JPS61214440A - 樹脂封止型半導体装置の製造方法 - Google Patents

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、トランスファモールディング法を用いてＩＣ
チップ等の半導体素子を樹脂モールドする半導体製造装
置、特にタブレット化された粉末樹脂（以下、樹脂タブ
レットという）を金型に投入するための供給機構に関す
るものである。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、ｒＬｓＩ工場自
動化プロセス技術集成」　（昭５９−３−３１）株式会
社エディポックＰ、３４１−３４８に記載されるものが
あった。

この文献に記載されているように、数多くの集積回路パ
ッケージング法の中で最も生産性が高くローコストなの
がトランスファモールディングである。トランスファモ
ールディングは、１５０〜１９０℃程度に加熱された金
型に、リードフレームに搭載された半導体素子をセット
したのち、樹脂タブレットを高周波加熱によりプリヒー
トし、これを金型に投入し、プランジャによって２０〜
１００ｋｇ／ａｍ２程度加圧し、キャビティに充填成型
する方法である。トランスファモールディングは。

高価な精密金型と大型の成型装置を必要とするため、小
量生産には何かないが、ＩＣ本来の大量生産にとって最
も優れたパッケージング法である。さ　　。

らに、最近、無人化指向、樹脂タブレットの削減、およ
びキャアタイムの短縮等でマルチブランジャン方式の金
型を用いた成型法が注目されてｌ、％る。

第２図は従来のマルチプランジャ方式の金型を示す上面
図である。第２図において、１は上金型、および２は下
金型であり、金型ｌまたは２はプランジャにより上下動
して加圧される。下金型２には、複数個配列された凹部
のキャビティ３と、このキャビティ３に溝状のゲート４
を介して連結された複数個の樹脂注入穴（これをスモー
ルポートという）５とを具えている。

この金型１，２を用いたマルチプランジャ成型法では、
先ず、モールドすべきリードフレームを図示しないロー
ティングフレームにセｙ　トし、このローティングフレ
ームを下金型２にセットするゆすると、リードフレーム
に搭載された各半導体素子が各キャビティ３内に収納さ
れる０次いで、各スモールポート５に円柱状の樹脂タブ
レットを投入し、加熱した上下金型１．２を複数のプラ
ンジャにより加圧すると、樹脂タブレットが溶けてこれ
がゲート４を通してキャビティ３内に注入され、半導体
素子が樹脂モールドされる。

この方法では、スモールポート５とキャビティ３の距離
が短いため、キャビティ３間の成型バラツキを小さくす
ることができることができ、しかも樹脂の材料効率を向
上させることができる。

さらに、マルチプランジャ方式に使用する樹脂タブレッ
トは小さいので、金型１．２からの熱の伝達に優れ、樹
脂のキヤ７時間を短縮できる等の利点を有する。

そして、生産効率を上げるために、（１）ローティング
フレームへのリードフレームのセット、（２）ロー千）
ンーグフレームのモールド金型へのセット、（３）樹脂
タブレットの金型への投入、（４）金型への加圧、（５
）パッケージソゲされたリードフレームとローティング
フレームの取出し、（８）金型のクリーニング、（７）
カル、ゲートなどの分離工程を自動化して、人手による
作業を省略して無人化の方向へ進みつつある。

ここで、前記（３）における樹脂タブレットの金型への
投入に関し、従来、樹脂タブレット自動供給装置が提案
されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の樹脂タブレット自動供給装置にお
いて、樹脂タブレットの移送時等に生じる振動、衝撃等
の原因で、該樹脂タブレットの外縁に欠けを生ずること
がある。そのため、欠損した樹脂タブレットがスモール
ポート５に投入され、金型１．２により加圧されると、
樹脂量の不足により、キャビティ３に十分充填されず、
モールド成型の不良を生ずるという問題点があった。

本発明は、前記従来技術が持っていた問題点として、樹
脂タブレットの欠損によるモールド成型の不良発生の点
について解決した半導体製造装置を提供するものである
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記問題点を解決するために、トランスファ
モールディング法により半導体素子を樹脂モールドする
半導体製造装置において、多数の樹脂タブレットを順次
排出するタブレット供給装置と、このタブレット供給装
置から排出される樹脂タブレットを順次挾持して間欠的
に水平回転する回転体と、この回転体の停止位置に設置
され該回転体の停止時間内に前記樹脂タブレットの欠損
状態を検出して検出信号を出力する検出装置と、前記回
転体の停止位置に設置され前記検出信号に基づき前記回
転体の停止時間内に該回転体に挾持された樹脂タブレッ
トを良品と不良品とに振分ける振分は装置と、良品の樹
脂タブレットのみを金型の樹脂注入穴へ投入する搬送装
置とを設けるようにしたものである。

（作　用） 本発明によれば１以上のように半導体製造装置を構成し
たので、タブレット供給装置から排出される樹脂タブレ
ットを回転体により順次、検出装置へ移動し、該検出装
置により樹脂タブレットの欠損状態を検出し、この検出
信号を振分は装置に与える。振分は装置は、樹脂タブレ
ットの良品と不良品とを振分け、良品のみを搬送装置に
与える。そのため、搬送装置により、良品の樹脂タブレ
ットのみが金型の樹脂注入穴へ投入される。したがって
、前記問題点を除去できるのである。　゛（″ｊ！施例
） 第１図は本発明の実施例を示す半導体製造装置の斜視図
である。第１図において、１０はタブレット供給装置で
、このタブレット供給装置１０は多数の円柱状樹脂タブ
レットを順次排出するもので、例えば断面円形の筒体の
内壁面に螺線状の溝を有するパーツフィーダ１０ａと、
直線状の排出用筒体１０ｂとで構成される。多数の樹脂
タブレット１１がパーツフィーダｌＯａに投入されると
、このパーツフィーダ１０ａが回転して樹脂タブレット
１１を筒体Ｊｏｂ内へ供給する。樹脂タブレット１１は
筒体１０ｂで一列に整列され、該筒体】０の先端開口部
から順次排出されて保持部材１２に与えられる。保持部
材１２は、筒体ｉｏｂと対峙する箇所にＵ字状の切欠き
を有する断面り字状の部材よりなり、落下孔１３ａ、を
有するベース１３に移動可能に載置されている。保持部
材１２には移動用案内部材１４を介してシリンダ１５が
珈付けられ、このシリンダ１５によって該保持部材１２
が落下孔１３ａ方向へと摺動する。そのため、保持部材
１２の切欠き内に挿入された樹脂タブレッＭｌは、落下
孔１３ａ方向へ移動し、該落下孔１３ａから落下して回
転体である円板状インデックステーブル１Ｂ上に落ちる
。

インデックステーブル１Ｂは、円板の外縁付近に例えば
ほぼ９０°間隔に設けられた樹脂タブレット挾持用のチ
ャック部１７を有しており、図示しないモータにより右
方向に９０°づつ間欠的に回転する。チャック部１７は
常時閉じており、落下孔１３ａの真下にくると、揺動可
能なカムレバー１８の一端１８ａにより内方へ押圧され
て開状態となり、落下孔１３ａから落下する樹脂タブレ
ット１１を挿入させた後、閉状態となって該樹脂タブレ
ット１１を縦方向に挾持する。

カムレバー１８の多端１８ｂにはローラ１８が取付けら
れ、このローラ１８が、回転可能な側面カム２０と接触
している。側面カム２０は、カムシャツ）２１に取付け
られ、このカムシャフト２１がカップリング２２を介し
てモータ２３の軸と連結している。モータ２３によって
カムシャフト２１及び側面カム２０が回転すると、側面
カム２０の変位により、ローラ１９を介してカムレバー
１８の他端１８ｂが左右に揺動し、これに伴ないカムレ
バー１８の一端１’８ａが前後に揺動してチャック部１
７と離、接する。また、カムシャフト２１には、後述す
る他の用途に用いられる側面カム２４　、２５が取付け
られている。　　″前記落下孔１３ａから右方向に、イ
ンデックステーブル１Ｂの外周縁に沿ったほぼ９０°の
位置には、樹脂タブレット１１の欠損状態を検出する検
出装置３Ｇが設けられている。この検出装置３０は、例
えばチャック部１７に挾持された樹脂タブレット１１を
上下から挾み含む一対のゴムパラ）３１，３２．おヨヒ
側面カム２４により揺動されて各ゴムバット３１．３２
を上下に移動させるカムレバー３３等を具え、インデッ
クステーブル１Ｂの停止時間内に円柱状樹脂タブレット
１１の上下外縁の欠けの有無を検出し、良品または不良
品という検出信号を出力する。

検出装置３０から右方向に、インデックステーブル１Ｂ
の外周縁に沿ってほぼ８０°と１８０　’の位置に、第
１と第２の振分は装ｆｉ３４．３５がそれぞれ設けられ
ている。第１の振分は装置３４は、欠けのない良品樹脂
タブレット１１をチャック部１７から落下させるもので
、例えば検出装置３０から出力される良品検出信号に基
づいて作動するシリンダ３４ａと、このシリンダ３４ａ
の突出力によりチャック部１７を内方へ押圧して該チャ
ック部１７を開状態にする抑圧部材３４ｂとで構成され
る。

一方、第２の振分は装置３５は、欠損のある不良品樹脂
タブレッＮｌをチャック部１７から落下させるもので、
例えば揺動可能なカムレバー３５ａを具えている。カム
レバー３５ａの一端は図示しないローラを介して側面カ
ム２５に接触し、他端チャック部１７と対峙している。

側面カム２５が回転すると、カムレバー３５ａの他端左
右に揺動してチャック部１７と離、接し、該チャック部
１７を開状態にする。

第１の振分は装置ｉ３４の下方位置には、前後、左右に
移動可能な長手形状の整列台４０が設けられている。整
列台４０は、第２図に示された複数個のスモールボート
５と同一の配列状態で配列された複数個の樹脂タブレッ
ト収納用整列孔４０ａを有している。整列台４０は、そ
の下方位置に設置されたテーブル４１に固定されている
。テーブル４１は、図示しない摺動機構により前後に移
動すると共に、モータ４２の軸にカップリング４３を介
して連結されたねじ軸４４の回転により、左右に移動す
る。そのため、整列台４０も前後、左右に移動し、チャ
ック部１７から落下する良品樹脂タブレッＨ１を、複数
個の整列孔４０ａ内に順次収納する。

整列台４０の底面には移動可能な板状のシャッター４５
が設けられ、このシャッター４５により整列孔４Ｏａ内
の樹脂タブレッ）１１の落下を阻止している。シャッタ
ー４５は、シリンダ４Ｂにより整列台４０の底面下を移
動し、開状態で整列孔４０ａ内の樹脂タプレッＨ１を搬
送装置４７上へ落下させる。

搬送装置ｉ４７は、整列台４０と第２図に示す金型１．
２との間を第１図の矢印方向に移動する搬送装置本体４
７ａと、装置本体４７ａに取付けられ整列孔４０ａと同
一の配列状態に配列された樹脂タブレット収納用孔を有
する受取りブロック４７ｂとで構成される。整列孔４Ｑ
ａから落下する複数個の良品樹脂タブレッ）１１は、受
取りブロック４７ｂの孔内に収納され、搬送装置本体４
７ａによって金型ｌ。

２へ運ばれて各スモールポート５内に同時に投入される
。

第２の振分は装置１３５の下方位置には、収納箱５０が
装置され、チャック部１７から落下する不良品樹脂タブ
レッ）１１が収納される。

第３図は第１図中のベース落下孔１３ａ付近の拡大側面
図である。ベース１３に設けられた落下孔１３ａの下方
位置には、落下孔１３ａから落下する樹脂タブレットｌ
ｌを載置するためのストッパー６０が設置されている。

このストッパー８０とベース１３との間を、インデック
ステーブル１８の外縁付近に設けられたチャック部１７
が通過する。チャック部１７は、インデックステーブル
ＩＢの外縁部８１を残して穿設された開口部６２と、一
端８３ａが外縁部４１の外側に位置し他端８３ｂが開口
部Ｂ２内に挿入され、かつ両端８３ａ、８３ｂの中間に
貫通孔１３３ｃを有する移動部材８３と、移動部材６３
の他端８３ｂと開口部８２の間に張設されたスプリング
８４とで構成される。

チャック部１７は、スプリング６４の付勢力により移動
部材ｅ３が第３図の左方向に移動していると、閉じた状
態となる。一方、第１図におけるカムレバー１８の一端
１８ａにより、移動部材６３の一端Ｂ３が、スプリング
６４の付勢力に抗して第３図の右方向へ押圧されると、
チャック部１７が開いた状態となり、樹脂タブレッＮｌ
の挾持が可能となる。

チャック部１７が開くと、落下孔１３ａから落下した樹
脂タブレッ）１１が開口部８４及び貫通孔８３ｃを通っ
てストッパー８０上に載置され、−次いでチャック部１
７が閉じると、外縁部８１と移動部材他端１３３ｂとで
樹脂タブレッ）１１を挾持する。

第４図は第１図の検出装置３０付近を左方向から見た拡
大斜視図、第５図は第４図のゴムバット３１．３２付近
の部分断面図である。第４図における樹脂タブレッ）１
１は、第５図に示されているように、チャック部１７に
挾持された状態で、検出装置３０により欠損の有無が検
出される。検出装２！３０は、上下動する一対の取付板
７０．７１と、各取付板７０．７１に固定された逆円錐
筒体のゴムバット３１．３２と、各ゴムバット３１．３
２に連結されたエアーチューブ７２．７３と、エアーチ
ューブ７２．７３に連結された検出装置本体７４とを備
えている。

検出装置本体７４は、エアーセンサを具えており、第４
図の矢印Ａ方向からエアーを吸込み、エアーチューブ７
２．７３を介してゴムバット３１．３２内にエアーを送
り込む。樹脂タブレット１１の上下縁に欠けが生じてい
ると、ゴムバット３１．３２と樹脂タブレット１１の欠
損部との間よりエアーが漏れ、エアー背圧が下がる。一
方、欠けが生じていないと、エアー漏れが起らず、背圧
が上がる。このように欠けの有無により、エアー背圧に
差が生じるため、このエアー背圧の差を検出装置本体７
４内のエアーセンサによって検出し、欠けの有無を検知
する。

各取付板７０．７１は、相互にスプリング７５を介して
連結されると共に、上下可能な一対の移動板７Ｂ、７？
にそれぞれ固着されている。各移動板７８．７７は、そ
れぞれローラ７８．７９を有しており、摺動自在に固定
板８０に取付けられている。ローラ７８．７９間には板
カム８１が挿入され、この板カム８１が、左右に移動可
能な移動板８２に固着されている。移動板８２は２　ロ
ーラ８３を有しており、摺動自在に固定板８４に取付け
られている。

ローラ８３には、カムレバー３３の一端３３ａが回転自
在に取付けられ、このカムレバー３３の他端３３ｂがそ
れに取付けられたローラ８５を介して側面カム２４に接
触している。そのため、側面カム２４が回転すると、ロ
ーラ８５を介してカムレバー３３の他端３３ｂが左右に
摺動し、これによってカムレバー３３の一端３３ａも左
右に摺動する。カムレバー３３の一端３３ａに摺動によ
り、ローラ８３を介して板カム８２が左右に移動するた
め、この板カム８２の変位により、スプリング７５の付
勢力に抗して取付板Ｔ０．７１が上下動する。取付板７
０．７１の上下動により、ゴムパラ）３１．３２が樹脂
タブレッＨ１の上下端部と離、接し、樹脂タブレット１
１に生じた欠けの有無の検出が可能とな。

なお、半導体製造装置各部の機構は、所定のシーケンス
に従って順次、自動的に動作していく。

次に、以上に構成される半導体製造装置の動作について
説明する。

先ず、第１図において、多数の樹脂タブレット１１がパ
ーツフィーダＬＯａに投入されると、この樹脂タブレッ
）１１が筒体１０ｂの先端開口部から１個づつ排出され
、保持部材１２のＵ字状切欠き内に投入される。すると
、シリンダ１５により保持部材１２がベース１３の落下
孔１３ａ方向へ移動し、Ｕ字状切欠き内の樹脂タブレッ
ト１１を落下孔１３ａから落下させる。

落下孔１３ａの下方位置には、第３図のように、インデ
ックステーブル１８のチャック部１７が移動してきてお
り、しかもこのチャック部１７が、第１図に示すカムレ
バー１８の一端１８ａにより、内方に押されて開いてい
るため、落下孔１３ａから落下した樹脂タブレッ）１１
がストッパー６０上に載置される。次いで、カムレバー
１８の一端１８ａによる押圧力が解除され、チャック部
１７が閉じると、このチャック部１７により樹脂タブレ
ット１１が挾持される。そしてインデックステーブル１
Ｂが第１図の右方向へほぼ９０°回転し、樹脂タブレッ
Ｈ１が検出装置３０側へ移送される。

検出袋Ｍ３０では、第４図および第５図に示すように、
インデックステーブル１Ｂの停留時間内に、側面力、ム
２４、カムレバー３３、板カム８１及び取付板７０．７
１を介してゴムバラ）３１．３２が樹脂タブレット１１
の上下端部を挾み込み、検出装置本体７４により樹脂タ
ブレット１１の欠けの有無を検出して、前記ゴムパラ）
３１．３２を樹−タブレッ目１から引き離す。

インデックステーブル１８の停留時間が終了すると、第
１図に示すように、インデックステーブル１Ｂが右方向
にほぼ９Ｇ”回転し、樹脂タブレット１１、が第１の振
分は装！１３４側へ移送される。

ここで、前記検出装置本体７４から欠は無し検出信号が
出力されていると、樹脂タブレッ）１１が第１の振分は
装置３４へ来た時に、シリンダ３４ａが作動し、抑圧部
材３４ｂによりチャック部１７が内方へ押圧されて該チ
ャック部１７が開く、チャック部１７が開くと、それに
挟持されていた良品樹脂タブレット１１が落下して整列
台４０の整列孔４０ａ内へ収納される。

一方、前記検出装置本体７４から欠は有り検出信号が出
力されていると、第１の振分は装置３４が作動せずに、
そのまま不良品樹脂タブレット１１を通通させる。イン
デックステーブル１８は、さらに右方向にほぼ９０’回
転し、不良品樹脂タブレット１！を第２の振分は装置３
５側へ移送する。第２の振分は装置３５のカムレバー３
５ａは、側面カム２５により一定の間隔に摺動しており
、不良品樹脂タブレット１！が第２の振分は装置３５へ
来た時に、該カムレバー３５ａによりチャック部１７が
押圧され、このチャック部１７が開いて不良品樹脂タブ
レッ１−１１を収納箱５０内へ落下させる。

以上のようにして、パーツフィーダ１０ａ内の樹脂タブ
レッ）１１が、順次検出装置ｉ３Ｇ側へ運ばれ、該検出
装置３０により欠けの有無が検出され、良品樹脂タブレ
ット１１のみが第１の振分は装置３４により整列台４０
へと１個づつ落下していく。この落下に合せて整列台４
０が左右、前後に移動し、チャック部１７から落下する
良品樹脂タブレッ）１１を整列孔４０ａ内へ順次収納し
ていく。

収納が完了すると、搬送装置本体４７ａがシャッター４
５方向へ移動し、受取りブロック４７ｂがシャッター４
５の下方位置にくる。すると、シリンダ４８が作動して
シャッター４５が開き、整列孔４Ｏａ内の樹脂タブレッ
ト１１が落下して受取りブロック４７ｂの孔内に収納さ
れる。次いで、搬送装置本体４７ａがシャッター４５か
ら離れ、第２図の上下金型１．２方向へと移動し、受取
りブロック４？ｂ内の樹脂タブレットｌｌを下金型２の
各スモールポート５内へ同時に投入する。

なお、樹脂タブレット１１の投入前に、すでに下金型２
にはモールドすべきリードフレームがセットされ、上下
金型１，２が加熱されているので。

樹脂タブレット１１の投入後に、上下金型１．２がプラ
ンジャーにより加圧されて半導体素子の樹脂モールドが
行なわれる。

而して本実施例によれば、樹脂タブレッ）１１の欠けの
有無を検出し、良品のみを振分けてスモールポート５内
に投入するようにしたので、樹脂投入量の不足に伴なう
モールド成型の不良発生を防止でき、これによってモー
ルド装置の歩留の向上が期待できる。さらに円柱状樹脂
タブレット１１を可１戯なかぎり転勤させずに、スモー
ルポート５へ投入するようにしたので、転勤に伴なう樹
脂タブレット１１の目減や欠損を防止できる。

なお、上記実施例において、タブレット供給装置１１０
をパーツフィーダ１０ａと筒体１０ｂとで構成したが、
これを、樹脂タブレッＮｌが転動せずに順次排出可能な
構造の装置に置き換えれば、転勤に伴なう樹脂タブレッ
ト１１の目減りや欠損をより少なくすることができる。

また、第１と第２の振分は装置３４．３５の配置位置や
構造自体を変えてもよい。さらにまた、上記実施例では
、マルチプランジャ方式の金型１．２を用いた樹脂モー
ルドについて説明したが、これ以外の金型を用いたトラ
ンスファモールディングについても本発明を適用できる
ことはいうまでもない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、樹脂タブ
レットの欠けの有無を検出し、良品のみを振分けて金型
に投入するようにしたので、樹脂量不足に伴なう成型不
良の発生を的確に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す半導体製造装置の斜視図
、第２図は従来のマルチプランジャ方式の金型を示す上
面図、第３図は第１図中のベース落下孔付近の拡大側面
図、第４図は第１図中の検出装置付近の拡大斜視図、第
５図は第４図中のゴムバット付近の部分断面図である。 ■・・・・・・上金型、２・・・・・・、３・・・・・
・キャビティ、５・・・・・・樹脂注入穴（スモールポ
ート）、ＸＯ・・・・・・タブレット供給装置、１１・
・・・・・樹脂タブレット、１６・・・・・・回転体（
インデックステーブル）、１７・・・・・・チャック部
、３Ｑ・・・・・・検出装置、３４・・・・・・第１の
振分は装置、３５・・・・・・第２の振分は装置、４７
・・・・・・搬送装置。 出願人代理人　　　柿　　本　　恭　　成第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 互いに連結された凹状のキャビティと樹脂注入穴とを有
   する上下金型の該キャビティ内に、リードフレームに搭
   載された半導体素子を挿入すると共に、前記樹脂注入穴
   に樹脂タブレットを投入し、前記上下金型を加熱しつつ
   上下に加圧して前記樹脂タブレットを前記キャビティへ
   充填し、前記半導体素子を樹脂モールドする半導体製造
   装置において、 多数の樹脂タブレットを順次排出するタブレット供給装
   置と、このタブレット供給装置から排出される樹脂タブ
   レットを順次挾持して間欠的に水平回転する回転体と、
   この回転体の停止位置に設置され該回転体の停止時間内
   に前記樹脂タブレットの欠損状態と検出して検出信号を
   出力する検出装置と、前記回転体の停止位置に設置され
   前記検出信号に基づき前記回転体の停止時間内に前記樹
   脂タブレットを良品と不良品に振分けて前記回転体から
   解放する振分け装置と、前記良品の樹脂タブレットを前
   記樹脂注入穴に投入する搬送装置とを設けたことを特徴
   とする半導体製造装置。