CN108352331A - 树脂封装装置及树脂封装方法以及树脂封装用成型模 - Google Patents

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Abstract

使用设置于上模的型面上的静电吸盘，利用静电引起的引力，依次或同时吸引安装有芯片的基板和离型膜。由此，使基板和离型膜以紧贴状态紧贴并保持在上模的型面上。通过对上模和下模进行合模，将基板和基板上安装的芯片浸渍在型腔内的熔化树脂中。由于俯视时基板被包含在型腔中，因此基板和芯片完全浸渍在熔化树脂中。在完成树脂封装的时刻，基板及芯片的上表面和侧面被硬化树脂覆盖。

Description

树脂封装装置及树脂封装方法以及树脂封装用成型模
技术领域
本发明涉及树脂封装装置及树脂成型方法以及成型模，特别涉及在对芯片状的电子器件等进行树脂封装时所使用的树脂封装装置及树脂封装方法以及树脂封装用成型模。
背景技术
以往，使用树脂成型技术，由使用树脂成型技术成型的硬化树脂来对安装在相当于机能性部件的基板上的芯片状的电子器件(以下，适宜称作“芯片”)进行树脂封装。芯片包含晶体管、集成电路(Integrated Circuit：IC)、发光二极管(Light Emitting Diode：LED)等半导体芯片。作为基板，可列举硅基板等的半导体基板(Semiconductor Wafer)、印刷基板(PCB：Printed Circuit Board)、引线框(lead frame)、陶瓷基板(ceramicssubstrate)等。
当对安装在基板上的芯片进行树脂封装时，会使用离型膜。离型膜防止硬化树脂直接附着在成型模的型面上。离型膜为防树脂附着膜。通过使用离型膜，树脂封装有芯片的基板(成型品；封装后基板)容易从成型模的型面脱模。为了使离型膜紧贴在成型模的型面上，使用设置于树脂封装装置的真空源和设置于成型模且作为吸引孔发挥机能的通气孔，来吸引离型膜。由此，使被吸引的离型膜紧贴在成型模的型面上(参照专利文献1)。换言之，通过使用具有真空源和设置于成型模的吸引孔的真空吸盘，离型膜被暂时吸附到成型模的型面上。
在沿对成型模进行开模和合模的方向(开合模方向)观察时，具有封装树脂内含基板的情况。在该情况下，准备粘着带，并使基板粘着在粘着带上。使带基板的粘着带与成型模的型面位置对准，并使带基板的粘着带紧贴在该型面上(参照专利文献2)。
专利文献1：特开平11-040593号公报(第[0029]段、图1)
专利文献2：特开2001-217270号公报(第[0021]段、图2)
但是，使用真空吸盘的现有的树脂封装具有如下的问题。第一、有必要在树脂封装装置中设置多个吸引孔、管道系统和真空源。由此，包含成型模的树脂封装装置的结构复杂。因此，包含成型模的树脂封装装置的制造成本增加。
第二、在沿开合模方向观察时，在封装树脂内含基板的情况下有必要使用粘着带。由于使用粘着带，进行树脂封装时的材料成本增加。不可能通过使用不具有粘着层的廉价膜以将该膜和基板二者吸附在成型模的型面上。这是因为，由于吸引孔被膜堵塞而无法吸引基板。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够使膜和机能性部件紧贴在成型模的型面上的树脂封装装置及树脂封装方法以及树脂封装用成型模。
为了解决上述问题，本发明的树脂封装装置具备：
第一模；第二模，与所述第一模相对置设置；开合模机构，对至少具有所述第一模和所述第二模的成型模进行开模和合模；和型腔，被设置于所述成型模，所述树脂封装装置在制造包含机能性部件的电子部件时被使用，
所述树脂封装装置具备：
静电吸盘，被设置于所述第一模的型面上；和
配置区域，在沿开合模方向观察所述成型模时，所述配置区域以与所述静电吸盘重叠的方式被设置于所述第一模的型面上，并且待配置从所述成型模的外部供给的膜，
通过所述静电吸盘通电，使所述机能性部件以与所述膜紧贴的状态暂时固定在所述第一模的所述型面上，
在所述成型模合模的状态下，所述机能性部件的主表面中的至少一部分在所述型腔中浸渍在由从所述型腔的外部供给到所述型腔中的树脂材料生成的流动性树脂中，
利用通过所述流动性树脂硬化而成型的硬化树脂覆盖所述机能性部件的所述主表面中的至少一部分。
本发明的树脂封装装置具有如下方式，
进一步具备：
膜供给机构，对所述配置区域配置所述膜；
部件供给机构，以与所述配置区域重叠的方式配置所述机能性部件；和
树脂供给机构，向所述成型模供给所述树脂材料。
本发明的树脂封装装置具有如下方式，
通过所述静电吸盘通电而使所述膜暂时固定在所述第一模的所述型面上。
本发明的树脂封装装置具有如下方式，
所述机能性部件为半导体基板或在所述主表面上安装有芯片的电路基板，
所述膜为防树脂附着膜。
本发明的树脂封装装置具有如下方式，
所述机能性部件具有散热机能或静电屏蔽机能中的至少一种，
所述膜为防树脂附着膜。
本发明的树脂封装装置具有如下方式，
在所述成型模开模的状态下，所述机能性部件的所述主表面中的整个面和侧面包含在所述型腔中。
本发明的树脂封装装置具有如下方式，
具备具有所述成型模和所述开合模机构的至少一个成型模块，
一个所述成型模块和其它成型模块能够装卸。
为了解决上述问题，本发明的树脂封装方法包括：
准备至少具有第一模和与所述第一模相对置设置的第二模的成型模的工序；对所述成型模中的配置区域配置膜并使之覆盖设置于所述成型模的型腔的工序；以与所述膜重叠的方式配置机能性部件的工序；向所述成型模供给树脂材料的工序；对所述成型模进行合模的工序；使所述型腔成为被由所述树脂材料生成的流动性树脂填满的状态的工序；维持所述成型模合模的状态的工序；通过使所述流动性树脂在所述型腔中硬化而成型硬化树脂的工序；以及对所述成型模进行开模的工序，所述树脂封装方法在制造包含所述机能性部件的电子部件时被使用，
所述树脂成型方法包括：
使所述膜暂时固定在所述第一模的型面上的工序；和
通过对设置于所述第一模的所述型面上的静电吸盘进行通电，在使所述机能性部件和所述膜紧贴并在所述第一模的所述型面与所述机能性部件之间隔着所述膜的状态下，暂时固定所述机能性部件的工序，
在对所述成型模进行合模的工序中，将所述机能性部件的主表面中的至少一部分收容在所述型腔中，
在成型所述硬化树脂的工序中，利用所述硬化树脂覆盖所述机能性部件的所述主表面中的至少一部分。
本发明的树脂封装方法具有如下方式，
在对所述配置区域配置所述膜的工序中使用膜供给机构，
在配置所述机能性部件的工序中使用部件供给机构，
在供给所述树脂材料的工序中使用树脂供给机构。
本发明的树脂封装方法具有如下方式，
进一步包括通过对所述静电吸盘进行通电而将所述膜暂时固定在所述第一模的所述型面上的工序。
本发明的树脂封装方法具有如下方式，
所述机能性部件为半导体基板或在所述主表面上安装有芯片的电路基板，
所述膜为防树脂附着膜。
本发明的树脂封装方法具有如下方式，
所述机能性部件具有散热机能或静电屏蔽机能中的至少一种，
所述膜为防树脂附着膜。
本发明的树脂封装方法具有如下方式，
在成型所述硬化树脂的工序中，利用所述硬化树脂覆盖所述机能性部件的所述主表面中的整个面和侧面。
本发明的树脂封装方法具有如下方式，
包括准备具有所述成型模和所述开合模机构的至少一个成型模块的工序，
一个所述成型模块和其它成型模块能够装卸。
为了解决上述问题，本发明的树脂封装用成型模包含机能性部件且进行树脂封装时被使用，至少具有：第一模；第二模，与所述第一模相对置设置；和型腔，被设置于所述第一模和所述第二模中的至少一个上，所述树脂封装用成型模在制造电子部件时被使用，
所述树脂封装用成型模具备设置于所述第一模的型面上的静电吸盘，
在所述第一模的所述型面中的配置区域上配置膜，
以与所述膜重叠的方式配置所述机能性部件，
通过所述静电吸盘通电，所述机能性部件以与所述膜紧贴的状态被暂时固定在所述第一模的所述型面上，
在所述成型模合模的状态下，利用通过使所述型腔中填满的流动性树脂硬化而成型的硬化树脂，覆盖所述机能性部件的主表面中的至少一部分。
本发明的树脂封装用成型模具有如下方式，
通过所述静电吸盘通电，所述膜被暂时固定在所述第一模的所述型面上。
根据本发明，能够提供一种使膜和机能性部件紧贴在成型模的型面上的树脂封装装置及树脂封装方法以及树脂封装用成型模。
附图说明
图1A是表示在本发明的树脂封装装置中成型模块的结构的主视图。
图1B是表示成型模块中的成型模的示意性局部剖视图。
图2A是表示在本发明的树脂封装装置中，将离型膜和安装有芯片的基板保持在上模的型面上的工序中的第一过程的示意性剖视图。
图2B是表示在本发明的树脂封装装置中，将离型膜和安装有芯片的基板保持在上模的型面上的工序中的第二过程的示意性剖视图。
图2C是表示在本发明的树脂封装装置中，将离型膜和安装有芯片的基板保持在上模的型面上的工序中的第三过程的示意性剖视图。
图3A是表示在本发明的树脂封装装置中，对基板和安装在基板上的芯片进行树脂封装的工序中的第一过程的示意性剖视图。
图3B是表示在本发明的树脂封装装置中，对基板和安装在基板上的芯片进行树脂封装的工序中的第二过程的示意性剖视图。
图3C是表示在本发明的树脂封装装置中，对基板和安装在基板上的芯片进行树脂封装的工序中的第三过程的示意性剖视图。
图4是表示在本发明的树脂封装装置中装置的概要的俯视图。
具体实施方式
如图3A～图3C所示，在树脂封装装置中，在上模8的型面上设置有静电吸盘15。使用静电吸盘15且通过静电引起的引力依次或同时吸引离型膜16和安装有芯片17的基板18。由此，在使基板18和离型膜16紧贴的状态下，将它们紧贴并保持在上模8的型面上。通过使上模8和下模11合模，将基板18和安装在基板18上的芯片17浸渍在型腔13内填满的熔化树脂20中。由于俯视观察时(沿开合模方向D观察时)基板18包含在型腔13中，因此基板18和芯片17完全浸渍在熔化树脂20中。因此，在完成树脂封装的时刻，通过硬化树脂21覆盖基板18及芯片17的上表面和侧面。
(实施例1)
参照图1A～图1B，对本发明的树脂封装装置所具备的成型模块的结构进行说明。本申请文件中的任一幅图为了易于理解均进行适当省略或夸张以示意性地绘制。对相同的结构要素使用相同的附图标记，并适当省略说明。
图1A所示的树脂封装装置1A为利用压缩成型法的树脂封装装置。在树脂封装装置1A中，成型模块2具有下部基台3。在下部基台3的四角固定有作为支撑部件的四根连接杆4。在朝向上方延伸的四根连接杆4的上部固定有与下部基台3相对置的上部基台5。在下部基台3与上部基台5之间，分别与下部基台3和上部基台5相对置的升降盘6被嵌在四根连接杆4上。在下部基台3上固定有开合模机构7。开合模机构7是为了沿开合模方向D进行开模和合模而使升降盘6升降的驱动机构。作为开合模机构7，例如使用伺服电机与滚珠丝杠的组合、液压缸与连杆机构的组合等。升降盘6通过开合模机构7上升或下降。
在上部基台5的下表面上固定有上模8。在上模8的正下方，与上模8相对地设置有框状的周面部件9。周面部件9的上表面与上模8的下表面对置。在周面部件9的中央部设置有俯视呈矩形的贯通孔。在周面部件9的贯通孔中以嵌入方式设置有具有矩形的平面形状的底面部件10。
在周面部件9的贯通孔中，底面部件10相对于周面部件9能够相对升降。周面部件9和底面部件10通过开合模机构7和升降盘6被一并上下驱动。
周面部件9和底面部件10被包含在下模11中。上模8和下模11被包含在一组成型模12(以下，简称“成型模12”)中。也可以在成型模12中包含有设置于上模8与下模11之间的中间模。在上模8和下模11中适宜设置有作为加热机构的加热器(未图示)。
如图1B所示，在下模11的上表面上形成有由供硬化树脂成型的空间构成的型腔13。型腔13具有矩形的平面形状。将包围型腔13的部分称作“型腔的侧面”，将构成型腔13的底部的部分称作“型腔的内底面”。型腔13的侧面由周面部件9的内周面构成。型腔13的内底面由底面部件10的顶面(图中为上表面)构成。型腔13为被周面部件9的内周面和底面部件10的顶面包围的空间。
如图1A所示，在升降盘6的上表面上固定有底面部件10。在升降盘6的上表面中的底面部件10的周围放置有多个弹性体(螺旋弹簧、碟形弹簧等)14。在多个弹性体14上放置有周面部件9。换言之，周面部件9被多个弹性体14弹性支撑。通过升降盘6被开合模机构7升降而使下模11(周面部件9及底面部件10)升降。也可以在底面部件10与升降盘6之间设置多个弹性体(未图示)。
也可以在升降盘6的上表面上设置与开合模机构7不同的独立的驱动机构。在该情况下，可采用以下的两种结构。作为第一结构，在升降盘6的上表面与底面部件10的下表面之间的空间中设置独立的驱动机构。独立的驱动机构使底面部件10升降。作为第二结构，在升降盘6的上表面与周面部件9的下表面之间的空间中设置独立的驱动机构。独立的驱动机构使周面部件9升降。
如图1A、1B所示，在上模8所具有的型面(在图1A、1B中为下表面)上设置有静电吸盘(Electrostatic chuck：ESC)15。在本申请文件中，“在型面上设置有静电吸盘15”的表述包含以下的两种方式。第一，是静电吸盘15的表面(surface)构成上模8的型面的方式。第二，是覆盖静电吸盘15的表面的保护层的表面构成上模8的型面的方式。该保护层由薄金属板、树脂板等构成。
当对静电吸盘15施加电压时，施加电压后的(通电后的)静电吸盘15因静电引起的引力而均匀地吸引对象物整体。由此，通电后的静电吸盘15使对象物紧贴并保持在静电吸盘15的表面上。在这一点上，静电吸盘15与局部且机械保持对象物的、使用吸引孔的真空吸盘及使用转动的爪的机械式夹盘不同。
本说明书中记载的静电吸盘15包括库伦力型静电吸盘、约翰森-拉别克(Johnson-Rahbek：JR)力型静电吸盘及梯度力型静电吸盘中的任一种。在本申请文件中，“通电后的静电吸盘”的表述包括“停止施加电压后存在残留的电荷引起的引力的静电吸盘”。
通过使用静电吸盘15，第一，能够使薄软且易弯曲的膜、薄且易破损的部件等均匀地紧贴并保持在上模8的型面上。第二，能够使大面积的对象物的整个面均匀地紧贴并保持在上模8的型面上。第三，由于通过静电引起的引力而吸引对象物整体并使其均匀地紧贴在上模8的型面上，因此能降低给对象物带来的机械性的不良影响(例如，伤痕、缺损、裂纹、变形等的产生)。
通过使用静电吸盘15，能够将导体、半导体、绝缘体等大范围的对象物保持在上模8的型面上。此外，通过使用静电吸盘15，能实现现有的真空吸盘无法实现的将层叠体保持在上模8的型面上。例如，能够将离型膜和安装有半导体芯片的基板的层叠体、离型膜和半导体晶片的层叠体等保持在上模8的型面上。在本申请文件中，“层叠”的表述是指多个部件彼此重叠的状态，并且是指彼此未固定的状态。
参照图2A～图2C、图3A～图3C，关于在本发明的树脂封装装置1A中对安装有半导体芯片的基板进行树脂封装的工序进行说明。本实施例中使用离型膜16。离型膜16不具有粘着性。作为离型膜16，可使用具有耐热性、脱模性、柔软性、伸展性等特性的树脂材料。作为离型膜16，例如可使用PTFE、ETFE、PET、FEP、聚丙烯、聚苯乙烯或聚氯乙烯等。作为离型膜16，可使用被切断成长方形状的离型膜或从膜供给卷筒连续供给至膜卷取卷筒的长条状(卷状)的离型膜中的任一种。
首先，如图2A所示，对成型模12(上模8及下模11)进行开模。
接着，如图2B所示，使用离型膜供给机构(参照图4)，将离型膜16运送至上模8的下方的规定位置。使用离型膜供给机构，使离型膜16从规定位置上升。由此，将离型膜16按压到假定设置于上模8的型面上的配置区域AR上。优选通过在上模8的下方的规定位置，对离型膜16施加张力，使离型膜16不产生松弛、波动、褶皱等。即使在使用被切断成长方形状的离型膜16和卷状的离型膜中的任一种的情况下，也能够对上模8的型面中的配置区域AR配置离型膜。此外，俯视时，离型膜16及卷状的离型膜内含型腔13。
接着，对静电吸盘15施加规定电压。该电压为用于使离型膜16吸引并紧贴在上模8的型面上的电压(紧贴用电压)。使用施加紧贴用电压后的静电吸盘15，使离型膜16吸引并紧贴在上模8的型面上。
接着，继续对静电吸盘15通电。由此，离型膜16被静电吸盘15保持在上模8的型面上。由于使用静电吸盘15并利用静电引起的引力吸引离型膜16，因此能够使离型膜16均匀地紧贴并保持在上模8的型面上。该工序相当于将离型膜16暂时固定在上模8的型面上的工序。在进行该工序的情况下，优选使用适于使绝缘体吸引并紧贴在静电吸盘15的表面上的用途的静电吸盘15。
接着，如图2C所示，使用基板运送机构(参照图4)，将基板(以下，适宜称作“机能性部件”)18运送至上模18的下方。基板18为在主表面(图中为下表面)上安装有芯片17的封装前基板。基板运送机构使基板18位置对准并停止在上模8的下方的规定位置上。芯片17的电极和基板18的电极通过例如由金线、铜线等构成的键合线或凸起被电连接。安装有芯片17的基板18为被暂时固定在上模8的型面上的被固定物。
接着，使用基板运送机构使基板18上升，从而使基板18的背面与离型膜16接触。在使基板18的背面与离型膜16接触的状态下，使用基板运送机构使基板18进一步上升。由此，中间隔着离型膜16使基板18与上模8的型面抵接。
接着，使用静电吸盘15且利用静电引起的引力来吸引基板18。该工序相当于将基板18暂时固定在上模8的型面上的工序。依次执行将离型膜16暂时固定在上模8的型面上的工序和将基板18暂时固定在上模8的型面上的工序。根据目前为止的工序，利用静电吸盘15将基板18和离型膜16紧贴并保持在上模8的型面上。通过使用设置于上模8的静电吸盘15，能够在离型膜16和基板18层叠的状态下，将离型膜16和基板18保持在上模8的型面上。
离型膜16、安装有芯片17的基板18、半导体晶片等机能性部件被静电吸盘15保持在上模8的型面上。在本实施例中，为了增加由一张机能性部件制造的产品的获取数量，被设定为沿开合模方向D观察时机能性部件的大小被包含在型腔13的大小内。换言之，机能性部件被设定为俯视时能够收容在型腔13中的大小。
接着，从成型模12的外部向离型膜19(参照图3A)的上表面预先供给规定量的树脂材料。之后，将离型膜19和树脂材料一并运送至型腔13的上方并向型腔13供给。
作为树脂材料，可使用粉状、粒状、颗粒状、片状、糊状、果冻状、固体形状等树脂，或常温下为液状的树脂等。液状树脂为常温下具有流动性的流动性树脂。不论液状树脂在常温下所具有的流动性的程度。本实施例示出通过使作为树脂材料供给的颗粒状的树脂(颗粒树脂)熔化而生成熔化树脂20的例子(参照图3A)。
接着，如图3A所示，通过使用加热器(未图示)对供给到型腔13中的树脂材料进行加热，生成熔化树脂20。熔化树脂20为流动性树脂。在该时刻，型腔13被熔化树脂20填满。
接着，如图3B所示，使用开合模机构7使升降盘6(参照图1A、图1B)上升。由此，使周面部件9的上表面与设置于上模8的静电吸盘15抵接。严格而言，离型膜16、19介于周面部件9的上表面与静电吸盘15之间。在使周面部件9的上表面(型面)与离型膜19接触之后，在周面部件9的上表面与静电吸盘15之间依次隔着离型膜19、16，使周面部件9的上表面与静电吸盘15抵接。
接着，对上模8和下模11进行合模。通过合模，将基板18和安装在基板18上的芯片17浸渍在型腔13内填满的熔化树脂20中。在本实施例中，基板18的平面形状包含在型腔13的平面形状内。因此，能够将芯片17、基板18的主表面(为安装有芯片17的面，在图中为下表面)及侧面完全浸渍在熔化树脂20中。
接着，使用开合模机构7，使升降盘6(参照图1A、图1B)进一步上升。在周面部件9的上表面隔着离型膜19、16按压静电吸盘15的表面(图中为下表面)的状态下，使底面部件10上升规定距离。由此，对型腔13内的熔化树脂20施加压力(成型压力)。接着，通过对熔化树脂20进行加热，使熔化树脂20硬化而成型硬化树脂21。基板18和安装在基板18上的芯片17被硬化树脂(封装树脂)21树脂封装。在该时刻，芯片17和基板18的上表面及侧面被硬化树脂21覆盖。
接着，如图3C所示，在完成树脂封装之后使用开合模机构(参照图1A、图1B)使下模11下降。由此，对上模8和下模11进行开模。停止对静电吸盘15施加紧贴用电压。之后，使用基板运送机构(参照图4)从上模8中取出成型品(封装后基板)22。
接着，使用切断装置(未图示)，按安装有各芯片17的区域切断成型品22。通过切断成型品22并进行单片化，制造与多个区域分别对应的多个产品23。各产品23相当于各个电子部件。此外，如控制用等电子模块，成型品22自身有时相当于一个电子部件。
根据本实施例，由于对基板18的上表面及侧面进行树脂封装，因此能够极力减少对产品23不直接发挥作用的不需要的部分UNP(Unnecessary portion)。因此，能增加由成型品22制造的产品23的获取数量。
根据本实施例，在上模8的型面上设置有静电吸盘15。静电吸盘15利用静电引起的引力来吸引对象物整体并使其均匀地紧贴并保持在上模8的型面上。因此，第一，能够将薄软且易弯曲的膜、薄且易破损的部件等均匀地紧贴并保持在上模8的型面上。第二，能够使大面积的对象物的整个面均匀地紧贴并保持在上模8的型面上。第三，由于利用静电引起的引力来吸引对象物整体并使其均匀地紧贴在上模8的型面上，因此与使用真空吸盘及机械式夹盘的情况相比较，能降低给对象物带来的机械性的不良影响。第四，能实现真空吸盘中无法实现的使层叠体(例如，离型膜16与基板18的层叠体、离型膜16与半导体晶片的层叠体等)均匀地紧贴并保持在上模8的型面上。第五，与使用机械式夹盘或真空吸盘的情况相比较，可简化成型模的结构，因此能降低树脂封装装置的制造成本。
此外，根据本实施例，离型膜16以内含基板18的平面型面的方式覆盖上模8的型面。由此，第一，在对基板18的上表面及侧面进行树脂封装的情况下，能防止树脂毛刺附着在上模8的型面上。第二，在对基板18进行树脂封装时，能够极力减少对产品23不直接发挥作用的不需要的部分UNP，因此能增加由一张基板制造的产品的获取数量。第三，由于不需要粘着带，能降低进行树脂封装时的材料成本。
作为本实施例的变形例，也可以准备层叠有由金属板、纤维状的多孔性金属板、导电性树脂板等构成的板状部件或盖(lid)状部件(以下称作“导电性部件”)和膜的层叠体。使该层叠体均匀地紧贴并保持在与保持有基板18的成型模(上模8)相对置的成型模(下模11)的型面上。在导电性部件上形成有开口的情况下，能防止在导电性部件与膜之间形成树脂毛刺。导电性部件相当于机能性部件，该导电性部件具有散热机能或静电屏蔽机能中的至少一种。
基板18的平面形状也可以内含型腔13的平面形状。在该情况下，作为第一结构，按安装有各芯片17的区域切断成型品22。由此，制造出多个产品23。作为第二结构，在基板18上形成与产品对应的一个区域，并沿该区域的外周切断成型品22。由此，制造出一个产品23。
在本实施例中，在基板18的主表面的至少一部分中形成硬化树脂21。“在基板18的主表面的至少一部分中形成硬化树脂21”包含以下三个方式。在第一方式中，俯视时，基板18的主表面的内侧一部分被硬化树脂21覆盖。在第二方式中，俯视时，基板18的主表面中的所有部分被硬化树脂21覆盖，并且侧面未被硬化树脂21覆盖。在第三方式中，俯视时，基板18的主表面中的所有部分被硬化树脂21覆盖，并且侧面被硬化树脂21覆盖。在该方式中，如图3A～图3C所示，俯视时，在基板18的外侧可存在离型膜16和熔化树脂(流动性树脂)20接触的区域、以及离型膜16和硬化树脂(封装树脂)21接触的区域。
在本实施例中，分别使用其它供给机构(离型膜供给机构及基板运送机构)将离型膜16和基板18向上模8供给。不限于此，在使用相同的基板运送机构将离型膜16载置在基板18的背面(图2C中为上表面)的状态下，能够将基板18和离型膜16一并向上模8供给。
作为将离型膜19和树脂材料供给到型腔13中的其它方法，也可以只将离型膜19供给到型腔13的上方。使用设置于下模11的吸引孔和吸引机构(均未图示)，使离型膜19吸附并紧贴在型腔13中的型面上。在型腔13的型面上紧贴有离型膜19的状态下，向型腔13中被离型膜19包围的空间(方便起见将该空间称作型腔13)供给树脂材料。有时根据下模11的特性和树脂材料的特性，不使用离型膜19。在该情况下，向被露出的型面包围的型腔13直接供给树脂材料。
作为使离型膜16和基板18紧贴并固定在上模8的型面上的其它方法，也可以采用以下方法。该方法为如下方法：在上模8的下方层叠离型膜16和基板18，并将由离型膜16和基板18构成的层叠体实质上同时吸引并保持在上模8的型面上。在该情况下，同时执行将离型膜16暂时固定在上模8的型面上的工序和将基板18暂时固定在上模8的型面上的工序。在将离型膜16和基板18同时吸引到上模8的型面上的情况下，可通过考虑层叠体的重量及平面面积来确定施加电压。
也可以以如下方式确定施加到静电吸盘15的电压(施加电压)。通常，在按每单外平面面积比较时，基板18的重量大于离型膜16的重量。由此，在将离型膜16和基板18依次吸引到上模8的型面上的情况下，可以使将基板18保持在上模8的型面上时的施加电压高于将离型膜16保持在上模8的型面上时的施加电压。
也可以施加绝对值与紧贴用电压几乎相同且正负极性相反的电压，来代替停止对静电吸盘15施加紧贴用电压。该施加的电压为用于去除残留在静电吸盘15上的电荷去除用电压。通过去除残留在静电吸盘15上的电荷，能够从上模8中容易取出成型品22。
也可以通过适当加大电荷去除用电压，来残留适当量的电荷。为了将以下的树脂封装中所使用的离型膜16暂时固定在上模8的型面上，能够使用残留的适当量的电荷。
也可以同时使用通过吸引离型膜16而将离型膜16预先吸附到型面的方法和通过对静电吸盘15进行通电而将机能性部件(或者离型膜16和机能性部件这两个)保持在型面上的方法。在该情况下，在俯视时作为静电吸盘15的外侧且作为机能性部件的外侧的区域的型面上设置有多个吸引孔。可也以在俯视时作为机能性部件的内侧的区域上设置多个静电吸盘15，并且在这些静电吸盘15之间的型面上设置多个吸引孔。多个吸引孔分别经由管道和开闭阀与吸引泵、减压储罐等减压源连接。
在对上模8和下模11进行合模的过程中，优选使用抽真空机构(未图示)来对型腔13内进行吸引并减压。由此，能够将残留在型腔13内的空气或流动性树脂20中所包含的气泡等排出到成型模12的外部。
也可以从树脂封装装置1A的外部向树脂封装装置1A供给驱动源及控制信号(均未图示)。作为驱动源，可列举电力、高压气体(压缩空气等)。规定电力至少被供给到开合模机构7、静电吸盘15及加热器(未图示)。从由作业者操作的操作部(控制部)接收到的控制信号至少被供给到开合模机构7、静电吸盘15及加热器。根据接收到的控制信号，控制开合模机构7、静电吸盘15及加热器。在该情况下，作业者或机器人等将离型膜16、基板18和树脂材料(未图示)供给到树脂封装装置1A中。在该情况下，树脂封装装置1A根据接收到的驱动源及控制信号而动作。
在树脂封装装置1A中可设置电源及控制部(均未图示)。在该情况下，树脂封装装置1A自身能够动作。
(实施例2)
参照图4，对本发明的树脂封装装置1B进行说明。图4所示的树脂封装装置1B为利用压缩成型法的树脂封装装置。树脂封装装置1B作为结构要素分别具备基板供给收纳模块24、三个成型模块25A、25B、25C和材料供给模块26。作为结构要素的基板供给收纳模块24、成型模块25A、25B、25C和材料供给模块26相对于各个其它结构要素能够彼此装卸，并且能够更换。各成型模块25A、25B、25C分别相当于图1A所示的树脂封装装置1A。
在基板供给收纳模块24中设置有：封装前基板供给部28，供给封装前基板27；封装后基板收纳部30，收纳封装后基板29；基板载置部31，转交封装前基板27和封装后基板29；和基板运送机构32，运送封装前基板27和封装后基板29。基板载置部31在基板供给收纳模块24内沿Y方向移动。基板运送机构32在基板供给收纳模块24及各个成型模块25A、25B、25C内沿X方向、Y方向和Z方向移动。规定位置S1为基板运送机构32在未动作状态待机的位置。
在各成型模块25A、25B、25C中设置有能够升降的下模11和与下模11相对置配置的上模8(参照图1A)。在上模8中设置有静电吸盘15(参照图1A、图1B)。另外，设置有向上模8供给长条状的离型膜16(参照图2B)的离型膜供给机构33(图4中用双点划线表示的矩形部分)。各成型模块25A、25B、25C具有对上模8和下模11进行开模及合模的开合模机构7(图4中用双点划线表示的圆形部分)。待供给离型膜19和树脂材料的型腔13被设置于下模11(参照图3A～图3C)。
在材料供给模块26中设置有：X-Y工作台34；离型膜供给机构35，将离型膜19(参照图3A～图3C)供给到X-Y工作台34上；树脂材料投入机构37，向树脂收容框36投入树脂材料；和树脂运送机构38，运送树脂收容框36。X-Y工作台34在材料供给模块26内沿X方向和Y方向移动。树脂运送机构38在材料供给模块26及各个成型模块25A、25B、25C内沿X方向、Y方向和Z方向移动。规定位置M1为树脂运送机构38在未动作状态待机的位置。
在基板供给收纳模块24中设置有控制部CTL。控制部CTL控制封装前基板27及封装后基板29的运送、树脂材料的运送、成型模的加热和成型模的开闭等。此外，控制部CTL控制对图2A～图2C、图3A～图3C所示的静电吸盘15的通电开始和通电停止及对静电吸盘15施加的电压的值等。
控制部CTL可设置于各成型模块25A、25B、25C，并且也可以设置于材料供给模块26。也可以将基板供给收纳模块24和一个成型模块25A一体化以作为母机。也可以将材料供给模块26和一个成型模块25C一体化以作为母机。在这些情况下，可在母机中设置控制部CTL。可通过将基板供给收纳模块24和材料供给模块26一体化而在经一体化的模块中设置控制部CTL。
参照图4，对使用树脂封装装置1B来树脂封装的动作进行说明。首先，在基板供给收纳模块24中，由封装前基板供给部28向基板载置部31送出封装前基板27。通过使基板运送机构32从规定位置S1沿-Y方向移动，从而基板运送机构32从基板载置部31接收封装前基板27。使基板运送机构32返回至规定位置S1。
接着，例如，使基板运送机构32沿+X方向移动至成型模块25B的规定位置P1。在成型模块25B中，使基板运送机构32沿-Y方向移动并停止在下模11上的规定位置C1上。由离型膜供给机构33向上模8供给离型膜16(参照图2A～图2C)。通过对静电吸盘15(参照2A～图2C)进行通电，将离型膜16保持在上模8的型面上。使基板运送机构32上升以将封装前基板27供给到上模8中。通过对静电吸盘15进行通电，将离型膜16和封装前基板27保持在上模8的型面上。将基板运送机构32返回至基板供给收纳模块27中的规定位置S1。
接着，在材料供给模块26中，由离型膜供给机构35将离型膜19(参照图3A～图3C)供给到X-Y工作台34中并切割成规定大小。接着，使树脂运送机构38从规定位置M1沿-Y方向移动，并将树脂收容框36载置在覆盖到X-Y工作台34上的离型膜19上。将树脂运送机构38返回至规定位置M1。
接着，使X-Y工作台34移动并将树脂收容框36停止在树脂材料投入机构37的下方的规定位置上。通过使X-Y工作台34沿X方向及Y方向移动，从树脂材料投入机构37向树脂收容框36供给规定量的树脂材料。在该时刻，将树脂收容框36、离型膜19和树脂材料暂时一体化来操作。之后，使X-Y工作台34返回至原来的位置。
接着，使树脂运送机构38从规定位置M1沿-Y方向移动。树脂运送机构38接收载置在X-Y工作台34上的树脂收容框36、离型膜19和树脂材料。将树脂运送机构38返回至规定位置M1。使树脂运送机构38沿-X方向移动至成型模块25B中的规定位置P1。在成型模块25B中，使树脂运送机构38沿-Y方向移动并停止在下模11上的规定位置C1上。使树脂运送机构38下降，并通过树脂运送机构38从树脂收容框36向型腔13供给树脂材料和离型膜19(参照图3A～图3C)。将树脂运送机构38返回至规定位置M1。
接着，在成型模块25B中，通过开合模机构7使下模11上升，从而对上模8(参照图3A～图3C)和下模11进行合模。在经过规定时间之后，对上模8和下模11进行开模。使基板运送机构32从基板供给收纳模块24的规定位置S1移动至下模11上的规定位置C1，并通过基板运送机构32接收封装后基板29(在图3A～图3C中相当于成型品22)。使基板运送机构32移动，从基板运送结构32向基板载置部31转交封装后基板29。将封装后基板29从基板载置部31收纳在封装后基板收纳部30中。通过止此的工序，完成树脂封装。
在本实施例中，在基板供给收纳模块24与材料供给模块26之间，沿X方向排列安装有三个成型模块25A、25B、25C。还可以使基板供给收纳模块24和材料供给模块26为一个模块，并且在该模块上沿X方向排列安装一个或多个成型模块25A。由此，不管是在制造装置的阶段中还是在将装置设置于工厂后的阶段中，也能够增减成型模块25A、25B、…。能够与生产方式或生产量相应地使各个工厂中的树脂封装装置1B的结构最佳化。因此，能实现各个工厂中的生产率的提高。
在各实施例中示出了利用压缩成型法的树脂封装装置及树脂封装方法。在使用压缩成型法的情况下，在对成型模进行合模的工序中，将封装前基板27中的至少一部分浸渍在型腔内填满的流动性树脂中。不限于压缩成型法，在利用传递模塑法及注塑成型法的树脂封装装置及树脂封装方法中能够应用本发明。在使用传递模塑法及注塑成型法的情况下，能够依次执行对成型模进行合模的工序和使型腔成为被流动性树脂填满的状态的工序。
在各实施例中，关于对半导体芯片进行树脂封装时所使用的树脂封装装置及树脂封装方法进行了说明。树脂封装的对象可以是IC芯片、晶体管芯片、LED芯片等半导体芯片。树脂封装的对象也可以是电容器、电感等无源元件的芯片，还可以是半导体芯片和无源元件的芯片混在一起的芯片组。在树脂封装的对象中也可以包含传感器、振荡器、滤波器、致动器等。当利用硬化树脂对安装在引线框、印刷基板、陶瓷基板等基板上的一个或多个芯片进行树脂封装时，可应用本发明。因此，当制造多芯片封装、多芯片模块、混合集成电路、控制用电子模块等时，也可以应用本发明。
树脂封装的对象也可以是硅晶片、化合物半导体晶片等半导体基板(机能性部件)。也可以在半导体基板的表面上安装有芯片。也可以在半导体基板的表面上未安装有芯片。
在各实施例中，基板(机能性部件)的平面形状可以是具有长边和短边的矩形，也可以是正方形，还可以是圆形等。基板的形状还可以是如具有凹痕(notch)、定向平面(orientation flat)等的半导体晶圆那样的实质圆形。
也可以与作为安装有芯片17的基板18(机能性部件)的被固定物的平面形状对应地制定静电吸盘15的平面形状。此外，也可以在静电吸盘15上形成多个电极。在被固定物的平面形状为特定矩形的情况下，也可以将多个电极的平面形状设为与特定矩形相似的多个同心矩形。在被固定物的平面形状为圆形的情况下，也可以将多个电极的平面形状设为同心圆。不管被固定物的平面形状为何种形状，在静电吸盘15上形成具有与该平面形状分别相似的形状和不同大小的多个电极。
在被固定物的平面形状为矩形的情况下，例如也可以配置沿与短边平行的方向延伸的多个电极。在被固定物的平面形状为圆形的情况下，例如也可以配置沿与特定直径平行的方向延伸的多个电极。在任一情况下，也可以从中心部的电极朝向外侧的电极依次施加电压，或者也可以从外侧的电极朝向中心部的电极依次施加电压。在被固定物的平面形状为圆形的情况下，也可以将被固定物分割成多个扇形(包含半圆)而设置比各扇形稍小且具有与各扇形相似的形状的电极。
在将具有较大的平面形状的薄被固定物固定在上模的型面上时，有时被固定物的中心部下垂。如果使用真空吸盘，则难以将被固定物中的下垂的中心部固定在上模的型面上。在该情况下，优选以如下方式执行将该被固定物暂时固定在上模的型面上的工序。首先，对与该被固定物重叠的多个电极中的、位于一端的电极进行通电。该一端的被固定物被固定在上模的型面上。接着，对与该一端邻接的电极进行通电。与该邻接的电极重叠的被固定物被固定在上模的型面上。接着，对与先前通电的电极邻接的未通电的电极进行依次通电。由此，中心部下垂的被固定物中的下垂从一端朝向另一端依次被解除。因此，中心部下垂的被固定物被暂时固定在上模的型面上。
首先，可对静电吸盘15所具有的多个电极中的、位于最内侧的电极或电极组施加电压，并对在外侧邻接的电极或电极组依次施加电压。也可以使对在外侧邻接的电极或者电极组施加的电压的绝对值越朝向外侧越依次增加。由此，能够抑制在薄且易波动的被固定物中产生褶皱、松弛等。此外，能够抑制在俯视时具有与被固定物重叠的范围的离型膜16中产生褶皱、松弛等。
也可以将静电吸盘15所具有的多个电极中的位于最内侧的电极和与其外侧邻接的电极设为一对电极对。俯视时从静电吸盘15的内侧朝向外侧形成多个电极对。在各电极对中，对内侧电极和外侧电极施加绝对值几乎相等且正负极性相反的电压。也可以使对在外侧邻接的电极对或电极对组施加的电压的绝对值越朝向外越依次增加。
对静电吸盘15所具有的电极进行总结说明。以俯视时与离型膜16中的规定范围重叠的方式设置静电吸盘15。静电吸盘15具有被分割成多个(N个；N为2以上的整数。以下相同。)的电极。静电吸盘15可具有多对(N对)电极对。对于N个电极，按个或按M个(M为M<N的整数。以下相同。)设置时间差来依次通电。或者，对于N对电极对，按个或按M个设置时间差来依次通电。优选根据作为被固定物的基板18的重量、基板18中的下垂、翘曲、弯曲等变形的程度，适当制定通电顺序。
也可以在将基板18固定在上模8的型面上之前，测量变形程度。根据变形程度，对N个电极或N对电极对适当制定分割方法和通电顺序。例如，如前述，从一端朝向另一端对中心部下垂的被固定物依次通电。从中心部朝向周边部对周边部下垂(中心部隆起)的被固定物依次通电。为了测量基板18的变形程度，使用激光变位传感器等非接触变位传感器、三维图像检查系统等。由图4所示的控制部CTL进行基板18所具有的变形程度的测量、对静电吸盘15所具有的电极施加的电压值、电极的通电顺序等的控制。
在各实施例中，也可以使用具有开口的基板(机能性部件)。作为具有开口的基板，可列举引线框、具有开口的印刷基板。通过层叠具有开口的基板和不具有粘着性的防树脂附着膜而形成层叠体。利用由静电吸盘15生成的静电引起的引力，使层叠体紧贴在上模的型面上。也可以利用由静电吸盘15生成的静电引起的引力，使防树脂附着膜和具有开口的基板依次紧贴在上模的型面上。由此，第一，在未使用粘着膜的情况下，能够使具有开口的基板和防树脂附着膜紧贴在上模的型面上。第二，能防止在具有开口的基板的背面(与防树脂附着膜相接的面)上产生树脂毛刺。
在各实施例中使用了由热硬化树脂构成的树脂材料。作为热硬化树脂，例如可使用环氧树脂、硅树脂等。也可以使用由热可塑性树脂构成的树脂材料。
作为本发明所应用的成型模12，对在具有周面部件9和底面部件10的下模11中形成型腔13的例子进行了说明。不限于此，也可以在一体构成的下模中形成型腔13。此外，也可以在上模8中形成型腔13，还可以在上模8和下模11这两个模中形成型腔13。也可以在上模8与下模11之间设置中间模。该中间模的型面也构成型腔13的型面。
本发明也可以应用于成型一般树脂成型品的树脂成型装置及树脂成型方法中。换言之，本发明也可应用于利用树脂成型技术来制造光学产品、其它树脂成型品(树脂产品)的情况。作为在该情况下所使用的膜，除防树脂附着膜以外，可列举在对树脂成型品所具有的硬化树脂的表面转印图案等时使用的转印膜。光学产品、树脂成型品等相当于机能性部件。
本发明不限定于上述的各实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内，可按照需要，任意且适当组合而进行变更，或选择性地采用。另外，虽然后述的“附图标记说明”中记载的各附图标记与各实施例中的各部件对应，但进一步也与限定本发明的保护范围的权利要求的各结构要素对应。
附图标记说明
1A、1B 树脂封装装置
2 成型模块
3 下模基台
4 连接杆
5 上模基台
6 升降盘
7 开合模机构
8 上模(第二模、第一模)
9 周面部件
10 底面部件
11 下模(第一模、第二模)
12 成型模
13 型腔
14 弹性体
15 静电吸盘
16 离型膜(膜)
17 芯片
18 基板(机能性部件)
19 离型膜
20 熔化树脂(流动性树脂)
21 硬化树脂
22 成型品
23 产品(电子部件)
24 基板供给收纳模块
25A、25B、25C 成型模块
26 材料供给模块
27 封装前基板
28 封装前基板供给部
29 封装后基板
30 封装后基板供给部
31 基板载置部
32 基板运送机构(部件供给机构)
33 离型膜供给机构(膜供给机构)
34 X-Y工作台
35 离型膜供给机构
36 树脂收容框
37 树脂材料投入机构
38 树脂运送机构(树脂供给机构)
AR 配置区域
CTL 控制部
D 开合模方向
S1、P1、C1、M1 规定位置

Claims (16)

1.一种树脂封装装置，具备：第一模；第二模，与所述第一模相对置设置；开合模机构，对至少具有所述第一模和所述第二模的成型模进行开模和合模；和型腔，被设置于所述成型模，所述树脂封装装置在制造包含机能性部件的电子部件时被使用，
所述树脂封装装置具备：
静电吸盘，被设置于所述第一模的型面上；
配置区域，在沿开合模方向观察所述成型模时，所述配置区域以与所述静电吸盘重叠的方式被设置于所述第一模的型面上，并且待配置从所述成型模的外部供给的膜；
通过所述静电吸盘通电，所述机能性部件以与所述膜紧贴的状态被暂时固定在所述第一模的所述型面上，
在所述成型模合模的状态下，所述机能性部件的主表面中的至少一部分在所述型腔中浸渍在由从所述型腔的外部供给到所述型腔中的树脂材料生成的流动性树脂中，
利用通过所述流动性树脂硬化而成型的硬化树脂覆盖所述机能性部件的所述主表面中的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的树脂封装装置，
进一步具备：
膜供给机构，对所述配置区域配置所述膜；
部件供给机构，以与所述配置区域重叠的方式配置所述机能性部件；和
树脂供给机构，向所述成型模供给所述树脂材料。
3.根据权利要求1所述的树脂封装装置，
通过所述静电吸盘通电而将所述膜暂时固定在所述第一模的所述型面上。
4.根据权利要求1所述的树脂封装装置，
所述机能性部件为半导体基板或在所述主表面上安装有芯片的电路基板，
所述膜为防树脂附着膜。
5.根据权利要求1所述的树脂封装装置，
所述机能性部件具有散热机能或静电屏蔽机能中的至少一种，
所述膜为防树脂附着膜。
6.根据权利要求1所述的树脂封装装置，
在所述成型模合模的状态下，所述机能性部件的所述主表面中的整个面和侧面被包含在所述型腔中。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的树脂封装装置，
具备具有所述成型模和所述开合模机构的至少一个成型模块，
一个所述成型模块和其它成型模块能够装卸。
8.一种树脂封装方法，包括：准备至少具有第一模和与所述第一模相对置设置的第二模的成型模的工序；以覆盖设置于所述成型模的型腔的方式对所述成型模中的配置区域配置膜的工序；以与所述膜重叠的方式配置机能性部件的工序；向所述成型模供给树脂材料的工序；对所述成型模进行合模的工序；使所述型腔成为被由所述树脂材料生成的流动性树脂填满的状态的工序；维持所述成型模合模的状态的工序；使所述流动性树脂在所述型腔中硬化而成型硬化树脂的工序；以及对所述成型模进行开模的工序，所述树脂封装方法在制造包含所述机能性部件的电子部件时被使用，
所述树脂成型方法包括：
使所述膜暂时固定在所述第一模的型面上的工序；和
通过对设置于所述第一模的所述型面上的静电吸盘进行通电，在使所述机能性部件和所述膜紧贴并在所述第一模的所述型面与所述机能性部件之间隔着所述膜的状态下，暂时固定所述机能性部件的工序，
在对所述成型模进行合模的工序中，将所述机能性部件的主表面中的至少一部分收容在所述型腔中，
在成型所述硬化树脂的工序中，利用所述硬化树脂覆盖所述机能性部件的所述主表面中的至少一部分。
9.根据权利要求8所述的树脂封装方法，
在对所述配置区域配置所述膜的工序中使用膜供给机构，
在配置所述机能性部件的工序中使用部件供给机构，
在供给所述树脂材料的工序中使用树脂供给机构。
10.根据权利要求8所述的树脂封装方法，
进一步包括通过对所述静电吸盘进行通电而将所述膜暂时固定在所述第一模的所述型面上的工序。
11.根据权利要求8所述的树脂封装方法，
所述机能性部件为半导体基板或在所述主表面上安装有芯片的电路基板，
所述膜为防树脂附着膜。
12.根据权利要求8所述的树脂封装方法，
所述机能性部件具有散热机能或静电屏蔽机能中的至少一种，
所述膜为防树脂附着膜。
13.根据权利要求8所述的树脂封装方法，
在成型所述硬化树脂的工序中，利用所述硬化树脂覆盖所述机能性部件的所述主表面中的整个面和侧面。
14.根据权利要求8至13中的任一项所述的树脂封装方法，
包括准备具有所述成型模和所述开合模机构的至少一个成型模块的工序，
一个所述成型模块和其它成型模块能够装卸。
15.一种树脂封装用成型模，包含机能性部件且进行树脂封装时被使用，至少具有：第一模；第二模，与所述第一模相对置设置；和型腔，被设置于所述第一模和所述第二模中的至少一个上，所述树脂封装用成型模在制造电子部件时被使用，
所述树脂封装用成型模具备设置于所述第一模的型面上的静电吸盘，
在所述第一模的所述型面中的配置区域上配置膜，
以与所述膜重叠的方式配置所述机能性部件，
通过所述静电吸盘通电，所述机能性部件以与所述膜紧贴的状态被暂时固定在所述第一模的所述型面上，
在所述成型模合模的状态下，利用通过所述型腔中填满的流动性树脂硬化而成型的硬化树脂，覆盖所述机能性部件的主表面中的至少一部分。
16.根据权利要求15所述的树脂封装用成型模，
通过所述静电吸盘通电，所述膜被暂时固定在所述第一模的所述型面上。
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