JP2005246709A - 樹脂モールド装置及び樹脂タブレット供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 多様な品質要求に応じて複数の供給方式から一を選択し、所望の樹脂タブレットの供給方式を容易に具現化することができる樹脂モールド装置及び樹脂タブレット供給装置を提供する。
【解決手段】 樹脂タブレット供給装置より供給される樹脂タブレットを樹脂封止金型に装填して被成形品を樹脂封止する樹脂モールド装置において、前記樹脂タブレットの整列方法が異なる複数の樹脂タブレット供給装置を同一の樹脂タブレット装填機構に接続交換可能に設けたことを特徴とする樹脂モールド装置を提供する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、一般には、樹脂モールド装置及び樹脂タブレット供給装置に係わり、特に、半導体チップを樹脂封止して半導体パッケージを製造する樹脂モールド装置と樹脂モールド装置に樹脂タブレットを供給する樹脂タブレット供給装置とに関する。本発明は、トランスファモールド法によって半導体チップが搭載されたリードフレームを樹脂封止する樹脂モールド装置に好適である。

近年の電子機器の普及に伴い、電子機器に搭載される半導体パッケージは多様化する傾向にある。半導体パッケージには、便利な機能を安価に実現することが求められる場合もあれば、重要な機能を高い信頼性で実現することを求められる場合もあり、多様な品質要求を実現する半導体パッケージの製造装置が要求されている。

半導体チップが搭載されたリードフレームを樹脂封止金型にセットすると共に、かかる金型内で別途装填した樹脂タブレットを加熱溶融した後、半導体チップを包囲するキャビティに送り込んで樹脂封止する（即ち、トランスファモールド法を用いた）樹脂モールド装置では、複数の樹脂タブレット供給方式によって樹脂タブレットが供給されている。具体的には、パーツフィーダー供給方式とタブレットマガジン供給方式の２つの供給方式があり、それらの供給方式は、半導体パッケージに要求される品質に応じて選択されている。

パーツフィーダー供給方式による供給機構（例えば、特許文献１参照。）は、多数の樹脂タブレットを収納する収納容器に振動を加え、かかる振動によって樹脂タブレットを一列に整列させて次工程の樹脂タブレット装填機構（例えば、特許文献２参照。）に供給する。パーツフィーダー供給方式による供給機構は、振動によって樹脂タブレットを自動的に整列して供給しているため、コストを抑えて半導体パッケージを製造することができる。

一方、半導体パッケージに対して高い信頼性を求める場合には、振動を加えずに樹脂タブレットを供給することができるタブレットマガジン供給方式による供給機構を用いる。図９は、従来のタブレットマガジン供給方式による供給機構１０００を示す説明図である。図９を参照するに、複数列に整列された樹脂タブレットＴが供給プッシャー１１２０によって押し出され、タブレットマガジン１１００からローダー１２００の保持孔１２１０へ直接受け渡されている。なお、保持孔１２１０は、樹脂封止金型に樹脂タブレットを装填する間隔に合わせて設けられている。また、樹脂タブレットを収納するタブレットマガジンの収納孔１１１０も樹脂封止金型に樹脂タブレットを装填する間隔に合わせて形成される。タブレットマガジン供給方式による供給機構は、加振により樹脂タブレットが損傷して質量が減ることがなく、また、樹脂タブレットの経時劣化を厳密に把握することが可能であるため、より信頼性の高い樹脂タブレットの品質管理を行うことができる利点がある。但し、タブレットマガジン供給方式は、手作業によって樹脂タブレットをタブレットマガジンに収納しなければならず、生産性に不利を生じることとなるため、半導体パッケージに対する品質要求を十分に検討したうえで適切な供給方式を選択する必要がある。

そこで、多様な品質要求に同一の樹脂モールド装置によって応えるために、パーツフィーダー供給方式の供給機構とパーツフィーダー供給方式専用のタブレット装填機構、及び、タブレットマガジン供給方式の供給機構とタブレットマガジン供給方式専用のタブレット装填機構を各々着脱自在に設け、必要に応じて着脱交換して供給方式の変更を行っていた。
特開２００１−３００９７８号公報 特開２００１−３１０３４９号公報

従来のモールド装置では、樹脂タブレットの供給方式を変更する、例えば、パーツフィーダー供給方式からタブレットマガジン供給方式に変更する際に、パーツフィーダー供給方式の供給機構とパーツフィーダー供給方式専用のタブレット装填機構とを樹脂モールド装置から取り外した後、タブレットマガジン供給方式の供給機構とタブレットマガジン供給方式専用のタブレット装填機構とを樹脂モールド装置に取り付けなければならず、精通した作業者が多大な工数（時間）をかけて交換作業を行うことが必要であり、生産性の悪化（例えば、スループットの低下やコストの増加など）を招いてしまう装置構成とされていた。

そこで、本発明は、多様な品質要求に応じて複数の供給方式から一を選択し、所望の樹脂タブレットの供給方式を容易に具現化することができる樹脂モールド装置及び樹脂タブレット供給装置を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての樹脂モールド装置は、樹脂タブレット供給装置より供給される樹脂タブレットを樹脂封止金型に装填して被成形品を樹脂封止する樹脂モールド装置において、前記樹脂タブレットの整列方法が異なる複数の樹脂タブレット供給装置を同一の樹脂タブレット装填機構に接続交換可能に設けたことを特徴とする。また、前記複数の樹脂タブレット供給装置は、前記樹脂タブレットを加振整列して供給する第１の樹脂タブレット供給装置と、前記樹脂タブレットをタブレットマガジンに収納して供給する第２の樹脂タブレット供給装置とであることを特徴とする。また、前記複数の樹脂タブレット供給装置は、樹脂タブレットを一列に整列して供給することを特徴とする。また、前記複数の樹脂タブレット供給装置は、樹脂タブレットを複数列に整列して供給することを特徴とする。

本発明の別の側面としての樹脂タブレット供給装置は、樹脂タブレットを樹脂封止金型に装填して被成形品を樹脂封止する樹脂モールド装置に前記樹脂タブレットを供給する樹脂タブレット供給装置において、タブレットマガジンに収納した前記樹脂タブレットを水平方向に押し出して供給することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、多様な品質要求に応じて複数の供給方式から一を選択し、所望の樹脂タブレットの供給方式を容易に具現化することができる樹脂モールド装置及び樹脂タブレット供給装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の例示的一形態としての樹脂モールド装置及び樹脂タブレット供給装置について説明する。なお、各図において同一の部材には同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は本発明による半導体パッケージの製造装置の一例としての樹脂モールド装置を示す平面図である。

図１に示す樹脂モールド装置は、半導体チップを搭載したリードフレームを熱硬化性樹脂によって樹脂封止して半導体パッケージを製造するもので、フレーム供給マガジン２に多数収納されたリードフレームを基板供給部１よりターンテーブル３を経て供給ステージ４へ供給し、供給ステージ４へ供給されたリードフレームを別途樹脂タブレット供給装置１００より供給され、樹脂タブレット配列部３００で樹脂封止金型への装填間隔に配された複数の樹脂タブレットとともにローダー５により樹脂封止金型６または７に装填して半導体チップを樹脂封止した後、成形品をアンローダー８により樹脂封止金型６または７から待機ステージ９へと取り出し、続くディゲートステージ１０で不要樹脂を除去した成形品を成形品収納部１１でフレーム収納マガジンに収納する構成を備える。

なお、ローダー５及びアンローダー８は移動レール１２上を交差して移動可能に設けられ、成形品収納部１１は成形品を同じ向きで収納できるようターンテーブル上に回転可能に設けられている。また、供給ステージ４にはリードフレームを予熱するための予熱ヒーターが備えられ、アンローダー８には樹脂封止後の金型をクリーニングするためのクリーナーが備えられている。

図２は、図１に示す樹脂モールド装置の樹脂タブレット供給装置１００と樹脂タブレット配列部３００との接続を示す拡大平面図である。本実施形態において特徴的な点は、樹脂タブレットの供給方式変更の必要に応じてパーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置１００とタブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置２００とを同一の樹脂タブレット配列部３００に接続交換可能としている点である。

先ず、図２および図３を参照して、パーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置１００と樹脂タブレット配列部３００との接続を説明する。図３は、図２において樹脂タブレット配列部３００に樹脂タブレット供給装置１００を接続する場合の矢視αより見る接続状態図（側面図）である。

図３において、樹脂タブレット供給皿１３０に供給された樹脂タブレットＴは加振整列路１２０に落下し、加振器１４０によって加振されることにより一列に整列されて樹脂タブレット供給口１１０より樹脂タブレット配列部３００の接続口３１０へと供給される。接続口３１０に供給された樹脂タブレットＴは、搬送ハンド３２０により回転テーブル３３０上に載置され、回転テーブル３３０の回転とともにタブレットホルダー３５０に対向する位置まで移動する。樹脂タブレットＴを載置して搬送する接続口３１０および回転テーブル３３０の上面には断面がＶ字状の搬送溝が設けられているため、搬送される樹脂タブレットＴを安定にガイドして搬送することができる。

なお、搬送溝の断面形状は樹脂タブレットＴとの接触面積の小さいＶ字形状に形成する他、樹脂タブレットＴにダメージを与えないＵ字形状、または形成加工が容易な凹字形状に形成されていてもよい。

タブレットホルダー３５０に対向する位置まで移動した樹脂タブレットＴは、搬送プッシャー３４０により回転テーブル３３０上より押し出され、タブレットホルダー３５０に受け渡される。

タブレットホルダー３５０は一定間隔を保って移動しながら回転テーブル３３０より樹脂タブレットＴを受け取ることで、樹脂タブレットＴを一定間隔に配列してタブレットホルダー３５０に保持することができる。この一定間隔とは樹脂封止金型に樹脂タブレットＴを装填する装填間隔と同一のもので、上記一連の動作によって複数の樹脂タブレットＴを所望の間隔に配列し、以後一括して取り扱うことを可能としている。

複数の樹脂タブレットＴを一定間隔に配列して保持したタブレットホルダー３５０は、支持軸３５０ａを軸として９０度回転し、上方で待機するローダー５（説明図１参照。）に樹脂タブレットＴを鉛直方向に受け渡す。タブレットホルダー３５０は回転テーブル３３０を挟み対向して一組備えられているから、途切れることなく樹脂タブレットＴをローダー５へ受け渡すことができる。

本実施形態におけるパーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置１００の樹脂タブレット供給口１１０は、樹脂タブレット配列部３００の接続口３１０に着脱自在に接続され、樹脂タブレット供給装置１００は樹脂モールド装置より取り外し可能に設けられているため、樹脂タブレットの供給方式の変更に際して、パーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置１００を樹脂モールド装置より取り外し、取り外したパーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置１００に替えてタブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置２００を樹脂モールド装置に換装することができる。

タブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置２００の樹脂タブレット供給口２１０は、パーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置１００の樹脂タブレット供給口１１０との互換性を有し、樹脂タブレット配列部３００の接続口３１０へ着脱自在に接続することができるから、タブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置２００は、パーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置１００と同様に樹脂タブレットＴを樹脂タブレット配列部３００へ供給することができる。一方、樹脂タブレット配列部３００は、樹脂タブレット供給方式の変更に際して交換する必要が無いため、樹脂モールド装置に固定して設けられている。

図２および図４は、本実施形態におけるタブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置２００と樹脂タブレット配列部３００との接続を示す説明図である。タブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置２００は多数の樹脂タブレットＴを収納するタブレットマガジン２２０を複数備え、タブレットマガジン２２０が収納する樹脂タブレットＴを供給プッシャー２３０によって樹脂タブレット供給口２１０より押し出して樹脂タブレット配列部３００に供給する。

図５は、図４に示す矢視βよりタブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置２００を見る詳細説明図である。図５において、樹脂タブレットＴを多数収納したタブレットマガジン２２０ａがマガジンローダー２５１に押し出されてクランパ２５０が備えられた待機位置まで供給される。クランパ２５０はエアシリンダーＡＣによって上下方向に可動に設けられ、タブレットマガジン２２０ａが待機位置に供給されるとエアシリンダーＡＣによってクランパ２５０が押し出されるように作動するため、タブレットマガジン２２０ａは待機位置でクランパ２５０にクランプされて固定される。

次に、モーターＭＯ、プーリーＰＬ、ボールシャフトＢＳ他より構成される駆動部２７０を備え上下および左右方向に移動可能なマガジンホルダー２４０が、クランパ２５０によってタブレットマガジン２２０ａが固定されている待機位置へ移動してタブレットマガジン２２０ａの受け渡しがおこなわれる。マガジンホルダー２４０が待機位置まで移動すると、クランパ２５０に設けられたロック解除突起２５２とマガジンホルダー２４０の上端に位置し、固定スプリング２４３によってマガジンホルダー２４０に固定されているロック２４１の凹部とが係合する。ロック２４１とロック解除突起２５２とが係合した状態でエアシリンダーＡＣを作動させてクランパ２５０を引き上げると、クランパ２５０によるタブレットマガジン２２０ａの固定が解除されるとともに、ロック２４１をマガジンホルダー２４０に固定する固定スプリング２４３が撓んでロック２４１が上方に引き上げられ、タブレットマガジン２２０ａが受け渡し可能な状態となる。クランパ２５０によるタブレットマガジン２２０ａの固定が解除され、ロック２４１が上方へ引き上げられた状態で、マガジンローダー２５１によりタブレットマガジン２２０ａをマガジンホルダー２４０内に押し出して、タブレットマガジン２２０ａを受け渡す。タブレットマガジン２２０ａがマガジンホルダー２４０に正しい向きでセットされた場合には、マガジンホルダー２４０に設けられた誤セット防止突起２４２とタブレットマガジン２２０ａに設けられた凹部とが係合し、タブレットマガジン２２０ａが正しい向きで受け渡されたことが確認される。タブレットマガジン２２０ａの受け渡しが完了した後、再度エアシリンダーＡＣを作動させてクランパ２５０を押し出してマガジンホルダー２４０にセットされたタブレットマガジン２２０ａをロック２４１でロックするとともに、続いて待機位置に供給されたタブレットマガジン２２０ａをクランパ２５０でクランプして固定する。

続いてタブレットマガジン２２０ａをセットしたマガジンホルダー２４０を移動し、タブレットマガジン２２０ａに収納される樹脂タブレットＴを供給口２１０の後方位置ＳＰに位置合わせして供給プッシャー２３０により樹脂タブレットＴを押し出し、樹脂タブレットＴを樹脂タブレット配列部３００に供給する。タブレットマガジン２２０ａが収納する全ての樹脂タブレットＴを供給した後、マガジンホルダー２４０は突き当てブロック２６０およびマガジンエジェクター２６１が備えられた排出位置まで移動してタブレットマガジン２２０ｂを排出する。マガジンホルダー２４０が排出位置まで移動すると、固定スプリング２４３によってマガジンホルダー２４０に固定されているロック２４１と突き当てブロック２６０とが当接し、ロック２４１が上方に押し上げられてタブレットマガジン２２０ｂのロックが解除される。タブレットマガジン２２０ｂのロックが解除された後、マガジンエジェクター２６１がエアシリンダーＡＣによって駆動され、タブレットマガジン２２０ｂが排出位置より排出される。

図６は本実施形態におけるタブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置２００で用いるタブレットマガジン２２０の構成を示す詳細説明図である。図６において、図６（ｂ）はタブレットマガジン２２０の分解図、図６（ａ）は図６（ｂ）の上面図、図６（ｃ）は図６（ｂ）の下面図である。タブレットマガジン２２０には樹脂タブレットＴを収納する収納孔２２１が一定間隔で設けられている。収納孔２２１の設置間隔は、樹脂タブレットＴを樹脂封止金型に装填する際の装填間隔に合わせて設けられる従来のタブレットマガジン１１００の収納孔１１１０の設置間隔（図９参照。）と比較して小さく設けられ、多数の樹脂タブレットＴを収納できるよう設けられている。

タブレットマガジン２２０には、収納孔２２１内に収納される樹脂タブレットＴがタブレットマガジン２２０の底面より落下しないように底板２２３がボルトＢＴによって組み付けられるとともに、収納孔２２１の開口面には、差込式の収納蓋２２５が差込溝２２４に沿って組み付けられるように設けられているため、図７に示すように、タブレットマガジン２２０を横転させて樹脂タブレット供給装置２００に搭載する際にも、収納する樹脂タブレットＴがタブレットマガジン２２０からこぼれ出してしまうことがない。収納蓋２２５はタブレットマガジン２２０を樹脂タブレット供給装置２００に横転して搭載した後に、上方に引き抜いて取り除けばよい。

また、タブレットマガジン２２０および底板２２３には切り欠き２２２が設けられているが、これは図８に示すように平面形状がＬ字形状に形成された供給プッシャー２３０を、より前方へ押し出すことができるように設けられたもので、供給プッシャーの平面形状をＬ字形状とするとともに、Ｌ字形状に形成された供給プッシャーの基部がタブレットマガジン２２０の外形に制限されずに前進できるように設けることで、供給プッシャー２３０の全長とストロークとを小さく抑えて樹脂タブレット供給装置２００を小型化するための設定である。

上記実施形態に例示した樹脂モールド装置及び樹脂タブレット供給装置によれば、樹脂タブレットの整列方法が異なる複数の樹脂タブレット供給装置より最適な樹脂タブレット供給装置を選択し、樹脂モールド装置に固定に設けられた樹脂タブレット配列部に接続して樹脂タブレットを供給することができるから、多様な品質要求に対して臨機応変且つ迅速に対応して所望の半導体パッケージを製造することができる。

なお、上記実施形態では、樹脂タブレットを一列に整列して樹脂タブレット配列部に供給した後、樹脂タブレット配列部で任意の間隔に再配列して樹脂封止金型に装填するものとしているが、樹脂タブレット供給装置により樹脂タブレットを複数列に整列して供給し、供給された樹脂タブレットを再配列することなく樹脂封止金型に装填するよう設けることもできる。また、樹脂タブレット供給装置による樹脂タブレットの供給方向は水平方向にのみ限定されず、鉛直方向へ樹脂タブレットを供給するものとして、樹脂タブレット供給装置からローダーへと直接樹脂タブレットを供給するよう設けることもできるなど、本発明の精神を逸脱しない範囲内で多様な適用が可能である。

本発明による樹脂モールド装置を示す平面図である。 樹脂タブレット供給装置と樹脂タブレット整列部との接続を示す説明図である。 パーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置を樹脂モールド装置に接続した状態を示す説明図（側面図）である。 タブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置を樹脂モールド装置に接続した状態を示す説明図（側面図）である。 タブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置の詳細説明図である。 タブレットマガジンの詳細説明図である。 タブレットマガジンの供給方法を示す説明図である。 供給プッシャーの作動を示す説明図である。 従来の樹脂タブレット供給機構を示す説明図である。

符号の説明

１ 基板供給部
２ フレーム供給マガジン
３ ターンテーブル
４ 供給ステージ
５ ローダー
６、７ 樹脂封止金型
８ アンローダー
９ 待機ステージ
１０ ディゲートステージ
１１ 成形品収納部
１２ 移動レール
１００ 樹脂タブレット供給装置（パーツフィーダー供給方式）
１１０、２１０ 樹脂タブレット供給口
１２０ 加振整列路
１３０ 樹脂タブレット供給皿
１４０ 加振器
２００ 樹脂タブレット供給装置（タブレットマガジン供給方式）
２２０、１１００ タブレットマガジン
２２１、１１１０ 収納孔
２２２ 切り欠き
２２３ 底板
２２４ 差込溝
２２５ 収納蓋
２３０、１１２０ 供給プッシャー
２４０ マガジンホルダー
２４１ ロック
２４２ 誤セット防止突起
２４３ 固定スプリング
２５０ クランパ
２５１ マガジンローダー
２５２ ロック解除突起
２６０ 突き当てブロック
２６１ マガジンエジェクター
２７０ 駆動部
３００ 樹脂タブレット配列部
３１０ 接続口
３２０ 搬送ハンド
３３０ 回転テーブル
３４０ 搬送プッシャー
３５０ タブレットホルダー
３５０ａ 支持軸
Ｔ 樹脂タブレット

Claims (5)

1. 樹脂タブレット供給装置より供給される樹脂タブレットを樹脂封止金型に装填して被成形品を樹脂封止する樹脂モールド装置において、
   前記樹脂タブレットの整列方法が異なる複数の樹脂タブレット供給装置を同一の樹脂タブレット装填機構に接続交換可能に設けたことを特徴とする樹脂モールド装置。
2. 前記複数の樹脂タブレット供給装置は、
   前記樹脂タブレットを加振整列して供給する第１の樹脂タブレット供給装置と、
   前記樹脂タブレットをタブレットマガジンに収納して供給する第２の樹脂タブレット供給装置とであることを特徴とする請求項１記載の樹脂モールド装置。
3. 前記複数の樹脂タブレット供給装置は、樹脂タブレットを一列に整列して供給することを特徴とする請求項１記載の樹脂モールド装置。
4. 前記複数の樹脂タブレット供給装置は、樹脂タブレットを複数列に整列して供給することを特徴とする請求項１記載の樹脂モールド装置。
5. 樹脂タブレットを樹脂封止金型に装填して被成形品を樹脂封止する樹脂モールド装置に前記樹脂タブレットを供給する樹脂タブレット供給装置において、
   タブレットマガジンに収納した前記樹脂タブレットを水平方向に押し出して供給することを特徴とする樹脂タブレット供給装置。