(57)【要約】【課題】フローティング支持されるとともにインサート部品が載置された可動ブロックが、一様に押圧され安定して摺動することにより、樹脂成形を行う樹脂成形金型及び樹脂成形方法を提供する。【解決手段】相対向する下型１及び上型２と、下型１に設けられた凹部３と、凹部３に設けられた皿ばね４と、皿ばね４に支持されて上下方向に摺動自在に設けられた可動ブロック５と、凹部３の底面に設けられた貫通孔に昇降自在に嵌装された可動ピン６と、下型１の貫通孔に設けられたエジェクタピン７とを備え、チップが装着された基板８（インサート部品）が可動ブロック５の上に載置されて型締めが開始される。これにより、下型１と上型２とを型開きすると、皿ばね４の特性にばらつきがあった場合でも、可動ブロック５が皿ばね４と可動ピン６とによって押圧されるので、可動ブロック５が安定して摺動して初期位置に復帰する。【選択図】　　図２
2004130590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下型と該下型に対向する上型とのうち一方の側にインサート部品が載置された後に前記下型と前記上型とが型締めされ、前記下型と前記上型とのうち少なくともいずれかに設けられたキャビティに注入された溶融樹脂が硬化することにより前記インサート部品を含む成形品を製造する際に使用される、前記下型と前記上型とからなる樹脂成形金型であって、
前記下型において上下方向に摺動自在に設けられた摺動部材と、
前記下型において該下型と前記摺動部材との間に設けられ前記摺動部材を支持する弾性部材と、
前記下型において前記摺動部材を支持すること及び押圧することが可能なように設けられた可動部材とを備えるとともに、
前記摺動部材の上面は前記樹脂成形金型が型開きした状態において所定の初期位置にあり、前記摺動部材は前記樹脂成形金型が型締めした状態において前記上型とともに前記インサート部品を挟持し、かつ、前記樹脂成形金型が型開きする際には前記可動部材と前記弾性部材とによって押圧されることにより前記初期位置に復帰することを特徴とする樹脂成形金型。
【請求項２】
請求項１記載の樹脂成形金型において、
前記摺動部材は、少なくとも前記溶融樹脂が前記キャビティに注入される際において前記可動部材によって支持されていることを特徴とする樹脂成形金型。
【請求項３】
請求項１又は２記載の樹脂成形金型において、
前記成形品を突き出す突出し部材を備えるとともに、
前記可動部材は前記突出し部材と同期して駆動されることを特徴とする樹脂成形金型。
【請求項４】
下型と該下型に対向する上型とのうち一方の側にインサート部品を載置した後に前記下型と前記上型とを型締めし、前記下型と前記上型とのうち少なくともいずれかに設けられたキャビティに溶融樹脂を注入し、該溶融樹脂を硬化させることにより前記インサート部品を含む成形品を製造する樹脂成形方法であって、
前記下型側に設けられ弾性部材により支持されている摺動部材の上に前記インサート部品を載置する工程と、
前記摺動部材の上面が所定の初期位置にある状態において前記下型と前記上型との型締めを開始する工程と、
前記下型と前記上型とを型締めした後に前記キャビティに前記溶融樹脂を注入して該溶融樹脂を硬化させることにより前記成形品を形成する工程と、
前記下型と前記上型とを型開きするとともに前記成形品を突き出す工程と、
前記下型において前記摺動部材を支持すること及び押圧することが可能なように設けられた可動部材と、前記弾性部材とによって、前記摺動部材を押圧して前記初期位置に復帰させる工程とを備えたことを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項５】
請求項４記載の樹脂成形方法において、
前記形成する工程では、前記可動部材が前記摺動部材を支持した状態で前記キャビティに前記溶融樹脂を注入することを特徴とする樹脂成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性部材によって支持されている揺動部材とこれに対向する金型との間にインサート部品が挟持され、そのインサート部品の一部を覆うようにして設けられたキャビティに溶融樹脂を注入して硬化させることにより成形品を製造する際に使用される、樹脂成形金型及び樹脂成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、チップ状の電子部品（以下、チップという。）が装着された基板のようなインサート部品を金型に載置し、金型を型締めし、インサート部品の一部を覆うようにして金型に設けられたキャビティに溶融樹脂を注入して硬化させることにより、成形品であるパッケージを製造することが行われている。ここで、基板の厚さにばらつきがある場合においても良好な成形品を得る目的で、金型において基板が載置される部分を、弾性部材によっていわゆるフローティング支持された揺動部材、すなわち可動ブロックにする構成が採用されている。その場合には、可動ブロックが弾性部材、例えば、コイルばねや皿ばね等によって支持されることにより、対向する金型に対して型締め時に押圧される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１７６９６７号公報（第４−５頁、図１、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術によれば、型開き時において、コイルばねや皿ばね等の特性のばらつきに起因して、可動ブロックが一様に押圧されない場合がある。これにより、可動ブロックがその周囲の金型に対してわずかに傾いた状態になるので、可動ブロックの安定した摺動が阻害されるおそれがある。したがって、可動ブロックと周囲の金型との間の間隙が不均一になるので、キャビティの構成によっては、間隙の広がった部分に溶融樹脂が侵入して、更に摺動が阻害されるおそれがある。また、可動ブロックがわずかに傾いた状態で再び型締めした場合には、キャビティの周囲において溶融樹脂が漏れ出すことにより、基板上にばりが発生するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、フローティング支持された可動ブロックが一様に押圧されることによりその可動ブロックが安定して摺動して樹脂成形を行うとともに、基板上におけるばりの発生が防止される樹脂成形金型及び樹脂成形方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の技術的課題を解決するために、本発明に係る樹脂成形金型は、下型と該下型に対向する上型とのうち一方の側にインサート部品が載置された後に下型と上型とが型締めされ、下型と上型とのうち少なくともいずれかに設けられたキャビティに注入された溶融樹脂が硬化することによりインサート部品を含む成形品を製造する際に使用される、下型と上型とからなる樹脂成形金型であって、下型において上下方向に摺動自在に設けられた摺動部材と、下型において該下型と摺動部材との間に設けられ摺動部材を支持する弾性部材と、下型において摺動部材を支持すること及び押圧することが可能なように設けられた可動部材とを備えるとともに、摺動部材の上面は樹脂成形金型が型開きした状態において所定の初期位置にあり、摺動部材は樹脂成形金型が型締めした状態において上型とともにインサート部品を挟持し、かつ、樹脂成形金型が型開きする際には可動部材と弾性部材とによって押圧されることにより初期位置に復帰することを特徴とする。
【０００７】
これによれば、摺動部材は、樹脂成形金型が型開きする際には、可動部材と弾性部材とによって押圧されることにより初期位置に復帰する。したがって、摺動部材は、弾性部材の特性にばらつきがある場合であっても、可動部材に押圧されることによって、安定して摺動して初期位置に復帰する。
【０００８】
また、本発明に係る樹脂成形金型は、上述した樹脂成形金型において、摺動部材は、少なくとも溶融樹脂がキャビティに注入される際において可動部材によって支持されていることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、注入される溶融樹脂の樹脂圧が高い場合においても、摺動部材が可動部材によって支持される。したがって、インサート部品を介した樹脂圧によって摺動部材が下方へと移動することがないので、キャビティの周囲において基板上に溶融樹脂が漏れ出すことが防止される。
【００１０】
また、本発明に係る樹脂成形金型は、上述した樹脂成形金型において、成形品を突き出す突出し部材を備えるとともに、可動部材は突出し部材と同期して駆動されることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、可動部材と突出し部材とが共通の機構によって駆動される。したがって、摺動部材の摺動と成形品の突出しとが、共通の機構によって行われるので、装置の簡略化が図られる。
【００１２】
また、本発明に係る樹脂成形方法は、下型と該下型に対向する上型とのうち一方の側にインサート部品を載置した後に下型と上型とを型締めし、下型と上型とのうち少なくともいずれかに設けられたキャビティに溶融樹脂を注入し、該溶融樹脂を硬化させることによりインサート部品を含む成形品を製造する樹脂成形方法であって、下型側に設けられ弾性部材により支持されている摺動部材の上にインサート部品を載置する工程と、摺動部材の上面が所定の初期位置にある状態において下型と上型との型締めを開始する工程と、下型と上型とを型締めした後にキャビティに溶融樹脂を注入して該溶融樹脂を硬化させることにより成形品を形成する工程と、下型と上型とを型開きするとともに成形品を突き出す工程と、下型において摺動部材を支持すること及び押圧することが可能なように設けられた可動部材と、弾性部材とによって、摺動部材を押圧して初期位置に復帰させる工程とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
これによれば、樹脂成形金型を型開きする際には、摺動部材を、可動部材と弾性部材とによって押圧することにより初期位置に復帰させる。したがって、弾性部材の特性にばらつきがある場合であっても、可動部材により摺動部材を押圧することによって、摺動部材を安定して摺動して初期位置に復帰させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る樹脂成形方法は、上述した樹脂成形方法において、形成する工程では、可動部材が摺動部材を支持した状態でキャビティに溶融樹脂を注入することを特徴とする。
【００１５】
これによれば、注入される溶融樹脂の樹脂圧が高い場合においても、可動部材によって摺動部材を支持する。したがって、インサート部品を介した樹脂圧が摺動部材を下方へと移動させることがないので、キャビティの周囲において基板上に溶融樹脂が漏れ出すことを防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る樹脂成形金型の実施の形態を、図１及び図２を参照して説明する。図１（Ａ）は本発明に係る樹脂成形金型が型締めを開始した状態を、図１（Ｂ）はその樹脂成形金型が型締めを完了した状態を、それぞれ示す断面図である。図２（Ａ）は本発明に係る樹脂成形金型が型開きを開始した状態を、図２（Ｂ）はその樹脂成形金型が型開きを完了するとともに可動ブロックが初期位置に復帰した状態を、それぞれ示す断面図である。
また、インサート部品として、チップ（図示なし）が装着されたリードフレームやプリント基板等を例にとって、説明する。また、樹脂成形金型として、トランスファモールドによってチップを封止する樹脂封止装置を例にとって、説明する。
【００１７】
図１と図２とに示されているように、相対向する樹脂成形金型として、下型１と上型２とが設けられている。下型１には凹部３が設けられ、凹部３には弾性部材としての皿ばね４を介して、言い換えれば、皿ばね４に支持されて上下方向に摺動自在に、可動ブロック５が設けられている。なお、１個の可動ブロック５に対して１組の皿ばね４が描かれているが、１個の可動ブロック５に対して２組以上の皿ばね４を使用してもよい。
【００１８】
ここで、可動ブロック５は、その上面が型開き時には下型１の型面に対して所定の初期位置に位置するようにして、設けられている。この下型１の型面に対する可動ブロック５の上面の初期位置は、面一（つらいち）の位置、一定量だけ沈み込む位置、又は一定量だけ突出する位置のいずれであってもよい。そして、可動ブロック５が摺動しやすくなるように、可動ブロック５は、一定部分より下方において、下に行くほど徐々に断面積が小さくなるように、すなわち、テーパ状になるようにして形成されている。また、下型１において凹部３の底面に設けられた貫通孔には、昇降自在な可動ピン６が、型開き時には可動ブロック５から所定量だけ離れてその下方に位置するようにして設けられている。更に、下型１に設けられた貫通孔には、樹脂成形後の成形品を突き出すためのエジェクタピン７が設けられている。可動ピン６とエジェクタピン７とは、同期して駆動され昇降するように、かつ、いずれのピンも接触する対象の位置のばらつきを吸収できるようにして、共通の昇降ブロック（図示なし）に対して、例えば、ばね等の弾性体を利用して固定されている。なお、必要に応じて、凹部３の底面及び可動ブロック５に貫通穴を設け、その貫通穴にエジェクタピン７を設けてもよい。
【００１９】
図１（Ａ）に示されているように、下型１と上型２とが型開きした状態において、チップ（図示なし）が装着されたリードフレームやプリント基板等からなる基板８（図では２枚）が、各可動ブロック５の上にそれぞれ載置されている。ここで、上型２には、基板８の一部を覆うとともにチップが収容されるようにキャビティ９が設けられ、キャビティ９に連通して溶融樹脂の通路であるランナ部１０が設けられている。ランナ部１０は、いずれも図示されていないポット及びプランジャからなる樹脂圧送部に、連通している。
【００２０】
以下、本発明に係る樹脂成形金型の動作について、図１及び図２を参照して説明する。まず、図１（Ａ）に示すように、下型１と上型２とが型開きした状態において、チップが装着された基板８を、可動ブロック５上に載置する。この状態において、基板８は、下型１の型面には接触せず可動ブロック５の上面に載置される。また、可動ピン６は可動ブロック５から離れてその下方に位置しているので、可動ブロック５は、皿ばね４によって支持されているが可動ピン６によっては支持されていない。また、エジェクタピン７は、その先端が下型１の型面から突出しないようにして位置している。また、下型１と上型２とは、ヒータ（図示なし）によって加熱されている。
【００２１】
次に、図１（Ｂ）に示すように、各可動ブロック５の上面に基板８をそれぞれ載置した状態で上型２が下降することにより、下型１と上型２とを型締めする。これにより、基板８を載置した可動ブロック５は下方へと摺動する。そして、型締めが完了すると、基板８は、上型２と皿ばね４によってフローティング支持された可動ブロック５とによって、挟持される。その後に、ランナ部１０を経由してキャビティ９に溶融樹脂（図示なし）を注入し、更にこれを硬化させて硬化樹脂（図示なし）を形成する。
【００２２】
次に、図２（Ａ）に示すように、基板８の上に硬化樹脂１１が形成された状態で、上型２が上昇することにより、下型１と上型２とを型開きする。ここで、基板８と硬化樹脂１１とは、併せて成形品１２を構成する。また、下型１と上型２とを型開きするとともに、共通の昇降ブロック（図示なし）に固定された可動ピン６とエジェクタピン７とが上昇する。これにより、型開きとともに、エジェクタピン７が成形品１２を突き出し、皿ばね４と可動ピン６とが可動ブロック５を押圧することにより可動ブロック５を上方へと摺動させる。
【００２３】
次に、図２（Ｂ）に示すように、上型２が更に上昇する。そして、皿ばね４と可動ピン６とによって押圧された可動ブロック５は、更に上方へと摺動して初期位置に復帰する。その後に、可動ピン６とエジェクタピン７とは下降して、それぞれ可動ブロック５と成形品１２とから離間する。
【００２４】
以上説明したように、本発明に係る樹脂成形金型及び樹脂成形方法によれば、型開きとともに、皿ばね４と可動ピン６とによって押圧された可動ブロック５が初期位置に復帰する。これにより、可動ブロック５は、皿ばね４の特性にばらつきがあった場合においても、可動ピン６によって一様に押圧されることにより、安定して摺動して初期位置に復帰することができる。したがって、可動ブロック５がその周囲の下型１に対して傾いた状態になることが、防止される。これにより、可動ブロック５が傾いた状態で再び型締めした場合において、キャビティ９の周囲において溶融樹脂が漏れ出すことによるばりの発生が、防止される。
【００２５】
なお、上述の説明においては、可動ブロック５を押圧する手段として可動ピン６と皿ばね４とを使用したが、皿ばね４に限らず、コイルばね等、他の種類のばねを使用してもよい。また、ばね以外の弾性材料、例えば、弾性を有する高分子材料を使用することもできる。
【００２６】
また、可動ピン６とエジェクタピン７とが、共通の昇降ブロック（図示なし）に固定されて、同期して駆動されることとした。これに限らず、可動ピン６を、エジェクタピン７とは独立して設けることもできる。そして、可動ピン６を、エジェクタピン７に対して独立して駆動してもよく、同期して駆動してもよい。この場合には、例えば、リニア電磁アクチュエータ、リニア電磁ソレノイド等や、エアを使用したアクチュエータによって、可動ピン６を駆動することができる。そして、これらを使用することにより、可動ブロック５の上下方向における位置決めを、いっそう精度よく行うことが可能になる。また、可動ピン６に代えて、例えば、ブロック状の可動部材を使用することもできる。
【００２７】
更に、エジェクタピン７とは独立して可動ピン６を駆動させ、型締め直後に可動ピン６を上昇させて、可動ピン６を可動ブロック５に当接させることとしてもよい。これにより、可動ピン６によって可動ブロック５が支持された状態で、キャビティ９に溶融樹脂が注入されることになる。したがって、注入される溶融樹脂の樹脂圧が高い場合においても、可動ピン６によって可動ブロック５が支持されているので、上型２と基板８の上面との間に溶融樹脂が漏れ出すことによるばりの発生を防止することができる。
【００２８】
また、基板８の上面だけにおいて樹脂封止する場合について説明した。これに限らず、下型１と可動ブロック５とにランナ部を設け、可動ブロック５にキャビティを設けて、基板８の下面だけにおいて樹脂封止する場合にも、本発明を適用することができる。また、これらいわゆる片面封止の場合だけでなく、基板８の上面と下面とにおいて封止するいわゆる両面封止の場合にも、本発明を適用することができる。そして、基板８の下面において樹脂封止する場合には、可動ブロック５が安定して摺動することにより、可動ブロック５と下型１との間の間隙に溶融樹脂が侵入して摺動が阻害されることが、防止される。
【００２９】
また、可動ブロック５の上面に基板８を載置することとした。これに限らず、上型２の下面に、例えば、吸着によって基板８を載置してもよい。
【００３０】
また、２個の基板８に対して２個の可動ブロック５を設けた場合を説明した。これに限らず、図１及び図２に示された可動ブロック５を一体化して、２個の基板８に対して１個の可動ブロックを設けてもよい。
【００３１】
また、インサート部品として、チップが装着された基板８を例にとって説明した。更に、樹脂成形金型が使用される成形装置として、チップを封止する樹脂封止装置を例にとって説明した。これらに限らず、本発明を、基板以外のインサート部品を使用してトランスファモールドによって樹脂成形する一般的な成形装置に使用される樹脂成形金型に対して、適用することができる。
【００３２】
また、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に変更・選択して採用できるものである。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、摺動部材は、弾性部材の特性にばらつきがある場合であっても、可動部材に押圧されることにより、安定して摺動して初期位置に復帰する。これにより、可動ブロックがその周囲の金型に対してわずかに傾いた状態になることが防止される。また、溶融樹脂が注入される際に可動部材によって摺動部材が支持されるので、キャビティの周囲において基板上に溶融樹脂が漏れ出すことによるばりの発生が防止される。したがって、本発明は、摺動部材が安定して摺動して樹脂成形を行うとともに、ばりの発生が防止される樹脂成形金型及び樹脂成形方法を提供できるという、優れた実用的な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は本発明に係る樹脂成形金型について型締めを開始した状態を、図１（Ｂ）はその樹脂成形金型について型締めを完了した状態を、それぞれ示す断面図である。
【図２】図２（Ａ）は本発明に係る樹脂成形金型について型開きを開始した状態を、図２（Ｂ）はその樹脂成形金型について型開きを完了するとともに可動ブロックが初期位置に復帰した状態を、それぞれ示す断面図である。
【符号の説明】
１　下型
２　上型
３　凹部
４　皿ばね（弾性部材）
５　可動ブロック（摺動部材）
６　可動ピン（可動部材）
７　エジェクタピン（突出し部材）
８　基板（インサート部品）
９　キャビティ
１０　ランナ部
１１　硬化樹脂
１２　成形品
【図１】
2004130590.tif 000003
【図２】
2004130590.tif 000004