JP6845822B2

JP6845822B2 - 樹脂成形装置および樹脂成形品の製造方法

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Publication number: JP6845822B2
Application number: JP2018045661A
Authority: JP
Inventors: 智行後藤; 昌則花崎; 翔一谷口; 岩田　康弘; 康弘岩田; 周邦花坂
Original assignee: Towa Corp
Current assignee: Towa Corp
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2038-03-13
Also published as: TWI716820B; KR102288168B1; CN110271169A; KR20210036329A; CN110271169B; KR102264545B1; KR20190108035A; JP2019155732A; TW201938348A

Description

本発明は、樹脂成形装置および樹脂成形品の製造方法に関する。

たとえば、特開２０１７−９４５２１号公報（特許文献１）には、複数の半導体チップを基板両面に搭載されたワークを圧縮成形する圧縮方法および圧縮装置が記載されている。特許文献１に記載の圧縮方法および圧縮装置では、一回の樹脂モールド工程で両面を樹脂モールドする。

特開２０１７−９４５２１号公報

特許文献１に記載の圧縮方法および圧縮装置において基板の片面のみを樹脂成形する場合、その成形圧力により成形対象物の変形量が大きくなる可能性がある。

本発明の１つの実施の形態に係る樹脂成形装置は、互いに対向する第１型と第２型とを含む成形型を用いて、第１型に保持される成形対象物の第１型側の第１面とは反対側の第２面側を樹脂成形することが可能な樹脂成形装置であって、第１型は、成形対象物の第１面に対向する凹部を有し、樹脂成形装置は、凹部内に気体を供給する気体供給部と、凹部内の気圧に関する計測を行なう気圧計測部と、気圧計測部による計測結果に基づいて、成形対象物の第１面側と第２面側との圧力差を低減するように気体供給部による気体供給量を制御する制御部と、を備える。

本発明の他の実施の形態に係る樹脂成形装置は、互いに対向する第１型と第２型とを含む成形型を用いて、第１型に保持される成形対象物の第１型側の第１面とは反対側の第２面側を樹脂成形することが可能な樹脂成形装置であって、第１型は、成形対象物の第１面に対向する凹部を有し、樹脂成形装置は、凹部内に気体を供給する気体供給部と、第１型と第２型とを型締めするのに用いられる駆動機構と、成形対象物の第２面側の圧力に関する計測を行なう圧力計測部と、圧力計測部による計測結果に基づいて、成形対象物の第１面側と第２面側との圧力差を低減するように駆動機構を制御する制御部と、を備える。

本発明の他の実施の形態に係る樹脂成形装置は、互いに対向する第１型と第２型とを含む成形型を用いて、第１型に保持される成形対象物の第１型側の第１面とは反対側の第２面側を樹脂成形することが可能な樹脂成形装置であって、第１型は、成形対象物の第１面に対向する凹部を有し、樹脂成形装置は、第１型と第２型とを型締めするのに用いられる駆動機構と、成形対象物の第２面側の圧力に関する計測を行なう圧力計測部と、凹部内に気体を供給する気体供給部と、凹部内の気圧に関する計測を行なう気圧計測部と、圧力計測部による計測結果および気圧計測部による計測結果に基づいて、駆動機構による型締め力および前記気体供給部による気体供給量を制御する制御部と、を備える。

本発明の他の実施の形態に係る樹脂成形装置は、互いに対向する第１型と第２型とを含む成形型を用いて、第１型に保持される成形対象物の第１型側の第１面とは反対側の第２面側を樹脂成形することが可能な樹脂成形装置であって、第１型は、成形対象物の第１面に対向する凹部を有し、樹脂成形装置は、凹部内に気体を供給する気体供給部と、成形型を包含する密閉空間を減圧することが可能な減圧機構と、第１型の凹部と密閉空間とを連通可能な連通路と、を備え、減圧機構により密閉空間を減圧するときには、連通路を開いて凹部と密閉空間とを連通させ、成形対象物の第２面に圧力を印加するときには、連通路を閉じて凹部と密閉空間とを遮断する。

本発明の１つの実施の形態に係る樹脂成形品の製造方法は、互いに対向する第１型と第２型とを含む成形型を用いて、第１型に保持される成形対象物の第１型側の第１面とは反対側の第２面側を樹脂成形する樹脂成形品の製造方法であって、成形対象物の第１面に対向する第１型の凹部内の気圧に関する計測を行なう工程と、気圧に関する計測の結果に基づいて、成形対象物の第１面側および第２面側の圧力差を低減するように気体の供給量を制御しながら凹部内に気体を供給するとともに成形対象物を型締めする工程と、を備える。

本発明の他の実施の形態に係る樹脂成形品の製造方法は、互いに対向する第１型と第２型とを含む成形型を用いて、第１型に保持される成形対象物の第１型側の第１面とは反対側の第２面側を樹脂成形する樹脂成形品の製造方法であって、成形対象物の第２面側の圧力に関する計測を行なう工程と、圧力に関する計測の結果に基づいて、成形対象物の第１面側および第２面側の圧力差を低減するように型締め力を制御しながら成形対象物を型締めする工程と、を備える。

本発明の他の実施の形態に係る樹脂成形品の製造方法は、互いに対向する第１型と第２型とを含む成形型を用いて、第１型に保持される成形対象物の第１型側の第１面とは反対側の第２面側を樹脂成形する樹脂成形品の製造方法であって、成形対象物の第１面に対向する第１型の凹部内の気圧に関する計測を行なう工程と、成形対象物の第２面側の圧力に関する計測を行なう工程と、気圧に関する計測の結果および圧力に関する計測の結果に基づいて、気体の供給量および型締め力を制御しながら凹部内に気体を供給するとともに成形対象物を型締めする工程と、を備える。

なお、本出願書類において「遮断」とは、凹部と密閉空間との完全な遮断を意味するものではなく、凹部内の気圧を上昇させて第１面側と第２面側との圧力差を低減し得る限り、凹部と密閉空間との間で若干の気体のリークが生じてもよい。

ここで開示された実施形態によれば、成形対象物の片面のみを樹脂成形する場合に成形対象物の変形量を抑制することができる。

実施の形態１，２に係る樹脂成形装置を含む樹脂成形システムの模式的な平面図である。実施の形態１に係る樹脂成形装置の模式的な断面図である。実施の形態１に係る樹脂成形方法の一部の工程を図解する模式的な断面図（その１）である。実施の形態１に係る樹脂成形方法の一部の工程を図解する模式的な断面図（その２）である。実施の形態１に係る樹脂成形方法の一部の工程を図解する模式的な断面図（その３）である。実施の形態１に係る樹脂成形方法の一部の工程を図解する模式的な断面図（その４）である。実施の形態１に係る樹脂成形方法の一部の工程を図解する模式的な断面図（その５）である。実施の形態１に係る樹脂成形方法の一部の工程を図解する模式的な断面図（その６）である。実施の形態１に係る樹脂成形方法の一部の工程を図解する模式的な断面図（その７）である。実施の形態１に係る樹脂成形方法の各工程の流れを示す図である。実施の形態２に係る樹脂成形装置の模式的な断面図である。成形対象物の変形について説明するための図（その１）である。成形対象物の変形について説明するための図（その２）である。成形対象物の変形について説明するための図（その３）である。

以下、実施形態について説明する。なお、実施形態の説明に用いられる図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。

図１は、後述の実施の形態１，２に係る樹脂成形装置を含む樹脂成形システムの模式的な平面図である。図１に示された樹脂成形システム１０００は、基板などの成形対象物を樹脂成形するものである。樹脂成形のための樹脂材料は、熱硬化性樹脂であって、樹脂材料の形態は液状であってもよいし、顆粒状ないしシート状等であってもよい。

図１の例において、樹脂成形システム１０００は、樹脂材料を供給する樹脂供給モジュール１００１と、４つの成形モジュール１００２Ａ，１００２Ｂ，１００２Ｃ，１００２Ｄと、成形前の成形対象物１００Ａを供給するとともに成形後の成形対象物１００Ｂを収納する供給・収納モジュール１００３とを、それぞれ構成要素として備える。

構成要素である樹脂供給モジュール１００１と、４つの成形モジュール１００２Ａ，１００２Ｂ，１００２Ｃ，１００２Ｄと、供給・収納モジュール１００３とは、それぞれ他の構成要素に対して、互いに着脱されることができ、かつ、交換されることができる。たとえば、樹脂供給モジュール１００１と成形モジュール１００２Ａとが装着された状態において、成形モジュール１００２Ａに成形モジュール１００２Ｂが装着され、成形モジュール１００２Ｂに供給・収納モジュール１００３が装着されることができる。このように、成形モジュールの数は可変である。また、樹脂供給モジュール１００１と成形品供給・収納モジュール１００３とを統合して１つのモジュールとしてもよい。以上のようにすることで、生産形態や生産量に対応して、樹脂成形システム１０００の構成を最適にすることができ、生産性の向上を図ることができる。

樹脂供給モジュール１００１には、移動機構３０１が設けられる。移動機構３０１は、レール４０１に支えられ、レール４０１に沿って移動する。樹脂供給モジュール１００１と成形モジュール１００２Ａとが装着された状態において、移動機構３０１は、樹脂供給モジュール１００１と成形モジュール１００２Ａとが並ぶ方向（Ｘ方向）に沿って移動する。

移動機構３０１には、樹脂供給機構であるディスペンサ５０１が設けられる。ディスペンサ５０１は移動機構３０１においてＹ方向に移動する。移動機構３０１をＹ方向にも移動するようにしてもよい。図１の例では、ディスペンサ５０１の先端にノズル５０２が取り付けられている。ディスペンサ５０１およびノズル５０２により、樹脂成形装置１に樹脂成形のための樹脂を供給することができる。なお、ディスペンサ５０１の形態は図１に示されるものに限定されず、たとえばディスペンサ５０１を鉛直方向（Ｚ方向）に沿って配置、言い換えれば縦向きに配置してもよい。

各成形モジュール１００２Ａ，１００２Ｂ，１００２Ｃ，１００２Ｄには、各々樹脂成形装置１が設けられる。樹脂成形装置１の構造については後述する。

成形品供給・収納モジュール１００３には、樹脂成形される前の成形対象物１００Ａ（基板）を供給する供給部６０１と樹脂成形された後の成形対象物１００Ｂを収納する収納部７０１とが設けられる。成形品供給・収納モジュール１００３には、ローダ６０２とアンローダ７０２とが設けられる。さらに、成形品供給・収納モジュール１００３には、ローダ６０２とアンローダ７０２とを支えるレール４０１がＸ方向に沿って設けられる。ローダ６０２とアンローダ７０２とは、レール４０１に沿って移動する。

レール４０１に支えられたローダ６０２及びアンローダ７０２は、成形品供給・収納モジュール１００３と各成形モジュール１００２Ａ，１００２Ｂ，１００２Ｃ，１００２Ｄと樹脂供給モジュール１００１との間を、Ｘ方向に移動する。成形品供給・収納モジュール１００３と成形モジュール１００２Ｄとが装着された状態において、ローダ６０２及びアンローダ７０２は、成形品供給・収納モジュール１００３と成形モジュール１００２Ｄとが並ぶ方向（Ｘ方向）に沿って移動する。

加えて、ローダ６０２及びアンローダ７０２はＹ方向に移動する。すなわち、ローダ６０２及びアンローダ７０２は水平方向に移動する。なお、本出願書類において、「水平方向」および「鉛直方向」という用語は、厳密な水平方向および鉛直方向のみに限定されず、移動する構成要素の動作を妨げない程度に水平方向および鉛直方向に対して若干傾いている場合を含む。

成形前の成形対象物１００Ａが供給されたローダ６０２は、レール４０１に沿って移動して、成形モジュール１００２Ａ，１００２Ｂ，１００２Ｃ，１００２Ｄのいずれかに到達する。成形モジュール１００２Ａ，１００２Ｂ，１００２Ｃ，１００２Ｄのいずれかに到達したローダ６０２は、成形対象物１００Ａを樹脂成形装置１に供給する。

樹脂成形装置１によって樹脂成形された成形対象物１００Ｂは、アンローダ７０２に搭載される。成形対象物１００Ｂが搭載されたアンローダ７０２は、成形品供給・収納モジュール１００３に移動し、成形対象物１００Ｂは成形品供給・収納モジュール１００３に収納される。

（実施の形態１）
図２に、実施の形態１に係る樹脂成形装置の模式的な断面図を示す。本実施の形態に係る樹脂成形装置１は、上部固定盤２と、下部固定盤３と、可動盤４とを備えている。上部固定盤２と下部固定盤３との間には、支柱部５が鉛直方向に延在しており、支柱部５の両端はそれぞれ上部固定盤２および下部固定盤３に固定されている。下部固定盤３における複数の支柱部５の間の領域には、駆動機構６が設けられている。駆動機構６は、可動盤４を鉛直上方および鉛直下方に移動させ、かつ成形対象物に成形圧を加えるための動力発生機構である。本実施形態において、上部固定盤２および下部固定盤３は固定されており、可動盤４は上部固定盤２および下部固定盤３に対して相対的に移動可能となっている。なお、実施形態の樹脂成形装置１における支柱部５は、平板であるが、たとえば円柱状であってもよく、その形状は限定されない。

実施形態の樹脂成形装置１は、第１型１１および第２型２１を備えている。第１型１１は上部固定盤２の鉛直下方側に設けられ、第２型２１は可動盤４の鉛直上方側に設けられる。第１型１１および第２型２１は、互いに対向する。

第１型１１は、上面部材１２と、弾性部材１３と、側面部材１４とを備えている。弾性部材１３は、上面部材１２と側面部材１４との間に設けられている。また、第１型１１は、上面部材１２と側面部材１４とによって形成される凹部１５を備える。凹部１５は、成形対象物１００の第１面１０１に対向する。図２に示す状態では、上面部材１２と側面部材１４との間に隙間１６が形成されている。

第２型２１は、底面部材２２と、弾性部材２３と、側面部材２４とを備えている。弾性部材２３は、底面部材２２と側面部材２４との間に設けられている。第２型２１の弾性部材２３は、第１型１１の弾性部材１３よりも弾性力が強い。また、第２型２１は、底面部材２２と側面部材２４とから構成されるキャビティ２５を有する。

実施形態の樹脂成形装置１は、第１型保持部３１と第２型保持部４１とを備えている。第１型保持部３１は、鉛直下方向に延在する側壁部３２と、側壁部３２の端部に設けられるゴム材３３（弾性材）、上部ヒータープレート３４とを備える。上部ヒータープレート３４は、上部固定盤２と第１型１１との間に位置する。第２型保持部４１は、鉛直上方向に延在する側壁部４２と、側壁部４２の端部に設けられるゴム材４３（弾性材）と、下部ヒータープレート４４とを備える。下部ヒータープレート４４は、可動盤４と第２型２１との間に位置する。第１型保持部３１のゴム材３３と第２型保持部４１のゴム材４３は、互いに対向する。第１型保持部３１のゴム材３３および第２型保持部４１のゴム材４３のいずれか一方は省略可能である。

実施形態の樹脂成形装置１は、型締め圧力計測部５０と、制御部６０とを備えている。図２では、型締め圧力計測部５０は支柱部５に設けられた歪みゲージから構成されているが、型締め圧力計測部５０の形態はこれに限定されず、第２型２１の底面部材２２の直下に型締め圧力計測部５０を配置してもよい。制御部６０は、樹脂成形装置１の外部に設けられ、駆動機構６および型締め圧力計測部５０に接続される。制御部６０は、型締め圧力計測部５０による型締め圧力の測定結果に基づいて駆動機構６の動力を制御することができる。型締め圧力は、成形対象物１００の第２面１０２側の圧力に関するものであり、型締め圧力計測部５０は、成形対象物１００の第２面１０２側の圧力に関して計測を行う圧力計測部である。駆動機構６の動力を制御するとは、たとえば駆動機構６としてサーボモータを用いたときにモータの回転量を制御することである。

実施形態の樹脂成形装置１は、第１型１１の凹部１５に接続され、凹部１５内と大気圧の外部空間とを接続する通気路７５を備えている。通気路７５は、凹部１５の他、気体供給部７０と、気体排出部７２とに接続される。気体供給部７０は、凹部１５内に気体を供給することができる。気体供給部７０は、制御部６０に接続される。制御部６０は、気体供給部７０による気体供給量を制御することができる。さらに、通気路７５上には、制御弁７３と、気圧計測部７１と、開閉弁７４とが設けられる。気圧計測部７１は通気路７５内の気圧を計測することによって凹部１５内の気圧の変動を計測する。すなわち、気圧計測部７１は、通気路７５を介して凹部１５内の気圧に関する計測を行なっている。制御弁７３は、気体供給部７０に直列で配置される。開閉弁７４は、気体排出部７２の直前に位置する。通気路７５は、気体排出部７２を介して外部空間と接続される。

以下、図３〜９を参照して、実施形態の樹脂成形装置を用いて樹脂成形品を製造する方法の一例として半導体チップを封止する製造方法について説明する。図３を参照して、まず、通気路７５上の制御弁７３および開閉弁７４が閉状態とされる。次に、成形対象物１００が第１型１１の側面部材１４の下方に供給される。成形対象物１００は、第１面１０１と、第１面の反対側の第２面１０２とを有し、第２面１０２が樹脂成形の対象となる。第１型１１は、成形対象物１００の第１面１０１に対向し、第２型２１は、成形対象物１００の第２面１０２に対向する。第１型１１の側面部材１４における成形対象物１００の第１面１０１に対向する表面には、少なくとも１つの通気孔（図示せず）を設けることができる。通気孔は吸引機構（図示せず）と接続しており、通気孔内の空気を吸引することによって成形対象物１００を吸着することにより、成形対象物１００は第１型１１に保持される。また、成形対象物１００を吸着することに併せて、たとえば側面部材１４に爪部を設け、爪部により成形対象物１００を把持して第１型１１に成形対象物１００を保持してもよい。これにより、装置が緊急停止し、吸引機構が停止した場合であっても、成形対象物１００の落下を防ぐことができる。

成形対象物１００は、たとえば、リードフレーム、サブストレート、半導体基板（Ｓｉウェハ等）、金属基板、ガラス基板、セラミック基板、配線基板等であり、半導体チップが配置可能なものを成形対象物１００として用いることができる。成形対象物１００の大きさは、たとえば、幅（１辺または直径）が約１００〜３００ｍｍ程度であるが、これに限定されるものではない。また、成形対象物１００上の配線の有無を問わない。

次に、図４に示すように、第２型２１の底面部材２２の上面ならびに側面部材２４の上面および内側側面を覆うように、フィルム１１１を供給する。フィルム１１１は、たとえば、円形、楕円形、長方形、正方形など、任意の形状であり得る。吸着機構（図示せず）によって、フィルム１１１は、底面部材２２および側面部材２４の形状に沿って吸着される。第２型２１にフィルム１１１を供給後、図３に示すように、第２型２１のキャビティ２５内に樹脂材料１１０を供給する。第２型保持部４１に設けられた下部ヒータープレート４４によって第２型２１を加熱すると、樹脂材料１１０は軟化または融解した状態となる。下部ヒータープレート４４の加熱温度は、たとえば、１００〜２００℃である。この加熱温度は樹脂材料の性質に応じて決定される。なお、第２型２１へのフィルム１１１および樹脂材料１１０の供給は、成形対象物１００の第１型１１への供給の前であってもよく、成形対象物１００の第１型１１への供給の後であってもよく、成形対象物１００の第１型１１への供給と同時であってもよい。

次に、図５の模式的断面図に示すように、駆動機構６によって可動盤４を上昇させ、第１型保持部３１のゴム材３３と第２型保持部４１のゴム材４３とを接触させる。その後、ゴム材３３，４３が圧縮され、第１型保持部３１と第２型保持部４１とによって構成され、第１型１１および第２型２１を包含する密閉空間１７が形成される。その後、減圧ポンプなどからなる減圧機構８０を用いて密閉空間１７内の減圧が開始される。減圧機構８０による減圧は、密閉空間１７内の気圧が予め指定された所定の値に到達するまで継続され、密閉空間１７内の気圧が所定の値に到達した時点で、その状態が維持される。密閉空間１７を減圧状態にすることにより、樹脂材料１１０中に生じた気泡を除去することができる。このとき、第１型１１の弾性部材１３の弾性力により上面部材１２と側面部材１４との間の隙間１６は維持されており、凹部１５と密閉空間１７とは連通しているため、凹部１５内も減圧され、凹部１５内および密閉空間１７の気圧がほぼ等しく維持されている。このように、上面部材１２と側面部材１４との間の隙間１６は凹部１５と密閉空間１７とを連通させる連通路として機能する。減圧機構８０により密閉空間１７を減圧するときには、隙間１６（連通路）が開いて凹部１５と密閉空間１７とを連通させている。なお、凹部１５と密閉空間１７の気圧は完全に一致しなくてもよい。

次に、図６の模式的断面図に示すように、駆動機構６によって可動盤４をさらに上昇させ、第１型１１の側面部材１４と第２型２１の側面部材２４とが成形対象物１００を挟む。これにより、第１型１１の弾性部材１３が圧縮される。第２型２１の弾性部材２３は、第１型１１の弾性部材１３よりも弾性力が強いため、この時点で第２型２１の弾性部材２３は少なくとも完全に圧縮されることはない。

第１型１１の弾性部材１３が圧縮されると、隙間１６が閉じられる。このとき、凹部１５内は減圧状態を保っている。隙間１６が閉じることにより凹部１５と密閉空間１７とは遮断されるが、完全に遮断された状態でなく若干の気体のリークが生じてもよい。凹部１５内の減圧状態にすることにより、成形対象物１００の第１面１０１側と第２面１０２側との圧力が等しい状態を保つことができる。凹部１５は、成形対象物１００の第１面１０１に対向する。成形対象物１００の第１面１０１上に搭載された電子部品等は凹部１５内の空間に収容されるため、型締め時に第１面１０１上の電子部品等と第１型１１の上面部材１２とが接触して電子部品等が破損することを防ぐことができる。なお、成形対象物１００の第１面１０１上には、電子部品等が施されていなくてもよいことは言うまでもない。

次に、図７の模式的断面図に示すように、駆動機構６によって可動盤４をさらに上昇させる。第２型２１の弾性部材２３が圧縮されることにより、成形対象物１００の第２面１０２と樹脂材料１１０とが接触し、第２面１０２が樹脂成形される。このとき、第２型２１の底面部材２２から鉛直上方向に成形圧力が生じる。成形対象物１００の第２面１０２上には、キャビティ２５内の樹脂材料１１０が押されることによる圧力が印加される。このようにして、成形対象物１００の型締めが行われる。このとき、第１型１１の弾性部材１３は圧縮され、隙間１６（連通路）が閉じて凹部１５と密閉空間１７とは遮断されている。

成形圧力が生じると、型締め圧力計測部５０が成形圧力に準じる支柱部５の歪み量を検出する。型締め圧力計測部５０は、歪み量を電圧値に変換して、制御部６０に電子信号を発信する。なお、型締め圧力計測部５０は、実施形態の樹脂成形装置１では支柱部５に設けられ支柱部５の歪み量を測定するものであるが、第２型の底面部材２２の直下に配置され成形圧力を測定するものであってもよい。

制御部６０は、型締め圧力計測部５０からの電気信号に基づいて、成形圧力と同程度の圧力となるよう気体を供給させる指示を気体供給部７０に発信する。気体供給部７０は、たとえば、電空レギュレータである。気体供給部７０は、制御部６０の支持信号に基づき、制御弁７３を開口し、矢印Ａで示されるように、通気路７５を通して凹部１５内に気体を供給する。気体の供給量は、制御弁７３の開閉具合の調節により制御される。また、このとき、気体排出部７２側に位置する開閉弁７４は閉じた状態にある。凹部１５内に気体を供給する間、気圧計測部７１は、通気路７５の圧力値を検出し、圧力値を制御部６０に発信する。制御部６０は、型締め圧力計測部５０の歪み量と気圧計測部７１の計測値とに基づいて、成形対象物１００の第１面１０１が受ける圧力と第２面１０２が受ける圧力との圧力差を低減するように、凹部１５内への気体供給量を制御する。すなわち、成形対象物１００の第２面１０２に成形圧力を印加するときには、上面部材１２と側面部材１４との間の隙間１６を閉じて凹部１５と密閉空間１７とを遮断した上で、凹部１５内に気体を供給する。このとき、制御部６０は、気圧計測部７１による計測結果に基づいて、成形対象物１００の第１面１０１側と第２面１０２側との圧力差を低減するように気体供給部７０による気体供給量を制御する。

型締めを行なう際、第１型１１の凹部１５内が減圧された状態のままである場合、概ね平坦な成形対象物１００は、第２型２１の底面部材２２からの成形圧力を受けて、上に凸の湾曲した形状に変形しやすくなる。

本発明の実施形態の樹脂成形装置では、成形対象物１００に対して第２型２１の底面部材２２から鉛直上方向に成形圧力が生じたとき、第２面１０２側に印加される成形圧とは逆方向の圧力の有する気体を第１面１０１側に印加するによって、第１面１０１側に印加される圧力と第２面１０２側に印加される圧力との圧力差を低減することができる。このため、成形対象物１００の第２面１０２のみを樹脂成形する場合でも成形対象物１００の変形を抑制することができる。

図７に示す状態から予め設定した時間が経過した後、制御弁７３を閉じるとともに開閉弁７４を開き、図８の矢印Ｂに示されるように、通気路７５を通って凹部１５内の気体を気体排出部７２から排出する。これにより、型開き時に凹部１５内の圧力を大気圧に戻すことができる。なお、制御弁７３および開閉弁７４の開閉を行なわずに、可動盤４を下降させて型開きをしてもよい。この場合でも、第１型１１が第２型２１から離れ、第１型１１の弾性部材１３が圧縮されない状態に戻ることにより、凹部１５と密閉空間１７との遮断は解除される。そして、第２面１０２上の樹脂が硬化した後、図９に示されるように、可動盤４を下降させて型開きをし、成形対象物１００を取り出す。なお、樹脂の硬化は型開きの後にも継続する場合がある。

本実施の形態の樹脂成形装置１による樹脂成形品の製造方法は、第１型１１に保持される成形対象物１００の第２面１０２側を樹脂成形するものであって、図１０に示すとおり、樹脂成形前の成形対象物１００Ａを成形品供給・収納モジュール１００３から樹脂成形装置１に供給する工程（Ｓ１０）と、第１型１１および第２型２１を包含する密閉空間１７を形成する工程（Ｓ２０）と、凹部１５と密閉空間１７とを連通させた状態で密閉空間１７を減圧する工程（Ｓ３０）と、密閉空間１７を減圧した後、凹部１５と密閉空間１７との連通を遮断する工程（Ｓ４０）と、凹部１５内の気圧に関する計測、および駆動機構６による型締め圧力に関する計測を行ない、それらの計測結果に基づいて気体の供給量および型締め力を制御しながら凹部１５内に気体を供給するとともに成形対象物１００Ａを型締めする工程（Ｓ５０）と、型開きの前に凹部１５内および密閉空間１７の圧力を大気圧に戻す工程（Ｓ６０）と、型開きを行なう工程（Ｓ７０）と、樹脂成形された成形対象物１００Ｂを成形品供給・収納モジュール１００３に収納する工程（Ｓ８０）とを備える。

上記型締めする工程（Ｓ５０）において、凹部１５内の気圧に関する計測、および駆動機構６による型締め圧力に関する計測の一方のみを行ない、その一方の計測結果に基づいて気体の供給量および型締め力の一方または両方を制御するようにしてもよい。また、凹部１５内の気圧に関する計測、および駆動機構６による型締め圧力に関する計測の両方を行なう場合に、それら両方の計測結果に基づいて気体の供給量および型締め力の一方のみを制御するようにしてもよい。

第１型１１の凹部１５内の圧力は、まず密閉空間１７を減圧機構８０によって減圧することに伴い低下し、大気圧以下となる。次に、型締め開始後、気体供給部７０によって供給される気体の圧力に伴い、凹部１５内の圧力は上昇し、大気圧以上となる。圧力の上昇は、樹脂成形の間持続してもよい。成形圧力と凹部１５内の圧力差が概ね見られなくなった時点で、気体供給を停止し、凹部１５内の圧力は一定の値で維持される。その後、制御弁７３を閉じるとともに開閉弁７４を開くことにより、凹部１５内の気体が外部に排出され、凹部１５内の圧力は大気圧に戻る。その後、型開きを行なう。このようにして、半導体チップを樹脂封止し、成形対象物１００の第２面１０２側を樹脂成形することができる。

本実施の形態に係る樹脂成形装置１およびそれを用いた樹脂成形品の製造方法によれば、成形対象物１００の片面のみを樹脂成形する場合でも成形対象物１００の変形量を抑制することができる。

なお、上記においては、成形対象物１００の第２面１０２のみを樹脂成形する例について説明したが、第２面１０２を樹脂成形した後、同様に第１面１０１を樹脂成形することにより、成形対象物１００の両面を樹脂成形してもよいことは、言うまでもない。

（実施の形態２）
図１１に、実施の形態２に係る樹脂成形装置の模式的な断面図を示す。本実施形態に係る樹脂成形装置１Ａは、実施の形態１に係る樹脂成形装置１の変形例であって、減圧機構８０に接続された通気路８１と凹部１５に接続された通気路７５とを接続する連通路９０を設けたことを特徴とするものである。

連通路９０上には開閉弁９１が設けられている。通気路８１は、第１型保持部３１および第２型保持部４１により形成される密閉空間１７に連通している。通気路７５は凹部１５に連通している。よって、通気路８１と通気路７５とを接続する連通路９０は、凹部１５と密閉空間１７とを連通させることが可能である。

減圧機構８０により密閉空間１７を減圧するときには、開閉弁９１を開いて凹部１５と密閉空間１７とを連通させる。他方、成形対象物１００の第２面１０２に圧力を印加するときには、開閉弁９１を閉じて凹部１５と密閉空間１７とを遮断した上で、凹部１５内に気体を供給する。このとき、制御部６０は、気圧計測部７１による計測結果に基づいて、成形対象物１００の第１面１０１側と第２面１０２側との圧力差を低減するように気体供給部７０による気体供給量を制御する。

上述の点以外については、実施の形態１に係る樹脂成形装置１と同様であるため、詳細な説明は繰り返さない。

本実施の形態に係る樹脂成形装置１Ａによっても、実施の形態１と同様に、成形対象物１００の片面のみを樹脂成形する場合でも成形対象物１００の変形量を抑制することができる。

（成形対象物の変形）
以下、図１２から図１４を参照して、成形対象物１００の変形について説明する。なお、図１２から図１４においては、図示の便宜上、フィルム１１１を省略して描いている。

上述のとおり、実施の形態１，２に係る樹脂成形装置においては、成形対象物１００の第２面１０２に圧力を印加するときに、凹部１５と密閉空間１７とを遮断した上で、成形対象物１００の第１面１０１側と第２面１０２側との圧力差を低減するように凹部１５内に気体を供給している。仮にこの気体供給を行なわない場合、樹脂材料１１０の成形圧力により、図１２に示すように成形対象物１００が上に凸の形状に変形する。凸の形状に変形することにより、第２面１０２上に形成された樹脂材料１１０の厚みがばらつく。また、凸の形状に変形することにより、成形対象物１００や、成形対象物１００に配置された半導体チップが破損するおそれがある。

また、実施の形態１，２に係る樹脂成形装置においては、減圧機構８０により密閉空間１７を減圧するときに、隙間１６（連通路）ないし連通路９０を開いて凹部１５と密閉空間１７とを連通させ、密閉空間１７の気圧に合わせて凹部１５内の気圧も降下させている。仮にこの連通を行なわない場合、凹部１５内の気圧が相対的に高くなり、図１３に示すように成形対象物１００が下に凸の形状に変形する。この場合も、図１２の例と同様に、型開き後に第２面１０２上に形成された樹脂材料１１０の厚みがばらつくか、成形対象物１００が変形したままになる。

実施の形態１，２に係る樹脂成形装置によれば、減圧機構８０により密閉空間１７を減圧するときに、隙間１６（連通路）ないし連通路９０を開いて凹部１５と密閉空間１７とを連通させるとともに、成形対象物１００の第２面１０２に圧力を印加するときに、凹部１５と密閉空間１７とを遮断した上で凹部１５内に気体を供給することにより、成形対象物１００の第１面１０１側と第２面１０２側との圧力差を低減することができるので、図１４に示すように、成形対象物１００をほぼ平坦な状態に保ったまま樹脂封止を行なうことができる。

以上のように実施形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施形態および各実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。

今回開示された実施形態および実施例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て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。

ここで開示された実施形態によれば、樹脂成形装置および樹脂成形品の製造方法を提供することができる。

１，１Ａ樹脂成形装置、２上部固定盤、３下部固定盤、４可動盤、５支柱部、６駆動機構、１１第１型、１２上面部材、１３弾性部材、１４側面部材、１５凹部、１６隙間、１７密閉空間、２１第２型、２２底面部材、２３弾性部材、２４側面部材、２５キャビティ、３１第１型保持部、３２側壁部、３３ゴム材、３４上部ヒータープレート、４１第２型保持部、４２側壁部、４３ゴム材、４４下部ヒータープレート、５０型締め圧力計測部、６０制御部、７０気体供給部、７１気圧計測部、７２気体排出部、７３制御弁、７４開閉弁、７５通気路、８０減圧機構、９０連通路、９１開閉弁、１００，１００Ａ，１００Ｂ成形対象物、１０１第１面、１０２第２面、１１０樹脂材料、１１１フィルム、３０１移動機構、４０１レール、５０１ディスペンサ、５０２ノズル、６０１供給部、６０２ローダ、７０１収納部、７０２アンローダ、１０００樹脂成形システム、１００１樹脂供給モジュール、１００２Ａ〜１００２Ｄ成形モジュール、１００３成形品供給・収納モジュール、Ａ，Ｂ矢印。

Claims

互いに対向する第１型と第２型とを含む成形型を用いて、
前記第１型に保持される成形対象物の前記第１型側の第１面とは反対側の第２面側を樹脂成形することが可能な樹脂成形装置であって、
前記第１型は、前記成形対象物の前記第１面に対向する凹部を有し、
前記樹脂成形装置は、
前記凹部内に気体を供給する気体供給部と、
前記凹部内の気圧に関する計測を行なう気圧計測部と、
前記気圧計測部による計測結果に基づいて、前記成形対象物の前記第１面側と前記第２面側との圧力差を低減するように前記気体供給部による気体供給量を制御する制御部と、を備え、
前記気圧計測部は、前記気体供給部と前記凹部との間の通気路に設けられている、樹脂成形装置。
前記成形対象物の前記第２面側の圧力に関する計測を行なう圧力計測部をさらに備え、
前記制御部は、前記気圧計測部による計測結果および前記圧力計測部による計測結果に基づいて、前記気体供給部による気体供給量を制御する、請求項１に記載の樹脂成形装置。
互いに対向する第１型と第２型とを含む成形型を用いて、
前記第１型に保持される成形対象物の前記第１型側の第１面とは反対側の第２面側を樹脂成形することが可能な樹脂成形装置であって、
前記第１型は、前記成形対象物の前記第１面に対向する凹部を有し、
前記樹脂成形装置は、
前記凹部内に気体を供給する気体供給部と、
前記第１型と前記第２型とを型締めするのに用いられる駆動機構と、
前記成形対象物の前記第２面側の圧力に関する計測を行なう圧力計測部と、
前記凹部内の気圧に関する計測を行なう気圧計測部と、
前記圧力計測部による計測結果および前記気圧計測部による計測結果に基づいて、前記成形対象物の前記第１面側と前記第２面側との圧力差を低減するように前記駆動機構を制御する制御部と、を備え、
前記気圧計測部は、前記気体供給部と前記凹部との間の通気路に設けられている、樹脂成形装置。
前記制御部は、前記圧力計測部による計測結果および前記気圧計測部による計測結果に基づいて、前記駆動機構による型締め力を制御する、請求項３に記載の樹脂成形装置。
互いに対向する第１型と第２型とを含む成形型を用いて、
前記第１型に保持される成形対象物の前記第１型側の第１面とは反対側の第２面側を樹脂成形することが可能な樹脂成形装置であって、
前記第１型は、前記成形対象物の前記第１面に対向する凹部を有し、
前記樹脂成形装置は、
前記第１型と前記第２型とを型締めするのに用いられる駆動機構と、
前記成形対象物の前記第２面側の圧力に関する計測を行なう圧力計測部と、
前記凹部内に気体を供給する気体供給部と、
前記凹部内の気圧に関する計測を行なう気圧計測部と、
前記圧力計測部による計測結果および前記気圧計測部による計測結果に基づいて、前記駆動機構による型締め力および前記気体供給部による気体供給量を制御する制御部と、を備え、
前記気圧計測部は、前記気体供給部と前記凹部との間の通気路に設けられている、樹脂成形装置。
互いに対向する第１型と第２型とを含む成形型を用いて、
前記第１型に保持される成形対象物の前記第１型側の第１面とは反対側の第２面側を樹脂成形することが可能な樹脂成形装置であって、
前記第１型は、前記成形対象物の前記第１面に対向する凹部を有し、
前記樹脂成形装置は、
前記凹部内に気体を供給する気体供給部と、
前記成形型を包含する密閉空間を減圧することが可能な減圧機構と、
前記第１型の前記凹部と前記密閉空間とを連通可能な連通路と、
前記凹部内の気圧に関する計測を行なう気圧計測部と、を備え、
前記減圧機構により前記密閉空間を減圧するときには、前記連通路を開いて前記凹部と前記密閉空間とを連通させ、
前記成形対象物の前記第２面に圧力を印加するときには、前記連通路を閉じて前記凹部と前記密閉空間とを遮断し、
前記気圧計測部は、前記気体供給部と前記凹部との間の通気路に設けられている、樹脂成形装置。
前記第１型は、上面部材と、側面部材と、前記上面部材と前記側面部材との間に設けられた弾性部材とを含み、
前記凹部は、前記上面部材と前記側面部材とによって形成され、
前記連通路は、前記上面部材と前記側面部材との間に形成された隙間によって構成され、
前記減圧機構により前記密閉空間を減圧するときには、前記隙間が維持されることによって前記連通路が開かれ、前記成形対象物の前記第２面に圧力を印加するときには、前記弾性部材を圧縮することによって前記連通路を閉じる、請求項６に記載の樹脂成形装置。
前記通気路は、前記第１型の前記凹部内と大気圧の外部空間とを接続する、請求項１から７のいずれか１項に記載の樹脂成形装置。
互いに対向する第１型と第２型とを含む成形型を用いて、
前記第１型に保持される成形対象物の前記第１型側の第１面とは反対側の第２面側を樹脂成形する樹脂成形品の製造方法であって、
前記成形対象物の前記第１面に対向する前記第１型の凹部内の気圧に関する計測を気圧計測部により行なう工程と、
前記気圧に関する計測の結果に基づいて、前記成形対象物の前記第１面側および前記第２面側の圧力差を低減するように気体の供給量を制御しながら前記凹部内に気体を供給するとともに前記成形対象物を型締めする工程と、を備え、
前記気圧計測部は、前記気体供給部と前記凹部との間の通気路に設けられている、樹脂成形品の製造方法。
前記気体を供給する前に、前記成形型を包含する密閉空間を形成する工程と、
前記第１型の前記凹部と前記密閉空間とを連通させた状態で前記密閉空間を減圧する工程と、
前記密閉空間を減圧した後、前記凹部と前記密閉空間との連通を遮断する工程と、をさらに備える、請求項９に記載の樹脂成形品の製造方法。
型開きの前に前記凹部内の圧力を大気圧に戻す工程をさらに備える、請求項９または１０に記載の樹脂成形品の製造方法。
互いに対向する第１型と第２型とを含む成形型を用いて、
前記第１型に保持される成形対象物の前記第１型側の第１面とは反対側の第２面側を樹脂成形する樹脂成形品の製造方法であって、
前記成形対象物の前記第１面に対向する前記第１型の凹部内の気圧に関する計測を気圧計測部により行なう工程と、
前記成形対象物の前記第２面側の圧力に関する計測を行なう工程と、
前記圧力に関する計測の結果に基づいて、前記成形対象物の前記第１面側および前記第２面側の圧力差を低減するように型締め力を制御しながら前記成形対象物を型締めする工程と、を備え、
前記気圧計測部は、前記気体供給部と前記凹部との間の通気路に設けられている、樹脂成形品の製造方法。
互いに対向する第１型と第２型とを含む成形型を用いて、
前記第１型に保持される成形対象物の前記第１型側の第１面とは反対側の第２面側を樹脂成形する樹脂成形品の製造方法であって、
前記成形対象物の前記第１面に対向する前記第１型の凹部内の気圧に関する計測を気圧計測部により行なう工程と、
前記成形対象物の前記第２面側の圧力に関する計測を行なう工程と、
前記気圧に関する計測の結果および前記圧力に関する計測の結果に基づいて、気体の供給量および型締め力を制御しながら前記凹部内に気体を供給するとともに前記成形対象物を型締めする工程と、を備え、
前記気圧計測部は、前記気体供給部と前記凹部との間の通気路に設けられている、樹脂成形品の製造方法。