JPS6355862B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はCPU、マイクロプロセツサ等の半導
体装置の製造に用いられる樹脂封止装置における
モールド樹脂の予熱装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

半導体樹脂封止装置は、第１図に示すように、
リードフレーム１上にマウントされた半導体ペレ
ツト（図示せず）を保護するために樹脂２により
封止する装置であり、一般には複数個の素子を同
時に樹脂封止をするようになつている。

半導体樹脂封止装置は、第２図に示すように、
基本的には上型（金型）３およびこれと対をなす
下型（金型）４と、その上型３と下型４の間に出
入りしてリードフレームを搬入、搬出するリード
フレームローダ５と、同じく下型４に設けられた
ポツト６（第３図参照）内にタブレツト（封止樹
脂を円柱状等に成形したもの）を挿入するタブレ
ツトローダ７とより成る。

第３図は下型４の平面図であり、上型３との対
向面に複数のキヤビテイ８と隣接するキヤビテイ
８の相互間に樹脂注入用のポツト６が設けられて
いる。図示しないが上型３にも下型４のキヤビテ
イ６に対応して同様なキヤビテイが設けられてい
る。なお、９はポツト６からキヤビテイ８に流動
状態にある樹脂を導入するためのゲートである。

次に動作を説明する。まず、上型３が上昇し、
上型３と下型４の間にリードフレームローダ５が
入り込み、リードフレーム１を下型４に搬入す
る。次いで、リードフレームローダ５が引込んだ
のちタブレツトローダ７がタブレツトを搬入して
ポツト６内に落し込む。このとき、下型４はタブ
レツトを溶かして流動状態にしうる温度（180℃）
に加熱されている。次いで、タブレツトローダ７
が引込んだのち上型３が下降して下型４と合わさ
れる。これにより、上型３と下型４の合せ面には
相互のキヤビテイ６により、第１図の樹脂部２に
対応する形状のキヤビテイが形成される。次い
で、ポツト６内に設けられたプランジヤーが上昇
して流動樹脂を押上げ、ゲート９を介して流動樹
脂をキヤビテイ内に注入する。注入が完了する
と、樹脂は熱硬化性なので短時間で硬化する。次
いで、上型３を上昇させ、樹脂封止された半導体
装置が第１図に示す態様で取出されて封止工程を
終了する。なお、その後の工程で各キヤビテイに
分離されるが、本発明とは関係ないので説明は省
略する。

上述の半導体樹脂封止装置において、ポツト６
内にタブレツトを投入した後タブレツトが常温か
ら溶融成形温度（170〜190℃）に達するまでには
数秒〜十数秒かかる。この時間はタブレツトの大
きさによつて異なる。生産性向上の見地から成形
サイクル時間を短縮するためには樹脂が熱硬化す
るまでに要する時間を短くする必要がある。その
ために一般には樹脂内の硬化促進剤を増量して硬
化速度を上げる方法を採つている。しかし、この
硬化促進剤の増量は製品の耐湿性を低下させるの
で好ましくない。

一方、金型内で樹脂タブレツトを予熱する場合
にどうしてもある一定の時間が必要となる。

もし予熱が不充分な場合には成形時間が長くな
つたり、ワイヤー流れが起こる。このことは、マ
イクロプロセツサ等の大型素子をモールドする場
合には特に問題となる。また、加熱温度を高くす
ると加熱時間の短縮が可能となるものの、成形条
件の不安定化を招き未充填が起こる。

このように、金型のポツト６内に予熱熱なしの
タブレツトを投入し、予熱を行うことは、成形時
間、製品の品質に与える影響が大きく種々の問題
が生じることとなる。

そこで、ポツト６内にタブレツトを投入する前
にタブレツトを予熱して半溶融状態にしておくこ
とにより成形サイクル時間を短縮する等の方法に
より上述の問題を解決することが考えられる。予
熱装置として、例えば高周波（570MHz）による
加熱（いわゆる高周波加熱）を用いることが考え
られるが、特にマルチポツト式金型に用いる小タ
ブレツトに適用する場合に、タブレツトの大きさ
に合せて加熱電極を小さくし、かつ接近させなけ
れば均一な予熱ができないという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は複数個のモールド樹脂を金型に投入す
る前に容易かつ均一に予熱することができ、さら
に、モールド装置との組み合せが容易であり、モ
ールド樹脂の金型への搬入作業を自動化するに適
し、加えて半導体素子の樹脂封止の成形サイクル
時間を短縮することが可能な予熱装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明による予熱
装置は、 半導体素子の樹脂封止装置において、モールド
用金型にモールド樹脂を充填する前に当該モール
ド樹脂を予熱する装置であつて、 マイクロ波発生源と、このマイクロ波発生源に
接続され終端が完全反射終端に形成された導波管
と、この導波管内部に前記マイクロ波によつて形
成される複数電界分布の中心部のそれぞれに合わ
せて前記モールド樹脂を位置させる複数の位置決
め手段とを備えたことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示する実施例に基づいて説明
する。

第１の例 第４図に本発明による予熱装置の基本的な構成
を示す。この予熱装置はマイクロ波（例えば、
2450MHz）を発生するマイクロ波発生装置１０
と、このマイクロ波発生装置１０に接続された導
波管１１Ａ，１１Ｂおよび１１Ｃと、導波管１１
Ｂ中にタブレツトを搬入するための位置決め装置
１２とから構成される。

マイクロ波発生装置１０としてはマグネトロン
を用いている。導波管１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは
例えば方形導波管を用いることができ、具体的な
断面内寸法例を第５図に示しておく。第５図ａ，
ｂはタブレツトの大きさに合わせて用意した例を
示している。導波管１１Ａ，１１Ｂの伝送路中に
は反射波への影響を阻止して損失を防ぐためにサ
ーキユレータ１３が介在されている。このサーキ
ユレータ１３は３開口接合形であり、入力開口が
マイクロ波発生装置１０に入力側導波管１１Ａを
介して接続され、出力開口の１つが方向性結合器
１４を介してタブレツトが搬入される出力側導波
管１１Ｂに接続されている。また、他の出力開口
は反射波を吸収するための導波管１１Ｃに接続さ
れている。この導波管１１Ｃの先端には無反射終
端器１５が設けられている。２６は放熱フインで
ある。方向性結合器１４には入力電力検出器１６
および反射電力検出器１７が設けられ、タブレツ
トに対する放射電力の調整のために供せられるよ
うになつている。

出力導波管１１Ｂにはタブレツトを導波管路内
に搬入し、所定の位置に位置決めするための位置
決め手段２５が複数設けられている（第６図）。
すなわち、導波管１１Ｂには導波管内部に供給さ
れるマイクロ波によつて形成される複数の電界分
布Ｅの中心に対応して導波管１１Ｂの上下壁を貫
通する導入孔１８がそれぞれ設けられている。こ
のように、電界分布Ｅの中心と導入孔１８とを対
応させることにより、導入孔１８内に搬入される
タブレツト２１の中心部の加熱温度を外周部の加
熱温度よりも高くすることができ、その結果、従
来問題とされていた内部温度の上昇の遅れを解消
することができる。それとともに、内部温度に比
して外周部温度が低くなり、したがつて、タブレ
ツトの形状の変形をきたすことなく容易にポツト
６内に搬入できるので取扱いが容易となる。

各導入孔１８のピツチは使用マイクロ波の1/2
波長（1/2λg）となつており、導波管１１Ｂの終
端２７に隣接する導入孔１８とこの終端２７との
間隔は1/4λgとなつている。つまり、導波管１１
Ｂの終端２７は完全反射端となつており、反射し
たマイクロ波を再び導入孔８内に置いたタブレツ
ト２１に供給することにより照射電力の効率化を
図るためである。

導入孔１８内にタブレツト２１を搬入するため
に、導入孔１８の開口部にはマイクロ波の外部へ
のもれを防止するとともにタブレツト２１をガイ
ドするチヨーク１９が突設されている。。そして、
この導入孔１８内には、例えばテフロン（商品
名）等の耐熱性非金属物質からなる筒状の保持具
２０が設けられている。そしてこの保持具２０の
下端開口部にシヤツタ２３等の開閉装置を設けて
おくことにより、保持具２０の上端開口からタブ
レツト２１を投入し、予熱後シヤツタ２３を開く
ことにより予熱されたタブレツト２１を下型４の
ポツト内に自動投入するようにすることができ、
タブレツト２１の供給と予熱の工程を自動化する
ことができる。２４はプランジヤを示している。

第７図は予熱装置の放射電力をパラメータとし
て予熱時間（sec）とタブレツトの中心温度（℃）
の関係を示したものである。なお、マイクロ波の
周波数は2450MHz、タブレツトの大きさは直径14
mm、重さ3.8ｇのものである。この第７図からわ
かることは、極めて短時間で予熱することがで
き、したがつて成形サイクル時間の短縮化が可能
である点、さらに供給電力を適宜選択することに
より、予熱時間の調整をすることで所望の温度上
昇特性を得ることができるということである。

なお、本発明の変形態様として各導波管１１
Ａ，１１Ｃをフレキシブル導波管とすることによ
り、導入孔１８を任意の金型ポツトにまで容易に
移動することができ、設計上の自由度を確保する
ことができる。また、以上の例ではモールド樹脂
としてタブレツトを用いたが、導波管１１Ｂの導
入孔１８内に保持具２０を挿入しておくことによ
り、粉末状のモールド樹脂を用いることもでき
る。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、導波管路中にモ
ールド樹脂を搬入してマイクロ波による加熱を行
うため、モールド樹脂の形態やその大小にかかわ
らず均一、かつ短時間で予熱することができる。
また、導波管には各電界分布中心に対応して複数
の位置決め手段を設けたので、複数のモールド樹
脂を同時に予熱することができ、したがつて半導
体素子の成形サイクル時間の短縮化が図れる。ま
た、予熱をすることができるので、従来の如く金
型において加熱する場合より成形不良の発生率が
減少するため製品の品質向上を図ることができ
る。さらに、マイクロ波による予熱のためモール
ド樹脂の内部の加熱を迅速に行うことができ、上
述のようにモールド樹脂が電界分布の中心に位置
合せされるので外周部温度より内部温度を高くす
ることができ、したがつて温度を適当に設定する
ことによりモールド樹脂の変形を起こすことなく
理想的な予熱状態を保持しうる。この結果、金型
に投入する場合等の作業工程を自動化することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はリードフレーム上の半導体ペレツトを
樹脂封止した例を示す平面図、第２図は従来の半
導体樹脂封止装置の基本的構成を示す立面図、第
３図は下金型の例を示す平面図、第４図は本発明
による予熱装置の構成を示す概要図、第５図ａ，
ｂは導波管の開口形状寸法例を示す説明図、第６
図は位置決め手段の構成例を示す断面図、第７図
は本発明による予熱装置における予熱時間とタブ
レツト中心温度の関係を示す説明図である。 １……リードフレーム、２……固化したモール
ド樹脂、３……上型、４……下型、６……ポツ
ト、１０……マイクロ波発生装置、１１Ａ，１１
Ｂ，１１Ｃ……導波管、１８……導入孔、２０…
…保持具、２１……タブレツト、２２……無反射
終端器、２５……位置決め手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体素子の樹脂封止装置において、モール
   ド用金型にモールド樹脂を充填する前に当該モル
   ド樹脂を予熱する装置であつて、 マイクロ波発生源と、このマイクロ波発生源
   と、このマイクロ波発生源に接続され終端が完全
   反射終端に形成された導波管と、この導波管内部
   に前記マイクロ波によつて形成される複数電界分
   布の中心部のそれぞれに合わせて前記モールド樹
   脂を位置させる複数の位置決め手段とを備えたこ
   とを特徴とする半導体素子用モールド樹脂の予熱
   装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
   モールド樹脂はタブレツト状に形成されているこ
   とを特徴とする半導体素子用モールド樹脂の予熱
   装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の装置において、
   タブレツト状モールド樹脂は小型のものであるこ
   とを特徴とする半導体素子用モールド樹脂の予熱
   装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
   モールド樹脂は粉末状に形成されていることを特
   徴とする半導体素子用モールド樹脂の予熱装置。 ５ 特許請求の範囲第１項、第２項、第３項また
   は第４項記載の装置において、導波管はサーキユ
   レータを介して接続されていることを特徴とする
   半導体素子用モールド樹脂の予熱装置。