(57)【要約】【課題】トランスファーモールドする際にキャビティに接続する樹脂路を短くしてボイドが発生し難く不要樹脂を極力減らして歩留りを向上させたモールド金型を提供する。【解決手段】他方の金型３は、キャビティ凹部３ａの外周を形成するともにワークＷを押圧するキャビティブロック４と、キャビティ凹部３ａの底部を形成すると共に樹脂路８ａが形成されたゲートプレート８と、樹脂路８ａに連通するポット９ａを形成するポットブロック９と、が分離可能に積層されており、トランスファ機構７を作動させて他方の金型３のポット９ａから樹脂路８ａを通じてキャビティ凹部３ａの底部からモールド樹脂５を充填することで、キャビティにモールド樹脂５を効率よく充填する。【選択図】図１
2015144200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを載置する一方の金型とキャビティ凹部が形成された他方の金型とで当該ワークをクランプして樹脂モールドするモールド金型であって、
前記他方の金型は、前記キャビティ凹部の外周を形成するともに前記ワークを押圧するキャビティブロックと、前記キャビティ凹部の底部を形成すると共に樹脂路が形成されたゲートプレートと、前記樹脂路に連通するポットを形成するポットブロックと、が分離可能に積層されており、
前記ポットブロックの前記ポットに供給されたモールド樹脂を、前記ゲートプレートの前記樹脂路を通じて前記キャビティ凹部へ底部から充填可能なプランジャを備えたトランスファ機構が前記他方の金型に対して昇降可能に設けられていることを特徴とするモールド金型。
【請求項２】
前記ポットブロックには、型開きする際に前記キャビティ凹部内へ突出するように付勢されたエジェクタピンが前記ゲートプレートを貫通して設けられている請求項１記載のモールド金型。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のモールド金型を備え、樹脂モールド後、前記他方の金型より分離された前記ゲートプレートを金型外に取り出して、ディゲートピンを前記樹脂路に挿入させて不要樹脂を分離除去することを特徴とする樹脂モールド装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のモールド金型を用いて型開きした一方の金型にワークをセットする工程と、
前記一方の金型に対向配置された他方の金型のキャビティ凹部に連通するように形成されたポットが形成されたポットブロックにモールド樹脂を供給する工程と、
前記ワークに前記キャビティ凹部の外周を形成する貫通孔が形成されたキャビティブロックを重ね合わせて前記貫通孔に重なり合う樹脂路が形成されたゲートプレートとで前記キャビティ凹部を形成して前記ワークを前記一方の金型と前記他方の金型とでクランプする工程と、
トランスファ機構を作動させて前記ポットにプランジャを進入させて当該ポットから前記樹脂路を通じて前記キャビティ凹部の底部からモールド樹脂を充填して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。
【請求項５】
前記加熱硬化後に前記モールド金型を型開きしてワークを前記一方の金型に載置したまま前記他方の金型から成形品を分離する工程と、
前記他方の金型から前記キャビティブロックを取り外すと共に前記ゲートプレートを前記ポットブロックから取り外す工程と、
前記ゲートプレートの前記樹脂路で硬化した不要樹脂を分離除去する工程と、を含むことを特徴とする請求項４の樹脂モールド方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば汎用インバータ回路を搭載した基板をトランスファ成形で樹脂モールドするモールド金型、該モールド金型を用いて樹脂モールドする樹脂モールド装置及び樹脂モールド方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
汎用インバータ回路やメモリを搭載した基板を樹脂モールドする場合、より低コストでモールドするため、モールド樹脂が供給されたポットからトランスファ機構を作動させて金型カル、ランナゲートを経てキャビティにモールド樹脂を圧送りしてトランスファ成形で樹脂モールドすることが検討されている。基板に複数の半導体素子や電子部品が搭載された被成形品を樹脂モールドする先行技術として以下のものが提案されている。
【０００３】
複数の半導体素子や電子部品を一枚の基板に搭載して一括で樹脂封止する場合、キャビティ面積が広く樹脂注入口からキャビティ端のエアーベントまで距離が長く空気を巻きこみ易くボイドの発生原因となることから、半導体素子に対応して樹脂注入口と空気逃げ口が形成された樹脂モールド装置が提案されている。半導体素子を搭載した基板を下型に載置し、当該基板の上を樹脂モールドする場合に、ゲート、空気排出通路を設けた中間型及び上方より樹脂注入するためのポット及びゲートに連通するランナが形成された上型を重ね合わせてクランプする。そしてポットに投入された封止樹脂をプランジャで押圧してランナゲートを通じてキャビティに樹脂を注入しつつキャビティの上に設けた空気逃げ口から空気排出通路を通じてキャビティ内の空気を排出しながら樹脂モールドするようになっている（特許文献１参照）。
【０００４】
或いは、金型に反りや撓みが生じにくく成形品の離型を容易にするため第１金型に第２，第３金型を重ね合わせるとともに第２金型と第３金型との間で基板を挟持し、第３金型に設けられたポットから第１金型と第２金型との間に形成されたランナに連通する第２金型の縦ランナを介して個別のキャビティの上面よりモールド樹脂を充填する樹脂モールド装置が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４７５７３号公報
【特許文献２】特開２００７−１３０９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１及び２においては、ポットからキャビティまでの樹脂路が長く不要樹脂が大量に発生するため、歩留りが低下するおそれがあるうえに、生産効率も低下する。また、特許文献１では中間型にゲートとは異なる空気排出通路を形成するため金型構造が複雑になるうえに、上型ランナ及び複数のゲートが設けられた中間プレートから不要樹脂を除去する必要がある。特許文献２では、樹脂路が長いため、不要樹脂の形態も複雑になるため、該不要樹脂を離型するための大掛かりなエジェクト構造が必要になる。
【０００７】
本発明の目的は上記従来技術の課題を解決し、トランスファーモールドする際にキャビティに接続する樹脂路を短くしてボイドが発生し難く不要樹脂を極力減らして歩留りを向上させたモールド金型、これを用いてトランスファ成形で発生する不要樹脂を極力減らすことで金型メンテナンスを簡略化して生産効率を向上させることが可能な樹脂モールド装置及び樹脂モールド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。
ワークを載置する一方の金型とキャビティ凹部が形成された他方の金型とで当該ワークをクランプして樹脂モールドするモールド金型であって、前記他方の金型は、前記キャビティ凹部の外周を形成するともに前記ワークを押圧するキャビティブロックと、前記キャビティ凹部の底部を形成すると共に樹脂路が形成されたゲートプレートと、前記樹脂路に連通するポットを形成するポットブロックと、が分離可能に積層されており、前記ポットブロックの前記ポットに供給されたモールド樹脂を、前記ゲートプレートの前記樹脂路を通じて前記キャビティ凹部へ底部から充填可能なプランジャを備えたトランスファ機構が前記他方の金型に対して昇降可能に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
これにより、トランスファ機構を作動させて他方の金型のポットから樹脂路を通じて直下に配置されたキャビティ凹部へ底部からモールド樹脂を充填することで、キャビティに対してモールド樹脂を効率よく充填することができる。また、ポットに供給されたモールド樹脂をキャビティ凹部の底部から充填するので、キャビティに接続する樹脂路がきわめて短くトランスファーモールドにおいて発生する不要樹脂を極力減らして歩留りを向上させることが可能になる。
【００１０】
また、前記他方の金型は、前記キャビティ凹部の外周を形成するともに前記ワークを押圧するキャビティブロックと、前記キャビティ凹部の底部を形成すると共に樹脂路が形成されたゲートプレートと、前記樹脂路に連通するポットを形成するポットブロックが分離可能に積層されている。
これにより、樹脂モールド後に、モールド金型を型開きするだけで成形品を一方の金型に載置したまま離型することができ、キャビティブロックをゲートプレートから分離し、またゲートプレートをポットブロックより取り外すだけでゲートに残存する不要樹脂を除去することができ、金型メンテナンスを効率良く行うことができる。
【００１１】
前記ポットブロックには、型開きする際に前記キャビティ凹部内へ突出するように付勢されたエジェクタピンが前記ゲートプレートを貫通して設けられていてもよい。これにより、型開きする際にエジャクタピンが樹脂封止部に向かって突き出すため、容量が大きい成形品をキャビティ凹部から容易に離型することができる。
【００１２】
また、樹脂モールド装置においては、上述したモールド金型を備え、樹脂モールド後、他方の金型より分離されたゲートプレートを金型外に取り出して、ディゲートピンを樹脂路に挿入させて不要樹脂を分離除去することを特徴とする。
これにより、樹脂モールドで発生する不要樹脂を極力減らすことで金型メンテナンスを簡略化して生産効率を向上させる。尚、ゲートプレートは、クリーニングして繰り返し再利用することができる。
【００１３】
また、樹脂モールド方法においては、上述したいずれかのモールド金型を用いて型開きした一方の金型にワークをセットする工程と、前記一方の金型に対向配置された他方の金型のキャビティ凹部に連通するように形成されたポットが形成されたポットブロックにモールド樹脂を供給する工程と、前記ワークに前記キャビティ凹部の外周を形成する貫通孔が形成されたキャビティブロックを重ね合わせて前記貫通孔に重なり合う樹脂路が形成されたゲートプレートとで前記キャビティ凹部を形成して前記ワークを前記一方の金型と前記他方の金型とでクランプする工程と、トランスファ機構を作動させて前記ポットにプランジャを進入させて当該ポットから前記樹脂路を通じて前記キャビティ凹部の底部からモールド樹脂を充填して加熱硬化させる工程と、を含むことを特徴とする。
これによれば、モールド金型において発生する不要樹脂を省略することで歩留りが向上するうえに金型メンテナンスを簡略化して生産効率を向上させることができる。
【００１４】
前記加熱硬化後に前記モールド金型を型開きしてワークを前記一方の金型に載置したまま前記他方の金型から成形品を分離する工程と、前記他方の金型から前記キャビティブロックを取り外すと共に前記ゲートプレートを前記ポットブロックから取り外す工程と、前記ゲートプレートの樹脂路で硬化した不要樹脂を分離除去する工程と、を含むことを特徴とする。
これにより他方の金型を一方の金型から離間させるだけで成形品を離型することでき成形品を一方の金型から容易に取り出すことができる。
また、他方の金型のポットブロックからゲートプレートを取り外し、樹脂路で硬化した必要最小限の不要樹脂を分離除去するだけで金型メンテナンスも簡易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
上述したモールド金型を用いれば、トランスファーモールドする際にキャビティに接続する樹脂路を短くしてボイドが発生し難く不要樹脂を極力減らして歩留りを向上させることができる。また、樹脂モールド方法においては、上記モールド金型を用いてトランスファ成形で発生する不要樹脂を極力減らすことで金型メンテナンスを簡略化して生産効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】モールド金型の断面説明図である。
【図２】他例に係るモールド金型の断面説明図である。
【図３】樹脂モールド方法の工程を示す断面説明図である。
【図４】図３に続く樹脂モールド方法の工程を示す断面説明図である。
【図５】図４に続く樹脂モールド方法の工程を示す断面説明図である。
【図６】図５に続く樹脂モールド方法の工程を示す断面説明図である。
【図７】図６に続く樹脂モールド方法の工程を示す断面説明図である。
【図８】図７に続く樹脂モールド方法の工程を示す断面説明図である。
【図９】図８に続く樹脂モールド方法の工程を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るモールド金型の構成並びにこれを用いた樹脂モールド方法の好適な実施形態について添付図面と共に詳述する。以下では、モールド金型の構成として１のキャビティ凹部を中心に説明するが、モールド金型全体としては同様の構成が複数箇所に形成されているものも含まれる。
【００１８】
図１において、モールド金型１は、ワークＷを載置する下型２（一方の金型）とキャビティ凹部３ａが形成された上型３（他方の金型）とで当該ワークＷをクランプして樹脂モールドする。ワークＷは、基板上に電源回路としてインバータ回路が形成された比較的大型の回路基板を想定している。
【００１９】
下型２にはワークＷが載置される。ワークＷは、キャビティブロック４によって基板部分がクランプされる。キャビティブロック４はキャビティ凹部３ａの外周を形成する貫通孔４ａが設けられている。
ワークＷは下型クランプ面に載置されてもよいが、図２に示すように、基板凹部２ａを設けて、該基板凹部２ａにセットされてキャビティブロック４とでクランプされるようにしてもよい。
尚、ワークＷは、下型２の載置面に形成された吸引孔（図示せず）を用いて吸着保持されていてもよい。
【００２０】
図１において、上型３には、同一のキャビティ凹部３ａに連通しモールド樹脂を供給する複数のポット９ａが近接して（直上に）形成されている。複数のポット９ａに各々供給されたモールド樹脂５（樹脂タブレット等）を押圧可能なマルチプランジャ６を備えたトランスファ機構７が上型３に対して昇降可能に設けられている。
【００２１】
具体的には上型３は、キャビティ凹部３ａの外周を形成するともにワークＷを押圧するキャビティブロック４と、キャビティ凹部３ａの底部を形成すると共に樹脂路（ゲート８ａ）が形成されたゲートプレート８と、モールド樹脂５を供給される複数のポット９ａやモールド樹脂を加熱する図示しないヒータなどの熱源が設けられたポットブロック９が分離可能に積層されている。
【００２２】
ポットブロック９にはバックプレート１０が積層されている。バックプレート１０にもポット９ａに対応する貫通孔が形成されている。バックプレート１０とポットブロック９の間には弾性部材１１が挿入されている。ポットブロック９内に挿入されたエジェクタピン１２は、型開きする際にポットブロック９からゲートプレート８を貫通してキャビティ凹部３ａ内へ突出するように弾性部材１１により常時付勢されている。
【００２３】
トランスファ機構７は、ポット９ａに対向してマルチプランジャ６が設けられており、マルチプランジャ６は駆動源７ａ（サーボモータ）によって一括して昇降可能に設けられている。
また、キャビティブロック４は、上型３（ゲートプレート８）と一体に設けてもよいが、ワークＷとの離型動作や金型メンテナンスを考慮すると上型３とは別にワークＷ上に位置合わせして載置するようにしてもよい。
また、下型２に供給されるワークＷは、下型クランプ面に吸引されて吸着するようにしてもよい。
また、上型３と下型２は、駆動源からトグルリンクなどの駆動伝達機構を通じて可動プラテンをタイバーに沿って昇降する型開閉機構（図示せず）によって開閉するものとする。
【００２４】
次に上述したモールド金型１を備えた樹脂モールド方法について図３乃至図９を参照して説明する。以下では、一例として上型３を可動型、下型４を固定型として説明する。
図３において、モールド金型１が型開きした状態で、下型２にワークＷをセットする。また、上型３のポット９ａにモールド樹脂５（例えば樹脂タブレット）を供給する。図示しない型開閉機構を作動させて上型３と下型２を型閉じする。上型３が下降してワークＷの上にはキャビティブロック４が位置合わせして重ね合わせる。これにより、ワークＷは基板周縁部を下型２とキャビティブロック４にクランプされる。キャビティブロック４は上型３と一体に組み付けられていても或いは上型３とは別体でワークＷに供給されてもいずれでもよい。尚、上型３のキャビティ凹部３ａには、弾性部材１１により付勢されたエジェクタピン１２が突出した状態にある。
【００２５】
図４に示すようにトランスファ機構７を駆動してマルチプランジャ６を各ポット９ａ内に進入（下降）させて複数のポット９ａ内で溶融したモールド樹脂５を複数のゲート８ａを通じて直下に連通する単一のキャビティ凹部３ａ内に充填する。このとき、キャビティブロック４とゲートプレート８との積層面等に形成されたエアーベント（図示せず）からキャビティ凹部３ａ内のエアーを逃がしながらモールド樹脂が充填されることが好ましい。
【００２６】
また、エジェクタピン１２は、マルチプランジャ６がモールド樹脂５を押動してポット底部に当接して押圧すると、図５に示すようにポットブロック９内に相対的に移動してキャビティ凹部３ａよりピン先端部がゲートプレート８内に退避する。
キャビティ凹部３内に複数のポット９ａからモールド樹脂が充填されると、そのまま加熱硬化させる（キュア）。
【００２７】
図６において、加熱硬化後に、トランスファ機構７を駆動してマルチプランジャ６をポット９ａから退避させると、エジェクタピン１２が成形品を押し下げて成形品を離型する。また、図７に示すようにモールド金型１を型開きして、上型３を下型２より離間させるとワークＷは下型２に載置したまま取り出し可能となる。
【００２８】
次に、図８に示すように型開きした上型３からキャビティブロック４を取り外しさらにゲートプレート８を取り外す。ゲートプレート８にはゲート８ａ内に不要樹脂１３が残存している。
このゲートプレート８のゲート８ａと同様にディゲートピン１４ａを設けたディゲート治具１４を用意し、図９に示すようにディゲート治具１４をゲートプレート８に重ね合わせることで、ディゲートピン１４ａがゲート８ａに挿入されて不要樹脂１３を分離して除去することができる。なお、ゲート８ａのテーパ形状によっては、ディゲートプレート８に対してディゲート治具１４を下側に配置してディゲートピン１４ａを上側に向かって突上げて不要樹脂１３を分離除去しても良い。
【００２９】
以上説明したように、上述したモールド金型１を用いれば、トランスファーモールドする際にキャビティに接続する樹脂路を短くしてボイドが発生し難く不要樹脂１３を極力減らして歩留りを向上させることができる。また、樹脂モールド方法においては、上記モールド金型１を用いてトランスファ成形で発生する不要樹脂を極力減らすことで金型メンテナンスを簡略化して生産効率を向上させることが可能となる。
【００３０】
尚、ディゲート治具１４を用いなくてもディゲートピン１４ａをゲート８ａに個々に挿入することで、不要樹脂１３を分離させて除去するようにしてもよい。
また、モールド金型１は、上型３を可動型、下型２を固定型としたが、上型３を固定型、下型２を可動型としてもよく、双方を可動型としてもよい。
また、モールド樹脂は、樹脂タブレットのような固形樹脂に限らず、顆粒樹脂、粉状樹脂、液状樹脂など様々な樹脂を用いることが可能である。
また、本実施例では２本のポットとプランジャを備えたモールド金型を用いて説明したが、これらは必ずしも２本である必要は無く、１本であっても良いし、３本以上であっても良く、数には限定されない。
また、必要に応じて金型クランプ面にリリースフィルムを用いてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
Ｗ  ワーク  １  モールド金型  ２  下型  ２ａ  基板凹部  ３  上型  ３ａ  キャビティ凹部  ４  キャビティブロック  ４ａ  貫通孔  ５  モールド樹脂  ６  マルチプランジャ  ７  トランスファ機構  ７ａ  駆動源  ８  ゲートプレート  ８ａ  ゲート  ９  ポットブロック  ９ａ  ポット  １０  バックプレート  １１  弾性部材  １２  エジャクタピン  １３  不要樹脂  １４  ディゲート治具  １４ａ  ディゲートピン
【図１】
2015144200.tif 000003
【図２】
2015144200.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015144200.tif 000008
【図７】
2015144200.tif 000009
【図８】
2015144200.tif 000010
【図９】
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