(57)【要約】【課題】基板の搬送中の温度低下の抑制が可能となる。【解決手段】基板１０２を搬送する搬送装置１２４を備える樹脂封止装置１００において、搬送装置１２４は、基板１０２を搬送する際に基板１０２からの熱の放出を抑制可能な断熱板１４８を備える。断熱板１４８は、断熱板１４８の基板１０２に対向する面に基板１０２から放射される熱を反射する機能を有する熱反射板１５０を備える。そして、基板１０２を樹脂封止する金型１１８、１２０に搬入する前に基板１０２を予め加熱する予備加熱部１１４を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を搬送する搬送装置を備える樹脂封止装置において、
前記搬送装置は、前記基板を搬送する際に該基板からの熱の放出を抑制可能な断熱手段を備える
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記断熱手段は断熱板を備える
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記断熱手段は、前記基板に対向する面の少なくとも一部に該基板から放射される熱を反射する機能を有する熱反射板を備える
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記基板を樹脂封止する金型に搬入する前に前記基板を予め加熱する予備加熱部を備える
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記基板を樹脂封止する金型から搬出した前記基板の反りを矯正可能な反り矯正部を備える
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記搬送装置を移動可能とするガイドを備え、
該搬送装置は、該ガイド上を移動可能な本体部と、前記基板を保持し該本体部に対して移動可能な可動部とを備え、
該本体部に前記断熱手段が設けられる
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記断熱手段は、前記金型に対して進退動可能に設けられている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記搬送装置を移動可能とするガイドを備え、
該搬送装置は、該ガイド上を移動可能な本体部と、前記基板を保持し該本体部に対して移動可能な可動部とを備え、
該可動部に前記断熱手段が該金型に対して進退動可能に設けられる
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂封止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に示すような樹脂封止装置が用いられている。その樹脂封止装置は、基板を搬送する搬送装置を備えている。搬送装置は、樹脂封止前の基板を金型に搬入したり、樹脂封止後の基板を金型から搬出したりする。なお、樹脂封止は樹脂のガラス転移温度を超えた所定の温度で行われるため、通常金型の温度はその所定の温度に保たれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８３０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示すような搬送装置による基板の移動は比較的長い距離であり且つ高速で行われる。このため、基板の搬送途中で基板の状態変化、特に温度低下が生じると樹脂封止に不具合を生じさせるおそれが出てくる。
【０００５】
例えば、基板を金型に搬入する前に、（所定の温度に保たれた金型に対して基板の位置を合わせるために）基板を当該所定の温度で予備加熱を行った場合には、基板の搬送途中で基板の温度が大きく低下するおそれがでてくる。その際には、基板は金型に対して位置がずれてしまい、金型に対する基板の位置合わせのために基板が金型と同じ温度に上昇するまで待たなければならず、サイクルタイムが長くなるといった問題が生じる。
【０００６】
あるいは、樹脂封止した直後の基板に対して所定の場所で反りを矯正するような場合には、金型から当該所定の場所への基板の搬送過程で基板の温度が大きく低下すると基板の反りを十分に矯正できなくなるといった問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、前記問題点を解決するべくなされたもので、基板の搬送中の温度低下を抑制可能な樹脂封止装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基板を搬送する搬送装置を備える樹脂封止装置において、前記搬送装置が、前記基板を搬送する際に該基板からの熱の放出を抑制可能な断熱手段を備えることにより、上記課題を解決したものである。
【０００９】
即ち、本発明では、基板が搬送装置で搬送される状態では、断熱手段により基板から失われる熱量を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板の搬送中の温度低下の抑制が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る樹脂封止装置の一例を示す概略構成図
【図２】図１の樹脂封止装置の搬送装置のＹ方向断面図（Ａ）とＸ方向側面図（Ｂ）
【図３】図２の搬送装置で保持された樹脂封止前の基板（Ａ）と樹脂封止後の基板（Ｂ）
【図４】本発明の第２実施形態に係る樹脂封止装置の一例を示す概略構成図
【図５】図４の樹脂封止装置の搬送装置のＹ方向断面図（Ａ）とＸ方向側面図（Ｂ）
【図６】図５の搬送装置で保持された樹脂封止前の基板（Ａ）と樹脂封止後の基板（Ｂ）
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の第１実施形態の例を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１３】
まず、樹脂封止装置１００の全体構成について、図１を用いて説明する。なお、図１における左右方向をＸ方向、同上下方向をＹ方向、これらＸ方向及びＹ方向のいずれにも直交する方向をＺ方向（高さ方向）として説明する。なお、搬送装置１２４の構成については詳細に後述する。
【００１４】
なお、以下における「基板」とはＰＣＢ基板やリードフレームといった半導体チップを支持するものの代表例として示したものであり、「樹脂」とは封止材料の代表例として示したものであって、これらに限定されるものではない。
【００１５】
樹脂封止装置１００は、トランスファーモールド成形を行う樹脂封止装置であり、図１に示す如く、主に、当該装置の基台となるベース１０８上に設けられた基板供給部１１０と、予備加熱部１１４と、樹脂供給部１１６と、金型１１８、１２０と、成型品収納部１３２とを有する。樹脂封止装置１００では、以下に示される一連の動作は自動で行わる。
【００１６】
基板供給部１１０には、図１に示す如く、複数のマガジン１１０Ａが備えられて、矢印Ａの方向から樹脂封止前の基板１０２（被成形品１０１とも称する）が収納される。そして、図示せぬ搬送ハンドによって基板１０２が旋回テーブル１１２上に搬送される。旋回テーブル１１２は載せられた基板１０２の向きを整えて、基板１０２は２箇所の予備加熱部１１４に配列される。予備加熱部１１４は、基板１０２を樹脂封止する金型１１８、１２０に搬入する前に、配列された基板１０２を予め所定の温度（例えば約１７５°）に加熱して保持する機能を有する。
【００１７】
樹脂供給部１１６において、図１に示す如く、樹脂封止に用いられるタブレット形状の樹脂１０４が矢印Ｂの部分より供給される。供給された樹脂１０４と基板１０２は、ベース１０８上のＸ方向の全体に亘って敷設されているＸ方向ガイド（ガイド）１２２上の搬送装置１２４によって搬送される。搬送される基板１０２と樹脂１０４は、金型１１８、１２０にセットされる（ローダ機能）。なお、搬送装置１２４では、金型１１８、１２０から樹脂封止後の基板１０２（成形品１０３とも称する）を搬出することも行う（アンローダ機能）。即ち、本実施形態では、搬送装置１２４は、ローダ機能とアンローダ機能とを兼用している。このため、本実施形態では、それらの機能が分離されている場合に比べて、樹脂封止装置１００の低コスト化や小型化を促進することが可能である。なお、搬送装置が２つ設けられ、ローダ機能とアンローダ機能とが分担されていてもよい。
【００１８】
金型１１８、１２０は、図示せぬ上型と下型とから構成されている。金型１１８、１２０では、固定された上型に対して下型が可動し、下型が上型に密着することで、基板１０２を樹脂封止するための密閉空間（キャビティと称する）を構成する。樹脂封止前の基板１０２は搬送装置１２４によって下型に配置され、樹脂封止後の基板１０２は搬送装置１２４によって下型から取り外される。金型１１８、１２０は、金型１１８、１２０の所定の場所にセットされた樹脂１０４をプランジャで溶融した状態で押し出して、図示せぬ樹脂流路を介して、キャビティに溶融状態の樹脂を導入する構成（トランスファーモールド成形のための構造として公知）を備えている。なお、金型１１８、１２０は、それぞれ温度を変更することが可能であるが、ここでは上記所定の温度（約１７５°）に保たれている。
【００１９】
樹脂封止後の基板１０２（成形品１０３）は、金型１１８、１２０から搬送装置１２４で取り出され（搬出され）、ゲートブレーク部１３０の冷却ステージ１２８上に移動させられる。冷却ステージ１２８では、少なくとも樹脂１０４のガラス転移温度以下となるように成形品１０３（基板１０２）を所定時間冷却する（実際には、成形品１０３は室温レベルまで冷却される）。なお、冷却ステージ１２８は、上下に配置された室温状態の金属板（図示せず）を備える。そして、成形品１０３を冷却する際には、その上下に配置された金属板で成形品１０３をクランプして、室温状態のエアを当該金属板と成形品１０３に吹き付ける構成とされている。このため、冷却ステージ１２８では、当該金属板により、成形品１０３の冷却が行われると同時に成形品１０３の反りを矯正することが可能とされている（即ち、冷却ステージ１２８は反り矯正部と兼用されている）。そして、冷却された成型品１０３からは不要部分（カル部と称する）が切り離される（ゲートブレークされる）。そして、矢印Ｃの部分からカル部が取り出される。又、カル部が切り離された成型品１０３は成型品収納部１３２に移動される。そして、成型品１０３はマガジン１３２Ａに収納されてから、矢印Ｄの方向に取り出される。
【００２０】
次に、搬送機構１２４について、特に図２、図３を用いて詳細に説明する。
【００２１】
搬送機構１２４は、上述したように、ベース１０８上のＸ方向の全体に亘って敷設されているＸ方向ガイド１２２上で移動可能とされ、基板１０２の搬送が可能とされている。その搬送装置１２４は、Ｘ方向ガイド１２２上を移動可能な本体部１４０と、基板１０２を保持し本体部１４０に対して移動可能な可動部１４１とを備える。
【００２２】
本体部１４０は、筒形状部１４２とスライドレール１４３と断熱板１４８と熱反射板１５０とを備える。筒形状部１４２は、Ｙ方向を軸方向とする開口部１４２Ａを備える筒形状とされ、開口部１４２Ａに可動部１４１を収納可能としている（基板１０２を搬送する際には可動部１４１は開口部１４２Ａに収納される）。即ち、本体部１４０が可動部１４１を収納した際には、Ｘ方向から見て、可動部１４１に保持された基板１０２は、完全に筒形状部１４２に覆われるようにされている。このため、基板１０２を覆う筒形状部１４２は、搬送装置１２４がＸ方向ガイド１２２で移動する際に、基板１０２に対する空気の流動を抑制する風防の役割を果たしている。
【００２３】
筒形状部１４２の側面の内側には、Ｙ方向に延びるスライドレール１４３が設けられている。そして、本体部１４０の底面の内側には、断熱手段としての断熱板１４８及び熱反射板１５０とが設けられている（固定されている）（つまり、搬送装置１２４は、基板１０２を搬送する際に基板１０２からの熱の放出を抑制可能な断熱板１４８及び熱反射板１５０を備える）。断熱板１４８の上面（基板１０２に対向する面）には熱反射板１５０が配置されている（即ち、断熱板１４８は、基板１０２に対向する面に熱反射板１５０を備える）。このため、基板１０２を保持した可動部１４１が本体部１４０に完全に収納された状態（基板１０２を搬送する状態）では、断熱板１４８と熱反射板１５０とが、非接触で基板１０２に対向するようにされている（図３（Ａ）；可動部１４１が樹脂封止前の基板１０２を保持した様子、図３（Ｂ）；可動部１４１が樹脂封止後の基板１０２を保持した様子。なお、図３では半導体チップの搭載面が基板１０２の上側なのでその上側のみが樹脂封止されているが、半導体チップの搭載面に従い基板の下側のみあるいは両側が樹脂封止される場合であってもよい）。そして、本実施形態では、金型１１８、１２０へ基板１０２を搬入する際と、金型１１８、１２０から基板１０２を搬出する際の両方において、少なくとも基板１０２を樹脂１０４のガラス転移温度よりも高く保持できるように、基板１０２に対する筒形状部１４２、断熱板１４８、及び熱反射板１５０の位置関係が定められている（ただし、必ずしも、搬送装置が基板をガラス転移温度以上に保つように設計される必要はない）。断熱板１４８は発泡ウレタンであるが、セラミックスやその他樹脂板などであってもよい。熱反射板１５０は、基板１０２から放射される熱（赤外線）を（基板１０２自身へ）反射する機能を有する。なお、熱反射板１５０では熱を留めないように厚みが薄くされている。このため、熱反射板１５０は、アルミの薄板や薄膜などとされている（金、銀、銅などの他の金属板（膜を含む）などであってもよい）。
【００２４】
可動部１４１は、スライド体１４４と、金型挿入部１４５と、４つの爪部１４６とを有する。スライド体１４４はスライドレール１４３に移動可能に支持されている。金型挿入部１４５はＸ方向から見てスライド体１４４に片持ち支持されるＬ字形とされている。金型挿入部１４５は、スライド体１４４に支持される部分を除いて、筒形状部１４２からＹ方向に突出させることができる。４つの爪部１４６は、金型挿入部１４５の下面で基板１０２の４辺を把持可能な位置に配置され、Ｚ方向に移動可能とされ且つ互いにＹ方向（Ｘ方向でもよい）に接近離反が可能とされている。４つの爪部１４６の側面には基板１０２を把持するための凹部（図示せず）がそれぞれ設けられている。可動部１４１は、本体部１４０のＸ方向ガイド１２２による移動との組み合わせで、基板１０２を樹脂封止する金型１１８、１２０に進退動可能とされている。
【００２５】
次に、この樹脂封止装置１００の作用を、特に搬送装置１２４に関係する作用に着目して説明する。
【００２６】
本実施形態において、基板１０２が搬送装置１２４で搬送される状態では、前述の如く、Ｘ方向から見て基板１０２は筒形状部１４２に可動部１４１と共に覆われている。そして、基板１０２は、断熱板１４８と断熱板１４８の上面に配置された熱反射板１５０とに対向している。このため、基板１０２から熱反射板１５０に向かって放射される熱のうち一定の割合の熱が熱反射板１５０で反射され、基板１０２自身に戻る。そして、熱反射板１５０で反射されずに熱反射板１５０に伝わる熱は断熱板１４８により遮断され、熱反射板１５０からの熱放射が防止され且つ熱が断熱板１４８を支持する筒形状部１４２に伝わらないようにしている。加えて、筒形状部１４２は、上述のように搬送装置１２４がＸ方向に移動する際には基板１０２に対して風防の役割を果たす。即ち、筒形状部１４２は、搬送装置１２４がＸ方向ガイド１２２で移動する際に生じる空気の流れを遮断し、基板１０２周辺の空気が流動するのを防止している。即ち、基板１０２が搬送装置１２４で搬送される状態では、筒形状部１４２、熱反射板１５０、及び断熱板１４８を設けたことで基板１０２から失われる熱量を低減することが可能となる。従って、本実施形態においては、基板１０２の搬送中の温度低下の抑制が可能となっている。
【００２７】
なお、基板１０２の搬送中の温度低下の抑制を、筒形状部１４２、熱反射板１５０、及び断熱板１４８で行うので、搬送装置に加熱源となるヒータなどを設けた場合に比べて、搬送装置１２４を簡易的かつ低コスト化することができる。同時に、加熱源への電源供給に伴う配線の断線などが問題となることはない（搬送機構は高速で比較的長い距離を移動するので、ヒータなどで必要される大電流を流す配線に大きな負荷がかかり断線が生じる可能性がある）。
【００２８】
また、基板１０２の搬送中の温度低下の抑制が行われることで、金型１１８、１２０に対する予備加熱部１１４及び冷却ステージ１２８の距離関係を気にすることなく、各構成要素の位置を適切に定めることができる。即ち、予備加熱部及び冷却ステージに対して２つの金型を同じ位置関係で配置するために、予備加熱部と冷却ステージをそれぞれ２つ配置させるといったことを回避することができる。
【００２９】
そして、本実施形態においては、予備加熱部１１４を備えて、その予備加熱部１１４で樹脂封止前の基板１０２が金型１１８、１２０と同じ所定の温度で加熱され、搬送機構１２４で金型１１８、１２０に搬入される。即ち、基板１０２は、所定の温度から大きく低下しない状態で金型１１８、１２０に搬入される。このため、基板１０２の金型１１８、１２０に対する位置ずれを防止でき、樹脂封止を迅速に行うことが可能となり、サイクルタイムを向上させることができる。
【００３０】
加えて、本実施形態においては、基板１０２を樹脂１０４のガラス転移温度よりも高く保持できるように、基板１０２に対する筒形状部１４２、熱反射板１５０、及び断熱板１４８の位置関係が定められている。このため、特に、金型１１８、１２０から搬出して、冷却ステージ１２８に基板１０２を配置するまでに、樹脂１０２の剛性を低く保持することができる（樹脂１０４の流動性を確保できる）。これにより、冷却ステージ１２８で基板１０２の反りを確実に取り除くことが可能となる。
【００３１】
また、可動部１４１は、本体部１４０のＸ方向ガイド１２２による移動との組み合わせで、基板１０２を樹脂封止する金型１１８、１２０に進退動可能とされている。即ち、可動部１４１が前進すると、筒形状部１４２の開口１４２Ａから基板１０２を保持した金型挿入部１４５は外側に出て基板１０２が断熱板１４８と熱反射板１５０とに対向しなくなる。しかし、基板１０２を保持した金型挿入部１４５は、所定の温度とされた金型１１８、１２０に間に挿入された状態となる。即ち、基板１０２は所定の温度とされた金型１１８、１２０と搬送装置１２４との間を熱ロスの少ない状態で効率よく移動させることができる。
【００３２】
本発明について第１実施形態を挙げて説明したが、本発明は第１実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。
【００３３】
例えば、第１実施形態においては、樹脂封止装置１００がトランスファーモールド成形を行う樹脂封止装置であったが、第２実施形態に示すように樹脂封止装置が圧縮成形を行う樹脂封止装置であってもよい。以下、第２実施形態について、図４〜図６を用いて説明する。なお、第１実施形態と重複する機能・構成については、符号下二桁を同一として、説明を省略する。
【００３４】
第２実施形態に係る樹脂封止装置２００は第１実施形態に係る樹脂封止装置１００と同様に、図４に示す如く、当該装置の基台となるベース２０８上に設けられた予備加熱部２１４と、樹脂供給部２１６と、金型２１８、２２０とを有する。ただし、樹脂封止前の基板２０２（被成形品２０１）が収納されるマガジンと樹脂封止後の基板２０２（成形品２０３）が収納されるマガジンとは共通の収納部２１０に配置されている。また、本実施形態では、ゲートブレーク部は存在せず、収納部２１０の近傍に、反り矯正部２２９が配置されている。反り矯正部２２９自体の機能は、第１実施形態の冷却ステージ１２８に設けられたものと同様とされている。反り矯正部２２９でも、成形品２０３は室温レベルまで冷却される。
【００３５】
樹脂供給部２１６は、基板２０２上の半導体チップの搭載状況に基づいて粉粒体状の樹脂から矩形状の樹脂２０４を予備成形している。予備成形された樹脂２０４は、Ｘ方向ガイド２２２上の搬送装置２２４とは別の樹脂投入ハンド２２６で、金型２１８、２２０のキャビティに直接投入される。
【００３６】
金型２１８、２２０は、図示せぬ上型と下型とから構成されている。樹脂封止前の基板２０２は搬送装置２２４によって上型に配置され、樹脂封止後の基板２０２は搬送装置２２４によって下型から取外される。金型２１８、２２０は、樹脂投入ハンド２２６により樹脂２０４が直接にキャビティに投入される構成（圧縮成形のための構造として公知）を備えている。
【００３７】
樹脂封止後の基板２０２（成形品２０３）は、金型２１８、２２０から搬送装置２２４で取り出され（搬出され）、反り矯正部２２９に移動させられる。そして、反り矯正部２２９で反りが矯正され、成形品２０３は収納部２１０に収納される。
【００３８】
搬送装置２２４は、図５に示す如く、第１実施形態の搬送装置１２４とほぼ同様の構成とされている。ただし、樹脂封止前の基板２０２は金型２１８、２２０の上型に取り付けられる構成となっている。このため、金型挿入部２４５の上面には、基板２０２の端部を支持するための凸部２４５Ａが４つ設けられている。そして、図５、図６（Ａ）に示す如く、樹脂封止前の基板２０２が凸部２４５Ａに支持されて可動部２４１が本体部２４０に完全に収納された状態では、基板２０２と非接触で対向するように筒形状部２４２の上面の内側に断熱板２４８Ｂと熱反射板２５０Ｂとが配置される。なお、樹脂封止後の基板２０２を支持した可動部２４１が本体部２４０に完全に収納された状態では、第１実施形態と同様に、基板２０２と非接触で対向するように筒形状部２４２の内側に断熱板２４８Ａと熱反射板２５０Ａとが配置されている。
【００３９】
このような構成により、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、基板２０２の搬送中の温度低下の抑制が可能である。
【００４０】
また、上記実施形態においては、筒形状部、熱反射板、及び断熱板で、基板の搬送中の温度低下の抑制が可能であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、熱反射板が全てなくてもよいし、熱反射板が一部のみにあってもよいし、筒形状部が風防となる形状でなくてもよいし、断熱板がなく熱反射板のみがある形態でもよい。あるいは、断熱板も熱反射板さえなく、筒形状部が風防となる形状であれば、相応の効果を奏することが可能である。なお、筒形状部が風防となる形状であれば、基板を搬送中に基板に物理的に異物が衝突することも回避することができる（第１実施形態でも同様）。もちろん、基板の搬送中の温度低下の抑制を実現するのに、搬送装置に発熱源などが併せて設けられても良い。
【００４１】
また、上記実施形態においては、樹脂封止装置が予備加熱部と反り矯正部（の機能）とを備えていたが、本発明はこれに限定されず、いずれか一方だけでも良いし、いずれもなくてもよい。
【００４２】
また、上記実施形態においては、本体部の筒形状部に断熱板が固定されていたが、本発明はこれに限定されず、本体部の筒形状部あるいは可動部に断熱板が金型に対して進退動可能に設けられていてもよい。その際には、基板を金型に配置する直前まで断熱板を基板に対向させておくことができる。あるいは基板を金型から取り外した直後に断熱板を動かし基板に対向させることもできる。即ち、上記実施形態に比べて、より基板の温度低下の抑制が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の樹脂封止装置は、トランスファーモールド成形、圧縮成形の樹脂封止形式を問わず、広く樹脂封止装置に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１００、２００…樹脂封止装置
１０１、２０１…被成形品
１０２、２０２…基板
１０３、２０３…成形品
１０４、２０４…樹脂
１０８、２０８…ベース
１１０…基板供給部
１１２…旋回テーブル
１１４、２１４…予備加熱部
１１６、２１６…樹脂供給部
１１８、１２０、２１８、２２０…金型
１２２、２２２…Ｘ方向ガイド
１２４、２２４…搬送装置
１２８…冷却ステージ
１３０…ゲートブレーク部
１３２…成形品収納部
１４０、２４０…本体部
１４１、２４１…可動部
１４２、２４２…筒形状部
１４３、２４３…スライドレール
１４４、２４４…スライド体
１４５、２４５…金型挿入部
１４６、２４６…爪部
１４８、２４８Ａ、２４８Ｂ…断熱板
１５０、２５０Ａ、２５０Ｂ…熱反射板
２１０…収納部
２２６…樹脂投入ハンド
２２９…反り矯正部
【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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