JP2016082137A - 樹脂封止用金型、樹脂封止装置および成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構造により形成することができる実装体を、電子部品と共に、封止することができる樹脂封止用金型、樹脂封止装置および成形品の製造方法を提供する。【解決手段】樹脂封止装置１０００は、型締めにより形成されるキャビティ内に、プリント配線基板に搭載された半導体素子が配置され、キャビティに封止用樹脂が注入されて、半導体素子を封止する上型２０および下型３０を有する樹脂封止用金型４０を備えている。樹脂封止用金型４０は、上型２０の吸着ブロック２１０には、半導体素子に実装されるヒートシンク１３０を吸着させる吸引用孔２１２が形成されている。この吸引用孔２１２によりヒートシンク１３０を吸着して、ヒートシンク１３０をプリント配線基板に対して非接触状態に配置し、ヒートシンク１３０と半導体素子との間に、封止用樹脂が注入される空間が形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品が型締めにより形成されるキャビティに配置され、キャビティに封止用樹脂が注入されて、電子部品を封止する第１の金型および第２の金型を備えた樹脂封止用金型、樹脂封止装置および樹脂封止方法に関するものである。

半導体素子や抵抗素子、コンデンサなどの電子部品は、保護を目的として封止用樹脂により封止される。
例えば、ＤＩＰ（(Dual Inline Package）やＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＰＬＣＣ（Plastic leaded chip carrier）などのリードフレームに半導体素子を搭載した半導体装置、ＢＧＡ（Ball grid array）やＬＧＡ（Land grid array）などのサブストレート等の樹脂製基板に半導体素子を搭載した半導体装置は、半導体素子全体を封止用樹脂により封止される。

樹脂製基板に搭載された半導体素子を封止用樹脂にて封止するときには、樹脂製基板を上型と下型とで挟み込んだ状態で、半導体素子が位置するキャビティに封止用樹脂を注入する。
半導体素子は、封止用樹脂により電子部品全体を封止して覆われるが、発熱が大きい半導体素子は、半導体素子の一部を、または半導体素子に設けられたヒートシンクを、封止用樹脂から露出するように封止して、熱を放熱させることが採用されている。
このような電子部品の封止に関する技術として、特許文献１に記載にされたものが知られている。

特許文献１の「半導体装置および半導体装置の製造方法」は、図１５に示すように、半導体素子１１０１主面に対向して配置された熱伝導体１１９１と、半導体素子１１０１と熱伝導体１１９１の一部とを封止する封止樹脂体１１０６とを備えていることが記載されている。この熱伝導体１１９１には、板厚方向に貫通する開口部１１１１が設けられている。また、熱伝導体１１９１には、角部に曲げ加工を施して、下面方向に突出する支持部１１９２が形成されており、支持部１１９２の底面が基板１１０３に当接している。

特開２００８−１３５６８８号公報

しかし、図１５および図１６に示す熱伝導体１１９１では、支持部１１９２が、熱伝導体１１９１全体を支えることにより、支持部１１９２同士の間に、熱伝導体１１９１内に封止樹脂体１１０６を流入させるための隙間ができている。また、熱伝導体１１９１は、開口部１１１１から熱伝導体１１９１内に、封止樹脂体１１０６を流入させている。

このように、特許文献１に記載の熱伝導体１１９１は、封止樹脂体１１０６を熱伝導体１１９１内に流入させるために、角部を支持部１１９２とするための曲げ加工や、中央部に開口部１１１１を開設するための穴あけ加工などが必要となり、熱伝導体１１９１の作製に工数を要する。また、支持部１１９２の加工精度による高さのバラツキによる露出面へ樹脂バリが発生する不具合や、支持部１１９２の高さが違う場合、別途金型が必要になってくるという煩わしさがある。
このようなことから、電子部品を覆う実装体は、簡素な構造で、かつ様々な電子部品に対応できるのが望ましい。

そこで本発明は、簡素な構造により形成することができる実装体を、電子部品と共に、封止することができる樹脂封止用金型、樹脂封止装置および成形品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、第１の金型と第２の金型を型締めすることで形成されるキャビティ内に、基体に搭載された電子部品が配置され、前記キャビティに封止用樹脂が注入されて、前記電子部品を封止する樹脂封止用金型において、前記電子部品に実装される実装体を前記第１の金型に吸着させる吸引用孔が、前記第１の金型に形成され、前記吸引用孔により前記実装体を吸着して、前記実装体を前記基体に対して非接触状態に配置し、前記実装体と前記電子部品との間に、前記封止用樹脂が注入される空間が形成されることを特徴とする。

また、本発明は、第１の金型と第２の金型とが型締めされることで形成されるキャビティ内に、基体に搭載された電子部品を配置して、前記キャビティに封止用樹脂を注入して、前記電子部品を封止する樹脂封止装置において、前記電子部品に実装される実装体を前記第１の金型に吸着させる吸引用孔が、前記第１の金型に形成され、前記吸引用孔により前記実装体を吸着して、前記実装体を前記基体に対して非接触状態に配置し、前記実装体と前記電子部品との間に、前記封止用樹脂が注入される空間が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、電子部品に実装される実装体を第１の金型に吸着させる吸引用孔が、第１の金型に形成されている。この吸引用孔により実装体を吸着して、実装体を基体に対して非接触状態に配置することで、実装体と電子部品との間に、封止用樹脂が注入される空間が形成される。そうすることで、基体に立設して実装体を支持させる脚部を、実装体に設ける必要が無い。

前記第１の金型には、前記実装体の外周部に接触して、前記実装体の吸着位置を規制する規制部が形成されていることが望ましい。規制部が実装体の外周部に接触することで、実装体を吸着するときに、実装体が規制部による範囲に位置を修正しながら吸着されるので、実装体の吸着位置が規制される。

前記規制部は、前記実装体の輪郭形状に対応した凸部であることが望ましい。凸部が、実装体の位置を、凸部に囲まれた位置に修正させながら、実装体を第１の金型に吸着されることができる。また、実装体を囲う凸部が、実装体と第１の金型との間に浸入しようとする封止用樹脂の流れを止めることができる。

前記凸部は、前記実装体の周縁に形成された前記実装体の被吸着面からの段差部に、外側から接触するものであると、封止用樹脂が実装体の天面まで浸入するための経路が長くなるため、封止用樹脂の浸入を確実に防止することができる。

本発明の樹脂封止用金型である場合、前記第１の金型には、第１凹凸部が形成され、前記第２の金型には、前記第１の金型と型締めされたときに前記第１凹凸部と嵌合すると共に、前記実装体を前記第１の金型まで搬送する実装体用搬送装置に形成された第３凹凸部と嵌合する第２凹凸部が形成されていることが望ましい。

また、本発明の樹脂封止装置である場合、前記第１の金型には、第１凹凸部が形成され、前記第２の金型には、前記第１の金型と型締めされたときに、前記第１凹凸部と嵌合する第２凹凸部が形成され、前記実装体を前記第１の金型に搬送する際に、前記第１凹凸部と嵌合する第３凹凸部が形成された実装体用搬送装置を備えたことが望ましい。

第１の金型の第１凹凸部と、第２の金型の第２凹凸部とは、型締めする際の位置決めとしてそれぞれの金型に形成されている。そこで、実装体を第１の金型に搬送する実装体搬送装置に、第１凹凸部と嵌合する第３凹凸部を形成することで、第１の金型に対する実装体搬送装置の位置決めのための凹凸部を、第１の金型に新たに設け無くてもよい。

更に、本発明の樹脂封止用金型である場合、前記第２凹凸部は、前記電子部品が電子部品用搬送装置により搬送されたときに、前記電子部品用搬送装置に形成された第４凹凸部と嵌合することが望ましい。

また、本発明の樹脂封止装置である場合、前記電子部品を前記第２の金型に搬送する際に、前記第２凹凸部と嵌合する第４の凹凸部が形成された電子部品用搬送装置を備えていることが望ましい。

電子部品用搬送装置に、第２の金型の第２凹凸部に嵌合する第４凹凸部が形成されていることで、電子部品を第２の金型に正確に配置することができる。従って、実装体が第１の金型に位置決めされて配置され、電子部品が第２の金型に位置決めされて配置されることで、実装体と電子部品との位置関係を正確に合わせることができる。

前記吸引用孔が、複数形成されていると、実装体を吸着させるための吸引力を分散させることができるので、吸引用孔の一本当たりの管径を細く形成することができる。従って、吸引用孔の痕が実装体に付いてしまうことを防止することができる。

本発明は、第１の金型と第２の金型とが型締めされることで形成されるキャビティ内に、基体に搭載された電子部品を配置して、前記キャビティに封止用樹脂を注入して、前記電子部品を封止して成形品を製造する成形品の製造方法において、
前記電子部品に封止用樹脂を介して実装される実装体を前記第１の金型に搬送する工程と、前記第１の金型に形成された吸引用孔からの吸引により、前記実装体を前記第１の金型に吸着させて、前記実装体と前記電子部品との間に、前記封止用樹脂が注入される空間を形成するために、前記実装体を前記基体に対して非接触状態で配置する工程と、前記電子部品が配置された前記第１の金型と前記第２の金型とを型締めして、前記キャビティに封止用樹脂を注入する工程と、前記第１の金型と前記第２の金型とを型開きして、前記電子部品を樹脂封止した成形品を離型する工程とを含むことを特徴とする。

本発明の成形品の製造方法によれば、基体に立設して実装体を支持させる脚部が無い実装体を、電子部品と共に封止して成形品とすることができる。

本発明によれば、基体に立設して実装体を支持させる脚部を、実装体に設けなくてもよいため、実装体を簡素な構造により形成することができる。従って、本発明は、このような実装体を、電子部品と共に、封止することができる。

本発明の実施の形態に係る樹脂封止装置を示す図である。 図１に示す樹脂封止装置により、プリント配線基板に搭載された半導体素子が封止された半導体装置の図である。 図２に示す成形品のヒートシンクを示す斜視図である。 図１に示す樹脂封止装置に用いられる樹脂封止用金型および樹脂封止装置のヒートシンク搬送部の図である。 図１に示す樹脂封止装置を用いた成形品の製造方法を説明する図であり、搬送装置を上昇させて、ヒートシンクを上型の凹部に位置させた状態の図である。 図５に示す樹脂封止装置の一部拡大図である。 図５に続く工程を説明するための樹脂封止装置の図であり、ヒートシンクを上型に吸着させた後に、ヒートシンク搬送部が退避する状態の図である。 図７に続く工程を説明するための樹脂封止装置の図であり、半導体素子を搭載したプリント配線基板を、樹脂封止装置の基板搬送部が下型の上方に位置させた状態の図である。 図８に続く工程を説明するための樹脂封止装置の図であり、半導体素子を搭載したプリント配線基板を、基板搬送部が下型の下型キャビティブロックに配置した状態の図である。 図９に続く工程を説明するための樹脂封止装置の図であり、半導体素子を搭載したプリント配線基板を下型に配置した後に、基板搬送部が退避する状態の図である。 図１０に続く工程を説明するための樹脂封止装置の図であり、基板搬送部が退避した状態の図である。 図１１に続く工程を説明するための樹脂封止装置の図であり、上型および下型を型締めした状態の図である。 図１２に続く工程を説明するための樹脂封止装置の図であり、上型および下型を型開きした状態の図である。 図１３に続く工程を説明するための樹脂封止装置の図であり、製品搬送部が成形品である半導体装置を下型から取り出し搬送する状態の図である。 特許文献１に記載の半導体装置を示す断面図である。 図１５に示す半導体パッケージ構造の熱伝導体の斜視図である。

本発明の実施の形態に係る樹脂封止用金型およびそれを用いた樹脂封止装置について、図面に基づいて説明する。
図１に示す樹脂封止装置１０００は、図２に示すように、プリント配線基板１１０（基体）に搭載された半導体素子１２０（電子部品）と、プリント配線基板１１０と半導体素子１２０との間に配線されたワイヤ１２１と、この半導体素子１２０からの熱を放熱するヒートシンク１３０（実装体）とを、封止用樹脂１４０により、ヒートシンク１３０の放熱面を露出した状態で、一括して封止して、半導体装置１５０（成形品）を作製するものである。

図３に示すヒートシンク１３０は、円盤状に形成された金属板である。ヒートシンク１３０の外周部には、ヒートシンク本体１３１の被吸着面となる天面１３２の位置から平面がずれた段差部１３３が形成されている。この段差部１３３の外側には、傾斜面による鍔部１３４が形成されている。

図１に示す樹脂封止装置１０００は、基板供給部１０１１と、基板整列部１０１２と、タブレット供給部１０１３と、ヒートシンク分配部１０１４とを備えている。
基板供給部１０１１は、樹脂封止前の半導体素子１２０が搭載されたプリント配線基板１１０（以下、半導体素子１２０が搭載されたプリント配線基板１１０を、単にプリント配線基板１１０と称することがある。）を、基板整列部１０１２に供給する。基板整列部１０１２は、基板供給部１０１１から供給されたプリント配線基板１１０を整列させる。タブレット供給部１０１３は、後述するインローダーキャリア１０２３の基板搬送部１０２２に載置されている樹脂収納部内に封止用樹脂のタブレットを供給する。ヒートシンク分配部１０１４は、縦列および横列に配置されたヒートシンク１３０を、樹脂封止用金型４０の配置に合わせて２列に並べる。

また、樹脂封止装置１０００は、インローダーキャリア１０２３と、プレス部１０２４を備えている。インローダーキャリア１０２３は、ヒートシンクを搬送するヒートシンク搬送部１０２１（実装体用搬送装置）と、プリント配線基板１１０を搬送する基板搬送部１０２２（電子部品用搬送装置）を備えている。
ヒートシンク搬送部１０２１は、ヒートシンク分配部１０１４に２列に並べられたヒートシンク１３０を受け取り、プレス部１０２４の金型部１０２５に搬送する。基板搬送部１０２２は、基板整列部１０１２に２列に並べられたプリント配線基板１１０を受け取り、プレス部１０２４の金型部１０２５に搬送する。プレス部１０２４は、上型および下型から成る樹脂封止用金型４０を型締して、半導体素子を封止する。

更に、樹脂封止装置１０００は、アンローダーキャリア１０３２と、ディゲーター部１０３３と、製品収納部１０３４を備えている。アンローダーキャリア１０３２は、樹脂封止後の成形品を搬送する製品搬送部１０３１を備えている。
製品搬送部１０３１は、半導体素子１２０が封止された成形品を引き取り、ディゲーター部１０３３まで搬送する。ディゲーター部１０３３は、半導体素子１２０を封止した成形品から不要な樹脂部分（例えば、カル部およびランナー部等の樹脂部分）を除去する。製品収納部１０３４は、図示していない製品搬送部でディゲーター部１０３３からの成形品を搬送して収納する。

ここで、ヒートシンク搬送部１０２１、基板搬送部１０２２および製品搬送部１０３１について、図面に基づいて詳細に説明する。
図４に示すように、ヒートシンク搬送部１０２１は、装置本体１０２１ａと、ヒートシンク１３０が載置されるステージ１０２１ｂとを備えている。また、ヒートシンク搬送部１０２１には、上型セットブロック２４０の嵌合凹部２４１に嵌合する嵌合凸部１０２１ｃ（第３凹凸部）が形成されている。ヒートシンク搬送部１０２１は、図示しない昇降装置により、全体が上昇または下降、および水平移動すると共に、ステージ１０２１ｂが上昇または下降する。

図８に示すように、基板搬送部１０２２は、装置本体１０２２ａと、プリント配線基板１１０を下から支える支持アーム１０２２ｂとを備えている。また、基板搬送部１０２２には、下型チェスブロック３２０の嵌合凸部３２１に嵌合する嵌合凹部１０２２ｃ（第４凹凸部）が形成されている。基板搬送部１０２２は、図示しない昇降装置により、全体が上昇または下降、および水平移動する。

図１４に示すように、製品搬送部１０３１は、装置本体１０３１ａと、プリント配線基板１１０を下から支える支持アーム１０３１ｂとを備えている。製品搬送部１０３１は、図示しない昇降装置により、全体が上昇または下降、および水平移動する。

樹脂封止装置１０００の金型部１０２５は、図４に示すように、上型２０（第１の金型）および下型３０（第２の金型）から構成される樹脂封止用金型４０を備えている。

上型２０は、吸着ブロック２１０と、上型キャビティブロック２２０と、上型チェスブロック２３０と、上型セットブロック２４０とを備えている。
吸着ブロック２１０と上型キャビティブロック２２０は一体に組み合わされ、下型３０と型締めされることによりキャビティＣＶとなる凹部２１１が形成されている。
また、吸着ブロック２１０には、凹部２１１から反対側まで吸引用孔２１２が形成されている。この吸引用孔２１２は、図示しない排気装置に通じる配管が接続される。吸引用孔２１２は、ヒートシンク１３０と中心を合わせた円形状に複数配置されている。
凹部２１１には、凸部２１３が形成されている。この凸部２１３は、ヒートシンク１３０の外周部と対応する位置に、ヒートシンク１３０の輪郭形状に形成されている。凸部２１３は、実装体であるヒートシンク１３０の外周部に接触して、ヒートシンク１３０の吸着位置を規制する規制部として機能するものである。

上型チェスブロック２３０は、吸着ブロック２１０と上型キャビティブロック２２０の周囲を囲う枠である。
上型セットブロック２４０は、上型チェスブロック２３０の下型３０との嵌合面側に設けられている。上型セットブロック２４０には、下型３０およびヒートシンク搬送部１０２１とのそれぞれに嵌る嵌合凹部２４１（第１凹凸部）が形成されている。

下型３０は、下型キャビティブロック３１０と下型チェスブロック３２０を備えている。下型キャビティブロック３１０には、プリント配線基板１１０が配置される平坦部３１１が形成されている。また、下型チェスブロック３２０には、上型セットブロック２４０の嵌合凹部２４１に嵌合する嵌合凸部３２１（第２凹凸部）が形成されている。

以上のように構成された本発明の実施の形態に係る樹脂封止装置１０００の動作および使用状態を図面に基づいて説明する。
なお、樹脂封止装置１０００の動作および使用状態を説明するにあたり、既にヒートシンク搬送部１０２１には、ヒートシンク分配部１０１４により並べられたヒートシンク１３０が、受け取られているものとする。また、プリント配線基板１１０を樹脂封止用金型４０に配置するときには、基板整列部１０１２から基板搬送部１０２２に、プリント配線基板１１０が引き取られているものとする。

ヒートシンク１３０を搭載したヒートシンク搬送部１０２１が、図４に示すように、上型２０の下方まで移動する。
図５に示すように、昇降装置（図示せず）がヒートシンク搬送部１０２１を上昇させることで、ヒートシンク搬送部１０２１の嵌合凸部１０２１ｃが、下型チェスブロック３２０の嵌合凸部３２１と嵌合させるための上型セットブロック２４０の嵌合凹部２４１に嵌合する。

嵌合凹部２４１に嵌合する嵌合凸部１０２１ｃが、ヒートシンク搬送部１０２１に形成されているため、昇降装置がヒートシンク搬送部１０２１を上昇させたときに、ヒートシンク搬送部１０２１が搬送するヒートシンク１３０を、吸着ブロック２１０と上型キャビティブロック２２０とに対して正確に位置させることができる。
また、上型２０と下型３０との型締めの際の位置合わせで使用される上型セットブロック２４０の嵌合凹部２４１に嵌合する嵌合凸部１０２１ｃが、ヒートシンク搬送部１０２１に形成されているため、ヒートシンク搬送部１０２１の上型２０に対する位置合わせのために、新たに嵌合凹部を上型２０に設ける必要がない。

そして、吸着ブロック２１０と上型キャビティブロック２２０で形成された凹部２１１内まで、図示しない昇降装置によりステージ１０２１ｂの支持脚１０２１ｄを吸着ブロック２１０側へ移動させることで、ステージ１０２１ｂを上昇させる。
ステージ１０２１ｂが上昇して、ヒートシンク１３０が吸着ブロック２１０に接触した状態で、図示しない排気装置が作動して、吸引用孔２１２から脱気されることで、ヒートシンク１３０が吸着ブロック２１０に吸着される。

このとき、図６に示すように、凹部２１１から突出した凸部２１３の内側面２１３ａが、ヒートシンク１３０の段差部１３３の立壁部１３３ａに接触し、凸部２１３の先端面２１３ｂが段差部１３３の平坦部１３３ｂに接触することで、凸部２１３が段差部１３３の外側に接触する。
そうすることで、ステージ１０２１ｂが上昇したときに、ヒートシンク１３０の位置が、封止される位置から少しずれていても、ヒートシンク１３０が、凸部２１３に囲まれた範囲に位置を修正しながら吸着される。このように、凸部２１３がヒートシンク１３０の外周部に接触することで、ヒートシンク１３０の吸着位置が規制されるので、ヒートシンク１３０を、正確に吸着ブロック２１０と上型キャビティブロック２２０（図５参照）に形成された凹部２１１内に位置させることができる。

吸引用孔２１２が吸着ブロック２１０に複数形成されている。例えば、１本の太い管径の吸引用孔でヒートシンク１３０を吸引して、吸着ブロック２１０に吸着させると、複数の吸引用孔２１２に分散させたときの吸引力より、吸引力を１本に集約する必要があるため、強い吸引力となる。また、１本の太い管径の吸引用孔でヒートシンク１３０を吸引すると、複数の吸引用孔２１２に分散させたときより、ヒートシンク１３０の天面１３２における吸引用孔１本当たりの吸引範囲が広くなる。そのため、天面１３２が撓みやすい。従って、強い吸引力でヒートシンク１３０天面１３２の広い範囲を吸着ブロック２１０に吸着させると、ヒートシンク１３０の吸引範囲が凹み、吸引用孔の痕がヒートシンク１３０に付いてしまうおそれがある。
しかし、複数の吸引用孔２１２が吸着ブロック２１０に形成されていることで、ヒートシンク１３０を吸着させるための吸引力を複数の吸引用孔２１２に分散させることができる。従って、吸引用孔２１２の痕がヒートシンク１３０に付いてしまうことを防止することができる。

このように、まず、図５に示すヒートシンク搬送部１０２１の位置合わせを、ヒートシンク搬送部１０２１の嵌合凸部１０２１ｃと、上型セットブロック２４０の嵌合凹部２４１とを嵌合させた後に、ヒートシンク１３０の位置ずれを凸部２１３により修正して、段階的にヒートシンク１３０の位置合わせを行うことで、吸着ブロック２１０とヒートシンク１３０との位置決めの正確性を向上させることができる。
次に、図７に示すように、上型２０にヒートシンク１３０を吸着させると、ヒートシンク搬送部１０２１は下降した後に、水平移動して、上型２０の下方となる位置から退避する。

次に、図８に示すように、半導体素子１２０が搭載され、ワイヤ１２１が配線されたプリント配線基板１１０が、基板搬送部１０２２により下型３０へと搬送される。
図９に示すように、基板搬送部１０２２が駆動装置（図示せず）により下降する。このとき、基板搬送部１０２２の嵌合凹部１０２２ｃが、下型チェスブロック３２０の嵌合凸部３２１と嵌合する。更に、基板搬送部１０２２の一対の支持アーム１０２２ｂが駆動装置（図示せず）により互いに離れる方向に移動することで、プリント配線基板１１０が、下型キャビティブロック３１０の平坦部３１１に配置される。
基板搬送部１０２２の嵌合凹部１０２２ｃを、下型チェスブロック３２０の嵌合凸部３２１に嵌合させることで、下型キャビティブロック３１０の所定の位置に、プリント配線基板１１０を配置することができる。下型３０に図示しない位置決めピンを設け、プリント配線基板１１０に形成された図示しない位置決め用の穴と嵌め合わせることで、位置決め性を向上させることができる。

従って、図５に示すように、ヒートシンク搬送部１０２１の嵌合凸部１０２１ｃを、上型セットブロック２４０の嵌合凹部２４１に嵌合させてヒートシンク１３０を配置し、図９に示すように、基板搬送部１０２２の嵌合凹部１０２２ｃを、下型チェスブロック３２０の嵌合凸部３２１に嵌合させて、プリント配線基板１１０を配置しているので、ヒートシンク１３０に対してプリント配線基板１１０を正確に位置させることができる。
また、上型２０と下型３０との型締めの際の位置合わせで使用される下型チェスブロック３２０の嵌合凸部３２１に嵌合する嵌合凹部１０２２ｃが、基板搬送部１０２２に形成されているため、基板搬送部１０２２の下型３０に対する位置合わせのために、新たに嵌合凸部を下型３０に設ける必要がない。

図１０に示すように、プリント配線基板１１０が下型キャビティブロック３１０の平坦部３１１に配置されると、基板搬送部１０２２は上昇した後に、水平移動して、図１１に示すように、下型３０の上方となる位置から退避する。

次に、図１２に示すように、上型２０または下型３０のいずれか一方の金型を他方の金型に接近させることで、上型２０と下型３０とが型締めされる。このとき、上型セットブロック２４０の嵌合凹部２４１と、下型チェスブロック３２０の嵌合凸部３２１とが嵌合する。
上型２０と下型３０とが型締めされることで、吸着ブロック２１０と上型キャビティブロック２２０で形成される凹部２１１に吸着した状態のヒートシンク１３０は、半導体素子１２０およびワイヤ１２１は勿論のこと、プリント配線基板１１０に対して非接触状態で配置される。このように、本発明によれば、従来用いられているヒートシンク（例えば、特許文献１参照）のようにプリント配線基板と接触する脚部が無くても、ヒートシンク１３０が吸着ブロック２１０と上型キャビティブロック２２０で形成された凹部２１１に吸着した状態であるため、ヒートシンク１３０とプリント配線基板１１０および半導体素子１２０の間に、封止用樹脂が注入される空間Ｓ１が形成される。

そして、図示しないプランジャが下型３０のポット（図示せず）内を昇降装置によって上昇することで、インローダーキャリア１０２３によって下型３０のポット内に供給されている封止用樹脂がカル部（図示せず）まで注入され、更に、プランジャが上昇することで、カル部の封止用樹脂が、樹脂通路を経由して、キャビティＣＶに注入される。
これにより、キャビティＣＶへの封止用樹脂の注入が終わり、半導体素子１２０と、ワイヤ１２１とが封止用樹脂１４０に覆われ成形され、成形品である半導体装置１５０（図１３参照）となる。

ヒートシンク１３０は、図１２に示すように、吸着ブロック２１０と上型キャビティブロック２２０で形成される凹部２１１内に密着しているため、図１３に示すように、半導体装置１５０は、ヒートシンク１３０の天面１３２が露出した状態で封止される。凹部２１１に突出した凸部２１３がヒートシンク１３０の輪郭形状に対応して形成されているため、凸部２１３は、吸着ブロック２１０に吸着されるヒートシンク１３０の位置合わせに寄与するだけでなく、ヒートシンク１３０の天面１３２と凹部２１１との間に、封止用樹脂１４０が浸入しようとする流れを止めることができる。
更に、図６に示すように、凸部２１３がヒートシンク１３０の段差部１３３に外側から接触しているため、封止用樹脂１４０がヒートシンク１３０の天面１３２まで浸入するための経路が長くなるため、封止用樹脂１４０の浸入を確実に防止することができる。

図１４に示すように、上型２０または下型３０のいずれか一方を他方から離間させることにより、上型２０と下型３０とが型開きされる。そして、図１４に示すように、製品搬送部１０３１が型開きされた上型２０と下型３０との間に水平移動し、図示しない昇降装置により下降して、支持アーム１０３１ｂにより下型３０から半導体装置１５０が取り出される。支持アーム１０３１ｂにより半導体装置１５０が取り出され、保持されると、製品搬送部１０３１は上昇した後に、水平移動して、半導体装置１５０をディゲーター部１０３３へ搬送する。

以上のようにして半導体素子１２０が樹脂封止された半導体装置１５０のヒートシンク１３０には、図１３に示すように、傾斜面による鍔部１３４が形成されている。従って、天面１３２が封止用樹脂１４０から露出し、鍔部１３４が封止用樹脂１４０に埋まった状態で、ヒートシンク１３０が封止用樹脂１４０に封止される。従って、封止用樹脂１４０からヒートシンク１３０が剥離してしまうことを防止することができる。

このように、ヒートシンク１３０は、プリント配線基板１１０に立設してヒートシンク１３０を支持する脚部を有していない。従って、ヒートシンク１３０を簡素な構造により形成することができる。樹脂封止用金型４０およびそれを用いた樹脂封止装置１０００は、このような、放熱性を維持しつつ、簡素な構造により形成することができるヒートシンク１３０を、半導体素子１２０と共に、封止することができる。

また、ヒートシンク１３０は、脚部を有していないため、半導体素子１２０の高さが変わっても、吸着ブロック２１０と上型キャビティブロック２２０で形成される凹部２１１を高くすれば、ヒートシンク１３０はそのまま使用できる。従って、半導体装置の高さに応じてヒートシンク１３０を変更する必要がない。

更に、ヒートシンクを脚部によりプリント配線基板に支持させた場合では、脚部を接着材によりプリント配線基板に固定しているため、熱ストレスによる膨張の違いや接着材の軟化や劣化などにより、脚部の剥がれが心配される。しかし、ヒートシンク１３０は、脚部を有していないため、加熱されても、その影響をヒートシンク１３０が受けることがないため、半導体装置１５０は高い耐熱性を有している。

なお、本実施の形態では、吸着ブロック２１０と上型キャビティブロック２２０で形成される凹部２１１に突出した凸部２１３がヒートシンク１３０の輪郭形状に対応させて形成されているが、ヒートシンク１３０の位置決めのためには、ヒートシンク１３０の周囲の何箇所かに凸部が突出していればよい。しかし、凸部２１３をヒートシンク１３０の輪郭形状に対応させて形成することで、ヒートシンク１３０の天面１３２側への封止用樹脂の浸入が防止できるので、凸部２１３はヒートシンク１３０の輪郭形状に形成されているのが望ましい。

また、本実施の形態では、上型セットブロック２４０に嵌合凹部２４１が形成され、下型チェスブロック３２０に嵌合凸部３２１が形成され、ヒートシンク搬送部１０２１に嵌合凸部１０２１ｃが形成され、基板搬送部１０２２に嵌合凹部１０２２ｃが形成されている。これとは反対に、上型セットブロック２４０に嵌合凸部が形成され、下型チェスブロック３２０に嵌合凹部が形成され、ヒートシンク搬送部１０２１に嵌合凹部が形成され、基板搬送部１０２２に嵌合凸部が形成されていてもよい。
しかし、下型チェスブロック３２０に形成された第２凹凸部を嵌合凹部とすると、樹脂封止の際に発生する樹脂ばりなどの余剰の樹脂が、嵌合凹部の窪みに入り込み、溜まるおそれがある。そうなると、下型チェスブロック３２０と、上型セットブロック２４０、ヒートシンク搬送部１０２１または基板搬送部１０２２のそれぞれとの位置合わせの精度が低下する。そのため、下型チェスブロック３２０に形成された第２凹凸部は、嵌合凸部３２１とするのが望ましい。

また、本実施の形態では、実装体として、ヒートシンクを例に説明したが、実装体の天面（上型との接触面）を露出させて電子部品と共に、封止されるものであれば、実装体として本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、樹脂封止装置１０００の金型部１０２５として、第１の金型を上型２０、第２の金型を下型３０として説明したが、第１の金型を下型、第２の金型を下型として、全部が反転したものとしてもよい。
また、本実施の形態では、トランスファー成形法による樹脂封止装置１０００を例に説明した。しかし、本発明は、第１の金型と第２の金型を型締めすることで形成されるキャビティ内に、基体に搭載された電子部品が配置され、前記キャビティに封止用樹脂が注入されて、前記電子部品を封止するものであれば、採用することが可能である。
更に、本実施の形態では、基体として、プリント配線基板を例に説明したが、例えば、基体は、金属板により形成されたリードフレームでもよい。

本発明は、第１の金型および第２の金型により基体に搭載された電子部品が型締めされ、キャビティに封止用樹脂が注入されて、封止用樹脂により、実装体と共に、電子部品が封止される成形品の樹脂封止に好適である。

２０ 上型
２１０ 吸着ブロック
２１１ 凹部
２１２ 吸引用孔
２１３ 凸部（規制部）
２１３ａ 内側面
２１３ｂ 先端面
２２０ 上型キャビティブロック
２３０ 上型チェスブロック
２４０ 上型セットブロック
２４１ 嵌合凹部
３０ 下型
３１０ 下型キャビティブロック
３１１ 平坦部
３２０ 下型チェスブロック
３２１ 嵌合凸部
４０ 樹脂封止用金型
ＣＶ キャビティ
Ｓ１ 空間
１１０ プリント配線基板
１２０ 半導体素子
１２１ ワイヤ
１３０ ヒートシンク
１３１ ヒートシンク本体
１３２ 天面
１３３ 段差部
１３３ａ 立壁部
１３３ｂ 平坦部
１３４ 鍔部
１４０ 封止用樹脂
１５０ 半導体装置
１０００ 樹脂封止装置
１０１１ 基板供給部
１０１２ 基板整列部
１０１３ タブレット供給部
１０１４ ヒートシンク分配部
１０２１ ヒートシンク搬送部
１０２１ａ 装置本体
１０２１ｂ ステージ
１０２１ｃ 嵌合凸部
１０２１ｄ 支持脚
１０２２ 基板搬送部
１０２２ａ 装置本体
１０２２ｂ 支持アーム
１０２２ｃ 嵌合凹部
１０２３ インローダーキャリア
１０２４ プレス部
１０２５ 金型部
１０３１ 製品搬送部
１０３１ａ 装置本体
１０３１ｂ 支持アーム
１０３２ アンローダーキャリア
１０３３ ディゲーター部
１０３４ 製品収納部

本発明は、第１の金型と第２の金型を型締めすることで形成されるキャビティ内に、基体に搭載された電子部品が配置され、前記キャビティに封止用樹脂が注入されて、前記電子部品を封止する樹脂封止用金型において、前記電子部品に実装される実装体を前記第１の金型に吸着させる吸引用孔が、前記第１の金型に形成され、前記吸引用孔により前記実装体を吸着して、前記実装体を前記基体に対して非接触状態に配置し、前記実装体と前記電子部品との間に、前記封止用樹脂が注入される空間が形成され、前記第１の金型には、前記実装体を前記第１の金型まで搬送する実装体用搬送装置に形成された第３凹凸部と嵌合する第１凹凸部が形成され、前記第２の金型には、前記第１の金型と型締めされたときに前記第１凹凸部と嵌合する第２凹凸部が形成されたことを特徴とする。

また、本発明は、第１の金型と第２の金型とが型締めされることで形成されるキャビティ内に、基体に搭載された電子部品を配置して、前記キャビティに封止用樹脂を注入して、前記電子部品を封止する樹脂封止装置において、前記電子部品に実装される実装体を前記第１の金型に吸着させる吸引用孔が、前記第１の金型に形成され、前記吸引用孔により前記実装体を吸着して、前記実装体を前記基体に対して非接触状態に配置し、前記実装体と前記電子部品との間に、前記封止用樹脂が注入される空間が形成され、前記第１の金型には、第１凹凸部が形成され、前記第２の金型には、前記第１の金型と型締めされたときに、前記第１凹凸部と嵌合する第２凹凸部が形成され、前記実装体を前記第１の金型に搬送する際に、前記第１凹凸部と嵌合する第３凹凸部が形成された実装体用搬送装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、電子部品に実装される実装体を第１の金型に吸着させる吸引用孔が、第１の金型に形成されている。この吸引用孔により実装体を吸着して、実装体を基体に対して非接触状態に配置することで、実装体と電子部品との間に、封止用樹脂が注入される空間が形成される。そうすることで、基体に立設して実装体を支持させる脚部を、実装体に設ける必要が無い。
また、第１の金型の第１凹凸部と、第２の金型の第２凹凸部とは、型締めする際の位置決めとしてそれぞれの金型に形成されている。そこで、実装体を第１の金型に搬送する実装体搬送装置に、第１凹凸部と嵌合する第３凹凸部を形成することで、第１の金型に対する実装体搬送装置の位置決めのための凹凸部を、第１の金型に新たに設け無くてもよい。

また、本発明の樹脂封止装置である場合、前記電子部品を前記第２の金型に搬送する際に、前記第２凹凸部と嵌合する第４凹凸部が形成された電子部品用搬送装置を備えていることが望ましい。

本発明は、第１の金型と第２の金型とが型締めされることで形成されるキャビティ内に、基体に搭載された電子部品を配置して、前記キャビティに封止用樹脂を注入して、前記電子部品を封止して成形品を製造する成形品の製造方法において、
前記電子部品に封止用樹脂を介して実装される実装体を、実装体用搬送装置により前記第１の金型に搬送し、前記第１の金型に形成された第１凹凸部と前記実装体用搬送装置に形成された第３凹凸部とを嵌合する工程と、前記第１の金型に形成された吸引用孔からの吸引により、前記実装体を前記第１の金型に吸着させて、前記実装体と前記電子部品との間に、前記封止用樹脂が注入される空間を形成するために、前記実装体を前記基体に対して非接触状態で配置する工程と、前記電子部品が配置された前記第１の金型に形成された第１凹凸部と前記第２の金型に形成された第２凹凸部とを嵌合して型締めして、前記キャビティに封止用樹脂を注入する工程と、前記第１の金型と前記第２の金型とを型開きして、前記電子部品を樹脂封止した成形品を離型する工程とを含むことを特徴とする。

Claims (15)

1. 第１の金型と第２の金型を型締めすることで形成されるキャビティ内に、基体に搭載された電子部品が配置され、前記キャビティに封止用樹脂が注入されて、前記電子部品を封止する樹脂封止用金型において、
   前記電子部品に実装される実装体を前記第１の金型に吸着させる吸引用孔が、前記第１の金型に形成され、
   前記吸引用孔により前記実装体を吸着して、前記実装体を前記基体に対して非接触状態に配置し、前記実装体と前記電子部品との間に、前記封止用樹脂が注入される空間が形成される樹脂封止用金型。
2. 前記第１の金型には、前記実装体の外周部に接触して、前記実装体の吸着位置を規制する規制部が形成されている請求項１記載の樹脂封止用金型。
3. 前記規制部は、前記実装体の輪郭形状に対応した凸部である請求項２記載の樹脂封止用金型。
4. 前記凸部は、前記実装体の周縁に形成された前記実装体の被吸着面からの段差部に、外側から接触するものである請求項３記載の樹脂封止用金型。
5. 前記第１の金型には、第１凹凸部が形成され、
   前記第２の金型には、前記第１の金型と型締めされたときに前記第１凹凸部と嵌合すると共に、前記実装体を前記第１の金型まで搬送する実装体用搬送装置に形成された第３凹凸部と嵌合する第２凹凸部が形成された請求項１から４のいずれかの項に記載の樹脂封止用金型。
6. 前記第２凹凸部は、前記電子部品が電子部品用搬送装置により搬送されたときに、前記電子部品用搬送装置に形成された第４凹凸部と嵌合する請求項５記載の樹脂封止用金型。
7. 前記吸引用孔は、複数形成されている請求項１記載の樹脂封止用金型。
8. 第１の金型と第２の金型とが型締めされることで形成されるキャビティ内に、基体に搭載された電子部品を配置して、前記キャビティに封止用樹脂を注入して、前記電子部品を封止する樹脂封止装置において、
   前記電子部品に実装される実装体を前記第１の金型に吸着させる吸引用孔が、前記第１の金型に形成され、
   前記吸引用孔により前記実装体を吸着して、前記実装体を前記基体に対して非接触状態に配置し、前記実装体と前記電子部品との間に、前記封止用樹脂が注入される空間が形成される樹脂封止装置。
9. 前記第１の金型には、前記実装体の外周部に接触して、前記実装体の吸着位置を規制する規制部が形成されている請求項８記載の樹脂封止装置。
10. 前記規制部は、前記実装体の輪郭形状に対応した凸部である請求項９記載の樹脂封止装置。
11. 前記凸部は、前記実装体の周縁に形成された前記実装体の被吸着面からの段差部に、外側から接触するものである請求項１０記載の樹脂封止装置。
12. 前記第１の金型には、第１凹凸部が形成され、
    前記第２の金型には、前記第１の金型と型締めされたときに、前記第１凹凸部と嵌合する第２凹凸部が形成され、
    前記実装体を前記第１の金型に搬送する際に、前記第１凹凸部と嵌合する第３凹凸部が形成された実装体用搬送装置を備えた請求項８から１１のいずれかの項に記載の樹脂封止装置。
13. 前記電子部品を前記第２の金型に搬送する際に、前記第２凹凸部と嵌合する第４の凹凸部が形成された電子部品用搬送装置を備えた請求項１２記載の樹脂封止装置。
14. 前記吸引用孔は、複数形成されている請求項８記載の樹脂封止装置。
15. 第１の金型と第２の金型とが型締めされることで形成されるキャビティ内に、基体に搭載された電子部品を配置して、前記キャビティに封止用樹脂を注入して、前記電子部品を封止して成形品を製造する成形品の製造方法において、
    前記電子部品に封止用樹脂を介して実装される実装体を前記第１の金型に搬送する工程と、
    前記第１の金型に形成された吸引用孔からの吸引により、前記実装体を前記第１の金型に吸着させて、前記実装体と前記電子部品との間に、前記封止用樹脂が注入される空間を形成するために、前記実装体を前記基体に対して非接触状態で配置する工程と、
    前記電子部品が配置された前記第１の金型と前記第２の金型とを型締めして、前記キャビティに封止用樹脂を注入する工程と、
    前記第１の金型と前記第２の金型とを型開きして、前記電子部品を樹脂封止した成形品を離型する工程とを含む成形品の製造方法。

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