(57)【要約】【課題】成形金型を増やさず、投資価格を押えて処理能力を向上させ、更にＰＫＧ（パッケージ）形状を安定させる事が出来る。【解決手段】半導体射出成形機を用いて、半導体素子およびリードフレーム１１に樹脂１２を覆い成形金型１に挿入した後にその樹脂の硬化させて半導体装置を製造する半導体製造装置おいて、前記成形金型１より成形した半導体パッケージを高温にして保持すると共に、そのパッケージの反り・捻りを矯正するキュア部２を設けることにより、前記半導体パッケージの樹脂の硬化を促進させ、かつそのパッケージ形状を安定させたことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体射出成形機を用いて、半導体素子およびリードフレームに樹脂を覆い成形金型に挿入した後にその樹脂の硬化させて半導体装置を製造する半導体装置の製造装置おいて、前記成形金型により成形した半導体パッケージを高温にして保持すると共に、そのパッケージの反り・捻りを矯正するキュア部を設けることにより、前記半導体パッケージの樹脂の硬化を促進させ、かつそのパッケージ形状を安定させたことを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項２】
キュア部は、成形された半導体パッケージを保持する形状のパッケージ保持部と、このパッケージ保持部を所定温度に加熱するヒータおよびその温度制御手段とを有する請求項１記載の半導体装置の製造装置。
【請求項３】
パッケージ保持部は、半導体パッケージを挟み込む平面状の上下ブロックからなる本体と、前記半導体パッケージを上下からクランプするクランプ手段とを有する請求項２記載の半導体装置の製造装置。
【請求項４】
パッケージ保持部の本体は、平面状の上下ブロックに半導体パッケージの形状に対応した形状の逃げ部を有する請求項３記載の半導体装置の製造装置。
【請求項５】
半導体射出成形機を用いて、半導体素子およびリードフレームに樹脂を覆い成形金型に挿入した後にその樹脂の硬化させて半導体装置を製造する半導体装置の製造方法おいて、前記成形金型により成形して一旦硬化した半導体パッケージを成形金型から取出し、この半導体パッケージを高温に保持するキュア部に保持して、再硬化させ、そのパッケージの反り・捻りを矯正し、前記半導体パッケージの樹脂の硬化促進と共に、そのパッケージ形状を安定させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
半導体パッケージは、成形金型により３０〜４０秒で成形され、一旦硬化された後に、キュア部に保持されて再硬化されるようにした請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造装置およびその製造方法に関し、特に簡単な改造により処理能力を向上させた半導体装置の製造装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置を樹脂により固定してその組立を行う場合に、半導体射出成形機が用いられる。この半導体射出成形機を用いる場合に、例えば、図３の斜視図に示すように、１台の設備に金型を複数個搭載し、金型を入れ替えて設備処理能力を向上させる方法がある。
【０００３】
すなわち、図３の斜視図に示すように、上金型２１と下金型２２とで構成した金型体２０を搬送させて、複数動作させることができるもので、この金型体２０を目的の箇所から目的の箇所まで自動制御搬送する搬送レールもしくは搬送ガイド等の搬送機構２４と、搬送機構２４により搬送された金型体２０を上プラテン２５と下プラテン２６とのプレス部２７で加圧するための加圧装置２８と、下プラテン２６に設けられ、下金型２２内に設けられたプランジャーを押し上げるプランジャーユニット２９とを有している。この上プラテン２５、下プラテン２６、
加圧装置２８、プランジャーユニット２９により樹脂封止プレスユニットを構成している。
【０００４】
また、この半導体製造装置は、樹脂封止のためのプレス部２７の他に金型の洗浄を行なう紫外線照射ユニット３０と、洗浄ブラシ３１を有したクリーニングユニット３２も備えている。紫外線照射ユニット３０において、水銀ランプからのＵＶ（紫外線）照射により、金型に付着した汚れを二酸化炭素、水等に分解して除去できる。
【０００５】
なお、図４に示すように、この金型体２０は、その下金型２２において、金型内部のポット部３３にプランジャー３４を備え、また金型を加熱し、樹脂１２ａを溶融するための熱を供給するヒーターブロック２３を有した金型ホルダー３５が設けられている。そしてヒーターブロック２３を有した金型ホルダー３５は、下金型２２だけでなく、上金型２１にも設けられている。なお、図３に示す下金型２２には、ポット部３３、プランジャー３４を省略している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この半導体製造装置について、以下、図５の工程順動作を示す斜視図により、その動作を説明する。図５でＡ〜Ｏは半導体製造装置の工程動作を示している。
【０００７】
まず、動作Ａとして、樹脂封止処理開始の初期エリアにて、下金型２２の定位置に成形しようとする半導体素子を搭載したリードフレーム１１と、樹脂ペレット１２ａを装着し、樹脂ペレット１２ａを下金型２２のポット部３３に装着する。この状態では、上金型２１、下金型２２は、ヒーターブロック２３ａを有した金型ホルダー３５に装填されており、封止樹脂の溶融に必要な温度に加熱されている。また樹脂ペレット１１ａは半導体素子を封止するための熱硬化型樹脂のペレットである。
【０００８】
次に動作Ｂとして、上金型２１を下降させ、下金型２２の上にセットする。次に動作Ｃとして、上金型２１と下金型２２とを重ね、金型体２０を構成した状態で、搬送機構２４によりプレス部２７の下プラテン２６上に搬送し、設置する。次に動作Ｄとして、加圧装置２８により、上プラテン２５を下降させ、金型体２０に対して、樹脂封止圧に見合った型締力を押下する。この時点で、下金型２１のポット部３３に装填した樹脂ペレット１２ａは加熱・加圧により溶融している。
【０００９】
次の動作Ｅとして、下プラテン２６のプランジャーユニット２９を上昇させ、下金型２２に内蔵されたプランジャー３４を押し上げ、金型体２０内に加熱・加圧により溶融した樹脂を封止する。次に動作Ｆとして、樹脂封止後、プランジャーユニット３１を下降させる。この時、下金型２２に内蔵したプランジャー３４は、プランジャーユニット３１の下降動作に追随せず、封止完了時の位置にある。次の動作Ｇで、封止した樹脂の熱硬化時間に到達する前に、上プラテン２５を上昇させ、加圧装置２８による加圧を停止し、金型体２０への加圧力を解除する。
【００１０】
次に動作Ｈとして、上金型２１と下金型２２とを重ね合わせた金型体２０をプレス部２７の外部への待機エリアに搬送機構２４により搬出し、樹脂の熱硬化時間に達するまで待機させる。この待機中は、上金型２１の自重により、樹脂封止された半導体リードフレームは加圧保持され、樹脂は熱硬化反応しているものである。またこの待機中に、次の半導体素子を搭載したリードフレームを他の金型体２０に装着し、前記Ａ〜Ｆと同様の動作を行なう。
【００１１】
次に動作Ｉとして、樹脂の熱硬化時間に達したならば、上金型２１を上昇させ、金型体２０を開く。次に動作Ｊとして、下金型２２上の樹脂成形されたリードフレーム１１を取り出す。
【００１２】
次に動作Ｋとして、搬送機構により、開いた上金型２１と、下金型２２とを搬送し、紫外線照射ユニット３０にセットする。そして上下金型２１，２２の内側領域に紫外線を照射する。この紫外線（ＵＶ）の照射により、金型に付着した汚れを分解て除去できる。さらに動作Ｌとして、搬送機構により、紫外線照射後の上下金型２１，２２を洗浄ブラシ３１を有したクリーニングユニット３２に搬送し、これらの内側領域をブラシ洗浄し、樹脂分解残渣等を除去・洗浄する。次に動作Ｍとして、ブラシ洗浄後の上下金型２１，２２をクリーニングユニット３２から外部の待機エリアに搬出する。次に動作Ｎとして、ブラシ洗浄後の下金型２に対して、内蔵のプランジャー３４をポット部３３に押し下げ、プランジャー３４を樹脂封止前の状態に戻す。
【００１３】
そして動作Ｏとして、搬送機構により、上下金型２１，２２を前記動作Ａの時の処理開始の初期エリアに搬送する。これら動作Ａ〜Ｏのサイクルを複数の上金型と下金型との金型体を用いて順次繰り返すことにより、樹脂の熱硬化のために金型体２０を樹脂封止ユニット内に停止させ、待機させることがなく、また金型の洗浄のための装置の停止等をなくし、連続で樹脂成形できるものである。
【００１４】
【特許文献１】
特許第３１６５００９号
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来の金型搬送方式では、金型２０を複数個搭載しているため、これら金型２０の切替機構が必要となり、製造設備が複雑化し、その初期投資が非常に大きくなるという問題がある。
【００１６】
また、半導体パッケージが大型なものでは、パッケージの加熱時にその形状の捻りが問題となるため、そのパッケージ矯正を行なう必要がある。
【００１７】
本発明の目的は、これらの問題を解決し、成形金型を増やさず、投資価格を押えて処理能力を向上させ、更にＰＫＧ（パッケージ）形状を安定させる事が出来る半導体製造装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の構成は、半導体射出成形機を用いて、半導体素子およびリードフレームに樹脂を覆い成形金型に挿入した後にその樹脂の硬化させて半導体装置を製造する半導体装置の製造装置おいて、前記成形金型により成形した半導体パッケージを高温にして保持すると共に、そのパッケージの反り・捻りを矯正するキュア部を設けることにより、前記半導体パッケージの樹脂の硬化を促進させ、かつそのパッケージ形状を安定させたことを特徴とする。
【００１９】
本発明において、キュア部は、成形された半導体パッケージを保持する形状のパッケージ保持部と、このパッケージ保持部を所定温度に加熱するヒータおよび温度制御手段とを有することができ、また、パッケージ保持部は、半導体パッケージを挟み込む平面状の上下ブロックからなる本体と、前記半導体パッケージを上下からクランプするクランプ手段とを有することができ、さらに、パッケージ保持部の本体は、平面状の上下ブロックに半導体パッケージの形状に対応した形状の逃げ部を有することができる。
【００２０】
本発明の他の構成は、半導体射出成形機を用いて、半導体素子およびリードフレームに樹脂を覆い成形金型に挿入した後にその樹脂の硬化させて半導体装置を製造する半導体装置の製造方法おいて、前記成形金型により成形して一旦硬化した半導体パッケージを成形金型から取出し、この半導体パッケージを高温に保持するキュア部に保持して、再硬化させ、そのパッケージの反り・捻りを矯正し、前記半導体パッケージの樹脂の硬化促進と共に、そのパッケージ形状を安定させることを特徴とする。
【００２１】
本発明において、半導体パッケージは、成形金型により３０〜４０秒で成形され、一旦硬化された後に、キュア部に保持されて再硬化されるようにできる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態の概略フローを説明する斜視図であり、図２は図１のキュア部の構成図である。図１の本実施形態の射出成型機の概要フローにおいて、１は成形金型、２はキュア部、３はＬＦ（リードフレーム）加工部、４は収納部を示し、１１はリードフレーム（ＬＦ）、１２は樹脂（ペレット）である。
【００２３】
次に、本実施形態の動作を説明する。まず、樹脂（ペレット）１２とリードフレーム１１とを成形金型１に搬入し、成形金型１の内部で一旦パッケージとして硬化させた後、取出してキュア部２に挿入する。
【００２４】
このキュア部２にて再度パッケージの硬化を促進させるが、成形金型１で成形した後に、高温のキュアユニット（２）を設け、熱硬化の促進を成形金型１の外部にて行なう事を特徴とする。
【００２５】
キュア部２にてキュア完了後、取出してリードフレーム１１のランナーなどを除去する加工などをＬＦ加工部３で行なってから、パッケージの製品を収納部４に収納する。
【００２６】
このキュア部２は、図２の斜視図に示すように、平面状のブロックからなる上キュア部２ａと下キュア部２ｂとから構成され、これら上、下キュア部２ａ，２ｂにはヒータ・熱電対２ｃが装着され、高温のキュアユニットとして温度制御される。これら上キュア部２ａと下キュア部２ｂとで、製品の半導体装置を上下からクランプする為、パッケージ矯正の効果もある。パッケージ矯正に時間をかけたい時は、ユニットの数を増やしても対応可能である。
【００２７】
本実施形態の構成によれば、成形金型内で実際にパッケージが成形されるのは３０〜４０秒で、残りの時間は樹脂の硬化待ちであるため、キュア部を外に設ける事により、成形部を効率的に稼動させることが出来る。
【００２８】
本発明の他の実施形態として、例えば、キュア部２のプレートにパッケージ形状の逃げ部を入れて加工することも対応可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の構成によれば、成形金型内で実際にパッケージが成形されるのは３０〜４０秒で、残りの時間は樹脂の硬化待ちであるため、キュア部を外に設ける事により、成形部を効率的に稼動させることが出来、従って、小さな変更で大幅に設備処理能力を向上させることが出来るという効果があり、また、外部にてキュアを行なうことが出来るため、パッケージ成形と共に、そのパッケージ矯正を同時に行う事が出来るという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明する半導体製造装置の模式的構成図。
【図２】図１のキュア部を説明する構成図。
【図３】従来例の半導体製造装置を説明する模式的斜視図。
【図４】図３の半導体製造装置の部分構成図。
【図５】図３の動作工程を順に説明する斜視図。
【符号の説明】
１    成形金型
２    キュア部
２ａ    上キュア部
２ｂ    下キュア部
２ｃ    ヒータ・熱電対
３    ＬＦ加工部
４    収納部
１１    リードフレーム
１２，１２ａ    樹脂（ペレット）
２０    金型体
２１    上金型
２２    下金型
２３    ヒータ
２４    搬送機構
２５    上プラテン
２６    下プラテン
２７    プレス部
２８    加圧装置
２９    プランジャーユニット
３０    紫外線照射ユニット
３１    洗浄ブラシ
３２    クリーニングユニット
３３    ポット部
３４    プランジャー
３５    金型ホルダー
【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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