応力の作用によって生じるこ
とが判明している。しかしながら、上記第一及び第二の
従来技術は、その変位メカニズムを究明することについ
て配慮されておらず、この点に関しても根本的な対策に
至っていない。

【０００４】本発明の目的は、上記事情に鑑み、インサ
ート構造体がキャビティ内で変位するのを明確に分析す
ることができる樹脂封止用成形機におけるインサート構
造体の位置解析装置を提供することにあり、他の目的
は、キャビティ内でインサート構造体を所定位置に保つ
ことができる樹脂封止用成形機におけるインサート構造
体の位置制御方法を提供することにあり、さらに他の目
的は、上記方法を的確に実施し得る樹脂封止用成形機に
おけるインサート構造体の位置制御装置を提供すること
にあり、そしてさらに本発明の目的は、インサート構造
体を樹脂封止したとき、外観不良等の不良品を生じ得な
いインサート構造体樹脂封止部品を提供することにあ
り、またさらに本発明の目的は、上記インサート構造体
樹脂封止部品を的確に製造し得るインサート構造体樹脂
封止部品の製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の位置解析装置に
おいては、注入器の駆動量を検出する検出器と、ポット
部内の樹脂圧を検出する検出器と、金型キャビティ内の
樹脂流入側に設置され、かつキャビティ内に流入した樹
指圧を検出する検出器と、金型キャビティ内におけるイ
ンサート構造体の位置を、該インサート構造体から離れ
た位置で検出する非接触型の検出器と、これら各検出器
の検出に基づき、金型を型締めしたときと樹脂の移送を
開始したときと樹脂がキャビティ内に流入したときと樹
脂をキャビティ内に充填完了したときとの夫々における
キャビティ内のインサート構造体の位置を求める手段と
を有する。本発明の位置制御方法においては、インサー
ト構造体をセットした金型の型締め時、インサート構造
体が変位した時点でその変位に基づいて金型の型締め圧
力を下げる工程を有する。また、樹脂のキャビティ内へ
の注入時、インサート構造体が変位した時点でその変位
に基づいて注入器の注入速度を下げる工程を有する。さ
らに、注入器による樹脂の充填完了時、注入器の停止圧
力を下げ、キャビティ内の圧力を下げる工程を有する。
本発明の位置制御装置においては、金型のキャビティ内
におけるインサート構造体の位置を、該インサート構造
体から離れた位置で検出する非接触型の変位検出器と、
注入器の駆動量を検出する検出器と、金型を開閉させる
開閉手段と、該開閉手段による金型の型締め圧を調節す
る型締め圧調節機構と、注入器の駆動速度を調節する注
入速度調節機構と、樹脂の充填完了時、樹脂に対する注
入器の停止圧を調節する圧力調節機構と、前記変位検出
器及び検出器の検出に基づき、型締め圧調節機構と注入
速度調節機構と圧力調節機構とを選択的に制御し、キャ
ビティ内におけるインサート構造体の位置を許容範囲に
位置させる制御手段とを有する。そして、本発明のイン
サート構造体樹脂封止部品においては、インサート構造
体の吊り部の途中位置に、インサート構造体が離型した
金型にセットされたときに生じる変位量と、インサート
構造体が金型を型締めしたときに生じる変位量と、イン
サート構造体が樹脂のキャビティ内への注入時に発生す
る変位量とを見込んだ分の寸法に相当する段付き部を形
成している。また本発明のインサート構造体樹脂封止部
品の製造方法においては、予め所定温度に加熱された金
型を離型しておき、該金型のキャビティ内に、吊り部の
途中位置に段付き部を設けたインサート構造体をセット
したとき、該セット時におけるインサート構造体の位置
を、該インサート構造体がセットされたときに生じる変
位量とインサート構造体が金型を型締めしたときに生じ
る変位量と、インサート構造体が樹脂のキャビティ内へ
の注入時に発生する変位量とを見込んだ分の寸法に相当
して変位させ、その後、金型を型締め後、キャビティ内
に樹脂を充填しかつ硬化させることにより成形してい
る。

【０００６】

【作用】本発明の位置解析装置では、上述の如く、各々
の検出器と、これら各検出器の検出に基づき、金型を型
締めしたときと樹脂の移送を開始したときと樹脂がキャ
ビティ内に流入したときと樹脂をキャビティ内に充填完
了したときとの夫々におけるキャビティ内のインサート
構造体の位置を求める手段とを有し、インサート構造体
をセットした金型の型締め時、樹脂の移送開始時、樹脂
のキャビティへの流入開始時、樹脂のキャビティへの充
填完了時の夫々においてインサート構造体の位置を求め
るので、該インサート構造体の変位メカニズムを明確に
分析できる。そのため、インサート構造体の変位を防止
せんがための対策を得ることが可能になると共に、イン
サート構造体及び金型の構造設計，条件設定等を合理的
に行うことが可能となる。本発明の位置制御方法では、
上述の如く、インサート構造体をセットした金型の型締
め時、インサート構造体が変位した時点でその変位に基
づいて金型の型締め圧力を下げるので、型締め時の作用
によってインサート構造体が変位しても、所定の位置に
戻すことができ、型締め時の悪影響を取り除くことがで
きる。また、樹脂のキャビティ内への注入時、インサー
ト構造体が変位した時点でその変位に基づいて注入器の
注入速度を下げるので、樹脂の流入速さが変わることに
よってインサート構造体を所定の位置に保つことができ
る。さらに、注入器による樹脂の充填完了時、注入器の
停止圧力を下げ、キャビティ内の圧力を下げるので、イ
ンサート構造体は所定の位置から変位するおそれがな
く、所定の位置に保たれる。本発明の位置制御装置で
は、上述の如く、金型のキャビティ内におけるインサー
ト構造体の位置を、該インサート構造体から離れた位置
で検出する非接触型の変位検出器と、注入器の駆動量を
検出する検出器と、金型を開閉させる開閉手段と、該開
閉手段による金型の型締め圧を調節する型締め圧調節機
構と、注入器の駆動速度を調節する注入速度調節機構
と、樹脂の充填完了時、樹脂に対する注入器の停止圧を
調節する圧力調節機構と、前記変位検出器及び検出器の
検出に基づき、型締め圧調節機構と注入速度調節機構と
圧力調節機構とを選択的に制御し、キャビティ内におけ
るインサート構造体の位置を許容範囲に位置させる制御
手段とを有するので、上記方法を的確に実施し得る。本
発明のインサート構造体樹脂封止部品では、上述の如
く、インサート構造体の吊り部の途中位置に、インサー
ト構造体が離型した金型にセットされたときに生じる変
位量と、インサート構造体が金型を型締めしたときに生
じる変位量と、インサート構造体が樹脂のキャビティ内
への注入時に生じる変位量とを見込んだ分の寸法に相当
する段付き部を形成しているので、インサート構造体の
セットされた金型を型締めしかつ該金型に樹脂を注入し
ても、インサート構造体が金型にセットされたときに生
じる変位量と金型を型締めときに生じる変位量と樹脂の
キャビティ内への注入時に生じる変位量とを吸収するこ
とができ、キャビティ内のインサート構造体の上下にお
いて樹脂を充填バランスさせることができる。そのた
め、外観不良のないインサート構造体樹脂封止部品を成
形することができる。また本発明のインサート構造体樹
脂封止部品の製造方法においては、予め所定温度に加熱
された金型を離型しておき、該金型のキャビティ内に、
吊り部の途中位置に段付き部を設けたインサート構造体
をセットしたとき、該セット時におけるインサート構造
体の位置を、該インサート構造体がセットされたときに
生じる変位量とインサート構造体が金型を型締めしたと
きに生じる変位量と、インサート構造体が樹脂のキャビ
ティ内への注入時に発生する変位量とを見込んだ分の寸
法に相当して変位させ、その後、金型を型締め後、キャ
ビティ内に樹脂を充填しかつ硬化させることにより成形
しているので、外観不良の発生しないインサート構造体
樹脂封止部品を的確に製造し得る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図２２によ
り説明する。図１乃至図７は本発明によるインサート構
造体の位置解析装置の一実施例を示している。実施例の
インサート構造体の位置解析装置を述べる前に、該位置
解析装置を用いる樹脂封止用成形機１は、上型ブロック
２と下型ブロック３とで金型を構成し、該金型内にイン
サート構造体Ｉを樹脂封止するためのキャビティ１１が
形成されている。具体的に述べると、図１に示すよう
に、金型の上型ブロック２には上型キャビティブロック
４が設けられ、下型ブロック３には下型キャビティブロ
ック５が設けられ、双方のキャビティブロック４，５間
には図１及び図２に示すようにキャビティ１１が形成さ
れると共に、そのキャビティ１１に連続するようゲート
１２を介しダミーキャビティ１３が形成されている。な
お、図２（ａ）は上型キャビティブロック４の拡大平面
図、同図（ｂ）は下型キャビティブロック５の拡大平面
図であり、図中の斜線部２４はインサート構造体Ｉを金
型に位置決めするための段差部を表している。また、上
型ブロック２と下型ブロック３との間には、図１に示す
ようにキャビティ１１に樹脂７を充填するためにポット
６が形成され、上型ブロック２の上部にプランジャ８が
設置されている。ポット６内の樹脂７は、市販の半導体
封止用エポキシ複合材料であり、図示しない加熱手段に
よって溶融され、プランジャ８によって押し出される
と、ランナ９，ゲート１０を介しキャビティ１１内に入
り、かつキャビティ１１からゲート１２を介しダミーキ
ャビティ１３に流れる。ダミーキャビティ１３は樹脂中
のボイドを排出するためのものである。キャビティ１１
内に配置されるインサート構造体Ｉとしては、例えば図
３に示すもの、或いは図４に示すもの等、種々のものが
ある。図３に示すインサート構造体Ｉは、上型キャビテ
ィブロック４と下型キャビティブロック５との合わせ面
で挟持される部分としての金属部１４ａと、該金属部１
４ａの底部に接着された非金属部１４ｂとからなってい
る。金属部１４ａには、キャビティ１１内に入り込んだ
樹脂を非金属部１４ｂの下から上に分岐しながら流れる
ようにするため、その一端部に図３（ａ）に示す如き穴
１４ｃが形成され、また金属部１４ａの上に流れ込んだ
樹脂と非金属部１４ｂの下に流れ込んだ樹脂とを合流さ
せるために穴１４ｄが他端側に形成されると共に、その
他端部にダミーキャビティ１３に樹脂を導くため、穴１
４ｄと連絡するよう穴１４ｅが形成されている。一方、
図４に示すインサート構造体Ｉは、図３に示すインサー
ト構造体Ｉと同様に金属部１５ａとその底部に接着され
た非金属部１５ｂとを有している。この場合、金属部１
５ａには樹脂を分岐しながら金属部１５ａの上に流れ込
むための穴１５ｃが夫々形成されているが、該夫々の穴
１５ｃはその途中位置が金属部１５ａにおいて非金属部
１５ｂの外側部と対応する部分と、非金属部１５ｂの末
端側と対応する部分とを夫々切り欠いて形成され、しか
も非金属部１５ｂの末端側の部分において樹脂をダミー
キャビティ１３に導くための穴１５ｇと連絡して形成さ
れている。従って、金属部１５ａは穴１５ｃと１５ｃと
によって外側金属部１５ｄと内側金属部１５ｅとに分け
られ、両者１５ｄ，１５ｅは一端部及び他端部に設けら
れた吊り部１５ｆによってつながっている。従って、非
金属部１５ｂと、該非金属部１５ｂに対応する大きさを
なす内側金属部１５ｅ，該内側金属部１５ｅの両側に吊
り部１５ｆを介し内側金属部の１５ｅの周囲に配置され
る外側金属部１５とを有している。このインサート構造
体Ｉは、金属部１５ａが、図３に示すインサート構造体
Ｉの金属部１４ａの厚みの半分程度となっており、しか
も金属部１５ａが上述の如く吊り部１５ｆによって外側
金属部１５ｄと内側金属部１５ｅとがつながる構造であ
るので、図３に示すインサート構造体Ｉに比べて剛性が
非常に弱いものとなっている。

【０００８】実施例の位置解析装置においては、樹脂７
の圧力を検出するために二個の圧力検出器１６，１７を
有している。一方の圧力検出器１６は、図１に示すよう
に、下型ブロック３においてポット６の底部に設けた取
付穴に挿入され、ポット６内における樹脂７の圧力を検
出する。他方の圧力検出器１７は、下型キャビティブロ
ック５においてキャビティ１１内のゲート１０寄りの位
置に設けた取付穴に挿入され、キャビティ１１に流入し
た樹脂の圧力を検出する。また、下型キャビティブロッ
ク５にはキャビティ１１内におけるインサート構造体Ｉ
の位置を検出する変位検出器１８が取付けられている。
該変位検出器１８は、過電流方式の非接触型タイプのも
のであって、高周波発振器から高周波電流をコイルに流
し、該コイルに発生する磁束に直角に導電体板としての
インサート構造体Ｉの金属部１４ａ，１５ａを近づける
と、該金属部上に同心円状に過電流が発生し、その過電
流によって生じる磁界がコイルの磁界と反対方向である
ことにより、コイルのインダクタンスが減少すると共
に、電流の大きさと位相が変化し、その際、電流の変化
がコイルと金属部１４ａ，１５ａの距離に依存している
ことによって、電流変化分を出力端子に電圧の変化とし
て出力し、これによって金属部１４ａ，１５ａの変位量
を検出するものである。この場合、変位検出器１８と金
属部１４ａ，１５ａとの間には該金属部の底部に接着さ
れた非金属部１４ｂ，１４ｂが存在するが、どのような
非金属体が存在しても特性上何等影響されることのない
ものであり、従って、樹脂のキャビティ１１への流動
前，流動後に関わらず金属部の変位を正確に検出する。
本例の変位検出器１８は、下型キャビティブロック５に
おいてキャビティ１１内のインサート構造体Ｉの他端側
と対応する位置に設けられた取付穴に挿入され、かつ先
端部が特性を確保し得るよう非金属シールド部１９で覆
われている。

【０００９】さらに、プランジャ８の駆動量を検出する
ための検出器２０を有している。該検出器２０は図１に
示すように、上部に可動式のロッド２０ａと、該ロッド
２０ａの先端に一端が連結されると共に他端がプランジ
ャ８のロッドに連結された鉤状の連動部材２０ｂとを有
し、プランジャ８の駆動時、該プランジャ８のロッドと
共に連動部材２０ｂが下降し、それに伴いロッド２０ａ
が押し下げられ、そのロッド２０ａの移動を電圧の変化
として出力することにより、プランジャ８の駆動量を検
出するものである。そして、上記圧力検出器１６及び１
７，変位検出器１８，検出器２０の出力部が増幅器２１
を介しマイコン２２に接続され、該マイコン２２の処理
結果が出力部２３にて表示されるようにしている。マイ
コン２２は、各検出器からの検出信号に基づき、インサ
ート構造体Ｉをセットした金型を型締めしたときと、樹
脂を移送したときと、キャビティ１１内に樹脂７を注入
したときと、さらにキャビティ１１内に樹脂７が充填さ
れたとき、該インサート構造体Ｉがどのように動いたか
を求め、しかもその求めた処理内容を出力部２３に表示
するように構成されている。

【００１０】図５はキャビティとその内部のインサート
構造体と変位検出器１８との位置関係を示している。同
図において、Ｄ₁は上型キャビティブロック４に形成さ
れたキャビティ深さを、Ｄ₂は下型キャビティブロック
５に形成されたキャビティ深さを夫々表し、またａはイ
ンサート構造体Ｉの金属部１４ａの厚さを、ｂはその非
金属部１４ｂの厚さを、ｃは非接触型の変位検出器１８
の先端からキャビティの底面までの距離を、ｈ₁はキャ
ビティ内における金属部１４ａの上の流路深さを、ｈ₂
はキャビティ内における非金属部１４ｂの下の流路深さ
を、ｌは変位検出器１８の先端から金属部１４ａまでの
距離を夫々表している。そして、樹脂の充填バランスを
保つため、製品はインサート構造体Ｉの変位がないと云
う前提で次式（１）が成立するように設計される。

【００１１】

【数１】ｈ₁＝ｈ₂ ………数１ 一方、非接触型の変位検出器濡濡８は先端からインサー
ト構造体Ｉの金属部１４ａまでの距離ｌを測定してお
り、次の関係が成立する。

【００１２】

【数２】ｌ＝ｂ＋ｃ＋ｈ₂ ………数２ 次に、実施例の位置解析装置により図３のインサート構
造体Ｉを用いた場合についての成形プロファイルを図６
に基づき説明する。図６は、横軸に時間ｔを表し、縦軸
にプランジャ変位量の検出器２和により得られたプラン
ジャ変位ｚ，及び非接触型の変位検出器１８により得ら
れた検出距離ｌ，並びに圧力検出器１６，１７により得
られた樹脂の圧力Ｐを夫々表す。またＰ₁は圧力検出器
１６によって得られたポット６内の樹脂７の圧力、Ｐ₂
は圧力検出器１７によって得られたキャビティ１１内の
樹脂７の圧力である。まず、樹脂の注入に際し、インサ
ート構造体Ｉを成形機１の上型キャビティブロック４及
び下型キャビティブロック５を開いてセットし、次いで
その金型を閉じる。この場合、樹脂７をポット６内に投
入し、その後プランジャ８を下降させたときの時刻がｔ
₁であるが、このときプランジャ８は樹脂７に当たって
おらず、インサート構造体Ｉには樹脂７の流動による力
が加わっていない。ところが、時刻ｔ₁において、変位
検出器１８による実際のインサート構造体Ｉの検出距離
ｌが、インサート構造体Ｉの変位がないと云う状態で示
した設定距離ｌ₀より上にきていることから判断する
と、インサート構造体Ｉは、樹脂が流動する前に、既に
金型を閉じたときの作用によってキャビティ１１内の上
方に動く現象が発生する。従って、インサート構造体Ｉ
が上方に動くので、前記数１の関係がくずれ、ｈ₁＜ｈ₂
となってしまい、樹脂７がｈ₂側に流れやすい関係とな
ることがわかる。

【００１３】そして、プランジャ８を駆動し、ポット６
内の樹脂７をランナ９内の移送を開始した時刻がｔ₂で
あり、その時刻ｔ₂では圧力検出器１６の検出によりポ
ット内の圧力Ｐ₁が上昇し始める。なおプランジャ８の
変位は検出器２０によって検出する。その後、樹脂７が
キャビティ１１内に流入するが、該流入した時刻がｔ₃
であり、その時刻ｔ₃では圧力検出器１７の検出により
キャビティ１１内の圧力Ｐ₂が上昇し始める。樹脂７が
キャビティ１１内に充填されるが、その充填完了の時刻
がｔ₄であり、その時刻ｔ₄では圧力検出器１６，１７の
検出により、ポット内樹脂圧力Ｐ₁とキャビティ内樹脂
圧力Ｐ₂の値が設定圧力にまで急激に上昇すると共に、
検出器２０の検出によりプランジャ変位ｚが止まる。樹
脂７の流動時において、変位検出器１８による検出距離
ｌは、キャビティ１１内に樹脂７が充填完了する直前ま
で殆ど変動しないことから、インサート構造体Ｉがほぼ
一定のままとなり、また樹脂充填完了直前に若干浮いた
後で再び下がり、充填完了後の時刻ｔ₅で少し上に上が
って最終状態となる。即ち、キャビティ内におけるイン
サート構造体Ｉは、セットした金型を閉じたときに上が
り、その以後少し変動するものの、最終的に金型を閉じ
たときとほぼ同じ位置となるので、樹脂７がアンバラン
ス流動することによって変位荷重が生じても、殆ど影響
を受けないことがわかり、また設定距離ｌ₀より上にず
れていることもわかる。

【００１４】さらに、実施例の位置解析装置により図４
のインサート構造体Ｉを用いた場合についての成形プロ
ファイルを図７に基づき説明する。同図において、夫々
の符号は図６と同様であるが、設定移送時刻は図６の半
分にしてある。即ち、時刻ｔ₁では、変位検出器１８の
検出距離ｌが設定距離ｌ₀より下となっており、金型を
閉じたときの作用によりインサート構造体Ｉが下に動く
ことがわかる。従って、インサート構造体Ｉが下に動く
ので、数１の関係がくずれ、ｈ₁＞ｈ₂となり、樹脂７が
ｈ₁側に流れやすい構造に変わっている。これは図４に
示すインサート構造体Ｉは図３に示すものに比較し、構
造の差によって剛性が弱いことに起因するためであり、
金型を閉じたときの動き方が全く異なっている。また樹
脂の移送開始時刻ｔ₂ではポット６内の樹脂の圧力Ｐ₁が
上昇し始め、樹脂のキャビティ内への流入開始時刻ｔ₃
ではキャビティ内の樹脂の圧力Ｐ₂が上昇し始めるが、
特に時刻ｔ₃においては、Ｐ₁が著しく急激に上昇し、か
つプランジャ変位ｚの傾きが小さく変わっている。これ
は、図６に比較すると、樹脂の移送速度が速く、高粘度
の樹脂７が高速でゲート１０を通過する際に圧力損失が
大きくなり、プランジャ８の駆動用圧力補償機構が働か
ない領域に入ったためである。上記時刻ｔ₃から充填完
了時刻ｔ₄の間、検出距離ｌの値は振動しながら下に下
がる。これは、ｈ₂側に比較してｈ₁側への樹脂の充填が
速く、ｈ₁側とｈ₂側との樹脂の圧力差によってインサー
ト構造体Ｉを下に動かす力が働き、しかもインサート構
造体Ｉの剛性が小さいため流動途中で下に動き始め、さ
らにｈ₁側が広くかつｈ₂側が狭くなることによって動き
が加速される状態を呈している。そして、充填完了時刻
ｔ₄の直後で検出距離ｌが一定値を示すが、これは、イ
ンサート構造体Ｉの非金属部１５ｂがキャビティ１１の
底面に接触し、それ以上下に動けなくなったためであ
る。従って、非金属部１５ｂがキャビティ底面まで下が
った状態で充填されると、非金属部１５ｂが露出した外
観不良品となる。このような状況になった理由として
は、金型を閉じるときのインサート構造体Ｉの動き、高
粘度樹脂の高速注入、インサート構造体Ｉの剛性の低さ
等が影響したためである。

【００１５】実施例の位置解析装置は、上記の如く、圧
力検出器１６，１７と変位検出器１８と検出器２０とを
有すると共に、その検出に基づきインサート構造体Ｉの
位置を求めるマイコン２２を有し、インサート構造体Ｉ
をセットした金型の型締め時、樹脂７の移送開始時、樹
脂７のキャビティ１１への流入開始時、樹脂７のキャビ
ティ１１への充填完了時の夫々においてインサート構造
体Ｉの位置を求めるので、該インサート構造体Ｉの変位
メカニズムを明確に分析することができる。そのため、
インサート構造体Ｉの変位を防止せんがための対策を得
ることが可能になるばかりでなく、インサート構造体Ｉ
及び金型の構造設計，条件設定等を合理的に行うことが
可能となる。また図示実施例では、変位検出器１８を一
個用い、インサート構造体Ｉが単純に上下何れかに変位
した場合について対処した例を示したが、複数個設ける
と、インサート構造体Ｉの複数種類の変位モードに対応
することもできる。例えば、図１４に示す如く、下型キ
ャビティブロック５におけるインサート構造体Ｉの両端
側の下方位置に変位検出器１８を夫々配置すれば、イン
サート構造体Ｉが図１５に示すモードＣ及びモードＤの
如く上下方向に変位した場合は勿論の他、モードＡやモ
ードＢの如く反時計方向，時計方向に変位した場合も確
実に検出することができ、その変形モードからさらにメ
カニズムを詳細に検討することによってインサート構造
体Ｉの変位を防止することができ、また個数をより増や
せば、さらに詳細なメカニズムがいっそう明らかになる
ことは云うまでもない。

【００１６】図８乃至図１３は本発明によるインサート
構造体の位置制御方法を実施するための位置制御装置の
一実施例を示している。位置制御方法を実施するための
位置制御装置の実施例は、図８に示すように、変位検出
器１８と検出器２０との二種類の検出器を有している。
前記変位検出器１８及び検出器２０の双方は、前記第一
の実施例と同様に機能するものであり、ここではその説
明を省略するが、そのうち、変位検出器１８はキャビテ
ィ１１内におけるインサート構造体Ｉの変位をより的確
に検出し得るようにするため、下型キャビティブロック
５においてキャビティ１１内のインサート構造体Ｉの中
央部の下方位置に配置されている。それら各検出器１８
及び２０の出力信号が増幅器２１を介しマイコン２２に
取り込まれる。なお、金型は前記第一の実施例と同様で
ある。また、金型を開閉させる開閉手段を有し、該開閉
手段は、シリンダ３７とこれを駆動する電磁式の方向切
換弁３３とで構成されている。シリンダ３７は、ロッド
の先端が金型の下型キャビティブロック５側に取付けら
れ、方向切換弁３３を位置ａに切換えることによって金
型を型締めし、方向切換弁３３を位置ｂに切換えること
によって金型を離型する。方向切換弁３３の切換えは、
マイコン２２によって切換えられる。そして、前記開閉
手段は、金型の開閉圧力を調節する圧力調節を有してい
る。該圧力調節機構は、方向切換弁３３の上流側に設け
られた流量弁３８と油圧源３９との間に設けられた電磁
式のレリーフ弁３４からなっており、金型の型締め磁、
マイコン２２からの指令で作動すると、油の一部をタン
クに戻すことにより、シリンダ３７による型締めの圧力
を下げるようにしている。一方、プランジャ８は、該プ
ランジャ８の駆動速度及びプランジャ８の圧力を調節す
る調節機構を有している。該調節機構は、プランジャ８
と油圧源４０との間に接続された配管の途中位置に設け
られ、かつ電磁式の流量弁３５と、その流量弁３５とプ
ランジャ８間の配管部に設けられた電磁式のレリーフ弁
３６とからなっている。流量弁３５は、プランジャ８の
駆動時、マイコン２２からの指令によって作動し、プラ
ンジャ８に供給される油量を調節することにより、プラ
ンジャ８の駆動時の速度を調節する。レリーフ弁３６
は、樹脂７の充填が完了することによってプランジャ８
が停止したとき、マイコン２２からの指令によって作動
し、油量の一部をタンクに戻すことにより、プランジャ
８の樹脂７に対する圧力を調節する。そのため、レリー
フ弁３４と流量弁３５とレリーフ弁３６と方向切換弁３
３とはマイコン２２に対し電気的に接続されている。マ
イコン２２は、キャビティ１１内におけるインサート構
造体Ｉの位置に関する設定値（基準値）が予め入力さ
れ、変位検出器１８及び検出器２０からの検出結果に基
づいて、インサート構造体Ｉの位置及びプランジャ８の
駆動量を演算し、該演算値を上記基準値と常に比較す
る。そして、演算値が基準値を越えた場合には状況に応
じ、レリーフ弁３４と流量弁３５とレリーフ弁３６とを
選択的に作動させ、インサート構造体Ｉの位置を制御し
得るようにする。その場合、必要によってはアラーム発
生装置３２を動作させる。なお、マイコン２２は処理結
果を出力部２３に表示する。従って、この位置制御装置
は、変位検出器１８と検出器２０とマイコン２２と出力
部２３との他、シリンダ３７及び方向切換弁３３と、レ
リーフ弁３４と、流量弁３５と、レリーフ弁３６と、ア
ラーム発生装置３２とを有して構成されている。

【００１７】次に、前記マイコン２２による演算の原理
を図９及び図１０に基づいて述べる。図９はインサート
構造体Ｉを樹脂７により封止した製品の設計諸元を示し
たものである。設計ではインサート構造体Ｉの変位がな
い状態で諸元が示され、金属部１４ａ（１５ａ）より上
の樹脂の厚さ，非金属部１４ｂ（１５ｂ）より下の樹脂
の厚さを夫々Ｈ₁，Ｈ₂とすると、夫々の厚さＨ₁，Ｈ₂と
製品全体の厚さＨ₀との関係は次式で示される。

【００１８】

【数３】Ｈ₀＝ａ＋ｂ＋Ｈ₁＋Ｈ₂ ………数３ 図１０は金型内の非接触型の変位検出器１８が距離を検
出中の諸元を示したものである。ここで、前述した数２
の関係から、キャビティ１１内におけるインサート構造
体非金属部１４ｂより下の流路深さｈ₂は次式で得られ
る。

【００１９】

【数４】ｈ₂＝ｌ−（ｂ＋ｃ） ………数４ 一方、金属部１４ａより上の流路深さｈ₁は次式で求め
られる。

【００２０】

【数５】ｈ₁＝Ｈ₀−（ｌ−ｃ＋ａ） ………数５ また、インサート構造体Ｉの設計値からの移動量Δｈ
は、下向きを正とすれば、次式で示される。

【００２１】

【数６】Δｈ＝Ｈ₂−ｈ₂ ………数６ また、図１１及び図１２に計算されたインサート構造体
Ｉの変位プロファイルの例を示す。図１１はインサート
構造体が下に変位した場合を示したものであり、横軸は
測定開始からの時間、縦軸はキャビティ１１の底面から
の距離を表している。図中の変化量は流路深さｈ₂並び
にキャビティ底面からインサート構造体Ｉの金属部１４
ａ（１５ａ）の上面までの距離（Ｈ₀−ｈ₁）としてあ
る。また上記数３〜数６により得られる値も併せて示し
ている。Ｘ₁とＸ₂はキャビティ１１内における上側流路
深さ及び下側流路深さの比較値であり、製品の強度，信
頼性，或いは樹脂充填性などの許容限界を示し、この値
も予めマイコン２２に入力され、検出されることによっ
て求めた演算値と常に比較される。そして、アラーム発
生装置３２が動作するのは、次の数７または数８のとき
の条件としている。

【００２２】

【数７】Ｈ₀−ｈ₁≧Ｘ₁ ………数７

【００２３】

【数８】ｈ₂≦Ｘ₂ ………数８ 即ち、マイコン２２は、上側流路深さの比較値Ｘ₁に対
し、キャビティ底面から金属部１４ａ（１５ａ）の上面
までの距離が同じかそれ以上である場合に、また下側流
路深さの比較値Ｘ₂に対し、下側流路深さｈ₂が同じかそ
れ以下である場合に、アラーム発生装置３２を動作させ
るようにしている。図１１では時刻Ｔ₁において、ｈ₂が
数８の条件に入り込んでいるので、そのときにアラーム
が出されることとなる。そして、この場合の成形品は不
良品として除外することになる。図１２はインサート構
造体が上に変位した場合を示したものであり、横軸及び
縦軸は上記図１１と同様のものを表している。ここで
は、時刻Ｔ₂において距離（Ｈ₀−ｈ₁）が数７の条件に
入るので、その時刻にアラームが出され、成形品を不良
品として除外することとなる。従って、図１１及び図１
２の出力結果から、どの時刻からインサート構造体Ｉの
位置が設計値とずれ始めるのかがわかる。

【００２４】次に、位置制御装置の動作に関連し、本発
明方法の一実施例を図１３の成形プロファイルに基づい
て説明する。図１３はインサート構造体Ｉが下に変位す
る場合の成形プロファイルであって、同図において、横
軸は測定開始からの時間を、縦軸はプランジャ８の変位
ｚ，プランジャ８の速度ｖ，インサート構造体３の変位
による流路深さｈ₂を夫々表している。なお、プランジ
ャ速度ｖはマイコン２２により、プランジャ変位ｚの時
間軸に対する勾配から求められるものとする。まず、マ
イコン２２により開閉手段としての方向切換弁３３を位
置ｂに切換え、シリンダ３７を後退駆動させることによ
って金型を開いておき、その金型の下型キャビティブロ
ック５にインサート構造体Ｉをセットする。このセット
した時間が測定開始時刻である。次いで、方向切換弁３
３を位置ａに切換え、シリンダ３７を前進駆動させるこ
とによって型締めし、その型締め時刻ｔ₁において、イ
ンサート構造体３がキャビティ１１内で下に変位する
と、それを変位検出器１８によって検出する。その場
合、インサート構造体Ｉの変位によって下側の流路深さ
ｈ₂が数８の条件に入り込むと、マイコン２２は、レリ
ーフ弁３４を作動させ、金型の型締め圧力を許容範囲内
で小さくする。これにより、キャビティ１１内ではイン
サート構造体Ｉを所定の位置に戻すことができ、型締め
時の悪影響を取り除くことができる。その際、流路深さ
ｈ₂がそれでも数８の条件に入っていると、マイコン２
２は、不良品として判断し、アラーム発生装置３２を動
作させる一方、方向切換弁３３を位置ａから位置ｂに切
換え、シリンダ３７を後退することによって金型を開
く。これにより、インサート構造体Ｉを金型から取り出
し、除外することができ、或いは取り出したインサート
構造体Ｉを矯正治具などにより矯正する。従って、不良
となる成形品を未然に防げる。その後、樹脂７をポット
６内に投入し、プランジャ８を駆動することによって樹
脂７の移送を開始する。この移送開始時刻がｔ₂であ
り、このとき、プランジャ速度ｖは０からステップ状に
値が変化する。樹脂７がキャビティ１１内に注入され、
その樹脂がキャビティ１１内においてインサート構造体
Ｉの上下方向に分流するが、その際、インサート構造体
Ｉが次第に下方に変位し、流路深さｈ₂が図１３に示す
ごとく数８の条件に入り込んだ時間をｔ₃′とすると、
その時間ｔ₃′ではプランジャ８が駆動中であり、該プ
ランジャ速度ｖ＞０となって樹脂７が流動状態であるこ
とから、マイコン２２は、流量弁３５を絞り方向に作動
させ、プランジャ速度ｖを遅くする。これにより、樹脂
７のインサート構造体Ｉに加わる力を低減するので、流
路深さｈ₂が許容範囲内に戻る。即ち、マイコン２２は
流路深さｈ₂が許容範囲に入るようにプランジャ速度ｖ
を制御し、樹脂７の流動速さを変えるので、インサート
構造体Ｉが樹脂７の流動によって変位しても、所定の位
置に保つことができる。そして、プランジャ８の駆動が
停止すると、その時間が樹脂７の充填完了時刻ｔ₄であ
り、プランジャ速度ｖ＝０となる。これをマイコン２２
が判断すると、その時刻ｔ₄以降は、レリーフ弁３６を
作動し、プランジャ８の停止圧力を下げることによって
キャビティ１１内の圧力を下げる。その結果、キャビテ
ィ１１内において樹脂７の圧力が上昇するのを抑えるこ
とができるので、インサート構造体Ｉは所定の位置から
変位するおそれがなく、所定の位置に保たれる。

【００２５】本発明方法の実施例では、上述の如く、キ
ャビティ１１内のインサート構造体Ｉの位置を変位検出
器１８によって検出すると共に、プランジャ８の駆動量
を検出し、インサート構造体Ｉをセットした金型の型締
め時、インサート構造体Ｉが許容範囲からずれると、そ
のずれを吸収すべく金型の型締め圧力をレリーフ弁３４
によって調節し、またプランジャの駆動中にインサート
構造体Ｉが許容範囲からずれると、そのずれを吸収すべ
くプランジャ速度ｖを流量弁３５によって調節し、さら
に樹脂の充填完了時、プランジャの停止圧をレリーフ弁
３６によって下げ、キャビティ１１内の圧力を下げるこ
とによってインサート構造体Ｉの位置を保つので、金型
の型締め時においては勿論のこと、樹脂の注入中及び樹
脂の充填完了後においてもインサート構造体Ｉを許容範
囲の位置に維持しておくことができ、従って、インサー
ト構造体Ｉの著しい変位による不良を防止することがで
き、良好な成形品を確実に製作することができる。ま
た、本発明装置では、変位検出器１８，検出器２０，シ
リンダ３７及び方向切換弁３３からなる開閉手段，レリ
ーフ弁３４，流量弁３５，レリーフ弁３６，マイコン２
２，アラーム発生装置３２を有し、マイコン２２がイン
サート構造体Ｉの変位に基づきレリーフ弁３４と流量弁
３５とレリーフ弁３６とアラーム発生装置３２とを選択
的に作動させることによってインサート構造体Ｉの位置
を制御するので、上記方法を的確に実施し得る。なお図
示実施例では、プランジャ８の速度調節機構として流量
弁３５を用いた例を示したが、その代わりとして通常の
油圧流量弁を用い、この作動値を予め固定しておき、図
１３に示す時刻ｔ₃′の状況になった時点で、レリーフ
弁３６を作動させてプランジャ速度ｖを小さくすること
ができるので、それだけ装置を簡略化することができ
る。

【００２６】図１６乃至図２２は本発明によるインサー
ト構造体樹脂封止部品の製造方法の一実施例を示してい
る。図１６に示すように、従来技術では設計段階で、キ
ャビティ１１におけるインサート構造体Ｉの位置（以
下、設計値と呼ぶ）をｈ₁（上側の流路深さ）＝ｈ₂（下
側の流路深さ）とし、インサート構造体の上下で樹脂７
の流動をバランスさせ、充填バランスを保つことによ
り、樹脂注入時のインサート構造体Ｉの変位を防ぐよう
にしていた。しかしながら、近年、６４ＭＤＲＡＭのよ
うな各種半導体プラスチックパッケージ等においては、
薄型化や共通化のため、インサート構造体のリードフレ
ームが薄くなったり細長くなったりし、剛性が非常に低
下しているのが実状である。そのため、予め加熱されて
いる金型のキャビティ内にインサート構造体をセットす
ると、該金型の熱応力の作用により、樹脂７を注入する
前の金型の型締め完了時までにはインサート構造体Ｉが
図１６に示すように設計値から変位し、ｈ₁≠ｈ₂とな
る。従って、その状態で樹脂７を注入すると、インサー
ト構造体Ｉの上下で樹脂７の流動がアンバランス状態と
なってしまい、インサート構造体Ｉが設計値から大きく
変位する結果、インサート構造体樹脂封止部品として成
形欠陥を生じてしまう問題があった。なお、金型を予め
加熱するのは生産性を上げるためであって、インサート
構造体Ｉの成形時、常温状態の金型をいちいち加熱して
から行うのでは時間がかかりすぎるからである。

【００２７】実施例のインサート構造体樹脂封止部品の
製造方法においては、上述のような金型の型締め時の熱
応力の変位を考慮し、設計値を予めｈ₁≠ｈ₂とする。そ
して、金型の型締め完了時、設計値をｈ₁＝ｈ₂となるよ
うにし、注入された樹脂７がインサート構造体Ｉの上下
でバランスする流動状態となることにより、樹脂７の充
填完了時には外観不良のないものを得るようにしたもの
である。

【００２８】ここで、金型を閉じるまでのインサート構
造体Ｉの変位挙動を、図１に示す位置解析装置を用いて
検討した結果を以下に述べる。なお、この場合の位置解
析装置にはインサート構造体Ｉの温度を検出する検出器
（図示せず）を具備している。まず、図１７には金型を
加熱していない状態で図４に示すインサート構造体Ｉの
変位挙動を示す。同図において、横軸はインサート構造
体Ｉを金型にセットしてからの経過時間ｔを、縦軸は変
位検出器１８によって検出された検出距離ｌを夫々示
す。上型キャビティブロック４，下型キャビティブロッ
ク５を開き、そのキャビティ１１内にインサート構造体
Ｉをセットした時刻ｔａにおいて、変位検出器１８によ
るインサート構造体Ｉの検出距離ｌが、インサート構造
体Ｉの変位がないと云う状態で示した設定距離ｌ₀より
若干下にくる。このときの変位量をΔｈ₁とする。上述
の如き下にくる理由は、図４に示すインサート構造体Ｉ
の非金属部１５ｂを搭載する金属部１５ａは、二箇所の
細い吊り部１５ｆのみで支えており、剛性が小さいため
自重で下に下がることに起因する。再び図１７に示すよ
うに、時刻ｔｂにおける型締め時にもΔｈ₂分だけ下が
っており、最終変位量Δｈ₃は次式となる。

【００２９】

【数９】Δｈ₃＝Δｈ₁＋Δｈ₂ ………数９ このΔｈ₃は殆ど無視できる変位量である。これは、型
締め力がインサート構造体Ｉの外側金属部１５ｄのみに
加わるため、吊り部１５ｆへの作用が殆どないことを示
している。次に、図１８に加熱している金型内でのイン
サート構造体Ｉの温度と変位挙動を示す。この場合は、
インサート構造体Ｉをキャビティ１１にセットし（時刻
ｔａ）、その直後に型締めを行っている（時刻ｔ
ｂ′）。図１８に示すように、時刻ｔｂ′の型締め後、
インサート構造体Ｉは、Δｈ₄分大きく下に動き、位置
解析装置の温度検出器（図示せず）で測定されたインサ
ート構造体Ｉの温度が一定値に近づくと動きがとまり、
最終変位量Δｈ₅となり、次式で示される。

【００３０】

【数１０】 Δｈ₅＝Δｈ₁＋Δｈ₄≠Δｈ₄ ………数１０ この最終変位量Δｈ₅は図１７に示す如き変位量Δｈ₃に
比べて非常に大きく、明らかに熱応力に起因するもので
ある。熱応力には、イ）ある温度でかつ無応力状態で組
み立てられた異種の部材による組み合わせ材が一様に加
熱されたときに生じる内部拘束によるものと、ロ）材料
の温度上昇による膨張が阻止されたときに生じる外部拘
束によるものとがある。インサート構造体Ｉは異種材料
を組み合わせた複雑な構造体であり、温度上昇と共に内
部拘束熱応力を生じながら、また途中で型締めによる外
部拘束熱応力が加わることになる。さらに図１９に加熱
金型内でのインサート構造体Ｉの温度と変位挙動を示
す。この場合は、開いた上型キャビティブロック４，下
型キャビティブロック５にインサート構造体Ｉをセット
し（時刻ｔａ）、そして、加熱金型の熱がインサート構
造体Ｉに十分に伝わり、飽和状態となる一定時間の経過
後、型締めを行った（時刻ｔｂ″）。図１９に示すよう
に、上型キャビティブロック４，下型キャビティブロッ
ク５を開いた状態ではインサート構造体Ｉの温度上昇は
ゆるやかであり、インサート構造体Ｉの動きもゆるやか
にΔｈ₆分だけ下がる。また型締め後は、金型からの伝
熱が増加するために温度上昇が急激におこり、これに伴
いインサート構造体ＩはΔｈ₇分だけ急激に下がること
がわかる。この場合のインサート構造体Ｉの最終変位量
Δｈ₈は次式となる。

【００３１】

【数１１】 Δｈ₈＝Δｈ₁＋Δｈ₆＋Δｈ₇≒Δｈ₆＋Δｈ₇ ………数１１ この最終変位量Δｈ₈は、インサート構造体Ｉの予熱を
殆ど行っていない図１８の変位量Δｈ₅に比べ、約３０
％小さくなっている。従って、図１７乃至図１９から、
キャビティ１１内におけるインサート構造体Ｉの熱応力
による変位は、上型キャビティブロック４，下型キャビ
ティブロック５を閉じる前にインサート構造体Ｉを予熱
すると、ある程度防止することが可能になることがわか
る。しかし上述の如く、これのみでは変位を防止するた
めには不十分である。そこで実施例では、インサート構
造体Ｉの樹脂の流動前までの最終変位量Δｈ₉を含めて
考慮し、キャビティ１１内のインサート構造体Ｉの設計
値、即ちインサート構造体の位置を修正する。即ち、図
２０に示すように、インサート構造体Ｉにおける吊り部
１５ｆの途中位置に段付き部１５ｈを設け、該段付き部
１５ｈにより外側金属部１５ｄが最終変位量Δｈ₉分だ
け上がった形状をなしている。従って、換言すれば、イ
ンサート構造体Ｉは、キャビティ１１内にセットされた
とき、設定値ｌ₀より最終変位量Δｈ₉分だけ上にセット
されることとなる。そして、このときの最終変位量Δｈ
₉とは前記変位量Δｈ₈に対し、樹脂がキャビティ１１内
のインサート構造体Ｉに流動するまでに該インサート構
造体が変位する量を加味したものであり、その具体的数
値はインサート構造体Ｉの形状やその大きさ，加熱され
ている金型の温度，該加熱金型にセットされたときにイ
ンサート構造体Ｉが飽和温度に達するまでの経過時間等
によって適宜に選定されるのが好ましい。

【００３２】上述の如きインサート構造体Ｉを加熱金型
の上型キャビティブロック４，下型キャビティブロック
５にセットし、次いで、離型状態のまま金型の熱がイン
サート構造体Ｉに対し飽和状態となるまで一定時間の経
過後、型締めを行う。このとき、キャビティ１１内では
インサート構造体Ｉが前記変量Δｈ₈分だけ下がるが、
インサート構造体Ｉは段付き部１５ｈにより予め最終変
位量Δｈ₉の寸法で上にセットされているので、その差
分だけ上に位置している。その後、樹脂７の注入を開始
し、該樹脂７がキャビティ１１に流れ込み、充填されか
つ硬化することにより、インサート構造体樹脂封止部品
が成形される。その場合、樹脂７がキャビティ１１内に
おいてインサート構造体Ｉの上下を流動しようとする
と、インサート構造体Ｉは若干下がるが、その下がり量
が上述の如く最終変位量Δｈ₉と変位量Δｈ₈との差分だ
けであるので、設計値の位置、即ち設計段階でのインサ
ート構造体Ｉの位置（ｈ₁＝ｈ₂）となる。そのため、キ
ャビティ１１内の樹脂７の流動がインサート構造体Ｉの
上下をバランスするので、インサート構造体Ｉの上下で
は樹脂７の厚みが一様になる結果、外観不良を確実に防
止することができる。従って、成形されたインサート構
造体樹脂封止部品は段付き部１５ｈを有するインサート
構造体Ｉを樹脂封止すれば、外観不良のない適正品とな
る。

【００３３】因みに、樹脂７が充填完了するまでのイン
サート構造体Ｉの変位挙動状態を図２１に示す従来例と
図２２に示す実施例とで比較説明する。図２１に示す従
来例では、時刻ｔａ，ｔｂでインサート構造体Ｉのセッ
ト，型締めを行い、時刻ｔ₃でキャビティ１１内に樹脂
７の充填を開始した。インサート構造体Ｉが設定距離ｌ
₀よりΔｈ₈下がった状態では、キャビティ１１に樹脂の
充填を開始して該樹脂がインサート構造体Ｉに当たった
時点から下方向に変位し始め、充填の完了した時刻ｔ₄
では非金属部１５ｂがキャビティ１の底面に下がった状
態となる結果、成形されたインサート構造体樹脂封止部
品は非金属部１５ｂが露出した外観不良品となった。図
２２に示す実施例では、前述の図２１に示す従来例の場
合のインサート構造体Ｉの変位挙動と若干異なっててい
る。これはインサート構造体Ｉが吊り部１５ｆが段付き
部１５ｈに持ち上げられたことによる構造の変化，金型
に対するインサート構造体の接触の仕方等が従来例と異
なるためと考えられる。しかしながら、上述の如く熱応
力を考慮した実施例の場合、時刻ｔ₃における樹脂７の
充填開始直前のインサート構造体の位置は従来例の設計
値に等しくなっている。そして、これに樹脂を充填する
と、概ね設計値に近い状態で充填が完了するので、成形
不良は生じない。なお図１６において、インサート構造
体Ｉの上下の隙間量ｈ₁，ｈ₂の関係を、ｈ₁＝ｈ₂とする
ことでインサート構造体樹脂封止部品の好適な位置とし
た例を示したが、インサート構造体Ｉの形状の差等に関
わることなく樹脂によるインサート構造体上下の流動抵
抗を等しくすれば、ｈ₁≠ｈ₂であっても好適な設計値と
なることは云うまでもない。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１に
よれば、インサート構造体をセットした金型の型締め
時、樹脂の移送開始時、樹脂のキャビティへの充填完了
時の夫々においてインサート構造体の位置を検出するの
で、該インサート構造体の変位メカニズムを明確に分析
することができ、インサート構造体の変位を防止せんが
ための対策を得ることが可能になると共に、インサート
構造体及び金型の構造設計，条件設定等を合理的に行う
ことが可能となる。また請求項２によれば、金型の型締
め時の作用によってインサート構造体が変位しても、そ
れを矯正するので、型締め時の悪影響を取り除くことが
でき、請求項３によれば、型締め時及び樹脂の注入時の
悪影響もなく、請求項４によれば、充填完了時の悪影響
をも取り除くことができるので、インサート構造体を所
定の位置に保つことができる。特に請求項４において
は、インサート構造体の位置をその都度調節するので、
インサート構造体を確実に保つことができることによ
り、良品を確実に成形できる効果がある。さらに請求項
５によれば、インサート構造体の変位を矯正できない場
合に金型を開くので、不良の成形品となるのを未然に防
げる。そして、請求項６〜８によれば、請求項２〜４の
方法を的確に実施し得る。また請求項９によれば、イン
サート構造体の位置を求め、該求めた位置を設定値と比
較することによって型締め圧調節機構と注入速度調節機
構と圧力調節機構とを選択的に制御するので、精緻な制
御が可能となり、請求項１０によれば、変位検出器に基
づいて求めたインサート構造体の位置が予め設定された
設定値から外れた場合、開閉手段により金型を開くの
で、請求項５の方法を的確に実施し得る効果がある。さ
らに請求項１１によれば、インサート構造体の吊り部の
途中位置に段付き部を形成しているので、インサート構
造体のセットされた金型を型締めしかつ該金型に樹脂を
注入しても、キャビティ内のインサート構造体の上下に
おいて樹脂を充填バランスさせることができ、外観不良
のないインサート構造体樹脂封止部品を成形することが
できると云う効果がある。請求項１２によれば、外観不
良の発生しないインサート構造体樹脂封止部品を的確に
製造し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による位置解析装置の一実施例を示す要
部破断の全体構成図。

【図２】上型キャビティブロックを示す底面図（ａ）及
び下型キャビティブロックを示す平面図（ｂ）。

【図３】インサート構造体を示す平面図（ａ）及び同じ
く側面図（ｂ）。

【図４】他のインサート構造体を示す平面図（ａ）及び
同じく側面図（ｂ）。

【図５】キャビティとインサート構造体と変位検出器と
の関係を示す説明図。

【図６】インサート構造体を用いたときの成形プロファ
イルを示す説明図。

【図７】他のインサート構造体を用いたときの成形プロ
ファイルを示す説明図。

【図８】本発明による位置制御方法を実施するための位
置制御装置の実施例を示す要部破断の構成図。

【図９】インサート構造体を成形したときの各部の寸法
を示す一部破断の説明図。

【図１０】キャビティとインサート構造体と変位検出器
との関係を示す説明図。

【図１１】インサート構造体が下に変位した場合の時間
とキャビティ底面からの距離との関係を示す説明図。

【図１２】インサート構造体が上に変位した場合の時間
とキャビティ底面からの距離との関係を示す説明図。

【図１３】型締め圧調節機構，プランジャ速度調節機
構，圧力調節機構を利用してインサート構造体を成形し
たときの成形プロファイルを示す説明図。

【図１４】変位検出器を二個用いた場合の説明図。

【図１５】インサート構造体の種々の変位モードを示す
説明図。

【図１６】本発明によるインサート構造体樹脂封止部品
の製造方法の一実施例を示す従来例との比較説明図。

【図１７】加熱していない金型にセットし、かつ型締め
したときのインサート構造体の変位挙動を示す説明図。

【図１８】加熱された金型にセットし、かつ型締めした
ときのインサート構造体の変位挙動を示す説明図。

【図１９】加熱された金型にセットし、かつ一定時間の
経過後に型締めしたときのインサート構造体の変位挙動
を示す説明図。

【図２０】本発明によるインサート構造体樹脂封止部品
の実施例を示す平面図（ａ）及びＡ−Ａ′線断面図
（ｂ）。

【図２１】従来例の成形プロセスによるインサート構造
体樹脂封止部品の変位挙動を示す説明図。

【図２２】実施例の成形プロセスによるインサート構造
体樹脂封止部品の変位挙動を示す説明図。

【符号の説明】

１…成形機、４，５…金型、６…ポット、７…樹脂、８
…プランジャ、１１…キャビティ、Ｉ…インサート構造
体、１４ａ，１５ａ…インサート構造体の金属部、１４
ｂ，１５ｂ…インサート構造体の非金属部、１５ｆ…吊
り部、１６，１７…圧力検出器、１８…変位検出器、２
０…プランジャの検出器、２２…マイコン、３３…金型
の開閉機構としての方向切換弁、３７…同じく開閉機構
としてのシリンダ、３４…型締め圧調節機構としてのレ
リーフ弁、３５…プランジャの速度調節機構としての流
量弁、３６…プランジャの圧力調節機構としてのレリー
フ弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/56 Ｔ 8617−4Ｍ // Ｂ２９Ｋ 105:20 (72)発明者 吉田 勇 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 西 邦彦 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体設計開発センタ内 (72)発明者 有田 順一 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体設計開発センタ内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャビティ内にインサート構造体を配置
   する金型と、該金型のキャビティ内に注入すべき樹脂を
   貯留するポット部と、ポット部の樹脂を押圧し、キャビ
   ティ内に注入してインサート構造体を封止する注入手段
   とを有する樹脂封止用成形機において、注入器の駆動量
   を検出する検出器と、ポット部内の樹脂圧を検出する検
   出器と、金型キャビティ内の樹脂流入側に設置され、か
   つキャビティ内に流入した樹脂圧を検出する検出器と、
   金型キャビティ内におけるインサート構造体の位置を、
   該インサート構造体から離れた位置で検出する非接触型
   の検出器と、これら各検出器の検出に基づき、金型を型
   締めしたときと樹脂の移送を開始したときと樹脂がキャ
   ビティ内に流入したときと樹脂をキャビティ内に充填完
   了したときとの夫々におけるキャビティ内のインサート
   構造体の位置を求める手段とを有することを特徴とする
   樹脂封止用成形機におけるインサート構造体の位置解析
   装置。
2. 【請求項２】 インサート構造体を金型のキャビティ内
   に配置し、そのキャビティ内に樹脂を注入してインサー
   ト構造体を樹脂封止してなるインサート金型制御方法に
   おいて、インサート構造体をセットした金型の型締め
   時、インサート構造体が変位した時点でその変位に基づ
   いて金型の型締め圧力を下げる工程を有することを特徴
   とする樹脂封止用成形機におけるインサート構造体の位
   置制御方法。
3. 【請求項３】 インサート構造体を金型のキャビティ内
   に配置し、そのキャビティ内に樹脂を注入してインサー
   ト構造体を樹脂封止してなるインサート金型制御方法に
   おいて、インサート構造体をセットした金型の型締め
   時、インサート構造体が変位した時点でその変位に基づ
   いて金型の型締め圧力を下げる工程と、樹脂のキャビテ
   ィ内への注入時、インサート構造体が変位した時点でそ
   の変位に基づいて注入器の注入速度を下げる工程とを有
   することを特徴とする樹脂封止用成形機におけるインサ
   ート構造体の位置制御方法。
4. 【請求項４】 インサート構造体を金型のキャビティ内
   に配置し、そのキャビティ内に樹脂を注入してインサー
   ト構造体を樹脂封止してなるインサート金型制御方法に
   おいて、インサート構造体をセットした金型の型締め
   時、インサート構造体が変位した時点でその変位に基づ
   いて金型の型締め圧力を下げる工程と、樹脂のキャビテ
   ィ内への注入時、インサート構造体が変位した時点でそ
   の変位に基づいて注入器の注入速度を下げる工程と、注
   入器による樹脂の充填完了時、注入器の停止圧力を下
   げ、キャビティ内の圧力を下げる工程とを有することを
   特徴とする樹脂封止用成形機におけるインサート構造体
   の位置制御方法。
5. 【請求項５】 金型の型締め圧力を下げる工程後、イン
   サート構造体の変位を矯正できない場合に金型を開く工
   程を有することを特徴とする請求項２〜４の一項に記載
   の樹脂封止用成形機におけるインサート構造体の位置制
   御方法。
6. 【請求項６】 キャビティ内にインサート構造体を配置
   する金型と、該金型内の樹脂を押圧し、キャビティ内に
   注入する注入手段とを有する樹脂封止用成形機におい
   て、金型のキャビティ内におけるインサート構造体の位
   置を、該インサート構造体から離れた位置で検出する非
   接触型の変位検出器と、金型を開閉させる開閉手段と、
   該開閉手段による金型の型締め圧を調節する型締め圧調
   節機構と、前記変位検出器の検出に基づき型締め圧調節
   機構を制御し、キャビティ内におけるインサート構造体
   の位置を許容範囲に位置させる制御手段とを有すること
   を特徴とする樹脂封止用成形機におけるインサート構造
   体の位置制御装置。
7. 【請求項７】 キャビティ内にインサート構造体を配置
   する金型と、該金型内の樹脂を押圧し、キャビティ内に
   注入する注入手段とを有する樹脂封止用成形機におい
   て、金型のキャビティ内におけるインサート構造体の位
   置を、該インサート構造体から離れた位置で検出する非
   接触型の変位検出器と、注入器の駆動量を検出する検出
   器と、金型を開閉させる開閉手段と、該開閉手段による
   金型の型締め圧を調節する型締め圧調節機構と、注入器
   の駆動速度を調節する注入速度調節機構と、前記変位検
   出器及び検出器の検出に基づき、型締め圧調節機構と注
   入速度調節機構とを選択的に制御し、キャビティ内にお
   けるインサート構造体の位置を許容範囲に位置させる制
   御手段とを有することを特徴とする樹脂封止用成形機に
   おけるインサート構造体の位置制御装置。
8. 【請求項８】 キャビティ内にインサート構造体を配置
   する金型と、該金型内の樹脂を押圧し、キャビティ内に
   注入する注入手段とを有する樹脂封止用成形機におい
   て、金型のキャビティ内におけるインサート構造体の位
   置を、該インサート構造体から離れた位置で検出する非
   接触型の変位検出器と、注入器の駆動量を検出する検出
   器と、金型を開閉させる開閉手段と、該開閉手段による
   金型の型締め圧を調節する型締め圧調節機構と、注入器
   の駆動速度を調節する注入速度調節機構と、樹脂の充填
   完了時、樹脂に対する注入器の停止圧を調節する圧力調
   節機構と、前記変位検出器及び検出器の検出に基づき、
   型締め圧調節機構と注入速度調節機構と圧力調節機構と
   を選択的に制御し、キャビティ内におけるインサート構
   造体の位置を許容範囲に位置させる制御手段とを有する
   ことを特徴とする樹脂封止用成形機におけるインサート
   構造体の位置制御装置。
9. 【請求項９】 前記制御手段は、変位検出器及び検出器
   の検出に基づきキャビティ内におけるインサート構造体
   の位置を求め、該求めた位置を予め入力された設定値と
   比較すると共に、その比較結果に応じ型締め圧調節機構
   と注入速度調節機構と圧力調節機構とを選択的に制御す
   ることを特徴とする請求項６〜８の一項に記載の樹脂封
   止用成形機におけるインサート構造体の位置制御装置。
10. 【請求項１０】 前記制御手段は、型締め圧調節機構の
    駆動時、変位検出器に基づいて求めたインサート構造体
    の位置が予め設定された設定値から外れた場合、開閉手
    段により金型を開くことを特徴とする請求項６〜８の一
    項に記載の樹脂封止用成形機におけるインサート構造体
    の位置制御装置。
11. 【請求項１１】 非金属部と該非金属部に対応する大き
    さをなす内側金属部，該内側金属部の両側に吊り部を介
    し内側金属部の周囲に配置される外側金属部を有する金
    属部とからなるインサート構造体を金型のキャビティ内
    にセットし、そのキャビティ内に注入された樹脂により
    インサート構造体を封止するインサート構造体樹脂封止
    部品において、前記インサート構造体の吊り部の途中位
    置に、インサート構造体が離型した金型にセットされた
    ときに生じる変位量と、インサート構造体が金型を型締
    めしたときに生じる変位量と、インサート構造体が樹脂
    のキャビティ内への注入時に発生する変位量とを見込ん
    だ分の寸法に相当する段付き部を形成したことを特徴と
    するインサート構造体樹脂封止部品。
12. 【請求項１２】 金型のキャビティ内にインサート構造
    体をセットして型締め後、キャビティ内に樹脂を注入
    し、該樹脂によりインサート構造体の周囲を封止してな
    るインサート構造体樹脂封止部品の製造方法において、
    予め所定温度に加熱された金型を離型しておき、該金型
    のキャビティ内に、吊り部の途中位置に段付き部を設け
    たインサート構造体をセットしたとき、該セット時にお
    けるインサート構造体の位置を、該インサート構造体が
    セットされたときに生じる変位量とインサート構造体が
    金型を型締めしたときに生じる変位量と、インサート構
    造体が樹脂のキャビティ内への注入時に発生する変位量
    とを見込んだ分の寸法に相当して変位させ、その後、金
    型を型締め後、キャビティ内に樹脂を充填しかつ硬化さ
    せることにより成形することを特徴とするインサート構
    造体樹脂封止部品の製造方法。