圧縮成形封止装置
【課題】低コスト且つ簡潔な構成により、枠状金型のクランプ力の向上を図り樹脂漏れを防止することができる。
【解決手段】圧縮型の樹脂封止装置Ｊ１において、第１金型１００、第２金型１０２側の一方または双方に設けられる枠状金型１００Ｂ、１０２Ｂと、第１または第２金型１００、１０２のいずれかを設置し、第１または第２金型１００、１０２を対向する側へ移動させる可動プラテン１１２と、第１、第２金型１００、１０２側のいずれかに設けられ、可動プラテン１１２の推力Ｆ０に対する反力Ｆ２を発生させる反力発生機構Ｐ１と、可動プラテン１１２の推力Ｆ０及び反力発生機構Ｐ１にて発生した反力Ｆ２を利用して枠状金型１００Ｂ、１０２Ｂを対向する第１または第２金型１００、１０２側へ移動させる移動力Ｆ２´を付与する移動力付与機構Ｍ１と、を備えている。
【解決手段】圧縮型の樹脂封止装置Ｊ１において、第１金型１００、第２金型１０２側の一方または双方に設けられる枠状金型１００Ｂ、１０２Ｂと、第１または第２金型１００、１０２のいずれかを設置し、第１または第２金型１００、１０２を対向する側へ移動させる可動プラテン１１２と、第１、第２金型１００、１０２側のいずれかに設けられ、可動プラテン１１２の推力Ｆ０に対する反力Ｆ２を発生させる反力発生機構Ｐ１と、可動プラテン１１２の推力Ｆ０及び反力発生機構Ｐ１にて発生した反力Ｆ２を利用して枠状金型１００Ｂ、１０２Ｂを対向する第１または第２金型１００、１０２側へ移動させる移動力Ｆ２´を付与する移動力付与機構Ｍ１と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮成形封止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１金型と、この第１金型に対向して配置され第１金型に対して当接・離反可能な第２金型と、により、被封止品を樹脂にて封止する圧縮型樹脂封止装置が知られている。この種の圧縮型樹脂封止装置では、第２の金型側に組み込まれた枠状金型によって被封止品をクランプしている。
【０００３】
この枠状金型は、第２金型の本体（樹脂を圧縮すべき部分）とは別の動きをする必要があるため、ばね及びカム機構を用いた制御によって第２の金型の本体とは別に駆動されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２１５４４号公報（請求項１、段落［００１６］、図２、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、基板の大型化に伴いクランプ力をさらに向上させる必要性が高まっている。しかしながら、従来は基本的にはばねの反発力を利用したものであったため、大きなクランプ力を得るのが困難であった。即ち、この対策として、ばねの本数を更に増加させることは、ばねを設置できる空間が枠状金型の反突き当て面の極めて狭小な空間に限られているため困難であり、ばね単体のばね定数をさらに大きくすることも材料特性や製造コスト等の制限から困難になっている。
【０００６】
また、枠状金型をばねとカム機構を用いて駆動する機構は、高い精度が要求されるカムやサーボモータのような高価な部品を用いたり、部品点数が多くなったりして構造が複雑になると共に、製造コストが高くなってしまう傾向があった。
【０００７】
本発明は、低コスト且つ簡潔な構成により、枠状金型のクランプ力の向上を図り樹脂漏れを防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１金型と、該第１金型に対向して配置され該第１金型に対して当接・離反可能な第２金型と、により、被封止品を樹脂にて封止する圧縮型の樹脂封止装置において、前記第１金型、第２金型側のいずれか一方または双方に設けられ、前記被封止品の端部を保持可能な枠状金型と、前記第２金型を設置し、該第２金型を対向する第１金型側へ移動させる可動プラテンと、前記第１、第２金型側のいずれかに設けられ、前記可動プラテンの推力に対する反力を発生させる反力発生機構と、前記可動プラテンの推力及び該反力発生機構にて発生した該反力を利用して前記枠状金型を対向する該第１または第２金型側へ移動させる移動力を付与する移動力付与機構と、を備えた構成とすることにより、上記課題を解決した。
【０００９】
本発明では、枠状金型の駆動源として基本的に可動プラテンの推力を利用する。そして、該可動プラテンと枠状金型との独立した動きを可能とするために、該可動プラテンの推力に対して反力を発生させる反力発生手段を備え、可動プラテンの推力又は該反力が移動力付与機構に入力され、枠状金型をクランプする推力（移動力）として伝達・利用される。即ち、ばねによる推力よりも十分大きい可動プラテンの推力又はその反力を枠状金型のクランプ力（移動力）として利用することができるため、クランプ力を大きく向上させることができる。これにより、基板のクランプ力不足により生じる樹脂漏れを防止することができる。
【００１０】
また、可動プラテンの推力を、反力発生機構、移動力付与機構の２つの機構の機能によって枠状金型に移動力を伝達するようにしているため、該推力（移動力）の設定及びこれらの機構の設置の自由度は大きく、結果として被成形品の種類や大きさに応じて枠状金型の推力（移動力）を適正に与えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低コスト且つ簡潔な構成により、枠状金型のクランプ力の向上を図り樹脂漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の正断面図
【図２】実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の成形動作のプロセス
【図３】実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の成形動作のプロセス
【図４】実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の成形動作のプロセス
【図５】実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の成形動作のプロセス
【図６】実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の成形動作のプロセス
【図７】実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の成形動作のプロセス
【図８】実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の成形動作のプロセス
【図９】本発明の実施形態の一例にかかる圧縮成形封止装置の概念図
【図１０】本発明の他の実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の正断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下で、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例にかかる樹脂封止装置Ｊ１の構成について説明する。
【００１４】
図１に本発明の実施形態の一例にかかる樹脂封止装置Ｊ１の概念図を示す。
【００１５】
本実施形態にかかる樹脂封止装置Ｊ１は、上型（第１金型）１００と、上型１００に対向して配置され上型１００に対して当接・離反可能な下型（第２金型）１０２と、により、被封止品１０４を樹脂１０６にて封止するものである。
【００１６】
樹脂封止装置Ｊ１は、図示せぬリンク機構の推力により、下型１０２を上型１００に対して進退動可能とする可動プラテン１１２を備えている。上型１００は、上側圧縮金型（上型１００の本体）１００Ａと、この上側圧縮金型１００Ａの外側に配置された上枠１００Ｂ（上型１００側の枠状金型）から構成されており、下型１０２は、下側圧縮金型（下型１０２の本体）１０２Ａと、この下側圧縮金型１０２Ａの外側に配置された下枠１０２Ｂ（下型１０２側の枠状金型）から構成されている。
【００１７】
これらの金型１００、１０２は、後述する作用により密閉された樹脂封止空間（キャビティ）１１８を形成し、例えばパッケージ基盤等の被封止品１０４を熱硬化性樹脂等の樹脂１０６にて封止する。
【００１８】
図１及び図９を参照して、この樹脂封止装置Ｊ１は、上型１００側に設けられ、可動プラテン１１２の推力Ｆ０に対する反力（力）Ｆ２を発生させる反力発生機構Ｐ１と、可動プラテン１１２の推力Ｆ０及び反力発生機構Ｐ１にて発生した反力Ｆ２を利用して下枠１０２Ｂを対向する上型１００側へ移動させる移動力Ｆ２´を付与する移動力付与機構Ｍ１と、を備えている。
【００１９】
前記反力発生機構Ｐ１は空気圧シリンダ１２４を備えている。空気圧シリンダ１２４のケーシング１２６の内部にはピストンロッド１２８が嵌入されており、ピストンロッド１２８の一端には、ピストン１３０が固定されている。一方、他端には当て座１３４が固定されている。この当て座１３４の下側（図２の下側）は、ストッパ１３６でその下限位置が拘束されている。また、当て座１３４とケーシング１２６との間には、第３ばね１３２が付設されている。
【００２０】
なお、符号１３８は、圧縮する空気を供給するエアー供給源である。また、符号１４０は空気の流量を調整する電磁弁であり、符号１４２、１４４は空気圧を調整する圧力制御弁である。また、上型１００側の両側に配置した空気圧シリンダ１２４は、吸排気口（図示略）を一箇所にまとめて、各空気圧シリンダ１２４の供給・排気圧を同じにしている。
【００２１】
前記移動力付与機構Ｍ１は、レバー（腕部）１４６を備えている。このレバー１４６は可動プラテン１１２上に配置された支持部１４８における支持点１４８ｐを中心として回転自在に両側に延びている。この支持点１４８ｐを境にして、レバー１４６の外側端部１４６Ｏｔ（腕部の一方側）には反力発生機構Ｐ１からの反力Ｆ２が付与され、内側の端部１４６Ｉｎ（腕部の他方側）を介して上型１００側に移動力Ｆ２´が出力される。
【００２２】
水平面Ｈｏと内側端部１４６Ｉｎの間の角度をθ１、水平面Ｈｏと外側端部１４６Ｏｔの間の角度をθ２、支持点１４８ｐから移動力Ｆ２´が入力される位置までの実体長さをＬａ、支持点１４８ｐから反力Ｆ２が入力される位置までの実体長さをＬｂとすると、支持点１４８ｐから移動力Ｆ２´が出力される位置までの水平距離（腕の長さ）は、Ｌ１（＝Ｌａ・ｃｏｓθ１）であり、支持点１４８ｐから反力Ｆ２が入力される位置までの水平距離（腕の長さ）はＬ２（＝Ｌｂ・ｃｏｓθ２）である。また、支持点１４８ｐを中心として、外側端部１４６Ｏｔと内側端部１４６Ｉｎの間の角度は、αである。図１から明らかなようにαは１８０度より小さい（α＜１８０°）。
【００２３】
レバー１４６の内側端部１４６Ｉｎは下枠１０２Ｂの反突き当て面１０２Ｂｕに突き当てられており、外側端部１４６Ｏｔは空気圧シリンダ１２４の当て座１３４に突き当てられている。また、レバー１４６の両端１４６Ｉｎ、１４６Ｏｔにはローラ１５２、１５４が取付けられており、レバー１４６を介した下枠１０２Ｂから当て座１３４への円滑な推力伝達及びレバー１４６の突き当てによる当て座１３４、下枠１０２Ｂの破損を防止している。
【００２４】
上枠１００Ｂの反突き当て面１００Ｂｕには、上枠１００Ｂを下型１０２側へ付勢する第１ばね（弾性体）１２０が付設されている（押し付け力：Ｆ３）。また、下枠１０２Ｂの反突き当て面１０２Ｂｕには、下枠１０２Ｂを下型１０２側へ付勢する第２ばね１２２が付設されている（引張力：Ｆ１）。第２ばね１２２のばね定数は、第１ばね１２０のばね定数より大きく、且つ、第２ばね１２２の引張力Ｆ１は、空気圧シリンダ１２４側から出力される反力Ｆ２よりも小さくなるように設定する（Ｆ２＞Ｆ１）。
【００２５】
なお、レバー１４６が作用しない状態では、第２ばね１２２の引張り力Ｆ１と下限ストッパ１７０が、下型圧縮金型１０２Ａと下枠１０２Ｂの突き当て面１０２Ａｔ、１０２Ｂｔを同一平面になるようにし、図示せぬ離型フィルムを後述する樹脂封止空間１１８の全面に渡ってしわなく張れるようにしている。
【００２６】
また、符号１７２Ａは、上型圧縮金型１００Ａと上枠１００Ｂの間に取付けられたＯリングである。同様に、符号１７２Ｂは上枠１００Ｂの突き当て面１００Ｂｔ、符号１７２Ｃは下型圧縮金型１０２Ａと下枠１０２Ｂの間に取付けられたＯリングである。
【００２７】
なお、前記反力発生機構Ｐ１は、下型１０２側へ向けて発生させる反力Ｆ２（力）の大きさを調整するための反力調整機能を備えている。より具体的には、前記空気圧シリンダ１２４内部の圧力ｐ１を変化させることにより、発生する反力Ｆ２を調整することができる。この反力調整機能により、上型１００と下型１０２の距離に伴って前記第１ばね１２０の押し付け力Ｆ３及び第２ばね１２２の引張力Ｆ１等が変化したとしても、当該反力発生機構Ｐ１で発生する反力Ｆ２の基板クランプ力Ｆ４が一定に維持されるための与圧が付与されるようになっている（後述）。
【００２８】
次に、樹脂封止装置Ｊ１の作用について説明する。
【００２９】
図２〜８に実施形態の一例にかかる樹脂封止装置Ｊ１の成形動作のプロセスを示す。なお、力学的関係については、図９を併せて参照されたい。
【００３０】
先ず、図２に示すように、半導体チップを搭載したセラミック基板（被封止品）１０４を上側圧縮金型１００Ａに吸着させ保持させるとともに、封止用の樹脂１０６を下側圧縮金型１０２Ａに投入する。
【００３１】
次に、図３に示すように、図示せぬリンク機構の推力Ｆ０により可動プラテン１１２を上昇させて、移動力付与機構Ｍ１に備えられたレバー１４６の外側端部１４６Ｏｔに取り付けたローラ１５２を固定プラテン１１０側の当て座１３４に当てる。
【００３２】
反力発生機構Ｐ１からは、該ローラ１５２に対し、推力Ｆ０の反力が、反力発生機構Ｐ１の反力Ｆ２として可変出力される。即ち、レバー１４６の支持点１４８ｐを境にして、該レバー１４６の外側端部１４６Ｏｔには反力発生機構Ｐ１からの反力Ｆ２が付与され、内側端部１４６Ｉｎを介して上型１００Ａ側に移動力（押し上げ力）Ｆ２´が出力され、下枠１０２Ｂをクランプすることができる。つまり、この反力Ｆ２は下枠１０２Ｂをクランプするための下枠１０２Ｂの移動力Ｆ２´として利用される。
【００３３】
以下、図９に示す樹脂封止装置Ｊ１の概念図を用いてより詳細に説明する。
【００３４】
空気圧シリンダ１２４からは、空気圧シリンダ１２４内の圧力ｐとピストン１３０の断面積Ｓを掛け合わせた式（１）に示す力Ｆ２が出力される。
【００３５】
Ｆ２＝ｐ×Ｓ …（１）
【００３６】
一方、反力Ｆ２による下枠１０２Ｂの移動力Ｆ２´は、Ｋをレバー比（ただし，Ｋ≧１）とすると、てこの原理及びモーメント力の釣り合いから、式（２）、（３）のようになり、この押し上げ力Ｆ２´がレバー１４６の内側端部１４６Ｉｎから出力される。
【００３７】
Ｆ２´＝Ｆ２×Ｋ …（２）
Ｋ＝（Ｌｂ／Ｌａ）×（ｃｏｓθ２／ｃｏｓθ１） …（３）
【００３８】
よって、基板クランプ力Ｆ４は（４）式のようになる。
【００３９】
Ｆ４＝Ｆ２×Ｋ−（Ｆ１＋Ｆ３） …（４）
【００４０】
即ち、てこの原理をレバー１４６に用いることにより、空気圧シリンダ１２４が小容量のものであっても空気圧シリンダ１２４から出力される反力Ｆ２を増幅し、上枠１００Ｂと下枠１０２Ｂの基板クランプ力Ｆ４を大きくすることができる。
【００４１】
可動プラテン１１２が推力Ｆ０にて上昇しているときでも、基板クランプ力Ｆ４が、下枠１０２Ｂがセラミック基板１０４をクランプする際にセラミック基板１０４に発生する抗力Ｒ１よりも大きいか釣り合っているときには（Ｆ４≧Ｒ１）、空気圧シリンダ１２４に連結している当て座１３４の位置は変化せず、基板クランプ力Ｆ４は上述した式（４）となる。
【００４２】
しかし、可動プラテン１１２が更に上昇して基板からの抗力Ｒ１が基板クランプ力Ｆ４に対して勝るようになると、レバー１４６から空気圧シリンダ１２４側に力が伝達され、空気圧シリンダ１２４が圧縮されて，当て座１３４の位置が上昇し、空気圧シリンダ１２４内部の圧力ｐがΔｐだけ上昇する傾向となる。このため、例えば後述する実施形態のように、仮に空気圧シリンダ１２４が閉じた空間とされている場合には、圧力Δｐの上昇に伴って基板クランプ力Ｆ４がＫ×Δｐ×Ｓだけ上昇し、当て座１３４はセラミック基板１０４からの抗力Ｒ１と基板クランプ力Ｆ４が釣り合う位置で静止することになる（この制御方法については後に詳述）。
【００４３】
しかるに、本実施形態では、空気圧シリンダ１２４内部の圧力ｐは、圧力制御弁１４２、１４４による圧力制御によって、基板クランプ力Ｆ４を一定に維持するように制御される。この制御を具体的に行なうには、例えば、現に発生している基板クランプ力Ｆ４をリアルタイムで検出し、常に同一の基板クランプ力Ｆ４が得られるように空気圧シリンダ１２４内の圧力ｐをフィードバック制御すればよい。なお、基板クランプ力Ｆ４は、必ずしも直接検出する必要はなく、いずれかの部分の抗力、押し付け力、引張力、或いはレバー１４６の角度θ１、θ２等の他のパラメータを検出することによって、演算により間接的に求めるようにしても良い。
【００４４】
更には、基板クランプ力Ｆ４は、各種諸元（可動プラテン１１２の推力Ｆ０や、各ばね１２０、１２２のばね定数、レバー１４６の腕の長さＬ１、Ｌ２等）が特定されている条件下では、基本的には、可動プラテン１１２の「位置」に依存した値となるので、当該樹脂封止装置Ｊ１における可動プラテン１１２の位置と基板クランプ力Ｆ４との関係を予め求めておくことにより、空気圧シリンダ１２４の圧力ｐをフィードフォワード制御するように構成することもできる。この手法を採用する場合には、可動プラテン１１２の位置を、例えば（もともと得られている）リンク機構の図示せぬモータの回転数情報等から求め、この位置情報に基づいて圧力ｐをオープン制御するだけでよいので、特に別途のセンサも不要であり、制御系の構成を非常に簡素化できる。
【００４５】
いずれにしても、この実施形態による制御によれば、可動プラテン１１２を、本来の封止制御を行なわせるために、下側圧縮金型１０２Ａの位置に着目して制御したとしても、そのときの可動プラテン１１２の位置に関わらず、常に下枠１０２Ｂによる基板クランプ力Ｆ４を一定に保つことができる。
【００４６】
なお、この実施形態における可動プラテン１１２の推力Ｆ０の条件式は、以下のようになる。
【００４７】
セラミック基板１０４をクランプした際のレバー支点１４８ｐにかかる下向き抗力をＲ３とすると、該下向き抗力Ｒ３はセラミック基板１０４からの抗力Ｒ１と空気圧シリンダ１２４の反力Ｆ２の合力と等しい。
【００４８】
Ｒ３＝Ｆ２＋Ｒ１ …（５）
【００４９】
最終的に可動プラテン１１２が停止すると、セラミック基板１０４からの抗力Ｒ１と基板クランプ力Ｆ４が釣り合うから（Ｒ１＝Ｆ４）、上述した式（４）を式（５）に代入して、式（６）が得られる。
【００５０】
Ｒ３＝Ｆ２×（1＋Ｋ）−（Ｆ１＋Ｆ３） …（６）
【００５１】
ここで、必要な可動プラテン１１２のプレス推力Ｆ０は、圧縮成形時にセラミック基板１０４へ負荷される推力（成形に必要な力）Ｆｐとレバー支点にかかる力Ｒ３の合力以上の力が必要であるため、式（７）が成立している必要がある。
【００５２】
Ｆ０≧Ｆｐ＋Ｒ３ …（７）
【００５３】
つまり、可動プラテン１１２の必要なプレス推力Ｆ０の条件式は、式（６）、（７）より、式（８）となる。
【００５４】
Ｆ０≧Ｆｐ＋Ｆ２×（1＋Ｋ）−（Ｆ１＋Ｆ３） …（８）
【００５５】
この実施形態では、移動力付与機構Ｍ１は、支持点１４８ｐから端部１４６Ｏｔ、１４６Ｉｎまでの長さＬ１、Ｌ２とレバー１４６の傾き角度θ１、θ２を自由に組み合わせることにより、設計の自由度をより高めることができるため、移動力Ｆ２´をより柔軟に制御することができる。結果として、セラミック基板１０４の種類や大きさに応じて下枠１０２Ｂの移動力Ｆ２´を適正に与えることができる。この実施形態によれば、一般的な押し付けばねの推力よりも十分大きい可動プラテン１１２の推力Ｆ０を下枠１０２Ｂの基板クランプ力Ｆ４に利用し、基板クランプ力Ｆ４を大きく向上させることができる。これにより、セラミック基板１０４の基板クランプ力Ｆ４の不足により生じる上下枠１００Ｂ、１０２Ｂから外部空間への樹脂漏れを防止することができる。
【００５６】
また、反力発生機構Ｐ１には上型１００と下型１０２の距離に伴って第１ばね１２０の押し付け力Ｆ３や第２ばね１２２の引張力Ｆ１等が変化したとしても、反力発生機構Ｐ１の圧力ｐが、基板クランプ力Ｆ４が一定となるように調整されるため、可動プラテン１１２の位置、より具体的には下側圧縮金型１０２Ａの位置に関わらず、基板クランプ力Ｆ４を常に一定に保持することができる。
【００５７】
また、ローラ１５２、１５４と当て座１３４が突き当てられた後、常に密着しているため、水平及び垂直方向の位置ずれやがたつきを防止し、上下枠１００Ｂ、１０２Ｂを安定して支持することができる。
【００５８】
空気圧シリンダ１２４とレバー１４６により具現された反力発生機構Ｐ１と移動力付与機構Ｍ１は簡潔な構成であるため、下枠１０２Ｂを駆動する構造に採用されているサーボモータやカムを排除することにより、これらの機構Ｐ１、Ｍ１の省スペース化を図ると共に、部品点数を低減させ、構造の簡略化を図ることができ、製造コストを低減させることができる。
【００５９】
また、傾き角度θ１、θ２を設けたことにより、結果としてレバー１４６の内側端部１４６Ｉｎから外側端部１４６Ｏｔまでの水平方向の長さを抑制することができるため、反力発生機構Ｐ１と移動力付与機構Ｍ１をコンパクトに収容することもできる。
【００６０】
移動力付与機構Ｍ１は下枠１０２Ｂの外側に配置されたものであり、反力発生機構Ｐ１は固定プラテン１１０の上側で且つ上枠１００Ｂの外側に配置されている。つまり、これらの機構Ｐ１、Ｍ１は、上型、下型１００、１０２の外部に独立して構成されているため、組みつけやメンテナンスを容易に行うことができる。
【００６１】
本実施形態では、移動力付与機構Ｍ１を下型１０２側に、反力発生機構Ｐ１を上型１００側に設けることにより、反力発生機構Ｐ１を駆動するためのエアー供給源１３８、電磁弁１４０等を上型１００側（固定プラテン１１０側）、より具体的には固定プラテン１１０上部のフリースペース等に設置することができるため、特殊な部材や機構を採用しなくとも、エアー供給源１３８等は、樹脂１０６が加熱される際に上型１００と下型１０２間に発生する熱を容易に回避することができる。
【００６２】
図４に示すように、このようにして下枠１０２Ｂを上型１００側へ移動させることにより、下枠１０２Ｂが上枠１００Ｂと接触した上側圧縮金型１００Ａ、下側圧縮金型１０２Ａが上下方向（図３における上下方向）を、上枠１００Ｂ、下枠１０２Ｂが左右方向（図３における左右方向）を覆うことになるため、密閉された樹脂封止空間（キャビティ）１１８を形成することができる。この状態で、この樹脂封止空間１１８内を真空引きする。
【００６３】
その後、図５に示すように、下枠１０２Ｂを上型１００側へさらに移動させることにより、セラミック基板１０４を上型１００と下型１０２とでクランプする。この作用については既に詳述した。
【００６４】
この状態で、図６に示すように、可動プラテン１１２を更に上昇させ、下型１０２による型締めが進行し、樹脂１０６が加熱・圧縮成形され、セラミック基板１０４上の半導体チップの部分（図示略）が樹脂封止される。可動プラテン１１２の更なる上昇が行なわれても、基板クランプ力Ｆ４が不変であることも既に詳述した。
【００６５】
図７に示すように、樹脂１０６が上側圧縮金型１００Ａ、下側圧縮金型１０２Ａから取り出せる程度に硬化した後、可動プラテン１１２の高さ方向の位置を変えずに空気圧シリンダ１２４内の圧力ｐを減圧し、空気圧シリンダ１２４の下型１０２側へ押す移動力Ｆ２´を低減する。これにより、レバー１４６の外側端部１４６Ｏｔに付与される反力Ｆ２が低減されるため、レバー１４６の外側端部１４６Ｏｔが上昇するにつれてレバー１４６の内側端部１４６Ｉｎが押し当てられている下枠１０２Ｂが下がり、セラミック基板１０４のクランプ状態を解くことができ、樹脂封止空間１１８内が大気開放される。
【００６６】
下枠１０２Ｂの反突き当て面１０２Ｂｕに下枠１０２Ｂを下型１０２側へ引張力Ｆ１で引張る第２ばね１２２が反突き当て面１０２Ｂｕに付設されていることにより、上述した第１ばね１２０の押し付け力Ｆ３に加えて、この第２ばね１２２の付勢力Ｆ１を付与することになるため、空気圧シリンダ１２４内部の圧力ｐの減圧操作だけで基板クランプの解除を自動的に行うことができる。
【００６７】
最後に、図８に示すように、セラミック基板１０４の真空吸着をなくし、可動プラテン１１２を下型１０２側へ移動させ、プレスの型開きを行う。
【００６８】
以上のことから、本実施形態によれば、低コスト且つ簡潔な構成により、上下枠１００Ｂ、１０２Ｂのクランプ力の向上を図り樹脂漏れを防止することができる。
【００６９】
ところで、上記実施形態では、基板クランプ力Ｆ４が一定となるように空気圧シリンダ１２４内の圧力ｐを積極的に制御するようにしていたが、空気圧シリンダ１２４内の圧力ｐを制御せずに、該空気圧シリンダ１２４を単にダンパーとして機能させることにより、基板クランプ力Ｆ４をより一層簡易に制御するように構成することもできる。
【００７０】
この制御手法を採用する場合には、具体的には、可動プラテン１１２が上昇して行っても、空気圧シリンダ１２４内の圧力ｐは、特に積極的には制御しない。すると、圧力ｐは可動プラテン１１２の上昇の最終段階でより増大する傾向となる。初期設定のシリンダ圧をｐとし、それから上昇した分の圧力をΔｐとすると、前述したように、基板クランプ力Ｆ４ｐはＫ×Δｐ×Ｓだけ上昇する。この値は、可動プラテン１１２のそのときの位置に依存して（レバー比Ｋの値を含めて）変化することとなるが、必ず「正」の値となる。よって、初期設定のシリンダ圧ｐを最低限必要な基準クランプ力が得られるな圧力に設定しておくことにより、可動プラテン１１２が本来の圧縮作業を行なうために更に上昇しても必要な（Ｆ４以上の）基板クランプ力Ｆ４ｐが常に維持できることになる。
【００７１】
この実施形態の場合、空気圧シリンダ１２４内部の圧力ｐの制御が必要ないため、制御系を一層簡素化することができる。
【００７２】
次に、他の実施形態について説明する。
【００７３】
図１０に他の実施形態の一例にかかる樹脂封止装置Ｊ２の正断面図を示す。
【００７４】
本実施形態における樹脂封止装置Ｊ２も、上記実施形態と同様に、可動プラテン２１２の推力に対する反力（力）を発生させる反力発生機構Ｐ２と、可動プラテン２１２の推力及び反力発生機構Ｐ２にて発生した反力を利用して下枠２０２Ｂを対向する上型２００側へ移動させる移動力を付与する移動力付与機構Ｍ２と、を備えている。
【００７５】
しかしながら、本実施形態における反力発生機構Ｐ２は、当て座２３４と第３ばね２３２のみから構成されており、上記実施形態（図１参照）の反力発生機構（Ｐ１）の一部として示されていた空気圧シリンダ（１２４）を設けない構成となっている。このため、下枠２０２Ｂの移動力は、第３ばね２３２のばね反力により発生させられる。
【００７６】
本実施形態においても、てこの原理をレバー２４６に用いて、第３ばね２３２のばね反力を増大させ、下枠２０２Ｂをクランプするための下枠２０２Ｂの移動力として利用する。
【００７７】
より具体的には、可動プラテン２１２を上昇させて、移動力付与機構Ｍ２に備えられたレバー２４６に取り付けたローラ２５２を固定プラテン２１０側の当て座２３４に当て、レバー２４６の支持点２４８ｐを境にして、反力発生機構Ｐ２における第３ばね２３２からの反力がレバー２４６の外側端部２４６Ｏｔに付与され、内側端部２４６Ｉｎを介して上型２００Ａ側に移動力（押し上げ力）が出力され、下枠２０２Ｂをクランプすることができる。
【００７８】
本実施形態においては、第３ばね２３２のばね反力を下枠２０２Ｂの移動力として利用するため、第３ばね２３２のばね定数を、下枠２０２Ｂを可動プラテン２１２側に付勢する第２ばね２２２のばね定数よりも十分大きいものにする必要がある。
【００７９】
他の部品については、上記実施形態と同様の機能を有しているため、同一又は類似する機能を有する部材に上記実施形態における樹脂封止装置Ｊ１と下二桁が同一の符号を付すにとどめ、重複説明を省略する。
【００８０】
なお、上記実施形態においては、枠状金型が第１、第２金型側にそれぞれ設けられているが、第２金型側のみに設けてもよい。また、移動力付与機構及び反力発生機構についても、上型側のみもしくは上型、下型側の両側に設けてもよい。
【００８１】
また、下枠の反突き当て面に付設する弾性体は、下枠を対向する上型側へ付勢するものでもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、上型側に対して、下型側を近接・離反可能なリンク機構による移動機構を備えることにより、可動プラテンの移動時間の短縮を図り、成形サイクルを短縮させるようにしていたが、上型側に対して、下型側を近接・離反可能な駆動源と、駆動源によって回転されるボールねじと、を有する直線移動機構を備えることにより、可動プラテンのより精密な移動を実現することができる。
【００８３】
本実施形態において、反力発生機構は空気圧シリンダを備えているが、空気圧シリンダの代わりに油圧シリンダを備えてもよい。
【００８４】
腕部の支持点から圧力を付与する位置までの距離及び、支持点から第２の圧力を付与する位置までの距離を本実施形態に限らず変化させることができる。これにより、例えばレバーの支持点から外側の端部までの長さをより長くすることにより、より下枠を押し上げる力を大きくすることができる。反対に、支持点から内側の端部までの長さをより短くすることにより、下枠のクランプ解除時の引下げをより容易に行うことができる。
【００８５】
腕部の支持点を中心として、腕部の一方側と他方側の間の角度を１８０度（水平）に設定してもよい。
【００８６】
なお、実施形態に記載されている構成部品・要素のうち、特に記載されていないものであっても、構成部品の寸法、材質、形状、その他相対配置などは特に特定的な断りがない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００８７】
Ｊ１…樹脂封止装置
Ｍ１…移動力付与機構
Ｐ１…反力発生機構
１００…上型
１０２…下型
１００Ｂ、１０２Ｂ…上枠、下枠（枠状金型）
１０４…被封止品
Ｆ０…（可動プラテンの）推力
Ｆ２…反力
Ｆ２´…移動力
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮成形封止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１金型と、この第１金型に対向して配置され第１金型に対して当接・離反可能な第２金型と、により、被封止品を樹脂にて封止する圧縮型樹脂封止装置が知られている。この種の圧縮型樹脂封止装置では、第２の金型側に組み込まれた枠状金型によって被封止品をクランプしている。
【０００３】
この枠状金型は、第２金型の本体（樹脂を圧縮すべき部分）とは別の動きをする必要があるため、ばね及びカム機構を用いた制御によって第２の金型の本体とは別に駆動されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２１５４４号公報（請求項１、段落［００１６］、図２、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、基板の大型化に伴いクランプ力をさらに向上させる必要性が高まっている。しかしながら、従来は基本的にはばねの反発力を利用したものであったため、大きなクランプ力を得るのが困難であった。即ち、この対策として、ばねの本数を更に増加させることは、ばねを設置できる空間が枠状金型の反突き当て面の極めて狭小な空間に限られているため困難であり、ばね単体のばね定数をさらに大きくすることも材料特性や製造コスト等の制限から困難になっている。
【０００６】
また、枠状金型をばねとカム機構を用いて駆動する機構は、高い精度が要求されるカムやサーボモータのような高価な部品を用いたり、部品点数が多くなったりして構造が複雑になると共に、製造コストが高くなってしまう傾向があった。
【０００７】
本発明は、低コスト且つ簡潔な構成により、枠状金型のクランプ力の向上を図り樹脂漏れを防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１金型と、該第１金型に対向して配置され該第１金型に対して当接・離反可能な第２金型と、により、被封止品を樹脂にて封止する圧縮型の樹脂封止装置において、前記第１金型、第２金型側のいずれか一方または双方に設けられ、前記被封止品の端部を保持可能な枠状金型と、前記第２金型を設置し、該第２金型を対向する第１金型側へ移動させる可動プラテンと、前記第１、第２金型側のいずれかに設けられ、前記可動プラテンの推力に対する反力を発生させる反力発生機構と、前記可動プラテンの推力及び該反力発生機構にて発生した該反力を利用して前記枠状金型を対向する該第１または第２金型側へ移動させる移動力を付与する移動力付与機構と、を備えた構成とすることにより、上記課題を解決した。
【０００９】
本発明では、枠状金型の駆動源として基本的に可動プラテンの推力を利用する。そして、該可動プラテンと枠状金型との独立した動きを可能とするために、該可動プラテンの推力に対して反力を発生させる反力発生手段を備え、可動プラテンの推力又は該反力が移動力付与機構に入力され、枠状金型をクランプする推力（移動力）として伝達・利用される。即ち、ばねによる推力よりも十分大きい可動プラテンの推力又はその反力を枠状金型のクランプ力（移動力）として利用することができるため、クランプ力を大きく向上させることができる。これにより、基板のクランプ力不足により生じる樹脂漏れを防止することができる。
【００１０】
また、可動プラテンの推力を、反力発生機構、移動力付与機構の２つの機構の機能によって枠状金型に移動力を伝達するようにしているため、該推力（移動力）の設定及びこれらの機構の設置の自由度は大きく、結果として被成形品の種類や大きさに応じて枠状金型の推力（移動力）を適正に与えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低コスト且つ簡潔な構成により、枠状金型のクランプ力の向上を図り樹脂漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の正断面図
【図２】実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の成形動作のプロセス
【図３】実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の成形動作のプロセス
【図４】実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の成形動作のプロセス
【図５】実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の成形動作のプロセス
【図６】実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の成形動作のプロセス
【図７】実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の成形動作のプロセス
【図８】実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の成形動作のプロセス
【図９】本発明の実施形態の一例にかかる圧縮成形封止装置の概念図
【図１０】本発明の他の実施形態の一例にかかる樹脂封止装置の正断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下で、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例にかかる樹脂封止装置Ｊ１の構成について説明する。
【００１４】
図１に本発明の実施形態の一例にかかる樹脂封止装置Ｊ１の概念図を示す。
【００１５】
本実施形態にかかる樹脂封止装置Ｊ１は、上型（第１金型）１００と、上型１００に対向して配置され上型１００に対して当接・離反可能な下型（第２金型）１０２と、により、被封止品１０４を樹脂１０６にて封止するものである。
【００１６】
樹脂封止装置Ｊ１は、図示せぬリンク機構の推力により、下型１０２を上型１００に対して進退動可能とする可動プラテン１１２を備えている。上型１００は、上側圧縮金型（上型１００の本体）１００Ａと、この上側圧縮金型１００Ａの外側に配置された上枠１００Ｂ（上型１００側の枠状金型）から構成されており、下型１０２は、下側圧縮金型（下型１０２の本体）１０２Ａと、この下側圧縮金型１０２Ａの外側に配置された下枠１０２Ｂ（下型１０２側の枠状金型）から構成されている。
【００１７】
これらの金型１００、１０２は、後述する作用により密閉された樹脂封止空間（キャビティ）１１８を形成し、例えばパッケージ基盤等の被封止品１０４を熱硬化性樹脂等の樹脂１０６にて封止する。
【００１８】
図１及び図９を参照して、この樹脂封止装置Ｊ１は、上型１００側に設けられ、可動プラテン１１２の推力Ｆ０に対する反力（力）Ｆ２を発生させる反力発生機構Ｐ１と、可動プラテン１１２の推力Ｆ０及び反力発生機構Ｐ１にて発生した反力Ｆ２を利用して下枠１０２Ｂを対向する上型１００側へ移動させる移動力Ｆ２´を付与する移動力付与機構Ｍ１と、を備えている。
【００１９】
前記反力発生機構Ｐ１は空気圧シリンダ１２４を備えている。空気圧シリンダ１２４のケーシング１２６の内部にはピストンロッド１２８が嵌入されており、ピストンロッド１２８の一端には、ピストン１３０が固定されている。一方、他端には当て座１３４が固定されている。この当て座１３４の下側（図２の下側）は、ストッパ１３６でその下限位置が拘束されている。また、当て座１３４とケーシング１２６との間には、第３ばね１３２が付設されている。
【００２０】
なお、符号１３８は、圧縮する空気を供給するエアー供給源である。また、符号１４０は空気の流量を調整する電磁弁であり、符号１４２、１４４は空気圧を調整する圧力制御弁である。また、上型１００側の両側に配置した空気圧シリンダ１２４は、吸排気口（図示略）を一箇所にまとめて、各空気圧シリンダ１２４の供給・排気圧を同じにしている。
【００２１】
前記移動力付与機構Ｍ１は、レバー（腕部）１４６を備えている。このレバー１４６は可動プラテン１１２上に配置された支持部１４８における支持点１４８ｐを中心として回転自在に両側に延びている。この支持点１４８ｐを境にして、レバー１４６の外側端部１４６Ｏｔ（腕部の一方側）には反力発生機構Ｐ１からの反力Ｆ２が付与され、内側の端部１４６Ｉｎ（腕部の他方側）を介して上型１００側に移動力Ｆ２´が出力される。
【００２２】
水平面Ｈｏと内側端部１４６Ｉｎの間の角度をθ１、水平面Ｈｏと外側端部１４６Ｏｔの間の角度をθ２、支持点１４８ｐから移動力Ｆ２´が入力される位置までの実体長さをＬａ、支持点１４８ｐから反力Ｆ２が入力される位置までの実体長さをＬｂとすると、支持点１４８ｐから移動力Ｆ２´が出力される位置までの水平距離（腕の長さ）は、Ｌ１（＝Ｌａ・ｃｏｓθ１）であり、支持点１４８ｐから反力Ｆ２が入力される位置までの水平距離（腕の長さ）はＬ２（＝Ｌｂ・ｃｏｓθ２）である。また、支持点１４８ｐを中心として、外側端部１４６Ｏｔと内側端部１４６Ｉｎの間の角度は、αである。図１から明らかなようにαは１８０度より小さい（α＜１８０°）。
【００２３】
レバー１４６の内側端部１４６Ｉｎは下枠１０２Ｂの反突き当て面１０２Ｂｕに突き当てられており、外側端部１４６Ｏｔは空気圧シリンダ１２４の当て座１３４に突き当てられている。また、レバー１４６の両端１４６Ｉｎ、１４６Ｏｔにはローラ１５２、１５４が取付けられており、レバー１４６を介した下枠１０２Ｂから当て座１３４への円滑な推力伝達及びレバー１４６の突き当てによる当て座１３４、下枠１０２Ｂの破損を防止している。
【００２４】
上枠１００Ｂの反突き当て面１００Ｂｕには、上枠１００Ｂを下型１０２側へ付勢する第１ばね（弾性体）１２０が付設されている（押し付け力：Ｆ３）。また、下枠１０２Ｂの反突き当て面１０２Ｂｕには、下枠１０２Ｂを下型１０２側へ付勢する第２ばね１２２が付設されている（引張力：Ｆ１）。第２ばね１２２のばね定数は、第１ばね１２０のばね定数より大きく、且つ、第２ばね１２２の引張力Ｆ１は、空気圧シリンダ１２４側から出力される反力Ｆ２よりも小さくなるように設定する（Ｆ２＞Ｆ１）。
【００２５】
なお、レバー１４６が作用しない状態では、第２ばね１２２の引張り力Ｆ１と下限ストッパ１７０が、下型圧縮金型１０２Ａと下枠１０２Ｂの突き当て面１０２Ａｔ、１０２Ｂｔを同一平面になるようにし、図示せぬ離型フィルムを後述する樹脂封止空間１１８の全面に渡ってしわなく張れるようにしている。
【００２６】
また、符号１７２Ａは、上型圧縮金型１００Ａと上枠１００Ｂの間に取付けられたＯリングである。同様に、符号１７２Ｂは上枠１００Ｂの突き当て面１００Ｂｔ、符号１７２Ｃは下型圧縮金型１０２Ａと下枠１０２Ｂの間に取付けられたＯリングである。
【００２７】
なお、前記反力発生機構Ｐ１は、下型１０２側へ向けて発生させる反力Ｆ２（力）の大きさを調整するための反力調整機能を備えている。より具体的には、前記空気圧シリンダ１２４内部の圧力ｐ１を変化させることにより、発生する反力Ｆ２を調整することができる。この反力調整機能により、上型１００と下型１０２の距離に伴って前記第１ばね１２０の押し付け力Ｆ３及び第２ばね１２２の引張力Ｆ１等が変化したとしても、当該反力発生機構Ｐ１で発生する反力Ｆ２の基板クランプ力Ｆ４が一定に維持されるための与圧が付与されるようになっている（後述）。
【００２８】
次に、樹脂封止装置Ｊ１の作用について説明する。
【００２９】
図２〜８に実施形態の一例にかかる樹脂封止装置Ｊ１の成形動作のプロセスを示す。なお、力学的関係については、図９を併せて参照されたい。
【００３０】
先ず、図２に示すように、半導体チップを搭載したセラミック基板（被封止品）１０４を上側圧縮金型１００Ａに吸着させ保持させるとともに、封止用の樹脂１０６を下側圧縮金型１０２Ａに投入する。
【００３１】
次に、図３に示すように、図示せぬリンク機構の推力Ｆ０により可動プラテン１１２を上昇させて、移動力付与機構Ｍ１に備えられたレバー１４６の外側端部１４６Ｏｔに取り付けたローラ１５２を固定プラテン１１０側の当て座１３４に当てる。
【００３２】
反力発生機構Ｐ１からは、該ローラ１５２に対し、推力Ｆ０の反力が、反力発生機構Ｐ１の反力Ｆ２として可変出力される。即ち、レバー１４６の支持点１４８ｐを境にして、該レバー１４６の外側端部１４６Ｏｔには反力発生機構Ｐ１からの反力Ｆ２が付与され、内側端部１４６Ｉｎを介して上型１００Ａ側に移動力（押し上げ力）Ｆ２´が出力され、下枠１０２Ｂをクランプすることができる。つまり、この反力Ｆ２は下枠１０２Ｂをクランプするための下枠１０２Ｂの移動力Ｆ２´として利用される。
【００３３】
以下、図９に示す樹脂封止装置Ｊ１の概念図を用いてより詳細に説明する。
【００３４】
空気圧シリンダ１２４からは、空気圧シリンダ１２４内の圧力ｐとピストン１３０の断面積Ｓを掛け合わせた式（１）に示す力Ｆ２が出力される。
【００３５】
Ｆ２＝ｐ×Ｓ …（１）
【００３６】
一方、反力Ｆ２による下枠１０２Ｂの移動力Ｆ２´は、Ｋをレバー比（ただし，Ｋ≧１）とすると、てこの原理及びモーメント力の釣り合いから、式（２）、（３）のようになり、この押し上げ力Ｆ２´がレバー１４６の内側端部１４６Ｉｎから出力される。
【００３７】
Ｆ２´＝Ｆ２×Ｋ …（２）
Ｋ＝（Ｌｂ／Ｌａ）×（ｃｏｓθ２／ｃｏｓθ１） …（３）
【００３８】
よって、基板クランプ力Ｆ４は（４）式のようになる。
【００３９】
Ｆ４＝Ｆ２×Ｋ−（Ｆ１＋Ｆ３） …（４）
【００４０】
即ち、てこの原理をレバー１４６に用いることにより、空気圧シリンダ１２４が小容量のものであっても空気圧シリンダ１２４から出力される反力Ｆ２を増幅し、上枠１００Ｂと下枠１０２Ｂの基板クランプ力Ｆ４を大きくすることができる。
【００４１】
可動プラテン１１２が推力Ｆ０にて上昇しているときでも、基板クランプ力Ｆ４が、下枠１０２Ｂがセラミック基板１０４をクランプする際にセラミック基板１０４に発生する抗力Ｒ１よりも大きいか釣り合っているときには（Ｆ４≧Ｒ１）、空気圧シリンダ１２４に連結している当て座１３４の位置は変化せず、基板クランプ力Ｆ４は上述した式（４）となる。
【００４２】
しかし、可動プラテン１１２が更に上昇して基板からの抗力Ｒ１が基板クランプ力Ｆ４に対して勝るようになると、レバー１４６から空気圧シリンダ１２４側に力が伝達され、空気圧シリンダ１２４が圧縮されて，当て座１３４の位置が上昇し、空気圧シリンダ１２４内部の圧力ｐがΔｐだけ上昇する傾向となる。このため、例えば後述する実施形態のように、仮に空気圧シリンダ１２４が閉じた空間とされている場合には、圧力Δｐの上昇に伴って基板クランプ力Ｆ４がＫ×Δｐ×Ｓだけ上昇し、当て座１３４はセラミック基板１０４からの抗力Ｒ１と基板クランプ力Ｆ４が釣り合う位置で静止することになる（この制御方法については後に詳述）。
【００４３】
しかるに、本実施形態では、空気圧シリンダ１２４内部の圧力ｐは、圧力制御弁１４２、１４４による圧力制御によって、基板クランプ力Ｆ４を一定に維持するように制御される。この制御を具体的に行なうには、例えば、現に発生している基板クランプ力Ｆ４をリアルタイムで検出し、常に同一の基板クランプ力Ｆ４が得られるように空気圧シリンダ１２４内の圧力ｐをフィードバック制御すればよい。なお、基板クランプ力Ｆ４は、必ずしも直接検出する必要はなく、いずれかの部分の抗力、押し付け力、引張力、或いはレバー１４６の角度θ１、θ２等の他のパラメータを検出することによって、演算により間接的に求めるようにしても良い。
【００４４】
更には、基板クランプ力Ｆ４は、各種諸元（可動プラテン１１２の推力Ｆ０や、各ばね１２０、１２２のばね定数、レバー１４６の腕の長さＬ１、Ｌ２等）が特定されている条件下では、基本的には、可動プラテン１１２の「位置」に依存した値となるので、当該樹脂封止装置Ｊ１における可動プラテン１１２の位置と基板クランプ力Ｆ４との関係を予め求めておくことにより、空気圧シリンダ１２４の圧力ｐをフィードフォワード制御するように構成することもできる。この手法を採用する場合には、可動プラテン１１２の位置を、例えば（もともと得られている）リンク機構の図示せぬモータの回転数情報等から求め、この位置情報に基づいて圧力ｐをオープン制御するだけでよいので、特に別途のセンサも不要であり、制御系の構成を非常に簡素化できる。
【００４５】
いずれにしても、この実施形態による制御によれば、可動プラテン１１２を、本来の封止制御を行なわせるために、下側圧縮金型１０２Ａの位置に着目して制御したとしても、そのときの可動プラテン１１２の位置に関わらず、常に下枠１０２Ｂによる基板クランプ力Ｆ４を一定に保つことができる。
【００４６】
なお、この実施形態における可動プラテン１１２の推力Ｆ０の条件式は、以下のようになる。
【００４７】
セラミック基板１０４をクランプした際のレバー支点１４８ｐにかかる下向き抗力をＲ３とすると、該下向き抗力Ｒ３はセラミック基板１０４からの抗力Ｒ１と空気圧シリンダ１２４の反力Ｆ２の合力と等しい。
【００４８】
Ｒ３＝Ｆ２＋Ｒ１ …（５）
【００４９】
最終的に可動プラテン１１２が停止すると、セラミック基板１０４からの抗力Ｒ１と基板クランプ力Ｆ４が釣り合うから（Ｒ１＝Ｆ４）、上述した式（４）を式（５）に代入して、式（６）が得られる。
【００５０】
Ｒ３＝Ｆ２×（1＋Ｋ）−（Ｆ１＋Ｆ３） …（６）
【００５１】
ここで、必要な可動プラテン１１２のプレス推力Ｆ０は、圧縮成形時にセラミック基板１０４へ負荷される推力（成形に必要な力）Ｆｐとレバー支点にかかる力Ｒ３の合力以上の力が必要であるため、式（７）が成立している必要がある。
【００５２】
Ｆ０≧Ｆｐ＋Ｒ３ …（７）
【００５３】
つまり、可動プラテン１１２の必要なプレス推力Ｆ０の条件式は、式（６）、（７）より、式（８）となる。
【００５４】
Ｆ０≧Ｆｐ＋Ｆ２×（1＋Ｋ）−（Ｆ１＋Ｆ３） …（８）
【００５５】
この実施形態では、移動力付与機構Ｍ１は、支持点１４８ｐから端部１４６Ｏｔ、１４６Ｉｎまでの長さＬ１、Ｌ２とレバー１４６の傾き角度θ１、θ２を自由に組み合わせることにより、設計の自由度をより高めることができるため、移動力Ｆ２´をより柔軟に制御することができる。結果として、セラミック基板１０４の種類や大きさに応じて下枠１０２Ｂの移動力Ｆ２´を適正に与えることができる。この実施形態によれば、一般的な押し付けばねの推力よりも十分大きい可動プラテン１１２の推力Ｆ０を下枠１０２Ｂの基板クランプ力Ｆ４に利用し、基板クランプ力Ｆ４を大きく向上させることができる。これにより、セラミック基板１０４の基板クランプ力Ｆ４の不足により生じる上下枠１００Ｂ、１０２Ｂから外部空間への樹脂漏れを防止することができる。
【００５６】
また、反力発生機構Ｐ１には上型１００と下型１０２の距離に伴って第１ばね１２０の押し付け力Ｆ３や第２ばね１２２の引張力Ｆ１等が変化したとしても、反力発生機構Ｐ１の圧力ｐが、基板クランプ力Ｆ４が一定となるように調整されるため、可動プラテン１１２の位置、より具体的には下側圧縮金型１０２Ａの位置に関わらず、基板クランプ力Ｆ４を常に一定に保持することができる。
【００５７】
また、ローラ１５２、１５４と当て座１３４が突き当てられた後、常に密着しているため、水平及び垂直方向の位置ずれやがたつきを防止し、上下枠１００Ｂ、１０２Ｂを安定して支持することができる。
【００５８】
空気圧シリンダ１２４とレバー１４６により具現された反力発生機構Ｐ１と移動力付与機構Ｍ１は簡潔な構成であるため、下枠１０２Ｂを駆動する構造に採用されているサーボモータやカムを排除することにより、これらの機構Ｐ１、Ｍ１の省スペース化を図ると共に、部品点数を低減させ、構造の簡略化を図ることができ、製造コストを低減させることができる。
【００５９】
また、傾き角度θ１、θ２を設けたことにより、結果としてレバー１４６の内側端部１４６Ｉｎから外側端部１４６Ｏｔまでの水平方向の長さを抑制することができるため、反力発生機構Ｐ１と移動力付与機構Ｍ１をコンパクトに収容することもできる。
【００６０】
移動力付与機構Ｍ１は下枠１０２Ｂの外側に配置されたものであり、反力発生機構Ｐ１は固定プラテン１１０の上側で且つ上枠１００Ｂの外側に配置されている。つまり、これらの機構Ｐ１、Ｍ１は、上型、下型１００、１０２の外部に独立して構成されているため、組みつけやメンテナンスを容易に行うことができる。
【００６１】
本実施形態では、移動力付与機構Ｍ１を下型１０２側に、反力発生機構Ｐ１を上型１００側に設けることにより、反力発生機構Ｐ１を駆動するためのエアー供給源１３８、電磁弁１４０等を上型１００側（固定プラテン１１０側）、より具体的には固定プラテン１１０上部のフリースペース等に設置することができるため、特殊な部材や機構を採用しなくとも、エアー供給源１３８等は、樹脂１０６が加熱される際に上型１００と下型１０２間に発生する熱を容易に回避することができる。
【００６２】
図４に示すように、このようにして下枠１０２Ｂを上型１００側へ移動させることにより、下枠１０２Ｂが上枠１００Ｂと接触した上側圧縮金型１００Ａ、下側圧縮金型１０２Ａが上下方向（図３における上下方向）を、上枠１００Ｂ、下枠１０２Ｂが左右方向（図３における左右方向）を覆うことになるため、密閉された樹脂封止空間（キャビティ）１１８を形成することができる。この状態で、この樹脂封止空間１１８内を真空引きする。
【００６３】
その後、図５に示すように、下枠１０２Ｂを上型１００側へさらに移動させることにより、セラミック基板１０４を上型１００と下型１０２とでクランプする。この作用については既に詳述した。
【００６４】
この状態で、図６に示すように、可動プラテン１１２を更に上昇させ、下型１０２による型締めが進行し、樹脂１０６が加熱・圧縮成形され、セラミック基板１０４上の半導体チップの部分（図示略）が樹脂封止される。可動プラテン１１２の更なる上昇が行なわれても、基板クランプ力Ｆ４が不変であることも既に詳述した。
【００６５】
図７に示すように、樹脂１０６が上側圧縮金型１００Ａ、下側圧縮金型１０２Ａから取り出せる程度に硬化した後、可動プラテン１１２の高さ方向の位置を変えずに空気圧シリンダ１２４内の圧力ｐを減圧し、空気圧シリンダ１２４の下型１０２側へ押す移動力Ｆ２´を低減する。これにより、レバー１４６の外側端部１４６Ｏｔに付与される反力Ｆ２が低減されるため、レバー１４６の外側端部１４６Ｏｔが上昇するにつれてレバー１４６の内側端部１４６Ｉｎが押し当てられている下枠１０２Ｂが下がり、セラミック基板１０４のクランプ状態を解くことができ、樹脂封止空間１１８内が大気開放される。
【００６６】
下枠１０２Ｂの反突き当て面１０２Ｂｕに下枠１０２Ｂを下型１０２側へ引張力Ｆ１で引張る第２ばね１２２が反突き当て面１０２Ｂｕに付設されていることにより、上述した第１ばね１２０の押し付け力Ｆ３に加えて、この第２ばね１２２の付勢力Ｆ１を付与することになるため、空気圧シリンダ１２４内部の圧力ｐの減圧操作だけで基板クランプの解除を自動的に行うことができる。
【００６７】
最後に、図８に示すように、セラミック基板１０４の真空吸着をなくし、可動プラテン１１２を下型１０２側へ移動させ、プレスの型開きを行う。
【００６８】
以上のことから、本実施形態によれば、低コスト且つ簡潔な構成により、上下枠１００Ｂ、１０２Ｂのクランプ力の向上を図り樹脂漏れを防止することができる。
【００６９】
ところで、上記実施形態では、基板クランプ力Ｆ４が一定となるように空気圧シリンダ１２４内の圧力ｐを積極的に制御するようにしていたが、空気圧シリンダ１２４内の圧力ｐを制御せずに、該空気圧シリンダ１２４を単にダンパーとして機能させることにより、基板クランプ力Ｆ４をより一層簡易に制御するように構成することもできる。
【００７０】
この制御手法を採用する場合には、具体的には、可動プラテン１１２が上昇して行っても、空気圧シリンダ１２４内の圧力ｐは、特に積極的には制御しない。すると、圧力ｐは可動プラテン１１２の上昇の最終段階でより増大する傾向となる。初期設定のシリンダ圧をｐとし、それから上昇した分の圧力をΔｐとすると、前述したように、基板クランプ力Ｆ４ｐはＫ×Δｐ×Ｓだけ上昇する。この値は、可動プラテン１１２のそのときの位置に依存して（レバー比Ｋの値を含めて）変化することとなるが、必ず「正」の値となる。よって、初期設定のシリンダ圧ｐを最低限必要な基準クランプ力が得られるな圧力に設定しておくことにより、可動プラテン１１２が本来の圧縮作業を行なうために更に上昇しても必要な（Ｆ４以上の）基板クランプ力Ｆ４ｐが常に維持できることになる。
【００７１】
この実施形態の場合、空気圧シリンダ１２４内部の圧力ｐの制御が必要ないため、制御系を一層簡素化することができる。
【００７２】
次に、他の実施形態について説明する。
【００７３】
図１０に他の実施形態の一例にかかる樹脂封止装置Ｊ２の正断面図を示す。
【００７４】
本実施形態における樹脂封止装置Ｊ２も、上記実施形態と同様に、可動プラテン２１２の推力に対する反力（力）を発生させる反力発生機構Ｐ２と、可動プラテン２１２の推力及び反力発生機構Ｐ２にて発生した反力を利用して下枠２０２Ｂを対向する上型２００側へ移動させる移動力を付与する移動力付与機構Ｍ２と、を備えている。
【００７５】
しかしながら、本実施形態における反力発生機構Ｐ２は、当て座２３４と第３ばね２３２のみから構成されており、上記実施形態（図１参照）の反力発生機構（Ｐ１）の一部として示されていた空気圧シリンダ（１２４）を設けない構成となっている。このため、下枠２０２Ｂの移動力は、第３ばね２３２のばね反力により発生させられる。
【００７６】
本実施形態においても、てこの原理をレバー２４６に用いて、第３ばね２３２のばね反力を増大させ、下枠２０２Ｂをクランプするための下枠２０２Ｂの移動力として利用する。
【００７７】
より具体的には、可動プラテン２１２を上昇させて、移動力付与機構Ｍ２に備えられたレバー２４６に取り付けたローラ２５２を固定プラテン２１０側の当て座２３４に当て、レバー２４６の支持点２４８ｐを境にして、反力発生機構Ｐ２における第３ばね２３２からの反力がレバー２４６の外側端部２４６Ｏｔに付与され、内側端部２４６Ｉｎを介して上型２００Ａ側に移動力（押し上げ力）が出力され、下枠２０２Ｂをクランプすることができる。
【００７８】
本実施形態においては、第３ばね２３２のばね反力を下枠２０２Ｂの移動力として利用するため、第３ばね２３２のばね定数を、下枠２０２Ｂを可動プラテン２１２側に付勢する第２ばね２２２のばね定数よりも十分大きいものにする必要がある。
【００７９】
他の部品については、上記実施形態と同様の機能を有しているため、同一又は類似する機能を有する部材に上記実施形態における樹脂封止装置Ｊ１と下二桁が同一の符号を付すにとどめ、重複説明を省略する。
【００８０】
なお、上記実施形態においては、枠状金型が第１、第２金型側にそれぞれ設けられているが、第２金型側のみに設けてもよい。また、移動力付与機構及び反力発生機構についても、上型側のみもしくは上型、下型側の両側に設けてもよい。
【００８１】
また、下枠の反突き当て面に付設する弾性体は、下枠を対向する上型側へ付勢するものでもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、上型側に対して、下型側を近接・離反可能なリンク機構による移動機構を備えることにより、可動プラテンの移動時間の短縮を図り、成形サイクルを短縮させるようにしていたが、上型側に対して、下型側を近接・離反可能な駆動源と、駆動源によって回転されるボールねじと、を有する直線移動機構を備えることにより、可動プラテンのより精密な移動を実現することができる。
【００８３】
本実施形態において、反力発生機構は空気圧シリンダを備えているが、空気圧シリンダの代わりに油圧シリンダを備えてもよい。
【００８４】
腕部の支持点から圧力を付与する位置までの距離及び、支持点から第２の圧力を付与する位置までの距離を本実施形態に限らず変化させることができる。これにより、例えばレバーの支持点から外側の端部までの長さをより長くすることにより、より下枠を押し上げる力を大きくすることができる。反対に、支持点から内側の端部までの長さをより短くすることにより、下枠のクランプ解除時の引下げをより容易に行うことができる。
【００８５】
腕部の支持点を中心として、腕部の一方側と他方側の間の角度を１８０度（水平）に設定してもよい。
【００８６】
なお、実施形態に記載されている構成部品・要素のうち、特に記載されていないものであっても、構成部品の寸法、材質、形状、その他相対配置などは特に特定的な断りがない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００８７】
Ｊ１…樹脂封止装置
Ｍ１…移動力付与機構
Ｐ１…反力発生機構
１００…上型
１０２…下型
１００Ｂ、１０２Ｂ…上枠、下枠（枠状金型）
１０４…被封止品
Ｆ０…（可動プラテンの）推力
Ｆ２…反力
Ｆ２´…移動力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金型と、該第１金型に対向して配置され該第１金型に対して当接・離反可能な第２金型と、により、被封止品を樹脂にて封止する圧縮型の樹脂封止装置において、
前記第１金型、第２金型側のいずれか一方または双方に設けられ、前記被封止品の端部を保持可能な枠状金型と、
前記第２金型を設置し、該第２金型を対向する第１金型側へ移動させる可動プラテンと、
前記第１、第２金型側のいずれかに設けられ、前記可動プラテンの推力に対する反力を発生させる反力発生機構と、
前記可動プラテンの推力及び該反力発生機構にて発生した該反力を利用して前記枠状金型を対向する該第１または第２金型側へ移動させる移動力を付与する移動力付与機構と、を備えた
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記移動力付与機構は、前記可動プラテン上に配置された支持点を中心として両側に延びる腕部を備え、
該支持点を境にして、前記腕部の一方側に前記反力発生機構からの前記反力が付与され、前記腕部の他方側を介して前記第１金型側または第２金型側のいずれかに前記移動力が出力される
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記腕部の前記一方側の前記支持点から前記反力が入力される位置までの腕の長さと、前記腕部の前記他方側の前記支持点から前記移動力が出力される位置までの腕の長さが異なっている
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記支持点を中心として、前記腕部の一方側と他方側のなす角度が１８０度以外である
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項５】
請求項１〜４において、
前記反力発生機構が、前記反力の大きさを調整するための反力調整機能を備えている
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記枠状金型に、該枠状金型を対向する前記第１金型、または第２金型側へ付勢する弾性体が付設されるとともに、
前記第１金型と、第２金型と、の距離に伴って前記弾性体の付勢力が変化したとしても、前記反力発生機構で発生する前記反力の調整により、前記枠状金型の前記による被封止品の端部の前記保持力が一定に維持される
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記反力発生機構は、油圧シリンダまたは空気圧シリンダを備えており、該油圧または空気圧シリンダ内部の圧力を変化させることにより、前記反力を調整する
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、
前記枠状金型と、前記移動力付与機構と、が、第２金型側に設けられているとともに、前記反力発生機構が、前記第１金型側に設けられている
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかにおいて、更に、
駆動源と、
該駆動源の駆動力により前記第１金型側に対して、前記第２金型側を近接・離反可能とするボールねじ機構と、を有する移動機構を備える
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかにおいて、更に、
前記駆動源と、
該駆動源の該駆動力により、前記第１金型側に対して、前記第２金型側を近接・離反可能とするリンク機構と、を有する移動機構を備える
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項１】
第１金型と、該第１金型に対向して配置され該第１金型に対して当接・離反可能な第２金型と、により、被封止品を樹脂にて封止する圧縮型の樹脂封止装置において、
前記第１金型、第２金型側のいずれか一方または双方に設けられ、前記被封止品の端部を保持可能な枠状金型と、
前記第２金型を設置し、該第２金型を対向する第１金型側へ移動させる可動プラテンと、
前記第１、第２金型側のいずれかに設けられ、前記可動プラテンの推力に対する反力を発生させる反力発生機構と、
前記可動プラテンの推力及び該反力発生機構にて発生した該反力を利用して前記枠状金型を対向する該第１または第２金型側へ移動させる移動力を付与する移動力付与機構と、を備えた
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記移動力付与機構は、前記可動プラテン上に配置された支持点を中心として両側に延びる腕部を備え、
該支持点を境にして、前記腕部の一方側に前記反力発生機構からの前記反力が付与され、前記腕部の他方側を介して前記第１金型側または第２金型側のいずれかに前記移動力が出力される
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記腕部の前記一方側の前記支持点から前記反力が入力される位置までの腕の長さと、前記腕部の前記他方側の前記支持点から前記移動力が出力される位置までの腕の長さが異なっている
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記支持点を中心として、前記腕部の一方側と他方側のなす角度が１８０度以外である
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項５】
請求項１〜４において、
前記反力発生機構が、前記反力の大きさを調整するための反力調整機能を備えている
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記枠状金型に、該枠状金型を対向する前記第１金型、または第２金型側へ付勢する弾性体が付設されるとともに、
前記第１金型と、第２金型と、の距離に伴って前記弾性体の付勢力が変化したとしても、前記反力発生機構で発生する前記反力の調整により、前記枠状金型の前記による被封止品の端部の前記保持力が一定に維持される
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記反力発生機構は、油圧シリンダまたは空気圧シリンダを備えており、該油圧または空気圧シリンダ内部の圧力を変化させることにより、前記反力を調整する
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、
前記枠状金型と、前記移動力付与機構と、が、第２金型側に設けられているとともに、前記反力発生機構が、前記第１金型側に設けられている
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかにおいて、更に、
駆動源と、
該駆動源の駆動力により前記第１金型側に対して、前記第２金型側を近接・離反可能とするボールねじ機構と、を有する移動機構を備える
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかにおいて、更に、
前記駆動源と、
該駆動源の該駆動力により、前記第１金型側に対して、前記第２金型側を近接・離反可能とするリンク機構と、を有する移動機構を備える
ことを特徴とする圧縮成形封止装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−３７０３３（Ｐ２０１１−３７０３３Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８３８３０（Ｐ２００９−１８３８３０）
【出願日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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