(57)【要約】【課題】可動プラテンに生じる部分的な熱の偏りを平準化することで部分的な熱膨張差の発生を防止し、可動プラテンの歪みを防止する。【解決手段】本体１３０と、本体１３０に内包され上下に往復動可能な可動プラテン１４０と、樹脂を加熱するためのヒータ１１５とを有する樹脂封止ユニット１０１を備えた樹脂封止装置１００であって、樹脂封止ユニット１０１が、複数台隣接配置され、可動プラテン１４０の底面側から上面側に延在して中空部１４０Ａを設け、中空部１４０Ａ内に前記往復動のためのボールねじ１５０を配置すると共に、中空部１４０Ａ内の空気を循環させるためのエア噴出口１４２を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、該本体に内包され上下に往復動可能な可動プラテンと、樹脂を加熱するためのヒータとを有する樹脂封止ユニットを備えた樹脂封止装置であって、
前記樹脂封止ユニットが、複数台隣接配置され、
前記可動プラテンの底面側から上面側に延在して中空部を設け、該中空部内に前記往復動のためのプレス機構を配置すると共に、
該中空部内の空気を循環させるための循環機構を設けた
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記循環機構が、前記中空部内に対するエアの噴出により実現されている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記プレス機構が、ボールねじである
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項４】
請求項１乃至３において、
前記隣接配置された樹脂封止ユニットにおける前記本体の隣接面に開口を設け、
前記循環機構によって、前記樹脂封止ユニット間でも空気の循環が起こる
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップ等を搭載した基板を樹脂にて圧縮封止する圧縮型の樹脂封止装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載される圧縮型の樹脂封止装置が知られている。図４に特許文献１に記載される樹脂封止装置１の概略構成を示す。樹脂封止装置１は、４本のタイバー（柱）２０によって支持される天板１０と、この天板１０に対向して配置され該天板１０に対して進退動（往復動）可能な可動プラテン４０を備えている。この可動プラテン４０は、本体３０に内包されている。天板１０には、ヒータが内臓された上型（図示しない）が垂設され、可動プラテン４０上には、ヒータが内臓された下型（図示しない）が載置されることとなる。４本のタイバー２０は、本体３０に立設固定されている。この本体３０内にはプレス機構が配置されており、可動プラテン４０を上下に（天板１０方向に）進退動させることが可能とされている。これにより、上型及び下型を接近させて、半導体チップ等が搭載された基板をクランプした上で、樹脂にて圧縮封止が行われる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０３４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
可動プラテン４０上に載置される下型には、樹脂を溶融させ更に熱硬化させるためのヒータが備わっている。このヒータの熱は徐々に可動プラテン４０側にも伝播し、当該可動プラテン４０を加熱する。また、本体３０に配置されるプレス機構（加圧機構）は可動プラテン４０を進退動させるために当該可動プラテン４０に連結されて配置される。その結果繰り返されるプレス機構の動きによってプレス機構自身が発熱し、当該熱が可動プラテン４０との連結部分を介して可動プラテン４０側へと伝播する可能性がある。このように可動プラテン４０には自身の外部からの熱の流入が不可避的に発生する。仮に熱の伝播を防止する工夫を行ったとしても完全に防ぐことはできない。
【０００５】
また、かかる熱の伝播（流入）によって、樹脂封止の精度が悪化するという問題がある。熱の流入は、載置する下型に近い部分またはプレス機構との連結部分に集中するため、可動プラテン４０が部分的に加熱された結果、可動プラテン４０の熱膨張に部分的に差が生じ、歪が生じる。その結果、載置する下型を水平に（上型に対して水平に）支持することができなくなり、上型と下型とを精度よく当接させて半導体チップが搭載された基板を正確にクランプすることができなくなってしまう。具体的には、樹脂漏れが生じたり、樹脂に対して適切な圧力を掛けることができなくなる等の不具合が発生する。
【０００６】
このような不具合は、近年生産性向上のために樹脂封止ユニット（本体と、本体に内包され上下に往復動可能な可動プラテンと、樹脂を加熱するためのヒータとを備えた樹脂封止ユニット）が複数台隣接して配置されることとなった結果顕在化するに至ったものである。即ち、隣接部分に熱が不可避的に篭るため、熱による可動プラテンの部分的な熱膨張差が助長されてしまう結果と考えられる。
【０００７】
本発明はかかる問題点を解決するべくなされたものであって、可動プラテンに生じる部分的な熱の偏りを平準化することで部分的な熱膨張差の発生を防止し、可動プラテンの歪みを防止することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、本体と、該本体に内包され上下に往復動可能な可動プラテンと、樹脂を加熱するためのヒータとを有する樹脂封止ユニットを備えた樹脂封止装置であって、前記樹脂封止ユニットが、複数台隣接配置され、前記可動プラテンの底面側から上面側に延在して中空部を設け、該中空部内に前記往復動のためのプレス機構を配置すると共に、該中空部内の空気を循環させるための循環機構を設けることにより上記課題を解決するものである。このような構成を採用することで、可動プラテンに生じた部分的な熱の偏りを平準化し、可動プラテンの部分的な熱膨張差を解消することができる。換言すれば、可動プラテン全体を満遍なく熱膨張させることで、結果として可動プラテンが歪むことを防止し、載置する下型の水平度を維持している。
【０００９】
また、前記循環機構を、前記中空部内に対するエアの噴出により実現するようにすれば、かかるエアの噴出によって可動プラテン内の空気の循環とともに、可動プラテンを積極的に冷却することも可能である。
【００１０】
また、前記プレス機構をボールねじで構成すれば、当該循環機構がボールねじの冷却をも兼ねることが可能となり、使用時の温度制限の厳しいボールねじを適切に使用でき、プレス精度の向上及び寿命の向上を図ることが可能となる。
【００１１】
また、前記隣接配置された樹脂封止ユニットにおける前記本体の隣接面に開口を設け、前記循環機構によって、前記樹脂封止ユニット間でも空気の循環が起こるような構成としてもよい。このように構成すれば、複数の樹脂封止ユニット全体として、熱の平準化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明を適用することにより、熱により可動プラテンに生じる部分的な熱膨張を解消され、下型を水平に支持することができる結果、樹脂封止精度を維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態の一例である樹脂封止装置１００の概略正面図（一部断面図）である。図２は、樹脂封止装置１００の概略側面図である。
【００１５】
樹脂封止装置１００は、ベースプレート１７０上に配置された樹脂封止ユニット１０１と、この樹脂封止ユニット１０１を駆動するためのプレス用モータ１６０を有した構成とされている。
【００１６】
樹脂封止ユニット１０１は、ベースプレート１７０上に載置された本体１３０と、この本体１３０に立設する４本（図１においては２本しか表れていない）のタイバー（柱）１２０と、このタイバー１２０によって支持される天板１１０と、本体１３０に内包されて天板１１０側へと進退動（往復動）可能な可動プラテン１４０とから主に構成されている。天板１１０とタイバー１２０とはタイバー固定ナット１１１にて連結固定されている。天板１１０には上型１１２が垂設されている。一方、可動プラテン１４０上には、下型１１４が載置されている。これら上型１１２及び下型１１４には、樹脂を溶融させたり熱硬化させるためのヒータ１１３、１１５が備わっている。本体１３０と可動プラテン１４０とは、スライドガイド１１６によってスライド可能に支持されており、プレス機構（後述する）によって上下にスライド可能とされている。
【００１７】
また、略長方体の可動プラテン１４０には、自身の底面側から上面側に延在するように中空部１４０Ａが設けられており、当該中空部１４０Ａ内にプレス機構としてのボールねじ１５０が配置されている。このボールねじ１５０は、シャフト１５１と連結しており、当該シャフト１５１がスラスト軸受１１８によってベースプレート１７０から回転可能に支持されている。また、可動プラテン１４０の中空部１４０Ａには、噴出口（循環機構）１４２が設けられ、当該噴出口１４２からエアを噴出させることが可能な構成とされている。
【００１８】
一方、プレス用モータ１６０は、減速機１６２が連結された状態で、ベースプレート１７０に固定されている。この減速機１６２の出力軸１６３にはプーリ１６４が備わっており、更に当該プーリ１６４にタイミングベルト１６５が連結されている。また、前述したシャフト１５１にもプーリ１６６が備わっており、同様にタイミングベルト１６５が連結されている。その結果プレス用モータ１６０の回転が減速機１６２によって減速された上で、タイミングベルト１６５、シャフト１５１を介してボールねじ１５０へと伝達されることが可能な構成とされている。
【００１９】
また、図２に示すように当該樹脂封止装置１００の本体１３０内に内包された可動プラテン１４０及びボールねじ（プレス機構：図２において図示しない）を備えた樹脂封止ユニット１０１が２台隣接配置された構成とされている。また本実施形態では、それぞれの樹脂封止ユニット１０１のベースプレート１７０同士が、連結ピン１８０によって連結固定されている。
【００２０】
この樹脂封止装置１００は、上型１１２と下型１１４とが所定のタイミングで当接・離反することによって、半導体チップが搭載された基板をクランプし樹脂にて封止する作業が繰り返し行われる。また、かかる際にはプレス用モータ１６０の回転が減速機１６２及びタイミングベルト１６５、シャフト１５１を介してボールねじ１５０へと伝達され、当該ボールねじ１５０の作用によって可動プラテン１４０が天板１１０側へと進退動することによって上型１１２と下型１１４との当接・離反が行われる。また、所定のタイミングで金型１１２、１１４内に備わるヒータ１１３、１１５が金型１１２、１１４を加熱する。下型１１４に内蔵されたヒータ１１５による発熱は下型１１４のみならず下型１１４を介して当該下型１１４が載置される可動プラテン１４０にも伝達される。その結果、可動プラテン１４０の上面（下型１１４の載置部分）が他の部分に比べて相対的に熱くなる。一方、繰り返されるプレス動作によってボールねじ１５０自体が発熱し、当該熱がボールねじ１５０と可動プラテン１４０との連結部分Ｐを介して可動プラテン１４０へと伝播する。ここでも可動プラテン１４０における当該連結部分Ｐが他の部分に比べて相対的に熱くなる。その結果可動プラテン１４０には部分的な熱の偏りが生じ、熱膨張の差に起因した歪みが発生する可能性がある。
【００２１】
しかしながら本実施形態においては、可動プラテン１４０における中空部１４０Ａ内に所定のタイミングでエア噴出口１４２から常温のエアが噴き出され、可動プラテン１４０の中空部１４０Ａ内の空気を強制的に循環させているため、この部分的な熱の偏りが平準化されている。その結果、可動プラテン１４０の熱による部分的な熱膨張の差を解消することができている。即ち、可動プラテン１４０に生じる熱膨張そのものを防止しているのではなく、可動プラテン１４０全体を満遍なく熱膨張させることで結果として可動プラテン１４０に歪が生じることを防止し、載置する下型１１４を水平に維持することを可能としている。
【００２２】
なお、本実施形態では示されていないが、中空部１４０Ａ内の表面に必要により例えば「ひだ形状」の突起を設け、より積極的に熱の循環を促すような構成を採用してもよい。また、エアの噴出口１４２は、本実施形態では２つであるが、樹脂封止装置の種類や設置環境等に応じて１つであってもよいし、３つ以上設けてもよい。また、エアが噴き出す方向を調整して中空部１４０Ａ内に例えば竜巻のような空気の流れを積極的に形成してもよい。更に噴出口１４２の向きが所定のタイミングで変化するような構成を採用することも可能である。
【００２３】
また、本実施形態では噴出口１４２から噴き出すエアは常温のエアとされている。これにより、噴出口１４２から噴き出されたエアが最初に当接する部分が過度に冷却されることが無く、過度の冷却による可動プラテン１４０の部分的な歪みを防止することも可能となっている。もちろんエアの温度が常温である必要はなく、例えば、常温よりも暖められたエアを使用して、部分的な過冷却をより積極的に防止してもよい。
【００２４】
更に本実施形態においては、プレス機構としてボールねじ１５０を採用している。ボールねじは一般にその使用の際における温度制限が存在し、かかる温度制限を超えた状況での使用においてはその精度及び寿命の点で不利となる。しかしながら、噴出口１４２から噴き出されるエアによってこのボールねじ１５０を積極的に冷却することも可能となっている。即ち、当該循環機構をプレス機構の冷却機構としても機能させることが可能となっている。その結果ボールねじ１５０の温度制限内での使用が可能となり、プレス機構としての精度の向上及び寿命の向上を図ることが可能となっている。また、例えばボールねじ自体に冷却媒体を通す貫通孔を設ける等によって冷却する必要もないため、ボールねじ自体の構成を簡素化することも可能である。
【００２５】
また、図３に示すように樹脂封止ユニット１０１を４台隣接配置したような場合には、両端に配置される樹脂封止ユニット１０１と内側に配置される樹脂封止ユニット１０１とでは可動プラテン１４０に生じる熱の偏りにも差が生じ得る。かかる場合には、それぞれの可動プラテン１４０の中空部１４０Ａ内に噴出するエアの温度や量を調整することによって各樹脂封止ユニット１０１における可動プラテン１４０の熱膨張を平準化させることが可能となっている。更に、隣接配置された樹脂封止ユニット１０１における本体１３０の隣接面に開口を設け（図３では現れていない）、前記循環機構によって、各樹脂封止ユニット１０１間でも空気の循環が起こるように構成すれば、当該開口を介して空気が移動することができる。その結果、樹脂封止ユニット１０１間全体として熱の平準化を図ることが可能となる。また、場合によっては全ての樹脂封止ユニット１０１にそれぞれ循環機構としての噴出口１４２を設けなくともよく、低コスト化を実現できる。
【００２６】
なお、樹脂封止ユニット１０１の隣接配置数は上記説明した２台配置及び４台配置に限定されるものではなく、３台配置であってもよいし５台以上の配置であっても良い。また、各樹脂封止ユニット１０１間が連結ピン１８０によって連結されていることは必須の構成要素ではない。複数台隣接配置することによって可動プラテンの部分的な熱の偏りが助長される限りにおいて機械的な連結は不要である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
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装置として好適である
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態の一例である樹脂封止装置１００の概略正面図（一部断面図）
【図２】樹脂封止装置１００の概略側面図
【図３】樹脂封止ユニットが４列配置された樹脂封止装置２００の概略側面図
【図４】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】
【００２９】
１００…樹脂封止装置
１０１…樹脂封止ユニット
１１０…天板
１１１…タイバー固定ナット
１１２…上型
１１３、１１５…ヒータ
１１４…下型
１１６…スライドガイド
１１８…スラスト軸受
１２０…タイバー
１３０…本体
１４０…可動プラテン
１４０Ａ…中空部
１４２…噴出口
１５０…ボールねじ
１６０…プレス用モータ
１６２…減速機
１６４…タイミングベルト
１６６…プーリ
１７０…ベースプレート
１８０…連結ピン
１９０…下型駆動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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