(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材を樹脂封止するための圧縮金型に対向配置された上部金型に、前記部材を搭載した基板をセットする樹脂封止装置において、前記上部金型における前記圧縮金型の対向面に、前記基板を伸張する方向に引っ張る引張部が設けられていることを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項２】
前記上部金型における前記圧縮金型の対向面に、前記基板の端部を支持する支持部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止装置。
【請求項３】
圧縮金型に対向配置された上部金型に、部材を搭載した基板をセットして、前記基板が伸張する方向に引っ張り、前記基板に搭載された部材に対して、前記圧縮金型によって樹脂を圧縮成形することを特徴とする樹脂封止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形金型内へ投入された粉状樹脂を圧縮成形することによって、基板に搭載された半導体等の部材の封止を行なうために、基板を金型にセットする樹脂封止装置及び樹脂封止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、金型内へあらかじめ所定量の樹脂を投入した後、基板上の半導体素子に対して圧縮成形することによって、樹脂量の高い精度での注型を図った樹脂封止方法がある。このような樹脂封止方法は、一般的には、図５に示すように、固定上金型１と、駆動部３により上下動する枠状金型２と、駆動部５により枠状金型２内を上下動する圧縮金型４とによって構成された樹脂成形金型を用いて、以下のように行なわれる。
【０００３】
すなわち、固定上金型１、枠状金型２及び圧縮金型４は、図示しないヒータによってあらかじめ一定温度に加熱（プリヒート）されている。そして、枠状金型２及び圧縮金型４によって形成されたキャビティ内に、タブレット状に成形した樹脂７を投入した後、半導体素子８が搭載され電気的な接続がなされた基板６を、枠状金型２の上にセットする。そして、固定上金型１に対して、枠状金型２を上昇させることによって基板６を挟み込む。さらに、加熱溶融した樹脂７を、圧縮金型４を上昇させることによって基板６方向に押し潰し、キャビティ内に充満させて樹脂成形を行なう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような樹脂成形金型を用いた基板６の圧縮成形を行なう場合には、基板６を枠状金型２に供給した時点で、プリヒートされた枠状金型２及び圧縮金型４の熱によって、基板６が加熱される。このため、図６に示すように、基板６が下側に反り返ったり、図７に示すように、基板６が上側に反り返ったりする場合がある。
【０００５】
このように、基板６に反り返りが生じた場合に、図８に示すように、そのまま樹脂封止を行なうと、基板６が変形した状態で封止されてしまい、成形後の樹脂内において、基板６や、基板６に搭載された半導体素子８の位置にばらつきが生じることになる。これはつまり、半導体素子８を封止する樹脂厚にばらつきが生じることを意味し、半導体素子８の信頼性低下や、樹脂から半導体素子８が露出するなどの封止不良を招く可能性がある。
【０００６】
また、固定上金型１と枠状金型２で基板６を挟む際には、基板６の反り返りが生じていなくても、挟まれた後の時間経過で加熱された基板６が膨張変形した場合には、図９に示すように、基板６に皺が発生し、上記と同様の問題を生じてしまう。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、金型に基板を供給してから圧縮成形するまでの間に、金型温度による基板の反り返りや皺の発生を防止することができる樹脂封止装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、金型温度による基板の反り返りや皺の発生を防止することによって、信頼性の高い成形品を製造できる樹脂封止方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するため、請求項１記載の発明は、部材を樹脂封止するための圧縮金型に対向配置された上部金型に、前記部材を搭載した基板をセットする樹脂封止装置において、前記上部金型における前記圧縮金型の対向面に、前記基板を伸張する方向に引っ張る引張部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３記載の発明である樹脂封止方法は、圧縮金型に対向配置された上部金型に、部材を搭載した基板をセットして、前記基板が伸張する方向に引っ張り、前記基板に搭載された部材に対して、前記圧縮金型によって樹脂を圧縮成形することを特徴とする。
【００１０】
以上のような請求項１及び３記載の発明では、上部金型に基板をセットしてから圧縮成形するまでの間、基板を引っ張ることによって伸張させることができるので、金型によって加熱されても、基板の反りや皺の発生が防止される。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の樹脂封止装置において、前記上部金型における前記圧縮金型の対向面に、前記基板の端部を支持する支持部が設けられていることを特徴とする。以上のような請求項２記載の発明では、基板端部を支持する支持部によって、上部金型からの脱落が防止される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態（以下、実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態を図１及び図２を参照して説明する。なお、上述の従来技術で示した部材に対応する部材は、同一の符号を付す。
【００１３】
（構成）
まず、本実施形態の構成を説明する。すなわち、本実施形態においては、図１に示すように、請求項に記載の上部金型である固定上金型１に、一対の支持部２１が対向配置されている。支持部２１は、それぞれ支持部駆動機構２２によって固定上金型１に昇降可能に設けられている。そして、支持部２１は、固定上金型１の下部において、基板６の両端部を支持するクランプ爪２１ａを有している。
【００１４】
また、図２に示すように、固定上金型１には、クランプ爪２１ａの近傍に、位置決めピン２３が設けられている。この位置決めピン２３は、固定上金型１に形成された垂直方向の筒穴１ａ内を昇降可能に設けられ、その下端にテーパ状の引張部２３ａを有している。引張部２３ａは、固定上金型１の下面から露出しており、基板６に形成された穴６ａに挿通可能に設けられている。一方、位置決めピン２３の上端には、筒穴１ａに形成された突出部１ｂに当接することにより、位置決めピン２３の脱落を防止するストッパ２３ｂが設けられている。さらに、位置決めピン２３は、筒穴１ａ内に設けられたばね２４によって、下方に付勢されている。
【００１５】
（作用）
以上のような本実施形態の作用は以下の通りである。まず、図示しない基板搬送機構によって、固定上金型１の下部に、基板６が供給される。そして、支持部駆動機構２２を作動させて支持部２１を上昇させると、クランプ爪２１ａが基板６の端部を引っ掛けた状態で持ち上げるので、固定上金型１の下面に基板６がセットされる。このとき、クランプ爪２１ａによって基板６に加わる力は、固定上金型１にセットされた基板６が、熱膨張しても自由に延びられる程度とする。
【００１６】
同時に、基板６に設けられた穴６ａに、位置決めピン２３の引張部２３ａが入り、穴６ａの端部を付勢することによって、基板６が外側（基板６が伸張する方向）に引っ張られる。そして、固定上金型１に対して、枠状金型２を上昇させることによって基板６を挟み込み、さらに、加熱溶融した樹脂７を、圧縮金型４を上昇させることによって基板６方向に押し潰し、キャビティ内に充満させて樹脂成形を行なう。
【００１７】
このように、基板６を固定上金型１にセットしてから圧縮成形を行なうまでの間に、あらかじめ加熱された固定上金型１、枠状金型２及び圧縮金型４からの熱により加熱された基板６が延びて、その穴６ａが外側に移動する。しかし、これと同時に、位置決めピン２３がばね２４の付勢力により下降し、その引張部２３ａのテーパ面が基板６の穴６ａをさらに外側に引っ張るので、基板６が伸張する。従って、基板６の反りや皺の発生を防止できる。
【００１８】
（効果）
以上のような本実施形態によれば、基板６を樹脂成形金型に供給してから圧縮成形するまでの間に、基板６の反り返りや皺の発生を防止できるので、圧縮成形後の基板６や、基板６に搭載された半導体素子８の位置が均一となり、半導体素子８の信頼性が向上して、樹脂から半導体素子８が露出するなどの封止不良を防止できる。特に、位置決めピン２３の構造は単純なため、故障が少なく、製造コストを低く抑えることができる。
【００１９】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明第２の実施形態を、図３を参照して説明する。なお、上述の従来技術で示した部材に対応する部材は、同一の符号を付す。
【００２０】
（構成）
まず、本実施形態の構成を説明する。すなわち、本実施形態においては、図３に示すように、固定上金型１の下面に複数の通気孔１０及びレール１１が設けられている。通気孔１０は、それぞれ固定上金型１の内部に形成された流路１０ａに合流し、この流路１０ａが図示しない吸引機構に接続されている。レール１１は、基板６の両端に沿ってこれを支持する支持部である。
【００２１】
（作用効果）
以上のような本実施形態の作用効果は以下の通りである。まず、図示しない基板搬送機構によって、固定上金型１の下部に基板６が供給され、レール１１によって基板６の端部が支持される。すると、固定上金型１の熱により、基板６が加熱されるが、このときに吸引機構を作動させて、通気孔１０から空気を吸引することにより、基板６を固定上金型１の下面に密着させる。
【００２２】
そして、固定上金型１に対して、枠状金型２を上昇させることによって基板６を挟み込み、圧縮金型４を上昇させることによって、樹脂７を加熱溶融させて基板６方向に押し潰し、キャビティ内に樹脂７を充満させることによって、樹脂成形を行なう。
【００２３】
このように、基板６を固定上金型１にセットしてから圧縮成形を行なうまでの間に、基板６が固定上金型１の下面に密着しているので、基板６が反ったり、皺が発生することを防止できる。従って、上記の第１の実施形態と同様に、製品の信頼性を高めることができる。また、機構部を固定上金型１に設ける必要がないので、より構成を単純化することができる。
【００２４】
〔他の実施形態〕
本発明は上記のような実施形態に限定されるものではない。例えば、第１の実施形態における位置決めピン２３の先端は、必ずしもテーパ状とする必要はなく、突出量に応じて基板６を伸張する方向に穴６ａを付勢する傾斜面を有していればよい。駆動源等によって位置決めピン２３を昇降可能に設け、基板６の供給時には、位置決めピン２３を上昇させて引張部２３ａを固定上金型１内に退避させておき、クランプ爪２１ａによる支持後に、位置決めピン２３を下降させて引張部２３ａを突出させて穴６ａに挿入させるようにすれば、引張部２３ａが基板６の供給の邪魔にならずセット動作がスムーズとなる。基板６のプリヒート後に、位置決めピン２３を下降させて引張部２３ａによる伸張を行なってもよい。
【００２５】
また、図４に示すように、第１の実施形態における支持部２１を角度可変に設け、クランプ爪２１ａを基板６の穴６ｂに係合するように形成することによって、枠状金型２側に形成された傾斜面に当接した際に支持部２１が傾斜して、クランプ爪２１ａが穴６ｂを基板６が伸張する方向に引っ張る引張部として機能するように構成してもよい。
【００２６】
また、本発明によれば、基板６に対する加熱がどの段階で行なわれるかを問わず、基板６の伸張や吸着が可能となる。例えば、固定上金型１にセットされる前工程で既にプリヒートされている場合、固定上金型１にセットされると同時にプリヒートされる場合、固定上金型１にセットされた後にプリヒートされる場合のいずれであっても、基板６が固定上金型１へセットされた状態で、伸張若しくは吸着されているので、反りや皺の発生が防止される。さらに、引張部、吸着部、金型は、上述の機能を発揮できるものであれば、その具体的構成は自由であり、上記の実施形態には限定されない。例えば、引張部を、ローラ、挟持爪等によって構成することもできる。また、上部金型を固定とせずに可動としてもよく、枠状金型を可動とせずに固定としてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、金型に基板を供給してから圧縮成形するまでの間に、金型温度による基板の反り返りや皺の発生を防止することができる樹脂封止装置を提供することができる。また、本発明によれば、金型温度による基板の反り返りや皺の発生を防止することによって、信頼性の高い成形品を製造できる樹脂封止方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の樹脂封止装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】  図１の実施形態における位置決めピンを示す拡大断面図である。
【図３】  本発明の樹脂封止装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図４】  本発明の樹脂封止装置の他の実施形態におけるクランプ爪を示す拡大断面図である。
【図５】  一般的な樹脂成形金型を示す縦断面図である。
【図６】  図４の樹脂成形金型への基板据付時に、基板が上方へ反っている状態を示す縦断面図である。
【図７】  図４の樹脂成形金型による基板据付時に、基板が下方へ反っている状態を示す縦断面図である。
【図８】  図４の樹脂成形金型による基板挟持時に、基板が下方へ反っている状態を示す縦断面図である。
【図９】  図４の樹脂成形金型による基板挟持時に、基板に皺が発生している状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…固定上金型
１ａ…筒穴
１ｂ…突出部
２…枠状金型
３，５…駆動部
４…圧縮金型
６…基板
６ａ，６ｂ…穴
７…樹脂
８…半導体素子
１０…通気孔
１０ａ…流路
１１…レール
２１…支持部
２１ａ…クランプ爪
２２…支持部駆動機構
２３…位置決めピン
２３ａ…引張部
２３ｂ…ストッパ
３０…樹脂成形金型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003682019.tif 000008
【図８】
0003682019.tif 000009
【図９】
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