JPH1140592A - 封止成形方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形材料の利用率が優れ、樹脂硬化時間の短
縮が図れ、形成素子へのストレスが無く、樹脂バリの発
生しない封止成形方法およびその装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】 上キャビティーブロック１３と下キャビ
ティーブロック５で構成され、下キャビティー２に連接
して設けられたゲート孔１ａに、予め所定温度および時
間で加熱して最小粘度を越えて溶融した粉末あるいは顆
粒状の熱硬化性樹脂を樹脂供給ブロック１９により供給
し、ゲート孔１ａ内に一端が挿通するように設置された
プランジャー３の動作により、上および下キャビティー
１８、２内に前記樹脂を圧送して、形成素子１１が装着
されたリードフレーム１２を封止成形するものであり、
不要となる成形材料が少なく成形サイクルが短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品、半導体
素子などを熱硬化性樹脂などにより封止する封止成形方
法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の封止成形装置を図面を用いて説明
する。図６は従来における封止成形装置の要部構成断面
図、図７は同樹脂封止後の成形品外観斜視図である。

【０００３】図６において、１２は金属材などでなるリ
ードフレームであり、片面あるいは両面に電子部品、半
導体素子などの形成素子１１を接着やカシメなどにより
定間隔で装着しており、また片側端にはパイロット孔８
ａが、そして形成素子１１の間には相互の分離や、所定
の形状構成のための形成孔１２ａが同じく定間隔で設け
られている。

【０００４】２２は鋼材などでなる下キャビティーブロ
ックであり、上面に対の下キャビティー２１、ゲート２
３、ランナー２４が設けられており、下キャビティー２
１はゲート２３と連通し、そしてそのゲート２３の他端
は中央部のランナー２４に連通し接続されている。

【０００５】また、下キャビティー２１の外側にはパイ
ロットピン８を下キャビティーブロック２２の上面より
突出して設けており、前記リードフレーム１２のパイロ
ット孔８ａを挿入してリードフレーム１２を下キャビテ
ィー２１に位置決めする。

【０００６】４は鋼材などでなる上下移動自在なエジェ
クトピンであり、下キャビティーブロック２２を挿通し
て先端部が下キャビティー２１に底面から突出し、形成
素子１１を熱硬化性樹脂により封止成形して完成した成
形体１４を下キャビティー２１から離脱させて取出す。

【０００７】２７は鋼材などでなる下キャビティーブロ
ック２２と対応した上下移動自在な上キャビティーブロ
ックであり、パイロットピン８の挿入孔、下キャビティ
ー２１と対向した上キャビティー２６、そしてランナー
２４に突出する突起部２８を下面に設けている。

【０００８】２５は鋼材などでなる上下移動自在なプラ
ンジャーであり、下キャビティーブロック２２を挿通し
て先端部がランナー２４に挿入され、封止成形のための
成形材料である熱硬化性樹脂を押圧して、成形体１４が
形成される下キャビティー２１と上キャビティー２６に
送出する。

【０００９】次に封止成形動作を説明する。熱硬化性樹
脂の硬化温度以上に加熱された成形型に形成素子１１を
装着したリードフレーム１２のパイロット孔８ａをパイ
ロットピン８に挿入して位置決めする。

【００１０】そして、所定量のタブレット状で半溶融状
態などの熱硬化性樹脂をプランジャー２５の挿通部より
注入し、続いてプランジャー２５を矢印方向に移動させ
ることにより熱硬化性樹脂をランナー２４、ゲート２３
そして形成孔１２ａを経て上キャビティー２６と下キャ
ビティー２１内に送出し、充填完了する位置でプランジ
ャー２５を停止させる。

【００１１】所定時間が経過して樹脂硬化した後、上キ
ャビティーブロック２７を上方向に移動させて下キャビ
ティーブロック２２より離脱させて開放し、図７に示す
ような硬化し封止成形されてなる成形体１４とリードフ
レーム１２の長手方向に伸びたランナー２４、ゲート２
３を付属して形成してなるリードフレーム１２を、エジ
ェクターピン４の上方向の駆動により下キャビティーブ
ロック２２より取出すのである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の封止成形方法およびその装置では、封止成形に必要な
成形材料である熱硬化性樹脂の量は、成形体１４とゲー
ト２３、およびランナー２４の部分となる。

【００１３】従って、本来必要な成形体１４に使用され
る成形材料利用率は平均しておよそ４０％程度であり、
不用なゲート２３、ランナー２４は除去して廃棄しなけ
ればならない。

【００１４】さらに、ゲート２３やランナー２４部分の
成形材料の肉厚は成形品の厚みより数倍であることが多
く、そして成形材料である熱硬化性樹脂がタブレット状
であり、また、その状態で成形金型内に投入、加熱、送
出されるために、熱硬化性樹脂の硬化反応時間が長い、
タブレットを溶融するために注入圧が必要、加熱や溶融
そして反応に要する時間が成形サイクルにおいてシリー
ズとなっており全体のサイクルタイムが長く、熱硬化性
樹脂の溶融最低粘度付近でのキャビティーへの注入によ
る樹脂バリが発生しやすいという課題を有していた。

【００１５】本発明は前記従来の課題を解決しようとす
るものであり、成形材料の利用率が優れ、樹脂硬化時間
の短縮が図れ、低圧樹脂注入による形成素子へのストレ
スが無く、樹脂バリの発生しない封止成形方法およびそ
の装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の封止成形方法およびその装置は、上キャビテ
ィーブロックと下キャビティーブロックで構成される１
個あるいは複数のキャビティーに連接して下キャビティ
ーに設けられたゲート孔に、予め所定温度および時間で
加熱されて、溶融し硬化反応が進行中の最小粘度を越え
た粉末あるいは顆粒状の熱硬化性樹脂を供給し、ゲート
孔内に一端が挿通するように設置されたプランジャーの
動作により、キャビティー内に前記樹脂を圧送して、形
成素子が装着された短冊あるいはフープ状のリードフレ
ームを封止成形するものであり、不要な樹脂の削減、成
形サイクルの短縮、低圧樹脂圧入、および樹脂バリのな
い成形が可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、成形品を構成する形成素子を装着した短冊あるいは
フープ状のリードフレームを成形金型で樹脂封止成形す
る際において、粉末あるいは顆粒状の熱硬化性樹脂を、
その樹脂の最小粘度を越えた粘度となる温度と時間加熱
して成形金型内のキャビティーに注入する封止成形方法
としたものであり、溶融時間の短縮、最低溶融粘度以外
の硬化反応中でのキャビティー内への樹脂注入ができる
作用を有する。

【００１８】請求項２に記載の発明は、上キャビティー
を下面に配設した上下移動自在な上キャビティーブロッ
クと、それに対向し短冊あるいはフープ状のリードフレ
ームに装着された形成素子が挿入される下キャビティー
を上面に配設した下キャビティーブロックと、下キャビ
ティーブロックの下キャビティー１個あるいは複数個に
対して連接して設けられ、予め加熱された熱硬化性樹脂
が直接供給されるゲート孔と、ゲート孔の底部から内部
に挿入しゲート孔内の熱硬化樹脂を押圧しキャビティー
に送出する上下移動自在なプランジャーでなる封止成形
装置としたものであり、不要な樹脂部分を削減し、樹脂
硬化反応時間を短縮できるという作用を有する。

【００１９】請求項３に記載の発明は、成形品を取出し
た後のゲート孔に、粉末あるいは顆粒状の熱硬化性樹脂
を自動供給する機構を付加した請求項２に記載の封止成
形装置としたものであり、樹脂をタブレット状にする必
要が無く、熱吸収上昇反応が早く成形サイクル時間が短
縮できるという作用を有する。

【００２０】以下に、本発明の実施の形態における封止
成形方法およびその装置を図面を用いて説明する。

【００２１】図１は本発明の実施の形態における封止成
形装置の要部構成斜視図、図２は同成形前の樹脂封止部
を示す断面図、図３は同成形後の樹脂封止部を示す断面
図、図４は同樹脂封止後の成形品外観斜視図、図５は樹
脂加熱時間と樹脂粘度の関係を示す特性曲線図である。

【００２２】なお従来例と同一の構成部品には同一の番
号を付与し詳細な説明は省略する。図１〜図４におい
て、１は鋼材などでなるゲートブロックであり、定間隔
に設けた複数のゲート孔１ａの底部から鋼材などでなる
複数のプランジャー３がゲート孔１ａ内を摺動して上下
移動自在に設置されている。

【００２３】プランジャー３の下端は金属材などでなる
プランジャープレート７に固着されており、アクチュエ
ータ（図示せず）により上下方向に駆動される。

【００２４】５は鋼材などでなる下キャビティーブロッ
クであり、ゲートブロック１を挟持し密着して設置され
ており、上面にゲート孔１ａに連接した下キャビティー
２を定間隔に設けている。

【００２５】６は金属材などでなるエジェクタープレー
トであり、エジェクターピン４の下端を固着しており、
アクチュエータ（図示せず）により上下方向に駆動され
る。

【００２６】９は金属材などでなる構成ブロックであ
り、ゲートブロック１、下キャビティーブロック５を上
面に載置し、上部にエジェクタープレート６を、そして
下部にプランジャー３を挿通自在としてプランジャープ
レート７を包含して設置している。

【００２７】１６は金属材などでなるプレート１７の上
面に設置されたホルダーであり、構成ブロック９を搭載
し固定している。

【００２８】１３は上下移動自在な下キャビティーブロ
ック５に対向した鋼材などでなる上キャビティーブロッ
クであり、下キャビティー２と対向する上キャビティー
１８を下面に設けている。

【００２９】１０は成形材料である熱硬化性樹脂であ
り、粉末状あるいは顆粒状などのフェノール樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂などでな
り、別個の成形金型外のホッパーに収納され、ホッパー
に連結した計量機構で１ショット分の所定量に計量され
て、ゲート孔１ａと同間隔にレイアウトされ下面に開閉
自在のシャッターを設けた供給孔を有する樹脂供給ブロ
ック１９に供給して準備し、アクチュエータ（以上図示
せず）の駆動により水平および垂直に移動自在な樹脂供
給ブロック１９の矢印方向の移動動作とシャッターの開
閉動作により、成形体１４を下キャビティー２から取出
し後に、ゲートブロック１の各ゲート孔１ａの上部開口
部より同時に熱硬化性樹脂１０が自動供給される。

【００３０】そして、１５は熱硬化性樹脂１０がゲート
孔１ａで硬化したゲート部であり、また、前記従来の技
術で説明したように、４はエジェクトピン、８はパイロ
ットピン、８ａはパイロット孔、１２ａは形成孔、１１
は形成素子、１２はリードフレーム、１４は成形体であ
る。

【００３１】次に封止成形動作について図１〜図３を用
いて説明する。まず形成素子１１を装着したリードフレ
ーム１２を、パイロットピン８をパイロット孔８ａに挿
入して下キャビティー２に位置決めし、上キャビティー
ブロック１３とゲートブロック１、下キャビティーブロ
ック５でなり、封止成形用の成形材料である熱硬化性樹
脂の硬化温度以上に加熱された成形型の所定位置に載置
する。

【００３２】その際、ゲート孔１ａの上部開口部は、そ
の一部がリードフレーム１２の片側帯部により塞がれて
いるだけである。

【００３３】次に、予め下キャビティーブロック５すな
わち成形金型外の待機位置にある樹脂供給ブロック１９
の供給孔に供給された、別個の加熱機構（図示せず）に
より、例えば図５に示す最低粘度Ｙ₀を越えたＴ₁時間ま
で所定温度で加熱して粘度Ｙ ₁の溶融状態とした熱硬化
性樹脂１０を、図１に示すように樹脂供給ブロック１９
の矢印の水平および垂直移動動作とシャッターの開放に
よりそれぞれのゲート孔１ａのリードフレーム１２の片
側帯部で塞がれていない上部開口部や形成孔１２ａから
ゲート孔１ａ内に供給する。

【００３４】供給終了後、シャッターが閉じ、そして樹
脂供給ブロック１９のみが元の待機位置にもどり、次の
１ショット分の計量された熱硬化性樹脂１０を供給孔に
供給して準備する。

【００３５】熱硬化性樹脂１０がそれぞれのゲート孔１
ａに供給されると、図２に示すように上キャビティーブ
ロック１３が下方向に移動して対応する下キャビティー
ブロック５と合致させて封止する。

【００３６】続いて図３に示すようにプランジャー３を
上昇させてゲート孔１ａの熱硬化性樹脂１０を、下キャ
ビティー２内と形成孔１２ａの一部を経て上キャビティ
ー１８内へ押圧し送出する。

【００３７】そして、上キャビティー１８、下キャビテ
ィー２内に熱硬化性樹脂１０が注入完了し、所定時間経
過した樹脂硬化の状態は、ゲート孔１ａにおけるゲート
部１５の厚みは、成形体１４の厚みより薄い状態となっ
ている。

【００３８】次に、上キャビティーブロック１３を上方
向に移動させて下キャビティーブロック５およびゲート
ブロック１より離脱させて開放し、図４に示すような硬
化し封止成形されてなる成形体１４にゲート部１５が付
属し形成してなるリードフレーム１２を、プランジャー
３とエジェクターピン４を同期させて上方向へ駆動する
ことにより、下キャビティーブロック５およびゲートブ
ロック１より取出すのである。

【００３９】続いて、次の形成素子を装着したリードフ
レーム１２を前記と同じく成形型に載置した後、樹脂供
給ブロック１９により準備された次の熱硬化性樹脂１０
をゲート孔１ａ内に自動供給して、次の封止成形を行う
のである。

【００４０】なお、完成品の形状や構成により短冊状で
リードフレーム１２の片側帯部がゲート孔１ａの上開口
部を塞ぐ場合には、先に樹脂供給ブロック１９により熱
硬化性樹脂１０をそれぞれのゲート孔１ａに供給し、リ
ードフレーム１２をパイロットピン８とパイロット孔８
ａにより位置決めして下キャビティーブロック５に載置
した後、上キャビティーブロック１３を降下させ、以後
前記と同じ動作により封止成形を行ってもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ランナー
が無くかつゲート部が薄いため成形材料の利用率が向上
する。

【００４２】また、粉末あるいは顆粒状でありかつ最小
粘度を越えた時間で予備加熱しているために、低圧樹脂
注入が可能で形成素子にストレスの印加が無く、タブレ
ット状に比べても樹脂硬化時間を大幅に短縮でき、樹脂
の硬化反応時での注入のために樹脂バリの発生を最小限
に抑制できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における封止成形装置の要
部構成斜視図

【図２】同成形前の樹脂封止部を示す断面図

【図３】同成形後の樹脂封止部を示す断面図

【図４】同樹脂封止後の成形品外観斜視図

【図５】樹脂加熱時間と樹脂粘度の関係を示す特性曲線
図

【図６】従来における封止成形装置の要部構成断面図

【図７】同樹脂封止後の成形品外観斜視図

【符号の説明】

１ ゲートブロック １ａ ゲート孔 ２ 下キャビティー ３ プランジャー ４ エジェクターピン ５ 下キャビティーブロック ６ エジェクタープレート ７ プランジャープレート ８ パイロットピン ８ａ パイロット孔 ９ 構成ブロック １０ 熱硬化性樹脂 １１ 形成素子 １２ リードフレーム １２ａ 形成孔 １３ 上キャビティーブロック １４ 成形体 １５ ゲート部 １６ ホルダー １７ プレート １８ 上キャビティー １９ 樹脂供給ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 圭三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 東野 宏昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 岩切 隆 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形品を構成する形成素子を装着した短
   冊あるいはフープ状のリードフレームを成形金型で樹脂
   封止成形する際において、粉末あるいは顆粒状の熱硬化
   性樹脂を、その樹脂の最小粘度を越えた粘度となる温度
   と時間加熱して成形金型内のキャビティーに注入する封
   止成形方法。
2. 【請求項２】 上キャビティーを下面に配設した上下移
   動自在な上キャビティーブロックと、それに対向し短冊
   あるいはフープ状のリードフレームに装着された形成素
   子が挿入される下キャビティーを上面に配設した下キャ
   ビティーブロックと、下キャビティーブロックの下キャ
   ビティー１個あるいは複数個に対して連接して設けら
   れ、予め加熱された熱硬化性樹脂が直接供給されるゲー
   ト孔と、ゲート孔の底部から内部に挿入しゲート孔内の
   熱硬化性樹脂を押圧しキャビティーに送出する上下移動
   自在なプランジャーでなる封止成形装置。
3. 【請求項３】 成形品を取出した後のゲート孔に、粉末
   あるいは顆粒状の熱硬化性樹脂を自動供給する機構を付
   加した請求項２記載の封止成形装置。