特開 2022-183811 樹脂封止金型、樹脂封止装置および樹脂封止方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022183811

(43)【公開日】2022-12-13

(54)【発明の名称】樹脂封止金型、樹脂封止装置および樹脂封止方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/56 20060101AFI20221206BHJP

   B29C 43/18 20060101ALI20221206BHJP

   B29C 43/34 20060101ALI20221206BHJP

   B29C 45/26 20060101ALI20221206BHJP

   B29C 33/12 20060101ALI20221206BHJP

   B29C 45/14 20060101ALI20221206BHJP

【ＦＩ】

H01L21/56 T

B29C43/18

B29C43/34

B29C45/26

B29C33/12

B29C45/14

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021091300

(22)【出願日】2021-05-31

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-01-14

(71)【出願人】

【識別番号】501184434

【氏名又は名称】アサヒ・エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100197642

【弁理士】

【氏名又は名称】南瀬 透

(74)【代理人】

【識別番号】100099508

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 久

(74)【代理人】

【識別番号】100182567

【弁理士】

【氏名又は名称】遠坂 啓太

(74)【代理人】

【識別番号】100219483

【弁理士】

【氏名又は名称】宇野 智也

(72)【発明者】

【氏名】久松 誠

【テーマコード（参考）】

4F202

4F204

4F206

5F061

【Ｆターム（参考）】

4F202AD03

4F202AD05

4F202AH33

4F202AH37

4F202CA09

4F202CA12

4F202CB01

4F202CB12

4F202CB17

4F202CK18

4F202CQ01

4F204AD19

4F204AH37

4F204AJ08

4F204FA01

4F204FB01

4F204FB17

4F204FN11

4F204FN15

4F204FQ15

4F206AD03

4F206AD05

4F206AH33

4F206AH37

4F206JA02

4F206JB12

4F206JB17

4F206JL02

4F206JQ81

5F061AA01

5F061CA21

5F061DA01

(57)【要約】

【課題】電子部品間に厚みの差があっても適切な押圧力により電子部品端面を押圧して、樹脂バリの発生および電子部品の破損がない両面露出成形が可能な樹脂封止金型、樹脂封止装置および樹脂封止方法の提供。
【解決手段】樹脂封止金型１は、複数の電子部品１１を樹脂封止するための複数のキャビティ１０と、複数のキャビティ１０内にそれぞれ配置された電子部品１１をそれぞれ押圧する複数の可動コア２２と、複数の可動コア２２をそれぞれ押圧する押圧部材４と複数の可動コア２２との間にそれぞれ設けられたバネ定数の異なる複数の弾性部材２３ａ，２３ｂとを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電子部品を樹脂封止するための複数のキャビティと、
前記複数のキャビティ内にそれぞれ配置された電子部品をそれぞれ押圧する複数の可動コアと、
前記複数の可動コアをそれぞれバネ定数の異なる複数の弾性部材により押圧する複数の弾性部材セットと
を含む樹脂封止金型。

【請求項2】

前記弾性部材セットは、前記複数の弾性部材の少なくとも一部が前記可動コアに対して並列に配設されたものである請求項１記載の樹脂封止金型。

【請求項3】

前記弾性部材セットは、前記複数の弾性部材の少なくとも一部が前記可動コアに対して直列に配設されたものである請求項１または２に記載の樹脂封止金型。

【請求項4】

前記複数の弾性部材セットの各複数の弾性部材の間にそれぞれ設けられた複数の第１プレートを有する請求項３に記載の樹脂封止金型。

【請求項5】

前記複数の弾性部材セットの各複数の弾性部材を前記可動コアに対して一括して押圧する複数の第２プレートを有する請求項１から４のいずれか１項に記載の樹脂封止金型。

【請求項6】

前記複数の弾性部材と前記複数の可動コアとの間にそれぞれ設けられた複数の第３プレートを有する請求項１から５のいずれか１項に記載の樹脂封止金型。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載の樹脂封止金型を含む樹脂封止装置。

【請求項8】

前記複数の弾性部材セットを介して前記複数の可動コアを押圧する複数の押圧部材を含む請求項７記載の樹脂封止装置。

【請求項9】

樹脂封止金型の複数のキャビティ内にそれぞれ配置された電子部品を複数の可動コアによりそれぞれ押圧して、前記複数のキャビティ内に樹脂を注入する樹脂封止方法であって、
前記複数の可動コアをそれぞれバネ定数の異なる複数の弾性部材からなる複数の弾性部材セットにより押圧するに際し、前記複数の弾性部材セットの各弾性部材のうちバネ定数の小さい弾性部材の撓みにより、前記複数の可動コアをそれぞれ押圧すること、
前記複数のキャビティ内にそれぞれ樹脂を注入充填し、前記複数のキャビティ内の樹脂圧上昇に伴い、さらに前記バネ定数の小さい弾性部材に加えて弾性部材の大きい弾性部材により前記樹脂圧に応じた力を発生させること
を含む樹脂封止方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子部品の両面露出成形を行うための樹脂封止金型、樹脂封止装置および樹脂封止方法に関する。

【背景技術】

【0002】

パワー半導体などの電子部品は、その機能特性から、基板の両面に配置された放熱部材などを露出して樹脂封止成形される。しかし、電子部品の構造上、基板と放熱部材との間にはチップなどが積層されているため、樹脂封止前の電子部品は個体ごとに厚みのばらつきがある。

【0003】

ところで、半導体の生産効率を上げるため、１つの金型で一度に複数の電子部品を両面露出成形する場合、上下金型の各キャビティ面で電子部品の両端面を押さえて樹脂を注入し、樹脂封止成形する。しかし、前述のように個体ごとの厚みのばらつきにより、厚みが薄いものはキャビティ面と電子部品端面の間に隙間ができて樹脂が浸入し、樹脂バリが発生する。一方、厚いものは、電子部品の両端面に力が掛かりすぎて電子部品を破損するという問題がある。

【0004】

このような問題を解消するため、電子部品を押さえるキャビティ端面を可動コアで構成し、可動コアをバネで押すことにより、厚みのばらつきを吸収する技術が公開されている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４－２２５６１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のように可動コアをばねで押す方法では、上下型を型締めする際に、ばね力によって可動コアが電子部品の端面を押圧するので、ばね圧は電子部品が破損しない範囲に設定することが必要である。

【0007】

また、樹脂封止成形では、型締め後、封止用樹脂をキャビティ内に注入、充填し、キャビティ内の空気を完全に押し出して、成形後の封止樹脂内にボイド（気泡）が発生しないようにする必要がある。そのため、樹脂注入時には、樹脂に圧力（樹脂圧）を掛け（例えば６～１０ＭＰａ程度）、空気をエアベントから排出する。

【0008】

前記のように、電子部品が破損しない程度のばね圧を設定した場合、型締め後、樹脂注入して樹脂圧を掛けたとき、樹脂圧がばね圧を上回ると、可動コアが押し戻されて電子部品の端面と可動コアの押圧面との間に隙間ができ、この隙間に樹脂が侵入して、樹脂バリが発生する恐れがある。

【0009】

また、樹脂は、電子部品の積層構造内部の隙間も封止するため、電子部品内部にも入り込んでおり、樹脂圧により可動コアが押し戻されるにしたがって、電子部品の積層部材も押し広げられ、積層部材が剥離する恐れがある。

【0010】

さらに、特許文献１に記載の方法では、押圧力はばね圧だけであるため、押圧力の調整を行う場合、ばねの交換作業が必要となる。

【0011】

そこで、本発明においては、電子部品間に厚みの差があっても適切な押圧力により電子部品端面を押圧して、樹脂バリの発生および電子部品の破損がない両面露出成形が可能な樹脂封止金型、樹脂封止装置および樹脂封止方法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】

【0012】

本発明の樹脂封止金型は、複数の電子部品を樹脂封止するための複数のキャビティと、複数のキャビティ内にそれぞれ配置された電子部品をそれぞれ押圧する複数の可動コアと、複数の可動コアをそれぞれバネ定数の異なる複数の弾性部材により押圧する複数の弾性部材セットとを含むものである。

【0013】

本発明の樹脂封止金型によれば、複数の可動コアを複数の弾性部材セットによりそれぞれ押圧した際、各弾性部材セットのバネ定数の異なる複数の弾性部材のうちバネ定数の小さい弾性部材から先に撓み、複数の電子部品間の厚みの差を吸収して対応する各電子部品をそれぞれ小さな圧縮力で押圧するので、各電子部品の破損を防止することができる。その後、各キャビティ内にそれぞれ樹脂を注入充填すると各キャビティ内の樹脂圧が上昇する。この樹脂圧上昇に伴い、さらに各弾性部材セットにより押圧するとバネ定数の小さい弾性部材に続いてバネ定数の大きい弾性部材が圧縮され、これらの弾性部材の合計の圧縮力が可動コアに掛かり、樹脂圧に応じた力を発生させるので、各可動コアと各電子部品の端面との間に隙間が発生せず、樹脂漏れを防ぐことができる。また、樹脂充填時の樹脂圧による電子部品の剥離を防ぐことができる。

【0014】

弾性部材セットは、複数の弾性部材の少なくとも一部が可動コアに対して並列に配設されたものとすることができる。これにより、複数の弾性部材からなる弾性部材セットの厚みを小さくすることができ、金型寸法を小さくすることが可能となる。

【0015】

なお、弾性部材セットは、複数の弾性部材の少なくとも一部が可動コアに対して直列に配設されたものとすることもできる。

【0016】

本発明の樹脂封止金型は、複数の弾性部材セットの各複数の弾性部材の間にそれぞれ設けられた複数の第１プレート（以下、「弾性部材間プレート」と称す。）を有することが望ましい。これにより、弾性部材同士が直接接触することなく弾性部材間プレートを介して押圧されるため、安定した押圧が可能となる。

【0017】

本発明の樹脂封止金型は、複数の弾性部材セットの各複数の弾性部材を可動コアに対して一括して押圧する第２プレート（以下、「弾性部材押圧プレート」と称す。）を有することが望ましい。これにより、バネ定数の異なる複数の弾性部材を直接押圧することなく弾性部材押圧プレートを介して一括して押圧するため、安定した押圧が可能となる。

【0018】

本発明の樹脂封止金型は、複数の弾性部材と前記複数の可動コアとの間にそれぞれ設けられた複数の第３プレート（以下、「弾性部材可動コア間プレート」と称す。）を有することが望ましい。これにより、バネ定数の異なる複数の弾性部材により直接可動コアを押圧することなく弾性部材可動コア間プレートを介して押圧するため、安定した押圧が可能となる。

【0019】

本発明の樹脂封止装置は、上記樹脂封止金型を含むものである。本発明の樹脂封止装置によれば、複数の可動コアを複数の弾性部材セットによりそれぞれ押圧した際、各弾性部材セットのバネ定数の異なる複数の弾性部材のうちバネ定数の小さい弾性部材から先に撓み、複数の電子部品間の厚みの差を吸収して対応する各電子部品をそれぞれ小さな圧縮力で押圧するので、各電子部品の破損を防止することができる。その後、各キャビティ内にそれぞれ樹脂を注入充填すると各キャビティ内の樹脂圧が上昇する。この樹脂圧上昇に伴い、さらに各弾性部材セットにより押圧するとバネ定数の小さい弾性部材に続いてバネ定数の大きい弾性部材が圧縮され、これらの弾性部材の合計の圧縮力が可動コアに掛かり、樹脂圧に応じた力を発生させるので、各可動コアと各電子部品の端面との間に隙間が発生せず、樹脂漏れを防ぐことができる。また、樹脂充填時の樹脂圧による電子部品の剥離を防ぐことができる。

【0020】

また、本発明の樹脂封止装置は、複数の弾性部材セットを介して複数の可動コアを押圧する複数の押圧部材を含むものであることが望ましい。これにより、複数の可動コアを複数の押圧部材によりそれぞれ押圧した際、各押圧部材と各可動コアとの間にそれぞれ設けられたバネ定数の異なる複数の弾性部材のうちバネ定数の小さい弾性部材の撓みにより、複数の電子部品間の厚みの差を吸収して対応する各電子部品をそれぞれ小さな圧縮力で押圧するので、各電子部品の破損を防止することができる。その後、各キャビティ内にそれぞれ樹脂を注入充填すると各キャビティ内の樹脂圧が上昇する。この樹脂圧上昇に伴い、さらに各押圧部材により押圧するとバネ定数の小さい弾性部材に続いてバネ定数の大きい弾性部材が圧縮され、これらの弾性部材の合計の圧縮力が可動コアに掛かり、樹脂圧に応じた力を発生させるので、各可動コアと各電子部品の端面との間に隙間が発生せず、樹脂漏れを防ぐことができる。また、樹脂充填時の樹脂圧による電子部品の剥離を防ぐことができる。

【0021】

本発明の樹脂封止方法は、樹脂封止金型の複数のキャビティ内にそれぞれ配置された電子部品を複数の可動コアによりそれぞれ押圧して、複数のキャビティ内に樹脂を注入する樹脂封止方法であって、複数の可動コアをそれぞれバネ定数の異なる複数の弾性部材からなる複数の弾性部材セットにより押圧するに際し、複数の弾性部材セットの各弾性部材のうちバネ定数の小さい弾性部材の撓みにより、複数の可動コアをそれぞれ押圧すること、複数のキャビティ内にそれぞれ樹脂を注入充填し、複数のキャビティ内の樹脂圧上昇に伴い、さらにバネ定数の小さい弾性部材に加えて弾性部材の大きい弾性部材により樹脂圧に応じた力を発生させることを特徴とする。

【0022】

本発明の樹脂封止方法によれば、複数の可動コアを複数の弾性部材セットによりそれぞれ押圧した際、各弾性部材セットのバネ定数の異なる複数の弾性部材のうちバネ定数の小さい弾性部材の撓みにより、複数の電子部品間の厚みの差を吸収して対応する各電子部品をそれぞれ小さな圧縮力で押圧するので、各電子部品の破損を防止することができる。その後、各キャビティ内にそれぞれ樹脂を注入充填すると各キャビティ内の樹脂圧が上昇する。この樹脂圧上昇に伴い、さらに各弾性部材セットにより押圧するとバネ定数の小さい弾性部材に続いてバネ定数の大きい弾性部材が圧縮され、これらの弾性部材の合計の圧縮力が可動コアに掛かり、樹脂圧に応じた力を発生させるので、各可動コアと各電子部品の端面との間に隙間が発生せず、樹脂漏れを防ぐことができる。また、樹脂充填時の樹脂圧による電子部品の剥離を防ぐことができる。

【発明の効果】

【0023】

複数の電子部品を樹脂封止するための複数のキャビティと、複数のキャビティ内にそれぞれ配置された電子部品をそれぞれ押圧する複数の可動コアと、複数の可動コアをそれぞれバネ定数の異なる複数の弾性部材により押圧する複数の弾性部材セットとを含む樹脂封止金型によれば、電子部品間に厚みの差があっても適切な押圧力により電子部品端面を押圧して、樹脂バリの発生および電子部品の破損がない両面露出成形が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施の形態における樹脂封止装置を正面からみた概略断面図である。

【図2】図１の樹脂封止金型の一部を拡大した概略断面図である。

【図3】図２の樹脂封止金型に電子部品を配置した状態を示す概略断面図である。

【図4】図２の樹脂封止金型に電子部品をクランプした状態を示す概略断面図である。

【図5】図２の樹脂封止金型に樹脂注入し、加圧した状態を示す概略断面図である。

【図6】複数の弾性部材が２枚のプレートにより挟まれた樹脂封止金型の例を示す概略断面図である。

【図7】図６の樹脂封止金型に電子部品を配置した状態を示す概略断面図である。

【図8】図６の樹脂封止金型をクランプした状態を示す概略断面図である。

【図9】図６の樹脂封止金型に樹脂注入し、加圧した状態を示す概略断面図である。

【図10】バネ定数の異なる３つの弾性部材を用いた樹脂封止金型の例を示す概略断面図である。

【図11】バネ定数の異なる複数の弾性部材を直列に配設した樹脂封止装置の一部を拡大した概略断面図である。

【図12】厚み寸法測定センサの例を示す概略断面図である。

【図13】本発明の第２の実施の形態を示す樹脂封止装置を正面からみた概略断面図であって、型開き状態を示す図である。

【図14】本発明の第２の実施の形態を示す樹脂封止装置を正面からみた概略断面図であって、型締め初期状態を示す図である。

【図15】本発明の第２の実施の形態を示す樹脂封止装置を正面からみた概略断面図であって、型締め後期状態を示す図である。

【図16】本発明の第２の実施の形態を示す樹脂封止装置を正面からみた概略断面図であって、型締め完了状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

＜実施形態１＞
図１は本発明の第１の実施の形態における樹脂封止装置を正面からみた概略断面図、図２は図１の樹脂封止金型の一部を拡大した概略断面図、図３は図２の樹脂封止金型に電子部品を配置した状態を示す概略断面図、図４は図２の樹脂封止金型に電子部品をクランプした状態を示す概略断面図、図５は図２の樹脂封止金型に樹脂注入し、加圧した状態を示す概略断面図である。

【0026】

本発明の第１の実施の形態における樹脂封止装置は、図１に示すように、第１の金型としての上型２および第２の金型としての下型３により形成される複数のキャビティ１０内にそれぞれ電子部品１１をクランプして樹脂封止する樹脂封止金型１を有する。電子部品１１は、基板１２の上下両面にそれぞれに実装されたチップ１３と、チップ１３に積層された放熱部品１４とをそれぞれ有する。樹脂封止金型１は、上下両面に積層された各放熱部品１４のそれぞれの表面を露出して樹脂封止成形するものである。

【0027】

図２に示すように、上型２の下面および下型３の上面には、各キャビティ１０を構成するキャビティ凹部２０，３０がそれぞれ形成されている。また、上型２および下型３の少なくともいずれか一方のキャビティ凹部２０，３０には、キャビティ１０内に樹脂を注入するための樹脂注入口１５と、キャビティ１０内の空気を排出するためのエアベント１６とを備える。なお、上型２と下型３とは、図示しないプレス装置に設置されて相対的に接近および離間できるように構成されている。

【0028】

また、上型２の各キャビティ凹部２０の底面（図示例ではキャビティ凹部２０の上面）２０ａには貫通穴２１が設けられている。各貫通穴２１は、上型２の上面２ａからキャビティ凹部２０にかけて貫通した穴である。各貫通穴２１には、それぞれ可動コア２２が挿入されている。各可動コア２２は、各貫通穴２１内を上下方向に移動可能である。可動コア２２は、貫通穴２１内で動作することにより、各キャビティ１０内に配置された電子部品１１をそれぞれ押圧する。より具体的には、各可動コア２２は、各電子部品１１の上面の放熱部品１４の表面１４ａ（図３参照。）に圧力を付与する。このとき、各電子部品１１の下面の放熱部品１４の表面１４ｂは、下型３の各キャビティ凹部３０の底面３０ａに押し付けられる。

【0029】

また、本実施形態における樹脂封止装置は、図１に示すように各可動コア２２をそれぞれ押圧する複数の押圧部材４と、各押圧部材４を押圧する押圧機構５とを備える。また、本実施形態における樹脂封止装置は、図２に示すように、押圧機構５等を制御する制御部６を備える。押圧機構５は、駆動ロッド５ｂを進退動作させるアクチュエータ５ａと、駆動ロッド５ｂの進退動作を各可動コア２２の押圧方向の押圧部材４の動作に変換する動力伝達機構としてのコッター機構５ｃとを有する。

【0030】

各押圧部材４の先端部には、各押圧部材４の押圧力を検知するための圧力センサ７がそれぞれ設けられている。また、下型３には、各キャビティ１０内の樹脂圧を検知するための圧力センサ８がそれぞれ設けられている。制御部６は、各圧力センサ７，８の検知結果に基づいてアクチュエータ５ａの駆動ロッド５ｂの移動量を制御することにより、各押圧部材４および各可動コア２２を介して各電子部品１１および樹脂圧に対抗する力を管理する。

【0031】

各押圧部材４と各可動コア２２との間には、１組の弾性部材セットとして、バネ定数の異なる第１の弾性部材２３ａおよび第２の弾性部材２３ｂが並列に配設されている。弾性部材２３ａ，２３ｂとしては、例えばベルビルスプリング（皿ばね）を重ねて使用することができる。弾性部材２３ａ，２３ｂと押圧部材４との間には、各貫通穴２１内を上下方向に移動可能な弾性部材押圧プレートとしてのプレート２４がそれぞれ設けられている。

【0032】

本実施形態においては、第１の弾性部材２３ａのバネ定数は、第２の弾性部材２３ｂのバネ定数よりも小さい。また、図３に示すように第１の弾性部材２３ａの厚さは、第２の弾性部材２３ｂよりも厚い。そのため、押圧部材４によりプレート２４が押圧された際、プレート２４は最初に第１の弾性部材２３ａを圧縮し、次いで第２の弾性部材２３ｂを圧縮する。なお、可動コア２２の初期位置においては、第１の弾性部材２３ａは所定量圧縮されていても良いが、第２の弾性部材２３ｂは圧縮されていない。

【0033】

次に、上記構成の樹脂封止装置による樹脂封止方法について説明する。
図２に示すように、樹脂封止金型１の上型２と下型３とを離間させてキャビティ１０（キャビティ凹部２０，３０）を開放状態とし、図３に示すように開放されたキャビティ凹部３０内に電子部品１１を供給して設置する。その後、図４に示すように、上型２と下型３とを接近させて、樹脂封止金型１を型締めする。この状態では、キャビティ凹部２０，３０の左右両側において電子部品１１が樹脂封止金型１によってクランプされることにより位置固定される。また、キャビティ１０は密閉されて閉塞状態となる。

【0034】

次いで、制御部６により押圧機構５を制御して、各押圧部材４により各プレート２４を押圧する。このとき、各押圧部材４と各可動コア２２との間にそれぞれ設けられた複数の弾性部材２３ａ，２３ｂのうちバネ定数の小さい弾性部材、すなわち第１の弾性部材２３ａから先に撓み、複数の電子部品１１間の厚みの差を吸収して、それぞれの第１の弾性部材２３ａに対応する各電子部品１１をそれぞれ小さな圧縮力で押圧する。図１に示す例では、左側の電子部品１１が最も薄く、右側の電子部品１１が最も厚いが、いずれの電子部品１１も第１の弾性部材２３ａの圧縮により厚みの差が吸収され、バネ定数の大きい第２の弾性部材２３ｂは圧縮されていない。そのため、バネ定数の大きい第２の弾性部材２３ｂにより押圧されることがなく、過剰な力で電子部品１１が破損することがない。

【0035】

その後、図５に示すように、各キャビティ１０内にそれぞれ樹脂注入口１５より樹脂９を注入充填すると、各キャビティ１０内の樹脂圧が上昇する。この樹脂圧上昇に伴い、各可動コア２２が押し戻されないようにさらに制御部６により押圧機構５を制御して各押圧部材４により押圧すると、バネ定数の小さい第１の弾性部材２３ａに続いてバネ定数の大きい第２の弾性部材２３ｂが圧縮される。これにより、これらの弾性部材２３ａ，２３ｂの合計の圧縮力が各可動コア２２に掛かり、樹脂圧に応じた力を発生させるので、各可動コア２２と各電子部品１１の端面（上側の放熱部品１４の表面１４ａ）との間に隙間が発生せず、樹脂漏れを防ぐことができる。また、樹脂充填時の樹脂圧による電子部品１１の剥離を防ぐことができる。

【0036】

すなわち、本実施形態における樹脂封止金型１およびこれを備えた樹脂封止装置によれば、電子部品１１間に厚みの差があっても適切な押圧力により電子部品１１の端面を押圧して、全電子部品１１にわたって樹脂バリの発生がなく、また電子部品の破損もない両面露出成形が可能である。

【0037】

また、本実施形態における樹脂封止装置では、各押圧部材４に圧力センサ７を備えており、圧力センサ７により測定した押圧力を制御部６にフィードバックして押圧機構５により押圧部材４の押圧力を制御するため、高精度で安定した押圧力で樹脂漏れや部材破損を防止し、成形品質を向上することができる。また、本実施形態における樹脂封止装置では、各キャビティ１０内の樹脂圧を圧力センサ８により検知して、制御部６はこの圧力センサ８により検知した樹脂圧に応じてアクチュエータ５ａの駆動ロッド５ｂを移動することにより、樹脂圧で可動コア２２が押し戻されるのを防止している。

【0038】

本実施形態における樹脂封止装置では、図４に示すように、電子部品１１の端面（上側の放熱部品１４の表面１４ａ）と可動コア２２との間に離型フィルム１７を配設することで、貫通穴２１と可動コア２２との間の隙間や電子部品１１の端面と可動コア２２の押圧面との間の隙間等への樹脂漏れを防いでいる。また、図示しないが、下型３のキャビティ凹部３０の底面３０ａと電子部品１１の他方の端面（下側の放熱部品１４の表面１４ｂ）との間にも離型フィルムを配設することで、下型３のキャビティ凹部３０の底面３０ａと電子部品１１の他方の端面との間の隙間への樹脂漏れを防ぐこともできる。

【0039】

また、本実施形態における樹脂封止装置では、弾性部材２３ａ，２３ｂと押圧部材４との間にプレート２４が設けられているため、バネ定数の異なる弾性部材２３ａ，２３ｂを直接押圧することなくプレート２４を介して一括して押圧する。そのため、安定した押圧が可能となっている。なお、プレート２４は省略することも可能である。

【0040】

なお、弾性部材２３ａ，２３ｂは、図６に示すように弾性部材可動コア間プレートとしてのプレート２４ａと弾性部材押圧プレートとしてのプレート２４ｂとの２枚のプレート２４ａ，２４ｂにより挟まれた構成とすることも可能である。これにより、バネ定数の異なる弾性部材２３ａ，２３ｂにより直接可動コア２２を押圧することがなく、また、バネ定数の異なる弾性部材２３ａ，２３ｂを直接押圧することなくプレート２４ａ，２４ｂを介して一括して押圧するため、安定した押圧が可能となっている。

【0041】

この場合も前述と同様に、図７に示すように、キャビティ１０内に電子部品１１を設置して樹脂封止金型１の型締めを行い、押圧部材４によりプレート２４ｂを押圧すると、図８に示すように、バネ定数の大きい第２の弾性部材２３ｂよりも先にバネ定数の小さい第１の弾性部材２３ａが撓み、図示しない複数の電子部品１１間の厚みの差を吸収して、それぞれの第１の弾性部材２３ａに対応する電子部品１１をそれぞれ小さな圧縮力で押圧する。このとき、バネ定数の大きい第２の弾性部材２３ｂは圧縮されていないため、電子部品１１は第２の弾性部材２３ｂにより押圧されることがなく、過剰な力で電子部品１１が破損することがない。

【0042】

その後、図９に示すように、キャビティ１０内に樹脂９を注入充填すると、キャビティ１０内の樹脂圧が上昇するので、この樹脂圧上昇に伴い、可動コア２２が押し戻されないようにさらに押圧部材４により押圧する。これにより、バネ定数の小さい第１の弾性部材２３ａに続いてバネ定数の大きい第２の弾性部材２３ｂが圧縮され、これらの弾性部材２３ａ，２３ｂの合計の圧縮力が可動コア２２に掛かり、樹脂圧に応じた力を発生させる。したがって、各可動コア２２と各電子部品１１の端面との間に隙間が発生せず、樹脂漏れを防ぐことができる。また、樹脂充填時の樹脂圧による電子部品１１の剥離を防ぐことができる。

【0043】

すなわち、弾性部材２３ａ，２３ｂが２枚のプレート２４ａ，２４ｂにより挟まれた樹脂封止金型１およびこれを備えた樹脂封止装置においても、電子部品１１間に厚みの差があっても適切な押圧力により電子部品１１の端面を押圧して、全電子部品１１にわたって樹脂バリの発生がなく、また電子部品の破損もない両面露出成形が可能である。

【0044】

また、樹脂封止金型１は、図１０に示すように、バネ定数の異なる３つの弾性部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃを用いた構成とすることも可能である。図示例において、バネ定数は、第１の弾性部材２３ａが最も小さく、第２の弾性部材２３ｂ、第３の弾性部材２３ｃの順に大きい（第１の弾性部材２３ａ＜第２の弾性部材２３ｂ＜第３の弾性部材２３ｃ）ものとする。

【0045】

同図（ａ）に示すように、キャビティ１０内に電子部品１１を設置して樹脂封止金型１の型締めを行い、押圧部材４によりプレート２４ｂを押圧すると、最初にバネ定数の小さい第１の弾性部材２３ａが撓み、図示しない複数の電子部品１１間の厚みの差を吸収して、それぞれの第１の弾性部材２３ａに対応する電子部品１１をそれぞれ小さな圧縮力で押圧する。このとき、バネ定数の大きい第２の弾性部材２３ｂおよび第３の弾性部材２３ｃは圧縮されていないため、電子部品１１は第２の弾性部材２３ｂおよび第３の弾性部材２３ｃにより押圧されることがなく、過剰な力で電子部品１１が破損することがない。

【0046】

その後、同図（ｂ）に示すように、キャビティ１０内に樹脂９を注入充填すると、キャビティ１０内の樹脂圧が上昇するので、この樹脂圧上昇に伴い、可動コア２２が押し戻されないようにさらに押圧部材４により押圧する。これにより、バネ定数の小さい第１の弾性部材２３ａに続いて次にバネ定数の大きい第２の弾性部材２３ｂが圧縮され、これらの弾性部材２３ａ，２３ｂの合計の圧縮力が可動コア２２に掛かり、樹脂充填中に樹脂圧に応じた力（軽加重）を発生させる。したがって、各可動コア２２と各電子部品１１の端面との間に隙間が発生せず、樹脂漏れを防ぐことができる。また、樹脂充填時の樹脂圧による電子部品１１の剥離を防ぐことができる。

【0047】

そして、樹脂充填後、さらに設定樹脂圧となるように押圧部材４により押圧する。これにより、さらにバネ定数の大きい第３の弾性部材２３ｃが圧縮され、弾性部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃの合計の圧縮力が可動コア２２に掛かり、設定樹脂圧に応じた力（重加重）を発生させる。

【0048】

このように、バネ定数の異なる３つの弾性部材２３ａ，２３ｂ，２３ｃを用いた樹脂封止金型１によれば、押圧力の範囲を広げることが可能であり、第３の弾性部材２３ｃによりさらに大きな押圧力を発生させることが可能であるため、より大きな電子部品１１に対応することが可能となる。

【0049】

なお、第１の弾性部材２３ａおよび第２の弾性部材２３ｂは、直列に配設することも可能である。図１１はバネ定数の異なる複数の弾性部材を直列に配設した樹脂封止装置の一部を拡大した概略断面図である。図１１に示す例では、押圧部材４と可動コア２２との間に、バネ定数の異なる第１の弾性部材２３ａおよび第２の弾性部材２３ｂが直列に配設されている。第２の弾性部材２３ｂと押圧部材４との間には、前述のプレート２４が設けられている。なお、図示しないが、樹脂封止金型１には、図１と同様に複数のキャビティ１０が形成され、各キャビティ１０にそれぞれ押圧部材４、可動コア２２や弾性部材２３ａ，２３ｂ等が配置されている。

【0050】

また、第１の弾性部材２３ａと第２の弾性部材２３ｂとの間には、貫通穴２１内を上下方向に移動可能な弾性部材間プレートとしてのプレート２５が設けられている。プレート２５は、バネ定数の小さい第１の弾性部材２３ａ側の周縁部に立壁部２５ａが形成されている。プレート２５の第１の弾性部材２３ａとの接触面と立壁部２５ａとに囲まれた凹部２５ｂは、第１の弾性部材２３ａが収容可能な空間となっている。このプレート２５により、バネ定数の異なる複数の弾性部材２３ａ，２３ｂ同士が直接接触することなくプレート２５を介して押圧されるため、安定した押圧が可能となっている。

【0051】

図１１に示す例では、同図（ａ）に示すようにキャビティ１０内に電子部品１１を設置して樹脂封止金型１の型締めを行い、押圧部材４によりプレート２４を押圧すると、同図（ｂ）に示すように、バネ定数の大きい第２の弾性部材２３ｂよりも先にバネ定数の小さい第１の弾性部材２３ａが撓み、図示しない複数の電子部品１１間の厚みの差を吸収して、それぞれの第１の弾性部材２３ａに対応する電子部品１１をそれぞれ小さな圧縮力で押圧する。このとき、バネ定数の大きい第２の弾性部材２３ｂは圧縮されていないため、電子部品１１は第２の弾性部材２３ｂにより押圧されることがなく、過剰な力で電子部品１１が破損することがない。

【0052】

その後、同図（ｃ）に示すように、キャビティ１０内に樹脂９を注入充填すると、キャビティ１０内の樹脂圧が上昇するので、この樹脂圧上昇に伴い、可動コア２２が押し戻されないようにさらに押圧部材４により押圧する。このとき、バネ定数の小さい第１の弾性部材２３ａは、プレート２５の立壁部２５ａが可動コア２２に当接するまで凹部２５ｂ内で圧縮され、立壁部２５ａが可動コア２２に当接後はバネ定数の大きい第２の弾性部材２３ｂが圧縮される。これにより、第２の弾性部材２３ｂの圧縮力が可動コア２２に掛かり、樹脂圧に応じた力を発生させるので、各可動コア２２と各電子部品１１の端面との間に隙間が発生せず、樹脂漏れを防ぐことができる。また、樹脂充填時の樹脂圧による電子部品１１の剥離を防ぐことができる。

【0053】

すなわち、図１１に示すように、第１の弾性部材２３ａおよび第２の弾性部材２３ｂを直列に配設した樹脂封止金型１およびこれを備えた樹脂封止装置においても、電子部品１１間に厚みの差があっても適切な押圧力により電子部品１１の端面を押圧して、全電子部品１１にわたって樹脂バリの発生がなく、また電子部品の破損もない両面露出成形が可能である。なお、複数の弾性部材を直列かつ並列に配置した構成とすることも可能である。

【0054】

また、本実施形態における樹脂封止金型１では、各可動コア２２は各貫通穴２１内で傾斜可能な構成とすることが可能である。これにより、電子部品１１の端面が傾斜している場合は各可動コア２２も傾斜して、各可動コア２２と電子部品１１との間に隙間が発生しないようにすることができる。

【0055】

また、弾性部材２３ａ～２３ｃは可動コア２２ごとに異なるバネ定数のものを配置することも可能である。これにより、１つの樹脂封止金型１で異なる種類の電子部品を一度に成形することが可能となる。

【0056】

また、本実施形態における樹脂封止装置は、図１２に示すように、電子部品１１を樹脂封止金型１に搬入する前に、厚み寸法測定センサ２６により電子部品１１の厚み寸法を測定し、樹脂封止金型１に配置された電子部品１１の厚み寸法の測定値に基づいてアクチュエータ５ａの駆動ロッド５ｂの移動量を決定する構成とすることができる。これにより、厚みのばらつきを考慮した駆動ロッド５ｂの移動量を決定することが可能となる。

【0057】

本実施形態における樹脂封止金型１では、アクチュエータ５ａの駆動ロッド５ｂの移動量によりバネ荷重を制御することができるので、幅広い種類の電子部品に対応することが可能であり、バネの交換作業が不要である。また、本実施形態における樹脂封止金型１は、キャビティ１０ごとに１つの押圧部材４で押圧される複数の弾性部材２３ａ～２３ｃと１つの可動コア２２によるシンプルな構成であるため、低コストで幅広い種類の電子部品に対応することが可能である。

【0058】

弾性部材２３ａ～２３ｃにより可動コア２２に掛かるバネ荷重は樹脂封止成形品の大きさによるが、一例として、電子部品１１がパワー半導体などのキャビティ容積が大きく、１２～２０ＭＰａ、例えば１５ＭＰａ程度の大きな注入圧により樹脂注入を行うものである場合、可動コア２２に掛かる第１の弾性部材２３ａのバネ荷重は４．９～６．４ｋＮ（５００～６５０ｋｇｆ）程度であり、第２の弾性部材２３ｂのバネ荷重は９．８～２１．６ｋＮ（１０００～２２００ｋｇｆ）程度である。

【0059】

なお、上記樹脂封止装置では、樹脂封止金型１の型締めのみでは複数の弾性部材２３ａ，２３ｂによる押圧は行わず、樹脂封止金型１の型締め後、各押圧部材４により各プレート２４を押圧することで、弾性部材セット（複数の弾性部材２３ａ，２３ｂ）を撓ませて各電子部品１１を押圧するものであるが、樹脂封止金型１の型締めのみにより弾性部材セットを撓ませて各電子部品１１を押圧する構成とすることも可能である。

【0060】

＜実施形態２＞
図１３～図１６は本発明の第２の実施の形態を示す樹脂封止装置を正面からみた概略断面図であって、図１３は型開き状態を示す図、図１４は型締め初期状態を示す図、図１５は型締め後期状態を示す図、図１６は型締め完了状態を示す図である。なお、図１３～図１６において、前述したものと共通の構成部分については同一符号を付している。

【0061】

図１３～図１６に示す樹脂封止装置における樹脂封止金型１Ａでは、上型４０の各キャビティ凹部２０の底面に、上型４０の上面４０ａからキャビティ凹部２０にかけて貫通した貫通穴４１が設けられている。各貫通穴４１は、プレート２４ａ，２４ｂにより挟まれた弾性部材２３ａ，２３ｂが収容される第１貫通穴４１ａと、第１貫通穴４１ａに連通された第２貫通穴４１ｂとから構成される。

【0062】

第１貫通穴４１ａと第２貫通穴４１ｂとの境界部分には、プレート２４ａが通過できないように段差部４１ｃが設けられている。樹脂封止金型１Ａは、前述の押圧部材４および押圧機構５を備えておらず、貫通穴４１の上面はプレート４２によって閉塞されている。第２貫通穴４１ｂには、可動コア２２が挿入されている。可動コア２２は、第２貫通穴４１ｂを上下方向に移動可能である。

【0063】

上記構成の樹脂封止装置では、図１３に示すように樹脂封止金型１Ａの上型４０と下型３とを離間させてキャビティ１０を開放状態とし、開放されたキャビティ凹部３０内に電子部品１１を供給して設置する。なお、図示例では、左側の電子部品１１が最も薄く、右側の電子部品１１が最も厚いものとする。その後、この型開きの状態から上型４０と下型３とを接近させて、樹脂封止金型１Ａを型締めする。

【0064】

図１４に示すように型締め初期では、最初に最も厚い右側の電子部品１１が可動コア２２に当接し、上方向へ押圧する。そして、厚い右側の電子部品１１から順次可動コア２２に当接し、上方向へ押圧していく。すなわち、型締め初期では、まずバネ定数の小さい第１の弾性部材２３ａのみが圧縮され、この第１の弾性部材２３ａの圧縮により電子部品１１の厚みの差が吸収され、各電子部品１１が小さな圧縮力で押圧される。

【0065】

次に、図１５に示すように型締め後期では、最も厚い右側の電子部品１１からバネ定数の小さい第１の弾性部材２３ａに続いて順次バネ定数の大きい第２の弾性部材２３ｂが圧縮され、各電子部品１１が徐々に大きな圧縮力で押圧される。このとき、各電子部品１１は最初からバネ定数の大きい第２の弾性部材２３ｂで押圧されるのではなく、最初にバネ定数の小さい第１の弾性部材２３ａで圧縮された後にバネ定数の大きい第２の弾性部材２３ｂにより押圧されるので、電子部品１１の破損が防止される。

【0066】

そして、図１６に示すように型締めが完了すると、弾性部材２３ａ，２３ｂの合計の圧縮力が各可動コア２２に掛かる。その後、各キャビティ１０内に樹脂を注入充填すると、弾性部材２３ａ，２３ｂが樹脂圧に応じた力を発生させるので、各可動コア２２と各電子部品１１の端面との間に隙間が発生せず、樹脂漏れを防ぐことができる。

【0067】

以上のように、樹脂封止金型１Ａの型締めのみにより弾性部材セット（弾性部材２３ａ，２３ｂ）を撓ませて各電子部品１１を押圧する構成であっても、電子部品１１の破損を防止するとともに、樹脂漏れを防ぐことが可能である。なお、このような型締めにより弾性部材セットを撓ませて各電子部品１１を押圧する樹脂封止金型１Ａに、前述の押圧部材４および押圧機構５を組み合わせた構成を採用することも可能である。表１に採用可能な弾性部材２３ａ，２３ｂの動作タイミングのパターンを示す。

【0068】

【表1】

【0069】

表１のいずれのパターンであっても、電子部品１１の破損を防止するとともに、樹脂漏れを防ぐことが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0070】

本発明の樹脂封止金型、樹脂封止装置および樹脂封止方法は、電子部品の両面露出成形を行うための樹脂封止金型、樹脂封止装置および樹脂封止方法として有用であり、特に、パワー半導体などのキャビティ容積が大きく、１２～２０ＭＰａの大きな注入圧により樹脂注入を行う電子部品に好適である。

【符号の説明】

【0071】

１，１Ａ 樹脂封止金型
２，４０ 上型
３ 下型
４ 押圧部材
５ 押圧機構
５ａ アクチュエータ
５ｂ 駆動ロッド
５ｃ コッター機構
６ 制御部
７，８ 圧力センサ
９ 樹脂
１０ キャビティ
１１ 電子部品
１２ 基板
１３ チップ
１４ 放熱部品
１５ 樹脂注入口
１６ エアベント
１７ 離型フィルム
２０，３０ キャビティ凹部
２１ 貫通穴
２２ 可動コア
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ 弾性部材
２４，２４ａ，２４ｂ，２５ プレート
２６ 寸法測定センサ
４１ 貫通穴
４１ａ 第１貫通穴
４１ｂ 第２貫通穴
４１ｃ 段差部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】