JP2003291147A - 成型金型および樹脂封止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャビティ凹部の深さ寸法が異なる製品ごと
に別個に成形金型を用意する必要がなく、成形金型を共
通に使用可能として成形金型の製作コストを下げるとと
もに、製品に応じた的確な樹脂封止を可能とする。 【解決手段】 被成形品を一括して樹脂封止する樹脂封
止装置に用いる成形金型であって、前記一括して樹脂封
止する領域に対応して金型に設けられるキャビティ凹部
３０が、キャビティ凹部の底部となる内端面２０ａが平
坦面に形成されたキャビティブロック２０と、該キャビ
ティブロック２０を支持するキャビティインサート２２
とによって形成され、前記キャビティブロック２０が、
前記キャビティインサート２２に型開閉方向に貫通して
設けられた収納孔２６内に収納され、キャビティブロッ
ク２０の底面と前記キャビティインサート２２を支持す
る金型ベースとの間に、前記キャビティ凹部３０の深さ
寸法を規定する調整ライナーが２８ａ、２８ｂ交換可能
に取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は成型金型および樹脂
封止装置に関し、より詳細には被成形品を樹脂封止する
キャビティ部の構造を可変にした成型金型およびこれを
用いた樹脂封止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂封止型の半導体装置を製造する方法
として、多数個の半導体素子を回路基板等に整列して搭
載した被成形品を成形金型により一括して樹脂封止し、
封止樹脂と回路基板とをダイサーによって切断して個片
の半導体装置を製造する方法がある。図８は、この製造
方法を示す説明図であり、回路基板１０に半導体素子１
２を縦横方向に整列して搭載した被成形品を樹脂封止し
た状態を示している。１４が封止樹脂であり、回路基板
１０の略全幅にわたって樹脂封止している。線Ａは、樹
脂封止した被成形品をダイサーによって個片に切断する
切断位置を示す。このように、成形品を縦横方向に切断
することにより、図８(b)に示すような、個片の半導体
装置１６を得ることができる。

【０００３】図８のように、被成形品を一括して樹脂封
止する成形金型には、樹脂封止する領域について内底面
（天井面）を平坦面に形成したキャビティ凹部を設けた
ものが使用される。回路基板１０に搭載される半導体素
子１２にはいろいろな品種があるし、その大きさ、配置
間隔、搭載数もまちまちである。したがって、成型金型
には回路基板等に搭載される製品によって、それに合わ
せた金型が使用される。なお、本明細書で一括して樹脂
封止するという意味は、個片の半導体装置となる領域ご
とに個別に樹脂封止するのではなく、複数個の半導体素
子あるいは複数の半導体装置に分割してダイシングされ
る一定領域にわたって樹脂封止することである。また、
被成形品としては回路基板、リードフレーム、半導体ウ
エハ等の種々の製品が対象となる。

【０００４】図８で、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は樹脂封止した
成形品を個片に切断する際の大きさの例を示す。このよ
うに、被成形品を一括して樹脂封止した後、成形品を個
片に切断する場合は、製品によって切断位置が異なる
が、同時に半導体素子を封止している封止樹脂１４の厚
さも異なってくる。一般的には小型の半導体素子を封止
した小さな半導体装置の場合は封止樹脂１４の厚さが薄
く、大型の半導体素子を封止した大きな半導体装置の場
合には封止樹脂１４の厚さが厚くなる。このため、被成
形品を樹脂封止する成形金型では、製品に応じてキャビ
ティ凹部の深さ寸法を適宜設計した金型が使用されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図８に示す
ように被成形品を一括して樹脂封止し、ダイサーによっ
て個片に切断して半導体装置とする場合は、封止樹脂１
４の平面領域の寸法については異種の半導体素子１２を
搭載する場合でも共通化することが可能である。一方、
成形金型のキャビティ凹部の深さ寸法については一般に
製品によって異なるから、異種製品を樹脂封止する場合
に成形金型を汎用的に使用することができず、従来は製
品ごとに別個に用意した成形金型を使用して樹脂封止し
ている。

【０００６】しかしながら、樹脂封止用の成形金型は高
硬度の金属材を放電加工あるいは研削加工等して製作す
るから、製作に手間がかかり、金型の製作コストがかか
るという課題があった。そこで、本発明はこれらの課題
を解決すべくなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、被成形品を一括して樹脂封止する樹脂封止装置に
おいて、搭載する半導体素子の品種等によってキャビテ
ィ凹部の深さ寸法が異なる場合でも、成形金型を交換し
たりすることなく、共通に使用することができる成形金
型およびこれを用いた樹脂封止装置を提供するにある。

【０００７】

【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。すなわち、被成形品を一
括して樹脂封止する樹脂封止装置に用いる成形金型であ
って、前記一括して樹脂封止する領域に対応して金型に
設けられるキャビティ凹部が、キャビティ凹部の底部と
なる内端面が平坦面に形成されたキャビティブロック
と、該キャビティブロックを支持するキャビティインサ
ートとによって形成され、前記キャビティブロックが、
前記キャビティインサートに型開閉方向に貫通して設け
られた収納孔内に収納され、キャビティブロックの底面
と前記キャビティインサートを支持する金型ベースとの
間に、前記キャビティ凹部の深さ寸法を規定する調整ラ
イナーが交換可能に取り付けられていることを特徴とす
る。

【０００８】また、被成形品を一括して樹脂封止する樹
脂封止装置に用いる成形金型であって、前記一括して樹
脂封止する領域に対応して金型に設けられるキャビティ
凹部が、キャビティ凹部の底部となる内端面が平坦面に
形成されたキャビティブロックと、該キャビティブロッ
クを支持するキャビティインサートとによって形成さ
れ、前記キャビティブロックが、前記キャビティインサ
ートに型開閉方向に貫通して設けられた収納孔内に収納
されるとともに、キャビティブロックのテーパ面に形成
された底面と前記キャビティインサートを支持する金型
ベースとの間に、キャビティブロックの底面に摺接する
当接面がテーパ面に形成され、駆動機構により型開閉方
向と直交する方向に進退して前記キャビティ凹部の深さ
寸法を規定する調整ライナーが設けられていることを特
徴とする。

【０００９】また、金型を型締め、型開きして樹脂封止
するプレス機構と、金型に被成形品を供給するインロー
ダと、樹脂封止後の成型品を金型外へ取り出すアンロー
ダと、樹脂封止用の樹脂を供給する供給機構とを備える
樹脂封止装置において、前記成型金型を装着したことを
特徴とする。また、前記樹脂封止装置が、被成形品を樹
脂封止するキャビティの内面を被覆するリリースフィル
ムを供給するリリースフィルムの搬送機構を備えること
により、金型と封止樹脂との付着を防止して、さらに好
適な樹脂封止が可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面とともに詳細に説明する。図１および図２
は、本発明に係る成形金型の一実施形態の構成を示す断
面図および平面図である。なお、図１、２では、樹脂封
止装置の金型ベースに取り付ける成形金型の主要部の構
成を示す。図１で、２０はキャビティ凹部の内底面（天
井面）を形成するキャビティブロック、２２はキャビテ
ィブロック２０を支持するキャビティインサートであ
る。本実施形態の成形金型は、図２に示すように、短冊
状に形成された被成形品２４を樹脂封止するもので、被
成形品２４の長手方向に３個の樹脂封止領域が形成され
ている。

【００１１】キャビティブロック２０、２０、２０は各
々の樹脂封止領域に合わせて平面形状が正方形のブロッ
ク状に形成された部材であり、それぞれキャビティイン
サート２２に設けた収納孔２６、２６、２６に収納され
ている。収納孔２６は、図１に示すように、キャビティ
インサート２２を型開閉方向に貫通して設けられ、キャ
ビティブロック２０は収納孔２６の内壁面に摺接して型
開閉方向に挿入されている。２８ａ、２８ｂはキャビテ
ィブロック２０の底面に当接して収納孔２６に収納した
調整ライナーである。この調整ライナー２８ａ、２８ｂ
はキャビティブロック２０の底面と金型ベースとの間に
装着され、収納孔２６内でのキャビティブロック２０の
位置を規定する。本実施形態では調整ライナー２８ａ、
２８ｂはともに、キャビティインサート２２の収納孔２
６の内壁面に摺接する平板状に形成している。調整ライ
ナーは必ずしも図のような平板状に形成する必要はない
が、平板状に形成してキャビティブロック２０と金型ベ
ースとの間に介在させることで、金型ベースからの熱伝
導を良好にし、封止用の樹脂の硬化を促進させることが
できる。

【００１２】キャビティブロック２０の内端面２０ａは
平坦面に形成され、キャビティインサート２２の内側面
２２ａとキャビティブロック２０の内端面２０ａとによ
ってキャビティ凹部３０が形成される。２２ｂはキャビ
ティインサート２２のキャビティ底部側に設けた段差部
である。３２はキャビティに樹脂を充填するためのゲー
トである。

【００１３】図１(a)、(b)はキャビティブロック２０の
底面と金型ベースとの間に異なる厚さの調整ライナー２
８ａ、２８ｂを設けた状態を示す。図１(a)に示す調整
ライナー２８ａは図２に示す調整ライナー２８ｂよりも
厚く形成されているから、図１(a)、(b)に示す成形金型
でキャビティ凹部３０の深さ寸法Ｈ１を比較すると、図
１(a)の成形金型のキャビティ凹部３０の深さ寸法Ｈ１
の方が浅くなる。このように、本実施形態の成形金型の
場合には、キャビティブロック２０の底面と金型ベース
との間に異なる厚さの調整ライナーを装着することによ
り、キャビティ凹部３０の深さ寸法を適宜調整すること
が可能となる。

【００１４】従来の樹脂封止装置においては、封止樹脂
の厚さが異なる製品を樹脂封止する際には、キャビティ
凹部の深さ寸法が異なる成形金型を別個に用意する必要
があった。これに対して、本実施形態の成形金型によれ
ば、適宜厚さの調整ライナーを装着するだけで、キャビ
ティ凹部の深さ寸法を所要の寸法に調節することがで
き、異種製品を樹脂封止する際に成形金型ごと交換する
といった必要がない。このように、調整ライナーのみを
交換してキャビティ凹部の深さ寸法を変更する方法は、
キャビティ凹部の深さ寸法が異なるごとに別個に成形金
型を用意する方法にくらべて、成形金型の製作費用を節
約できるという利点がある。

【００１５】なお、図１に示すように、キャビティブロ
ック２０、キャビティインサート２２および調整ライナ
ー２８ａ、２８ｂによってキャビティ凹部３０を形成す
る場合、キャビティ凹部３０の深さ寸法は調整ライナー
２８ａ、２８ｂの他にキャビティブロック２０の厚さ寸
法Ｈ２にも依存する。したがって、キャビティブロック
２０を交換してキャビティ凹部３０の深さ寸法を変える
ことは原理的には可能である。しかしながら、成形金型
を樹脂モールド装置に固定する作業や、樹脂モールド装
置の制御等を考慮すると調整ライナーを交換する方が容
易である。また、封止樹脂の厚さを変更する場合も、変
更量は数ｍｍ程度であるから、調整ライナーを交換する
だけで十分である。調整ライナーには封止用の樹脂材が
直接接触したりすることはないから、材質的にも高価な
材料を使用する必要がなく、製品に応じて他種類の調整
ライナーを用意する場合も製造コスト的にはきわめて有
利である。

【００１６】図３は本発明に係る成型金型の他の実施形
態を示す。本実施形態の成型金型は、キャビティブロッ
ク２０の底面２０ｂをテーパ面に形成し、キャビティブ
ロック２０の底面２０ｂが当接する調整ライナー２８ｃ
の当接面２８ｄをテーパ面に形成するとともに、調整ラ
イナー２８ｃを型開閉方向とは直交する方向に移動可能
としたものである。調整ライナー２８ｃは駆動モータ２
９によって回動駆動されるボールねじ２９ａと係合して
設けられ、駆動モータ２９によってボールねじ２９ａを
軸線のまわりに回動することにより、調整ライナー２８
ｃが型開閉方向と直交する方向に進退動し、キャビティ
ブロック２０の型開閉方向の移動位置を変えることがで
きる。

【００１７】図３(a)は、調整ランナー２８ｃを奥側の
位置まで挿入した状態でキャビティ凹部３０の深さ寸法
がもっとも浅くなる状態、図３(b)は、調整ランナー２
８ｃをやや引き出した状態で、キャビティ凹部３０の深
さ寸法がやや深くなった状態を示す。本実施形態の成型
金型の場合は、駆動モータ２９を制御するだけでキャビ
ティ凹部３０の深さが調整することができるから、異種
製品を樹脂封止するといった際に、キャビティ凹部３０
の深さ調整が簡単にできるという利点がある。試作品を
樹脂封止するような場合には、キャビティ凹部３０の深
さを適宜変えながら試験することが行われる。このよう
な場合に本実施形態の成型金型は有効である。また、駆
動モータ２９としてサーボモータを使用することでキャ
ビティ凹部３０の深さ寸法を高精度に設定することが可
能である。図４に示す実施形態では調整ランナー２８ｃ
を移動させる駆動源として駆動モータ２９を使用した
が、モータ以外の駆動機構を使用することももちろん可
能である。

【００１８】図４は、キャビティブロック２０と調整ラ
イナー２８をキャビティインサート２２に組み込んで形
成した成形金型を設置した樹脂封止装置の実施形態を示
す。図では樹脂封止装置のプレス機構に取り付ける金型
機構を示している。本実施形態の樹脂封止装置はリリー
スフィルム６０を用いて被成形品を樹脂封止する装置で
あり、樹脂封止装置には、金型を型締め型開きするプレ
ス機構、金型に被成形品を供給するインローダ、成形品
を金型から取り出すアンローダ、樹脂封止操作に応じて
プレス機構の一方側から他方側へリリースフィルムを順
次搬送するリリースフィルムの搬送機構が付設されてい
る。

【００１９】図４で、３４は固定プラテン、３５は可動
プラテンである。固定プラテン３４には下型ベース３６
が固定され、下型ベース３６に下型３７が固定されてい
る。また、可動プラテン３５には上型ベース３８が固設
され、上型ベース３８に上型４０が固定されている。上
型４０は上述したキャビティブロック２０、キャビティ
インサート２２、調整ライナー２８からなるもので、パ
ーティング面側にキャビティ凹部３０が形成されてい
る。

【００２０】本実施形態の樹脂封止装置は下型３７に被
成形品５０をセットし、被成形品５０の上に液状樹脂５
２を供給し、リリースフィルム６０を介して上型４０と
下型３７で被成形品５０をクランプして樹脂封止する。
リリースフィルム６０は上型４０のキャビティ凹部３０
の内面と上型４０のパーティング面を被覆し、樹脂封止
時に液状樹脂５２がキャビティ凹部３０に付着しないよ
うにするとともに、キャビティ凹部３０の周縁部で被成
形品５０を確実にクランプしてキャビティ外に液状樹脂
５２が漏出しないようにする作用を有する。被成形品５
０を確実にクランプする作用はリリースフィルム６０の
柔軟性（圧縮性）によるものである。

【００２１】リリースフィルム６０の材質は、金型の加
熱温度に耐える耐熱性、柔軟性および樹脂から容易に剥
離できる性質を備えているものが好適である。また、樹
脂成形時にキャビティ凹部３０の内面をリリースフィル
ム６０によって被覆するため、キャビティインサート２
２の内側面に摺接するキャビティブロック２０の側面に
エア吸引用として凹溝状のエア流路４２を設け、エア流
路４２をエア吸引およびエア吐出用のエア機構に連通さ
せるようにするとよい。エア流路４２からリリースフィ
ルム６０をエア吸引することにより、キャビティ凹部３
０の内底面（天井面）がリリースフィルム６０によって
被覆される。また、別のエア流路として、キャビティイ
ンサート２２のパーティング面で開口するエア流路４４
を設け、上型４０のパーティング面でリリースフィルム
６０をエア吸引するようにするとよい。

【００２２】図４に示すようにリリースフィルム６０を
金型内に送入した状態で、まず、キャビティインサート
２２のパーティング面上で開口するエア流路４４からエ
ア吸引してリリースフィルム６０をパーティング面に吸
着した後、キャビティ凹部３０の底面側のエア流路４２
からエア吸引することによってリリースフィルム６０を
キャビティ凹部３０の内面形状にならって吸着すること
ができる。リリースフィルム６０を上型４０のキャビテ
ィ凹部３０の内面に吸着して被成形品５０を上型４０と
下型３７とでクランプすることにより、キャビティ凹部
３０に液状樹脂５２が充填されて樹脂封止される。

【００２３】液状樹脂５２が硬化した後、型開きして金
型内から成形品を取り出す。リリースフィルム６０と金
型との剥離性は良好であるから、エア流路４２、４４か
らエアを吹き出しながら型開きすることによって下型３
７に成形品が支持された状態で型開きする。樹脂とリリ
ースフィルム６０との剥離性が良好であるから、硬化し
た樹脂からリリースフィルム６０を剥離することによっ
て、一括樹脂封止された成形品を得ることができる。リ
リースフィルム６０を利用した樹脂封止装置の場合は、
リリースフィルム６０によってキャビティ凹部３０の内
面が被覆されるから、キャビティブロック２０とキャビ
ティインサート２２との摺接面の隙間に封止用の樹脂が
侵入しないこと、キャビティ凹部３０の内面に樹脂が付
着せず、金型のクリーニング等が不要であるといった利
点がある。

【００２４】なお、図４に示す樹脂封止装置では被成形
品５０の上に液状樹脂５２を供給し、型締めして樹脂封
止しているが、一般的なマルチプランジャタイプの樹脂
封止装置のように、ポットに樹脂材を供給し、プランジ
ャによりポットからキャビティに樹脂を圧送し、キャビ
ティに樹脂を充填して樹脂封止する装置についても同様
に適用することができる。また、上記実施形態ではリリ
ースフィルム６０を使用して樹脂封止しているが、リリ
ースフィルム６０を使用せずに樹脂封止する場合にも適
用できる。また、被成形品５０を一括して樹脂封止する
場合は、通常は被成形品の片面を樹脂封止するが、被成
形品の両面を樹脂封止する場合に上型と下型の双方に上
述した成形金型の構成を採用することもできる。

【００２５】図５は、一括樹脂封止によって樹脂封止し
た成形品７０を示す。図５は短冊状に形成された被成形
品５０を樹脂封止した例、図６は半導体ウエハを被成形
品５０として樹脂封止した例である。図５に示す被成形
品５０の場合は、異種の半導体素子を搭載した場合でも
一括して樹脂封止する領域（Ｂ部分）が共通であれば、
前述したように調整ライナー２８を交換してセットする
ことで同一のキャビティブロック２０およびキャビティ
インサート２２を使用して樹脂封止することができる。
また、図６に示す半導体ウエハを被成形品５０とする場
合は、被成形品５０の寸法は完全に規格化されているか
ら、樹脂封止する領域（Ｂ部分）は共通であり、樹脂封
止に際しては樹脂封止部の厚さのみを調整すればよく、
調整ライナー２８の交換のみによってキャビティ凹部の
深さが設定できる本発明に係る成形金型が好適に使用で
きる。半導体ウエハの電極端子形成面に接続端子等を形
成した被成形品を一括樹脂封止し、個片にダイシングす
ることによりチップサイズの半導体装置が得られる。

【００２６】図７は、上述した方法によって樹脂封止し
た成形品７０を個片に分割する方法を示す。線Ａの位置
が成形品７０を個片に切断する位置であり、ダイシング
刃８０により線Ａに沿って成形品７０を切断することに
より個片の半導体装置が得られる。以上説明したよう
に、成形品を一括して樹脂封止し、個片にダイシングし
て半導体装置を得る方法によれば、半導体装置を効率的
に量産することができるとともに、本発明に係る成型金
型によれば、製品ごとに別個に成型金型を用意する必要
がなく、多種製品に汎用的に使用することが可能にな
る。また、樹脂封止製品を試作するような場合には、本
発明の成型金型および樹脂封止装置によれば、キャビテ
ィ凹部の深さ寸法を適宜調節して樹脂封止でき、試作用
として好適に利用することができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明に係る成型金型および樹脂封止装
置によれば、上述したように、調整ライナーを交換して
セットする方法、あるいはキャビティブロックのテーパ
面と調整ライナーのテーパ面とを利用する方法によって
キャビティ凹部の深さ寸法を変えることができることか
ら、異種製品を樹脂封止する際であっても成形金型を汎
用的に使用することが可能となり、これによって成形金
型の製作費用を節約することが可能になる。また、キャ
ビティ凹部の深さ寸法を的確に調整することができるこ
とから、製品に応じた樹脂封止が可能となり、一括して
樹脂封止する製品の製造に有効に利用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る成形金型の一実施形態の構成を示
す断面図である。

【図２】成形金型の一実施形態の構成を示す平面図であ
る。

【図３】成形金型の他の実施形態の構成を示す断面図で
ある。

【図４】本発明に係る樹脂封止装置の一実施形態の構成
を示す説明図である。

【図５】短冊状の被成形品を樹脂封止した状態を示す平
面図である。

【図６】ウエハ状の被成形品を樹脂封止した状態を示す
平面図である。

【図７】成形品をダイシングする状態を示す説明図であ
る。

【図８】被成形品を一括して樹脂封止して個片の半導体
装置を得る方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 回路基板 １２ 半導体素子 １４ 封止樹脂 １６ 半導体装置 ２０ キャビティブロック ２０ａ 内端面 ２０ｂ 底面 ２２ キャビティインサート ２２ａ 内側面 ２４ 被成形品 ２６ 収納孔 ２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ 調整ライナー ３６ 下型ベース ３７ 下型 ３８ 上型ベース ４０ 上型 ４２、４４ エア流路 ５０ 被成形品 ５２ 液状樹脂 ６０ リリースフィルム ７０ 成形品

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被成形品を一括して樹脂封止する樹脂封
   止装置に用いる成形金型であって、 前記一括して樹脂封止する領域に対応して金型に設けら
   れるキャビティ凹部が、キャビティ凹部の底部となる内
   端面が平坦面に形成されたキャビティブロックと、該キ
   ャビティブロックを支持するキャビティインサートとに
   よって形成され、 前記キャビティブロックが、前記キャビティインサート
   に型開閉方向に貫通して設けられた収納孔内に収納さ
   れ、 キャビティブロックの底面と前記キャビティインサート
   を支持する金型ベースとの間に、前記キャビティ凹部の
   深さ寸法を規定する調整ライナーが交換可能に取り付け
   られていることを特徴とする成形金型。
2. 【請求項２】 被成形品を一括して樹脂封止する樹脂封
   止装置に用いる成形金型であって、 前記一括して樹脂封止する領域に対応して金型に設けら
   れるキャビティ凹部が、キャビティ凹部の底部となる内
   端面が平坦面に形成されたキャビティブロックと、該キ
   ャビティブロックを支持するキャビティインサートとに
   よって形成され、 前記キャビティブロックが、前記キャビティインサート
   に型開閉方向に貫通して設けられた収納孔内に収納され
   るとともに、 キャビティブロックのテーパ面に形成された底面と前記
   キャビティインサートを支持する金型ベースとの間に、
   キャビティブロックの底面に摺接する当接面がテーパ面
   に形成され、駆動機構により型開閉方向と直交する方向
   に進退して前記キャビティ凹部の深さ寸法を規定する調
   整ライナーが設けられていることを特徴とする成形金
   型。
3. 【請求項３】 金型を型締め、型開きして樹脂封止する
   プレス機構と、金型に被成形品を供給するインローダ
   と、樹脂封止後の成型品を金型外へ取り出すアンローダ
   と、樹脂封止用の樹脂を供給する供給機構とを備える樹
   脂封止装置において、 前記金型として、請求項１または２記載の成型金型を装
   着したことを特徴とする樹脂封止装置。
4. 【請求項４】 被成形品を樹脂封止するキャビティの内
   面を被覆するリリースフィルムを供給するリリースフィ
   ルムの搬送機構を備えることを特徴とする請求項３記載
   の樹脂封止装置。