JP4150231B2

JP4150231B2 - モールド金型のクリーニング治具

Info

Publication number: JP4150231B2
Application number: JP2002251120A
Authority: JP
Inventors: 裕和浜田
Original assignee: Mitsui High Tech Inc
Current assignee: Mitsui High Tech Inc
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: JP2004090248A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モールド金型内に残存する樹脂カス等をクリーニングするために用いるモールド金型のクリーニング治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図３に示すように、ＢＧＡ(Ball Grid Array)タイプの半導体装置１の代表的な形態として、単位絶縁性基板５ｕの一面に半導体チップ９を搭載し、この半導体チップ搭載面をエポキシ系の樹脂４で封止するものがある。
【０００３】
この種の半導体装置１の製造に際しては、図４ (ａ)、(ｂ)に示すように、各半導体装置１に各々対応する複数の半導体装置単位１ｔを含むように短冊状に形成された絶縁性基板５の一面に、図４ (ｃ)に示すように、各半導体装置単位１ｔ毎に半導体チップ９を実装する。
【０００４】
その後、絶縁性基板５を、図５(ａ)に示すように、一対の上型ｋ1と下型ｋ2とからなる樹脂封止金型内に送り、図５(ｂ)に示すように、上型ｋ1と下型ｋ2とで絶縁性基板５を挟持して、溶融状態の封止樹脂４をキャビティｋｃ内に充填する。
【０００５】
そして、樹脂硬化後、図５(ｃ)に示すように、絶縁性基板５を金型装置から取り出し、樹脂残り部４ｚを取り除く。
【０００６】
その後、図６に示すように、矢印に沿って該絶縁性基板５を各半導体装置単位１ｔに切断することにより、個別の半導体装置１を得ている。
【０００７】
ところで、この場合の樹脂封止は一般的にトランスファーモールド法により行われており、トランスファーモールド装置に使用される金型ｋ1、ｋ2は、繰り返し使用し続けることにより、封止樹脂４が充填されるキャビティｋｃやランナ等に樹脂カスなどの汚れが付着してしまう。
【０００８】
このような汚れを放置すると、成形品の外観や品質に悪影響を与えるとともに、金型の離型性の低下の原因にもなるため、数百ショット毎に定期的にクリーニングする必要がある。
【０００９】
なお、クリーニング方法としては、図７(ａ)に示すように、半導体チップが搭載されていないダミーの製品基板Ｄを成形金型ｋ1、ｋ2で挟持し、図７(ｂ)に示すように、汚れ落としの成分を添加したクリーニング樹脂ｃｊをキャビティｋｃに充填して通常のモールドを行うことが一般に行われている。
【００１０】
ここで、従来はクリーニング樹脂ｃｊを使用してモールドする場合も、ダミー基板Ｄとして製品に使用される絶縁性基板５を使用している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このクリーニングは、通常複数回、時には１０回程度も行われるのであるが、クリーニングの際にダミー基板Ｄに貼り付いたクリーニング樹脂ｃｊを剥離することは困難なため、１回のクリーニング毎に新しいダミー基板Ｄが必要となっている。
【００１２】
製品に使用される絶縁性基板５は高価であり、コストがかかりすぎるため、紙や布製のダミー基板Ｄを使用してクリーニングを行う方法も提案されているが、このようなダミー基板Ｄにしても再利用ができないため、コストがかかるとともに資源の無駄遣いになるという問題を有している。
【００１３】
本発明は上記実状に鑑み、コストが安価であり、使用資源が有効活用されるモールド金型のクリーニング治具の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく、本発明の請求項１に関わるモールド金型のクリーニング治具は、樹脂封止して装置を成形するためのモールド金型内のキャビティにクリーニング樹脂を充填して残存する樹脂カス等の汚れをクリーニングする際に、前記モールド金型内の所定位置に装填されるモールド金型のクリーニング治具であって、一対のモールド金型のうち、一方の金型内にクリーニング治具が配置され、該クリーニング治具と他方の金型との間に形成されるキャビティにクリーニング樹脂が充填され、少なくともクリーニング樹脂と接するクリーニング治具の表面がクリーニング樹脂との密着性が悪い材料で形成されていることを特徴としている。
【００１５】
本発明の請求項２に関わるモールド金型のクリーニング治具は、請求項１に記載のモールド金型のクリーニング治具において、金属材料によって製造され、少なくともクリーニング樹脂と接する表面にクリーニング樹脂との密着性が悪い金属被膜が形成されていることを特徴としている。
【００１６】
本発明の請求項３に関わるモールド金型のクリーニング治具は、請求項２に記載のモールド金型のクリーニング治具において、金属被膜は、ニッケル被膜であることを特徴としている。
【００１７】
本発明の請求項４に関わるモールド金型のクリーニング治具は、請求項１から請求項３のうちの何れか一項に記載のモールド金型のクリーニング治具において、装置は半導体装置であり、半導体装置の絶縁性基板と同形状を呈していることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
【００１９】
ＢＧＡ(Ball Grid Array)タイプの半導体装置(装置)１は、図３に示すように、単位絶縁性基板５ｕの一面に半導体チップ９が搭載され、半導体チップ９の電極９ｄと単位絶縁性基板５ｕ上の電極パターン２とがボンディングワイヤ７を介して電気的に接続されており、半導体チップ９搭載面側がエポキシ系の封止樹脂４によって樹脂封止されている。
【００２０】
次に、上記半導体装置１の製造方法について説明する。
【００２１】
半導体装置１は、図４(ａ)、(ｂ)に示すように、各半導体装置１に各々対応する複数の半導体装置単位１ｔを含むように短冊状に形成された絶縁性基板５を使用して組み立てが行われる。
【００２２】
すなわち、短冊状の絶縁性基板５の一面に、図４(ｃ)に示すように、各半導体装置単位１ｔ毎に半導体チップ９を搭載し、半導体チップ９と絶縁性基板５上の配線パターン２(図３(ａ)参照)とをボンディングワイヤ７により電気的に接続する。
【００２３】
その後、図５(ａ)に示すように、絶縁性基板５を一対の上型ｋ1と下型ｋ2とからなる樹脂封止金型内に送り、上型ｋ1と下型ｋ2とで絶縁性基板５を挟持して、図５(ｂ)に示すように、溶融状態の封止樹脂４をキャビティｋｃ内に充填する。
【００２４】
なお、樹脂封止はトランスファーモールド法により行われる。
【００２５】
そして、樹脂硬化後、図５(ｃ)に示すように、絶縁性基板５を樹脂封止金型装置から取り出し、樹脂残り部４ｚを取り除く。
【００２６】
その後、絶縁性基板５の半導体チップ搭載面の裏面に半田ボール３(図３(ａ)参照)を搭載し、図６に示すように、短冊状の絶縁性基板５を矢印に沿って各半導体装置単位１ｔに切断することにより、個別の半導体装置１(図３参照)を得る。
【００２７】
本発明は、上記樹脂封止工程に使用される封止樹脂４の一部が樹脂封止金型(モールド金型)ｋ1、ｋ2内に樹脂カスとして残存するため、樹脂封止金型ｋ1、ｋ2内のクリーニングをするために用いられる治具(クリーニング治具)ｊである。
【００２８】
治具ｊは、図１(ａ)、(ｂ)に示すように、絶縁性基板５(図４(ａ)、(ｂ)参照)と同形状を有するように製造され、その表面にクリーニング樹脂との密着性が悪い金属被膜を形成したことを特徴としている。
【００２９】
治具ｊの製造方法としては、絶縁性基板５と同じ外形を有する銅板等の金属基板を用意し、その表面に、ニッケル、金等のクリーニング樹脂との密着性が悪い金属被膜を形成して、クリーニング用の治具ｊを作成する。
【００３０】
なお、金属被膜としては、コスト面からはニッケル被膜とすることが望ましい。
【００３１】
また、金属被膜の形成は、通常めっき法により行われるが、蒸着等の周知の方法を利用してもよい。
【００３２】
上型ｋ1、下型ｋ2内のクリーニングに際しては、クリーニング用の治具ｊを、図２(ａ)に示すように、一対の上型ｋ1と下型ｋ2からなる樹脂封止金型内に送り、図２(ｂ)に示すように、溶融状態のクリーニング樹脂ｃｊを、絶縁性基板５の通常の樹脂封止と同様に、キャビティｋｃ内に充填する。
【００３３】
そして、樹脂が硬化後、治具ｊを金型ｋ1、ｋ2内から取り出し、図２(ｃ)に示すように、治具ｊから樹脂封止体、樹脂残り等ｊｆを剥離する。
【００３４】
上記構成によれば、ダミー基板であるクリーニング用の治具ｊの表面にクリーニング樹脂との密着性が悪い金属被膜を形成しているので、上型ｋ1、下型ｋ2内にクリーニング樹脂ｃｊを充填してクリーニング後、治具ｊ表面に成形されたクリーニング樹脂ｃｊの樹脂封止体等ｊｆを容易に剥離することができる。
【００３５】
なお、金属被膜として、ニッケル被膜を採用すれば、コストが低廉で済む。
【００３６】
また、治具ｊは金属基板であるので、繰り返し使用することが可能であり再利用でき、上型ｋ1、下型ｋ2内に残存する樹脂カス等の汚れをクリーニングするためのコストを削減できる。
【００３７】
また、治具ｊを繰り返し使用することができるので、治具ｊに用いられる資源が有効活用され省資源化が可能で、環境にも優しい。
【００３８】
また、金属基板を使用しているので、強度が高く、寿命が長い。
【００３９】
また、絶縁性基板５と同形状の金属基板を用いているので、半導体装置の樹脂封止と同様の作業方法により、クリーニング工程が行え作業性が良好である。
【００４０】
なお、上記実施例においては、クリーニング用の治具ｊとして銅板等の金属基板を用意し、その表面に、ニッケル、金等のクリーニング樹脂との密着性が悪い金属被膜を形成する構成としたが、クリーニング樹脂との密着性が悪い被膜が表面に形成されていれば必ずしも金属である必要はない。
【００４１】
また、上記実施例の構成に代替して、クリーニング樹脂との密着性が悪い材料を用いて製造した基板を使用してもよい。
【００４２】
また、クリーニング用の治具ｊは、絶縁性基板５と同じ外形としたが、モールド金型ｋ1、ｋ2内に装填されて、樹脂カスなどの汚れをクリーニングできる形状であれば、必ずしも平板状を呈する必要はない。
【００４３】
例えば、図１(ｃ)に示すように、実際に絶縁性基板５上に半導体チップ９を搭載した形状(図４(ｃ)参照)を模した形状の治具ｊ′を採用してもよい。
【００４４】
なお、上述した実施例においては、ＢＧＡタイプの半導体装置を例示しているが、その他の樹脂封止される装置を製造する場合においても、本発明に関わるモールド金型のクリーニング治具を有効に適用し得ることは言うまでもない。
【００４５】
【発明の効果】
以上、詳述した如く、本願請求項１の発明によれば、一対のモールド金型のうち、一方の金型内にクリーニング治具が配置され、該クリーニング治具と他方の金型との間に形成されるキャビティにクリーニング樹脂が充填され、少なくともクリーニング樹脂と接するクリーニング治具の表面がクリーニング樹脂との密着性が悪い材料で形成されているので、クリーニング治具上に成形されるクリーニング樹脂を剥離することが容易である。
【００４６】
本発明の請求項２に関わるクリーニング治具によれば、クリーニング治具が金属材料によって製造されているので、繰り返し使用することが可能で資源が有効活用されコストが低減できる。
【００４７】
本発明の請求項３に関わるクリーニング治具によれば、金属被膜はニッケル被膜であるのでコストが低廉である。
【００４８】
本発明の請求項４に関わるクリーニング治具によれば、クリーニング治具が半導体装置の絶縁性基板と同形状を呈しているので、半導体装置の樹脂封止と同様な作業によりクリーニング工程が行え、作業性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、本発明に関わるクリーニング治具を示す上面図、正面図、および他実施例の正面図。
【図２】 (ａ)、(ｂ)、および(ｃ)は、本発明に関わるクリーニング治具をクリーニング工程において樹脂封止金型内に送った状態を示す要部断面図、該樹脂封止金型内にクリーニング樹脂を充填した状態を示す要部断面図、およびクリーニング治具を樹脂封止金型内から取り出し樹脂封止体等を剥離する過程を示す断面図。
【図３】 (ａ)および(ｂ)は、半導体装置の要部を示す一部切欠き横断面図、および上面図。
【図４】 (ａ)、(ｂ)、および(ｃ)は、絶縁性基板の上面図、正面図、および該絶縁性基板上に半導体チップが搭載された状態を示す正面図。
【図５】 (ａ)、(ｂ)、および(ｃ)は、半導体チップが搭載された絶縁性基板を樹脂封止金型内に送った状態を示す要部断面図、該樹脂封止金型内に封止樹脂を充填した状態を示す要部断面図、および樹脂硬化後に該絶縁性基板を金型装置から取り出して樹脂残り部を取り除く過程を示す正面図。
【図６】 (ａ)および(ｂ)は、樹脂封止された絶縁性基板の切断工程を示す上面図、および正面図。
【図７】 (ａ)および(ｂ)は、従来のクリーニング用のダミー基板を用いてクリーニング工程を行っている過程を示す要部断面図。
【符号の説明】
１…半導体装置(装置)、
５…絶縁性基板、
ｃｊ…クリーニング樹脂、
ｊ…治具(クリーニング治具)、
ｋ1、ｋ2…樹脂封止金型(モールド金型)、
ｋｃ…キャビティ。

Claims

樹脂封止して装置を成形するためのモールド金型内のキャビティにクリーニング樹脂を充填して残存する樹脂カス等の汚れをクリーニングする際に、前記モールド金型内の所定位置に装填されるモールド金型のクリーニング治具であって、
一対のモールド金型のうち、一方の金型内にクリーニング治具が配置され、該クリーニング治具と他方の金型との間に形成されるキャビティにクリーニング樹脂が充填され、少なくともクリーニング樹脂と接するクリーニング治具の表面がクリーニング樹脂との密着性が悪い材料で形成されていることを特徴とするモールド金型のクリーニング治具。
前記モールド金型のクリーニング治具は、
金属材料によって製造され、少なくともクリーニング樹脂と接する表面にクリーニング樹脂との密着性が悪い金属被膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモールド金型のクリーニング治具。
前記金属被膜は、ニッケル被膜であることを特徴とする請求項２に記載のモールド金型のクリーニング治具。
前記装置は、半導体装置であり、
前記半導体装置の絶縁性基板と同形状を呈していることを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか一項に記載のモールド金型のクリーング治具。