冲压机构、冲压方法、压缩成形装置及压缩成形方法与流程

本发明涉及冲压机构、冲压方法、压缩成形装置及压缩成形方法。

背景技术：

一直以来公知有用于利用树脂材料压缩成形半导体芯片等的压缩成形装置。图11、图12是表示以往的压缩成形装置所含有的模制机构部1000的开模状态和合模状态的主视图。

如图11、图12所示，模制机构部1000包括在上下方向上层叠配置的两个成形模具110、120。成形模具110包括上模110A和下模110B，成形模具120包括上模120A和下模120B。

模制机构部1000包括用于固定成形模具110的上模110A的上部固定板130、用于固定成形模具110的下模110B和成形模具120的上模120A的中间板140、用于固定成形模具120的下模120B的滑动板150、设于滑动板150的下方的下部固定板160、向滑动板150传递合模力的连杆机构170和滚珠丝杠180以及连接中间板140与滑动板150的齿轮齿条副190。

中间板140和滑动板150能够相对于上部固定板130和下部固定板160在上下方向上移动。中间板140和滑动板150被未图示的伺服马达借助滚珠丝杠180和连杆机构170在上下方向上驱动。由此，进行成形模具110、120的开模状态(图11)与合模状态(图12)的切换。

技术实现要素：

伴随着装置的薄型化、小型化，要求成形品的薄型化与高精度化。在以往的冲压结构中，难以高精度地维持作为可动台板的中间板140和滑动板150的平行度。即使中间板140和滑动板150产生了倾斜，也无法产生矫正该倾斜的力，该倾斜被复制于成形品。

本发明是鉴于如上所述的问题而做成的，本发明的目的在于提供不用进行高精度的组装操作就能够进行高精度的冲压的冲压机构和冲压方法、以及使用了该冲压机构和冲压方法的压缩成形装置及压缩成形方法。

本发明的冲压机构包括：上段模具，其具有第1上模和第1下模；下段模具，其层叠配置于上述上段模具的下方，并具有第2上模和第2下模；上部固定板，其用于固定上述上段模具的上述第1上模；下部固定板，其设于上述上部固定板的下方；中间板，其以固定了上述上段模具的上述第1下模与上述下段模具的上述第2上模的状态设置在这两者之间，并且，设置为能够相对于上述上部固定板和上述下部固定板在上下方向上移动；滑动板，其以固定了上述下段模具的上述第2下模的状态进行设置，并且，设置为能够相对于上述上部固定板和上述下部固定板在上下方向上移动；合模机构，其对上述上段模具和上述下段模具施加所需的合模力；传递机构，其设于上述滑动板的下方，将上述合模机构的合模力向上述滑动板传递；第1弹性机构，其设于上述上段模具的上述第1上模与上述第1下模之间；以及第2弹性机构，其设于上述下段模具的上述第2上模与上述第2下模之间。

上述第2弹性机构以上述下段模具的上述第2上模与上述第2下模之间形成了预定的间隙的状态，将上述合模机构的合模力向上述中间板传递，能够使上述中间板朝向上述上部固定板移动，从上述第1弹性机构在上述上段模具的上述第1上模与上述第1下模之间形成了预定的间隙、并且上述第2弹性机构在上述下段模具的上述第2上模与上述第2下模之间形成了预定的间隙的状态起，利用上述合模机构的合模力同时压缩上述第1弹性机构与上述第2弹性机构，同时将上述上段模具和上述下段模具合模。

在一个实施方式中，上述冲压机构还具有下段浮动机构，该下段浮动机构设于上述滑动板与上述下段模具的上述第2下模之间，对上述第2下模相对于上述滑动板的倾斜进行校正。

在一个实施方式中，上述冲压机构还具有上段浮动机构，该上段浮动机构设于上述中间板与上述上段模具的上述第1下模之间，对上述第1下模相对于上述中间板的倾斜进行校正。

本发明的压缩成形装置具有用于利用树脂材料压缩成形嵌入构件的模制单元，上述模制单元具有上述冲压机构。

在一个实施方式中，上述压缩成形装置具有以能够相互拆装的方式设置的多个上述模制单元。

本发明的冲压方法使用了冲压机构，该冲压机构包括：上段模具，其具有第1上模和第1下模；下段模具，其层叠配置于上述上段模具的下方，并具有第2上模和第2下模；上部固定板，其用于固定上述上段模具的上述第1上模；下部固定板，其设于上述上部固定板的下方；中间板，其以固定了上述上段模具的上述第1下模与上述下段模具的上述第2上模的状态设置在这两者之间；滑动板，其以固定了上述下段模具的上述第2下模的状态进行设置；第1弹性机构，其设于上述上段模具的上述第1上模与上述第1下模之间；以及第2弹性机构，其设于上述下段模具的上述第2上模与上述第2下模之间。

上述冲压方法包括如下工序：向上述滑动板传递合模力的工序；在上述下段模具的上述第2上模与上述第2下模之间利用上述第2弹性机构形成了预定的间隙的状态下将传递到上述滑动板的合模力经由上述第2弹性机构向上述中间板传递、并使上述中间板从上述下部固定板向朝向上述上部固定板的方向移动的工序；以及从在上述上段模具的上述第1上模与上述第1下模之间利用上述第1弹性机构形成了预定的间隙、并且在上述下段模具的上述第2上模与上述第2下模之间利用上述第2弹性机构形成了预定的间隙的状态起，同时压缩上述第1弹性机构与上述第2弹性机构、并同时将上述上段模具和上述下段模具合模的工序。

在一个实施方式中，在上述冲压方法中，利用设于上述滑动板与上述下段模具的上述第2下模之间的下段浮动机构对上述第2下模相对于上述滑动板的倾斜进行校正。

在一个实施方式中，在上述冲压方法中，利用设于上述中间板与上述上段模具的上述第1下模之间的上段浮动机构对上述第1下模相对于上述中间板的倾斜进行校正。

本发明的压缩成形方法包括：准备嵌入构件与树脂材料的工序；以及采用上述冲压方法并利用上述树脂材料压缩成形上述嵌入构件的工序。

本发明的上述内容及其他目的、特征、技术方案以及优点能够通过与添加的附图关连地理解的关于本发明的以下详细说明而变明确。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的压缩成形装置的整体结构的俯视图。

图2是表示图1所示的压缩成形装置的增设了模制单元的状态的图。

图3是表示使用了本发明的一个实施方式的压缩成形装置的压缩成形方法的第1工序的图。

图4是表示使用了本发明的一个实施方式的压缩成形装置的压缩成形方法的第2工序的图。

图5是表示使用了本发明的一个实施方式的压缩成形装置的压缩成形方法的第3工序的图。

图6是表示使用了本发明的一个实施方式的压缩成形装置的压缩成形方法的第4工序的图。

图7A～图8B是表示设于上模与下模之间的弹性机构的结构的例子的图。

图9A～图9C是表示设于下模与滑动板或中间板之间的浮动机构的结构的例子的图。

图10是表示成形模具的结构的例子的图。

图11是以往的压缩成形装置所含有的冲压机构(开模状态)的主视图。

图12是以往的压缩成形装置所含有的冲压机构(合模状态)的主视图。

附图标记说明

11、12、110、120成形模具；11A、12A、110A、120A上模；11A1夹持器(日文：クランパ)；11A2膜按压件(日文：フィルム押え)；11B、12B、110B、120B下模；13、130上部固定板；14、140中间板；15、150滑动板；16、160下部固定板；17、170连杆机构；18、180滚珠丝杠；19保持框；21、22弹性机构；21A螺旋弹簧；30浮动机构；31缸体(日文：ブロック)；32流路；33活塞罩；34活塞；35油料注入口；40离型膜(日文：リリースフィルム)；50颗粒树脂；60基板；100、1000模制机构部；190齿轮齿条副；200内装载机；300外装载机；A模制单元；B内装载机单元；C外装载机单元。

具体实施方式

以下，说明本发明的实施方式。另外，对相同或相当的部分标注相同的参照附图标记，有时不再重复其说明。

另外，在以下说明的实施方式中，在提及个数、量等的情况下，除了有特别说明的情况以外，本发明的范围不必限定于该个数、量等。另外，在以下实施方式中，各个构成元件除了有特别说明的情况以外，对于本发明来说未必是必需的。

图1是表示本实施方式的压缩成形装置的整体结构的俯视图。如图1所示，本实施方式的压缩成形装置包括：模制单元A，其包括用于利用树脂材料压缩成形(树脂密封成形)例如搭载有半导体芯片的基板(嵌入构件)的模制机构部100；内装载机单元B，其包括用于向模制单元A的成形模具供给嵌入构件的内装载机200；以及外装载机单元C，其包括用于从模制单元A的成形模具中取出成形品的外装载机300和用于收纳上述成形品的收纳部。内装载机200和外装载机300在图1中的上下方向上移动。

模制单元A、内装载机单元B以及外装载机单元C借助螺栓、销等连结机构以能够相互拆装的方式相连结。在图1的例子中，模制单元A设有两个，但是其个数能够根据生产量进行增减调整。模制单元A既可以是一个，也可以如图2所示增设至例如4个。

另外，在图1、图2的例子中，模制单元A、内装载机单元B以及外装载机单元C依次进行配置，但是例如也可以排列模制单元A、内装载机单元B以及外装载机单元C成为一体的一个主机和仅具有模制单元A的一个或多个子机来构成压缩成形装置。

另外，在图1、图2所示的例子中，也可以相对于模制单元A手动供给嵌入构件与树脂材料，取出成形后的成形品。

图3～图6是表示使用了本实施方式的压缩成形装置的压缩成形方法中的各个工序的图。

如图3～图6所示，本实施方式的压缩成形装置所包含的模制机构部100包括在上下方向上层叠配置的两个成形模具11、12。成形模具11包括上模11A和下模11B，成形模具12包括上模12A和下模12B。

模制机构部100包括用于固定成形模具11的上模11A的上部固定板13、用于固定成形模具11的下模11B和成形模具12的上模12A的中间板14、用于固定成形模具12的下模12B的滑动板15、设于滑动板15的下方的下部固定板16以及向滑动板15传递合模力的连杆机构17和滚珠丝杠18。

在成形模具11的上模11A和下模11B之间以及成形模具12的上模12A和下模12B之间分别设有弹性机构21、22。另外，在滑动板15与成形模具12的下模12B之间设有浮动机构30。

中间板14和滑动板15借助LM引导件(未图示)连接于沿垂直方向设置在上部固定板13与下部固定板16之间的保持框19，并能够在上下方向上移动。中间板14和滑动板15被未图示的伺服马达借助滚珠丝杠18和连杆机构17在上下方向上驱动。由此，进行图3～图6所示的各个状态的切换。更详细地进行说明，如以下所述。

首先，未图示的伺服马达的动力经由滚珠丝杠18和连杆机构17向滑动板15传递。由此，从图3所示的状态开始，滑动板15、浮动机构30以及下模12B上升，如图4所示，成形模具12的上模12A与下模12B夹着弹性机构22。

若从图4的状态开始进一步施加动力，则在成形模具12的上模12A与下模12B被弹性机构22保持着预定的距离的状态下，中间板14和下模11B上升，如图5所示，成形模具11的上模11A与下模11B夹着弹性机构21。即，弹性机构22能够在成形模具12的上模12A与下模12B之间形成预定的间隙的状态下使中间板14上升。设于滑动板15与成形模具12的下模12B之间的浮动机构30在下模12B相对于滑动板15倾斜的情况下对下模12B的倾斜进行校正以使下模12B变平行。

若从图5的状态开始进一步施加动力，则如图6所示，弹性机构21、22被压缩，成形模具11、12同时合模，进行树脂密封。之后，在经过了一定的固化时间之后，通过与上述动作相反的移动来进行成形模具11、12的开模。

在本实施方式的模制机构部100中，通过设置弹性机构21、22和浮动机构30，从而能够按照上部固定板13的平行度来保持中间板14和滑动板15的平行度。由此，能够一边保持高精度的平行度一边进行合模、树脂密封，因此能够实现高精度的(偏差较少的)树脂厚度。即，在合模中途，中间板14未倾斜，能够减少成形品的树脂厚度的偏差。另外，与以往的冲压结构相比，不需要进行中间板14、滑动板15的高精度的组装操作，也有助于组装工时的削减。

图7A～图8B表示弹性机构21的结构例。既可以如图7A、图7B所示，弹性机构21是包括螺旋弹簧21A的构件，也可以如图8A、图8B所示，弹性机构21是在螺旋弹簧21A上设置了销21B的构件。另外，既可以如图7A、图8A所示，螺旋弹簧21A彼此以及螺旋弹簧21A与销21B在成形模具11B上全部同芯设置，也可以如图7B、图8B所示，以分为位于内周侧的部分与位于外周侧的部分的方式设置。在弹性机构21中，从预合模的状态(图5)到正式合模的状态(图6)，优选的是有5mm～10mm左右的行程量。以上内容，在弹性机构22中也是相同的。

图9A～图9C表示浮动机构30的结构例。另外，图9A是浮动机构30的侧视图，图9B是该机构的俯视图，图9C是图9A中的“A”部的放大剖视图。如图9A～图9C所示，浮动机构30包括缸体31、流路32、活塞罩33、活塞34以及油料注入口35。在形成于缸体31的流路32中，从油料注入口35供给有例如硅油等流体。活塞34嵌合于安装在缸体31上的活塞罩33。活塞34被供给到流路32的流体的压力向上方施力。活塞34在缸体31上呈矩阵状进行配置。供给到流路32的流体以所有流路32中的流体的压力变得相等(等压)的方式发挥作用。由此，浮动机构30即使在滑动板15倾斜的情况下也进行校正以使得下模12B的模具面与上模12A的模具面平行(参照图5)。

图10表示成形模具11的结构例。如图10所示，在成形模具11的上模11A与下模11B之间设有离型膜40和颗粒树脂50。上模11A具有保持基板60的夹持器11A1和膜按压件11A2。以上内容，在成形模具12中也是相同的。

另外，在本实施方式中，说明了将弹性机构21、22设于下模11B、12B的例子，但是弹性机构21、22也可以设于上模11A、12A。另外，浮动机构30既可以省略，也可以设于成形模具11、12这两者上。

另外，本发明的范围并不限于保持框19，也可以是将柱状的连接杆设于四方的冲压机构。动力的传动方式并不限于连杆机构17，也可以是借助于马达、液压的直压式(直动式)。

另外，在本实施方式中，说明了用于利用树脂材料压缩成形嵌入构件的模制机构部100，但是本发明的范围并不限定于树脂密封，在为了矫正密封后的翘曲而用一对模具夹着成形品的装置、传递模塑成形装置、注塑成形装置中也能够使用本发明。另外，在制造成为印刷基板的材料的层叠板时使用的加热冲压装置(热冲压装置)中也能够使用本发明。

说明了本发明的实施方式，但是应该认为，这次公开的实施方式在所有方面都是例示而非限制。本发明的范围由权利要求书表示，是指包括与权利要求书相等的意思及范围内的所有变更。