JP2015000520A - 樹脂モールド金型及び樹脂モールド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの厚みのばらつきの有無や大小にかかわらず、ワークに過大なストレスが作用せずにクランプすることが可能な樹脂モールド金型を提供する。【解決手段】モールド樹脂がキャビティに注入される前に、基板１の厚さに合わせて板厚可変機構によりワーク支持部３７の高さを調整すると共に半導体チップ５の高さに合わせてキャビティ高さ可変機構によりキャビティ凹部３２の高さを調整する。【選択図】図２

Description

本発明は、ワークをクランプして樹脂モールドする樹脂モールド装置に関する。

本件出願人は、薄型の半導体装置を樹脂封止する場合、パッケージ部の厚さ寸法を狙い通りの厚さで成形し樹脂の未充填領域がない薄型パッケージを量産できるトランスファ成形装置をすでに提案した。

具体的には、モールド金型に搬入されたワークをキャビティ駒が成形品の厚さ寸法より所定厚だけ後退した退避位置を保ったままクランパによりクランプし、該クランパがワークをクランプしたままプランジャを作動させてキャビティ凹部内へ溶融樹脂を充填して第１保圧を維持する。樹脂充填後、キャビティ駒を成形品の厚さ寸法に対応する成形位置までキャビティ凹部内へさらに押し出して当該キャビティ凹部内の余剰樹脂をゲートからポット側へ押し戻すことにより、狙い通りの成形品の厚さ寸法に合わせた樹脂量に調節する。また、プランジャを再度作動させて第１保圧より高い第２保圧を維持したまま封止樹脂を加熱硬化させる（特許文献１）。

特開２００９−１９０４００号公報

しかしながら、上述した特許文献１で用いられるモールド金型は、上型インサートが可動に設けられた上型とワーク（基板など）を載置するリジッド構造の下型とでワークをクランプするようになっているため、例えばワークが単層基板のように厚みのばらつきが小さい場合には問題はないが、多層基板のように厚みのバラツキが大きい場合には、クランパと基板とのクランプ力にばらつきが生じて、モールド樹脂のフラッシュばりが発生してしまい、成形品質が低下するおそれがあった。

例えば、ワークをモールド樹脂から露出させて成形する製品、具体的には放熱部を有する製品においては、樹脂フラッシュによって成形品質が低下するおそれがある。
また、樹脂フラッシュを抑えようとして金型クランプ力を強めると、ワークに過大なクランプストレスが作用してワークが破損したり損傷したりするおそれがあった。また、メモリ等の薄型化した製品の場合、成形厚がワークの厚みの影響を受けてしまい、成形厚を均一に成形することが困難となる場合があった。

本発明は上記従来技術の課題を解決し、ワークの厚みのばらつきの有無や大小にかかわらず、ワークに過大なストレスが作用せずにクランプすることが可能な樹脂モールド金型及びこれを用いて型締めバランスが安定し、フラッシュばりの生じない成形品質を高めた樹脂モールド装置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、第一部材に第二部材が搭載されたワークを樹脂モールドする樹脂モールド金型であって、キャビティ底部を形成するキャビティ駒と、該キャビティ駒を囲んで配置された第一インサートにより、前記第二部材が収容されるキャビティを構成するキャビティ凹部が形成される一方の金型と、前記ワークを支持するワーク支持部と、前記ワーク支持部に隣接する第二インサートを備えた他方の金型と、前記一方の金型又は他方の金型のいずれかに組み付けられモールド樹脂を供給するポット及びプランジャと、前記キャビティ駒を型開閉方向に移動させることにより前記第二部材の高さに合わせて前記キャビティ凹部の高さを可変とするキャビティ高さ可変機構と、前記ワーク支持部を前記第二インサートに対して型開閉方向に移動させることにより前記第一部材の厚さに合わせて前記ワーク支持部の高さを可変とする板厚可変機構と、を具備し、前記モールド樹脂が前記キャビティに注入される前に、前記第一部材の厚さに合わせて前記板厚可変機構により前記ワーク支持部の高さを調整すると共に前記二部材の高さに合わせて前記キャビティ高さ可変機構により前記キャビティ凹部の高さを調整することを特徴とする。

上記樹脂モールド金型を用いれば、すべてのワーク（第一部材、第二部材）に対して型開閉方向の厚さのばらつきの有無やばらつき量の大小にかかわらず、ワーク支持部及びキャビティ凹部の高さを調整するので、ワークに過大なストレスが作用せず型締めバランスを安定させて樹脂フラッシュばりの発生を防ぐことが可能になる。

また、前記キャビティ高さ可変機構は、駆動源により可動テーパーブロックを移動させて前記キャビティ駒の型開閉方向の位置を調節するウェッジ機構が設けられていてもよい。
この場合には、キャビティ駒の型開閉方向の位置制御を高精度化することができるので、金型クランプ時にワーク（第二部材）に作用するストレスを可及的に低減でき、高精度な成形品質を維持することができる。

また、前記キャビティ高さ可変機構は、前記キャビティ駒及び前記第一インサートの一方又は双方が前記一方の金型チェイスにフローティング支持されていてもよい。
この場合には、型開閉動作にともなってキャビティ駒及び／又は第一インサートのフロート量を調整することでキャビティの深さ（基板からキャビティ駒までの高さ）を瞬時に変更することができる。特に、第二部材の第一部材からの高さ位置のばらつきがあっても、キャビティ駒及び／又は第一インサートのフロート構造により樹脂容量の差を吸収して樹脂モールドすることができる。

また、前記板厚可変機構は、駆動源により可動テーパーブロックを移動させて前記ワーク支持部の型開閉方向の位置を調節するウェッジ機構が設けられていてもよい。
この場合には、ワーク支持部の型開閉方向の位置制御を高精度化することができるので、金型クランプ時にワーク（第一部材）に作用するストレスを可及的に低減でき、高精度な成形品質を維持することができる。

また、前記第一インサートのクランプ面にはダミーキャビティが設けられており、前記キャビティ凹部より前記ダミーキャビティへ前記余剰樹脂を収容するのが好ましい。
これにより、キャビティ凹部へ充填されるモールド樹脂に発生したボイドをダミーキャビティへ押し流して成形品質を向上させることができる。特に、アンダーフィルモールドを行う際の樹脂充填性を向上させることができる。

また、前記第一インサートの前記ダミーキャビティより外周側に対向するクランプ面を押圧することでエアの排出を停止させる閉止手段を備えていてもよい。
この場合、希望するタイミングで閉止手段により減圧空間からのエアの排出を停止させてダミーキャビティからの樹脂漏れやキャビティ内の樹脂の未充填を防ぐことができる。

前記一方の金型と他方の金型とが型閉じする前に外部空間とは遮断された閉鎖空間が形成され、当該閉鎖空間内を減圧することで前記キャビティを含む減圧空間が形成される減圧機構を備えていることが望ましい。
これにより、キャビティ内に残存するエアを排気してモールド樹脂にボイドが発生し難くなる。

また、前記第二部材を収容する貫通孔とこれに連通する樹脂路が形成され、前記ワーク支持部に支持された第一部材外周端部と前記第二インサートとの隙間を跨いで前記他方の金型クランプ面に重ね合わせて用いられる中間プレートを備えていてもよい。
この場合、第一部材（例えば基板）にランナ用の金めっきは不要になり、フィラーが微細で低粘度の流動性が高いモールド樹脂を用いても第一部材と金型との隙間にモールド樹脂が漏れて金型の摺動不良を起こすおそれもなくなる。

また、前記中間プレートの前記第一部材より外周側にはダミーキャビティが設けられており、前記貫通孔より前記ダミーキャビティへ前記余剰樹脂を収容するようにしてもよい。この場合、ダミーキャビティが第一部材より外周側に形成されていると、第一部材（例えば基板）上の成形品の取り個数を増やして基板の利用率を向上させることができる。
また、ダミーキャビティが中間プレートを貫通する貫通孔に形成されていると、不要樹脂の離型が容易になる。

また、前記第二部材に当接する前記キャビティ駒のワーク当接面と反対面に対向配置されたガイド駒のガイド面部にガイドされて前記キャビティ駒が傾動可能なスイベル機構を備えていてもよい。
これにより、第一部材（例えば基板）に搭載された第二部材（例えば半導体チップ）に傾きが生じていても、キャビティ駒とリリースフィルムを介して片当たりすることなく第二部材の傾きに倣ってキャビティ駒が傾動するので、第二部材に過度のストレスが作用することはなく第二部材が損傷したり破損したりするおそれがなくなる。

また、前記キャビティ駒の前記第二部材押圧面は、凸面部に形成されその周囲は凹溝部が形成された凹凸面に形成されていてもよい。
この場合には、例えば半導体チップの発光面をキャビティ駒の凸面部により押さえて露出させると共にその周囲を囲む凹溝部に粘度の低いシリコーン樹脂（白色樹脂）を充填して発光面を囲むリフレクタをトランスファモールドにより効率よく成形することができる。

また前記キャビティ凹部を含む前記一方の金型クランプ面を覆って吸着保持されるリリースフィルムを備えていると、キャビティ凹部にモールド樹脂が直接接触することがないので、金型メンテナンスを軽減することができかつ樹脂漏れを防ぐことができる。また、キャビティ底部を形成するキャビティ駒がリリースフィルムを介してワークに当接することで、ワーク面が傷つくことを防止することができる。

また、樹脂モールド装置においては、前述したいずれかの樹脂モールド金型を備えると共に、ワーク供給部と、前記樹脂モールド金型によりワークをクランプして樹脂モールドするプレス部と、成形品の収納部と、を備え、前記第一部材の厚さ及び前記第二部材の高さに応じて、前記モールド樹脂を前記キャビティに注入する前に、前記キャビティ高さ可変機構の動作量を設定して前記キャビティ駒の型開閉方向の高さ位置を所定位置に設定してから前記第一部材をクランプして樹脂モールドすることを特徴とする。
上記樹脂モールド装置を用いれば、樹脂モールド金型をクランプする際にワークである第一部材や第二部材に作用するストレスを可及的に減らすことができる。

前記プレス部に隣接して液状樹脂供給部が設けられており、前記プレス部の型開きしたモールド金型のポット内に供給ノズルを進退動させて液状樹脂を供給するようにしてもよい。この場合には、低粘度のエポキシ系の液状樹脂を用いたフリップチップ実装された半導体チップのアンダーフィルモールドがトランスファモールドにより実現でき、或いは粘度の低いシリコーン樹脂によるＬＥＤやリフレクタなどの成形品質を高めて長寿命化を図ることができる。
尚、液状樹脂に限らずタブレット樹脂であってもよい。

上述した本発明を用いれば、ワークの厚みのばらつきの有無や大小にかかわらず、ワークに過大なストレスが作用せずにクランプすることが可能な樹脂モールド金型を提供し、これを用いて型締めバランスが安定し、樹脂フラッシュばりの生じない成形品質を高めた樹脂モールド装置を提供することができる。

実施例１に係る樹脂モールド装置のレイアウト構成図である。 実施例１に係るモールド金型の成形動作を説明する金型断面図である。 図２に続くモールド金型の成形動作を説明する金型断面図である。 図３に続くモールド金型の成形動作を説明する金型断面図である。 実施例２に係るモールド金型の成形動作を説明する金型断面図である。 実施例３に係るモールド金型の成形動作を説明する金型断面図である。 実施例４に係るモールド金型の成形動作を説明する金型断面図である。 実施例５に係るモールド金型の成形動作を説明する金型断面図である。 実施例６に係るモールド金型の成形動作を説明する金型断面図である。 実施例７に係る樹脂モールド装置のレイアウト構成図である。 実施例７に係るモールド金型の液状樹脂供給動作を説明する金型断面図である。

以下、本発明に係る樹脂モールド装置の好適な実施の形態について添付図面と共に詳述する。以下の実施形態では、上型側にキャビティ凹部が形成され下型側にポットが形成されるモールド金型を用いたトランスファ成形装置を例示して説明する。また、トランスファ成形装置では、下型を可動型とし上型を固定型として説明する。

［実施例１］
本実施形態の樹脂モールド装置は、図１に示すように、ワーク供給部Ａ、ワークを予熱する予熱部Ｂ、ワークを樹脂モールドするプレス部Ｃ、樹脂モールド後の成形品収納部Ｄ及び搬送機構Ｅを備える。プレス部Ｃは、ワークをクランプして樹脂モールドするモールド金型が装着されたプレス装置を備える。搬送機構Ｅはプレス部Ｃへワークを搬入し、プレス部Ｃから成形品を搬出する搬送作用をなす。

（ワーク供給部Ａ）
図１において、ワーク供給部Ａは、例えば短冊状に形成された基板（リードフレーム、樹脂基板等）１を収納したマガジンを収納するストッカを備えている。各マガジンからプッシャにより切り出された基板１が、例えば２枚一組でセット台２に向い合わせで並べる。尚、基板１の向きを一方向に揃え収納したマガジンからプッシャによってターンテーブルに向かい合わせに並べ替え、当該ターンテーブルからセット台２に基板１を移送するようにしてもよい。

セット台２の側方にはモールド金型のポットの平面配置に合わせて樹脂タブレット３を供給するためのタブレット供給部４が設けられている。セット台２の基板１は、後述する搬送機構Ｅ（ローダ１６）によって保持されて予熱部Ｂへ移送される。また、タブレット供給部４の樹脂タブレット３は、ローダ１６によって保持されてプレス部Ｃへ移送される。

樹脂モールドの対象となるワーク（被成形品）は、本発明の「第一部材」に相当し例えば短冊状に形成された基板１上に本発明の「第二部材」に相当する半導体チップ５が実装（フリップチップ実装、ワイヤボンディング実装等）された製品である（図２（Ｂ）参照）。尚、基板１に１段あるいは複数段に半導体チップ５が搭載された製品、基板１に半導体装置が搭載された製品、基板１に撮像素子が搭載され撮像素子の受光面に光透過ガラスを接合した製品等も対象となる。また、本発明における「第一部材」としては、樹脂基板、セラミックス基板、金属基板、リードフレーム、キャリア及びウェハといった各種の板状の部材を用いることができる。本発明における「第二部材」としては、半導体チップの他にも、放熱板、配線及び放熱のために用いられるリードフレーム、電気的接続のためのバンプのような電子部品といった各種の部材を用いることができる。したがって、本発明における「ワーク」は、これらの「第一部材」上に「第二部材」を搭載して重ね合わされた状態のものをいう。樹脂モールドする形態も、個々の搭載部品ごとに個別にキャビティに収容して樹脂モールドする場合もあれば、基板実装された複数の搭載部品を一つのキャビティに収容して一括して樹脂モールドする場合もある。これらの構成により、後述する樹脂モールドを行うことで第一部材の端面と第二の部材の端面とを露出するように封止することもできる。

（予熱部Ｂ）
ワーク供給部Ａから供給された基板１は、後述する搬送機構Ｅのうちローダ１６によって測定台から予熱部Ｂに設けられた図示しないヒータブロックに移載される。ヒータブロックは、基板１を載置したまま所定温度までプリヒートする。ヒータブロックは、その周囲を開閉式のカバーに覆われるようにして他のユニットへの影響を抑える構成とするのが好ましい。プリヒート後の基板１はローダ１６に保持されてプレス部Ｃへ搬送される。

（プレス部Ｃ）
プレス部Ｃは、モールド金型１９（図２（Ａ）参照）を開閉駆動してプリヒートされたワークをクランプして樹脂モールドするプレス装置６を備える。プレス装置６は、後述するモールド金型１９を型開閉方向に押動するプレス機構、モールド金型１９のポット３５内で溶融した樹脂をポット３５からキャビティ凹部３２（図２（Ａ）参照）に充填するトランスファ機構を備える。

プレス装置６は、キャビティ駒２３（図２（Ａ）参照）を型開閉方向に押動するキャビティ高さ可変機構及びワーク支持部３７（図２（Ａ）参照）を型開閉方向に押動する板厚可変機構を備えている。キャビティ高さ可変機構は、例えば上型のインサート部材（キャビティ駒２３）を型開閉方向に押動することでキャビティ凹部の高さを相対的に可変とする上型駆動部７を備える。この上型駆動部７は、１個の基板に対して設けられるキャビティの数（換言すれば、キャビティ駒２３の数）だけ後述するサーボモータ３１を有し、キャビティの高さを個別に調整可能に構成されている。従って、長方形の基板１において、複数（例えば３個）の樹脂封止領域を形成するときには同数（この場合３個）のサーボモータ３１と後述する駆動機構を備えていてもよい。

また、板厚可変機構は、下型のインサート部材（ワーク支持部３７）を型開閉方向に押動する下型駆動部８を備える（図２（Ａ）参照）。ワーク１によってはモールド樹脂をキャビティに注入する前に、キャビティ高さ可変機構と板厚可変機構の動作量を調整してキャビティ凹部３２の型開閉方向の高さ位置を相対的に所定位置となるように設定する。すなわち、モールド樹脂をキャビティに注入する前に、半導体チップ５の高さに合わせてキャビティ高さ可変機構を設定すると共に、基板１の厚さに合わせて板厚可変機構を設定する。

なお、本実施形態においては、モールド金型の金型面（樹脂モールド面）をリリースフィルム１０により被覆して樹脂モールドする方法を利用している。このため、プレス装置６は、モールド金型の金型面にリリースフィルム１０を供給するフィルム供給機構９を備える。フィルム供給機構９は、モールド金型の両側にリリースフィルム１０を金型面（上型面）に供給する供給ロール９ａと、リリースフィルム１０を巻き取る巻き取りロール９ｂを備える。ただし、モールド金型の金型面をリリースフィルム１０で被覆しない構成を採用してもよい。なお、リリースフィルム１０を備えない構成を採用してもよい。例えば、キャビティ駒２３の外周に樹脂や金属製のリング状のシール部材を配置し、該シール部材の熱膨張により後述する上型インサートブロック２６との隙間を無くすことによりこの隙間からの樹脂の漏出を防止してもよい。

（成形品収納部Ｄ）
成形品収納部Ｄは、樹脂モールド後の成形品１１をセットするセット部１２、成形品１１からゲート等の不要樹脂を除去するゲートブレイク部１３、不要樹脂が除去された成形品１１を収納する収納部１４を備える。成形品１１は収納用のマガジン１５に収納され、成形品が収納されたマガジン１５はストッカに順次収容される。

（搬送機構Ｅ）
搬送機構Ｅは、ワークをプレス部Ｃに搬入するローダ１６及び成形品１１をプレス部から搬出するアンローダ１７を備えている。ワーク供給部Ａ、予熱部Ｂ、プレス部Ｃ及び成形品収納部Ｄは、ユニット化された架台どうしが連結されて樹脂モールド装置が組み立てられている。各ユニットの装置奥側にはガイド部１８が各々設けられ、ガイド部１８どうしを直線的に連結するように組み付けることでガイドレールが形成されている。ローダ１６及びアンローダ１７は、ガイドレールに沿って各々往復動可能に設けられている。ローダ１６とアンローダ１７は、ガイド部１８上の所定位置からワーク供給部Ａ、予熱部Ｂ、プレス部Ｃ、成形品収納部Ｄに向って直線的に進退動可能に設けられている。

したがって、ユニットの構成を変えることにより、ガイド部１８どうしを連結させた状態を維持しながら、樹脂モールド装置の構成態様を変更することができる。たとえば、図１に示す例は、プレス装置６を２台設置した例であるが、プレス装置６が単数または３台以上の複数台連結された樹脂モールド装置を構成することも可能である。同様に後述する液状樹脂供給部Ｆを複数台備える構成としてもよい。

樹脂モールド動作の概要について説明する。ワーク供給部Ａにおいてセット台２にセットされているワーク（基板１）は、ローダ１６によって取り上げられ保持したままガイド部１８に沿って予熱部Ｂに移動し、樹脂モールドされる前に予備加熱される。

一方、プレス装置６から、アンローダ１７が樹脂モールド後の成形品１１を取り出す動作と並行して、ローダ１６はガイドレール上を移動してタブレット供給部４から樹脂タブレット３を取り上げると共に、予熱部Ｂから基板１を取り上げる。続いて、ローダ１６は、プレス装置６の側方まで移動し、当該プレス装置６内に進入して基板１と樹脂タブレット３を型開きしたモールド金型に供給する。基板１及び樹脂タブレット３はモールド金型に設けられたヒータ（図示せず）によって加熱される。プレス装置６からローダ１６が退出した後、モールド金型１９（図３（Ｃ）参照）によりワークがクランプされ、半導体チップ５を収容しキャビティを形成するキャビティ凹部３２（図３（Ｄ）参照）に溶融したモールド樹脂が充填されて半導体チップ５が樹脂モールドされる。

樹脂モールド後、型開きしたモールド金型にプレス装置６の側方からアンローダ１７が進入し、成形品を取り上げてプレス装置６から成形品１１を搬出する。搬出された成形品１１は、アンローダ１７がガイドレールに沿って移動して成形品収納部Ｄのセット部１２に移載され、次いでセット部１２からゲートブレイク部１３に移送されてゲートブレイクされて不要樹脂が除去され、収納部１４へ成形品１１が収納される。尚、モールド樹脂として液状樹脂を用いるときには、成形品１１の厚さ測定部を設けて樹脂モールド部分の厚みを測定して当該樹脂モールド部分の厚みの測定結果に基づいて、供給量を調整することもできる。

以上のように、ワーク供給部Ａから順次、基板１を供給するとともに、基板１０はプレス部Ｃにおいて樹脂モールドされ、成形品収納部Ｄに成形品１１が収納される。
本実施形態の樹脂モールド装置においては、ワーク（基板１及び半導体チップ５）の厚さに対応させてクランプするようにモールド金型を駆動してから樹脂モールドすることにより、金型クランプによりワークに作用するストレスを可及的に減らして樹脂ばりを生じさせることなく、高精度に樹脂モールドすることができる。

次に、樹脂モールド装置に具備するモールド金型の構成について図２を参照して説明する。モールド金型１９は上型２０（一方の金型）と下型２１（他方の金型）を備えている。
図２（Ａ）を参照して上型２０の構成について説明する。上型２０は上型チェイスブロック２２にキャビティ底部を形成するキャビティ駒２３がばね２４を介して吊り下げ支持されている。キャビティ駒２３のワーク当接面と反対面にはテーパー面２３ａが形成されている。キャビティ駒２３は、上型チェイスブロック２２との間に設けられた第１可動テーパーブロック２５のテーパー面２５ａにテーパー面２３ａを重ね合わせるように支持されている（ウェッジ機構）。

また、上型チェイスブロック２２には、上型インサートブロック２６（第１インサート）が剛体状に支持されている。キャビティ駒２３は、上型インサートブロック２６に形成されるキャビティ凹部の底部を形成するように貫通孔２６ａに挿入されて吊り下げ支持されている。また、キャビティ駒２３を、ばね２４が自然長より伸びた状態（復元力が作用した状態）で第１可動テーパーブロック２５に支持させてもよい。この場合、キャビティ駒２３は、第１可動テーパーブロック２５とテーパー面どうしの当接することによりリジッド（剛体的）に支持される。上型インサートブロック２６には、キャビティ凹部３２を形成する凹部２６ｂや上型カル２６ｃ、上型ランナ２６ｄなどの樹脂路や上型クランプ面にダミーキャビティ２６ｅが刻設されている。なお、ダミーキャビティ２６ｅとキャビティ凹部３２とを接続する溝部（スルーゲート）の深さは、フリップチップ実装された半導体チップ５であれば基板１との隙間（換言すれば、アンダーフィルされる部分）よりも狭く形成することができる。この場合、ダミーキャビティ２６ｅへの樹脂の充填よりも半導体チップ５下へのアンダーフィルを優先させることができるため好ましい。また、上型インサートブロック２６の外周面と対向する上型チェイスブロック２２の内壁面との隙間を閉止する上型シールリング２７が設けられている。上型シールリング２７は、後述する２系統の減圧装置２９、５８による別々の機能を実現するために設けられる。即ち、上型シールリング２７によるリリースフィルム１０の吸引と、減圧装置５８によるキャビティを減圧する空間を区分けするために設けられている。

上型チェイスブロック２２には、上型吸引路２８が設けられている。上型吸引路２８は減圧装置２９に接続されている。上型チェイスブロック２２と上型インサートブロック２６との隙間、上型インサートブロック２６とキャビティ駒２３との隙間及び上型インサートブロック２６のクランプ面に形成された吸引孔（図示せず）は上型吸引路２８と接続されて減圧装置２９に接続される。リリースフィルム１０は上型クランプ面に形成された吸引孔（図示せず）、キャビティ駒２３と上型インサートブロック２６との隙間を利用した吸引機構によりキャビティ駒２３を含む上型クランプ面に吸着保持される。リリースフィルム１０としては、モールド金型１９の加熱温度に耐えられる耐熱性を有するもので、金型面より容易に剥離するものであって、柔軟性、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。

第１可動テーパーブロック２５は、キャビティ駒２３に向って板厚が減少（又は増加）するように所定の傾斜角度を持ったテーパー面２５ａが形成されている。第１可動テーパーブロック２５は、ねじ軸３０を介してサーボモータ３１に連結されている（上型駆動部７）。サーボモータ３１を所定方向に起動すると、ねじ軸３０を通じてねじ嵌合する第１可動テーパーブロック２５が上型チェイスブロック２２の底部に沿って進退動する。これにより、キャビティ駒２３がリリースフィルム１０を介してキャビティ凹部３２の型開閉方向の高さ位置（上面部）を調整することができる。なお、サーボモータ３１は、上型２０において加熱される型の壁面に対して離間して配置することができる。また、サーボモータ３１は、型による加熱の防止やメンテナンス性を向上するために必要に応じてねじ軸３０との連結を解除可能に構成されていてもよい。

次に図２（Ａ）を参照して下型２１の構成について説明する。下型２１は、駆動源（電動モータ）により駆動する駆動伝達機構（トグルリンク等のリンク機構若しくはねじ軸等）を介して下型チェイスブロック３３を載置する下型可動プラテンを昇降させる公知の型締め機構によって型開閉が行われるようになっている。また、３個以上のボールねじ機構により下型可動プラテンの角部を支持して駆動量を微調整することで上型を支持する固定プラテンに対する下型可動プラテンの傾斜を補正する構成としてもよい。これらの場合、下型２１の昇降動作は移動速度や加圧力等を任意に設定することができ、モールド樹脂をキャビティ凹部３２に充填する動作及び後述する余剰樹脂をキャビティ凹部３２から押し戻す動作においてモールド樹脂の流動速度や樹脂圧力を任意に設定することができる。このため、型締め機構によってこれらを制御も可能となるため、装置構成を簡素化することができる。

下型チェイスブロック３３には、下型インサートブロック３４（第２インサート）が組み付けられている。下型インサートブロック３４の中央部にはモールド樹脂（樹脂タブレット３）が装填される筒状のポット３５が組み付けられている。下型インサートブロック３４の上端面は、ポット３５の上端面と面一に形成されている。ポット３５内には公知のトランスファ駆動機構により上下動するプランジャ３６が設けられている。プランジャ３６は、複数のポット３５に対応して複数本が支持ブロック（図示しない）に設けられるマルチプランジャが用いられる。各プランジャ３６の支持部には図示しない弾性部材が設けられており、各プランジャ３６は弾性部材の弾性により僅かに変位して過剰な押圧力を逃がすとともに保圧時にはタブレットの樹脂量のばらつきに順応することができるようになっている。

下型チェイスブロック３３の上面には下型インサートブロック３４の両側に隣接してワークが載置されるワーク支持部３７が各々設けられている。ワークは、基板１の片面に半導体チップ５が実装された片面モールド用の製品が用いられる。ワーク支持部３７は、下型チェイスブロック３３の上面との間に設けられたばね３８によってフローティング支持されている。

ワーク支持部３７と下型チェイスブロック３３の間には、固定テーパーブロック５７と第２可動テーパーブロック３９が重ね合わせて設けられている。固定テーパーブロック５７の下面に形成されたテーパー面５７ａと第２可動テーパーブロック３９の上面に形成されたテーパー面３９ａとを重ね合わせた状態で下型チェイスブロック３３上に支持されている（ウェッジ機構）。ワーク支持部３７は、ばね３８が自然長より縮んだ状態（弾発力が作用した状態）で支持された構成とすることができる。第２可動テーパーブロック３９は、ねじ軸４０を介してサーボモータ４１に連結されている（下型駆動部８）。サーボモータ４１を所定方向に起動すると、ねじ軸４０を通じてねじ嵌合する第２可動テーパーブロック３９が下型チェイスブロック３３の底部に沿って進退動する。これにより、ワーク（基板１）の板厚に応じてワーク支持部３７の型開閉方向の位置を調整して、例えば基板上面が下型クランプ面とほぼ面一になるように調整することができる。即ち、基板１の厚さに関わらず基板１の上面が下型クランプ面から同一量だけ高くなるようにすることで基板１を破損することなく樹脂漏れを防止できる適切なクランプ状態となる。ワーク支持部３７は、固定テーパーブロック５７によりリジッドに支持されるが、固定テーパーブロック５７との間に隙間が形成されていてもよい。この場合には、ばね３８のたわみにより基板１の過度のクランプ力を加えることなくクランプすることができる。尚、ワーク（基板１）の厚さに応じて、厚さの異なるワーク支持部３７を交換して板厚を調整することもできる。さらに、ワーク支持部３７に図示しない吸引構造を備えることもできる。この場合、予熱されることで歪みが発生しやすい基板１であってもワーク支持部３７に吸着することで平坦に保持した状態でクランプするようにしてもよい。これにより、薄く反りの発生しやすい基板１であっても確実に保持して位置ずれすることなく確実にクランプすることができる。

また、下型チェイスブロック３３（下型２１）の外周位置には、下型シールリング４２が設けられている。また、下型チェイスブロック３３には下型吸引路４３が設けられている。下型吸引路４３は減圧装置５８に接続されている。下型吸引路４３は下型シールリング４２より内周側に開口している。モールド金型１９を型閉じすると、上型チェイスブロック２２と下型チェイスブロック３３が下型シールリング４２を挟み込む状態となって、上型２０と下型２１との間に外周が閉鎖された閉鎖空間が形成される。減圧装置５８を起動すると下型吸引路４３を通じて減圧空間が形成される。

ここで、上記モールド金型１９の樹脂モールド動作に伴う開閉動作について図２乃至図４を参照しながら説明する。図２（Ａ）は、モールド金型１９が型開きした状態を示す。上型クランプ面には、減圧装置２９が作動してリリースフィルム１０が吸着保持されている。本実施例では、例えばワーク（基板１及び半導体チップ５）の厚みに応じてモールド金型１９を型閉じする前にキャビティ高さ可変機構及び板厚可変機構の動作量を微調整する。

即ち、半導体チップ５の高さに合わせてサーボモータ３１を起動してねじ軸３０を通じて第１可動テーパーブロック２５をいずれか一方にスライド（進動又は退動）させて、キャビティ駒２３が半導体チップ５に過度のストレスを与えることなく押圧できる高さ位置に調整しておく。
また、基板１の板厚に合わせてサーボモータ４１を起動してねじ軸４０を通じて第２可動テーパーブロック３９をいずれか一方にスライド（進動又は退動）させて、ワーク支持部３７が基板１に過度のストレスを与えることなくクランプできる高さ位置に調整しておく。

次に図２（Ｂ）において、型開きしたモールド金型１９の下型２１にローダ１６（図１参照）によりワークが供給される。即ち、ワーク支持部３７には半導体チップ５が実装された基板１が搬入され、ポット３５には樹脂タブレット３が装填される。このとき、ワーク支持部３７は、下型駆動部８により予め板厚調整されているため、基板１が下型クランプ面とほぼ面一になるように支持される。尚、半導体チップ５はワイヤボンディング実装されていてもよい。この場合、キャビティ駒２３では半導体チップ５におけるワイヤがボンドされた内側の平坦部分に対してクランプできるような突起形状とすることで、半導体チップ５がワイヤボンディング実装されたワークであってもクランプして成形することができる。

次に、図３（Ｃ）において、下型２１を上昇させてモールド金型１９を型閉じする。このとき、金型クランプ動作に先立って或いはクランプ動作開始と共に減圧装置５８が作動して下型吸引路４３より吸引動作を開始してもよい。上型チェイスブロック２２が下型シールリング４２に当接すると、上型２０と下型２１との間に閉鎖空間が形成され、下型吸引路４３からの吸引動作により減圧空間が形成される。

クランプ動作が更に進行して下型インサートブロック３４及び基板１に上型インサートブロック２６がリリースフィルム１０を介して当接し、キャビティ駒２３がリリースフィルム１０を介して半導体チップ５に当接すると、クランプ動作が完了する。なお、モールド金型１９を型閉じした後にキャビティ高さ可変機構及び板厚可変機構の動作量を微調整してもよい。

次に図３（Ｄ）において、トランスファ機構を作動させて、プランジャ３６を押し上げて溶融したモールド樹脂を上型カル２６ｃ、上型ランナ２６ｄを通じてキャビティ凹部３２に圧送りする。このとき、半導体チップ５の上面はキャビティ駒２３に押圧されているので、フリップチップ実装された半導体チップ５であれば基板１との間に溶融樹脂を導いてアンダーフィルすることができる。即ち、モールド金型１９内でアンダーフィルを行うモールドアンダーフィル（ＭＵＦ）を行うことができる。なお、アンダーフィルする半導体チップ５直下の領域に充填される溶融樹脂にボイドがあってもキャビティ凹部３２からダミーキャビティ２６ｅへモールド樹脂をオーバーフローさせることでボイドを押し流してキャビティ内の樹脂充填性を向上させることができる。モールド樹脂に混入した気泡は、樹脂よりも優先して流されることでオーバーフローさせた後に図示しないエアベントを介して減圧空間に排出されて下型吸引路４３より吸引されて排気させてもよい。また、板厚可変機構の動作により基板１の厚みに拘わらず均一な深さの溝部を介してダミーキャビティ２６ｅにモールド樹脂を押し流すことができる。即ち、基板１の材質によってはクランプ力で変形し溝部内に盛り上がり、断面積を狭くしてしまうような事態を防止することができる。したがって、ワーク毎に厚みにばらつきがあってもダミーキャビティ２６ｅへモールド樹脂を確実にオーバーフローさせながら樹脂漏れも防止することができるため、ワークの厚みによらず確実にボイドを排出でき、成形品質を安定させることが可能である。

図４（Ｅ）は、基板１に実装された半導体チップ５のモールドアンダーフィルを行うのみならず、当該半導体チップ５を露出させずにオーバーモールドする工程を示す。この工程はワークの製品要件に応じて任意に実施することができる。図３（Ｄ）において、フリップチップ実装された半導体チップ５であればアンダーフィルモールドが行なわれた後、即ちダミーキャビティ２６ｅへモールド樹脂をオーバーフローさせた後、上型駆動部７を起動してキャビティ駒２３を上昇させてキャビティ凹部３２の容積を拡大する。具体的には、サーボモータ３１を起動してねじ軸３０を通じて第１可動テーパーブロック２５をキャビティ駒２３の平面位置より退避する方向にスライドさせる。これにより、キャビティ駒２３がテーパー面２５ａの傾きに沿って上昇し、半導体チップ５との間に隙間（キャビティ容積）が形成されてモールド樹脂が充填される。このように予めアンダーフィル工程を行った後にオーバーモールド工程を行うことにより、同時にこれらの工程を行う場合と比較し、アンダーフィルにおける未充填をより確実に防止することができる。

尚、アンダーフィルにおける充填性をさらに高めるために、キャビティ駒２３の上下動を繰り返してもよい。この場合、サーボモータ３１を正逆回転駆動してねじ軸３０を通じて第１可動テーパーブロック２５を進退動させることで、即ち図３（Ｄ）と図４（Ｅ）の状態が繰り返される。また、同時にプランジャ３６の上下動を繰り返すことにより樹脂をキャビティ凹部３２からポット３５側に押し戻すようにしてもよい。これにより、モールド樹脂の流動量を多くすることで隙間である空間部に充填されやすくなる。なお、後述の実施例のように、型閉じ動作によりキャビティ駒２３の高さを可変とする構成を用いるときには、素早く繰り返しを行うことができ、充填性の高い成形を短時間に行うことができる。

上記モールド金型１９を用いれば、基板の厚さにばらつきがあっても、板厚調整機構によりワーク支持部３７の高さ位置を変更することで、基板１上面を金型クランプ面と一致するように調整することができ、基板１からの半導体チップ５の高さ（積層された高さを含む）にワーク毎のばらつきがあっても、キャビティ駒調整機構によりキャビティ駒２３の高さ位置を変更することで、成形厚を一定になるように調整することができる。

よって、ワーク（基板１、半導体チップ）の厚み方向のばらつきの有無やばらつき量の大小にかかわらず、ワークに過大なストレスが作用せず型締めバランスを安定させてクランプすることができる。キャビティ駒２３とワーク支持部３７の双方に型開閉方向の位置を調節するウェッジ機構が設けられていると、キャビティ駒２３及びワーク支持部３７の型開閉方向の位置制御を高精度化することができるので、金型クランプ時にワークに作用するストレスを可及的に低減でき、高精度な成形品質を維持することができる。
また、キャビティ凹部３２へ充填されるモールド樹脂に発生したボイドをダミーキャビティへ押し流して成形品質を向上させることができる。特に、アンダーフィルモールドを行う際の樹脂充填性を向上させることができる。
したがって、成形厚が均一でフラッシュばりの生じない、成形品質を高めた樹脂モールド装置を提供することができる。

［実施例２］
次に樹脂モールド装置の他例について説明する。装置構成は共通しているので、主にモールド金型の変更点を中心に説明する。実施例１と同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。

図５（Ａ）（Ｂ）において、上型２０と下型２１との間に中間プレート４４を介在させて樹脂モールドを行う点が相違する。中間プレート４４には、ポット３５に連通する第１の貫通孔４４ａと上型ランナ２６ｄに連通するゲート４４ｂ（樹脂路）と、ゲート４４ｂが連通する半導体チップ５を収容する第２の貫通孔４４ｃ（キャビティに相当）と、第２の貫通孔４４ｃとダミーキャビティ２６ｅを連通するスルーゲート４４ｄ（樹脂路）が形成されている。中間プレート４４は、例えば板厚がワークの半導体チップ５の高さに合致し、樹脂モールド領域が第２の貫通孔４４ｃに合致したものが用いられる。

図５（Ａ）において、前提として、ワーク測定部Ｂにおける測定結果に応じて半導体チップ５の高さに合わせてサーボモータ３１を起動してねじ軸３０を通じて第１可動テーパーブロック２５をいずれか一方にスライド（進動又は退動）させて、キャビティ駒２３が半導体チップ５に過度のストレスを与えることなく押圧できる高さ位置に予め調整しておく。
また、基板１の板厚に合わせてサーボモータ４１を起動してねじ軸４０を通じて第２可動テーパーブロック３９をいずれか一方にスライド（進動又は退動）させて、ワーク支持部３７が基板１に過度のストレスを与えることなくクランプできる高さ位置に予め調整しておく。

次いで、ローダ１６によって、基板１をワーク支持部３７に載置し樹脂タブレット３をポット３５に装填した後、中間プレート４４を基板１の外周端部と下型インサートブロック３４との隙間を跨いで下型クランプ面に重ね合わせる。このとき、中間プレート４４は、第１の貫通孔４４ａはポット３５と位置合わせされ、第２の貫通孔４４ｃ内に半導体チップ５が収容されるように位置合わせされて下型クランプ面に載置される。中間プレート４４は、供給ユニットを設けて独自の搬送機構によってモールド金型１９へ供給してもよいが、ローダ１６によって樹脂タブレット３と共に供給するようにしてもよい。

次いで下型２１を上昇させてモールド金型１９を型閉じする。上型チェイスブロック２２が下型シールリング４２に当接すると、上型２０と下型２１との間に閉鎖空間が形成され、下型吸引路４３からの吸引動作により減圧空間が形成される。クランプ動作が更に進行して中間プレート４４に上型インサートブロック２６がリリースフィルム１０を介して当接し、キャビティ駒２３がリリースフィルム１０を介して半導体チップ５に当接すると、クランプ動作が完了する。

次に図５（Ｂ）において、トランスファ機構を作動させて、プランジャ３６を押し上げて溶融したモールド樹脂を第１の貫通孔４４ａ、上型カル２６ｃ、上型ランナ２６ｄ、ゲート４４ｂを通じて第２の貫通孔４４ｃに圧送りする。このとき、溶融したモールド樹脂は、中間プレート４４の上面を通過することで基板１と型の隙間を跨いで、キャビティを構成する第２の貫通孔４４ｃに直接注入される。また、フリップチップ実装された半導体チップ５であればその上面はキャビティ駒２３に押圧されているので、半導体チップ５と基板１との間に溶融樹脂を導いてアンダーフィルモールドを行うことができる。また、第２の貫通孔４４ｃからスルーゲート４４ｄを通じてダミーキャビティ２６ｅへモールド樹脂をオーバーフローさせることでボイド（未充填）を押し流してキャビティ内の樹脂充填性を向上させることができる。

この場合、基板１にランナやダミーキャビティ等のようにモールド後に剥離する必要のある部位の剥離を容易にするための金めっきは不要になり、基板１と下型インサートブロック３４との隙間にモールド樹脂が漏れて金型の摺動不良を起こすおそれもなくなる。

［実施例３］
次に樹脂モールド装置の他例について説明する。装置構成は共通しているので、主にモールド金型の変更点を中心に説明する。実施例１と同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。
本実施例は、中間プレート４４を用いている点は実施例２と同様であるが、上型２０にスイベル機構４５が付加されている点が異なっている。具体的には、第１可動テーパーブロック２５と半導体チップ５にリリースフィルム１０を介して当接するキャビティ駒２３との間にガイド駒４６が設けられている。ガイド駒４６は、ばね２４によって上型チェイスブロック２２に吊り下げ支持されている。キャビティ駒２３とガイド駒４６との間、即ちワーク当接面と反対面側には、ばね２４よりも十分に出力が小さい押圧ばね４７が弾装されており、キャビティ駒２３とガイド駒４６との間に隙間が形成されている。尚、この隙間は必ずしも設ける必要はないが、キャビティ駒２３とガイド駒４６との摺動抵抗を低くして、キャビティ駒２３の傾動をスムーズに行うためにわずかな隙間を設ける方が望ましい。

キャビティ駒２３のガイド駒４６と対向する対向面中央部には凸面部２３ｄ（ガイド面部）が形成されており、キャビティ駒２３と対向するガイド駒４６の対向面中央部には凸面部２３ｄと嵌合する凹面部（ガイド面部；図示せず）が形成されている。キャビティ駒２３は、リリースフィルム１０を介して複数（或いは単数）の半導体チップ５に当接すると、当該半導体チップ５の高さのばらつき（傾き）に倣って適宜な傾斜状態となり、凸面部２３ｄを中心として傾動した状態で押圧する。上型２０と下型２１とのクランプが完了すると、キャビティ駒２３とガイド駒４６との間の押圧ばね４７は押し縮められて凸面部２３ｄと凹面部（図示せず）が嵌合して隙間が解消されたリジッド（剛体的）な状態でクランプされる。この場合、凸面部２３ｄを球面で構成して、この球面の中心をキャビティ駒２３において半導体チップ５に向けられた端面に一致させることもできる。これによれば、キャビティ駒２３が傾斜させながら半導体チップ５をクランプしても当該半導体チップ５にせん断方向の応力を発生させることなくクランプすることができるためより好ましい。ただし、凸面部２３ｄをガイド駒４６側に設けてもよい。

図６（Ａ）において、前提として、ワーク測定部Ｂにおける測定結果に応じて半導体チップ５の高さに合わせてサーボモータ３１を起動してキャビティ駒２３が半導体チップ５に過度のストレスを与えることなく押圧できる高さ位置に予め調整しておく。同様に基板１の板厚に合わせてサーボモータ４１を起動してワーク支持部３７が基板１に過度のストレスを与えることなくクランプできる高さ位置に予め調整しておく。

次いで、ローダ１６によって、基板１をワーク支持部３７に載置し樹脂タブレット３をポット３５に装填した後、中間プレート４４を基板１の外周端部と下型インサートブロック３４との隙間を跨いで下型クランプ面に重ね合わせる。

次いで下型２１を上昇させてモールド金型１９を型閉じする。上型チェイスブロック２２が下型シールリング４２に当接すると、上型２０と下型２１との間に閉鎖空間が形成され、下型吸引路４３からの吸引動作により減圧空間が形成される。クランプ動作が更に進行して中間プレート４４に上型インサートブロック２６がリリースフィルム１０を介して当接し、キャビティ駒２３がリリースフィルム１０を介して半導体チップ５に当接すると、スイベル機構４５によってキャビティ駒２３が凸面部２３ｄを中心に傾動したまま、クランプ動作が完了する。

次に、図６（Ｂ）において、トランスファ機構を作動させて、プランジャ３６を押し上げて溶融したモールド樹脂を第１の貫通孔４４ａ、上型カル２６ｃ、上型ランナ２６ｄ、ゲート４４ｂを通じて第２の貫通孔４４ｃに圧送りする。このとき、半導体チップ５の上面はキャビティ駒２３に押圧されているので、フリップチップ実装された半導体チップ５であれば基板１との間に溶融樹脂を導いてアンダーフィルモールドを行うことができる。また、第２の貫通孔４４ｃからスルーゲート４４ｄを通じてダミーキャビティ２６ｅへモールド樹脂をオーバーフローさせることでボイドを押し流してキャビティ内の樹脂充填性を向上させることができる。

以上より、基板１に実装された半導体チップ５に傾きが生じていても、キャビティ駒２３とリリースフィルム１０を介して片当たりすることなく半導体チップ５の傾きに倣ってキャビティ駒２３が傾動するので、半導体チップ５にストレスが生じることはなくチップが損傷したり破損したり、フラッシュばりが発生したりするおそれがなくなる。よって、成形品質が向上する。また、このようにキャビティ駒２３を傾動可能とすることで、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）とＦＷＤ（Free Wheeling Diode）を一対のリードフレームで挟み込んでインバータを構成するパッケージのように、異なる素子を挟み込んで構成されるために一対のリードフレームが傾き易いワークであってもフラッシュばりの発生を確実に防止することができる。なお、このような成形例においては、下側に配置されたリードフレームが本発明の「第一部材」に相当し、ＩＧＢＴ、ＦＷＤ及び上側に配置されたリードフレームが本発明の「第二部材」に相当する。

［実施例４］
次に樹脂モールド装置の他例について説明する。装置構成は共通しているので、主にモールド金型の変更点を中心に説明する。実施例１と同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。
図７（Ａ）において、上型インサートブロック２６のクランプ面において、基板対向面より外側にダミーキャビティ２６ｅが設けられている。また、ダミーキャビティ２６ｅより外周側のクランプ面には、リリースフィルム１０を介して対向する下型インサートブロック３４のクランプ面を押圧することで減圧動作を停止させる閉止ピン４８（閉止手段）が進退動可能に設けられていてもよい。閉止ピン４８は、ソレノイドやシリンダなどの駆動機構により進退動させてもよい。

上記構成によれば、ダミーキャビティ２６ｅを基板１上に形成する必要がなくなるため、基板１上の成形品１１の取り個数を増やして基板１の利用率を向上させることができる。また、希望するタイミング、例えばダミーキャビティ２６ｅがオーバーフローしたモールド樹脂で満たされた状態で、モールド金型１９内からエアが排出されないようにして樹脂の漏出も防止することができる。また、ダミーキャビティ２６ｅから外周に延びてキャビティからのエアを排出するエアベント（図示せず）を深く形成することでエアを排出しやすくすることができるため、素早く確実に減圧して未充填を防ぐことができる。

また図７（Ｂ）は、中間プレート４４を用いた実施例であるが、ダミーキャビティ４４ｅが基板対向面より外周側に設けられている。ダミーキャビティ４４ｅは貫通孔により形成されておりスルーゲート４４ｄを通じて第２の貫通孔４４ｃからオーバーフローさせて余剰樹脂を収容する。また、上型インサートブロック２６には、ダミーキャビティ４４ｅより外周側のクランプ面には、リリースフィルム１０を介して対向する中間プレート４４のクランプ面を押圧する閉止ピン４８が設けられている。上記構成によれば、ダミーキャビティ４４ｅが基板１外に形成されていると、ダミーキャビティ４４ｅ及びキャビティ凹部３２と接続する溝部とを基板１上に形成する必要がなくなるため、基板１上の成形品１１の取り個数を増やして基板１の利用率を向上させることができる。また、ダミーキャビティ４４ｅが中間プレート４４を貫通する貫通孔に形成されていると、ダミーキャビティ４４ｅに充填された不要樹脂をピン等（図示せず）により押し出すだけで離型することができ、不要樹脂の離型を容易にすることもできる。なお、ダミーキャビティ２６ｅとダミーキャビティ４４ｅとの両方を備える構成としてもよい。

［第５実施例］
次に樹脂モールド装置の他例について説明する。主にモールド金型の変更点を中心に説明する。実施例１と同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。実施例１乃至実施例４は、キャビティ高さ可変機構としてキャビティ駒２３がウェッジ機構を介して支持されていたが、図８（Ａ）に示すようにキャビティ駒２３が上型チェイスブロック２２に剛体状に支持されている。なお、上型インサートブロック２６がばね４９により吊り下げ支持されていてもよい。上型２０には、ウェッジ機構は設けられておらず、下型２１のワーク支持部３７と第２可動テーパーブロック３９によるウェッジ機構のみが設けられている。

モールド金型１９のクランプ動作について説明すると、図８（Ａ）において、基板１の板厚に合わせてサーボモータ４１を起動してねじ軸４０を通じて第２可動テーパーブロック３９をいずれか一方にスライド（進動又は退動）させて、ワーク支持部３７が基板１に過度のストレスを与えることなくクランプできる高さ位置に調整しておく。この状態で型開きしたモールド金型１９の下型２１にローダ１６（図１参照）によりワークが供給される。このとき、ワーク支持部３７は、下型駆動部８により予め板厚調整されているため、基板１が下型クランプ面と面一若しくは下型クランプ面より若干高くなるように支持される。

次に図８（Ｂ）において、下型２１を上昇させてモールド金型１９を型閉じする。このとき、金型クランプ動作に先立って或いはクランプ動作開始と共に減圧装置５８が作動して下型吸引路４３より吸引動作を開始してもよい。上型チェイスブロック２２が下型シールリング４２に当接すると、上型２０と下型２１との間に閉鎖空間が形成され、下型吸引路４３からの吸引動作により減圧空間が形成される。
クランプ動作が進行して下型インサートブロック３４及び基板１に上型インサートブロック２６がリリースフィルム１０を介して当接する。
更にクランプ動作が進行すると、図８（Ｃ）に示すように上型インサートブロック２６が下型インサートブロック３４及び基板１に当接したままばね４９が押し縮められ、キャビティ駒２３がリリースフィルム１０を介して半導体チップ５に当接する。この場合、ばね４９が押し縮められることにより下型可動プラテンに対して反力として発生するクランプ力を検出し、所定のクランプ力となったときにクランプ動作が完了となる。

これにより、キャビティ駒２３が上型インサートブロック２６に対して相対的に昇降して型開閉方向に移動するために、下型可動プラテンを昇降させる型締め機構がキャビティ高さ可変機構として機能する。続いて、トランスファ機構を作動させてプランジャ３６を押し上げ、溶融したモールド樹脂を圧送りしキャビティ凹部３２に注入する。この場合、モールド樹脂をキャビティ凹部３２に注入する前に型閉じ動作を完了するだけで半導体チップ５の高さに合わせてキャビティ高さが設定される。

尚、基板１と下型インサートブロック３４との隙間を解消するため、必要に応じて基板１を外側からポット３５側の下型インサート３４の壁面に押し当てる押し当て機構や、基板１を物理的に変形させて隙間をなくすつぶし機構などを設けてもよい。これにより、流動性の高いモールド樹脂の漏れを可能な限り防ぐことができる。
また、キャビティ駒２３は、上型チェイスブロック２２に剛体状に支持されていたが、ばねを介して吊り下げ支持されていてもよい。この場合、上型インサートブロック２６を上型チェイスブロック２２に剛体状に支持することで、クランプ完了前にキャビティ駒２３で半導体チップ５をクランプした後で型閉じを完了するようにしてもよい。

上記構成によれば、モールド金型１９の型閉じ動作において下型２１を半導体チップ５の高さに応じた所定量上昇させるだけでキャビティ駒２３及び／又は上型インサートブロック２６（クランパ）のフロート量が調整される。これにより、キャビティの深さ位置（基板１からキャビティ駒２３までの高さ）を調整する別途の動作を行うことなく設定することができる。即ち、半導体チップ５の高さに合わせて設定された位置まで下型２１を上昇させるだけで、ワークに過大な押圧力をかけることなくクランプすることができ、簡易な構成により上述した実施例と同様の効果を奏することができる。

［実施例６］
次に樹脂モールド装置の他例について説明する。装置構成は共通しているので、主にモールド金型の変更点を中心に説明する。実施例１と同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。
図９（Ａ）において、キャビティ駒２３及び上型インサートブロック２６は、上型チェイスブロック２２にばね２４，４９により各々吊り下げ支持されている。また、キャビティ駒２３の半導体チップ当接面は、その周囲より下方に突設された突形状に形成されている。即ち、凸面部２３ｂとその周囲に凹溝部２３ｃが形成されている。また、実施例５と同様に、上型２０には、ウェッジ機構は設けられておらず、下型２１のワーク支持部３７と第２可動テーパーブロック３９によるウェッジ機構のみが設けられている。

モールド金型１９のクランプ動作について説明すると、図９（Ａ）において、基板１の板厚に合わせてサーボモータ４１を起動してねじ軸４０を通じて第２可動テーパーブロック３９をいずれか一方にスライド（進動又は退動）させて、ワーク支持部３７が基板１に過度のストレスを与えることなくクランプできる高さ位置に調整しておく。この状態で型開きしたモールド金型１９の下型２１にローダ１６（図１参照）によりワークが供給される。このとき、ワーク支持部３７は、下型駆動部８により予め板厚調整されているため、基板１が下型クランプ面と面一若しくは下型クランプ面より若干高くなるように支持される。

次に図９（Ｂ）において、下型２１を上昇させてモールド金型１９を型閉じする。このとき、金型クランプ動作に先立って或いはクランプ動作開始と共に減圧装置５８が作動して下型吸引路４３より吸引動作を開始してもよい。上型チェイスブロック２２が下型シールリング４２に当接すると、上型２０と下型２１との間に閉鎖空間が形成され、下型吸引路４３からの吸引動作により減圧空間が形成される。
クランプ動作が進行して下型インサートブロック３４及び基板１に上型インサートブロック２６がリリースフィルム１０を介して当接する。また、キャビティ駒２３に形成された凸面部２３ｂがリリースフィルム１０を介して各半導体チップ５に当接すると、クランプ動作が完了する。このとき、キャビティ駒２３が半導体チップ５を、上型インサートブロック２６が基板１を各々押圧する過大な押圧力はばね２４，４９の撓みにより逃がすことができる。したがって、半導体チップ５として上面発光のＬＥＤ素子を用いる場合のように半導体チップ５の上面をより確実に保護しつつチップ上面へのフラッシュも防止しながらクランプする必要があるときにも成形品質を向上させることができる。

図９（Ｃ）において、トランスファ機構を作動させて、プランジャ３６を押し上げて溶融したモールド樹脂を上型カル２６ｃ、上型ランナ２６ｄを通じてキャビティ凹部３２に圧送りする。このとき、各半導体チップ５の上面はキャビティ駒２３の凸面部２３ｂにより押圧されているので、フリップチップ実装された半導体チップ５であれば基板１との間に溶融樹脂を導いてアンダーフィルモールドを行うことができるうえに、凹溝部２３ｃにもモールド樹脂が充填されて各半導体チップ５の上面部を囲むように樹脂モールドされる。キャビティ凹部３２に充填されたモールド樹脂はスルーゲート２６ｆを通じてダミーキャビティ２６ｅへオーバーフローさせることでボイドを押し流してキャビティ内の樹脂充填性を向上させることができる。

上記構成によれば、半導体素子５としてＬＥＤ素子の発光面をキャビティ駒２３の凸面部２３ｂにより押さえて露出させると共にその周囲を囲む凹溝部２３ｃに粘度の低いシリコーン樹脂（白色樹脂）を充填して発光面を囲むリフレクタをトランスファモールドにより効率よく成形することができる。なお、リフレクタとして発光面の周囲の高さを高くした構成でなくてもよく、発光面と面一となる高さのリフレクタを形成してもよい。この場合、キャビティ駒２３の半導体チップ当接面は、平坦状に形成される。

［実施例７］
次に樹脂モールド装置の他例について説明する。実施例１と同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。以下では異なる構成を中心に説明する。
図１０に示すように、樹脂モールド装置には、基板供給部（ワーク供給部Ａ）とは別に、液状樹脂供給部Ｆがプレス部Ｃに隣接して設けられている。具体的には、液状樹脂供給部Ｆはプレス部Ｃどうしの間に設けられている。図１と同様に、ユニット化された架台どうしをガイド部１８が連続するように連結されて樹脂モールド装置が組み立てられている。
モールド金型１９の構成は実施例１と同様であるとして説明するが、他の実施例のモールド金型１９であってもよい。

液状樹脂供給部Ｆの構成について図１１（Ａ）を参照して説明する。ディスペンサ（液状樹脂供給装置）５０は、図示しない基台と、該基台に設けられた移動機構（レールなどを含んで構成される）と、移動機構に設けられた移動台上で回転可能な回転機構とを有している。ディスペンサ５０は、鉛直方向に沿って保持されたシリンジ５１を２台あるプレス装置６のそれぞれに対応する位置へ回転させたうえでモールド金型１９内へ進退動させて液状樹脂を供給する。

ディスペンサ５０は、液状樹脂が充填されたシリンジ５１と、シリンジ５１から押し出される液状樹脂が流れるチューブ５２と、チューブ５２の先端側に配置され、液状樹脂をポット３５に滴下する滴下機構５３を備えている。図示しないディスペンサ本体に鉛直方向に保持されたシリンジ５１に接続されたチューブ５２は、鉛直方向からほぼ９０度水平方向に曲げられて延設されている。

また、滴下機構５３は、水平方向から鉛直下向きに曲げられたチューブ５２の端部（供給口となる）に設けられ、チューブ５２を押し挟んで閉止するピンチバルブ５４と、チューブ開口下方に進退動可能な樹脂受け部５５と、チューブ５２の周囲を冷却する冷却機構５６を有している。ピンチバルブ５４は、液状樹脂を滴下する時以外はチューブ５２を密閉して液状樹脂が垂れるのを防ぎ、液状樹脂が外気に触れて劣化するのを防止したり、チューブ５２内への空気が進入したりするのを防止する。また、樹脂受け部５５は液状樹脂を滴下するときにはチューブ５２の開口下方より退避し、それ以外はチューブ５２の開口下方に位置して滴下する液状樹脂を受ける。樹脂受け部５５は液状樹脂の滴下を防ぐほかに、モールド金型１９へ進入する際に、チューブ５２の先端開口の加熱を防ぐことができる。

冷却機構５６は、液状樹脂供給の際、高温のプレス装置６の内部に滴下機構５３が位置したときに、チューブ５２の周囲を冷却して液状樹脂の反応を抑制するために用いられるものである。冷却機構５６は、例えば、チューブ５２を収納するように設けられた筐体内を空冷や水冷の冷却手段によって冷却する構成としてもよいし、チューブ５２の肉厚内に冷媒を通過させることによって液状樹脂を直接冷却する構成としてもよく、また、これらを併用してもよい。また、筐体内にペルチェ素子のような冷却素子（冷却手段）を設けてチューブ５２を冷却してもよい。

次にディスペンサ５０の液状樹脂供給動作の一例について説明する。
前提として、半導体チップ５の高さに合わせて、サーボモータ３１を起動してキャビティ駒２３が半導体チップ５に過度のストレスを与えることなく押圧できる高さ位置に予め調整しておく。同様に基板１の板厚に合わせて、サーボモータ４１を起動してワーク支持部３７が基板１に過度のストレスを与えることなくクランプできる高さ位置に予め調整しておく。

次いで、ローダ１６によって、基板１をワーク支持部３７に供給する。また、図１１（Ａ）に示すように、図示しない回転機構を作動させてディスペンサ５０を供給するプレス装置６に向って回転させ、滴下機構５３がピンチバルブ５４側を先頭にして型開きしたモールド金型１９間に進入できるように姿勢を変更する。このとき、ピンチバルブ５４は閉じたままであり樹脂受け部５５はチューブ５２の開口直下を閉じた状態にある。また冷却装置５６を起動してチューブ５２内の液状樹脂の反応を抑えた状態にしておく。

次に、図１１（Ｂ）に示すように、図示しない移動機構を作動させてディスペンサ５０を供給するプレス装置６に向って近づけるように移動させる。このとき、滴下機構５３が、プレス装置６の型開きしたモールド金型１９に進入して、チューブ５２の先端部に設けられたピンチバルブ５４がポット３５の直上になるように配置する。そして、樹脂受け部５５をチューブ５２の開口下方の位置から退避させた後で、ピンチバルブ５４を開放し、シリンジ５１より一回の樹脂モールドに必要な液状樹脂をポット３５内に滴下させる。

必要量の液状樹脂の滴下が終了すると、ピンチバルブ５４を閉じて樹脂受け部５５をチューブ５２の開口下方の位置へ移動させる。そして、図示しない移動機構を作動させてディスペンサ５０を供給が終わったプレス装置６から離れるように移動させる。これにより、滴下機構５３がモールド金型１９より退避させる。

次に、実施例１と同様に図３（Ｃ）において、下型２１を上昇させてモールド金型１９を型閉じする。クランプ動作が更に進行して下型インサートブロック３４及び基板１に上型インサートブロック２６がリリースフィルム１０を介して当接し、キャビティ駒２３がリリースフィルム１０を介して半導体チップ５に当接すると、クランプ動作が完了する。

次に図３（Ｄ）と同様に、トランスファ機構を作動させて、プランジャ３６を押し上げて液状樹脂を上型カル２６ｃ、上型ランナ２６ｄを通じてキャビティ凹部３２に圧送りアンダーフィルモールドを行うことができる。キャビティ凹部３２に充填された液状樹脂はダミーキャビティ２６ｅへオーバーフローさせることでボイドを押し流してキャビティ内の樹脂充填性を向上させることができる。

上記構成によれば、微細なバンプの隙間に充填するためにフィラーが微細になって低粘度のエポキシ系の液状樹脂を用いたモールドアンダーフィルがトランスファモールドにより実現できる。或いはフィラーの充填率が低く粘度の低いシリコーン樹脂によるＬＥＤのレンズやリフレクタなどが形成可能となり、成形品質を高めて長寿命化を図ることができる。

上述した樹脂モールド装置は、上型キャビティ、下型ポット配置タイプのモールド金型を用いて説明したが、下型キャビティであってもよいし、上型ポット、下型キャビティ配置のモールド金型であってもよい。
また、固定型を上型２０、可動型を下型２１として説明したが、これに限定されるものではなく、固定型を下型２１、可動型を上型２０としても良い。
また、ワークとしては基板１にフリップチップ実装のみならずワイヤボンディング実装された半導体チップ５のほかに、白色ＬＥＤなどの発光素子で、封止樹脂に蛍光体が混入されるものなどについても適用できる。さらに、ワークとして、電源回路に用いられるスイッチング素子（ＩＧＢＴ，ＭＯＳ−ＦＥＴ等）、高発熱量を伴う素子（ＣＰＵ，ＭＰＵ等）、入出力部を有する半導体素子（ＬＥＤ等）、信号の入出力を行うセンサ（ＣＣＤセンサ，ＣＭＯＳセンサ，指紋センサ、ＭＥＭＳ等）などが搭載された基板などを用いることもできる。さらに、ワークとして、バンプやはんだボールのような電子部品が搭載されたウェハを用いて、ウェハレベルパッケージ成形を行うこともできる。この場合、キャビティ駒３２によりバンプやはんだボールをクランプして、バンプやはんだボールを適切にクランプして封止するウェハレベルパッケージ成形をすることができる。

またモールド樹脂として、例えば固形の樹脂タブレット３や液状樹脂を用いる例について説明したが、顆粒状樹脂、粉末状樹脂といった各種の樹脂を用いることもできる。また、モールド金型１９は複数の半導体素子を個別に或いは一括して樹脂封止するもの、マップタイプの成形やマトリックスタイプの成形に用いてもよい。
また、ポット３５は下型インサートブロック３４に設けられていたが、上型２０側に設けられていてもよい。また、このような構成において、モールド金型が上下逆に配置されていてもよい。

また、キャビティ高さ可変機構として、キャビティ駒２３をウェッジ機構により駆動する構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上型インサートブロック２６を１個のウェッジ機構により駆動することもできる。この場合、キャビティ駒２３を上型チェイスブロック２２にリジッド（剛体的）に支持し、上型インサートブロック２６を昇降することで、キャビティ高さが変更可能となる。また、キャビティ高さを可変とするためにウェッジ機構や型締め機構を用いる例について説明したが、油圧やボールねじなどの他の駆動原によりキャビティ駒２３や上型インサートブロック２６を直接駆動してもよい。

また、板厚可変機構として、プランジャ３６を挟んだ２枚の基板１のそれぞれにワーク支持部３７を設け、ウェッジ機構により個別に駆動する構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、プランジャ３６を挟む両側に複数の基板１を配置するときに、これらと同数のワーク支持部３７を別個に昇降するウェッジ機構を備える構成としてもよい。具体的には、下型駆動部８におけるサーボモータ４１やウェッジ機構を上型駆動部７と同様に配置する。換言すれば、下型駆動部８を上型駆動部７と上下方向に反転させたように配置することでより基板１の厚さに対しても厚みをより細かく調整することができる。例えば、図１に示すように一列に並べられた３個のプランジャ３６の左右に１枚ずつの基板１を配置して、合計６枚の基板１のそれぞれの板厚に合わせてワーク支持部３７の高さを別個に調整した後に、モールド金型１９で一括してモールド成形できる構成としてもよい。

Ａ ワーク供給部、Ｂ 予熱部、Ｃ プレス部、Ｄ 成形品収納部、Ｅ 搬送機構、Ｆ 液状樹脂供給部 １ 基板 ２ セット台 ３ 樹脂タブレット ４ タブレット供給部 ５ 半導体チップ ６ プレス装置 ７ 上型駆動部 ８ 下型駆動部 ９ フィルム供給機構 ９ａ 供給ロール ９ｂ 巻取りロール １０ リリースフィルム １１ 成形品 １２ セット部 １３ ゲートブレイク部 １４ 収納部 １５ マガジン １６ ローダ １７ アンローダ １８ ガイド部 １９ モールド金型 ２０ 上型 ２１ 下型 ２２ 上型チェイスブロック ２３ キャビティ駒 ２３ａ，２５ａ，３９ａ，５７ａ テーパー面 ２３ｂ，２３ｄ 凸面部 ２３ｃ 凹溝部 ２４，３８，４９ ばね ２５ 第１可動テーパーブロック ２６ 上型インサートブロック ２６ａ 貫通孔 ２６ｂ 凹部 ２６ｃ上型カル ２６ｄ上型ランナ ２６ｅ，４４ｅ ダミーキャビティ ２６ｆ，４４ｄ スルーゲート２７ 上型シールリング ２８ 上型吸引路 ２９，５８ 減圧装置 ３０，４０ ねじ軸 ３１，４１ サーボモータ ３２ キャビティ凹部 ３３ 下型チェイスブロック ３４ 下型インサートブロック ３５ ポット ３６ プランジャ ３７ ワーク支持部 ３９ 第２可動テーパーブロック ４２ 下型シールリング ４３ 下型吸引路 ４４ 中間プレート ４４ａ 第１の貫通孔 ４４ｂ ゲート ４４ｃ 第２の貫通孔 ４５ スイベル機構 ４６ ガイド駒 ４７ 押圧ばね ４８ 閉止ピン ５０ ディスペンサ ５１ シリンジ ５２ チューブ ５３ 滴下機構 ５４ ピンチバルブ ５５ 樹脂受け部 ５６ 冷却機構 ５７ 固定テーパーブロック

Claims (14)

1. 第一部材に第二部材が搭載されたワークを樹脂モールドする樹脂モールド金型であって、
   キャビティ底部を形成するキャビティ駒と、該キャビティ駒を囲んで配置された第一インサートにより、前記第二部材が収容されるキャビティを構成するキャビティ凹部が形成される一方の金型と、
   前記ワークを支持するワーク支持部と、前記ワーク支持部に隣接する第二インサートを備えた他方の金型と、
   前記一方の金型又は他方の金型のいずれかに組み付けられモールド樹脂を供給するポット及びプランジャと、
   前記キャビティ駒を型開閉方向に移動させることにより前記第二部材の高さに合わせて前記キャビティ凹部の高さを可変とするキャビティ高さ可変機構と、
   前記ワーク支持部を前記第二インサートに対して型開閉方向に移動させることにより前記第一部材の厚さに合わせて前記ワーク支持部の高さを可変とする板厚可変機構と、を具備し、
   前記モールド樹脂が前記キャビティに注入される前に、前記第一部材の厚さに合わせて前記板厚可変機構により前記ワーク支持部の高さを調整すると共に前記二部材の高さに合わせて前記キャビティ高さ可変機構により前記キャビティ凹部の高さを調整することを特徴とする樹脂モールド金型。
2. 前記キャビティ高さ可変機構は、駆動源により可動テーパーブロックを移動させて前記キャビティ駒の型開閉方向の位置を調節するウェッジ機構が設けられている請求項１記載の樹脂モールド金型。
3. 前記キャビティ高さ可変機構は、前記キャビティ駒及び前記第一インサートの一方又は双方が前記一方の金型チェイスにフローティング支持されている請求項１記載の樹脂モールド金型。
4. 前記板厚可変機構は、駆動源により可動テーパーブロックを移動させて前記ワーク支持部の型開閉方向の位置を調節するウェッジ機構が設けられている請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の樹脂モールド金型。
5. 前記第一インサートのクランプ面にはダミーキャビティが設けられており、前記キャビティ凹部より前記ダミーキャビティへ前記余剰樹脂を収容する請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の樹脂モールド金型。
6. 前記第一インサートの前記ダミーキャビティより外周側に対向するクランプ面を押圧することでエアの排出を停止させる閉止手段を備えている請求項５記載の樹脂モールド金型。
7. 前記一方の金型と他方の金型とが型閉じする前に外部空間とは遮断された閉鎖空間が形成され、当該閉鎖空間内を減圧することで前記キャビティを含む減圧空間が形成される減圧機構を備えている請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の樹脂モールド金型。
8. 前記第二部材を収容する貫通孔とこれに連通する樹脂路が形成され、前記ワーク支持部に支持された第一部材外周端部と前記第二インサートとの隙間を跨いで前記他方の金型クランプ面に重ね合わせて用いられる中間プレートを備える請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の樹脂モールド金型。
9. 前記中間プレートの前記第一部材より外周側にはダミーキャビティが設けられており、前記貫通孔より前記ダミーキャビティへ前記余剰樹脂を収容する請求項８記載の樹脂モールド金型。
10. 前記第二部材に当接する前記キャビティ駒のワーク当接面と反対面に対向配置されたガイド駒のガイド面部にガイドされて前記キャビティ駒が傾動可能なスイベル機構を備えている請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の樹脂モールド金型。
11. 前記キャビティ駒の前記第二部材押圧面は、凸面部に形成されその周囲は凹溝部が形成された凹凸面に形成されている請求項１乃至請求項１０のいずれか１項記載の樹脂モールド金型。
12. 前記キャビティ凹部を含む前記一方の金型クランプ面を覆って吸着保持されるリリースフィルムを備えている請求項１乃至請求項１１のいずれか１項記載の樹脂モールド金型。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか１項記載の樹脂モールド金型を備えると共に、ワーク供給部と、前記樹脂モールド金型によりワークをクランプして樹脂モールドするプレス部と、成形品の収納部と、を備えた樹脂モールド装置であって、
    前記第一部材の厚さ及び前記第二部材の高さに応じて、前記モールド樹脂をキャビティに注入する前に、前記キャビティ高さ可変機構の動作量を設定してキャビティ駒の型開閉方向の高さ位置を所定位置に設定してから前記第一部材をクランプして樹脂モールドすることを特徴とする樹脂モールド装置。
14. 前記プレス部に隣接して液状樹脂供給部が設けられており、前記プレス部の型開きしたモールド金型のポット内に供給ノズルを進退動させて液状樹脂を供給する請求項１３項記載の樹脂モールド装置。

Images