JP4037564B2 - 半導体装置封止装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置封止装置、特に、複数の金型を用いて集積回路や大規模集積回路などの半導体装置のチップ（以下、半導体チップという。）を当該半導体チップを搭載した基板と共に樹脂で封入成形する半導体装置封止装置において、各金型に半導体チップを搭載した基板をロードすると共に、封止した被封入材を基板と共に金型から取り出す供給排出機構に関するものである。なお、本明細書において、基板というときは、特に明示しない限りリードフレーム、サブストレート、ＴＡＢテープ等が含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の生産性を向上させるため、一個の金型を用いた封止装置に代わり、複数の金型を備えた封止装置が採用されてきている。この種の封止装置としては、例えば、図１５に示すように、ベースプレートの中央に複数の金型、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄを一列に配設し、その一列配列された金型、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄを挟んでインローダとアンローダを配設すると共に、金型列の上流側にリードフレーム供給機構を配設する一方、それと並んでインローダの上流側にタブレット供給機構を、又、アンローダの下流側にゲート折装置及び半製品マガジンをそれぞれ配設したものが知られている。
【０００３】
この封止装置では、半導体チップを搭載したリードフレームをリードフレーム供給機構からリードフレーム整列機構へ供給して整列させ、次いでリードフレームを供給部にあるインローダへ移送すると共に、タブレット供給機構からタブレットを供給部にあるインローダに供給し、インローダでリードフレーム及びタブレットを各金型、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄのキャビティ及びポット内に順次装填した後、型締めし、ポット内のタブレットを溶融させてプランジャーでキャビティ内に押し出して半導体チップをリードフレームと共に封入成形する。次いで、型開きし、金型、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄからエジェクトされた封入成形品をアンローダに移送し、これをゲート折装置へ搬送して封入成形品からゲートを除去した後、半製品マガジンに収容させる。これらの一連の動作は、制御盤によりコントロールされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記封止装置では一つのインローダで複数の金型に対してリードフレーム及びタブレットの供給を行い、一個のアンローダで複数の金型から製品の取り出しを行うため、一個のインローダ又はアンローダに対して金型の個数が多くなると、リードフレームが供給されるまで時間待ちすることになり、必然的にその時間だけ金型が停止して時間的損失を生じる。このため、金型一台当たりのタクトタイムが長くなり、生産効率が低下するという問題がある。また、金型列とローダーが直列に連なっている為、途中で金型等の保守点検が出来ず、装置全体を止めなければならないという問題もある。
【０００５】
また、従来の封止装置では、リードフレームを予備加熱する予備加熱手段を装置全体に一個設けたり、金型毎に取り付けることが行われている。装置全体に一個の予備加熱手段を設けたものでは、一個の金型に対するリードフレーム供給時間を短縮するため予備加熱時間を短くすると、リードフレームの予備加熱を均一、かつ、十分に行うことができず、熱膨張の差によってリードフレームのセットミス等が発生する。また、逆に、十分な予備加熱時間を取ると、タクトタイムが長くなるという問題がある。また、各金型毎に予備加熱手段を取り付けた場合、前記問題を解決することはできるが、必然的に装置の製造コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
更に、この種の封止装置では、インローダ１０１とアンローダ１０２以外に、金型のクリーニングを行うクリーナーを設ける必要があり、必然的にインローダとアンローダの動作スペースに加えてクリーナーの動作スペースが必要となるため、装置全体が大きくなるのが避けられなかった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、複数の金型を備えた半導体装置封止装置においてリードフレーム等の供給時のロスタイムを短くし、封止装置の製造コストを抑制すると共に、小型化でき、封止装置全体を停止させることなく各金型の保守点検できるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる半導体装置封止装置は、前記課題を解決するための手段として、複数の金型を用いて集積回路や大規模集積回路などの半導体装置のチップを当該半導体チップを搭載した基板と共に樹脂で封入成形する半導体装置封止装置において、ベースプレート上の仮想四角形のコーナー部にそれぞれ配設され、四角形の短辺側の２個を対とする四個の金型と、各対の金型間を往復動可能にそれぞれ配設され、各対の金型間の所定位置を待機位置とし、インローダおよびアンローダとして機能する２個のキャリアと、前記両キャリアの待機位置の間に位置するリードフレームセット位置と前記キャリアの待機位置との間を連動して往復動可能に配設される２個の可動プレヒータと、前記仮想四角形内における前記キャリアおよび前記可動プレヒータの往復動を妨げない位置にそれぞれ配設され、前記リードフレームセット位置で待機する前記可動プレヒータにリードフレームおよび樹脂製タブレットを供給できるリードフレーム供給機構および樹脂製タブレット供給機構とを備え、前記２個の可動プレヒータが、リードフレームを予備加熱するヒータをそれぞれ有する構成としてある。
【０００９】
好ましい実施態様においては、二対の金型間を移動する前記可動プレヒータの移動路の片側に基板供給機構及びタブレット供給部が配設され、当該基板供給機構に相対して前記可動プレヒータの移動路を挟んでゲート折装置が配設され、その外側に半製品キャリアが配設されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明に係る半導体装置封止装置は、図１及び図２に示すように、一体的に配設されそれぞれ上部固定プラテン１、可動プラテン２及び下部固定プラテン３を含む４つのプレス機構を含み、各プレス機構に装着され隣り合う２個を対とする金型４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄと、各対の金型４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ間を往復動可能に配設され両金型４間の所定位置を待機位置とする第一及び第二キャリア１５Ａ、１５Ｂと、前記両キャリア１５Ａ、１５Ｂの待機位置間を往復動可能に所定間隔をおいて配設され、それぞれリードフレームを予備加熱するヒータを備えた第一及び第二可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂとを含み、前記第一及び第二可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂにリードフレーム及びタブレットをそれぞれ供給するリードフレーム供給機構３６及びタブレット供給部と、前記第一及び第二可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂから半製品を取り出す半製品キャリア９３とを備えている。
【００１１】
前記四個の金型４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄは、相互に所定間隔をおいて同一平面上に、かつ、仮想四角形の各コーナー部にそれぞれ配設され、短辺側の二個の金型４Ａと４Ｂ、４Ｃと４Ｄはそれぞれ対をなしている。各金型４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄは、それぞれ上金型５と下金型６とからなり、上金型５を上部固定プラテン１に装着して固定側とし、下金型６を可動プラテン２に装着して可動側とし、前記可動プラテン２はガイドポスト７に案内されて上下方向に摺動する。
【００１２】
前記可動プラテン２は、図２及び図３に示すように、トグル機構８を介して下部固定プラテン３に連結され、トグル機構８を介してサーボモータ９により駆動される。前記トグル機構８は、図３に示すように、相互に回動可能に連結された２対の上部アーム１０及び下部アーム１１と、それらを連結する水平アーム１２を含み、上部アーム１０及び下部アーム１１は可動プラテン２及び下部固定プラテン３にそれぞれ連結されている。水平アーム１２はその中央に設けた雌ネジ部でボールネジ１３に螺合し、タイミングベルト１４を介してサーボモータ９に連結されている。従って、サーボモータ９を作動させると、その回転運動がタイミングベルト１４によりボールネジ１３に伝達され、その回転運動がボールネジ１３に螺合する水平アーム１２の上下方向の直線運動に変換され、これによりトグル機構８が伸縮して可動プラテン２を上下動させ、型開き及び型締めが行われる。
【００１３】
第一及び第二キャリア１５Ａ、１５Ｂは、各対の金型４間の中央部を待機位置とし、当該待機位置から各対の金型４間を往復動するが、各キャリア１５Ａ、１５Ｂは、その両端にガイド部１８ａ、１８ｂを備えている。各キャリア１５Ａ、１５Ｂを駆動するキャリア駆動機構は、図４〜６に示すように、揺動レバー１６と、ボールネジ１９と、当該ボールネジ１９の回転止兼ガイドとして機能するリニアシャフト２０を備え、前記ボールネジ１９の片側の軸端はタイミングベルト２１を介してサーボモータ２２に連結され、前記ボールネジ１９にはガイド板２３が装着されている。前記揺動レバー１６は、その一端を支点２６に回動自在に支持され、その他端にはシリンダ２５が搭載され、当該シリンダ２５の先端には上下動ピン１７が装着され前記キャリア１５Ａ、１５Ｂのガイド部１８ａ、１８ｂに係合可能にしてある。前記支点２６はブラケット２７に支持されている。また、揺動レバー１６は支点２６と上下動ピン１７との間にカムフォロア２４が固設され、このカムフォロア２４が前記ガイド板２３に係合している。
【００１４】
また、各キャリア１５Ａ、１５Ｂはリードフレームをチャッキングして保持するため、一対のハンド２８と、当該ハンド２８を駆動する一対のシリンダー２９を備え、ハンド２８はリニアシャフト３０に摺動自在に維持されている。
【００１５】
従って、サーボモータ２２を作動させると、タイミングベルト２１及びボールネジ１９を介してガイド板２３が押動されるため、当該ガイド板２３に係合するカムフォロア２４が押動され、揺動レバー１６が支点２６を中心に回動する。例えば、左側上部の金型４Ａへ第一キャリア１５Ａを移動させる場合、上下動ピン１７が第一キャリア１５Ａの下側のガイド部１８ａに入る位置に揺動レバー１６を移動させ、所定位置に揺動レバー１６が位置したときシリンダ２５を作動させて上下動ピン１７を下降させ、ガイド部１８にセットする。次にキャリア駆動機構により揺動レバー１６は、図４の上方へ駆動され金型へのセット位置まで移動する。金型へのセット位置で固定した後、下金型６を上昇させてリードフレーム、タブレットを受け取り、下金型６は下降する。その後、第一キャリア１５Ａは元の待機位置ａに戻され、下金型６を再度上昇させて樹脂封止を行う。
【００１６】
樹脂封止後、下金型は下降し、上下金型間までキャリアが移動してきて、下金型が上昇し、樹脂封止品をキャリアに受け渡す。樹脂封止品は、キャリアにて搬送され、可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂを経て、半製品搬送キャリアに受け渡され、ゲート折り装置にてゲート折りを行い、製品マガジンへ搬送される。図の左側下側の金型へキャリアが移動する場合は、揺動レバー１６上のシリンダ２５を可動させて上下動ピン１７を上昇させ、揺動レバー１６を図４の上側のキャリアの上側ガイド部上まで移動させて、シリンダ２５を可動させ上下動ピン１７を下降させる。後はキャリア駆動機構によりキャリアを可動させる。
【００１７】
前記第一及び第二可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂは、二対の開口部を有する方形部材であって、前記キャリア１５Ａ、１５Ｂの待機位置Ａ、Ｂを結ぶ直線に沿って往復動可能に配設され、リードフレームセット位置Ｃで後述のリードフレーム供給機構３６及びタブレット供給部６５からそれぞれリードフレームとタブレットを供給された後、前記キャリア１５Ａ、１５Ｂの待機位置Ａ、Ｂまで搬送する。
【００１８】
前記可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂを往復動させる駆動機構は、図７に示すように、可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂをガイドする二本の平行なガイドロッド３２と、タイミングベルト３３ａ、３３ｂと、サーボモータ３５ａ，３５ｂとを含み、可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂはクランパー３４ａ、３４ｂによりタイミングベルト３３ａ、３３ｂに固定されている。前記可動プレヒータ３１Ａ、３１Bはタイミングベルト３３ａ、３３ｂを介してそれぞれサーボモータ３５ａ，３５ｂにより駆動され、タイミングベルト３３ａ、３３ｂに同期して往復動する。また、各可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂは、予備加熱ヒータ（図示せず）を備え、フレームセット位置Ｃでリードフレームを受け取ってからキャリア１５Ａ、１５Ｂの待機位置Ａ、Ｂでリードフレームをキャリア１５Ａ、１５Ｂに渡すまでの間、リードフレームを予備加熱する。
【００１９】
前記可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂのフレームセット位置Ｃに隣接して、その移動路の片側にリードフレーム供給機構３６が配設され、このリードフレーム供給機構３６は、図７〜図９に示す様に、マガジン送機構３７と、リードフレーム押出機構３８、リードフレーム整列機構３９を含み、リードフレームマガジン４０内に収容されたリードフレーム４１をリードフレーム押出機構３８で押し出してリードフレーム整列機構３９に移送する。
【００２０】
マガジン送機構３７は、図８及び図９に最も良く示されるように、ガイド部材４２、マガジン送爪４３、上下動テーブル４６及びテーブル駆動機構を備えている。ガイド部材は二段式マガジンラックで構成され、その上段に多数のリードフレームを多段に収容した多数のリードフレームマガジンが並べて搭載されている。マガジン送爪４３はＬ字型形状を有し、その基部が固定されたタイミングベルト４４ａ、４４ｂを介してリバーシブルモータ４５に連結され、リバーシブルモータ４５でタイミングベルト４４ａ、４４ｂを駆動することによってマガジン送爪４３の先端部がリードフレームマガジン４０に当接し、ガイド部材４２上のリードフレームマガジン４０を上下動テーブル４６に向かって前進させる。なお、ガイド部材４２上にリードフレームマガジン４０が無くなった時、マガジン送爪４３はリバーシブルモータ４５を逆転させることにより後退させられる。
【００２１】
また、上下動テーブル４６は、逆Ｔ字型の形状を有し、テーブル駆動機構により上下動させられる。このテーブル駆動機構は、上下動テーブル４６の一端側が螺合するボールネジ４７と、タイミングベルト４８と、サーボモータ４９とを含み、サーボモータ４９の回転はタイミングベルト４８を経てボールネジ４７へ伝達され、その回転運動が上下動テーブル４６の直線運動に変換される。上下動テーブル４６には、リードフレームマガジン４０の有無を検出するセンサー（図示せず）が設けてあり、リードフレームマガジン４０の存在が確認されると、リードフレーム４１の供給を開始する。
【００２２】
リードフレーム押出機構３８は、第一プッシャー５０とシリンダー５１を含み、上下動テーブル４６に搭載されたリードフレームマガジン内のリードフレーム４１を第一プッシャーで押し出してリードフレーム整列機構３９に移動させる。上下動テーブル４６は、リードフレーム４１の供給が終わる毎に、リードフレームマガジン４０のピッチに合わせて１ステップずつ降下していき、それに伴ってリードフレーム押出機構３８が前記動作を繰り返す。
【００２３】
上下動テーブル４６が下降端へ来ると、プッシャー５２がシリンダー５３により駆動され、プッシャー５２により上下動テーブル４６上のリードフレームマガジン４０を図９の右側へ移動させる。空になった上下動テーブル４６は、サーボモ−タ４９の作用により上昇して上昇端で停止し、新たなリードフレームマガジン４０をリードフレームマガジン送爪４３により供給され、以後は前記動作を繰り返す。
【００２４】
リードフレーム整列機構３９は、図８に詳細に示すように、２対のコンベアベルト５４、５５を有し、一枚のリードフレームを一対のコンベアベルトで支持し、それぞれリバーシブルモータ５６ａ、５６ｂにより駆動される。これらの部材はロータリーアクチュエータ５７に搭載されている。各対のコンベアベルト５４，５５は、リードフレーム４１がリードフレーム整列機構３９に移される時に動作してリードフレーム４１の移送を補助し、一方のコンベアベルト対、例えば、コンベアベルト対５４に一本のリードフレームが移送されると、当該コンベアベルト対５４は停止し、ロータリーアクチュエータにより１８０゜回転させられ、他方の空のコンベアベルト対５５がリードフレームマガジン４０に相対する位置にセットされ、同様にして二枚目のリードフレームを受け入れる。
【００２５】
二枚のリードフレーム４１がリードフレーム整列機構３９に移送させられると、二つのコンベアベルト対５４、５５が再び作動し、二枚のリードフレームを可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂへ移送する。リードフレーム整列機構３９だけでリードフレームを可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂの定位置へ送り出せない場合、図５及び図１０に示すように、Ｌ字型の第二プッシャー５８を設け、これによりリードフレーム４１を定位置へ押し出すようにしても良い。第二プッシャー５８は、図１０に示すように、上下シリンダー５９により押し上げられ、前後シリンダー６０によりリードフレームを所定位置へ押し出す。
【００２６】
タブレット６３は、図１２及び図１３に示すように、タブレットマガジン６４に整列されて、タブレット供給部６５へセットされる。タブレットマガジン６４には、一成形分のタブレット６３が整列しており、タブレットプッシャ６６により押し上げられ、タブレット保持装置６７にてクランプされる。
【００２７】
タブレットプッシャ６６は、タイミングベルト６８をクランパー６９でクランプする事により、図の左右へ移動することが可能で、このタイミングベルト６８は、ステッピングモータ７０により駆動される。タブレット保持装置６７も同様に、タイミングベルト７１をクランパー７２にてクランプする事により、図の左右へ移動し、ステッピングモータ７３にて駆動される。
【００２８】
タブレット保持装置６７は、シリンダー７４の可動により、カム７５が図１２での上下運動を行い、保持プレート７６に固定されたカムフォロア７７に当接して可動する。保持ベース７８は、タイミングベルト７１をクランパー７２にてクランプしている。
【００２９】
タブレット保持装置６７にクランプされたタブレット６３は、図１３中左側へ移動し、タブレット搬送装置８０のタブレットホルダー８１の上へきてチャッキングを開放し、タブレット６３をタブレット搬送装置８０へ移し替える。タブレット搬送装置８０の駆動機構は、図１４に示すように、タイミングベルト８２及びリバーシブルモータ８３を含み、タブレット搬送装置８０はタイミングベルト８２とクランパー８４でクランプされており、リバーシブルモータ８３でタイミングベルト８２を駆動することによりタイミングベルト８２と同期して駆動される。
【００３０】
タブレット搬送装置８０は、可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂの下まで移動し、プッシャー８５でタブレットホルダー８１を可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂの近辺まで上昇させ、挿入プッシャー８６によりタブレット６３を可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂへ挿入する。可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂのタブレット収納部は、回動するシャッター８７によりタブレットの落下を防止する。
【００３１】
可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂにリードフレーム及びタブレットがセットされると、可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂは、第一及び第二キャリア１５Ａ、１５Ｂの待機位置の位置に移動し、第一及び第二キャリア１５Ａ、１５Ｂが上部へ来ると、第一シリンダー８８と第二シリンダー８９が上昇し、第一及び第二キャリア１５Ａ、１５Ｂのハンド２８がシリンダ２９により可動して、リードフレーム４１をチャッキングして保持する。なお、製品取り出し時には第一シリンダー８８のみ動作する。タブレットは、封止装置に設けられたプッシャー（図示せず）により上昇し、タブレットボックス９０に入れられる。タブレット６３は、シリンダー９１で駆動されるシャッター９２により落下するのを防止している。
【００３２】
金型からの製品取り出しは前述第一及び第二キャリア１５Ａ、１５Ｂで行い、これには、エアー噴出口及びエアー吸引口を有し、金型上から後退時にエアーブロー及びエアー吸引による金型クリーニングを行うようにしてある。
【００３３】
使用に際しては、まず、図１に示すように一方のリードフレーム整列機構３９のコンベアベルト対５４が第一プッシャー３８と直線状に並んだ状態にセットされ、リードフレームマガジン４０内の最下位のリードフレーム４１が第一プッシャー３８でコンベアベルト対５４に送り出され、コンベアベルト対５４の側部に設けたガイド５４ａ、５４ｂに案内されて所定位置まで進められる。リードフレーム４１が一枚挿入されると、リードフレーム整列機構３９は、１８０度回転して他方のコンベアベルト対５５が第一プッシャー３８と直線状に並んだ状態となり、そのコンベアベルト対上に第一プッシャー３８で次のリードフレーム４１が挿入される。
【００３４】
リードフレーム整列機構３９上に二枚のリードフレーム４１が整列させられると、そのコンベアベルト対５４、５５が作動して二枚のリードフレーム４１を可動プレヒータ３１Ａへ搬送する。なお、コンベアベルト対５４、５５だけではリードフレーム４１が可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂに完全に乗り移らない場合があるため、リードフレーム４１は、第ニプッシャー５８で可動プレヒータ３１Ａの所定位置に押し込まれる。
【００３５】
タブレット供給部６５に整列しているタブレット６３は、タブレットプッシャー６６により上部に押し出され、タブレット保持装置６７によって保持される。次いで、タブレット保持装置６７は、タブレット搬送装置８０のところまで移動し、タブレット搬送装置８０にタブレットを移し替える。タブレット搬送装置８０は可動プレヒータ３１Ａのフレームセット位置の下側まで移動し、プッシヤーによりタブレットが可動プレヒータ３１Ａに挿入される。
【００３６】
リードフレーム及びタブレットを保持した可動プレヒータ３１Ａは、リードフレーム４１を加熱しながら金型４Ａ、４Ｂ側（図１では左側）へ移動し、右側の二つの窓がキャリア１５Ａの待機位置Ａの真下にくる位置で停止する。金型４Ａの型開き後、キャリア１５Ａが金型４Ａの方へ移動し、そこで先のサイクルで二個一体に封止され、かつ、金型のキャビティ１５Ａからエジェクタされた半製品を捕捉した後、金型４Ｂ側方向に後退して待機位置Ａに戻る。次いで、プレヒータ３１Ａは上昇し、キャリア１５Ａは可動プレヒータ３１Ａの右側の二つの窓の位置で半製品のチヤツキングを解放し、半製品を可動プレヒータ３１Ａにセットした後、プレヒータ３１Ａは下降する。前記キャリア１５Ａの待機位置への後退時、エアーブロー及びエアー吸引による金型クリーニングを行う。
【００３７】
次いで、可動プレヒータ３１Ａが、その左側二つの窓がキャリア１５Ａの真下になる位置までリードフレーム供給機構側へ若干後退した後上昇し、可動プレヒータ３１Ａ内のリードフレーム及びタブレットは、第一・第二シリンダー、タブレット押出用プッシャーによって上方へ押し出され、キャリア１５Ａにより捕捉される。なお、リードフレーム及びタブレットをシリンダー及びプッシャーで押し出す代わりに、キャリア１５Ａを降下させてリードフレーム及びタブレットを捕捉させるようにしても良い。
【００３８】
シリンダー及びプッシャーが下降した後、キャリア１５Ａは、金型４Ａの方向へ移動し、金型４Ａ内にリードフレーム及びタブレットをセットした後、後退して待機位置Ａに戻る。その後、金型４Ａの型締めを行い、樹脂封止を行う。この時、可動プレヒータ３１ＡはＣ方向へ後退し、その位置がリードフレーム供給機構と直線状に並んだ位置に戻る。
【００３９】
可動プレヒータ３１Ａの位置がリードフレーム整列機構３９と平行位置に移動し終えると、前記一連の動作を金型４Ｂに対して行う。このとき、可動プレヒータ３１Ａの位置に半製品搬送キャリア９３が移動してきており、この半製品搬送キャリア９３は可動プレヒータ３１Ａ上の半製品を捕捉した後、ゲート折装置９４の位置まで移動し、半製品をゲート折装置９４にセットする。ゲート折装置９４では、二個一体となった半製品は、ゲート部が折られて二個の半製品に分離される。次いで、半製品搬送キャリア９３が二個の半製品を捕捉し、カル部は残材箱へ、半製品は半製品マガジン９５へそれぞれ搬送される。
【００４０】
一方、可動プレヒータ３１Ａがフレームセット位置Ｃから金型４Ａ、４Ｂ側のキャリア待機位置Ａに移動した時点で、他方の可動プレヒータ３１Ｂは、その位置がリードフレーム整列機構３９と直線状に並んだ位置に移動しており、そこで前記可動プレヒータ３１Ａと同じ動作、即ち、可動プレヒータ３１Ｂへのリードフレーム及びタブレットの装入、フレームセット位置Ｃから金型４Ｃ、４Ｄ側のキャリア待機位置Ｂへの移動、金型４Ｃからの半製品の取り出し、半製品の可動プレヒータ３１Ｂへのセット、リードフレーム及びタブレットの金型４Ｃへのセット、半製品のゲート折りなど一連の動作を行い、金型４Ｃに対する操作が終わると、前記一連の動作を金型４Ｄに対して行う。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、二つの可動プレヒータと、二つのインローダとアンローダを兼ねたキャリアとを組み合わせ、一方の可動プレヒータにリードフレーム及びタブレットを装入している間に、他方の可動プレヒータ側では半製品の可動プレヒータへの取り込み及び可動プレヒータから金型へのリードフレーム及びタブレットの装填を行うようにしているので、リードフレーム等の供給ロスタイムを著しく低減することができる。また、一台の装置で４個の金型を効率よく操作でき、しかもリードフレーム等の供給機構、排出部が一台でよいので、従来の半導体装置封止装置を二台設置するより設備費を小さくできる。
【００４２】
また、四台の金型を二対に分け、一対の金型に対して一つの可動プレヒータと一つのインローダ兼用アンローダを割り当てているので、金型を個々に保守点検することができる。また、可動プレヒータで搬送している間にリードフレームを予備加熱することができるので、予備加熱不足や加熱過剰による問題を解決することができる。更に、アンローダ用のスぺ−スが不要となるので、封止装置を小型にできるなど、優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る半導体装置封止装置の概略平面図
【図２】 図１の封止装置の一部切欠正面図
【図３】 図１の封止装置の要部側面図
【図４】 図１の封止装置の要部平面図
【図５】 封止装置の主要部を示す図１のｄ−ｄ矢視図
【図６】 図５と同様なｄ−ｄ矢視図
【図７】 図１の主要部を示す図１の装置の詳細平面図
【図８】 図１の装置に於けるリードフレーム供給部の詳細平面図
【図９】 図１の装置に於けるリードフレーム供給部の詳細側面図
【図１０】 図１の装置に於けるリードフレーム供給部の部分平面図
【図１１】 図１の装置に於けるリードフレーム供給部の部分側面図
【図１２】 図１の装置に於けるタブレット供給部の詳細平面図
【図１３】 図１の装置に於けるタブレット供給部の詳細正面図
【図１４】 図１の装置に於けるタブレット供給部の駆動機構を示す要部側面図
【図１５】 従来の半導体装置封止装置の平面図
【符号の説明】
１…上部固定プラテン
２…可動プラテン
３…下部固定プラテン
４…金型
５…上金型
６…下金型
７…ガイドポスト
８…トグル機構
９…サーボモータ
１０…上部アーム
１１…下部アーム
１２…水平アーム
１３…ボールネジ
１４…タイミングベルト
１５…キャリア
１６…揺動レバー
１７…上下動ピン
１８…ガイド部
１９…ボールネジ
２０…リニアシャフト
２１…タイミングベルト
２２…サーボモータ
２３…ガイド板
２４…カムフォロア
２５…シリンダ
３１Ａ…可動プレヒータ
３１Ｂ…可動プレヒータ
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置封止装置、特に、複数の金型を用いて集積回路や大規模集積回路などの半導体装置のチップ（以下、半導体チップという。）を当該半導体チップを搭載した基板と共に樹脂で封入成形する半導体装置封止装置において、各金型に半導体チップを搭載した基板をロードすると共に、封止した被封入材を基板と共に金型から取り出す供給排出機構に関するものである。なお、本明細書において、基板というときは、特に明示しない限りリードフレーム、サブストレート、ＴＡＢテープ等が含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の生産性を向上させるため、一個の金型を用いた封止装置に代わり、複数の金型を備えた封止装置が採用されてきている。この種の封止装置としては、例えば、図１５に示すように、ベースプレートの中央に複数の金型、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄを一列に配設し、その一列配列された金型、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄを挟んでインローダとアンローダを配設すると共に、金型列の上流側にリードフレーム供給機構を配設する一方、それと並んでインローダの上流側にタブレット供給機構を、又、アンローダの下流側にゲート折装置及び半製品マガジンをそれぞれ配設したものが知られている。
【０００３】
この封止装置では、半導体チップを搭載したリードフレームをリードフレーム供給機構からリードフレーム整列機構へ供給して整列させ、次いでリードフレームを供給部にあるインローダへ移送すると共に、タブレット供給機構からタブレットを供給部にあるインローダに供給し、インローダでリードフレーム及びタブレットを各金型、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄのキャビティ及びポット内に順次装填した後、型締めし、ポット内のタブレットを溶融させてプランジャーでキャビティ内に押し出して半導体チップをリードフレームと共に封入成形する。次いで、型開きし、金型、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄからエジェクトされた封入成形品をアンローダに移送し、これをゲート折装置へ搬送して封入成形品からゲートを除去した後、半製品マガジンに収容させる。これらの一連の動作は、制御盤によりコントロールされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記封止装置では一つのインローダで複数の金型に対してリードフレーム及びタブレットの供給を行い、一個のアンローダで複数の金型から製品の取り出しを行うため、一個のインローダ又はアンローダに対して金型の個数が多くなると、リードフレームが供給されるまで時間待ちすることになり、必然的にその時間だけ金型が停止して時間的損失を生じる。このため、金型一台当たりのタクトタイムが長くなり、生産効率が低下するという問題がある。また、金型列とローダーが直列に連なっている為、途中で金型等の保守点検が出来ず、装置全体を止めなければならないという問題もある。
【０００５】
また、従来の封止装置では、リードフレームを予備加熱する予備加熱手段を装置全体に一個設けたり、金型毎に取り付けることが行われている。装置全体に一個の予備加熱手段を設けたものでは、一個の金型に対するリードフレーム供給時間を短縮するため予備加熱時間を短くすると、リードフレームの予備加熱を均一、かつ、十分に行うことができず、熱膨張の差によってリードフレームのセットミス等が発生する。また、逆に、十分な予備加熱時間を取ると、タクトタイムが長くなるという問題がある。また、各金型毎に予備加熱手段を取り付けた場合、前記問題を解決することはできるが、必然的に装置の製造コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
更に、この種の封止装置では、インローダ１０１とアンローダ１０２以外に、金型のクリーニングを行うクリーナーを設ける必要があり、必然的にインローダとアンローダの動作スペースに加えてクリーナーの動作スペースが必要となるため、装置全体が大きくなるのが避けられなかった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、複数の金型を備えた半導体装置封止装置においてリードフレーム等の供給時のロスタイムを短くし、封止装置の製造コストを抑制すると共に、小型化でき、封止装置全体を停止させることなく各金型の保守点検できるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる半導体装置封止装置は、前記課題を解決するための手段として、複数の金型を用いて集積回路や大規模集積回路などの半導体装置のチップを当該半導体チップを搭載した基板と共に樹脂で封入成形する半導体装置封止装置において、ベースプレート上の仮想四角形のコーナー部にそれぞれ配設され、四角形の短辺側の２個を対とする四個の金型と、各対の金型間を往復動可能にそれぞれ配設され、各対の金型間の所定位置を待機位置とし、インローダおよびアンローダとして機能する２個のキャリアと、前記両キャリアの待機位置の間に位置するリードフレームセット位置と前記キャリアの待機位置との間を連動して往復動可能に配設される２個の可動プレヒータと、前記仮想四角形内における前記キャリアおよび前記可動プレヒータの往復動を妨げない位置にそれぞれ配設され、前記リードフレームセット位置で待機する前記可動プレヒータにリードフレームおよび樹脂製タブレットを供給できるリードフレーム供給機構および樹脂製タブレット供給機構とを備え、前記２個の可動プレヒータが、リードフレームを予備加熱するヒータをそれぞれ有する構成としてある。
【０００９】
好ましい実施態様においては、二対の金型間を移動する前記可動プレヒータの移動路の片側に基板供給機構及びタブレット供給部が配設され、当該基板供給機構に相対して前記可動プレヒータの移動路を挟んでゲート折装置が配設され、その外側に半製品キャリアが配設されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明に係る半導体装置封止装置は、図１及び図２に示すように、一体的に配設されそれぞれ上部固定プラテン１、可動プラテン２及び下部固定プラテン３を含む４つのプレス機構を含み、各プレス機構に装着され隣り合う２個を対とする金型４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄと、各対の金型４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ間を往復動可能に配設され両金型４間の所定位置を待機位置とする第一及び第二キャリア１５Ａ、１５Ｂと、前記両キャリア１５Ａ、１５Ｂの待機位置間を往復動可能に所定間隔をおいて配設され、それぞれリードフレームを予備加熱するヒータを備えた第一及び第二可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂとを含み、前記第一及び第二可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂにリードフレーム及びタブレットをそれぞれ供給するリードフレーム供給機構３６及びタブレット供給部と、前記第一及び第二可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂから半製品を取り出す半製品キャリア９３とを備えている。
【００１１】
前記四個の金型４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄは、相互に所定間隔をおいて同一平面上に、かつ、仮想四角形の各コーナー部にそれぞれ配設され、短辺側の二個の金型４Ａと４Ｂ、４Ｃと４Ｄはそれぞれ対をなしている。各金型４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄは、それぞれ上金型５と下金型６とからなり、上金型５を上部固定プラテン１に装着して固定側とし、下金型６を可動プラテン２に装着して可動側とし、前記可動プラテン２はガイドポスト７に案内されて上下方向に摺動する。
【００１２】
前記可動プラテン２は、図２及び図３に示すように、トグル機構８を介して下部固定プラテン３に連結され、トグル機構８を介してサーボモータ９により駆動される。前記トグル機構８は、図３に示すように、相互に回動可能に連結された２対の上部アーム１０及び下部アーム１１と、それらを連結する水平アーム１２を含み、上部アーム１０及び下部アーム１１は可動プラテン２及び下部固定プラテン３にそれぞれ連結されている。水平アーム１２はその中央に設けた雌ネジ部でボールネジ１３に螺合し、タイミングベルト１４を介してサーボモータ９に連結されている。従って、サーボモータ９を作動させると、その回転運動がタイミングベルト１４によりボールネジ１３に伝達され、その回転運動がボールネジ１３に螺合する水平アーム１２の上下方向の直線運動に変換され、これによりトグル機構８が伸縮して可動プラテン２を上下動させ、型開き及び型締めが行われる。
【００１３】
第一及び第二キャリア１５Ａ、１５Ｂは、各対の金型４間の中央部を待機位置とし、当該待機位置から各対の金型４間を往復動するが、各キャリア１５Ａ、１５Ｂは、その両端にガイド部１８ａ、１８ｂを備えている。各キャリア１５Ａ、１５Ｂを駆動するキャリア駆動機構は、図４〜６に示すように、揺動レバー１６と、ボールネジ１９と、当該ボールネジ１９の回転止兼ガイドとして機能するリニアシャフト２０を備え、前記ボールネジ１９の片側の軸端はタイミングベルト２１を介してサーボモータ２２に連結され、前記ボールネジ１９にはガイド板２３が装着されている。前記揺動レバー１６は、その一端を支点２６に回動自在に支持され、その他端にはシリンダ２５が搭載され、当該シリンダ２５の先端には上下動ピン１７が装着され前記キャリア１５Ａ、１５Ｂのガイド部１８ａ、１８ｂに係合可能にしてある。前記支点２６はブラケット２７に支持されている。また、揺動レバー１６は支点２６と上下動ピン１７との間にカムフォロア２４が固設され、このカムフォロア２４が前記ガイド板２３に係合している。
【００１４】
また、各キャリア１５Ａ、１５Ｂはリードフレームをチャッキングして保持するため、一対のハンド２８と、当該ハンド２８を駆動する一対のシリンダー２９を備え、ハンド２８はリニアシャフト３０に摺動自在に維持されている。
【００１５】
従って、サーボモータ２２を作動させると、タイミングベルト２１及びボールネジ１９を介してガイド板２３が押動されるため、当該ガイド板２３に係合するカムフォロア２４が押動され、揺動レバー１６が支点２６を中心に回動する。例えば、左側上部の金型４Ａへ第一キャリア１５Ａを移動させる場合、上下動ピン１７が第一キャリア１５Ａの下側のガイド部１８ａに入る位置に揺動レバー１６を移動させ、所定位置に揺動レバー１６が位置したときシリンダ２５を作動させて上下動ピン１７を下降させ、ガイド部１８にセットする。次にキャリア駆動機構により揺動レバー１６は、図４の上方へ駆動され金型へのセット位置まで移動する。金型へのセット位置で固定した後、下金型６を上昇させてリードフレーム、タブレットを受け取り、下金型６は下降する。その後、第一キャリア１５Ａは元の待機位置ａに戻され、下金型６を再度上昇させて樹脂封止を行う。
【００１６】
樹脂封止後、下金型は下降し、上下金型間までキャリアが移動してきて、下金型が上昇し、樹脂封止品をキャリアに受け渡す。樹脂封止品は、キャリアにて搬送され、可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂを経て、半製品搬送キャリアに受け渡され、ゲート折り装置にてゲート折りを行い、製品マガジンへ搬送される。図の左側下側の金型へキャリアが移動する場合は、揺動レバー１６上のシリンダ２５を可動させて上下動ピン１７を上昇させ、揺動レバー１６を図４の上側のキャリアの上側ガイド部上まで移動させて、シリンダ２５を可動させ上下動ピン１７を下降させる。後はキャリア駆動機構によりキャリアを可動させる。
【００１７】
前記第一及び第二可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂは、二対の開口部を有する方形部材であって、前記キャリア１５Ａ、１５Ｂの待機位置Ａ、Ｂを結ぶ直線に沿って往復動可能に配設され、リードフレームセット位置Ｃで後述のリードフレーム供給機構３６及びタブレット供給部６５からそれぞれリードフレームとタブレットを供給された後、前記キャリア１５Ａ、１５Ｂの待機位置Ａ、Ｂまで搬送する。
【００１８】
前記可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂを往復動させる駆動機構は、図７に示すように、可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂをガイドする二本の平行なガイドロッド３２と、タイミングベルト３３ａ、３３ｂと、サーボモータ３５ａ，３５ｂとを含み、可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂはクランパー３４ａ、３４ｂによりタイミングベルト３３ａ、３３ｂに固定されている。前記可動プレヒータ３１Ａ、３１Bはタイミングベルト３３ａ、３３ｂを介してそれぞれサーボモータ３５ａ，３５ｂにより駆動され、タイミングベルト３３ａ、３３ｂに同期して往復動する。また、各可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂは、予備加熱ヒータ（図示せず）を備え、フレームセット位置Ｃでリードフレームを受け取ってからキャリア１５Ａ、１５Ｂの待機位置Ａ、Ｂでリードフレームをキャリア１５Ａ、１５Ｂに渡すまでの間、リードフレームを予備加熱する。
【００１９】
前記可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂのフレームセット位置Ｃに隣接して、その移動路の片側にリードフレーム供給機構３６が配設され、このリードフレーム供給機構３６は、図７〜図９に示す様に、マガジン送機構３７と、リードフレーム押出機構３８、リードフレーム整列機構３９を含み、リードフレームマガジン４０内に収容されたリードフレーム４１をリードフレーム押出機構３８で押し出してリードフレーム整列機構３９に移送する。
【００２０】
マガジン送機構３７は、図８及び図９に最も良く示されるように、ガイド部材４２、マガジン送爪４３、上下動テーブル４６及びテーブル駆動機構を備えている。ガイド部材は二段式マガジンラックで構成され、その上段に多数のリードフレームを多段に収容した多数のリードフレームマガジンが並べて搭載されている。マガジン送爪４３はＬ字型形状を有し、その基部が固定されたタイミングベルト４４ａ、４４ｂを介してリバーシブルモータ４５に連結され、リバーシブルモータ４５でタイミングベルト４４ａ、４４ｂを駆動することによってマガジン送爪４３の先端部がリードフレームマガジン４０に当接し、ガイド部材４２上のリードフレームマガジン４０を上下動テーブル４６に向かって前進させる。なお、ガイド部材４２上にリードフレームマガジン４０が無くなった時、マガジン送爪４３はリバーシブルモータ４５を逆転させることにより後退させられる。
【００２１】
また、上下動テーブル４６は、逆Ｔ字型の形状を有し、テーブル駆動機構により上下動させられる。このテーブル駆動機構は、上下動テーブル４６の一端側が螺合するボールネジ４７と、タイミングベルト４８と、サーボモータ４９とを含み、サーボモータ４９の回転はタイミングベルト４８を経てボールネジ４７へ伝達され、その回転運動が上下動テーブル４６の直線運動に変換される。上下動テーブル４６には、リードフレームマガジン４０の有無を検出するセンサー（図示せず）が設けてあり、リードフレームマガジン４０の存在が確認されると、リードフレーム４１の供給を開始する。
【００２２】
リードフレーム押出機構３８は、第一プッシャー５０とシリンダー５１を含み、上下動テーブル４６に搭載されたリードフレームマガジン内のリードフレーム４１を第一プッシャーで押し出してリードフレーム整列機構３９に移動させる。上下動テーブル４６は、リードフレーム４１の供給が終わる毎に、リードフレームマガジン４０のピッチに合わせて１ステップずつ降下していき、それに伴ってリードフレーム押出機構３８が前記動作を繰り返す。
【００２３】
上下動テーブル４６が下降端へ来ると、プッシャー５２がシリンダー５３により駆動され、プッシャー５２により上下動テーブル４６上のリードフレームマガジン４０を図９の右側へ移動させる。空になった上下動テーブル４６は、サーボモ−タ４９の作用により上昇して上昇端で停止し、新たなリードフレームマガジン４０をリードフレームマガジン送爪４３により供給され、以後は前記動作を繰り返す。
【００２４】
リードフレーム整列機構３９は、図８に詳細に示すように、２対のコンベアベルト５４、５５を有し、一枚のリードフレームを一対のコンベアベルトで支持し、それぞれリバーシブルモータ５６ａ、５６ｂにより駆動される。これらの部材はロータリーアクチュエータ５７に搭載されている。各対のコンベアベルト５４，５５は、リードフレーム４１がリードフレーム整列機構３９に移される時に動作してリードフレーム４１の移送を補助し、一方のコンベアベルト対、例えば、コンベアベルト対５４に一本のリードフレームが移送されると、当該コンベアベルト対５４は停止し、ロータリーアクチュエータにより１８０゜回転させられ、他方の空のコンベアベルト対５５がリードフレームマガジン４０に相対する位置にセットされ、同様にして二枚目のリードフレームを受け入れる。
【００２５】
二枚のリードフレーム４１がリードフレーム整列機構３９に移送させられると、二つのコンベアベルト対５４、５５が再び作動し、二枚のリードフレームを可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂへ移送する。リードフレーム整列機構３９だけでリードフレームを可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂの定位置へ送り出せない場合、図５及び図１０に示すように、Ｌ字型の第二プッシャー５８を設け、これによりリードフレーム４１を定位置へ押し出すようにしても良い。第二プッシャー５８は、図１０に示すように、上下シリンダー５９により押し上げられ、前後シリンダー６０によりリードフレームを所定位置へ押し出す。
【００２６】
タブレット６３は、図１２及び図１３に示すように、タブレットマガジン６４に整列されて、タブレット供給部６５へセットされる。タブレットマガジン６４には、一成形分のタブレット６３が整列しており、タブレットプッシャ６６により押し上げられ、タブレット保持装置６７にてクランプされる。
【００２７】
タブレットプッシャ６６は、タイミングベルト６８をクランパー６９でクランプする事により、図の左右へ移動することが可能で、このタイミングベルト６８は、ステッピングモータ７０により駆動される。タブレット保持装置６７も同様に、タイミングベルト７１をクランパー７２にてクランプする事により、図の左右へ移動し、ステッピングモータ７３にて駆動される。
【００２８】
タブレット保持装置６７は、シリンダー７４の可動により、カム７５が図１２での上下運動を行い、保持プレート７６に固定されたカムフォロア７７に当接して可動する。保持ベース７８は、タイミングベルト７１をクランパー７２にてクランプしている。
【００２９】
タブレット保持装置６７にクランプされたタブレット６３は、図１３中左側へ移動し、タブレット搬送装置８０のタブレットホルダー８１の上へきてチャッキングを開放し、タブレット６３をタブレット搬送装置８０へ移し替える。タブレット搬送装置８０の駆動機構は、図１４に示すように、タイミングベルト８２及びリバーシブルモータ８３を含み、タブレット搬送装置８０はタイミングベルト８２とクランパー８４でクランプされており、リバーシブルモータ８３でタイミングベルト８２を駆動することによりタイミングベルト８２と同期して駆動される。
【００３０】
タブレット搬送装置８０は、可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂの下まで移動し、プッシャー８５でタブレットホルダー８１を可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂの近辺まで上昇させ、挿入プッシャー８６によりタブレット６３を可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂへ挿入する。可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂのタブレット収納部は、回動するシャッター８７によりタブレットの落下を防止する。
【００３１】
可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂにリードフレーム及びタブレットがセットされると、可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂは、第一及び第二キャリア１５Ａ、１５Ｂの待機位置の位置に移動し、第一及び第二キャリア１５Ａ、１５Ｂが上部へ来ると、第一シリンダー８８と第二シリンダー８９が上昇し、第一及び第二キャリア１５Ａ、１５Ｂのハンド２８がシリンダ２９により可動して、リードフレーム４１をチャッキングして保持する。なお、製品取り出し時には第一シリンダー８８のみ動作する。タブレットは、封止装置に設けられたプッシャー（図示せず）により上昇し、タブレットボックス９０に入れられる。タブレット６３は、シリンダー９１で駆動されるシャッター９２により落下するのを防止している。
【００３２】
金型からの製品取り出しは前述第一及び第二キャリア１５Ａ、１５Ｂで行い、これには、エアー噴出口及びエアー吸引口を有し、金型上から後退時にエアーブロー及びエアー吸引による金型クリーニングを行うようにしてある。
【００３３】
使用に際しては、まず、図１に示すように一方のリードフレーム整列機構３９のコンベアベルト対５４が第一プッシャー３８と直線状に並んだ状態にセットされ、リードフレームマガジン４０内の最下位のリードフレーム４１が第一プッシャー３８でコンベアベルト対５４に送り出され、コンベアベルト対５４の側部に設けたガイド５４ａ、５４ｂに案内されて所定位置まで進められる。リードフレーム４１が一枚挿入されると、リードフレーム整列機構３９は、１８０度回転して他方のコンベアベルト対５５が第一プッシャー３８と直線状に並んだ状態となり、そのコンベアベルト対上に第一プッシャー３８で次のリードフレーム４１が挿入される。
【００３４】
リードフレーム整列機構３９上に二枚のリードフレーム４１が整列させられると、そのコンベアベルト対５４、５５が作動して二枚のリードフレーム４１を可動プレヒータ３１Ａへ搬送する。なお、コンベアベルト対５４、５５だけではリードフレーム４１が可動プレヒータ３１Ａ、３１Ｂに完全に乗り移らない場合があるため、リードフレーム４１は、第ニプッシャー５８で可動プレヒータ３１Ａの所定位置に押し込まれる。
【００３５】
タブレット供給部６５に整列しているタブレット６３は、タブレットプッシャー６６により上部に押し出され、タブレット保持装置６７によって保持される。次いで、タブレット保持装置６７は、タブレット搬送装置８０のところまで移動し、タブレット搬送装置８０にタブレットを移し替える。タブレット搬送装置８０は可動プレヒータ３１Ａのフレームセット位置の下側まで移動し、プッシヤーによりタブレットが可動プレヒータ３１Ａに挿入される。
【００３６】
リードフレーム及びタブレットを保持した可動プレヒータ３１Ａは、リードフレーム４１を加熱しながら金型４Ａ、４Ｂ側（図１では左側）へ移動し、右側の二つの窓がキャリア１５Ａの待機位置Ａの真下にくる位置で停止する。金型４Ａの型開き後、キャリア１５Ａが金型４Ａの方へ移動し、そこで先のサイクルで二個一体に封止され、かつ、金型のキャビティ１５Ａからエジェクタされた半製品を捕捉した後、金型４Ｂ側方向に後退して待機位置Ａに戻る。次いで、プレヒータ３１Ａは上昇し、キャリア１５Ａは可動プレヒータ３１Ａの右側の二つの窓の位置で半製品のチヤツキングを解放し、半製品を可動プレヒータ３１Ａにセットした後、プレヒータ３１Ａは下降する。前記キャリア１５Ａの待機位置への後退時、エアーブロー及びエアー吸引による金型クリーニングを行う。
【００３７】
次いで、可動プレヒータ３１Ａが、その左側二つの窓がキャリア１５Ａの真下になる位置までリードフレーム供給機構側へ若干後退した後上昇し、可動プレヒータ３１Ａ内のリードフレーム及びタブレットは、第一・第二シリンダー、タブレット押出用プッシャーによって上方へ押し出され、キャリア１５Ａにより捕捉される。なお、リードフレーム及びタブレットをシリンダー及びプッシャーで押し出す代わりに、キャリア１５Ａを降下させてリードフレーム及びタブレットを捕捉させるようにしても良い。
【００３８】
シリンダー及びプッシャーが下降した後、キャリア１５Ａは、金型４Ａの方向へ移動し、金型４Ａ内にリードフレーム及びタブレットをセットした後、後退して待機位置Ａに戻る。その後、金型４Ａの型締めを行い、樹脂封止を行う。この時、可動プレヒータ３１ＡはＣ方向へ後退し、その位置がリードフレーム供給機構と直線状に並んだ位置に戻る。
【００３９】
可動プレヒータ３１Ａの位置がリードフレーム整列機構３９と平行位置に移動し終えると、前記一連の動作を金型４Ｂに対して行う。このとき、可動プレヒータ３１Ａの位置に半製品搬送キャリア９３が移動してきており、この半製品搬送キャリア９３は可動プレヒータ３１Ａ上の半製品を捕捉した後、ゲート折装置９４の位置まで移動し、半製品をゲート折装置９４にセットする。ゲート折装置９４では、二個一体となった半製品は、ゲート部が折られて二個の半製品に分離される。次いで、半製品搬送キャリア９３が二個の半製品を捕捉し、カル部は残材箱へ、半製品は半製品マガジン９５へそれぞれ搬送される。
【００４０】
一方、可動プレヒータ３１Ａがフレームセット位置Ｃから金型４Ａ、４Ｂ側のキャリア待機位置Ａに移動した時点で、他方の可動プレヒータ３１Ｂは、その位置がリードフレーム整列機構３９と直線状に並んだ位置に移動しており、そこで前記可動プレヒータ３１Ａと同じ動作、即ち、可動プレヒータ３１Ｂへのリードフレーム及びタブレットの装入、フレームセット位置Ｃから金型４Ｃ、４Ｄ側のキャリア待機位置Ｂへの移動、金型４Ｃからの半製品の取り出し、半製品の可動プレヒータ３１Ｂへのセット、リードフレーム及びタブレットの金型４Ｃへのセット、半製品のゲート折りなど一連の動作を行い、金型４Ｃに対する操作が終わると、前記一連の動作を金型４Ｄに対して行う。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、二つの可動プレヒータと、二つのインローダとアンローダを兼ねたキャリアとを組み合わせ、一方の可動プレヒータにリードフレーム及びタブレットを装入している間に、他方の可動プレヒータ側では半製品の可動プレヒータへの取り込み及び可動プレヒータから金型へのリードフレーム及びタブレットの装填を行うようにしているので、リードフレーム等の供給ロスタイムを著しく低減することができる。また、一台の装置で４個の金型を効率よく操作でき、しかもリードフレーム等の供給機構、排出部が一台でよいので、従来の半導体装置封止装置を二台設置するより設備費を小さくできる。
【００４２】
また、四台の金型を二対に分け、一対の金型に対して一つの可動プレヒータと一つのインローダ兼用アンローダを割り当てているので、金型を個々に保守点検することができる。また、可動プレヒータで搬送している間にリードフレームを予備加熱することができるので、予備加熱不足や加熱過剰による問題を解決することができる。更に、アンローダ用のスぺ−スが不要となるので、封止装置を小型にできるなど、優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る半導体装置封止装置の概略平面図
【図２】 図１の封止装置の一部切欠正面図
【図３】 図１の封止装置の要部側面図
【図４】 図１の封止装置の要部平面図
【図５】 封止装置の主要部を示す図１のｄ−ｄ矢視図
【図６】 図５と同様なｄ−ｄ矢視図
【図７】 図１の主要部を示す図１の装置の詳細平面図
【図８】 図１の装置に於けるリードフレーム供給部の詳細平面図
【図９】 図１の装置に於けるリードフレーム供給部の詳細側面図
【図１０】 図１の装置に於けるリードフレーム供給部の部分平面図
【図１１】 図１の装置に於けるリードフレーム供給部の部分側面図
【図１２】 図１の装置に於けるタブレット供給部の詳細平面図
【図１３】 図１の装置に於けるタブレット供給部の詳細正面図
【図１４】 図１の装置に於けるタブレット供給部の駆動機構を示す要部側面図
【図１５】 従来の半導体装置封止装置の平面図
【符号の説明】
１…上部固定プラテン
２…可動プラテン
３…下部固定プラテン
４…金型
５…上金型
６…下金型
７…ガイドポスト
８…トグル機構
９…サーボモータ
１０…上部アーム
１１…下部アーム
１２…水平アーム
１３…ボールネジ
１４…タイミングベルト
１５…キャリア
１６…揺動レバー
１７…上下動ピン
１８…ガイド部
１９…ボールネジ
２０…リニアシャフト
２１…タイミングベルト
２２…サーボモータ
２３…ガイド板
２４…カムフォロア
２５…シリンダ
３１Ａ…可動プレヒータ
３１Ｂ…可動プレヒータ
Claims (4)
- 複数の金型を用いて集積回路や大規模集積回路などの半導体装置のチップを当該半導体チップを搭載した基板と共に樹脂で封入成形する半導体装置封止装置において、
ベースプレート上の仮想四角形のコーナー部にそれぞれ配設され、四角形の短辺側の２個を対とする四個の金型と、
各対の金型間を往復動可能にそれぞれ配設され、各対の金型間の所定位置を待機位置とし、インローダおよびアンローダとして機能する２個のキャリアと、
前記両キャリアの待機位置の間に位置するリードフレームセット位置と前記キャリアの待機位置との間を連動して往復動可能に配設される２個の可動プレヒータと、
前記仮想四角形内における前記キャリアおよび前記可動プレヒータの往復動を妨げない位置にそれぞれ配設され、前記リードフレームセット位置で待機する前記可動プレヒータにリードフレームおよび樹脂製タブレットを供給できるリードフレーム供給機構および樹脂製タブレット供給機構とを備え、
前記２個の可動プレヒータが、リードフレームを予備加熱するヒータをそれぞれ有することを特徴とする半導体装置封止装置。 - 前記各キャリアを往復動させるキャリア駆動機構を備えている請求項１の半導体装置封止装置。
- 前記可動プレヒータを往復動させる可動プレヒータ駆動機構を備えている請求項１の半導体装置封止装置。
- 前記可動プレヒータに基板及び封止用樹脂を供給するリードフレーム供給部とタブレット供給部を備えてなる請求項１に記載の半導体装置封止装置。
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