(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型、中型、及び下型を使用する成形プレスユニットを有し、半導体装置を樹脂封止成形する樹脂封止システムにおいて、
前記中型を成形プレスユニットの外に出し入れする中型搬送機構を複数有し、
前記複数の中型搬送機構によって複数の前記中型を同時に樹脂封止システム内を循環させることを特徴とする樹脂封止システム。
【請求項２】
予熱ユニット、中型クリーニングユニット、およびエジェクトプレスユニットを有し、前記中型搬送機構を用いて前記中型を、前記予熱ユニット、前記中型クリーニングユニット、および前記エジェクトプレスユニットのうち少くとも１つと前記成形プレスユニットとの間を循環することを特徴とする請求項１に記載の樹脂封止システム。
【請求項３】
前記中型に樹脂封止をするためのキャビティ、ゲートを有することを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂封止システム。
【請求項４】
前記下型にランナーを設けることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の樹脂封止システム。
【請求項５】
前記成形プレスユニットにエジェクト手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の樹脂封止システム。
【請求項６】
前記成形プレスユニットを複数有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の樹脂封止システム。
【請求項７】
前記エジェクトプレスユニットは、半導体装置とランナーとを別々にエジェクトすることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の樹脂封止システム。
【請求項８】
上型、中型、及び下型を使用する成形プレスユニットを用いて、半導体装置を樹脂封止成形する半導体装置の樹脂封止方法において、
前記中型を成形プレスユニットの外に出し入れする中型搬送機構を複数用い、
前記複数の中型搬送機構によって複数の前記中型を同時に循環させることを特徴とする半導体装置の樹脂封止方法。
【請求項９】
前記成形プレスユニットを複数用いることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の樹脂封止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置を樹脂封止成形するため等に用いられる樹脂封止システムに関し、特に、上型、中型、および下型の三型を用いる樹脂封止システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の樹脂封止システムは、半導体装置の複数の製造工程のうちの、ウエハから切り出された半導体チップをモールド樹脂で封止する工程で用いられる。半導体装置を高効率に製造するために、この樹脂封止工程のさらなる高効率化が要求されている。
【０００３】
より具体的には、樹脂封止工程は、樹脂封止された被封止物離型工程、ランナーゲート離型工程、および中型クリーニング工程等に細分される。樹脂封止工程のさらなる高効率化を図るためには、これら複数の工程を自動的かつ迅速に行うことが必要である。
【０００４】
図６を参照して、一般に、この種の樹脂封止システムは、上型６０２、中型６０１、および下型６０３を使用する。中型６０１は、上型６０２および下型６０３それぞれにリンク６０４を介して結合されている。中型６０１は、上型６０２および下型６０３の動作に応じて動作する。
【０００５】
また、特開平９ー１５３５０６号公報および特開平６ー３１４７１７号公報には、本発明同様に、上型、中型、および下型の三型構成が開示されている。図７に、特開平６−３１４７１７号公報の代表図を引用し、その内容を説明する。
【０００６】
図７は、特開平６−３１４７１７号公報の離型荷重測定用金型を説明する図であり、このうち（ａ）はその全体斜視図、（ｂ）は側断面図である。
【０００７】
図示のように離型荷重測定用金型は、上型７０１と中型７０２と下型７０３とから構成されている。
【０００８】
まず、上型７０１には、例えば台形円錐状の樹脂注入孔７０４が設けられており、これはトランスファ成形機７０５の樹脂投入孔７０６に連通している。
【０００９】
また中型７０２には、ランナ−７０７、ゲート７０８とともにキャビティ７０９が設けられており、ランナ−７０７とキャビティ７０９とはゲート７０８を介して連通している。
【００１０】
ここで、この離型荷重測定用金型を用いた離型荷重測定方法について説明する。
【００１１】
まず、中型７０２の上下面に上型７０１と下型７０３とを積層させた状態で例えばシリンダ等の加圧力により型締めし、この状態からトランスファ成形機７０５の樹脂投入孔７０６に例えば熱硬化性樹脂からなるモールド樹脂を投入する。
【００１２】
さらに、この投入したモールド樹脂を加熱溶融しながらゲート７０８を通して、キャビティ７０９内に注入する。
【００１３】
そして、キャビティ７０９と貫通孔７１２とにモールド樹脂７１６を充填し、これを加熱又は冷却などの熱的変化によって硬化させる。
【００１４】
その後、上型７０１と下型７０３とを型開きして中型７０２をだけ取り出し、図８に示すように、貫通孔７１２により成形した加圧部７１７に対して所定方向、すなわち図中矢印Ｂで示すように加圧部７１７の露出表面からキャビティ７０９側に向けて、例えばばね秤等の測定器により荷重を加える。
【００１５】
そして、加圧部７１７に加えた荷重によりキャビティ７０９の側面７１０と平面７１１の双方に密着したモールド樹脂７１６を中型７０２から離脱させ、このときの上記測定器の目盛りを読み取ることで、モールド樹脂７１６が中型７０２から離脱する際の荷重を測定する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した例をも含め、従来のこの種の樹脂封止システムにおいては、次のような問題点がある。
【００１７】
中型には中空ゲートを採用している。このため、ゲート部のイジェクト機構を成形プレスユニット内に設けるのは物理的には可能であるが、一連の樹脂封止工程の手順およびその効率（インデックスとも呼ばれる）や装置コストを考えると現実的ではない。即ち、大量生産設備には不適である。
【００１８】
また、一回の樹脂封止毎に金型上に残存するバリカスを除去するために、通常、クリーニング機構を設けているが、三型構成では、このクリーニング機構が複雑化し、上記同様にインデックスや装置コストを考えると現実的ではなく、大量生産設備には不適である。
【００１９】
さらに、従来の三型構成では、各々の金型を前述のごとくリンクにより固定しているため、メインテナンス作業にかなりの時間を要し、生産性が低下するというデメリットが発生する。
【００２０】
また、図７で説明した特開平６−３１４７１７号公報の離型荷重測定用金型は、型を上、中、下の３つに分けて、中型にキャビティを設けているが、搬送機構が容易につかみ易いような加工は無く、搬送機構で、上型、下型の外へ出し入れすることはできない。
【００２１】
それ故、本発明の課題は、低コストかつ高効率に樹脂封止を行うことができる樹脂封止システムを提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上型、中型、及び下型を使用する成形プレスユニットを有する樹脂封止システムにおいて、前記中型を成形プレスユニットの外に出し入れする中型搬送機構を有する事を特徴とする樹脂封止システムが得られる。
【００２３】
本発明によればまた、予熱ユニット、中型クリーニングユニット、エジェクトプレスユニットを有し、前記中型搬送機構を用いて中型を、前記予熱ユニット、前記中型クリーニングユニット、前記エジェクトプレスユニットのうち少くとも１つと前記成形プレスユニットとの間を循環する前記樹脂封止システムが得られる。
【００２４】
本発明によればさらに、前記中型に樹脂封止をするためのキャビティ、ゲートを有すること前記樹脂封止システムが得られる。
【００２５】
また、本発明によれば、前記中型搬送機構を複数有することを特徴とする前記樹脂封止システムが得られる。
【００２６】
さらに、本発明によれば、前期下型にランナーを設けることを特徴とする前記樹脂封止システムが得られる。
【００２７】
また、本発明によれば、前記中型を複数有することを特徴とする前記樹脂封止システムが得られる。
【００２８】
また、本発明によれば、前記成形プレスユニットにエジェクト手段を有することを特徴とする前記樹脂封止システムが得られる。
【００２９】
さらに、本発明によれば前記成形プレスユニットを複数有する前記樹脂封止システムが得られる。
【００３０】
その上本発明によれば前記エジェクトユニットは、被封止物とランナーとを別々にエジェクトすることを特徴とする前記樹脂封止システムが得られる。
【００３１】
【作用】
本発明による樹脂封止システムは、中型を上型および下型から完全フリー化して、中型クリーニング機構およびゲートイジェクト機構を成形プレスユニット外に配置し、中型を、搬送用ハンドにて、エジェクトプレスユニット、中型クリーニングユニット、および中型予熱ユニットの各ユニットを中型が循環しながら樹脂封止成形を実施することで、インデックスや装置コストを従来並に抑えることで、自動化可能な大量生産設備の実用化が可能となった。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の一形態による樹脂封止システムを説明する。
【００３３】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１による樹脂封止システムは、上型、中型、および下型を使用する成形プレスユニットを有している。
【００３４】
図１（ａ）を参照して、成形プレスユニット１０４には、上型１０２および下型１０３が固定されており、中型１０１は、上型１０２および下型１０３には固定されずに、フリーである。尚、図１（ａ）において、符号１０９は、ランナーを示している。
【００３５】
図１（ｂ）に中型の斜視図を示す。図１（ｂ）を参照して、中型１０１には、樹脂封止部を形成するキャビティ部１０５および樹脂注入用のゲート部１０６、タブレットの通過口１０７が設けられている。上型は中型のキャビティ１０５を覆う蓋の役割を果している。下型１０３には、封止材としてのタブレット状のエポキシ樹脂を投入するポット１０８が設けられている。
【００３６】
さらに、この中型には、中型搬送機構が中型を確実にキャッチし、固定するために搬送機構のハンドが確実につかめるような、例えば、切り欠き、ノッチのような加工がしてある。
【００３７】
この加工は、中型の内部につめが入り込むような加工でもよいし、中型に取ってのような、部品をつけるような形でも良い。
【００３８】
図１および図２を参照して、本システムは、システム全体の支持フレームと、被封止物としてのペレットとリードフレームをセットするインプットマガジンバッファユニット２０１と、被封止物を配列するターンテーブルユニット２０２と、樹脂封止材であるタブレットを供給するタブレット供給ユニット２０３と、ターンテーブルユニット２０２上の被封止物とタブレット供給部から供給されるタブレットを受け取るローダーキャリア２０４と、中型１０１を予熱する中型予熱ユニット２０５と、成形プレスユニット１０４と、中型１０１を搬送する中型オフローダ２０６と、中型１０１を清掃する中型クリーニングユニット２０７と、封止成形された被封止物を中型１０１から分離すると共に、ランナーゲートを中型１０１から分離するエジェクトプレスユニット２０８と、中型１０１から分離された封止後最終被封止物を搬送する搬送コンベア２０９と、最終被封止物を収納するマガジンユニット２１０とを有している。尚、中型オフローダ２０６は、中型搬送用ハンドの一部として機能する。
【００３９】
本実施の形態では、中型にランナーを設けているが、下型に設けても良い。下型にランナーを設け、中型にキャビティとゲートを設けると中型の構造が簡単になり、中型を作りやすく、エジェクトプレスユニット２０８にランナーゲートの分離機構を設けなくても良いというメリットがある。
【００４０】
次に、図１および図２を参照して、本システムによる樹脂封止工程を説明する。
【００４１】
まず、被封止物であるペレットは、インプットマガジンバッファユニット２０１にセットされる。一方、封止材であるエポキシ樹脂のタブレットは、タブレット供給部２０３にセットされる。
【００４２】
被封止物は、矢印Ｆ２１および矢印Ｆ２２のようにインプットマガジンバッファユニット２０１によって排出され、ターンテーブルユニット２０２に１枚毎に整列される。その間、タブレットは、分配され、ローダーキャリア２０４に装填される。
【００４３】
次に、ターンテーブルユニット２０２に整列された一対の被封止物は、矢印Ｆ２３のように中型予熱ユニット２０５に予めセットされている中型１０１上に、ローダーキャリア２０４によって搬送され、セットされる。
【００４４】
以降、エジェクトプレスユニット２０８で、中型から被封止物が中型からは取り上げられるまで、被封止物は中型にセットされたまま各ユニットの中を循環する。
【００４５】
中型予熱ユニット２０５にて１８０℃付近に温められた中型１０１および中型１０１上の被封止物は共に、中型オフローダ２０６にて矢印Ｆ２４のように成形プレスユニット１０４の下型１０３に搬送され、セットされる。
【００４６】
この後、ローダーキャリア２０４にて下型１０３にセットされた中型１０１の上方から、タブレットが投入される。
【００４７】
下型１０３は、上昇され、上型１０２および中型１０１と共に、ある一定の圧力にクランプされる。
【００４８】
下型１０３に装備されている図示しない射出ユニットによって射出成形される。
【００４９】
樹脂封止完了後、中型１０１は、中型オフローダ２０６にて樹脂封止された被封止物（樹脂封止された被封止物）と共に、下型１０３から矢印Ｆ２５のように取り出される。
【００５０】
取り出された中型１０１および樹脂封止された被封止物は、矢印Ｆ２６のように中型オフローダ２０６に移送された後に、矢印Ｆ２７のように中型オフローダ２０６によってエジェクトプレスユニット２０８にセットされる。
【００５１】
前記エジェクトプレスユニット２０８にて、先ず樹脂封止された被封止物と中型１０１の分離し、被封止物を図示しないアームで取り上げ、搬送コンベア２０９まで運び、被封止物を搬送コンベア２０９により収納マガジンユニット２１０に矢印Ｆ２８および矢印Ｆ２９のように収納する。その後、中型１０１とランナーゲートの分離が実施される。
【００５２】
中型の各ユニット間の搬送ハンド（中型搬送機構）は図示していないが、フォークリフトの様に下から中型をすくいあげるタイプ、上から中型をつかんで搬送するタイプ、中型の側面に穴をあけて、棒状のものを用いて挿し込んで上げるタイプなどいろんなタイプのものでも使える。
【００５３】
以上の工程を繰り返し行うことにより樹脂封止工程が実施される。
【００５４】
［実施の形態２］
本発明の実施の形態２による樹脂封止システムは、上型および下型ならびに２個の中型を使用する成形プレスユニットを有している。
【００５５】
図１および図３を参照して、成形プレスユニット１０４には、上型１０２および下型１０３が固定されており、２個の中型（第１のおよび第２の中型）１０１（図１には、一方の中型１０１のみ図示）は、上型１０２および下型１０３には固定されずに、フリーである。
【００５６】
第１の中型１０１は、中型予熱ユニット２０５にて待機する一方、第２の中型１０１はエジェクトプレスユニット２０８にて待機される。
【００５７】
第１の中型１０１は、中型オフローダ２０６によって、中型予熱ユニット２０５から成形プレスユニット１０４に搬送セットされる。
【００５８】
この際に、第２の中型１０１は、矢印Ｆ３５のように動作し、専用の中型クリーニングユニット２０７にセットされ、中型クリーニングユニット２０７内を矢印Ｆ３６および矢印Ｆ３７のように前後に動かされ、清掃される。
【００５９】
清掃後に、矢印Ｆ３８のように動作し、中型予熱ユニット２０５に中型オフローダ２０６により搬送セットされ、ローダーキャリア２０４に搬送される被封止物を受け取り待機する。
【００６０】
第１の中型１０１によって樹脂封止完了後、矢印Ｆ３２〜矢印Ｆ３４の通りに、エジェクトプレスユニット２０８へ移動し、樹脂封止された被封止物が第１の中型１０１から分離されると共に、ランナーゲートが第１の中型１０１から分離される。
【００６１】
一方、第２の中型１０１は、第１の中型１０１が成形プレスユニット１０４より中型オフローダ２０６により取り出されエジェクトプレスユニット２０８に受け渡した後に、矢印Ｆ３１のように中型オフローダ２０６により成形プレスユニット１０４に搬入セットされる。
【００６２】
第２の中型１０１が成形プレスユニット１０４にて樹脂封止されている最中に、第１の中型１０１は、矢印Ｆ３５のように動作し、専用の中型クリーニングユニット２０７にセットされ、矢印Ｆ３６および矢印Ｆ３７のように前後に動作し、清掃される。
【００６３】
清掃後、第１の中型１０１は、矢印Ｆ３８のように動作し、中型予熱ユニット２０５に待機し、被封止物をローダーキャリア２０４より受け取る。
【００６４】
以上の工程の繰り返しにより、第１および第２の中型１０１がシステム内を循環しながら、交互に樹脂封止を実施していく。
【００６５】
図１および図４を参照して、以上説明した樹脂封止工程中の、成形プレスユニット１０４の詳細な動作を説明する。
【００６６】
矢印Ｆ４１に示すように、成形プレスユニット１０４の下型１０３に予めセットされている中型１０１を中型オフローダ２０６によりセットした後に、被封止物が予めセットされた中型１０１を下型にセット後に、タブレット４０１を下型１０３のポットブロック４０２に投入する。
【００６７】
矢印Ｆ４２に示すように、下型１０３が上昇して中型１０１を介して上型１０２に対して所定の圧力にて押圧保持された後に、プランジャー４０３が上昇することによりタブレット４０１を射出して中型１０１に設けられたランナー４０５およびゲート４０６を介して中型１０１に形成されているキャビティ部４０４へ樹脂の充填およびキュアが実施される（射出成形）。
【００６８】
矢印Ｆ４３に示すように、上記動作後、下型１０３および中型１０１が下降して金型が開いた状態となる。
【００６９】
矢印Ｆ４４に示すように、型開き後に、下型１０３に設けられたエジェクター機構４０７により中型１０１およびランナー４０５およびゲート４０６が下型１０３より同時に引き剥がされ離型が実施される。
【００７０】
以上の工程の繰り返しにより、成形プレスユニット１０４での成形動作が第１および第２の中型１０１にて交互に実施される。
【００７１】
図１および図５を参照して、以上説明した樹脂封止工程中の、エジェクトプレスユニット２０８の詳細な動作を説明する。
【００７２】
成形プレスユニット１０４で下型１０３より離型された中型１０１はランナー４０５およびゲート４０６と被封止物５０６が密着した状態で中型オフローダ２０６により、エジェクトプレスユニット２０８へ搬送され下型５０２へセットされる（矢印Ｆ５１）。
【００７３】
セットされた中型１０１からイジェクター機構５０５により先ず被封止物５０６のみを引き剥がし離型させる（矢印５２）。
【００７４】
次に、離型させた被封止物５０６を取り出す（矢印Ｆ５３）。
【００７５】
次に、ゲート抜きピン５０４およびパンチ５０３を備えた上型５０１により中型１０１に形成されているゲート部４０６およびランナー部４０５を突き落としにより排出する。
【００７６】
以上の工程の繰り返しによりイジェクトプレスユニットでの動作を第１および第２の中型１０１にて交互に実施される。
【００７７】
また、以上の実施の形態は、１つの成形プレスユニットに対して、１つの中型あるいはニつの中型を使用していたが、本発明はこれらの実施例に限定させるものではなく、複数の成形ユニットと複数の中型を用いて、それらを重複することなく搬送ハンドで搬送することにより、より効率的に樹脂封止作業を自動で行うことができる。
【００７８】
【発明の効果】
本発明による樹脂封止システムは、インデックスや装置コストを従来並に抑えることができ、自動的大量生産を実現できる。よって、低コストかつ高効率に樹脂封止を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）ならびに（ｂ）は、本発明の実施の形態による樹脂封止システムのうちの成形プレスユニットを示す側面図ならびに中型の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１による樹脂封止システムによる樹脂封止工程を説明するための、樹脂封止システムの上面図である。
【図３】本発明の実施の形態２による樹脂封止システムによる樹脂封止工程を説明するための、樹脂封止システムの上面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態２による樹脂封止システムによる樹脂封止工程を説明するための、樹脂封止システムのうちの成形プレスユニットの側面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態２による樹脂封止システムによる樹脂封止工程を説明するための、樹脂封止システムのうちのエジェクトプレスユニットの側面図である。
【図６】従来の樹脂封止システムに使用される上型、中型、および下型の組み合わせを示す側面図である。
【図７】特開平６−３１４７１７号公報の離型荷重測定用金型を説明するための図である。
【図８】特開平６−３１４７１７号公報の離型荷重測定用金型を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１    中型（第１の中型、第２の中型）
１０２、５０１    上型
１０３、５０２    下型
１０４    成形プレスユニット
１０５    キャビティ部
１０６    ゲート部
１０７    タブレットの通過口
１０８    ポット
１０９    ランナー
２０１    インプットマガジンバッファユニット
２０２    ターンテーブルユニット
２０３    タブレット供給ユニット
２０４    ローダーキャリア
２０５    中型予熱ユニット
２０６    中型オフローダ
２０７    中型クリーニングユニット
２０８    エジェクトプレスユニット
２０９    搬送コンベア
２１０    マガジンユニット
４０１    タブレット
４０２    ポットブロック
４０３    プランジャー
４０５    ランナー
４０６    ゲート
４０４    キャビティ部
５０３    パンチ
５０４    ピン
５０５    イジェクター機構
５０６    被封止物
６０１    中型
６０２    上型
６０３    下型
６０４    リンク
７０１    上型
７０２    中型
７０３    下型
７０４    樹脂注入孔
７０５    トランスファ成形機
７０６    樹脂投入孔
７０７    ランナー
７０８    ゲート
７０９    キャビティ
７１０    側面
７１１    平面
７１２    貫通孔
７１６    モールド樹脂
７１７    加圧部
【図１】
0004574059.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004574059.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004574059.tif 000008
【図８】
0004574059.tif 000009