(57)【要約】【課題】製品に応じて金型レイアウトを自由に変更して樹脂封止を行なうことができ、装置構成を簡略化した圧縮成形装置を提供する。【解決手段】プランジャブロック１０若しくはプランジャブロック１０に対向する部位に少なくともキャビティ容量を超える樹脂材３が供給され、該樹脂材３にプランジャブロック１０を通じて金型クランプ力のみを作用させて押圧し、ワークＷ上を樹脂材３が流動してキャビティブロック８のキャビティ凹部７へ充填される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップが基板実装されたワークと樹脂材をモールド型へ供給してクランプすることにより樹脂封止する圧縮成形装置であって、
プレスベースに支持されるキャビティ凹部が形成されたキャビティブロック及び樹脂材を押圧するプランジャブロックのうち少なくともキャビティブロックがフローティング支持されており、
プランジャブロック若しくはプランジャブロックに対向する部位に少なくともキャビティ容量を超える樹脂材が供給され、該樹脂材にプランジャブロックを通じて金型クランプ力のみを作用させて押圧し、ワーク上を樹脂材が流動してキャビティブロックのキャビティ凹部へ充填される圧縮成形装置。
【請求項２】
キャビティブロックはコイルばねによりプレスベースにフローティング支持されており、キャビティブロックがワークを押さえてからプランジャブロックが樹脂材を押圧する請求項１記載の圧縮成形装置。
【請求項３】
プランジャブロックはプレスベースに固定支持され、樹脂押圧面に金型カルどうしを連通する連通ランナが形成されている請求項１記載の圧縮成形装置。
【請求項４】
プランジャブロックの端面に円形プランジャが形成されその周囲に金型カルが刻設されている請求項１記載の圧縮成形装置。
【請求項５】
キャビティブロック及びプランジャブロックのパーティング面にはリリースフィルムが張設される請求項１記載の圧縮成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップが基板実装されたワークと樹脂材をモールド型へ供給してクランプすることにより樹脂封止する圧縮成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばトランスファモールド成形においては、モールド金型の型締め用の駆動源（電動モータなど）のほかに、樹脂注入用のプランジャを駆動する専用の駆動源（電動モータなど）が設けられる。このため、プレス及びプランジャの２軸の上下動機構と制御機構が必要となるため、装置構成が複雑化する。
【０００３】
また、パッケージ部の小型化、薄型化に伴って、樹脂の流動を少なくしかつ無駄なスクラップの発生を防ぐため、圧縮成形装置が用いられている。この圧縮成形装置は、半導体チップが回路基板に実装されたワークとキャビティ凹部に見合った樹脂材を計量してモールド型へ供給してクランプすることにより成形するものである（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−５６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、製品ごとにキャビティ容量に合わせて過不足なく樹脂量を計量するのは煩わしく、小サイズキャビティやマトリクス配置になると、ワークや金型に対する樹脂材の供給が難しくなる。このため、樹脂材の未充填領域をなくすためキャビティ容量より若干多い樹脂材を供給してキャビティ凹部より溢れさせて成形するダミーキャビティを設ける必要があった。また、従来の圧縮成形装置においてはプランジャ位置が定形化されて金型レイアウトの自由度が損なわれていた。よって、ワーク（基板）のサイズや樹脂封止エリアに合わせた専用の金型を用いる必要があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記背景技術の課題を解決し、製品に応じて金型レイアウトを自由に変更して樹脂封止を行なうことができ、装置構成を簡略化した圧縮成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
半導体チップが基板実装されたワークと樹脂材をモールド型へ供給してクランプすることにより樹脂封止する圧縮成形装置であって、プレスベースに支持されるキャビティ凹部が形成されたキャビティブロック及び樹脂材を押圧するプランジャブロックのうち少なくともキャビティブロックがフローティング支持されており、プランジャブロック若しくはプランジャブロックに対向する部位に少なくともキャビティ容量を超える樹脂材が供給され、該樹脂材にプランジャブロックを通じて金型クランプ力のみを作用させて押圧し、ワーク上を樹脂材が流動してキャビティブロックのキャビティ凹部へ充填されることを特徴とする。
また、プランジャブロックはプレスベースに固定支持されており樹脂押圧面に金型カルどうしを連通する連通ランナが形成されていることを特徴とする。
また、プランジャブロックの端面に円形プランジャが形成されその周囲に金型カルが刻設されていることを特徴とする。
また、キャビティブロック及びプランジャブロックのパーティング面にはリリースフィルムが張設されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る圧縮成形装置を用いれば、キャビティ凹部が形成されたキャビティブロックが、プレスベース上にフローティング支持されているので、キャビティブロックを製品の樹脂封止領域に合わせてレイアウト変更が容易に行なえる。
また、プランジャブロック若しくはプランジャブロックに対向するワーク上に少なくともキャビティ容量を超える樹脂材が供給され、該樹脂材にプランジャブロックにより金型クランプ力のみを作用させて押圧し、ワーク上を樹脂材が流動してキャビティブロックのキャビティ凹部へ充填されるので、駆動源を省略して装置構成や金型構成を簡略化できる。また、樹脂材の正確な計量は不要となりキャビティ容量を超える樹脂材が供給されれば樹脂封止が行なえるので、モールド工程を短縮化することができ、キャビティ凹部に対する樹脂材の未充填が発生することもない。
また、キャビティブロックは第１のコイルばねによりプレスベースにフローティング支持されており、キャビティブロックがワークを押さえてからプランジャブロックが樹脂材を押圧すると、樹脂フラッシュが発生することなく樹脂封止することができる。
また、プランジャブロックはプレスベースに固定支持されており樹脂押圧面に金型カルどうしを連通する連通ランナが形成されていると、複数のキャビティ凹部へ充填される樹脂速度に差が生じて樹脂圧にばらつきが生じても、連通ランナにより樹脂圧のばらつきを吸収して樹脂封止することができる。また、プランジャブロックの端面に円形プランジャが形成されその周囲に金型カルが刻設されて（彫り込まれて）いると、当該金型カルを樹脂量の調整部として利用できるうえに複数のキャビティ凹部へ充填される樹脂圧のばらつきを吸収できる。
また、キャビティブロック及びプランジャブロックのパーティング面にはリリースフィルムが張設されると、金型の汚れが発生せず、メンテナンスを簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る圧縮成形装置の好適な実施の形態について添付図面と共に詳述する。
圧縮成形装置は、半導体チップ１が基板（樹脂基板、リードフレームなど）２に複数実装されたワークＷと樹脂材（液状樹脂、顆粒状樹脂、粉状樹脂、固形樹脂などを含む）３をモールド金型へ供給してクランプすることにより成形するものである。
【０００９】
以下、圧縮成形装置の具体的な構成を例示して説明する。
[第１実施例]
図１（ａ）において、上型４は、上型プレスベース５上に第１のコイルばね６を介してキャビティブロック７が吊下げ支持されている。キャビティブロック７は、中央部に複数の貫通孔が設けられた単一の金型ブロックである。また、図１（ｂ）において、キャビティブロック７のクランプ面には、キャビティ凹部８の外縁部に連通するエアーベント８ａが形成されている。
【００１０】
また、図１（ａ）において、プランジャブロック１０は上型プレスベース５に第２のコイルばね９を介して支持されている。プランジャブロック１０は、キャビティブロック７に形成された貫通孔を通じて上下動可能に設けられている。キャビティブロック７のキャビティ凹部８とプランジャブロック１０間には金型ランナゲート１１が形成されている（図１（ｂ）参照）。下型１２は下型プレスベース１３にワークＷを支持する支持プレート１４が設けられる。
【００１１】
ワークＷには少なくともすべてのキャビティ容量を超える樹脂材３が供給される。本実施例では、樹脂材３が供給される位置はプランジャブロック１０に対向する回路基板２上となる。樹脂材３は予めワークＷ上に供給されてモールド金型へ搬入されてもよいし、モールド金型（プランジャブロック１０上）に搬入されてから供給されるようにしてもいずれでも良い。
【００１２】
圧縮成形動作について説明する。先ず、図１（ａ）において、支持プレート１４にワークＷが樹脂材３と共に搬入される。また、上型４のパーティング面には図示しないがリリースフィルム１５が吸着保持される。例えば、下型１２が図示しない上下動機構により上動すると、先ずキャビティブロック７がワークＷの回路基板２を押圧し、キャビティ凹部８を閉止する。次いで、下型プレスベース１３の更なるクランプ動作に伴ってプランジャブロック１０が樹脂材３を押圧する。これにより、プランジャブロック１０の対向部に供給された樹脂材３が金型ランナゲート１１を通じてキャビティ凹部８へ充填される。
【００１３】
図１（ｃ）は樹脂封止後にモールド金型から取り出される成形品１８を示す。半導体チップ１が封止されたパッケージ部１９とパッケージ部１９どうしを連絡する成形品ランナゲート２０及び成形品カル２１が形成される。成形品カル２１は、樹脂量のばらつき分（余剰分）に相当する調整部となる。
【００１４】
このように、キャビティブロック７が、上型プレスベース５上にフローティング支持されているので、キャビティブロック７を製品の樹脂封止領域に合わせてレイアウト変更が容易に行なえる。
また、ワークＷ上に形成される樹脂路を通じて複数のキャビティブロック７のキャビティ凹部８へ充填するので、樹脂量の正確な計量は不要となり、しかもキャビティ凹部８に対する樹脂材３の未充填が発生することはなく成形品質を向上させることができる。
また、キャビティブロック７がワークＷを押さえてからプランジャブロック１０が樹脂材３を押圧すると、樹脂フラッシュが発生することなく樹脂封止することができる。
また、複数のキャビティ凹部７へ充填される樹脂速度に差が生じて樹脂圧にばらつきが生じても、第２のコイルばね９により樹脂圧のばらつきを吸収して樹脂封止することができる。
特に、ワークＷに成形品カル２１が形成されるが（図１（ｃ）参照）、後に除去される不要部分に形成されるため製品に影響を与えない。
【００１５】
[第２実施例]
次に、圧縮成形装置の他例について図２乃至図４を参照して説明する。第１実施例と同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。
図２において、プランジャブロック１０は上型プレスベース５にコイルばねを介さず直に支持されている。プランジャブロック１０は、単一のキャビティブロック７に設けられた貫通孔に挿入されている。また、上型４のキャビティブロック７及びプランジャブロック１０のパーティング面には、長尺状のリリースフィルム１５が張設される。キャビティブロック７には複数のキャビティ凹部８が形成されている。このキャビティ凹部８にはリリースフィルム１５を吸引するフィルム吸引孔８ｂが形成されている。
【００１６】
一例としてリリースフィルム１５はロール状に巻き取られており、繰出しロール１６から引き出されて上型４を通過して巻取りロール１７へ巻き取られるように搬送される。リリースフィルム１５は上型面に吸着保持されるようになっている。モールド金型の加熱温度に耐えられる耐熱性を有するもので、金型面より容易に剥離するものであって、柔軟性、伸展性を有するフィルム材、例えば、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＥＴ、ＦＥＰ、フッ素含浸ガラスクロス、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリジン等が好適に用いられる。上記リリースフィルム１５を用いることでモールド金型にエジェクタピンや樹脂モールド後に金型面をクリーニングするクリーナー部を設ける必要がなくなる。
【００１７】
図３（ａ）において、キャビティブロック７のクランプ面には、キャビティ凹部８とプランジャブロック１０間に金型ランナゲート１１が形成されているほかに、複数のプランジャブロック１０どうしが金型連通ランナ２２により連通されている。金型連通ランナ２２は、樹脂量及び樹脂圧をキャビティ凹部８ごとに均等になるように設けられる。
図３（ｂ）において、成形品１８にはパッケージ部１９どうしを連絡する成形品ランナゲート２０及び成形品カル２１（調整部）のほかに成形品カル２１どうしを連通する成形品連通ランナ２３が形成される。
【００１８】
また、図４（ａ）において、複数のプランジャブロック１０を用いる代わりに一の断面長四角状に連結されたプランジャブロック２４を用いてもよい。プランジャブロック２４は、単一のキャビティブロック７に形成された貫通孔を通じて上下動可能に設けられる。キャビティブロック７のクランプ面にはキャビティ凹部８とプランジャブロック２４間に金型ランナゲート１１が形成されている。この場合、樹脂材３は、プランジャブロック２４の形状に合わせて回路基板２の中央部に長手方向に沿って供給される。図４（ｂ）において、成形品１８にはパッケージ部１９どうしを連絡する成形品ランナゲート２０及び成形品カル２１（調整部）が形成される。
【００１９】
[第３実施例]
次に、圧縮成形装置の他例について図５及び図６を参照して説明する。第１実施例と同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。
本実施例は、圧縮成形装置の概略構成は第２実施例と同様であるが、プランジャブロックと金型カルの形状が異なっている。
【００２０】
図５（ａ）（ｂ）において、プランジャブロック２５の端面が円形端面２５ａに形成されている（図５（ｂ）；上型クランプ面の平面図参照）。プランジャブロック２５は、上型プレスベース５に第２のコイルばね９を介して支持されている。プランジャブロック２５は、単一のキャビティブロック７に形成された貫通孔を通じて上下動可能に設けられている。また、図５（ｂ）において、円形端面２５ａの周囲には金型カル２６が刻設されて（彫り込まれて）いる。金型カル２６は、プランジャブロック２５ごとに形成されてもよいし（図５（ｂ）上半図参照）、単一のプランジャブロック２５の円形端面２５ａどうしを連通するように形成されていてもよい（図５（ｂ）下半図参照）。この場合には金型カル２６を樹脂量の調整部として利用できるうえに複数のキャビティ凹部８へ充填される樹脂圧のばらつきを吸収できる。また、金型カル２６とキャビティ凹部８間には、金型ランナゲート１１が形成されている。図５（ｃ）において、成形品１８にはパッケージ部１９どうしを連絡する成形品ランナゲート２０及び成形品カル２１（調整部）が形成される。
【００２１】
図６（ａ）（ｂ）において、上型４には、単一のキャビティブロック７に替えて、キャビティ凹部８が形成されたキャビティブロック２７とプランジャブロック２９が個別に設けられている。プランジャブロック２９には円形プランジャ２８が可動に設けられその周囲には金型カル２６が彫り込まれている。図６（ｄ）において、プランジャブロック２９と円形プランジャ２８の端面に囲まれた空間部がポット３６に相当する。各キャビティブロック２７は第１のコイルばね６、円形プランジャ２８は第２のコイルばね９、各プランジャブロック２９は２本の第３のコイルばね３７によって、上型プレスベース５から各々吊下げ支持されている。尚、図６（ｄ）の左半図は上型クランプ面の平面図を示す図６（ｅ）の矢印Ｅ−Ｅ断面図、図６（ｄ）の右半図は図６（ｅ）の矢印Ｆ−Ｆ断面図である。
【００２２】
金型カル２６とキャビティ凹部８間には、金型ランナゲート１１が形成されている。金型ランナゲート１１は成形後ゲートブレイクし易いようにキャビティ凹部８に向かって先細り状に形成されている。また、下型１２の支持プレート１４には、回路基板２をセットするためのセット凹部１４ａが形成されている。金型ランナゲート１１と対向する回路基板２上を樹脂路として利用するためである。
【００２３】
図６（ｃ）において、成形品１８にはパッケージ部１９どうしを連絡する成形品ランナ２０及び成形品カル２１（調整部）が形成される。不要樹脂である成形品ランナゲート２０及び成形品カル２１は、先細りした成形品ランナゲート２０とパッケージ部１９との接続部で分離される。
【００２４】
[第４実施例]
次に、圧縮成形装置の他例について図７及び図８を参照して説明する。第１実施例と同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。
本実施例は、第１実施例と圧縮成形装置の上型４と下型１２の構造が反転している。即ち、上型４にワークが保持され、下型１２に樹脂材３が供給されて圧縮成形されるようになっている。キャビティブロック３２及びプランジャブロック３４が下型１２に設けられ、樹脂材３はプランジャブロック１０上に形成されるポット３６内に供給される。
【００２５】
図７において、上型４は、上型ベースプレート５に支持プレート３０が設けられている。支持プレート３０には、ワークＷを吸着保持する吸着孔３０ａが設けられている。本実施例は、回路基板２に複数半導体チップ１が塔載された大判のワークＷを一括してモールドすることを想定している。
【００２６】
下型１２は、下型ベースプレート３１に、第１のコイルばね６を介してキャビティブロック３２がフローティング支持されている。キャビティブロック３２には複数のキャビティ凹部３３が形成されている。このキャビティ凹部３３には前述したリリースフィルム１５を吸引するフィルム吸引孔３３ａが形成されている。また、キャビティブロック３２のクランプ面には、キャビティ凹部３３が外縁部に連通するエアーベント（図示せず）が形成されている。
【００２７】
また、プランジャブロック３４は下型プレスベース３１に第２のコイルばね９を介して支持されている。プランジャブロック３４は、単一のキャビティブロック３２に形成された貫通孔を通じて上下動可能に設けられている。キャビティブロック３２のキャビティ凹部３３とプランジャブロック３４間には金型ランナゲート３５が形成されている。
【００２８】
キャビティブロック３２及びプランジャブロック３４のパーティング面には長尺状のリリースフィルム１５が張設される。一例としてリリースフィルム１５はロール状に巻き取られており、繰出しロール１６から引き出されて下型１２を通過して巻取りロール１７へ巻き取られるように搬送される。
【００２９】
圧縮成形動作について説明する。支持プレート３０にワークＷが吸着保持され、樹脂材３は、リリースフィルム１５が吸着保持されたプランジャブロック３４の端面（ポット３６）へ供給される。例えば、下型１２が図示しない上下動機構により上動すると、先ずキャビティブロック３２がワークＷの回路基板２をリリースフィルム１５を介して押圧し、キャビティ凹部３３を閉止する。次いで、下型プレスベース１３の更なるクランプ動作に伴ってプランジャブロック３４が樹脂材３を押圧する。これにより、プランジャブロック３４の対向部に供給された樹脂材３がランナゲート３５を通じてキャビティ凹部３３へ充填される。このときポット３６内に残留する樹脂が樹脂量の調整部となる。
【００３０】
図８は、図７と同様の装置構成であるが、ワークＷとして個片化された回路基板２を想定した金型構成である点が異なっている。キャビティブロック３２及びプランジャブロック３４は、下型プレスベース３１上に第１、第２のコイルばね６、９を介してフローティング支持されている。プランジャブロック３４とキャビティ凹部３３間には、ランナゲート３５が形成されている。金型ランナゲート３５はキャビティ凹部３３に向かって先細り状に形成されている。また、上型４の支持プレート３０には、回路基板２をセットするためのセット凹部３０ｂが形成されている。金型ランナゲート３５と対向する回路基板２上を樹脂路として利用するためである。
【００３１】
上述した各実施例では、上型４が固定型で下型１２が可動型の場合について説明したが、上型４が可動型で、下型１２が固定型であってもよいし、双方が可動型のいずれでもよい。
また、リリースフィルム１５は省略することも可能である、など様々な改変をなし得る。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１実施例に係る圧縮成形装置の断面図、上型クランプ面の平面図、成形品の説明図である。
【図２】第２実施例に係る圧縮成形装置の断面図である。
【図３】図２の他例に係る上型クランプ面の平面図、成形品の説明図である。
【図４】図２の他例に係る上型クランプ面の平面図、成形品の説明図である。
【図５】第３実施例に係る圧縮成形装置の断面図、上型クランプ面の平面図、成形品の説明図である。
【図６】図５の他例に係る圧縮成形装置の断面図、上型クランプ面の平面図、成形品の説明図である。
【図７】第４実施例に係る圧縮成形装置の断面図である。
【図８】図７の他例に係る圧縮成形装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
Ｗ  ワーク
１  半導体チップ
２  回路基板
３  樹脂材
４  上型
５  上型プレスベース
６  第１のコイルばね
７、２７、３２  キャビティブロック  
８、３３  キャビティ凹部
８ａ  エアーベント  
８ｂ  フィルム吸引孔  
９  第２のコイルばね  
１０、２４、２５、２９、３４  プランジャブロック  
１１、３５  金型ランナゲート  
１２  下型  
１３  下型プレスベース  
１４、３０  支持プレート  
１４ａ、３０ｂ  セット凹部  
１５  リリースフィルム  
１６  繰出しロール  
１７  巻取りロール  
１８  成形品  
１９  パッケージ部  
２０  成形品ランナゲート  
２１  成形品カル  
２２  金型連通ランナ  
２３  成形品連通ランナ  
２５ａ  円形端面
２８  円形プランジャ  
２６  金型カル  
３０  支持プレート  
３０ａ  吸着孔  
３１  下型ベースプレート  
３６  ポット
３７  第３のコイルばね
【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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【図７】
2008284732.tif 000009
【図８】
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