JP2008302610A - 樹脂封止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂封止装置全体の生産効率の向上、及び、コンパクト性の向上を図る。
【解決手段】離型フィルムとして所定の大きさに切断した短冊状フィルム１５１を用い、使用後の前記短冊状フィルム１５１を樹脂封止後の成形品１５２から剥がし取る剥がし機構１６１を備えた樹脂封止装置１００であって、前記剥がし機構１６１を、前記成形品１５２を保持して樹脂封止金型内から搬出する基板用ローダ・アンローダ１４０に設けて構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体チップ等を搭載した基板を樹脂にて封止する樹脂封止装置の技術分野に関する。

半導体チップ等を搭載した基板は、そのままでは外部環境からの影響を受け易いため、熱硬化性樹脂等を用いた樹脂封止が行われる。かかる樹脂封止は、例えば、上型と下型とからなる樹脂封止金型で基板をクランプした上で、キャビティ部分に樹脂を注入したり、キャビティ部分を圧縮することにより行われる。

使用される樹脂が金型側に付着しないように樹脂自体及び金型表面にも種々の工夫が凝らされているが、完全に防ぐことは困難である。樹脂が金型に付着すれば、基板を取り外すことが困難となったり、以降の封止作業において封止異常をきたす原因ともなる。そこで、樹脂封止に際しては、特許文献１に記載されているように、金型表面にＰＴＦＥ等の材質で構成された離型フィルムを介在させる方法が好んで利用されている。ここでは、金型を挟んで対向する位置に離型フィルムをロール状に巻回した供給ロールと、使用済みの離型フィルムを回収する回収ロールが配置され、「ロールｔｏロール」による離型フィルムの供給が行われている。

しかしながら、このように金型を挟んで対向する位置にそれぞれロールを備える構成では、樹脂封止装置全体のコンパクト性に悪影響を与えたり、ロールの取替え作業が煩雑であったり、離型フィルムの無駄が多い等の不都合な点も存在する。そこで離型フィルムを一旦所定の長さの短冊状に切断し、この短冊状の離型フィルム（短冊状フィルム）を用いて樹脂封止を行う樹脂封止装置が既に提案されている（特許文献２参照）。短冊状フィルムを用いた樹脂封止の場合は、図１４に示すように、樹脂封止後、樹脂封止された成形品４２が短冊状の離型フィルム３２ごと（封止工程を経ることで短冊状フィルムは樹脂封止後の成形品に密着する）アンローダによって金型外部に搬出された上で、当該アンローダから送りローラ対４０へと引き渡された後、当該送りローラ対４０により送られつつ、剥離用吸着パッド４１によって剥離除去されている。

特開２００７−５４９６号公報 特開２０００−１０８１５９号公報

しかしながら、上記した特許文献２のように、一旦アンローダ（搬出装置）から送りローラ対へと受け渡しが行われた後、短冊状フィルムの剥がし作業を行う場合には受渡しに要する時間だけ生産効率が低下してしまう。また、樹脂封止装置内に送りローラ対を配置する分だけスペースが必要となり、装置全体のコンパクト性にも影響する。

本発明はかかる問題点を解決するべくなされたものであって、短冊状フィルムの剥がし機構を改良することによって、樹脂封止装置全体の生産効率の向上及びコンパクト性の向上を図ることをその課題としている。

本発明は、離型フィルムとして所定の大きさに切断した短冊状フィルムを用い、使用後の前記短冊状フィルムを樹脂封止後の成形品から剥がし取る剥がし機構を備えた樹脂封止装置であって、前記成形品を保持して樹脂封止金型内から搬出する搬出装置を備えると共に、前記剥がし機構が、該搬出装置に設けられていることにより、上記課題を解決するものである。

このような構成を採用することによって、わざわざ送りローラ対等に受け渡すことなく、成形品を搬出装置に保持したままで短冊状フィルムを剥がすことが可能となる。即ち、短冊状フィルムを剥がすことを目的とした受け渡し時間が不要となり、その分生産効率を高めることが可能となる。また、樹脂封止装置に本来的に備わる搬出装置（成形品を金型内から搬出する装置：アンローダ）自体に剥がし機構を設けているため、剥がし機構「専用の」スペースを設ける必要がなく、樹脂封止装置全体のコンパクト性にも寄与し得る。

また、前記剥がし機構が、前記成形品が前記搬出装置に保持された状態で前記短冊状フィルムを保持可能なフィルム保持手段と、該フィルム保持手段が保持する部位よりも前記成形品に近い部位を下方向に押出可能な押出手段と、を備える構成とすれば、両手段の相互作用（フィルム保持手段により短冊状フィルムの端部を保持していることによって、押出手段による押出力がフィルムへと伝達される）によって、確実に短冊状の離型フィルムを剥がすことが可能となる。

また、前記保持手段をエアを吸引可能な吸着パッドとし、前記押出手段を鉛直方向に伸縮可能に配置されたアクチュエータとすれば、簡易な構成で剥がし機構を構成することが可能となる。

更に、前記剥がし機構により剥がされた前記短冊状フィルムを受け取って所定の場所に回収可能な回収機構を備えることで、剥がされた短冊状フィルムの散乱を防止し、クリーンな環境を維持することができる。

また、前記回収機構が、前記短冊状フィルムを表面に吸着可能なプレート部と、該プレート部を支持するアーム部と、該アーム部を上下に駆動可能な駆動部と、を備え、前記アーム部が少なくとも１以上のヒンジ部を有し、前記プレート部を上下に反転可能に構成すれば、剥がし機構によって剥がされた短冊状フィルムをプレートに沿って（即ち、平面のまま、平らな状態のまま）で回収することが可能となり、例えば所定容量の回収ボックス内により多くの（使用済みの）短冊状フィルムを収容することが可能となる。

本発明を適用することにより、樹脂封止装置全体の生産効率の向上及びコンパクト化を図ることが可能となる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。

まず樹脂封止装置全体を概略的に説明し、その後、当該樹脂封止装置に備わっている使用済み短冊状フィルムの剥がし機構及び回収機構について説明する。

<樹脂封止装置全体の概略構成>
図１は、樹脂封止装置１００の平面図であって、樹脂封止前の基板等の流れを中心に示した図である。図２は、樹脂封止装置１００の平面図であって、樹脂封止後の基板（成形品）等の流れを中心に示した図である。図３は、樹脂封止装置１００の正面図である。

樹脂封止装置１００は、樹脂封止金型１１０（上型１１２及び下型１１４）を備える樹脂封止金型ユニット１０１と、この樹脂封止金型ユニット１０１に対して樹脂（図示しない）を供給可能な樹脂供給部１０２と、樹脂封止金型ユニット１０１に対して樹脂封止前の基板を供給したり、樹脂封止後の基板（成形品）を収納したりする基板供給収納部１０３とから構成されている。

本実施形態における樹脂封止装置１００においては、樹脂封止金型ユニット１０１が２列配置された、所謂「マルチプレス」型の樹脂封止装置である。並列配置された樹脂封止金型ユニット１０１に対して、一方側に樹脂供給部１０２が配置され、他方側に基板供給収納部１０３が配置されている。これら樹脂封止金型ユニット１０１、樹脂供給部１０２、基板供給収納部１０３にはそれぞれが連結された状態で、連続する移動ガイド１３０が設けられ、当該移動ガイド１３０上を樹脂ローダ１２２や、基板用ローダ・アンローダ１４０が移動可能とされている。また、樹脂封止金型ユニット１０１は、適宜増減可能であり、樹脂封止金型ユニット１０１一台で樹脂封止装置を構成することも可能である。また、３台以上の樹脂封止金型ユニット１０１を並列配置することも可能である。

樹脂供給部１０２は、樹脂封止金型１１０に投入される樹脂が供給される部分であり、
当該樹脂供給部１０２から供給される樹脂は、例えばペレット状、粉状、粒状、平板状等のさまざまな状態の樹脂を供給することが可能とされている。当該樹脂供給部１０２から供給される樹脂は、移動ガイド１３０上に配置される樹脂ローダ１２２によって所定のタイミングで樹脂封止金型ユニット１０１における樹脂封止金型１１０に対して供給可能とされている。

一方、基板供給収納部１０３は、半導体チップ等が搭載された基板であってこれから樹脂封止されようとする基板が複数収納された供給マガジン１７２と、樹脂封止金型１１０によって樹脂封止された封止後の基板（成形品）が収納される収納マガジン１７４とが配置されている。両マガジン１７２、１７４は上下に位置を異ならせて配置された構成とされており（図３参照）、マガジンエレベータ１７０を介して基板（封止前基板、封止後基板）の出し入れが行われる。また、基板供給収納部１０３には、供給マガジン１７２から取り出された基板を樹脂封止金型１１０に対して搬送する前に事前に所定の温度に温めておくことが可能なプレヒーター部１８０と、ロール状の離型フィルムを所定の長さの短冊状フィルムに切断した上で、この短冊状フィルムを樹脂封止金型１１０に対して供給可能なフィルム供給機構１５０と、成形品１５２から短冊状フィルム１５１を剥がし・回収するフィルム剥がし・回収機構１６０（図１〜図３においては表れていない）が備わっている。

また、基板用ローダ・アンローダ１４０は、封止前基板を樹脂封止金型１１０に対して搬入したり、封止後基板（成形品）を樹脂封止金型１１０から搬出することが可能とされている。基板用ローダ・アンローダ１４０は、移動ガイド１３０上をＸ方向に自由に移動できると共に、自身の一部（フィルム搬送部１４２、基板搬送部１４３）をＹ方向に進退させることが可能とされている。この基板用ローダ・アンローダ１４０における基板搬送部１４３の下面側には、図示はしないが成形品を保持可能な保持爪機構が備わっており、当該保持爪機構の作用によって所定のタイミングで成形品１５２を基板搬送部１４３へと保持することが可能とされている。

<樹脂封止装置全体の概略作用>
供給マガジン１７２からマガジンエレベータ１７０によって取り出された基板は、いったんプレヒーター部１８０によって所定の温度にまで加熱される。続いて基板用ローダ・アンローダ１４０に引き渡された後、短冊状フィルムと共に（または別のタイミングで）樹脂封止金型ユニット１０１における樹脂封止金型１１０に搬送され供給される。また、所定のタイミングで樹脂用ローダ１２２によって樹脂供給部１０２から供給された樹脂が樹脂封止金型１１０に対して供給される。全ての材料が樹脂封止金型１１０に投入された後、上型１１２と下型１１４とが型閉じされ、樹脂封止が行われる。

封止工程を経ることによって短冊状フィルムは成形品に密着するため、成形品は、短冊状フィルムと共に基板用ローダ・アンローダ１４０によって回収され、基板供給収納部１０３側へと移動する。その後、フィルム剥がし・回収位置Ｅにて成形品から短冊状フィルムが剥がされた後、マガジンエレベータ１７０を介して収納マガジン１７４へと収納されることとなる。剥がされた短冊状フィルムはフィルム剥がし・回収機構（後述）によって適宜破棄される。その後は当該作用を繰り返し行なうことによって封止作業が繰り返されることとなる。

なお、ここでは圧縮成形方式による樹脂封止を前提に説明しているが、その他にもトランスファ成形方式の樹脂封止装置であっても差し支えない。

<フィルム剥がし・回収機構の構成>
次に、図４を用いてフィルム剥がし・回収機構１６０について詳細に説明する。図４は、上述の樹脂封止装置１００に採用されているフィルム剥がし・回収機構１６０の概略構成図であって、基板用ローダ・アンローダ１４０が金型内から成形品１５２を取り出す前の状態を示した図である。

フィルム剥がし・回収機構１６０は、フィルム剥がし機構１６１と、回収機構１６５とから構成されている。

フィルム剥がし機構１６１は、移動ガイド１３０上を移動する基板用ローダ・アンローダ１４０に備わっている。即ち、成形品１５２を樹脂封止金型内から搬出する搬出装置としての基板用ローダ・アンローダ１４０を構成する基板搬送部１４３に設けられている。このフィルム剥がし機構１６１は、アクチュエータとしてのエアシリンダ（押出手段）１６２と吸着パッド（フィルム保持手段）１６３とで構成されている。また、これらエアシリンダ１６２及び吸着パッド１６３は、基板搬送部１４３に成形品１５２が保持された状態で、当該成形品１５２よりも外側（成形品１５２の幅方向若しくは奥行方向における外側）の位置にエアシリンダ１６２がロッド１６２Ａを下方向（鉛直方向）に向けて配置され、更にこのエアシリンダ１６２よりも外側の位置に吸着パッド１６３が配置された構成とされている。即ち、その結果、吸着パッド１６３は、基板搬送部１４３に成形品１５２（及び当該成形品１５２に密着している短冊状フィルム１５１）が保持された状態で、短冊状フィルム１５１の端部を吸着して保持することが可能となっている。また、エアシリンダ１６２は、吸着パッド１６３と成形品１５２との間に配置されているため、吸着パッド１６３と成形品１５２との間に位置する短冊状フィルム１５１を下方向に押出すことが可能とされている。なお、このエアシリンダ１６２は、空気以外にも例えばオイル等を用いて駆動しても良く、広く流体シリンダを採用することが可能である。なお吸着パッド１６３とエアシリンダ１６２との位置関係はあくまで例示である。また、その他にもボールねじを利用して鉛直方向に伸縮可能なアクチュエータを構成してもよい。

回収機構１６５は、短冊状フィルム１５１を吸着保持可能なプレート部１６６と、このプレート部１６６を支持するアーム部１６７と、アーム部１６７に連結され当該アーム部１６７及びプレート部１６６全体を上下に駆動することが可能な駆動部１６９とを有した構成されている。また、アーム部１６７には、ヒンジ部１６８が設けられており、当該ヒンジ部１６８が回動することによってプレート部１６６を上下に反転させることが可能な構成とされている。なお本実施形態ではヒンジ部１６８が１つで構成されているが、２以上のヒンジ部を有するような構成としてもよい。またプレート部１６６には、複数の吸着パッド１６６Ａが設けられている。

なお符号２００は回収容器であり、回収機構１６５によって回収された短冊状フィルム（使用済み短冊状フィルム）１５１を収容可能な構成とされている。

<フィルム剥がし・回収機構の作用>
続いて、図４乃至図１３を用いてフィルム剥がし・回収機構１６０の作用について説明する。

樹脂封止金型において樹脂封止作業が終了すると上型１１２と下型１１４とが離間され、当該離間した上型１１２と下型１１４との間に基板用ローダ・アンローダ１４０（の基板搬送部１４３）が侵入する（図４参照：ここでは下型１１４のみ図示している）。基板搬送部１４３が金型内へと侵入した後、下型１１４を上下に駆動可能なプレス機構（図示していない）の働きによって、下型１１４及び下型１１４の表面に残存している成形品１５２及び短冊状フィルム１５１を基板搬送部１４３側へと移動させる（即ち上昇させる）。成形品１５２が基板搬送部１４３に当接したタイミングで、基板搬送部１４３に備わる保持爪機構（図示しない）によって成形品１５２を保持する。また、これと略同時に吸着パッド１６３によって短冊状フィルム１５１の端部が吸着保持される。

これらの工程が完了した後、図示せぬプレス機構の働きによって、下型１１４が基板搬送部１４３から退避離間する。これにより、成形品１５２及び短冊状フィルム１５１が下型１１４から基板搬送部１４３へと受渡される（図５参照）。

続いて、図６に示すように、基板搬送部１４３が移動ガイド１３０に沿って移動する。移動先には、回収機構１６５のプレート部１６６が待機しており、当該プレート部１６６の真上の位置に成形品１５２が到達した段階で基板搬送部１４３の移動が停止する。

続いて、駆動部１６９によって、アーム部１６７及びプレート部１６６全体が基板搬送部１４３が保持する成形品１５２側へと移動する。プレート部１６６の表面が成形品１５２に当接した段階（または当接直前の段階）で当該駆動部１６９の駆動が停止する（図７参照）。

更に、フィルム剥がし機構１６１を構成するエアシリンダ１６２のロッド１６２Ａが押し出され、成形品１５２に密着していた短冊状フィルム１５１を剥がし取る。当該押出によって短冊状フィルムが成形品１５２から剥がれる直前のタイミングで、吸着パッド１６３の吸着を解くことによって、剥がされた短冊状フィルム１５１がプレート部１６６側へと受け渡される。更に、プレート部１６６側へと受け渡された短冊状フィルム１５１は、プレート部１６６に内蔵される吸着パッド１６６Ａの吸着によって、プレート部１６６表面に保持されることとなる（図８参照）。

続いて駆動部１６９によって、短冊状フィルム１５１の受渡しが完了したプレート部１６６全体を下方向へと移動させる（図９参照）。このとき、エアシリンダ１６２のロッド１６２Ａの先端を暫くの間プレート部１６６の表面に当接させ続ける制御を行えば、短冊状フィルムの剥がし取りをより確実なものとすることが可能である。

続いて、図１０に示すように、アーム部１６７に備わるヒンジ部１６８が回動することによって、プレート部１６６全体が上下に反転する。なおこのとき、プレート部１６６に内蔵された吸着パッド１６６Ａにより、短冊状フィルム１５１はプレート部１６６表面に保持された状態のままである（図１０参照）。このヒンジ部１６８の回動は、プレート部１６６の表面が真下を向いた位置にて停止される（図１１参照）。また、当該停止位置におけるプレート部１６６の真下には、回収容器２００が位置している。

続いて図１２に示すように、駆動部１６９によってアーム部１６７及びプレート部１６６を下方向に駆動し、プレート部１６６を回収容器２００内へと侵入させる。プレート部１６６が回収容器２００内へと侵入した段階で、プレート部１６６に内蔵される吸着パッド１６６Ａの吸着を解き、プレート部１６６の表面に吸着保持されていた短冊状フィルム１５１を回収容器２００内へと投入する。なお、吸着パッド１６６Ａの吸着を解いて単に短冊状フィルム１５１を回収容器２００内へと投入するだけでなく、例えば、更にプレート部１６６を下方向に移動させて、積層された状態で回収容器２００に収容される短冊状フィルム１５１を圧縮させることも可能である。このようにすれば、回収容器２００内により多くの短冊状フィルム１５１を無駄なく収容させることが可能となる。更に、本実施形態ではプレート部１６６によって短冊状フィルム（使用後剥がされた短冊状フィルム）１５１を平面的に（短冊状フィルムが大きく丸まったり、折り曲がったりすることなく：平らな状態のまま）受け取って回収しているため、所定容量の回収容器２００に対して短冊状フィルム１５１を効率良く収容することが可能となり、回収容器２００の頻繁な交換作業や、大容量の回収容器を設置する必要が無くなる等のメリットがある。

その後は、図１３に示すように、駆動部１６９によってアーム部１６７及びプレート部１６６全体が上方向に移動した後ヒンジ部１６８が回動し、待機位置（基板搬送部１４３から短冊状フィルムを受け取ることが可能な位置）へと戻ることとなる。

以降は当該作用が繰返し行なわれる。

なお、本実施形態のように、フィルム剥がし機構１６１をエアシリンダ１６２と吸着パッド１６３で構成すれば、簡易かつ低コストでフィルム剥がし機構１６１を構成可能である。

また、回収機構１６５を備えることで、剥がされた短冊状フィルム１５１の散乱を防止し、クリーンな環境を維持することが可能となっている。

短冊状の離型フィルムを使用する樹脂封止装置において、樹脂封止方式（例えば圧縮成形方式、トランスファ成形方式など）に関らず広く採用可能である。

樹脂封止装置の平面図であって、樹脂封止前の基板等の流れを中心に示した図 樹脂封止装置の平面図であって、樹脂封止後の基板等の流れを中心に示した図 樹脂封止装置の正面図 樹脂封止装置に採用されているフィルム剥がし・回収機構の概略構成図であって、基板用ローダ・アンローダが金型内から成形品を取り出す前の状態を示した図 同、基板用ローダ・アンローダが金型内から成形品を取り出した状態を示した図 同、基板用ローダ・アンローダが回収機構側へ移動した状態を示した図 剥がし機構が短冊状フィルムを剥がしている状態を示した図 剥がされた短冊状フィルムが回収機構側に受け渡された状態を示した図 回収機構による短冊状フィルムの回収作業を示した図であって、回収作業開始直後の状態を示した図 回収機構による短冊状フィルムの回収作業を示した図であって、ヒンジ部が回動している状態を示した図 回収機構による短冊状フィルムの回収作業を示した図であって、プレート部の上下が反転した状態を示した図 回収機構による短冊状フィルムの回収作業を示した図であって、回収容器内の短冊状フィルムを圧縮している状態を示した図 回収機構による短冊状フィルムの回収作業を示した図であって、回収作業終了後の状態を示した図 特許文献２に記載されているリリースフィルム除去機構（剥がし機構）の概略構成図

符号の説明

１００…樹脂封止装置
１０１…樹脂封止金型ユニット
１０２…樹脂供給部
１０３…基板供給収納部
１１０…樹脂封止金型
１１２…上型
１１４…下型
１２２…樹脂用ローダ
１３０…移動ガイド
１４０…基板用ローダ・アンローダ
１４２…フィルム搬送部
１４３…基板搬送部
１５０…フィルム供給機構
１５１…短冊状フィルム
１５２…成形品
１６０…フィルム剥がし・回収機構
１６１…フィルム剥がし機構
１６２…エアシリンダ
１６２Ａ…ロッド
１６３…吸着パッド
１６５…回収機構
１６６…プレート部
１６６Ａ…吸着パッド
１６７…アーム部
１６８…ヒンジ部
１６９…駆動部
１７０…マガジンエレベータ
１７２…（基板）供給マガジン
１７４…（基板）収納マガジン
１８０…プレヒーター部

Claims (5)

1. 離型フィルムとして所定の大きさに切断した短冊状フィルムを用い、使用後の前記短冊状フィルムを樹脂封止後の成形品から剥がし取る剥がし機構を備えた樹脂封止装置であって、
   前記成形品を保持して樹脂封止金型内から搬出する搬出装置を備えると共に、
   前記剥がし機構が、該搬出装置に設けられている
   ことを特徴とする樹脂封止装置。
2. 請求項１において、
   前記剥がし機構が、前記成形品が前記搬出装置に保持された状態で前記短冊状フィルムを保持可能なフィルム保持手段と、該フィルム保持手段が保持する部位よりも前記成形品に近い部位を下方向に押出可能な押出手段と、を備える
   ことを特徴とする樹脂封止装置。
3. 請求項２において、
   前記保持手段が、エアを吸引可能な吸着パッドであり、
   前記押出手段が、鉛直方向に伸縮可能に配置されたアクチュエータである
   ことを特徴とする樹脂封止装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記剥がし機構により剥がされた前記短冊状フィルムを受け取って所定の場所に回収可能な回収機構を備える
   ことを特徴とする樹脂封止装置。
5. 請求項４において、
   前記回収機構が、前記短冊状フィルムを吸着可能なプレート部と、該プレート部を支持するアーム部と、該アーム部を上下に駆動可能な駆動部と、を備え、
   前記アーム部が少なくとも１以上のヒンジ部を有し、前記プレート部を上下に反転可能である
   ことを特徴とする樹脂封止装置。

Images