JPS6278836A - 半導体素子用樹脂封止方法および装置 - 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〕 この発明は、リードフレーム上に半導体素子を樹脂封止
するための半導体素子用樹脂封止装置に関し、特にその
プランジャ駆動部の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に半導体素子用樹脂封止装置は、第６図に示すよう
に、上部プラテン１．下部プラテン２゜これらの両プラ
テン間に設けられたタイバー３゜このタイバー３に沿っ
て移動自在に設けられた移動プラテン４．及びその駆動
部からなり、上部プラテン１に上金型５を、移動プラテ
ン４に下金型６を設置し、上記移動プラテン４を油圧に
よって駆動して上記上金型５と下金型６を型締めし、こ
の両金型間に載置されたリードフレーム及び半導体素子
を樹脂封止するものである。

このような装置における従来のプランジャ部の構造を第
７図に示す。図において、７は封止用の樹脂８が挿入さ
れるタブレット挿入孔、９は該挿入孔７をシリンダとし
て摺動自在に配置されたプランジャであり、これは図示
しない油圧方式のプランジャ駆動ユニットで駆動され、
上記樹脂８を金型内に注入するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで樹脂封止を行なうには、樹脂が金型内に充満さ
れた時点で、その際のプランジャの加圧力を所定時間（
以下、加圧タイムと記す）維持する必要がある。ところ
が上記のような従来装置では、プランジャを油圧で駆動
し、それを単に油圧針で管理しているだけであり、従っ
て樹脂が金型内に充満された時点を把握することができ
ない。

そこで従来装置では、上記加圧タイムを、プランジャが
移動を開始した後何秒間というように（樹脂の注入時間
）＋（加圧タイム）で管理しており、従って実際の加圧
タイムは非常に不正確でバラツキも多く、樹脂封止の品
質も安定しないという問題があった。

そこで油圧計でプランジャの駆動油圧を監視しておき、
該油圧が目標油圧に達した時点を樹脂が充満した時点と
判断して加圧タイムを管理することも考えられる。しか
るに油圧計にはタイムラグもあり、また目標油圧に達し
たのが本当に樹脂が充満されて目標油圧に達したのか、
又は油圧制御バルブ等に異常があって目標油圧に達した
のが判らない場合がある。さらに、油圧制御バルブによ
って注入圧を精度よく設定することは非常に困難である
。

この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、樹脂の
注入圧を容易かつ高精度に設定でき、しがも加圧タイム
の開始時点を精度良く検知することのできる半導体素子
用樹脂封止装置を得ることを目的とする。

ところで本件発明者は、従来の油圧駆動方式の装置にお
けるメンテナンスの煩雑さを解消するものとして、駆動
方式を油圧から電動化した装置を既に開発し、出願して
いる。この装置は、移動プラテンを駆動するモータ及び
プランジャを駆動するためのプランジャモータを設け、
この各モータの回転力をボールねし及びナンド等からな
る駆動力変換機構で推力に変換し、該推力でもって移動
プラテン、プランジャを上昇駆動するものである。

そしてこの装置では、駆動源であるモータとプランジャ
とは機械的に連結されているので、上記モータに与える
パルス数、電流等を制御すればプランジャの位置、樹脂
の注入圧等も非常に高精度に制御でき、これにより上記
従来装置における問題点、即ち樹脂封止の品質のばらつ
き等を解消できると考えられる。

〔問題点を解決するための手段〕

そこでこの発明に係る半導体素子用樹脂封止装置は、プ
ランジャをプランジャモータで駆動するようにした装置
において、プランジャモータへの供給電流を制限するプ
ランジャ加圧力制御手段と、プランジャの位置を検出す
るプランジャ位置検出器と、該検出結果の変化が規定値
以下になったことにより加圧力が所望の値になったこと
をヰ★知し、その時点から加圧時間のカウントを開始す
る加圧時間カウント手段とを設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、ある一定の電流が供給されるモー
タでプランジャが駆動され、従ってプランジャの加圧力
が所望の圧力になったとき、即ち樹脂が金型内に充満さ
れたとき該プランジャの動きを検出する検出器の出力の
変化がある値以下になり、これを検知して加圧時間のカ
ウントを開始する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

ここで、以下の説明ではシングルプランジャの場合を例
にとって説明する。第１図は本発明の一実施例による半
導体素子用樹脂封止装置におけるプランジャ駆動部の機
能ブロックを示す図である。

この実施例は、プランジャ９を駆動するための駆動力を
与えるプランジャモータ１ｏと、上記プランジャ９の位
置検出を行なうプランジャ位置検出器工１とを設け、こ
のプランジャ位置検出器１１の検出信号を入力とするプ
ランジャ加圧力制御手段１２によってプランジャ９の所
定位置にてモー少電流を制限し、また上記位置検出信号
を入力とする加圧時間カウント手段１７によって加圧時
間のカウントを開始するようにしたものである。

第２図は上記プランジャ駆動部が通用される半導体素子
用樹脂封止装置の全体構成図を示す。本実施例において
は、前述の如く移動プラテン４についてもプラテン駆動
用のモータ５１によって駆動されるようになっており、
完全に電動化されている。またプランジャは下金型６内
に設けられ、移動プラテン４に取付けられたプランジャ
モータ１０及びギヤトレイン５２等を介して駆動される
ようになっている。

第３図は第１図に示したプランジャ駆動部の機能ブロッ
クを実現するための具体的構成例を示し、この実施例で
は、プランジャモータ１０としてＡＣサーボモータを用
い、プランジャ位置検出器１１としてポテンショメータ
を用いている。また、１３はマイクロコンピュータであ
り、これは上記ポテンショメータ１１の出力信号を入力
として、上記移動プラテン駆動用モータ５１等の外部装
置１５との間での信号のやりとり、ＡＣＣサーボモーフ
１の電流（トルク）の制限、及び回転速度の制御を行な
うものである。１４はこのマイクロコンピュータ１３か
らの指令を受けて上記ＡＣサーボモータ１０の駆動制御
を行なうサーボアンプであり、上記マイクロコンピュー
タ１３によって、上記第１図に示したプランジャ加圧力
制御手段１２及び加圧時間カウント手段１７が構成され
ている。

また１６は上記ＡＣサーボモータ１０の回転力を、プラ
ンジャ９を移動させるための推力に変換するためのプラ
ンジャ駆動機構である。このプランジャ駆動機構１６は
、上記ＡＣサーボモータ１０の出力軸に第２図に示した
ギヤトレイン５２等を介して連結されたプランジャ駆動
軸１６ａ、プランジャ９に固定されたナツトＩ　６　ｂ
、　　このナツト１６ｂに螺合するボールねじ１６ｃ、
及びそれぞれ上記プランジャ駆動軸１６ａ、ボールねじ
１６Ｃの一端に設けられたかさ歯車対１６ｄ、１６ｅに
より構成されている。

次に動作について説明する。

まず、プランジャの動作する前、即ち金型が型締めされ
るまでの動作を説明する。運転開始スイッチがオンされ
ると、プラテン駆動用モータ５１が回転を始め、その回
転は図示しない駆動力変換機構を介して推力に変換され
、これにより移動プラテン４が上昇する。そして上金型
５と下金型６とが接触し、ある一定の締付は圧力になっ
たところで上記モータ５１にサーボアンプがかけられ、
型締めが行なわれる。

この型締めされた状態において樹脂封止が行なわれる訳
であるが、この場合のプランジャの動作を第４図及び第
５図を参照しながら説明する。第４図はマイクロコンピ
ュータ１３のメモリに記憶されたプランジャの動作制御
プログラムを示すフローチャート、第５図はその駆動パ
ターンを示す図である。

まず、上記型締めが完了すると、プランジャ９駆動用の
ＡＣＣサーボモーフ１が回転を始め、この回転力はかさ
歯車対１６ｄ、１６ｅを介してボールねじ１６ｃに伝達
される。そしてこのボールねじ１６ｃの回転により、こ
れに螺合するナツト１６ｂ、即ちプランジャ９が上昇す
る。すると、マイクロコンピュータ１３はプランジャ９
が上昇を開始したことをステップ２０にて検知し、その
後ステップ２１〜２６にて、樹脂の注入が完了するまで
モータ１０の速度を制御してプランジャ９の移動速度を
３段階で制御する。即ち、位置ｐ。

までモータ速度ＶＯ（低速）で、位置Ｐ１までモータ速
度Ｖｌ（高速）で、そしてその後モータ速度Ｖ２（低速
）でプランジャ９を移動させる。このとき、位置Ｐ１ま
でプランジャ９が上昇したことが検出されると、ステッ
プ２５にて、樹脂注入圧を所望の圧力にするためにモー
タ１０への電流制限（トルク制限）を行ない、これによ
りプランジャ９の加圧力の制限を行なう。

このようにして樹脂の注入を行なう訳であるが、前述の
如くプランジャ９の加圧力はモータ電流の制限により所
定圧に設定されているで、樹脂の注入が進むにつれてプ
ランジャ９の位置変動が少なくなる。そして樹脂が金型
内に充満されて注入が完了すると、上記プランジャ９の
位置変動がある規定値以下になり、これをもって樹脂の
注入が完了したことを検知する（ステップ２７）。そし
てこの時点から加圧タイムのカウントの開始を行なう（
ステップ２８）。また同時に、注入圧を設定圧に保持す
るためにモータ速度を超低速■３で駆動する。なお、こ
のモータ速度■３の時点では、プランジャ９は実際には
停止している。この状態で加圧タイムアンプを検知する
と上記モータの電流制限は必要なくなるので、これをオ
フする（ステップ２９〜３１）。

次にステップ３２〜３５にてプランジャ９と樹脂との剥
離が行なわれ、またステップ３６〜４１にて樹脂封止の
完了したリードフレーム及び半導体素子の取出し、即ち
エジェクトが行なわれる。

このステップ３２〜４１の間においては、第５図にも示
すように、プランジャ９はＰ２だけモータ速度Ｖ４で下
降、Ｖ５で上昇し、さらにＰ３だけモータ速度■６で上
昇するよう制御される。そして次にステップ４２〜４８
にて金型表面のクリーニングが行なわれ、ステップ４９
．５０にてプランジャ９を本駆動パターンの原点へ復帰
させる。

この間、プランジャ９はモータ速度ｖ７でＰ４だけ一旦
上昇した後、位置Ｐ５まで下降し、クリーニング完了後
さらにモータ速度Ｖ９で原点まで下降するよう制御され
る。

このような本実施例装置では、プランジャ９をＡＣサー
ボモータ１０およびマイコン１３により駆動制御するよ
うにしたので、従来の油圧駆動方式で問題であった油漏
れ等がなくなり、クリーンでしかも保守点検が容易な装
置を実現できる。さらに本実施例では、プランジャ９の
位置を連続的に検出し、その検出出力の変化によって樹
脂が金型内に充満されたことを検知しているので、その
時点、即ち加圧タイムの開始時点を非常に正確に知るこ
とができ、該加圧タイムのばらつきが抑えられ、常に品
質の安定した樹脂封止を行なうことができる。また注入
圧の設定もモータに供給する電流を制限することによっ
て行なっているので、従来装置のように油圧をバルブ調
整する場合等に比べて容易にしかも非常に精度良く行な
うことができ、高品質の樹脂封止を行なうことができる
。

なお、上記実施例では、モータの電流制限する時点を移
動プラテンを高速送り（モータ速度Ｖｌ）した後の時点
としたが、これは例えばプランジャスタートを検知した
すぐ後等の時点でもよく、上記実施例と同様の効果を奏
する。

また、上記実施例ではプランジャ位置検出器としてポテ
ンショメータを用いた場合を示したが、これはプランジ
ャの位置が連続して検出できるものであれば、例えばア
ブソリエートタイプのロークリエンコーダ等地の検出器
でもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係る半導体素子用樹脂封止装置
によれば、プランジャをモータで駆動するとともに、該
プランジャの所定位置にてモータの電流制限を行なって
該プランジャの加圧力の制限を行ない、該プランジャの
位置変動が規定値以下になったことを検出して加圧時間
カウントを開始するようにしたので、注入圧の設定が容
易かつ高精度に行なえるとともに、加圧時間のバラツキ
が抑えることができ、常に安定した高品質の樹脂封止を
行なうことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による半導体素子用樹脂封止
装置のプランジャ駆動部の機能ブロック図、第２図は該
装置の全体構成図、第３図は上記第１図に示した機能ブ
ロックを実現するための具体的な構成を示す図、第４図
は該装置のプランジャの動作を説明するためのフローチ
ャート図、第５図は該装置のプランジャの駆動パターン
を示す図、第６図は従来の半導体素子用樹脂封止装置の
構成図、第７図はそのプランジャ部分を示す拡大図であ
る。 ５・・・上金型、６・・・下金型、９・・・プランジャ
、１０・・・ＡＣサーボモータ、１１・・・ポテンショ
メータ（プランジャ位置検出器）、１２・・・プランジ
ャ加圧力制御手段、１３・・・マイクロコンピュータ、
１４・・・サーボアンプ、１７・・・加圧時間カウント
手段。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）リードフレーム上に半導体素子を樹脂封止するた
   めの半導体素子用樹脂封止装置において、上金型又は下
   金型に設けられ樹脂を注入押圧するためのプランジャと
   、 このプランジャを駆動するための駆動力を与えるプラン
   ジャモータと、 上記プランジャモータに供給する電流を制限して上記プ
   ランジャの加圧力を制御するプランジャ加圧力制御手段
   と、 上記プランジャの位置を検出するプランジャ位置検出器
   と、 該位置検出器の出力の変化が規定値以下になったことに
   より上記プランジャの加圧力が所望の値になったことを
   検知し、該検知時点より上記プランジャの加圧時間カウ
   ントを開始する加圧時間カウント手段とを備えたことを
   特徴とする半導体素子用樹脂封止装置。