JP2009012304A - 樹脂封止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの高精度な受け渡しと、のワークの受け渡し場所（例えば複数の金型）間の傾き等の調整作業の簡略化を可能とする。
【解決手段】所定のワークを保持して複数の金型１０６から搬送するアンローダ１４０を備えた樹脂封止装置１００であって、アンローダ１４０が、アーム部１４２と、該アーム部１４２に支持され且つワークを保持可能なチャック部１４６と、を備え、複数の金型１０６には、ワークの受け渡し時におけるチャック部１４６の高さ方向の位置を管理するために規定の高さに管理された複数の基準面１０６Ｄがそれぞれ設けられ、チャック部１４６が、ワークの受け渡し時に基準面１０６Ｄに当接可する複数の当接部１４７Ｂを備え、且つ、アーム部１４２に対して傾くことが可能に構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体チップ等を樹脂にて封止する樹脂封止装置の技術分野に関する。

樹脂封止前の被成形品、樹脂、更には樹脂封止後の成形品などのワークをある場所からその他の場所へと搬送するローダ、アンローダ等の搬送機構を備えた樹脂封止装置として特許文献１に記載される樹脂封止装置が公知である。

この樹脂封止装置では、金型をユニット単位で増設可能として構成されており、適宜増減された金型ユニットに対して、ローダやアンローダがワークを搬送している。

特開２００１−３００９７５号公報

特許文献１に記載される樹脂封止装置では、それぞれ１つのローダが複数の金型に対してワークを搬入し、また、１つのアンローダが複数の金型からワークを搬出している。

しかしながら、搬送機構によるワークの受け渡し場所の数が多くなるに従って、それぞれの受け渡し場所における調整作業が困難となるという問題点がある。例えば、ユニット単位で構成された金型は、ユニット毎に微妙に異なる傾きを有している場合がある。これらの傾きを全て統一する（例えば全て同じ高さで水平に調整する）のは非常に困難且つ手間がかかる。一方、ある程度まで金型側を調整し、残りの誤差分をローダやアンローダ等の搬送機構側で吸収するべく中立位置となるように調整すれば、調整の時間や手間はある程度低減できるものの、「ワークの高精度な受け渡し」という観点からは必ずしも満足できるレベルに達していなかった。

本発明は、このような問題点を解決するべくなされたものであって、樹脂封止装置において、ワークの高精度な受け渡しと、受け渡し場所（例えば複数の金型）間の傾き等の調整作業の簡略化の両立を可能とすることをその課題としている。

本発明は、所定のワークを保持して第１の場所から第２の場所へと搬送する搬送機構を備えた樹脂封止装置であって、前記搬送機構が、アーム部と、該アーム部に支持され且つ前記ワークを保持可能な保持部と、を備え、前記第１の場所および第２の場所には、前記ワークの受け渡し時における前記保持部の高さ方向の位置を管理するために規定の高さに管理された複数の基準面がそれぞれ設けられ、前記保持部が、前記ワークの受け渡し時に前記基準面に当接する複数の当接部を備え、且つ、前記アーム部に対して傾くことを可能
とすることにより上記課題を解決するものである。

また本発明は、所定のワークを保持して第１、第２の場所（例えば第１、第２の金型）から他の場所（例えば冷却部）へと、または、他の場所（例えばプレヒート部）から第１、第２の場所（例えば第１、第２の金型）へと搬送する搬送機構を備えた樹脂封止装置であって、前記搬送機構が、アーム部と、該アーム部に支持され且つ前記ワークを保持可能な保持部と、を備え、前記第１の場所および第２の場所には、前記ワークの受け渡し時における前記保持部の高さ方向の位置を管理するために規定の高さに管理された複数の基準面がそれぞれ設けられ、前記保持部が、前記ワークの受け渡し時に前記基準面に当接する複数の当接部を備え、且つ、前記アーム部に対して傾くことを可能とす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したことによって、ワークの受け渡し場所の傾きがそれほど厳密に調整されていない場合でも、ワークの高精度が受け渡しが可能となる。即ち、単に搬送機構側を誤差の「中立位置」に調整して設置するのではなく、ワークを保持可能な保持部が積極的に傾くことで傾きの誤差を吸収すると共に、ワークに対しては常に決められた姿勢を保ちつつ、保持部によるワークの受け渡し（ワークのキャッチアンドリリース）をすることを可能としている。

また、前記保持部が、前記アーム部に垂設され且つ該アーム部に対して昇降可能な昇降部を介して支持されているように構成すれば、例えば金型等の受け渡し場所側が昇降しない場合においても、搬送機構による搬送が可能となる。

なお、前記保持部の傾きは、例えば、前記保持部を前記昇降部に対してフロート支持したり、前記昇降部に対してボールジョイントにより結合することにより実現可能である。

また、前記第１の場所が、樹脂封止前の前記ワークがプレヒートされるプレヒート部、封止が行われる金型、樹脂封止後の前記ワークが冷却される冷却部、樹脂封止後の前記ワークの不要部分が取り除かれるゲートブレーク部、樹脂封止後の前記ワークが収納されるワーク収納部のいずれかであり、前記第２の場所が、樹脂封止前の前記ワークがプレヒートされるプレヒート部、封止が行われる金型、樹脂封止後の前記ワークが冷却される冷却部、樹脂封止後の前記ワークの不要部分が取り除かれるゲートブレーク部、樹脂封止後の前記ワークが収納されるワーク収納部のいずれかであるような構成とすれば、樹脂封止装置内でワークの受け渡しが行われる場所の調整作業を広範囲に渡って軽減できると共に、これら全ての場所において高精度なワークの受け渡しが可能となる。

本発明を適用することにより、ワークの受け渡し場所の傾き調整作業が簡略化できると共に、ワークの高精度な受け渡しが可能となる。

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。

図１は、本発明の実施形態の一例である樹脂封止装置１００の概略構成図である。図２は、アンローダ１４０の側断面図である。図３は、図２における矢示IV‐IV線に沿う断面図である。図４は、チャック部（保持部）の拡大図である。図５は、アンローダ１４０のアーム部が伸びた状態の側断面図である。図６は、アンローダ１４０のアーム部が最大に伸びた状態の側断面図である。図７は、金型の平面図である。

なお説明の都合上、図１における左右方向をＸ方向、同上下方向をＹ方向、これらＸ方向及びＹ方向のいずれにも直交する方向をＺ方向（高さ方向）として説明する。

<樹脂封止装置の構成>
樹脂封止装置１００は、当該装置の基台となるベース部１０１上に、樹脂封止前の被成形品（例えば基板やリードフレーム：ワーク）が供給される基板供給部（ワーク供給部）１０２と、樹脂封止後の成形品が収納される成形品収納部１０４と、これら基板供給部１０２及び成形品収納部（ワーク収納部）１０４との間に並んで配置される２つの金型１０６（図１においては下型１０６Ｂが現れている）とが直線的に配置されている。更に基板供給部１０２の近傍には、基板供給部１０２から取り出された被成形品を旋回させて向きを整える旋回テーブル１０３、旋回テーブル１０３によって向きが整えられた後に被成形品を所定の温度にまで加熱し保温するプレヒータ部１０５が配置されている。更にこれら旋廻テーブル１０３およびプレヒータ部１０５と並んで、封止材料としての樹脂タブレットが供給される樹脂タブレット供給部１０９が配置されている。一方、成形品収納部１０４の近傍には、樹脂封止後の成形品（ワーク）が冷却される冷却ステージ（冷却部）１０７、冷却ステージ１０７にて冷却された成形品の不要部分（カル部）が取り出されるゲートブレーク部１０８が配置されている。

また、ベース部１０１には基板供給部１０２、成形品収納部１０４、金型１０６の並びと平行して、Ｘ方向ガイド１２０が設置されている。このＸ方向ガイド１２０上には、ローダ１３０及びアンローダ１４０が当該ガイドに沿って自由に移動することが可能に配置されている。これらローダ１３０及びアンローダ１４０は、複数配置された金型１０６に対する搬送機構として機能する。即ち、ローダ１３０は、基板供給部１０２から供給される樹脂封止前の被成形品を所定のタイミングで金型１０６へと搬入する。一方、アンローダ１４０は、それぞれの金型１０６にて樹脂封止された成形品を搬出し成形品収納部１０４へと収納する機能を有している。

また、略矩形の下型１０６Ｂは、その各辺の中央部分にそれぞれ凸部１０６Ｃが設けられている。この凸部１０６Ｃの上面は規定の高さに管理されており基準面１０６Ｄとして機能する。

なお、本実施形態においては、前述したように金型１０６が２つ配置されているが、必ずしも２つに限定されるものではなく、１つまたは３つ以上の金型が配置されていてもよい。更に、基板供給部１０２と成形品収納部１０４とが同じ側に配置されていたり、更にローダ１３０及びアンローダ１４０が単一の搬送機構によって実現されていても良い。

次に、図２乃至図４を用いて搬送機構としてのアンローダ１４０について詳細に説明する。なお、ここではアンローダ１４０について説明するが、ローダ１３０についても同様の機構が採用されている。

アンローダ１４０は、ベース部１０１に設けられた２本のＸ方向ガイド１２０の上に配置されている。即ち、このアンローダ１４０は、Ｘ方向ガイド１２０に沿ってベース部１０１上を自在に移動することが可能とされている。アンローダ１４０のアンローダ本体（本体部）１４１は、側面（Ｘ方向）から見ると略Ｌ字形状に構成されている。このＬ字形状の長辺部分（図２において左右方向）に沿って、アンローダ本体１４１にはスライドレール（ガイド部）１４４が設けられている。このスライドレール１４４には、１本のスライドレール１４４に対して２つのスライド体１４３が嵌合している。更にこの２つのスライド体１４３は、アーム部１４２に連結固定されている。即ち、アンローダ本体１４１内に収容されているアーム部１４２は、このスライドレール１４４及びスライド体１４３を介してアンローダ本体１４１に対してスライド可能に支持されている。なお、本実施形態ではアーム部１４２がアンローダ本体１４１に対してスライド可能に構成されているが、スライドすること自体は本発明の必須の構成要素ではない。更に、アーム部１４２におけるスライド体１４３の連結位置よりも金型１０６側（即ちスライド先側）には、スライドレール１４４に当接するように１つのスライドレール１４４に対して４つの支持ローラ１４５が設けられている。更にこの支持ローラ１４５よりも金型１０６側（即ちスライド先側）には上下機構１４７を介してチャック部（保持部）１４６が垂設されている。なお、図２、図３ではチャック部１４６を簡略化して示しているため、図４を参照しつつその構造を詳細に説明する。

チャック部１４６は、アーム部１４７からシリンダ等の上下機構１４７を介して垂設されており、この上下機構１４７の作動によって所定のタイミングでアーム部１４２に対して上下動することが可能とされている。チャック部１４６は、上下機構１４７に固定された上下プレート１５０と該上下プレート１５０に対してフロート指示されている傾きプレート１５７を備えている。上下プレート１５０は、アーム部１４２から垂設されるスライドポール１５１に嵌合し、当該スライドポール１５１に沿って上下動する。上下プレート１５０には第１ストッパ１５２が設けられており、上下プレート１５０の動きを規制している。また、スライドポール１５１の先端付近には第２ストッパ１５３が設けられ、上下プレート１５０の抜け落ちを防止している。

上下プレート１５０からは複数のピン１５４が垂設されている。当該ピン１５４は、傾きプレート１５７に設けられた貫通孔１５７Ａを遊嵌する態様で配置される。また、ピン１５４の先端には第３ストッパ１５６が設けられており、傾きプレート１５７の抜け落ちを防止している。更に、ピン１５４を内包するようにバネ１５５が配設されており、当該バネ１５５によって、上下プレート１５０と傾きプレート１５７とを常時引き離す方向に付勢している。このような構成によって、傾きプレート１５７が、上下プレート１５０更にはアーム部１４２に対して傾くことが可能とされている。

また、傾きプレート１５７の下面には、チャック爪１５８が形成されており、所定のタイミングで開閉し、ワーク１８０をキャッチし且つリリースすることが可能とされている。また、当該傾きプレート１５７は、平面視すると略矩形に構成されており、各辺の略中央部下面側に１対の（即ち計４対の）チャックローラ１４８が設けられている（図９参照）。更にこの１対のチャックローラ１４８は、下型１０６Ｂに備わる凸部１０６Ｃに嵌合可能とされており、当該１対のローラ１４８におけるローラとローラの間の部分に凸部１０６Ｃの上面（基準面１０６Ｄ）が当接可能とされている。即ち、計４対のローラ１４８がそれぞれ下型１０６Ｂに備わる４つの凸部１０６Ｃに嵌合することにより、金型１０６に対するチャック部１４６の位置決め（ＸＹ方向の位置決め）が可能な構成とされている。

また、アーム部１４２の最も先端には、金型１０６の表面を清掃可能なクリーナ部１４９が設けられている。このクリーナ部１４９は本実施形態においては回転するブラシによって実現されている。

<樹脂封止装置全体の作用>
続いて樹脂封止装置１００の作用について説明する。

最初に、基板供給部１０２から樹脂封止前の一枚のワーク（基板やリードフレーム）が旋廻テーブル１０３へと搬送される。この搬送は図示せぬ搬送ハンドによって行われる。旋廻テーブル１０３に一枚のワークが搬送されると旋廻テーブル１０３が回転する。その後もう１枚のワークが旋廻テーブル１０３へと搬送され、計２枚のワークが旋廻テーブル１０３上に配置される。その後ローダ１３０によって２枚のワークが同時にプレヒータ１０５部に搬送される。ここでワークが所定の温度にまで加熱され保温される。プレヒータ１０５部は本実施形態では２つ設けられており、そのうちのいずれか（空いている側）に搬送される。一方樹脂タブレット供給部１０９からは、封止材料としての樹脂タブレットが供給される。その後、プレヒータ部１０５にて保温されているワークおよび樹脂タブレットが、ローダ１３０によって、金型１０６へと搬送される。

金型１０６において樹脂封止が完了すると、今後はアンローダ１４０によって樹脂封止後のワークが冷却ステージ１０７へと搬送される。冷却ステージ１０７では、樹脂封止後のワークが所定の温度にまで冷却される。その後再びアンローダ１４０によって、ワークが冷却ステージ１０７からゲートブレーク部１０８へと搬送される。ここではワークの不要部分、即ち、カル部に相当する樹脂がゲートブレークされて取り除かれる。不要部分は破棄され、残ったワークが製品収納部１０４へとアンローダ１４０によって搬送される。

このような手順が繰り返されることによって樹脂封止が連続して行われる。

ここでアンローダ１４０の作用に着目してより詳細に説明する。

金型１０６において樹脂封止が完了すると、上型１０６Ａおよび下型１０６Ｂが図示せぬプレス機構によって開いた状態とされる（図５参照）。このタイミングで搬送機構であるアンローダ１４０のアーム部１４２がスライドし、上型１０６Ａおよび下型１０６Ｂの間に進入する。アーム部１４２は、当該アーム部１４２に連結されるスライド体１４３および支持ローラ１４５の存在によってスライドレール１４４に沿って金型１０６側へとスライドする。かかるスライドは、２つのスライド体１４３及び４つの支持ローラ１４５によって支持された状態でスライドするため、当該スライドによってアンローダ本体１４１から突出した状態の（オーバーハングした状態の）アーム部１４２を確実に支持することが可能となっている。

次に図６に示すように、更にアーム部１４２がスライドし、チャック部１４６が下型１０６Ｂの真上に来た段階でアーム部１４２のスライドが停止する。

続いて、アーム部１４２からチャック部１４６を支持する上下機構１４７の作用により、チャック部１４６を下型１０６Ｂ側へと移動（下降）させる。このとき、略矩形の傾きプレート１５７の４辺のそれぞれの中央下面側に備わる１対の（計４対の）チャックローラ１４８が下型１０６Ｂの表面に備わる４つの凸部１０６Ｃにそれぞれ嵌合することによって下型１０６Ｂに対するチャック部１４６の正確な位置決め（ＸＹ方向の位置決め）がなされる（図９参照）。この位置決め機構であるチャックローラ１４８の存在によって、アンローダ１４０自身のＸ方向ガイド１２０上の位置およびアーム部１４２のスライド量を過度に精緻に制御しなくとも、下型１０６Ｂ表面に存在する樹脂封止後の成形品を正確に保持して搬出することが可能となっている。また、傾きプレート１５７は所謂「フロート」状態で支持されているため、下型１０６Ｂの高さ方向の誤差が存在する場合でも当該誤差を吸収することができる。即ち、上下機構１４７の動作範囲が固定されているような場合でも、高さ方向の誤差に対応することが可能となっている。

また、凸部１０６Ｃの上面（基準面１０６Ｄ）は傾きプレート１５７の当接部１５７Ｂ（１対のチャックローラ１４８におけるローラとローラの間の部分）に当接する。凸部１０６Ｃの上面（基準面１０６Ｄ）は規定の高さに管理されているため、この当接によって、下型１０６Ｂに対する傾きプレート１５７の高さ方向（Ｚ方向）の位置が決定される。また図８に示したように、下型１０６Ｂ全体が水平でなく傾きθを有している場合でも、傾きプレート１５７が傾くことによって、下型１０６Ｂに対する傾きプレート１５７の姿勢が保たれる。その結果、ワークを確実に保持することが可能となっている。その後、保持爪１５８によってワークが保持される。

保持爪１４８によって樹脂封止後のワークが保持された後、上下機構１４７によってチャック部１４６が上昇し、更に、アーム部１４２がアンローダ本体１４１側へと戻される。なお、アーム部１４２がアンローダ本体１４１側へと戻る際に、アーム部１４２の先端に配置されるクリーナ部１４９によって上型１０６Ａ及び下型１０６Ｂのそれぞれの表面が清掃される。

アンローダ１４０は２つの金型１０６（第１の場所、第２の場所）からワークを取り出し他の場所へと搬送する必要があるが、これら２つの金型１０６がそれぞれ異なる傾きを有している場合でも、傾きプレート１５７がそれぞれの金型１０６の傾きに併せて傾くことで正確なワークの保持が可能となっている。

なお、ローダ１３０についても、上記説明したアンローダ１４０と略同様の作用によって、旋廻ステージ１０３からプレヒータ部１０５へのワークの搬送、プレヒータ部１０５から金型１０６へのワークの搬送を行っている。

また旋廻ステージ１０３、プレヒータ部１０５、冷却ステージ１０７、ゲートブレーク部１０９および成形品収納部１０４においても、金型１０６と同様に、規定の高さに管理された複数の凸部を設け、チャック部１４６のＸＹ方向の位置決めおよび、傾きプレート１５７の傾きを調整可能としてもよい。そのように構成すれば、金型１０６のみならず、搬送機構であるローダ１３０やアンローダ１４０がワークの受け渡しを行う場所全てにおいて、傾きの調整作業を簡略化でき、更に、ワークの搬送精度を向上させることも可能となる。

また、上述したチャック部１４６においては、傾きプレートが傾く構造が、所謂「フロート構造」であった。しかしこの構造に限られるものではない。例えば図１０に示したように、上下プレート２５０と傾きプレート２５７とがボールジョイント２５９で連結されている構造を採用しても傾きを吸収するという点において同様の効果を発揮させることが可能である。

トランスファ成形、圧縮成形等の封止形式を問わず、広く樹脂封止装置に利用することが可能である。特に、複数の金型を並列的に配置した複数プレス型の樹脂封止装置に好適である。

本発明の実施形態の一例である搬送機構を備えた樹脂封止装置１００の概略構成図 搬送機構としてのアンローダ１４０の側断面図 図２における矢示IV‐IV線に沿う断面図 チャック部（保持部）の拡大図 アンローダ１４０のアーム部が伸びた状態の側断面図 アンローダ１４０のアーム部が最大に伸びた状態の側断面図 金型の平面図 チャック部による金型へのワークの受け渡し時の状態図 チャック部と金型に備わる凸部（基準部材）との当接状態を示した図 チャック部のその他の構成例を示した図

符号の説明

１００…樹脂封止装置
１０１…ベース部
１０２…基板供給部
１０３…旋回テーブル
１０４…成形品収納部
１０５…プリヒータ
１０６…金型
１０６Ａ…上型
１０６Ｂ…下型
１０６Ｃ…凸部
１０６Ｄ…基準面
１０７…冷却ステージ
１０８…ゲートブレーク
１０９…樹脂タブレット供給部
１２０…Ｘ方向ガイド
１３０…ローダ
１４０…アンローダ
１４１…アンローダ本体
１４２…アーム部
１４３…スライド体
１４４…スライドレール
１４５…ローラ
１４６…チャック部
１４７…上下機構
１４８…チャックローラ
１４９…クリーナ部
１５０…上下プレート
１５１…スライドポール
１５２…第１ストッパ
１５３…第２ストッパ
１５４…ピン
１５５…バネ
１５６…第３ストッパ
１５７…傾きプレート
１５７Ａ…貫通孔
１５７Ｂ…当接部
１５８…チャック爪
１６０…キャビティ
１７０Ａ…上型プラテン
１７０Ｂ…下型プラテン
１８０…ワーク

Claims (6)

1. 所定のワークを保持して第１の場所から第２の場所へと搬送する搬送機構を備えた樹脂封止装置であって、
   前記搬送機構が、アーム部と、該アーム部に支持され且つ前記ワークを保持可能な保持部と、を備え、
   前記第１の場所および第２の場所には、前記ワークの受け渡し時における前記保持部の高さ方向の位置を管理するために規定の高さに管理された複数の基準面がそれぞれ設けられ、
   前記保持部が、前記ワークの受け渡し時に前記基準面に当接する複数の当接部を備え、且つ、前記アーム部に対して傾くことが可能とされている
   ことを特徴とする樹脂封止装置。
2. 所定のワークを保持して第１、第２の場所から他の場所へと、または、他の場所から第１、第２の場所へと搬送する搬送機構を備えた樹脂封止装置であって、
   前記搬送機構が、アーム部と、該アーム部に支持され且つ前記ワークを保持可能な保持部と、を備え、
   前記第１の場所および第２の場所には、前記ワークの受け渡し時における前記保持部の高さ方向の位置を管理するために規定の高さに管理された複数の基準面がそれぞれ設けられ、
   前記保持部が、前記ワークの受け渡し時に前記基準面に当接する複数の当接部を備え、且つ、前記アーム部に対して傾くことが可能とされている
   ことを特徴とする樹脂封止装置。
3. 請求項１または２において、
   前記保持部が、前記アーム部に垂設され且つ該アーム部に対して昇降可能な昇降部を介して支持されている
   ことを特徴とする樹脂封止装置。
4. 請求項３において、
   前記保持部が、前記昇降部に対してフロート支持されていることにより、前記アーム部に対して傾くことが可能とされている
   ことを特徴とする樹脂封止装置。
5. 請求項３において、
   前記保持部が、前記昇降部に対してボールジョイントにより結合されていることにより、前記アーム部に対して傾くことが可能とされている
   ことを特徴とする樹脂封止装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記第１の場所が、樹脂封止前の前記ワークがプレヒートされるプレヒート部、封止が行われる金型、樹脂封止後の前記ワークが冷却される冷却部、樹脂封止後の前記ワークの不要部分が取り除かれるゲートブレーク部、樹脂封止後の前記ワークが収納されるワーク収納部のいずれかであり、
   前記第２の場所が、樹脂封止前の前記ワークがプレヒートされるプレヒート部、封止が行われる金型、樹脂封止後の前記ワークが冷却される冷却部、樹脂封止後の前記ワークの不要部分が取り除かれるゲートブレーク部、樹脂封止後の前記ワークが収納されるワーク収納部のいずれかである
   ことを特徴とする樹脂封止装置。