JP4955427B2

JP4955427B2 - 樹脂封止装置

Info

Publication number: JP4955427B2
Application number: JP2007061227A
Authority: JP
Inventors: 誠岡田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2007-03-12
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2027-03-12
Also published as: JP2008221544A

Description

本発明は、半導体チップ等を搭載した基板を樹脂にて圧縮封止する樹脂封止装置の技術分野に関する。

従来、図５に記載した樹脂封止装置１０が知られている（特許文献１参照）。

この樹脂封止装置１０は、上型１２と、この上型１２に対して進退動可能なスライドプラテン（可動プラテン）１４を備え、このスライドプラテン（可動プラテン）１４上に圧縮金型１６と枠状金型１８とからなる下型が載置されている。また、枠状金型１８には、Ｌ字金具４８を介してフック５０が係合し、該フック５０に連結されるシャフト４６を介して、スライドプラテン（可動プラテン）１４の「外部」から枠状金型１８を駆動している。この駆動は、スライドプラテン１４の「外部」に配置されたテーパカム３４を水平方向に出し入れすることによって駆動されている。

特開２００５−１８６４３９号公報

前述した樹脂封止装置１０のように、枠状金型１８の駆動をスライドプラテン（可動プラテン）１４の「外部」からテーパカム３４にて駆動する場合には、枠状金型１８を駆動する機構自体に生じた不具合を調整したり、定期的なメンテナンスをする場合には、当該駆動機構のみを取り外して調整等することができず、可動プラテンなどのプレス機構側を少なくとも一部分解して調整等しなければならず、作業が煩雑且つ長時間を要するという問題があった。また、駆動に際しては水平方向（テーパカム３４のスライド方向）のスペースを確保する必要があり、樹脂封止装置１０全体のコンパクト化が図れないという問題があった。

本発明は、柱によって支持される固定プラテンと、該固定プラテンに対して進退動可能な可動プラテンを備え、前記固定プラテンに設置された第１の金型と、前記可動プラテンに設置された第２の金型によって半導体チップを搭載した基板を樹脂にて圧縮封止する樹脂封止装置であって、前記第２の金型が、貫通孔を有する枠状金型と該貫通孔に嵌合して配置される圧縮金型を備え、前記枠状金型に前記第２の金型の外部から駆動力を受けることが可能な動力受け部を形成し、該動力受け部を介して前記枠状金型を反前記第１の金型方向に駆動可能な枠状金型駆動機構を備え、該枠状金型駆動機構を、前記可動プラテンに設置することにより上記課題を解決するものである。

このように枠状金型駆動機構を可動プラテンに設置したことによって、当該枠状金型駆動機構自体のメンテナンスが容易となった。即ち、可動プラテンなどのプレス機構側を分解することなく、当該枠状金型駆動機構のみを独立して取り外すことができ、調整等の作業が容易且つ短時間で終了することが可能となっている。

また、前記枠状金型駆動機構が、前記枠状金型を第１の金型方向にも駆動可能であるように構成すれば、半導体チップ等が搭載された基板等に対するクランプ力を大きく確保することも可能となる。即ち、枠状金型と圧縮金型との間に配置されたばねの付勢力に加えて、当該枠状金型駆動機構により動力受け部を介して枠状金型を第１の金型方向に駆動することで、当該駆動による付勢力を与えることが可能となる。

また、前記動力受け部が、前記枠状金型に形成された鍔部であり、前記枠状金型駆動機構が、前記鍔部を把持するフック部と、該フック部に直接的または間接的に当接する偏心カムと、該偏心カムを前記フック部の外部から支持する回転シャフトを有した構成とすれば、枠状金型の駆動を偏心カムの回転により実現することができるため、テーパカムなどが移動する水平方向のスペースを確保する必要がない。その結果、装置全体をコンパクトに構成することが可能となっている。

また、前記フック部が複数設けられており、該複数のフック部のそれぞれに対応するように前記偏心カム及び前記回転シャフトが複数配置され、該複数の回転シャフトがタイミングベルトにより連結される構成を採用すれば、枠状金型全体を均一に駆動することが可能となる。また、各偏心カムを容易に同期させて動かすことが可能である。

また、前記回転シャフトに、回転角度センサを備えた構成とすれば、偏心カムの回転角度、即ち枠状金型の位置（圧縮金型に対する上下方向の位置）を容易に検出することができる。

本発明を適用することにより、枠状金型駆動機構の調整作業等が容易となり、装置全体をコンパクトに構成することができる。

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、樹脂封止装置１００の概略全体構成図である。図２は、可動プラテン１４０上に配置される下型１５０及び枠状金型駆動機構１８０の側断面図である。図３は、図２における矢示III部周辺の拡大図である。図４は、下型１５０及び枠状金型駆動機構１８０の平面図である。

樹脂封止装置１００は、４本のタイバー（柱）１２０に支持された天板（固定プラテン）１１０と、この天板１１０に対して進退動可能な可動プラテン１４０を備えている。また、この可動プラテン１４０は、本体１３０内に配置されており、更に、当該本体１３０内に配置された図示せぬプレス部によって、天板１１０側へと進退動可能とされている。また、図示はしないが天板１１０には上型（第１の金型）が垂設（設置）されている。一方、可動プラテン１４０上には、下型（第２の金型：図１においては示していない。詳細は後述する。）が載置（設置）されている。プレス部による可動プラテン１４０の進退動によって上型と下型とが当接し、半導体チップ等が搭載された基板をクランプした状態で樹脂による圧縮封止が行なわれる。

可動プラテン１４０上には、貫通孔１５４Ａを有する枠状金型１５４と当該貫通孔１５４Ａに嵌合して配置される圧縮金型１５２とからなる下型１５０が載置されている。圧縮金型１５２と枠状金型１５４との間には、ばね１５８が配置され、当該ばね１５８によって枠状金型１５４が圧縮金型１５２から支持される構成とされている。また、枠状金型１５４の外周部には鍔部（動力受け部）１５４Ｂが形成されている。また、この鍔部１５４Ｂを把持するようにフック部１６０が備わっている。このフック部１６０は、枠状金型１５４に形成された鍔部１５４Ｂを把持すると同時に、可動プラテン１４０上に形成された支持枠１６６からスライドガイド１６４を介して支持されている。即ち、フック部１６０は、スライドガイド１６４に案内されつつ上下に進退動することが可能とされている。このフック部１６０には中空部１６０Ａが設けられており（図３参照）、この中空部１６０Ａ内を第１第１シャフト１７０が貫通して配置されている。またこの第１シャフト１７０には偏心カム１７２が固定されている。この偏心カム１７２の外周面は、回転カム１７３の外周面１７３Ａに当接している。この回転カム１７３は、第２シャフト１７５を介してフック部１６０に回転可能に支持されている。また、偏心カム１７２を支持する第１シャフト１７０は、図４にて示すように、可動プラテン１４０から支持プレート１７１によって回転可能に支持されている。また偏心カム１７２の外周面は、角度によって第１シャフト１７０の外周面からの距離Ｌが徐々に変化するような構成とされている（図３参照）。その結果、当該偏心カム１７２を回転させることにより、フック部１６０を下方向に駆動することが可能となっている。具体的には、図３（Ａ）示すように、第１シャフト１７０の外周面から偏心カムの外周面の距離がＬ１の状態から、図３（Ｂ）に示すようにＬ２の状態（Ｌ１＜Ｌ２）へと偏心カム１７２を回転させることで、回転カム１７３及び第２シャフト１７５を介して、フック部１６０を下方向に押し下げることが可能となっている。また、支持枠１６６と第１シャフト１７０との間には、フック部用ばね１６２が設けられている。このフック部用ばね１６２は、フック部１６０と可動プラテン１４０とに跨って配置されており、当該フック部用ばね１６２によってフック部１６０が常時上方向に付勢されている。本実施形態では、これら鍔部１５４Ｂ、フック部１６０、フック部用ばね１６２、スライドガイド１６４、支持枠１６６、第１シャフト１７０、偏心カム１７２、回転カム１７３及び第２シャフト１７５によって枠状金型駆動機構１８０が構成されている。

また、本実施形態では図４に示すように、枠状金型１５４を挟んで対向する位置にそれぞれフック部１６０が設けられ、それぞれのフック部１６０に対応して第１シャフト１７０及偏心カム１７２が配置されている。このような構成により枠状金型１５４全体を均一に駆動することが可能となっている。またそれぞれのシャフト（それそれの第１シャフト１７０）にはプーリ１７４が設けられており、このプーリ１７４にタイミングベルト１７６が連結されて構成されている。このような構成を採用することによって、それぞれの偏心カム１７２を同期して回転させることが可能となっている。また第１シャフト１７０には回転角度センサ１７８が備わっており、偏心カム１７２の回転角度、即ち枠状金型１５４の位置（圧縮金型１５２に対する上下方向の位置）を容易に検知することが可能となっている。また、タイミングベルト１７６は可動プラテン１４０とともに移動するモータ等の動力源（図示しない）に連結されており、当該動力源の動力を利用して第１シャフト１７０及び偏心カム１７２を回転させることが可能とされている。

このように本実施形態においては、枠状金型１５４を駆動する枠状金型駆動機構１８０が全て可動プラテン１４０上に載置されて構成されている。その結果、可動プラテン１４０の外部に枠状金型駆動機構を設ける必要が無い。また枠状金型駆動機構１８０自体のメンテナンスが容易となっている。即ち、可動プラテン１４０や図示せぬプレス部などのプレス機構側を分解することなく、当該枠状金型駆動機構１８０のみを独立して取り外す（分解する）ことができ、調整等の作業を容易且つ短時間に終了させることが可能となっている。

また、本実施形態における枠状金型駆動機構１８０は、第１シャフト１７０に連結した偏心カム１７２を回転させることによって枠状金型１５４の駆動を実現している。即ち、従来技術として説明した枠状金型駆動機構のようにテーパカムを水平方向に出し入れする必要がないため、テーパカムの移動スペースを予め設けておく必要も無い。その結果、樹脂封止装置１００全体を水平方向にコンパクト化することが可能となっている。

また、本実施形態においてはフック部１６０と可動プラテン１４０との間にフック部用ばね１６２を配置しているため、枠状金型駆動機構１８０によって枠状金型１５４を下方向に引き下げるだけでなく、上方向に持ち上げる（付勢する）ことも可能である。即ち、枠状金型１５４と圧縮金型１５２との間に配置されたばね１５８の付勢力に加えて、当該フック部用ばね１６２が発生する付勢力を枠状金型１５４に与えることが可能となるため、当該枠状金型１５４と図示せぬ上型とで半導体チップ等が搭載された基板をクランプする際のクランプ力を高く維持することが可能となっている。その結果、クランプ力不足に起因する樹脂漏れ等を効果的に防止することも可能となっている。

なお、前述した樹脂封止装置１００では、枠状金型における動力受け部として鍔部１５４Ｂを例に説明しているが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。例えば枠状金型に設けた凹部を動力受け部として構成してもよい。その他外部からの動力を受けることができ得る限りにおいて種々の構成を採用することが可能である。

また、フック部１６０を上方向へ付勢するためにフック部用ばね１６２を用いた構成とされているが、ばね以外にも流体シリンダやボールねじ等のアクチュエータを利用することも可能である。また、フック部用ばね等によって十分なクランプ力（上方向への付勢力）を確保できる場合には、枠状金型と圧縮金型との間に配置される「ばね」の全部または一部を省略したり、ばね定数の弱いばねに変更して構成することも可能となる。

また、本実施形態ではフック部１６０に第２シャフト１７５を介して回転可能に支持される回転カム１７３に偏心カム１７２の外周面を当接させているが（即ち、間接的にフック部１６０に当接しているが）、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。例えば直接的にフック部１６０に偏心カム１７２の外周面を当接させるように構成しても同様の効果を発揮させることが可能である。

本発明は、半導体チップ等が搭載された基板を樹脂にて圧縮封止する圧縮型の樹脂封止装置として好適である。

樹脂封止装置の概略全体構成図可動プラテン上に配置される下型及び枠状金型駆動機構の側断面図図２における矢示III部周辺の拡大図下型及び枠状金型駆動機構の平面図特許文献１に記載される樹脂封止装置の概略構成図

符号の説明

１００…樹脂封止装置
１１０…天板（固定プラテン）
１２０…タイバー
１４０…可動プラテン
１５０…下型
１５２…圧縮金型
１５４…枠状金型
１５４Ａ…貫通孔
１５４Ｂ…鍔部
１６０…フック部
１６０Ａ…中空部
１６４…スライドガイド
１６６…支持枠
１７０…第１シャフト
１７１…支持プレート
１７２…偏心カム
１７３…回転カム
１７４…プーリ
１７５…第２シャフト
１７６…タイミングベルト
１７８…回転角度センサ
１８０…枠状金型駆動機構

Claims

柱によって支持される固定プラテンと、該固定プラテンに対して進退動可能な可動プラテンを備え、前記固定プラテンに設置された第１の金型と、前記可動プラテンに設置された第２の金型によって半導体チップを搭載した基板を樹脂にて圧縮封止する樹脂封止装置であって、
前記第２の金型が、貫通孔を有する枠状金型と該貫通孔に嵌合して配置される圧縮金型を備え、
前記枠状金型に前記第２の金型の外部から駆動力を受けることが可能な動力受け部を形成し、
該動力受け部を介して前記枠状金型を反前記第１の金型方向に駆動可能な枠状金型駆動機構を備え、
該枠状金型駆動機構が、前記可動プラテンに設置されている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
請求項１において、
前記枠状金型駆動機構が、前記枠状金型を前記第１の金型方向にも駆動可能である
ことを特徴とする樹脂封止装置。
請求項１または２において、
前記動力受け部が、前記枠状金型に形成された鍔部であり、
前記枠状金型駆動機構が、前記鍔部を把持するフック部と、該フック部に直接的または間接的に当接する偏心カムと、該偏心カムを前記フック部の外部から支持する回転シャフトを有した構成とされている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
請求項３において、
前記フック部が複数設けられており、
該複数のフック部のそれぞれに対応するように前記偏心カム及び前記回転シャフトが複数配置され、該複数の回転シャフトがタイミングベルトにより連結されている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
請求項３または４において、
前記回転シャフトには、回転角度センサが備わっている
ことを特徴とする樹脂封止装置。