JP2010040939A - 予備成形金型、予備成形装置、予備成形方法および予備成形樹脂 - Google Patents

Abstract

【課題】計量機構の精度や数に頼ることなく、区分管理した場合の各樹脂（樹脂個片）の樹脂量の精度を確保しつつ、計量時間の増大を防止する。
【解決手段】半導体チップが搭載された被成形品に対する封止材料としての樹脂を予め所定の形状に成形するための加熱圧縮金型１４１であって、対向して配置される予備成形上型と加熱下型１４２を備え、加熱下型１４２を構成する加熱圧縮下型１４４の表面１４４Ｂに、相手金型の対向面に接触することのないエッジ１４４Ａを形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体チップが搭載された被成形品（基板、リードフレームなど）を、予備成形された樹脂にて圧縮封止する樹脂封止の技術分野に関する。

従来、図８に示したように、基板１４上の平面的に異なる位置に複数配列された半導体チップ１５を１つのキャビティ５内に配置して、該キャビティ５内に樹脂１７を投入した上で圧縮成形する樹脂封止装置１が公知である（特許文献１参照）。この樹脂封止装置１では、数十個の半導体チップを大型基板上にマトリクス状に配列し、一括封止（ＭＡＰ封止）後に各パッケージにダイシングするという生産方式が前提となっている。

また、圧縮成形の場合、樹脂封止後の成形品のサイズ（特に厚み方向のサイズ）は、キャビティ内に供給する樹脂の量によって左右される。そのため、樹脂の供給にあたっては基板上に搭載されている半導体チップの数や積層高さ等を検出した上で、必要量を厳密に計量し供給されている。

例えばより上流の工程において半導体チップの積層不良が確認されたような場合には、基板に半導体チップが搭載されない場合や半導体チップの積層が途中で終了している場合があり、このような場合にはキャビティ全体として必要となる樹脂の量が変化し得るからである。

特開２００４−１７４８０１号公報

たとえ如何に樹脂量を調整してキャビティ内に樹脂を供給しても従来の方式では圧縮時に「樹脂流れ」が発生し、ボンディングワイヤ（金線）の切断や短絡を招くことがあった。これは、必要とされる樹脂１７の量を正確にキャビティ５に供給した場合でも、その量は「キャビティ全体として」の総量が一致しているというに過ぎず、キャビティ５を区画化した場合に、区画ごとに最適な樹脂量が供給されていないためと考えられる。即ち、ある区画では、半導体チップが全量搭載されているために、他の区画と比べて必要とされる樹脂量が少ないにも関らず、キャビティ全体で均等割りした量に相当する樹脂が供給されていたり、一方、半導体チップが欠損しているために相対的に必要とされる樹脂量が多いにも関らず、キャビティ全体で均等割りした量に相当する樹脂が供給されている結果、圧縮により樹脂１７が過剰な区画Ａ（図９参照）から樹脂が不足している区画Ｂへと流動するためである。

かかる問題点を解決するべく出願人は、平面的に異なる位置に複数配列された半導体チップを１つのキャビティ内に配置して、該キャビティ内に樹脂を供給した上で圧縮成形する樹脂封止装置であって、前記キャビティが、該キャビティの平面視における所定の区画に仮想的に分割され、前記樹脂が、前記所定の区画に対応するように区分管理され、該区分管理された樹脂の樹脂量を、前記所定の区画毎に所定のパラメータに基づいて決定するという発明を提案済みである（特願２００７−１５２４５２号：本願出願時未公知）。即ちこの提案済みの発明は、平面視したキャビティを仮想的にいくつかの区画に分割し、当該区画毎に必要な樹脂を供給することで、圧縮時における樹脂の流動を抑えるというものである。

しかしながら、このように樹脂を区分管理することによって「樹脂量の精度」という観点からの問題が顕在化するに至った。この顕在化した問題は以下の通りである。

前述の通り、圧縮成形の場合、樹脂は予め計量された上で金型に供給される必要がある。例えば金型に供給される樹脂が（大きな）１枚の板状樹脂とした場合、当該１枚の板状樹脂を予備成形するために必要な樹脂が計量機構によって計量される。このとき、計量誤差は使用する計量機構の精度に依存する。より具体的には、例えば、１枚の板状樹脂を１０ｇ、計量機構の精度を±１００ｍｇと仮定すると、金型に供給される樹脂全体としての誤差は±１００ｍｇ／１０ｇとなる。

一方で、例えば、金型に供給する樹脂を４つに区分管理した場合、即ち４枚の（小さな）板状樹脂を４枚組み合わせて金型に投入する場合には、合計４回樹脂を計量して４枚の（小さな）板状樹脂を予備成形する必要がある。このときも計量誤差は使用する計量機構の精度に依存するため、同じ計量機構により計量した場合、累積的に誤差が蓄積してしまう。より具体的には、例えば、（小さな）１枚の板状樹脂を２．５ｇ（１０ｇ÷４）、計量機構の精度を±１００ｍｇと仮定すると、１枚の（小さな）板状樹脂の誤差は±１００ｍｇ／２．５ｇであり、金型に供給される樹脂全体（４枚の（小さな）板状樹脂）としての誤差は累積的に±４００ｍｇ／１０ｇとなり得る。これを防止するべく、例えば、計量機構の精度を向上させることで対応することもある程度は可能であるが、精度を高めた計量機構はその分高価であり、コスト高の直接的な原因となる。

また、樹脂の計量に要する時間の殆どは、最終的に樹脂量の精度を確保するための追い込みの時間が支配しており、例えば１０ｇを計量する場合も２．５ｇを計量する場合も計量時間にそれほどの違いは生じない。そうすると、樹脂を区分管理することによって、例えば４分割で管理すれば、４倍の計量時間を要してしまう。これを防止するべく、例えば、複数の計量機構を並列的に稼働させることで対応することもある程度は可能であるが、計量機構の数を増やせはその分のコスト高は不可避である。

これらの問題点は、樹脂を多数に区分管理すればする程に顕在化する性質を有しており、例えば、基板上に搭載される半導体チップの数と同じ数だけの樹脂を区分管理するような場合は、その累積的な誤差および計量に要する時間が許容範囲を超えてしまう。

そこで本発明は、かかる問題点を解決するべくなされたものであって、計量機構の精度や数に頼ることなく、区分管理した場合の各樹脂（樹脂個片）の樹脂量の精度を確保しつつ、計量時間の増大を防止することをその課題とするものである。

本発明は、半導体チップが搭載された被成形品に対する封止材料としての樹脂を予め所定の形状に成形するための予備成形金型であって、対向して配置される第１、第２の金型を備え、該第１、第２の金型のうち少なくとも一方の対向面に、相手金型の対向面に接触することのない凸条部を形成することによって上記課題を解決するものである。

この凸条部のある金型で所定の形状に成形された樹脂（１枚の大きな樹脂）には、その表面に当該凸条部に対応する凹溝が形成されることとなる。この凹溝をクラックラインとして利用して事後的に分割すれば（折割すれば）、複数の樹脂個片を一度の予備成形で作ることができる。また凸条部は、相手金型の対向面に接触することのない（即ち、凸条部の高さは成形後の樹脂の厚みよりも小さい）ため、予備成形時に凸条部を超えて樹脂が流動することが可能である。よって分割する前の１枚の（大きな）樹脂全体に必要な樹脂量を１度で計量すれば足り、計量機構の誤差が累積することもなく、計量のための時間が増大することもない。

なお、本明細書および特許請求の範囲における「第１、第２の金型」の用語は、後述するように、狭義のいわゆる加熱圧縮金型のみならず、樹脂を冷却する際の冷却金型をも含む広義の概念として用いられている。また、「凸条部」とは、ある程度の連続する長さをもった突起のことを意味している。

好ましい実施形態としては、前記凸条部を、予備成形後の前記樹脂の表面を直線的に横断するように形成すれば、意図した通りの分割が容易となる。

また、前記凸条部を格子状に形成すれば、一度の予備成形で多数の樹脂（樹脂個片）を準備することが可能となる。

また、前記第１、第２の金型が、前記樹脂を加熱・圧縮して所定の形状に成形する加熱圧縮金型であるならば、クラックラインを、前記樹脂を加熱・圧縮して所定の形状に成形する際に同時に形成でき、意図した位置にクラックラインを形成することが容易となり、クラックライン形成の再現性が高まる。即ち、高精度にクラックラインを形成することが可能となる。

また、前記第１、第２の金型が、前記樹脂を所定の温度にまで冷却するための冷却金型であるならば、クラックラインを、前記樹脂を所定の温度にまで冷却する際に同時に形成でき、事後的なクラックラインの微調整や、クラックラインのパターン変更に対してより柔軟な対応が可能となる。

なお本発明は、見方を変えると、半導体チップが搭載された被成形品に対する封止材料としての樹脂を予め所定の形状に成形するための予備成形装置であって、所定量の樹脂を計量する計量部と、対向して配置され、該計量した樹脂を加熱・圧縮して所定の形状に成形する第１、第２の加熱圧縮金型であって、少なくとも一方の金型の対向面に、相手金型の対向面に接触することのない凸条部が形成されている第１、第２の加熱圧縮金型と、該第１、第２の加熱圧縮金型によって所定の形状に成形した樹脂を、冷却する第１、第２の冷却金型と、を備えたことを特徴とする予備成形装置と捉えることも可能である。

また本発明は、見方を変えると、半導体チップが搭載された被成形品に対する封止材料としての樹脂を予め所定の形状に成形するための予備成形装置であって、所定量の樹脂を計量する計量部と、対向して配置され、該計量した樹脂を加熱・圧縮して所定の形状に成形する第１、第２の加熱圧縮金型と、該所定の形状に成形された樹脂を冷却する第１、第２の冷却金型であって、少なくとも一方の金型の対向面に、相手金型の対向面に接触することのない凸条部が形成されている第１、第２の冷却金型と、を備えたことを特徴とする予備成形装置と捉えることも可能である。

また本発明は、見方を変えると、半導体チップが搭載された被成形品に対する封止材料としての樹脂を予め所定の形状に成形するための予備成形方法であって、所定量の樹脂を計量する計量工程と、該計量した樹脂を加熱・圧縮して所定の形状に圧縮成形する圧縮成形工程と、該所定の形状に成形した樹脂を冷却する冷却工程と、該冷却された樹脂を取り出す取り出し工程と、を含み、前記計量工程から前記取り出し工程までのいずれかの時点に、樹脂の表面にクラックラインを形成するクラックライン形成工程を備え、且つ前記取り出し工程の後に、前記クラックラインの形成された樹脂を該クラックラインに沿って分割する分割工程と、を備えたことを特徴とする予備成形方法と捉えることも可能である。

前記クラックライン形成工程は、例えば、前記圧縮成形工程と同時に実行されても良く、前記圧縮成形工程と前記冷却工程の間に実行されても良く、前記冷却工程と同時に実行されても良く、あるいは、前記冷却工程の後に実行されても良い。

また、これら分割工程においては、前記クラックラインを挟んでその両側の位置にて前記クラックライン形成後の樹脂をクランプして分割することにより、クラックラインに正確に樹脂を分割（折割）することが可能となる。

また本発明は、見方を変えると、半導体チップが搭載された被成形品を封止するための材料とされる予め所定の形状に成形された予備成形樹脂であって、表面を直線的に横断するクラックラインが少なくとも１本以上成形されていることを特徴とする予備成形樹脂と捉えることも可能である。

このときクラックラインの断面がＶ字形状とされていれば、分割が容易であると共に、正確に分割が可能となる。

本発明を適用することにより樹脂量精度の高い樹脂を迅速に供給することができる。

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説明する。

図１は、予備成形された樹脂が圧縮成形金型のキャビティに投入されるまでの流れを模式的に示した図である。図２は、本発明の実施形態の一例である予備成形金型（加熱圧縮金型）の概略構成図である。図３は、クラックラインが形成された予備成形樹脂の斜視図である。図４は、予備成形樹脂を分割する工程を示した図である。図５は、本発明の実施形態の一例である予備成形金型（冷却金型）の概略構成図である。図６は、半導体チップと樹脂個片（群）の位置関係の第１の例を示した図である。図７は、半導体チップと樹脂個片（群）の位置関係の第２の例を示した図である。

<樹脂封止装置の構成>
樹脂封止装置１００は、圧縮封止工程が行われる上型１０２と下型１０４とを有している。これらの金型１０２、１０４には図示せぬプレス機構が連結されており、所定のタイミングで当接・離反することが可能とされている。その結果、当該上型１０２と下型１０４とで基板（被成形品）１５０をクランプすることが可能とされている。また下型１０４は、主として、貫通孔１０４Ｂを有する枠状金型１０４Ａと当該貫通孔１０４Ｂに進退可能に嵌合して配置された圧縮金型１０４Ｃとから構成されている。枠状金型１０４Ａの表面（上型１０２側表面）に対して圧縮金型１０４Ｃの表面（上型１０２側表面）が凹んだ位置に設定され、当該凹みがキャビティ１０６を形成している。

上型１０２の表面（下型１０２側表面）には図示せぬ吸着機構（基板保持機構）が設けられており、当該吸着機構によって基板１５０を上型１０２の表面に吸着保持することが可能とされている。

基板１５０にはマトリクス状に、即ち平面的に異なる位置に複数の半導体チップ１５２が配列・搭載されている。この複数の半導体チップ１５２は全て、下型１０４の表面に形成される１つのキャビティ１０６に収まるようになっている。またキャビティ１０６は、平面視した状態で、８つの区画（区画Ａ〜Ｈ）に仮想的に区画されている。当該区画は、本実施形態においては、基板１５０上に搭載されている各半導体チップ１５２の搭載位置に略対応した区画とされている（図６参照）。なお、本実施形態では半導体チップ１５２が基板１５０に搭載されている例にて説明しているが、その他にも、リードフレーム上に搭載されているような場合も全く同様である。

また、本実施形態にかかる樹脂封止装置１００には、予備成形部１４０、整列機構１３０、仮置き部１２０が設けられている。

予備成形部１４０は、文字通り、圧縮成形金型（上型１０２および下型１０４）に投入するための樹脂を所定の形状に予め成形（予備成形、プレ成形、打錠）する役割を有している。ここでは、例えば、所定量の粉状、粒状、液状等の樹脂を加熱圧縮金型にて加熱・圧縮後に冷却金型にて冷却して板状（シート状）の予備成形樹脂を製造する。この予備成形部１４０の最も特徴的な部分は、予め大きな予備成形樹脂を作った後、それを分割して複数の樹脂個片１６０とする点にある。この樹脂個片１６０を複数枚（本実施形態では８枚）平面的に（パズル的に）組み合わせることによって、キャビティ１０６に投入すべき（最終的な）予備成形樹脂が構成される。

この予備成形部１４０は、予備成形金型（第１、第２の金型）としての加熱圧縮金型１４１（図２参照）、予備成形金型（第１、第２の金型）としての冷却金型（図示していない）および分割機構１７０を有した構成とされている。

加熱圧縮金型１４１は、上下に対向して配置される予備成形上型（図示していない）と加熱下型１４２から構成されている。この加熱圧縮金型１４１には図示せぬプレス機構が連結されており、所定のタイミングで当接・離反することが可能とされている。また加熱下型１４２は、貫通孔１４３Ａを有する枠状加熱下型１４３と当該貫通孔１４３Ａに進退可能に嵌合して配置された加熱圧縮下型１４４とから構成されている。また、枠状加熱下型１４３の表面１４３Ｂに対して加熱圧縮下型１４４の表面１４４Ｂが凹んだ位置に設定され、当該凹みが予備成形の為のキャビティとして機能し、当該キャビティを利用して予備成形が行われる。また、加熱圧縮下型１４４の表面１４４Ｂにはエッジ（凸条部）１４４Ａが形成されている。本実施形態においては、キャビティを平面視した際の長手方向中央に、短手方向に沿って一本のエッジ１４４Ａが形成されている。よってこの加熱圧縮金型１４１にて予備成形がなされた場合、図３に示すような形状の分割前予備成形樹脂１５８が完成する。即ち、分割前予備成形樹脂１５８を平面視した際の長手方向中央に、短手方向に沿って断面が「Ｖ字形状」の一本のクラックライン（凹溝）１５８Ａが形成される。勿論、エッジ１４４Ａの本数は必要に応じて適宜変更可能であり、更に格子状に形成してもよい。

この分割前予備成形樹脂１５８は、冷却金型にて冷却された後、このクラックライン１５８Ａに沿って分割（折割）され、それぞれが樹脂個片１６０となる（図４参照）。

この分割（折割）作業は、図４に示す分割機構１７０によって実現される。分割機構１７０には上下方向に開閉可能な第１、第２狭持板１７１、１７２と、同じく上下方向に開閉可能な第３、第４狭持板１７３、１７４とで構成されている。これら狭持板１７１〜１７４によって、クラックライン１５８Ａを挟んでその両側の位置にて分割前予備成形樹脂１５８をクランプした上で、クラックライン１５８Ａに沿って分割（折割）することが可能とされている。

なお、上記では加熱圧縮金型１４１（の加熱圧縮下型１４４）にエッジ１４４Ａを形成して、加熱圧縮金型１４１によってクラックライン１５８Ａを形成する構成とされているが、これに限られるものではない。例えば、図５にて示すように、冷却金型１４８にエッジを形成するような構成でもよい。具体的には、冷却金型１４８を構成する第１冷却金型１４５と第２冷却金型１４６のうち、第２冷却金型１４６の表面にエッジ１４６Ａを形成し、当該エッジ１４６Ａにて冷却と同時にクラックライン１５８Ａが形成されるような構成とする。なお、符号１４７は、第２冷却金型１４６を上下に駆動するための駆動シリンダである。また符合１９０は離型フィルムであり、樹脂が冷却金型１４８の表面に付着することを防止している。

更には、エッジを有する独立したエッジ形成器具（図示略）を用意し、該エッジ形成器具を所定の形状に成形された樹脂に対して押圧することによってクラックラインを形成する構成としても良い。

なお、クラックラインは、とりわけ別途のエッジ形成器具を用いて形成する場合等にあっては、一対のクラックラインが厚さ方向の両面側から中央部に向かって形成されているものであっても良い。

また、この予備成形部１４０は、半導体チップ１５２の積層状態の情報に頼らずに、予め複数種類の容量（樹脂量）の樹脂個片１６０を準備する（樹脂個片の集合）。より具体的に説明すると、基板１５０に搭載される半導体チップ１５２の殆どは正常に積層されたものであるため、この正常に積層された半導体チップ１５２に対応する容量（樹脂量）の樹脂個片１６０を標準品として相対的に多く準備しておく。それと同時に、半導体チップ１５２の積層状態が異常な場合（全く積層されていない場合、途中までしか積層されていない場合等）に対応する容量（樹脂量）の樹脂個片１６０を非標準品として相対的に少量準備する。なお予備成形部１４０には、予備成形後分割された樹脂個片１６０の実際の容量（樹脂量）を事後的に計測する計測機構も備わっている。

整列機構１３０は、ＸＹステージに装着された吸着部１３２によって構成されている。吸着部１３２は、展開ステージ１３６上に展開されて配置される樹脂個片の集合１６２の中から特定の樹脂個片１６０を選択的に抽出して吸着保持し、仮置き部１２０へと搬送（整列）することが可能とされている。この整列機構１３０によって選択・抽出されて仮置き部１２０に仮置きされている複数の樹脂個片１６０が「樹脂個片群１６４」を構成する。またこの整列機構１３０は、基板１５０に搭載されている半導体チップ１５２の積層状態の情報を（例えば前工程から）受け取ることが可能な構成とされている。

また、図示していないが、仮置き部１２０に仮置きされた樹脂個片群１６４をその組み合せ関係を保ったままでキャビティ１０６へと供給可能な供給機構（例えば８つの吸着パッドを備えており８つの樹脂個片１６０（即ち樹脂個片群１６４）を一度に吸着保持可能な供給機構）が備わっている。

<樹脂封止装置の作用>
予備成形部１４０では、以下の手順によって樹脂個片１６０が準備される。

最初に所定量の粉状樹脂の計量が公知の手法によって行われる（計量工程）。次に、該計量した粉状樹脂が加熱下型１４２に投入されて加熱され、更に、該加熱しながら粉状樹脂に対して圧力を加え所定の形状に成形する（加熱圧縮工程）。この加熱圧縮工程の実行と同時に該樹脂の表面にクラックライン１５８Ａが形成される（クラックライン形成工程）。次に、（第１、第２の）冷却金型にて所定の形状に成形された分割前予備成形樹脂１５８を挟み込んで冷却が行われる（冷却工程）。次いで、分割機構１７０の第１、第２狭持板１７１、１７２及び第３、第４狭持板１７３、１７４によりクラックライン１５８Ａを挟んでその両側の位置にて樹脂をクランプし、クラックライン１５８Ａに沿って分割前予備成形樹脂１５８の分割がなされる。当該分割工程を経て複数の樹脂個片１６０が完成する。このように、粉状樹脂に対して圧力を加え所定の形状に成形すると同時に該樹脂の表面にクラックライン１５８Ａを形成すれば、クラックライン形成の再現性が高くなる。即ち、高精度にクラックラインを形成することが可能となる。

また予備成形部１４０は、予め樹脂個片１６０を「樹脂個片の集合」として準備する。例えば、少しずつ容量（樹脂量）の異なる樹脂個片１６０を数パターン予備成形後分割し（少なくとも「標準品」と「非標準品」の２つのパターンが必要であり、必要により更に「非標準品」を複数のパターンとして予備成形後分割し）、展開ステージ１３６に分割後の樹脂個片１６０の集合１６２を展開しておく。なお予備成形後に分割された個々の樹脂個片１６０は、それぞれ計測機構にて実際の容量（樹脂量）が計測され、その計測結果に応じて展開ステージ１３６上の所定の位置へと載置・展開される。

また、粉状樹脂が複数の樹脂個片１６０とされるまでの工程は、必ずしも上記の手順（クラックライン形成工程が、加熱圧縮工程と同時に実行される手順）に限定されるものではない。例えば、計量工程→加熱圧縮工程→クラックライン形成工程→冷却工程→分割工程という手順（クラックライン形成工程が、加熱圧縮工程と冷却工程の間に実行される手順）であってもよい。この手順では、より具体的には、表面がフラットな（クラックラインの無い）予備成形樹脂を成形した後、冷却される前の樹脂に対してエッジを押し当ててクラックラインを形成することになる。

それ以外にも、計量工程→加熱圧縮工程→冷却＆クラックライン形成工程→分割工程という手順（クラックライン形成工程が、冷却工程と同時に実行される手順）であってもよい。この手順では、より具体的には、冷却金型の表面にエッジ（凸条部）が形成されており、冷却と同時にクラックラインを形成することになる。このような手順でのクラックラインの形成は、事後的なクラックラインの微調整や、クラックラインのパターン変更に対してより柔軟な対応が可能となる点で有利である。

更には、それ以外にも、計量工程→加熱圧縮工程→冷却工程→クラックラインを形成工程→分割工程という手順（クラックライン形成工程が、冷却工程の後に実行される手順）であってもよい。この手順では、より具体的には、表面がフラットな（クラックラインの無い）予備成形樹脂を成形した後冷却し、硬化した樹脂に対して熱した鋭利のエッジ（ホットライン）を押し当てることによってクラックラインを形成することになる。

このように、エッジ（凸条部）１４４Ａのある加熱圧縮金型１４１で所定の形状に成形された分割前予備成形樹脂（１枚の大きな樹脂）１５８には、その表面に当該エッジ１４４Ａに対応するクラックライン（凹溝）１５８Ａが形成されることとなる。このクラックライン１５８Ａを利用して事後的に分割すれば（折割すれば）、複数の樹脂個片１６０を一度の予備成形で作ることができる。またエッジ１４４Ａは、相手金型の対向面に接触することのない（即ち、エッジ１４４Ａの高さは形成後の分割前予備成形樹脂１５８の厚みよりも小さい）ため、予備成形時にエッジ１４４Ａを超えて樹脂が流動することが可能である。よって分割前予備成形樹脂１５８全体に必要な樹脂量を１度で計量すれば足り、計量機構の誤差が累積することもなく、計量のための時間が増大することもない。

より具体的には、例えば、１枚の分割前予備成形樹脂１５８の容量（樹脂量）が２０ｇ、当該分割前予備成形樹脂１５８を分割して得られる樹脂個片１６０の枚数が１０枚、計量機構の精度を±１００ｍｇとすると、分割前予備成形樹脂１５８全体に生じる誤差が±１００ｍｇ／２０ｇとなり、樹脂個片１６０単体で見ると±１０ｍｇ／２ｇとなる。一方で、従来のように個々の樹脂個片１６０ごとに計量して予備成形を行なった場合を仮定すると、１枚の樹脂個片１６０の誤差が最大±１ｇ／２ｇとなる。このように本発明を適用すれば、優れた誤差改善効果を発揮することが可能となる。

一方、金型（上型１０２と下型１０４）が開いている状態で、図示せぬ基板供給機構によって、上型１０２の表面に基板１５０が供給される。この基板１５０は、上型１０２の表面に備わっている吸着機構によって吸着されて保持される。当該基板１５０が上型１０２へと供給されるに当たって、事前に、パラメータ（所定の情報）として当該基板１５０上に搭載されている半導体チップ１５２の積層数や位置（半導体チップの積層状態の情報）が検出される。当該検出は、例えば画像処理により検出してもよいし、当該樹脂封止装置１００を含めた上位の生産情報システム（例えばＣＩＭ）が構築されている場合には当該システムの情報を利用することも可能である。また、１枚１枚の半導体チップの容積は既知であるため、積層数（積層高さ）情報を基に、基板１５０上に搭載される半導体チップ１５２全体の体積を求めることができる。その結果、キャビティ１０６内に投入すべき樹脂の量（全体量）を算出することが可能となる。

更に、本実施形態においては、キャビティ１０６を仮想的に区画しているため、当該区画毎に必要となる樹脂量も同時に把握することが可能である。

この区画毎の情報（区画毎の必要樹脂量の情報）は、整列機構１３０へと伝達される。当該情報を受け取った整列機構１３０は、当該情報に基づいて区画毎に最適な量の樹脂個片１６０を展開ステージ１３６上に展開された樹脂個片の集合１６２の中から選び出し、仮置き部１２０へと整列させる（本実施形態では８枚の樹脂個片１６０が仮置き部１２０に仮置きされて樹脂個片群１６４となる）。

この整列された樹脂個片群１６４における個々の樹脂個片１６０の位置関係とそれぞれの容量は、基板１５０上に搭載されている半導体チップ１５２の位置関係と積層数に完全に対応している。例えば、図１を参照して、基板１５０上に本来搭載されるべき半導体チップ１５２が８つである場合に、そのうちの１つの半導体チップ１５２のみが全く積層されていない（半導体チップ欠損部１５４）場合であれば、当該半導体チップ欠損部１５４に対応する位置に所謂「非標準品β」の樹脂個片１６０が対応し、それ以外の位置に所謂「標準品α」の樹脂個片１６０が対応する。

その後、仮置き部１２０に仮置きされた樹脂個片群１６４（８枚の樹脂個片１６０）は、その位置関係を保ったままで、供給機構によってキャビティ１０６へと供給（投入）される。

このように、樹脂封止装置１００では、半導体チップ１５２の積層情報を受けた後に樹脂を計量して予備成形するのではなく、予め予備成形樹脂を「容量の異なる樹脂個片１６０の集合１６２」として用意しておき、半導体チップ１５２の積層情報を受けた後は、この樹脂個片１６０の集合１６２の中から特定の樹脂個片１６０を選択・抽出すると同時に平面的な組み合わせをパズル的に並べ替えて「樹脂個片群１６４」を構成し、その樹脂個片群１６４を予備成形のための封止材料としてキャビティ１０６に投入している。即ち、半導体チップ１５２の積層情報を受けてから樹脂の計量、更には予備成形をする必要がないため、迅速に樹脂（樹脂個片群１６４：８枚の樹脂個片１６０）をキャビティ１０６へと供給することができる。また同時に、各区画毎に最適な容量（樹脂量）の樹脂が供給されるため、圧縮時の樹脂流れを最大限防止することが可能となっている。

また上記では、キャビティ１０６内に供給された樹脂個片群１６４を構成する１個１個樹脂個片１６０が、基板１５０上に搭載された半導体チップ１５２と１対１の対応関係となっていた（図６参照）。このような対応関係とすれば、基板１５０上に多数存在する半導体チップ１５２それぞれの積層状態に応じて最適容量の（最適樹脂量の）樹脂個片１６０を最適な位置に供給できるため、圧縮時の樹脂流れを最大限に抑制することができる。ただしこのような「１対１の対応関係」が必須ではなく、必要に応じてその対応関係を変化させることはもちろん可能である。例えば、圧縮時の樹脂の流れ方向を考慮した対応関係としてもよい。より具体的には、圧縮時の樹脂流れが半導体チップ１５２に接続されるワイヤ（ボンディングワイヤ：金線）の配線方向に沿うように樹脂個片１６０を配置すれば、仮に圧縮時に樹脂流れが生じた場合でもワイヤに無理な力が作用する可能性が低くなり、ワイヤの断線や短絡を防止することが可能となる。例えば図７に示したように、半導体チップ１５２から配線されるワイヤが、半導体チップ１５２の左右方向（図７において左右方向：基板１５０の長手方向）にのみ存在する場合には、上下に位置する半導体チップ１５２（区画Ａと区画Ｅに位置する半導体チップ、区画Ｂと区画Ｆに位置する半導体チップ…）を跨ぐように１つの樹脂個片１６０を対応付けるような構成であってもよい。

このような状態で上型１０２と下型１０４とを閉じ圧縮成形することにより、区画Ａ〜Ｈを超えて大きく樹脂の流れが生じることはない。仮に樹脂流れが生じた場合でも、理論的には各区画内における僅かなものとなる。なお、区画の大きさや数、形は特に制限されるものではなく、自由に最適な設計が可能である。区画を細かく設定することによる圧縮時の樹脂流れの防止と、区画を大きく設定することによるより迅速な樹脂供給とのトレードオフ関係をから最適値を設定すればよい。

また本実施形態のように、樹脂が予備成形された所謂「板状の予備成形樹脂」である場合には、複数に分割された樹脂個片１６０という形態でキャビティ１０６内に供給することによって、キャビティ１０６への載置時に、樹脂下に空気を巻き込む等の可能性を低減できる。

本発明は、半導体チップを搭載した基板やリードフレーム等の被成形品を樹脂にて圧縮封止する樹脂封止装置に広く適用することが可能である。

予備成形された樹脂が圧縮成形金型のキャビティに投入されるまでの流れを模式的に示した図 本発明の実施形態の一例である予備成形金型（加熱金型）の概略構成図 クラックラインが形成された予備成形樹脂 予備成形樹脂を分割する工程を示した図 本発明の実施形態の一例である予備成形金型（冷却金型）の概略構成図 半導体チップと樹脂個片（群）の位置関係の第１の例を示した図 半導体チップと樹脂個片（群）の位置関係の第２の例を示した図 特許文献１に記載される樹脂封止装置１の概略構成図 ＭＡＰ封止の例を模式的に示した図

符号の説明

１００…樹脂封止装置
１０２…上型
１０４…下型
１０４Ａ…枠状金型
１０４Ｂ…貫通孔
１０４Ｃ…圧縮金型
１０６…キャビティ
１２０…仮置き部
１３０…整列機構
１３２…吸着部
１３６…展開ステージ
１４０…予備成形部
１４１…加熱圧縮金型
１４２…加熱下型
１４３…枠状加熱下型
１４３Ａ…貫通孔
１４４…加熱圧縮下型
１４４Ａ…エッジ（凸条部）
１４５…第１冷却金型
１４６…第２冷却金型
１４６Ａ…エッジ（凸条部）
１４７…駆動シリンダ
１４８…冷却金型
１５０…基板
１５２…半導体チップ
１５４…半導体チップ欠損部
１５８…分割前予備成形樹脂
１５８Ａ…クラックライン
１６０…樹脂個片
１６２…樹脂個片の集合
１６４…樹脂個片群
１７０…分割機構
１７１…第１狭持板
１７２…第２狭持板
１７３…第３狭持板
１７４…第４狭持板
１９０…離型フィルム

Claims (15)

1. 半導体チップが搭載された被成形品に対する封止材料としての樹脂を予め所定の形状に成形するための予備成形金型であって、
   対向して配置される第１、第２の金型を備え、
   該第１、第２の金型のうち少なくとも一方の対向面に、相手金型の対向面に接触することのない凸条部が形成されている
   ことを特徴とする予備成形金型。
2. 請求項１において、
   前記凸条部が、予備成形後の前記樹脂の表面を直線的に横断するように形成されている
   ことを特徴とする予備成形金型。
3. 請求項１または２において、
   前記凸条部が、格子状に形成されている
   ことを特徴とする予備成形金型。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記第１、第２の金型が、前記樹脂を加熱・圧縮して所定の形状に成形する加熱圧縮金型である
   ことを特徴とする予備成形金型。
5. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記第１、第２の金型が、前記樹脂を所定の温度にまで冷却するための冷却金型である
   ことを特徴とする予備成形金型。
6. 半導体チップが搭載された被成形品に対する封止材料としての樹脂を予め所定の形状に成形するための予備成形装置であって、
   所定量の樹脂を計量する計量部と、
   対向して配置され、該計量した樹脂を加熱・圧縮して所定の形状に成形する第１、第２の加熱圧縮金型であって、少なくとも一方の金型の対向面に、相手金型の対向面に接触することのない凸条部が形成されている第１、第２の加熱圧縮金型と、
   該第１、第２の金型によって所定の形状に成形した樹脂を、冷却する第１、第２の冷却金型と、を備えた
   ことを特徴とする予備成形装置。
7. 半導体チップが搭載された被成形品に対する封止材料としての樹脂を予め所定の形状に成形するための予備成形装置であって、
   所定量の樹脂を計量する計量部と、
   対向して配置され、該計量した樹脂を加熱・圧縮して所定の形状に成形する第１、第２の加熱圧縮金型と、
   該所定の形状に成形された樹脂を冷却する第１、第２の冷却金型であって、少なくとも一方の金型の対向面に、相手金型の対向面に接触することのない凸条部が形成されている第１、第２の冷却金型と、を備えた
   ことを特徴とする予備成形装置。
8. 半導体チップが搭載された被成形品に対する封止材料としての樹脂を予め所定の形状に成形するための予備成形方法であって、
   所定量の樹脂を計量する計量工程と、
   該計量した樹脂を加熱・圧縮して所定の形状に圧縮成形する加熱圧縮工程と、
   該所定の形状に成形した樹脂を冷却する冷却工程と、
   該冷却された樹脂を取り出す取り出し工程と、を含み、
   前記計量工程から前記取り出し工程までの間に、樹脂の表面にクラックラインを形成するクラックライン形成工程を備え、且つ
   前記取り出し工程の後に、前記クラックラインの形成された樹脂を該クラックラインに沿って分割する分割工程と、を備えた
   ことを特徴とする予備成形方法。
9. 請求項８において、
   前記クラックライン形成工程が、前記加熱圧縮工程と同時に実行される
   ことを特徴とする予備成形方法。
10. 請求項８において、
    前記クラックライン形成工程が、前記加熱圧縮工程と前記冷却工程の間に実行される
    ことを特徴とする予備成形方法。
11. 請求項８において、
    前記クラックライン形成工程が、前記冷却工程と同時に実行される
    ことを特徴とする予備成形方法。
12. 請求項８において、
    前記クラックライン形成工程が、前記冷却工程の後に実行される
    ことを特徴とする予備成形方法。
13. 請求項８〜１２のいずれかにおいて、
    前記分割工程が、前記クラックラインを挟んでその両側の位置にて前記クラックライン形成後の樹脂をクランプして分割する
    ことを特徴とする予備成形方法。
14. 半導体チップが搭載された被成形品を封止するための材料とされる予め所定の形状に成形された予備成形樹脂であって、
    表面を直線的に横断するクラックラインが少なくとも１本以上形成されている
    ことを特徴とする予備成形樹脂。
15. 請求項１４において、
    前記クラックラインの断面がＶ字形状とされている
    ことを特徴とする予備成形樹脂。

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