WO2018146755A1

WO2018146755A1 - 樹脂封止装置及び樹脂封止方法

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Publication number: WO2018146755A1
Application number: PCT/JP2017/004622
Authority: WO
Inventors: 義和大谷; 寛治森; 光高橋
Original assignee: 信越エンジニアリング株式会社
Priority date: 2017-02-08
Filing date: 2017-02-08
Publication date: 2018-08-16
Also published as: TW201838043A; JP6557428B2; JPWO2018147305A1; WO2018147305A1

Abstract

第一成形型の保持部でワークを保持しながら両者間へのガス及び微細な樹脂成分の侵入を防止する。半導体素子が搭載されたワークの保持部を有する第一成形型と、第一成形型の保持部に保持したワークの半導体素子が搭載される載置面と対向して未硬化樹脂が供給されるキャビティを有する第二成形型と、第一成形型及び第二成形型の間に形成される開閉自在な密閉室と、第一成形型又は第二成形型のいずれか一方か若しくは両方を第一成形型及び第二成形型の対向方向へ相対的に接近移動させる駆動部と、密閉室及び外部空間に亘り排気又は給気して大気雰囲気から所定真空度の減圧雰囲気まで内圧調整する調圧部と、駆動部及び調圧部を作動制御する制御部と、を備え、第一成形型の保持部は、ワークの載置面と逆側の非載置面と面接触する平滑面を有し、制御部は、調圧部により密閉室が減圧された状態で、駆動部によりワークの載置面及び半導体素子がキャビティ内の未硬化樹脂に浸漬され、未硬化樹脂の硬化により成形品が形成されるように制御する。

Description

樹脂封止装置及び樹脂封止方法

　本発明は、半導体パッケージなどのパッケージを製造する際に用いられる樹脂封止装置、及び、パッケージを製造するための樹脂封止方法に関する。

　従来、この種の樹脂封止装置として、基板が載置される基板載置部及び基板吸着用の気体流路を有する上型と、樹脂封止用の樹脂材料が供給されるキャビティを有する下型と、を備え、下型と上型の型締めにより、基板の主面に装着されるチップ及びワイヤを溶融樹脂に浸漬させ、溶融樹脂の硬化で成形品を形成するものがある（例えば、特許文献１参照）。
　基板の主面にはチップが装着され、基板の主面とチップとの電極同士はワイヤにより接続される。
　上型の下型側表面には、凹状の基板載置部が設けられ、その基板載置部の底面には、吸着用凹部が設けられ、吸着用凹部には気体流路を介して減圧ポンプに接続されており、基板載置部に対して基板が気体流路によって吸着される。すなわち、減圧ポンプの作動による気体流路からの吸引力で、上型の基板載置部の底面に向け、基板のチップが装着される主面と逆側の裏面を引き寄せて吸着し、基板載置部の底面に対して基板の裏面が落下不能に保持される。
　その次に、キャビティに配設された樹脂材料をヒータにより加熱溶融させて溶融樹脂を生成し、気体流路により上型及び下型間の空間を減圧しながら上型と下型とを型締めする。これにより、チップとワイヤとを溶融樹脂に浸漬させ、その後、溶融樹脂を加熱硬化して成形品が形成される。

特開２００４－１７４８０１号公報

　ところで、一般的に樹脂封止に用いられる樹脂材料（エポキシ系などの熱硬化性樹脂）は、減圧雰囲気において加熱溶融されると、樹脂の中に内在する揮発成分が気化して発泡するため、この発泡により発生した気体の圧力で部分的に圧力を上昇させる現象が発生する。
　しかし乍ら、特許文献１では、上型の基板載置部からの吸引により基板を吸着するため、上型の基板載置部と基板との界面で前記発泡が発生すると、発泡したガスに混ざって微細な樹脂成分が上型の基板載置部と基板の隙間に侵入するおそれがある。
　特に、上型の下型側表面に基板載置部が凹状に設けられる場合には、その基板載置部の底面を高精度な平滑状に加工することは非常に困難であり、基板載置部の底面と基板の裏面の間には、隙間が発生し易い。
　これにより、上型の載置部と基板の隙間にガスと共に微細な樹脂成分が侵入した状態でモールド成形すると、上型の載置部と基板の裏面に亘って樹脂成分が貼り付き、この状態で樹脂成分が固化してしまう。このため、成形品の基板側表面に樹脂成分が斑状などに付着して品質低下の原因となるという問題があった。
　さらに、上型の載置部に基板の裏面が付着して下型と上型を型開きしても、成形品がスムーズに取り出せず、タクトタイムが長く必要になって生産性に劣るという問題があった。
　また、発泡ガスに混じった微細な樹脂成分は、基板載置部の底面と基板の裏面との隙間から吸着用凹部や気体流路を通って減圧ポンプなどまで到達し、これらの間に浸透してそのうちには装置の配管なども経時的に変化させて、故障の原因となるという問題もあった。
　そこで、このような問題点を解決するため、上型の分解洗浄で隙間に侵入し固化した樹脂を除去することが考えられる。しかし、隙間に侵入固化した樹脂による悪影響を防ぐには上型の分解洗浄を頻繁に行う必要がある。このため、分解洗浄の度に装置全体を運転停止させなければならず、稼働率が低下するという問題もあった。

　このような課題を達成するために本発明に係る樹脂封止装置は、半導体素子が搭載されたワークの保持部を有する第一成形型と、前記第一成形型の前記保持部に保持した前記ワークの前記半導体素子が搭載される載置面と対向して未硬化樹脂が供給されるキャビティを有する第二成形型と、前記第一成形型及び前記第二成形型の間に形成される開閉自在な密閉室と、前記第一成形型又は前記第二成形型のいずれか一方か若しくは両方を前記第一成形型及び前記第二成形型の対向方向へ相対的に接近移動させる駆動部と、前記密閉室及び外部空間に亘り排気又は給気して大気雰囲気から所定真空度の減圧雰囲気まで内圧調整する調圧部と、前記駆動部及び前記調圧部を作動制御する制御部と、を備え、前記第一成形型の前記保持部は、前記ワークの前記載置面と逆側の非載置面と面接触する平滑面を有し、前記制御部は、前記調圧部により前記密閉室が減圧された状態で、前記駆動部により前記ワークの前記載置面及び前記半導体素子が前記キャビティ内の前記未硬化樹脂に浸漬され、前記未硬化樹脂の硬化により成形品が形成されるように制御することを特徴とする。
　また本発明に係る樹脂封止装方法は、大気雰囲気で第一成形型及び第二成形型の対向方向へ相対的に離隔移動した前記第一成形型の保持部に対して、半導体素子が搭載されたワークを着脱自在に保持するとともに、前記第二成形型のキャビティ内に未硬化樹脂を供給する搬入工程と、前記第一成形型又は前記第二成形型のいずれか一方か若しくは両方が駆動部で前記第一成形型及び前記第二成形型の対向方向へ相対的に接近移動して、前記第一成形型と前記第二成形型の間に密閉室を形成するととともに、調圧部で前記密閉室から外部空間へ排気して大気雰囲気から減圧させる減圧工程と、前記密閉室が所定真空度に減圧された状態で、前記駆動部により前記ワークの前記半導体素子が搭載される載置面及び前記半導体素子を前記キャビティ内の前記未硬化樹脂に浸漬させる浸漬工程と、前記未硬化樹脂の硬化により前記ワークの前記載置面及び前記半導体素子が樹脂封止された成形品を形成する硬化工程と、前記第一成形型の保持部から前記ワークの前記載置面と逆側の非載置面を剥離して、前記第一成形型と前記第二成形型を前記駆動部により離隔移動させる搬出工程と、を含み、前記第一成形型の前記保持部は、前記ワークの前記非載置面と面接触する平滑面を有し、前記搬入工程では、前記第一成形型の前記保持部の前記平滑面に対し、前記ワークの前記非載置面が面接触する密着状態で保持されることを特徴とする。

本発明の実施形態（第一実施形態）に係る樹脂封止装置の全体構成を示す説明図で、初期状態（搬入工程）の縦断正面図である。同平面図及び断面図で、（ａ）がワークや未硬化樹脂や離型シートを省略した縮小横断平面図、（ｂ）が図２（ａ）の（２Ｂ）－（２Ｂ）線に沿える縦断面図である。なお、図１は、図２（ａ）の（１）－（１）線に沿える縦断側面図である。本発明の実施形態に係る樹脂封止方法の作動過程を示す説明図で、（ａ）が減圧開始時の縦断正面図、（ｂ）が型接近移動中の縦断正面図である。その後の作動過程を示し、（ａ）が浸漬工程の縦断正面図、（ｂ）が圧縮工程及び硬化工程の縦断正面図である。その後の作動過程を示し、（ａ）が大気開放工程の縦断正面図、（ｂ）が搬出工程の縦断正面図である。本発明の実施形態に係る樹脂封止装置の変形例を示す説明図で、初期状態（搬入工程）の縦断正面図である。本発明の実施形態に係る樹脂封止装置の変形例を示す説明図で、初期状態（搬入工程）の縦断正面図である。本発明の第二実施形態に係る樹脂封止装置を示す説明図で、初期状態搬入工程）の縦断正面図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　本発明の実施形態に係る樹脂封止装置Ａは、図１～図８に示すように、半導体組立プロセスでワークＷに複数の半導体素子Ｃが搭載され、且つワークＷの基板端子と半導体素子Ｃがワイヤーなどの接続部材Ｃ１で接続した製品を、接続部材Ｃ１の周囲が未硬化樹脂Ｒで加圧封止されて硬化させる「モールド成形（樹脂封止、樹脂成形）」用の製造装置である。これにより、製品の半導体素子Ｃ及び接続部材Ｃ１を衝撃、温度、湿度などの要因から守ることが可能になる。
　ワークＷとしては、シリコンウエハ、ガラス、金属シート、ガラスクロス、ＢＴレジンなどからなる基板やそれに類似するものが挙げられる。
　半導体素子Ｃとしては、半導体チップなどのチップ状の電子部品が挙げられ、ワークＷとしてシリコンウエハの載置面Ｗ１に搭載される場合には、複数の半導体素子Ｃが列状又は格子状に搭載される。接続部材Ｃ１としては、バンプやワイヤなどが挙げられる。
　未硬化樹脂Ｒとしては、シート状、粉末状、顆粒状、ゲル状などのものが用いられる。未硬化樹脂Ｒの材料としては、エポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂などが挙げられる。エポキシ系樹脂の場合は、加熱を開始して所定時間で熱分解し、溶融状態から時間経過に伴って粘度が高まり、比較的に短時間で熱硬化して固化するため、モールド成形に適している。
　このように樹脂封止装置Ａで製造された成形品Ｍは、一般的にダイシングなどの分割工程を経て、最終製品である半導体パッケージなどのパッケージを完成させる。

　詳しく説明すると、本発明の実施形態に係る樹脂封止装置Ａは、ワークＷの保持部１１を有する第一成形型１と、第一成形型１の保持部１１に保持されたワークＷの載置面Ｗ１と対向状に設けられてキャビティ２１を有する第二成形型２と、第一成形型１及び第二成形型２の間に形成される開閉自在な密閉室３１と、第一成形型１又は第二成形型２のいずれか一方か若しくは両方を第一成形型１及び第二成形型２の対向方向へ相対的に接近移動して型締めする昇降用の駆動部４と、密閉室３１の内圧を調整する調圧部５と、を主要な構成要素として備えている。
　さらに必要に応じて、未硬化樹脂Ｒ及びキャビティ２１の間には、キャビティ２１に沿って変形可能な離型シートＳを設けることが好ましい。離型シートＳは、例えばアフレックス（登録商標）やＥＴＦＥなどのフッ素樹脂又はシリコーンなどの伸縮性に優れた耐熱材料からなるフィルムであり、そのサイズをワークＷやキャビティ２１よりも大きく形成ししている。
　また、キャビティ２１内の未硬化樹脂Ｒを加圧して圧縮変形させることにより、樹脂封止された成形品Ｍの内部に気泡（ボイド）が発生しないモールド成形を作製可能にしている。
　このため、本発明の実施形態に係る樹脂封止装置Ａは、キャビティ２１に対する離型シートＳの位置決め部６と、未硬化樹脂Ｒを圧縮する加圧部７と、を備えることが好ましい。
　昇降用の駆動部４及び調圧部５に加えて、位置決め部６や加圧部７などは、制御部８と電気的に連通し、制御部８でそれぞれ作動制御される。
　なお、第一成形型１及び第二成形型２は、図１～図８に示されるように通常、上下方向へ対向するように配置され、上側の第一成形型１と下側の第二成形型２が接近又は隔離する方向を以下「Ｚ方向」という。Ｚ方向と交差するワークＷに沿った方向を以下「ＸＹ方向」という。

　第一成形型１は、金属などの剛体で歪み（撓み）変形しない厚さの平板状に形成され、その表面には、ワークＷの載置面Ｗ１と逆側の非載置面Ｗ２とＺ方向へ対向する保持部１１を有している。
　第一成形型１の保持部１１は、ワークＷを着脱自在で且つ脱落不能に保持して、ワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃを後述する第二成形型２のキャビティ２１に向け押し付けるものであり、保持チャックが設けられる。保持チャックとしては、後述する粘着チャック１２を用いることが好ましい。この場合には、保持部１１とワークＷの非載置面Ｗ２との間に離型シートＳを挟み込むことなく粘着チャック１２でワークＷが直接的に粘着保持される。
　さらに、保持部１１は、ワークＷの非載置面Ｗ２と面接触する平滑面１１ａを有している。
　平滑面１１ａは、研磨や切削や研削などによる鏡面加工又はその他の加工などで、平滑面１１ａの表面粗さ（Ｒａ）を約１μｍ以内に設定することが好ましい。これに対し、平滑面１１ａが接触するワークＷの非載置面Ｗ２においても、その表面粗さ（Ｒａ）を約１μｍ以内に形成することが好ましい。
　また、保持部１１は、第一成形型１の表面に平滑面１１ａとして硬質な被覆層（図示しない）が形成され、この被覆層を未硬化樹脂Ｒの樹脂成分に対して非粘着性のフッ素系やシリコーン系、セラミックコーティングや硬質クロムメッキなどの材料で構成することが好ましい。

　第一成形型１の具体例として図１～図８に示される例の場合には、第一成形型１がモールド成形の基板側に配置される上型である。この上型の下側面の全体には、ワークＷの保持部１１として平滑面１１ａが、ワークＷの非載置面Ｗ２と面接触するように形成される。
　第一成形型１の保持部１１（平滑面１１ａ）には、ワークＷの非載置面Ｗ２と着脱自在に接する保持チャックとして粘着チャック１２が設けられる。
　図１～図８に示される例では、ワークＷとして円板状のシリコンウエハが用いられ、第一成形型１の保持部１１（平滑面１１ａ）に対しシリコンウエハを粘着チャック１２で吊持している。
　さらに、図１～図７に示される本発明の第一実施形態に係る樹脂封止装置Ａでは、キャビティ２１の内底面に対して直接的に離型シートＳが載置される。
　また、その他の例として図示しないが、ワークＷとしてシリコンウエハに代え、ガラス、金属シート、ガラスクロス、ＢＴレジンなどからなる基板やそれに類似するものを保持（吊持）したり、ワークＷの外形状を矩形（長方形及び正方形を含む角が直角の四辺形）状などに変更したり可能である。

　粘着チャック１２は、その全体又は一部が例えばフッ素ゴムやエラストマー、ブチルゴム、感光性樹脂、アクリル系やシリコン系などの粘着材料からなり、ワークＷの非載置面Ｗ２とＺ方向へ対向する粘着面１２ａを有している。
　粘着チャック１２の具体例として図１～図８に示される例の場合には、第一成形型１の保持部１１（平滑面１１ａ）に複数の凹溝部１１ｂが分散して形成され、各凹溝部１１ｂの直径を約１０ｍｍ以下に設定している。各凹溝部１１ｂの内部には、粘着シートが嵌着され、その粘着面１２ａを第一成形型１の保持面１１から僅か（約５０ｕｍ以下）に突出させている。
　これにより、密閉室３１が所定真空度の減圧雰囲気ＤＰになってもワークＷが落下不能になる。その結果、減圧された密閉室３１内で未硬化樹脂Ｒが発泡しても、調圧部５でガスを密閉室３１の外部に効率よく排気可能となると同時に、ワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃの隙間Ｃ２から確実に排気可能となる。このため、樹脂封止の内部に気泡となって残存せず、ボイドの発生を防止でき、高精度に樹脂封止されたパッケージを実現できて、品質の向上が図れる。
　また、第一成形型１の保持部１１（平滑面１１ａ）にワークＷの非載置面Ｗ２が保持（吊持）されるため、後述する減圧工程おいてワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃと、キャビティ２１内の離型シートＳや未硬化樹脂Ｒとの間に所定のギャップ（間隙）を空けた状態で、密閉室３１内の気体が外部空間Ｏへ排出（真空排気、真空引き）することが可能になる。これにより、密閉室３１の中で未硬化樹脂Ｒの表面が十分に真空暴露され、未硬化樹脂Ｒの脱泡が促進される。
　このため、ワークＷの載置面Ｗ１と半導体素子Ｃの接続部材Ｃ１を除く隙間Ｃ２の全体に対する未硬化樹脂Ｒの進入性に優れ、内部に気泡（ボイド）がより発生しないモールド成形を安定して製作することができる。
　なお、その他の例として図示しないが、ワークＷの保持チャックとして粘着チャック１２に代え静電チャックを用いたり、粘着チャック１２に加えて吸着チャックや静電チャックを併用したり変更可能である。

　さらに、第一成形型１の保持部１１（平滑面１１ａ）は、ワークＷの非載置面Ｗ２を粘着チャック１２の粘着面１２ａに向け移動して強制的に押し付ける押圧部１３と、粘着チャック１２の粘着面１２ａからワークＷの非載置面Ｗ２を剥がす剥離部１４と、を有することが好ましい。
　押圧部１３によるワークＷの押し付け力は、第一成形型１の保持部１１（平滑面１１ａ）から僅かに突出する粘着チャック１２の粘着面１２ａをワークＷの非載置面Ｗ２で押し潰して、第一成形型１の保持部１１（平滑面１１ａ）とワークＷの非載置面Ｗ２とが密接し、両者間に未硬化樹脂Ｒが入り込む間隙を生じさせないように設定する。
　押圧部１３の具体例として図１～図８に示される例の場合には、第一成形型１の保持部１１（平滑面１１ａ）に吸着孔１３ａが開設され、吸着孔１３ａのサイズを凹溝部１１ｂのサイズと略同等に設定して複数分散配置している。各吸着孔１３ａは、真空吸引又は気体噴射するコンプレッサなどのアクチュエータ（図示しない）と連通している。アクチュエータの作動で吸着孔１３ａから真空吸引することにより、ワークＷの非載置面Ｗ２が粘着チャック１２に向け引き寄せられて非載置面Ｗ２を粘着面１２ａに押し付ける。
　剥離部１４としては、第一成形型１に対してＺ方向へ往復動自在に設けられる押しピン１４ａを用い、押しピン１４ａの先端でワークＷの非載置面Ｗ２を粘着面１２ａから押し剥がすことが好ましい。剥離部１４の他の例として、吸着孔１３ａから圧縮気体を噴射することにより、粘着面１２ａからワークＷの非載置面Ｗ２を押し剥がすことも可能である。
　図１～図８に示される例の場合には、各吸着孔１３ａの周囲に複数の粘着チャック１２が分散配置されている。図５（ａ）に示される例の場合には、剥離部１４として押しピン１４ａのみでワークＷを押し剥がしている。
　また、その他の例として図示しないが、ワークＷの押圧部１３として吸着孔１３ａに代えて静電チャックを用い、静電チャックによる電磁的な引力でワークＷの非載置面Ｗ２を粘着チャック１２に向け引き寄せて押し付けたり、電気的な斥力で粘着面１２ａからワークＷの非載置面Ｗ２を押し剥がしたり変更可能である。剥離部１４として押しピン１４ａと、吸着孔１３ａからの圧縮気体の噴射を併用することも可能である。

　第二成形型２は、金属などの剛体で歪み（撓み）変形しない厚さの平板状に形成され、半導体素子Ｃを搭載したワークＷの載置面Ｗ１とＺ方向へ対向する第二成形型２の表面は、未硬化樹脂Ｒが供給されるキャビティ２１を有する。
　キャビティ２１は、少なくともワークＷの載置面Ｗ１に搭載されたすべての半導体素子Ｃが入る大きさで且つワークＷの載置面Ｗ１まで入る深さを有する容積の凹状に形成される。
　少なくとも第二成形型２には、キャビティ２１及びその周囲を加熱するためのヒータ（図示しない）が設けられる。加熱用のヒータは第一成形型１に設けることも可能である。
　第二成形型２の具体例として図１～図８に示される例の場合には、モールド成形の樹脂側に配置される下型である。この下型の上側面の中央部には、未硬化樹脂Ｒとすべての半導体素子Ｃ及び接続部材Ｃ１が入る円形凹状のキャビティ２１を一体的に形成している。さらに、キャビティ２１と連続して、ワークＷの全体が入る円形状の凹部を一体的に形成している。
　また、その他の例として図示しないが、キャビティ２１の形状は、ワークＷの外形状に対応して矩形凹状などに変更したり、ワークＷの全体が入る凹部を形成せずキャビティ２１のみを形成したり変更可能である。

　未硬化樹脂Ｒの具体例として図１～図５に示される例の場合には、キャビティ２１の形状及びサイズに対応した外形状のシート状の熱硬化性樹脂Ｒ１が、キャビティ２１内に供給され、加熱用のヒータで溶融している。
　また、未硬化樹脂Ｒの他の例として、図６に示されるように粉末状又は顆粒状の熱硬化性樹脂Ｒ２をキャビティ２１内に供給して加熱用のヒータで溶融したり、図７に示されるように未硬化樹脂層Ｒ３１が樹脂含浸繊維基材Ｒ３２に含浸された繊維含有樹脂基板Ｒ３をキャビティ２１内に供給したり変更可能である。それ以外に図示しないがゲル状の未硬化樹脂をキャビティ２１内に供給することも可能である。
　図６に示されるように粉末状又は顆粒状の熱硬化性樹脂Ｒ２は、シート状の熱硬化性樹脂Ｒ１や繊維含有樹脂基板Ｒ３に比べて、未硬化樹脂Ｒの微妙な容量調整を容易に行えて作業性に優れるという利点がある。
　図７に示される繊維含有樹脂基板Ｒ３は、特許第５９３４０７８号公報に記載されるように、ＸＹ方向の線膨張係数が３ｐｐｍより小さい炭素繊維、ガラス繊維、石英ガラス繊維などからなる樹脂含浸繊維基材Ｒ３２と、樹脂含浸繊維基材Ｒ３２の片面上に形成された未硬化のエポキシ系樹脂などからなる未硬化樹脂層Ｒ３１と、を有している。
　図７に示される変形例では、未硬化樹脂層Ｒ３１を硬化させた時の収縮応力が抑制可能となる。このため、ワークＷとして大口径ウエハや金属等の大口径基板を封止した場合、特には薄いものを封止する場合であっても、ワークＷ（ウエハや基板）の反り、ワークＷ（ウエハや基板）からの半導体素子Ｃの剥離、ワークＷ（ウエハや基板）の破損を抑制でき、半導体素子Ｃを搭載したワークＷ（ウエハや基板）の載置面Ｗ１、又は半導体素子Ｃを形成したワークＷ（ウエハや基板）の載置面Ｗ１をワークＷ（ウエハや基板）のレベルで一括封止でき、かつ封止後には耐熱性や耐湿性等の封止性能に優れるという利点がある。

　さらに、第二成形型２は、キャビティ２１の底面部を構成する中央部位２２と、キャビティ２１の側面部となる外側部位２３とに分割され、中央部位２２及び外側部位２３の間には、スペーサＰや離型シートＳの位置決め部６として吸気口６１を設けることが好ましい。
　すなわち、キャビティ２１は、キャビティ２１内において離型シートＳで覆われた閉鎖空間（図示しない）と連通する吸気口６１を有している。吸気口６１は、キャビティ２１の内側面に沿って環状のスリット状に形成され、真空ポンプなどの吸気装置６２と連通している。
　外側部位２３は、離型シートＳの有無と関係なく第一成形型１と接する従動部２３ａと、第一成形型１及び従動部２３ａのＺ方向への移動を規制するストッパ２３ｂと、従動部２３ａを第一成形型１に向けて常時付勢する弾性部材２３ｃと、を有している。
　従動部２３ａは、Ｚ方向へ往復動自在に支持され、第一成形型１が従動部２３ａを介してストッパ２３ｂと当接した状態で、第一成形型１の押圧部１１からキャビティ２１の底面部までの間隔が、ワークＷを含めた成形品Ｍの厚みと同じになるように設定されている。
　また、その他の例として図示しないが、第二成形型２を中央部位２２と外側部位２３に分割せずに一体形成したり、外側部位２３との形状及び構造を図示以外の形状及び構造に変更したりなども可能である。

　これに加えて第二成形型２の外側部位２３には、未硬化樹脂Ｒの加圧部７を設けることが好ましい。
　未硬化樹脂Ｒの加圧部７は、キャビティ２１の外側に連続して形成される越流路７１と、越流路７１へ向け突出自在に設けられるプランジャ７２と、越流路７１内の未硬化樹脂Ｒ及びプランジャ７２の間に設けられる変形可能な分離部７３と、を有している。
　越流路７１は、図２に示されるように、キャビティ２１の周囲に複数の越流路７１をそれぞれ所定間隔毎に形成することが好ましい。複数の越流路７１には、複数のプランジャ７２がそれぞれ設けられ、複数の越流路７１及び複数のプランジャ７２をキャビティ２１の形状に対して対称的な配置とすることが好ましい。
　プランジャ７２は、越流路７１の容積を可変させるために外側部位２３の従動部２３ａなどに対してＺ方向へ往復動自在に支持される。プランジャ７２を越流路７１に向け突出移動させることにより、越流路７１内の未硬化樹脂Ｒが加圧されてキャビティ２１側に押し返すように構成されている。
　分離部７３は、キャビティ２１に沿って供給された離型シートＳの外周部に一体形成することが好ましい。
　加圧部７の具体例として図１～図８に示される例の場合には、円形凹状のキャビティ２１の外周に複数の越流路７１をそれぞれ周方向へ所定間隔毎でかつ且つＸＹ方向へ放射状に配置し、各越流路７１の底面先端にプランジャ７２を配置している。
　また、その他の例として図示しないが、キャビティ２１の形状を矩形凹状などに変更した場合には、各辺や各角部に複数の越流路７１を所定間隔毎に配置するなど、越流路７１の配置数や形状又はプランジャ７２の配置箇所を図示例以外に変更することも可能である。
　これにより、樹脂封止された成形品Ｍ内の気泡（ボイド）の発生防止が達成可能になる。これと同時に越流路７１からキャビティ２１側に押し返された未硬化樹脂Ｒの流勢により、ワークＷの基板端子と半導体素子Ｃをつなぐワイヤーなどの接続部材Ｃ１が変形するなどの悪影響の発生防止も達成可能になる。接続部材Ｃ１の変形などによる悪影響としては、ワークＷの基板に対する半導体素子Ｃの位置ズレ、接続部材Ｃ１の断線、半導体素子Ｃの破損などが挙げられる。

　密閉室３１は、真空チャンバーなどからなる真空装置３の内部に形成され、真空ポンプなどの排気装置５の作動で密閉室３１から気体を排出（真空排気、真空引き）することが好ましい。これにより、密閉室３１は、大気雰囲気ＡＰから所定真空度の減圧雰囲気ＤＰまで変圧調整可能に構成される。
　真空装置３は、密閉室３１にワークＷ，未硬化樹脂Ｒ，離型シートＳ及び成形品Ｍなどを出し入れするためにその全体又は一部が開閉自在に構成される。真空装置３内の密閉室３１と真空装置３の外部空間Ｏに亘って、例えば搬送ロボットなどの搬送機構（図示しない）を設けることで自動化が図れる。
　詳しく説明すると、密閉室３１が大気雰囲気ＡＰである時に、ワークＷ，未硬化樹脂Ｒ及び離型シートＳを搬送機構により密閉室３１へそれぞれ搬入する。密閉室３１が所定真空度の減圧雰囲気ＤＰになってから、モールド成形を行う。モールド成形が完了した後は、大気雰囲気ＡＰに戻して成形品Ｍを密閉室３１から外部空間Ｏへ搬出する。
　真空装置３の具体例として図１～図８に示される例の場合には、真空装置３の上側を構成する第一成形型１の外周に周壁部３２が、真空装置３の下側を構成する第二成形型２の外周部と着脱自在に密接するように設けられている。周壁部３２は、第二成形型２の外周部とＺ方向へ密着するシール部位３２ａと、Ｚ方向へ弾性変形可能な伸縮部位３２ｂと、を有している。
　また、その他の例として図示しないが、第一成形型１の周壁部３２に代えて、第二成形型２の外周に周壁部を設けたり、第一成形型１及び第二成形型２の外周にＺ方向へ分離可能な周壁部を設けたり変更可能である。

　昇降用の駆動部４は、第一成形型１又は第二成形型２のいずれか一方か若しくは第一成形型１及び第二成形型２の両方をＺ方向へ往復動させるアクチュエーターなどで構成され、後述する制御部８により作動制御している。
　制御部８による昇降用の駆動部４の制御例としては、図１の実線に示されるワークＷや未硬化樹脂Ｒなどの搬入時と、少なくとも図５（ｂ）に示される成形品Ｍの搬出時には、第一成形型１と第二成形型２をＺ方向へ相対的に離隔移動させる。それ以外は、図３（ａ）（ｂ）及び図４（ａ）（ｂ）に示されるように、第一成形型１と第二成形型２をＺ方向へ相対的に接近移動させる。特に必要がある場合には、第一成形型１と第二成形型２が更に接近移動してワークＷや未硬化樹脂Ｒを加圧する。
　詳しく説明すると、昇降用の駆動部４によって、搬入時や搬出時には、第一成形型１又は第二成形型２のいずれか一方を他方からＺ方向へ相対的に離隔移動させるか、若しくは第一成形型１及び第二成形型２の両方を互いにＺ方向へ相対的に離隔移動させる。それ以外は、第一成形型１又は第二成形型２のいずれか一方を他方へ向けＺ方向へ相対的に接近移動させるか、若しくは第一成形型１及び第二成形型２の両方を互いにＺ方向へ相対的に接近移動させる。
　昇降用の駆動部４の具体例として、図１に示される例の場合には、第一成形型１のみを昇降用の駆動部４と連係させて、第一成形型１側を第二成形型２側に向けてＺ方向へ接近移動させている。
　また、その他の例として図示しないが、第二成形型２のみを昇降用の駆動部４と連係させて、第二成形型２側を第一成形型１側に向けＺ方向へ相対的に接近移動したり、第一成形型１及び第二成形型２をそれぞれ昇降用の駆動部４と連係させて、第一成形型１側と第二成形型２側を同時にＺ方向へ接近移動したり変更することも可能である。

　制御部８は、昇降用の駆動部４や調圧部５だけでなく、調圧部５、位置決め部６の吸気装置６２、加圧部７のプランジャ７２、ワークＷ，未硬化樹脂Ｒ及び離型シートＳの搬送機構などにも電気的に接続するコントローラーである。
　制御部８となるコントローラーは、その制御回路（図示しない）に予め設定されたプログラムに従って、予め設定されたタイミングで順次それぞれ作動制御している。

　そして、制御部８の制御回路に設定されたプログラムを、成形品Ｍを生産するための樹脂封止方法として説明する。
　本発明の実施形態に係る樹脂封止方法は、開口した密閉室３１へワークＷ，未硬化樹脂Ｒ及び離型シートＳを搬入する搬入工程と、密閉室３１を大気雰囲気ＡＰから所定真空度の減圧雰囲気ＤＰまで減圧させる減圧工程と、密閉室３１が所定真空度に減圧された状態でワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃをキャビティ２１内の未硬化樹脂Ｒに浸漬させる浸漬工程と、未硬化樹脂Ｒの硬化により樹脂封止する硬化工程と、密閉室３１を開口させて成形品Ｍを取り出す搬出工程と、を主要な工程として含んでいる。
　特に、浸漬工程と硬化工程の間には、越流路７１に流出した未硬化樹脂Ｒをプランジャ７２の突出移動により加圧する未硬化樹脂Ｒの圧縮工程を含むことが好ましい。
　さらに、硬化工程と搬出工程の間には、密閉室３１を減圧雰囲気ＤＰから大気雰囲気ＡＰに戻す大気開放工程を含むことが好ましい。

　搬入工程では、図１及び図２に示すように、第一成形型１と第二成形型２がＺ方向へ相対的に離隔移動され、大気雰囲気ＡＰで第一成形型１の保持部１１（平滑面１１ａ）に対し、ワークＷを搬送機構で搬入して粘着チャック１２により粘着保持する。これにより、ワークＷが保持部１１（平滑面１１ａ）の所定位置にセットされる。
　また、第二成形型２のキャビティ２１に向け搬送機構により離型シートＳ及び未硬化樹脂Ｒを供給する。これにより、キャビティ２１の所定位置に離型シートＳを介して未硬化樹脂Ｒがセットされる。
　減圧工程では、図３（ａ）に示すように、第一成形型１又は第二成形型２のいずれか一方か若しくは両方を昇降用の駆動部４でＺ方向へ相対的に接近移動して、第一成形型１と第二成形型２の間に亘り密閉室３１を形成する。これに続いて、調圧部５で密閉室３１内の気体を外部空間Ｏへ排出（真空排気、真空引き）して大気雰囲気ＡＰから減圧させている。この頃には、キャビティ２１内の未硬化樹脂Ｒが加熱用のヒータで溶融されている。
　その後も図３（ｂ）に示すように、第一成形型１と第二成形型２が相対的に接近移動し、密閉室３１が約１００Ｐａ以下の高真空になった頃には、溶融状態の未硬化樹脂ＲにワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃが押し込まれる。
　浸漬工程では、図４（ａ）に示すように、第一成形型１と接した外側部位２３の従動部２３ａが、ストッパ２３ｂに突き当たるまでＺ方向へ接近移動して型締めを行い、未硬化樹脂Ｒが加圧される。これにより、溶融状態の未硬化樹脂Ｒに対してワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃを浸漬した容積分だけ、未硬化樹脂Ｒが越流路７１に流れて溢れ出る。
　圧縮工程では、図４（ｂ）に示すように、プランジャ７２が分離部７３を介して越流路７１へ向け突出移動する。これにより、分離部７３を越流路７１内に突出させた容積分の未硬化樹脂Ｒが、プランジャ７２側へ流入することなく越流路７１に押し返されて、キャビティ２１内の未硬化樹脂Ｒを加圧し、未硬化樹脂Ｒが更に圧縮する。
　その後の硬化工程では、ヒータによる加熱や時間経過などにより、キャビティ２１及び越流路７１内の未硬化樹脂Ｒが共に硬化して、ワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃと、両者間の接続部材Ｃ１を除く隙間Ｃ２と、が一体的に樹脂封止される。
　未硬化樹脂Ｒの硬化後の大気開放工程では、図５（ａ）に示すように、調圧部５で外部空間Ｏから密閉室３１へ給気して大気雰囲気ＡＰに戻す。これと同時に、プランジャ７２が逆移動して初期状態に戻す。この際、第一成形型１と第二成形型２が昇降用の駆動部４により離隔移動して、第一成形型１の押圧部１１からワークＷの非載置面Ｗ２を剥離している。
　その後の搬出工程では、図５（ｂ）に示すように、第一成形型１と第二成形型２が更に離隔移動して、真空装置３が完全に開口したところで、樹脂封止が完了した成形品Ｍ及び離型シートＳを搬送機構により密閉室３１から外部空間Ｏへ搬出する。成形品Ｍと離型シートＳは、密閉室３１内又は外部空間Ｏにおいて分離される。

　次に、本発明の第二実施形態に係る樹脂封止装置Ａを図８に基づいて説明する。
　本発明の第二実施形態に係る樹脂封止装置Ａでは、キャビティ２１の内部に板状のスペーサＰを挟んで未硬化樹脂Ｒが供給され、前述した第一実施形態と同様に型締めして、モールド成形された成形品Ｍを製造するする構成が、前述した第一実施形態とは異なり、それ以外の構成は第一実施形態と同じものである。
　スペーサＰは、その厚みが異なるものを複数種類用意しておき、成形品Ｍの厚みに応じて適した厚みのスペーサＰが用いられる。
　このため、第二実施形態では、図８に示される初期状態において、キャビティ２１の内底面に対してスペーサＰと離型シートＳが重なり合うようにセットされ、離型シートＳの上に未硬化樹脂Ｒが供給される。それ以降は、第二実施形態も前述した第一実施形態の図３（ａ）（ｂ）～図５（ａ）（ｂ）と同様に作動制御している。
　スペーサＰの具体例として図８に示される場合には、初期状態においてキャビティ２１の内部に一枚のスペーサＰをセットしている。これに代えて図示しないが、複数枚のスペーサＰを組み合わせてセットすることも可能である。
　また、その他の例として図示しないが、未硬化樹脂Ｒとしてシート状の熱硬化性樹脂Ｒ１を、図６に示される粉末状又は顆粒状の熱硬化性樹脂Ｒ２に代えたり、図７に示される未硬化樹脂層Ｒ３１が樹脂含浸繊維基材Ｒ３２に含浸された繊維含有樹脂基板Ｒ３に代えるなど変更可能である。
　これにより、スペーサＰの厚み分だけ成形品Ｍの厚みが薄くなるため、キャビティ２１の深さが一定であっても厚みが異なる複数種類の成形品Ｍが容易に製造可能になる。

　このような本発明の実施形態（第一実施形態及び第二実施形態）に係る樹脂封止装置Ａ及び樹脂封止方法によると、第一成形型１の保持部１１でワークＷを保持することにより、保持部１１の平滑面１１ａがワークＷの非載置面Ｗ２と面接触して密着する。
　調圧部５で密閉室３１内が所定真空度の減圧雰囲気ＤＰに減圧されることに伴い、キャビティ２１内の未硬化樹脂Ｒが発泡してガスと微細な樹脂成分が発生する。この状態で、駆動部４にてワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃが未硬化樹脂Ｒに浸漬される。
　これにより、密着した保持部１１の平滑面１１ａとワークＷの非載置面Ｗ２の間には、発泡ガスと微細な樹脂成分が侵入しない。これと同時に、ワークＷの載置面Ｗ１と半導体素子Ｃの接続部材Ｃ１を除く隙間Ｃ２の全体には、未硬化樹脂Ｒがスムーズに進入し、数１０ｕｍ程度の狭い隙間Ｃ２であっても十分に未硬化樹脂Ｒが行き渡る。
　これに続いて未硬化樹脂Ｒの硬化で成形品Ｍが形成される。
　したがって、第一成形型１の保持部１１でワークＷを保持しながら両者間へのガス及び微細な樹脂成分の侵入を防止することができる。
　その結果、減圧に伴い発生する樹脂の発泡ガス及び微細な樹脂成分が上型の基板載置部と基板の隙間に侵入し易い従来のものに比べ、減圧に伴い未硬化樹脂Ｒから発泡ガスと微細な樹脂成分が発生しても、保持部１１の平滑面１１ａやワークＷの非載置面Ｗ２に貼り付いて固化しない。また、ワークＷの保持部１１として粘着チャック１２などの機能部分が用いられる場合であっても、微細な樹脂成分が浸透せず経時的な変化を防止できる。
　これにより、ワークＷの非載置面Ｗ２に樹脂成分の付着が無く露出した成形品Ｍを安定して且つスムーズに製作することができる。このため、高精度に樹脂封止されたパッケージを実現できて、品質の向上が図れる。
　さらに、隙間に侵入固化した樹脂の除去を図って頻繁に分解洗浄を行う必要もないから、連続運転可能となって稼働率の向上も図れる。

　特に、平滑面１１ａの表面粗さを約１μｍ以内に設定することが好ましい。
　この場合には、ワークＷの非載置面Ｗ２の表面粗さがシリコンウエハやガラスなどのような優れた平滑度を有するものだけでなく、非載置面Ｗ２の表面粗さがシリコンウエハやガラスなどのような平滑度に至らないワークＷであっても、これらのワークＷの非載置面Ｗ２と保持部１１の平滑面１１ａが面接触して密着可能になる。
　したがって、平滑面１１ａの加工のみでガス及び微細な樹脂成分の侵入を防止することができる。
　その結果、表面状態が安定した高品質な成形品Ｍを確実に作製できる。

　さらに、保持部１１が平滑面１１ａとして被覆層を有し、前記被覆層が未硬化樹脂Ｒの樹脂成分に対して非粘着性の材料からなることが好ましい。
　この場合には、ワークＷの側面とキャビティ２１の内側面（及び越流路７１）で囲まれた未硬化樹脂Ｒが、保持部１１の平滑面１１ａとなる被覆層の表面に貼り付き固化しても、離形性に優れた被覆層の表面から成形品Ｍを簡単に剥離可能となる。
　したがって、保持部１１の平滑面１１ａから成形品Ｍを確実に取り出すことができる。
　その結果、上型の載置部に基板の裏面が付着して下型と上型を型開きしても成形品がスムーズに取り出せない従来のものに比べ、成形品Ｍを剥離するためのタクトタイムの短縮化が図れて生産性に優れる。

　なお、前示の第一実施形態及び第二実施形態において図示例では、第一成形型１がモールド成形の基板側に配置される上型であり、第二成形型２がモールド成形の樹脂側に配置される下型であるが、これに限定されず、第一成形型１がモールド成形の樹脂側に配置される下型であり、第二成形型２がモールド成形の基板側に配置される上型であってもよい。

　Ａ　樹脂封止装置　　　　　　　　　　　１　第一成形型
　１１　保持部　　　　　　　　　　　　　１１ａ　平滑面
　２　第二成形型　　　　　　　　　　　　２１　キャビティ
　３１　密閉室　　　　　　　　　　　　　４　駆動部
　５　調圧部　　　　　　　　　　　　　　８　制御部
　ＡＰ　大気雰囲気　　　　　　　　　　　ＤＰ　減圧雰囲気
　Ｃ　半導体素子　　　　　　　　　　　　Ｍ　成形品
　Ｏ　外部空間　　　　　　　　　　　　　Ｒ　未硬化樹脂
　Ｗ　ワーク　　　　　　　　　　　　　　Ｗ１　載置面
　Ｗ２　非載置面

Claims

　半導体素子が搭載されたワークの保持部を有する第一成形型と、
　前記第一成形型の前記保持部に保持した前記ワークの前記半導体素子が搭載される載置面と対向して未硬化樹脂が供給されるキャビティを有する第二成形型と、
　前記第一成形型及び前記第二成形型の間に形成される開閉自在な密閉室と、
　前記第一成形型又は前記第二成形型のいずれか一方か若しくは両方を前記第一成形型及び前記第二成形型の対向方向へ相対的に接近移動させる駆動部と、
　前記密閉室及び外部空間に亘り排気又は給気して大気雰囲気から所定真空度の減圧雰囲気まで内圧調整する調圧部と、
　前記駆動部及び前記調圧部を作動制御する制御部と、を備え、
　前記第一成形型の前記保持部は、前記ワークの前記載置面と逆側の非載置面と面接触する平滑面を有し、
　前記制御部は、前記調圧部により前記密閉室が減圧された状態で、前記駆動部により前記ワークの前記載置面及び前記半導体素子が前記キャビティ内の前記未硬化樹脂に浸漬され、前記未硬化樹脂の硬化により成形品が形成されるように制御することを特徴とする樹脂封止装置。
　前記平滑面の表面粗さが１μｍ以内であることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止装置。
　前記保持部が前記平滑面として被覆層を有し、前記被覆層が前記未硬化樹脂の樹脂成分に対して非粘着性の材料からなることを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂封止装置。
　大気雰囲気で第一成形型及び第二成形型の対向方向へ相対的に離隔移動した前記第一成形型の保持部に対して、半導体素子が搭載されたワークを着脱自在に保持するとともに、前記第二成形型のキャビティ内に未硬化樹脂を供給する搬入工程と、
　前記第一成形型又は前記第二成形型のいずれか一方か若しくは両方が駆動部で前記第一成形型及び前記第二成形型の対向方向へ相対的に接近移動して、前記第一成形型と前記第二成形型の間に密閉室を形成するととともに、調圧部で前記密閉室から外部空間へ排気して大気雰囲気から減圧させる減圧工程と、
　前記密閉室が所定真空度に減圧された状態で、前記駆動部により前記ワークの前記半導体素子が搭載される載置面及び前記半導体素子を前記キャビティ内の前記未硬化樹脂に浸漬させる浸漬工程と、
　前記未硬化樹脂の硬化により前記ワークの前記載置面及び前記半導体素子が樹脂封止された成形品を形成する硬化工程と、
　前記第一成形型の保持部から前記ワークの前記載置面と逆側の非載置面を剥離して、前記第一成形型と前記第二成形型を前記駆動部により離隔移動させる搬出工程と、を含み、
　前記第一成形型の前記保持部は、前記ワークの前記非載置面と面接触する平滑面を有し、
　前記搬入工程では、前記第一成形型の前記保持部の前記平滑面に対し、前記ワークの前記非載置面が面接触する密着状態で保持されることを特徴とする樹脂封止方法。