KR20180081129A - 수지 밀봉 장치 및 수지 밀봉 방법 - Google Patents

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토와 가부시기가이샤
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Abstract

기판의 휨 억제와 양면 성형의 양립이 가능한 수지 밀봉 장치 및 수지 밀봉 방법을 제공한다. 기판의 양면을 수지 밀봉하기 위한 수지 밀봉 장치로서, 제1 성형 모듈은 상부 다이 및 하부 다이의 한쪽을 포함하고, 제2 성형 모듈은 상부 다이 및 하부 다이의 다른 쪽과 중간 다이를 포함하고, 상기 중간 다이는 상기 제2 성형 모듈에서 상기 상부 다이의 하방 또는 상기 하부 다이의 상방에 배치되고, 상기 중간 다이는 상기 기판의 상기 다른 쪽의 면을 수지 밀봉하기 위한 캐비티를 포함하고, 상기 중간 다이의 일면과 상기 상부 다이의 하면 또는 상기 하부 다이의 상면이 맞닿음으로써, 트랜스퍼 성형용 수지를 상기 상부 캐비티 내에 주입 가능한 수지 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 수지 밀봉 장치.

Description

수지 밀봉 장치 및 수지 밀봉 방법
본 발명은 수지 밀봉 장치 및 수지 밀봉 방법에 관한 것이다.
BGA(Ball grid array) 패키지 등의 전자 부품의 제조 공정에서, 수지 밀봉 공정은 기판의 한쪽 면만을 수지 밀봉하는 것이 일반적이었다. 그러나, DRAM(Dynamic Random Access Memory) 대응의 BOC(Board On Chip) 패키지, WBGA(Window BGA, 상품명) 패키지 제조 공정에서의 수지 밀봉 공정에는, 기판의 한쪽 면뿐만 아니라 다른 쪽 면의 일부 개소를 수지 밀봉하는 것이 요구되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1).
특허 문헌 1: 일본 특허공개 2001-53094호 공보
상기 기판의 양면을 수지 밀봉하기 위해, 상기 기판에 구멍(기판의 일면측에서 타면측으로 수지를 흘려 넣기 위한 구멍, 이하, '개구'라고 한다.)을 뚫고, 트랜스퍼 성형에 의해 상기 기판의 일면을 수지 밀봉함과 함께, 그 개구로부터 상기 타면쪽으로 수지를 흘려 상기 타면을 수지 밀봉하는 수지 밀봉 방법이 있다.
한편, 최근에는 휴대 기기 등의 고밀도화에 수반해, 기판의 일면 및 타면(양면)의 거의 전면에 칩을 실장한 패키지가 요구되고 있다. 상기 패키지의 제조 공정에서는 상기 기판 양면 각각의 거의 전면을 수지 밀봉할 필요가 있다.
그러나, 상기 패키지의 제조에 있어서, 상기 수지 밀봉 방법을 이용해 상기 기판의 양면을 동시에 수지 밀봉하는 경우, 한쪽(상부 다이 혹은 하부 다이) 캐비티(상부 다이 캐비티 혹은 하부 다이 캐비티)에 수지가 먼저 충전되는 경우가 있다. 예를 들면, 하부 다이의 캐비티(하부 다이 캐비티)에 먼저 수지가 충전되는 경우, 기판이 볼록 형상으로 휘는(변형되는) 문제가 발생한다. 이는 트랜스퍼 성형에 의해 양면을 동시에 수지 밀봉하면, 중력, 유동 저항 등에 의해, 먼저 한쪽 캐비티에 수지가 충전되는 경우가 있기 때문이다. 이 경우, 수지가 기판의 일면측에서 기판의 타면측으로 기판의 개구를 지나 유동하게 된다. 그렇게 되면, 수지가 기판의 개구로 유동할 때의 유동 저항에 의해, 기판이 상기 타면측을 향해 부풀어 오를 우려가 있다. 그러면, 기판이 부풀어 오른 상태에서 다른 쪽 캐비티에 수지가 충전되게 된다. 수지가 한쪽 및 다른 쪽 캐비티에 충전됨으로써 기판에 수지압이 가해지지만, 기판의 일면 및 타면에 가해지는 수지압은 같은 압력(한쪽 및 다른 쪽 캐비티가 기판의 개구에 의해 연결되어 있기 때문에 수지압은 같게 된다)으로, 기판을 부풀어 오른 상태에서 평탄한 상태로 되돌리는 힘은 발생하지 않는다. 이 때문에, 기판의 타면측이 부풀어 오른 상태에서 수지의 경화가 진행되어, 기판이 부풀어 오른 상태(변형된 상태)로 성형이 완료된다. 즉, 상기 수지 밀봉 방법을 이용해 상기 기판의 일면 및 타면(양면)을 동시에 수지 밀봉하면, 상기 기판의 변형이 생길 우려가 있다.
따라서, 본 발명은, 기판의 휨 억제와 기판의 양면 성형의 양립이 가능한 수지 밀봉 장치 및 수지 밀봉 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 수지 밀봉 장치는,
기판의 양면을 수지 밀봉하기 위한 수지 밀봉 장치로서,
제1 성형 모듈과 제2 성형 모듈을 포함하고,
상기 제1 성형 모듈은 압축 성형용 성형 모듈이고,
상기 제2 성형 모듈은 트랜스퍼 성형용 성형 모듈이며,
상기 제1 성형 모듈에 의해 상기 기판의 일면을 압축 성형으로 수지 밀봉 가능하고, 상기 제2 성형 모듈에 의해 상기 기판의 타면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉 가능하고,
상기 제1 성형 모듈은 상부 다이 및 하부 다이의 한쪽을 포함하고,
상기 제2 성형 모듈은 상부 다이 및 하부 다이의 다른 쪽과 중간 다이를 포함하고,
상기 중간 다이는 상기 제2 성형 모듈에서 상기 상부 다이의 하방 또는 상기 하부 다이의 상방에 배치되고,
상기 중간 다이는 상기 기판의 상기 타면측을 수지 밀봉하기 위한 캐비티를 포함하고,
상기 제2 성형 모듈에서 상기 중간 다이의 일면과 상기 상부 다이의 하면 또는 상기 하부 다이의 상면이 맞닿음으로써, 트랜스퍼 성형용 수지를 상기 상부 캐비티 내에 주입 가능한 수지 유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 수지 밀봉 방법은,
기판의 양면을 수지 밀봉하는 수지 밀봉 방법으로서,
본 발명의 상기 수지 밀봉 장치를 이용해 실시하고,
상기 중간 다이를, 상기 중간 다이의 캐비티 주변 부분에서 상기 기판의 상기 타면과 맞대는 맞댐 공정과,
상기 제1 성형 모듈에 의해 상기 기판의 상기 일면을 압축 성형으로 수지 밀봉하는 제1 수지 밀봉 공정과,
상기 맞댐 공정 및 상기 제1 수지 밀봉 공정 이후, 상기 제2 성형 모듈에서 상기 중간 다이의 일면과 상기 상부 다이의 하면 또는 상기 하부 다이의 상면이 맞닿고, 상기 중간 다이가 상기 중간 다이의 캐비티의 주변 부분에서 상기 기판의 상기 타면과 맞닿은 상태에서, 상기 제2 성형 모듈에 의해 상기 트랜스퍼 성형용 유동 수지를 상기 수지 유로를 통해 상기 중간 다이의 캐비티 내에 주입시킴으로써, 상기 기판의 상기 타면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉하는 제2 수지 밀봉 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판의 휨 억제와 기판의 양면 성형의 양립이 가능한 수지 밀봉 장치 및 수지 밀봉 방법을 제공할 수 있다.
도 1의 (a)는 실시예 1의 수지 밀봉 장치의 일례를 나타낸 단면도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 수지 밀봉 장치의 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 2는, 실시예 1의 수지 밀봉 방법의 일례의 일 공정을 예시한 단면도이다.
도 3은, 도 2와 동일한 수지 밀봉 방법에서, 다른 일 공정을 예시한 단면도이다.
도 4는, 도 2와 동일한 수지 밀봉 방법에서, 또 다른 일 공정을 예시한 단면도이다.
도 5는, 도 2와 동일한 수지 밀봉 방법에서, 또 다른 일 공정을 예시한 단면도이다.
도 6은, 도 2와 동일한 수지 밀봉 방법에서, 또 다른 일 공정을 예시한 단면도이다.
도 7은, 도 2와 동일한 수지 밀봉 방법에서, 또 다른 일 공정을 예시한 단면도이다.
도 8은, 도 2와 동일한 수지 밀봉 방법에서, 또 다른 일 공정을 예시한 단면도이다.
도 9는, 도 2와 동일한 수지 밀봉 방법에서, 또 다른 일 공정을 예시한 단면도이다.
도 10은, 도 2와 동일한 수지 밀봉 방법에서, 또 다른 일 공정을 예시한 단면도이다.
도 11은, 실시예 2의 수지 밀봉 장치의 제1 성형 모듈 및 이에 의해 수지 밀봉되는 기판을 나타낸 단면도이다.
도 12는, 실시예 2의 수지 밀봉 장치의 제2 성형 모듈 및 이에 의해 수지 밀봉되는 기판을 나타낸 단면도이다.
도 13은, 실시예 2의 수지 밀봉 방법에서, 일례의 일 공정을 예시한 단면도이다.
도 14는, 도 13과 동일한 수지 밀봉 방법에서, 또 다른 일 공정을 예시한 단면도이다.
도 15는, 도 13과 동일한 수지 밀봉 방법에서, 또 다른 일 공정을 예시한 단면도이다.
도 16은, 도 13과 동일한 수지 밀봉 방법에서, 또 다른 일 공정을 예시한 단면도이다.
도 17은, 도 13과 동일한 수지 밀봉 방법에서, 또 다른 일 공정을 예시한 단면도이다.
도 18은, 도 13과 동일한 수지 밀봉 방법에서, 또 다른 일 공정을 예시한 단면도이다.
도 19는, 도 13과 동일한 수지 밀봉 방법에서, 또 다른 일 공정을 예시한 단면도이다.
도 20의 (a) 및 (b)는, 본 발명의 수지 밀봉 장치에 의해 수지 밀봉되는 기판을 예시한 단면도이다.
다음으로, 본 발명에 대해, 예를 들어 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 설명에 의해 한정되지 않는다.
본 발명에서 '수지 밀봉'이란, 수지가 경화(고화)된 상태인 것을 의미하지만, 후술하는 양면에서 일괄 성형하는 경우에는 이것으로 한정되지 않는다. 즉, 본 발명에 있어서, 후술하는 양면에서 일괄 성형하는 경우에 '수지 밀봉'이란, 적어도 수지가 다이 체결시에 다이 캐비티 내에 충전되어 있는 상태이면 되고, 수지가 경화(고화)되지 않고 유동 상태라도 무방하다.
본 발명의 수지 밀봉 장치는, 전술한 바와 같이, 제1 성형 모듈과 제2 성형 모듈을 포함하고, 상기 제1 성형 모듈은 압축 성형용 성형 모듈이고, 상기 제2 성형 모듈은 트랜스퍼 성형용 성형 모듈이며, 상기 제1 성형 모듈에 의해 상기 기판의 일면을 압축 성형으로 수지 밀봉 가능하고, 상기 제2 성형 모듈에 의해 상기 기판의 타면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉 가능한 것을 특징으로 한다. 본 발명의 수지 밀봉 장치에서는, 압축 성형용 성형 모듈에 의해 상기 기판의 일면을 먼저 압축 성형으로 수지 밀봉한다(먼저 압축 성형으로 한쪽 캐비티에 수지를 충전시킨다). 본 발명에서 이용하는 기판에는, 수지를 기판의 일면측에서 타면측으로 유동시키기 위한 개구를 마련할 필요가 없다. 그리고, 개구를 마련하지 않음으로써, 수지가 기판의 일면측으로부터 개구를 지나 기판의 타면측으로 유동하지 않는다. 이 때문에, 수지가 기판의 개구를 통과할 때의 유동 저항에 의한 기판의 변형(휨)이 발생하지 않는다. 또한, 기판의 타면을 수지 밀봉할 때, 기판의 상기 일면을 압축 성형용 수지로 지지함으로써, 기판의 상기 타면측으로부터 수지압을 가해도 기판이 휘는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 발명에서는, 기판의 휨 억제와 기판의 양면 성형이 양립 가능하다.
전술한 종래의 방법, 즉 기판에 개구를 뚫고, 트랜스퍼 성형에 의해 상기 기판의 양면을 수지 밀봉하는 방법에서는, 상기 기판에 개구를 뚫는 것에 따른 코스트 문제가 있다. 또한, 그 개구로부터 하면측으로 수지를 흘려 수지 밀봉하는 경우, 상기 한쪽 면의 전면을 수지 밀봉할 때까지의 유동 거리가 길어져, 보이드(기포) 발생, 구성 부품인 와이어 등의 변형이 생기는 문제도 있다.
이에 대해, 본 발명에서는, 우선, 상기 기판에 개구를 뚫지 않고 상기 기판 양면의 수지 밀봉이 가능하기 때문에, 상기 기판에 개구를 뚫는 것에 의한 코스트가 발생하지 않고, 상기 양면을 수지 밀봉할 때까지의 유동 거리도 짧아 보이드(기포) 발생, 와이어 변형의 억제가 가능하다.
또한, 본 발명의 수지 밀봉 장치는, 예를 들면 상기 기판의 하면을 압축 성형으로 수지 밀봉하고, 상기 기판의 상면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉하는 장치라도 된다. 즉, 본 발명의 수지 밀봉 장치에서, 상기 제1 성형 모듈은 하부 다이를 포함하고, 상기 제2 성형 모듈은 상부 다이 및 중간 다이를 포함하고, 상기 제1 성형 모듈에 의해 상기 기판의 하면을 압축 성형으로 수지 밀봉 가능하고, 상기 제2 성형 모듈에 의해 상기 기판의 상면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉 가능하고, 상기 중간 다이는 상기 제2 성형 모듈에서 상기 상부 다이의 하방에 배치되고, 상기 중간 다이의 캐비티가 상기 기판의 상면측을 수지 밀봉하기 위한 상부 캐비티이며, 상기 제2 성형 모듈에서 상기 중간 다이의 상면과 상기 상부 다이의 하면이 맞닿음으로써 상기 수지 유로가 형성되어도 된다. 단, 본 발명의 수지 밀봉 장치는 이것으로 한정되지 않고, 반대로 상기 기판의 상면을 압축 성형으로 수지 밀봉하고, 상기 기판의 하면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉하는 장치라도 된다. 즉, 본 발명의 수지 밀봉 장치에서, 상기 제1 성형 모듈은 상부 다이를 포함하고, 상기 제2 성형 모듈은 하부 다이 및 중간 다이를 포함하고, 상기 제1 성형 모듈에 의해 상기 기판의 상면을 압축 성형으로 수지 밀봉 가능하고, 상기 제2 성형 모듈에 의해 상기 기판의 하면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉 가능하고, 상기 중간 다이는 상기 제2 성형 모듈에서 상기 하부 다이의 상방에 배치되고, 상기 중간 다이의 캐비티가 상기 기판의 하면측을 수지 밀봉하기 위한 하부 캐비티이며, 상기 제2 성형 모듈에서 상기 중간 다이의 하면과 상기 하부 다이의 상면이 맞닿음으로써 상기 수지 유로가 형성되어도 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 상부 다이 및 하부 다이의 한쪽을 이형 필름으로 피복해 압축 성형함과 함께, 다른 쪽에서 트랜스퍼 성형하는 것이 가능하다. 이하, 상기 제1 성형 모듈이 하부 다이를 포함하고, 상기 제2 성형 모듈이 상부 다이 및 중간 다이를 포함하는 경우에 대해 설명한다. 즉, 이와 같은 경우, 본 발명의 수지 밀봉 장치에서의 상기 중간 다이에는 상부 캐비티가 마련되어 있다. 상부 다이와 중간 다이를 맞댐으로써 상부 캐비티에 수지를 공급하기 위한 수지 유로가 형성된다. 그리고, 이 수지 유로를 통해 하부 다이의 포트에 공급된 수지가 플런저에 의해 중간 다이의 상부 캐비티에 주입되도록 구성되어 있다. 그러므로, 하부 다이의 하부 캐비티 주변 부분에 수지 유로를 마련하지 않아도 된다(중간 다이를 마련함으로써, 수지 유로를 하부 다이의 하부 캐비티 주변부를 지나지 않고 효율적으로 우회시킬 수 있다). 이 때문에, 하부 다이의 다이면(하부 캐비티)에 이형 필름을 피복한 경우에도, 하부 다이와 이형 필름의 경계(틈새) 부분에 수지 유로를 마련하지 않아도 된다. 그러므로, 수지가 하부 다이와 이형 필름의 경계(틈새)상을 유동하지 않아도 되어, 수지가 하부 다이와 이형 필름의 경계(틈새)에서 하부 다이로 흘러 들어갈 우려가 저감된다. 결과적으로, 이형 필름을 이용해도 안정적으로 압축 성형하는 것이 가능해 바람직하다. 보다 구체적으로 설명하면, 일반적으로 하부 다이에서 압축 성형하는 경우에는 하부 다이의 다이면을 이형 필름으로 피복한다. 이는 예를 들면, 성형된 수지 밀봉품의 이형을 용이하게 하기 위함이거나, 또는, 하부 다이의 각 부재간(예를 들면, 하부 캐비티 바닥면 부재와 하부 캐비티 프레임 부재의 사이)의 틈새에 압축 성형용 수지가 흘러 들어가는 것을 막기 위함이다. 그러나, 상부 다이에서 트랜스퍼 성형하기 위한 수지 유로를 하부 다이의 하부 캐비티 주변에 마련하는 경우, 트랜스퍼 성형용 수지가 하부 다이와 이형 필름의 경계(틈새)상을 유동하게 되어, 수지가 하부 다이와 이형 필름의 경계(틈새)에서 하부 다이로 흘러 들어갈 우려가 있다. 한편, 본 발명에 의하면, 전술한 바와 같이, 상부 다이와 중간 다이를 맞댐으로써 수지 유로를 형성하고 있다. 이에 따라, 트랜스퍼 성형용의 상기 수지 유로를 하부 다이와 이형 필름의 경계(틈새)로부터 격리시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 트랜스퍼 성형용 수지가 하부 다이와 이형 필름의 경계(틈새)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 본 발명에 의하면, 하부 다이의 다이면을 이형 필름으로 피복해 압축 성형하고, 또한 상부 다이 및 중간 다이에서 트랜스퍼 성형하는 것이 가능하다. 이상, 전술한 바와 같이, 상기 제1 성형 모듈이 하부 다이를 포함하고, 상기 제2 성형 모듈이 상부 다이 및 중간 다이를 포함하는 경우에 대해 설명했지만, 이 반대의 경우에 대해서도 마찬가지이다. 즉, 상기 제1 성형 모듈이 상부 다이를 포함하고, 상기 제2 성형 모듈이 하부 다이 및 중간 다이를 포함하는 경우에도, 동일한 메커니즘에 의해 상부 다이의 다이면을 이형 필름으로 피복해 압축 성형하고, 하부 다이 및 중간 다이에서 트랜스퍼 성형하는 것이 가능하다.
본 발명의 수지 밀봉 장치에서는, 상하 다이 성형 모듈(1개의 성형 모듈)이 상기 제1 성형 모듈과 상기 제2 성형 모듈을 겸해도 된다. 이 경우, 상기 제1 성형 모듈에 의해 상기 기판의 상기 일면을 압축 성형으로 수지 밀봉한 후, 상기 제2 성형 모듈에 의해 상기 기판의 상기 타면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉 가능하다. 이에 따라, 상기 기판의 양면을 하나의 성형 모듈을 이용해 일괄 성형할 수 있으므로 생산 효율이 향상되고, 구성도 간략화되기 때문에 코스트 삭감이 가능해 바람직하다.
본 발명의 수지 밀봉 장치는, 전술한 바와 같이, 상기 기판의 일면을 압축 성형으로 수지 밀봉한 후, 상기 기판의 타면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉 가능하다. 이와 같이 하여 상기 기판의 양면을 수지 밀봉하면, 기판(타면)에 마련한 단자를 밀봉 수지로부터 노출시킨 상태로 성형하는 것이 용이하다. 상기 단자를 노출시키는 목적은 기판으로의 전기 접속을 위해서이다.
본 발명의 수지 밀봉 장치는, 상기 수지 유로의 상기 중간 다이 캐비티로의 주입구가, 상기 중간 다이 캐비티의 중심점 부근의 바로 위 또는 바로 밑에 위치하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 제2 성형 모듈이 상부 다이 및 중간 다이를 포함하고, 상기 중간 다이의 캐비티가 상기 기판의 상면측을 수지 밀봉하기 위한 상부 캐비티인 경우, 상기 수지 유로의 상기 상부 캐비티로의 주입구가, 상기 상부 캐비티의 중심점 부근의 바로 위에 위치하는 것이 바람직하다. 반대로, 상기 제2 성형 모듈이 하부 다이 및 중간 다이를 포함하고, 상기 중간 다이의 캐비티가 상기 기판의 하면측을 수지 밀봉하기 위한 하부 캐비티인 경우, 상기 수지 유로의 상기 하부 캐비티로의 주입구가, 상기 하부 캐비티의 중심점 부근의 바로 밑에 위치하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 트랜스퍼 성형용 수지는, 상기 중심점 부근에서부터 상기 중간 다이의 캐비티의 외주를 향해 거의 균등하게 유동한다. 이 때문에, 예를 들면 상기 중간 다이의 캐비티의 일단측으로부터 타단측을 향해 상기 수지가 유동하는 경우에 비해, 상기 중간 다이의 캐비티 내의 잔류 공기를 효율적으로 배출할 수 있기 때문에, 보이드(기포)의 발생을 억제 가능하다. 보다 구체적으로 예를 들면, 상기 중간 다이의 캐비티 내의 잔류 공기를 분산시켜, 상기 중간 다이의 캐비티 외주에 마련한 에어벤트로부터 배출할 수 있다. 또한, 상기 수지가 상기 중간 다이 캐비티의 중심점 부근으로부터 외주를 향해 유동하면, 상기 중간 다이의 캐비티의 일단측으로부터 타단측을 향해 유동하는 경우에 비해 유동 거리가 짧아지기 때문에, 와이어의 변형을 억제 가능하다. 보다 구체적으로 예를 들면, 상기 중간 다이의 캐비티의 일단측에 상기 주입구를 마련한 경우, 상기 주입구측에서 수지 통과량이 많기 때문에 와이어가 변형되기 쉬워진다. 이에 대해, 상기 중심점 부근에 상기 주입구를 마련해 상기 수지가 상기 중간 다이 캐비티의 중심점 부근으로부터 외주를 향해 유동하면, 상기 상부 캐비티 내에서의 수지 통과량을 균일에 가깝게 할 수 있다. 이에 따라, 와이어의 변형을 억제 가능하다.
본 발명의 수지 밀봉 장치는 압출 핀(ejector pin)을 더 포함해도 된다. 상기 압출 핀은, 예를 들면 상기 제1 성형 모듈 및 상기 제2 성형 모듈의 적어도 한쪽에 구비된 성형 다이의 캐비티면으로부터 출입 가능하게 설치되어 있어도 된다. 이 경우, 상기 압출 핀은, 예를 들면 다이 개방시에 그 선단이 상기 캐비티면으로부터 돌출되도록 상승 또는 하강 가능하고, 다이 체결시에 그 선단이 상기 캐비티면으로부터 돌출되지 않도록 상승 또는 하강 가능하다. 또한, 상기 압출 핀은, 예를 들면 상기 하부 다이의 캐비티의 바닥면부 및 상기 중간 다이의 상부 캐비티의 상면부 중 어느 하나에 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 상기 압출 핀은, 예를 들면 상기 상부 다이 및 상기 하부 다이의 한쪽과 상기 중간 다이의 다이 개방시에, 그 선단이 상기 하부 다이의 캐비티의 바닥면부 또는 상기 중간 다이의 상부 캐비티의 상면부로부터 돌출 가능하고, 상기 상부 다이 및 상기 하부 다이의 한쪽과 상기 중간 다이의 다이 체결시에, 그 선단이 상기 하부 다이의 캐비티의 바닥면부 또는 상기 중간 다이의 상부 캐비티의 상면부로부터 돌출되지 않도록 매몰 가능하다. 이에 따라, 수지 밀봉이 끝난 기판 및 수지 밀봉 후의 불요 수지 부분을 상기 하부 다이 및 상기 중간 다이로부터 용이하게 이형할 수 있기 때문에 바람직하다. 한편, 상기 압출 핀이 마련된 성형 다이는, 예를 들면 상부 다이라도 되고, 하부 다이라도 되고, 상부 다이 및 하부 다이의 양쪽 모두라도 된다.
본 발명의 수지 밀봉 장치는 불요 수지 분리 수단을 더 포함해도 된다. 상기 불요 수지 분리 수단은, 상기 기판의 양면을 수지 밀봉한 후에, 불요 수지 부분을 상기 수지 밀봉이 끝난 기판으로부터 분리 가능해도 된다. 상기 불요 수지 분리 수단으로는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 게이트컷(gate-cut), 디게이트(degate) 등의 공지의 방식에서 이용하는 분리용 지그 등을 들 수 있다.
본 발명의 수지 밀봉 장치는 로더를 포함해도 된다. 상기 로더는, 예를 들면 불요 수지부를 회수해 배출한다. 또한, 로더에 구비한 진공, 브러쉬 등에 의해 예를 들면 상기 제1 성형 모듈 및 상기 제2 성형 모듈을 클리닝하고, 예를 들면 상기 상부 다이와 상기 중간 다이와 상기 하부 다이를 클리닝한다.
본 발명의 수지 밀봉 장치는, 기판 반송 기구 및 수지 반송 기구를 더 포함해도 된다. 상기 기판 반송 기구는 수지 밀봉되는 기판을 각 성형 모듈의 소정 위치에 반송한다. 상기 기판 반송 기구는, 수지 밀봉되기 전의 기판과 수지 밀봉된 후의 기판의 한쪽만을 반송해도 되고, 양쪽 모두를 반송해도 된다. 수지 밀봉되기 전의 기판을 반송하는 수지 반송 기구와 수지 밀봉된 후의 기판을 반송하는 수지 반송 기구는 동일해도 되고 달라도 무방하다. 상기 수지 반송 기구는, 예를 들면 상기 하부 다이에 공급하기 위한 압축 성형용 수지를 상기 하부 캐비티상에 반송한다. 상기 수지 반송 기구는, 예를 들면 정제(tablet)상 수지를 포트의 위치에 반송해도 된다. 하부 캐비티상에 수지를 반송하는 수지 반송 기구와 정제(tablet)상 수지를 포트의 위치에 반송하는 수지 반송 기구는 달라도 되고 동일해도 된다. 또한, 상기 수지 밀봉 장치는, 예를 들면 상기 기판 반송 기구가 상기 수지 반송 기구를 겸하는 구성이라도 된다.
본 발명의 수지 밀봉 장치는 기판 반전 기구를 더 포함해도 된다. 상기 기판 반전 기구는 수지 밀봉되는 기판의 상하를 반전해도 된다.
본 발명의 수지 밀봉 장치는, 예를 들면 압축 성형용 성형 모듈에 의해 압축 성형을 실시하는 경우, 수지량의 편차를 흡수하기 위해, 압축 성형용 성형 모듈의 캐비티를 구성하는 블록(부재)에 스프링을 마련해 상기 수지에 압력을 가해도 된다. 또한, 상기 캐비티를 구성하는 블록(부재)에 볼 나사 또는 유압 실린더 등을 부착해 직동(direct-acting)으로 가압해도 된다.
본 발명의 수지 밀봉 장치는, 성형된 수지 밀봉품의 성형 다이로부터의 이형을 용이하게 하기 위한 이형 필름을 상기 하부 다이에 마련해도 되고, 마련하지 않아도 된다.
한편, 예를 들면 캐비티 내에 포함되는 공기나, 수지에 포함되는 수분 등이 가열되어 기체가 된 가스 등이 밀봉 수지 내에 포함되는 경우, 보이드(기포)가 발생하는 일이 있다. 보이드(기포)가 발생하면 수지 밀봉품의 내구성 혹은 신뢰성을 저하시킬 우려가 있다. 따라서, 필요에 따라 보이드(기포)를 저감시키기 위해, 진공(감압) 상태로 수지 밀봉 성형을 행하기 위한 진공 펌프 등을 포함해도 된다.
본 발명의 수지 밀봉 장치에 의해 수지 밀봉되는 기판으로는, 예를 들면 그 양면에 칩이 실장된 실장 기판이다. 상기 실장 기판으로는, 예를 들면 도 20의 (a)에 나타낸 바와 같이, 양면 중 한쪽에 칩(1) 및, 상기 칩(1)과 기판(2)을 전기적으로 접속하는 와이어(3)를 마련하고, 다른 쪽에 플립 칩(4) 및 외부 단자로서 볼 단자(5)를 마련한 실장 기판(11) 등을 들 수 있다.
여기에서, 상기 구성을 갖는 기판의 양면을 성형하는 경우, 적어도 한쪽 면으로부터 볼 단자(5)를 노출시킬 필요가 있다. 볼 단자(5)를 압축 성형측에서 노출시키는 경우에는, 볼 단자(5)를 이형 필름에 눌러 붙여 노출시키는 것이 바람직하다. 또한, 필요에 따라, 볼 단자(5)를 노출시키기 위해 밀봉 수지에 연삭 처리 등을 실시해도 된다. 한편, 단자를 트랜스퍼 성형측에서 노출시키는 경우에는, 예를 들면 도 20의 (b)의 실장 기판(11)에 나타낸 바와 같이, 볼 단자(5) 대신 노출시키는 면이 평평한 평단자(6)로 하고, 미리 다이 체결을 실시하고, 트랜스퍼 성형용 성형 모듈의 다이에 마련한 볼록부로 평단자(6)를 눌러 붙여 노출시키는 것이 바람직하다. 한편, 도 20의 (b)의 실장 기판(11)은, 도 20의 (a)의 실장 기판(11)의 볼 단자(5)를 상기 상면에 마련하지 않고, 상기 하면에 마련하고 평단자(6)로 한 것 외에는, 도 20의 (a)의 실장 기판(11)과 동일하다. 이에 따라, 확실한 노출이 가능해지기 때문에 바람직하다.
본 발명에 있어서, 수지 밀봉되는 기판은 도 20의 (a) 및 (b)의 각 실장 기판(11)으로 한정되지 않고 임의이다. 상기 수지 밀봉되는 기판으로는, 예를 들면 칩(1), 플립 칩(4) 및 볼 단자(5)(또는 평단자(6))의 적어도 하나가, 도 20의 (a) 및 (b)와 같이 기판(2)의 한쪽 면에 실장되어 있어도 되고, 기판(2)의 양면에 실장되어 있어도 된다. 또한, 예를 들면 상기 기판에 대한 전기적인 접속(예를 들면, 상기 기판에 대한 전원 회로, 신호 회로 등의 접속)이 가능하다면, 상기 단자는 없어도 된다. 한편, 기판(2), 칩(1), 플립 칩(4) 및 볼 단자(5)(또는 평단자(6))의 각 형상, 각 크기는 특별히 한정되지 않는다.
본 발명의 수지 밀봉 장치에 의해 수지 밀봉되는 기판으로는, 예를 들면 휴대 통신 단말용 고주파 모듈 기판 등을 들 수 있다. 상기 휴대 통신 단말용 기판에서는, 상기 기판의 양면을 수지 밀봉하기 위해 크래들(cradle)부에 개구를 뚫는 것이 가능하지만, 상기 개구를 뚫을 필요가 없는 수지 밀봉 성형법이 요구되고 있다. 또한, 상기 휴대 통신 단말용 기판은 소형이고, 부품이 고밀도로 내장되어 있는 경우에는, 상기 개구를 뚫어 수지 밀봉 성형하는 것이 곤란한 경우가 있다. 이에 대해, 본 발명의 수지 밀봉 장치에서는, 전술한 바와 같이, 상기 개구를 뚫지 않고 상기 기판의 양면을 수지 밀봉 가능하므로, 이와 같은 소형이고 부품이 고밀도로 내장되어 있는 기판에 대해서도 적용이 가능하다. 본 발명의 수지 밀봉 장치에 의해 수지 밀봉되는 기판으로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 전력 제어용 모듈 기판, 기기 제어용 기판 등을 들 수 있다.
상기 수지로는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 에폭시 수지나 실리콘 수지 등의 열경화성 수지라도 되고, 열가소성 수지라도 된다. 또한, 열경화성 수지 혹은 열가소성 수지를 일부 포함하는 복합재료라도 된다. 공급하는 수지의 형태로는, 예를 들면 과립 수지, 유동성 수지, 시트상 수지, 정제(tablet)상 수지, 분말상 수지 등을 들 수 있다. 본 발명에서 상기 유동성 수지란, 유동성을 갖는 수지이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 액상 수지, 용융 수지 등을 들 수 있다. 본 발명에서 상기 액상 수지란, 예를 들면 실온에서 액체이거나 또는 유동성을 갖는 수지를 말한다. 본 발명에서 상기 용융 수지란, 예를 들면 용융에 의해 액상 또는 유동성을 갖는 상태가 된 수지를 말한다. 상기 수지의 형태는, 성형 다이의 캐비티나 포트 등에 공급 가능하면, 그 외의 형태라도 상관없다.
한편, 일반적으로 '전자 부품'은, 수지 밀봉하기 전의 칩을 말하는 경우와, 칩을 수지 밀봉한 상태를 말하는 경우가 있지만, 본 발명에서 단순히 '전자 부품'이라고 하는 경우는, 특별히 한정하지 않는 한, 상기 칩이 수지 밀봉된 전자 부품(완성품으로서의 전자 부품)을 말한다. 본 발명에서 '칩'은, 수지 밀봉하기 전의 칩을 말하고, 구체적으로 예를 들면 IC(Integrated Circuit), 반도체 칩, 전력 제어용 반도체 소자 등의 칩을 들 수 있다. 본 발명에서 수지 밀봉하기 전의 칩은, 수지 밀봉 후의 전자 부품과 구별하기 위해, 편의상 '칩'이라고 한다. 그러나, 본 발명에서의 '칩'은 수지 밀봉하기 전의 칩이라면 특별히 한정되지 않고, 칩 형상이 아니어도 된다.
본 발명에서 '플립 칩'이란, IC칩 표면부의 전극(본딩 패드)에 범프라 불리는 혹 형상의 돌기 전극을 갖는 IC칩 또는 이와 같은 칩 형태를 말한다. 이 칩을 하향으로(face-down) 하여 프린트 기판 등의 배선부에 실장시킨다. 상기 플립 칩은, 예를 들면 와이어리스 본딩용 칩 혹은 실장 방식의 하나로서 이용된다.
본 발명의 수지 밀봉 방법은, 전술한 바와 같이, 기판의 양면을 수지 밀봉하는 수지 밀봉 방법으로서, 상기 기판의 일면을 압축 성형으로 수지 밀봉하는 제1 수지 밀봉 공정과, 상기 제1 수지 밀봉 공정 이후, 상기 기판의 타면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉하는 제2 수지 밀봉 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 수지 밀봉 방법에서는, 상기 기판의 상기 일면을 먼저 압축 성형으로 수지 밀봉하기 때문에, 상기 타면을 수지 밀봉할 때 상기 일면을 압축 성형용 수지로 지지함으로써, 상기 타면측으로부터 기판에 대해 수지압을 가해도 기판이 휘는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 발명에서는 기판의 휨 억제와 기판의 양면 성형이 양립 가능하다. 한편, 본 발명의 수지 밀봉 방법에서, 예를 들면 상기 기판의 하면을 먼저 압축 성형으로 수지 밀봉하고, 그 후에 상기 기판의 상면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉해도 된다. 즉, 본 발명의 수지 밀봉 방법은, 기판의 양면을 수지 밀봉하는 수지 밀봉 방법으로서, 상기 본 발명의 수지 밀봉 장치를 이용해 실시하고, 상기 중간 다이를 상기 상부 캐비티의 주변 부분에서 상기 기판의 상면과 맞대는 맞댐 공정과, 상기 제1 성형 모듈에 의해 상기 기판의 하면을 압축 성형으로 수지 밀봉하는 제1 수지 밀봉 공정과, 상기 맞댐 공정 및 상기 제1 수지 밀봉 공정 이후, 상기 중간 다이의 상면과 상기 상부 다이의 하면이 맞닿고, 또한, 상기 중간 다이가 상기 상부 캐비티의 주변 부분에서 상기 기판의 상면과 맞닿은 상태에서, 상기 제2 성형 모듈에 의해 상기 트랜스퍼 성형용 유동 수지를 상기 수지 유로를 통해 상기 상부 캐비티 내에 주입시킴으로써, 상기 기판의 상면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉하는 제2 수지 밀봉 공정을 포함하는 수지 밀봉 방법이라도 된다.
또한, 본 발명의 수지 밀봉 방법은, 상기 제2 수지 밀봉 공정에서, 전술한 바와 같이, 상기 중간 다이의 일면과 상기 상부 다이의 하면 또는 상기 하부 다이의 상면이 맞닿은 상태에서, 상기 트랜스퍼 성형용 유동 수지를 상기 수지 유로를 통해 상기 중간 다이의 캐비티 내에 주입시킨다. 이에 따라, 전술한 바와 같이, 압축 성형용 다이와 이를 피복하는 이형 필름의 경계(틈새) 부분에 수지 유로를 마련하지 않아도 된다. 이 때문에, 상기 트랜스퍼 성형용의 상기 수지 유로를, 상기 압축 성형용 다이와 상기 이형 필름의 경계(틈새)로부터 격리할 수 있다. 따라서, 본 발명의 수지 밀봉 방법에 의하면, 트랜스퍼 성형용 수지가 하부 다이와 이형 필름의 경계(틈새)로 흘러 들어갈 우려가 저감된다. 이 때문에, 본 발명의 수지 밀봉 방법에 의하면, 상부 다이 및 하부 다이의 한쪽 다이면을 이형 필름으로 피복해 압축 성형하고, 또한, 상부 다이 및 하부 다이의 다른 쪽과 중간 다이로 트랜스퍼 성형하는 것이 가능하다.
본 발명의 수지 밀봉 방법은, 전술한 바와 같이, 상기 기판의 일면을 압축 성형으로 수지 밀봉한 후, 상기 기판의 타면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉 가능하다. 이와 같이 하여, 상기 기판의 양면을 수지 밀봉하면, 트랜스퍼 성형한 면(상기 상면)에 마련한 단자를 밀봉 수지로부터 노출시킨 상태로 성형하는 것이 용이하다. 상기 단자를 노출시키는 목적은, 기판으로의 전기적인 접속을 위함이다.
본 발명의 수지 밀봉 방법은, 본 발명의 상기 수지 밀봉 장치를 이용해, 상기 제1 수지 밀봉 공정에서 상기 하부 다이에 의해 상기 기판의 하면을 압축 성형으로 수지 밀봉하고, 상기 제1 수지 밀봉 공정 이후, 상기 제2 수지 밀봉 공정에서 상기 상부 다이에 의해 상기 기판의 상면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉해도 된다.
본 발명의 수지 밀봉 방법은, 본 발명의 상기 수지 밀봉 장치를 이용해, 상기 수지 유로의 상기 중간 다이 캐비티로의 주입구가 상기 캐비티의 중심점 부근의 바로 위 또는 바로 밑에 위치하도록 해도 된다.
본 발명의 수지 밀봉 방법은, 상기 제1 성형 모듈 및 상기 제2 성형 모듈의 적어도 한쪽에 구비된 성형 다이의 캐비티면으로부터 출입 가능한 압출 핀이 마련된 본 발명의 상기 수지 밀봉 장치를 이용해 실시해도 된다. 그 경우, 본 발명의 수지 밀봉 방법은, 다이 개방시에 상기 압출 핀의 선단이 상기 캐비티면으로부터 돌출되도록 상승 또는 하강하는 공정과, 다이 체결시에 상기 압출 핀의 선단이 상기 캐비티면으로부터 돌출되지 않도록 상승 또는 하강하는 공정을 포함해도 된다.
본 발명의 수지 밀봉 방법은, 본 발명의 상기 수지 밀봉 장치를 이용해, 상기 기판의 양면을 수지 밀봉한 후에, 불요 수지 부분을 상기 수지 밀봉이 끝난 기판으로부터 분리하는 불요 수지 분리 공정을 포함해도 된다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 도면에 기초해 설명한다. 각 도면은, 설명의 편의상, 적절하게 생략, 과장하여 모식적으로 그려져 있다. 한편, 이하의 각 실시예 및 도면에서는, 제1 성형 모듈(압축 성형용 성형 모듈)이 하부 다이를 포함하고, 제2 성형 모듈(트랜스퍼 성형용 성형 모듈)이 상부 다이 및 중간 다이를 포함하는 예에 대해 설명한다. 그러나, 본 발명은 전술한 바와 같이 이것으로 한정되지 않고, 제1 성형 모듈(압축 성형용 성형 모듈)이 상부 다이를 포함하고, 제2 성형 모듈(트랜스퍼 성형용 성형 모듈)이 하부 다이 및 중간 다이를 포함해도 된다.
〈실시예 1〉
본 실시예에서는, 우선, 본 발명의 수지 밀봉 장치의 일례에 대해 설명하고, 다음으로, 본 발명의 수지 밀봉 방법의 일례에 대해 설명한다. 한편, 본 실시예에서 이용하는 기판은 도 20의 (a)의 기판(2)과 동일하다.
본 실시예의 수지 밀봉 장치는, 상하 다이 성형 모듈(1개의 성형 모듈)이 상기 제1 성형 모듈과 상기 제2 성형 모듈을 겸한다. 상기 상하 다이 성형 모듈에는 상부 다이, 중간 다이 및 하부 다이가 마련되어 있다. 상기 상부 다이 및 상기 중간 다이가 트랜스퍼 성형용 성형 다이이고, 상기 하부 다이가 압축 성형용 성형 다이이다.
도 1의 (a)는, 본 실시예의 수지 밀봉 장치를 나타낸다. 도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이, 상하 다이 성형 모듈(10)은 상부 다이(200), 중간 다이(250), 및 상부 다이(200)에 대향 배치된 하부 다이(300)를 구성 요소로 한다. 하부 다이(300)의 다이면(상면)에는, 도시한 바와 같이, 예를 들면 성형된 수지 밀봉품의 성형 다이로부터의 이형을 용이하게 하기 위한 이형 필름(40)을 흡착(장착)해 고정할 수 있다.
본 실시예의 수지 밀봉 장치에서는, 상부 다이(200)가 트랜스퍼 성형용 성형 다이이고, 예를 들면 상부 다이 베이스 블록(210), 상부 다이 메인 블록(220), 상부 다이 센터 블록(230), 및 O-링(204A, 204B)을 갖는 상부 다이 외기 차단 부재(203)를 포함한다.
상부 다이 베이스 블록(210)의 외주 위치에는, 예를 들면 상부 다이 외기 차단 부재(203)가 마련되어 있다. 상부 다이 외기 차단 부재(203)는, 후술하는 바와 같이, 예를 들면 하부 다이 외기 차단 부재(302)와 후술하는 O-링(204B)을 개재해 맞닿음으로써, 캐비티 내를 외기 차단 상태로 할 수 있다. 상부 다이 외기 차단 부재(203)의 상단면(상부 다이 베이스 블록(210)과 상부 다이 외기 차단 부재(203)에 협지된 부분)에는, 예를 들면 외기 차단용 O-링(204A)이 마련되어 있다. 또한, 상부 다이 외기 차단 부재(203)의 하단면에도, 예를 들면 외기 차단용 O-링(204B)이 마련되어 있다. 또한, 상부 다이 베이스 블록(210)에는, 예를 들면 다이 내의 공간부의 공기를 강제적으로 흡인해 감압하기 위한 상부 다이의 구멍(관통공, 205)이 마련되어 있다. 또한, 상부 다이(200)는, 예를 들면 상하 다이 성형 모듈(10)의 고정반(미도시)에 고정된다. 또한, 상부 다이(200), 중간 다이(250) 혹은 상하 다이 성형 모듈(10)에는, 예를 들면 상부 다이(200) 및 중간 다이(250)를 가열하기 위한 가열 수단(미도시)이 마련되어 있다. 상기 가열 수단으로 상부 다이(200)를 가열함으로써, 상부 캐비티(253) 내의 수지가 가열되어 경화(용융되어 경화)된다. 한편, 상기 가열 수단은, 예를 들면 상부 다이(200), 중간 다이(250) 및 하부 다이(300)의 어느 하나에 마련해도 되고, 상부 다이(200), 중간 다이(250) 및 하부 다이(300)의 적어도 한쪽을 가열할 수 있다면, 그 위치는 한정되지 않는다.
중간 다이(250)는 상부 다이(200)와 하부 다이(300)의 중간에 배치되어 있다. 중간 다이(250)는, 예를 들면 기판(2)의 상면측을 수지 밀봉하기 위한 상부 캐비티(253)를 포함한다. 또한, 중간 다이(250)의 상면과 상부 다이(200)의 하면을 맞댐으로써, 트랜스퍼 성형용 수지를 상부 캐비티(253) 내에 주입 가능한 수지 유로(254)가 형성된다. 수지 유로(254)에는 수지 가압용 포트(305)가 접속되어 있다. 포트(305)의 내부에 배치된 플런저(306)는, 상하 다이 성형 모듈(10)에 마련된 플런저 구동 기구(미도시)에 의해 상하 방향으로 움직일 수 있다. 수지를 포트(305)(플런저(306)상)에 공급(세팅)하고, 플런저(306)를 상부 다이(200) 및 중간 다이(250)에 접근하는 방향으로 작동시킴으로써, 플런저(306)가 수지를 가압해 수지 유로(254)를 통해 주입구(255)로부터 상부 캐비티(253)로 주입할 수 있다.
하부 다이(300)는 압축 성형용 성형 다이이고, 예를 들면 하부 캐비티 바닥면 부재(320), 하부 캐비티 프레임 부재(321), 복수의 탄성 부재(322), O-링(303)을 갖는 하부 다이 외기 차단 부재(302), 포트(305)를 둘러싸는 포트 블록(315), 및 하부 다이 베이스 블록(301)을 포함한다. 하부 다이(300)에는, 하부 캐비티 바닥면 부재(320) 및 하부 캐비티 프레임 부재(321)에 의해 하부 캐비티(310)가 구성된다. 하부 캐비티 프레임 부재(321)는, 예를 들면 하부 캐비티 바닥면 부재(320)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 하부 캐비티 프레임 부재(321) 및 하부 캐비티 바닥면 부재(320)는, 예를 들면 복수의 탄성 부재(322)를 개재해 하부 다이 베이스 블록(301)에 안착된 상태로 장착되어 있다. 하부 다이 베이스 블록(301)의 외주 위치에는, 예를 들면 하부 다이 외기 차단 부재(302)가 마련되어 있다. 하부 다이 외기 차단 부재(302)는, 예를 들면 상부 다이 외기 차단 부재(203) 및 외기 차단용 O-링(204A, 204B)의 바로 밑에 배치되어 있다. 하부 다이 외기 차단 부재(302)의 하단면(하부 다이 베이스 블록(301)과 하부 다이 외기 차단 부재(302)에 협지된 부분)에는, 예를 들면 외기 차단용 O-링(303)이 마련되어 있다. 이상의 구성을 갖는 것에 의해, 상하 다이의 다이 체결시, O-링(204A, 204B)을 포함하는 상부 다이 외기 차단 부재(203)와 O-링(303)을 포함하는 하부 다이 외기 차단 부재(302)를 O-링(204B)을 개재해 접합함으로써, 캐비티 내를 외기 차단 상태로 할 수 있다.
하부 다이(300)의 하부 캐비티(310)의 바닥면부에는, 압출 핀(미도시)이 더 마련되어도 된다. 상기 압출 핀은 1개라도 되지만, 복수 개라도 무방하다. 상기 각 압출 핀은, 상기 상부 다이 및 중간 다이와 상기 하부 다이의 다이 개방시에 그 선단이 하부 다이(300)의 하부 캐비티(310)의 바닥면으로부터 돌출되도록 상승하고, 상기 상부 다이 및 중간 다이와 상기 하부 다이의 다이 체결시에 그 선단이 하부 다이(300)의 하부 캐비티(310)의 바닥면으로부터 돌출되지 않도록 하강해도 된다.
본 실시예의 수지 밀봉 장치는, 불요 수지 분리 수단(미도시)을 더 포함해도 된다. 상기 불요 수지 분리 수단은, 상기 기판의 양면을 수지 밀봉한 후에, 불요 수지 부분을 상기 수지 밀봉이 끝난 기판으로부터 분리 가능해도 된다.
한편, 본 발명에서는 중간 다이(250)의 주입구(255)의 위치를 임의의 장소로 설정해도 되지만, 예를 들면 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상부 캐비티의 중심점 부근의 바로 위에 위치하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 전술한 바와 같이, 상기 트랜스퍼 성형용 수지가 상기 중심점 부근으로부터 상기 상부 캐비티의 외주를 향해 거의 균등하게 유동하기 때문에, 보이드의 발생을 억제 가능하다. 보이드의 발생을 억제할 수 있는 이유에 대해, 자세하게는 전술한 바와 같다. 또한, 상기 상부 캐비티의 일단측으로부터 타단측으로 향해 상기 수지가 유동하는 경우에 비해 유동 거리가 짧아지기 때문에, 와이어의 변형을 억제 가능하다. 유동 거리가 짧아짐으로써 와이어의 변형을 억제할 수 있는 이유에 대해, 자세하게는 전술한 바와 같다. 도 1의 (b)에 나타내는 수지 밀봉 장치는, 상기 주입구가 상부 캐비티(253)의 중심점 부근의 바로 위에 위치하는 것 외에는, 도 1의 (a)에 나타내는 수지 밀봉 장치와 동일하다.
다음으로, 본 실시예의 수지 밀봉 방법에 대해 도 2∼도 10을 이용해 설명한다. 이하에서는, 본 실시예의 수지 밀봉 장치를 이용한 수지 밀봉 방법에 대해 설명한다. 보다 구체적으로는, 도 2∼10의 수지 밀봉 장치는, 도 1의 (a)의 수지 밀봉 장치와 동일하다. 상기 수지 밀봉 방법은, 상기 제1 수지 밀봉 공정 및 상기 제2 수지 밀봉 공정을 상하 다이 성형 모듈(10)에 의해 실시한다.
본 실시예의 수지 밀봉 방법에서는, 상기 제1 수지 밀봉 공정에 앞서, 이하 설명하는 성형 다이 승온 공정, 이형 필름 공급 공정, 기판 공급 공정, 맞댐 공정 및 수지 공급 공정을 실시한다. 상기 성형 다이 승온 공정, 이형 필름 공급 공정, 상기 기판 공급 공정 및 상기 수지 공급 공정은 상기 수지 밀봉 방법에서 임의의 구성 요소이다.
우선, 가열 수단(미도시)이 성형 다이(상부 다이(200) 및 하부 다이(300))를 가열해, 성형 다이(상부 다이(200) 및 하부 다이(300))가 수지를 경화(용융해 경화)시킬 수 있는 온도까지 승온시킨다(성형 다이 승온 공정). 다음으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 중간 다이(250)의 상면과 상부 다이(200)의 하면을 맞댄다. 다음으로, 하부 다이(300)에 이형 필름(40)을 공급한다(이형 필름 공급 공정). 한편, 상기 이형 필름 공급 공정에서는 이형 필름(40)만을 하부 다이(300)에 공급하고, 후술하는 바와 같이, 추가로 이형 필름(40)상에 과립 수지(20a)를 공급해도 된다. 또는, 상기 이형 필름 공급 공정에서, 과립 수지(20a)가 올려진 이형 필름(40)을 과립 수지(20a)와 함께 하부 다이(300)에 공급해도 된다. 다음으로, 상부 다이(200)에 기판(2)을 공급한다(기판 공급 공정). 다음으로, 기판(2)을, 예를 들면 기판 클램퍼 또는 흡인공(미도시)으로 중간 다이(250)에 고정(흡착해 고정)한다. 여기에서는, 중간 다이(250)를 상부 캐비티(253)의 주변 부분에서 기판(2)의 상면과 맞댄다(맞댐 공정).
그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 하부 캐비티(310)에 과립 수지(20a)를 공급한다(수지 공급 공정). 전술한 바와 같이, 상기 이형 필름 공급 공정에서 이형 필름(40)을 과립 수지(20a)와 함께 하부 다이(300)에 공급해도 된다. 즉, 상기 이형 필름 공급 공정이 상기 수지 공급 공정을 겸해도 된다. 또한, 상기 수지 공급 공정에서, 과립 수지(20a)의 공급과 동시에 또는 별도로, 정제상 수지(미도시)를 포트(305) 내에 공급해도 된다. 또는, 상기 정제상 수지는 미리 포트(305) 내에 공급되어 있어도 된다. 다음으로, 상기 성형 다이 승온 공정에서 상기 가열 수단(미도시)에 의해 미리 가열된 하부 다이(300)에 의해 과립 수지(20a)가 용융되어, 도 3에 나타낸 바와 같이 용융 수지(유동성 수지, 20b)가 된다. 또한, 승온된 포트(305)(및 하부 다이(300))에 의해 포트(305) 내의 정제상 수지(미도시)가 가열되어 용융되어, 도 3에 나타낸 바와 같이 용융 수지(유동성 수지, 30a)가 된다. 한편, 상기 수지 공급 공정은 상기 기판 공급 공정과 동시에 행해도 된다.
다음으로, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 수지 밀봉 공정을 실시한다. 본 실시예에서는, 상기 제1 수지 밀봉 공정에 의해 기판(2)의 하면을 압축 성형으로 수지 밀봉하는데, 상기 압축 성형으로 수지 밀봉하는 방법의 일례로서, 구체적으로는 이하 설명하는 중간 다이 체결 공정 및 하부 캐비티 수지 충전 공정을 실시한다.
우선, 도 4에 나타낸 바와 같이, 하부 다이(300)를 구동 기구(미도시)에 의해 상승시켜 중간 다이 체결을 실시한다(중간 다이 체결 공정). 이 상태에서는 상부 다이 외기 차단 부재(203) 및 하부 다이 외기 차단 부재(302)가 O-링(204B)을 개재해 접합되어, 다이 내는 외기로부터 차단된 상태가 된다. 그리고, 상부 다이(200)의 구멍(205)으로부터 도 4에 나타내는 화살표 X 방향의 흡인을 개시해 다이 내를 감압시킨다. 이 경우, 충분히 감압시키기 위해 일단 하부 다이(300)를 정지시켜도 된다.
다음으로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 구동 기구(미도시)에 의해 하부 다이(300)를 하부 캐비티(310) 내의 유동성 수지(20b)에 플립 칩(4) 및 볼 단자(5)가 침지되는 위치까지 상승시키고, 그 위치에서 하부 다이(300)를 일단 정지시킨다(하부 캐비티 수지 충전 공정). 한편, 용융 수지(유동성 수지, 20b)가 저점도이고, 하부 다이측으로부터 기판(2)에 대해 수지압을 가해 일시적으로 기판의 휨이 발생했다고 해도, 그 후에 상부 캐비티(253)에 용융 수지(유동성 수지, 30a)가 충전되어, 상부 다이측으로부터 기판에 대해 수지압을 가함으로써 기판의 휨이 저감되어, 기판의 휨이 문제가 없는 레벨이 되는 것이라면, 이 시점에서 하부 캐비티에 수지압이 가해지는 위치까지 하부 다이(300)를 상승시켜도 된다.
다음으로, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 제2 수지 밀봉 공정을 실시한다. 본 실시예에서는, 상기 제2 수지 밀봉 공정에 의해 기판(2)의 상면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉한다. 상기 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉하는 방법의 일례로, 구체적으로는 이하 설명하는 상부 캐비티 수지 충전 공정 및 다이 개방 공정을 실시한다.
우선, 도 6에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 플런저 구동 기구(미도시)에 의해, 플런저(306)를 상부 캐비티(253)에 유동성 수지(30a)가 충전되는 위치까지 상승시키고, 그 위치에서 플런저(306)를 일단 정지시킨다(상부 캐비티 수지 충전 공정). 상기 상부 캐비티 수지 충전 공정에서는, 트랜스퍼 성형용 유동성 수지(30a)를 수지 유로(254) 내로 유동시켜, 상부 캐비티(253) 내로 더 주입시킴으로써, 기판(2)의 상면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉한다. 상기 상부 캐비티 수지 충전 공정에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 하부 다이(300) 및 플런저(306)를 동시에 더 상승시켜, 하부 캐비티(310) 내의 유동성 수지(20b)에 의해 기판(2)의 하면에 수지압을 가해도 된다. 또한, 이미 하부 캐비티(310) 내의 유동성 수지(20b)에 의해 기판(2)의 하면에 수지압이 가해지고 있는 경우에는, 하부 다이(300)를 상승시키지 않고 플런저(306)만을 상승시켜도 된다. 이와 같이, 기판(2)의 하면을 압축 성형용 유동성 수지(20b)에 의해 지지함으로써, 기판의 상면측으로부터 하면측을 향해 수지압을 가해도 기판이 휘는 것을 억제할 수 있다.
다음으로, 도 8에 나타낸 바와 같이, 유동성 수지(20b) 및 유동성 수지(30a)가 경화되어 밀봉 수지(20, 30)가 형성된 후에, 예를 들면 하부 다이(300)와 중간 다이(250)를 하강시켜 다이 개방을 실시해도 된다(다이 개방 공정). 이 경우, 하부 다이(300)와 중간 다이(250)는 클램퍼(미도시) 등으로 고정되어 있어도 된다.
이와 같이, 본 실시예의 수지 밀봉 방법은, 압축 성형용 성형 모듈에 의해 기판(2)의 하면을 먼저 압축 성형으로 수지 밀봉하기 때문에, 상면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉할 때, 기판(2)의 하면을 압축 성형용 유동성 수지(20b)로 지지함으로써, 상면측으로부터 기판에 대해 수지압을 가해도 기판(2)의 휨을 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 실시예에서는, 기판(2)의 휨 억제와 기판(2)의 양면 성형이 양립 가능하다. 또한, 기판(2)의 양면을 하나의 성형 모듈을 이용해 일괄 성형할 수 있으므로 생산 효율이 향상되고, 구성도 간략화되기 때문에 코스트 삭감이 가능하다. 또한, 본 실시예에서는 도시하지 않았지만, 상면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉함으로써, 기판(2)의 상면에 마련한 단자를 밀봉 수지로부터 노출시킨 상태로 성형하는 것도 가능하다. 이에 대해서는 실시예 2(도 11∼도 19)에서 설명한다.
또한, 본 실시예의 수지 밀봉 방법은, 상기 제2 수지 밀봉 공정에서 중간 다이(250)의 상면과 상부 다이(200)의 하면이 맞닿아 중간 다이(250)의 상부 캐비티(253)에 수지를 공급하기 위한 수지 유로(254)가 형성된다. 그리고, 이 수지 유로(254)를 통해 트랜스퍼 성형용 유동성 수지(30a)가, 주입구(255)로부터 중간 다이의 상부 캐비티(253)로 주입되도록 구성된다. 이와 같이 하여 수지 유로(254)를 형성함으로써, 하부 다이(300)와 이형 필름(40)의 경계(틈새) 부분에 수지 유로를 마련하지 않아도 된다. 이 때문에, 도 2∼도 7에 나타낸 바와 같이, 하부 다이(300)에 이형 필름(40)을 부착해 압축 성형해도, 트랜스퍼 성형용 유동성 수지(30a)가 하부 다이와 이형 필름(40)의 경계(틈새)로 흘러 들어가는 것을 방지 가능하다.
도 7에 나타낸 불요 수지부(31A)가, 예를 들면 상부 다이(200)에 붙어 있는 경우에는, 상부 다이(200)에 설치한 압출 핀(미도시)으로 불요 수지부(31A)를 상부 다이(200)로부터 이형시켜도 된다. 또한, 불요 수지부(31A)가, 예를 들면 중간 다이(250)에 붙어 있는 경우에는, 플런저(306)를 상승시켜 불요 수지부(31A)를 중간 다이(250)로부터 이형시키면 된다.
다음으로, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 다이 개방한 다이 내에 로더(80)를 진입시켜, 로더(80)가 불요 수지부(31A)를 회수한다. 예를 들면, 로더(80)가 상부 다이(200)와 중간 다이(250)를 진공, 브러쉬 등으로 클리닝해도 된다. 그 후, 로더(80)를 다이 내로부터 퇴거시켜도 된다. 한편, 로더(80)는 기판(2), 유동성 수지(20b) 및 유동성 수지(30a)를 반송하는 반송 수단을 겸해도 되고, 불요 수지부(31A)를 반출하는 불요 수지부 반출 수단을 겸하고 있어도 된다.
다음으로, 도 9에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 하부 다이(300)를 구동 기구(미도시)에 의해 상승시켜 다시 다이를 체결한다. 그리고, 하부 다이(300)와 중간 다이(250)의 고정을 해제하고, 상부 다이(200)와 중간 다이(250)를 고정한다. 이 경우, 상부 다이(200)와 중간 다이(250)는, 예를 들면 클램퍼 등으로 고정해 두면 된다.
다음으로, 도 10에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 하부 다이(300)를 하강시켜 다이를 개방해도 된다. 이 경우, 중간 다이(250)에 수지 밀봉이 끝난(성형이 끝난) 기판(2)이 붙지 않도록 상부 다이(200)에 마련한 압출 핀(미도시)으로 밀어 이형시켜도 된다. 그리고, 로더(80)를 다이 내로 진입시켜, 로더(80)가 수지 밀봉이 끝난(성형이 끝난) 기판(2)과 이형 필름(40)을 회수해도 된다. 이 경우, 수지 밀봉이 끝난(성형이 끝난) 기판(2) 및 이형 필름(40)은 함께 회수해도 되고, 따로 따로 회수해도 된다. 그 후, 로더(80)가 하부 다이(300)와 중간 다이(250)를 진공, 브러쉬등으로 클리닝해도 된다. 그 후, 로더(80)를 다이 내로부터 퇴거시킨다.
본 실시예의 수지 밀봉 방법에서는, 또한, 수지 밀봉이 끝난(성형이 끝난) 기판(2) 및 불요 수지부(31A)를 성형 다이로부터 함께 회수한 후에, 상기 불요 수지 분리 수단(미도시)에 의해 수지 밀봉이 끝난(성형이 끝난) 기판(2)과 불요 수지부(31A)를 분리해도 된다. 한편, 수지 밀봉이 끝난(성형이 끝난) 기판(2)과 불요 수지부(31A)를 분리한 후에, 상하 다이 성형 모듈(10)으로부터 함께 또는 각각 수지 밀봉이 끝난(성형이 끝난) 기판(2)과 불요 수지부(31A)를 회수해도 된다.
또한, 본 실시예에서는, 성형 다이의 양쪽 캐비티 중 하부 캐비티를 압축 성형으로 먼저 충전시키고 있다. 이에 따라, 전술한 바와 같이, 기판의 휨(변형) 억제와 양면 성형의 양립이 가능하다. 그 이유는, 압축 성형에서는 캐비티에 공급하는 수지(압축 성형용 수지)의 수지량을 조정하는 것이 가능하기 때문이다. 예를 들면, 수지의 체적을 조정하는 경우에는, 수지의 비중을 알고 있으면, 공급하는 수지의 무게를 측정함으로써 조정할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 압축 성형용 수지의 양을 기판이 평탄한 상태에서의 하부 캐비티와 대략 같은 체적으로 하고, 하부 캐비티에 압축 성형용 수지를 공급해 충전시킨다. 그렇게 하면, 적어도 수지량의 과부족에 의해 기판이 부풀어오르거나 꺼지는 것을 억제할 수 있다. 그 후, 상부 캐비티에 수지를 충전시켜 기판의 타면측으로부터 수지압을 가해도, 하부 캐비티와 대략 같은 체적의 압축 성형용 수지가 기판의 하면측으로부터 지지하므로, 기판이 평탄한 상태로 성형을 완료할 수 있다.
한편, 예를 들면 트랜스퍼 성형으로 한쪽 캐비티를 먼저 충전시키는 경우, 플런저의 상하 위치에 의해 상기 한쪽 캐비티에 공급되는 수지량이 변화된다. 따라서, 수지량의 과부족에 의해 기판이 부풀어오르거나 꺼질 우려가 있다. 그러므로, 압축 성형으로 한쪽 캐비티를 먼저 충전시키는 것이 바람직하다.
한편, 압축 성형으로 하부 캐비티를 먼저 충전시키는 경우에, 가령, 용융 상태의 압축 성형용 수지가 고점도이면, 그 수지를 하부 캐비티에 충전시킬 때 기판에 대해 강한 저항력이 작용하는 경우가 있다. 그 경우, 하부 캐비티 전체에 수지가 충전되지 않고, 미충전 부분의 체적분에 의해 기판이 부풀어 오르는 경우가 있다. 이와 같은 경우에서도, 상부 캐비티에 수지를 충전시키고, 기판의 상면측으로부터 수지압을 기판에 대해 가함으로써, 부풀어 오른 기판이 평탄화되어 하부 캐비티 전체에 수지를 충전시킬 수 있다.
〈실시예 2〉
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 대해, 즉, 본 발명의 수지 밀봉 장치 및 본 발명의 수지 밀봉 방법의 다른 일례에 대해 설명한다. 본 실시예에서 이용하는 기판은, 평단자(6)의 수가 다른 것, 및, 평단자(6)가 플립 칩(4)과 같은 쪽에 마련되어 있는 것 외에는, 도 20의 (b)에 나타낸 기판(2)과 거의 동일하다. 한편, 평단자(6)의 수는, 본 실시예(도 11∼도 19)에서는 2, 도 20의 (b)에서는 3이지만, 이러한 수는 단순한 예시에 불과하며 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 칩(1), 와이어(3), 플립 칩(4) 및 볼 단자(5)(실시예 1 및 도 20의 (a))도 마찬가지이다.
본 실시예의 수지 밀봉 장치는, 압축 성형용 하부 다이를 갖는 제1 성형 모듈, 그리고 트랜스퍼 성형용 상부 다이 및 중간 다이를 갖는 제2 성형 모듈의 2개의 성형 모듈을 포함하고, 상기 제1 성형 모듈의 하부 다이에 의해 상기 기판의 하면을 압축 성형으로 수지 밀봉 가능하고, 상기 제2 성형 모듈 상부 다이 및 중간 다이에 의해 상기 기판의 상면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉 가능하다. 또한, 본 실시예의 수지 밀봉 장치는, 예를 들면 기판 반송 기구를 포함해도 된다.
도 11은, 본 실시예의 수지 밀봉 장치의 제1 성형 모듈(500) 및 이에 의해 수지 밀봉되는 기판(2)의 단면도를 나타낸다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 제1 성형 모듈(500)은 기판 지지 부재(상부 다이, 600), 및 기판 지지 부재(상부 다이, 600)에 대향 배치된 하부 다이(700)를 포함한다.
기판 지지 부재(상부 다이, 600)는, 예를 들면 컴프레서, 압축 공기 탱크 등의 고압 가스원(650)과 연통 접속하는 연통 부재(610), 캐비티 상면 및 프레임 부재(620), 기판(2)에 실장된 평단자(6)를 노출시키기 위한 볼록 부재(630), 복수의 탄성 부재(602), 그리고 플레이트 부재(640)로 형성되어 있다. 캐비티 상면 및 프레임 부재(620)는 캐비티(601)를 갖는다. 연통 부재(610) 그리고 캐비티 상면 및 프레임 부재(620)는, 예를 들면 복수의 탄성 부재(602)를 개재해 플레이트 부재(640)에 수하(垂下)된 상태로 장착되어 있다. 상기 연통 부재(610)에는, 예를 들면 고압 가스원(650)에 의해 압축된 공기를 캐비티(601)로 압송시키기 위한 공기 통로(에어패스, 603)가 마련되어 있다. 캐비티 상면 및 프레임 부재(620)는, 예를 들면 캐비티(601)를 갖는 상부 캐비티 상면 부재와 상부 캐비티 상면 부재를 둘러싸는 프레임 부재가 일체화된 구성을 갖는다. 캐비티(601)의 상면에는, 연통 부재(610)의 공기 통로(603)와 캐비티(601)를 연통시키기 위한 공기 구멍(604)이 복수 개 마련되어 있다.
본 실시예에서, 볼록 부재(630)는 제1 성형 모듈(500)에 의한 수지 밀봉으로 기판(2)이 휘지 않도록, 예를 들면 평단자(6)의 상면에 접하는 위치 등과 같이, 기판(2)을 눌러도 되는 부분에 마련하는 것이 바람직하다.
하부 다이(700)는 압축 성형용 성형 다이이며, 예를 들면 하부 캐비티 바닥면 부재(710), 하부 캐비티 프레임 부재(720), 복수의 탄성 부재(702), 및 하부 다이 베이스 블록(730)을 포함한다. 하부 다이(700)에는, 하부 캐비티 바닥면 부재(710) 및 하부 캐비티 프레임 부재(720)에 의해 둘러싸인 위치에 하부 다이의 캐비티(하부 캐비티(701)가 구성된다. 하부 캐비티 바닥면 부재(710)는, 예를 들면 하부 다이 베이스 블록(730)에 안착된 상태로 장착되어 있다. 하부 캐비티 프레임 부재(720)는, 예를 들면 복수의 탄성 부재(702)를 개재해 하부 다이 베이스 블록(730)에 안착된 상태로, 하부 캐비티 바닥면 부재(710)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 또한, 하부 캐비티 바닥면 부재(710)와 하부 캐비티 프레임 부재(720)의 틈새에 의해 슬라이딩홀(711)이 형성되어 있다. 후술하는 바와 같이, 슬라이딩홀(711)을 통한 흡인에 의해, 예를 들면 이형 필름 등을 흡착할 수 있다. 하부 다이(700)에는, 예를 들면 하부 다이(700)를 가열하기 위한 가열 수단(미도시)이 마련되어 있다. 상기 가열 수단으로 하부 다이(700)를 가열함으로써, 하부 캐비티(701) 내의 수지가 가열되어 경화(용융되어 경화)된다. 하부 다이(700)는, 예를 들면 제1 성형 모듈(500)에 마련된 구동 기구(미도시)에 의해 상하 방향으로 움직일 수 있다. 또한, 하부 다이(700)의 하부 다이 외기 차단 부재에 대해서는, 간략화를 위해 도시 및 자세한 설명을 생략한다.
도 12는, 본 실시예의 수지 밀봉 장치의 제2 성형 모듈(800) 및 이에 의해 수지 밀봉되는 기판(2)의 단면도를 나타낸다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 제2 성형 모듈(800)은, 예를 들면 상부 다이(900), 중간 다이(950), 및 상부 다이(900)에 대향 배치된 기판 지지 부재(하부 다이, 1000)를 포함한다.
상부 다이(900)는, 상부 다이 베이스 블록(210), 상부 다이 메인 블록(220), 상부 다이 센터 블록(230), 및 복수의 탄성 부재(240)를 포함하고, 복수의 탄성 부재(240)를 개재해 상부 다이 메인 블록(220)이 상부 다이 베이스 블록(210)에 수하되어 있는 것 외에는, 실시예 1의 도 1의 (a) 상부 다이(200)와 동일하다. 한편, 상부 다이(900)의 상부 다이 외기 차단 부재에 대해서는, 간략화를 위해 도시 및 자세한 설명을 생략한다.
중간 다이(950)는, 상부 캐비티면의 일부에 볼록 부재(930)가 부착되어 있는 것 외에는, 실시예 1의 도 1의 (a)의 중간 다이(250)와 동일하다.
기판 지지 부재(하부 다이, 1000)는, 제1 성형 모듈(500)에 의해 상면을 수지 밀봉한 기판(2)을 탑재하기 위한 플레이트로서, 예를 들면 캐비티 하면 부재(1010), 캐비티 하면 부재(1010)를 둘러싸는 캐비티 프레임 부재(1020), 복수의 탄성 부재(1030), 및 베이스 부재(1040)로 형성되어 있다. 기판 지지 부재(하부 다이, 1000)에는, 캐비티 하면 부재(1010) 및 캐비티 프레임 부재(1020)에 의해 캐비티(1001)가 구성된다. 캐비티 하면 부재(1010) 및 캐비티 프레임 부재(1020)는, 복수의 탄성 부재(1030)를 개재해 베이스 부재(1040)에 안착된 상태로 장착되어 있다. 기판(2)은, 도 12에 나타낸 바와 같이, 수지 밀봉 영역이 캐비티(1001)에 수용되도록 기판 지지 부재(하부 다이, 1000)에 탑재된다. 제2 성형 모듈(800)에는, 예를 들면 포트(960)를 가열하기 위한 가열 수단(미도시)이 마련되어 있다. 상기 가열 수단(미도시)에 의해 포트(960)를 가열함으로써, 포트(960)에 공급(세팅)된 수지가 가열되어 경화(용융되어 경화)된다. 기판 지지 부재(하부 다이, 1000)는, 예를 들면 제2 성형 모듈(800)에 마련된 기판 지지 부재 구동 기구(미도시)에 의해 상하 방향으로 움직일 수 있다.
한편, 본 실시예에서는, 제1 성형 모듈(500)(도 11)에서 캐비티(601)에 압축 공기를 공급하는 구성 대신에, 캐비티(601)를 겔상의 고체로 충전해도 된다. 상기 겔상의 고체로 기판(2)을 누름으로써 기판(2)의 휨을 억제할 수 있다.
다음으로, 본 실시예의 수지 밀봉 방법에 대해, 도 13∼도 19를 이용해 설명한다. 이하에서는, 본 실시예의 수지 밀봉 장치를 이용한 수지 밀봉 방법에 대해 설명하지만, 본 실시예의 수지 밀봉 방법은 상기 수지 밀봉 장치를 이용하는 것으로 한정되지 않는다.
본 실시예의 수지 밀봉 방법에서는, 상기 제1 수지 밀봉 공정에 앞서, 이하 설명하는 기판 공급 공정 및 수지 공급 공정을 실시한다. 각 공정은 상기 수지 밀봉 방법에서 임의의 구성 요소이다.
우선, 도 13에 나타낸 바와 같이, 기판 반송 기구(1100)에 의해 제1 성형 모듈(500)의 기판 지지 부재(상부 다이, 600)에 기판(2)을 공급하고, 기판 클램퍼 및 흡인공(미도시)에 의해 기판(2)을 고정한다(기판 공급 공정). 기판 공급 공정 후에, 기판 반송 기구(1100)를 퇴출시킨다.
다음으로, 기판 지지 부재(상부 다이, 600)와 하부 다이(700)의 사이에, 수지 반송 기구(미도시)를 진입시킨다. 상기 수지 반송 기구에 의해, 도 14에 나타낸 바와 같이, 이형 필름(130), 이형 필름(130)상에 탑재된 수지 프레임 부재(140), 및 수지 프레임 부재(140)의 내부 관통공(140A)에 공급된 과립 수지(150a)를 하부 다이(700)로 반송한다. 그리고, 하부 캐비티 바닥면 부재(710)와 하부 캐비티 프레임 부재(720) 틈새의 슬라이딩홀(711)로부터, 도 14에 나타내는 화살표 Y 방향으로의 흡인에 의해 이형 필름(130)을 흡착함으로써, 하부 캐비티(701)에 이형 필름(130)과 과립 수지(150a)를 공급한다(수지 공급 공정). 그 후, 상기 수지 반송 기구 및 수지 프레임 부재(140)를 퇴출시킨다.
다음으로, 도 15 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 상기 제1 수지 밀봉 공정을 실시한다. 본 실시예에서는, 상기 제1 수지 밀봉 공정에 의해, 하부 다이(700)를 갖는 상기 제1 성형 모듈(500)을 이용해 기판(2)의 하면을 압축 성형으로 수지 밀봉한다.
구체적으로는, 우선, 도 15에 나타낸 바와 같이, 가열 수단(미도시)에 의해 승온된 하부 다이(700)에 의해 과립 수지(150a)가 가열되어 용융되어, 용융 수지(유동성 수지, 150b)가 된다. 다음으로, 도 15에 나타낸 바와 같이, 하부 다이(700)를 구동 기구(미도시)에 의해 상승시켜, 하부 캐비티(701) 내에 충전된 용융 수지(유동성 수지, 150b)에 기판(2)의 하면에 마련된 칩(1) 및 와이어(3)를 침지시킨다. 이것과 동시에 또는 조금 늦은 타이밍에, 고압 가스원(650)이 도 15의 화살표 방향으로 기판 지지 부재(상부 다이, 600)에 성형압과 같은 압력의 공기를 공급한다. 이에 따라 기판(2)의 휨이 억제되면서, 기판(2)의 하면을 수지 밀봉할 수 있다.
다음으로, 도 16에 나타낸 바와 같이, 용융 수지(유동성 수지, 150b)가 경화되어 밀봉 수지(150)가 형성된 후에, 하부 다이(700)를 구동 기구(미도시)에 의해 하강시켜 다이 개방을 실시한다(다이 개방 공정). 다이 개방시에, 예를 들면 도 16에 나타낸 바와 같이, 슬라이딩홀(711)을 통한 흡인을 해제해도 된다. 그리고, 다이 개방 후, 기판 반송 기구(1100)에 의해, 하면이 성형된 기판(2)을 제2 성형 모듈(800)로 반송한다(제2 모듈 반송 공정).
다음으로, 도 16에 나타낸 기판 반송 기구(1100)에 의해, 도 17에 나타낸 바와 같이, 기판(2)을 제2 성형 모듈(800)의 기판 지지 부재(하부 다이, 1000)로 반송한다. 다음으로, 제2 성형 모듈(800)의 중간 다이(950)의 상면과 상부 다이(900)의 하면을 맞댄다. 이 공정은 기판 반송 기구(1100)에 의한 기판(2)의 기판 지지 부재(하부 다이, 1000)로의 반송 전에 행해도 된다. 다음으로, 수지 반송 기구(미도시)에 의해 포트(960)에 정제상 수지를 공급하고, 가열 수단(미도시)에 의해 승온된 포트(960)(및 하부 다이(1000))에 의해 정제상 수지가 가열되어 용융되어, 도 17에 나타낸 바와 같이 용융 수지(유동성 수지, 971a)가 된다(수지 공급 공정). 상기 정제상 수지의 공급은 기판 반송 기구(1100)가 행해도 된다.
다음으로, 도 18에 나타낸 바와 같이, 상부 다이(900) 및 중간 다이(950)와, 기판 지지 부재(하부 다이, 1000)의 다이 체결을 실시함으로써, 중간 다이(950)를 상부 캐비티 주변 부분에서 기판(2)의 상면과 맞댄다(맞댐 공정). 이 때, 도 18에 나타낸 바와 같이, 중간 다이(950)의 상부 캐비티면에 부착된 볼록 부재(930)의 하면을 기판(2)의 상면에 부착된 평단자(6)의 상면에 맞대 가압한다.
또한, 도 18 및 도 19에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 상기 제2 수지 밀봉 공정을 실시한다. 즉, 제2 성형 모듈(800)에 의해 기판(2)의 상면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉한다. 구체적으로는, 우선, 도 18에 나타낸 바와 같이, 기판 지지 부재(하부 다이, 1000)를 기판 지지 부재 구동 기구(미도시)에 의해 상승시켜 기판(2)을 클램핑한다. 그리고, 도 19에 나타낸 바와 같이, 플런저(970)를 플런저 구동 기구(미도시)에 의해 상승시켜, 상부 캐비티(901)에 유동성 수지(971a)를 충전하고, 유동성 수지(971a)를 경화시켜, 도 19에 나타낸 바와 같이 밀봉 수지(971)로 만든다. 이와 같이 하여, 기판(2)의 상면을 밀봉 수지(971)로 수지 밀봉하고 성형한다. 이 때, 전술한 바와 같이, 평단자(6)의 상면은 볼록 부재(930)의 하면에 맞닿아 가압되기 때문에, 용융 수지(971a)에 침지되지 않는다. 따라서, 평단자(6)의 상면이 밀봉 수지(971)로부터 노출된 상태로 수지 밀봉할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예의 수지 밀봉 방법은, 압축 성형용 성형 모듈에 의해 상기 기판(2)의 하면을 먼저 압축 성형으로 수지 밀봉하기 때문에, 상면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉할 때, 하면을 압축 성형용 수지로 지지함으로써, 상면측으로부터 기판에 대해 수지압을 가해도 기판이 휘는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 실시예에서는, 기판의 휨 억제와 기판의 양면 성형이 양립 가능하다. 또한, 본 실시예에서는, 상면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉하기 때문에, 기판(상면)에 마련한 단자를 밀봉 수지로부터 노출시킨 상태로 성형하는 것이 용이하다.
또한, 본 발명의 수지 밀봉 방법은, 상기 제2 수지 밀봉 공정에서, 상기 중간 다이(950)의 상면과 상기 상부 다이(900)의 하면이 맞닿고, 또한, 상기 중간 다이(950)는 상기 상부 캐비티의 주변 부분에서 상기 기판(2)의 상면과 맞닿은 상태에서, 상기 트랜스퍼 성형용 유동 수지(971a)를 상기 수지 유로로 유동시킨다. 이에 따라, 유동시킨 유동성 수지(971a)를 상기 기판(2)의 하면측에 누출시키지 않고 상기 상부 캐비티 내에 주입시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 하부 다이에 의한 압축 성형과, 상부 다이 및 중간 다이에 의한 트랜스퍼 성형을 별개의 모듈에서 실시하기 때문에, 예를 들면 상기 하부 다이를 이형 필름으로 피복해 압축 성형해도, 하부 다이와 이형 필름의 사이에 트랜스퍼 성형용 수지가 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에서는, 실시예 1과 마찬가지로, 불요 수지부(미도시)를 이형시켜도 되고, 상기 로더를 이용해 수지 밀봉이 끝난(성형이 끝난) 기판(2) 및 이형 필름(130)을 회수해도 되고, 상기 불요 수지부를 회수해도 되고, 성형 다이를 클리닝 해도 되고, 프레임 부재를 이용해 수지 밀봉 방법을 실시해도 된다.
본 발명은 전술한 실시예로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서, 필요에 따라 임의로 또한 적절하게 조합, 변경, 또는 선택해 채용할 수 있다.
1: 칩
2: 기판
3: 와이어
4: 플립 칩
5: 볼 단자
6: 평단자
10: 상하 다이 성형 모듈
11: 실장 기판
20a, 150a: 과립 수지
20b, 30a, 150b, 971a: 용융 수지(유동성 수지)
20, 30, 150, 971: 밀봉 수지
140A: 내부 관통공
31A: 불요 수지부
40, 130: 이형 필름
80: 로더
140: 수지 프레임 부재
200, 900: 상부 다이
203: 상부 다이 외기 차단 부재
204A, 204B, 303: O-링
205: 상부 다이의 구멍
210: 상부 다이 베이스 블록
220: 상부 다이 메인 블록
230: 상부 다이 센터 블록
240, 322, 602, 702, 1030: 탄성 부재
250, 950: 중간 다이
253, 901: 상부 캐비티
254: 수지 유로
255: 주입구
300, 700: 하부 다이
301, 730: 하부 다이 베이스 블록
302: 하부 다이 외기 차단 부재
305, 960: 포트
306, 970: 플런저
310, 701: 하부 캐비티
315: 포트 블록
320, 710: 하부 캐비티 바닥면 부재
321, 720: 하부 캐비티 프레임 부재
310, 701: 하부 캐비티
500: 제1 성형 모듈
600: 기판 지지 부재(상부 다이)
601, 1001: 캐비티
603: 공기 통로
604: 공기 구멍
610: 연통 부재
620: 캐비티 상면 및 프레임 부재
630, 930: 볼록 부재
640: 플레이트 부재
650: 고압 가스원
711: 슬라이딩홀
800: 제2 성형 모듈
1000: 기판 지지 부재(하부 다이)
1010: 캐비티 하면 부재
1020: 캐비티 프레임 부재
1040: 베이스 부재
1100: 기판 반송 기구
X, Y: 화살표

Claims (9)

  1. 기판의 양면을 수지 밀봉하기 위한 수지 밀봉 장치로서,
    제1 성형 모듈과 제2 성형 모듈을 포함하고,
    상기 제1 성형 모듈은 압축 성형용 성형 모듈이고,
    상기 제2 성형 모듈은 트랜스퍼 성형용 성형 모듈이고,
    상기 제1 성형 모듈에 의해 상기 기판의 일면을 압축 성형으로 수지 밀봉 가능하고, 상기 제2 성형 모듈에 의해 상기 기판의 타면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉 가능하고,
    상기 제1 성형 모듈은 상부 다이 및 하부 다이의 한쪽을 포함하고,
    상기 제2 성형 모듈은 상부 다이 및 하부 다이의 다른 쪽과 중간 다이를 포함하고,
    상기 중간 다이는 상기 제2 성형 모듈에서 상기 상부 다이의 하방 또는 상기 하부 다이의 상방에 배치되고,
    상기 중간 다이는 상기 기판의 상기 타면측을 수지 밀봉하기 위한 캐비티를 포함하고,
    상기 제2 성형 모듈에서, 상기 중간 다이의 한쪽 면과 상기 상부 다이의 하면 또는 상기 하부 다이의 상면이 맞닿음으로써, 트랜스퍼 성형용 수지를 상기 캐비티 내에 주입 가능한 수지 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 수지 밀봉 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 성형 모듈은 하부 다이를 포함하고,
    상기 제2 성형 모듈은 상부 다이 및 중간 다이를 포함하고,
    상기 제1 성형 모듈에 의해 상기 기판의 하면을 압축 성형으로 수지 밀봉 가능하고, 상기 제2 성형 모듈에 의해 상기 기판의 상면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉 가능하고,
    상기 중간 다이는 상기 제2 성형 모듈에서 상기 상부 다이의 하방에 배치되고,
    상기 중간 다이의 캐비티가, 상기 기판의 상면측을 수지 밀봉하기 위한 상부 캐비티이고,
    상기 제2 성형 모듈에서, 상기 중간 다이의 상면과 상기 상부 다이의 하면이 맞닿음으로써 상기 수지 유로가 형성되는, 수지 밀봉 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상부 다이, 중간 다이, 및 하부 다이를 갖는 상하 다이 성형 모듈을 포함하고,
    상기 상하 다이 성형 모듈이 상기 제1 성형 모듈과 상기 제2 성형 모듈을 겸하고,
    상기 제1 성형 모듈에 의해 상기 기판의 상기 일면을 압축 성형으로 수지 밀봉한 후, 상기 제2 성형 모듈에 의해 상기 기판의 상기 타면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉 가능한, 수지 밀봉 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 그 양면에 칩이 실장된 실장 기판인, 수지 밀봉 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지 유로의 상기 중간 다이의 캐비티로의 주입구가, 상기 중간 다이의 캐비티의 중심점 부근의 바로 위 또는 바로 밑에 위치하는, 수지 밀봉 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    압출 핀을 더 포함하고,
    상기 압출 핀은, 상기 제1 성형 모듈 및 상기 제2 성형 모듈의 적어도 한쪽에 구비된 성형 다이의 캐비티면으로부터 출입 가능하게 마련되고,
    상기 압출 핀이, 다이 개방시에 그 선단이 상기 캐비티면으로부터 돌출되도록 상승 또는 하강 가능하고, 다이 체결시에 그 선단이 상기 캐비티면으로부터 돌출되지 않도록 상승 또는 하강 가능한, 수지 밀봉 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 압출 핀은, 상기 하부 다이의 캐비티의 바닥면부 및 상기 중간 다이의 상부 캐비티의 상면부의 어느 한쪽에 마련되고,
    상기 압출 핀이, 상기 상부 다이 및 상기 하부 다이의 한쪽과 상기 중간 다이의 다이 개방시에, 그 선단이 상기 하부 다이의 캐비티의 바닥면부 또는 상기 중간 다이의 상부 캐비티의 상면부로부터 돌출되도록 돌출 가능하고, 상기 상부 다이 및 상기 하부 다이의 한쪽과 상기 중간 다이의 다이 체결시에, 그 선단이 상기 하부 다이의 캐비티의 바닥면부 또는 상기 중간 다이의 상부 캐비티의 상면부로부터 돌출되지 않도록 매몰 가능한, 수지 밀봉 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    불요 수지 분리 수단을 더 포함하고,
    상기 불요 수지 분리 수단은, 상기 기판의 양면을 수지 밀봉한 후에, 불요 수지 부분을 상기 수지 밀봉이 끝난 기판으로부터 분리 가능한, 수지 밀봉 장치.
  9. 기판의 양면을 수지 밀봉하는 수지 밀봉 방법으로서,
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 수지 밀봉 장치를 이용해 실시하고,
    상기 중간 다이를 상기 중간 다이의 캐비티 주변 부분에서 상기 기판의 상기 타면과 맞대는 맞댐 공정과,
    상기 제1 성형 모듈에 의해 상기 기판의 상기 일면을 압축 성형으로 수지 밀봉하는 제1 수지 밀봉 공정과,
    상기 맞댐 공정 및 상기 제1 수지 밀봉 공정 이후, 상기 제2 성형 모듈에서, 상기 중간 다이의 일면과 상기 상부 다이의 하면 또는 상기 하부 다이의 상면이 맞닿고, 상기 중간 다이가 상기 중간 다이의 캐비티의 주변 부분에서 상기 기판의 상기 타면과 맞닿은 상태에서, 상기 제2 성형 모듈에 의해 상기 트랜스퍼 성형용 유동 수지를 상기 수지 유로를 통해 상기 중간 다이의 캐비티 내에 주입시킴으로써, 상기 기판의 상기 타면을 트랜스퍼 성형으로 수지 밀봉하는 제2 수지 밀봉 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 밀봉 방법.
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