JPS62269330A

JPS62269330A - 半導体素子の樹脂モ−ルドダイにおけるキヤビテイブロツクの固定部の構造

Info

Publication number: JPS62269330A
Application number: JP20461186A
Authority: JP
Inventors: Michio Osada; 道男長田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1987-11-21
Anticipated expiration: 2010-05-15
Also published as: JPH0744192B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、ＩＣやＬＳＩ等を樹脂封止して半導体装置
を製造するモールドダイの改良に関し、特に、半導体装
置の多品種を夫々少量生産する場合に適したモールドダ
イにおけるキャビティブロックの固定部の構造を改善し
たものであり、この種装置の製造技術産業の分野におい
て利用されるものである。

（従来の技術）半導体装置を製造する方法として、トランスフン・樹脂
モールド法を採用することが今日広く知られており、例
えば、この方法を利用したモールドダイとしては実公昭
５８−３９８８９号公報に記載されたものがある。

このモールドダイは、半導体装置の高品質化及び高能率
（多量）生産を主たる目的としているため、そのキャビ
ティブロックにおける樹脂成形用キャビティの形状は総
て同一の形状として形成されると共に、該キャビティブ
ロックは金型ベースに対して固着して用いるように構成
されている。

即ち、従来の方法は、同一形状の半導体装置をより多量
に成形できることを主目的としているので、同一形状の
キャビティを形成した従来のキャビティプロッタは、金
型ベースに対して他のものと頻繁に取り換えて使用する
といった積極的な交換性を有するようには構成されてい
ない。

（発明が解決しようとする問題点〉ところで、上記したような従来のモールドダイにおいて
は、金型自体の加工技術の向上及び樹脂封止全工程の完
全自動化等とも相俟って、半導体装置の高品質化及び高
能率生産といった目的を充分に達成している。

ところが、半導体装置の製造に際しては、例えば、初期
的には、多品種少量生産の傾向にあることから、多品種
の半導体装置を夫々少量生産するような場合においては
、却で、そのキャビティブロックの交換作業が面倒とな
ると共に、全体的な生産効率を低下させるといった弊害
がおる。

本発明は、半導体素子の樹脂封止成形品の多品種を夫々
少量生産する場合に適したモールドダイを提供すること
を目的とするものであるが、特に、モールドダイにお（
プるキャビティブロックの交換に際して、その着脱作業
を迅速に且つ確実に行なうことにより全体的な生産効率
を向上させ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）本発明に係るキャビティブロックの固定部の構造は、固
定側及び可動側の両キャビティブロック７・８を固定側
及び可動側の両金型ベース３・４に設【づた嵌合装着部
に対して夫々着脱自在に装着させた半導体素子の樹脂モ
ールドダイ（１・２〉において、上記両キャビティブロ
ック７・８にお（プる少なくとも先端側（８ｂ・８ｄ）
と、上記両金型ベース３・４の嵌合装着部における少な
くとも上記キャビティブロックの先端側（８ｂ・８ｄ＞
との係合個所（４ｃ・４ｅ）に、該キャビティブロック
７・８を金型ベース３・４の所定嵌合装着位置に嵌合装
着させる位置決め係合部４０を形成して構成したことを
特徴とするものでおる。　　　　′（作　用）本発明の構成によれば、固定側及び可動側の両金型ベー
ス３・４に対する固定側及び可動側の両キャビティブロ
ック７・８の着脱が夫々容易となるため、キャビティブ
ロック７・８の交換作業に要する時間が短縮化される。

また、上記両キャビティブロック７・８と金型ベース３
・４の嵌合装着部とは、その所定の嵌合装着位置におい
て、該キャビティブロック及び該嵌合装着部の両者に設
けた位置決め係合部４０によって簡単に位置決めされる
と共に、該所定位置に確実に係合固定されるものである
。

（実　施　例）次に、本発明を実施例図に基づいて説明する。

第１図は半導体素子の樹脂モールドダイの要部を示して
おり、このモールドダイには、フレーム上端の固定盤（
図示なし）側に固着される固定上型１と、該上型の下方
に対向配置される可動下型２と、上記両金型１・２のベ
ース３・４側に夫々配置したオイル或はヒータ等の熱源
５・６とが備えられている。

上記上型のベース３には固定側キャビティブロック７が
一種のアリ溝嵌合により着脱自在に嵌合装着されており
、また、下型のベース４には可動側キャビティブロック
８が同じく一種のアリ溝嵌合により着脱自在に嵌合装着
されている。

また、上記可動側キャビティブロック８には、所要複数
のボット９・・・９が上下方向に配置されており、更に
、これらのボット９の周辺には所要複数の下型キャビテ
ィ１０・１０（図例においては、１個のボットに対して
２個のキャビティ）が配設されている。　また、該ブロ
ック８における下型キャビティ１０の近傍位置には、長
袖状に形成された後述する加熱・断熱切換自在型の熱源
１１・・・１１が備えられている。　また、該ブロック
８の下方には、下型キＶビティ１０内にて成形される樹
脂成形体の突出用エジェクタービン１２ａ・・・１２ａ
を備えた下部−〇− エジェクタープレート１２と、ボッ１〜９内に供給され
る樹脂材料の加圧用プランジャー１３ａ・・・１３ａを
備えたプランジャーホルダー１３とが配置されており、
更に、上記各エジェクタービン１２ａは各下型キャビテ
ィ１０部に穿設した上下方向の挿通孔１４・・・１４に
夫々嵌装されると共に、上記各プランジャー１３ａは、
下型ベース４及びエジェクタープレー１〜１２に穿設し
た挿通孔１５・１６を挿通して前記各ボット９に夫々１
■装されている。　また、該ブロック８にあける嵌合用
アリ部８ａには上下方向のネジ孔１７が少なくとも１個
以上形成されてあり、このネジ孔１７は、第１図に示す
ように、該ブロック８を下型ベース４の所定位置に嵌合
させた場合において、該下型ベースのアリ溝部４ａに形
成した上下方向のボルト挿通孔１８と夫々合致するよう
に設けられている。　従って、該ブロック８は、固定用
ポル１へ１９を、上記した挿通孔１８を通して、ネジ孔
１７に螺着させることにより、下型ベース４の所定位置
に確実に固定させることができる。

また、上記した可動側キャビティブロック８の熱源１１
・・・１１は、下型ベース４に嵌合装着した後に、該ベ
ース４側に配置した電源（図示なし）によって昇温作動
するように構成されており、更に、該熱源１１・・・１
１により昇温した該ブロックにおけるキレ１１４１０部
の温度が任意に設定した温度、例えば、約１８０度に達
した場合はその熱源１１・・・１１によるキャビティ１
０の積極的且つ直接的な加熱昇温作用は停止され、その
後は下型ベース４側の熱源６の伝導熱による加熱作用の
みが継続されるように構成されている。　このような、
加熱・断熱切換自在型の熱源１１としては、例えば、上
記熱源１１に電気ヒータを採用すればよい。　即ち、こ
の場合は、上記ブ１」ツク８の側面から熱源１１・・・
１１の軸端部を突設し、また、上記下型ベース４側には
、該ｆ１１１１ａの電気的接続部（即ち、電源側との接
続部）を兼ねた挿入孔を配設（図示なし）し、更に、該
挿入孔に、上記キャビティ１０部の温度検出器からの検
出信号に基づいて、上記軸端部と挿入孔とを電気的に接
続・遮断ざ刊る温度制御器（図示なし）を配置して構成
すればよい。　従って、この場合は、常温のブロック８
を下型ベース４の所定位置に嵌合させると、上記制御器
によって、まず、長軸状の熱源１１・・・１１が加熱さ
れ、次に、その熱量によってブロック８が加熱されるこ
とになる。

更に、熱源１１・・・１１によって該ブロックにおける
キャビティ１０部が前記設定温度に達すると、上記制御
器が熱源１１・・・１１自体の加熱昇温作用を停止する
ため、該ブロック８に対する加熱は、下型ベース４側と
の接合面等から伝えられる下型ベース４の熱源６からの
伝導熱のみとなる。　このとき、下型ベース４の温度は
、通常、上記した設定温度（約１８０度）と等しく設定
されているので、結局、上記ブロックにおけるキャビテ
ィ１０部は、下型ベース４側の温度にまで迅速に加熱昇
温されると共に、それ以上の高温とはならないため、該
キャビティ１０部を予め設定した適正な樹脂成形温度状
態に維持するといった該キャビティ１０部の温度コント
ロールが確実となるのである。

ところで、上記長軸状の熱源１１に電気ヒータを用いる
場合は、例えば、その中間部分と両端部分との発熱量が
一定しないことがあり、従って、この場合は、ブロック
８における各キャビティ１０部の加熱にバラ付きを発生
させる要因となる。　このような加熱時における温度の
バラ付きを解消するためには、上記熱源１１・・・１１
に、その全体にわたって均等に発熱し、且つ、その熱量
により上記各キャビティ１０部を均等に加熱することが
できるサーモパイプ（超然伝導素子）を応用することが
好ましい。

即ち、このサーモパイプは、上記熱源（１１）を、例え
ば、ステンレス等から成る中空パイプ状の容器本体と、
該本体内に収容した水銀等の熱媒体から構成（図示なし
）したものであり、この熱媒体を上記ベース４側の電源
により加熱するもので、この場合は、該熱源（１１）自
体を約１８０度乃至約５００度の範囲で加熱することか
できる。　このようなザーモパイプを用いるときは、熱
源（１１）自体に温度のバラ付きが発生せず、従って、
ブロック８の各キャビティ１０部に対する均等加熱がで
きるため、上記した電気ヒータにおける温度勾配による
弊害を是正し得るといった利点がある。　なお、上記ザ
ーモパイプ自体の加熱及び断熱による各キャビティ１０
部の温度］ントロールは、上述した温度制御器と同様の
制御器にＪ：って確実に行なうことができるものであり
、また、上記ベース３・４側の熱源５・６はオイルを用
いたものであっても差支えない。

上述した下型ベース４と可動側キャビティブロック８及
びその熱源１１との配置構成は、上型ベース３と固定側
キャビティブロック７及びその熱源（２１）との配置構
成においても実質的に同一である。

即ち、固定側キャビティブロック７には、下型キャビテ
ィ１０・・・１０に対向させて所要複数の上型キャビテ
ィ２０・・・２０が配設され、また、該キャビティ２０
・・・２０の近傍位置には長軸状の加熱・断熱切換自在
型の熱源２１・・・２１が備えられている。　また、該
ブロック７の」ニル（こは、エジェクターピン２２ａ・
・・２２ａを備えた上部エジェクタープレート２２と、
該プレー１へ２２の支持ピン２２ｂ・・・２２ｂと、該
ピン２２ｂを介して上記プレート２２を押し下げるスプ
リング２３とが設けられている。　上記各エジェクター
ビン２２ａは、第１図に示すように、上型キャビティ２
０部及び下型２側の各ボット９・・・９に対向させたカ
ル部２４に穿設した上下方向の挿通孔２５・・・２５に
夫々嵌装されている。　上記エジェクタープレート２２
は、第１図に示す型開時においては、スプリング２３の
弾性により押し下げられて上型キャビティ２０とカル部
２４及び該キャビティ２０とカル部２４とを連通させる
ゲート部２６・・・２６内にて硬化した樹脂成形体を夫
々突き出すものである。

このとき、前記下部エジェクタープレート１２はエジェ
クターバー１２ｂにより押し上げられて、同様に、下型
キャビティ１０内の樹脂成形体を突き出すことになる。

　しかしながら、下型２側を上昇させて両型１・２をそ
のパーティングライン（Ｐ・Ｌ）面において型締めさせ
たときは、上記した上下のエジェクタープレー１〜２２
・１２に対向配置した上下リターンピン（図示なし）が
該両プレート２２・１２を上方及び下方に夫々後退させ
ることになる。

従って、リードフレーム上の半導体素子（図示なし）を
その着脱機構によって上下キャビティ２０・１０の所定
位置にセットし、次に、下型ポット９・・・９内に樹脂
材料を供給した状態で型締めを行ない、次に、上記樹脂
材料をプランジャー１３ａ・・・１３ａにて加圧すると
、該樹脂材料は溶融化されながら上型カル部２４及びゲ
ート部２６を通して上下キャビティ２０・１０内に加圧
注入されて該キャビティ内の半導体素子を樹脂封止する
といったトランスファ樹脂モールドを行なうことができ
るのである。

また、固定側キャビティブロック７には、可動側キャビ
ティブロック８及び下型ベース４にお【プるアリ部８ａ
とアリ溝部４ａと同一の構成（７ａ・３ａ＞が設りられ
ており、また、ネジ孔１７と挿通孔１８及びボルト１９
から成る固定手段と同一の構成が設Ｃプられている。

更に、固定側キャビティブロック７の熱源２１・・・２
１の構成と、該熱源２１と上型ベース３側の電源との配
置構成関係及び該ブロック７における上型キャビティ１
０部の温度コントロールについても、上述した下型２側
のものと実質的に同一の構成（図示なし）とすることが
できる。

なお、下型２側における可動側キャビティブロック８の
着脱は、例えば、各プランジャー１３ａを下動させた状
態で、該ブロック８と下部エジェクタープレート１２と
を一体として同時に嵌合・離脱させればよい。　また、
上型１側における固定側キャビティブロック７の着脱は
、例えば、上部エジェクタープレート２２とその支持ピ
ン２２ｂとを取り外した状態で、該ブロック７と該プレ
ート２２とを一体として同時に嵌合・離脱させればよい
。

即ち、上記ブロック７・８はベース３・４に対して嵌合
という簡易手段によって確実に、且つ、容易に着脱でき
るのである。

第３図乃至第６図は、キャビティブロック７・８を金型
ベース３・４に対して着脱する場合において、特に、該
キャビティブロックを簡易に嵌合装着し且つ所定の位置
に確実に固定させるための構成例を示している。　この
構成は上下両型１・２において実質的に同じ構成を採用
できるので、以下、これを下型２についてのみ説明する
。

上記キャビティブロック８と下型ベース４とは、前述し
たように、一種のアリ溝嵌合（８ａ−４−ａ）によって
着脱自在に構成されているが、第３図に示したキャビテ
ィブロックのアリ部８ａとベース側のアリ溝４ａとは次
のように形成されている。

即ち、同図に示すように、キャビティブロック８におけ
る上部の幅Ｗは、ベースにお【プる嵌合部の幅Ｗ１より
も狭小であり、従って、この部分は該ブロック８の着脱
時においてフリーな状態となる。　また、該ブロックの
アリ部８ａにお（プる先端部分８ｂと、該部分と嵌合さ
れるベースのアリ溝４ａの嵌合部分４Ｃとの幅Ｗ２は高
精度に形成加工されて該両部会８ｂ・４Ｇは該ブロック
８の位置決め係合部４０を構成すると共に、上記アリ部
にあける後端部分８Ｇと、該部分と嵌合される上記アリ
溝４ａの嵌合部分４ｄとの幅Ｗ３も同じく高精度に形成
加工された位置決め係合部４０１を構成しており、従っ
て、該両部会８ｂ・４．ｃ（及び８Ｇ・４ｄ）は密に嵌
合装着されている。　また、上記先端部分８ｂの幅Ｗ２
は上記後端部分８Ｃの幅Ｗ３よりも狭小であり、且つ、
該先端部分８ｂと後端部分８Ｇとの間はアリ＠４ａに対
してフリーな状態に設けられている。　従って、該ブロ
ック８はベース４に対してフリーな状態で簡易に嵌入さ
せることができると共に、所定位置での嵌合は高精度に
設けられた先端及び後端における位置決め係合部４０（
及び、４０１）によって確実に装着された状態となる。

　また、上記先端部分８ｂと嵌合部分４Ｇとによる位置
決め係合部４０に換えて、或は、これと共に、該ブロッ
ク８の先端部に設りた位置決め用の突部８ｄと、ベース
４側に設けた該突部８ｄとの係合用凹所４ｅとによる位
置決め係合部４０２を形成してもよい。　更に、該ブロ
ック８の位置決め手段としては、該ブロック８とベース
４側との両者間に設けたボール３５ａとポールスプリン
グ３５ｂ及び固定具３５ｃ等から成る位置決め部材３５
を併設してもよい。

なお、上記固定具３５ｃの先端部をアリ部８ａの側面に
設りた所定位置確認用の孔部（図示なし）に対して直接
嵌脱させる構成を採用してもよい。

また、第３図及び第４図に示すように、該ブロック８を
ベース４の所定位置に嵌合させた後に、該ブロック８に
嵌装させたストッパ−ピン３６をベース４に形成した該
ピン３６の係合孔４ｆに係合させることにより、該ブロ
ック８の扱は止めを図るように構成されている。　更に
、このストッパーピン３６の軸径は上記係合孔４ｆの孔
径よりも小さく形成されているが、これは前述したよう
に、該ブロックのキャビティ１０部が所定の温度にまで
昇温された時に、その熱膨服を利用して該ブロック８と
ベース４とを良好にフィツトさせるためである。また、
上記位置決め係合部４０・４０．・４０２及び位置決め
部材３５の構成に加えて、アリ部８ａアリ溝４．８との
両者に、第４図に示すように、該ブロック８の先端側に
向って幅狭となるように傾斜するテーパ面３７を形成し
て、該ブロック８とベース４との嵌合をスムーズに行な
うように構成してもよい。　上記アリ溝４ａ側のテーパ
面３７ａは、該ブロック８とベース４との嵌装時におい
てアリ部８ａ側のテーパ面３７ｂと接合する複数個所の
下端面にのみ形成してもよい（第５図参照）。　また、
該複数個所のテーパ面３７ａはアリ部側のテーパ面３７
ｂと面接触することになるが、該テーパ面３７ａに換え
て、第６図に示すように、水平向３７ｃを形成してもよ
く、この場合はアリ部側のテーパ面３７ｂと線接触する
ことになり（なお、この場合、アリ部８ａ側の対応面に
水平面を形成してもよい）従って、該ブロック８をベー
ス４に嵌合させるときに、その嵌入作用をスムーズに行
なうことができると共に、所定位置での嵌装時において
のみ、該ブロック８をベース４に対して高い精度に且つ
密に嵌合装着させることができるものである。

なあ、上記した位置決め係合部４０２におりる突部８ｄ
と凹所４−　ｅ　、位置決め部材３５、ストッパーピン
３６と係合孔４ｆ等から成るス］〜ツバー機構、アリ部
とアリ溝とに設けられるテーパ面３７・３７ａ・３７ｂ
及び水平面３７０等の配置構成の態様は、キャビティブ
ロック７・８と金型ベース３・４との両者間において相
対的に配設されるものであるから、モールドダイの製作
成はその実際の使用態様に対応させて適宜に変更できる
ものである。

また、図中の符号３９はキャどティブロック７・８の先
後両端部を固定させるための固定用ブロックを示すもの
である。

以上のように、上記実施例によれば、固定側及び可動側
の両ベース３・４に対する固定側及び可動側の両キャビ
ティブロック７・８の着脱が夫々容易となり、従って、
キャビティブロック７・８の交換作業に要する時間が短
縮化される。

また、上記両キャビティブロック７・８の交換に際して
、該ブロックを金型ベース３・４の所定位置に簡易に且
つ確実に装着することができる。

（発明の効果）本発明の構成によれば、キャビティブロックを金型ベー
スに対して頻繁に交換するといった積極的な交換性を有
することになるため、固定側及び可動側の両金型ベース
に対して固定側及び可動側の両キャビティブロックを夫
々頻繁に交換する半導体装置の多品種少量生産を目的と
したモールドダイにお（プるキャビティブロックの固定
部の構造として最も適している。

また、本発明の構成によれば、キャビティブロックの交
換に際して、その着脱作業を簡易迅速に月つ確実に行な
うことができ、従って、前述したような従来の問題点を
確実に解消することができるといった優れた効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明構造の実施例を示すものであり、第１図は該
構造を備えたモールドダイの要部を示す一部切欠概略縦
断正面図、第２図は該モールドダイの概略分解斜視図、
第３図は該モールドダイにおける下型の要部を示す一部
切欠平面図、第４図は下型キャビティブロックのアリ部
と下型ベースのアリ溝とを示ず一部切欠分解正面図、第
５図及び第６図は、該アリ部とアリ溝との他の構成例の
要部を示す分解正面図である。（符号の説明）１・・・固定上型、２・・・可動下型、３・・・上型ベース、４・・・下型ベース４ａ・・・アリ溝、４ｂ・・・スペース、４Ｃ・４ｄ・・・嵌合部分、４ｅ・・・凹所、４ｆ・・・係合孔、５・６・・・熱源、７・・・上型キャビティブロック、８・・・下型キャビティブロック、８ａ・・・アリ部、８ｂ・・・先端部分、８Ｃ・・・後端部分、８ｄ・・・突部、９・・・ポット、１０・・・下型キャビティ、１１・・・熱源、１２・・・下部エジェクタープレー１〜．１２ａ・・・
エジェクタービン、１２ｂ・・・エジェクターバー、１３・・・プランジャーホルダー、１３ａ・・・プランジャー、１３ｂ・・・条溝、２０・・司二型キャヒテイ、２１・・・熱源、２４・・・カル部、２６・・・ゲート部、２７・・・リードフレーム、３５・・・位置決め部材、３５ａ・・・ボール、３５ｂ・・・ボールスプリング、３５ｃ・・・固定具、３６・・・ストッパーピン、３７・３７ａ・３７ｂ・・・テーパ面、３７Ｇ・・・水
平面、３８・・・ホルダー、３９・・・固定ブロック、４０・４０１　・４０２・・・位置決め係合部。１・・・固定上型２・・・可動下型３・・・上型ベース４・・・下型ベース４ａ・・・アリ溝４ｂ・・・スペース５・６・・・熱源７・・・上型キャビティブロック８・・・下型キャビティブロック８ａ・・・アリ部９・・・ポット１０・・・下型キャビティ１１・・・熱源１２・・・下部エジェクタープレート１２ａ・・・エジェクタービン２０・・・上型キャビティ２１・・・熱源

Claims

【特許請求の範囲】

　固定側及び可動側の両キャビティブロックを固定側及
び可動側の両金型ベースに設けた嵌合装着部に対して夫
々着脱自在に装着させた半導体素子の樹脂モールドダイ
において、上記両キャビティブロックにおける少なくと
も先端側と、上記両金型ベースの嵌合装着部における少
なくとも上記キャビティブロックの先端側との係合個所
に、該キャビティブロックを金型ベースの所定嵌合装着
位置に嵌合装着させる位置決め係合部を形成して構成し
たことを特徴とする半導体素子の樹脂モールドダイにお
けるキャビティブロックの固定部の構造。