TW201344855A - 樹脂密封裝置及樹脂密封方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種樹脂密封裝置及樹脂密封方法，其無需考慮每個基板的凹凸，而且還能夠避免成形品中產生空隙或未填充。本發明的樹脂密封裝置(100)，其具有：上模(120)；及下模(130)，該下模(130)能夠與上模(120)相對靠近或分離，且具有：具備貫穿孔(134B)之下框模(134)及嵌合於貫穿孔(134B)而配置之下壓縮模具(132)之結構；並且進行配置於在上模(120)與下模(130)之間形成之型腔之基板(102)的樹脂密封，其特徵為：具備控制下框模(134)在能夠靠近或分離之方向(Z方向)上之位置之移動控制機構(138)，在下壓縮模具(132)與上模(120)靠近期間，下框模(134)相對上模(120)之位置藉由移動控制機構(138)來鎖定，且在下框模(134)與基板(102)之間設置間隙(Gp)來進行樹脂密封。

Description

樹脂密封裝置及樹脂密封方法
本發明係有關一種樹脂密封裝置及樹脂密封方法的技術領域。
以往，如專利文獻1所示，提出有如下樹脂密封裝置，該樹脂密封裝置具有上模及能夠與該上模相對靠近或分離之下模，該下模具有：具備貫穿孔之框狀模具及嵌合於該貫穿孔而配置之成形模具之結構，並進行配置於形成在該上模與該下模之間之型腔之基板的樹脂密封。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2011-230423號公報
如專利文獻1所示之樹脂密封裝置中，在與基板接觸之下模的部份(夾緊面)設置有用於在進行閉模 來夾緊基板時排出型腔內的氣體之槽(排氣槽)。藉由該排氣槽，在樹脂密封時與型腔內的空氣一同排出伴隨樹脂的熔融而產生之空氣或揮發成份等氣體，並防止被樹脂密封之基板(成形品)中產生空隙或樹脂的未填充等。
但是，在被夾緊在下模之基板的表面上，先導銷用(基板定位用)的孔等的凹凸以每個基板不同之方式存在。若這種凹凸與設置於下模之排氣槽干擾，則有可能產生樹脂從在該處產生之間隙漏出之不良情況。因此，以往需對模具進行在確認基板的凹凸之基礎上定位排氣槽這種設計，模具的設計或製作上需要相應的時間。
因此，本發明係為了解決前述問題點而完成者，本發明的課題在於提供一種無需考慮每個被成形品的凹凸，而且還能夠避免成形品中產生空隙或未填充之樹脂密封裝置及樹脂密封方法。
本發明係藉由如下方式解決上述課題者，一種樹脂密封裝置，其具有：第1模具；及第2模具，該第2模具能夠與該第1模具相對靠近或分離，且具有：具備貫穿孔之框狀模具和嵌合於該貫穿孔而配置之成形模具之結構；並且進行配置於在該第1模具與該第2膜具之間形成之型腔之被成形品的樹脂密封，其特 徵為：具備控制前述框狀模具在前述能夠靠近或分離之方向上之位置的移動控制機構，在前述成形模具與前述第1模具靠近期間，該框狀模具相對於該第1模具之位置藉由該移動控制機構來鎖定，且在該框狀模具與前述被成形品之間設置間隙來進行前述樹脂密封。
以往，採用了即使閉模，型腔內外仍連通之排氣槽，但是本發明不限於所謂習知之閉模這種概念，而是在成形模具與第1模具靠近期間，藉由鎖定框狀模具相對第1模具之位置，在框狀模具與被成形品之間設置間隙。
另外，本發明還能夠理解為如下的樹脂密封方法，該方法是使用：第1模具；及第2模具，該第2模具能夠與該第1模具相對靠近或分離，具具有：具備貫穿孔之框狀模具和嵌合於該貫穿孔而配置之成形模具之結構；並且進行配置於在該第1模具與該第2膜具之間形成之型腔之被成形品的樹脂密封，其特徵為，包含：在前述成形模具與前述第1模具靠近期間，該框狀模具相對於該第1模具之位置藉由控制前述框狀模具在前述能夠靠近或分離之方向上之位置之移動控制機構來鎖定，且在該框狀模具與前述被成形品之間設置間隙之製程；及設置該間隙來進行前述樹脂密封之製程。
依本發明，無需考慮每個被成形品的凹凸，而且還能夠避免成形品中產生空隙或未填充。
100、300、400、500‧‧‧樹脂密封裝置
102、202、302、402、502‧‧‧基板
104、304、404、504‧‧‧半導體晶片
106、406、506‧‧‧樹脂
107、207‧‧‧成形品
108、208、308、408、508‧‧‧脫模膜
110、310‧‧‧固定壓板
112、312‧‧‧可動壓板
114、314‧‧‧模具
116‧‧‧減壓流路
118‧‧‧基板吸附流路
120、320‧‧‧上模
122、222、422、522‧‧‧上壓縮模具
124、224、424、524‧‧‧上框模
126、136‧‧‧彈簧
128‧‧‧銷
130、330‧‧‧下模
132、232、332、432、532‧‧‧下壓縮模具
134、234、334、434、534‧‧‧下框模
135‧‧‧薄膜吸附流路
138、338、438、538‧‧‧移動控制機構
第1圖係本發明的第1實施形態之樹脂密封裝置的一例之模式圖。
第2圖係基於相同樹脂密封裝置之樹脂密封的前半步驟的一例示圖。
第3圖係上接第2圖之樹脂密封的後半步驟的一例示圖。
第4圖中(A)、(B)係第1實施形態中之基板與下框模之間的樣子之模式圖，及(C)係第2實施形態中之基板與下框模之間的樣子之模式圖。
第5圖係本發明的第3實施形態之樹脂密封裝置的一例之模式圖。
第6圖係本發明的第4實施形態之樹脂密封裝置的一例之模式圖。
第7圖係本發明的第5實施形態之樹脂密封裝置的一例之模式圖。
以下，參閱附圖對本發明的第1實施形態的一例進行詳細說明。
最初利用第1圖對本發明的實施形態之樹脂密封裝置的概略結構進行說明。
樹脂密封裝置100為樹脂106直接配置於型腔之壓縮成形型，如第1圖所示，其具有上模120(第1模具)和能夠與上模120相對靠近或分離之下模130(第2模具)(另外，由上模120和下模130構成模具114)。其下模130是具有：具備貫穿孔134B之下框模134(框狀模具)和嵌合於貫穿孔134B而配置之下壓縮模具132(成形模具)之結構。並且，樹脂密封裝置100進行配置於在上模120與下模130之間形成之型腔之基板102(被成形品)的樹脂密封。在此，樹脂密封裝置100具備控制下框模134在Z方向(能夠靠近或分離之方向)上之位置之移動控制機構138。並且，在下壓縮模具132和上模120靠近期間，下框模134相對上模120之位置藉由移動控制機構138鎖定，且在下框模134與基板102之間設置間隙Gp來進行樹脂密封。另外，嚴格來講，間隙Gp能夠在脫模膜108的上面與基板102的下面之間形成，但是本實施形態中將脫模膜108的厚度當作零。
另外，基板102係作為支撐PCB基板或引線框架這種半導體晶片者的代表例來表示。本實施形態中，作為被成形品是示出基板102，但是半導體晶片104或連接基板102與半導體晶片104之接合線等亦包含在被成形品中。並且，樹脂106表示熱硬化性樹 脂，本實施形態中設為預先成形之平板形狀(固體)，但亦可為粉狀、粒狀、或液狀。並且，脫模膜108伸縮自如，即使受到加熱，從下模130及樹脂密封後的基板102(成形品107)的剝離性亦良好。另外，脫模膜為連續供給之形態，但是亦可設為長條狀，亦可無脫模膜。
以下，對構成要件進行具體說明。
如第1圖所示，模具114中的上模120具備上壓縮模具122和上框模124。上壓縮模具122安裝在固定壓板110而固定。在上壓縮模具122的內部設置減壓流路116，與設置在上壓縮模具122的下模側表面之減壓口116A連通。在減壓流路116上連接有未圖示之減壓機構。因此，能夠對型腔內部進行減壓而成為真空狀態。並且，在上壓縮模具122的內部設置基板吸附流路118，與設置在上壓縮模具122的下模側表面之基板吸附口118A連通。在基板吸附流路118上連接有未圖示之吸引機構。因此，能夠將基板102吸附或保持在上壓縮模具122的下模側表面。
如第1圖所示，上框模124具備貫穿孔124B，上壓縮模具122嵌合於該貫穿孔124B而配置。亦即，上框模124為圍繞上壓縮模具122的外周之框形狀，經由彈簧126安裝於上壓縮模具122。另外，彈簧126使上框模124朝Z方向下側施力。因此，上框模124能夠相對於上壓縮模具122以Z方向相對移 動。在上框模124之與下模130相對向之面上設置有密封構件124A(O形環等)。另外，在上壓縮模具122與上框模124的滑動面上亦設置有未圖示之密封構件。並且，基板吸附口118A與減壓口116A之間，亦即在保持基板102之區域的外側位置設置有複數個能夠朝Z方向下側移動之銷128。銷128藉由未圖示之彈簧朝Z方向下側施力。
另外，本實施形態中，上模120具備上壓縮模具122和上框模124，但是這些並非必須結構，可設為一體。並且亦可無銷128。另外，亦可無密封構件124A或減壓流路116等。
如第1圖所示，下模130具備下壓縮模具132和下框模134。下壓縮模具132安裝於藉由未圖示之驅動機構上下移動之可動壓板112。因此，下模130能夠在Z方向上相對於上模120相對靠近或分離(另外，亦可以下模安裝於固定壓板，上模安裝於可動壓板)。在下框模134的內部設置薄膜吸附流路135，與設置在下壓縮模具132與下框模134之間之間隙連通。在薄膜吸附流路135上連接有未圖示之薄膜吸引機構。因此，能夠將脫模膜108吸附或保持在下模130的表面(另外，可無脫模膜，亦可為基板吸附於下模且脫模膜吸附於上模之形態)。
如第1圖所示，在下框模134的上模側表面與銷128的位置對應地設置有凹部134A。藉由將銷128 對應下框模134的位置插入於下框模134的凹部134A來固定脫模膜108，使脫模膜108的伸縮變形量形成最小。下框模134具備貫穿孔134B，下壓縮模具132嵌合於該貫穿孔134B而配置。亦即，下框模134為圍繞下壓縮模具132的外周之框形狀，經由彈簧136安裝於下壓縮模具132。另外，彈簧136使下框模134朝Z方向上側施力(彈簧136設成比彈簧126或用於銷128之彈簧更強力)。因此，下框模134能夠相對於下壓縮模具132以Z方向相對移動。當上模120與下模130靠近時，下框模134能夠經由脫模膜108與上框模124抵接。
如第1圖所示，移動控制機構138抵接於一體設置在下模130的外周之端部134B而配置。移動控制機構138具備鉤部138A和支撐部138B，其中前述鉤部用於從上方抑制欲藉由彈簧136的力朝Z方向上側移動之下框模134，前述支撐部連接於鉤部138A且能夠相對於可動壓板112自如地控制鉤部138A在Z方向之位置。亦即，移動控制機構138與可動壓板112一同上下移動，但能夠藉由鉤部138A自如地控制下框模134的位置。
另外，第1圖中雖未圖示，但是在上模120和下模130上埋入有複數個加熱器。藉由該加熱器，模具114被加熱至用於樹脂密封的預定溫度(例如175度)。
樹脂密封裝置100的一連串動作由未圖示之處理裝置(控制手段)規定，模具114或移動控制機構138等的動作受到自動控制。
接著，利用第2圖~第3圖對樹脂密封裝置100的動作進行說明。另外，以一點鏈線表示之位置WP表示成為所移動之下模130的基準之初始位置(待機位置)。
首先，在上模120和下模130分離之狀態下，基板102藉由未圖示之輸送機構輸送至上壓縮模具122的附近。此時，未圖示之吸引機構動作(空心箭頭)，基板102藉由經由基板吸附流路118產生於基板吸附口118A之負壓，被吸附或固定於上壓縮模具122。並且，脫模膜108配置於下模130上。並且，未圖示之薄膜吸引機構動作(空心箭頭)，脫模膜108藉由經由薄膜吸附流路135所產生之負壓，被吸附或固定於下模130(第2圖(A))。此時，下框模134的上面與下壓縮模具132的上面的位置藉由移動控制機構138成為相同。另外，模具114被加熱至樹脂密封時的恆定溫度(例如175度)。
接著，樹脂106藉由未圖示之樹脂輸送機構配置於脫模膜108上的預定位置(第2圖(B))。
接著，使可動壓板112向上方移動而使下模130靠近上模120。藉此，從上壓縮模具122突出之銷128與脫模膜108一同插入於設置在下框模134之凹 部134A，脫模膜108被夾緊。接著，上框模124的密封構件124A抵接於下框模134上的脫模膜108，藉由上模120和下模130構成密封狀態。在該階段中暫時停止可動壓板112的上昇，使未圖示之減壓機構相對於模具114動作(黑色箭頭)，經由減壓流路116從減壓口116A開始減壓動作(第2圖(C))。另外，在該時刻，下模130上樹脂106不與吸附於上模120之基板102接觸。
接著，使可動壓板112再次向上方移動，使樹脂106與接合線或者使樹脂106與半導體晶片104接觸(第2圖(D))。在該階段中再次停止可動壓板112的上昇。直到該時刻為止，下框模134的上面與下壓縮模具132的上面的位置藉由移動控制機構138成為相同。
接著，藉由移動控制機構138開始下框模134相對於下壓縮模具132的上昇。並且，使下框模134移動直到下框模134與基板102之間成為間隙Gp之位置為止，藉由移動控制機構138使下框模134的位置停止(第3圖(A))、第4圖(A))。本實施形態中，間隙Gp設為氣體可洩漏之程度的厚度，同時為不會產生樹脂的洩漏之程度的厚度(寬度)，具體而言，藉由型腔的形狀或體積或施加於樹脂之壓力等完成間隙Gp的最佳化。
接著，使可動壓板112再次向上方移動。並且， 下壓縮模具132上昇來壓縮樹脂106。此時，藉由下框模134的移動相對吸附或保持於上模120之基板102保持恆定間隙Gp。亦即，移動控制機構138使下框模134朝向與可動壓板112的移動的相反方向移動，相對於下壓縮模具132壓低下框模134。亦即，在下壓縮模具132與上模120靠近期間，下框模134相對於上模120之位置藉由移動控制機構138(結果上)鎖定，在下框模134與基板102之間設置(恆定)間隙Gp。並且，即使壓縮壓力(基於樹脂之壓力)上昇之後，該間隙Gp亦藉由移動控制機構138的動作得以保持。在壓縮壓力成為預定壓力(用於形成良品之成形品107之壓力)之階段中，停止可動壓板112的移動，保持其壓縮壓力(第1圖、第3圖(B)、第4圖(B)的保壓狀態)。保壓狀態的壓縮壓力是以在熟化(固化)時，在成形品107不產生“縮痕(基於樹脂的固化收縮之成形異常)或空隙、未填充”之方式規定。並且，直到保壓狀態結束為止，保持恆定間隙Gp。亦即，在基於移動控制機構138之下框模134之位置的鎖定持續而設置間隙Gp之狀態下，完成樹脂密封。
接著，經過用於熟化之時間之後，使可動壓板112向下方移動而使上模120和下模130分離(第3圖(C))。此時，為了使減壓流路116洩漏，並且使基板102從上模120順利脫離，將基板吸附流路 118的負壓變更為正壓、亦即鼓風(空心箭頭)。並且，使成形品107殘留於下模側。
接著，使可動壓板112進一步向下方移動，並使上模120和下模130完全分離，使下框模134的上面的位置返回到待機位置WP(第3圖(D))。之後，使可動壓板112與移動控制機構138動作，以使下框模134的表面與下壓縮模具132的表面形成與待機位置WP相同，藉由未圖示之輸送裝置從脫模膜108卸下成形品107。
如此，本實施形態中，不限於所謂習知之閉模這種概念，而是在下壓縮模具132與上模120靠近期間，藉由鎖定下框模134相對於上模120之位置而在下框模134與基板102之間設置間隙Gp。因此，能夠在鎖定下框模134相對於上模120之位置期間之恆定期間，不變更其厚度(寬度)就能夠確保用於排出型腔內的氣體之間隙Gp，能夠無需設置習知之排氣槽(當然，亦可設置排氣槽)。並且，在該一定期間內厚度(寬度)不變之間隙Gp遍及基板102的外周而設置，所以不會如排氣槽那樣局部地排出空氣，而能夠從全周排出型腔內的氣體。因此，與利用習知之排氣槽相比能夠進一步降低成形品107之空隙或未填充。同時，能夠使該間隙Gp的厚度比習知之排氣槽的厚度更薄，所以與習知之排氣槽相比能夠更降低樹脂洩漏的可能性。
並且，本實施形態中，在基於移動控制機構138之下框模134之位置的鎖定持續而設置間隙Gp之狀態下，完成樹脂密封。因此，能夠進一步降低成形品107之空隙或未填充。
亦即，依本實施形態，無需考慮每個基板102的凹凸，而且還能夠避免成形品107中產生空隙或未填充。
另外，可以如第4圖(C)所示之第2實施形態，而不是如第1實施形態在設置間隙Gp之狀態下完成樹脂密封。第2實施形態是在解除基於移動控制機構之下框型234之位置的鎖定而消除間隙Gp之狀態下，完成樹脂密封。此時，例如在壓縮壓力上昇之時間點，使下框模234移動而消除間隙Gp。該時間點可監控壓縮壓力並將其作為觸發，亦可監控可動壓板的位置並將其作為觸發。因此，比起第1實施形態，能夠進一步降低樹脂洩漏的可能性。另外，第2實施形態的樹脂密封裝置的結構或功能與第1實施形態相同，所以將符號的後兩位數設為相同，省略上述以外的說明。
另外，第2實施形態是一口氣消除間隙Gp，但是亦可階段性(包含連續地或非連續地)縮小而消除間隙Gp，亦可僅縮小間隙Gp。並且，將間隙Gp設為即使產生樹脂的洩漏亦可之程度的厚度，當壓縮壓力上昇時，亦可設為不產生樹脂的洩漏之程度的厚 度。
並且，可如第5圖所示之第3實施形態，而不是如上述實施形態由移動控制機構直接自如地控制下框模。第3實施形態中，移動控制機構338具有制動部338A和支撐部338B。制動部338A為能夠朝X方向移動之構件，能夠插入在上模320與下模330的下框模334之間。制動部338A是被設為在插入於上模320和下框模334之間時，能夠在吸附於上模320之基板302與下框模334之間構成間隙Gp之厚度(亦可制動部的厚度與間隙Gp的厚度相同，制動部能夠插入在基板與下框模之間)。支撐部338B安裝於固定壓板310，能夠使制動部338A朝X方向驅動。並且，支撐部338B能夠調整制動部338A在Z方向之位置。另外，上模320為一體結構，但是亦可為與第1、第2實施形態相同的結構。並且，簡略表示下模330，但是亦可為與第1、第2實施形態相同的結構。
當進行樹脂密封時，制動部338A抵接於上模320的下面而配置。並且，正當下壓縮模具332伴隨可動壓板312的上昇而靠近上模320時，藉由制動部338A限制下框模334的上昇，鎖定下框模334相對於上模320之位置且在下框模334與基板302之間設置間隙Gp。在壓縮壓力上昇之時間點將制動部338A從上模320與下框模334之間拔出，消除間隙Gp而 由下框模334夾緊基板302(亦可在設置間隙Gp之狀態下完成樹脂密封)。另外，為了取得壓縮壓力上昇之時間點，能夠與第2實施形態相同地觸發壓力或位置。並且，將基板302樹脂密封。另外，移動控制機構亦可為不具有制動部，而是支撐部位於與下框模相對向之位置，並直接控制下框模的位置之結構。亦即，支撐部亦可具有制動部的功能。此時，亦可從設置間隙Gp時起固定間隙，亦可為藉由支撐部朝Z方向移動而變更間隙Gp之結構(第6圖的第4實施形態的移動控制機構438相當於該支撐部)。或者，亦可以如第7圖的第5實施形態，在上壓縮模具522與下框模534之間配置移動控制機構538，固定地設置間隙Gp。
關於本發明舉出上述實施形態進行了說明，但是本發明並不限定於上述實施形態。亦即，當然可在不脫離本發明的宗旨之範圍內進行改良以及設計的變更。
〔產業上的可利用性〕
本發明的樹脂密封裝置尤其能夠廣泛應用於直接將樹脂配置於型腔之壓縮成形模中。
100‧‧‧樹脂密封裝置
116‧‧‧減壓流路
118‧‧‧基板吸附流路
124B‧‧‧貫穿孔
126‧‧‧彈簧
128‧‧‧銷
104‧‧‧半導體晶片
Gp‧‧‧間隙
124A‧‧‧密封構件
116A‧‧‧減壓口
118A‧‧‧基板吸附口
134A‧‧‧凹部
135‧‧‧薄膜吸附流路
136‧‧‧彈簧
134B‧‧‧貫穿孔
138B‧‧‧支撐部
110‧‧‧固定壓板
114‧‧‧模具
108‧‧‧脫模膜
122‧‧‧上壓縮模具
102‧‧‧基板
120‧‧‧上模
124‧‧‧上框模
138‧‧‧移動控制機構
132‧‧‧下壓縮模具
134‧‧‧下框模
130‧‧‧下模
112‧‧‧可動壓板
138A‧‧‧鉤部

Claims (4)

  1. 一種樹脂密封裝置，其具有：第1模具；及第2模具，該第2模具能夠與該第1模具相對靠近或分離，且具有：具備貫穿孔之框狀模具和嵌合於該貫穿孔而配置之成形模具之結構；並且進行配置於在該第1模具與該第2模具之間形成之型腔之被成形品的樹脂密封，其特徵為：具備控制前述框狀模具在前述能夠靠近或分離之方向上之位置的移動控制機構，在前述成形模具與前述第1模具靠近期間，該框狀模具相對於該第1模具之位置藉由該移動控制機構來鎖定，且在該框狀模具與前述被成形品之間設置間隙來進行前述樹脂密封。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之樹脂密封裝置，其中，在持續基於前述移動控制機構之前述框狀模具位置的鎖定且設有前述間隙之狀態下，完成前述樹脂密封。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之樹脂密封裝置，其中，在解除基於前述移動控制機構之前述框狀模具位置的鎖定且消除該間隙之狀態下，完成前述樹脂密封。
  4. 一種樹脂密封方法，是使用：第1模具；及 第2模具，該第2模具能夠與該第1模具相對靠近或分離，且具有：具備貫穿孔之框狀模具和嵌合於該貫穿孔而配置之成形模具之結構；並且進行配置於在該第1模具與該第2模具之間形成之型腔之被成形品的樹脂密封，其特徵為：包含：在前述成形模具與前述第1模具靠近期間，該框狀模具相對於該第1模具之位置藉由控制前述框狀模具在前述能夠靠近或分離之方向上之位置之移動控制機構來鎖定，且在該框狀模具與前述被成形品之間設置間隙之製程；及設置該間隙來進行前述樹脂密封之製程。
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