JPH08197570A - 樹脂モールド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成型樹脂内に気泡が残留したり、未充填によ
る不良の発生を防止し良好な成型を可能にした樹脂モー
ルド装置に関する。 【構成】 上下一対の金型１３、１４の一方にポット１
５を貫通し、他方に前記ポット１５と対向する部分にカ
ル部１６を、金型衝合面にカル部１６と連通するランナ
１７を、このランナ１７に沿って配置されゲート１９を
介してランナ１７に連通した複数のキャビティ１８をそ
れぞれ形成し、衝合させた金型１３、１４のポット１５
に投入した樹脂タブレット２０をプランジャ２１にて加
圧し流動化した樹脂をランナ１７、ゲート１９を経由し
てキャビティ１８に圧送し樹脂成型する樹脂モールド装
置において、上記ランナ１７の末端部に接続されたキャ
ビティ１８の外方でキャビティ１８に沿って延びる樹脂
溜り２４をランナ１７末端に連通したことを特徴とす
る。 【効果】 ボイドや未充填のない良好な樹脂成型品を得
ることが出来、外観が良好で信頼性の高い電子部品を実
現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂モールド装置に関
し、特に成型樹脂内に気泡が残留したり、未充填による
不良の発生を防止し良好な成型を可能にした樹脂モール
ド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂モールド型電子部品は、一般的に電
子部品本体をマウントするアイランドと、一端部をアイ
ランド近傍に配置した多数本のリードとを、金属平板を
プレスまたはエッチングして一体成形したリードフレー
ムを用い、アイランド上にマウントした電子部品本体上
の電極とリードとを電気的に接続して、電子部品本体を
含むリードフレーム上の主要部分を樹脂にて被覆し、樹
脂から露呈したリードフレームの不要部分を切断除去し
てリードを独立させ個々の電子部品に分離されて製造さ
れる。図３はリードフレーム上の要部を樹脂被覆する樹
脂モールド装置の一例を示す。図において、１、２は上
下一対の金型で、それぞれ固定盤または可動盤に支持さ
れて上下配置され、衝合面１ａ、２ａを水平にして対向
し衝合面１ａ、２ａが近接離隔する。各金型１、２は図
示しない加熱手段により所定の温度に加熱される。３は
上金型１に上下方向に貫通したポット、４は下金型２の
衝合面２ａの上記ポット３と対向する位置に形成された
カル部、５は下金型２のカル部４と連通して形成したラ
ンナ、６はランナ５の両側に沿って配置された多数のキ
ャビティ、７はランナ５とキャビティ６とを連通するゲ
ートを示す。

【０００３】８はリードフレームで、電子部品本体９を
マウントし図示しないがこの電子部品本体９上の電極と
リードフレーム８のリードとが電気的に接続され、図示
点線で示すように下金型２のキャビティ６上に載置さ
れ、上下金型１、２により挟持される。１０は型締めさ
れた金型のポット３に投入された樹脂タブレットで、エ
ポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂をベースに、充填材、硬
化促進剤、離型剤、着色材などを成型したものである。
１１はポット３内に挿入されて加熱された樹脂タブレッ
ト１０を加圧し、流動化させ、ランナ５ゲート７を経由
してキャビティ６に圧送するプランジャを示す。この装
置は、上下金型１、２を開いて、下金型２上にリードフ
レーム８を載置し、型締めして、ポット３に樹脂タブレ
ット１０を投入しプランジャ１１にて加圧し流動化させ
た樹脂をランナ５、ゲート７を経由してキャビティ６に
注入する。流動化した樹脂がキャビティ６内に注入され
ると、キャビティ６内に残留した空気を圧縮しゲート７
開口部と対向する部分に形成したエアベント（図示せ
ず）から追い出してキャビティ６内に充填される。

【０００４】この状態で所定時間保持し、流動化した樹
脂が半硬化状態となったところで金型を開いて、リード
フレーム８を取り出し、リードフレーム８から不要な樹
脂を取り除き、樹脂成型品を得る。この装置では、ポッ
ト３、カル部４からランナ５内に送り込まれた樹脂は、
カル部４に近い部分から順次キャビティ６に注入される
が、キャビティ６内に残留した空気が圧縮されると樹脂
の注入を阻止するため、ランナ５内を進行する樹脂の流
動速度と各キャビティ６に注入される樹脂の注入速度と
が釣り合わない。そのため、樹脂がランナ５の末端に到
達して初めてプランジャ１１からの押圧力がランナ５内
の樹脂にかかり、キャビティ６への樹脂注入が促進され
る。

【０００５】このとき、熱硬化性樹脂は加熱、加圧する
と急激に粘性が低下して流動化するが、時間の経過とと
もに低下した粘度は最低粘度に至ると、その後は樹脂の
重合反応が進み粘度が上昇し硬化が進行する。そのた
め、樹脂成型品が要求される特性を満足する樹脂を選択
し、この樹脂に合わせて金型の温度、プランジャ１１に
よる加圧力、加圧速度などを適宜設定し全てのキャビテ
ィ６へ樹脂が完全注入出来るように条件設定している。
ところで、カル部４側のキャビティ６にはポット３から
流動化して間もない樹脂が継続して供給されるため、こ
の部分での樹脂注入はスムーズに行われる。一方、ラン
ナ５はこれに連通するキャビティ６の数を多く設定する
と長くなり、ランナ５内を移動する樹脂は、樹脂先端と
ランナ５末端との間で閉じ込められて圧縮された空気に
よって進行が阻止され、その結果、カル部４側のキャビ
ティに対しては樹脂の注入を促進するが、樹脂先端がラ
ンナ５末端に至るまでに時間を要する。

【０００６】そのため、ランナ５の末端側キャビティに
注入される樹脂は金型から長時間にわたって加熱され硬
化が進行し粘度が上昇して流動性が低下している。この
ように流動性が低下した樹脂はゲート７を通りにくく、
キャビティ６内に注入されても、後続の樹脂も長いラン
ナ内を移動する間に硬化が進行しているため、キャビテ
ィ６内での流動性が劣り、キャビティ６内で圧縮された
空気を巻き込み易く、キャビティ６への充填ができて
も、樹脂内にボイド（気泡）が残留することがあった。
また、流動性が低下した樹脂はゲートを通りにくいた
め、硬化の進行状況によってはキャビティ内に完全充填
されず、キャビティに注入された樹脂がゲート近傍で硬
化し後続する樹脂の注入を阻止し未充填となることもあ
った。このようなボイドや未充填は、樹脂外表面に露呈
しておれば外観不良となり、仮に樹脂外表面に露呈して
いなくても、実質的な樹脂の被覆厚さが薄くなり、耐湿
性を低下させ寿命を短縮し信頼性を低下させる。また耐
電圧も低下するという問題もある。

【０００７】そのため、図４に示すようにランナ５の末
端にカル部４より径小でランナ５より径大の凹部（樹脂
溜り）１２を形成し、ランナ５の実質的な長さをキャビ
ティ６の配列長さより長くして、硬化が進行した樹脂を
凹部１２に流入させ、ランナ末端部のキャビティに対し
てカル部４近傍のキャビティと同様にランナ５内を流動
途中の樹脂をキャビティ６に注入させることが知られて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、樹脂には天
然ワックスや合成ワックスなどを主成分とする離型剤が
含まれており、この離型剤がランナ内を移動する間に金
型からの加熱温度により流動樹脂表面にしみだし、潤滑
剤として作用し樹脂の流動性を良好にするが、金型接触
面にしみだした離型剤は金型から直接熱を受けるため揮
発して金型との間の潤滑性を低下させる。このようにし
て離型剤が揮発すると、樹脂の流動性が低下し樹脂の流
動性低下を助長し、凹部１２の容量が大きいと圧縮空気
からの反発力も大きくなり、樹脂の進行が妨げられラン
ナ内の樹脂にプランジャ１１からの押圧力が充分かから
ず、キャビティへの樹脂注入に時間を要し、この間にも
樹脂硬化が進行して、ボイドや未充填を生じることがあ
り、凹部１２の容量分だけ樹脂量が増大すると、プラン
ジャ１１による樹脂溶融にも時間がかかり、カル部４近
傍のキャビティに注入される樹脂の流動性も低下し、全
てのキャビティに良好な樹脂注入をするための成型条件
の設定が困難であった。また離型剤が揮発した樹脂は離
型性が悪く、金型の摩耗を速めるという問題もあった。
また、凹部１２は容量が大きいため樹脂の使用量が多く
なり、樹脂の利用率も低下し、省資源の観点からも好ま
しくなかった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
を目的として提案されたもので、上下一対の金型の一方
にポットを貫通し、他方に前記ポットと対向する部分に
カル部を、金型衝合面にカル部と連通するランナを、こ
のランナに沿って配置されゲートを介してランナに連通
した複数のキャビティをそれぞれ形成し、衝合させた金
型のポットに投入した樹脂タブレットをプランジャにて
加圧し流動化した樹脂をランナ、ゲートを経由してキャ
ビティに圧送し樹脂成型する樹脂モールド装置におい
て、上記ランナの末端部に接続されたキャビティの外方
でキャビティに沿って延びる樹脂溜りをランナ末端に連
通したことを特徴とする樹脂モールド装置を提供する。

【００１０】

【作用】本発明は上記課題解決手段により、流動化した
樹脂がポットからランナ末端に至り、ランナの延長方向
の樹脂溜り対向壁に樹脂が当たると方向が曲げられて樹
脂溜りの終端に向かって樹脂は進行する。このとき、樹
脂溜り対向壁に樹脂が当たると直ちにランナ内の樹脂は
進行が妨げられ、ランナ内の樹脂のプランジャからの押
圧力がかかりキャビティへの樹脂注入が促進される。こ
の間にも樹脂は樹脂溜り終端に向かって進行し樹脂の流
動先端部の流動化が低下した樹脂は樹脂溜りに追込み、
流動性の良好な樹脂をランナ末端部のキャビティ内に注
入することが出来る。この結果、ボイドや未充填のない
電子部品を得ることが出来る。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の実施例を図１から説明する。
図において、１３、１４は上下一対の金型で、それぞれ
固定盤または可動盤に支持されて上下配置され、衝合面
１３ａ、１４ａを水平にして対向し衝合面１３ａ、１４
ａが近接離隔する。各金型１３、１４は図示しない加熱
手段により所定の温度に加熱される。１５は上金型１３
に上下方向に貫通したポット、１６は下金型１４の衝合
面１４ａの上記ポット１５と対向する位置に形成された
カル部、１７は下金型１４のカル部１６と連通して形成
したランナ、１８はランナ１７の両側に沿って配置され
た多数のキャビティ、１９はランナ１７とキャビティ１
８とを連通するゲートを示す。この下金型１４のキャビ
ティ１８上には図示省略するが、電子部品本体をマウン
トしこの電子部品本体上の電極とリードとを電気的に接
続したリードフレームが載置され、上下金型１３、１４
により挟持される。２０は型締めされた金型のポット１
５に投入された樹脂タブレットで、エポキシ樹脂などの
熱硬化性樹脂をベースに、充填材、硬化促進剤、離型
剤、着色材などを成型したものである。２１はポット１
５内に挿入されて加熱された樹脂タブレット２０を加圧
し、流動化させ、ランナ１７、ゲート１９を経由してキ
ャビティ１８に圧送するプランジャを示す。

【００１１】２２は本発明の特徴部分である樹脂溜り
で、図示例ではランナ１７の末端部に接続されて、この
延長部分と交差する方向、即ちランナ終端部に連通した
キャビティに沿う方向に延びている。この樹脂溜り２２
は巾がランナの巾程度に、長さがキャビティ１８の長さ
程度に設定されている。またランナ１７と樹脂溜り２２
のなす角は、鋭角でも鈍角でもよいが、樹脂溜り２２を
形成する金型の占有面積が広く必要となるため、図示例
では直交させている。この装置の動作を以下に説明す
る。まず、上下金型１３、１４を開いて、下金型１４上
にリードフレームを載置し、型締めして、ポット１５に
樹脂タブレット２０を投入しプランジャ２１にて加圧し
流動化させた樹脂をランナ１７、ゲート１９を経由して
ランナ１７に沿うキャビティ１８に順次注入する。流動
化した樹脂がランナ１７の末端に到達すると直ちに樹脂
溜り２２の対向壁に当たり、その進行が妨げられ、プラ
ンジャ２１からの押圧力によってランナ１７内の樹脂は
キャビティ１８に注入される。

【００１２】キャビティ１８に接続されたゲート１９の
樹脂通過断面積に比して樹脂溜り２２の樹脂通過断面積
は充分広いから、流動樹脂の先端が樹脂溜り２２の対向
壁に当たった後も、樹脂は樹脂溜り２２内をその終端に
向かって移動するため流動性が低下した移動樹脂の先端
部は樹脂溜り２２に押し込まれ、後続の流動性が良好な
樹脂がランナ１７末端部のキャビティに注入される。こ
のように、流動性が低下した樹脂がランナ１７から樹脂
溜り２２に到達すると直ちにキャビティ１８への樹脂注
入が促進されると同時に流動性が劣る移動方向先頭の樹
脂は樹脂溜り２２に追い込まれるから、ランナ末端部の
キャビティにも流動性の良好な樹脂を注入でき、ボイド
や未充填のない良好な樹脂成型品を得ることが出来る。

【００１３】また樹脂溜り２２はランナ１７と同程度の
巾で、長さもキャビティの長さ程度であるため、樹脂溜
り２２の樹脂量も少なくて済み、樹脂の利用率がよい。
また、流動性の良好な樹脂をゲート１９を介してキャビ
ティ１８に注入できるから金型の摩耗も少ない。尚、上
記実施例では、樹脂溜り２２の樹脂流路断面積をランナ
１７の樹脂流路断面積とほぼ同等に設定したが、図２に
示すように樹脂溜り２２の断面積を充分大きく設定して
おきランナ１７末端と樹脂溜り２２が連通した連通部に
ランナ１７と樹脂溜り２２の接続部の間隔を異ならせる
複数のブロック２３を交換可能に配置し、樹脂流路の断
面積を可変することもできる。これにより樹脂の種類を
変えても、金型の温度、プランジャ２１による押圧力、
押圧速度などの設定を大幅に変更することなくブロック
２３を交換し樹脂流路の断面積を調整するだけで、良好
な樹脂モールドがてきる条件を設定できる。

【００１４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ボイドや
未充填のない良好な樹脂成型品を得ることが出来、外観
が良好で信頼性の高い電子部品を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示す樹脂モールド装置の一
部を示す破断断面斜視図

【図２】 本発明の変形例を示す樹脂モールド装置の一
部を示す破断断面斜視図

【図３】 従来の樹脂モールド装置の一例を示す破断断
面斜視図

【図４】 図３に示す樹脂モールド装置の問題点を改善
した従来装置の破断断面斜視図

【符号の説明】

１３ 上金型 １４ 下金型 １５ ポット １６ カル部 １７ ランナ １８ キャビティ １９ ゲート ２０ 樹脂タブレット ２１ プランジャ ２２ 樹脂溜り ２３ ブロック

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下一対の金型の一方にポットを貫通し、
   他方に前記ポットと対向する部分にカル部を、金型衝合
   面にカル部と連通するランナを、このランナに沿って配
   置されゲートを介してランナに連通した複数のキャビテ
   ィをそれぞれ形成し、衝合させた金型のポットに投入し
   た樹脂タブレットをプランジャにて加圧し流動化した樹
   脂をランナ、ゲートを経由してキャビティに圧送し樹脂
   成型する樹脂モールド装置において、 上記ランナの末端部に接続されたキャビティの外方でキ
   ャビティに沿って延びる樹脂溜りをランナ末端に連通し
   たことを特徴とする樹脂モールド装置。
2. 【請求項２】ランナ末端と樹脂溜りが連通した連通部の
   樹脂流路の断面積を可変にしたことを特徴とする請求項
   １に記載の樹脂モールド装置。