(57)【要約】【課題】  液状樹脂を用いてトランスファモールド方式により樹脂封止型チップを製造する。【解決手段】  ポット内のプランジャの略中央に、ポット内壁面と摺接するリング状のシール部材を設けると共にその先端側に環状の凹所を設け、プランジャの先端側の周面とポット内壁面との間及び凹所に液状のシリコーン樹脂を導入してこのシリコーン樹脂を硬化させてシール用樹脂層を形成し、これにより液状のシリコーン樹脂の漏れを防ぎながら電子素子に対し樹脂封止することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上金型と下金型との対向面に形成されて電子素子が配されるキャビティと、前記キャビティに充填すべき液状の熱硬化性樹脂が供給される筒状のポットと、該ポット内に往復動可能に配され、その駆動で前記熱硬化性樹脂を前記キャビティへ向け圧送するプランジャとを備える樹脂封止装置であって、
前記プランジャの周面に装着されて前記ポットの内壁面との摺接で液密を保持するリング状のシール部材と、
前記プランジャの先端側の周面と前記ポットの内壁面との間に導入された前記液状の熱硬化性樹脂を硬化して成るシール用樹脂層とを含むことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項２】
前記プランジャの先端側の周面に形成される凹所を有し、該凹所に前記液状の熱硬化性樹脂を導入することを特徴とする請求項１記載の樹脂封止装置。
【請求項３】
前記キャビティ内を減圧する減圧機構を更に備えることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止装置。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂は、液状のシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止装置。
【請求項５】
上金型と下金型とを相互に接近させて電子素子の配されるキャビティを形成するステップと、筒状のポットに前記キャビティへ充填すべき液状の熱硬化性樹脂を供給するステップと、前記ポット内の熱硬化性樹脂を該ポット内でプランジャを移動させて前記キャビティに向けて圧送するステップとを備える樹脂封止方法であって、
前記プランジャの周面に前記ポットの内壁面と摺接して液密を保持するためのリング状シール部材を装着すると共に前記プランジャの先端側の周面に凹所を形成し、
前記プランジャの先端側の周面と前記ポットの内壁面との間及び前記凹所に前記液状の熱硬化性樹脂を導入し、該導入した熱硬化性樹脂を硬化させてシール用樹脂層を形成する、
ことを特徴とする樹脂封止方法。
【請求項６】
前記キャビティ内を予め減圧することを特徴とする請求項５記載の樹脂封止方法。
【請求項７】
前記熱硬化性樹脂は、液状のシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項５記載の樹脂封止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状の熱硬化性樹脂を用いて樹脂封止型半導体チップ等を製造するための樹脂封止装置及び樹脂封止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上金型及び下金型を用いる、いわゆるトランスファーモールド方式の樹脂封止装置では、従来、固形の熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂タブレット）をポットに収容し、加熱溶融させてプランジャにより押圧してキャビティに充填し、これにより樹脂封止型半導体チップを製造していた。
【０００３】
一方、液状のシリコーン樹脂は、低粘度であるため加圧時にプランジャとポット内周面との間から漏れ出してしまうため、通常、射出成形方式により、例えば、発光ダイオードの樹脂封止材として利用されている。
【０００４】
ところで、最近では下記特許文献に示すように、液状の樹脂を封止材とするトランスファーモールド方式の樹脂封止装置が提案されている。
即ち、この樹脂封止装置では、プランジャの周面にテフロン製のリングを装着してポットとプランジャの間隙を小さく設定し、液状の樹脂の漏れを防止している。
【特許文献１】特開平１１−１２１４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、プランジャの周面にシール用のリングを装着するだけでは、寸法精度の優れたリングを製作する必要があるだけでなく、該リングが短期間で摩耗するため、その交換作業を頻繁に行わなければならず、又樹脂漏れを防ぐために液状樹脂をキャビティに高圧で供給することが困難であり、このためボイド等が生じ易く、歩留りが低くなる問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以上の点を解決するために次のような構成を備える。
【０００７】
即ち、本発明は、上金型と下金型との対向面に形成されて電子素子が配されるキャビティと、該キャビティに充填すべき液状の熱硬化性樹脂が供給される筒状のポットと、該ポット内に往復動可能に配され、その駆動で熱硬化性樹脂をキャビティへ向け圧送するプランジャとを備える樹脂封止装置であって、
上記プランジャの周面に装着されてポットの内壁面との摺接で液密を保持するリング状のシール部材と、
上記プランジャの先端側の周面とポットの内壁面との間に導入された液状の熱硬化性樹脂を硬化して成るシール用樹脂層と、を含むことを特徴としている。
【０００８】
他の発明は、上金型と下金型とを相互に接近させて電子素子の配されるキャビティを形成するステップと、筒状のポットにキャビティへ充填すべき液状の熱硬化性樹脂を供給するステップと、ポット内の熱硬化性樹脂をポット内でプランジャを移動させてキャビティに向けて圧送するステップとを備えることを特徴とする樹脂封止方法であって、
上記プランジャの周面にポットの内壁面と摺接して液密を保持するためのリング状シール部材を装着すると共にプランジャの先端側の周面に凹所を形成し、
上記プランジャの先端側の周面とポットの内壁面との間及び上記凹所に液状の熱硬化性樹脂を導入し、該導入した熱硬化性樹脂を硬化させてシール用樹脂層を形成する、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ポットとプランジャとの間の液密を確実に保持することができるので、液状樹脂を用いて品質的に優れた樹脂封止型ＩＣチップなどを量産化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図２には本発明に係る樹脂封止装置が示されている。
【００１２】
即ち、この樹脂封止装置は、図２に示されているように、上金型１２と下金型１３とを備えている。
【００１３】
下金型１３は、可動ブロック１４上に固定されている中空の支持体１５と、支持体１５上に固定されているエジェクト用ブロック部１６とを備えている。支持体１５内には可動ブロック１４から伸びるねじロッド１７が突出し、ねじロッド１７の上端は連結部１８に回転自在に連結され、連結部１８上には取付板１９を介してプランジャ２０のロッド２１下端が連結されている。上記ねじロッド１７は図示しないモータにより回転駆動されて上動する。従って、プランジャ２０はロッド２１を介して上動する。
【００１４】
取付板１９上にはベローズ２２の下端のフランジ２２ａが気密に固定され、ベローズ２２の上端のフランジ２２ｂはエジェクト用ブロック部１６の凹所に気密に固定されている。これにより、このベローズ２２はプランジャ２０のロッド２１を気密に覆っている。
【００１５】
エジェクト用ブロック部１６には上方開口の収容空間３１が形成されている。この収容空間３１にはピンプレート３２がストッパ３３に当接して配されている。ピンプレート３２には上方に伸長するエジェクトピン３４が取付けられており、弾性部材３５を介して常時、下方への押圧力が付与されている。そして、エジェクト用ブロック部１６には収容空間３１に連通する真空引き通路３６が形成されている。
【００１６】
上記ピンプレート３２の下面からは、エジェクト用ブロック部１６を貫通して上動ロッド３７が伸長している。そして、ベローズ３８の上端のフランジ３８ｂはエジェクト用ブロック部１６の下面に気密に固定され、その下端のフランジ３８ａは取付板３９に固定されている。取付板３９の下方には押圧ロッド４０が位置している。従って、押圧ロッド４０が上動して取付板３９を押し上げると、上動ロッド３７と共にピンプレート３２が上動する。これにより、エジェクトピン３４が後述するキャビティ内に突出する。
【００１７】
エジェクト用ブロック部１６の上方には断熱材４１を介して加熱プレート４２が気密に配されている。この加熱プレート４２はヒータ４３が埋設されている。加熱プレート４２の上方には金型板４４が取付けられている。金型板４４の上面にはキャビティ４５を形成するための凹部とランナーを形成するための溝及びゲートが設けられている。そして、金型板４４の縁部に形成した矩形状の凹部にはゴム製のパーティングシール部材４６が嵌入されている。
【００１８】
金型板４４及び加熱プレート４２の中央にはポット４７が設けられ、ポット４７には後述するように液状のシリコーン樹脂４８が供給される。
【００１９】
一方、上金型１２は、下金型１３の金型板４４と対向する金型板５０を備えている。この金型板５０の下面には上記キャビティ４５を形成するための凹部やランナーを形成するための溝が設けられている。そして、金型板５０の縁部には上記パーティングシール部材４６を係入させるための凹部が形成されている。
【００２０】
ところで、上金型１２と下金型１３とが接近し、金型板５０の凹部に上記パーティングシール部材４６が係入すると、両金型板５０，４４の対向面間とパーティングシール部材４６とによりパーティング空間５１が形成される。そして、金型板５０にはこのパーティング空間５１に連通する真空引き通路５２が設けられている。
【００２１】
上金型１２は更に金型板５０を加熱するための加熱プレート５３を備えている。この加熱プレート５３にはヒータ５４が埋設されている。加熱プレート５３の上方には断熱材５５を介してエジェクト用ブロック部５６が配されている。このエジェクト用ブロック部５６には下方開口の収容空間５７が形成されている。この収容空間５７にはピンプレート５８がストッパ５９に当接して配されている。ピンプレート５８には下方に伸長するエジェクトピン６０が取付けられており、弾性部材６１を介して常時、下方への押圧力が付与されている。そして、エジェクト用ブロック部５６には収容空間５７に連通する真空引き通路６２が形成されている。
【００２２】
尚、ピンプレート５８の下面からは、加熱プレート５３及び金型板５０を貫通して下金型１３の金型板４４に当接するロッド６３が伸長している。
【００２３】
さて、上金型１２と下金型１３とが接近すると、上記パーティングシール部材４６により密閉状態のパーティング空間５１が形成される。また、上下動するプランジャ２０（ロッド２１）と上動ロッド３７とがベローズ２２，３８により気密に覆われているので、下金型１３及び上金型１２の両収容空間３１，５７は気密状態に保持されている。
【００２４】
このような気密状態において真空引き通路３６，５２，６２を図示しない連結管を介して真空引きポンプに接続しており、該ポンプにより２０Ｐａ〜１０Ｐａに大きく減圧する。即ち、パーティング空間５１及び両収容空間３１，５７を２０Ｐａ〜１０Ｐａまで減圧する。従って、キャビティ４５内も同様に減圧されている。
【００２５】
ところで、図１に示すように、ポット４７内に位置するプランジャ２０には、ほぼ中央の周面にリング状のシール部材２０Ａが装着されている。このシール部材２０Ａはテフロン（登録商標）から形成されている。また、プランジャ２０のシール部材２０Ａより上方の周面には、環状の凹所２０Ｂが形成されている。そして、プランジャ２０の先端（上方）側の周面には、凹所２０Ｂに一部が入り込んでいるシール用樹脂層２０Ｃが設けられている。即ち、本実施例では、ポット４７の内壁面とプランジャ２０の周面との間に間隙を設け、この間隙に液状のシリコーン樹脂４８を導入し、該樹脂４８を加熱、硬化させることによりシール用樹脂層２０Ｃを形成している。
【００２６】
このようなシール用樹脂層２０Ｃはプランジャ２０を往復動させた場合、ポット４７の内壁面と摺接し、ポット４７内の液密を保持するので、液状のシリコーン樹脂４８の漏れを確実に防止することができる。また、シール部材２０Ａの寸法精度が低くても液密を保持できるので、シール部材２０Ａの摩耗を少なくしてその長寿命化を図ることができる。
尚、凹所２０Ｂに代えて、例えばローレット加工等により、凹凸を設け、シール用樹脂層２０Ｃの一体化を図ってもよい。
【００２７】
上記樹脂封止装置の近傍には、図３に示すように、樹脂供給装置１が配されている。この樹脂供給装置１はＡ液及びＢ液から成る、いわゆる二液性シリコーン樹脂を供給する構成を有し、二液をミキシング２により混合、撹拌し、真空脱泡して液状のシリコーン樹脂４８を生成する。生成された液状のシリコーン樹脂４８は各計量ポンプ３に送信され、所定量だけ供給ホースを介して搬送ユニット４に供給される。搬送ユニット４は複数のノズル５を有し、下金型１３上まで移動して各ノズル５を各ポット４７上に位置させ、各ノズル５からポット４７内に液状のシリコーン樹脂４８を滴下させる。尚、ノズル５は冷却部６により常時、冷却され、これによりシリコーン樹脂の供給時における金型の熱による硬化を防止している。
【００２８】
図４には上記したキャビティ４５（図２参照）に配されるリードフレーム７が示されている。このリードフレーム７には予め発光ダイオードが取付けられ、かつワイヤがボンディングされている。
【００２９】
次に、本発明の樹脂封止方法を説明する。
【００３０】
先ず、図示しないマガジンからアームによりリードフレーム７を取り出す。
次に、図５及び図６に示すように、リードフレーム７の中央部に、塗布ノズル８によりプライマーを噴霧する。プライマーはフレームと硬化させたシリコーン樹脂との接着強度を向上させるために塗布される。
【００３１】
次に、リードフレーム７を搬送ユニット４（図３参照）により保持し、搬送ユニット４により下金型１３のキャビティ４５にリードフレーム７を配置する。
【００３２】
次いで、搬送ユニット４の各ノズル５から上述したように液状のシリコーン樹脂４８をポット４７内に滴下させる。この場合、プランジャ２０には図１に示すシール用樹脂層２０Ｃが予め形成されている。
【００３３】
その後、図２及び図７に示すように、下金型１３を上動し、パーティング空間５１を形成し、該空間を真空引きにより１０Ｐａ〜２０Ｐａまで減圧する。
【００３４】
次に、図８に示すように、上金型１２と下金型１３とを型締めし、プランジャ２０を上動させることによりポット内の液状のシリコーン樹脂４８をキャビティ４５に充填する。プランジャ２０の押圧力は、例えば、１０ｋｇｆ／ｃｍ２に設定されている。このように小さな押圧力であっても充分に減圧し、かつ樹脂漏れを確実に防止しているので、ボイドを生じさせることなくシリコーン樹脂により樹脂封止することが可能である。また、１００ｋｇｆ／ｃｍ２までの押圧力でも本プランジャーを用いることでポットから樹脂漏れすることがなかった。また、エアーベント溝９（図８参照）は、本実施例では０．００１ｍｍ〜０．００３ｍｍに設定しているが、これにより樹脂漏れが生じなかった。
【００３５】
その後、下金型１３を下動すると、上金型１２のピンプレート５８が弾性部材６１により下動し、エジェクトピン６０がキャビティ４５に突出する。従って、樹脂封止されたリードフレーム７は下金型１３のキャビティ４５上に位置する。
【００３６】
次いで、下金型１３の上動ロッド３７が上動してピンプレート３２が上動し、エジェクトピン３４がキャビティ４５に突出するので、上記リードフレームを下金型１３から取り出すことができる。
【００３７】
以上の製造方法により、図９に示す樹脂封止型ＩＣチップ装置１０が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（Ａ）は本発明に係る樹脂封止装置のポット及びプランジャを示す断面図、（Ｂ）は同装置のプランジャを示す断面図である。
【図２】本発明に係る樹脂封止装置の断面図である。
【図３】本発明の液状樹脂の供給機構の概略図である。
【図４】リードフレームの斜視図である。
【図５】リードフレームとプライマーの塗布ノズルとの関係を示す図である。
【図６】リードフレームへのプライマー塗布状態を示す平面図である。
【図７】本発明の要部の樹脂充填前の断面図である。
【図８】本発明の要部の樹脂充填時の断面図である。
【図９】本発明に係る樹脂封止型ＩＣチップの斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
２    ミキシング
３    計量ポンプ
４    搬送ユニット
５    ノズル
６    冷却部
７    リードフレーム
８    塗布ノズル
１２  上金型
１３  下金型
１６、５６  エジェクト用ブロック部
２０  プランジャ
２０Ａ  シール部材
２０Ｂ  凹所
２０Ｃ  シール用樹脂層
２２、３８  ベローズ
３１、５７  収容空間
３２、５８  ピンプレート
３４、６０  エジェクトピン
３６、５２、６２  真空引き通路
４５  キャビティ
４６  パーティングシール部材
４７  ポット
４８  シリコーン樹脂
５１  パーティング空間
６１  弾性部材
【図１】
2006351969.tif 000003
【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】
2006351969.tif 000009
【図８】
2006351969.tif 000010
【図９】
2006351969.tif 000011