JP5786918B2

JP5786918B2 - 樹脂封止金型およびこれを用いた樹脂封止装置、樹脂封止方法

Info

Publication number: JP5786918B2
Application number: JP2013220430A
Authority: JP
Inventors: 誠力丸
Original assignee: Dai Ichi Seiko Co Ltd
Current assignee: I Pex Inc
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2033-10-23
Also published as: JP2015082607A

Description

本発明は樹脂封止金型、特に、離型フィルムを用いた樹脂封止金型に関する。

従来、離型フィルムを用いた樹脂封止金型としては、例えば、樹脂モールド金型のパーティング面に吸着支持したリリースフィルムを介して被成形品をクランプすることにより樹脂モールドするリリースフィルムを用いる樹脂モールド装置において、前記パーティング面に、前記リリースフィルムのたるみ分をエア吸引してたるみを吸収するたるみ吸収溝を設けたことを特徴とするリリースフィルムを用いる樹脂モールド装置に使用される樹脂封止金型がある（引用文献１）。
しかし、前記樹脂封止金型では、リリースフィルムを樹脂モールド金型のパーティング面に吸着支持する際に前記リリースフィルムにシワやタルミが生じやすく、それらが成形品に転写されて不良品を発生させるという問題点がある。

前記問題点を解決する方法の一つとして、例えば、半導体チップの樹脂封止成形用金型を用いて、樹脂成形用の金型キャビティ内に離型フィルムを前記したキャビティの外周囲に設けた吸着孔で吸着することによって被覆させると共に、前記した離型フィルムを被覆した金型キャビティ内で半導体チップを樹脂材料で封止成形する半導体チップの樹脂封止成形方法であって、前記した金型キャビティ内に前記した離型フィルムを被覆させるときに、前記した吸着孔の外周囲に設けた所要形状の吸引孔に前記した離型フィルムの端部を吸引して収容することを特徴とする半導体チップの樹脂封止成形方法において樹脂封止金型が開示されている（引用文献２）。

特開平１１−３４０６６号公報特開２００９−２７２３９８号公報

しかしながら、前記樹脂封止金型では、発生したシワやタルミを消失させるため、前記離型フィルムの外周縁部を大きな吸引力で引っ張る必要があり、その大きさに見合った吸引手段を隣り合うように並設している。このため、前記封止金型では前記吸引手段を設置するためのスペースが必要となり、金型の取り付け面積が増大するので、装置が大型化するという問題点がある。
本発明に係る樹脂封止金型は、前記問題点に鑑み、離型フィルムにシワやタルミが生じず、成形品の歩留まりが良い小型の樹脂封止金型を提供することを課題とする。

本発明に係る樹脂封止金型は、前記課題を解決すべく、開口するキャビティの周囲に設けた接合面にフィルム吸引孔を配置した下金型と、前記キャビティを被覆し、かつ、外周縁部を前記フィルム吸引孔に吸着，保持される離型フィルムと、前記下金型の接合面に圧接する押圧面を有する枠形状を有し、前記押圧面に設けたフィルム吸引孔で前記離型フィルムの外周縁部を吸着，保持するとともに、前記離型フィルムの上面に供給された樹脂材を前記離型フィルムとともに搬送する樹脂材供給ローダと、からなり、前記離型フィルムの外周縁部を前記下金型の接合面と前記樹脂材供給ローダの押圧面とで挟持する樹脂封止金型であって、前記キャビティと前記接合面との間に前記接合面よりも一段高い環状突部を設けた構成としてある。

本発明によれば、前記環状突部を介して離型フィルムの外周縁部を引っ張ることができるので、前記離型フィルムにシワやタルミが生じにくくなり、歩留まりの良い小型の樹脂封止金型が得られる。

本発明の実施形態としては、前記環状突部の上端部のうち、外周縁部に位置決め用環状突起部を設けておいてもよい。
本実施形態によれば、基板の位置決め精度が向上し、歩留まりの良い樹脂封止金型が得られる。

本発明の他の実施形態としては、前記環状突部の外側基部に、環状吸着外溝部を設けておいてもよい。
本実施形態によれば、前記環状吸着外溝部が前記離型フィルムの外周縁部を均一に引っ張ることにより、シワやタルミが生じないだけでなく、万一、シワ等が生じていたとしても消失させることができる。

本発明の別の実施形態としては、前記キャビティの隅部に、環状吸着内溝部を形成しておいてもよい。
本実施形態によれば、前記離型フィルムを均一に引っ張ることにより、シワやタルミが生じないだけでなく、万一、シワ等が生じていたとしても消失させることができる。

本発明の他の実施形態としては、前記下金型の接合面が傾斜面であってもよい。
本実施形態によれば、前記接合面の傾斜面に沿って生じた分力で前記離型フィルムの外周縁部を均一に引っ張ることができ、シワやタルミが生じないだけでなく、万一、シワ等が生じたとしても、これらを消失させることができる。

本発明の別の実施形態としては、前記下金型の外周縁部に接合面を備えた切り欠き部を設けておいてもよい。
本実施形態によれば、前記環状突部および前記切り欠き部の縁部の２点を支点として前記離型フィルムの外周縁部を均一に引っ張ることにより、シワやタルミが生じないだけでなく、万一、シワ等が生じたとしても、これらを消失させることができる。

本発明に係る樹脂封止装置としては、前述の樹脂封止金型を有する構成としてある。

本発明によれば、前記環状突部を介して離型フィルムの外周縁部を引っ張ることができるので、前記離型フィルムにシワやタルミが生じにくく、歩留まりの良い小型の樹脂封止装置が得られる。

本発明に係る樹脂封止方法は、前記課題を解決すべく、下金型の開口するキャビティの周囲に設けた接合面に配置したフィルム吸引孔に、前記キャビティを被覆する離型フィルムの外周縁部を吸着，保持するとともに、内面に密着した前記離型フィルムで被覆された前記キャビティ内で、基板に実装した電子部品を樹脂材で樹脂封止する樹脂封止方法であって、前記下金型の接合面に圧接する押圧面を有する枠形状を有し、かつ、前記押圧面に設けたフィルム吸引孔で前記離型フィルムの外周縁部を吸着，保持する樹脂材供給ローダで、前記離型フィルムの上面に供給された樹脂材を前記離型フィルムとともに前記下金型まで搬送し、前記キャビティと前記接合面との間に前記接合面よりも一段高く設けた環状突部を前記離型フィルムで被覆するとともに、前記離型フィルムの外周縁部を、前記下金型の接合面に対向配置される押圧面を有する前記樹脂材供給ローダで、前記下金型の接合面に押圧して前記離型フィルムを張設した後、前記離型フィルムの外周縁部を前記下金型のフィルム吸引孔で吸着，保持する工程としてある。

本発明によれば、前記環状突部を介して離型フィルムの外周縁部を引っ張って前記離型フィルムを張設できるので、前記離型フィルムにシワやタルミが生じにくく、歩留まりの良い樹脂封止方法が得られるという効果がある。

図Ａおよび図Ｂは本発明に係る樹脂封止金型の第１実施形態の下型を示す平面図および正面断面図である。図Ａおよび図Ｂは図１の樹脂封止金型に樹脂材を供給する樹脂材供給ローダを示す平面図および正面断面図である。図Ａおよび図Ｂは図１の樹脂封止金型に図２の樹脂材供給ローダを位置決めした状態を示す平面図および正面断面図である。樹脂封止工程を説明するための概略断面図である。図４に続く樹脂封止工程を説明するための概略断面図である。図５に続く樹脂封止工程を説明するための概略断面図である。図６に続く樹脂封止工程を説明するための概略断面図である。図７に続く樹脂封止工程を説明するための概略断面図である。図８に続く樹脂封止工程を説明するための概略断面図である。図９に続く樹脂封止工程を説明するための概略断面図である。図１０に続く樹脂封止工程を説明するための概略断面図である。図１１に続く樹脂封止工程を説明するための概略断面図である。図１２に続く樹脂封止工程を説明するための概略断面図である。図１３に続く樹脂封止工程を説明するための概略断面図である。図Ａないし図Ｄは樹脂封止工程を説明するための要部拡大断面図である。図Ａないし図Ｃは本発明に係る樹脂封止金型の第２，第３，第４実施形態を示す要部拡大断面図である。

本発明に係る樹脂封止金型の実施形態を、図１ないし図１６の添付図面に従って説明する。
第１実施形態に係る樹脂封止金型は、図１ないし図１５に示すように、下金型である下型１０（図１）および上型４０（図４）からなるものであり、前記下型１０に樹脂材供給ローダ５０（図２）を介して樹脂材６２が供給される。

前記下型１０は、断面Ｃ字形を有する下型本体１１と、前記下型本体１１と同一平面形状を有し、かつ、コイルバネ１２を介して載置した下型枠体２０と、前記下型本体１１および前記下型枠体２０内に収納されたキャビティブロック３０とで形成されている。
また、前記下型枠体２０の環状の接合面２１のうち、その内周縁部に沿って前記接合面２１よりも一段高い環状突部２２を突設してある。前記環状突部２２は後述する離型フィルム６１にシワやタルミの発生を防止するためのものである。さらに、前記環状突部２２の上端部のうち、外周縁部には位置決め用環状突起部２３が形成されている。前記位置決め用環状突起部２３は後述する基板６０を位置決めする機能を有するとともに、前記離型フィルム６１に線接触することにより、シワやタルミの発生をより一層効果的に防止するためのものである。
そして、前記環状突部２２の外側基部に沿って環状吸着外溝部２４が形成されているとともに、前記環状吸着外溝部２４の底面には所定のピッチでフィルム吸引孔２５が形成されている。

さらに、前記下型枠体２０の内側面とキャビティブロック３０の上面とでキャビティ３１が形成されているとともに、前記キャビティ３１の隅部に沿って環状吸着内溝部３２が形成されている。そして、前記環状吸着内溝部３２はフィルム吸引孔３３に連通している。

一方、前記上型４０は、図４に示すように、前記下型１０を被覆可能な平面形状を有し、その底面の外周縁部に沿ってシール材４１を環状に埋設してあるとともに、前記シール材４１の内側に基板６０を吸着，保持するための基板吸引孔４２を所定のピッチで設けてある。

前記樹脂材供給ローダ５０は、図２に示すように、前記下型１０を被覆可能な平面形状を有し、特に、前記下型枠体２０の接合面２１に圧接する押圧面５１を備えた枠形状である。そして、前記押圧面５１には、離型フィルム６１を吸着，保持するためのフィルム吸引孔５２を所定のピッチで設けてある。また、前記樹脂材供給ローダ５０は、前記離型フィルム６１の上面に所定量の粉状あるいは粒状の樹脂材６２を散布，堆積し、前記下型１０に搬送して供給する。

次に、前記樹脂封止金型による成形方法を、図４ないし図１５に基づいて説明する。
まず、上下に開いた下型１０および上型４０の間に、図示しない基板供給ローダを介して樹脂封止される基板６０が搬入された後、前記基板供給ローダが上昇して前記基板６０を前記上型４０の下面に当接させる。そして、前記上型４０の基板吸引孔４２が前記基板６０を吸引し、吸着，保持する（図５）。

そして、図６に示すように、前記下型１０と前記上型４０との間に樹脂材供給ローダ５０が位置決めされた後、前記樹脂材供給ローダ５０が下降することにより（図７）、前記離型フィルム６１が下型枠体２０の環状突部２２に設けた位置決め用環状突起部２３に当接する。このとき、離型フィルム６１は樹脂材供給ローダ５０のフィルム吸引孔５２により吸着された状態にあるので、前記離型フィルム６１にはシワやタルミが生じない。
さらに、前記樹脂材供給ローダ５０が下降することにより、樹脂材供給ローダ５０の押圧面５１が下型枠体２０の接合面２１に当接し、前記離型フィルム６１の外周縁部を機械的に引っ張る。このため、万一、前記離型フィルム６１にシワやタルミが生じていても、前記離型フィルム６１が引き伸ばされるので、シワやタルミが消失する。
ついで、前記下型枠体２０の環状吸着外溝部２４に設けたフィルム吸引孔２５が前記離型フィルム６１を前記環状突部２２に沿って吸引し、吸着，保持する（図８）。このため、シワ，タルミの発生，残存を防止できる。
さらに、前記キャビティ３１の隅部に形成した環状吸着内溝部３２からフィルム吸引孔３３を介して前記離型フィルム６１を吸引する。これにより、前記離型フィルム６１全体が、キャビティ３１の底面、すなわち、前記キャビティブロック３０の上面、および、前記キャビティ３１の内側面に密着する（図９）。その後、前記樹脂材供給ローダ５０が退出する（図１０）。

以上の成形工程の一部を、より詳細に図示して説明すると、図１５Ａに示すように、前記樹脂材供給ローダ５０が下降することにより、前記離型フィルム６１が下型枠体２０の環状突部２２に設けた位置決め用環状突起部２３に当接する。さらに、前記樹脂材供給ローダ５０が下降することにより、樹脂材供給ローダ５０の押圧面５１が下型枠体２０の接合面２１に当接する（図１５Ｂ）。そして、前記下型枠体２０の環状吸着外溝部２４に設けたフィルム吸引孔２５，２６が前記離型フィルム６１を前記環状突部２２に沿って吸引し、シワやタルミを完全に消失させる（図１５Ｃ）。ついで、前記キャビティ３１の隅部に形成した環状吸着内溝部３２で吸引し、前記キャビティブロック３０の上面および環状突部２２の内側面に前記離型フィルム６１を吸着，保持する（図１５Ｄ）。これら一連の成形工程により、前記離型フィルム６１にシワやタルミが生ぜず、万一、シワやタルミが生じたとしても、消失させることができる。なお、フィルム吸引孔２６は、説明の便宜上、図１，図３ないし図１４には図示していない。

ついで、図１１に示すように、前記下型１０を上昇させ、前記下型枠体２０の接合面２１を上型４０のシール材４１に当接させるとともに、前記下型１０の環状突部２２と前記上型４０の下面とで前記基板６０を挟持する。このとき、前記環状突部２２の上端部に設けた位置決め用環状突起部２３が前記基板６０を位置決めする。
さらに、前記キャビティ３１内の空気を図示しない吸引孔を介して真空引きした後（図１２）、前記下型１０を更に上昇させることにより、コイルバネ１２を圧縮させて前記キャビティブロック３０を上昇させる。そして、前記キャビティブロック３０が樹脂材６２を加熱，溶融させて前記基板６０の下面に押し付けることにより（図１３）、前記基板６０の下面に実装した電子部品が樹脂封止され、成形品６３が得られる。

そして、前記樹脂材６２が固化した後、前記下型１０を引き下げ（図１４）、前記下型枠体２０と前記上型４０との間に図示しないアンローダを搬送，下降し、前記成形品６３を搬出する。

本発明に係る樹脂封止金型の第２実施形態は、図１６Ａ示すように、前記第１実施形態とほぼ同様であり、異なる点は環状突部２２の外側基部に環状吸着外溝部を設けない点である。本実施形態によれば、下型１０の製造が容易になるという利点がある。

また、第３実施形態は、図１６Ｂに示すように、下型枠体２０の接合面２７および樹脂材供給ローダ５０の押圧面５３をそれぞれ傾斜面とした点である。本実施形態によれば、下型枠体２０の接合面２７に樹脂材供給ローダ５０の押圧面５３が当接すると、前記接合面２７，押圧面５３に沿って生じた分力が、前記離型フィルム６１の外周縁部を引っ張る引張力となるので、シワやタルミがより一層生じにくくなるという利点がある。

さらに、第４実施形態は、図１６Ｃに示すように、前記下型枠体２０の傾斜した接合面２１の外周縁部に切り欠き部２８を形成する一方、前記樹脂材供給ローダ５０に前記切り欠き部２８に嵌合する段部５４を形成し、その下端面を前記切り欠き部２８の接合面２９に当接する押圧面５５とした点である。前記段部５４の下面にはフィルム吸引孔５２が連通している。

本実施形態によれば、前記樹脂材供給ローダ５０の段部５４に設けたフィルム吸引孔５２が、前記離型フィルム６１の外周縁部を吸着，保持し、環状突部２２の位置決め用環状突起部２３および切り欠き部２８の角部を介して引っ張る。このため、機械的引張力がより大きくなり、シワやタルミがより一層生じにくくなり、万一、生じたとしても、これらを消失させることができるという利点がある。

本発明に係る樹脂封止金型は、前述の実施形態に限らず、他の形態の樹脂封止金型に適用してもよいことは勿論である。

１０：下型（下金型）
１１：下型本体
１２：コイルバネ
２０：下型枠体
２１，２７，２９：接合面
２２：環状突部
２３：位置決め用環状突起部
２４：環状吸着外溝部
２５，２６：フィルム吸引孔
２８：切り欠き部
３０：キャビティブロック
３１：キャビティ
３２：環状吸着内溝部
３３：フィルム吸引孔
４０：上型
４１：シール材
４２：基板吸引孔
５０：樹脂材供給ローダ
５１，５３，５５：押圧面
５２：フィルム吸引孔
５４：段部
６０：基板
６１：離型フィルム
６２：樹脂材
６３：成形品

Claims

開口するキャビティの周囲に設けた接合面にフィルム吸引孔を配置した下金型と、
前記キャビティを被覆し、かつ、外周縁部を前記フィルム吸引孔に吸着，保持される離型フィルムと、
前記下金型の接合面に圧接する押圧面を有する枠形状を有し、前記押圧面に設けたフィルム吸引孔で前記離型フィルムの外周縁部を吸着，保持するとともに、前記離型フィルムの上面に供給された樹脂材を前記離型フィルムとともに搬送する樹脂材供給ローダと、からなり、
前記離型フィルムの外周縁部を前記下金型の接合面と前記樹脂材供給ローダの押圧面とで挟持する樹脂封止金型であって、
前記キャビティと前記接合面との間に前記接合面よりも一段高い環状突部を設けたことを特徴とする樹脂封止金型。
前記環状突部の上端部のうち、外周縁部に位置決め用環状突起部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止金型。
前記環状突部の外側基部に、フィルム吸引孔を備えた環状吸着外溝部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂封止金型。
前記キャビティの隅部に、環状吸着内溝部を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の樹脂封止金型。
前記下金型の接合面が傾斜面であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の樹脂封止金型。
前記下金型の外周縁部に接合面を備えた切り欠き部を設けたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の樹脂封止金型。
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の樹脂封止金型を有することを特徴とする樹脂封止装置。
下金型の開口するキャビティの周囲に設けた接合面に配置したフィルム吸引孔に、前記キャビティを被覆する離型フィルムの外周縁部を吸着，保持するとともに、内面に密着した前記離型フィルムで被覆された前記キャビティ内で、基板に実装した電子部品を樹脂材で樹脂封止する樹脂封止方法であって、
前記下金型の接合面に圧接する押圧面を有する枠形状を有し、かつ、前記押圧面に設けたフィルム吸引孔で前記離型フィルムの外周縁部を吸着，保持する樹脂材供給ローダで、前記離型フィルムの上面に供給された樹脂材を前記離型フィルムとともに前記下金型まで搬送し、
前記キャビティと前記接合面との間に前記接合面よりも一段高く設けた環状突部を前記離型フィルムで被覆するとともに、前記離型フィルムの外周縁部を、前記下金型の接合面に対向配置される押圧面を有する前記樹脂材供給ローダで、前記下金型の接合面に押圧して前記離型フィルムを張設した後、前記離型フィルムの外周縁部を前記下金型のフィルム吸引孔で吸着，保持することを特徴とする樹脂封止方法。