JP4326786B2 - 樹脂封止装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体パッケージ等を製造する際に使用される樹脂封止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、半導体パッケージ等のパッケージを製造する際の樹脂封止について、その概略を以下に示す。まず、半導体チップ等のチップ状の電子部品（以下「チップ」という。）が装着されたリードフレーム、プリント基板等や、Ｃｕによる再配線を施したシリコン基板等の半導体基板（以下総称して「基板」という。）を、相対向する金型群のうちの一方の金型に載置する。次に、金型群を型締めして、金型群が有するキャビティに、ランナ部及びゲート部と呼ばれる樹脂流路を順次経由して、溶融樹脂を加圧して注入する。次に、注入された溶融樹脂を硬化させて硬化樹脂を形成し、成形品を形成する。次に、金型を型開きした後に、成形品を取り出す（例えば、特許文献１参照）。更に、この成形品をダイシングして、最終製品であるパッケージを完成させる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１３５６５８号公報（第５頁、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術によれば、第１に、基板とチップとの電極同士がワイヤボンディングによって接続される構成においては、次のような問題が発生するおそれがある。近年における半導体チップの端子数の増大、チップのスタック化、パッケージの薄型化等による、ワイヤ長の長大化・ワイヤ間隔の狭小化という傾向に起因して、注入された溶融樹脂の流動によって、ワイヤの変形・切断・接触等の不良が発生するおそれがある。この問題の対策としては、溶融樹脂の注入速度を遅くすることが考えられる。しかし、この場合には、注入中において溶融樹脂の粘性が徐々に増加することから溶融樹脂中のガスが抜けにくくなるので、ボイド（気泡）や未充填部という不良が発生する原因になる。
第２に、近年、基板の種類やボンディングの有無・方式のいかんを問わず、コストダウンのために基板について大型化の要請が強くなっている。大型の基板においては、長距離を流動する溶融樹脂の粘性が増加しやすくなるので、ワイヤの変形等、ボイドや未充填部という不良がいっそう発生しやすくなっている。
第３に、樹脂流路における硬化樹脂は廃棄されるので、樹脂材料の有効利用を図ることができないという問題もある。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、基板に装着されたチップを封止樹脂によって樹脂封止し、又は、再配線を施した基板を封止樹脂で覆って樹脂封止する際に、不良の発生を防止するとともに樹脂材料の有効利用を可能にする、樹脂封止装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の技術的課題を解決するために、本発明に係る樹脂封止装置は、列状又は格子状に形成された複数の領域を有する基板を使用して領域の各々に対応するパッケージを製造する工程において、相対向する金型群と樹脂封止用の樹脂材料とを使用して、基板の主面において樹脂材料を溶融させて溶融樹脂を形成し、該溶融樹脂を硬化させて封止樹脂を形成する樹脂封止装置であって、金型群のうち上型における所定の位置に基板を搬送して載置する基板搬送手段と、金型群のうち下型に設けられているとともに主面の少なくとも一部が配設されるべきキャビティと、キャビティに樹脂材料を供給する樹脂材料供給手段と、下型に設けられ、キャビティに供給された樹脂材料を加熱して溶融させることにより溶融樹脂を生成する加熱手段と、金型群を型締め又は型開きするプレス手段と、少なくとも基板と封止樹脂とを有する成形品を取り出す成形品搬出手段とを備えるとともに、封止樹脂は、金型群が型締めされ主面の少なくとも一部がキャビティにおける溶融樹脂に浸漬された状態で、該溶融樹脂を硬化させることにより形成され、樹脂材料がキャビティの寸法・形状に合わせて打錠されていることにより樹脂材料に熱が伝導しやすくなることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、キャビティに供給された樹脂材料を加熱して生成した溶融樹脂に、基板の主面の少なくとも一部が浸漬した状態で、溶融樹脂が硬化する。これにより、基板の主面から見た溶融樹脂は、キャビティの深さ方向を短時間に流動するにすぎないので、キャビティ内の基板の全領域において均一かつ短時間に流動する。したがって、ボイドや未充填部等の不良の発生が防止される。また、基板の主面にワイヤが存在する場合においても、ワイヤに加えられる応力が低減されるので、ワイヤの変形等の不良の発生が防止される。また、樹脂流路が不要になり、樹脂流路に硬化樹脂が形成されることがないので、樹脂材料の有効利用が可能になる。更に、１回の樹脂封止によって得られた成形品について、後工程でその成形品を切断することによって複数個のパッケージを得ることが可能になる。したがって、パッケージを製造する際の効率が、大幅に向上する。加えて、下型に設けられたキャビティの寸法・形状に合わせて打錠されている樹脂材料に対して、下型に設けられた加熱手段からの熱が伝導しやすくなる。したがって、樹脂材料が短時間に軟化・溶融する。
【０００８】
また、本発明に係る樹脂封止装置は、上述の樹脂封止装置において、列状又は格子状に形成された複数の領域を有する基板を使用して領域の各々に対応するパッケージを製造する工程において、相対向する金型群と樹脂封止用の樹脂材料とを使用して、基板の主面において樹脂材料を溶融させて溶融樹脂を形成し、該溶融樹脂を硬化させて封止樹脂を形成する樹脂封止装置であって、金型群のうち上型における所定の位置に基板を搬送して載置する基板搬送手段と、金型群のうち下型に設けられているとともに主面の少なくとも一部が配設されるべきキャビティと、キャビティに樹脂材料を供給する樹脂材料供給手段と、下型に設けられ、キャビティに供給された樹脂材料を加熱して溶融させることにより溶融樹脂を生成する加熱手段と、金型群を型締め又は型開きするプレス手段と、少なくとも基板と封止樹脂とを有する成形品を取り出す成形品搬出手段とを備えるとともに、封止樹脂は、金型群が型締めされ主面の少なくとも一部がキャビティにおける溶融樹脂に浸漬された状態で、該溶融樹脂を硬化させることにより形成され、樹脂材料は所定の寸法に打錠されているとともに、キャビティの寸法・形状に合わせて複数個使用されていることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、上述したように、ボイド、未充填部等、ワイヤの変形等の不良の発生が防止されるとともに、樹脂材料の有効利用が可能になる。また、上述したように、パッケージを製造する際の効率が大幅に向上する。加えて、所定の寸法に打錠されている樹脂材料が、キャビティの寸法・形状に合わせて、すなわちキャビティの容積に合わせて、複数個使用される。これにより、異なる寸法・形状のキャビティに対して樹脂材料の個数を増減させることで対応できるので、樹脂材料の品種の削減が可能になる。したがって、樹脂材料の管理が容易になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る樹脂封止装置を、図１〜図３を参照して説明する。図１（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態に係る樹脂封止装置において、キャビティに樹脂材料が供給される直前の状態と、樹脂材料が溶融して溶融樹脂が生成されて金型群が型締めする直前の状態とを、それぞれ示す部分断面図である。図２（Ａ），（Ｂ）は、金型群が型締めした状態であって、基板に装着されたチップが溶融樹脂に浸漬された状態と、溶融樹脂が硬化して硬化樹脂が形成された状態とを、それぞれ示す部分断面図である。図３は、金型群が型開きして成形品が搬出される直前の状態を示す部分断面図である。
【００１１】
図１に示されたように、本発明に係る樹脂封止装置には、相対向する金型群として、下型１と上型２とが設けられている。また、本装置には、下型１と上型２とを型締め又は型開きする、例えば、油圧、水圧、電動等によるプレス手段（図示なし）が設けられている。下型１と上型２との間には進退自在に搬送ユニット３が設けられており、この搬送ユニット３は、所定の寸法・形状に合わせて打錠された板状の樹脂材料４を、吸着して供給する。本実施形態においては、樹脂材料４は、キャビティ５の寸法・形状に合わせて、例えば、打錠することにより板状に成形されている。
【００１２】
下型１には、樹脂材料４が供給されて配設されるとともに、後述する溶融樹脂により充填されるキャビティ５が設けられている。また、下型１には、キャビティ５の側面の少なくとも１個所に連通して樹脂溜まり６が設けられ、樹脂溜まり６に連通して気体流路７が設けられている。この気体流路７は、配管とバルブとを介して減圧ポンプ（いずれも図示なし）に接続され、必要に応じて、例えば、圧縮空気タンクのような加圧源（図示なし）にも接続されている。更に、下型１におけるキャビティ５の近傍には、キャビティ５及びその周辺を加熱するためのヒータ８が設けられている。
【００１３】
ここで、樹脂材料４は、加熱されることにより溶融・硬化する熱硬化性樹脂から構成されている。また、樹脂材料４は、キャビティ５の寸法・形状に合わせて打錠されているので、配設された状態でキャビティ５における型面に密着する。本実施形態では、キャビティ５の上部における型締め部９に段差１０を設け、樹脂材料４を、この段差１０に合わせた形状に打錠している。
【００１４】
上型２には、凹状の基板載置部１１が設けられており、その基板載置部１１の底面（図では上側）には、更に吸着用凹部１２が設けられている。吸着用凹部１２には気体流路１３がつながっており、気体流路１３は、配管とバルブとを介して減圧ポンプ（いずれも図示なし）に接続されている。基板載置部１１には、基板１４が、気体流路１３によって吸着されている。基板１４は、格子状の複数の領域に分割されており、基板１４の主面における各領域にはチップ１５がそれぞれ装着され、基板１４と各チップ１５との電極同士（いずれも図示なし）は、ワイヤ１６によって電気的に接続されている。
【００１５】
以下、本実施形態に係る樹脂封止装置の動作を説明する。まず、図１（Ａ）に示すように、下型１と上型２とが型開きした状態で、基板搬送手段（図示なし）を使用して基板載置部１１に基板１４を載置し、気体流路１３によりこれを吸着する。また、搬送ユニット３を使用して、樹脂材料４を、吸着によって固定し、キャビティ５の真上まで搬送し、吸着を解除して落下させ、又は、搬送ユニット３を下降させ吸着を解除して、キャビティ５における型面の上に供給して配設する。
ここで、搬送ユニット３を適当な形状にすることにより、図示されていない基板搬送手段と搬送ユニット３とを共用することができる。
【００１６】
次に、図１（Ｂ）に示すように、ヒータ８によって樹脂材料４を加熱して溶融させ、溶融樹脂１７を生成し、ワイヤ１６が溶融樹脂１７の表面付近に位置するまで上型２を下降させる。これら加熱以降の一連の動作を、気体流路７を使用して下型１・上型２間の空間を減圧しながら行う。
【００１７】
次に、図２（Ａ）に示すように、引き続き下型１・上型２間の空間を減圧しながら、上型２を更に下降させて下型１と上型２とを型締めする。これにより、チップ１５とワイヤ１６とを溶融樹脂１７の中に浸漬させる。ここで、図１（Ａ）のキャビティ５を含む雰囲気が気体流路７を介して減圧されるので、溶融樹脂１７中のボイドが脱泡されて除去される。また、キャビティ５から溢れた溶融樹脂１７は、樹脂溜まり６に流れ込む。
【００１８】
次に、図２（Ｂ）に示すように、引き続きヒータ８によって溶融樹脂１７を加熱し硬化させて、硬化樹脂１８を形成する。この硬化樹脂１８と基板１４とは、図２（Ａ）に示されているチップ１５とワイヤ１６とも併せて、成形品１９を構成する。
【００１９】
次に、図３に示すように、上型２を上昇させて下型１と上型２とを型開きし、下型１から成形品１９を取り出す。また、必要に応じて、気体流路７を経由して圧縮空気を噴出させることにより、樹脂溜まり６において硬化した樹脂を下型１から離型させることもできる。その後に、気体流路１３による吸着を解除して、成形品１９をその下方に挿入された搬送ユニット３に引き渡し、搬送ユニット３を使用して成形品１９をトレイ等の収納手段又は次工程に搬送する。そして、成形品がダイシングされることにより、最終製品である各領域ごとのパッケージが完成する。
【００２０】
本実施形態の特徴は、キャビティ５の寸法・形状に合わせて打錠された樹脂材料４を加熱して、キャビティ５に予め溶融樹脂１７が短時間に形成されることである。また、その溶融樹脂１７の中に、キャビティ５を含む空間を減圧しながら下型１と上型２とを型締めすることにより、基板１４に装着されたチップ１５とワイヤ１６とが浸漬されることである。
これらにより、第１に、基板１４から見た溶融樹脂１７は、キャビティ５の深さ方向を短時間に流動するにすぎないので、キャビティ５内の基板１４の全領域において均一かつ短時間に流動する。第２に、ワイヤ１６から見た溶融樹脂１７は、ワイヤ１６のループを倒す方向又は変形させやすい方向には流動せず、最もループを変形させにくい方向、すなわちループを低くする方向に流動する。第３に、溶融樹脂１７中に存在するボイドが、脱泡されて除去される。
【００２１】
したがって、本実施形態によれば、キャビティ５内における基板１４の全領域において、キャビティ５の深さ方向に、均一かつ短時間に溶融樹脂１７が流動するので、溶融樹脂１７の粘度等の特性が変化しにくくなるとともに、ワイヤ１６に対して過大な外力が加わらない。このことにより、大型の基板１４を使用する場合においても、ボイド、未充填部、ワイヤ１６の変形等の不良の発生が防止されるとともに、短時間で樹脂封止が行われる。また、樹脂流路が不要になり、樹脂流路に不要な硬化樹脂が形成されることがないので、樹脂材料の有効利用が可能になる。また、予め打錠された樹脂材料４を使用することにより、樹脂材料４自体に含まれるガスが低減されるので、このことによっても溶融樹脂１７におけるボイドの発生が防止される。更に、キャビティ５を含む雰囲気が減圧されるので、このことによっても溶融樹脂１７におけるボイドの発生が防止される。
【００２２】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る樹脂封止装置を、図４を参照して説明する。図４（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態に係る樹脂封止装置において、キャビティに樹脂材料が供給される直前の状態と、樹脂材料が溶融し溶融樹脂が生成され金型群が型締めする直前の状態とを、それぞれ示す部分断面図である。
【００２３】
本実施形態によれば、図４（Ａ）に示されたように、第１の実施形態における樹脂材料４（図１参照）に代えて、キャビティ５の大きさに対して十分小さい所定の寸法に打錠された円板状の樹脂材料２０を、複数個使用する。この樹脂材料２０は、キャビティ５の寸法・形状に合わせて、すなわちキャビティ５の容積に合わせて、適当な個数だけ使用される。
【００２４】
以下、本実施形態に係る樹脂封止装置の動作を説明する。まず、図４（Ａ）に示すように、円板状の樹脂材料２０を、キャビティ５の容積に合わせた適当な個数だけ、キャビティ５の型面上に供給して配設する。
【００２５】
次に、図４（Ｂ）に示すように、樹脂材料２０を、下型１・上型２間の空間が減圧されている状態で加熱して溶融させる。以下、第１の実施形態の図２（Ａ）と同様に、下型１と上型２とを型締めすることにより、チップ１５とワイヤ１６とを溶融樹脂１７の中に浸漬させる。その後に、図２（Ｂ）と同様に、溶融樹脂１７を硬化させることにより成形品１９を形成する。そして、図３と同様に、成形品１９を取り出してトレイ等の収納手段又は次工程に搬送する。
【００２６】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、溶融樹脂１７がキャビティ５内の基板１４の全領域において均一かつ短時間に流動する。したがって、大型の基板１４においても、ボイド、未充填部、ワイヤ１６の変形等の不良の発生が防止されるとともに、樹脂材料の有効利用が可能になる。
更に、キャビティ５の大きさに対して十分小さい所定の寸法に打錠された樹脂材料２０を、複数個使用する。これにより、異なる寸法・形状を有する複数の種類のキャビティ５に対して、図１の樹脂材料４をその種類に応じた品種だけ用意することに代えて、樹脂材料２０の個数を増減させることによって対応することができる。したがって、樹脂材料の品種を削減することができるので、樹脂材料の発注管理・在庫管理等が容易になる。
【００２７】
なお、本実施形態では、複数個使用する樹脂材料２０の形状を円板状とした。これに限らず、三角形、四角形、六角形等の多角形、特に正多角形の形状を有する樹脂材料２０を使用することもできる。
【００２８】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る樹脂封止装置を、図５を参照して説明する。図５（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態に係る樹脂封止装置において、キャビティに樹脂材料が供給される直前の状態と、樹脂材料が供給された直後の状態とを、それぞれ示す部分断面図である。
【００２９】
本実施形態に係る樹脂封止装置によれば、図５（Ａ），（Ｂ）に示されたように、第１の実施形態における樹脂材料４（図１参照）に代えて、顆粒樹脂のような粒状体からなる樹脂材料２１が、キャビティ５の寸法・形状に合わせて、すなわちキャビティ５の容積に合わせて、キャビティ５に所定量だけ供給される。その際には、図５（Ｂ）に示されたように、樹脂材料２１が均一に加熱され短時間に溶融するように、樹脂材料２１がキャビティ５に均一に堆積することが好ましい。そこで、本実施形態に係る樹脂封止装置には、図５（Ａ）に示された樹脂材料供給ユニット２２が設けられている。
【００３０】
図５（Ａ），（Ｂ）に示されたように、樹脂材料供給ユニット２２は、樹脂材料２１が貯留される貯留箱２３と、貯留箱２３の底板に近接して設けられたシャッタ板２４とから構成されている。貯留箱２３の底板には複数の開口２５が、シャッタ板２４には複数の開口２６が、同じピッチでそれぞれ設けられている。これらの開口２５，２６の断面形状は、樹脂材料２１の粒径や表面状態に応じて、下側が狭まっているテーパ状になっていてもよい。
【００３１】
以下、本実施形態に係る樹脂封止装置の動作を説明する。まず、図５（Ａ）に示すように、シャッタ板２４により貯留箱２３の開口２５が閉鎖された状態で、貯留箱２３に、キャビティ５の容積に合わせて計量された、所定量の樹脂材料２１を供給する。この場合において、樹脂材料２１の粒径や表面状態に応じて、樹脂材料供給ユニット２２に振動素子（図示なし）を設けて、樹脂材料供給ユニット２２を振動させてもよい。これにより、樹脂材料２１を、貯留箱２３において均一に堆積するようにして供給することができる。
【００３２】
次に、図５（Ｂ）に示すように、シャッタ板２４を水平移動させ、貯留箱２３の開口２５とシャッタ板２４の開口２６とが重なるようにして、キャビティ５に樹脂材料２１を落下させる。この場合においても、振動素子を使用して、樹脂材料供給ユニット２２を振動させることができる。これにより、樹脂材料２１を、キャビティ５において均一に堆積するようにして供給することができる。以下、第１の実施形態と同様に、樹脂材料２１を、下型１・上型２間の空間が減圧されている状態で溶融させる。そして、図２（Ｂ）と同様に、溶融樹脂を硬化させて成形品を形成し、図３と同様に、成形品を取り出してトレイ等の収納手段又は次工程に搬送する。
【００３３】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、溶融樹脂がキャビティ５内の基板１４の全領域において均一かつ短時間に流動する。したがって、大型の基板１４においても、ボイド、未充填部、ワイヤ１６の変形等の不良の発生が防止されるとともに、樹脂材料の有効利用が可能になる。
更に、キャビティ５の容積に合わせて計量された、所定量の樹脂材料２１が、キャビティ５に供給される。これにより、異なる形状・寸法を有するキャビティ５に対して、図１の樹脂材料４を複数の品種だけ用意することに代えて、粒状体からなる樹脂材料２１の供給量を増減させることにより対応することができる。したがって、１品種の樹脂材料２１を使用した樹脂封止が可能になるので、樹脂材料の発注管理・在庫管理等が極めて容易になる。
【００３４】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る樹脂封止装置を、図６を参照して説明する。本実施形態は、硬化した後に基板に対する密着性が大きい樹脂材料の使用と、パッケージの薄型化という、近年の要請に対応するものである。図６（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態に係る樹脂封止装置において、樹脂材料がキャビティに供給される前に搬送されている状態と、樹脂材料がキャビティに供給された直後の状態とを、それぞれ示す部分断面図である。
【００３５】
本実施形態に係る樹脂封止装置によれば、図６（Ａ）に示されたように、下型１と上型２との間に、離型性を有するフィルム２７が張設される。そして、そのフィルム２７の上に、キャビティ５の大きさに対して十分小さい所定の寸法に打錠された円板状の樹脂材料２０が、配設されている。下型２には、フィルム２７を吸着するための気体流路２８が設けられている。
【００３６】
このフィルム２７は、耐熱性と離型性とを有する材料から構成されており、いわゆるｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ方式により金型間において張設されている。また、フィルム２７の材料は、例えば、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ），エチレン−四フッ化エチレン（ＥＴＦＥ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリ四フッ化−六フッ化エチレン（ＦＥＰ），ポリプロピレン（ＰＰ），ポリ塩化ビニリデン（ＰＢＤＣ）や、フッ素含浸ガラスクロス等である。
【００３７】
以下、本実施形態に係る樹脂封止装置の動作を説明する。まず、下型１と上型２との金型間の外側で、円板状の樹脂材料２０を、キャビティ５の容積に合わせた適当な個数だけフィルム２７の上に供給する。
【００３８】
次に、図６（Ａ）に示すように、フィルム２７上に樹脂材料２０が配設された状態で、複数の樹脂材料２０がキャビティ５の真上に位置するまで、フィルム２７を巻き取って移動させる。
【００３９】
次に、図６（Ｂ）に示すように、フィルム２７を下降させて、フィルム２７を介してキャビティ５の型面上に複数個の樹脂材料２０を配設する。これにより、キャビティ５に樹脂材料２０が供給される。したがって、この工程におけるフィルム２７は、樹脂材料供給手段として機能する。また、適当な張力を加えながらフィルム２７を下降させ、キャビティ５内において、気体流路２８によってフィルム２７を吸着する。これにより、フィルム２７は、しわが生じることなくキャビティ５の型面に密着する。
【００４０】
以下、第１の実施形態の図１（Ｂ）と同様に、樹脂材料２０を、下型１・上型２間の空間が減圧されている状態で加熱して溶融させる。その後に、第１の実施形態の図２（Ａ）と同様に、型締めすることによりチップ１５とワイヤ１６とを溶融樹脂１７の中に浸漬させ、図２（Ｂ）と同様に、溶融樹脂１７を硬化させることにより成形品１９を形成する。そして、図３と同様に、成形品１９を、離型性を有するフィルム２７から引き離して下型１から取り出し、これをトレイ等の収納手段又は次工程に搬送する。
【００４１】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、溶融樹脂１７がキャビティ５内の基板１４の全領域において均一かつ短時間に流動する。したがって、大型の基板１４においても、ボイド、未充填部、ワイヤ１６の変形等の不良の発生が防止されるとともに、樹脂材料の有効利用が可能になる。更に、第２の実施形態と同様に、樹脂材料の品種を削減することができるので、樹脂材料の発注管理・在庫管理等が容易になる。加えて、フィルム２７を使用することにより、成形品１９とキャビティ５の型面との間の離型性が向上する。
【００４２】
なお、本実施形態では、複数個使用する樹脂材料２０の形状を円板状とした。これに限らず、多角形の形状を有する樹脂材料２０を使用してもよく、粒状体の樹脂材料（図５の樹脂材料２１）を使用することもできる。
【００４３】
なお、ここまでの各実施形態においては、型締め部９において、例えば、シリコーン樹脂からなるシール部材を、下型１又は上型２に設けられた凹部に嵌装してもよい。このシール部材としては、四角形又は円形の断面を有する枠状の部材を使用することができる。
【００４４】
また、相対向する金型群のうち下型１を、次のように分割した構成にしてもよい。すなわち、下型１を、キャビティ５を有するキャビティブロックとその周りに位置する周辺ブロックとに分割して、キャビティブロックを昇降自在の構成にするとともに、基板１４の外周部が周辺ブロックによって保持される構成にしてもよい。この場合には、図２（Ｂ）の段階で、硬化樹脂１８が形成された後にキャビティブロックを下降させて、基板１４の外周部が周辺ブロックによって保持された状態で、下型１の側から成形品１９を離型する。したがって、基板１４に対する硬化後の密着強度が大きい溶融樹脂１７を使用した場合においても、チップ１５とワイヤ１６とに大きな応力が加わることなく、成形品１９を下型１の側から離型することができる。
【００４５】
また、樹脂材料４，２０，２１を熱硬化性樹脂から構成されることとした。これに限らず、樹脂材料４，２０，２１を、熱可塑性樹脂から構成されることとしてもよい。この場合には、樹脂材料４，２０，２１を加熱溶融して型締めした後に、金型温度を下げて溶融樹脂を硬化させることになる。
【００４６】
また、減圧ポンプ（図示なし）を設けて、キャビティ５を含む空間を減圧することとした。これに限らず、樹脂材料４，２０，２１に含まれるガスの量や成形品１９に要求される品質等との関係で、減圧ポンプを使用しない構成を採用することも可能である。
【００４７】
また、基板１４とチップ１５との電極同士を電気的に接続するための導電性材料として、ワイヤ１６を使用した。これに限らず、基板１４の主面に設けられた電極とチップ１５の電極とを相対向させて電気的に接続する、いわゆるフリップチップの構成に対して本発明を適用することもできる。
【００４８】
また、本発明が適用される基板１４は、格子状の複数の領域に分割され、基板１４の主面における各領域には、チップ１５がそれぞれ装着されているものとした。この基板１４としては、パッケージになるべき領域が列状又は格子状に設けられていればよい。また、基板１４の形状としては、円形，正方形、長方形（短冊状）、その他の多角形のいずれであってもよい。また、円形は、完全な円形の他に、完全な円形の一部が切り落とされて除去された形状や、切り欠き部（ノッチ）等が設けられている形状であってもよい。
【００４９】
また、本発明が適用される基板１４の材質としては、リードフレームのような金属でもよく、通常のプリント基板のような樹脂ベースのものであってもよい。また、金属ベース基板や、セラミック基板に対して、本発明を適用してもよい。更に、シリコン基板，化合物半導体基板，ＳＯＩ基板等の半導体基板であって、それらの主面にＣｕ等を使用して再配線した、いわゆるウエーハレベルパッケージ用の基板に対しても、本発明を適用することができる。
【００５０】
また、基板１４としては、半導体基板以外に、例えば、チップコンデンサ等の半導体以外の電子部品を製造する際に使用される基板に対しても、本発明を適用することができる。
【００５１】
また、１枚の基板１４を、上型２に吸着して固定した。これに限らず、１枚又は複数枚の基板を四角形又は円形の枠状の治具に固定して、基板と一体になった状態でその治具を上型２に固定してもよい。このような治具を使用することにより、現在使用している短冊形のリードフレームやプリント基板についても、それらの異なる品種に対して共通の基板載置部１１で、すなわち共通の上型２で対応することができる。また、各品種について、複数枚を同時に処理することができる。
【００５２】
また、本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、又は選択して採用できるものである。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、キャビティに供給された樹脂材料を加熱して生成した溶融樹脂に、基板の主面の少なくとも一部を浸漬させることによって、その主面に封止樹脂が形成される。これにより、基板の主面から見た溶融樹脂は、キャビティの深さ方向を短時間に流動するにすぎないので、キャビティ内の基板の全領域において均一かつ短時間に流動する。したがって、ボイドや未充填部等の不良の発生が防止される。また、基板の主面にワイヤが存在する場合においても、ワイヤの変形等の不良の発生が防止される。
更に、樹脂流路が不要になり、樹脂流路に硬化樹脂が形成されることがないので、樹脂材料の有効利用が可能になる。
加えて、所定の寸法に打錠された樹脂材料、又は粒状体からなる樹脂材料が、キャビティの容積に合わせて、所定の個数又は量だけキャビティに供給される。これにより、異なる寸法・形状のキャビティに対して、少ない品種の樹脂材料を使用して対応できる。したがって、樹脂材料の管理が容易になる。
したがって、本発明は、不良の発生を防止し、樹脂材料の有効利用が可能になるとともに、樹脂材料の管理が容易になる樹脂封止装置を提供することができるという、優れた実用的な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る樹脂封止装置において、キャビティに樹脂材料が供給される直前の状態と、樹脂材料が溶融し溶融樹脂が生成され金型群が型締めする直前の状態とを、それぞれ示す部分断面図である。
【図２】 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る樹脂封止装置において、金型群が型締めした状態であって、基板に装着されたチップが溶融樹脂に浸漬された状態と、溶融樹脂が硬化して硬化樹脂が形成された状態とを、それぞれ示す部分断面図である。
【図３】 本発明の第１の実施形態に係る樹脂封止装置において、金型群が型開きして成形品が搬出される直前の状態を示す部分断面図である。
【図４】 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る樹脂封止装置において、キャビティに樹脂材料が供給される直前の状態と、樹脂材料が溶融し溶融樹脂が生成され金型群が型締めする直前の状態とを、それぞれ示す部分断面図である。
【図５】 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る樹脂封止装置において、キャビティに樹脂材料が供給される直前の状態と、樹脂材料が供給された直後の状態とを、それぞれ示す部分断面図である。
【図６】 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る樹脂封止装置において、樹脂材料がキャビティに供給される前に搬送されている状態と、樹脂材料がキャビティに供給された直後の状態とを、それぞれ示す部分断面図である。
【符号の説明】
１ 下型
２ 上型
３ 搬送ユニット（樹脂材料供給手段，成形品搬出手段）
４，２０ 樹脂材料
５ キャビティ
６ 樹脂溜まり
７，１３，２８ 気体流路
８ ヒータ（加熱手段）
９ 型締め部
１０ 段差
１１ 基板載置部
１２ 吸着用凹部
１４ 基板
１５ チップ
１６ ワイヤ
１７ 溶融樹脂
１８ 硬化樹脂
１９ 成形品
２１ 樹脂材料（粒状体）
２２ 樹脂材料供給ユニット（樹脂材料供給手段）
２３ 貯留箱
２４ シャッタ板
２５，２６ 開口
２７ フィルム（樹脂材料供給手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体パッケージ等を製造する際に使用される樹脂封止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、半導体パッケージ等のパッケージを製造する際の樹脂封止について、その概略を以下に示す。まず、半導体チップ等のチップ状の電子部品（以下「チップ」という。）が装着されたリードフレーム、プリント基板等や、Ｃｕによる再配線を施したシリコン基板等の半導体基板（以下総称して「基板」という。）を、相対向する金型群のうちの一方の金型に載置する。次に、金型群を型締めして、金型群が有するキャビティに、ランナ部及びゲート部と呼ばれる樹脂流路を順次経由して、溶融樹脂を加圧して注入する。次に、注入された溶融樹脂を硬化させて硬化樹脂を形成し、成形品を形成する。次に、金型を型開きした後に、成形品を取り出す（例えば、特許文献１参照）。更に、この成形品をダイシングして、最終製品であるパッケージを完成させる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１３５６５８号公報（第５頁、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術によれば、第１に、基板とチップとの電極同士がワイヤボンディングによって接続される構成においては、次のような問題が発生するおそれがある。近年における半導体チップの端子数の増大、チップのスタック化、パッケージの薄型化等による、ワイヤ長の長大化・ワイヤ間隔の狭小化という傾向に起因して、注入された溶融樹脂の流動によって、ワイヤの変形・切断・接触等の不良が発生するおそれがある。この問題の対策としては、溶融樹脂の注入速度を遅くすることが考えられる。しかし、この場合には、注入中において溶融樹脂の粘性が徐々に増加することから溶融樹脂中のガスが抜けにくくなるので、ボイド（気泡）や未充填部という不良が発生する原因になる。
第２に、近年、基板の種類やボンディングの有無・方式のいかんを問わず、コストダウンのために基板について大型化の要請が強くなっている。大型の基板においては、長距離を流動する溶融樹脂の粘性が増加しやすくなるので、ワイヤの変形等、ボイドや未充填部という不良がいっそう発生しやすくなっている。
第３に、樹脂流路における硬化樹脂は廃棄されるので、樹脂材料の有効利用を図ることができないという問題もある。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、基板に装着されたチップを封止樹脂によって樹脂封止し、又は、再配線を施した基板を封止樹脂で覆って樹脂封止する際に、不良の発生を防止するとともに樹脂材料の有効利用を可能にする、樹脂封止装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の技術的課題を解決するために、本発明に係る樹脂封止装置は、列状又は格子状に形成された複数の領域を有する基板を使用して領域の各々に対応するパッケージを製造する工程において、相対向する金型群と樹脂封止用の樹脂材料とを使用して、基板の主面において樹脂材料を溶融させて溶融樹脂を形成し、該溶融樹脂を硬化させて封止樹脂を形成する樹脂封止装置であって、金型群のうち上型における所定の位置に基板を搬送して載置する基板搬送手段と、金型群のうち下型に設けられているとともに主面の少なくとも一部が配設されるべきキャビティと、キャビティに樹脂材料を供給する樹脂材料供給手段と、下型に設けられ、キャビティに供給された樹脂材料を加熱して溶融させることにより溶融樹脂を生成する加熱手段と、金型群を型締め又は型開きするプレス手段と、少なくとも基板と封止樹脂とを有する成形品を取り出す成形品搬出手段とを備えるとともに、封止樹脂は、金型群が型締めされ主面の少なくとも一部がキャビティにおける溶融樹脂に浸漬された状態で、該溶融樹脂を硬化させることにより形成され、樹脂材料がキャビティの寸法・形状に合わせて打錠されていることにより樹脂材料に熱が伝導しやすくなることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、キャビティに供給された樹脂材料を加熱して生成した溶融樹脂に、基板の主面の少なくとも一部が浸漬した状態で、溶融樹脂が硬化する。これにより、基板の主面から見た溶融樹脂は、キャビティの深さ方向を短時間に流動するにすぎないので、キャビティ内の基板の全領域において均一かつ短時間に流動する。したがって、ボイドや未充填部等の不良の発生が防止される。また、基板の主面にワイヤが存在する場合においても、ワイヤに加えられる応力が低減されるので、ワイヤの変形等の不良の発生が防止される。また、樹脂流路が不要になり、樹脂流路に硬化樹脂が形成されることがないので、樹脂材料の有効利用が可能になる。更に、１回の樹脂封止によって得られた成形品について、後工程でその成形品を切断することによって複数個のパッケージを得ることが可能になる。したがって、パッケージを製造する際の効率が、大幅に向上する。加えて、下型に設けられたキャビティの寸法・形状に合わせて打錠されている樹脂材料に対して、下型に設けられた加熱手段からの熱が伝導しやすくなる。したがって、樹脂材料が短時間に軟化・溶融する。
【０００８】
また、本発明に係る樹脂封止装置は、上述の樹脂封止装置において、列状又は格子状に形成された複数の領域を有する基板を使用して領域の各々に対応するパッケージを製造する工程において、相対向する金型群と樹脂封止用の樹脂材料とを使用して、基板の主面において樹脂材料を溶融させて溶融樹脂を形成し、該溶融樹脂を硬化させて封止樹脂を形成する樹脂封止装置であって、金型群のうち上型における所定の位置に基板を搬送して載置する基板搬送手段と、金型群のうち下型に設けられているとともに主面の少なくとも一部が配設されるべきキャビティと、キャビティに樹脂材料を供給する樹脂材料供給手段と、下型に設けられ、キャビティに供給された樹脂材料を加熱して溶融させることにより溶融樹脂を生成する加熱手段と、金型群を型締め又は型開きするプレス手段と、少なくとも基板と封止樹脂とを有する成形品を取り出す成形品搬出手段とを備えるとともに、封止樹脂は、金型群が型締めされ主面の少なくとも一部がキャビティにおける溶融樹脂に浸漬された状態で、該溶融樹脂を硬化させることにより形成され、樹脂材料は所定の寸法に打錠されているとともに、キャビティの寸法・形状に合わせて複数個使用されていることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、上述したように、ボイド、未充填部等、ワイヤの変形等の不良の発生が防止されるとともに、樹脂材料の有効利用が可能になる。また、上述したように、パッケージを製造する際の効率が大幅に向上する。加えて、所定の寸法に打錠されている樹脂材料が、キャビティの寸法・形状に合わせて、すなわちキャビティの容積に合わせて、複数個使用される。これにより、異なる寸法・形状のキャビティに対して樹脂材料の個数を増減させることで対応できるので、樹脂材料の品種の削減が可能になる。したがって、樹脂材料の管理が容易になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る樹脂封止装置を、図１〜図３を参照して説明する。図１（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態に係る樹脂封止装置において、キャビティに樹脂材料が供給される直前の状態と、樹脂材料が溶融して溶融樹脂が生成されて金型群が型締めする直前の状態とを、それぞれ示す部分断面図である。図２（Ａ），（Ｂ）は、金型群が型締めした状態であって、基板に装着されたチップが溶融樹脂に浸漬された状態と、溶融樹脂が硬化して硬化樹脂が形成された状態とを、それぞれ示す部分断面図である。図３は、金型群が型開きして成形品が搬出される直前の状態を示す部分断面図である。
【００１１】
図１に示されたように、本発明に係る樹脂封止装置には、相対向する金型群として、下型１と上型２とが設けられている。また、本装置には、下型１と上型２とを型締め又は型開きする、例えば、油圧、水圧、電動等によるプレス手段（図示なし）が設けられている。下型１と上型２との間には進退自在に搬送ユニット３が設けられており、この搬送ユニット３は、所定の寸法・形状に合わせて打錠された板状の樹脂材料４を、吸着して供給する。本実施形態においては、樹脂材料４は、キャビティ５の寸法・形状に合わせて、例えば、打錠することにより板状に成形されている。
【００１２】
下型１には、樹脂材料４が供給されて配設されるとともに、後述する溶融樹脂により充填されるキャビティ５が設けられている。また、下型１には、キャビティ５の側面の少なくとも１個所に連通して樹脂溜まり６が設けられ、樹脂溜まり６に連通して気体流路７が設けられている。この気体流路７は、配管とバルブとを介して減圧ポンプ（いずれも図示なし）に接続され、必要に応じて、例えば、圧縮空気タンクのような加圧源（図示なし）にも接続されている。更に、下型１におけるキャビティ５の近傍には、キャビティ５及びその周辺を加熱するためのヒータ８が設けられている。
【００１３】
ここで、樹脂材料４は、加熱されることにより溶融・硬化する熱硬化性樹脂から構成されている。また、樹脂材料４は、キャビティ５の寸法・形状に合わせて打錠されているので、配設された状態でキャビティ５における型面に密着する。本実施形態では、キャビティ５の上部における型締め部９に段差１０を設け、樹脂材料４を、この段差１０に合わせた形状に打錠している。
【００１４】
上型２には、凹状の基板載置部１１が設けられており、その基板載置部１１の底面（図では上側）には、更に吸着用凹部１２が設けられている。吸着用凹部１２には気体流路１３がつながっており、気体流路１３は、配管とバルブとを介して減圧ポンプ（いずれも図示なし）に接続されている。基板載置部１１には、基板１４が、気体流路１３によって吸着されている。基板１４は、格子状の複数の領域に分割されており、基板１４の主面における各領域にはチップ１５がそれぞれ装着され、基板１４と各チップ１５との電極同士（いずれも図示なし）は、ワイヤ１６によって電気的に接続されている。
【００１５】
以下、本実施形態に係る樹脂封止装置の動作を説明する。まず、図１（Ａ）に示すように、下型１と上型２とが型開きした状態で、基板搬送手段（図示なし）を使用して基板載置部１１に基板１４を載置し、気体流路１３によりこれを吸着する。また、搬送ユニット３を使用して、樹脂材料４を、吸着によって固定し、キャビティ５の真上まで搬送し、吸着を解除して落下させ、又は、搬送ユニット３を下降させ吸着を解除して、キャビティ５における型面の上に供給して配設する。
ここで、搬送ユニット３を適当な形状にすることにより、図示されていない基板搬送手段と搬送ユニット３とを共用することができる。
【００１６】
次に、図１（Ｂ）に示すように、ヒータ８によって樹脂材料４を加熱して溶融させ、溶融樹脂１７を生成し、ワイヤ１６が溶融樹脂１７の表面付近に位置するまで上型２を下降させる。これら加熱以降の一連の動作を、気体流路７を使用して下型１・上型２間の空間を減圧しながら行う。
【００１７】
次に、図２（Ａ）に示すように、引き続き下型１・上型２間の空間を減圧しながら、上型２を更に下降させて下型１と上型２とを型締めする。これにより、チップ１５とワイヤ１６とを溶融樹脂１７の中に浸漬させる。ここで、図１（Ａ）のキャビティ５を含む雰囲気が気体流路７を介して減圧されるので、溶融樹脂１７中のボイドが脱泡されて除去される。また、キャビティ５から溢れた溶融樹脂１７は、樹脂溜まり６に流れ込む。
【００１８】
次に、図２（Ｂ）に示すように、引き続きヒータ８によって溶融樹脂１７を加熱し硬化させて、硬化樹脂１８を形成する。この硬化樹脂１８と基板１４とは、図２（Ａ）に示されているチップ１５とワイヤ１６とも併せて、成形品１９を構成する。
【００１９】
次に、図３に示すように、上型２を上昇させて下型１と上型２とを型開きし、下型１から成形品１９を取り出す。また、必要に応じて、気体流路７を経由して圧縮空気を噴出させることにより、樹脂溜まり６において硬化した樹脂を下型１から離型させることもできる。その後に、気体流路１３による吸着を解除して、成形品１９をその下方に挿入された搬送ユニット３に引き渡し、搬送ユニット３を使用して成形品１９をトレイ等の収納手段又は次工程に搬送する。そして、成形品がダイシングされることにより、最終製品である各領域ごとのパッケージが完成する。
【００２０】
本実施形態の特徴は、キャビティ５の寸法・形状に合わせて打錠された樹脂材料４を加熱して、キャビティ５に予め溶融樹脂１７が短時間に形成されることである。また、その溶融樹脂１７の中に、キャビティ５を含む空間を減圧しながら下型１と上型２とを型締めすることにより、基板１４に装着されたチップ１５とワイヤ１６とが浸漬されることである。
これらにより、第１に、基板１４から見た溶融樹脂１７は、キャビティ５の深さ方向を短時間に流動するにすぎないので、キャビティ５内の基板１４の全領域において均一かつ短時間に流動する。第２に、ワイヤ１６から見た溶融樹脂１７は、ワイヤ１６のループを倒す方向又は変形させやすい方向には流動せず、最もループを変形させにくい方向、すなわちループを低くする方向に流動する。第３に、溶融樹脂１７中に存在するボイドが、脱泡されて除去される。
【００２１】
したがって、本実施形態によれば、キャビティ５内における基板１４の全領域において、キャビティ５の深さ方向に、均一かつ短時間に溶融樹脂１７が流動するので、溶融樹脂１７の粘度等の特性が変化しにくくなるとともに、ワイヤ１６に対して過大な外力が加わらない。このことにより、大型の基板１４を使用する場合においても、ボイド、未充填部、ワイヤ１６の変形等の不良の発生が防止されるとともに、短時間で樹脂封止が行われる。また、樹脂流路が不要になり、樹脂流路に不要な硬化樹脂が形成されることがないので、樹脂材料の有効利用が可能になる。また、予め打錠された樹脂材料４を使用することにより、樹脂材料４自体に含まれるガスが低減されるので、このことによっても溶融樹脂１７におけるボイドの発生が防止される。更に、キャビティ５を含む雰囲気が減圧されるので、このことによっても溶融樹脂１７におけるボイドの発生が防止される。
【００２２】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る樹脂封止装置を、図４を参照して説明する。図４（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態に係る樹脂封止装置において、キャビティに樹脂材料が供給される直前の状態と、樹脂材料が溶融し溶融樹脂が生成され金型群が型締めする直前の状態とを、それぞれ示す部分断面図である。
【００２３】
本実施形態によれば、図４（Ａ）に示されたように、第１の実施形態における樹脂材料４（図１参照）に代えて、キャビティ５の大きさに対して十分小さい所定の寸法に打錠された円板状の樹脂材料２０を、複数個使用する。この樹脂材料２０は、キャビティ５の寸法・形状に合わせて、すなわちキャビティ５の容積に合わせて、適当な個数だけ使用される。
【００２４】
以下、本実施形態に係る樹脂封止装置の動作を説明する。まず、図４（Ａ）に示すように、円板状の樹脂材料２０を、キャビティ５の容積に合わせた適当な個数だけ、キャビティ５の型面上に供給して配設する。
【００２５】
次に、図４（Ｂ）に示すように、樹脂材料２０を、下型１・上型２間の空間が減圧されている状態で加熱して溶融させる。以下、第１の実施形態の図２（Ａ）と同様に、下型１と上型２とを型締めすることにより、チップ１５とワイヤ１６とを溶融樹脂１７の中に浸漬させる。その後に、図２（Ｂ）と同様に、溶融樹脂１７を硬化させることにより成形品１９を形成する。そして、図３と同様に、成形品１９を取り出してトレイ等の収納手段又は次工程に搬送する。
【００２６】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、溶融樹脂１７がキャビティ５内の基板１４の全領域において均一かつ短時間に流動する。したがって、大型の基板１４においても、ボイド、未充填部、ワイヤ１６の変形等の不良の発生が防止されるとともに、樹脂材料の有効利用が可能になる。
更に、キャビティ５の大きさに対して十分小さい所定の寸法に打錠された樹脂材料２０を、複数個使用する。これにより、異なる寸法・形状を有する複数の種類のキャビティ５に対して、図１の樹脂材料４をその種類に応じた品種だけ用意することに代えて、樹脂材料２０の個数を増減させることによって対応することができる。したがって、樹脂材料の品種を削減することができるので、樹脂材料の発注管理・在庫管理等が容易になる。
【００２７】
なお、本実施形態では、複数個使用する樹脂材料２０の形状を円板状とした。これに限らず、三角形、四角形、六角形等の多角形、特に正多角形の形状を有する樹脂材料２０を使用することもできる。
【００２８】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る樹脂封止装置を、図５を参照して説明する。図５（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態に係る樹脂封止装置において、キャビティに樹脂材料が供給される直前の状態と、樹脂材料が供給された直後の状態とを、それぞれ示す部分断面図である。
【００２９】
本実施形態に係る樹脂封止装置によれば、図５（Ａ），（Ｂ）に示されたように、第１の実施形態における樹脂材料４（図１参照）に代えて、顆粒樹脂のような粒状体からなる樹脂材料２１が、キャビティ５の寸法・形状に合わせて、すなわちキャビティ５の容積に合わせて、キャビティ５に所定量だけ供給される。その際には、図５（Ｂ）に示されたように、樹脂材料２１が均一に加熱され短時間に溶融するように、樹脂材料２１がキャビティ５に均一に堆積することが好ましい。そこで、本実施形態に係る樹脂封止装置には、図５（Ａ）に示された樹脂材料供給ユニット２２が設けられている。
【００３０】
図５（Ａ），（Ｂ）に示されたように、樹脂材料供給ユニット２２は、樹脂材料２１が貯留される貯留箱２３と、貯留箱２３の底板に近接して設けられたシャッタ板２４とから構成されている。貯留箱２３の底板には複数の開口２５が、シャッタ板２４には複数の開口２６が、同じピッチでそれぞれ設けられている。これらの開口２５，２６の断面形状は、樹脂材料２１の粒径や表面状態に応じて、下側が狭まっているテーパ状になっていてもよい。
【００３１】
以下、本実施形態に係る樹脂封止装置の動作を説明する。まず、図５（Ａ）に示すように、シャッタ板２４により貯留箱２３の開口２５が閉鎖された状態で、貯留箱２３に、キャビティ５の容積に合わせて計量された、所定量の樹脂材料２１を供給する。この場合において、樹脂材料２１の粒径や表面状態に応じて、樹脂材料供給ユニット２２に振動素子（図示なし）を設けて、樹脂材料供給ユニット２２を振動させてもよい。これにより、樹脂材料２１を、貯留箱２３において均一に堆積するようにして供給することができる。
【００３２】
次に、図５（Ｂ）に示すように、シャッタ板２４を水平移動させ、貯留箱２３の開口２５とシャッタ板２４の開口２６とが重なるようにして、キャビティ５に樹脂材料２１を落下させる。この場合においても、振動素子を使用して、樹脂材料供給ユニット２２を振動させることができる。これにより、樹脂材料２１を、キャビティ５において均一に堆積するようにして供給することができる。以下、第１の実施形態と同様に、樹脂材料２１を、下型１・上型２間の空間が減圧されている状態で溶融させる。そして、図２（Ｂ）と同様に、溶融樹脂を硬化させて成形品を形成し、図３と同様に、成形品を取り出してトレイ等の収納手段又は次工程に搬送する。
【００３３】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、溶融樹脂がキャビティ５内の基板１４の全領域において均一かつ短時間に流動する。したがって、大型の基板１４においても、ボイド、未充填部、ワイヤ１６の変形等の不良の発生が防止されるとともに、樹脂材料の有効利用が可能になる。
更に、キャビティ５の容積に合わせて計量された、所定量の樹脂材料２１が、キャビティ５に供給される。これにより、異なる形状・寸法を有するキャビティ５に対して、図１の樹脂材料４を複数の品種だけ用意することに代えて、粒状体からなる樹脂材料２１の供給量を増減させることにより対応することができる。したがって、１品種の樹脂材料２１を使用した樹脂封止が可能になるので、樹脂材料の発注管理・在庫管理等が極めて容易になる。
【００３４】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る樹脂封止装置を、図６を参照して説明する。本実施形態は、硬化した後に基板に対する密着性が大きい樹脂材料の使用と、パッケージの薄型化という、近年の要請に対応するものである。図６（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態に係る樹脂封止装置において、樹脂材料がキャビティに供給される前に搬送されている状態と、樹脂材料がキャビティに供給された直後の状態とを、それぞれ示す部分断面図である。
【００３５】
本実施形態に係る樹脂封止装置によれば、図６（Ａ）に示されたように、下型１と上型２との間に、離型性を有するフィルム２７が張設される。そして、そのフィルム２７の上に、キャビティ５の大きさに対して十分小さい所定の寸法に打錠された円板状の樹脂材料２０が、配設されている。下型２には、フィルム２７を吸着するための気体流路２８が設けられている。
【００３６】
このフィルム２７は、耐熱性と離型性とを有する材料から構成されており、いわゆるｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ方式により金型間において張設されている。また、フィルム２７の材料は、例えば、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ），エチレン−四フッ化エチレン（ＥＴＦＥ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリ四フッ化−六フッ化エチレン（ＦＥＰ），ポリプロピレン（ＰＰ），ポリ塩化ビニリデン（ＰＢＤＣ）や、フッ素含浸ガラスクロス等である。
【００３７】
以下、本実施形態に係る樹脂封止装置の動作を説明する。まず、下型１と上型２との金型間の外側で、円板状の樹脂材料２０を、キャビティ５の容積に合わせた適当な個数だけフィルム２７の上に供給する。
【００３８】
次に、図６（Ａ）に示すように、フィルム２７上に樹脂材料２０が配設された状態で、複数の樹脂材料２０がキャビティ５の真上に位置するまで、フィルム２７を巻き取って移動させる。
【００３９】
次に、図６（Ｂ）に示すように、フィルム２７を下降させて、フィルム２７を介してキャビティ５の型面上に複数個の樹脂材料２０を配設する。これにより、キャビティ５に樹脂材料２０が供給される。したがって、この工程におけるフィルム２７は、樹脂材料供給手段として機能する。また、適当な張力を加えながらフィルム２７を下降させ、キャビティ５内において、気体流路２８によってフィルム２７を吸着する。これにより、フィルム２７は、しわが生じることなくキャビティ５の型面に密着する。
【００４０】
以下、第１の実施形態の図１（Ｂ）と同様に、樹脂材料２０を、下型１・上型２間の空間が減圧されている状態で加熱して溶融させる。その後に、第１の実施形態の図２（Ａ）と同様に、型締めすることによりチップ１５とワイヤ１６とを溶融樹脂１７の中に浸漬させ、図２（Ｂ）と同様に、溶融樹脂１７を硬化させることにより成形品１９を形成する。そして、図３と同様に、成形品１９を、離型性を有するフィルム２７から引き離して下型１から取り出し、これをトレイ等の収納手段又は次工程に搬送する。
【００４１】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、溶融樹脂１７がキャビティ５内の基板１４の全領域において均一かつ短時間に流動する。したがって、大型の基板１４においても、ボイド、未充填部、ワイヤ１６の変形等の不良の発生が防止されるとともに、樹脂材料の有効利用が可能になる。更に、第２の実施形態と同様に、樹脂材料の品種を削減することができるので、樹脂材料の発注管理・在庫管理等が容易になる。加えて、フィルム２７を使用することにより、成形品１９とキャビティ５の型面との間の離型性が向上する。
【００４２】
なお、本実施形態では、複数個使用する樹脂材料２０の形状を円板状とした。これに限らず、多角形の形状を有する樹脂材料２０を使用してもよく、粒状体の樹脂材料（図５の樹脂材料２１）を使用することもできる。
【００４３】
なお、ここまでの各実施形態においては、型締め部９において、例えば、シリコーン樹脂からなるシール部材を、下型１又は上型２に設けられた凹部に嵌装してもよい。このシール部材としては、四角形又は円形の断面を有する枠状の部材を使用することができる。
【００４４】
また、相対向する金型群のうち下型１を、次のように分割した構成にしてもよい。すなわち、下型１を、キャビティ５を有するキャビティブロックとその周りに位置する周辺ブロックとに分割して、キャビティブロックを昇降自在の構成にするとともに、基板１４の外周部が周辺ブロックによって保持される構成にしてもよい。この場合には、図２（Ｂ）の段階で、硬化樹脂１８が形成された後にキャビティブロックを下降させて、基板１４の外周部が周辺ブロックによって保持された状態で、下型１の側から成形品１９を離型する。したがって、基板１４に対する硬化後の密着強度が大きい溶融樹脂１７を使用した場合においても、チップ１５とワイヤ１６とに大きな応力が加わることなく、成形品１９を下型１の側から離型することができる。
【００４５】
また、樹脂材料４，２０，２１を熱硬化性樹脂から構成されることとした。これに限らず、樹脂材料４，２０，２１を、熱可塑性樹脂から構成されることとしてもよい。この場合には、樹脂材料４，２０，２１を加熱溶融して型締めした後に、金型温度を下げて溶融樹脂を硬化させることになる。
【００４６】
また、減圧ポンプ（図示なし）を設けて、キャビティ５を含む空間を減圧することとした。これに限らず、樹脂材料４，２０，２１に含まれるガスの量や成形品１９に要求される品質等との関係で、減圧ポンプを使用しない構成を採用することも可能である。
【００４７】
また、基板１４とチップ１５との電極同士を電気的に接続するための導電性材料として、ワイヤ１６を使用した。これに限らず、基板１４の主面に設けられた電極とチップ１５の電極とを相対向させて電気的に接続する、いわゆるフリップチップの構成に対して本発明を適用することもできる。
【００４８】
また、本発明が適用される基板１４は、格子状の複数の領域に分割され、基板１４の主面における各領域には、チップ１５がそれぞれ装着されているものとした。この基板１４としては、パッケージになるべき領域が列状又は格子状に設けられていればよい。また、基板１４の形状としては、円形，正方形、長方形（短冊状）、その他の多角形のいずれであってもよい。また、円形は、完全な円形の他に、完全な円形の一部が切り落とされて除去された形状や、切り欠き部（ノッチ）等が設けられている形状であってもよい。
【００４９】
また、本発明が適用される基板１４の材質としては、リードフレームのような金属でもよく、通常のプリント基板のような樹脂ベースのものであってもよい。また、金属ベース基板や、セラミック基板に対して、本発明を適用してもよい。更に、シリコン基板，化合物半導体基板，ＳＯＩ基板等の半導体基板であって、それらの主面にＣｕ等を使用して再配線した、いわゆるウエーハレベルパッケージ用の基板に対しても、本発明を適用することができる。
【００５０】
また、基板１４としては、半導体基板以外に、例えば、チップコンデンサ等の半導体以外の電子部品を製造する際に使用される基板に対しても、本発明を適用することができる。
【００５１】
また、１枚の基板１４を、上型２に吸着して固定した。これに限らず、１枚又は複数枚の基板を四角形又は円形の枠状の治具に固定して、基板と一体になった状態でその治具を上型２に固定してもよい。このような治具を使用することにより、現在使用している短冊形のリードフレームやプリント基板についても、それらの異なる品種に対して共通の基板載置部１１で、すなわち共通の上型２で対応することができる。また、各品種について、複数枚を同時に処理することができる。
【００５２】
また、本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、又は選択して採用できるものである。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、キャビティに供給された樹脂材料を加熱して生成した溶融樹脂に、基板の主面の少なくとも一部を浸漬させることによって、その主面に封止樹脂が形成される。これにより、基板の主面から見た溶融樹脂は、キャビティの深さ方向を短時間に流動するにすぎないので、キャビティ内の基板の全領域において均一かつ短時間に流動する。したがって、ボイドや未充填部等の不良の発生が防止される。また、基板の主面にワイヤが存在する場合においても、ワイヤの変形等の不良の発生が防止される。
更に、樹脂流路が不要になり、樹脂流路に硬化樹脂が形成されることがないので、樹脂材料の有効利用が可能になる。
加えて、所定の寸法に打錠された樹脂材料、又は粒状体からなる樹脂材料が、キャビティの容積に合わせて、所定の個数又は量だけキャビティに供給される。これにより、異なる寸法・形状のキャビティに対して、少ない品種の樹脂材料を使用して対応できる。したがって、樹脂材料の管理が容易になる。
したがって、本発明は、不良の発生を防止し、樹脂材料の有効利用が可能になるとともに、樹脂材料の管理が容易になる樹脂封止装置を提供することができるという、優れた実用的な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る樹脂封止装置において、キャビティに樹脂材料が供給される直前の状態と、樹脂材料が溶融し溶融樹脂が生成され金型群が型締めする直前の状態とを、それぞれ示す部分断面図である。
【図２】 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る樹脂封止装置において、金型群が型締めした状態であって、基板に装着されたチップが溶融樹脂に浸漬された状態と、溶融樹脂が硬化して硬化樹脂が形成された状態とを、それぞれ示す部分断面図である。
【図３】 本発明の第１の実施形態に係る樹脂封止装置において、金型群が型開きして成形品が搬出される直前の状態を示す部分断面図である。
【図４】 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る樹脂封止装置において、キャビティに樹脂材料が供給される直前の状態と、樹脂材料が溶融し溶融樹脂が生成され金型群が型締めする直前の状態とを、それぞれ示す部分断面図である。
【図５】 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る樹脂封止装置において、キャビティに樹脂材料が供給される直前の状態と、樹脂材料が供給された直後の状態とを、それぞれ示す部分断面図である。
【図６】 （Ａ），（Ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る樹脂封止装置において、樹脂材料がキャビティに供給される前に搬送されている状態と、樹脂材料がキャビティに供給された直後の状態とを、それぞれ示す部分断面図である。
【符号の説明】
１ 下型
２ 上型
３ 搬送ユニット（樹脂材料供給手段，成形品搬出手段）
４，２０ 樹脂材料
５ キャビティ
６ 樹脂溜まり
７，１３，２８ 気体流路
８ ヒータ（加熱手段）
９ 型締め部
１０ 段差
１１ 基板載置部
１２ 吸着用凹部
１４ 基板
１５ チップ
１６ ワイヤ
１７ 溶融樹脂
１８ 硬化樹脂
１９ 成形品
２１ 樹脂材料（粒状体）
２２ 樹脂材料供給ユニット（樹脂材料供給手段）
２３ 貯留箱
２４ シャッタ板
２５，２６ 開口
２７ フィルム（樹脂材料供給手段）
Claims (2)
- 列状又は格子状に形成された複数の領域を有する基板を使用して前記領域の各々に対応するパッケージを製造する工程において、相対向する金型群と樹脂封止用の樹脂材料とを使用して、基板の主面において前記樹脂材料を溶融させて溶融樹脂を形成し、該溶融樹脂を硬化させて封止樹脂を形成する樹脂封止装置であって、
前記金型群のうち上型における所定の位置に前記基板を搬送して載置する基板搬送手段と、
前記金型群のうち下型に設けられているとともに前記主面の少なくとも一部が配設されるべきキャビティと、
前記キャビティに前記樹脂材料を供給する樹脂材料供給手段と、
前記下型に設けられ、前記キャビティに供給された樹脂材料を加熱して溶融させることにより前記溶融樹脂を生成する加熱手段と、
前記金型群を型締め又は型開きするプレス手段と、
少なくとも前記基板と前記封止樹脂とを有する成形品を取り出す成形品搬出手段とを備えるとともに、
前記封止樹脂は、前記金型群が型締めされ前記主面の少なくとも一部が前記キャビティにおける溶融樹脂に浸漬された状態で、該溶融樹脂を硬化させることにより形成され、
前記樹脂材料が前記キャビティの寸法・形状に合わせて打錠されていることにより前記樹脂材料に熱が伝導しやすくなることを特徴とする樹脂封止装置。 - 列状又は格子状に形成された複数の領域を有する基板を使用して前記領域の各々に対応するパッケージを製造する工程において、相対向する金型群と樹脂封止用の樹脂材料とを使用して、基板の主面において前記樹脂材料を溶融させて溶融樹脂を形成し、該溶融樹脂を硬化させて封止樹脂を形成する樹脂封止装置であって、
前記金型群のうち上型における所定の位置に前記基板を搬送して載置する基板搬送手段と、
前記金型群のうち下型に設けられているとともに前記主面の少なくとも一部が配設されるべきキャビティと、
前記キャビティに前記樹脂材料を供給する樹脂材料供給手段と、
前記下型に設けられ、前記キャビティに供給された樹脂材料を加熱して溶融させることにより前記溶融樹脂を生成する加熱手段と、
前記金型群を型締め又は型開きするプレス手段と、
少なくとも前記基板と前記封止樹脂とを有する成形品を取り出す成形品搬出手段とを備えるとともに、
前記封止樹脂は、前記金型群が型締めされ前記主面の少なくとも一部が前記キャビティにおける溶融樹脂に浸漬された状態で、該溶融樹脂を硬化させることにより形成され、
前記樹脂材料は所定の寸法に打錠されているとともに、前記キャビティの寸法・形状に合わせて複数個使用されていることを特徴とする樹脂封止装置。
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