JPH0422975Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、半導体素子を樹脂材料によつて封
止成形するためのトランスフア樹脂封止装置の改
良に係り、特に、樹脂材料加圧用プランジヤーの
往復摺動機構の改善に関するものである。

（従来の技術） 半導体素子を樹脂材料によつて封止成形するた
めの装置として、従来より、トランスフア樹脂封
止装置が用いられている。

この従来装置は、通常、固定上型と、該上型に
対向配設した可動下型と、該下型を固定上型に対
して上下往復摺動させる下型の上下往復摺動機構
（型締・型開機構）と、上下両型のいずれかに配
置した樹脂材料供給用のポツトと、該ポツトに嵌
装させる樹脂材料加圧用のプランジヤーと、該プ
ランジヤーを上下往復摺動させるプランジヤーの
上下往復摺動機構と、上記両型のP.L（パーテイ
ングライン）面に対設した多数のキヤビテイ、及
び該キヤビテイとポツトとを連通させた溶融樹脂
材料の移送用通路等から構成されている。

この装置による半導体素子のトランスフア樹脂
封止成形は、上記ポツト内に供給された樹脂材料
を所定温度に加熱すると共にプランジヤーによつ
て所定の圧力で加圧することにより溶融化し、且
つ、このプランジヤーの加圧力を利用して、該溶
融樹脂材料をその移送用通路を通して両型のキヤ
ビテイ内に注入することにより、該キヤビテイ内
に嵌装セツトしたリードフレーム上の半導体素子
を樹脂封止させるものである。

また、樹脂材料加圧用のプランジヤーは、ポツ
ト内への樹脂材料供給時、及び、供給された樹脂
材料の加圧時において上下方向へ往復摺動される
が、この上下往復摺動機構としては油圧を利用し
た油圧機構が一般に採用されている。

また、上記したプランジヤーの上下往復摺動機
構に電動ウオームジヤツキを、下型の上下往復動
機構に電動クランクを、樹脂成形時の型締時に油
圧ジヤツキを併用するものが提案されている（例
えば、実開昭61−148610号公報）。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、半導体素子のトランスフア樹脂封止
装置におけるプランジヤーの上下往復摺動機構と
して油圧機構を採用した場合には、実際の樹脂封
止成形作業において、次のような問題がある。

即ち、この種の装置には、成形された樹脂封止
成形品の高品質性若しくは高信頼性が強く要請さ
れると共に、その高能率生産性が求められている
が、このような要請に応えるためには、樹脂成形
についての一般的な成形条件を充足するのみなら
ず、更に、例えば、キヤビテイ内への樹脂材料の
注入圧力及び注入速度が所定の若しくは安定した
ものであること、また、この注入圧力及び注入速
度が比較的容易に且つ確実に調整できるものであ
ること等の樹脂成形条件をも満たすことが必要と
なる。

ところが、該油圧機構を利用したプランジヤー
往復摺動機構においては、該機構の作動時にその
油温が変化することに起因して該油の粘性が変動
するため、樹脂封止成形時において、常に、上記
した所定の若しくは安定した注入圧力及び注入速
度を得ることが極めて困難となる。従つて、樹脂
封止成形条件が常に一定しないため、この種成形
品の高品質性若しくは高信頼性とその高能率生産
性という所期の目的を充分に達成することができ
ないといつた重大な樹脂成形上の問題がある。

本考案は、油圧機構から成るプランジヤー往復
摺動機構に換えてスクリユージヤツキ機構から成
るプランジヤーの上下往復摺動機構を採用するこ
とにより、油圧機構における上述したような従来
の問題点を確実に解消することを目的とするもの
である。

また、本考案は、電動スクリユージヤツキ機構
から成るプランジヤーの上下往復摺動機構を採用
すると共に、該プランジヤーの上下往復摺動機構
におけるスクリユーシヤフトとプランジヤーホル
ダーとの間に樹脂材料に対する加圧力検出用の荷
重計を装着して、該荷重計による加圧力検出信号
に基づき上記スクリユーシヤフトの上下往復摺動
を自動制御することにより、金型キヤビテイ内へ
の溶融樹脂材料の注入を所定の若しくは安定した
注入圧力及び注入速度にて行い、これによつて、
半導体樹脂封止成形品の品質性若しくは信頼性及
びその生産性の向上を図り、更に、使用性・操作
性に優れた半導体素子の樹脂封止装置を提供する
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装置は、上
型と、該上型に対向配置した下型と、該下型に配
設した複数個のポツトと、該ポツトに嵌装させた
樹脂材料加圧用のプランジヤーと、該各プランジ
ヤーを夫々自在に嵌装支持させたプランジヤーホ
ルダーと、該プランジヤーホルダーを介して上記
各プランジヤーを上下往復摺動させるプランジヤ
ーの上下往復摺動機構とを備えた半導体素子の樹
脂封止装置であつて、上記プランジヤーの上下往
復摺動機構をサーボモータを駆動源とする電動ス
クリユージヤツキ機構から構成すると共に、該電
動スクリユージヤツキ機構におけるスクリユーシ
ヤフトと上記プランジヤーホルダーとの間に樹脂
材料に対する加圧力検出用の荷重計を装着して該
荷重計による検出信号に基づき、上記サーボモー
タのトルク制御及び正逆回転切換操作を自動的に
行うように構成したことを特徴とするものであ
る。

（作用） 本考案によれば、電動スクリユージヤツキ機構
によつてプランジヤーの上下往復摺動を行うこと
ができる。

また、プランジヤーの上下往復摺動機構におけ
るスクリユーシヤフトとプランジヤーホルダーと
の間に装着した荷重計によつて、ポツト内の樹脂
材料に対する加圧力を検出し、この加圧力検出信
号に基づき上記スクリユーシヤフトの上下往復摺
動を自動制御することにより、キヤビテイ内への
溶融樹脂材料の注入を所定の若しくは安定した注
入圧力及び注入速度にて行うことができる。

（実施例） 次に、本考案を実施例図に基づいて説明する。

図には、本考案に係る半導体素子のトランスフ
ア樹脂封止装置の要部が示されている。

この装置は、固定上型１と、該上型１に対向配
置させた可動下型２と、該下型２に配設した複数
個のポツト３と、該ポツト３に嵌装させた樹脂材
料加圧用のプランジヤー４と、該上下両型１，２
のP.L面に対設した樹脂成形用キヤビテイ５と、
該キヤビテイ５と上記ポツト３とを連通させた溶
融樹脂材料の移送用通路６と、上記プランジヤー
４の基端部（下端部）４₁を自在（遊嵌状態）に
嵌装支持させたプランジヤーホルダー７と、該プ
ランジヤーホルダー７を介して上記各プランジヤ
ー４を上下往復摺動させるプランジヤー４の上下
往復摺動機構８とから構成されている。

また、上記した下型２側は、適宜な上下駆動機
構、即ち、型締・型開機構（図示なし）により、
固定上型１に対して上下往復摺動するように設け
られている。更に、該下型２側には、上記したプ
ランジヤー４の上下往復摺動機構８が一体的に装
設されており、従つて、該上下往復摺動機構８は
下型２側の上下往復摺動に伴つて、同じく上下往
復摺動されるように設けられている。

また、上記樹脂材料加圧用プランジヤー４の上
端部４₂は、常態において、上記ポツト３内に嵌
装されている。更に、その基端部４₁は、上記し
たように、プランジヤーホルダー７に自在に嵌装
支持されているが、該基端部４₁には、プランジ
ヤーホルダー７内に備えた弾性押圧部材（図例に
おいては、圧縮スプリング）９の弾性が座１０を
介して加えられるように設けられている。

なお、上記した座１０は、常態（型開時）にお
いては、プランジヤーホルダー７内の上部ストツ
パー面に当接されており、従つて、このとき弾性
押圧部材９の弾性は樹脂材料加圧用プランジヤー
４に対して直接的には加えられていない。しか
し、型締後において、上記ホルダー７が上動し且
つ上記プランジヤー４がポツト３内の樹脂材料を
加圧し始めると該プランジヤー４は相対的に下動
される状態となり、従つて、このときプランジヤ
ー４には、座１０を介して、弾性押圧部材９の弾
性が該プランジヤー４を上動させる力として直接
的に加えられるように設けられている。

また、上記したプランジヤー４の上下往復摺動
機構８は、電動ボールスクリユージヤツキ機構か
ら構成されている。

即ち、この上下往復摺動機構８は、上記したよ
うに、可動下型２側の下部に固定フレーム１１を
介して一体的に装設されている。

また、該上下往復摺動機構８は、サーボモータ
１２と、該サーボモータ１２により正逆両方向へ
駆動回転される水平回転軸１３と、この水平回転
軸１３側と直交状に係合され且つ水平回転軸１３
の正逆両回転に伴つて同じく正逆両回転するよう
に軸装された上下方向の回転ナツト部材１４と、
該回転ナツト部材１４に螺装されたスクリユーシ
ヤフト１５と、該スクリユーシヤフト１５と上記
ナツト部材１４との係合螺子溝内に嵌装された多
数の回転ボール、及び、上記スクリユーシヤフト
１５に対する回止手段（図示なし）等から構成さ
れている。従つて、上記スクリユーシヤフト１５
は、サーボモータ１２を正逆方向へ回転させるこ
とにより、上下方向へ移動するように設けられて
いる。

また、上記スクリユーシヤフト１５の上部には
上記したプランジヤーホルダー７の底部側に対し
て着脱自在に係合連結させるための係合連結部材
１６が装着されている。

また、上記した実施例においては、両型の型開
工程・リードフレーム工程・両型の型締工程・半
導体素子の樹脂封止成形工程・両型の型開工程・
製品の取出工程といつた通常の樹脂成形サイクル
の自動且つ連続化に適応させる目的で、上記サー
ボモータ１２の自動制御機構を設けたものを示し
ている。

即ち、この自動制御機構は、サーボモータ１２
を正回転させることにより上記スクリユーシヤフ
ト１５（及びプランジヤー４）を上動させて、ポ
ツト３内への樹脂材料に対する加圧作用（キヤビ
テイ５側への移送作用）を行つた後に、次の樹脂
成形工程のために、上記サーボモータ１２の回転
方向を逆回転させることにより該スクリユーシヤ
フト１５を下動させるといつた該サーボモータ１
２の正逆両回転方向の切換操作を自動的に行うも
のである。

また、ポツト３内の樹脂材料に対するプランジ
ヤー加圧力を検出するために、上記スクリユーシ
ヤフト１５の上端面と上記係合連結部材１６の下
端面との間に所要の荷重計１７を装着し、更に、
該荷重計１７により検出された圧力検出信号１７
_１を自動制御回路１８に入力し、該自動制御回路
１８から出力された制御信号１８₁によつてサー
ボモータ１２のトルク制御及び正逆両回転方向の
切換操作を自動的に行うように構成したものであ
る。

また、サーボモータ１２に付設したロータリー
エンコーダー等の検出センサーによる検出信号に
基づいて、該サーボモータ１２の回転速度を自動
的に制御するように構成（図示なし）されてい
る。

また、上記した荷重計１７がプランジヤー４に
よる樹脂材料の所定加圧力を検出すると共にその
検出信号１７₁を自動制御回路１８に入力したと
きに、上記スクリユーシヤフト１５を、例えば、
機械的な或は電気的なロツク機構を介してロツク
する（該シヤフト１５の上下摺動を阻止する）こ
とができるように構成されている。従つて、樹脂
材料に対する所定の加圧力を検出すると、この検
出と略同時的に、サーボモータ１２の正回転が直
ちに停止されて、上記スクリユーシヤフト１５の
上下摺動が阻止されることになる。

なお、図中の符号１９，２０は、キヤビテイ５
内で成形される半導体樹脂封止成形体（製品）を
上下両型１，２間に取り出すためのエジエクター
機構を示しており、図に示す型締時には、該両機
構におけるエジエクターピン１９₁，２０₁の各先
端面を両型キヤビテイ５の外部（底面）にまで後
退させると共に、下型２を下動させる型開時にお
いては、逆にそれらのエジエクターピン１９₁，
２０₁の各先端面を両型キヤビテイ５内に前進さ
せて半導体樹脂封止成形体を両型１，２間に突き
出すことができるように設けられている。

上記実施例のトランスフア樹脂封止装置におけ
る半導体素子の樹脂封止成形は、次のようにして
行われる。

予め、下型２を下動させて上下両型１，２の型
開きを行うと共に、プランジヤー４を下動させて
おく。

次に、下型２の上面における所定位置に、半導
体素子を装着したリードフレーム（図示なし）を
セツトする。

次に、下型２のポツト３内に樹脂材料を供給す
ると共に該下型２を上動させて該上下両型の型締
めを行う。なお、この型締時においては、上記し
たリードフレーム上の半導体素子は両型のキヤビ
テイ５内に嵌合されている。

次に、上記サーボモータ１２を正回転させてス
クリユーシヤフト１５を上動させると、該シヤフ
ト１５の上部に一体に装着された上記荷重計１
７・係合連結部材１６・プランジヤーホルダー７
及び樹脂材料加圧用プランジヤー４が同時に上動
する。スクリユーシヤフト１５が上動すると、上
記プランジヤー４の上端部４₂が樹脂材料を加圧
するが、これが一定以上の加圧力になると該プラ
ンジヤー４は上記プランジヤーホルダー７の上動
に対して相対的に下動しようとする。しかしなが
ら、このとき、該プランジヤー４には、座１０を
介して、前述した弾性押圧部材９による上向きの
弾性が加えられるから、樹脂材料は該弾性によつ
て所定の加圧力を受けることになる。

なお、このとき、上記サーボモータ１２は、荷
重計１７から圧力検出信号１７₁に基づいたトル
ク制御を受けているから、結局、上記樹脂材料に
対して、予め設定されたプランジヤー４による所
定の加圧力を加えることができるものである。

また、上記した樹脂材料はポツト３内において
ヒータ（図示なし）により所定温度に加熱されて
いるため、該樹脂材料はこの加熱により溶融化さ
れると共に、該溶融樹脂材料は上記プランジヤー
４の加圧力により移送用通路６を通して両型キヤ
ビテイ５内に注入充填される。従つて、該キヤビ
テイ内に嵌合された半導体素子は注入充填された
樹脂材料によつて封止成形されることになる。

上記した樹脂封止成形後において、下型２を再
び元位置まで下動させて上下両型１，２の型開き
を行うことにより、半導体素子の樹脂封止成形体
（製品）及びリードフレームは、上下のエジエク
ター機構１９，２０における両エジエクターピン
１９₁，２０₁の突出作用によつて両型キヤビテイ
５の外部に突き出されることになる。

なお、次の樹脂封止成形におけるポツト３内へ
の樹脂材料供給工程に先立つて上記スクリユーシ
ヤフト１５を元位置にまで下動させるためには、
上記サーボモータ１２の回転を逆方向に回転させ
ればよい。しかしながら、このサーボモータ１２
の逆回転操作は、上記したスクリユーシヤフト１
５の上動に基づくポツト３内の樹脂材料に対する
加圧作用と、樹脂成形に必要な通常の保圧作用が
終了した後に行えばよく、このような上下往復摺
動機構８の各自動制御は、上記した各作用に関連
して自動的に且つ連続的に行われるものである。

即ち、上記した上下往復摺動機構８の自動制御
は、プランジヤー４による樹脂材料の加圧作用時
において、上記荷重計１７により検出した圧力検
出信号１７₁を自動制御回路１８に入力し、且つ、
該自動制御回路１８から制御信号１８₁を出力す
ることにより、サーボモータ１２の回転トルクを
制御し或はその回転を一時停止して、その過度の
加圧及び保圧作用を防止することができる。

従つて、上記した樹脂材料の加圧及び保圧作用
に要する所要時間の経過後に、該サーボモータ１
２を逆回転させてスクリユーシヤフト１５を所定
位置まで下動させるといつた各作用を自動的に且
つ連続的に行うことにより、両型の型開工程・リ
ードフレームのセツト工程・両型の型締工程・半
導体素子の樹脂封止成形工程・両型の型開工程・
製品の取出工程といつた樹脂成形サイクルの自動
且つ連続的に適応させることができるものであ
る。

また、上記した上下往復摺動機構８の自動制御
によるキヤビテイ内への樹脂材料の注入圧力及び
注入速度は所定の若しくは安定したものとなり、
更に、この注入圧力及び注入速度は比較的容易に
且つ確実に調整することができる。

即ち、半導体素子の樹脂封止成形においては、
通常の場合、エポキシレジン等の熱硬化性樹脂材
料が用いられるから、加熱溶融化された樹脂材料
は、その性質上、所要時間の経過に伴つて硬化作
用が始まる。このため、該溶融樹脂材料のキヤビ
テイ内への注入時間は、そのゲル化タイムと略同
じ約20〜30secの範囲以内に設定されるのが通例
である。また、上記したゲル化タイムは、高能率
生産性を目的として可及的に短縮化される傾向に
あること、また、上記樹脂材料のゲル化及び硬化
タイムは、樹脂材料の加熱温度（金型設定温度）
により大きく左右されるものであること等から、
実際の樹脂成形作業においては、諸種の樹脂成形
条件に対して適正に即応できることが好ましいと
云える。

上記実施例の構成によれば、溶融樹脂材料の注
入圧力及び注入速度を上記した諸種の樹脂成形条
件に適応したものに任意に設定することができ、
更に、上記樹脂材料の注入速度を上記した樹脂注
入時間の範囲以内が所要の態様に設定することが
可能となるから、例えば、該注入速度を５段階等
の多段階の速度範囲に分けて設定することができ
るため、上記した諸種の樹脂成形条件に対して適
正に即応できるものである。

（考案の効果） 本考案の構成によれば、プランジヤーの上下往
復摺動機構に油圧機構を用いた従来装置のものと
較べて、金型キヤビテイ内への樹脂材料の注入を
所定の若しくは安定した注入圧力及び注入速度に
より行うことができると云つた効果がある。

また、上記した注入圧力及び注入速度を容易に
且つ確実に調整できることから、樹脂封止成形品
の高品質性若しくは高信頼性及びその高能率生産
性と云つた目的を充分に達成することができると
共に、使用性、操作性に優れた半導体素子の樹脂
封止装置を提供することができると云つたきわめ
て実用的な効果を奏するものである。

更に、油圧機構を用いた従来装置のものは、油
圧タンクや油圧パイプその他の付属部品の取り付
け等によつてその全体的重量及び形状が大型化さ
れていたが、本考案の構成によるときは、装置の
全体的重量の軽減化と全体的形状の小型化を図る
ことができる等の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図は、本考案に係る半導体素子の樹脂封止装置
の要部を示す一部切欠縦断正面図であり、上下両
型の型締時及びプランジヤーによる樹脂材料加圧
時の状態を示している。 符号の説明、１……固定上型、２……可動下
型、３……ポツト、４……プランジヤー、５……
キヤビテイ、６……樹脂材料移送用通路、７……
プランジヤーホルダー、８……上下往復摺動機
構、９……弾性押圧部材、１２……サーボモー
タ、１３……水平回転軸、１４……回転ナツト部
材、１５……スクリユーシヤフト、１７……荷重
計、１７₁……圧力検出信号、１８……自動制御
回路、１８₁……制御信号。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 上型と、該上型に対向配置した下型と、該下型
   に配設した複数個のポツトと、該各ポツトに嵌装
   させた樹脂材料加圧用のプランジヤーと、該各プ
   ランジヤーを自在に嵌装支持させたプランジヤー
   ホルダーと、該プランジヤーホルダーを介して上
   記各プランジヤーを上下往復摺動させるプランジ
   ヤーの上下往復摺動機構とを備えた半導体素子の
   樹脂封止装置であつて、上記プランジヤーの上下
   往復摺動機構をサーボモータを駆動源とする電動
   スクリユージヤツキ機構から構成すると共に、該
   電動スクリユージヤツキ機構におけるスクリユー
   シヤフトと上記プランジヤーホルダーとの間に樹
   脂材料に対する加圧力検出用の荷重計を装着して
   該荷重計による検出信号に基づき上記サーボモー
   タのトルク制御及び正逆回転切換操作を自動的に
   行うように構成したことを特徴とする半導体素子
   の樹脂封止装置。