JP2020185754A - 成形型、樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形精度を向上させると共に消費電力を低減できる成形型、樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法を提供する。【解決手段】上型ＵＭと下型ＬＭとを有する成形型本体Ｍと、上型ＵＭと下型ＬＭとの間に配置され、樹脂材料が供給されるキャビティＭＣを有するキャビティ部材ＣＡと、キャビティ部材ＣＡに設けられたヒータＨと、成形型本体Ｍに対してキャビティ部材ＣＡを離間させた状態に保持可能なフローティング機構５と、を備えている。【選択図】図３

Description

本発明は、成形型、樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法に関する。

チップが搭載された基板や基板を省略したウェハ等のワークは、一般的に樹脂封止することにより電子部品として用いられる。従来、ワークを樹脂封止する樹脂成形装置として、圧縮成形用のプレス機構を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１のプレス機構は、上型と下型とで構成される成形型を備えており、この成形型にはヒータが内蔵されており、ヒータを用いて成形型を加熱することにより熱硬化樹脂をワークの表面で硬化させて樹脂成形する。この下型は、ベースとベースに固定されたキャビティ駒とキャビティ駒の側壁となる可動式のクランパとを有しており、ベースとクランパにヒータを内蔵している。

特開２０１７−９４６１９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のプレス機構のように、上型や下型のベースとクランパにヒータを内蔵したとしても、熱容量の大きい成形型へと熱が拡散（放熱）されてしまう。その結果、ヒータから遠くなるほど温度が低下し、成形型やワークの各部位間の温度差に起因する膨張差によって歪みが発生し、樹脂成形品の樹脂厚にばらつきが生じ易い。特に、樹脂成形品の薄型化に伴い、成形する樹脂の厚みが０．１ｍｍ以下となった場合、公差を±１０％に設定しても、０．０１ｍｍ以下のばらつきで樹脂封止する必要があり、従来のプレス機構では対応が難しい。

また、例えば、成形型の加熱温度を１７５℃とした場合、型面の要求温度公差±３℃を維持するためには、ヒータへの電源投入後、一日程度経過した熱的安定状態となるまで生産を開始できない。その結果、成形型の加熱に多くの電力が消費され、成形型の大型化に伴って消費電力が更に増大する。

そこで、成形精度を向上させると共に消費電力を低減できる成形型、樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法が望まれている。

本発明に係る成形型の特徴構成は、上型と下型とを有する成形型本体と、前記上型と前記下型との間に配置され、樹脂材料が供給されるキャビティを有するキャビティ部材と、前記キャビティ部材に設けられたヒータと、前記成形型本体に対して前記キャビティ部材を離間させた状態に保持可能なフローティング機構と、を備えた点にある。

本発明に係る樹脂成形装置の特徴構成は、前記成形型と、前記成形型を型締めする型締め機構と、を備えた点にある。

本発明に係る樹脂成形品の製造方法の特徴構成は、前記成形型に成形対象物及び樹脂材料を供給する供給工程と、前記キャビティ部材を前記成形型本体から離間させた状態で前記ヒータに通電し、前記樹脂材料を加熱する加熱工程と、前記加熱工程の一部の期間において、前記成形型を型締めして前記キャビティ部材と前記成形型本体とを接触させて樹脂成形を行う成形工程と、を含む点にある。

本発明によれば、成形精度を向上させると共に消費電力を低減できる成形型、樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法を提供することができる。

樹脂成形装置を示す模式図である。 離型フィルム供給機構を示す模式図である。 圧縮成形モジュールを示す模式図である。 樹脂成形品の製造方法を示す模式図である。

以下に、本発明に係る成形型、樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

［装置構成］
チップが搭載された基板や基板を省略したウェハ等の成形対象物は樹脂封止することにより電子部品として用いられる。樹脂封止技術としては、コンプレッション方式（圧縮成形）やトランスファ方式等が挙げられるが、コンプレッション方式の方が、樹脂成形品（電子部品）の薄型化への対応が可能で生産性に優れている。このコンプレッション方式による成形対象物への樹脂封止方法の１つとして、離型フィルムに液状又は粉粒体状の樹脂を供給した後、プレス機構の成形型に離型フィルムを載置し、離型フィルム上の樹脂に成形対象物を浸し入れて樹脂成形することにより樹脂成形品を製造する方法が挙げられる。

従来のプレス機構は、成形型にヒータを内蔵しているため、熱容量の大きい成形型へと熱が拡散（放熱）されてしまう。その結果、ヒータから遠くなるほど温度が低下し、成形型や成形対象物の各部位間の温度差に起因する膨張差によって歪みが発生し、樹脂成形品の樹脂厚にばらつきが生じ易い。特に、樹脂成形品の薄型化に伴い、成形する樹脂の厚みが０．１ｍｍ以下となった場合、公差を±１０％に設定しても、０．０１ｍｍ以下のばらつきで樹脂封止する必要があり、従来のプレス機構では対応が難しい。また、例えば、成形型の加熱温度を１７５℃とした場合、型面の要求温度公差±３℃を維持するためには、ヒータへの電源投入後、一日程度経過した熱的安定状態となるまで生産を開始できない。その結果、成形型の加熱に多くの電力が消費され、成形型の大型化に伴って消費電力が更に増大する。

そこで、本実施形態では、成形精度を向上させると共に消費電力を低減できる成形型Ｃ、樹脂成形装置Ｄ及び樹脂成形品の製造方法を提供する。以下において、半導体チップが搭載された基板Ｓを成形対象物の一例として説明し、重力方向を下、重力方向とは反対方向を上として説明することがある。なお、図１に示すＺ方向が上下方向であり、紙面手前側が上である。

図１には、樹脂成形装置Ｄの模式図が示されている。本実施形態における樹脂成形装置Ｄは、離型フィルム供給機構１と樹脂供給モジュール２と圧縮成形モジュール３と搬送機構４と制御部６とを備えている。圧縮成形モジュール３は、半導体チップが搭載された基板Ｓを液状樹脂又は粉粒体状樹脂（樹脂材料の一例、以下「液状樹脂」を代表として説明する）で樹脂封止するための成形型Ｃを含んでいる。制御部６は、樹脂成形装置Ｄの動作を制御するソフトウェアとして、ＨＤＤやメモリ等のハードウェアに記憶されたプログラムで構成されており、コンピュータのＣＰＵにより実行される。つまり、制御部６は、離型フィルム供給機構１，樹脂供給モジュール２，圧縮成形モジュール３及び搬送機構４の動作を制御する。

なお、液状樹脂は、常温（室温）で液状の樹脂だけでなく、加熱により固形樹脂が溶融して液状となる溶融樹脂も含む。常温で液状となる液状樹脂は、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でも良い。熱硬化性樹脂は、常温では液状樹脂であり、加熱すると粘度が低下し、さらに加熱すると重合して硬化し、硬化樹脂となる。本実施形態における液状樹脂は、常温で速やかに流動しない程度の比較的高粘度の熱硬化性の樹脂であることが好ましい。

離型フィルム供給機構１は、圧縮成形モジュール３の内部に昇降可能に設けられており、離型フィルムＦを後述するキャビティ部材ＣＡの表面に供給する（密着させる）ことが可能である。離型フィルム供給機構１の詳細は後述する。

樹脂供給モジュール２は、樹脂材料供給機構２１と樹脂ローダ２２と真空引き機構２３とを含んでいる。

樹脂材料供給機構２１は、キャビティ部材ＣＡのキャビティＭＣに液状樹脂を供給する。樹脂材料供給機構２１は、レールＲにより支持されており、樹脂ローダ２２によりＸ方向に往復移動する。樹脂材料供給機構２１は、吐出機構２１ａとシリンジ２１ｂとノズル２１ｃとが一体化されたディスペンサとして構成されている。吐出機構２１ａは、シリンジ２１ｂに貯留された液状樹脂をノズル２１ｃから吐出させる。この吐出機構２１ａは、サーボモータ（不図示）等の駆動力により直動するプランジャ（不図示）を有しており、このプランジャをシリンジ２１ｂの内部で前進移動させることにより、液状樹脂がノズル２１ｃから吐出される。本実施形態における樹脂材料供給機構２１は、吐出機構２１ａ，シリンジ２１ｂ及びノズル２１ｃが互いに着脱可能に構成されており、例えば、液状樹脂を予め複数のシリンジ２１ｂに貯留して保管しておき、容量の異なるシリンジ２１ｂを選択して使用することができる。

また、樹脂材料供給機構２１は、樹脂ローダ２２により、鉛直面（ＹＺ面）又は水平面（ＸＹ面）において、往復移動可能に構成されている。これにより、樹脂材料供給機構２１は、キャビティ部材ＣＡ上に供給された離型フィルムＦの表面に液状樹脂を均等に供給することが可能となっている。

樹脂ローダ２２は、樹脂材料供給機構２１を係止する。そして、樹脂ローダ２２は、樹脂材料供給機構２１を圧縮成形モジュール３まで移送し、キャビティ部材ＣＡ上にノズル２１ｃが位置するように、樹脂材料供給機構２１を移動させる。真空引き機構２３は、圧縮成形モジュール３において成形型Ｃを型締めする直前にキャビティＭＣから空気を強制的に吸引して排出する。これにより、キャビティＭＣ内に残留する空気や液状樹脂に含まれる気泡などが成形型Ｃの外部に排出される。

圧縮成形モジュール３は、樹脂封止前基板Ｓａを樹脂封止して樹脂封止済基板Ｓｂ（樹脂成形品）を成形する。この圧縮成形モジュール３は、複数（本実施形態では３つ）設けられており、夫々の圧縮成形モジュール３を独立して装着又は取り外しできる。圧縮成形モジュール３の詳細は後述する。

搬送機構４は、樹脂封止前の半導体チップが実装された樹脂封止前基板Ｓａ（成形対象物）を搬送すると共に、樹脂封止後の樹脂封止済基板Ｓｂ（樹脂成形品）を搬送する。搬送機構４は、基板ローダ４１とロボットアーム４２とを含んでいる。基板ローダ４１は、その上に基板Ｓを載置することができる。基板Ｓは、樹脂封止前基板Ｓａ又は樹脂封止済基板Ｓｂである。基板ローダ４１は、レールＲ上で、搬送機構４と圧縮成形モジュール３との間を移動することが可能である。樹脂封止前基板Ｓａには、複数個の半導体チップが実装されている。樹脂封止済基板Ｓｂでは、半導体チップが、液状樹脂が固化した樹脂（封止樹脂）により封止されている。ロボットアーム４２は、第１収容部４３から取り出した樹脂封止前基板Ｓａの表裏を反転させることにより、チップ実装側を下方に向けて基板ローダ４１に載置すると共に、樹脂封止済基板Ｓｂを基板ローダ４１から取り出し表裏を反転させることにより、封止樹脂側（チップ実装側）を上方に向けて第２収容部４４に収容することができる。

以下、離型フィルム供給機構１を有する圧縮成形モジュール３について詳述する。図２に示すように、離型フィルム供給機構１は、リールに巻かれた使用前の離型フィルムＦを上型ＵＭと下型ＬＭとの間（厳密には、一対のキャビティ部材ＣＡの間）に送り出す送り出し機構１３と、樹脂成形に使用された使用済みの離型フィルムＦをリールに巻き取る巻き取り機構１４とを有している。送り出し機構１３とキャビティ部材ＣＡとの間には、送り出し機構１３から送り出された使用前の離型フィルムＦに張力を加えるための送り出しローラ１５が設けられている。キャビティ部材ＣＡと巻き取り機構１４との間には、上型ＵＭとキャビティ部材ＣＡとの間に搬送された使用済みの離型フィルムＦに張力を加えるための巻き取りローラ１６が設けられている。制御部６は、送り出し機構１３に設けられたモータ（不図示）のトルク（回転速度）と巻き取り機構１４に設けられたモータ（不図示）のトルク（回転速度）とを制御する。これにより、離型フィルムＦの進行方向（−Ｙ方向）に対して適度な張力を加えながら離型フィルムＦを送り出し機構１３から送り出すことができる。

図３に示すように、圧縮成形モジュール３は、下部固定盤３１の四隅にタイバー３２が立設されており、タイバー３２の上端付近には矩形状の上部固定盤３３が設けられている。下部固定盤３１と上部固定盤３３の間には矩形状の可動プラテン３４が設けられている。可動プラテン３４は、四隅にタイバー３２が貫通する孔が設けられており、タイバー３２に沿って上下に移動可能である。下部固定盤３１の上には、可動プラテン３４を上下に移動させる装置である型締め機構３５が設けられている。型締め機構３５は、可動プラテン３４を上方に移動させることにより成形型Ｃの型締めを行ない、可動プラテン３４を下方に移動させることにより成形型Ｃの型開きを行なうことができる。型締め機構３５の駆動源は、特に限定されないが、例えば、サーボモータ等の電動モータを用いることができる。

成形型Ｃは、上型ＵＭと下型ＬＭとを有する成形型本体Ｍを含んでおり、上型ＵＭ及び下型ＬＭは、互いに対向して配置される金型等で構成されている。下型ＬＭは、基台ＬＭａと、基台ＬＭａから上型ＵＭの方向に突出した凸状部位ＬＭｂとで形成されている。本実施形態における上型ＵＭ及び／又は下型ＬＭのキャビティ部材ＣＡに対向する面には、微小な凹凸加工が施されていることが好ましい。これにより、後述するキャビティ部材ＣＡと成形型本体Ｍとの接触面積を小さくすることができる。なお、上側キャビティ部材ＣＡ１及び／又は下側キャビティ部材ＣＡ２の成形型本体Ｍに対向する面に、微小な凹凸加工を施しても良い。

本実施形態における成形型Ｃは、さらにキャビティ部材ＣＡとシート状のヒータＨとフローティング機構５とを含んでいる。成形型本体Ｍには、キャビティ部材ＣＡを係止するボルト等で構成される係止機構Ｂ（上型ＵＭにのみ図示し、下型ＬＭには不図示）が設けられており、キャビティ部材ＣＡが成形型本体Ｍに対して相対的に移動自在に支持されている。このキャビティ部材ＣＡは、上型ＵＭと下型ＬＭとの間に配置され、液状樹脂が供給（収容）されるキャビティＭＣを有している。キャビティ部材ＣＡは、上型ＵＭに支持される上側キャビティ部材ＣＡ１と下型ＬＭに支持される下側キャビティ部材ＣＡ２とで構成されている。上側キャビティ部材ＣＡ１には、基板Ｓを係止する基板セット部（不図示）が設けられており、樹脂封止前基板Ｓａと、樹脂封止前基板Ｓａに実装された半導体チップ等をキャビティＭＣ内で樹脂封止して成形された樹脂封止済基板Ｓｂとが上側キャビティ部材ＣＡ１に係止される。また、シート状のヒータＨは、上側キャビティ部材ＣＡ１のキャビティＭＣ側の面に配置される上側ヒータＨ１と、下側キャビティ部材ＣＡ２のキャビティＭＣ側の面に配置される下側ヒータＨ２とを有している。フローティング機構５は、成形型本体Ｍに対してキャビティ部材ＣＡを離間させた状態に保持する。

キャビティ部材ＣＡは、成形型本体Ｍを構成する金型等よりも熱容量が小さいセラミック又はポーラス金属で形成されている。セラミックは、無機物を加熱処理して固めた焼結体で構成されている。ポーラス金属は、小さい気孔を多数有する多孔質金属で構成されている。上型ＵＭに対向するように配置された上側キャビティ部材ＣＡ１は、平板状に形成されており、表面（上型ＵＭに対向する面とは反対側の面）には上側ヒータＨ１が蒸着等により設置されている。下側キャビティ部材ＣＡ２は、下型ＬＭに対向する平板状の底壁５１と、底壁５１を取り囲む矩形状の側壁５２とを有している。底壁５１と側壁５２との間には僅かな隙間があり、底壁５１と側壁５２とが分離した状態で互いに独立して移動可能に構成されている。底壁５１の表面（下型ＬＭに対向する面とは反対側の面）には下側ヒータＨ２が蒸着等により設置されており、少なくともキャビティＭＣを臨む位置に形成された側壁５２の内側溝５２ａにも、下側ヒータＨ２が蒸着等により設置されている。

下側キャビティ部材ＣＡ２には、底壁５１と側壁５２とで囲まれた内側空間に、液状樹脂が充填（供給）されるキャビティＭＣが形成されている。また、下側キャビティ部材ＣＡ２におけるキャビティＭＣと対向する側の面には、吸引機構（不図示）により吸引された離型フィルムＦが固定される。

ヒータＨは、金属製の発熱体を一対の絶縁フィルムで挟んで形成されている。発熱体は、ステンレスやニッケル合金等をフィルム状にした発熱抵抗体である。この発熱体には、直流電源が導線を介して電気的に接続されている。絶縁フィルムは、ポリイミド，シリコン，セラミック等をフィルム状に形成した絶縁物である。フィルム状のヒータＨを離型フィルムＦに直接接触させることにより、離型フィルムＦを介して液状樹脂を速やかに加熱することができる。また、ヒータＨ又はキャビティ部材ＣＡには、温度センサ（不図示）が設けられており、制御部６は、温度センサの計測値に基づいてヒータＨへの通電量を制御する。

フローティング機構５は、成形型本体Ｍに内蔵されて支持されている。このフローティング機構５は、キャビティ部材ＣＡを支持する支持ピン５３（支持部材の一例）と、支持ピン５３をキャビティ部材ＣＡに向けて付勢するスプリング５４（付勢部材の一例）とを有している。支持ピン５３は、成形型本体Ｍを構成する金型等よりも熱容量が小さい樹脂等で構成されており、ピン状部材５３Ａと支持台５３Ｂとを有している。支持ピン５３は、ピン状部材５３Ａの端部がキャビティ部材ＣＡの裏面（成形型本体Ｍに対向する面）に当接し、支持台５３Ｂの裏面がスプリング５４に当接している。支持ピン５３は、上型ＵＭの表面に形成された複数の上孔ＵＭａに各別に挿入された複数の上側支持ピン５３ａと、下型ＬＭの凸状部位ＬＭｂの表面に形成された複数の下孔ＬＭｂ１に各別に挿入された複数の下側支持ピン５３ｂとを有している。

スプリング５４は、支持ピン５３及び下側キャビティ部材ＣＡ２の側壁５２を各別に付勢する複数の圧縮コイルスプリング等で構成されている。このスプリング５４は、上側支持ピン５３ａを上側キャビティ部材ＣＡ１に向けて付勢する上側スプリング５４ａと、下側支持ピン５３ｂを下側キャビティ部材ＣＡ２の底壁５１に向けて付勢する下側スプリング５４ｂと、下側キャビティ部材ＣＡ２の側壁５２を上型ＵＭに向けて付勢する側壁スプリング５４ｃとを有している。上側スプリング５４ａは上型ＵＭの内部に収容されており、下側スプリング５４ｂは下型ＬＭの内部に収容されており、側壁スプリング５４ｃは下型ＬＭの基台ＬＭａに係止されている。なお、付勢部材として圧縮コイルスプリングに限定されず、ゴムや樹脂等の弾性部材で構成しても良いし、エアー圧やガス圧等によりキャビティ部材ＣＡを成形型本体Ｍから離間させても良い。

このような構成から、下側キャビティ部材ＣＡ２の下側ヒータＨ２により離型フィルムＦを加熱することで、キャビティＭＣ内の液状樹脂が加熱される。また、上側キャビティ部材ＣＡ１の上側ヒータＨ１により半導体チップが実装された基板Ｓが加熱される。

［樹脂成形品の製造方法］
図１〜図４を用いて樹脂成形品の製造方法について説明する。

まず、図１に示すように、ロボットアーム４２により第１収容部４３から取り出した樹脂封止前基板Ｓａの表裏を反転させることにより、チップ実装側を下方に向けて基板ローダ４１に載置する。そして、搬送機構４は、樹脂封止前の半導体チップが実装された樹脂封止前基板Ｓａを圧縮成形モジュール３まで搬送し、樹脂封止前基板Ｓａを上側キャビティ部材ＣＡ１の上側ヒータＨ１の表面に係止させる（図４の供給工程、図３も参照）。

次いで、図２に示すように、離型フィルム供給機構１は、下側キャビティ部材ＣＡ２の表面に離型フィルムＦを移送させて載置し、吸引機構により離型フィルムＦを下側キャビティ部材ＣＡ２の凹状の型面に吸着させる。そして、樹脂ローダ２２は、樹脂材料供給機構２１を樹脂供給モジュール２から圧縮成形モジュール３まで移送し、樹脂ローダ２２により、鉛直面（ＹＺ面）又は水平面（ＸＹ面）において往復移動しながらノズル２１ｃから離型フィルムＦ上に液状樹脂を供給する（図４の供給工程、図１も参照）。次いで、図４に示すように、温度センサの計測値が所定値となるように、上側ヒータＨ１に通電することにより上側キャビティ部材ＣＡ１に係止された樹脂封止前基板Ｓａを加熱すると共に下側ヒータＨ２に通電することにより離型フィルムＦ上の液状樹脂を加熱して流動させる（加熱工程）。このとき、上側キャビティ部材ＣＡ１及び下側キャビティ部材ＣＡ２が、フローティング機構５により上型ＵＭ及び下型ＬＭから離間しているため、成形型本体Ｍへと熱が拡散（放熱）されてしまうことが抑制される。つまり、キャビティ部材ＣＡと成形型本体Ｍとの間に介在する空気による断熱効果により、ヒータＨの熱が逃げずに保熱されると共に、ヒータＨが液状樹脂に直接接触しているため、キャビティＭＣにある液状樹脂を速やかに加熱することができる。そして、真空引き機構２３によりキャビティＭＣから空気を強制的に吸引して排出する（図１も参照）。このように、キャビティＭＣを減圧して加熱することで、次に行う型締めの際に液状樹脂に空気が混入して、樹脂封止済基板Ｓｂにボイドが発生することを防止できる。

次いで、型締め機構３５により可動プラテン３４を上方に移動させて下型ＬＭを上型ＵＭの方向に相対的に移動させることにより、成形型Ｃの型締めを実行する（図４の成形工程、型締工程、図３も参照）。このとき、まず、樹脂封止前基板Ｓａの外周部位が下側キャビティ部材ＣＡ２の側壁５２に当接し、側壁スプリング５４ｃが圧縮されて側壁５２が下降することにより、側壁５２で囲まれたキャビティＭＣが密封状態となる。そして、キャビティＭＣの液状樹脂に樹脂封止前基板Ｓａの表面が浸漬され、型締めにより液状樹脂に作用する圧力からの反力を受けて、上側キャビティ部材ＣＡ１が上方向に押圧されると共に下側キャビティ部材ＣＡ２が下方向に押圧される。その結果、上側スプリング５４ａ及び下側スプリング５４ｂが圧縮されて、上側キャビティ部材ＣＡ１及び下側キャビティ部材ＣＡ２が成形型本体Ｍに接近する。

次いで、さらに型締め機構３５によるクランプ力を大きくすることにより、キャビティ部材ＣＡを成形型本体Ｍに接触させた状態で、型締めを行う（図４の成形工程、加圧工程）。このとき、上型ＵＭ及び下型ＬＭにおけるキャビティＭＣ側の面が微小な凹凸形状となっていれば、接触面積を小さくして、型締めの際にキャビティ部材ＣＡから成形型本体Ｍへと熱伝導され難くなる。その結果、大きな放熱を考慮してヒータＨに対する通電量を大きくする必要がなく、消費電力を節約することができる。この状態で、ヒータＨによりキャビティ部材ＣＡをさらに加熱することにより、キャビティＭＣ内の液状樹脂が硬化し、樹脂封止前基板Ｓａを樹脂封止して樹脂封止済基板Ｓｂ（樹脂成形品）を形成する。

次いで、樹脂封止済基板Ｓｂが離型可能な状態となるまで、所定時間かけて型締め状態（スプリング５４の付勢力によりキャビティ部材ＣＡをクランプした状態）を保持する（図４の成形工程、保持工程）。このとき、フローティング機構５によりキャビティ部材ＣＡを成形型本体Ｍから離間させている。型締めを終えてから樹脂封止済基板Ｓｂを成形型Ｃから離型することができる状態となるまでの間、キャビティ部材ＣＡを成形型本体Ｍから離間させれば、キャビティ部材ＣＡの熱が成形型本体Ｍへと伝導することを抑制することができる。この保持工程により、樹脂成形不良となるアンダーキュアやオーバーキュアを防止することができる。

次いで、可動プラテン３４を下方に移動させることにより成形型Ｃの型開きを行ない、基板ローダ４１により離型フィルムＦを剥離させた樹脂封止済基板Ｓｂを第２収容部４４に収容する（図１も参照）。この型開きの直前又は直後に、ヒータＨへの通電を停止する。そして、不図示の切断機構において複数の半導体チップが搭載された基板Ｓを切断し、１つの半導体チップが搭載された基板Ｓを１単位として複数の電子部品が製造される。

このように、成形型本体ＭにヒータＨを内蔵するのではなく、フローティング機構５により成形型本体Ｍから離間させることが可能なキャビティ部材ＣＡのキャビティＭＣ側の面（表面）にシート状のヒータＨを設けている。つまり、熱容量の大きい成形型本体Ｍから離間したキャビティ部材ＣＡを用いて加熱しているため、成形型本体Ｍを介して放熱されることが抑制される。その結果、キャビティ部材ＣＡ（キャビティＭＣに充填された樹脂材料）や基板Ｓを均等に加熱することが可能となり、樹脂封止済基板Ｓｂの樹脂厚のばらつきを防止することができる。しかも、シート状のヒータＨをキャビティ部材ＣＡのキャビティＭＣ側の面に配置しているため、キャビティＭＣを確保しつつ樹脂材料を速やかに加熱することが可能となる。その結果、成形型本体ＭにヒータＨを内蔵した場合のように成形型本体Ｍへと熱が拡散（放熱）されてしまうことが抑制され、消費電力を低減することができる。

また、加熱工程（成形工程含む）の大部分の期間において、キャビティ部材ＣＡを成形型本体Ｍから離間させた状態でヒータＨに通電して液状樹脂を加熱しているため、成形型本体Ｍから熱が拡散（放熱）されてしまうことが抑制され、消費電力を低減することができる。そして、加熱された液状樹脂は、加熱工程の一部の期間において型締めされるため、成形型本体Ｍとキャビティ部材ＣＡとの接触時間を最小限とすることが可能となり、成形型本体Ｍを介した放熱を極力少なくすることができる。

また、キャビティ部材ＣＡが熱容量の小さいセラミック又はポーラス金属で形成されているため、キャビティ部材ＣＡへと放熱され難くなり、液状樹脂を速やかに加熱することが可能となり、消費電力を低減することができる。しかも、ヒータＨとして金属製の発熱体を一対の絶縁フィルムで挟んで形成すれば、離型フィルムＦの表面を均一に加熱することが可能となるため、樹脂封止済基板Ｓｂの樹脂厚のばらつきを抑制できる。このヒータＨを下側キャビティ部材ＣＡ２の底壁５１の内側に加えて側壁５２の内側にも配置すれば、樹脂材料を均等に加熱することができる。

［別実施形態］
以下、上述した実施形態と同様の部材については、理解を容易にするため、同一の用語、符号を用いて説明する。

＜１＞
上述した実施形態では、ヒータＨをキャビティ部材ＣＡの表面に配置する例を説明したが、ヒータＨをキャビティ部材ＣＡに内蔵しても良い。また、上述した実施形態では、ヒータＨを下側キャビティ部材ＣＡ２の底壁５１及び側壁５２の内側に配置したが、下側キャビティ部材ＣＡ２の底壁５１のみにヒータＨを配置しても良い。

＜２＞
上述した実施形態では、金属製の発熱体を一対の絶縁フィルムで挟んで形成されたシート状のヒータＨをキャビティ部材ＣＡの表面に蒸着等により設置する例を説明したが、予め作製されたシート状のヒータＨを接着等によりキャビティ部材ＣＡの表面に固定しても良い。

＜３＞
上述した実施形態では、樹脂供給モジュール２において離型フィルムＦ上に液状樹脂を供給する例を示したが、粉粒体状樹脂が供給された樹脂保持板をシャッター機構により閉塞した状態で離型フィルムＦ上に移送した後、シャッター機構を開放させて離型フィルムＦ上に粉粒体状樹脂を供給しても良い。

＜４＞
上述した実施形態では、圧縮成形モジュール３の内部で離型フィルムＦ上に樹脂材料を供給したが、圧縮成形モジュール３とは別に、離型フィルム供給モジュールを設けても良い。この場合、離型フィルム供給モジュールにおいて、樹脂材料供給機構２１を用いて離型フィルムＦ上に樹脂材料を供給し、この樹脂材料が供給された離型フィルムＦを圧縮成形モジュール３の下側キャビティ部材ＣＡ２上に移送させても良い。

＜５＞
下側キャビティ部材ＣＡ２の底部に重量センサを設け、キャビティＭＣ内に充填されている液状樹脂の重量を計測しながら、樹脂材料供給機構２１における樹脂供給量を制御しても良い。これにより、樹脂材料供給機構２１による樹脂供給精度が高まると共に、キャビティＭＣ内に充填されている樹脂が不足するといった不都合も解消できる。

＜６＞
上述した実施形態では、ヒータＨに通電した状態で樹脂材料をキャビティＭＣに供給したが、樹脂材料をキャビティＭＣに供給した後にヒータＨに通電しても良い。また、ヒータＨへの通電時間（加熱時間），型締め機構３５の加圧時間，型締め後におけるキュア時間，真空引き機構２３の減圧時間等は、成形対象物の成形状態に応じて最適化することが好ましい。

＜７＞
上述した実施形態では、ファイスダウンのコンプレッション方式で説明したが、ファイスアップのコンプレッション方式として、基板Ｓ等の成形対象物を、樹脂材料供給機構２１において樹脂を供給する供給対象物としても良い。また、離型フィルムＦを省略して下側キャビティ部材ＣＡ２を、樹脂材料供給機構２１において樹脂を供給する供給対象物としても良い。

［上記実施形態の概要］
以下、上述の実施形態において説明した成形型Ｃ、樹脂成形装置Ｄ及び樹脂成形品の製造方法の概要について説明する。

（１）成形型Ｃの特徴構成は、上型ＵＭと下型ＬＭとを有する成形型本体Ｍと、上型ＵＭと下型ＬＭとの間に配置され、樹脂材料が供給されるキャビティＭＣを有するキャビティ部材ＣＡと、キャビティ部材ＣＡに設けられたヒータＨと、成形型本体Ｍに対してキャビティ部材ＣＡを離間させた状態に保持可能なフローティング機構５と、を備えた点にある。

本構成では、成形型本体ＭにヒータＨを内蔵するのではなく、フローティング機構５により成形型本体Ｍから離間させることが可能なキャビティ部材ＣＡにヒータＨを設けている。つまり、熱容量の大きい成形型本体Ｍから離間したキャビティ部材ＣＡを用いて加熱しているため、成形型本体Ｍへと放熱されることが抑制される。その結果、キャビティ部材ＣＡ（キャビティＭＣに充填された樹脂材料）や成形対象物を均等に加熱することが可能となり、樹脂成形品の樹脂厚のばらつきを防止することができる。また、成形型本体ＭにヒータＨを内蔵した場合のように成形型本体Ｍから熱が拡散（放熱）されてしまうことが抑制されるため、消費電力を低減することができる。

（２）ヒータＨは、キャビティ部材ＣＡのキャビティＭＣ側の面に配置されたシート状部材で構成されていても良い。

本構成のように、ヒータＨを、キャビティ部材ＣＡのキャビティＭＣ側の面に配置されたシート状部材で構成すれば、キャビティＭＣを確保しつつ樹脂材料を速やかに加熱して、樹脂成形品の樹脂厚のばらつきを防止することができる。しかも、ヒータＨをキャビティＭＣ側の面に配置しているため、キャビティＭＣに充填された樹脂材料をヒータＨにより直接加熱することが可能となり、キャビティ部材ＣＡ自体を所望の温度となるまで加熱する必要がなく、消費電力を低減することができる。

（３）キャビティ部材ＣＡは、下型ＬＭと対向する底壁５１と底壁５１を取り囲む側壁５２とを含み、ヒータＨは、底壁５１及び側壁５２に配置されていても良い。

本構成のように、ヒータＨを底壁５１に加えて側壁５２にも配置すれば、樹脂材料を均等に加熱することができる。

（４）ヒータＨは、金属製の発熱体を一対の絶縁フィルムで挟んで形成されても良い。

本構成のように、ヒータＨとして金属製の発熱体を一対の絶縁フィルムで挟んで形成すれば、シート面を均一に加熱することが可能となるため、成形品の樹脂厚のばらつきを抑制できる。

（５）キャビティ部材ＣＡは、成形型本体Ｍよりも熱容量が小さい材料で形成されていても良い。

本構成のように、キャビティ部材ＣＡを成形型本体Ｍよりも熱容量が小さい材料で形成すれば、キャビティ部材ＣＡへと放熱され難くなるため、樹脂材料を速やかに加熱することが可能となり、消費電力を低減することができる。

（６）前記材料は、セラミック又はポーラス金属であっても良い。

本構成のように、キャビティ部材ＣＡをセラミック又はポーラス金属とすれば、焼結加工等が可能であり、生産性に優れる。

（７）フローティング機構５は成形型本体Ｍに支持され、キャビティ部材ＣＡを支持する支持ピン５３（支持部材）と、支持ピン５３をキャビティ部材ＣＡに向けて付勢するスプリング５４（付勢部材）と、を有しても良い。

本構成のように、フローティング機構５を支持ピン５３とスプリング５４とで形成すれば、構造が簡素なものとなる。また、上型ＵＭと下型ＬＭとで型締めする際には、スプリング５４の付勢力もクランプ圧として作用するため、効率的である。

（８）成形型本体Ｍ及びキャビティ部材ＣＡの互いに対向する面の少なくとも何れか一方は、凹凸形状で形成されても良い。

本構成のように、成形型本体Ｍ及びキャビティ部材ＣＡの互いに対向する面の何れか一方に凹凸形状を形成すれば、キャビティ部材ＣＡと成形型本体Ｍとの接触面積を小さくすることが可能となるため、型締めの際に成形型本体Ｍへと熱伝導（放熱）され難くなる。その結果、消費電力を低減することができる。

（９）樹脂成形装置Ｄの特徴構成は、上記（１）〜（６）の何れかに記載の成形型Ｃと、成形型Ｃを型締めする型締め機構３５と、を備えた点にある。

本構成では、上述した成形型Ｃを用いて型締めするため、成形精度を向上させると共に消費電力を低減することができる。

（１０）樹脂成形品の製造方法の特徴は、上記（８）の樹脂成形装置Ｄを用いた樹脂成形品の製造方法であって、成形型Ｃに基板Ｓ（成形対象物）及び樹脂材料を供給する供給工程と、キャビティ部材ＣＡを成形型本体Ｍから離間させた状態でヒータＨに通電し、樹脂材料を加熱する加熱工程と、加熱工程の一部の期間において、成形型Ｃを型締めしてキャビティ部材ＣＡと成形型本体Ｍとを接触させて基板Ｓ（成形対象物）の樹脂成形を行う成形工程と、を含む点にある。

本方法では、キャビティ部材ＣＡを成形型本体Ｍから離間させた状態でヒータＨに通電して樹脂材料を加熱しているため、成形型本体Ｍへと熱が拡散（放熱）されてしまうことが抑制され、消費電力を低減することができる。そして、加熱工程の一部の期間において型締めされるため、成形型本体Ｍとキャビティ部材ＣＡとの接触時間を最小限とすることが可能となり、成形型本体Ｍを介した放熱を極力少なくすることができる。

（１１）上記樹脂成形品の製造方法は、成形工程において、キャビティ部材ＣＡと成形型本体Ｍとを接触させた後に、フローティング機構５によりキャビティ部材ＣＡを成形型本体Ｍから離間させた状態を保持して基板Ｓ（成形対象物）の樹脂成形を行っても良い。つまり、キャビティ部材ＣＡを成形型本体Ｍから離間させ、フローティング機構５により一対のキャビティ部材ＣＡをクランプした状態を保持しても良い。

本方法では、型締めを終えてから樹脂成形品を成形型Ｃより離型することができる状態となるまでの間、キャビティ部材ＣＡを成形型本体Ｍから離間させているので、成形型本体Ｍを介して放熱されることを抑制することができる。

（１２）上記樹脂成形品の製造方法は、加熱工程において、キャビティＭＣを減圧しても良い。

本方法のように、キャビティＭＣを減圧して加熱することで、型締めの際に樹脂材料に空気が混入して、樹脂成形品にボイドが発生することを防止できる。

なお、上述した実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、樹脂材料供給装置、樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法に利用可能である。

１ ：離型フィルム供給機構
２ ：樹脂供給モジュール
３ ：圧縮成形モジュール
４ ：搬送機構
５ ：フローティング機構
６ ：制御部
２１ ：樹脂材料供給機構
２３ ：真空引き機構
３５ ：型締め機構
５１ ：底壁
５２ ：側壁
５３ ：支持ピン（支持部材）
５４ ：スプリング（付勢部材）
Ｃ ：成形型
ＣＡ ：キャビティ部材
Ｄ ：樹脂成形装置
Ｈ ：ヒータ
ＬＭ ：下型
Ｍ ：成形型本体
ＭＣ ：キャビティ
Ｓａ ：樹脂封止前基板（成形対象物）
Ｓｂ ：樹脂封止済基板（樹脂成形品）
ＵＭ ：上型

Claims (12)

1. 上型と下型とを有する成形型本体と、
   前記上型と前記下型との間に配置され、樹脂材料が供給されるキャビティを有するキャビティ部材と、
   前記キャビティ部材に設けられたヒータと、
   前記成形型本体に対して前記キャビティ部材を離間させた状態に保持可能なフローティング機構と、を備えた成形型。
2. 前記ヒータは、前記キャビティ部材の前記キャビティ側の面に配置されたシート状部材で構成されている請求項１に記載の成形型。
3. 前記キャビティ部材は、前記下型と対向する底壁と当該底壁を取り囲む側壁とを含み、
   前記ヒータは、前記底壁及び前記側壁に配置されている請求項２に記載の成形型。
4. 前記シート状部材は、金属製の発熱体を一対の絶縁フィルムで挟んで形成されている請求項２又は３に記載の成形型。
5. 前記キャビティ部材は、前記成形型本体よりも熱容量が小さい材料で形成されている請求項１〜４の何れか一項に記載の成形型。
6. 前記材料は、セラミック又はポーラス金属である請求項５に記載の成形型。
7. 前記フローティング機構は前記成形型本体に支持され、前記キャビティ部材を支持する支持部材と、当該支持部材を前記キャビティ部材に向けて付勢する付勢部材と、を有する請求項１〜６の何れか一項に記載の成形型。
8. 前記成形型本体及び前記キャビティ部材の互いに対向する面の少なくとも何れか一方は、凹凸形状で形成されている請求項１〜７の何れか一項に記載の成形型。
9. 請求項１〜８の何れか一項に記載の成形型と、
   前記成形型を型締めする型締め機構と、を備えた樹脂成形装置。
10. 請求項９に記載の樹脂成形装置を用いた樹脂成形品の製造方法であって、
    前記成形型に成形対象物及び樹脂材料を供給する供給工程と、
    前記キャビティ部材を前記成形型本体から離間させた状態で前記ヒータに通電し、前記樹脂材料を加熱する加熱工程と、
    前記加熱工程の一部の期間において、前記成形型を型締めして前記キャビティ部材と前記成形型本体とを接触させて前記成形対象物の樹脂成形を行う成形工程と、を含む樹脂成形品の製造方法。
11. 前記成形工程において、前記キャビティ部材と前記成形型本体とを接触させた後に、前記フローティング機構により前記キャビティ部材を前記成形型本体から離間させた状態を保持して前記成形対象物の樹脂成形を行う請求項１０に記載の樹脂成形品の製造方法。
12. 前記加熱工程において、前記キャビティを減圧する請求項１０又は１１に記載の樹脂成形品の製造方法。

Images