JP2694293B2

JP2694293B2 - 高圧縮成形樹脂タブレットの成形方法

Info

Publication number: JP2694293B2
Application number: JP1067375A
Authority: JP
Inventors: 道男長田
Original assignee: トーワ株式会社
Priority date: 1989-03-18
Filing date: 1989-03-18
Publication date: 1997-12-24
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JPH02171217A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、例えば、IC、ダイオード、コンデンサー
等の電子部品を封止成形するために用いられる樹脂タブ
レットの成形方法の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

電子部品を熱可塑性或は熱硬化性樹脂材料にて封止成
形するために、従来より、トランスファー樹脂成形（モ
ールド）方法が採用されている。

この樹脂成形方法を実施するための装置には、例え
ば、第４図に示すように、上型Ａと、該上型Ａに対設し
た下型Ｂと、該下型Ｂ側に配設した樹脂材料供給用のポ
ットＣと、該ポットＣ内に嵌装させる樹脂材料加圧用の
プランジャーＤと、上記両型（Ａ・Ｂ）のP.L（パーテ
ィングライン）面に対設した電子部品の樹脂封止成形用
のキャビティＥと、上記ポットＣと上型キャビティＥと
の間に配設したカル部（F₁）・ランナ部（F₂）・ゲート
部（F₃）から成る溶融樹脂材料の移送用通路Ｆ等が備え
られている。そして、この装置による電子部品の樹脂封
止成形は次のようにして行なわれる。

まず、両型（Ａ・Ｂ）の型開時において、電子部品Ｇ
を装着したリードフレームＨを下型ＢのP.L面に形成し
たセット用溝部Ｉの所定位置に嵌装すると共に、ポット
Ｃ内に樹脂材料Ｒを供給し、この状態で、下型Ｂを上動
させて該両型（Ａ・Ｂ）の型締めを行なう。このとき、
ポットＣ内の樹脂材料Ｒは両型（Ａ・Ｂ）に設けたヒー
タＪによって加熱溶融化されるため、これをプランジャ
ーＤにて加圧すると、該溶融樹脂材料はポットＣから移
送用通路Ｆを通して上記両キャビティＥ内に加圧注入さ
れ且つ充填されることになる。次に、所要のキャアタイ
ム後に下型Ｂを下動させて該両型（Ａ・Ｂ）を再び型開
きすると共に、上記移送用通路Ｆ内及び両キャビティＥ
内の樹脂成形体（R₁・R₂）を上下の両エジェクターピン
Ｋにて離型させる。次に、上記樹脂成形体の不要部分R₁
及びリードフレームＨの不要部分を除去することによっ
て、両キャビティＥの形状に対応する樹脂成形体R₂内に
電子部品Ｇを封止成形した製品を得ることができるもの
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記した樹脂材料Ｒには、従来より樹脂パ
ウダーの一定量を所要長さの軸体形状に圧縮形成したタ
ブレットが用いられている。

従来の樹脂タブレットには、取扱時等において容易に
欠損しない程度の保形性が要求されているが、この保形
性の付与手段としては、例えば、所要の収容孔（シリン
ダー）内に所定量の樹脂パウダーを収容して、その樹脂
パウダーをピストンにより加圧成形することが行なわれ
ている。

この保形性付与手段により加圧成形された従来の樹脂
タブレットにおいては、通常、約77〜80％程度（密度）
で圧縮成形されており、従って、上記した従来の目的を
達成することができる。

しかしながら、上記した樹脂タブレットの内部には微
細な多数の気孔が存在しているため、該樹脂タブレット
には、通常、その体積比で約10〜20％程度のエアを含ん
でいる。また、この種の樹脂タブレットは吸湿し易く、
従って、圧縮成形後においては水分を含んでいる場合が
ある。

以上のことから、従来の樹脂タブレットには、樹脂成
形上、次のような問題がある。

即ち、上記したエアや水分が含まれた状態の樹脂タブ
レットがポットＣ内に供給され且つ加熱溶融化される
と、該溶融樹脂材料中に多量のエアが混入することにな
る。そして、この混入エアは、樹脂封止成形体（R₂）の
表面或は内部にボイドを形成することになるため、製品
の耐湿性や機械的な強度、或は、その外観を損なう等の
弊害を発生する要因とされている。更に、上記した樹脂
封止成形体（R₂）は、その大きさや肉厚がより薄く成形
される傾向にあること、また、該ボイドは上記混入エア
から生じた気泡から成る欠損部であることから、上記し
た耐湿性や機械的強度を損なうことは、この種の製品に
対する品質及び信頼性を著しく低下させると云った重大
な問題がある。

なお、上記した従来の保形性付与手段による樹脂パウ
ダーの圧縮成形実験では、その圧縮密度を約96％程度に
まで高めることが可能であった。

しかしながら、特に、樹脂パウダー中に充填剤として
約70％（重量比）のシリカが配合されている樹脂材料の
場合においては、このシリカによる上記収容孔（シリン
ダー）及びピストンの摩耗度合いが極めて大きく、従っ
て、圧縮密度が常に約94％程度となる高密度の樹脂タブ
レットを成形するには、その品質均等化や生産性及び全
体的な経済性等の点で多くの問題がある。このため、こ
れらの点を考慮すれば、従来の保形性付与手段において
は、約93〜94％、好ましくは、約90％程度に設定するの
が限度であり、従って、該手段による実質的な成形・生
産可能の樹脂パウダーの圧縮密度としては、結局、約77
〜94％程度であった。

また、形状記憶合金製の成形金型内に樹脂を供給し、
該金型を上記樹脂の融点よりも低い温度に設定した形状
記憶温度にて加熱することにより、該金型内の樹脂を圧
縮成形すると共に、その後に、該金型を所定温度にまで
冷却することによって上記金型内の圧縮成形樹脂を取り
出すようにした成形方法が提案されている（実開昭61−
196006号）。従って、この方法によれば、上記金型を所
定の温度に加熱及び冷却することによって、樹脂の圧縮
成形を行うことができるものである。しかしながら、上
記したような金型の加熱及び冷却による金型の形状変化
手段を採用する場合は生産性が低いと云った問題があ
る。

本発明は、内部のエアを除去した高圧縮成形樹脂タブ
レットを効率良く生産することができる成形方法を提供
することにより、上述したような従来の問題点を確実に
解消することを目的とするものである。

なお、この出願の発明は、昭成63年12月24日付の原特
許出願（特願昭63−326559号）において開示した電子部
品の樹脂封止成形方法及び装置の発明の中から、その方
法及び装置に用いられる高圧縮成形樹脂タブレットの成
形方法について分割したものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る高圧縮成形樹脂タブレットの成形方法
は、所定量の樹脂パウダーを、開閉蓋体・成形ゴム型を
備えた高圧縮成形用弾性型内に収容すると共に、上記成
形ゴム型を変形させて上記弾性型内の樹脂パウダーに均
等な高圧縮力を加えることにより、その加圧成形体内部
のエアを除去した樹脂タブレットを成形することを特徴
とするものである。

また、本発明に係る高圧縮成形樹脂タブレットの成形
方法は、上記した成形ゴム型を変形させて弾性型内の樹
脂パウダーに1000kgf/cm²以上の均等な流体圧力による
高圧縮力を加えることを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明によれば、内部のエアを除去した高圧縮成形樹
脂タブレットを効率良く且つ確実に成形することができ
る。

更に、該高圧縮成形樹脂タブレットを用いることによ
り、電子部品の樹脂封止成形時において、多量のエアが
溶融樹脂材料中に混入するのを確実に防止することがで
き、従って、電子部品を樹脂封止する成形体の内部や表
面にボイドが形成されるのを効率良く且つ確実に防止す
ることができるものである。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例図に基づいて説明する。

第１図には電子部品を樹脂封止成形の各工程例が、ま
た、第２図には本発明に用いられる高圧縮成形樹脂タブ
レットの成形装置の構成例が、また、第３図には電子部
品の樹脂封止成形用金型の構成例が夫々示されている。

また、第１図の（１）及び（２）には本発明方法に係
る高圧縮成形樹脂タブレットの成形工程が、また、同図
（３）及び（４）にはその高圧縮成形樹脂タブレットの
移送供給工程が、また、同図（５）には電子部品を金型
P.L面の所定位置に供給セットした後に該金型を型締め
する工程が、また、同図（６）及び（７）には上記高圧
縮成形樹脂タブレットの加熱溶融化とその溶融樹脂材料
による電子部品の樹脂封止成形工程が夫々示されてい
る。

第１図（１）・（２）に示す高圧縮成形樹脂タブレッ
トの成形工程は、例えば、エポキシレジン等の熱硬化性
樹脂パウダーの所定量を高圧縮成形用弾性型内に収容す
ると共に、該弾性型を介して、内部の樹脂パウダーに所
要の高圧縮力を加えることにより、エアが除去された高
密度の、即ち、高圧縮成形樹脂タブレットの成形を行な
うものである。

この工程を実施するために用いられる高圧縮成形樹脂
タブレットの成形装置は、第１図（１）・（２）及び第
２図に示すように、開閉蓋体2₁・成形ゴム型2₂・加圧ゴ
ム型2₃・高圧シリンダー2₄等から成る圧縮成形用の弾性
型２と、この弾性型２を介して、該弾性型の内部に収容
した所定量の樹脂パウダー１に所要の高圧縮力を加える
高圧縮成形手段とから構成されるものである。

該成形装置を用いて高圧縮成形樹脂タブレットを成形
するには、まず、所定量の樹脂パウダー１を、弾性型２
内に適宜供給・収容し、次に、該弾性型２を介して、内
部の樹脂パウダー１に、例えば、1000kgf/cm²以上の均
等な流体圧力３による高圧縮力を加える高圧縮成形手段
（図示なし）にて所要のタブレット形状に圧縮成形すれ
ばよい。このとき、圧縮成形された樹脂タブレット4
₁は、その内部に気孔が形成されていない。即ち、内部
のエアが除去されている極めて高密度な状態にある高圧
縮成形体として形成されている。なお、内部のエアが除
去されている極めて高密度な状態とは、例えば、約95〜
100％の高密度な状態を意味する。即ち、約95〜100％の
範囲であれば、その加圧成形体の内部にエアが含まれて
いても、その量は極めて微量であるため、電子部品の樹
脂封止成形時においてはこれを無視することができるか
らである。

また、同図（３）及び（４）に示す高圧縮成形樹脂タ
ブレットの移送供給工程は、上記高圧縮成形用弾性型内
に収容された高圧縮成形樹脂タブレットを吸引吸着して
取り出すと共に、これを樹脂封止成形装置における金型
ポット側に移送して該ポット内に供給するものである。
即ち、上記した高圧縮成形用弾性型２内で成形され且つ
収容されている高圧縮成形樹脂タブレット4₁を、その移
送供給機構５における吸引吸着手段5₁によって吸引吸着
すると共に、この状態で、該樹脂タブレット4₁を樹脂封
止成形装置の金型ポット側に移送して該ポット内に投入
するものである。

また、同図（５）に示す金型型締工程は、樹脂封止成
形装置の金型における下型P.L面の所定位置に電子部品
を装着したリードフレームを嵌合セットすると共に、該
下型を上動させて上下両型を型締めするものである。

また、同図（６）及び（７）に示す電子部品の樹脂封
止成形工程は、上記金型ポット内に供給した樹脂材料を
加熱溶融化すると共に、その溶融樹脂材料を移送用通路
を通して両キャビティ内に加圧注入するものである。

また、上記した金型は、樹脂封止成形装置、例えば、
所要複数個のポット及びプランジャーを備えた、所謂、
マルチプランジャーモールド装置７等に装設して用いら
れる。

このマルチプランジャーモールド装置には、第３図に
示すように、固定側の上型８と、該上型８に対設した可
動側の下型９と、該下型９側に配設した所要複数個のポ
ット10（同図において、前後方向へ所要の間隔を保って
配設されている）と、該各ポット10内に常時嵌装させた
プランジャー11と、上下両型（８・９）のP.L面に対設
した樹脂成形用キャビティ12と、該各ポット10とその周
辺所定位置に配置した所要数のキャビティ12との間に配
設したカル部13₁・ランナ部13₂・ゲート13₃から成る溶
融樹脂材料の移送用通路13等が備えられている。また、
上記した移送用通路13部分と両キャビティ12部分には、
該移送用通路13内及び両キャビティ12内にて固化成形さ
れた樹脂成形体14・15を離型させるためのエジェクター
ピン16が嵌装されており、更に、下型９のP.L面には、
電子部品17を装着したリードフレーム18を嵌合セットす
るための溝部19が形成されている。

また、上下両型（８・９）の型締時に構成される樹脂
材料の供給部、若しくは、溶融樹脂材料の充填部となる
空間部分、即ち、上記したポット10部、移送用通路13部
及び両キャビティ12部と、所要の真空源20側との間に
は、吸気孔21₁や吸気ホース21₂等から成る吸気通路21が
連通して配設されている。従って、上下両型（８・９）
の型締時に、上記真空源20を作動させることにより、こ
れらの空間部分（10・13・12）内の残溜エアを外部へ強
制的に吸引除去するバキューム工程を行なうことができ
るように構成されている。即ち、上記した金型ポット内
への高圧縮成形樹脂タブレット4₁の供給工程、及び、金
型P.L面への電子部品17のセット工程が行なわれた後
に、該両型（８・９）の型締工程とバキューム工程を行
なうことができる。

なお、本発明に用いられる高圧縮成形樹脂タブレット
の成形装置や、第１図に示すその他の工程を行なうため
の各装置類は、上記した樹脂封止成形装置の近傍位置に
夫々一体的に、若しくは、着脱自在に配設して構成する
ことができるものである。

該樹脂封止成形装置を用いた電子部品の樹脂封止成形
は、前述した従来のものと同様にして行なわれる。即
ち、金型ポット10内の樹脂タブレット4₁は上下両型（８
・９）のヒータ22によって加熱溶融化されるため、該溶
融樹脂材料4₂をプランジャー11にて加圧すると、その溶
融樹脂材料は移送用通路13を通して各キャビティ12内に
加圧注入されて該各キャビティ内にセットしたリードフ
レーム18上の電子部品17を夫々樹脂封止成形することが
できるものである。

しかしながら、上記した樹脂タブレット4₁は、上述し
たように、高圧縮成形されて内部のエアが除去されてい
るため、該樹脂タブレットの加熱溶融化と、該溶融樹脂
材料4₂の加圧移送、及び、その各キャビティ12内への加
圧注入と云う樹脂封止成形作用時において、該溶融樹脂
材料4₂中にエアが混入するのを確実に防止することがで
きる。従って、溶融樹脂材料中に混入した多量のエアに
起因して、電子部品を樹脂封止する樹脂成形体の内部や
表面にボイドが形成されると云う従来の弊害を未然に防
止することができるものである。

また、前述したバキューム工程を併用するときは、上
下両型の型締時に構成される樹脂材料の供給部、若しく
は、溶融樹脂材料の充填部となる空間部分内を真空状態
に保ち得て、該空間部分内のエア、或は、エア及び水分
を除去することができるので、これらが溶融樹脂材料中
に混入するのをより確実に防止することができるもので
ある。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるもので
はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応
じて、任意に且つ適宜に変更・選択して採用できるもの
である。

例えば、実施例は、主に、樹脂パウダー中に約10％程
度の硬化剤を含んでいるエポキシレジン等の熱硬化性樹
脂材料について説明したが、この硬化剤を含んでいない
樹脂パウダー、即ち、熱可塑性樹脂材料を用いた高圧縮
成形樹脂タブレットの成形方法についても全く同様に適
用することができることは明らかである。

また、上記した高圧縮成形樹脂タブレットの成形方法
・装置の構成態様としては、単数の高圧縮成形樹脂タブ
レットを成形する単数成形用の型、或は、同時に所要複
数個の高圧縮成形樹脂タブレットを成形する複数成形用
の型を用いる方法・構成のいずれを採用してもよい。例
えば、シングルポット・プランジャーモールド装置を用
いる場合に対応して、単数の高圧縮成形樹脂タブレット
を成形する単数成形用の型を用いる方法・構成を採用し
てもよく、または、マルチポット・プランジャーモール
ド装置に設けられる所要複数個のポットの配置位置及び
配設数と対応させて構成した複数成形用の型を用いる方
法・構成を採用してもよい。更に、このようなモールド
装置側の構成とは無関係に、単数成形用型或は複数成形
用型を任意に採用することができるものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、内部のエアが除去されている極めて
高密度な状態の高圧縮成形樹脂タブレットを高能率生産
することができると云った優れた実用的な効果を奏する
ものである。

更に、本発明によって成形された高圧縮成形樹脂タブ
レットを使用すれば、電子部品の樹脂封止成形時におい
て、溶融樹脂材料中にエアが混入するのを効率良く且つ
確実に防止することができるから、溶融樹脂材料中に混
入した多量のエアに起因して電子部品の樹脂封止樹脂成
形体の内部や表面にボイドが形成されると云う従来の弊
害を未然に且つ確実に防止することができる。また、こ
の種製品の耐湿性や機械的強度或はその外観を損なう等
の従来の問題点を確実に解消し得て、高信頼性・高品質
性を備えたこの種製品の生産に大きく貢献することがで
きると云った優れた実用的な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図の（１）乃至（７）は、電子部品の樹脂封止成形
の各工程例を示す概略説明図である。第２図は、本発明に用いられる高圧縮成形樹脂タブレッ
トの成形装置の要部を概略的に示す一部切欠縦断面図で
ある。第３図は、電子部品の樹脂封止成形用金型の要部を概略
的に示す一部切欠縦断正面図である。第４図は、トランスファー樹脂成形装置における金型構
成例を示す一部切欠縦断正面図である。〔符号の説明〕１……樹脂パウダー２……高圧縮成形用弾性型 2₁……開閉蓋体 2₂……成形ゴム型 2₃……加圧ゴム型 2₄……高圧シリンダー３……流体圧力４……樹脂タブレット 4₁……樹脂タブレット 4₂……溶融樹脂材料５……移送供給機構７……マルチプランジャーモールド装置８……上型９……下型 10……ポット 13……プランジャー 12……キャビティ 13……移送用通路 15……樹脂成形体 17……電子部品 18……リードフレーム 19……溝部 20……真空源 21……吸気通路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定量の樹脂パウダーを、開閉蓋体・成形
ゴム型を備えた高圧縮成形用弾性型内に収容すると共
に、上記成形ゴム型を変形させて上記弾性型内の樹脂パ
ウダーに均等な高圧縮力を加えることにより、その加圧
成形体内部のエアを除去した樹脂タブレットを成形する
ことを特徴とする高圧縮成形樹脂タブレットの成形方
法。
【請求項２】成形ゴム型を変形させて弾性型内の樹脂パ
ウダーに1000kgf/cm²以上の均等な流体圧力による高圧
縮力を加えることを特徴とする請求項１に記載の高圧縮
成形樹脂タブレットの成形方法。