(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
従来、半導体等の電子部品を樹脂で封止して樹脂封止パッケージを製造するインサート成形が行われている。このインサート成形では、電子部品、あるいは電子部品付き基板等を金型内部に固定し、キャビティに溶融した樹脂を充填し硬化させて、電子部品付き基板等と樹脂成形部を一体化している。
【0003】
また、樹脂封止パッケージの種類によって、電子部品表面の樹脂が形成された部分(以下、「樹脂成形部」と称する。)の厚みが異なるものが製造されている。この樹脂成形部の厚みの変更に対応するために、従来の樹脂封止装置では、金型を搭載したプレス装置に対して、金型一式、又は、金型を構成する部品の交換の作業が行われている。
【0004】
このような金型一式、又は、金型を構成する部品の交換のいずれの作業においても、一旦、プレス装置から金型を取り外して、再度、新たに金型をプレス装置にボルト締め等により取り付ける手間が生じていた。
【0005】
また、プレス装置に新たに取り付けた金型は常温となっているため、交換の作業後に樹脂封止を行う際には、成形温度になるまで金型を昇温する必要があり、この昇温の工程に時間を要していた。
【0006】
この金型の交換における一連の作業では、例えば、金型一式の交換で約8時間を要し、金型を構成する部品の交換にあっては、金型の分解、部品の交換、金型の組立の作業も加わるため、更に長い時間を要し、生産効率に大きな影響を与えていた。
【0007】
また、特に、金型を構成する部品の交換においては、プレス装置から金型を取り外して、金型をほぼ全ての構成部品に分解し、異なる樹脂成形部の厚みに対応した部品に組み替えて、再度、組み立てる必要があった。そのため、作業の工数が非常に多く、作業者の労力を要していた。
【0008】
更に、金型が高価であるため、樹脂成形部の厚みが異なる樹脂封止パッケージごとに金型を準備することはプレス装置の使用者にとって大きな経済的な負担となっていた。
【0009】
このような事情に鑑み、樹脂成形部の厚みが異なる樹脂封止パッケージでも、金型を共用可能なプレス装置を提供することを目的として、例えば、特許文献1に記載のプレス装置が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
しかしながら、特許文献1に記載のプレス装置には、樹脂成形部の厚みが異なる樹脂封止パッケージに対応するための具体的な機構が全く開示されていなかった。
【0012】
本発明は、以上の点を鑑みて創案されたものであり、樹脂封止パッケージにおいて、樹脂成形部の厚みの変更に容易に対応可能な樹脂封止用金型の調整方法及び樹脂封止用金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記の目的を達成するために本発明の樹脂封止用金型の調整方法は、一方の金型が、第1の部材と、該第1の部材に対して変位可能であり、型開き状態で、対となる他方の金型に近接した位置に配された第2の部材と、を有し、型締めの際に、前記第2の部材を、前記他方の金型から離間する方向に移動させることで、前記第1の部材と同第2の部材で封止樹脂を充填する所定のキャビティの少なくとも一部を前記他方の金型と対向する面に形成する樹脂封止用金型の調整方法であって、型開き状態で、前記移動を規制するための調整を行う工程を備える。
【0014】
ここで、一方の金型が、第1の部材と第2の部材を有し、型締めの際に、第1の部材と第2の部材で封止樹脂を充填する所定のキャビティの少なくとも一部を他方の金型と対向する面に形成することによって、キャビティに封止樹脂を充填して、金型の間に挟み込む電子部品付き基板等に樹脂成形部を設けることが可能となる。なお、ここでいう「所定のキャビティの少なくとも一部」とは、封止樹脂を充填するキャビティの全部を形成する場合と、その一部を形成する場合の両方を含むことを意味している。また、ここでのキャビティは、一方の金型と他方の金型で電子部品付き基板等を挟んだ際に、一方の金型と基板等との間に形成されるものである。
【0015】
また、第2の部材が、第1の部材に対して変位可能であり、型開き状態で、対となる他方の金型に近接した位置に配されている。このため、一方の金型と他方の金型を型開きした状態では、第2の部材が他方の金型に近接した位置が、第2の部材の初期位置となる。なお、ここでいう「変位可能」とは、型開閉方向に沿った変位を含むものであれば充分である。
【0016】
また、第2の部材が、第1の部材に対して変位可能であり、型開き状態で、対となる他方の金型に近接した位置に配され、型締めの際には、第2の部材を他方の金型から離間する方向に移動させることで、第1の部材と第2の部材が所定のキャビティの少なくとも一部を形成することによって、第2の部材が初期位置から他方の金型と離間する方向に向けて移動する距離を変えて、型開閉方向におけるキャビティの大きさを変えることが可能となる。なお、ここでいう「型締めの際に」とは、一方の金型と他方の金型を近づけている段階と、一方の金型と他方の金型の型合わせがなされ、封止樹脂が充填されている段階の両方を含むものを意味する。
【0017】
また、型開き状態で、他方の金型に近接した位置から、これと離間する方向への第2の部材の移動を規制することによって、第2の部材の初期位置からの移動距離を決めて、キャビティの大きさを決定することができる。
【0018】
また、型開き状態で、他方の金型に近接した位置から、これと離間する方向への第2の部材の移動を規制するための調整を行うことによって、第2の部材の初期位置からの移動距離を変えて、所望のキャビティの大きさに合わせることが可能となる。
【0019】
また、移動を規制するための調整で、型締めで第2の部材と当接する規制部材を、第2の部材の他方の金型とは反対の領域に配置することによって行う場合には、規制部材を第2の部材に当接させることで、第2の部材の移動を規制することができる。また、型開きした際に、規制部材を配置する作業だけで、第2の部材の移動を容易に規制することが可能となる。
【0020】
また、例えば、一方の金型に規制部材が配置されていない場合には、型開きした状態で規制部材を配置するだけで、型締めの際に、その規制部材の型開閉方向における厚みに応じたキャビティを形成することができる。また、一方の金型に規制部材が配置されている場合には、型開きした状態で、型開閉方向における厚みが異なる規制部材に入れ替えるだけで、型締めした際のキャビティの大きさを変更することができる。更に、一方の金型に規制部材が配置されている場合に、型開きした状態で、規制部材を取り外すことも容易にできる。
【0021】
また、上記の目的を達成するために本発明の樹脂封止用金型は、一方の金型が、第1の部材と、該第1の部材に対して変位可能に構成された第2の部材と、を有し、型締めの際に、前記第2の部材を、対となる他方の金型から離間する方向に移動させることで、前記第1の部材と同第2の部材で封止樹脂を充填する所定のキャビティの少なくとも一部を前記他方の金型と対向する面に形成する樹脂封止用金型であって、型開き状態で前記第2の部材を前記他方の金型に近接した位置に配することで、前記第2の部材の前記他方の金型とは反対の領域に所定の空間を形成する第3の部材と、該第3の部材によって形成された前記空間に配置可能に構成され、同空間に配置されることで、型締めで前記第2の部材と当接し、前記第2の部材の前記移動を規制する規制部材と、を備える。
【0022】
ここで、第3の部材が、型開き状態で第2の部材を他方の金型に近接した位置に配していることによって、第3の部材を介して第2の部材を型開きした状態における初期位置に配置可能となる。
【0023】
また、第2の部材が、第1の部材に対して変位可能であり、型締めの際には、第2の部材を他方の金型から離間する方向に移動させることで、第1の部材と第2の部材が所定のキャビティを形成することによって、第2の部材が初期位置から他方の金型と離間する方向に向けて移動する距離を変えて、型開閉方向におけるキャビティの大きさを変えることが可能となる。
【0024】
また、第3の部材が、型開き状態で第2の部材を他方の金型に近接した位置に配して、第2の部材の他方の金型とは反対の領域に所定の空間を形成し、所定の空間に配置された規制部材が、型締めで第2の部材と当接して第2の部材の移動を規制することによって、型開閉方向における規制部材の厚みで第2の部材の初期位置からの移動距離を決め、キャビティの大きさを決定することができる。
【0025】
また、第3の部材が、型開き状態で第2の部材を他方の金型に近接した位置に配して空間を形成し、規制部材が、第3の部材によって形成された空間に配置可能に構成されたことによって、型締めした際に、規制部材を第2の部材に当接させることで、第2の部材の移動を規制することができる。また、型開きした際に、規制部材を配置する作業だけで、第2の部材の移動を容易に規制することが可能となる。
【0026】
また、第3の部材が、弾性部材であり、第2の部材を他方の金型の方向に向けて付勢して、第2の部材を他方の金型に近接した位置に配する場合には、型開きした際に、弾性部材の付勢力により、第2の部材を初期位置に位置させることが可能となる。
【0027】
また、第1の部材及び第2の部材が弾性部材で連結されて一体化された場合には、弾性部材を介して、第1の部材で第2の部材を保持することができる。即ち、例えば、一方の金型が上型で、対となる他方の金型が下型である場合に、第2の部材が抜け落ちないように弾性部材を介して、第1の部材で保持可能となる。また、型締めしてキャビティに封止樹脂を充填する際に、弾性部材の付勢力を第2の部材に付与して、第2の部材と規制部材が当接する動きを助けることができる。
【0028】
また、型開き状態で、第1の部材及び第2の部材が嵌合し、第2の部材が、他方の金型に近接した位置に配された状態を第3の部材で保持可能に構成された場合には、型開きした際に、第1の部材を第2の部材に嵌合させることで、第2の部材を保持することができる。即ち、例えば、一方の金型が上型で、対となる他方の金型が下型である場合に、第2の部材が抜け落ちないように、第1の部材と第2の部材の嵌合を介して、第1の部材で保持可能となる。
【発明の効果】
【0029】
本発明に係る樹脂封止用金型の調整方法及び樹脂封止用金型は、樹脂封止パッケージにおいて、樹脂成形部の厚みの変更に容易に対応可能なものとなっている。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」と称する。)を説明する。
【0032】
[第一の実施の形態]
以下で説明する第一の実施の形態は、スペーサー50が上金型1に組み込まれた状態から、別のスペーサー51に交換して、キャビティの高さを調整する場合を例に挙げた内容である。そのため、第一の実施の形態では、まず、スペーサー50が組み込まれた上金型1の構造(
図1参照)と、これを用いた型締め時の構造(
図2参照)を説明する。その後、スペーサー50からスペーサー51への変更と、スペーサー51に交換した上金型1の構造(
図4参照)、スペーサー51に変更した上金型1での型締め時の構造(
図5参照)を説明する。
【0033】
図2は、本発明を適用した樹脂封止用金型の一例を説明するための概略図であり、ここで示す金型Aは、上金型1と下金型2から構成されている(
図2参照)。上金型1と、下金型2は、図示しない型締め装置により下金型2を上昇させ、金型間で電子部品付き基板等を挟持し、熱硬化性の樹脂を充填して硬化させて、電子部品付き基板等と樹脂成形部を一体化させた樹脂封止パッケージを製造する為の金型である。
【0034】
なお、本実施の形態においては、上金型1に対する下金型2の位置を「下」又は「下方」と呼び、下金型2に対する上金型1の位置を「上」又は「上方」と呼ぶこととする。
【0035】
図1に示すように、上金型1は、上型ダイセット11及び上型チェス12で構成されている。上型ダイセット11は、上型チェス12を保持する部材である。
【0036】
また、上型チェス12は、ホルダーベース20と、ベースプレート30と、パッケージインサート40を有している(
図1参照)。ホルダーベース20とベースプレート30はボルト部材で固定され、一体化した構造となっている。また、ホルダーベース20は、キャビティバー23を有している。
【0037】
また、ホルダーベース20はバネ部材21(
図1参照)を介して、パッケージインサート40が下方に抜け落ちないように保持している。また、バネ部材21は、パッケージインサート40に対して上方に引き上げる力を付与する。
【0038】
従って、バネ部材21は、型締めの際に、後述するジョイント41の上端面とスペーサー50、51の下端面との当接する動きを助ける部材としても機能する。パッケージインサート40は、金型Aの開閉に伴い、ホルダーベース20とは独立して上下方向に変位可能に構成されている。
【0039】
また、ベースプレート30はスペーサー50、51を組み込む領域を有した部材であり、上型ダイセット11とホルダーベース20の間に配置されている。
【0040】
また、ベースプレート30にはフランジ受部31が設けられている。フランジ受部31には、後述するジョイント41の上部のフランジ部43が嵌合する。各ジョイント41は、型開き時において、パッケージインサート40が下方に抜け落ちないように保持する。
【0041】
また、フランジ受部31とフランジ部43が嵌合する位置は、型開きした際には、ジョイント41の上端面とスペーサー50、51の下端面との間に隙間が形成可能であり、かつ、上下方向において、ジョイント41の上端面がスペーサー50、51の下端面に近い位置となっている。
【0042】
図1に示すように、パッケージインサート40はキャビティバー23に隣接して設けられ、パッケージインサート40の上面にボルト部材を介して複数のジョイント41が固定されている。パッケージインサート40とジョイント41は一体化した構造となり、キャビティバー23に対して独立して上下方向に変位可能に構成されている。なお、ここでいうキャビティバー23が、本願請求項の第1の部材に相当する。また、ここでいうパッケージインサート40及びジョイント41が本願請求項の第2の部材に相当する。
【0043】
また、キャビティバー23とパッケージインサート40により領域44が設けられている(
図1参照)。領域44は、その上下方向における大きさが、パッケージインサート40の上下動に伴って変更される。型締め時には、凹部44と、下金型2の凹部44に対向する面(符号省略)との間でキャビティ13が形成される(
図2参照)。
【0044】
また、ジョイント41の上端部には、ジョイント41の本体よりも径大に形成されたフランジ部43が設けられている。フランジ部43は、型締め時に、その上端面がスペーサー50と当接する部材である。ベースプレート30には下から上にかけて貫通孔32が形成され(
図3左下図参照)、この貫通孔32にフランジ部43を含めたジョイント41の上部が挿通されている(
図1参照)。
【0045】
金型Aの型締め時には、ジョイント41におけるフランジ部43の上端面と、これに対向するスペーサー50における下端面の領域が当接して、キャビティ13(
図3参照)の深さ(樹脂封止パッケージの樹脂成形部の厚み)が決まる。キャビティ13の深さの変更についての詳細は後述する。なお、スペーサー50、51が本願請求項の規制部材に相当する。
【0046】
図1に示すように、ホルダーベース20とベースプレート30の間にはバネ部材60が配置され、ホルダーベース20及びパッケージインサート40を下方(下金型2に近接する方向)に付勢している。このバネ部材60の付勢力は、上述したパッケージインサート40を上方に保持するバネ部材21の付勢力よりも大きくなっている。なお、ここでいうバネ部材60が、本願請求項の第3の部材に相当する。
【0047】
金型Aを型開きした状態では、バネ部材60の付勢力によりホルダーベース20及びパッケージインサート40が下方に押されることで、ジョイント41におけるフランジ部43の上端面と、ベースプレート30に組み込まれたスペーサー50、51の下端面との間に、隙間が形成される構造となっている。
【0048】
このように、型開きした状態で、フランジ部43の上端面とスペーサー50、51の下端面との間に隙間が形成されるため、
図3左下図に示すように、スペーサー50をベースプレート30から取り外すことが可能である。また、上述したように、金型Aの型締めの際には、ジョイント41におけるフランジ部43の上端面と、これに対向するスペーサー50における下端面の領域が当接して、キャビティ13の深さが決まり(
図2参照)、この隙間はなくなる。
【0049】
また、ホルダーベース20の上端面には、ボルト部材を介して、サポートピラー22(
図1及び
図2参照)が固定されている。このサポートピラー22の上端面と、ベースプレート30の下端面が当接して、同部分が型締め時のクランプ力を受け、キャビティ13に充填される封止樹脂の樹脂漏れを抑止する部分となる。
【0050】
このように、型開きした状態で、スペーサーが交換可能となっているため、樹脂封止パッケージの樹脂成形部となるキャビティの深さを変更可能となる。
【0051】
より詳細には、例えば、スペーサー50の下端面におけるフランジ部43の上端面と対向する領域に溝部50aが設けられていた場合(
図3右下図及び同上側図参照)、型締め時には、スペーサー50の溝部50aにフランジ部43の上端面が嵌合して、キャビティ13の深さが決まる。この溝部50aに相当する部分の深さ(上下方向の長さ)が異なるように形成したスペーサーと交換することで、キャビティの深さを変更可能となる。なお、
図3上側図で示すスペーサー50は、上下方向を反転した状態を示している。
【0052】
ここで、スペーサーにおける溝部50aに相当する部分の深さ変更とは、溝部の深さを変える態様だけでなく、溝部が形成されていないスペーサーへの変更も含むものである。即ち、溝部の深さが異なるスペーサー同士の交換だけでなく、溝部の有無で違いのあるスペーサー同士の交換も可能となっている。
【0053】
例えば、スペーサー50を、溝部50aよりも深い溝部が形成されたスペーサー51(
図4及び
図5参照)に変更することで、型締めした際には、ジョイント41のフランジ部43の上端面が、スペーサー50と当接する場合よりも更に上方に移動するものとなる。
【0054】
この結果、スペーサー51に応じたキャビティ14が形成される(
図5参照)。キャビティ14はキャビティ13よりも深くなる。そのため、キャビティ14により成形される樹脂封止パッケージの樹脂成形部は、キャビティ13により成形される樹脂封止パッケージの樹脂成形部よりも厚く形成される。
【0055】
また、
図1に示すように、上型ダイセット11に凸部11aが設けられ、ホルダーベース20における凸部11aと対向する位置に凹部20aが設けられている。この凸部11aと凹部20aが嵌合して、同位置より更に上方に向けてホルダーベース20及びパッケージインサート40が移動できないように規制されている。この凸部11aと凹部20aとの嵌合によっても、型開きした状態で、スペーサー50をベースプレート30から取り外し可能とする為の隙間の形成が担保されている。
【0056】
上述した構造を有する本発明の第一の実施の形態における金型Aの開閉とスペーサー50、51の交換について、以下説明する。
【0057】
[金型Aの型開き]
上金型1と下金型2が型開きした状態では、上述したように、ベースプレート30とホルダーベース20の間に配置されたバネ部材60により、ホルダーベース20及びパッケージインサート40が下方に向けて付勢されている。これにより、ホルダーベース20及びパッケージインサート40は、上金型1の全体に対して下方に浮いた状態となる。
【0058】
このバネ部材60がホルダーベース20及びパッケージインサート40に与える付勢力により、ジョイント41におけるフランジ部43の上端面とスペーサー50の下端面との間に隙間が形成され、スペーサー50をベースプレート30から取り外して、別のスペーサー51に変更可能となる(
図4及び
図5参照)。
【0059】
また、上金型1と下金型2が型開きした状態では、バネ部材21がパッケージインサート40に付与する力によって、下金型2を基準として、パッケージインサート40はキャビティバー23よりも上方に位置している。
【0060】
[金型Aの型締め]
型締め装置により下金型2を上昇させ、上金型1と下金型2を型締めする(
図4参照)。この金型間の型締めの力により、バネ部材60を撓ませつつ、サポートピラー22の上端面がベースプレート30の下端面に当接する位置まで、ホルダーベース20及びパッケージインサート40が上方に押し上げられる。この型締めの際には、パッケージインサート40とキャビティバー23は一体となって上方に移動する。
【0061】
また、パッケージインサート40がホルダーベース20の上昇と連動しながら、ジョイント41におけるフランジ部43の上端面が、スペーサー51の下端面に当接する位置まで上昇して、キャビティとなる領域が上下方向に大きくなっていく(
図5参照)。フランジ部43の上端面がスペーサー51の下端面に当接した後は、パッケージインサート40がキャビティバー23に対して下降し、パッケージインサート40がキャビティバー23よりも下方に位置するものとなる。
【0062】
そして、フランジ部43とスペーサー51の当接した位置でキャビティ14が形成され、樹脂封止パッケージの樹脂成形部の厚みが決まる(
図5参照)。熱硬化性樹脂を溶融させながらキャビティ14に充填され、樹脂を保圧して硬化させることにより樹脂成形部が形成される。
【0063】
図4及び
図5に示すように、スペーサー50をスペーサー51に交換することで、スペーサー51に形成された溝部の深さに応じて、型締め時のジョイント41の上昇する距離が変化する。そして、フランジ部43とスペーサー51の当接した位置でキャビティ14が形成され、樹脂封止パッケージの樹脂成形部の厚みを変更したものとなる。
【0064】
[第二の実施の形態]
続いて、本発明を適用した樹脂封止用金型の第二の実施の形態について説明する。なお、以下では、既に説明を行った第一の実施の形態における内容と重複する構造については詳細な説明を省略して、第一の実施の形態と構造が異なる部分を中心に説明を行う。
【0065】
図6及び
図7に示すように、本発明を適用した樹脂封止用金型の第二の実施の形態では、上金型101の構造において、上述した上金型1と同様に、ホルダーベース120がバネ部材121を介して、パッケージインサート140が下方に抜け落ちないように保持されている。
【0066】
また、上金型101における上金型1との違いは、ベースプレート130にフランジ受部が、ジョイント141にフランジ部がそれぞれ設けられていない点である。即ち、上金型101では、パッケージインサート140の保持と、型締めした際における、ジョイント141の上端面とスペーサー50の下端面との当接の補助をバネ部材121で担う構造となっている。
【0067】
[第三の実施の形態]
更に、本発明を適用した樹脂封止用金型の第三の実施の形態について説明する。なお、以下では、既に説明を行った第一の実施の形態及び第二の実施の形態における内容と重複する構造については詳細な説明を省略して、第一の実施の形態及び第二の実施の形態と構造が異なる部分を中心に説明を行う。
【0068】
ここで、
図8及び
図9に示すように、本発明を適用した樹脂封止用金型の第三の実施の形態では、上金型201の構造において、上述した上金型1と同様に、ベースプレート230にはフランジ受部231が設けられている。また、ジョイント241の上部にはフランジ部243が設けられている。
【0069】
このフランジ受部231がフランジ部243と嵌合して、型開き時に、パッケージインサート240が下方に抜け落ちないように保持されている。
【0070】
また、上金型201における上金型1との違いは、ホルダーベース220に、パッケージインサート240を上方に保持するバネ部材が設けられていない点である。即ち、上金型201では、パッケージインサート240の保持と、型締めした際における、ジョイント241の上端面とスペーサー50の下端面との当接の補助を、フランジ受部231がフランジ部243の嵌合により担う構造となっている。このように、本発明を適用した樹脂封止用金型においては、パッケージインサートを保持する構造について、バネ部材のみを利用する構造や、フランジ受部とフランジ部との嵌合のみを利用する構造であってもよい。
【0071】
以上のように、本発明に係る樹脂封止用金型の調整方法は、樹脂成形部の厚みが異なる種類を製造する際に、樹脂成形部の厚みの変更に容易に対応可能な方法となっている。
また、本発明に係る樹脂封止用金型は、樹脂成形部の厚みが異なる種類を製造する際に、樹脂成形部の厚みの変更に容易に対応可能なものとなっている。
【解決手段】上金型1は、上型ダイセット11及び上型チェス12で構成されている。上型ダイセット11は、上型チェス12を支持する部材である。また、上型チェス12は、ホルダーベース20と、ベースプレート30と、パッケージインサート40を有している。ホルダーベース20とベースプレート30の間にはバネ部材60が配置され、ホルダーベース20及びパッケージインサート40を下方に付勢している。