(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布禁止領域が設定されている対象物（４０）を収容する収容室（２１、１０２）を有する収容タンク（１１、１０１）と、
前記収容室（２１、１０２）内に設けられ、前記対象物（４０）の設置面から突出して前記対象物（４０）に当接し、前記収容室（２１、１０２）内における当該対象物（４０）の設置位置を位置決めする凸部（５４）と、
前記収容室（２１、１０２）に収容された前記対象物（４０）に塗布する流動性のコーティング剤を貯留する貯留タンク（１４）と、
前記貯留タンク（１４）および前記収容タンク（１１、１０１）の前記収容室（２１、１０２）を接続する天地方向に延びる配管部材（１３）と、
前記配管部材（１３）に接続され、前記収容タンク（１１、１０１）の回転軸と同軸に設けられている回転軸配管（３３）を通して前記コーティング剤を前記収容室（２１、１０２）へ供給して前記対象物（４０）に塗布し、前記回転軸配管（３３）を通して余剰の前記コーティング剤を前記貯留タンク（１４）に回収するコーティング剤供給部（３９）と、
前記配管部材（１３）と同軸に設けられ前記収容タンク（１１、１０１）に接続された回転軸部材（１２）を有し、前記対象物（４０）に形成する前記コーティング剤の皮膜の膜厚ごとに予め設定されている回転数で前記コーティング剤を塗布した前記対象物（４０）を回転駆動する回転駆動部（３８）と、
を備えたことを特徴とする立体構造物のコーティング装置。
【請求項２】
対象物（４０）を収容する収容室（２１、１０２）を有する収容タンク（１１、１０１）と、
前記収容室（２１、１０２）に収容された前記対象物（４０）に塗布する流動性のコーティング剤を貯留する貯留タンク（１４）と、
前記貯留タンク（１４）および前記収容タンク（１１、１０１）の前記収容室（２１、１０２）を接続する天地方向に延びる配管部材（１３）と、
前記配管部材（１３）を通して前記コーティング剤を前記貯留タンク（１４）から前記収容室（２１、１０２）へ供給して前記対象物（４０）に塗布し、余剰の前記コーティング剤を前記貯留タンク（１４）に回収するコーティング剤供給部（３９）と、
前記配管部材（１３）と同軸に設けられ前記収容タンク（１１、１０１）に接続された回転軸部材（１２）を有し、前記対象物（４０）に形成する前記コーティング剤の皮膜の膜厚ごとに予め設定されている回転数で前記コーティング剤を塗布した前記対象物（４０）を回転駆動する回転駆動部（３８）と、
を備え、
前記収容タンク（１１、１０１）は、前記回転駆動部（３８）によって駆動される複数の前記収容室（２１、１０２）を有していることを特徴とする立体構造物のコーティング装置。
【請求項３】
前記収容タンク（１１、１０１）は、前記収容室（２１、１０２）の壁部（２３、２５）および蓋部（２２）を形成する第一凹部（１７）を有する第一型部材（１５、１０３）と、前記第一型部材（１５、１０３）に組み合わされて前記収容室（２１、１０２）の壁部（２３、２５）および底部（２４）を形成する第二凹部（２０）を有する第二型部材（１６、１０４）とを有し、
前記回転駆動部（３８）は、前記第一型部材（１５、１０３）と前記第二型部材（１６、１０４）とが組み合わされた状態で前記収容タンク（１１、１０１）を回転駆動することを特徴とする請求項１または２記載の立体構造物のコーティング装置。
【請求項４】
前記配管部材（１３）は、前記収容室（２１、１０２）に天地方向の下側から接続され、
前記コーティング剤供給部（３９）は、余剰の前記コーティング剤のうち少なくとも一部を前記収容室（２１、１０２）内または前記配管部材（１３）内に残存することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の立体構造物のコーティング装置。
【請求項５】
前記対象物（４０）の少なくとも一部を封止しコーティング剤への露出を抑制する封止部材（５３、５３１、５３２）をさらに備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の立体構造物のコーティング装置。
【請求項６】
前記収容室（２１、１０２）内を減圧する減圧部（１０５）をさらに備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の立体構造物のコーティング装置。
【請求項７】
塗布禁止領域が設定されている対象物（４０）を収容タンク（１１、１０１）の収容室（２１、１０２）に位置決めした状態で収容する収容工程と、
前記収容工程で前記収容室（２１、１０２）に収容した前記対象物（４０）を前記収容タンク（１１、１０１）の回転軸と同軸に設けられている回転軸配管（３３）を通して供給される流動性のコーティング剤に浸漬し、前記対象物（４０）に前記コーティング剤を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程で塗布したコーティング剤の余剰分を前記回転軸配管（３３）を通して回収した後、前記対象物（４０）を収容している前記収容タンク（１１、１０１）を回転駆動して前記コーティング剤の膜厚を調整する膜厚調整工程と、
を行うことを特徴とする立体構造物のコーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は立体構造物に流動性のコーティング剤の皮膜を形成するコーティング装置およびコーティング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対象物を収容タンク内に収容してコーティング剤に浸漬することにより、対象物にコーティング剤の皮膜を形成するコーティング装置が公知である。例えば特許文献１に記載されているコーティング装置は、対象物をコーティング剤に浸漬し、立体構造の内側にコーティング剤を添付している。そして、このコーティング装置は、重力および空気の吹き出しによってコーティング剤の液切りを行う。その結果、対象物は、コーティング剤の皮膜が形成される。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載されたコーティング装置は、重力によってコーティング剤が対象物の下端側溜まる。このため、コーティング剤の皮膜は、対象物の上端側と下端側とで膜厚が異なる。また、このコーティング装置は、空気が直接吹き付けられる部位の膜厚が直接吹き付けられない部位の膜厚よりも薄くなる。つまり、このようなコーティング装置は、対象物に均一なコーティング剤の皮膜を形成することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９１０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、立体構造物に均一なコーティング剤の皮膜を形成する立体構造物のコーティング装置およびコーティング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明では、対象物（４０）は、収容室（２１、１０２）に供給されたコーティング剤に浸漬される。このとき、立体的な構造を有する対象物（４０）は、その立体構造の内側までコーティング剤が塗布される。続いて、回転駆動部（３８）は、収容室（２１、１０２）から余剰なコーティング剤が回収された後、コーティング剤が塗布された対象物（４０）を所望のコーティング剤の膜厚ごとに予め設定されている回転数で回転駆動する。このとき、対象物（４０）に塗布されたコーティング剤は、回転駆動時に働く遠心力によって余剰分が対象物から除去される。また、対象物（４０）に塗布されたコーティング剤は、遠心力によって拡散して膜厚が均一になる。したがって、立体的な構造を有する対象物（４０）である立体構造物にコーティング剤の均一な皮膜を形成することができる。
【０００７】
請求項２の発明では、収容室（２１、１０２）は、第一型部材（１５、１０３）と第二型部材（１６、１０４）とにより形成されている。そして、回転駆動部（３８）は、収容タンク（１１、１０１）を回転駆動する場合、第一型部材（１５、１０３）と第二型部材（１６、１０４）とを組み合わせた状態で回転駆動する。つまり、回転駆動部（３８）は、コーティング剤を塗布された対象物（４０）を収容室（２１、１０２）に収容した状態で収容タンク（１１、１０１）を回転駆動する。この場合、対象物（４０）に塗布されたコーティング剤は、収容室（２１、１０２）の外部に飛散することがない。したがって、飛散したコーティング剤で収容タンク（１１、１０１）の設置場所や周囲の環境を汚染することがない。また、対象物（４０）から飛散した余剰のコーティング剤は収容室（２１、１０２）内に留まる。したがって、コーティング剤を次回の塗布時に再利用することができる。
【０００８】
請求項３の発明では、コーティング剤供給部（３９）は、コーティング剤のうち少なくとも一部を収容室（２１、１０２）内または配管部材（１３）内に残存した状態で余剰のコーティング剤を回収する。この場合、残存したコーティング剤は、次回の塗布時に、再び収容室（２１、１０２）に供給される。したがって、コーティング剤を再利用することができる。また、コーティング剤が収容室（２１、１０２）内または配管部材（１３）内に残存していることから、収容室（２１、１０２）内の空気が貯留タンク（１４）に流入することがない。これにより、貯留タンク（１４）内のコーティング剤は、余分な空気に接触することが抑制される。したがって、コーティング剤の劣化や特性の変化を抑制することができる。
【０００９】
請求項４の発明では、対象物（４０）がコーティング剤に露出することを抑制する封止部材（５３、５３１、５３２）を設けている。このため、対象物（４０）のうち封止部材（５３、５３１、５３２）が設けられている部位は、コーティング剤に接触することがない。したがって、対象物（４０）のうちコーティング剤の塗布が不要あるいは禁止されている部位へのコーティング剤の塗布を選択的に抑制することができる。
【００１０】
請求項５の発明では、収容タンク（１１、１０１）は、複数の収容室（２１、１０２）を有している。これにより、複数の対象物（４０）へのコーティング剤の塗布および膜厚の調整が一度に行われる。したがって、コーティング処理時の作業効率を向上させることができる。
【００１１】
請求項６の発明では、収容室（２１、１０２）内を減圧する減圧部（１０５）を備えている。コーティング剤は、空気に接触すると特性が変化したり性能が劣化したりするおそれがある。そして、コーティング剤を回収した場合、対象物（４０）に形成された皮膜は空気に接触してしまう。そのため、収容室（２１、１０２）内を脱気して減圧状態にすることにより、コーティング剤の皮膜が空気に接触することを抑制する。これにより、コーティング剤の特性の変化や性能の劣化を抑制することができる。
【００１２】
請求項７の発明では、収容工程で対象物（４０）を収容タンク（１１、１０１）の収容室（２１、１０２）に収容した後、塗布工程で収容室にコーティング剤を供給して対象物（４０）にコーティング剤を塗布する。続いて、膜厚調整工程でコーティング剤の余剰分を回収した後、対象物（４０）を収容している収容タンク（１１、１０１）を回転駆動する。このとき、回転駆動時に生じる遠心力により、コーティング剤の膜厚が調整される。したがって、対象物（４０）にコーティング剤の皮膜を均一な厚みで形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態によるコーティング装置の構成を概略的に示す図
【図２】第１実施形態の半導体装置を概略的に示す斜視図
【図３】第１実施形態によるコーティング方法の手順を示す図
【図４】第１実施形態の半導体装置の塗布禁止領域を模式的に示す図
【図５】第１実施形態によるコーティング装置を概略的に示す平面図
【図６】第１実施形態の回転数とコーティング剤の膜厚との関係を示す図
【図７】第１実施形態のコーティング剤の膜厚と密着強度との関係を示す図
【図８】第２実施形態によるコーティング装置の構成を概略的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、立体構造物のコーティング装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する複数の実施形態では実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００１５】
（第１実施形態）
第１実施形態による立体構造物のコーティング装置およびコーティング方法を図１から図７を参照して説明する。以下、立体構造物のコーティング装置を単にコーティング装置と称する。
【００１６】
図１に示すように、コーティング装置１０は、収容タンク１１、回転軸部材１２、配管部材１３および貯留タンク１４を備えている。以下、図１に示すように、天地方向を上下として説明する。収容タンク１１は、金属材料などにより形成されている。金属材料は、例えばステンレス鋼やアルミニウムなどである。なお、収容タンク１１は、樹脂材料などの他の材料で形成してもよい。収容タンク１１は、上下方向の中央部付近で分割され。収容タンク１１は、分割されたときに上側の第一型部材１５および下側の第二型部材１６を有している。第一型部材１５は、その下面に、第一型部材１５の内側即ち下面から上方向に窪んだ第一凹部１７を有している。また、第一型部材１５は、その上面に空気孔１８および確認孔１９が形成されている。空気孔１８および確認孔１９は、それぞれ第一型部材１５の外壁と内壁とを接続している。一方、第二型部材１６は、その上面に、第二型部材の内側即ち上面から下方に窪んだ第二凹部２０を有している。これら第一型部材１５および第二型部材１６は、互いに組み合わされることにより、収容タンク１１内に収容室２１を形成している。この場合、第一型部材１５の第一凹部１７は、収容室２１の蓋部２２および上端側壁部２３を形成している。また、第二型部材１６の第二凹部２０は、収容室２１の底部２４および下端側壁部２５を形成している。
【００１７】
第一型部材１５の空気孔１８および確認孔１９は、収容タンク１１の上部側において、収容室２１と収容タンク１１の外部とを接続している。空気孔１８は、収容室２１に貯留タンク１４からコーティング剤が供給されたとき、収容室２１内の空気を排出する。確認孔１９の上方には、供給量検知部２６が設けられている。供給量検知部２６は、確認孔１９を通して収容室２１の内部に供給されたコーティング剤の供給量を検知する。供給量検知部２６は、例えば光学式変位計や周知の水位計など任意の方式により、コーティング液の供給量を検知する。この供給量検知部２６は、検知した供給量に対応した電気信号などを出力する。
【００１８】
また、第一型部材１５は、上面に、径方向の中心部から上方に延びる第一突起部２７を有している。第一突起部２７は、摺動部材２８を介して固定軸部材２９に接続している。摺動部材２８は、本実施形態ではベアリングを用いている。摺動部材２８は、固定軸部材２９と収容タンク１１との間で相対的な回転を許容する。固定軸部材２９は、コーティング装置１０を設置する図示しない構造物に固定されている。
【００１９】
第二型部材１６は、下面側の径方向中心部に下部開口３０が形成されている。また、第二型部材１６は、収容室２１の底部２４に相当する第二凹部２０に複数の上部開口３１が形成されている。図１では、簡略化のため２個の上部開口３１を示している。これら下部開口３０および上部開口３１は、第二型部材１６の内部に設けられている内部配管３２で接続されている。つまり、内部配管３２は、収容室２１と収容タンク１１の外部とを接続している。また、内部配管３２は、下部開口３０から各上部開口３１までの配管長が同じになるように形成されている。
【００２０】
回転軸部材１２は、第二型部材１６の下面即ち収容タンク１１の下面に設けられている。回転軸部材１２は、図示しないねじなどの取り付け治具により第二型部材１６に固定されている。回転軸部材１２は、第二型部材１６の下部開口３０を覆うように設けられている。回転軸部材１２は、図示しないモータなどの駆動手段から供給される駆動力により回転する。この回転軸部材１２は、下部開口３０と同軸、且つ、固定軸部材２９と同軸に設けられている。そのため、回転軸部材１２は、自身の回転軸と、固定軸部材２９および下部開口３０の中心軸とが一致した状態で回転する。
【００２１】
また、回転軸部材１２は、下部開口３０に対応する位置に、回転軸配管３３を有している。回転軸配管３３は、下部開口３０に対応する位置において、回転軸部材１２の上面と下面とを接続している。この回転軸配管３３は、第一パッキン３４および第二パッキン３５を挟んで配管部材１３に接続している。第一パッキン３４は、回転軸部材１２に固定されている。一方、第二パッキン３５は、配管部材１３に固定されている。これら第一パッキン３４および第二パッキン３５は、互いに液密且つ摺動可能に設けられている。このため、収容タンク１１は、配管部材１３に対して相対的に回転する。これら回転軸配管３３および配管部材１３は、互いに同軸に設けられている。つまり、配管部材１３は、天地方向即ち上下方向に延びている。
【００２２】
このように、収容タンク１１は、上方から固定軸部材２９により押さえられ、下方から配管部材１３に支持された状態で、固定軸部材２９および配管部材１３に対して相対的に回転する。この場合、収容タンク１１は、回転軸部材１２、回転軸配管３３および配管部材１３のそれぞれに対して同軸に、地面に対して水平に回転する。ここで、水平とは、大地に対して概ね水平であればよく、若干傾いた状態をも含んでいる。
【００２３】
配管部材１３は、回転軸部材１２と反対側の端部が貯留タンク１４に接続している。貯留タンク１４は、対象物に塗布するコーティング剤を貯留している。本実施形態の場合、コーティング剤は、粘度が比較的小さく流動性の高い液状のポリアミド樹脂系を用いている。また、配管部材１３は、回転軸部材１２と貯留タンク１４との間にポンプ３６を有している。ポンプ３６は、貯留タンク１４に貯留されているコーティング剤を収容タンク１１の収容室２１に供給する。コーティング剤の供給時には、収容室２１内の空気は、コーティング剤が供給されるに伴って空気孔１８から収容室２１の外部に排出される。また、ポンプ３６は、収容室２１に供給されたコーティング剤を貯留タンク１４に回収する。
【００２４】
回転軸部材１２、供給量検知部２６およびポンプ３６は、制御部３７に接続している。制御部３７は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータにより構成されている。制御部３７は、ＲＯＭなどに記憶されているコンピュータプログラムに従って回転軸部材１２およびポンプ３６の作動を制御する。具体的には、制御部３７は、回転軸部材１２の図示しないモータに駆動信号を出力することにより、回転軸部材１２を回転駆動する。つまり、制御部３７は、回転軸部材１２とともに、特許請求の範囲に記載した回転駆動部３８を構成している。また、制御部３７は、ポンプ３６に対して駆動信号を出力することにより、コーティング剤の供給および回収を制御する。つまり、制御部３７は、ポンプ３６とともに、特許請求の範囲に記載したコーティング剤供給部３９を構成している。制御部３７は、コーティング剤を供給するとき、供給量検知部２６で検知したコーティング剤の供給量に基づいてポンプ３６の駆動を制御する。
【００２５】
収容室２１には、コーティング剤を塗布する対象物が収容される。対象物は、本実施形態では、一例として半導体装置４０を想定する。対象物としての半導体装置４０は、図２に示すように、半導体チップ４１を２枚のヒートシンク４２およびヒートシンク４３によって挟んだ構成になっている。半導体チップ４１は、一方のヒートシンク４２にはんだ付けされている。また、半導体チップ４１は、最終的に、ヒートシンク４３にもはんだ付けされる。ヒートシンク４２は、長方形形状に形成されたアイランド４４と、アイランド４４から外側に延びるリードフレーム４５、アイランド４４のリードフレーム４５と反対側から延びる端子４６を有している。また、リードフレーム４５は、複数のリード４７を有している。各リード４７は、タイバー４８によってリードフレーム４５に繋がれている。半導体チップ４１と各リード４７とは、ボンディングワイヤ４９によって接続される。一方、ヒートシンク４３は、長方形形状に形成されたアイランド５０と、アイランド５０から端子４６と同じ方向に延びる端子５１を有している。
【００２６】
ヒートシンク４２のリードフレーム４５および端子４６は、アイランド４４側の端部付近に折り曲げ部５２を有している。また、ヒートシンク４３の端子５１も、アイランド５０側の端部付近に折り曲げ部５２を有している。このため、半導体チップ４１と各ヒートシンク４２、４３とを半田付けした状態では、半導体チップ４１、リードフレーム４５、端子４６、リード４７および端子５１は、概ね同一平面上に位置する。つまり、半導体装置４０は、立体的な構造を有する立体構造物であり、その立体構造の内側に半導体チップ４１が設けられている。換言すると、半導体装置４０は、ヒートシンク４２とヒートシンク４３との間に隙間を有した平板状に形成されている。このような半導体装置４０は、コーティング剤が塗布された後、樹脂封止が行われる。本実施形態の場合、半導体装置４０は、電源回路などに用いられる自己発熱が比較的大きいものを想定している。
【００２７】
次に上記したコーティング装置１０の細部の詳細を説明するとともに、コーティング装置１０を用いたコーティング方法について説明する。具体的には、半導体装置４０にコーティング剤を塗布するコーティング処理の流れとともに説明する。
コーティング処理は、図４に示すように、ステップＳ１としてまず収容工程が行われる。収容工程は、収容タンク１１に対象物としての半導体装置４０を収容する工程である。この収容工程では、半導体装置４０は、上下に分離した収容タンク１１の第二型部材１６に設置された後、上方から第一型部材１５により挟み込まれる。
【００２８】
ところで、半導体装置４０には、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、コーティング剤の塗布が必要な塗布必要領域と、コーティング剤を塗布しない塗布禁止領域とが設けられている。図３（Ａ）〜（Ｃ）は、塗布禁止領域を模式的にハッチングにより示している。ここで、図３（Ａ）に示す上面は、半導体装置４０においてアイランド４４の半導体チップ４１と反対側の面である。また、図３（Ｃ）に示す下面は、半導体装置４０においてアイランド５０の半導体チップ４１と反対側の面である。半導体装置４０は、概ね折り曲げ部５２よりも若干外側に位置する仮想的な線である仮想線Ｌ１および仮想線Ｌ２よりも外側の部位が塗布禁止領域に設定されている。また、半導体装置４０は、アイランド４４およびアイランド５０の半導体チップ４１と反対側の面が塗布禁止領域になっている。一方、半導体装置４０は、仮想線Ｌ１、Ｌ２よりも内側の領域、および各アイランドの半導体チップ４１が半田付けされている側の面が塗布必要領域になっている。
【００２９】
そこで、収容工程では、図１に示すように、封止部材としてのシール部材５３を設けている。シール部材５３は、収容室２１の図示左方の最外縁において仮想線Ｌ１に相当する位置、および収容室２１の図示右方の最外縁側において仮想線Ｌ２に相当する位置に設けられている。シール部材５３、半導体装置４０のリードフレーム４５と端子４６、５１とを上下から封止する。具体的には、シール部材５３は、下面側の下部シール部材５３１と上面側の上部シール部材５３２とを有している。リードフレーム４５および端子４６、５１は、それぞれ、下面側が下部シール部材５３１により封止され、上面側が上部シール部材５３２により封止される。これにより、収容室２１にコーティング剤が供給された場合であっても、塗布禁止領域はコーティング剤に接触することがない。
【００３０】
さて、この収容工程において半導体装置４０を設置する位置がずれると、シール部材５３により封止される塗布禁止領域の位置がずれるおそれがある。そこで、コーティング装置１０は、第二型部材１６に位置決め用の凸部５４を設けている。この凸部５４は、第二型部材１６の上面から上方に突出している。半導体装置４０は、図５に示すように、リードフレーム４５のタイバー４８が凸部５４と当接することにより図示左右方向の位置が位置決めされる。また、半導体装置４０は、第二型部材１６に設けられている図示しない移動制限部によって、図示上下方向の位置も位置決めされている。なお、位置決め用の凸部５４や移動制限部は、第一型部材１５に設けてもよい。また、凸部５４は複数設けてもよい。
【００３１】
続いて、半導体装置４０が設置された第二型部材１６は、上方から第一型部材１５が取り付けられる。このとき、第一型部材１５は、図示しないねじなどの取り付け治具により第二型部材１６に固定される。その結果、半導体装置４０は、収容室２１に収容される。その後、収容タンク１１の第一突起部２７は、摺動部材２８を介して固定軸部材２９が上方から接続される。半導体装置４０は、収容室２１に収容される。このとき、半導体装置４０は、その上面が第一型部材１５の第一凹部１７に密着する。ここで、上面は、アイランド４４の半導体チップ４１と反対側の面である。また、半導体装置４０は、その底面がアイランド５０の外周を囲って形成されている支持部５５によって支持される。ここで、下面は、アイランド５０の半導体チップ４１と反対側の面である。これにより、半導体装置４０の上面および底面は、コーティング剤との接触が抑制されている。つまり、半導体装置４０は、上面が第一凹部１７により封止され、底面が支持部５５により封止されている。この場合、収容室１１の蓋部２２の半導体装置４０の上面に対応する位置にシール部材を設け、半導体装置４０の上面と蓋部２２との接触を密にしてもよい。また、支持部５５にも半導体装置４０の下面側との接触を密にするシール部材を設けてもよい。
【００３２】
このように、半導体装置４０は、上面および底面と回転軸部材１２の回転軸とが垂直になった状態で収容室２１内に収容される。このとき、半導体装置４０は、第二型部材１６により下方から支持される。また、半導体装置４０は、リードフレーム４５および端子４６がシール部材５３を介して第一型部材１５および第二型部材１６により狭持されている。つまり、半導体装置４０は、コーティング剤を塗布する塗布必要領域以外の部位が第一型部材１５および第二型部材１６により支持されている。換言すると、塗布必要領域は、その全体が収容室２１に露出している。このとき、収容タンク１１の回転軸は、概ね半導体装置４０のアイランド４４、５０の中央付近に位置している。また、収容室２１は、内部配管３２および回転軸配管３３を介して配管部材１３ひいては貯留タンク１４に接続されている。
【００３３】
続いて、図３に示すステップＳ２の塗布工程が行われる。この塗布工程において、制御部３７は、ポンプ３６を駆動して貯留タンク１４に貯留されているコーティング剤を収容室２１に供給する。この場合、コーティング剤は、配管部材１３、回転軸配管３３、第二型部材１６の下部開口３０および内部配管３２により形成される供給経路を流れて図１に矢印Ｘで示すように収容室２１側の各上部開口３１から収容室２１に供給される。上記したように、第二型部材１６内の内部配管３２は下部開口３０から上部開口３１までの配管長が同じである。そのため、コーティング剤は、各上部開口３１から均等な流量且つ同じタイミングで収容室２１に供給される。
【００３４】
そして、制御部３７は、供給量検知部２６で検知した収容室２１内のコーティング剤の量が予め設定されている量になると、ポンプ３６の駆動を停止する。この場合、制御部３７は、半導体装置４０を浸漬するのに十分な量のコーティング液が収容室２１内に供給されるとポンプ３６の駆動を停止する。これにより、半導体装置４０は、コーティング剤に浸漬される。このとき、半導体装置４０は、シール部材５３などにより封止されている塗布禁止領域以外の部位がコーティング剤に接触する。また、上記したように、コーティング剤は、半導体装置４０の内側にも流入する。このため、半導体装置４０は、ヒートシンク４２とヒートシンク４２が対向する面側、即ち、半導体チップ４１が設けられている側の面もコーティング剤に接触する。
【００３５】
続いて、制御部３７は、半導体装置４０を所定の浸漬時間になるまで浸漬する。その後、制御部３７は、ポンプ３６を駆動して収容室２１内のコーティング剤を回収する。この場合、制御部３７は、供給時とは逆方向にコーティング剤が流れるようにポンプ３６を駆動する。これにより、余剰分のコーティング剤は、図１に矢印Ｙで示すように収容室２１から貯留タンク１４に回収される。このとき、制御部３７は、コーティング剤の一部を収容室２１および配管部材１３の少なくとも一方に残存した状態で回収する。具体的には、制御部３７は、コーティング剤を、収容室２１、第二型部材１６の内部配管３２、回転軸配管３３あるいは配管部材１３に残存させた状態でポンプ３６の駆動を停止する。ここで、収容室２１内にコーティング剤を残存する場合には、コーティング剤は、半導体装置４０に接触しない程度の量が残存する。この場合、供給量検知部２６で検知したコーティング剤の残量などに基づいて、コーティング剤を回収するためのポンプ３６の駆動を制御する。
【００３６】
コーティング剤が回収されると、半導体装置４０は、塗布必要領域にコーティング剤が塗布された状態になる。このように、コーティング装置１０は、収容室２１にコーティング剤を供給し、半導体装置４０を浸漬した後、余剰のコーティング剤を回収することにより、半導体装置４０にコーティング剤の皮膜を形成する。
【００３７】
続いて、図３に示すステップＳ３の膜厚調整工程が行われる。この膜厚調整工程は、収容タンク１１を回転駆動することにより、コーティング剤の皮膜の膜厚を調整する工程である。この場合、制御部３７は、半導体装置４０に形成するコーティング剤の皮膜の膜厚ごとに予め設定されている回転数で収容タンク１１を回転駆動する。ここで、コーティング剤の皮膜の膜厚と回転数との関係について説明する。図６に示すように、コーティング剤の皮膜の膜厚は、回転数が大きくなるにつれて薄くなる。換言すると、コーティング剤の皮膜の膜厚は、回転数を制御することにより調整が可能である。
【００３８】
ところで、コーティング剤は、半導体装置４０と樹脂封止との接着機能を有している。その場合、半導体装置４０と樹脂封止とは、所定の密着強度が求められる。そして、密着強度は、コーティング剤の膜厚と相関関係を有している。コーティング剤の膜厚は、図７に示すように、膜厚が薄くなると急激に低下する一方、膜厚が厚くなった場合にも徐々に低下する。つまり、コーティング剤の膜厚は、必要な密着強度に適した最適範囲が存在する。本実施形態の半導体装置４０の場合、密着強度は、コーティング剤の膜厚が概ね５μｍで最高になり、膜厚が５μｍから離れるにつれて低下する。このため、制御部３７は、密着強度が最適範囲になるように、１０００ｒｐｍ程度で収容タンク１１を回転駆動する。この最適範囲および対応する回転数は、半導体装置４０ごとに予め設定されてＲＯＭなどに記憶されている。なお、必要とされる密着強度は対象物の種類や形状によって変化する。そのため、最適範囲および対応する回転数は、対象物に応じて適宜設定すればよい。例えば、必要な密着強度以上になる膜厚の範囲を最適範囲と設定してもよいし、密着強度の最高値から数％低下した下限値までに相当する膜厚の範囲を最適範囲と設定してもよい。
【００３９】
制御部３７は、設定されている最適範囲に対応する回転数となるように駆動信号を出力する。本実施形態の場合、制御部３７は、密着強度が最高になる５μｍの膜厚を形成するためにおよそ１０００ｒｐｍの回転数を選択する。そして、制御部３７は、回転軸部材１２に１０００ｒｐｍに対応する駆動信号を出力する。これにより、半導体装置４０は、収容タンク１１とともに回転駆動される。このとき、半導体装置４０の塗布されたコーティング剤は、遠心力により余剰分が飛散する。また、半導体装置４０の塗布されたコーティング剤は、遠心力により水平方向に拡散する。その結果、半導体装置４０は、所定且つ均一な膜厚のコーティング剤の皮膜が形成される。この場合、回転軸部材１２を回転駆動する時間は予め設定されている。
【００４０】
このようにコーティング処理が終了すると、半導体装置４０は、図示しない樹脂封止工程に送られる。樹脂封止工程では、半導体装置４０は、各アイランド４４、５０の外側即ち半導体チップ４１と反対側の面を露出した状態で樹脂封止される。その後、リードフレーム４５およびリードフレーム４５の余剰部位を切断することにより、樹脂封止からリード４７、端子４６および端子４６が露出した樹脂封止型の半導体装置が完成する。
【００４１】
以上説明した本実施形態のコーティング装置１０によれば、次のような効果を得ることができる。
コーティング装置１０は、対象物を収容した収容室２１にコーティング剤を供給することにより、対象物をコーティング剤に浸漬する。このとき、比較的流動性の高いコーティング剤を用いていることから、対象物は、立体的な構造を有する場合であってもその立体構造の内側までコーティング剤が塗布される。収容室２１から余剰なコーティング剤を回収した後、回転駆動部３８は、コーティング剤を塗布した対象物を所望のコーティング剤の膜厚ごとに予め設定されている回転数で回転駆動する。対象物に塗布されたコーティング剤は、回転駆動時に働く遠心力によって余剰分が対象物から除去される。つまり、コーティング装置１０は、収容タンク１１を対象物ごと回転駆動することにより、余分なコーティング剤の液切りを行っている。また、回転駆動時の遠心力によって、対象物に塗布されたコーティング剤は、水平方向に拡散する。これにより、コーティング剤は、半導体装置４０の表面に膜厚が均一な皮膜を形成する。したがって、立体的な構造を有する対象物である立体構造物に、コーティング剤の均一な皮膜を形成することができる。
【００４２】
コーティング装置１０は、収容室２１を形成する第一型部材１５と第二型部材１６とを有している。そして、対象物である半導体装置４０を収容室２１に収容する場合、第一型部材１５と第二型部材１６とは分離した状態で半導体装置４０を収容する。したがって、半導体装置４０を容易に収容することができる。
コーティング装置１０は、シール部材５３によって半導体装置４０の塗布禁止領域を封止している。これにより、半導体装置４０のシール部材５３が設けられている部位は、コーティング剤に接触することがない。したがって、半導体装置４０のうちコーティング剤の塗布が不要あるいは禁止されている部位へのコーティング剤の塗布を選択的に抑制することができる。
【００４３】
コーティング装置１０は、余剰のコーティング剤を貯留タンク１４に回収する。回収されたコーティング剤は、次回の塗布時に、再び収容室２１に供給される。したがって、コーティング剤を再利用することができる。
コーティング装置１０は、コーティング剤を回収するとき、コーティング剤の少なくとも一部を収容室２１内または配管部材１３内に残存した状態で回収する。この場合、コーティング剤は、収容室２１または配管部材１３側、即ち、塗布タンクよりも収容室２１に近い側に残存する。このため、次回のコーティング処理時におけるコーティング剤の供給時間は、貯留タンク１４からコーティング剤を供給する場合に比べて短縮される。したがって、作業効率を向上させることができる。
【００４４】
また、コーティング剤を収容室２１内または配管部材１３内に残存することにより、収容室２１内の空気は、貯留タンク１４に流入することがない。このため、貯留タンク１４内のコーティング剤は、余分な空気に接触することがない。したがって、空気に接触した場合に起こりえるコーティング剤の劣化や特性の変化を抑制することができる。
【００４５】
コーティング装置１０は、収容タンク１１を回転駆動する場合、第一型部材１５と第二型部材１６とを組み合わせた状態で回転駆動する。つまり、回転駆動部３８は、コーティング剤を塗布された対象物を収容室２１に収容した状態で収容タンク１１を回転駆動する。この場合、対象物に塗布されたコーティング剤は、収容室２１に留まり、収容室２１の外部に飛散することがない。したがって、コーティング装置１０の設置場所を飛散したコーティング剤で汚染することがない。このとき、対象物から飛散した余剰のコーティング剤は、収容室２１内に留まることから、次回のコーティング処理時に再利用することができる。
【００４６】
上記した収容工程、塗布工程および膜厚調整工程を含むコーティング処理によりコーティング剤を塗布することにより、対象物にコーティング剤の皮膜を均一な厚みで形成することができる。
【００４７】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態によるコーティング装置を図８を参照して説明する。第２実施形態におけるコーティング方法は、第１実施形態と同様であるので、図４も参照して説明する。また、第２実施形態でも、対象物として半導体装置を想定している。
図８に示すように、第２実施形態のコーティング装置１００は、収容タンク１０１内に複数の収容室１０２を有している。これらの収容室１０２は、第一型部材１０３に設けられている複数の第一凹部１７と、第二型部材１０４に設けられている複数の第二凹部２０により形成されている。また、第二型部材１０４の内部配管３２は、それぞれの収容室１０２に接続している。この場合、第二型部材１０４の下部開口３０と各収容室２１の上部開口３１との配管長は、同じになるように形成されている。
【００４８】
コーティング装置１００は、第１実施形態と同様に、図４に示すコーティング処理を行う。具体的には、コーティング装置１００は、収容工程では半導体装置４０の位置決めやシール部材５３による封止が行われる。また、コーティング装置１００は、塗布工程では供給したコーティング剤への半導体装置４０の浸漬や余剰のコーティング液の回収が行われ、コーティング剤を半導体装置４０に塗布する。続いて、コーティング装置１００は、膜厚調整工程ではコーティング剤を塗布した半導体装置４０を収容タンク１０１ごと回転駆動することにより、半導体装置４０にコーティング液の均一な膜厚の皮膜を形成する。このように、第２実施形態によるコーティング装置１０は、第１実施形態と同様に、立体的な構造を有する対象物である立体構造物に、コーティング剤の均一な皮膜を形成することができる。特に、第２実施形態のコーティング装置１００は、一度に複数の半導体装置４０へのコーティングができ、作業効率を向上させることができる。この場合、図８では２個の収容室１０２を設けたコーティング装置１０を例示したが、３個以上の収容室１０２を設けてももちろんよい。
【００４９】
また、コーティング装置１００は、収容室１０２内を脱気して減圧する減圧部１０５を備えている。本実施形態では、減圧部１０５は、固定軸２９および第一突起部２７の内部に形成されている図示しない排気管部経由して収容室１０２に接続している。減圧部１０５を駆動するときには、空気孔１８および確認孔１９は、図示しない栓部材により閉鎖されている。コーティング剤は、空気に接触すると特性が変化したり性能が劣化したりするおそれがある。そして、上記した塗布工程においてコーティング剤を回収したあとの状態では、半導体装置４０に形成されたコーティング剤の皮膜は、空気に接触するおそれがある。そのため、本実施形態では、膜厚調整公邸の前に減圧部１０５で収容室１０２内を脱気する脱気工程を行うことにより、半導体装置４０に形成されたコーティング剤の皮膜が空気に接触することを抑制している。これにより、コーティング剤の特性の変化や性能の劣化を抑制することができる。なお、脱気工程を実施する場合には、配管部材１３などに残存しているコーティング剤が収容室１０２に逆流しないように弁部材などを設けることが望ましい。
【００５０】
（その他の実施形態）
本発明は、上述した各実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
【００５１】
対象物は半導体装置４０に限定されず、他の立体構造物を対象としてもよい。
半導体装置４０の形状や構成は一例であり、複数の半導体チップや周辺部品を設けた半導体装置であってもよい。
コーティング剤は、ポリアミド樹脂系以外のものを用いてもよい。この場合、収容タンク１１を回転駆動することから、多少粘度が高いコーティング剤であっても遠心力により対象物に塗布することができる。
【００５２】
空気孔１８や確認孔１９の位置、あるいは上部開口３１の数などは例示であり、各実施形態に示したものに限定されない。
減圧部１０５は、第１実施形態のコーティング装置１００に適用してもよい。また、減圧部１０５を接続する位置は、図８に示す位置に限定されない。
【符号の説明】
【００５３】
図面中、１０、１００はコーティング装置、１１、１０１は収容タンク、１２は回転軸部材、１３は配管部材、１４は貯留タンク、１５、１０３は第一型部材、１６、１０４は第二型部材、１７は第一凹部、２０は第二凹部、２１、１０２は収容室、２２は蓋部、２３は上端側壁部（壁部）、２４は底部、２５は下端側壁部（壁部）、３６はポンプ（コーティング液供給部）、３８は回転駆動部、３９はコーティング剤供給部、４０は半導体装置（対象物）、５３はシール部材（封止部材）、１０５は減圧部、５３１は下部シール部材（封止部材）、５３２は上部シール部材（封止部材）を示す。
【図１】
0005652226.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005652226.tif 000006
【図６】
0005652226.tif 000007
【図７】
0005652226.tif 000008
【図８】
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