JPH1116932A - 可動キャビティ方式によるモールド成形金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャビティブロックに加える押圧位置の選
択、押圧力の大きさの調整等を容易にし、大きな押圧力
を得易くする。 【解決手段】 押圧力印加機構３１として、チェイスブ
ロック２２に設けた孔に押圧力を伝達するピラー３２を
挿通し、ピラー３２の一端をキャビティブロック２４に
接触させ、ピラー３２の他端に押圧力を与える押圧力源
３６を金型ベース２１に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体パッケージ等
のモールド成形時に使用する可動キャビティ方式による
モールド成形金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的な半導体パッケージはリー
ドフレームに半導体素子例えば半導体集積回路（ＩＣ）
チップを接合し、樹脂モールドして製作している。この
ようなモールド成形の対象となるリードフレームや基
板、テープ等の部材（以下「ワーク」という）は厚みに
ばらつきがある。それ故、モールド成形金型に同時にワ
ークを複数枚セットして押圧すると、各ワークの板厚に
よって押圧状態に当然差が生じる。そして、厚いワーク
に妨げられるため薄いワークではどうしてもキャビティ
ブロックとワークとの間に不必要な隙間が生じやすい。
それ故、樹脂バリが発生し易くなり、良好な成形状態を
確保できない。

【０００３】そこで、ワークの板厚のばらつきに対処す
るため、本出願人は先に特願昭５１−６９０５号として
図５、６に示すような可動キャビティ方式によるモール
ド成形金型１を提示した。このモールド成形金型１はリ
ードフレームにパッケージをモールド成形する金型であ
る。そして、金型ベースに上下のチェイスブロック２、
３を配設し、その上チェイスブロック２には下側中央部
に上センターブロック４を配置し、その左右に上キャビ
ティブロック５（５ａ、５ｂ）を配置してそれぞれ備
え、下チェイスブロック３にも対応させて上側中央部に
下センターブロック６を配置し、その左右に下キャビテ
ィブロック７（７ａ、７ｂ）を配置してそれぞれ備えて
いる。又、両上キャビティブロック５に対し、それ等に
押圧力を加えて可動させる押圧力印加機構８｛８ａ（８
ａ1 、８ａ2 、８ａ3 ）、８ｂ｝をそれぞれ設けてあ
る。

【０００４】これ等の押圧力印加機構８はいずれも上チ
ェイスブロック２に、各上キャビティブロック５の所定
箇所に対応するように例えば３個ずつピン孔を設け、各
ピン孔の上キャビティブロック５に面する部分の径を大
きくしてばね室１１にし、そのばね室１１内に皿ばね１
２を６枚ずつ積層して内蔵し、それ等の上チェイスブロ
ック２と皿ばね１２を貫通して上キャビティブロック５
に固着するようにピン１３を設けたものである。それ
故、上チェイスブロック２内に間隔１４（１４ａ、１４
ｂ）をそれぞれ設けて各上キャビティブロック５を上下
可動に支持し、各皿ばね１２の積層体によりそれ等の間
隔１４をそれぞれ保持できる。

【０００５】そして、モールド成形金型にセットするリ
ードフレーム１５（１５ａ、１５ｂ）の板厚に応じて、
例えばリードフレーム１５ａが厚く、リードフレーム１
５ｂが薄い場合、その厚いリードフレーム１５ａに対し
ては各皿ばね１２の縮み量と上キャビティブロック５ａ
の移動量が多くなり、間隔１４ａが閉じるのに対し、薄
いリードフレーム１５ｂに対してはその差厚分だけ各皿
ばね１２の縮み量と上キャビティブロック５ｂの移動量
が少なくなって、間隔１４ｂが開く。従って、各リード
フレーム１５がその板厚に応じて上キャビティブロック
５に押圧されるので、不必要な隙間が生じることなく、
ひいては樹脂バリが生じることもない。なお、１６は上
キャビティブロック５のキャビティであり、１７は下キ
ャビティブロック７の対応するキャビティであって、パ
ッケージ成形箇所に該当する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上チェ
イスブロック２にそこに備え付けた各上キャビティブロ
ック５に対応させ、皿ばね１２等のスプリングを収納す
るばね室１１を設けて、各押圧力印加機構８をそれぞれ
形成すると、各キャビティブロック５、７には成形品突
出し用にエジェクターピン（図示なし）がそれぞれ設け
られているため、それ等のエジェクターピンによって皿
ばね１２等のスプリングの大きさと位置が制限を受け
る。しかも、皿ばね１２等のスプリングは小形にする
と、多数用いても必要とする押圧力を出し難い。

【０００７】又、ＢＧＡ型半導体パッケージ等では通常
多層構造のプラスチック基板を用いるが、リードフレー
ム等の金属板と異なり、そのようなプラスチック基板は
場所によって厚みにばらつきがある。それ故、１枚のキ
ャビティブロックの複数箇所に押圧力印加機構を設けて
も、押圧力が主に基板の厚みのある箇所に作用し、薄い
箇所にはあまり働かなくなる。そして、プラスチック基
板の薄い箇所近傍に形成するパッケージのパーティング
面に樹脂バリができ易い。そこで、押圧力を強めて樹脂
バリの発生を防止するようにするが、強すぎると基板が
破壊されてしまう。しかも、皿ばね積層体の押圧力を調
節するには皿ばねを全部取り外して皿ばね間にワッシャ
やスペーサを介在しなければならない。このため、押圧
力調節の負担が大きい。

【０００８】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであり、キャビティブロックに加える押
圧位置の選択、押圧力の大きさの調整等が容易で、大き
な押圧力を得ることができる、樹脂バリの発生し難い可
動キャビティ方式によるモールド成形金型を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による可動キャビティ方式によるモールド成
形金型では金型ベースにキャビティブロックを備えたチ
ェイスブロックを設置し、そのキャビティブロックに押
圧力を加えて可動させる押圧力印加機構を設ける。そし
て、その押圧力印加機構として、チェイスブロックに設
けた孔に押圧力を伝達するピラーを挿通し、そのピラー
の先端をキャビティブロックに接触させ、そのピラーの
後端に押圧力を与える押圧力源を金型ベースに設ける。

【００１０】又、１枚のワークに対応するキャビティブ
ロックを複数個に分割し、そのキャビティを有する各分
割ブロック毎にそこに押圧力を加えて可動させる押圧力
印加機構をそれぞれ設置するとよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付の図１〜４を参照し
て、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明を適
用した可動キャビティ方式によるモールド成形金型の正
面側から見た要部の縦断面図である。このモールド成形
金型１８はリードフレームにパッケージをモールド成形
して固着する金型であって、上下に配置した金型１９、
２０からなり、プレス装置に装着して使用する。そし
て、上金型１９にはその金型ベース２１の下側中央部に
チェイスブロック２２を設置し、そのチェイスブロック
２２の下側中央部にセンターブロック２３を配置し、そ
の左右にキャビティブロック２４（２４ａ、２４ｂ）を
配置してそれぞれ備え付ける。なお、通常は１つのチェ
イスブロックに２個のキャビティブロックを備え付け
る。

【００１２】又、下金型２０の金型ベース２５の上側中
央部にチェイスブロック２６を設置し、そのチェイスブ
ロック２６の上側中央部にセンターブロック２７を配置
し、その左右にキャビティブロック２８（２８ａ、２８
ｂ）を配置してそれぞれ備え付ける。すると、上下のキ
ャビティブロック２４ａ、２８ａが対となり、又上下の
キャビティブロック２４ｂ、２８ｂが対となって、内部
にパッケージ成形用のキャビティ２９（２９ａ、２９
ｂ）をそれぞれ形成できる。なお、３０はエジェクター
ピン（図示なし）を上方に向けて突設するエジェクター
プレートである。

【００１３】又、上金型１９には更に各上キャビティブ
ロック２４に押圧力を加えて可動させる押圧力印加機構
３１（３１ａ、３１ｂ）をそれぞれ設置する。そして、
各キャビティブロッ２４に対し、押圧力印加機構３１を
１組以上例えば３組設置する。その際、上チェイスブロ
ック２２に各上キャビティブロック２４の上面に臨む貫
通孔を３個ずつ分配してそれぞれ設け、それ等の各孔に
ピラー３２（３２ａ、３２ｂ）を挿通してそれぞれ立設
する。これ等のピラー３２は押し下げ用の円柱状部材で
あり、先端が上キャビティブロック２４の上面に乗って
接触する。なお、３３はエジェクターピン（図示なし）
を下方に向けて突設するエジェクタープレートである。

【００１４】又、このような各ピラー３２の後端を受け
るため、上金型ベース２１の中央部に各ピラー３２に乗
る方形板状のピラー受け３４（３４ａ、３４ｂ）をそれ
ぞれ設置する。そして、各ピラー受け３４に押圧力を伝
達するため、各ピラー受け３４に乗る押圧力伝達部材３
５を１個以上例えば２個設置する。又、各押圧力伝達部
材３５｛３５ａ（３５ａ1 、３５ａ2 ）、３５ｂ（３５
ｂ1 ,３５ｂ2 ）｝に押圧力を加える押圧力源として、
上金型ベース２１の上側中央部に圧縮コイルスプリング
３６｛３６ａ（３６ａ1 、３６ａ2 ）、３６ｂ（３６ｂ
1 、３６ｂ2 ）｝をそれぞれ設置する。

【００１５】その際、各圧縮コイルスプリング３６の上
端部をねじ３７付きの円板状部材３８で受け、下端部を
押圧力伝達部材３５の円板状頭部３９に当接する。する
と、ねじ３７を回転させることにより円板状部材３８が
上下動可能となり、スプリング力調整部材になる。な
お、押圧力伝達部材３５の足部４０は円柱状にする。

【００１６】このようにして、上チェイスブロック２２
に設けた６箇所の孔にピラー３２を１本ずつ挿通し、そ
れ等の各ピラー３２の先端を３本ずつ対応する各上キャ
ビティブロック２４にそれぞれ接触させ、それ等の各ピ
ラー３２の後端を受ける各ピラー受け３４を６枚上金型
ベース２１の中央部にそれぞれ設け、それ等の各ピラー
受け３４に押圧力を伝達する押圧力伝達部材３５を２個
ずつそれ等の一端をそれぞれ接触させ、それ等の各押圧
力伝達部材３５に押圧力を与える圧縮コイルスプリング
３６を６個上金型ベース２１の上側中央部にそれぞれ設
けると、モールド成形金型１８に６組の押圧力印加機構
３１を配設できる。なお、各キャビティブロック２４、
各ピラー受け３４、各押圧力伝達部材３５等はいずれも
当然上下方向に移動可能でなければならないため、それ
等の各近傍に少し移動用の間隔をそれぞれ形成してお
く。

【００１７】又、このようにして各押圧力印加機構３１
を構成すると、上チェイスブロック２２には各ピラー３
２を挿通して立設するだけでよくなるため、その上チェ
イスブロック２２を挿通して下方に向かって突設する各
エジェクターピンによって各ピラー３２の位置が制限を
受け難い。それ故、各上キャビティブロック２４に加え
る押圧位置の選択が可能となり、それ等の各上面に均等
に押圧力を分配して加え易くなる。又、各ピラー３２は
径を細くした複数本のピラーと取り換えることもでき
る。

【００１８】しかも、他の各ピラー受け３４、押圧力伝
達部材３５、押圧力源たる圧縮コイルスプリング３６等
は上金型ベース２１に設置するため、大きな圧縮コイル
スプリング３６を採用し、或いは圧縮コイルスプリング
３６の数を増すことができる。それ故、押圧力印加機構
３１の自由度が大きくなり、各ピラー３２に加える押圧
力の大きさを調節し易く、大きな押圧力を得易い。又、
押圧力源として油圧等のシリンダを用いてもよく、その
場合にはピストンロッドが押圧力伝達部材となる。

【００１９】このようなモールド成形金型１８にリード
フレーム４１（４１ａ、４１ｂ）をセットすると、圧縮
コイルスプリング３６よりスプリング力が押圧力伝達部
材３５、ピラー受け３４、ピラー３２を経て、各上キャ
ビティブロック２４に押圧力として加わる。それ故、各
リードフレーム４１が１枚毎の板厚にばらつきがあって
も、その板厚に応じて上キャビティブロック２４に良好
に押圧されるため、不必要な隙間ができず樹脂バリが生
じない。従って、製品に対する樹脂バリ取り作業の労力
が不要となり、金型１８に樹脂バリが付着することによ
る金型精度の低下と清掃の労力を軽減できる。

【００２０】しかし、上記のモールド成形金型１８では
１枚毎の板厚にばらつきのあるワークには対応できて
も、多層構造のプラスチック基板のような１枚の板でも
場所によって厚みにばらつきのあるワークには対応し難
い。そこで、ＢＧＡ型半導体パッケージを製造する場合
には、図２に示すようにモールド成形金型４２の１枚の
プラスチック基板４３に対応する上キャビティブロック
４４を各パッケージ成形用のキャビティ４５毎に分割す
る。そして、キャビティ４５を有する各分割ブロック４
６（４６ａ…４６ｄ）毎に上記の押圧力印加機構３１と
同様の押圧力印加機構４７（４７ａ…４７ｄ）を１組以
上それぞれ設置する。なお、４８は上チェイスブロッ
ク、４９はエジェクタープレート、５０は上金型ベース
であり、５１はピラー、５２はピラー受け、５３は押圧
力伝達部材、５４は押圧力源たる圧縮コイルスプリング
である。因みに、上チェイスブロック内に皿ばねの積層
体を設置すると、上キャビティブロックが皿ばねのスペ
ースに規制されて分割しずらい。

【００２１】このように上キャビティブロック４４を分
割すると、プラスチック基板４３をセットした時その基
板４３の厚みにばらつきがあって、場所によって板厚が
異なっていても、各場所の板厚に応じてそこに配設され
ている分割ブロック４６にそれぞれ良好に押圧される。
それ故、いずれのパッケージ成形箇所でもプラスチック
基板４３と上キャビティブロック４４の間に不必要な隙
間が生じることなく、樹脂バリが発生しない。なお、Ｂ
ＧＡ型半導体パッケージを成形する場合、下キャビティ
ブロックにはパッケージを成形するためのキャビティを
設けず上面を平らにする。

【００２２】又、上記のモールド成形金型１８では上セ
ンターブロック２３は動かず、その両側にある上キャビ
ティブロック２４だけが可動する。それ故、下センター
ブロック２７にタブレット（モールド成形材料）をそれ
ぞれ入れるポット列を設け、各ポットに対抗配置して上
センターブロック２３に設けたカルから両方向にランナ
ーを伸ばし、各側にある上キャビティブロック２４の対
応するキャビティ２９に接続すると、各ランナーが上セ
ンターブロック２３と上キャビティブロック２４との接
合面を横切るため、上キャビティブロック２４の可動に
より上センターブロック２３との接合面に樹脂漏れが発
生した。

【００２３】そこで、上チェイスブロックに上センター
ブロックを備えず、上キャビティブロックのみを２個備
え付ける。その際、図３に示すようにカル列の順に従っ
て各カル５５（５５ａ、…５５ｊ）よりランナー５６
（５６ａ、…５６ｊ）を交互に反対方向にそれぞれ突設
し、一方の側のキャビティ列に含まれる各キャビティ５
７（５７ａ、…５７ｅ）と、それ等の各キャビティ５７
に連なるランナー５６とカル５５とを含めて、一方の上
キャビティブロック５８を形成し、他方の側のキャビテ
ィ列に含まれる各キャビティ５９（５９ａ、…５９ｅ）
と、それ等の各キャビティ５９に連なるランナー５６と
カル５５とを含めて、他方の上キャビティブロック６０
を形成する。

【００２４】そして、各カル５５の近傍を方形状の突部
６１（６１ａ、…６１ｊ）に形成し、それ等の突部６１
を交互に嵌め合わせると、両上キャビティブロック５
８、６０を接合し、互いに上下方向に摺動可能にして上
チェイスブロックに備え付けることができる。なお、突
部６１ａに隣接する上キャビティブロック５８の隅部
と、突部６１ｊに隣接する上キャビティブロック６０の
隅部とを同様な嵌め合わせ用の突部６２、６３にそれぞ
れ形成する。

【００２５】このようにして、上センターブロックをな
くすと、各ランナー５６が接合面を横切ることがなくな
るため、各上キャビティブロック５８、６０をそれぞれ
可動させても、当然各ランナー５６からの樹脂漏れが発
生しなくなる。又、下チェイスブロックに対しても、各
上キャビティブロック５８、６０にそれぞれ対応する同
様の下キャビティブロックを備え付け、下センターブロ
ックをなくす。なお、板厚が場所によってばらつくプラ
スチック基板等のワークに対し、両上キャビティブロッ
ク５８、６０を用いる場合には各上キャビティブロック
５８、６０を二点鎖線の位置で分割して使用する。

【００２６】なお、上記の実施の形態では押圧力印加機
構として、上チェイスブロックに設けた孔に押圧力を伝
達するピラーを挿通し、そのピラーの先端を上キャビテ
ィブロックに接触させ、そのピラーの後端を受けるピラ
ー受けを上金型ベースに設け、そのピラー受けに押圧力
を伝達する押圧力伝達部材の先端を接触させ、その押圧
力伝達部材に押圧力を与える押圧力源を上金型ベースに
設けたが、そのピラー受け、押圧力伝達部材を用いずに
押圧力印加機構を構成し、押圧力源から直接ピラーの後
端に押圧力を与えてもよい。

【００２７】又、上記の実施の形態では分割ブロックを
形成する場合、分割ラインを隣接したキャビティを有す
る分割ブロックの境界線にしたが、図４に示すように各
キャビティ６４の周囲に分割ライン６５を設けてキャビ
ティ６４を有する各分割ブロック６６をそれぞれ形成し
てもよい。なお、６７が上チェイスブロック、６８が上
キャビティブロック、６９が上センターブロック、７０
がランナー、７１がカルである。又、上記の実施の形態
では上金型の方に押圧力印加装置を設置したが、下金型
の方に同様の押圧力印加装置を設置してもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、請求項１
記載の発明ではチェイスブロックに押圧力印加装置のピ
ラーを挿通するだけでよく、そのチェイスブロックに挿
通するエジェクターピンによってピラーの位置が制限を
受け難い。それ故、キャビティブロックに加える押圧位
置の選択が可能となり、均等に押圧力を分配して加え易
い。又、ピラー数の変更も容易である。しかも、押圧力
印加機構を構成する押圧力源は金型ベースに設置するた
め、押圧力印加機構の自由度が大きくなる。それ故、押
圧力の大きさを調整し易く、大きな押圧力を得易くな
る。従って、ワークの板厚に１枚毎のばらつきがあって
も、ワークをその板厚に応じてキャビティブロックで良
好に押圧できるため、モールド成形時に不必要な隙間が
できず、樹脂バリが発生しない。

【００２９】又、請求項２記載の発明では１枚のワーク
における各場所の板厚に応じてそこに配設されているキ
ャビティを有する分割ブロックでそれぞれ良好に押圧で
きる。それ故、１枚のワークの板厚にばらつきがあって
も、モールド成形時に不必要な隙間が生じることなく、
樹脂バリが発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した可動キャビティ方式によるモ
ールド成形金型の正面側から見た要部の縦断面図であ
る。

【図２】同可動キャビティ方式によるモールド成形金型
の変形例を示す側面側から見た上金型要部の縦断面図で
ある。

【図３】同可動キャビティ方式によるモールド成形金型
に備える上キャビティブロックの変形例を示す接合状態
にある両上キャビティブロックの底面図である。

【図４】同可動キャビティ方式によるモールド成形金型
に備える上キャビティブロックの他の変形例を示す一方
の上キャビティブロック付近の底面図である。

【図５】従来の可動キャビティ方式によるモールド成形
金型の正面側から見た要部の縦断面図である。

【図６】同可動キャビティ方式によるモールド成形金型
の側面側から見た要部の縦断面図である。

【符号の説明】

１８、４２…モールド成形金型 １９、２０…上、下金
型 ２１、５０…上金型ベース ２２、４８、６７…上
チェイスブロック ２３、６９…上センターブロック
２４、４４、５８、６０、６８…上キャビティブロック
２５…下金型ベース ２６…下チェイスブロック ２
７…下センターブロック ２８…下キャビティブロック
２９、４５、５７、５９、６４…キャビティ ３０…
下エジェクタープレート ３１、４７…押圧力印加機構
３２、５１…ピラー ３３、４９…上エジェクタープ
レート ３４、５２…ピラー受け ３５、５３…押圧力
伝達部材 ３６、５４…圧縮コイルスプリング３８…ス
プリング力調整部材 ４１…リードフレーム ４３…プ
ラスチック基板 ４６、６６…分割ブロック ５５、７
１…カル ５６、７０…ランナー ６１、６２、６３…
突部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型ベースにキャビティブロックを備え
   たチェイスブロックを設置し、そのキャビティブロック
   に押圧力を加えて可動させる押圧力印加機構を設けてな
   る可動キャビティ方式によるモールド成形金型におい
   て、上記押圧力印加機構として、チェイスブロックに設
   けた孔に押圧力を伝達するピラーを挿通し、そのピラー
   の一端をキャビティブロックに接触させ、そのピラーの
   他端に押圧力を与える押圧力源を金型ベースに設けるこ
   とを特徴とする可動キャビティ方式によるモールド成形
   金型。
2. 【請求項２】 １枚のワークに対応するキャビティブロ
   ックを複数個に分割し、そのキャビティを有する各分割
   ブロック毎にそこに押圧力を加えて可動させる押圧力印
   加機構をそれぞれ設置することを特徴とする請求項１記
   載の可動キャビティ方式によるモールド成形金型。