JPH0419795Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、半導体素子を熱硬化性樹脂材料を
用いて樹脂封止する金型装置の改良に関し、特
に、該金型装置におけるキヤビテイブロツク部分
の配置構成に改善を加えたものであり、この種装
置類の製造技術産業の分野において利用されるも
のである。

（従来の技術） 半導体素子を樹脂封止する方法として、トラン
スフアモールド法を採用した金型装置（例えば、
実公昭58−39889号公報等）を用いることが今日
広く知られている。

この金型装置は、樹脂封止成形品の高品質化及
び高能率（多量）生産を主たる目的としているた
め、その金型のキヤビテイブロツクにおける樹脂
成形用キヤビテイの形状は総て同一の形状として
形成されると共に、該キヤビテイブロツクは金型
ベースに対して固着して用いるように構成されて
いる。即ち、従来の金型装置は、同一形状の樹脂
封止成形品をより多量に成形できることを主目的
としているので、同一形状のキヤビテイを形成し
た上記キヤビテイブロツクは、金型ベースに対し
て他のものと頻繁に取り換えて使用するといつた
積極的な交換性を有するようには構成されていな
い。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、上記したような従来金型装置におい
ては、金型自体の加工技術の向上及び樹脂封止全
工程の完全自動化等とも相俟つて、半導体素子の
樹脂封止成形品の高品質化及び高能率生産といつ
た目的を充分に達成している。

ところが、半導体素子の樹脂封止に際しては、
初期的には多品種少量生産の傾向にあることか
ら、多品種の成形品を夫々少量生産するような場
合においては、却て、そのキヤビテイブロツクの
交換作業が面倒となると共に、全体的な生産効率
を低下させるといつた弊害がある。また、上記キ
ヤビテイブロツクを金型ベースに迅速に交換でき
たとしても、そのキヤビテイブロツクを樹脂成形
に使用するには、該ブロツクが金型ベース側に設
けたヒータ等の熱源からの伝導熱によつて所定の
高温（例えば、約180度）に加熱昇温されている
ことが必要であり、従つて、キヤビテイブロツク
の上記昇温時間（通常時、約50分間）を考慮しな
ければならないといつた問題がある。更に、この
加熱手段によれば、そのキヤビテイブロツクにお
ける各キヤビテイ部に温度のバラ付きが発生し易
いため、例えば、半導体素子を取付けたリードフ
レームの熱膨脹の度合いに応じて、該リードフレ
ームと半導体素子を樹脂封止した樹脂成形体とが
偏心したり、或は、該樹脂封止成形体の上下部分
に位置ズレが発生する等の問題があると共に、各
キヤビテイ内における半導体素子の樹脂封止作用
条件が夫々異なるため、一定の品質を有する高精
度の樹脂封止成形品を成形することができないと
いつた重大な樹脂封止成形上の問題がある。

本考案は、半導体素子の樹脂封止成形品の多品
種を夫々少量生産する場合に適した金型装置を提
供することを目的とするものである。

また、キヤビテイブロツクの交換に際して、そ
の加熱昇温をオイルを利用した加熱回路によつて
迅速に行なうことにより全体的な生産効率を向上
させると共に、該加熱時において、キヤビテイブ
ロツクにおける各キヤビテイ部の温度を均等化さ
せることにより、該キヤビテイ内での半導体素子
の樹脂封止作用を夫々一定の条件下で行なうこと
ができる金型装置を提供することを目的とするも
のである。

（問題点を解決するための手段） 本考案に係る半導体素子の樹脂封止用金型装置
は、上述した目的を達成するために、固定側の金
型１と、該固定側金型に対向配置した可動側の金
型２とを備えた半導体素子の樹脂封止用金型装置
において、上記固定側金型のベース３及び上記可
動側金型のベース４の夫々に対して、固定側キヤ
ビテイブロツク７及び可動側キヤビテイブロツク
８を夫々着脱自在に嵌合装着すると共に、該固定
側及び可動側の両キヤビテイブロツク７，８に
は、該両キヤビテイブロツクの加熱用オイル通路
１１ａ，２１ａを夫々形成し、且つ、該両キヤビ
テイブロツクのオイル通路１１ａ，２１ａには、
該通路内を負圧とすることにより加熱オイルを流
通循環させる加熱回路１１，２１を夫々連結させ
ると共に、該加熱回路による両キヤビテイブロツ
ク７，８の加熱昇温作用を設定温度にて停止させ
る温度制御器を夫々配置して構成したものであ
る。

（作用） 本考案の構成によれば、固定側及び可動側の両
金型ベース３，４に対する固定側及び可動側の両
キヤビテイブロツク７，８の着脱が夫々容易とな
り、従つて、キヤビテイブロツク７，８の交換作
業に要する時間の短縮化を図ることができるもの
である。

また、上記両キヤビテイブロツク７，８におけ
る各キヤビテイ１０，２０部の加熱昇温時間は、
夫々のオイル通路１１ａ，２１ａを流通循環する
加熱オイルによる迅速な加熱によつて短縮化され
るため、その交換後の樹脂成形開始時間を早める
ことができるものである。

また、上記両キヤビテイブロツク７，８におけ
る各キヤビテイ１０，２０部は、上記加熱オイル
によつて均等に且つ安定した状態で加熱されるの
で、該各キヤビテイ内における半導体素子の樹脂
封止作用が夫々一定の条件下で行なわれることに
なるものである。

また、上記加熱オイルは、両キヤビテイブロツ
クのオイル通路１１ａ，２１ａ内を負圧とする加
熱回路によつて該通路内を流通循環されるから、
上記加熱オイルが金型外部に洩出するのを確実に
防止できるものである。

（実施例） 次に、本考案を実施例図に基づいて説明する。

第１図は半導体素子の樹脂封止用金型装置の要
部を示しており、この装置には、装置フレーム上
端の固定盤（図示なし）側に固着される固定上型
（固定側金型）１と、該上型の下方に対向配置さ
れる可動下型（可動側金型）２と、上記両金型
１，２のベース３，４側に夫々配置したオイル或
は電気ヒータ等の熱源５，６とが備えられてい
る。

上記上型のベース３には固定側キヤビテイブロ
ツク７が一種のアリ溝嵌合により着脱自在に嵌合
装着されており、また、下型のベース４には可動
側キヤビテイブロツク８が同じく一種のアリ溝嵌
合により着脱自在に嵌合装着されている。

また、上記可動側キヤビテイブロツク８には、
第３図に示すように、所要複数のポツト９…９が
上下方向に配置されており、更に、これらのポツ
ト９の周辺には所要複数の下型キヤビテイ１０，
１０（図例においては、１個のポツトに対して２
個のキヤビテイ）が配設されている。また、該ブ
ロツク８における下型キヤビテイ１０の近傍位置
には、後述する加熱回路１１の一部分を構成する
加熱オイルの通路１１ａ，１１ａが形成されてい
る。また、該ブロツク８の下方には、下型キヤビ
テイ１０内にて成形される樹脂成形体の突出用エ
ジエクターピン１２ａ…１２ａを備えた下部エジ
エクタープレート１２と、ポツト９内に供給され
る樹脂材料の加圧用プランジヤー１３ａ…１３ａ
を備えたプランジヤーホルダー１３とが配置され
ており、更に、上記各エジエクターピン１２ａは
各下型キヤビテイ１０部に穿設した上下方向の挿
通孔１４…１４に夫々嵌装されると共に、上記各
プランジヤー１３ａは、下型ベース４及びエジエ
クタープレート１２に穿設した挿通孔１５，１６
を挿通して前記各ポツト９に夫々嵌装されてい
る。また、該ブロツク８における嵌合用アリ部８
ａには、第５図に示すように、上下方向のネジ孔
１７が少なくとも１個以上（図例においては、両
側のアリ部に夫々３個所）形成されており、この
ネジ孔１７は、第３図に示すように、該ブロツク
８を下型ベース４の所定位置に嵌合させた場合に
おいて、該下型ベースのアリ溝部４ａに形成した
上下方向のボルト挿通孔１８（図例においては、
両側のアリ溝部に夫々３個所）と夫々合致するよ
うに設けられている。従つて、該ブロツク８は、
固定用ボルト１９…１９を、上記した挿通孔１８
…１８を通して、各ネジ孔１７…１７に螺着させ
ることにより、下型ベース４の所定位置に確実に
固定させることができる（なお、図に示したボル
ト１９による固定手段に換えて、その他の適宜手
段、例えば、楔止手段或は所要の固定ブロツクを
介しての嵌合止着手段等を採用してもよく、要す
るに、ブロツク８をベース４の所定位置に確実に
固定できるものであればよい）。

また、上記した可動側キヤビテイブロツク８の
オイル通路１１ａ，１１ａは、下型ベース４に嵌
合装着した後に、該ベース４側のアリ溝部４ａに
形成した前記加熱回路１１におけるオイル通路１
１ｂ，１１ｂと夫々連通するように構成されてい
る。更に、該オイル通路１１ａ，１１ｂ内を流通
循環する加熱オイルによつて昇温した該ブロツク
におけるキヤビテイ１０部の温度が、任意に設定
した温度、例えば、約180度に達した場合はその
加熱オイルによるキヤビテイ１０の積極的且つ直
接的な加熱昇温作用を停止され、その後は下型ベ
ース４側の熱源６の伝導熱による加熱作用のみが
継続されるように構成されている。このような、
キヤビテイブロツク８に対する加熱昇温とその加
熱昇温停止作用は、例えば、第２図に示すよう
に、キヤビテイ１０部の温度制御器を備えた加熱
回路１１により行なうことができる。即ち、この
加熱回路１１は、オイルを収容したオイルタンク
１１ｃと、該タンク内のオイルを加熱し且つ一定
の温度に維持させる温度調整器１１ｄと、上記加
熱オイルを前記オイル通路１１ｂ，１１ａを通し
てキヤビテイブロツク８に供給する真空源１１ｅ
と、該オイル通路１１ｂ中に配置した該通路の開
閉弁１１ｆ，１１ｇとから構成されている。ま
た、上記キヤビテイブロツクにおけるキヤビテイ
１０の温度制御を行なうための温度制御器は、該
キヤビテイ１０部の温度を検出する温度検出器１
１ｈと、該検出器からの検出信号に基づいて、上
記オイル通路１１ｂ中の開閉弁１１ｆ，１１ｇを
開閉操作する開閉弁操作機構１１ｉ等から構成さ
れている。従つて、この場合は、常温のブロツク
８を下型ベース４の所定位置に嵌合装着させると
共に、真空源１１ｅを作動させると、温度検出器
１１ｈと操作機構１１ｉが弁１１ｆ，１１ｇを
夫々開いて加熱されたオイルをキヤビテイブロツ
ク８内に供給することにより、該ブロツク８が加
熱されることになる。更に、この加熱回路１１に
よつて該ブロツクにおけるキヤビテイ１０部が前
記設定温度に達すると、上記温度検出器１１ｈと
操作機構１１ｉが、まず、オイル供給側の弁１１
ｆを閉じ、次に、オイル吸引側の弁１１ｇを閉じ
ることにより、該加熱回路１１によるブロツク８
自体の加熱昇温作用を停止する。このため、該ブ
ロツク８に対する加熱は、下型ベース４側との接
合面等から伝えられる下型ベース４の熱源６から
の伝導熱のみとなる。このとき、下型ベース４の
温度は、通常、上記した設定温度（約180度）と
等しく設定されているので、結局、上記ブロツク
におけるキヤビテイ１０部は、下型ベース４側の
温度にまで迅速に加熱昇温されると共に、それ以
上の高温とはならないため、該キヤビテイ１０部
を予め設定した適正な樹脂成形温度状態に維持す
るといつた該キヤビテイ１０部の温度コントロー
ルが確実となるのである。

ところで、一般に、金型の温度コントロール
は、温度の安定性からみて、オイルによる加熱手
段が好ましいが、半導体素子の樹脂封止用金型に
おいては、特に、その品質管理上、オイル洩れが
発生してはならないといつた要請がある。このよ
うなオイル洩れはキヤビテイブロツク８内にオイ
ルを加圧注入する場合において発生することが多
い。しかし、上記した加熱回路１１におけるオイ
ルの供給は真空源１１ｅによる吸引作用により行
なうものであるから、キヤビテイブロツクのオイ
ル通路１１ａ内は負圧となるため、加熱オイルの
上述した流通循環時におけるオイル洩れは確実に
防止できるものである。

上述した下型ベース４と可動側キヤビテイブロ
ツク８及びその加熱回路１１との配置構成は、上
型ベース３と固定側キヤビテイブロツク７及びそ
の加熱回路２１との配置構成においても実質的に
同一である。

即ち、固定側キヤビテイブロツク７には、下型
キヤビテイ１０…１０に対向させて所要複数の上
型キヤビテイ２０…２０が配設され、また、該キ
ヤビテイ２０…２０の近傍位置には該キヤビテイ
ブロツク７の加熱回路２１が備えられている。ま
た、該ブロツク７の上方には、エジエクターピン
２２ａ…２２ａを備えた上部エジエクタープレー
ト２２と、該プレート２２の支持ピン２２ｂ…２
２ｂと、該ピン２２ｂを介して上記プレート２２
を押し下げるスプリング２３とが設けられてい
る。上記各エジエクターピン２２ａは、第１図に
示すように、上型キヤビテイ２０部及び下型２側
の各ポツト９…９に対向させたカル部２４に穿設
した上下方向の挿通孔２５…２５に夫々嵌装され
ている。上記エジエクタープレート２２は、第１
図及び第４図に示す型開時においては、スプリン
グ２３の弾性により押し下げられて上型キヤビテ
イ２０とカル部２４及び該キヤビテイ２０とカル
部２４とを連通させるゲート部２６…２６内にて
硬化した樹脂成形体を夫々突き出すものである。

このとき、前記下部エジエクタープレート１２
はエジエクターバー１２ｂにより押し下げられ
て、同様に、下型キヤビテイ１０内の樹脂成形体
を突き出すことになる。しかしながら、下型２側
を上昇させて両型１，２をそのパーテイングライ
ン（Ｐ・Ｌ）面において型締めさせたときは、上
記した上下のエジエクタープレート２２，１２に
対向配置した上下リターンピン２２ｃ，１２ｃが
該両プレート２２，１２を上方及び下方に夫々後
退させることになる。

従つて、リードフレーム上の半導体素子（図示
なし）を上下キヤビテイ２０，１０の所定位置に
セツトし、次に、下型ポツト９…９内に樹脂材料
（図示なし）を供給した状態で型締めを行ない、
次に、上記樹脂材料をプランジヤー１３ａ…１３
ａにて加圧すると、該樹脂材料は溶融化されなが
ら上型カル部２４及びゲート部２６を通して上下
キヤビテイ２０，１０内に加圧注入されて該キヤ
ビテイ内の半導体素子を樹脂封止するといつたト
ランスフアモールドを行なうことができるのであ
る。

また、固定側キヤビテイブロツク７には、可動
側キヤビテイブロツク８及び下型ベース４におけ
るアリ部８ａとアリ溝部４ａと同一の構成７ａ，
３ａが設けられており、また、ネジ孔１７と挿通
孔１８及びボルト１９から成る固定手段と同一の
構成（図示なし）が設けられている。

更に、固定側キヤビテイブロツク７の加熱回路
２１の構成と、該ブロツク７における上型キヤビ
テイ２０部の温度コントロールについても、上述
した下型２側のものと実質的に同一の構成とすれ
ばよく、例えば、第２図に示すように、キヤビテ
イブロツク内のオイル通路２１ａと、上型ベース
３側のオイル通路２１ｂと、該通路２１ｂ中に配
置する開閉弁２１ｆ，２１ｇと、キヤビテイブロ
ツク２０の温度検出器２１ｈと、開閉弁の操作機
構２１ｉを下型２側のものと同様に配置し、ま
た、オイルタンク、温度調節器及び真空源等は下
型２側のものと併用することが可能である。

なお、下型２側における可動側キヤビテイブロ
ツク８の着脱は、例えば、各プランジヤー１３ａ
を下動させた状態で、該ブロツク８と下部エジエ
クタープレート１２とを一体として同時に嵌合・
離脱させればよい。また、上型１側における固定
側キヤビテイブロツク７の着脱は、例えば、上部
エジエクタープレート２２とその支持ピン２２ｂ
とを取り外した状態で、該ブロツク７と該プレー
ト２２とを一体として同時に嵌合・離脱させれば
よい。

即ち、上記ブロツク７，８はベース３，４に対
して嵌合という簡易手段によつて確実に、且つ、
容易に着脱できるのである。

上記実施例の構成によれば、固定側及び可動側
の両ベース３，４に対する固定側及び可動側の両
キヤビテイブロツク７，８の着脱が夫々容易とな
り、従つて、キヤビテイブロツク７，８の交換作
業に要する時間の短縮化を図ることができるもの
である。

また、上記両キヤビテイブロツク７，８におけ
る各キヤビテイ２０，１０部の加熱昇温時間は、
夫々の加熱回路２１，１１による迅速な加熱によ
つて短縮化されるため、その交換後の樹脂成形開
始時間を早めることができるものである。実験に
よると、その各キヤビテイ２０，１０部を180度
まで均等に加熱昇温させる時間が約10分間以下と
なつた。

また、上記両キヤビテイブロツク７，８におけ
る各キヤビテイ２０，１０部は、夫々の加熱回路
２１，１１によつて均等に加熱されるので、該各
キヤビテイ２０，１１内における半導体素子の樹
脂封止作用が夫々一定の条件下で行なわれること
になるものである。

（考案の効果） 本考案装置は、キヤビテイブロツクを金型ベー
スに対して頻繁に交換するといつた積極的な交換
性を有する構成であるから、このような構成によ
るときは、固定側及び可動側の両金型ベースに対
して固定側及び可動側の両キヤビテイブロツクが
夫々頻繁に交換されるという多品種少量生産に適
した金型装置を提供することができる。

また、本考案の構成によれば、金型ベースに装
着したキヤビテイブロツクをオイルを利用した加
熱回路によつて迅速に、且つ、安定した状態で加
熱昇温させることができる。また、そのキヤビテ
イ部における適正な樹脂成形温度のコントロール
を確実に行なうことができると共に、該キヤビテ
イ内における半導体素子の樹脂封止作用を夫々一
定の条件下で行なうことができるので、一定の品
質を有する高精度の半導体素子の樹脂封止成形品
を成形することができ、従つて、前述したような
従来金型装置における問題点を確実に解消するこ
とができるといつた優れた実用的な硬化を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の実施例を示すものであり、第１図
は半導体素子の樹脂封止用金型装置の要部を示す
一部切欠縦断正面図、第２図は加熱回路の概略構
成図、第３図は下型の一部切欠拡大斜視図、第４
図は金型要部の一部切欠縦断側面図、第５図は可
動側キヤビテイブロツクと下型ベースとの一部切
欠分解斜視図である。 符号の説明、１……上型（固定側金型）、２…
…下型（可動側金型）、３……上型ベース、４…
…下型ベース、５……上型熱源、６……下型熱
源、７……上型キヤビテイブロツク、８……下型
キヤビテイブロツク、９……ポツト、１０，２０
……キヤビテイ、１１，２１……加熱回路、１１
ａ，２１ａ……オイル通路、１１ｂ，２１ｂ……
オイル通路、１１ｃ……オイルタンク、１１ｄ…
…温度調整器、１１ｅ……真空源、１１ｆ，２１
ｆ……開閉弁、１１ｇ，２１ｇ……開閉弁、１１
ｈ，２１ｈ……温度検出器、１１ｉ，２１ｉ……
開閉弁操作機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 固定側の金型と、該固定側金型に対向配置した
   可動側の金型とを備えた半導体素子の樹脂封止用
   金型装置において、上記固定側金型のベース及び
   上記可動側金型のベースの夫々に対して、固定側
   キヤビテイブロツク及び可動側キヤビテイブロツ
   クを夫々着脱自在に嵌合装着すると共に、該固定
   側及び可動側の両キヤビテイブロツクには、該両
   キヤビテイブロツクの加熱用オイル通路を夫々形
   成し、且つ、該両キヤビテイブロツクのオイル通
   路には、該通路内を負圧とすることにより加熱オ
   イルを流通循環させる加熱回路を夫々連結させる
   と共に、該加熱回路による両キヤビテイブロツク
   の加熱昇温作用を設定温度にて停止させる温度制
   御器を夫々配置して構成したことを特徴とする半
   導体素子の樹脂封止用金型装置。