JPH05212747A - トランスファモールド方法及びこれに用いる樹脂タブレット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異種の樹脂材を用いて樹脂モールドする際
に、それぞれの樹脂材の性質を有効に利用して品質のよ
い製品を製造し、かつ製造コストを下げることを目的と
する。 【構成】 モールド金型のポット１０に円板状にプリフ
ォームした異種の樹脂タブレットを複数個重ねるように
して供給し、プランジャー１６によって溶融樹脂を押圧
することによって、異種樹脂を順に圧送して樹脂成形す
るトランスファモールド方法において、前記ポットに供
給する樹脂材でポットからはじめに押し出される樹脂材
として、カル１６あるいはランナー２０等のゲートへ達
する前段階部分で離型性の良い材料１２を用い、後から
押し出される樹脂材として電気的特性等の封止材料に好
適な材料１４を用いることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトランスファモールド方
法及びこれに用いる樹脂タブレットに関する。

【０００２】

【従来の技術】リードフレームを樹脂モールドする際に
用いられるトランスファモールド装置では樹脂材として
円板あるいは円柱状にプリフォームした樹脂タブレット
を用いている。このようなトランスファモールド装置で
は一つのポット内に異種の樹脂材からなる樹脂タブレッ
トを供給して樹脂モールドする方法が公知である（特開
昭55-13932号公報、特開昭53-143656 号公報、特開昭50
-137473 号公報) 。ポット内に異種の樹脂材を供給する
方法としては、たとえば樹脂材を円板状にプリフォーム
した２種の樹脂タブレットを用意し、ポット内にそれぞ
れ異種の樹脂タブレットを一つずつ重ねるようにして入
れる方法、あるいは２種の円板状にプリフォームした樹
脂タブレットを接合した複合形の樹脂タブレットを形成
しておき、この複合型の樹脂タブレットをポットに供給
する方法がある。

【０００３】上記のようにして異種の樹脂材をポットに
供給してプランジャーで押し出すと、はじめにポットの
上側にある樹脂が圧送され、続いてポットの下側にある
樹脂が圧送される。このように、異種の樹脂材を用いる
のは、たとえば、半導体素子を封止する部分には品質の
よい樹脂材を用い、ランナーあるいはカル部分のように
製品の品質に影響を与えない部分には廉価な樹脂材を用
いることで、良品を製造することと製造コストを低減さ
せるという目的を満足させようとするためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような異種の樹
脂材を用いるトランスファモールド方法は、従来はプロ
ダクションモールドのような大型の樹脂タブレットを用
いるものに多く利用されている。プロダクションモール
ドはサイクル時間が長く手動でポットに樹脂タブレット
を投入するから、異種の樹脂材を区別することも容易に
でき、またポットと各キャビティとを連絡する樹脂路が
長くなりカルも大型になることから不要樹脂が多く出て
廉価な樹脂材を用いることが有効になるからである。と
ころが、マルチポットタイプのトランスファモールド装
置などでは小型の樹脂タブレットをいくつも使用するか
ら、自動で樹脂タブレットを供給するよう構成されてお
り、このような場合に上記のような異種の樹脂材からな
る樹脂タブレットを向きを揃えて自動供給することは容
易ではない。

【０００５】また、上記のように異種の樹脂材を用いて
樹脂モールドする場合には、樹脂がトランスファされる
状態を的確にとらえてそれに合わせて樹脂材を用いなけ
ればならない。そうでなければ、異種の樹脂材を使用す
る意味がなくなり、それぞれの性質が十分に利用されな
くなる。そこで、本発明はこれら問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、異種の樹脂材
を用いて樹脂モールドする際に、それぞれの樹脂材の性
質を的確に利用して樹脂モールドするトランスファモー
ルド方法およびこのトランスファモールドに用いる樹脂
タブレットを提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、モールド金型の
ポットに円板状にプリフォームした異種の樹脂タブレッ
トを複数個重ねるようにして供給し、プランジャーによ
って溶融樹脂を押圧することによって、異種樹脂を順に
圧送して樹脂成形するトランスファモールド方法におい
て、前記ポットに供給する樹脂材でポットからはじめに
押し出される樹脂材として、カルあるいはランナー等の
ゲートへ達する前段階部分で離型性の良い材料を用い、
後から押し出される樹脂材として電気的特性等の封止材
料に好適な材料を用いることを特徴とする。また、トラ
ンスファモールド装置のポットに供給する樹脂材とし
て、異種の樹脂材をそれぞれ円板状にプリフォームして
重ね合わせた樹脂タブレットであって、前記異種の樹脂
材のうち、ポットに投入されてポットからはじめに押し
出される樹脂材として、カルあるいはランナー等のゲー
トへ達する前段階部分で離型性のよい材料を用い、後か
ら押し出される樹脂材として、電気的特性等の封止材料
に好適な材料を用いたことを特徴とする。また、前記樹
脂タブレットの一方の樹脂の外面をテーパ面に形成した
ことを特徴とする。

【０００７】

【作用】異種樹脂材を重ねるようにしてポット内に供給
して溶融樹脂を圧送すると、まず、はじめにポットから
押し出される樹脂はそれ自体の粘性および樹脂路の壁面
との摩擦抵抗によって流動性が低く、カル、ランナー等
の壁面に付着する。これに対して、後から押し出される
樹脂は流動性が高く、キャビティ内まで達する。このこ
とから、ポットからはじめに押し出される樹脂材につい
てはカル、ランナー等からの離型性が良い材料を、後か
ら押し出される樹脂材については製品となる部分で好適
な性質を有する樹脂材を用いることによって良品製造が
でき、かつ製造コストを低減させることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。まず、図１〜図３によって、異
種の樹脂材をリードフレームのトランスファモールド装
置に用いた場合の成形の様子を説明する。図１はポット
１０内に異種の樹脂材１２、１４を投入した状態であ
る。１６はプランジャー、１８はカル、２０はランナ
ー、２２はキャビティ、２４はリードフレームである。
樹脂材１２および１４は短円柱状に形成され、ポット１
０の下側に樹脂材１４があり、樹脂材１４の上側に樹脂
材１２がのっている。

【０００９】樹脂材１２、１４は金型の熱によって溶融
され、プランジャー１６によって押し出される。図２は
プランジャー１６が上昇し始めて溶融した樹脂材１２、
１４を半分程度押し出した状態である。溶融樹脂はカル
１８、ランナー２０を通ってキャビティ２２へ向けて圧
送される。ここで、溶融樹脂は順番としてまず、上側に
位置した樹脂材１２が先に押し出され、樹脂材１２が図
のようにカル１８内に入り込み、ランナー２０側へ押し
出される。さらに溶融樹脂を押し出すと、樹脂はキャビ
ティ２２内に一部入り込んでいく。樹脂材１４は大部分
ポット１０内にある。

【００１０】図３は図２の状態からさらに溶融樹脂を押
し出した状態で、樹脂材１２の押し出しが終わり、下側
にあった樹脂材１４をポット１０から押し出している状
態である。ここで注目されるのは、後から押し出される
樹脂材１４は先に押し出された樹脂材１２に続いてキャ
ビティ２２内に入り込むことではないことである。すな
わち、先に押し出された樹脂材１２は図３に示すように
カル１８およびランナー２０の壁面にはりついて、キャ
ビティ２２内まではそれほど押し出されないのに対し、
後から押し出される樹脂材１４のほうはさらに先のキャ
ビティ２２内まで入り込んでいくのである。

【００１１】プランジャーによって押し出される溶融樹
脂が上記のような動きをする理由は次のように考えられ
る。プランジャーからはじめに押し出される溶融樹脂は
溶融初期段階で粘性が高いため、カル１８およびランナ
ー２０内に押し出されてもランナー壁面との摩擦抵抗に
よって容易に移動しない。これに対し、後から押し出さ
れる樹脂材のほうは溶融が進んで粘性が低くなり、移動
性がよくなって遠距離を容易に移動でき、ランナー２０
からキャビティ２２内に容易に入り込むことができる。
こうして、カル１８およびランナー２０部分には先に押
し出された樹脂材１２がより多くなり、キャビティ２２
内では後から押し出された樹脂材１４がより多くなる。

【００１２】上記のトランスファモールドの際の樹脂流
れについては、着色樹脂を用いた実験によって確かめ
た。実験では緑、青、白に着色した３種の樹脂をポット
１０内で上から緑、青、白の順に重ねてトランスファさ
せ、成形品を観察して樹脂流れの様子を調べた。その結
果、キャビティ内でもっともゲート２６に近い側には緑
の樹脂が、次に青色の樹脂が、キャビティの端縁側には
白色の樹脂が多く存在した。また、成形品の断面を観察
すると、緑色および青色の樹脂はキャビティの壁面に存
在し、最後に樹脂充填される白色の樹脂はキャビティの
ほぼ中央部を横切るようにして端縁まで圧送されること
がわかった。このことから、はじめに樹脂トランスファ
される樹脂は、カル１８およびランナー２０の壁面に付
着すると同じように、キャビティ２２内においてもまず
壁面に付着し、後からトランスファされる樹脂はこれら
樹脂の間をぬって移動することがわかる。

【００１３】このように、トランスファモールド装置で
ポットから先に押し出される樹脂はむしろポットに近い
側にあって、後から押し出される樹脂が遠くのキャビテ
ィに充填されること、キャビティ内ではまず壁面に樹脂
が付着し、半導体素子がある中央部はあとから樹脂充填
されることは、従来の異種樹脂材を用いたトランスファ
モールド方法で示されている樹脂流れとは内容を異にす
るものとなっている。前述した従来の異種樹脂材を用い
たトランスファモールドではポットから先に押し出され
る樹脂がはじめに半導体素子を被覆し、後から押し出さ
れる樹脂がこれを外から包むようにして樹脂成形すると
されている。このような相違はモールド金型に設けるカ
ル、ランナー等の樹脂路の形状やキャビティ形状が異な
ること、樹脂材が異なること、上記実験がマルチポット
のトランスファモールド装置によるものであること等の
種々の要因によるものと思われる。上記の実験結果は、
異種樹脂材を用いてトランスファモールドする場合は、
モールド金型内の樹脂流れを的確に知ることによって樹
脂材の性質を生かした利用が可能となることを示してい
る。

【００１４】ところで、上記のようなトランスファモー
ルドによる樹脂成形では樹脂充填の際にゲート２６を通
過する樹脂と、ゲート２６を通過しない樹脂とで樹脂の
硬化過程が大きく異なり、これによって樹脂の離型性等
の性質が大きく異なるものとなる。すなわち、ゲート２
６を通過した樹脂はゲート位置で流路が絞り込まれ、金
型から熱を吸収しやすくなるとともに混練されて重合反
応がより強くあらわれる。これによって、ゲート２６を
通過した樹脂は流動性がよくなるとともに樹脂に含ませ
た離型剤が浸み出しやすくなって離型性が向上し、また
樹脂のショア硬度も高くなる。これにくらべ、カル１８
およびランナー２０に止まっている樹脂は重合反応が十
分でなく、離型剤の浸み出しが少なく離型性が悪いとと
もに、樹脂ショア硬度も低くなる。

【００１５】従来、トランスファモールド装置で単一の
樹脂材を用いた樹脂成形にあっては樹脂タブレットの上
部と下部で明らかに硬化反応が異なることがみられてお
り、キャビティ部の離型性が問題ない場合であってもカ
ル、ランナー部分の離型性が全般的に悪くなっている。
これは上記のように樹脂の硬化過程の相違に起因するも
のである。以上の結果から、異種の樹脂材からなる樹脂
タブレットをポットに供給してトランスファモールドす
る場合には、樹脂材を次のような観点から選択するのが
好適である。 ポット内で上側に配置する樹脂材 離型性のよい材料。たとえば離型剤を多く含ませた材
料。これによって、カル１８、ランナー２０等の樹脂路
からの離型性を改善し、ゲートブレイクの際にリードフ
レームから硬化樹脂を剥離しやすくする。廉価で廃棄処
分に適する材料、再利用可能な材料。これによって製造
コストを下げることができる。 ポット内で下側に配置する樹脂材 半導体素子の樹脂封止に適した材料。たとえば電気的特
性を劣化させないための高純度樹脂材。所要の硬度が得
られる樹脂等。これによって、封止製品の品質を向上さ
せることができる。

【００１６】上記のようにして樹脂材を選択することに
より製品の品質を向上させることができ、かつ製品コス
トを低減化できる。また、モールド金型からの離型、ゲ
ートブレイク等の取扱い性を改善させることができる。
上記のような異種樹脂材をポットに供給する場合は、別
体に形成した異種樹脂材をポットごと投入する方法も可
能であるが、マルチポットタイプのトランスファモール
ド装置では図４に示すように、異種樹脂材をあらかじめ
一体に結合しておき、かつ外形形状を非対称形にして樹
脂タブレットの向きを簡単に区別できるようにした樹脂
タブレットが好適に使用できる。図４(a) は上側の樹脂
タブレットの外周縁部をテーパにしたもの、図４(b) は
下側の樹脂タブレットの底にプランジャーの押圧面の中
央部に設けた突起がはいる凹部２８を設けたものであ
る。なお、２種の樹脂材はあらかじめ別体で形成したも
のを接合して一体にすることもできるし、はじめから同
時成形で一体化することもできる。

【００１７】ミニタブレットを用いたトランスファモー
ルド装置では樹脂タブレットを同じ向きに配列してから
モールド金型のポットへ樹脂タブレットを移載するよう
にしているから、上記のように樹脂タブレットの向きを
区別できるようにしておけば樹脂材の向きを所定向きに
設定して自動セットが可能である。こうして、異種樹脂
材からなる樹脂タブレットをポットに供給して自動でト
ランスファモールドすることができる。上下の樹脂材は
その樹脂流れを考慮して材質、量等があらかじめ設定さ
れ、最適な樹脂成形が可能となるよう選択される。な
お、樹脂成形で用いる樹脂材は上記例のように２段での
み用いるとは限らない。モールド金型での樹脂流れを的
確に知り、樹脂量を選択することによって、さらに細か
なセッティングも可能である。これによって異種樹脂材
を３段あるいはそれ以上に積み重ねて用いることも可能
となる。

【００１８】

【発明の効果】本発明に係るトランスファモールド方法
によれば、上述したように、モールド金型に溶融樹脂を
充填する際に、キャビティ、カル、ランナー等の各部に
ついてそれぞれ最も適した材質の樹脂材を充填すること
ができ、これによって成形品の品質を向上させることが
できるとともに、離型性、ゲートブレイク性を向上させ
ることができる。また、カル、ランナー等については廉
価な材料を使用することによって製造コストを下げるこ
とができる。また、異種樹脂材を一体化した樹脂タブレ
ットを用いることにより、マルチポットタイプ等のトラ
ンスファモールド装置に好適に使用してトランスファモ
ールドすることができる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】異種樹脂材を用いたトランスファモールド方法
を示す説明図である。

【図２】異種樹脂材を用いたトランスファモールド方法
を示す説明図である。

【図３】異種樹脂材を用いたトランスファモールド方法
を示す説明図である。

【図４】トランスファモールドに用いる樹脂タブレット
の実施例の斜視図である。

【符号の説明】

１０ ポット １２、１４ 樹脂材 １６ プランジャー １８ カル ２０ ランナー ２２ キャビティ ２４ リードフレーム ２６ ゲート ２８ 凹部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モールド金型のポットに円板状にプリフ
   ォームした異種の樹脂タブレットを複数個重ねるように
   して供給し、プランジャーによって溶融樹脂を押圧する
   ことによって、異種樹脂を順に圧送して樹脂成形するト
   ランスファモールド方法において、 前記ポットに供給する樹脂材でポットからはじめに押し
   出される樹脂材として、カルあるいはランナー等のゲー
   トへ達する前段階部分で離型性の良い材料を用い、 後から押し出される樹脂材として電気的特性等の封止材
   料に好適な材料を用いることを特徴とするトランスファ
   モールド方法。
2. 【請求項２】 トランスファモールド装置のポットに供
   給する樹脂材として、異種の樹脂材をそれぞれ円板状に
   プリフォームして重ね合わせた樹脂タブレットであっ
   て、 前記異種の樹脂材のうち、ポットに投入されてポットか
   らはじめに押し出される樹脂材として、カルあるいはラ
   ンナー等のゲートへ達する前段階部分で離型性のよい材
   料を用い、 後から押し出される樹脂材として、電気的特性等の封止
   材料に好適な材料を用いたことを特徴とする樹脂タブレ
   ット。
3. 【請求項３】 樹脂タブレットの一方の樹脂の外面をテ
   ーパ面に形成したことを特徴とする請求項２記載の樹脂
   タブレット。