(57)【要約】【課題】ワークの大型化に対応してモールド金型の平行度や型締め速度を精度よく維持したまま、小型でしかも低コストに型締め可能な樹脂モールド装置及び方法を提供する。【解決手段】制御部２２は、型閉じ動作を開始すると、第１，第２駆動モータ１２，１６の同期をとって駆動させ、ボールねじ機構１０により可動プラテン９を通じてモールド金型４に供給されたワークＷを第１型締め力でクランプしてから当該ボールねじ機構の加圧状態をトグルリンク機構１４が引き継いで可動プラテン９を通じてワークＷが第１型締め力より大きい第２型締め力までモールド金型４によりクランプされる。【選択図】図１
2014233882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モールド金型を開閉するクランプ機構を備えた樹脂モールド装置であって、
前記クランプ機構は、
前記モールド金型のうち少なくとも一方の金型を支持する可動プラテンと、
他方の金型を支持する固定プラテンと、
前記可動プラテンに連係し前記固定プラテンとの間で前記モールド金型を第１型締め力まで型閉じする第１型開閉機構と、
前記可動プラテンに連係し前記第１の型締め力よりさらにクランプ力を強めた第２型締め力まで型閉じして最終樹脂圧を維持する第２型開閉機構と、
前記第１，第２型開閉機構の開閉動作を制御する制御部と、を具備し、
前記制御部は、型閉じ動作を開始すると、前記第１，第２型開閉機構を同期して駆動させ、前記第１型開閉機構により前記可動プラテンを通じて前記モールド金型に供給されたワークが第１型締め力でクランプされてから当該第１型開閉機構の加圧状態を前記第２型開閉機構が引き継いで前記可動プラテンを通じて前記ワークが前記第１型締め力より大きい第２型締め力まで前記モールド金型によりクランプされることを特徴とする樹脂モールド装置。
【請求項２】
前記第１型開閉機構は、前記可動プラテンの外周縁部に沿って等間隔に配置され、前記第２型開閉機構は前記可動プラテンの中央部に配置されている請求項１記載の樹脂モールド装置。
【請求項３】
前記可動プラテンを貫通して前記固定プラテンと連係するタイバーには、金型クランプ力を計測する加圧センサが設けられている請求項１又は２記載の樹脂モールド装置。
【請求項４】
前記モールド金型は、高さ方向中間部に設けられた前記中間プラテンを中心に上下に複数設けられ、各モールド金型に対応して設けられた前記可動プラテンに連係して前記第１，第２型開閉機構が各々設けられている請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の樹脂モールド装置。
【請求項５】
モールド金型の一方の金型を支持する固定プラテンに対し、前記モールド金型の他方の金型を支持する可動プラテンを昇降することで当該モールド金型を開閉可能に構成されたクランプ機構を備えた樹脂モールド装置であって、
前記クランプ機構は、
前記可動プラテンの中央に連結されるトグルリンク機構と、
前記可動プラテンの外周縁部に沿って等間隔に配置されて、当該配置位置において当該可動プラテンに各々連結される３個以上のボールねじ機構と、
を備えることを特徴とする樹脂モールド装置。
【請求項６】
一方の金型を支持する可動プラテンと他方の金型を支持する固定プラテンを備えたクランプ機構を用いてモールド金型を開閉することにより樹脂モールドする樹脂モールド方法であって、
型開きした前記モールド金型にワーク及びモールド樹脂を供給する工程と、
前記可動プラテンに連係する第１型開閉機構及び第２型開閉機構の同期をとって作動させ、前記第１型開閉機構により前記ワークが前記モールド金型により第１型締め力でクランプされるまで型閉じする工程と、
前記第１型開閉機構の加圧状態を前記第２型開閉機構が引き継いで前記可動プラテンを作動させて前記モールド金型を前記第１型締め力より大きい第２型締め力までクランプする工程と、
前記モールド金型を前記第２型締め力でクランプした最終樹脂圧を維持しつつ前記モールド樹脂を加熱硬化させる工程と、を含むことを特徴とする樹脂モールド方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モールド金型を開閉するクランプ機構を備えた樹脂モールド装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、樹脂モールド装置では被成形品をクランプするモールド金型と該モールド金型を開閉するクランプ機構が設けられている。クランプ機構としては、油圧機構や、電動モータによりトグルリンク機構やボールねじ機構などの直動機構などが用いられている。半導体ウエハを樹脂モールドする樹脂モールド装置においては、被成形品を高精度に、面圧のアンバランスが生じないようにクランプすることができないと、簡単に樹脂ばりが生じてしまうおそれがあり、樹脂成形部の厚さのばらつきが生じてしまうという問題がある。
【０００３】
本件出願人は、被成形品を的確にクランプすることができ、これによって樹脂ばりを生じさせず、また、樹脂成形部の厚さのばらつきを生じさせずに樹脂モールドすることができる樹脂モールド装置を提案した。具体的には、固定プラテンに対して可動プラテンを押動する、互いに独立して駆動される少なくとも３組のボールねじを備え、駆動源により正逆回転駆動されるボールねじを有し、各ボールねじの外側に配置されたタイバーに樹脂モールドの際に当該タイバーに作用する圧力を検知する圧力センサが取り付けられ、当該圧力センサによる圧力値に基づいてボールねじの駆動を個別に制御し、被成形品の加圧面内における面内バランスを均一にして被成形品をクランプするようになっている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３１２２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ワークとして用いられる半導体ウエハの大きさも８インチサイズ（φ２００ｍｍ）の大きさから、１２インチサイズ（φ３００ｍｍ）更には１８インチサイズ（φ４５０ｍｍ）へと大型化する傾向にあり、基板サイズも□５００ｍｍなどの大判製品を樹脂モールドする必要があるため、プレス盤面のサイズ向上や型締め力の向上が必要になっている。
【０００６】
大判サイズのワークを樹脂モールドする場合、高精度な金型の平行度及び高精密な型締め速度が求められることから、４軸直動方式を採用することが望ましい。具体的には、モールド金型を支持する固定プラテンと可動プラテンのうち、可動プラテンに連係するボールねじをサーボモータにより正逆回転駆動することにより可動プラテンを固定プラテンに対して接離動させるようになっている。
しかしながら、直動プレス機構のみで型締め力を向上させようとしても、サーボモータの出力向上やボールねじの直径が増大して、装置が大型化し、消費電力も増大し、製造コストも嵩むおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は上記従来技術の課題を解決し、ワークの大型化に対応してモールド金型の平行度や型締め速度を精度よく維持したまま、小型でしかも低コストに型締め可能な樹脂モールド装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。モールド金型を開閉するクランプ機構を備えた樹脂モールド装置であって、前記クランプ機構は、前記モールド金型のうち少なくとも一方の金型を支持する可動プラテンと、他方の金型を支持する固定プラテンと、前記可動プラテンに連係し前記固定プラテンとの間で前記モールド金型を第１型締め力まで型閉じする第１型開閉機構と、前記可動プラテンに連係し前記第１の型締め力よりさらにクランプ力を強めた第２型締め力まで型閉じして最終樹脂圧を維持する第２型開閉機構と、前記第１，第２型開閉機構の開閉動作を制御する制御部と、を具備し、前記制御部は、型閉じ動作を開始すると、前記第１，第２型開閉機構を同期して駆動させ、前記第１型開閉機構により前記可動プラテンを通じて前記モールド金型に供給されたワークが第１型締め力でクランプされてから当該第１型開閉機構の加圧状態を前記第２型開閉機構が引き継いで前記可動プラテンを通じて前記ワークが前記第１型締め力より大きい第２型締め力まで前記モールド金型によりクランプされることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、制御部は、型閉じ動作を開始すると、第１，第２型開閉機構を同期して駆動させ、第１型開閉機構により可動プラテンを通じてモールド金型に供給されたワークを第１型締め力でクランプすることで、モールド金型内に閉鎖空間を形成することができる。この第１型開閉機構による加圧状態を第２型開閉機構が引き継いで可動プラテンを通じてワークが第１型締め力より大きい第２型締め力までモールド金型によりクランプされることで、最終樹脂圧でモールド樹脂を加熱硬化させることができる。
よって、型閉じ動作における可動プラテンの平行度を維持しつつ型閉じを高精度に行いかつ最終樹脂圧を高圧にすることで成形品質を高めることができる。また、モールド金型を開閉するクランプ機構として、高さ方向に異なる可動範囲で異なる負荷が作用する型開閉機構を組み合わせることで、直動機構のみを用いて型開閉動作を行う場合に比べて駆動源であるサーボモータをより出力の小さいものを用いることができ、ねじ軸の直径も細くすることで、装置が小型化し、消費電力も低減することができ、製造コストを減らすことができる。
【００１０】
また、前記第１型開閉機構は、前記可動プラテンの外周縁部に沿って等間隔に配置され、前記第２型開閉機構は前記可動プラテンの中央部に配置されていることが好ましい。
これにより、第１型開閉機構により可動プラテンを固定プラテンとの平行度を維持したまま第１型締め力により型閉じすることができ、第２型開閉機構によって、型閉じ状態から第１型締め力より大きい第２型締め力でモールド金型をクランプすることによりキャビティ内にモールド樹脂を行き渡らせて最終樹脂圧まで効率よく加圧することができる。
【００１１】
また、前記可動プラテンを貫通して前記固定プラテンと連係するタイバーには、金型クランプ力を計測する加圧センサが設けられていると、制御部はタイバーに設けられた加圧センサによる加圧力が所定値に到達するとモールド金型によるワークのクランプ状態を検出することができる。また、樹脂圧が作用した時点で第１型開閉機構の駆動を停止しつつ第２型開閉機構の駆動に切り替えて可動プラテンを加圧することでまでモールド樹脂を最終樹脂圧に加圧したまま加熱硬化させることができる。
【００１２】
前記モールド金型は、高さ方向中間部に設けられた前記中間プラテンを中心に上下に複数設けられ、各モールド金型に対応して設けられた前記可動プラテンに連係して前記第１，第２型開閉機構が各々設けられていてもよい。
これにより、装置の設置面積を増大することなく、成形品の生産効率を拡大することができる。
【００１３】
具体的には、モールド金型の一方の金型を支持する固定プラテンに対し、前記モールド金型の他方の金型を支持する可動プラテンを昇降することで当該モールド金型を開閉可能に構成されたクランプ機構を備えた樹脂モールド装置であって、前記クランプ機構は、前記可動プラテンの中央に連結されるトグルリンク機構と、前記可動プラテンの外周縁部に沿って等間隔に配置されて、当該配置位置において当該可動プラテンに各々連結される３個以上のボールねじ機構と、を備えていてもよい。
【００１４】
また、一方の金型を支持する可動プラテンと他方の金型を支持する固定プラテンを備えたクランプ機構を用いてモールド金型を開閉することにより樹脂モールドする樹脂モールド方法においては、型開きした前記モールド金型にワーク及びモールド樹脂を供給する工程と、前記可動プラテンに連係する第１型開閉機構及び第２型開閉機構の同期をとって作動させ、前記第１型開閉機構により前記ワークが前記モールド金型により第１型締め力でクランプされるまで型閉じする工程と、前記第１型開閉機構の加圧状態を前記第２型開閉機構が引き継いで前記可動プラテンを作動させて前記モールド金型を前記第１型締め力より大きい第２型締め力までクランプする工程と、前記モールド金型を前記第２型締め力でクランプした最終樹脂圧を維持しつつ前記モールド樹脂を加熱硬化させる工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
上述した樹脂モールド装置及び方法を用いれば、ワークの大型化に対応してモールド金型の平行度や型締め速度を精度よく維持したまま、小型でしかも低コストに型締め可能な樹脂モールド装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施例に係る樹脂モールド装置の型開き状態の正面説明図である。
【図２】図１の可動プラテンの平面図である。
【図３】図１に続く型閉じ動作途中のモールド金型の断面説明図である。
【図４】モールド金型の一例と型閉じ動作を示す断面説明図である。
【図５】モールド金型の他例と型閉じ動作を示す断面説明図である。
【図６】第２実施例に係る樹脂モールド装置の型開き状態の正面説明図である。
【図７】図６に続く樹脂モールド装置の型閉じ動作の説明図である。
【図８】図７に続く樹脂モールド装置の型閉じ動作の説明図である。
【図９】第３実施例に係る樹脂モールド装置の型開き状態の正面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１実施例］  
以下、本発明に係るモールド金型を開閉するクランプ機構を備えた樹脂モールド装置の好適な実施の形態について添付図面と共に詳述する。樹脂モールド装置１は、上型２及び下型３を有するモールド金型４と該モールド金型４を開閉するクランプ機構５を備えている。
【００１８】
図１において、クランプ機構５は、矩形状のベース部６に設けられている。ベース部６と固定プラテン７との間は各コーナー部（４か所；図２参照）に配置されたタイバー８により連結されている。上型２は固定プラテン７に支持され、下型３は可動プラテン９の正面（上面）側に支持されている。可動プラテン９は貫通して連係するタイバー８にガイドされて上下動する。
【００１９】
可動プラテン９の背面側には、当該可動プラテン９に連係し固定プラテン７との間でモールド金型４を第１型締め力まで型閉じするボールねじ機構１０（第１型開閉機構）が設けられている。
具体的には、ベース部６にはタイバー８より内側に４か所でねじ軸１１が設けられ、各ねじ軸１１を回転駆動する第１駆動モータ１２（サーボモータ）が４カ所に設けられている。第１駆動モータ１２は、複数のモータ間で同期をとって駆動しており、サーボ制御によって高精度に速度制御することができる。また、可動プラテン９の背面側には、ねじ軸１１とねじ嵌合する固定ナット１３が４カ所に設けられている。図２において、タイバー８及びねじ軸８はベース部６（可動プラテン９）の対角位置で互いに等間隔に配置されている。なお、ボールねじ機構１０は３個以上設けられていれば何個設けられていてもよい。
【００２０】
可動プラテン９の背面側中央部には、トグルリンク機構１４（第２型開閉機構）が設けられている。トグルリンク機構１４は、可動プラテン９に連係し第１の型締め力よりさらにクランプ力を強めた第２型締め力まで型閉じして最終樹脂圧を維持する。具体的には、ベース部６の中央部にはねじ軸１５及びそのねじ軸１５を回転駆動する第２駆動モータ１６（サーボモータ）が設けられている。ねじ軸１５には可動ナット１７がねじ嵌合している。可動ナット１７にはリンク連結部１８が一体に設けられている。なお、各駆動モータ１６、１２は、ベルト機構を利用することでベース部６の側方に配置してもよい。
【００２１】
トグルリンク機構１４は、以下の各リンク部材によって構成されるトグルリンク構造によって第２駆動モータ１６からの出力を増大させて可動プラテン９に出力可能に構成される。具体的には、リンク連結部１８には連結リンク１９の一端が回動可能に連結されている。連結リンク１９の他端は三角リンク２０の頂角部分に回動可能に連結している。三角リンク２０の一方の底角部分はベース部６に対して回動可能に連結しており、他方の底角部分はスライドリンク２１の一端に回動可能に連結している。スライドリンク２１の他端は可動プラテン９の背面に設けられた連結部９ａに回動可能に連結している。このような構成により、トグルリンク機構１４では、可動ナット１７がねじ嵌合された第２駆動モータ１６により、可動プラテン９の背面に設けられた連結部９ａを駆動される。
【００２２】
また、第１駆動モータ１２と第２駆動モータ１６は、制御部２２により駆動制御される。また、各タイバー８には、圧力センサ２３が各々設けられている。制御部２２は、圧力センサ２３からモールド金型４のクランプ圧を検出して第１駆動モータ１２と第２駆動モータ１６を駆動制御することで、ボールねじ機構１０及びトグルリンク機構１４による金型クランプ動作を制御する。
【００２３】
具体的には、制御部２２は、型閉じ動作を開始すると、第１駆動モータ１２と第２駆動モータ１６を同期して駆動させ、ボールねじ機構１０より可動プラテン９を通じてモールド金型４に供給されたワークを第１型締め力でクランプしてから当該ボールねじ機構１０の加圧状態をトグルリンク機構１４による加圧状態へ受け渡して当該トグルリンク機構１４により可動プラテン９を第１型締め力より大きい第２型締め力までクランプする。
【００２４】
図４（Ａ）を参照して、モールド金型４の一例について説明する。上型２は、上型ベース２ａが固体プラテン７に支持されている。上型ベース２ａには上型インサート２ｂが組み付けられる。上型インサート２のワークＷをクランプ面と面一に吸着保持するワーク保持部２ｃが形成されている。
【００２５】
下型３は、下型ベース３ａが可動プラテン９に支持されている。下型ベース３ａのクランプ面には凹部が形成されており、該凹部には下型キャビティ駒３ｂが支持されその周囲に下型クランパ３ｃがコイルばね３ｄにより付勢されて支持されている。下型クランパ３ｃは、下型キャビティ駒３ｂの上面より上方に突出しており、下型キャビティ凹部３ｅが形成されている。この下型キャビティ凹部３ｅを覆うようにリリースフィルム２４が吸着保持される。
【００２６】
リリースフィルム２４は、上型クランプ面に吸着保持される。リリースフィルム２４は、厚さ０．５ｍｍ程度で耐熱性を有するもので、金型面より容易に剥離するものであって、柔軟性、伸展性を有するもの、例えば、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＥＴ、ＦＥＰフィルム、フッ素含浸ガラスクロス、ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化ビニリジン等を主成分とした単層又は複層膜が好適に用いられる。
【００２７】
次にクランプ機構５の開閉動作と樹脂モールド動作の一例について図１、図３及び図４を参照して説明する。
図１において、モールド金型４が型開き状態において、図示しない供給装置によりワークＷがモールド金型４へ供給される。尚、下型３の下型キャビティ凹部３ｅは予めリリースフィルム２４に覆われて吸着保持されている。
図４（Ａ）に示すように、ワークＷ（たとえば半導体チップが搭載された基板、半導体ウエハ等）が上型２のワーク保持部２ｃに吸着保持され、リリースフィルム２４に覆われた下型キャビティ凹部３ｅにモールド樹脂２５（液状樹脂、顆粒状樹脂、粒体樹脂（パウダー樹脂）、シート樹脂、タブレット樹脂等）が供給される。なお、モールド樹脂２５をリリースフィルム２４と共に下型キャビティ凹部３ｅに供給してもよい。
【００２８】
型閉じ動作を開始すると、制御部２２は、第１駆動モータ１２と第２駆動モータ１６とを同期をとりながら駆動する。図３（Ａ）において、第１駆動モータ１２の駆動によってボールねじ機構１０は、４か所に有するねじ軸１１が回転し、ねじ軸１１の回転に伴って固定ナット１３とねじ嵌合する可動プラテン９が固定プラテン７に対する平行度を保ったまま上昇する。即ち、下型３（具体的にはそのパーティング面）が上型２（具体的にはそのパーティング面）対して平行度を保ったまま上昇する。
【００２９】
また、第２駆動モータ１６の駆動により、トグルリンク機構１４は、ねじ軸１５にねじ嵌合している可動ナット１７が上動するため、リンク連結部１８の両側に連結する連結リンク１９が水平方向に向かって両側に傾倒し、三角リンク２０が起立するように回転し、スライドリンク２１を押し上げる。このとき、トグルリンク機構１４は、スライドリンク２１と連結部９ａとの間に設けられた隙間により可動プラテン９を通じた荷重を受けていない。
【００３０】
また、図４（Ｂ）に示すように、下型クランパ３ｃがリリースフィルム２４を介してワークＷ（基板）及び上型インサート２ｂに当接したままコイルばね３ｄが押し縮められる。これによりモールド金型４内に閉鎖空間（減圧空間）が形成され、樹脂２５がキャビティ凹部３ｅ（キャビティ）内に充填される。この場合、可動プラテン９が平行度を保ったまま上昇することで、固定プラテン７に対しても平行度を保ったまま接近することとなる。したがって、上型２及び下型３の型締めも平行度を保ったままで行うことができる。なお、図４に示すように樹脂２５を下型キャビティ凹部３ｅ中央に供給する場合のように下型キャビティ凹部３ｅの外側に向けて樹脂２５を拡げることでキャビティ凹部３ｅ（キャビティ）内に充填されるときには、ボールねじ機構１０によって型締め速度を適切に制御することもできる。
【００３１】
そのまま型締めを続け、４か所ある圧力センサ２３が各々第１型締め圧力（例えば、合計３６ｔｏｎ；モールド樹脂２５の樹脂圧）を検出すると、第１駆動モータ１２の駆動を停止し第２駆動モータ１６の駆動を継続する。これにより、ボールねじ機構１０による可動プラテン９の加圧状態をトグルリンク機構１４が引き継いで、各圧力センサ２３が第１型締め圧力より高い第２型締め力（例えば、合計１２５ｔｏｎ；最終樹脂圧）を検出するまで加圧する。これにより、図３（Ｂ）において、可動ナット１７がねじ軸１５に沿って更に上動し、可動プラテン９の連結部９ａを通じて連結するスライドリンク２１が三角リンク２０と共に直立した状態となる。なお、第１駆動モータ１２の駆動を停止せずに、ボールねじ機構１０とトグルリンク機構１４との両方により可動プラテン９を加圧してもよい。また、ボールねじ機構１０は駆動しながら加圧しない状態としてもよい。
【００３２】
このとき、図４（Ｃ）に示すように、モールド金型４は、上型インサート２ｂと下型クランパ３ｃが当接したまま、可動プラテン９に対する加圧が強まるため、下型クランパ３ｃのコイルばね３ｄが押し縮められてモールド樹脂２５が、下型キャビティ凹部３ｅ内に充填され最終樹脂圧のまま維持され、モールド樹脂２５が加熱硬化される。
【００３３】
上述したように、ボールねじ機構１０により可動プラテン９を通じてモールド金型４に供給されたワークＷを第１型締め力でクランプすることで、モールド金型４内に閉鎖空間を形成することができる。このボールねじ機構１０による加圧状態をトグルリンク機構１４が引き継いで当該トグルリンク機構１４により可動プラテン９が第１型締め力より大きい第２型締め力までクランプされることで、最終樹脂圧でモールド樹脂２５を加熱硬化させる。
【００３４】
よって、型閉じ動作における可動プラテン９の平行度を維持しつつ型閉じを高精度に行いかつ最終樹脂圧を高圧にすることで成形品質を高めることができる。即ち、平行度や型締め速度が特に重要なモールド樹脂２５の充填までは、ボールねじ機構１０により高精度に駆動量を制御しながら型締めしていき、加圧力が特に重要なモールド樹脂２５の充填後は、第２駆動モータ１６による出力を増大させるトグルリンク機構１４によって型締めし加圧することで、モールド金型４の型閉じ前後においてそれぞれ要求される性能を実現することができる。
【００３５】
また、モールド金型４を開閉するクランプ機構５として、第２駆動モータ１６による出力を増大させるトグルリンク機構１４を用いることで、例えば出力を増大させる機構を用いることなく直動機構のみを用いて型開閉動作を行う場合に比べて機構を駆動するサーボモータ（第１駆動モータ１２，第２駆動モータ１６）をより出力の小さいものを用いることができ、ねじ軸８の直径も細くすることで、装置が小型化し、消費電力も低減することができ、製造コストを減らすことができる。したがって、より安価にワークＷの大判化に対応することができる。
【００３６】
図４（Ａ）〜（Ｃ）では、モールド金型４の上型２にワークＷを保持し、下型３に形成されるキャビティにモールド樹脂２５を供給されていたが、それとは反対の構成であってもよい。
即ち、図５（Ａ）において、上型２は、上型ベース２ａが固定プラテン７に支持されている。上型ベース２ａのクランプ面には凹部が形成されており、該凹部には上型キャビティ駒２ｄが支持されその周囲に上型クランパ２ｅがコイルばね２ｆにより付勢されて吊り下げ支持されている。上型クランパ２ｅは、上型キャビティ駒２ｄの下面より下方に突出しており、上型キャビティ凹部２ｇが形成されている。この上型キャビティ凹部２ｇを覆うようにリリースフィルム２４が吸着保持される。
【００３７】
下型３は、下型ベース３ａが可動プラテン９に支持されている。下型ベース３ａには下型インサート３ｆが組み付けられている。下型インサート３ｆには、ワークＷをクランプ面と面一に吸着保持するワーク保持部３ｇが形成されている。
【００３８】
図５（Ａ）に示すように、モールド金型４が型開き状態で、ワークＷ（たとえば半導体チップが搭載された基板、半導体ウエハ等）が下型３のワーク保持部３ｃに供給され、モールド樹脂２５（液状樹脂、顆粒状樹脂、粒体樹脂（パウダー樹脂）、シート樹脂、タブレット樹脂等）が供給される。モールド樹脂２５は、予めワークＷ上に供給されてからワーク保持部３ｃに供給されてもよい。上型２の上型キャビティ凹部２ｇはリリースフィルム２４に覆われて吸着保持されている。
【００３９】
ボールねじ機構１０を駆動して型閉じ動作が開始されると、図５（Ｂ）に示すように、上型クランパ２ｅがリリースフィルム２４を介してワークＷ（基板）及び下型インサート３ｆに当接したままコイルばね２ｆが押し縮められる。これによりモールド金型４内に閉鎖空間（減圧空間）が形成されたままモールド樹脂２５が、上型キャビティ凹部２ｇ内に充填される。
モールド金型４が第１型締め力に到達して、ボールねじ機構１０による加圧からトグルリンク機構１４の加圧に移行すると、図５（Ｃ）に示すように、モールド金型４は、下型インサート３ｆと上型クランパ２ｅが当接したまま、可動プラテン９に対する加圧が強まるため、上型クランパ２ｅのコイルばね２ｆが押し縮められた状態となってキャビティ凹部内の樹脂圧が上昇し最終クランプ圧となってモールド樹脂２５に所定の樹脂圧が加えられたまま維持され、モールド樹脂２５が加熱硬化される。
【００４０】
上記構成によれば、制御部２２は、型閉じ動作を開始すると、ボールねじ機構１０及びトグルリンク機構１４を同期して駆動させ、ボールねじ機構１０により可動プラテン９を通じてモールド金型４に供給されたワークＷを第１型締め力でクランプすることで、モールド金型４を型閉じして当該モールド金型４内に閉鎖空間を形成することができる。このボールねじ機構１０による加圧状態をトグルリンク機構１４が引き継いで当該トグルリンク機構１４により可動プラテン９が第１型締め力より大きい第２型締め力までクランプされることで、最終樹脂圧でモールド樹脂２５を加熱硬化させることができる。
よって、上述の型構成と同様に、ワークＷの大型化に対応してモールド金型４の平行度や型締め速度を精度よく維持したまま、小型でしかも低コストに型締め可能な樹脂モールド装置１を提供することができる。
【００４１】
［第２実施例］
次に樹脂モールド装置の他例について図６乃至図８を参照して説明する。
樹脂モールド装置１のうちモールド金型４は共通であるので、クランプ機構５の構成を中心に説明する。また、第１実施例と同一部材には、同一番号を付して説明を援用するものとする。
【００４２】
図６において、クランプ機構５は、第２型開閉機構として油圧プレス機構２６を備えている。ベース部６の中央部には油圧シリンダ２７が設けられている。油圧シリンダ２７は油圧ポンプ２８に接続されている。油圧ポンプ２８の動作は、制御部２２により駆動制御される。
【００４３】
以下、樹脂モールドに伴う型開閉動作について説明する。
図７（Ａ）においてモールド金型４にワークＷが供給されると型閉じ動作を開始する。制御部２２は、第１駆動モータ１２と油圧ポンプ２８とを同期をとりながら駆動する。図７（Ｂ）において、ボールねじ機構１０は、４か所に設けられたねじ軸１１の回転に伴って固定ナット１３を介してねじ嵌合する可動プラテン９が平行度を保ったまま上昇する。尚、第１駆動モータ１２とねじ軸１１にはタイミングプーリが設けられており、タイミングベルトにより回転駆動される。また、油圧プレス機構２６は、油圧ポンプ２８の駆動により油圧シリンダ２７のシリンダロッド２７ａが上動する。このとき、シリンダロッド２７ａは可動プラテン９との間に設けられた隙間により、可動プラテン９を通じた荷重を受けていない。尚、シリンダロッド２７ａの先端面と対向する可動プラテン９の対向面は互いに嵌合する凹凸面、曲面などに形成されていることが望ましい。
【００４４】
図８（Ｃ）に示すように、モールド樹脂２５の樹脂圧が作用して４か所ある圧力センサ２３が各々第１型締め圧力を検出すると、第１駆動モータ１２の駆動を停止し、油圧ポンプ２８の駆動を継続する。このとき、モールド金型４はワークＷをクランプした状態にある。
【００４５】
次いでボールねじ機構１０による可動プラテン９の加圧状態を油圧ポンプ機構２７が引き継いで、第１型締め力より高い第２型締め力まで加圧する。
これにより、図８（Ｄ）において、油圧シリンダ２７のシリンダロッド２７ａが可動プラテン９との隙間分だけ更に上動し、モールド金型４がクランプしたまま可動プラテン９に対する加圧が更に強まる。このため、モールド樹脂２５が、キャビティ凹部内に充填され最終樹脂圧のまま維持されて加熱硬化される。
このように、本実施例においても、型閉じ動作における可動プラテン９の平行度を維持しつつ型閉じを高精度に行いかつ最終樹脂圧を高圧にすることで成形品質を高めることができる。
【００４６】
［第３実施例］
次に樹脂モールド装置の他例について図９を参照して説明する。
樹脂モールド装置の概略構成は、第１実施例と同様であり、同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。
図９に示すように、樹脂モールド装置は、複数のワークＷを高さ方向に多層に配置された複数のモールド金型で同時にクランプしてモールドするようになっていてもよい。具体的には、モールド金型４Ａ，４Ｂは、高さ方向中央部に設けられた中間プラテン２９を中心に上下一対に配置されており、これらを開閉可能に支持するクランプ機構５Ａ，５Ｂも上下一対に配置されている。
【００４７】
具体的には、ベース部６Ａには、ボールねじ機構１０Ａ及びトグルリンク機構１４Ａを有するクランプ機構５Ａが設けられている。クランプ機構５Ａは可動プラテン９Ａを中間プラテン２９に対して接離動させる。クランプ機構５Ａは、第１駆動モータ１２Ａにより４か所に設けられたねじ軸１１Ａを回転駆動してボールねじ機構１０Ａを作動させ、第２駆動モータ１６Ａによりねじ軸１５Ａを回転駆動してトグルリンク機構１４Ａを作動させる。
【００４８】
また、ベース部６Ｂにはボールねじ機構１０Ｂ及びトグルリンク機構１４Ｂを有するクランプ機構５Ｂが設けられている。クランプ機構５Ｂは可動プラテン９Ｂを中間プラテン２９に対して接離動させる。クランプ機構５Ｂは、第１駆動モータ１２Ｂにより４か所に設けられたねじ軸１１Ｂを回転駆動してボールねじ機構１０Ｂを作動させ、第２駆動モータ１６Ｂによりねじ軸１５Ｂを回転駆動してトグルリンク機構１４Ｂを作動させる。
【００４９】
中間プラテン２９の下面側にはモールド金型４Ａの上型２Ａが支持され、上面側にはモールド金型４Ｂの下型３Ｂが支持されている。また、可動プラテン９Ａには下型３Ａが支持されている可動プラテン９Ｂには上型２Ｂが支持されている。したがって、可動プラテン９Ａと中間プラテン２９との間にモールド金型４Ａが支持され、中間プラテン２９と可動プラテン９Ｂとの間にモールド金型４Ｂが支持されている。
【００５０】
高さ方向に配置された矩形状のベース部６Ａとベース部６Ｂは、タイバー８により４か所に設けられた各コーナー部にて各々連結されている。タイバー８は、可動プラテン９Ａ、中間プラテン２９、可動プラテン９Ｂを貫通して設けられている。各タイバー８には圧力センサ２３が設けられている。制御部２２は、各圧力センサ２３の検出値に基づいて第１駆動モータ１２Ａ，１２Ｂ、第２駆動モータ１６Ａ，１６Ｂの駆動を制御する点は第１実施例と同様である。可動プラテン９Ａ，９Ｂはタイバー８をガイドとして平行度を維持したまま中間プラテン２９に対して上下動する。
【００５１】
ワークＷがモールド金型４Ａ，４Ｂに各々供給されると、型閉じ動作を開始する。制御部２２は、第１駆動モータ１２Ａ，Ｂと第２駆動モータ１６Ａ，１６Ｂとを同期をとりながら駆動する。ボールねじ機構１０Ａ，１０Ｂは、ねじ軸１１Ａ，１１Ｂの回転に伴って固定ナット１３Ａ，１３Ｂを介してねじ嵌合する可動プラテン９Ａが平行度を保ったまま上昇し，可動プラテン９Ｂが平行度を保ったまま下降する。また、トグルリンク機構１４Ａ，１４Ｂは、第２駆動モータ１６Ａ，１６Ｂの駆動により、ねじ軸１５Ａ，１５Ｂにねじ嵌合している可動ナット１７Ａが上動し可動ナット１７Ｂが下動するため、リンク連結部１８Ａ，１８Ｂの両側に連結する連結リンク１９Ａ，１９Ｂが水平方向に向かって両側に傾き、三角リンク２０Ａ，２０Ｂが起立若しくは垂下するように回転し、スライドリンク２１Ａを押し上げスライドリンク２１Ｂを押し下げるように移動する。
【００５２】
更に型締めし、モールド金型４Ａ，Ｂが型閉じして閉鎖空間（減圧空間）が形成され、４か所ある圧力センサ２３が各々第１型締め圧力（モールド樹脂２５の樹脂圧）を検出すると、第１駆動モータ１２Ａ，１２Ｂの駆動を停止するとともに第２駆動モータ１６Ａ，１６の駆動を継続する。
【００５３】
これにより、ボールねじ機構１０Ａ，１０Ｂによる可動プラテン９Ａ，９Ｂの加圧状態をトグルリンク機構１４Ａ，１４Ｂが引き継いで、各圧力センサ２３が第１型締め圧力より高い第２型締め力（最終樹脂圧）を検出するまで加圧する。これにより、可動ナット１７Ａ，１７Ｂがねじ軸１５Ａ．１５Ｂに沿って更に上動若しくは下動し、可動プラテン９Ａ，９Ｂに連結するスライドリンク２１Ａ，２１Ｂが三角リンク２０Ａ，２０Ｂと共に直立した状態となる。このとき、モールド金型４Ａ，４Ｂは、型閉じしたまま可動プラテン９Ａ，９Ｂに対する加圧が強まるため、モールド樹脂２５が、キャビティ凹部内に充填され最終樹脂圧のまま維持され、モールド樹脂２５が加熱硬化される。
【００５４】
このように、ボールねじ機構１０Ａ，１０Ｂにより可動プラテン９Ａ，９Ｂを中間プラテン２９との平行度をそれぞれ維持したまま第１型締め力により型閉じすることができ、型閉じ状態から第１型締め力より大きい第２型締め力でモールド金型４Ａ，４Ｂをクランプすることにより複数のキャビティ内にモールド樹脂２５を行き渡らせて最終樹脂圧まで効率よく加圧して加熱硬化させることができる。
【００５５】
上記モールド金型４Ａ，４Ｂは、下型キャビティ若しくは上型キャビティのいずれであってもよい。また、クランプ機構５Ａ，５Ｂにおいてトグルリンク機構１４Ａ，１４Ｂに替えて第２実施例に示す油圧プレス機構を用いてもよい。
【００５６】
また、一対のトグルリンク機構１４Ａ，１４Ｂを用いず、一方のトグルリンク機構１４Ａのみで加圧することもできる。この場合、可動プラテン９Ｂ及び中間プラテン２９はタイバー８に対して図示しない連結機構により連結あるいは連結解除可能に設けられる。連結機構としては、電磁ブレーキあるいは摩擦ブレーキなどが用いられる。これにより、ボールねじ機構１０Ａ，１０Ｂによって可動プラテン９Ａ，９Ｂを加圧するときは、連結機構の切替えによって中間プラテン２９をタイバー８に連結（固定）すると共に可動プラテン９Ｂのタイバー８に対する連結を解除しておき、中間プラテン２９に対して平行度を保ちながら可動プラテン９Ａ，９Ｂをそれぞれ駆動する。次いで、ボールねじ機構１０Ａ，１０Ｂによる可動プラテン９Ａ，９Ｂの加圧状態をトグルリンク機構１４Ａ，１４Ｂが引き継ぐ際には、連結機構の切替えによって可動プラテン９Ｂをタイバー８に連結すると共に中間プラテン２９のタイバー８に対する連結を解除する。これにより、連結された可動プラテン９Ｂに対して、可動プラテン９Ａ及び中間プラテン２９をトグルリンク機構１４Ａで加圧することができる。
【００５７】
したがって、平行度や型締め速度が特に重要なモールド樹脂２５の充填までは、ボールねじ機構１０Ａ，１０Ｂにより高精度に駆動量を制御しながら型締めしていき、加圧力が特に重要なモールド樹脂２５の充填後は、第２駆動モータ１６Ａによる出力を増大させるトグルリンク機構１４Ａによって型締めし加圧することで、モールド金型４Ａ，４Ｂの型閉じ前後においてそれぞれ要求される性能を実現することができる。
【００５８】
なお、モールド金型４に応じてボールねじ機構１０の駆動量に関するオフセットを記録し、これに合わせてボールねじ機構を所要量ずつ駆動して平行度をより高めてから上述のような動作を行ってもよい。モールド金型４には非常に微小ではあるものの、全体の厚みに微小な傾きを個体差として持っていて場合も存在する。例えば、平面視において一端側が薄く他端側が厚くなっているようになっていることもある。この場合には、予め薄い端部側のボールねじ機構１０を多く駆動してオフセットさせることで、可動プラテン９と固定プラテン７とを微小に傾斜させ、結果として、上型２及び下型３のパーティング面同士としては高い平行度でクランプすることもできる。
【００５９】
なお、前述の実施例では、モールド金型４が型閉じして閉鎖空間が形成され第１型締め圧力を検出すると、ボールねじ機構１０による可動プラテン９の加圧状態をトグルリンク機構１４が引き継ぐ場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、モールド金型４が型閉じしたときに、ボールねじ機構１０による可動プラテン９の加圧状態をトグルリンク機構１４が引き継いでもよい。即ち、即ち、型締めの工程において平行度や型締め速度が重要となる間は、ボールねじ機構１０により高精度に駆動量を制御しながら型締めし、加圧力が重要となった後は、トグルリンク機構１４によって型締めし加圧するのであれば、切替えするタイミングはいつでもよい。例えば、上型２及び下型３のパーティング面同士が接触したときに切替えてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
Ｗ  ワーク  １  樹脂モールド装置  ２  上型  ２ａ  上型ベース  ２ｂ  上型インサート２ｃ  ワーク保持部  ２ｄ  上型キャビティ駒  ２ｅ  上型クランパ  ２ｆ，３ｄ  コイルばね  ２ｇ  上型キャビティ凹部  ３  下型  ３ａ  下型ベース  ３ｂ  下型キャビティ駒  ３ｃ  下型クランパ    ３ｅ  下型キャビティ凹部  ３ｆ  下型インサート  ３ｇ  ワーク保持部  ４，４Ａ，４Ｂ  モールド金型  ５，５Ａ，５Ｂ  クランプ機構  ６，６Ａ，６Ｂ  ベース部  ７  固定プラテン  ８  タイバー  ９，９Ａ，９Ｂ  可動プラテン  ９ａ  連結部  １０，１０Ａ，１０Ｂ  ボールねじ機構  １１，１１Ａ，１１Ｂ，１５，１５Ａ，１５Ｂ  ねじ軸  １２，１２Ａ，１２Ｂ  第１駆動モータ  １３  固定ナット  １４，１４Ａ，１４Ｂ  トグルリンク機構  １６，１６Ａ，１６Ｂ  第２駆動モータ  １７，１７Ａ，１７Ｂ  可動ナット  １８，１８Ａ，１８Ｂ  リンク連結部  １９，１９Ａ，１９Ｂ  連結リンク  ２０，２０Ａ，２０Ｂ  三角リンク  ２１，２１Ａ，２１Ｂ  スライドリンク  ２２  制御部  ２３  圧力センサ  ２４  リリースフィルム  ２５  モールド樹脂  ２６  油圧プレス機構  ２７  油圧シリンダ  ２８  油圧ポンプ  ２９  中間プラテン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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