(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型ベースにキャビティブロックを備えたチェイスブロックを設置し、そのキャビティブロックに押圧力を加えて可動させる押圧力印加機構を設けてなる可動キャビティ方式によるモールド成形金型において、上記の１枚のワークに対応するキャビティブロックを複数個に分割し、そのキャビティを有する各分割ブロック毎に、そこに押圧力を加えて可動させる押圧力印加機構をそれぞれ設置し、その各押圧力印加機構として、チェイスブロックに設けた対応孔に押圧力を伝達するピラーを挿通し、そのピラーの一端を対応する分割ブロックに接触させ、そのピラーの他端に押圧力を与える押圧力源を金型ベースに設けることを特徴とする可動キャビティ方式によるモールド成形金型。
【請求項２】
金型ベースにキャビティブロックを備えたチェイスブロックを設置し、そのキャビティブロックに押圧力を加えて可動させる押圧力印加機構を設けてなる可動キャビティ方式によるモールド成形金型において、上記チェイスブロックにキャビティブロックのみを備え、その１枚のワークに対応するキャビティブロックに、複数の各キャビティにそれぞれ連なるランナーとカルとを含めて一体に形成し、そのキャビティブロックのキャビティを有する各部分毎に、そこに押圧力を加えて可動させる押圧力印加機構をそれぞれ設置し、その各押圧力印加機構として、チェイスブロックに設けた対応孔に押圧力を伝達するピラーを挿通し、そのピラーの一端を対応する部分に接触させ、そのピラーの他端に押圧力を与える押圧力源を金型ベースに設けることを特徴とする可動キャビティ方式によるモールド成形金型。
【請求項３】
キャビティブロックのキャビティを有する各部分を分割し、その各分割ブロック毎に、そこに押圧力を加えて可動させる押圧力印加機構をそれぞれ設置することを特徴とする請求項２記載の可動キャビティ方式によるモールド成形金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体パッケージ等のモールド成形時に使用する可動キャビティ方式によるモールド成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的な半導体パッケージはリードフレームに半導体素子例えば半導体集積回路（ＩＣ）チップを接合し、樹脂モールドして製作している。このようなモールド成形の対象となるリードフレームや基板、テープ等の部材（以下「ワーク」という）は厚みにばらつきがある。それ故、モールド成形金型に同時にワークを複数枚セットして押圧すると、各ワークの板厚によって押圧状態に当然差が生じる。そして、厚いワークに妨げられるため薄いワークではどうしてもキャビティブロックとワークとの間に不必要な隙間が生じやすい。それ故、樹脂バリが発生し易くなり、良好な成形状態を確保できない。
【０００３】
そこで、ワークの板厚のばらつきに対処するため、本出願人は先に特願昭５１−６９０５号として図５、６に示すような可動キャビティ方式によるモールド成形金型１を提示した。このモールド成形金型１はリードフレームにパッケージをモールド成形する金型である。そして、金型ベースに上下のチェイスブロック２、３を配設し、その上チェイスブロック２には下側中央部に上センターブロック４を配置し、その左右に上キャビティブロック５（５ａ、５ｂ）を配置してそれぞれ備え、下チェイスブロック３にも対応させて上側中央部に下センターブロック６を配置し、その左右に下キャビティブロック７（７ａ、７ｂ）を配置してそれぞれ備えている。又、両上キャビティブロック５に対し、それ等に押圧力を加えて可動させる押圧力印加機構８｛８ａ（８ａ1 、８ａ2 、８ａ3 ）、８ｂ｝をそれぞれ設けてある。
【０００４】
これ等の押圧力印加機構８はいずれも上チェイスブロック２に、各上キャビティブロック５の所定箇所に対応するように例えば３個ずつピン孔を設け、各ピン孔の上キャビティブロック５に面する部分の径を大きくしてばね室１１にし、そのばね室１１内に皿ばね１２を６枚ずつ積層して内蔵し、それ等の上チェイスブロック２と皿ばね１２を貫通して上キャビティブロック５に固着するようにピン１３を設けたものである。それ故、上チェイスブロック２内に間隔１４（１４ａ、１４ｂ）をそれぞれ設けて各上キャビティブロック５を上下可動に支持し、各皿ばね１２の積層体によりそれ等の間隔１４をそれぞれ保持できる。
【０００５】
そして、モールド成形金型にセットするリードフレーム１５（１５ａ、１５ｂ）の板厚に応じて、例えばリードフレーム１５ａが厚く、リードフレーム１５ｂが薄い場合、その厚いリードフレーム１５ａに対しては各皿ばね１２の縮み量と上キャビティブロック５ａの移動量が多くなり、間隔１４ａが閉じるのに対し、薄いリードフレーム１５ｂに対してはその差厚分だけ各皿ばね１２の縮み量と上キャビティブロック５ｂの移動量が少なくなって、間隔１４ｂが開く。従って、各リードフレーム１５がその板厚に応じて上キャビティブロック５に押圧されるので、不必要な隙間が生じることなく、ひいては樹脂バリが生じることもない。なお、１６は上キャビティブロック５のキャビティであり、１７は下キャビティブロック７の対応するキャビティであって、パッケージ成形箇所に該当する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上チェイスブロック２にそこに備え付けた各上キャビティブロック５に対応させ、皿ばね１２等のスプリングを収納するばね室１１を設けて、各押圧力印加機構８をそれぞれ形成すると、各キャビティブロック５、７には成形品突出し用にエジェクターピン（図示なし）がそれぞれ設けられているため、それ等のエジェクターピンによって皿ばね１２等のスプリングの大きさと位置が制限を受ける。しかも、皿ばね１２等のスプリングは小形にすると、多数用いても必要とする押圧力を出し難い。
【０００７】
又、ＢＧＡ型半導体パッケージ等では通常多層構造のプラスチック基板を用いるが、リードフレーム等の金属板と異なり、そのようなプラスチック基板は場所によって厚みにばらつきがある。それ故、１枚のキャビティブロックの複数箇所に押圧力印加機構を設けても、押圧力が主に基板の厚みのある箇所に作用し、薄い箇所にはあまり働かなくなる。そして、プラスチック基板の薄い箇所近傍に形成するパッケージのパーティング面に樹脂バリができ易い。そこで、押圧力を強めて樹脂バリの発生を防止するようにするが、強すぎると基板が破壊されてしまう。しかも、皿ばね積層体の押圧力を調節するには皿ばねを全部取り外して皿ばね間にワッシャやスペーサを介在しなければならない。このため、押圧力調節の負担が大きい。
【０００８】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、キャビティブロックに加える押圧位置の選択、押圧力の大きさの調整等が容易で、大きな押圧力を得ることができる、樹脂バリの発生し難い可動キャビティ方式によるモールド成形金型を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による可動キャビティ方式によるモールド成形金型では、金型ベースにキャビティブロックを備えたチェイスブロックを設置し、そのキャビティブロックに押圧力を加えて可動させる押圧力印加機構を設ける。そして、上記の１枚のワークに対応するキャビティブロックを複数個に分割し、そのキャビティを有する各分割ブロック毎に、そこに押圧力を加えて可動させる押圧力印加機構をそれぞれ設置し、その各押圧力印加機構として、チェイスブロックに設けた対応孔に押圧力を伝達するピラーを挿通し、そのピラーの先端を対応する分割ブロックに接触させ、そのピラーの後端に押圧力を与える押圧力源を金型ベースに設ける。
【００１０】
又、金型ベースにキャビティブロックを備えたチェイスブロックを設置し、そのキャビティブロックに押圧力を加えて可動させる押圧力印加機構を設ける。そして、上記チェイスブロックにキャビティブロックのみを備え、その１枚のワークに対応するキャビティブロックに、複数の各キャビティにそれぞれ連なるランナーとカルとを含めて一体に形成し、そのキャビティブロックのキャビティを有する各部分毎に、そこに押圧力を加えて可動させる押圧力印加機構をそれぞれ設置し、その各押圧力印加機構として、チェイスブロックに設けた対応孔に押圧力を伝達するピラーを挿通し、そのピラーの一端を対応する部分に接触させ、そのピラーの他端に押圧力を与える押圧力源を金型ベースに設ける。
又、上記キャビティブロックのキャビティを有する各部分を分割し、その各分割ブロック毎に、そこに押圧力を加えて可動させる押圧力印加機構をそれぞれ設置するとよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図１〜４を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明を適用した可動キャビティ方式によるモールド成形金型の正面側から見た要部の縦断面図である。このモールド成形金型１８はリードフレームにパッケージをモールド成形して固着する金型であって、上下に配置した金型１９、２０からなり、プレス装置に装着して使用する。そして、上金型１９にはその金型ベース２１の下側中央部にチェイスブロック２２を設置し、そのチェイスブロック２２の下側中央部にセンターブロック２３を配置し、その左右にキャビティブロック２４（２４ａ、２４ｂ）を配置してそれぞれ備え付ける。なお、通常は１つのチェイスブロックに２個のキャビティブロックを備え付ける。
【００１２】
又、下金型２０の金型ベース２５の上側中央部にチェイスブロック２６を設置し、そのチェイスブロック２６の上側中央部にセンターブロック２７を配置し、その左右にキャビティブロック２８（２８ａ、２８ｂ）を配置してそれぞれ備え付ける。すると、上下のキャビティブロック２４ａ、２８ａが対となり、又上下のキャビティブロック２４ｂ、２８ｂが対となって、内部にパッケージ成形用のキャビティ２９（２９ａ、２９ｂ）をそれぞれ形成できる。なお、３０はエジェクターピン（図示なし）を上方に向けて突設するエジェクタープレートである。
【００１３】
又、上金型１９には更に各上キャビティブロック２４に押圧力を加えて可動させる押圧力印加機構３１（３１ａ、３１ｂ）をそれぞれ設置する。そして、各キャビティブロッ２４に対し、押圧力印加機構３１を１組以上例えば３組設置する。その際、上チェイスブロック２２に各上キャビティブロック２４の上面に臨む貫通孔を３個ずつ分配してそれぞれ設け、それ等の各孔にピラー３２（３２ａ、３２ｂ）を挿通してそれぞれ立設する。これ等のピラー３２は押し下げ用の円柱状部材であり、先端が上キャビティブロック２４の上面に乗って接触する。なお、３３はエジェクターピン（図示なし）を下方に向けて突設するエジェクタープレートである。
【００１４】
又、このような各ピラー３２の後端を受けるため、上金型ベース２１の中央部に各ピラー３２に乗る方形板状のピラー受け３４（３４ａ、３４ｂ）をそれぞれ設置する。そして、各ピラー受け３４に押圧力を伝達するため、各ピラー受け３４に乗る押圧力伝達部材３５を１個以上例えば２個設置する。又、各押圧力伝達部材３５｛３５ａ（３５ａ1 、３５ａ2 ）、３５ｂ（３５ｂ1 ,３５ｂ2 ）｝に押圧力を加える押圧力源として、上金型ベース２１の上側中央部に圧縮コイルスプリング３６｛３６ａ（３６ａ1 、３６ａ2 ）、３６ｂ（３６ｂ1 、３６ｂ2 ）｝をそれぞれ設置する。
【００１５】
その際、各圧縮コイルスプリング３６の上端部をねじ３７付きの円板状部材３８で受け、下端部を押圧力伝達部材３５の円板状頭部３９に当接する。すると、ねじ３７を回転させることにより円板状部材３８が上下動可能となり、スプリング力調整部材になる。なお、押圧力伝達部材３５の足部４０は円柱状にする。
【００１６】
このようにして、上チェイスブロック２２に設けた６箇所の孔にピラー３２を１本ずつ挿通し、それ等の各ピラー３２の先端を３本ずつ対応する各上キャビティブロック２４にそれぞれ接触させ、それ等の各ピラー３２の後端を受ける各ピラー受け３４を６枚上金型ベース２１の中央部にそれぞれ設け、それ等の各ピラー受け３４に押圧力を伝達する押圧力伝達部材３５を２個ずつそれ等の一端をそれぞれ接触させ、それ等の各押圧力伝達部材３５に押圧力を与える圧縮コイルスプリング３６を６個上金型ベース２１の上側中央部にそれぞれ設けると、モールド成形金型１８に６組の押圧力印加機構３１を配設できる。なお、各キャビティブロック２４、各ピラー受け３４、各押圧力伝達部材３５等はいずれも当然上下方向に移動可能でなければならないため、それ等の各近傍に少し移動用の間隔をそれぞれ形成しておく。
【００１７】
又、このようにして各押圧力印加機構３１を構成すると、上チェイスブロック２２には各ピラー３２を挿通して立設するだけでよくなるため、その上チェイスブロック２２を挿通して下方に向かって突設する各エジェクターピンによって各ピラー３２の位置が制限を受け難い。それ故、各上キャビティブロック２４に加える押圧位置の選択が可能となり、それ等の各上面に均等に押圧力を分配して加え易くなる。又、各ピラー３２は径を細くした複数本のピラーと取り換えることもできる。
【００１８】
しかも、他の各ピラー受け３４、押圧力伝達部材３５、押圧力源たる圧縮コイルスプリング３６等は上金型ベース２１に設置するため、大きな圧縮コイルスプリング３６を採用し、或いは圧縮コイルスプリング３６の数を増すことができる。それ故、押圧力印加機構３１の自由度が大きくなり、各ピラー３２に加える押圧力の大きさを調節し易く、大きな押圧力を得易い。又、押圧力源として油圧等のシリンダを用いてもよく、その場合にはピストンロッドが押圧力伝達部材となる。
【００１９】
このようなモールド成形金型１８にリードフレーム４１（４１ａ、４１ｂ）をセットすると、圧縮コイルスプリング３６よりスプリング力が押圧力伝達部材３５、ピラー受け３４、ピラー３２を経て、各上キャビティブロック２４に押圧力として加わる。それ故、各リードフレーム４１が１枚毎の板厚にばらつきがあっても、その板厚に応じて上キャビティブロック２４に良好に押圧されるため、不必要な隙間ができず樹脂バリが生じない。従って、製品に対する樹脂バリ取り作業の労力が不要となり、金型１８に樹脂バリが付着することによる金型精度の低下と清掃の労力を軽減できる。
【００２０】
しかし、上記のモールド成形金型１８では１枚毎の板厚にばらつきのあるワークには対応できても、多層構造のプラスチック基板のような１枚の板でも場所によって厚みにばらつきのあるワークには対応し難い。そこで、ＢＧＡ型半導体パッケージを製造する場合には、図２に示すようにモールド成形金型４２の１枚のプラスチック基板４３に対応する上キャビティブロック４４を各パッケージ成形用のキャビティ４５毎に分割する。そして、キャビティ４５を有する各分割ブロック４６（４６ａ…４６ｄ）毎に上記の押圧力印加機構３１と同様の押圧力印加機構４７（４７ａ…４７ｄ）を１組以上それぞれ設置する。なお、４８は上チェイスブロック、４９はエジェクタープレート、５０は上金型ベースであり、５１はピラー、５２はピラー受け、５３は押圧力伝達部材、５４は押圧力源たる圧縮コイルスプリングである。因みに、上チェイスブロック内に皿ばねの積層体を設置すると、上キャビティブロックが皿ばねのスペースに規制されて分割しずらい。
【００２１】
このように上キャビティブロック４４を分割すると、プラスチック基板４３をセットした時その基板４３の厚みにばらつきがあって、場所によって板厚が異なっていても、各場所の板厚に応じてそこに配設されている分割ブロック４６にそれぞれ良好に押圧される。それ故、いずれのパッケージ成形箇所でもプラスチック基板４３と上キャビティブロック４４の間に不必要な隙間が生じることなく、樹脂バリが発生しない。なお、ＢＧＡ型半導体パッケージを成形する場合、下キャビティブロックにはパッケージを成形するためのキャビティを設けず上面を平らにする。
【００２２】
又、上記のモールド成形金型１８では上センターブロック２３は動かず、その両側にある上キャビティブロック２４だけが可動する。それ故、下センターブロック２７にタブレット（モールド成形材料）をそれぞれ入れるポット列を設け、各ポットに対抗配置して上センターブロック２３に設けたカルから両方向にランナーを伸ばし、各側にある上キャビティブロック２４の対応するキャビティ２９に接続すると、各ランナーが上センターブロック２３と上キャビティブロック２４との接合面を横切るため、上キャビティブロック２４の可動により上センターブロック２３との接合面に樹脂漏れが発生した。
【００２３】
そこで、上チェイスブロックに上センターブロックを備えず、上キャビティブロックのみを２個備え付ける。その際、図３に示すようにカル列の順に従って各カル５５（５５ａ、…５５ｊ）よりランナー５６（５６ａ、…５６ｊ）を交互に反対方向にそれぞれ突設し、一方の側のキャビティ列に含まれる各キャビティ５７（５７ａ、…５７ｅ）と、それ等の各キャビティ５７に連なるランナー５６とカル５５とを一体に含めて、一方の上キャビティブロック５８を形成し、他方の側のキャビティ列に含まれる各キャビティ５９（５９ａ、…５９ｅ）と、それ等の各キャビティ５９に連なるランナー５６とカル５５とを一体に含めて、他方の上キャビティブロック６０を形成する。
【００２４】
そして、各カル５５の近傍を方形状の突部６１（６１ａ、…６１ｊ）に形成し、それ等の突部６１を交互に嵌め合わせると、両上キャビティブロック５８、６０を接合し、互いに上下方向に摺動可能にして上チェイスブロックに備え付けることができる。なお、突部６１ａに隣接する上キャビティブロック５８の隅部と、突部６１ｊに隣接する上キャビティブロック６０の隅部とを同様な嵌め合わせ用の突部６２、６３にそれぞれ形成する。
【００２５】
このようにして、上センターブロックをなくすと、各ランナー５６が接合面を横切ることがなくなるため、各上キャビティブロック５８、６０をそれぞれ可動させても、当然各ランナー５６からの樹脂漏れが発生しなくなる。又、下チェイスブロックに対しても、各上キャビティブロック５８、６０にそれぞれ対応する同様の下キャビティブロックを備え付け、下センターブロックをなくす。なお、板厚が場所によってばらつくプラスチック基板等のワークに対し、両上キャビティブロック５８、６０を用いる場合には各上キャビティブロック５８、６０を、キャビティ５７、５９を有する各部分に分ける二点鎖線の位置で分割して使用する。
【００２６】
なお、上記の実施の形態では押圧力印加機構として、上チェイスブロックに設けた孔に押圧力を伝達するピラーを挿通し、そのピラーの先端を上キャビティブロックに接触させ、そのピラーの後端を受けるピラー受けを上金型ベースに設け、そのピラー受けに押圧力を伝達する押圧力伝達部材の先端を接触させ、その押圧力伝達部材に押圧力を与える押圧力源を上金型ベースに設けたが、そのピラー受け、押圧力伝達部材を用いずに押圧力印加機構を構成し、押圧力源から直接ピラーの後端に押圧力を与えてもよい。
【００２７】
又、上記の実施の形態では分割ブロックを形成する場合、分割ラインを隣接したキャビティを有する分割ブロックの境界線にしたが、図４に示すように各キャビティ６４の周囲に分割ライン６５を設けてキャビティ６４を有する各分割ブロック６６をそれぞれ形成してもよい。なお、６７が上チェイスブロック、６８が上キャビティブロック、６９が上センターブロック、７０がランナー、７１がカルである。
又、上記の実施の形態では上金型の方に押圧力印加機構を設置したが、下金型の方に同様の押圧力印加機構を設置してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、請求項１記載の発明ではチェイスブロックに押圧力印加機構のピラーを挿通するだけでよく、そのチェイスブロックに挿通するエジェクターピンによってピラーの位置が制限を受け難い。それ故、キャビティブロックに加える押圧位置の選択が可能となり、均等に押圧力を分配して加え易い。又、ピラー数の変更も容易である。しかも、押圧力印加機構を構成する押圧力源は金型ベースに設置するため、押圧力印加機構の自由度が大きくなる。それ故、押圧力の大きさを調整し易く、大きな押圧力を得易くなる。そして、１枚のワークにおける各場所の板厚に応じてそこに配設されているキャビティを有する分割ブロックでそれぞれ良好に押圧できる。従って、１枚のワークの板厚にばらつきがあっても、モールド成形時に不必要な隙間が生じることなく、樹脂バリが発生しない。
【００２９】
又、請求項２記載の発明では、チェイスブロックに押圧力印加機構のピラーを挿通するだけでよく、そのチェイスブロックに挿通するエジェクターピンによってピラーの位置が制限を受け難い。それ故、キャビティブロックに加える押圧位置の選択が可能となり、均等に押圧力を分配して加え易い。又、ピラー数の変更も容易である。しかも、押圧力印加機構を構成する押圧力源は金型ベースに設置するため、押圧力印加機構の自由度が大きくなる。それ故、押圧力の大きさを調整し易く、大きな押圧力を得易くなる。そして、チェイスブロックにキャビティブロックのみを備え、そのキャビティブロックに、複数の各キャビティにそれぞれ連なるランナーとカルとを含めて一体に形成することにより、モールド成形時にキャビティブロックを可動させても、各ランナーからの樹脂漏れがなく、樹脂バリが発生しない。
又、請求項３記載の発明では、更にキャビティブロックのキャビティを有する各部分を分割することにより、１枚のワークにおける各場所の板厚に応じてそこに配設されているキャビティを有する分割ブロックでそれぞれ良好に押圧できる。従って、１枚のワークの板厚にばらつきがあっても、モールド成形時に不必要な隙間が生じることなく、樹脂バリが発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した可動キャビティ方式によるモールド成形金型の正面側から見た要部の縦断面図である。
【図２】同可動キャビティ方式によるモールド成形金型の変形例を示す側面側から見た上金型要部の縦断面図である。
【図３】同可動キャビティ方式によるモールド成形金型に備える上キャビティブロックの変形例を示す接合状態にある両上キャビティブロックの底面図である。
【図４】同可動キャビティ方式によるモールド成形金型に備える上キャビティブロックの他の変形例を示す一方の上キャビティブロック付近の底面図である。
【図５】従来の可動キャビティ方式によるモールド成形金型の正面側から見た要部の縦断面図である。
【図６】同可動キャビティ方式によるモールド成形金型の側面側から見た要部の縦断面図である。
【符号の説明】
１８、４２…モールド成形金型  １９、２０…上、下金型  ２１、５０…上金型ベース  ２２、４８、６７…上チェイスブロック  ２３、６９…上センターブロック  ２４、４４、５８、６０、６８…上キャビティブロック  ２５…下金型ベース  ２６…下チェイスブロック  ２７…下センターブロック  ２８…下キャビティブロック  ２９、４５、５７、５９、６４…キャビティ  ３０…下エジェクタープレート  ３１、４７…押圧力印加機構  ３２、５１…ピラー  ３３、４９…上エジェクタープレート  ３４、５２…ピラー受け  ３５、５３…押圧力伝達部材  ３６、５４…圧縮コイルスプリング３８…スプリング力調整部材  ４１…リードフレーム  ４３…プラスチック基板  ４６、６６…分割ブロック  ５５、７１…カル  ５６、７０…ランナー  ６１、６２、６３…突部
【図１】
0003672209.tif 000002
【図２】
0003672209.tif 000003
【図３】
0003672209.tif 000004
【図４】
0003672209.tif 000005
【図５】
0003672209.tif 000006
【図６】
0003672209.tif 000007