Brevet FR2567064A1 — publié le 19860110

--1 -- L'invention a traiz en général au moulage par transfert l'objets multiples en matière plastique, et plus particulièrement au moulage par transfert de dispositifs semi-conducteurs maltiples encapsulés dans une matière plastique. Dans le moulage par transfert d'une multiplicité de dispositifs en matière plastique dans un moule métallique à empreintes multiples, la pratique courante selon l'art antérieur consistait à prévoir un moule mé- tallique à empreintes multiples comprenant des parties séparables res- pectivement inférieure et supérieure, pourvuEsde plusieurs empreintes ou cavités complémentaires pour les objets à mouler ainsi que plusieurs ca- naux de coulée avec-un système de distribution pour alimenter chacune des empreintes individuelles en composé de moulage. Ces canaux aboutis- sent le plus souvent dans une zone commune de distribution ou de répar- tition qui sert à alimenter chacune des empreintes multiples en composé de moulage à base de matière plastique. Les moitiés supérieure et infé- rieure du moule sont serrées dans une presse, et cet ensemble est chauf- fé afin de vulcaniser la matière de moulage. La matière plastique de mou- lage, le plus souvent sous forme de poudre, est comprimée ou transformée en granules afin qu'elle puisse être pré-traitée dans une partie de l'en- semble du moule pour la liquéfier ou tout au moins la mettre dans un é tat semi-liquide. On utilise un plongeur ou piston pour refouler le com= posé de moulage chauffé, sous une pression très réduite, afin qu'il pé- nètre dans le réseau de canaux de coulée du moule et de le répandre ain- si dans chacune des multiples empreintes de l'objet que comporte le mou- le à empreintes multiples. Parmi les inconvénients que présente le genre de système de mou- lage par transfert décrit ci-dessus, on peut signaler le fait que le com- posé de moulage doit 9tre réduit en granules d'une grosseur correspondant au volume des empreintes et des canaux de coulée du moule à utiliser. Le tampon résultant de composé de matière plastique de moulage, de dimen- sions relativement importantes, peut nécessiter ensuite un préchauffage d'une durée considérable, Attendu que les canaux de coulée sont formés dans les demi-moules avec les empreintes de moulage des objets, ces demi- moules durcissent ou vulcanisent le composé de matière plastique de mou- lage dans les canaux de coulée, tout comme dans les empreintes du moule. Il peut en résulter une perte appréciable de matière plastique, selon les volumes relatifs des canaux de coulée et des empreintes de moulage. De méme, du fait que le système n'admet pas une alimentation continue en composé de moulage, le rendement en production est limité par la nature 2- charge-après-charge ou intermittente de l'opération. Par conséquent, il est nécessaire de prévoir un procédé et des éléments de moulage qui per- mettent une alimentation continue en matière de moulage, de préférence sous forme pulvérulente, pour le moulage par transfert de multiples pe- tits objets dans un moule chauffé à plusieurs empreintes de moulage. Conformément à un premier mode de réalisation de la présente in- vention, celle-ci a pour but de prévoir un procédé et un appareil perfec- tionné pour assurer le moulage par transfert de petits objets. Un autre but de la présente invention consiste à prévoir un appa- reil et un procédé perfectionné de moulage pour le moulage de dispositifs électroniques à semi-conducteurs encapsulés et de circuits intégrés noyés dans une matière plastique appropriée. En outre, l'invention prévoit un procédé et un appareil perfection- nés de moulage permettant l'alimentation pratiquement continue d'un moule à empreintes multiples avec le composé de matière plastique de moulage. Par ailleurs, l'invention a pour but de prévoir un procédé et un appareil perfectionnés de moulage, propres à éviter la nécessité de ré- duire le composé de moulage en granules de matière plastique. Conformément à un mode préféré de réalisation de la présente inven- tion, les parties formant canaux de coulée d'un moule à empreintes multi- ples sont isolées thermiquement par rapport aux empreintes du moule métal- lique, afin de permettre d'introduire directement un courant de matière de moulage dans la partie distribution ou répartition du moule, sans vul- caniser la matière plastique dans la partie canaux de coulée du moule. Suivant un autre mode de réalisation possible de l'invention, il est prévu un moyen de refroidissement de la partie canaux de coulée d'un système de moulage afin d'éviter de vulcaniser le composé de matière plas- tique de moulage dans le système de canaux de coulée. Suivant un mode complémentaire de réalisation de l'invention, on répartit le composé de matière plastique de moulage grâce à des canaux de coulée maintenus à une température suffisamment basse pour éviter de vul- caniser la matière plastique de moulage, jusqu'à ce qu'elle parvienne dans la partie commune de distribution ou de répartition du système de moulage o un plongeur et un élément chauffant local sont prévus pour alimenter en composé liquéfié de moulage sous pression les empreintes du moule. Les différents buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement au cours de la description plus détaillée, qui suit, de modes préférés de réalisation de l'invention, laquelle se réfère au dessin annexé, sur lequel: La FIGURE 1 est une vue en coupe transversale des empreintes de moulage et d'un système de canaux de coulée refroidis d'un appareil fixe de moulage réalisé conformément à la présente invention, et La FIGURE 2 est une vue en coupe transversale d'un appareil de moulage à canaux de coulée froids, équipé d'un plongeur destiné à etre utilisé dans un système o les parties constitutives du moule sont trans- férées dans un poste de moulage ou éloignées de ce poste dans un procé- dé de moulage en semi-continu. Si l'on se réfère maintenant à la Figure 1, on y voit la moitié supérieure 4 et la moitié inférieure 2 d'un moule destiné à former des ensembles électroniques de semi-conducteurs, encapsulés dans la masse, qui comprennent des grilles conductrices 8 partiellement entourées par des corps 6 en matière plastique. Le moule présente une ligne de joint et de séparation entre la moitié supérieure 4 et la moitié inférieure 2 du moule, afin de permettre le démoulage des objets moulés en matière plastique. Les deux moitiés ou demi-moules 4 et 2 sont réalisés en ma- tière métallique thermiquement conductrice, par exemple en acier inoxy- dable. Par-dessus la moitié supérieure 4 du moule sont disposés des élé- ments métalliques complémentaires 10 et 12 qui constituent une partie d'un ensemble de canaux de coulée 20 destiné à alimenter en composé 'de matière plastique de moulage les empreintes pour grilles conductrices du moule. La partie verticale du canal de coulée 20 est constituée par un bloc 15 pourvu d'un orifice conique. Les blocs de coulée 10 et 12 con- tiennent de nombreux canaux de coulée 20 destinés à alimenter plusieurs empreintes de moulage du bloc à empreintes. Chacun des canaux de coulée est alimenté à partir d'un réservoir central en matière plastique de moulage. Chaque canal de coulée 20 est isolé des moitiés supérieure et in- férieure 4 et 2 dumoule par une matière thermiquement isolante 14 afin de maintenir la température du canal de coulée à une valeur ne dépassant pas environ 800C, tandis que les parties supérieure et inférieure du mou- le sont chauffées à environ 1700Co Un élement de chauffage 18 rapporté dans la masse constitue un point chaud destiné à maintenir la température dans la zone de distribution ou de répartition à environ 185oC, afin de faciliter le chauffage de la matière plastique de moulage dans des par- ties du courant juste avant qu'elles pénètrent dans les empreintes de moulage o se trouvent les grilles conductrices 8. Les passages 16 per- mettent l'écoulement d'un fluide de refroidissement afin de maintenir le 4- bloc 15 muni de l'orifice conique précité à une température suffisamment basse pour empêcher la liquéfaction et/ou la vulcanisation du courant de composé de moulage dans le canal de coulée 20. Le plan de joint entre les parties 10 et 12 du bloc de canaux de coulée permet de séparer ces par- ties lorsqu'il devient nécessaire de nettoyer le système de canaux de coulée. On peut avoir recours à l'action soit de la pression, soit du vide, que l'on exerce contre les extrémités (non représentées) de la partie horizontale du canal 20, afin que le composé de matière plastique de mou- lage puisse alimenter les empreintes du moule dès le début du cycle de moulage, l'excédent étant évacué après que les empreintes ont été remplies avec la matière liquéfiée. Si l'on se reporte maintenant à la Figure 2, on y voit en coupe transversale une partie d'un appareil de moulage semblable à celui de la Figure 1. Les demi-moules inférieur et supérieur 2, 4 présentent de mul- tiples empreintes destinées à la formation de corps 6 autour de pièces rapportées métalliques 8. Les blocs de coulée 10 et 12 de l'appareil de moulage contiennent un canal de coulée 20 pour réaliser un courant de matière plastique de moulage qui envahit les empreintes du moule. L'ap- pareil de moulage de la Figure 2 diffère de celui de la Figure 1 par le fait que le bloc de canaux de coulée 10 est maintenu à une température inférieure à celle de la moitié supérieure 4 grâce à l'adoption d'une garniture 14 de matière thermiquement isolante et de passages 16 qui per- mettent la circulation du fluide de refroidissement. Ainsi, le bloc de canaux de coulée peut etre maintenu à une température d'environ 80oC, tandis que le bloc à empreintes est maintenu à environ 170oC pendant un temps beaucoup plus long que dans le cas de l'appareil de la Figure 1. Ainsi, on peut adopter un processus de moulage pratiquement automatique ou continu en enlevant seulement la partie inférieure 2 du bloc à em- preintes, conjointement aux objets moulés, au terme de chaque cycle de transfert. Le bloc de canaux de coulée reste froid, et le plongeur 16A dans sa position basse ou enfoncée emp9che le passage de la matière plas- tique à travers l'orifice conique. Après avoir remis en place la partie inférieure 2 à empreintes de moulage, on soulève le plongeur, on l'en- fonce de nouveau afin de refouler la quantité voulue de matière plasti- que dans le bloc à empreintes, dans lequel cette matière est chauffée et liquéfiée par l'élément 18 à pointe chaude, maintenue à une température d'environ 185 C. Le plongeur 16A, pourvu de parties annulaire et termi- nale 17 en matière plastique se loge dans l'orifice afin de maintenir une pression élevée pendant la phase de vulcanisation du cycle. Avec les appareils représentés tant sur la Figure 1 que sur la Figure 2, les moyens d'isolation et/ou de refroidissement maintiennent la température du bloc de canaux de coulée à une valeur suffisamment bas- se pour empêcher la vulcanisation de la matière de moulage dans le bloc des canaux de coulée. Il est également possible de maintenir la température du bloc de canaux de coulée à une valeur suffisamment basse pour empacher pratiquement toute fusion de la matière plastique, et dans ce cas la matière d'alimentation peut 9tre un composé de matière plastique de moulage pulvérulente, c'est-à-dire non transformée en granules. Bien que l'invention ait été représentée et décrite en se réfé- rant à des modes préférés de réalisation, il est évident pour tout spé- cialiste dans l'art que les variantes sus-indiquées et d'autres change- ments de forme et de détails peuvent y Atre apportés sans s'écarter des principes de base de l'invention. R E V E N DI C A T I 0 N S 1. Appareil de moulage pour effectuer le moulage par transfert de plusieurs petits objets, lequel comprend, en combinaison: a) un bloc à empreintes (2, 4) comportant plusieurs empreintes correspondant à ces objets, et caractérisé par: - b) un bloc de coulée (10, 12) pourvu de plusieurs canaux de coulée (20) destinés à alimenter lesdites empreintes en matière plasti- que de moulage, et c) une matière isolante (14) interposée entre le bloc de cou- lée (10, 12) et le bloc à empreintes (2, 4) afin de maintenir le bloc de coulée (10, 12) à une température suffisamment basse pour empcher la vulcanisation de ladite matière plastique de moulage dans ledit bloc de coulée (10, 12). 2. Appareil de moulage selon la Revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen de refroidissement (16) du bloc de cou- lée (10, 12) afin d'empêcher la vulcanisation de la matière plastique de moulage dans ce bloc de coulée (10, 12). 3. Appareil de moulage selon la Revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen de chauffage local (18) à l'intérieur du- dit bloc à empreintes (2, 4) afin de chauffer la matière plastique de moulage avant qu'elle ne pénètre dans lesdites empreintes. 4. Appareil de moulage selon la Revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen distributeur ou répartiteur pour chacune desdites empreintes dans le but d'assurer l'introduction de ladite ma- tière plastique de moulage dans ces empreintes, ainsi qu'un plongeur (16A) qui permet d'introduire de la matière plastique de moulage à partir de chacun des multiples canaux de coulée dans les multiples empreintes de moulage et aussi de maintenir cette matière plastique de moulage sous une forte pression dans ces empreintes. 5. Appareil de moulage selon la Revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen de refroidissement (16) destiné à main- tenir la température dudit bloc de coulée (10, 12) à une valeur sensible- ment inférieure à celle dudit bloc à empreintes (2, 4). 6. Appareil de moulage selon la Revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen de chauffage localisé (18) à proximité du moyen distributeur ou répartiteur pour chauffer la matière plastique de moulage avant qu'elle ne pénètre dans les empreintes du moule. 7. Appareil de moulage selon la Revendication 4, caractérisé par le fait que ledit plongeur (16A) comporte un bout obturateur en matière -7 - plastique (17). 8. Appareil de moulage selon la Revendication 5, caractérisé par le fait que le moyen isolant (14) et le moyen de refroidissement (16) em- pachent en substance la vulcanisation de la matière plastique de moulage dans le bloc de coulée (10, 12). 9. Appareil de moulage selon la Revendication 5, caractérisé par le fait que ledit moyen isolant (14) et le moyen de refroidissement (16) emp&chent en substance la liquéfaction de la matière plastique de moula- ge dans le bloc de coulée (10, 12). 10. Appareil de moulage selon la Revendication 4, caractérisé par le fait que le bloc à empreintes (2, 4) et le bloc de coulée (10, 12) comportent des éléments distincts et séparables. 11. Procédé de moulage selon l'une quelconque des Revendications 1 à 10, pour assurer le moulage par transfert de plusieurs petits objets dans des empreintes multiples, dans un bloc chauffé à empreintes multi- ples, caractérisé par le fait qu'il comprend les phases qui consistent à alimenter lesdites empreintes en matière plastique de moulage à tra- vers plusieurs canaux de coulée (20) formés dans un bloc de coulée (10, 12), tout en maintenant la température de ce bloc à une valeur sensible- ment inférieure à celle du bloc à empreintes (2, 4).