JPH1044180A

JPH1044180A - トランスファ樹脂封止方法及びそれに用いる樹脂封止金型装置

Info

Publication number: JPH1044180A
Application number: JP20864296A
Authority: JP
Inventors: Hiromu Kusuki; 弘務楠木
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1996-08-07
Filing date: 1996-08-07
Publication date: 1998-02-17
Anticipated expiration: 2016-08-07
Also published as: JP3621203B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題はトランジスタ、ＬＥＤ、ＩＣ
等の樹脂封止型電子部品の製造において該封止部品と金
型との間における不要な樹脂バリの発生をなくすことで
ある。【解決手段】本発明は、基材を上下金型で挟んだ状態で
樹脂の注入されるキャビティを形成し、所定のカルから
キャビティに連通するランナーを通じて封止樹脂をキャ
ビティに注入するトランスファ樹脂封止方法において、
上下金型のいずれか一方のパーティング面で、かつラン
ナーにそって、またキャビティの樹脂注入終端側にゴム
等の弾性材を突出させて埋設しておき、上下金型を型締
めしてカルからランナーを通じてキャビティに溶融樹脂
を注入することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）やトランジスタ等の個別部品あるいは半導体集積
回路（ＩＣ）装置等の樹脂封止型電子部品のトランスフ
ァ樹脂封止方法及びそれに用いる樹脂封止金型装置に関
し、殊に、封止時の不要樹脂バリの発生を抑える封止技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のトランスファモールドには例え
ば図６及び図８に示すモールド金型が従来より用いられ
ている。この金型は図７に示すチップ形ＬＥＤ部品の樹
脂封止モールド用のものである。同図のチップ形ＬＥＤ
１０は特開平６ー５９２６号公報等で開示されているよ
うに、ガラスエポキシ樹脂基板やセラミック等の基板７
１の上面に一対のリード電極７２ａ及び７２ｂが形成さ
れ、その一方のリード電極７２ａにＬＥＤ素子７３がボ
ンディングされ、そのＬＥＤ素子７３と他方のリード電
極７２ｂとの間が金線７４等でワイヤボンディングされ
ている。ＬＥＤ素子７３や金線７４等は透光性合成樹脂
等からなる四角錐形のモールド部７５で被われている。
そして、各リード電極７２ａ、７２ｂはモールド部７５
から基板７１の両端側に延長され端子電極７６、７７と
なっている。

【０００３】このチップ形ＬＥＤ７０のモールド金型に
よる樹脂封止工程を図６及び図８によって説明する。図
８は図６のＡ−Ａ矢視断面を示す。絶縁性基板２３はチ
ップ部品の多数個取りをするための基板材である。この
基板には図７に示したリード電極７２ａ、７２ｂの電極
パターンが予め形成され、その電極パターン上にＬＥＤ
素子７３を複数個、別途ボンディング工程によって搭載
している。そして、モールド工程において絶縁性基板２
３が下金型２２上に載置され、その上から上金型３１を
型締め（クランプ）して、上下金型間に挟持することに
よって基板２３上に列状に搭載された各ＬＥＤ素子を被
う細長状キャビティ２６を形成している。２５は基板２
３に穿設された、各キャビティ間を分離する長尺状スリ
ットである。また、トランスファ成形を行うために樹脂
ペレットは金型のセンタブロック３０に設けたカル２０
に投入され、そこから溶融樹脂はランナ２１及び２４を
通じて各キャビティへ供給される。モールド工程の後、
上記キャビティ２６に対応した細長状モールド部分を基
板とともに各ＬＥＤ素子単位ずつに切断することによっ
て図７に示したようなチップ部品に分割される。なお、
この金型はカル２０とランナ２１を介して連通した合計
４つのキャビティエリアとして個別の金型部材を組み込
んだ、着脱自在のチェイスブロックによって構成されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
トランスファモールドでは金型のパーティング面等から
の樹脂漏れによって樹脂バリが発生するとその除去作業
に非常に手間がかかるという問題があった。そこで一般
には上下金型をある程度の圧力でクランプしてパーティ
ング面どうしを密着させ、バリを出さないようにしてい
る。

【０００５】しかし、基板やリードフレームを挟み込ん
でモールドする場合には、基板ないしフレーム上に薄い
バリが残らないように基板ないしフレームに金型のパー
ティング面を優先的に当ててクランプ調整を行う必要が
あるため、キャビティ以外のセンターブロック３０やラ
ンナー２１等におけるパーティング面間に若干の隙間が
生じやすく、そこから樹脂漏れを起こし樹脂バリを生じ
ていた。特に、基板やフレームの素材に板厚方向の寸法
バラツキがあると、複数のキャビティエリアに載置した
とき、キャビティエリア間でのパーティング面間の隙間
が生じてしまいクランプ圧力を高めても解消できなかっ
た。殊に、上記のチップ形ＬＥＤ部品の樹脂封止モール
ドには熱硬化性合成樹脂が用いられているが、フィラー
混入のない透光性エポキシ樹脂素材を用いるときには基
板厚さに０．０１ｍ／ｍ程度の寸法バラツキがあっても
粘性の低い樹脂素材が隙間をつたって広がり、図６の斜
線で示すようにキャビティ終端付近に樹脂バリ２８を作
るだけでなく、ランナー２１の付近に薄い樹脂バリ２７
及び２９を作ってしまい金型のほぼ全面にまで及んでい
た。さらに、カル２０も摩耗してくるとその近傍にも隙
間が生じるため、頻繁に金型部品の交換作業を行う必要
があった。

【０００６】従来の樹脂バリ対策としては、特開昭５９
ー１７５７３２号公報や特開昭５８ー１１００４８号公
報等では合成ゴム材をキャビティ周辺の溝に埋設して金
型のクランプによりシールする方法が開示されている。
しかしながら、従来はキャビティ周辺からの樹脂漏れを
防ぐのみであって、それがパーティング面全面に及ぶの
を防ぐのは困難であった。

【０００７】本発明にかかる課題は、上記従来の問題点
に鑑み、基板やフレーム材を金型で挟み込んでカルから
ランナーを経て樹脂をキャビティに注入するトランスフ
ァモールドにおいてカルやランナー等での樹脂バリの発
生を抑え、バリ取り処理の手間を省くことのできるトラ
ンスファ樹脂封止方法とそれを用いる樹脂封止金型装置
を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明にかかるのトランスファ樹脂封止方
法は、基材を上下金型で挟んだ状態で樹脂の注入される
キャビティを形成し、所定の樹脂注入口から前記キャビ
ティに連通するランナーを通じて封止樹脂を前記キャビ
ティに注入するトランスファ樹脂封止方法において、前
記上下金型のいずれか一方のパーティング面で、かつ前
記ランナーにそって、また前記キャビティの樹脂注入終
端側に弾性材を突出させて埋設し、前記上下金型を型締
めして前記樹脂注入口から前記ランナーを通じて前記キ
ャビティに溶融樹脂を注入することを特徴とする。

【０００９】また、請求項２の発明にかかる樹脂封止金
型装置は、請求項１のトランスファ樹脂封止方法に用い
る金型装置であって、前記上下金型のいずれか一方のパ
ーティング面で、かつ前記ランナーにそって形成した第
１の溝と、また前記キャビティの樹脂注入終端側に設け
た第２の溝に前記弾性材を突出させて埋設したことを特
徴とする。

【００１０】さらに、請求項３の発明にかかる樹脂封止
金型装置は、前記上下金型のいずれか一方のパーティン
グ面に形成され、かつ前記キャビティの樹脂注入終端側
に前記キャビティに連通する凹部を備え、前記凹部の外
周近傍に前記第２の溝を形成したことを特徴とする。本
発明における上記基材には、例えば鉄−ニッケルの合金
材等からなるリードフレームやガラスエポキシ基板等を
用いることが出来る。

【００１１】なお、本発明にかかる樹脂封止方法はＬＥ
Ｄ等の透光性樹脂パッケージだけでなくトランジスタ等
の個別部品、あるいはＤＩＰ（Ｄual Ｉnline Ｐackag
e）で代表されるピン挿入タイプの電子部品、さらにＩ
Ｃ等で使用されているＱＦＰ（Ｑuad Ｆlat Ｐackage）
等の表面実装タイプのものに適用することができる。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、キャビティの樹脂注入
終端だけでなくランナーにそって弾性材によるシール手
段を設けており、パーティング面全面に樹脂漏れが生じ
てもランナーやキャビティ近傍より外に拡散するのを確
実に防止でき、手間のかかる樹脂バリ除去作業を行うこ
となく、トランスファモールド成形工程を簡素化できる

【００１３】。

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した例を図面
によって説明する。図１は本実施例のチップ形ＬＥＤ製
造に用いるトランスファ金型を示し、図２は同金型の要
部を示し、さらに図３は図２のＢ−Ｂ矢視断面を示す。
カル４から４方向に分岐したランナー５と連通する４区
画分のキャビティエリア３が下金型１に設けられてい
る。４個のキャビティエリア３はカル４の設けられたセ
ンタブロック１０とともに下金型１に着脱自在に取り付
けられており、この金型は支柱２にそってスライド可能
な下金型１と上金型１４とによってチェイスブロックと
して構成されている。ランナー５及び６とキャビティ１
５は上金型１４側に形成されている。この例は図７で示
したチップ形ＬＥＤをトランスファモールドする工程を
示す。絶縁性基板７はガラスエポキシ樹脂やセラミック
等からなり、予めチップボンディング工程によって複数
個のＬＥＤ素子１８が列状に搭載されたものであり、各
ＬＥＤ素子列を個別に独立させるべく長尺状スリット１
７が各列に並設されている。金型全体としては８枚の基
板７に対して一つのカル４によってトランスファモール
ドを行うが、各キャビティエリア３には１本のランナー
５から二つに分岐したランナー６に対して２枚の基板７
が下金型１上に載置される。

【００１４】そして、図３に示すように、基板７を下金
型１上に載置した後、その上から上金型１４を型締め
（クランプ）して上下金型間に挟持することによって、
基板７上に列状に搭載された各ＬＥＤ素子列を被う細長
状キャビティ１５を形成する。これらのランナー５及び
６とキャビティ１５は上金型１４のパーティング面に凹
設されている。また、各キャビティ１５の終端には連通
路１６を介して樹脂溜め部１２が上金型１４のパーティ
ング面に基板７の全幅に相当する長尺状凹部として設け
られている。一対のキャビティ１５が一端でランナー６
と連通して複数段並設されている。カル４からの溶融樹
脂はランナー５及びランナー６を通じて各キャビティ１
５に注入された後、さらに各キャビティ１５の終端に設
けた樹脂溜め部１２に至る。

【００１５】次に、本実施例にかかる金型の樹脂漏れ防
止構造を説明する。下金型１にはカル４周辺に、またカ
ル４と連通するランナー５及びキャビティ１５と連通す
るランナー６にそって、さらに樹脂溜め部１２の外周近
傍に、図４に示す断面矩形の溝１９が形成されている。
そして溝１９に弾性材８、９、１１、１３が若干突出す
る程度の状態で嵌め込まれ、上下金型の型締めによって
ほぼ全量が溝内に収容され、カル４、ランナー５と６、
及び樹脂溜め部１２の各周辺をシールするシール手段と
なる。即ち、これらのシール手段は、樹脂注入の終端に
相当する樹脂溜め部１２の外側に嵌着した略コ字状弾性
材８と、ランナー５の両側にそって嵌着した弾性材９、
１１と、ランナー５からＴ字状に分岐したランナー６の
中央部で、かつ両基板７間に設けた弾性材１３とからな
る。弾性材８は請求項２の発明における第２の溝に対応
し、また同項の第１の溝は弾性材９、１１に対応する。
弾性材１３は基板７間のパーティング面に樹脂漏れが広
がらないようにランナー６の中央部をシールするための
ものである。そして、これらの弾性材には封止樹脂の溶
融温度、つまり金型温度より高い硬化温度特性を有する
耐熱性素材が好ましく、本実施例で使用のフィラー混入
のないＬＥＤ封止用透明ないし半透明熱硬化性エポキシ
樹脂では溶融温度が約１５０℃程度であるのでシリコー
ンゴムやウレタン等の合成樹脂を使用すればよい。ＩＣ
パッケージの封止樹脂のときは１８０℃〜２３０℃以上
の高温に耐える素材を使用する。例えば、直径４φのシ
リコーンゴム丸材を溝１９に約0.5ｍ／ｍ程度突出させ
て埋設し、上金型１４の押圧によって0.1〜0.2ｍ／ｍ程
度のクリアランス（間隙）が出来るように型締めを行う
と、ランナー５周辺に流出した樹脂バリはシリコーンゴ
ム丸材によって堰き止められ、また若干流出したバリが
離型しやすい厚さになる。該弾性材の形状は丸棒状や角
柱状のものでよく、溝１９の断面形状も矩形以外の多角
形や半球状等であってもよい。溝形成位置はランナー直
近よりも小さいバリが残る程度の間隔をあけて設定する
と、モールド成形品を離型時に円滑に取り出すことがで
きる。さらに、本実施例ではゴム材を用いて上下金型
（１、１４）の型締め時に押圧方向と逆方向に付勢する
ようにしているが、図５に示すように、下金型１に形成
した溝５３に上下スライド自在な軸部５２を持つ金属棒
材５０を嵌着し、軸部５２にバネ材５２を取り付けるこ
とによって型締め時にバネの復帰力を上金型１４に付勢
するようにしてもよい。

【００１６】上記の樹脂漏れ防止構造を備えた本実施例
の樹脂封止金型装置において、図３のように上下金型
（１、１４）を型締めした状態で、まず樹脂ペレット
（図示せず）をカル２０に投入し、そこから溶融樹脂を
ランナ５及び６を通じて各キャビティ１５へ供給し、さ
らに連通路１６を介して樹脂溜め部１２まで送り出して
トランスファ成形工程を実施する。樹脂注入の後、高温
で加温してモールド成形を行い、ついで型開きをし、上
金型１４からエジェクタピン（図示せず）を突き出すこ
とによってランナー５及び６等の樹脂材部分を突き上げ
て金型からモールド品を分離して取り出す。各基板７に
一体的に成形された長尺状のモールド品から切断工程
（図示せず）を経て分割し図７の個別ＬＥＤ部品を得
る。

【００１７】この実施例では上記の樹脂注入の際にカル
４、ランナ５及び６、樹脂溜め部１２の周辺に設けた弾
性体８、９、１１及び１３からなるシール手段によっ
て、型締めの時に金型間にクリアランス（間隙）を生じ
てもそれによって流出した樹脂漏れの拡散を防ぐことが
でき、面倒な金型の清掃作業を省くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例に使用する金型の平面図
である。

【図２】図２は図１の金型の要部拡大平面図である。

【図３】図３は図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図４】図４は図１の金型に使用する弾性材の取付状態
を示す断面図である。

【図５】図５は本発明の他の弾性材例を示す断面図であ
る。

【図６】図６は従来の金型を示す平面図である。

【図７】図７はチップ形ＬＥＤを示す外観斜視図であ
る。

【図８】図８は図６のＡ−Ａ矢視断面図である。

【符号の説明】

１下金型３キャビティエリア４カル５ランナー６ランナー７絶縁性基板８弾性材９弾性材１１弾性材１２樹脂溜め部１３弾性材１４上金型１５キャビティ１９溝

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 101:10 Ｂ２９Ｌ 31:34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材を上下金型で挟んだ状態で樹脂の注
入されるキャビティを形成し、所定の樹脂注入口から前
記キャビティに連通するランナーを通じて封止樹脂を前
記キャビティに注入するトランスファ樹脂封止方法にお
いて、前記上下金型のいずれか一方のパーティング面
で、かつ前記ランナーにそって、また前記キャビティの
樹脂注入終端側に弾性材を突出させて埋設し、前記上下
金型を型締めして前記樹脂注入口から前記ランナーを通
じて前記キャビティに溶融樹脂を注入することを特徴と
するトランスファ樹脂封止方法。
【請求項２】請求項１のトランスファ樹脂封止方法に
用いる金型装置であって、前記上下金型のいずれか一方
のパーティング面で、かつ前記ランナーにそって形成し
た第１の溝と、また前記キャビティの樹脂注入終端側に
設けた第２の溝に前記弾性材を突出させて埋設したこと
を特徴とする樹脂封止金型装置。
【請求項３】前記上下金型のいずれか一方のパーティ
ング面に形成され、かつ前記キャビティの樹脂注入終端
側に前記キャビティに連通する凹部を備え、前記凹部の
外周近傍に前記第２の溝を形成したことを特徴とする請
求項２の樹脂封止金型装置。