JPH06238672A - モールド金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モールド時にゲートインサート同士の境界部
分に間隙を発生させることのないモールド金型を提供す
る。 【構成】 キャビティインサート１０にはキャビティ１
６が形成されると共に、金型本体内に配設されている。
複数のゲートインサート１２は、キャビティインサート
１０を形成する材料より硬質の材料で形成され、前記キ
ャビティ１６へ連絡可能なゲート１８を有し、互いに連
設されると共に、前記キャビティインサート１０と一体
に前記金型本体部内に配設されている。スペーサ２０
は、ゲートインサート１２を形成する材料より熱膨張率
の大きな材料で形成され、ゲートインサート１２同士の
間に介挿されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はモールド金型に関し、一
層詳細には金型本体と、キャビティが形成されると共
に、前記金型本体内に配設されているキャビティインサ
ートと、前記キャビティインサートを形成する材料より
硬質の材料で形成され、前記キャビティへ連絡可能なゲ
ートを有し、互いに連設されると共に、前記キャビティ
インサートと一体に前記金型本体部内に配設されている
複数のゲートインサートとを具備するモールド金型に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のモールド金型について図４と共に
説明する。例えば半導体装置を樹脂封止するためのトラ
ンスファモールド用のモールド金型において、溶融樹脂
を圧送するための樹脂路はゲート部分で流路の断面積が
最小となる。従って、当該ゲート部分の消耗が最も激し
い。そこでゲート部分の消耗を抑制するために、ゲート
部分を超硬合金やセラミック等の硬質部材で形成したゲ
ートインサート式のモールド金型が採用されている。こ
のゲートインサート式のモールド金型を図４に示す。図
４において、１００はキャビティインサートであり、不
図示のチェイス（金型本体）へ嵌着される。キャビティ
インサート１００のパーティング面（上面）１０２には
キャビティ１０４が凹設されている。キャビティインサ
ート１００はスチールで形成されている。１０６はゲー
トインサートであり、パーティング面（上面）１０８に
はゲート１１０が凹設されている。ゲートインサート１
０６は、キャビティインサート１００を形成するスチー
ルより硬質の超硬合金やセラミック等の硬質部材で形成
されている。ゲートインサート１０６は複数互いに連設
されると共に、キャビティインサート１００へ組み付け
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のモールド金型には次のような課題がある。ゲート
インサート１０６は加工のし易さ、熱膨張時におけるゲ
ート１１０のキャビティ１０４に対するズレを防止する
ために複数に分割し、それらを連設している。ところ
が、チェイスやキャビティインサート１００は熱膨張率
（線膨張率）が大きいが、ゲートインサート１０６は熱
膨張率が小さい。従って、熱膨張状態となるモールド時
にはチェイスやキャビティインサート１００が大きく膨
張し、チェイス、キャビティインサート１００の熱膨張
率とゲートインサート１０６の熱膨張率との差により、
ゲートインサート１０６同士の境界部分１１２に間隙が
生じてしまう。境界部分１１２に間隙が生じると溶融樹
脂が侵入し、凝固する。当該間隙に凝固した樹脂が在る
と、金型を常温に戻す際にキャビティインサート１００
の収縮の障害になり、金型メンテナンス時に分解がしに
くくなったり、金型を型締した際に相手方のパーティン
グ面に打痕を与える等の障害を発生させるという課題が
ある。従って、本発明はモールド時にゲートインサート
同士の境界部分に間隙を発生させることのないモールド
金型を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、金型本体
と、キャビティが形成されると共に、前記金型本体内に
配設されているキャビティインサートと、前記キャビテ
ィインサートを形成する材料より硬質の材料で形成さ
れ、前記キャビティへ連絡可能なゲートを有し、互いに
連設されると共に、前記キャビティインサートと一体に
前記金型本体部内に配設されている複数のゲートインサ
ートとを具備するモールド金型において、前記ゲートイ
ンサート同士の間には、ゲートインサートを形成する材
料より熱膨張率の大きな材料で形成されたスペーサが介
挿されていることを特徴とする。具体的には、例えば前
記ゲートインサートは、超硬合金またはセラミックスで
形成し、前記スペーサは、銅合金やアルミニウムまたは
アルミニウム合金で形成すればよい。

【０００５】

【作用】作用について説明する。ゲートインサート同士
の間には、ゲートインサートを形成する材料より熱膨張
率の大きな材料で形成されたスペーサが介挿されている
ので、金型本体やキャビティインサートが大きく熱膨張
しても、スペーサも大きく熱膨張するのでゲートインサ
ート同士の間を閉塞可能となる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面と共に詳述する。なお、本実施例ではモールド金型の
一例として半導体装置の樹脂封止に使用されるトランス
ファモールド装置のモールド金型を例に挙げて説明す
る。図１には本実施例のモールド金型に組み込まれてい
るキャビティインサート１０、ゲートインサート１２等
の斜視図を示し、図２にはそれらを金型本体であるチェ
イス１４へ組み込んだ状態の部分断面図を示す。キャビ
ティインサート１０は図２に示すようにチェイス１４へ
組み込まれる。チェイス１４およびキャビティインサー
ト１０は熱膨張率（線膨張率）が大きい材料、例えばス
チール（例えば熱膨張率１１〜１２×１０^-6／°Ｃ）で
形成されている。キャビティインサート１０の上面には
樹脂封止用のキャビティ空間を構成するためのキャビテ
ィ１６が凹設されている。キャビティインサート１０は
ネジ（不図示）でチェイス１４内に固定されている。

【０００７】各ゲートインサート１２は、チェイス１４
およびキャビティインサート１０を形成する材料より硬
質、かつ熱膨張率が小さい材料、例えば超硬合金（例え
ば熱膨張率５〜６×１０^-6／°Ｃ）やセラミックス（ア
ルミナ系等、例えば熱膨張率２．５〜１０×１０^-6／°
Ｃ）で形成されている。ゲートインサート１２の上面に
は樹脂路であって、キャビティインサート１０のキャビ
ティ１６へ連絡可能なゲート１８が形成されている。複
数のゲートインサート１２は、互いに並設されると共
に、１個のキャビティインサート１０と一体にチェイス
１４内に組付けられる。各ゲートインサート１２は、例
えばネジ（不図示）でチェイス１４内に固定されてい
る。ゲートインサート１２の固定は、ネジに限らずフラ
ンジ係合等で固定してもよい。

【０００８】２０はスペーサであり、ゲートインサート
１２同士の間に配設されている。スペーサ２０もゲート
インサート１２と同様、キャビティインサート１０と一
体にチェイス１４内に組付けられる。スペーサ２０は、
ゲートインサート１２を形成する材料より熱膨張率の大
きな材料、例えば銅合金、アルミニウム、アルミニウム
合金等（例えば熱膨張率２４〜２９×１０^-6／°Ｃ）で
形成されている。各スペーサ２０はネジ（不図示）でチ
ェイス１４内に固定されている。スペーサ２０は、モー
ルド時にチェイス１４およびキャビティインサート１０
が大きく熱膨張した際に、熱膨張の小さなゲートインサ
ート１２同士間の間隙を閉塞するために設けられてい
る。従って、スペーサ２０のサイズ、材質、熱膨張率
は、モールド時の温度におけるチェイス１４およびキャ
ビティインサート１０の膨張量とゲートインサート１２
同士の間の距離の伸びとを予め計算しておき、同温度に
おいてゲートインサート１２同士の間の距離を閉塞可能
なものを選択して決定する。また、長さ方向の両端部に
位置する各ゲートインサート１２の外側端部にスペーサ
２０と同一の部材を配設し、スペーサ２０および当該部
材の熱膨張率を選択することにより、常時キャビティイ
ンサート１０と、ゲートインサート１２、スペーサ２０
および両端の部材との長さを一致させることが可能とな
る。その際、ゲートインサート１２、スペーサ２０およ
び両端の部材が固定されるチェイス１４の熱膨張率（通
常はキャビティインサート１０と同一）も勘案する必要
がある。

【０００９】上記構成を有するモールド金型を用いる
と、ゲートインサート１２同士の間には、ゲートインサ
ート１２を形成する材料より熱膨張率の大きな材料で形
成されたスペーサ２０が介挿されているので、チェイス
１４やキャビティインサート１０が大きく熱膨張して、
ゲートインサート１２同士の間の距離が大きくなっても
スペーサ２０も大きく熱膨張するので、ゲートインサー
ト１２同士の間をスペーサ２０で完全に閉塞可能とな
る。従って、樹脂封止の際に溶融樹脂が流れて来てもゲ
ートインサート１２とスペーサ２０との境界部分２２に
は樹脂が侵入不能なので、従来の課題であった侵入、凝
固した樹脂に起因する金型を常温に戻す際のキャビティ
インサート１０の収縮障害や、金型メンテナンス時の分
解困難や、金型を型締した際に相手方のパーティング面
に打痕を与える等の障害の発生を防止可能となる。

【００１０】次に図３と共に他の実施例について説明す
る。なお、図１および図２に示した実施例と同一の構成
部材には同一の符号を付し説明は省略する。この実施例
では、各スペーサ２０はＩ字状に形成され、各ゲートイ
ンサート１２の側部には突出部２６が形成されている。
各突出部２６は隣接するスペーサ２０の凹部２８へ係合
している。この係合により、モールド時に熱膨張したゲ
ートインサート１２および／またはスペーサ２０の浮き
上がり、外れが防止可能となっている。なお、スペーサ
２０をＩ字状に形成し、上下両端に水平部を設けるのは
熱膨張によりスペーサ２０が傾くのを防止するためであ
る。図３の実施例の場合、スペーサ２０の上部水平部分
２４が熱膨張して両隣のゲートインサート１２の上部と
当接することにより溶融樹脂の境界部分２２への侵入が
阻止される。スペーサ２０の材質、熱膨張率等は上部水
平部分２４の厚さも加味して決定すればよい。この実施
例において、例えばスペーサ２０をキャビティインサー
トと同等の材質で形成すると、パーティング面のクリー
ニング時にブラシで擦られてもスペーサ２０の表面に擦
過傷がつくのを防止可能となる。

【００１１】スペーサ２０をキャビティインサートと同
等の材質で形成する場合、上部水平部分２４の厚さは薄
くし、弾性変形し易い厚さにする。熱膨張した際に弾性
変形して両隣のゲートインサート１２の上部と当接させ
る。その際、当該弾性変形により、上部水平部分２４が
盛り上がるように変形するおそれがある。そこで、常温
状態でスペーサ２０を嵌合可能とし、スペーサ２０を嵌
合した状態でモールド時と同じ温度に加熱して上部水平
部分２４を盛り上がるように変形させる。その状態で盛
り上がった部分を研削することによりモールド時におけ
るパーティング面の平坦状態を保持することができる。
以上、本発明の好適な実施例について種々述べてきた
が、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、例
えば実施例ではモールド金型の下型について説明したが
上型にも採用することができる等、発明の精神を逸脱し
ない範囲でさらに多くの改変を施し得るのはもちろんで
ある

【００１２】

【発明の効果】本発明に係るモールド金型を用いると、
ゲートインサート同士の間には、ゲートインサートを形
成する材料より熱膨張率の大きな材料で形成されたスペ
ーサが介挿されているので、金型本体やキャビティイン
サートが大きく熱膨張して、ゲートインサート同士の間
の距離が大きくなってもスペーサも大きく熱膨張するの
で、ゲートインサート同士の間をスペーサで完全に閉塞
可能となる。従って、樹脂封止の際に溶融樹脂が流れて
来てもゲートインサートとスペーサとの境界部分には樹
脂が侵入不能なので、侵入・凝固した樹脂に起因する金
型を常温に戻す際のキャビティインサートの収縮障害
や、金型メンテナンス時の分解困難や、金型を型締した
際に相手方のパーティング面に打痕を与える等の障害の
発生を防止可能となる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例のモールド金型に組み込ま
れているキャビティインサートゲートインサート、スペ
ーサの斜視図。

【図２】図１のキャビティインサートゲートインサー
ト、スペーサをチェイスへ組み込んだ状態を示した部分
断面図。

【図３】他の実施例におけるキャビティインサートゲー
トインサート、スペーサをチェイスへ組み込んだ状態を
示した部分断面図。

【図４】従来のモールド金型に組み込まれているキャビ
ティインサートゲートインサートの斜視図。

【符号の説明】

１０ キャビティインサート １２ ゲートインサート １４ チェイス １６ キャビティ １８ ゲート ２０ スペーサ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型本体と、 キャビティが形成されると共に、前記金型本体内に配設
   されているキャビティインサートと、 前記キャビティインサートを形成する材料より硬質の材
   料で形成され、前記キャビティへ連絡可能なゲートを有
   し、互いに連設されると共に、前記キャビティインサー
   トと一体に前記金型本体部内に配設されている複数のゲ
   ートインサートとを具備するモールド金型において、 前記ゲートインサート同士の間には、ゲートインサート
   を形成する材料より熱膨張率の大きな材料で形成された
   スペーサが介挿されていることを特徴とするモールド金
   型。
2. 【請求項２】 前記ゲートインサートは、超硬合金で形
   成されていることを特徴とする請求項１記載のモールド
   金型。
3. 【請求項３】 前記ゲートインサートは、セラミックス
   で形成されていることを特徴とする請求項１記載のモー
   ルド金型。
4. 【請求項４】 前記スペーサは、銅合金で形成されてい
   ることを特徴とする請求項１、２または３記載のモール
   ド金型。
5. 【請求項５】 前記スペーサは、アルミニウムまたはア
   ルミニウム合金で形成されていることを特徴とする請求
   項１、２または３記載のモールド金型。
6. 【請求項６】 前記ゲートインサートとスペーサは、互
   いに係合していることを特徴とする請求項１、２、３、
   ４または５記載のモールド金型。