(57)【要約】【課題】トグルリンク式のプレス機構を採用した場合でも、金型を歪ませることなく型締めでき、型当りの調整作業が容易または不要な樹脂封止装置を提供する。【解決手段】それぞれプラテンに支持される上下の金型１１２、１２２がプラテンを介してトグルリンク式のプレス機構１０６によって上下に開閉可能とされ、上下の金型１１２、１２２でリードフレーム１５０をクランプした状態で樹脂によって封止する樹脂封止装置であって、下型１２２が可動プラテン１０４から支持される水平方向の支持領域を、クランプ可能な最大のリードフレーム１５０を載置した場合における当該リードフレーム１５０の水平方向両端部の幅以下とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれプラテンに支持される第１、第２の金型が前記プラテンを介してトグルリンク式のプレス機構によってＺ方向に開閉可能とされ、前記第１、第２の金型で被成形品をクランプした状態で充填される樹脂によって当該被成形品を封止する樹脂封止装置であって、
前記Ｚ方向と直交する方向をＸ方向とした場合に、
前記第１、第２の金型のうち、少なくとも前記トグルリンク式のプレス機構と連動する側の金型が前記プラテンから支持される前記Ｘ方向の支持領域が、当該第１、第２の金型によってクランプ可能な最大の被成形品を載置した場合における当該被成形品の前記Ｘ方向の幅以下である
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記被成形品が複数配置されており、
前記支持領域が、当該被成形品全体における前記Ｘ方向の幅以下である
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記被成形品が複数配置されており、
前記支持領域が、当該被成形品毎における前記Ｘ方向の幅以下である
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項４】
それぞれプラテンに支持される第１、第２の金型が前記プラテンを介してトグルリンク式のプレス機構によってＺ方向に開閉可能とされ、前記第１、第２の金型で被成形品をクランプした状態で充填される樹脂によって当該被成形品を封止する樹脂封止装置であって、
前記Ｚ方向と直交する面をＸ−Ｙ平面とした場合に、
前記第１、第２の金型のうち、少なくとも前記トグルリンク式のプレス機構と連動する側の金型が前記プラテンから支持される前記Ｘ−Ｙ平面の支持領域が、当該第１、第２の金型によってクランプ可能な最大の被成形品を載置した場合における当該被成形品の前記Ｘ−Ｙ平面での最外周の内側に収まっている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記支持領域が、前記金型と前記プラテンとの間に支持部材を介在させることによって形成されている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記支持部材の前記Ｚ方向寸法が、前記トグルリンク式プレス機構作動時における前記プラテンの湾曲変形量以上である
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記支持領域が、前記金型または前記プラテンの少なくとも一方の一部が切削されることによって形成されている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記切削された部分の前記Ｚ方向寸法が、前記トグルリンク式プレス機構作動時における前記プラテンの湾曲変形量以上である
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対向する金型内で被成形品を樹脂にて封止する樹脂封止装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図５に示す樹脂封止装置１が公知である。樹脂封止装置１は、タイバー８に固定された固定プラテン２と、当該固定プラテン２から垂設された上型１２と、タイバー８に沿って上下に進退動可能な可動プラテン４と、当該可動プラテン４上に載置された下型２２と、を有している。また、可動プラテン４の下側には、トグルリンク式のプレス機構６が連結されており、当該プレス機構６の動作によって、可動プラテン４および下型２２を上型１２に対して進退動可能に構成されている。また、この樹脂封止装置１では、上型１２と下型２２とで図示せぬリードフレーム（被成形品）をクランプした状態で、プランジャ４０によって溶融樹脂が充填され、樹脂封止が行なわれる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２６９７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような構成の樹脂封止装置１においては、上下の金型１２、２２の「型当り」に偏りが生じる場合が多い。ここでいう「型当り」とは、相対向する金型の型締め時（型締め圧力が加わった時点）における金型全体の圧力分布状態のことである。図５にて示したように、プレス機構としてトグルリンク式プレス６を採用している場合には、型締め時においてはその構造上、下型２２を平面視した場合における当該下型２２の中央部よりも、周辺部分においてプレス圧力が相対的に大きく掛かる（図６参照）。即ち、金型を平面視した場合の中央部分において本来あるべき圧力よりも低く、一方、金型周辺部分において本来あるべき圧力よりも高くなってしまう。これは、下型２２の中心部（平面視した際の中心部）付近に、プランジャ４０等の樹脂を充填するための機構が備わっており、下型２２全体の剛性を確保することが困難であることも起因しているものと考えられる。当然、この「型当り」状態が悪い場合（即ち、均等に圧力が分布していない状態）は、封止品質も低下してしまう。即ち、相対的に圧力の低い部分では樹脂漏れが誘発されたり、一方、相対的に圧力の高い部分では、クランプするリードフレーム等に圧力痕を残してしまう等、精度のよい樹脂封止を行うことが不可能である。
【０００５】
この「型当り」状態を改善するには、例えば、プラテンと金型の間、金型とチェイスの間にシムを入れて調整する等により対処することが可能である。
【０００６】
しかしながら、シムを利用しての調整作業はトライアンドエラーの繰り返しであり、調整作業に非常に時間が掛かってしまう。また、全てをシムによる調整に委ねると、金型全体が歪んだ状態のままで「型当り」が調整されてしまう可能性がある。例えば、上金型の中央部付近にシムを介在させ、上金型の平面視における中央部付近を下金型側へと盛り上がらせるように調整すれば金型全体としての「型当り」自体はある程度調整可能である。しかしながらこのような調整方法では断面が所謂「Ｖ字」状に歪んだ状態で樹脂封止がされることに繋がり、成形品に悪影響（例えばクラック、反りなど）を与えてしまう。また、金型全体の歪みによって、リードフレーム等を金型表面上に位置決めする際の基準位置（オフセンタ）が不明確となり、かかる観点からも精度のよい樹脂封止を望むことができない。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、トグルリンク式のプレス機構を採用した場合でも、金型を歪ませることなく型締めでき、型当りの調整作業が容易または不要な樹脂封止装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、それぞれプラテンに支持される第１、第２の金型が前記プラテンを介してトグルリンク式のプレス機構によってＺ方向に開閉可能とされ、前記第１、第２の金型で被成形品をクランプした状態で充填される樹脂によって当該被成形品を封止する樹脂封止装置であって、前記Ｚ方向と直交する方向をＸ方向とした場合に、前記第１、第２の金型のうち、少なくとも前記トグルリンク式のプレス機構と連動する側の金型が前記プラテンから支持される前記Ｘ方向の支持領域が、当該第１、第２の金型によってクランプ可能な最大の被成形品を載置した場合における当該被成形品の前記Ｘ方向の幅（両端部間距離）以下とすることによって、上記課題を解決するものである。
【０００９】
即ち、プラテンから金型に対して入力されるプレス圧力を、当該金型にてクランプしている被成形品（リードフレーム等）が位置している部分に対応する部分で受けることによって、金型全体が大きく歪むことを防止している。その結果として、より均一な「型当り」を実現している。具体的には、当該金型内に配置される被成形品をプレス方向（Ｚ方向）に投影した場合に、金型がプラテンから支持されているＸ方向の支持領域（即ち、プラテンから入力されるプレス圧力の入力領域）が、当該被成形品のＸ方向の両端部に相当する幅以下とされている。これにより、本来的にプレス圧力を集中するべき部分に対してより直接的に力を伝達することが可能となっている。
【００１０】
このとき被成形品が複数配置されている場合には、前記支持領域を、当該被成形品全体における前記Ｘ方向の幅（両端部間距離）以下としたり、また、前記支持領域を、当該被成形品毎における前記Ｘ方向の幅（両端部間距離）以下とすることが可能である。これにより、本来的にプレス圧力を集中するべき部分に対してより直接的に力を伝達することが可能となっている。
【００１１】
より望ましくは、それぞれプラテンに支持される第１、第２の金型が前記プラテンを介してトグルリンク式のプレス機構によってＺ方向に開閉可能とされ、前記第１、第２の金型で被成形品をクランプした状態で充填される樹脂によって当該被成形品を封止する樹脂封止装置であって、前記Ｚ方向と直交する面をＸ−Ｙ平面とした場合に、前記第１、第２の金型のうち、少なくとも前記トグルリンク式のプレス機構と連動する側の金型が前記プラテンから支持される前記Ｘ−Ｙ平面の支持領域が、当該第１、第２の金型によってクランプ可能な最大の被成形品を載置した場合における当該被成形品の前記Ｘ−Ｙ平面での最外周の内側に収まっているように構成すると良い。
【００１２】
即ち、支持領域を、Ｚ方向に直交する平面において被成形品の最外周の内側とすることで、いずれの方向から見てもプレス圧力を集中するべき部分に対してより直接的に力を伝達することが可能となっている。
【００１３】
また、前記支持領域は、前記金型と前記プラテンとの間に支持部材を介在させたり、前記金型または前記プラテンの少なくとも一方の一部を切削することによって形成できるため、本発明を適用するために大幅なコスト増は不要である。
【００１４】
また、前記支持部材のＺ方向寸法、および、前記切削された部分の前記Ｚ方向寸法が、前記トグルリンク式プレス機構作動時における前記プラテンの湾曲変形量以上とすることによって、プラテンが湾曲した場合においても支持領域を適切に維持することが可能となっている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明を適用することにより、金型全体の「型当り」を改善できる。その結果、調整作業が容易または不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態の一例である樹脂封止装置１００の側断面図である。図２は、図１における金型とプラテンとの関係を模式的に示した図である。
【００１８】
<樹脂封止装置の構成>
樹脂封止装置１００は、４本（図面上は２本しか現れていない）のタイバー１０８と、当該タイバー１０８の最上部に、固定部材１１０によって固定された固定プラテン１０２と、タイバー１０８に沿って上下に進退動可能な可動プラテン１０４を有している。この可動プラテン１０４には貫通孔１０４Ａが形成され、当該貫通孔１０４Ａ内をタイバー１０８が貫通する態様とされている。また可動プラテン１０４の下側にはトグルリンク式プレス機構１０６が接続され、当該トグルリンク式プレス機構１０６の動作によって可動プラテン１０４が上下に進退動可能とされている。なお、可動プラテン１０４の下側中央付近には、図示はしていないが、プランジャ１４０を駆動する等の樹脂を供給するための樹脂供給機構が備わっている。
【００１９】
固定プラテン１０２には上型１１２が垂設されている。一方、可動プラテン１０４上には下型１２２が載置されている。その結果、可動プラテン１０４が上下に移動することによって、これら上型１１２および下型１２２が互いに当接・離間する構成とされている。
【００２０】
また上型１１２の表面（下型１２２側表面）には、取り外し可能な上チェイス１１４が備わっている。一方、下型１２２の表面（上型１１２側表面）には取り外し可能な下チェイス１２４が備わっている。これらの上チェイス１１４および下チェイス１２４は、例えば、封止しようとする基板やリードフレーム等の被成形品の種類に応じて、この部分のみを適宜取り替えることが可能とされている。なお符合１１６および符号１２６はバッキングプレートである。
【００２１】
また、下型１２２の平面視における略中央部分には、プランジャ１４０が備わっており、当該プランジャ１４０によって溶融された樹脂（封止材料）が押し出され、当該押し出された樹脂が、ランナやゲートを介してキャビティ１４２に充填される。
【００２２】
なお符号１４４はエジェクトピンであり、樹脂封止後の成形品を金型から離型するための機構である。また、符号１５０は半導体チップが搭載されたリードフレームである。なお、本実施形態においては、一対の金型１１２、１２２に対して２枚のリードフレーム１５０が配置され、一度の２枚のリードフレームを樹脂封止可能な構成とされている。勿論、配置されるリードフレームの数は、１枚であってもよいし３枚以上であってもよい。
【００２３】
また、本実施形態においては、上型１１２は固定プラテン１０２から直接垂設されているのではなく、上部支持プレート１３０を介して垂設されている。更に、下型１２２においても、可動プラテン１０４に直接載置されているのではなく、下部支持プレート１３２を介した状態で載置されている。またこれらの支持プレート１３０、１３２は各金型１１２、１２２の大きさ（図１において水平方向の大きさ、幅）よりも小さくなるように構成されている。即ち、トグルリンク式のプレス機構１０６が作動し、各プラテン１０２、１０４から各金型１１２、１２２に対してプレス圧力が加わる場合には、各金型１１２、１２２の全面にプレス圧力が入力されるのではなく、当該支持プレート１３０、１３２に相当する部分にのみ入力される構成とされている。
【００２４】
次に、図２を参照しつつ、各プラテン１０２、１０４、と各金型１１２、１２２との関係を詳細に説明する。なお、図２は説明容易のためより簡略化した図として示しているため、図１との対比において各部の構成比率等が異なっている部分がある。また、上型１１２と下型１２２との当接・離間方向、即ち開閉方向をＺ方向とした場合に、当該Ｚ方向と直交する方向をＸ方向として説明する。
【００２５】
図２に示すように、本実施形態においては、下型１２２が可動プラテン１０４から下部支持プレート（支持部材）１３２を介して支持される態様とされている。また、この支持プレート１３２のＸ方向の幅（支持領域）Ｗ１は、上金型１１２および下金型１２２でクランプされるリードフレーム１５０の位置をＺ方向に投影した場合に、当該リードフレーム１５０全体（ここでは２枚のリードフレーム１５０が配置されているため、この２枚のリードフレーム全体を１つの纏まりとして考える）のＸ方向の幅（両端部間距離）と同じとされている。上部支持プレート１３０のＸ方向の幅においても同様である。なお、ここでは、当該上下の金型１１２、１２２にてクランプされる最大のリードフレーム（被成形品）１５０を基準として考えている。即ち、各チェイス１１４、１２４を適宜交換することで、異なる種類のリードフレームを樹脂封止することが可能であるが、このような場合にはクランプされる可能性のある最大の（Ｘ方向に最大の）リードフレームが基準となる。なお、本実施形態では、リードフレームのＸ方向の幅（両端部間距離）「以下」としているが、例えば、この両端部の幅を僅かでも上回ると本発明所定の効果が全く得られなくなるというわけではなく、両端部の幅の１．２倍程度までは相応の効果を期待することが可能である。
【００２６】
また、図示していないが、Ｘ方向およびＺ方向のいずれにも直交する方向をＹ方向とした場合に、Ｘ−Ｙ平面において、支持プレート１３２がリードフレーム１５０の最外周の内側（同位置含む）に位置している。
【００２７】
このような構成とすることによって、トグルリンク式のプレス機構１０６から可動プラテン１０４に対して伝達されたプレス圧力が、当該下部支持プレート１３２の部分に集約された状態で下型１２２側へと伝達される。また、固定プラテン１０２に対して伝達されたプレス圧力が、上部支持プレート１３０の部分に集約された状態で上型１１２側へと伝達される。即ち、最も均一な状態でプレスする必要のある部分である「リードフレーム１５０が配置されている部分」に対してより直接的に（垂直的に）プレス圧力を加えることが可能となっている。また、プレス圧力を金型の中心部（平面視における中心部）付近に集中させているため、型締め時においても金型全体が大きく歪むことを防止することが可能となっている。その結果、上下の金型１１２、１２２の「型当り」に偏りが生じ難くなり、型当りの調整作業が容易または不要となる。
【００２８】
なお、本実施形態においては、下部支持プレート１３２および上部支持プレート１３０は、各プラテン１０２、１０４および、各金型１１２、１２２と別部材として構成されているが、必ずしもこのような態様に限定されるものではなく、例えば各プラテン１０２、１０４の形状を一部突起させることによって（例えばプラテンの一部を切削することにより）、当該支持プレート１３０、１３２と同様の機能を果たすことも可能であり、また、各金型１１２、１２２の一部を突起させることによって（例えば金型の一部を切削することにより）、同様の機能を果たすことも可能である。
【００２９】
また、当該下部支持プレート１３２の高さ（Ｚ方向寸法）Ｈ１は、トグルリンク式のプレス機構によって可動プラテン１０４にプレス圧力が加わった状態における、当該可動プラテン１０４の湾曲変形量Ｈ２よりも大となるように構成されている。即ち、このような構成とすることで、可動プラテン１０４が湾曲した場合においても指示領域Ｗ１を適切に維持することが可能となっている。
【００３０】
<本発明の他の実施形態>
次に、図３を用いて本発明の第２の実施形態について説明する。なお、以下においては前述した樹脂封止装置１００と同一または類似する部分については数字下２桁が同一の符号を付するに止め、重複した構成および作用の説明は省略する。
【００３１】
第２の実施形態においては、上下の支持プレートが、クランプされるリードフレームのそれぞれに対応する構成とされている。即ち、図３にて示しているように、一対の金型２１２、２２２にて２枚のリードフレーム２５０をクランプする場合であれば、各支持プレートもそれぞれのリードフレーム２５０に対応するように２枚ずつ設けられている。具体的には、２つの上部支持プレート２３０Ａ、２３０Ｂ、および２つの下部支持プレート２３２Ａ、２３２Ｂが、それぞれリードフレーム２５０に対応している点にある。
【００３２】
ここでは、それぞれのリードフレーム２５０をプレス方向（Ｚ方向）に投影した場合に、下型２２２が可動プラテン２０４から支持されているＸ方向の支持領域Ｗ２（即ち、可動プラテン２０４から入力されるプレス圧力の入力領域：各支持プレートの幅）が、それぞれのリードフレーム２５０（個々のリードフレームを意味する）のＸ方向の両端部に相当する幅以下とされている。これにより、本来的にプレス圧力を集中するべき部分に対してより直接的に力を伝達することが可能となっている。上部支持プレート２３０Ａ、２３０Ｂについても同様である。
【００３３】
なお、このように個々のリードフレームに対応して支持プレートを配置構成する場合においても、これら支持プレートを必ずしも独立した部材によって構成する必要はない。例えば、図４に示すように、各金型３１２、３２２の一部として金型と一体的に構成してもよい。また図示はしていないが、プラテンと一体的に構成してもよい。
【００３４】
このような構成を採用したことによって、上下の金型の「型当たり」状態を当初から良好に維持することが可能となった。その結果、トライアンドエラーによるシム等による金型の型当たり調整態様が簡略化若しくは不要となる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、半導体チップが搭載された基板やリードフレーム等を樹脂にて封止する樹脂封止装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態の一例である樹脂封止装置の側断面図
【図２】図１における金型とプラテンとの関係を模式的に示した図
【図３】本発明の第２の実施形態を示した図
【図４】本発明の第３の実施形態を示した図
【図５】特許文献１に記載される樹脂封止装置
【図６】金型周辺の拡大図
【符号の説明】
【００３７】
１００…樹脂封止装置
１０２…固定プラテン
１０４…可動プラテン
１０４Ａ…貫通孔
１０６…トグルリンク式プレス機構
１０８…タイバー
１１２…上型
１１４…上チェイス
１１６、１２６…バッキングプレート
１２２…下型
１２４…下チェイス
１３０…上部支持プレート
１３２…下部支持プレート
１４０…プランジャ
１４２…キャビティ
１４４…エジェクトピン
１５０…リードフレーム
【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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