JPH02163946A - 半導体チップのモールドプレス方法 - Google Patents

半導体チップのモールドプレス方法

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JPH02163946A
JPH02163946A JP31906688A JP31906688A JPH02163946A JP H02163946 A JPH02163946 A JP H02163946A JP 31906688 A JP31906688 A JP 31906688A JP 31906688 A JP31906688 A JP 31906688A JP H02163946 A JPH02163946 A JP H02163946A
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pressure
cavity
mold
tablet
semiconductor chip
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Fumio Takashima
文夫 高嶋
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/02Transfer moulding, i.e. transferring the required volume of moulding material by a plunger from a "shot" cavity into a mould cavity
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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は半導体チップのモールドプレス方法に係り、タ
ブレットの溶融樹脂の送り圧の切換タイミングを予め検
知することにより、モールド体の成形作業を高速にて有
利に行えるようにしたものである。
(従来の技術) IJ−1’フレームに搭載された半導体チップを樹脂に
よりモールドするモールドプレス手段は、チップを上型
と下型から成る金型に凹設されたキャビティに位置決め
し、その状態で下型に装着された合成樹脂から成るタブ
レットをプランジャにより押し上げて、加熱溶融された
タブレットをゲートからキャビティ内に圧入し、そのま
ま保圧、キュア(養生)を行った後、上型と下型を分離
したうえで、下型がら突出するエジェクタピンにより半
導体チップを保護するモールド体を突き上げて、リード
フレームを金型から取りはずすようになっている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、作業能率をあげるためには、高い送り圧(1
次圧)にて速かに溶融樹脂をキャビティに圧入して充填
し、充填が終ったならば、速かに低い送り圧(2次圧)
に下げて保圧やキュアを行う必要がある。この場合、高
圧(1次圧)から低圧(2次圧)への切換タイミングが
遅れると、キャビティの内圧は高い送り圧(1次圧)の
ために異常上昇し、リードフレームの変形やチ・ノブの
破損を惹起する。また切換タイミングが早すぎると、キ
ャビティは樹脂で完全に充填されず、欠陥モールド体が
成形されることとなる。したがってかかるモールドプレ
ス作業においては、上記高圧から低圧への切換を正確な
タイミングで行うことがきわめて重要である。ところが
従来、作業者が経験と感により予備テストを多数回繰り
返すことにより、最良の切換タイミングを求めていたた
め、予備テストのための多大な時間と労力を要し、また
失敗も多い問題があった。
したがって本発明は、上記高圧から低圧への最良の切換
タイミングを検知して、モールドプレス作業を高速にて
有利に行える方法を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) このために本発明は、半導体チップが搭載されたリード
フレームを、モールドプレス装置の上型と下型の間にセ
ントし、この下型に装着されたタブレットを、昇降装置
に駆動されるプランジャにより押し上げて、加熱溶融さ
れたタブレットを上記半導体チップのモールド体が形成
される上型と下型のキャビティに圧入し、このキャビテ
ィの内圧が急上昇して、キャビティがタブレットの熔融
樹脂で満杯になったことを、モールド体の突き上げ用エ
ジェクタピンを介してこの内圧が伝達される感圧装置に
より検知して、この満杯になるまでの時間を測定した後
、この時間の直前を、上記溶融樹脂の送り圧を高圧から
低圧へ切り換える切換タイミングとして、モールド体を
成形するようにしたものである。
(作用) 上記構成によれば、本格的なモールドプレス作業を行う
に先立ち、予備テストを行って、キャビティの内圧が急
上昇するタイミング、すなわちキャビティが溶融樹脂で
完全に充填されるタイミングを予め検出する。そしてこ
のタイミングの直前を、高圧から低圧への切換タイミン
グとして設定し、以後、そのようにタブレットを押し上
げるプランジャを制御することにより、モールド体の成
形作業を行う。
(実施例) 次に、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。
第1図はモールドプレス装置の全体斜視図であって、1
,2.3は昇降ガイド用タイバー4を介して積層された
固定ベース、昇降プラテン、固定トッププレートである
。ベースlの上面には金型の下型5が、またプラテン2
の下面には上型6が装着されている。LFは下型5上に
セットされたリードフレームであり、これに搭載された
半導体チップを、このモールドプレス装置によりモール
ドする。7はトッププレート3上に配設されたACサー
ボモータから成るプレス用モータであって、その回転は
減速用ウオーム8を介して、ウオームホイール9に伝達
される。10はウオームホイール9の軸心部に装着され
た送りナツト、11はこのナツトIOに駆動される垂直
なポールネジである。上記プラテン2はこのボールネジ
11の下端部に取り付けられており、モータ7が駆動す
るとプラテン2は昇降し、上型6は下型5に接離する。
12はカバー用ケーシング、13はベース1の下方に設
けられたタブレット17の押し上げ用プランジャ(後述
)を駆動するためのACサーボモータである。
第2図は上記下型5と上型6の断面図であって、17は
円柱状のタブレットであり、下型5の上部に配設された
円筒状ケーシングから成る装着部18に複数個並べて装
着されている(第4図及び第5図も併せて参照)。この
タブレット17は熱硬化性樹脂から成り、例えば130
〜180℃程度の熱を加えると、−旦は溶融した後、速
かに硬化する性質を有している。なおタブレット17の
加熱手段は、図が繁雑になるので省略している。
19は下型5の上面に凹設された矩形のキャビティであ
って、このキャビティ19は溝状のゲート20を介して
上記装着部18と連通しており、このキャビティ19の
中央部にリードフレームLFに搭載されたチップP(第
5図参照)を位置決めした状態で、加熱熔融されたタブ
レット17を圧入することにより、チップPをモールド
するモールド体17aを成形する(第3図参照)。21
は下型5のキャビティ19の底面から突没するエジェク
タピンであって、モールド作業が終了すると、このエジ
ェクタピン21によりモールド体17aを突き上げて、
リードフレームLFを下型5から取りはずす。
なお上記キャビティ19に対向する上型6の下面にもキ
ャビティ19が凹設されている(第3図参照)。22は
溶融タブレット中のガスを逃がすための溝状エアベント
である。
第2図において、上記装着部18の下部にはタブレット
17を上方へ押し上げるプランジャ25が挿着されてい
る。26はプランジャ25の突き上げ用ロンドであって
、水平なベース材27上に立設されている。28はこの
ベース材27の昇降装置であって、上記モータ13と、
タイミングベルト29を介してこのモータ13に駆動さ
れるナツト30と、このナツト30に螺着された垂直な
送りねじ31と、この送りねじ31の上端部に装着され
た押し上げ板32から成っており、モータ13が駆動す
ると、ベース材27は上昇し、これに立設されたプラン
ジャ25も上昇して、タブレット17を押し上げる。
第3図において、33はベース材27の上方に配設され
た上記エジェクタピン21の押し上げ材であって、エジ
ェクタピン21の接地部にはロードセルから成る感圧装
置34が配設されており、キャビティ19の内圧は、エ
ジェクタピン21を介してこの感圧装置34に伝達され
る。35は上記基板27に立設された突起であって、モ
ータ13が駆動してベース材27が上昇すると、押し上
げ材33は突起35に押し上げられて上昇し、エジェク
タピン21はキャビティ19内のモールド体17aを突
き上げて、モールド体17aを下型5から取りはずす。
したがってエジェクタピン21はモールド体17aを突
き上げる突き上げ手段と、感圧装置34にキャビティ1
9の内圧を伝達する伝達手段とを兼務している。第2図
において、36は上型6に設けられたタブレット17を
押え付けるための調圧ビン、37は調圧ばねであり、こ
れらの部材36.37はタブレッ)17の容積誤差を吸
収する。
本装置は上記のような構成より成り、次にモールドプレ
ス作業の説明を行う。
第6図は作業にともなうキャビティの内圧や樹脂粘度等
の変化を示すグラフであって、■はモータ13のトルク
指令値、■はトルクの実効値、■はタブレットの送り圧
、■はキャビティ19の内圧、■は樹脂粘度、■は予備
テストにおけるキャビティ19の内圧である。本格的な
モールド作業に先立ち、次のような予備テストを行う。
まずモータ13を所定のトルクで駆動する。するとベー
ス材27は上昇し、プランジャ25も上昇し、タブレッ
ト17を押し上げる。
すると予め加熱溶融されたタブレット17 (以下、「
溶融樹脂」とも言う)はゲート20を通り、キャビティ
19に圧入される。キャビティ19が溶融樹脂で満杯に
なると、その内圧は急上昇するので、これを感圧装置3
4により検出し、その時間t2を記録する(以上グラフ
■参照)。
このように予備テストを行って、キャビティ19が溶融
樹脂で満杯になる時間t2を予め検出したうえで、本格
的なモールド体の成形作業を行う。すなわち、上記予備
テストと同じトルり指令値によりモータ13を駆動する
ことにより、プランジャ25を上昇させてタブレット1
7を押し上げ、溶融樹脂をキャビティ19に圧入する。
グラフ■中の1次圧(高圧)は、この時のタブレット1
7の送り圧であって、例えば120 kg/cdである
キャビティ19が溶融樹脂で満杯になった後も、更にモ
〜り13に大きなトルク指令を与えて上記1次圧で熔融
樹脂をキャビティ19に圧入すると、キャビティ19の
内圧は過大となり、リードフレームLPの変形等を惹起
する虞れがある。したがって満杯になる上記時間t2よ
りも少し前の時間t1にトルク指令値を略半分に落す、
グラフ■中の2次圧(低圧)は、このように切換タイミ
ングt1においてトルク指令値を落したことによるタブ
レット17の送り圧であって、60kg/cdである。
このように低圧の2次圧を加えると、樹脂はゆっくりキ
ャビティ19に圧入され、次いでキャビティ19は樹脂
で満杯となる。そこでトルク指令値を更にわずかに下げ
て保圧状態へ移行しくt3参照)、樹脂中のガスをエア
ベント22から逃がす。一方、溶融樹脂は、一定時間が
経過すると急激に硬化を始める。そこでトルク指令値を
更にわずかに下げ(L4参照)、その状態で樹脂のキュ
ア(養生)を行う。そして樹脂が十分に硬化してモール
ド体17aが成形されたならば、ブレス用モータ7を駆
動して上型6を上昇させたうえで、モータ13を更に駆
動して押し上げ材33を押し上げ、エジェクタピン21
によりモールド体17aを突き上げて、リードフレーム
LFを金型から取りはずす。
ところで、上記作業において、作業能率をあげるために
は、1次圧をできるだけ高くし、より迅速に樹脂をキャ
ビティ19に圧入せねばならない。またこの種樹脂は、
一般に加熱溶融温度を高くするほど、硬化開始時点が早
くなる性質を有しており、したがってこの時点では保圧
作業は終了していなければならない。したがってこの点
からも、樹脂の圧入をより早く終了させで、保圧開始時
点t3をできるだけ早めなければならない。このために
は、1次圧をできるだけ高くして正大時間を短縮し、タ
ブレフ1−17が樹脂で満杯になる直前に、タブレット
17の送り圧を1次圧から2次圧に下げねばならず、こ
のためには1次圧と2次圧の切換タイミングt1を正確
に設定しなければならない。而して本方法によれば、上
記のように予備テストを行って、キャビティ19が樹脂
で満杯になる時間t2を感圧装置34により予め検知す
ることにより、その直前に切換タイミングt1を設定で
きるので、樹脂の加熱溶融温度をより高めるとともに、
1次圧をより大きくして、作業能率をあげることができ
る。なお上記実施例においては、感圧装置34は端部の
キャビティ19にのみ設けているが、設置スペースに余
裕があるならば、両端部のキャビティ19若しくはすべ
てのキャビティ19に設けることが望ましい。
(発明の効果) 以上説明したように本発明は、半導体チップが搭載され
たリードフレームを、モールドプレス装置の上型と下型
の間にセットし、この下型に装着されたタブレフ)を、
昇降装置に駆動されるプランジャにより押し上げて、加
熱溶融されたタブレットを上記半導体チップのモールド
体が形成される上型と下型のキャビティに圧太し、この
キャビティの内圧が急上昇して、キャビティがタブレッ
トの溶融樹脂で満杯になったことを、モールド体の突き
上げ用エジェクタピンを介してこの内圧が伝達される感
圧装置により検知して、この満杯になるまでの時間を測
定した後、この時間の直前を、上記溶融樹脂の送り圧を
高圧から低圧へ切り換える切換タイミングとして、モー
ルド体を成形するようにしているので、予備テストを行
って、高圧の1次圧と低圧の2次圧の切換タイミングを
予め正確に検知することにより、モールドプレス作業を
高速にて有利に行うことができ、またエジェクタピンを
キャビティの内圧を感圧装置に伝達する手段として利用
しているので、装置も簡単化できる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例を示すものであって、第1図はモー
ルドプレス装置の斜視図、第2図は金型の断面図、第3
図は同部分断面図、第4図は下型の部分斜視図、第5図
は下型の平面図、第6図はグラフ図である。 LF・・・リードフレーム P・・・半導体千ノブ 5・・・下型 6・・・上型 17・・・タブレット 17a・・・モールド体 】9・・・キャビティ 21・・・エジェクタピン 25・・・プランジャ 34・・・感圧装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体チップが搭載されたリードフレームを、モールド
    プレス装置の上型と下型の間にセットし、この下型に装
    着されたタブレットを、昇降装置に駆動されるプランジ
    ャにより押し上げて加熱溶融されたタブレットを上記半
    導体チップのモールド体が形成される上型と下型のキャ
    ビティに圧入し、このキャビティの内圧が急上昇して、
    キャビティがタブレットの溶融樹脂で満杯になったこと
    を、モールド体の突き上げ用エジェクタピンを介してこ
    の内圧が伝達される感圧装置により検知して、この満杯
    になるまでの時間を測定した後、この時間の直前を、上
    記溶融樹脂の送り圧を高圧から低圧へ切り換える切換タ
    イミングとして、モールド体を成形することを特徴とす
    る半導体チップのモールドプレス方法。
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