JP5377807B2 - 型、封入装置及び封入法 - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、担体上に取り付けた電子部品を封入するための型に関する。また、本発明は、この型を用いた電子部品の封入装置に関する。さらに、本発明は、担体上に取り付けた電子部品を封入するための封入法に関する。

このような型、封入装置及び方法は、例えば、エポキシ樹脂を用いて、担体上に配置した電子部品の周りに、封入材料からなるパッケージを施すことが可能な、既知の技術であり、この技術は、特に、例えばチップ等の半導体製品を封入するために用いられる。

欧州特許出願第０７３０９３７号には、リリース・フィルムを持つ樹脂モールディングマシンが開示されている。このマシンは、モールディング部分及び締付け面の内面にリリース・フィルムを固定するメカニズムが設けられている。また、上側型内に支持体を保持するために、上側型内に設けられた空気を吸い込む孔に関する開示もある。上側型内に空気吸引孔を持つマシンにおける支持体の装てんには多くの時間がかかるため、この装置は、ワイヤがある電子部品のリード・フレームには適していない。

発明が解決しようとする課題

市場の傾向としては、表面積がより大きな担体上で、封入材料からなる複数のパッケージを施し、その後、例えばのこぎりで別個のパーツへと切り離すのが一般的になってきている。この技術は、「チップ・サイズ・パッケージ」、「Ｃ．Ｓ．Ｐ」として知られている。しかし、既存の型及び方法には、型部を閉じたときに電子部品の一部が型部に接触してしまう可能性があり、例えば、部品の損傷、及び／あるいはコンタクト・ワイヤ（「リード」）の変形を招くという欠点がある。これは、特に、担体を型に配置したときに、担体が完全に扁平にならないことに起因するものである。特に、封入材料のより大きなパッケージを施して、複数の電子部品を一つのパッケージで同時に形成するタイプの担体は、そのような三次元形状を持つ。これらの担体は、一般的に、電子部品を配置する多くのポイントで熱処理が必要であるため、担体内に応力が生じ易いという問題がある。その結果、型内に配置したときに担体が完全に扁平にならないことがある。したがって、上記のように、電子部品そして／あるいは接続ワイヤヘの損傷を起こす可能性がある。

本発明の目的は、担体上に取り付けた電子部品を封入するために、改良された型、封入装置及び方法を提供することによって、電子部品及び接続ワイヤヘの損傷を防ぐことである。

課題を解決するための手段

【課題を解決するための手段】
本発明は、この目的のために、請求項１による型を提供する。このような型によれば、型を閉じる前に、担体を、単純なやり方で下側型部上に配置して下側型部に対して吸い付けることができる。従来の技術に優る重要な利点として、上側型部内へよりも下側型部上への方が、担体をより容易に配置できる。平坦上面に型キャビティの輪郭位置にキャビティ形状と一致するパターンに配列された多くのランナの孔があるため、担体は、下側型部に対してより扁平に横たわることになる。また、重力がランナを介する吸引と共作用するので、担体を平らに位置決めすることがより容易になる。したがって、型が閉じるときに担体が扁平でないために発生する、電子部品あるいは接続ワイヤの対向型部への接触を防ぐことができる。特に上側型部内における、型キャビティの位置で、上側型部と電子部品とが接触する場合、担体は孔の位置へ近付くように導かれて下側型部へ吸い付けられる。この接触を避けることは、電子部品あるいは接続ワイヤへの損傷を防ぐことを意味する。ランナが接続する多数の孔は、下側型部上に担体をかなり正確に扁平に配置することを可能にする。このため、型の信頼性が増す。好適実施例においては、型キャビティを区画形成する平坦上面に接続する複数のランナは、相互に繋がり、そして型キャビティから離れた側面に開口する単一の排出口に接続している。単一の排出口を介して空気を抜き取ることによって、担体を複数の位置において吸い付けて接着させることができる。したがって、高い信頼性を持つ型を、単純な吸引によって実現することが可能である。

日本特許ＪＰ０６０２１１２０号には、半導体チップを持つ部品を取り付けるためのモールディング装置が開示されている。下側金属型のキャビティの底部には吸入孔Ｃを設けて、取り付け部品の側方へのずれを防ぎ、収率を上げるようにしている。この装置は、先端部分を持つ特殊な製品を加工するのに適しているもので、単に上側及び下側型と、先端部分の下側に位置する取り付け部品との間で保持できるものに限られる。この装置は、一つの吸入孔しか持たないため、装置での加工前に取り付け部品が変形している場合、取り付け部品を扁平な状態に配置することには適していない。

ランナは、型キャビティを形成する壁に開口し、その壁は、封入材料が型に送り込まれるとき、担体によって封入材料の送り開口から遮蔽させることが好ましい。封入材料がランナに入ることを防ぐためには、ランナと封入材料の送り開口とが、封入の際、担体によって、相互に切り離されるように相対的に配置されなければならない。

もう一つの好適実施例においては、下型には、型部に対して担体を位置決めするための少なくとも一つの調心エッジが設けられる。ランナを介する吸引によって接着された後では、担体を型部に対して変位させることは難しいので、まず、担体を正しい位置に配置し、それからランナによる吸引作用を起動することが好ましい。もう一つの選択肢としては、配置後すぐにランナの吸引作用を起動することが考えられるが、この場合は、型部内の正しい位置に直接的に担体を配置することが大切である。この場合も、調心エッジは有用である。

本発明は、また、請求項４による封入装置を提供する。ランナによって担体を吸引するためには、ランナに陰圧を加えることが必要である。このことを、空気を抜き取るファンによって具現している。したがって、型を開くときにも、担体は下側型部に対して吸引された状態にあるため、封入材料で封入された担体は、上側型部から「緩く引き抜かれる」。このため、上側型部には、排出ピンを設ける必要はない。したがって、上側型部の構造は、より単純になる。

本発明は、また、請求項５による、電子部品の封入法に関する。この方法によれば、型を閉じる前に下側型部の平坦上面に対して担体を吸引配置させることができるため、上記に既に説明した多くの利点が得られる。ステップＡ）後のステップＢ）中に、ランナ内に陰圧を加えることによって、担体を下側型部へ吸い付けることにより、型が閉じられる前に、下側型部の平坦上面に対して担体を近接させて配置することができる。また、ステップＤ）において超過圧力を加えることが好ましく、上記に既に説明した利点が得られると共に、二つの利点が結合できる。すなわち、型部内に近接させて担体を配置し、封入処理後、ランナ内の超過圧力によって、担体を関連する型部から解放させることができる。両方法の利点がここに結合する。ランナ内へ空気を吹き込む構成にすれば、ランナ内へ超過圧力を加えることが可能である。これによって、担体が下側型部から解放されるように担体に力を加えることができる。したがって、従来の技術における型と比較して、簡単なやり方で型を具体化することが可能である。従来のものは、封入材料を加えた後に型から担体を押し出すために、排出ピンを用いる。複数の排出ピンを組み込んだ型は、排出ピンを除いた、あるいは排出ピンの数が少ない型に比べて、かなり複雑な構造を持つことは明らかである。ランナ内へ空気を吹き込むことのもう一つの利点は、この方法で、ランナ内の不純物を取り除くことができることである。したがって、型を洗浄するとき、ランナ内へ不純物が残らないようにランナ内へ少なくとも限定超過圧力を加えることが好ましい。

本発明を、限定せずに下記に示す実施例を参照しながら、さらに説明する。説明図は、本発明による型を、部分的に分解した状態で示す三次元的概略図である。

上側型部２及び下側型部３からなる型１を図に示す。下側型部３には中央ビーム４が設けられており、この中央ビーム４には、封入材料であるペレットを収容するための凹部５が備えられている。また、中央ビーム４の各凹部５内には、封入材料に圧力を加えるための送り手段としてのプランジャ（図示せず）が配置されている。

中央ビーム４の両側には、基部ブロック１１，１１上に支持板６及び７が設けられている。図で左側の支持板６は組み立てた状態で、右側の支持板７は分解した状態で示している。支持板６及び７には、多数の孔８がグループ毎のパターンに配置されている。これらの孔８は、支持板６及び７内を通るランナ９に接続した上部開口であり（少数の孔８に対してのみ破線で示している）、これらランナ９の下部開口（支持板６及び７の他側に接続）が、基部ブロック１１内に配置されたトラック１０に接続する。各基部ブロック１１には、トラック１０に接続する内孔１２が配置され、これら内孔１２が連通する排出口１３が各基部ブロック１１の側面に単一に備えられている。したがって、各排出口１３にファン（図示せず）を取り付けることによって、内孔１２、トラック１０、ランナ９、そして最終的に孔８から空気を吸引することが可能である。孔８を介する空気の吸引は、例えば、リード・フレームやＢ．Ｇ．Ａ等の担体を吸引して支持板６及び７の平坦面上に扁平な状態で配置するのに有用である。排出口１３近くの圧力を増加することによって、支持板６及び７から担体を解放することも可能である。この増圧は、孔８に伝わるので、少なくとも担体の解放を容易にする。

孔８のグループは、上側型部２の接触側１５の凹空間状の型キャビティ１４の形状と一致するようにパターン配置される。これらの空間としての型キャビティ１４は封入材料で満たされるが、この場合、担体が、型キャビティ１４が存在するその位置に正確に電子部品を含んでいるということを前提とする。したがって、担体が、特にこれらの位置において扁平に位置することが重要である。

一つの実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は、この実施例に限定されるものではない、ということはすべての者に明らかである。それどころか、熟練した者は、本発明の範囲内において、多くの変化を加えることが可能である。例えば、孔８を上側型部２内にも配置して、孔８に超過圧力を加えることによって、封入材料によって封入された電子部品を備えた担体の解放を行うようにすることもできる。さらに、孔８の数及び位置に関しては多数の変形が可能である。

本発明による型を、部分的に分解した状態で示す三次元的概略図である。

Claims (6)

1. 担体上に取り付けた電子部品を封入するための型（１）であって、
   互いに対して変位可能な、上側型部（２）及び下側型部（３）と、
   前記上側型部（２）下面の凹形状と前記下側型部（３）の平坦上面とで形作られ、前記電子部品を収容するとともに封入材料で満たされる複数の型キャビティ（１４）と、
   前記型キャビティ（１４）を満たす封入材料の送り手段とからなり、
   前記下側型部（３）は、前記封入材料の送り手段の封入材料を送り込むための凹部（５）が配置された中央ビーム（４）の側方の基部ブロック（１１）上に、前記平坦上面を有する支持板（６，７）が設けられ、
   前記支持板（６，７）には、前記担体が載置される前記平坦上面に、複数の前記型キャビティ（１４）の各々の輪郭位置にキャビティ形状と一致するパターンに配列された孔（８）のグループに一端が接続するランナ（９）が設けられており、前記支持板（６，７）内を通り下面に開口する前記ランナ（９）の各他端のグループは、前記型キャビティ（１４）に対応して配置された前記基部ブロック（１１）のトラック（１０）に接続し、
   前記トラック（１０）及び前記ランナ（９）を通して前記孔（８）から空気を吸引し、前記担体を下側型部（３）の所定位置に平坦な状態に吸い付け、前記型キャビティ（１４）へ封入材料を送るときに、前記下側型部（３）に吸い付けられた担体によって、前記孔（８）が前記封入材料を送り込むための前記凹部（５）から遮蔽されることを特徴とする型（１）。
   
2. 前記ランナ（９）の他端が、前記下側型部（３）の側面に開口する単一の排出口（１３）に相互に繋がって接続している請求項１に記載の型（１）。
   
3. 前記下側型部（３）には、この下側型部（３）に対して担体を位置決めするための少なくとも一つの調心エッジが設けられている請求項１あるいは２に記載の型（１）。
   
4. 型キャビティ（１４）を形作る上側型部（２）と下側型部（３）とランナ（９）と封入材料の送り手段とからなる、前述の請求項１〜３のいずれか１項に記載の型（１）を備え、担体上に取り付けた電子部品を封入するための封入装置であって、
   前記上側型部（２）又は下側型部（３）を互いに対して位置決め移動させる駆動手段と、
   前記ランナ（９）に接続されたファンとを備え、
   前記ファンが、前記ランナ（９）内から空気を抜き取り前記担体を吸い付けるように構成されていることを特徴とする封入装置。
   
5. 型キャビティ（１４）を形作る上側型部（２）と下側型部（３）とランナ（９）と封入材料の送り手段とからなる、前述の請求項１〜３のいずれか１項に記載の型（１）を用いて担体上に取り付けた電子部品を封入するための封入法であって、
   Ａ）前記下側型部（３）に対して少なくとも一つの担体を位置決めするステップと、
   Ｂ）前記上側型部（２）又は下側型部（３）を相互に向けて移動させることによって型（１）を閉じるステップと、
   Ｃ）前記型キャビティ（１４）内の、前記担体と電子部品が占有していない空間へ封入材料を送るステップと、
   Ｄ）前記上側型部（２）又は下側型部（３）を開いて、封入材料が送り込まれた前記担体を取り除くステップとからなり、
   前記ステップＡ）後のステップＢ）において、前記下側型部（３）の前記ランナ（９）を通して空気を吸引し、前記担体を下側型部（３）の所定位置に平坦な状態に吸い付けることを特徴とする封入法。
   
6. ステップＤ）において、前記ランナ（９）を通して超過圧力を加え、前記下側型部（３）から封入済み電子部品を有する担体を解放する請求項５に記載の封入法。

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