KR20040106223A

KR20040106223A - 수지 성형틀용 재료 및 수지 성형틀

Info

Publication number: KR20040106223A
Application number: KR1020040041253A
Authority: KR
Inventors: 반도카즈히코; 마에다케이지; 쿠노타카키; 노구치요시노리; 키타오카사토시; 카와시마나오키
Original assignee: 토와 가부시기가이샤; 자이단호진 화인 세라믹스 센터
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2004-06-07
Publication date: 2004-12-17
Also published as: TWI282755B; NL1026378A1; KR100638964B1; US20040253334A1; JP2005001239A; NL1026378C2; CN1572454A; TW200505654A; CN100363163C; US7287975B2

Abstract

수지 성형틀용 재료(12)는, 형면(mold surface; 6)으로부터 내부를 향하여 거의 직선형상으로 늘어나 1㎚ 정도로부터 10O㎚ 정도까지의 구멍 지름을 갖는 다수의 1차원 연통 구멍(1O)과, 형면(6)과 1차원 연통 구멍을 포함하는 표면층(13)과, 이 표면층의 배면측을 덮는 지지층(14)과, 지지층에 있어서 1차원 연통 구멍에 연통하여 마련되고 1㎛ 정도의 구멍 지름을 갖는 다수의 3차원 연통 구멍(15)을 구비한다. 이 구조에 의해, 액상 수지가 1차원 연통 구멍의 내부로 진입하기 어렵게 되고, 형면과 액상 수지와의 접촉 면적이 감소하고, 형면이 액상 수지를 배척하도록 작용한다. 또한, 캐비티(5) 내의 가스가, 1차원 연통 구멍과 3차원 연통 구멍을 순차적으로 통하여 배출된다. 그 결과, 형면과 성형품과의 간의 이형성을 향상시킴과 함께, 보이드의 발생을 억제할 수 있다.

Description

수지 성형틀용 재료 및 수지 성형틀{Resin Mold Material and Resin Mold}

발명의 배경

발명의 분야

본 발명은, 수지 성형틀용 재료 및 이것에 의해 구성되는 수지 성형틀에 관한 것으로, 특히, 캐비티에 충전된 액상 수지를 경화시켜서 경화 수지를 포함하는 성형품을 제조할 때에 사용되는 수지 성형틀용 재료 및 수지 성형틀에 관한 것이다.

관련 기술의 설명

종래, 캐비티에 충전된 액상 수지를 경화시켜서 경화 수지를 포함하는 성형품을 제조하는 경우에는, 트랜스퍼 성형이나 사출 성형 등이 사용되고 있다. 이들의 성형에서는, 클로징한 상태로 캐비티에서 액상 수지를 경화시키고, 오프닝한 후에 성형품을 취출한다. 여기서, 경화 수지의 종류에 따라서는, 경화 수지와 형면(mold surface)과의 사이의 이형성이 저하되는 일이 있다. 그래서, 성형품을 확실하게 이형시키기 위해, 이젝터 핀을 사용하여 성형품의 일부분을 가압하여, 성형품을 밀어내고 있다. 또한, 성형품에 따라서는, 경화 수지 중에 보이드(기포)가 잔존하면 신뢰성이나 외관 등의 면에서 문제가 되는 일이 있다. 이 경우에는, 성형틀에 공기 구멍(air vent)를 마련하고, 성형틀의 외부에서 공기 구멍을 통하여 캐비티 내부를 흡인하고 있다. 이로써, 액상 수지에 포함되는 가스의 배출과, 액상 수지를 충전할 때의 압력의 저감을 도모하고 있다.

그런데, 이젝터 핀에 의한 밀어냄 또는 공기 구멍에 의한 흡인을 채용하는 경우에는, 성형틀의 구조가 복잡하게 되어 버린다는 문제가 있다. 또한, 성형품이 작은 경우에는, 이젝터 핀에 의한 밀어냄에 의해 성형품의 일부분에 과대한 힘이가하여지기 때문에, 성형품의 변형이나 변색 등을 야기할 우려가 있다. 또한, 수지 성형의 양태로서, 와이어에 의해 배선된 반도체 칩 등의 칩형상 전자 부품(이하 「칩」이라고 한다)을 캐비티에 수용하고, 클로징한 상태로 캐비티에 액상 수지를 충전하고, 이것을 경화시켜서 패키지를 제조하는 경우가 있다. 이 경우에는, 패키지의 박형화에 수반하여, 이젝터 핀에 의한 밀어냄이, 와이어의 단선, 칩이나 패키지의 파손이나 변형 등을 야기할 우려가 있다.

그래서, 이들의 문제를 해결하고자, 수지 성형틀을 다공질체에 의해 구성하는 제안이 되어 있다(예를 들면, 특개소62-74613호 공보, 특개평8-192438호 공보 참조). 이들의 제안에 의하면, 다공질체로 이루어지는 수지 성형틀을 통하여 흡인함에 의해, 액상 수지에 포함되는 가스의 배출과, 액상 수지를 충전할 때의 압력의 저감이 가능해진다. 또한, 오프닝할 때에, 다공질체로 이루어지는 수지 성형틀을 통하여 형면에 압축공기 등의 고압 기체를 공급함에 의해, 이젝터 핀을 사용하는 일 없이, 성형품을 이형시키는 것이 가능해진다.

종래의 기술에서 사용되는 다공질체의 재료에 관해 설명한다. 우선, 특개소62-74613호 공보에서는, 성형틀의 적어도 한쪽의 형(암형(雌型))의 전체가 다공질 세라믹스로 형성되고, 다공질 세라믹스의 예로서 뮬라이트계의 세라믹스가 개시되어 있다. 다음에, 특개평8-192438호 공보에는, 금형 본체, 그 일부, 또는 그 표면에 형성된 필터층이 다공질 재료로 구성되고, 다공질 재료로서 금속 분말이나 세라믹스 분말 등이 소결된 소결 재료가 개시되어 있다.

여기서, 종래의 기술에 관해, 형성된 구멍이 어떠한 것인가를 설명한다. 우선, 특개소62-74613호 공보에 기재된 것에서는, 뮬라이트계의 세라믹스로 이루어지는 다공질 세라믹스에 관해서는, 그러면 어떠한 「구멍」을 갖는가 라는 것에 대해 언급되어 있지 않다. 그러나, 뮬라이트계의 다공질 세라믹스가, 네트 형상으로 연결되어 있음과 함께, 3차원적으로 연통하는 연통 구멍(이하 「3차원 연통 구멍」이라고 한다)을 갖는다는 것에 대해서는, 다른 특허 문헌에 기재되어 있다(예를 들면, 특개2OOO-1O9374호 공보, 특개2OO3-137671호 공보 참조). 다음에, 특개평8-192438호 공보에 의하면, 그 도 1O, 도 19에 명시되어 있는 바와 같이, 형성된 구멍은 3차원 연통 구멍이다.

그러나, 상기 종래의 기술에 의하면, 형성된 구멍이 3차원 연통 구멍인 것에 기인하는, 다음과 같은 문제가 있다. 제 1로, 3차원 연통 구멍의 형상이 불규칙하고 꼬불꼬불 구부러져 있기 때문에, 흡인되어야 할 거리가 길고, 내벽에서 요철이 많다. 이로 인해, 3차원 연통 구멍을 통하여, 캐비티 내부를 흡인하는 경우, 또는 형면에 압축 기체를 공급하는 경우에, 압력 손실이 증대한다. 따라서, 액상 수지로부터 가스를 완전하게는 배출할 수 없어서 성형체에 보이드가 발생하고, 또한, 압축 기체에 의해 성형품을 이형시키는 효과가 저하될 우려가 있다. 제 2로, 3차원 연통 구멍은, 평면적으로 보아도 단면적으로 보아도 불규칙한 형상을 갖는다. 이로 인해, 형면에 있어서의 3차원 연통 구멍의 개구 면적이 큰 경우와 작은 경우가 있다. 그리고, 개구 면적이 큰 경우에는, 3차원 연통 구멍의 내부로 액상 수지가 진입하기 쉬워지기 때문에, 형면 부근에서 경화 수지가 3차원 연통 구멍의 내벽에 계지(係止)하기 쉽다. 특히, 형면이 깊어짐에 따라서 평면적으로 퍼져가는 3차원 연통 구멍의 경우에, 이 경향이 강하다. 따라서 소위 앵커 효과에 의해, 3차원 연통 구멍의 내벽을 포함하는 형면과 경화 수지와의 사이의 밀착성이 증대하기 때문에, 이형성이 저하할 우려가 있다. 제 3으로, 형면에 있어서의 개구 면적이 불균일하기 때문에, 3차원 연통 구멍끼리의 사이에 있어서의 형면의 평면적 형상이나 면적도 불균일하게 된다. 따라서 동일한 다공질 재료로 성형틀을 제조한 경우라도, 형면에 있어서의 이형성의 편차가 커질 우려가 있다.

본 발명은, 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 형면과 성형품과의 사이의 이형성을 향상시킴과 함께, 보이드의 발생을 억제할 수 있는 수지 성형틀용 재료 및 수지 성형틀을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 수지 성형틀용 재료는, 캐비티에서 액상 수지를 경화시켜서 성형품을 제조할 때에 사용되는 수지 성형틀을 구성하는 수지 성형틀용 재료로서, 수지 성형틀에서 형면이 되어야 할 면으로부터 내부를 향하여 거의 직선형상으로 늘어남과 함께 미소한 구멍 지름을 갖는 다수의 1차원 연통 구멍을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하면, 미소한 구멍 지름을 갖는 다수의 1차원 연통 구멍이 형면이 되어야 할 면으로부터 내부를 향하여 거의 직선형상으로 늘어나기 때문에, 형면이 되어야 할 면의 부근에서, 공기가 존재하는 미소한 공간이 다수 개 마련된다. 이로 인해, 형면이 되어야 할 면과 액상 수지가 접촉하는 면적이 저감되기 때문에, 그 면 전체에 있어서의 액상 수지에 대한 젖음성이 저하된다. 또한, 형면이 되어야 할면과 액상 수지와의 계면에서 공기가 존재하는 미소한 공간이 다수 개 존재하고, 공기는 액상 수지에 대해 젖기 어려운 성질을 갖기 때문에, 이것에 의해서도 형면이 되어야 할 면 전체에 있어서의 액상 수지에 대한 젖음성이 저하된다. 따라서 형면이 되어야 할 면과 액상 수지가 경화하여 형성된 경화 수지와의 사이의 밀착성이 저하된다. 또한, 거의 직선형상으로 늘어나는 1차원 연통 구멍을 통하여 캐비티 내부의 가스가 배출될 때에, 압력 손실이 저감된다.

또한, 본 발명에 관한 수지 성형틀용 재료는, 상술한 수지 성형틀용 재료에 있어서, 구멍 지름은 1㎚ 이상 10㎛ 미만의 값을 갖는다.

이에 의하면, 형면이 되어야 할 면에 있어서, 1㎚ 이상 10㎛ 미만의 구멍 지름을 갖는 개구가 형성된다. 따라서 액상 수지가 이들의 개구로부터 1차원 연통 구멍으로 진입하는 것이 억제되기 때문에, 형면이 되어야 할 면과 액상 수지가 경화하여 형성된 경화 수지와의 사이의 밀착성이 저하된다.

또한, 본 발명에 관한 수지 성형틀용 재료는, 상술한 수지 성형틀용 재료에 있어서, 형면이 되어야 할 면을 포함함과 함께 1차원 연통 구멍을 갖는 표면층과, 표면층의 배면측을 덮는 지지층을 구비한다. 지지층은 1차원 연통 구멍에 연통하는 다수의 3차원 연통 구멍을 가지며, 또한, 3차원 연통 구멍의 구멍 지름이 1차원 연통 구멍의 구멍 지름보다도 크다.

이에 의하면, 표면층의 형면이 되어야 할 면에 있어서, 액상 수지가 1차원 연통 구멍으로 진입하는 것이 억제된다. 따라서 형면이 되어야 할 면과 액상 수지가 경화하여 형성된 경화 수지와의 사이의 밀착성이 저하된다. 또한, 지지층에 있어서, 1차원 연통 구멍에 연통함과 함께 구멍 지름이 1차원 연통 구멍보다도 큰 3차원 연통 구멍이 마련된다. 따라서 1차원 연통 구멍과 3차원 연통 구멍을 순차적으로 통하여 캐비티 내부의 가스가 배출될 때에, 압력 손실이 더욱 저감된다.

또한, 본 발명에 관한 수지 성형틀용 재료는, 상술한 수지 성형틀용 재료에 있어서, 지지층은 도전성을 가지며 통전됨에 의해 발열하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하면, 형면이 되어야 할 면으로부터 표면층을 통하여, 자기(自己) 발열하는 지지층이 마련되는 것으로 된다. 따라서 형면이 되어야 할 면을 효율적으로 가열하며 또한 보온할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 수지 성형틀은, 캐비티에서 액상 수지를 경화시켜서 성형품을 제조할 때에 사용되는 수지 성형틀로서, 상술한 어느 하나의 수지 성형틀용 재료에 의해 구성되어 있다.

이에 의하면, 형면과 액상 수지가 경화하여 형성된 경화 수지와의 사이의 밀착성이 저하된다. 또한, 캐비티 내부의 가스가 배출될 때에 압력 손실이 저감됨과 함께, 형면이 효율적으로 가열되며, 또한 보온되는 수지 성형틀이 실현된다.

도 1의 (a)는 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 수지 성형틀용 재료에 의해 구성된 수지 성형틀이 클로징하기 직전의 상태를 도시하는 단면도.

도 1의 (b)는 본 실시 형태에 관한 수지 성형틀용 재료에 대해 도 1의 (a)의 A부를 확대하여 도시하는 단면도.

도 2의 (a)는 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 수지 성형틀용 재료에 의해 구성된 수지 성형틀이 클로징하기 직전의 상태를 도시하는 단면도.

도 2의 (b)는 본 실시 형태에 관한 수지 성형틀용 재료에 대해 도 2의 (a)의 B부를 확대하여 도시하는 단면도.

도 3의 (a)는 본 발명의 제 3의 실시 형태에 관한 수지 성형틀용 재료에 의해 구성된 수지 성형틀이 클로징하기 직전의 상태를 도시하는 단면도.

도 3의 (b)는 본 실시 형태에 관한 수지 성형틀용 재료에 대해 도 3의 (a)의 C부를 확대하여 도시하는 단면도.

제 1의 실시 형태

본 발명의 제 1의 실시 형태에 관해, 도 1의 (a) 및 (b)를 참조하여 설명한다. 도 1의 (a)는 본 실시 형태에 관한 수지 성형틀용 재료에 의해 구성된 수지 성형틀이 클로징하기 직전의 상태를 도시하고, 도 1의 (b)는 본 실시 형태에 관한 수지 성형틀용 재료에 대해 도 1의 (a)의 A부를 확대하여 도시한, 각각 단면도이다.이하의 설명에서는, 수지 성형의 한 예로서, 와이어에 의해 배선된 칩을 캐비티에 수용하고, 클로징한 상태에서 캐비티에 액상 수지를 충전하고, 이것을 경화시켜서 패키지를 제조하는 수지 밀봉에 관해 설명한다.

도 1의 (a)에 있어서, 상형(1)과 하형(2)은, 아울러서 수지 밀봉틀, 즉 수지 성형틀을 구성한다. 상형(1)은, 본 실시 형태에 관한 수지 성형틀용 재료(3)에 의해 구성되어 있다. 상형(1)에는, 액상 수지(도시 생략)가 유동하는 수지 유로(resin flow path; 4)와, 액상 수지가 충전되는 캐비티(5)가 마련되어 있다. 따라서, 수지 유로(4)와 캐비티(5)에 있어서의 형면(6)에서는, 수지 성형틀용 재료(3)가 노출하고 있는 것으로 된다. 한편, 하형(2)은, 공구강 등에 의해 구성되어 있고, 그 위에는 리드 프레임, 프린트 기판 등으로 이루어지는 기판(7)이 재치되어 있다. 기판(7)상에는 칩(8)이 장착되고, 기판(7)과 칩(8)과의 전극(모두 도시 생략)끼리가 와이어(9)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

도 1의 (a)에 도시된 수지 성형틀의 동작을 설명한다. 우선, 하형(2)의 위에, 위치 결정하여 기판(7)을 배치하고, 흡착 등의 방법에 의해 이것을 고정한다. 다음에, 상형(1)을 하강시켜서 하형(2)과의 클로징을 완료시킨다. 다음에, 예를 들면, 열경화성 수지로 이루어지고 일정한 점성을 갖는 액상 수지를 가압함에 의해, 수지 유로(4)를 경유하여 캐비티(5)에 액상 수지를 충전한다. 다음에, 상형(1)과 하형(2)에 마련된 히터(도시 생략)를 사용하여, 액상 수지를 가열하여 이것을 경화시킴에 의해, 경화 수지를 형성한다. 다음에, 상형(1)을 상승시켜서 오프닝을 행하고, 경화 수지에 의해 기판(7)과 칩(8)과 와이어(9)가 일체적으로 밀봉된 성형품을취출한다.

본 실시 형태에 관한 수지 성형틀용 재료를, 도 1의 (b)를 참조하여 설명한다. 도 1의 (b)에 있어서, 수지 성형틀용 재료(3)는, 세라믹스 중에서 내마모성에 우수한 재료, 예를 들면, 지르코니아를 주재료로 하여 구성되어 있다. 그리고, 수지 성형틀용 재료(3)에는, 거의 직선형상으로 늘어나는 연통 구멍(이하「1차원 연통 구멍」라고 한다)으로서, 형면(6)으로부터 내부를 향하여(도면에서는 상방을 향하여) 거의 수직으로 늘어남과 함께, 미소한 구멍 지름을 갖는 다수의 1차원 연통 구멍(10)이 형성되어 있다. 이 1차원 연통 구멍(10)의 구멍 지름은, 1㎚ 이상 1O㎛ 미만, 바람직하게는 1000㎚ 미만의 미소한 값이다. 또한, 이 구멍 지름 치수는, 1개의 1차원 연통 구멍(10)에 있어서의 깊이 방향에 있어서도, 다수의 1차원 연통 구멍(10) 상호간에 있어서도, 거의 동등한 균일한 값인 것이 바람직하다. 환언하면, 다수의 1차원 연통 구멍(10)의 형상은 기둥 형상이고, 구멍 지름은 거의 동등한 균일한 값을 갖는다. 따라서 형면(6)에 형성된 각 개구(11)의 구멍 지름도, 1㎚ 이상 10㎛ 미만, 바람직하게는 1O0O㎚ 미만의 거의 동등한 균일한 치수를 갖는다. 또한, 1차원 연통 구멍(10) 상호간에 존재하는 형면(6)의 부분에 대해서도, 1차원 연통 구멍(10)의 외연(外緣) 사이의 치수가 개구(11)에 거의 동등한 치수, 즉, 1㎚ 이상 10㎛ 미만, 바람직하게는 1OO0㎚ 미만이고 거의 동등한 균일한 치수를 갖는다.

수지 성형틀용 재료(3)와, 그것에 의해 구성된 수지 성형틀인 상형(1)에 관해, 수지 성형에 있어서의 작용을 설명한다. 제 1로, 개구(11)는, 1㎚ 이상 10 ㎛미만, 바람직하게는 1O0O㎚ 미만의 치수를 갖는다. 한편, 액상 수지(도시 생략)에 포함되는 일이 있는 필러의 지름은 1㎛ 이상이다. 따라서 액상 수지가 개구(11)로부터 1차원 연통 구멍(10)의 내부로 진입하는 것이 억제되고, 가령 그 내부로 진입하였다 하더라도 진입하는 깊이는 극히 약간으로 머문다. 또한, 1차원 연통 구멍(10)의 구멍 지름은, 깊이 방향에 있어서도, 1㎚ 이상 10㎛ 미만, 바람직하게는 1O0O㎚ 미만의 미소하고 거의 균일한 값을 가지며, 1차원 연통 구멍(10)의 내벽에 요철이 없기 때문에, 그 내벽에서 경화 수지가 계지되기 어렵다. 이로 인해, 1차원 연통 구멍(10)의 내벽과 경화 수지가 접촉하는 면적이 저감된다. 따라서 1차원 연통 구멍(10)에 있어서의 경화 수지에 의한 앵커 효과를 억제할 수 있기 때문에, 형면(6)과 경화 수지와의 사이의 밀착성이 저하된다.

제 2로, 형면(6)에 있어서, 1㎚ 이상 10㎛ 미만의 값이고 거의 균일한 구멍 지름 치수를 갖는 1차원 연통 구멍(10)과, 그것에 거의 동등하고 균일한 치수를 갖고 있고 1차원 연통 구멍(10) 상호간에 존재하는 형면(6)의 부분에 의해, 공기가 존재하는 미소한 개구(11)가, 다수 개 마련된다. 이로 인해, 형면(6)과 액상 수지가 접촉하는 면적이 저감되기 때문에, 형면(6) 전체에 있어서의 액상 수지에 대한 젖음성이 저하된다. 따라서 형면(6)과 경화 수지와의 사이의 밀착성이 저하된다.

제 3으로, 1차원 연통 구멍(10)의 외연 사이의 치수가, 1차원 연통 구멍(10)의 구멍 지름 치수에 거의 동등한 1㎚ 이상 10㎛ 미만의 거의 균일한 값이기 때문에, 1차원 연통 구멍(10) 사이의 미소 면적의 부분에서 형면(6)과 액상 수지가 접촉한다. 이로써, 형면(6)과 액상 수지와의 계면에서 공기가 존재하는 미소한개구(11)가 균일하게 존재한다. 여기서, 공기는 액상 수지에 대해 적셔지기 어려운 성질을 갖기 때문에, 형면(6) 전체가, 점성을 갖는 액상 수지를 배척하도록 작용한다. 따라서 이것으로도 형면(6) 전체에 있어서의 액상 수지에 대한 젖음성이 저하되기 때문에, 형면(6)과 경화 수지와의 사이의 밀착성이 저하된다.

제 4로, 1차원 연통 구멍(10)은, 형면(6)으로부터 내부를 향하여 거의 수직으로, 또한 거의 직선형상으로 늘어남과 함께, 그 구멍 지름 치수가 깊이 방향에 있어서 거의 동등한 균일한 값을 갖는다. 이로써, 가스의 유로로서의 1차원 연통 구멍(10)이 거의 직선형상으로 늘어남과 함께, 그 내벽에서 요철이 적은 것으로 된다. 그 때문에, 각각 1차원 연통 구멍(10)을 통하여, 캐비티(5)의 내부의 가스가 액상 수지의 압력에 의해 배출되는 경우, 또는, 캐비티(5)의 내부를 흡인하는 경우에, 1차원 연통 구멍(10)에 있어서의 압력 손실이 저감된다. 따라서 액상 수지에 포함되는 가스의 배출, 및 액상 수지를 충전할 때의 압력의 저감이, 효과적으로 행하여진다.

제 5로, 상형(1)을 구성하는 수지 성형틀용 재료(3)는, 세라믹스 중에서 내마모성에 우수한 재료, 예를 들면, 지르코니아를 주재료로 하여 구성되어 있다. 따라서 필러를 포함하는 액상 수지(도시 생략)가 유동한 경우라도, 형면(6)에 있어서의 마모가 억제된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 형면(6)과 경화 수지와의 사이의 밀착성이 저하됨에 의해, 형면(6)과 성형품과의 사이의 이형성이 향상한다. 또한, 액상 수지에 포함되는 가스가 효과적으로 배출되기 때문에, 보이드의 발생이억제됨과 함께, 액상 수지를 충전할 때의 압력이 저감된다. 또한, 형면(6)에 있어서의 마모가 억제된다.

또한, 상술한 설명에서는, 상형(1)만을 본 실시 형태에 관한 수지 성형틀용 재료(3)에 의해 구성하였다. 이에 더하여, 하형(2)도 그 수지 성형틀용 재료(3)에 의해 구성할 수 있다. 이 경우에는, 하형(2)의 배면에 흡착 기구를 접속함에 의해, 1차원 연통 구멍(10)을 통하여 기판(7)을 흡착할 수 있다. 따라서 기판(7)이 안정하게 지지된다.

제 2의 실시 형태

본 발명의 제 2의 실시 형태에 관해, 도 2의 (a) 및 (b)를 참조하여 설명한다. 도 2의 (a)는 본 실시 형태에 관한 수지 성형틀용 재료에 의해 구성된 수지 성형틀이 클로징하기 직전의 상태를 도시하고, 도 2의 (b)는 본 실시 형태에 관한 수지 성형틀용 재료에 대해 도 2의 (a)의 B부를 확대하여 도시한, 각각 단면도이다.

도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상형(1)은, 본 실시 형태에 관한 수지 성형틀용 재료(12)에 의해 구성되어 있다. 그 수지 성형틀용 재료(12)는, 2층 구조를 갖고 있고, 표면층(13)과 지지층(14)에 의해 구성되어 있다. 표면층(13)은, 형면(6)을 포함하고 있고, 제 1의 실시 형태에 관한 수지 성형틀용 재료(3)와 동일한 재료에 의해 구성되어 있다. 한편, 지지층(14)은, 수지 성형틀용 재료(3)와 마찬가지로 지르코니아를 주재료로 하여 구성되어 있지만, 1차원 연통 구멍 대신에, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 3차원적으로 연통하는 3차원 연통 구멍(15)을 갖는다. 그리고, 표면층(13)과 지지층(14)과의 계면 부근에서, 1차원 연통 구멍(10)과3차원 연통 구멍(15)이 연통하고 있다. 본 실시 형태에서는, 표면층(13)의 두께는 1㎛ 이상 100㎛ 미만인 것이 바람직하다. 또한, 3차원 연통 구멍(15)의 구멍 지름은, 1차원 연통 구멍(10)의 구멍 지름보다도 큰 값, 예를 들면, 1O㎛ 이상의 값인 것이 바람직하다.

수지 성형틀용 재료(12)의 제조 방법은, 개략 다음과 같다. 우선, 미리 성형과 소성에 의해, 지르코니아를 주재료로 하고 3차원 연통 구멍(15)을 갖는 다공질체를 형성한다. 다음에, 그 다공질체를 가공하여, 수지 유로(4), 캐비티(5) 등의 소정의 형상을 형성한다. 이 가공된 다공질체의 부분이, 지지층(14)에 상당한다. 다음에, 가공된 다공질체의 표면에, 예를 들면, PVD(물리 기상 성장법), CVD(화학 기상 성장법), 스퍼터링법 등을 사용하여, 소정의 분위기하에서 지르코니아를 포함하는 층을 형성한다. 다음에, 소정의 조건으로 열처리를 행함에 의해, 이 층에서 1차원 연통 구멍(10)을 형성하고, 표면층(13)을 형성한다. 또한, 표면층(13)과 지지층(14)은 어느것이나 지르코니아를 포함하기 때문에, 그들의 계면에 있어서의 밀착성이 양호하게 된다. 또한, 지지층(14)은, 표면층(13)과의 사이의 밀착성이 양호하면, 지르코니아를 포함하지 않는 재료, 즉 표면층(13)의 재료와는 이종의 재료로 구성되어 있어서도 좋다.

본 실시 형태에 의하면, 형면(6)을 포함하는 표면층(13)이 다수의 1차원 연통 구멍(10)을 가짐과 함께, 그들의 1차원 연통 구멍(10)이, 지지층(14)의 3차원 연통 구멍(15)에 연통하여 있다. 또한, 표면층(13)은, 작은 두께, 예를 들면, 1㎛ 이상 100㎛ 미만의 두께를 갖는다. 또한, 1차원 연통 구멍(10)의 구멍 지름이 1㎚이상 1O㎛ 미만, 바람직하게는 1000㎚ 미만인데 대하여, 3차원 연통 구멍(15)의 구멍 지름은 1차원 연통 구멍(10)의 구멍 지름보다도 큰 값이다. 이들에 의해, 제 1의 실시 형태와 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 3차원 연통 구멍(15)의 존재에 의해, 형면(6)까지의 압력 손실을 더욱 저감할 수 있다. 따라서 액상 수지에 포함되는 가스의 배출, 및 액상 수지를 충전할 때의 압력의 저감이, 더욱 효과적으로 행하여진다.

또한, 본 실시 형태의 변형예로서, 지지층(14)을 형성할 때에, 도전성 재료가 되는 미립자를 혼련하여 소성하여도 좋다. 이로써, 지지층(14)에 도전성을 부여할 수 있다. 이 경우에는, 도전성 재료의 도전율, 혼합 비율 등을 적당하게 바꿈에 의해, 지지층(14)의 저항율을 바꿀 수 있다. 그래서, 지지층(14)의 저항율을 적당한 값으로 하여, 지지층(14)에 전압을 인가함에 의해, 지지층(14) 자체를 발열시킬 수 있다. 그리고, 인가하는 전압, 듀티 비, 펄스 폭 등을 가변함에 의해, 지지층(14)의 발열 온도를 제어할 수 있다. 이 변형예에 의하면, 1㎛ 이상 1OO㎛ 미만의 작은 두께를 갖는 표면층(33)의 바로 아래에서, 그 표면층(13)에 밀착하여 형성된 지지층(14) 자체가 발열한다. 따라서 형면(6)을, 수지 성형에 필요한 소정의 온도(예를 들면, 18O℃)까지 효율적으로 가열하며, 또한, 보온할 수 있기 때문에, 수지 성형에 있어서의 에너지 절약화를 도모할 수 있다. 또한, 형면(6)을 적당한 온도로 승온함에 의해, 형면(6)의 효과적인 클리닝이 가능해진다.

제 3의 실시 형태

본 발명의 제 3의 실시 형태에 관해, 도 3의 (a) 및 (b)를 참조하여 설명한다.

도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 상형(1)의 배면에 흡인 기구(16)가 접속되어 있다. 구체적으로는, 상형(1)의 배면에 배관(17)이 접속되고, 배관(17)은 밸브(18)를 통하여 흡인 펌프(19)에 접속되어 있다. 또한, 도 3의 (b)에도 도시한 바와 같이, 상형(1)은, 본 실시 형태에 관한 수지 성형틀용 재료(20)에 의해 구성되어 있다. 그 수지 성형틀용 재료(20)는, 3층 구조를 갖고 있고, 다수의 1차원 연통 구멍(10)을 가지며 형면(6)을 포함하는 표면층(13)과, 다수의 3차원 연통 구멍(15)을 갖는 지지층(14)과, 표면층(13)과 지지층(14)과의 사이에 개재하는 중간층(21)에 의해 구성되어 있다. 그리고, 중간층(21)에는, 1차원 연통 구멍(10)과 3차원 연통 구멍(15)을 연통하는 접속 구멍(22)이 형성되어 있다. 이 접속 구멍(22)의 구멍 지름은, 1차원 연통 구멍(10)으로부터 3차원 연통 구멍(15)에 근접함에 따라 서서히 커지게 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 도 3의 (a)에서는, 도면이 복잡하기 때문에, 표면층(13)과 중간층(21)과 지지층(14)을 구별하여 그리지 않는다.

본 실시 형태에 의하면, 형면(6)을 포함하는 표면층(13)이 다수의 1차원 연통 구멍(10)을 가짐과 함께, 1차원 연통 구멍(10)이 중간층(21)의 접속 구멍(22)을 통하여 지지층(14)의 3차원 연통 구멍(15)에 연통하고 있다. 그리고, 접속 구멍(22)은, 1차원 연통 구멍(10)으로부터 3차원 연통 구멍(15)에 접근함에 따라 서서히 커진다. 이로써, 제 1의 실시 형태와 같은 효과를 얻을 수 있고, 더하여, 형면(6)까지의 압력 손실을 더욱 저감할 수 있다. 또한, 상형(1)의 배면에 흡인 기구(16)가 접속되어 있기 때문에, 액상 수지에 포함되는 가스의 배출, 및 액상 수지를 충전할 때의 압력의 저감이, 더욱 효과적으로 행하여진다. 또한, 구멍 지름이 서서히 변화하여 가는 접속 구멍(22)의 존재에 의해, 표면층(13)과 지지층(14)과의 사이에 있어서의 잔류 응력이 저감된다.

또한, 상술한 각 실시 형태의 설명에서는, 기판(7)에 장착된 칩(8)을 수지 밀봉하는 경우에 있어서, 트랜스퍼 성형에 사용되는 수지 성형틀에 본 발명을 적용하였다. 이에 한하지 않고, 수지 밀봉 이외의 수지 성형이나, 공간에 액상 수지를 충전한 상태로 이것을 경화시키는 수지 성형, 예를 들면, 사출 성형 등에 사용되는 수지 성형틀에, 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 1차원 관통 구멍(10)이 늘어나는 방향을, 형면(6)으로부터 거의 수직인 것으로 하였다. 이에 한하지 않고, 형면(6)에 대해 거의 일정한 각도에 따라 1차원 관통 구멍(10)이 늘어나는 것으로 하여도 좋다. 이 경우에 있어서도, 각 실시 형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 각 실시 형태에 있어서, 상형(1)의 배면에 고압 기체의 공급 기구를 접속하여도 좋다. 이로써, 다공질체로 이루어지는 상형(1)을 통하여 형면(6)에 압축 공기 등의 고압 기체를 공급할 수 있고, 그 때에, 1차원 연통 구멍(10)에 있어서의 압력 손실이 저감된다. 따라서 성형품의 일부분을 가압하는 이젝터 핀을 사용하는 일 없이, 종래보다도 저압의 압축 공기 등을 공급함에 의해, 성형품의 전체면에 균일한 압력을 가하여 이것을 이형시킬 수 있다.

또한, 본 발명은, 상술한 각 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의취지를 일탈하지 않는 범위 내에서, 필요에 응하여, 임의로 또한 적절하게 조합시켜서, 변경하여, 또는 선택하여 채용할 수 있는 것이다. 예를 들면, 도 1의 (a) 및 (b) 또는 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 구성에, 도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 흡인 기구(16)를 조합시켜도 좋다. 또한, 도 3의 (a) 및 (b)의 구성에 있어서, 지지층(14)에 자기 발열 기능을 주어도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 상기 각 실시의 형태에 의하면, 미소한 구멍 지름을 갖는 다수의 1차원 연통 구멍이, 형면이 되어야 할 면으로부터 내부를 향하여 거의 직선형상으로 늘어남에 의해, 형면이 되어야 할 면의 부근에서, 공기가 존재하는 미소한 공간이 다수 개 마련된다. 이로써, 형면이 되어야 할 면과 액상 수지가 접촉하는 면적이 저감된다. 또한, 형면이 되어야 할 면과 액상 수지와의 계면에 있어서, 액상 수지에 대해 적셔지기 어려운 성질을 갖는 공기가 존재하는 미소한 공간이, 다수 개 존재한다. 이들에 의해, 형면이 되어야 할 면 전체에 있어서의 액상 수지에 대한 젖음성이 저하된다. 따라서 형면이 되어야 할 면과 액상 수지가 경화하여 형성된 경화 수지와의 사이의 밀착성이 저하된다. 또한, 이들의 1차원 연통 구멍을 통하여 캐비티 내부의 가스가 배출되는 때에, 압력 손실이 저감된다. 따라서 본 발명은, 형면이 되어야 할 면과 경화 수지와의 사이의 이형성을 향상시킴과 함께, 성형품에 있어서의 보이드를 방지하는, 수지 성형틀용 재료 및 수지 성형틀을 제공한다는, 우수한 실용적인 효과를 이루는 것이다.

Claims

캐비티(5)에서 액상 수지를 경화시켜서 성형품을 제조할 때에 사용되는 수지 성형틀(1)을 구성하는 수지 성형틀용 재료로서,

상기 수지 성형틀에서 형면이 되어야 할 면(6)으로부터 내부를 향하여 거의 직선형상으로 늘어남과 함께 미소한 구멍 지름을 갖는 다수의 1차원 연통 구멍(1O)을 구비하는 것을 특징으로 하는 수지 성형틀용 재료.
제 1항에 있어서,

상기 1차원 연통 구멍(1O)의 구멍 지름은 1㎚ 이상 10㎛ 미만의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 수지 성형틀용 재료.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 형면이 되어야 할 면(6)을 포함함과 함께 상기 1차원 연통 구멍(10)을 갖는 표면층(13)과,

상기 표면층의 배면측을 덮는 지지층(14)을 구비하고,

상기 지지층은 상기 1차원 연통 구멍에 연통하는 다수의 3차원 연통 구멍(15)을 가지며, 또한, 상기 3차원 연통 구멍의 구멍 지름이 상기 1차원 연통 구멍의 구멍 지름보다도 큰 것을 특징으로 하는 수지 성형틀용 재료.
제 3항에 있어서,

상기 지지층(14)은 도전성을 가짐과 함께 통전됨에 의해 발열하는 것을 특징으로 하는 수지 성형틀용 재료.
캐비티(5)에서 액상 수지를 경화시켜서 성형품을 제조할 때에 사용되는 수지 성형틀로서,

제 1항 또는 제 2항에 기재된 수지 성형틀용 재료에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수지 성형틀.