(57)【要約】【課題】金型自体を大型化することなく高いクランプ圧力を確保した圧縮成形金型を提供する。【解決手段】上型と、該上型に対向して配置され該上型に対して当接離反可能な下型１１０からなる圧縮成形金型１００を備えた樹脂封止装置であって、下型１１０が、貫通孔１０６Ａを有する枠状金型１０６と該貫通孔１０６Ａ内を上型側に進退動可能な圧縮金型１０８を備え、枠状金型１０６を圧縮金型１０８から上型側へと付勢支持するばね１１２が配置され、枠状金型１０６には当該圧縮成形金型１００の外部からの駆動力を受けることが可能な鍔部１０６Ｂが形成され、鍔部１０６Ｂを介して枠状金型１０６を上型側に付勢可能に構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金型と、該第１の金型に対向して配置され該第１の金型に対して当接離反可能な第２の金型からなる圧縮成形金型を備えた樹脂封止装置であって、
前記第２の金型が、貫通孔を有する枠状金型と該貫通孔内を前記第１の金型側に進退動可能な圧縮金型を備え、
前記枠状金型を前記圧縮金型から前記第１の金型側へと付勢支持する弾性体が配置され、
前記枠状金型には当該圧縮成形金型の外部からの駆動力を受けることが可能な駆動力受け部が形成され、
該駆動力受け部を介して前記枠状金型を前記第１の金型側に付勢可能である
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、
更に、前記駆動力受け部を介して前記枠状金型を反第１の金型側へも付勢可能である
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記駆動力受け部を介して前記枠状金型を前記第１の金型側に付勢する駆動力の駆動力源が、当該圧縮成形金型の外部に配置された弾性体である
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記駆動力受け部を介して、前記枠状金型を前記第１の金型側に付勢する駆動力の駆動力源が、当該圧縮成形金型の外部に配置されたアクチュエータである
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項５】
第１の金型と、該第１の金型に対向して配置され且つ貫通孔を有する枠状金型と該貫通孔内を前記第１の金型側に進退動可能な圧縮金型を備えた第２の金型とからなる圧縮成形金型を備え、前記枠状金型を前記圧縮金型から支持する弾性体を有し、前記枠状金型には当該圧縮成形金型の外部からの駆動力を受けることが可能な駆動力受け部が形成された樹脂封止装置による樹脂封止方法であって、
前記弾性体の弾性力を利用して前記第１の金型と前記枠状金型とで半導体チップが搭載される基板をクランプする工程と、
前記駆動力受け部を介して前記圧縮成形金型の外部の駆動力を利用して前記枠状金型を前記第１の金型側に更に付勢する工程と、を含む
ことを特徴とする樹脂封止方法。
【請求項６】
第１の金型と、該第１の金型に対向して配置され該第１の金型に対して当接離反可能な第２の金型からなる圧縮成形金型を備えた樹脂封止装置であって、
前記第２の金型が、貫通孔を有する枠状金型と該貫通孔内を前記第１の金型側に進退動可能な圧縮金型を備え、
前記枠状金型には当該圧縮成形金型の外部からの駆動力を受けることが可能な駆動力受け部が形成され、
前記駆動力受け部を介して前記枠状金型を前記第１の金型側に付勢可能である
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４に示す樹脂封止装置２が公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
この樹脂封止装置２は、半導体チップ４を搭載したセラミック基板（被成形品）６に対して樹脂８を加熱圧縮成形し、半導体チップ４の搭載部分を樹脂封止するもので、上型１２及び該上型１２と対向する下型１４を備える。この上型１２と下型１４とで圧縮成形金型を構成している。下型１４は、枠状金型１６と圧縮金型１８とから構成されている。上型１２は固定されており、下型１４が下型駆動部１５によって（枠状金型１６及び圧縮金型１８ごと）上下動する構成とされている。
【０００４】
枠状金型１６は、上型１２と対向して配置されており、貫通孔１６Ａを備える。圧縮金型１８は、貫通孔１６Ａに嵌合しながら上型１２に対して進退動可能である。枠状金型１６は、ばね２０を介して圧縮金型１８に取り付けられている。ばね２０は、枠状金型１６を常時上型１２の方向（図４の上方向）に付勢して支持している。また、この枠状金型１６は、フック２２を介して当該下型１４の外部に備わる引き下げ駆動部２４に接続されており、引き下げ駆動部２４の駆動により、ばね２０の付勢力に抗して枠状金型１６を引き下げ駆動可能である。引き下げ駆動部２４は、構造体２５を介して圧縮金型１８と機械的に接続されており、該圧縮金型１８の上下動に合わせて上下動可能である。
【０００５】
この樹脂封止装置２では、図５（Ａ）〜（Ｅ）に示すような作用が行われる。ここでは樹脂封止装置２における金型１２、１４部分のみを取り出して説明する。
【０００６】
先ず、図５（Ａ）に示されるように、半導体チップ４を搭載したセラミック基板（被成形品）６を、上型１２に吸着又はチャッキングなどの手段により保持させた後、封止用の樹脂８を枠状金型１６と圧縮金型１８とで形成される成形空間２８に投入する。次に、図５（Ｂ）に示されるように、下型１４、すなわち枠状金型１６及び圧縮金型１８を下型駆動部１５によって上型１２側へ駆動・上昇させ、セラミック基板６を上型１２と枠状金型１６とでクランプする。この状態で下型１４をさらに上昇させると、図５（Ｃ）に示されるように、ばね２０を圧縮させながら圧縮金型１８による型締めが進行し、樹脂８が加熱・圧縮成形され、半導体チップ４の部分が樹脂封止される。その後、図５（Ｄ）に示されるように、樹脂８が金型１２、１４から取り出せる程度に硬化した後、引き下げ駆動部２４（図５において図示していない）を駆動することによってフック２２（図５において図示していない）を介して枠状金型１６を引き下げ、上型１２とのクランプ状態を解く。
【０００７】
図５（Ｅ）に示されるように、図５（Ｄ）の状態からさらに下型１４全体を引き下げると、セラミック基板６の封止されていない部分６Ａ、６Ｂが金型（この実施形態の場合は上型１２及び枠状金型１６）から離反し、樹脂８のみが特定の金型（この実施形態の場合圧縮金型１８）に接している状態が形成される。その後セラミック基板６が取り出され、次回の封止作業へと移行する。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３０５９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した圧縮成形金型の場合、セラミック基板６をクランプする力（上型１２と枠型１６とでクランプする力）は、専ら、圧縮金型１８と枠状金型１６との間に配置されたばね２０が発生する付勢力に頼っていた（図５（Ｂ）〜（Ｃ）参照）。
【００１０】
クランプ力が不足している場合には、樹脂８の圧縮に伴って樹脂８がこのクランプ力に打ち勝って漏れ出し、結果、成形品に樹脂バリ等が生じる不具合がある。一方で、それを嫌ってばね２０のばね定数を上げようとすれば、スペースの都合上金型全体を大きく設計する必要がある。
【００１１】
本発明は、このような問題点を解決するべくなされたものであって、金型自体を大型化することなく高いクランプ圧力を確保した圧縮成形金型を提供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】
【００１２】
本発明は、第１の金型と、該第１の金型に対向して配置され該第１の金型に対して当接離反可能な第２の金型からなる圧縮成形金型を備えた樹脂封止装置であって、前記第２の金型が、貫通孔を有する枠状金型と該貫通孔内を前記第１の金型側に進退動可能な圧縮金型を備え、前記枠状金型を前記圧縮金型から前記第１の金型側へと付勢支持する弾性体が配置され、前記枠状金型には当該圧縮成形金型の外部からの駆動力を受けることが可能な駆動力受け部が形成され、該駆動力受け部を介して前記枠状金型を前記第１の金型側に付勢可能とすることで上記課題を解決するものである。
【００１３】
このような構成を採用することで、枠状金型と圧縮金型との間に配置される「ばね」はそのままに（即ち金型自体を大型化することなく）、枠状金型の第１の金型側への付勢力を高めることができる。即ち、第１の金型と枠状金型とでクランプする基板（半導体チップが搭載された基板：被成形品）に対するクランプ力を高めることができる。その結果、クランプ力不足に起因する樹脂漏れやバリの発生を防止することができる。
【００１４】
更に、前記駆動力受け部を介して前記枠状金型を反第１の金型側へも付勢可能に構成すれば、枠状金型の「引き下げ駆動部」としての機能を発揮させることが可能となる。
【００１５】
また、前記駆動力受け部を介して前記枠状金型を前記第１の金型側に付勢する駆動力の駆動力源を、当該圧縮成形金型の外部に配置された弾性体で構成すれば、簡易な構成でクランプ力を高めることが可能である。また、かかる弾性体は金型外部に配置されているため、例えばクランプ力を変更したいような場合には、この外部の弾性体のみを取り替えることで対応できるため、金型を分解する等の煩雑な作業は不要である。
【００１６】
又、前記駆動力受け部を介して、前記枠状金型を前記第１の金型側に付勢する駆動力の駆動力源を、当該圧縮成形金型の外部に配置されたアクチュエータとして構成すれば、当該アクチュエータの出力を調整することで、クランプ力を自在に変化させることができる。即ち、基板の種類や大きさ、更には、使用する樹脂の種類等に応じて、ばね等を交換することなく適切なクランプ力を発揮させることが可能である。
【００１７】
なお本発明は、第１の金型と、該第１の金型に対向して配置され且つ貫通孔を有する枠状金型と該貫通孔内を前記第１の金型側に進退動可能な圧縮金型を備えた第２の金型とからなる圧縮成形金型を備え、前記枠状金型を前記圧縮金型から支持する弾性体を有し、前記枠状金型には当該圧縮成形金型の外部からの駆動力を受けることが可能な駆動力受け部が形成された樹脂封止装置による樹脂封止方法であって、前記弾性体の弾性力を利用して前記第１の金型と前記枠状金型とで半導体チップが搭載される基板をクランプする工程と、前記駆動力受け部を介して前記圧縮成形金型の外部の駆動力を利用して前記枠状金型を前記第１の金型側に更に付勢する工程と、を含むことを特徴とする樹脂封止方法として捉えることも可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明を適用することにより、金型自体を大型化することなく高いクランプ圧力を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態である樹脂封止装置に備わる圧縮成形金型１００の一部断面図である。ここでは上型部分を省略し、発明のポイントとなる下型周辺部分のみを図示している。
【００２１】
圧縮成形金型１００は上型（第１の金型：図示していない）と当該上型に対向して配置される下型（第２の金型）１１０を有して構成されている。また下型１１０は下型プラテン１１６の上に配置構成されている。下型プラテン１１６には、図示せぬプレス機構が連結されており、所定のタイミングで下型１１０全体を上型側へと当接離反することが可能とされている。
【００２２】
下型１１０は、貫通孔１０６Ａが設けられた枠状金型１０６と、当該貫通孔内を上下に（即ち上型側及び反上型側に）進退動（往復動）可能な圧縮金型１０８とで構成されている。又、この圧縮金型１０８は、前述した枠状金型１０６の貫通孔１０６Ａ内に嵌合する嵌合部１０８Ａと、貫通孔１０６Ａの大きさよりも幅広に構成された幅広部１０８Ｂとから構成される。また枠状金型１０６とこの幅広部１０８Ｂとの間には、複数のばね（弾性体）１１２が配置されており、枠状金型１０６を圧縮金型１０８側から上型側へと付勢しつつ支持している。なお、符号１１４はヒータである。
【００２３】
又、枠状金型１０６には水平方向に張り出した鍔部（駆動力受け部）１０６Ｂが形成され、当該鍔部１０６Ｂにフック１２０を介してアクチュエータ１２２が連結されている。このアクチュエータ１２２は、ロッド１２２Ａと本体１２２Ｂとからなり、この本体１２２Ｂが下型１１０を支持する下型プラテン１１６に設置固定されている。このアクチュエータ１２２は、ロッド１２２Ａを上下（即ち上型側及び反上型側）に移動させることが可能となっている。その結果、フック１２０を介して枠状金型１０６を上型側に持ち上げたり、反上型側に引き下げることが可能となっている。
【００２４】
当該金型１００は以下のように作用する。
【００２５】
先ず、半導体チップ等を搭載した基板（図示しない）を、上型に吸着又はチャッキングなどの手段により保持させた後、封止用の樹脂を枠状金型１０６と圧縮金型１０８とで形成されるキャビティ１４０に投入する。次に、下型１１０全体、すなわち枠状金型１０６及び圧縮金型１０８を図示せぬプレス機構によって上型側へ駆動・上昇させ、基板を上型と枠状金型１０６とでクランプする。続いてアクチュエータ１２２を作動させ、フック１２０、及び鍔部１０６Ｂを介して枠状金型１０６を持ち上げて、上型側に付勢させる。この状態で下型１１０全体をさらに上昇させると、ばね１１２を圧縮させながら圧縮金型１０８による型締めが進行し、樹脂が加熱・圧縮成形され、基板が樹脂封止される。
【００２６】
このように、本実施形態では、枠状金型１０６に駆動力受け部としての鍔部１０６を設け、該鍔部１０６Ｂを介して金型外部からの駆動力を利用可能としている。即ち、枠状金型１０６と圧縮金型１０８との間に配置したばね１１２によって枠状金型１０６を上型側へと付勢する付勢力に加えて、アクチュエータ１２２によってフック１２０及び鍔部１０６Ｂを介して枠状金型１０６を上型側へと持ち上げることで付勢力を得ることができるため、全体としてのクランプ力を向上させている。また、枠状金型１０６と圧縮金型１０８の幅広部１０８Ｂとの間に配置されるばね１１２は従来同様の強度のばね（即ち、従来同様の大きさのばね）を使用することができるため、ばねが大きくなることに起因して金型全体を大型化する必要も無い。更に、アクチュエータ１２２の発生する駆動力を調整することによって、基板に対するクランプ力を調整することも可能である。その結果、基板の種類や大きさ、更には、使用される樹脂の種類等によって、ばね等を交換することなく最適な付勢力（クランプ力）を発生させることが可能となる。その際に、枠状金型１０６と圧縮金型１０８の幅広部１０８Ｂとの間に配置されたばね１１２を取り替える必要が無いため、クランプ力の変更に対して柔軟に対応することが可能である。
【００２７】
なお、ここでのアクチュエータとしては上下に（即ち往復方向に）力を発生可能なものである限りにおいて種々のアクチュエータを利用することが可能である。例えば、ボールねじ、カムを利用した機械的なものであってもよい。
【００２８】
また、本実施形態では駆動力受け部として枠状金型１０６に鍔部１０６を設けていた。この駆動力受け部の構成も外部からの駆動力を受け得る限りにおいて自由に設計することが可能である。例えば、枠状金型１０６に水平方向の穴を設け、当該穴に棒状体を嵌合させることで外部からの駆動力を受けるような構成としてもよい。
【００２９】
次に図２を用いて本発明の第２の実施形態である樹脂封止装置に備わる圧縮成形金型２００の構成を説明する。前述した圧縮成形金型１００と同一又は類似する部分には数字下２桁が同一の符号を付すに留め、重複した構成及び作用の説明は省略する。
【００３０】
圧縮成形金型２００では、フック２２０及び鍔部２０６Ｂを介して枠状金型２０６を上型側に持ち上げる（付勢する）駆動力が、金型外部に配置された補助ばね２２４によって実現されている。即ち、フック部２２０と下型プラテン２１６との間に配置された補助ばね２２４によって実現されている。一方、フック部２２０及び鍔部２０６Ｂを介して枠状金型２０６を引き下げる（反上型側へと付勢する）駆動力を発生する駆動力源は、ロッド２２２Ａ及び本体２２２Ｂからなるアクチュエータ２２２である。このような構成を採用すれば、従来からの引き下げ駆動部を略そのままの形で流用することが可能となる。また、金型外部に補助ばね２２４が配置されているため、クランプ力を変更したい場合でも、金型自体を一旦分解する必要がないため煩雑な作業を要しない。
【００３１】
次に、次に図３を用いて本発明の第３の実施形態である樹脂封止装置に備わる圧縮成形金型３００の構成を説明する。ここでも、前述した圧縮成形金型１００と同一又は類似する部分には数字下２桁が同一の符号を付すに留め、重複した構成及び作用の説明は省略する。
【００３２】
圧縮成形金型３００では、フック３２０及び鍔部３０６Ｂを介して枠状金型３０６を上型側に持ち上げる（付勢する）駆動力が、金型外部に配置された流体シリンダ３２６によって実現されている。即ち、フック部３２０と下型プラテン３１６との間に配置された油圧シリンダ、空気圧シリンダ等の流体シリンダ３２６によって実現されている。一方、フック部３２０及び鍔部３０６Ｂを介して枠状金型３０６を引き下げる（反上型側へと付勢する）駆動力を発生する駆動力源は、ロッド３２２Ａ及び本体３２２Ｂからなるアクチュエータ３２２である。このような構成を採用すれば、従来からの引き下げ駆動部を略そのままの形で流用することが可能となる。また、流体シリンダ３２６の出力を調整することで、枠状金型３０６を持ち上げる程度を調整できるため（即ち付勢力を調整できるため）、容易にクランプ力を変更することが可能となっている。
【００３３】
なお、上記の実施形態では全て、下型が貫通孔を有する枠状金型と当該貫通孔内を進退動する圧縮金型とで構成されていたが、上型がこのような構成とされていてもよい。即ち、上記説明した金型の上下が反転した態様で樹脂封止装置に組み込まれていてもよい。
【００３４】
また、駆動力受け部を介しての枠状金型の駆動力が、金型全体として必要とされるクランプ力との関係で十分なものである場合には、枠状金型と圧縮金型との間に配置するばね（弾性体）を排除し、下型の構成を簡略化することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、半導体チップ等を樹脂にて封止する樹脂封止装置への適用が望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態である樹脂封止装置に備わる圧縮成形金型１００の一部断面図
【図２】本発明の第２の実施形態である樹脂封止装置に備わる圧縮成形金型２００の一部断面図
【図３】本発明の第３の実施形態である樹脂封止装置に備わる圧縮成形金型３００の一部断面図
【図４】特許文献１に記載される樹脂封止装置２の概略構成図
【図５】樹脂封止装置２における金型の作用を示した図
【符号の説明】
【００３７】
１００…圧縮成形金型
１０６…枠型
１０６Ａ…貫通孔
１０６Ｂ…つば部
１０８…圧縮金型
１１０…下型
１１２…ばね
１１４…ヒータ
１１６…下型プラテン
１２０…フック
１２２…アクチュエータ
１２２Ａ…ロッド
１２２Ｂ…本体
【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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