(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
個々のキャビティに対応して独立にキャビティブロックを設けた金型により被成形品をクランプし、キャビティに樹脂を充填して樹脂モールドする樹脂モールド装置において、
前記キャビティブロックを型開閉方向に可動に支持し、
前記キャビティブロックを型締め方向に押圧する押圧手段を設け、
前記キャビティに樹脂を充填する工程中におけるトランスファ圧力に応じて前記押圧手段を制御して、樹脂ばりを生じさせずかつ前記成形品を傷めることのなく前記被成形品にクランプ力を作用させる制御手段を設けたことを特徴とする樹脂モールド装置。
【請求項２】
前記押圧手段として、油圧により前記キャビティブロックを押動する油圧駆動ユニットを設けたことを特徴とする請求項１記載の樹脂モールド装置。
【請求項３】
前記押圧手段として、電動モータを駆動源として前記キャビティブロックを押動すべく設けたことを特徴とする請求項１記載の樹脂モールド装置。
【請求項４】
前記被成形品として、ＢＧＡ基板等の回路基板を対象とすることを特徴とする請求項１、２または３記載の樹脂モールド装置。
【請求項５】
前記制御手段が、前記押圧手段によりキャビティブロックの押圧力を個々に制御することを特徴とする請求項１記載の樹脂モールド装置。
【請求項６】
前記制御手段が、センサ等でトランスファ圧力を常時検知しながらキャビティブロックの押圧力を制御することを特徴とする請求項１記載の樹脂モールド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂モールド装置に関し、より詳細にはＢＧＡ型半導体装置のような回路基板に半導体チップを搭載した被成形品の樹脂モールドに好適な樹脂モールド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＢＧＡ型半導体装置は所定の配線が設けられた回路基板に半導体チップを搭載し、半導体チップが搭載された回路基板の一方の面を樹脂モールドして成る。このＢＧＡ型半導体装置で半導体チップを樹脂モールドする場合は、上型と下型で回路基板をクランプし、キャビティに樹脂を充填して行う。上型と下型で回路基板をクランプする場合は、キャビティに樹脂を充填する際の樹脂圧によって樹脂ばりが生じないように一定のクランプ力を加えなければならない。
【０００３】
しかしながら、プリント基板等で形成した回路基板に過大な荷重を加えてクランプすると回路基板の表面に形成した配線等を傷めるおそれがあることから、実際は樹脂ばりが生じない程度の適当なクランプ荷重をかけてクランプしている。
図３は回路基板５をクランプして樹脂モールドする従来の樹脂モールド装置での金型構造を示す。同図で６ａが上型、６ｂが下型、７がキャビティブロックである。キャビティブロック７はキャビティごとに配置したもので、各々回路基板５を押接する面側にキャビティ凹部７ａを設けている。キャビティ凹部７ａは回路基板５の片面側にあり回路基板５を片面樹脂モールドする。
【０００４】
８はキャビティブロック７を型締め方向に弾性的に押接する皿ばねである。このようにキャビティブロック７を皿ばね８等の弾性体を介して押圧しているのは、上型６ａと下型６ｂの型締力をトグル機構等の駆動源によって一定とし、回路基板５の厚さが製品によって異なるといった被成形品側のばらつきを弾性力によって調節できるようにするためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、樹脂モールド装置でキャビティに樹脂を充填する作用について見ると、樹脂をキャビティに注入開始した時点での樹脂圧は低いものの、キャビティに樹脂を充填完了した際はキャビティ内の樹脂圧が高くなるといったように、樹脂モールド時にはキャビティの内圧は一定でなく大きく変動する。樹脂モールド時の樹脂圧は型締力が被成形品を挟圧する向きに作用するのに対しバックプレッシャとして金型を開く方向に作用するから、これによって樹脂モールド中に被成形品に作用するクランプ力が変動することになる。
【０００６】
被成形品に対しては樹脂モールド時に樹脂ばり等が生じないように確実にクランプする必要があるが、従来の樹脂モールド装置では樹脂モールド時に被成形品に作用するクランプ力が一定にならないため、それによって樹脂ばりが発生する原因になったり、バックプレッシャを考慮してクランプ力を大きく設定し過ぎると、被成形品を傷めたりするという問題点が生じていた。
【０００７】
本発明は、これらの問題点を解消すべくなされたものであり、その目的とするところは、被成形品に作用するクランプ力を的確に調整することができ、樹脂ばり等を発生させずに確実な樹脂モールドができ、また被成形品に過大なクランプ力を作用させずに樹脂モールドできて被成形品を傷めたりすることのない樹脂モールド装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、個々のキャビティに対応して独立にキャビティブロックを設けた金型により被成形品をクランプし、キャビティに樹脂を充填して樹脂モールドする樹脂モールド装置において、前記キャビティブロックを型開閉方向に可動に支持し、前記キャビティブロックを型締め方向に押圧する押圧手段を設け、前記キャビティに樹脂を充填する工程中におけるトランスファ圧力に応じて前記押圧手段を制御して、樹脂ばりを生じさせずかつ前記成形品を傷めることのなく前記被成形品にクランプ力を作用させる制御手段を設けたことを特徴とする。
また、前記押圧手段として、油圧により前記キャビティブロックを押動する油圧駆動ユニットを設けたことを特徴とする。
また、前記押圧手段として、電動モータを駆動源として前記キャビティブロックを押動すべく設けたことを特徴とする。
また、前記被成形品として、ＢＧＡ基板等の回路基板を対象とすることを特徴とする。
また、前記制御手段が、前記押圧手段によりキャビティブロックの押圧力を個々に制御することを特徴とし、また、前記制御手段が、センサ等でトランスファ圧力を常時検知しながらキャビティブロックの押圧力を制御することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る樹脂モールド装置の好適な実施形態について添付図面と共に詳細に説明する。
図１は本発明に係る樹脂モールド装置で特徴的な構成部分であるモールド金型の構成を示し、図２はモールド金型をプレス装置に装着した構成を示す。
本発明に係る樹脂モールド装置も図３に示す従来の樹脂モールド装置と同様に、個々のキャビティに対応してひとつづつ独立にキャビティブロック１０を設ける。図示例の樹脂モールド装置は下型側にキャビティを設けるため、下型１２にキャビティブロック１０を配置し、被成形品２０をセットするキャビティブロック１０のクランプ面にキャビティ凹部１０ａを設けている。
【００１０】
図１で１４は下型ベース、１６は上型、１８は上型ベースである。２０は被成形品であり、下型１２と上型１６とで被成形品２０をクランプしてキャビティに樹脂を充填することにより樹脂モールドされる。２２はポットからキャビティへ樹脂を圧送するためのランナー路、２４はキャビティに接続するゲートである。
本実施形態の樹脂モールド装置で特徴的な構成は、下型１２のパーティング面でキャビティブロック１０を型開閉方向に可動に支持し、キャビティブロック１０で被成形品２０を押圧する押圧力を制御するため油圧制御によってキャビティブロック１０を型開閉方向に押動するように構成した点にある。
【００１１】
３０は油圧駆動ユニットであり、３２は油圧駆動ユニット３０によって押動される油圧ロッドである。油圧ロッド３２は下型ベース１４および下型１２を貫通し、上端でキャビティブロック１０の背部に固設されている。キャビティブロック１０は下型１２に設けたキャビティブロックの収納穴１２ａの内壁面と外壁面で摺接し、型開閉方向に摺動自在に支持されている。油圧駆動ユニット３０および油圧ロッド３２等がキャビティブロック１０の押圧手段を構成する。
【００１２】
油圧駆動ユニット３０による油圧ロッド３２の駆動制御は、キャビティブロック１０を介して被成形品２０を押圧してクランプする際に、樹脂モールド時における樹脂圧の変動に応じて被成形品２０に過度の荷重をかけることなく、かつ必要とする荷重を確実に印加して樹脂モールドするものである。本実施形態のように、油圧駆動ユニット３０を介してキャビティブロック１０を押動する構成とした場合は、油圧制御によって適宜個々のキャビティブロック１０の押圧力を制御することが可能になる。
【００１３】
図２に示す樹脂モールド装置の構成について説明すると、この実施形態では固定プラテン３４に下型ベース１４を支持し、下型ベース１４に一対の下型１２を設置している。各々の下型１２で個々のキャビティに対応してひとつずつキャビティブロック１０を配置し、キャビティブロック１０の各々に油圧駆動ユニット３０を配置して、個々に駆動制御できるよう構成している。
なお、４０はプランジャ４２を押動するためのトランスファユニットであり、４４はプランジャ４２を支持する等圧ユニットである。等圧ユニット４４は油圧を利用して複数本あるプランジャ４２の樹脂圧を均等化させるものである。
４６は可動プラテンであり、可動プラテン４６には上型ベース１８を介して一対の上型１６が固定されている。
【００１４】
本実施形態の樹脂モールド装置は型締機構もトランスファユニット４０も油圧駆動によって駆動されるが、これらの油圧系統はキャビティブロック１０を押動する油圧系統とは別系統である。すなわち、型締機構とトランスファユニット４０による油圧は従来装置と同様に制御されるが、キャビティブロック１０を駆動する油圧はトランスファユニット４０によってキャビティに樹脂を充填するトランスファ圧力に対応して制御される。
【００１５】
一般に、トランスファ機構によってキャビティに樹脂を充填する場合、キャビティの内圧はトランスファ開始時では低く、キャビティに樹脂が充填完了する時点で最も高くなる。したがって、キャビティブロック１０で被成形品２０を押圧する場合、樹脂充填開始時には比較的弱く押圧し、キャビティに樹脂が充填されるとともに徐々に押圧力を高めていき、キャビティに完全に樹脂が充填された状態でもっとも押圧力を高く設定することによって被成形品２０に対するクランプ力をほぼ一定にすることができる。
【００１６】
キャビティに樹脂を充填する際に被成形品２０に作用させるクランプ力は樹脂ばりが生じたり、被成形品２０に過度にクランプ圧力が作用して被成形品２０が傷んだりしないように設定する。キャビティブロック１０を押圧する押圧力を変動させるのは、キャビティの内圧がバックプレッシャとしてクランプ力を弱めるように作用することから、これに対応して被成形品２０を的確にクランプできるようにするためである。したがって、被成形品２０に作用させるクランプ力は樹脂をキャビティに充填している際に常に一定でなくても、樹脂ばり等を生じさせず、かつ被成形品２０を傷めたりしない所要のクランプ力の設定範囲内にあればよい。
【００１７】
このように油圧駆動ユニット３０でキャビティブロック１０を制御する場合は、キャビティに樹脂を充填する際のトランスファ圧力に応じて制御するから、トランスファ圧力を参照しながらキャビティブロック１０の押圧力を制御する。キャビティブロック１０の押圧力を制御する方法としては、センサ等でトランスファ圧力を常時検知しながらキャビティブロック１０の押圧力を制御する方法や、トランスファ時にはトランスファロッドの高さ位置とトランスファ圧力が対応することから、トランスファロッドの高さ位置を参照してキャビティブロック１０を制御するといった方法が可能である。このトランスファロッドの高さ位置を参照して油圧駆動ユニット３０を制御する方法は、実際にトランスファ圧力を検知しながら制御する方法にくらべて容易に制御できるという利点がある。
【００１８】
もちろん、キャビティブロック１０の駆動源としては油圧のかわりに電動モータ等の他の駆動源を利用することができる。樹脂モールド装置では型締機構およびトランスファ機構を電動モータによって駆動する構成としたものがある。電動モータ駆動による場合は、トランスファ圧力の変動等にすばやく対応することができるという利点がある。
また、本発明にかかる樹脂モールド装置では回路基板のように被成形品の厚さにばらつきがあるような場合でもキャビティブロック１０に作用させる押圧力を適宜制御することによって容易に的確な樹脂モールドが可能になる。
【００１９】
なお、上記実施形態ではキャビティブロック１０は下型１２に設置したが、キャビティブロック１０を上型１６に設置する構成とすることも可能である。その場合も上型１６に対してキャビティブロック１０を型開閉方向に可動に支持し、押圧手段によりトランスファ圧力に応じて押圧力を制御するように構成すればよい。また、本発明は片面樹脂モールド製品に限らず、回路基板の両面で樹脂モールドする製品にも適用することができる。両面樹脂モールドの場合は、上型と下型の少なくとも一方でキャビティブロックを可動に設けて、押圧力を可変に構成すればよい。
【００２０】
また、本発明のようにキャビティに樹脂を充填する際に被成形品２０に作用するクランプ力を制御して樹脂モールドする方法は、ＢＧＡ基板のように基板の表面に配線パターンを設け樹脂膜で被覆した回路基板の樹脂モールドにとくに好適であるが、樹脂モールド型のリードフレーム製品を被成形品とする場合にも有効である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係る樹脂モールド装置によれば、上述したように、キャビティに樹脂を充填する際のトランスファ圧力に応じてキャビティブロックにより被成形品を押圧する押圧力を制御するように構成したことにより、被成形品に過度の荷重をかけることなくかつ樹脂ばりを生じさせずに樹脂モールドすることを可能とし、これによって確実でかつ歩留りのよい樹脂モールドを可能とする。そして、従来装置では的確な樹脂モールドが困難であった回路基板を被成形品とするような場合であっても、的確なクランプ力を作用させて確実な樹脂モールドが可能になる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る樹脂モールド装置での金型構造を示す断面図である。
【図２】プレス装置に上記樹脂モールド金型を取り付けた状態を示す説明図である。
【図３】従来の樹脂モールド装置での金型構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  キャビティブロック
１０  キャビティ凹部
１２  下型
１４  下型ベース
１６  上型
１８  上型ベース
２０  被成形品
２２  ランナー路
２４  ゲート
３０  油圧駆動ユニット
３２  油圧ロッド
３４  固定プラテン
４０  トランスファユニット
４２  プランジャ
４４  等圧ユニット
４６  可動プラテン
【図１】
0003746357.tif 000002
【図２】
0003746357.tif 000003
【図３】
0003746357.tif 000004