JP5856007B2 - 樹脂封止方法および樹脂封止装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体チップが搭載されたリードフレームや回路基板を樹脂封止する方法および装置に関する。

従来から、例えば半導体チップが搭載されたリードフレームや回路基板等の被封止体を、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）。

特開２００９−１６６４１５号公報

この離型フィルムは、金型に供給されて真空吸着によって金型の表面に密着されるのであるが、金型のコーナー部、あるいは、複雑な形状の樹脂封止品、例えば、ＬＥＤレンズのレンズ形状に対応した金型の凹部では、離型フィルムが金型の表面に均一に密着せずに浮き上がっている部分が生じる。このため、樹脂材料の注入圧力等によって離型フィルムが引き伸ばされる際に、不均一に引き伸ばされて、シワが生じたり、厚みが不均一になって破れ（ピンホール）が生じ、これらが樹脂封止品に転写されて製品不良を引き起こすことがある。

本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、フィルムを成形型の表面に密着できるようにして、フィルムのシワや破れの発生を効率良く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）本発明の樹脂封止方法は、被封止体を樹脂で封止する樹脂封止方法であって、型開きした状態の樹脂封止用の一対の成形型のキャビティを形成した一方にフィルムを供給する工程と、型開きした状態の前記一対の成形型の間に加熱機構を進入させる工程と、型開きした状態の前記一方の成形型を加熱する工程と、加熱させた前記一方の成形型と前記加熱機構とによって前記フィルムを表裏両面から予備加熱する工程と、前記一方の成形型のキャビティを吸引して予備加熱された前記フィルムを前記キャビティに吸引密着させて前記一方の成形型の表面に沿って被覆する工程とを含む。

本発明の樹脂封止方法によると、フィルムが成形型に供給されると、型開きした状態の成形型の間に進入した加熱機構と成形型とによって、フィルムを表裏両面から予備加熱するので、全体が均一な温度状態とされる。その後、フィルムは、吸引されるので、均一に引き伸ばされて成形型の表面に効率良く密着し、コーナー部や複雑な形状の凹部などでの局部的な浮き上がりが生じにくい。これによって、樹脂材料を注入加圧する際に、フィルムが局部的に引き伸ばされて、シワや破れが発生するのを効率良く防止することができる。

（２）本発明の樹脂封止方法は、被封止体を樹脂で封止する樹脂封止方法であって、一方の成形型に複数のキャビティが形成された樹脂封止用の一対の成形型を準備する工程と、型開き状態の前記一対の成形型の前記一方にフィルムを供給する工程と、内部にヒータが埋設されかつ前記キャビティの形状に対応した形状を有する加熱治具を、型開き状態の前記一対の成形型の間に進入させる工程と、前記一方の成形型に供給されたフィルムを、前記一方の成形型と前記加熱治具とによって表裏両面から予備加熱すると共に、前記加熱治具によって前記フィルムを当該フィルムの形状が前記キャビティの形状に沿うように前記キャビティに押し込む工程と、押し込まれた前記フィルムを吸引して前記一方の成形型の表面に沿って被覆する工程とを含む。

前記押し込む工程では、予備加熱と押し込みとを同時に開始してもよいし、押し込みを予備加熱よりも遅れて開始してもよい。

前記被覆する工程は、フィルムの押し込みと共に行ってもよいし、フィルムの押し込みが終了してから行ってもよい。

本発明の樹脂封止方法によると、フィルムが成形型に供給されると、成形型と加熱治具とによってフィルムを表裏両面から予備加熱するので、全体が均一な温度状態とされ、更に、加熱治具によって成形型の表面に沿うように押し込まれると共に、吸引されるので、フィルムは、均一に引き伸ばされて成形型の表面に沿って十分に密着し、特に、複雑な形状の凹部などでの局部的な浮き上がりが生じにくくなる。即ち、局所的な浮き上がりが生じても、フィルムが均一な温度に加熱されているため、樹脂の注入によりフィルムが引き伸ばされるときも、フィルムに不均一な伸びが生じることを効率良く防止することができる。これによって、樹脂材料を注入加圧する際に、フィルムが局部的に引き伸ばされて、シワや破れが発生するのを効率良く防止することができる。

（３）本発明の樹脂封止装置は、被封止体を樹脂で封止する樹脂封止装置であって、型開きした状態の一対の樹脂封止用の成形型の間に進退自在に設けられた加熱機構と、前記一対の成形型のキャビティを形成した一方に設けられたヒータとを備え、前記一方の成形型に供給されたフィルムを、前記一対の成形型の間に進入させた前記加熱機構と前記ヒータとによって表裏両面から予備加熱し、前記一方の成形型のキャビティを吸引して予備加熱された前記フィルムを前記キャビティに吸引密着させて前記一方の成形型の表面に沿って被覆する。

本発明の樹脂封止装置によると、フィルムが成形型に供給されると、型開きした状態の成形型の間に進入させた加熱機構と成形型とによって、フィルムを表裏両面から予備加熱して全体を均一な温度状態とすることができる。したがって、フィルムを吸引すると、均一に引き伸ばされて成形型の表面に十分密着し、コーナー部や複雑な形状の凹部などでの局部的な浮き上がりが生じにくい。これによって、樹脂材料を注入加圧する際に、フィルムが局部的に引き伸ばされて、シワや破れが発生するのを効率良く防止することができる。

（４）本発明の樹脂封止装置は、被封止体を樹脂で封止する樹脂封止装置であって、一方の成形型に複数のキャビティが形成された樹脂封止用の一対の成形型と、内部にヒータが埋設されかつ前記キャビティの形状に対応した形状を有する加熱治具とを備え、型開き状態の前記一対の成形型の一方にフィルムを供給し、前記加熱治具を、型開き状態の前記一対の成形型の間に進入させ、前記一方の成形型に供給された前記フィルムを、前記一方の成形型と前記加熱治具とによって表裏両面から予備加熱すると共に、前記加熱治具によって前記フィルムを当該フィルムの形状が前記キャビティの形状に沿うように前記キャビティに押し込み、押し込まれた前記フィルムを吸引して前記一方の成形型の表面に沿って被覆する。

本発明の樹脂封止装置によると、フィルムが成形型に供給されると、成形型と加熱治具とによってフィルムを表裏両面から予備加熱するので、全体が均一な温度状態とされ、更に、加熱治具によって成形型の表面に沿うように押し込まれるので、フィルムは、吸引されて均一に引き伸ばされ、成形型の表面に沿って十分に密着し、特に、複雑な形状の凹部などでの局部的な浮き上がりが生じにくい。これによって、樹脂材料を注入加圧する際に、フィルムが局部的に引き伸ばされて、シワや破れが発生するのを効率良く防止することができる。

このように、本発明によれば、フィルムを成形型の表面に十分に密着されるので、樹脂材料を注入加圧する際に、フィルムが局部的に引き伸ばされて、シワや破れが発生するのを効率良く防止することができる。これによって、フィルムのシワや破れが転写されない良好な仕上がりの樹脂封止品を得ることができる。

図１は本発明の実施形態１における樹脂封止装置の概略を示す縦断正面図である。 図２は実施形態１における樹脂封止工程を示す縦断正面図である。 図３は実施形態１における樹脂封止工程を示す縦断正面図である。 図４は実施形態１における樹脂封止工程を示す縦断正面図である。 図５は実施形態１における樹脂封止工程を示す縦断正面図である。 図６は本発明の実施形態２における樹脂封止装置の概略を示す縦断正面である。 図７は本発明の実施形態３における樹脂封止装置の概略を示す縦断正面である。 図８は実施形態３における要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〜図５に、本発明に係る樹脂封止方法を適用する樹脂封止装置の概略構成が示されており、この樹脂封止装置は、樹脂封止用の成形型１と予熱ステージ２とを備えている。

成形型１は、キャビティＣを構成する下型１Ａと、被封止体としての半導体チップ３が実装搭載された基板４を、下向きに支持して昇降する上型１Ｂとからなり、さらに、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。

予熱ステージ２は、成形型１のキャビティＣを構成する下型１Ａの表面に被覆される離型フィルム５の供給経路中に配備されており、水平姿勢で搬送される離型フィルム５の上面（表面）および下面（裏面）から加熱するものであり、例えば、赤外線ランプ２ａ，２ｂからの赤外線によって、離型フィルム５全体を均一に所定の軟化温度にまで加熱するよう構成されている。なお、赤外線ランプ２ａ，２ｂに代えて、ヒータブロック等で加熱するようにしてもよい。

樹脂封止においては、先ず、図２に示すように、予熱ステージ２で上下両面から予備加熱された離型フィルム５が、型開きした状態の成形型１に供給され、下型１Ａの上に載置される。

次いで、図示されていない真空吸引装置が起動されて下型１ＡのキャビティＣが真空引きされ、これによって離型フィルム５は、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５は予備加熱によって均一に加熱されて均一な温度状態とされているので、キャビティＣのコーナー部などにおいても浮き上がりにくく的確に吸引密着されることになる。

次に、図３に示すように、キャビティＣへ樹脂材料６を所定量だけ注入し、その後、図４に示すように、基板４を供給した上型１Ｂと、キャビティＣに樹脂材料を供給した下型１Ａとを型締めするとともに、圧縮金型１ａｂを上昇させてキャビティＣの樹脂（溶融樹脂あるいは流動性を有する樹脂）を加圧することになる。

樹脂材料が硬化すると、図５に示すように、金型１を型開き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５が搬出される。

以上で１回の樹脂封止処理が完了し、以降、上記処理が繰り返される。

このように離型フィルム５は、成形型１に供給される前の予熱ステージ２において、上下両面から加熱されて均一な温度状態とされ、その後、成形型１の下型１Ａの表面に供給されて吸引される、すなわち、離型フィルム５は、均一な温度状態で吸引されるので、均一に引き伸ばされて下型１Ａの表面に十分密着して被覆される。これによって、樹脂材料を注入加圧する工程において、離型フィルムが局部的に伸ばされて、シワや破れが発生するのを効率良く防止することができる。

〔実施形態２〕
図６に、本発明の他の実施形態に係る樹脂封止方法を適用する樹脂封止装置の概略構成が示されている。この例では、上記実施形態１と同様な構成の成形型１の他に、離型フィルム５を加熱するための加熱機構７が備えられている。

加熱機構７は、下向きに放熱するヒータ８を備え型開きした状態の成形型１に進退移動可能に配備されており、下型１Ａの上に供給載置された離型フィルム５を上方から加熱するように構成されている。

下型１Ａの枠型１ａａ及び圧縮型１ａｂには、それぞれ図示しないヒータが内蔵されており、離型フィルム５は、加熱機構７及び所要の温度に加熱された下型１Ａによって、上下両面から均一に加熱されることになる。

樹脂封止処理においては、先ず、離型フィルム５が型開きした状態の成形型１に供給され、下型１Ａの上に載置される。

次いで、加熱機構７が待機位置から型開き状態の成形型１内（上型１Ｂと下型１Ａとの間）の所定位置に進入移動し、下型１Ａの上に供給載置された離型フィルム５が、所要の温度に加熱された下型１Ａと加熱機構７とによって上下から均一に加熱される。

次いで、キャビティＣの真空引きが行われ、離型フィルム５は下型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５は加熱機構７及び下型１Ａによって、上下の両面が均一に加熱されて軟化されているので、キャビティＣのコーナー部などにおいても浮き上がりにくく的確に吸引密着されることになる。

以降、上記実施形態１と同様に、キャビティＣへの樹脂材料注入、および、型締めがなされる。

加熱機構７は、例えば、基板４を成形型１に搬送する搬送機構に加熱手段を設けて兼用させるようにしてもよい。

〔実施形態３〕
図７に、本発明の他の実施形態に係る樹脂封止方法を適用する樹脂封止装置の概略構成が示されている。この例は、基板４に実装搭載したＬＥＤ素子（半導体チップ）３をレンズとなる透光樹脂材料で個別に樹脂封止するものであり、下型１Ａと上型１Ｂとからなる成形型１の他に、離型フィルム５を加熱軟化するための加熱治具９が備えられている。

下型１Ａの表面には、基板４のＬＥＤ素子３に対応してレンズ形成用の半球状の凹部１０が設けられてキャビティＣが形成されている。

加熱治具９は、型開きした状態の成形型１に進退移動可能、かつ、昇降可能に配備されている。加熱治具９は、その内部にヒータ１１が埋設されるとともに、下面にはキャビティＣの凹部１０に対応した形状の凸部１２が備えられている。

樹脂封止処理においては、先ず、離型フィルム５が型開きした状態の成形型１に供給され、下型１Ａの上に載置される。

次いで、加熱治具９が待機位置から成形型１内の所定位置に進入移動して下降され、図８に示すように、離型フィルム５がキャビティＣの形状に沿って押し込み変形されるとともに、全面的に加熱される。

次いで、キャビティＣの真空引きが行われ、離型フィルム５はキャビティＣの内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５は加熱治具９及び下型１Ａによって、上下の両面が均一に加熱されて均一な温度状態となっているので、レンズ形状に応じた凹部１０においても浮き上がりにくく的確に吸引密着されることになる。

その後、加熱治具９が元の待機位置に退避した後、キャビティＣへの樹脂材料の注入、および、型締めがなされる。

〔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５は１枚ずつ供給装填してもよく、あるいは、原反ロールから繰り出した離型フィルム５を所定量ずつ成形型１に供給する形態で実施してもよい。

（２）実施形態１における予熱ステージ２は種々の加熱形態を選択することができる。例えば、離型フィルム５を上下の加熱ローラの間に通して加熱したり、上下のホットプレートで挟持して加熱する、等の形態で実施することもできる。

（３）成形型１のヒータを内蔵した上型１Ｂを、下型１Ａの表面に供給されて離型フィルム５に近接させて、上型１Ｂと下型１Ａとによって、離型フィルム５を上下両面から加熱してもよい。

（４）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 成形型
２ 予熱ステージ
３ 半導体チップ
４ 基板
５ 離型フィルム
６ 樹脂材料
７ 加熱機構
９ 加熱治具
Ｃ キャビティ

Claims (4)

1. 被封止体を樹脂で封止する樹脂封止方法であって、
   型開きした状態の樹脂封止用の一対の成形型のキャビティを形成した一方にフィルムを供給する工程と、
   型開きした状態の前記一対の成形型の間に加熱機構を進入させる工程と、
   型開きした状態の前記一方の成形型を加熱する工程と、
   加熱させた前記一方の成形型と前記加熱機構とによって前記フィルムを表裏両面から予備加熱する工程と、
   前記一方の成形型のキャビティを吸引して予備加熱された前記フィルムを前記キャビティに吸引密着させて前記一方の成形型の表面に沿って被覆する工程と、
   を含むことを特徴とする樹脂封止方法。
2. 被封止体を樹脂で封止する樹脂封止方法であって、
   一方の成形型に複数のキャビティが形成された樹脂封止用の一対の成形型を準備する工程と、
   型開き状態の前記一対の成形型の前記一方にフィルムを供給する工程と、
   内部にヒータが埋設されかつ前記キャビティの形状に対応した形状を有する加熱治具を、型開き状態の前記一対の成形型の間に進入させる工程と、
   前記一方の成形型に供給されたフィルムを、前記一方の成形型と前記加熱治具とによって表裏両面から予備加熱すると共に、前記加熱治具によって前記フィルムを当該フィルムの形状が前記キャビティの形状に沿うように前記キャビティに押し込む工程と、
   押し込まれた前記フィルムを吸引して前記一方の成形型の表面に沿って被覆する工程と、
   を含むことを特徴とする樹脂封止方法。
3. 被封止体を樹脂で封止する樹脂封止装置であって、
   型開きした状態の一対の樹脂封止用の成形型の間に進退自在に設けられた加熱機構と、
   前記一対の成形型のキャビティを形成した一方に設けられたヒータと、
   を備え、
   前記一方の成形型に供給されたフィルムを、前記一対の成形型の間に進入させた前記加熱機構と前記ヒータとによって表裏両面から予備加熱し、
   前記一方の成形型のキャビティを吸引して予備加熱された前記フィルムを前記キャビティに吸引密着させて前記一方の成形型の表面に沿って被覆する、
   ことを特徴とする樹脂封止装置。
4. 被封止体を樹脂で封止する樹脂封止装置であって、
   一方の成形型に複数のキャビティが形成された樹脂封止用の一対の成形型と、
   内部にヒータが埋設されかつ前記キャビティの形状に対応した形状を有する加熱治具と、
   を備え、
   型開き状態の前記一対の成形型の一方にフィルムを供給し、
   前記加熱治具を、型開き状態の前記一対の成形型の間に進入させ、
   前記一方の成形型に供給された前記フィルムを、前記一方の成形型と前記加熱治具とによって表裏両面から予備加熱すると共に、前記加熱治具によって前記フィルムを当該フィルムの形状が前記キャビティの形状に沿うように前記キャビティに押し込み、
   押し込まれた前記フィルムを吸引して前記一方の成形型の表面に沿って被覆する、
   ことを特徴とする樹脂封止装置。

Images