KR100991625B1 - 수지 밀봉 장치 및 수지 밀봉 방법 - Google Patents
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Abstract
제2 금형(2)과, 제2 금형(2)에 대해 접촉과 분리가 가능한 제1 금형(1)을 갖추고서, 제1 금형과 제2 금형(1, 2)에 의해 형성되는 평면에서 보아 4각형상의 캐비티 내로, 포트부(59)에서 용융시킨 수지를 게이트(48)를 거쳐 충전함으로써 성형한다. 포트부(59)는 금형(1, 2)의 어느 한쪽에 형성되고, 캐비티에 소정 간격으로 위치하는 오목부(54c)로 구성된다. 오목부(54c)의 저면은 개구를 향해 이동할 수 있는 이동부재(60)의 일부로 구성된다. 게이트(48)는, 캐비티의 1변과 포트부(59)의 장변을 연결하는 구성으로 된다.
Description
본 발명은, 수지 밀봉 장치 및 수지 밀봉 방법에 관한 것이다.
종래, 수지 밀봉 장치로서, 복수의 반도체소자가 실장(實裝)된 기판을 한 번에 수지 밀봉한 후에, 반도체소자마다 절단해서 반도체장치를 얻게 되는 MAP(Matrix Array Packaging Method)에서 채용하고 있는 다음과 같은 구성으로 된 것이 공지되어 있다.
즉, 복수의 포트부(pot portion)에서 용융시킨 수지를, 그 상방 개구부의 컬(cull)로부터 복수의 런너(runner)를 유동시켜, 캐비티의 장변 부분에 따라 설치된 게이트를 거쳐 캐비티 내로 충전하여, 수지 밀봉이 이루어지도록 한 것이 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
또, 다른 수지 밀봉 장치로서, 런너에 열경화성 수지 칩(chip)을 수납하고, 각 런너 내에서 플런저(plunger)를 위로 이동시켜, 칩의 용융 수지를 게이트를 거쳐 캐비티에 충전하도록 한 구성이 개시되어 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조).
특허문헌 1 : 일본국 특개 2000-12578호 공보
특허문헌 2 : 일본국 특개평 11-54536호 공보
(발명이 해결하고자 하는과제)
그러나, 전자(前者)의 수지 밀봉 장치에서는, 컬, 런너 및 게이트에서 고화(固化)되는 수지가 모두 불필요한 수지로 된다. 그 때문에, 파기되는 수지의 양이 많아진다고 하는 문제가 있다.
또, 후자(後者)의 수지 밀봉 장치에서는, 수지 재료를 직접 런너에 공급할 필요가 있고, 그 때문에 로봇 등이 필요하게 되는 등에 작업 비용이 들고, 작업 자체도 번거롭게 된다. 그리고, 대략 직방체 형상으로 한 수지 칩을 별도로 준비할 필요가 있다. 즉, 시판되는 수지 칩의 형상은 원주형이 주류를 점하고, 대략 직방체 형상으로 된 것은 없다. 이 때문에, 과립(顆粒) 또는 분말형상의 수지 재료를 대략 직방체 형상으로 성형해서 수지 칩(chip)을 만들어야만 하고, 그를 위한 성형장치가 필요하거나 가공 공수가 증가하는 등, 비용 상승을 초래하게 된다.
그리하여, 본 발명은, 수지 재료의 공급이 용이하고, 염가로 성형할 수 있는데다, 수지 밀봉 후의 불필요한 수지를 억제할 수 있는 수지 밀봉 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
제1 금형과, 상기 제1 금형에 대해 접촉과 분리가 가능한 제2 금형을 갖추되, 상기 제1 금형과 제2 금형에 의해 형성되는 평면에서 보아 4각형상의 캐비티 내로, 포트부에서 용융시킨 수지를 게이트를 거쳐 충전함으로써, 상기 제1 금형과 제2 금형 내에 설치된 전자부품을 탑재한 기판을 수지 밀봉 성형하도록 된 수지 밀봉 장치로서,
상기 포트부는 오목부로 이루어지되, 상기 오목부는 상기 금형의 어느 한쪽에 설치되어 상기 캐비티에 소정 간격으로 위치하고, 상기 오목부의 저면이 개구를 향해 이동할 수 있는 이동부재의 일부로 구성되고,
상기 게이트는, 상기 캐비티의 1변과 상기 포트부의 장변을 연결하는 구성으로 된 것이다.
이 구성에 의해, 포트에서 용융시킨 수지는, 포트의 개구를 향해 이동부재를 이동시키고, 게이트를 거쳐 캐비티 내로 직접 충전시킬 수가 있다. 이 때문에, 불필요한 수지로 고화되는 곳은, 포트와 게이트의 극히 근소한 영역뿐이다. 따라서, 파기되는 수지량을 대폭 억제할 수가 있다.
상기 포트부가 형성되는 금형에, 상기 포트부에 연통하는 통로를 형성하고, 상기 통로에는, 상기 통로 내로 공급되어 수지재료를 압압해서 상기 포트부 내로 공급하는 압압부재를 설치하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의해, 압압부재에 의해 압압되면서, 통로, 그리고 이어 포트부에서 수지 재료를 순차로 용융시켜 갈 수 있기 때문에, 스무스한 용융 수지의 충전을 실현할 수 있다.
또, 본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 제1 금형과, 상기 제1 금형에 대해 접촉과 분리가 가능한 제2 금형을 갖추되, 상기 제1 금형과 제2 금형에 의해 형성되는 캐비티 내로, 포트부에서 용융시킨 수지를 게이트를 거쳐 충전함으로써, 상기 제1 금형과 제2 금형 내에 설치한 전자부품을 탑재시킨 기판을 수지 밀봉 성형하도록 된 수지 밀봉 장치로서,
상기 포트부는, 상기 금형의 어느 한쪽에 설치되어, 상기 캐비티에 소정 간격으로 위치하는 오목부로 이루어지고서, 상기 오목부의 저면이 개구를 향해 이동할 수 있는 이동부재의 일부로 구성되고,
상기 포트부가 형성되는 금형에, 상기 포트부에 연통하는 통로를 형성하고, 상기 통로에는, 상기 통로 내로 공급되어 수지재료를 압압해서 상기 포트부 내로 공급하는 압압부재가 설치된 것이다.
상기 포트부는, 상기 제1 금형과 제2 금형 내에 설치되는 기판에 대향하도록 설치하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의해, 고화된 불필요한 수지가 전혀 인서트(insert) 성형품에서 비어져 나오지 않게 일체적으로 형성할 수가 있다.
상기 압압부재는, 수지재료를 압압하는 압압면의 일부가, 상기 이동부재의 일부에 닿게 됨으로써 위치가 규제되도록 하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의해, 압압부재에 의해 압압되는 수지 재료가 압압면에 잔류하지 않게 되어, 확실하게 이동부재에 의해 캐비티로 유도되게 된다. 즉, 압압면이 성형가공할 때마다 압입부재에 의해 청소가 됨으로써, 항상 수지 재료의 공급을 적절한 상태에서 실행할 수가 있게 된다.
상기 이동부재는, 상기 포트부의 내면과의 슬리이드 접촉면에 홈부를 구비하도록 하여도 좋다.
그리고 상기 압압부재는, 상기 통로의 내면과의 슬리이드 접촉면에 홈부를 구비하여도 좋다.
이들 구성에 의해, 홈부에서 잔류 수지를 회수할 수가 있어, 장기에 걸쳐 양호한 수지 성형을 실행할 수가 있다.
상기 포트부가 형성되는 금형은, 수지 재료가 공급되는 수지 재료 공급 블록 및, 상기 캐비티의 일부를 구성하는 오목부를 형성된 캐비티 블록으로 이루어진 체이스(chase)와, 상기 체이스가 착탈되는 프레임 플레이트를 구비한 구성으로 하여도 좋다.
상기 이동부재에는, 상기 오목부의 저면 및, 상기 포트부의 내면과의 슬리이드 접촉면에 피막처리를 실시하는 것이 바람직하다.
상기 압압부재에는, 수지재료를 압압하는 면 및, 상기 통로를 구성하는 내면과의 슬라이드 접촉면에 피막처리를 실시하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 제1 금형과, 상기 제1 금형에 대해 접촉과 분리가 가능한 제2 금형을 갖추되, 상기 제1 금형과 제2 금형에 의해 형성되는 캐비티 내로, 포트부에서 용융시킨 수지를 게이트를 거쳐 충전함으로써, 상기 제1 금형과 제2 금형 내에 설치한 전자부품을 탑재시킨 기판을 수지 밀봉 성형하도록 하는 수지 밀봉 방법으로서,
상기 포트부에 연통시킨 통로에 수지재료를 공급하고,
상기 통로에 공급된 수지재료를 압압해서 포트부에 공급하고,
상기 포트부에서, 공급된 수지재료를 용융하고,
상기 포트부로부터 용융한 수지를 압출해서 캐비티에 충전하도록 되어 있다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 포트부에서 용융시킨 수지를, 게이트를 거쳐 직접 캐비티 내로 충전하도록 하였기 때문에, 고화 후에 불필요해지는 수지량을 대폭 억제할 수가 있다. 또, 수지 재료의 공급을, 압압부재를 설치하기만 하는 간단한 구성에 의해 실행할 수 있다.
도 1은, 제1 실시형태에 따른 수지 밀봉 장치의 전체 구성을 나타낸 정면 단면도,
도 2는, 하부금형 세트의 평면도,
도 3은, 도 2의 정면 단면도,
도 4는, 상부금형 세트의 저면도,
도 5A는, 도 4의 정면 단면도,
도 5B는, 도 4의 부분 분해 사시도,
도 6은, 도 4의 측면 단면도,
도 7은, 상부몰드 몰드 세트의 저면도,
도 8은, 도 7의 측면도,
도 9는, 도 7의 상부몰드 몰드 세트에 상부몰드 체이스를 조립하는 상태를 나타낸 정면도,
도 10은, 캐비티로 수지를 충전하는 동작을 나타낸 단면도,
도 11은, 수지 밀봉 상태를 나타낸 부분 단면도,
도 12는, 도 11의 캐비티에 의해 형성되는 성형품의 사시도,
도 13은, 다른 형태를 나타낸 캐비티 부분을 포함하는 소정 영역의 단면도,
도 14는, 플런저 팁의 선단부분을 나타낸 사시도,
도 15는, 플런저 플레이트의 선단 부분을 나타낸 사시도,
도 16은, 다른 방법으로 캐비티에 수지를 충전하는 동작을 나타낸 단면도,
도 17(a)는, 제2 실시형태에 따른 수지 밀봉 장치의 하부몰드의 평면도, (b)는, 그 A-A선 단면도,
도 18(a)는, 제2 실시형태에 따른 수지 밀봉 장치의 상부몰드를 아래쪽에서 바라본 평면도, (b)는 도 17(b)에 대응하는 단면도,
도 19는, 도 17 및 도 18의 B-B선 단면도,
도 20은, 제2 실시형태에 따른 상부금형 세트와 하부금형 세트를 몰드조임 하고, 수지를 충전했을 때의 캐비티 부분의 확대 단면도,
도 21(a)는, 제3 실시형태에 따른 수지 밀봉 장치의 하부몰드의 평면도, (b)는, 그 A-A선 단면도,
도 22(a)는, 제3 실시형태에 따른 수지 밀봉 장치의 상부몰드를 아래쪽에서 바라본 평면도, (b)는, 도 21(b)에 대응하는 단면도,
도 23은, 도 21 및 도 22의 B-B선 단면도로서, 수지 공급 홀더에 수지 재료를 공급하고 있는 상태를 나타내고,
도 24는, 도 23으로부터 수지 공급 홀더를 히터 플레이트에 삽입하고, 스토퍼 플레이트를 이동시켜 수지재료를 낙하시킨 상태를 나타낸 단면도,
도 25는, 도 24로부터 금형을 닫은 상태를 나타낸 단면도,
도 26은, 도 25로부터 셔터를 이동시킨 수지 재료를 포트에 공급한 상태를 나타낸 단면도,
도 27(a)는, 제3 실시형태에 따른 상부금형 세트와 하부금형 세트를 몰드조임하고서 수지를 충전했을 때의 캐비티 부분의 확대단면도, (b)는, 이 캐비티에 의해 형성되는 인서트 성형품의 사시도,
도 28은, 다른 실시형태를 나타낸 캐비티 부분의 확대단면도이다.
<부호의 설명>
1 - - - 하부금형 세트
2 - - - 상부금형 세트
3 - - - 슬라이드 플레이트
4 - - - 실린더 블록
5 - - - 하부몰드 프레임 플레이트
6 - - - 하부몰드 홀더 베이스
7 - - - 하부몰드 캐비티 블록
8 - - - 프레임
9 - - - 베이스 플레이트
10 - - - 슬라이드 가이드
11 - - - 제1 서보모터
11a - - - 풀리
11b - - - 타이밍 벨트
12 - - - 볼 나사
13 - - - 너트
14 - - - 지지 플레이트
15a, 15b - - - 하부몰드 단열 플레이트
16 - - - 피스톤
17 - - - 피스톤 커버
18 - - - 액실
18a - - - 상부 액실
18b - - - 하부 액실
19 - - - 큰 직경부
19a - - - 관통구멍
20 - - - 작은 직경부
20a - - - 관통구멍
21 - - - 개구부
22 - - - 접속 블록
23a, 23b - - - -접속 플레이트
24 - - - 보조 단열 플레이트
25 - - - 연결 바
26 - - - 제2 서보모터
27a, 27b - - - 조인트
28 - - - 슬라이드 샤프트
29 - - - 하부몰드 히터
30 - - - 하부몰드측 온도 저항체
31 - - - 베이스 블록
31a - - - 단부
32 - - - 하부몰드 백 플레이트
33 - - - 하부몰드 스포트 핀
34 - - - 연결 플레이트
35 - - - 하부몰드 연결 핀
36 - - - 위치 결정 핀
37 - - - 하부몰드 세트 블록
38 - - - 상부몰드 클램프 플레이트
39 - - - 사부몰드 프레임 플레이트
39a - - - 암부
40 - - - 상부몰드 체이스
40a - - - 안내 홈
41 - - - 상부몰드 단열 플레이트
42 - - - 상부몰드 히터
43 - - - 상부몰드측 온도 저항체
44 - - - 상부몰드 체이스 스토퍼 블록
45 - - - 상부몰드 체이스 가이드 블록
45a - - - 안내부
46 - - - 상부몰드 캐비티 블록
46a - - - 홈부
47 - - - 수지 공급 블록
48 - - - 게이트
49 - - - 오목부
50 - - - 상부몰드 세트 블록
51 - - - 상부몰드 서포트 핀
52 - - - 이젝터 플레이트
53 - - - 핀 플레이트
54 - - - 슬리브 홀더
54a - - - 돌조
54b - - - 홈부
54c - - - 오목부
54d - - - 연통구멍
54e - - - 홈부
55 - - - 슬리브 블록
55a - - - 돌조
55b - - - 연통구멍
56 - - - 슬리브
56a - - - 개구부
56b - - - 플랜지부
56c - - - 개구단
57 - - - 플런저로드
58 - - - 플런저 팁(압압부재)
58a - - - 환상 홈
59 - - - 포트부
60 - - - 플런저 플레이트(이동부재)
60a - - - 홈부
60b - - - 연결부
61 - - - 플런저로드
62 - - - 등압장치
63 - - - 수지 투입구
64 - - - 브래킷
65 - - - 에어 실린더
66 - - - 사이드 블록
66a - - - 홈부
70 - - - 기판
101 - - - 하부금형 세트
102 - - - 상부금형 세트
103 - - - 하부몰드 스페이서 블록
104 - - - 하부몰드 히터 플레이트
105 - - - 하부몰드 가이드 블록
106 - - - 하부몰드 체이스
107 - - - 승강장치
108 - - - 트랜스퍼 플레이트
109 - - - 등압장치
110 - - - 플런저
111 - - - 플런저 플레이트
112 - - - 레일부
113 - - - 레일 받침부
114 - - - 걸림부
115 - - - 히터
116 - - - 홈부
117 - - - 하부몰드 단판
118 - - - 하부몰드 체이스 본체
119 - - - 하부몰드 클램프 부재
120 - - - 하부몰드 보조 블록
121 - - - 포트부
122 - - - 핸들
123 - - - 리드 프레임
124 - - - 반도체소자
125 - - - 넓은폭부
126 - - - 좁은폭부
127 - - - 걸림 받침부
128 - - - 저면 구성부
129 - - - 방출부
130 - - - 안내 오목부
131 - - - 상부몰드 몰드 베이스
132 - - - 상부몰드 히터 플레이트
133 - - - 상부몰드 가이드 플레이트
134 - - - 상부몰드 체이스
135 - - - 상부몰드 단판
136 - - - 상부몰드 체이스 본체
137 - - - 상부몰드 클램프 부재
138 - - - 오목부
139 - - - 게이트 홈
140 - - - 수지 공급 장치
141 - - - 수지 공급 홀더
142 - - - 셔터
143 - - - 수지 보유지지부
144 - - - 스토퍼 플레이트
145 - - - 사각형 구멍
146 - - - 호퍼
147 - - - 유압장치
148 - - -로드
149 - - - 피스톤
M - - - 수지 재료
이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 첨부도면을 참조해서 설명한다.
( 제1 실시형태)
도 1은, 제1 실시형태에 따른 수지 밀봉 장치를 나타낸다. 이 수지 밀봉 장 치는, 하부금형 세트(1)와, 상부금형 세트(2)를 구비한다.
(1 하부금형 세트(1))
하부금형 세트(1)는, 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 대체로 슬라이드 플레이트(3)의 상부면에 순차적으로, 실린더 블록(4), 하부몰드 프레임 플레이트(5) 및, 하부몰드 홀더 베이스(lower mold holder base; 6)를 적층하고, 하부몰드 홀더 베이스(6)에 하부몰드 캐비티 블록(lower mold cavity block; 7)을 설치한 구조로 되어 있다.
하부금형 세트(1)는, 도 1에 도시된 것과 같이, 슬라이드 플레이트(3)를, 프레임(8) 상에 설치한 베이스 플레이트(9) 상에 올려놓음으로써, 상부금형 세트(2)의 하방위치와 측방위치 사이를 이동할 수 있게 된다. 그리고, 베이스 플레이트(9)의 상부면에는 슬라이드 가이드(10)가 설치되고, 그 슬라이드 가이드(10) 상에 슬라이드 플레이트(3)가 왕복이동할 수 있게 배치되어 있다. 슬라이드 플레이트(3)는, 제1 서보모터(11)를 구동시켜, 풀리(11a) 및 타이밍 벨트(11b)를 매개로 볼 나사(12)가 회전하도록 함으로써, 너트(13)를 매개로 동력이 전달되어, 왕복 이동하도록 되어 있다.
슬라이드 플레이트(3)의 상부면에는, 도 3에 도시된 것과 같이, 지지 플레이트(14)가 설치되어 있다. 지지 플레이트(14)와 실린더 블록(4)과의 사이 및, 실린더 블록(4)과 하부몰드 프레임 플레이트(5)과의 사이에는 하부몰드 단열 플레이트(15a, 15b)가 각각 설치어 있다.
(1-1 실린더 블록(4))
실린더 블록(4)의 상부면에는, 도 3에 도시된 것과 같이, 횡단면 원형의 오목부(4a)가 형성되어 있다. 오목부(4a)에는 피스톤(16)이 승강할 수 있게 수용되어 있다. 또, 오목부(4a)의 상방 개구부는 피스톤 커버(17)로 덮여져 액실(液室; 18)을 형성하도록 되어 있다. 피스톤(16)은, 액실(18)의 내주면을 따라 승강하는 원주 형상의 큰 직경부(19)와, 그의 상부면 중앙부로부터 돌출하는 작은 직경부(20)로 구성되어 있다. 큰 직경부(19)는, 액실(18) 내를 상부 액실(18a)과 하부 액실(18b)로 분할한다. 상부 액실(18a)에는, 오목부(4a)의 대략 중앙부의 벽면에 형성된 관통구멍(20a)을 매개로 액체가 공급 또는 배출된다. 또, 하부 액실(18b)에는, 오목부(4a)의 하단부 벽면에 형성된 관통구멍(19a)을 통해 액체가 공급 또는 배출된다. 이에 따라, 피스톤(16)은 승강 이동을 할 수 있게 된다. 피스톤 커버(17)는, 상단에 플랜지부를 가진 통 모양으로 된 것으로, 중심의 관통구멍에는 상기 피스톤(16)의 작은 직경부(20)가 슬라이드 할 수 있게 관통하고 있다. 오목부(4a)의 상단 개구부 근방의 내주면에는 원주 홈이 형성되어 있다. 원주 홈에는 도시되지 않은 패킹이 설치되어, 상부 액실(18a)로부터 액체가 유출되는 것을 방지하도록 되어 있다.
(1-2 하부몰드 프레임 플레이트(5))
하부몰드 프레임 플레이트(5)에는, 도 3에 도시된 것과 같이, 상하면에 연통하는 평면에서 보아 4각형상의 개구부(21)가 형성되고, 그곳에는 접속 블록(22) 이 승강할 수 있게 배치되어 있다. 접속 블록(22)은, 상하 2매의 접속 플레이트(23a, 23b)로 보조 단열 플레이트(24)를 협지(挾持)함으로써 샌드위치 구조로 된 것이다. 접속 플레이트(23a)에는, 상기 피스톤(16)이 보조 단열 플레이트(24) 및 접속 플레이트(23b)와 함께 도시되지 않은 볼트로 고정되어 일체화되어 있다. 또, 접속 플레이트(23b)의 하부면에는, 도시되지 않은 볼트에 의해 복수의 연결 바(25)가 연결되어 있다. 연결 바(25)는, 실린더 블록(4), 지지 플레이트(14), 슬라이드 플레이트(3)를 관통한다. 복수의 연결 바(25)는 하단부에서 일체화되고, 그곳에는 갈고리 모양의 조인트(27a)가 설치되어 있다. 조인트(27a)에는, 도 1에 도시된 것과 같이, 슬라이드 샤프트(28)의 상단부에 설치된 갈고리 모양의 조인트(27b)가 측방으로부터만 걸어 맞춰진다. 그리고, 조인트(27a, 27b)를 상호 걸어 맞춘 상태에서, 제2 서보모터(26)를 구동하면, 풀리(26a) 및 타이밍 벨트(26b)를 매개로 슬라이드 샤프트(28)가 승강하고, 접속 블록(22)이 승강한다. 한편, 상기 조인트(27a, 27b)는 갈고리 모양에 한하지 않고, 다른 구성으로 할 수도 있다. 요컨대, 조인트(27a, 27b)의 구성은, 슬라이드 플레이트(3)를 수평방향으로 슬라이드 이동시켰을 때, 상부몰드 캐비티 블록(46)에 하부몰드 캐비티 블록(7)이 대향하는 대향 위치에서 연결되고, 비대향 위치에서는 연결이 해제되는 것이면 좋다.
또, 하부몰드 프레임 플레이트(5)는, 도 3에 도시된 것과 같이, 하부몰드 히터(29) 및 하부몰드측 온도 저항체(30)를 내장하고 있다. 하부몰드 히터(29)는, 통전(通電)에 의해 하부몰드 홀더 베이스(6)를 매개로 하부몰드 캐비티 블록(7)을 가열한다. 하부몰드 히터(29)에의 통전 제어는, 하부몰드측 온도 저항체(30)에서 검출되는 온도에 기해 실행되어, 하부몰드 캐비티 블록(7)을 소정 온도로 조정하게 된다.
(1-3 하부몰드 홀더 베이스(6))
하부몰드 홀더 베이스(6)는, 도 2에 도시된 것과 같이, 하부몰드 프레임 플레이트(5)의 상부면에, 사각형의 프레임형상으로 되도록 나사 끼움으로 고정이 되는 4개의 베이스 블록(31)으로 구성되어 있다. 각 베이스 블록(31)의 양단부에는 단차부(31a)가 형성되어, 장변측 베이스 블록(31A)의 양단부가, 단변측 베이스 블록(31B)의 양단부에 협지되도록 함으로써, 전체의 강성이 높여지도록 되어 있다.
하부몰드 캐비티 블록(7)은, 도 3에 도시된 것과 같이, 하부면에 하부몰드 백 플레이트(lower mold back plate; 32)를 일체화시킨 상태에서, 하부몰드 홀더 베이스(6)의 사각형 프레임 내에 승강할 수 있게 배치된다. 하부몰드 백 플레이트(32)의 하부면에는 하부몰드 서포트 핀(33)을 매개로 연결 플레이트(34)가 설치되고, 하부몰드 백 플레이트(32)와 연결 플레이트(34)는 하부몰드 연결 핀(35)에 의해 연결되어 있다. 또, 연결 플레이트(34)의 하부면에는 상기 접속 블록(22)이 도시되지 않은 볼트에 의해 고정되어 있다. 또, 하부몰드 캐비티 블록(7)의 상부면 3개소에는, 도 2에 도시된 것과 같이, 위치 결정 핀(36)이 각각 돌출형성되어, 기판에 형성된 위치 결정 구멍에 걸어 맞춰짐으로써, 기판(70)의 위치가 결정되도록 되어 있다. 그리고, 하부몰드 캐비티 블록(7)의 상부면 3개소에는 하부몰드 세트 블록(37)이 각각 설치되어 있다. 하부몰드 세트 블록(37)은, 뒤에 설명하는 상부금형 세트(2)와의 위치 결정에 이용된다.
(2 상부금형 세트(2))
상부금형 세트(2)는, 도 4 및 도 5A에 도시된 것과 같이, 대략, 상부몰드 클 램프 플레이트(38)의 하면에, 상부몰드 프레임 플레이트(39)를 고정하고, 그곳에 상부몰드 체이스(40)를 떼어낼 수 있게 장착한 것이다. 또, 도 7에 도시된 것과 같이, 상부몰드 클램프 플레이트(38) 및, 상부몰드 프레임 플레이트(39)는, 측면가장자리로부터 크게 절결되어, 양단에 측방으로 돌출하는 암부(arm portion; 39a)이 형성되어 있다.
(2-1 상부몰드 프레임 플레이트(39))
상부몰드 프레임 플레이트(39)는, 상부몰드 단열 플레이트(41)를 매개로 상부몰드 클램프 플레이트(38)에 고정되어 있다. 상부몰드 프레임 플레이트(39)는, 상부몰드 히터(42) 및 상부몰드측 온도 저항체(43)를 내장한다. 여기서는, 3열로 상부몰드 히터(42)가 배치되어, 각 상부몰드 히터(42)의 사이에서 측면으로부터 안쪽의 2개소씩(도합 4개소)에 상부몰드측 온도 저항체(43)가 배치되어 있다.
또, 상부몰드 프레임 플레이트(39)의 하부면에는, 도 7에 도시된 것과 같이, 상부몰드 체이스 스토퍼 블록(44) 및, 상부몰드 체이스 가이드 블록(45)이 고정되어 상부몰드 몰드 세트를 구성하고 있다. 상부몰드 체이스 스토퍼 블록(44)은 상부몰드 프레임 플레이트(39)의 하부면의 1변을 따라 배치되어 있다. 상부몰드 체이스 가이드 블록(45)은, 상부몰드 체이스 스토퍼 블록(44)의 양단부로부터 각각 직각으로 상부몰드 프레임 플레이트(39)의 하부면의 2변을 따라 배치되어 있다. 각 상부몰드 체이스 가이드 블록(45)의 대향면에는, 그 길이 방향을 따라 돌조형태의 안내부(45a)가 형성되어 있다. 안내부(45a)는, 뒤에 설명하는 상부몰드 캐비티 블록(46)을 지지하기 위해 사용된다.
(2-2 상부몰드 체이스(40))
상부몰드 체이스(40)는, 도 5A 및 도 5B에 도시된 것과 같이, 상부몰드 캐비티 블록(46)과 수지 공급 블록(47)을 일체화시킨 구성이다.
(2-2-1 상부몰드 캐비티 블록(46))
상부몰드 캐비티 블록(46)은, 하부면 가장자리로부터 게이트(gate; 48)와, 다음에 평면에서 보아 4각형상의 오목부(49)가 연속해서 형성되어 있다. 게이트(48)는, 사이드 게이트, 필름 게이트 등 여러 가지 형태를 채용할 수가 있다(여기서는, 필름 게이트를 사용하고 있다). 오목부(49)는, 금형을 닫았을 때, 하부몰드 캐비티 블록(7)과 캐비티를 구성한다. 또, 상부몰드 캐비티 블록(46)에는, 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 하부몰드 캐비티 블록(7)에 설치한 하부몰드 세트 블록(37)에 대응해서 상부몰드 세트 블록(50)이 각각 설치되어 있다. 46b는 상부몰드 세트 블록(50)을 위치 결정하기 위한 오목부이다.
상부몰드 캐비티 블록(46)의 상부면에는, 도 5A에 도시된 것과 같이, 상부몰드 서포트 핀(51)과, 이젝터 플레이트(52)와, 이에 일체화된 핀 플레이트(53)가 배치되어 있다. 상부몰드 서포트 핀(51)은, 도 4에 도시된 것과 같이, 상부몰드 캐비티 블록(46)의 대략 중심선에 따른 5개소와, 각 오목부(49)의 4 구석에 대응하는 도합 16개소에 각각 설치되어 있다. 이젝터 플레이트(52)와 핀 플레이트(53)에는 도시되지 않은 이젝터 핀이 보유지지되어 있다. 이젝터 핀은 상부몰드 캐비티 블록(46)을 관통한다. 또, 이젝터 플레이트(52) 및 핀 플레이트(53)는, 도시되지 않은 리턴 핀(return pin)에 의해, 금형을 닫았을 때에 이젝터 핀의 선단면이 오목 부(49)의 표면과 면일치하도록 위로 이동한다. 또, 핀 플레이트(53)는, 도시되지 않은 스프링에 의해 하방 쪽으로 밀어 붙여져 있다. 이에 따라, 금형이 개방했을 때, 스프링의 밀어붙이는 힘으로 핀 플레이트(53)가 아래로 이동하여, 이젝터 핀에 의해 오목부(49) 내의 수지제품을 압출할 수가 있도록 되어 있다.
또, 상부몰드 캐비티 블록(46)의 측면에는, 도 5B에 도시된 것과 같이, 사이드 블록(66)이 고정되어 있다. 사이드 블록(66)은, 그 측면에 형성된 돌조(도시되지 않음)를, 상부몰드 캐비티 블록(46)의 단면에 형성된 홈부(46a)에 끼워 맞춰 높은 정밀도로 위치 결정을 하고서, 도시되지 않은 볼트에 의해 양 부재를 고정한다.
(2-2-2 수지 공급 블록(47))
수지 공급 블록(47)은, 도 4, 도 5A 및 도 5B에 도시된 것과 같이, 슬리브 홀더(54), 슬리브 블록(55), 슬리브(56), 플런저 로드(57), 프런저 팁(tip; 58)을 구비한다.
슬리브 홀더(54)는, 그 측면을 상기 상부몰드 캐비티 블록(46)의 측면에 닿게 한 상태로 고정되어 있다. 상세히는, 도 5B에 도시된 것과 같이, 슬리브 홀더(54)에 형성된 돌조(54a)를, 상부몰드 캐비티 블록(46)의 양단에 고정시킨 사이드 블록(66)에 형성된 홈부(66a)에 끼워 맞춰 고정밀한 위치 결정을 실행하여, 도시되지 않은 볼트로 양 부재를 고정한다. 슬리브 홀더(54)의 측면에는, 상부몰드 캐비티 블록(46)의 각 오목부(49)에 대응하는 위치에 홈 형상의 오목부(54c)가 각각 형성되어 있다. 그리고, 이 오목부(54c)와 상부몰드 캐비티 블록(46)의 측면에 의해 포트부(59)가 구성되어 있다. 그리고, 오목부(54c)를 구성하는 벽면의 중심에 는 연통구멍(54d)이 형성되어, 뒤에 설명하는 슬리브(56)가 끼워 맞춰져 있다. 한편, 슬리브 홀더(54)에는, 분말 고속도 공구강(경도:HRC63 정도)이 사용되고 있다.
포트부(59)에서는 플런저 플레이트(60)가 승강하여, 뒤에 설명되듯이, 강하시에 포트부(59) 내에서 용융된 수지를 캐비티로 압출한다. 플런저 플레이트(60)는, 도 15에 도시된 것과 같이, 폭 치수가 좁은 직방체 형상으로서, 하단면 근방 부분에는 홈부(60a)가 형성되어 있다. 이 홈부(60a)는, 성형시에 발생한 수지 잔재를 회수하기 위한 것이다. 플런저 플레이트(60)가 최상 위치로 이동한 상태에서, 홈부(60a)가 포트부(59)에 연통하는 슬리브(56)의 개구단부(56d)에는 노출되지 않도록 되어 있다.
또, 플런저 플레이트(60)의 상단 연결부(60b)는 플런저 로드(61)에 연결되어 있다. 플런저 로드(61)는 등압장치(62)에 의해 강하(降下)해서, 플런저 플레이트(60)를 눌러 내린다. 플런저 플레이트(60)는 포트부(59) 내의 용융 수지를 캐비티 내로 압출해서 충전한다. 이때, 용융 수지의 충전압(充塡壓)이 미리 설정한 일정한 값으로 된다. 한편, 플런저 플레이트(60)에는, 고속도 공구강(경도:HRC59 정도)이 사용되고 있다. 또, 플런저 플레이트(60)의 표면에는 질화 크롬계 피막이 부착되어 있다. 이에 따라, 포트부(59) 내에서의 플런저 플레이트(60)의 동작을 장기적으로 양호한 것으로 하고, 플런저 팁(plunger tip; 58)의 선단면에 수지 거스러미가 부착되는 것을 방지할 수가 있다. 또, 피막의 종류에 대해서는, 내마모성이 높고, 충분한 경도를 가진 것이면 좋은바, 질화 티탄계, 탄질화 티탄계, 탄화 티탄계, 질화 티탄·알미늄계, 또는 다이어몬드 라이크 카본계 등을 사용할 수 있다.
슬리브 블록(55)은, 슬리브 홀더(54)의 측면에 부착된다. 즉, 상기 캐비티 블록(46)과 고정되는 경우와 마찬가지로, 도 5B에 도시된 것과 같이, 슬리브 블록(55)에 형성된 돌조(55a)를, 슬리브 홀더(54)에 형성된 홈부(54b)에 끼워 맞춰 높은 정밀도로 위치 결정하고서, 도시되지 않은 볼트로 양 부재를 고정한다. 슬리브 블록(55)에는, 상기 슬리브 홀더(54)의 연통구멍(54d)에 연속하는 연통구멍(55b)이 형성되고, 그곳에는 슬리브(56)가 끼워진다. 또, 슬리브 블록(55)의 상부면에는, 각 연통구멍에 연통하는 수지 투입구(63)가 각각 형성되어 있다. 여기서는, 수지 투입구(63)를 매개로 원주상의 수지 타블렛(tablet; M)이 투입되도록 되어 있다. 단, 슬리브(56)의 내주면 형상을 변경함으로써, 직방체 형상의 수지 타블렛을 투입할 수 있게 할 수도 있다. 또, 과립형상(顆粒形狀)으로 할 수도 있다.
슬리브(56)는, 원통형상으로, 상기 슬리브 홀더(54) 및 상기 슬리브 블록(55)의 연통구멍(54d, 55b)에 끼워진다. 슬리브(56)에는, 상기 연통구멍(54d, 55b)에 끼워진 상태에서, 수지 투입구(63)에 연통하는 개구부(56a)가 형성되어 있다. 또, 개구부(56a)에 인접해서 플랜지부(56b)가 형성되어 있다. 플랜지부(56b)는 상하가 절단되어, 슬리브 홀더(54)의 연통구멍(54d)과 끼워질 때, 이 연통구멍(54d)의 개구부분에 형성된 홈부(54e)에 위치 결정되어, 개구부(56a)와 수지 투입구(63)와의 위치맞춤이 될 수 있도록 되어 있다. 한편, 슬리브(56)에는, 분말 고속도 공구강(경도:HRC68 정도)이 사용되고 있다.
플런저 로드(57)는, 상부금형 세트(2)의 측방에 설치된 브래킷(64)에 부착된 에어 실린더(65)에 의해 수평방향으로 왕복 이동할 수가 있다.
플런저 팁(58)은, 도 14에 도시된 것과 같이, 원주상으로서, 플런저 로드(57)의 선단에 고정되어, 상기 슬리브(56)의 내주면을 따라 왕복 이동할 수 있도록 되어 있다. 플런저 팁(58)의 선단부 근방의 외주면에는, 상기 플런저 플레이트(60)의 홈부와 마찬가지 작용(수지 잔재의 회수)을 하는 환상 홈(58a)이 형성되어 있다. 여기서는, 플런저 팁(58)에 초경(경도:HRC74 정도)의 것이 사용되고 있다. 또, 플런저 팁(58)의 표면에 질화 크롬계 피막이 부착되어 있다. 이에 따라, 슬리브(56) 내에서의 플런저 팁(58)의 동작을 장기적으로 양호한 것으로 할 수가 있다. 한편, 피막의 종류에 대해서는, 내마모성이 높고, 충분한 경도를 가진 것이라면 좋은바, 질화 티탄계, 탄질화 티탄계, 탄화 티탄계, 질화 티탄·알미늄계, 또는, 다이어몬드 라이크 카본계 등을 사용할 수 있다.
한편, 상기 에어 실린더(65)에 대신해서 서보모터에 의해 왕복 이동시키도록 하면, 플런저 팁(58)의 이동속도를 조정할 수가 있기 때문에, 수지의 종류(예컨대, 용융 온도, 열경화 속도의 차이)에 대응한 적절한 속도로 포트부(59) 내에 수지를 공급해서 용융시킬 수가 있게 된다. 또, 서보모터에 의해, 플런저 팁(58)의 선단면을 플런저 플레이트(60)의 선단측 면에 닿게 할 때, 토크 제한(torque limitation)을 마련해 놓으면, 플런저 플레이트(60)의 동작을 방해하도록 하는 압력이 작용하는 것을 방지할 수가 있다.
그런데, 상기 상부금형 세트(2)는, 다음과 같이 해서 조립한다.
즉, 상기 상부몰드 클램프 플레이트(38)에 상부몰드 단열 플레이트(41)를 개재시켜 상부몰드 프레임 플레이트(39)를 고정하고, 다시 상부몰드 체이스 스토퍼 블록(44) 및 상부몰드 체이스 가이드 블록(45)을 고정한다. 그리고, 도 9에 도시된 것과 같이, 상부몰드 체이스 가이드 블록(45) 사이에 형성되는 공간에 측방으로부터 상부몰드 체이스(40)를 삽입한다. 상부몰드 체이스(40)는 상부몰드 체이스 가이드 블록(45)에 형성된 안내부(45a)에 의해 안내 홈(40a)을 안내하면서, 스무스하게 수평이동시킬 수가 있다. 수평이동시켜 소정 위치에 위치 결정이 되면, 나사 끼움 등에 의해 상부몰드 체이스(40)를 고정한다.
한편, 상기 슬리브(56), 슬리브 홀더(54), 플런저 팁(58) 및 플런저 플레이트(60)에 고경도의 재료를 선정한 것은, 내마모성을 향상시키기 위한 것으로, 고경도인 것이라면 앞에서 설명한 재료로 한정되는 것은 아니다.
또, 슬리브 홀더(54)를 열전도율이 낮은 재료로 구성하거나, 슬리브 홀더(54)를, 단열재를 구비한 샌드위치 구조로 하거나 할 수도 있다. 이 구조에 의해, 슬리브(56) 내에서의 수지 재료에 부여되는 열 영향을 억제할 수가 있다. 구체적으로, 캐비티와 포트부(59) 사이에 약 20℃의 온도차가 나도록 하는 것이 가능하다. 즉, 용융 수지가 캐비티 내에 충전시키기 전에 열경화를 개시하는 것을 저지하여, 게이트에 수지가 끼거나 미충전 등의 성형불량이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수가 있다.
그리고, 캐비티 블록(46)과 슬리브 홀더(54)에 직접 히터를 설치하도록 하면, 한층 더 치밀한 온도 제어가 가능해진다.
(동작)
다음에는, 상기 구성으로 된 수지 밀봉 장치의 동작에 대해, 도 1 ~ 도 9를 참조해서 설명한다.
미리 상부몰드 히터(42)와 하부몰드 히터(29)에 통전을 함으로써, 상부몰드 캐비티 블록(46)과 하부몰드 캐비티 블록(7)을 소정 온도로 가열한다. 그리고, 제2 서보모터(26)를 구동해서 상부금형 세트(2)에 대해 하부금형 세트(1)를 아래로 이동시켜 금형을 개방한다. 계속해서, 제1 서보모터(11)를 구동함으로써, 하부금형 세트(1)를 상부금형 세트(2)의 바로 밑 위치로부터 앞쪽(도 1 중, 오른쪽)으로 이동시킨다(이때, 도시되지 않은 크리닝 장치에 의해 상부금형 세트(2; 주로 성형면)를 크리닝하여도 좋다). 그리고, 도시되지 않은 인로더 유닛(inloader unit) 등에 의해 반도체소자를 실장시킨 기판(70)을 공급해서, 하부몰드 캐비티 블록(7)의 상부면에 세트한다. 이때, 기판(70)의 위치 결정 구멍을 하부몰드 캐비티 블록(7)의 위치 결정 핀(36)에 걸어 맞춰지게 한다. 이에 따라, 기판(70)을 정확하게 위치 결정할 수가 있다.
기판(70)이 세트되고, 제1 서보모터(11)를 역전 구동하고, 하부금형 세트(1)를 상부금형 세트(2)의 바로 밑 위치까지 이동시킨다. 그리고, 제2 서보모터(26)를 역전 구동함으로써, 연결 바(25)를 매개로 하부몰드 캐비티 블록(7)을 위로 이동시킨다. 계속해서, 하부 액실(18b)에 액체를 공급함과 더불어, 상부 액실(18a)로부터 액체를 배출함으로써, 소정 압력으로 피스톤(16)을 상승시켜 몰드조임을 실행한다. 이에 의해, 기판(70)은, 하부몰드 캐비티 블록(7)과 상부몰드 캐비티 블록(46) 사이에 협지되게 된다.
다음에, 도 10(a) ~ (d)에 도시된 것과 같이, 도시되지 않은 수지 재료 공급 유닛 등에 의해, 수지 공급 블록(47)의 슬리브 블록(55)에 형성된 수지 투입구(63)를 거쳐 수지 타블렛을 공급한다(이 경우, 공급하는 수지 타블렛은 일반적으로 시판되고 있는 원주상인 것을 사용할 수가 있다). 공급된 수지 타블렛은 슬리브(56) 내에 위치한다. 그리고, 에어 실린더(65)를 구동하고, 플런저 로드(57)를 수평이동시켜, 그 선단에 설치한 플런저 팁(58)에 의해 수지 타블렛을 압압한다. 압압된 수지 타블렛은 슬리브(56) 내를 이동하여 포트부(59)에 이른다.
슬리브(56) 내부와, 계속해서 포트부(59) 내부가, 히터에 의해 충분히 가열되어 있기 때문에, 수지 타블렛은 용융을 개시하게 된다. 용융 수지는, 플런저 팁(58)에 압압되어 포트부(59)를 채운다. 프런저 팁(58)은, 선단면의 일부가 플런저 플레이트(60)의 선단측 면에 닿은 시점에서 이동을 정지하게 된다.
계속해서, 등압장치(62)를 구동함으로써, 플런저 로드(61)를 매개로 플런저 플레이트(60)를 강하시킨다. 이 경우, 상기 플런저 팁(58)의 선단면이, 플런저 플레이트(60)의 측면에 대해 정확히 위치 결정되어 있다. 이 때문에, 플런저 팁(58)의 선단면에 수지가 잔류하는 일이 없이 모두 눌러져 내려가게 된다. 그리고, 포트부(59) 내의 용융 수지가 게이트(48)를 거쳐 캐비티 내에도 충전된다. 플런저 플레이트(60)는, 그 선단면이 게이트의 깊이보다도 높은 소정 위치까지 강하한 시점에서 정지시킨다. 그리고, 용융 수지를 열경화시켜 수지성형품을 얻는다.
그 후, 플런저 플레이트(60)를 조금 상승시키고, 열경화해서 부착한 수지를 떼어 놓는다. 그리고, 상부 액실(18a)에 액체를 공급함과 더불어 하부 액실(18b)로부터 액체를 배출해서 하부금형 세트(1)를 강하시켜, 금형을 개방한다. 성형품은 상부몰드 캐비티 블록(46)의 오목부(49)에 보유지지되도록 하여도, 스프링에 의해 밀어 붙여진 도시되지 않은 이젝터 핀에 의해 밑으로 밀려지기 때문에, 확실하게 하부몰드 캐비티 블록(7)의 상부면으로 배출된다. 계속해서, 도시되지 않은 언로더 유닛(unloader unit) 등으로 성형품을 보유지지하고서, 외부로 반출한다. 이때, 필요에 따라, 등압장치(62)를 구동시켜 플런저 플레이트(60)를 위로 이동시킴으로써, 그 선단부분에 형성된 홈부(60a)를 청소하거나, 에어 실린더(64)를 구동시켜 플런저 팁(58)을 후퇴시킴으로써, 그 선단부분에 형성된 홈부(58a)를 청소하거나 하는 것이 바람직하다. 한편, 청소에 의해 제거된 수지 잔재는, 도시되지 않은 크리닝 장치로 회수한다.
한편, 금형의 표면을 청소 등을 할 필요가 생긴 경우에는, 제1 서보모터(11)를 구동함으로써, 볼 나사(12)를 매개로 상부금형 세트(2)를 슬라이드 가이드(10)를 따라 수평방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 하부금형 세트(1)를 상부금형 세트(2)의 하방위치로부터 측방으로 이동시킬 수가 있기 때문에, 청소 등을 용이하게 실행할 수가 있게 된다.
또, 캐비티 형상의 다른 성형을 실행하는 경우, 상부몰드 체이스(40)를 떼어내고, 대응하는 캐비티를 형성하기 위한 오목부를 형성된 상부몰드 캐비티 블록(46)을 구비한 상부몰드 체이스(40)와 바꿔주면 된다. 이에 따라, 상부몰드 체이스(40) 이외의 구성부재를 공용할 수가 있어, 여러 가지 성형품의 가공을 상부몰드 체이스(40)만 교환하면 되어 염가로 대처할 수가 있다. 더구나, 상부몰드 체이스(40)의 교환은, 상부몰드 체이스 가이드 블록(45) 사이에 형성되는 공간에 측방 으로부터 삽입하고, 안내 홈을 안내부로 안내해서 슬라이드 시키기만 하면 되기 때문에, 신속히 대응할 수가 있다.
한편, 상기 실시형태에서는, 플런저 팁(58)의 전진위치는, 그 선단면의 일부가 플런저 플레이트(60)의 측면에 닿는 위치(제1 전진위치)로 하였으나, 도 16(a)에 도시된 것과 같이, 1 ~ 2 mm 앞의 위치(제2 전진위치)에서 정지시키도록 하여도 좋다. 이 경우, 플런저 플레이트(60)의 측면은, 플러 팁(58)의 선단면의 일부가 닿도록 강하시킬 필요는 없다.
그리고, 플런저 팁(58)의 선단면에 경화수지를 부착시켜, 2번째 이후의 성형에서는, 경화수지의 선단면으로 수지재료를 압압해서 포트부(59)로 공급하도록 하면 된다. 이에 의하면, 플런저 팁(58)의 선단면에 플런저 플레이트(60)의 측면이 슬라이드 접촉하는 일이 없어, 양 부재 사이의 마모에 의한 손상을 방지할 수가 있기 때문에, 장기에 걸쳐 양호한 상태를 유지할 수가 있게 된다. 이와 같이, 플런저 팁(58)의 선단면에 경화수지를 부착시키는 구성으로는, 플런저 팁(58)의 선단면에 요철형상을 형성하거나, 언더 컷으로 된 오목부나 절결부 등을 형성하거나 함으로써 경화수지의 부착강도를 높이도록 하여도 좋다.
또, 플런저 팁(58)의 선단면에 부착시키는 경화수지는, 1회의 성형이 종료할 때마다, 플런저 플레이트(60)에 의해 벗겨주는 것도 가능하다. 즉, 플런저 팁(58)의 선단면에 코팅을 실시하거나, 경면가공하거나 함으로써, 부착된 경화수지를 용이하게 벗길 수 있도록 하면 좋다. 그리고, 플런저 팁(58)을, 도 16(b)에 도시된 것과 같이, 제2 전진위치로부터 제1 전진위치로 전진시켜, 플런저 플레이트(60)를 강하시킴으로써, 부착된 경화수지를 제거하도록 하면 된다. 이 경우, 금형을 벌려, 크리닝 장치(도시되지 않음)에 의해 제거된 경화수지를 회수하면 된다.
또, 상기 제1 실시형태에서는, 상부몰드에, 게이트(48)와, 캐비티를 구성하는 오목부(49)를 형성하고, 상부몰드에 설치한 포트부(59)로부터 수지를 충전하도록 하였으나, 도 13에 도시된 것과 같이, 이들을 하부몰드에 설치되도록 하여도 좋다.
(제2 실시형태)
도 17 내지 도 20은, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 수지 밀봉 장치를 나타낸다. 이 수지 밀봉 장치는, 본 발명의 제2 금형에 상당하는 하부몰드 체이스(106)를 가진 하부금형 세트(101)와, 제1 금형에 상당하는 상부몰드 체이스(134)를 가진 상부금형 세트(102)를 구비하도록 되어 있다.
하부금형 세트(101)는, 도 17에 도시된 것과 같이, 대체로 하부몰드 스페이서 블록(spacer block; 103) 상에 하부몰드 히터 플레이트(104)를 설치하고, 그 위에 고정시킨 하부몰드 가이드 블록(105)에 하부몰드 체이스(106)를 착탈시킬 수 있도록 한 구성이다.
하부몰드 스페이서 블록(103)의 사이에는, 승강장치(107)에 의해 승강하는 트랜스퍼 플레이트(108)가 설치되어 있다. 트랜스퍼 플레이트(108)의 상부면에는 등압장치(109)가 설치되어, 플런저(110)를 매개로 플런저 플레이트(111)를 승강시킬 수 있도록 되어 있다.
승강장치(107)에는, 전동모터, 유압실린더 등이 사용될 수 있다. 트랜스퍼 플레이트(108)의 상부면에는, 단면 대략 T자 형상의 레일부(112)가 형성되어 있다. 등압장치(109)에는, 상기 레일부(112)가 계탈(係脫)되는 레일 받침부(113)가 형성되어 있다. 이에 의해, 트랜스퍼 플레이트(108)의 측방으로부터 등압장치(109)를 수평이동시키면서 트랜스퍼 플레이트(108)에 올려놓으면, 레일 받침부(113)에 레일부(112)가 걸어 맞춰져, 트랜스퍼 플레이트(108)에 대해 등압장치(109)를 정확히 위치 결정할 수가 있게 된다. 등압장치(109)에는, 복수의 플런저(110)가 승강할 수 있게 설치되어 있다. 각 플런저(110)는, 상단부에 대략 T자 형상의 걸림부(114)가 돌출해서 형성되어 있다. 또, 각 플런저(110)는, 내장하는 스프링(도시되지 않음)에 의해 위쪽으로 향해 밀어 붙여져, 걸림부(114)가 소정 위치에서 정렬되도록 되어 있다.
하부몰드 히터 플레이트(104)에는 히터(115)가 내장되어 있다. 히터(115)는, 도시되지 않은 전원으로부터 공급되는 전력에 의해 발열하여 하부몰드 체이스(106)를 가열한다.
하부몰드 가이드 블록(105)은, 하부몰드 히터 플레이트(104)의 상부면에 고정되고, 측방으로부터 하부몰드 체이스(106)를 착탈할 수 있도록 되어 있다. 하부몰드 가이드 블록(106)의 대향면에는 홈부(116)가 형성되어, 뒤에 설명하는 하부몰드 보조 블록(120)의 양측 측면가장자리를 안내하게 된다.
하부몰드 체이스(106)는, 하부몰드 단판(117)과, 하부몰드 가이드 블록(105) 사이에 삽입되는 하부몰드 체이스 본체(118)를 구비한다. 하부몰드 체이스 본체(118)는 4각형상의 개구부를 갖추되, 거기에는 하부몰드 클램프 부재(119)와 하 부몰드 보조 블록(120)이 설치되어 있다. 그리고, 하부몰드 체이스 본체(118)와 하부몰드 클램프 부재(119)에 의해 포트부(121)를 형성하고, 하부몰드 보조 블록(120)에 의해 포트부(121)에 설치된 플런저 플레이트(111)가 아래쪽으로 탈락하는 것을 방지한다.
하부몰드 단판(117)에는, 하부몰드 체이스(106)를 하부몰드 가이드 블록(105)에 착탈시킬 때에 파지하기 위한 손잡이(122)가 설치되어 있다. 하부몰드 클램프 부재(119)에는, 올려지는 리드 프레임(123)을 위치 결정하기 위한 위치 결정 핀(도시되지 않음)이 설치되어 있다. 리드 프레임(123)에는 매트릭스 형상으로 반도체소자(124)가 실장되어 있다. 포트부(121)는, 상기 하부몰드 클램프 부재(119)에 올려지는 리드 프레임(123)의 점유영역 내로 개구(開口)되어 있다.
포트부(121)의 저면은 플런저 플레이트(111)의 상단면에 의해 구성되어 있다. 플런저 플레이트(111)는 판상(板狀)으로서, 넓은폭부(125), 좁은폭부(126) 및 걸림 받침부(127)을 구비하도록 되어 있다.
넓은폭부(125)에는, 그 상단면으로부터 소정 범위에 저면 구성부(128)가 형성되어 있다. 저면 구성부(128)는, 포트부(121)의 내면에 대략 간극 없이 설치되어, 그 상단면이 포트부(121)의 저면을 구성한다. 넓은폭부(125)의 저면 구성부(128)를 제외한 부분은 약간의 두께 및 폭 치수를 줄인 방출부(escape portion; 129)로 되어 있다. 이에 따라, 포트부(121)에서의 안내를 저면 구성부(128) 만으로 실행할 수가 있어, 스무스한 삽입 및 왕복이동이 가능해진다. 또, 뒤에 설명하는 수지 밀봉 시에, 포트부(121)의 내면과 저면 구성부(128)의 외면 사이로부터, 포트 부(121)의 용융 수지가 유입되더라도, 방출부(129)에 도달해, 플런저 플레이트(111)의 승강에 방해가 되지 않는다. 또, 방출부(129)에 이른 용융 수지가 고화되어도, 역으로, 이 고화된 수지가 플런저 플레이트(111)의 스무스한 동작을 가능하게 한다.
좁은폭부(126)는, 넓은폭부(125)로부터 만곡면을 매개로 연속해서, 하부몰드 보조 블록(120)에 형성된 안내 오목부(130)에 승강할 수 있게 설치되어 있다.
걸림 받침부(127)는, 단면 대략 ㄷ자 형상으로 형성되어 있어서, 상기 플런저(110)의 걸림부(114)가 측방으로부터 계탈(係脫)되도록 되어 있다.
하부몰드 보조 블록(120)은, 상기 각 플런저 플레이트(111)에 대응해서 연통구멍이 형성되고, 연통구멍의 상방 측은 플런저 플레이트(111)가 슬라이드 하는 안내 오목부(130)로 되어 있다. 안내 오목부(130)에 의해 형성되는 안내 받침면(130a)에, 좁은폭부(126)의 하단면 가장자리부가 닿아, 플런저 플레이트(111)의 아래쪽으로의 이동이 규제되도록 되어 있다.
상부금형 세트(102)는, 도 18에 도시된 것과 같이, 상부몰드 몰드 베이스(131)의 하부면에 상부몰드 히터 플레이트(132)를 매개로 상부몰드 가이드 플레이트(133)가 고정되고, 측방으로부터 상부몰드 체이스(134)를 착탈할 수 있도록 된 것이다.
상부몰드 히터 플레이트(132) 및 상부몰드 가이드 플레이트(133)는, 상기 하부몰드 히터 플레이트(104) 및 상기 하부몰드 가이드 블록(105)과 대체로 마찬가지 구조로 되어 있다.
상부몰드 체이스(134)는, 상기 하부몰드 체이스(106)와 마찬가지로, 상부몰드 단판(135) 및 상부몰드 체이스 본체(136)을 대략 T자 형상으로 하고, 상부몰드 체이스 본체(136)의 4각형상 개구부 내에 상부몰드 클램프 부재(137)를 설치한 구조로 되어 있다.
상부몰드 클램프 부재(137)에는, 몰드조임 했을 때, 리드 프레임(123)과의 사이에 캐비티를 구성하는 오목부(138)와, 이 오목부(138)에 수지를 충전하기 위해, 리드 프레임(123)으로 게이트를 구성하는 게이트 홈(139)이 형성되어 있다. 오목부(138)는, 평면에서 보아 사각형상으로서, 리드 프레임(123)에 실장된 복수의 반도체소자(124)를 모두 덮어주도록 형성되어 있다. 게이트 홈(139)은, 오목부(138)의 1변에 연속하는 이른바 필름 게이트로 구성되어 있다. 따라서, 오목부(138) 내로 용융 수지를 유입시키는 것이 넓은 범위에 걸쳐 스무스하게 실행될 수 있게 된다.
다음에는, 상기와 같이 구성된 수지 밀봉 장치의 동작에 대해 설명한다.
먼저, 하부몰드 체이스(106)에 리드 프레임(123)을 공급하고, 이 리드 프레임(123)을 하부몰드 체이스(106)에 설치한 위치 결정 핀(도시되지 않음)에 의해 위치 결정되도록 한다. 또, 포트부(121)에 수지 재료(M)를 공급한다. 수지 재료(M)는, 수지 밀봉 장치와는 별도의 장치로 분말 수지, 과립 수지를 고형화한, 포트부(121)와 대략 같은 형상의 직방체이다. 단, 길이방향으로 복수로 분할시킨 사이즈로 구성되거나, 고형화하지 않고 분말형상 또는 과립형상 그대로 공급하거나 할 수도 있다.
계속해서, 하부금형 세트(101)를 상승시켜 금형을 닫고 가압함으로써 몰드조임을 한다. 이 경우의 급형 체결력은, 캐비티, 포트부(121) 및 게이트 부분으로부터 수지가 누설되는 것을 방지할 수 있을 정도이면 된다. 따라서, 종래의 컬(cull)을 구비한 것에 비해 큰 금형 체결력은 필요로 하지 않는다. 한편, 미리 히터(115)에 통전을 해놓아, 상부몰드 체이스(134) 및 하부몰드 체이스(106)는 가열되도록 되어 있다. 이에 따라, 포트부(121) 내로 공급한 수지 재료(M)가 가열되고, 용융이 개시된다.
여기서, 승강장치(107)를 구동하고, 트랜스퍼 플레이트(108), 등압장치(109) 및 플런저(110)를 매개로 플런저 플레이트(111)를 상승시킨다. 이에 따라, 포트부(121) 내의 수지가, 상부몰드 클램프 부재(137)에 밀어 붙여져 완전히 용융이 되어, 리드 프레임(123)의 개구를 거쳐 상부몰드 체이스(134)의 게이트를 유동(流動)해서, 캐비티 내에 충전된다(도 20 참조). 다음에, 용융 수지를 다시 가압해서 가열함으로써 열경화시킨다. 그 후, 하부금형 세트(101)를 강하시켜 몰드를 개방한다. 이때, 도시되지 않은 이젝터 핀에 의해 캐비티 부분의 수지를 압압함으로써, 상부몰드 체이스(134)로부터 성형품을 이형(離型)시킨다.
이와 같이 해서 형성된 인서트 성형품에서는, 캐비티 이외에서 고화되는 수지가, 포트부(121) 및 게이트 내에서 고화되는 극히 근소한 부분뿐이다. 더구나, 리드 프레임(123)에 형성되어, 리드 프레임(123)으로부터 비어져 나오는 일이 없게 된다. 따라서, 불필요한 수지를 제거하는 특별한 공정을 필요로 하는 일 없이, 다음의 절단공정으로 이행할 수가 있다.
(제3 실시형태)
도 21 내지 도 27은, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 수지 밀봉 장치를 나타낸다. 이 수지 밀봉 장치에서는, 기본적으로 상기 제2 실시예에 따른 것과는 상하가 역으로 되어 있다는 점에서 다르다. 이 때문에, 상부금형 세트(102)에는, 수지 공급장치(140)가 설치되어 있다. 단, 게이트(게이트 홈(139)) 및 캐비티(오목부(138))는, 상기 제2 실시예와 마찬가지로, 상부몰드 체이스(134)에 형성되어 있다.
수지 공급장치(140)는, 도 23에 도시된 것과 같이, 수지 공급 홀더(141) 및 셔터(142)를 구비한다.
또, 상기 수지 공급 홀더(141)는, 포트부(121)에 공급하는 수지 재료(M)를 일시적으로 보유지지하기 위한 수지 보유지지부(143)가 형성되고, 스토퍼 플레이트(144)를 구비한다. 스토퍼 플레이트(144)는 단면 대략 L자 형의 평판형상으로서, 수지 공급 홀더(141)의 하부면에 닿고, 단면(端面)에서는 소정 간격으로 인접하도록 되어 있다. 또, 스토퍼 플레이트(144)에는 사각형 구멍(145)이 형성되어 있다. 수지 공급 홀더(141)에 대해 스토퍼 플레이트(144)를 슬라이드 시켜 사각형 구멍(145)을 이동시키면, 수지 재료(M)를 수지 보유지지부(143)에 보유지지하거나 또는, 사각형 구멍(145)을 거쳐 아래로 낙하시키거나 할 수가 있다. 그리고, 수지 공급 홀더(141)는, 스토퍼 플레이트(144)를 조립한 상태로, 상부몰드 히터 플레이트(132)에 인출할 수 있게 부착된다.
상기 수지 공급장치(140)에는, 도 23에 도시된 것과 같이, 수지 공급 홀 더(141) 및 스토퍼 플레이트(144)를 상부몰드 히터 플레이트(132)로부터 인출한 상태에서 수지 재료(M)를 공급해서 보유지지되도록 할 수가 있다. 여기서는, 호퍼(146)를 사용해서 분말형상 또는 과립형상의 수지 재료(M)를 공급하는 예가 나타내어져 있다. 단, 수지 재료(M)는, 제2 실시예와 마찬가지로, 분말 수지 또는 과립 수지를 수지 밀봉 장치와는 별도의 장치로 고형화해서 직방체로 한 것도 사용될 수 있다.
수지 보유지지부(143)에 수지 재료(M)를 보유시키고, 상부몰드 히터 플레이트(132) 내에 수지 공급 홀더(141) 및 스토퍼 플레이트(144)를 삽입한 후, 스토퍼 플레이트(144)를 이동시키면, 보유된 수지 재료(M)를 공급할 수가 있다.
셔터(142)는, 수지 공급 홀더(141)로부터 공급된 수지 재료(M)를 일시적으로 보유하기 위한 것으로, 상부몰드 체이스(134)에 삽입되어, 삽입 위치에 따라 수지 공급 통로를 개폐하게 된다.
또, 하부몰드 클램프 부재(119)는, 유압장치(147)를 구동해서 로드(148)를 매개로 피스톤(149)을 승강시켜줌으로써, 리드 프레임(123)을 협지할 수가 있다.
다음에는, 상기 수지 밀봉 장치의 동작에 대해 설명한다.
금형을 개방한 상태에서, 리드 프레임(123)을 공급하고, 위치 결정을 한다. 또, 도 23에 도시된 것과 같이, 수지 공급 홀더(141)를 상부몰드 히터 플레이트(132)로부터 인출해서, 수지 보유지지부(143)에 수지 재료(M)를 공급하고, 다시 상부몰드 히터 플레이트(132) 내에다 수용한다. 그리고, 도 24에 도시된 것과 같이, 스토퍼 플레이트(144)를 슬라이드 시켜 사각형 구멍(145)을 통해 수지 재료(M) 를 낙하시켜, 셔터(142)에 의해 보유지지해 놓는다. 또, 도 25에 도시된 것과 같이, 도시되지 않은 구동기구에 의해 하부금형 세트(101)를 상승시켜 금형을 닫고, 플런저 플레이트(111)를 밑으로 내린다.
계속해서, 도 26에 도시된 것과 같이, 셔터(142)를 이동시키고, 다시 플런저 플레이트(111)를 밑으로 내림으로써, 수지 재료(M)를 포트부(121) 내에 공급하고, 또 수지 재료(M)를 리드 프레임(123)에다 압접한다. 이때, 수지 재료(M)는 완전히 용융상태로 되어, 게이트를 거쳐 캐비티 내로 충전된다(도 27(a) 참조).
수지가 충전된 후에는, 상기 실시형태와 마찬가지로 해서 금형으로부터 인서트 성형품(도 27(b) 참조)을 끄집어내고, 반도체소자(124) 마다 반도체장치가 얻어지도록 매트릭스 형상으로 절단한다.
한편, 상기 실시형태에서는, 금속제의 리드 프레임(123)을 인서트 형성하도록 하였으나, 배선 패턴을 형성하고, 반도체소자(124)를 실장한 수지제 기판(BGA용 기판) 등을 인서트 성형하는 경우에도 채용할 수 있고, 또 앞에서 설명한 것과 같이, 유압장치(147)에 의해 하부몰드 클램프 부재(119)를 구동시키도록 하면, 수지제 기판의 두께 오차를 억제할 수가 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 포트부(121)를 캐비티로 되는 오목부(138)의 장변을 따라 형성하였으나, 단변(短邊)을 따라 형성할 수도 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 상부몰드에 게이트 및 캐비티를 형성하고, 하부몰드에 형성한 포트부(121)로부터 리드 프레임(123)에 형성된 개구를 통해 수지를 충전하도록 하였으나, 도 28에 도시된 것과 같이, 하부몰드에 포트부(121), 게이트 및 캐비티를 형성하도록 하여도 좋다.
Claims (11)
- 제1 금형과, 상기 제1 금형에 대해 접촉과 분리가 가능한 제2 금형을 갖추고서, 상기 제1 금형과 제2 금형에 의해 형성되는 평면에서 보아 4각형상의 캐비티 내에, 포트부에서 용융시킨 수지를 게이트를 거쳐 충전함으로써, 상기 제1 금형과 제2 금형 내에 설치된 인서트 성형의 대상부재에 탑재되는 전자부품을 수지 밀봉 성형하도록 된 수지 밀봉 장치로서,상기 포트부는, 상기 제1 금형 및 제2 금형 내에 설치되는 상기 인서트 성형의 대상부재의 점유영역으로 개구(開口)되고, 또, 상기 캐비티의 일변에 소정 간격으로 위치하는 장변을 구비한 4각형상의 오목부로 되어 있고,상기 오목부는 상기 제1 금형 또는 제2 금형의 어느 한쪽에 설치되고, 상기 오목부의 저면은 개구를 향해 이동할 수 있는 이동부재의 일부로 구성되고,상기 게이트는, 상기 캐비티의 1변과 상기 포트부의 장변을 연결하는 구성으로 된 것을 특징으로 하는 수지 밀봉 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 포트부가 형성되는 금형에, 상기 포트부에 연통하는 통로가 형성되고,상기 통로 내로 공급된 수지재료를 가열하는 히터를 구비하고,상기 통로에는, 상기 통로 내로 공급된 후, 상기 히터에 의해 용융을 시작한 수지재료를 압압해서 상기 포트부 내에 공급하는 압압부재가 설치된 것을 특징으로 하는 수지 밀봉 장치.
- 제1 금형과, 상기 제1 금형에 대해 접촉과 분리가 가능한 제2 금형을 갖추고서, 상기 제1 금형과 제2 금형에 의해 형성되는 캐비티 내에, 포트부에서 용융시킨 수지를 게이트를 거쳐 충전함으로써, 상기 제1 금형과 제2 금형 내에 설치한 인서트 성형의 대상부재에 탑재되는 전자부품을 수지 밀봉 성형하도록 된 수지 밀봉 장치로서,상기 포트부는, 상기 제1 금형 및 제2 금형 내에 설치되는 상기 인서트 성형의 대상부재의 점유영역으로 개구(開口)되고, 또, 상기 캐비티의 일변에 소정 간격으로 위치하는 장변을 구비한 4각형상의 오목부로 되어 있고,상기 오목부는 상기 제1 금형 또는 제2 금형의 어느 한쪽에 설치되고, 상기 오목부의 저면이 개구를 향해 이동할 수 있는 이동부재의 일부로 구성되고,상기 포트부가 형성되는 금형에, 상기 포트부로 연통하는 통로가 형성되고,상기 통로 내로 공급된 수지재료를 가열하는 히터를 구비하고,상기 통로에는, 상기 통로 내로 공급된 후, 상기 히터에 의해 용융을 시작한 수지재료를 압압해서 상기 포트부 내에 공급하는 압압부재가 설치된 것을 특징으로 하는 수지 밀봉 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포트부가, 상기 제1 금형과 제2 금형 내에 설치되는 기판에 대향해서 설치된 것을 특징으로 하는 수지 밀봉 장치.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 압압부재는, 수지 재료를 압압하는 압압면이, 상기 이동부재에 닿기에 앞서 정지되도록 되어 있는 수지 밀봉 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동부재는, 상기 포트부의 내면과의 슬라이드 접촉면에 홈부를 구비한 것을 특징으로 하는 수지 밀봉 장치.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 압압부재는, 상기 통로의 내면과의 슬라이드 접촉면에 홈부를 구비한 것을 특징으로 하는 수지 밀봉 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포트부가 형성되는 금형은,수지재료가 공급되는 수지 재료 공급 블록 및, 상기 캐비티의 일부를 구성하는 오목부가 형성된 캐비티 블록으로 이루어진 체이스와,상기 체이스가 착탈되는 프레임 플레이트를 구비한 것임을 특징으로 하는 수지 밀봉 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동부재는, 상기 오목부의 저면, 또는 상기 포트부의 내면과의 접접면의 적어도 어느 한쪽에 피막처리가 실시된 것을 특징으로 하는 수지 밀봉 장치.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 압압부재는, 수지재료를 압압하는 면, 또는 상기 통로를 구성하는 내면과의 슬라이드 접촉면의 적어도 어느 한쪽에 피막 처리가 실시된 것을 특징으로 하는 수지 밀봉 장치.
- 제1 금형과, 상기 제1 금형에 대해 접촉과 분리가 가능한 제2 금형을 갖추고서, 상기 제1 금형과 제2 금형에 의해 형성되는 평면에서 보아 사각형상의 캐비티 내에, 포트부에서, 용융시킨 수지를 게이트를 거쳐 충전함으로써, 상기 제1 금형과 제2 금형 내에 설치한 인서트 성형의 대상부재에 탑재되는 전자부품을 수지 밀봉 성형하도록 하는 수지 밀봉 방법으로서,상기 포트부는, 상기 제1 금형 및 제2 금형 내에 배치되는 상기 인서트 성형의 대상부재의 점유영역으로 개구되고, 또 상기 캐비티의 일변에 소정 간격으로 위치하는 장변을 구비한 사각형상의 오목부로 되어 있고, 상기 오목부는 상기 제1 금형 또는 제2 금형의 어느 한쪽에 설치되고, 상기 오목부의 저면은 이동부재에 의해 개구로 향해 이동가능하게 되어 있고,상기 게이트는, 상기 캐비티의 일변과 상기 포트부의 장변을 연결하는 구성으로 하고,상기 포트부가 형성되는 금형에는, 상기 포트부로 연통하는 통로를 형성하고,상기 통로에 수지재료를 공급하여,상기 통로로 공급된 수지재료를 가열하여 용융을 시작한 상태에서 압압하여 상기 포트부로 공급하고,상기 포트부에서, 공급된 수지재료를 용융하고,상기 포트부로부터 용융한 수지를 압출하여 캐비티로 충전하도록 된 것을 특징으로 하는 수지 밀봉 방법.
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Termination category: Default of registration fee Termination date: 20170806 |