(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査樹脂封止パッケージと同一の表面粗さをもつ欠陥のない樹脂封止パッケージ表面または裏面に被検査樹脂封止パッケージの表面または裏面と略同一の大きさの開口を有する空胴を押しつける第１の工程と、該空胴内に圧搾空気を送り込む第２の工程と、該圧搾空気の圧力を調整して基準圧力を設定する第３の工程と、前記欠陥のない樹脂封止パッケージ表面または裏面に代わり前記被検査樹脂封止パッケージ表面または裏面に前記空胴を押し付ける第４の工程と、前記空胴内に前記基準圧力に設定した圧搾空気を送り込む第５の工程と、該第５の工程における前記圧搾空気の圧力と前記基準圧力の差を検知する工程とからなることを特徴とする樹脂封止パッケージの未充填検知方法。
【請求項２】
被検査樹脂封止パッケージと同一の表面粗さをもつ欠陥のない樹脂封止パッケージ表面または裏面に被検査樹脂封止パッケージの表面または裏面と略同一の大きさの開口を有する空胴を押しつける第１の工程と、該空胴内に圧搾空気を送り込む第２の工程と、該圧搾空気の圧力を調整して基準圧力を設定する第３の工程と、前記欠陥のない樹脂封止パッケージ表面または裏面に代わり前記被検査樹脂封止パッケージ表面または裏面に前記空胴を押し付ける第４の工程と、前記空胴内に前記基準圧力に設定した圧搾空気を送り込む第５の工程と、該第５の工程における前記圧搾空気の流量と前記第２の工程における圧搾空気の流量の差を検知する工程とからなることを特徴とする樹脂封止パッケージの未充填検知方法。
【請求項３】
前記基準圧力は前記欠陥のない樹脂封止パッケージ表面または裏面と前記空胴開口面の間から前記圧搾空気の漏れがない圧力であることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂封止パッケージの未充填検知方法。
【請求項４】
リードフレームに形成された樹脂封止パッケージを挟み込み該樹脂封止パッケージ表裏面それぞれに接触する箇所の全てに該樹脂封止パッケージの表面及び裏面と略同一の大きさの開口を有する透孔が空けられたプレートと、圧搾空気が送り込まれ該圧搾空気の圧力を調整するエアーレギュレーターと、該エアーレギュレーターと前記プレートの透孔を連通する配管と、該配管の途中に配設された圧力センサーとからなり、前記エアーレギュレーターの絞りを同一として表裏両面が被検査樹脂封止パッケージと同一の表面粗さを持つ欠陥のない樹脂封止パッケージを前記プレートで挟み込んだ状態における圧力と被検査樹脂封止パッケージを前記プレートで挟み込んだ状態における圧力の差を検知することを特徴とする樹脂封止パッケージの未充填検知装置。
【請求項５】
リードフレームに形成された樹脂封止パッケージを挟み込み該樹脂封止パッケージ表裏面それぞれに接触する箇所の全てに該樹脂封止パッケージの表面及び裏面と略同一の大きさの開口を有する透孔が空けられたプレートと、圧搾空気が送り込まれ該圧搾空気の圧力を調整するエアーレギュレーターと、該エアーレギュレーターと前記プレートの透孔を連通する配管と、該配管の途中に配設された流量センサーとからなり、前記エアーレギュレーターの絞りを同一として表裏両面が被検査樹脂封止パッケージと同一の表面粗さを持つ欠陥のない樹脂封止パッケージを前記プレートで挟み込んだ状態における前記圧搾空気の流量と被検査樹脂封止パッケージを前記プレートで挟み込んだ状態における前記圧搾空気の流量の差を検知することを特徴とする樹脂封止パッケージの未充填検知装置。
【請求項６】
前記エアーレギュレーターの絞りは前記欠陥のない樹脂封止パッケージを前記プレートで挟み込んだ状態において、該欠陥のない樹脂封止パッケージ表裏面と前記透孔の間で前記圧搾空気の漏れがない圧力となる絞り量であることを特徴とする請求項４または５に記載の樹脂封止パッケージの未充填検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の樹脂封止パッケージの未充填検知方法及び装置に関し、特に簡単な構成で正確な検知のできる樹脂封止パッケージの未充填検知方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より半導体のパッケージとして量産性が良い樹脂封止パッケージ（以下、パッケージと略称することもある）が多く使用されているが、さらにコスト低減のため金型面積に対する取れ個数を多くする工夫がなされてきている。例えば金型にランナを用いずにキャビティー間をゲートで結び、順次溶融樹脂を充填する方式などが挙げられる。
【０００３】
しかし、一度のモールドで大量のパッケージを形成するには、たとえマルチプランジャ方式の金型を使用したとしても、溶融樹脂の流路にそれなりの圧力損失が発生し、充填終了までに掛かる時間が長くなる。これに対しプランジャの圧力を上げて溶融樹脂の流速を高めれば充填時間を短くできるが、ボイド等の発生を避けねばならないため限界がある。結果、実験等により不具合の出ない条件を整えてから生産にあたるが、特に未充填は半導体素子の腐食の原因となるためその管理は一層厳しくならざるを得ない。
【０００４】
従来、樹脂の未充填検知に関する方法として、図２（ａ）、図３（ａ）に示すような構成のものがあった。まず、図２（ａ）はパッケージの表面をバキュームすることにより検出する従来の未充填検知装置の側面断面を示す。本図において５は樹脂封止パッケージ、５ａは樹脂が未充填のまま形成されたパッケージ、８はリードフレーム、９はバキュームパッドを示す。
【０００５】
図２（ａ）に示す装置は、バキュームパッド９の後ろに図示しない圧力計と真空発生器がそれぞれ接続されている。バキュームパッド９はゴム系材料から形成され、パッケージ５との密着を図っている。通常、未充填の無い場合は全てのバキュームパッドに接続された圧力計は所定の圧力値で一致しているが、未充填パッケージ５ａがあった場合は、図示矢印のとおり、外気が吸引されるので、そこに密着したバキュームパッド９に接続した圧力計の圧力値の絶対値は下がる。このように、本装置はこの検知未充填の有無による圧力差を検知することによって未充填検知をするものである。
【０００６】
一方、図３（ａ）はパッケージに垂直にピンを押し当ててその移動量をセンサーで検知する例を示す。本図において、図２（ａ）と同一の符号のものは同一または相当するものを示し、１１はピン、１２はビームセンサーを示す。本例において、未充填の無い場合はピン１１は動かず、ビームセンサー１２の投・受光器間は図示２点鎖線に示す光軸のＬＥＤ光で結ばれていが、未充填パッケージ５ａがあった場合は、図示矢印に示す方向へピン１１が移動し、ピン１１の鍔部がビームセンサー１２のＬＥＤ光を遮る。このように、本装置はこのピン１１の移動を検知することによって未充填を検知するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような装置では樹脂バリや粉等のゴミが発生した場合、図２（ａ）の装置では配管の詰まりを起こす虞が、図３（ａ）の装置ではパッケージに付着したゴミにより陥没部が埋められる虞がそれぞれあり、いずれも誤検出につながる。
【０００８】
また、検出範囲が狭く、検出できる未充填が限定されていた。図２（ｂ）、図３（ｂ）はそれぞれ図２（ａ）及び図３（ａ）におけるパッケージの上面図を示す。未充填はモールド時に最初にポットから流れ出した溶融樹脂が経時変化で硬化して発生するものであるから、キャビティーのほぼゲートに対向する位置に発生する。従って、未充填はパッケージの外縁近傍に発生するのだが、図に示すとおり、符号１０及び１３で示す点線で囲まれた領域に未充填により陥没した部分が掛からなければ検知できない。よって検知範囲を拡げるためにはそれぞれバキュームパッド及びピンを走査せねばならず、そのために要する時間は工期に影響してしまう。
【０００９】
本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、誤検出を起こさず、かつ、未充填検出の範囲を広くできる樹脂封止パッケージの未充填検知方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本願の樹脂封止パッケージの未充填検知方法に係る発明は、被検査樹脂封止パッケージと同一の表面粗さをもつ欠陥のない樹脂封止パッケージ表面または裏面に被検査樹脂封止パッケージの表面または裏面と略同一の大きさの開口を有する空胴を押しつける第１の工程と、該空胴内に圧搾空気を送り込む第２の工程と、該圧搾空気の圧力を調整して基準圧力を設定する第３の工程と、前記欠陥のない樹脂封止パッケージ表面または裏面に代わり前記被検査樹脂封止パッケージ表面または裏面に前記空胴を押し付ける第４の工程と、前記空胴内に前記基準圧力に設定した圧搾空気を送り込む第５の工程と、該第５の工程における前記圧搾空気の圧力と前記基準圧力の差を検知する工程とからなることを特徴とする。
【００１１】
また、被検査樹脂封止パッケージと同一の表面粗さをもつ欠陥のない樹脂封止パッケージ表面または裏面に被検査樹脂封止パッケージの表面または裏面と略同一の大きさの開口を有する空胴を押しつける第１の工程と、該空胴内に圧搾空気を送り込む第２の工程と、該圧搾空気の圧力を調整して基準圧力を設定する第３の工程と、前記欠陥のない樹脂封止パッケージ表面または裏面に代わり前記被検査樹脂封止パッケージ表面または裏面に前記空胴を押し付ける第４の工程と、前記空胴内に前記基準圧力に設定した圧搾空気を送り込む第５の工程と、該第５の工程における前記圧搾空気の流量と前記第２の工程における圧搾空気の流量の差を検知する工程とからなることを特徴とする。
【００１２】
なお、前記基準圧力は前記欠陥のない樹脂封止パッケージ表面または裏面と前記空胴開口面の間から前記圧搾空気の漏れがない圧力としてよい。
【００１３】
さらに、本願の樹脂封止パッケージの未充填検知装置に係る発明は、リードフレームに形成された樹脂封止パッケージを挟み込み該樹脂封止パッケージ表裏面それぞれに接触する箇所の全てに該樹脂封止パッケージの表面及び裏面と略同一の大きさの開口を有する透孔が空けられたプレートと、圧搾空気が送り込まれ該圧搾空気の圧力を調整するエアーレギュレーターと、該エアーレギュレーターと前記プレートの透孔を連通する配管と、該配管の途中に配設された圧力センサーとからなり、前記エアーレギュレーターの絞りを同一として表裏両面が被検査樹脂封止パッケージと同一の表面粗さを持つ欠陥のない樹脂封止パッケージを前記プレートで挟み込んだ状態における圧力と被検査樹脂封止パッケージを前記プレートで挟み込んだ状態における圧力の差を検知することを特徴とする。
【００１４】
また、リードフレームに形成された樹脂封止パッケージを挟み込み該樹脂封止パッケージ表裏面それぞれに接触する箇所の全てに該樹脂封止パッケージの表面及び裏面と略同一の大きさの開口を有する透孔が空けられたプレートと、圧搾空気が送り込まれ該圧搾空気の圧力を調整するエアーレギュレーターと、該エアーレギュレーターと前記プレートの透孔を連通する配管と、該配管の途中に配設された流量センサーとからなり、前記エアーレギュレーターの絞りを同一として表裏両面が被検査樹脂封止パッケージと同一の表面粗さを持つ欠陥のない樹脂封止パッケージを前記プレートで挟み込んだ状態における前記圧搾空気の流量と被検査樹脂封止パッケージを前記プレートで挟み込んだ状態における前記圧搾空気の流量の差を検知することを特徴とする。
【００１５】
なお、前記エアーレギュレーターの絞りは前記欠陥のない樹脂封止パッケージを前記プレートで挟み込んだ状態において、該欠陥のない樹脂封止パッケージ表裏面と前記透孔の間で前記圧搾空気の漏れがない圧力となる絞り量としてよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に沿って説明する。但し、複数の図面にわたって同一または相当するものには同一の符号を付し、説明の重複を避けた。
【００１７】
図１は本願の樹脂封止パッケージの未充填検知装置に係る発明の実施の形態を示す図で、１は上部接触プレート３を支持し、上下移動する上部プレート、２は下部接触プレート４を支持する下部プレート、３はパッケージ５の表面に接触する上部接触プレート、４はパッケージ５の裏面に接触する下部接触プレート、３ａ、４ａはそれぞれ上部接触プレート３及び下部接触プレート４に設けられた透孔、６は配管の途中に配設された圧力センサー、７は圧力の調整をするためのエアーレギュレーター、８はパッケージ５が形成されたリードフレームを示す。
【００１８】
なお、図示しないがエアーレギュレーター７に流れ込む圧搾空気は、エアーコンプレッサーから発生し、ドレーンセパレータによりドレーンが取り除かれ、冷凍機により水分が除去され、流路の途中に設置したエアータンクによりエアーコンプレッサーの稼働・非稼働やこれまでの流路の分岐先におけるエアー放出等による圧力変動がキャンセルされている。こうした圧搾空気が図示のエアーレギュレーター７により低圧に保たれ、最終的にはプレート１〜４を通じてパッケージ５に接触するのだが、その間の流路は以下に述べるとおりである。
【００１９】
エアーレギュレーター７から延出した流路はパッケージの表面側と裏面側の２つに分岐し、分岐したそれぞれの流路の上流に圧力センサーを配置している。それぞれの分岐流路において、圧力センサーを配置した個所の後流は上部プレート１または下部プレート２に形成した透孔の全てに分岐・接続されている。上部プレート１の透孔は上部接触プレート３の透孔に対応して形成され、上部接触プレート３の透孔はパッケージ５の表面と同一面積を持ち、各パッケージに対応した位置に形成されている。即ち、圧搾空気はこれら透孔を通じ、全てのパッケージの表面に接触する。なお、透孔３ａ、４ａはパッケージ５の表裏面と共に加圧室を形成する空胴の役割をする。
【００２０】
同様に、下部プレート２の透孔は下部接触プレート４の透孔に対応して形成され、下部接触プレート４の透孔はパッケージ５の裏面と同一の面積を持ち、各パッケージに対応した位置に形成されている。従って、パッケージ５の表裏両面が全て圧搾空気に接触することになる。
【００２１】
次に樹脂封止パッケージの未充填検知方法を説明する。上部プレート１は図示しないリニアアクチュエータ等に連結し、上下に移動可能となっており、下部プレート２は固定されている。パッケージ５を本装置にセットする際は上部プレート１を上方に移動させ、下部プレート２に支持された下部接触プレート４にリードフレーム８ごとパッケージ５を載置し、次いで上部プレート１を下方に移動させてパッケージ５を挟持することで行う。これによりパッケージ５の表裏両面に接触プレート３、４の透孔を押し付ける。まずこのような手順で欠陥のないパッケージ５をセットし、透孔内に配管を通じて圧搾空気を送り込む。
【００２２】
続いてエアーレギュレーター７の絞り量を調整して圧搾空気の圧力を所定値に下げ、これを基準圧力として圧力センサー６のリミット設定をする。次に欠陥のないパッケージ５を装置から取り外し、代わりに前工程から流れてきた通常の量産品である検査対象のパッケージ５をセットし、同様に透孔内に圧搾空気を送り込む。この際のエアーレギュレーター７の絞り量は先に基準圧力として設定した時と同一としておく。以降、被検査パッケージを連続的に装置にセットして検査を続行する。
【００２３】
このような構成なので、被検査パッケージ５が正常ならば、基準圧力のままであるから、圧力センサー６が作動しないが、図示のような未充填パッケージ５ａが存在していた場合、図示矢印のとおり透孔の開口面と未充填パッケージ５ａの陥没部分との間隙から圧搾空気が漏れ、圧力が基準圧力よりも下がり、圧力センサー６が作動する。この圧力センサー６には図示しない警報器やランプが繋がれ、未充填の発生を知らせる。
【００２４】
ところで、パッケージ５表面にはレーザーによる刻印を施すため、刻印部分を際立たせるよう所定の表面粗さを持たせている。一般的には約５μｍＲｚとしているが、一部では８〜１１μｍＲｚに設定しているものもある。本発明は圧搾空気の漏れによる圧力差を検知するものであるから、欠陥のない樹脂封止パッケージをセットしたときに多量のリークがあると誤検出に繋がる。よって、パッケージ５と上下接触プレート３、４には充分な密着性が必要である。従って、パッケージ５の表面粗さが大きければ大きいほど上下接触プレート３、４には柔軟性が求められる。
【００２５】
なお、発明者の実験によれば、圧搾空気圧力０．３ｋｇｆ／ｃｍ２として、パッケージ５の面粗度が５μｍ以上の梨地の場合、上下の接触プレートの材料としてウレタンゴムを使用すれば密着性が良くなり、欠陥のないパッケージ５をセットした状態下でリークを抑えることができた。また、面粗度が５μｍ以下の鏡面系の場合は上下の接触プレートの材料としてテフロン等のプラスチックを使用しても良い。
【００２６】
また、上記実施の形態は透孔を通じてパッケージに圧搾空気を吹き付ける構成なので、エアーの流路にゴミが詰まることは無く、吹き付ける圧搾空気によりパッケージ表面への付着した樹脂バリ等も除去可能である。特に被検査パッケージに接触プレートが接触する直前に大量の圧搾空気を吹き付けると効果的である。
【００２７】
また、上記実施の形態では、欠陥のないパッケージにおいて漏れのない圧力となるようエアーレギュレーターの絞りを設定するので、漏れのある場合との圧力差を検知し易い。即ち、漏れのある状態では漏れ部から開放されるエアーが乱流となるため、若干の圧力変動が発生し、これを基準圧力とすると微妙なレベルの未充填検知が難しいためである。
【００２８】
以上、発明の実施の形態について詳述したが、本発明はこれに限らず種々の変更が可能である。例えば、上記実施の形態では圧力センサーを２つ配設したが、配管内の圧搾空気の静圧は一定となるので、１つでもよい。また、上記実施の形態ではエアーレギュレーターの後流をパッケージの表面及び裏面にそれぞれ１本づつ分岐したが、エアータンクから２分岐し、分岐した流路のそれぞれにエアーレギュレーターと圧力センサーを配設し、それぞれ上部及び下部プレートの透孔に繋げる構成としても良い。この際、未充填がパッケージ５の表面か裏面のどちらに発生したかを特定でき、その統計を取ることによってモールド金型のゲートやエアーベントのサイズや形状を変更する場合の参考とすることができる。
【００２９】
また、上記実施の形態は、圧力センサーにて圧力差を検出するものであるが、圧力センサーを流量センサーに置き換え、流量差を検出する構成とすることができる。
【００３０】
また、上記実施の形態では、基準圧力を設定する工程で欠陥のない樹脂封止パッケージを使用したが、被検査樹脂封止パッケージと同一の表面粗さを持つ平面でありさえすればよく、平板やリードフレームにパッケージのみ形成したダミーであってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、圧搾空気を吹き付ける構成であるため、パッケージ表面に付着した樹脂バリやゴミ等が吹き飛ばされ、誤検出を防止する。
【００３２】
また、透孔等の加圧室を構成する空胴の開口をパッケージ表面または裏面と略同一の大きさとすることにより、樹脂の未充填が発生する樹脂封止パッケージの外縁近傍が検知できるので、僅かの未充填でも検知でき、従来よりも検知範囲を拡げることができる。
【００３３】
さらに、欠陥のないパッケージにおける加圧をリークのないレベルにすることによって、より正確な未充填検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の樹脂封止パッケージの未充填検知装置の発明に係る実施の形態を示す図である。
【図２】従来の樹脂封止パッケージの未充填検知方法の例を示す説明図である。
【図３】従来の樹脂封止パッケージの未充填検知方法の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１：上部プレート
２：下部プレート
３：上部接触プレート
４：下部接触プレート
５：パッケージ
５ａ：未充填パッケージ
６：圧力センサー
７：エアーレギュレーター
８：リードフレーム
９：バキュームパッド
１０：検知範囲
１１：ピン
１２：ビームセンサー
１３：検知範囲
【図１】
0003574552.tif 000002
【図２】
0003574552.tif 000003
【図３】
0003574552.tif 000004