KR20210045922A

KR20210045922A - 수지 성형품의 제조 방법 및 수지 성형 장치

Info

Publication number: KR20210045922A
Application number: KR1020200118290A
Authority: KR
Inventors: 나오키 타카다; 요시카즈 히라노; 히데유키 사카이
Original assignee: 토와 가부시기가이샤
Priority date: 2019-10-17
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2021-04-27
Also published as: TWI746198B; TW202122234A; CN112677422A; KR102393495B1; CN112677422B; JP6837530B1; JP2021062591A

Abstract

핀 게이트 방식의 트랜스퍼 수지 성형 방법에 이형 필름을 적용했을 때에 생길 수 있는 이형 필름의 박리나 들뜸과 같은 문제를, 공정이나 구성의 대폭적인 복잡화를 초래하는 일 없이 방지한다. 그것을 위해서, 틀체결 위치에 있어서 제1 틀(1)과 제2 틀(2) 사이에 형성된 캐비티(3)의 저면에 개구되는 게이트(GT)로부터 수지를 주입해서 성형하는 수지 성형품의 제조 방법으로서, 두께 방향으로 관통하는 삽입통과구멍(5a)을 가진 이형 필름(5)을, 그 삽입통과구멍(5a)이 게이트(GT)에 겹치도록, 캐비티(3)의 저면을 포함하는 내면에 배치하고, 상기 틀체결 위치에 있어서 이형 필름(5)에 있어서의 삽입통과구멍(5a) 주위의 일부 또는 전부를 틀체결 시에 압압해서 캐비티 저면에 밀착시키는 압압면(61)을 가짐과 동시에, 상기 삽입통과구멍(5a)과 캐비티(3)와의 연통 유로(7)를 틀체결 시에 형성하는 압압 유로 부재(6)를 배치한다.

Description

수지 성형품의 제조 방법 및 수지 성형 장치{RESIN MOLDED PRODUCT MANUFACTURING METHOD AND RESIN MOLDING APPARATUS}

본 발명은, 캐비티의 저면에 마련된 게이트로부터 수지를 주입하는 핀 게이트 방식에 의한 수지 성형품의 제조 방법 및 그것에 이용되는 수지 성형 장치에 관한 것이다.

트랜스퍼 수지 성형에 있어서, 예를 들면 특허문헌 1에 있는 바와 같이, 성형품의 측면이 아니라 표면에 대응하는 위치, 즉, 성형틀(成形型)에 있어서의 캐비티의 저면에 게이트를 마련하고, 이 게이트로부터 수지를 주입하는 핀 게이트 방식(혹은 핀 포인트 게이트 방식)이 제안되어 있다.

핀 게이트 방식의 일반적인 이점으로서는, 게이트 자국이 작아 눈에 잘 띄지 않는, 다점화(多点化)·다수개 빼기(多數個取, multi-cavity)가 용이하고, 균등한 압력 분포가 얻어지기 쉽다는 것 등을 들 수가 있다. 특히 IC 칩 등의 수지 봉지 성형에 있어서는, 게이트 나머지가 회로 기판 상에 형성되지 않는다는 이점도 얻어진다.

다른 한편, 그 트랜스퍼 수지 성형에 있어서, 캐비티의 저면을 포함하는 내면에 이형(離型, release) 필름을 배치하고, 그 이형 필름을 수지와 캐비티 사이에 개재시키는 것에 의해서, 캐비티로부터 성형품을 빠지기(떨어지기) 쉽게 해서, 이형 시의 성형품의 손상을 방지하는 기술이 알려져 있다.

그렇지만, 상기 핀 게이트 방식에 있어서, 이형 필름을 이용한 예는, 아직껏 보이지 않는다.

그러한 것도, 핀 게이트 방식에 있어서, 캐비티의 내면에 이형 필름을 배치하면, 이형 필름이 게이트를 덮어 버리기 때문에, 그 이형 필름에 있어서의 게이트에 대응하는 부분에 구멍을 마련할 필요가 생기고, 그에 따른 문제가 발생할 수 있기 때문이라고 생각된다.

구체적으로 설명한다. 이형 필름은 부압(負壓) 흡인에 의해서 캐비티 내면에 흡착하고 있기 때문에, 전술한 바와 같이 이형 필름에 구멍을 뚫으면, 그 구멍으로부터 에어가 새어나와 게이트 둘레의 이형 필름의 흡착력이 약해진다. 그렇다면, 수지 주입 충전 시의 압력에 의해서 구멍 주위에 있어서의 이형 필름이 캐비티 내면으로부터 벗겨지고, 그 틈(隙間)으로부터 수지가 들어가서 성형 불량을 야기한다는 문제가 발생할 수 있다.

일본공개특허공보 특개2019－111692호

본 발명은, 이러한 과제를 감안해서 이루어진 것으로서, 핀 게이트 방식의 트랜스퍼 수지 성형 방법에 이형 필름을 적용해서 그 쌍방의 이점을 살리면서, 수지 주입 시에 생길 수 있는 이형 필름의 박리나 들뜸(浮上)과 같은 문제를 방지할 수 있도록 도모한 것이다.

즉 본 발명에 관계된 수지 성형품의 제조 방법은, 제1 틀(型)과 제2 틀 사이에 형성된 캐비티의 저면에 개구되는 게이트로부터, 그 캐비티에 수지를 주입해서 성형하는 방법으로서,

두께 방향으로 관통하는 삽입통과구멍(揷通孔)을 가진 이형 필름을, 그 삽입통과구멍이 상기 게이트와 겹치도록, 상기 캐비티의 저면을 포함하는 내면에 배치하는 한편,

상기 이형 필름에 있어서의 상기 삽입통과구멍 주위의 일부 또는 전부를 틀체결(型締, die-clamping) 시에 압압(押壓)해서 캐비티 저면에 밀착시키는 압압면을 가지고, 또한, 상기 삽입통과구멍과 캐비티를 연통시키는 연통 유로를 틀체결 시에 형성하는 압압 유로 부재를 배치해 두고,

상기 제1 틀과 제2 틀을 틀체결하고,

상기 게이트로부터, 상기 삽입통과구멍 및 연통 유로를 거쳐 상기 캐비티에 수지를 주입하고, 경화시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 본 발명은, 제1 틀과 제2 틀 사이에 형성되는 캐비티의 저면에 게이트가 마련되어 있고, 그 게이트로부터 상기 캐비티에 수지를 주입해서 성형하는 것으로서,

상기 캐비티의 저면을 포함하는 내면에 배치됨과 동시에, 그 배치 상태에 있어서의 상기 게이트와 겹치는 위치에, 그 게이트로부터 유입하는 수지를 통과시키기 위한 삽입통과구멍이 마련되어 있는 이형 필름과,

상기 이형 필름에 있어서의 상기 삽입통과구멍 주위의 일부 또는 전부를 압압해서, 그 압압 개소를 캐비티의 저면에 밀착시키는 압압면을 가짐과 동시에, 상기 삽입통과구멍과 캐비티를 연통시키는 연통 유로를 형성하는 압압 유로 부재를 구비하고 있는 수지 성형 장치라도 좋다.

이상으로 기술한 본 발명에 의하면, 예를 들면 핀 게이트 방식의 트랜스퍼 수지 성형법에 이형 필름을 이용해도, 이형 필름이 박리해서 캐비티 내면과의 틈에 용융 수지가 침입한다는 문제를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 있어서의 기판을 도시하는 평면도이다.
도 2는 같은(同) 실시형태에서의 틀개방(型開) 위치에 있는 수지 성형 장치를 도시하는 모식적 단면도이다.
도 3은 같은 실시형태에서의 틀체결 위치에 있는 수지 성형 장치를 도시하는 모식적 단면도이다.
도 4는 같은 실시형태에서의 압압 유로 부재를 이면에서 본 평면도 및 사시도이다.
도 5는 도 1에 있어서의 부분 확대도이다.
도 6은 도 5에 있어서의 A－A선 단면도이다.
도 7은 같은 실시형태에서의 수지 성형 장치를 이용한, 수지 성형품의 제조 방법을 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
도 8은 같은 실시형태에서의 수지 성형 장치를 이용한, 수지 성형품의 제조 방법을 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
도 9는 같은 실시형태에서의 수지 성형 장치를 이용한, 수지 성형품의 제조 방법을 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
도 10은 같은 실시형태에서의 수지 성형 장치를 이용한, 수지 성형품의 제조 방법을 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
도 11은 같은 실시형태에서의 수지 성형 장치를 이용한, 수지 성형품의 제조 방법을 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시형태에서의 압압 유로 부재를 도시하는 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 또한, 본 발명이 이하의 실시형태에 한정되지 않는 것은 물론이다.

＜실시형태의 개요＞

본 실시형태에 관계된 수지 성형품의 제조 방법은, 틀체결 위치에 있어서 상기 제1 틀과 제2 틀 사이에 형성된 캐비티의 저면에 개구되는 게이트로부터, 그 캐비티에 수지를 주입해서 성형하는 방법으로서,

두께 방향으로 관통하는 삽입통과구멍을 가진 이형 필름을, 그 삽입통과구멍이 상기 게이트와 겹치도록(포개지도록), 상기 캐비티의 저면을 포함하는 내면에 배치하는 한편,

상기 이형 필름에 있어서의 상기 삽입통과구멍 주위의 일부 또는 전부를 틀체결 시에 압압해서 캐비티 저면에 밀착시키는 압압면을 가지고, 또한, 틀체결 시에 상기 삽입통과구멍과 캐비티를 연통시키는 연통 유로를 틀체결 시에 형성하는 압압 유로 부재를 마련해 두고,

상기 제1 틀과 제2 틀을 틀체결하고,

이와 같은 방법이면, 틀체결 시에 압압 유로 부재가 이형 필름에 있어서의 상기 삽입통과구멍의 주위를 캐비티 내면에 밀착시키므로, 이형 필름과 캐비티 내면과의 틈에 용융 수지가 침입하는 것을 방지할 수 있다. 또, 압압 유로 부재에는, 게이트를 캐비티에 연통시키는 연통 유로가 형성되어 있으므로, 용융 수지의 캐비티 내로의 주입이 저해되는 일도 없다.

이와 같이 해서, 핀 게이트 방식의 트랜스퍼 수지 성형법에 이형 필름을 이용하는 것이 비로소 가능하게 된다. 게다가 이형 필름에 삽입통과구멍을 천공(穿孔)하고, 압압 유로 부재를 마련할 뿐이므로, 공정이나 구조의 대폭적인 복잡화를 초래하는 일도 없다.

상술한 효과가 보다 현저하게 얻어지는 구체적 양태로서는, 상기 이형 필름을 상기 캐비티의 내면에 흡착시키는 것을 들 수가 있다.

비교적 간단하게 제조할 수 있는 압압 유로 부재의 구체적 구성으로서는, 그 압압 유로 부재가, 중앙에 관통구멍(貫通孔)을 가짐과 동시에, 그 관통구멍으로부터 외측으로 연신(延伸)해서 외측 둘레면에 개구되는 하나 또는 복수의 유로 요소를 구비하고, 그 관통구멍과 유로 요소에 의해서 상기 연통 유로가 형성되는 것을 들 수가 있다.

상기 압압 유로 부재의 일단면이 상기 압압면이고, 상기 유로 요소가 상기 일단면으로부터 관통구멍의 연신 방향으로 이격(離隔)해서 형성되어 있으면, 압압면이 이형 필름에 있어서의 상기 삽입통과구멍의 전체주위(全周圍)를 캐비티 내면에 밀착시키므로, 이형 필름과 캐비티 내면과의 틈에 수지가 침입하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

반도체 기판 등의 기판 상에 수지를 성형하는 구체적 실시 양태로서는, 상기 제1 틀에는 기판이 보존유지(保持)되어 있음과 동시에, 상기 제2 틀에는, 제1 틀을 향하는 면이 개구되는 캐비티가 마련되어 있고, 틀체결 위치에 있어서, 상기 캐비티의 개구부에 상기 기판이 배치되고, 상기 캐비티에 수지가 주입되는 것에 의해, 상기 기판 상에 수지가 성형되는 것을 들 수가 있다.

상기 기판 상에 미리 설정한 복수의 소정 위치에 반도체 칩이 각각 형성되도록 구성되어 있고, 어느것인가 1개 이상의 상기 소정 위치에, 반도체 칩 대신에, 상기 압압 유로 부재를 배치해 두면, 압압 유로 부재의 배치 위치의 선택 자유도가 높아지고, 예를 들면, 수지 주입에 호적(好適)한 위치에 압압 유로 부재를 배치할 수 있게 된다.

또, 압압 유로 부재를 미리 기판에 일체로 만들어 넣는 것이 가능해지고, 그러면, 압압 유로 부재를 단독 부재로 한 경우에 비해, 압압 유로 부재의 위치결정 등의 공정이 불필요하게 된다.

또, 하기와 같은 수지 성형 장치에서도 마찬가지 효과를 얻을 수 있다.

즉, 제1 틀과 제2 틀 사이에 형성되는 캐비티의 저면에 게이트가 마련되어 있고, 그 게이트로부터 상기 캐비티에 수지를 주입해서 성형하는 수지 성형 장치로서,

틀체결 위치에 있어서, 상기 이형 필름에 있어서의 상기 삽입통과구멍 주위의 일부 또는 전부를 압압해서, 그 압압 개소를 캐비티의 저면에 밀착시키는 압압면을 가짐과 동시에, 상기 삽입통과구멍과 캐비티를 연통시키는 연통 유로를 형성하는 압압 유로 부재를 구비하고 있는 수지 성형 장치이다.

＜상세한 실시형태＞

이하, 상세한 실시형태를 도면을 참조해서 설명한다.

본 실시형태는, 예를 들면 기판의 표면에 배치된 반도체 칩의 소요 개소를 수지에 의해서 봉지·피복해서 성형되는 수지 성형품의 제조 방법에 관계된 것이다.

이 제조 방법을 설명하기에 앞서서, 우선은, 수지에 의한 봉지의 대상으로 되는 기판(W) 및 반도체 칩(C)과, 상기 제조 방법에 이용되는 수지 성형 장치(100)에 대해서 설명한다.

＜기판(W)의 설명＞

상기 기판(W)으로서는, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판, 리드 프레임, 프린트 배선 기판, 금속제 기판, 수지제 기판, 유리제 기판, 세라믹제 기판 등을 들 수가 있다. 또, 기판(W)은, FOWLP(Fan　Out　Wafer　Level　Packaging), FOPLP(Fan　Out　Panel　Level　Packaging)에 이용되는 캐리어이더라도 좋다. 더욱더 말하면, 배선이 이미 실시되어 있는 것이라도 좋고, 미(未)배선의 것이라도 상관없다.

이 실시형태에서의 기판(W)은, 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 평면에서 보았을 때(平面視)에, 예를 들면 직사각형모양(矩形狀)을 이루는 것이고, 그의 표면(Wa)에는, 가로세로(縱橫)에 각각 등피치로, 평면에서 보았을 때 직사각형모양을 이루는 복수의 동일 반도체 칩(C)이 돌출하도록 배치되어 있다. 그 기판(W)은, 성형 후, 반도체 칩(C)마다 절단되고 개편화(個片化)된다. 또한, 예를 들면, FOWLP 또는 FOPLP 등에 이용되는 것이라면, 기판(W)은, 성형 후, 개편화되는 일 없이 봉지 수지로부터 분리되어도 좋다.

＜수지 성형 장치(100)의 설명＞

수지 성형 장치(100)는, 도 2 등에 도시하는 바와 같이, 제1 틀인 상부틀(上型)(1) 및 제2 틀인 하부틀(下型)(2)과, 이들 상부틀(1) 및 하부틀(2)을 보존유지함과 동시에, 도 2에 도시하는 틀개방 위치와 도 3에 도시하는 틀체결 위치 사이에서 이들을 가까워지게 하거나 멀어지게 하거나 하도록 진퇴 구동하는 틀체결 기구(도시하지 않는다)와, 상기 틀체결 위치에 있어서 상부틀(1)과 하부틀(2) 사이에 형성되는 캐비티(3)에 수지(R)를 주입하는 수지 주입 기구(4)를 구비하고 있다.

각 부에 대해서 설명한다.

상부틀(1)은, 도시하지 않는 고정 플래튼의 아래쪽에 교환가능하게 장착된 것이다. 이 상부틀(1)의 하면(하부틀(2)과 대향하는 대향면)에는 복수의 흡착구멍(도시하지 않는다)이 마련되어 있고, 이들 흡착구멍을, 도시하지 않는 진공 펌프 등에 의해서 부압으로 하는 것에 의해, 상기 기판(W)의 이면을 흡착해서 고정할 수 있도록 구성되어 있다.

하부틀(2)은, 도시하지 않는 가동 플래튼의 위쪽에 교환가능하게 장착된 것이고, 하부 플레이트(21)와, 그 하부 플레이트(21)의 상면에 분리접촉(離接)가능하게 장착된 중간 플레이트(22)를 구비하고 있다. 그리고, 그 중간 플레이트(22)의 상면(상부틀과 대향하는 대향면)에는, 상기 기판(W)보다도 한결 작은 윤곽의 상기 캐비티(3)가 형성되어 있다.

그리고, 틀체결 위치에 있어서는, 중간 플레이트(22)의 상면 중의 캐비티(3)의 주변부가, 기판 표면(Wa)의 둘레가장자리부(周緣部)에 밀착하고, 캐비티(3)의 상부 개구가 기판(W)에 의해서 닫혀짐과 동시에, 기판(W)에 배치(형성)되어 있는 반도체 칩(C)이 캐비티(3) 내에 수용되도록 구성되어 있다.

또한, 이 실시형태에서는, 캐비티(3)의 깊이 치수를, 반도체 칩(C)의 두께 치수와 대략 똑같게 하고, 틀체결 위치에 있어서, 캐비티(3)의 저면에 반도체 칩(C)의 정상면(頂面)이 밀접하도록 설정되어 있다. 이것에 의해, 반도체 칩(C)의 정상면에는 수지(R)가 돌지 않고, 반도체 칩(C)의 측둘레면(側周面)만이 수지(R)로 피복된다. 따라서, 수지 성형 후, 반도체 칩(C)의 정상면은 노출된다. 또한, 여기서, 반도체 칩(C)의 「정상면」이란, 기판(W)과는 반대측의 면으로서, 수지 성형 동작 시의 이형 필름(5)측의 면을 말한다.

또, 상기 중간 플레이트(22)는, 도시하지 않는 리프트업 기구에 의해, 상기 하부 플레이트(21)의 상면으로부터 들어올릴 수 있도록 구성되어 있기도 하다.

상기 틀체결 기구는, 도시하지 않지만, 상기 상부틀(1) 및 하부틀(2)을 보존유지하는 보존유지 구조체와, 그 보존유지 구조체에 보존유지된 하부틀(2)을 승강시키는 틀 승강 기구를 구비한 것이다.

상기 보존유지 구조체(도시하지 않는다)는, 예를 들면, 베이스반(盤)과, 그 베이스반으로부터 기립하는 복수의 안내 포스트와, 이들 안내 포스트의 상단부에 고정된 상기 고정 플래튼과, 그 안내 포스트의 중간부에 승강가능하게 보존유지된 상기 가동 플래튼을 구비한 것이다. 그리고, 전술한 바와 같이 상기 고정 플래튼의 아래쪽에 상기 상부틀(1)이 장착되어 있다. 상부틀(1)은, 도시하지 않는 상부틀 홀더를 거쳐, 고정 플래튼의 하면에 장착되어도 좋다. 상부틀 홀더에는, 상부틀(1)을 가열하는 히터를 마련해도 좋고, 또 이 히터의 고정 플래튼측에 단열재를 마련해도 좋다.

또, 전술한 바와 같이, 상기 가동 플래튼의 위쪽에 상기 하부틀(2)이 장착되어 있다. 하부틀(2)은, 도시하지 않는 하부틀 홀더를 거쳐, 가동 플래튼의 하면에 장착되어도 좋다. 하부틀 홀더에는, 하부틀(2)을 가열하는 히터를 마련해도 좋고, 또 이 히터의 가동 플래튼측에 단열재를 마련해도 좋다.

틀 승강 기구는, 상기 가동 플래튼을 거쳐 하부틀(2)을 승강 구동하는 볼나사 기구, 유압 실린더, 토글 기구 등으로 이루어지는 것이다.

상기 수지 주입 기구(4)는, 도 2 등에 도시하는 바와 같이, 하부틀(2)을 두께 방향으로 관통하는 수지 주입구멍(41)과 이 수지 주입구멍(41) 내에 충전된 용융 수지(R)를 압압해서 상기 캐비티(3)에 주입하는 플런저 기구(42)를 구비한 것이다.

각 부를 설명한다.

상기 수지 주입구멍(41)은, 상기 중간 플레이트(22)를 두께 방향으로 관통하는 제1 구멍(411)과, 상기 하부 플레이트(21)를 두께 방향으로 관통하는 제2 구멍(412)으로 이루어지는 것이고, 상기 제1 구멍(411)과 제2 구멍(412)이 연속하도록 배치되어 있다.

상기 제1 구멍(411)은, 캐비티(3)의 저면을 향해 끝이 가늘어지는 단면 원형상의 것이고, 캐비티(3)의 저면에 개구되는 일단부가 게이트(GT)로서의 기능을 담당하고, 그밖의 부분이 스푸르(sprue)(SP)로서의 기능을 담당한다.

상기 제2 구멍(412)은, 관통 방향에 걸쳐서 단면이 동일 지름의 원형상을 이루는 것이고, 용융 수지(R)를 수용하는 포트로서의 기능을 담당한다.

상기 플런저 기구(42)는, 상기 제2 구멍(412)에 하단부로부터 삽입된 플런저(421)와, 그 플런저(421)를 승강 진퇴시키는 볼나사나 모터 등의 진퇴 액추에이터(422)로 이루어지는 것이다.

상기 플런저(421)는, 그의 외경이 상기 제2 구멍(412)의 내경과 똑같아지도록 설정한 원기둥모양(圓柱狀)을 이루는 것이고, 그 제2 구멍(412)에 슬라이딩(摺動)가능하게, 또한, 헐거움(여유) 없이 끼워맞춰진다.

상기 진퇴 액추에이터(422)는, 상기 플런저(421)를, 그의 선단면이 제2 구멍(412)의 상면보다도 아래쪽에 있는 대기 위치와, 이 대기 위치보다도 소정 거리만큼 위쪽에 설정된 주입 완료 위치 사이에서 진퇴 구동하는 것이다. 상기 대기 위치에 있어서는, 도 3 등에 도시하는 바와 같이, 고형 상태에 있는 소정량의 정제모양(tablet-like) 수지(R)가, 제2 구멍(412)에 위쪽으로부터 투입되고, 하부 플레이트(21)에 마련된 도시하지 않는 가열 기구에 의해서 용융되도록 되어 있다. 또, 그 상태로부터 그 진퇴 액추에이터(422)가, 플런저(421)를 상기 주입 완료 위치에까지 상승시키면, 도 9에 도시하는 바와 같이, 용융한 수지(R)가 상기 스푸르(SP) 및 게이트(GT)를 거쳐 상기 캐비티(3) 내에 주입되도록 되어 있다. 이 실시형태에서는, 수지(R)로서 열경화성 수지를 이용한다.　

또 이 수지 성형 장치(100)는, 이형 필름(5)과, 이 이형 필름(5)을 중간 플레이트(22)의 상면에 공급하는 필름 공급 기구(도시하지 않는다)와, 상기 캐비티(3)의 내면 및 상기 그 캐비티(3) 주위에 있어서의 중간 플레이트(22)의 상면에 밀착시키는 필름 밀착 기구(도시하지 않는다)를 구비하고 있다.

이형 필름(5)은, 상기 캐비티(3)의 저면을 포함하는 내면에 밀착해서 배치되는 것에 의해, 캐비티(3)의 내면과 주입된 수지(R) 사이에 개재해서 그 캐비티(3) 내에서 고화한 성형 후의 수지(R)를, 캐비티(3)로부터 벗겨지기 쉽게 만들기 위한 것이다. 그 소재 등에 대한 설명은 이미 알려져 있기 때문에 생략한다.

그런데, 이 실시형태에서는, 상기 게이트(GT)가 캐비티(3)의 저면에 개구되어 있기 때문에, 그 게이트(GT)를 막지 않도록, 그 이형 필름(5)에 있어서의 상기 게이트(GT)에 대응하는 위치에는, 그 게이트(GT)의 개구 지름과 동일 또는 그것보다도 약간 큰 지름의 삽입통과구멍(5a)이 형성되어 있다.

상기 필름 밀착 기구는, 도시하지 않지만, 상기 캐비티(3)의 내면 및/또는 상기 그 캐비티(3)의 외측의 주위 상면에 마련된 복수의 흡착구멍과, 이들 흡착구멍을 부압으로 하는 도시하지 않는 진공 펌프 등으로 구성된 것으로, 각 흡착구멍의 부압에 의해서 상기 이형 필름(5)을 흡착한다.

그리고, 이 실시형태의 수지 성형 장치(100)는, 이형 필름(5)에 있어서의 상기 삽입통과구멍(5a)의 주위를, 틀체결 위치에 있어서 기판(W)을 거쳐 압압하고, 캐비티(3)의 내면에 밀착시키는 압압 유로 부재(6)를 더(추가로) 구비하고 있다.

다음에, 이 압압 유로 부재(6)에 대해서 상세하게 기술한다.

이 실시형태에 있어서의 압압 유로 부재(6)는, 이것을 이면측에서 본 도 4에 도시하는 바와 같이, 중앙에 관통구멍(6a)이 마련된 얇은 원반모양(圓盤狀)을 이루는 것이다. 그의 표면(61)은 평탄하게 되어 있고, 그 표면(61)이 청구항에서 말하는 압압면으로 된다. 그 반면, 이면(62)에는, 방사상(放射狀)으로 연장하는 복수개(여기에서는 4개)의 바닥이 있는 홈(有底溝, bottomed groove)(6b)이 균등하게 형성되어 있다. 이들 각 바닥이 있는 홈(6b)은, 그 압압 유로 부재(6)의 외측 둘레면과 내측 둘레면 사이에 걸쳐서 마련되어 있다. 바꾸어 말하면, 각 바닥이 있는 홈(6b)의 외측의 단면(端面)이 압압 유로 부재(6)의 외측 둘레면에 개구되고, 내측의 단면이 압압 유로 부재(6)의 내측 둘레면(즉 상기 관통구멍(6a))에 개구되도록 되어 있고, 이들 각 바닥이 있는 홈(6b)에 의해서, 압압 유로 부재(6)의 지름 방향 외측과, 지름 방향 내측인 상기 관통구멍(6a)이 연통하도록 구성되어 있다.

이러한 압압 유로 부재(6)는, 기판(W)과는 별체의 단독 부재로서, 에칭이나 기계 가공 등에 의해 제작된다. 그리고, 도 5, 도 6에 도시하는 바와 같이, 그 압압 유로 부재(6)의 이면(62)이 기판 표면(Wa)에 접합되어, 기판(W)과 일체화된다. 이와 같이 해서, 그 압압 유로 부재(6)의 바닥이 있는 홈(6b)과 기판 표면(Wa)에 의해서, 압압 부재의 압압면(표면)(61)으로부터 관통구멍(6a)의 관통 방향으로 이격한 유로 요소(71)가 형성되도록 되어 있다. 이들 관통구멍(6a) 및 유로 요소(71)가, 청구항에서 말하는 연통 유로(7)를 구성한다. 또한, 이 실시형태에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 유로 요소(71)가 반도체 칩(C)의 배열 방향과는 달리, 기울기 45° 방향으로 연신하도록 되어 있다. 수지(R)의 캐비티 내로의 토출을 용이하게 하기 위함이다.

다음에, 이 압압 유로 부재(6)의 배치 위치를 설명한다. 기판 표면(Wa)에는 전술한 바와 같이, 수지(R)에 의한 봉지 대상물인 반도체 칩(C)이, 가로세로에 등피치로 마련되어 있다. 따라서, 그대로는, 압압 유로 부재(6)를 배치할 여지가 없는 바, 이 실시형태에서는, 도 1, 도 5에 도시하는 바와 같이, 반도체 칩(C)이 본래 마련되어야 할 소정 위치 중의 1개소 또는 복수 개소(여기에서는 2개소)에 반도체 칩(C)을 마련하지 않고, 그 부위에, 그 압압 유로 부재(6)를 미리 배치하고 있다.

또, 이 압압 유로 부재(6)의 두께 치수는, 기판 표면(Wa)과 캐비티(3)의 저면과의 거리 치수와 실질적으로 똑같은 치수로 되어 있다. 이것은, 전술한 바와 같이, 틀체결 위치에 있어서, 압압 유로 부재(6)의 표면(61)(청구항에서 말하는 압압면(61))이, 기판(W)을 거쳐 이형 필름(5)을 압압하고, 이것을 캐비티(3)의 내면(저면)에 밀착시키기 위함이다. 또한, 압압 유로 부재(6)의 두께 치수란, 그의 표면(61)과 이면(62) 사이의 치수를 말하고, 이 실시형태에서는 반도체 칩(C)의 두께 치수와도 똑같다.

＜수지 성형품의 제조 방법의 설명＞

다음에, 이와 같이 구성한 수지 성형 장치(100)를 이용한, 수지 성형품의 제조 방법의 1예에 대해서 도 2, 도 3, 도 7∼도 11을 참조해서 설명한다. 또한 이들 도 2, 도 3 및 도 7∼도 11에 있어서, 기판(W)을 포함하는 각 부는, 이해의 용이를 위해서, 모식화되어 있다.

우선, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상부틀(1)과 하부틀(2)을 이격시킨 틀개방 위치로 한다.

다음에, 도 7에 도시하는 바와 같이, 이형 필름(5)을 하부 플레이트(21) 상에 있는 중간 플레이트(22) 상에 얹어놓고 흡착시키는 한편, 기판(W)을, 반도체 칩(C)이 캐비티(3)를 향하는 자세로 해서, 상부틀(1)의 하면에 흡착시켜 보존유지한다.

다음에, 도 8에 도시하는 바와 같이, 중간 플레이트(22)를 도시하지 않는 리프트업 기구에 의해서 하부 플레이트(21)로부터 들어올려 이격시킨다. 이 때, 플런저(421)를, 그의 선단면이, 하부 플레이트(21)에 마련된 제2 구멍(412)의 상면 개구보다도 아래쪽에 있는 대기 위치로 해 둔다.

그리고, 고형 상태에 있는 정제모양의 수지(R)를, 상기 제2 구멍(412)의 상면으로부터 투입한 후, 하부 플레이트(21)에 마련된 도시하지 않는 가열 기구에 의해서 그 정제모양의 수지(R)를 용융한다.

다음에, 틀체결한다. 즉, 도 3에 도시하는 바와 같이, 상기 틀 승강 기구에 의해서 하부 플레이트(21)를 상승시키고, 중간 플레이트(22)와 일체화함과 동시에, 중간 플레이트(22)의 상면과 기판 표면(Wa)의 둘레가장자리부 사이에서 이형 필름(5)을 끼운다. 이 위치가 틀체결 위치이다. 이 때, 전술한 바와 같이, 이형 필름(5)에 있어서의 삽입통과구멍(5a) 주위를, 압압 유로 부재(6)의 압압면(61)이 압압해서 캐비티(3)의 저면에 밀착시킨다.

다음에, 도 9에 도시하는 바와 같이, 플런저(421)를, 상기 주입 완료 위치까지 상승시킨다. 이것에 의해, 용융 수지(R)가, 캐비티(3) 내에 주입·충전된다.

보다 상세하게 설명한다. 용융 수지(R)는, 플런저(421)가 대기 위치로부터 상승하는 것에 의해서, 스푸르(SP), 게이트(GT) 및 이형 필름(5)의 삽입통과구멍(5a)을 지나서, 도 6 등에 도시하는 압압 유로 부재(6)의 관통구멍(6a)에 유입하고, 또, 그 압압 유로 부재(6)의 바닥이 있는 홈(6b)과 기판 표면(Wa)에 의해서 형성되는 유로 요소(71)를 지나서, 캐비티(3) 내에 유입한다.

이와 같이 해서, 캐비티(3) 내에 용융 수지(R)가 충전된 후, 가열된 상태에서 일정 시간 기다리는 것에 의해, 수지(R)가 경화해서 고형화한다.

그 후, 도 10에 도시하는 바와 같이, 상기 틀 승강 기구에 의해서 하부틀(2)(하부 플레이트(21) 및 중간 플레이트(22))을 하강시키고, 틀 개방 위치로 한다. 이 때, 스푸르(SP), 게이트(GT) 및 제2 구멍(412)의 상부에 남은 잔존 수지(R)(컬(cull, 찌꺼기))는, 기판(W)으로부터 잡아떼어짐과 동시에, 수지 성형된 기판(W)(수지 성형품)이, 상부틀(1)로부터 떼내어진다(분리된다). 한편, 컬(R)은, 도 11에 도시하는 바와 같이, 중간 플레이트(22)를 리프트업 기구에 의해 하부 플레이트(21)로부터 이격시키는 것에 의해서 꺼내져서, 폐기된다.

＜효과＞

이상과 같은 본 실시형태에 의하면, 틀체결 위치 혹은 틀체결 시에 있어서, 압압 유로 부재(6)의 압압면(61)이 닫힌 고리모양(環狀)(여기에서는 원고리모양)을 이루고, 그 압압면(61)이 이형 필름(5)에 있어서의 상기 삽입통과구멍(5a)의 전체주위를 캐비티(3)의 저면에 밀착시키므로, 그들 사이에 틈이 생기지 않아, 용융 수지(R)가 이형 필름(5)과 캐비티 내면에 침입하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또, 압압 유로 부재(6)에는, 연통 유로(7)가 형성되어 있으므로, 용융 수지(R)의 캐비티(3) 내로의 주입을 저해하는 일도 없다.

이와 같이 해서, 핀 게이트 방식의 트랜스퍼 수지 성형법에 이형 필름(5)을 이용하는 것이 비로소 가능하게 된다. 게다가 이형 필름(5)에 삽입통과구멍(5a)을 천공하는 것과, 압압 유로 부재(6)를 마련할 뿐이므로, 공정이나 구조의 대폭적인 복잡화를 초래하는 일도 없다.

특히 본 실시형태에서는, 반도체 칩(C)이 배설(配設)되어야 할 복수의 소정 위치의 어느것인가에, 반도체 칩(C) 대신에, 상기 압압 유로 부재(6)를 배치할 수 있도록 하고 있으므로, 압압 유로 부재(6)의 배치 위치의 선택 자유도가 높아져, 수지 주입에 호적한 위치에 압압 유로 부재(6)를 배치할 수가 있다. 이 실시형태에서는, 예를 들면, 도 1에 도시하는 바와 같이, 직사각형(矩形) 기판(W)에 있어서의 긴쪽 방향(좌우 방향)으로 연장하는 중심선 상으로서, 좌우 대칭인 2개소에 수지 주입구로 되는 압압 유로 부재(6)를 배치하고 있으므로, 캐비티(3) 내에, 가급적 균등하게 또한 신속하게 수지를 주입할 수가 있다.

또, 압압 유로 부재(6)를 미리 기판(W)에 접합해서 일체화하고 있으므로, 성형틀의 위치에서 압압 유로 부재(6)의 위치결정 등의 공정이 불필요하게 된다는 효과도 얻어진다.

＜다른 실시형태＞

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 상기 실시형태에 있어서, 압압 유로 부재(6)를 기판(W)과는 별체의 단독 부재로서 기판(W)에 접합시키고 있었지만, 압압 유로 부재(6)를 기판(W)에 일체로 형성해도 좋다.

또, 미리 압압 유로 부재(6)가 첩부된(붙여진) 이형 필름(5)을 성형틀에 공급해도 좋다. 이 경우, 압압 유로 부재(6), 이형 필름(5), 기판(W) 및 반도체 칩(C)의 틀체결 시에 있어서의 서로의 위치 관계는, 상술한 실시형태와 마찬가지로 할 수가 있다.

또, 도 12에 도시하는 바와 같이, 바닥이 있는 홈(6b)이 아니라, 압압 유로 부재(6)의 외측 둘레면과 관통구멍(6a)을 연통시키는 구멍(6b＇)을 마련하는 등 해도 좋다.

또, 상기 압압 유로 부재(6)를, 상하 반대로 배치해도 좋다. 이 경우, 바닥이 있는 홈(6b)이 이형 필름(5)측을 향하게 되고, 바닥이 있는 홈(6b)에 대응하는 부분에 있어서는, 이형 필름(5)에 있어서의 삽입통과구멍(5a)의 주위 전부를 누를 수는 없지만, 이형 필름(5)의 박리 방지에는 기여할 수 있다.

압압 유로 부재(6)를 원반모양이 아니라, 직사각형반(矩形盤)이나 다각형반(多角形盤)모양으로 해도 좋다.

압압 유로 부재(6)를 단체(單體)가 아니라, 예를 들면, 삽입통과구멍(5a)의 주위에 서로 이격시켜 배치한 복수의 압압 요소로 이루어지는 것으로 해도 좋다. 이 경우, 압압 요소간의 틈이 연통 유로를 형성한다.

이형 필름(5)에 대해서 말하면, 상기 실시형태와 같이 삽입통과구멍(5a)을 미리 천공해 두어도 좋고, 이형 필름(5)을 중간 플레이트(22)에 얹어놓고 흡착시킨 후, 게이트(GT)의 위치에 맞추어 천공해도 좋다.

수지 성형품의 제조 방법에 대해서도, 상기 실시형태에 한정되지 않고, 순서를 전후(前後)해도 좋다. 또, 예를 들면, 이형 필름(5)을 흡착하지 않고, 단지 압압 유로 부재(6)로 삽입통과구멍(5a)의 주변을 누를 정도로 해도 좋다. 이와 같이 해도, 수지(R)의 충전 압력으로 이형 필름(5)이 캐비티(3)의 내면에 밀착할 수 있다.

캐비티(3)는, 상기 실시형태에서는 하부틀(2)에만 마련되어 있었지만, 상부틀에도 마련하고, 기판의 표리면 쌍방에 수지를 주입해서 성형해도 상관없다.

성형 대상물은 반도체 칩(C)이 마련된 기판(W)에 한정되지 않고, 수지(R)만을 캐비티(3)에 의해서 성형하는 경우에도 본 제조 방법은 적용할 수 있다.

성형틀은, 상하로 승강하는 것뿐만 아니라, 수평 방향이나 그밖의 방향에 대향해서 진퇴하는 것이라도 본 발명을 적용가능하다.

그밖에, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 갖가지 변형이 가능한 것은 말할 필요도 없다.

100…수지 성형 장치
1…상부틀(제1 틀)
2…하부틀(제2 틀)
3…캐비티
GT…게이트
R…수지
5…이형 필름
5a…삽입통과구멍
6…압압 유로 부재
61…압압면
6a…관통구멍
7…연통 유로
71…유로 요소
W…기판
C…반도체 칩

Claims

제1 틀(型)과 제2 틀 사이에 형성되는 캐비티의 저면에 게이트를 마련하고, 이 게이트로부터 그 캐비티에 수지를 주입해서 성형하는, 수지 성형품의 제조 방법으로서,
두께 방향으로 관통하는 삽입통과구멍(揷通孔)을 가진 이형(離型) 필름을, 그 삽입통과구멍이 상기 게이트와 겹치도록, 상기 캐비티의 저면을 포함하는 내면에 배치하는 한편,
상기 이형 필름에 있어서의 상기 삽입통과구멍 주위의 일부 또는 전부를 틀체결(型締) 시에 압압(押壓)해서 캐비티 저면에 밀착시킴과 동시에, 상기 삽입통과구멍과 캐비티를 연통시키는 연통 유로를 틀체결 시에 형성하는 압압 유로 부재를 배치해 두고,
상기 제1 틀과 제2 틀을 틀체결하고,
상기 게이트로부터, 상기 삽입통과구멍 및 연통 유로를 거쳐 상기 캐비티에 수지를 주입하고, 경화시키는 것을 특징으로 하는 수지 성형품의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 이형 필름을 상기 캐비티의 내면에 흡착시키는 것을 특징으로 하는 수지 성형품의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 압압 유로 부재가, 중앙에 관통구멍(貫通孔)을 가짐과 동시에, 그 관통구멍으로부터 외측으로 연신(延伸)해서 외측 둘레면에 개구되는 하나 또는 복수의 유로 요소를 구비하고, 그 관통구멍과 유로 요소에 의해서 상기 연통 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 수지 성형품의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 압압 유로 부재의 일단면에 압압면이 설정되어 있고, 상기 유로 요소가, 상기 일단면으로부터 관통구멍의 연신 방향으로 이격(離隔)해서 형성되어 있는 수지 성형품의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 틀에는 기판이 보존유지되어 있음과 동시에, 상기 제2 틀에는 제1 틀을 향하는 면이 개구되는 캐비티가 마련되어 있고,
틀체결 위치에 있어서, 상기 캐비티의 개구가 상기 기판에 의해서 닫혀지고, 그 캐비티에 수지가 주입되어, 그 기판 상에 수지가 성형되는 것을 특징으로 하는 수지 성형품의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 기판 상의 각 소정 위치에 반도체 칩이 배치되어 있고, 그들 소정 위치의 어느 것인가에, 반도체 칩 대신에 상기 압압 유로 부재를 배치하는 것을 특징으로 하는 수지 성형품의 제조 방법.
제1 틀과 제2 틀 사이에 형성되는 캐비티의 저면에 게이트가 마련되어 있고, 그 게이트로부터 상기 캐비티에 수지를 주입해서 성형하는 수지 성형 장치로서,
　상기 캐비티의 저면을 포함하는 내면에 배치됨과 동시에, 그 배치 상태에 있어서의 상기 게이트와 겹치는 위치에, 그 게이트로부터 유입하는 수지를 통과시키기 위한 삽입통과구멍이 마련되어 있는 이형 필름과,
상기 이형 필름에 있어서의 상기 삽입통과구멍 주위의 일부 또는 전부를 압압해서, 그 압압 개소를 캐비티의 저면에 밀착시키는 압압면을 가짐과 동시에, 상기 삽입통과구멍과 캐비티를 연통시키는 연통 유로를 형성하는 압압 유로 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 수지 성형 장치.