JP2013021199A - 樹脂吸着搬送方法及び樹脂吸着搬送装置並びに樹脂封止方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】粒体樹脂を用いてキャビティ凹部に応じて万遍なく樹脂を供給可能な樹脂吸着搬送方法を提供する。
【解決手段】樹脂吸着搬送装置1の吸着面2aを粒体樹脂3に接離動させて吸着面2aに粒体樹脂3を吸着保持させ、粒体樹脂3を吸着保持したまま樹脂吸着搬送装置1を型開きしたモールド金型5へ進入させて、キャビティ凹部6と対向する位置に位置合わせして吸着保持した粒体樹脂3の吸着を解除して供給する。
【選択図】図1
【解決手段】樹脂吸着搬送装置1の吸着面2aを粒体樹脂3に接離動させて吸着面2aに粒体樹脂3を吸着保持させ、粒体樹脂3を吸着保持したまま樹脂吸着搬送装置1を型開きしたモールド金型5へ進入させて、キャビティ凹部6と対向する位置に位置合わせして吸着保持した粒体樹脂3の吸着を解除して供給する。
【選択図】図1
Description
本発明は、大きさ及び重量の少なくとも一方が均一に成形された粒体樹脂を吸着搬送する樹脂吸着搬送方法及び装置並びにこれらを用いた樹脂封止方法に関する。
特開2004−174801号公報(特許文献1;図4)には、半導体パッケージを製造する工程で用いられる樹脂封止装置に関する技術が開示されている。この樹脂封止装置では、キャビティの大きさより十分に小さい所定寸法に打錠された樹脂材料をキャビティ容積に合わせて必要な個数だけ搬送ユニットに吸着保持されてキャビティ内に供給する樹脂供給手段が設けられている。なお、半導体パッケージというときは、例えばウエハレベル(ウエハサイズ)或いは基板サイズから個片化されたワークやウエハレベル(ウエハサイズ)のワークが樹脂封止された半導体パッケージの双方を含むものとする。
また、半導体パッケージ(半導体装置)として、ウエハレベルパッケージ(WLP:Wafer Level Package)やeWLP(embedded WLP)が知られている。このようなパッケージは、ウエハの大きさに相当する大型のワークに対応する容積を有するキャビティ凹部が形成されたモールド金型を備えた樹脂封止装置によって、ワークが樹脂封止(パッケージング)される。
しかしながら、特許文献1は、樹脂材料供給ユニットを用いて打錠された樹脂材料を所定量吸着保持してキャビティへ供給しているが、供給されたキャビティ側で樹脂材料の偏りなどによる未充填を防止する工夫はなされていない。なお、特許文献1の技術は、キャビティから溢れた溶融樹脂が樹脂溜まりに流れ込む構成としており、製品として使用される樹脂量より多めの所定量の顆粒樹脂を供給しているものと推量される。このように樹脂の流動量が増えれば、パッケージ厚が薄い製品では、キャビティに供給された樹脂材料が硬化しやすく樹脂材料の偏りが発生しやすくなる。
尚、打錠された樹脂材料に代えて拡散し易い顆粒樹脂を用いた場合には、微粉末状の樹脂が飛散しやすいため、搬送、計量などのためのハンドリングや取り扱いが非常に難しく、また微粉末状の樹脂が装置内に付着してクリーニングが必要になる等、メンテナンス性にも課題がある。
また、大型かつ薄型な半導体パッケージの製造においては、樹脂の未充填やボイドを防止するために、キャビティ内に樹脂材料を均等に供給し、成形品質を向上することが技術的課題として挙げられる。特に、大型(大判)かつ薄型化されたウエハレベルパッケージの製造においては、キャビティの大きさが大きくなり、また厚みが薄くなるため、キャビティ内に樹脂を均等に供給することが困難となる。
更には、ワークに半導体チップの欠損部分がある場合には、同一キャビティ凹部内であっても半導体チップの有無に応じて樹脂量に増減が生じる場合があり、かかる個別ニーズに応じて樹脂を供給することができなかった。
更には、ワークに半導体チップの欠損部分がある場合には、同一キャビティ凹部内であっても半導体チップの有無に応じて樹脂量に増減が生じる場合があり、かかる個別ニーズに応じて樹脂を供給することができなかった。
本発明の目的は、粒体樹脂を用いてキャビティ凹部に応じて万遍なく樹脂を供給可能な樹脂吸着搬送方法及び装置並びにこれら用いて半導体パッケージの成形品質を向上することのできる樹脂封止方法を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
即ち、樹脂吸着搬送方法においては、搬送装置本体の吸着面に複数の吸引孔が形成され、各吸引孔に連通するエア吸引路が形成された搬送装置を準備するステップと、大きさ及び重量の少なくとも一方が均一に成形された粒体樹脂を貯留する貯留部に、前記吸着面を対向させて前記搬送装置を移動させるステップと、前記搬送装置の吸着面を前記粒体樹脂に接離動させて前記吸着面に粒体樹脂を吸着保持させるステップと、前記粒体樹脂を吸着保持したまま前記搬送装置を型開きした前記モールド金型へ進入させて、前記キャビティ凹部と対向位置に位置合わせして前記吸着保持した粒体樹脂の吸着を解除して供給する工程とを有することを特徴とする。
即ち、樹脂吸着搬送方法においては、搬送装置本体の吸着面に複数の吸引孔が形成され、各吸引孔に連通するエア吸引路が形成された搬送装置を準備するステップと、大きさ及び重量の少なくとも一方が均一に成形された粒体樹脂を貯留する貯留部に、前記吸着面を対向させて前記搬送装置を移動させるステップと、前記搬送装置の吸着面を前記粒体樹脂に接離動させて前記吸着面に粒体樹脂を吸着保持させるステップと、前記粒体樹脂を吸着保持したまま前記搬送装置を型開きした前記モールド金型へ進入させて、前記キャビティ凹部と対向位置に位置合わせして前記吸着保持した粒体樹脂の吸着を解除して供給する工程とを有することを特徴とする。
上記樹脂吸着搬送方法によれば、粒体樹脂を貯留部から吸着保持させる際に吸着面を接離動させる際に吸着孔に対して粒体樹脂を整然と吸着保持してモールド金型へ搬送することができる。
また、搬送装置を型開きしたモールド金型へ進入させて、キャビティ凹部と対向位置に位置合わせして吸着保持した粒体樹脂の吸着を解除して供給するので、キャビティ凹部へ偏りなく粒体樹脂を供給することができる。
また、搬送装置を型開きしたモールド金型へ進入させて、キャビティ凹部と対向位置に位置合わせして吸着保持した粒体樹脂の吸着を解除して供給するので、キャビティ凹部へ偏りなく粒体樹脂を供給することができる。
また、本発明においては、前記吸着面に設けられた吸着孔は、単位半導体チップ領域に少なくとも一の吸着孔が設けられ、前記吸着孔は整列配置されているのが好ましい。
これにより、マップ状或いはマトリクス状などの半導体チップを多数個取りするワークに対して、単位半導体チップ領域ごとに個別に所定量の粒体樹脂を吸着して供給することができる。
これにより、マップ状或いはマトリクス状などの半導体チップを多数個取りするワークに対して、単位半導体チップ領域ごとに個別に所定量の粒体樹脂を吸着して供給することができる。
また、本発明においては、前記吸着面に設けられた各単位半導体チップ領域には、少なくとも常時吸引する常時吸引孔と吸引状態と吸引停止状態とを切り替えられる切替吸引孔とが設けられ、行単位若しくは列単位で吸引孔どうしの吸引路が連通していることが好ましい。
これにより、ワークに半導体チップの欠損が生じている場合には、半導体チップの存在する単位半導体チップ領域には切替吸引孔を吸引停止状態として粒体樹脂を少なく吸着保持し、半導体チップが存在しない単位半導体チップ領域には常時吸引孔と切替吸引孔を通じて粒体樹脂を多く吸着保持してキャビティ凹部へ供給することができる。
これにより、ワークに半導体チップの欠損が生じている場合には、半導体チップの存在する単位半導体チップ領域には切替吸引孔を吸引停止状態として粒体樹脂を少なく吸着保持し、半導体チップが存在しない単位半導体チップ領域には常時吸引孔と切替吸引孔を通じて粒体樹脂を多く吸着保持してキャビティ凹部へ供給することができる。
また、本発明においては、前記搬送装置本体は単位半導体チップ領域ごとに分割されており、前記吸着面と反対面側より付勢手段により吸着面側に向って付勢されていても良い。
これにより、単位半導体チップ領域ごとに粒体樹脂に対して吸着面の高さを調整して吸着保持することができ、また、キャビティ凹部の底部までの高さを単位半導体チップ領域ごとに調整して粒体樹脂を供給することができる。
これにより、単位半導体チップ領域ごとに粒体樹脂に対して吸着面の高さを調整して吸着保持することができ、また、キャビティ凹部の底部までの高さを単位半導体チップ領域ごとに調整して粒体樹脂を供給することができる。
また、樹脂封止方法においては、前述した樹脂吸着搬送方法を用いて前記モールド金型のキャビティ凹部に粒体樹脂を供給する工程と、前記粒体樹脂が供給された後、前記搬送装置を前記モールド金型より退避させる工程と、前記モールド金型をクランプする工程において、当該モールド金型内を脱気することで減圧しながらモールドする工程と、を含むことを特徴とする。
これにより、キャビティ凹部に対して粒体樹脂をキャビティ容量に応じて効率よく供給することができる。また、モールド金型内を減圧モールドすることにより溶融樹脂に混入するエアを除去して成形品にボイドの発生を防ぐことができる。
これにより、キャビティ凹部に対して粒体樹脂をキャビティ容量に応じて効率よく供給することができる。また、モールド金型内を減圧モールドすることにより溶融樹脂に混入するエアを除去して成形品にボイドの発生を防ぐことができる。
また、本発明においては、前記キャビティ凹部の底部を形成する可動キャビティ駒を備えたモールド金型を使用し、前記キャビティ駒が退避位置で前記粒体樹脂が供給され、前記モールド金型クランプ後に前記可動キャビティ駒を成形位置へ移動させて所定樹脂圧に保圧して加熱硬化させるようにしてもよい。
これにより、粒体樹脂を供給する際にはキャビティ駒が退避位置にあるので、粒体樹脂をこぼれることなく供給することができ、金型クランプ後に可動キャビティ駒を成形位置へ移動させて加熱硬化させるので、狙い通りのパッケージ部の厚さでモールドすることができる。
これにより、粒体樹脂を供給する際にはキャビティ駒が退避位置にあるので、粒体樹脂をこぼれることなく供給することができ、金型クランプ後に可動キャビティ駒を成形位置へ移動させて加熱硬化させるので、狙い通りのパッケージ部の厚さでモールドすることができる。
また、本発明においては、前記キャビティ凹部に粒体樹脂を供給する前に、当該キャビティ凹部を含む金型クランプ面をリリースフィルムで覆う工程を有することが望ましい。また、キャビティ凹部に粒体樹脂が供給されて溶融した状態で可動キャビティ駒が退避位置から成形位置へ移動しても、溶融した樹脂が金型間の隙間に漏れ出ることがないので、フラッシュばりを確実に防止することができる。
また、大きさ及び重量の少なくとも一方が均一に成形された粒体樹脂を吸着保持したまま搬送する樹脂吸着搬送装置においては、吸着面に複数の吸引孔が形成され、各吸引孔に連通するエア吸引路が形成された搬送装置本体と、前記吸着面に形成された単位半導体チップ領域には少なくとも一の吸着孔が整列配置されており、各単位半導体チップ領域には少なくとも常時吸引する常時吸引孔と吸引状態と吸引停止状態を切り替えられる切替吸引孔とが設けられ、行単位若しくは列単位で吸引孔どうしの吸引路が連通していることを特徴とする。
また、前記搬送装置本体は単位半導体チップ領域ごとに分割されており、前記吸着面と反対面側より付勢手段により吸着面側に向って付勢されていてもよい。
上記樹脂吸着搬送方法及び装置を用いれば、大きさ及び重量の少なくとも一方が等しい粒体樹脂を整然と吸着保持してモールド金型へ搬送することができ、キャビティ凹部へ偏りなく粒体樹脂を供給することができる。
また、樹脂封止方法を用いれば、キャビティ容量に見合った樹脂量をキャビティ毎に供給することができ、フラッシュばりを防止し、半導体パッケージの成形品質を向上することができる。
また、樹脂封止方法を用いれば、キャビティ容量に見合った樹脂量をキャビティ毎に供給することができ、フラッシュばりを防止し、半導体パッケージの成形品質を向上することができる。
以下、本発明に係る樹脂吸着搬送方法及び装置、並びに樹脂封止方法の好適な実施の形態について添付図面と共に詳述する。以下の樹脂封止方法は、圧縮成形方法を例示する。また、樹脂材料は熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等)であって、大きさ及び重量の少なくとも一方が均一に成形された粒体樹脂を上記圧縮成形方法に用いて吸着搬送する樹脂吸着搬送方法及び装置について説明する。
[実施例1]
先ず、図1及び図5、図6を参照して樹脂吸着搬送装置についてその搬送方法と共に説明する。
図1(A)において、樹脂吸着搬送装置1は、装置本体2の吸着面2aに複数の吸引孔2bが形成され各吸引孔2bに連通するエア吸引路2cが形成されている。上記装置本体2の吸着面2aに大きさ及び重量の少なくとも一方が均一に成形された粒体樹脂3を吸着する。粒体樹脂3は、例えば、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等)であって、樹脂組成物(シリカ、アルミナなどの充填剤、離型剤、着色剤、フィラー含有率など)が均一に調整されたもので粒状のもの、例えば球体状、楕円球体状のものが用いられる。
先ず、図1及び図5、図6を参照して樹脂吸着搬送装置についてその搬送方法と共に説明する。
図1(A)において、樹脂吸着搬送装置1は、装置本体2の吸着面2aに複数の吸引孔2bが形成され各吸引孔2bに連通するエア吸引路2cが形成されている。上記装置本体2の吸着面2aに大きさ及び重量の少なくとも一方が均一に成形された粒体樹脂3を吸着する。粒体樹脂3は、例えば、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等)であって、樹脂組成物(シリカ、アルミナなどの充填剤、離型剤、着色剤、フィラー含有率など)が均一に調整されたもので粒状のもの、例えば球体状、楕円球体状のものが用いられる。
図5(A)において、装置本体2の吸着面2aは、一点鎖線に示すように単位半導体チップ領域Rがマトリクス状に形成されている。この各半導体チップ領域Rには少なくとも一の吸着孔2bが行及び列ごとに配置されている。具体的には、各単位半導体チップ領域Rには少なくとも常時吸引する常時吸引孔2b1が領域中央部に設けられている。また、吸引状態と吸引停止状態を切り替えられる切替吸引孔2b2が常時吸引孔2b1を囲むように設けられている。常時吸引孔2b1と切替吸引孔2b2は、各半導体チップ領域Tにわたって行及び列を揃えて配置されている。これにより、マップ状或いはマトリクス状などの半導体チップを多数個取りするワークに対して、単位半導体チップ領域Rごとに個別に所定量の粒体樹脂3を吸着して供給することができる。
図5(B)に示すように、各単位半導体チップ領域Rに設けられた常時吸引孔2b1は行単位若しくは列単位で吸引孔どうしが連通路2c1で連通している。各単位半導体チップ領域Rに設けられた切替吸引孔2b2は行単位若しくは列単位で吸引孔どうしが連通路2c2で連通させて行単位または列単位で吸引の切替えを可能としている。なお、切替吸引孔2b2間を連通させずに単位半導体チップ領域毎に吸引切替え可能としてもよい。
これにより、ワークに半導体チップの欠損が生じている場合には、半導体チップの存在する単位半導体チップ領域Rには粒体樹脂3を例えば常時吸着孔2b1のみに吸着保持し、半導体チップが存在しない単位半導体チップ領域Rには粒体樹脂3を常時吸着孔2b1及び切替吸着孔2b2に吸着保持してキャビティ凹部へ供給することができる。また、行単位若しくは列単位で吸引孔2b1,2b2どうしの連通路2c1,2c2が連通しているので、吸着面2aに粒体樹脂3を整然と吸着保持することができる。
これにより、ワークに半導体チップの欠損が生じている場合には、半導体チップの存在する単位半導体チップ領域Rには粒体樹脂3を例えば常時吸着孔2b1のみに吸着保持し、半導体チップが存在しない単位半導体チップ領域Rには粒体樹脂3を常時吸着孔2b1及び切替吸着孔2b2に吸着保持してキャビティ凹部へ供給することができる。また、行単位若しくは列単位で吸引孔2b1,2b2どうしの連通路2c1,2c2が連通しているので、吸着面2aに粒体樹脂3を整然と吸着保持することができる。
また、図6(A)(B)に示すように、装置本体2が単位半導体チップ領域Rごとに分割されていてもよい。図6(A)において、二点鎖線は分割ラインLを示す。また、装置本体2は、吸着面2aと反対面側よりコイルばね4(付勢手段)により吸着面2a側に向って常時付勢されている。これにより、単位半導体チップ領域Rごとに粒体樹脂3に対して吸着面2aの高さを調整して吸着保持することができる。また、後述するキャビティ凹部の底部までの高さを単位半導体チップ領域Rごとに調整して粒体樹脂3を供給することができる。
次に、樹脂封止装置の一例について図2を参照して説明する。
図2において、本実施形態では、ウエハレベルのワークWでウエハレベルのパッケージとしてeWLP形成する圧縮成形装置について説明する。この圧縮成形装置は、被成形品であるワークWを供給する供給部と、供給部からローダにより供給されたワークWを樹脂封止(パッケージング)するモールド金型5を有するプレス部と、樹脂封止後、アンローダによりワークが金型から取り出されて、成形品としてワークを収納する収納部とを備えている。図2は、本実施形態における圧縮成形装置の要部であるモールド金型5を模式的に示す。なお、図2では、モールド金型5が型開きした状態が示されている。
図2において、本実施形態では、ウエハレベルのワークWでウエハレベルのパッケージとしてeWLP形成する圧縮成形装置について説明する。この圧縮成形装置は、被成形品であるワークWを供給する供給部と、供給部からローダにより供給されたワークWを樹脂封止(パッケージング)するモールド金型5を有するプレス部と、樹脂封止後、アンローダによりワークが金型から取り出されて、成形品としてワークを収納する収納部とを備えている。図2は、本実施形態における圧縮成形装置の要部であるモールド金型5を模式的に示す。なお、図2では、モールド金型5が型開きした状態が示されている。
圧縮成形装置は、ウエハレベルのワークWに対応する容積を有するキャビティ凹部6が形成されたモールド金型5を備えている。モールド金型5は、互いに対向して配置される上型7と下型8とで構成され、それらが近接して型締めされ、離間して型開きされる。上型7を固定型とし、下型8を可動型とした場合、上型7に対して下型8が近接してモールド金型5が型締めされ、上型7に対して下型8が離間してモールド金型5が型開きされる。
まず、上型7について説明する。上型7のクランプ面7a(パーティング面)には、ワークWを吸着させる構成を採用している。eWLP用のワークWは、例えば、大きさが8インチサイズであり、キャリアプレート上に熱剥離シートを介して複数の半導体チップTが格子状に配列されて貼付されたものである。
eWLPを成形するときには、上型7のクランプ面7aに爪状の把持部材を設けてもよい。この把持部材によって、ワークWの縁部を把持して、ワークWがクランプ面7aから空隙を開けて保持される。
eWLPを成形するときには、上型7のクランプ面7aに爪状の把持部材を設けてもよい。この把持部材によって、ワークWの縁部を把持して、ワークWがクランプ面7aから空隙を開けて保持される。
また、上型7には、吸引孔9が設けられている。吸引孔9の一端は上型7のクランプ面7aに開口し、他端は真空ポンプを備えた減圧機構(図示しない)に接続されている。また、上型7のクランプ面7aに開口する吸引孔9より外周側にはシール材10(例えば、Oリング)が設けられている。型締めされたモールド金型5では、シール材10によって、キャビティを含んで閉鎖空間が形成される。この閉鎖空間は、吸引孔9を介して減圧装置19によって、脱気される。
なお、減圧装置19がさらにコンプレッサを備えた場合には、閉鎖空間内に気体を吹き込んで加圧し、粒体樹脂3を金型面に密着させることで溶融を補助する構成を採用することもできる。この場合、樹脂の溶融後にさらに減圧することでボイドの発生を防止することができる。
次に、下型8について説明する。下型8のクランプ面8a(パーティング面)では、キャビティ凹部6が形成されている。このキャビティ凹部6は、その底部をキャビティ駒11、また側部をクランパ12によって形成される。クランパ12は、貫通孔が形成された枠状金型からなり、この枠状金型の中央部の貫通孔にキャビティ駒11が挿入されている。このため、キャビティ駒11の周囲にクランパ12が配置される。クランパ12は、図示しないベースブロックにスプリングを介して支持されている。なお、クランパ12のみスプリングに支持させて、キャビティ駒11はベースブロックに直接支持させる構成を採用することもできる。
このように、キャビティ駒11とクランパ12で形成されるキャビティ凹部6の底部には、図5及び図6に示す樹脂吸着搬送装置1の装置本体2の吸着面2aに形成された単位端導体チップ領域Rに対応する供給領域Sが、段差部によってマトリクス状に囲まれて形成されている。すなわち、段差部によって、複数の供給領域Sが格子状に区画されている。本実施形態では、段差部は、キャビティ凹部6の底部に設けられた格子状の凸部13から形成されている。
この凸部13は、各半導体チップTの個片化後のパッケージ間を仕切るように形成されることで各半導体チップTを矩形状に囲うように形成されている。本実施形態では、凸部13で区画された供給領域Sが、半導体パッケージが形成されるパッケージ領域に対応している。ただし、必ずしも各半導体チップTの外形に沿って矩形状に囲うように形成する必要は無く、複数の半導体チップTの外形に沿って矩形状に囲うように凸部13を形成することもできる。
また、下型8には、キャビティ駒11とクランパ12との隙間に吸引路14が設けられている。この吸引路14の一端は下型8のクランプ面8aに開口し、他端は吸引機構(図示しない)に接続されている。この吸引機構によって、下型8のクランプ面8aを覆うようにリリースフィルム15が吸着保持される。なお、リリースフィルム15は、モールド金型5の加熱温度に耐えられる耐熱性、柔軟性および伸展性を有するフィルム材、例えば、PTFE、ETFE、PET、FEP、フッ素含浸ガラスクロス、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリジン等が好適に用いられる。また、リリースフィルム15としては、ロール状のリリースフィルムを用い、モールド金型5の前後に備えた繰り出しロールから所定長ずつ繰り出すと共に巻取りロールで巻き取るような構成を採用してもよいし、或いは金型クランプ面を覆う程度の大きさの短冊状に切断されたものを用いる構成を採用してもよい。
本実施形態における粒体樹脂3は、樹脂特性(熱伝導性、色、含有量等)が同一であって、大きさが均一に成形されたものが用いられる。これは、計数や計量のし易さ、成形品質に与える影響や、取り扱い等に考慮して、粒体樹脂3は、同一径を有する球体として用いている。例えば、直径φ1mmとした球状の粒体樹脂3では、1個供給することで0.523mm3の樹脂を供給することができる。
このように粒体樹脂3の個々の大きさが均一に成形されていれば、キャビティ凹部6へ供給されることとなる粒体樹脂3を計数するだけで計量したことになる。このため、例えば、顆粒樹脂や液状樹脂のように樹脂量を計量する必要がなく樹脂供給動作を迅速かつ簡略にすることができる。また、大きさが均一の粒体樹脂3を用いることで、顆粒樹脂のような微粉末が飛散することがなく容易に取り扱うことができる。
大きさが均一の粒体樹脂3は、例えば、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤(フィラー)等を配合した原料を、溶融混練装置で混練し押出した後、成形用ロールを通過させるなどの各種の造粒工程を経ることで製造することができる。粒体樹脂3は、大きさが均一に成形されている必要があるが、その精度は成形過程で所定の平均粒径を目標値として製造することでこの平均粒径に対して大きく外れていなければ良い。なぜならば、粒体樹脂3の個々の大きさに誤差があってもそれぞれの平均粒径に対する誤差が互いに相殺されるからである。このため、全体として誤差を問題にならない程度に小さくすることができる。なお、粒体樹脂3のサイズを揃えていても良い。
次に、樹脂吸着搬送方法及びこれを用いた樹脂封止方法の一例について図1乃至図3を参照して説明する。
図1(A)に示すように吸着面2aに複数の吸引孔2bが形成され、各吸引孔2bに連通するエア吸引路2cが形成された樹脂吸着搬送装置1を準備する。また、上面が開放された貯留部16の凹部16aには、大きさ及び重量の少なくとも一方が均一に成形された粒体樹脂3が貯留されている。次に、樹脂吸着搬送装置1を粒体樹脂3を貯留する貯留部16に吸着面2aが対向する位置まで移動させる。
図1(A)に示すように吸着面2aに複数の吸引孔2bが形成され、各吸引孔2bに連通するエア吸引路2cが形成された樹脂吸着搬送装置1を準備する。また、上面が開放された貯留部16の凹部16aには、大きさ及び重量の少なくとも一方が均一に成形された粒体樹脂3が貯留されている。次に、樹脂吸着搬送装置1を粒体樹脂3を貯留する貯留部16に吸着面2aが対向する位置まで移動させる。
図1(B)に示すように、貯留部16に超音波振動を加えながら樹脂吸着搬送装置1の吸着面2aを粒体樹脂3に向って接離動させて吸着面2aに粒体樹脂3を吸着保持させる。このとき、貯留部16にランダムに貯留された粒体樹脂3は、超音波振動により凹部16a内で整然と整列した状態で貯留されている。また、超音波振動により微小な移動を行いながら吸着されていない各吸着孔2bに対して粒体樹脂3が順次吸着される。この場合、特に粒体樹脂3が球面を有する場合には転がりによって容易に移動させることができるため、円滑な吸着が可能となる。なお、特に粒体樹脂3の形状としては、吸着を行うことができる程度に凹凸がない平滑な面を有しているものが好ましい。また、吸引孔2bに対して中心を合わせて所定の間隔で吸着が容易となるように所定の曲率となっていることがより好ましい。このため、角のある多面体のブロック状であってもよいが、球体状や楕円球体状等の粒体樹脂3を用いるのが好ましい。
このように、樹脂吸着搬送装置2の吸着面2aに形成された吸着孔2bに整然と粒体樹脂3を吸着保持することができる。なお、超音波振動機構を樹脂吸着搬送装置1に設けてそれ自体が振動することで接触する粒体樹脂3を振動させて整列させながら吸着する構成としてもよい。また、貯留部16内において吸引孔2bの配列と同様に粒体樹脂3を配置することで、吸着面2aを貯留部16に対して近づけたときに整列を行うことなく吸引して吸着する構成を採用してもよい。
図1(C)に示すように、樹脂吸着搬送装置2を吸着面2aに粒体樹脂3を吸着保持したまま、当該樹脂吸着搬送装置2をモールド金型5へ搬送する。尚、モールド金型5の上型7のクランプ面7aにワークWを予め吸着保持する。また、下型8のキャビティ凹部6を含むクランプ面8aにリリースフィルム15を予め吸着保持する(図2(A)参照)。
そして、図2(A)に示すように、型開きしたモールド金型5に樹脂吸着搬送装置2を進入させ、図2(B)に示すように吸着面2aを下型8のキャビティ凹部6と対向する位置に位置合わせして接近させ、吸着保持した粒体樹脂3の吸着を解除して供給する。
このとき、粒体樹脂3は、キャビティ凹部6に設けられた凸部13により区画された供給領域Sに整然と供給され、予備加熱されたキャビティ凹部6内で溶融し始める。
粒体樹脂3を供給した後、樹脂吸着搬送装置2はモールド金型5より退避して、次のモールド動作に備えて貯留部16へ粒体樹脂3を受け取りに戻る。
このとき、粒体樹脂3は、キャビティ凹部6に設けられた凸部13により区画された供給領域Sに整然と供給され、予備加熱されたキャビティ凹部6内で溶融し始める。
粒体樹脂3を供給した後、樹脂吸着搬送装置2はモールド金型5より退避して、次のモールド動作に備えて貯留部16へ粒体樹脂3を受け取りに戻る。
尚、例えば、ワークWに半導体チップTの欠損が生じている場合には、樹脂吸着搬送装置2の吸着面2aに吸着保持する際に、各単位半導体チップ領域Rに常時吸引孔2b1と切替吸引孔2b2を吸引状態とすることにより欠損部分が生じた単位半導体チップ領域Rに対して粒体樹脂3の数を多く吸着搬送するようにしてもよい(図5(B),図6(B)参照)。
また、貯留部16から粒体樹脂3を吸着面2aに吸着保持する際に、図5(B)に示すように、各単位半導体チップ領域Rに分割された装置本体2がコイルばね4により付勢されている場合には、貯留部16に貯留された粒体樹脂3に吸着面2aを押し当てることが可能であるため、吸着面2aに対してより確実に粒体樹脂3を吸着保持することができる。
また、貯留部16から粒体樹脂3を吸着面2aに吸着保持する際に、図5(B)に示すように、各単位半導体チップ領域Rに分割された装置本体2がコイルばね4により付勢されている場合には、貯留部16に貯留された粒体樹脂3に吸着面2aを押し当てることが可能であるため、吸着面2aに対してより確実に粒体樹脂3を吸着保持することができる。
次いで、図3(A)に示すように、上型7と下型8とを近接させて、モールド金型5の型締めを行う。この際に、前述した真空ポンプを備えた減圧装置19を駆動させることで、上型7のクランプ面7aに設けられたシール部材10が、下型8のクランプ面8aにリリースフィルム15を介して当接して圧縮され始めたときから、キャビティ凹部6を含む金型空間を外部から遮断して脱気しながら閉鎖空間が形成される。ここで、モールド金型5は加熱されて閉鎖空間内が昇温するため、溶融樹脂3に含まれる余剰成分を十分に排出した上で減圧することができる。これにより、ボイドの少ない高い成形品質のパッケージを得ることができる。
次いで、図3(B)に示すように、モールド金型5を型締めして供給したワークWを保持し、溶融樹脂3aが充填されたキャビティ凹部6(キャビティ6a)で、ワークWを樹脂封止する。なお、下型8で形成されているキャビティ凹部6は、その開口部側がワークWで塞がれるので、「キャビティ6a」と称している。
より具体的には、まず、図3(A)に示した状態から、さらに上型7と下型8とを近接してシール材10をさらに圧縮し、クランパ12を押し下げ、ワークWが上型7のクランプ面7aと下型8のクランプ面8aに挟み込まれて保持された状態で、型締め動作を完了する。このとき、ワークWの半導体チップTがキャビティ6a内の溶融樹脂3aに浸漬する。
次いで、図3(C)に示すように、モールド金型5を型締め後に、相対的にキャビティ駒12を成形位置へ移動させて加熱硬化させる。これにより、キャビティ6a内に充填された溶融樹脂3aを所定樹脂圧に保圧して加熱硬化(キュア)させる。このように、モールド金型5を型締め後に、相対的にキャビティ駒12を成形位置へ移動させて加熱硬化させるので、薄型に対応した成形品の厚さで樹脂封止(モールド)することができる。このように圧縮成形装置では、大型かつ薄型のウエハレベルパッケージなどのワークWを、成形品質を維持しながら樹脂封止することができる。
尚、モールド後のワークWを取り出す場合には、上型7と下型8とを離間させ、モールド金型5を型開きし、下型8から樹脂封止されたワークWを離型する。この際、下型8とワークWとの間に配置されたリリースフィルム15が、下型8のクランプ面8aで吸着されているので、容易に離型することができる。その後、上型7のクランプ面7aに吸着保持されていたワークWの吸着を解除し、図示しないアンローダにより上型7からワークWを受け取って、ワークWが取り出される。
なお、このウエハレベルパッケージからは、複数の半導体チップ領域のそれぞれに対応するチップサイズパッケージ(CPS:Chip Size Package)として個片化される。
なお、このウエハレベルパッケージからは、複数の半導体チップ領域のそれぞれに対応するチップサイズパッケージ(CPS:Chip Size Package)として個片化される。
[第2実施例]
次に樹脂封止方法の他例について図4乃至図6を参照して説明する。実施例1と同一部材には同一番号を付与して説明を援用するものとし、異なる構成を中心に説明する。ワークWは、半導体ウエハに半導体チップTなどが基板実装されたものが用いられる。下型8には、キャビティ駒11とクランパ12とで一括モールド用のキャビティ凹部6が設けられていた。本実施例では、図示しないベースにスプリングを介して支持されてキャビティ凹部6の底部を形成する複数のキャビティ駒17と、図示しないベースにスプリングを介して支持された複数の貫通孔18aが形成されたクランパ18を備えている。キャビティ駒17はクランパ18の貫通孔18aに挿入されて複数のキャビティ凹部6が形成されている。キャビティ凹部6は半導体チップ領域Rに対応してマトリクス状に形成されている。
上記複数のキャビティ凹部6を含むクランプ面8aにはリリースフィルム15が吸着保持されている。リリースフィルム15はキャビティ駒17と貫通孔18aとの隙間に形成される吸引路を通じて吸着保持されるようになっている。
次に樹脂封止方法の他例について図4乃至図6を参照して説明する。実施例1と同一部材には同一番号を付与して説明を援用するものとし、異なる構成を中心に説明する。ワークWは、半導体ウエハに半導体チップTなどが基板実装されたものが用いられる。下型8には、キャビティ駒11とクランパ12とで一括モールド用のキャビティ凹部6が設けられていた。本実施例では、図示しないベースにスプリングを介して支持されてキャビティ凹部6の底部を形成する複数のキャビティ駒17と、図示しないベースにスプリングを介して支持された複数の貫通孔18aが形成されたクランパ18を備えている。キャビティ駒17はクランパ18の貫通孔18aに挿入されて複数のキャビティ凹部6が形成されている。キャビティ凹部6は半導体チップ領域Rに対応してマトリクス状に形成されている。
上記複数のキャビティ凹部6を含むクランプ面8aにはリリースフィルム15が吸着保持されている。リリースフィルム15はキャビティ駒17と貫通孔18aとの隙間に形成される吸引路を通じて吸着保持されるようになっている。
樹脂吸着搬送装置1は、図1に示す貯留部16より、粒体樹脂3を各半導体チップ領域Rに対応して吸着面2aに吸着保持する。具体的には、キャビティ凹部6の容積に応じて1回分の樹脂モールドに必要な分量の粒体樹脂3を吸着面2aに吸着保持するようになっている(図4(A)参照)。粒体樹脂3の供給数を同数にすることで、各キャビティ凹部6における個別の樹脂供給量を均一にすることができる(図4(B)参照)。尚、半導体チップTの欠損が生じている場合には、欠損が生じている半導体チップ領域Rには半導体チップTが存在している領域より粒体樹脂3の個数を多く供給することは言うまでもない。
図4(B)に示すように樹脂吸着搬送装置1により粒体樹脂3がキャビティ凹部6に供給された後、樹脂吸着搬送装置1をモールド金型5より退避させる。そして、モールド金型5を型締めして供給したワークWを保持し、溶融樹脂3aが充填されたキャビティ凹部6で、ワークWを樹脂封止する。具体的には、上型7と下型8とを近接してシール材10をさらに圧縮し、クランパ18を押し下げ、ワークWが上型7のクランプ面7aと下型8のクランプ面8aに挟み込まれて保持された状態で、型締め動作を完了する。次いで、モールド金型5を型締め後に、相対的にキャビティ駒17を成形位置へ移動させて加熱硬化させる。
以上、説明したように、上述した樹脂吸着搬送方法及び装置を用いれば、大きさ及び重量の少なくとも一方が等しい粒体樹脂3を整然と吸着保持してモールド金型5へ搬送することができ、キャビティ凹部6へ偏りなく粒体樹脂3を供給することができる。
また、樹脂封止方法を用いれば、キャビティ容量に見合った樹脂量をキャビティ毎に供給することができ、フラッシュばりを防止し、半導体パッケージの成形品質を向上することができる。
また、樹脂封止方法を用いれば、キャビティ容量に見合った樹脂量をキャビティ毎に供給することができ、フラッシュばりを防止し、半導体パッケージの成形品質を向上することができる。
尚、上述した実施例においては、粒体樹脂3を計数する構成について説明したが本発明はこれに限定されず粒体樹脂3を計量する構成を採用してもよい。即ち、液状樹脂や通常の顆粒樹脂とは異なり、粒体樹脂3を1個ずつ吐出するだけで計量装置内における微小量での吐出が可能であり、液状樹脂や顆粒樹脂と比較して簡易な構成での高精度な樹脂供給手段が構成できる。さらに、粒体樹脂3を計数したうえで計量して供給してもよい。これにより、計数後の粒体樹脂3を計量することで信頼性を向上させる構成を採用してもよい。
1 樹脂吸着搬送装置
2 装置本体
2a 吸着面
2b 吸引孔
2b1 常時吸引孔
2b2 切替吸引孔
2c エア吸引路
2c1,2c2 連通路
3 粒体樹脂
3a 溶融樹脂
4 コイルばね
T 半導体チップ
R 半導体チップ領域
W ワーク
5 モールド金型
6 キャビティ凹部
7 上型
7a,8a クランプ面
8 下型
9,14 吸引孔
10 シール材
11,17 キャビティ駒
12,18 クランパ
13 凸部
S 供給領域
15 リリースフィルム
16 貯留部
16a 凹部
18a 貫通孔
19 減圧装置
2 装置本体
2a 吸着面
2b 吸引孔
2b1 常時吸引孔
2b2 切替吸引孔
2c エア吸引路
2c1,2c2 連通路
3 粒体樹脂
3a 溶融樹脂
4 コイルばね
T 半導体チップ
R 半導体チップ領域
W ワーク
5 モールド金型
6 キャビティ凹部
7 上型
7a,8a クランプ面
8 下型
9,14 吸引孔
10 シール材
11,17 キャビティ駒
12,18 クランパ
13 凸部
S 供給領域
15 リリースフィルム
16 貯留部
16a 凹部
18a 貫通孔
19 減圧装置
Claims (9)
- 搬送装置本体の吸着面に複数の吸引孔が形成され、各吸引孔に連通するエア吸引路が形成された搬送装置を準備するステップと、
大きさ及び重量の少なくとも一方が均一に成形された粒体樹脂を貯留する貯留部に、前記吸着面を対向させて前記搬送装置を移動させるステップと、
前記搬送装置の吸着面を前記粒体樹脂に接離動させて前記吸着面に粒体樹脂を吸着保持させるステップと、
前記粒体樹脂を吸着保持したまま前記搬送装置を型開きした前記モールド金型へ進入させて、前記キャビティ凹部と対向位置に位置合わせして前記吸着保持した粒体樹脂の吸着を解除して供給する工程とを有することを特徴とする樹脂吸着搬送方法。 - 前記吸着面に設けられた吸着孔は、単位半導体チップ領域に少なくとも一の吸着孔が設けられ、前記吸着孔は整列配置されている請求項1記載の樹脂吸着搬送方法。
- 前記吸着面に設けられた各単位半導体チップ領域には、少なくとも常時吸引する常時吸引孔と吸引状態と吸引停止状態とを切り替えられる切替吸引孔とが設けられ、行単位若しくは列単位で吸引孔どうしの吸引路が連通している請求項1又は2記載の樹脂吸着搬送方法。
- 前記搬送装置本体は単位半導体チップ領域ごとに分割されており、前記吸着面と反対面側より付勢手段により吸着面側に向って付勢されている請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の樹脂吸着搬送方法。
- 請求項1乃至請求項4の樹脂吸着搬送方法を用いて前記モールド金型のキャビティ凹部に粒体樹脂を供給する工程と、
前記粒体樹脂が供給された後、前記搬送装置を前記モールド金型より退避させる工程と、
前記モールド金型をクランプする工程において、当該モールド金型内を脱気することで減圧しながらモールドする工程と、を含むことを特徴とする樹脂封止方法。 - 前記キャビティ凹部の底部を形成する可動キャビティ駒を備えたモールド金型を使用し、
前記キャビティ駒が退避位置で前記粒体樹脂が供給され、前記モールド金型がクランプ後に前記可動キャビティ駒を成形位置へ移動させて所定樹脂圧に保圧して加熱硬化させる請求項5記載の樹脂封止方法。 - 前記キャビティ凹部に粒体樹脂を供給する前に、当該キャビティ凹部を含む金型クランプ面をリリースフィルムで覆う工程を有する請求項5又は請求項6記載の樹脂封止方法。
- 大きさ及び重量の少なくとも一方が均一に成形された粒体樹脂を吸着保持したまま搬送する樹脂吸着搬送装置であって、
吸着面に複数の吸引孔が形成され、各吸引孔に連通するエア吸引路が形成された搬送装置本体と、
前記吸着面に形成された単位半導体チップ領域には少なくとも一の吸着孔が整列配置されており、各単位半導体チップ領域には少なくとも常時吸引する常時吸引孔と吸引状態と吸引停止状態を切り替えられる切替吸引孔とが設けられ、行単位若しくは列単位で吸引孔どうしの吸引路が連通していることを特徴とする樹脂吸着搬送装置。 - 前記搬送装置本体は単位半導体チップ領域ごとに分割されており、前記吸着面と反対面側より付勢手段により吸着面側に向って付勢されている請求項8記載の樹脂吸着搬送装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2011
- 2011-07-13 JP JP2011154428A patent/JP2013021199A/ja active Pending
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