JP2003338513A - 多数の半導体素子を同時に成形する成形装置及び方法 - Google Patents

多数の半導体素子を同時に成形する成形装置及び方法

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成 洙 李
Dae-Sung Lee
大 成 李
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数の半導体素子を同時に成形する成形装置
を提供する。 【解決手段】 多数の半導体素子を成形すべく準備され
た金型(200)と、金型に半導体素子を封止する成形材を
注入するために金型に挿入されて動作する多数のプラン
ジャ(110)と、多数のプランジャの動作を一括的に案内
するプランジャブロックとを含んで構成されうる。多数
のプランジャには個別的に荷重センサまたは接触センサ
が設けられてそれぞれのプランジャの動作異常を個別的
に検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子製造に係
り、特に、多数のプランジャを利用して金型内に成形材
を注入し多数の半導体素子を大量に同時にそれぞれ封止
してパッケージを成形する時、不完全成形発生を検出し
て大量の不完全成形発生を未然に防止できる成形装置及
び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子を組立てる工程の１つである
成形工程は、金線連結工程から製造された半製品のリー
ドフレーム状態の半導体素子を成形材、例えば、ＥＭＣ
（Ｅｐｏｘｙ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）のよ
うな成形樹脂で封止して成形する段階である。この成形
段階は大量生産工程では自動成形装置により大量の半導
体素子を同時に成形するために行われている。自動成形
装置は、リードフレームが連結された半導体素子を大量
成形する工程が自動反復できるように構成されている。
【０００３】半導体素子を大量成形するために、成形装
置は多数のプランジャより構成されたプランジャブロッ
ク（または、プランジャユニット）を備える。プランジ
ャブロックは一般的にほぼ１０以下のプランジャを含ん
で構成される。個々のプランジャは金型内に挿入され金
型内には成形材が注入される。個々のプランジャはプラ
ンジャブロックの動きにつられて動き金型内に成形材を
それぞれ注入する。
【０００４】金型の下方からプランジャが金型内に上昇
して成形材を注入する場合、プランジャ個別に上昇する
のではなくしてプランジャブロックの上昇によりプラン
ジャブロックに属する数個のプランジャが同時に上昇動
作する。このようにプランジャブロック状のプレスを適
用することは多数の半導体素子を成形する時に均一な圧
力が個々の半導体素子の成形にかかるようにすることに
対してメリットがある。
【０００５】ところで、成形工程中に、プランジャのう
ちのいずれか一つにたびたび異常動作が発生する。すな
わち、プランジャブロックが完全な上昇動作を行ったに
もかかわらず、プランジャのうちのいずれか一つの特定
プランジャが完全に上昇できない場合である。このよう
な特定プランジャは実質的に完全に上昇できずに金型内
に成形材を完全に射出させられず不完全成形を誘発す
る。特定プランジャには過度な圧力が発生し、この過度
な圧力が成形される半導体素子に品質不良を誘発する。
【０００６】図１は成形装置にて半導体素子を正常成形
した場合を説明するために概略的に示した図面である。
図２は成形装置にて半導体素子を不完全成形した場合を
説明するために概略的に示した図面である。
【０００７】図１を参照すれば、プランジャブロック
（図示せず）が上昇するにつれてプランジャ１０が上昇
し金型２０に形成されたプランジャホール２７に挿入さ
れる。プランジャ１０上にあらかじめ供給され液状に変
化している成形材４０、例えば、ＥＭＣはプランジャ１
０の上昇により発生した圧力により金型２０内の成形空
間２５内に流入する。この時、成形材４０の射出のため
にプランジャ１０は一定圧力で上昇しなければならな
い。成形空間２５は下側金型２１と上側金型２３間に形
成された一定形態の空間に成形品５０（または、パッケ
ージ）にある形状を与えるべく一定形状に形成される。
成形空間２５にあらかじめ金線工程が行われた半導体素
子が付着されたリードフレーム３０が設置された状態で
前記の如くの成形材４０の射出が行われる。
【０００８】プランジャ１０の上昇が完全になされれ
ば、成形空間２５内に液状の成形材４０が十分に円滑に
流入して成形空間２５を完全に充填する。その後、成形
材４０を十分に固形化して成形品５０を完成する。その
後、プランジャ１０は下降して下側金型２１と上側金型
２３とが分離されて成形品５０が収去される。
【０００９】正常な成形品５０が完成されるためには、
いったんプランジャブロックの移動、すなわち上昇によ
りプランジャ１０が金型２０に正常に完全に上昇する動
作が円滑になされなければならない。ところで、プラン
ジャブロックの正常な上昇動作にもかかわらず、プラン
ジャブロックに属する多数のプランジャのうち一部のプ
ランジャはさまざまな原因により正常な上昇動作を行え
ないことがある。
【００１０】図２を参照すればわかるように、プランジ
ャブロックの上昇移動にもかかわらずプランジャブロッ
クに属する一部プランジャ１５が金型２０内で正常に上
昇できなければ、液状の成形材４０に十分な圧力が印加
できずに成形材４０が金型２０の成形空間２５に円滑に
流入できなくなる。このため、成形空間２５が完全に充
填されず、成形品５５に不良が発生する。例えば、リー
ドフレーム３０に供給されてボンディングワイヤ３３で
リードフレーム３０と電気的に連結された半導体素子３
１が十分に封止できない成形不良が発生する。
【００１１】このような成形不良はプランジャ１５がプ
ランジャブロックの上昇移動動作にもかかわらず、プラ
ンジャホール２７の側壁面との異常摩擦などの発生によ
りプランジャ１５が正常に上昇できない場合に主に発生
する。プランジャ１５への摩擦力の異常増加が発生すれ
ば、プランジャ１５は停止して上昇を止め、それにより
不完全射出または不完全成形が発生する。
【００１２】現在、プランジャブロックの停止または異
常動作の感知は単にプランジャブロック内に属するあら
ゆるプランジャまたは絶対多数のプランジャに同時に発
生する場合に限って可能である。したがって、プランジ
ャブロックに属するプランジャのうち少数のプランジャ
に異常動作が発生する場合でも、このような異常動作の
発生がプランジャブロックの動作に大きな影響を及ぼさ
なければプランジャブロックの動作はとりあえず正常で
あると感知される。このように、個々のプランジャのう
ち一部が異常動作を起こしても、個々のプランジャの動
作状態までは感知し難い。言い換えれば、プランジャブ
ロック状のプレスではプランジャブロックの動きが個々
のプランジャの動きを駆動するので、プランジャブロッ
クの動きが正常な場合にも前記の如くの特定プランジャ
への異常動作が発生し、プランジャブロックの動きを精
密に感知してもこのような一部特定プランジャの異常動
作発生は感知し難い。
【００１３】大量成形生産のための自動成形装置にて半
導体素子の成形過程は続いて反復連続的になされる。従
って、前記の如くの特定プランジャへの異常動作が感知
できない場合、成形不良が連続して発生し続けるので、
結局大量の成形不良品が誘発される。特に、半導体素子
のチップ単位が小さくなるにつれてそして生産性の向上
のために、金型（図１の２０）への成形空間（図１の２
５）は一つのプランジャ（図１の１０）に多数設けられ
ている。従って、一つのプランジャ１０に動作異常が発
生してそれを早く、あるいはリアルタイムで感知できな
い場合、大量の成形不良品が生成される。また、このよ
うな特定プランジャの異常動作が続く場合には、成形不
良の発生だけでなく成形装置または金型にも異常が発生
する従って、現在個々のプランジャ動作異常を成形過程
中にリアルタイムで検出して成形品質不良を効果的に防
止できる方案または成形装置の開発が重要視されてい
る。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、多数のプランジャを移動させるプランジャブロック
を採用する半導体素子成形装置において、プランジャブ
ロックに属する多数のプランジャを金型内で移動させて
成形材に圧力を印加する過程において個々のプランジャ
の移動時の異常動作を感知して特定プランジャの異常動
作に起因する成形不良が連続反復される成形過程にて持
続的に反復されることを防止し、成形不良が大量発生す
ることを効果的に防止できる多数の半導体素子を同時に
成形する成形装置及び方法を提供するところにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を達成
するための本発明の目的は、リードフレームにワイヤボ
ンディングされた半導体素子を成形する成形装置を提供
することである。
【００１６】前記成形装置は多数の半導体素子を成形す
べく準備された金型と、前記金型に前記半導体素子を封
止する成形材を注入するために前記金型に挿入されて動
作する多数のプランジャと、前記多数のプランジャに個
別的に設けられて前記それぞれのプランジャの動作異常
を個別的に検出する多数のセンサ及び前記多数のプラン
ジャの動作を一括的に案内するプランジャブロックとを
含んで構成できる。
【００１７】ここで、前記プランジャブロックは前記多
数のプランジャが前記金型の下方から前記金型に挿入さ
れて動作すべく前記金型の下方に位置して上下動し、前
記プランジャが上下に動作すべく案内する。
【００１８】前記成形装置は多数の半導体素子を成形す
べく準備された金型と、前記金型に前記半導体素子を封
止する成形材を注入するために前記金型に挿入されて動
作する多数のプランジャと、前記多数のプランジャの動
作を一括的に案内するプランジャブロック及び前記多数
のプランジャに個別的に設けられて前記多数のプランジ
ャの動作により前記個別プランジャに発生する圧力を個
別的に検出する多数の荷重センサを含んで構成できる。
【００１９】前記荷重センサは前記プランジャが上昇動
作中の前記個別プランジャに発生する圧力を個別的に感
知する。
【００２０】前記成形装置のプランジャはプランジャ突
起部を有し、前記プランジャが前記プランジャブロック
から個別的に動く限界を制限して前記プランジャが前記
プランジャブロックから離脱することを防止する制限バ
ー及び前記プランジャの正常動作による制限バーと前記
プランジャのプランジャ突起部との接触を前記個別プラ
ンジャに対して個別的に感知する多数の接触センサをさ
らに含んで構成されうる。
【００２１】ここで、前記プランジャブロックは前記多
数のプランジャが前記金型の下方から前記金型に挿入さ
れて動作すべく前記金型の下方に位置して上下動し、前
記プランジャが上昇及び下降動作すべく案内し、前記制
限バーは前記プランジャが前記金型内に最大に上昇して
前記成形材を射出した後で前記プランジャブロックの先
行的な下降により前記プランジャのプランジャ突起部と
接触し、前記プランジャブロックの継続的な下降により
前記プランジャが下降することを許容する。
【００２２】この時、前記接触センサは前記プランジャ
が正常に下降する開始段階にて前記プランジャのプラン
ジャ突起部と接触すべく前記制限バーの前記プランジャ
のプランジャ突起部との接触地点に設けられうる。前記
接触センサは前記プランジャが正常に下降する開始段階
にて前記プランジャのプランジャ突起部と接触されない
場合、該当プランジャが異常動作すると感知する。
【００２３】前記制限バーは前記プランジャブロックが
上昇するために待機する段階では前記プランジャのプラ
ンジャ突起部と接触し、前記制限バーに設けられた前記
接触センサが前記プランジャのプランジャ突起部と接触
することを許容できる。また、前記制限バーは前記プラ
ンジャブロックが上昇して前記プランジャが上昇する間
には前記プランジャのプランジャ突起部と離れ、前記制
限バーに設けられた前記接触センサが前記プランジャの
プランジャ突起部と離れることを許容できる。
【００２４】本発明によれば、プランジャブロックを移
動させてプランジャブロックに属する多数のプランジャ
金型内に移動させて成形材に圧力を印加する過程にて個
々のプランジャの移動動作異常を感知でき、特定プラン
ジャの動作異常を検出できる。これにより、特定プラン
ジャの動作異常に起因する成形不良が連続反復される成
形過程にて持続的に反復されることを防止し、成形不良
が大量発生することを効果的に防止できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。しかし、本発明の実施
の形態はさまざまな他の形態に変形でき、本発明の範囲
が後述する実施の形態により限定されると解釈されては
ならない。本発明の実施の形態は当業界にて当業者に本
発明をより完全に説明するために提供されるものであ
る。従って、図面での要素の形状はさらに明確な説明を
強調するために誇張されたものであり、図面上で同じ符
号で表示された要素は同じ要素を意味する。
【００２６】本発明の実施の形態は多数のプランジャを
含んで構成されるプランジャブロックを移動させて個々
のプランジャが金型に成形材を注入するように構成され
る半導体素子を成形する装置について記述される。特
に、このような成形装置は半導体素子を反復的に大量成
形さるための成形過程が自動的に反復されるように構成
される自動成形装置でありうる。また、本発明の実施の
形態ではプランジャが金型の下方から上昇移動して成形
材を金型内に射出する成形装置を例に記述されるが、成
形装置の構成によりプランジャの移動動作方向は異なっ
て適用されうる。ただし、大量の成形過程を行うために
多数の半導体素子が一回のプレス過程または一回の射出
過程にて同時に成形されるように多数のプランジャが適
切に使われるように構成される金型を利用する成形装置
について記述する。
【００２７】本発明の実施の形態はプランジャブロック
が上昇する時にプランジャブロックに属する個々のプラ
ンジャのうちに異常動作が発生した特定のプランジャを
検出する部材を提供する。このような検出部材を備える
ことにより特定プランジャの異常をリアルタイムに速か
に検出し、続いて発生する大量不良を未然に防止でき
る。
【００２８】図３は本発明の実施の形態による成形装置
に採用される金型２００及びプランジャ１１０の動作関
係を説明するために概略的に示した図面である。図４は
本発明の実施の形態による成形装置に採用される金型を
説明するために概略的に示した図面である。
【００２９】図３及び図４を参照すれば、半導体素子を
パッケージングする過程、特に成形する過程に利用され
る金型２００は下側金型２１０と上側金型２３０とによ
り構成される。上側金型２３０と下側金型２１０とは互
いに接触して成形空間２５０を確保する。成形空間２５
０にワイヤボンディングされた半導体素子を支持するリ
ードフレーム３００が装着される。
【００３０】成形空間２５０が一つの金型２００に多
数、多くは数十個形成されるので、多数の半導体素子が
それぞれワイヤボンディングされたリードフレームスト
リップ状に下側金型２１０と上側金型２３０間に設置さ
れる。この時、半導体素子は金型２００の成形空間２５
０内に位置すべく整列される。
【００３１】金型２００内に、実質的には成形空間２５
０内に成形材４００、例えばＥＭＣを注入するのに要求
される圧力を成形材４００に印加するために、金型２０
０のプランジャホール２７０にプランジャ１１０が挿入
されて上昇される。この時、プランジャホール２７０は
多数のプランジャ１１０がプランジャブロックの移動に
より金型２００内に上昇することを許容するために金型
２００に多数設けられる。プランジャ１１０が上昇して
射出作業を行う場合には図４のように下側金型２１０に
プランジャホール２７０が形成される。この時、プラン
ジャホール２７０個々は個々のプランジャ２７０に整列
されるように位置される。大量成形のため図４のように
一つのプランジャホール２７０に、プランジャホール２
７０に連結される成形空間２５０が多数関連されうる。
【００３２】一方、大量成形のため成形装置は自動化さ
れている。自動成形装置では金型へのリードフレームス
トリップの装着及びＥＭＣ注入、ＥＭＣ硬化などの過程
が自動的に反復されるように構成されている。それにも
拘わらず、自動成形装置でも図３及び図４に示されたよ
うに金型２００及びプランジャ１００の構成が基本的に
適用される。ただし、自動成形装置は図示されていない
が、半製品のリードフレームを金型に自動供給するため
に、半製品のリードフレームが積載されたインマガジン
部を含んで構成され、そしてタブレット成形材を成形設
備に供給するタブレット部をさらに含んで構成され、ま
たこのような積載されたリードフレームまたは成形材、
すなわちＥＭＣタブレットを金型に供給するローダ部な
どをさらに含んで構成される。また、パッケージングさ
れた成形品を金型から離脱させるアンローダ部及びこれ
を積載する積載部などをさらに含んで構成される。
【００３３】自動成形装置にてこのような部材は全て成
形過程を自動化するためのものであり、金型及びプラン
ジャの基本的な構成は大きく変わらない。従って、本願
発明の実施の形態はまたこのような自動成形装置に効果
的に適用されうる。
【００３４】図５は本発明の第１実施の形態による成形
装置のプランジャブロック１００の構成を説明するため
に概略的に示した図面である。
【００３５】図５を参照すれば、図３及び図４を参照し
て説明された如くの金型２００のプランジャホール２７
０にそれぞれ多数のプランジャ１１０が整列されるよう
にプランジャブロック１００が構成される。図５では４
つのプランジャ１００が一つのプランジャブロック１０
０より構成された場合を例示したが、４つ以上の多数の
プランジャ１００が一つのプランジャブロック１００よ
り構成されうる。
【００３６】プランジャ１１０はプランジャブロックハ
ウジング１０１により支持される。このような支持のた
めにプランジャ１１０それぞれの背面には緩衝支持材１
３０が備わり、緩衝支持材１３０はプランジャ１１０個
々をプランジャブロックハウジング１０１の底により支
持させる。この時、プランジャ１１０は単に緩衝支持材
１３０に載せられる。この時、プランジャ１１０と緩衝
支持材１３０間に他の連結材がさらに含まれる。また、
緩衝支持材１３０はプランジャブロック１００の移動動
作によりプランジャ１１０が上昇する時、個々のプラン
ジャ１１０により印加される圧力が均一になるように分
配保持する役割を果たす。従って、緩衝支持材１３０は
圧縮スプリングのような弾性部材を含んでなされうる。
【００３７】このような緩衝支持材１３０個々は隔離材
１７０によりプランジャブロックハウジング１０１内で
相互間に隔離されうる。また、隔離材１７０上側端部に
は下側制限部１７５が備わり、下側制限部１７５は緩衝
支持材１３０の上端高さにかかって緩衝支持材１３０の
高さを制限し、緩衝支持材１３０によりプランジャ１１
０を一定初期位置で支持させる。
【００３８】プランジャブロックハウジング１０１はこ
のような緩衝支持材１３０を含むように構成される。ま
た、プランジャブロックハウジング１０１の上側には制
限バー１０５が締結設置される。個々のプランジャ１１
０は制限バー１０５にかかるプランジャ突起部１１３を
備えており、このようなプランジャ突起部１１３と制限
バー１０５とは個々のプランジャ１１０がプランジャブ
ロックハウジング１０１の外側に離脱されることを防止
する役割を果たし、制限バー１０５はプランジャ１１０
が上昇動作後に下降する時、プランジャ１１０を下降さ
せる力を伝達する役割を果たす。
【００３９】緩衝支持材１３０とプランジャブロックハ
ウジング１０１の底１０２間には荷重センサ５００が設
けられる。このような荷重センサ５００は個々のプラン
ジャ１１０の背面にそれぞれ緩衝支持台１３０を支持す
るために設けられる。荷重センサ５００は関連したプラ
ンジャ１１０に印加された荷重を検出し、プランジャ１
１０の動作中にプランジャ１１０に発生する荷重圧力を
感知して圧力検出部５５０に伝達する。このような荷重
センサ５００は荷重センサ５００に印加される荷重を感
知して圧力検出部５５０に電気信号として伝達すること
により、個々のプランジャ１１０に印加される圧力数値
を感知する。
【００４０】圧力検出部５５０は個々の圧力センサ５０
０から収集された圧力数値を判断部７００に伝達する。
判断部７００では個々のプランジャ１１０にかかる圧力
数値を判断して個々のプランジャ１１０が正常状態で動
作するか否かを判断する。例えば、個々のプランジャ１
１０から検出された圧力数値がそれぞれＰ1、Ｐ2、
Ｐ 3、Ｐ4であり、正常状態である時にプランジャ１１０
に印加される圧力がＰであると仮定すれば、判断部７０
０はこのＰ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4をＰと比較して異常圧力が
発生したか否かを判断する。すなわち、感知検出された
圧力数値が正常状態である場合の圧力Ｐから外れた程度
を判断する。判断部７００は異常圧力が発生した場合に
作業者に警告して異常圧力が発生した特定プランジャ１
１０に関する情報を作業者に知らせる。
【００４１】このようにプランジャ１１０個々に荷重セ
ンサ５００をそれぞれ設けることにより、成形過程にて
リアルタイムに特定プランジャ１１０に異常圧力が発生
することを感知できる。これにより、特定プランジャ１
１０に異常動作が発生することを感知でき、反復される
成形過程にて継続的に成形不良がほぼ発生することを防
止できる。
【００４２】図６は本発明の実施の形態２による成形装
置のプランジャブロック１００の構成を説明するために
概略的に示した図面である。
【００４３】図６を参照すれば、実施の形態１と異なっ
て個々のプランジャ１１０のプランジャ突起部１１３と
制限バー１０５間に接触センサ６００をそれぞれ設け
る。接触センサ６００はプランジャ突起部１１３と制限
バー１０５間にてプランジャ突起部１１３が接触センサ
６００に接触するか否かを感知する。例えば、接触セン
サ６００はプランジャ突起部１１３と接触センサ６００
とが接触する場合にだけ電流が流れるように構成された
電気的回路を含んで構成されうる。接触センサ６００の
信号は接触検出部６５０に伝達され、この信号を判断部
７００で分析してプランジャ１１０への動作異常有無を
判断して作業者に通報する。
【００４４】プランジャ１１０が成形過程にて正常に動
作したならば、プランジャ１１０が上昇して成形過程を
完了した後で下降動作初期位置に戻る。対照的にプラン
ジャ１１０に異常な動作が発生した場合に、プランジャ
１１０は成形過程後に下降動作初期位置に戻れなくな
る。さらに詳細に説明すれば、プランジャブロック１０
０が完全に上昇した後で成形材４００を射出して成形を
完了した後にプランジャブロック１００は下降する。
【００４５】このような下降初期にプランジャブロック
１００は動くが、個別プランジャ１１０は成形完了状態
での位置を保持する。すなわち、最大上昇高さにプラン
ジャ１１０は位置する。従って、下降初期段階ではプラ
ンジャブロック１００がまず下降する。プランジャブロ
ック１００が下降してプランジャ１１０はその位置を保
持するので、プランジャブロック１００が下降するにつ
れて正常動作状態である場合に制限バー１０５とプラン
ジャ１１０のプランジャ突起部１１３とは接触する。す
なわち、プランジャ突起部１１３は接触センサ６００と
接触する。
【００４６】ところで、下降動作初期段階にて接触セン
サ６００と接触しないプランジャ突起部１１３に該当す
る特定プランジャ１１０には成形過程中に異常動作また
は動作不良が発生したと見なせる。上昇動作中に不良が
発生した特定プランジャ１１０の場合に、下降初期段階
に他の正常なプランジャ１１０より低い位置に位置する
ので、他の正常なプランジャ１１０のプランジャ突起部
１１３が接触センサ６００に正常に接触する時に接触で
きなくなる。接触センサ６００はこのような接触有無を
感知するので、接触センサ６００の設置によりプランジ
ャ１１０個々の動作状態での異常有無をプランジャ１１
０ごとにそれぞれ感知できる。
【００４７】図７は本発明の実施の形態３による成形装
置のプランジャブロック１００の構成を説明するために
概略的に示した図面である。
【００４８】図７を参照すれば、図５及び図６を引用し
て説明された本発明の実施の形態に提示された方策を組
み合わせて個々のプランジャ１１０への異常発生有無を
さらに精密に感知できる。
【００４９】具体的に、個々のプランジャ１１０のプラ
ンジャ突起部１１３と制限バー１０５間に接触センサ６
００をそれぞれ設ける。接触センサ６００はプランジャ
突起部１１３と制限バー１０５間でプランジャ突起部１
１３が接触センサ６００に接触するか否かを感知して接
触有無信号を接触検出部６５０に伝達し、接触検出部６
５０はこの接触有無信号を判断部７００に伝達する。
【００５０】また、個々のプランジャ１１０後端には荷
重センサ５００が緩衝支持材１３０とプランジャブロッ
クハウジング１０１の底１０２間に設けられる。荷重セ
ンサ５００は関連したプランジャ１１０に印加された荷
重または圧力を検出してプランジャ１１０の動作中にプ
ランジャ１１０に発生する荷重圧力を感知して圧力信号
として圧力検出部５５０に伝達する。圧力検出部５５０
は個々の圧力センサ５００から収集された圧力数値を判
断部７００に伝達する。
【００５１】判断部７００では個々のプランジャ１１０
にかかる圧力数値と接触有無信号とを基に個々のプラン
ジャ１１０が正常な状態で動作するか否かを判断する。
判断部７００は異常な圧力が発生して特定プランジャ１
１０に異常な動作が発生する場合にそれを感知して作業
者に異常動作発生を警告し、異常動作が発生した特定プ
ランジャ１１０に関する情報を作業者に知らせる。
【００５２】このように２種の相異なる方法による特定
プランジャ１１０の異常動作いかんを検出することによ
り、特定プランジャ１１０に対する異常動作発生の検出
信頼性を効果的に向上できる。
【００５３】図８ないし図１１は本発明の実施の形態に
より成形装置の特定プランジャに発生した異常動作を検
出する過程を説明するために概略的に示した図面であ
る。
【００５４】図８は成形過程初期段階のプランジャ位置
を説明するために概略的に示した図面であり、図９は成
形過程にてプランジャ上昇中である段階のプランジャ位
置を説明するために概略的に示した図面であり、図１０
は成形過程にてプランジャ上昇完了段階のプランジャ位
置を説明するために概略的に示した図面であり、図１１
は成形完了後にプランジャ下降初期段階のプランジャ位
置を説明するために概略的に示した図面である。
【００５５】図８を参照すれば、半導体素子が供給され
てワイヤボンディングされたリードフレームストリップ
（図示せず）を上側金型２３０と下側金型２１０間に半
導体素子が金型２００の成形空間（図３の２５０）に整
列されるように設置する。そして、金型２００のプラン
ジャホール２７０に個々のプランジャ１１０が整列挿入
されてプランジャ１１０の終端には成形材４００、すな
わちＥＭＣが供給されて液状に変化される。このような
リードフレームストリップ及びＥＭＣの供給などの過程
は自動成形設備の場合に自動的になされる。
【００５６】成形初期段階においてプランジャ１１０は
初期位置に位置する。この初期位置においてプランジャ
１１０のプランジャ突起部１１３はプランジャブロック
１００の制限バー１０５の背面に接触する。本発明の実
施の形態２のように接触センサ６００が用いられる場合
には、プランジャ突起部１１３は接触センサ６００に接
触し、接触センサ６００はプランジャ突起部１１３が接
触したという信号を接触検出部６５０及び判断部７００
に知らせる。初期段階にてプランジャブロック１００に
属するあらゆるプランジャ１１０はこのように接触セン
サ６００に接触する位置に位置する。
【００５７】図９を参照すれば、成形材４００、すなわ
ちＥＭＣが十分に液状に変化されて金型２００内に射出
されるほどになれば、プランジャブロック１００が上昇
してプランジャブロック１００に属するプランジャ１１
０が上昇する。プランジャ１１０が上昇する時にかかる
圧力によりプランジャ突起部１１３の位置は制限バー１
０５の背面から離脱して離れる。接触センサ６００を用
いた場合にはプランジャ突起部１１３と接触センサ６０
０間の接触が離れる。
【００５８】このようなプランジャブロック１００の上
昇、実質的にプランジャ１１０の上昇動作中、プランジ
ャ突起部１１３の位置は制限バー１１３と下側制限部１
７５との間になるのが正常であり、このために緩衝支持
部１３０の位置及びプランジャブロック１００の上昇圧
力などが調整及び制御されることが望ましい。
【００５９】プランジャブロック１００の上昇移動によ
りプランジャブロック１００に属するプランジャ１１０
は上昇するのが正常である。ところで、プランジャ１１
０とプランジャホール２７０との間に異常摩擦力の増加
などの要因により一部特定プランジャ１１０には異常な
動作が発生しうる。
【００６０】図１０を参照すれば、プランジャブロック
１００の上昇動作が完了して個別プランジャ１１０の上
昇動作が完了すれば、すなわち金型４００内ＥＭＣの射
出が完了する。この時、プランジャ１１０は最高高さに
上昇するのが正常である。ところで、異常摩擦力の発生
のような阻害要因により一部特定プランジャ１１０’に
は異常な動作が発生する。すなわち、異常動な作が発生
した特定プランジャ１１０’は完全には上昇できずに中
間で上昇動作が止まる。
【００６１】ところで、異常動作が発生した特定プラン
ジャ１１０’がごく少数である場合には、異常動作がプ
ランジャブロック１００の動作に大きな影響を及ぼすこ
ともなくプランジャブロック１００は上昇し続ける。従
って、正常な他のプランジャ１１０は上昇し続けて射出
動作を完了する。異常動作が発生した特定プランジャ１
１０’は最後まで上昇できずに途中で止まった状態にな
るので成形材４００、すなわちＥＭＣ射出が正常に完了
できない。
【００６２】異常動作が発生した特定プランジャ１１
０’は上昇を止めているので、プランジャ１１０’の位
置が正常なプランジャ１１０の位置より低く位置され
る。異常動作が発生した特定プランジャ１１０’は上昇
を止めているのに反し、プランジャブロック１００は上
昇し続けるので、異常動作が発生した特定プランジャ１
１０’には他の正常なプランジャ１１０に比べて高い異
常圧力が発生する。このような異常動作が発生した特定
プランジャ１１０’での異常圧力は、異常動作が発生し
た特定プランジャ１１０’の後端に位置した荷重センサ
５００’により検出されて圧力検出部５５０に伝えられ
る。判断部７００ではこのような異常動作が発生した特
定プランジャ１１０’から検出された異常圧力信号を他
の正常なプランジャ１００から検出された正常圧力信号
と比較して異常発生有無を判断して作業者に知らせる。
【００６３】このような警報システムにより特定プラン
ジャ１１０’に異常動作が発生することをリアルタイム
に感知でき、不良発生に対して速かに対処できる。従っ
て、後続にて自動的に反復される成形過程中で、異常動
作が発生した特定プランジャ１１０’にて続けて反復的
に異常動作が発生して不良成形品（またはパッケージ）
が大量に生産されることを未然に防止できる。
【００６４】図１１を参照すれば、成形材４００の射出
及び成形が完了した後でプランジャブロック１００は下
降初期段階の位置に下降する。この時、プランジャブロ
ック１００の先行する下降動作により正常なプランジャ
１１０のプランジャ突起部１１３は接触センサ６００に
接触する。従って、接触センサ６００では接触信号を発
生させてこれを接触検出部６５０に伝達し、判断部７０
０でこのような正常接触信号を基に個々プランジャ１１
０が正常に動作していることを作業者に知らせる。
【００６５】その後、プランジャブロック１００が下降
し続けるにつれてプランジャブロック１００に属するプ
ランジャ１１０は正常に動作する場合に下降し続けて初
期段階の位置に回復する。このような成形過程が自動成
形装置の場合に自動的に反復する。
【００６６】ところで、下降動作初期に上昇動作中に異
常動作が発生した特定プランジャ１１０’は動作を止め
た状態に保持されるので、他の正常に動作したプランジ
ャ１１０に比べて低い位置に位置した状態である。従っ
て、プランジャブロック１００が先行して下降する下降
動作初期段階にて異常動作が発生した特定プランジャ１
１０’のプランジャ突起部１１３’は接触センサ６０
０’と接触できなくなる。これに比べて他の正常なプラ
ンジャ１１０のプランジャ突起部１１３’はすべて接触
センサ６００と接触して接触信号を発する。従って、異
常動作が発生した接触センサ６００’は接触検出部６５
０に接触信号を提供できないので、これを基に判断部７
００は異常動作発生を作業者に警告する。
【００６７】本発明の実施の形態３にて提示した通り２
種の異常動作発生感知方策を組み合わせた場合には、特
定プランジャ１１０’での異常動作発生をさらに精密か
つ正確に検出できる。また、２種の異常検出方式を組み
合わせることで検出された異常動作発生警告への信頼性
を向上できる。
【００６８】一方、正常な下降動作が行われる場合にプ
ランジャブロック１００は下降し続け、それにより個別
プランジャ１１０もまた下降し続けて図８に示されたよ
うに成形過程初期段階のプランジャ１１０位置を回復す
る。自動成形装置の場合にこのような成形過程が自動的
に反復され続ける。ところで、成形過程中に個別特定プ
ランジャ１１０’に異常動作が発生することを検出でき
ない場合に、このような異常動作による成形不良が続け
て反復発生する。しかし、本願発明にて前述の如く成形
過程中にこのような個別特定プランジャ１１０’に動作
異常が発生することを効果的にそして非常に高い信頼度
で検出できるので、このような成形不良が反復され続け
て大量不良が発生することを防止できる。
【００６９】以上、本発明を具体的な実施の形態を通じ
て詳細に説明したが、本発明はそれに限定されずに本発
明の技術的思想内で当業界の当業者によりその変形や改
良が可能であることは明白である。
【００７０】
【発明の効果】前述の本発明によれば、成形装置にて多
数の個別プランジャを含んでなるプランジャブロックを
利用して大量に半導体素子をパッケージング成形する場
合、プランジャブロックの動作時に特定プランジャが異
常動作することを個別に効果的に検出できる。これによ
り、成形過程が自動的に反復される際、特定プランジャ
の動作異常により大量に不良成形品またはパッケージが
発生することを未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】成形装置にて半導体素子を正常成形した場合を
説明するために概略的に示した図面である。
【図２】成形装置にて半導体素子を不完全成形した場合
を説明するために概略的に示した図面である。
【図３】本発明の実施の形態による成形装置に採用され
る金型及びプランジャの動作関係を説明するために概略
的に示した図面である。
【図４】本発明の実施の形態による成形装置に採用され
る金型を説明するために概略的に示した図面である。
【図５】本発明の実施の形態１による成形装置のプラン
ジャブロックの構成を説明するために概略的に示した図
面である。
【図６】本発明の実施の形態２による成形装置のプラン
ジャブロックの構成を説明するために概略的に示した図
面である。
【図７】本発明の実施の形態３による成形装置のプラン
ジャブロックの構成を説明するために概略的に示した図
面である。
【図８】本発明の実施の形態による成形装置での特定プ
ランジャに発生した異常動作を検出する過程を説明する
ために概略的に示した図面である。
【図９】本発明の実施の形態による成形装置での特定プ
ランジャに発生した異常動作を検出する過程を説明する
ために概略的に示した図面である。
【図１０】本発明の実施の形態による成形装置での特定
プランジャに発生した異常動作を検出する過程を説明す
るために概略的に示した図面である。
【図１１】本発明の実施の形態による成形装置での特定
プランジャに発生した異常動作を検出する過程を説明す
るために概略的に示した図面である。
【符号の説明】
１１０ 個別プランジャ ２００ 金型 ２１０ 下側金型 ２３０ 上側金型 ２５０ 成形空間 ２７０ プランジャホール ３００ リードフレーム ４００ 成形材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朴 敬 洙 大韓民国忠清南道天安市新芳洞874番地 星志セマルアパート202棟1401号 Ｆターム(参考） 4F206 AD02 AH37 AP022 AP062 AR022 AR072 JA02 JA07 JB17 JD04 JL02 JM04 JN14 JN33 JP11 5F061 AA01 CA21 DA13 DB01

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多数の半導体素子を同時に成形すべく準
    備された金型と、 前記金型に前記半導体素子を封止する成形材を注入する
    ために前記金型に挿入されて動作する多数のプランジャ
    と、 前記多数のプランジャが一括的に動作すべく構成される
    プランジャブロックと前記多数のプランジャの一端と前
    記プランジャブロックとの間に個別的に設けられて前記
    それぞれのプランジャの動作異常を個別的に検出する多
    数のセンサとを含むことを特徴とする成形装置。
  2. 【請求項２】 前記プランジャブロックは、前記多数の
    プランジャが前記金型の下方から前記金型に挿入されて
    動作すべく前記金型の下方に位置して上下動し、前記プ
    ランジャが上下に動作すべく案内することを特徴とする
    請求項１に記載の成形装置。
  3. 【請求項３】 多数の半導体素子を同時に成形すべく準
    備された金型と、 前記金型に前記半導体素子を封止する成形材を注入する
    ために前記金型に挿入されて動作する多数のプランジャ
    と、 前記多数のプランジャが一括的に動作すべく構成される
    プランジャブロックと、 前記多数のプランジャに個別的に設けられて前記多数の
    プランジャの動作により前記個別プランジャに発生する
    圧力を個別的に検出する多数の荷重センサとを含むこと
    を特徴とする成形装置。
  4. 【請求項４】 前記プランジャブロックは、前記多数の
    プランジャが前記金型の下方から前記金型に挿入されて
    動作すべく前記金型の下方に位置して上下動し、前記プ
    ランジャが上昇及び下降動作すべく案内することを特徴
    とする請求項３に記載の成形装置。
  5. 【請求項５】 前記荷重センサは、前記プランジャが上
    昇動作中の前記個別プランジャに発生する圧力を個別的
    に感知することを特徴とする請求項４に記載の成形装
    置。
  6. 【請求項６】 多数の半導体素子を同時に成形すべく準
    備された金型と、 前記金型に前記半導体素子を封止する成形材を注入する
    ために前記金型に挿入されて動作してプランジャ突起部
    を有する多数のプランジャと、 前記多数のプランジャが一括的に動作すべく構成される
    プランジャブロックと、 前記プランジャが前記プランジャブロックから個別的に
    動く限界を制限して前記プランジャが前記プランジャブ
    ロックから離脱することを防止する制限バーと、 前記プランジャの正常動作による制限バーと前記プラン
    ジャのプランジャ突起部との接触を前記個別プランジャ
    に対して個別的に感知する多数の接触センサとを含むこ
    とを特徴とする成形装置。
  7. 【請求項７】 前記プランジャブロックは、前記多数の
    プランジャが前記金型の下方から前記金型に挿入されて
    動作すべく前記金型の下方に位置して上下動し、前記プ
    ランジャが上昇及び下降動作すべく案内し、 前記制限バーは前記プランジャが前記金型内で最大に上
    昇して前記成形材を射出した後で前記プランジャブロッ
    クの先行的な下降により前記プランジャのプランジャ突
    起部と接触し、前記プランジャブロックの継続的な下降
    により前記プランジャが下降することを許容することを
    特徴とする請求項６に記載の成形装置。
  8. 【請求項８】 前記接触センサは、前記プランジャが正
    常に下降する開始段階にて前記プランジャのプランジャ
    突起部と接触すべく前記制限バーの前記プランジャのプ
    ランジャ突起部との接触地点に設けられることを特徴と
    する請求項７に記載の成形装置。
  9. 【請求項９】 前記接触センサは、前記プランジャが正
    常に下降する開始段階にて前記プランジャのプランジャ
    突起部と接触されない場合、該当プランジャが異常動作
    すると感知することを特徴とする請求項８に記載の成形
    装置。
  10. 【請求項１０】 前記制限バーは、前記プランジャブロ
    ックが上昇するために待機する段階では前記プランジャ
    のプランジャ突起部と接触し、前記制限バーに設けられ
    た前記接触センサが前記プランジャのプランジャ突起部
    と接触することを許容することを特徴とする請求項８に
    記載の成形装置。
  11. 【請求項１１】 前記制限バーは、前記プランジャブロ
    ックが上昇して前記プランジャが上昇する間には前記プ
    ランジャのプランジャ突起部と離れ、前記制限バーに設
    けられた前記接触センサが前記プランジャのプランジャ
    突起部と離れることを許容することを特徴とする請求項
    ８に記載の成形装置。
  12. 【請求項１２】 多数の半導体素子を成形すべく準備さ
    れた金型と、 前記金型に前記半導体素子を封止する成形材を注入する
    ために前記金型に挿入されて動作してプランジャ突起部
    を有する多数のプランジャと、 前記多数のプランジャが一括的に動作すべく構成される
    プランジャブロックと、 前記プランジャが前記プランジャブロックから個別的に
    動く限界を制限して前記プランジャが前記プランジャブ
    ロックから離脱することを防止する制限バーと、 前記多数のプランジャに個別的に設けられて前記多数の
    プランジャの動作により前記多数のプランジャに発生す
    る圧力を個別的に検出する多数の荷重センサと、 前記プランジャの正常動作による制限バーと前記プラン
    ジャのプランジャ突起部との接触を前記個別プランジャ
    に対して個別的に感知する多数の接触センサとを含むこ
    とを特徴とする成形装置。
  13. 【請求項１３】 前記プランジャブロックは、前記多数
    のプランジャが前記金型の下方から前記金型に挿入され
    て動作すべく前記金型の下方に位置して上下動し、前記
    プランジャが上昇及び下降動作すべく案内することを特
    徴とする請求項１２に記載の成形装置。
  14. 【請求項１４】 前記荷重センサは、前記プランジャが
    上昇動作中の前記個別プランジャに発生する圧力を個別
    的に感知することを特徴とする請求項１３に記載の成形
    装置。
  15. 【請求項１５】 前記制限バーは、前記プランジャが前
    記プランジャブロックに案内されて前記金型内に最大に
    上昇して前記成形材を射出した後、前記プランジャブロ
    ックの先行的な下降により前記プランジャのプランジャ
    突起部と接触し、前記プランジャブロックの継続的な下
    降により前記プランジャが下降することを許容すること
    を特徴とする請求項１３に記載の成形装置。
  16. 【請求項１６】 前記接触センサは、前記プランジャが
    正常に下降する開始段階にて前記プランジャのプランジ
    ャ突起部と接触すべく前記制限バーの前記プランジャの
    プランジャ突起部との接触地点に設けられることを特徴
    とする請求項１５に記載の成形装置。
  17. 【請求項１７】 前記接触センサは、前記プランジャが
    正常に下降する開始段階にて前記プランジャのプランジ
    ャ突起部と接触されない場合、該当プランジャが異常動
    作すると感知することを特徴とする請求項１６に記載の
    成形装置。
  18. 【請求項１８】 前記制限バーは、前記プランジャブロ
    ックが上昇するために待機する段階では前記プランジャ
    のプランジャ突起部と接触し、前記制限バーに設けられ
    た前記接触センサが前記プランジャのプランジャ突起部
    と接触することを許容することを特徴とする請求項１６
    に記載の成形装置。
  19. 【請求項１９】 前記制限バーは、前記プランジャブロ
    ックが上昇して前記プランジャが上昇する間には前記プ
    ランジャのプランジャ突起部と離れ、前記制限バーに設
    けられた前記接触センサが前記プランジャのプランジャ
    突起部と離れることを許容することを特徴とする請求項
    １６に記載の成形装置。
  20. 【請求項２０】 多数のプランジャが上昇及び下降する
    間に発生する圧力を感知する段階と、 プランジャブロックから前記プランジャが抜け出ること
    を防止するために前記プランジャが前記プランジャブロ
    ックから個別的に動く所定の限界を制限する段階と、 前記多数のプランジャを使用してモールド内に設置され
    た多数の半導体素子を封止するために成形材を注入する
    段階と、 前記プランジャが正常な場合に印加される正常圧力値に
    対して前記多数のプランジャが上昇及び下降する間に発
    生する圧力値を比較する段階と、 前記プランジャが異常動作するか否か判断する段階とを
    含むことを特徴とする多数の半導体素子の同時モールデ
    ィング時に異常動作を検出する方法。
  21. 【請求項２１】 制限バーを有するプランジャブロック
    から多数のプランジャが抜け出ることを防止するために
    前記プランジャが前記プランジャブロックから個別的に
    動く所定の限界を制限する段階と、 プランジャ突起部を有する個々の前記プランジャを使用
    してモールド内に設置された多数の半導体素子を封止す
    るために成形材を注入する段階と、 前記プランジャの動作中に前記制限バーに前記多数のプ
    ランジャのプランジャ突起部が接触するか否かを検出す
    る段階と、 前記プランジャが下降を始める時にいずれか一つのプラ
    ンジャに関わっているいずれか一つのプランジャ突起部
    が前記制限バーに接触しなければ、前記関連したプラン
    ジャは異常動作すると判断する段階とを含むことを特徴
    とする多数の半導体素子の同時モールディング時に異常
    動作を検出する方法。
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