JP7230627B2 - プレヒーター装置、樹脂封止装置及びプレヒート方法 - Google Patents

Description

本発明は、プレヒーター装置、樹脂封止装置及びプレヒート方法に関するものである。

半導体パッケージの製造においては、成形金型を備える樹脂封止ユニットで樹脂封止を行う前に、半導体素子を搭載した基材のプレヒート（予熱）を行っている。プレヒートを行うことで、樹脂封止ユニットの高温の金型に基材を載置する際の熱により基材に生じる変形を抑制することができる。

基材の変形が少なくなれば、基材の各工程間での搬送と受け渡しを円滑に行うことができるので、基材にボンディングされている半導体素子やワイヤに与えるダメージも小さく抑えることができる。

また、近年においては、パワー系の半導体素子の大型化及び多機能化に伴い、半導体素子の発熱量が大きくなり、放熱対策のためのヒートシンクが大型化し、さらに基材の表裏両面に設けられる製品が増えている。

そのため、樹脂封止工程の前段階におけるプレヒートに時間がかかるようになり、製品の生産性を向上させることが望まれている。

ここで、基材のプレヒートを、より短時間で行うためには、基材の表裏両面に加温部を当接させて加温するのがよいが、このプレヒートは、通常二枚一組の基材を同時に行うため、基材の厚みにバラツキがあったり、基材が傾いたりした場合、加温部を各基材に均等に当接させて加温することは難しい。

また、基材が損傷するおそれがあるため、基材に対し過度に荷重がかかる状態で、加温部と基材を当接させることができない。このため、通常、基材の片面側は、加温部と基材の間に所要幅の隙間を空けてプレヒートを行っている。

このようなプレヒートを行うものとしては、例えば、特許文献１に記載された樹脂封止装置がある。

特許文献１に記載された樹脂封止装置は、金型を構成する開閉可能な上型及び下型を備え、配線板を上型及び下型の間に配した後、樹脂材料を供給し、配線板の一部又は全部を樹脂材料によって樹脂封止するものである。

そして、特許文献１に記載された樹脂封止装置は、上型に配置された配線板を保持可能な保持機構と、配線板を保持機構に供給する供給機構とを備え、供給機構にはヒーターを有する配線板予熱体が設けられている。

この樹脂封止装置では、上記構成を有することにより、配線板が供給機構により上型の保持機構に供給されるまでに、供給機構の配線板予熱体により予熱することができる。これにより、キャビティが下型にある金型によって配線板が樹脂封止される製品であっても、製造のサイクルタイムを短縮することができると共に、不良品が発生する確率を低減できるとしている。

特開２００４－１８６４１８号公報

しかしながら、上記従来の樹脂封止装置には、次のような課題があった。
まず、予熱されて一方の型で保持されている配線板を、更に他方の型からの熱で予熱する際に、配線板と、上記一方の型の加熱面との間に、配線板が熱膨張したときの伸張が妨げられることがないように、所要幅の隙間が設けられる。

この隙間があるため、配線板と、加熱面の間では、熱は放射（又は輻射）により伝わることになり、配線板が所要温度に昇温されるまでのタイムラグが比較的大きい。このため、従来の樹脂封止装置では予熱に時間がかかり、樹脂封止が完了するまでのサイクルタイムが縮まらず、製品の生産性を高める点で不充分であった。

本発明は、以上の点を鑑みて創案されたものであり、半導体パッケージの製造において、樹脂封止を行う前の、半導体素子を搭載した基材の予熱を、より短時間で行うことができ、かつ加温部が基材に当接する場合でも、基材の損傷を抑止できるプレヒーター装置、樹脂封止装置及びプレヒート方法を提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するために本発明のプレヒーター装置は、半導体素子を搭載した基材をインローダーで、前記基材を樹脂封止する樹脂封止ユニットに供給する前に、前記基材に対して予熱を行うプレヒーター装置において、前記基材を保持し、加温する第１加温部を有する第１ヒーター装置と、前記基材を加温する第２加温部を有する第２ヒーター装置と、前記第１ヒーター装置と前記第２ヒーター装置の何れか一方又は双方に設けられており、前記第１加温部と前記第２加温部を、前記基材を表裏方向に挟んだ位置に配置する際、前記第１加温部と前記第２加温部の何れか一方又は双方が前記基材に当接するときに、所要以上の荷重がかかることを抑止する緩衝装置とを備える。

本発明のプレヒーター装置は、第１ヒーター装置により基材を保持し、保持した基材を加温することができる。また、第２ヒーター装置により、基材を加温することができる。第１ヒーター装置と第２ヒーター装置は、基材を表裏方向に挟んだ位置に配置されるので、基材を表裏両面から加温することができ、効率的な加温が可能である。

また、緩衝装置は、第１加温部と第２加温部を、基材を表裏方向に挟んだ位置に配置する際、第１加温部と第２加温部の何れか一方又は双方が基材に当接するときも、基材に所要以上の荷重がかかることを抑止できるので、過度の荷重が作用することによる基材の損傷は起こりにくい。

本発明にいう「基材を表裏方向に挟んだ位置に配置」とは、加温部の一方又は双方が基材に当接して基材を挟んでいる場合の他、加温部の一方又は双方が基材に当接することなく基材を挟んだ位置にある場合も含む。また、本発明にいう「荷重」には、動荷重及び衝撃荷重が含まれるが、静荷重を除外するものではない。

（２）本発明のプレヒーター装置は、前記緩衝装置が、前記第１加温部と前記第２加温部の何れか一方又は双方に作用する付勢体を有しており、前記第１加温部と前記第２加温部の何れか一方又は双方が前記基材に当接した後は、前記付勢体が自身の付勢力に抗して変形することにより、前記第１加温部と前記第２加温部の何れか一方又は双方の移動量を吸収する構成としてもよい。

この場合、第１加温部と第２加温部の何れか一方又は双方が基材に当接した後は、付勢体が自身の付勢力に抗して変形することにより、第１加温部と第２加温部の何れか一方又は双方の移動量を吸収するので、付勢体の付勢力に応じた緩衝効果が得られる。

（３）本発明のプレヒーター装置は、前記第１ヒーター装置が、前記基材を前記インローダーから受け取るために昇降移動を行う構成であり、前記第２ヒーター装置は、前記第１ヒーター装置が昇降移動をする際の動線から外れる退避位置と、前記第１ヒーター装置と協働して前記基材の予熱を行う位置との間で、横行又は揺動により移動可能である構成としてもよい。

第２ヒーター装置は、第１ヒーター装置が昇降移動をする際の動線から外れる退避位置と、第１ヒーター装置と協働して基材の予熱を行う位置との間で、横行又は揺動により移動可能である。これにより、第１ヒーター装置が昇降移動をする際、第２ヒーター装置は退避位置にいて、第１ヒーター装置と接触や衝突を起こさないようにすることができる。

（４）上記の目的を達成するために本発明の樹脂封止装置は、プレヒーター装置により、半導体素子を搭載した基材を予熱し、予熱した前記基材を樹脂封止ユニットに供給して、前記基材の樹脂封止を行う樹脂封止装置において、前記プレヒーター装置が、前記基材を保持し、加温する第１加温部を有する第１ヒーター装置と、前記基材を加温する第２加温部を有する第２ヒーター装置と、前記第１ヒーター装置と前記第２ヒーター装置の何れか一方又は双方に設けられており、前記第１加温部と前記第２加温部を、前記基材を表裏方向に挟んだ位置に配置する際、前記第１加温部と前記第２加温部の何れか一方又は双方が前記基材に当接するときに、所要以上の荷重がかかることを抑止する緩衝装置とを備える。

樹脂封止装置は、プレヒーター装置が、第１ヒーター装置により基材を保持し、保持した基材を加温することができる。また、第２ヒーター装置により、基材を加温することができる。第１ヒーター装置と第２ヒーター装置は、基材を表裏方向に挟んだ位置に配置されるので、基材を表裏両面から加温することができ、効率的な加温が可能である。

また、緩衝装置は、第１加温部と第２加温部を、基材を表裏方向に挟んだ位置に配置する際、第１加温部と第２加温部の何れか一方又は双方が基材に当接するときも、基材に所要以上の荷重がかかることを抑止できるので、過度の荷重が作用することによる基材の損傷は起こりにくい。

（５）上記の目的を達成するために本発明のプレヒート方法は、半導体素子を搭載した基材を、該基材を樹脂封止する樹脂封止ユニットに供給する前に、加温部を、所定位置に保持されている前記基材を表裏方向に挟んだ位置に配置して、予熱を行うプレヒート方法において、前記予熱を行う際に、前記加温部を前記基材に当接させると共に、当接するときに前記加温部により前記基材に対して所要以上の荷重がかかることを抑止するステップを備える。

本発明のプレヒート方法によれば、基材の予熱を行う際に、加温部を基材に当接させると共に、当接するときに加温部により基材に対して所要以上の荷重がかかることを抑止するステップを備えるので、加温部を、所定位置に保持されている基材を表裏方向に挟んだ位置に配置する際、加温部が基材に当たったときも、基材に所要以上の荷重がかかることを抑止することができる。これにより、過度の荷重が作用することによる基材の損傷は起こりにくい。

また、加温部が基材に当接し、加温部の熱が基材に直に伝わるので、従来の樹脂封止装置のように熱の放射により加温する場合と比較して、基材が所要温度に昇温されるまでのタイムラグが小さい。

更には、例えば、加温部が基材に当接した後、当接状態が維持され、基材が加温されて熱膨張して変形したときにも、それにより加温部と基材に新たに生じる荷重を和らげることも可能になる。

（６）本発明のプレヒート方法は、前記基材に前記半導体素子と共に放熱体が搭載されており、前記加温部を前記放熱体に当接させて予熱を行うようにしてもよい。

この場合、一般的に、比熱の小さい放熱体は、加温部が当接して加温される際、所要の温度まで、短時間で昇温される。これにより、基材の予熱を効率的に行うことができる。

本発明は、半導体パッケージの製造において、樹脂封止を行う前の、半導体素子を搭載した基材の予熱を、より短時間で行うことができ、かつ加温部が基材に当接する場合でも、基材の損傷を抑止できるプレヒーター装置、樹脂封止装置及びプレヒート方法を提供することができる。

本発明に係る樹脂封止装置の一実施形態を示す平面視概略説明図である。 本発明に係るプレヒーター装置の一実施形態を示す正面視概略説明図である。 下ヒーター装置の構造を示し、（ａ）は平面視説明図、（ｂ）は正面視説明図である。 上ヒーター装置の構造を示し、（ａ）は平面視説明図、（ｂ）は正面視説明図である。 図２におけるＰ部の拡大図である。 図５におけるＢ－Ｂ断面説明図であり、（ａ）は上ヒートブロックに下方から負荷がかかっていない状態の説明図、（ｂ）は上ヒートブロックに下方から負荷がかかっている状態の説明図である。 プレヒート装置でリードフレームの予熱を行う工程を示し、〔Ｓ１〕のインローダーによるリードフレームの搬入から、〔Ｓ２〕の上ヒーター装置の退避までの説明図である。 プレヒート装置でリードフレームの予熱を行う工程を示し、〔Ｓ３〕の下ヒーター装置の上昇から、〔Ｓ４〕のインローダーからのリードフレームの受け取りまでの説明図である。 プレヒート装置でリードフレームの予熱を行う工程を示し、〔Ｓ５〕の下ヒーター装置の下降から、〔Ｓ６〕の上ヒーター装置の導入までの説明図である。 プレヒート装置でリードフレームの予熱を行う工程を示し、〔Ｓ７〕の下ヒーター装置が上昇して行うリードフレームの予熱から、〔Ｓ８〕の予熱終了後の下ヒーター装置の下降までの説明図である。 プレヒート装置でリードフレームの予熱を行う工程を示し、〔Ｓ９〕の上ヒーター装置の退避から、〔Ｓ１０〕の下ヒーター装置によるインローダーへのリードフレームの引き渡しまでの説明図である。 プレヒート装置でリードフレームの予熱を行う工程を示し、〔Ｓ１１〕の下ヒーター装置の下降から、〔Ｓ１２〕の上ヒーター装置の導入及びインローダーによるリードフレームの搬出までの説明図である。

図１乃至図６を参照して、本発明の実施の形態を更に詳細に説明する。
なお、以下の説明において、場所又は方向の説明をする際の「前後」の表現については、各平面視説明図における紙面における下側を「前」とし、紙面における上側を「後」として説明する。

また、「上下」の表現については、各正面視説明図の紙面における上側を「上」とし、紙面における下側を「下」として説明する。更に、「左右」の表現については、紙面における左側を「左」とし、紙面における右側を「右」として説明する。

図１には、本発明に係るプレヒーター装置を適用した、半導体パッケージの製造を行う樹脂封止装置Ｍを示している。なお、樹脂封止装置Ｍを構成する、後述する材料供給ユニット１、インローダー２、プレスユニット３、アンローダー４、アウトプットユニット５及びプレヒーター装置６のうち、本発明に係るプレヒーター装置６を除く各部は、公知構造を採用しているので、それらについては簡易な説明に止める。

樹脂封止装置Ｍには、基材であるリードフレーム又は、基板（以降は、リードフレームとのみ記す。）及び樹脂タブレットを受け渡しの位置まで搬送する材料供給ユニット１が設けられている。材料供給ユニット１は、リードフレームを供給するリードフレームトランスファ１０と樹脂タブレットを供給するタブレットローダー１１を有している。

また、材料供給ユニット１より後工程となる位置に、半導体素子を搭載したリードフレームを、樹脂封止する前に予熱するプレヒーター装置６が設けられている。

プレヒーター装置６より後工程となる位置には、リードフレームの樹脂封止を行うプレスユニット３が二箇所に設けられている。また、材料供給ユニット１と各プレスユニット３の間には、材料供給ユニット１から供給されるリードフレーム及び樹脂タブレットを後工程へ搬送するインローダー２を備えている。また、各プレスユニット３と後述するアウトプットユニット５の間には、各プレスユニット３で樹脂封止された成形品を後工程へ搬送するアンローダー４を備えている。

そして、各プレスユニット３より後工程となる位置には、成形品から不要な樹脂部分を除去するディゲーターユニット５１と、不要な樹脂部分を除去した成形品を搬送し、収納する製品収納ユニット５２を有するアウトプットユニット５が設けられている。

以下、本発明に係る上記プレヒーター装置６について、詳細に説明する。
図２乃至図６を参照する。
プレヒーター装置６は、半導体素子を搭載したリードフレームを、樹脂封止ユニットであるプレスユニット３に供給する前に予熱するものである。

プレヒーター装置６は、第１ヒーター装置の一例である下ヒーター装置６１と、下ヒーター装置６１を昇降させる昇降駆動装置６０及び第２ヒーター装置の一例である上ヒーター装置６２により構成されている。

（昇降駆動装置６０）
図２を参照する。
昇降駆動装置６０は、ベース板６００に設けられている動作機構部６０１を有する。動作機構部６０１は、ケーシング６０２に回転軸を鉛直方向として、ボールベアリング（図示省略）で回転可能に軸支された回転体（図示省略）を有している。

回転体の上部には、中心にネジ孔（符号省略）を有するプーリー６０４が固定されている。また、回転体の中心には、回転軸と重なるネジ通し孔（符号省略）が貫通して設けられている。プーリー６０４のネジ孔には、ネジ棒６０５が螺合され、ネジ棒６０５の下部分は、ネジ通し孔に回転可能に通されている。

また、昇降駆動装置６０は、ベース板６００に固定されているモーター６０６を有する。モーター６０６の回転軸（符号省略）に取り付けられているプーリー６０７と、上記プーリー６０４にはタイミングベルト６０８が掛けられている。これによれば、モーター６０６の回転軸が正逆方向に回転することにより、プーリー６０４も同様に回転し、後述するように昇降ベース板６１０に固定されて軸周方向に回転しないネジ棒６０５が昇降する。

（下ヒーター装置６１）
図２、図３及び図５を参照する。
下ヒーター装置６１は、上記ネジ棒６０５の上端に水平に固定されている平面視で長方形状の昇降ベース板６１０を有している。昇降ベース板６１０の下面の左右二箇所には、ガイドシャフト６１０ａが下方へ向け垂直に設けられている。各ガイドシャフト６１０ａは、ベース板６００に設けられているガイド６０９にスライド可能に通されている。

昇降ベース板６１０の上面には、平面視で昇降ベース板６１０と同じ大きさのベースブロック６１１が固定されている。ベースブロック６１１の上面には、ヒーターセットベース６１１ａが固定され、ヒーターセットベース６１１ａの左右縁部には、所要幅の支持ブロック６１２が設けられている。

また、各支持ブロック６１２の上面には、平面視で昇降ベース板６１０と同じ大きさのヒーターベース６１３が固定されている。ヒーターベース６１３は、上面が平面である。

ヒーターセットベース６１１ａとヒーターベース６１３の間には、左右二箇所に空隙（符号省略）が設けられている。各空隙内には、ヒーターセットベース６１１ａから順に、断熱板６１４、ラバー板６１５、ヒーター６１６及びヒータープレート６１７が密に積層されている（図５参照）。

なお、断熱板６１４は、ヒーター６１６の熱が、断熱板６１４が接するベースブロック６１１や支持ブロック６１２に伝わりにくいようにして、後述する下ヒーターブロック６１８への熱伝導の効率化を図るものである。

また、ラバー板６１５は、柔軟性又は弾性を備えているので、ヒーター６１６の厚みにバラツキがあっても、それによる寸法の違いを吸収、又は調整することにより、ヒーターセット（断熱板６１４、ラバー板６１５、ヒーター６１６及びヒータープレート６１７）の空隙内部での収まりを良くすることができる。

なお、本実施の形態において、後述するシャッター板６２１、ガイド孔６２２、コイルバネ６３１、吊りボルト６３２、段付きカラー６２３、及び上ヒーターブロック６２４は、緩衝装置を構成する。なお、緩衝装置は、下ヒーター装置６１と上ヒーター装置６２の何れか一方に設けてもよいし、双方に設けてもよい。

ヒーターベース６１３上面には、左右二つの領域のそれぞれ合計六箇所に位置決めピン６１９が立設されている。各位置決めピン６１９は、上部に上方へ窄まった案内部（符号省略）を有し、定置位置（予熱をする位置）にあるリードフレームに外接することができる位置（長辺部に二箇所、短辺部に一箇所）に配置されている（図３参照）。

ヒーターベース６１３の左右二つの領域にある各位置決めピン６１９に内接する位置には、平面視でリードフレームと同じ大きさの下ヒーターブロック６１８が配置されている。下ヒーターブロック６１８は、下面の全面がヒーターベース６１３に接触している。

これにより、上記ヒーター６１６の熱がヒータープレート６１７及びヒーターベース６１３を介して、下ヒーターブロック６１８に伝わるようになっている。なお、下ヒーターブロック６１８は、本願請求項における第１加温部に該当する部材である。

下ヒーターブロック６１８の上面には、短手方向の中央、かつ長手方向の六箇所に長方形状で所要深さの収容凹部６１８ａが設けられている。収容凹部６１８ａには、リードフレームが各位置決めピン６１９に内接する位置に定置されたときに、後述するヒートシンク７１、７２が収まるようになっている。

このように、下ヒーター装置６１においては、リードフレームを定置する下ヒーターブロック６１８が、左右二箇所に設けられているので、後述する上ヒーター装置６２と協働して、一度に二枚のリードフレームを予熱することができる（図２、図３参照）。

なお、樹脂封止装置Ｍで樹脂封止されるリードフレーム７は、図３に示すように、長手方向の六箇所に半導体素子（半導体チップ）７０が搭載されているタイプである。半導体素子７０は、リードフレーム７の短手方向のほぼ中央に位置しており、表裏両面に放熱体であるヒートシンク７１、７２が設けられている。

このヒートシンク７１、７２は、比熱の小さい金属材料で形成されているので、充分な強度でつくることができる。

（上ヒーター装置６２）
図２、図４、図５及び図６を参照する。
下ヒーター装置６１の上方には、上ヒーター装置６２が横行可能に配されている。上ヒーター装置６２を横行させる移動機構部は、上ヒーター装置６２を、後述する退避位置とリードフレーム７の予熱を行う位置との間を、同じ高さで左右方向に移動させるものである。

なお、上ヒーター装置６２は、横行に限らず、例えば水平方向に揺動又は回動させる等、他の構成により移動させる構成としてもよい。また、本実施の形態では、移動機構部の図示を省略している。

上ヒーター装置６２は、平面視で長方形状の二枚のシャッター板６２１を有している。各シャッター板６２１は、互いに同じ高さに設定されており、移動機構部により、上記所定の範囲で同期しながら横行する。

また、各シャッター板６２１は、後述するヒーターユニット６２０が予熱を行う位置に来たときに、プレヒーター装置６の中央で合わさるようになっており、そのときには、平面視で上記昇降ベース板６１０よりやや大きくなる（図２、図４参照）。

各シャッター板６２１は、合わさる部分と反対の端縁部に、下方へ垂下した側板６３３が設けられている。各側板６３３は、各シャッター板６２１の前後方向の全長に渡り設けられている。

各シャッター板６２１のそれぞれには、ヒーターユニット６２０が下面方向へ突出して設けられている。ヒーターユニット６２０は、各シャッター板６２１に対し吊り下げ状態で、かつ上方向へ移動しようとする時に、逆方向の付勢力が作用するようにしてセットされている。以下、詳細に説明する。

各シャッター板６２１には、各々四箇所にガイド孔６２２が上下面を貫通して設けられており、各ガイド孔６２２は、径大部と径小部からなる二段孔となっている（図４、図５、図６参照）。

各ガイド孔６２２には、長手方向の一方に径大なフランジ部（符号省略）を有する段付きカラー６２３が、そのフランジ部をガイド孔６２２の径大部の段部に掛けるようにして、上方から差し込まれている（図５、図６参照）。

段付きカラー６２３は、上記のようにフランジ部をガイド孔６２２の径大部の段部に掛けたときに、ガイド孔６２２の径小部に通されるカラーが、シャッター板６２１の下面からやや突出するように設定されている（図６（ａ）参照）。

そして、各シャッター板６２１の左右それぞれの四個一組の各段付きカラー６２３には、上ヒーターブロック６２４が固定されている。上ヒーターブロック６２４の左右縁部には、サイドブロック６２４ａが上ヒーターブロック６２４の全長に渡り上方へ突出して設けられている（図４、図５、図６参照）。

上ヒーターブロック６２４は、各サイドブロック６２４ａの長手方向の両端部に設けられたネジ孔６２５に、各段付きカラー６２３を貫通した吊りボルト６３２を螺着して固定されている（図６参照）。

なお、上ヒーターブロック６２４は、下面が平面である。また、上記下ヒーターブロック６１８の上面と上ヒーターブロック６２４の下面は、平行状態を維持できるようになっている。なお、上ヒーターブロック６２４は、本願請求項における第２加温部に該当する部材である。

上ヒーターブロック６２４には、各サイドブロック６２４ａの間に、空隙（符号省略）が設けられている。各空隙内には、各シャッター板６２１に近い方から順に、断熱板６２６、ラバー板６２７、ヒーター６２８及びヒータープレート６２９が密に積層されている（図５参照）。

また、各シャッター板６２１の下面において、各サイドブロック６２４ａに沿う、段付きカラー６２３近傍の二箇所には、バネ収容孔６２１ａが形成されている（図６参照）。

そして、各バネ収容孔６２１ａには、コイルバネ６３１が収容されている。コイルバネ６３１は、圧縮コイルバネであり、バネ収容孔６２１ａに収容したときに、バネ収容孔６２１ａの天面とサイドブロック６２４ａの上面から圧縮荷重を受ける（図６参照）。

これにより、ヒーターユニット６２０は、各シャッター板６２１に対し吊り下がった状態（常態）において、コイルバネ６３１の、圧縮荷重に抗する力が利いており、上記したように、この状態から上方向への移動しようとする時に、それとは逆方向のコイルバネ６３１による付勢力が作用する。

上記状態では、各段付きカラー６２３のフランジ部は、ガイド孔６２２の径大部の段部に掛かっており、上記したように段付きカラー６２３の下端部がシャッター板６２１の下面からやや突出している。このため、シャッター板６２１の下面とサイドブロック６２４ａの上面との間には、隙間６３０が形成される（図６（ａ）参照）。

（作用）
図１乃至図６及び図７乃至図１２を参照し、本発明に係る樹脂封止装置Ｍの作用をプレヒーター装置６と共に説明する。なお、プレヒーター装置６を除く公知構造である各部、即ち材料供給ユニット１、インローダー２、プレスユニット３、アンローダー４、アウトプットユニット５の作用については、簡易な説明に止める。

図１を参照する。
樹脂封止装置Ｍでは、材料供給ユニット１が、リードフレーム７をリードフレームトランスファ１０の所定の位置まで搬送し、定置する。
次に、インローダー２が、定置されたリードフレーム７を受け取り、プレヒーター装置６へ搬送し、リードフレーム７を受け渡す。

そして、プレヒート装置６は、次のように作用してリードフレーム７の予熱を行う。なお、リードフレーム７の予熱は、プレヒート装置６の左右二箇所で同じ動作で行われているが、以下の説明では、説明の都度、それに言及することを省略する場合がある。

なお、以下のプレヒート装置６の動きの説明においては、図７乃至図１２に示している工程〔Ｓ１〕乃至〔Ｓ１２〕に沿って説明する。

図７を参照する。
〔Ｓ１〕工程のスタートでは、下ヒーター装置６１は下降端の定位置にあり、上ヒーター装置６２はシャッター板６２１が閉じた状態である。この状態で、インローダー２が、保持爪２０でリードフレーム７を保持し、矢印ａ１の方向に搬送して来て、リードフレーム７を受け渡す位置に停止する。

〔Ｓ２〕上ヒーター装置６２のシャッター板６２１が、矢印ａ２の方向へ同じ高さのままで横行して開く。そして、シャッター板６２１とヒーターユニット６２０が、下ヒーター装置６１が昇降移動をする際の動線から外れて、退避位置へ退避する。

図８を参照する。
〔Ｓ３〕昇降駆動装置６０が作動し、下ヒーター装置６１が矢印ａ３の方向へ上昇して、リードフレーム７を受け取ることができる高さに位置する。これにより、リードフレーム７は下ヒーターブロック６１８の上面に接触し、半導体素子７０、ヒートシンク７１、７２が収容凹部６１８ａ内に収まる。

〔Ｓ４〕インローダー２の保持爪２０が開き、リードフレーム７は下ヒーターブロック６１８の上面に載置される。このとき、リードフレーム７は、各位置決めピン６１９に内接して案内され、所定の位置に定置される。

図９を参照する。
〔Ｓ５〕リードフレー７の受け渡しが完了後、昇降駆動装置６０が作動し、リードフレーム７を受け取った下ヒーター装置６１は矢印ａ４の方向へ下降して、下降端の定位置に戻る。

〔Ｓ６〕上ヒーター装置６２のシャッター板６２１が、退避位置から、矢印ａ５の方向へ同じ高さのままで横行して閉じる。そして、ヒーターユニット６２０が、下ヒーターブロック６１８の上面に定置されているリードフレーム７の上方に位置する。

なお、シャッター板６２１は、閉じることにより、下ヒーター装置６１の下ヒーターブロック６１８に定置されているリードフレーム７、或いは下ヒーターブロック６１８の上面に塵埃等が異物として落下したり降下したりすることを抑止できる。また、各側板６３３は、各シャッター板６２１の側方を覆うことで、この効果をより高めると共に、ヒーターの熱が下ヒーター装置６１の外部に伝わりにくくして、保温性を高めることができる。

図１０を参照する。
〔Ｓ７〕昇降駆動装置６０が作動し、下ヒーター装置６１が矢印ａ６の方向へ上昇して、下ヒーターブロック６１８と上ヒーターブロック６２４とでリードフレーム７を挟む。この際、リードフレーム７は、ヒートシンク７１に下ヒーターブロック６１８の収容凹部６１８ａの底面が当接し、ヒートシンク７２に上ヒーターブロック６２４の下面が当接する。

この状態で、下ヒーター装置６１のヒーター６１６と上ヒーター装置６２のヒーター６２８が発熱し、挟持しているリードフレーム７に対する加温が行われ、予熱される。このように、リードフレーム７に対する加温は、下ヒーターブロック６１８と上ヒーターブロック６２４により表裏両面から行われるので、効率的な加温ができる（図５参照）。

また、金属で形成されているヒートシンク７１、７２は、下ヒーターブロック６１８と上ヒーターブロック６２４が当接して加温されることにより、熱が直に伝わるので、所要の温度に昇温されるまでのタイムラグが小さく、リードフレーム７の予熱を効率的に行うことが可能になる。

上記のように、リードフレーム７が定置されている下ヒーターブロック６１８が上昇して、上方で待機している上ヒーター装置６２の上ヒーターブロック６２４の下面とリードフレーム７が当接する際には、上ヒーターブロック６２４が、各コイルバネ６３１の付勢力に抗して、シャッター板６２１の下面とサイドブロック６２４ａの上面との隙間６３０（図６（ａ）参照）が隙間６３０ａ（図６（ｂ）参照）のように狭まる方向へ逃げることができる。

これにより、リードフレーム７に対して、コイルバネ６３１の付勢力の強さを基に予め設定した所要の荷重又はそれ以上の荷重がかかることを抑止できるので、過度の荷重が作用することによるリードフレーム７に搭載された半導体素子７０の損傷は起こりにくい。

なお、上記構造では、コイルバネ６３１の付勢力に応じた緩衝効果が得られるので、付勢力が異なるコイルバネに設定又は交換することにより、緩衝効果を調整し、対象となるリードフレームに、より好適な構成とすることが可能である。

〔Ｓ８〕リードフレーム７の予熱終了後は、昇降駆動装置６０が作動し、下ヒーター装置６１がリードフレーム７を保持した状態で矢印ａ７の方向へ下降し、下の定位置に戻る。

図１１を参照する。
〔Ｓ９〕上ヒーター装置６２のシャッター板６２１が、矢印ａ８の方向へ同じ高さのままで横行して開く。そして、シャッター板６２１とヒーターユニット６２０が、下ヒーター装置６１の昇降移動をする際の動線から外れて、退避位置へ退避する。

〔Ｓ１０〕昇降駆動装置６０が作動し、下ヒーター装置６１が、矢印ａ９の方向へ上昇して、上方で待機しているインローダー２にリードフレーム７を受け渡すことができる高さに位置する。そして、インローダー２の保持爪２０が閉じてリードフレーム７を受け取る。

図１２を参照する。
〔Ｓ１１〕昇降駆動装置６０が作動し、下ヒーター装置６１が、矢印ａ１０の方向へ下降して、下降端の定位置に戻る。
〔Ｓ１２〕上ヒーター装置６２のシャッター板６２１が、退避位置から、矢印ａ１１の方向へ同じ高さのままで横行して閉じる。また、インローダー２は、保持している予熱済みのリードフレーム７を、プレスユニット３がある矢印ａ１２の方向へ搬送する。

このようにして、予熱済みのリードフレーム７は、タブレットローダー１１で受け取った樹脂タブレット８と共に、インローダー２によりプレスユニット３へ搬送され、受け渡される。プレスユニット３において、リードフレーム７は、成形型３０により樹脂封止される。樹脂封止後の成形品は、アンローダー４により取り出され、アウトプットユニット５へ搬送される。

また、アウトプットユニット５において、成形品は、ディゲーターユニット５１により不要な樹脂部分が除去された成形品となる。不要な樹脂部分が除去された成形品は、製品収納ユニット５２へ搬送されて収納される。

このように、樹脂封止装置Ｍによれば、半導体パッケージの製造において、樹脂封止を行う前の、半導体素子７０を搭載したリードフレーム７の予熱を、短時間で行うことができる。また、下ヒーターブロック６１８、上ヒーターブロック６２４がリードフレーム７に当接する際に、リードフレーム７に搭載された半導体素子７０の損傷を抑止できる。

本明細書及び特許請求の範囲で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書及び特許請求の範囲に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。

Ｍ 樹脂封止装置
１ 材料供給ユニット
１０ リードフレームトランスファ
１１ タブレットローダー
２ インローダー
２０ 保持爪
３ プレスユニット
４ アンローダー
５ アウトプットユニット
５１ ディゲーターユニット
５２ 製品収納ユニット
６ プレヒーター装置
６１ 下ヒーター装置
６０ 昇降駆動装置
６００ ベース板
６０１ 動作機構部
６０２ ケーシング
６０４ プーリー
６０５ ネジ棒
６０６ モーター
６０７ プーリー
６０８ タイミングベルト
６０９ ガイド
６１ 下ヒーター装置
６１０ 昇降ベース板
６１０ａ ガイドシャフト
６１１ ベースブロック
６１１ａ ヒーターセットベース
６１２ 支持ブロック
６１３ ヒーターベース
６１４ 断熱板
６１５ ラバー板
６１６ ヒーター
６１７ ヒータープレート
６１８ 下ヒーターブロック
６１９ 位置決めピン
６２ 上ヒーター装置
６２０ ヒーターユニット
６２１ シャッター板
６２１ａ バネ収容孔
６２２ ガイド孔
６２３ 段付きカラー
６２４ 上ヒーターブロック
６２４ａ サイドブロック
６２５ ネジ孔
６２６ 断熱板
６２７ ラバー板
６２８ ヒーター
６２９ ヒータープレート
６３０ 隙間
６３１ コイルバネ
６３２ 吊りボルト
６３３ 側板
７ リードフレーム
７０ 半導体素子
７１、７２ ヒートシンク
８ 樹脂タブレット

Claims (6)

1. 半導体素子を搭載した基材をインローダーで、前記基材を樹脂封止する樹脂封止ユニットに供給する前に、前記基材に対して予熱を行うプレヒーター装置において、
   前記基材を保持し、加温する第１加温部を有する第１ヒーター装置と、
   前記基材を加温する第２加温部を有する第２ヒーター装置と、
   前記第１ヒーター装置と前記第２ヒーター装置の何れか一方又は双方に設けられており、前記第１加温部と前記第２加温部を、前記基材を表裏方向に挟んだ位置に配置する際、前記第１加温部と前記第２加温部の何れか一方又は双方が前記基材に当接するときに、所要以上の荷重がかかることを抑止する緩衝装置とを備える
   プレヒーター装置。
2. 前記緩衝装置が、前記第１加温部と前記第２加温部の何れか一方又は双方に作用する付勢体を有しており、前記第１加温部と前記第２加温部の何れか一方又は双方が前記基材に当接した後は、前記付勢体が自身の付勢力に抗して変形することにより、前記第１加温部と前記第２加温部の何れか一方又は双方の移動量を吸収する
   請求項１記載のプレヒーター装置。
3. 前記第１ヒーター装置が、前記基材を前記インローダーから受け取るために昇降移動を行う構成であり、
   前記第２ヒーター装置は、前記第１ヒーター装置が昇降移動をする際の動線から外れる退避位置と、前記第１ヒーター装置と協働して前記基材の予熱を行う位置との間で、横行又は揺動により移動可能である、
   請求項１又は２記載のプレヒーター装置。
4. プレヒーター装置により、半導体素子を搭載した基材を予熱し、予熱した前記基材を樹脂封止ユニットに供給して、前記基材の樹脂封止を行う樹脂封止装置において、
   前記プレヒーター装置が、
   前記基材を保持し、加温する第１加温部を有する第１ヒーター装置と、
   前記基材を加温する第２加温部を有する第２ヒーター装置と、
   前記第１ヒーター装置と前記第２ヒーター装置の何れか一方又は双方に設けられており、前記第１加温部と前記第２加温部を、前記基材を表裏方向に挟んだ位置に配置する際、前記第１加温部と前記第２加温部の何れか一方又は双方が前記基材に当接するときに、所要以上の荷重がかかることを抑止する緩衝装置とを備える
   樹脂封止装置。
5. 半導体素子を搭載した基材を、該基材を樹脂封止する樹脂封止ユニットに供給する前に、加温部を、所定位置に保持されている前記基材を表裏方向に挟んだ位置に配置して、予熱を行うプレヒート方法において、
   前記予熱を行う際に、前記加温部を前記基材に当接させると共に、当接するときに前記加温部により前記基材に対して所要以上の荷重がかかることを抑止するステップを備える
   プレヒート方法。
6. 前記基材に前記半導体素子と共に放熱体が搭載されており、前記加温部を前記放熱体に当接させて予熱を行う
   請求項５記載のプレヒート方法。

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