JP6124763B2 - 樹脂封止装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体チップを搭載したリードフレームを樹脂で封止するための樹脂封止装置に関する。

一般に、半導体チップは、リードフレームに搭載されるとともに樹脂によって封止される。通常の封止工程では、半導体チップが搭載されたリードフレームが金型に設置されて、金型の内側の空間（キャビティ）に溶融樹脂が流し込まれる。

生産用リードフレームの樹脂封止が繰り返されるうちに、樹脂封止装置では、封止材料である生産用樹脂の一部が金型の内面に付着する。この付着物が次第に蓄積されることで、高品質な樹脂封止が阻害される場合がある。金型の内面の付着物を定期的にまたは不定期に取り除くために、金型の内面のクリーニング作業が必要となる。

たとえば特許文献１（特開昭５９−１１９７３６号公報）では、クリーニング用樹脂と、金型クリーニングのためのダミーフレームとを用いて金型をクリーニングすることが提案されている。クリーニング用樹脂には、生産用樹脂に対して色または反射率が異なる樹脂が用いられる。ダミーフレームとは、半導体チップが搭載されていないフレームである。

特許文献１に開示された樹脂封止装置では、生産用樹脂とクリーニング用樹脂とが同一の供給装置（シュート）によって金型内に供給される。シュートの特定箇所において、樹脂の色または反射率の違いがカメラによって認識されて、樹脂の種類が判別される。クリーニング用樹脂が供給される場合には、金型にダミーフレームが供給される。これにより金型のクリーニングの自動化を可能としている。さらに、金型のクリーニングの際にダミーフレームが用いられる。これにより半導体チップを無駄にすることがないため、低コストで金型をクリーニングすることができる。

特開昭５９−１１９７３６号公報

特許文献１に開示された樹脂封止装置では、カメラがクリーニング用樹脂と生産用樹脂とを明確に判別できることが要求される。カメラでの判別を容易にするためには、生産用樹脂とクリーニング用樹脂との間で色または反射率が明確に異なっていなければならない。したがって、使用可能な生産用樹脂とクリーニング用樹脂とに対する制約が大きい。言い換えると、特許文献１に開示された樹脂封止装置では、２種類の樹脂の間で視覚的な差異が明確でなければ、金型のクリーニングを実行することは困難となる。

クリーニング用樹脂と生産用樹脂との間の色または反射率の違いがカメラによって明確に判別できない場合、クリーニング用樹脂の投入タイミングを正確に把握することができない。このため、たとえばリードフレームと樹脂との組み合わせがずれるという問題が生じる。具体的には、生産用フレームをクリーニング用樹脂で樹脂封止したり、ダミーフレームを生産用樹脂で樹脂封止したりすることが起こり得る。前者の場合には、樹脂封止後の生産用フレームが無駄になる。後者の場合には、生産品の中に不良品が混入するという問題が生じる。

さらに、特許文献１に開示された樹脂封止装置では、作業者が生産用樹脂およびクリーニング用樹脂をシュートに予め投入する。したがって金型のクリーニングの間隔は作業者によって決定される。しかしながら、クリーニング用樹脂の投入間隔が常に最適であるとは限らない。たとえば、クリーニング用樹脂の投入間隔が短かくなりすぎると、金型のクリーニングが頻繁に行なわれることとなり、生産性が低下する可能性がある。一方、クリーニング用樹脂の投入間隔が長くなりすぎると、金型に付着物が蓄積される可能性が高くなるので、樹脂封止の品質が低下する可能性が高くなる。

本発明は、このような問題点を解決するべくなされたものであって、適切なタイミングで金型をクリーニング可能な樹脂封止装置を提供することを目的とする。

本発明のある局面に係る樹脂封止装置は、半導体チップが搭載された生産用フレームまたは半導体チップが搭載されていないダミーフレームを金型に供給するフレーム供給部と、生産用フレームを樹脂封止する生産用樹脂または金型のクリーニングのためのクリーニング用樹脂を金型に供給する樹脂供給部と、生産用フレームを生産用樹脂で封止した後の成型品を金型から取り外すために要する機械的な力を検出する検出部と、金型と、フレーム供給部と、樹脂供給部とを制御する制御部とを備える。制御部は、検出部による機械的な力の検出結果から、金型のクリーニングのための条件が満たされるかどうかを判断して、クリーニングのための条件が満たされた場合には、金型に供給されるフレームを、生産用フレームからダミーフレームに切り換えるとともに、金型に供給される樹脂を、生産用樹脂からクリーニング用樹脂に切り換える。

本発明によれば、適切なタイミングで金型をクリーニング可能な樹脂封止装置を実現することができる。

本発明の実施形態に係る樹脂封止装置２００の装置機構部全体を表わす模式図である。 本発明の実施の形態に係る樹脂封止装置２００の制御に関する構成を示す機能ブロック図である。 図１に示した金型１００の構成を模式的に示した図である。 金型１００での樹脂封止（生産品）の第１工程を説明する図である。 金型１００での樹脂封止（生産品）の第２工程を説明する図である。 金型１００での樹脂封止（生産品）の第３工程を説明する図である。 金型１００での樹脂封止（生産品）の第４工程を説明する図である。 図１に示した金型１００にダミーフレームを設置した状態を示す図である。 実施の形態１に従う、金型のクリーニングの要否を判定するための構成を説明するための模式図である。 実施の形態１に従う金型のクリーニング処理を説明するためのフローチャートである。 図１０に示したステップＳ４の処理の詳細を説明するフローチャートである。 図１０に示したステップＳ５の処理の詳細を説明するフローチャートである。 図１０に示したステップＳ６の処理の詳細を説明するフローチャートである。 実施の形態２に従う、金型のクリーニングの要否を判定するための構成を説明するための模式図である。 実施の形態２に従う金型のクリーニング処理の一例を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２に従う金型のクリーニング処理の他の例を説明するためのフローチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

この明細書において、「成型品」とは、樹脂封止工程後のリードフレーム、すなわちリードフレームと樹脂とが一体化されたものを指す。特に、生産用樹脂および生産用フレームの組み合わせからなる成型品を、本明細書では「生産品」と呼ぶ。

図１は、本発明の実施形態に係る樹脂封止装置２００の装置機構部全体を表わす模式図である。図１を参照して、樹脂封止装置２００の構成の概要を先に説明する。

樹脂封止装置２００は、金型１００と、生産フレーム供給部１０１と、ダミーフレーム供給部１０２と、生産樹脂供給部１０５と、クリーニング樹脂供給部１０６とを有する。図１に示された例では、金型１００として、４つの金型１００Ａ〜１００ＤがＸ方向に沿って並べられている。以下では、特に区別する必要のない場合には、金型１００Ａ〜１００Ｄを「金型１００」と総称する。

生産フレーム供給部１０１は、金型１００に供給される生産用フレームを収納する。生産樹脂供給部１０５は、生産用フレームに搭載された半導体チップを樹脂封止するための生産用樹脂を金型１００に供給する。

樹脂封止装置２００は、金型１００以外の構成要素（たとえば材料供給機構および搬送機構等）が共用される、いわゆるマルチプレスを構成する。ダミーフレーム供給部１０２は、金型１００を清浄にする（クリーニングする）ためのダミーフレームを収納する専用マガジンを有する。

クリーニング樹脂供給部１０６には、金型１００を清浄にするために使用されるクリーニング用樹脂が配置される。クリーニング樹脂供給部１０６は、生産樹脂供給部１０５とは異なる場所に配置される。つまりクリーニング樹脂は、生産用樹脂とは別の位置に配置されている。

樹脂封止装置２００は、さらに、装置機構部を制御するための装置制御部１５０を備える。装置制御部１５０は、生産フレーム供給部１０１および生産樹脂供給部１０５を制御して、生産用フレームに搭載された半導体チップを、生産用樹脂により封止する。

図示しないセンサによって、金型１００から生産品を取り外す際に要する機械的な力が検出される。装置制御部１５０は、その検出された力の大きさに基づき、金型１００のクリーニングが必要かどうかを判断する。金型１００のクリーニングが必要であると装置制御部１５０が判断した場合、装置制御部１５０は、ダミーフレーム供給部１０２およびクリーニング樹脂供給部１０６を制御して、生産用フレームをダミーフレームに切り換えるとともに、生産用樹脂をクリーニング用樹脂に切り換える。金型１００にクリーニング用樹脂およびダミーフレームが供給されて、樹脂封止が行なわれる。

次に、樹脂封止装置２００の各構成要素を詳細に説明する。樹脂封止装置２００は、上記の構成要素に加えて、生産フレームプレヒート部１０３と、ダミーフレームプレヒート部１０４と、離型樹脂供給部１０７と、ローダ部１０８と、アンローダ部１０９と、ゲートブレーク部１１０と、カル廃却部１１１と、製品収納部１１２と、ローダＸ軸ガイドレール１１３と、アンローダＸ軸ガイドレール１１４とを備える。

生産フレーム供給部１０１は、金型１００Ａ〜１００Ｄにそれぞれ対応してマガジン１０１Ａ〜１０１Ｄを有する。生産用フレームは、図示しない搬送ハンドによってマガジン１０１Ａ〜１０１Ｄから引出されて、生産フレームプレヒート部１０３に並べられる。生産フレームプレヒート部１０３は、生産用フレームを加熱する。生産用フレームの温度は、特定の温度まで上昇して、その後は、その温度に保持される。

ダミーフレーム供給部１０２は、ダミーフレーム用マガジン１０２Ａ〜１０２Ｂを有する。ダミーフレームは、図示しない搬送ハンドによって、ダミーフレーム用マガジン１０２Ａ〜１０２Ｂから引き出され、ダミーフレームプレヒート部１０４に並べられる。ダミーフレームプレヒート部１０４は、ダミーフレームを加熱する。ダミーフレームの温度は、特定の温度まで上昇して、その後は、その温度に保持される。

生産用樹脂、クリーニング用樹脂および離型樹脂は、それぞれ、生産樹脂供給部１０５、クリーニング樹脂供給部１０６、および離型樹脂供給部１０７に配置される。各々の樹脂供給部からは、タブレット状の樹脂（以下、タブレット樹脂と総称する）が供給される。生産樹脂供給部１０５、クリーニング樹脂供給部１０６、および離型樹脂供給部１０７は、互いに異なる位置に設置されている。したがって、生産用樹脂、クリーニング用樹脂および離型樹脂は、互いに異なる位置に配置される。装置制御部１５０の内部では、樹脂の種類と、各樹脂の配置場所とが対応づけられている。したがって装置制御部１５０は、異なる種類の樹脂を、作業の内容に応じて適切に選択することができる。

離型樹脂は、クリーニング用樹脂の使用後に用いられる。離型樹脂による樹脂封止にはダミーフレームが適用される。まず、金型１００に付着する生産用樹脂をクリーニング用樹脂によって剥離して、金型１００の内側の表面を清浄にする。次に、離型樹脂を金型１００に供給して、ダミーフレームを樹脂封止する。これにより、金型１００の表面への生産用樹脂の再付着をしにくくするワックス効果を生じさせることができる。

各樹脂供給部１０５〜１０７に収容されたタブレット樹脂、および各フレーム供給部１０１，１０２に収容されたフレームは、ローダＸ軸ガイドレール１１３上のローダ部１０８によって搬送される。ローダＸ軸ガイドレール１１３は、ベース上のＸ方向の全体に亘って敷設されている。したがってローダ部１０８は、金型１００Ａ〜１００Ｄの各々にタブレット樹脂およびフレームを供給することができる。

金型１００において、フレームが樹脂によって封止される。本実施の形態では、金型１００は、樹脂の種類を問わず、一定の温度に保たれている。しかし、樹脂の種類に応じて硬化温度が異なる場合には、樹脂の種類に応じて金型１００の温度を調整してもよい。

ローダＸ軸ガイドレール１１３と同じく、アンローダＸ軸ガイドレール１１４はベース上のＸ方向の全体に亘って敷設されている。アンローダ部１０９は、アンローダＸ軸ガイドレール１１４上でＸ方向に沿って移動可能である。

アンローダ部１０９は、成形品を金型１００から取り出して、ゲートブレーク部１１０上に移動させる。成形品は、ゲートブレーク部１１０に所定の時間配置されることで冷却される。生産品の場合、冷却された成形品から、カル部と称する不要部分が切り離される（ゲートブレークされる）。

成型品（生産品）からカル部が切り離された後、図示しない収納ローダにより、製品収納部１１２のマガジン１１２Ａ〜１１２Ｄに生産品が収納される。一方、ダミーフレームが適用された成形品（ダミー）は、カル廃却部１１１に廃却される。装置制御部１５０は、生産フレーム供給部１０１およびダミーフレーム供給部１０２を制御することにより、金型１００Ａ〜１００Ｄの各々に供給されるフレームが生産用フレームおよびダミーフレームのいずれであるかを判別することができる。その判別結果に基づいて、装置制御部１５０は、上記の処理を実行する。

図２は、本発明の実施の形態に係る樹脂封止装置２００の制御に関する構成を示す機能ブロック図である。図２を参照して、装置制御部１５０は、生産フレーム供給部１０１、ダミーフレーム供給部１０２、生産樹脂供給部１０５、クリーニング樹脂供給部１０６、および離型樹脂供給部１０７およびローダ部１０８を制御して、金型１００に樹脂およびフレームを供給する。さらに、装置制御部１５０は、金型１００を制御して樹脂封止を行なう。さらに、装置制御部１５０は、アンローダ部１０９および収納ローダ１１５を制御して、金型１００から成型品を取り出す。その成型品が生産品である場合には、成型品からカル部が切り離されて、カル部が切り離された成形品は、製品収納部１１２に収納される。一方、成型品がダミーである場合（ダミーフレームと、クリーニング用樹脂または離型樹脂との組み合わせの場合）、その成型品は、カル廃却部１１１に廃却される。

装置制御部１５０には、生産用フレームおよびダミーフレームの収容位置が記憶されている。したがって、装置制御部１５０は、生産用フレームとダミーフレームとを区別することができる。同じく、装置制御部１５０には、生産用樹脂、クリーニング用樹脂および離型樹脂の収容位置が記憶されているので、異なる種類の樹脂を区別することができる。したがって、装置制御部１５０は、金型１００Ａ〜１００Ｄの選択、各金型１００Ａ〜１００Ｄにおける樹脂封止条件、および成形品の収納位置を正確に制御することができる。

センサ１２０は、金型１００から成型品を取り出すのに要する機械的な力を検出する。センサ１２０の検出結果（検出値）は、装置制御部１５０に送られる。装置制御部１５０は、センサ１２０からの検出値に基づいて、金型１００のクリーニングの要否を判断する。金型１００のクリーニングが必要と判定された場合には、装置制御部１５０は、クリーニング作業を実行する。金型１００のクリーニングが不要と判定された場合には、装置制御部１５０は、生産品の生産を継続する。

図３は、図１に示した金型１００の構成を模式的に示した図である。図３を参照して、金型１００は、トランスファーモールドのための周知の構成を備える。具体的には、金型１００は、上型１と下型２とから構成されている。この実施の形態では、上型１が固定されているのに対して、下型２が可動である。ただし、このように制限されるものではなく、上型１が可動であり、下型２が固定されていてもよい。

生産用フレーム１１には、半導体チップ１２が搭載される。生産用フレーム１１は、下型２に載せられる。下型２の上方への移動によって、生産用フレーム１１は、上型１および下型２に挟まれる。これにより、被成形品を樹脂封止するための密閉空間が形成される。この密閉空間をキャビティ１３０と称する。金型１００には、キャビティ１３０に加えてカル１３５、ランナー１３６およびポット１３７が形成されている。

なお、この実施の形態に係る樹脂封止装置２００に適用可能なリードフレームの種類（言い換えると半導体パッケージの種類）は特に限定されるものではない。したがって図３では、キャビティ１３０の形状を模式的に示してある。

金型１００には、プランジャ１３２と、可動ピン１３３，１３４とが設けられる。可動ピン１３３，１３４は、それぞれ、図示しない駆動機構によって、エジェクタプレート５，６が動かされることにより、上型１および下型２からの突き出し動作、および上型１および下型２への引き戻し動作が可能である。

可動ピン１３３，１３４は、成型品を金型１００から取り出すためのエジェクタピンとして機能する。さらに、可動ピン１３３あるいは可動ピン１３４は、溶融した樹脂がキャビティ１３０に導入される時に、生産用フレーム１１を押さえるピンとしても機能することができる。以下の説明では、可動ピン１３３が生産用フレーム１１を押さえるピンの機能を果たす。

続いて、樹脂封止の概要を説明する。図４に示されるように、プレヒート工程によって予め加熱された樹脂１３１（タブレット樹脂）がプランジャ１３２の上にセットされる。なお、金型１００に生産用フレーム１１が供給されているので、樹脂１３１には生産用樹脂が選択される。また、可動ピン１３３が、上型１から突き出て生産用フレーム１１を下型２に押さえつける。

次に、図５に示されるように、溶融状態の樹脂１３１がプランジャ１３２によって押し出される。樹脂１３１は、カル１３５およびランナー１３６を含む樹脂流路を介してキャビティ１３０に導入される。

続いて、図６に示されるように、樹脂１３１が硬化する前に、可動ピン１３３が引き戻される。キャビティ１３０に導入された樹脂１３１は、熱およびキュアによって硬化する。その後、図７に示されるように、下型２を下方に移動させることで、型開きが行なわれる。「型開き」とは成型完了後に金型が開く動作である。可動ピン１３３，１３４がそれぞれ上型１および下型２より突き出る。これにより、成形品（生産品）が金型１００から取り出される。

なお、ダミーフレームを用いた樹脂封止工程は、図３〜図７に示す工程と同一である。ただし、図８に示されるように、ダミーフレーム２１には半導体チップ１２は搭載されていない。また、ダミーフレーム２１に適用される樹脂は、クリーニング用樹脂または離型用樹脂である。

たとえば、生産用フレームおよび生産用樹脂により樹脂封止を行なう回数が、予め設定した回数に達した場合に、クリーニングを行なうことが考えられる。この場合、クリーニングの間隔はある程度固定されている。しかしながら、クリーニングの間隔を固定した場合、生産の効率とクリーニングの効果との両方を常に最適化することは難しい。

予め設定した回数が小さいほど（すなわち頻繁にクリーニングを実行するほど）、金型１００の内面に生産用樹脂の付着物が蓄積する可能性は低くなる。しかしながらクリーニングが行われる間には、生産品を生産できない。したがって頻繁にクリーニングを実行すると、生産の効率が低下する。また、必要以上に金型のクリーニングを実行している可能性もある。逆に、クリーニングの間隔が長くなれば、金型１００の内面に生産用樹脂の付着物が蓄積することで樹脂封止の品質が低下する可能性がある。

金型１００の内面に生産用樹脂の一部が付着物として蓄積すると、金型１００から成型品を取り出すのに要する機械的な力が変化する。この実施の形態では、センサ１２０（図２参照）によって上記の機械的な力を直接的に検出する。装置制御部１５０は、センサ１２０からの検出値により、金型１００から成型品を取り出すのに要する機械的な力の変化を検出することができる。したがって、より適切なタイミングで金型１００のクリーニングを実行することができる。クリーニング作業の間隔が適切になることで、生産効率の低下を防ぐことができる。さらに、樹脂封止の品質を維持することができる。

以下、各実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では、金型１００Ａ〜１００Ｄのうち、代表的に金型１００Ａについて説明する。金型１００Ｂ〜１００Ｄの各々では、以下に示す処理と同様の処理が、金型１００Ａでの処理とは独立して実行可能である。

＜実施の形態１＞
実施の形態１では、センサ１２０は、金型１００から成型品を取り出すのに要する機械的な力として、生産品の成型の場合における、金型１００Ａの型開きの荷重を検出する。センサ１２０によって検出される荷重が予め設定した荷重以上となった場合、装置制御部１５０は、金型１００Ａのクリーニングのための条件が満たされたと判断する。この場合、装置制御部１５０は、生産用フレームをダミーフレームに切り換えるとともに、生産用樹脂をクリーニング用樹脂に切り換えて樹脂封止を行なう。

金型１００Ａが型開きする際の荷重は、金型１００Ａからの成型品の離れやすさ（離型性）と密接に関連する。金型１００Ａが型開きする際の荷重を金型１００Ａのクリーニング要否の判断に用いることで、金型１００Ａの表面への付着物が蓄積することによる、金型１００の離型性の低下を顕著に察知することができる。

したがって、この実施の形態によれば、適切なタイミングで金型のクリーニングを実行することができる。適切なタイミングで金型のクリーニングを実行することで、生産品の樹脂封止を高品質に保つことができる。

図９は、実施の形態１に従う、金型のクリーニングの要否を判定するための構成を説明するための模式図である。図９を参照して、センサ１２０は、下型２の可動部に取り付けられて、生産品１０を金型１００Ａから取り出すために下型２が移動する際の荷重を測定する。

センサ１２０は、ひずみゲージ１２１およびホイートストンブリッジ回路１２２を含む。ひずみゲージ１２１に力が加わると、ひずみゲージ１２１の抵抗値が変化する。ホイートストンブリッジ回路１２２は、ひずみゲージ１２１の抵抗値の変化を電圧の変化に変換する。

装置制御部１５０は、センサ１２０からの出力電圧を、荷重を示す値を示す信号として受ける。装置制御部１５０は、センサ１２０から出力を受けて荷重の測定値を取得する。荷重の測定値を取得するために、装置制御部１５０は、センサ１２０からのアナログ信号をデジタル信号に変換するためのＡＤ変換回路を有していてもよい。

装置制御部１５０は、センサ１２０によって測定された荷重が、予め設定した荷重Ｇ０１以上となったかどうかを判断する。センサ１２０にて測定された荷重が、荷重Ｇ０１以上である場合、装置制御部１５０は、ダミーフレーム供給部１０２およびクリーニング樹脂供給部１０６を制御して、金型１００Ａにダミーフレームとクリーニング用樹脂を供給する。さらに、装置制御部１５０は、金型１００Ａを制御して、クリーニングのための封止条件で樹脂封止を実行する。これにより、金型１００Ａのクリーニング処理が実行される。

図１０は、実施の形態１に従う金型のクリーニング処理を説明するためのフローチャートである。図１０を参照して、まず、樹脂封止装置２００が起動すると、ステップＳ１において、装置制御部１５０は、金型１００の自動クリーニング機能を使用するという設定を確認する（読み込む）。以下の説明では、樹脂封止装置２００の起動時に装置制御部１５０が自動クリーニング機能を使用するという設定を読み込むものとする。なお、オペレータは、自動クリーニング機能を使用しないという設定を選択することもできる。

ステップＳ１において、自動クリーニング機能が使用されることが決定される。次にステップＳ２において、生産用フレームと生産用樹脂とを用いて、生産品の生産を行なう。

ステップＳ２は、ステップＳ２１〜Ｓ２５を含む。ステップＳ２１とステップＳ２２とは同時に実行可能である。ステップＳ２１において、装置制御部１５０は、搬送ハンドを制御して、生産フレーム供給部１０１のマガジンに収納されている生産用フレームを引き出す。生産フレーム供給部１０１から引出された生産用フレームは生産フレームプレヒート部１０３を介して、ローダ部１０８により金型１００Ａに搭載される。ステップＳ２２において、装置制御部１５０は、ローダ部１０８により生産樹脂供給部１０５から生産用樹脂を移動させ、金型１００Ａに搭載させる。

ステップＳ２３において、装置制御部１５０は、金型１００を制御して、下型２を移動させる。次に、図３から図７を参照して説明されるように、生産用フレーム１１が生産用樹脂で樹脂封止される。

ステップＳ２４において、装置制御部１５０は、金型１００を制御して、型開きを行なう。同時にセンサ１２０は、型開きの際に下型２に加わる荷重を測定する。

ステップＳ２５において、装置制御部１５０は、アンローダ部１０９を制御して樹脂封止された成形品（すなわち生産品）を金型１００から取り出すとともに、その生産品をゲートブレーク部１１０に移動させる。成形品は、ゲートブレーク部１１０においてゲートブレークされる。

ステップＳ２６において、装置制御部１５０は、収納ローダ１１５（図２を参照）を制御して、生産品を、製品収納部１１２のマガジン１１２Ａ〜１１２Ｄに収納する。

ステップＳ３において、装置制御部１５０は、センサ１２０によって測定された（検出された）荷重が、予め設定した荷重Ｇ０１以上であるかどうかを判断する。測定された荷重が、荷重Ｇ０１未満である場合（ステップＳ３においてＮＯ）、処理はステップＳ２に戻る。すなわち生産品の樹脂封止が繰り返される。

測定された荷重が、荷重Ｇ０１以上である場合（ステップＳ３においてＮＯ）、ステップＳ４〜Ｓ６の処理が実行される。まずステップＳ４において、ダミーフレームとクリーニング用樹脂とを用いて、金型１００Ａのクリーニング作業が実行される。次に、ステップＳ５において、ダミーフレームと離型用樹脂とを用いて、離型作業が行なわれる。続いて、ステップＳ６において、ダミーフレームと生産用樹脂とを用いて樹脂封止（ダミーショット）が行なわれる。ステップＳ４〜Ｓ６の処理の詳細は後に説明する。

ステップＳ７において、装置制御部１５０は、オペレータに自動生産を再開するかの確認を求める。オペレータが自動生産を選択した場合（ステップＳ７においてＹＥＳ）、装置制御部１５０は、ステップＳ２の処理を再開する。すなわち、装置制御部１５０は、生産用フレームと生産用樹脂を用いて、生産品の生産に適した封止条件で金型１００Ａを制御して、生産を再開する。一方、オペレータが自動生産を選択しない場合（ステップＳ７においてＮＯ）、装置制御部１５０は、金型１００Ａでの生産品の生産を再開しない。この場合、一連の処理は終了する。

図１１は、図１０に示したステップＳ４の処理の詳細を説明するフローチャートである。図１０および図１１を参照して、ステップＳ４の処理の具体的な内容は、基本的には、ステップＳ２の処理と同様である。しかしながら、装置制御部１５０は、クリーニング作業の回数をカウントして、クリーニング作業の回数が予め設定した所定の回数ＳＨ１に達すると、クリーニング作業を終了する。

具体的には、ステップＳ４１において、装置制御部１５０は、カウント値を０に設定する。次に、ステップＳ４２において、装置制御部１５０は、搬送ハンドを制御して、ダミーフレーム供給部１０２からダミーフレームを引出す。ダミーフレーム供給部１０２から引出されたダミーフレームは、ダミーフレームプレヒート部１０４を介して、ローダ部１０８により金型１００Ａに搭載される。ステップＳ４３において、装置制御部１５０は、ローダ部１０８によりクリーニング樹脂供給部１０６からクリーニング用樹脂を移動させ、金型１００Ａに搭載させる。

ステップＳ４４において、装置制御部１５０は、金型１００を制御して、下型２を移動させて、樹脂封止を行なう。これによりダミーフレームがクリーニング用樹脂で樹脂封止される。

ステップＳ４５において、装置制御部１５０は、金型１００を制御して、型開きを行なう。ステップＳ４６において、装置制御部１５０は、アンローダ部１０９を制御して樹脂封止された成形品を金型１００から取り出すとともに、その成型品をゲートブレーク部１１０に移動させる。ステップＳ４７において、装置制御部１５０は、収納ローダ１１５（図２を参照）を制御して、成型品を、カル廃却部１１１に廃棄する。

ステップＳ４８において、装置制御部１５０は、現在のカウント値に１を加えて、新しいカウント値を生成する。このカウント値は、クリーニング作業の回数（クリーニングショット回数）を表わす。

ステップＳ４９において、装置制御部１５０は、カウント値が所定の回数ＳＨ１に達したかどうかを判断する。所定の回数ＳＨ１は、１以上の整数であれば特に限定されず、任意の値に設定することができる。カウント値が所定の回数ＳＨ１未満の場合（ステップＳ４９においてＮＯ）、ステップＳ４２〜Ｓ４８の処理が実行される。したがって、クリーニング作業が繰り返される。一方、カウント値が所定の回数ＳＨ１に達した場合（ステップＳ４９においてＹＥＳ）、クリーニング作業が終了する。

図１２は、図１０に示したステップＳ５の処理の詳細を説明するフローチャートである。図１２に示す処理は、基本的に図１１に示す処理と同様であり、ステップＳ５１〜Ｓ５９のそれぞれの処理は、ステップＳ４１〜Ｓ４９の処理と対応する。ただし、ステップＳ５３において、装置制御部１５０は、ローダ部１０８により離型樹脂供給部１０７から離型用樹脂を移動させ、金型１００Ａに搭載させる。したがって、ステップＳ５４において、ダミーフレームが離型用樹脂で樹脂封止される。その後、成型品は、金型１００Ａから取り出されてカル廃却部１１１に廃棄される（ステップＳ５５〜Ｓ５７）。

ステップＳ５８において、装置制御部１５０は、現在のカウント値に１を加えて、新しいカウント値を生成する。このカウント値は、離型作業の回数（離型ショット回数）を表わす。

ステップＳ５９において、装置制御部１５０は、カウント値が所定の回数ＳＨ２に達したかどうかを判断する。所定の回数ＳＨ２は、１以上の整数であれば特に限定されず、任意の値に設定することができる。カウント値が所定の回数ＳＨ２未満の場合（ステップＳ５９においてＮＯ）、ステップＳ５２〜Ｓ５８の処理が実行される。したがって、離型作業が繰り返される。一方、カウント値が所定の回数ＳＨ２に達した場合（ステップＳ５９においてＹＥＳ）、離型作業が終了する。

図１３は、図１０に示したステップＳ６の処理の詳細を説明するフローチャートである。図１３に示す処理は、基本的に図１１、図１２に示す処理と同様であり、ステップＳ６１〜Ｓ６９のそれぞれの処理は、ステップＳ４１〜Ｓ４９の処理と対応する。ただし、ステップＳ６３において、装置制御部１５０は、ローダ部１０８により生産樹脂供給部１０５から生産用樹脂を移動させ、金型１００Ａに搭載させる。したがって、ステップＳ６４において、ダミーフレームが生産用樹脂で樹脂封止される。その後、成型品は、金型１００Ａから取り出されてカル廃却部１１１に廃棄される（ステップＳ６５〜Ｓ６７）。

ステップＳ６８において、装置制御部１５０は、現在のカウント値に１を加えて、新しいカウント値を生成する。このカウント値は、ダミーショットの回数を表わす。

ステップＳ６９において、装置制御部１５０は、カウント値が所定の回数ＳＨ３に達したかどうかを判断する。所定の回数ＳＨ３は、１以上の整数であれば特に限定されず、任意の値に設定することができる。カウント値が所定の回数ＳＨ３未満の場合（ステップＳ６９においてＮＯ）、ステップＳ６２〜Ｓ６８の処理が実行される。したがって、ダミーショットが繰り返される。一方、カウント値が所定の回数ＳＨ３に達した場合（ステップＳ６９においてＹＥＳ）、ダミーショットが終了する。

なお、樹脂封止装置の稼動は、オペレータの判断に従い、任意のステップにおいて停止することができる。

このように、実施の形態１によれば、生産品の成型の場合における金型１００Ａの型開きの荷重に基づいて、装置制御部１５０は、金型１００のクリーニングの要否を判断する。これにより、生産効率の低下を防ぎつつ、樹脂封止の品質を維持することができる。また、金型１００のクリーニングを自動的に実行できることで、手動でのクリーニングのための金型１００の運転停止を行う必要がない。したがってこの点からも、金型のクリーニングによる生産性の低下を最小限にすることが可能である。

さらに、実施の形態１によれば、生産用樹脂、クリーニング用樹脂および離型樹脂の配置場所の違いに基づいて、装置制御部１５０は、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６の各ステップの処理に適した樹脂およびフレームを選択することができる。したがって、この実施の形態によれば、樹脂に視覚的な制約を設けることなく、自動的に確実に金型１００をクリーニング可能とする樹脂封止装置を提供することが可能となる。さらに、生産用フレームを無駄に使用することを防ぐことができる。あるいは、金型クリーニングにかかる費用が高額になるのを防ぐことができる。

さらに実施の形態１によれば、クリーニング用樹脂による金型クリーニングが終了した後に離型樹脂を適用するので、長期間に亘り金型１００への生産用樹脂の付着を防止することができる。

さらに実施の形態１によれば、ダミーフレームが適用された成形品については、カル廃却部１１１に破棄される。このため、クリーニング作業、離型作業、ダミーショット時の成形品を確実に破棄することができる。したがって、生産品にダミーが混入することを防ぐことができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態２では、センサ１２０は、金型１００から成型品を取り出すのに要する機械的な力として、金型１００の可動ピン１３３または可動ピン１３４を移動させるのに要するモータのトルクを検出する。金型１００の可動ピン１３３，１３４は、樹脂封止時に金型１００のキャビティ１３０内に突き出し／引き戻し動作するピンである（図３を参照）。

装置制御部１５０は、センサ１２０によって検出されたトルクから摺動抵抗を算出する。この算出された摺動抵抗が、予め設定した値以上となった場合、装置制御部１５０は、金型１００Ａのクリーニングのための条件が満たされたと判断する。この場合、装置制御部１５０は、生産用フレームをダミーフレームに切り換えるとともに、生産用樹脂をクリーニング用樹脂に切り換えて樹脂封止を行なう。

金型１００Ａからの成型品の離れやすさ（離型性）が低下すると可動ピン１３３，１３４の摺動抵抗が大きくなる。可動ピン１３３，１３４の摺動抵抗を金型１００Ａのクリーニング要否の判断に用いることで、金型１００Ａの表面への付着物が蓄積することによる、金型１００の離型性の低下を顕著に察知することができる。したがって実施の形態１と同様に、実施の形態２によれば、適切なタイミングで金型のクリーニングを実行することができる。

図１４は、実施の形態２に従う、金型のクリーニングの要否を判定するための構成を説明するための模式図である。図１４を参照して、可動ピン１３３は、エジェクタプレート５がサーボモータ１４１によって動かされることにより、上型１の表面からの突き出し、および上型１の表面への引き戻しの動作を行なう。可動ピン１３４は、エジェクタプレート６がサーボモータ１４２によって動かされることにより、下型２の表面からの突き出し、および下型２の表面への引き戻しの動作を行なう。

なお、図３等に示すように、可動ピン１３３，１３４はキャビティ１３０の中で突き出し／引き戻しの動作を行なう。しかしながら図１４では、模式的に金型１００を示すため、キャビティ１３０は示されていない。

センサ１２０ａ，１２０ｂの各々はトルクセンサである。センサ１２０ａ，１２０ｂは、サーボモータ１４１，１４２のトルクをそれぞれ検出する。センサ１２０ａ，１２０ｂによって検出されたトルクの値は、装置制御部１５０に送られる。

装置制御部１５０は、センサ１２０ａによって検出されたトルクの値に基づいて、可動ピン１３３の摺動抵抗を算出する。同じく、装置制御部１５０は、センサ１２０ｂによって検出されたトルクの値に基づいて、可動ピン１３４の摺動抵抗を算出する。モータのトルクから摺動抵抗を算出するための手法には、公知のさまざまな手法を適用することができるので、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

可動ピン１３３は、生産用フレームを生産用樹脂で樹脂封止する場合に、金型１００Ａの上型１から突き出て生産用フレームを下型２に押さえつける。キャビティ１３０への樹脂注入後に、可動ピン１３３は引き戻される。生産品の樹脂封止を繰り返すうちに、ワックス効果が弱くなる等の理由によって、可動ピン１３３と上型１との間のクリアランスに生産用樹脂が次第に付着することがあり得る。これにより可動ピン１３３の摺動抵抗が次第に大きくなり得る。

１つの実施の形態では、このときの可動ピン１３３の摺動抵抗が予め設定した摺動抵抗Ｆ０１以上となったかどうかを、装置制御部１５０が判断する。可動ピン１３３の摺動抵抗が摺動抵抗Ｆ０１以上となった場合には、装置制御部１５０は、ダミーフレーム供給部１０２およびクリーニング樹脂供給部１０６を制御して、金型１００Ａにダミーフレームとクリーニング用樹脂を供給する。さらに、装置制御部１５０は、金型１００Ａを制御して、クリーニングのための封止条件で樹脂封止を実行する。これにより、金型１００Ａのクリーニング処理が実行される。

図１５は、実施の形態２に従う金型のクリーニング処理の一例を説明するためのフローチャートである。図１５を参照して、実施の形態２に従う金型のクリーニング処理は、基本的には実施の形態１に従う金型のクリーニング処理（図１０を参照）と同じである。図１５に示されたフローチャートでは、ステップＳ２３ａ，Ｓ３ａの処理が、それぞれ図１０に示すステップＳ２３，Ｓ３の処理に代わり実行される。したがって以下では、ステップＳ２３ａ，Ｓ３ａの処理について詳細に説明する。

ステップＳ２３ａにおいて、装置制御部１５０は、金型１００Ａを制御して、生産用フレーム１１を生産用樹脂で樹脂封止する。このときに、装置制御部１５０は、可動ピン１３３の摺動抵抗を算出する。

装置制御部１５０は、金型１００Ａのキャビティ１３０への樹脂の導入前に、サーボモータ１４１を制御して、可動ピン１３３を上型１から突き出す。キャビティ１３０に樹脂が導入されると、装置制御部１５０は、サーボモータ１４１を制御して、樹脂の硬化前に可動ピン１３３を引き戻す。

センサ１２０ａは、可動ピン１３３が上型１から突き出るときのサーボモータ１４１のトルクを検出する。ただし、センサ１２０ａは、突き出た可動ピン１３３が上型１に戻るときのサーボモータ１４１のトルクを検出してもよい。装置制御部１５０は、センサ１２０ａによって検出されたトルクの値から、予め定められた式に従って可動ピン１３３の摺動抵抗を算出する。

ステップＳ３ａにおいて、装置制御部１５０は、算出された摺動抵抗が、予め設定された摺動抵抗Ｆ０１以上であるかどうかを判断する。算出された摺動抵抗が、摺動抵抗Ｆ０１未満である場合（ステップＳ３ａにおいてＮＯ）、処理はステップＳ２に戻る。一方、算出された摺動抵抗が、摺動抵抗Ｆ０１以上である場合（ステップＳ３ａにおいてＹＥＳ）、処理はステップＳ４に進み、クリーニング作業が実行される。

別の実施形態において、装置制御部１５０は、可動ピン１３４の摺動抵抗を算出することもできる。可動ピン１３４は、たとえばエジェクタピンとして機能する。したがって、可動ピン１３４は、金型１００Ａからの生産品の取り外し時に下型２から突き出る。たとえば生産品の樹脂封止を繰り返すうちに、金型１００Ａ（下型２）の表面から生産用樹脂が外れにくくなる可能性がある。あるいは、可動ピン１３４と下型２との間のクリアランスに生産用樹脂が次第に付着することがあり得る。したがって可動ピン１３４の摺動抵抗が大きくなり得る。

図１６は、実施の形態２に従う金型のクリーニング処理の他の例を説明するためのフローチャートである。図１６を参照して、ステップＳ２４ａ，Ｓ３ａの処理が、それぞれ図１０に示すステップＳ２４，Ｓ３の処理に代わり実行される。なお、ステップＳ３ａの処理は、図１５に示された処理と同じであるので以後の説明は繰り返さない。

ステップＳ２４ａにおいて、装置制御部１５０は、金型１００Ａを制御して型開きを行なう。このとき装置制御部１５０は、サーボモータ１４２を制御して、下型２から可動ピン１３４を突き出す。センサ１２０ｂ（トルクセンサ）は、可動ピン１３４が下型２から突き出るときのサーボモータ１４２のトルクを検出する。装置制御部１５０は、センサ１２０ｂによって検出されたトルクの値から、予め定められた式に従って可動ピン１３４の摺動抵抗を算出する。

なお、ステップＳ２４ａにおいて、可動ピン１３３が上型１から突き出るときのサーボモータ１４１のトルクをセンサ１２０ａで検出してもよい。この場合、装置制御部１５０は、センサ１２０ａで検出されたトルクの値から、可動ピン１３４の摺動抵抗を算出してもよい。

実施の形態２によれば、実施の形態１による効果と同様の効果を得ることができる。
なお、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。すなわ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。

たとえば、クリーニング作業の要否の判断について、実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせてもよい。たとえば、金型１００Ａの型開きの荷重が荷重Ｇ０１以上であり、かつ、可動ピン１３３（または可動ピン１３４）の摺動抵抗が摺動抵抗Ｆ０１以上である場合に、装置制御部１５０が、クリーニング作業が必要であると判断してもよい。

あるいは、金型１００Ａの型開きの荷重が荷重Ｇ０１未満であるものの、可動ピン１３３（または可動ピン１３４）の摺動抵抗が摺動抵抗Ｆ０１以上である場合に、装置制御部１５０が、クリーニング作業が必要であると判断してもよい。逆に、可動ピン１３３（または可動ピン１３４）の摺動抵抗が摺動抵抗Ｆ０１未満であるものの金型１００Ａの型開きの荷重が荷重Ｇ０１以上である場合に、装置制御部１５０が、クリーニング作業が必要であると判断してもよい。

また、樹脂封止装置において、クリーニング用樹脂のタブレットと離型樹脂のタブレットとは、同一の樹脂供給部に高さを異ならせて配置させてもよい。クリーニング用樹脂と離型樹脂を同一箇所に配置することで、装置サイズを縮小することができる。樹脂封止装置は、たとえば、樹脂タブレットの高さを検出する機構を備えることで、クリーニング用樹脂と離型樹脂とを識別することができる。したがって、クリーニング用樹脂と離型樹脂を区別して搬送することができる。

具体的には、クリーニング樹脂供給部１０６にクリーニング用樹脂と離型樹脂が供給を供給する。クリーニング用樹脂と離型樹脂とでタブレットの高さを明確に異ならせる(目安としてはたとえば１ｍｍ以上)。クリーニング用樹脂と離型樹脂とはクリーニング樹脂供給部１０６のパーツフィーダにより整列される。整列したクリーニング用樹脂と離型樹脂とは、図示せぬ光/反射型センサによりタブレット高さが測定される。このときのタブレット高さから、クリーニング用樹脂であるか、離型樹脂であるか、を装置制御部１５０にて判断する。判断基準となるタブレット高さは、装置制御部１５０に予め設定される。なお、樹脂タブレットの高さを検出するための方法としては、光／反射型センサを用いた方法に限定されず、たとえば接触式高さ検出など他の高さ検出方法であってもよい。

たとえば本実施形態においては、金型の数は４つであったが、３つ以下であっても、５つ以上であってもよい。

また、本実施形態においては、クリーニング用樹脂と離型樹脂とを別々に用意したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、離型樹脂を用いなくてもよいし、クリーニング用樹脂として、離型樹脂のワックス効果を同時に持たせたものを用いてもよい。

本実施形態においては、生産フレーム供給部１０１と、ダミーフレーム供給部１０２とは、本発明における「フレーム供給部」を実現する。同様に、生産樹脂供給部１０５とクリーニング樹脂供給部１０６とは、本発明における「樹脂供給部」を実現する。なお、本発明における「樹脂供給部」に、生産樹脂供給部１０５とクリーニング樹脂供給部１０６とに加えて離型樹脂供給部１０７が含まれていてもよい。

また、図１では、クリーニング樹脂供給部１０６の位置と離型樹脂供給部１０７の位置とはＸ方向に沿って（平面的に）相違するが、図１の紙面垂直方向（Ｘ方向と直交する方向）に相違させてもよい。

さらに、樹脂封止はトランスファーモールドによる樹脂封止に限られず、複数の金型が用いられるその他の樹脂封止にも適用することができる。また、ローダとアンローダとは兼用されていてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 上型、２ 下型、５，６ エジェクタプレート、１０ 生産品、１１ 生産用フレーム、１２ 半導体チップ、２１ ダミーフレーム、１００，１００Ａ〜１００Ｄ 金型、１０１ 生産フレーム供給部、１０１Ａ〜１０１Ｄ，１１２Ａ〜１１２Ｄ マガジン、１０２ ダミーフレーム供給部、１０２Ａ〜１０２Ｂ ダミーフレーム用マガジン、１０３ 生産フレームプレヒート部、１０４ ダミーフレームプレヒート部、１０５ 生産樹脂供給部、１０６ クリーニング樹脂供給部、１０７ 離型樹脂供給部、１０８ ローダ部、１０９ アンローダ部、１１０ ゲートブレーク部、１１１ カル廃却部、１１２ 製品収納部、１１３ ローダＸ軸ガイドレール、１１４ アンローダＸ軸ガイドレール、１１５ 収納ローダ、１２０，１２０ａ，１２０ｂ センサ、１２１ ひずみゲージ、１２２ ホイートストンブリッジ回路、１３０ キャビティ、１３１ 樹脂、１３２ プランジャ、１３３，１３４ 可動ピン、１３５ カル、１３６ ランナー、１３７ ポット、１４１，１４２ サーボモータ、１５０ 装置制御部、２００ 樹脂封止装置、Ｓ１〜Ｓ７，Ｓ２１〜Ｓ２６，Ｓ２３ａ，Ｓ２４ａ，Ｓ４１〜Ｓ４９，Ｓ５１〜Ｓ５９，Ｓ６１〜Ｓ６９ ステップ、ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３ 回数。

Claims (3)

1. 半導体チップが搭載された生産用フレームまたは前記半導体チップが搭載されていないダミーフレームを金型に供給するフレーム供給部と、
   前記生産用フレームを樹脂封止するための生産用樹脂または前記金型のクリーニングのためのクリーニング用樹脂を前記金型に供給する樹脂供給部と、
   前記生産用フレームを前記生産用樹脂で封止した後の成型品を前記金型から取り外すために要する機械的な力を検出する検出部と、
   前記金型と、前記フレーム供給部と、前記樹脂供給部とを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記検出部による前記機械的な力の検出結果から、前記金型のクリーニングのための条件が満たされるかどうかを判断して、前記クリーニングのための前記条件が満たされた場合には、前記金型に供給されるフレームを、前記生産用フレームから前記ダミーフレームに切り換えるとともに、前記金型に供給される樹脂を、前記生産用樹脂から前記クリーニング用樹脂に切り換え、
   前記金型は、上型および下型と、前記金型のキャビティへの突き出し動作および前記金型の前記キャビティからの引き戻し動作が可能な可動ピンとを有し、
   前記樹脂封止装置は、前記可動ピンを動かすためのモータを有し、
   前記検出部は、前記生産用フレームを前記生産用樹脂で封止した後に前記上型および前記下型が開くのに要する荷重、および前記可動ピンの動きに要する前記モータのトルクを前記機械的な力として検出し、
   前記制御部は、前記検出部によって検出された前記上型および前記下型の型開きの荷重、および前記検出部によって検出された前記トルクから得られる摺動抵抗の両方に基づいて前記クリーニングのための前記条件が満たされたかどうかを判断する、樹脂封止装置。
2. 前記可動ピンは、前記生産用フレームの樹脂封止前に、前記生産用フレームを前記金型に予め押さつけるように前記突き出し動作を行ない、前記生産用樹脂が前記金型の前記キャビティに導入された後に、前記戻り動作を行なう、請求項１に記載の樹脂封止装置。
3. 前記可動ピンは、前記成型品を前記金型から取り外すときに前記突き出し動作を行なう、請求項１または請求項２に記載の樹脂封止装置。

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