JP2000334766A - トランスファー成形装置及びトランスファー成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボイドレスで成形を行なうことができるトラ
ンスファー成形装置及びトランスファー成形方法を提供
する。 【解決手段】 上プランジャー７を下動させてランナー
５の一端の開口を閉じると共に真空吸引口９と真空連通
路１０の上プランジャー７の側面での開口を合致させ、
真空連通路１０と真空吸引口９を通じて下ポット１内を
減圧した後、上プランジャー７を上動させてランナー５
の上下のポット１，３への開口を開くと共に真空吸引口
９と真空連通路１０の上記開口との合致を外して真空吸
引口９を上プランジャー７の側面で塞ぎ、この後に下プ
ランジャー８を上動させて下ポット３内の成形材料１１
を上プランジャー７との間で加圧すると共にランナー５
を通じてキャビティ６に注入する。下ポット１内を真空
吸引して空気を除去した後に、成形材料１１をキャビテ
ィ６に注入して成形を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トランスファー成
形装置及びこのトランスファー成形装置を用いたトラン
スファー成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂を用いて半導体素
子の封止成形を行なうにあたって、従来からトランスフ
ァー成形が一般に行われている。このトランスファー成
形において成形材料として粉粒状のものをそのまま用い
ると、成形材料の粒子間の空気が封止成形品に混ざり込
むボイド不良が発生し易いので、粉粒状の成形材料を圧
縮してタブレット状に成形したものを用いるのが一般的
である。しかしこの方法では成形品をタブレット状に圧
縮する工程が必要であるために、生産コストの上で不利
になる。

【０００３】そこで、タブレット状に成形したものを用
いる必要なく、粉粒状の成形材料を用いてトランスファ
ー成形をおこなうことができるようにしたトランスファ
ー成形装置が特開平１０−８６１７３号公報等で本出願
人において提供されている。

【０００４】図２はその一例を示すものであり、下ポッ
ト１を設けた下型２の上方に上ポット３を設けた上型４
が配置してあり、上下型２，４を型締めしたときに上ポ
ット３の下面の開口と下ポット１の上面の開口が合致す
るようにしてある。この上下型２，４間には上ポット３
に一端が開口するランナー５が設けてあり、さらに上下
型２，４間にはランナー５に連通するキャビティ６が設
けてある。上ポット３内には上プランジャー７が上下駆
動自在に配置してあり、上プランジャー７を下動させた
位置でランナー５の上ポット３への開口を閉じ、上動さ
せた位置でランナー５の開口を開くようにしてある。ま
た下ポット１内には下プランジャー８が上下駆動自在に
配置してあり、下プランジャー８を上動させることによ
って下ポット１内の成形材料１１を上プランジャー７と
の間で加圧することができるようにしてある。

【０００５】上記のように形成されるトランスファー成
形装置で半導体の封止成形を行なうにあたっては、まず
上下型２，４を開いた状態でキャビティ６に半導体素子
をセットし、さらに下ポット１に熱硬化性樹脂などの粉
粒状の成形材料１１を供給した後、図２（ａ）のように
上下型２，４を型締めする。各型２，４には加熱手段が
設けられており、下ポット１内に供給された成形材料１
１は加熱されるようになっている。このとき、上プラン
ジャー７は下動しており、上プランジャー７の下端の側
面でランナー５の上ポット３内への開口が閉じられてい
る。次にこの状態で下プランジャー８を上動させると、
図２（ｂ）のように下ポット１内の粉粒状の成形材料１
１は下プランジャー８と上プランジャー７の間で加圧圧
縮される。成形材料１１をこのように圧縮することによ
って、粉粒体の成形材料１１の粒子間の空気は追い出さ
れることになる。成形材料１１の粒子間から追い出され
た空気は、上下型２，４のパーティング面のクリアラン
スなどを通して排出される。このとき、ランナー５は上
プランジャー７の側面で閉じられているので、成形材料
１１は下プランジャー８の加圧力でランナー５へと押し
出されることはない。

【０００６】上記のように成形材料１１を圧縮した後、
下プランジャー８を上動させると共に上プランジャー７
を後退させることによって、図２（ｃ）のようにランナ
ー５を開口させる。このときには下ポット１内の成形材
料１１は加熱と加圧によって溶融状態になっており、こ
のようにランナー５が開口されると、下プランジャー８
による加圧で下ポット１内の成形材料１１はランナー５
を通ってキャビティ６に注入される。そして図２（ｄ）
のように下プランジャー８をさらに上動させることによ
って、キャビティ６内に成形材料１１を完全に充填して
成形を行なうことができるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように粉粒体の
成形材料１１を圧縮することによって、粒子間の空気を
追い出すようにしているが、粒子間に空隙が生じないよ
うになるまで圧縮することは不可能であり、空気を完全
に追い出すことはできない。従って、完全なボイドレス
でトランスファー成形を行なうことは難しいという問題
があった。

【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、ボイドレスで成形を行なうことができるトランス
ファー成形装置及びトランスファー成形方法を提供する
ことを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るトランスフ
ァー成形装置は、成形材料１１が供給される下ポット１
を設けた下型２と、下ポット１の上面の開口と下面の開
口が合致する上ポット３を設けた上型４と、上下の型
２，４間に形成され上下のポット１，３に一端の開口が
連通するランナー５と、上下の型２，４間に形成されラ
ンナー５に連通するキャビティ６と、上ポット３内に上
下駆動自在に設けられ下動位置でランナー５の一端の開
口を閉じると共に上動位置でランナー５のこの開口を開
く上プランジャー７と、下ポット１内に上下駆動自在に
設けられた下プランジャー８と、上プランジャー７が上
下動する範囲の位置で上ポット３の内周に開口して設け
られた真空吸引口９と、上プランジャー７にその側面と
下面に開口して設けられ上プランジャー７の下動位置で
側面の開口が真空吸引口９と一致する真空連通路１０と
を具備して形成され、上プランジャー７を下動させてラ
ンナー５の一端の開口を閉じると共に真空吸引口９と真
空連通路１０の上プランジャー７の側面での開口を合致
させ、真空連通路１０と真空吸引口９を通じて下ポット
１内を減圧した後、上プランジャー７を上動させてラン
ナー５の上下のポット１，３への開口を開くと共に真空
吸引口９と真空連通路１０の上記開口との合致を外して
真空吸引口９を上プランジャー７の側面で塞ぎ、この後
に下プランジャー８を上動させて下ポット３内の成形材
料１１を上プランジャー７との間で加圧すると共にラン
ナー５を通じてキャビティ６に注入するようにして成る
ことを特徴とするものである。

【００１０】また請求項２の発明は、真空連通路１０を
上プランジャー７の上下動方向に対して平行な縦孔１２
とこの縦孔１２と交叉する横孔１３とで形成すると共
に、縦孔１２の下端を上プランジャー７の下面で、横孔
１３の一端を上プランジャー７の側面でそれぞれ開口さ
せ、上プランジャー７が上動位置にあるときには下端で
縦孔１２の下端の開口を閉じ、且つ上プランジャー７が
下動位置にあるときには縦孔１２と横孔１３の交叉部よ
り上側に下端が位置するように、縦孔１２に不動状態で
開閉ロッド１４を差し込んで設けて成ることを特徴とす
るものである。

【００１１】また請求項３の発明は、上プランジャー７
の下面の周縁にランナー５の一端の開口を閉塞自在な閉
塞用突部１５を全周に亘って設けて成ることを特徴とす
るものである。

【００１２】本発明に係るトランスファー成形方法は、
上記のトランスファー成形装置を用いて、成形すること
を特徴とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１４】図１において２０はトランスファー成形装
置の成形型を示すものであり、この成形型２０は上型４
と下型２とで形成してある。下型２にはスリーブ２１を
設けて下型２の上面で開口する下ポット１が形成してあ
り、上型４にはスリーブ２２を設けて上型４の下面で開
口する上ポット３が形成してある。上下型２，４を型締
めしたときに、上ポット３の下面の開口と下ポット１の
上面の開口が合致するように各ポット１，３を形成して
あり、上ポット３の内径は下ポット１の内径よりやや大
きめに形成してある。

【００１５】また上型４の下面を凹刻することによっ
て、上下型２，４間にランナー５が形成されるようにし
てあり、さらに上型４の下面と下型２の上面を凹設して
上下型２，４間にキャビティ６が形成されるようにして
ある。ランナー５は、その一端が上ポット３内に開口
し、その他端がキャビティ６に連通するように形成して
ある。ランナー５やキャビティ６は一つのポット１，３
に対して複数設けられるものであり、多数個取りの成形
が行なえるようにしてある。

【００１６】下型２の下ポット１内には上端部の外径が
下ポット１の内径とほぼ等しい下プランジャー８を差し
込んで配置してあり、この下プランジャー８は油圧装置
などの駆動装置（図示省略）によって、下ポット１内を
軸方向に上下駆動されるようにしてある。成形型２０に
おいてポット１，３は複数箇所に設けられており、各下
ポット１内に設けられた下プランジャー８は同じ駆動装
置で同時に上下駆動されて、成形を同時に行なうことが
できるようにしてある。

【００１７】上型４の上ポット３には上プランジャー７
を差し込んで配置してあり、上プランジャー７は上ポッ
ト３内を軸方向に上下動自在になっている。この上プラ
ンジャー７の下端部の外径は上ポット３の内径とほぼ等
しく形成してあり、従って上プランジャー７の先端部の
外径は下ポット１の内径よりやや大きめに形成されてい
る。また上プランジャー７の先端面の周縁部には閉塞用
突部１５が全周に亘って設けてあり、従って閉塞用突部
１５の内側において上プランジャー７の先端面は凹部２
３として形成されている。この上プランジャー７は油圧
装置などの駆動装置（図示省略）によって、上ポット３
内を軸方向に上下駆動されるようにしてある。また上プ
ランジャー７には調圧バネや調圧ダンパーなどで形成さ
れる調圧装置（図示省略）が設けてある。

【００１８】また、上プランジャー７には真空連通路１
０が形成してある。この真空連通路１０は上プランジャ
ー７の軸心を通る、つまり上プランジャー７の上下駆動
方向と平行な方向で上プランジャー７を上下に貫通する
縦孔１２と、上プランジャー７の下端部において縦孔１
２と直交して交叉連通する横孔１３とで形成してある。
縦孔１２の下端は上プランジャー７の下端面で開口させ
てあり、横孔１３の端部は上プランジャー７の下端部の
側面で開口させてある。図１の実施の形態では、横孔１
３はその中央で縦孔１２と交叉させ、横孔１３の両端を
上プランジャー７の側面で開口させてある。この真空連
通路１０の縦孔１２には開閉ロッド１４が差し込んで設
けてある。開閉ロッド１４はその外径を縦孔１２の内径
とほぼ等しい寸法に形成してあり、上プランジャー７が
上下動しても動かない固定された不動状態で開閉ロッド
１４を配置するようにしてある。そして上プランジャー
７が上動した位置にあるときには図１（ｂ）のように開
閉ロッド１４の下端が縦孔１２の下端の開口と同じ高さ
で一致し、上プランジャー７が下動した位置にあるとき
には図１（ａ）のように開閉ロッド１４の下端が縦孔１
２と横孔１３との交叉連通部より上側に位置するよう
に、開閉ロッド１４の配置位置が設定してある。

【００１９】また上型４には真空ポンプなどの真空吸引
装置に接続された真空吸引路２４が設けてあり、この真
空吸引路２４は上ポット３の内周で真空吸引口９として
開口させてある。真空吸引口９は真空連通路１０の横孔
１３の上プランジャー７の側面での開口に対応する個数
で設けられるものである。そしてこの真空吸引口９は上
プランジャー７が上下動する範囲の位置で設けられるも
のであり、上プランジャー７が下動した位置にあるとき
には図１（ａ）のように、真空連通路１０の横孔１３の
上プランジャー７の側面での開口と真空吸引口９とが合
致するようにしてある。

【００２０】上記のように形成されるトランスファー成
形装置にあって、まず上下型２，４を開いてキャビティ
６内にＩＣ等の半導体素子をセットすると共に、下プラ
ンジャー８の上側において下ポット１内に熱硬化性樹脂
の粉粒状の成形材料１１を投入して供給し、上下型２，
４を型締めする。このとき下プランジャー８は下動した
位置にある。

【００２１】次に図１（ａ）のように上プランジャー７
を上ポット３の下端位置まで下動させる。このように上
プランジャー７を下動させると、下ポット１の上端の開
口が上プランジャー７の下面で閉塞されると共に、ラン
ナー５の上ポット３への開口が上プランジャー７の閉塞
用突部１５の側面で閉塞される。そして同時に、真空連
通路１０の横孔１３の上プランジャー７の側面での開口
と真空吸引口９とが合致し、また開閉ロッド１４は下端
が真空連通路１０の縦孔１２と横孔１３との交叉連通部
より上側に位置しており、縦孔１２と横孔１３とは連通
された状態にある。このために、下ポット１内の空気は
縦孔１２の上プランジャー７の下面の開口から真空連通
路１０と真空吸引口９を通じて真空吸引路２４に真空吸
引される。下ポット１内は上プランジャー７と下プラン
ジャー８との間の密閉された小さな空間であるので、下
ポット１内の真空度を高くすることができ、下ポット１
内の空気をほぼ完全に除去することが可能であり、成形
材料１１の粒子間の空気をほぼ完全に除去することがで
きるものである。

【００２２】次に図１（ｂ）のように上プランジャー７
を上動させる。このように上プランジャー７を上動させ
ると、真空連通路１０の横孔１３の上プランジャー７の
側面での開口と真空吸引口９とが合致が外れると共に真
空吸引口９は上プランジャー７の側面で塞がれ、下ポッ
ト１内の真空吸引は遮断される。またこのように上プラ
ンジャー７を上動させることによって、下ポット１の上
端が開口して上ポット３の下端部内に連通するとランナ
ー５の上ポット３への開口が開かれる。さらにこのよう
に上プランジャー７を上動させることによって、開閉ロ
ッド１４の下端が真空連通路１０の縦孔１２の下端の開
口と同じ高さで一致し、真空連通路１０の上プランジャ
ー７の下面での開口が開閉ロッド１４で閉塞される。

【００２３】そしてこの後、図１（ｃ）のように下プラ
ンジャー８を上動駆動させると、下ポット３内の成形材
料１１が上プランジャー７との間で加圧され、加熱と加
圧によって溶融状態になっている成形材料１１は下プラ
ンジャー８の上動に伴って下ポット３内から押し出さ
れ、ランナー５を通じてキャビティ６に注入される。こ
こで、真空連通路１０の上プランジャー７の下面での開
口は開閉ロッド１４で閉塞されているので、溶融状態の
成形材料１１が真空連通路１０内に侵入して真空連通路
１０内が成形材料１１で詰まるようなおそれはないもの
である。

【００２４】このようにキャビティ６に注入される成形
材料１１には、図１（ａ）の工程で空気が真空除去され
ており、空気が殆ど含まれていないので、封止成形品に
ボイドなどが発生しないボイドレスで成形を行なうこと
ができるものである。

【００２５】

【発明の効果】上記のように本発明に係るトランスファ
ー成形装置は、成形材料が供給される下ポットを設けた
下型と、下ポットの上面の開口と下面の開口が合致する
上ポットを設けた上型と、上下の型間に形成され上下の
ポットに一端の開口が連通するランナーと、上下の型間
に形成されランナーに連通するキャビティと、上ポット
内に上下駆動自在に設けられ下動位置でランナーの一端
の開口を閉じると共に上動位置でランナーのこの開口を
開く上プランジャーと、下ポット内に上下駆動自在に設
けられた下プランジャーと、上プランジャーが上下動す
る範囲の位置で上ポットの内周に開口して設けられた真
空吸引口と、上プランジャーにその側面と下面に開口し
て設けられ上プランジャーの下動位置で側面の開口が真
空吸引口と一致する真空連通路とを具備して形成され、
上プランジャーを下動させてランナーの一端の開口を閉
じると共に真空吸引口と真空連通路の上プランジャーの
側面での開口を合致させ、真空連通路と真空吸引口を通
じて下ポット内を減圧した後、上プランジャーを上動さ
せてランナーの上下のポットへの開口を開くと共に真空
吸引口と真空連通路の上記開口との合致を外して真空吸
引口を上プランジャーの側面で塞ぎ、この後に下プラン
ジャーを上動させて下ポット内の成形材料を上プランジ
ャーとの間で加圧すると共にランナーを通じてキャビテ
ィに注入するようにしたので、下ポット内を真空吸引し
て空気を除去した後に、成形材料をキャビティに注入し
て成形を行なうことができるものであり、成形材料の粒
子間の空気を完全に除去した状態で、ボイドレスで成形
を行なうことができるものである。

【００２６】また請求項２の発明は、真空連通路を上プ
ランジャーの上下動方向に対して平行な縦孔とこの縦孔
と交叉する横孔とで形成すると共に、縦孔の下端を上プ
ランジャーの下面で、横孔の一端を上プランジャーの側
面でそれぞれ開口させ、上プランジャーが上動位置にあ
るときには下端で縦孔の下端の開口を閉じ、且つ上プラ
ンジャーが下動位置にあるときには縦孔と横孔の交叉部
より上側に下端が位置するように、縦孔に不動状態で開
閉ロッドを差し込んで設けたので、上プランジャーを上
動させた後に下プランジャーを上動させて成形材料をキ
ャビティに注入する際には、真空連通路の上プランジャ
ーの下面での開口は開閉ロッドで塞がれているものであ
って、溶融状態の成形材料が真空連通路内に侵入して真
空連通路内が成形材料で詰まるようなことを防ぐことが
できるものである。

【００２７】また請求項３の発明は、上プランジャーの
下面の周縁にランナーの一端の開口を閉塞自在な閉塞用
突部を全周に亘って設けたので、上プランジャーを下動
させたときには閉塞用突部でランナーの開口を完全に閉
じることができ、下ポット内を完全に密閉状態にして高
い真空度で下ポット内を真空吸引することができるもの
である。

【００２８】また本発明に係るトランスファー成形方法
は、上記のトランスファー成形装置を用いて、成形する
ようにしたので、成形材料の粒子間の空気を完全に除去
した状態で、ボイドレスで成形を行なうことができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、
（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ断面図である。

【図２】従来例を示すものであり、（ａ）乃至（ｄ）は
それぞれ断面図である。

【符号の説明】

１ 下ポット ２ 下型 ３ 上ポット ４ 上型 ５ ランナー ６ キャビティ ７ 上プランジャー ８ 下プランジャー ９ 真空吸引口 １０ 真空連通路 １１ 成形材料 １２ 縦孔 １３ 横孔 １４ 開閉ロッド １５ 閉塞用突部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形材料が供給される下ポットを設けた
   下型と、下ポットの上面の開口と下面の開口が合致する
   上ポットを設けた上型と、上下の型間に形成され上下の
   ポットに一端の開口が連通するランナーと、上下の型間
   に形成されランナーに連通するキャビティと、上ポット
   内に上下駆動自在に設けられ下動位置でランナーの一端
   の開口を閉じると共に上動位置でランナーのこの開口を
   開く上プランジャーと、下ポット内に上下駆動自在に設
   けられた下プランジャーと、上プランジャーが上下動す
   る範囲の位置で上ポットの内周に開口して設けられた真
   空吸引口と、上プランジャーにその側面と下面に開口し
   て設けられ上プランジャーの下動位置で側面の開口が真
   空吸引口と一致する真空連通路とを具備して形成され、
   上プランジャーを下動させてランナーの一端の開口を閉
   じると共に真空吸引口と真空連通路の上プランジャーの
   側面での開口を合致させ、真空連通路と真空吸引口を通
   じて下ポット内を減圧した後、上プランジャーを上動さ
   せてランナーの上下のポットへの開口を開くと共に真空
   吸引口と真空連通路の上記開口との合致を外して真空吸
   引口を上プランジャーの側面で塞ぎ、この後に下プラン
   ジャーを上動させて下ポット内の成形材料を上プランジ
   ャーとの間で加圧すると共にランナーを通じてキャビテ
   ィに注入するようにして成ることを特徴とするトランス
   ファー成形装置。
2. 【請求項２】 真空連通路を上プランジャーの上下動方
   向に対して平行な縦孔とこの縦孔と交叉する横孔とで形
   成すると共に、縦孔の下端を上プランジャーの下面で、
   横孔の一端を上プランジャーの側面でそれぞれ開口さ
   せ、上プランジャーが上動位置にあるときには下端で縦
   孔の下端の開口を閉じ、且つ上プランジャーが下動位置
   にあるときには縦孔と横孔の交叉部より上側に下端が位
   置するように、縦孔に不動状態で開閉ロッドを差し込ん
   で設けて成ることを特徴とする請求項１に記載のトラン
   スファー成形装置。
3. 【請求項３】 上プランジャーの下面の周縁にランナー
   の一端の開口を閉塞自在な閉塞用突部を全周に亘って設
   けて成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のトラ
   ンスファー成形装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載のトラ
   ンスファー成形装置を用いて、成形することを特徴とす
   るトランスファー成形方法。