WO2014136509A1 - 樹脂モールド金型、樹脂モールド装置、樹脂モールド方法、および樹脂モールド金型の評価方法 - Google Patents

樹脂モールド金型、樹脂モールド装置、樹脂モールド方法、および樹脂モールド金型の評価方法 Download PDF

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resin
cavity
air vent
workpiece
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川口 誠
正明 涌井
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アピックヤマダ株式会社
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    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector

Definitions

  • the present invention relates to a technique effective when applied to a resin mold, a resin mold apparatus, a resin mold method, and a resin mold evaluation method.
  • Patent Document 1 describes a technique using a resin mold in order to fill an underfill resin between a substrate and a semiconductor chip flip-chip connected thereto. Yes. And this patent document 1 describes the intermediate plate arrange
  • voids air pools
  • the joint portion between the substrate and the semiconductor chip is not sufficiently protected. For example, dielectric breakdown is likely to occur due to deterioration with time, and reliability is lowered. For this reason, if the semiconductor device in which the void is generated is regarded as a defective product, the manufacturing yield of the semiconductor device is reduced.
  • An object of the present invention is to provide a technique capable of improving resin filling properties.
  • a resin mold in one embodiment, includes a first mold, a second mold for supporting a workpiece on which a chip component is mounted, with the chip component facing the first mold, A pot and a plunger assembled to either the first mold or the second mold and supplying mold resin, an intermediate mold having a cavity hole communicating with the pot and accommodating the chip component, and the intermediate mold
  • An air vent groove formed between at least one of a mold and the first mold or the second mold, and at least one of the first or second mold facing the air vent groove can be moved forward and backward.
  • a depressurized environment in which the workpiece and the intermediate mold are clamped by the first mold and the second mold, and air is sucked from the air vent groove to be formed in the mold. Under By closing the air vent grooves in the movable pins, and wherein the damming the mold resin said overflow from the cavity opening.
  • the resin mold apparatus in one embodiment of the present invention is a resin mold apparatus comprising the resin mold and a control unit that controls the operation of the resin mold, wherein the control unit includes: (a) the first A process of clamping the workpiece and the intermediate mold between the mold and the second mold; (b) a process of forming air in a reduced pressure environment by sucking air from the air vent groove; and (c). And a process of blocking the air vent groove by causing the movable pin to enter and damming the mold resin overflowed from the cavity hole.
  • a resin molding method is the resin molding method using the resin mold, wherein (a) the workpiece and the intermediate mold are clamped by the first mold and the second mold. And (b) forming a reduced pressure environment by sucking air into the mold from the air vent groove, and (c) closing the air vent groove by allowing the movable pin to enter and overflowing from the cavity hole. And damming the mold resin.
  • the mold resin is pumped from the molding cavity to the dummy cavity together with air (particularly, the air contained in the resin flow front) so that no air remains in the mold resin filled with the resin in the molding cavity. can do. Therefore, the mold resin filled in the molding cavity can improve the resin filling property even in a narrow portion arranged in the molding cavity.
  • the resin mold in the embodiment includes first and second exchangeable molds that can be exchanged as the intermediate mold, and the size of the cavity hole of the first intermediate mold is the second intermediate mold. It is more preferable that the size of the cavity hole is smaller.
  • the resin mold includes first and second intermediate molds that can be replaced as the intermediate mold, and the size of the cavity hole of the first intermediate mold is as follows. (D) performing the steps (a), (b), and (c) using the first intermediate mold, wherein the size of the cavity hole of the second intermediate mold is smaller; A step of thermosetting the resin filled in the cavity hole to mold the first molded product; and (e) after the step (d), the first molded product is placed in the cavity hole of the second intermediate mold. A step of accommodating and arranging the second intermediate mold; and (f) after the step (e), the steps (a), (b), and (c) are performed using the second intermediate mold.
  • the resin filled in the cavity hole of the second intermediate mold is thermoset to cover the first molded product.
  • a step of forming a shaped article it is more preferable to include.
  • the first molded product filled with resin is formed in a narrow space using the first intermediate mold, and the second molded product covering the first molded product using the second intermediate mold is formed.
  • a wall side wall of the cavity hole of the 1st intermediate mold
  • mold resin is a chip part. It becomes difficult to pass through the surroundings, and the resin filling property is improved even in a narrow place.
  • a dummy cavity communicating with the cavity hole and the air vent is formed in the intermediate mold.
  • the size of the dummy cavity hole constituting the dummy cavity can be adjusted with the same intermediate mold in accordance with the size of the cavity hole constituting the molding cavity. That is, the amount of mold resin passing through the molding cavity can be increased, and air can be discharged more reliably.
  • the chip component flip-chip connected to the substrate is supplied to the resin mold as a workpiece, More preferably, the method includes a step of placing the first intermediate mold so as to accommodate the chip part in the cavity hole of the first intermediate mold and cover the workpiece. According to the above configuration, the resin filling property between the substrate and the chip component flip-chip connected to the substrate can be improved.
  • a method for evaluating a resin mold according to an embodiment of the present invention is characterized in that a dummy work having a dummy chip imitating the shape of the chip part used in an actual molded product is used as the work. According to this, the mold structure and control can be evaluated inexpensively and efficiently.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a main part of the resin mold device in use after FIG. 9. It is typical sectional drawing of the principal part of the resin mold apparatus of the use condition following FIG. It is typical sectional drawing of the principal part of the resin mold apparatus in 3rd Embodiment of this invention. It is typical sectional drawing of the principal part of the resin mold apparatus of the use condition following FIG. It is typical sectional drawing of the principal part of the resin mold apparatus of the use condition following FIG. It is typical sectional drawing of the principal part of the resin mold apparatus of the use condition following FIG. It is typical sectional drawing of the principal part of the resin mold apparatus of the use condition following FIG. It is typical sectional drawing of the principal part of the resin mold apparatus of the use condition following FIG.
  • the number of components is limited to that specific number unless otherwise specified or in principle limited to a specific number in principle. It may be more than a specific number or less.
  • the shape of a component, etc. it shall include substantially the same or similar to the shape, etc., unless explicitly stated or in principle otherwise considered otherwise .
  • the final molded product in the first embodiment of the present invention, a molded product (hereinafter referred to as “final molded product”) that has been subjected to the final process in this apparatus by a resin molding method (two-step molding method) using two intermediate molds.
  • the final molded product in the present invention refers to a workpiece taken out from a resin mold device, and is, for example, molded (manufactured) as a semiconductor device (semiconductor package).
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part (mainly a resin mold 10) of the resin mold apparatus 100.
  • a one-dot chain line in FIG. 1 is shown as a boundary line.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the work W to be resin molded.
  • a line AA in FIG. 2 is shown as a cross-sectional location of the workpiece W shown in FIG.
  • the resin molding apparatus 100 is configured to include at least one press unit between a supply unit and a storage unit (not shown).
  • the resin mold apparatus 100 includes a resin mold 10 at the press portion.
  • preparation and processing for supplying the workpiece W and the resin R (for example, tablet, granule, or liquid mold resin) to the press unit are performed.
  • preparation and processing for storing the work W molded with resin are performed.
  • a loader (not shown) for carrying in the press part and an unloader (not shown) for carrying out from the press part are used for transporting the workpiece W and the resin R between the supply part, the press part and the storage part.
  • the workpiece W is obtained by mounting a chip component 102 (for example, a semiconductor chip such as a CPU) and a component 103 (for example, an electronic component such as a chip capacitor) on a substrate 101 (for example, a wiring substrate).
  • the chip component 102 is flip-chip connected to the substrate 101 via bumps 104 (shown in a transparent state in FIG. 2) arranged in a matrix. For this reason, a narrow portion (a gap between the bump height or a narrow pitch bump) is formed between the substrate 101 and the chip component 102 (see FIG. 1).
  • an underfill process is performed on the chip component 102 on the substrate 101 using the resin mold 10.
  • a plurality of chip components 102 configured to be stacked and mountable by using a technology such as TSV (Through Silicon Silicon Via) may be stacked and mounted on the substrate 101 as the workpiece W.
  • a chip member 102 may be used in which another member such as a heat conductor for heat radiation or a transparent member for light transmission is laminated.
  • a conductive member such as a conductive bump or a solder ball may be arranged around the chip component 102, and the molding described later may be performed in a state where these are also clamped.
  • a resin mold 10 includes an upper mold 11 (first mold) and a lower mold 12 (second mold) that are arranged so as to be capable of opening and closing (mold closing). And a plate-shaped intermediate mold 20 clamped (sandwiched) between the upper mold 11 and the lower mold 12.
  • the resin mold 10 includes a first intermediate mold 20 ⁇ / b> A (see FIG. 5) and a second intermediate mold 20 ⁇ / b> B (see FIG. 8) that can be replaced as the intermediate mold 20.
  • the first intermediate mold 20A and the second intermediate mold 20B are such that the size of the cavity hole 22 of the first intermediate mold 20A is larger than the size of the cavity hole 22 of the second intermediate mold 20B. Is also different.
  • the first intermediate mold 20A and the second intermediate mold 20B will be described using the intermediate mold 20 for description of common items, and will be described for descriptions of different items.
  • the plate-shaped intermediate mold 20 is made of the same material as that of the upper mold 11 and the lower mold 12 in terms of preventing mismatch of thermal expansion coefficients.
  • the intermediate mold 20 can be made of a metal material such as various kinds of alloys such as general stainless steel (steel material), titanium, nickel, and copper.
  • the intermediate mold 20 may be made of a resin material such as a polyimide resin or engineering plastic having high heat resistance or wear resistance, or a ceramic material.
  • the resin mold 10 when the upper mold 11 is a fixed mold and the lower mold 12 is a movable mold (drive mold), the upper mold 11 and the lower mold 12 are respectively fixed to a fixed platen and a movable platen (not shown). Assembled.
  • the resin mold 10 is molded by a known mold clamping mechanism that moves the movable platen up and down via a drive transmission mechanism (link mechanism such as a toggle link or a screw shaft) driven by a drive source (electric motor). Opening and closing is performed. For this reason, about the raising / lowering operation
  • the resin mold 10 As shown in FIG. 1, in the resin mold 10, the upper mold 11 and the lower mold 12 are clamped with the intermediate mold 20 clamped, and the pot 13, the call 14, the runner gate 15, and the molding cavity 16 are clamped. Thus, a communication path is formed in which the through gate 17, the dummy cavity 18, and the air vent 19 are communicated (connected) in this order.
  • the resin mold 10 the resin R that is pumped from the pot 13 and filled in the molding cavity 16 is thermally cured.
  • the resin mold 10 has a symmetrical configuration with the pot 13 as the center, and FIG. 1 shows the left configuration with the pot 13 as the center, and the right side with the same configuration. The structure which reversed is provided.
  • the configuration shown in the figure may be provided only on one side of the pot 13 without being symmetrically configured with the pot 13 as the center.
  • the upper mold 11 includes an upper mold base block 30, an upper mold clamper block 31, an upper mold cavity block 32, and a spring 33.
  • an upper mold base block 30 surface on the lower mold 12 side
  • a single plate-like upper mold clamper block 31 is fixed and assembled on this upper surface.
  • the lower surface of the upper mold clamper block 31 constitutes a parting surface (clamp surface) of the upper mold 11.
  • the upper die clamper block 31 is provided with a through hole 34 formed so as to penetrate in the thickness direction.
  • a spring 33 which is an elastic body is fixed and assembled to the lower surface of the upper mold base block 30 in the through hole 34 of the upper mold clamper block 31.
  • the upper mold cavity block 32 is fixed and assembled on the upper surface side. Therefore, the upper mold cavity block 32 is suspended and supported by the upper mold base block 30 by the spring 33 so that it can move up and down within the through hole 34 of the upper mold clamper block 31.
  • the upper mold cavity block 32 is elastically supported by the upper mold base block 30 by the spring 33.
  • the lower surface 35 (the surface on the lower mold 12 side) of the upper mold cavity block 32 constitutes the parting surface of the upper mold 11 and also constitutes one surface (bottom surface or top surface) of the molding cavity 16.
  • the wedge mechanism is configured so that the overall thickness is variable by moving one of the wedges with the inclined surfaces of the pair of wedges facing each other.
  • the mold cavity block 32 may be configured to be movable up and down.
  • a concave portion 36 constituting the cull 14 and a concave portion 37 constituting the dummy cavity 18 are provided on the lower surface of the upper clamper block 31.
  • the inner surfaces of these recesses 36 and 37 constitute the parting surface of the upper mold 11. Note that the wall surfaces (side surfaces) of the recesses 36 and 37 are tapered so as to reduce the diameter from the opening toward the bottom for release.
  • the release film 40 is stretched on the lower surface of the upper mold cavity block 32 and the parting surface of the upper mold 11 including the recesses 36 and 37.
  • the long release film 40 is provided so as to be drawn out from a feeding roll wound up in a roll shape, passed through the parting surface of the upper mold 11 and wound up onto a winding roll. It is done.
  • the release film 40 is sucked and held on the parting surface of the upper mold 11 by a known suction mechanism using a gap between the upper mold cavity block 32 and the upper mold clamper block 31 or a suction path (not shown). .
  • the release film 40 may be omitted, the molded product (work W) can be easily taken out from the upper mold 11 via the release film 40.
  • the release film 40 is used to more reliably prevent resin leakage from the gap between the upper mold clamper block 31 and the upper mold cavity block 32. it can.
  • it is possible to protect the end face of the chip component 102 and to prevent flash flash. For this reason, when using the chip component 102 which has a wiring part and a light emission part in an end surface, it can shape
  • a sealing mechanism can be provided between these so that the clearance gap between the upper mold
  • this sealing mechanism for example, a groove portion is formed on the outer periphery of the upper mold cavity block 32, and the groove portion is made of a resin material having a linear expansion coefficient larger than that of the mold material and is expanded by heating to seal the gap. It can be set as the structure provided with material.
  • the release film 40 has heat resistance that can withstand the heating temperature of the resin mold 10, and is easily peeled off from the parting surface of the upper mold 11 and is a film material having flexibility and extensibility. is there.
  • the release film 40 for example, PTFE, ETFE, PET, FEP, fluorine-impregnated glass cloth, polypropylene, polyvinylidine chloride and the like are preferably used.
  • the lower mold 12 includes a lower mold base block (not shown), a lower mold clamper block 41, a work support block 42 (work support section), a plate thickness adjustment mechanism section 43, a spring. 47.
  • a lower mold base block On the upper surface of the lower mold base block (the surface on the upper mold 11 side), a single plate-like lower mold clamper block 41 is fixed and assembled on the lower surface.
  • the upper surface of the lower mold clamper block 41 constitutes a parting surface (clamp surface) of the lower mold 12.
  • the lower mold clamper block 41 is provided with through holes 44 and 45 formed so as to penetrate in the thickness direction.
  • a cylindrical pot 13 to which the resin R is supplied is fixed and assembled.
  • the upper end surface of the pot 13 and the parting surface of the lower clamper block 41 are flush with each other.
  • a plunger 46 that can be moved up and down by a known transfer drive mechanism (not shown) is provided in the pot 13.
  • the transfer drive mechanism includes, for example, a pressure sensor that detects the pressure applied to the shaft of the plunger 46.
  • the pressure value of this pressure sensor corresponds to the pressure value received from the resin R at the head portion of the plunger 46 in the pot 13.
  • the transfer drive mechanism also includes a ball screw (not shown) connected to the shaft of the plunger 46 via the pressure sensor, a servo motor (not shown) that rotates the ball screw, and the rotation speed of the servo motor. It comprises an encoder for detection (not shown).
  • the rotation speed of the encoder corresponds to the drive amount (movement amount) of the plunger 46 in the pot 13.
  • the tip position of the resin flowing in the resin mold 10 can be estimated by the driving amount of the plunger 46, and is used for the control described later.
  • a spring 47 is fixedly assembled to the upper surface of the lower mold base block in the through hole 45 of the lower mold clamper block 41.
  • a work support block 42 is fixed and assembled on the lower surface side. For this reason, the work support block 42 is supported in a floating manner so as to be movable up and down in the through hole 45 of the lower mold clamper block 41.
  • the upper surface of the workpiece support block 42 constitutes a parting surface of the lower mold 12 and also constitutes a placement surface for the workpiece W.
  • the resin mold 10 is clamped and the work support block 42 is in contact with the plate thickness adjusting mechanism 43. However, when the mold is opened, the work support block 42 is set to the plate thickness adjusting mechanism. It may be separated from the portion 43 (floating).
  • the spring 47 is set to have a smaller elastic force than the spring 33 provided in the upper mold 11. Specifically, the force applied by the spring 33 to the workpiece W and the workpiece support block 42 is larger than the force urged by the spring 47. As a result, the lower mold 3 is raised during mold clamping, so that the spring 47 can be bent without bending the spring 33, and at a uniform height position regardless of the thickness of the workpiece W (substrate 101). The workpiece W can be clamped. In other words, the parting surface of the upper mold cavity block 32 can continue to act on the back surface of the chip component 102 (the surface opposite to the surface on which the bumps 104 are formed) via the release film 40.
  • plate thickness adjusting blocks 43a and 43b whose interfaces are formed on tapered surfaces (inclined surfaces) are provided to overlap each other.
  • the plate thickness adjustment blocks 43a and 43b are wedge-shaped so that the overall thickness is uniform in the cross-sectional depth direction by combining blocks having different thicknesses in the cross-sectional view depth direction (perpendicular to the paper surface).
  • a plate thickness adjusting mechanism 43 is provided so that one of the plate thickness adjusting blocks 43a and 43b superimposed on the upper and lower stages can be slid by a driving source such as an air cylinder or a motor.
  • the lower mold 12 is raised and supported and fixed at a predetermined height by the wedge structure of the plate thickness adjusting mechanism 43 even when a force to push down the work support block 42 by the upper mold cavity block 32 (spring 33) is applied. Can do. That is, the upper mold cavity block 32 prevents the work support block 42 from being pushed down excessively.
  • the intermediate mold 20 has a cull hole 21 (through hole) that is formed so as to penetrate the thickness direction and constitute the cull 14.
  • the cull hole 21 is provided between the pot 13 and the recess 36 so as to communicate with them.
  • the opening on the recess 36 side of the cull hole 21 is present in the opening area of the recess 36 in plan view.
  • the wall surface (side surface) of the cull hole 21 is tapered so that the diameter increases from the opening on the pot 13 side toward the opening on the concave portion 36 side. Therefore, the cull hole 21 of the intermediate mold 20 expands the resin R from the pot 13 to the recess 36 and facilitates pressure feeding. Further, the cull hole 21 makes it easy to take out unnecessary molding resin Rx1 from the intermediate mold 20 (see FIG. 5).
  • the intermediate mold 20 has a cavity hole 22 (through hole) that is formed so as to penetrate in the thickness direction and that constitutes the side surface of the molding cavity 16.
  • the cavity hole 22 is formed so as to be disposed between the work support block 42 and the upper mold cavity block 32.
  • the opening on the upper die cavity block 32 side of the cavity hole 22 exists in the parting surface of the upper die cavity block 32 in plan view.
  • the side wall (side surface) of the cavity hole 22 is tapered so that the diameter decreases from the opening on the work support block 42 side toward the opening on the upper mold cavity block 32 side.
  • the cavity hole 22 is formed in a shape that expands toward the workpiece W.
  • the cavity hole 22 of the intermediate mold 20 facilitates the insertion of the chip part 102 when the intermediate mold 20 and the workpiece W are overlapped as will be described later, and prevents the chip part 102 from being damaged. (See FIG. 1). Further, the cavity hole 22 of the intermediate mold 20 makes it easy to take out the work W on which the first molded product R1 (first resin mold part) is formed from the intermediate mold 20 downward (see FIG. 5). ).
  • the intermediate mold 20 has a dummy cavity hole 23 (through hole) that is formed so as to penetrate in the thickness direction, which constitutes the dummy cavity 18.
  • the dummy cavity hole 23 is provided between the lower mold clamper block 41 and the recess 37.
  • the opening on the recess 37 side of the dummy cavity hole 23 exists in the opening area of the recess 37 in plan view.
  • the wall surface (side surface) of the dummy cavity hole 23 is tapered so that the diameter increases from the opening on the lower mold clamper block 41 side toward the opening on the concave portion 37 side. Therefore, the dummy cavity hole 23 of the intermediate mold 20 makes it easy to take out unnecessary molding resin Rx2 upward from the intermediate mold 20 (see FIG. 5). Unlike the cavity hole 22, the dummy cavity hole 23 is not necessarily provided.
  • the resin R is pressure-fed together with air from the molding cavity 16 to the dummy cavity 18 so that the resin R air filled in the molding cavity 16 does not remain. Therefore, in this embodiment, by providing the dummy cavity 18 with the dummy cavity hole 23 in the intermediate mold 20, the amount of the resin R that passes through the molding cavity 16 is increased, and the air is discharged more reliably. Yes.
  • the first intermediate mold 20A has a recess 24 formed on the parting surface on the lower mold 12 side that accommodates the component 103 of the workpiece W during mold clamping.
  • a plurality of components 103 are provided along the periphery (outer periphery) of the chip component 102.
  • the recessed part 24 may be comprised from the long groove of the ring shape of planar view so that all the components 103 may be accommodated, and may be comprised from multiple pieces so that each of each component 103 may be accommodated. .
  • the intermediate mold 20 has a first groove 25 (runner groove) formed at a certain depth along the parting surface on the upper mold 11 side that constitutes the runner gate 15.
  • the first groove 25 is formed so that one end communicates with the peripheral edge of the opening of the recess 36 and the other end communicates with the side wall of the cavity hole 22. Therefore, the first groove 25 of the intermediate mold 20 is configured to send out the resin R fed from the concave portion 36 (the cull 14) whose diameter of the side wall is increased to the molding cavity 16 (the cavity hole 22) (runner gate 15). It has become. For this reason, since it is not necessary to provide a runner gate on the substrate 101, it is possible to prevent resin leakage from the end face of the substrate 101 and to form the runner gate 15 on the substrate 101 without leaving the resin R. Become.
  • the intermediate mold 20 has a second groove 26 (runner groove) formed at a certain depth along the parting surface on the upper mold 11 side that constitutes the through gate 17.
  • the second groove 26 is formed so that one end communicates with the side wall of the cavity hole 22 and the other end communicates opposite to the peripheral edge of the opening of the recess 37 (not directly communicated with the dummy cavity hole 23). ing. Therefore, the second groove 26 of the intermediate mold 20 serves to feed the resin R fed from the molding cavity 16 (cavity hole 22) to the dummy cavity 18 (recess 37) (through gate 17). For this reason, since it is not necessary to provide a through gate on the substrate 101, it is possible to prevent resin leakage from the end surface of the substrate 101 and to form the resin R in the shape of the through gate 17 on the substrate 101 without leaving it. Become.
  • the intermediate mold 20 has a third groove 27 (air vent groove) formed at a certain depth along the parting surface on the upper mold 11 side, which constitutes the air vent 19.
  • the third groove 27 is formed so that one end thereof communicates with the peripheral edge of the opening of the recess 37 and the other end communicates with a side wall (outer peripheral side surface) of the intermediate mold 20. Therefore, the third groove 27 of the intermediate mold 20 serves to discharge air in the communication path including the molding cavity 16 and the dummy cavity 18 (air vent 19).
  • the resin mold 10 includes an air suction mechanism unit 50 (for example, a vacuum pump) that sucks air from the downstream side with respect to the molding cavity 16 in the communication path, a seal unit 51, and a suction path. 52.
  • the seal portion 51 is provided in a ring shape in plan view along the outer shape of the part at the peripheral part of the parting surface of the lower mold 12, and when the upper mold 11 and the lower mold 12 are clamped, that is, an intermediate mold.
  • a communication path (airtight region) is formed on the outer surface side of 20.
  • the lower mold clamper block 41 is provided with a suction passage 52 having one end communicating with the hermetic region.
  • the other end of the suction path 52 is provided in communication with the air suction mechanism unit 50. Therefore, the air vent 19 and the air suction mechanism unit 50 communicate with each other via the airtight region and the suction path 52.
  • the resin mold 10 is provided with a resin stopper mechanism that includes a movable pin 53.
  • the movable pin 53 is in a state of penetrating the upper mold clamper block 31 and has one end facing the third groove 27 and is provided in the middle of the air vent 19 so as to be able to move forward and backward (up and down).
  • the movable pin 53 can be formed to have a size that allows one end to enter the air vent 19 (the third groove 27) and be opened and closed.
  • the movable pin 53 is provided, for example, in a state where the other end is urged in a direction in which one end is separated from the air vent 19 by a coil spring (not shown) of a resilient material provided in the upper mold base block 30. Yes.
  • the movable pin 53 is configured such that the forward / backward movement to the air vent 19 can be controlled by a movable pin operating actuator via a relay pin (not shown).
  • the resin stopper mechanism configured as described above closes the air vent 19 by moving the movable pin 53 downward (in the direction of the lower mold 12) and causing the movable pin 53 to enter the air vent 19 (third groove 27).
  • the resin R that has been pressure-fed in the communication passage is blocked.
  • the resin stop mechanism moves the movable pin 53 upward (separated by the biasing force of the coil spring) and opens the air vent 19 by retracting the movable pin 53 out of the air vent 19 (third groove 27).
  • the resin mold apparatus 100 includes a control unit 60 that controls the operation of the resin mold 10.
  • the control unit 60 operates the movable pin operating actuator of the movable pin 53 and the air suction mechanism unit 50 based on at least one of the drive amount information and pressure information of the plunger 46 transmitted from the transfer drive mechanism. Control the behavior.
  • the plunger 46, the movable pin 53, and the air suction mechanism unit 50 are denoted by reference numerals of the control unit 60.
  • the control unit 60 can be configured by, for example, an arithmetic processing device in which a processing program is incorporated in the storage unit.
  • the storage unit stores position specifying information that can specify the arrival position of the resin R in the communication path such as the molding cavity 16 from the driving amount of the plunger 46.
  • the control unit 60 can execute control processing according to the arrival position of the resin R specified based on the position of the plunger 46 by using this position specifying information.
  • FIG. 1 and 3 to 8 are schematic cross-sectional views of the main part of the resin molding apparatus 100 in use, and show a workpiece W during the resin molding process.
  • the two-step molding method for example, as a first step using the first intermediate mold 20A, a low-viscosity and high-fluidity resin with a small filler diameter is filled into a narrow portion (underfill), and the second intermediate As a second step using the mold 20B, it is possible to ensure the shape retention of the final molded product with a high viscosity and high strength resin having a large filler diameter.
  • the parting surface of the work support block 42 is a lower die clamper around it.
  • the block 41 is located slightly below the parting surface.
  • the chip component 102 flip-chip connected to the substrate 101 is supplied (loaded into) the resin mold 10 as the workpiece W, and the workpiece W (substrate 101) is placed on the parting surface of the workpiece support block 42. Place (see FIG. 1).
  • the workpiece support block 42 is assembled so that the upper surface of the substrate 101 of the workpiece W at this time is positioned slightly above the parting surface of the lower mold clamper block 41. Further, the work support block 42 (lower mold 12) supports the work W with the chip component 102 facing the upper mold 11 side.
  • the movable pin 53 is retracted from the air vent 19 and the release film 40 is sucked and held by the parting surface of the upper mold 11. Further, in a state where the mold is opened, the low-viscosity resin R is supplied into the pot 13 waiting at the position (resin supply position) where the head portion of the plunger 46 is lowered (retracted) (see FIG. 1). Since the upper mold 11 and the lower mold 12 are preheated, the resin R in the pot 13 is melted by the heat.
  • the first intermediate mold 20A is placed on the workpiece W so as to be placed on the parting surface of the lower mold 12 so that the chip part 102 is accommodated in the cavity hole 22 of the first intermediate mold 20A and covers the workpiece W. (See FIG. 1).
  • the first intermediate mold 20A is disposed around the chip component 102 (at the outer periphery). A wall composed of the side wall of the cavity hole 22 is formed.
  • the clearance between the side wall of the cavity hole 22 and the side surface of the chip part 102 is within a range where the workpiece W (chip part 102) can be set in the first intermediate mold 20A before resin molding, and the first intermediate metal after resin molding. It is preferable that it is as small as possible within both ranges (for example, 0.1 mm or less) where the workpiece W (chip component 102) can be taken out from the mold 20A. This is because the resin R poured into the molding cavity 16 does not easily pass around the chip component 102 and easily passes between the substrate 101 and the chip component 102 preferentially.
  • the movable lower mold 12 is driven so as to approach the fixed upper mold 11 (the lower mold 12 is raised), and the upper mold 11 is moved between the lower mold 12 and the lower mold 12. Then, the workpiece W is clamped together with the first intermediate mold 20A and the mold is clamped. As a result, a communication path that is communicated by the pot 13, the cull 14, the runner gate 15, the molding cavity 16, the through gate 17, the dummy cavity 18, and the air vent 19 is formed.
  • the cull 14 is formed as a space region including the recess 36 of the upper mold 11 and the cull hole 21 of the first intermediate mold 20A.
  • the molding cavity 16 is formed as a space region formed by including both ends of the cavity hole 22A of the first intermediate mold 20A including the inside of the cavity hole 22A closed by the parting surface of the upper mold 11 and the upper surface of the substrate 101, respectively. It is formed.
  • the dummy cavity 18 is formed as a space region including the concave portion 37 of the upper mold 11 and the dummy cavity hole 23 of the first intermediate mold 20A.
  • the runner gate 15 is formed as a space region including the parting surface of the upper mold 11 and the first groove 25 of the first intermediate mold 20A.
  • the through gate 17 is formed as a space region including the parting surface of the upper mold 11 and the second groove 26 of the first intermediate mold 20A.
  • the air vent 19 is formed as a space region including the parting surface of the upper mold 11 and the third groove 27 of the first intermediate mold 20A.
  • the sealing part 51 is clamped by the upper mold 11 and the lower mold 12 at the peripheral portions of the upper mold 11 and the lower mold 12, so that an airtight space region is formed inside the mold.
  • it is also possible to form a reduced pressure environment in the mold by driving the air suction mechanism 50 after the seal portion 51 comes into contact with the upper mold 11 during mold clamping.
  • the air suction mechanism unit 50 is driven immediately before mold clamping, air suction in the communication path can be performed simultaneously with mold clamping to form a reduced pressure environment, and cycle time can be shortened.
  • the plate thickness adjustment mechanism 43 performs plate thickness adjustment. Specifically, first, when the first intermediate mold 20A is clamped between the upper mold 11 and the lower mold 12, the substrate 101 and the work support block 42 are pushed down. Next, the lower plate thickness adjustment block 43b is moved forward or backward by a predetermined amount, and the upper plate thickness adjustment block 43a is fixed to the work support block 42 in close contact with the lower surface.
  • the thickness difference is absorbed so that the upper surface of the substrate 101 and the parting surface of the lower mold clamper block 41 are flush with each other, and the substrate 101 is clamped between the intermediate mold 20A and the lower mold clamper block 41. Is done. That is, even if there is a difference in the plate thickness of the substrate 101 of the workpiece W placed symmetrically about the pot 13, the upper surface of each substrate 101 is clamped at a uniform height. For this reason, flash flashing of the resin R on the upper surface of the substrate 101 can be prevented (especially effective when the viscosity is low).
  • first intermediate mold 20A having the smallest possible cavity hole 22A is used, a large area other than the plane area of the cavity hole 22A (that is, a contact area between the first intermediate mold 20A and the substrate 101) is ensured.
  • the workpiece W (substrate 101) can be clamped with a uniform force.
  • the air is sucked (depressurized) in the communication path including the molding cavity 16 by the air suction mechanism 50, and the plunger 46 is lifted to pump the resin R melted in the pot 13. Then, it is filled into the molding cavity 16 through the cull 14 and the runner gate 15.
  • the runner gate 15 and the through gate 17 are arranged symmetrically with respect to the molded product cavity 16 (chip component 102). For this reason, the resin R that has been pumped from the runner gate 15 to the molding cavity 16 is sucked by the air suction mechanism 50 to the through gate 17 provided in the direction passing through the chip component 102, and the substrate 101, the chip component 102, It is also filled in narrow spaces such as between. Also, the resin R that has been pumped into the molding cavity 16 has no escape path due to the peripheral wall of the chip component 102 (the side wall of the cavity hole 22), and in a narrow space between the substrate 101 and the chip component 102. Is also filled.
  • the plunger 46 is further raised to pump the molten resin R together with air, overflow the resin R from the molding cavity 16, and flow the resin R into the dummy cavity 18 through the through gate 17.
  • the resin stopping mechanism is driven and the movable pin 53 enters the air vent 19.
  • the air vent 19 is closed, and the resin R being pumped can be blocked by the movable pin 53.
  • the air vent 19 can be formed deeply, air can be easily discharged, and the filling property can be improved.
  • resin stains outside the resin mold 10 can be prevented. Further, by preventing resin contamination, the cleaning process can be simplified and the cycle time can be shortened.
  • a through gate 17 and a dummy cavity 18 are provided.
  • the resin R cannot overflow, and even if air remains between the substrate 101 and the chip component 102, it is difficult to wash it out and discharge it out of the molding cavity 16. May be. In this case, the resin filling property between the substrate 101 and the chip component 102 is deteriorated.
  • the plunger 46 is further raised to increase the pressure in the molding cavity 16 to a predetermined molding pressure, and then the pressure is retained in the molding cavity 16.
  • the thermosetting of the filled resin R is completed.
  • the movable lower mold 12 is driven away from the fixed upper mold 11 (the lower mold 12 is lowered) to isolate the upper mold 11 from the lower mold 12. Then open the mold. Thereby, the workpiece
  • work W can be taken out in the state which bite into 20 A of 1st intermediate molds with the thermosetting resin R.
  • the workpiece W is pushed out from the first intermediate mold 20A and taken out.
  • a first molded product R1 is formed which is filled with resin at least between the substrate 101 and the chip component 102 (narrow spot), and the back surface of the chip component 102 is exposed. Further, unnecessary molding resin Rx molded in a portion other than the molding cavity 16 is pushed out from the first intermediate mold 20A and taken out.
  • the first step using the first intermediate mold 20A is completed. Thereafter, the resin mold 10 is cleaned and the first intermediate mold 20A and the second intermediate mold 20B are exchanged, and then the second step using the second intermediate mold 20B is started.
  • the same control process as in the first step is performed although the operation timing and the like are different.
  • the molding can be performed with the molding cavities 16 having different sizes by simply replacing the first intermediate mold 20A with the second intermediate mold 20B, and one workpiece W is sealed with a plurality of resin R layers.
  • Such a process can be realized easily and inexpensively.
  • the time for preparing the mold can be shortened. For this reason, a high-performance package can be manufactured inexpensively and in a short time.
  • a configuration in which only the underfill of the chip part 102 is performed with an expensive resin having high fluidity to ensure filling property and the outer periphery is sealed with an inexpensive resin is easily and inexpensively implemented. can do.
  • a plurality of sealing layers such as a light emitting package in which a plurality of phosphor layers and transparent layers are laminated, a high-frequency package in which an electromagnetic shield layer is formed on the outer periphery, or a high heat generation package in which a heat dissipation layer is formed on the outer periphery
  • a high-function package in which layers are stacked can be efficiently manufactured.
  • the molding shape can be easily changed, it is possible to complete the test process for repeated molding to select an appropriate molding shape in a short time, and to quickly design an appropriate mold, thereby quickly producing products. Can start.
  • the workpiece W on which the first molded product R1 is formed is supplied (loaded in) the resin mold 10 and the workpiece W is placed on the parting surface of the workpiece support block 42 (see FIG. 6). Further, the movable pin 53 is retracted from the air vent 19 and the release film 40 is sucked and held on the parting surface of the upper mold 11. Further, the high-viscosity resin R is supplied into the pot 13 where the head portion of the plunger 46 is waiting at the resin supply position (see FIG. 6).
  • the second intermediate mold 20B is placed on the parting surface of the lower mold 12 so that the first molded product R1 and the component 103 are accommodated in the cavity hole 22B of the second intermediate mold 20B and the workpiece W is covered. (See FIGS. 6 and 8).
  • the movable lower mold 12 is driven so as to approach the fixed upper mold 11 (the lower mold 12 is raised), and the gap between the upper mold 11 and the lower mold 12 is reached. Then, the work W is clamped together with the second intermediate mold 20B and the mold is clamped. Thereby, the cull 14 is formed as a space region including the inside of the recess 36 of the upper mold 11 and the cull hole 21 of the second intermediate mold 20B. Further, the molding cavity 16 is formed as a space region formed by including both ends of the cavity hole 22B of the second intermediate mold 20B including the cavity hole 22B closed by the parting surface of the upper mold 11 and the upper surface of the substrate 101, respectively. It is formed. Further, the dummy cavity 18 is formed as a space region including the inside of the concave portion 37 of the upper mold 11 and the inside of the dummy cavity hole 23 of the second intermediate mold 20B.
  • the plunger 46 is further raised to pump the molten resin R, overflow the resin R from the molding cavity 16, and flow the resin R into the dummy cavity 18 through the through gate 17.
  • the resin stopping mechanism is driven to allow the movable pin 53 to enter the air vent 19.
  • the plunger 46 is further raised to increase the pressure in the molding cavity 16 to a predetermined molding pressure, and then the pressure is retained in the molding cavity 16. The heat curing of the filled resin R is completed.
  • the workpiece W is pushed out from the second intermediate mold 20B and taken out.
  • a second molded product R2 (second resin mold portion) that covers the first molded product R1 is formed, and the back surface of the chip component 102 is exposed.
  • unnecessary molding resin Rx molded in a portion other than the molding cavity 16 is pushed out from the second intermediate mold 20B and taken out.
  • the second step using the second intermediate mold 20B is completed.
  • a final molded product for example, a semiconductor device
  • the resin mold 10 is cleaned.
  • the first molded product R1 filled with the resin can be formed in a narrow portion such as between the substrate 101 and the chip component 102, and the shape is maintained by covering the first molded product R1.
  • a sagging second molded product R2 can be formed. Therefore, it is possible to improve the reliability of the semiconductor device in which the chip component 101 or the like is resin-molded with the first molded product R1 and the second molded product R2. Further, in the first molded product R1 between the substrate 101 and the chip component 102, since the generation of voids is reduced, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.
  • FIGS. 9 to 11 are schematic cross-sectional views of the main part of the resin molding apparatus 100 in use, and show the workpiece W during the resin molding process.
  • the chip component 102 flip-chip connected to the substrate 101 is supplied (loaded into) the resin mold 10A as a work W, and the work support block 42
  • the workpiece W (substrate 101) is placed on the parting surface (see FIG. 9).
  • the movable pin 53 is retracted from the air vent 19 and the release film 40 is sucked and held by the parting surface of the upper mold 11.
  • the resin R is supplied into the pot 13 where the head portion of the plunger 46 is waiting at the resin supply position (see FIG. 9).
  • the intermediate mold 20 is arranged on the parting surface of the lower mold 12 so as to accommodate the chip part 102 in the cavity hole 22 of the intermediate mold 20 and cover the workpiece W (see FIG. 9).
  • the workpiece W is clamped together with the intermediate mold 20 between the upper mold 11 and the lower mold 12 and clamped.
  • a communication path that is communicated by the pot 13, the cull 14, the runner gate 15, the molding cavity 16, the through gate 17, the dummy cavity 18, and the air vent 19 is formed.
  • the seal portion 51 is clamped by the upper die 11 and the lower die 12 at the peripheral portions of the upper die 11 and the lower die 12, an airtight space region is formed inside the die.
  • the air suction mechanism section 50 includes air suction (decompression) in the communication path including the molding cavity 16
  • the plunger 46 is raised to pump the molten resin R in the pot 13. Then, it is filled into the molding cavity 16 through the cull 14 and the runner gate 15. For this reason, the resin R that has been pumped from the runner gate 15 to the molding cavity 16 is sucked by the air suction mechanism 50 to the through gate 17 provided in the direction of passing through the chip component 102.
  • the air vent 19 is deeply formed to dam the resin R by the movable pin 53, and the air in the molding cavity 16 is strongly sucked even when the air can be sucked only from the air vent 19 after the mold is closed, Even in the case where the volume of the molding cavity 16 is relatively large as in the present embodiment, the pressure can be reliably reduced, so that the narrow space between the substrate 101 and the chip component 102 is also filled.
  • the plunger 46 is further raised to pump the molten resin R together with air, overflow the resin R from the molding cavity 16, and flow the resin R into the dummy cavity 18 through the through gate 17. Further, before the flow of the resin R reaches the air vent 19 through the through gate 17 and the dummy cavity 18, the resin stopping mechanism is driven to allow the movable pin 53 to enter the air vent 19 and be pumped. The incoming resin R can be blocked by the movable pin 53.
  • the plunger 46 is further raised to increase the pressure in the molding cavity 16 to a predetermined molding pressure, and then the pressure is retained in the molding cavity 16.
  • the thermosetting of the filled resin R is completed.
  • the upper mold 11 and the lower mold 12 are isolated and the mold is opened. Thereby, the workpiece
  • the workpiece W is pushed out from the intermediate mold 20 and taken out.
  • a molded product R12 in which at least the space between the substrate 101 and the chip component 102 is filled with resin and the back surface of the chip component 102 is exposed is formed. Further, unnecessary molding resin Rx molded in a portion other than the molding cavity 16 is pushed out from the intermediate mold 20 and taken out. Thus, the one-step molding method is completed.
  • the above one-step molding method it is possible to form a molded product R12 filled with a resin in a narrow space between the substrate 101 and the chip component 102. Therefore, it is possible to improve the reliability of the semiconductor device in which the chip component 101 or the like is resin-molded with the molded product R12. Moreover, in the molded product R12 between the substrate 101 and the chip component 102, the generation of voids is reduced, so that the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved. In addition, since only one intermediate mold 20 is used, the productivity of the semiconductor device can be improved.
  • a first molded product R1 is formed in a matrix in a first step on a workpiece W in which a plurality of chip components 102 are mounted in a matrix on one substrate 101, and then in a second step.
  • a two-step molding method for forming the second molded product R2 in a map will be described with reference to the drawings. 12 to 17 are schematic cross-sectional views of the main part of the resin molding apparatus 100 in the use state, and show the workpiece W during the resin molding process.
  • a plurality of chip components 102 flip-chip connected to the substrate 101 are supplied (carried in) to the resin mold 10B as work W, and a work support block
  • the workpiece W (substrate 101) is placed on the parting surface 42 (see FIG. 12).
  • the movable pin 53 is retracted from the air vent 19 and the release film 40 is sucked and held by the parting surface of the upper mold 11.
  • the resin R is supplied into the pot 13 where the head portion of the plunger 46 is waiting at the resin supply position (see FIG. 12).
  • the first intermediate mold 20A is disposed on the parting surface of the lower mold 12 so that the chip parts 102 are accommodated in the cavity holes 22 of the first intermediate mold 20A and cover the workpiece W (FIG. 12). reference).
  • the cavity holes 22 are formed in the same number and at the same intervals as the chip components 102 mounted on the workpiece W.
  • the first intermediate mold 20A is positioned around the periphery of each chip component 102 (at the outer periphery). A wall composed of the side wall of the cavity hole 22 is formed.
  • the first intermediate mold 20A branches from the cull 14 to the plurality of runner gates 15 in a cross section (not shown) in order to supply the resin R in parallel from the cull 14 to the plurality of molding cavities 16, and a plurality of moldings.
  • the through gates 17 respectively connected to the cavities 16 can be gathered toward the dummy cavities 18.
  • the workpiece W is clamped together with the first intermediate mold 20A between the upper mold 11 and the lower mold 12 and clamped.
  • the pot 13, the cull 14, the runner gate 15, the upstream molding cavity 16, the through gate 17, the downstream molding cavity 16, the through gate 17, the dummy cavity 18, and the air vent 19 are communicated. It is good also as a serial structure in which the communication path which forms is formed. These parallel structures and serial structures may be used in combination.
  • the resin R melted in the pot 13 is pumped and filled into each molding cavity 16 through the cull 14 and the runner gate 15. Further, the plunger 46 is raised, and the resin R flows into the dummy cavity 18 through the through gate 17. Further, before the flow of the resin R reaches the air vent 19 through the through gate 17 and the dummy cavity 18, the resin stopping mechanism is driven to allow the movable pin 53 to enter the air vent 19 and be pumped. The incoming resin R can be blocked by the movable pin 53.
  • the workpiece W is pushed out from the first intermediate mold 20A and taken out.
  • a plurality of first molded products R1 filled with resin is formed at least between the substrate 101 and the chip component 102 (narrow spot), and the back surface of the chip component 102 is exposed. Further, unnecessary molding resin Rx molded in a portion other than the molding cavity 16 is pushed out from the first intermediate mold 20A and taken out.
  • the first step using the first intermediate mold 20A is completed. Thereby, a plurality of first molded products R1 are formed on the substrate 101 in a matrix. Subsequently, after the first intermediate mold 20A and the second intermediate mold 20B are exchanged, the second step using the second intermediate mold 20B is started. In the second step described below, the same control process as in the first step is performed.
  • the workpiece W on which the plurality of first molded products R1 are formed is supplied (loaded into) the resin mold 10 and the workpiece W is placed on the parting surface of the workpiece support block 42. (See FIG. 15). Further, the high-viscosity resin R is supplied into the pot 13 where the head portion of the plunger 46 is waiting at the resin supply position (see FIG. 15).
  • the second intermediate mold 20B is placed on the parting surface of the lower mold 12 so as to cover the workpiece W while accommodating all the plurality of first molded products R1 in one cavity hole 22B of the second intermediate mold 20B. (See FIG. 15). Subsequently, as shown in FIG. 15, the workpiece W is clamped and clamped together with the second intermediate mold 20 ⁇ / b> B between the upper mold 11 and the lower mold 12.
  • the plunger 46 is raised as shown in FIG. 16 to pump the resin R melted in the pot 13, and the cal 14 and the runner
  • the molding cavity 16 is filled through the gate 15.
  • the plunger 46 is further raised to pump the molten resin R, overflow the resin R from the molding cavity 16, and flow the resin R into the dummy cavity 18 through the through gate 17.
  • the resin stopping mechanism is driven to allow the movable pin 53 to enter the air vent 19.
  • the workpiece W is pushed out from the second intermediate mold 20B and taken out.
  • a second molded product R2 that covers the plurality of first molded products R1 is formed, and the back surface of the chip component 102 is exposed.
  • unnecessary molding resin Rx molded in a portion other than the molding cavity 16 is pushed out from the second intermediate mold 20B and taken out.
  • a singulation process for cutting a predetermined region (indicated by a wavy line in FIG. 17) is performed, and the semiconductor device in which the first molded product R1 and the second molded product R2 are formed is completed.
  • FIG. 18 is a diagram (schematic cross-sectional view) for explaining the resin mold 10C according to the present embodiment. From the first step to the second intermediate mold using the first intermediate mold 20A in the two-step molding method. The use state (indicated by a white arrow) that has shifted to the second step using the mold 20B is shown. When the resin mold 10C is also in the clamped state, a communication path (see FIG. 1) that is communicated by the pot 13, the cull 14, the runner gate 15, the molding cavity 16, the through gate 17, the dummy cavity 18, and the air vent 19 is formed. However, from the cross-sectional view of FIG. 18, a part of the configuration such as the pot 13 that can be omitted in the description of the effect in the present embodiment is omitted, but the configuration is the same as that of the previous embodiment. .
  • the workpiece W is a substrate in which a plurality of chip components 102 flip-chip connected to a substrate 101 via bumps 104 are mounted in a matrix.
  • the lower mold 12 is provided with a recess so that the workpiece W (substrate 101) is placed thereon.
  • the upper die 11 is provided with a plurality of upper die cavity blocks 32 corresponding to a plurality of chip components 102 mounted in a matrix so as to move up and down in a matrix.
  • the first intermediate mold 20A used in the first step and the second intermediate mold 20B used in the second step can be collectively sealed after being sealed in a matrix like the third embodiment. It is configured. Even by such a two-step molding method using the resin mold 10C, it is possible to improve the resin filling property in a narrow portion such as between the substrate 101 and the chip component 102, and to make one work piece. Even if there is variation in the height of the chip component 102 mounted in W, the end surface of the chip component 102 can be individually clamped with an appropriate force, so that the bias of the clamping force of the chip component 102 is prevented, It is possible to prevent the flash beam and the chip component 102 from being damaged.
  • the height of the chip component 102 itself is different from the original due to mounting convenience, or a molded product in which a plurality of chip components 102 are mixedly mounted.
  • the size may be different. Even in these cases, proper sealing can be performed.
  • FIG. 19 is a diagram (schematic cross-sectional view) for explaining the resin mold 10D according to the present embodiment. From the first step to the second intermediate mold using the first intermediate mold 20A in the two-step molding method. The use state (indicated by a white arrow) that has shifted to the second step using the mold 20B is shown. The first intermediate mold 20A of the resin mold 10D is the same as that shown in the first embodiment.
  • the second intermediate mold 20B used in the second step is thicker than the first intermediate mold 20A used in the first step, and is provided with a cavity hole 22B for accommodating the first molded product R1. Yes. For this reason, after the end of the second step, the back surface of the chip component 102 is covered (overmolded). That is, the cavity hole 22B has a depth corresponding to the thickness of the final molded product, and covers the entire chip component 102.
  • the intermediate mold After performing molding with improved resin filling ability in a narrow space such as between the substrate 101 and the chip component 102, the intermediate mold It is also possible to cover the chip component 102 and to have a shielding function simply by changing the thickness of the mold 20. In addition, it is possible to form a package that achieves the functions of these resins by using a molding in which a resin having high filling property is used in the first step and a resin having high thermal conductivity is used in the molding in the second step. .
  • FIGS. 20 and 21 are diagrams (schematic cross-sectional views) for explaining the resin mold dies 10E and 10F in the present embodiment, and the first step using the first intermediate mold 20A in the two-step molding method.
  • the use state (indicated by a white arrow) that has shifted to the second step using the second intermediate mold 20B is shown.
  • a workpiece W shown in FIG. 20 is one in which a chip component 102 die-mounted on the back surface side of the substrate 101 is electrically connected to the substrate 101 via a bonding wire 105 on the front surface side. For this reason, in the resin mold 10E, the upper mold 11 is not provided with the upper mold cavity block 32 (see FIG. 1).
  • the first intermediate mold 20A used in the first step is provided with a cavity hole 22A having a size for accommodating the chip component 102 and the bonding wire 105. For this reason, after completion of the first step, the first molded product R1 in which the chip component 102 and the bonding wire 105 are covered with resin (overmolded) is formed.
  • the second intermediate mold 20B used in the second step is thicker than the first intermediate mold 20A used in the first step, and is provided with a cavity hole 22B that accommodates the first molded product R1. ing.
  • the wire flow of the bonding wire 105 can be prevented by a two-step molding method using such a resin mold 10E. Also, according to such a two-step molding method, a low-viscosity, low-stress resin is used to prevent wire flow in the first step, and electromagnetic shielding properties, moisture resistance, linear expansion adjustment, high A stress resin can also be used.
  • the workpiece W shown in FIG. 21 is obtained by electrically connecting a plurality of chip components 102 die-mounted on the substrate 101 on the back surface side to the substrate 101 via the bonding wires 105 on the front surface side.
  • the first intermediate mold 20A used in the first step is provided with a plurality of cavity holes 22A constituting the molding cavity 16 corresponding to the arrangement of the plurality of chip components 102.
  • the second intermediate mold 20B used in the second step is provided with a common cavity hole 22B constituting the molding cavity 16 corresponding to the plurality of first molded products R1.
  • the cavity hole 22B is a through hole that collectively accommodates the first molded products R1.
  • the wire flow of the bonding wire 105 can also be prevented by the two-step molding method using such a resin mold 10F. That is, according to the two-step molding method, a low-viscosity resin can be used in the first step to prevent wire flow, and a resin having excellent moisture resistance can be used in the second step. Further, since the sealing of the chip component 102 is completed first, the chip component can be reliably sealed to ensure reliability. Further, even if the chip arrangement is complicated, it is only necessary to replace the first intermediate mold 20A and the second intermediate mold 20B, and this can be dealt with by a simple change. In the above-described embodiment, the example in which the entire chip component 102 is individually sealed after the plurality of chip components 102 are individually sealed has been described. However, in these cases, the shape including one or more chip components 102 after being collectively sealed. It may be in the form of a package that is used as a single piece, or in the form of a package that includes all of the plurality of chip components 102.
  • FIG. 22 is a diagram (schematic cross-sectional view) for explaining the resin mold 10G according to the present embodiment, from the first step to the second intermediate die using the first intermediate die 20A in the two-step molding method.
  • the use state (indicated by a white arrow) that has shifted to the second step using the mold 20B is shown.
  • the work W is a chip component 102 mounted on the substrate 101 by die bonding and wire bonding, and a conductive member 106 (via) mounted around the chip component 102.
  • the conductive member 106 is electrically connected to the substrate 101.
  • the upper mold 11 is provided with an upper mold cavity block 32 having a parting surface corresponding to a planar view region where the conductive member 106 is provided so as to be movable up and down.
  • the first intermediate mold 20A used in the first step is provided with a plurality of cavity holes 22A constituting the molding cavity 16 corresponding to the chip component 102 and the conductive member 106.
  • the conductive member 106 is clamped by the upper mold cavity block 32, so that the first molded product R1 in which a part of the conductive member 106 is exposed is molded.
  • the resin R having a good filling property is used.
  • the conductive member 106 is clamped by the upper mold cavity block 32, so that a final molded product in which a part of the conductive member 106 is exposed is formed. It will be.
  • the bonding wire 105 and the conductive member 106 can be used to improve the resin filling property in a complicated and narrow portion, and the outer periphery is sealed with high strength. It is possible to mold a high-performance package that ensures strength.
  • the workpiece W is not limited to this, and a dummy workpiece DW as shown in FIGS. 23 and 24 may be used, or the forming evaluation by the two-step forming method may be performed.
  • the evaluation using the dummy workpiece DW can be used in a molding method other than the above-described molding method, but is preferable because the evaluation of the two-step molding method can be performed inexpensively and efficiently.
  • the chip component 102 is made of, for example, a copper plate, and the unevenness corresponding to the bumps 104 is formed by etching, pressing, or machining.
  • the substrate 101 for the dummy work DW may be, for example, a printed wiring board (FR-4), a copper plate, a wafer or glass.
  • one chip component 102 may be arranged in a flip chip connection form on the substrate 101, and the component 103 (arbitrary configuration) may be attached to the outer periphery of the chip component 102. .
  • the component 103 may be formed by etching when the substrate 101 is made of a copper plate. Further, instead of mounting one chip component 102 on the substrate 101, the dummy work DW may be mounted with a plurality of chip components 102 in a matrix arrangement.
  • a plurality of chip components 102 may be stacked on the substrate 101 as in the dummy work DW shown in FIG.
  • the resin-fillable property can be obtained even in a narrow portion such as a gap between the substrate 101 and the chip component 102 or a gap between the lower chip component 102 and the upper chip component 102. Confirmation can be performed without using the actual chip component 102.
  • the dummy cavity is configured by the recess provided in the upper parting surface and the dummy cavity hole provided in the intermediate mold has been described. Or may be configured only from the dummy cavity hole of the intermediate mold.
  • the first and second steps have been described with respect to the case where resins having different materials (low viscosity and high viscosity) are used, but the same material is used in the first and second steps. These resins can also be used. Also, in the resin shape, the first and second steps may be different shapes (for example, tablet shape, liquid shape, powder shape, etc.) or the same shape. Note that the mutual characteristics (particularly adhesion) of the resins used in the first and second steps are taken into consideration so as to ensure the molding quality of the final molded product.
  • the depth of the first groove of the intermediate mold constituting the runner gate is constant has been described.
  • the depth may be gradually increased from the cull side toward the molding cavity side. . That is, by using the intermediate mold, a runner gate (first groove) can be provided toward a narrow portion (desired portion) between the substrate and the chip component flip-chip connected thereto. Even in a narrow area, the resin filling property can be further improved.
  • a groove that constitutes each of the runner gate, the through gate, and the air vent may be formed in the upper parting surface.
  • the movable pin is controlled to advance and retract to the air vent by the actuator.
  • the movable pin may be advanced and retracted by another mold structure as shown in FIG.
  • the structure described in other drawings may be omitted.
  • the upper clamper block 31 and the movable pin 53 are also elastically supported on the upper mold base block 30 by springs 33A and 33B, respectively.
  • the movable pin 53 protrudes into the air vent groove 27 and closes against the upper mold clamper block 31 that is in contact with the intermediate mold 20 and restricted in movement. May be.
  • the movable pin 53 can be advanced and retracted only by mold clamping control of the resin mold 10H, so that an actuator for driving the movable pin 53 can be eliminated, and the apparatus can be simplified. Is possible.
  • the movable pin 53 may be moved back and forth by other methods.
  • a lifting operation in which the push-up pin 531 disposed upstream of the movable pin 53 is pushed up by the resin pressure of the resin R can be used.
  • the movable pin 53 and the push-up pin 531 are assembled to a locking mechanism 532 that is configured in a seesaw shape and moves up and down in the opposite direction when one of the lifts up and down.
  • the movable pin 53 may be pushed down to close the air vent groove.
  • the movable pin 53 can be moved by the resin pressure of the resin R, the actuator can be made unnecessary, and the mold clamping control of the resin mold die 10I is also unnecessary, and the apparatus is Further simplification can be achieved.
  • the upper mold is a fixed mold and the lower mold is a movable mold
  • the upper mold is a movable mold and the lower mold is a fixed mold, or the upper mold and the lower mold are movable molds. But you can.
  • the chip component 102 is electrically connected to the substrate 101 .
  • the chip component 102 is not electrically connected to the substrate 101, and the substrate 101 is peeled from the molded product after sealing.
  • a molded product can be formed by forming the wiring structure on the surface of the substrate 101.

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Abstract

 樹脂充填性を向上することができる樹脂モールド金型を提供することを課題とする。 解決手段として、樹脂モールド金型(10)は、上型(11)と下型(12)とで型締めして、ポット(13)、カル(14)、ランナゲート(15)、成形キャビティ(16)、スルーゲート(17)、ダミーキャビティ(18)、エアベント(19)で連通される連通路が形成され、ポット(13)から圧送されて成形キャビティ(16)に充填された樹脂Rを熱硬化させるものである。ここで、樹脂モールド金型(10)は、上型(11)と下型(12)との間でクランプされるプレート状の中間金型(20)と、エアベント(19)と連通して設けられるエア吸引機構部(50)と、エアベント(19)の中途部に進退動可能に設けられる可動ピン(53)と、を備える。

Description

樹脂モールド金型、樹脂モールド装置、樹脂モールド方法、および樹脂モールド金型の評価方法
 本発明は、樹脂モールド金型、樹脂モールド装置、樹脂モールド方法、および樹脂モールド金型の評価方法に適用して有効な技術に関する。
 特開2010-109252号公報(特許文献1)には、基板とこれにフリップチップ接続された半導体チップとの間にアンダーフィル樹脂を充填するために、樹脂モールド金型を用いる技術が記載されている。そして、この特許文献1には、アンダーフィル樹脂の漏れ防止のために、上金型と下金型との間に配置された中間プレートが記載されている(特にその明細書段落[0027]、[0038]参照)。
特開2010-109252号公報
 例えば、基板とこれにフリップチップ接続された半導体チップとの間の狭隘な箇所を樹脂充填する半導体装置(半導体パッケージ)の製造工程では、この箇所にボイド(エア溜まり)が発生して充分に樹脂が充填されない場合がある。ボイドが発生した半導体装置は、基板と半導体チップとの接合部分が充分に保護されず、例えば、経時劣化により絶縁破壊が起こりやすくなり、信頼性が低下することとなる。このため、ボイドが発生した半導体装置を不良品とすると、半導体装置の製造歩留まりが低下することとなる。
 本発明の目的は、樹脂充填性を向上することのできる技術を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
 本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
 本発明の一実施形態における樹脂モールド金型は、第1金型と、チップ部品が搭載されたワークを、当該チップ部品を前記第1金型側に向けて支持する第2金型と、前記第1金型または第2金型のいずれかに組み付けられ、モールド樹脂を供給するポットおよびプランジャと、前記ポットに連通して前記チップ部品を収容するキャビティ孔を有する中間金型と、前記中間金型と前記第1金型または第2金型との間の少なくとも一方の間に形成されたエアベント溝と、当該エアベント溝に対面する前記第1または第2金型の少なくとも一方に進退動可能に設けられた可動ピンと、を備え、前記第1金型と前記第2金型とで前記ワークおよび前記中間金型がクランプされ、前記エアベント溝よりエア吸引されて金型内に形成される減圧環境下で、前記可動ピンで前記エアベント溝を閉塞することにより、前記キャビティ孔よりオーバーフローさせた前記モールド樹脂を堰き止めることを特徴とする。
 本発明の一実施形態における樹脂モールド装置は、前記樹脂モールド金型と、前記樹脂モールド金型の動作を制御する制御部とを備える樹脂モールド装置において、前記制御部は、(a)前記第1金型と前記第2金型とで前記ワークおよび前記中間金型をクランプさせる処理と、(b)前記エアベント溝より金型内をエア吸引して減圧環境下を形成させる処理と、(c)前記可動ピンを進入させて前記エアベント溝を閉塞し、前記キャビティ孔よりオーバーフローさせた前記モールド樹脂を堰き止めさせる処理と、を含むことを特徴とする。
 本発明の一実施形態における樹脂モールド方法は、前記樹脂モールド金型を用いる樹脂モールド方法において、(a)前記第1金型と前記第2金型とで前記ワークおよび前記中間金型をクランプする工程と、(b)前記エアベント溝より金型内をエア吸引して減圧環境下を形成する工程と、(c)前記可動ピンを進入させて前記エアベント溝を閉塞し、前記キャビティ孔よりオーバーフローさせた前記モールド樹脂を堰き止める工程と、を含むことを特徴とする。
 以上の構成によれば、成形キャビティからモールド樹脂をエア(特に、樹脂流頭に多く含まれるエア)と共にダミーキャビティに圧送して、成形キャビティ内樹脂充填されたモールド樹脂にエアが残らないようにすることができる。したがって、成形キャビティで充填されたモールド樹脂は、成形キャビティ内に配置された狭隘な箇所に対しても樹脂充填性を向上することができる。
 前記一実施形態における樹脂モールド金型では、前記中間金型として交換可能な第1および第2中間金型を備え、前記第1中間金型のキャビティ孔の大きさが、前記第2中間金型のキャビティ孔の大きさよりも小さいことがより好ましい。
 前記一実施形態における樹脂モールド方法では、前記樹脂モールド金型は、前記中間金型として交換可能な第1および第2中間金型を備え、前記第1中間金型のキャビティ孔の大きさが、前記第2中間金型のキャビティ孔の大きさよりも小さく、(d)前記第1中間金型を用いて前記(a)、(b)、(c)工程を行い、前記第1中間金型のキャビティ孔に充填された樹脂を熱硬化して第1成形品を成形する工程と、(e)前記(d)工程の後、前記第2中間金型のキャビティ孔内に前記第1成形品を収容して前記第2中間金型を配置する工程と、(f)前記(e)工程の後、前記第2中間金型を用いて前記(a)、(b)、(c)工程を行い、前記第2中間金型のキャビティ孔に充填された樹脂を熱硬化して、前記第1成形品を覆う第2成形品を成形する工程と、を含むことがより好ましい。
 以上の構成によれば、第1中間金型を用いて狭隘な箇所へ樹脂充填された第1成形品を形成し、第2中間金型を用いて第1成形品を覆う第2成形品を形成することができる。この第1成形品については、第1中間金型を用いて狭隘な箇所の周囲際(外周際)に壁(第1中間金型のキャビティ孔の側壁)が形成され、モールド樹脂がチップ部品の周囲を通過し難くなり、狭隘な箇所であっても樹脂充填性が向上される。
 前記一実施形態における樹脂モールド金型では、前記中間金型には、前記キャビティ孔と前記エアベントとの間で連通するダミーキャビティが形成されていることがより好ましい。以上の構成によれば、成形キャビティを構成するキャビティ孔の大きさに合わせてダミーキャビティを構成するダミーキャビティ孔の大きさを同じ中間金型で調整することができる。すなわち、成形キャビティ内を通過させるモールド樹脂の量を増加させて、エアをより確実に排出することができる。
 前記一実施形態における樹脂モールド方法では、(g)前記(d)工程中の前記(a)工程の前に、基板にフリップチップ接続されたチップ部品をワークとして前記樹脂モールド金型に供給し、前記第1中間金型のキャビティ孔内に前記チップ部品を収容して前記ワークを覆うように前記第1中間金型を配置する工程を含むことがより好ましい。以上の構成によれば、基板とこれにフリップチップ接続されたチップ部品との間の樹脂充填性を向上することができる。
 本発明の一実施形態における樹脂モールド金型の評価方法は、前記ワークとして実際のモールド成形品に用いる前記チップ部品の形状を模したダミーチップを有するダミーワークを用いることを特徴とする。これによれば、安価かつ効率的に金型構造や制御の評価を行うことができる。
 本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すると、樹脂充填性を向上することができる。
本発明の第1実施形態における樹脂モールド装置の要部の模式的断面図である。 図1に示すワークの模式的平面図である。 図1に続く使用状態の樹脂モールド装置の要部の模式的断面図である。 図3に続く使用状態の樹脂モールド装置の要部の模式的断面図である。 図4に続く使用状態の樹脂モールド装置の要部の模式的断面図である。 図5に続く使用状態の樹脂モールド装置の要部の模式的断面図である。 図6に続く使用状態の樹脂モールド装置の要部の模式的断面図である。 図7に続く使用状態の樹脂モールド装置の要部の模式的断面図である。 本発明の第2実施形態における樹脂モールド装置の要部の模式的断面図である。 図9に続く使用状態の樹脂モールド装置の要部の模式的断面図である。 図10に続く使用状態の樹脂モールド装置の要部の模式的断面図である。 本発明の第3実施形態における樹脂モールド装置の要部の模式的断面図である。 図12に続く使用状態の樹脂モールド装置の要部の模式的断面図である。 図13に続く使用状態の樹脂モールド装置の要部の模式的断面図である。 図14に続く使用状態の樹脂モールド装置の要部の模式的断面図である。 図15に続く使用状態の樹脂モールド装置の要部の模式的断面図である。 図16に続く使用状態の樹脂モールド装置の要部の模式的断面図である。 本発明の第4実施形態における樹脂モールド金型を説明するための図である。 本発明の第5実施形態における樹脂モールド金型を説明するための図である。 本発明の第6実施形態における樹脂モールド金型を説明するための図である。 本発明の第6実施形態における樹脂モールド金型を説明するための図である。 本発明の第7実施形態における樹脂モールド金型を説明するための図である。 本発明において樹脂モールドされる他のワークの模式的断面図である。 本発明において樹脂モールドされる他のワークの模式的断面図である。 本発明において樹脂モールドされる他のワークの模式的断面図である。 本発明のその他の実施形態における樹脂モールド金型を説明するための図である。 本発明のその他の実施形態における樹脂モールド金型を説明するための図である。
 以下の本発明における実施形態では、必要な場合に複数のセクションなどに分けて説明するが、原則、それらはお互いに無関係ではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細などの関係にある。このため、全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
 また、構成要素の数(個数、数値、量、範囲などを含む)については、特に明示した場合や原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。また、構成要素などの形状に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類似するものなどを含むものとする。
 (第1実施形態)
 本発明における第1実施形態では、2つの中間金型を用いた樹脂モールド方法(2ステップ成形法)によって、本装置における最終工程までが行われたモールド成形品(以下、「最終成形品」ともいう)を成形する場合について説明する。すなわち、本発明における最終成形品とは、樹脂モールド装置から取り出された状態のワークをいい、例えば、半導体装置(半導体パッケージ)として成形(製造)されるものである。
 まず、本実施形態における樹脂モールド方法に用いられる樹脂モールド金型を備えた樹脂モールド装置について図面を参照して説明する。図1は、樹脂モールド装置100の要部(主に樹脂モールド金型10)の模式的断面図である。図1中の一点鎖線は、境界線として示されている。また、図2は、樹脂モールド対象のワークWの模式的平面図である。図2中のA-A線は、図1に示すワークWの断面箇所として示されている。
 樹脂モールド装置100は、量産用の場合、図示しない供給部と収納部との間に、少なくとも一つのプレス部を備えて構成される。樹脂モールド装置100は、このプレス部にて樹脂モールド金型10を備えている。供給部では、ワークWや樹脂R(例えば、タブレット状、顆粒状あるいは液状のモールド樹脂)をプレス部へ供給する準備、処理がされる。収納部では、樹脂モールド成形されたワークWを収納する準備、処理がされる。供給部、プレス部、収納部間のワークWや樹脂Rの搬送には、プレス部への搬入を行うローダ(図示せず)と、プレス部からの搬出を行うアンローダ(図示せず)が用いられ、これらは公知の機構で構成される。
 ワークWは、基板101(例えば、配線基板)上にチップ部品102(例えば、CPUなどの半導体チップ)およびコンポーネント103(例えば、チップコンデンサなどの電子部品)が搭載されたものである。チップ部品102は、マトリクス状に配置されたバンプ104(図2中、透視した状態で示す。)を介して基板101とフリップチップ接続されている。このため、基板101とチップ部品102との間には、狭隘な箇所(バンプ高さ分や狭ピッチのバンプ間のギャップ)が形成されることとなる(図1参照)。後述するが、基板101上のチップ部品102に対して、樹脂モールド金型10を用いてアンダーフィル工程(モールドアンダーフィル:Mold Under Fill)を行う。
 なお、ワークWとして、TSV(Through Silicon Via)のような技術を用いることで積層搭載可能に構成されたチップ部品102を複数積層して基板101に搭載してもよい。また、チップ部品102の上に放熱のための熱伝導体や透光のための透明部材のような他の部材を積層したものを用いてもよい。また、コンポーネント103に変えて、導電バンプやはんだボールのような導電部材をチップ部品102の周囲に配置し、これらもクランプした状態で後述する成形を行ってもよい。
 図1に示すように、樹脂モールド金型10は、型開き・型締め(型閉じ)可能に対向して配置された上型11(第1金型)および下型12(第2金型)と、上型11と下型12との間でクランプされる(挟まれる)プレート状の中間金型20とを備えている。本実施形態では、樹脂モールド金型10は、中間金型20として交換可能な第1中間金型20A(図5参照)および第2中間金型20B(図8参照)を備える。
 後述するが、第1中間金型20Aと第2中間金型20Bとは、特に、第1中間金型20Aのキャビティ孔22の大きさが、第2中間金型20Bのキャビティ孔22の大きさよりも小さいという点が相違する。以下では、第1中間金型20Aと第2中間金型20Bについて、共通事項の説明には中間金型20で説明し、相違する事項の説明にはそれぞれで説明する。
 プレート状の中間金型20は、上型11、下型12と同じ材料から構成されるものを用いることが、熱膨張係数のミスマッチを防止する点で好ましい。例えば、中間金型20には、一般的なステンレス鋼(鋼材)、チタン、ニッケル、銅などの各種合金のような金属材料を用いることができる。なお、その他にも中間金型20には、耐熱性や耐摩耗性の高いポリイミド樹脂やエンジニアリングプラスチックのような樹脂材料やセラミック材を用いることもできる。
 樹脂モールド金型10では、上型11を固定型とし、下型12を可動型(駆動型)とした場合、上型11および下型12は、それぞれ図示しない固定プラテンおよび可動プラテンに固定して組み付けられる。この場合、樹脂モールド金型10は、駆動源(電動モータ)により駆動する駆動伝達機構(トグルリンクなどのリンク機構若しくはねじ軸など)を介して可動プラテンを昇降させる公知の型締め機構によって、型開閉が行われる。このため、下型12の昇降動作について、移動速度や加圧力などを任意に設定することができる。
 図1に示すように、樹脂モールド金型10では、上型11と下型12とで中間金型20をクランプした状態で型締めして、ポット13、カル14、ランナゲート15、成形キャビティ16、スルーゲート17、ダミーキャビティ18、エアベント19の順で連通(接続)される連通路が形成される。そして、樹脂モールド金型10では、ポット13から圧送されて成形キャビティ16に充填された樹脂Rが熱硬化される。なお、本実施形態では、樹脂モールド金型10は、ポット13を中心として左右対称の構成となっており、図1では、ポット13を中心として左側の構成を示しており、右側に同図構成を反転した構成が設けられている。なお、樹脂モールド金型10として、ポット13を中心として左右対称の構成とせずに、ポット13の一方側のみに同図に示す構成を備えていてもよい。
 図1に示すように、上型11は、上型ベースブロック30と、上型クランパブロック31と、上型キャビティブロック32と、スプリング33とを備えている。上型ベースブロック30下面(下型12側の面)には、一枚板状の上型クランパブロック31がこの上面で固定して組み付けられている。この上型クランパブロック31の下面は、上型11のパーティング面(クランプ面)を構成する。
 上型クランパブロック31には、厚さ方向に貫通して形成された貫通孔34が設けられている。上型クランパブロック31の貫通孔34内の上型ベースブロック30下面には、弾性体であるスプリング33の一端が固定して組み付けられている。スプリング33の他端には、上型キャビティブロック32がこの上面側で固定して組み付けられている。このため、上型キャビティブロック32は、上型クランパブロック31の貫通孔34内で上下動可能となるように、上型ベースブロック30にスプリング33によって吊り下げ支持されている。換言すれば、上型キャビティブロック32はスプリング33により上型ベースブロック30に弾性的に支持されることとなる。この上型キャビティブロック32の下面35(下型12側の面)は、上型11のパーティング面を構成し、また、成形キャビティ16の一面(底面または天面)を構成する。
 なお、スプリング33に変えて、皿バネなどの各種バネを用いてもよい。また、上型キャビティブロック32を弾性的に支持する構成に替えて、一対のくさびの斜面を向い合わせに配置し一方のくさびを移動させることで全体の厚みを可変に構成されたくさび機構により上型キャビティブロック32を上下動可能な構成としてもよい。
 また、上型クランパブロック31下面には、カル14を構成する凹部36およびダミーキャビティ18を構成する凹部37が設けられている。これら凹部36、37の内面は、上型11のパーティング面を構成する。なお、凹部36、37の壁面(側面)は、離型のためそれぞれ開口部から底部へ向かって縮径するようなテーパ状となっている。
 上型キャビティブロック32の下面、凹部36、37を含む上型11のパーティング面には、リリースフィルム40が張設される。具体的には、例えば、長尺状のリリースフィルム40は、ロール状に巻き取られた繰出しロールから引き出されて上型11のパーティング面を通過して巻取りロールへ巻き取られるように設けられる。そして、リリースフィルム40は、上型11のパーティング面に上型キャビティブロック32と上型クランパブロック31の隙間や図示しない吸引路を利用した公知の吸引機構により吸着保持されるようになっている。
 リリースフィルム40を設けない構成とすることもできるが、リリースフィルム40を介すことで、上型11から容易に成形品(ワークW)を取り出すことができる。また、上型キャビティブロック32を上下動可能とした場合には、リリースフィルム40を用いることで、上型クランパブロック31と上型キャビティブロック32の隙間からの樹脂漏れをより確実に防止することができる。また、チップ部品102の端面の保護とフラッシュばりの防止も可能となる。このため、配線部や発光部を端面に有するチップ部品102を用いるときに確実に露出させるように成形することができる。
 なお、リリースフィルム40を設けない構成とするときには、上型クランパブロック31と上型キャビティブロック32との隙間を塞ぐように、これらの間にシール機構を設けることができる。このシール機構として、例えば上型キャビティブロック32の外周に溝部を形成すると共に、この溝部に金型の材質よりも線膨張係数の大きい樹脂材などで構成されて加熱により拡大して隙間を塞ぐシール材を備える構成とすることができる。
 リリースフィルム40は、樹脂モールド金型10の加熱温度に耐えられる耐熱性を有するもので、上型11のパーティング面から容易に剥離するものであって、柔軟性、伸展性を有するフィルム材である。リリースフィルム40としては、例えば、PTFE、ETFE、PET、FEP、フッ素含浸ガラスクロス、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリジンなどが好適に用いられる。
 図1に示すように、下型12は、下型ベースブロック(図示せず)と、下型クランパブロック41と、ワーク支持ブロック42(ワーク支持部)と、板厚調整機構部43と、スプリング47とを備えている。下型ベースブロックの上面(上型11側の面)には、一枚板状の下型クランパブロック41がその下面で固定して組み付けられている。この下型クランパブロック41の上面は、下型12のパーティング面(クランプ面)を構成する。
 下型クランパブロック41には、厚さ方向に貫通して形成された貫通孔44、45が設けられている。下型クランパブロック41の貫通孔44内には、樹脂Rが供給される筒状のポット13が固定して組み付けられている。ここで、ポット13の上端面と下型クランパブロック41のパーティング面とは面一となっている。ポット13内には公知のトランスファ駆動機構(図示せず)により上下動可能なプランジャ46が設けられている。
 トランスファ駆動機構は、例えば、プランジャ46の軸にかかる圧力を検出する圧力センサを備えて構成される。この圧力センサの圧力値は、ポット13内のプランジャ46のヘッド部に樹脂Rから受けた圧力値に相当する。また、トランスファ駆動機構は、この圧力センサを介してプランジャ46の軸に連結されたボールネジ(図示せず)と、このボールネジを回転させるサーボモータ(図示せず)と、このサーボモータの回転数を検出するエンコーダと(図示せず)を備えて構成される。このエンコーダの回転数は、ポット13内のプランジャ46の駆動量(移動量)に相当する。このプランジャ46の駆動量により、樹脂モールド金型10内において流動していく樹脂の先端位置が推定可能であり、後述する制御に用いられる。
 下型クランパブロック41の貫通孔45内の下型ベースブロック上面には、スプリング47の一端が固定して組み付けられている。スプリング47の他端には、ワーク支持ブロック42がその下面側で固定して組み付けられている。このため、ワーク支持ブロック42は、下型クランパブロック41の貫通孔45内で上下動可能となるように、フローティング支持されている。このワーク支持ブロック42の上面は、下型12のパーティング面を構成し、また、ワークWの載置面を構成する。なお、図1では樹脂モールド金型10は型締めした状態であってワーク支持ブロック42が板厚調整機構部43と接しているが、型開きした状態では、ワーク支持ブロック42が板厚調整機構部43から離隔(フローティング)していてもよい。
 この場合、スプリング47は、上型11に設けられるスプリング33より弾性力が小さく設定される。具体的には、ワークWおよびワーク支持ブロック42に対して、スプリング33によって加えられる力が、スプリング47によって付勢される力よりも大きい。これにより、型締めの際に下型3を上昇させることでスプリング33を撓ませずにスプリング47を撓ませることができ、ワークW(基板101)の板厚に拘わらず均一な高さ位置でワークWをクランプすることができる。すなわち、チップ部品102の裏面(バンプ104形成面の反対面)に対して、上型キャビティブロック32のパーティング面がリリースフィルム40を介してクランプ力を作用し続けることができる。
 スプリング47に支持されたワーク支持ブロック42と下型ベースブロックとの間には、界面が互いにテーパ面(傾斜面)に形成された板厚調整ブロック43a、43bが重ね合わせて設けられている。具体的には、板厚調整ブロック43a、43bは、断面視奥行き方向(紙面垂直方向)に厚みの異なるブロックを組み合わせることで、全体の厚みが断面視奥行き方向に均一になるようにウエッジ構成されている。この上下段に重ね合わせた板厚調整ブロック43a、43bのうち一方をエアシリンダ、モータなどの駆動源によりスライド可能として、板厚調整機構部43が設けられている。
 これにより、下型12を上昇させることで上型キャビティブロック32(スプリング33)によってワーク支持ブロック42を押し下げる力が加わっても板厚調整機構部43のウエッジ構造で所定高さに支持固定することができる。すなわち、上型キャビティブロック32によってワーク支持ブロック42が過度に押し下げられないようにしている。
 図1に示すように、中間金型20は、カル14を構成する、厚さ方向に貫通して形成されたカル孔21(貫通孔)を有している。カル孔21は、ポット13と凹部36との間でそれらと連通して設けられている。カル孔21の凹部36側の開口部は、平面視において凹部36の開口部領域内に存在している。そして、カル孔21の壁面(側面)は、ポット13側の開口部から凹部36側の開口部へ向かって拡径するようなテーパ状となっている。したがって、中間金型20のカル孔21は、ポット13から凹部36へ樹脂Rを拡げて圧送しやすくするものとなっている。また、カル孔21は、中間金型20から不要な成形樹脂Rx1を上方へ取り出しやすくするものとなっている(図5参照)。
 また、中間金型20は、成形キャビティ16の側面を構成する、厚さ方向に貫通して形成されたキャビティ孔22(貫通孔)を有している。キャビティ孔22は、ワーク支持ブロック42と上型キャビティブロック32との間に配置されるように形成されている。キャビティ孔22の上型キャビティブロック32側の開口部は、平面視において上型キャビティブロック32のパーティング面内に存在している。そして、キャビティ孔22の側壁(側面)は、ワーク支持ブロック42側の開口部から上型キャビティブロック32側の開口部へ向かって縮径するようなテーパ状となっている。換言すれば、キャビティ孔22はワークWに向けて拡径するような形状に形成されている。
 したがって、中間金型20のキャビティ孔22は、後述するように中間金型20とワークWとを重ね合わせる際にチップ部品102を挿入しやすく、かつ、チップ部品102の破損を防止するようになっている(図1参照)。また、中間金型20のキャビティ孔22は、中間金型20から第1成形品R1(第1樹脂モールド部)が形成されたワークWを下方へ取り出しやすくするものとなっている(図5参照)。
 また、中間金型20は、ダミーキャビティ18を構成する、厚さ方向に貫通して形成されたダミーキャビティ孔23(貫通孔)を有している。ダミーキャビティ孔23は、下型クランパブロック41と凹部37との間に設けられている。ダミーキャビティ孔23の凹部37側の開口部は、平面視において凹部37の開口部領域内に存在している。そして、ダミーキャビティ孔23の壁面(側面)は、下型クランパブロック41側の開口部から凹部37側の開口部へ向かって拡径するようなテーパ状となっている。したがって、中間金型20のダミーキャビティ孔23は、中間金型20から不要な成形樹脂Rx2を上方へ取り出しやすくするものとなっている(図5参照)。なお、ダミーキャビティ孔23は、キャビティ孔22とは異なり必ずしも設ける必要は無い。
 後述するが、樹脂モールド金型10では、成形キャビティ16から樹脂Rをエアと共にダミーキャビティ18に圧送して、成形キャビティ16内充填された樹脂Rのエアが残らないようにさせる。そこで、本実施形態では、ダミーキャビティ18として、中間金型20にダミーキャビティ孔23を設けることで、成形キャビティ16内を通過させる樹脂Rの量を増加させて、エアをより確実に排出させている。
 また、第1中間金型20Aは、型締めの際に、ワークWのコンポーネント103を収容する、下型12側のパーティング面に形成された凹部24を有している。図2に示すように、コンポーネント103は、チップ部品102の周囲(外周)に沿って複数設けられている。このため、凹部24は、各コンポーネント103をすべて収容するように、平面視リング状の長溝から構成されてもよいし、各コンポーネント103のそれぞれを収容するように、複数個から構成されてもよい。
 また、中間金型20は、ランナゲート15を構成する、上型11側のパーティング面に沿って一定の深さで形成された第1溝25(ランナ溝)を有している。第1溝25は、一端が凹部36の開口部周縁と連通するように、また、他端がキャビティ孔22の側壁と連通するように形成されている。したがって、中間金型20の第1溝25は、側壁が拡径された凹部36(カル14)から圧送されてくる樹脂Rを成形キャビティ16(キャビティ孔22)へ送り出すもの(ランナゲート15)となっている。このため、ランナゲートを基板101上に設ける必要がないため、基板101端面からの樹脂漏れを防止すると共に、基板101上をランナゲート15の形状の樹脂Rを残すことなく成形することが可能となる。
 また、中間金型20は、スルーゲート17を構成する、上型11側のパーティング面に沿って一定の深さで形成された第2溝26(ランナ溝)を有している。第2溝26は、一端がキャビティ孔22の側壁と連通するように、また、他端が凹部37の開口部周縁と対向して連通する(直接ダミーキャビティ孔23に連通しない)ように形成されている。したがって、中間金型20の第2溝26は、成形キャビティ16(キャビティ孔22)から圧送されてくる樹脂Rをダミーキャビティ18(凹部37)へ送り出すもの(スルーゲート17)となっている。このため、スルーゲートを基板101上に設ける必要がないため、基板101端面からの樹脂漏れを防止すると共に、基板101上にスルーゲート17の形状の樹脂Rを残すことなく成形することが可能となる。
 また、中間金型20は、エアベント19を構成する、上型11側のパーティング面に沿って一定の深さで形成された第3溝27(エアベント溝)を有している。第3溝27は、一端が凹部37の開口部周縁と対向して連通するように、また、他端が中間金型20の側壁(外周側面)と連通するように形成されている。したがって、中間金型20の第3溝27は、成形キャビティ16、ダミーキャビティ18を含む連通路中のエアを排出するもの(エアベント19)となっている。
 図1に示すように、樹脂モールド金型10は、連通路において成形キャビティ16に対して下流側からエアを吸引するエア吸引機構部50(例えば、真空ポンプ)と、シール部51と、吸引路52とを備えている。シール部51は、下型12のパーティング面の周縁部において型外形に沿って平面視リング状に設けられており、上型11と下型12とを型締めした際に、すなわち中間金型20の外側面側に連通路(気密領域)を形成する。この気密領域に一端が連通する吸引路52が、下型クランパブロック41に設けられている。そして、吸引路52の他端がエア吸引機構部50と連通して設けられている。したがって、エアベント19とエア吸引機構部50とは、気密領域および吸引路52を介して連通している。
 図1に示すように、樹脂モールド金型10は、可動ピン53を含んで構成されている樹脂止め機構部を備えている。可動ピン53は、上型クランパブロック31に貫通状態であって一端が第3溝27に対面し、エアベント19の中途部に進退動(上下動)可能に設けられている。また、可動ピン53は、一端がエアベント19(第3溝27)に進入して開閉可能な寸法に形成することができる。可動ピン53は、例えば、上型ベースブロック30内に設けられた弾発材のコイルスプリング(図示せず)によりエアベント19から一端が離隔する方向に他端が付勢された状態で設けられている。そして、可動ピン53は、中継ピン(図示せず)を介して可動ピン作動用アクチュエータによりエアベント19への進退動作が制御可能に構成される。
 このような構成からなる樹脂止め機構部は、可動ピン53を下方(下型12方向)に動かして、エアベント19(第3溝27)内に可動ピン53を進入させることによってエアベント19を閉塞し、連通路内を圧送されてきた樹脂Rを堰き止める。他方、樹脂止め機構部は、可動ピン53を上方に動かして(コイルスプリングの付勢力によって離隔される)、エアベント19(第3溝27)外に可動ピン53を退出させることによってエアベント19を開放させる。
 ここで、樹脂モールド装置100は、樹脂モールド金型10の動作を制御する制御部60を備える。この制御部60は、トランスファ駆動機構から送信されたプランジャ46の駆動量情報および圧力情報のうちの少なくとも1つに基づいて、可動ピン53の可動ピン作動用アクチュエータの動作およびエア吸引機構部50の動作を制御する。なお、図1では、プランジャ46、可動ピン53、エア吸引機構部50に制御部60の符号を付している。
 制御部60は、例えば、記憶部に処理プログラムが組み込まれた演算処理装置で構成することができる。記憶部には、プランジャ46の駆動量から、成形キャビティ16などの連通路内での樹脂Rの到達位置を特定可能な位置特定情報が記憶されている。制御部60は、この位置特定情報を用いることで、プランジャ46の位置に基づいて特定される樹脂Rの到達位置に応じた制御処理を実行することが可能となっている。
 次に、本実施形態におけるワークWに対する樹脂モールド方法(2ステップ成形法)について図面を参照して説明する。図1、図3~図8は、使用状態における樹脂モールド装置100の要部の模式的断面図であり、樹脂モールド工程中のワークWが示されている。2ステップ成形法では、例えば、第1中間金型20Aを用いた第1ステップとして、フィラー径の小さい低粘度で流動性の高い樹脂を狭隘な箇所へ樹脂充填(アンダーフィル)し、第2中間金型20Bを用いた第2ステップとして、フィラー径の大きい高粘度で強度の高い樹脂で最終成形品の保形性を確保することができる。
 まず、樹脂モールド金型10が型開きした状態(図4に示すような上型11と下型12とが離隔した状態)では、ワーク支持ブロック42のパーティング面は、その周囲の下型クランパブロック41のパーティング面より若干下方の位置にある。このような状態において、基板101にフリップチップ接続されたチップ部品102をワークWとして樹脂モールド金型10に供給(搬入)し、ワーク支持ブロック42のパーティング面上にワークW(基板101)を載置する(図1参照)。このときのワークWの基板101上面が下型クランパブロック41のパーティング面より若干上方の位置にくるように、ワーク支持ブロック42が組み付けられている。また、ワーク支持ブロック42(下型12)では、チップ部品102を上型11側に向けてワークWを支持する。
 また、型開きした状態では、可動ピン53をエアベント19内から待避させておき、上型11のパーティング面でリリースフィルム40が吸着保持される。また、型開きした状態では、プランジャ46のヘッド部が下方(後退)した位置(樹脂供給位置)で待機しているポット13内に、低粘度の樹脂Rが供給される(図1参照)。上型11および下型12が予め加熱されているので、ポット13内の樹脂Rはその熱によって溶融することとなる。
 次いで、第1中間金型20Aのキャビティ孔22内にチップ部品102を収容してワークWを覆うように、下型12のパーティング面上に第1中間金型20AをワークWに重ねて配置する(図1参照)。本実施形態では、第1中間金型20Aのキャビティ孔22の大きさがチップ部品102の大きさと略等しくしているため、チップ部品102の周囲際(外周際)に第1中間金型20Aのキャビティ孔22の側壁からなる壁が形成されることとなる。
 このキャビティ孔22の側壁とチップ部品102の側面とのクリアランスは、樹脂モールド前において第1中間金型20AにワークW(チップ部品102)がセットできる範囲、及び、樹脂モールド後において第1中間金型20AからワークW(チップ部品102)が取り出せる範囲(例えば、0.1mm以下)の両方の範囲内で、できるだけ小さいことが好ましい。なぜならば、成形キャビティ16に流し込まれてきた樹脂Rは、チップ部品102の周囲を通過し難くなり、基板101とチップ部品102との間を優先的に通過させやすくなるからである。
 続いて、図1に示すように、可動型の下型12を固定型の上型11に近づけるように駆動させて(下型12を上昇させて)、上型11と下型12との間で第1中間金型20Aと共にワークWをクランプして型締めする。これにより、ポット13、カル14、ランナゲート15、成形キャビティ16、スルーゲート17、ダミーキャビティ18、エアベント19で連通される連通路が形成される。
 具体的には、上型11の凹部36および第1中間金型20Aのカル孔21を含んで構成される空間領域としてカル14が形成される。また、第1中間金型20Aのキャビティ孔22Aの両端をそれぞれ上型11のパーティング面および基板101の上面で塞がれたキャビティ孔22A内を含んで形成される空間領域として成形キャビティ16が形成される。また、上型11の凹部37および第1中間金型20Aのダミーキャビティ孔23を含んで構成される空間領域としてダミーキャビティ18が形成される。
 また、上型11のパーティング面および第1中間金型20Aの第1溝25を含んで構成される空間領域としてランナゲート15が形成される。また、上型11のパーティング面および第1中間金型20Aの第2溝26を含んで構成される空間領域としてスルーゲート17が形成される。また、上型11のパーティング面および第1中間金型20Aの第3溝27を含んで構成される空間領域としてエアベント19が形成される。
 また、型締めされることによって、上型11および下型12の周縁部では、シール部51が上型11と下型12によりクランプされるので金型内部に気密された空間領域が形成される。ここで、型締め途中においてシール部51が上型11に接触した後にエア吸引機構部50を駆動して金型内に減圧環境下を形成することもできる。なお、型締め直前からエア吸引機構部50を駆動しておけば、型締めと同時に、連通路中のエア吸引が行われて減圧環境下を形成でき、サイクルタイムを短縮することができる。
 ところで、型締めされる過程では、板厚調整機構部43によって板厚調整が行われている。具体的には、まず、上型11と下型12との間で第1中間金型20Aがクランプされる際に、基板101およびワーク支持ブロック42が押し下げられる。次いで、下段の板厚調整ブロック43bを所定量前進または進退させて上段の板厚調整ブロック43aがワーク支持ブロック42に下面に密着させて固定される。
 これにより、基板101上面と下型クランパブロック41のパーティング面とが面一となるように板厚差が吸収されて、基板101が中間金型20Aと下型クランパブロック41との間でクランプされる。すなわち、ポット13を中心として左右対称に載置されたワークWの基板101の板厚に差があったとしても、各基板101上面が均一な高さとなってクランプされる。このため、基板101上面での樹脂Rのフラッシュばりを防止することができる(特に、低粘度の場合に有効である。)。また、できるだけ小さなキャビティ孔22Aを有する第1中間金型20Aを用いているため、キャビティ孔22Aの平面領域以外の領域(すなわち、第1中間金型20Aと基板101との接触領域)を大きく確保することができ、均一な力でワークW(基板101)をクランプすることができる。
 続いて、成形キャビティ16を含む連通路内をエア吸引機構部50によってエア吸引(減圧)しながら、図3に示すように、プランジャ46を上昇させて、ポット13内で溶融した樹脂Rを圧送し、カル14およびランナゲート15を経て成形キャビティ16内へ充填する。ランナゲート15とスルーゲート17とは、成形品キャビティ16(チップ部品102)を中心に対称配置されている。このため、ランナゲート15から成形キャビティ16に圧送されてきた樹脂Rは、チップ部品102を通過する方向に設けられたスルーゲート17へとエア吸引機構50によって吸引され、基板101とチップ部品102との間のような狭隘な箇所にも充填される。また、成形キャビティ16に圧送されてきた樹脂Rは、チップ部品102の周囲際の壁(キャビティ孔22の側壁)によって逃げ道がなくなり、基板101とチップ部品102との間のような狭隘な箇所にも充填される。
 次いで、更に、プランジャ46を上昇させて溶融した樹脂Rをエアと共に圧送し、成形キャビティ16から樹脂Rをオーバーフローさせ、スルーゲート17を経てダミーキャビティ18へ樹脂Rを流入させる。
 また、スルーゲート17およびダミーキャビティ18を通過してエアベント19に樹脂Rの流頭が差し掛かかる前に、樹脂止め機構部を駆動して、エアベント19内に可動ピン53を進入させる。これによって、エアベント19が閉塞され、圧送されてくる樹脂Rを可動ピン53で堰き止めることができる。可動ピン53で樹脂Rを堰き止める構成とすることで、エアベント19を深く形成して、エアを排出し易くすることができ、充填性を向上することができる。また、樹脂モールド金型10外への樹脂汚れを防止することができる。また、樹脂汚れを防止することで、クリーニング工程を簡素化できサイクルタイムを短縮することもできる。
 本実施形態では、成形キャビティ16から樹脂Rをオーバーフローさせるために、スルーゲート17およびダミーキャビティ18を設けている。
 仮に、これらを設けない場合、樹脂Rをオーバーフローさせることができず、基板101とチップ部品102との間にエアが残っていたとしてもそれを押し流して成形キャビティ16の外に排出することが難しくなることがある。これでは、基板101とチップ部品102との間への樹脂充填性が低下してしまう。
 そこで、スルーゲート17およびダミーキャビティ18を設けることで、成形キャビティ16から樹脂Rと共にエアをダミーキャビティ18に排出し、成形キャビティ16内に充填された樹脂Rからエアを確実に排出することができる。したがって、成形キャビティ16で充填された樹脂Rは、充分に脱気されたうえで樹脂R内のエアも確実に排出されるものとなり、成形キャビティ16内に配置された狭隘な箇所に対しても樹脂充填性を向上することができる。
 次いで、可動ピン53によって樹脂Rが堰き止められた状態で、更に、プランジャ46を上昇させて、成形キャビティ16内の圧力を所定の成形圧力まで高めた後、保圧した状態で成形キャビティ16に充填された樹脂Rの熱硬化を完了させる。
 続いて、図4に示すように、可動型の下型12を固定型の上型11から遠ざけるように駆動させて(下型12を下降させて)、上型11と下型12とを隔離して型開きする。これにより、熱硬化した樹脂Rによって第1中間金型20Aに食い付いた状態でワークWを取り出すことができる。
 続いて、図5に示すように、ワークWを第1中間金型20Aから下方に押し出して取り出す。このワークWでは、少なくとも基板101とチップ部品102との間(狭隘な箇所)に樹脂充填されてなる第1成形品R1が形成され、チップ部品102の裏面が露出されている。また、成形キャビティ16以外で成形された不要な成形樹脂Rxを第1中間金型20Aから上方に押し出して取り出す。
 以上により、第1中間金型20Aを用いた第1ステップが終了する。その後、樹脂モールド金型10のクリーニングなどを行い、第1中間金型20Aと第2中間金型20Bとを交換してから、第2中間金型20Bを用いた第2ステップが開始される。なお、第2ステップでは、動作タイミングなどは異なるものの第1ステップと同様の制御処理が行われる。
 このように、第1中間金型20Aを第2中間金型20Bに替えるだけで異なる大きさの成形キャビティ16で成形を行うことができ、1個のワークWを複数の樹脂R層で封止するような工程を容易かつ安価に実現することができる。また、可般な中間型を切替えるだけでよいため金型の準備の時間を短縮することもできる。このため、高性能なパッケージを安価かつ短時間で製造することができる。本実施形態のように、チップ部品102のアンダーフィルのみを流動性の高い高価な樹脂で行って充填性を確保しながら、外周を安価な樹脂で封止するような構成も容易かつ安価に実施することができる。他にも、蛍光体層や透明層などを複数積層した発光パッケージ、外周に電磁シールド層が形成された高周波パッケージ、または、外周に放熱層が形成された高発熱パッケージなどの複数の封止層を積層するような高機能パッケージであっても効率的に製造することが可能となる。また、成形形状を容易に変更できるため、適切な成形形状の選定を行うための繰り返し成形するテスト工程を短時間で完了して適切な金型設計を素早く行うことができ、製品の生産を迅速に開始することができる。
 まず、型開きした状態で、第1成形品R1が形成されたワークWを樹脂モールド金型10に供給(搬入)し、ワーク支持ブロック42のパーティング面上にワークWを載置する(図6参照)。また、可動ピン53をエアベント19内から待避させておき、上型11のパーティング面でリリースフィルム40が吸着保持される。また、プランジャ46のヘッド部が樹脂供給位置で待機しているポット13内に高粘度の樹脂Rが供給される(図6参照)。
 次いで、第2中間金型20Bのキャビティ孔22B内に第1成形品R1およびその周囲にコンポーネント103を収容してワークWを覆うように下型12のパーティング面上に第2中間金型20Bを配置する(図6、図8参照)。
 続いて、図6に示すように、可動型の下型12を固定型の上型11に近づけるように駆動させて(下型12を上昇させて)、上型11と下型12との間で第2中間金型20Bと共にワークWをクランプして型締めする。これにより、上型11の凹部36内および第2中間金型20Bのカル孔21内を含んで構成される空間領域としてカル14が形成される。また、第2中間金型20Bのキャビティ孔22Bの両端をそれぞれ上型11のパーティング面および基板101の上面で塞がれたキャビティ孔22B内を含んで形成される空間領域として成形キャビティ16が形成される。また、上型11の凹部37内および第2中間金型20Bのダミーキャビティ孔23内を含んで構成される空間領域としてダミーキャビティ18が形成される。
 続いて、成形キャビティ16を含む連通路内をエア吸引(減圧)しながら、図7に示すように、プランジャ46を上昇させて、ポット13内で溶融した樹脂Rを圧送し、カル14およびランナゲート15を経て成形キャビティ16内へ充填する。これにより、チップ部品102の側面とコンポーネント103が封止される。
 次いで、更に、プランジャ46を上昇させて溶融した樹脂Rを圧送し、成形キャビティ16から樹脂Rをオーバーフローさせ、スルーゲート17を経てダミーキャビティ18へ樹脂Rを流入させる。スルーゲート17およびダミーキャビティ18を通過してエアベント19に樹脂Rの流頭が差し掛かかる前に、樹脂止め機構部を駆動して、エアベント19内に可動ピン53を進入させる。
 次いで、可動ピン53によって樹脂Rが堰き止められた状態で、更に、プランジャ46を上昇させて、成形キャビティ16内の圧力を所定の成形圧力まで高めた後、保圧した状態で成形キャビティ16に充填された樹脂Rの熱硬化を完了する。
 次いで、上型11と下型12とを隔離して型開きする。これにより、熱硬化した樹脂Rによって第2中間金型20Bに食い付いた状態でワークWを取り出すことができる。
 続いて、図8に示すように、ワークWを第2中間金型20Bから下方に押し出して取り出す。このワークWでは、第1成形品R1を覆う第2成形品R2(第2樹脂モールド部)が形成され、チップ部品102の裏面が露出されている。また、成形キャビティ16以外で成形された不要な成形樹脂Rxを第2中間金型20Bから上方に押し出して取り出す。以上により、第2中間金型20Bを用いた第2ステップが終了する。これにより、第1成形品R1および第2成形品R2が形成された最終成形品(例えば、半導体装置)が完成する。その後、2ステップ成形法を繰り返すために、樹脂モールド金型10のクリーニングなどを行われる。
 以上の2ステップ成形法によれば、基板101とチップ部品102との間のような狭隘な箇所に樹脂充填された第1成形品R1を形成でき、第1成形品R1を覆って形状が保たれた第2成形品R2を形成することができる。したがって、第1成形品R1および第2成形品R2でチップ部品101などを樹脂モールドした半導体装置の信頼性を向上することができる。また、基板101とチップ部品102との間の第1成形品R1では、ボイドの発生が低減されているので、半導体装置の製造歩留まりを向上することができる。
 (第2実施形態)
 前記第1実施形態では、2つの中間金型を用いた樹脂モールド方法(2ステップ成形法)によって、最終成形品を成形する場合について説明した。本発明における第2実施形態では、1つの中間金型を用いた樹脂モールド方法(1ステップ成形法)によって、最終成形品を成形する場合について図面を参照して説明する。図9~図11は、使用状態における樹脂モールド装置100の要部の模式的断面図であり、樹脂モールド工程中のワークWが示されている。
 まず、本実施形態における樹脂モールド金型10Aが型開きした状態において、基板101にフリップチップ接続されたチップ部品102をワークWとして樹脂モールド金型10Aに供給(搬入)し、ワーク支持ブロック42のパーティング面上にワークW(基板101)を載置する(図9参照)。
 また、型開きした状態では、可動ピン53をエアベント19内から待避させておき、上型11のパーティング面でリリースフィルム40が吸着保持される。また、型開きした状態では、プランジャ46のヘッド部が樹脂供給位置で待機しているポット13内に、樹脂Rが供給される(図9参照)。
 次いで、中間金型20のキャビティ孔22内にチップ部品102を収容してワークWを覆うように下型12のパーティング面上に中間金型20を配置する(図9参照)。
 続いて、図9に示すように、上型11と下型12との間で中間金型20と共にワークWをクランプして型締めする。これにより、ポット13、カル14、ランナゲート15、成形キャビティ16、スルーゲート17、ダミーキャビティ18、エアベント19で連通される連通路が形成される。また、上型11および下型12の周縁部では、シール部51が上型11と下型12によりクランプされるので金型内部に気密された空間領域が形成される。
 続いて、成形キャビティ16を含む連通路内をエア吸引機構部50によってエア吸引(減圧)しながら、図10に示すように、プランジャ46を上昇させて、ポット13内で溶融した樹脂Rを圧送し、カル14およびランナゲート15を経て成形キャビティ16内へ充填する。このため、ランナゲート15から成形キャビティ16に圧送されてきた樹脂Rは、チップ部品102を通過する方向に設けられたスルーゲート17へとエア吸引機構50によって吸引される。この場合、可動ピン53によって樹脂Rを堰き止めるためエアベント19が深く形成されており、型閉じ後でエアベント19からしかエアを吸引できなくなったときも成形キャビティ16内のエアを強力に吸引し、本実施形態のように成形キャビティ16の容積が比較的大きい場合であっても確実に減圧できるため、基板101とチップ部品102との間のような狭隘な箇所にも充填される。
 次いで、更に、プランジャ46を上昇させて溶融した樹脂Rをエアと共に圧送し、成形キャビティ16から樹脂Rをオーバーフローさせ、スルーゲート17を経てダミーキャビティ18へ樹脂Rを流入させる。また、スルーゲート17およびダミーキャビティ18を通過してエアベント19に樹脂Rの流頭が差し掛かかる前に、樹脂止め機構部を駆動して、エアベント19内に可動ピン53を進入させ、圧送されてくる樹脂Rを可動ピン53で堰き止めることができる。
 次いで、可動ピン53によって樹脂Rが堰き止められた状態で、更に、プランジャ46を上昇させて、成形キャビティ16内の圧力を所定の成形圧力まで高めた後、保圧した状態で成形キャビティ16に充填された樹脂Rの熱硬化を完了させる。次いで、上型11と下型12とを隔離して型開きする。これにより、熱硬化した樹脂Rによって中間金型20に食い付いた状態でワークWを取り出すことができる。
 続いて、図11に示すように、ワークWを中間金型20から下方に押し出して取り出す。このワークWでは、少なくとも基板101とチップ部品102との間が樹脂充填され、チップ部品102の裏面が露出された成形品R12が形成される。また、成形キャビティ16以外で成形された不要な成形樹脂Rxを中間金型20から上方に押し出して取り出す。以上により、1ステップ成形法が終了する。
 以上の1ステップ成形法によれば、基板101とチップ部品102との間のような狭隘な箇所に樹脂充填された成形品R12を形成することができる。したがって、成形品R12でチップ部品101などを樹脂モールドした半導体装置の信頼性を向上することができる。また、基板101とチップ部品102との間の成形品R12では、ボイドの発生が低減されているので、半導体装置の製造歩留まりを向上することができる。また、1つの中間金型20を用いれば済むので、半導体装置の生産性を向上することができる。
 (第3実施形態)
 前記第1実施形態では、1つの基板101上に1つのチップ部品102が搭載されたワークWに対して2ステップ成形法を用いた場合について説明した。本発明における第3実施形態では、1つの基板101上に複数のチップ部品102がマトリクス搭載されたワークWに対して、第1ステップでマトリクス状に第1成形品R1を形成し、第2ステップでマップ状に第2成形品R2を形成する2ステップ成形法について図面を参照して説明する。図12~図17は、使用状態における樹脂モールド装置100の要部の模式的断面図であり、樹脂モールド工程中のワークWが示されている。
 まず、本実施形態における樹脂モールド金型10Bが型開きした状態において、基板101にフリップチップ接続された複数のチップ部品102をワークWとして樹脂モールド金型10Bに供給(搬入)し、ワーク支持ブロック42のパーティング面上にワークW(基板101)を載置する(図12参照)。
 また、型開きした状態では、可動ピン53をエアベント19内から待避させておき、上型11のパーティング面でリリースフィルム40が吸着保持される。また、型開きした状態では、プランジャ46のヘッド部が樹脂供給位置で待機しているポット13内に、樹脂Rが供給される(図12参照)。
 次いで、第1中間金型20Aの各キャビティ孔22内に各チップ部品102を収容してワークWを覆うように下型12のパーティング面上に第1中間金型20Aを配置する(図12参照)。本実施形態では、キャビティ孔22は、ワークWに複数搭載されたチップ部品102と同数かつ同じ間隔で形成されている。また、第1中間金型20Aの各キャビティ孔22の大きさが各チップ部品102の大きさと略等しくしているため、各チップ部品102の周囲際(外周際)に第1中間金型20Aのキャビティ孔22の側壁からなる壁が形成されることとなる。また、第1中間金型20Aは、カル14から複数の成形キャビティ16に並列的に樹脂Rを供給するために図示しない断面において、カル14から複数のランナゲート15に分岐すると共に、複数の成形キャビティ16にそれぞれ接続されたスルーゲート17がダミーキャビティ18に向けて集結するような構成とすることができる。
 続いて、図12に示すように、上型11と下型12との間で第1中間金型20Aと共にワークWをクランプして型締めする。
 なお、図12に示す構成のほかに、ポット13、カル14、ランナゲート15、上流の成形キャビティ16、スルーゲート17、下流の成形キャビティ16、スルーゲート17、ダミーキャビティ18、エアベント19で連通される連通路が形成される直列的な構造としてもよい。また、これらの並列的な構造と直列的な構造とを組み合わせて用いてもよい。
 続いて、図13に示すように、ポット13内で溶融した樹脂Rを圧送し、カル14およびランナゲート15を経て各々の成形キャビティ16内へ充填する。さらに、プランジャ46を上昇させて、スルーゲート17を経てダミーキャビティ18へ樹脂Rを流入させる。また、スルーゲート17およびダミーキャビティ18を通過してエアベント19に樹脂Rの流頭が差し掛かかる前に、樹脂止め機構部を駆動して、エアベント19内に可動ピン53を進入させ、圧送されてくる樹脂Rを可動ピン53で堰き止めることができる。
 次いで、可動ピン53によって樹脂Rが堰き止められた状態で、更に、プランジャ46を上昇させて、各成形キャビティ16内の圧力を所定の成形圧力まで高めた後、保圧した状態で各成形キャビティ16に充填された樹脂Rの熱硬化を完了させる。次いで、上型11と下型12とを隔離して型開きする。これにより、熱硬化した樹脂Rによって第1中間金型20Aに食い付いた状態でワークWを取り出すことができる。
 続いて、図14に示すように、ワークWを第1中間金型20Aから下方に押し出して取り出す。このワークWでは、少なくとも基板101とチップ部品102との間(狭隘な箇所)に樹脂充填されてなる複数の第1成形品R1が形成され、チップ部品102の裏面が露出されている。また、成形キャビティ16以外で成形された不要な成形樹脂Rxを第1中間金型20Aから上方に押し出して取り出す。
 以上により、第1中間金型20Aを用いた第1ステップが終了する。これにより、基板101上にマトリクス状に複数の第1成形品R1が形成される。続いて、第1中間金型20Aと第2中間金型20Bとを交換してから、第2中間金型20Bを用いた第2ステップが開始される。なお、以下で説明する第2ステップでは、第1ステップと同様の制御処理が行われる。
 まず、型開きした状態で、複数の第1成形品R1が形成されたワークWを樹脂モールド金型10に供給(搬入)し、ワーク支持ブロック42のパーティング面上にワークWを載置する(図15参照)。また、プランジャ46のヘッド部が樹脂供給位置で待機しているポット13内に高粘度の樹脂Rが供給される(図15参照)。
 次いで、第2中間金型20Bの1個のキャビティ孔22B内に複数の第1成形品R1を全て収容しながらワークWを覆うように下型12のパーティング面上に第2中間金型20Bを配置する(図15参照)。続いて、図15に示すように、上型11と下型12との間で第2中間金型20Bと共にワークWをクランプして型締めする。
 続いて、成形キャビティ16を含む連通路内をエア吸引(減圧)しながら、図16に示すように、プランジャ46を上昇させて、ポット13内で溶融した樹脂Rを圧送し、カル14およびランナゲート15を経て成形キャビティ16内へ充填する。
 次いで、更に、プランジャ46を上昇させて溶融した樹脂Rを圧送し、成形キャビティ16から樹脂Rをオーバーフローさせ、スルーゲート17を経てダミーキャビティ18へ樹脂Rを流入させる。スルーゲート17およびダミーキャビティ18を通過してエアベント19に樹脂Rの流頭が差し掛かかる前に、樹脂止め機構部を駆動して、エアベント19内に可動ピン53を進入させる。
 次いで、可動ピン53によって樹脂Rが堰き止められた状態で、更に、プランジャ46を上昇させて、成形キャビティ16内の圧力を所定の成形圧力まで高めた後、保圧した状態で成形キャビティ16に充填された樹脂Rを熱硬化させることで、複数の第1成形品R1が1個のキャビティ孔22B内においてマップ(MAP:Matrix Array Package)状に封止される。次いで、上型11と下型12とを隔離して型開きする。これにより、熱硬化した樹脂Rによって第2中間金型20Bに食い付いた状態でワークWを取り出すことができる。
 続いて、図17に示すように、ワークWを第2中間金型20Bから下方に押し出して取り出す。このワークWでは、複数の第1成形品R1を覆う第2成形品R2が形成され、チップ部品102の裏面が露出されている。また、成形キャビティ16以外で成形された不要な成形樹脂Rxを第2中間金型20Bから上方に押し出して取り出す。以上により、第2中間金型20Bを用いた第2ステップが終了する。所定の領域(図17中、波線で示す。)を切断する個片化処理が行われ、第1成形品R1および第2成形品R2が形成された半導体装置が完成する。
 (第4実施形態)
 前記第1実施形態では、1つの基板101上に搭載された1つのチップ部品102に対応する上型キャビティブロック32を1つ設けた場合について説明した。本発明における第4実施形態では、1つの基板101上に搭載された複数のチップ部品102にそれぞれ対応する上型キャビティブロック32を複数設ける場合について図面を参照して説明する。
 図18は、本実施形態における樹脂モールド金型10Cを説明するための図(模式的断面図)であって、2ステップ成形法において第1中間金型20Aを用いる第1ステップから第2中間金型20Bを用いる第2ステップへと移った(白抜きの矢印で示す)使用状態を示す。なお、樹脂モールド金型10Cも型締め状態では、ポット13、カル14、ランナゲート15、成形キャビティ16、スルーゲート17、ダミーキャビティ18、エアベント19で連通される連通路(図1参照)が形成されるが、図18の断面図からはポット13などのような本実施形態での効果の説明において省略可能な一部構成を省略しているが、前述の実施形態と同様に構成されている。
 図18に示すように、ワークWは、基板101にバンプ104を介してフリップチップ接続された複数のチップ部品102がマトリクス搭載されたものである。下型12には、ワークW(基板101)が載置されるように凹部が設けられている。上型11には、マトリクス搭載された複数のチップ部品102に対応して複数の上型キャビティブロック32がマトリクス状に上下動可能に設けられている。
 第1ステップで用いられる第1中間金型20A及び第2ステップで用いられる第2中間金型20Bは、第3の実施形態と同様にマトリックス状に封止した後に、全体を一括封止できるように構成されている。このような樹脂モールド金型10Cを用いた2ステップ成形法によっても、基板101とチップ部品102との間のような狭隘な箇所への樹脂充填性を向上することができるほか、1個のワークWにおいて搭載されているチップ部品102の高さにばらつきがあっても、チップ部品102の端面を個々に適切な力でクランプすることができるため、チップ部品102のクランプ力の偏りを防止し、フラッシュばりやチップ部品102の破損の発生を防止することができる。例えば、チップ部品102自体が均一な高さであっても実装の都合で高さが異なったり、複数のチップ部品102を混載したりするようなモールド成形品のように元からチップ部品102自体の大きさが異なる場合もある。これらの場合においても、適正な封止を行うことができる。
 (第5実施形態)
 前記第1実施形態では、最終成形品においてチップ部品102の裏面(上面)を露出させる場合について説明した。本発明における第5実施形態では、チップ部品102の裏面も樹脂Rで覆うオーバーモールドの形態の場合について図面を参照して説明する。
 図19は、本実施形態における樹脂モールド金型10Dを説明するための図(模式的断面図)であって、2ステップ成形法において第1中間金型20Aを用いる第1ステップから第2中間金型20Bを用いる第2ステップへと移った(白抜きの矢印で示す)使用状態を示す。樹脂モールド金型10Dの第1中間金型20Aは、前記実施形態1に示したものと同様のものである。
 第2ステップで用いられる第2中間金型20Bには、第1ステップで用いられた第1中間金型20Aより厚いものが用いられ、第1成形品R1を収容するキャビティ孔22Bが設けられている。このため、第2ステップの終了後には、チップ部品102の裏面が覆われる(オーバーモールドされる)こととなる。すなわち、キャビティ孔22Bは、その深さが最終成形品の厚さに対応するものであり、チップ部品102全体を覆うものである。
 このような樹脂モールド金型10Dを用いた2ステップ成形法によっても、基板101とチップ部品102との間のような狭隘な箇所への樹脂充填性を向上した成形を行ったうえで、中間金型20の厚みを異ならせるだけでチップ部品102を覆ってシールド機能を持たせたりすることもできる。また、第1ステップにおいて充填性の高い樹脂を用い、第2ステップの成形において熱伝導性の高い樹脂を用いるといった成形を用いることでこれらの樹脂の機能を両立させたパッケージの成形も可能である。
 (第6実施形態)
 前記第1実施形態では、ワークWとして、基板101にフリップチップ接続されたチップ部品102の場合について説明した。本発明における第6実施形態では、ワークWとして、基板101にダイボンド搭載、ワイヤボンディング接続されたチップ部品102の場合について図面を参照して説明する。
 図20、図21は、本実施形態における樹脂モールド金型10E、10Fを説明するための図(模式的断面図)であって、2ステップ成形法において第1中間金型20Aを用いる第1ステップから第2中間金型20Bを用いる第2ステップへと移った(白抜きの矢印で示す)使用状態を示す。
 図20に示すワークWは、基板101に裏面側でダイボンド搭載されたチップ部品102が表面側のボンディングワイヤ105を介して基板101と電気的に接続されたものである。このため、樹脂モールド金型10Eでは、上型11には、上型キャビティブロック32(図1参照)を設けていない構成となっている。
 第1ステップで用いられる第1中間金型20Aには、チップ部品102およびボンディングワイヤ105を収容する大きさのキャビティ孔22Aが設けられている。このため、第1ステップの終了後には、チップ部品102およびボンディングワイヤ105が樹脂で覆われた(オーバーモールドされた)第1成形品R1が形成される。そして、第2ステップで用いられる第2中間金型20Bには、第1ステップで用いられる第1中間金型20Aより厚いものが用いられ、第1成形品R1を収容するキャビティ孔22Bが設けられている。
 このような樹脂モールド金型10Eを用いた2ステップ成形法によっては、ボンディングワイヤ105のワイヤフローを防止することができる。また、このような2ステップ成形法によれば、第1ステップでワイヤフローを防止するために低粘度、低応力の樹脂を用い、第2ステップで電磁シールド性、耐湿性、線膨張調整、高応力の樹脂を用いることもできる。
 また、図21に示すワークWは、基板101に裏面側でダイボンド搭載された複数のチップ部品102が表面側のボンディングワイヤ105を介して基板101と電気的に接続されたものである。第1ステップで用いられる第1中間金型20Aには、複数のチップ部品102の配置に対応して、成形キャビティ16を構成する複数のキャビティ孔22Aが設けられている。第2ステップで用いられる第2中間金型20Bには、複数の第1成形品R1に対応して、成形キャビティ16を構成するキャビティ孔22Bが共通して設けられている。このキャビティ孔22Bは、各第1成形品R1を一纏めに収容する貫通孔である。
 このような樹脂モールド金型10Fを用いた2ステップ成形法によっても、ボンディングワイヤ105のワイヤフローを防止することができる。すなわち、2ステップ成形法によれば、第1ステップでワイヤフローを防止するために低粘度の樹脂を用い、第2ステップで耐湿性に優れた樹脂を用いることができる。また、先にチップ部品102の封止を完了してしまうので、チップ部品を確実に封止して信頼性を確保することができる。また、チップ配置が複雑であっても第1中間金型20A、第2中間金型20Bを交換するだけでよく簡易な変更で対応することができる。なお、上述の実施形態において、複数のチップ部品102を個別に封止した後に全体を一括封止する例について説明したが、これらでは、一括封止した後に1個以上のチップ部品102を含む形状に個片化して用いるようなパッケージ形態であってもよいし、全ての複数のチップ部品102が含まれた形状で用いるパッケージ形態であってもよい。
 (第7実施形態)
 本発明における第7実施形態では、最終成形品として樹脂封止部分を貫通する導電部を含むTMV(Through Mold Via)構造のパッケージを製造する場合について図面を参照して説明する。図22は、本実施形態における樹脂モールド金型10Gを説明するための図(模式的断面図)であって、2ステップ成形法において第1中間金型20Aを用いる第1ステップから第2中間金型20Bを用いる第2ステップへと移った(白抜きの矢印で示す)使用状態を示す。
 図22に示すように、ワークWは、基板101にダイボンド搭載、ワイヤボンディング接続されたチップ部品102およびその周囲に搭載された導電部材106(ビア)である。この導電部材106は、基板101と電気的に接続されている。また、上型11には、導電部材106が設けられた平面視領域に対応するパーティング面を有する上型キャビティブロック32が上下動可能に設けられている。
 第1ステップで用いられる第1中間金型20Aには、チップ部品102および導電部材106に対応して、成形キャビティ16を構成する複数のキャビティ孔22Aが設けられている。第1ステップの終了後には、上型キャビティブロック32で導電部材106がクランプされるため、導電部材106の一部が露出した第1成形品R1が成形されることとなる。この場合、チップ部品102と導電部材106とによって成形キャビティ16内の樹脂の流動は極めて複雑になるため、充填性のよい樹脂Rが用いられる。次いで、第2中間金型20Bが用いられる第2ステップの終了後には、上型キャビティブロック32で導電部材106がクランプされるため、導電部材106の一部が露出した最終成形品が成形されることとなる。
 このような樹脂モールド金型10Eを用いた2ステップ成形法によっても、ボンディングワイヤ105と導電部材106により複雑かつ狭隘な箇所への樹脂充填性を向上できる成形を行いながら外周に強度の高い封止を行って強度を確保した高性能なパッケージを成形することができる。
 (第8実施形態)
 前記実施形態1では、ワークWに対する2ステップ成形法を適用した場合について説明した。本成形法においてワークWはこれに限らず、図23および図24に示すようなダミーワークDWを用いても2ステップ成形法による成形の評価を行ってもよい。なお、このダミーワークDWを用いた評価は上述した成形法以外の成形方法でも利用可能であるが、2ステップ成形法の評価を安価かつ効率的に実施できるため好ましい。
 図23および図24に示すチップ部品102は、本発明におけるダミーチップに相当し、実際のパッケージに用いるチップ部品102の形状を模して形成される。また、このチップ部品102は、例えば、銅板からなり、バンプ104に相当する凹凸をエッチング、プレス加工や機械加工により形成したものである。また、ダミーワークDW用の基板101としては、例えば、プリント配線基板(FR-4)、銅板、ウェハやガラスなどであってもよい。
 図23に示すダミーワークDWのように、基板101上に、1つのチップ部品102をフリップチップ接続の形態で配置し、チップ部品102の外周にコンポーネント103(任意構成)を貼り付けられてもよい。また、コンポーネント103は、基板101が銅板からなる場合、エッチングによって形成されてもよい。また、基板101上に、1つのチップ部品102を搭載するのではなく、ダミーワークDWは、複数のチップ部品102をマトリクス配置で搭載されてもよい。
 また、図24に示すダミーワークDWのように、基板101上に、複数のチップ部品102が積層されてもよい。
 本発明によれば、基板101とチップ部品102との間のギャップや、下段のチップ部品102とその上段のチップ部品102との間のギャップのような狭隘な箇所であっても樹脂充填性の実際のチップ部品102を用いることなく確認を行うことができる。
 これらの構造において、例えば上述したような樹脂モールド金型10を用いて成形を行うことで、採用した金型構造や制御により十分にチップ部品102の下部の充填(アンダーフィル)が行われたかを確認することができる。例えば、モールド成形品から基板101を引き剥がすことで、バンプ104に相当する凹凸間の樹脂Rの充填状態を確認することができる。このため、実際のチップ部品102が搭載された基板101のように高価かつ準備に時間がかかる被成形品を用いることなく、成形品質を確認することができるため、安価かつ効率的に金型構造や制御の評価を行うことができる。
 また、図25に示すダミーワークDWのように、基板101上に、1つのチップ部品102をフリップチップ接続し、チップ部品102の外周に柱状の導電部材106を配置する構成でもよい。この場合、導電部材106は、連結部107を介してチップ部品102に接続されることで取り扱いが容易となり簡易に評価することができる。また、導電部材106が外周に配置されたチップ部品102は積層して用いることもできる。
 以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
 前記実施形態では、上型のパーティング面に設けられた凹部と、中間金型に設けられたダミーキャビティ孔とで、ダミーキャビティを構成する場合について説明したが、ダミーキャビティを上型の凹部のみで構成したり、または中間金型のダミーキャビティ孔のみから構成したりする場合でもよい。
 前記実施形態では、一つの中間金型を用いて成形品を形成(1ステップ成形法)する場合や、二つの中間金型を交換して用いて成形品を形成(2ステップ成形法)する場合について説明したが、三つ以上の中間金型を交換して用いて三層以上の封止層を有する成形品を形成する場合でもよい。
 前記実施形態では、第1、第2ステップ(2ステップ成形法)では、それぞれ材質が異なる(低粘度、高粘度)の樹脂を用いた場合について説明したが、第1、第2ステップにおいて同じ材質の樹脂を用いることもできる。また、樹脂形状においても、第1、第2ステップでは、それぞれが異なる形状(例えば、タブレット状、液状、粉状など)であったり、同じ形状であったりする場合でもよい。なお、最終成形品の成形品質を確保できるように、第1および第2ステップで用いられる樹脂の互いの特性(特に、密着性)が考慮される。
 前記実施形態では、量産用として供給部と収納部とを備えた樹脂モールド装置に適用した場合について説明したが、試験用として供給部および収納部を備えないマニュアル式の樹脂モールド装置に適用する場合でもよい。
 前記実施形態では、ランナゲートを構成する中間金型の第1溝の深さが一定の場合について説明したが、例えば、カル側から成形キャビティ側に向かって徐々に深くする場合であってもよい。すなわち、中間金型を用いることで、基板とこれにフリップチップ接続されたチップ部品との間のような狭隘な箇所(所望の箇所)に向かってランナゲート(第1溝)を設けることができ、狭隘な箇所であっても、より樹脂充填性を向上することができる。
 前記実施形態では、ランナゲート、スルーゲートおよびエアベントを中間金型に設ける場合について説明したが、例えば、上型のパーティング面にそれぞれを構成する溝を形成する場合であってもよい。
 前記実施形態では、可動ピンをアクチュエータによりエアベントへの進退動作を制御する場合について説明したが、図26または図27に示すような他の金型構造によって進退させてもよい。なお、図26、図27に示す金型構造では、他の図面において記載した構成でも省略したものもある。
 一例としての金型構造は、図26に示す樹脂モールド金型10Hのように、上型クランパブロック31および可動ピン53もそれぞれスプリング33A、33Bで上型ベースブロック30に弾性的に支持する。これにより、樹脂モールド金型10を型締めすることで中間金型20に当接し移動が制限された上型クランパブロック31に対し、可動ピン53が突出しエアベント溝27に侵入して閉塞するようにしてもよい。このような構成によれば、樹脂モールド金型10Hを型締め制御のみで可動ピン53を進退させることができるため、可動ピン53を駆動するアクチュエータを不要とすることができ、装置の簡素化が可能である。
 また、他の方法で可動ピン53を進退動作させてもよい。例えば、図27に示す樹脂モールド金型10Iのように、可動ピン53の上流に配置された押上げピン531を樹脂Rの樹脂圧によって押し上げさせた昇降動作を利用することができる。具体的には、シーソー状に構成されて一方の昇降により他方が反対側に昇降するロッキング機構532に可動ピン53と押上げピン531とを組み付けることで、押上げピン531の押し上げに対応して可動ピン53を押し下げてエアベント溝を閉塞するようにしてもよい。このような構成によれば、樹脂Rの樹脂圧により可動ピン53を可動することができ、アクチュエータを不要とすることができると共に、樹脂モールド金型10Iを型締め制御も不要であり、装置をさらに簡素化することができる。
 前記実施形態では、ベースブロックに対してキャビティブロックおよびワーク支持ブロックを可動させる場合について説明したが、これらを固定させる場合でもよい。
 前記実施形態では、上型を固定型、下型を可動型とした場合について説明したが、上型を可動型、下型を固定型としたり、上型および下型を可動型としたりする場合でもよい。
 前記実施形態では、基板上にランナゲートを走らせないためにカル孔を有し、ポットを覆うように配置される中間金型を用いる場合について説明したが、ポットから左右に分割されて、カル孔を有さない中間金型を用いることもできる。
 前記実施形態では、チップ部品102が基板101に電気的に接続されている場合について説明したが、チップ部品102は基板101とは電気的に接続せず、封止後に成形品から基板101を剥離し、配線構造を基板101の面に成形することでモールド成形品を成形することもできる。

Claims (8)

  1.  第1金型と、
     チップ部品が搭載されたワークを、当該チップ部品を前記第1金型側に向けて支持する第2金型と、
     前記第1金型または第2金型のいずれかに組み付けられ、モールド樹脂を供給するポットおよびプランジャと、
     前記ポットに連通して前記チップ部品を収容するキャビティ孔を有する中間金型と、
     前記中間金型と前記第1金型または第2金型との間の少なくとも一方の間に形成されたエアベント溝と、
     当該エアベント溝に対面する前記第1または第2金型の少なくとも一方に進退動可能に設けられた可動ピンと、を備え、
     前記第1金型と前記第2金型とで前記ワークおよび前記中間金型がクランプされ、前記エアベント溝よりエア吸引されて金型内に形成される減圧環境下で、前記可動ピンで前記エアベント溝を閉塞することにより、前記キャビティ孔よりオーバーフローさせた前記モールド樹脂を堰き止めることを特徴とする樹脂モールド金型。
  2.  請求項1記載の樹脂モールド金型において、
     前記中間金型には、前記キャビティ孔と前記エアベント溝との間で連通するダミーキャビティが形成されていることを特徴とする樹脂モールド金型。
  3.  請求項1または2記載の樹脂モールド金型において、
     前記中間金型として交換可能な第1および第2中間金型を備え、
     前記第1中間金型のキャビティ孔の大きさが、前記第2中間金型のキャビティ孔の大きさよりも小さいことを特徴とする樹脂モールド金型。
  4.  請求項1または2記載の樹脂モールド金型と、前記樹脂モールド金型の動作を制御する制御部とを備える樹脂モールド装置において、
     前記制御部は、
    (a)前記第1金型と前記第2金型とで前記ワークおよび前記中間金型をクランプさせる処理と、
    (b)前記エアベント溝より金型内をエア吸引して減圧環境下を形成させる処理と、
    (c)前記可動ピンを進入させて前記エアベント溝を閉塞し、前記キャビティ孔よりオーバーフローさせた前記モールド樹脂を堰き止めさせる処理と、
    を含むことを特徴とする樹脂モールド装置。
  5.  請求項1または2記載の樹脂モールド金型を用いる樹脂モールド方法において、
    (a)前記第1金型と前記第2金型とで前記ワークおよび前記中間金型をクランプする工程と、
    (b)前記エアベント溝より金型内をエア吸引して減圧環境下を形成する工程と、
    (c)前記可動ピンを進入させて前記エアベント溝を閉塞し、前記キャビティ孔よりオーバーフローさせた前記モールド樹脂を堰き止める工程と、
    を含むことを特徴とする樹脂モールド方法。
  6.  請求項5記載の樹脂モールド方法において、
     前記樹脂モールド金型は、前記中間金型として交換可能な第1および第2中間金型を備え、
     前記第1中間金型のキャビティ孔の大きさが、前記第2中間金型のキャビティ孔の大きさよりも小さく、
    (d)前記第1中間金型を用いて前記(a)、(b)、(c)工程を行い、前記第1中間金型のキャビティ孔に充填された樹脂を熱硬化して第1成形品を成形する工程と、
    (e)前記(d)工程の後、前記第2中間金型のキャビティ孔内に前記第1成形品を収容して前記第2中間金型を配置する工程と、
    (f)前記(e)工程の後、前記第2中間金型を用いて前記(a)、(b)、(c)工程を行い、前記第2中間金型のキャビティ孔に充填された樹脂を熱硬化して、前記第1成形品を覆う第2成形品を成形する工程と、
    を含むことを特徴とする樹脂モールド方法。
  7.  請求項6記載の樹脂モールド方法において、
    (g)前記(d)工程中の前記(a)工程の前に、基板にフリップチップ接続されたチップ部品をワークとして前記樹脂モールド金型に供給し、前記第1中間金型のキャビティ孔内に前記チップ部品を収容して前記ワークを覆うように前記第1中間金型を配置する工程を含むことを特徴とする樹脂モールド方法。
  8.  請求項1または2記載の樹脂モールド金型の評価方法において、
     前記ワークとして実際のモールド成形品に用いる前記チップ部品の形状を模したダミーチップを有するダミーワークを用いることを特徴とする樹脂モールド金型の評価方法。
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