(57)【要約】【課題】電子部品の樹脂封止成形装置に搭載された中間型に備えた従来の加熱手段における諸問題を効率良く解決することを目的とする。【解決手段】中間型３の鉛直方向の長さ（厚み）に関係なく設けることができる、少なくとも中間型３の所要形状（図例のキャビティ１５等を示す）に対応して、自由に変形させ且つ均熱精度良く保持されたフレキシブルヒータ７Ｂを設けることにより、樹脂成形温度に効率良く加熱して、ヒータの消費電力を効率良く低減できる、電子部品の樹脂封止成形方法及び装置を提供する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と下型と前記した上下型間に設けた中間型とから成る樹脂封止成形用金型を搭載した電子部品の樹脂封止成形装置を用いて、電子部品である半導体チップを装着した基板と樹脂材料とである成形材料を前記金型に供給して、前記金型に備えた加熱手段にて前記金型を樹脂成形温度に加熱させて前記樹脂材料を加熱溶融化して、前記電子部品を加熱溶融化された前記樹脂材料で樹脂封止する電子部品の樹脂封止成形方法であって、
前記した少なくとも中間型の加熱手段としてフレキシブルヒータを備えると共に、前記フレキシブルヒータにて中間型の所有形状に対応して、自由に変形させ且つ均熱精度良く保持して前記金型を加熱することを特徴とする電子部品の樹脂封止成形方法。
【請求項２】
上型と下型と前記した上下型間に設けた中間型とから成る樹脂封止成形用金型と、電子部品である半導体チップを装着した基板と前記基板を樹脂封止する樹脂材料とを前記金型に供給する成形材料供給機構と、前記金型を樹脂成形温度に加熱させて前記樹脂材料を加熱溶融化する前記金型に備えた加熱手段とを含む電子部品の樹脂封止成形装置であって、
前記した少なくとも中間型の加熱手段において、前記した中間型の所有形状に対応して、自由に変形させ且つ均熱精度良く保持されたフレキシブルヒータを設けたことを特徴とする電子部品の樹脂封止成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品である半導体チップを装着した基板と樹脂材料とを供給した樹脂成形用金型を用いて、前記金型を樹脂成形温度に加熱して樹脂材料を加熱溶融化させて前記電子部品を樹脂封止する、電子部品の樹脂封止成形方法及び装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来における樹脂封止成形装置には、上型と下型と中間型とを設けた三枚型構造であり、中間型に内設したヒータにより中間型を一定の温度に維持することができるように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
つまり、従来の装置における中間型のヒータは、図例のように、中間型に形成されたキャビティや樹脂通路の両側に配置され且つ水平方向にほぼ平行で直線的に設けられており、例えば、二本のカートリッジヒータを利用して中間型を加熱するものと考えられる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３３８９３９号公報（第３−４頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、基板の薄型化や半導体チップ（電子部品）の極小化・極薄化することにより、キャビティの鉛直方向の厚みが非常に薄く形成される。
それに伴って、中間型の鉛直方向の厚みも出来る限り薄くしておけば、ヒータの消費電力を無駄に使用することなく効率良く中間型を加熱することができるのだが、直線的に設けたカートリッジヒータを内設するのには、カートリッジヒータを組み込むだけのスペースを確保する必要があるので、中間型の厚みを薄くすることは非常に困難である。
また、カートリッジヒータにて中間型を加熱させる場合、ヒータ近傍位置とヒータ遠方位置とでは温度差が大きくなりやすく、中間型の温度を一定にするのには、中間型の厚みがあることからも、ヒータの設定温度を樹脂成形温度よりも必要以上に高く設定しておく必要があるので、中間型の耐久性が低下すると考えられる、さらには、予め中間型を加熱させるプレヒート工程を実施して、中間型を上下型から水平方向に進退自在に搬出入することからも、ヒータの設定温度を樹脂成形温度よりも必要以上に高く設定しておく必要があり、さらに消費電力を必要となるので、消費電力の削減を実施することは従来の装置では非常に困難であると推測される。
【０００５】
従って、少なくとも中間型の所要形状に対応して、自由に変形させ且つ均熱精度良く保持されたフレキシブルヒータを設けることにより、樹脂成形温度に効率良く加熱して、ヒータの消費電力を効率良く低減できる、電子部品の樹脂封止成形方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題を解決するために本発明に係わる電子部品の樹脂封止成形方法は、上型と下型と前記した上下型間に設けた中間型とから成る樹脂封止成形用金型を搭載した電子部品の樹脂封止成形装置を用いて、電子部品である半導体チップを装着した基板と樹脂材料とである成形材料を前記金型に供給して、前記金型に備えた加熱手段にて前記金型を樹脂成形温度に加熱させて前記樹脂材料を加熱溶融化して、前記電子部品を加熱溶融化された前記樹脂材料で樹脂封止する電子部品の樹脂封止成形方法であって、前記した少なくとも中間型の加熱手段としてフレキシブルヒータを備えると共に、前記フレキシブルヒータにて中間型の所有形状に対応して、自由に変形させ且つ均熱精度良く保持して前記金型を加熱することを特徴とする。
【０００７】
前記技術的課題を解決するために本発明に係わる電子部品の樹脂封止成形装置は、上型と下型と前記した上下型間に設けた中間型とから成る樹脂封止成形用金型と、電子部品である半導体チップを装着した基板と前記基板を樹脂封止する樹脂材料とを前記金型に供給する成形材料供給機構と、前記金型を樹脂成形温度に加熱させて前記樹脂材料を加熱溶融化する前記金型に備えた加熱手段とを含む電子部品の樹脂封止成形装置であって、前記した少なくとも中間型の金型加熱機構において、前記した中間型の所有形状に対応して、自由に変形させ且つ均熱精度良く保持されたフレキシブルヒータを設けたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図３における実施例図に基づいて、説明する。
なお、図１は、本発明に係る樹脂封止成形装置の概略縦断面図である。
また、図２は、図１に対応する中間型を上から見た平面図である。
また、図３は、図１に対応する前記金型の拡大概略縦断面図である。
【０００９】
即ち、本発明に係る電子部品の樹脂封止成形装置は、図１に示すように、例えば、上型１と下型２と上下型１・２間に設けた中間型３とから成る樹脂封止成形用金型と、電子部品である半導体チップ４を装着した基板５とその基板５を樹脂封止する樹脂材料６とを金型に供給する成形材料供給機構（図示しない）と、金型を樹脂成形温度に加熱させて樹脂材料６を加熱溶融化する金型に備えた加熱手段７とを設けて構成されている。
【００１０】
ここで、該チップ４を装着された基板５とは、例えば、基板５上の所定箇所に配列された半導体チップ４（電子部品）と、該チップ４と基板５とを電気的に接続するワイヤ８とから形成された該チップ４とワイヤ８とを装着した基板５（成形前基板９）を示しており、前述した金型（この場合、中間型３）に二枚の成形前基板９における該チップ４・ワイヤ８装着側を下方向に向けて供給するように構成されている。
また、樹脂材料６とは、例えば、タブレット樹脂を示しており、二枚の成形前基板９のほぼ中央部に供給されて、加熱溶融化された樹脂材料で該チップ４とワイヤ８とをトランスファー成形にて樹脂封止して樹脂成形体１０を形成するように構成されている。
また、上型１には上型の金型面（上型面１１）と、下型２には下型の金型面（下型面１２）と、中間型３には上型面１１に当接する上型側金型面１３と下型面１２に当接する下型側金型面１４とを形成して構成されている。
【００１１】
また、成形材料供給機構は、金型１・２・３が型開きした状態で、図１に示すように、例えば、上型面１１と上型側金型面１３との間に成形前基板９を供給して樹脂成形体１０を下方向に向けて、上型側金型面１３の所定位置である樹脂成形用のキャビティ１５に樹脂成形体１０を嵌装セットするのと略同時に、下型側金型面１４と下型面１２との間に樹脂材料６を供給して下型面１２の所定位置である樹脂材料１４を供給する樹脂供給用のポット１６とポット１６内に嵌装した樹脂加圧用のプランジャ１７の天面に載置してポット１６内に樹脂材料６を嵌装セットするように構成されている。
つまり、成形材料供給機構は、金型１・２・３の型開き時に、成形前基板９と樹脂材料６とを略同時に供給する一体型構造をしたものであり、成形材料を適宜に各金型面１１・１２・１３・１４に略同時に供給するように構成されている。
【００１２】
また、加熱手段７は、下型２に所要複数本のカートリッジヒータ７Ａを埋設しており、ポット１６内に供給された樹脂材料６を樹脂成形温度に加熱溶融化するように構成されている。
ここで、加熱溶融化された樹脂材料６である溶融樹脂１８が、プランジャ１７を上方向に摺動してキャビティ１５に嵌装セットされた該チップ４とワイヤ８とを樹脂封止するのには、ポット１６と連通し且つ図例におけるポット１６の下型面１２における左右水平方向に形成されたランナ１９から、下型２と中間型３とが型締めすることにより各ランナ１９と連通し且つ各キャビティ１５底面の略中央部と連通して垂直方向に下型側金型面１４を貫通して形成されたスプル２０を介して、キャビティ１５底面の略中央部から溶融樹脂１８が注入されてキャビティ１５内に溶融樹脂１８を注入充填するように構成されている。
このとき、上型１と中間型３との型締め時に、基板５は上型面１１に形成された基板セット用の凹所２１にセットされており、その凹所２１の水平部分と基板５の電子部品非装着面とが当接する底面を形成し且つ基板５を固定する固定部材２２が上型１に装設され構成されている。
【００１３】
さらに、本発明の特徴でもある中間型３の鉛直方向の長さ（厚み）に関係なく設けることができる、中間型３の所要形状（図例におけるキャビティ１５とスプル２０を示す）に対応して、自由に変形させ且つ均熱精度良く保持されたフレキシブルヒータ７Ｂを設けたことにある。
なお、このフレキシブルヒータ７Ｂには、中間型３である上型側中間部材２３Ａと下型側中間部材２３Ｂとが合体する部分の各略平面（合体部）上に備えるように構成されており、上型側及び下型側中間部材２３Ａ・２３Ｂから適宜に取付・取外しができるように構成されている。
この場合、フレキシブルヒータ７Ｂは、下型側中間部材２３Ｂの合体部上に当該ヒータ７Ｂを組み込むための組込部を形成され、その組込部に当該ヒータ７Ｂは備えられているが、上型側及び下型側中間部材２３Ａ・２３Ｂ間に空間部を形成したり、或いは、上型側及び下型側中間部材２３Ａ・２３Ｂのいずれか一方か両方における合体部に当該ヒータ７Ｂを組み込むようにしてもよい。
また、図２で示すように、例えば、中間型３の所要形状であるキャビティ１５とスプル２０との形状に対応したうえに、下型２に形成されたポット１６やランナ１９の形状に応じて、フレキシブルヒータ７Ｂを自由に変形させて均熱精度良く配置しており、図例では、一本のフレキシブルヒータ７Ｂにて中間型３の略平面上に備えられているが、任意の本数で、平面上でなくても中間型３の厚みの範囲内で適宜に配置して、自由に形状を変更して実施してもよい。
つまりは、樹脂成形温度に金型を効率良く加熱できるのであれば、中間型３に限定することなく、例えば、上型１や下型２にフレキシブルヒータ７Ｂを組み込む金型構造にしてもよい。
また、任意の金型構造における鉛直方向の長さ（厚み）が薄くなる場合においても、加熱手段７としてフレキシブルヒータ７Ｂを設けるようにしてよい。
従って、フレキシブルヒータ７Ｂを金型１・２・３の所要形状に対応して、鉛直方向の長さ（厚み）が非常に薄くなった、少なくとも中間型３に組み込むことができるので、樹脂成形温度に瞬時に加熱され余分な消費電力を効率良く低減でき対応することができる。
【００１４】
ここで、本発明に係る電子部品の樹脂封止成形装置に搭載された前述した金型１・２・３を用いて、成形前基板９を樹脂材料６にて樹脂封止する成形方法について、以下に説明する。
【００１５】
まず、図１に示すように、金型１・２・３が型開きした状態で、一体型の成形材料供給機構にて、成形前基板９の樹脂成形体１０側を下方向に向けて中間型３の上型側金型面１３の所定位置であるキャビティ１５の直上部に供給すると略同時に、下型面１２の所定位置であるポット１６の直上部にタブレット樹脂である樹脂材料６を供給する。
【００１６】
次に、図示していないが、成形前基板９の樹脂成形体１０がキャビティ１５へ嵌装セットされるのと略同時に、樹脂材料６もプランジャ１７天面に載置されると共に、樹脂材料６の上面が下型面２よりも突出しないようにポット１６内に嵌装セットされる。
このとき、下型２におけるカートリッジヒータ７Ａや上下型１・２との間に固定されて金型外部へ進退しない中間型３におけるフレキシブルヒータ７Ｂにより樹脂成形温度近傍まで金型を加熱して、樹脂材料６を加熱溶融化する。
【００１７】
次に、図示していないが、可動する下型２が上動して下型面２と下型側金型面１４とが当接して下型２と上下可動自在な中間型３とが型締めし、次に、下型２と中間型３とが型締め状態で、下型２と中間型３とが上動して上型面１１と上型側金型面１３とが当接して、中間型３と固定された上型１とが型締めする、つまりは、金型１・２・３が完全に型締め状態となる。
このとき、前述した加熱手段７（カットリッジヒータ７Ａ・フレキスブルヒータ７Ｂ）により樹脂成形温度にまで金型を加熱して、樹脂材料６を加熱溶融化して溶融樹脂１８を形成する。
また、基板５を上型１における凹所２１にセットして固定部材１８で基板５を固定すると共に、基板５を上型面１１と上型側金型面１３とで狭持しない状態で上型１と中間型３とが型締めされる。
なお、凹所２１については、中間型３の上型側金型面１３に設けるようにしてもよく、前述したように、基板５を上型面１１と上型側金型面１３とで狭持しない状態で上型１と中間型３とが型締めする。
【００１８】
次に、図３（１）に示すように、金型１・２・３が型締めした状態で、ポット１６内にある溶融樹脂１８をプランジャ１７が上方向に摺動するのと同時に、その溶融樹脂１８がランナ１９からスプル２０を通ってキャビティ１５底面の略中央部からキャビティ１５内へ注入されて、キャビティ１５内に嵌装された該チップ４とワイヤ８とを完全に封止して樹脂成形体１０を成形すると共に、プランジャ１７にて注入された溶融樹脂１８がキャビティ１５内に完全充填される。
【００１９】
次に、図示していないが、図３（１）の状態を保持したままで、樹脂通路部分（ランナ１９・スプル２０）と樹脂成形体１０との溶融樹脂１８が硬化するのに必要な所要時間経過後に、硬化された樹脂成形体１０（硬化樹脂２６）を形成された樹脂成形済基板２４（製品）とその硬化樹脂２６に連通して硬化した樹脂通路部分（硬化樹脂通路部２７）とが形成される。
【００２０】
次に、図３（２）に示すように、硬化樹脂２６と硬化樹脂通路部２７とを金型内でディゲートする、つまりは、上型１と中間型３とは型締めした状態（樹脂成形済基板２４を上型１と中間型３とで固定した状態）で、下型２のみが下動するのと略同時に、硬化樹脂通路部２７のスプル２０先端と硬化樹脂２６との接合部２５がディゲートされて、下型面２のランナ２０上に硬化樹脂通路部２７のみが載置した状態で下型２が型開きする。
【００２１】
次に、図示していないが、下型２が図１に示す完全に型開き状態までに、下型面１２に載置された硬化樹脂通路部２７のスプル２０先端に、中間型３の下型側金型面１４が接触しない速度で、且つ、下型２が下動する速度よりも遅く、中間型３を下動すると共に、中間型３のキャビティ１５内に樹脂成形済基板２４の硬化樹脂２６を嵌装した状態で、上型１と中間型３とを型開きする、つまりは、図１で示す金型１・２・３が完全に型開きした状態となる。
【００２２】
次に、図３（３）で示すように、金型１・２・３が完全に型開きした状態で、中間型３の上型側金型面１３の所定位置であるキャビティ１５の直上部へ樹脂成形済基板２４の硬化樹脂２６側を下方向に向けたままで取出すと略同時に、下型面１２のランナ２０に載置された硬化樹脂通路部２７を直上部に取出す。
このとき、金型より樹脂成形済基板２４と硬化樹脂通路部２７とである成形後材料を取出す場合は、前述した一体型の成形材料供給機構と同様に構成された一体型の成形後材料取出機構（図示しない）で成形後材料を略同時に取出す。
【００２３】
即ち、少なくとも中間型３の所要形状に対応して、自由に変形させ且つ均熱精度良く保持されたフレキシブルヒータ７Ｂを設けることにより、樹脂成形温度に効率良く加熱して、ヒータの消費電力を効率良く低減できる、電子部品の樹脂封止成形方法及び装置を提供することができる。
【００２４】
また、成形前基板９としては、図示していないが、例えば、基板５上の所定箇所に配列された該チップ４と基板５側と該チップ４とを電気的に接続する複数個のバンプとを構成した成形前基板９（フリップチップ基板）を用いてもよいし、樹脂材料６については、液状樹脂・顆粒樹脂・粉末樹脂等の任意の樹脂材料６でも、形状・寸法・材料等を変更して対応してよい。
【００２５】
また、成形後材料については、図４（１）に示すように、実施例における金型構造を除いた樹脂成形済基板２４と硬化樹脂通路部２７とが接合した状態を示してあって、単数個のキャビティ１５内に嵌装された単数個の該チップ４を樹脂封止しているが、図４（２）・図４（３）・図４（４）で示すように、例えば、複数個のキャビティ１５内に単数列で複数個や複数列で複数個の該チップ４を樹脂封止するようにしてもよい。
また、樹脂通路部分の接合部２５を樹脂成形体１０の略中央部ではなく、図４（４）で示すように、キャビティ１５側面である任意のキャビティ１５表面に非接触状態で設けたり、或いは、図４（３）で示すように、該チップ４装着側の基板５上に樹脂通路部分を接触状態で設けるようにしてもよい。
【００２６】
また、本実施例におけるの金型１・２・３については、樹脂通路部分を通して加熱溶融化された樹脂材料６をキャビティ１５内に注入充填するトランスファー成形を採用しているが、キャビティ１５内に加熱溶融化された樹脂材料６を予め準備した状態で成形前基板９を上型面１１の所定位置に供給セットして樹脂成形体１０側を下方向に向けて浸漬させる樹脂通路部分を有さない基板浸漬成形にて樹脂成形してもよい。
また、本実施例でのトランスファー成形と前記基板浸漬成形とにおいても、金型１・２・３の型締め時に、少なくとも加熱溶融化された樹脂材料６と接触する金型面を外気遮断状態にして外気遮断範囲を形成して外気遮断範囲内の空気を強制的に吸引排出する真空成形を併用したり、或いは、上型面１１と上型側金型面１３との間（上部領域）と下型側金型面１４と下型面１２との間（下部領域）とにおける少なくとも一方の領域に離型フィルムを供給する離型フィルム供給機構（図示しない）を設けてフィルム成形を併用して樹脂成形してもよい。
【００２７】
また、本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に変更・選択して採用できるものである。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、少なくとも中間型の所要形状に対応して、自由に変形させ且つ均熱精度良く保持されたフレキシブルヒータを設けることにより、樹脂成形温度に効率良く加熱して、ヒータの消費電力を効率良く低減できる、電子部品の樹脂封止成形方法及び装置を提供するという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る樹脂封止成形装置の概略縦断面図である。
【図２】図２は、図１に対応する中間型を上から見た平面図である。
【図３】図３は、図１に対応する前記金型の拡大概略縦断面図である。
【図４】図４は、本発明に係る成形後材料の概略拡大斜視図である。
【符号の説明】
１  上型
２  下型
３  中間型
４  半導体チップ
５  基板
６  樹脂材料
７  加熱手段
７Ａ  カートリッジヒータ
７Ｂ  フレキシブルヒータ
８  ワイヤ
９  成形前基板
１０  樹脂成形体
１１  上型面
１２  下型面
１３  上型側金型面
１４  下型側金型面
１５  キャビティ
１６  ポット
１７  プランジャ
１８  溶融樹脂
１９  ランナ
２０  スプル
２１  凹所
２２  固定部材
２３Ａ  上型側中間部材
２３Ｂ  下型側中間部材
２４  樹脂成形済基板
２５  接合部
２６  硬化樹脂
２７  硬化樹脂通路部
【図１】
2004253412.tif 000003
【図２】
2004253412.tif 000004
【図３】
2004253412.tif 000005
【図４】
2004253412.tif 000006