(57)【要約】【課題】樹脂が金型内に投入される際に当該樹脂と金型との間に生じ得る「空気の抱え込み」を防止または低減することのできる樹脂投入装置及び樹脂投入方法を提供する。【解決手段】半導体チップが搭載された基板を樹脂１０２にて圧縮封止する樹脂封止金型内に、樹脂１０２を投入可能な樹脂投入装置１０１であって、樹脂封止金型上に樹脂１０２を載置するまでの間該樹脂１０２を保持可能な保持部１０４と、保持部１０４及び保持部１０４に保持される樹脂１０２を包囲し、且つ、金型に当接することによって樹脂１０２の周囲に密閉空間Ｍを形成可能な隔壁部１０７と、樹脂１０２が保持部１０４により保持された状態で密閉空間Ｍ内の空気を吸引可能な吸引ポンプＰと、を備えて構成する。【選択図】図１
2008260234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップが搭載された基板を樹脂にて圧縮封止する樹脂封止金型内に、前記樹脂を投入可能な樹脂投入装置であって、
前記樹脂封止金型上に前記樹脂を載置するまでの間該樹脂を保持可能な保持部と、
該保持部及び該保持部に保持される前記樹脂を包囲し、且つ、前記金型に当接することによって前記樹脂の周囲に密閉空間を形成可能な隔壁部と、
前記樹脂が前記保持部により保持された状態で前記密閉空間内の空気を吸引可能な減圧機構と、を備える
ことを特徴とする樹脂投入装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記隔壁部における前記金型への当接面には、シール部材が備わっている
ことを特徴とする樹脂投入装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
更に、前記密閉空間内に所定のガスを供給可能なガス供給機構が備わっている
ことを特徴とする樹脂投入装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記ガスが、除湿空気または不活性ガスである
ことを特徴とする樹脂投入装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記樹脂が板状に成形された板状樹脂であり、
前記保持部が該板状樹脂を吸着可能な吸着機構を有し、
該吸着機構により発生する負圧が、前記減圧機構により発生する負圧よりも大きい
ことを特徴とする樹脂投入装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の樹脂投入装置を備えた樹脂封止装置。
【請求項７】
半導体チップが搭載された基板を樹脂にて圧縮封止する樹脂封止金型に対して、前記樹脂を投入する樹脂投入方法であって、
前記樹脂が前記樹脂封止金型に載置される前に、該樹脂と該樹脂封止金型との間の空間を減圧する工程と、
減圧された状態のままで、前記樹脂を前記樹脂封止金型上に載置する工程と、を含む
樹脂投入方法。
【請求項８】
請求項７において、
更に、前記空間に所定のガスを供給する工程を含む
ことを特徴とする樹脂投入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップ等を搭載した基板を樹脂にて圧縮封止する樹脂封止装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図３に記載の樹脂封止装置１が公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
樹脂封止装置１は、上型２と下型４とを有して構成されている。下型４は、貫通孔５を有した枠状金型４Ｂと、当該貫通孔５内を進退動可能に配置される圧縮金型４Ａとで構成される。
【０００４】
この樹脂封止装置１では、上型２側に半導体チップが搭載された基板６０が吸着保持され、下型４側にリリースフィルム５０を介して樹脂８０が投入された上で、上型２と下型４とを当接させ、圧縮封止が行われる。また樹脂封止装置１では、上型２と下型４との圧縮に先立って、上型２と下型４の当接により形成される成形空間４０内の空気を図示せぬ吸引装置Ｖにて吸引し、成形空間４０内を減圧した上で圧縮封止が行なわれている。このような減圧が行われるのは、例えば樹脂８０内に空気が混入することによって樹脂封止後の成形品に生じ得るボイドの発生を防止するためである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２４３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、下型４上に（厳密にはリリースフィルム５０上に）樹脂８０を単に載置した（投入した）場合には、かかる載置によって樹脂８０と下型４の表面との間に空気を抱え込んでしまう可能性がある。特に、投入される樹脂が板状に形成された板状樹脂の場合には、一旦空気の「抱え込み」が生じると抱え込まれた空気を排出することが困難である。圧縮型の樹脂封止装置（樹脂封止金型）においては、投入された樹脂を溶融等させるため上型２や下型４内にはヒータが内蔵され、金型の温度がある一定の温度に維持されている。その結果、板状樹脂が投入された段階で板状樹脂が加熱され、軟化し、下型４の表面にぴったりと貼り付くような状態となる。その結果、空気の「抱え込み」が生じた場合には、当該空気を排出することが困難となるのである。これは程度の差こそあれ、板状樹脂に限らず、粉状、粒状等の樹脂にも起こり得るものである。
【０００７】
このように、投入の際に樹脂８０と下型４の表面との間に抱え込まれた空気は、圧縮工程に先立つ成形空間４０の減圧によって膨張が生じる。即ち、成形空間４０の減圧により成形空間４０内の空気と「抱え込まれた空気」との間に差圧が生じ、その差圧を解消しようとして「抱え込まれた空気」が膨張する。膨張した空気は逃げ場が無いため樹脂を持ち上げるように膨張し、場合によっては樹脂を破裂させるように押し広げてしまうこともある。このような「持ち上げられた」または「押し広げられた」樹脂は、基板上に搭載される半導体チップのボンディングワイヤ（金線）に影響を与え、例えば、ボンディングワイヤの短絡や断線を引き起こす原因となり得る。また、「抱え込まれた空気」が、樹脂８０内に混入すれば、樹脂封止後の成形品に生じるボイドとなり得る。
【０００８】
本発明は、係る問題点を解消するべくなされたものであって、樹脂が金型内に投入される際に当該樹脂と金型との間に生じ得る「空気の抱え込み」を防止または低減することのできる樹脂投入装置及び樹脂投入方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、半導体チップが搭載された基板を樹脂にて圧縮封止する樹脂封止金型内に、前記樹脂を投入可能な樹脂投入装置であって、前記樹脂封止金型上に前記樹脂を載置するまでの間該樹脂を保持可能な保持部と、該保持部及び該保持部に保持される前記樹脂を包囲し、且つ、前記金型に当接することによって前記樹脂の周囲に密閉空間を形成可能な隔壁部と、前記樹脂が前記保持部により保持された状態で前記密閉空間内の空気を吸引可能な減圧機構と、を備えて構成することにより、上記課題を解決するものである。
【００１０】
このような構成を採用することによって、樹脂投入時の「空気の抱え込み」を防止または低減させることが可能となった。即ち、樹脂の投入先である金型（表面上）に載置するに先立ち、当該樹脂の周囲に隔壁部と金型とからなる密閉空間を形成し、当該密閉空間内の空気を吸引して減圧してから樹脂を金型に載置することが可能となる。空気を吸引して密閉空間内を減圧するということは、樹脂を載置する際に抱え込む可能性のある「空気」自体を排除・減少させることを意味している。その結果、減圧状態で樹脂を金型（表面上）に載置（投入）すれば、抱え込む空気の量が物理的に低減することとなる。更に、樹脂を載置した後は、一旦密閉空間内の減圧状態が解除されることとなるが（樹脂投入装置が金型内から退避する必要があるため係る減圧状態の解除は不可避なものである）、かかる解除により生じる差圧によって樹脂が金型側へと押え付けられ、より樹脂と金型との密着性を確保することができる（即ち、事後的に樹脂と金型との間に空気が抱え込まれることを防止できる）。
【００１１】
なお、隔壁部における前記金型への当接面に、シール部材を備えた構成とすれば、密閉空間の密閉性をより確実なものとすることができる。また、隔壁部が当該シール部材を介して金型（及び金型表面上にリリースフィルムが供給されている場合にはリリースフィルム）に当接するため、隔壁部の当接が繰り返し行われても金型（及び金型表面上にリリースフィルムが供給されている場合にはリリースフィルム）側が損傷することを防止できる。更に、当該シール部材を定期的に交換することで、密閉性能を長期間に亘って維持することも可能となる。
【００１２】
また、更に、前記密閉空間内に所定のガスを供給可能なガス供給機構を備えれば、樹脂を載置（投入）した後密閉空間内を「加圧」することで樹脂と金型との密着性をより積極的に向上させることができる。例えばこのガスを、除湿空気または不活性ガスとすれば、樹脂の吸湿に起因する成形品不良の発生を防止することができる。
【００１３】
また、前記樹脂が板状に成形された板状樹脂であり、前記保持部が該板状樹脂を吸着可能な吸着機構を有し、該吸着機構により発生する負圧が、前記減圧機構により発生する負圧よりも大きいように構成すれば、密閉空間を減圧した場合でも、樹脂を確実に保持することが可能となる。
【００１４】
なお、上記樹脂投入装置を備えた樹脂封止装置として構成することも可能である。
【００１５】
また、本発明は、半導体チップが搭載された基板を樹脂にて圧縮封止する樹脂封止金型に対して、前記樹脂を投入する樹脂投入方法であって、前記樹脂が前記樹脂封止金型上に載置される前に、該樹脂と該樹脂封止金型との間の空間を減圧する工程と、減圧された状態のままで、前記樹脂を前記樹脂封止金型上に載置する工程と、を含む樹脂投入方法、更に、前記空間に所定のガスを供給することで前記空間を加圧する工程を含むことを特徴とする樹脂投入方法として捉えることも可能である。
【００１６】
なお、本明細書及び特許請求の範囲における「金型」において、金型表面上にリリースフィルム（離型フィルム）が供給される態様の場合には、特に示していない場合においても、「金型」にはリリースフィルムを含み得る概念である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明を適用することにより、投入された樹脂と投入先である金型との間に空気が抱え込まれることを防止し、その結果、圧縮工程における減圧時においても樹脂が押し広げられることによってボンディングワイヤ等が損傷することを防止することができる。また、抱え込まれた空気が樹脂内に混入し、樹脂封止後の成形品にボイドが生じること防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態の一例である樹脂投入装置１０１と圧縮成形金型（の下型）との関係を示した概略構成図である。図２は、樹脂投入装置１０１により樹脂を圧縮成形金型（の下型）上に載置（投入）した状態を示した図である。
【００２０】
<樹脂投入装置の構成>
樹脂投入装置１０１は、アーム部１１０と当該アーム部１１０から上下機構１０５を介して垂設された保持部１０４を備えている。またアーム部１１０は、図示せぬ駆動機構と連結されており、所定のタイミングで圧縮成形金型への進入・退避が可能とされている。また、駆動機構によって、アーム部１１０を含めた樹脂投入装置１０１全体が上下動することも可能とされている。ここで符号１２０は圧縮形成金型（樹脂封止金型）を構成する下型であり、圧縮金型１２０Ａと枠状金型１２０Ｂとから構成されている。また下型１２０の表面上にはリリースフィルム（離型フィルム）１１１が供給されている。なお、下型１２０と対となる上型については図１、図２においては表れていない。
【００２１】
保持部１０４には複数の吸着パッド１０３が設けられ、所定のタイミングで板状樹脂１０２を吸着・解放することで板状樹脂１０２の保持が可能である。また、図示しないエアーシリンダ等により構成される上下機構１０５によって、所定のタイミングで保持部１０４がアーム部１１０に対して進退動することが可能とされている。また、アーム部１１０には、支持部材１０９を介して隔壁部１０７が設けられている。この隔壁部１０７は、所謂「底のない箱状体」であり、保持部１０４及び当該保持部１０４に保持される板状樹脂１０２を内包して包囲することが可能な大きさとされている。また隔壁部１０７の上面側には貫通孔１０７Ａが設けられ、当該貫通孔１０７Ａに前述した上下機構１０５が貫通して配置されている。また、貫通孔１０７Ａと上下機構１０５との間にはＯリングからなるシール部材１０６が配置され、密閉空間Ｍ（詳細は後述する）の密閉性を保っている。また隔壁部１０７の最下面（即ち、下型１２０側面）には、弾性体で構成されたシール部材１０８が設けられている。このように隔壁部１０７が弾性体で構成されたシール部材１０８を介して下型１２０（厳密にはリリースフィルム１１１）に当接するため、隔壁部１０７の当接が繰り返し行われても下型１２０（及びリリースフィルム１１１）側が損傷することを防止している。更に、当該シール部材１０８を定期的に交換することで、密閉性能を長期間に亘って維持することも可能となっている。このような構成の結果、隔壁部１０７が下型１２０の表面に当接することによって、板状樹脂１０２の周囲に密閉空間Ｍを形成することが可能となっている。
【００２２】
また、隔壁部１０７の側面には貫通孔１０７Ｂが設けられ、当該貫通孔１０７Ｂを介して吸引ポンプ（減圧機構）Ｐに接続されている。この吸引ポンプＰによって当該密閉空間Ｍ内の空気を吸引することが可能となっている。即ち、当該密閉空間Ｍ内の気圧を減圧することが可能となっている。
【００２３】
また、前述した保持部１０４に備わる吸着パッド１０３は、空気を吸引して板状樹脂１０２を吸着保持可能であると同時に、当該吸着パッド１０３側から所定のガスを噴出し、密閉空間Ｍ内へのガス供給機構としても機能する。ここで噴出されるガスは、例えば除湿空気や不活性ガスなどである。このガスが、除湿空気または不活性ガスであれば樹脂の吸湿に起因する成形品不良の発生を防止することができる。
【００２４】
<樹脂投入装置の作用>
続いて、樹脂投入装置１０１の作用について説明する。複数の板状樹脂１０２がストックされている板状樹脂供給部（図示していない）において、保持部１０４によって板状樹脂１０２が保持される。当該保持は、保持部１０４に備わる吸着パッド１０３の吸着によって行われる。板状樹脂１０２を保持した樹脂投入装置１０１は、アーム部１１０に連結された図示せぬ駆動機構によって圧縮成型金型側へと移動してくる。このとき上型（図示しない）と下型１２０とは所定の間隔を空けて離間しており、その間に樹脂投入装置１０１が侵入する。樹脂投入装置１０１は全体として上下動することが可能であるため、下型１２０に対して所定の位置にまで到達すると、樹脂投入装置１０１全体が下型１２０側へと移動する。その結果、隔壁部１０７の最下面に備わるシール部材１０８が下型１２０に接触する。当該接触によって下型１２０と隔壁部１０７との間に密閉空間Ｍが形成される。この時点では、上下機構１０５によって、保持部１０４が上側（図１において上側）に位置決めされているため、吸着パッド１０３によって保持される板状樹脂１０２が下型１２０の表面に接触することはない。即ち、板状樹脂１０２と下型１２０との間には空間Ｍ１が形成されている。なお、この空間Ｍ１は密閉空間Ｍの一部である。
【００２５】
その後吸引ポンプ（減圧機構）Ｐによって当該密閉空間Ｍ内の空気が吸引され減圧される。なお、吸着パッド１０３の吸着は、当該減圧によっても板状樹脂１０２を保持し続けることができるように、密閉空間Ｍに生じる負圧よりも大きな負圧で板状樹脂１０２を吸着している。この吸引ポンプＰによる密閉空間Ｍの減圧によって、板状樹脂１０２と下型１２０との間に存在する空間Ｍ１に存在する空気絶対量が低減する。
【００２６】
続いて上下機構１０５を作用させることにより、板状樹脂１０２を下型１２０の表面近くへと移動させる。またこれと同時に、吸着パッド１０３の吸着を解放し、板状樹脂１０２を下型１２０の表面上に載置（投入）する。
【００２７】
このような工程を経て板状樹脂１０２を下型に載置（投入）することによって、樹脂投入時の「空気の抱え込み」を防止または低減させることが可能となっている。即ち、板状樹脂１０２の投入先である下型１２０に板状樹脂１０２を載置するに先立ち、当該板状樹脂１０２の周囲に隔壁部１０７と下型１２０とからなる密閉空間Ｍを形成し、当該密閉空間Ｍ内の空気を吸引して減圧してから板状樹脂１０２を下型１２０に載置することが可能となった。空気を吸引して密閉空間Ｍ内を減圧するということは、板状樹脂１０２を載置する際に抱え込む可能性のある「空気」自体を排除・減少させることを意味している。その結果、減圧状態で板状樹脂１０２を下型１２０に載置（投入）すれば、抱え込む空気の量が物理的に低減することとなる。
【００２８】
また、本実施形態においては吸着パッド１０３がガスの供給機構としても機能しており、板状樹脂１０２の吸着を解放した後に、除湿空気または不活性ガスを密閉空間Ｍ内へと供給することが可能である。即ちガスを積極的に供給することで、密閉空間Ｍ内を「加圧」することが可能となり、板状樹脂１０２と下型１２０との密着性をより積極的に向上させることができる。即ち、事後的に板状樹脂１０２と下型１２０との間に空気が入り込むことを防止可能である。
【００２９】
なお、ガス供給機構を吸着パッド１０３とは別に構成すれば、予め密閉空間Ｍへと除湿空気や不活性ガスを供給（同時に吸引ポンプＰにて密閉空間Ｍ内の空気を吸引）することができるため、密閉空間Ｍ内の空気を除湿空気または不活性ガスよって入れ替えた後、吸引ポンプＰによる減圧を行い、その後板状樹脂１０２を載置することも可能となる。このような手順を採用すれば、万が一「抱え込み」が生じても抱え込まれるのは除湿空気や不活性ガスであるため、樹脂の吸湿を最小限に抑えることが可能となり、成形品の品質に与える影響を最小限に抑えることが可能となる。
【００３０】
その後、樹脂投入装置１０１は上型と下型１２０との間から退避し、上型と下型１２０とが当接して成形空間を形成し、必要により当該成形空間内が減圧された後、圧縮封止されることとなる。その後は上記同様の動作が繰り返されることとなる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、半導体チップを搭載した基板を樹脂にて圧縮封止する樹脂封止装置に対する樹脂投入装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態の一例である樹脂投入装置１０１と圧縮成形金型（の下型）との関係を示した概略構成図
【図２】樹脂投入装置１０１により樹脂を圧縮成形金型（の下型）上に載置した状態を示した図
【図３】特許文献１に記載される樹脂封止装置の概略構成図
【符号の説明】
【００３３】
１０１…樹脂投入装置
１０２…板状樹脂
１０３…吸着パッド
１０４…保持部
１０５…上下機構
１０６、１０８…シール部材
１０７…隔壁部
１０７Ａ、１０７Ｂ…貫通孔
１０９…支持部材
１１０…アーム部
１１１…リリースフィルム
１２０…下型
１２０Ａ…圧縮金型
１２０Ｂ…枠状金型
Ｍ…密閉空間
Ｐ…吸引ポンプ（減圧機構）
【図１】
2008260234.tif 000003
【図２】
2008260234.tif 000004
【図３】
2008260234.tif 000005