JP5877083B2

JP5877083B2 - 樹脂封止装置及び樹脂封止方法

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Publication number: JP5877083B2
Application number: JP2012029989A
Authority: JP
Inventors: 等後藤
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2032-02-14
Also published as: KR101417577B1; KR20130093532A; TW201332737A; JP2013166272A; CN103240817A

Description

本発明は、樹脂封止装置及び樹脂封止方法に関する。

特許文献１には、図６に示す如く、上型１０と上型１０に相対的に接近・離反可能な下型３０とを有し、負圧により基板６を上型１０に吸着して樹脂封止を行う樹脂封止装置１が記載されている。樹脂封止装置１においては、図示せぬ吸引機構でエアの負圧を発生させ、上型１０に設けられた流路１０Ｂで、吸着口１０Ａに負圧を伝達させている。このため、基板６を樹脂封止する際には、基板６を安定して上型１０に吸着させることができる。

特開２００８−３０２５３５号公報

特許文献１の樹脂封止装置１で樹脂封止される基板６には、基板６の外周部分に設けられた位置決め用の穴（ツーリングホール）や基板６の品種判別をするための穴（総称して単に穴６Ｂと称する）が設けられる。このため、穴６Ｂの位置を回避して、複数の吸着口１０Ａを上型１０に設ける必要がある。即ち、基板６の外周部分の穴６Ｂの位置を予め十分に考慮しなければ、穴６Ｂと吸着口１０Ａとが互いに干渉して、負圧が漏れて十分な吸着力が得られず、基板６を安定して上型１０に吸着させることが困難となるおそれがある。

そこで、本発明は、前記問題点を解決するべくなされたもので、基板などの被成形品の外周部分の穴の位置に影響を受けずに、被成形品を安定して金型に吸着させることができる樹脂封止装置及び樹脂封止方法を提供することを課題とする。

本発明は、第１金型と該第１金型に相対的に接近・離反可能な第２金型とを有し、負圧により被成形品を該第１金型に吸着して樹脂封止を行う樹脂封止装置において、前記第１金型は、前記被成形品が樹脂封止される封止領域に対応する領域と該封止領域に最も近くに設けられた穴に対応する領域との間であって、該封止領域に対応する領域を囲む領域に、該被成形品を吸着する吸着部を有し、前記第１金型は、複数の金型要素を有し、該複数の金型要素の合わせ部に前記吸着部が形成されていることにより、前記課題を解決したものである。

いわば、本発明は、被成形品の周方向に着目したのではなく、被成形品の径方向に着目して吸着部を設けたものである。即ち、吸着部が設けられるのは、被成形品の径方向の「封止領域に対応する領域と（封止領域に最も近くに設けられた）穴に対応する領域との間であって、封止領域に対応する領域を囲む領域」とされる。

なお、当該穴が被成形品の外周部分に設けられた位置決め用の穴であるツーリングホールのみで構成されている場合には、本発明は、第１金型と該第１金型に相対的に接近・離反可能な第２金型とを有し、負圧により被成形品を該第１金型に吸着して樹脂封止を行う樹脂封止装置において、前記第１金型は、前記被成形品が樹脂封止される封止領域に対応する領域とツーリングホールが形成される領域に対応する領域との間であって、該封止領域に対応する領域を囲む領域に、該被成形品を吸着する吸着部を有し、前記第１金型は、複数の金型要素を有し、該複数の金型要素の合わせ部に前記吸着部が形成されている構成と捉えることもできる。

なお、本発明は、第１金型と該第１金型に相対的に接近・離反可能な第２金型とを用いて、負圧により被成形品を該第１金型に吸着して樹脂封止を行う樹脂封止方法において、前記第１金型は複数の金型要素を有しており、該第１金型に設けられ、且つ該複数の金型要素の合わせ部に形成されている吸着部が、前記被成形品が樹脂封止される封止領域に対応する領域と該封止領域に最も近くに設けられた穴に対応する領域との間であって、該封止領域に対応する領域を囲む領域で、該被成形品を吸着する工程を含むことを特徴とする樹脂封止方法とも捉えることができる。

本発明によれば、被成形品の外周部分の穴の位置に影響を受けずに、被成形品を安定して金型に吸着させることができる。

本発明の実施形態の一例が適用された樹脂封止装置の模式図図１で示された樹脂封止装置の上型の下型側表面と基板との関係を示す模式図図２で示された下型側表面及び基板の一部を示す模式図上型に吸着される基板と吸着部との関係を示す模式図樹脂封止の手順を示す模式図従来の樹脂封止装置を示す模式図

以下、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例が適用された樹脂封止装置の模式図である。概略的な特徴について以下説明する。

樹脂封止装置１００は、図１に示す如く、上型１１０（第１金型）と上型１１０に相対的に接近・離反可能な下型１３０（第２金型）とを有し、負圧により基板１０６（被成形品）を上型１１０に吸着して樹脂封止を行う。ここで、上型１１０は、基板１０６の樹脂封止される封止領域１０６Ａに対応する領域と封止領域１０６Ａに最も近くに設けられた穴１０６Ｂに対応する領域との間の領域に、基板１０６を吸着する吸着部１２０Ａを有する。

なお、離型フィルム１０４は、連続した状態（図示せず）で供給されており、伸縮可能である。離型フィルム１０４は、樹脂封止した際の下型１３０と基板１０６との間に形成されるキャビティ１５０からの樹脂封止された基板１０６（成形品）の剥離性向上とキャビティ１５０の汚れの防止とをすることができる。基板１０６は、例えばガラスエポキシ基板であり、一方の表面の中央部分には図示せぬ複数の半導体チップなどが搭載されている（なお、基板はリードフレームなどであってもよい。その際にはフープ材などの送りのために設けられた穴（スプロケットホール）なども、後述する穴１０６Ｂに含まれることとなる）。樹脂封止の際には、図４に示す如く、それらを覆うように樹脂により二点鎖線で囲まれた封止領域１０６Ａが形成されその外周部分に基板の部分のみが存在する（なお、図４の破線で囲まれた枠形状の部分が吸着部１２０Ａを示す）。基板１０６の外周部分には、位置決め用の穴（ツーリングホール）や基板１０６の品種判別をするための穴が設けられており、これらを穴１０６Ｂと総称する。当然にツーリングホールのみで穴１０６Ｂが構成されていてもよい。なお、本実施形態における穴１０６Ｂは、吸着部１２０Ａで負圧により吸着をしようとしても、吸着力が損なわれるような形態のものをいい、例えば基板１０６を貫通した穴や、基板１０６を貫通しない穴及びわずかな段差を形成するようなマークであっても吸着部１２０Ａで吸着が十分にできない隙間を基板１０６と吸着部１２０Ａとの間に生じさせるものを含む。樹脂１０８は、封止領域１０６Ａを充填するように所定の形状と重量で予備形成されているが、粉状、粒状あるいは液状であってもよい。本実施形態では、基板１０６、樹脂１０８はそれぞれ、図示せぬローダによりキャビティ１５０に配置される。

以下、詳細に構成を説明する。

樹脂封止装置１００は、図１に示す如く、図示せぬ固定プラテンに固定された上型１１０と、固定プラテンに対して接近・離反可能な図示せぬ可動プラテンに取付けられた下型１３０とを備える。

前記上型１１０は、複数の金型要素を有している。即ち、上型１１０は、図１に示す如く、固定プラテン側に固定される第１上型１１４（第１金型要素）と第１上型１１４の下型側に取り付けられる第２上型１１６（第２金型要素）とを有する。第１上型１１４の内部には、図示せぬヒータが設けられており、所定の温度とするようにされている。また、第１上型１１４には図示せぬ吸引機構で発生した負圧を伝達する第１流路１１４Ａが形成されている。第１流路１１４Ａには、第２上型１１６に設けられた第２流路１２０Ｂを介して吸着部１２０Ａが連通している。

第２上型１１６は、図１に示す如く、内型１２０（第３金型要素）と内型１２０が内嵌される（貫通孔１１８Ａが設けられた）外型１１８（第４金型要素）とを有する（即ち、第２上型１１６は、入れ子構造とされている）。なお、内型１２０と外型１１８は、図示せぬボルトなどで第１上型１１４に固定される。内型１２０には、吸着部１２０Ａと第２流路１２０Ｂを構成する中継溝１２０Ｃ及び貫通路１２０Ｄが設けられている。

吸着部１２０Ａは、図２に示す如く、内型１２０の下型側表面１１６Ａ（第２金型側表面）で外型１１８に沿って溝状に形成され、且つ封止領域１０６Ａを囲むリング形状とされている。即ち、吸着部１２０Ａは内型１２０と外型１１８の互いに隣接する端部（合わせ部）に形成されている。吸着部１２０Ａの領域は、二点鎖線で囲まれる封止領域１０６Ａに対応する領域と封止領域１０６Ａに最も近くに設けられた破線で囲まれた穴１０６Ｂに対応する領域との間の領域とされている。即ち、吸着部１２０Ａの領域は、図３に示す如く、吸着部１２０Ａの封止領域側の端部１２０ＡＢが封止領域１０６Ａの内部に入らず端部１０６ＡＡの位置でとどまり、且つ吸着部１２０Ａの反封止領域側の端部１２０ＡＡが封止領域１０６Ａに最も近くに設けられた穴１０６Ｂの封止領域側の最端部１０６ＢＡまでの位置（ただし製造上のばらつきの範囲で最端部１０６ＢＡを超えることは許容される）、即ち負圧が漏れず実質的に負圧の低下を招かない領域に定められる。なお、図２、図３において、破線で示される符号１０６Ｄが基板１０６の端部を示す。

中継溝１２０Ｃは、図１に示す如く、負圧を伝達する第１上型１１４に設けられた第１流路１１４Ａ（流路）に連通するとともに第１上型側表面１１６Ｂで外型１１８に沿って設けられている。なお、中継溝１２０Ｃもリング形状とされており、負圧の第２流路１２０Ｂにおける圧力損失を低減している。

貫通路１２０Ｄは、図１、図２に示す如く、吸着部１２０Ａと中継溝１２０Ｃとを外型１１８に沿って連通させるように複数設けられている。

前記下型１３０は、図１に示す如く、圧縮型１３２と枠型１３６とを有する。圧縮型１３２は、ばね１３８を介して枠型１３６を支持している。圧縮型１３２には、ヒータ１３４が設けられており、所定の温度とするようにされている。枠型１３６には、貫通孔１３６Ａが形成されており、その内側に圧縮型１３２が嵌合されている。そのため、枠型１３６は、圧縮型１３２に対してＺ方向に移動可能とされている。なお、下型１３０にも、図示せぬ流路が形成されており、それにより下型１３０の表面に離型フィルム１０４を吸着することができる。なお、本実施形態においては、上型１１０に吸着部１２０Ａが構成されていたが、下型に上型１１０と同様な構成を備えて下型に基板が吸着されるようにしてもよい。

次に、樹脂封止装置１００による樹脂封止の手順について、図５を用いて説明する。

まず、上型１１０と下型１３０とが離反された型開き状態（図５（Ａ））において、離型フィルム１０４を下型１３０上に配置して、下型１３０の表面に、離型フィルム１０４を吸着させる。なお、この状態で上型１１０と下型１３０は樹脂封止する際の一定の温度（例えば１７５度）とされている。

次に、図示せぬローダにより、基板１０６を吸着部１２０Ａまで近づける。このとき、吸着部１２０Ａに連通する図示せぬ吸引機構を動作させる。すると、第１流路１１４Ａ、第２流路１２０Ｂを介して、第２上型１１６の下型側表面１１６Ａに設けられた吸着部１２０Ａに吸着力が生じる。そして、吸着部１２０Ａが、基板１０６が樹脂封止される封止領域１０６Ａに対応する領域と封止領域１０６Ａに最も近くに設けられた穴１０６Ｂに対応する領域との間の領域で、基板１０６を吸着する。また、離型フィルム１０４上のキャビティ１５０に樹脂１０８を配置する（図５（Ｂ））。

次に、下型１３０を上型１１０に接近させていく。すると、第２上型１１６の外型１１８と枠型１３６とが離型フィルム１０４と基板１０６を介して当接して、離型フィルム１０４と基板１０６とが固定される。そして、上型１１０と下型１３０とで密閉状態が構成される。このとき、図示せぬ減圧機構により、上型１１０と下型１３０の間に形成されたキャビティ１５０の減圧が行われる（図５（Ｃ））。

更に、上型１１０と下型１３０とを接近させていく。そして、キャビティ１５０の内部の樹脂が所定の圧力となった状態で、封止領域１０６Ａの樹脂封止を行い、型締めを完了させる（図５（Ｄ））。

次に、上型１１０と下型１３０の型開きをする。そして、図示せぬアンローダが、上型１１０の所定の位置に移動してきた際に、第１流路１１４Ａ、第２流路１２０Ｂに圧縮空気を送る。そして、樹脂封止された基板１０６（成形品）を第２上型１１６から離型させて、アンローダにて取り出す。

このように、本実施形態においては、基板１０６の封止領域１０６Ａに対応する領域と封止領域１０６Ａに最も近くに設けられた穴１０６Ｂに対応する領域との間の領域に、基板１０６を吸着する吸着部１２０Ａを有する。即ち、穴１０６Ｂの位置が基板１０６の周方向で変更されても、吸着部１２０Ａが設けられているのは、基板１０６の径方向の「封止領域１０６Ａに対応する領域と（封止領域１０６Ａに最も近くに設けられた）穴１０６Ｂに対応する領域との間の領域」である。このため、穴１０６Ｂによる負圧の漏れが解消でき吸着力の低下を回避することができる。特に基板１０６及び封止領域１０６Ａの大きさが同一（とみなせる場合を含む）でありながら、半導体チップの数や種類が異なる別品種を樹脂封止する場合には、穴１０６Ｂの位置が変更となっても正確に安定して基板１０６を吸着することが可能となる。同時に、基板１０６の封止領域１０６Ａに対応する領域には吸着部１２０Ａが形成されていないので、樹脂封止の際に大きな圧力がかかってもその圧力が直接的に吸着部１２０Ａの位置に対応した基板１０６の部分にかかることがないので、吸着部１２０Ａによる基板１０６の変形や破損などを防止することができる。

また、本実施形態においては、吸着部１２０Ａが溝状に形成され、且つ封止領域１０６Ａを囲むリング形状とされているので、吸着部１２０Ａの幅が細くても吸着部１２０Ａによる基板１０６への吸着面積を大きくすることができる。このため、より安定して基板１０６を吸着することができる。なお、吸着部は必ずしも溝状でなくてもよいし、吸着部が必ずしも連続せずに、断続的に複数設けられていてもよい。その場合の吸着部の形状としては、直線状や円弧形状等が適用可能である。

また、本実施形態においては、上型１１０が金型要素である内型１２０及び外型１１８とを有している。そして、吸着部１２０Ａが内型１２０と外型１１８の合わせ部に形成されている。このため、吸着部１２０Ａの形成が容易である。また、内型１２０をはずすだけで、樹脂漏れによるごみ、ほこりなどによる吸着部１２０Ａの目詰まりを解消することができ、保守管理が容易となる。

また、本実施形態においては、吸着力を増減させようとした場合には、中継溝１２０Ｃと貫通路１２０Ｄと吸着部１２０Ａの形状を変更した内型１２０のみを交換するだけでよいので、例えば基板１０６のサイズが同じでも樹脂封止の後の基板１０６の重量が大幅に変更する場合であっても、それに対応して容易且つ低コストで吸着力の性能を変更することができる。

なお、上型が一体的に形成され金型要素が１つとされ、そこに直接的に吸着部が設けられていてもよい。あるいは、上型が直接的に内側と外側の２つの金型要素に分けられ、即ち、上型が直接的に入れ子構造とされ、内側あるいは外側の金型に流路と吸着部とが合わせ部に形成されていてもよい。あるいは、上型が入れ子構造を構造とされておらず、合わせ部に吸着部が形成されていなくてもよい。あるいは、流路として、中継溝がなくてもよいし、流路が内側あるいは外側の金型の内部に設けられていてもよい。

なお、下型に基板が吸着されるようにしてもよい。

即ち、本実施形態によれば、基板１０６の外周部分の穴１０６Ｂの位置に影響を受けずに、基板１０６を安定して金型である上型１１０に吸着させることができる。

本発明について本実施形態を挙げて説明したが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。

また、上記実施形態においては、離型フィルムは連続した状態で供給されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、離型フィルムは、短冊状に形成されて供給されてもよい。或いは、下型に離型フィルムを用いなくてもよい。

また、上記実施形態においては、樹脂封止装置１００がキャビティ１５０に直接的に樹脂１０８が配置される圧縮成形型の樹脂封止装置であったが、本発明はこれに限定されず、樹脂をポッドに投入し、溶融した樹脂をカル部やランナー部を介してキャビティに充填していくトランスファー型の樹脂封止装置であってもよい。

上記実施形態においては、上型が固定プラテンに取付られ固定されていたが、本発明はこれに限定されず、下型が固定プラテンに取付られ固定されて、上型が接近・離反可能な方向において移動可能とされていてもよい。

本発明の樹脂封止装置は、例えば半導体チップが搭載された基板（リードフレームを含む）等の被成形品を樹脂封止する用途に広く用いることができる。

１、１００…樹脂封止装置
４、１０４…離型フィルム
６、１０６…基板
６Ａ、１０６Ａ…封止領域
６Ｂ、１０６Ｂ…穴
１０、１１０…上型
１０Ａ…吸着口
１０Ｂ…流路
３０、１３０…下型
３２、１３２…圧縮型
３４、１３４…ヒータ
３６、１３６…枠型
３６Ａ、１１８Ａ、１３６Ａ…貫通孔
３８、１３８…ばね
１０８…樹脂
１１４…第１上型
１１４Ａ…第１流路
１１６…第２上型
１１６Ａ…下型側表面
１１６Ｂ…第１上型側表面
１１８…外型
１２０…内型
１２０Ａ…吸着部
１２０Ｂ…第２流路
１２０Ｃ…中継溝
１２０Ｄ…貫通路
１５０…キャビティ

Claims

第１金型と該第１金型に相対的に接近・離反可能な第２金型とを有し、負圧により被成形品を該第１金型に吸着して樹脂封止を行う樹脂封止装置において、
前記第１金型は、前記被成形品が樹脂封止される封止領域に対応する領域と該封止領域に最も近くに設けられた穴に対応する領域との間であって、該封止領域に対応する領域を囲む領域に、該被成形品を吸着する吸着部を有し、
前記第１金型は、複数の金型要素を有し、
該複数の金型要素の合わせ部に前記吸着部が形成されている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
第１金型と該第１金型に相対的に接近・離反可能な第２金型とを有し、負圧により被成形品を該第１金型に吸着して樹脂封止を行う樹脂封止装置において、
前記第１金型は、前記被成形品が樹脂封止される封止領域に対応する領域とツーリングホールが形成される領域に対応する領域との間であって、該封止領域に対応する領域を囲む領域に、該被成形品を吸着する吸着部を有し、
前記第１金型は、複数の金型要素を有し、
該複数の金型要素の合わせ部に前記吸着部が形成されている
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、
前記吸着部は溝状に形成されている
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、
前記吸着部は、前記封止領域に対応する領域を囲むリング形状とされている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記第１金型は、内型と、該内型が内嵌される外型と、を有し、
該内型と該外型の合わせ部に前記吸着部が形成されている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
第１金型と該第１金型に相対的に接近・離反可能な第２金型とを用いて、負圧により被成形品を該第１金型に吸着して樹脂封止を行う樹脂封止方法において、
前記第１金型は複数の金型要素を有しており、該第１金型に設けられ、且つ該複数の金型要素の合わせ部に形成されている吸着部が、前記被成形品が樹脂封止される封止領域に対応する領域と該封止領域に最も近くに設けられた穴に対応する領域との間であって、該封止領域に対応する領域を囲む領域で、該被成形品を吸着する工程を含む
ことを特徴とする樹脂封止方法。