JP4834407B2 - 樹脂モールド方法および樹脂モールド装置 - Google Patents
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Description
本発明は樹脂モールド方法および樹脂モールド装置に関し、より詳細には、圧縮成形方法を使用して短冊状に形成された被成形品、あるいは最終製品形状の個片に形成された被成形品を樹脂モールドする樹脂モールド方法および樹脂モールド装置に関する。
樹脂モールド装置は、リードフレームや配線基板に半導体チップを搭載した被成形品を樹脂モールドして製品とする樹脂モールド型の半導体装置の製造装置として広く用いられている。樹脂モールド装置による樹脂モールド方法には、被成形品を樹脂モールド金型によってクランプし、ポットからキャビティに樹脂を充填して樹脂モールドするトランスファモールドによる方法と、キャビティに所定量の樹脂を供給して、圧縮成形により樹脂モールドする方法がある。
樹脂モールド型の半導体装置の製造に従来、多く用いられている被成形品は短冊状に形成された製品である。短冊状に形成された被成形品を圧縮成形により樹脂モールドする方法として、被成形品に搭載されている半導体チップごとにキャビティを設け、樹脂とともに被成形品をクランプして樹脂モールドする方法が提案されている（特許文献１、２参照）。この圧縮成形方法による場合は、キャビティに樹脂を注入するためのゲートが不要であり、樹脂モールド領域の周囲が露出した状態で樹脂モールドされるから、樹脂モールド部の周囲に接続端子が配置される製品、たとえば、基板の両面に接続用の電極が必要となる複数個の半導体パッケージを積み重ねて搭載する半導体装置（Package on Package)などの製造に好適に使用することができる。
特開２００２−３６２７０号公報
特開２００３−１３３３５０号公報
特開平６−１５１４９３号公報
しかしながら、基板に搭載された半導体チップごとにキャビティを設けて圧縮成形によって樹脂モールドする場合には、キャビティに供給する樹脂材の分量がばらつくという問題があり、これらの樹脂量のばらつきによってばりが生じるといった問題が起こりうる。また、被成形品は樹脂基板のようにそれ自体で保形性を有する製品に限られるものではなく、フィルム状基板のように搬送ハンド等の搬送機構を用いる搬送操作に適しない製品もあるといった問題があった。
また、最近は、被成形品に搭載される半導体チップ自体が高価になってきているために、半導体チップを搭載する基板に配線パターンの断線といった不良があった場合に、そのまま樹脂モールドしてしまうと、不良基板部に搭載された半導体チップが損失になってしまうという問題がある。このような問題を解消する方法としては、基板の搭載領域を検査して不良搭載領域には半導体チップを搭載しないようにする方法がある。しかしながら、基板の搭載領域ごとに製品の良否を検査することは煩雑である。
また、短冊状に形成された被成形品を樹脂モールドする場合は樹脂モールド領域の外周部分が樹脂モールド金型によってクランプする領域となり、これらのクランプ領域は基板としては不要な領域であり、基板の製造コストとしてはロス部分になるという問題があった。
本発明はこれらの課題を解消すべくなされたものであり、半導体チップや基板のロスをなくして、的確に被成形品を樹脂モールドすることができる樹脂モールド方法および樹脂モールド装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、樹脂モールド金型のキャビティの内面をリリースフィルムにより被覆し、前記キャビティに充填されたモールド用の樹脂とともに被成形品を圧縮成形して樹脂モールドする樹脂モールド方法において、前記樹脂モールド金型の前記キャビティは、該キャビティの内側面を構成するキャビティブロックと、該キャビティの内底面を構成するフロートキャビティブロックとにより凹部状に形成され、前記キャビティの内底面となる端面形状が前記キャビティの平面形状に合わせて形成された前記フロートキャビティブロックを、前記被成形品をクランプする向きに付勢して型開閉方向に可動に、前記キャビティブロックに設けられた摺動孔内に装着した前記樹脂モールド金型を使用し、該樹脂モールド金型を型閉め位置まで型閉めすることにより、前記フロートキャビティブロックが可動して前記キャビティ内に供給された前記樹脂の樹脂量のばらつきを吸収し、前記被成形品を樹脂モールドすることを特徴とする。
すなわち、樹脂モールド金型のキャビティの内面をリリースフィルムにより被覆し、前記キャビティに充填されたモールド用の樹脂とともに被成形品を圧縮成形して樹脂モールドする樹脂モールド方法において、前記樹脂モールド金型の前記キャビティは、該キャビティの内側面を構成するキャビティブロックと、該キャビティの内底面を構成するフロートキャビティブロックとにより凹部状に形成され、前記キャビティの内底面となる端面形状が前記キャビティの平面形状に合わせて形成された前記フロートキャビティブロックを、前記被成形品をクランプする向きに付勢して型開閉方向に可動に、前記キャビティブロックに設けられた摺動孔内に装着した前記樹脂モールド金型を使用し、該樹脂モールド金型を型閉め位置まで型閉めすることにより、前記フロートキャビティブロックが可動して前記キャビティ内に供給された前記樹脂の樹脂量のばらつきを吸収し、前記被成形品を樹脂モールドすることを特徴とする。
また、前記キャビティブロックとは別体のブロック内に装着されたスプリングにより、前記端面とは反対の背面側から前記フロートキャビティブロックを付勢し、前記スプリングの撓みによって、前記キャビティ内に供給された前記樹脂の樹脂量のばらつきを吸収することを特徴とする。
また、前記キャビティブロックと前記別体のブロックとの間に配置されたシール材で、前記フロートキャビティブロックが配置された領域を外部からエアシールすることを特徴とする。
また、前記被成形品に前記樹脂を供給した後、前記キャビティと供給した前記樹脂とが対応するように前記被成形品を前記樹脂モールド金型に位置合わせしてセットすることを特徴とする。
また、前記キャビティブロックと前記別体のブロックとの間に配置されたシール材で、前記フロートキャビティブロックが配置された領域を外部からエアシールすることを特徴とする。
また、前記被成形品に前記樹脂を供給した後、前記キャビティと供給した前記樹脂とが対応するように前記被成形品を前記樹脂モールド金型に位置合わせしてセットすることを特徴とする。
また、前記樹脂モールド金型により前記被成形品を樹脂モールドする際に、前記キャビティを含む樹脂モールド空間を外部から閉鎖して減圧した後、前記被成形品を樹脂モールドすることを特徴とする。樹脂モールド空間を減圧して樹脂モールドすることによって、樹脂モールド部にボイドを生じさせたりすることなく信頼性の高い樹脂モールドが可能になる。
また、前記被成形品として、最終製品形状である個片に形成された製品を使用することを特徴とする。これにより、基板や基板に搭載された半導体チップを無駄にすることなく樹脂モールドすることができる。
また、前記樹脂モールド金型の下型に前記被成形品をセットする際に、前記下型のクランプ面から前記被成形品を離間して支持し、型閉め時に上型と前記下型のクランプ面により前記被成形品をクランプして樹脂モールドすることを特徴とする。これにより、被成形品を下型にセットした際に被成形品に供給された樹脂が硬化することを抑制し、高品質の樹脂モールドが可能になる。
また、前記被成形品として、最終製品形状である個片に形成された製品を使用することを特徴とする。これにより、基板や基板に搭載された半導体チップを無駄にすることなく樹脂モールドすることができる。
また、前記樹脂モールド金型の下型に前記被成形品をセットする際に、前記下型のクランプ面から前記被成形品を離間して支持し、型閉め時に上型と前記下型のクランプ面により前記被成形品をクランプして樹脂モールドすることを特徴とする。これにより、被成形品を下型にセットした際に被成形品に供給された樹脂が硬化することを抑制し、高品質の樹脂モールドが可能になる。
そして、樹脂モールド金型のキャビティの内面をリリースフィルムにより被覆し、前記キャビティ内に充填されたモールド用の樹脂とともに被成形品を圧縮成形して樹脂モールドする樹脂モールド装置において、前記樹脂モールド金型の前記キャビティは、該キャビティの内側面を構成するキャビティブロックと、該キャビティの内底面を構成するフロートキャビティブロックとにより凹部状に形成され、前記樹脂モールド金型は、前記樹脂モールド金型の前記キャビティをリリースフィルムにより被覆する機構と、前記キャビティの内底面となる端面形状が前記キャビティの平面形状に合わせて形成され、前記被成形品をクランプする向きに付勢して型開閉方向に可動に、前記キャビティブロックに設けられた摺動孔内に装着された前記フロートキャビティブロックとを備え、前記樹脂モールド金型を型閉め位置まで型閉めすることにより、前記フロートキャビティブロックが可動して前記キャビティ内に供給された前記樹脂の樹脂量のばらつきを吸収し、前記被成形品を樹脂モールドすることを特徴とする。
また、前記フロートキャビティブロックは、前記キャビティブロックとは別体のブロック内に装着されたスプリングにより、前記端面とは反対の背面側から付勢され、前記スプリングの撓みによって、前記キャビティ内に供給された前記樹脂の樹脂量のばらつきを吸収することを特徴とする。
また、前記キャビティブロックと前記別体のブロックとの間に、前記フロートキャビティブロックが配置された領域を外部からエアシールするシール材が配置されていることを特徴とする。
また、前記キャビティブロックと前記別体のブロックとの間に、前記フロートキャビティブロックが配置された領域を外部からエアシールするシール材が配置されていることを特徴とする。
また、前記樹脂モールド金型は、前記キャビティの周囲を囲む配置にクランプ面に周設されたシール体を備え、該樹脂モールド金型に接合して、前記シール体に金型のクランプ面が当接して前記キャビティを含む樹脂モールド空間が外部から閉鎖された状態で該樹脂モールド空間を減圧する減圧機構が設けられていることを特徴とする。
また、前記樹脂モールド金型の前記被成形品をセットする下型に、型開き時に前記被成形品をクランプ面から離間して支持するとともに、クランプ力により型開閉方向に可動に前記被成形品を支持する支持機構が設けられていることにより、下型に被成形品をセットした後にモールド用の樹脂の硬化が進むことを抑えることができ、的確な樹脂モールドが可能になる。
また、前記樹脂モールド金型の前記被成形品をセットする下型に、型開き時に前記被成形品をクランプ面から離間して支持するとともに、クランプ力により型開閉方向に可動に前記被成形品を支持する支持機構が設けられていることにより、下型に被成形品をセットした後にモールド用の樹脂の硬化が進むことを抑えることができ、的確な樹脂モールドが可能になる。
本発明に係る樹脂モールド方法および樹脂モールド金型によれば、キャビティの配置位置に合わせてフロートキャビティブロックを設けたことによりキャビティに供給された樹脂量がばらついた場合でも、樹脂量のばらつきを吸収して的確な樹脂モールドができる。また、樹脂モールド空間を減圧して樹脂モールドする方法による場合は、樹脂モールド部にエアを混入させずに樹脂モールドすることができ、信頼性の高い樹脂モールドが可能となる。
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１、２は、本発明に係る樹脂モールド装置の主要部を構成する樹脂モールド金型の第１の実施の形態の構成と、被成形品を樹脂モールドする方法を示す。
図示例の樹脂モールド金型は、短冊状に形成された基板５２の一方の面（図では上面）に半導体チップ５４が搭載された被成形品５０を、半導体チップ５４ごとに一つの樹脂モールド領域（キャビティ）を設定して、圧縮成形により樹脂モールドするように構成されている。
被成形品５０は基板５２にワイヤボンディングにより１枚ずつ半導体チップ５４を搭載した製品であるが、フリップチップ接続によって搭載した製品、また、半導体モジュールのようなキャビティごとに複数個の半導体チップ５４を搭載した製品を被成形品５０とすることができる。また、半導体チップ５４を複数列に配置して複数列に樹脂モールド領域を設定することもできる。
（第１の実施の形態）
図１、２は、本発明に係る樹脂モールド装置の主要部を構成する樹脂モールド金型の第１の実施の形態の構成と、被成形品を樹脂モールドする方法を示す。
図示例の樹脂モールド金型は、短冊状に形成された基板５２の一方の面（図では上面）に半導体チップ５４が搭載された被成形品５０を、半導体チップ５４ごとに一つの樹脂モールド領域（キャビティ）を設定して、圧縮成形により樹脂モールドするように構成されている。
被成形品５０は基板５２にワイヤボンディングにより１枚ずつ半導体チップ５４を搭載した製品であるが、フリップチップ接続によって搭載した製品、また、半導体モジュールのようなキャビティごとに複数個の半導体チップ５４を搭載した製品を被成形品５０とすることができる。また、半導体チップ５４を複数列に配置して複数列に樹脂モールド領域を設定することもできる。
被成形品５０はキャリア６０によって支持され、キャリア６０ごと樹脂モールド金型にセットされて樹脂モールドされる。
図３に、キャリア６０を構成するセットプレート６２と押さえプレート６４を示す。図３（ａ）がセットプレート６２の平面図、図３（ｂ）が側面図、図３（ｃ）が押さえプレート６４の平面図である。セットプレート６２は外形が長方形の枠体状に形成され、枠体の内周縁部に被成形品５０の厚さ分の段差部６２ａが形成されている。図３（ａ）では、セットプレート６２に被成形品５０をセットした状態と半導体チップ５４を樹脂モールドする領域Ａを破線によって示している。
図３に、キャリア６０を構成するセットプレート６２と押さえプレート６４を示す。図３（ａ）がセットプレート６２の平面図、図３（ｂ）が側面図、図３（ｃ）が押さえプレート６４の平面図である。セットプレート６２は外形が長方形の枠体状に形成され、枠体の内周縁部に被成形品５０の厚さ分の段差部６２ａが形成されている。図３（ａ）では、セットプレート６２に被成形品５０をセットした状態と半導体チップ５４を樹脂モールドする領域Ａを破線によって示している。
押さえプレート６４は、平坦材によりセットプレート６２と同一の平面形状となる枠体に形成される。押さえプレート６４のコーナー部にはガイド孔６５が設けられ、セットプレート６２のコーナー部には、ガイド孔６５に摺入するガイドピン６３が設けられている。ガイドピン６３をガイド孔６５に挿入して押さえプレート６４をセットプレート６２にのせることにより、セットプレート６２と押さえプレート６４が相互に位置合わせして重ね合わせられる。
樹脂モールド金型の上型１０には、下型４０に対向して設けられたキャビティブロック２０に、型開閉方向に可動にフロートキャビティブロック１２が設けられている。フロートキャビティブロック１２は端面形状がキャビティの天井面（内底面）の平面形状と同一となるブロック体に形成され、キャビティブロック２０に設けられた摺動孔２２内に装着される。摺動孔２２の内面とフロートキャビティブロック１２の側面との間には、リリースフィルム７０をキャビティの内面にエア吸着するためのスリット孔が設けられている。
フロートキャビティブロック１２は、上型ブロック１８に型開閉方向にスライド移動可能に装着されたガイドロッド１６の下端に取り付けられる。ガイドロッド１６の上部にはガイドロッド１６の下降位置、すなわちフロートキャビティブロック１２の下降位置を規制するフランジ１６ａが設けられる。フランジ１６ａには上型ブロック１８内に装着されたスプリング１７が当接し、フロートキャビティブロック１２はスプリング１７の弾発力によって、下方に向けて常時、押圧されている。
キャビティブロック２０と上型ブロック１８とは別体に形成された部材であり、キャビティブロック２０の背面と上型ブロック１８の端面との間には、シール材２４が配置される。シール材２４はキャビティブロック２０と上型ブロック１８とによって挟圧され、フロートキャビティブロック１２が配置された領域を外部からエアシールする作用をなす。スプリング２６はシール材２４にキャビティブロック２０と上型ブロック１８が常時当接するように付勢する。
上型ブロック１８には、シール材２４によって囲まれた領域内で一端が開口する流路２８が設けられている。流路２８の他端には樹脂モールド金型の外部に配置された真空吸引装置３０が接続する。
上型ブロック１８には、シール材２４によって囲まれた領域内で一端が開口する流路２８が設けられている。流路２８の他端には樹脂モールド金型の外部に配置された真空吸引装置３０が接続する。
キャビティブロック２０の下型４０に対向する面（クランプ面）には、樹脂モールド時に樹脂が充填されるキャビティ凹部３２と、樹脂モールド時に被成形品５０を支持するキャリア６０を収納しキャリア６０が上型１０と干渉しないようにするためのセット凹部３４が形成されている。キャビティ凹部３２は、キャビティの内側面を構成する型部分と、クランプ面から引き込み位置にあるフロートキャビティブロック１２の端面により凹部状に形成される。キャビティブロック２０には、下型４０との型合わせ面で一端が開口するエア流路３６が形成され、エア流路３６は樹脂モールド金型の外部に設けられた真空吸引装置３８に接続される。
下型４０には、被成形品５０の基板５２をセットするセット面４０ａと、樹脂モールド金型により被成形品５０をクランプする際に下型４０と干渉させずにキャリア６０を収納するセット凹部４２が設けられる。下型４０にはセット面４０ａで一端が開口する流路４４が設けられ、流路４４の他端側で樹脂モールド金型の外部に設けられた真空吸引装置４６が接続する。
続いて、上記樹脂モールド金型を用いて被成形品５０を樹脂モールドする方法について説明する。
図１に示すように、型開きした状態で、真空吸引装置３８を作動させエア吸着孔３６ａによりリリースフィルム７０をクランプ面にエア吸着した後、真空吸引装置３０を作動させ、流路２８からエア吸引することにより、フロートキャビティブロック１２の端面にリリースフィルム７０をエア吸着する。これによって、キャビティ凹部３２、セット凹部３４の内面にならってリリースフィルム７０がエア吸着される。リリースフィルム７０は所定の耐熱性および樹脂との剥離性、柔軟性を備えたフィルムからなる。
図１に示すように、型開きした状態で、真空吸引装置３８を作動させエア吸着孔３６ａによりリリースフィルム７０をクランプ面にエア吸着した後、真空吸引装置３０を作動させ、流路２８からエア吸引することにより、フロートキャビティブロック１２の端面にリリースフィルム７０をエア吸着する。これによって、キャビティ凹部３２、セット凹部３４の内面にならってリリースフィルム７０がエア吸着される。リリースフィルム７０は所定の耐熱性および樹脂との剥離性、柔軟性を備えたフィルムからなる。
被成形品５０は、セットプレート６２にセットした後、ガイドピン６３とガイド孔６５とを位置合わせして押さえプレート６４をのせてキャリア６０に支持する。
型開きしている状態でキャリア６０とともに被成形品５０を樹脂モールド金型内に搬入し、下型４０にセットする。下型４０に設けられたセット凹部４２にキャリア６０の枠体部分をセットすることにより、キャリア６０および被成形品５０が下型４０に位置決めしてセットされる。被成形品５０は真空吸引装置４６により下型４０のセット面４０ａに吸着して支持される。
型開きしている状態でキャリア６０とともに被成形品５０を樹脂モールド金型内に搬入し、下型４０にセットする。下型４０に設けられたセット凹部４２にキャリア６０の枠体部分をセットすることにより、キャリア６０および被成形品５０が下型４０に位置決めしてセットされる。被成形品５０は真空吸引装置４６により下型４０のセット面４０ａに吸着して支持される。
半導体チップ５４を樹脂モールドする樹脂８０は、各々の樹脂モールド領域ごとに所定量ずつ計量して供給する。樹脂８０は、被成形品５０を樹脂モールド金型にセットする前に、キャリア６０に被成形品５０をセットした状態で供給してもよいし、キャリア６０とともに被成形品５０を下型４０にセットした後に供給してもよい。
下型４０に被成形品５０を樹脂８０とともにセットした状態で上型１０と下型４０とで被成形品５０をクランプして樹脂モールドする。図２は、上型１０と下型４０とで被成形品５０をクランプした状態を示す。被成形品５０に供給された樹脂８０は圧縮成形によりキャビティ３２ａ内に充填され、熱硬化する。
各々のキャビティ３２ａに設けられているフロートキャビティブロック１２は被成形品５０に供給された樹脂８０の樹脂量のばらつきをスプリング１７の撓みによって吸収することができる。
樹脂８０が熱硬化した後、型開きし、キャリア６０とともに成形品を搬出する。こうして、１回の樹脂モールド操作が完了する。
各々のキャビティ３２ａに設けられているフロートキャビティブロック１２は被成形品５０に供給された樹脂８０の樹脂量のばらつきをスプリング１７の撓みによって吸収することができる。
樹脂８０が熱硬化した後、型開きし、キャリア６０とともに成形品を搬出する。こうして、１回の樹脂モールド操作が完了する。
本実施形態の樹脂モールド方法では、リリースフィルム７０によりキャビティ３２ａの内面を被覆して樹脂モールドするから、キャビティ３２ａの内面に樹脂８０を付着させずに樹脂モールドすることができる。また、被成形品５０をクランプした際に、樹脂モールド領域（キャビティ３２ａ）の周囲部分をリリースフィルム７０により押接した状態で樹脂モールドするから、フロートキャビティブロック１２によって樹脂量のばらつきを吸収する作用とあわせて樹脂モールド領域の周囲に樹脂ばりを生じさせずに樹脂モールドすることができる。したがって、樹脂モールド領域の周囲に接続用の端子を設けた基板５２を樹脂モールドするような場合には本実施形態の樹脂モールド方法が好適に利用できる。
また、本実施形態では樹脂モールド時に、被成形品５０を支持するキャリア６０が金型と干渉しないようにするセット凹部３４、４２を設けたことにより、キャリア６０に被成形品５０を支持した状態のまま樹脂モールド金型に被成形品５０をセットして樹脂モールドすることができる。したがって、被成形品５０がフィルム状基板のように、それ自体で保形性がない製品であってもキャリア６０により被成形品５０を支持することによって確実に樹脂モールドすることが可能となる。
（第２の実施の形態）
図４、５，６は本発明に係る樹脂モールド装置に用いられる樹脂モールド金型についての第２の実施の形態の構成と、樹脂モールド金型を用いて被成形品を樹脂モールドする方法を示す。本実施形態の樹脂モールド金型は、短冊状に形成された被成形品５０を減圧モールド方法によって樹脂モールドすることを特徴とする。被成形品５０はキャリア６０を使用せずに、下型４０にセットして樹脂モールドする。
図４は、型開きした状態で下型４０に被成形品５０をセットした状態を示す。上型１０には被成形品５０における半導体チップ５４の搭載位置に合わせてキャビティ凹部３２が形成されている。
図４、５，６は本発明に係る樹脂モールド装置に用いられる樹脂モールド金型についての第２の実施の形態の構成と、樹脂モールド金型を用いて被成形品を樹脂モールドする方法を示す。本実施形態の樹脂モールド金型は、短冊状に形成された被成形品５０を減圧モールド方法によって樹脂モールドすることを特徴とする。被成形品５０はキャリア６０を使用せずに、下型４０にセットして樹脂モールドする。
図４は、型開きした状態で下型４０に被成形品５０をセットした状態を示す。上型１０には被成形品５０における半導体チップ５４の搭載位置に合わせてキャビティ凹部３２が形成されている。
キャビティ凹部３２の配置位置に合わせて上型１０にフロートキャビティブロック１２が配置されていること、上型１０のクランプ面にリリースフィルム７０をエア吸着するエア吸着孔３６ａおよびエア流路３６、真空吸引装置３８等が設けられていることは第１の実施の形態と同様である。
また、下型４０には被成形品５０を位置合わせしてセットするセット凹部４０ｂが設けられ、下型４０に設けられたセット凹部４０ｂの周囲を囲む配置にシール体４７が配置されている。シール体４７によって囲まれた領域内に一端が開口する流路４８が設けられ流路４８の他端に真空排気装置４９が接続されている。
また、下型４０には被成形品５０を位置合わせしてセットするセット凹部４０ｂが設けられ、下型４０に設けられたセット凹部４０ｂの周囲を囲む配置にシール体４７が配置されている。シール体４７によって囲まれた領域内に一端が開口する流路４８が設けられ流路４８の他端に真空排気装置４９が接続されている。
図４は、型開きした状態で下型４０に短冊状に形成された被成形品５０をセットし、被成形品５０に樹脂８０を供給した状態を示す。被成形品５０は真空吸引装置４６によりエア吸引されて下型４０に支持されている。上型１０のクランプ面には、リリースフィルム７０がキャビティの内面形状にならってエア吸着されている。
図５は、上型１０のクランプ面がシール体４７に当接した位置で型閉めを停止し、真空排気装置４９によりキャビティを含む樹脂モールド空間内を減圧している状態を示す。
図６は、樹脂モールド空間内を減圧操作した後、上型１０と下型４０とで被成形品５０を最終の型閉め位置までクランプした状態を示す。
図５は、上型１０のクランプ面がシール体４７に当接した位置で型閉めを停止し、真空排気装置４９によりキャビティを含む樹脂モールド空間内を減圧している状態を示す。
図６は、樹脂モールド空間内を減圧操作した後、上型１０と下型４０とで被成形品５０を最終の型閉め位置までクランプした状態を示す。
被成形品５０を型閉め位置までクランプすることにより、キャビティ３２ａに樹脂８０が充填され半導体チップ５４が圧縮成形される。第１の実施の形態と同様に、各々のキャビティに供給された樹脂８０の分量のばらつきはフロートキャビティブロック１２が型開閉方向に可動となることによって吸収される。
被成形品５０は樹脂モールド領域の周囲がリリースフィルム７０によりクランプされて樹脂モールドされることにより、樹脂モールド後に、基板５２の露出部分に樹脂ばりが生じたりすることを防止することができる。
また、本実施形態の樹脂モールド方法では、樹脂モールド領域を減圧してから樹脂モールドするから、成形品の樹脂モールド部にエアが混入することを防止することができ、樹脂モールド部の信頼性を向上させることが可能となる。
被成形品５０は樹脂モールド領域の周囲がリリースフィルム７０によりクランプされて樹脂モールドされることにより、樹脂モールド後に、基板５２の露出部分に樹脂ばりが生じたりすることを防止することができる。
また、本実施形態の樹脂モールド方法では、樹脂モールド領域を減圧してから樹脂モールドするから、成形品の樹脂モールド部にエアが混入することを防止することができ、樹脂モールド部の信頼性を向上させることが可能となる。
図７は、本実施形態の樹脂モールド金型の変形例を示す。図７に示す樹脂モールド金型では、下型４０の被成形品５０をセットする位置に、上型１０に向けて突出する向きに付勢した支持ピン４１を配置し、型開き状態で支持ピン４１が下型４０のクランプ面から突出し、被成形品５０を下型４０のセット面４０ａから離間して支持する構成としている。なお、９０は支持ピン４１との間で被成形品５０を機械的にクランプして支持する機構である。
下型４０に被成形品５０をセットする際に、図７に示すように、下型４０のセット面４０ａから離間して支持する支持機構を設けた場合は、下型４０にじかに被成形品５０を接触させるようにセットして樹脂モールドする場合にくらべて、下型４０からの熱伝導を抑制することができ、下型４０に被成形品５０をセットした際に下型４０の熱によって樹脂８０の硬化（粘度変化）が進むことを抑えることにより、高品質の樹脂モールドが可能となる。
図７に示す樹脂モールド金型の場合は、上型１０と下型４０を型閉めする際に、被成形品５０が下型４０に向けて押し下げられ、上型１０と下型４０のクランプ面で被成形品５０がクランプされて樹脂モールドされる。
図７に示す樹脂モールド金型の場合は、上型１０と下型４０を型閉めする際に、被成形品５０が下型４０に向けて押し下げられ、上型１０と下型４０のクランプ面で被成形品５０がクランプされて樹脂モールドされる。
図８は、下型４０に被成形品５０を支持する方法として、第１、第２の実施の形態のように、真空吸引装置４６により被成形品５０をエア吸着するかわりに、機械的なクランプ機構を用いて支持する例を示す。図８に示すクランプ機構は、下型４０に回動可能にクランパ９２を取り付け、軸９２ａを支点としてクランパ９２を回動させる駆動機構（不図示）を設け、駆動機構によりクランパ９２を回動操作して、被成形品５０の基板５２の両端部をクランパ９２の爪部でクランプするように構成したものである。
（第３の実施の形態）
図９、１０は、本発明に係る樹脂モールド装置に用いられる樹脂モールド金型についての第３の実施の形態の構成と、樹脂モールド金型を用いて被成形品を樹脂モールドする方法を示す。
本実施形態の樹脂モールド金型は、基板５２に搭載されている半導体チップ５４ごとに個別に樹脂モールド領域（キャビティ）を設定せず、複数個の半導体チップ５４に対して一括して樹脂モールド領域を設定して樹脂モールドする方法によるものである。一括樹脂モールドでは、一つの被成形品５０に対して１つの樹脂モールド領域を設定する場合と、複数個の半導体チップ５４をグループ化して各グループごとに一つの樹脂モールド領域を設定して樹脂モールドする場合がある。
図９、１０は、本発明に係る樹脂モールド装置に用いられる樹脂モールド金型についての第３の実施の形態の構成と、樹脂モールド金型を用いて被成形品を樹脂モールドする方法を示す。
本実施形態の樹脂モールド金型は、基板５２に搭載されている半導体チップ５４ごとに個別に樹脂モールド領域（キャビティ）を設定せず、複数個の半導体チップ５４に対して一括して樹脂モールド領域を設定して樹脂モールドする方法によるものである。一括樹脂モールドでは、一つの被成形品５０に対して１つの樹脂モールド領域を設定する場合と、複数個の半導体チップ５４をグループ化して各グループごとに一つの樹脂モールド領域を設定して樹脂モールドする場合がある。
樹脂モールド金型の構成は、図４に示す第２の実施の形態において、一括して樹脂モールドする領域（キャビティ）に合わせた端面形状にフロートキャビティブロック１２が設けられている点を除いて共通する。なお、本実施形態においても減圧モールドによって樹脂モールドするため、下型４０の被成形品５０をセットするセット凹部４０ｂを囲む配置にシール体４７が設けられ、流路４８を介してシール体４７の内側領域が真空排気装置４９に接続されている。
図９は、下型４０に被成形品５０をセットし樹脂８０が供給された状態を示す。被成形品５０は一括して樹脂モールドされるから、樹脂８０は一括モールドのキャビティを充填する分量が計量して供給される。上型１０のクランプ面には真空吸引装置３８によりリリースフィルム７０がエア吸着され、真空吸引装置３０により被成形品５０に対向して形成されるキャビティ凹部３２の内面にならってリリースフィルム７０がエア吸着される。
図１０は、上型１０と下型４０とにより被成形品５０をクランプし、一括樹脂モールドした状態を示す。本実施形態においても、上型１０のクランプ面がシール体４７に当接したところで真空排気装置４９によりキャビティを含む樹脂モールド空間内を減圧してから、被成形品５０を最終の型閉め位置までクランプする。
図１０は、上型１０と下型４０とにより被成形品５０をクランプし、一括樹脂モールドした状態を示す。本実施形態においても、上型１０のクランプ面がシール体４７に当接したところで真空排気装置４９によりキャビティを含む樹脂モールド空間内を減圧してから、被成形品５０を最終の型閉め位置までクランプする。
本実施形態においても、減圧モールドによって樹脂モールドすることにより、成形品の樹脂モールド部にエアが混入することを防止して樹脂モールドすることができる。また、上型１０にフロートキャビティブロック１２を設けた構成としたことにより被成形品５０に供給した樹脂８０の分量のばらつきを吸収して樹脂モールドすることができる。
図１１は、本実施形態における複数個の半導体チップ５４を一括して樹脂モールドする金型の変形例を示すもので、キャリア６０により被成形品５０を支持し、キャリア６０ごと被成形品５０を樹脂モールド金型にセットして樹脂モールドする例を示す。セットプレート６２と押さえプレート６４とからキャリア６０が構成されること、上型１０のクランプ面にセット凹部３４が設けられ、下型４０のクランプ面にセット凹部４２が設けられることを除いては図９に示す樹脂モールド金型と構成は同一である。
この樹脂モールド金型を用いて被成形品５０を樹脂モールドする場合も、図１０に示したと同様に被成形品５０を一括して樹脂モールドすることができる。
この樹脂モールド金型を用いて被成形品５０を樹脂モールドする場合も、図１０に示したと同様に被成形品５０を一括して樹脂モールドすることができる。
（第４の実施の形態）
図１２、１３、１４は本発明に係る樹脂モールド装置に用いられる樹脂モールド金型の第４の実施の形態の構成と、この樹脂モールド金型を用いて被成形品５０を樹脂モールドする方法を示す。
本実施形態の樹脂モールド金型は、個片状に形成された基板５２ａの一方の面に半導体チップ５４が搭載された被成形品５０ａを樹脂モールドすることを特徴とする。個片状に形成された被成形品５０ａの基板５２ａは、樹脂モールドした成形品がそのまま半導体装置製品となるもので、最終製品に合わせて所定の外形形状に形成されている。
図１２、１３、１４は本発明に係る樹脂モールド装置に用いられる樹脂モールド金型の第４の実施の形態の構成と、この樹脂モールド金型を用いて被成形品５０を樹脂モールドする方法を示す。
本実施形態の樹脂モールド金型は、個片状に形成された基板５２ａの一方の面に半導体チップ５４が搭載された被成形品５０ａを樹脂モールドすることを特徴とする。個片状に形成された被成形品５０ａの基板５２ａは、樹脂モールドした成形品がそのまま半導体装置製品となるもので、最終製品に合わせて所定の外形形状に形成されている。
図１５に個片に形成された被成形品５０ａをセットするセットプレート６２と押さえプレート６４を示す。セットプレート６２には被成形品５０ａ（実施形態では３枚）を並列にセットするセット部が設けられている。各々のセット部は平面形状が矩形に開口する開口部の周縁部に沿って基板５２ａの厚さ分の段差部６２ａを形成して設けられる。
押さえプレート６４には、セットプレート６２におけるセット部の配置に合わせて、矩形の開口孔６４ａが設けられる。６４ｂは支持リブである。セットプレート６２のコーナー部と、押さえプレート６４のコーナー部には、セットプレート６２と押さえプレート６４を位置合わせするガイドピンが設けられている。
押さえプレート６４には、セットプレート６２におけるセット部の配置に合わせて、矩形の開口孔６４ａが設けられる。６４ｂは支持リブである。セットプレート６２のコーナー部と、押さえプレート６４のコーナー部には、セットプレート６２と押さえプレート６４を位置合わせするガイドピンが設けられている。
図１２に示す樹脂モールド金型において、前述した第１の実施の形態において示した樹脂モールド金型と相違する構成は、被成形品５０ａを支持するキャリア６０の長手方向の中間に支持リブ６２ｂが形成されていることから、キャリア６０の外枠部分に加えて、キャリア６０の長手方向の中間部分の支持リブ６４ｂ、６２ｂに対応して、上型１０と下型４０のクランプ面にセット凹部３４、４２を設ける構成とした点にある。
また、本実施形態の樹脂モールド装置では、キャビティを含む樹脂モールド空間を減圧して樹脂モールドするため、下型４０の樹脂モールド領域を囲む配置にシール体４７を配置し、下型４０にシール体４７に囲まれた内側で一端が開口する流路４８を設け、流路４８の他端に真空排気装置４９を接続している。
これら以外の構成部分については、第１の実施の形態における樹脂モールド金型の構成と同様である。
これら以外の構成部分については、第１の実施の形態における樹脂モールド金型の構成と同様である。
図１２は、型開きした状態で上型１０のクランプ面にリリースフィルム７０をエア吸着し、キャリア６０により被成形品５０ａを支持して、樹脂モールド金型内にキャリア６０とともに被成形品５０ａを搬入した状態を示す。
図１３は、上型１０と下型４０を型閉め開始し、上型１０のクランプ面がシール体４７に当接した状態で型閉めを停止した状態を示す。この状態で真空排気装置４９を作動させシール体４７によって囲まれたキャビティを含む樹脂モールド空間内を減圧する。樹脂８０が充填されるキャビティ（樹脂モールド空間）を減圧することにより、圧縮成形した際に樹脂中にエアが混入することを防止し、樹脂モールド部にボイドが発生することを確実に防止することができる。
減圧操作が完了した後、上型１０と下型４０とで被成形品５０ａをクランプし、被成形品５０ａを圧縮成形によって樹脂モールドする。図１４が被成形品５０ａを圧縮成形している状態を示す。
図１３は、上型１０と下型４０を型閉め開始し、上型１０のクランプ面がシール体４７に当接した状態で型閉めを停止した状態を示す。この状態で真空排気装置４９を作動させシール体４７によって囲まれたキャビティを含む樹脂モールド空間内を減圧する。樹脂８０が充填されるキャビティ（樹脂モールド空間）を減圧することにより、圧縮成形した際に樹脂中にエアが混入することを防止し、樹脂モールド部にボイドが発生することを確実に防止することができる。
減圧操作が完了した後、上型１０と下型４０とで被成形品５０ａをクランプし、被成形品５０ａを圧縮成形によって樹脂モールドする。図１４が被成形品５０ａを圧縮成形している状態を示す。
本実施形態においてもフロートキャビティブロック１２が型開閉方向に可動となっていることから、キャビティ３２ａに供給された樹脂８０の分量がばらついた場合に、樹脂８０のばらつきを吸収することができる。
また、上型１０と下型４０にキャリア６０を収納するセット凹部３４、４２を設けたことにより、金型とキャリア６０とを干渉させずに樹脂モールドすることができる。
また、上型１０と下型４０にキャリア６０を収納するセット凹部３４、４２を設けたことにより、金型とキャリア６０とを干渉させずに樹脂モールドすることができる。
本実施形態の樹脂モールド方法では、個片に形成された被成形品５０ａを樹脂モールドして製品とするから、基板５２ａの外形形状を規定寸法とするために基板５２ａの外縁部を切断したりすることなくそのまま半導体装置製品として提供できるという利点がある。また、本実施形態のように、個片に形成した被成形品５０ａを樹脂モールドする場合には、事前に基板５２ａの電気的特性を検査して良品の基板５２ａにのみ良品の半導体チップを搭載することができるから、基板が不良であったために高価な半導体チップが無駄になるという問題を解消することができる。また、個片の基板であれば検査が容易にできるという利点もある。
なお、本実施形態では、下型４０にシール体４７を装着して、キャビティ３２ａを含む樹脂モールド空間内を減圧して樹脂モールドしているが、シール体４７や真空排気装置４９を設けずに、単に圧縮成形によって被成形品５０ａを樹脂モールドすることももちろん可能である。
また、本実施形態では、基板５２ａの片面に半導体チップ５４を搭載して基板５２ａの片面を樹脂モールドしたが、基板５２ａの下面に半導体チップ５４を搭載し、下型４０にキャビティ凹部を形成して下型４０によって半導体チップ５４を樹脂モールドする構成とすることもできる。この場合には、下型４０の樹脂モールド面をリリースフィルム７０により被覆し、下型のキャビティに樹脂８０を供給して樹脂モールドすればよい。また、上型１０と下型４０の双方にキャビティを設けて樹脂モールドする構成とすることもできる。
また、本実施形態では、基板５２ａの片面に半導体チップ５４を搭載して基板５２ａの片面を樹脂モールドしたが、基板５２ａの下面に半導体チップ５４を搭載し、下型４０にキャビティ凹部を形成して下型４０によって半導体チップ５４を樹脂モールドする構成とすることもできる。この場合には、下型４０の樹脂モールド面をリリースフィルム７０により被覆し、下型のキャビティに樹脂８０を供給して樹脂モールドすればよい。また、上型１０と下型４０の双方にキャビティを設けて樹脂モールドする構成とすることもできる。
（第５の実施の形態）
図１６、１７は樹脂モールド金型についての第５の実施の形態の構成と、樹脂モールド金型を用いて被成形品５０を樹脂モールドする方法を示す。本実施形態においては、最終製品形状である個片に形成された被成形品５０ａを、キャリア６０を使用することなく、減圧モールド方法によって樹脂モールドする例である。
図１６は、型開きした状態で下型４０に設けられたセット凹部４０ｂに各々被成形品５０ａをセットした状態を示す。下型４０には、セット凹部４０ｂの外周囲を囲む配置にシール体４７が設けられ、シール体４７の内部領域に連通して真空排気装置４９が設けられている。他の樹脂モールド金型の構成は前述した実施形態における樹脂モールド金型と同様である。
図１６、１７は樹脂モールド金型についての第５の実施の形態の構成と、樹脂モールド金型を用いて被成形品５０を樹脂モールドする方法を示す。本実施形態においては、最終製品形状である個片に形成された被成形品５０ａを、キャリア６０を使用することなく、減圧モールド方法によって樹脂モールドする例である。
図１６は、型開きした状態で下型４０に設けられたセット凹部４０ｂに各々被成形品５０ａをセットした状態を示す。下型４０には、セット凹部４０ｂの外周囲を囲む配置にシール体４７が設けられ、シール体４７の内部領域に連通して真空排気装置４９が設けられている。他の樹脂モールド金型の構成は前述した実施形態における樹脂モールド金型と同様である。
図１７は上型１０と下型４０とにより被成形品５０ａをクランプして被成形品５０ａを樹脂モールドしている状態を示す。なお、被成形品５０ａを上型１０と下型４０とでクランプする際には、図１３に示したと同様に、樹脂モールド領域を含む樹脂モールド空間内を減圧した後、最終のクランプ位置まで上型１０と下型４０を型閉めして樹脂モールドする。
本実施形態の樹脂モールド方法においても、各々の被成形品５０ａに供給された樹脂８０の分量のばらつきがフロートキャビティブロック１２の作用によって吸収され、被成形品５０ａの基板５２ａの表面に樹脂ばりが生じることが回避され、好適な樹脂モールドがなされる。
また、樹脂モールド空間を外部から閉鎖した状態で減圧することにより、樹脂モールド部にエアが混入することを防止して樹脂モールドすることができ、これによって信頼性の高い樹脂モールドを行うことができる。
また、樹脂モールド空間を外部から閉鎖した状態で減圧することにより、樹脂モールド部にエアが混入することを防止して樹脂モールドすることができ、これによって信頼性の高い樹脂モールドを行うことができる。
１０ 上型
１２ フロートキャビティブロック
１６ ガイドロッド
２０ キャビティブロック
２２ 摺動孔
２４ シール材
３０、３８、４６ 真空吸引装置
３２ キャビティ凹部
３２ａ キャビティ
３４、４２ セット凹部
３６ エア流路
４０ 下型
４４ 流路
４７ シール体
４９ 真空排気装置
５０、５０ａ 被成形品
５２、５２ａ 基板
５４ 半導体チップ
６０ キャリア
６２ セットプレート
６４ 押さえプレート
７０ リリースフィルム
８０ 樹脂
１２ フロートキャビティブロック
１６ ガイドロッド
２０ キャビティブロック
２２ 摺動孔
２４ シール材
３０、３８、４６ 真空吸引装置
３２ キャビティ凹部
３２ａ キャビティ
３４、４２ セット凹部
３６ エア流路
４０ 下型
４４ 流路
４７ シール体
４９ 真空排気装置
５０、５０ａ 被成形品
５２、５２ａ 基板
５４ 半導体チップ
６０ キャリア
６２ セットプレート
６４ 押さえプレート
７０ リリースフィルム
８０ 樹脂
Claims (12)
- 樹脂モールド金型のキャビティの内面をリリースフィルムにより被覆し、前記キャビティ内に充填されたモールド用の樹脂とともに被成形品を圧縮成形して樹脂モールドする樹脂モールド方法において、
前記樹脂モールド金型の前記キャビティは、該キャビティの内側面を構成するキャビティブロックと、該キャビティの内底面を構成するフロートキャビティブロックとにより凹部状に形成され、
前記キャビティの内底面となる端面形状が前記キャビティの平面形状に合わせて形成された前記フロートキャビティブロックを、前記被成形品をクランプする向きに付勢して型開閉方向に可動に、前記キャビティブロックに設けられた摺動孔内に装着した前記樹脂モールド金型を使用し、
該樹脂モールド金型を型閉め位置まで型閉めすることにより、前記フロートキャビティブロックが可動して前記キャビティ内に供給された前記樹脂の樹脂量のばらつきを吸収し、前記被成形品を樹脂モールドすることを特徴とする樹脂モールド方法。 - 前記キャビティブロックとは別体のブロック内に装着されたスプリングにより、前記端面とは反対の背面側から前記フロートキャビティブロックを付勢し、
前記スプリングの撓みによって、前記キャビティ内に供給された前記樹脂の樹脂量のばらつきを吸収することを特徴とする請求項１記載の樹脂モールド方法。 - 前記キャビティブロックと前記別体のブロックとの間に配置されたシール材で、前記フロートキャビティブロックが配置された領域を外部からエアシールすることを特徴とする請求項２記載の樹脂モールド方法。
- 前記被成形品に前記樹脂を供給した後、前記キャビティと供給した前記樹脂とが対応するように前記被成形品を前記樹脂モールド金型に位置合わせしてセットすることを特徴とする請求項１、２または３記載の樹脂モールド方法。
- 前記樹脂モールド金型により前記被成形品を樹脂モールドする際に、
前記キャビティを含む樹脂モールド空間を外部から閉鎖して減圧した後、前記被成形品を樹脂モールドすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂モールド方法。 - 前記被成形品として、最終製品形状である個片に形成された製品を使用することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の樹脂モールド方法。
- 前記樹脂モールド金型の下型に前記被成形品をセットする際に、前記下型のクランプ面から前記被成形品を離間して支持し、型閉め時に上型と前記下型のクランプ面により前記被成形品をクランプして樹脂モールドすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の樹脂モールド方法。
- 樹脂モールド金型のキャビティの内面をリリースフィルムにより被覆し、前記キャビティ内に充填されたモールド用の樹脂とともに被成形品を圧縮成形して樹脂モールドする樹脂モールド装置において、
前記樹脂モールド金型の前記キャビティは、該キャビティの内側面を構成するキャビティブロックと、該キャビティの内底面を構成するフロートキャビティブロックとにより凹部状に形成され、
前記樹脂モールド金型は、前記樹脂モールド金型の前記キャビティの内面をリリースフィルムにより被覆する機構と、前記キャビティの内底面となる端面形状が前記キャビティの平面形状に合わせて形成され、前記被成形品をクランプする向きに付勢して型開閉方向に可動に、前記キャビティブロックに設けられた摺動孔内に装着された前記フロートキャビティブロックとを備え、
前記樹脂モールド金型を型閉め位置まで型閉めすることにより、前記フロートキャビティブロックが可動して前記キャビティ内に供給された前記樹脂の樹脂量のばらつきを吸収し、前記被成形品を樹脂モールドすることを特徴とする樹脂モールド装置。 - 前記フロートキャビティブロックは、前記キャビティブロックとは別体のブロック内に装着されたスプリングにより、前記端面とは反対の背面側から付勢され、
前記スプリングの撓みによって、前記キャビティ内に供給された前記樹脂の樹脂量のばらつきを吸収することを特徴とする請求項８記載の樹脂モールド装置。 - 前記キャビティブロックと前記別体のブロックとの間に、前記フロートキャビティブロックが配置された領域を外部からエアシールするシール材が配置されていることを特徴とする請求項９記載の樹脂モールド装置。
- 前記樹脂モールド金型は、前記キャビティの周囲を囲む配置にクランプ面に周設されたシール体を備え、
該樹脂モールド金型に接合して、前記シール体に金型のクランプ面が当接して前記キャビティを含む樹脂モールド空間が外部から閉鎖された状態で該樹脂モールド空間を減圧する減圧機構が設けられていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の樹脂モールド装置。 - 前記樹脂モールド金型の前記被成形品をセットする下型に、型開き時に前記被成形品をクランプ面から離間して支持するとともに、クランプ力により型開閉方向に可動に前記被成形品を支持する支持機構が設けられていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の樹脂モールド装置。
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