WO2017006682A1 - 加圧装置およびそれを備えた個片化装置、樹脂成形装置、デバイス製造装置、ならびに加圧方法およびそれを含む個片化方法、樹脂成形方法、デバイス製造方法 - Google Patents

加圧装置およびそれを備えた個片化装置、樹脂成形装置、デバイス製造装置、ならびに加圧方法およびそれを含む個片化方法、樹脂成形方法、デバイス製造方法 Download PDF

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弘樹 尾張
賢典 白澤
秀男 市橋
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Towa株式会社
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    • B30B7/02Presses characterised by a particular arrangement of the pressing members having several platens arranged one above the other

Definitions

  • the present invention relates to a pressurizing apparatus and a singulation apparatus including the same, a resin molding apparatus, a device manufacturing apparatus, and a pressing method and a singulation method including the same, a resin molding method, and a device manufacturing method.
  • the conventional warpage correction apparatus for an object to be pressed has an upper / lower pressure plate (11A / 12A, 11B / 12B, 11C / 12C) for each of the objects to be pressed 20A, 20B, 20C. ) And pressurize in the directions of arrows A, B, and C, respectively. Therefore, in order to increase the processing capacity, it is necessary to add a pressurization mechanism composed of upper and lower pressurization plates so that they are arranged horizontally or vertically, and a pressurization mechanism corresponding to the number of objects to be pressed is required (energy Efficiency), and the area and height for installing them are also necessary (decrease in space efficiency).
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a pressurizing apparatus and a pressurizing method capable of saving energy and saving space.
  • a pressurizing apparatus is a pressurizing apparatus provided with a pressurizing mechanism that applies a pressurizing force to a plurality of pressurizing plates and a plurality of objects to be pressed that are alternately stacked.
  • the pressure plate includes a first pressure plate, a second pressure plate, and a third pressure plate
  • the pressure device includes the first pressure plate and the second pressure plate. It is possible to expand the space between the second pressure plate and the third pressure plate while maintaining the pressure between the pressure plate and the second pressure plate.
  • an opening / closing mechanism capable of expanding the space between the first pressure plate and the second pressure plate while maintaining the pressure between the first pressure plate and the third pressure plate.
  • the opening / closing mechanism includes an arm capable of holding an arbitrary pressure plate among the plurality of pressure plates, and the above-described arbitrary pressure plate.
  • a moving mechanism capable of moving the arm in a direction away from another pressure plate facing the arbitrary pressure plate with the object to be pressed interposed therebetween, and the arm with respect to the other pressure plate
  • a drive mechanism capable of applying a force having a magnitude equal to the above-mentioned applied pressure in the direction opposite to the moving direction.
  • the drive mechanism is fixed to the arm.
  • the drive mechanism is fixed to the moving mechanism.
  • the plurality of pressurizing plates and the plurality of objects to be pressed are arranged along a vertical direction, and the pressurizing device includes the plurality of objects to be pressed by gravity.
  • a mechanism is further provided that suppresses variations in pressure applied to the pressurized object.
  • the plurality of pressure plates and the plurality of objects to be pressed are arranged in a horizontal direction.
  • the singulation apparatus includes the above-described pressurizing apparatus and an individualizing unit that divides the workpiece pressed by the above-described pressurizing apparatus.
  • a resin molding apparatus includes a resin molding unit and the above-described pressure device that pressurizes a workpiece molded by the resin molding unit.
  • a device manufacturing apparatus separates a resin molding unit, the above-described pressurizing apparatus that pressurizes the resin molded by the resin molding unit, and the work pressed by the pressurizing apparatus. And a singulation unit.
  • the pressurizing method includes a step of alternately stacking a plurality of pressure plates and a plurality of objects to be pressed, the plurality of pressure plates arranged alternately and the plurality of objects to be pressed.
  • the step of taking out the at least one pressurized object includes holding an arbitrary pressurization plate among the plurality of pressurization plates; Applying a force in a direction away from the arbitrary pressure plate to another pressure plate opposite to the arbitrary pressure plate, and moving the arbitrary pressure plate away from the other pressure plate Moving.
  • the arbitrary pressure plate in the step of taking out the at least one object to be pressurized, is held by an arm, and the arbitrary pressure plate is fixed to the other pressure plate by a driving mechanism fixed to the arm. A force in a direction away from the pressure plate and having a magnitude equal to the pressure is applied.
  • the other pressure plate in the step of taking out the at least one object to be pressurized, is moved by a driving mechanism fixed to a moving mechanism that moves the arbitrary pressure plate away from the other pressure plate. A force in a direction away from the arbitrary pressure plate and a force equal to the applied pressure is applied to the pressure plate.
  • the plurality of pressure plates and the plurality of objects to be pressed are alternately stacked so as to be aligned along the vertical direction, and applied to the plurality of objects to be pressed by gravity.
  • a force for suppressing pressure variation is applied to at least a part of the plurality of pressure plates.
  • the plurality of pressure plates and the plurality of objects to be pressed are alternately stacked so as to be aligned along the horizontal direction.
  • the singulation method according to the present invention divides the plurality of objects to be pressed by the above-described pressurizing method, and divides the plurality of objects to be pressed that have been pressed by the above-described pressurizing method. A process.
  • the resin molding method according to the present invention includes a step of resin molding a plurality of workpieces and a step of pressing the plurality of workpieces as the plurality of objects to be pressed by the above-described pressing method.
  • the device manufacturing method includes a step of resin-molding a plurality of workpieces, a step of pressing the plurality of workpieces as the plurality of workpieces by the above-described pressurizing method, and a pressurizing method. And dividing the pressed plurality of workpieces into individual pieces.
  • a pressurizing apparatus and a pressurizer capable of supplying and taking out an arbitrary pressurized object while maintaining a pressurizing force with respect to another pressurized object, and saving energy and space.
  • a method can be provided.
  • FIG. 4 is a view showing a structure around a pressure plate and an object to be pressed in the pressure device shown in FIGS. 1 to 3; It is a schematic diagram which shows the 1st state of the pressurization apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. It is a schematic diagram which shows the 2nd state of the pressurization apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • the pressure devices according to Embodiments 1 to 3 to be described later apply pressure to a plurality of alternately arranged pressure plates 10 (11 to 14) and a plurality of objects to be pressurized 20 (21 to 23).
  • a pressurizing mechanism 30 is provided.
  • the object to be pressed 20 include a printed circuit board (sealed substrate) in which a semiconductor chip is sealed with a resin, a resin substrate such as a glass epoxy substrate, a ceramic substrate, a silicon wafer, and SiC. Examples thereof include semiconductor wafers such as wafers and glass materials.
  • a printed circuit board (printed wiring board) using a resin substrate as a base material can be given.
  • pressure is applied to a plurality of alternately arranged pressurizing plates 10 (11 to 14) and a plurality of pressurizing objects 20 (21 to 23).
  • a single pressurizing mechanism 30 can pressurize a plurality of objects to be pressed. As a result, energy saving and space saving are possible.
  • the opening / closing mechanism 40 can remove, for example, only the pressure applied to the pressurized object 22 among the plurality of pressurized objects 21 to 23. As a result, the pressurized object 22 can be taken out while maintaining the pressure applied to the pressurized objects 21 and 23.
  • FIG. 1 to 3 are schematic views showing the first to third states of the pressurizing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the pressurizing apparatus pressurizes a plurality of articles 20 (21 to 23).
  • Each pressurization object 20 is arranged substantially along the horizontal direction, in other words, the main surface of each pressurization object 20 (the upper surface and the lower surface on the paper surface of FIG. 1) is substantially along the horizontal plane.
  • the objects 20 to be pressed are arranged so as to be aligned along the vertical direction.
  • the pressurizing apparatus according to the present embodiment includes a plurality of pressurizing plates 10 (11 to 14) and a plurality of pressurized objects 20 (21 to 23) that are alternately stacked in the vertical direction.
  • the pressurizing mechanism 30 for applying pressure the opening / closing mechanism 40 capable of eliminating the pressurizing force to the pressurized object 22 among the plural pressurized objects 20, and the pressurizing to the plural pressurized objects 20 by gravity.
  • a self-weight canceling mechanism 50 for suppressing variations in pressure This will be described in more detail below.
  • the pressurizing apparatus pressurizes a plurality of objects 20 to be pressurized simultaneously in the vertical direction.
  • the pressure plates 11 and 12 are provided so as to be lined up and down.
  • the second object 22 to be pressed from above is sandwiched by the lower pressure plate 12 for sandwiching the uppermost object 21 and the pressure plate 13 disposed in the lower stage.
  • the third pressurizing object 23 from the top includes the lower pressurizing plate 13 for sandwiching the second pressurizing object 22 from the top, and the pressurization disposed further below the pressurizing plate 13. It is clamped by the plate 14.
  • the pressurization mechanism 30 includes a pressurization source 31 provided above the pressurization plate 11 and a pressure receiving plate 32 that supports the pressurization plate 14 from below. A constant pressure is applied to the uppermost pressure plate 11 by the pressure source 31. This applied pressure is evenly transmitted to the lowermost pressure plate 14 via the pressure plates 12 and 13 and the objects to be pressed 21 to 23.
  • the opening / closing mechanism 40 includes an opening / closing arm 41 capable of holding an arbitrary pressure plate among the plurality of pressure plates 10, a cylinder mechanism 42 fixed to the opening / closing arm 41, and the opening / closing arm 41 and the cylinder mechanism 42.
  • a base 43 to be supported and a ball screw 43A (moving mechanism) capable of moving the base 43 in the vertical direction are provided.
  • the open / close arm 41 and the cylinder mechanism 42 are slidable in the vertical direction and the horizontal direction with respect to the base 43.
  • the cylinder mechanism 42 includes a cylinder body 42A, a plunger 42B, and an opening / closing arm 42C.
  • the open / close arm 42C is fixed to the plunger 42B.
  • the plunger 42B and the opening / closing arm 42C are urged downward by the fluid pressure (air pressure) in the cylinder 42A.
  • the open / close arms 41 and 42C can be engaged with an arbitrary pressure plate 10.
  • a self-weight canceling mechanism 50 is provided for each of the pressure plates 11 to 13.
  • the self-weight canceling mechanism 51 for the pressure plate 11 is fixed to the cylinder 51A, the pressure control valve 51B for controlling the fluid pressure (air pressure) of the cylinder 51A, and the pressure plate 11, and is urged upward by the cylinder 51A.
  • Self-weight canceling pawl 51C Self-weight canceling pawl 51C.
  • the self-weight canceling mechanism 52 for the pressure plate 12 includes a cylinder 52A, a pressure control valve 52B, and a self-weight canceling claw 52C.
  • the dead weight cancellation mechanism 53 for the pressure plate 13 includes a cylinder 53A, a pressure control valve 53B, and a dead weight cancellation claw 53C.
  • the pressurizing object 20 does not exist below the pressure plate 14, so that the self-weight canceling mechanism is not necessary.
  • the cylinder 51A applies an urging force enough to cancel the weight of the pressure plate 11 to the weight cancellation claw 51C.
  • the cylinder 52A applies an urging force sufficient to cancel the weight of the pressure plate 12 and the pressed object 21 to the weight cancellation claw 52C.
  • the cylinder 53A applies an urging force enough to cancel the weight of the pressure plate 13 and the pressurized object 22 to the weight cancellation claw 53C.
  • the weight of the pressure plate 10 is 30 kg per piece, the weight of the pressurized object 20 is 1 kg or less, and the pressure applied by the pressure source 31 is 1000 N (101.97 kgf). If it is about this level, it is possible to ignore the weight of the article 20 to be pressurized, and the pressure control valves 51B, 52B, and 53B may be integrated.
  • the open / close arm 41 and the cylinder mechanism 42 are slid up and down and left and right, and the open / close arm 41 is engaged with the pressure plate 12 and the open / close arm 42C is added as shown in FIG. Engage with the pressure plate 13.
  • the cylinder body 42A applies an urging force equivalent to the pressing force A by the pressurizing source 31 to the plunger 42B and the opening / closing arm 42C.
  • the open / close arm 42C urges the pressure plate 13 downward with a force equivalent to the pressure A applied by the pressure source 31. Further, due to the reaction of the urging force, the open / close arm 41 urges the pressure plate 12 upward with a force equivalent to the pressure A applied by the pressure source 31. As a result, the applied pressure acting on the pressurized object 22 sandwiched between the pressure plates 12 and 13 becomes substantially zero. On the other hand, the original pressure A is continuously applied to the workpieces 21 and 23. The resultant force acting on the base 43 in the vertical direction is almost zero.
  • FIG. 4 is a diagram showing a structure around the pressure plate 10 and the object to be pressed 20 in the pressure device according to the present embodiment.
  • the open / close arms 41 and 42 ⁇ / b> C are each provided with two pressure plates 10 on both the left and right sides (left and right on the paper surface of FIG. 4).
  • two dead weight canceling claws 53 ⁇ / b> C are provided on each of the left and right sides of the pressure plate 13.
  • FIGS. 1, 2 and 3 are schematic views showing the first state to the third state of the pressurizing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. 5, 6 and 7 correspond to the states of FIGS. 1, 2 and 3 in the first embodiment.
  • the pressurizing apparatus according to the present embodiment is a modification of the processing apparatus according to the first embodiment, and for example, a cylinder mechanism 42 that biases the pressurizing plate 13 downward. Is fixed to the base 43 instead of the opening / closing arm 41.
  • pressurizing apparatus according to the present embodiment also operates basically in the same manner as the pressurizing apparatus according to the first embodiment, detailed description will not be repeated.
  • the open / close arm 41 and the cylinder mechanism 42 slide separately from the base 43, the open / close arm 42C of the cylinder mechanism 42 faces the pressurizing plate 13 downward. There may be a slight time difference from when the opening / closing arm 41 biases the pressure plate 12 upward. Due to this time difference, a pressure twice as large as the pressure A (the sum of the pressure A shown and the pressure applied by the open / close arm 42C) temporarily acts on the object 23 to be pressurized. For example, there may be a case where it is not acceptable for the pressurized object 23 to receive double pressure as in the case where the pressurized object 20 is a brittle material such as a glass plate or glass material.
  • the opening / closing mechanism 40 may be controlled such that the sliding movement (lowering) of the opening / closing arm 42C and the sliding movement (upward) of the opening / closing arm 41 are performed substantially simultaneously.
  • FIG. 3 are schematic views showing the first to third states of the pressure device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 9, and FIG. 10 correspond to the states of FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3 in the first embodiment.
  • the pressurizing apparatus is a modification of the processing apparatus according to the first embodiment, and adds a plurality of objects to be pressed 20 (21 to 23). Press.
  • Each pressurization object 20 is disposed substantially along the vertical direction, in other words, its main surface (the left surface and the right surface on the paper surface of FIG. 8) is approximately along the vertical surface.
  • the objects to be pressed 20 are arranged so as to be aligned along the horizontal direction.
  • the pressurizing apparatus according to the present embodiment is characterized in that a plurality of pressurizing plates 10 and an object to be pressed 20 are arranged so as to be alternately stacked in a horizontal direction.
  • pressurizing apparatus according to the present embodiment also operates basically in the same manner as the pressurizing apparatus according to the first embodiment, detailed description will not be repeated.
  • the weight cancellation mechanism 50 provided in the first embodiment is not necessary. .
  • the pressure plate 10 has either a heating mechanism or a cooling mechanism.
  • the heating mechanism include resistance heating, electromagnetic induction heating, a method using a heat medium, and the like.
  • the cooling mechanism include air cooling and liquid cooling.
  • the heating mechanism and the air cooling mechanism may not be used depending on the characteristics of the pressurized object 20.
  • the pressure plate 10 has a heat insulating material except for the contact portion of the pressed object 20.
  • the pressed object 20 may be an interposer having a lead frame or resin material that has been sealed with resin.
  • the fluid pressure of the cylinder mechanism 42 that is a drive mechanism may be air pressure or hydraulic pressure.
  • a combination of a motor and a rack and pinion, a combination of a motor, a ball screw and a ball nut, an electric linear actuator, or the like may be used as the drive mechanism.
  • the pressurizing apparatus In the case where the pressurizing apparatus according to the first to third embodiments is used for manufacturing a device, for example, a plurality of works are resin-molded, and the works as the plurality of objects to be pressed 20 are formed using the above-described pressurizing apparatus. Pressurize to correct warpage and divide a plurality of pressurized workpieces. For example, a plurality of sealed substrates (corresponding to a resin-molded workpiece) in which semiconductor chips, LED chips, and the like are resin-sealed are pressed using the above-described pressure device to correct warpage. A plurality of sealed substrates whose warpage has been corrected are sequentially separated into individual pieces. As a result, semiconductor devices, LED packages, and the like, which are products, are manufactured.
  • the pressurization device (pressurization unit) described above may be connected to the singulation unit, and the pressurization device may be incorporated into the singulation device.
  • the pressurizing apparatus (pressurizing unit) and the singulation unit may be connected to each other, and the pressurization unit and the singulation unit may be incorporated into the device manufacturing apparatus.
  • the pressurizing apparatus is employed in a hot press apparatus, a warp correction apparatus, or the like used in manufacturing a resin substrate or a printed circuit board.
  • the pressurizing device described above is employed in a hot press device, a warp correction device, and the like used when manufacturing a plywood and a decorative plate.
  • the pressurizing device described above is a resin molding device used when a molded product is manufactured by pressurizing and heating a fibrous member impregnated with a flowable resin to cure the flowable resin. Used in straightening devices.
  • the above-described pressure device pressure unit
  • the above-described pressure device may be connected to the resin molding unit, and the pressure unit may be incorporated in the resin molding device.
  • the pressurizing apparatus even if the number of objects to be pressed 20 increases, the exclusive area does not increase.
  • the pressurizing apparatus according to the third embodiment it is not necessary to provide the self-weight canceling mechanism 50 that cancels the weight.
  • the pressure plate 10 may be provided by the number of the pressurized objects 20 added by one, so that the conventional example in which two pressurization plates are provided for each pressurized object is provided. Compared with, capital investment can be reduced.
  • heat loss can be reduced by minimizing the operating range of the opening / closing mechanism 40.

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Abstract

加圧装置は、交互に積層して配置された複数の加圧プレートと複数の被加圧物とに加圧力を加える加圧源を備えた加圧装置であって、上記複数の加圧プレートは、第1の加圧プレートと、第2の加圧プレートと、第3の加圧プレートとを含み、上記加圧装置は、上記第1の加圧プレートと上記第2の加圧プレートとの間の加圧力を保持したまま上記第2の加圧プレートと上記第3の加圧プレートとの間を拡開することが可能であり、かつ、上記第2の加圧プレートと上記第3の加圧プレートとの間の加圧力を保持したまま上記第1の加圧プレートと上記第2の加圧プレートとの間を拡開することが可能な開閉機構をさらに備える。1対の加圧プレートによってそれぞれ挟まれた複数の被加圧物が加圧される。

Description

加圧装置およびそれを備えた個片化装置、樹脂成形装置、デバイス製造装置、ならびに加圧方法およびそれを含む個片化方法、樹脂成形方法、デバイス製造方法
 本発明は、加圧装置およびそれを備えた個片化装置、樹脂成形装置、デバイス製造装置、ならびに加圧方法およびそれを含む個片化方法、樹脂成形方法、デバイス製造方法に関する。
 加熱炉の中において、被加圧物を一定時間加圧保持することにより、被加圧物の反りを矯正する装置が従来から存在する。
 加熱した加圧プレートによって被加圧物の両面を挟み、一定時間加圧保持することにより、被加圧物の反りを矯正する装置も従来から存在する。
特開平08-112827号公報
 従来の被加圧物の反り矯正装置は、図11に示すように、被加圧物20A,20B,20Cごとに、上/下段の加圧プレート(11A/12A,11B/12B,11C/12C)を設置し、各々矢印A,B,C方向に加圧することを要する。したがって、処理能力を増やそうとすると、上下段の加圧プレートからなる加圧機構を水平方向または垂直方向に並ぶように増設する必要があり、被加圧物の数に対応した加圧機構が必要(エネルギー効率低下)であり、それらを設置するための面積および高さも必要(スペース効率低下)である。
 本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、省エネルギー、省スペースが可能な加圧装置および加圧方法を提供することにある。
 本発明に係る加圧装置は、交互に積層して配置された複数の加圧プレートと複数の被加圧物とに加圧力を加える加圧機構を備えた加圧装置であって、上記複数の加圧プレートは、第1の加圧プレートと、第2の加圧プレートと、第3の加圧プレートとを含み、上記加圧装置は、上記第1の加圧プレートと上記第2の加圧プレートとの間の加圧力を保持したまま上記第2の加圧プレートと上記第3の加圧プレートとの間を拡開することが可能であり、かつ、上記第2の加圧プレートと上記第3の加圧プレートとの間の加圧力を保持したまま上記第1の加圧プレートと上記第2の加圧プレートとの間を拡開することが可能な開閉機構をさらに備える。
 1つの実施態様では、上記加圧装置において、上記開閉機構は、上記複数の加圧プレートのうち任意の加圧プレートを保持することが可能なアームと、上記任意の加圧プレートを保持した上記アームを、上記被加圧物を挟んで上記任意の加圧プレートに対向する他の加圧プレートから離れる方向に移動させることが可能な移動機構と、上記他の加圧プレートに対し、上記アームの移動方向とは逆向きに上記加圧力に等しい大きさの力を加えることが可能な駆動機構とを含む。
 1つの実施態様では、上記加圧装置において、上記駆動機構は、上記アームに固定される。
 1つの実施態様では、上記加圧装置において、上記駆動機構は、上記移動機構に固定される。
 1つの実施態様では、上記加圧装置において、上記複数の加圧プレートおよび上記複数の被加圧物は鉛直方向に沿って並ぶように配置され、上記加圧装置は、重力による上記複数の被加圧物に対する加圧力のばらつきを抑制する機構をさらに備える。
 1つの実施態様では、上記加圧装置において、上記複数の加圧プレートおよび上記複数の被加圧物は水平方向に沿って並ぶように配置される。
 本発明に係る個片化装置は、上述した加圧装置と、上記加圧装置によって加圧されたワークを個片化する個片化ユニットとを備える。
 本発明に係る樹脂成形装置は、樹脂成形ユニットと、上記樹脂成形ユニットによって樹脂成形されたワークを加圧する、上述の加圧装置とを備える。
 本発明に係るデバイス製造装置は、樹脂成形ユニットと、上記樹脂成形ユニットによって樹脂成形されたワークを加圧する、上述の加圧装置と、上記加圧装置によって加圧されたワークを個片化する個片化ユニットとを備える。
 本発明に係る加圧方法は、複数の加圧プレートと複数の被加圧物とを交互に積層する工程と、交互に積層して配置された上記複数の加圧プレートと上記複数の被加圧物とに加圧力を加える工程と、上記複数の被加圧物のうち、少なくとも1つの被加圧物に対する加圧力を無くし、上記少なくとも1つの被加圧物を取り出す工程とを備える。
 1つの実施態様では、上記加圧方法において、上記少なくとも1つの被加圧物を取り出す工程は、上記複数の加圧プレートのうち任意の加圧プレートを保持することと、上記被加圧物を挟んで上記任意の加圧プレートに対向する他の加圧プレートに上記任意の加圧プレートから離れる方向の力を加えることと、上記任意の加圧プレートを上記他の加圧プレートから離れる方向に移動させることとを含む。
 1つの実施態様では、上記少なくとも1つの被加圧物を取り出す工程において、上記任意の加圧プレートはアームによって保持され、上記アームに固定された駆動機構によって上記他の加圧プレートに上記任意の加圧プレートから離れる方向の力であって上記加圧力に等しい大きさの力を加える。
 1つの実施態様では、上記少なくとも1つの被加圧物を取り出す工程において、上記任意の加圧プレートを上記他の加圧プレートから離れる方向に移動させる移動機構に固定された駆動機構によって上記他の加圧プレートに上記任意の加圧プレートから離れる方向の力であって上記加圧力に等しい大きさの力を加える。
 1つの実施態様では、上記加圧方法において、複数の加圧プレートと複数の被加圧物とは鉛直方向に沿って並ぶように交互に積層され、重力による上記複数の被加圧物に対する加圧力のばらつきを抑制するための力を上記複数の加圧プレートの少なくとも一部に加える。
 1つの実施態様では、上記加圧方法において、複数の加圧プレートと複数の被加圧物とは水平方向に沿って並ぶように交互に積層される。
 本発明に係る個片化方法は、上述の加圧方法によって上記複数の被加圧物を加圧する工程と、上記加圧方法によって加圧された上記複数の被加圧物を個片化する工程とを備える。
 本発明に係る樹脂成形方法は、複数のワークを樹脂成形する工程と、上述の加圧方法によって上記複数の被加圧物としての上記複数のワークを加圧する工程とを備える。
 本発明に係るデバイス製造方法は、複数のワークを樹脂成形する工程と、上述の加圧方法によって上記複数の被加圧物としての上記複数のワークを加圧する工程と、上記加圧方法によって加圧された上記複数のワークを個片化する工程とを備える。
 本発明によれば、他の被加圧物に対する加圧力を保持した状態で任意の被加圧物の供給や取り出しが可能であり、かつ、省エネルギー、省スペースが可能な加圧装置および加圧方法を提供することができる。
本発明の実施の形態1に係る加圧装置の第1の状態を示す模式図である。 本発明の実施の形態1に係る加圧装置の第2の状態を示す模式図である。 本発明の実施の形態1に係る加圧装置の第3の状態を示す模式図である。 図1~図3に示す加圧装置における加圧プレートと被加圧物周辺の構造を示す図である。 本発明の実施の形態2に係る加圧装置の第1の状態を示す模式図である。 本発明の実施の形態2に係る加圧装置の第2の状態を示す模式図である。 本発明の実施の形態2に係る加圧装置の第3の状態を示す模式図である。 本発明の実施の形態3に係る加圧装置の第1の状態を示す模式図である。 本発明の実施の形態3に係る加圧装置の第2の状態を示す模式図である。 本発明の実施の形態3に係る加圧装置の第3の状態を示す模式図である。 従来の加圧装置の構成を模式的に示す図である。
 以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
 なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。
 後述する実施の形態1~3に係る加圧装置は、交互に配置された複数の加圧プレート10(11~14)と複数の被加圧物20(21~23)とに加圧力を加える加圧機構30を備えるものである。被加圧物20の例として、半導体チップが樹脂封止されたプリント基板(封止済基板)、ガラスエポキシ基板などの樹脂製基板、セラミック基板(ceramic substrate)、シリコンウェハー(silicon wafer)、SiCウェハーなどの半導体ウェハー(semiconductor wafer)、ガラス材が挙げられる。更に、被加圧物20の例としては、樹脂製基板を母材とするプリント基板(printed wiring board)が挙げられる。
 実施の形態1~3に係る加圧装置においては、交互に配置された複数の加圧プレート10(11~14)と複数の被加圧物20(21~23)とに加圧力を加えるため、1つの加圧機構30で複数の被加圧物を加圧することができる。この結果、省エネルギー、省スペースが可能となる。
 複数の被加圧物20のうち、一部の被加圧物のみを取り出し、他の被加圧物には加圧力を付加し続けたい場合がある。複数の被加圧物20(21~23)で1つの加圧機構30を共有している場合、かかる要請に応えるために、特別の構成を設ける必要がある。
 実施の形態1~3に係る加圧装置においては、開閉機構40によって、複数の被加圧物21~23のうち、たとえば被加圧物22に対する加圧力のみを除去可能としている。これにより、被加圧物21,23への加圧力は維持したまま被加圧物22を取り出すことが可能である。
 (実施の形態1)
 図1~図3は、各々、本発明の実施の形態1に係る加圧装置の第1の状態から第3の状態を示す模式図である。
 図1~図3に示すように、本実施の形態に係る加圧装置は、複数の被加圧物20(21~23)を加圧する。各被加圧物20は、水平方向にほぼ沿って、言い換えれば、各被加圧物20の主面(図1の紙面上における上面および下面)が水平面にほぼ沿って、配置される。加えて、各被加圧物20は、鉛直方向に沿って並ぶように配置される。本実施の形態に係る加圧装置は、鉛直方向に沿って交互に積層して配置された複数の加圧プレート10(11~14)と複数の被加圧物20(21~23)とに加圧力を加える加圧機構30と、複数の被加圧物20のうち、被加圧物22に対する加圧力を無くすことが可能な開閉機構40と、重力による複数の被加圧物20に対する加圧力のばらつきを抑制するための自重キャンセル機構50とを含む。以下、より詳細に説明する。
 本実施の形態に係る加圧装置は、複数の被加圧物20を鉛直方向に同時に加圧するものである。最も上に配置された被加圧物21を挟むため、上下方向に並ぶように加圧プレート11,12が設けられる。
 上から2つ目の被加圧物22は、最も上の被加圧物21を挟持するための下段の加圧プレート12と、さらにその下段に配置された加圧プレート13によって挟持される。上から3つ目(最も下)の被加圧物23は、上から2つ目の被加圧物22を挟持するための下段の加圧プレート13と、さらにその下段に配置された加圧プレート14によって挟持される。
 加圧機構30は、加圧プレート11の上方に設けられた加圧源31と、加圧プレート14を下方から支持する圧受け盤32とを含む。加圧源31によって最上段の加圧プレート11に一定の加圧力が加えられる。この加圧力は、加圧プレート12,13と被加圧物21~23を介して最下段の加圧プレート14に均等に伝達される。
 開閉機構40は、複数の加圧プレート10のうち任意の加圧プレートを保持することが可能な開閉アーム41と、開閉アーム41に固定されたシリンダ機構42と、開閉アーム41およびシリンダ機構42を支持するベース43と、ベース43を鉛直方向に移動させることが可能なボールねじ43A(移動機構)とを備える。
 開閉アーム41およびシリンダ機構42は、ベース43に対して鉛直方向および水平方向にスライド移動可能である。シリンダ機構42は、シリンダ本体42Aと、プランジャ42Bと、開閉アーム42Cとを含む。開閉アーム42Cは、プランジャ42Bに固定されている。シリンダ42A内の流体圧(エア圧)により、プランジャ42Bおよび開閉アーム42Cは下向きに付勢される。開閉アーム41,42Cは、任意の加圧プレート10に係合可能である。
 自重キャンセル機構50は、各々加圧プレート11~13用に各々設けられている。加圧プレート11用の自重キャンセル機構51は、シリンダ51Aと、シリンダ51Aの流体圧(エア圧)を制御する圧力制御弁51Bと、加圧プレート11に固定され、シリンダ51Aにより上方向に付勢される自重キャンセル用爪51Cとを含む。
 同様に、加圧プレート12用の自重キャンセル機構52は、シリンダ52Aと、圧力制御弁52Bと、自重キャンセル用爪52Cとを含む。加圧プレート13用の自重キャンセル機構53は、シリンダ53Aと、圧力制御弁53Bと、自重キャンセル用爪53Cとを含む。最下段の加圧プレート14については、加圧プレート14の下方に被加圧物20が存在しないので、自重キャンセル機構は必要ない。
 シリンダ51Aは、加圧プレート11の自重をキャンセルできるだけの付勢力を自重キャンセル用爪51Cに付加する。シリンダ52Aは、加圧プレート12および被加圧物21の自重をキャンセルできるだけの付勢力を自重キャンセル用爪52Cに付加する。シリンダ53Aは、加圧プレート13および被加圧物22の自重をキャンセルできるだけの付勢力を自重キャンセル用爪53Cに付加する。
 一例として、加圧プレート10の自重は1個あたり30kg、被加圧物20の自重は1個あたり1kg以下であり、加圧源31による加圧力は1000N(101.97kgf)である。この程度であれば、被加圧物20の自重を無視することが可能であり、圧力制御弁51B,52B,53Bを統合してもよい。
 図1に示す状態から、開閉アーム41およびシリンダ機構42を上下方向および左右方向にスライド移動させ、図2に示すように、開閉アーム41を加圧プレート12に係合させ、開閉アーム42Cを加圧プレート13に係合させる。この状態で、シリンダ本体42Aによってプランジャ42Bおよび開閉アーム42Cに、加圧源31による加圧力Aと同等の付勢力を与える。
 これにより、開閉アーム42Cは、加圧源31による加圧力Aと同等の力で加圧プレート13を下方に付勢する。また、この付勢力の反作用により、開閉アーム41は、加圧源31による加圧力Aと同等の力で加圧プレート12を上方に付勢する。これにより加圧プレート12,13に挟持される被加圧物22に作用する加圧力はほぼゼロになる。一方で、被加工物21,23には、もとの加圧力Aが引き続き印加されている。なお、ベース43に作用する鉛直方向の合力は、ほぼゼロである。
 図2に示す状態から、ボールねじ43Aによってベース43を上方に移動させる。これによって、図3に示すように、被加工物22の上面と加圧プレート12との間に隙間が形成され、被加工物22を取り出すことおよび再供給することが可能となる。
 図4は、本実施の形態に係る加圧装置における加圧プレート10と被加圧物20周辺の構造を示す図である。図4に示すように、開閉アーム41,42Cは、加圧プレート10を左右(図4の紙面上における左右)両側に各々2本ずつ設けられている。また、自重キャンセル用爪53Cも加圧プレート13の左右両側に各々2本ずつ設けられている。
 なお、図4では図示の便宜上、加圧プレート13の自重キャンセル用爪53Cのみを図示したが、加圧プレート11,12にも同様の自重キャンセル用爪が設けられている。
 (実施の形態2)
 図5~図7は、各々、本発明の実施の形態2に係る加圧装置の第1の状態から第3の状態を示す模式図である。図5、図6、図7は、実施の形態1における図1、図2、図3の状態に対応するものである。
 図5~図7に示すように、本実施の形態に係る加圧装置は、実施の形態1に係る加工装置の変形例であって、たとえば加圧プレート13を下向きに付勢するシリンダ機構42を、開閉アーム41ではなくベース43に固定したことを特徴とする。
 本実施の形態に係る加圧装置も、基本的に、実施の形態1に係る加圧装置と同様に動作するため、詳細な説明は繰り返さない。
 ただし、本実施の形態に係る加圧装置によれば、開閉アーム41とシリンダ機構42とがベース43に対して別々にスライド移動するため、シリンダ機構42の開閉アーム42Cが加圧プレート13を下向きに付勢してから開閉アーム41が加圧プレート12を上側に付勢するまでに若干の時間差が生じる場合がある。この時間差により、被加圧物23には、一時的に加圧力Aの2倍の加圧力(図示された加圧力Aと開閉アーム42Cによる加圧力との和)が作用する。たとえば、被加圧物20がガラス板、ガラス材などの脆性材料である場合のように、被加圧物23が2倍の加圧力を受けることが許容できない場合があり得る。この場合には、開閉アーム41を確実に加圧プレート12に係合させた後に加圧源31による加圧力を一端緩め、開閉アーム41を下方にスライド移動させ始めてから、加圧源31による加圧力をもとに戻すことも考えられる。開閉アーム42Cのスライド移動(下降)と開閉アーム41のスライド移動(上昇)とが実質的に同時に実行されるように、開閉機構40を制御してもよい。
 (実施の形態3)
 図8~図10は、各々、本発明の実施の形態3に係る加圧装置の第1の状態から第3の状態を示す模式図である。図8、図9、図10は、実施の形態1における図1、図2、図3の状態に対応するものである。
 図8~図10に示すように、本実施の形態に係る加圧装置は、実施の形態1に係る加工装置の変形例であって、複数の被加圧物20(21~23)を加圧する。各被加圧物20は、鉛直方向にほぼ沿って、言い換えれば、その主面(図8の紙面上における左面および右面)が鉛直面にほぼ沿って、配置される。加えて、各被加圧物20は、水平方向に沿って並ぶように配置される。本実施の形態に係る加圧装置は、複数の加圧プレート10および被加圧物20が水平方向に沿って交互に積層して並ぶように配置していることを特徴とする。
 本実施の形態に係る加圧装置も、基本的に、実施の形態1に係る加圧装置と同様に動作するため、詳細な説明は繰り返さない。
 ただし、本実施の形態においては、加圧プレート10および被加圧物20の自重による加圧力のばらつきを考慮する必要がないため、実施の形態1で設けられていた自重キャンセル機構50は必要ない。
 (補足説明)
 上述の実施の形態1~3において、典型的には、加圧プレート10は、加熱機構、冷却機構のいずれかを有している。加熱機構の例としては、抵抗加熱、電磁誘導加熱、熱媒体を使用する方式などが挙げられる。冷却機構の例としては、空冷、液冷などが挙げられる。しかし、被加圧物20の特性によって、加熱機構、空冷機構を使用しない場合もある。
 上述の実施の形態1~3において、典型的には、加圧プレート10は、被加圧物20の接触部を除いて断熱材を有する。
 上述の実施の形態1~3において、被加圧物20は、樹脂封止済みのリードフレームや樹脂材を有するインターポーザであってもよい。
 上述の実施の形態1~3において、駆動機構であるシリンダ機構42の流体圧はエア圧であっても油圧であってもよい。さらに、駆動機構として、シリンダ機構42に代えてモータとラック・アンド・ピニオンとの組合せ、モータとボールねじとボールナットとの組合せ、電動リニアアクチュエータなどを用いてもよい。
 実施の形態1~3に係る加圧装置をデバイスの製造に用いる場合において、たとえば、複数のワークを樹脂成形し、上述の加圧装置を用いて上記複数の被加圧物20としてのワークを加圧して反りを矯正し、加圧された複数のワークを個片化する。たとえば、半導体チップ、LEDチップなどが樹脂封止された複数枚の封止済基板(樹脂成形されたワークに相当する)を、上述の加圧装置を用いて加圧して反りを矯正する。反りが矯正された複数の封止済基板を、順次個片化する。このことによって、製品である半導体デバイス、LEDパッケージなどが製造される。上述した加圧装置(加圧ユニット)を個片化ユニットに連結して、加圧装置を個片化装置に組み込んでもよい。上述した加圧装置(加圧ユニット)と個片化ユニットとを連結して、加圧ユニットと個片化ユニットとをデバイス製造装置に組み込んでもよい。
 実施の形態1~3に係る加圧装置は、樹脂製基板、プリント基板を製造する際に用いられるホットプレス装置、反り矯正装置などに採用される。上述した加圧装置は、合板、化粧板を製造する際に用いられるホットプレス装置、反り矯正装置などに採用される。加えて、上述した加圧装置は、流動性樹脂を含浸させた繊維状部材を加圧および加熱して、流動性樹脂を硬化させることによって成形品を製造する際に用いられる樹脂成形装置、反り矯正装置などに採用される。上述した加圧装置(加圧ユニット)を樹脂成形ユニットに連結して、加圧ユニットを樹脂成形装置に組み込んでもよい。
 (作用効果)
 実施の形態1~3に係る加圧装置では、最上段の加圧プレート11に一括して圧力を供給するため、エネルギー効率がよい。
 また、実施の形態1,2に係る加圧装置では、被加圧物20の数が増えても、専有面積が増大することがない。他方、実施の形態3に係る加圧装置では、重量を相殺させる自重キャンセル機構50を設ける必要がない。
 また、加圧プレート10は、被加圧物20の数量に1枚分追加した枚数だけ設置すればよいため、被加圧物1枚ごとに2枚の加圧プレートを設置していた従来例に比べて、設備投資額を抑えることができる。
 また、実施の形態1~3に係る加圧装置では、開閉機構40の動作域が最小化されることにより、熱損失を小さくすることができる。
 以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 10~14 加圧プレート、20~23 被加圧物、30 加圧機構、31 加圧源、32 圧受け盤、40 開閉機構、41 開閉アーム、42 シリンダ機構、42A シリンダ本体、42B プランジャ、42C 開閉アーム、43 ベース、50~53 自重キャンセル機構、51A,52A,53A シリンダ、51B,52B,53B 圧力制御弁、51C,52C,53C 自重キャンセル用爪。

Claims (18)

  1.  交互に積層して配置された複数の加圧プレートと複数の被加圧物とに加圧力を加える加圧機構を備えた加圧装置であって、
     前記複数の加圧プレートは、第1の加圧プレートと、第2の加圧プレートと、第3の加圧プレートとを含み、
     前記加圧装置は、前記第1の加圧プレートと前記第2の加圧プレートとの間の加圧力を保持したまま前記第2の加圧プレートと前記第3の加圧プレートとの間を拡開することが可能であり、かつ、前記第2の加圧プレートと前記第3の加圧プレートとの間の加圧力を保持したまま前記第1の加圧プレートと前記第2の加圧プレートとの間を拡開することが可能な開閉機構をさらに備える、加圧装置。
  2.  前記開閉機構は、
     前記複数の加圧プレートのうち任意の加圧プレートを保持することが可能なアームと、
     前記任意の加圧プレートを保持した前記アームを、前記被加圧物を挟んで前記任意の加圧プレートに対向する他の加圧プレートから離れる方向に移動させることが可能な移動機構と、
     前記他の加圧プレートに対し、前記アームの移動方向とは逆向きに前記加圧力に等しい大きさの力を加えることが可能な駆動機構とを含む、請求項1に記載の加圧装置。
  3.  前記駆動機構は、前記アームに固定される、請求項2に記載の加圧装置。
  4.  前記駆動機構は、前記移動機構に固定される、請求項2に記載の加圧装置。
  5.  前記複数の加圧プレートおよび前記複数の被加圧物は鉛直方向に沿って並ぶように配置され、
     前記加圧装置は、重力による前記複数の被加圧物に対する加圧力のばらつきを抑制する機構をさらに備える、請求項1から請求項4のいずれかに記載の加圧装置。
  6.  前記複数の加圧プレートおよび前記複数の被加圧物は水平方向に沿って並ぶように配置される、請求項1から請求項4のいずれかに記載の加圧装置。
  7.  請求項1から請求項6のいずれかに記載の加圧装置と、
     前記加圧装置によって加圧されたワークを個片化する個片化ユニットとを備えた、個片化装置。
  8.  樹脂成形ユニットと、
     前記樹脂成形ユニットによって樹脂成形されたワークを加圧する、請求項1から請求項6のいずれかに記載の加圧装置とを備えた、樹脂成形装置。
  9.  樹脂成形ユニットと、
     前記樹脂成形ユニットによって樹脂成形されたワークを加圧する、請求項1から請求項6のいずれかに記載の加圧装置と、
     前記加圧装置によって加圧されたワークを個片化する個片化ユニットとを備えた、デバイス製造装置。
  10.  複数の加圧プレートと複数の被加圧物とを交互に積層する工程と、
     交互に積層して配置された前記複数の加圧プレートと前記複数の被加圧物とに加圧力を加える工程と、
     前記複数の被加圧物のうち、少なくとも1つの被加圧物に対する加圧力を無くし、前記少なくとも1つの被加圧物を取り出す工程とを備える、加圧方法。
  11.  前記少なくとも1つの被加圧物を取り出す工程は、
     前記複数の加圧プレートのうち任意の加圧プレートを保持することと、
     前記被加圧物を挟んで前記任意の加圧プレートに対向する他の加圧プレートに前記任意の加圧プレートから離れる方向の力を加えることと、
     前記任意の加圧プレートを前記他の加圧プレートから離れる方向に移動させることとを含む、請求項10に記載の加圧方法。
  12.  前記少なくとも1つの被加圧物を取り出す工程において、
     前記任意の加圧プレートはアームによって保持され、
     前記アームに固定された駆動機構によって前記他の加圧プレートに前記任意の加圧プレートから離れる方向の力であって前記加圧力に等しい大きさの力を加える、請求項11に記載の加圧方法。
  13.  前記少なくとも1つの被加圧物を取り出す工程において、
     前記任意の加圧プレートを前記他の加圧プレートから離れる方向に移動させる移動機構に固定された駆動機構によって前記他の加圧プレートに前記任意の加圧プレートから離れる方向の力であって前記加圧力に等しい大きさの力を加える、請求項11に記載の加圧方法。
  14.  前記複数の加圧プレートと前記複数の被加圧物とは鉛直方向に沿って並ぶように交互に積層され、
     重力による前記複数の被加圧物に対する加圧力のばらつきを抑制するための力を前記複数の加圧プレートの少なくとも一部に加える、請求項10から請求項13のいずれかに記載の加圧方法。
  15.  前記複数の加圧プレートと前記複数の被加圧物とは水平方向に沿って並ぶように交互に積層される、請求項10から請求項13のいずれかに記載の加圧方法。
  16.  請求項10から請求項13のいずれかに記載の加圧方法によって前記複数の被加圧物を加圧する工程と、
     前記加圧方法によって加圧された前記複数の被加圧物を個片化する工程とを備えた、個片化方法。
  17.  複数のワークを樹脂成形する工程と、
     請求項10から請求項13のいずれかに記載の加圧方法によって前記複数の被加圧物としての前記複数のワークを加圧する工程とを備えた、樹脂成形方法。
  18.  複数のワークを樹脂成形する工程と、
     請求項10から請求項13のいずれかに記載の加圧方法によって前記複数の被加圧物としての前記複数のワークを加圧する工程と、
     前記加圧方法によって加圧された前記複数のワークを個片化する工程とを備えた、デバイス製造方法。
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