(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電電極に装着された絶縁体を樹脂成型用金型の成型面に対向させ、この成型面と前記絶縁体との間にプラズマ放電を発生させることにより、前記成型面に付着した樹脂残渣を除去する樹脂成型用金型のクリーニング装置であって、前記成型面と放電電極間を距てる空間内にプラズマ発生用のガスを供給するプラズマガス供給部と、前記成型面と放電電極間に高周波電圧を印加する高周波電源部とを備え、前記空間の電極間距離が、樹脂残渣の除去対象部にあってはプラズマ放電が発生する距離範囲に、かつ前記除去対象部以外にあってはプラズマ放電が発生しない距離範囲に設定されていることを特徴とする樹脂成型用金型のクリーニング装置。
【請求項２】
放電電極を樹脂成型用金型の成型面を対向させ、この成型面と前記放電電極との間にプラズマ放電を発生させることにより前記成型面に付着した樹脂残渣を除去する樹脂成型用金型のクリーニング装置であって、前記成型面と放電電極間を距てる空間内にプラズマ発生用のガスを供給するプラズマガス供給部と、前記成型面と放電電極間に高周波電圧を印加する高周波電源部とを備え、前記空間の電極間距離が、樹脂残渣の除去対象部にあってはプラズマ放電が発生する距離範囲に、かつ前記除去対象部以外にあってはプラズマ放電が発生しない距離範囲に設定されていることを特徴とする樹脂成型用金型のクリーニング装置。
【請求項３】
放電電極に装着された絶縁体を樹脂成型用金型の成型面に対向させ、この成型面と前記絶縁体との間にプラズマ放電を発生させることにより前記成型面に付着した樹脂残渣を除去する樹脂成型用金型のクリーニング方法であって、前記成型面と絶縁体を隔てる空間内にプラズマ発生用ガスを供給し、前記空間の電極間距離を、樹脂残渣の除去対象部にあってはプラズマ放電が発生する距離範囲に、かつ前記除去対象部以外にあってはプラズマ放電が発生しない距離範囲に設定した状態で、前記成型面と放電電極間に高周波電圧を印加してプラズマ放電を発生させることを特徴とする樹脂成型用金型のクリーニング方法。
【請求項４】
放電電極を樹脂成型用金型の成型面に対向させ、この放電電極と前記成型面との間にプラズマ放電を発生させることにより前記成型面に付着した樹脂残渣を除去する樹脂成型用金型のクリーニング方法であって、前記成型面と放電電極を隔てる空間内にプラズマ発生用ガスを供給し、前記空間の電極間距離を、樹脂残渣の除去対象部にあってはプラズマ放電が発生する距離範囲に、かつ前記除去対象部以外にあってはプラズマ放電が発生しない距離範囲に設定した状態で、前記成型面と放電電極間に高周波電圧を印加してプラズマ放電を発生させることを特徴とする樹脂成型用金型のクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品などの樹脂成型に用いられる樹脂成型用金型に付着した樹脂残渣を除去する樹脂成型用金型のクリーニング装置およびクリーニング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品製造過程の樹脂封止工程では、半導体チップが実装されたリードフレームなどの基板を金型内に載置し、モールド樹脂を金型に射出することにより半導体チップの樹脂封止が行われる。この樹脂封止に用いられるモールド成型用の金型は、射出成型を繰り返す度に金型の成型面にモールド樹脂の残渣が徐々に付着し、成型面の荒れや段差を生じる。このため金型の成型面はこのような樹脂残渣を除去するためのクリーニングを所定のインターバルで行う必要がある。従来このクリーニングは、一般に作業者がハンドツールを用いて手作業により行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来行われていた手作業によるクリーニングでは、高温に加熱された金型が冷却された後に行われるため待ち時間を要し、更に成型面の凹部などの細部に付着した樹脂残渣は除去が難しく、必要とされる清浄度までクリーニングを行うのに多大な労力と時間を必要としていた。
【０００４】
そこで本発明は、樹脂残渣の除去を効率的に行うことができる樹脂成型用金型のクリーニング装置およびクリーニング方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の樹脂成型用金型のクリーニング装置は、放電電極に装着された絶縁体を樹脂成型用金型の成型面に対向させ、この成型面と前記絶縁体との間にプラズマ放電を発生させることにより、前記成型面に付着した樹脂残渣を除去する樹脂成型用金型のクリーニング装置であって、前記成型面と放電電極間を距てる空間内にプラズマ発生用のガスを供給するプラズマガス供給部と、前記成型面と放電電極間に高周波電圧を印加する高周波電源部とを備え、前記空間の電極間距離が、樹脂残渣の除去対象部にあってはプラズマ放電が発生する距離範囲に、かつ前記除去対象部以外にあってはプラズマ放電が発生しない距離範囲に設定されている。
【０００６】
請求項２記載の樹脂成型用金型のクリーニング装置は、放電電極を樹脂成型用金型の成型面を対向させ、この成型面と前記放電電極との間にプラズマ放電を発生させることにより前記成型面に付着した樹脂残渣を除去する樹脂成型用金型のクリーニング装置であって、前記成型面と放電電極間を距てる空間内にプラズマ発生用のガスを供給するプラズマガス供給部と、前記成型面と放電電極間に高周波電圧を印加する高周波電源部とを備え、前記空間の電極間距離が、樹脂残渣の除去対象部にあってはプラズマ放電が発生する距離範囲に、かつ前記除去対象部以外にあってはプラズマ放電が発生しない距離範囲に設定されている。
【０００７】
請求項３記載の樹脂成型用金型のクリーニング方法は、放電電極に装着された絶縁体を樹脂成型用金型の成型面に対向させ、この成型面と前記絶縁体との間にプラズマ放電を発生させることにより前記成型面に付着した樹脂残渣を除去する樹脂成型用金型のクリーニング方法であって、前記成型面と絶縁体を隔てる空間内にプラズマ発生用ガスを供給し、前記空間の電極間距離を、樹脂残渣の除去対象部にあってはプラズマ放電が発生する距離範囲に、かつ前記除去対象部以外にあってはプラズマ放電が発生しない距離範囲に設定した状態で、前記成型面と放電電極間に高周波電圧を印加してプラズマ放電を発生させるようにした。
【０００８】
請求項４記載の樹脂成型用金型のクリーニング方法は、放電電極を樹脂成型用金型の成型面に対向させ、この放電電極と前記成型面との間にプラズマ放電を発生させることにより前記成型面に付着した樹脂残渣を除去する樹脂成型用金型のクリーニング方法であって、前記成型面と放電電極を隔てる空間内にプラズマ発生用ガスを供給し、前記空間の電極間距離を、樹脂残渣の除去対象部にあってはプラズマ放電が発生する距離範囲に、かつ前記除去対象部以外にあってはプラズマ放電が発生しない距離範囲に設定した状態で、前記成型面と放電電極間に高周波電圧を印加してプラズマ放電を発生させるようにした。
【０００９】
各請求項記載の発明によれば、金型の成型面と放電電極間の距離を、樹脂残渣の除去対象部にあってはプラズマ放電が発生する距離範囲に、かつ除去対象部以外にあってはプラズマ放電が発生しない距離範囲に設定することにより、必要部分のみに有効にプラズマ放電を発生させて金型内面に付着した樹脂残渣を効率よく除去することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の樹脂成型用金型のクリーニング装置の断面図、図２は同樹脂成型用金型のクリーニング装置の部分斜視図、図３は同樹脂成型用金型のクリーニング装置の放電特性を示すグラフ、図４、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）、図６、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は同樹脂成型用金型のクリーニング装置の部分断面図である。
【００１１】
まず図１、図２を参照して樹脂成型用金型のクリーニング装置の構造を説明する。図１、図２において、金型支持台１上には、樹脂成型用金型である電子部品樹脂封止用の金型２が載置されている。金型２の上面は電子部品の樹脂モールドを成型する成型面となっており、電子部品の樹脂封止部に対応して複数のキャビティ２ａが形成されている。キャビティ２ａの内部には樹脂注入時のキャビティ２ａ内の空気を排出するためのガス抜き穴２ｂが設けられている。また金型２の成型面にはポット２ｃ、ランナ２ｅが設けられている。ポット２ｃ内には、金型２がモールドプレス装置に装着されて樹脂封止を行う際に、モールドプレス装置のプランジャによりモールド樹脂が射出される。射出されたモールド樹脂は、ランナ２ｅを経てゲート２ｄよりキャビティ２ａ内に注入される。
【００１２】
このモールド樹脂の射出成型の過程では、モールド樹脂は接触する金型２の成型面各部に徐々に付着する。そしてキャビティ２ａ内部やランナ２ｅに残留する樹脂残渣は、成型された樹脂モールドの品質に悪影響を及ぼすため除去する必要がある。この樹脂成型用金型のクリーニング装置は、このような樹脂残渣を除去するためのものである。
【００１３】
金型支持台１の上方には、放電電極３が図示しない上下動手段によって上下動自在に配設されている。放電電極３の電極体３ａの下面には絶縁体４が装着されており、絶縁体４には内部孔が加工されている。電極体３ａにはアルミ等の良導体が用いられる。図２に示すように内部孔の一部は各キャビティ２ａに対応する位置に連通するガス導入孔４ａとなっており、ガス導入孔４ａはガス制御部５（図１参照）を介してプラズマガス供給部６に接続されている。プラズマガス供給部６は、アルゴンガスなどのプラズマ発生用ガスを供給する。また内部孔の一部は各ポット２ｃに対応する位置に連通するガス排気孔４ｂとなっており、ガス排気孔４ｂは排気部７に接続されている。なお、図１では排気孔４ｂおよび排気部７の図示を省略している。
【００１４】
放電電極３を下降させて絶縁体４の下面を金型２の上面に当接させ、絶縁体４を金型２の成型面に対向させた状態で、プラズマガス供給部６を駆動することにより、絶縁体４と成型面を隔てる空間であるキャビティ２ａ内には、ガス導入孔４ａを介してプラズマ発生用ガスが供給される。このプラズマ発生用ガスは、ガス排気孔４ｂを経由して排気部７により外部に排出される。なお図１では、簡単のため１つのキャビティ部分についてのみ図示している。
【００１５】
放電電極３には、高周波電源部１２がプローブ１０およびマッチング回路１１を介して接続されている。高周波電源部１２を駆動することにより、金型２の成型面と放電電極３の絶縁体４の下面の間には高周波電圧が印加される。放電電極３とマッチング回路１１を接続する回路には、抵抗であるプローブ１０が挿入されている。マッチング回路１１は、放電電極３、絶縁体４と金型２の成型面の間で形成されるプラズマ放電回路のインピーダンスを、高周波電源部１２のインピーダンスと整合させる機能を有するものである。
【００１６】
プローブ１０の両端の計測点１０ａ，１０ｂは、プラズマモニタ１３に接続されており、プラズマ放電時の計測点１０ａ，１０ｂの電位を計測することにより、上記のプラズマ放電回路の電流値が求められる。このプラズマ放電回路の電位または電流値は、プラズマ放電の状態を示す指標値として用いることができるため、これらの電位や電流値をプラズマモニタ１３で検出し、プラズマモニタ１３と接続された制御部１４によってプラズマ放電の異常を監視することができる。そしてプラズマ放電の異常を検出したならば、警報部１５によって異常警報を出力する。また制御部１４は、ガス制御部５および高周波電源部１２を制御することにより、放電電極３と金型２の成型面の間の空間に発生するプラズマ放電を制御する。
【００１７】
ここで、このプラズマ放電の特性について説明する。プラズマ放電の発生しやすさは、高周波電極が印加される電極間の電極間距離Ｌと、プラズマ放電が発生する空間内に供給されるプラズマ発生用ガスの圧力（放電圧力）Ｐの積ＰＬの値に依存しており、積ＰＬが特定の値である場合にプラズマ放電は最も発生しやすいという特性を有している。図３のグラフはプラズマ放電が行われる空間に供給されるプラズマ発生用ガスの圧力が略大気圧近傍の場合の、プラズマ放電が発生する放電電圧Ｖと電極間距離Ｌとの関係を示したものである。
【００１８】
図３に示すように、圧力一定の条件下ではある特定の電極間距離Ｄで放電電圧Ｖは極小値を示し、すなわちこの電極間距離Ｄで最もプラズマ放電が発生し易い。そして電極間距離がＤよりも大きくなってもまた小さくなっても、プラズマ放電を発生するために必要な放電電圧Ｖは増大する。このことは、放電電圧Ｖ１が特定されれば、この放電電圧Ｖ１に対応する臨界的な電極間距離ｄ１，ｄ２が存在し、距離ｄ１以下、またはｄ２以上ではプラズマ放電は発生せず、距離ｄ１〜ｄ２の範囲でのみプラズマ放電が発生することを意味している。
【００１９】
したがって、図３に示すように放電電極３と金型２の成型面の合わせ面との距離がＬ１であり、モールド樹脂残渣の除去対象部であるキャビティ２ａとの間の距離がＬ２である場合に、Ｌ１は図３のグラフの０〜ｄ１の範囲にあり、かつＬ２はｄ１〜ｄ２の範囲内にあるように距離Ｌ１，Ｌ２を設定すれば、同一の放電電圧Ｖ１、同一のプラズマガス圧力条件下において、距離Ｌ２のキャビティ２ａのみに選択的にプラズマ放電を発生させることができる。
【００２０】
ここで、電子部品のモールド樹脂成型用に用いられる金型のキャビティの深さ、すなわち距離Ｌ２は１ｍｍのオーダーであり、放電圧力Ｐを大気圧レベルに設定した場合における上記距離ｄ１，ｄ２とオーダー的に一致している。したがって、放電圧力Ｐを大気圧近傍としＶ１よりやや低めの放電電圧を適切に設定することにより、樹脂残渣が生じ易く金型クリーニングにおける除去対象部であるキャビティ２ａやランナ２ｅの部分にのみプラズマ放電を発生させて樹脂残渣を除去し、除去対象部位外のプラズマ放電によるダメージを避ける必要がある合わせ面などにはプラズマを発生させないようにすることが可能となる。
【００２１】
この樹脂成型用金型のクリーニング装置は上記のように構成されており、以下動作について説明する。図４に示すように金型支持台１上には、キャビティ２ａ内に樹脂残渣２ｆが付着した金型２が載置されている。この金型２に対して放電電極３を下降させ、絶縁体４を金型２の上面に当接させる。これにより、キャビティ２ａの上方にはプラズマ放電可能な空間が形成される。そしてプラズマガス供給部６よりプラズマ発生用ガスをキャビティ２ａ内に供給する。このとき、キャビティ２ａ内の圧力が大気圧相当の圧力レベルとなるようにガス制御部５を制御する。そして高周波電源部１２を駆動して放電電極３と金型２の間に高周波電圧を印加する。
【００２２】
このとき印加される放電電圧Ｖは大気圧近傍の圧力レベルで、キャビティ２ａの深さが前述のプラズマ放電発生距離範囲（図３に示すｄ１〜ｄ２範囲内）に含まれるような放電電圧に設定される。このためキャビティ２ａ内の除去対象部ではプラズマ放電が発生し（図４のキャビティ２ａ内の矢印参照）、プラズマによって樹脂残渣２ｆが除去されるが、金型２の合わせ面では電極間距離が０（ｄ１以下）であるため、プラズマ放電は発生しない。したがって合わせ面表面にプラズマによる損傷を生じることなく、樹脂残渣２ｆの除去対象部のみを選択的にプラズマ処理によりクリーニングすることができる。
【００２３】
なお、このときプラズマ放電回路中に挿入されたプローブ１０を用いて、プラズマ放電回路中の計測点１０ａ，１０ｂの電位、またはプラズマ放電回路の電流を検出することにより、放電電極３と金型２の成型面間に発生するプラズマの状態を監視することができ、本実施の形態のように電極間距離Ｌが小さく、視認によるプラズマ発生状態のモニタリングが困難な場合にあっても、安定したプラズマ発生状態を維持することができる。
【００２４】
次に図５、図６、図７を参照して、本実施の形態に含まれる他の実施例について説明する。図５（ａ）は、キャビティ２ａが深く、そのままでは電極間距離が前述のプラズマ放電発生範囲から外れるような場合の例であり、このような場合には絶縁体４にキャビティ２ａの形状に対応した突部４ｃを設けることにより、電極間距離Ｌ２がプラズマ放電発生距離範囲内に収まるようにした例を示している。図５（ｂ）はこの反対にキャビティ２ａが浅すぎる場合に絶縁体４に凹部４ｄを設けることにより、電極間距離Ｌ２をプラズマ放電発生距離範囲内に設定するようにした例を示している。更に図５（ｃ）に示すように、金型２の成型面の突部２ｇを除去対象部とする場合には、この突部２ｇに対応した凹部４ｅを絶縁体４に設けることにより、電極間距離Ｌ２をプラズマ放電発生距離範囲内に設定することができる。
【００２５】
図６に示す実施例は、プラズマ発生用ガスをキャビティ２ａ内に供給するためのガス導入溝２ｈを金型２上面に設け、このガス導入溝２ｈを金型支持台１に設けられたガス導入孔１ａを介してプラズマガス供給部６に接続し、またガス排気孔としてキャビティ２ａ内のガス抜き穴２ｂを用い、このガス抜き穴２ｂを金型支持台１に設けられた排気孔１ｂを介して排気部７と接続した例を示している。金型２には、ガス導入孔１ａの他にも成型された樹脂モールドをキャビティ２ａより突き出すエジェクタピンを挿入する穴や、ガス抜き用の溝などの様々な穴や溝が形成されているが、これらの穴や溝をプラズマガス導入穴または排気穴として流用することにより、放電電極３にガス導入孔やガス排気孔を特別に設ける必要がない。
【００２６】
次に図７は、放電電極３に絶縁体を装着せず、良導体の電極体そのものを直接金型２に対向させて用いる例を示している。この場合には放電電極３は金型２とは直接に当接せず、除去対象部であるキャビティ２ａと放電電極３との間の電極間距離Ｌ２がプラズマ放電発生距離範囲（図３に示すｄ１〜ｄ２の範囲）にあるようにし、かつ放電電極３と金型２の合わせ面との間の距離Ｌ１が上記範囲よりも小さく（ｄ１以下）なるように放電電極３の位置を設定する。このような構成とすることにより、キャビティ２ａは外部空間と常に連通した状態にあるため、キャビティ２ａ内に供給されたプラズマ発生用ガスはこの隙間から外部に流出し、金型２や放電電極３に別途排気孔を設ける必要がないという利点を有する。
【００２７】
図７（ａ），（ｂ）は、放電電極３に絶縁体４を装着した場合を示す図５（ａ），（ｂ）に対応するものであり、図７に示す実施例ではキャビティ２ａの深さに応じて放電電極３に突部３ａまたは凹部３ｂを設けることによりキャビティ２ａ内において放電距離をプラズマ放電発生範囲内に収めるようにした例を示している。更に図７（ｃ）に示すように、金型２の成型面の突部２ｉを除去対象部とする場合には、この突部２ｉに対応した凹部３ｄを放電電極３に設ける。上記いずれの場合にあっても、除去対象部における電極間距離Ｌ２をプラズマ放電発生距離範囲内に、かつ金型２の合わせ面における電極間距離Ｌ１をプラズマ放電が発生しない距離範囲に設定することができる。
【００２８】
（実施の形態２）
図８（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態２の樹脂成型用金型のクリーニング装置の断面図である。本実施の形態２は、クリーニング対象の金型をモールドプレから取り外すことなく、しかも上型と下型をモールドプレス装置本体に装着した状態で、同時に樹脂残渣の除去を行えるようにしたものである。
【００２９】
図８（ａ），（ｂ）において、上金型支持台１Ａ、下金型支持台１Ｂには上金型２Ａ、下金型２Ｂがそれぞれ装着されている。図８（ａ）に示すように、上金型２Ａ、下金型２Ｂが開いた状態で、放電電極３’が前記両金型の間に挿入され下金型２Ｂ上に載置される。放電電極３’には上下両面に絶縁体４Ａ、４Ｂが装着されている。絶縁体４Ａ，４Ｂは実施の形態１に示す絶縁体４と同様のものであり、それぞれガス導入孔４Ａａ，４Ｂａが設けられ、ガス制御部５を介してプラズマガス供給部６に接続されている。
【００３０】
上金型２Ａを昇降部２Ｃを駆動して下降させることにより、放電電極３’の絶縁体４Ａ，４Ｂは上下両金型で挟み込まれる。これにより、上下両金型は絶縁体４Ａ，４Ｂとそれぞれ対向し、両金型の樹脂残渣除去対象部としてのキャビティ２Ａａ，２Ｂａと絶縁体４Ａ，４Ｂの間には、プラズマ放電可能な空間が形成される。この状態で上下両金型２Ａ，２Ｂと絶縁体４Ａ，４Ｂとを隔てる空間にプラズマ発生用ガスを供給し、上下両金型２Ａ，２Ｂと絶縁体４Ａ，４Ｂとの間に高周波電圧を印加することにより、実施の形態１に示す各例と同様に、除去対象部のみに選択的にプラズマ放電を発生させ、上下両金型２Ａ，２Ｂの成型面に付着した樹脂残渣をプラズマによって除去することができる。このような構成とすることにより、金型をモールドプレス装置から取り外すことなく効率的なクリーニングを行うことができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、金型の成型面と放電電極間の距離を、樹脂残渣の除去対象部にあってはプラズマ放電が発生する距離範囲にかつ除去対象部以外にあってはプラズマ放電が発生しない距離範囲に設定するようにしたので、必要部分のみに有効にプラズマ放電を発生させて、金型の成型面に付着した樹脂残渣を効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の樹脂成型用金型のクリーニング装置の断面図
【図２】本発明の実施の形態１の樹脂成型用金型のクリーニング装置の部分斜視図
【図３】本発明の実施の形態１の樹脂成型用金型のクリーニング装置の放電特性を示すグラフ
【図４】本発明の実施の形態１の樹脂成型用金型のクリーニング装置の部分断面図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１の樹脂成型用金型のクリーニング装置の部分断面図
（ｂ）本発明の実施の形態１の樹脂成型用金型のクリーニング装置の部分断面図
（ｃ）本発明の実施の形態１の樹脂成型用金型のクリーニング装置の部分断面図
【図６】本発明の実施の形態１の樹脂成型用金型のクリーニング装置の部分断面図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態１の樹脂成型用金型のクリーニング装置の部分断面図
（ｂ）本発明の実施の形態１の樹脂成型用金型のクリーニング装置の部分断面図
（ｃ）本発明の実施の形態１の樹脂成型用金型のクリーニング装置の部分断面図
【図８】（ａ）本発明の実施の形態２の樹脂成型用金型のクリーニング装置の断面図
（ｂ）本発明の実施の形態２の樹脂成型用金型のクリーニング装置の断面図
【符号の説明】
１  金型支持台
２  金型
２ａ  キャビティ
３  放電電極
４  絶縁体
６  プラズマガス供給部
１２  高周波電源部
【図１】
0003562354.tif 000002
【図２】
0003562354.tif 000003
【図３】
0003562354.tif 000004
【図４】
0003562354.tif 000005
【図５】
0003562354.tif 000006
【図６】
0003562354.tif 000007
【図７】
0003562354.tif 000008
【図８】
0003562354.tif 000009