JP6845714B2 - 樹脂成形装置、樹脂成形方法、及び樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

樹脂成形装置、樹脂成形方法、及び樹脂成形品の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、樹脂成形装置、樹脂成形方法、及び樹脂成形品の製造方法に関する。
樹脂成形において、例えば、型キャビティを構成する側面部材及び底面部材を別々に駆動する圧縮成形装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００８−２８３１１１号公報
しかしながら、側面部材及び底面部材を別々に駆動する樹脂成形装置において、樹脂成形品の生産数を増やすために樹脂成形装置の台数を増やすと、設置面積（フットプリント）が増大するおそれがある。
そこで、本発明は、装置の設置面積の増大を抑制しながら、複数の樹脂成形品を効率よく製造可能な樹脂成形装置、樹脂成形方法、及び樹脂成形品の製造方法の提供を目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の樹脂成形装置は、
２以上の成形型が積層され、
前記各成形型は、上型及び下型を有し、
前記各成形型における前記上型及び前記下型のうち一方の型は、側面部材及び底面部材を有し、
前記各一方の型は、前記側面部材と前記底面部材とが別々に上下動可能であることを特徴とする。
本発明の樹脂成形方法は、
２以上の成形型が積層され、
前記各成形型が、上型及び下型を有し、
前記各成形型における前記上型及び前記下型のうち一方の型が、側面部材及び底面部材を有する樹脂成形装置により樹脂成形を行って樹脂成形体を製造する樹脂成形工程と、
前記側面部材又は前記底面部材の上昇又は下降により前記樹脂成形体の側面又は底面を離型する離型工程と、
を有することを特徴とする。
本発明の樹脂成形品の製造方法は、前記本発明の樹脂成形方法により樹脂を成形することを特徴とする。
本発明によれば、装置の設置面積の増大を抑制しながら、複数の樹脂成形品を効率よく製造可能な樹脂成形装置、樹脂成形方法、及び樹脂成形品の製造方法を提供することができる。
図１は、本発明の樹脂成形装置の構成の一例を模式的に示す断面図である。 図２は、図１の装置を用いた本発明の樹脂成形方法の一例における一工程を模式的に示す断面図である。 図３は、図２の樹脂成形方法の別の一工程を模式的に示す断面図である。 図４は、図２の樹脂成形方法のさらに別の一工程を模式的に示す断面図である。 図５は、図２の樹脂成形方法のさらに別の一工程を模式的に示す断面図である。 図６は、図２の樹脂成形方法のさらに別の一工程を模式的に示す断面図である。 図７は、図２の樹脂成形方法のさらに別の一工程を模式的に示す断面図である。 図８は、図２の樹脂成形方法のさらに別の一工程を模式的に示す断面図である。 図９は、図２の樹脂成形方法のさらに別の一工程を模式的に示す断面図である。 図１０は、図２の樹脂成形方法のさらに別の一工程を模式的に示す断面図である。 図１１は、図２の樹脂成形方法のさらに別の一工程を模式的に示す断面図である。 図１２は、図２の樹脂成形方法のさらに別の一工程を模式的に示す断面図である。 図１３は、図２の樹脂成形方法のさらに別の一工程を模式的に示す断面図である。 図１４は、図２の樹脂成形方法のさらに別の一工程を模式的に示す断面図である。 図１５は、図２の樹脂成形方法のさらに別の一工程を模式的に示す断面図である。 図１６は、本発明の樹脂成形装置を用いた樹脂成形方法の別の一例を模式的に示す断面図である。 図１７は、本発明の樹脂成形装置の構成の別の一例、及びそれを用いた樹脂成形方法の一例を模式的に示す断面図である。
つぎに、本発明について、例を挙げてさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の説明により限定されない。
本発明の樹脂成形装置において、前記各成形型における前記上型及び前記下型は、例えば、下型が前記一方の型（側面部材及び底面部材を有する型）であってもよいし、上型が前記一方の型（側面部材及び底面部材を有する型）であってもよい。例えば、前記一方の型が下型であり、前記側面部材が下型側面部材であり、前記底面部材が下型底面部材であってもよい。また、前記一方の型が上型であり、前記側面部材が上型側面部材であり、前記底面部材が上型底面部材であってもよい。前記上型及び前記下型のうち、他方の型（前記一方の型以外の型）は、特に限定されない。前記他方の型は、例えば、基板を固定可能な型であってもよい。
本発明の樹脂成形装置は、例えば、前記上型及び前記下型のうち、他方の型における、前記一方の型と対向する面に基板を固定可能であってもよい。例えば、前記下型が前記一方の型（側面部材及び底面部材を有する型）であり、前記上型の下面に基板を固定可能であってもよい。また、例えば、前記上型が前記一方の型（側面部材及び底面部材を有する型）であり、前記下型の上面に基板を固定可能であってもよい。
本発明の樹脂成形装置は、例えば、上下に隣接する前記成形型において、各成形型における前記一方の型（側面部材及び底面部材を有する型）が下型であり、他方の型が上型であり、上段の成形型の底面部材が、下段の成形型の上型と一体であってもよい。又は、各成形型における前記一方の型（側面部材及び底面部材を有する型）が上型であり、他方の型が下型であり、下段の成形型の底面部材が、上段の成形型の下型と一体であってもよい。
本発明の樹脂成形装置は、例えば、前記上段の成形型の底面部材を、前記下段の成形型の底面部材に対し上下動しないように固定する固定機構を有していてもよい。
本発明の樹脂成形装置は、例えば、圧縮成形装置であってもよい。
本発明の樹脂成形方法は、例えば、前記離型工程が、前記側面部材の上昇又は下降により前記樹脂成形体の側面を離型する側面離型工程と、前記底面部材の上昇又は下降により前記樹脂成形体の底面を離型する底面離型工程と、を含んでいてもよい。また、この場合において、前記側面離型工程と、前記底面離型工程と、を行う順序は、特に限定されない。例えば、前記側面離型工程により前記樹脂成形体の側面を離型した後に、前記底面離型工程により前記樹脂成形体の底面を離型してもよい。又は、前記底面離型工程により前記樹脂成形体の底面を離型した後に、前記側面離型工程により前記樹脂成形体の側面を離型してもよい。
本発明の樹脂成形方法に用いる前記樹脂成形装置は、例えば、前記本発明の樹脂成形装置であってもよい。
本発明において、「樹脂成形」は、特に限定されず、例えば、チップ等の部品を樹脂封止することであってもよいが、樹脂封止をせず、単に樹脂を成形することであってもよい。同様に、本発明において、「樹脂成形品」は、特に限定されず、例えば、チップ等の部品を樹脂封止した樹脂封止品（製品又は半製品等）であってもよいが、樹脂封止をせず、単に樹脂を成形した製品又は半製品等であってもよい。また、本発明において、「樹脂成形体」は、前記樹脂成形品（製品又は半製品等）自体であってもよいが、前記樹脂成形品の製造方法における途中の樹脂成形体であってもよい。例えば、前記「樹脂成形体」は、前記樹脂成形工程を行った後で、かつ、前記離型工程を行う前の樹脂成形体であってもよい。また、本発明において、樹脂成形体の「側面」は、樹脂成形体の成形の際に、樹脂成形体が前記一方の型の側面部材に接している面とする。本発明において、樹脂成形体の「底面」は、樹脂成形体の成形の際に、樹脂成形体が前記一方の型の底面部材に接している面とする。
また、本発明において、「樹脂成形」又は「樹脂封止」は、基板の一方又は両方の面を樹脂成形又は樹脂封止することであってもよい。しかし、本発明は、これに限定されず、例えば、基板を用いずに、単に樹脂成形又は樹脂封止を行ってもよい。また、例えば、前記基板の一方又は両方の面に固定されたチップ等の部品を樹脂封止してもよいが、部品を樹脂封止せず、単に前記基板の一方又は両方の面を樹脂成形又は樹脂封止してもよい。
本発明において、「樹脂成形」又は「樹脂封止」の方法は、特に限定されず、例えば、圧縮成形でもよいが、例えば、トランスファ成形等であってもよい。
本発明における、「樹脂封止」とは、例えば、樹脂が硬化（固化）した状態であることを意味するが、これに限定されない。すなわち、本発明において、「樹脂封止」とは、少なくとも樹脂が型締め時における型キャビティ内に満たされている状態であればよく、樹脂が硬化（固化）しておらず、流動状態でもよい。
なお、本発明において、「載置」は、「固定」も含む。
また、一般に、「電子部品」は、樹脂封止する前のチップをいう場合と、チップを樹脂封止した状態をいう場合とがあるが、本発明において、単に「電子部品」という場合は、特に断らない限り、前記チップが樹脂封止された電子部品（完成品としての電子部品）をいう。本発明において、「チップ」は、少なくとも一部が樹脂封止されずに露出した状態のチップをいい、樹脂封止する前のチップも、一部が樹脂封止されたチップも、複数のチップのうちの少なくとも一つが樹脂封止されずに露出した状態のチップも含む。本発明における「チップ」は、具体的には、例えば、ＩＣ、半導体チップ、電力制御用の半導体素子等のチップが挙げられる。本発明において、少なくとも一部が樹脂封止されずに露出した状態のチップは、樹脂封止後の電子部品と区別するために、便宜上「チップ」という。しかし、本発明における「チップ」は、少なくとも一部が樹脂封止されずに露出した状態のチップであれば、特に限定されず、チップ状でなくてもよい。また、本発明において、樹脂封止する部品は、チップに限定されず、例えば、チップ、ワイヤ、バンプ、電極、配線パターン等の少なくとも一つであってもよい。
また、本発明の樹脂成形装置又は樹脂成形方法により樹脂成形又は樹脂封止される基板（フレーム又はインターポーザともいう。）としては、特に限定されないが、例えば、リードフレーム、配線基板、ウェハー、セラミック基板等であっても良く、例えば、プリント基板等の回路基板（circuit board）であっても良い。本発明において、例えば、前記基板の一方の面のみを樹脂封止しても良いし、両面を樹脂封止しても良い。また、前記基板は、例えば、その一方の面又は両面にチップが実装された実装基板であっても良い。前記チップの実装方法は、特に限定されないが、例えば、ワイヤーボンディング、フリップチップボンディング等が挙げられる。本発明では、例えば、前記実装基板の一方の面又は両面を樹脂封止することにより、前記チップが樹脂封止された電子部品を製造しても良い。また、本発明の樹脂成形装置又は樹脂成形方法により樹脂成形又は樹脂封止される基板の用途は、特に限定されないが、例えば、携帯通信端末用の高周波モジュール基板、電力制御用モジュール基板、機器制御用基板等が挙げられる。なお、本発明において、「基板」は、例えば、リードフレーム、又はシリコンウエハ等であっても良い。また、基板の形状は、成形可能であればどのような形状や形態を用いても良く、例えば、平面視して矩形や円形の基板を用いても良い。
なお、本発明において、「フリップチップ」とは、ＩＣチップ表面部の電極（ボンディングパット）にバンプと呼ばれる瘤状の突起電極を有するＩＣチップ、あるいはそのようなチップ形態のことをいう。このチップを、例えば、下向きに（フェースダウン）してプリント基板などの配線部に実装させることができる。前記フリップチップは、例えば、ワイヤレスボンディング用のチップあるいは実装方式の一つとして用いられる。
本発明において、「樹脂成形品」又は「樹脂封止品」は、特に限定されないが、例えば、チップを圧縮成形等により樹脂封止した電子部品であっても良い。また、本発明における「樹脂成形品」又は「樹脂封止品」は、例えば、半導体製品、回路モジュール等の単数又は複数の電子部品を製造するための中間品であっても良い。また、本発明における「樹脂成形品」又は「樹脂封止品」は、チップを樹脂封止した電子部品及びその中間品に限定されず、それ以外の樹脂封止製品等でも良い。
また、本発明において、樹脂成形又は樹脂封止するための樹脂としては、特に制限されず、例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂であってもよいし、熱可塑性樹脂であってもよい。また、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂を一部に含んだ複合材料であってもよい。樹脂成形装置に供給する樹脂の形態としては、例えば、顆粒樹脂、流動性樹脂、シート状の樹脂、タブレット状の樹脂、粉状の樹脂等が挙げられる。
本発明において、「流動性樹脂」は、流動性を有する樹脂であれば、特に制限されず、例えば、液状樹脂、溶融樹脂等が挙げられる。また、本発明において、「液状」とは、常温（室温）で流動性を有し、力を作用させることにより流動することを意味し、流動性の高低、言い換えれば粘度の程度を問わない。すなわち、本発明において、「液状樹脂」は、常温（室温）で流動性を有し、力を作用させることにより流動する樹脂をいう。また、本発明において、「溶融樹脂」は、例えば、溶融により、液状又は流動性を有する状態となった樹脂をいう。前記溶融樹脂の形態は、特に限定されないが、例えば、成形型のキャビティやポット等に供給可能な形態である。
以下、本発明の具体的な実施例を図面に基づいて説明する。各図は、説明の便宜のため、適宜省略、誇張等をして模式的に描いている。
本実施例では、本発明の樹脂成形装置の一例、及び、それを用いて行う本発明の樹脂成形方法の一例について説明する。
図１の断面図に、本実施例の樹脂成形装置の構成を模式的に示す。図示のとおり、この樹脂成形装置１０は、上段の成形型と、下段の成形型との２つの成形型が、上から前記順序で積層されて構成されている。各成形型は、上型及び下型を有し、下型が前記一方の型（側面部材及び底面部材を有する型）である。
上段の成形型は、上型（上プレート）１００Ａと、下型２００Ａとを有する。下型２００Ａは、下型側面部材（上段側面部材）２０１Ａ及び下型底面部材（上段底面部材）２０２Ａを有する。下型側面部材（上段側面部材）２０１Ａと下型底面部材（上段底面部材）２０２Ａとは、後述するように、別々に上下動可能である。下型底面部材２０２Ａの上面と、下型側面部材２０１Ａの内周面（内側面）とで囲まれた空間が、下型キャビティ（上段キャビティ）２０３Ａを形成する。また、上段の上型（上プレート）１００Ａには、孔１０１が空いている。後述するように、上段の成形型及び下段の成形型の内部の気体を孔１０１から吸引することで、上段の成形型及び下段の成形型の内部を減圧にすることができる。
下段の成形型は、上型（中間プレート）１００Ｂと、下型２００Ｂとを有する。下型２００Ｂは、下型側面部材（下段側面部材）２０１Ｂ及び下型底面部材（下段底面部材）２０２Ｂを有する。下型側面部材（下段側面部材）２０１Ｂと下型底面部材（下段底面部材）２０２Ｂとは、後述するように、別々に上下動可能である。また、下型底面部材２０２Ｂの上面と、下型側面部材２０１Ｂの内周面（内側面）とで囲まれた空間が、下型キャビティ（下段キャビティ）２０３Ｂを形成する。
また、上段の成形型の下型底面部材（上段底面部材）２０２Ａは、下段の成形型の上型（中間プレート）１００Ｂの上面に取付けられて固定されている。
上段の成形型は、さらに、保持部材（保持部材Ａ）３００Ａ及び保持部材（保持部材Ｂ）３００Ｂを有する。保持部材３００Ａは、上型（上プレート）１００Ａに開けられた貫通孔内部を貫通している。保持部材３００Ａは、駆動機構（図示せず）により、前記貫通孔内部を上下動可能である。また、保持部材３００Ａは、下型側面部材（上段側面部材）２０１Ａに固定されており、保持部材３００Ａの上下動によって下型側面部材２０１Ａが上下動可能である。一方、保持部材３００Ｂは、その下端が、下段の成形型の上型（中間プレート）１００Ｂに固定されるとともに、保持部材３００Ｂ上部は、下型側面部材（上段側面部材）２０１Ａ内部において上下動可能である。保持部材３００Ｂの上下動とともに、保持部材３００Ｂに固定された中間プレート１００Ｂ及び下型底面部材（上段底面部材）２０２Ａが上下動可能である。また、保持部材３００Ｂの上端部はつば形状になっている。前記つば形状部分により、保持部材３００Ｂが下型側面部材２０１Ａから外れて落下することが防止されている。
下段の成形型は、さらに、可動プレート（下プレート）１００Ｃ、保持部材（保持部材Ｃ）３００Ｃ及び固定機構（固定爪）６００を有する。可動プレート（下プレート）１００Ｃは、その上面に下型底面部材（下段底面部材）２０２Ｂが固定されている。可動プレート（下プレート）１００Ｃは、駆動機構（図示せず）により、下型底面部材（下段底面部材）２０２Ｂとともに上下動可能である。保持部材３００Ｃは、可動プレート（下プレート）１００Ｃに開けられた貫通孔内部を貫通している。保持部材３００Ｃは、駆動機構（図示せず）により、前記貫通孔内部を上下動可能である。また、保持部材３００Ｃは、その上部が下型側面部材（下段側面部材）２０１Ｂに固定されており、保持部材３００Ｃの上下動によって下型側面部材２０１Ｂが上下動可能である。固定機構（固定爪）６００は、一対の固定爪により形成されており、前記固定爪の下部が可動プレート（下プレート）１００Ｃに取付けられているとともに、前記固定爪の上部が左右に開閉可能である。前記一対の固定爪は、その上部の内側に突起を有する。前記一対の固定爪を閉じることで、上型（中間プレート）１００Ｂを前記一対の固定爪により挟むとともに、前記突起を上型（中間プレート）１００Ｂに引掛けることができる。これにより、上型（中間プレート）１００Ｂが、可動プレート（下プレート）１００Ｃに対して相対的に上下動しないように固定することが可能である。
図１の樹脂成形装置１０は、さらに、外気遮断部材（外気遮断部材Ａ）４００Ａと、外気遮断部材（外気遮断部材Ｂ）４００Ｂと、外気遮断部材（外気遮断部材Ｃ）４００Ｃと、Ｏリング５０１、５０２、５０３、５０４とを有する。外気遮断部材（外気遮断部材Ａ）４００Ａは、上型（上プレート）１００Ａの外周位置に設けられている。Ｏリング５０１は、外気遮断部材４００Ａ上端面（上プレート１００Ａ及び外気遮断部材４００Ａに挟まれた部分）に設けられている。Ｏリング５０２は、外気遮断部材４００Ａの下端面に設けられている。また、外気遮断部材（外気遮断部材Ｂ）４００Ｂ及び外気遮断部材（外気遮断部材Ｃ）４００Ｃは、可動プレート（下プレート）１００Ｃの外周位置で、かつ、Ｏリング５０１、外気遮断部材４００Ａ、及びＯリング５０２の真下の位置に配置されている。外気遮断部材４００Ｂ及び外気遮断部材４００Ｃは、上から前記順序で積層されている。外気遮断部材４００Ｂの下端面（外気遮断部材４００Ｂ及び外気遮断部材４００Ｃに挟まれた部分）には、外気遮断用のＯリング５０３が設けられている。外気遮断部材４００Ｃの下端面（外気遮断部材４００Ｃ及び下プレート１００Ｃに挟まれた部分）には、外気遮断用のＯリング５０４が設けられている。以上の構成を有することにより、型締時に、Ｏリング５０１及び５０２を含む外気遮断部材４００Ａと、Ｏリング５０３及び５０４を含む外気遮断部材４００Ｂ及び４００Ｃとを、Ｏリング５０２を介して、接合することで、少なくとも下型キャビティ（上段キャビティ）２０３Ａ内及び下型キャビティ（下段キャビティ）２０３Ｂ内を外気遮断状態にすることができる。
図１の樹脂成形装置を用いた樹脂成型方法は、例えば、図２〜１５に示すようにして行うことができる。図２〜１５は、圧縮成形による樹脂成形方法（圧縮成形方法）である。
まず、図２〜８に示すようにして、樹脂成形体を製造する樹脂成形工程を行う。以下、前記樹脂成形工程について説明する。
まず、図２に示すように、下型キャビティ（上段キャビティ）２０３Ａ内及び下型キャビティ（下段キャビティ）２０３Ｂ内に顆粒樹脂（樹脂材料）２０ａを供給（載置）する。このとき、顆粒樹脂２０ａの供給に先立ち、あらかじめ、加熱機構（図示せず）により、下型２００Ａ及び２００Ｂ全体を加熱しても良い。顆粒樹脂２０ａの供給方法は、特に限定されず、例えば、搬送機構（図示せず）等を用いて顆粒樹脂２０ａを下型キャビティ２０３Ａ及び２０３Ｂの位置まで搬送しても良い。また、例えば、計量機構（図示せず）等を用いて、適切な量の顆粒樹脂２０ａを下型キャビティ２０３Ａ及び２０３Ｂ内に供給しても良い。
なお、樹脂材料２０ａは、本実施例では顆粒樹脂を例示しているが、これに限定されない。例えば、樹脂材料２０ａは、常温で固形状の任意の形状（例えば、粉状、顆粒状、塊状、シート状、薄片状等）でも良い。また、樹脂材料２０ａは、前述のとおり、例えば、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等）でも良いし、熱可塑性樹脂でも良い。
一方、図２に示すように、上型（上プレート）１００Ａ及び上型（中間プレート）１００Ｂの下面に、それぞれ、基板１を固定する。基板１の、上型（上プレート）１００Ａ又は上型（中間プレート）１００Ｂと反対側、すなわち下型キャビティ（上段キャビティ）２０３Ａ又は下型キャビティ（下段キャビティ）２０３Ｂと対向する側の面には、チップ２が固定されている。以下に説明するように、このチップ２を圧縮成形により樹脂封止（樹脂成形）する。
つぎに、図３に示すように、可動プレート（下プレート）１００Ｃを矢印Ｘ１の方向に、保持部材３００Ａを矢印Ｙ１の方向に、保持部材３００Ｃを矢印Ｚ１の方向に、それぞれ上昇させる。可動プレート（下プレート）１００Ｃの上昇により、可動プレート（下プレート）１００Ｃ上面に固定された下型底面部材（下段底面部材）２０２Ｂが上昇する。保持部材３００Ａの上昇により、保持部材３００Ａに固定された下型側面部材（上段側面部材）２０１Ａが上昇する。また、これに伴い、保持部材３００Ｂに固定された下段の成形型の上型（中間プレート）１００Ｂが、保持部材３００Ｂを介して下型側面部材（上段側面部材）２０１Ａに引っ張り上げられて上昇する。なお、上型（上プレート）１００Ａは、本実施例で説明する全ての工程において、上下動しない。また、可動プレート（下プレート）１００Ｃ、保持部材３００Ａ及び保持部材３００Ｃは、前述のとおり、それぞれ駆動機構（図示せず）に接続されており、それぞれ別々に上下動可能である。また、このとき、可動プレート（下プレート）１００Ｃ、保持部材３００Ａ及び保持部材３００Ｃの上昇速度は特に限定されないが、可動プレート（下プレート）１００Ｃ及び保持部材３００Ｃの上昇速度はほぼ同じにすることが好ましい。また、保持部材３００Ａの上昇速度を可動プレート（下プレート）１００Ｃ及び保持部材３００Ｃの約半分にすることが好ましい。このようにすると、上段の成形型及び下段の成形型の成形のタイミングをほぼ同じにすることができる。また、このとき、樹脂材料２０ａは、図３に示すように、下型２００Ａ及び２００Ｂの熱により加熱されて溶融樹脂（流動性樹脂）２０ｂとなっている。
つぎに、図４に示すように、可動プレート（下プレート）１００Ｃを矢印Ｘ２の方向に、保持部材３００Ａを矢印Ｙ２の方向に、保持部材３００Ｃを矢印Ｚ２の方向に、それぞれ上昇させる。これにより、図示のとおり、外気遮断部材４００ＢとＯリング５０２とを接触させて、成形型内をシールする。そして、図示のとおり、上型（上プレート）１００Ａの孔１０１から、成形型内の空気を矢印Ｖ１の方向に吸引し、成形型内を減圧にする。なお、この後、後述する図８の段階まで、すなわち離型工程を開始する直前まで、成形型内の空気を矢印Ｖ１の方向に吸引し、成形型内を減圧にした状態を維持する。
そして、図５に示すように、保持部材３００Ａに接続された下型側面部材（上段側面部材）２０１Ａが上段の基板１に接触するまで、保持部材３００Ａを上昇させる。この状態からは、保持部材３００Ａはそれ以上上昇できない。一方、図５に示すように、保持部材３００Ｃに接続された下型側面部材（下段側面部材）２０１Ｂが下段の基板１に接触するまで、保持部材３００Ｃを上昇させる。この状態からは、保持部材３００Ｃはそれ以上上昇できない。下型側面部材（上段側面部材）２０１Ａと上段の基板１とを接触させ、かつ下型側面部材（下段側面部材）２０１Ｂと下段の基板１とを接触させた後は、図５〜８に示すように、離型工程を開始する直前まで、保持部材３００Ｃに、矢印Ｚ３の方向に上向きの力を加え続ける。これにより、保持部材３００Ｃに接続された下型側面部材（下段側面部材）２０１Ｂを介して、下段の基板１に所定のクランプ圧が加えられる。また、同様に、図５〜８に示すように、離型工程を開始する直前まで、下型側面部材（上段側面部材）２０１Ａを介して上段の基板１に所定のクランプ圧を加えるように、保持部材３００Ａに、矢印Ｙ３の方向に上向きの力を加え続ける。
つぎに、図６に示すように、可動プレート（下プレート）１００Ｃを矢印Ｘ４の方向に上昇させる。可動プレート（下プレート）１００Ｃの上昇により、その上面に固定された下型底面部材（下段底面部材）２０２Ｂが上昇する。また、それとともに、上型（中間プレート）１００Ｂ及びその上面に固定された下型底面部材（上段底面部材）２０２Ａが押し上げられて上昇する。これらの動作により、図６に示すとおり、上段及び下段のチップ２が、それぞれ流動性樹脂２０ｂに浸漬する。さらに、その後、後述する図８の段階まで、すなわち離型工程を開始する直前まで、可動プレート（下プレート）１００Ｃに対し矢印Ｘ４の方向に上向きの力を加え、上段及び下段の流動性樹脂２０ｂにそれぞれ所定の樹脂圧が加わるように加圧する。このようにして、型締めが完了する。
さらに、図７に示すように、固定機構（固定爪）６００を閉じることで、上型（中間プレート）１００Ｂを一対の固定爪により挟むとともに、前記固定爪の上部内側の突起を上型（中間プレート）１００Ｂに引掛ける。これにより、上型（中間プレート）１００Ｂ及びその上面に固定された下型底面部材（上段底面部材）２０２Ａが、可動プレート（下プレート）１００Ｃに対して相対的に上下動しないように固定する（上段底面部材の固定工程）。なお、固定機構により上段底面部材（下型底面部材）を固定するタイミングは、これに限定されず、例えば、型締め完了時から後述する底面離型工程開始時までの間に、任意のタイミングで行なえばよい。
そして、図７の状態（型締め状態）で、流動性樹脂２０ｂが固化するのに必要な時間、型締め状態を保つ。これにより、図８に示すように、流動性樹脂２０ｂが固化して硬化樹脂（封止樹脂）２０となる。なお、流動性樹脂２０ｂを固化させる方法は特に限定されない。例えば、流動性樹脂２０ｂが熱硬化性樹脂の場合は、流動性樹脂２０ｂをそのまま加熱し続けて硬化（固化）させてもよい。また、例えば、流動性樹脂２０ｂが熱可塑性樹脂の場合は、流動性樹脂２０ｂの加熱を停止してしばらく静置することにより固化させてもよい。以上のようにして、基板１上のチップ２が硬化樹脂（封止樹脂）２０により封止された樹脂成形体を形成することができる。
つぎに、図９〜１３に示すとおり、離型工程を行う。本実施例においては、前記樹脂成形体の側面及び底面の両方を離型する。
まず、図９に示すように、下型側面部材を下降させて前記樹脂成形体の側面を離型する側面離型工程を行う。具体的には、流動性樹脂２０ｂが固化して硬化樹脂（封止樹脂）２０となった後に、図９に示すように、保持部材３００Ａを矢印Ｙ４の方向に下降させるとともに、保持部材３００Ｃを矢印Ｚ４の方向に下降させる。これにより、図示のとおり、保持部材３００Ａに接続された下型側面部材（上段側面部材）２０１Ａと、保持部材３００Ｃに接続された下型側面部材（下段側面部材）２０１Ｂとが、それぞれ下降する。そして、これにより、下型側面部材（上段側面部材）２０１Ａと、下型側面部材（下段側面部材）２０１Ｂとが、それぞれ、前記樹脂成形体における封止樹脂２０の側面から離型される。
つぎに、図１０に示すように、保持部材３００Ａを矢印Ｙ５の方向に、保持部材３００Ｃを矢印Ｚ５の方向に、それぞれ上昇させる。これにより、図示のとおり、下型側面部材（上段側面部材）２０１Ａと下型側面部材（下段側面部材）２０１Ｂとを、それぞれ基板１に接触する位置まで戻す。これにより、上段の基板１が、上型（上プレート）１００Ａ及び下型側面部材（上段側面部材）２０１Ａにより挟まれて固定され、下段の基板１が、上型（中間プレート）１００Ｂ及び下型側面部材（下段側面部材）２０１Ｂにより挟まれて保持されることにより、固定される（基板保持工程）。このようにすることで、次に実施する底面離型工程によって基板１の固定が外れて底面離型工程が実施できなくなることを抑制又は防止することができる。
つぎに、図１１に示すように、上段の成形型において、前記樹脂成形体の底面を離型する底面離型工程を行う。具体的には、図１１に示すように、可動プレート（下プレート）１００Ｃを矢印Ｘ５の方向に下降させるとともに、保持部材３００Ｃを矢印Ｚ６の方向に下降させる。これにより、可動プレート（下プレート）１００Ｃの上面に固定された下型底面部材（下段底面部材）２０２Ｂが下降するとともに、保持部材３００Ｃに固定された下型側面部材（下段側面部材）２０１Ｂが下降する。このとき、下段の成形型の上型（中間プレート）１００Ｂは、固定爪６００により、可動プレート（下プレート）１００Ｃに対して相対的に上下動しないように固定されている。そのため、上型（中間プレート）１００Ｂは、下型側面部材（下段側面部材）２０１Ｂ及び下型底面部材（下段底面部材）２０２Ｂとともに下降する。したがって、下段の成形型において、前記樹脂成形体の底面は離型されない。一方、上段の成形型の下型底面部材（上段底面部材）２０２Ａは、下段の成形型の上型（中間プレート）１００Ｂに固定されているので、上型（中間プレート）１００Ｂとともに下降する。これにより、図示のとおり、上段の成形型の前記樹脂成形体における、封止樹脂（硬化樹脂）２０の底面が離型される（上段の底面離型工程）。
つぎに、図１２に示すように、固定爪６００を開き、下段の成形型における上型（中間プレート）１００Ｂのロック（固定）を解除する（上段底面部材の固定解除工程）。
さらに、図１３に示すように、下段の成形型において、前記樹脂成形体の底面を離型する底面離型工程を行う。具体的には、図示のとおり、可動プレート（下プレート）１００Ｃを、矢印Ｘ６の方向に下降させる。これにより、可動プレート（下プレート）１００Ｃの上面に固定された下型底面部材（下段底面部材）２０２Ｂが下降し、下段の成形型の前記樹脂成形体における、封止樹脂（硬化樹脂）２０の底面が離型される（下段の底面離型工程）。なお、このとき、基板１の固定が外れないようにするために、保持部材３００Ｃ及び下型側面部材（下段側面部材）２０１Ｂは、下降させずに、そのままの位置を保つ。
その後、図１４に示すように、可動プレート（下プレート）１００Ｃ及び下型底面部材（下段底面部材）２０２Ｂを矢印Ｘ７の方向に下降させるとともに、保持部材３００Ｃ及び下型側面部材（下段側面部材）２０１Ｂを矢印Ｚ６の方向に下降させる。これにより、下段の前記樹脂成形体が、下段の成形型の下型２００Ｂから分離される。
さらに、図１５に示すように、保持部材３００Ａを矢印Ｙ６の方向に下降させる。これにより、保持部材３００Ａに接続された下型側面部材（上段側面部材）２０１Ａと、下型側面部材（上段側面部材）２０１Ａから垂下した中間プレート１００Ｂ及び下型底面部材（上段底面部材）２０２Ａとが、下降する。そして、上段の前記樹脂成形体が、上段の成形型の下型２００Ａから分離される。
以上のようにして、図１の樹脂成形装置１０を用いた樹脂成形方法を行うことができる。この樹脂成形方法は、基板１、チップ２及び封止樹脂２０を有する樹脂成形品の製造方法でもある。前記樹脂成形品は、基板１の一方の面に固定されたチップ２が、封止樹脂２０により樹脂封止された電子部品である。また、図２〜１０で説明したとおり、この樹脂成形方法によれば、前記樹脂成形品を２個、略同時に製造することができる。
なお、本発明において、前記側面離型工程と前記底面離型工程とは、同時に行うこともできる。しかしながら、パッケージ（樹脂成形体）と基板とが剥離（分離）することを抑制又は防止するために、前記側面離型工程と前記底面離型工程とを別々に行うことが好ましい。また、図２〜１０においては、前記側面離型工程を行った後に前記底面離型工程を行う例を説明した。しかし、前述のとおり、前記側面離型工程と前記底面離型工程とを行う順序は限定されない。例えば、図２〜１０とは逆に、前記底面離型工程を行った後に前記側面離型工程を行ってもよい。
また、図１の樹脂成形装置１０においては、前述のとおり、上段側面部材２０１Ａ（保持部材３００Ａ）、下段側面部材２０１Ｂ（保持部材３００Ｃ）、及び下段底面部材２０２Ｂ（下プレート１００Ｃ）の３つが、それぞれ駆動源（図示せず）に接続され、それぞれ別々に上下動可能である。前記３つの駆動源は、特に限定されず、それぞれ個別であってもよいし、前記３つの駆動源のうち２つ以上の機能を、１つの駆動源が兼用していてもよい。また、前記駆動源の配置位置も特に限定されないが、装置の設置面積の増大を抑制する観点から、成形型の横方向よりも、上下方向の一方又は両方に配置することが好ましい。また、上段底面部材２０２Ａについては、前述のとおり、保持部材３００Ｂを介して上段側面部材２０１Ａに引っ張り上げられることで、又は上型（中間プレート）１００Ｂを介して下段底面部材２０２Ｂ又は下段側面部材２０１Ｂに押し上げられることで、駆動可能である。ただし、本発明はこれらの説明に限定されず、例えば、駆動源が接続される部材、駆動源の数、配置位置等は任意である。
また、図１の樹脂成形装置１０においては、固定機構６００が固定爪である例を示した。しかし、本発明は、これに限定されない。例えば、前記固定機構は、上段の成形型の下型底面部材を、下段の成形型の下型底面部材に対し上下動しないように固定できる機構であれば、固定爪に限定されず、どのような機構であってもよい。また、この場合において、例えば、前述のとおり、前記上段の成形型及び前記下段の成形型が上下に隣接し、前記上段の成形型の下型底面部材が、前記下段の成形型の上型と一体であってもよい。さらに、本発明において、前記固定機構は、必須ではなく任意であり、有ってもよいし無くてもよい。
また、本実施例（図１〜１０）では、下型が前記一方の型（側面部材及び底面部材を有する型）である例を示した。しかし、本発明はこれに限定されず、前述のとおり、上型が前記一方の型（側面部材及び底面部材を有する型）であってもよい。その場合は、例えば、下型に基板を供給し、樹脂材料は下型に固定された基板上に供給すればよい。また、基板上に樹脂材料が載置された状態で、下型に基板を樹脂材料とともに供給してもよい。なお、基板上に樹脂材料を供給する場合は、例えば、樹脂材料が基板上からこぼれないようにするために、樹脂材料は、顆粒樹脂よりも液状樹脂の方が好ましい。
本発明によれば、前述のとおり、装置の設置面積の増大を抑制しながら、複数の樹脂成形品を効率よく製造可能である。具体的には、例えば、２以上の成形型が積層されていることにより、装置の設置面積の増大を抑制しながら、複数の樹脂成形品を効率よく製造できる。例えば、図１〜１０に示したように、２つの成形型が積層されている場合、２つの成形型を水平方向に並列に配置した場合と比較して、装置の設置面積を約半分にすることができる。これにより、装置の設置面積の増大を抑制しながら、２つの樹脂成形品を略同時に製造できる。
図１〜１０では、成形型が２つ積層されている例を示した。しかし、本発明は、これに限定されず、３つ以上の任意の数の成形型が積層されていてもよい。
本発明では、例えば本実施例で説明したように、離形フィルム（リリースフィルム）を用いなくても樹脂成形品を製造可能である。具体的には、例えば、前記側面離型工程と前記底面離型工程とを行うことにより、離型フィルムを用いなくても安定して樹脂成形体を離型することが可能である。
また、本発明では、上下に隣接する積層型において、例えば、図１〜１０に示したように、上段の成形型の下型底面部材と、下段の成形型の上型とが一体であってもよい。または、上型が前記一方の型（側面部材及び底面部材を有する型）である場合は、下段の成形型の底面部材（上型底面部材）と、上段の成形型の下型とが一体であってもよい。これにより、樹脂成形装置の部材数の節減、構造の簡略化、樹脂成形方法における工程の簡略化等が可能である。しかし、本発明はこれに限定されず、上下に隣接する積層型において、上段の成形型の下型底面部材と、下段の成形型の上型とが固定されておらず、別々の部材であってもよい。または、下段の成形型の上型底面部材と、上段の成形型の下型とが固定されておらず、別々の部材であってもよい。
図１６に、図１の樹脂成形装置１０を用いた樹脂成形方法の別の一例を示す。図１６は、前記樹脂成形方法の一工程であり、図２〜１０で説明した樹脂成形方法における図７の工程（型締め状態及び上段底面部材の固定状態）に相当する。図１６に示す工程は、固定爪６００を下向きに引っ張ること以外は、図７の工程と同じである。そして、これ以外は、図１６に示す樹脂成形方法は、図２〜１０の樹脂成形方法と同様にして行うことができる。また、図１６の樹脂成形装置１０が、固定爪６００を下向きに引っ張るための機構を、さらに有していてもよい。
図７では図示及び説明を省略したが、この工程（型締め状態及び上段底面部材の固定状態）では、樹脂及び基板に対し、上向きの力が加わる。具体的には、駆動機構（図示せず）により可動プレート（下プレート）１００Ｃ、保持部材３００Ｃ及び保持部材３００Ａに対し上向きの力が加わることで、樹脂及び基板に対し、図１６の矢印Ａ１〜Ａ３及びＢ１〜Ｂ２に示すとおり、上向きの力が加わる。矢印Ａ１〜Ａ３は、上向きの樹脂クランプ力を表す。矢印Ａ１は、可動プレート（下プレート）１００Ｃ及び下型底面部材（下段底面部材）２０２Ｂに対し加わる上向きの力を示す。矢印Ａ２は、下段の成形型内の流動性樹脂２０ｂに対し加わる上向きの樹脂クランプ力を示す。矢印Ａ３は、上段の成形型内の流動性樹脂２０ｂに対し加わる上向きの樹脂クランプ力を示す。Ｂ１〜Ｂ２は、上向きの基板クランプ力を表す。Ｂ１は、駆動機構（図示せず）が保持部材３００Ｃに上向きの力を加えることで、下段の基板１に加わる基板クランプ力を表す。Ｂ２は、駆動機構（図示せず）が保持部材３００Ａに上向きの力を加えることで、下段の基板１に加わる基板クランプ力を表す。
例えば、上向きの樹脂クランプ力Ａ１〜Ａ３及び上向きの基板クランプ力Ｂ１〜Ｂ２が過剰になるのを防ぐために、図１６に示すように、固定爪６００を、矢印Ｃ１に示すように下方向に引っ張る。これにより、下向き矢印Ｃ１に示すように、上向きの樹脂クランプ力Ａ１〜Ａ３及び上向きの基板クランプ力Ｂ１〜Ｂ２をキャンセルする力を加えることができる。
下向きの力を加えない場合、例えば、上段の樹脂クランプ力Ａ３に下段基板クランプ力Ｂ１が加算される。これにより、上向きの樹脂クランプ力Ａ１〜Ａ３のうち、特に、上段の樹脂クランプ力Ａ３が過剰になるおそれがある。これを防止するために、前述のとおり、固定爪６００を下方に引っ張って、下向きの力Ｃ１により下段基板クランプ力Ｂ１をキャンセルして上下段の樹脂圧を調整することができる。
なお、図１６の説明は例示であって、本発明を限定しない。下向きの力Ｃ１は、本発明において任意であり、必須ではない。
図１６に、図１の樹脂成形装置１０及びそれを用いた樹脂成形方法の別の一例を示す。図１７は、樹脂成形装置１０が弾性部材２０４を有すること以外は、図１の樹脂成形装置１０と同じである。図示のとおり、弾性部材２０４は、下型側面部材（上段側面部材）２０１Ａと上型（中間プレート）１００Ｂとに挟まれるように配置されており、上下方向に伸縮可能である。また、図１７は、前記樹脂成形方法の一工程であり、図２〜１０で説明した樹脂成形方法における図７の工程（型締め状態及び上段底面部材の固定状態）に相当する。図１７に示す工程は、弾性部材２０４の伸長力により上下方向の力が加わること以外は、図７の工程と同じである。そして、これ以外は、図１７に示す樹脂成形方法は、図２〜１０の樹脂成形方法と同様にして行うことができる。
図１７において、矢印Ａ１〜Ａ３及びＢ１の意味は、図１６と同じである。また、上向き矢印Ｄ１は、弾性部材２０４の伸長力により上段の基板１に加わる上段基板クランプ力の方向を表す。下向き矢印Ｄ２は、弾性部材２０４の伸長力により加わる下向きの力の方向を表す。Ｄ２で表される力により、下段の基板１に加わる下段基板クランプ力をキャンセルすることができる。
図１７に示すように、型締めにより弾性部材２０４を撓ませて（収縮させて）弾性復元力（伸長力）を発生させることにより、図示のとおり、上下段の基板１に、それぞれ、上向きの力Ｄ１及び下向きの力Ｄ２が加わる。これにより、上段及び下段の樹脂に加わる樹脂圧を調整することができる。このように、弾性部材２０４を設けることで、装置の設定面積の増大を抑制できる。具体的には、図１６の装置の構成によれば、固定爪６００を下方向に引っ張るための機構（図示せず）が必要である。これに対し、図１７の装置の構成によれば、弾性部材２０４を設けたことで、固定爪６００を下方向に引っ張るための機構を省略できるので、装置の設定面積の増大を抑制でき、より好ましい。
なお、図１７の説明は例示であって、本発明を限定しない。弾性部材２０４は、本発明において任意であり、必須ではない。
さらに、本発明は、上述の各実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、又は選択して採用できるものである。
１ 基板
２ チップ
１０ 樹脂成形装置
２０ａ 顆粒樹脂（樹脂材料）
２０ｂ 溶融樹脂（流動性樹脂）
２０ 硬化樹脂（封止樹脂）
１００Ａ 上型（上プレート）
１００Ｂ 上型（中間プレート）
１００Ｃ 可動プレート（下プレート）
１０１ 上プレートの孔
２００Ａ、２００Ｂ 下型
２０１Ａ 下型側面部材（上段側面部材）
２０１Ｂ 下型側面部材（下段側面部材）
２０２Ａ 下型底面部材（上段底面部材）
２０２Ｂ 下型底面部材（下段底面部材）
２０３Ａ 下型キャビティ（上段キャビティ）
２０３Ｂ 下型キャビティ（下段キャビティ）
２０４ 弾性部材
３００Ａ 保持部材Ａ
３００Ｂ 保持部材Ｂ
３００Ｃ 保持部材Ｃ
４００Ａ 外気遮断部材Ａ
４００Ｂ 外気遮断部材Ｂ
４００Ｃ 外気遮断部材Ｃ
５０１、５０２、５０３、５０４ Ｏリング
６００ 固定機構（固定爪）
Ａ１〜Ａ３ 樹脂クランプ力が加わる方向を表す矢印
Ｂ１〜Ｂ２ 基板クランプ力が加わる方向を表す矢印
Ｃ１ 下段基板クランプ力をキャンセルする力が加わる方向を表す矢印
Ｄ１ 上段基板クランプ力が加わる方向を表す矢印
Ｄ２ 下段基板クランプ力をキャンセルする力が加わる方向を表す矢印
Ｖ１ 成形型内の空気の吸引方向を表す矢印
Ｘ１〜Ｘ７ 下プレートの移動方向又は力が加わる方向を表す矢印
Ｙ１〜Ｙ６ 保持部材Ａの移動方向又は力が加わる方向を表す矢印
Ｚ１〜Ｚ６ 保持部材Ｃの移動方向又は力が加わる方向を表す矢印

Claims (8)

  1. ２以上の成形型が積層された樹脂成形装置であって、
    前記各成形型は、上型及び下型を有し、
    前記各成形型における前記上型及び前記下型のうち一方の型は、側面部材及び底面部材を有し、
    前記各一方の型は、前記側面部材と前記底面部材とが別々に上下動可能であり、
    上下に隣接する前記成形型において、
    各成形型における前記一方の型が下型であり、他方の型が上型であり、上段の成形型の底面部材が、下段の成形型の上型と直接一体に形成されているか、又は、
    各成形型における前記一方の型が上型であり、他方の型が下型であり、下段の成形型の底面部材が、上段の成形型の下型と直接一体に形成されており、
    前記樹脂成形装置は、さらに、前記上段の成形型の底面部材を、前記下段の成形型の底面部材に対し上下動しないように固定する固定機構と、前記積層された成形型の全てを外気から遮断する外気遮断機構と、前記外気遮断機構によって外気から遮断された空間を減圧する減圧機構とを有することを特徴とする樹脂成形装置。
  2. 前記上型及び前記下型のうち、他方の型における、前記一方の型と対向する面に基板を固定可能である請求項１記載の樹脂成形装置。
  3. 前記一方の型が下型であり、
    前記側面部材が下型側面部材であり、
    前記底面部材が下型底面部材である、
    請求項１又は２記載の樹脂成形装置。
  4. 圧縮成形装置である請求項１から３のいずれか一項に記載の樹脂成形装置。
  5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の樹脂成形装置により樹脂成形を行って樹脂成形体を製造する樹脂成形工程と、
    前記側面部材又は前記底面部材の上昇又は下降により前記樹脂成形体の側面又は底面を離型する離型工程と、
    を有することを特徴とする樹脂成形方法。
  6. 前記離型工程が、前記側面部材の上昇又は下降により前記樹脂成形体の側面を離型する側面離型工程と、前記底面部材の上昇又は下降により前記樹脂成形体の底面を離型する底面離型工程と、を含み、
    前記側面離型工程により前記樹脂成形体の側面を離型した後に、前記底面離型工程により前記樹脂成形体の底面を離型する、請求項５記載の樹脂成形方法。
  7. 前記離型工程が、前記側面部材の上昇又は下降により前記樹脂成形体の側面を離型する側面離型工程と、前記底面部材の上昇又は下降により前記樹脂成形体の底面を離型する底面離型工程と、を含み、
    前記底面離型工程により前記樹脂成形体の底面を離型した後に、前記側面離型工程により前記樹脂成形体の側面を離型する、請求項５記載の樹脂成形方法。
  8. 請求項５から７のいずれか一項に記載の樹脂成形方法により樹脂を成形することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
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