(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と下型とから成る樹脂成形用金型を用いて、前記した金型を所要の温度にまで加熱すると共に、前記した金型に設けた樹脂成形用の下型キャビティ内で成形品を樹脂成形する樹脂成形方法であって、
前記した下型キャビティを有するキャビティブロックを所要の傾斜面を有するキャビティ底面部材と前記したキャビティ底面部材を嵌装する嵌装部を有するキャビティホルダ部材とから構成する工程と、
前記したキャビティ底面部材とキャビティホルダ部材とを熱膨張係数の異なる金型材料にて形成する工程と、
前記したキャビティホルダ部材の嵌装部に前記したキャビティ底面部材を前記した金型キャビティ側に所要の距離にて突出した状態で嵌装する工程と、
前記した金型を所要の温度にまで加熱する工程と、
前記した金型の加熱時に、前記したキャビティ底面部材とキャビティホルダ部材とが熱膨張する熱膨張係数の差によって前記したキャビティ底面部材を前記した下型キャビティ側とは反対となる方向に滑らせる工程と、
前記したキャビティ底面が滑る時に、前記したキャビティ底面部材とキャビティホルダ部材の嵌装部との隙間を無くして前記したキャビティ底面部材を前記したキャビティホルダ部材の嵌装部に嵌装する工程と、
前記上型の基板供給部に電子部品を装着した基板を、電子部品を下方向に向けた状態で供給セットする工程と、
前記した上型と下型とを型締めする工程と、
前記下型キャビティ内に、ポット内で加熱溶融化された樹脂材料をプランジャで加圧することにより、樹脂通路を通して下型キャビティ内に注入充填する工程と、
前記上下両型を型開きすることにより、前記下型キャビティ内で前記下型キャビティの形状に対応した成形品内に電子部品を封止成形する工程とを含むことを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項２】
キャビティ底面部材と前記したキャビティ底面部材を嵌装する嵌装部を有するキャビティホルダ部材とから形成されたキャビティブロックと、少なくとも前記した金型キャビティブロックを加熱する加熱手段とを有する樹脂成形用金型であって、前記したキャビティ底面部材に所要の傾斜面を設けると共に、前記したキャビティ底面部材とキャビティホルダ部材とを熱膨張係数の異なる金型材料にて形成したことを特徴とする樹脂成形用金型。
【請求項３】
キャビティ底面部材をセラミック材料で形成すると共に、前記したキャビティ底面部材を嵌装するキャビティホルダ部材を金属材料で形成したことを特徴とする請求項２に記載の樹脂成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形用の金型キャビティ内で樹脂材料にて成形品を成形する樹脂成形方法及びその金型の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、樹脂成形用金型（電子部品の樹脂封止成形用金型）を用いて、樹脂材料にて金型キャビティ内で当該金型キャビティの形状に対応した樹脂成形体（成形品）を成形することが行われているが、この方法は次のようにして行われている。
【０００３】
例えば、トランスファモールド法を用いて、基板（或いは、リードフレーム）に装着したＩＣ等の電子部品（被成形品）を樹脂材料にて封止成形して金型キャビティの形状に対応した樹脂成形体（成形品）を成形することが行われている。
即ち、樹脂成形用金型（電子部品の樹脂封止成形用金型）を用いて、まず、金型（上下両型）を成形温度（例えば、１８０℃）にまで加熱すると共に、上型の基板セット部に電子部品を装着した基板を、電子部品側を下方向に向けた状態で供給セットして金型を型締めすることにより、下型キャビティ内に電子部品を嵌装セットし、次に、ポット内で加熱溶融化された樹脂材料をプランジャにて加圧することにより、下型キャビティ内に加熱溶融化された樹脂材料（溶融樹脂）を注入充填するようにしている。
従って、下型キャビティ内でキャビティの形状に対応した樹脂成形体（成形品）内に電子部品を樹脂封止成形するようにしている。
硬化に必要な硬化時間の経過後、金型（上下両型）を型開きすることにより、下型キャビティ内から樹脂成形体を離型するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３６８４３号〔図１（１）を参照〕
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、下型にはキャビティを有するキャビティブロックが設けられると共に、キャビティブロックはキャビティ底面部材とキャビティ底面部材を着脱自在に嵌装するキャビティホルダ部材とから構成されている。
従って、室温でキャビティホルダ部材の嵌装部にキャビティ底面部材を嵌装してキャビティブロックが組立てられている。
【０００６】
しかしながら、キャビティ底面部材とキャビティホルダ部材とを形成する金型材料が異なっているために、金型（上下両型）を成形温度（例えば、１８０℃）にまで加熱した場合、二つの金型材料の熱膨張係数の差によって、キャビティ底面部材とキャビティホルダ部材の嵌装部と間に隙間が発生し易い。
例えば、図４（１）、図４（２）に示す図例では、キャビティ底面部材６１をセラミック材料にて形成し、且つ、キャビティホルダ部材６２を鉄系の金属材料にて形成されている。
また、図４（１）、図４（２）には、キャビティ底面部材６１と、キャビティ底面部材６２を着脱自在に嵌装する嵌装部６４を有するキャビティホルダ部材６２とからなるキャビティブロック６３が図示されている。
即ち、図４（１）に示すように、室温で組立てられたキャビティブロック６３ではキャビティ底面部材６１とキャビティホルダ部材６２の嵌装部６４との間には隙間は形成されていない。
しかしながら、図４（２）に示すように、キャビティブロック６３を成形温度（例えば、１８０℃）にまで加熱した場合、キャビティホルダ部材６２の熱膨張係数が当該嵌装部に嵌装されるキャビティ底面部材６１の熱膨張係数より大きいため、両者６１・６２の熱膨張係数との差にて、キャビティ底面部材６１とキャビティホルダ部材６２の嵌装部６４との間には隙間６５が形成され、この隙間６５に溶融樹脂が浸入して硬化することにより、次のような弊害が発生していた。
即ち、金型キャビティ内に加熱溶融化された樹脂材料を注入して金型キャビティ内で成形品を成形した場合、この隙間６５に溶融樹脂が浸入して硬化するため、この隙間６５の形状が成形品に転写されることにより、成形品に外観不良（品質不良）が発生すると云う弊害がある。
また、この隙間６５に溶融樹脂が浸入して硬化するため、この隙間６５で硬化した樹脂が成形品と分離して樹脂ばり６６となって金型キャビティ面６７に残存付着すると云う弊害がある。
【０００７】
従って、本発明は、樹脂成形時に、キャビティ底面部材とキャビティホルダ部材の嵌装部との間に発生する隙間を効率良く防止することを目的とするものである。
また、本発明は、キャビティ底面部材とキャビティホルダ部材の嵌装部との間に発生する隙間を効率良く防止し得て、成形品の品質不良を効率良く防止すると共に、金型キャビティ面に残存付着する樹脂ばりを効率良く防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した技術的課題を解決するための上型と下型とから成る樹脂成形用金型を用いて、前記した金型を所要の温度にまで加熱すると共に、前記した金型に設けた樹脂成形用の下型キャビティ内で成形品を樹脂成形する樹脂成形方法であって、前記した下型キャビティを有するキャビティブロックを所要の傾斜面を有するキャビティ底面部材と前記したキャビティ底面部材を嵌装する嵌装部を有するキャビティホルダ部材とから構成する工程と、前記したキャビティ底面部材とキャビティホルダ部材とを熱膨張係数の異なる金型材料にて形成する工程と、前記したキャビティホルダ部材の嵌装部に前記したキャビティ底面部材を前記した金型キャビティ側に所要の距離にて突出した状態で嵌装する工程と、前記した金型を所要の温度にまで加熱する工程と、記した金型の加熱時に、前記したキャビティ底面部材とキャビティホルダ部材とが熱膨張する熱膨張係数の差によって前記したキャビティ底面部材を前記した下型キャビティ側とは反対となる方向に滑らせる工程と、前記したキャビティ底面が滑る時に、前記したキャビティ底面部材とキャビティホルダ部材の嵌装部との隙間を無くして前記したキャビティ底面部材を前記したキャビティホルダ部材の嵌装部に嵌装する工程と、前記上型の基板供給部に電子部品を装着した基板を、電子部品を下方向に向けた状態で供給セットする工程と、前記した上型と下型とを型締めする工程と、前記下型キャビティ内に、ポット内で加熱溶融化された樹脂材料をプランジャで加圧することにより、樹脂通路を通して下型キャビティ内に注入充填する工程と、前記上下両型を型開きすることにより、前記下型キャビティ内で前記下型キャビティの形状に対応した成形品内に電子部品を封止成形する工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、前記した技術的課題を解決するための本発明に係る樹脂成形用金型は、キャビティ底面部材と前記したキャビティ底面部材を嵌装する嵌装部を有するキャビティホルダ部材とから形成されたキャビティブロックと、少なくとも前記した金型キャビティブロックを加熱する加熱手段とを有する樹脂成形用金型であって、前記したキャビティ底面部材に所要の傾斜面を設けると共に、前記したキャビティ底面部材とキャビティホルダ部材とを熱膨張係数の異なる金型材料にて形成したことを特徴とする。
【００１０】
また、前記した技術的課題を解決するための本発明に係る樹脂成形用金型は、前記したキャビティ底面部材をセラミック材料で形成すると共に、前記したキャビティ底面部材を嵌装するキャビティホルダ部材を金属材料で形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、樹脂成形時に、キャビティ底面部材とキャビティホルダ部材の嵌装部との間に発生する隙間を効率良く防止することができると云う優れた効果を奏するものである。
また、本発明よれば、キャビティ底面部材とキャビティホルダ部材の嵌装部との間に発生する隙間を効率良く防止し得て、成形品の品質不良を効率良く防止すると共に、金型キャビティ面に残存付着する樹脂ばりを効率良く防止することができると云う優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、実施例図に基づいて、本発明に係る実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る樹脂成形用金型（電子部品の樹脂封止成形用金型）である。
図２（１）、図２（２）は、図１に示す金型に設けられたキャビティブロックである。
図３（１）、図３（２）は、本発明に係る金型（キャビティブロック）を説明する説明図である。
【００１３】
（樹脂成形用金型の構成について）
即ち、図１に示すように、本発明に係る樹脂成形用金型（電子部品の樹脂封止成形用金型）１は、固定上型２と、上型２に対向配置した可動下型３とが設けられて構成されると共に、上下両型２・３には各別に加熱手段４が設けられて構成されている。
また、上型２の型面にはＩＣ等の電子部品（被成形品）５を装着した基板６（或いはリードフレーム）を、電子部品５を下方向に向けた状態で供給セットする基板供給部７が設けられると共に、下型３の型面には樹脂成形用の下型キャビティ８が設けられて構成されている。
また、下型３は、下型キャビティ８を有するキャビティブロック９と、キャビティブロック９を着脱自在に嵌装する下型ベース１０とが設けられて構成されると共に、キャビティブロック９は、キャビティ底面１１を有するキャビティ底面部材１２と、キャビティ底面部材１２を嵌装するキャビティホルダ部材１３とが設けられて構成されている。
なお、金型１（２・３）による樹脂成形時に、キャビティ底面部材１２のキャビティ底面１１と、キャビティホルダ部材１３のキャビティ側面２０とで樹脂成形用キャビティ８を形成することができるように構成されている。
また、図示はしていないが、前記した金型１には、樹脂材料を供給する樹脂材料供給用のポットと、ポットに嵌装した樹脂加圧用のプランジャと、ポットとキャビティとを連通接続する樹脂通路（カル、ランナ、ゲート等）が設けられて構成されている。
【００１４】
従って、まず、上下両型２・３を加熱手段４にて加熱することにより、上下両型２・３を室温から所要の成形温度（例えば、１８０℃）にまで昇温させ、次に、上型２の基板供給部７に電子部品５を装着した基板６を、電子部品５を下方向に向けた状態で供給セットして上下両型２・３を型締めすることにより、下型キャビティ８内に電子部品５を嵌装セットする。
また、次に、ポット内で加熱溶融化された樹脂材料（溶融樹脂）をプランジャで加圧することにより、樹脂通路を通して下型キャビティ８内に注入充填する。
硬化に必要な所要時間の経過後、上下両型２・３を型開きすることにより、下型キャビティ８内で下型キャビティ８の形状に対応した樹脂成形体（成形品）２１内に電子部品５を封止成形することができるように構成されている。
【００１５】
（キャビティ底面部材について）
前述したように、キャビティブロック９は、キャビティ底面部材１２と、キャビティホルダ部材１３とから構成されると共に、加熱手段４にてキャビティブロック９を加熱することにより、キャビティブロック９（キャビティ底面部材１２とキャビティホルダ部材１３）を室温（例えば、２０℃）から所要の成形温度（例えば、１８０℃）にまで昇温させることができる。
また、図２（１）、図２（２）に示すように、キャビティホルダ部材１３の所要位置には、キャビティ底面部材１２を着脱自在に嵌装する嵌装部１４（凹部或いは貫通孔）が設けられて構成されると共に、この嵌装部１４にキャビティ底面部材１２を着脱自在に嵌装することができるように構成されている。
また、キャビティ底面部材１２（の外側の側壁面）にはキャビティ底面１１と所要の角度θを有する傾斜面１５が設けられて構成されると共に、キャビティホルダ部材１３の嵌装部１４（の内側の側壁面）にはこの傾斜面１５に対応した所要の角度を有する傾斜面１６が形成されている。
即ち、下型３のキャビティブロック９において、キャビティ底面部材１２の傾斜面１５は、嵌装部１４の内部下方側からキャビティ底面１１側方向に拡開した状態で、所謂、順テーパ形状の状態で設けられて構成されている。
従って、例えば、キャビティ底面１１とキャビティ底面部材１２の側面との所要の角度θは鋭角となるものである。
なお、例えば、キャビティ底面１１の形状（キャビティ底面部材１２のキャビティ底面側の形状）を四角形状とした場合、キャビティ底面部材１２自体は四角錐台の形状にて形成されることになる。
【００１６】
（熱膨張係数の異なる金型材料について）
また、キャビティブロック９を構成するキャビティ底面部材１２とキャビティホルダ部材１３とは熱膨張係数の異なる金型材料で形成されると共に、キャビティホルダ部材１３を形成する金型材料の熱膨張係数は、キャビティ底面部材１２を形成する金型材料の熱膨張係数よりも大きいのが通例である。
即ち、キャビティホルダ部材１３を鉄系の金属材料で形成すると共に、キャビティ底面部材１２をセラミック材料で形成することが行われている。
例えば、鉄系の金属材料としてはＳＫＤ１１（熱膨張係数：１１．２×１０−６／℃）が挙げられ、セラミック材料としてはアルミナセラミックス（熱膨張係数：７×１０−６／℃）、ジルコニアセラミックス（熱膨張係数：９．５×１０−６／℃）が挙げられる。
なお、熱膨張係数の測定はＪＩＳ規格のＲ１６１８によるものである。
従って、キャビティブロック９を加熱手段４で室温から成形温度にまで加熱した場合、キャビティイ底面部材１２の熱膨張に比べてキャビティホルダ部材１３の熱膨張が大きくなるので、キャビティイ底面部材１２の熱膨張より嵌装部１４の空間部分が大きく拡がることになる。
【００１７】
（キャビティ底面部材の嵌装について）
次に、図２（１）、図２（２）及び図３（１）、図３（２）を用いて、キャビティ底面部材１２の作用について説明する。
なお、図３（１）、図３（２）の図例は、本発明の原理を説明するために、図２（１）、図２（２）の図例を簡略化した図であり、図３（１）は図２（１）に対応した図であり、図３（２）は図２（２）に対応した図である。
【００１８】
さて、図２（１）〔図３（１）〕は室温（例えば、２０℃）の状態にある金型（キャビティブロック９）であり、図２（２）〔図３（２）〕は成形温度（例えば、１８０℃）の状態にある金型（キャビティブロック９）である。
即ち、図２（１）に示すように、室温に設定されたキャビティブロック９において、キャビティ底面部材１２のキャビティ底面１１の位置は、図２（２）に示す「樹脂成形時における所要の位置１７」から所要の高さ１８にて突出した状態で（本来の所要の位置１７から僅かな距離１８に突出した状態で）設けられて構成されている。
このとき、キャビティ底面部材１２とキャビティホルダ部材１３の嵌装部１４との間には隙間（クリアランス）１９が形成されている。
また、図２（２）に示すように、成形温度に設定されたキャビティブロック９において、キャビティホルダ部材１３の嵌装部１４にキャビティ底面部材１２が、隙間が無い状態で嵌装されて構成されている。
このとき、キャビティ底面部材１２におけるキャビティ底面１１の位置は「樹脂成形時の所要の位置１７」にあることになる。
また、このとき、キャビティホルダ部材１３の嵌装部１４にキャビティ底面部材１２が形状的に効率良く嵌装する（的確に嵌合する）ように構成されているので、キャビティ底面部材１２とキャビティホルダ部材１３の嵌装部１４との間には隙間が形成されないように（隙間が無くなるにように）構成されている。
従って、図２（２）に示すように、キャビティ底面部材１２のキャビティ底面１１とキャビティホルダ部材１３のキャビティ側面２０とで所要形状の樹脂成形用キャビティ８を構成することができるように構成されている。
【００１９】
即ち、図２（１）に示す室温の状態にあるキャビティブロック９（キャビティ底面部材１２とキャビティホルダ部材１３）を成形温度にまで加熱して昇温した場合、嵌装部１４がキャビティ底面部材１２より大きく熱膨張する。
このため、図２（２）に示すように、キャビティ底面部材１２が自重で下方向に滑る（ずれる）ことになるので（スライドすることになるので）、嵌装部１４にキャビティ底面部材１２を形状的に効率良く嵌装することができるように構成されている。
従って、室温時にはキャビティ底面部材１２はその底面１１をキャビティ８内に所要の高さ（距離）１８にて突出した状態で構成されているが、成形温度にまで加熱昇温した場合には、キャビティ底面部材１２がキャビティホルダ部材１３の嵌装部１４に形状的に効率良く嵌装するので、キャビティ底面部材１２のキャビティ底面１１とキャビティホルダ部材１３のキャビティ側面２０とで所要形状の樹脂成形用キャビティ８を構成することができる。
このとき、キャビティ底面部材１２が自重にて滑ることにより、キャビティ底面部材１２とキャビティホルダ部材１３の嵌装部１４との間に隙間が形成されることを効率良く防止することができる。
また、この状態で（キャビティ底面部材１２とキャビティホルダ部材１３の嵌装部１４との間に隙間を無くした状態で）、下型キャビティ８内で樹脂成形することにより、キャビティ８内で成形される樹脂成形体（成形品）２１の品質不良（外観不良）や、金型キャビティ底面１１に残存付着する樹脂ばりの発生を効率良く防止することができる。
なお、キャビティブロック９を図２（２）に示す成形温度の状態から室温の状態にまで冷却した場合、嵌装部１４の側壁面による冷却収縮力にてキャビティ底面部材１２の底面１１がキャビティ８側に所要の高さ（距離）１８にて突出するように構成されている。
【００２０】
従って、本発明によれば、樹脂成形時に、キャビティ底面部材１２とキャビティホルダ部材１３の嵌装部１４との間に発生する隙間を効率良く防止することができる。
また、本発明によれば、キャビティ底面部材１２とキャビティホルダ部材１３の嵌装部１４との間に発生する隙間を効率良く防止し得て、成形品２１の品質不良を効率良く防止すると共に、金型キャビティ８面に残存付着する樹脂ばりを効率良く防止することができる。
【００２１】
本発明は、前述した実施例のものに限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意且つ適宜に変更・選択して採用できるものである。
【００２２】
また、前述した実施例では、セラミック材料で形成したキャビティ底面部材１２と、金属材料にて形成したキャビティホルダ部材１３とを用いて説明したが、他の熱膨張係数の異なる材料にても本発明に係る樹脂成形用金型１を形成することができる。
なお、前述した実施例は、キャビティホルダ部材１３を形成する金型材料の熱膨張係数を、キャビティ底面部材１２を形成する金型材料の熱膨張係数よりも大きくした場合を示したものである。
【００２３】
また、前述した実施例では、樹脂成形用金型（電子部品の樹脂封止成形用金型）を例に挙げて説明したが、例えば、射出成形用金型、圧縮成形用金型にも適用することができるものである。
【００２４】
また、本発明にて、前述した金型におけるキャビティブロック９を鉄系の金属材料からなるキャビティホルダ部材１３とセラミック材料からなるキャビティ底面部材１２とから構成し、且つ、セラミック材料のキャビティ底面部材１２に微細な多数の連通孔を有して構成することができる。
この場合、微細な多数の連通孔を通してキャビティ８内に圧縮空気を圧送したり、或いは、キャビティ８内から空気を強制的に吸引排出することができる。
例えば、キャビティ８内で成形された樹脂成形体２１に微細な多数の連通孔を通して圧縮空気を圧送することにより、キャビティ８内から樹脂成形体２１を突出して離型することができるように構成されている。
また、例えば、キャビティ８内から空気を強制的に吸引排出することにより、キャビティ８の形状に沿って離型フィルムを被覆することができるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明に係る樹脂成形用金型（電子部品の樹脂封止成形用金型）を概略的に示す概略縦断面図であって、室温でのキャビティ底面部材の嵌装状態を示している。
【図２】図２（１）、図２（２）は、図１に示す金型の要部（キャビティブロック）を拡大して概略的に示す拡大概略縦断面図であって、図２（１）は図１に対応して室温でのキャビティ底面部材の嵌装状態を示し、図２（２）は成形温度でのキャビティ底面部材の嵌装状態を示している。
【図３】図３（１）、図３（２）は、本発明に係る原理を説明する説明図（概略縦断面図）であって、図３（１）は図２（１）に対応し、図３（２）は図２（２）に対応している。
【図４】図４（１）、図４（２）は、従来例を説明する説明図（概略縦断面図）であって、図４（１）は図３（１）に対応し、図４（２）は図３（２）に対応している。
【符号の説明】
【００２６】
１    樹脂成形用金型
２    固定上型
３    可動下型
４    加熱手段
５    電子部品
６    基板
７    基板供給部
８    下型キャビティ
９    キャビティブロック
１０    下型ベース
１１    キャビティ底面
１２    キャビティ底面部材
１３    キャビティホルダ部材
１４    嵌装部
１５    キャビティ底面部材の傾斜面
１６    嵌装部の傾斜面
１７    樹脂成形時のキャビティ底面位置
１８    高さ（距離）
１９    隙間
２０    キャビティ側面
２１    樹脂成形体
θ    角度
【図１】
0005215608.tif 000002
【図２】
0005215608.tif 000003
【図３】
0005215608.tif 000004
【図４】
0005215608.tif 000005