JP2007251094A - 半導体チップの樹脂封止成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生産ラインにおけるモールド工程の前後の工程、例えば、前（ボンディング）工程、後（ダイシング）工程等を一環して効率良く円滑に行うことを加味したうえで、一対の圧縮成形用金型に対して一枚の基板を圧縮成形する配置構成を所要数連結することにより、より一層モールド工程における生産性の向上を図る、半導体チップの樹脂封止成形装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の装置１は、一対の圧縮成形用金型５、即ち、三型（３３・３４・３５）構造の金型５、離型フィルム３６成形に加えて、真空引き成形を併用実施することにより、一対の金型５に対して一枚の基板１４に装着した所要複数個のチップ１５を圧縮成形して樹脂封止すると共に、一対の圧縮成形用金型５（プレスユニット７）を所要数の連結した配置構成にすることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣ等の電子部品である半導体チップの樹脂封止成形用金型を搭載し、特に、圧縮成形用金型を用いて、基板に装着された所要複数個の半導体チップを樹脂材料にて圧縮成形する電子部品の樹脂封止成形装置の改良に関するものである。

近年、基板の種類やボンディングの有無・方式のいかんを問わず、コストダウンのために基板について大型化の要請が強くなることに加えて、基板の厚みが薄型化すること、ＩＣ等の電子部品である半導体チップの端子数の増大、半導体チップのスタック化、パッケージの薄型化等による、ワイヤ長の長大化・ワイヤ間隔の狭小化という傾向にある。これに起因して、従来の短冊状の基板に加えて、様々な大型化・薄型化した基板を効率良く一括して圧縮成形することが強く求められている。

例えば、この様々な大型化・薄型化した基板を効率良く一括して圧縮成形するために用いる圧縮成形用の金型構造としては、三型（上型・下型・中間型）を備えた圧縮成形用金型と、少なくとも下型側に設けたキャビティ面を含む成形金型面を被覆する離型フィルムとを用いる。
そこで、離型フィルムを成形金型面に被覆する際に、下型と中間型とを上下方向へ嵌装させて、下型キャビティ面の上面側と中間型の下面側とに離型フィルムを張設し、更に、この状態で、少なくとも下型キャビティ面とキャビティ部材により構成されるキャビティ面とを含むキャビティの全面を離型フィルムで被覆することにより、キャビティ空間部を形成する。
ここで、金型内に供給された成形前基板を上型の下面側の所定位置に該チップ部分を下方に向けて装着固定し且つキャビティ空間部内に所要量の樹脂材料を供給した状態で、更に、上型と両型（中間型・下型）とを嵌装させて中間型締め状態として、少なくともキャビティ空間部を外気遮断状態として形成される外気遮断空間部内を真空引きする。
次に、真空引きした状態で、上型と両型とを更に嵌装させることにより、キャビティ空間部の基板当接部位が離型フィルムを介して成形前基板の基板外周部に当接し、更に、この状態から下型のみを上動して金型の完全型締状態として、加熱溶融化された樹脂材料を該チップ部分に封止成形する。
次に、金型の完全型締め状態で成形された成形済基板を装着固定した状態で、下型のみが下動する中下型の型開き時に、離型フィルムを介して下型面の所定位置から成形済基板の硬化した該チップ部分に圧送して成形済基板を効率良く離型するものが挙げられる（例えば、特許文献１参照。）。

一方、特許文献１に開示される金型構造を搭載する樹脂成形装置としては、例えば、被成形品および該被成形品を樹脂成形する樹脂材料を供給する成形材料供給部と、成形材料を樹脂成形用金型にて樹脂成形する成形部と、金型にて樹脂成形された成形品を取り出す成形品取出部と、樹脂成形装置全体を制御する制御部とを含み、且つ、本装置を平面からみて略正方形に構成され、更に、本装置を作業する際の作業効率の向上をはかることができる構成とされている。また、本装置は、成形材料供給部と成形品取出部とを一体化した供給取出部を構成し、且つ、供給取出部と成形部と制御部とを着脱自在に且つ略正方形に配置構成されるものである。また、前記した配置構成にて、供給取出部における平面の同一面から、成形材料の供給および成形品の取り出しも行うことができるものが挙げられる（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００５−２２５１３３号公報（第６−１４頁、図２−図１３） 特開２００５−２３８６５２号公報（第３−７頁、図１、図２）

ところで、特許文献１に開示される金型構造を搭載する特許文献２に開示される樹脂成形装置によれば、本装置のみで作業を完了させるような場合、即ち、基板に装着された個々のチップを樹脂封止する樹脂封止（モールド）工程を単独で実施するような場合においては、本装置を作業する際の作業効率の向上をはかることができる。
しかしながら、一般的には、モールド工程を行う前には、基板上にチップを装着するボンディング工程、並びに、モールド工程を行った後には、成形済基板を各チップ単位に切断分離するダイシング工程等の生産ラインを一環して行われるので、この一環した生産ラインを効率良く円滑に行うためには、ボンディング工程、モールド工程、ダイシング工程における基板の流れを、一方向の略直線的に且つ連続的に夫々の工程を順次行い、基板を移送させることが、生産性の向上を図るうえでは最適と考えられる。
つまりは、従前の装置における配置構成であれば、供給取出部における平面の同一面から、成形材料の供給および成形品の取り出しを行うことになるので、前（ボンディング）工程からの基板の受け渡しが、効率良く円滑に行うことができたとしても、樹脂封止した成形済基板を後（ダイシング）工程へと受け渡す際、或は、その逆の場合であっても、効率良く円滑に行うことには、どうしても限界が生じてくる。
従って、前述のような一環ラインを効率良く円滑に行うことを加味したうえで、一対の圧縮成形用金型に対して一枚の基板を圧縮成形する配置構成を所要数連結することにより、より一層樹脂封止（モールド）工程における生産性の向上を図る、半導体チップの樹脂封止成形装置を提供することを目的とするものである。

そこで、前記技術的課題を解決するための本発明の請求項１に係わる半導体チップ１５の樹脂封止成形装置１とは、成形前材料（１７・１８）となる所要複数個の半導体チップ１５を装着した基板１４を供給、整列、移送させる樹脂封止成形前の基板用機構２と樹脂材料用機構３とを設けたインユニット４と、上型３３と下型３４と該上下両型（３３・３４）の間に中間型３５を介在させた三型（３３・３４・３５）を備えた一対の圧縮成形用金型５を搭載したプレス機構６を設けたプレスユニット７と、金型５で圧縮成形して樹脂封止された成形後材料２０を移送、受取、製品収納させる樹脂封止成形後の基板用機構８を設けたアウトユニット９と、インユニット４、プレスユニット７、アウトユニット９間を横断して設けた搬送レール１０と、搬送レール１０に沿って往復動すると共に、成形前材料（１７・１８）を金型５内へ供給する供給機構１１と成形後材料２０を金型５外へ取出す取出機構１２と、本装置１全体を制御する制御機構とを設け、更に、一対の金型５に対して、中間型３５と下型３４との型面間に供給する離型フィルム３６を張設して供給するフィルム供給機構ユニット１３と、少なくとも上型３３と中間型３５との型面間にシール部材６４を介在させて樹脂封止成形時に金型５を外気遮断状態にして真空引きする真空引き機構ユニットとを取捨選択して設ける該チップ１５の樹脂封止成形装置１において、
一対の金型５に対して一枚の基板１４に装着した所要複数個の該チップ１５を圧縮成形するプレスユニット７を所要数、インユニット４とアウトユニット９との間に連結した配置構成にすることを特徴とする。

なお、前記符号は、説明の便宜上付したものであり、本発明を図面に示される実施の形態に限定するものではない。

本発明によれば、一対の圧縮成形用金型５に対して一枚の基板１４を圧縮成形する配置構成を所要数連結することにより、より一層樹脂封止（モールド）工程における生産性の向上を図ることができる半導体チップ１５の樹脂封止成形装置１を提供すると云う優れたた効果を奏する。

以下、本実施形態について、実施例図（図１から図４）にて、詳細に説明する。
図１（１）は、本発明に係わる半導体チップの樹脂封止成形装置の概略平面図を示す。
図１（２）は、図１（１）に対応する前記装置のＡ−Ａ断面線であって、前記装置に搭載された一対の圧縮成形用金型の概略断面図を示す。
図２から図４は、図１（２）に対応する前記金型にて順次に樹脂封止成形する、図２及び図４は概略断面図を示し、図３は概略斜視図を示す。

即ち、本装置１とは、図１（１）に示すように、樹脂封止成形前の成形材料（成形前材料（１７・１８））を供給・整列・移送させる樹脂封止成形前の基板用機構２と樹脂材料用機構３とを設けたインモジュールユニット（インユニット４）、及び、インユニット４に着脱自在で且つ圧縮成形用の三型（３３・３４・３５）の構成を備えた圧縮成形用金型５を搭載したプレス機構６を設けたプレスモジュールユニット（プレスユニット７）、及び、プレスユニット７に着脱自在で且つ金型５で圧縮成形して樹脂封止された樹脂封止成形後の成形材料（成形後材料２０）を移送・受取・製品収納させる樹脂封止成形後の基板用機構８を設けたアウトモジュールユニット（アウトユニット９）、及び、インユニット４・プレスユニット７・アウトユニット９間を横断して設けた搬送レール１０、及び、搬送レール１０に沿って往復動すると共に、成形前材料（１７・１８）を金型５内へ、各別に且つ略同時に、或は、個別に、供給する供給機構１１、そして、成形後材料２０を金型５外へ取出す取出機構１２、及び、本装置１全体を制御する制御機構（図示なし）を設け、更に、一対の金型５に対して、中間型３５と下型３４との型面間に供給する離型フィルム３６を張設して供給するフィルム供給機構ユニット１３と、少なくとも上型３３と中間型３５との型面間にシール部材６４を介在させて樹脂封止成形時に金型５を外気遮断状態にして真空引きする真空引き機構ユニット（図示なし）とを取捨選択して設けている。

また、本装置１によれば、より一層樹脂封止（モールド）工程における生産性の向上を図るために、プレスユニット７を一個でなく、所要数、例えば、四個のプレスユニット７をイン・アウトユニット４・９間に連結した配置構成にて実施している。
つまり、四個のプレスユニット７を連結配置しているので、一度の樹脂封止工程にて四対の圧縮成形用金型５にて一枚から四枚の基板１４を、各別に且つ略同時に、圧縮成形して樹脂封止することができるように構成されている。
なお、この金型５とは、特許文献１で開示される金型構造とほぼ同様に構成されており、特許文献１に開示される様々な基板を効率良く圧縮成形することができるものである。

更に、図１に示すように、この離型フィルム成形、真空引き成形を併用実施するような場合、このような三型（３３・３４・３５）構造の金型５を用いて、プレス機構６とは別の中間型駆動用の中間型固定機構（図示なし）にて個別に中間型３５を上下動することが兼用実施できるように構成されている。

成形前材料とは、図２に示すように、例えば、基板１４上の所定部位に所要複数個の半導体チップ１５（以下、チップ１５と示す。）と、基板１４側とチップ１５とを電気的に接続する複数本のワイヤ（図示なし）とから構成された樹脂封止成形前の基板１４（成形前基板１７）、並びに、成形前基板１７を圧縮成形して樹脂封止するための所要量の樹脂材料１８（この場合、顆粒状樹脂）を示している。一方、成形後材料とは、図４に示すように、硬化した樹脂成形体１９（パッケージ）を形成した成形済基板２０（製品）を示す。
なお、所要複数個のチップ１５を装着された基板１４とは、ワイヤボンディング基板の他に、フリップチップ基板、或は、ウェーハ基板等のウェーハレベルパッケージ、等が採用される。そして、基板１４の形状については、短冊状に加えて、円形状或は多角形状等の任意の形状のもので、基板１４の材質については、任意の金属製リードフレームやＰＣボートと呼ばれる任意のプラスチック・セラミック・ガラス・その他の材質等のプリント回路板、等が採用される。そして、樹脂材料１８については、顆粒状樹脂の他に、任意のタブレット状樹脂・液状樹脂・粉末状樹脂、シート状樹脂等、更には、粉末より粒径が大きく顆粒より粒径の小さい微粒状樹脂を採用することも可能である。

インユニット４の基板用機構２には、成形前基板１７を供給する基板供給部２１と、基板供給部２１から移送された一枚の成形前基板１７を整列させる基板整列部２２と、基板整列部２２で整列された一枚の成形前基板１７を供給機構１１へ移送させる基板移送部２３とを設けて構成されている。
インユニット４の樹脂材料用機構３には、封止成形時に使用する樹脂材料１８（この場合、顆粒状樹脂）を収納するレジンストッカー等の適宜な収納部（図示なし）と、樹脂材料１８を所要量に調整できる、一回の樹脂封止工程にて使用される一枚の基板１４（１７）に対応して、樹脂材料１８をレジントレイ等の収容治具（図示なし)に供給する機能を少なくとも兼ね備えた適宜な調整部（図示なし）とで構成されている。
アウトユニット９の基板用機構８には、一枚の成形済基板２０を取出機構１２から受渡して移送させる基板移送部２４と、基板移送部２４で移送された一枚の成形済基板２０を受け取る基板受取部２５と、基板受取部２５から移送された一枚の成形済基板２０を最終的に収納する製品収納部２６とを設けて構成されている。
イン・アウトユニット（４・９）の基板用機構（２・８）については、樹脂封止成形前後という違いがあるものの対象とするものは基板１４であるから、同様の機構形態を採用することができるように構成されている。このことは、本装置１におけるユニット（機構）等の部品の共有化によるコストダウンを考慮された構成とされている。

ここで、本実施形態の本装置１を用いて、成形前基板１７を成形済基板２０へと圧縮成形して樹脂封止する一連の樹脂封止工程（基板１４の流れ）を、図１にて説明する。

インユニット４の基板用機構２において、まず、一枚の成形前基板１７が、基板供給部２１に備えた所要数の成形前基板１７を収容したインマガジン２７から、プッシャー・グリップフィード等の適宜な手段（図示なし）にて基板整列部２２側へ移送すると、基板整列部２２では、一枚の成形前基板１７を金型５の所定位置に供給セットされる該所定位置に整列させる。次に、基板整列部２２から一枚の成形前基板１７は、基板移送部２３に備えるピックアップ手段（図示なし）によって供給機構１１へと移送される。一方、インユニット４の樹脂材料用機構３においては、樹脂材料用機構３の調整部にて一枚の成形前基板１７を圧縮成形して樹脂封止するための所要量の樹脂材料１８をレジントレイに収容した状態で、供給機構１１へと移送される。つまり、インユニット４の領域（供給位置Ｘ）内で、供給機構１１は、上面側に一枚の成形前基板１７、下面側に一枚分の所要量の樹脂材料１８が各別に供給される。
次に、供給機構１１はインユニット４から、一枚の成形前基板１７並びに一枚分の所要量の樹脂材料１８を供給した状態で、プレスユニット７のプレス機構６に搭載された金型５間に進入・退出できる位置（進入退出位置Ｙ）まで搬送レール１０に沿って移動する。
次に、供給機構１１は、搬送レール１０と直交方向に移動してプレス機構６の金型５間に進入すると、供給機構１１に供給されている一枚の成形前基板１７並びに一枚分の所要量の樹脂材料１８を金型５の所定位置に供給セットされる（例えば、図２参照。）。
次に、金型５に供給セットされた一枚の成形前基板１７は、圧縮成形して樹脂封止されて一枚の成形済基板２０（製品）が完成する。このとき、完成後の一枚の成形済基板２０を金型５外へ取り出せるように進入退出位置Ｙにまで、供給機構１１が供給位置Ｘ側へ移動後に、移動して待機する。次に、取出機構１２は、進入退出位置Ｙから搬送レール１０と直交方向に移動して金型５内に進入し、次に、金型５内から一枚の成形済基板２０を取り出す。取り出した一枚の成形済基板２０は、取出機構１２の上部側に供給されると、金型５内から退出して進入退出位置Ｙまで移動して戻る。
次に、取出機構１２は、プレスユニット７から、一枚の成形済基板２０を供給した状態で、プレスユニット７からアウトユニット９の領域（受渡位置Ｚ）内に、搬送レール１０に沿って移動し、次に、受渡位置Ｚの取出機構１２に供給されている一枚の成形済基板２０は、基板移送部２４に備えるピックアップ手段（図示なし）によって、基板受取部２５へと移送される。次に、基板受取部２５から、一枚の成形済基板２０は、プッシャー・グリップフィード等の適宜な手段（図示なし）、或は、前述したピックアップ手段又は別のピックアップ手段（図示なし）によって、製品収納部２６に備えた所要数の成形済基板２０を収容するアウトマガジン２８へ、移送されて収納される。
従って、本実施形態の本装置１にて一枚の成形前基板１７を一枚の成形済基板２０に圧縮成形して樹脂封止する（検査、予備加熱を含む）一連の樹脂封止工程を、図１（１）に示す四対の各圧縮成形用金型５において、連続的に或は断続的に、実施することができるように構成されている。

ここで、図１（２）、及び、図２から図４を用いて、上型３３と、上型３３に対向配置した下型３４と、上型３３と下型３４との間に配置した中間型３５との三型の構成を備えた金型５と離型フィルム３６とを用いて、図２に示す成形前基板１７を図４に示す成形済基板２０に圧縮成形する実施方法、並びに、金型５の構成要素も含めて、以下に説明する。

上型３３には、図２に示すように、成形前基板１７のチップ１５部分を下方に向けた状態で、上型３３側の型面の所定位置（基板装着面３７）に基板１４を狭持し且つ吸着することにより、成形前基板１７を装着固定する基板固定機構３８を設ける。

基板固定機構３８には、基板１４（成形前基板１７・成形済基板２０）を吸着する基板用吸着固定部３９と、基板１４を狭持する基板用狭持固定部４０と、を組み合わせた構成で設けている。この構成を採用したのには、近年における基板１４の薄型化に対応して、より一層、基板１４を基板装着面３７に効率良く装着固定するためである。

基板用吸着固定部３９には、基板１４の非装着面３１側を吸着する金属・セラミック等の通気性・耐熱性を有する材料を用いた基板用通気性部材４１と、該通気性部材４１の下面（基板装着面３７）側と対向する上面側には、該通気性部材４１と連通した経路から空気・水分・ガス類等を配管やバルブを介して強制的に吸引排出する真空引き機構（図示なし）とを設ける。
つまり、基板１４は、基板用通性性部材４１の下面側の所定位置（基板装着面３７）に、基板１４の非装着面３１側を基板用吸着固定部３９にて強制的に吸引排出することにより、基板１４を効率良く吸着固定することができる。
また、成形済基板２０を基板用狭持固定部４０から解除するのと略同時に、吸引排出作用と同様の経路を介して、成形済基板２０の非装着面３１側を上型３３側の型面の所定位置（基板装着面３７）から効率良く離型するための圧送作用を併用実施できる。

基板用狭持固定部４０には、基板用吸着固定部３９の周囲に付設され、基板１４の基板外周部３０の所要複数箇所にチャック爪４２（図例では八箇所）を備えている。
そして、チャック爪４２は、通常、略水平方向に基板装着面３７と非接触状態で待機させ、基板１４（１７・２０）を基板固定機構３８から装着・脱着する際に、図２に示すように、当該爪４２の先端部分が、通常の略平行状態（閉状態）から中間型３５の上面側方向に回動して開口した状態（開状態）となるように構成される。

従って、基板固定機構３８における基板用吸着固定部３９の吸着固定方式と基板用狭持固定部４０の狭持固定方式とを組み合わせた構成とすることで、図４に示すように、様々な基板１４を確実に上型３３側の型面の所定位置（基板装着面３７）に装着固定されるので、基板１４自体が下方に向けて移動せず、水平方向にずれることなく、基板１４を効率良く装着固定することができる。

中間型３５は、図１（２）に示すように、上型３３側の型面（上型側金型面４３）側に開口した上側収容部４４と、下型３４側の型面（下型側金型面４５）側に開口した下側収容部４６とが形成されており、上側及び下側収容部（４４・４６）は夫々連通しており、上下方向に貫通状態になっている。
この上側及び下側収容部（４４・４６）には、上型３３と中間型３５とが型締時に、基板固定機構３８の少なくともチャック爪４２部分が、中間型３５に接触しないように収容されると共に、少なくとも下型３４のキャビティ４７部分が、下側収容部４６を貫通し上側収容部４４に貫通状態で開口できるように構成されている。
なお、離型フィルム３６は、図１（２）に示す金型５の型開時に、中間型３５の下型側金型面４５と下型３４の上面側との間にて張設されている。

下型３４は、図２及び図３に示すように、基板１４の樹脂成形体１９（パッケージ）を構成するキャビティ４７を、図例では一個形成されている。
つまり、樹脂成形体１９の天面に対応して、図２に示すように、下型キャビティ面４８を下型３４の所定位置に形成している。

また、図１（２）に示すように、下型キャビティ面４８に加えて、キャビティ４７の全面を構成するキャビティ面５０には、下型キャビティ面４８の外周囲に形成するキャビティ側面４９を含んで形成される。
つまり、下型３４には、離型フィルム３６を少なくとも下型３４側の型面の所定位置（下型キャビティ面４８）に狭持し且つ吸着することにより、離型フィルム３６を装着固定するフィルム固定機構５１と、下型キャビティ面４８とでキャビティ４７を構成するキャビティ側面４９を含むキャビティ部材５２と、を少なくとも設けている。

フィルム固定機構５１には、離型フィルム３６を吸着するフィルム用吸着固定部５３と、離型フィルム３６を狭持するフィルム用狭持固定部５４と、を組み合わせた構成で設けている。この構成を採用したのには、近年における基板１４の薄型化に対応して、より一層、離型フィルム３６を成形金型面、少なくともキャビティ４７の全面に沿って効率良く装着固定するためである。

フィルム用吸着固定部５３には、離型フィルム３６を少なくとも下型キャビティ面４８から吸着する金属・セラミック等の通気性・耐熱性を有する材料を用いた適宜なフィルム用通気性部材５５と、該通気性部材５５の上面（下型キャビティ面４８）側と対向する下面側には、該通気性部材５５と連通した経路から空気・水分・ガス類等を配管やバルブを介して強制的に吸引排出する真空引き機構（図示なし）とを設けている。
つまり、離型フィルム３６は、該通性性部材５５の上面側の所定位置（少なくとも下型キャビティ面４８）にフィルム用吸着固定部５３にて強制的に吸引排出することにより、離型フィルム３６を効率良く吸着固定することができる。
また、成形済基板２０を下型３４のみが下動する中下型（３４・３５）の型開時と略同時に、吸引排出作用と同様の経路を用いて、硬化した樹脂成形体１９（パッケ−ジ）を離型フィルム３６を介して、下型キャビティ面４８から圧送して離型することができるように構成されている。

フィルム用狭持固定部５４には、フィルム用吸着固定部５３を金型５（下型３４）の略中央部分とすれば、フィルム用吸着固定部５３の周囲にキャビティ部材５２と共に付設されている。そして、フィルム用狭持固定部５４は、離型フィルム３６に当接して狭持する狭持部材５６と、該狭持部材５６を、図１（２）に示す垂直方向に付設された所要複数個の取付棒５７と、該狭持部材５６・取付棒５７を上下動に弾性的に摺動させるスプリング等からなる適宜な弾性部材５８とを設けている。
つまり、図１（２）に示す金型５の型開時に、該狭持部材５６の天面は上方に突出し、該弾性部材５８が復元した（伸張した）状態で待機する。一方、中下型（３４・３５）を嵌装した型締時には、該狭持部材５６・取付棒５７が下動すると略同時に、弾性部材５８が縮んだ状態となり、図４に示す金型５の型締時には、弾性部材５８が最も縮んだ状態となるように構成されている。

キャビティ部材５２には、図１（２）に示すように、フィルム固定機構５１の吸着固定部５３の周囲に嵌装自在となるように構成されていると共に、キャビティ部材５２の断面形状は、Ｌ字型の垂直部分と水平部分とで構成されている。
そして、当該部材５２の垂直部分には、前述したキャビティ側面４９と、離型フィルム３６を介して基板１４の基板外周部３０に当接する基板当接部位５９と、金型５の型締時に基板当接部位５９と接触して損傷・破損しないようにチャック爪４２の先端部分を収容するチャック爪収容部６０と、を含む構成となっている。

また、キャビティ部材５２のＬ字型の水平部分には、キャビティ部材５２を載置する載置部材６１と、キャビティ部材５２及び載置部材６１に対して、上下方向に摺動させる取付部材６２と、該取付部材６２の周囲を取り囲むスプリング等の適宜な弾性部材６３とで構成されている。
つまり、図１（２）に示す金型５の型開状態では、キャビティ部材５２のキャビティ側面４９は、下型キャビティ面４８より上方で離間した位置に待機し且つ狭持部材５６の天面よりも下方位置で待機すると共に、該弾性部材６３が復元した（伸張した）状態で待機する。一方、図４に示す金型５の型締時には、キャビティ部材５２が、下型３４の上面側と当接し、該弾性部材６３が最も縮んだ状態になるように構成されている。

従って、少なくとも下型キャビティ面４８に離型フィルム３６を被覆する際に、図１（２）に示す金型５の型開状態から、中間型３５と下型３４との型締状態を経て、更に、中間型３５と下型３４とが型締めして離型フィルム３６がフィルム用狭持固定部５４にて狭持固定され、且つ、少なくとも下型キャビティ面４８から離型フィルム３６をフィルム用吸着固定部５３にて強制的に吸引排出すると、下型キャビティ面４８に加えて、キャビティ面５０を構成するキャビティ側面４９におけるキャビティ４７の全面の形状に沿って、離型フィルム３６を緊張状態で被覆固定することができるように構成される（図２参照。）。

この図２に示す離型フィルム３６を緊張状態で被覆固定されたキャビティ４７内に、樹脂材料１８（この場合、顆粒樹脂）を供給前の状態が、図２の概略断面図であり、キャビティ４７内に樹脂材料１８を供給後の状態が、図３の概略斜視図となる。
最終的に、図４に示す金型５の型締時において、キャビティ４７内に溶融樹脂が硬化するための所要時間経過後に、硬化した樹脂成形体１９（硬化樹脂３２）となって、基板１４（成形済基板２０）が成形されるように構成されている。

即ち、本発明に係わる三型（３３・３４・３５）構造の金型５と離型フィルム３６と用いて、所要複数個のチップ５（電子部品）を装着された基板１４を圧縮成形して樹脂封止する際に、成形金型面（少なくとも、キャビティ４７の全面）の任意の形状に沿って離型フィルム３６を確実に緊張状態で被覆固定させることできる。

更に、上型３３側及び下型３４側の型面の夫々には、中間型３５の上型側金型面４３と当接する上側シール部材６４、中間型３５の下型側金型面４５と当接する下側シール部材６５とが介在されている。この上側及び下側シール部材（６４・６５）と真空引き機構（図示なし）とを用いることにより、本実施形態の金型５にて真空引きすることができるように構成されている。
なお、上下両型（３３・３４）側に各シール部材（６４・６５）を夫々装設しているが、上型３３側のみの構成で実施しても適宜に変更可能である。
この上側及び下側シール部材（６４・６５）には、基板固定機構３８及びフィルム固定機構５１よりも外側方周囲に、且つ、上側及び下側シール固定部（６６・６７）に突出状態で、金型上に装設されている。例えば、上側及び下側シール部材（６４・６５）として、中空シール・Ｏリング等の弾性・耐熱性・耐久性に優れた材料を採用している。
この金型５における真空引きの実施方法とは、上型３３と中間型３５との間に介在した上型シール部材６４にて説明する。即ち、上側シール部材６４に中間型３５の上面（上型金型面４３）側が上動して当接することにより、上側シール部材６４がつぶれ状態となると共に、上型３３と中下型（３４・３５）とが上側シール部材６４を介して、少なくともキャビティ４７部分を外気遮断状態にして外気遮断空間部を形成すると略同時に、外気遮断空間部内と連通した経路から空気・水分・ガス類等を配管やバルブを介して強制的に吸引排出することができるように構成されている。
従って、三型（３３・３４・３５）構造の金型５、離型フィルム３６成形に加えて、真空引き成形を併用実施することにより、より一層、基板１に装着されたチップ１５を樹脂材料１８（溶融樹脂）にてボイド等を発生させることなく、効率良く圧縮成形して封止成形することができる。

ここで、前述した三型（３３・３４・３５）構造の金型５と離型フィルム３６成形に加えて、真空引き成形を併用実施することにより、成形前基板１７を樹脂材料１８（溶融樹脂）にて圧縮成形して封止成形する実施方法を、以下に段階的に詳細説明する。

まず、図１（２）に示すように、上型３３と下型３４と中間型３５とが型開きした状態において、フィルム用狭持固定部５４の狭持部材５６の天面と中間型３５の下型側金型面４５との間、言い換えると、下型キャビティ面４８の上面側と中間型３５の下面側とに離型フィルム３６を略水平状態で且つ離間状態で張設される。一方、上型３３側の基板用狭持固定部３９のチャック爪４２は略水平状態の閉じた状態で待機する。

次に、離型フィルム３６を中間型３５の下型側金型面４５に当接した状態で中間型３５が下動すると、下型側金型面４５と狭持部材５６天面とで離型フィルム３６を狭持した状態で連動して下動する。このとき、フィルム用狭持固定部５４の取付棒５７も連動して下動し、弾性部材５８は縮んだ状態となる。

次に、中間型３５と下型３４の狭持部材５６とで離型フィルム３６を狭持した状態で、中間型３５と狭持部材５６とが連動して更に下動すると、該狭持部材５６底面とキャビティ部材５２の水平部分の上面側とが当接すると略同時に、狭持されていない中間型３５の上側及び下型収容部（４４・４６）の所要部分、即ち、基板当接部位５９の範囲内で緊張状態の離型フィルム３６を、フィルム固定機構５１の吸着固定部５３にて下型キャビティ面４８から強制的に吸引排出する。
このとき、キャビティ部材５２のＬ字型の垂直部分における基板当接部位５９の部分は、中間型３５の上側及び下型収容部（４４・４６）に収容されて、該基板当接部位５９の範囲内の離型フィルム３６が突出することにより、離型フィルム３６が中間型３５と狭持部材５６とで狭持されるのに加え、樹脂材料１８を加熱溶融化するために金型５全体を加熱することによる離型フィルム３６の伸張現象もあいまって、より一層、基板当接部位５９の範囲内の離型フィルム３６が緊張される。

次に、図２に示す中下型（３４・３５）の型締め状態で、基板当接部位５９の範囲内で緊張状態の離型フィルム３６を下型キャビティ面４８から強制的に吸引排出を更に続けると、図２に示すように、下型キャビティ面４８とキャビティ側面４９とからなるキャビティ面５０を含むキャビティ４７の全面（成形金型面）の形状に沿って、離型フィルム３６を緊張状態で被覆固定する。
つまり、この図２に示す状態が、基板１４における樹脂成形体１９（パッケージ）を樹脂封止するためのキャビティ４７の形成空間部が形成される。

次に、図２に示すように、このキャビティ４７の形成空間部が形成される状態で、キャビティ４７内に樹脂材料１８を供給する準備段階に入る。一方の上型３３側では、成形前基板１７を供給セットする際に、基板用狭持固定部３９のチャック爪４２部分が基板１４（１７）に衝突することがないように、チャック爪４２が上型３３側の型面の所定位置（基板装着面３７）に離間（回動）した状態で、チャック爪４２を保持して待機する。

次に、前述したキャビティ４７の形成空間部が形成された状態で、図３に示すように、樹脂材料１８をキャビティ４７の形成空間部内に供給される。なお、図３には、図を明解にするために、上型３３を省き、キャビティ４７を上方向から見た概略斜視図である。

次に、上型３３に中下型（３４・３５）を連動させて上動して型締めする準備段階に入る。このとき、成形前基板１７の非装着面３１を上型３３側の型面の所定位置（基板装着面３７）に吸着した状態で、成形前基板１７の基板外周部３０をチャック爪４２で狭持することにより、成形前基板１７を基板固定機構３８にて確実に装着固定すると共に、キャビティ４７の形成空間部内に供給された樹脂材料１８は、金型５全体が加熱溶融化するのに必要な所定温度まで加熱していることから、樹脂材料１８が加熱溶融化されて溶融樹脂となる。更に、キャビティ４７の形成空間部内に緊張状態で被覆固定された離型フィルム３６は溶融樹脂によって、キャビティ部材５２のキャビティ側面４９に、より一層確実に離型フィルム３６のフィルム皺を発生させることなく、キャビティ４７の全面の形状に沿って確実に被覆固定される。当然のことながら、下型キャビティ面４８における離型フィルム３６はフィルム固定機構５１の吸着固定部５３にて吸着固定されているが、溶融樹脂によって、より一層フィルム皺を発生することなく、下型キャビティ面４８の形状に沿って被覆固定される。
図１（２）から図３までに示すように、成形前基板１７の上型３３側の型面への装着固定、キャビティ４７の形成空間部の形成、金型５全体の予備加熱、或は、キャビティ４７の形成空間部内への樹脂材料１８の供給、等における実施順序については、後述する真空引き工程までに実施できれば、適宜に変更可能である。

次に、溶融樹脂を供給したキャビティ４７の形成空間部を形成した状態で、上型３３に中下型（３４・３５）を連動させて上動して型締めする中間型締め状態となる。つまりは、上型３３側の型面に形成された上側シール部材６４に中間型３５の上型側金型面４３が当接して該上側シール部材６４がつぶれ状態となる。このつぶれ状態の上側シール部材６４の金型５の型締め状態が、少なくともキャビティ４７の形成空間部内を外気遮断状態となる外気遮断空間部を形成すると略同時に、真空引き機構に連絡する経路を介して強制的に空気等を吸引排出する。
なお、キャビティ４７の形成空間部内の樹脂材料１８は、前述した型締め状態で溶融樹脂に溶融化しなくても、真空引きを停止するまでに溶融樹脂の状態になっていればよい。
また、本実施形態の金型５の真空引き工程では、中間型締め状態で実施するようにしているが、前述した中間型締め状態と完全型締め状態（図４参照）とを断続的に停止させて実施するか、或は、金型５を停止させることなく、前述した中間型締め状態の位置から完全型締め状態（図４参照）の位置に至るまでの間、型締めの速度（金型５の型締め速度）を遅くしながら連続的に行うように適宜に変更して実施可能である。

次に、上型３３と中下型（３４・３５）とを嵌装させて中下型（３４・３５）を連動して更に上動することにより、上型３３側の型面に中間型３５の上型側金型面４３とが略合致すると略同時に、キャビティ４７の形成空間部内の基板当接部位５９が離型フィルム３６を介して成形前基板１７の基板外周部３０にクランプする。
このとき、キャビティ４７の形成空間部内の溶融樹脂に対して、この場合、電子部品（チップ１５）部分の所要箇所が浸漬される。そして、チャック爪４２は、成形前基板１７の基板外周部３０を狭持した状態で、中間型３５の上側収容部４４に収容され、且つ、キャビティ部材５２のチャック爪収容部６０に収容される。
このことからも、キャビティ４７の形成空間部における突出した基板当接部位部分５９によって、基板１４における基板外周部３０全体を確実にクランプするので、図４に示す金型５の型締め状態で、溶融樹脂をチップ１５部分に圧縮成形したとしても、基板外周部３０の基板１４上に溶融樹脂が漏出することを効率良く防止することができる。
なお、上型３３側の型面に中間型３５の上型側金型面４３が略合致するような構成で説明しているが、上側シール部材６４が完全につぶれ状態となり外気遮断状態であれば、上型３３側の型面と上型側金型面４３とが離間した状態であってもよい。
また、真空引きを解除するタイミングは、中間型締め状態から完全型締め状態（図４参照）になるまでの間で、適宜に変更して実施可能である。この場合、図４に示す金型５の型締め状態である樹脂封止完了まで真空引きを継続して、樹脂封止完了後に解除することが望ましい。

次に、図４に示すように、成形前基板１７に基板当接部位５９をクランプした状態から、中下型（３４・３５）が更に嵌装して下型３４のみが上動すると、完全に電子部品（チップ１５）部分が圧縮成形して封止成形される。この図４に示す状態が、狭持部材５６とキャビティ部材５２とが当接状態のままで、当該部材５２底面が下動して、下型３４の上面側の型面に当接すると共に、下型３４に設けた各弾性部材（５８・６３）が最も縮んだ状態で、金型５（三型３３・３４・３５）の完全型締め状態となる。
なお、本実施形態の金型５の型締め状態は、キャビティ４７の形成空間部内で樹脂量を調整することができるように、キャビティ４７の形成空間部の底面を形成する下型キャビティ面４８を、例えば、図の垂直方向に高い位置或は低い位置に適宜に配置変更することが可能である。
また、下型３４のフィルム用吸着固定部５３に形成される下型キャビティ面４８に緊張状態で被覆固定された離型フィルム３６を介して、型締め圧力をモニタリングできるように圧力センサー等の測定機器（図示なし）を埋設することも適宜に実施可能である。

次に、金型５を図４に示す完全型締め状態を保持しながら、電子部品（チップ１５）部分の溶融樹脂を硬化するための所要時間経過後に、チップ１５部分である硬化した樹脂成形体１９（硬化樹脂３２）が成形され、最終的に成形済基板２０（製品）を完成させる。
このとき、基板固定機構３８及びフィルム固定機構５１においては、吸引排出作用を連続して実施しているが、いずれか一方或は両方共を停止する構成でもよい。

次に、完成した成形済基板２０を金型５及び離型フィルム３６から離型するために、図４の金型５の型締め状態から、中下型（３４・３５）を型開きする下型３４（下型キャビティ面４８）のみを下動すると、硬化した樹脂成形体１９（硬化樹脂３２）部分に被覆された離型フィルム３６と下型キャビティ面４８との間に隙間ができるのと略同時に、フィルム固定機構５１の吸着固定部５３に兼ね備えた圧送作用を用いて、下型キャビティ面４８から圧送することにより、離型フィルム３６を介して下型キャビティ面４８から成形済基板２０を離型させる。

次に、成形済基板２０が下型キャビティ面４８から離型した状態で、上型３３と中下型（３４・３５）とが型開きすると共に、上型３３側の型面の所定位置（基板装着面３７）には、成形済基板２０の硬化した樹脂成形体１９（硬化樹脂３２）に装着固定した状態となる。このとき、中下型（３４・３５）は、キャビティ４７の形成空間部を形成した状態で保持されて連動して下動する。

次に、成形済基板２０の金型５外へ取り出すために、図２に示す金型５状態とほぼ同様に、上型３３と中下型（３４・３５）とが更に型開きし且つチャック爪４２が上型３３側の型面の所定位置（基板装着面３７）から離間（回動）して開いた状態で、上型３３側の型面の所定位置（基板装着面３７）から成形済基板２０を取り出す。

従って、本実施形態における半導体チップ１５の樹脂封止成形方法を実施する本装置１において説明したが、前述の一連の樹脂封止工程を経て、一対の圧縮成形用金型５に対して一枚の成形前基板１７を一枚の成形済基板２０に圧縮成形して樹脂封止すると共に、この一対の圧縮成形用金型５（プレスユニット７）を所要数の連結した配置構成にすることは、前述した制御ユニットにより、この一連の樹脂封止工程を連続的、或いは、断続的に、稼動・停止させることを適宜に変更して効率良く実施することができる。

図１（１）は、本発明に係わる半導体チップの樹脂封止成形装置の概略平面図、図１（２）は、図１（１）に対応する前記装置のＡ−Ａ断面線であって、前記装置に搭載された一対の圧縮成形用金型の概略断面図を示す。 図２は、図１（２）に対応する前記金型であって、金型への成形前材料を供給する概略断面図を示す。 図３は、図１（２）に対応する前記金型であって、樹脂材料を金型のキャビティ内に供給する概略斜視図を示す。 図４は、図１（２）に対応する前記金型であって、金型を型締して成形済基板を成形する概略断面図を示す。

符号の説明

１ 樹脂封止成形装置
２・８ 基板用機構
３ 樹脂材料用機構
４ インモジュールユニット（インユニット）
５ 圧縮成形用金型
６ プレス機構
７ プレスモジュールユニット（プレスユニット）
９ アウトモジュールユニット（アウトユニット）
１０ 搬送レール
１１ 供給機構
１２ 取出機構
１３ フィルム供給機構ユニット（フィルムユニット）
１４ 基板
１５ 半導体チップ（電子部品）
１６ ワイヤ
１７ 成形前基板
１８ 樹脂材料
１９ 樹脂成形体（パッケージ）
２０ 成形済基板（製品）
２１ 基板供給部
２２ 基板整列部
２３・２４ 基板移送部
２５ 基板受取部
２６ 製品収納部
２７ インマガジン
２８ アウトマガジン
３０ 基板外周部
３１ 非装着面
３２ 硬化樹脂
３３ 上型
３４ 下型
３５ 中間型
３６ 離型フィルム
３７ 基板装着面
３８ 基板固定機構
３９・５３ 吸着固定部
４０・５４ 狭持固定部
４１・５５ 通気性部材
４２ チャック爪
４３ 上型側金型面
４４ 上側収容部
４５ 下型側金型面
４６ 下側収容部
４７ キャビティ
４８ 下型キャビティ面
４９ キャビティ側面
５０ キャビティ面
５１ フィルム固定機構
５２ キャビティ部材
５６ 狭持部材
５７ 取付棒
５８・６３ 弾性部材
５９ 基板当接部位
６０ チャック爪収容部
６１ 載置部材
６２ 取付部材
６４ 上側シール部材
６５ 下側シール部材
６６ 上側シール固定部材
６７ 下側シール固定部材
Ｘ 供給位置
Ｙ 進入退出位置
Ｚ 受渡位置

Claims (1)

1. 成形前材料となる所要複数個の半導体チップを装着した基板を供給、整列、移送させる樹脂封止成形前の基板用機構と樹脂材料用機構とを設けたインユニットと、上型と下型と該上下両型の間に中間型を介在させた三型を備えた一対の圧縮成形用金型を搭載したプレス機構を設けたプレスユニットと、前記金型で圧縮成形して樹脂封止された成形後材料を移送、受取、製品収納させる樹脂封止成形後の基板用機構を設けたアウトユニットと、前記したインユニット、プレスユニット、アウトユニット間を横断して設けた搬送レールと、前記搬送レールに沿って往復動すると共に、前記成形前材料を前記金型内へ供給する供給機構と前記成形後材料を前記金型外へ取出す取出機構と、本装置全体を制御する制御機構とを設け、更に、前記一対の金型に対して、前記中間型と下型との型面間に供給する離型フィルムを張設して供給するフィルム供給機構ユニットと、少なくとも前記上型と中間型との型面間にシール部材を介在させて樹脂封止成形時に前記金型を外気遮断状態にして真空引きする真空引き機構ユニットとを取捨選択して設ける半導体チップの樹脂封止成形装置において、
   前記一対の金型に対して一枚の基板に装着した所要複数個の該チップを圧縮成形する前記プレスユニットを所要数、前記したインユニットとアウトユニットとの間に連結した配置構成にすることを特徴とする半導体チップの樹脂封止成形装置。

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