TWI452654B

TWI452654B - Resin sealing device and resin sealing method

Info

Publication number: TWI452654B
Application number: TW100111309A
Authority: TW
Inventors: Ryuta Kohno
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2014-09-11
Also published as: CN102233639A; CN102233639B; KR20110120237A; JP2011230423A; JP5490605B2; TW201208010A; KR101230403B1

Description

樹脂密封裝置及樹脂密封方法

本發明係關於一種樹脂密封裝置及樹脂密封方法的技術領域。

專利文獻1中提出有如下樹脂密封裝置：使搭載於基板上的被成型品(半導體晶片和伴隨此的接合導線等)與熱硬化性樹脂一同配置在模具之模腔，進行該模具之減壓或加熱並對該被成型品施加壓縮壓力而進行樹脂密封。另外，該樹脂密封裝置具有具備第1模具、與可相對於該第1模具相對靠近或背離的第2模具的模具。

在此，熱硬化性樹脂為平板形狀(固體)。因此，該樹脂藉由加熱而由固體暫時軟化成低黏度液體後，再次硬化恢複成固體。亦即，以在樹脂從固體變為液體而再次恢複成固體為止的時間(稱為凝膠時間)內完成模具在合模中的移動之方式控制樹脂密封裝置。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2005-186439號公報

然而發明人發現，在如專利文獻1所示之樹脂密封裝置中，例如被成型品之接合導線為較細時，若對少量樹脂用以往的控制進行樹脂密封會產生如下問題。亦即，若樹脂密封為薄樹脂密封厚度，則接合導線之變形量就會變大，有時發生樹脂密封不良。

因此，為了降低對接合導線施加的樹脂壓力，發明人嘗試使樹脂密封時第2模具相對於第1模具的驅動速度(靠近速度)隨著彼此距離變短而變慢，從而進行模具之合模而密封樹脂。並且，此時亦使模具之移動在凝膠時間內結束。但，即使進行那樣的控制亦發生了樹脂密封不良。同時，還出現了用於樹脂密封的時間變長的問題。

因此，本發明係為了解決前述問題點而完成者，其課題在於提供一種在樹脂量較少且樹脂密封厚度較薄的情況下亦能夠避免樹脂密封不良且進一步縮短用於樹脂密封的時間的壓縮成型裝置及壓縮成型方法。

本發明係藉由如下解決前述課題者，在樹脂密封裝置中，具有模具，前述模具具備：第1模具、與基於驅動源可相對於該第1模具相對靠近或背離的第2模具，並且，使搭載於基板上的被成型品與熱硬化性樹脂一同配置於前述模具之模腔，進行該模具之減壓或加熱並對該被成型品施加壓縮壓力而進行樹脂密封，其中，具備控制手段，其分別將前述基板之厚度與前述被成型品之樹脂密封厚度之和相當於構成前述模腔之前述第1模具之表面與第2模具之表面之間的距離的前述第2模具相對於該第1模具之基於前述驅動源之指標位置設為基準位置，將在前述樹脂與被成型品分別配置於前述第1模具與第2模具並被加熱的狀態下該樹脂與被成型品為非接觸狀態即為接觸之前的該第2模具相對於該第1模具之前述指標位置設為第1位置，將相對於前述第1模具比前述第1位置為更近、但比前述基準位置為更遠，且為前述壓縮壓力即將上升之前的前述第2模具相對於該第1模具之前述指標位置設為第2位置，將相對於前述第1模具比前述基準位置為更近，且為前述壓縮壓力剛剛上升之後的前述第2模具相對於該第1模具之前述指標位置設為第3位置，將相對於前述第1模具比前述基準位置為更近，且前述壓縮壓力成為施加於前述被成型品的最大壓縮壓力的前述第2模具相對於該第1模具之前述指標位置設為第4位置，使前述第2模具相對於第1模具之基於前述驅動源的從前述第2位置到第3位置的驅動速度在前述模具的合模中為最慢，並且使從前述第1位置到該第2位置的該驅動速度及從該第3位置到前述第4位置的該驅動速度比從該第2位置到該第3位置的該驅動速度為更快。

本發明針對熱硬化性樹脂之黏度變化的解釋採用新見解，階段性變更樹脂密封時第2模具相對於第1模具的驅動速度。以下利用第3圖(B)說明該新見解。

第3圖(B)中簡要示出樹脂黏度Vs相對於以一定時間加熱熱硬化性樹脂(亦僅稱為樹脂)時的時間t之變化情況。當初發明人所推斷的表示樹脂黏度的圖表由Gv表示。此時，即便使第2模具相對於第1模具的驅動速度隨著相互之間距離變短而變慢，樹脂亦在凝膠時間Tg之廣範圍BR內保持低黏度，因此可以認為亦能夠避免樹脂密封不良。但從發明人的新見解考慮，表示樹脂黏度的圖表可以設想為Gv1。亦即，即使是凝膠時間Tg內，樹脂之低黏度區域亦較窄，而樹脂最低黏度之狀態在凝膠時間之前半較早時機出現。於是，樹脂之黏度從其成為最低黏度的時刻tv慢慢上升而進行硬化。因此，可以認為，如果僅僅使該驅動速度變慢，則向接合導線的負荷因樹脂黏度上升的影響而變大，從而發生樹脂密封不良。尤其是，即使是稍微的樹脂黏度上升，亦會對接合導線之細線化帶來很大影響。

因此，本發明中，在凝膠時間Tg內的儘可能較早的時期，亦即，在即便使驅動速度變慢，熱硬化性樹脂亦儘可能保持低黏度時完成模具在合模中的移動。

具體而言，本發明針對第2模具相對於第1模具的位置(基於驅動源之指標位置)分別特定基準位置、第1位置至第4位置。並且，在模具之合模中使從壓縮壓力即將上升之前的第2位置到壓縮壓力剛剛上升之後的第3位置的驅動速度為最慢。同時，使從樹脂與被成型品即將接觸之前的第1位置到該第2位置的驅動速度及從第3位置到壓縮壓力成為最大壓縮壓力的第4位置的驅動速度比從第2位置到第3位置的驅動速度為更快。

亦即，本發明在模具之合模中，僅在壓縮壓力上升時使驅動速度最慢。並且，尤其從壓縮壓力剛剛上升之後開始，與以往構思相反地加快驅動速度，所以能夠在樹脂黏度低時結束模具在合模中的移動。因此，藉由這些相乘效果，將熱硬化性樹脂實際上對被成型品(之例如接合導線)帶來的影響設為最小限度。亦即，即使是樹脂量較少且樹脂密封厚度較薄的情況下，亦能避免樹脂密封不良。同時亦能縮短用於樹脂密封的時間。

另外，沒有特別限定用於特定前述第2模具相對於前述第1模具的位置的基於驅動源之“指標位置”的相關具體參數。但，若例如從藉由前述驅動源為旋轉驅動源且安裝於該旋轉驅動源之旋轉式編碼器所確定的位置(轉數)得到基於該驅動源之指標位置，則可得到低成本且具有再現性的指標位置。

另外，從前述第3位置到前述第4位置的前述驅動速度設為比從前述第2位置到第3位置的該驅動速度為更快，惟在數值上並無特別限定。但，例如亦可以使從前述第3位置到前述第4位置的前述驅動速度成為從前述第2位置到第3位置的該驅動速度的3倍以上。此時，能比以往更為加快模具在合模中的移動完成時期，並能夠避免樹脂密封不良，並且比以往更大幅縮短用於樹脂密封的時間。或者亦可以互相以數值計，在換算為前述第2模具到前述第1模具的零負荷時的靠近速度時，從前述第2位置到第3位置的前述驅動速度最大為0.2mm/sec，並且在換算為該零負荷時的靠近速度時，從前述第3位置到前述第4位置的該驅動速度設為1mm/sec以上。

另外，當前述第3位置處之壓縮壓力於1MPa至2MPa之間時，即使實際上有樹脂量之誤差，亦能使樹脂在從第2位置至第3位置為止的驅動速度為最慢的期間幾乎遍佈整個模腔。因此在縮短樹脂密封時間的同時，能最穩定地避免樹脂密封不良。

另外，從前述第1位置中基於前述驅動源之指標位置所求出的前述第1模具之表面與前述第2模具之表面的距離係成為前述基板之厚度與前述樹脂密封厚度的4倍以上的值之和為較佳。另外，該數值未必一定要求嚴密性。

另外，當前述控制手段進一步將前述第1位置與第2位置之間之前述指標位置設為第5位置，且使從該第5位置到第2位置的前述驅動速度比從前述第3位置到第4位置的前述驅動速度為更慢時，只要是在第2位置中被成型品之一部份(例如接合導線之一部份等)與樹脂接觸的狀態，就能夠使到達那裏的驅動速度變慢。亦即，能夠進一步降低熱硬化性樹脂對被成型品帶來的影響，能夠進一步降低樹脂密封不良的產生。

另外，從前述第5位置中基於前述驅動源之指標位置所求出的前述第1模具之表面與前述第2模具之表面的距離係成為前述基板之厚度與前述樹脂密封厚度的1.8倍以上的值之和為較佳。另外，該數值未必一定要求嚴密性。

另外，當前述模具加熱成預定溫度且前述樹脂搭載於前述模腔之後到前述第2模具移動到前述第3位置為止的時間成為前述溫度中前述樹脂之凝膠時間的20%至40%之間時，即使樹脂為固體狀態下亦能設為將其軟化或熔融而確實降低樹脂黏度的狀態來提高壓縮壓力。同時，由於能夠比以往更確實地縮短模具在合模中完成移動為止的時間，所以能夠進一步避免樹脂密封不良，並且還能夠縮短用於樹脂密封的時間。

另外，本發明還能掌握為如下之樹脂密封方法，前述方法利用具備第1模具、與對基於驅動源之該第1模具可相對靠近或背離的第2模具的模具，使搭載於基板上的被成型品與熱硬化性樹脂一同配置於前述模具之模腔，進行該模具之減壓或加熱並對該被成型品施加壓縮壓力而進行樹脂密封，其特徵為：包括：分別將前述基板之厚度與前述被成型品的樹脂密封厚度之和相當於構成前述模腔之前述第1模具之表面與第2模具之表面之間的距離的前述第2模具相對於該第1模具的基於前述驅動源之指標位置設為基準位置，將在前述樹脂與被成型品分別配置於前述第1模具與第2模具並被加熱的狀態下該樹脂與被成型品為非接觸狀態即接觸之前的該第2模具相對於該第1模具之前述指標位置設為第1位置，將相對於前述第1模具比前述第1位置為更近、但比前述基準位置為更遠，且為前述壓縮壓力即將上升之前的前述第2模具相對於該第1模具之前述指標位置設為第2位置，將相對於前述第1模具比前述基準位置為更近，且為前述壓縮壓力剛剛上升之後的前述第2模具相對於該第1模具之前述指標位置設為第3位置，將相對於前述第1模具比前述基準位置為更近，且前述壓縮壓力成為施加於前述被成型品的最大壓縮壓力的前述第2模具相對於該第1模具之前述指標位置設為第4位置，使前述第2模具相對於前述第1模具之基於前述驅動源的從前述第2位置到第3位置的驅動速度在前述模具的合模中為最慢所進行的工序，及使從前述第1位置到該第2位置的該驅動速度及從該第3位置到前述第4位置的該驅動速度比從該第2位置到該第3位置的該驅動速度為更快所進行之工序。

根據本發明，即使在樹脂量較少且樹脂密封厚度較薄的情況下，亦能避免樹脂密封不良，且進一步縮短用於樹脂密封的時間。

以下，參照附圖對本發明之實施方式的一例進行詳細說明。

最先利用第1圖說明本發明之實施方式的樹脂密封裝置之簡要結構。另外，“基板102”係作為PCB基板或引線框等支承半導體晶片之基板代表例來示出者。並且，“半導體晶片104”包含於被成型品中。另外，在本實施方式中，被成型品還包含連接基板102與半導體晶片104之接合導線等。並且，“樹脂106”表示熱硬化性樹脂，在本實施方式中為預先成型的平板形狀(固體)。另外，“樹脂106”之厚度與後述之樹脂密封厚度h1幾乎相等。

如第1圖所示般，樹脂密封裝置100具有模具114，前述模具具備：上模120(第1模具)、和藉由未圖示的驅動源可相對於上模120相對靠近或背離之下模130(第2模具)。樹脂密封裝置100使搭載於基板102上的半導體晶片104與樹脂106一同配置於模具114之模腔，進行模具114之減壓或加熱並向半導體晶片104施加壓縮壓力而進行樹脂密封。另外，未圖示的驅動源為後述之馬達(旋轉驅動源)。

以下，對構成要件進行具體說明。

如第1圖所示般，模具114具備上模120和下模130。上模120具備上壓縮模具122和上框124。上壓縮模具122被安裝並固定於模具114之固定壓板110。並且，在上壓縮模具122設置有減壓機構116，模具114合模時所產生的封閉空間可進行減壓。並且，在上壓縮模具122設置有吸附機構118，能夠於上壓縮模具122之表面吸附或保持基板102。上框124為包圍上壓縮模具122外周之框形狀，透過彈簧126安裝於上壓縮模具122。因此，上框124可相對於上壓縮模具122相對移動。在上框124之對置於下框130之面設置有密封構件(O型環等)124A。另外，在上壓縮模具122與上框124之滑動面亦設置有未圖示的密封構件。

下模130具備下壓縮模具132和下框134。下壓縮模具132安裝於模具114之可動壓板112。因此，下框130在第1圖之上下方向可相對於上模120相對靠近或背離。下框134為包圍下壓縮模具132外周之框形狀，透過彈簧136安裝於下壓縮模具132。因此，下框134可相對於下壓縮模具132相對移動。當上模120與下模130靠近時，下框134能夠與上壓縮模具122一同挾持(夾緊)基板102。與此同時下框134可透過下框膜108與上框124相抵接。另外，於下模130設置有用於控制下框134相對於下壓縮模具132的上下動作的下框驅動機構138。因此，在樹脂密封工序中能夠藉由下框驅動機構138適當控制下框134的位置。

並且，在下框130設置有未圖示的膜吸附機構，能夠吸附或保持鋪設於下模130表面的下框膜108。下框膜108伸縮自如，即使被加熱亦能良好地保持從下模130及樹脂密封後的成型品之剝離性。

在安裝有下模130之可動壓板112連結有未圖示的馬達(旋轉驅動源)。並且，在該馬達設置有用於檢測其旋轉量的未圖示的旋轉式編碼器。因此，下模130藉由馬達可相對於上模120靠近或背離，並藉由安裝於馬達的旋轉式編碼器，能夠求出用於特定下模130相對於上模120之位置的“(基於驅動源的)指標位置”。基於該旋轉式編碼器的“指標位置”，在下模130透過基板102與樹脂106及下框膜108接觸於上模120為止(到達後述之基準位置Yst為止)，係與下模130相對於上模120之實際距離(或驅動速度)有相關。而且，在下模130透過基板102與樹脂106及下框膜108接觸於上模120之後，係與壓縮壓力(或壓縮壓力之增大速度)有相關。而且，從該再現性高的觀點考慮，本實施方式中將藉由安裝於馬達的旋轉式編碼器所確定的位置設為“指標位置”為最佳。另外，以下說明中所表示的各指標位置之間的驅動速度之具體值被換算為下模130向上模120之零負荷時的速度。另外，該壓縮壓力藉由未圖示的檢測壓力的機構予以檢測。

另外，元件符號128為設置於上模120的可移動的突狀構件。使突狀構件128按照下框134相對於下壓縮模具132之移動而突出於下框134上的凹部134A，藉此將下框膜108之伸縮變形量設為最小限度。並且，雖未在第1圖中圖示，但在上模120與下模130被埋入有複數個加熱器。模具114藉由該加熱器被加熱至用於樹脂密封之預定溫度(例如175度)。

樹脂密封裝置100之一系列操作由未圖示的操作畫面進行。基於從操作畫面之操作並藉由未圖示的處理裝置(控制手段)來控制模具114等的動作。

接著，利用第2圖至第6圖對樹脂密封裝置100之動作進行說明。另外，第3圖、第4圖圖表之縱軸Y表示藉由安裝於馬達的旋轉式編碼器所確定的下壓縮模具132(或可動壓板112)之指標位置(以下僅稱為指標位置或下模130之指標位置)。亦即，表示指標位置Y越大越形成欲使下模130更為靠近上模120之驅動。另外，第3圖、第4圖之圖表Gj係基於以往控制之圖表，圖表Gh係基於本實施方式之圖表。並且，如第6圖(C)所示般，基板102之厚度h與半導體晶片104之樹脂密封厚度h1之和相當於構成模腔的上模120之上壓縮模具122之表面與下模130之下壓縮模具132之表面之間的距離。將此時下模130相對於上模120之指標位置Y設為基準位置Yst。

首先，在上模120與下模130背離的開模狀態下，基板102藉由未圖示的輸送機構而被吸附或固定於上壓縮模具122。而且，未圖示的樹脂搭載柄移動至模具114內(第3圖中時間t0)。並且，下框膜108配置並吸附於下模130上。此時，下框134之上面與下壓縮模具132之上面之位置分別藉由下框驅動機構138成為相等。另外，模具114被加熱至壓縮密封時的恒溫(例如175度)。

接著，使可動壓板112上升，將下模130之指標位置Y從Y0設為Y1。而且，將樹脂106搭載於下框膜108上(第3圖中時間t1)。並且，使可動壓板112下降，將下模130之指標位置Y恢複到位置Y0(第2圖中步驟S2，第3圖中時間t2)。並且，使樹脂搭載柄從模具114的區域轉移至外部(第2圖中步驟S4)。

接著，使可動壓板112向上方移動並使下模130靠近上模120。並且，於下模130之指標位置Y成為位置Y2(減壓位置)的階段(第2圖中步驟S6，第3圖中時間t3)停止可動壓板112之上升，對模具114開始減壓動作(減壓時間之開始)。另外，在此時點，下模130上的樹脂106與吸附於上模120之基板102互不接觸。

接著，使可動壓板112向上方移動並使下模130之指標位置Y以基於馬達的驅動速度V2(例如44mm/s以下)再次從減壓位置Y2上升(第3圖、第4圖中時間t4)。並且，將下模130之指標位置Y設為樹脂106、接合導線及基板102分別被配置於上模120與下模130並被加熱的狀態下在樹脂106與接合導線及半導體晶片104為非接觸狀態即為接觸之前的位置(最初接觸位置)Y3(第2圖中步驟S8，第3圖、第4圖中時間t5，第6圖(A)之狀態)。而且，使驅動速度V2從最初接觸位置Y3變慢至驅動速度V3(例如2mm/s左右)。並且，藉由下框驅動機構138開始下框134的上升。另外，在最初接觸位置Y3以前，突狀構件128突出而如第1圖所示般將下框膜108壓入凹部134A。並且，成為上框124透過下框膜108而與下框134抵接的狀態而固定下框膜108。亦即，藉由此抵接狀態，基於上模120與下模130之封閉空間(第6圖(A)之狀態)於最初接觸位置Y3以前成密封狀態，而進行減壓。並且，於下框134之上升結束之階段結束減壓(減壓時間之結束與壓縮時間之開始)。

另外，最初接觸位置Y3特定為下模130相對於上模120之指標位置Y中所說的第1位置。在本實施方式中，最初接觸位置Y3中從基於馬達之指標位置Y所求出的上壓縮模具122之表面至下壓縮模具132之表面的距離係設為基板102之厚度h與樹脂密封厚度h1的4倍以上的值之和為較佳。正確地說，上述距離為基板102之厚度h與樹脂密封厚度h1的3倍以上的值及樹脂106之厚度之和，且樹脂密封厚度h1與樹脂106之厚度幾乎相同。結果，半導體晶片104進行與基板102電連接的接合導線例如在比半導體晶片104更靠近下模側以一定程度的高度伸出。這樣的情況下，能夠確保接合導線與樹脂106之非接觸狀態。另外，如第6圖(A)所示般，樹脂密封厚度h1為從包含樹脂密封後之基板102之成型品之厚度減去基板102之厚度h的值。另外，在本實施方式中，下框134相對於下壓縮模具132之位移量最大為4.5mm。因此，在最初接觸位置Y3中所規定的從上壓縮模具122之表面至下壓縮模具132之表面的最大距離成(4.5mm+基板102之厚度h)。

接著，使可動壓板112向上方移動並使下模130以驅動速度V3從最初接觸位置Y3向上模120靠近。並且，將下模130之指標位置Y設為位置Y4(低速切換位置)(第2圖中步驟S10，第4圖中時間t6，第6圖(B)之狀態)。在低速切換位置Y4中從驅動速度V3變更為低速驅動速度V4(例如0.5mm/s左右)。如第6圖(B)所示般，在低速切換位置Y4中結束下框134之上升，成為由下框134與上壓縮模具122挾持基板102之形態。因此，基板102被牢牢固定。低速切換位置Y4特定為下模130相對於上模120之位置中所說的第5位置。在本實施方式中，低速切換位置Y4中從基於馬達之指標位置Y所求出的上壓縮模具122之表面至下壓縮模具132之表面為止的距離係設為基板102之厚度h與樹脂密封厚度h1的1.8倍以上的值之和為較佳。正確地說，上述距離為基板102之厚度h與樹脂密封厚度h1的0.8倍以上的值和樹脂106之厚度之和，且樹脂密封厚度h1與樹脂106之厚度幾乎相同。或者從上壓縮模具122之表面至下壓縮模具132之表面為止的距離亦可為基板102之厚度h、樹脂密封厚度h1及半導體晶片104之厚度h0之和。另外，亦可視需要而在最初接觸位置Y3與低速切換位置Y4之間的位置變更驅動速度。

接著，使可動壓板112向上方移動並使下模130以驅動速度V4從低速切換位置Y4向上模120靠近。並且，將下模130之指標位置Y設為相對於上模120比最初接觸位置Y3(第1位置)和低速切換位置Y4(第5位置)為更近，但比基準位置Yst為更遠，且壓縮壓力即將上升之前的位置Y5(最低速切換位置)(第2圖中步驟S12，第3圖、第4圖中時間t7)。在最低速切換位置Y5中從驅動速度V4變更為最低速的驅動速度V5(例如0.05mm/sec左右且最大為0.2mm/sec)。最低速切換位置Y5特定為下模130相對於上模120之位置中所說的第2位置。在本實施方式中，最低速切換位置Y5中從基於馬達之指標位置Y所求出的上壓縮模具122之表面至下壓縮模具132之表面為止的距離係設為基板102之厚度h、樹脂密封厚度h1及0.1mm至0.3mm之間的值之和為較佳。

接著，使可動壓板112向上方移動並使下模130以驅動速度V5從最低速切換位置Y5向上模120靠近。並且，將下模130之指標位置Y設為相對於上模120比基準位置Yst為更近且壓縮壓力剛剛上升之後的位置Y6(加速位置)(第2圖中步驟14，第4圖中時間t8)。在加速位置Y6中從驅動速度V5變更為被加速後之速度的驅動速度V6(例如1mm/sec以上)。加速位置Y6係特定為下模130相對於上模120之位置中所說的第3位置。在本實施方式中，加速位置Y6中從基於馬達之指標位置Y所求出的上壓縮模具122之表面至下壓縮模具132之表面為止的距離係設為基板102之厚度h、樹脂密封厚度h1及(-0.05mm至-0.15mm)之間的值之和為較佳。另外，如第5圖所示般，在加速位置Y6(第3位置)產生1MPa至2MPa之壓縮壓力。並且，在本實施方式中，如第3圖(B)所示般，從樹脂106搭載於構成模腔的下模130之後到下模130移動至加速位置Y6(第3位置)為止的時間(從時間t1至時間t8為止的時間)為凝膠時間Tg的20%(Tg1)至40%(Tg2)之間。亦即，根據本實施方式，在基於發明人之新見解之圖表Gv1中，亦能夠在樹脂106之低黏度區域AR完成模具114的移動。另外，於使可動壓板112向上方移動並使下模130以驅動速度V5從最低速切換位置Y5向上模120靠近的過程中，產生第6圖(C)的狀態。

接著，使可動壓板112向上方移動並使下模130以驅動速度V6從加速位置Y6向上模120靠近。並且，將下模130之指標位置Y設為相對於上模120比基準位置Yst為更近且壓縮壓力成為施加於半導體晶片104的最大壓縮壓力之位置Y7(保壓位置)(第2圖中步驟S16，第3圖、第4圖中時間t9)。在保壓位置Y7將驅動速度從驅動速度V6設為零(壓縮時間之結束和熟化時間之開始)。保壓位置Y7係特定為下模130相對於上模120之指標位置Y中所說的第4位置。另外，最大壓縮壓力成為保壓壓力。保壓壓力被規定為避免在熟化(cure)時成型品中產生“縮痕(因樹脂硬化收縮所產生的成型異常)”，在本實施方式中設定在8MPa至12MPa之間。

接著，經過熟化時間後，使可動壓板112從固定壓板110背離。並且，進行上模120與下模130的開模，由未圖示的輸送裝置取出被樹脂密封的基板102(僅稱為成型品)。

如此，本實施方式係針對樹脂106之黏度變化之解釋採用新見解，階段性變更樹脂密封時下模130相對於上模120的驅動速度者。以下利用第3圖(B)說明其新見解。

第3圖(B)中簡要示出樹脂106之黏度Vs相對於以一定時間加熱熱硬化性樹脂106時之時間t的變化情況。當初發明人所推斷的表示樹脂106之黏度之圖表由Gv表示。此時，即便使下模相對於上模的驅動速度隨著相互距離變短而變慢，樹脂106亦在凝膠時間Tg之廣範圍BR內保持低黏度，藉此可以認為亦能夠避免樹脂密封不良。但從發明人之新見解考慮，表示樹脂106之黏度之圖表可以設想為Gv1。亦即，即便是凝膠時間Tg內，樹脂106之低黏度區域亦窄而樹脂106之最低黏度狀態係在凝膠時間的前半較早時機出現。並且，樹脂106係黏度從其變成最低黏度之時點tv慢慢上升而進行硬化者。因此，可以認為，如果僅僅使該驅動速度變慢，則對接合導線的負荷會因樹脂106之黏度上升之影響而變大，而發生樹脂密封不良。尤其，即使是稍微的樹脂106之黏度上升，亦會對接合導線之細線化帶來很大影響。

因此，本實施方式中，使模具114在合模中的移動，在凝膠時間Tg內的儘可能較早的時期，亦即，即便使驅動速度變慢，樹脂106亦儘可能保持低黏度時完成。

具體而言，本實施方式中使從最低速切換位置Y5(第2位置)向加速位置Y6(第3位置)的驅動速度V5在模具114的合模中為最慢。同時，使從最初接觸位置Y3(第1位置)向低速切換位置Y4(第5位置)的驅動速度V3、從低速切換位置Y4(第5位置)向最低速切換位置Y5(第2位置)的驅動速度V4、及從加速位置Y6(第3位置)向保壓位置Y7(第4位置)的驅動速度V6，比從最低速切換位置Y5(第2位置)向加速位置Y6(第3位置)的驅動速度V5為更快。

亦即，本實施方式在模具114之合模中，只在壓縮壓力上升時使驅動速度V5最慢。並且，尤其是從壓縮壓力剛剛上升之後，與以往構思相反地加快驅動速度V6，所以能夠在樹脂106之黏度低時完成模具114在合模中的移動。因此，藉由這些相乘效果，將樹脂106實際上對半導體晶片104之接合導線帶來的影響形成為最小限度。亦即，即使是樹脂106的量較少且樹脂密封厚度h1較薄的情況下，亦能避免樹脂密封不良。同時，亦能縮短用於樹脂密封之時間。實際上，在本實施方式之條件中，即使接合導線之直徑為20μm或18μm且半導體晶片上的樹脂厚度為0.3mm，亦能避免樹脂密封不良。

並且，安裝有可動壓板112之下模130的驅動源為馬達，基於驅動源之指標位置Y為藉由安裝於馬達的旋轉式編碼器所確定的位置。因此，能夠以低成本獲得具有再現性之指標位置。更詳細說明的話，雖然伴隨因樹脂106之相變所產生的體積變化，但下模130的實際位置為相同或只變化一點點，即使是成為馬達的大部份旋轉量擔負壓縮壓力之增大之狀態的加速位置Y6(第3位置)、保壓位置Y7(第4位置)，旋轉式編碼器之輸出，亦即指標位置係有連續性，並能夠以高精度且高再現性求出下模130之位置資訊及壓縮壓力資訊。以下參照第5圖進行說明。

在第5圖中示出壓縮壓力與下模130相對於上模120之指標位置Y之關係。縱軸P表示壓縮壓力，縱軸DY表示上模120與下模130之指標位置基礎的距離。如第5圖所示般，在最低速切換位置Y5(第2位置)之前並不產生壓縮壓力，在加速位置Y6(第3位置)以後急劇上升。亦即，加速位置Y6(第3位置)以後，用於供移動可動壓板112之用之馬達之大部分輸出產生壓縮壓力，基於旋轉式編碼器之位置檢測與實際位置相離甚遠。但是，在旋轉式編碼器中，由於其輸出連續且為高精度，所以能夠以高精度再現基於可動壓板112之下模130的位置。但是，未必一定限定於旋轉式編碼器。例如，亦可用肘節連桿來移動可動壓板，以驅動其肘節連桿之滾珠螺桿之轉數為基礎來求出指標位置Y。

並且，在換算為下模130向上模120之零負荷時的靠近速度時，從最低速切換位置Y5(第2位置)向加速位置Y6(第3位置)的驅動速度V5最大為0.2mm/sec，並且在換算為下模130向上模120之零負荷時的靠近速度時，從加速位置Y6(第3位置)向保壓位置Y7(第4位置)的驅動速度V6為1mm/sec以上。並且，從加速位置Y6(第3位置)向保壓位置Y7(第4位置)的驅動速度V6還成為從最低速切換位置Y5(第2位置)向加速位置Y6(第3位置)的驅動速度V5的3倍以上。因此，能夠比以往更加加快模具在合模中的移動完成時期，並能夠避免樹脂密封不良，並且比以往更大幅縮短用於樹脂密封的時間。

並且，由於加速位置Y6(第3位置)處的壓縮壓力在1MPa至2MPa之間，所以即使樹脂106之量存在實際上的誤差(±100mg左右)，亦能使樹脂106在從最低速切換位置Y5(第2位置)至加速位置Y6(第3位置)為止的驅動速度最慢的V5期間幾乎遍佈整個模腔。因此，可縮短樹脂密封時間，並且能最穩定地避免樹脂密封不良。但是，未必一定限定於此。

並且，最初接觸位置Y3(第1位置)處的從基於馬達之指標位置Y所求出的上模120(之上壓縮模具122)之表面與下模130(之下壓縮模具132)之表面的距離為基板102之厚度h與前述樹脂密封厚度h1的4倍以上的值之和，但未必一定要求嚴密性。另外，未必一定限定於此。

並且，處理裝置(控制手段)進一步將最初接觸位置Y3(第1位置)與最低速切換位置Y5(第2位置)之間的位置設為低速切換位置Y4(第5位置)，並使從低速切換位置Y4(第5位置)向最低速切換位置Y5(第2位置)的驅動速度V4比從加速位置Y6(第3位置)向保壓位置Y7(第4位置)的驅動速度V6為更慢。因此，只要是在最低速切換位置Y5(第2位置)中半導體晶片104中的例如接合導線之一部份等與樹脂106接觸之狀態，就能夠使到達那裏的驅動速度變慢。亦即，能夠進一步降低熱硬化性樹脂106對半導體晶片104或接合導線等帶來的影響，能夠進一步降低樹脂密封不良的發生。但，未必一定限定於此。

並且，低速切換位置Y4(第5位置)中從基於馬達之指標位置Y所求出的上模120之表面與下模130之表面的距離為基板102之厚度h與樹脂密封厚度h1的1.8倍以上的值之和，但未必一定限定於此。另外，該數值未必要求嚴密性。

並且，如第3圖(B)所示般，從模具114被加熱成預定溫度(175度)且樹脂106搭載於模腔之後到下模130向加速位置Y6(第3位置)移動為止的時間(時間t1至時間t8)為預定溫度中樹脂106之凝膠時間的20%至40%之間。因此，能夠將樹脂106從固體狀態軟化、熔融而形成為確實降低樹脂106之黏度之狀態，而可使壓縮壓力上升。同時，由於能夠比以往更確實地縮短模具114在合模中完成移動為止的時間，所以能夠進一步避免樹脂密封不良，並且還能夠縮短用於樹脂密封的時間。

在本實施方式中，能夠將在以往的控制中實際上耗費20秒的壓縮時間縮短為10秒以下，並且將曾為3%以上的接合導線變形量改善至1～2%左右。

亦即，根據本實施方式，即使於樹脂106量較少且樹脂密封厚度h1較薄的情況下，亦能避免樹脂密封不良且進一步縮短用於樹脂密封的時間。

對於本發明舉出本實施方式進行了說明，但本發明並不限定於本實施方式。亦即在不脫離本發明要旨範圍內，可以進行改良及設計上的變更，這是不言而喻的。

例如，在本實施方式中存在接合導線，但本發明並不限定於此，亦可以是沒有接合導線之半導體晶片的覆晶接合等的情況。並且，亦可以是樹脂密封厚度比較厚的情況。無論何種情況，本發明都能夠相應避免樹脂密封不良，並且能進一步縮短用於樹脂密封的時間。

另外，在本實施方式中，樹脂106為預先成型的平板形狀，但本發明並不限定於此。例如亦可以是粉末狀或粒狀樹脂。

(產業上可利用性)

本發明之樹脂密封裝置尤其在半導體晶片上有接合導線等且樹脂量較少且樹脂密封厚度較薄的情況下具有顯著效果，但並不侷限於這些，能夠進一步擴展其可利用性。

100．．．樹脂密封裝置

102．．．基板

104．．．半導體晶片

106．．．樹脂

108．．．下框膜

110．．．固定壓板

112．．．可動壓板

114．．．模具

116．．．減壓機構

118．．．吸附機構

120．．．上模

122．．．上壓縮模具

124．．．上框

124A．．．密封構件

126、136．．．彈簧

128．．．突狀構件

130．．．下模

132．．．下壓縮模具

134．．．下框

138．．．下框驅動機構

第1圖為表示本發明之實施方式之樹脂密封裝置之一例的模式圖。

第2圖為表示該樹脂密封裝置之一部份動作之流程的圖。

第3圖為表示該樹脂密封裝置之一部份動作之動作線圖(第3圖(A))和以模式表示樹脂黏度變化的圖(第3圖(B))。

第4圖為詳細表示第3圖之動作線圖之另外一部份的模式圖。

第5圖為表示第4圖之動作線圖之一部份與壓縮壓力之關係的模式圖。

第6圖為在第4圖之動作線圖中，表示代表性上模與下模之位置關係的模式圖。

Y．．．指標位置

Y2．．．減壓位置

Y3．．．最初接觸位置

Y4．．．低速切換位置

Y5．．．最低速切換位置

Y6．．．加速位置

Y7．．．保壓位置

t、t4、t5、t6、t7、t8、t9．．．時間

V2、V3、V4、V5、V6．．．驅動速度

Yst．．．基準位置

Claims

一種樹脂密封裝置，前述裝置具有模具，前述模具具備：第1模具、和基於驅動源可相對於該第1模具相對靠近或背離的第2模具，使搭載於基板上的被成型品與熱硬化性樹脂一同配置於前述模具之模腔，進行該模具之減壓或加熱並對該被成型品施加壓縮壓力而進行樹脂密封，其特徵為：具備控制手段，其分別將前述基板之厚度與前述被成型品之樹脂密封厚度之和相當於構成前述模腔之前述第1模具之表面與第2模具之表面之間的距離的前述第2模具相對於該第1模具的基於前述驅動源之指標位置設為基準位置，將在前述樹脂與被成型品分別配置於前述第1模具與第2模具並被加熱的狀態下該樹脂與被成型品為非接觸狀態即為接觸之前的該第2模具相對於該第1模具之前述指標位置設為第1位置，將相對於前述第1模具比前述第1位置為更近、但比前述基準位置為更遠，且為前述壓縮壓力即將上升之前的前述第2模具相對於該第1模具之前述指標位置設為第2位置，將相對於前述第1模具比前述基準位置為更近，且為前述壓縮壓力剛剛上升之後的前述第2模具相對於該第1模具之前述指標位置設為第3位置，將相對於前述第1模具比前述基準位置為更近，且前述壓縮壓力成為施加於前述被成型品的最大壓縮壓力的前述第2模具相對於該第1模具之前述指標位置設為第4位置，使前述第2模具相對於前述第1模具之基於前述驅動源的從前述第2位置到第3位置的驅動速度在前述模具的合模中為最慢，並且使從前述第1位置到該第2位置的該驅動速度及從該第3位置到前述第4位置的該驅動速度比從該第2位置到該第3位置的該驅動速度為更快。
如申請專利範圍第1項所述之樹脂密封裝置，其中，前述驅動源為旋轉驅動源，基於該驅動源之指標位置為藉由被安裝於該旋轉驅動源的旋轉式編碼器所確定的位置。
如申請專利範圍第1或2項所述之樹脂密封裝置，其中，從前述第3位置到前述第4位置的前述驅動速度係從前述第2位置到第3位置的該驅動速度的3倍以上。
如申請專利範圍第1或2項所述之樹脂密封裝置，其中，從前述第2位置到第3位置的前述驅動速度換算為前述第2模具相對於前述第1模具在零負荷時的靠近速度時，最大設為0.2mm/sec，並且，從前述第3位置到前述第4位置的該驅動速度換算為該零負荷時的靠近速度時，設為1mm/sec以上。
如申請專利範圍第1或2項所述之樹脂密封裝置，其中，前述第3位置處的壓縮壓力設為1MPa至2MPa之間。
如申請專利範圍第1或2項所述之樹脂密封裝置，其中，前述第1位置中從基於前述驅動源之指標位置所求出的前述第1模具之表面與前述第2模具之表面的距離係被設為前述基板厚度與前述樹脂密封厚度4倍以上的值的和。
如申請專利範圍第1或2項所述之樹脂密封裝置，其中，前述控制手段進一步將前述第1位置與第2位置之間之前述指標位置設為第5位置，使從該第5位置到第2位置的前述驅動速度比從前述第3位置到第4位置的前述驅動速度為更慢。
如申請專利範圍第7項所述之樹脂密封裝置，其中，前述第5位置中從基於前述驅動源之指標位置所求出的前述第1模具之表面與前述第2模具之表面的距離為前述基板厚度與前述樹脂密封厚度的1.8倍以上的值之和。
如申請專利範圍第1或2項所述之樹脂密封裝置，其中，前述模具被加熱成預定溫度，從前述樹脂搭載於前述模腔之後到前述第2模具向前述第3位置移動為止的時間係被設為前述溫度中前述樹脂之凝膠時間的20%至40%之間。
一種樹脂密封方法，前述方法利用具備第1模具、和對基於驅動源之該第1模具可相對靠近或背離的第2模具的模具，使搭載於基板上的被成型品與熱硬化性樹脂一同配置於前述模具之模腔，進行該模具之減壓或加熱並對該被成型品施加壓縮壓力而進行樹脂密封，其特徵為：包括：分別將前述基板之厚度與前述被成型品之樹脂密封厚度之和相當於構成前述模腔的前述第1模具之表面與第2模具之表面之間的距離的前述第2模具相對於該第1模具的基於前述驅動源之指標位置設為基準位置，將在前述樹脂與被成型品分別配置於前述第1模具與第2模具並被加熱的狀態下該樹脂與被成型品為非接觸狀態即接觸之前的該第2模具相對於該第1模具之前述指標位置設為第1位置，將相對於前述第1模具比前述第1位置為更近、但比前述基準位置為更遠，且為前述壓縮壓力即將上升之前的前述第2模具相對於該第1模具之前述指標位置設為第2位置，將相對於前述第1模具比前述基準位置為更近，且為前述壓縮壓力剛剛上升之後的前述第2模具相對於該第1模具之前述指標位置設為第3位置，將相對於前述第1模具比前述基準位置為更近，且前述壓縮壓力成為施加於前述被成型品的最大壓縮壓力的前述第2模具相對於該第1模具之前述指標位置設為第4位置，使前述第2模具相對於前述第1模具之基於前述驅動源的從前述第2位置到第3位置的驅動速度在前述模具的合模中為最慢所進行的工序，及使從前述第1位置到該第2位置的該驅動速度及從該第3位置到前述第4位置的該驅動速度比從該第2位置到該第3位置的該驅動速度為更快所進行的工序。