JP2000031311A

JP2000031311A - 半導体装置とその製造方法及びその製造装置

Info

Publication number: JP2000031311A
Application number: JP10198541A
Authority: JP
Inventors: Eiichiro Aoki; 栄一郎青木
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2000-01-28

Abstract

(57)【要約】【課題】製造工程の簡素化と自動化を容易に図ること
ができ、材料費を低減すると共に、大掛かりな生産設備
を必要とせずに設備投資費を軽減できるよう、合成樹脂
性のベース部材に透光性キャップを接着して封止する半
導体装置を製造する技術の確立。【解決手段】熱硬化性合成樹脂により成型加工したベ
ース部３の所定位置に紫外線硬化型封止剤を塗布し、合
成樹脂又はガラス製の透光性キャップ８を被せ紫外線照
射して封止剤を硬化させ接着し封止する。複数のベース
部３を一体的に成型したリードフレーム１をローダ装置
20から毎葉に供給し、ディスペンサ装置30で紫外線硬化
型封止剤をキャビティ部４の上部周縁面に塗布し、キャ
ップ載置装置40にて透光性キャップ８を載置し、ＵＶ照
射装置50に給送して紫外線を照射し、封止剤を硬化させ
てキャップ８を接着しキャビティ部４を封止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置、特
にＣＣＤイメージセンサ用半導体装置の構造に関すると
共に、当該構造を備えたＣＣＤイメージセンサ用半導体
装置の製造方法と製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の半導体装置は、例えば特
開昭５９−１１２６３５号公報に記載された半導体装置
用セラミックパッケージの製造方法や特開昭６１−１６
１７５３号公報に記載された半導体装置の製造方法に記
載された構造を備えている。

【０００３】特開昭５９−１１２６３５号公報に記載さ
れた半導体装置用セラミックパッケージの製造方法は、
セラミックベース上に、低温で融解できる結晶化ガラス
粉末に有機バインダと溶剤を加えたペーストを印刷し、
溶剤と有機バインダとを飛ばし、加熱、グレーズし、リ
ードフレームの内部リードを結晶化ガラスの面上に載
せ、約４５０°Ｃに加熱してガラスを融解させ、治具で
位置決めし内部残留歪による変形や位置ずれを防いで結
晶化、固化させ、リードをベース面に精度よく固着す
る。このとき、結晶化によりガラスの融点が初期の融解
時よりも上昇する。次にベースに素子を載せ結線し、低
融点ガラスを用いてキャップにより気密封止する、とい
うものである。

【０００４】また、特開昭６１−１６１７５３号公報に
記載された半導体装置の製造方法は、透光性キャップと
セラミックフレームとを第１のガラスで固着した後、封
止材料となる第２のガラスが形成される。セラミック基
板の略中央の細長いキャビティを除く部分に封止材料と
なる第２のガラスを形成した後に、外部リードを取り付
け、さらに半導体素子の固着及び金属細線の配線を終了
して素子基板を得る。キャップとフレームとを固着した
キャップ・フレームと素子基板とをガラスを用いて封止
する、というものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の半導体装置の製造方法では、いずれもセラミッ
クベース上に透光性キャップを封止してなる構造である
ため、次のような問題がある。セラミックベースによっ
て製造するものであるため、コストの削減に限界があ
り、安価な製品を製造し難い。また、ガラス製の透光性
キャップを載置し、半導体装置に温度をかけて該透光性
キャップを固着させる工程によるため、製造時の組立工
程が煩雑となってしまうと共に、製品にかかる負荷が大
きく、歩留りを上げるのに限界がある。しかも、セラミ
ックパッケージにおいてガラス透光性キャップを固着さ
せる工程は、自動化を行い難いため、製品の量産性に乏
しい。さらに、生産設備工場のフロア面積が大きくなる
ため、広大な敷地が必要となり、設備投資に膨大な費用
を要するおそれがある。

【０００６】そこで、この発明は、安価な素材によって
製作でき、製造工程を簡便化して、生産コストの低減を
図り、容易に自動化を行えることによって製品コストの
低減化を図ると共に、設備投資費を抑制することができ
る半導体装置とその製造方法及びその製造装置を提供す
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの技術的手段として、この発明に係る半導体装置は、
半導体素子を収容するキャビティ部を備えた合成樹脂製
のベース部材の前記キャビティ部の周縁面を、合成樹脂
又はガラス製の透光性キャップで封止したことを特徴と
している。

【０００８】ベース部材に合成樹脂が用いられているた
め、セラミックパッケージに比べて材料費が安価であ
り、製造工程においてもセラミックパッケージの場合の
ように、製品を炉内で加熱して透光性キャップを封止す
る工程などを必要としないから製造工程が簡便化され
る。しかも、成型加工されたベース部材が透光性キャッ
プで封止された構造であるから、製造工程を容易に自動
化することができる。

【０００９】また、請求項２の発明に係る半導体装置
は、前記ベース部材に熱硬化性合成樹脂を用い、前記透
光性キャップを紫外線硬化型封止剤によって封止したこ
とを特徴としている。

【００１０】前記透光性キャップで封止する場合には、
紫外線を照射することにより前記紫外線硬化型封止剤を
硬化させて行う。このときベース部材に熱硬化性合成樹
脂を用いてあるから、加熱によっても該ベース部材は軟
化しない。

【００１１】また、請求項３の発明に係る半導体装置の
製造方法は、熱硬化性合成樹脂製のベース部材のキャビ
ティ部に半導体素子を収容し、該キャビティ部を透光性
キャップで封止してなる半導体装置の製造方法におい
て、リードフレームに一体的に並設した適宜数の合成樹
脂製の前記ベース部材のそれぞれのキャビティ部の周縁
面に、紫外線硬化型封止剤を塗布する封止剤塗布工程
と、前記キャビティ部の周縁面の所定位置に合成樹脂又
はガラス製の透光性キャップを載置するキャップ載置工
程と、前記透光性キャップが載置されたリードフレーム
に紫外線を照射して前記紫外線硬化型封止剤を硬化させ
る紫外線照射工程とからなることを特徴としている。

【００１２】リードフレームに適宜数のベース部を並設
して成型加工し、それぞれのベース部のキャビティ部に
半導体素子を収容させ、金属細線で該半導体素子とリー
ドフレームの内部リードとを接続させた構造体を適宜枚
数準備し、毎葉に供給する。供給されたリードフレーム
は前記封止剤塗布工程に送られ、キャビティ部の周縁面
に紫外線硬化型封止剤が塗布される。次いで、前記キャ
ップ載置工程に送られて、キャビティ部の封止剤が塗布
された所定の位置に透光性キャップが載置されて、前記
紫外線照射工程に送られる。なお、キャップは透光性を
備えているものであれば、合成樹脂製であってもガラス
製であっても構わない。紫外線照射工程において封止剤
に紫外線が照射されると、該封止剤が硬化し透光性キャ
ップがキャビティ部の周縁に接着されてキャビティ部が
封止されて製品が完成する。

【００１３】また、請求項４の発明に係る半導体装置の
製造装置は、熱硬化性合成樹脂製のベース部材のキャビ
ティ部に半導体素子を収容し、該キャビティ部を透光性
キャップで封止してなる半導体装置の製造装置におい
て、一体的に並設した適宜数の合成樹脂製の前記ベース
部材を備えたリードフレームを毎葉に供給する供給手段
と、供給されたリードフレームのそれぞれのベース部材
のそれぞれのキャビティ部の周縁面に、紫外線硬化型封
止剤を塗布する封止剤塗布手段と、前記キャビティ部の
周縁面の所定位置に合成樹脂又はガラス製の透光性キャ
ップを載置するキャップ載置手段と、前記透光性キャッ
プが載置されたリードフレームに紫外線を照射して前記
紫外線硬化型封止剤を硬化させる紫外線照射手段と、透
光性キャップで封止されたリードフレームを所定の収容
体に収容させる収容手段と、供給手段によって供給され
たリードフレームを前記封止剤塗布手段から収容手段ま
で搬送する搬送手段とからなることを特徴としている。

【００１４】前記供給手段によってリードフレームを毎
葉に当該製造装置の所定位置に供給する。このとき、リ
ードフレームの表裏や方向を判別して、所定の方向にな
い場合には警告などを発して操作者に認識を促す。供給
されたリードフレームは、前記搬送手段によって封止剤
塗布手段に給送され、該封止剤塗布手段に対して所定の
位置に位置決めされ、リードフレームが備えたベース部
のキャビティ部の周縁面の所定位置に紫外線硬化型封止
剤が塗布される。このとき、封止剤の塗布量や塗布位置
は、例えば製品の種類毎に変更するようにし、またこれ
らの情報を製品ごとに備え、製造する製品に対応して塗
布するようにする。さらに、塗布作業ごとに塗布状態を
検出し、その検出情報を封止剤塗布手段にフィードバッ
クするようにしてあり、例えば塗布位置がずれていたり
する場合には、塗布位置を修正するようにする。

【００１５】紫外線硬化型封止剤が塗布されたリードフ
レームは、搬送手段によって前記キャップ載置手段に給
送され、該キャップ載置手段に対して所定の位置に位置
決めされ、キャビティ部の周縁面の所定の位置に該キャ
ビティ部を封止する状態に透光性キャップが載置され
る。このとき、キャビティ部の周縁面と封止剤の塗布位
置、該透光性キャップの載置位置との関係を製品の種類
ごとに任意に設定できるようにすれば、製品の種類が変
更された場合でも迅速に対処することができる。

【００１６】透光性キャップが載置されたリードフレー
ムは、搬送手段によって前記紫外線照射手段に給送さ
れ、給送されながら紫外線が照射される。この際に紫外
線の照射によって付与される熱量は、適宜な冷却機構を
具備させることによって放散させ、温度上昇による半導
体装置への負荷を軽減するようにしておくことが好まし
い。また、紫外線の照射量は光源の光量を変更すること
によって調整することができ、積算光量は給送速度を変
更することによって調整することができる。なお、これ
ら照射量や積算光量は製品の品種に応じたデータを具備
しておけば、製造する製品が変更された場合に迅速に対
処することができる。そして、紫外線が照射されること
によって封止剤が硬化し、透光性キャップがキャビティ
部の周縁面に接着され、該キャビティ部が封止される。

【００１７】キャビティ部が透光性キャップで封止され
たリードフレームは、前記搬送手段によって前記収容手
段に給送される。収容手段では、給送されたリードフレ
ームを、適宜枚数のリードフレームを収容することがで
きるマガジンなどの収容体に順次収容させる。このと
き、透光性キャップによる封止状態を監視するようにし
てあれば、不適当な製品を迅速に排除できるので好まし
い。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図示した好ましい実施の形
態に基づいて、この発明に係る半導体装置とその製造方
法及びその製造装置を具体的に説明する。

【００１９】まず、図１及び図２を参照してこの半導体
装置の構造を説明する。この半導体装置としてはＣＣＤ
イメージセンサ用半導体装置を示しており、図１は正面
の一部断面図、図２は平面図である。この実施形態で
は、熱硬化性合成樹脂からなるリードフレーム１に適宜
数の半導体装置２を組み込む構造を採用しており、この
ためリードフレーム１には適宜間隔で適宜数のベース部
３が並設されて、該リードフレーム１と一体的に形成さ
れている。ベース部３は、図１に示すように、リードフ
レーム１を挟む状態に下部ベース3aと上部ベース3bとに
よって形成されており、該ベース部３の中央部に空間に
よってキャビティ部４が形成されている。キャビティ部
４の底部は底板3cで閉塞され、この底板3cの中央に設け
られた台座部3dに半導体素子であるＣＣＤイメージセン
サ５が組込まれている。このＣＣＤイメージセンサ５と
リードフレーム１のキャビティ部４内に位置した内部リ
ード６とが、金属細線７によって接続されている。

【００２０】ＣＣＤイメージセンサ５が組み込まれたキ
ャビティ部４の上部に、合成樹脂製又はガラス製の透光
性を備えた透光性キャップ８が被せられて接着されてい
る。該透光性キャップ８の接着には紫外線硬化型封止剤
が用いられており、即ちキャビティ部４の上部の周縁部
に紫外線硬化型封止剤が塗布され、透光性キャップ８を
載置させた後、紫外線を照射して該紫外線硬化型封止剤
を硬化させる。これにより、キャビティ部４の上部周縁
面に封止剤層９が形成されて、透光性キャップ８がキャ
ビティ部４の上部を閉塞して、キャビティ部４の内部が
封止されている。

【００２１】また、前記リードフレーム１の縁部の適宜
位置には、後述する製造装置に供した際に、搬送や位置
決めを行うためのノック穴1aなどが形成されている。

【００２２】次に、以上の構造を備えた半導体装置の製
造装置を図３ないし図28を参照しながら説明し、併せて
該半導体装置の製造方法を説明する。図３はこの製造装
置10の概略を示す平面図で、リードフレーム１を毎葉に
供給するための供給手段としてのローダ装置20と、ロー
ダ装置20から供給されたリードフレーム１の所定の位置
に紫外線硬化型封止剤を塗布する封止剤塗布工程を担う
封止剤塗布手段としてのディスペンサ装置30と、リード
フレーム１のキャビティ部４の上部の周縁部に透光性キ
ャップ８を載置するキャップ載置工程を担うキャップ載
置手段としてのキャップ載置装置40と、紫外線硬化型封
止剤が塗布されて透光性キャップ８が載置されたリード
フレーム１に対して紫外線を照射する紫外線照射工程を
担う紫外線照射手段としてのＵＶ照射装置50と、透光性
キャップ８がキャビティ部４の上部周縁部に接着されて
封止されたリードフレーム１を所定の収容体としてのマ
ガジンに収容させる収容手段としてのアンローダ装置60
と、前記ローダ装置20から供給された毎葉のリードフレ
ーム１を前記ディスペンサ装置30、キャップ載置装置4
0、ＵＶ照射装置50、アンローダ装置60にタイミングを
計って順次搬送する搬送手段としての搬送装置70とから
構成されている。また、これらの各種装置20、30、40、
50、60、70を制御して製造装置10を制御する制御装置80
（図24参照）が備えられている。

【００２３】図４及び図５は前記ローダ装置20の概略の
構造を示す図で、該ローダ装置20は、主としてエレベー
タユニット21とプッシャーユニット22、認識ユニット23
とから構成されている。

【００２４】前記エレベータユニット21は、ローダ装置
20のほぼ中央部に昇降自在に設けられている。このエレ
ベータユニット21は、リードフレーム１を適宜枚数収容
したマガジン11を保持するマガジン保持部211 と、該マ
ガジン保持部211 と螺合したボールねじ212 と、該ボー
ルねじ212 を出力軸に連繋させて回動させるＮＣモータ
213 とによって構成されており、ＮＣモータ213 によっ
てボールねじ212 が回動するとマガジン保持部211 が昇
降すると共に、該マガジン保持部211 を任意の位置で停
止させることができるようにしてある。なお、マガジン
保持部211 は空圧アクチュエータ214 を備え、この空圧
アクチュエータ214 の作動によってマガジン11を保持す
るようにしてある。また、マガジン保持部211 に設けら
れたガイドブロック215 が、ボールねじ212 と平行に配
設されたガイドロッド216 に連繋して昇降動作が案内さ
れるようにしてある。

【００２５】前記エレベータユニット21の後方には、図
４に示すように、プッシャーロッド221 を備えたプッシ
ャーユニット22が配設されている。プッシャーロッド22
1 は、空圧アクチュエータ222 の出力軸と支持ロッド22
3 を介して連繋されており、該空圧アクチュエータ222
の動作によってプッシャーロッド221 がリードフレーム
１の搬送方向に摺動して、マガジン11に収容されたリー
ドフレーム１を前記ディスペンサ部30に押し出すように
してある。

【００２６】前記エレベータユニット21の前方であっ
て、リードフレーム１の搬送路を臨む位置には、ＣＣＤ
カメラ231 を備えた前記認識ユニット23が配設されてい
る。前記プッシャーユニット22によってマガジン11から
押し出されたリードフレーム１はこの認識ユニット23の
前方を通過することによって、ＣＣＤカメラ231 で捕捉
されて、その表裏及び方向が検出される。

【００２７】前記ディスペンサ装置30の構造の概略を図
６ないし図８に示してあり、該ディスペンサ装置30は主
として、リードフレーム１のキャビティ部４の上部周縁
に紫外線硬化型封止剤を塗布するための塗布ユニット31
と、該塗布ユニット31を二次元で移動させる駆動ユニッ
ト32と、これら塗布ユニット31と駆動ユニット32の動作
を制御するディスペンサコントローラ33（図６示）とに
よって構成されている。

【００２８】前記塗布ユニット31は搬送されたリードフ
レーム１の上方に位置させたシリンダ311 を備え、この
シリンダ311 の先端部にはリードフレーム１に先端を臨
ませたニードルノズル312 を有する塗布ヘッド313 が設
けられている。シリンダ311には紫外線硬化型封止剤が
充填され、シリンダ311 内を加圧することによりニード
ルノズル312 から該封止剤が吐出されるようにしてあ
る。なお、この実施形態では、８本のシリンダ311 が備
えられており、つまり１枚のリードフレーム１には８個
のベース部３が並設されており、これら８個のベース部
３のキャビティ部４に対して同時に紫外線硬化型封止剤
を塗布するようにしてある。また、ニードルノズル312
から吐出される封止剤の量は、シリンダ311 に加圧され
る圧力によって調整されるが、該圧力は前記ディスペン
サコントローラ33に備えられた電磁弁の開度とレギュレ
ータによって調整され、該電磁弁の開度と圧力はこの製
造装置10を統括して制御する後述する制御装置80によっ
て制御される。

【００２９】前記駆動ユニット32はリードフレーム１の
搬送方向と平行で水平な方向に移動するＸ方向移動テー
ブル321 と、搬送方向と直交する水平な方向に移動する
Ｙ方向移動テーブル322 とによって構成されており、前
記塗布ユニット31はこれら移動テーブル321 、322 によ
って二次元移動する保持ブロック323 に取付けられてい
る。上記Ｘ方向移動テーブル321 はＸ方向ＮＣモータ32
4 によって駆動され、Ｙ方向移動テーブル322 はＹ方向
ＮＣモータ325 によって駆動されるようにしてあり、塗
布ユニット31を二次元内で任意の位置に移動できるよう
にしてある。

【００３０】また、塗布ユニット31はＺ方向移動テーブ
ル314 に支持されており、該Ｚ方向移動テーブル314
は、Ｚ方向ＮＣモータ315 によってＺ方向、即ち鉛直方
向に移動するようにしてある。したがって、塗布ユニッ
ト31の前記ニードルノズル312はリードフレーム１に対
する間隔が変更されるようにしてある。

【００３１】図９ないし図12は前記キャップ載置装置40
の概略の構造を示す図で、このキャップ載置装置40は主
として、ステージ上に供給された透光性キャップ８を所
定の位置に位置決めする位置決めユニット41と、トレイ
421 に適宜に並べられて積載された透光性キャップ８を
前記位置決めユニット41に移載するキャップ供給ユニッ
ト42と、前記位置決めユニット41にて位置決めされた透
光性キャップ８をリードフレーム１のキャビティ部４に
対する所定の位置に載置するキャップ載置ユニット43と
によって構成されている。

【００３２】前記位置決めユニット41は、空圧アクチュ
エータ411 （図10示）によってＸ方向で透光性キャップ
８を把持するＸ方向爪412 と、空圧アクチュエータ413
によってＹ方向で透光性キャップ８を把持するＹ方向爪
414 とを一対ずつ備えている。これら爪412 、414 によ
って把持された透光性キャップ８を空圧アクチュエータ
411 、413 を駆動することによって、搬送されたリード
フレーム１に対して所定位置に位置決めすると共に、こ
れら爪412 、414 による把持状態を解除して透光性キャ
ップ８を解放する。

【００３３】前記キャップ供給ユニット42は、図12に示
すように、キャップ吸着ハンド422によって前記トレイ4
21 に積載された透光性キャップ８を吸着し、該キャッ
プ吸着ハンド422 を備えた吸着ユニット423 を移動させ
て、吸着した透光性キャップ８を前記位置決めユニット
41に供給する。上記吸着ユニット423 は、Ｘ方向ＮＣモ
ータ424 によってＸ方向に移動するＸ方向移動テーブル
425 と、Ｙ方向ＮＣモータ426 によってＹ方向に移動す
るＹ方向移動テーブル427 とに連繋して設けられてお
り、これらの移動テーブル425 、427 の移動によって該
吸着ユニット423がトレイ421 上の任意の位置と前記位
置決めユニット41との間を移動する。

【００３４】前記キャップ載置ユニット43は、ＮＣモー
タ431 によって駆動される一軸移動テーブル432 によっ
てＹ方向に移動させられる載置用吸着ハンド433 を備え
ている。前記位置決めユニット41によって位置決めされ
た透光性キャップ８を、上記載置用吸着ハンド433 で吸
着し、搬送されているリードフレーム１のキャビティ部
４の上部周縁部に供給して載置させる。また、キャップ
載置ユニット43にはＺ方向ＮＣモータ434 によって鉛直
方向に移動するＺ方向移動テーブル435 が前記一軸移動
テーブル432 の先端部に設けられており、前記載置用吸
着ハンド433 はこのＺ方向移動テーブル435 に取付けら
れている。したがって、載置用吸着ハンド433 は鉛直方
向に移動して、搬送されるリードフレーム１に対して所
定の間隔で透光性キャップ８を供給することができる。
これによって、前記ディスペンサ装置30によって塗布さ
れた紫外線硬化型封止剤とリードフレーム１のキャビテ
ィ部４の上面と透光性キャップ８の間隔を製品ごとに制
御することができるようにしてある。なお、Ｚ方向移動
テーブル435 の移動量、即ち透光性キャップ８の高さの
設定は、後述する制御装置80によって製品の種類ごとに
管理できるようにしてある。

【００３５】図13及び図14は前記ＵＶ照射装置50の概略
の構造を説明する図で、このＵＶ照射装置50は主とし
て、搬送されているリードフレーム１に対して紫外線を
照射する紫外線照射装置51と、紫外線照射による熱を冷
却する冷却ユニット52と、紫外線照射装置51のための電
源部53とから構成されている。

【００３６】前記紫外線照射装置51は、搬送装置70によ
って搬送されているリードフレーム１に対して紫外線を
照射する灯具を備えている。この灯具には前記電源部53
から電力が供給されることになり、その電力を変更する
ことによって灯具の照度が制御される。なお、灯具の照
度の調整と灯具のオン・オフはこの製造装置10の後述す
る制御装置80によって行われる。

【００３７】また、前記冷却ユニット52は、搬送されて
いるリードフレーム１に対して冷却風を吹き付けるブロ
アー521 と、該ブロアー521 から吹き出されてリードフ
レーム１の冷却に供された冷却風を吸引してＵＶ照射装
置50の外部に排出する排気ファンとを備えている。

【００３８】図15ないし図17は前記アンローダ装置60の
概略の構造を説明する図で、このアンローダ装置60は主
として、前述したローダ装置20と同様な構造からなるエ
レベータユニット61と、前記ＵＶ照射装置50を通過して
所定位置に透光性キャップ８が接着された半導体装置２
が並設されたリードフレーム１を、空のマガジン11に収
容させる収容ユニット62と、収容ユニット62によって空
のマガジン11に収容されることになる半導体装置２の封
止状態などを監視する監視ユニット63とから構成されて
いる。

【００３９】前記エレベータユニット61にはそのマガジ
ン保持部611 に空のマガジン11が、開口を前記ＵＶ照射
装置50に臨ませて保持される。このマガジン保持部611
は、ＮＣモータ612 よって回動させられるボールねじ61
3 によって昇降自在とされている。

【００４０】また、前記収容ユニット62はエレベータユ
ニット61の直前に設けられており、空圧アクチュエータ
などからなる送り装置621 を備え、透光性キャップ８に
よって封止されたリードフレーム１が前記マガジン保持
部611 に保持された空のマガジン11の送り込まれるよう
にしてある。

【００４１】前記監視ユニット63には、図17に示すよう
に、搬送装置70によって搬送されているリードフレーム
１に臨ませたＣＣＤカメラ631 が備えられており、該Ｃ
ＣＤカメラ631 によって捕捉されることによってリード
フレーム１に完成された半導体装置２のそれぞれの封止
状態が監視されるようにしてある。

【００４２】図18ないし図23は前記搬送装置70の概略の
構造を説明する図である。この搬送装置70は、リードフ
レーム１を前記各装置30、40、50、60に順次給送するも
ので、主として４つの搬送ユニットによって構成されて
いる。すなわち、前記ローダ装置20から押出されたリー
ドフレーム１を前記ディスペンサ装置30の塗布ユニット
31の直下まで給送する第１搬送ユニット71と、前記ディ
スペンサ装置30によって紫外線硬化型封止剤の塗布され
たリードフレーム１を前記キャップ載置装置40のキャッ
プ載置ユニット43の直下まで給送する第２搬送ユニット
72と、透光性キャップ８が載置されたリードフレーム１
を前記ＵＶ照射装置50の紫外線照射装置51に給送する第
３搬送ユニット73と、紫外線硬化型封止剤が硬化して透
光性キャップ８が接着されて半導体装置２が形成された
リードフレーム１を、前記アンローダ装置60の収容ユニ
ット62の送り装置621 による作用を受ける位置まで給送
する第４搬送ユニット74とから構成されている。また、
これら搬送ユニット71、72、73、74は、リードフレーム
１に形成された前記ノック穴1aに挿通するピンと、該ピ
ンを昇降させてノック穴1aに対して挿抜するためのアク
チュエータと、該ピンを搬送方向に進退させてリードフ
レーム１を給送させるためのアクチュエータと、リード
フレーム１を載置させて搬送方向への移動を案内する搬
送レールとを備えて構成されている。

【００４３】前記第１搬送ユニット71には、図18及び図
19に示すように、リードフレーム１のノック穴1aに挿通
する第１搬送ピン711 とリードフレーム１の搬送を案内
する第１搬送レール712 とが備えられている。第１搬送
ピン711 は空圧アクチュエータからなる昇降用第１アク
チュエータ713 に連繋して支持されて、該昇降用第１ア
クチュエータ713 の動作によって昇降し、前記ノック穴
1aに対して挿抜される。この昇降用第１アクチュエータ
713 は、ＮＣモータあるいは空圧アクチュエータなどか
らなる搬送用第１アクチュエータ714 に連繋して支持さ
れており、該搬送用第１アクチュエータ714 の動作によ
って昇降用第１アクチュエータ713 が搬送方向に進退す
るようにしてある。

【００４４】前記第２搬送ユニット72の前記ディスペン
サ装置30に対応した部分には、図18と図20、図21に示す
ように、塗布保持ユニット75が設けられている。また、
この第２搬送ユニット72には第２搬送ピン721 が昇降用
第２アクチュエータ722 によって昇降自在に設けられ、
該昇降用第２アクチュエータ722 は搬送用第２アクチュ
エータ723 によって搬送方向に進退するようにしてあ
り、リードフレーム１は第２搬送レール724 によって搬
送が案内されるようにしてある。また、上記塗布保持ユ
ニット75には、リードフレーム１の底部を受ける受け台
751 とリードフレーム１の上部を押えるクランプ752 と
が備えられている。上記受け台751 は、前記昇降用第２
アクチュエータ722 の動作によって第２搬送ピン721 と
共に昇降するように連繋されている。また、クランプ75
2 はクランプ昇降用アクチュエータ753 に連繋して支持
され、該クランプ昇降用アクチュエータ753 の動作によ
って昇降するようにしてある。また、このクランプ昇降
用アクチュエータ753 も前記搬送用第２アクチュエータ
723 に連繋して、搬送方向に進退するようにしてある。

【００４５】また、前記第３搬送ユニット73の前記キャ
ップ載置装置40に対応した部分には、図18と図22、図23
に示すように、載置保持ユニット76が設けられている。
この第３搬送ユニット73には第３搬送ピン731 が昇降用
第３アクチュエータ732 によって昇降自在に設けられ、
該昇降用第３アクチュエータ732 は搬送用第３アクチュ
エータ733 によって搬送方向に進退するようにしてあ
り、リードフレーム１は第３搬送レール734 によって搬
送が案内されるようにしてある。また、上記載置保持ユ
ニット76には、リードフレーム１の底部を受ける受け台
761 とリードフレーム１の上部を押えるクランプ762 と
が備えられている。上記受け台761 は、前記昇降用第３
アクチュエータ732 の動作によって第３搬送ピン731 と
共に昇降するように連繋されている。クランプ762 はク
ランプ昇降用アクチュエータ763 に連繋して支持され、
該クランプ昇降用アクチュエータ763 の動作によって昇
降するようにしてある。このクランプ昇降用アクチュエ
ータ763 も前記搬送用第３アクチュエータ733 に連繋し
て、搬送方向に進退するようにしてある。

【００４６】前記第４搬送ユニット74は、図示しない昇
降用第４アクチュエータを備えて第４搬送ピンを昇降さ
せてリードフレーム１のノック穴1aに挿抜させ、この昇
降用第４アクチュエータを、図18に示す搬送用第４アク
チュエータ741 に連繋させて、搬送方向に進退するよう
にしてある。

【００４７】図24は制御装置80の概略の構成を説明する
図で、この制御装置80はこの製造装置10を統括し、さら
に前述した各装置20、30、40、50、60、70を各別に制御
するコントローラ81と、該コントローラ81の上位装置で
ホストとしての役割を果すコンピュータ82と、モニター
用のＣＴＲ83と、入力装置としてのキーボード84、マウ
ス85、装置操作パネル86とから構成されている。そし
て、これら製造装置10とコントローラ81、コンピュータ
82、装置操作パネル86のそれぞれはインターフェースケ
ーブル87によって接続されて相互に通信して各種の情報
を交換できるようにしてある。コンピュータ82にて生成
された動作プログラムや各種データ類は、製造装置10の
起動時にコントローラ81へ転送され、該コントローラ81
から、例えばディスペンサコントローラ33の電磁弁や各
アクチュエータ、各ＮＣモータその他各機構部へ命令が
伝達され、製造装置10が所定の動作を行うことになる。

【００４８】以上により構成されたこの発明に係る半導
体装置の製造装置の実施形態について、以下にその動作
を説明する。

【００４９】前記ローダ装置20のエレベータユニット21
へ、ＣＣＤイメージセンサ５が搭載され内部リード６と
金属細線７によって接続されたリードフレーム１を収容
しているマガジン11を供給する。前記制御装置80から起
動が命令されると、前記空圧アクチュエータ214 の作動
によって供給されたマガジン11がマガジン保持部211で
保持され、前記ＮＣモータ213 の動作によってマガジン
保持部211 が上昇あるいは下降を行い、マガジン11に収
容された最初のリードフレーム１が前記プッシャーロッ
ド221 に対向した位置（パスライン）に移動させられ
る。次いで、プッシャーロッド221 が前記空圧アクチュ
エータ222 によって前進させられて、パスラインにある
リードフレーム１を前方に押し出し、前記第１搬送ユニ
ット71に送り込む。このとき、押し出されたリードフレ
ーム１は認識ユニット23の前記ＣＣＤカメラ231 によっ
て捕捉され、その画像から該リードフレーム１の表裏及
び方向が確認される。表裏又は方向が正常でない場合に
は認識ユニット23からその旨の信号が制御装置80に送出
され、製造装置10を停止すると共に警告音を発して正常
の状態への入れ替えが促される。リードフレーム１の表
裏及び方向が正常であれば、前記第１搬送ユニット71に
送り込まれる。

【００５０】前記第１搬送ユニット71に供されたリード
フレーム１は、ディスペンサ装置30へ給送される。この
給送は、前記第１搬送ピン711 が昇降用第１アクチュエ
ータ713 によって上昇させられてリードフレーム１のノ
ック穴1aに挿入され、次いで前記搬送用第１アクチュエ
ータ714 によって前進させられることにより行われる。
リードフレーム１がディスペンサ装置30まで送られる
と、第１搬送ピン711 を下降させてノック穴1aから抜去
し、搬送用第１アクチュエータ714 により後退させて、
次にマガジン保持部211 から押し出されたリードフレー
ム１を搬送することになる。

【００５１】他方、リードフレーム１がディスペンサ装
置30への給送が開始されるとほぼ同時に、前記マガジン
保持部211 が次のリードフレーム１をパスラインに位置
させるよう移動、即ちピッチ移動をして、該リードフレ
ーム１がプッシャーロッド221 に押し出されることにな
る。このリードフレーム１のディスペンサ装置30への毎
葉での給送と、マガジン保持部211 のピッチ移動、プッ
シャーロッド221 による押し出し、認識ユニット23によ
るリードフレーム１の方向などの確認からなる一連の動
作が繰り返される。マガジン11に収容されたリードフレ
ーム１の全てが押し出されて空になると、該マガジン11
はエレベータユニット21によってマガジン排出部まで移
動させられて排出されると共に、該エレベータユニット
21は次のマガジン11の供給に待機する。

【００５２】ディスペンサ装置30に給送されたリードフ
レーム１は、前記第２搬送ユニット72に供される。この
第２搬送ユニット昇降用第２アクチュエータ722 が作動
して、第２搬送ピン721 をノック穴1aに挿通させると共
に、前記塗布保持ユニット75の受け台751 でリードフレ
ーム１の底面を受ける。これとほぼ同時に前記クランプ
昇降用アクチュエータ753 が作動してリードフレーム１
がクランプ752 によって上からクランプされる。このた
め、リードフレーム１はディスペンサ装置30に対して所
定の位置に位置決めされる。そして、このリードフレー
ム１のキャビティ部４の上部周縁部に該ディスペンサ装
置30の塗布ユニット31によって紫外線硬化型封止剤が塗
布される。

【００５３】塗布ユニット31による塗布処理は、前記Ｚ
方向移動テーブル314 を駆動して塗布ヘッド313 を昇降
させてニードルノズル312 とリードフレーム１との間隔
を調整し、前記Ｘ方向移動テーブル321 とＹ方向移動テ
ーブル322 とを適宜に微動動作させ、前記ニードルノズ
ル312 から紫外線硬化型封止剤を吐出させて行う。この
とき、前記ディスペンサコントローラ33を適宜なタイミ
ングでオン・オフさせることにより紫外線硬化型封止剤
の吐出と停止とを行わせて、塗布形状を適宜なものに調
整する。この実施形態では、図25の塗布パターンに示す
ように、４ヵ所のスリット9bを形成してディスペンサ部
４の周縁部に沿って紫外線硬化型封止剤9aを塗布してい
る。上記スリット9bは透光性キャップ８でキャビティ部
４を封止する際のキャビティ部４内の空気を逃すための
ものであり、紫外線硬化型封止剤が硬化した際には該ス
リット9bは閉塞されることになる。

【００５４】紫外線硬化型封止剤が所定の位置に塗布さ
れたリードフレーム１は、前記クランプ752 による拘束
が解除されて、前記第２搬送ユニット72によってキャッ
プ載置部40に給送され、前記第３搬送ユニット73の作動
によって、リードフレーム１が受け部761 に支持され、
その上部がクランプ762 によってクランプされ位置決め
される。他方、前記キャップ載置装置40のキャップ供給
ユニット42の吸着ハンドによってトレイ421 に積載され
た透光性キャップ８が吸着保持され、Ｘ方向移動テーブ
ル425 とＹ方向移動テーブル427 の作動によって前記位
置決めユニット41に供給される。供給された透光性キャ
ップ８は該位置決めユニット41のＸ方向爪412 とＹ方向
爪414 に把持され、空圧アクチュエータ411 、413 の作
動によって所定の位置に位置決めされる。位置決めされ
た透光性キャップ８は、前記キャップ載置ユニット43の
載置用吸着ハンド433 によって吸着保持され、リードフ
レーム１の前記紫外線硬化型封止剤が塗布された部分に
載置される。なお、この実施形態では、前記Ｘ方向爪41
2 とＹ方向爪414 とがそれぞれ一対ずつ設けてあるの
で、リードフレーム１に並設された８個のキャビティ部
４に対して、第３搬送ユニット73の載置保持ユニット76
によるリードフレーム１の位置決め動作と、キャップ供
給ユニット42による供給動作と、キャップ位置決めユニ
ット41による位置決め動作と、キャップ載置ユニット43
によるキャップ載置動作と、第３搬送ユニット73による
ピッチ搬送とが４回繰り返されることにより、１枚のリ
ードフレーム１に形成された全てのキャビティ部４に対
して透光性キャップ８の載置処理が終了する。透光性キ
ャップ８をリードフレーム１に載置する場合には、前記
Ｚ方向移動テーブル435 を昇降させて、製造に係る半導
体装置に応じて適宜な高さ位置として載置処理を行う。
図27及び図28は透光性キャップ８の載置状態を示す図で
あり、載置用吸着ハンド433 に吸着保持された透光性キ
ャップ８が前記ディスペンサ装置30によって塗布された
紫外線硬化型塗布剤9aを過度に押圧することなく載置さ
れた状態となるようにしてある。

【００５５】そして、全てのキャビティ部４に対応して
透光性キャップ８が載置されたリードフレーム１は、前
記クランプ762 による拘束が解除され、第３搬送ユニッ
ト73によって前記ＵＶ照射装置50に給送され、前記第４
搬送ユニット74に引継がれる。第４搬送ユニット74によ
ってリードフレーム１は前記紫外線照射装置51に給送さ
れて、適宜な速度で前進しながら該紫外線照射装置51の
灯具によって紫外線が照射される。このとき、前進速度
を調整することにより紫外線の積算光量が調整され、灯
具のオン・オフによって照射量が調整される。また、前
記ブロアー521がリードフレーム１に冷却風を吹き付け
て、該リードフレーム１が異常に昇温しないようにし、
リードフレーム１の冷却に寄与した冷却風は前記排気フ
ァン522に吸引されて、ＵＶ照射装置50の外部に排出さ
れる。そして、紫外線が照射された紫外線硬化型封止剤
は硬化し、透光性キャップ８がリードフレーム１のキャ
ビティ部４の上部周縁面に接着される。なお、紫外線の
照射状況に異常が発生した場合には、製造装置10を停止
して警告音が発せられるようにしてある。透光性キャッ
プ８が接着されたリードフレーム１は第４搬送ユニット
74によって前記アンローダ装置60の収容ユニット62に給
送される。

【００５６】アンローダ装置60のエレベータユニット61
には予め空のマガジン11が供給されており、この製造装
置10の起動によって該マガジン11はマガジン保持部611
に保持され、ＮＣモータ612 が作動して空のマガジン11
の最初の収容部がパスラインに移動させられて、透光性
キャップ８が接着されて半導体装置２を備えたリードフ
レーム１が給送されて来るのに待機する。

【００５７】前記第４搬送ユニット74によって収容ユニ
ット62に給送されたリードフレーム１は、前記送り装置
621 の作動によって待機された前記空のマガジン11に給
送される。この給送途中において、リードフレーム１は
前記監視ユニット63のＣＣＤカメラ631 によって捕捉さ
れ、得られた画像によってリードフレーム１に形成され
たそれぞれの半導体装置２の透光性キャップ８による封
止状態が確認される。リードフレーム１がマガジン11の
最初の収容部に押し込まれて収容されたならば、マガジ
ン保持部611 をピッチ移動させて次の収容部をパスライ
ンに位置させ、次のリードフレーム１が給送されるのに
待機する。マガジン11の全ての収容部にリードフレーム
１が収納されると、マガジン11はエレベータユニット61
によりマガジン排出位置へ移動して満載されたマガジン
11が排出され、空のマガジン11が供給されるのに待機す
る。

【００５８】ローダ装置20から押し出されたリードフレ
ーム１は、ＵＶ照射装置50に供されることによって完成
された半導体装置２が並設された状態となって、アンロ
ーダ装置60に給送されるが、これら装置30、40、50、60
の間は、前記搬送装置70によって搬送される。しかも、
この搬送装置70の第１搬送ユニット71と第２搬送ユニッ
ト72、第３搬送ユニット73、第４搬送ユニット74は、そ
れぞれの装置30、40、50の処理の終了と連動して作動す
る。すなわち、前記ローダ装置20から押し出されたリー
ドフレーム１を前記ディスペンサ装置30に給送する第１
搬送ユニット71の動作は、ローダ装置20からの押し出し
完了とディスペンサ装置30による紫外線硬化型封止剤の
塗布処理完了と連動している。また、ディスペンサ装置
30によって塗布処理が完了したリードフレーム１を前記
キャップ載置装置40へ給送する第２搬送ユニット72の動
作は、ディスペンサ装置30による塗布処理の完了とキャ
ップ載置装置40による透光性キャップ８の載置完了と連
動している。キャップ載置装置40で透光性キャップ８の
載置処理が完了したリードフレーム１を前記ＵＶ照射装
置50に給送する第３搬送ユニット73の動作は、透光性キ
ャップ８の載置完了とＵＶ照射装置50による紫外線照射
完了と連動している。そして、紫外線が照射されて透光
性キャップ８が紫外線硬化型封止剤によって所定位置に
接着されて完成された半導体装置２を備えたリードフレ
ーム１を、前記アンローダ装置60の収容ユニット62へ給
送する第４搬送ユニット74の動作は、紫外線照射完了と
リードフレーム１をアンローダ装置60に準備されたマガ
ジン11へ供給する給送処理と連動している。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る半
導体装置によれば、合成樹脂によって半導体素子を収容
するベース部材を形成したから、セラミックパッケージ
よりも安価な半導体装置を提供することができる。ま
た、セラミックパッケージのように製造工程に炉を使用
した加熱工程を必要としないから、製造工程が簡便化さ
れて生産コストの低減を図ることができる。また、合成
樹脂によってベース部を形成したから、接着剤などを利
用して透光性キャップを接着して封止することができ、
製造ラインの自動化を容易に図ることができると共に、
歩留りを向上させることができる。

【００６０】また、請求項２の発明に係る半導体装置に
よれば、ベース部材に熱硬化性合成樹脂を使用したか
ら、封止剤に熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂、特に紫外線
硬化型封止剤を利用することができ、透光性キャップを
容易にベース部材に接着してキャビティ部を封止するこ
とができる。しかも、透光性キャップの材料としてはガ
ラスのみならず、合成樹脂を使用することもできる。

【００６１】また、請求項３の発明に係る半導体装置の
製造方法によれば、合成樹脂でベース部材を形成した半
導体装置の製造技術が構築されると共に、製造工程の簡
便化を図り、生産ラインの自動化を容易に図ることがで
きる。

【００６２】そして、請求項４の発明に係る半導体装置
の製造装置によれば、簡単な構造で合成樹脂性のベース
部材に透光性キャップを接着してキャビティ部を封止す
ることができるから、設備に広いスペースを必要とせ
ず、設備投資費を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る半導体装置の正面図で一部を切
断して示してある。

【図２】図１に示す半導体装置の平面図で、この実施形
態では１枚のリードフレームに適宜数のベース部材を並
設して製造する構成について示してある。

【図３】この発明に係る半導体装置の製造装置の構造を
示す概略の平面図である。

【図４】図３に示す製造装置を構成する供給手段として
のローダ装置の概略の平面図である。

【図５】図４に示すローダ装置の左側面図である。

【図６】図３に示す製造装置を構成する封止剤塗布手段
としてのディスペンサ装置の概略の平面図であり、ディ
スペンサコントローラを併記してある。

【図７】図６に示すディスペンサ装置の正面図である。

【図８】図６に示すディスペンサ装置の左側面図であ
る。

【図９】図３に示す製造装置を構成するキャップ載置手
段としてのキャップ載置装置の概略の平面図である。

【図１０】図９に示すキャップ載置装置の背面図であ
る。

【図１１】図９に示すキャップ載置装置の右側面図であ
る。

【図１２】図９に示すキャップ載置装置を構成するキャ
ップ供給ユニットの正面図である。

【図１３】図３に示す製造装置を構成する紫外線照射手
段としてのＵＶ照射装置の概略の正面図であり、電源部
を併記してある。

【図１４】図13に示すＵＶ照射装置の右側面図で、一部
を切断して示してある。

【図１５】図３に示す製造装置を構成する収容手段とし
てのアンローダ装置の概略の平面図である。

【図１６】図15に示すアンローダ装置の右側面図であ
る。

【図１７】図15に示すアンローダ装置を構成する収容ユ
ニットと監視ユニットとを示す右側面図である。

【図１８】図３に示す製造装置を構成する搬送装置の概
略の正面図である。

【図１９】図18に示す搬送装置を構成する第１搬送ユニ
ットの概略を示す右側面図である。

【図２０】図18に示す搬送装置を構成する第２搬送ユニ
ットの概略を示す正面図である。

【図２１】図20に示す第２搬送ユニットの左側面図であ
る。

【図２２】図18に示す搬送装置を構成する第３搬送ユニ
ットの概略を示す正面図である。

【図２３】図22に示す第３搬送ユニットの左側面図であ
る。

【図２４】図３に示す製造装置を統括する制御装置の概
略の構成を示すブロック図である。

【図２５】この発明に係る半導体装置を形成する際に塗
布される紫外線硬化型封止剤の塗布パターンを説明する
ための該半導体装置の概略の平面図である。

【図２６】図25に示す半導体装置の正面図で、一部を切
断して示してある。

【図２７】半導体装置を形成する際の透光性キャップを
載置する概略の状態を説明する平面図である。

【図２８】図27に示す状態に対応した正面図である。

【符号の説明】

１リードフレーム 1a ノック穴２半導体装置３ベース部４キャビティ部５ＣＣＤイメージセンサ６内部リード７金属細線８透光性キャップ９封止剤層 10 製造装置 11 マガジン 20 ローダ装置（供給手段） 21 エレベータユニット 22 プッシャーユニット 23 認識ユニット 30 ディスペンサ装置（封止剤塗布手段） 31 塗布ユニット 32 駆動ユニット 33 ディスペンサコントローラ 40 キャップ載置装置（キャップ載置手段） 41 位置決めユニット 42 キャップ供給ユニット 43 キャップ載置ユニット 50 ＵＶ照射装置（紫外線照射手段） 51 紫外線照射装置 52 冷却ユニット 53 電源部 60 アンローダ装置（収容手段） 61 エレベータユニット 62 収容ユニット 63 監視ユニット 70 搬送装置 71 第１搬送ユニット 72 第２搬送ユニット 73 第３搬送ユニット 74 第４搬送ユニット 75 塗布保持ユニット 76 載置保持ユニット 80 制御装置 81 コントローラ 82 コンピュータ 83 ＣＲＴ 84 キーボード 85 マウス 86 装置操作パネル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子を収容するキャビティ部を備
えた合成樹脂製のベース部材の前記キャビティ部の周縁
面を、合成樹脂又はガラス製の透光性キャップで封止し
たことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】前記ベース部材に熱硬化性合成樹脂を用
い、前記透光性キャップを紫外線硬化型封止剤によって
封止したことを特徴とする請求項１に記載の半導体装
置。
【請求項３】熱硬化性合成樹脂製のベース部材のキャ
ビティ部に半導体素子を収容し、該キャビティ部を透光
性キャップで封止してなる半導体装置の製造方法におい
て、リードフレームに一体的に並設した適宜数の合成樹脂製
の前記ベース部材のそれぞれのキャビティ部の周縁面
に、紫外線硬化型封止剤を塗布する封止剤塗布工程と、前記キャビティ部の周縁面の所定位置に合成樹脂又はガ
ラス製の透光性キャップを載置するキャップ搭載工程
と、前記透光性キャップが載置されたリードフレームに紫外
線を照射して前記紫外線硬化型封止剤を硬化させる紫外
線照射工程とからなることを特徴とする半導体装置とそ
の製造方法。
【請求項４】熱硬化性合成樹脂製のベース部材のキャ
ビティ部に半導体素子を収容し、該キャビティ部を透光
性キャップで封止してなる半導体装置の製造装置におい
て、一体的に並設した適宜数の合成樹脂製の前記ベース部材
を備えたリードフレームを毎葉に供給する供給手段と、供給されたリードフレームのそれぞれのベース部材のそ
れぞれのキャビティ部の周縁面に、紫外線硬化型封止剤
を塗布する封止剤塗布手段と、前記キャビティ部の周縁面の所定位置に合成樹脂又はガ
ラス製の透光性キャップを載置するキャップ載置手段
と、前記透光性キャップが載置されたリードフレームに紫外
線を照射して前記紫外線硬化型封止剤を硬化させる紫外
線照射手段と、透光性キャップで封止されたリードフレームを所定の収
容体に収容させる収容手段と、供給手段によって供給されたリードフレームを前記封止
剤塗布手段から収容手段まで搬送する搬送手段とからな
ることを特徴とする半導体装置の製造装置。