JP4464366B2 - 圧縮成形金型のクリーニング方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体製品の樹脂封止等に用いられる圧縮成形金型の技術分野に関する。

従来、図８に示す圧縮成形金型１が公知である（特許文献１参照）。

圧縮成形金型１は、上型１０及び下型２０を備え、下型２０が、貫通部２２Ｈを有する枠型２２とこの貫通部２２Ｈを貫通して配置される底型２４とからなり、上型１０と下型２０とで形成されるキャビティ４０内において半導体製品を樹脂封止する圧縮成形金型である。なお符号３０は、下型２０を上型１０に対して当接・離反させることが可能なシリンダである。

なお、図示はしていないが、圧縮成形金型においては、封止後の成形品の離型性向上等のために、下型（枠型及び底型）のキャビティ面に例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製のリリースフィルムを介在させて樹脂封止される。又、封止の際にこのリリースフィルムが捩れたりシワが生じたりしないように、枠型の貫通部と底型との間には若干の隙間（キャビティ隙間）が設けられ、該隙間からキャビティ内の空気を吸引している。又、枠型の表面にはリリースフィルムにズレが生じないよう複数の吸着孔が設けられ、封止時にリリースフィルムを吸着固定可能とされている。

又、金型のクリーニング方法として、特許文献２記載の方法が公知である。

この特許文献２記載のクリーニング方法は、例えばゴム系のクリーニング部材をキャビティ内に投入した上で、通常の成形と同様の手順で上型と下型とを圧縮し、クリーニング部材に樹脂カス等を付着させることにより金型のクリーニングを行うものである。

特開２００４−１３０７３０号公報 特開平１０−２２６７９９号公報

しかしながら、特許文献２記載の方法を、圧縮成形金型のクリーニングに使用すると以下のような問題があった。

第１に、キャビティ内の空気を吸引するための隙間（枠型の貫通部と底型との隙間：以下単に「キャビティ隙間」という場合がある。）にクリーニング部材が入り込んでしまう問題があった。クリーニングの際には、通常の樹脂封止の時のように下型表面にリリースフィルムを介在させることができないため（リリースフィルムがあるとクリーニングできない）、高圧で圧縮されたクリーニング部材が逃げ場を失って当該隙間に入り込むことによって引き起こされるものと考えられる。

第２に、枠型の表面にはリリースフィルム吸着用の吸着孔が複数存在しているが、クリーニングにより圧縮されたクリーニング部材が、圧縮により扁平に広がって、当該吸着孔にまで入り込んでしまう問題があった。

本発明はこのような問題を解決するべくなされたものであって、クリーニング部材が、キャビティ隙間や枠型のリリースフィルム用の吸着孔に侵入して残留することのないクリーニング方法及び当該クリーニングに用いるクリーニング用保護プレートを提供するものである。

本発明は、上型及び下型を備え、該下型が貫通部を有する枠型と前記貫通部を貫通して配置される底型とを有し、前記上型と下型との間にクリーニング部材を介在・圧縮することによりキャビティ面をクリーニングする圧縮成形金型のクリーニング方法であって、前記底型の上面を前記枠型の上面よりも突出させた状態とする準備工程と、前記底型の上面を前記枠型の上面よりも突出させた状態のまま前記クリーニング部材を圧縮する圧縮工程を経て圧縮成形金型をクリーニングすることによって、上記課題を解決するものである。

底型が枠型から突出した状態のまま圧縮工程を経ることによって、クリーニング部材に掛かる圧縮圧力を、底型の上面から外れた位置（枠型の上面）で激減させることができる。又、これに加え、クリーニング部材自身の有する粘性及び底型と枠型の境界に「段差」が存在するという形状的特性によっても、該段差直下のキャビティ隙間へのクリーニング部材の侵入を抑制することができるようになる（後述）。

本発明は、更に、前記準備工程と前記圧縮工程の間に、前記突出した底型が嵌合可能な孔部を有し且つ前記底型に該孔部を嵌合させることより前記枠型表面に備わる吸着孔を被覆可能な保護プレートを前記下型に装着する工程を経てクリーニングを行うようにすると以下の点でより好適である。

この方法を用いることにより、圧縮工程で広がるクリーニング部材が、枠型表面に備わる吸着孔に侵入することを確実に防止することができる。

又、前記圧縮工程を、前記上型と前記クリーニング部材との間にリリースフィルムを介在させて行うようにすると以下の点でより好適である。

この方法を用いることにより、上型表面に備わる孔（例えば被成形品を吸着保持するための吸着孔など）にクリーニング部材が侵入することを防止できる。又、リリースフィルムは、通常の封止作業工程で使用されるリリースフィルムをそのまま利用することができるため、別途専用の物を用意する手間が不要である。

本発明を適用することにより、クリーニング部材が不必要な部分へと侵入することを抑制できるため、クリーニング部材の侵入カスを更にクリーニングする必要がない。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る方法を実施する圧縮成形金型の構造図であり、図２は、図１における矢示II‐II線に沿う断面図であって、枠型と底型のみを示した図である。

圧縮成形金型１００は、上型１１０と下型１２０とで構成されている。この上型１１０と下型１２０とは、例えばプレス機構（図示しない）によって、互いに当接・離反可能とされている。

上型１１０は、外部の搬送機構によって搬送された被成形品を保持する金型であり、上型１１０の表面（下型１２０側表面）には、搬送された被成形品を吸着保持するための吸着孔が複数設けられている（図面上には現れていない）。又、枠型１２２に備わるガイドポスト１２３（詳細は後述する。）が嵌入可能な凹部が設けられている（図面上には現れていない）。

下型１２０は、枠型１２２、底型１２４、クランプバネ１２６、下型ベース１２８で構成されている。下型ベース１２８には、クランプばね１２６を介して枠型１２２が配置されている。この枠型１２２は、図示しない駆動源によって下型ベース１２８に対して上下動することが可能とされており、下型ベース１２８に対して任意の位置に停止することも可能とされている。又、枠型１２２の略中央には貫通部１２２Ｈ（図２参照）が設けられており、当該貫通部１２２Ｈに貫通する態様で底型１２４が配置されている。この底型１２４は、下型ベース１２８に対して固定されているために、枠型１２４が上下動することによって、枠型１２２と底型１２４とも相対的に上下動する構成とされている。又、枠型１２２の貫通部１２２Ｈと当該貫通部１２２Ｈに貫通している底型１２４との間には、僅かの隙間（キャビティ隙間：図２参照）Ｇが設けられており、当該隙間Ｇを利用してキャビティ内の空気を吸引可能な構成とされている。又、枠型１２２の四隅上面にはそれぞれガイドポスト１２３が配置されており、このガイドポスト１２３が、上型１１０の表面に設けられた凹部に嵌入することによって、上型１１０と下型１２０とが精度良く当接することが可能となっている。又、枠型１２２の表面（上型１１０方向の表面）には、貫通部１２２Ｈの周囲に複数の吸着孔（リリースフィルム用吸着孔）１２２Ｖが設けられている。

又、当該圧縮成形金型１００を構成する部品ではないが、当該圧縮成形金型１００のクリーニングを行なう際に使用されるクリーニング用保護プレート１５０には、ガイドポスト１２３が嵌入可能なガイドポスト孔１５０Ｇと、底型１２４のキャビティ表面（上型側表面）の形状と相似形の底型孔１５０Ｈとが形成されている。このクリーニング用保護プレート１５０においては、ガイドポスト孔１５０Ｇにガイドポスト１２３を嵌入させると、同時に底型孔１５０Ｈが底型１２４のキャビティ面に対応するように設計されている。又、底型孔１５０Ｈの大きさは、底型１２４のキャビティ表面よりも僅かに大きく設計されている。なお、このクリーニング用保護プレート１５０は、例えばステンレスなどを用いて製作されており、繰り返しの使用が可能である。又、具体的な使用方法については以下で説明する。

次に、圧縮成形金型１００のクリーニング手順について説明する。

最初に、底型１２４の表面（上面）を枠型１２２の表面（上面）よりも突出させる（準備工程）。例えば図２で示したように、底型１２４の表面を枠型１２２の表面よりも高さＨ分だけ突出させる。この突出量は、クリーニングしようとする金型や、クリーニングに使用するクリーニング部材、温度、キャビティ隙間Ｇの大きさ、使用するクリーニング用保護プレート１５０の厚さ等を考慮して、適宜調整することが可能である。又、以下で述べるようにクリーニング用保護プレート１５０を用いてクリーニングを行う場合には、クリーニング用保護プレート１５０を取り付けた状態においても、底型孔１５０Ｈから底型１２４が突出する程度に調整することが必要となる。なお、この準備工程は、予め圧縮成形金型の動きを制御する制御部（図示しない）に各型（上型１１０、枠型１２２、底型１２４）の位置を記憶させておく（例えば、クリーニングモードとして専用のスイッチを設けておく）と準備工程作業が容易である。

次に、クリーニング用保護プレート１５０を下型１２０に取り付ける。具体的には、クリーニング用保護プレート１５０に設けられたガイドポスト孔１５０Ｇに、ガイドポスト１２３がそれぞれ嵌入するように取り付ける。クリーニング用保護プレート１５０においては、ガイドポスト孔１５０Ｇにガイドポスト１２３を嵌入させると、同時に底型孔１５０Ｈが底型１２４のキャビティ面に対応するように設計されているため、同時に、枠型１２２から突出した底型１２４がクリーニング用保護プレートの底型孔１５０Ｈに嵌入する。このクリーニング用保護プレート１５０に設けられた底型孔１５０Ｈの形状は、底型１２４のキャビティ表面の形状と相似形であり、僅かに大きな形状として構成されているため、容易に嵌め込むことが可能となっている。なお、このクリーニング用保護プレート１５０の取り付けは、必ずしも準備工程の後に行う必要ななく、準備工程に入る前にクリーニング用保護プレート１５０を取り付けるような手順としても差し支えない。

次に、底型１２４のキャビティ面に、図３に示したようにクリーニング部材１６０を配置する。このクリーニング部材１６０は、市販のものを幅広く利用することができ、例えばゴム系のものやエポキシ樹脂系のものを際限なく利用することが可能である。なお、底型１２４のキャビティ面へのクリーニング部材１６０の配置は、必ずしもクリーニング用保護プレート１５０の取付工程の後に行う必要ななく、クリーニング用保護プレート１５０の取付工程に入る前、更には前述した準備工程に入る前にクリーニング部材１６０を配置するような手順としても差し支えない。

続いて、リリースフィルム１７０を、クリーニング部材１６０と上型１１０の間に介在させる。このリリースフィルム１７０は、当該クリーニング用に特別に用意されたものではなく、樹脂封止の際に利用されるリリースフィルムがそのまま利用される。

続いて、図示せぬプレス機構を作動させ、上型１１０と下型１２０とを当接させることにより、クリーニング部材１６０を圧縮して金型のクリーニングを行なう（圧縮工程）。圧縮されたクリーニング部材１６０は、例えば図５に示すように扁平に圧延された状態となり、金型のキャビティ表面（底型１２４の上面や、枠型１２２の貫通部１２２Ｈ側面など）に付着している汚れを自身に取り込んでクリーニングする。

金型の汚れの程度によって、圧縮工程を繰り返し行ったり、クリーニング部材１６０を適宜新しいものと取り替えて繰り返しクリーニングを行う。

図６に示したように、圧縮工程では上型１１０と底型１２４とが高い圧力で当接するために、この上型１１０と底型１２４との間に挟まれたクリーニング部材１６０は周囲に広がろうとする。一方、枠型１２２は底型１２４よりも下がっている（即ち底型が突出している：段差がある）ために、上型１１０と枠型１２２との間隔は、上型１１０と底型１２４の間隔よりも常に広く保たれている。そのため高い圧力により周囲に広がったクリーニング部材１６０は、この部分（間隔が広がった部分）に到達することで圧力が低下し、それに伴いキャビティ隙間Ｇ内にクリーニング部材１６０を押し込もうとする圧力も低下する。又、クリーニング部材１６０自体もその材質に由来する適当な粘性を有しているため、底型１２４から枠型１２２の方にまで広がったクリーニング部材が、段差真下のキャビティ隙間Ｇ方向に垂直に進む力は弱く、斜め方向に垂れ下がりながら更に周囲へと広がろうとする（図７参照）。その結果、キャビティ隙間へのクリーニング部材１６０の侵入が抑制されている。更に、クリーニング用保護プレート１５０使用しているため、枠型１２２表面に備わる吸着孔１２２Ｖの位置にまで、クリーニング部材１６０が圧延されて広がったとしても、当該クリーニング部材１６０はプレート上を広がることになるため、吸着孔１２２Ｖへのクリーニング部材１６０の侵入も完全に抑制される。更に、上型１１０は、リリーフィルム１７０を介してクリーニング部材に接するため、上型１１０の表面に備わる吸着孔（被成形品吸着孔）にクリーニング部材１６０が侵入して残留することもない。

最後に、圧延されたクリーニング部材１６０を取り除き、クリーニングは完了する。

なお、上記述べた圧縮工程の後に、例えば、枠型１２２と底型１２４の相対的な位置を反転させる（底型１２４の上面を枠型１２２の上面よりも凹ませる）動作を付加することで、枠型１２２の貫通部１２２Ｈの側面（封止の際にキャビティを構成する面）をクリーニングすることも可能である。この時点でのクリーニング部材１６０は既に圧縮工程により圧縮された後であり、このような動作を行ってもキャビティ隙間にクリーニング部材１６０が侵入することはない。

本発明は、半導体製品を樹脂にて封止する圧縮成形金型のクリーニングに利用できる。

本発明の方法を実施する金型の構造図 図１における矢示II‐II線に沿う断面図であって、枠型と底型のみを示した図 クリーニング部材の配置状態の例を示した図 リリースフィルムの配置状態の例を示した図 圧縮工程後のクリーニング部材の状態の例を示した図 キャビティ周辺の圧縮工程の状態の例を示した図 図６におけるVII部拡大図 特許文献１記載の圧縮成形金型の構造図

符号の説明

１００…圧縮成形金型
１１０…上型
１２０…下型
１２２…枠型
１２２Ｈ…貫通部
１２２Ｖ…吸着孔
１２３…ガイドポスト
１２４…底型
１２６…クランプバネ
１２８…下型ベース
１５０…クリーニング用保護プレート
１５０Ｇ…ガイドポスト孔
１５０Ｈ…底型孔
１６０…クリーニング部材
１７０…リリースフィルム

Claims (3)

1. 上型及び下型を備え、該下型が貫通部を有する枠型と前記貫通部を貫通して配置される底型とを有し、前記上型と下型との間にクリーニング部材を介在・圧縮することによりキャビティ面をクリーニングする圧縮成形金型のクリーニング方法であって、
   前記底型の上面を前記枠型の上面よりも突出させた状態とする準備工程と、
   前記底型の上面を前記枠型の上面よりも突出させた状態のまま前記クリーニング部材を圧縮する圧縮工程を含む
   ことを特徴とする圧縮成形金型のクリーニング方法。
2. 請求項１において、
   前記準備工程と前記圧縮工程の間に、前記突出した底型が嵌合可能な孔部を有し且つ前記底型に該孔部を嵌合させることより前記枠型表面に備わる吸着孔を被覆可能な保護プレートを前記下型に装着する工程を含む
   ことを特徴とする圧縮成形金型のクリーニング方法。
3. 請求項１又は２において、
   前記圧縮工程は、前記上型と前記クリーニング部材との間にリリースフィルムを介在させて行われる
   ことを特徴とする圧縮成形金型のクリーニング方法。

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