JPH0820046A - 樹脂成形用金型 - Google Patents

樹脂成形用金型

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JPH0820046A
JPH0820046A JP6179495A JP17949594A JPH0820046A JP H0820046 A JPH0820046 A JP H0820046A JP 6179495 A JP6179495 A JP 6179495A JP 17949594 A JP17949594 A JP 17949594A JP H0820046 A JPH0820046 A JP H0820046A
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hard alloy
mold
based hard
molding die
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Akira Kojima
明 小島
Tsuneyuki Hayashi
恒幸 林
Hiroyuki Fukazawa
博之 深澤
Takashi Saito
隆 斎藤
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Original Assignee
Sony Corp
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    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 型締め荷重の軽減による成形機の小型化を図
れる樹脂成形用金型を提供すること。 【構成】 本発明の樹脂成形用金型１は、ゲートを構成
するゲート部分１３、２３を鉄系硬質合金における一の
硬さ数以上の硬さ数から成る硬質合金にて構成し、ゲー
ト部分１３、２３を除く少なくともキャビティブロック
１１、２１およびセンターブロック１２を前記一の硬さ
数よりも低い他の硬さ数から成る鉄系硬質合金以外の合
金、例えばアルミニウム系硬質合金や銅系硬質合金にて
構成するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、キャビティ内に樹脂を
注入して半導体装置やコンデンサ、インダクタ等の電子
部品などから成る成形品を得るための樹脂成形用金型に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ等の半導体装置は、チップ状に形
成された素子をリードフレーム等に実装した後、モール
ド樹脂等によって一体封止することでパッケージ形成が
成される。モールド樹脂等によって素子を一体封止する
場合には、一般的にトランスファーモールド装置が使用
されており、このトランスファーモールド装置に所定の
樹脂成形用金型をセットして所定形状の成形品を製造す
る。
【０００３】従来、半導体装置を製造する場合には、４
２アロイ（Ｎｉ４２％のＦｅ−Ｎｉ合金）を用いたリー
ドフレームにチップ状の素子を搭載し、ボンディングワ
イヤーにて配線を行ったものをトランスファーモールド
装置の樹脂成形用金型にセットし、エポキシ系等のモー
ルド樹脂を金型のキャビティ内に移送注入して硬化させ
ることでパッケージを構成している。
【０００４】ここで使用される樹脂成形用金型は、ゲー
トを介して樹脂が注入されるキャビティ部を備えたイン
サートブロックおよびインサートブロックを組み込み保
持するためのベースブロックが上型、下型にそれぞれ設
けられたものであり、いずれも鉄系硬質合金に焼き入れ
を行って所定の硬さ数にしたものから構成されている。
【０００５】トランスファーモールドを行う場合には、
予めトランスファーモールド装置のプラテンに上型、下
型をそれぞれ分離した状態で取り付けておき、所定の温
度（１５０℃〜２００℃）に加熱しておいた状態で例え
ば下型上に素子が実装されたリードフレームをセットす
る。この際、リードフレーム上の素子は金型のキャビテ
ィの位置に配置されることになる。次いで、下型に設け
られたポット内にタブレット状の樹脂を投入して上型と
下型とを型締めする。
【０００６】この型締めの際の荷重は、例えばリードフ
レーム１つ当たり１９６ｋＮ程度であり、注入される樹
脂の圧力（７．８ＭＰａ程度）で隙間が開かないように
なっている。さらに、型締めの荷重によって上型および
下型とリードフレームのタイバーとの各々の接触部分に
わずかな弾性変形を生じさせ、接触部分の隙間を無くす
ようにして樹脂もれを防止している。
【０００７】次に、上型と下型とをこのような荷重で型
締めした状態でタブレット状の樹脂を溶融し、プランジ
ャーの加圧によってその樹脂をゲートを介してキャビテ
ィ内に注入する。これにより、キャビティ部分に配置さ
れたリードフレーム上の素子の周囲を樹脂にて覆うこと
ができ、キャビティ形状に対応した成形品が完成する。
【０００８】樹脂成形用金型は、使用耐久性の観点から
ビッカース硬さ数Ｈｖ＝５８〜６３程度でヤング率２×
１０12dyn/cm2 程度の焼き入れされた鉄系硬質合金が使
用されている。また、インサートブロックの表面には、
硬質のクロムあるいは窒化チタン等の蒸着処理が施され
ており、磨耗性向上および離型性向上が図られている。
近年では、ゲート部分が取り外し可能な構造で、しかも
このゲート部分として超硬合金を用いた樹脂成形用金型
も考えられており、使用耐久性の向上が図られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな樹脂成形用金型には次のような問題がある。すなわ
ち、樹脂成形を行うにあたり上型と下型との型締め荷重
が所定の値よりも低い場合には注入する樹脂のもれが発
生し、例えば半導体装置の場合にはリードフレームのリ
ード部分にもれた樹脂がばりとなって後の工程へ不都合
を生じさせる。つまり、上型と下型との型締め荷重は、
上型および下型とリードフレームのタイバーとの接触部
分で樹脂もれが発生しないような弾性変形量を確保でき
る大きさにしなければならない。従来の樹脂成形用金型
においては、焼き入れされた鉄系硬質合金にて構成され
ているためこのような接触部分で必要な弾性変形量を得
るためには大型の油圧シリンダー等を備えたプレス機構
が必要となり、このために成形機の大型化を招くという
問題が生じている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成された樹脂成形用金型である。すな
わち、本発明の樹脂成形用金型は、ゲートを介して樹脂
が注入されるキャビティ部を備えたインサートブロック
およびインサートブロックを組み込み保持するためのベ
ースブロックが上型、下型にそれぞれ設けられたもので
あり、ゲートを構成するゲート部分を鉄系硬質合金にお
ける一の硬さ数以上の硬さ数から成る硬質合金にて構成
し、上型および下型のゲート部分を除く少なくともイン
サートブロックを前記一の硬さ数よりも低い他の硬さ数
から成る鉄系硬質合金以外の合金にて構成している。ま
た、上型および下型のゲート部分を除く少なくともイン
サートブロックをアルミニウム系硬質合金や同形硬質合
金にて構成した樹脂成形用金型でもある。
【００１１】
【作用】樹脂成形における型締めの際には、上型および
下型の加圧部分で樹脂もれしないような弾性変形量を得
る必要がある。本発明では、上型および下型のゲート部
分を除く少なくともインサートブロックを、鉄系硬質合
金における一の硬さ数よりも低い硬さ数から成る鉄系硬
質合金以外の合金にて構成しているため、この部分に前
記一の硬さ数から成る鉄系硬質合金を使用する場合と比
べて上型下型の型締め荷重を低くしても樹脂もれしない
ような弾性変形量を十分に得ることができる。また、上
型および下型のゲート部分を除く少なくともインサート
ブロックが前記一の硬さ数より低くてもゲート部分とし
て前記一の硬さ数以上の硬さ数から成る硬質合金を用い
ているため、樹脂注入時に最も摩擦が大きい部分の耐磨
耗性を確保できることになる。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明の樹脂成形用金型の実施例を
図に基づいて説明する。図１は本発明の樹脂成形用金型
を説明する概略図、図２は成形工程を説明する概略断面
図である。すなわち、図１（ａ）に示すように本実施例
における樹脂成形用金型１は、上型１０および下型２０
から構成され、キャビティ１１ａ、２１ａを備えたキャ
ビティブロック１１、２１と、ゲート部１３、２３と、
キャビティブロック１１、２１を組み込むためのファル
ダーベース１４、２４と、フォルダーベース１４、２４
を取り付けるサイドブロック１５、２５と、型締めの際
の補助を行うサポートピラー１６、２６とをそれぞれ備
えている。
【００１３】また、上型１０にはカル部１２ａを備えた
センターブロック１２がファルダーベース１４の略中央
に組み込まれ、下型２０の略中央には上型１０のカル部
１２ａと対向するようにポット２２が設けられている。
このフォルダーベース１４、２４に組み込まれる各ブロ
ックはインサートブロックと呼ばれ、成形品の形状等に
応じて組み換えられるようになっている。
【００１４】このような樹脂成形用金型１は、例えば図
１（ｂ）に示すような成形機３０に取り付けられて使用
される。成形機３０は、樹脂成形用金型１の型締めを所
定の荷重で行うためのプレス機構３１と、樹脂成形用金
型１のキャビティ１１ａ、２１ａ（図１参照）に樹脂を
注入するためのプランジャー３２と、樹脂成形用金型１
の上型１０および下型２０をそれぞれ取り付けるための
プラテン３３とから構成されている。なお、図１（ｂ）
に示す成形機３０では、プランジャー３２が図中上側か
ら下側に向けて圧力を加えるタイプであるため、図１
（ａ）に示す樹脂成形用金型１の上型１０と下側２０と
の上下を反対にして取り付けてある。
【００１５】本実施例における樹脂成形用金型１は、ゲ
ート部１３、２３として鉄系硬質合金の一の硬さ数以上
の硬さ数から成る硬質合金を用い、またゲート部１３、
２３を除く少なくともキャビティブロック１１、２１お
よびセンターブロック１２としてこの一の硬さ数よりも
低い硬さ数から成る鉄系硬質合金以外の合金を用いてい
る。ここで、鉄系硬質合金とは焼き入れ等によってビッ
カース硬さ数Ｈｖ＝５８〜６３程度でヤング率２×１０
12dyn/cm2 程度となっているものを言う。
【００１６】ゲート部１３、２３としてはキャビティブ
ロック１１、２１から着脱自在な構成となっており、こ
のような鉄系硬質合金のうちの一の硬さ数以上の硬さ数
から成る例えば超硬合金を用いている。また、キャビテ
ィブロック１１、２１およびセンターブロック１２とし
ては、ゲート部１３、２３を構成する材質の一の硬さ数
よりも低い硬さ数で鉄系硬質合金以外の合金、例えばア
ルミニウム系硬質合金や銅系硬質合金を用いる。これら
の合金は、ビッカース硬さ数Ｈｖ＝４０〜５５程度でヤ
ング率１×１０4dyn/cm2〜１×１０12dyn/cm2 程度のも
のである。
【００１７】キャビティブロック１１、２１およびセン
ターブロック１２としてこのような合金を用いること
で、図１（ｂ）に示すような成形機３０で上型１０と下
型２０とを型締めする際、その間から樹脂もれが発生し
ないような弾性変形量を得るための荷重を鉄系硬質合金
を用いた場合と比べて低くすることができる。つまり、
キャビティブロック１１、２１およびセンターブロック
１２として鉄系硬質合金よりも硬さ数の低い合金を用い
ることで必要な弾性変形量を得るための荷重を低くで
き、樹脂もれが発生しないような型締めを行う場合のプ
レス機構３１（図１（ｂ）参照）による荷重を低減する
ことができる。
【００１８】具体的には、半導体装置のリードフレーム
に実装された素子の樹脂封止を行うトランスファーモー
ルドにおいて、キャビティブロック１１、２１およびセ
ンターブロック１２としてアルミニウム系硬質合金を用
いた場合には、樹脂もれが発生しないような型締め荷重
を従来の１／１０程度にすることができる。また、キャ
ビティブロック１１、１２およびセンターブロック１２
として銅系硬質合金を用いた場合には、樹脂もれが発生
しないような型締め荷重を従来の１／７〜１／８程度に
することができる。なお、いずれの材質の場合も樹脂の
注入圧力は従来と同じである。
【００１９】つまり、必要な型締め圧力を低くすること
ができるため、本実施例における樹脂成形用金型１を用
いる場合には図１（ｂ）に示す成形機３０のプレス機構
３１を小型のものにすることが可能となる。
【００２０】通常の半導体装置の製造におけるトランス
ファーモールドで鉄系硬質合金から成る樹脂成形用金型
を用いた場合には、リードフレーム１つあたり１９６ｋ
Ｎ程度の型締め荷重が必要となるため、油圧シリンダー
を備えた大掛かりなプレス機構３１を採用する必要があ
る。ところが、本実施例における樹脂成形用金型１を用
いた場合にはリードフレーム１つあたりの型締め荷重を
２０ｋＮ程度にすることができるため、エアーシリンダ
ー等を用いた小型のプレス機構３１であっても対応でき
ることになる。
【００２１】また、樹脂成形用金型１として、キャビテ
ィブロック１１、２１およびセンターブロック１２の他
にもフォルダーベース１４、２４やサポートピラー１
６、２６も鉄系硬質合金の硬さ数より低い硬さ数の材質
で構成してもよい。すなわち、キャビティブロック１
１、２１およびセンターブロック１２として先に説明し
たような材質（例えば、アルミニウム系硬質合金や銅系
硬質合金）を用いることで上型１０および下型２０の型
締め荷重を低くできるようになる。これにともないプレ
ス機構３１（図１（ｂ）参照）から加わる他の部分への
荷重も低くなる。このため、キャビティブロック１１、
２１およびセンターブロック１２以外の部分に同様な材
質を用いても強度不足になることはない。
【００２２】また、この際、キャビティブロック１１、
２１やセンターブロック１２の他にフォルダーベース１
４、２４やサポートピラー１６、２６としてアルミニウ
ム系硬質合金を用いることで、先に説明した型締め荷重
を低くできる効果とともに樹脂成形用金型１の全体重量
を大幅に軽減することが可能となる。具体的には、先に
示した部分にアルミニウム系硬質合金を用いると鉄系硬
質合金を用いた場合と比べて樹脂成形用金型１の全体重
量を３５％程度にすることが可能となる。樹脂成形用金
型１の全体重量が軽くなることで、段取り替え等の作業
効率を向上させることができる。
【００２３】次に、本実施例における樹脂成形用金型１
を用いた半導体装置の成形工程を図２に基づき説明す
る。なお、この図２においては、図中下側から上側に向
けて樹脂５０を加圧する場合を例とする。先ず、図２
（ａ）に示すように、下型２０のキャビティ２１ａ上に
半導体素子４１が実装されたリードフレーム４０を配置
する。リードフレーム４０は、例えば０．１ｍｍ〜０．
３ｍｍ程度の厚さの４２アロイから成るものである。次
いで、図２（ｂ）に示すように、下型２０のポット２２
内にタブレット状の樹脂５０をセットする。タブレット
状の樹脂５０は、予め加熱された下型２０から熱を受け
て１５０℃〜２００℃に加熱される。
【００２４】次に、図２（ｃ）に示すように、上型１０
と下型２０とを合わせて型締めを行う。この型締めによ
って上型１０と下型２０との間にリードフレーム４０が
挟持され、所定の荷重によって上型１０および下型２０
のリードフレーム４０との接触部分が弾性変形する状態
となる。この弾性変形によって樹脂もれを防止すること
になる。
【００２５】本実施例における上型１０および下型２０
の少なくともキャビティブロック１１、２１およびセン
ターブロック１２は、先に説明したように例えばアルミ
ニウム系硬質合金または銅系硬質合金にて構成されてい
るため、必要な弾性変形量を得るための型締め荷重を鉄
系硬質合金を使用した場合と比べて十分に低くできる。
上型１０および下型２０を型締めした状態では、リード
フレーム４０のタイバー（図示せず）がキャビティブロ
ック１１、２１の弾性変形範囲内で食い込む状態とな
り、隙間における面圧の微妙なばらつきをこの弾性変形
によって吸収して樹脂もれを防止できることになる。
【００２６】次に、図２（ｄ）に示すように、加熱によ
って溶融した樹脂５０をプランジャー３２にて加圧して
カル部１２ａからゲート部１３ａ、２３ａを介してキャ
ビティ１１ａ、２１ａ内に注入する。この際、ゲート部
１３ａ、２３ａは流路の絞り込みによって樹脂５０の接
触摩擦が非常に高まる所となるが、ここの材質として超
硬合金を用いることで耐磨耗性を高めることができる。
【００２７】ゲート部１３ａ、２３ａから注入される樹
脂５０はキャビティ１１ａ、２１ａ内に充填され、半導
体素子４１の周囲を封止して所定形状のパッケージを構
成する。この際、樹脂５０が上型１０および下型２０と
リードフレーム４０のタイバー（図示せず）との接触部
分が必要な弾性変形を起こしており、樹脂５０のもれが
発生することはない。これによって、成形後に樹脂ばり
が残らない良品の半導体装置を製造できることになる。
【００２８】なお、本実施例においては、半導体装置を
製造する場合のトランスファーモールドで使用する樹脂
成形用金型１の例を示して説明したが、本発明はこれに
限定されず射出成形等の他の成形方法で使用する場合で
あっても同様である。また、上型１０および下型２０の
ゲート部１３ａ、２３ａを除く少なくともキャビティブ
ロック１１、２１およびセンターブロック１２の材質と
してアルミニウム系硬質合金または銅系硬質合金を使用
する例を示したが、これ以外の材質であってもゲート部
１３ａ、２３ａの硬さ数より低い硬さ数から成る鉄系硬
質合金以外の合金であれば適応可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の樹脂成形
用金型によれば次のような効果がある。すなわち、本発
明の樹脂成形用金型では、上型および下型のゲート部を
除く少なくともインサートブロックに、ゲート部の硬さ
数より低い硬さ数から成る鉄系硬質合金以外の合金を用
いているため、型締めの際に樹脂もれのない必要な弾性
変形量を得るための荷重を鉄系硬質合金を用いた場合と
比べて大幅に軽減することが可能となる。このため、成
形機におけるプレス機構を小型化することができ、全体
として成形機の大きさの小型化を図ることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の樹脂成形用金型を説明する概略図で、
（ａ）は金型、（ｂ）は成形機を示している。
【図２】成形工程を（ａ）〜（ｄ）の工程順に説明する
概略断面図である。
【符号の説明】 １ 樹脂成形用金型 １０ 上型 １１、２１ キャビティブロック １１ａ、２１ａ キャビティ １２ センターブロック １３、２３ ゲート部 １４、２４ フォルダーベース １５、２５ サイドブロック １６、２６ サポートピラー ２０ 下型 ３０ 成形機 ３１ プレス機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 隆 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ゲートを介して樹脂が注入されるキャビ
    ティ部を備えたインサートブロックおよび該インサート
    ブロックを組み込み保持するためのベースブロックが上
    型、下型にそれぞれ設けられた樹脂成形用金型であっ
    て、 前記ゲートを構成するゲート部分は、鉄系硬質合金にお
    ける一の硬さ数以上の硬さ数から成る硬質合金にて構成
    され、 前記上型および下型のゲート部分を除く少なくともイン
    サートブロックは、前記一の硬さ数よりも低い他の硬さ
    数から成る鉄系硬質合金以外の合金にて構成されている
    ことを特徴とする樹脂成形用金型。
  2. 【請求項２】 前記上型および前記下型の前記ゲート部
    分を除く少なくともインサートブロックは、アルミニウ
    ム系硬質合金にて構成されていることを特徴とする請求
    項１記載の樹脂成形用金型。
  3. 【請求項３】 前記上型および前記下型の前記ゲート部
    分を除く少なくともインサートブロックは、銅系硬質合
    金にて構成されていることを特徴とする請求項１記載の
    樹脂成形用金型。
JP6179495A 1994-07-06 1994-07-06 樹脂成形用金型 Pending JPH0820046A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6179495A JPH0820046A (ja) 1994-07-06 1994-07-06 樹脂成形用金型
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US08/829,207 US5882692A (en) 1994-07-06 1997-03-31 Resin molding apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6179495A JPH0820046A (ja) 1994-07-06 1994-07-06 樹脂成形用金型

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