JP3007851B2

JP3007851B2 - 樹脂成形方法及び樹脂成形装置

Info

Publication number: JP3007851B2
Application number: JP27263596A
Authority: JP
Inventors: 靖詔棚橋; 康孝西出
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-10-15
Filing date: 1996-10-15
Publication date: 2000-02-07
Anticipated expiration: 2016-10-15
Also published as: JPH10113947A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トランスファー成
形における樹脂成形方法及び樹脂成形装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂を用いて、半導体
素子の封止成形等を行なうにあたって、従来からトラン
スファー成形が一般に行なわれている。トランスファー
成形装置の成形金型は、ポットとキャビティ及びポット
とキャビティとを接続するランナーなど樹脂流路を設け
て形成されるものであり、ポットには注入プランジャー
が進退自在に設けてある。そしてポットに熱硬化性樹脂
等の成形材料を供給し、ポット内で成形材料を加熱しな
がら、注入プランジャーを前進させてポット内の成形材
料を加圧すると、ポット内での加熱とこの加圧で成形材
料が溶融し、樹脂流路からキャビティへと成形材料を注
入して、成形を行なうことができるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、成形材料は一
般にグラニュール状など粉粒状に形成されており、ポッ
ト内にこのような粉粒状の成形材料を供給して成形を行
なうと、成形材料の粒子間の空気が成形材料をキャビテ
ィに注入する際に同時に巻き込まれ、成形した製品にボ
イド不良等が発生するおそれがある。

【０００４】そこで従来から、粉粒状の成形材料を加圧
して圧縮することによって粒子間の空気を追い出すよう
にしたタブレットを用いるようにしている。このように
圧縮して成形したタブレットをポットに供給し、後は上
記と同じようにしてポット内でタブレットを加熱すると
共に注入プランジャーで加圧することによって、成形を
行なうのである。しかしこの方法では、成形材料を製造
する際にタブレット化のための成形の工程が必要にな
り、タブレット径や重量が多種あるタブレットを作製す
るための工数や設備が必要になってコストアップにもつ
ながるものであった。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、タブレットに成形した成形材料を用いる必要な
く、ボイド不良の少ない成形品を得ることができる樹脂
成形方法及び樹脂成形装置を提供することを目的とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る樹脂成形方
法は、ポット１内に供給された粉粒状の成形材料２を注
入プランジャー３によってポット１からキャビティ４に
注入し、この後に成形材料２を硬化させて成形品１６を
得るにあたって、ポット１からキャビティ４への樹脂流
路５を閉塞すると共にポット１内の成形材料２を注入プ
ランジャー３で加圧することによって、成形材料２を圧
縮し、この後、ポット１からキャビティ４への流通を開
くと共にポット１内の成形材料２を注入プランジャー３
で加圧して成形材料２をキャビティ４に注入し、成形材
料２の硬化完了後の型開き時に開閉具６を前進させて成
形品１６を押さえることを特徴とするものである。

【０００７】本発明に係る樹脂成形装置は、粉粒状の成
形材料２が供給されるポット１と、ポット１とキャビテ
ィ４との間に設けられる樹脂流路５と、ポット１に進退
駆動自在に設けられ前進してポット１内の成形材料２を
加圧する注入プランジャー３と、樹脂流路５を開閉する
開閉具６とを具備し、注入プランジャー３と開閉具６
は、樹脂流路５を開閉具６で閉塞しているときにポット
１内の成形材料２を注入プランジャー３で加圧圧縮する
と共に、この後に開閉具６が作動して樹脂流路５を開い
ているときにポット１内の成形材料２を注入プランジャ
ー３で樹脂流路５を通してキャビティ４に加圧注入し、
成形材料２の硬化完了後の型開き時に開閉具６が前進し
て成形品１６を押さえるように、作動が制御されて成る
ことを特徴とするものである。

【０００８】また請求項３の発明は、先端が樹脂流路５
に面するエジェクターピン７で開閉具６を形成し、エジ
ェクターピン７の先端部で樹脂流路５を開閉自在にして
成ることを特徴とするものである。

【０００９】また請求項４の発明は、開閉具６をポット
１に隣接して配設して成ることを特徴とするものであ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１はトランスファー成形用の成形装置の一例を
示すものであり、成形装置の成形金型１０は下型１１と
上型１２とから形成してあって、上下型１１，１２間に
キャビティ４が形成されるようにしてある。下型１１に
は円筒状のスリーブ１１ａが取着してあり、このスリー
ブ１１ａ内に上面が開口するポット１を形成するように
してある。このポット１と対向して上型１２の下面にカ
ル凹部１３が凹設してある。また下型１１の上面にキャ
ビティ４に連通される下ランナー１４が、上型１２の下
面にカル凹部１３の周囲から延長した上ランナー１５が
それぞれ設けてあり、上下型１１，１２を型締めする際
に端部同士が重なって一連に連なるこの下ランナー１４
と上ランナー１５によって樹脂流路５が形成されるよう
にしてある。この樹脂流路５によってポット１とキャビ
ティ４とが連通するようになっている。

【００１１】また、上型１２を挿通してエジェクターピ
ン７が上下駆動自在に取り付けてある。エジェクターピ
ン７はその下端を樹脂流路５の上ランナー１５に面する
ように図２のような位置に配設してあり、エジェクター
ピン７を前進（下動）させることによって上ランナー１
５内にエジェクターピン７の先端部が突入し、上ランナ
ー１５の一部を塞いで樹脂流路５を閉塞するようになっ
ている。またエジェクターピン７を後退（上動）させる
ことによって、上ランナー１５内からエジェクターピン
７の先端部を抜き、樹脂流路５を開くようになってい
る。このように、エジェクターピン７によって樹脂流路
５を開閉する開閉具６が形成されるものである。開閉具
６を形成するこのエジェクターピン７はポット１の近傍
に設けるのが好ましく、従って上ランナー１５の部分に
エジェクターピン７を設けるようにしてある。尚、エジ
ェクターピン７の材質は、ハイス鋼、ダイス鋼、ＳＫＤ
材、ＳＫＨ材などが好ましい。

【００１２】図３は成形装置の全体構成を示すものであ
り、成形金型１０に複数のキャビティ４を設けると共に
各キャビティ４を樹脂流路５を介してポット１に接続さ
せることによって、多数個取りの成形が行なえるように
してある。また成形金型１０にポット１を複数設けて、
マルチポット構造に成形装置を形成するようにしてもよ
い。図３において２１は上型１２を取り付ける上型取付
板、２２は下型１１を取り付ける下型取付板であり、そ
れぞれ加熱手段であるヒータを通す孔２３が設けてあ
る。上型１２を取り付けた上型取付板２１は上基台２４
に、下型１１を取り付けた下型取付板２２は下基台２５
にそれぞれ支持するようにしてあり、上基台２４と下基
台２５の少なくとも一方を油圧機構等によって上下駆動
させるようにしてある。図３において２６は注入プラン
ジャー３を駆動するための駆動シリンダのロッド、２７
は各キャビティ４に設けたキャビティ用エジェクターピ
ン、２８はこのキャビティ用エジェクターピン２７を作
動させるエジェクタープレートである。また樹脂流路５
に設けた上記のエジェクターピン７の後端はエジェクタ
ープレート２９に結合してあり、このエジェクタープレ
ート２９は油圧シリンダーで形成されるエジェクターピ
ン駆動装置３０のロッド３２の先端に取着してある。従
って、エジェクターピン駆動装置３０を作動させること
によって、エジェクターピン７を前進後退駆動させるこ
とができる。このエジェクターピン駆動装置３０として
は、油圧シリンダーの他に、モーター等で形成すること
もできるものである。図３において３１はバネである。

【００１３】上記のような構造に形成される成形装置を
用いて成形を行なうにあたっては、まず上下型１１，１
２を開いた状態でポット１に熱硬化性樹脂などの粉粒状
の成形材料２を供給し、図１（ａ）のように上下型１
１，１２を型締めする。このように型締めしたとき、樹
脂流路５はエジェクターピン７で閉じられている。また
成形金型１０の上下型１１，１２は加熱手段で加熱され
ており、ポット１内に供給された成形材料２を加熱する
ようになっている。

【００１４】このようにポット１内に成形材料２を供給
した後、注入プランジャー３を図１（ｂ）のように前進
させる。このとき、樹脂流路５はエジェクターピン７で
閉じられており、ポット１内の成形材料２は樹脂流路５
へと流れ出すことができないので、ポット１内の成形材
料２は注入プランジャー３の前進に伴って加圧されて圧
縮される。成形材料２をこのように圧縮することによっ
て、粉粒体の成形材料２の粒子間の空気は追い出される
ことになり、またポット１内の空気も追い出すことがで
きる。成形材料２の粒子間やポット１内から追い出され
た空気は、下型１１と上型１２のパーティングラインの
クリアランス、注入プランジャー３とポット１内周の間
のクリアランス、エジェクターピン７と樹脂流路５の間
のクリアランスなどを通して排出される。このとき、真
空装置等を用いて強制排気することによって、空気の排
出の効果を一層高く得ることができる。

【００１５】ポット１内の成形材料２を加圧圧縮する際
の加圧はポット１内圧力が１００ｋｇｆ／ｃｍ²以上に
なるようにするのが好ましい。尚、成形材料２を加圧し
てタブレットを成形する場合は、成形材料２に熱履歴が
加わることを防ぐために高温による加熱をしないで加圧
を行なっており、１５００ｋｇｆ／ｃｍ²以上の高圧で
加圧する必要があるが、本発明のように成形金型１０で
成形材料２を加圧圧縮する場合は、成形材料２は成形金
型１０内で加熱され若干可塑化された状態になっている
ために、上記のような１００ｋｇｆ／ｃｍ²以上程度の
圧力で成形材料２を圧縮することが可能になるものであ
る。このように、従来のような高圧で成形材料２を圧縮
する必要がないため、成形金型１０の寿命が長くなるも
のである。

【００１６】上記のように成形材料２を圧縮した後、図
１（ｃ）のように、エジェクターピン７を後退（上動）
させて樹脂流路５を開き、そして注入プランジャー３を
さらに前進させる。この時点では、ポット１内の成形材
料２は加熱と加圧によって溶融状態になっており、この
ように樹脂流路５が開かれると、注入プランジャー３に
よる加圧でポット１内の成形材料２は樹脂流路５に流入
し、樹脂流路５を通ってキャビティ４に注入される。そ
して注入プランジャー３の先端が上下型１１，１２のパ
ーティングライン面から少し突出するまで注入プランジ
ャー３を前進させることによって、図１（ｄ）のように
キャビティ４への成形材料２の注入が完了するようにし
てある。注入プランジャー３の先端をこのように上下型
１１，１２のパーティングライン面から少し突出させる
ようにすることによって、カル凹部１３内に形成される
カルの材料ロスを低減することができるものである。

【００１７】このように注入プランジャー３とエジェク
ターピン７の作動を制御しつつ、キャビティ４に成形材
料２を注入するにあたって、成形材料２の粒子間の空気
は上記のように圧縮して追い出されているので、この空
気が混入されたままキャビティ４に成形材料２が充填さ
れることはない。また成形材料２は加圧圧縮されながら
溶融するために、成形材料２の溶融を均一化することが
でき、キャビティ４への成形材料２の注入がスムーズに
行なわれるようになるものである。ここで、キャビティ
４に成形材料２を注入する際に、真空装置でキャビティ
４内の空気を抜くようにすれば、空気の混入を防ぐ効果
を一層高く得ることができるものである。

【００１８】上記のようにキャビティ４に注入した後、
キャビティ４内で成形材料２を硬化させる。成形材料２
には上記のように空気が混入されていないので、成形品
にボイド不良等が発生することを未然に防ぐことができ
るものである。そして硬化が完了した後、上下型１１，
１２を型開きし、キャビティ用エジェクターピン２７で
キャビティ４内の成形品を突き出して、成形品を成形金
型１０から取り出すことができる。ここで、上下型１
１，１２の型開きは成形品１６が下型１１に残るように
行なわれるものである。すなわち図４（ａ）のようにキ
ャビティ４内で成形品１６を成形した後、型開きする際
に図４（ｂ）のようにエジェクターピン７を前進させて
上型１２の上ランナー１５内の成形品１６のランナー１
６ａを押さえることによって、成形品１６を上型１２か
ら分離させることができるようにしてある。図４（ｂ）
において１６ｂはカルである。

【００１９】

【００２０】

【００２１】尚、上記の各例ではポット１を下型１１に
設けるようにしたが、上型１２にポット１を設けるよう
にしてもよい。また、上記のトランスファー成形によっ
て半導体の封止成形等を行なうことができるが、インサ
ートするフレームとして長尺のフープ材を連続して送り
ながら行なう連続成形や、短冊フレームを用いて行なう
成形など、任意の方式に対応して成形を行なうことがで
きるものである。また本発明において、粉粒状の成形材
料２には、粉体、粒体、粉体と粒体が混在するものの他
に、小さなタブレット状のものも含むものであり、さら
に従来と同様なタブレットに成形された成形材料に適用
しても同様な効果が得られるものである。

【００２２】

【発明の効果】上記のように本発明に係る樹脂成形方法
は、ポット内に供給された粉粒状の成形材料を注入プラ
ンジャーによってポットからキャビティに注入し、この
後に成形材料を硬化させて成形品を得るにあたって、ポ
ットからキャビティへの樹脂流路を開閉具で閉塞すると
共にポット内の成形材料を注入プランジャーで加圧する
ことによって、成形材料を圧縮し、この後、ポットから
キャビティへの流通を開くと共にポット内の成形材料を
注入プランジャーで加圧して成形材料をキャビティに注
入し、成形材料の硬化完了後の型開き時に開閉具を前進
させて成形品を押さえるようにしたので、ポット内に供
給された成形材料をまず注入プランジャーで圧縮して粉
粒体の成形材料の粒子間の空気を追い出した後に、キャ
ビティに成形材料を注入する成形を行なうことができる
ものであり、ボイド等の不良が発生することなく高品質
な成形を行なうことができると共に、成形の際に粉粒体
の成形材料の粒子間の空気を追い出すことができる結
果、成形材料を予めタブレットに成形して用いる必要が
なくなり、低コスト化が可能になるものである。

【００２３】本発明に係る樹脂成形装置は、粉粒状の成
形材料が供給されるポットと、ポットとキャビティとの
間に設けられる樹脂流路と、ポットに進退駆動自在に設
けられ前進してポット内の成形材料を加圧する注入プラ
ンジャーと、樹脂流路を開閉する開閉具とを具備し、注
入プランジャーと開閉具は、樹脂流路を開閉具で閉塞し
ているときにポット内の成形材料を注入プランジャーで
加圧圧縮すると共に、この後に開閉具が作動して樹脂流
路を開いているときにポット内の成形材料を注入プラン
ジャーで樹脂流路を通してキャビティに加圧注入し、成
形材料の硬化完了後の型開き時に開閉具が前進して成形
品を押さえるように、作動が制御されて成ることを特徴
とするものであり、開閉具によって樹脂流路を開いたり
閉じたりすることによって、成形装置を複雑な構造に形
成する必要なく、ポット内の粉粒状の成形材料を圧縮
し、次いでキャビティに成形材料を注入する成形を行な
うことができるものである。

【００２４】また請求項３の発明は、先端が樹脂流路に
面するエジェクターピンで開閉具を形成し、エジェクタ
ーピンの先端部で樹脂流路を開閉自在にしたので、成形
品のランナーを樹脂流路から突き出すために成形装置に
具備されるエジェクターピンを利用して開閉具を形成す
ることができ、開閉具として特別な構造のものを成形装
置に設ける必要がなくなるものである。

【００２５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はそれぞれ各工程での
成形金型の断面図である。

【図２】同上の一部の平面図である。

【図３】同上の成形装置を示す縮小した断面図である。

【図４】同上の脱型の工程を示すものであり、（ａ），
（ｂ）はそれぞれ断面図である。

【符号の説明】

１ポット２成形材料３注入プランジャー４キャビティ５樹脂流路６開閉具７エジェクターピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−251635（ＪＰ，Ａ) 特開平３−281318（ＪＰ，Ａ) 特開平７−246631（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−120128（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/84 H01L 21/56

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポット内に供給された粉粒状の成形材料
を注入プランジャーによってポットからキャビティに注
入し、この後に成形材料を硬化させて成形品を得るにあ
たって、ポットからキャビティへの樹脂流路を開閉具で
閉塞すると共にポット内の成形材料を注入プランジャー
で加圧することによって、成形材料を圧縮し、この後、
ポットからキャビティへの流通を開くと共にポット内の
成形材料を注入プランジャーで加圧して成形材料をキャ
ビティに注入し、成形材料の硬化完了後の型開き時に開
閉具を前進させて成形品を押さえることを特徴とする樹
脂成形方法。
【請求項２】粉粒状の成形材料が供給されるポット
と、ポットとキャビティとの間に設けられる樹脂流路
と、ポットに進退駆動自在に設けられ前進してポット内
の成形材料を加圧する注入プランジャーと、樹脂流路を
開閉する開閉具とを具備し、注入プランジャーと開閉具
は、樹脂流路を開閉具で閉塞しているときにポット内の
成形材料を注入プランジャーで加圧圧縮すると共に、こ
の後に開閉具が作動して樹脂流路を開いているときにポ
ット内の成形材料を注入プランジャーで樹脂流路を通し
てキャビティに加圧注入し、成形材料の硬化完了後の型
開き時に開閉具が前進して成形品を押さえるように、作
動が制御されて成ることを特徴とする樹脂成形装置。
【請求項３】先端が樹脂流路に面するエジェクターピ
ンで開閉具を形成し、エジェクターピンの先端部で樹脂
流路を開閉自在にして成ることを特徴とする請求項２に
記載の樹脂成形装置。
【請求項４】開閉具をポットに隣接して配設して成る
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の樹脂成形装
置。