WO2017038254A1 - 樹脂成形装置及び樹脂成形品製造方法 - Google Patents

樹脂成形装置及び樹脂成形品製造方法 Download PDF

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祥人 奥西
高瀬 慎二
川窪 一輝
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Towa株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a resin molding apparatus that performs resin molding by compression (compression) molding, transfer molding, or the like, and a method for manufacturing a resin molded product.
  • resin molding methods such as compression molding and transfer molding are used.
  • compression molding a mold consisting of a lower mold and an upper mold is used. Resin material is supplied to the cavity of the lower mold, a board with electronic components mounted is attached to the upper mold, and then the lower mold and the upper mold are heated.
  • molding is carried out by clamping the both and compressing the resin (for example, Patent Document 1).
  • transfer molding a substrate is attached to one of the upper mold and the lower mold, and then the lower mold and the upper mold are heated and both are clamped, and the resin is pressed into the cavity with a plunger.
  • Patent Document 2 In the transfer molding, since a part of the resin remains in the path for feeding the resin from the plunger to the cavity and waste occurs, compression molding has become the mainstream in recent years.
  • the upper mold is provided on the upper platen via the upper holding part, and the lower mold is provided on the lower platen via the lower holding part. Then, pressure is applied from the upper and lower platens to the forming die composed of the upper die and the lower die through the holding portions.
  • Each of the upper and lower holding portions is provided with a heater plate for heating the upper die and the lower die.
  • a heat insulating material is provided between the holding portion and the platen. As the heat insulating material, a plate-like material is used in the apparatuses described in Patent Documents 1 and 2.
  • Patent Document 3 describes a resin molding apparatus in which a plurality of cylindrical heat insulating materials placed vertically between a heater plate and a platen are arranged.
  • a ceramic such as zirconia or alumina, a glass epoxy laminate formed by molding glass fibers with an epoxy resin, or the like is used.
  • one of the upper platen and the lower platen is a fixed platen
  • the other is a movable platen
  • the fixed platen is formed by a column called two or four tie bars.
  • a movable platen disposed between the base and the fixed platen is moved by a piston or the like installed between the base and the movable platen.
  • the piston or the like that applies a pressing force to the movable platen applies the pressing force from the surface opposite to the surface on which the molding die of the movable platen is attached. It is possible to apply force within the range.
  • the fixed platen is fixed by the base by a tie bar that passes through the movable platen by the side of the mold, and must be fixed outside the range of the mold. For this reason, about a fixed platen, the force of a reverse direction will be provided by the peripheral side (tensile force by a tie bar) and the center side (pressing force by a shaping
  • the bending has a shape in which the peripheral side of the fixed platen protrudes toward the movable platen rather than the central side.
  • the heat insulating material is made of a material softer than the platen
  • the heat insulating material interposed between the fixed platen and the molding die (upper die or lower die) also bends following the fixed platen. Since the fixed platen and the heat insulating material are bent as described above, slight variations occur in the thickness of the entire resin-sealed product to be manufactured. In recent years, since the requirement of thickness accuracy of resin-encapsulated products has become strict (for example, less than ⁇ 10 ⁇ m), even such slight variations must be avoided.
  • the heat insulating material is generally fixed to the heater plate locally by screws or the like, the heat insulating material swells due to the difference in thermal expansion coefficient between the heat insulating material and the heater plate material. These points also cause variations in the thickness of the entire resin-sealed product to be manufactured.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a resin molding apparatus and a resin molded product manufacturing method capable of suppressing variations in thickness in resin molded products such as resin-encapsulated products.
  • the resin molding apparatus which has been made to solve the above problems, a) two plate-like members arranged in parallel to each other, a first platen and a second platen in which opposite molds are arranged in a mold arrangement part which is a central part between the two members; b) a force applying unit that applies a force from a predetermined load point to the pressed platen of the first platen and the second platen; c) a heating mechanism provided between the pressed platen and the mold; d) It consists of a plurality of columnar members having elasticity arranged between the platen to be pressed and the heating mechanism, and the amount of deformation of each of the plurality of columnar members is the position where the columnar members are arranged. And a heat insulating member set so as to become larger toward the load point side.
  • the deformation amount of the heat insulating member can be adjusted for each position. Therefore, as described above, the deformation amount of the heat insulating member is increased so that the position where the columnar member is disposed increases from the side opposite to the load point (in other words, from the side away from the load point) toward the load point side. Can be set.
  • the amount of deformation of each of the plurality of columnar members increases as the position at which the columnar members are disposed increases toward the load point” means that the heat insulating member (ie, the plurality of columnar members) as a whole It means that the amount of deformation tends to increase as it goes to the point side, and includes the case where the amount of deformation is equal between adjacent columnar members.
  • the amount of deformation of the heat insulating member is the number density (arrangement density) of the columnar members, the cross-sectional area of each columnar member or the material of the columnar members (specifically, the magnitude of rigidity), Alternatively, these combinations can be set for each position by making them different depending on the position.
  • the “pressurized platen” refers to a platen to which a force is applied from a load point by a force application unit.
  • the load point is provided on the outer peripheral side of the mold arrangement part, but the load point is provided on the center side (inside) of the mold arrangement part. Even in this case, the platen to be pressed is distorted as described later. Therefore, in the resin molding apparatus according to the present invention, the load point may be provided on either the outer peripheral side of the mold arrangement part or in the mold arrangement part.
  • the pressed platen in which the load point is provided on the outer peripheral side of the mold placement portion is referred to as an “outer peripheral load platen”, and the pressed platen in which the load point is provided on the center side of the die placement portion. Called “central load platen”.
  • the load point in the “central load platen” may be on the center side of the mold arrangement portion as described above, and is not limited to one central point.
  • the fixed platen to which the tensile force is applied by the tie bar corresponds to the peripheral load platen.
  • the movable platen corresponds to the outer peripheral load platen.
  • both the first platen and the second platen may be the outer peripheral load platen as in the case where the fixed platen and the movable platen are used in combination.
  • the movable platen corresponds to the central load platen.
  • the outer peripheral load platen When the outer peripheral load platen is used in the resin molding apparatus according to the present invention, a force is applied to the outer peripheral load platen from the load point outside the mold arrangement portion, so that the outer peripheral load platen is closer to the load point than the center. It bends so that the side closer to the outer circumference approaches the platen on the opposite side.
  • the heat insulating member is arranged so that the deformation amount of each columnar member increases toward the load point side, the columnar member on the load point side is more easily bent than the central columnar member. Therefore, in the mold, the bending of the outer peripheral load platen and the bending of the heat insulating member are canceled, and the parallelism between the mold surfaces of the molds facing each other is improved. Therefore, variation in the thickness of the resin molded product molded in the mold is suppressed.
  • the central load platen When the central load platen is used in the resin molding apparatus according to the present invention, a force is applied to the central load platen from the load point on the center side of the mold arrangement portion, so that the central load platen is more loaded than the outer periphery.
  • the side (center side) bends so that it approaches the platen on the opposite side.
  • the heat insulating member is arranged so that the amount of deformation of each columnar member increases toward the load point side, the columnar member on the load point side is more easily bent than the columnar member on the outer periphery. Therefore, in the mold, the bending of the outer peripheral load platen and the bending of the heat insulating member are canceled, and the parallelism between the mold surfaces of the molds facing each other is improved. Therefore, variation in the thickness of the resin molded product molded in the mold is suppressed.
  • the heat insulating material between the platen to be pressed and the heating mechanism is composed of a plurality of separated columnar members, unlike the conventional plate-like integrated heat insulating material, the heat insulating material and the heating mechanism are configured. Swelling due to the difference in the coefficient of thermal expansion with the material to be made is less likely to occur.
  • the columnar member can be made of a metal material or a ceramic material.
  • Metal materials are superior in that they are generally tougher and less likely to break than ceramic materials. On the other hand, some metal materials have high thermal conductivity and low heat insulation performance. In the present invention, it is desirable to use a metal material having a high thermal insulation performance and a thermal conductivity of 25 W / (m ⁇ ° C.) or less. Examples of such metal materials include various stainless steels and Ti-6Al-4V alloys (a titanium alloy containing 6% aluminum and 4% vanadium), which are a kind of titanium alloy. Ceramic materials are superior in that they generally have higher heat insulation performance than metal materials. Therefore, by using a columnar member made of a ceramic material, a further excellent energy saving effect can be obtained. As such a ceramic material, zirconia, alumina, or the like can be suitably used.
  • the columnar member is provided with a columnar base material and a heat insulating film made of a material having a lower thermal conductivity than that of the base material provided on either or both of the base material. it can.
  • heat insulation can be made high with a heat insulation film
  • the resin molding apparatus includes three or more platens in which a molding die is disposed between adjacent platens, and at least two adjacent platens among the three or more platens are the first platen and the platen.
  • the second platen can be used (as described above, one or both of the first platen and the second platen are pressurized platens).
  • the pressed platen may be either one of the outer peripheral load platen and the central load platen, or may be only one of the three or more platens, or may be a plurality of plates. .
  • the resin molding apparatus is A module including the first platen and the second platen, the force applying unit, the heating mechanism, and the heat insulating member, and a molding module capable of connecting a plurality of sets in one direction;
  • a resin material supply means for supplying a resin material to each mold of the one or a plurality of sets of the molding modules;
  • a resin material replenishment module having a resin material replenishment means for replenishing the resin material supply means with a resin material;
  • Conveying means for conveying the resin material supply means extending in the one direction through the molding module and the resin material replenishment module in a state where one or a plurality of the molding modules and the resin material replenishment module are connected. It is possible to take a configuration comprising and.
  • the resin material supply means can be moved to another molding module and the resin material can be supplied to the molding die while the mold is clamped in one molding module. Increased production efficiency of molded products.
  • the molding module can be attached to and detached from other molding modules, if the number of resin molded products to be produced is small, only one or a plurality of molding modules can be produced in a relatively small number. It becomes possible to add a molding module when the number of resin molded products to be increased.
  • the resin molded product manufacturing method is a method of manufacturing a resin molded product using the resin molding device, Supplying a resin material to the mold placed in the mold placement section; Heating the resin material in the mold by the heating mechanism; Applying a pressure to the mold by applying a force from the load point to the platen to be pressed by the force application unit.
  • the present invention it is possible to obtain a resin molding apparatus and a resin molded product manufacturing method capable of suppressing variations in the thickness of a resin molded product such as a resin sealed product to be manufactured.
  • the side view which shows 1st Embodiment of the resin molding apparatus which concerns on this invention (the left figure of (a)), the partial enlarged view (the right figure of (a)), and the top view which shows arrangement
  • the side view (left figure) which shows the state which clamped in the resin molding apparatus of 1st Embodiment, and the partial enlarged view (right figure).
  • the pressure applied to the resin material during molding for the resin molded product (Example) produced using the resin molding device of the first embodiment and the resin molded product (Comparative Example) produced using the conventional resin molding device is The graph which shows the result of having calculated
  • the perspective view which shows the columnar member in the modification of the resin molding apparatus of 1st Embodiment.
  • the top view which is the resin molding apparatus which concerns on this invention, and shows the example which connected multiple molding modules.
  • the resin molding apparatus 10 of the present embodiment has two pieces on a base 131 placed on the floor surface.
  • a tie bar 132 is erected.
  • a toggle link 133 is provided on the base 131, and the first platen 11 is provided on the toggle link 133.
  • the molding die 16 is placed in a die placement portion 1611 which is a central portion of the plate surface of the first platen 11 via a lower heat insulating member 141 and a lower heater plate 151 which will be described later. .
  • the toggle link 133 has two sets of toggle mechanisms, and the action points of the two sets of toggle mechanisms are attached to two load points 171 located below the first platen 11 and outside the mold placement portion 1611. It has been.
  • the first platen 11 is provided with two holes so as to sandwich the mold arrangement part 1611 (that is, outside the mold arrangement part 1611), and one tie bar 132 passes through each hole. Therefore, the tie bar 132 is disposed outside the mold placement portion 1611.
  • a second platen 12 is provided on the upper side of the first platen 11 with a molding die 16 in between.
  • the upper ends of the two tie bars 132 are fixed to the lower surface of the second platen 12.
  • a position where the upper ends of these tie bars 132 are fixed becomes a load point 172 in the second platen 12.
  • the tie bar 132 is disposed outside the mold placement portion 1611, so that the load point 172 is also placed outside the mold placement portion 1611.
  • both the first platen 11 and the second platen 12 correspond to the outer peripheral load platen.
  • the reason will be described later together with an explanation of the operation of the resin molding apparatus 10.
  • the first platen 11 is movable up and down along the tie bar 132, whereas the second platen 12 is fixed to the upper end of the tie bar 132. Therefore, the first platen 11 is referred to as a “movable platen”,
  • the second platen 12 may be referred to as a “fixed platen”.
  • a lower heat insulating member 141 is provided above the first platen 11 via a spacer plate 111.
  • the lower heat insulating member 141 includes a plurality of columnar members 14A.
  • Each of the columnar members 14A has the same material, shape, and size, and is arranged so that the number density (arrangement density) decreases from the center of the mold arrangement portion 1611 toward the load points 171 and 172. (See FIG. 1 (b)).
  • the number density of the columnar members 14A is increased at the central portion of the mold placement portion 1611 that is the portion opposite to the load points 171 and 172, and the number density of the columnar members 14A is increased at the load points 171 and 172. make low.
  • the deformation amount of each columnar member 14A increases from the center of the mold placement portion 1611 toward the load points 171 and 172 in the plurality of columnar members 14A as a whole.
  • the material of the columnar member 14A stainless steel (SUS630) is used in the present embodiment, but any material having elasticity, heat insulation, and heat resistance at the heating temperature during use can be used.
  • SUS630 stainless steel
  • Ti-6Al-4V alloy, zirconia, alumina or the like can be suitably used as the material of the columnar member 14A.
  • shape of the columnar member 14A is a columnar shape, a shape other than the columnar shape such as a quadrangular columnar shape or a hexagonal columnar shape can also be used.
  • a lower heater plate 151 is provided above the lower heat insulating member 141.
  • the lower heater plate 151 and the later-described upper heater plate 152 correspond to the heating mechanism of the present invention.
  • the lower heater plate 151 is a plate in which a heater is built in a metal plate having higher thermal conductivity than stainless steel or Ti-6Al-4V alloy.
  • An upper heat insulating member 142 is provided below the second platen 12 via a spacer plate 121, and an upper heater plate 152 is provided below the upper heat insulating member 142.
  • the upper heat insulating member 142 includes a plurality of columnar members 14A similar to the lower heat insulating member 141. Like the lower heat insulating member 141, the number near the center in the plate surface direction of the upper platen 12 is higher than the number density. Is arranged.
  • the upper heater plate 152 has the same configuration as the lower heater plate 151.
  • the molding die 16 includes a lower die 161 and an upper die 162.
  • a cavity 1612 having a rectangular or circular planar shape, which is a space into which a resin material is charged, is provided.
  • a release film F can be coated on the inner surface of the cavity 1612 as described later (see FIG. 2).
  • the upper mold 162 can have the substrate S attached to the lower surface (see FIG. 2). The substrate S holds the produced resin molded product, and when the electronic component is sealed with resin, the electronic component is mounted before producing the resin molded product.
  • the lower mold 161 is heated to a temperature of about 170 to 180 ° C. in advance by the lower heater plate 151 and the upper mold 162 is heated by the partial heater plate 152, and this state is maintained in the following steps.
  • the substrate S on which the electronic component is mounted is attached to the lower surface of the upper mold 162 with the mounting surface facing downward (FIG. 2 (a)).
  • a release film F is stretched above the cavity 1612 (FIG. 2A).
  • a suction means (not shown) for sucking the air in the cavity 1612 is provided on the inner surface of the cavity 1612, and the release film F is sucked into the cavity 1612 by the suction of the air, and from the lower mold 161.
  • the inner surface of the cavity 1612 is covered with the release film F in a state where the release film F is softened and easily stretched by the transfer of heat (FIG. 2 (b)).
  • the granular resin material R is supplied into the cavity 1612 (FIG. 2 (c)).
  • the resin material supply apparatus and method described in Patent Document 4 can be used, but the present invention is not limited thereto.
  • the resin material R is melted by the lower mold 161 preheated by the lower heater plate 151 (FIG. 2 (d)).
  • the substrate S is heated by the upper mold 162 preheated by the upper heater plate 152.
  • a lower heat insulating member 141 is provided between the lower heater plate 151 and the first platen 11
  • an upper heat insulating member 142 is provided between the upper heater plate 152 and the second platen 12. Heat is prevented from escaping from the heater plate 151 or the upper heater plate 152 to the first platen 11 or the second platen 12.
  • first platen 11 During this compression, an upward force is applied to the first platen 11 from the point of action of the toggle link 133 to the load point 171 outside the mold placement portion 1611.
  • a downward tensile force is applied to the second platen 12 at a load point 172 where the tie bar 13 is fixed outside the mold placement portion 1611.
  • Both the first platen 11 and the second platen 12 correspond to the outer peripheral load platen because force is applied from the load points 171 and 172 outside the mold placement portion 1611.
  • the first platen 11 and the second platen 12 have a force in a direction opposite to the force applied to the load points 171 and 172 so as to press the platen from the molding die 16 in the die placement portion 1611. Applied.
  • the first platen 11 and the second platen 12 are bent so that the load point side is closer to each other than the central portion as shown in FIG.
  • the bending of the platen 11, the second platen 12, and the columnar member 14A is emphasized more than the actual one, and the arrangement of the columnar member 14A and the shape of the mold 16 are simplified, and the spacer plate and the like are omitted. .)
  • the platen is bent in this manner, in the resin molding apparatus using the conventional plate-shaped heat insulating materials 941 and 942 (FIG. 4B), the plate-shaped heat insulating materials 941 and 942 are also bent, thereby melting.
  • the mold surface of the cavity 1612 of the mold 16 is pressed against the resin material R, and the center of the cavity 1612 is convex (the height at the center of the cavity 1612 is larger than the height at the periphery). Therefore, the obtained resin molded product has a thickness variation that the center is thicker than the load point side.
  • the columnar member 14A is arranged so that the deformation amount of the columnar member 14A increases from the center toward the load point side, the deformation amount of the columnar member 14A.
  • the lower plate 161 and the upper die 162 are opened by sealing the cavity 1612 by lowering the first platen 11 with the toggle link 133 (see FIG. 1).
  • the resin molded product having the resin P is released (FIG. 2 (f)).
  • the columnar member 14A used for the lower heat insulating member 141 and the upper heat insulating member 142 is one kind of stainless steel or the like.
  • a columnar member 14B comprising a columnar base material 14B1 and a heat insulating film 14B2 provided above and below the base material 14B1.
  • a material having a lower thermal conductivity than the base material 14B1 is used.
  • stainless steel can be used as the material of the base material 14B1
  • a heat insulating material made of silicone resin can be used as the material of the heat insulating film 14B2. While the strength against the clamping pressure is insufficient only with the columnar material made of the heat insulating material made of silicone resin, by taking the configuration of the columnar member 14B of this modification, while securing the strength with the base material 14B1, The heat insulation performance can be improved by the heat insulation film 14B2.
  • membrane 14B2 in both upper and lower sides of base material 14B1 was shown in FIG. 6, you may provide the heat insulation film
  • the number density of the columnar members 14A having the same material, shape, and size is arranged so that the number density in the vicinity of the center in the plate surface direction is higher than the surroundings.
  • the amount of deformation of each columnar member 14A of the lower heat insulating member 141 and the upper heat insulating member 142 was adjusted so that the periphery was larger than the vicinity of the center.
  • the lower heat insulating member 141 and the upper part can also be obtained by using the columnar member 14A having a different cross-sectional area parallel to the plate surface, and disposing the columnar member 14A having a larger cross-sectional area than the periphery near the center in the plate surface direction.
  • each columnar member 14A of the heat insulating member 142 can be adjusted in the same manner as described above.
  • the columnar member 14A having a large cross-sectional area is disposed at the center of the mold placement portion 1611 that is the portion opposite to the load points 171 and 172, and a small cross-sectional area is disposed at the load points 171 and 172.
  • the columnar members 14A made of the same material may be arranged at equal intervals.
  • the columnar members 14A of different materials are arranged.
  • the deformation amount of the member 14A can be adjusted in the same manner as described above.
  • the columnar member 14A having a large rigidity is arranged at the center of the mold arrangement portion 1611 that is the portion opposite to the load points 171 and 172, and the rigidity is small at the load points 171 and 172.
  • a columnar member 14A is disposed. In this case, the columnar members 14A having the same shape and size (cross-sectional area) may be arranged at equal intervals.
  • each columnar member 14A in order to change the deformation amount of each columnar member 14A, one of the number density, the cross-sectional area, and the rigidity of each columnar member 14A may be changed. Alternatively, two or all of these three aspects may be used in combination.
  • the toggle link 133 that moves the first platen 11 up and down by the two load points 171 is used as the force application unit, but it acts near the four corners of the rectangular first platen 11 4.
  • a plurality of load points 171 may be provided to move the first platen 11 up and down.
  • the number of the tie bars 132 is two, but may be four (that is, four load points 172 on the second platen 12).
  • the heat insulating member provided on the first platen 11 side may be a conventional plate heat insulating material, and the columnar members 14A are arranged so that the deformation amount of each columnar member 14A becomes the same value regardless of the position. It may be what you did.
  • the second platen 12 is an outer peripheral load platen similar to that of the resin molding apparatus 10, an upper heat insulating member 142 similar to the resin molding apparatus 10 is used on the second platen 12 side.
  • the central part of the first platen 11 approaches the second platen 12 by adopting a configuration in which only one load point of the first platen 11 is provided in the mold placement part 1611, for example, in the center. May be bent.
  • the first platen 11 may correspond to the central load platen depending on the method of supporting the first platen 11 so that the first platen 11 can move up and down.
  • the heat insulating member provided on the first platen 11 side is arranged so that the deformation amount of each columnar member 14A increases from the outer side (outer peripheral side) of the mold arrangement part 1611 toward the load point side (center side). do it.
  • each columnar member 14A In order to change the deformation amount of each columnar member 14A, it is only necessary to change one of the number density, the cross-sectional area, and the rigidity of each columnar member 14A as in the case of the outer peripheral load platen described above. Alternatively, two or all of these three aspects may be used in combination.
  • the resin molding apparatus 10 has been described as the configuration for performing compression molding.
  • transfer molding can also be performed by installing a transfer molding die instead of the molding die 16. .
  • the resin molding apparatus 20 of the second embodiment is the same as that of the first embodiment in that two tie bars 232 are erected on a base 231 and a toggle link 233 is provided. The same as the resin molding apparatus 10.
  • a tie bar 232 holds a lower movable platen 211 and an upper movable platen 212 so as to be movable up and down, and a fixed platen 22 is fixed to an upper end of the tie bar 232.
  • the first lower heat insulating member 241A and the first upper heat insulating member 242A Between the lower movable platen 211 and the upper movable platen 212, the first lower heat insulating member 241A and the first upper heat insulating member 242A, the first lower heater plate 251A and the first upper heater plate 252A, and the first mold 26A (first 1 lower mold 261A and first upper mold 262A) are provided. Further, between the upper movable platen 212 and the fixed platen 22, the second lower heat insulating member 241B and the second upper heat insulating member 242B, the second lower heater plate 251B and the second upper heater plate 252B, and the second molding die 26B ( A second lower mold 261B and a second upper mold 262B) are provided.
  • the mold arrangement part of the first mold 26A and the mold arrangement part of the second mold 26B are at the same position in plan view. In FIG. 7, these two mold arrangement portions are indicated by the same reference numeral 2611.
  • the toggle link 233 is attached to a load point 271 on the lower surface of the lower movable platen 211 and outside the mold placement portion 2611.
  • the upper end of the tie bar 232 is attached to a load point 272 that is the lower surface of the fixed platen 22 and outside the mold placement portion 2611.
  • the first lower heat insulating member 241A and the second upper heat insulating member 242B have the same configuration as the lower heat insulating member 141 and the upper heat insulating member 142 of the first embodiment.
  • the columnar members 24A are arranged at equal intervals in the first upper heat insulating member 242A and the second lower heat insulating member 241B.
  • the first lower heater plate 251A and the first upper heater plate 252A, and the second lower heater plate 251B and the second upper heater plate 252B have the same configuration as the lower heater plate 151 and the upper heater plate 152 in the first embodiment.
  • the first mold 26A and the second mold 26B have the same configuration as the mold 16 in the first embodiment.
  • the lower movable platen 211 is pushed up by the toggle link 233, whereby the first lower heat insulating member 241A, the first lower heater plate 251A, the first molding die 26A, the first upper heater plate.
  • the upper movable platen 212 is also pushed up through 252A and the first upper heat insulating member 242A. Accordingly, mold clamping is performed between the lower movable platen 211 and the upper movable platen 212 and between the upper movable platen 212 and the fixed platen 22.
  • the lower movable platen 211 In the lower movable platen 211, a force is applied from the toggle link 233 to the load point 271 outside the mold arrangement part 2611, and in the fixed platen 22, a tensile force is applied from the tie bar 232 to the load point 272 outside the mold arrangement part 2611. Therefore, the lower movable platen 211 and the fixed platen 22 correspond to the outer peripheral load platen. Therefore, as in the case of the first embodiment, the first lower heat insulating member 241A and the second upper heat insulating member 242B adjacent to the lower movable platen 211 and the fixed platen 22 are loaded at points 271 and 272 from the center of the mold placement portion 2611.
  • the columnar members 24A are arranged so that the amount of deformation of each columnar member 24A increases toward the front, whereby the influence of the bending of the lower movable platen 211 and the fixed platen 22 is affected by the first mold 26A and the second mold 26B. Is prevented.
  • the upper movable platen 212 since no force is applied to the upper movable platen 212 outside the mold placement portion 2611, the upper movable platen 212 does not correspond to the outer peripheral load platen and does not bend. Therefore, in the first upper heat insulating member 242A and the second lower heat insulating member 241B, the columnar members 24A are arranged at equal intervals, that is, the deformation amount of each columnar member 24A is constant.
  • FIG. 8 shows an apparatus 30 having one or a plurality of molding modules each including the resin molding apparatus 10 of the first embodiment.
  • the resin molding apparatus 10 of the first embodiment corresponds to a molding module.
  • the entire apparatus 30 is also referred to as a “resin molding apparatus”.
  • the resin molding apparatus 30 will be described with reference to FIGS.
  • the resin molding apparatus 30 includes a plurality of sets of molding modules 31, a set of resin material / substrate replenishment modules 32, a set of resin molded product carry-out modules 33, and a moving mechanism 34 penetrating these modules. Also, the resin molding apparatus 30 includes a resin material / substrate replenishment module 32 and a plurality of sets of molding modules 31 that can be moved by a moving mechanism 34, and a plurality of sets of molding modules by a moving mechanism 34. 31 and a resin molded product carry-out device 33 that can move between the resin molded product carry-out module 33.
  • each component will be described.
  • Each molding module 31 corresponds to one set of the resin molding device 10 of the first embodiment, and moves the resin material / substrate supply device 35 and the resin molded product carry-out device 36 between the moving mechanism 34 and the resin molding device 10.
  • a sub-movement mechanism 311 is provided.
  • the resin material / substrate supply device 35 accommodates the substrate S in the upper portion, accommodates the resin material R in the lower portion, and moves to the vicinity of the resin molding device 10 by the moving mechanism 34 and the sub moving mechanism 311, and then the resin molding device.
  • 10 is a device that supplies a resin material R to 10 cavities 1612 and supplies a substrate S to an upper mold 162.
  • the configuration of the apparatus for supplying the resin material R to the cavity 1612 for example, the same apparatus as that described in Patent Document 4 can be used.
  • a general manipulator can be used for the apparatus for supplying the substrate S to the upper mold 162.
  • the resin material / substrate supplement module 32 includes a resin material supplement device 321 having a hopper for supplementing the resin material / substrate supply device 35 with the resin material R, and a substrate for storing the substrate S supplemented to the resin material / substrate supply device 35.
  • a storage unit (magazine) 322 is provided.
  • the resin molded product carry-out device 36 After the resin molded product carry-out device 36 is moved to the vicinity of the resin molding device 10 by the moving mechanism 34 and the sub moving mechanism 311, the sealing resin P is produced on the surface of the substrate S from the upper mold 162 of the resin molding device 10.
  • the resin-sealed product (resin-molded product) is removed by a manipulator and is transported to the resin-molded product transport module 33 by the sub moving mechanism 311 and the moving mechanism 34.
  • the resin molded product carry-out module 33 has a resin molded product storage unit (magazine) 331 for storing the carried resin molded product.
  • the molding module 31 can be attached and detached in the horizontal direction (direction parallel to the floor surface) in FIG. 8, and the number can be adjusted (increase / decrease) afterwards as necessary.
  • molding module 31 was made into multiple sets here, only 1 set may be sufficient.
  • the molding module 31 During the mold clamping, the resin material R can be supplied and the substrate S can be mounted in the other molding module 31. Therefore, work can be performed simultaneously in the plurality of molding modules 31, and the production efficiency of the resin molded product is improved. Moreover, the molding module 31 can be freely increased or decreased as necessary in the manufacturing process of the resin molding apparatus 30 or after the completion of the resin molding apparatus 30.
  • the resin material / substrate replenishment module 32 and the resin molded product carry-out module 33 are separately provided, but a single module may be integrated. That is, the resin material replenishing device 321, the substrate storage unit 322, and the resin molded product storage unit 331 may be housed in one module. Further, the resin material / substrate replenishment module 32 may be provided with one set of the resin molding apparatus 10 of the first embodiment. Alternatively, by combining the manipulator used to supply the substrate and the manipulator used to carry out the resin molded product, the resin material / substrate supply device 35 and the resin molded product carry-out device 36 can be integrated into one device.
  • first platen pressurized platen, outer peripheral load platen
  • second platen pressurized platen, outer peripheral load platen
  • 141 ... lower heat insulating member 142 . upper heat insulating members 14A, 14B, 24A ... columnar member 14B1 ... columnar member base material 14B2 ... columnar member heat insulating film
  • 151 lower heater plate (heating mechanism)
  • 152 Upper heater plate (heating mechanism) 16 ... Mold 161 ... Lower mold 1611, 2611 ...
  • Mold placement part 1612 ... Cavity 162 ... Upper mold 171, 172, 271, 272 ... Load point 211 ...
  • first molding die 26B ... second molding die 261A ... first lower die 261B ... second lower die 262A ... first upper die 262B ... second upper die 30 ... resin molding device 31 ... molding module 311 ... sub-movement mechanism 32 ... Resin material / substrate supplement module 321 ... Resin material supplement device 322 ... Substrate storage unit 33 ... Resin molded product carry-out module 331 ... Resin molded product storage unit 34 ... Moving mechanism 35 ... Resin material / substrate supply device 36 ... Resin molded product Unloader F ... Release film P ... Sealing resin R ... Resin material S ... Substrate

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Abstract

 樹脂成形品の厚みのばらつきを抑えることができる樹脂成形装置を提供する。樹脂成形装置10は、平行に配置された2枚の板状の部材であって、両者間の中央部分である型配置部1611に成形型16が配置される第1プラテン11及び第2プラテン12(外周負荷プラテン)と、第1プラテン11及び第2プラテン12に型配置部1611の外側にある負荷点171、172から力を印加する力印加部(トグルリンク133及びタイバー132)と、外周負荷プラテンと成形型16の間に設けられた加熱機構(下部ヒータプレート151及び上部ヒータプレート152)と、外周負荷プラテンと加熱機構の間に配置された弾性を有する複数個の柱状部材14Aから成り、型配置部1611の中央から負荷点171、172側に向かって各柱状部材14A変形量が大きくなるように設定された断熱部材(下部断熱部材141、上部断熱部材142)とを備える。

Description

樹脂成形装置及び樹脂成形品製造方法
 本発明は、圧縮(コンプレッション)成形や移送(トランスファー)成形等により樹脂成形を行う樹脂成形装置、及び樹脂成形品の製造方法に関する。
 電子部品を光、熱、湿気等の環境から保護するために、電子部品を樹脂に封止することが広く行われている。樹脂封止には、圧縮成形や移送成形等の樹脂成形法が用いられている。圧縮成形では、下型と上型から成る成形型を用い、下型のキャビティに樹脂材料を供給し、電子部品を装着した基板を上型に取り付けたうえで、下型と上型を加熱しつつ両者を型締めして樹脂を圧縮することにより成形が行われる(例えば特許文献1)。移送成形では、上型と下型のうち一方のキャビティに基板を取り付けたうえで、下型と上型を加熱しつつ両者を型締めし、プランジャで樹脂をキャビティに圧入することにより成形が行われる(例えば特許文献2)。移送成形ではプランジャからキャビティに樹脂を送給する経路中に樹脂の一部が残存して無駄が生じるため、近年では圧縮成形が主流となっている。
 特許文献1及び2に記載の樹脂成形装置では、上型は上側の保持部を介して上側のプラテンに、下型は下側の保持部を介して下側のプラテンに、それぞれ設けられており、上下のプラテンから各保持部を介して上型及び下型から成る成形型に圧力が印加される。上下の保持部にはそれぞれ、上型及び下型を加熱するためのヒータプレートが設けられている。さらに、ヒータプレートからの熱がプラテンに逃げることを防いで上型及び下型を効率的に加熱するために、保持部とプラテンの間に断熱材が設けられている。断熱材には、特許文献1及び2に記載の装置では板状のものが用いられている。一方、特許文献3には、ヒータプレートとプラテンの間に縦置きにした円柱状の断熱材を複数個配置した樹脂成形装置が記載されている。断熱材には、ジルコニア、アルミナ等のセラミックや、ガラス繊維をエポキシ樹脂で成形したガラスエポキシ積層体等が用いられる。
特開2011-224911号公報 特開2014-192362号公報 特開平01-297221号公報 特開2007-125783号公報
 特許文献1~3に記載の樹脂成形装置ではいずれも、上プラテン及び下プラテンのうちのいずれか一方が固定プラテン、他方が可動プラテンとなり、固定プラテンが2本又は4本のタイバーと呼ばれる支柱により基盤に固定される一方、基盤と固定プラテンの間に配置された可動プラテンが基盤と可動プラテンの間に設置されたピストン等により移動される。ここで、可動プラテンに押圧力を付与するピストン等は、可動プラテンの成形型が取り付けられている面とは反対側の面から押圧力を付与するため、可動プラテンの全平面領域のうち成形型の範囲内に力を付与することが可能である。それに対し、固定プラテンの方は、成形型の横を通り可動プラテンを貫通するタイバーにより基盤により固定されるため、成形型の範囲の外で固定されざるを得ない。このため、固定プラテンについては、その平面領域の周辺側(タイバーによる引張力)と中央側(成形型による押圧力)で逆方向の力が付与されることとなり、僅かながら撓みが生じる。その撓みは、固定プラテンの周辺側が中央側よりも可動プラテンに向かって突出する形状を有する。また、断熱材はプラテンよりも軟らかい材料から成るため、固定プラテンと成形型(上型又は下型)の間に介装される断熱材も固定プラテンに追随して撓む。このように固定プラテン及び断熱材に撓みが生じることにより、作製される樹脂封止品全体の厚みにも僅かなばらつきが生じる。近年、樹脂封止品の厚み精度の要求が厳しく(例えば±10μm未満に)なっているため、このような僅かなばらつきであっても避けなければならない。
 さらに、断熱材は一般に、ネジ等によって局所的にヒータプレートに固定されているため、断熱材とヒータプレートの材料の熱膨張率が異なることにより、断熱材にうねりが生じる。これらの点も、製造される樹脂封止品全体の厚みにばらつきが生じる原因となる。
 ここまで、樹脂封止品を製造する場合について説明したが、電子部品を封止することの有無を問わず、樹脂成形品を製造する場合に一般的に上記の問題が生じる。
 本発明が解決しようとする課題は、樹脂封止品等の樹脂成形品における厚みにばらつきが生じることを抑えることができる樹脂成形装置及び樹脂成形品製造方法を提供することである。
 上記課題を解決するために成された本発明に係る樹脂成形装置は、
 a) 互いに平行に配置された2枚の板状の部材であって、両者間の中央部分である型配置部に、相対向する成形型が配置される第1プラテン及び第2プラテンと、
 b) 前記第1プラテン及び前記第2プラテンのうちの被加圧プラテンに、所定の負荷点から力を印加する力印加部と、
 c) 前記被加圧プラテンと前記成形型の間に設けられた加熱機構と、
 d) 前記被加圧プラテンと前記加熱機構の間に配置された弾性を有する複数個の柱状部材から成り、該複数個の柱状部材のそれぞれの変形量が、該柱状部材が配置される位置が負荷点側に向かうに従って大きくなるように設定された断熱部材と
を備えることを特徴とする。
 本発明に係る樹脂成形装置において、断熱部材は弾性を有する複数個の柱状部材から成るため、断熱部材の変形量を位置ごとに調整することができる。従って、上記のように、柱状部材が配置される位置が(負荷点とは逆の側から、言い換えれば負荷点から離れた側から)負荷点側に向かうに従って大きくなるように断熱部材の変形量を設定することができる。なお、「複数個の柱状部材のそれぞれの変形量が、該柱状部材が配置される位置が負荷点側に向かうに従って大きくなる」ことは、断熱部材(すなわち複数個の柱状部材)全体として、負荷点側に向かうに従って変形量が大きくなる傾向にあることをいい、近接する柱状部材同士では変形量が等しい場合も含む。
 本発明に係る樹脂成形装置において、断熱部材の変形量は、柱状部材の数密度(配置密度)の粗密、各柱状部材の断面積若しくは各柱状部材の材質(具体的には剛性の大小)、又はこれらの組み合わせを、位置に応じて異なるようにすることにより、位置毎に設定することができる。
 本発明に係る樹脂成形装置において「被加圧プラテン」とは、力印加部によって負荷点から力が印加されるプラテンをいう。ここで負荷点は、上述の特許文献1~3に記載の発明では、型配置部よりも外周側に設けられているが、負荷点が型配置部の中央側(内側)に設けられている場合にも後述のように被加圧プラテンに歪みが生じる。そのため、本発明に係る樹脂成形装置では、負荷点は型配置部よりも外周側、型配置部内のいずれに設けられていてもよい。以下では、負荷点が型配置部よりも外周側に設けられている被加圧プラテンを「外周負荷プラテン」と呼び、負荷点が型配置部の中央側に設けられている被加圧プラテンを「中央負荷プラテン」と呼ぶ。なお、「中央負荷プラテン」における負荷点は、上述の通り型配置部の中央側であればよく、中央の1点には限定されない。
 上述のようにタイバーによって引張力が印加される固定プラテンは、外周負荷プラテンに該当する。また、ピストン等によって型配置部の外側にある負荷点から可動プラテンに力が印加される場合には、当該可動プラテンが外周負荷プラテンに該当する。さらに、例えばここで述べた固定プラテンと可動プラテンを組み合わせて用いる場合のように、第1プラテン及び第2プラテンの双方が外周負荷プラテンとなる場合もある。一方、ピストン等によって型配置部内(例えば中央の1点)にある負荷点から可動プラテンに力が印加される場合には、当該可動プラテンが中央負荷プラテンに該当する。
 本発明に係る樹脂成形装置において外周負荷プラテンを用いる場合には、型配置部の外側にある負荷点から外周負荷プラテンに力が印加されることにより、外周負荷プラテンは、中央よりも負荷点側(外周に近い側)の方が反対側のプラテンに近づくように撓む。一方、断熱部材は負荷点側に向かうに従って各柱状部材の変形量が大きくなるように配置されていることから、負荷点側の柱状部材の方が中央の柱状部材よりも撓み易い。そのため、成形型においては外周負荷プラテンの撓みと断熱部材の撓みとが打ち消され、相対向する成形型の型面同士の間の平行度が向上する。従って、成形型において成形される樹脂成形品の厚みにばらつきが生じることが抑えられる。
 本発明に係る樹脂成形装置において中央負荷プラテンを用いる場合には、型配置部の中央側にある負荷点から中央負荷プラテンに力が印加されることにより、中央負荷プラテンは、外周よりも負荷点側(中央側)の方が反対側のプラテンに近づくように撓む。一方、断熱部材は負荷点側に向かうに従って各柱状部材の変形量が大きくなるように配置されていることから、負荷点側の柱状部材の方が外周の柱状部材よりも撓み易い。そのため、成形型においては外周負荷プラテンの撓みと断熱部材の撓みとが打ち消され、相対向する成形型の型面同士の間の平行度が向上する。従って、成形型において成形される樹脂成形品の厚みにばらつきが生じることが抑えられる。
 また、被加圧プラテンと加熱機構の間の断熱材が複数個の分離した柱状部材から成るため、従来の板状の一体型の断熱材を用いる場合とは異なり、断熱材と加熱機構を構成する材料との熱膨張率の差に起因したうねりも生じ難くなる。
 前記柱状部材には金属材料やセラミックス材料から成るものを用いることができる。
 金属材料は、一般にセラミックス材料よりも靱性が高く破損し難いという点で優れている。一方、金属材料には熱伝導率が高く断熱性能が低いものがある。本発明では、熱伝導率が25W/(m・℃)以下という、断熱性能が高い金属材料を用いることが望ましい。そのような金属材料として、例えば種々のステンレス鋼や、チタン合金の一種であるTi-6Al-4V合金(アルミニウム6%、バナジウム4%含有チタン合金)等が挙げられる。
 セラミックス材料は、一般に金属材料よりも断熱性能が高いという点で優れている。従って、セラミック材料から成る柱状部材を使用することによって、さらに優れた省エネルギー効果が得られる。このようなセラミック材料として、ジルコニアやアルミナ等を好適に用いることができる。
 前記柱状部材は、柱状の母材と、該母材の上下いずれか一方又は両方に設けられた、該母材よりも熱伝導率が低い材料から成る断熱膜を備えるものを好適に用いることができる。これにより、弾性や強度が適した母材を用いつつ、断熱膜により断熱性を高くすることができる。
 本発明に係る樹脂成形装置は、隣接するプラテン間に成形型が配置される3枚以上のプラテンを備え、該3枚以上のプラテンのうちの少なくとも隣接する2枚のプラテンが前記第1プラテン及び前記第2プラテンである(前述の通り、これら第1プラテン及び第2プラテンのいずれか一方又は双方が被加圧プラテンである)、という構成を取ることができる。これにより、1つの樹脂成形装置において複数個の樹脂成形品を同時に作製することができる。ここで、被加圧プラテンは、外周負荷プラテン及び中央負荷プラテンのいずれの場合であっても、3枚以上のプラテンのうちの1枚のみであってもよいし、複数枚であってもよい。
 また、本発明に係る樹脂成形装置は、
 前記第1プラテン及び前記第2プラテン、前記力印加部、前記加熱機構並びに前記断熱部材を備えるモジュールであって、一方向に複数組連結可能な成形モジュールと、
 1組又は複数組の前記成形モジュールの各成形型に樹脂材料を供給する樹脂材料供給手段と、
 前記樹脂材料供給手段に樹脂材料を補充する樹脂材料補充手段を有する樹脂材料補充モジュールと、
 一組又は複数組の前記成形モジュール及び前記樹脂材料補充モジュールが連結されている状態において該成形モジュール及び該樹脂材料補充モジュールを貫いて前記一方向に延びる、前記樹脂材料供給手段を搬送する搬送手段と
 を備えるという構成を取ることができる。
 このような構成により、1つの成形モジュールにおいて型締めがなされている間に、他の成形モジュールに樹脂材料供給手段が移動して成形型に樹脂材料を供給する作業を行うことができるため、樹脂成形品の生産効率が高くなる。また、成形モジュールが他の成形モジュールに着脱可能であるため、生産すべき樹脂成形品の個数が少ない場合には成形モジュールを1個のみ又は複数個であっても比較的少数としておき、生産すべき樹脂成形品の個数が増加したときに成形モジュールを増設することが可能になる。
 本発明に係る樹脂成形品製造方法は、前記樹脂成形装置を用いて樹脂成形品を製造する方法であって、
 前記型配置部に配置された成形型に樹脂材料を供給する工程と、
 前記加熱機構により前記成形型内の樹脂材料を加熱する工程と、
 前記力印加部により前記被加圧プラテンに前記負荷点から力を印加することにより前記成形型に圧力を印加する工程と
を有することを特徴とする。
 本発明により、製造される樹脂封止品等の樹脂成形品の厚みにばらつきが生じることを抑えることができる樹脂成形装置及び樹脂成形品製造方法を得ることができる。
本発明に係る樹脂成形装置の第1実施形態を示す側面図((a)の左図)及びその部分拡大図((a)の右図)、並びに柱状部材の配置を示す平面図(b)。 第1実施形態の樹脂成形装置の動作を説明する図。 第1実施形態の樹脂成形装置において型締めを行った状態を示す側面図(左図)及びその部分拡大図(右図)。 第1実施形態の樹脂成形装置(a)と従来技術の樹脂成形装置(b)におけるプラテン、断熱部材等の撓みを模式的に示す図。 第1実施形態の樹脂成形装置を用いて作製した樹脂成形品(実施例)と、従来の樹脂成形装置を用いて作製した樹脂成形品(比較例)につき、成形時に樹脂材料に印加する圧力が異なる3種の場合において、板面方向の中心と端部の厚みの差を求めた結果を示すグラフ。 第1実施形態の樹脂成形装置の変形例における柱状部材を示す斜視図。 本発明に係る樹脂成形装置の第2実施形態を示す側面図(左図)及びその部分拡大図(右図)。 本発明に係る樹脂成形装置であって成形モジュールを複数個接続した例を示す平面図。
 本発明に係る樹脂成形装置及び樹脂成形品製造方法の実施形態を、図1~図8を用いて説明する。
(1) 第1実施形態
(1-1) 第1実施形態の樹脂成形装置10の構成
 本実施形態の樹脂成形装置10は、図1(a)に示すように、床面に載置される基盤131上に2本のタイバー132が立設されている。また、基盤131上にはトグルリンク133が設けられており、トグルリンク133の上には第1プラテン11が設けられている。第1プラテン11の上には、後述の下部断熱部材141や下部ヒータプレート151等を介して、該第1プラテン11の板面の中央部分である型配置部1611に成形型16が配置される。トグルリンク133は2組のトグル機構を有しており、それら2組のトグル機構の作用点が第1プラテン11の下側であって型配置部1611の外側にある2つの負荷点171に取り付けられている。第1プラテン11には2個の孔が型配置部1611を挟むように(すなわち型配置部1611の外側に)設けられており、各孔にはタイバー132が1本ずつ通過している。従って、タイバー132は型配置部1611の外側に配置されていることとなる。
 第1プラテン11の上側には成形型16を挟んで第2プラテン12が設けられている。第2プラテン12の下面には、2本のタイバー132の上端が固定されている。これらタイバー132の上端が固定されている位置が第2プラテン12における負荷点172となる。前述のように第1プラテン11においてタイバー132が型配置部1611の外側に配置されているため、負荷点172も型配置部1611の外側に配置されていることとなる。
 本実施形態の樹脂成形装置10では、第1プラテン11及び第2プラテン12はいずれも前記外周負荷プラテンに該当する。その理由は樹脂成形装置10の動作の説明と共に後述する。また、第1プラテン11はタイバー132に沿って上下に移動可能であるのに対して、第2プラテン12はタイバー132の上端に固定されていることから、第1プラテン11を「可動プラテン」、第2プラテン12を「固定プラテン」と呼ぶことがある。
 第1プラテン11の上側には、スペーサ板111を介して下部断熱部材141が設けられている。下部断熱部材141は、柱状部材14Aが複数個配置されて成る。個々の柱状部材14Aはいずれも同じ材料、形状及び大きさを有し、型配置部1611の中央から負荷点171、172側に向かって数密度(配置密度)が低くなるように配置されている(図1(b)参照)。言い換えると、負荷点171、172側に対して反対側の部分である型配置部1611の中央部において柱状部材14Aの数密度を高くし、負荷点171、172側において柱状部材14Aの数密度を低くする。このように柱状部材14Aの数密度を設定することにより、複数個の柱状部材14A全体では型配置部1611の中央から負荷点171、172側に向かって各柱状部材14Aの変形量が大きくなる。
 柱状部材14Aの材料は、本実施形態ではステンレス鋼(SUS630)を用いたが、弾性、断熱性及び使用時の加熱温度における耐熱性を有する材料であれば使用することができる。例えば、Ti-6Al-4V合金、ジルコニア、アルミナ等を柱状部材14Aの材料として好適に用いることができる。また、柱状部材14Aの形状は円柱状としたが、四角柱状や六角柱状等、円柱状以外の形状のものを用いることもできる。
 下部断熱部材141の上側には下部ヒータプレート151が設けられている。この下部ヒータプレート151と後述の上部ヒータプレート152が、本発明の加熱機構に該当する。下部ヒータプレート151は、ステンレス鋼やTi-6Al-4V合金よりも熱伝導率が高い金属製の板材内にヒータが内蔵されたものである。
 第2プラテン12の下側にはスペーサ板121を介して上部断熱部材142が設けられ、上部断熱部材142の下側には上部ヒータプレート152が設けられている。上部断熱部材142は、下部断熱部材141と同様の柱状部材14Aが複数個、下部断熱部材141と同様に、上プラテン12の板面方向における中央付近の方が周囲よりも数密度が高くなるように配置されている。上部ヒータプレート152は下部ヒータプレート151と同様の構成を有する。
 成形型16は下型161と上型162から成る。下型161の中央には、樹脂材料が投入される空間である、矩形状又は円形状の平面形状を有するキャビティ1612が設けられている。キャビティ1612の内面には、後述のように離型フィルムFが被覆可能となっている(図2参照)。上型162は、下面に基板Sを取り付けることができる(図2参照)。基板Sは、作製される樹脂成形品を保持すると共に、電子部品を樹脂に封止する場合には樹脂成形品を作製する前に該電子部品が装着される。
(1-2) 第1実施形態の樹脂成形装置10の動作
 第1実施形態の樹脂成形装置10の動作を、図2~図4を用いて説明する。ここでは電子部品が封止された樹脂封止品を作製する場合を例として説明するが、樹脂封止品以外の樹脂成形品も同様の動作により作製することができる。
 下型161は下部ヒータプレート151によって、上型162は部ヒータプレート152によって、いずれも予め170~180℃程度の温度に加熱された状態にし、この状態が以下の各工程において維持される。このような状態において、まず、電子部品が装着された基板Sを、その装着面を下に向けた状態で上型162の下面に取り付ける(図2(a))。その前又は後のタイミングで、キャビティ1612の上方に離型フィルムFを張設する(図2(a))。キャビティ1612の内面には、キャビティ1612内の空気を吸引する吸引手段(図示せず)が設けられており、この空気の吸引によって離型フィルムFがキャビティ1612内に吸引され、且つ下型161から熱が伝わることで離型フィルムFが軟化して伸張し易い状態で、キャビティ1612の内面が離型フィルムFにより被覆される(図2(b))。
 次に、キャビティ1612内に顆粒状の樹脂材料Rを供給する(図2(c))。樹脂材料Rの供給には、例えば特許文献4に記載の樹脂材料供給装置及び方法を用いることができるが、それには限定されない。
 続いて、下部ヒータプレート151によって予め加熱された下型161により、樹脂材料Rを溶融させる(図2(d))。それと共に、上部ヒータプレート152によって予め加熱された上型162により、基板Sを加熱する。これらの加熱の際、下部ヒータプレート151と第1プラテン11の間に下部断熱部材141が、上部ヒータプレート152と第2プラテン12の間に上部断熱部材142が、それぞれ設けられているため、下部ヒータプレート151や上部ヒータプレート152から第1プラテン11や第2プラテン12に熱が逃げることが抑えられる。
 このように樹脂材料R及び基板Sを加熱した状態で、トグルリンク133(図1参照)により第1プラテン11を上昇させ、上型162に固定された基板Sの下面及び電子部品を、キャビティ1612内で溶融した樹脂材料Rに浸漬し、下型161と上型162を型締めすることにより、第1プラテン11及び第2プラテン12から成形型16に圧力が印加され、キャビティ1612内の樹脂材料Rが圧縮される(図2(e)、図3)。
 この圧縮の際に、第1プラテン11には、トグルリンク133の作用点から、型配置部1611の外側にある負荷点171に上向きの力が印加される。第2プラテン12には、型配置部1611の外側においてタイバー13が固定された負荷点172に下向きの引張力が印加される。これら第1プラテン11及び第2プラテン12はいずれも、型配置部1611の外側にある負荷点171、172から力が印加されるため、前記外周負荷プラテンに該当する。また、第1プラテン11及び第2プラテン12には、型配置部1611にある成形型16より、それらプラテンを押圧するように、負荷点171及び172に印加される力とは逆方向の力が印加される。これらの力により、第1プラテン11及び第2プラテン12は、図4(a)に示すように中央部よりも負荷点側の方が互いに近づくように撓む(なお、図4では、第1プラテン11及び第2プラテン12や柱状部材14Aの撓みを実際よりも強調して示した。また、柱状部材14Aの配置及び成形型16の形状を簡略化すると共に、スペーサ板等を省略して示した。)。このようにプラテンが撓むと、従来の板状断熱材941、942(図4(b))を用いた樹脂成形装置では、該板状断熱材941、942も撓んでしまい、それにより、溶融した樹脂材料Rに成形型16のキャビティ1612の型面が押されて、キャビティ1612の中央が凸に(キャビティ1612の中央部における高さ寸法が周辺部における高さ寸法よりも大きく)なるように変形するため、得られる樹脂成形品は負荷点側よりも中央の方が厚いという、厚みのバラツキが生じてしまう。それに対して本実施形態の樹脂成形装置10では、中央から前記負荷点側に向かって柱状部材14Aの変形量が大きくなるように柱状部材14Aが配置されていることから、柱状部材14Aの変形量が大きい負荷点側の方が、柱状部材14Aがより撓み、成形型16においてはプラテンの撓みと柱状部材の撓みが打ち消されるため、成形型16の厚み方向の変形を抑えることができる(図4(a))。これにより、上型152の型面(図では下面)と下型161の型面(図ではキャビティ1612の外周を構成する部材の上面)との間の平行度が向上する。そのため、本実施形態の樹脂成形装置10により得られる樹脂成形品に厚みのバラツキが生じることが抑えられる。
 以上のように圧縮成形が行われて樹脂が硬化した後、トグルリンク133(図1参照)によって第1プラテン11を下降させることにより、下型161と上型162を開き、キャビティ1612から封止樹脂Pを有する樹脂成形品を離型する(図2(f))。
(1-3) 第1実施形態の樹脂成形装置10を用いた実験の結果
 第1実施形態の樹脂成形装置10を用いて樹脂成形品を作製する実験(実施例)を行った。比較例として、本実施例における下部断熱部材141及び上部断熱部材142の代わりに、下部ヒータプレート151の下面及び上部ヒータプレート152の上面の全面にそれぞれ、板状断熱材であるガラスエポキシ積層体を設置した場合について、同様の実験を行った。実施例、比較例共に、圧縮成形時に樹脂材料に印加する圧力(以下、「成形時の樹脂圧」という)が異なる3種(4MPa、8MPa、12MPa)の実験を行った。その結果、図5に示すように、比較例では樹脂成形品の板面方向の中心と端部の厚みの差を示す中央凸量が+8~+20μmの大きさを有し、その大きさは成形時の樹脂圧に依存して異なっている。それに対して実施例では、中央凸量が-1.5~+1.0μmの範囲内に収まっており、その絶対値は比較例よりも小さく、且つ成形時の樹脂圧による差異も比較例よりも小さくなっている。このように、本実施形態の樹脂成形装置10を用いることにより、従来の板状の断熱材を用いた樹脂成形装置の場合よりも、厚みの均一性が高い樹脂成形品が得られることが実験により確認された。
(1-4) 第1実施形態の樹脂成形装置10の変形例
 第1実施形態の樹脂成形装置10において下部断熱部材141及び上部断熱部材142に用いた柱状部材14Aはステンレス鋼等の1種類の材料のみから成るものであるが、その代わりに、図6に示すように、柱状の母材14B1と該母材14B1の上下に設けられた断熱膜14B2から成る柱状部材14Bを用いることもできる。断熱膜14B2の材料には、母材14B1よりも熱伝導率が低い材料を用いる。例えば、母材14B1の材料にはステンレス鋼を用い、断熱膜14B2の材料にはシリコーン樹脂製の断熱材料を用いることができる。シリコーン樹脂製の断熱材料から成る柱状材だけでは型締めの圧力に対する強度が不足するのに対して、本変形例の柱状部材14Bの構成を取ることにより、母材14B1で強度を確保しつつ、断熱膜14B2により断熱性能を向上させることができる。なお、図6には母材14B1の上下両方に断熱膜14B2を設けた例を示したが、母材14B1の上下いずれか一方の面にのみ断熱膜14B2を設けてもよい。
 また、第1実施形態の樹脂成形装置10では、同じ材料、形状及び大きさを有する柱状部材14Aの数密度を板面方向の中央付近の方が周囲よりも数密度が高くなるように配置することにより、下部断熱部材141及び上部断熱部材142の各柱状部材14Aの変形量を中央付近よりも周囲の方が大きくなるように調整した。その代わりに、板面に平行な断面積の異なる柱状部材14Aを用い、板面方向の中央付近に周囲よりも該断面積が大きい柱状部材14Aを配置することによっても、下部断熱部材141及び上部断熱部材142の各柱状部材14Aの変形量を上記同様に調整することができる。言い換えると、負荷点171、172側に対して反対側の部分である型配置部1611の中央部において、大きい断面積を有する柱状部材14Aを配置し、負荷点171、172側において、小さい断面積を有する柱状部材14Aを配置する。この場合には、同じ材料の各柱状部材14Aを等間隔に配置してもよい。
 さらには、材料の異なる柱状部材14Aを用い、板面方向の中央付近よりも周囲の方に小さい剛性を有する柱状部材14Aを配置することによっても、下部断熱部材141及び上部断熱部材142の各柱状部材14Aの変形量を上記同様に調整することができる。言い換えると、負荷点171、172側に対して反対側の部分である型配置部1611の中央部において、大きい剛性を有する柱状部材14Aを配置し、負荷点171、172側において、小さい剛性を有する柱状部材14Aを配置する。この場合には、同じ形状及び大きさ(断面積)の各柱状部材14Aを等間隔に配置してもよい。
 外周負荷プラテンの場合において各柱状部材14Aの変形量を変えるためには、各柱状部材14Aの数密度、断面積及び剛性のうちの1つを変えればよい。あるいは、これら3つの態様のうちの2つ又は全てを組み合わせて用いてもよい。
 第1実施形態の樹脂成形装置10では力印加部として、2個の負荷点171により第1プラテン11を上下させるトグルリンク133を用いたが、長方形の第1プラテン11の四隅付近に作用する4個の負荷点171を設けて第1プラテン11を上下させるようにしてもよい。また、第1実施形態の樹脂成形装置10ではタイバー132の本数を2本としたが、4本(すなわち、第2プラテン12における負荷点172を4個)としてもよい。
 さらには、2本又は4本のタイバー132を用いつつ、第1プラテン11の負荷点を1個のみ、中央に設けるという構成を取ることもできる。この場合、第1プラテン11は外周負荷プラテンではないため、第1プラテン11側に設ける断熱部材は、型配置部1611の中央から負荷点側に向かって各柱状部材14Aの変形量が大きくなるように配置する必要はない。従って、第1プラテン11側に設ける断熱部材は、従来の板状断熱材であってもよいし、各柱状部材14Aの変形量が位置に依らずに同じ値になるように柱状部材14Aを配置したものであってもよい。一方、第2プラテン12は上記樹脂成形装置10のものと同様に外周負荷プラテンであるため、第2プラテン12側には樹脂成形装置10と同様の上部断熱部材142を用いる。
 一方、第1プラテン11の負荷点を、例えば中央に1個のみ設けるなど、型配置部1611内に設けるという構成を取ることによって、第1プラテン11の中央部が第2プラテン12に向かって近づくように撓む場合がある。言い換えれば、第1プラテン11が昇降できるように第1プラテン11を支持する方式によっては、第1プラテン11が中央負荷プラテンに該当する場合がある。この場合には、第1プラテン11側に設ける断熱部材を、型配置部1611の外側(外周側)から負荷点側(中央側)に向かって各柱状部材14Aの変形量が大きくなるように配置すればよい。各柱状部材14Aの変形量を変えるためには、上述した外周負荷プラテンの場合と同様に、各柱状部材14Aの数密度、断面積及び剛性のうちの1つを変えればよい。あるいは、これら3つの態様のうちの2つ又は全てを組み合わせて用いてもよい。
 ここまで、第1実施形態の樹脂成形装置10では圧縮成形を行うための構成として説明したが、成形型16の代わりに移送成形用の金型を設置することにより、移送成形を行うこともできる。
(2) 第2実施形態の樹脂成形装置20
 第2実施形態の樹脂成形装置20は、図7に示すように、基盤231上に2本のタイバー232が立設されると共にトグルリンク233が設けられているという点においては第1実施形態の樹脂成形装置10と同様である。タイバー232には下可動プラテン211と上可動プラテン212が上下に移動可能に保持されており、タイバー232の上端には固定プラテン22が固定されている。
 下可動プラテン211と上可動プラテン212の間には、第1下部断熱部材241A及び第1上部断熱部材242A、第1下部ヒータプレート251A及び第1上部ヒータプレート252A、並びに第1成形型26A(第1下型261A及び第1上型262A)が設けられている。また、上可動プラテン212と固定プラテン22の間には、第2下部断熱部材241B及び第2上部断熱部材242B、第2下部ヒータプレート251B及び第2上部ヒータプレート252B、並びに第2成形型26B(第2下型261B及び第2上型262B)が設けられている。第1成形型26Aの型配置部と第2成形型26Bの型配置部は、平面視で同じ位置にある。図7ではこれら2つの型配置部に同じ符号2611を付して示す。トグルリンク233は下可動プラテン211の下面であって型配置部2611の外側にある負荷点271に取り付けられている。また、タイバー232の上端は、固定プラテン22の下面であって型配置部2611の外側にある負荷点272に取り付けられている。
 第1下部断熱部材241A及び第2上部断熱部材242Bは、第1実施例の下部断熱部材141及び上部断熱部材142と同様の構成を有する。一方、第1上部断熱部材242A及び第2下部断熱部材241Bは、柱状部材24Aが等間隔に配置されている。第1下部ヒータプレート251A及び第1上部ヒータプレート252A、並びに第2下部ヒータプレート251B及び第2上部ヒータプレート252Bは、第1実施例における下部ヒータプレート151及び上部ヒータプレート152と同様の構成を有する。また、第1成形型26A及び第2成形型26Bは、第1実施例における成形型16と同様の構成を有する。
 第2実施形態の樹脂成形装置20は、トグルリンク233によって下可動プラテン211が押し上げられることにより、第1下部断熱部材241A、第1下部ヒータプレート251A、第1成形型26A、第1上部ヒータプレート252A及び第1上部断熱部材242Aを介して上可動プラテン212も押し上げられる。これにより、下可動プラテン211と上可動プラテン212の間、及び上可動プラテン212と固定プラテン22の間で、それぞれ型締めがなされる。下可動プラテン211は型配置部2611の外側にある負荷点271にトグルリンク233から力が印加され、固定プラテン22は型配置部2611の外側にある負荷点272にタイバー232から引張力が印加されるため、これら下可動プラテン211及び固定プラテン22は外周負荷プラテンに該当する。そのため、第1実施形態の場合と同様に、これら下可動プラテン211及び固定プラテン22に近接する第1下部断熱部材241A及び第2上部断熱部材242Bは型配置部2611の中央から負荷点271、272に向かって各柱状部材24Aの変形量が大きくなるように柱状部材24Aが配置されており、それによって下可動プラテン211及び固定プラテン22の撓みの影響が第1成形型26A及び第2成形型26Bに及ぶことが防止される。一方、上可動プラテン212には型配置部2611の外側に力が印加されないため、外周負荷プラテンには該当せず、撓みが生じない。そのため、第1上部断熱部材242A及び第2下部断熱部材241Bでは、柱状部材24Aが等間隔に、すなわち各柱状部材24Aの変形量が一定になるように配置されている。
(3) モジュール化された樹脂成形装置の例
 図8に、第1実施例の樹脂成形装置10を備えた成形モジュールを1又は複数組有する装置30を示す。言い換えれば、第1実施例の樹脂成形装置10は成形モジュールに相当する。以下では装置30の全体についても「樹脂成形装置」と呼ぶ。以下、図1(a)及び図8を参照して、樹脂成形装置30について説明する。
 樹脂成形装置30は、複数組の成形モジュール31と、1組の樹脂材料・基板補充モジュール32と、1組の樹脂成形品搬出モジュール33と、それら各モジュールを貫く移動機構34を有する。また、樹脂成形装置30は、移動機構34により樹脂材料・基板補充モジュール32及び複数組の成形モジュール31の間を移動可能な樹脂材料・基板供給装置35と、移動機構34により複数組の成形モジュール31及び樹脂成形品搬出モジュール33の間を移動可能な樹脂成形品搬出装置36を有する。以下、各構成要素について説明する。
 各成形モジュール31は、第1実施例の樹脂成形装置10の1組に相当すると共に、移動機構34と樹脂成形装置10の間で樹脂材料・基板供給装置35及び樹脂成形品搬出装置36を移動させる副移動機構311を有する。
 樹脂材料・基板供給装置35は、上部に基板Sを収容し、下部に樹脂材料Rを収容して、移動機構34及び副移動機構311により樹脂成形装置10の近傍まで移動した後に、樹脂成形装置10のキャビティ1612に樹脂材料Rを供給すると共に、上型162に基板Sを供給する装置である。キャビティ1612に樹脂材料Rを供給する装置の構成には、例えば特許文献4に記載の樹脂供給装置と同様のものを用いることができる。上型162に基板Sを供給する装置には、一般的なマニュピレータを用いることができる。樹脂材料・基板補充モジュール32は、樹脂材料・基板供給装置35に樹脂材料Rを補充するホッパを有する樹脂材料補充装置321と、樹脂材料・基板供給装置35に補充される基板Sを保管する基板保管部(マガジン)322を有する。
 樹脂成形品搬出装置36は、移動機構34及び副移動機構311により樹脂成形装置10の近傍まで移動した後に、樹脂成形装置10の上型162から、基板Sの表面に封止樹脂Pが作製された樹脂封止品(樹脂成形品)をマニュピレータによって取り外して、副移動機構311及び移動機構34により樹脂成形品搬出モジュール33に搬出する装置である。樹脂成形品搬出モジュール33は、搬出された樹脂成形品を保管する樹脂成形品保管部(マガジン)331を有する。
 成形モジュール31は、図8の横方向(床面に平行な方向)に装着及び脱離可能であり、必要に応じて事後的に個数を調整(増減)することができる。なお、ここでは成形モジュール31は複数組としたが、1組のみであってもよい。
 本実施形態の樹脂成形装置30によれば、成形モジュール31のうちの1つにおいてキャビティ1612への樹脂材料Rの供給及び上型162への基板Sの装着を行った後、当該成形モジュール31において型締めを行っている間に、他の成形モジュール31において樹脂材料Rの供給及び基板Sの装着を行うことができる。そのため、複数の成形モジュール31において同時並行で作業を行うことができ、樹脂成形品の生産効率が向上する。また、必要に応じて、樹脂成形装置30の製造工程において、又は、樹脂成形装置30の完成後に事後的に、成形モジュール31を自由に増減することも可能である。
 上記樹脂成形装置30では樹脂材料・基板補充モジュール32と樹脂成形品搬出モジュール33を別々に設けたが、両者を統合した1つのモジュールとしてもよい。すなわち、樹脂材料補充装置321、基板保管部322、及び樹脂成形品保管部331を1つのモジュールに収容してもよい。また、樹脂材料・基板補充モジュール32にも第1実施例の樹脂成形装置10を1組設けてもよい。あるいは、基板の供給に用いるマニュピレータと樹脂成形品の搬出に用いるマニュピレータを兼用することにより、樹脂材料・基板供給装置35と樹脂成形品搬出装置36を統合して1つの装置とすることもできる。
10、20、30…樹脂成形装置
11…第1プラテン(被加圧プラテン、外周負荷プラテン)
111、121…スペーサ板
12…第2プラテン(被加圧プラテン、外周負荷プラテン)
131、231…基盤
132、232…タイバー
133、233…トグルリンク(力印加部)
141…下部断熱部材
142…上部断熱部材
14A、14B、24A…柱状部材
14B1…柱状部材の母材
14B2…柱状部材の断熱膜
151…下部ヒータプレート(加熱機構)
152…上部ヒータプレート(加熱機構)
16…成形型
161…下型
1611、2611…型配置部
1612…キャビティ
162…上型
171、172、271、272…負荷点
211…下可動プラテン(被加圧プラテン、外周負荷プラテン)
212…上可動プラテン
22…固定プラテン(被加圧プラテン、外周負荷プラテン)
241A…第1下部断熱部材
241B…第2下部断熱部材
242A…第1上部断熱部材
242B…第2上部断熱部材
251A…第1下部ヒータプレート(加熱機構)
251B…第2下部ヒータプレート(加熱機構)
252A…第1上部ヒータプレート(加熱機構)
252B…第2上部ヒータプレート(加熱機構)
26A…第1成形型
26B…第2成形型
261A…第1下型
261B…第2下型
262A…第1上型
262B…第2上型
30…樹脂成形装置
31…成形モジュール
311…副移動機構
32…樹脂材料・基板補充モジュール
321…樹脂材料補充装置
322…基板保管部
33…樹脂成形品搬出モジュール
331…樹脂成形品保管部
34…移動機構
35…樹脂材料・基板供給装置
36…樹脂成形品搬出装置
F…離型フィルム
P…封止樹脂
R…樹脂材料
S…基板

Claims (10)

  1.  a) 互いに平行に配置された2枚の板状の部材であって、両者間の中央部分である型配置部に、相対向する成形型が配置される第1プラテン及び第2プラテンと、
     b) 前記第1プラテン及び前記第2プラテンのうちの被加圧プラテンに、所定の負荷点から力を印加する力印加部と、
     c) 前記被加圧プラテンと前記成形型の間に設けられた加熱機構と、
     d) 前記被加圧プラテンと前記加熱機構の間に配置された弾性を有する複数個の柱状部材から成り、該複数個の柱状部材のそれぞれの変形量が、該柱状部材が配置される位置が負荷点側に向かうに従って大きくなるように設定された断熱部材と
    を備えることを特徴とする樹脂成形装置。
  2.  前記複数個の柱状部材の数密度が位置に応じて異なることを特徴とする請求項1に記載の樹脂成形装置。
  3.  前記複数個の柱状部材の断面積が位置に応じて異なることを特徴とする請求項1又は2に記載の樹脂成形装置。
  4.  前記複数個の柱状部材の剛性が位置に応じて異なることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の樹脂成形装置。
  5.  前記断熱部材が、熱伝導率が25W/(m・℃)以下である金属材料から成ることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の樹脂成形装置。
  6.  前記断熱部材がセラミックス材料から成ることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の樹脂成形装置。
  7.  前記断熱部材が、柱状の母材と、該母材の上下いずれか一方又は両方に設けられた、該母材よりも熱伝導率が低い材料から成る断熱膜を備えることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の樹脂成形装置。
  8.  隣接するプラテン間に成形型が配置される3枚以上のプラテンを備え、該3枚以上のプラテンのうちの少なくとも隣接する2枚のプラテンが前記第1プラテン及び前記第2プラテンであることを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載の樹脂成形装置。
  9.  前記第1プラテン及び前記第2プラテン、前記力印加部、前記加熱機構並びに前記断熱部材を備えるモジュールであって、一方向に複数組連結可能な成形モジュールと、
     1組又は複数組の前記成形モジュールの各成形型に樹脂材料を供給する樹脂材料供給手段と、
     前記樹脂材料供給手段に樹脂材料を補充する樹脂材料補充手段を有する樹脂材料補充モジュールと、
     1組又は複数組の前記成形モジュール及び前記樹脂材料補充モジュールが連結されている状態において該成形モジュール及び該樹脂材料補充モジュールを貫いて前記一方向に延びる、前記樹脂材料供給手段を搬送する搬送手段と
     を備えることを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載の樹脂成形装置。
  10.  請求項1~9のいずれかに記載の樹脂成形装置を用いて樹脂成形品を製造する方法であって、
     前記型配置部に配置された成形型に樹脂材料を供給する工程と、
     前記加熱機構により前記成形型内の樹脂材料を加熱する工程と、
     前記力印加部により前記被加圧プラテンに前記負荷点から力を印加することにより前記成形型に圧力を印加する工程と
    を有することを特徴とする樹脂成形品製造方法。
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