JP5043534B2

JP5043534B2 - 樹脂封止装置

Info

Publication number: JP5043534B2
Application number: JP2007168624A
Authority: JP
Inventors: 聡藤山; 勇次竹川
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2027-06-27
Also published as: JP2009010084A

Description

本発明は、半導体チップが搭載されたワークを樹脂にて封止する樹脂封止の技術分野に関する。

樹脂封止装置では、その運転に伴って金型表面に封止材料である樹脂などが付着物として堆積する等により、高品質な樹脂封止が阻害される場合がある。そこで定期的にまたは不定期にこれら金型表面の付着物を取り除くべく、金型表面のクリーニングが必要となる。クリーニングの手法としては、種々考えられる。例えば、特許文献１に記載される樹脂封止装置においては、通常の樹脂封止に使用されるリードフレーム（以下単に「正規ワーク」という場合がある。）の他に、クリーニング専用のリードフレーム（以下単に「クリーニング用ワーク」という場合がある。）やクリーニング専用の樹脂を用いている。必要となるタイミングで、これらクリーニング用ワークや樹脂をローダ等の搬送機構によって金型へと搬送した上で金型のプレス作業を行い、金型表面の付着物を当該クリーニング用樹脂側に再付着させるという手法によりクリーニングが行われている。また、使用されるワークが収容されるワーク収容部にはクリーニング用ワーク専用の収容部が設けられ、当該専用の収容部にクリーニング用ワークが収容された上で、必要に応じて当該クリーニング用ワークが自動的に取り出され、クリーニング作業が行われている。

特開平１０−１７２９９７号公報

しかしながら、クリーニング用ワーク専用の収容部へのクリーニング用ワークの実際の収容作業は、例えば作業員の手作業によって行われる。そのため、誤って正規ワーク（即ち半導体チップが搭載されているリードフレームや基板）を当該クリーニング専用の収容部に収容してしまう可能性がある。このような場合は、装置側でクリーニング作業が開始されると、当該クリーニング専用の収容部に収容されているワークは「クリーニング用ワーク」という前提で作業が行われるため、例えば、正規ワーク（半導体チップが搭載されているリードフレーム）に対してクリーニング用樹脂を用いて封止してしまうこととなる。一方で、本来正規ワークが収容されるべき場所にクリーニング用ワークが収容された場合には、クリーニング用ワーク（半導体チップが搭載されていないリードフレーム）に対して通常の樹脂封止に使用される樹脂を用いて封止してしまう等の不都合がある。その結果、前者の場合、クリーニング自体は可能でも高価な正規のリードフレームを無駄とすることとなり、後者の場合は不完全な製品が下流工程へと供給されてしまうこととなる。

本発明はこれらの問題点を解決するべくなされたものであって、ワーク収容部から当該ワークが金型へと搬送される過程において、ワークの種類を判別し、誤ったワークが金型へと搬送されてプレス作業等が行われてしまうことを未然に防止することをその課題としている。

本発明は、正規ワークを使用した樹脂封止の他に金型をクリーニングするためのクリーニング用ワークを使用してクリーニング作業が行われる樹脂封止装置であって、前記ワークが収容されているワーク収容部と、該ワーク収容部から取り出された前記ワークを前記金型へと搬送する搬送機構と、前記ワーク収容部から前記金型へと前記ワークが搬送される過程において前記ワークの種類を判別可能な判別手段と、を備え、該判別手段の判別結果が予め想定されていた結果と異なる場合に、前記ワークの搬送または封止を停止させることにより上記課題を解決するものである。

このような構成を採用することにより、仮に本来クリーニング用ワークが収容されるべき場所に正規ワークが収容されていたような場合であっても、誤った作業が実行されてしまうことを防止することができる。即ち、ワークがワーク収容部から金型へと搬送される過程において、当該ワークが通常の樹脂封止に使用する「正規の」ワークであるのか、それとも、クリーニングに使用する「クリーニング用の」ワークであるのかを判別し、必要により搬送そのものを停止させたり、搬送自体は行ったとしてもその後のプレス作業を停止させることが可能となっている。

例えば、前記ワーク収容部から取り出された前記ワークの向きを整えて該ワークを前記搬送機構へ受け渡すための旋廻ステージを備え、該旋廻ステージに前記ワークが載置されるまでの間に前記判別手段により前記ワークの種類が判別されるように構成すれば、早期の段階でワークの種類を判別することが可能となる。

また、前記ワークが前記搬送機構に保持されて搬送されている間に前記判別手段により前記ワークの種類が判別されるように構成すれば、より金型に近い位置にて判別できるため、所謂「最終チェック」としての意義を持たせることが可能となる。もちろんこれら両方の位置にて判別すればより確実な判別が可能となる。

例えば、前記判別手段による判別は、前記ワークにおける半導体チップの有無に基づいて行なったり、前記ワークに付されたマーキングの有無に基づいて行うことが可能である。

本発明を適用することにより、クリーニングをより確実に行えると共に、高価な正規ワークの無駄を防止することができる。また、不完全な製品が下流工程に供給されることを防止できる。

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、本発明の実施形態の一例である樹脂封止装置１００の概略構成図である。図２は、図１における矢示II部周辺の拡大図である。図３は、判別手段の判別手法を例示した図である。

なお説明の都合上、図１における左右方向をＸ方向、上下方向をＹ方向、これらＸ方向及びＹ方向のいずれにも直交する方向をＺ方向（高さ方向）として説明する。

<樹脂封止装置の構成>
樹脂封止装置１００は、当該装置の基台となるベース部１０１上に、樹脂封止前のリードフレーム（ワーク）が収容される基板供給部（ワーク収容部）１０２と、樹脂封止後のリードフレームが収納される成形品収納部１０４と、これら基板供給部１０２及び成形品収納部１０４との間に並んで配置される２つの金型１０６とが一列に配置されている。基板供給部１０２は、リードフレームが複数収容されたマガジンが上下に配置された構成とされている（図２参照）。またこの上下に配置されたそれぞれのマガジンは図示せぬ昇降機構によって上下可能とされている。また、一方のマガジンには製品用リードフレーム（正規ワーク）１８０Ａが収容され、他方のマガジンにはクリーニング用リードフレーム（クリーニング用ワーク）１８０Ｂが収容されている。勿論別々のマガジンに収容されている必要はなく、種類に応じた収容場所が予め決められていれば１つのマガジンでも差し支えない。更に基板供給部１０２の近傍には、基板供給部１０２から搬送ハンド１９０（図１においては図示していない：図２参照）によって取り出されたリードフレームを旋回させて向きを整える旋回テーブル１０３、が配置されている。また、基板供給部１０２と旋廻テーブル１０３との間には、カメラ（判別手段）１７０が設置されている（図２参照）。また、旋回テーブル１０３によって向きが整えられた後にリードフレームを所定の温度にまで加熱し保温するプレヒータ部１０５が配置されている。更にこれら旋廻テーブル１０３およびプレヒータ部１０５と並んで、封止材料としての樹脂タブレットが供給される樹脂タブレット供給部１０９が配置されている。なおこの樹脂タブレット供給部１０９には、図示はしていないが通常の樹脂封止に使用される樹脂タブレットが収容されて供給される部分と、金型１０６のクリーニングに使用されるクリーニング用の樹脂タブレットが収容されて供給される部分とに分かれている。一方、成形品収納部１０４の近傍には、樹脂封止後のリードフレームが冷却される冷却ステージ（冷却部）１０７、冷却ステージ１０７にて冷却されたリードフレームの不要部分（カル部）が取り出されるゲートブレーク部１０８が配置されている。

また、ベース部１０１には基板供給部１０２、成形品収納部１０４、金型１０６の並びと平行して、Ｘ方向ガイド１２０が設置されている。このＸ方向ガイド１２０上には、ローダ１３０及びアンローダ１４０が当該ガイドに沿って自由に移動することが可能に配置されている。これらローダ１３０及びアンローダ１４０は、複数配置された金型１０６に対する搬送機構として機能する。即ち、ローダ１３０は、基板供給部１０２から供給されるリードフレームを所定のタイミングで金型１０６へと搬入する。一方、アンローダ１４０は、それぞれの金型１０６にて樹脂封止されたリードフレームを搬出し成形品収納部１０４へと収納する機能を有している。

なお、本実施形態においては、前述したように金型１０６が２つ配置されているが、必ずしも２つに限定されるものではなく、１つまたは３つ以上の金型が配置されていてもよい。更に、基板供給部１０２と成形品収納部１０４とが同じ側に配置されていたり、更にローダ１３０及びアンローダ１４０が単一の搬送機構によって実現されていても良い。

<樹脂封止装置全体の作用>
続いて樹脂封止装置１００の作用について説明する。

最初に、基板供給部１０２から樹脂封止前の一枚のワーク（基板やリードフレーム）が旋廻テーブル１０３へと搬送される。この搬送は搬送ハンド１９０によって行われる。旋廻テーブル１０３に一枚のワークが搬送されると旋廻テーブル１０３が回転する。その後もう１枚のワークが搬送ハンド１９０によって旋廻テーブル１０３へと搬送され、計２枚のワークが旋廻テーブル１０３上に配置される。その後ローダ１３０によって２枚のワークが同時にプレヒータ１０５部に搬送される。ここでワークが所定の温度にまで加熱され保温される。プレヒータ１０５部は本実施形態では２つ設けられており、そのうちのいずれか（空いている側）に搬送される。一方、樹脂タブレット供給部１０９からは、封止材料としての樹脂タブレットが供給される。その後、プレヒータ部１０５にて保温されているワークおよび樹脂タブレットが、ローダ１３０によって、金型１０６へと搬送される。

金型１０６において樹脂封止（プレス作業）が完了すると、今後はアンローダ１４０によって樹脂封止後のワークが冷却ステージ１０７へと搬送される。冷却ステージ１０７では、樹脂封止後のワークが所定の温度にまで冷却される。その後再びアンローダ１４０によって、ワークが冷却ステージ１０７からゲートブレーク部１０８へと搬送される。ここではワークの不要部分、即ち、カル部に相当する樹脂がゲートブレークされて取り除かれる。不要部分は破棄され、残ったワークが製品収納部１０４へとアンローダ１４０によって搬送される。このような手順が繰り返されることによって樹脂封止が連続して行われる。

上記封止作業が一定回数、一定時間行われた場合、更には、作業者によってクリーニング開始のための操作が行われた場合には、クリーニング用リードフレーム１８０Ｂおよびクリーニング用樹脂を用いたクリーニング作業が行われる。当該作業は基本的には通常の封止工程と同じ工程を経る。異なるのは使用されるワークが半導体チップが搭載されていないクリーニング用リードフレーム１８０Ｂと、通常の封止用樹脂とは組成の異なるクリーニング用樹脂が使用される点である。

クリーニング開始の指示が出されると、図示せぬ昇降機構によって基板供給部１０２を構成するマガジンが適宜昇降し、クリーニング用リードフレーム１８０Ｂが搬送ハンド１９０によって旋廻ステージ１０３へと搬送されることとなる。このとき、カメラ１７０によって、ワークの種類が判別される。即ち、本当にクリーニング用リードフレーム１８０Ｂが旋廻テーブル１０３へと搬送されているか否かが判別される。この判別は、例えば図３（Ａ）に示したように、リードフレーム１８０に半導体チップ１８１が搭載されているか否かを画像処理によって判別したり、（Ｂ）に示したように、予めリードフレーム１８０に記したマーキング１９２の有無やマーキングの形状等を画像処理によって判別している。判別の結果、「クリーニング用ワークではない」と判断された場合には、搬送ハンド１９０による搬送が停止する。勿論、旋廻テーブル１０３へと搬送した後以降の作業を停止させてもよい。これにより、半導体チップが搭載された高価なワークを誤ってクリーニングに使用してしまうことを未然に防止することが可能となる。更に、搬送ハンド１９０によって基板供給部１０２からワークが取り出されている段階でワークの種類を判別しているため、早期発見が可能となる。

なお、上記以外にも例えばローダ１３０によってワークが搬送されている時点で、判別手段による判別を行なってもよい。このようにすれば、より金型１０６に近い位置にて判別できるため、所謂「最終チェック」としての意義を持たせることが可能となる。もちろんこれら両方の位置にて判別すればより確実な判別が可能となる。

また、判別手段としてのカメラ１７０は搬送されるワークの下側に配置されていたが、必要により上側に配置してもよいし、両側に配置して判別させることも可能である。

また、判別手段による判別は、クリーニング作業時に限ったものではない。即ち、通常の樹脂封止が行われている際にも、基板供給部１０２から取り出され搬送されるワークの種別を判別している。その結果、誤ってクリーニング用ワークが搬送されて樹脂封止されてしまうことを未然に防止でき、不完全な製品（半導体チップが搭載されていない製品）が下流工程へと供給されてしまうことを防止できる。

トランスファ成形、圧縮成形等の封止形式を問わず、広く樹脂封止装置に利用することが可能である。特に、複数の金型を並列的に配置した複数プレス型の樹脂封止装置に好適である。

本発明の実施形態の一例である樹脂封止装置１００の概略構成図図１における矢示II部周辺の拡大図判別手段の判別手法を例示した図

符号の説明

１００…樹脂封止装置
１０１…ベース部
１０２…基板供給部
１０３…旋回テーブル
１０４…成形品収納部
１０５…プレヒータ
１０６…金型
１０７…冷却ステージ
１０８…ゲートブレーク
１０９…樹脂タブレット供給部
１２０…Ｘ方向ガイド
１３０…ローダ
１４０…アンローダ
１８０…リードフレーム（ワーク）
１８１…ＩＣチップ（半導体チップ）
１９０…搬送ハンド

Claims

正規ワークを使用した樹脂封止の他に金型をクリーニングするためのクリーニング用ワークを使用してクリーニング作業が行われる樹脂封止装置であって、
前記ワークが収容されているワーク収容部と、
該ワーク収容部から取り出された前記ワークを前記金型へと搬送する搬送機構と、
前記ワーク収容部から前記金型へと前記ワークが搬送される過程において前記ワークの種類を判別可能な判別手段と、を備え、
該判別手段の判別結果が予め想定されていた結果と異なる場合に、前記ワークの搬送または封止が停止する
ことを特徴とする樹脂封止装置。
請求項１において、
前記ワーク収容部から取り出された前記ワークの向きを整えて該ワークを前記搬送機構へ受け渡すための旋廻ステージを備え、
該旋廻ステージに前記ワークが載置されるまでの間に前記判別手段により前記ワークの種類が判別される
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、
前記ワークが前記搬送機構に保持されて搬送されている間に前記判別手段により前記ワークの種類が判別される
ことを特徴とする樹脂封止装置。
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記判別手段による判別は、前記ワークにおける半導体チップの有無に基づいている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記判別手段による判別は、前記ワークに付されたマーキングの有無に基づいている
ことを特徴とする樹脂封止装置。