JP4474381B2

JP4474381B2 - 被成形品の落下防止機構

Info

Publication number: JP4474381B2
Application number: JP2006135264A
Authority: JP
Inventors: 大福岡
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2006-05-15
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2026-05-15
Also published as: JP2007301939A; TWI495020B; TW200905754A

Description

本発明は、樹脂封止装置の技術分野に関する。

金型を用いて半導体チップ等の被成形品を樹脂にて封止する樹脂封止金型には、種々の形式のものが存在している。例えば、被成形品の供給方法においても、下型側に供給される形式もあれば、上型側に供給される形式も存在する。

これらのうち、上型側に被成形品が供給される形式の装置として、特許文献１記載の樹脂封止装置１が公知である。

樹脂封止装置１では、上型１０に供給される封止前基板（被成形品）３０を、吸引排出孔１６、連通孔１７、通気性部材１８を利用して吸引力によって上型１０表面に吸着保持可能とされている。これとは別に、チャック部材（保持部材）１３により封止前基板３０を挟んで保持する落下防止機構も備わっている。

吸着保持された封止前基板３０は、樹脂が投入され、下型２０が上型１０に当接することで樹脂封止される。なお、符号１５は、上型１０と下型２０とが当接後、封止前基板３０の周りを減圧に保つためのシール部材である。

特開２００５−２２５１３３号公報

樹脂封止装置においては、投入樹脂が半導体チップの周囲にボイドを形成することなく均等に供給されること等を目的として、一般に封止時に被成形品の周りが減圧される。又、投入する樹脂を溶融させる等のために金型は加熱された状態（例えば１８０℃程度）で使用される。このとき、特許文献１記載の樹脂封止装置１のように、封止前基板３０を保持するチャック部材１３を作動させるための動力を、上型１０を上下方向に貫通した取付棒１９及び弾性部材１４を介して外部から得る構成とすれば、この取付棒１９の上型１０への貫通部分を精度良くシールする必要がある。勿論耐熱性も有していなければならない。その結果、上型の構造が複雑となり、上型の製造コストが掛かることに加えて、シール部分が増えるため減圧の信頼性も低下する。

一方、このような落下防止機構（チャック部材１３、取付棒１９、弾性部材１４）を採用せずに、吸引力だけで被成形品を上型表面に保持しておくことも可能であるが、何らかの理由で吸着が上手く行われない場合には、高価な被成形品（半導体チップ等の製品）が落下し破損してしまう。

そこで、本発明は、簡易な構造で確実に被成形品の落下を防止することができ、又、減圧信頼性を低下させることのない落下防止機構を提供することをその課題としている。

本発明は、樹脂封止装置の上型表面に供給される被成形品の落下防止機構であって、当該落下防止機構は、前記上型の下型側に配置されており、保持位置と解放位置との間を運動することにより前記被成形品を保持・解放可能な状態となる保持部材と、前記保持部材を前記上型に対して前記運動可能に支持する支持部材と、前記保持部材を前記運動させるための動力を前記下型側から前記保持部材へと伝達する動力伝達構造と、を備えるように落下防止機構を構成することで、上記課題を解決するものである。

このように、下型側から受ける動力を用いて保持部材を運動（例えば反復運動）させ、当該反復運動により被成形品を保持可能な状態としたり、又、解放可能な状態へとすることが可能となった。即ち、上型を上下方向に貫通することなく動力を伝達することができるために、別途上型を減圧保持のためにシールする必要もなく、封止時の減圧の信頼性も低下しない。又、上型自体の構造を複雑としないため、低コストで樹脂封止装置を構成できる。

なお、本発明においては、前記動力伝達構造を、外部からの動力を受けて前記保持部材を前記保持位置から前記解放位置へと運動させる第１作用部材と、前記保持部材を前記解放位置から前記保持位置へと運動させる第２作用部材を有し、前記第１の作用部材に外部からの動力が伝達されていないときには、前記第２作用部材によって前記保持部材が前記保持位置に位置するように構成してもよい。

これにより、必要となる外部動力は１種類（１方向）の力（保持部材を保持位置から被保持位置へと運動させる力）で足りる。よって、例えば下型機構が上型機構に当接しようとする動力を利用することができるとともに、落下防止機構の構造を簡素化できる。

本発明を適用することにより、被成形品の落下を防止できる。又、減圧を維持するためのシール部材を新たに配置する必要がない。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例である落下防止機構１３０を備えた樹脂封止装置１００の構造図である。

樹脂封止装置１００は、上型機構１０１と、下型機構２０１とで構成されている。この上型機構１０１と下型機構２０１とは、例えば、図示せぬプレス機構等によって、互いに当接・離反可能とされている。

上型機構１０１は、上型ベース１２０と、該上型ベース１２０の下側（下型機構２０１側）に設置固定された上型１１０と、当該上型１１０の周囲を取り囲むように配置された減圧シール１５０とから構成される。又、上型１１０の下型機構２０１側には、図示せぬ搬送機構によって当該上型１１０表面に供給される被形成品３００の落下を防止するための落下防止機構１３０（詳細は後述する）が備わっている。又、図示はしないが、上型１１０の表面（下型機構２０１側表面）には、被成形品３００を吸着保持可能な吸着孔（吸着機構）が形成されている。

一方、下型機構２０１は、下型ベース２２０と、該下型ベース２２０の上面略中央部分に設置固定された底型２１２と、該底型２１２の周囲に配置され且つ下型ベース２２０に対して上下に移動可能な枠型２１４と、該枠型２１４を上下に移動させることが可能なクランプバネ２１６とから構成される。換言すると、枠型２１４には、底型２１２が貫通可能な貫通孔が形成されており、この貫通孔に底型２１２を貫通させた状態で上下に移動可能とされている。なお、底型２１２と、枠型２１４とで下型２１０を構成している。

次に、図２を参照しつつ、上型１１０に備わる落下防止機構１３０について説明する。図２は、図１における落下防止機構１３０部分の拡大図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は、落下防止機構１３０が被成形品３００を保持する工程を時系列的に示している。なお、保持部材１３２の、図２（Ａ）又は図２（Ｄ）で示した位置が「保持位置（被成形品を保持可能な位置）」であり、図２（Ｂ）又は図２（Ｃ）で示した位置が「解放位置（被成形品を保持不可能な位置：解放する位置）」である。

落下防止機構１３０は、保持位置と解放位置との間を反復して回動することにより被成形品３００を保持・解放可能な状態となる保持部材１３２と、この保持部材１３２を上型１１０に対して回動可能に支持する固定ピン（支持部材）１３４と、保持部材１３２を回動させるための動力を伝達する動力伝達構造１４０とを備えている。保持部材１３２は、アーム部１３２Ｃの先端側に第１クランク部１３２Ｂを備え、後端側に第２クランク部１３２Ｄを備えた形状の部材である。第１クランク部１３２Ｂの更に先端側が被成形品３００を直接保持する爪部１３２Ａとして構成される。又、第２クランク部１３２Ｄの更に後端側が外部からの動力を受ける基部１３２Ｅとして構成される。なお、保持部材１３２は、第２クランク部１３２Ｄにおいて前述した固定ピン１３４によって上型１１０に対して回動可能に支持固定されている。

動力伝達構造１４０は、第１作用部材１３６と、第２作用部材１３８とを備える。第１作用部材１３６は、保持部材１３２を保持位置から解放位置へと運動させる作用を行う部材であり、一方、第２作用部材は、保持部材１３２を解放位置から保持位置へと運動させる作用を行う部材である。本実施形態においては、この第１作用部材１３６は、上型１１０の表面から自身の一部が（下型２１０側に）突出して配置される押しピン１３６Ａと、該押しピン１３６Ａの上部に配置される第１弾性体１３６Ｂとで構成される。この第１弾性体１３６Ｂは押しピン１３６Ａの頭部に当接すると同時に保持部材１３２の基部１３２Ｅに当接している。又、第１弾性体１３６Ｂの弾性係数は、後述する第２弾性体１３８の弾性係数よりも大きく（変形し難い）設定されている。即ち、この押しピン１３６Ａに外部からの動力（本実施形態では搬送装置４００から受ける反力）が伝達されることによって、押しピン１３６Ａ、第１弾性体１３６Ｂ、基部１３２Ｅを介して、保持部材１３２を保持位置から解放位置へと回動（矢示Ｂ方向への回動）させることが可能な構成とされている。又、保持部材１３２のアーム部１３２Ｃには、第２作用部材である第２弾性体１３８が配置されている。この第２弾性体１３８は、保持部材１３２のアーム部１３２Ｃに当接すると同時に上型１１０にも当接している。その結果、この第２弾性体１３８は、保持部材１３２が保持位置と解放位置との間を反復する際に連動して圧縮・弛緩する。即ち、保持部材１３２が保持位置にあるときに最も弛緩した状態であり、前述した第１の作用部材１３６によって保持部材１３２が保持位置から解放位置へと回動させられると同時に圧縮される。一方、第１の作用部材１３６への外部からの動力の伝達が解かれると、自身の弾性力によって、保持部材１３２を解放位置から保持位置へと戻す（矢示Ａ方向の回動）ことが可能である。

なお、動力伝達機構１４０は、上記で示したように、外部動力を下型機構２０１側（下型２１０側）から受けており、上型１１０を上下方向に貫通する部材を有していない。その結果、別途貫通部分をシールする必要もなく、封止時に金型内部を減圧する場合においても減圧の信頼性が低下することはない。

又、弾性部材は種々のものを使用することが可能であり、例えばゴムを利用すれば安価に構成することが可能であり、バネを利用すれば経年変化に強い落下防止機構を構成することができる。

続いてこの落下防止機構１３０の動作について説明する。

図２（Ａ）に示すように、搬送機構４００によって半導体チップ等の被成形品３００が上型１１０の表面へと搬送供給されてくる。このとき保持部材１３２は、未だ保持位置に位置して待機しており、この状態のままでは爪部１３２Ａが障害となり被成形品３００を受け取ることは不可能である。

次に、図２（Ｂ）に示すように、更に搬送機構４００が上昇するに伴って、搬送機構４００の上面の一部が押しピン１３６Ａを押し上げる。これに伴い押しピン１３６Ａ、第１弾性体１３６Ｂ、基部１３２Ｅを介して保持部材１３２が保持位置から解放位置へと回動する（矢示Ｂ方向の回動）。このとき、第１弾性体１３６Ｂの弾性係数は、第２弾性体１３８の弾性係数よりも大きく設定されているため、第２弾性体１３８が保持部材１３２を保持位置に保とうとする力に打ち勝って、保持部材１３２を解放位置へと運動させることが可能となっている。なお、第１、第２弾性体１３６Ｂ、１３８の弾性係数を同じとした場合でも、保持部材１３２を回動支持する固定ピン１３４からの距離（固定ピン１３４から各弾性体が当接している位置までの距離）を変化させることによって同様の作用を営むことも可能である。

更に搬送機構４００は上昇を続けるが、続く第１弾性体１３６Ｂの圧縮（未だこの第１弾性体１３６Ｂには圧縮される余地が残っている。）によってこの搬送機構４００の上昇は許容される（図２（Ｃ））。

被成形品３００が上型１１０の表面へと到達すると、図示せぬ吸着機構によって被成形品３００が上型１１０の表面に吸着保持される。その後、図２（Ｄ）に示すように、搬送機構４００が下降することによって押しピン１３６Ａへの動力の伝達が断たれると、被成形品３００は上型１１０の表面に吸着保持された状態のままで、解放位置にあった保持部材１３２が第２弾性体１３８によって保持位置へと戻される。これにより、被成形品３００は吸着機構によって吸着保持されると同時に、当該落下防止機構１３０によって確実に落下が防止される。

なお、搬送機構４００の上下動は、例えば下型機構２０１から動力を受けるように構成してもよく、そのようにすれば別途搬送機構４００を上下動させるための動力源を設ける必要がない。

次に、図３及び図４を用いて、落下防止機構の他の実施形態について説明する。図３及び図４は、いずれも落下防止機構部分の拡大図である。なお、図２で示した落下防止機構１３０と同一又は類似する部分については同一の符号を付して説明することとし、重複する構成及び作用の説明は省略する。

図３に示す落下防止機構１３０´は、第２作用部材である第２弾性体１３８が、保持部材１３２のアーム部１３２Ｃではなく、基部１３２Ｅに配置されている点が前述の落下防止機構１３０と異なっている。ここでは、保持部材１３２の基部１３２Ｅを挟んで上下方向に第１弾性体１３６Ｂと第２弾性体１３８とが配置されており、第２弾性体１３８は、保持部材１３２の基部１３２Ｅと当接すると同時に上型１１０にも当接している。その結果、保持部材１３２が上型１１０に対して回動可能とされている。上型１１０の大きさや厚さ等を考慮して、このような構成を採用することも可能である。

次に、図４に示す落下防止機構１３０´´は、保持部材１３２が保持位置と解放位置との間を回動して反復運動するのではなく、スライドによる反復運動をすることにより被成形品３００を保持・解放することを可能としている。

保持部材１３２は、被成形品３００を保持する爪部１３２Ａを有している。又、アーム部１３２Ｃの中程には、斜め方向に切り欠かれた溝１３２Ｆが形成されている。この溝１３２Ｆには、押しピン１３６Ａに備わるローラ１３６Ｃが組み込まれており、溝１３２Ｆに沿って転動可能とされている。なお、押しピン１３６Ａとローラ１３６Ｃとで第１作用部材１３６を構成している。又、保持部材１３２は、スライダ（支持部材）１３４によって上型１１０にスライド可能に支持されている。又、アーム部１３２Ｃには、第２作用部材である弾性体１３８が当接している。この弾性体１３８は同時に上型１１０にも当接している。

落下防止機構１３０´´では、搬送機構４００の上昇（搬送機構４００自身の上昇でもよいし、下型機構２０１によって間接的に上昇していてもよい）により押しピン１３６Ａが押し上げられると、溝１３２Ｆ内をローラ１３６Ｃが転動するため、保持部材には矢示Ａ方向への分力が発生する。このとき保持部材１３２はスライダ１３４によって上型１１０に対してスライド可能とされているので、押しピン１３６Ａの上昇に伴って保持位置から解放位置へとスライドする。一方、搬送機構４００が下降すると、弾性体１３８の弾力によって保持部材が矢示Ｂ方向に押されるため、再び保持位置へとスライドして戻される。

このように被成形品３００が保持された後、外部から封止用の樹脂が投入され、更に上型機構１０１と下型機構２０１とが閉じることによって、樹脂封止が完了する。

なお、反復運動の例として回動、スライドを例示したが、これに限定されるものではなく、その他にも例えば、カム等を使用して保持部材を反復運動させることも可能である。

本発明は、上型に被成形品が供給される封止装置に、封止方法に関わりなく広く適用することが可能である。

本発明の実施形態の一例である落下防止機構を備えた樹脂封止装置の構造図落下防止機構部分の拡大図落下防止機構の他の実施例落下防止機構の更に他の実施例特許文献１記載の樹脂封止装置

符号の説明

１００…樹脂封止装置
１０１…上型機構
１１０…上型
１２０…上型ベース
１３０…落下防止機構
１３２…保持部材
１３２Ａ…爪部
１３２Ｂ…第１クランク部
１３２Ｃ…アーム部
１３２Ｄ…第２クランク部
１３２Ｅ…基部
１３４…固定ピン
１３６Ａ…押しピン
１３６Ｂ…第１弾性体
１３８…第２弾性体
１４０…動力伝達構造
１５０…減圧シール
２０１…下型機構
２１０…下型
２１２…底型
２１４…枠型
２１６…クランプバネ
２２０…下型ベース

Claims

樹脂封止装置の上型表面に供給される被成形品の落下防止機構であって、
当該落下防止機構は、前記上型の下型側に配置されており、
保持位置と解放位置との間を運動することにより前記被成形品を保持・解放可能な状態となる保持部材と、
前記保持部材を前記上型に対して前記運動可能に支持する支持部材と、
前記保持部材を前記運動させるための動力を前記下型側から前記保持部材へと伝達する動力伝達構造と、を備えた
ことを特徴とする被成形品の落下防止機構。
請求項１において、
前記動力伝達構造は、外部からの動力を受けて前記保持部材を前記保持位置から前記解放位置へと運動させる第１作用部材と、前記保持部材を前記解放位置から前記保持位置へと運動させる第２作用部材を有し、
前記第１作用部材に外部からの動力が伝達されていないときには、前記第２作用部材によって前記保持部材は前記保持位置に位置している
ことを特徴とする被成形品の落下防止機構。
請求項２において、
前記第２作用部材が、弾性体で構成されている
ことを特徴とする被成形品の落下防止機構。
請求項３において、
前記第１作用部材の少なくとも一部が弾性体で構成され、
前記第２作用部材よりも前記第１作用部材の弾性係数が大きい
ことを特徴とする被成形品の落下防止機構。
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記第１作用部材の少なくとも一部が前記上型から前記下型側に向って突出して配置されており、
前記動力伝達構造により前記保持部材へと伝達される動力が、前記被成形品の搬送装置の上面が前記第１作用部材に接触することにより前記第１作用部材に生じる反力である
ことを特徴とする被成形品の落下防止機構。