JP2000167841A

JP2000167841A - 樹脂封止装置

Info

Publication number: JP2000167841A
Application number: JP34875898A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Aoki; 邦弘青木; Fumio Miyajima; 文夫宮島
Original assignee: Apic Yamada Corp
Current assignee: Apic Yamada Corp
Priority date: 1998-12-08
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2000-06-20
Anticipated expiration: 2018-12-08
Also published as: JP4031881B2

Abstract

(57)【要約】【課題】成形品の成形品質の向上させると共に、成形
品のモールド金型からの離型を容易にした樹脂封止装置
を提供する。【解決手段】半導体チップ２が搭載された基板３を保
持したまま搬送するハンドラー１と、ハンドラー１によ
り搬送された基板３が搭載されるモールド金型７を備
え、一方の金型に半導体チップ２を樹脂封止するための
液体樹脂１４を充填する成形凹部９が形成されたインサ
ートブロック１０を備えた樹脂封止部６とを備え、基板
３はハンドラー１に保持されたままモールド金型７に搭
載され、半導体チップ２を液体樹脂１４を充填された成
形凹部９に埋没させながら、該成形凹部９を重点的に加
熱することにより液体樹脂１４を硬化させて樹脂封止を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一方の面に半導体
チップが搭載された基板を該半導体チップが封止樹脂を
充填された成形凹部に埋没させながら、該成形凹部を重
点的に加熱することにより該封止樹脂を硬化させて樹脂
封止を行う樹脂封止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のトランスファモールド装置などの
樹脂封止装置は、開閉可能な可動プラテン及び固定プラ
テンを備えた樹脂封止部にモールド金型が上下に装備さ
れている。被成形品として半導体チップが搭載されたリ
ードフレームや基板などをローダー等の搬入装置により
型開きしたモールド金型へ搬入して、該モールド金型に
より高圧にてクランプされ、ポットに装填された樹脂タ
ブレット等の封止樹脂をプランジャーによりキャビティ
に圧送りして樹脂封止が行われている。樹脂封止された
成形品は型開きしたモールド金型よりエジェクタピンを
突き上げて離型されてアンローダー等の搬出装置により
取り出され、ゲートブレイクされて成形品のみが回収さ
れる。そして、成形品は、後工程でＴ／Ｆ（Ｔｒｉｍｍ
ｉｍｇａｎｄＦｏｒｍｉｎｇ）装置において樹脂バ
リ等が除去されて個片に切断されていた。

【０００３】また、本件出願人が特開平８−１４２１０
５号、特開平８−１４２１０６号等で提案したように、
モールド金型の樹脂成形部を含むパーティング面にリリ
ースフィルムを張設することにより、成形品のモールド
金型からの離型を容易にすることも実現されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の樹脂封止装
置においては、プランジャにより封止樹脂をキャビティ
に圧送りして樹脂封止していたため、パッケージの大小
に関わらず、ワイヤー流れやボイドが発生し易くパッケ
ージの成形品質を低下させる要因となっていた。また、
リリースフィルムを用いた樹脂封止装置によれば、通常
モールド金型に装備したエジェクタピンを省略できるた
め、該モールド金型の構成を簡略化できると共に、成形
品が離型し易く、しかもモールド金型に生ずる樹脂バリ
を減少させることは可能となったが、パッケージの成形
品質には同様の課題があった。また、モールド金型の表
面にフッ素樹脂をコーティングしたものにあっては、樹
脂の流れ性を向上させて成形品質の向上を一時的に向上
させることはできるが、耐久性が低下しやすく、フッ素
樹脂のコーティングが剥がれると、樹脂の流れ性や成形
品の離型性が低下する。

【０００５】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、成形品の成形品質の向上させると共に、成形品の
モールド金型からの離型を容易にした樹脂封止装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。即ち、半導体チップが搭載
された基板を保持したまま搬送する基板保持手段と、基
板保持手段により搬送された基板が搭載されるモールド
金型を備え、一方の金型に半導体チップを樹脂封止する
ための封止樹脂を充填する成形凹部が形成された剥離性
金型を備えた樹脂封止手段とを備え、基板は基板保持手
段に保持されたままモールド金型に搭載され、半導体チ
ップを封止樹脂を充填された成形凹部に埋没させなが
ら、該成形凹部を重点的に加熱することにより封止樹脂
を硬化させて樹脂封止を行うことを特徴とする。また、
基板には複数の半導体チップが搭載されており、樹脂封
止手段には複数のモールド金型を備えていても良く、基
板保持手段には、ヒータが装備されているのが好まし
い。また、剥離性金型は、フッ素樹脂製又はフッ素樹脂
により表面処理されたインサートブロックであるのが好
ましく、この場合フッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ（ポリ
テトラフルオロエチレン）又はＥＴＦＥ（ポリテトラフ
ルオロエチレン重合体）が用いられているのが望まし
い。また、剥離性金型を成形凹部と反対側より基板に押
動可能な駆動源を備えていても良い。

【０００７】また、他の手段としては、一方の面に半導
体チップが搭載された基板を定寸送りする基板搬送手段
と、モールド金型の成形凹部を含むパーティング面にリ
リースフィルムを定寸送りして張設するリリースフィル
ム搬送手段と、基板保持手段により搬送された基板がリ
リースフィルムを介して搭載されるモールド金型を備
え、一方の金型に半導体チップを樹脂封止するための封
止樹脂を充填する成形凹部が形成された樹脂封止手段と
を備え、基板搬送手段により搬送された基板がリリース
フィルムを介してモールド金型に搭載され、半導体チッ
プを封止樹脂を充填された成形凹部に埋没させると共
に、該基板の他方の面にヒータブロックを加圧すること
により基板をクランプし、成形凹部を重点的に加熱する
ことにより封止樹脂を硬化させて樹脂封止を行うことを
特徴とする。また、基板には複数の半導体チップが搭載
されており、樹脂封止手段には複数のモールド金型を備
えていても良い。また、モールド金型のうち、成形凹部
形成されたインサートブロックには周囲のブロックより
高熱伝導性を有するセンターブロックが装備されている
のが好ましく、例えばセンターブロックは、成形凹部の
底面を含む銅製のブロックが用いられ、周囲のブロック
は成形凹部の側面を含むスチール製のブロックが用いら
れていても良い。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の態様
を添付図面に基づいて詳細に説明する。本実施の態様
は、片面モールドタイプの半導体装置を樹脂封止する樹
脂封止装置について説明するものとする。図１（ａ）
（ｂ）は第１の実施例に係る樹脂封止装置を正面から見
た説明図及びモールド金型の上視図、図２はマルチキャ
ビィティタイプの樹脂封止装置の説明図、図３は図１
（ａ）の樹脂封止装置の他例を示す正面から見た説明
図、図４（ａ）（ｂ）は第２の実施例に係る樹脂封止装
置を正面から見た説明図及びモールド金型の上視図であ
る。

【０００９】先ず、第１の実施例に係る樹脂封止装置の
概略構成について図１（ａ）（ｂ）を参照して説明す
る。１は基板保持手段の一例であるハンドラーであり、
半導体チップ２が一方の面（図１（ａ）では下面側）に
搭載されたリードフレームや配線基板などの短冊状の基
板３をハンド４により保持したまま図１の左右方向に往
復動して搬送する。このハンドラー１の内部には、封止
樹脂１４を加熱硬化させるための補助ヒータ５が内蔵さ
れている。

【００１０】６は樹脂封止手段としての樹脂封止部であ
り、基板３がハンドラー１により保持されたまま搬送さ
れモールド金型７に搭載される。モールド金型７は、下
型側に設けられた固定プラテン上に装備されたベースプ
レート８に、剥離性金型である成形凹部９が形成された
インサートブロック１０及び該インサートブロック１０
を位置決めするチェイスブロック１１が支持されてい
る。このインサートブロック１０は、樹脂剥離性が良好
な材質、例えばフッ素樹脂製のブロック体であっても、
或いはフッ素樹脂により表面処理されたインサートブロ
ック体であっても良い。この、フッ素樹脂としては、Ｐ
ＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）又はＥＴＦＥ
（ポリテトラフルオロエチレン重合体）などが好適に用
いられる。フッ素樹脂は、高温での強度に優れ（ＰＴＦ
Ｅの場合最高連続使用温度は２６０°Ｃ程度）かつ摩擦
係数も低いことから、樹脂の流れ性も良く、かつ耐候
性、耐薬品特性にも優れていることから、耐久性が極め
て良いので、インサートブロック１０として好適であ
る。また、ベースプレート８には、成形凹部９を重点的
に加熱するためのヒータ１２が内蔵されている。また、
上型側に設けられた可動プラテン（図示せず）上には成
形凹部９を重点的に加熱するためのヒータブロック１３
が上下動可能に設けられている。

【００１１】インサートブロック１０の成形凹部９に
は、封止樹脂として液体樹脂１４がポッティングにより
供給されている。液体樹脂１４は、予め液状の樹脂を供
給してもよいし、或いは顆粒状若しくは粉末状の樹脂を
供給して予備加熱により液状化したものを用いても良
い。ハンドラー１により保持された基板３をインサート
ブロック１０に載置すると、半導体チップ２が液体樹脂
１４を充填された成形凹部９に埋没し上型に装備したヒ
ータブロック１３が下動して基板３の上面側に押当てて
該基板３を下型との間で軽くクランプする。このとき、
成形凹部９をヒータ１２、ハンドラー１の補助ヒータ５
及びヒータブロック１３により重点的に加熱することに
より液体樹脂１４を硬化させて樹脂封止が行われる。

【００１２】上記構成によれば、成形凹部９に充填され
た液体樹脂１４に半導体チップ２を埋没させて該成形凹
部９が重点的に加熱されることにより該液体樹脂１４を
硬化させて樹脂封止されるので、半導体チップ２のワイ
ヤ流れや成形品にボイドが発生するおそれはなく、半導
体装置の成形品質の向上を図ることができる。特に、フ
ッ素樹脂製のインサートブロック１０を用いて樹脂封止
が行われるので、成形品のモールド金型７からの離型が
極めて容易になり、エジェクタピンを不要として離型性
を高めることができ、しかもモールド金型７の耐久性も
向上させることができる。また、基本的にモールド金型
７にポットインサートやプランジャは不要であるので、
該モールド金型７の小型化を実現できる。また、ハンド
ラー１により基板３を保持したままモールド金型７によ
り軽くクランプするだけで樹脂封止が行えるので、基板
３を定寸送りしながら樹脂封止することができるので樹
脂封止用とＴ／Ｆ用とでプレス装置を兼用することがで
き、しかも樹脂封止装置とＴ／Ｆ装置と連結することに
より樹脂封止後の成形品を連続してＴ／Ｆ工程に移行し
て樹脂バリを除去して半導体装置を個片にすることがで
き、従来のように専用機で樹脂封止工程を行い、専用機
でＴ／Ｆ工程を行う場合に比べて、装置構成を小型化、
合理化することができ、製造コストを著しく削減するこ
とができる。

【００１３】また、上記実施例では、半導体チップ２を
１個ずつ樹脂封止する場合について説明したが、基板３
には複数の半導体チップ２が搭載されているため、これ
らを一度に樹脂封止可能なマルチキャビティタイプの樹
脂封止装置を用いることも可能である。図２において、
モールド金型７のうち下型側には複数のフッ素樹脂製の
インサートブロック１０がベースプレート８に支持され
ている。このインサートブロック１０の各成形凹部９に
液体樹脂１４を各々充填しておき、基板３の一方の面に
搭載された半導体チップ２を各々成形凹部９に埋没させ
て重点的に加熱することで一度に各液体樹脂１４を硬化
させて樹脂封止するようにしても良い。この場合には、
半導体装置の生産性が向上し、低コストで大量生産する
ことができる。

【００１４】また、図３に示すように、ベースプレート
８の下部に、フッ素樹脂製のインサートブロック１０の
成形凹部９と反対面側より該ブロック１０を基板３に対
して押動する駆動源１９を備えていても良い。この場合
には、インサートブロック１０はプラスチックのためわ
ずかであるが弾性変形する。これを利用して成形凹部９
に供給される樹脂量の微調整が可能となり、しかも樹脂
封止部をわずかに加圧することでボイドを低減させしか
も封止樹脂の基板３への密着性を高めることができる。
この駆動源１９としては、例えば、空圧シリンダ、油圧
シリンダ、電動モータ等の様々なものが適用できる。

【００１５】次に第２の実施例に係る樹脂封止装置につ
いて図４（ａ）（ｂ）を参照して説明する。尚、第１の
実施例と同一部材に同一番号を付して説明を援用するも
のとする。図４（ａ）において、リードフレームやポリ
イミドフィルムを用いたテープ基板などの長尺状の基板
３の一方の面（下面側）に半導体チップ２が搭載されて
おり、該基板３は図示しない送りアーム等の基板搬送手
段により矢印方向に定寸送りされる。基板３はチェイス
ブロック１５に立設されたパイロットピン１６によりモ
ールド金型７において位置決めされる。

【００１６】モールド金型７は、下型側に設けられた固
定プラテン上に装備されたベースプレート８に成形凹部
９が形成されたインサートブロック１７及びその両側を
ガイドするチェイスブロック１５が支持されている。こ
のインサートブロック１７の一部に、成形凹部９の底面
を含むセンターブロック１７ａが固定されている。この
センターブロック１７ａは、成形凹部９の側面を含む周
囲のブロック１７ｂより高熱伝導性を有するものが好適
に用いられ、本実施例では、センターブロック１７ａに
銅製のブロック、周囲のブロック１７ｂにスチール製の
ブロックが各々用いられている。

【００１７】また、モールド金型７のうちインサートブ
ロック１７の成形凹部９を含むパーティング面にはリリ
ースフィルム１８が張設されている。このリリースフィ
ルム１８は、基板３とほぼ平行に下型のインサートブロ
ック１７のパーティング面に沿って、図示しないリリー
スフィルム搬送手段によりリール間を図４（ａ）の矢印
方向に定寸送りされる。リリースフィルム１８は、公知
のＦＥＰフィルム、ＰＥＴフィルム、ＥＴＦＥフィル
ム、ＰＴＦＥフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリ
塩化ビニリデンフィルム、フッ素含浸ガラスクロスフィ
ルム等が用いられる。このリリースフィルム１８は、樹
脂成形時にチェイスブロック１５の表面にインサートブ
ロック１７を囲むように形成された吸引穴１５ａ（図４
（ｂ）参照）や成形凹部９の底面の周囲設けられた隙間
から吸引されて吸着される。

【００１８】また、第１の実施例と同様にベースプレー
ト８には、成形凹部９を重点的に加熱するためのヒータ
１２が内蔵されている。また、上型側に設けられた可動
プラテン（図示せず）上には、基板３をクランプしかつ
成形凹部９を重点的に加熱するためのヒータブロック１
３が上下動可能に設けられている。インサートブロック
１７の成形凹部９には、封止樹脂として液体樹脂１４が
ポッティングにより供給されている。液体樹脂１４は、
予め液状の樹脂を供給してもよいし、或いは顆粒状若し
くは粉末状の樹脂を供給して予備加熱により液状化した
ものを用いても良い。基板搬送手段により定寸送りされ
た基板３を、予めリリースフィルム搬送手段により定寸
送りされたリリースフィルム１８が吸着されたインサー
トブロック１７に載置すると、半導体チップ２が液体樹
脂１４を充填された成形凹部９に埋没する。そして、上
型に装備したヒータブロック１３が下動して基板３の他
方の面（上面側）を加圧して該基板３をクランプする。
このとき、成形凹部９をヒータ１２及びヒータブロック
１３により重点的に加熱することにより液体樹脂１４を
硬化させて樹脂封止が行われる。

【００１９】上記構成によれば、成形凹部９に充填され
た液体樹脂１４に半導体チップ２を埋没させて該成形凹
部９が重点的に加熱されることにより該液体樹脂１４を
硬化させて樹脂封止されるので、半導体チップ２のワイ
ヤ流れや成形品にボイドが発生するおそれはなく、しか
もセンターブロック１７ａは周囲のブロック１７ｂより
熱伝導性が高いので、成形凹部９に充填された封止樹脂
の硬化速度に偏りが生ずることなく均一に硬化させるこ
とができ、成形品の成形品質を向上させることができ
る。また、成形品はリリースフィルム１８によりモール
ド金型より容易に離型することができるため、エジェク
タピンを省略することも可能となる。

【００２０】尚、上記実施例では、半導体チップ２を１
個ずつ樹脂封止する場合について説明したが、基板３に
は複数の半導体チップ２が搭載されているため、これら
を一度に樹脂封止可能な樹脂封止装置を用いることも可
能である。即ち、図２と同様に、モールド金型７のうち
下型側には複数のフッ素製のインサートブロック１７が
ベースプレート８に支持されており、このインサートブ
ロック１７の各成形凹部９に液体樹脂１４を充填してお
き、基板３の一方の面に搭載された半導体チップ２を各
々成形凹部９に埋没させて重点的に加熱することで一度
に各液体樹脂１４を硬化させて樹脂封止するようにして
も良い。

【００２１】本発明は、上記第１、第２の実施例に限定
されるものではなく、フッ素樹脂製のインサートブロッ
ク１０の材質や、高熱伝導性を有するセンターブロック
１７ａの材質は適宜変更可能であり、また、モールド金
型７にはダイレクト成形を行うプランジャを備えていて
も良い等、発明の精神を逸脱しない範囲内でさらに多く
の改変を施し得るのはもちろんのことである。

【００２２】

【発明の効果】本発明は前述したように、成形凹部に充
填された封止樹脂に半導体チップを埋没させて該成形凹
部が重点的に加熱されることにより該封止樹脂を硬化さ
せて樹脂封止されるので、半導体チップのワイヤ流れや
成形品にボイド等が生ずるおそれはなく、半導体装置の
成形品質の向上を図ることができる。特に、フッ素樹脂
製の剥離性金型を用いて樹脂封止が行われるので、成形
品のモールド金型からの離型が極めて容易になり、しか
もモールド金型の耐久性を向上させることができる。ま
た、基本的にモールド金型にはポットインサートやプラ
ンジャは不要であるので、該モールド金型の小型化を実
現できる。また、基板搬送手段により基板を保持したま
まモールド金型によりクランプするだけで樹脂封止が行
えるので、基板を定寸送りしながら樹脂封止することが
できるので樹脂封止用とＴ／Ｆ用とでプレス装置を兼用
することができ、しかも樹脂封止後の成形品を連続して
Ｔ／Ｆ工程に移行して樹脂バリを除去して半導体装置を
個片にすることができ、従来のように専用機で樹脂封止
工程を行い、専用機でＴ／Ｆ工程を行う場合に比べて、
装置構成を小型化、合理化することができ、製造コスト
を著しく削減することができる。また、モールド金型の
成形凹部が形成されたインサートブロックの一部に周囲
のブロックより高熱伝導性を有するセンターブロックが
装備されている場合には、成形凹部に充填された封止樹
脂の硬化速度に偏りが生ずることなく均一に硬化させる
ことができ、成形品の成形品質を向上させることができ
る。複数のインサートブロックの成形凹部に各々封止樹
脂を充填しておき、基板の一方の面に搭載された半導体
チップを各々成形凹部に埋没させて加熱することで一度
に封止樹脂を硬化させて樹脂封止する場合には、半導体
装置の生産性が向上し、低コストで大量生産することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る樹脂封止装置の正面から見
た説明図及びモールド金型の上視図である。

【図２】マルチキャビィティタイプの樹脂封止装置の説
明図である。

【図３】図１の樹脂封止装置の他例を示す正面から見た
説明図である。

【図４】第２の実施例に係る樹脂封止装置を正面から見
た説明図及びモールド金型の上視図である。

【符号の説明】

１ハンドラー２半導体チップ３基板４ハンド５補助ヒータ６樹脂封止部７モールド金型８ベースプレート９成形凹部１０，１７インサートブロック１１，１５チェイスブロック１２ヒータ１３ヒータブロック１４液体樹脂１５ａ吸引穴１６パイロットピン１７ａセンターブロック１７ｂ周囲のブロック１８リリースフィルム１９駆動源

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｌ 31:34 Ｆターム(参考） 4F202 AD03 AD05 AD08 AD19 AH37 AJ03 AJ09 AJ12 AK09 CA12 CB01 CB12 CB20 CM26 CM73 CN01 CN18 CN21 CQ01 4F206 AD03 AD05 AD08 AD19 AH37 AJ03 AJ09 AJ12 AK09 JA02 JB12 JB20 JF05 JF23 JL02 JN43 JQ81 5F061 AA01 BA03 CA21 DA01 DA16 DB02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体チップが搭載された基板を保持し
たまま搬送する基板保持手段と、前記基板保持手段により搬送された前記基板が搭載され
るモールド金型を備え、一方の金型に前記半導体チップ
を樹脂封止するための封止樹脂を充填する成形凹部が形
成された剥離性金型を備えた樹脂封止手段とを備え、前記基板は前記基板保持手段に保持されたまま前記モー
ルド金型に搭載され、前記半導体チップを封止樹脂を充
填された成形凹部に埋没させながら、該成形凹部を重点
的に加熱することにより前記封止樹脂を硬化させて樹脂
封止を行うことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項２】前記基板には複数の半導体チップが搭載
されており、前記樹脂封止手段には複数の前記モールド
金型を備えたことを特徴とする請求項１記載の樹脂封止
装置。
【請求項３】前記基板保持手段には、ヒータが装備さ
れていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
樹脂封止装置。
【請求項４】前記剥離性金型は、フッ素樹脂製又はフ
ッ素樹脂により表面処理されたインサートブロックであ
ることを特徴とする請求項１、２又は請求項３記載の樹
脂封止装置。
【請求項５】前記フッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ（ポ
リテトラフルオロエチレン）又はＥＴＦＥ（ポリテトラ
フルオロエチレン重合体）が用いられていることを特徴
とする請求項４記載の樹脂封止装置。
【請求項６】前記剥離性金型を成形凹部と反対側より
基板に押動可能な駆動源を備えていることを特徴とする
請求項１、２、３、４又は請求項５記載の樹脂封止装
置。
【請求項７】一方の面に半導体チップが搭載された基
板を定寸送りする基板搬送手段と、モールド金型の成形凹部を含むパーティング面にリリー
スフィルムを定寸送りして張設するリリースフィルム搬
送手段と、前記基板保持手段により搬送された前記基板が前記リリ
ースフィルムを介して搭載されるモールド金型を備え、
一方の金型に前記半導体チップを樹脂封止するための封
止樹脂を充填する成形凹部が形成された樹脂封止手段と
を備え、前記基板搬送手段により搬送された前記基板が前記リリ
ースフィルムを介して前記モールド金型に搭載され、前
記半導体チップを封止樹脂を充填された前記成形凹部に
埋没させると共に、該基板の他方の面にヒータブロック
を加圧することにより前記基板をクランプし、前記成形
凹部を重点的に加熱することにより前記封止樹脂を硬化
させて樹脂封止を行うことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項８】前記基板には複数の半導体チップが搭載
されており、前記樹脂封止手段には複数の前記モールド
金型を備えたことを特徴とする請求項７記載の樹脂封止
装置。
【請求項９】前記モールド金型のうち、成形凹部形成
されたインサートブロックには周囲のブロックより高熱
伝導性を有するセンターブロックが装備されていること
を特徴とする請求項７又は請求項８記載の樹脂封止装
置。
【請求項１０】前記センターブロックは、前記成形凹
部の底部を含む銅製のブロックが用いられ、周囲のブロ
ックは前記成形凹部の側面を含むスチール製のブロック
が用いられていることを特徴とする請求項９記載の樹脂
封止装置。