JP2733198B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
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- B29C45/021—Plunger drives; Pressure equalizing means for a plurality of transfer plungers
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- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に係り、半導体などの電子部品をレジン封止するに使用
されるトランスファ成形装置により、特にボイド発生や
未充填不良発生などの欠陥の少ないレジン封止品を成形
するに好適な半導体装置の製造方法に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】本発明に最も近い従来のトランスファ成
形装置は、特開昭５６−４９２４３号公報に記載のよう
に、クローズドループ制御機能を有するプランジャ駆動
油圧回路を用いてプランジャを下降させ、このプランジ
ャによってレジンを金型内へ注入し、この金型内に設け
られた圧力センサの指示値が所定圧に達するまでは高圧
（１次圧）で前記プランジャを下降させ、前記所定圧に
なったところで低圧（２次圧）に切替えるものであっ
た。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、既存
のオープンループ方式の、プランジャ駆動油圧回路を備
えたトランスファ成形装置（最初から２次圧のまま）に
比べ、成形中の外乱、たとえばプランジャとスリーブと
の摺動抵抗や、レジン流動抵抗の増大などがあっても、
設定動作に近い状態で前記プランジャを下降させること
ができる。しかも、レジンが金型内へある程度充填した
ところで低圧に切替えるため、インサートの変形や“ば
り”の発生防止もできる効果がある。 【０００４】しかし、プランジャ駆動油圧回路を用いた
油圧方式のため、作動油への気泡の混入や作動油の温度
変化が起こりやすく、もともと制御精度に問題が残って
いた。また、前記油圧回路に使用されている流量制御弁
の応答性に関しては、急激な負荷変動に追随できないこ
と、ならびに前記１次圧から２次圧へ切替える際に遅れ
が生じやすく、この間はレジンの圧力が２次圧よりも低
下するという問題点もあり、レジン封止品のボイド発生
や未充填不良を低減する効果は、必ずしも十分なもので
はなかった。また、金型内に圧力センサを設ける必要が
あるが、構造が複雑な量産金型内では、適切な位置にこ
の圧力センサを設けるスペースがとりにくいことや、型
加工の工数がその分だけ増加することなどから量産に適
用しにくい状況にあった。 【０００５】なお、圧力センサを用いずに、１次圧から
２次圧へ切替える方式としては、プランジャが所定位置
まで下降したときにリミットスイッチが入り、このリミ
ットスイッチからの信号を利用することも考えられるも
のの、リミットスイッチでは切替え位置精度がきわめて
悪く、量産安定性に劣っていることがわかっており、こ
の方式も実用化しにくいという問題があった。 【０００６】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決するためになされたもので、レジンの流動抵抗の増大
などの外乱の影響を受けることなく、ボイド発生や未充
填不良発生などの欠陥の少ないレジン封止半導体を成形
することができる、量産安定性に優れた半導体装置の製
造方法を提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置の製造方法に係る第一の構成
は、プランジャを電動機を用いて移送させることでキャ
ビティへレジンを注入して樹脂封止する半導体装置の製
造方法であって、前記プランジャが予め設定した変位へ
移送されるまでは、前記電動機のモータが所定の回転数
で回転するようにモータ最高電流値をｉｍａｘ１として
前記電動機を速度制御し、前記プランジャが前記設定し
た変位に移送されたのち、前記モータ最高電流値をｉｍ
ａｘ１より小さいｉｍａｘ２とすることにより前記電動
機を速度制御からトルク制御へ移行させて前記キャビテ
ィへ注入されたレジンに所望の圧力を加えて樹脂封止す
るようにしたものである。 【０００８】また、第二の構成は、第一の構成と同一前
提において、前記電動機を速度制御して前記キャビティ
へレジンを注入し、前記プランジャが予め設定した移送
位置に達したのち、前記電動機の有するモータ最高電流
値を切り替えることで前記電動機を速度制御からトルク
制御へ移行させて前記キャビティへ注入されたレジンに
所望の圧力を加えて樹脂封止するようにしたものであ
る。 【０００９】さらに、第三の構成は、第一の構成と同一
前提において、前記電動機を速度制御して前記キャビテ
ィへレジンを注入し、前記プランジャが予め設定した移
送位置に達したのち、前記電動機の有するモータ電流の
最高値を制限することで前記電動機を速度制御からトル
ク制御へ移行させて前記キャビティへ注入されたレジン
に所望の圧力を加えて樹脂封止するようにしたものであ
る。 【００１０】さらに、第四の構成は、第一の構成と同一
前提において、前記電動機がほぼ一定の回転数で回転す
るように前記電動機を速度制御して前記キャビティへレ
ジンを注入し、前記プランジャが予め設定した移送位置
に達したのち、前記電動機の有するモータ電流の最高値
を制限することで前記電動機をほぼ一定のトルクを維 持
するようなトルク制御へ移行させて前記キャビティへ注
入されたレジンに圧力を加えて樹脂封止するようにした
ものである。 【００１１】さらに、第五の構成は、第一の構成と同一
前提において、前記電動機がほぼ一定の回転数で回転す
るように前記電動機を速度制御して前記キャビティへレ
ジンを注入し、前記プランジャが予め設定した移送位置
に達したのち、前記電動機の有するモータ最高電流値を
切り替えることで前記電動機をほぼ一定のトルクを維持
するようなトルク制御へ移行させて前記キャビティへ注
入されたレジンに圧力を加えて樹脂封止するようにした
ものである。 【００１２】より具体的に説明すれば、本発明を実施す
る半導体封止用トランスファ成形装置は、プランジャが
ポット内を下降してレジンを金型内へ注入することがで
きるようにしたプランジャ駆動回路を備えたものであ
る。このプランジャ駆動回路は、電動機と、この電動機
の走行距離を検出することができる走行距離計と、予め
前記電動機に与えるべきモータ最高電流としての１次電
流ｉｍａｘ１，２次電流ｉｍａｘ２（ただしｉｍａｘ１
＞ｉｍａｘ２）、および所定の走行距離を設定してお
き、前記電動機を速度制御にするとともに、モータ最高
電流を前記１次電流に設定し、走行距離が前記設定走行
距離になったとき、モータ最高電流を前記２次電流に切
替えて設定し、レジンがキャビティ内で充填完了したの
ちは、所定時間圧力を保持するように、前記電動機をト
ルク制御にすることができる駆動制御部とを有するもの
である。 【００１３】また、プランジャには、電動機の回転を減
速しこれを直線運動に変換してプランジャへ伝達し、該
プランジャを下降させることができる減速・直線運動変
換機構を具備している。さらに詳しくは、プランジャ駆
動回路を、従来のプランジャ駆動油圧回路に代えて、ク
ローズドループ制御機能を有するプランジャ駆動電気回
路にしたものである。 【００１４】 【作用】プランジャの下降開始から、該プランジャが、
予め設定した電動機の走行距離、すなわち設定プランジ
ャ変位へ至るまでは、前記電動機を速度制御にするとと
もに、モータ電流ｉの最高値を、２次電流ｉｍａｘ２よ
りも大きい１次電流ｉｍａｘ１に設定するようにしたの
で、たとえ前記プランジャにレジンの流動抵抗の増大な
どの外乱があってモータ電流ｉが大きくなっても（すな
わちｉ＞ｉｍａｘ２）、前記電動機は所定の回転数で回
転して、そのプランジャを下降させる。 【００１５】そして、該プランジャがレジン充填完了直
前の前記設定プランジャ変位に至ったとき、モータ電流
ｉの最高値が２次電流ｉｍａｘ２に切替わる。このと
き、流動中のレジンは金型内で十分に溶融しているため
流動抵抗が小さくなり、ｉ＜ｉｍａｘ２であるので、前
記電動機は前記回転数で回転して、プランジヤも前記プ
ランジャ速度で下降する。レジン充填を完了すると、モ
ータ電流ｉが増加し、ｉ＝ｉｍａｘ２となり、トルク制
御に移り、２次電流ｉｍａｘ２に対応する押圧力、すな
わちレジン圧力ｐが所定時間だけ負荷され、ばりの発生
や、インサートの変形のない状態で、ボイドや未充填不
良のないレジン封止品を成形することができる。 【００１６】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図６を
参照して説明する。図１は、本発明の一実施例に係る半
導体封止用トランスファ成形装置を示す略示構成図、図
２は、図１の装置を使用した半導体レジン封止の成形プ
ロファイル図である。 【００１７】この半導体封止用トランスファ成形装置の
概要を、図１を用いて説明すると、この装置は、プラン
ジャ下降スイッチ（図示せず）をＯＮにすると、プラン
ジャ５がポット２内を下降してレジン１１を金型１内へ
注入することができるようにしたプランジャ駆動回路を
備えたものであって、このプランジャ駆動回路を、電動
機に係るサーボモータ３と、このサーボモータ３の走行
距離を検出することができる走行距離計に係るパルスジ
ェネレータ１０と、予め、前記サーボモータ３に与える
べきモータ最高電流としての１次電流ｉｍａｘ１，２次
電流ｉｍａｘ２（ただしｉｍａｘ１＞ｉｍａｘ２）、お
よび所定の走行距離を設定しておき、前記プランジャ下
降スイッチがＯＮになったとき、前記サーボモータ３を
速度制御にするとともに、モータ最高電流を前記１次電
流に設定し、走行距離が前記設定走行距離になったと
き、モータ最高電流を前記２次電流に切替えて設定し、
モータ電流がこの２次電流になったとき、前記サーボモ
ータ３をトルク制御にすることができる駆動制御部１２
とを有するプランジャ駆動電気回路とを備えている。さ
らに、前記サーボモータ３の回転を減速しこれを直線運
動に変換してプランジャ５へ伝達し、このプランジャ５
を下降させることができる減速・直線運動変換機構に係
るボールスクリュジャッキ４を、前記サーボモータ３に
接続して設けたものである。 【００１８】以下、詳細に説明する。２は、その中へレ
ジンタブレットが投入される、金型１のポット、５は、
このポット内を下降して、溶融したレジン１１を金型１
のキャビティ１４へ注入することができるプランジャ、
３は、タコジェネレータ８およびパルスジェネレータ１
０が装着されたサーボモータ、９は、前記タコジェネレ
ータ８からの回転数信号を取込み、速度制御を行う領域
では、前記サーボモータ３の回転数がマイコンユニット
７（詳細後述）に設定された回転数になるように、クロ
ーズドループ制御をすることができるモータドライバで
ある。 【００１９】１０は、サーボモータ３の走行距離、すな
わちプランジャ変位を検出することができるパルスジェ
ネレータ、７は、このパルスジェネレータ１０からの変
位信号を取込み、プランジャ５の動作を制御することが
できるマイコンユニット、６は、このマイコンユニット
７へ、モータ最高電流，サーボモータ３の回転数，プラ
ンジャ変位を設定することができるコンソール、１２
は、前記タコジェネレータ８とモータドライバ９とマイ
コンユニット７とからなる駆動制御部、４は、サーボモ
ータ３に接続されたボールスクリュジャッキである。 【００２０】このように構成した半導体封止用トランス
ファ成形装置の動作を、図１，２を参照して説明する。
この実施例は、流動性の悪いレジン（フィラを多量に混
入した粘度の高いレジンなど）を使用した場合である。
金型１のポット２内へレジンタブレット（図示せず）を
投入する。コンソール６により、マイコンユニット７
に、１次電流ｉｍａｘ１，２次電流ｉｍａｘ２，第１の
プランジャ変位ｄ1（プランジヤ５の下端がポット２内
のタブレット上端よりもやや上方へ来る第一の所定位
置），第２のプランジャ変位ｄ2（プランジャ５の下端
が前記第１のプランジャ変位ｄ1よりも下方へ来る第二
の所定位置、すなわち、プランジャ５がレジン充填完了
直前の位置），第１の回転数Ｎ1，第２の回転数Ｎ2（た
だしＮ1＞Ｎ2）を設定する。 【００２１】ここで、トランスファ成形装置のプランジ
ャ下降スイッチ（図示せず）をＯＮにすると、マイコン
ユニット７からモータドライバ９へ、速度制御指令と第
１の回転数Ｎ1とが出力され、モータ最高電流が１次電
流ｉｍａｘ１に設定され、サーボモータ３が第１の回転
数Ｎ1で回転する。この回転は、ボールスクリュジャッ
キ４へ伝えられ、ここでサーボモータ３の回転数が減速
されるとともに、プランジヤ５の下降運動に変えられ
る。 【００２２】サーボモータ３の回転数は、タコジェネレ
ータ８によってカウントされ、このタコジェネレータ８
からの回転数信号がモータドライバ９へ取込まれ、サー
ボモータ３の回転が、常に前記第１の回転数Ｎ1になる
ようにクローズドループ制御される。パルスジェネレー
タ１０からの信号がマイコンユニット７へ入り、前記第
１のプランジャ変位ｄ1と比較される。 【００２３】プランジャ５は、前記第１の回転数Ｎ1に
対応して、ポット２内を高速で下降し、パルスジェネレ
ータ１０によって検出したプランジャ変位が第１のプラ
ンジャ変位ｄ1になったとき（図２のａ点）、マイコン
ユニット７からの指令によってサーボモータ３の回転数
が、第１の回転数Ｎ1から第２の回転数Ｎ2へ落ち、プラ
ンジャ５が低速で下降する。 【００２４】金型１のヒータ（図示せず）によって加熱
され溶融したレジン１１は、プランジャ５の下降によっ
て、ランナ１５，ゲート１３へと運ばれる。そして、レ
ジン１１が金型１のキャビティ１４内へ充填完了する直
前まで来たとき、すなわちプランジャ５の変位が第２の
プランジャ変位ｄ2になったとき（図２のｔ1）、マイコ
ンユニット７が指令を出し、モータ最高電流が、１次電
流ｉｍａｘ１からｉｍａｘ２へ切替わる。サーボモータ
３は、そのまま前記第２の回転数Ｎ2を維持する。そし
てレジン１１がキャビティ１４内へ充填完了し、プラン
ジャ５が停止したとき（図２のｔ2）、モータ電流ｉが
増加し、ｉ＝ｉｍａｘ２になり、トルク制御に移り、ｉ
ｍａｘ２に対応するレジン圧力ｐがレジン１１へ所定時
間負荷されて成形を終了し、トランスファ成形装置がＯ
ＦＦになる。 【００２５】このようにして成形したレジン封止品のボ
イド発生率，未充填不良発生率の一例を、図３を参照し
て説明する。図３は、図１に係るトランスファ成形装置
によって成形したレジン封止品のボイド発生率，未充填
不良発生率の一例を、従来のプランジャ駆動油圧回路を
備えたトランスファ成形装置によって成形したレジン封
止品のものと比較して示す欠陥発生図である。 【００２６】この図３において、Ａは、従来のプランジ
ャ駆動油圧回路を備えたトランスファ成形装置によって
成形したレジン封止品の欠陥を、Ｂは、図１に係るトラ
スファ成形装置によって成形したレジン封止品の欠陥
を、それぞれ示すものであり、本発明に係る後者の方
が、欠陥が著しく低減していることがわかる。 【００２７】また、本実施例においては、従来のよう
に、金型内に圧力センサを設ける必要がないので、金型
加工を複雑にすることはなく、また、リミットスイッチ
を使用することもないので、プランジャ５の動作精度
（詳細後述）がきわめて良好であり、量産安定性に優れ
ている。さらにまた、流動性の悪いレジン，流路の狭い
金型でも容易に成形を実施することができ、成形条件の
選定幅を拡げることもできる。 【００２８】以上説明した実施例によれば、ボイド発生
や未充填不良発生のきわめて少ない半導体レジン封止品
を成形することができる、量産安定性に優れた半導体レ
ジン封止方法を提供することができる。 【００２９】次に、本発明のトランスファ成形装置（以
下、電動方式という）と、従来のプランジャ駆動油圧回
路を備えたトランスファ成形装置（以下、油圧方式とい
う）の、プランジャ動作精度を比較して説明する。図
４，５は、本発明の電動方式と、従来の油圧方式の、プ
ランジャ動作精度を比較して示すものであり、図４はプ
ランジヤ低速切替え位置誤差図、図５はプランジャ速度
誤差図である。 【００３０】図４から明らかなように、従来の油圧方式
は、プランジャ速度ｖが大きくなると、プランジャ低速
度切替え位置（＝第１のプランジャ変位ｄ1の位置）の
誤差が大きくなるのに対して、本発明の電動方式は、プ
ランジヤ速度ｖの大小にかかわらず、誤差は小さく、プ
ランジャ動作の精度が良い。したがって、成形条件の変
更などによりプランジャ速度ｖを変えた場合でも、プラ
ンジャ５が高速でレジンタブレットに衝突して、ボイド
を混入するようなことはない。 【００３１】最後に、本発明の電動方式と、クローズド
ループ制御機能のないプランジャ駆動電気回路を備えた
トランスファ成形装置とを使用して、流動性の悪いレジ
ンで成形した場合の、成形プロファイルを比較して説明
する。図６は、クローズドループ制御機能のないプラン
ジャ駆動電気回路を備えたトランスファ成形装置を使用
したトランスファ成形の成形プロファイル図である。こ
の図６において、図２と同一符号を付したものは同一の
ものを示す。 【００３２】図６において、モータ最高電流は、プラン
ジャ下降途中も、停止してからも、同一のｉｍａｘであ
る。すなわち、本発明の電動方式と異なり、第２のプラ
ンジャ変位ｄ2において、モータ最高電流を切替えるこ
とはない。したがって、レジン流動途中でモータ電流ｉ
がｉｍａｘに達してしまうので速度制御はできず、プラ
ンジャ変位ｚの勾配、すなわちプランジャ速度が遅くな
り、設定時間よりもｔｅだけ遅れたｔ0の時刻に、レジ
ン充填が完了する。このように、レジン流動途中でプラ
ンジヤ速度が遅くなると、金型内でレジンが滞留し、該
金型からレジンへの伝熱が顕著になり、硬化反応が進み
ゲル化しやすくなるため、レジン充填完了後のキャビテ
イ内のレジン圧力ｐは、短時間で小さくなってしまう。 【００３３】これに対して、本発明の電動方式は、前述
したように、図２に示した成形プロファイルとなり、プ
ランジャ５の下降中にモータ電流ｉがｉｍａｘ２を超え
ているが、ｉｍａｘ１よりもかなり小さい値であり、プ
ランジャ変位ｚの勾配、すなわちプランジャ速度は一定
であり、移送遅れはない。時間ｔ1（すなわち、プラン
ジャ５の変位がｄ2になったとき）において、最高電流
が１次電流ｉｍａｘ１から２次電流ｉｍａｘ２に切替わ
る。 【００３４】その後、レジン充填が完了し、プランジャ
５が停止した時間ｔ2において、モータ電流ｉが２次電
流ｉｍａｘ２に増加し、トルク制御に移り、ｉｍａｘ２
に対応するレジン圧力ｐが作用する。このようにして移
送時間遅れをなくしたため、キャビティ内の圧力ｐは、
図６のものに比べて長い時間、大きい値を保持してお
り、したがって欠陥のきわめて少ない半導体レジン封止
品が得られる。 【００３５】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、流動性の悪いレジン，流路の狭い金型でも容易に
成形をすることができ、成形条件の選定幅を容易に広げ
られるとともに、従来のプランジャ駆動油圧回路を備え
たトランスファ成形装置に比べてプランジャ動作精度が
優れているので、欠陥低減と量産安定化の両立をはかる
ことができるという効果がある。また、金型内に圧力セ
ンサなどを設けなくても高精度の成形制御ができる。す
なわち、本発明によれば、レジンの流動抵抗の増大など
の外乱の影響を受けることなく、ボイド発生や未充填不
良発生などの欠陥の少ないレジン封止半導体を成形する
ことができる、量産安定性に優れた半導体装置の製造方
法を提供することができる。
に係り、半導体などの電子部品をレジン封止するに使用
されるトランスファ成形装置により、特にボイド発生や
未充填不良発生などの欠陥の少ないレジン封止品を成形
するに好適な半導体装置の製造方法に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】本発明に最も近い従来のトランスファ成
形装置は、特開昭５６−４９２４３号公報に記載のよう
に、クローズドループ制御機能を有するプランジャ駆動
油圧回路を用いてプランジャを下降させ、このプランジ
ャによってレジンを金型内へ注入し、この金型内に設け
られた圧力センサの指示値が所定圧に達するまでは高圧
（１次圧）で前記プランジャを下降させ、前記所定圧に
なったところで低圧（２次圧）に切替えるものであっ
た。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、既存
のオープンループ方式の、プランジャ駆動油圧回路を備
えたトランスファ成形装置（最初から２次圧のまま）に
比べ、成形中の外乱、たとえばプランジャとスリーブと
の摺動抵抗や、レジン流動抵抗の増大などがあっても、
設定動作に近い状態で前記プランジャを下降させること
ができる。しかも、レジンが金型内へある程度充填した
ところで低圧に切替えるため、インサートの変形や“ば
り”の発生防止もできる効果がある。 【０００４】しかし、プランジャ駆動油圧回路を用いた
油圧方式のため、作動油への気泡の混入や作動油の温度
変化が起こりやすく、もともと制御精度に問題が残って
いた。また、前記油圧回路に使用されている流量制御弁
の応答性に関しては、急激な負荷変動に追随できないこ
と、ならびに前記１次圧から２次圧へ切替える際に遅れ
が生じやすく、この間はレジンの圧力が２次圧よりも低
下するという問題点もあり、レジン封止品のボイド発生
や未充填不良を低減する効果は、必ずしも十分なもので
はなかった。また、金型内に圧力センサを設ける必要が
あるが、構造が複雑な量産金型内では、適切な位置にこ
の圧力センサを設けるスペースがとりにくいことや、型
加工の工数がその分だけ増加することなどから量産に適
用しにくい状況にあった。 【０００５】なお、圧力センサを用いずに、１次圧から
２次圧へ切替える方式としては、プランジャが所定位置
まで下降したときにリミットスイッチが入り、このリミ
ットスイッチからの信号を利用することも考えられるも
のの、リミットスイッチでは切替え位置精度がきわめて
悪く、量産安定性に劣っていることがわかっており、こ
の方式も実用化しにくいという問題があった。 【０００６】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決するためになされたもので、レジンの流動抵抗の増大
などの外乱の影響を受けることなく、ボイド発生や未充
填不良発生などの欠陥の少ないレジン封止半導体を成形
することができる、量産安定性に優れた半導体装置の製
造方法を提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置の製造方法に係る第一の構成
は、プランジャを電動機を用いて移送させることでキャ
ビティへレジンを注入して樹脂封止する半導体装置の製
造方法であって、前記プランジャが予め設定した変位へ
移送されるまでは、前記電動機のモータが所定の回転数
で回転するようにモータ最高電流値をｉｍａｘ１として
前記電動機を速度制御し、前記プランジャが前記設定し
た変位に移送されたのち、前記モータ最高電流値をｉｍ
ａｘ１より小さいｉｍａｘ２とすることにより前記電動
機を速度制御からトルク制御へ移行させて前記キャビテ
ィへ注入されたレジンに所望の圧力を加えて樹脂封止す
るようにしたものである。 【０００８】また、第二の構成は、第一の構成と同一前
提において、前記電動機を速度制御して前記キャビティ
へレジンを注入し、前記プランジャが予め設定した移送
位置に達したのち、前記電動機の有するモータ最高電流
値を切り替えることで前記電動機を速度制御からトルク
制御へ移行させて前記キャビティへ注入されたレジンに
所望の圧力を加えて樹脂封止するようにしたものであ
る。 【０００９】さらに、第三の構成は、第一の構成と同一
前提において、前記電動機を速度制御して前記キャビテ
ィへレジンを注入し、前記プランジャが予め設定した移
送位置に達したのち、前記電動機の有するモータ電流の
最高値を制限することで前記電動機を速度制御からトル
ク制御へ移行させて前記キャビティへ注入されたレジン
に所望の圧力を加えて樹脂封止するようにしたものであ
る。 【００１０】さらに、第四の構成は、第一の構成と同一
前提において、前記電動機がほぼ一定の回転数で回転す
るように前記電動機を速度制御して前記キャビティへレ
ジンを注入し、前記プランジャが予め設定した移送位置
に達したのち、前記電動機の有するモータ電流の最高値
を制限することで前記電動機をほぼ一定のトルクを維 持
するようなトルク制御へ移行させて前記キャビティへ注
入されたレジンに圧力を加えて樹脂封止するようにした
ものである。 【００１１】さらに、第五の構成は、第一の構成と同一
前提において、前記電動機がほぼ一定の回転数で回転す
るように前記電動機を速度制御して前記キャビティへレ
ジンを注入し、前記プランジャが予め設定した移送位置
に達したのち、前記電動機の有するモータ最高電流値を
切り替えることで前記電動機をほぼ一定のトルクを維持
するようなトルク制御へ移行させて前記キャビティへ注
入されたレジンに圧力を加えて樹脂封止するようにした
ものである。 【００１２】より具体的に説明すれば、本発明を実施す
る半導体封止用トランスファ成形装置は、プランジャが
ポット内を下降してレジンを金型内へ注入することがで
きるようにしたプランジャ駆動回路を備えたものであ
る。このプランジャ駆動回路は、電動機と、この電動機
の走行距離を検出することができる走行距離計と、予め
前記電動機に与えるべきモータ最高電流としての１次電
流ｉｍａｘ１，２次電流ｉｍａｘ２（ただしｉｍａｘ１
＞ｉｍａｘ２）、および所定の走行距離を設定してお
き、前記電動機を速度制御にするとともに、モータ最高
電流を前記１次電流に設定し、走行距離が前記設定走行
距離になったとき、モータ最高電流を前記２次電流に切
替えて設定し、レジンがキャビティ内で充填完了したの
ちは、所定時間圧力を保持するように、前記電動機をト
ルク制御にすることができる駆動制御部とを有するもの
である。 【００１３】また、プランジャには、電動機の回転を減
速しこれを直線運動に変換してプランジャへ伝達し、該
プランジャを下降させることができる減速・直線運動変
換機構を具備している。さらに詳しくは、プランジャ駆
動回路を、従来のプランジャ駆動油圧回路に代えて、ク
ローズドループ制御機能を有するプランジャ駆動電気回
路にしたものである。 【００１４】 【作用】プランジャの下降開始から、該プランジャが、
予め設定した電動機の走行距離、すなわち設定プランジ
ャ変位へ至るまでは、前記電動機を速度制御にするとと
もに、モータ電流ｉの最高値を、２次電流ｉｍａｘ２よ
りも大きい１次電流ｉｍａｘ１に設定するようにしたの
で、たとえ前記プランジャにレジンの流動抵抗の増大な
どの外乱があってモータ電流ｉが大きくなっても（すな
わちｉ＞ｉｍａｘ２）、前記電動機は所定の回転数で回
転して、そのプランジャを下降させる。 【００１５】そして、該プランジャがレジン充填完了直
前の前記設定プランジャ変位に至ったとき、モータ電流
ｉの最高値が２次電流ｉｍａｘ２に切替わる。このと
き、流動中のレジンは金型内で十分に溶融しているため
流動抵抗が小さくなり、ｉ＜ｉｍａｘ２であるので、前
記電動機は前記回転数で回転して、プランジヤも前記プ
ランジャ速度で下降する。レジン充填を完了すると、モ
ータ電流ｉが増加し、ｉ＝ｉｍａｘ２となり、トルク制
御に移り、２次電流ｉｍａｘ２に対応する押圧力、すな
わちレジン圧力ｐが所定時間だけ負荷され、ばりの発生
や、インサートの変形のない状態で、ボイドや未充填不
良のないレジン封止品を成形することができる。 【００１６】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図６を
参照して説明する。図１は、本発明の一実施例に係る半
導体封止用トランスファ成形装置を示す略示構成図、図
２は、図１の装置を使用した半導体レジン封止の成形プ
ロファイル図である。 【００１７】この半導体封止用トランスファ成形装置の
概要を、図１を用いて説明すると、この装置は、プラン
ジャ下降スイッチ（図示せず）をＯＮにすると、プラン
ジャ５がポット２内を下降してレジン１１を金型１内へ
注入することができるようにしたプランジャ駆動回路を
備えたものであって、このプランジャ駆動回路を、電動
機に係るサーボモータ３と、このサーボモータ３の走行
距離を検出することができる走行距離計に係るパルスジ
ェネレータ１０と、予め、前記サーボモータ３に与える
べきモータ最高電流としての１次電流ｉｍａｘ１，２次
電流ｉｍａｘ２（ただしｉｍａｘ１＞ｉｍａｘ２）、お
よび所定の走行距離を設定しておき、前記プランジャ下
降スイッチがＯＮになったとき、前記サーボモータ３を
速度制御にするとともに、モータ最高電流を前記１次電
流に設定し、走行距離が前記設定走行距離になったと
き、モータ最高電流を前記２次電流に切替えて設定し、
モータ電流がこの２次電流になったとき、前記サーボモ
ータ３をトルク制御にすることができる駆動制御部１２
とを有するプランジャ駆動電気回路とを備えている。さ
らに、前記サーボモータ３の回転を減速しこれを直線運
動に変換してプランジャ５へ伝達し、このプランジャ５
を下降させることができる減速・直線運動変換機構に係
るボールスクリュジャッキ４を、前記サーボモータ３に
接続して設けたものである。 【００１８】以下、詳細に説明する。２は、その中へレ
ジンタブレットが投入される、金型１のポット、５は、
このポット内を下降して、溶融したレジン１１を金型１
のキャビティ１４へ注入することができるプランジャ、
３は、タコジェネレータ８およびパルスジェネレータ１
０が装着されたサーボモータ、９は、前記タコジェネレ
ータ８からの回転数信号を取込み、速度制御を行う領域
では、前記サーボモータ３の回転数がマイコンユニット
７（詳細後述）に設定された回転数になるように、クロ
ーズドループ制御をすることができるモータドライバで
ある。 【００１９】１０は、サーボモータ３の走行距離、すな
わちプランジャ変位を検出することができるパルスジェ
ネレータ、７は、このパルスジェネレータ１０からの変
位信号を取込み、プランジャ５の動作を制御することが
できるマイコンユニット、６は、このマイコンユニット
７へ、モータ最高電流，サーボモータ３の回転数，プラ
ンジャ変位を設定することができるコンソール、１２
は、前記タコジェネレータ８とモータドライバ９とマイ
コンユニット７とからなる駆動制御部、４は、サーボモ
ータ３に接続されたボールスクリュジャッキである。 【００２０】このように構成した半導体封止用トランス
ファ成形装置の動作を、図１，２を参照して説明する。
この実施例は、流動性の悪いレジン（フィラを多量に混
入した粘度の高いレジンなど）を使用した場合である。
金型１のポット２内へレジンタブレット（図示せず）を
投入する。コンソール６により、マイコンユニット７
に、１次電流ｉｍａｘ１，２次電流ｉｍａｘ２，第１の
プランジャ変位ｄ1（プランジヤ５の下端がポット２内
のタブレット上端よりもやや上方へ来る第一の所定位
置），第２のプランジャ変位ｄ2（プランジャ５の下端
が前記第１のプランジャ変位ｄ1よりも下方へ来る第二
の所定位置、すなわち、プランジャ５がレジン充填完了
直前の位置），第１の回転数Ｎ1，第２の回転数Ｎ2（た
だしＮ1＞Ｎ2）を設定する。 【００２１】ここで、トランスファ成形装置のプランジ
ャ下降スイッチ（図示せず）をＯＮにすると、マイコン
ユニット７からモータドライバ９へ、速度制御指令と第
１の回転数Ｎ1とが出力され、モータ最高電流が１次電
流ｉｍａｘ１に設定され、サーボモータ３が第１の回転
数Ｎ1で回転する。この回転は、ボールスクリュジャッ
キ４へ伝えられ、ここでサーボモータ３の回転数が減速
されるとともに、プランジヤ５の下降運動に変えられ
る。 【００２２】サーボモータ３の回転数は、タコジェネレ
ータ８によってカウントされ、このタコジェネレータ８
からの回転数信号がモータドライバ９へ取込まれ、サー
ボモータ３の回転が、常に前記第１の回転数Ｎ1になる
ようにクローズドループ制御される。パルスジェネレー
タ１０からの信号がマイコンユニット７へ入り、前記第
１のプランジャ変位ｄ1と比較される。 【００２３】プランジャ５は、前記第１の回転数Ｎ1に
対応して、ポット２内を高速で下降し、パルスジェネレ
ータ１０によって検出したプランジャ変位が第１のプラ
ンジャ変位ｄ1になったとき（図２のａ点）、マイコン
ユニット７からの指令によってサーボモータ３の回転数
が、第１の回転数Ｎ1から第２の回転数Ｎ2へ落ち、プラ
ンジャ５が低速で下降する。 【００２４】金型１のヒータ（図示せず）によって加熱
され溶融したレジン１１は、プランジャ５の下降によっ
て、ランナ１５，ゲート１３へと運ばれる。そして、レ
ジン１１が金型１のキャビティ１４内へ充填完了する直
前まで来たとき、すなわちプランジャ５の変位が第２の
プランジャ変位ｄ2になったとき（図２のｔ1）、マイコ
ンユニット７が指令を出し、モータ最高電流が、１次電
流ｉｍａｘ１からｉｍａｘ２へ切替わる。サーボモータ
３は、そのまま前記第２の回転数Ｎ2を維持する。そし
てレジン１１がキャビティ１４内へ充填完了し、プラン
ジャ５が停止したとき（図２のｔ2）、モータ電流ｉが
増加し、ｉ＝ｉｍａｘ２になり、トルク制御に移り、ｉ
ｍａｘ２に対応するレジン圧力ｐがレジン１１へ所定時
間負荷されて成形を終了し、トランスファ成形装置がＯ
ＦＦになる。 【００２５】このようにして成形したレジン封止品のボ
イド発生率，未充填不良発生率の一例を、図３を参照し
て説明する。図３は、図１に係るトランスファ成形装置
によって成形したレジン封止品のボイド発生率，未充填
不良発生率の一例を、従来のプランジャ駆動油圧回路を
備えたトランスファ成形装置によって成形したレジン封
止品のものと比較して示す欠陥発生図である。 【００２６】この図３において、Ａは、従来のプランジ
ャ駆動油圧回路を備えたトランスファ成形装置によって
成形したレジン封止品の欠陥を、Ｂは、図１に係るトラ
スファ成形装置によって成形したレジン封止品の欠陥
を、それぞれ示すものであり、本発明に係る後者の方
が、欠陥が著しく低減していることがわかる。 【００２７】また、本実施例においては、従来のよう
に、金型内に圧力センサを設ける必要がないので、金型
加工を複雑にすることはなく、また、リミットスイッチ
を使用することもないので、プランジャ５の動作精度
（詳細後述）がきわめて良好であり、量産安定性に優れ
ている。さらにまた、流動性の悪いレジン，流路の狭い
金型でも容易に成形を実施することができ、成形条件の
選定幅を拡げることもできる。 【００２８】以上説明した実施例によれば、ボイド発生
や未充填不良発生のきわめて少ない半導体レジン封止品
を成形することができる、量産安定性に優れた半導体レ
ジン封止方法を提供することができる。 【００２９】次に、本発明のトランスファ成形装置（以
下、電動方式という）と、従来のプランジャ駆動油圧回
路を備えたトランスファ成形装置（以下、油圧方式とい
う）の、プランジャ動作精度を比較して説明する。図
４，５は、本発明の電動方式と、従来の油圧方式の、プ
ランジャ動作精度を比較して示すものであり、図４はプ
ランジヤ低速切替え位置誤差図、図５はプランジャ速度
誤差図である。 【００３０】図４から明らかなように、従来の油圧方式
は、プランジャ速度ｖが大きくなると、プランジャ低速
度切替え位置（＝第１のプランジャ変位ｄ1の位置）の
誤差が大きくなるのに対して、本発明の電動方式は、プ
ランジヤ速度ｖの大小にかかわらず、誤差は小さく、プ
ランジャ動作の精度が良い。したがって、成形条件の変
更などによりプランジャ速度ｖを変えた場合でも、プラ
ンジャ５が高速でレジンタブレットに衝突して、ボイド
を混入するようなことはない。 【００３１】最後に、本発明の電動方式と、クローズド
ループ制御機能のないプランジャ駆動電気回路を備えた
トランスファ成形装置とを使用して、流動性の悪いレジ
ンで成形した場合の、成形プロファイルを比較して説明
する。図６は、クローズドループ制御機能のないプラン
ジャ駆動電気回路を備えたトランスファ成形装置を使用
したトランスファ成形の成形プロファイル図である。こ
の図６において、図２と同一符号を付したものは同一の
ものを示す。 【００３２】図６において、モータ最高電流は、プラン
ジャ下降途中も、停止してからも、同一のｉｍａｘであ
る。すなわち、本発明の電動方式と異なり、第２のプラ
ンジャ変位ｄ2において、モータ最高電流を切替えるこ
とはない。したがって、レジン流動途中でモータ電流ｉ
がｉｍａｘに達してしまうので速度制御はできず、プラ
ンジャ変位ｚの勾配、すなわちプランジャ速度が遅くな
り、設定時間よりもｔｅだけ遅れたｔ0の時刻に、レジ
ン充填が完了する。このように、レジン流動途中でプラ
ンジヤ速度が遅くなると、金型内でレジンが滞留し、該
金型からレジンへの伝熱が顕著になり、硬化反応が進み
ゲル化しやすくなるため、レジン充填完了後のキャビテ
イ内のレジン圧力ｐは、短時間で小さくなってしまう。 【００３３】これに対して、本発明の電動方式は、前述
したように、図２に示した成形プロファイルとなり、プ
ランジャ５の下降中にモータ電流ｉがｉｍａｘ２を超え
ているが、ｉｍａｘ１よりもかなり小さい値であり、プ
ランジャ変位ｚの勾配、すなわちプランジャ速度は一定
であり、移送遅れはない。時間ｔ1（すなわち、プラン
ジャ５の変位がｄ2になったとき）において、最高電流
が１次電流ｉｍａｘ１から２次電流ｉｍａｘ２に切替わ
る。 【００３４】その後、レジン充填が完了し、プランジャ
５が停止した時間ｔ2において、モータ電流ｉが２次電
流ｉｍａｘ２に増加し、トルク制御に移り、ｉｍａｘ２
に対応するレジン圧力ｐが作用する。このようにして移
送時間遅れをなくしたため、キャビティ内の圧力ｐは、
図６のものに比べて長い時間、大きい値を保持してお
り、したがって欠陥のきわめて少ない半導体レジン封止
品が得られる。 【００３５】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、流動性の悪いレジン，流路の狭い金型でも容易に
成形をすることができ、成形条件の選定幅を容易に広げ
られるとともに、従来のプランジャ駆動油圧回路を備え
たトランスファ成形装置に比べてプランジャ動作精度が
優れているので、欠陥低減と量産安定化の両立をはかる
ことができるという効果がある。また、金型内に圧力セ
ンサなどを設けなくても高精度の成形制御ができる。す
なわち、本発明によれば、レジンの流動抵抗の増大など
の外乱の影響を受けることなく、ボイド発生や未充填不
良発生などの欠陥の少ないレジン封止半導体を成形する
ことができる、量産安定性に優れた半導体装置の製造方
法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る半導体封止用トランス
ファ成形装置を示す略示構成図である。 【図２】図１の装置を使用した半導体レジン封止の成形
プロファイル図である。 【図３】図１の装置によって成形したレジン封止品のボ
イド発生率，未充填不良発生率の一例を、従来のプラン
ジャ駆動油圧回路を備えたトランスファ成形装置によっ
て成形したレジン封止品のものと比較して示す欠陥発生
図である。 【図４】本発明の電動方式と従来の油圧方式とを比較し
たプランジャ低速切替え位置誤差図である。 【図５】本発明の電動方式と従来の油圧方式とを比較し
たプランジャ速度誤差図である。 【図６】クローズドループ制御機能のないプランジャ駆
動電気回路を備えたトランスファ成形装置を使用したト
ランスファ成形の成形プロファイル図である。 【符号の説明】 １…金型、２…ポット、３…サーボモータ、４…ボール
スクリュジャッキ、５…プランジャ、１０…パルスジェ
ネレータ、１１…レジン、１２…駆動制御部。
ファ成形装置を示す略示構成図である。 【図２】図１の装置を使用した半導体レジン封止の成形
プロファイル図である。 【図３】図１の装置によって成形したレジン封止品のボ
イド発生率，未充填不良発生率の一例を、従来のプラン
ジャ駆動油圧回路を備えたトランスファ成形装置によっ
て成形したレジン封止品のものと比較して示す欠陥発生
図である。 【図４】本発明の電動方式と従来の油圧方式とを比較し
たプランジャ低速切替え位置誤差図である。 【図５】本発明の電動方式と従来の油圧方式とを比較し
たプランジャ速度誤差図である。 【図６】クローズドループ制御機能のないプランジャ駆
動電気回路を備えたトランスファ成形装置を使用したト
ランスファ成形の成形プロファイル図である。 【符号の説明】 １…金型、２…ポット、３…サーボモータ、４…ボール
スクリュジャッキ、５…プランジャ、１０…パルスジェ
ネレータ、１１…レジン、１２…駆動制御部。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １． プランジャを電動機を用いて移送させることでキ
ャビティへレジンを注入して樹脂封止する半導体装置の
製造方法であって、 前記プランジャが予め設定した変位へ移送されるまで
は、前記電動機のモータが所定の回転数で回転するよう
にモータ最高電流値をｉｍａｘ１として前記電動機を速
度制御し、 前記プランジャが前記設定した変位に移送されたのち、
前記モータ最高電流値をｉｍａｘ１より小さいｉｍａｘ
２とすることにより前記電動機を速度制御からトルク制
御へ移行させて前記キャビティへ注入されたレジンに所
望の圧力を加えて樹脂封止することを特徴とする半導体
装置の製造方法。２．プランジャを電動機を用いて移送させることでキャ
ビティへレジンを注入して樹脂封止する半導体装置の製
造方法であって、 前記電動機を速度制御して前記キャビティへレジンを注
入し、 前記プランジャが予め設定した移送位置に達したのち、
前記電動機の有するモータ最高電流値を切り替えること
で前記電動機を速度制御からトルク制御へ移行させて前
記キャビティへ注入されたレジンに所望の圧力を加えて
樹脂封止することを特徴とする半導体装置の製造方法。 ３．プランジャを電動機を用いて移送させることでキャ
ビティへレジンを注入して樹脂封止する半導体装置の製
造方法であって、 前記電動機を速度制御して前記キャビティへレジンを注
入し、 前記プランジャが予め設定した移送位置に達したのち、
前記電動機の有するモータ電流の最高値を制限すること
で前記電動機を速度制御からトルク制御へ移行させて前
記キャビティへ注入されたレジンに所望の圧力を加えて
樹脂封止することを特徴とする半導体装置の製造方法。 ４．プランジャを電動機を用いて移送させることでキャ
ビティへレジンを注入して樹脂封止する半導体装置の製
造方法であって、 前記電動機がほぼ一定の回転数で回転するように前記電
動機を速度制御して前 記キャビティへレジンを注入し 、前記プランジャが予め設定した移送位置に達したのち、
前記電動機の有するモータ電流の最高値を制限すること
で前記電動機をほぼ一定のトルクを維持するようなトル
ク制御へ移行させて前記キャビティへ注入されたレジン
に圧力を加えて樹脂封止することを特徴とする半導体装
置の製造方法。 ５．プランジャを電動機を用いて移送させることでキャ
ビティへレジンを注入して樹脂封止する半導体装置の製
造方法であって、 前記電動機がほぼ一定の回転数で回転するように前記電
動機を速度制御して前記キャビティへレジンを注入し 、前記プランジャが予め設定した移送位置に達したのち、
前記電動機の有するモータ最高電流値を切り替えること
で前記電動機をほぼ一定のトルクを維持するようなトル
ク制御へ移行させて前記キャビティへ注入されたレジン
に圧力を加えて樹脂封止することを特徴とする半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6070287A JP2733198B2 (ja) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6070287A JP2733198B2 (ja) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | 半導体装置の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62040169A Division JPH07320B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 半導体封止用トランスファ成形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06315960A JPH06315960A (ja) | 1994-11-15 |
| JP2733198B2 true JP2733198B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=13427124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6070287A Expired - Fee Related JP2733198B2 (ja) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2733198B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220032521A1 (en) * | 2020-07-30 | 2022-02-03 | Promess, Inc. | Method, system, and apparatus for injection molding |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57167640A (en) * | 1981-04-08 | 1982-10-15 | Toshiba Corp | Sealing method for semiconductor element with resin |
| JPS61242793A (ja) * | 1985-04-22 | 1986-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | 加圧プレスの制御装置 |
| JPS6278836A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体素子用樹脂封止方法および装置 |
-
1994
- 1994-04-08 JP JP6070287A patent/JP2733198B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220032521A1 (en) * | 2020-07-30 | 2022-02-03 | Promess, Inc. | Method, system, and apparatus for injection molding |
| US11872737B2 (en) * | 2020-07-30 | 2024-01-16 | Promess, Inc. | System and apparatus for injection molding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06315960A (ja) | 1994-11-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |