JPH07205191A - 樹脂成形用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 信頼性の高い樹脂成形用装置を提供する。 【構成】 ピンポイントゲート方式の熱硬化性樹脂成形
金型で、上金型１と下金型７とで形成されるランナー部
には横ランナー部１２と縦ランナー部１３とを含み、該
縦ランナー部１３の上部にキャビティプレート２と固定
側取付板５とでキャビティ４を形成し、前記縦ランナー
部１３に連なるゲート部１４から樹脂を下方から押し上
げて充填し、前記ランナー部に係止する係止部９ａを有
するランナーロックピン９は、外周の一部がランナー部
と直角に交差するように配置され、ノックアウトピン１
０を押し出し、斜面部１０ａによって前記ランナー部を
押し出すように回転力を与えて、ランナー部とランナー
ロックピン９の係止解除を行う。 【効果】 樹脂かすによる製品不良がなく、生産性・信
頼性が優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂成形用装置に関する
もので、更に詳しくはピンポイントゲート方式により、
熱硬化性樹脂で成形する樹脂成形用装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＩＣチップの高密度実装に伴い、
多数の電極を有する樹脂封止型半導体装置が開発されて
いる。その代表的なものとしては、ＰＧＡ（ピングリッ
ドアレイ）がある。ＰＧＡは回路基板の一方の面にＩＣ
チップを搭載して樹脂で封止し、他方の面にはＩＣチッ
プと接続した複数のピンを配置した構造をしている。Ｐ
ＧＡはマザーボードに対して着脱可能であるという利点
があるものの、ピンがあるので大型となり小型化が難し
いという問題があった。

【０００３】そこで、このＰＧＡに代わる小型の樹脂封
止半導体装置として、ピンの代わりにパッドを配列した
パッド・アレイ・キャリア（以下ＰＡＣと略す）が開発
されている。一般的に樹脂成形用金型のゲート方式とし
ては、サイドゲート方式とピンポイントゲート方式とが
あり、熱可塑性樹脂成形ではピンポイントゲート方式、
熱硬化性樹脂成形ではサイドゲート方式が比較的広く採
用されている。

【０００４】一般的にサイドゲート方式を用いた熱硬化
性樹脂成形について説明すると、図６及び図７はトラン
スファーモールドによるＩＣチップの樹脂封止方法を説
明する断面図及び成形後のＩＣモジュールの外観斜視図
である。図６において、５１は下金型であり、その上に
ＩＣチップ５２をボンディングした回路基板５３が配置
される。５４は前記下金型５１と合わせてキャビティ５
５を形成する上金型であり、該上金型５４にはゲート溝
５６とランナー溝５７が形成されている。

【０００５】この上金型５４と下金型５１の合わせ面及
び上金型５４と回路基板５３との合わせ面には、熱硬化
性樹脂５８をキャビティ５５に導くランナー５９及びゲ
ート６０が構成され、所謂サイドゲート方式のトランス
ファーモールド方法である。封止部６１は、加熱、溶融
した熱硬化性樹脂５８をプランジャー６２でランナー５
９へ注入し、ゲート６０を通った熱硬化性樹脂５８をキ
ャビティ５５内に充填することによって形成され、更に
熱硬化性樹脂５８が硬化したら上金型５４を外して封止
部６１が形成されたＩＣモジュール６３がランナー樹脂
と共に取り出される。

【０００６】しかし、取り出されたＩＣモジュール６３
はランナー樹脂と切り離される際、図７に示すように封
止部６１に連通するゲート残り６４が形成されてしま
い、ゲート残り６４を取り除く際に配線パターンを破壊
したり、封止部６１を形成する樹脂にひび割れを生じた
り、またゲート部の樹脂が回路基板５３面に沿って流れ
る構造のため、回路基板５３上が樹脂で汚れたりする問
題があった。

【０００７】なお半導体の樹脂封止には、溶融樹脂の流
動性が悪く、ワイヤー切れの危険性があり、成形後の封
止信頼性が低い熱可塑性樹脂は不適当であり、樹脂の流
動性が良く、封止後の形状精度及び信頼性の高い熱硬化
性樹脂が最適であることは言うまでもない。

【０００８】従って、上記サイドゲート方式の問題を排
除するピンポイントゲート方式に着目し、これをＰＡＣ
の熱硬化性樹脂成形に採用した。図８はピンポイントゲ
ート方式のＰＡＣ封止用の樹脂成形を説明する６ケ取り
金型の要部断面図、図９はランナーロック解除動作を説
明する断面図である。図８において、可動側型板７１に
ＩＣチップ５２をボンディングした回路基板５３が配置
され、パーティングライン７２で位置合わせされた固定
側型板７３とでキャビティ７４が形成される。７５はス
トリッパープレートで、該ストリッパープレート７５と
前記固定側型板７３とで、カル部７６、横ランナー部７
７及び縦ランナー部７８からなる樹脂移送経路であるラ
ンナー部が形成され、前記縦ランナー部７８の下部はゲ
ート部７９で前記キャビティ７４に連なっている。

【０００９】また前記ストリッパープレート７５の上に
は取付板８０が載せられ、該取付板８０と前記ストリッ
パープレート７５とを貫通して、前記カル部７６に投入
されたタブレット８１を押圧するプランジャーＰのガイ
ド部８２が、また前記縦ランナー部７８に対応してラン
ナーロックピン８３がそれぞれ配設されている。上記ラ
ンナーロックピン８３の形状は、図１０に示すごとく、
端部にアンダーカットｍが施され、前記ランナー樹脂と
係止する係止部８４が形成されている。

【００１０】次に、図８及び図９によりＰＡＣのトラン
スファーモールドにおけるピンポイントゲート方式の成
形動作を説明する。所定の温度、例えば１６５°Ｃ程度
に加熱された上金型（取付板８０、ストリッパープレー
ト７５、固定側型板７３）と下金型（可動側型板７１）
の間にＩＣ５２をボンディングした回路基板５３を装着
し、所定の温度に加熱された熱硬化性樹脂タブレット８
１を前記プランジャーＰのガイド部８２からカル部７６
に投入し、前記プランジャーＰを押し込んで圧力を加え
ることにより、熱硬化性樹脂をカル部７６から横ランナ
ー部７７、縦ランナー部７８のゲート部７９を経てキャ
ビティ７４内に流し込む。樹脂の溶解時間は、例えば８
秒間程度である。

【００１１】熱硬化性樹脂を充填後、所定の熱硬化時
間、例えば９０秒程度保持した後、型開き及びランナー
樹脂の係止解除を行う。即ち図９に示すごとく、先ずス
トリッパープレート７５と固定側型板７３とを開き、ラ
ンナーロックピン８３の係止部８４の周囲のランナー樹
脂を引き上げるため、ゲート部７９においてランナー樹
脂と樹脂成形された製品であるＰＡＣとを切り離す。次
にストリッパープレート７５の矢印Ｆ方向への作動でラ
ンナーロックピン８３の係止部８４からピンの軸方向に
カル８６、横ランナー８７及び縦ランナー８８からなる
ランナー樹脂を取り外す。なお８５は落下する樹脂かす
を示す。次にパーティングライン７２で型を開き、製品
であるＰＡＣを取り出す。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たピンポイントゲート方式のＰＡＣの熱硬化性樹脂成形
には次のような問題点がある。即ち、特に熱硬化性樹脂
のような硬質樹脂成形においては型開きの際に、ランナ
ーロックピンによるランナー樹脂の係止効果が不十分に
なることから、縦ランナーが型内に残り、製品と分離し
ない、所謂離型不良が発生し易い。また係止効果を十分
にするために、前記ランナーロックピンのアンダーカッ
トｍの量を増やすと、離型後のストリッパープレート作
動の際に、係止部分のランナー樹脂の割れ、欠けが発生
し、樹脂かすが固定側型板面を掃除する際にゲート部に
詰まって樹脂の未充填になったり、硬い樹脂かすがキャ
ビティ内に入って、ボンディングワイヤーのワイヤー折
れ、切れ及びショルダータッチが発生する。

【００１３】更に、前記ランナーロックピンの係止部に
樹脂が残るようになるため、アンダーカットによる係止
効果が減殺され、次のショットではランナー樹脂の離型
不良が生じる。前記ランナーロックピンのアンダーカッ
ト量を減らすと、係止効果が不十分になり、やはり離型
不良が発生するという悪循環に陥る。また更に上金型と
下金型とを開くとき、回路基板は可動側型板側に載せて
あるので、ＰＡＣの樹脂封止部が固定キャビティ側に密
着してしまい、製品の取り出しに余計な時間を要するば
かりでなく、また成形トラブルの要因にもなる様々な問
題があった。

【００１４】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、ピンポイントゲート方式におい
て上記問題点を解消し、特に熱硬化性樹脂成形に適し、
信頼性の高い樹脂成形用装置を提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における樹脂成形用装置は、第１の金型と第
２の金型とでキャビティを形成し、前記一方の金型に設
けられたランナー部には横ランナー部と縦ランナー部と
を含み、該縦ランナー部に連なるゲート部から前記キャ
ビティに樹脂を充填することにより、前記キャビティの
成形樹脂と前記ランナー部のランナー樹脂とを成形し、
かつ前記ランナー樹脂に係止する係止部を有するランナ
ーロックピンによって前記ランナー樹脂を成形樹脂から
切り離すように構成した樹脂成形用装置において、前記
縦ランナー部の上部に前記キャビティを形成したことを
特徴とするものである。

【００１６】また、前記ランナーロックピンは外周の一
部がランナー部と交差するように配置され、前記ランナ
ーロックピンの係止部は前記交差部に開口する切欠部を
有し、前記ランナーロックピンの開口方向にランナー樹
脂を押し外すための押し外し手段により、前記ランナー
樹脂と前記ランナーロックピンの係止解除を行うことを
特徴とするものである。

【００１７】更に、前記ランナー樹脂と前記ランナーロ
ックピンの係止解除は、ノックアウトピンの押し出しに
よって行われることを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】従って、本発明により得られる樹脂成形用装置
において、前述したように、熱硬化性樹脂をキャビティ
の下方のランナー部から押し上げるように、縦ランナー
部の上部のゲート部からキャビティに導いて成形し、ノ
ックアウトピンを押し出すことにより、ランナー樹脂を
側方に移動させてこのランナー樹脂とランナーロックピ
ンとの係止解除を行い、ランナー樹脂を容易に取り出す
ことができる。またＩＣチップをボンディングした回路
基板の装着及び製品の取り出しはフラットな回路基板の
下面側を吸着することにより容易であり、また樹脂かす
が落下してもキャビティ内には侵入することがなく、信
頼性の高いＰＡＣを製造することが可能である。

【００１９】

【実施例】以下図面に基づいて好適な実施例を説明す
る。図１は本発明の実施例で、ピンポイントゲート方式
のＰＡＣ封止用の６ケ取りの樹脂成形用装置を示す要部
断面図、図２は図１の樹脂成形用装置による樹脂成形後
の型開き動作を説明する断面図、図３はノックアウトピ
ンで回転力を与えるランナー樹脂の係止解除動作を説明
する平面図、図４はランナーロックピンの斜視図であ
る。まず図１において、第１の金型である上金型１は固
定側型板３と、この固定側型板３と組み合わせてキャビ
ティ４を形成する固定側取付板５と、プランジャーガイ
ド１５とよりなり、固定側型板３に形成されたキャビテ
ィ４内にＩＣチップをボンディングした回路基板６が前
記ＩＣチップが下側になるように配置される。

【００２０】第２の金型である下金型７の可動側型板８
には後述するランナーロックピン９とノックアウトピン
１０が配設される。固定側型板３と可動側型板８とで、
カル部１１、横ランナー部１２及び縦ランナー部１３か
らなる樹脂移送経路であるランナー部が形成される。前
記縦ランナー部１３の上部はゲート部１４で前記キャビ
ティ４に連なっている。前記カル部１１に投入された樹
脂タブレット１６を押圧するプランジャーＰが上金型１
中央上部に配設される。前記ランナーロックピン９は外
周の一部が横ランナー部１２と直角に交差するように配
設され、図４に示すように前記ランナーロックピン９の
係止部９ａは前記交差部に開口した切欠部であり、該係
止部９ａを含むランナーロックピン９の外周の一部はラ
ンナー部の側壁の一部を構成している。また前記ノック
アウトピン１０も斜面部１０ａが前記ランナー部に当接
するごとく配設されランナー部の側壁の一部を構成して
いる。

【００２１】次に、図１及び図２によりＰＡＣのトラン
スファーモールドにおけるピンポイントゲート方式の成
形動作を説明する。予め所定の温度、例えば１６５°Ｃ
程度に加熱された前記金型に、また所定の温度に加熱さ
れた熱硬化性樹脂タブレット１６を前記プランジャーＰ
のガイド部１５から投入し、前記プランジャーＰを押し
込んで圧力を加えることにより、溶融した熱硬化性樹脂
をカル部１１から横ランナー部１２、縦ランナー部１３
のゲート部１４を経てキャビティ４内に押し上げる。

【００２２】熱硬化性樹脂を充填後、所定の熱硬化時
間、例えば９０秒程度保持した後、図２に示すごとく型
開き及びランナーロックピンとランナー樹脂との係止解
除を行う。図２（ａ）において、先ず可動側型板８を矢
印Ａの方向に固定側型板３から開き、ゲート部１４にお
いてランナー樹脂と樹脂封止された製品ＰＡＣ１８の成
形樹脂とを切り離す。その際ランナーロックピン９の係
止部９ａにより横ランナー部１２が係止されていて、ラ
ンナー樹脂は確実に可動側型板８側に保持される。次に
固定側取付板５を矢印Ｂ方向に作動して製品であるＰＡ
Ｃ１８を取り出す。

【００２３】次に図２（ｂ）及び図３に示すように、ラ
ンナー樹脂の押し外し手段であるノックアウトピン１０
を矢印Ｃ方向に押し出すことにより、前記ノックアウト
ピン１０に形成した斜面部１０ａが横ランナー２２を矢
印Ｄ方向に押して、ランナー樹脂にカル２１を中心に矢
印Ｅ方向に回転力を与えて、前記ランナー樹脂とランナ
ーロックピン９の係止部９ａとの係止解除を行い、ラン
ナー樹脂を取り出しロボット等で容易に型外に取り出す
ことができる。また製品であるＰＡＣ１８の取り出し
は、回路基板のフラットな下面側が上方に位置している
ので、汎用の吸着パッド等の吸着手段により、あるいは
軽いエヤーの吹き出しを付加するだけで容易に取り出す
ことができる。なお、ランナー樹脂の押し外しはノック
アウトピンによらなくても、例えば取り出しロボットの
一対の平行杆で構成されたツメでランナー樹脂の縦ラン
ナーを挟むことによりランナー樹脂に回転力を与えて行
うこともできる。

【００２４】また更に、ランナーロックピンの係止解除
が容易なため樹脂かす１９の発生も少ないが、かりに樹
脂かす１９が落下してもゲート部１４の方に向かわない
ので、前記樹脂かす１９はキャビティ４内に侵入するこ
とがなく、樹脂かす１９のかす詰まりによる充填不良や
ボンディングワイヤーの折損が発生しない。

【００２５】上記のように、図１に示した樹脂成形用装
置は、プランジャーを上金型側に配設した、所謂上プラ
ンジャー方式であるが、他の実施例である図５は、図１
に示した樹脂成形用装置においては、上金型１側にプラ
ンジャーＰを配設したのに対して、下金型７側にプラン
ジャーＰを配設したもので、所謂下プランジャー方式で
あり、金型の下方から図示しないプランジャーで樹脂を
押圧することができる。他の部材配置は図１と全く同様
であるので説明は省略する。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特に熱硬化性樹脂成形のような硬質樹脂成形において型
開きの際に、ランナー樹脂とランナーロックピンとの係
止解除が容易であり、ランナー樹脂の離型不良がなくな
り、またランナー樹脂の割れ、欠けもなく、何よりも縦
ランナー部の上部にキャビティを形成することにより、
樹脂かすがゲート部に詰まることによる樹脂の未充填も
なくなり、硬い樹脂かすがキャビティ内に入ることがな
く、従ってボンディングワイヤーが折損することがな
い。製品の取り出しは、回路基板の下面側が上方に位置
しフラットなため、汎用の吸着パッド等の吸着手段によ
り容易に取り出すことができる等生産性も優れ、ピンポ
イントゲート方式において、特に熱硬化性樹脂成形に適
し、信頼性の高い樹脂成形用装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による樹脂成形用装置を示す
要部断面図である。

【図２】本発明の一実施例による成形後の離型動作を示
す要部断面図である。

【図３】本発明の実施例によるランナー樹脂の係止解除
動作を説明する要部平面図である。

【図４】本発明の実施例のランナーロックピンの斜視図
である。

【図５】本発明の他の実施例に係わる樹脂成形用装置を
示す要部断面図である。

【図６】従来技術のサイドゲート方式の半導体の樹脂成
形用装置を示す要部断面図である。

【図７】従来技術のサイドゲート方式により成形したＩ
Ｃモジュールの外観斜視図である。

【図８】従来技術のピンポイントゲート方式の樹脂成形
用装置を示す断面図である。

【図９】従来技術による成形後の離型動作を示す断面図
である。

【図１０】従来技術のランナーロックピンの形状を示す
正面図である。

【符号の説明】

１ 上金型 ４ キャビティ ７ 下金型 ９ ランナーロックピン ９ａ 係止部 １０ ノックアウトピン １０ａ 斜面部 １２ 横ランナー部 １３ 縦ランナー部 １４ ゲート部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猪飼 勝彦 東京都田無市本町６丁目１番12号 シチズ ン時計株式会社田無製造所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の金型と第２の金型とでキャビティ
   を形成し、前記一方の金型に設けられたランナー部には
   横ランナー部と縦ランナー部とを含み、該縦ランナー部
   に連なるゲート部から前記キャビティに樹脂を充填する
   ことにより、前記キャビティの成形樹脂と前記ランナー
   部のランナー樹脂とを成形し、かつ前記ランナー樹脂に
   係止する係止部を有するランナーロックピンによって前
   記ランナー樹脂を成形樹脂から切り離すように構成した
   樹脂成形用装置において、前記縦ランナー部の上部に前
   記キャビティを配設したことを特徴とする樹脂成形用装
   置。
2. 【請求項２】 前記ランナーロックピンは外周の一部が
   ランナー部と交差するように配置され、前記ランナーロ
   ックピンの係止部は前記交差部に開口する切欠部を有
   し、前記ランナーロックピンの開口方向にランナー樹脂
   を押し外すための押し外し手段により、前記ランナー樹
   脂と前記ランナーロックピンの係止解除を行うことを特
   徴とする請求項１記載の樹脂成形用装置。
3. 【請求項３】 前記ランナー樹脂と前記ランナーロック
   ピンとの係止解除は、ノックアウトピンの押し出しによ
   って行われることを特徴とする請求項２記載の樹脂成形
   用装置。