JP3590118B2 - 樹脂モールド方法及び樹脂モールド装置 - Google Patents
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は樹脂封止型の半導体装置の製造に適用される樹脂モールド方法及び樹脂モールド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１８は樹脂封止型の半導体装置の製造に使用される樹脂モールド装置の従来例の構成を示す断面図である。被成形品は上型１０ａおよび下型１０ｂによってクランプされ、ポット１２からキャビティ１４に樹脂が圧送されて樹脂モールドされる。１６はポット１２に対向する上型１０ａに設ける金型カル、１７はランナー、１８はゲートである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の樹脂モールド装置では被成形品をクランプした際、樹脂を充填するキャビティ１４およびランナー１７等の樹脂路部分は空間になっているから、ポット１２からキャビティ１４に樹脂を充填していった際にキャビティ１４あるいは樹脂路部分にあるエアが巻き込まれて樹脂中に混入し成形樹脂中でエアボイドが発生する原因になるという問題があった。
【０００４】
本発明はこのように、樹脂モールドの際にエアボイドが発生することを解消し成形性を向上させて信頼性の高い樹脂モールドを可能にする樹脂モールド方法及び樹脂モールド装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、モールド金型の樹脂成形部をリリースフィルムで被覆し、ポットに樹脂を供給してリードフレーム等の被成形品を樹脂モールドする樹脂モールド方法において、前記樹脂成形部が設けられたモールド金型の金型面にリリースフィルムを吸着支持し、前記リリースフィルムを介して前記被成形品をクランプすることにより被成形品の樹脂モールド範囲を前記リリースフィルムで被覆した後、キャビティ内にエア圧を加えて前記リリースフィルムと前記被成形品とで挟まれた隙間部分のエアを外部に排出し、次いで、前記被成形品と前記リリースフィルムで挟まれた内部に前記ポットから圧送される樹脂を注入し、リリースフィルムを樹脂により膨らますようにして前記樹脂成形部の内面の形状にならって樹脂成形することを特徴とする。
また、前記被成形品がバンプ接続等のボンディングワイヤを用いない接続方法によって半導体チップを搭載したものであることを特徴とする。
また、モールド金型の樹脂成形部をリリースフィルムで被覆し、ポットに樹脂を供給してリードフレーム等の被成形品を樹脂モールドする樹脂モールド装置であって、前記リリースフィルムを前記モールド金型の金型面に吸着支持する吸着支持機構と、前記リリースフィルムを介して被成形品をクランプした後、前記リリースフィルムと成形品との間の隙間部分からエアを排出するエア排出機構と、該エア排出機構により前記隙間部分のエアを排出した後、前記ポットから前記リリースフィルムと被成形品に挟まれた内部に樹脂を圧送して、前記樹脂成形部の内面の形状にならって樹脂成形する樹脂の圧送機構とを有することを特徴とする。
また、前記エア排出機構は、一端がキャビティ内で開口して設けられたキャビティ通気孔と、該キャビティ通気孔に連通して設けられ型クランプ時に上型および下型間で連通してキャビティ内を均等圧とすべく金型のクランプ面で相互に同一位置で開口するキャビティ導通路と、前記キャビティ通気孔およびキャビティ導通路に連通してエア圧を加えるエア機構とを有することを特徴とする。
また、前記エア排出機構として、金型のクランプ面にキャビティに連通してエアベント部を設けたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】
本発明に係る樹脂モールド装置では被成形品をリリースフィルムを介してクランプした後、リリースフィルムで被成形品を被覆した状態からリリースフィルムと被成形品とで挟まれた内部に樹脂を注入して樹脂モールドする。樹脂はリリースフィルムを膨らますようにして充填されていき、最終的に樹脂成形部の内面の形状にならって樹脂成形される。リリースフィルムと被成形品との隙間部分から樹脂を充填することによってエアを巻き込むことなく樹脂を充填することができ、エアボイドのない樹脂成形を可能にする。リリースフィルムで被成形品を被覆した際に、キャビティ内にエア圧をかけてリリースフィルムと被成形品との隙間部分のエアを排出して樹脂モールドすることによってさらにエアの影響を抑えて樹脂モールドすることができる。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る樹脂モールド装置の一実施例の構成を示す断面図である。実施例の樹脂モールド装置はリリースフィルム２０によりモールド金型の樹脂成形部を被覆して樹脂モールドする装置であり、リリースフィルム２０を利用することによってモールド樹脂内にできるだけエアの混入を防止して樹脂モールドできるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
図１で中心線から左半部には被成形品３０をリリースフィルム２０を介して上型１０ａおよび下型１０ｂでクランプした状態、中心線から右半部には被成形品３０を樹脂モールドしている状態を示す。図のように本実施例の樹脂モールド装置では被成形品３０をクランプする際にリリースフィルム２０で被成形品３０の樹脂モールド部を被覆するようにしてクランプすることを特徴とする。
【０００９】
リリースフィルム２０はエア吸着機構によりモールド金型に吸着支持する。図１で２１はキャビティ凹部の底面で開口するキャビティ通気孔、２２はモールド金型のクランプ面で開口する吸着孔である。図２に示すようにキャビティ通気孔２１はキャビティ凹部１５の内底面の周縁部にスリット状に開口し、吸着孔２２はキャビティ凹部１５の周囲に設けられる。キャビティ通気孔２１および吸着孔２２は上型１０ａ、下型１０ｂを固定する支持ブロック２３内に設けたエア流路２４ａ、２４ｂに連通し、エア流路２４ａ、２４ｂはエア機構Ａ、Ｂに連通する。
【００１０】
なお、樹脂モールドする際に上型１０ａと下型１０ｂのキャビティ通気孔２１を連通させるため、上型１０ａと下型１０ｂにキャビティ導通路２５ａ、２５ｂを設ける。キャビティ導通路２５ａ、２５ｂは図１に示すように上型１０ａと下型１０ｂのパーティング面上で同一位置に開口させ、支持ブロック２３内で前記エア流路２４ａに連絡する。図２に下型１０ｂでのキャビティ導通路２５ｂの平面配置位置を示す。キャビティ導通路２５ｂは各キャビティ凹部１５の各々に一つずつ設ける。
【００１１】
実施例ではキャビティ通気孔２１はモールド金型のベース部とは別体で製作したキャビティ底部ピース２６をベース部に装着してスリット孔を形成し、吸着孔２２はモールド金型のベース部に貫通孔を設けることによって形成した。前述したように樹脂モールド時には樹脂成形部をリリースフィルム２０で被覆して成形するからキャビティ底部ピース２６は銅あるいはアルミニウムといったモールド金型の材質として従来は使用できなかった材料を使用することが可能になる。また、キャビティ底部ピース２６の内部にヒータ２７を内蔵することによってキャビティ底部ピース２６を直接的に加熱してモールド樹脂との熱交換を促進させることが可能になる。
【００１２】
上記のようにリリースフィルム２０はモールド金型の樹脂成形部に樹脂をじかに接触させずに樹脂モールドするためのものであるが、樹脂成形部以外のポット１２、ランナー１７、ゲート１８等の部分でも樹脂が金型に接触しないようにするため、ラッピングフィルム４１で樹脂を密封したラッピング樹脂４０をポット１２に供給して樹脂モールドする。図２に示すように実施例のモールド金型ではポット１２は平面形状で細長く形成するからポット１２に供給するラッピング樹脂４０もスティック状に形成したものを使用する。
【００１３】
ラッピング樹脂４０はポット１２にラッピング樹脂４０をセットした状態で樹脂を密封しているラッピングフィルム４１がランナー１７およびゲート１８の樹脂路部分で金型面を覆うように形成してある。図２でラッピングフィルム４１の側縁から延出片４２を延出させているのは樹脂モールドする際にランナー１７およびゲート１８部分でモールド金型と被成形品３０に樹脂が付着しないようにこれらの樹脂路に合わせて延出片４２を形成したものである。
【００１４】
図２で２８はラッピング樹脂４０をポット１２に位置決めしてセットするためのパイロットピンである。ラッピングフィルム４１にはパイロットピン２８に嵌合するパイロット孔を設け、ポット１２および被成形品３０と正確に位置合わせしてラッピング樹脂４０がセットできるようにする。
ラッピング樹脂４０に収納する樹脂としては樹脂材を押し出し成形したものをいったん粉砕して所定形状に圧縮成形した圧縮樹脂あるいは粉末樹脂を使用することも可能であるが、押し出し成形した樹脂をそのまま使用することで樹脂中のエア含有量を抑えて好適な樹脂モールドが可能である。ラッピング樹脂４０はラッピングフィルム４１で樹脂を密封しているから水分の吸着が防止でき樹脂モールド用として好適である。
【００１５】
上記リリースフィルム２０およびラッピングフィルム４１はモールド金型の加熱温度に耐えられる耐熱性、モールド金型およびモールド樹脂と容易に剥離できる剥離性および一定の柔軟性といった機能が要求される。リリースフィルム２０およびラッピングフィルム４１の素材としてはＦＥＰシートフィルム、ＰＥＴシートフィルム、フッ素樹脂含浸ガラスクロス、ポリ塩化ビニリジン等が使用できる。
【００１６】
次に、上記実施例の樹脂モールド装置により被成形品３０を樹脂モールドする操作を図３〜９にしたがって説明する。なお、図では中心線から右半部のみを示している。
図３は上型１０ａおよび下型１０ｂを型開きした状態で上型１０ａと下型１０ｂの樹脂成形部に合わせてリリースフィルム２０を送入した状態である。
【００１７】
図４はリリースフィルム２０を吸着孔２２からエア吸引して上型１０ａと下型１０ｂのクランプ面に各々吸着支持する一方、ローダー５０でラッピング樹脂４０と被成形品３０を支持して下型１０ｂの上方位置に被成形品３０とラッピング樹脂４０とを送入した状態である。被成形品３０とラッピング樹脂４０は下型１０ｂでの被成形品３０とラッピング樹脂４０のセット位置に合わせてローダー５０によりエア吸引されて支持されている。なお、被成形品３０は半導体チップをボンディングワイヤを使用しない接続方法、たとえばバンプにより接続して搭載する方法、ＴＡＢテープによる方法等が好適である。
【００１８】
次に、ローダー５０を下型１０ｂ上まで降下させポット１２にラッピング樹脂４０をセットし、同時に下型１０ｂ上で吸着支持しているリリースフィルム２０の上に被成形品３０をセットする（図５）。被成形品３０は従来と同様にガイドホールにガイドピンを挿入することによって位置決めできる。
次に、ローダー５０を装置内から引き出し、上型１０ａを下動させて被成形品３０をクランプする（図６）。これによって被成形品３０は上型側のリリースフィルム２０と下型側のリリースフィルム２０を介してクランプされる。
【００１９】
図６に示す状態でキャビティ内にある被成形品３０の部分は単にリリースフィルム２０で挟まれているのみである。図７はこの状態からキャビティ通気孔２１に連絡するエア機構からキャビティ通気孔２１を介してキャビティ３２内にエア圧をかけ、キャビティ３２内で被成形品３０とリリースフィルム２０とで挟まれた隙間部分からエアを排出させる操作を行うことを示す。このエア排気操作は樹脂モールド時にエアの巻き込みが生じないように不要なエアを排出することを目的とする。
【００２０】
このエア排気操作を行う際、キャビティ３２は被成形品３０とリリースフィルム２０によって上下に二分されているからエア圧をかけた際に上下の金型でエア圧をバランスさせる必要がある。このエア圧のバランスは上型１０ａと下型１０ｂに設けたキャビティ導通路２５ａ、２５ｂを連通させ、エア流路２４ａを介してキャビティ通気孔２１を連通させることによって自動的になされる。
【００２１】
被成形品３０とリリースフィルム２０にエア圧をかけた際にエアが排出されるのは上型１０ａおよび下型１０ｂに設けたエアベント部３４からである。図２に下型１０ｂでのエアベント部３４を示す。エアベント部３４は下型１０ｂのクランプ面上にモールド金型の中央部側から外縁に向けて細幅の筋状に設け、キャビティ凹部１５の各コーナー部とエアベント部３４とをエアベント路３６で連絡している。これによってキャビティ３２内にエア圧をかけることによりエアベント路３４、エアベント部３２から金型外にエアが排出される。なお、上型１０ａについても同様にエアベント部３２、エアベント路３４を設ける。
エアベント部３２、上記キャビティ導通路２５ａ、２５ｂ、キャビティ通気孔２１、エア機構等がエア排出機構を構成する。
【００２２】
被成形品３０とリリースフィルム２０との隙間部分からエアを排出した後、エア流路２４ａ、２４ｂを大気開放し、キャビティ導通路２５ａ、２５ｂを介するバランス圧を降圧させた後、ポット１２から溶融樹脂をキャビティ３２内に圧送する。図８はプランジャ３８を押し上げてキャビティ３２に樹脂を充填した状態を示す。ポット１２から圧送される樹脂はランナー１７およびゲート１８部分でラッピングフィルム４１を押し広げて進み、リリースフィルム２０と被成形品３０で挟まれた隙間部分から注入され、リリースフィルム２０を樹脂で膨らますようにして充填されていく。そして、樹脂がキャビティ３２全体に充填されることによって樹脂成形がなされる。
【００２３】
本実施例の場合は被成形品３０とリリースフィルム２０との間からエアを排出した状態で樹脂を注入するから、キャビティ３２に樹脂を充填する際にエアの巻き込みがなくエアボイドのない好適な樹脂成形ができる。とくに、ラッピング樹脂４０として押し出し成形樹脂を使用すれば樹脂中のエアの含有を抑えてさらに好適な樹脂成形ができる。
【００２４】
図９は樹脂成形した後、上型１０ａと下型１０ｂを型開きし、アンローダ５２で成形品６０を取り出しする様子を示す。アンローダ５２は型開きした後、金型間に進入させ、下型１０ｂ上まで降下して成形品６０を吸着し、引き出し位置まで再度上昇する。なお、下型１０ｂから成形品６０を吸着支持する際にはプランジャ３８を押し上げて使用済みのラッピング樹脂４０をアンローダ５２に渡すとともに、吸着孔２２から成形品６０を離型する向きにエア圧をかけて離型しやすくする。図はアンローダ５２に吸着支持した成形品６０から上下のリリースフィルム２０を剥離して除去することを示す。
【００２５】
実施例の樹脂モールド装置ではリリースフィルム２０を介して樹脂モールドするからモールド金型からの離型がきわめて容易にでき、金型面に樹脂が付着して残留したりすることがなくなる。また、成形品６０からリリースフィルム２０を取り外すことも簡単であり、被成形品２０の表面にランナー樹脂が付着しないことからディゲート操作が不要になるといった利点がある。
成形品６０を取り出した後は、再度図３に示すリリースフィルム２０の送入操作に戻って次の樹脂モールド操作を行う。
【００２６】
上記の樹脂モールド装置は両面樹脂モールド製品を製造する場合の装置であるが、図１０〜１５はＢＧＡのように片面樹脂モールド製品を製造する場合の装置例を示す。
本実施例の樹脂モールド装置は図１０に示すように上型１０ａで被成形品３０を吸着し、下型１０ｂにリリースフィルム２０を吸着支持して樹脂モールドする。ローダー５０は上面に被成形品３０を支持し、下面にラッピング樹脂４０とリリースフィルム２０を支持して金型間に進入し、上型１０ａと下型１０ｂに各々被成形品３０とラッピング樹脂４０およびリリースフィルム２０を吸着支持させる（図１０）。
【００２７】
図１１は上型１０ａを降下させ下型１０ｂとの間でリリースフィルム２０を介して被成形品３０をクランプした状態である。
次いで、図１２に示すように下型１０ｂのキャビティ通気孔２１からキャビティ３２内にエア圧を加え、リリースフィルム２０と被成形品３０との隙間部分からエアを排出する。このときのエアの排出も上記実施例と同様に下型１０ｂに設けたエアベント部からによる。
【００２８】
図１３はプランジャ３８を押し上げ、ポット１２からキャビティ３２内に樹脂を充填した状態を示す。この実施例の場合も被成形品３０とリリースフィルム２０との間のエアを排出してから樹脂を充填するからエア巻き込みのない樹脂充填ができる。
図１４は樹脂成形した後、成形品６０を取り出すため金型間にアンローダ５２を進入させた状態である。アンローダ５２に成形品６０を受け渡す際は、図１５に示すように下型１０ｂでリリースフィルム２０を吸引しておくことにより成形品６０からリリースフィルム２０を剥離して離型することができる。
【００２９】
アンローダ５２によりラッピング樹脂４０と成形品６０を取り出した後、図１６に示すように下型１０ｂのキャビティ通気孔２１にエア圧をかけ、下型１０ｂのキャビティ凹部１５に残ったリリースフィルム２０を離型して取り除く。
本実施例の場合も、リリースフィルム２０でキャビティ凹部を被覆することによってモールド金型の金型面に樹脂を接触させずに樹脂モールドでき、モールド金型から成形品６０を離型することも容易にできる。
【００３０】
上記実施例においてはキャビティ内にエア圧をかけてリリースフィルム２０と被成形品３０とで挟まれた隙間部分からエアを排出したが、図１７に示すようにリリースフィルム２０と被成形品３０とで挟まれる中間に吸引管７０を挟んでクランプし、吸引管７０からキャビティ内のエアを強制的に排出してから樹脂を充填する方法も可能である。吸引管７０は金型に設けるエアベント部７２の端部に挟むように配置すればよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係る樹脂モールド方法及び樹脂モールド装置によれば、上述したように、樹脂成形する際のエアの巻き込みを防止して樹脂モールドすることができるから、樹脂中でのエアボイドの発生を効果的に抑えた樹脂モールドができ、信頼性の高い半導体装置を得ることができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】樹脂モールド装置の一実施例の構成を示す断面図である。
【図２】樹脂モールド装置の下型でのラッピング樹脂、リリースフィルム等の平面配置を示す説明図である。
【図３】金型間にリリースフィルムを送入した状態を示す説明図である。
【図４】金型間に被成形品を送入した状態を示す説明図である。
【図５】下型に被成形品とラッピング樹脂をセットした状態を示す説明図である。
【図６】上型と下型とで被成形品をクランプした状態を示す説明図である。
【図７】リリースフィルムと被成形品との隙間部分からエアを排出した状態を示す説明図である。
【図８】ポットから樹脂を注入して樹脂成形している状態を示す説明図である。
【図９】金型から成形品を取り出しする状態を示す説明図である。
【図１０】上型に被成形品をセットし、下型にラッピング樹脂とリリースフィルムをセットした状態を示す説明図である。
【図１１】上型と下型とで被成形品をクランプした状態の説明図である。
【図１２】リリースフィルムと被成形品との隙間部分からエアを排出した状態を示す説明図である。
【図１３】ポットから樹脂を注入して樹脂成形している状態を示す説明図である。
【図１４】樹脂成形後に金型から成形品を取り出しする状態を示す説明図である。
【図１５】下型から成形品を離型した状態を示す説明図である。
【図１６】下型からリリースフィルムを離型する様子を示す説明図である。
【図１７】吸引管からキャビティ内のエアを排出する構成を示す断面図である。
【図１８】樹脂モールド装置の従来例の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ａ 上型
１０ｂ 下型
１２ ポット
１５ キャビティ凹部
１７ ランナー
１８ ゲート
２０ リリースフィルム
２１ キャビティ通気孔
２２ 吸着孔
２４ａ、２４ｂ エア流路
２５ａ、２５ｂ キャビティ導通路
２６ キャビティ底部ピース
３０ 被成形品
３２ キャビティ
３４ エアベント部
４０ ラッピング樹脂
４１ ラッピングフィルム
５０ ローダー
５２ アンローダ
６０ 成形品
【産業上の利用分野】
本発明は樹脂封止型の半導体装置の製造に適用される樹脂モールド方法及び樹脂モールド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１８は樹脂封止型の半導体装置の製造に使用される樹脂モールド装置の従来例の構成を示す断面図である。被成形品は上型１０ａおよび下型１０ｂによってクランプされ、ポット１２からキャビティ１４に樹脂が圧送されて樹脂モールドされる。１６はポット１２に対向する上型１０ａに設ける金型カル、１７はランナー、１８はゲートである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の樹脂モールド装置では被成形品をクランプした際、樹脂を充填するキャビティ１４およびランナー１７等の樹脂路部分は空間になっているから、ポット１２からキャビティ１４に樹脂を充填していった際にキャビティ１４あるいは樹脂路部分にあるエアが巻き込まれて樹脂中に混入し成形樹脂中でエアボイドが発生する原因になるという問題があった。
【０００４】
本発明はこのように、樹脂モールドの際にエアボイドが発生することを解消し成形性を向上させて信頼性の高い樹脂モールドを可能にする樹脂モールド方法及び樹脂モールド装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、モールド金型の樹脂成形部をリリースフィルムで被覆し、ポットに樹脂を供給してリードフレーム等の被成形品を樹脂モールドする樹脂モールド方法において、前記樹脂成形部が設けられたモールド金型の金型面にリリースフィルムを吸着支持し、前記リリースフィルムを介して前記被成形品をクランプすることにより被成形品の樹脂モールド範囲を前記リリースフィルムで被覆した後、キャビティ内にエア圧を加えて前記リリースフィルムと前記被成形品とで挟まれた隙間部分のエアを外部に排出し、次いで、前記被成形品と前記リリースフィルムで挟まれた内部に前記ポットから圧送される樹脂を注入し、リリースフィルムを樹脂により膨らますようにして前記樹脂成形部の内面の形状にならって樹脂成形することを特徴とする。
また、前記被成形品がバンプ接続等のボンディングワイヤを用いない接続方法によって半導体チップを搭載したものであることを特徴とする。
また、モールド金型の樹脂成形部をリリースフィルムで被覆し、ポットに樹脂を供給してリードフレーム等の被成形品を樹脂モールドする樹脂モールド装置であって、前記リリースフィルムを前記モールド金型の金型面に吸着支持する吸着支持機構と、前記リリースフィルムを介して被成形品をクランプした後、前記リリースフィルムと成形品との間の隙間部分からエアを排出するエア排出機構と、該エア排出機構により前記隙間部分のエアを排出した後、前記ポットから前記リリースフィルムと被成形品に挟まれた内部に樹脂を圧送して、前記樹脂成形部の内面の形状にならって樹脂成形する樹脂の圧送機構とを有することを特徴とする。
また、前記エア排出機構は、一端がキャビティ内で開口して設けられたキャビティ通気孔と、該キャビティ通気孔に連通して設けられ型クランプ時に上型および下型間で連通してキャビティ内を均等圧とすべく金型のクランプ面で相互に同一位置で開口するキャビティ導通路と、前記キャビティ通気孔およびキャビティ導通路に連通してエア圧を加えるエア機構とを有することを特徴とする。
また、前記エア排出機構として、金型のクランプ面にキャビティに連通してエアベント部を設けたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】
本発明に係る樹脂モールド装置では被成形品をリリースフィルムを介してクランプした後、リリースフィルムで被成形品を被覆した状態からリリースフィルムと被成形品とで挟まれた内部に樹脂を注入して樹脂モールドする。樹脂はリリースフィルムを膨らますようにして充填されていき、最終的に樹脂成形部の内面の形状にならって樹脂成形される。リリースフィルムと被成形品との隙間部分から樹脂を充填することによってエアを巻き込むことなく樹脂を充填することができ、エアボイドのない樹脂成形を可能にする。リリースフィルムで被成形品を被覆した際に、キャビティ内にエア圧をかけてリリースフィルムと被成形品との隙間部分のエアを排出して樹脂モールドすることによってさらにエアの影響を抑えて樹脂モールドすることができる。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る樹脂モールド装置の一実施例の構成を示す断面図である。実施例の樹脂モールド装置はリリースフィルム２０によりモールド金型の樹脂成形部を被覆して樹脂モールドする装置であり、リリースフィルム２０を利用することによってモールド樹脂内にできるだけエアの混入を防止して樹脂モールドできるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
図１で中心線から左半部には被成形品３０をリリースフィルム２０を介して上型１０ａおよび下型１０ｂでクランプした状態、中心線から右半部には被成形品３０を樹脂モールドしている状態を示す。図のように本実施例の樹脂モールド装置では被成形品３０をクランプする際にリリースフィルム２０で被成形品３０の樹脂モールド部を被覆するようにしてクランプすることを特徴とする。
【０００９】
リリースフィルム２０はエア吸着機構によりモールド金型に吸着支持する。図１で２１はキャビティ凹部の底面で開口するキャビティ通気孔、２２はモールド金型のクランプ面で開口する吸着孔である。図２に示すようにキャビティ通気孔２１はキャビティ凹部１５の内底面の周縁部にスリット状に開口し、吸着孔２２はキャビティ凹部１５の周囲に設けられる。キャビティ通気孔２１および吸着孔２２は上型１０ａ、下型１０ｂを固定する支持ブロック２３内に設けたエア流路２４ａ、２４ｂに連通し、エア流路２４ａ、２４ｂはエア機構Ａ、Ｂに連通する。
【００１０】
なお、樹脂モールドする際に上型１０ａと下型１０ｂのキャビティ通気孔２１を連通させるため、上型１０ａと下型１０ｂにキャビティ導通路２５ａ、２５ｂを設ける。キャビティ導通路２５ａ、２５ｂは図１に示すように上型１０ａと下型１０ｂのパーティング面上で同一位置に開口させ、支持ブロック２３内で前記エア流路２４ａに連絡する。図２に下型１０ｂでのキャビティ導通路２５ｂの平面配置位置を示す。キャビティ導通路２５ｂは各キャビティ凹部１５の各々に一つずつ設ける。
【００１１】
実施例ではキャビティ通気孔２１はモールド金型のベース部とは別体で製作したキャビティ底部ピース２６をベース部に装着してスリット孔を形成し、吸着孔２２はモールド金型のベース部に貫通孔を設けることによって形成した。前述したように樹脂モールド時には樹脂成形部をリリースフィルム２０で被覆して成形するからキャビティ底部ピース２６は銅あるいはアルミニウムといったモールド金型の材質として従来は使用できなかった材料を使用することが可能になる。また、キャビティ底部ピース２６の内部にヒータ２７を内蔵することによってキャビティ底部ピース２６を直接的に加熱してモールド樹脂との熱交換を促進させることが可能になる。
【００１２】
上記のようにリリースフィルム２０はモールド金型の樹脂成形部に樹脂をじかに接触させずに樹脂モールドするためのものであるが、樹脂成形部以外のポット１２、ランナー１７、ゲート１８等の部分でも樹脂が金型に接触しないようにするため、ラッピングフィルム４１で樹脂を密封したラッピング樹脂４０をポット１２に供給して樹脂モールドする。図２に示すように実施例のモールド金型ではポット１２は平面形状で細長く形成するからポット１２に供給するラッピング樹脂４０もスティック状に形成したものを使用する。
【００１３】
ラッピング樹脂４０はポット１２にラッピング樹脂４０をセットした状態で樹脂を密封しているラッピングフィルム４１がランナー１７およびゲート１８の樹脂路部分で金型面を覆うように形成してある。図２でラッピングフィルム４１の側縁から延出片４２を延出させているのは樹脂モールドする際にランナー１７およびゲート１８部分でモールド金型と被成形品３０に樹脂が付着しないようにこれらの樹脂路に合わせて延出片４２を形成したものである。
【００１４】
図２で２８はラッピング樹脂４０をポット１２に位置決めしてセットするためのパイロットピンである。ラッピングフィルム４１にはパイロットピン２８に嵌合するパイロット孔を設け、ポット１２および被成形品３０と正確に位置合わせしてラッピング樹脂４０がセットできるようにする。
ラッピング樹脂４０に収納する樹脂としては樹脂材を押し出し成形したものをいったん粉砕して所定形状に圧縮成形した圧縮樹脂あるいは粉末樹脂を使用することも可能であるが、押し出し成形した樹脂をそのまま使用することで樹脂中のエア含有量を抑えて好適な樹脂モールドが可能である。ラッピング樹脂４０はラッピングフィルム４１で樹脂を密封しているから水分の吸着が防止でき樹脂モールド用として好適である。
【００１５】
上記リリースフィルム２０およびラッピングフィルム４１はモールド金型の加熱温度に耐えられる耐熱性、モールド金型およびモールド樹脂と容易に剥離できる剥離性および一定の柔軟性といった機能が要求される。リリースフィルム２０およびラッピングフィルム４１の素材としてはＦＥＰシートフィルム、ＰＥＴシートフィルム、フッ素樹脂含浸ガラスクロス、ポリ塩化ビニリジン等が使用できる。
【００１６】
次に、上記実施例の樹脂モールド装置により被成形品３０を樹脂モールドする操作を図３〜９にしたがって説明する。なお、図では中心線から右半部のみを示している。
図３は上型１０ａおよび下型１０ｂを型開きした状態で上型１０ａと下型１０ｂの樹脂成形部に合わせてリリースフィルム２０を送入した状態である。
【００１７】
図４はリリースフィルム２０を吸着孔２２からエア吸引して上型１０ａと下型１０ｂのクランプ面に各々吸着支持する一方、ローダー５０でラッピング樹脂４０と被成形品３０を支持して下型１０ｂの上方位置に被成形品３０とラッピング樹脂４０とを送入した状態である。被成形品３０とラッピング樹脂４０は下型１０ｂでの被成形品３０とラッピング樹脂４０のセット位置に合わせてローダー５０によりエア吸引されて支持されている。なお、被成形品３０は半導体チップをボンディングワイヤを使用しない接続方法、たとえばバンプにより接続して搭載する方法、ＴＡＢテープによる方法等が好適である。
【００１８】
次に、ローダー５０を下型１０ｂ上まで降下させポット１２にラッピング樹脂４０をセットし、同時に下型１０ｂ上で吸着支持しているリリースフィルム２０の上に被成形品３０をセットする（図５）。被成形品３０は従来と同様にガイドホールにガイドピンを挿入することによって位置決めできる。
次に、ローダー５０を装置内から引き出し、上型１０ａを下動させて被成形品３０をクランプする（図６）。これによって被成形品３０は上型側のリリースフィルム２０と下型側のリリースフィルム２０を介してクランプされる。
【００１９】
図６に示す状態でキャビティ内にある被成形品３０の部分は単にリリースフィルム２０で挟まれているのみである。図７はこの状態からキャビティ通気孔２１に連絡するエア機構からキャビティ通気孔２１を介してキャビティ３２内にエア圧をかけ、キャビティ３２内で被成形品３０とリリースフィルム２０とで挟まれた隙間部分からエアを排出させる操作を行うことを示す。このエア排気操作は樹脂モールド時にエアの巻き込みが生じないように不要なエアを排出することを目的とする。
【００２０】
このエア排気操作を行う際、キャビティ３２は被成形品３０とリリースフィルム２０によって上下に二分されているからエア圧をかけた際に上下の金型でエア圧をバランスさせる必要がある。このエア圧のバランスは上型１０ａと下型１０ｂに設けたキャビティ導通路２５ａ、２５ｂを連通させ、エア流路２４ａを介してキャビティ通気孔２１を連通させることによって自動的になされる。
【００２１】
被成形品３０とリリースフィルム２０にエア圧をかけた際にエアが排出されるのは上型１０ａおよび下型１０ｂに設けたエアベント部３４からである。図２に下型１０ｂでのエアベント部３４を示す。エアベント部３４は下型１０ｂのクランプ面上にモールド金型の中央部側から外縁に向けて細幅の筋状に設け、キャビティ凹部１５の各コーナー部とエアベント部３４とをエアベント路３６で連絡している。これによってキャビティ３２内にエア圧をかけることによりエアベント路３４、エアベント部３２から金型外にエアが排出される。なお、上型１０ａについても同様にエアベント部３２、エアベント路３４を設ける。
エアベント部３２、上記キャビティ導通路２５ａ、２５ｂ、キャビティ通気孔２１、エア機構等がエア排出機構を構成する。
【００２２】
被成形品３０とリリースフィルム２０との隙間部分からエアを排出した後、エア流路２４ａ、２４ｂを大気開放し、キャビティ導通路２５ａ、２５ｂを介するバランス圧を降圧させた後、ポット１２から溶融樹脂をキャビティ３２内に圧送する。図８はプランジャ３８を押し上げてキャビティ３２に樹脂を充填した状態を示す。ポット１２から圧送される樹脂はランナー１７およびゲート１８部分でラッピングフィルム４１を押し広げて進み、リリースフィルム２０と被成形品３０で挟まれた隙間部分から注入され、リリースフィルム２０を樹脂で膨らますようにして充填されていく。そして、樹脂がキャビティ３２全体に充填されることによって樹脂成形がなされる。
【００２３】
本実施例の場合は被成形品３０とリリースフィルム２０との間からエアを排出した状態で樹脂を注入するから、キャビティ３２に樹脂を充填する際にエアの巻き込みがなくエアボイドのない好適な樹脂成形ができる。とくに、ラッピング樹脂４０として押し出し成形樹脂を使用すれば樹脂中のエアの含有を抑えてさらに好適な樹脂成形ができる。
【００２４】
図９は樹脂成形した後、上型１０ａと下型１０ｂを型開きし、アンローダ５２で成形品６０を取り出しする様子を示す。アンローダ５２は型開きした後、金型間に進入させ、下型１０ｂ上まで降下して成形品６０を吸着し、引き出し位置まで再度上昇する。なお、下型１０ｂから成形品６０を吸着支持する際にはプランジャ３８を押し上げて使用済みのラッピング樹脂４０をアンローダ５２に渡すとともに、吸着孔２２から成形品６０を離型する向きにエア圧をかけて離型しやすくする。図はアンローダ５２に吸着支持した成形品６０から上下のリリースフィルム２０を剥離して除去することを示す。
【００２５】
実施例の樹脂モールド装置ではリリースフィルム２０を介して樹脂モールドするからモールド金型からの離型がきわめて容易にでき、金型面に樹脂が付着して残留したりすることがなくなる。また、成形品６０からリリースフィルム２０を取り外すことも簡単であり、被成形品２０の表面にランナー樹脂が付着しないことからディゲート操作が不要になるといった利点がある。
成形品６０を取り出した後は、再度図３に示すリリースフィルム２０の送入操作に戻って次の樹脂モールド操作を行う。
【００２６】
上記の樹脂モールド装置は両面樹脂モールド製品を製造する場合の装置であるが、図１０〜１５はＢＧＡのように片面樹脂モールド製品を製造する場合の装置例を示す。
本実施例の樹脂モールド装置は図１０に示すように上型１０ａで被成形品３０を吸着し、下型１０ｂにリリースフィルム２０を吸着支持して樹脂モールドする。ローダー５０は上面に被成形品３０を支持し、下面にラッピング樹脂４０とリリースフィルム２０を支持して金型間に進入し、上型１０ａと下型１０ｂに各々被成形品３０とラッピング樹脂４０およびリリースフィルム２０を吸着支持させる（図１０）。
【００２７】
図１１は上型１０ａを降下させ下型１０ｂとの間でリリースフィルム２０を介して被成形品３０をクランプした状態である。
次いで、図１２に示すように下型１０ｂのキャビティ通気孔２１からキャビティ３２内にエア圧を加え、リリースフィルム２０と被成形品３０との隙間部分からエアを排出する。このときのエアの排出も上記実施例と同様に下型１０ｂに設けたエアベント部からによる。
【００２８】
図１３はプランジャ３８を押し上げ、ポット１２からキャビティ３２内に樹脂を充填した状態を示す。この実施例の場合も被成形品３０とリリースフィルム２０との間のエアを排出してから樹脂を充填するからエア巻き込みのない樹脂充填ができる。
図１４は樹脂成形した後、成形品６０を取り出すため金型間にアンローダ５２を進入させた状態である。アンローダ５２に成形品６０を受け渡す際は、図１５に示すように下型１０ｂでリリースフィルム２０を吸引しておくことにより成形品６０からリリースフィルム２０を剥離して離型することができる。
【００２９】
アンローダ５２によりラッピング樹脂４０と成形品６０を取り出した後、図１６に示すように下型１０ｂのキャビティ通気孔２１にエア圧をかけ、下型１０ｂのキャビティ凹部１５に残ったリリースフィルム２０を離型して取り除く。
本実施例の場合も、リリースフィルム２０でキャビティ凹部を被覆することによってモールド金型の金型面に樹脂を接触させずに樹脂モールドでき、モールド金型から成形品６０を離型することも容易にできる。
【００３０】
上記実施例においてはキャビティ内にエア圧をかけてリリースフィルム２０と被成形品３０とで挟まれた隙間部分からエアを排出したが、図１７に示すようにリリースフィルム２０と被成形品３０とで挟まれる中間に吸引管７０を挟んでクランプし、吸引管７０からキャビティ内のエアを強制的に排出してから樹脂を充填する方法も可能である。吸引管７０は金型に設けるエアベント部７２の端部に挟むように配置すればよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係る樹脂モールド方法及び樹脂モールド装置によれば、上述したように、樹脂成形する際のエアの巻き込みを防止して樹脂モールドすることができるから、樹脂中でのエアボイドの発生を効果的に抑えた樹脂モールドができ、信頼性の高い半導体装置を得ることができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】樹脂モールド装置の一実施例の構成を示す断面図である。
【図２】樹脂モールド装置の下型でのラッピング樹脂、リリースフィルム等の平面配置を示す説明図である。
【図３】金型間にリリースフィルムを送入した状態を示す説明図である。
【図４】金型間に被成形品を送入した状態を示す説明図である。
【図５】下型に被成形品とラッピング樹脂をセットした状態を示す説明図である。
【図６】上型と下型とで被成形品をクランプした状態を示す説明図である。
【図７】リリースフィルムと被成形品との隙間部分からエアを排出した状態を示す説明図である。
【図８】ポットから樹脂を注入して樹脂成形している状態を示す説明図である。
【図９】金型から成形品を取り出しする状態を示す説明図である。
【図１０】上型に被成形品をセットし、下型にラッピング樹脂とリリースフィルムをセットした状態を示す説明図である。
【図１１】上型と下型とで被成形品をクランプした状態の説明図である。
【図１２】リリースフィルムと被成形品との隙間部分からエアを排出した状態を示す説明図である。
【図１３】ポットから樹脂を注入して樹脂成形している状態を示す説明図である。
【図１４】樹脂成形後に金型から成形品を取り出しする状態を示す説明図である。
【図１５】下型から成形品を離型した状態を示す説明図である。
【図１６】下型からリリースフィルムを離型する様子を示す説明図である。
【図１７】吸引管からキャビティ内のエアを排出する構成を示す断面図である。
【図１８】樹脂モールド装置の従来例の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ａ 上型
１０ｂ 下型
１２ ポット
１５ キャビティ凹部
１７ ランナー
１８ ゲート
２０ リリースフィルム
２１ キャビティ通気孔
２２ 吸着孔
２４ａ、２４ｂ エア流路
２５ａ、２５ｂ キャビティ導通路
２６ キャビティ底部ピース
３０ 被成形品
３２ キャビティ
３４ エアベント部
４０ ラッピング樹脂
４１ ラッピングフィルム
５０ ローダー
５２ アンローダ
６０ 成形品
Claims (5)
- モールド金型の樹脂成形部をリリースフィルムで被覆し、ポットに樹脂を供給してリードフレーム等の被成形品を樹脂モールドする樹脂モールド方法において、
前記樹脂成形部が設けられたモールド金型の金型面にリリースフィルムを吸着支持し、前記リリースフィルムを介して前記被成形品をクランプすることにより被成形品の樹脂モールド範囲を前記リリースフィルムで被覆した後、
キャビティ内にエア圧を加えて前記リリースフィルムと前記被成形品とで挟まれた隙間部分のエアを外部に排出し、
次いで、前記被成形品と前記リリースフィルムで挟まれた内部に前記ポットから圧送される樹脂を注入し、リリースフィルムを樹脂により膨らますようにして前記樹脂成形部の内面の形状にならって樹脂成形することを特徴とする樹脂モールド方法。 - 被成形品がバンプ接続等のボンディングワイヤを用いない接続方法によって半導体チップを搭載したものであることを特徴とする請求項１記載の樹脂モールド方法。
- モールド金型の樹脂成形部をリリースフィルムで被覆し、ポットに樹脂を供給してリードフレーム等の被成形品を樹脂モールドする樹脂モールド装置であって、
前記リリースフィルムを前記モールド金型の金型面に吸着支持する吸着支持機構と、
前記リリースフィルムを介して被成形品をクランプした後、前記リリースフィルムと成形品との間の隙間部分からエアを排出するエア排出機構と、
該エア排出機構により前記隙間部分のエアを排出した後、前記ポットから前記リリースフィルムと被成形品に挟まれた内部に樹脂を圧送して、前記樹脂成形部の内面の形状にならって樹脂成形する樹脂の圧送機構とを有することを特徴とする樹脂モールド装置。 - 前記エア排出機構は、一端がキャビティ内で開口して設けられたキャビティ通気孔と、該キャビティ通気孔に連通して設けられ型クランプ時に上型および下型間で連通してキャビティ内を均等圧とすべく金型のクランプ面で相互に同一位置で開口するキャビティ導通路と、前記キャビティ通気孔およびキャビティ導通路に連通してエア圧を加えるエア機構とを有することを特徴とする請求項３記載の樹脂モールド装置。
- 前記エア排出機構として、金型のクランプ面にキャビティに連通してエアベント部を設けたことを特徴とする請求項３または４記載の樹脂モールド装置。
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