JP6654853B2

JP6654853B2 - 電子部品基板の表面処理方法、大気圧プラズマ発生装置及び樹脂封止システム

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Publication number: JP6654853B2
Application number: JP2015207800A
Authority: JP
Inventors: 高橋　洋一; 洋一高橋
Original assignee: MTEX Matsumura Corp
Current assignee: MTEX Matsumura Corp
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2020-02-26
Anticipated expiration: 2035-10-22
Also published as: JP2017079302A

Description

本発明は、大気圧プラズマジェットを用いた電子部品基板の表面処理方法、大気圧プラズマジェットを生成する大気圧プラズマ発生装置及びこれを備える樹脂封止システムに関するものである。

従来、図６（ａ）に示すように、リードフレームや配線基板等の電子部品基板Ｗに半導体チップ等の電子部品Ｓを実装させた後、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、この電子部品Ｓの周囲をトランスファ成形によって絶縁性の樹脂材料（モールド材料）でモールドすることにより、樹脂封止型の半導体装置（樹脂成形品Ｐ）を製造することが知られている（特許文献１）。なお、トランスファ成形は、電子部品Ｓが実装された電子部品基板Ｗを成形金型で挟み込んだ状態で、溶融したモールド材料をプランジャ等を用いて成形金型のカル→ランナ→ゲート→キャビティの順で加圧移動させることで、キャビティ内にある電子部品Ｓをモールドする成形方法である。

このようなトランスファ成形では、図６（ｂ）に示すように、キャビティ部分で硬化したモールド部分Ｒ_１だけでなく、成形金型のカル、ランナ及びゲート部分で硬化したモールド部分Ｒ_２（以下、カル、ランナ及びゲート部分で硬化したモールド材料をまとめて「不要樹脂」という）も電子部品基板Ｗに付着するため、電子部品Ｓをモールドした後に、不要樹脂Ｒ_２を電子部品基板Ｗから除去する工程（ゲートブレイク）が行われる。このような不要樹脂Ｒ_２の除去は、例えば、不要樹脂Ｒ_２のゲート部分Ｒ_Ｇを中心として不要樹脂Ｒ_２及び電子部品基板Ｗを折り曲げ、不要樹脂Ｒ_２のゲート部分Ｒ_Ｇを破断させると共に、不要樹脂Ｒ_２のランナ部分Ｒ_Ｒを電子部品基板Ｗから引き剥がすことによって行われる。

ここで、トランスファ成形に用いられる電子部品基板Ｗは、ガラスエポキシ基板やポリイミド基板等のモールド材料との接着性が良い基板が用いられることが多く、また、モールド材料との接着性を向上させるために、その表面にレジスト材が塗布されることが一般的である。このような電子部品基板Ｗでは、不要樹脂Ｒ_２のランナ部Ｒ_Ｒが電子部品基板Ｗのランナ部Ｗ_Ｒ（図６（ａ）の仮想線で示す領域）に強固に接着してしまい、不要樹脂Ｒ_２の除去時に引き剥がすことが困難となる。このため、従来の電子部品基板Ｗでは、例えば、電子部品基板Ｗのランナ部Ｗ_Ｒに相当する領域に半導体パッケージの内部配線や外部電極となる金属（図示せず）を所定厚さで形成することで、不要樹脂Ｒ_２の剥離性を向上させている。

特開２００５−２２８７６９号公報

しかしながら、従来の電子部品基板Ｗにおいて、半導体パッケージの内部配線や外部電極は、主として金メッキで形成されるため、製造原価が高価となると共に、メッキ工程においてシアンメッキ浴を用いるため環境負荷が大きいという問題がある。

そこで、本発明者は、電子部品基板におけるキャビティ部の接着性及びランナ部の剥離性の双方を確保しつつ、金及びシアンの使用量を削減するために、鋭意検討の結果、電子部品基板のランナ部に有機ケイ素含有層を形成することで、電子部品基板のランナ部に剥離性を付与することを見出した。

ここで、有機ケイ素含有層を形成するための手段として、図７に示すように、下型１０２及び上型１０４の間に進退自在に設けられたプラズマトーチ１１０と、プラズマトーチ１１０に電圧を印加可能に構成された高周波電源１１２と、プラズマトーチ１１０に接続されたバブラーボトル１１４及びアルゴンガス源１１６とからなるプラズマ処理機構１００が知られている（例えば、特開２０１０−２５３７７５号公報）。バブラーボトル１１４は、その内部にヘキサメチルジシロキサン又はテトラエトキシシラン等の水溶液が収容されており、アルゴンガス源１１６から供給されるアルゴンガスによって水溶液をバブリングして気化させることで、有機ケイ素含有ガスを生成するよう構成されている。この従来のプラズマ処理機構１００は、バブラーボトル１１４において生成された有機ケイ素含有ガスをプラズマトーチ１１０に供給した状態で、高周波電源１１２によりプラズマトーチ１１０に対して電圧を印加することで、プラズマトーチ１１０からプラズマジェット１１８を放射し、このプラズマジェット１１８によって上型１０４の型面に有機ケイ素含有層を形成するよう構成されている。

しかしながら、従来のプラズマ処理機構１００では、有機ケイ素含有ガスを原料としてプラズマを発生させるものであることから、アルゴンガス等の不活性ガスのみによってプラズマを発生させる場合と比較して、プラズマが発生しにくいという問題がある。このため、従来のプラズマ処理機構１００では、有機ケイ素含有層の形成が不十分になるおそれや、有機ケイ素含有層が不均一になるおそれがあり、これにより、十分な剥離性を確保することができず、不要樹脂がランナ部に残存するおそれや、不要樹脂の除去時にランナ部近傍の回路が破損するおそれがある。そして、このようなランナ部に不要樹脂が残存した電子部品基板や、回路が破損した電子部品基板は、不良品として廃棄されることとなるため、生産性及び歩留まりが悪いという問題がある。

そこで、本発明は、電子部品基板におけるキャビティ部の接着性及びランナ部の剥離性の双方を確保しつつ、金及びシアンの使用量を削減すると共に、電子部品基板のランナ部に確実に有機ケイ素含有層を形成することで生産性及び歩留まりを向上させることが可能な電子部品基板の表面処理方法、大気圧プラズマ発生装置及び樹脂封止システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る電子部品基板の表面処理方法は、大気圧雰囲気下で生成されたプラズマジェットを用いて、樹脂封止処理前の電子部品基板のランナ部に有機ケイ素含有層を形成する電子部品基板の表面処理方法であって、プラズマジェットを発生させるためのプラズマ原料ガスによってプラズマジェットを発生させるプラズマジェット発生工程と、有機ケイ素を含有する有機ケイ素含有ガスを前記プラズマジェットに混合させる混合工程と、前記有機ケイ素含有ガスが混合された有機ケイ素含有プラズマジェットを電子部品基板のランナ部に放射することで、該電子部品基板のランナ部に有機ケイ素含有層を形成する有機ケイ素含有層形成工程とを備えることを特徴とする。

本発明に係る電子部品基板の表面処理方法において、前記有機ケイ素は、有機シロキサン又は有機シランであることが好ましい。

本発明に係る大気圧プラズマ発生装置は、大気圧雰囲気下においてプラズマジェットを生成する大気圧プラズマ発生装置であって、プラズマジェットを発生させるためのプラズマ原料ガスが流動するプラズマ原料ガス流路部と、有機ケイ素を含有する有機ケイ素含有ガスが流動する有機ケイ素含有ガス流路部と、一端部が前記プラズマ原料ガス流路部及び前記有機ケイ素含有ガス流路部の下流側とそれぞれ連通接続され、他端部が放射対象物に向けて開放されたプラズマジェット放射部と、前記プラズマ原料ガス流路部に設置された電極部と、前記電極部に電圧を印加することで、前記プラズマ原料ガス流路部から前記プラズマジェット放射部を介して放射対象物に向かうプラズマジェットを生成する電圧供給部とを備え、前記プラズマジェット放射部において、前記プラズマ原料ガス流路部において生成されたプラズマジェットと、前記有機ケイ素含有ガス流路部から前記プラズマジェット放射部に流入した有機ケイ素含有ガスとを混合させ、有機ケイ素含有ガスが混合された有機ケイ素含有プラズマジェットを放射対象物に向けて放射するよう構成されていることを特徴とする。

本発明に係る大気圧プラズマ発生装置は、前記プラズマジェット放射部に設けられたグランド電極部を更に備えることが好ましい。

本発明に係る大気圧プラズマ発生装置において、前記有機ケイ素は、有機シロキサン又は有機シランであることが好ましい。

本発明に係る樹脂封止システムは、上述の大気圧プラズマ発生装置と、前記大気圧プラズマ発生装置から放射された有機ケイ素含有プラズマジェットによって表面処理が行われた放射対象物に対して樹脂封止成形を行う樹脂封止装置と、前記大気圧プラズマ発生装置から前記樹脂封止装置に向けて前記放射対象物を搬送する搬送手段とを備え、前記放射対象物は、樹脂封止処理前の電子部品基板であり、前記大気圧プラズマ発生装置は、前記有機ケイ素含有プラズマジェットを前記電子部品基板のランナ部に放射することで、該電子部品基板のランナ部に有機ケイ素含有層を形成するよう構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、電子部品基板におけるキャビティ部の接着性及びランナ部の剥離性の双方を確保しつつ、金及びシアンの使用量を削減すると共に、電子部品基板のランナ部に確実に有機ケイ素含有層を形成することで生産性及び歩留まりを向上させることが可能な電子部品基板の表面処理方法、大気圧プラズマ発生装置及び樹脂封止システムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る樹脂封止システムの概略構成を示す正面斜視図である。本実施形態に係る上型及び下型の断面形状を概略的に示す概略断面図である。本実施形態に係るプラズマ発生装置の概略構成を一部省略して示す背面斜視図である。本実施形態に係るプラズマ発生装置の概略構成を一部省略して示す断面図である。本実施形態に係るプラズマ発生装置の全体構成を概略的に示す図である。図６（ａ）は、電子部品が実装された電子部品基板の一例を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、不要樹脂付きの樹脂成形品の一例を示す斜視図であり、図６（ｃ）は、不要樹脂が除去された樹脂成形品の一例を示す斜視図である。従来のプラズマ処理機構を示す概略図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

本実施形態に係る樹脂封止システム１は、図１に示すように、半導体チップ等の電子部品Ｓが実装された電子部品基板Ｗに対して樹脂封止成形を行う樹脂封止装置２と、樹脂封止装置２に対して電子部品基板Ｗ及び樹脂タブレットを供給するワーク・タブレット供給機構４と、樹脂封止装置２から樹脂封止後の樹脂成形品Ｐを回収する樹脂成形品回収機構６とを備えている。

ワーク・タブレット供給機構４及び樹脂成形品回収機構６は、樹脂封止装置２の両側面方向に延びる長尺なベース８上に設けられており、樹脂封止装置２は、ベース８の略中央部分に形成された収容スペースに収容されている。また、本実施形態に係る樹脂封止システム１では、樹脂封止装置２を中心として、樹脂封止装置２の一方の側面側（図１の左側）にワーク・タブレット供給機構４が配置され、樹脂封止装置２の他方の側面側（図１の右側）に樹脂成形品回収機構６が配置されている。すなわち、本実施形態に係る樹脂封止システム１では、ベース８の一方の端部側の領域（図１の左端部側の領域）から電子部品基板Ｗが供給され、ベース８の長手方向の略中央の領域において樹脂封止成形が行われた後、ベース８の他方の端部側の領域（図１の左端部側の領域）において不要樹脂Ｒ_２の除去（ゲートブレイク）及び樹脂成形品Ｐの回収が行われるよう構成されている。

樹脂封止装置２は、図１に示すように、床面上に載置された矩形板状の下プラテン１１と、下プラテン１１の四隅から上方に向けて延びる４本のタイバー１０と、４本のタイバー１０の上端部に四隅が連結された矩形板状の上プラテン１２と、４本のタイバー１０が四隅を貫通し、下プラテン１１及び上プラテン１２の間においてタイバー１０に沿って昇降可能に設けられた矩形板状の移動プラテン１４と、下プラテン１１と移動プラテン１４との間に設けられ、移動プラテン１４を昇降させる昇降型締機構１６とを備えている。また、樹脂封止装置２は、昇降型締機構１６や後述するプランジャ１９及びエジェクト機構等の駆動手段を制御する制御部（図示せず）を更に備えている。昇降型締機構１６は、油圧式又は電動式型締シリンダや、油圧式又は電動式トグルリンク型締機構等の種々の型締機構を採用することが可能である。なお、本実施形態に係る樹脂封止装置２において、これらタイバー１０、下プラテン１１、上プラテン１２、移動プラテン１４及び昇降型締機構１６は、種々の公知の構成を採用することが可能であるため、その詳細な説明を省略する。

また、樹脂封止装置２は、図１及び図２に示すように、上プラテン１２の下面に取り付けられた上型１３と、移動プラテン１４の上面（上型１３と対向する面）に取り付けられ、上型１３と共に金型キャビティＣを形成可能な下型１５とを更に備えている。

下型１５には、図１及び図２に示すように、電子部品基板Ｗを収容する収容凹部１７と、樹脂タブレット（図示せず）を収容可能な複数（本実施形態では５つ）の収容ポット形成孔部１８とが形成されている。収容ポット形成孔部１８には、それぞれ、収容ポット形成孔部１８内に収容された樹脂タブレットを金型キャビティＣに向けて押し出すプランジャ１９が配置されており、収容ポット形成孔部１８とプランジャ１９の上面とにより、樹脂タブレットを収容する収容ポットが形成されるよう構成されている。また、下型１５には、樹脂封止成形後に、不要樹脂Ｒ_２が付着した状態の樹脂成形品Ｐを下型１５から離間させるエジェクト機構（図示せず）が配置されている。

上型１３の下面には、図２に示すように、収容ポット形成孔部１８と整合する位置に形成されたカル部１３ａと、電子部品基板Ｗの電子部品Ｓと整合する位置に形成されたキャビティ部１３ｄと、カル部１３ａからキャビティ部１３ｄに向けて樹脂を流動させるランナ部１３ｂと、ランナ部１３ｂを流動する樹脂をキャビティ部１３ｄ内に流入させるゲート部１３ｃとが、それぞれ収容ポット形成孔部１８と同数（本実施形態では５つ）ずつ形成されている。また、上型１３には、樹脂封止成形後に、樹脂成形品Ｐをキャビティ部１３ｄから離間させるエジェクト機構（図示せず）が配置されている。ここで、カル部１３ａとは、樹脂注入の際にランナ部１３ｂに充填されずにプランジャ１９との間において樹脂が残存する領域をいうものとする。また、ランナ部１３ｂは、キャビティ部１３ｄに向けて樹脂を流動させる経路のうち、カル部１３ａからゲート部１３ｃまでの領域をいうものとする。さらに、ゲート部１３ｃは、樹脂がキャビティ部１３ｄに流入される流入口であって、ランナ部１３ｂからキャビティ部１３ｄまでの領域をいうものとする。

以上の構成を備える本実施形態に係る樹脂封止装置２は、図２に示すように、上型１３及び下型１５によって電子部品基板Ｗを挟み込んだ状態で、溶融したモールド材料をプランジャ１９を用いて加圧し、上型１３のカル部１３ａ→ランナ部１３ｂ→ゲート部１３ｃ→キャビティ部１３ｄの順で流動させ、熱硬化させることで、キャビティ部１３ｄ内に配置された電子部品Ｓをモールドし、樹脂成形品Ｐを製造するよう構成されている。このような樹脂封止装置２により製造された樹脂成形品Ｐには、キャビティ部１３ｄ内で硬化したモールド部分Ｒ_１だけでなく、カル部１３ａ、ランナ部１３ｂ及びゲート部１３ｃで硬化したモールド部分、すなわち不要樹脂Ｒ_２も付着している。

なお、本実施形態に係る樹脂封止装置２において、これら上型１３、下型１５、収容ポット形成孔部１８、プランジャ１９及びエジェクト機構は、種々の公知の構成を採用することが可能であるため、その詳細な説明を省略する。

ワーク・タブレット供給機構４は、図１に示すように、複数の電子部品基板Ｗ（ワーク）を収容するラック２０と、ラック２０に収容された電子部品基板Ｗを１枚ずつ送り出すワーク供給装置２２と、ワーク供給装置２２から送り出された電子部品基板Ｗに対して大気圧プラズマ処理を施す大気圧プラズマ処理機構２４と、大気圧プラズマ処理が施された電子部品基板Ｗ及び樹脂タブレットを樹脂封止装置２の上型１３及び下型１５の間に搬送するワーク・タブレット搬送装置（搬送手段）２６と、ワーク・タブレット搬送装置２６に樹脂タブレットを供給するタブレット供給装置２８とを備えている。また、ワーク・タブレット供給機構４は、ワーク供給装置２２、ワーク・タブレット搬送装置２６及びタブレット供給装置２８にそれぞれ設けられた駆動部（図示せず）と、各駆動部を同期して又は非同期状態で制御する制御部（図示せず）とを更に備えている。各駆動部は、例えばサーボモータ等の種々の公知の駆動手段を採用することができ、制御部から出力される制御信号に基づいて動作するよう構成されている。なお、ラック２０及びワーク供給装置２２は、種々の公知の構成を採用することが可能であるため、その詳細な説明を省略する。

大気圧プラズマ処理機構２４は、図３に示すように、ラック２０及びワーク供給装置２２とワーク・タブレット搬送装置２６との間に配置されたステージ３０と、ステージ３０上に設けられ、ラック２０及びワーク供給装置２２から受領した電子部品基板Ｗをワーク・タブレット搬送装置２６に向けて搬送する搬送部３２と、ステージ３０上に設けられ、搬送部３２によって搬送される電子部品基板Ｗのランナ部Ｗ_Ｒに対して有機ケイ素含有プラズマジェット４２を放射する大気圧プラズマ発生装置４０とを備えている。

搬送部３２は、図３に示すように、ステージ３０の上面に設けられ、ラック２０及びワーク供給装置２２からワーク・タブレット搬送装置２６に向けて延びる一対の進退方向ガイドレール３３と、一対の進退方向ガイドレール３３に沿って移動可能に構成された進退方向移動体３４と、進退方向移動体３４の上面に設けられ、一対の進退方向ガイドレール３３と交差する方向（図示の例では直交する方向）に延びる一対の幅方向ガイドレール３５と、一対の幅方向ガイドレール３５に沿って移動可能に構成された幅方向移動体３６と、幅方向移動体３６上に設けられたマスク部材３７とを備えている。また、搬送部３２は、進退方向移動体３４及び幅方向移動体３６にそれぞれ設けられた駆動部（図示せず）と、各駆動部を同期して又は非同期状態で制御する制御部（図示せず）とを更に備えている。各駆動部は、例えばサーボモータ等の種々の公知の駆動手段を採用することができ、制御部から出力される制御信号に基づいて動作するよう構成されている。以下、ラック２０及びワーク供給装置２２からワーク・タブレット搬送装置２６に向かう方向及びその逆方向を「進退方向」といい、進退方向と交差かつステージ３０の上面と平行な方向を「幅方向」という。

進退方向移動体３４は、図３に示すように、矩形状に形成された板部材であり、その下面の四隅に設けられたスライダ部３４ａを介して、一対の進退方向ガイドレール３３に摺動移動可能に取り付けられている。これにより、進退方向移動体３４は、ラック２０及びワーク供給装置２２から電子部品基板Ｗを受け取る受け取り位置と、電子部品基板Ｗをワーク・タブレット搬送装置２６に受け渡す受け渡し位置との間を往復移動可能に構成されている。

幅方向移動体３６は、図３に示すように、電子部品基板Ｗを載置可能な載置凹部３６ａが上面に形成された矩形状の板部材であり、その下面に設けられた一対のスライダ部３６ｂを介して、一対の幅方向ガイドレール３５に摺動移動可能に取り付けられている。これにより、幅方向移動体３６は、電子部品基板Ｗを幅方向に移動させることが可能に構成されている。

マスク部材３７は、図３に示すように、電子部品基板Ｗの各ランナ部Ｗ_Ｒと整合する位置にそれぞれ開口３７ａが形成された薄板状の金属部材であり、電子部品基板Ｗの各ランナ部Ｗ_Ｒを露出させつつ、電子部品基板Ｗの各ランナ部Ｗ_Ｒの周辺領域を遮蔽するよう構成されている。このマスク部材３７は、図示しないマスク部材移動手段によって、電子部品基板Ｗ上に配置されたマスキング位置と、電子部品基板Ｗ上から除去された非マスキング位置との間を移動可能に構成されている。

以上のとおり、搬送部３２は、進退方向移動体３４によって電子部品基板Ｗを進行方向（ラック２０及びワーク供給装置２２からワーク・タブレット搬送装置２６に向かう方向）に移動させることが可能で、かつ、幅方向移動体３６によって電子部品基板Ｗを幅方向（進退方向と交差する方向）に移動させることが可能に構成されている。このような搬送部３２によれば、大気圧プラズマ発生装置４０から放射される不動かつピンポイントな有機ケイ素含有プラズマジェット４２に対して、電子部品基板Ｗを進退方向及び幅方向に任意に移動させることが可能となるため、広範囲に亘って、電子部品基板Ｗに対する表面処理を行うことができる。

大気圧プラズマ発生装置４０は、図３に示すように、ステージ３０の上面に立設された支持バー４０ａと、支持バー４０ａに取り付けられたプラズマヘッド４０ｂと、プラズマヘッド４０ｂから有機ケイ素含有プラズマジェット４２を発生させるための各種制御を実行する制御部（図示せず）とを備えている。プラズマヘッド４０ｂは、支持バー４０ａの軸方向に沿って移動可能で、かつ、任意の位置（高さ）で位置保持可能に構成されている。

プラズマヘッド４０ｂは、図４に示すように、プラズマジェットを発生させるためのプラズマ原料ガスが流動するプラズマ原料ガス流路部４４と、有機ケイ素を含有する有機ケイ素含有ガスが流動する有機ケイ素含有ガス流路部４５と、プラズマ原料ガス流路部４４及び有機ケイ素含有ガス流路部４５の合流部に設けられたプラズマジェット放射部４６と、プラズマ原料ガス流路部４４に設置された高圧電極部４７と、プラズマジェット放射部４６に設けられたグランド電極部４８と、高圧電極部４７に電圧を印加可能に構成された電圧供給部（図示せず）とを備えている。なお、電圧供給部は、高圧電極部４７に電圧を印加することによって、プラズマ原料ガス流路部４４からプラズマジェット放射部４６を介して放射対象物（本実施形態では電子部品基板Ｗ）に向かうプラズマジェットを生成可能なものであれば、種々の公知の電源（例えば、１０ｋＨｚ，２０ｋＶ程度の低周波高圧電源等）を採用することが可能であるため、その詳細な説明を省略する。

プラズマ原料ガス流路部４４は、図４及び図５に示すように、配管４４ａを介してガス供給源４９ａと連通接続されている。また、有機ケイ素含有ガス流路部４５は、図４及び図５に示すように、有機ケイ素含有ガス流路部４５と気化器４９ｃとの間に配された第１配管４５ａと、気化器４９ｃと水溶液供給源４９ｂとの間に配された第２配管４５ｂと、水溶液供給源４９ｂとガス供給源４９ａとの間に配された第３配管４５ｃとを介して、気化器４９ｃ、水溶液供給源４９ｂ及びガス供給源４９ａと連通接続されている。プラズマジェット放射部４６は、図４に示すように、一端部がプラズマ原料ガス流路部４４及び有機ケイ素含有ガス流路部４５の下流側とそれぞれ連通接続され、他端部が放射対象物（本実施形態では電子部品基板Ｗ）に向けて開放されている。

ガス供給源４９ａには、高圧電極部４７を介して電圧供給部から印加された電圧によってプラズマを発生させることが可能なプラズマ原料ガス、例えば、ヘリウムガスやアルゴンガス等の不活性ガスが貯留されている。水溶液供給源４９ｂには、放射対象物の処理領域（本実施形態では電子部品基板Ｗのランナ部Ｗ_Ｒ）に有機ケイ素含有層Ｌを形成することが可能な有機ケイ素化合物を含有する水溶液（重合液体）、例えば、有機シロキサン（例えば、ヘキサメチルジシロキサン）や有機シラン（例えば、テトラエトキシシラン）等を含有する水溶液が収容されている。気化器４９ｃは、バブラー、直接気化器及びベーキング気化器等の適宜の気化器であり、ガス供給源４９ａから供給されたプラズマ原料ガスによって有機ケイ素化合物を含有する水溶液を気化させ、有機ケイ素含有ガスを生成するよう構成されている。

以上の構成を備えるプラズマヘッド４０ｂは、プラズマジェット放射部４６において、プラズマ原料ガス流路部４４において生成されたプラズマジェットと、有機ケイ素含有ガス流路部４５からプラズマジェット放射部４６に流入した有機ケイ素含有ガスとを混合させ、有機ケイ素含有ガスが混合された有機ケイ素含有プラズマジェット４２を放射対象物（本実施形態では電子部品基板Ｗ）に向けて放射するよう構成されている。すなわち、本実施形態に係る大気圧プラズマ発生装置４０は、プラズマ原料ガス流路部４４においてプラズマ原料ガスのみによってプラズマジェットを生成した後に、このプラズマジェットに有機ケイ素含有ガスを合流させることで、有機ケイ素化合物を原料として生成されるラジカルを含む有機ケイ素含有プラズマジェット４２を放射対象物の処理領域（本実施形態では電子部品基板Ｗのランナ部Ｗ_Ｒ）に放射し、この放射対象物の処理領域に有機ケイ素含有層（有機ケイ素皮膜）Ｌを形成するよう構成されている。

ワーク・タブレット搬送装置２６は、図１に示すように、樹脂タブレットを一時的に収容可能な複数のサブポット２６ａと、電子部品基板Ｗを一時的に収容可能なワーク収容部２６ｂとを有している。サブポット２６ａは、樹脂封止装置２の下型１５に形成された収容ポット形成孔部１８と同数（本実施形態では５つ）形成されている。このワーク・タブレット搬送装置２６は、一対のスライダ部２６ｃを介して、ベース８の長手方向と平行に延びるレール２７に摺動移動可能に取り付けられている。これにより、ワーク・タブレット搬送装置２６は、電子部品基板Ｗ及び樹脂タブレットを大気圧プラズマ処理機構２４及びタブレット供給装置２８から受け取る受け取り位置と、電子部品基板Ｗ及び樹脂タブレットを樹脂封止装置２に受け渡す受け渡し位置との間を往復移動可能に構成されている。

レール２７は、ワーク・タブレット供給機構４から樹脂成形品回収機構６に亘って、樹脂封止装置２を横断して架け渡された長尺な板部材であり、ベース８に立設された複数の支持板により支持されている。このレール２７には、ワーク・タブレット供給機構４側にワーク・タブレット搬送装置２６が取り付けられ、かつ、樹脂成形品回収機構６側に後述する搬出装置５０が取り付けられている。

タブレット供給装置２８は、樹脂封止成形に用いられる樹脂タブレットを多数収容するタブレット収容器（図示せず）から樹脂タブレットを摘み出してワーク・タブレット搬送装置２６まで搬送し、樹脂タブレットをワーク・タブレット搬送装置２６に搭載させるよう構成されている。具体的には、タブレット供給装置２８は、上下方向に沿って延びる一対のレール２９に沿って昇降可能に構成されており、降下位置において、タブレット収容器から複数（本実施形態では５つ）の樹脂タブレットを摘み出し可能で、かつ、上昇位置において、摘み出した樹脂タブレットをワーク・タブレット搬送装置２６のサブポット２６ａにそれぞれ搭載させることが可能に構成されている。なお、タブレット収容器は、複数の樹脂タブレットを整列して収容可能に構成された容器であり、ベース８よりも下方のスペースに配置されている。

以上の構成を備えるワーク・タブレット供給機構４は、電子部品Ｓが実装された電子部品基板Ｗのランナ部Ｗ_Ｒに対して大気圧プラズマによって有機ケイ素含有層Ｌを形成した上で、樹脂封止成形の１サイクル毎に、ワーク・タブレット搬送装置２６によって電子部品基板Ｗ及び樹脂タブレットを樹脂封止装置２内に移動させ、ワーク・タブレット搬送装置２６から樹脂タブレットを下型１５の収容ポット（収容ポット形成孔部１８内）にそれぞれ投下させると共に、下型１５の収容凹部１７に電子部品基板Ｗを載置させるよう構成されている。

樹脂成形品回収機構６は、図１に示すように、樹脂封止装置２から不要樹脂Ｒ_２付きの樹脂成形品Ｐを搬出する搬出装置５０と、樹脂成形品Ｐから不要樹脂Ｒ_２を除去するゲートブレーク装置５２と、不要樹脂Ｒ_２が除去された樹脂成形品Ｐを回収する樹脂成形品回収装置（図示せず）とを備えている。また、樹脂成形品回収機構６は、搬出装置５０、ゲートブレーク装置５２及び樹脂成形品回収装置にそれぞれ設けられた駆動部（図示せず）と、各駆動部を同期して又は非同期状態で制御する制御部（図示せず）とを更に備えている。各駆動部は、例えばサーボモータ等の種々の公知の駆動手段を採用することができ、制御部から出力される制御信号に基づいて動作するよう構成されている。なお、樹脂成形品回収装置は、種々の公知の構成を採用可能であるため、その説明を省略する。

搬出装置５０は、図１に示すように、上面部及び背面部からなる断面倒Ｌ字状に形成されており、背面部に設けられた一対のスライダ部（図示せず）を介して、レール２７に摺動移動可能に取り付けられている。搬出装置５０の上面部には、樹脂成形品Ｐ及び不要樹脂Ｒ_２をそれぞれ保持する保持手段が設けられている。保持手段としては、例えば、フレキシブルチューブ（図示せず）を介して真空ポンプ（図示せず）と接続され、真空ポンプの駆動によって樹脂成形品Ｐ及び不要樹脂Ｒ_２をそれぞれ吸着させるよう構成された吸着手段５１を採用可能であるが、これに限定されるものではない。以上の構成を備える搬出装置５０は、不要樹脂Ｒ_２付きの樹脂成形品Ｐを樹脂封止装置２から受け取る受け取り位置と、不要樹脂Ｒ_２付きの樹脂成形品Ｐから不要樹脂Ｒ_２を除去する処理が行われるゲートブレーク位置との間を往復移動可能に構成されている。

ゲートブレーク装置５２は、図１に示すように、樹脂成形品Ｐに付着した不要樹脂Ｒ_２を上方から押圧することで不要樹脂Ｒ_２を樹脂成形品Ｐから分離させる押圧手段５４と、分離されて落下した不要樹脂Ｒ_２を収集する収集容器５８と、押圧手段５４と収集容器５８との間に設けられ、落下中の不要樹脂Ｒ_２を収集容器５８に向けて導くガイド部材５６とを備えている。押圧手段５４は、不要樹脂Ｒ_２のカル部に相当する部位を上方から押圧することで、不要樹脂Ｒ_２のゲート部分Ｒ_Ｇを破断させると共に、不要樹脂Ｒ_２のランナ部分Ｒ_Ｒを電子部品基板Ｗから引き剥がすよう構成されている。

次に、本実施形態に係る樹脂封止システム１の動作について、説明する。なお、以下の樹脂封止システム１の動作は、予め記憶部に記憶されたプログラムに基づいて、各構成要素が駆動制御されることにより実行される。

まず、ワーク供給装置２２によってラック２０から大気圧プラズマ処理機構２４に向けて電子部品基板Ｗが１枚ずつ送り出される。ラック２０から送り出された電子部品基板Ｗは、大気圧プラズマ処理機構２４の幅方向移動体３６の載置凹部３６ａ上に載置されると共に、その上面にマスク部材３７が配置される。

大気圧プラズマ処理機構２４では、大気圧プラズマ発生装置４０によって有機ケイ素含有プラズマジェット４２を放射しながら、進退方向移動体３４及び幅方向移動体３６によって電子部品基板Ｗをワーク・タブレット搬送装置２６まで搬送することで、電子部品基板Ｗの各ランナ部Ｗ_Ｒの領域に有機ケイ素含有層Ｌを形成する。

具体的には、大気圧プラズマ発生装置４０は、ガス供給源４９ａから供給されるプラズマ原料ガスと、高圧電極部４７を介して電圧供給部から印加された電圧とによって、プラズマ原料ガス流路部４４においてプラズマジェットを生成する。また、これと並行して、ガス供給源４９ａから供給されるプラズマ原料ガスを用いて、気化器４９ｃによって水溶液供給源４９ｂの水溶液を気化させることで、有機ケイ素含有ガスを生成する。そして、これらプラズマジェット及び有機ケイ素含有ガスをプラズマジェット放射部４６において合流させることで、プラズマジェット放射部４６から有機ケイ素含有プラズマジェット４２を連続して又は断続的に放射させる。

また、進退方向移動体３４及び幅方向移動体３６は、大気圧プラズマ発生装置４０から放射される不動かつピンポイントな有機ケイ素含有プラズマジェット４２に対して、マスク部材３７の開口部３７ａ内、すなわち、電子部品基板Ｗの各ランナ部Ｗ_Ｒの領域が満遍なく有機ケイ素含有プラズマジェット４２によって照射されるよう、電子部品基板Ｗを幅方向に微移動させながら進行方向（ラック２０及びワーク供給装置２２からワーク・タブレット搬送装置２６に向かう方向）に移動させる。これにより、電子部品基板Ｗの各ランナ部Ｗ_Ｒに対する表面処理（有機ケイ素含有層Ｌの形成処理）を行いながら、ラック２０からワーク・タブレット搬送装置２６に向けて電子部品基板Ｗを搬送する。

進退方向移動体３４及び幅方向移動体３６によって電子部品基板Ｗがワーク・タブレット搬送装置２６まで搬送されると、電子部品基板Ｗ上のマスク部材３７がマスク部材移動手段によって除去されると共に、電子部品基板Ｗがワーク・タブレット搬送装置２６のワーク収容部２６ｂに受け渡される。また、これと並行して、複数（本実施形態では５つ）の樹脂タブレットがタブレット供給装置２８からワーク・タブレット搬送装置２６のサブポット２６ａに受け渡される。電子部品基板Ｗをワーク・タブレット搬送装置２６に受け渡した進退方向移動体３４及び幅方向移動体３６は、ラック２０側まで後退移動し、上記動作を繰り返し実行する。

電子部品基板Ｗ及び樹脂タブレットがワーク・タブレット搬送装置２６に受け渡されると、ワーク・タブレット搬送装置２６は、受領した電子部品基板Ｗ及び樹脂タブレットを保持した状態で樹脂封止装置２内に移動し、下型１５の収容凹部１７に電子部品基板Ｗを載置させると共に、樹脂タブレットを下型１５の収容ポット（収容ポット形成孔部１８内）にそれぞれ投下させる。電子部品基板Ｗ及び樹脂タブレットを受け渡したワーク・タブレット搬送装置２６は、大気圧プラズマ処理機構２４側まで後退移動し、上記動作を繰り返し実行する。

電子部品基板Ｗ及び樹脂タブレットが樹脂封止装置２に受け渡されると、樹脂封止装置２は、樹脂封止成形を実行する。これにより、樹脂封止装置２において不要樹脂Ｒ_２付きの樹脂成形品Ｐが製造される。そして、樹脂封止装置２において不要樹脂Ｒ_２付きの樹脂成形品Ｐが製造されると、搬出装置５０は、樹脂封止装置２内の不要樹脂Ｒ_２付きの樹脂成形品Ｐを回収し、ゲートブレーク装置５２に向けて搬送する。搬出装置５０によって不要樹脂Ｒ_２付きの樹脂成形品Ｐがゲートブレーク装置５２に到達すると、ゲートブレーク装置５２は、樹脂成形品Ｐに付着した不要樹脂Ｒ_２を上方から押圧することで不要樹脂Ｒ_２を樹脂成形品Ｐから分離させ、これにより落下した不要樹脂Ｒ_２を収集容器５８にて収集する。また、樹脂成形品Ｐから不要樹脂Ｒ_２が除去されると、樹脂成形品回収装置によって樹脂成形品Ｐが回収される。

そして、以上の工程が繰り返し実行されることにより、樹脂成形品Ｐが連続して製造される。

以上説明したとおり、本実施形態に係る樹脂封止システム１に用いられる大気圧プラズマ発生装置４０は、プラズマジェットを発生させるためのプラズマ原料ガスが流動するプラズマ原料ガス流路部４４と、有機ケイ素を含有する有機ケイ素含有ガスが流動する有機ケイ素含有ガス流路部４５と、一端部がプラズマ原料ガス流路部４４及び有機ケイ素含有ガス流路部４５の下流側とそれぞれ連通接続され、他端部が放射対象物（本実施形態では電子部品基板Ｗ）に向けて開放されたプラズマジェット放射部４６と、プラズマ原料ガス流路部４４に設置された高圧電極部４７（電極部）と、高圧電極部４７に電圧を印加することで、プラズマ原料ガス流路部４４からプラズマジェット放射部４６を介して放射対象物に向かうプラズマジェットを生成する電圧供給部とを備え、プラズマジェット放射部４６において、プラズマ原料ガス流路部４４において生成されたプラズマジェットと、有機ケイ素含有ガス流路部４５からプラズマジェット放射部４６に流入した有機ケイ素含有ガスとを混合させ、有機ケイ素含有ガスが混合された有機ケイ素含有プラズマジェット４２を放射対象物に向けて放射するよう構成されている。

このような大気圧プラズマ発生装置４０によれば、プラズマ原料ガス流路部４４においてプラズマ原料ガスのみによってプラズマジェットを確実かつ安定して生成した後に、このプラズマジェットに有機ケイ素含有ガスを合流させることで、有機ケイ素化合物を原料として生成されるラジカルを含む有機ケイ素含有プラズマジェット４２を生成するよう構成されているため、従来のプラズマ処理機構１００と比較して、より確実かつ安定して有機ケイ素含有プラズマジェット４２を生成することが可能となる。これにより、本実施形態に係る大気圧プラズマ発生装置４０によれば、生産性及び歩留まりを向上させることができる。また、有機ケイ素含有プラズマジェット４２によって電子部品基板Ｗのランナ部Ｗ_Ｒに有機ケイ素含有層Ｌを形成するようにすれば、金メッキを使用せずとも、電子部品基板Ｗのランナ部Ｗ_Ｒに剥離性を付与することが可能となるため、電子部品基板Ｗにおけるキャビティ部の接着性及びランナ部Ｗ_Ｒの剥離性の双方を確保しつつ、金及びシアンの使用量を削減することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に記載の範囲には限定されない。上記各実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。

例えば、上述した実施形態では、樹脂封止装置２を中心として、樹脂封止装置２の一方の側面側にワーク・タブレット供給機構４が配置され、樹脂封止装置２の他方の側面側に樹脂成形品回収機構６が配置されるものとして説明したが、これに限定されず、これら樹脂封止装置２、ワーク・タブレット供給機構４及び樹脂成形品回収機構６の配置関係は、適宜変更することが可能である。また、ワーク・タブレット供給機構４の内部及び樹脂成形品回収機構６の内部における各構成要素の配置についても、適宜変更することが可能である。

上述した実施形態では、５つの電子部品Ｓが並列して実装された電子部品基板Ｗ（リードフレームや配線基板）をワーク（処理対象）としていることから、マスク部材３７の開口３７ａと、ワーク・タブレット搬送装置２６のサブポット２６ａと、下型１５の収容ポット形成孔部１８と、上型１３のカル部１３ａ、ランナ部１３ｂ、ゲート部１３ｃ及びキャビティ部１３ｄと、搬出装置５０の吸着手段５１とがそれぞれ５つ形成されるとしたが、これに限定されず、これらの数は、処理対象となる電子部品基板Ｗに実装される電子部品Ｓの数や位置に対応して適宜変更される。

上述した実施形態では、マスク部材３７が、開口３７ａが形成された薄板状の金属部材であるものとして説明したが、これに限定されず、電子部品基板Ｗの各ランナ部Ｗ_Ｒを露出させつつ、電子部品基板Ｗの各ランナ部Ｗ_Ｒの周辺領域を遮蔽可能なものであれば良く、例えばマスキングテープ等であっても良い。また、電子部品基板Ｗのキャビティ部に有機ケイ素含有層Ｌが形成されないよう幅方向移動体３６の動作を制御可能であれば、マスク部材３７を設けない構成としても良い。

上述した実施形態では、大気圧プラズマ発生装置４０のプラズマジェット放射部４６にグランド電極部４８が設けられるものとして説明したが、これに限定されるものではない。グランド電極部４８は、プラズマ原料ガス流路部４４において発生したプラズマジェットの勢いを抑えるために設けられるものであり、グランド電極部４８を設置せずともプラズマジェットの威力を適切な範囲とすることができる場合には、グランド電極４８を設けない構成としても良い。

上述した実施形態では、プラズマジェットを発生させるガス（プラズマ原料ガス）と、有機ケイ素含有ガスを生成するガス（キャリアガス）とが、ガス供給源４９ａから供給される同一のガスであるものとして説明したが、これに限定されず、プラズマジェットを発生させるガス（プラズマ原料ガス）と、有機ケイ素含有ガスを生成するガス（キャリアガス）とが、異なるガス供給源から供給される異なる種類のガスであるとしても良い。

上述した実施形態では、有機ケイ素含有プラズマジェット４２が不動かつピンポイントなプラズマジェットであり、この有機ケイ素含有プラズマジェット４２に対して電子部品基板Ｗを進退方向及び幅方向に移動させるものであるとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、不動の電子部品基板Ｗに対して大気圧プラズマ発生装置４０のプラズマヘッド４０ｂが移動する構成としても良い。また、大気圧プラズマ発生装置４０のプラズマヘッド４０ｂから放射される有機ケイ素含有プラズマジェット４２を幅広な形状とし、電子部品基板Ｗを進行方向のみに移動させる構成としても良い。

上述した実施形態では、大気圧プラズマ発生装置４０が樹脂封止システム１の内部に配置されるものとして説明したが、これに限定されず、樹脂封止システム１の外部に配置される独立した装置であるとしても良い。また、大気圧プラズマ発生装置４０は、上述した電子部品基板Ｗに対する表面処理の用途に限定されず、種々の用途に用いることが可能である。

１樹脂封止システム、２樹脂封止装置、２６ワーク・タブレット搬送装置（搬送手段）、４０大気圧プラズマ発生装置、４２有機ケイ素含有プラズマジェット、４４プラズマ原料ガス流路部、４５有機ケイ素含有ガス流路部、４６プラズマジェット放射部、４７高圧電極部（電極部）、４８グランド電極部、Ｌ有機ケイ素含有層、Ｗ電子部品基板、Ｗ_Ｒ電子部品基板のランナ部

Claims

有機ケイ素含有ガスが混合された有機ケイ素含有プラズマジェットを放射対象物に向けて放射するよう構成された大気圧プラズマ発生装置と、
前記大気圧プラズマ発生装置から放射された有機ケイ素含有プラズマジェットによって表面処理が行われた放射対象物に対して樹脂封止成形を行う樹脂封止装置と、
前記大気圧プラズマ発生装置から前記樹脂封止装置に向けて前記放射対象物を搬送する搬送手段と
を備え、
前記大気圧プラズマ発生装置は、
プラズマジェットを発生させるためのプラズマ原料ガスが流動するプラズマ原料ガス流路部と、
有機ケイ素を含有する有機ケイ素含有ガスが流動する有機ケイ素含有ガス流路部と、
一端部が前記プラズマ原料ガス流路部及び前記有機ケイ素含有ガス流路部の下流側とそれぞれ連通接続され、他端部が前記放射対象物に向けて開放されたプラズマジェット放射部と、
前記プラズマ原料ガス流路部に設置された電極部と、
前記電極部に電圧を印加することで、前記プラズマ原料ガス流路部から前記プラズマジェット放射部を介して前記放射対象物に向かうプラズマジェットを生成する電圧供給部と
を備え、
前記プラズマジェット放射部において、前記プラズマ原料ガス流路部において生成されたプラズマジェットと、前記有機ケイ素含有ガス流路部から前記プラズマジェット放射部に流入した有機ケイ素含有ガスとを混合させ、有機ケイ素含有ガスが混合された前記有機ケイ素含有プラズマジェットを前記放射対象物に向けて放射するよう構成されており、
前記放射対象物は、樹脂封止処理前の電子部品基板であり、
前記大気圧プラズマ発生装置は、前記有機ケイ素含有プラズマジェットを前記電子部品基板のランナ部に放射することで、該電子部品基板のランナ部に有機ケイ素含有層を形成するよう構成されている
ことを特徴とする樹脂封止システム。
前記プラズマジェット放射部に設けられたグランド電極部を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止システム。
前記有機ケイ素は、有機シロキサン又は有機シランである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂封止システム。