JP5774541B2 - 圧縮成形用型、圧縮成形装置及び圧縮成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮成形によって半導体チップ等を樹脂封止するのに好適な圧縮成形用型、それを用いた圧縮成形装置及び圧縮成形方法に関する。

従来から、例えば、基板に搭載した半導体チップを圧縮成形によって樹脂封止することが行われており、その際に、成形された樹脂封止品の金型からの離型を容易するために離型フィルム（リリースフィルム）が使用されている（例えば、特許文献１参照）。

この離型フィルムは、金型に供給されると、金型の表面に形成された複数の吸着溝を介して真空吸引され、金型の表面に沿って密着被覆される。

図８は、従来の金型の下型表面に形成された吸着溝及び離型フィルムを示す要部の拡大断面図である。

下型１Ａは、枠型１ａａとこれに昇降自在に挿嵌された圧縮型１ａｂとを備えており、両型１ａａ，１ａｂによってキャビティＣが構成される。

枠型１ａａの上面には、二つの吸着溝５，６ａがそれぞれ形成されており、各吸着溝５，６ａは、それぞれが図示されていない吸気路を介して真空吸引装置に連通接続されている。

離型フィルム４が、下型１Ａに供給載置されると、枠型１ａａの外周側の吸着溝５を介して真空吸引されて離型フィルム４の外周が吸着保持される。

次に、吸着溝５よりも内周側の吸着溝６ａを介して離型フィルム４の内周側を吸引し、更に、キャビティＣ側の図示しない吸着溝を介して離型フィルム４を吸引して、離型フィルム４を下型１Ａの表面に吸着被覆する。

特開２００９−１６６４１５号公報

下型１Ａに供給された離型フィルム４は、上述のように、先ず外側の吸着溝５を介して吸引して離型フィルム４を吸着固定し、次いで、内側の吸着溝６ａを介して吸引することで、外周で固定された離型フィルム４を伸ばして緊張させる。その後、キャビティＣ側を真空引きして離型フィルム４を、キャビティＣを構成する下型１Ａの表面に沿って密着被覆する。

離型フィルム４の吸着溝５，６ａによる吸引処理において、離型フィルム４を伸ばして緊張させる内側の吸着溝６ａは、その断面形状が内外に対称なＶ形あるいは角形であったために、吸着溝６ａに被さった限られた領域での引っ張り作用を発揮するだけで、キャビティＣ側にまで引っ張り作用が十分及ばず、キャビティＣ側の離型フィルム４部分にシワが生じることがあった。

キャビティＣ側の離型フィルム４部分にシワが生じると、真空引きによって離型フィルム４がキャビティを構成する下型１Ａの表面に密着被覆させても、シワの一部が残ったままとなることがある。この離型フィルム４のシワの部分が、樹脂封止品内に入り込み、硬化収縮や摩擦抵抗力の影響によって、樹脂封止品と離型フィルムとを離す離型が困難となることがある。

また、離型フィルム４におけるシワの形状が、キャビティ内で成形される樹脂封止品に転写されて樹脂封止品の品質不良を引き起こすことがある。

本発明は、上述のような点に鑑みてなされたものであって、フィルムを使用する圧縮成形において、シワの発生を防止してシワに起因する不具合を防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では次のように構成している。

（１）本発明は、互いに対向する二つの型を備え、一方の型の表面に、フィルムが吸着被覆される圧縮成形用型であって、前記一方の型の表面には、キャビティの外周に、前記フィルムを吸着保持する第１吸着溝とその内側で前記フィルムを吸着する第２吸着溝とがそれぞれ形成され、前記第２吸着溝における内側の溝側面を外側の溝側面よりも緩い傾斜面に形成して、第２吸着溝の断面形状を内外に非対称な拡がり形状となっていると共に、前記一方の型の前記第１吸着溝が形成される外側表面と前記第２吸着溝が形成される内側表面との間に段差を設け、前記第１吸着溝が形成される前記外側表面は、前記第２吸着溝が形成される前記内側表面よりも前記他方の型の表面に近接している。

本発明の圧縮成形用型によると、開放された二つの型の一方の型にフィルムを供給し、先ず、第１吸着溝によってフィルムの外周部を一方の型の表面に吸着固定する。次に、その内側の第２吸着溝によってフィルムを吸着し、その際にフィルムが伸ばされる。この場合、第２吸着溝の外側の溝側面よりも内側の溝側面が緩く傾斜しているので、フィルムに働く吸引力の合力は斜め外方に向かうことになり、キャビティに被さる離型フィルム部分は外方に向けて伸ばされる。従って、その後にキャビティ側を真空引きする際に、予め引き伸ばされたフィルムはキャビティを構成する一方の型の表面にシワの発生なく密着被覆される。これによって、フィルムのシワが、樹脂封止品内に入り込むことを防ぐことができ、樹脂封止品の品質不良等を引き起こすのを防止することができる。
また、一方の型に吸着されるフィルム部分が、外側表面と内側表面との境界にある段差の角に押し付けられることになり、この角部での摩擦抵抗によって、第２吸着溝の外側におけるフィルムのキャビティ側への引きずり移動が阻止される。従って、第２吸着溝の外側におけるフィルムの固定が確実になることで、第２吸着溝の吸引によりキャビティに被さるフィルム部分の外方への引き伸ばしが一層効果的に実行される。
また、第２吸着溝の吸引によって一方の型の表面に吸着されるフィルム部分が、外側上面と内側上面との境界にある段差の角に押し付けられることになり、この角部での摩擦抵抗によって、第２吸着溝の外側におけるフィルムのキャビティ側への引きずり移動が阻止される。

（２）本発明の好ましい実施態様では、前記第２吸着溝における前記外側の溝側面を垂直面とした。

この実施態様によると、フィルムに働く吸引力の合力は効率よく斜め外方に向かうことになり、キャビティに被さる離型フィルム部分の外方への引き伸ばしを好適に行うことができる。

（３）本発明の他の実施態様では、前記一方の型が下型である。

（４）本発明の圧縮成形装置は、本発明の圧縮成形用型を備え、前記一方の型の表面をフィルムで被覆すると共に、該フィルムで被覆された一方の型のキャビティに樹脂材料を供給して圧縮成形する。
（５）本発明の好ましい実施態様では、前記一方の型が下型である。

本発明の圧縮成形装置によると、圧縮成形用型の一方の型の表面に形成された第２吸着溝は、外側の溝側面よりも内側の溝側面が緩く傾斜しているので、キャビティに被さるフィルム部分を外方に向けて効率的に伸ばすことができ、その後にキャビティ側を真空引きする際に、予め引き伸ばされたフィルムはキャビティを構成する一方の型の表面にシワの発生なく密着被覆される。これによって、フィルムのシワが、樹脂封止品内に入り込むことを防ぐことができ、樹脂封止品の品質不良等を引き起こすのを防止することができる。

（６）本発明の圧縮成形方法は、本発明の圧縮成形用型の前記一方の型に、フィルムを供給する工程と、前記一方の型における前記第１吸着溝を介して前記フィルムの外周部を吸着固定する工程と、前記一方の型における前記第２吸着溝を介して前記フィルムを吸着する工程と、前記一方の型におけるキャビティを真空引きして前記フィルムを前記一方の型の表面に沿って吸着被覆する工程と、キャビティ内に樹脂材料を供給して型締めする工程とを含む。

本発明の圧縮成形方法によると、外側の第１吸着溝とその内側に位置する第２吸着溝を介してフィルムを順次吸引することで、フィルム外周部の吸着固定、及び、キャビティに被さるフィルム部分の外方への引き伸ばしを行うことができ、その後のキャビティ側での真空引きによって、フィルムを、キャビティを構成する一方の型の表面にシワの発生なく密着被覆することができる。従って、その後の型締め成形によって得られる樹脂封止品内にシワが入り込んだり、転写されたりするのを防止することができる。

このように、本発明によれば、外側の第１吸着溝でフィルムの外周部を吸着固定した上で、内側の第２吸着溝の吸引作用でフィルムを的確に引き伸ばすことができ、その後の真空引きによってフィルムをシワの無い状態でキャビティを構成する型の表面全体に密着して被覆することができる。

これによって、フィルムのシワが、樹脂封止品内に入り込むことを防ぐことができ、樹脂封止品の品質不良を防止することができる。

図１は圧縮成形装置の要部の概略を示す縦断正面図である。 図２は図１の一部の拡大断面図である。 図３は樹脂封止工程を示す縦断正面図である。 図４は一部の拡大断面図である。 図５は樹脂封止工程を示す縦断正面図である。 図６は樹脂封止工程を示す縦断正面図である。 図７は樹脂封止工程を示す縦断正面図である。 図８は従来例の一部の拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

〔実施形態１〕
図１に、本発明の実施形態に係る圧縮成形装置の要部の概略構成が示されている。

この実施形態の圧縮成形装置に用いられる圧縮成形用型１は、キャビティＣを構成する下型１Ａと、半導体チップ２が実装された基板３を下向きに支持して昇降する上型１Ｂとの二つの型を備えており、互いに対向している。

一方の型である下型１Ａは、枠型１ａａとこれに昇降自在に挿嵌された圧縮型１ａｂとから構成されている。

下型１Ａにおける枠型１ａａの上面は、外側上面Ｆ1が内側上面Ｆ２よりも高い段差Ｈをもって形成され、その外側上面Ｆ1に、下型１Ａの上面に供給載置された離型フィルム４を吸着固定する第１吸着溝５が形成され、内側上面Ｆ2に、離型フィルムフ４を吸引して伸ばす第２吸着溝６が形成されている。

各吸着溝５，６は、その下部が、図示しない吸気路を介して真空吸引装置に連通接続されている。なお、外側上面Ｆ1と内側上面Ｆ２との間に段差Ｈを形成することなく、同じ高さに形成してもよい。

前記第１吸着溝５は、図２の一部拡大図に示すように、その断面形状が上拡がりの逆台形に形成される。第２吸着溝６は、その断面形状が上拡がりに形成され、かつ、第２吸着溝６の外側の溝側面ｓ１が垂直面に形成されるとともに、内側（キャビティ側）の溝側面ｓ２は緩い傾斜面に形成されている。すなわち、第２吸着溝６の断面形状が、内外に非対称の上拡がり形状に設定されている。

この実施形態の圧縮成形用型１は以上のように構成されており、この圧縮成形用型１を用いた圧縮成形について以下に説明する。

（１）先ず、開放された圧縮成形用型１に離型フィルム４が供給され、下型１Ａの上に位置決め載置される。

（２）次いで、離型フィルム４が、第１吸着溝５を介して吸引されて、図３に示すように、離型フィルム４の外周部が枠型１ａａの外側上面Ｆ1に吸着固定される。

第１吸着溝５は、断面形状が内外対称な逆台形状であるので、この第１吸着溝５全体の吸引合力は直下方に向けて作用し、離型フィルム４を内外方向へずれ動くことなく外側上面Ｆ１に確実に吸着固定することができる。

（３）次に、第２吸着溝６を介して吸引されて離型フィルム４が伸ばされる。この場合、第２吸着溝６の外側の溝側面ｓ1が垂直面であるのに対して、内側の溝側面ｓ２が緩く傾斜しているので、離型フィルム４に働く吸引力の合力は斜め下外方に向かうことになり、キャビティＣに被さる離型フィルム４部分は外方に向けて伸ばされる。

なお、第２吸着溝６の吸引作用によって内側上面Ｆ2に吸着される離型フィルム部分が、外側上面Ｆ1と内側上面Ｆ2との境界にある段差の角に押し付けられることになり、この角部での摩擦抵抗によって、第２吸着溝６の外側における離型フィルム４のキャビティＣ側への引きずり移動が阻止される。従って、第２吸着溝６の外側における離型フィルム４の固定が確実になることで、第２吸着溝６の吸引によりキャビティＣに被さる離型フィルム４部分の外方への引き伸ばしが一層効果的に実行される。

（４）離型フィルム４の上記吸引が完了すると、図５に示すように、下型１ＡのキャビティＣが枠型１ａａと圧縮型１ａｂとの嵌合部などに形成されている吸気路を介して真空引きされ、これによって離型フィルム４はキャビティＣを構成する下型１Ａの表面に沿って変形されながら被覆される。この際、離型フィルム４は引き伸ばされているので、シワが発生することなくキャビティＣを構成する下型１Ａの表面の全体に密着されて被覆されることになる。

（５）次に、図５中に示すように、キャビティＣへ樹脂材料７を所定量だけ注入した後、図６に示すように、基板３を支持した上型１Ｂの下降、圧縮型１ａｂの上昇が行われて型締めがなされる。

（６）樹脂材料７が硬化すると、図７に示すように、圧縮成形用型１を開放して樹脂封止品が取り出されるとともに、使用済みの離型フィルム４が搬出される。

以上で１回の封止成形が完了し、以降、上記処理が繰り返される。

この実施形態によれば、離型フィルム４は、シワを生じることなく、下型１Ａの表面に沿って密着被覆されるので、離型フィルム４のシワが、樹脂封止品内に入り込むことがなく、樹脂封止品の品質不良を防止することができる。
〔他の実施形態〕
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。

（１）離型フィルム４は１枚ずつ供給してもよく、また、原反ロールから繰り出した離型フィルム４を所定量ずつ圧縮成形用型１に供給する形態で実施することもできる。

（２）第２吸着溝６における外側の溝側面ｓ1は垂直であることが望ましいが、若干外側に傾斜してもよい。

（３）上記実施形態とは逆に、第１吸着溝５が設けられる外側上面Ｆ１を、第２吸着溝６が設けられる内側上面Ｆ2より低くして実施することもできる。

（４）本発明は、下型１Ａと上型１Ｂとを上下反転して配置する仕様のものに適用することもできる。

（５）上述の実施形態では、離型フィルムに適用して説明したけれども、本発明は、離型フィルムに限らず、転写用フィルム等に適用してもよい。

１ 圧縮成形用型
１Ａ 下型
１Ｂ 上型
２ 半導体チップ
３ 基板
４ 離型フィルム
５ 第１吸着溝
６ 第２吸着溝
Ｃ キャビティ
Ｆ1 外側上面
Ｆ2 内側上面
ｓ1 溝側面（外側）
ｓ2 溝側面（内側）
Ｈ 段差

Claims (6)

1. 互いに対向する二つの型を備え、一方の型の表面に、フィルムが吸着被覆される圧縮成形用型であって、
   前記一方の型の表面には、キャビティの外周に、前記フィルムを吸着保持する第１吸着溝とその内側で前記フィルムを吸着する第２吸着溝とがそれぞれ形成され、
   前記第２吸着溝における内側の溝側面を外側の溝側面よりも緩い傾斜面に形成して、第２吸着溝の断面形状を内外に非対称な拡がり形状となっていると共に、前記一方の型の前記第１吸着溝が形成される外側表面と前記第２吸着溝が形成される内側表面との間に段差を設け、前記第１吸着溝が形成される前記外側表面は、前記第２吸着溝が形成される前記内側表面よりも前記他方の型の表面に近接している、
   ことを特徴とする圧縮成形用型。
2. 前記第２吸着溝における前記外側の溝側面を垂直面とした、
   請求項１に記載の圧縮成形用型。
3. 前記一方の型が下型である、
   請求項１または２に記載の圧縮成形用型。
4. 前記請求項１または２に記載の圧縮成形用型を備え、
   前記一方の型の表面をフィルムで被覆すると共に、該フィルムで被覆された一方の型のキャビティに樹脂材料を供給して圧縮成形する、
   ことを特徴とする圧縮成形装置。
5. 前記一方の型が下型である、
   請求項４に記載の圧縮成形装置。
6. 前記請求項１ないし３のいずれかに記載の圧縮成形用型の前記一方の型に、フィルムを供給する工程と、
   前記一方の型における前記第１吸着溝を介して前記フィルムの外周部を吸着固定する工程と、
   前記一方の型における前記第２吸着溝を介して前記フィルムを吸引する工程と、
   前記一方の型におけるキャビティを真空引きして前記フィルムを前記一方の型の表面に沿って被覆する工程と、
   キャビティ内に樹脂材料を供給して型締めする工程と、
   を含むことを特徴とする圧縮成形方法。

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