JP4429040B2 - 樹脂モールド装置及び樹脂タブレット供給装置 - Google Patents

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Description

本発明は、一般には、樹脂モールド装置及び樹脂タブレット供給装置に係わり、特に、半導体チップを樹脂封止して半導体パッケージを製造する樹脂モールド装置と樹脂モールド装置に樹脂タブレットを供給する樹脂タブレット供給装置とに関する。本発明は、トランスファモールド法によって半導体チップが搭載されたリードフレームを樹脂封止する樹脂モールド装置に好適である。
近年の電子機器の普及に伴い、電子機器に搭載される半導体パッケージは多様化する傾向にある。半導体パッケージには、便利な機能を安価に実現することが求められる場合もあれば、重要な機能を高い信頼性で実現することを求められる場合もあり、多様な品質要求を実現する半導体パッケージの製造装置が要求されている。
半導体チップが搭載されたリードフレームを樹脂封止金型にセットすると共に、かかる金型内で別途装填した樹脂タブレットを加熱溶融した後、半導体チップを包囲するキャビティに送り込んで樹脂封止する(即ち、トランスファモールド法を用いた)樹脂モールド装置では、複数の樹脂タブレット供給方式によって樹脂タブレットが供給されている。具体的には、パーツフィーダー供給方式とタブレットマガジン供給方式の2つの供給方式があり、それらの供給方式は、半導体パッケージに要求される品質に応じて選択されている。
パーツフィーダー供給方式による供給機構(例えば、特許文献1参照。)は、多数の樹脂タブレットを収納する収納容器に振動を加え、かかる振動によって樹脂タブレットを一列に整列させて次工程の樹脂タブレット装填機構(例えば、特許文献2参照。)に供給する。パーツフィーダー供給方式による供給機構は、振動によって樹脂タブレットを自動的に整列して供給しているため、コストを抑えて半導体パッケージを製造することができる。
一方、半導体パッケージに対して高い信頼性を求める場合には、振動を加えずに樹脂タブレットを供給することができるタブレットマガジン供給方式による供給機構を用いる。図9は、従来のタブレットマガジン供給方式による供給機構1000を示す説明図である。図9を参照するに、複数列に整列された樹脂タブレットTが供給プッシャー1120によって押し出され、タブレットマガジン1100からローダー1200の保持孔1210へ直接受け渡されている。なお、保持孔1210は、樹脂封止金型に樹脂タブレットを装填する間隔に合わせて設けられている。また、樹脂タブレットを収納するタブレットマガジンの収納孔1110も樹脂封止金型に樹脂タブレットを装填する間隔に合わせて形成される。タブレットマガジン供給方式による供給機構は、加振により樹脂タブレットが損傷して質量が減ることがなく、また、樹脂タブレットの経時劣化を厳密に把握することが可能であるため、より信頼性の高い樹脂タブレットの品質管理を行うことができる利点がある。但し、タブレットマガジン供給方式は、手作業によって樹脂タブレットをタブレットマガジンに収納しなければならず、生産性に不利を生じることとなるため、半導体パッケージに対する品質要求を十分に検討したうえで適切な供給方式を選択する必要がある。
そこで、多様な品質要求に同一の樹脂モールド装置によって応えるために、パーツフィーダー供給方式の供給機構とパーツフィーダー供給方式専用のタブレット装填機構、及び、タブレットマガジン供給方式の供給機構とタブレットマガジン供給方式専用のタブレット装填機構を各々着脱自在に設け、必要に応じて着脱交換して供給方式の変更を行っていた。
特開2001−300978号公報 特開2001−310349号公報
従来のモールド装置では、樹脂タブレットの供給方式を変更する、例えば、パーツフィーダー供給方式からタブレットマガジン供給方式に変更する際に、パーツフィーダー供給方式の供給機構とパーツフィーダー供給方式専用のタブレット装填機構とを樹脂モールド装置から取り外した後、タブレットマガジン供給方式の供給機構とタブレットマガジン供給方式専用のタブレット装填機構とを樹脂モールド装置に取り付けなければならず、精通した作業者が多大な工数(時間)をかけて交換作業を行うことが必要であり、生産性の悪化(例えば、スループットの低下やコストの増加など)を招いてしまう装置構成とされていた。
そこで、本発明は、多様な品質要求に応じて複数の供給方式から一を選択し、所望の樹脂タブレットの供給方式を容易に具現化することができる樹脂モールド装置及び樹脂タブレット供給装置を提供することを例示的目的とする。
本発明の側面としての樹脂タブレット供給装置は、パーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置により樹脂タブレットを一つの樹脂タブレット供給口から水平方向に押し出してタブレット装填機構に供給し、該タブレット装填機構により前記樹脂タブレットをローダーに装填し、該ローダーにより前記樹脂タブレットを樹脂封止金型に装填して被成形品を樹脂封止する樹脂モールド装置において、前記パーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置に代わり前記樹脂タブレットを前記タブレット装填機構に供給するタブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置であって複数の樹脂タブレットを収納可能な収納孔が該収納孔の延びる方向と直交する方向に一直線上に複数列形成されたタブレットマガジンを複数備え、前記タブレットマガジンの前記収納孔の延びる方向を水平方向にし、複数の収納孔が並べられる方向を鉛直方向にした状態で一つのタブレットマガジンを保持するマガジンホルダーと、前記マガジンホルダーにより保持された前記一つのタブレットマガジンの前記複数の収納孔のうち一つの収納孔から前記樹脂タブレットを前記タブレット装填機構に供給する一つの樹脂タブレット供給口と、前記一つの収納孔に収納された前記樹脂タブレットを水平方向に押し出して該一つの樹脂タブレット供給口から前記樹脂タブレットを前記タブレット装填機構に供給する供給プッシャーと、前記マガジンホルダーを鉛直方向に移動させて該一つの樹脂タブレット供給口と前記一つの収納孔と前記供給プッシャーとが一直線上になるように該マガジンホルダーを駆動する駆動部とを有することを特徴とする。
前記タブレットマガジンは、前記供給プッシャーによって前記樹脂タブレットが押される背面から側面にかけて前記供給プッシャー用の切り欠きが形成され、前記供給プッシャーはL字形状に形成されていてもよい。
樹脂タブレット供給装置は、前記収納孔の延びる方向を水平方向にすると共に前記複数列の該収納孔が鉛直方向に並ぶように向けられた前記タブレットマガジンを前記収納孔の延びる方向及び鉛直方向と直交する方向に複数並べて収納する収納部と、前記収納部から前記タブレットマガジンを前記収納孔の延びる方向及び鉛直方向と直交する方向に押し出して一つのタブレットマガジンを前記マガジンホルダーに受け渡すマガジンローダーと、全ての前記樹脂タブレットを供給し終えた前記一つのタブレットマガジンを前記マガジンホルダーから排出するマガジンエジェクターと、を更に有してもよい。
前記タブレットマガジンには、前記収納孔の前記樹脂タブレットを供給する開口面に、差込式の収納蓋と、該収納蓋が組みつけられる差込溝とが設けられていてもよい。
上記の樹脂タブレット供給装置と、前記樹脂タブレット供給装置から供給された樹脂タブレットをローダーに装填するタブレット装填機構と、を備えた樹脂モールド装置も本発明の一側面を構成する。
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、多様な品質要求に応じて複数の供給方式から一を選択し、所望の樹脂タブレットの供給方式を容易に具現化することができる樹脂モールド装置及び樹脂タブレット供給装置を提供することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の例示的一形態としての樹脂モールド装置及び樹脂タブレット供給装置について説明する。なお、各図において同一の部材には同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図1は本発明による半導体パッケージの製造装置の一例としての樹脂モールド装置を示す平面図である。
図1に示す樹脂モールド装置は、半導体チップを搭載したリードフレームを熱硬化性樹脂によって樹脂封止して半導体パッケージを製造するもので、フレーム供給マガジン2に多数収納されたリードフレームを基板供給部1よりターンテーブル3を経て供給ステージ4へ供給し、供給ステージ4へ供給されたリードフレームを別途樹脂タブレット供給装置100より供給され、樹脂タブレット配列部300で樹脂封止金型への装填間隔に配された複数の樹脂タブレットとともにローダー5により樹脂封止金型6または7に装填して半導体チップを樹脂封止した後、成形品をアンローダー8により樹脂封止金型6または7から待機ステージ9へと取り出し、続くディゲートステージ10で不要樹脂を除去した成形品を成形品収納部11でフレーム収納マガジンに収納する構成を備える。
なお、ローダー5及びアンローダー8は移動レール12上を交差して移動可能に設けられ、成形品収納部11は成形品を同じ向きで収納できるようターンテーブル上に回転可能に設けられている。また、供給ステージ4にはリードフレームを予熱するための予熱ヒーターが備えられ、アンローダー8には樹脂封止後の金型をクリーニングするためのクリーナーが備えられている。
図2は、図1に示す樹脂モールド装置の樹脂タブレット供給装置100と樹脂タブレット配列部300との接続を示す拡大平面図である。本実施形態において特徴的な点は、樹脂タブレットの供給方式変更の必要に応じてパーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置100とタブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置200とを同一の樹脂タブレット配列部300に接続交換可能としている点である。
先ず、図2および図3を参照して、パーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置100と樹脂タブレット配列部300との接続を説明する。図3は、図2において樹脂タブレット配列部300に樹脂タブレット供給装置100を接続する場合の矢視αより見る接続状態図(側面図)である。
図3において、樹脂タブレット供給皿130に供給された樹脂タブレットTは加振整列路120に落下し、加振器140によって加振されることにより一列に整列されて樹脂タブレット供給口110より樹脂タブレット配列部300の接続口310へと供給される。接続口310に供給された樹脂タブレットTは、搬送ハンド320により回転テーブル330上に載置され、回転テーブル330の回転とともにタブレットホルダー350に対向する位置まで移動する。樹脂タブレットTを載置して搬送する接続口310および回転テーブル330の上面には断面がV字状の搬送溝が設けられているため、搬送される樹脂タブレットTを安定にガイドして搬送することができる。
なお、搬送溝の断面形状は樹脂タブレットTとの接触面積の小さいV字形状に形成する他、樹脂タブレットTにダメージを与えないU字形状、または形成加工が容易な凹字形状に形成されていてもよい。
タブレットホルダー350に対向する位置まで移動した樹脂タブレットTは、搬送プッシャー340により回転テーブル330上より押し出され、タブレットホルダー350に受け渡される。
タブレットホルダー350は一定間隔を保って移動しながら回転テーブル330より樹脂タブレットTを受け取ることで、樹脂タブレットTを一定間隔に配列してタブレットホルダー350に保持することができる。この一定間隔とは樹脂封止金型に樹脂タブレットTを装填する装填間隔と同一のもので、上記一連の動作によって複数の樹脂タブレットTを所望の間隔に配列し、以後一括して取り扱うことを可能としている。
複数の樹脂タブレットTを一定間隔に配列して保持したタブレットホルダー350は、支持軸350aを軸として90度回転し、上方で待機するローダー5(説明図1参照。)に樹脂タブレットTを鉛直方向に受け渡す。タブレットホルダー350は回転テーブル330を挟み対向して一組備えられているから、途切れることなく樹脂タブレットTをローダー5へ受け渡すことができる。
本実施形態におけるパーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置100の樹脂タブレット供給口110は、樹脂タブレット配列部300の接続口310に着脱自在に接続され、樹脂タブレット供給装置100は樹脂モールド装置より取り外し可能に設けられているため、樹脂タブレットの供給方式の変更に際して、パーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置100を樹脂モールド装置より取り外し、取り外したパーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置100に替えてタブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置200を樹脂モールド装置に換装することができる。
タブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置200の樹脂タブレット供給口210は、パーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置100の樹脂タブレット供給口110との互換性を有し、樹脂タブレット配列部300の接続口310へ着脱自在に接続することができるから、タブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置200は、パーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置100と同様に樹脂タブレットTを樹脂タブレット配列部300へ供給することができる。一方、樹脂タブレット配列部300は、樹脂タブレット供給方式の変更に際して交換する必要が無いため、樹脂モールド装置に固定して設けられている。
図2および図4は、本実施形態におけるタブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置200と樹脂タブレット配列部300との接続を示す説明図である。タブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置200は多数の樹脂タブレットTを収納するタブレットマガジン220を複数備え、タブレットマガジン220が収納する樹脂タブレットTを供給プッシャー230によって樹脂タブレット供給口210より押し出して樹脂タブレット配列部300に供給する。
図5は、図4に示す矢視βよりタブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置200を見る詳細説明図である。図5において、樹脂タブレットTを多数収納したタブレットマガジン220aがマガジンローダー251に押し出されてクランパ250が備えられた待機位置まで供給される。クランパ250はエアシリンダーACによって上下方向に可動に設けられ、タブレットマガジン220aが待機位置に供給されるとエアシリンダーACによってクランパ250が押し出されるように作動するため、タブレットマガジン220aは待機位置でクランパ250にクランプされて固定される。
次に、モーターMO、プーリーPL、ボールシャフトBS他より構成される駆動部270を備え上下および左右方向に移動可能なマガジンホルダー240が、クランパ250によってタブレットマガジン220aが固定されている待機位置へ移動してタブレットマガジン220aの受け渡しがおこなわれる。マガジンホルダー240が待機位置まで移動すると、クランパ250に設けられたロック解除突起252とマガジンホルダー240の上端に位置し、固定スプリング243によってマガジンホルダー240に固定されているロック241の凹部とが係合する。ロック241とロック解除突起252とが係合した状態でエアシリンダーACを作動させてクランパ250を引き上げると、クランパ250によるタブレットマガジン220aの固定が解除されるとともに、ロック241をマガジンホルダー240に固定する固定スプリング243が撓んでロック241が上方に引き上げられ、タブレットマガジン220aが受け渡し可能な状態となる。クランパ250によるタブレットマガジン220aの固定が解除され、ロック241が上方へ引き上げられた状態で、マガジンローダー251によりタブレットマガジン220aをマガジンホルダー240内に押し出して、タブレットマガジン220aを受け渡す。タブレットマガジン220aがマガジンホルダー240に正しい向きでセットされた場合には、マガジンホルダー240に設けられた誤セット防止突起242とタブレットマガジン220aに設けられた凹部とが係合し、タブレットマガジン220aが正しい向きで受け渡されたことが確認される。タブレットマガジン220aの受け渡しが完了した後、再度エアシリンダーACを作動させてクランパ250を押し出してマガジンホルダー240にセットされたタブレットマガジン220aをロック241でロックするとともに、続いて待機位置に供給されたタブレットマガジン220aをクランパ250でクランプして固定する。
続いてタブレットマガジン220aをセットしたマガジンホルダー240を移動し、タブレットマガジン220aに収納される樹脂タブレットTを供給口210の後方位置SPに位置合わせして供給プッシャー230により樹脂タブレットTを押し出し、樹脂タブレットTを樹脂タブレット配列部300に供給する。タブレットマガジン220aが収納する全ての樹脂タブレットTを供給した後、マガジンホルダー240は突き当てブロック260およびマガジンエジェクター261が備えられた排出位置まで移動してタブレットマガジン220bを排出する。マガジンホルダー240が排出位置まで移動すると、固定スプリング243によってマガジンホルダー240に固定されているロック241と突き当てブロック260とが当接し、ロック241が上方に押し上げられてタブレットマガジン220bのロックが解除される。タブレットマガジン220bのロックが解除された後、マガジンエジェクター261がエアシリンダーACによって駆動され、タブレットマガジン220bが排出位置より排出される。
図6は本実施形態におけるタブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置200で用いるタブレットマガジン220の構成を示す詳細説明図である。図6において、図6(b)はタブレットマガジン220の分解図、図6(a)は図6(b)の上面図、図6(c)は図6(b)の下面図である。タブレットマガジン220には樹脂タブレットTを収納する収納孔221が一定間隔で設けられている。収納孔221の設置間隔は、樹脂タブレットTを樹脂封止金型に装填する際の装填間隔に合わせて設けられる従来のタブレットマガジン1100の収納孔1110の設置間隔(図9参照。)と比較して小さく設けられ、多数の樹脂タブレットTを収納できるよう設けられている。
タブレットマガジン220には、収納孔221内に収納される樹脂タブレットTがタブレットマガジン220の底面より落下しないように底板223がボルトBTによって組み付けられるとともに、収納孔221の開口面には、差込式の収納蓋225が差込溝224に沿って組み付けられるように設けられているため、図7に示すように、タブレットマガジン220を横転させて樹脂タブレット供給装置200に搭載する際にも、収納する樹脂タブレットTがタブレットマガジン220からこぼれ出してしまうことがない。収納蓋225はタブレットマガジン220を樹脂タブレット供給装置200に横転して搭載した後に、上方に引き抜いて取り除けばよい。
また、タブレットマガジン220および底板223には切り欠き222が設けられているが、これは図8に示すように平面形状がL字形状に形成された供給プッシャー230を、より前方へ押し出すことができるように設けられたもので、供給プッシャーの平面形状をL字形状とするとともに、L字形状に形成された供給プッシャーの基部がタブレットマガジン220の外形に制限されずに前進できるように設けることで、供給プッシャー230の全長とストロークとを小さく抑えて樹脂タブレット供給装置200を小型化するための設定である。
上記実施形態に例示した樹脂モールド装置及び樹脂タブレット供給装置によれば、樹脂タブレットの整列方法が異なる複数の樹脂タブレット供給装置より最適な樹脂タブレット供給装置を選択し、樹脂モールド装置に固定に設けられた樹脂タブレット配列部に接続して樹脂タブレットを供給することができるから、多様な品質要求に対して臨機応変且つ迅速に対応して所望の半導体パッケージを製造することができる。
なお、上記実施形態では、樹脂タブレットを一列に整列して樹脂タブレット配列部に供給した後、樹脂タブレット配列部で任意の間隔に再配列して樹脂封止金型に装填するものとしているが、樹脂タブレット供給装置により樹脂タブレットを複数列に整列して供給し、供給された樹脂タブレットを再配列することなく樹脂封止金型に装填するよう設けることもできる。また、樹脂タブレット供給装置による樹脂タブレットの供給方向は水平方向にのみ限定されず、鉛直方向へ樹脂タブレットを供給するものとして、樹脂タブレット供給装置からローダーへと直接樹脂タブレットを供給するよう設けることもできるなど、本発明の精神を逸脱しない範囲内で多様な適用が可能である。
本発明による樹脂モールド装置を示す平面図である。 樹脂タブレット供給装置と樹脂タブレット整列部との接続を示す説明図である。 パーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置を樹脂モールド装置に接続した状態を示す説明図(側面図)である。 タブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置を樹脂モールド装置に接続した状態を示す説明図(側面図)である。 タブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置の詳細説明図である。 タブレットマガジンの詳細説明図である。 タブレットマガジンの供給方法を示す説明図である。 供給プッシャーの作動を示す説明図である。 従来の樹脂タブレット供給機構を示す説明図である。
符号の説明
1 基板供給部
2 フレーム供給マガジン
3 ターンテーブル
4 供給ステージ
5 ローダー
6、7 樹脂封止金型
8 アンローダー
9 待機ステージ
10 ディゲートステージ
11 成形品収納部
12 移動レール
100 樹脂タブレット供給装置(パーツフィーダー供給方式)
110、210 樹脂タブレット供給口
120 加振整列路
130 樹脂タブレット供給皿
140 加振器
200 樹脂タブレット供給装置(タブレットマガジン供給方式)
220、1100 タブレットマガジン
221、1110 収納孔
222 切り欠き
223 底板
224 差込溝
225 収納蓋
230、1120 供給プッシャー
240 マガジンホルダー
241 ロック
242 誤セット防止突起
243 固定スプリング
250 クランパ
251 マガジンローダー
252 ロック解除突起
260 突き当てブロック
261 マガジンエジェクター
270 駆動部
300 樹脂タブレット配列部
310 接続口
320 搬送ハンド
330 回転テーブル
340 搬送プッシャー
350 タブレットホルダー
350a 支持軸
T 樹脂タブレット

Claims (5)

  1. パーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置により樹脂タブレットを一つの樹脂タブレット供給口から水平方向に押し出してタブレット装填機構に供給し、該タブレット装填機構により前記樹脂タブレットをローダーに装填し、該ローダーにより前記樹脂タブレットを樹脂封止金型に装填して被成形品を樹脂封止する樹脂モールド装置において、前記パーツフィーダー供給方式の樹脂タブレット供給装置に代わり前記樹脂タブレットを前記タブレット装填機構に供給するタブレットマガジン供給方式の樹脂タブレット供給装置であって
    複数の樹脂タブレットを収納可能な収納孔が該収納孔の延びる方向と直交する方向に一直線上に複数列形成されたタブレットマガジンを複数備え、
    前記タブレットマガジンの前記収納孔の延びる方向を水平方向にし、複数の収納孔が並べられる方向を鉛直方向にした状態で一つのタブレットマガジンを保持するマガジンホルダーと、
    前記マガジンホルダーにより保持された前記一つのタブレットマガジンの前記複数の収納孔のうち一つの収納孔から前記樹脂タブレットを前記タブレット装填機構に供給する一つの樹脂タブレット供給口と、
    前記一つの収納孔に収納された前記樹脂タブレットを水平方向に押し出して該一つの樹脂タブレット供給口から前記樹脂タブレットを前記タブレット装填機構に供給する供給プッシャーと、
    前記マガジンホルダーを鉛直方向に移動させて該一つの樹脂タブレット供給口と前記一つの収納孔と前記供給プッシャーとが一直線上になるように該マガジンホルダーを駆動する駆動部と、
    を有することを特徴とする樹脂タブレット供給装置。
  2. 前記タブレットマガジンは、前記供給プッシャーによって前記樹脂タブレットが押される背面から側面にかけて前記供給プッシャー用の切り欠きが形成され、前記供給プッシャーはL字形状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の樹脂タブレット供給装置。
  3. 前記収納孔の延びる方向を水平方向にすると共に前記複数列の該収納孔が鉛直方向に並ぶように向けられた前記タブレットマガジンを前記収納孔の延びる方向及び鉛直方向と直交する方向に複数並べて収納する収納部と、
    前記収納部から前記タブレットマガジンを前記収納孔の延びる方向及び鉛直方向と直交する方向に押し出して一つのタブレットマガジンを前記マガジンホルダーに受け渡すマガジンローダーと、
    全ての前記樹脂タブレットを供給し終えた前記一つのタブレットマガジンを前記マガジンホルダーから排出するマガジンエジェクターと、を更に有することを特徴とする請求項1に記載の樹脂タブレット供給装置。
  4. 前記タブレットマガジンには、前記収納孔の前記樹脂タブレットを供給する開口面に、差込式の収納蓋と、該収納蓋が組みつけられる差込溝とが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の樹脂タブレット供給装置。
  5. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の樹脂タブレット供給装置と、
    前記樹脂タブレット供給装置から供給された樹脂タブレットをローダーに装填するタブレット装填機構と、を備えた樹脂モールド装置。
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