(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポット及びキャビティを有する樹脂成形装置において、前記ポットにおける溶融樹脂を押圧して前記キャビティに注入するプランジャであって、
前記ポットの壁面に接触しないようにして設けられ上面が前記溶融樹脂を押圧するヘッド部と、
前記ヘッド部の側面を取り囲むようにして前記ヘッド部に交換可能に取り付けられたシール用部材と、
前記シール用部材の上面において外縁の内側に周方向に設けられた溝と、
前記溝と前記シール用部材の側面との間に設けられた変形部とを備えるとともに、
前記プランジャが前記溶融樹脂を押圧していない状態においては、前記シール用部材の側面と前記ポットの壁面との間に間隙が設けられており、
前記プランジャが前記溶融樹脂を押圧する際に、前記変形部が前記溶融樹脂から受ける圧力に応じて変形することによって前記ポットにおける壁面に圧接されることを特徴とするプランジャ。
【請求項２】
ポット及びキャビティを有する樹脂成形装置において、前記ポットにおける溶融樹脂を押圧して前記キャビティに注入するプランジャであって、
前記ポットの壁面に接触しないようにして設けられ上面が前記溶融樹脂を押圧するヘッド部と、
前記ヘッド部の側面を取り囲むようにして前記ヘッド部に交換可能に取り付けられたシール用部材と、
前記シール用部材の上面において掘り下げられた部分の外側に前記シール用部材の外縁に沿って設けられた変形部とを備えるとともに、
前記プランジャが前記溶融樹脂を押圧していない状態においては、前記シール用部材の側面と前記ポットの壁面との間に間隙が設けられており、
前記プランジャが前記溶融樹脂を押圧する際に、前記変形部が前記溶融樹脂から受ける圧力に応じて変形することによって前記ポットにおける壁面に圧接されることを特徴とするプランジャ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形装置のプランジャであって、特に、リードフレーム等の基板に装着されたチップ状の電子部品を封止するための樹脂成形を行い、又は、透明樹脂（クリアレジン）を使用して精密な樹脂成形を行う、樹脂成形装置に使用されるプランジャに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プランジャにより溶融樹脂を押圧してキャビティに注入する樹脂成形、いわゆるトランスファ成形においては、溶融樹脂が貯留されるポットの壁面と、溶融樹脂を押圧するプランジャの側面との間に間隙が存在すると、次のような問題がある。まず、その間隙に溶融樹脂が流れ込んで硬化すると、ポットの壁面とプランジャとの間で滑らかな摺動が阻害されるので、溶融樹脂を一定の圧力で押圧できないおそれがある。このことは、特に、基板に装着されたチップ状の電子部品（以下、チップという。）を樹脂封止する場合に大きな問題になる。この場合には、チップが収容されているキャビティに、溶融樹脂が均一に流入しないおそれがある。これにより、キャビティで溶融樹脂が硬化して形成された封止樹脂においてボイドが発生したり、チップ・基板間を電気的に接続するワイヤに変形や接触が発生したりして、品質及び歩留りを低下させる原因になっている。
また、ポットの壁面とプランジャとの間の間隙に溶融樹脂が流れ込むことを防ぐ目的で、ポットの壁面とプランジャ自体との間の間隙を微小にするという対策がある。この場合には、ポットの壁面とプランジャとの間の摩擦により、ポットの壁面が摩耗するとともに、溶融樹脂を押圧するための一定の圧力を確保できないおそれがある。
【０００３】
これらの問題に対処するために、プランジャの頭部付近に合成樹脂からなるリング状のシール用部材を取り付けることが提案されている（特開平１１−３２０６０１号公報参照）。これによれば、プランジャ自体とポットの壁面との間の間隙を微小にするのではなく、シール用部材とポットの壁面との間の間隙を微小にするので、その間隙に溶融樹脂が流れ込みにくくなる。また、プランジャ自体とポットの壁面との間の摩擦よりもシール用部材とポットの壁面との間の摩擦のほうが小さいので、シール用部材とポットの壁面との間で滑らかな摺動が確保される。これらにより、ポットの壁面の摩耗を抑制するとともに、溶融樹脂を押圧するための一定の圧力を確保できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の樹脂成形によれば、シール用部材とポットの壁面とは、常にそれらの間の間隙が微小になっている状態で摺動する。このことから、シール用部材とポットの壁面との摩擦によって、シール用部材自体が摩耗してポットの壁面との間の間隙が拡がってくることは避けられない。したがって、いずれ、シール用部材とポットの壁面との間の間隙に溶融樹脂が流れ込んで硬化し、ポットの壁面とプランジャとの間で滑らかな摺動が阻害されるという問題が発生する。
また、シール用部材とポットの壁面との間の間隙で硬化した樹脂がプランジャの摺動によってはがれた場合には、はがれた樹脂かすがキャビティに流れ込んで成形品に混入することがある。この樹脂かすは、上述したチップ・基板間を電気的に接続するワイヤの変形や接触を引き起こすだけでなく、透明樹脂（クリアレジン）を使用して光半導体チップを樹脂封止する場合等には、致命的な欠陥になる。
また、これらの問題を回避するためには、シール用部材を定期的に交換するというメンテナンスを行う必要がある。したがって、装置の稼働率を低下させるという問題がある。
【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、ポットの壁面とプランジャとの間で滑らかな摺動を確保することにより、成形品の高い品質及び歩留りを確保するとともに、メンテナンスの手間を省くことができる樹脂成形装置のプランジャ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装置のプランジャは、ポット及びキャビティを有する樹脂成形装置において、ポットにおける溶融樹脂を押圧してキャビティに注入するプランジャであって、ポットの壁面に接触しないようにして設けられ上面が溶融樹脂を押圧するヘッド部と、ヘッド部の側面を取り囲むようにしてヘッド部に交換可能に取り付けられたシール用部材と、シール用部材の上面において外縁の内側に周方向に設けられた溝と、溝とシール用部材の側面との間に設けられた変形部とを備えるとともに、プランジャが溶融樹脂を押圧していない状態においては、シール用部材の側面とポットの壁面との間に間隙が設けられており、プランジャが溶融樹脂を押圧する際に、変形部が溶融樹脂から受ける圧力に応じて変形することによってポットにおける壁面に圧接されることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、プランジャが溶融樹脂に接触する部分において、シール用部材の上面において外縁の内側に周方向に設けられた溝とシール用部材の側面との間に設けられているとともに変形した部位、すなわち変形部がポットにおける壁面に圧接される。したがって、プランジャが溶融樹脂を押圧する際に、変形部とポットの壁面との間において、間隙の発生が抑制される。また、プランジャが溶融樹脂を押圧する状態になってはじめて、溶融樹脂から受けた圧力により上述した変形部が変形し、その変形部がポットの壁面に圧接される。したがって、プランジャが溶融樹脂を押圧する際に、変形部とポットの壁面との間において間隙の発生が抑制される。また、その変形部は、プランジャが溶融樹脂を押圧する状態以外においてはポットの壁面に圧接されないので、その変形部とポットの壁面との摩耗が抑制される。このことにより、ヘッド部に交換可能に取り付けられているシール用部材の交換頻度が減少する。また、樹脂タブレットを押圧するヘッド部とシール用部材とを別部材にし、かつ、シール用部材の変形部がポットの壁面に圧接されるので、ヘッド部の摩耗が抑制される。
【０００８】
また、本発明に係る樹脂成形装置のプランジャは、ポット及びキャビティを有する樹脂成形装置において、ポットにおける溶融樹脂を押圧してキャビティに注入するプランジャであって、ポットの壁面に接触しないようにして設けられ上面が溶融樹脂を押圧するヘッド部と、ヘッド部の側面を取り囲むようにしてヘッド部に交換可能に取り付けられたシール用部材と、シール用部材の上面において掘り下げられた部分の外側にシール用部材の外縁に沿って設けられた変形部とを備えるとともに、プランジャが溶融樹脂を押圧していない状態においては、シール用部材の側面とポットの壁面との間に間隙が設けられており、プランジャが溶融樹脂を押圧する際に、変形部が溶融樹脂から受ける圧力に応じて変形することによってポットにおける壁面に圧接されることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、プランジャが溶融樹脂に接触する部分において、シール用部材の上面において掘り下げられた部分の外側にシール用部材の外縁に沿って設けられているとともに変形した部位、すなわち変形部がポットにおける壁面に圧接される。したがって、プランジャが溶融樹脂を押圧する際に、変形部とポットの壁面との間において、間隙の発生が抑制される。また、プランジャが溶融樹脂を押圧する状態になってはじめて、溶融樹脂から受けた圧力により上述した変形部が変形し、その変形部がポットの壁面に圧接される。したがって、プランジャが溶融樹脂を押圧する際に、変形部とポットの壁面との間において間隙の発生が抑制される。また、その変形部は、プランジャが溶融樹脂を押圧する状態以外においてはポットの壁面に圧接されないので、その変形部とポットの壁面との摩耗が抑制される。このことにより、ヘッド部に交換可能に取り付けられているシール用部材の交換頻度が減少する。また、樹脂タブレットを押圧するヘッド部とシール用部材とを別部材にし、かつ、シール用部材の変形部がポットの壁面に圧接されるので、ヘッド部の摩耗が抑制される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る樹脂成形装置のプランジャについて、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るプランジャについて、その構造及び上昇を開始した状態を示す部分断面図である。図２は、図１のプランジャが、更に上昇して溶融樹脂を押圧する状態を示す部分断面図である。
【００１１】
図１において、下型１とこれに対向する上型２とは、併せてＰ．Ｌを型合わせ面とする樹脂封止用金型を構成する。下型１には、円筒形の空間からなるポット３が設けられている。ポット３には、ほぼ円柱形のプランジャ４が昇降自在に設けられている。プランジャ４は、継ぎ手５，シール用部材６，ヘッド部７，貫通孔８，固定用ピン９から構成されており、継ぎ手５が、昇降自在のプランジャ軸（図示なし）に固定されている。継ぎ手５の上面には、円環状のシール用部材６が載置されている。また、断面がほぼＴ字状のヘッド部７が、その頭部の下面と継ぎ手５の上面との間にシール用部材６を挟み込むようにして、継ぎ手５の貫通穴８において、固定用ピン９により継ぎ手５に固定されている。更に、ポット３において、ヘッド部７の上には、例えばエポキシ樹脂等からなる樹脂タブレット１０が収容されている。
【００１２】
シール用部材６の上面において、ヘッド部７の頭部からはみ出している部分には周方向に全周にわたって溝１１が設けられている。また、溝１１とシール用部材６の側面との間には、肉厚の小さい変形部１２が設けられている。
シール用部材６とポット３の壁面との間の間隙は、溶融樹脂を押圧する際の温度において、シール用部材６が滑らかに摺動できる程度の最小限の値に設定されている。また、継ぎ手５とポット３の壁面との間の間隙は、溶融樹脂を押圧する際の温度において、継ぎ手５がポット３の壁面に接触しない程度の適当な値、例えば０．５ｍｍに設定されている。
【００１３】
ここで、継ぎ手５及びヘッド部７は、ＷＣ−Ｃｏ系材料等の高価な超硬合金に代えて、通常の鋼鉄系材料により構成されている。また、シール用部材６は、潤滑性、耐摩耗性、及び耐熱性に優れた樹脂系材料、例えば四ふっ化エチレン（ＰＴＦＥ）等のふっ素樹脂により構成されている。
【００１４】
下型１には凹部１３が設けられ、その凹部１３には、チップ（図示なし）が装着されたリードフレーム、プリント基板等からなる回路用の基板１４が載置されている。
また、上型２には、ポット３にほぼ対向する位置に、溶融樹脂を貯留するカル１５が設けられている。さらに、カル１５に順次連通して、溶融樹脂が流動する樹脂流路１６と、溶融樹脂が注入されるキャビティ１７とが設けられている。
【００１５】
本実施形態に係るプランジャの動作について、図２を参照して説明する。図２は、図１のプランジャが、更に上昇して溶融樹脂を押圧する状態を示す部分断面図である。
【００１６】
まず、図１に示された状態から、ヒータ（図示なし）により樹脂タブレット１０を加熱して軟化・溶融させ、図２に示された溶融樹脂１８を形成する。更に、昇降自在のプランジャ軸１９に固定されたプランジャ４が上昇し、カル１５に対して溶融樹脂１８を押圧する。これにより、溶融樹脂１８は、ヘッド部７の上面から下方へも流動して、シール用部材６に設けられた溝１１を満たす。
【００１７】
次に、更にプランジャ４が上昇して、樹脂流路１６を経由してキャビティ１７に、溶融樹脂１８を注入する。ここで、シール用部材６に設けられた変形部１２は、溝１１を満たした溶融樹脂１８から圧力を受けて、シール用部材６の径方向に、すなわち外側に向かって撓むように変形する。このことにより、シール用部材６の周方向にわたって、変形した変形部１２がポット３の壁面に圧接された状態で、プランジャ４が溶融樹脂１８を押圧する。したがって、変形した変形部１２がシール機能を果たすことになって、シール用部材６とポット３の壁面との間において間隙の発生が抑制される。
【００１８】
以上説明したように、本実施形態によれば、プランジャ４が溶融樹脂１８を押圧する状態になってはじめて、溶融樹脂１８から受けた圧力により変形した変形部１２がポット３の壁面に圧接される。したがって、プランジャ４が溶融樹脂１８を押圧する状態で、シール用部材６とポット３の壁面との間において間隙の発生が抑制される。また、樹脂タブレット１０を押圧するヘッド部７とシール用部材６とを別部材にするので、ヘッド部７の摩耗が抑制される。また、シール用部材６は潤滑性に優れたふっ素樹脂からなるので、シール用部材６に設けられた変形部１２とポット３の壁面とは滑らかに摺動する。
【００１９】
これらのことにより、プランジャ４が溶融樹脂１８を押圧する状態で、シール用部材６とポット３の壁面との間の間隙に溶融樹脂１８が流れ込んで硬化することが防止されるとともに、プランジャ４の摺動が滑らかになる。したがって、成形品への樹脂かすの混入が抑制されるとともに、溶融樹脂１８が一定の圧力で押圧されるようになる。また、シール用部材６がポット３の壁面に常に圧接されているわけではないので、シール用部材６とポット３の壁面との摩耗が抑制されることにより、シール用部材６の交換頻度が減少する。
また、プランジャ４の全体を超硬合金で構成することに代えて、継ぎ手５及びヘッド部７を、通常の鋼鉄系材料により構成する。したがって、プランジャ４のコストを低減することができる。
【００２０】
また、シール用部材６の外縁に沿って周方向に溝１１を設けて、変形部１２を形成した。これに代えて、シール用部材６の上面を、外縁部を残すようにして、ヘッド部７の頭部からはみ出す部分も含めて掘り下げることによって、変形部１２を形成してもよい。
【００２１】
なお、上述の実施形態は、基板に装着されたチップを樹脂封止する場合以外にも、精密な樹脂成形を行う場合、特に、クリアレジンを使用する場合に、適用される。これによれば、成形品への樹脂かすの混入を抑制できるので、成形品の品位が向上する。したがって、外観を重視する装飾品や、光コネクタ等の光エレクトロニクス関連部品を製造する場合に、本発明を適用することができる。
【００２２】
また、上述の実施形態においては、シール用部材６の材質をＰＴＦＥ等の樹脂系材料としたが、溶融樹脂１８を押圧する際の圧力、溶融樹脂１８の粘度や、変形部１２とポット３の壁面との間隙等によっては、金属系材料を使用することもできる。例えば、比較的粘度の高い溶融樹脂１８を大きな圧力で押圧する場合には、金属製の変形部１２であっても適当に変形する。したがって、金属製の変形部１２が、ポット３の壁面に押し付けられてシール機能を果たすことになる。更に、継ぎ手５と、変形部１２を有するシール用部材６と、ヘッド部７とを、金属系材料で一体的に構成することもできる。
【００２３】
また、シール用部材６を円環状としたが、ヘッド部７と継ぎ手５とを適当に固定すれば、それらの間に挟み込まれたシール用部材６を円板状にすることもできる。
【００２４】
また、樹脂成形装置として、基板に装着されたチップを樹脂封止する樹脂封止装置を例にとって説明した。これに限らず、その他の樹脂成形装置に使用されるプランジャに対しても、本発明を適用することができる。
【００２５】
また、本発明は、上述の各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。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、プランジャが溶融樹脂に接触する部分において変形した部位がポットの壁面に圧接された状態で、プランジャが溶融樹脂を押圧する。これにより、変形した部位とポットの壁面との間において間隙の発生が抑制される。したがって、その間隙で溶融樹脂が硬化することなく、溶融樹脂が一定の圧力で押圧されるので、成形品の品質及び歩留りが向上する。
また、樹脂タブレットを押圧するヘッド部とシール用部材とを別部材にするので、ヘッド部の摩耗が抑制される。
また、プランジャが溶融樹脂を押圧する状態になってはじめてシール用部材の部位が変形し、その変形した部位がポットの壁面に圧接されるので、シール用部材とポットの壁面との摩耗が抑制される。
したがって、本発明は、成形品の高い品質及び歩留りを確保するとともに、メンテナンスの手間を省くことができる樹脂成形装置のプランジャを提供するという、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】  本発明の第１の実施形態に係るプランジャについて、その構造及び上昇を開始した状態を示す部分断面図である。
【図２】  図１のプランジャが、更に上昇して溶融樹脂を押圧する状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１  下型
２  上型
３  ポット
４  プランジャ
５  継ぎ手
６  シール用部材
７  ヘッド部
８  貫通孔
９  固定用ピン
１０  樹脂タブレット
１１  溝
１２  変形部
１３  凹部
１４  基板
１５  カル
１６  樹脂流路
１７  キャビティ
１８  溶融樹脂
１９  プランジャ軸
Ｐ．Ｌ  型合わせ面
【図１】
0003790461.tif 000002
【図２】
0003790461.tif 000003