(57)【要約】【課題】ハンドリング性に優れたタブレット樹脂を用いた場合でも樹脂量の微調整を可能とする。【解決手段】タブレット状の封止用樹脂ＴＢを密閉空間で破砕して破砕樹脂とする破砕機構１１０と、該破砕機構１１０の後段に配置される計量カップ１５０への前記破砕樹脂の供給を制御する制御機構１２０と、計量カップ１５０に供給された前記破砕樹脂の量を求める計量機構１３０と、を備えて半導体圧縮成形用樹脂の計量装置１００を構成する。【選択図】図１
2007290130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タブレット状の封止用樹脂を密閉空間で破砕して破砕樹脂とする破砕機構と、
該破砕機構の後段に配置される容器への前記破砕樹脂の供給を制御する制御機構と、
前記容器に供給された前記破砕樹脂の量を求める計量機構と、を備えた
半導体圧縮成形用樹脂の計量装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御機構は、前記計量機構の計量結果に基づいて、前記破砕機構の運転を制御することで前記破砕樹脂の供給を制御する
ことを特徴とする半導体圧縮成形用樹脂の計量装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記制御機構は、前記容器の前段側に配置されたシャッタ部を備え、
前記計量機構の計量結果に基づいて、前記シャッタ部の開閉を制御することで前記破砕樹脂の供給を制御する
ことを特徴とする半導体圧縮成形用樹脂の計量装置。
【請求項４】
請求項１又は３において、
前記制御機構は、前記破砕機構と前記容器との間に配置され且つ前記破砕樹脂を一定量保持可能な保持部と、該保持部に保持されている前記破砕樹脂を検出可能な検出部と、を備え、
当該検出部の検出結果に基づいて、前記破砕機構の運転を制御することで前記保持部への前記破砕樹脂の供給を制御する
ことを特徴とする半導体圧縮成形用樹脂の計量装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記検出部は、前記保持部の少なくとも上下方向に異なる２点において、保持される前記破砕樹脂の有無を検出可能な検出部である
ことを特徴とする半導体圧縮成形用樹脂の計量装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記破砕樹脂の一単位当たりの重量は、封止成形品の圧縮方向の面積と、前記封止成形品の圧縮方向厚さの許容精度と、前記破砕樹脂の比重と、１未満の定数とを乗じた値以下となるように設定される
ことを特徴とする半導体圧縮成形用樹脂の計量装置。
【請求項７】
タブレット状の封止用樹脂を密閉空間で破砕する工程と、
破砕された破砕樹脂を計量する工程と、
前記破砕工程から３０分以内に、計量された前記破砕樹脂を用いて半導体を圧縮成形する工程と、を含む
半導体の圧縮成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体を樹脂により圧縮成形する樹脂封止の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体チップの樹脂封止方法として、圧縮成形方法が注目されている。この圧縮成形方法は、例えばトランスファー成形方法に比べて金型内での樹脂の流動が極めて少なく、又、流動する方向も半導体チップに形成された隣接するボンディングワイヤ同士を接触させる方向とは異なるため、ボンディングワイヤの切断や接触が少ないというメリットを有している。
【０００３】
このような圧縮成形を行う装置として、例えば、図４に示す樹脂封止装置３０が知られている（特許文献１参照）。この樹脂封止装置３０は、被成形品たる基板３４を圧縮成形する為の圧縮成形金型３１と、ホッパ２２から供給される粒状の樹脂（特許文献１にはこの粒状の例として、顆粒、造粒、粉状、タブレット打錠後破砕したものが挙げられている。）を収容するカップ２４と、カップ２４に収容された粒状樹脂を搬送して電子天秤１１で計量したり、樹脂投入部２１の投入容器２１Ｃに受け渡し可能なカップ搬送機構２５を備えている。投入容器２１Ｃに投入された樹脂は、樹脂投入部２１が駆動することによって、金型３１内へと運ばれて、封止される。
【０００４】
又、どのような成形方法で樹脂封止した場合でも、成形品には高いレベルでの成形精度が要求される。例えば、上で比較したトランスファー成形による場合には、金型外から溶融した樹脂を流し込んで成形するため、成形精度は金型に依存する。仮に多少の樹脂量の変動があっても、金型への樹脂の通路となる部分（カル部やランナ部）によって吸収される。又、余分な樹脂を排出ゲート側から排出させることで金型内の樹脂量を最適に調整することもできる。
【０００５】
しかしながら、圧縮形成の場合には、半導体チップ等の被成形品と共に金型内に予め計量した樹脂を投入し圧縮して封止するため、成形品の精度（特に厚みの精度）は投入する樹脂の量によって変動することになる。封止毎に必要となる樹脂の量が一定していれば問題は少ないが、金型での封止工程に先立って、何らかの不良がある半導体チップはラインから取り除かれてしまう。この取り除かれる半導体チップの量は一定でないため、圧縮成形による場合には封止直前にライン上に残った半導体チップの数等を検知して、当該検知したデータに基づいて樹脂量を決定し、樹脂を計量した上で金型内へと投入している。
【０００６】
これらのことから解るように、圧縮成形においては、投入される樹脂の量はできるだけ精度良く計量されて金型内へと投入されることが重要となる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２３１１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記樹脂封止装置３０においては、予めホッパ２２内に粒状の樹脂が一定量保持されており、当該粒状の樹脂が計量・搬送されて樹脂投入部２１を介して金型３１内へと投入される。
【０００９】
しかしながら、樹脂封止装置３０のように粒状の樹脂であれば、計量して樹脂量を調整できる単位がその粒状の樹脂１個単位に制限され、それ以上の精度で樹脂量を調整することが不可能となる。
【００１０】
一方で、特許文献１にも例示されていたような粉状の樹脂を使用したり、その他にも例えば液状の樹脂を用いることもでき、そのようにすれば樹脂量の微調整は可能である。しかし、これら粉状樹脂や液状樹脂は、樹脂自体が高価であることに加えて、保管条件が厳しい上にポットライフも短くハンドリング性に欠ける。特に、粉状の樹脂を金型のある室内（クリーンルーム）に持ち込むことは、周囲への飛散を誘発し、封止異常の原因ともなり得る。
【００１１】
本発明は、これらの問題点を解決するべくなされたものであって、低コスト且つハンドリング性の良いタブレット樹脂を利用でき、更に樹脂量を微調整することが可能な半導体圧縮成形用樹脂の計量装置及び圧縮成形方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、タブレット状の封止用樹脂を密閉空間で破砕して破砕樹脂とする破砕機構と、該破砕機構の後段に配置される容器への前記破砕樹脂の供給を制御する制御機構と、前記容器に供給された前記破砕樹脂の量を求める計量機構と、を備えて半導体圧縮成形用樹脂の計量装置を構成することで、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したことによって、コストが安くハンドリング性の優れたタブレット樹脂を使用できる。更に、密閉空間でタブレット樹脂を破砕することから、破砕樹脂が周囲に飛散することがなく、クリーンルーム環境を良好に維持することができる。更に、細かく破砕された破砕樹脂を計量するため、タブレットの１粒の樹脂量よりもさらに細かなレベルでの樹脂量の調整が可能となった。加えて、破砕した状態では樹脂自体の経時的な性状変化が著しく、従来はその取り扱いが極めて困難であったが、本発明によれば破砕後速やかに（例えば３０分以内に）圧縮成形工程に移行できるため、取り扱いの困難性も伴わない。
【００１４】
なお、本発明において、例えば、前記制御機構を、前記計量機構の計量結果に基づいて、前記破砕機構の運転を制御することで前記破砕樹脂の供給を制御するように構成したり、又、前記制御機構に、前記容器の前段側に配置されたシャッタ部を備え、前記計量機構の計量結果に基づいて、前記シャッタ部の開閉を制御することで前記破砕樹脂の供給を制御するように構成すれば、簡易な構成で破砕樹脂を必要量用意することが可能となる。
【００１５】
又、前記制御機構に、前記破砕機構と前記容器との間に配置され且つ前記破砕樹脂を一定量保持可能な保持部と、該保持部に保持されている前記破砕樹脂を検出可能な検出部（例えば、前記保持部の少なくとも上下方向に異なる２点において、保持される前記破砕樹脂の有無を検出可能な検出部）と、を備え、当該検出部の検出結果に基づいて、前記破砕機構の運転を制御することで前記保持部への前記破砕樹脂の供給を制御するように構成すれば、樹脂のポットライフの許す範囲内で常に一定量の破砕樹脂を用意しておくことができ、一時的に破砕樹脂の需要が増加した場合やタブレット樹脂を使いきった場合でも、直ちに破砕樹脂の供給が途切れることがなく、（樹脂封止装置の）運転効率に影響を与えることはない。
【００１６】
又、前記破砕樹脂の一単位当たりの重量を、封止成形品の圧縮方向の面積と、前記封止成形品の圧縮方向厚さの許容精度と、前記破砕樹脂の比重と、１未満の定数とを乗じた値以下となるように設定すれば、樹脂量に起因して、成形品の成形精度が許容範囲を超えることを防止できる。
【００１７】
なお、本発明は、タブレット状の封止用樹脂を密閉空間で破砕する工程と、破砕された破砕樹脂を計量する工程と、前記破砕工程から３０分以内に、計量された前記破砕樹脂を用いて半導体を圧縮成形する工程と、を含む半導体の圧縮成形方法として捉えることもできる。
【００１８】
なお、本明細書及び特許請求の範囲における「タブレット」とは、特定の形状をした粒状体を意味することは勿論であるが、その他にも、板状体、棒状体、不特定な塊状体などのものをも含む概念である。
【００１９】
又、「密閉空間」とは、破砕された樹脂が周囲に飛散しない程度に閉じられた空間を意味し、必ずしもシール機構等を備える完全密封空間である必要はない。
【００２０】
又、容器に供給された破砕樹脂の量を求める手法としては、供給された樹脂自体を計量する手法が含まれることは勿論として、その他にも、供給前と供給後の樹脂量の差を求めることで結果的に供給された樹脂量を計量する手法をも含む概念である。
【発明の効果】
【００２１】
タブレット樹脂を用いながら樹脂量の微調整が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態の一例である計量装置１００の構成図である。当該計量装置１００は、例えば、特許文献１記載の樹脂封止装置３０などのように、圧縮成形により半導体チップ等を樹脂封止する樹脂封止装置に搭載されて（又は別体として）使用されるものである。なお、本明細書においては樹脂封止装置全体の構成や作用の説明については省略する。
【００２４】
計量装置１００は、予めストックされているタブレット樹脂ＴＢを密閉空間で破砕して破砕樹脂とする破砕機構１１０と、この破砕機構１１０の後段（本実施形態においては次段）に位置する計量カップ（容器）１５０への破砕樹脂の供給を制御する制御機構１２０と、計量カップ１５０に供給された破砕樹脂を計量する電子天秤（計量機構）１３０とを備えて構成されている。
【００２５】
破砕機構１１０は、例えば、チップクラッシャー、カッターミルなどの各種の破砕機を必要に応じて適宜選定し使用することができる。但し、必要条件として、封止成形品の圧縮方向の面積と、封止成形品の圧縮方向厚さの許容精度と、破砕樹脂の比重と、予め設定した１未満の定数ａとを乗じた値のレベルにまでタブレット樹脂を破砕できることが求められる。例えば、成形品のパッケージ長さが１００ｍｍ、同幅が３５ｍｍの場合に、厚みの精度を０．０１ｍｍ（１０μｍ）とした場合であって、樹脂の比重が１．８、定数ａを１と仮定すると、１００×３５×０．０１×１．８×１＝６３ｍｇのレベルで破砕できる必要がある。
【００２６】
電子天秤１３０は、封止成形品の圧縮方向の面積と、封止成形品の圧縮方向厚さの許容精度と、破砕樹脂の比重と、予め設定した１未満の定数ａとを乗じた値の単位で測定することができる必要がある。ここでも、例えば、成形品のパッケージ長さが１００ｍｍ、同幅が３５ｍｍの場合に、厚みの精度を０．０１ｍｍ（１０μｍ）とした場合であって、樹脂の比重が１．８、定数ａが１と仮定すると、１００×３５×０．０１×１．８×１＝６３ｍｇの単位で計量できることが必要となる。
【００２７】
なお、定数ａは、好ましくは０．５以下とするのが良く、より好ましくは０．３以下とするのが良く、もっとも好ましくは０．１以下とするのが良い。定数ａが小さければ小さい程、より高精度に樹脂量を微調整できる。
【００２８】
制御機構１２０は、外部（例えば樹脂封止装置に備わる樹脂量算出部、図示しない。）から取得した封止に必要な樹脂量の情報（以下、「第１樹脂情報」という。）を一定時間保持しておくことができる。又、この第１樹脂情報と電子天秤１３０の計量結果（以下、「第２樹脂情報」という。）に基づいて、破砕機構１１０の運転を停止させることが可能である。又、停止させるだけでなく作動させる指令を発することができるような構成としても良い。
【００２９】
計量カップ１５０は、破砕樹脂を必要量保持することができる容器であればよく、必ずしもカップであることを要しない。
【００３０】
なお、タブレット樹脂ＴＢは、市販されている熱硬化性樹脂を制限無く使用することができ、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂などのタブレットを使用することができる。なお、熱硬化性樹脂であることが本発明の必須の構成要素となるのではなく、用途に応じて熱可塑性樹脂を利用することもできる。
【００３１】
次に、計量装置１００の作用について説明する。
【００３２】
制御機構１２０は、予め第１樹脂情報（封止に必要な樹脂量）を外部から取得している。この第１樹脂情報は、例えば封止単位毎に外部から取得している。
【００３３】
破砕機１１０によってタブレット樹脂ＴＢは破砕樹脂となり、後段に位置する計量カップ１５０に供給される。この計量カップ１５０は、電子天秤１３０上に載置されており、破砕樹脂の量をリアルタイムで計量している。
【００３４】
この計量値（第２樹脂情報）と第１樹脂情報の値とが予め設定した関係となった時（例えば、同一の値となった時、又、制御のタイムラグを考慮して第２樹脂情報の値が第１樹脂情報の値よりも所定分だけ小さな値となった時など）に、制御機構１２０から破砕機構１１０に対して停止命令が発せられる。この停止命令により破砕機構１１０は運転（破砕作業）を停止する。
【００３５】
計量カップ１５０内に既定量まで貯まった破砕樹脂は、図示せぬ搬送機構によって搬送される。
【００３６】
このように、当該計量装置１００においては、封止の直前までハンドリング性に優れたタブレット状態で樹脂を取り扱うことが可能となっている。又、エポキシ樹脂などは、破砕されるとポットライフが極端に短くなってしまうが、当該計量装置１００では、破砕された状態での時間（破砕してから金型において封止されるまでの時間）が３０分以内と短いため、この性状の変化の影響を受けることはない。さらに、破砕された破砕樹脂の一単位は、封止成形品の圧縮方向の面積と、封止成形品の圧縮方向厚さの許容精度と、破砕樹脂の比重と、予め設定した１未満の定数ａとを乗じた値に設定されているために、成形品の精度が許容値内に収まるように容易に計量・調整される。
【００３７】
次に、図２を用いて、本発明の他の実施形態について説明する。
【００３８】
図２は、本発明の実施形態の他の一例である計量装置２００の構成図である。なお、以降の説明では、前述の計量装置１００と同一又は類似する部分については数字下２桁が同一の符号を付するに留め、重複した構成及び作用の説明は省略する。
【００３９】
当該計量装置２００は、破砕機構２１０と計量カップ２５０との間にシャッタ２２２が設置されており、当該シャッタ２２２の開閉によって、破砕機構２１０から計量カップ２５０への破砕樹脂の供給を制限可能とされている。このシャッタ２２２は、制御機構２２０の一部を構成している。又、制御機構２２０は、電子天秤２３０の計量結果に基づいてシャッタ２２２の開閉を行っている。このように構成することで、破砕機構２１０自体を制御する必要がなく、市販されている破砕機をそのまま利用して破砕機構２１０を構成することが可能となる。
【００４０】
次に、図３を用いて、本発明の他の実施形態について説明する。
【００４１】
図３は、本発明の実施形態の更に他の一例である計量装置３００の構成図である。
【００４２】
計量装置３００は、上記計量装置１００及び計量装置２００を組み合わせ、更に、破砕樹脂を常に一定の範囲で保持しておくことが可能なホッパ３２４を備えて構成されている。より具体的には、予めストックされているタブレット樹脂ＴＢを破砕して破砕樹脂とする破砕機構３１０を備え、この破砕機構３１０と計量カップ３５０との間に破砕樹脂を保持可能なホッパ３２４が配置されている。当該ホッパ３２４は、入り口側（前段側）よりも出口側（後段側）の径が小さくなるような形状とされている。又、ホッパ３２４には、上下方向の異なる２点の位置に、ホッパ３２４内に保持される破砕樹脂の有無を検出可能な検出センサ（検出部）が配置されており、上部側の第１センサ３２６及び下部側の第２センサ３２８で構成される。これらのセンサ３２６、３２８は種々の形式のセンサを利用することができる。例えば、レーザ光源と光検出器をホッパ３２４に対して対向して配設して検出器を構成すれば構造も簡単で安価である。勿論その他にも赤外線を用いたセンサなど樹脂の有無を検出可能な限りにおいて際限なく使用可能である。この例では、第１センサ３２６が破砕樹脂を検出した時がホッパ３２４における破砕樹脂の最大保持量となり、一方、第２センサ３２８が破砕樹脂を検出できなくなる時がホッパ３２４における破砕樹脂の最小保持量となる。なお、検出部の構成はこのようなセンサに限定されるものではなく、その他にも、例えば、破砕樹脂を含めたホッパ３２４の重量をリアルタイムで計量できるような検出部として構成してもよい。
【００４３】
第１、第２センサ３２６、３２８の情報は、破砕機構３１０を制御する制御機構３２０Ａへと伝達可能とされており、当該情報に基づいて、制御機構３２０Ａから破砕機構３１０に対して作動／停止指令が発せられる構成とされている。
【００４４】
ホッパ３２４の後段側には計量カップ３５０が配置されている。さらにこの計量カップ３５０とホッパ３２４の間には、シャッタ３２２が設けられており、当該シャッタ３２２の開閉によってホッパ３２４から計量カップ３５０への破砕樹脂の供給がコントロールされている。なお、シャッタ３２２の開閉は、電子天秤３３０の計量結果に基づいてシャッタ３２２を制御する制御機構３２０Ｂによって制御されている。なお、計量装置３００では、破砕機３１０を制御する制御機構３２０Ａとシャッタ３２２を制御する制御機構３２０Ｂとで制御機構３２０を構成している。
【００４５】
計量装置３００は次のように作用する。
【００４６】
ホッパ３２４内に保持される破砕樹脂の量が減少し、第２センサ３２８によっても破砕樹脂を検出できなくなると、制御機構３２０Ａが破砕機構３１０に対してタブレット樹脂ＴＢを破砕するように指令を出す。一方、当該指令によりホッパ３２４内の破砕樹脂の保持量が増加し、第１センサ３２６が破砕樹脂を検出できるようになると、制御機構３２０Ａが破砕機構３１０に対してタブレット樹脂ＴＢの破砕を停止するように指令を出す。即ち、ホッパ３２４内には常に一定量の破砕樹脂が保持されることになる。この保持量は、破砕樹脂の需要やポットライフ等を考慮して適宜設定することが可能である。
【００４７】
このような構成を採用したことにより、樹脂のポットライフの許す範囲内で常に一定量の破砕樹脂を用意しておくことができ、一時的に破砕樹脂の需要が増加した場合やタブレット樹脂を使いきった場合でも、直ちに破砕樹脂の供給が途切れることがなく、樹脂封止装置の運転効率に影響を与えることはない。
【００４８】
なお、計量装置３００のようにホッパ（保持部）３２４を設けた場合には、当該ホッパ３２４自体を電子天秤３３０の代わりに計量機構として利用することも可能である。即ち、ホッパ３２４内に保持されている破砕樹脂を電子天秤３３０と同程度以上の精度で常時計量する構成とすれば、容器への破砕樹脂供給前の計量値から供給後の計量値を差し引いた値が供給された破砕樹脂の量となるから、この値と第１樹脂情報を基にシャッタ３２２の開閉を制御するような構成とすることも可能である。又、このような構成とした場合には、ホッパ３２４内の破砕樹脂の計量値を利用して破砕機３１０の制御を行うことも可能である。
【００４９】
又、上記では説明していないが、計量カップに破砕樹脂が必要以上に貯まってしまった場合には、破砕樹脂を取り除くことができる機構を併設してもよい。
【００５０】
又、当該計量装置１００、２００、３００により計量・調整された破砕樹脂は、図示せぬ搬送機構によって金型へと搬送・投入される。このとき、破砕樹脂のままで投入されたり、一旦シート状に形成された後に投入されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、半導体の樹脂封止装置に利用できることは勿論、樹脂を用いた各種成形品の成形装置にも利用可能である。特に微細な加工品には好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態の一例である計量装置の構成図
【図２】本発明の実施形態の他の一例である計量装置の構成図
【図３】本発明の実施形態の更に他の一例である計量装置の構成図
【図４】特許文献１に記載される計量装置を備えた圧縮成形樹脂封止装置
【符号の説明】
【００５３】
１００…計量装置
１１０…破砕機構
１２０…制御機構
１３０…電子天秤
１５０…計量カップ
ＴＢ…タブレット樹脂
【図１】
2007290130.tif 000003
【図２】
2007290130.tif 000004
【図３】
2007290130.tif 000005
【図４】
2007290130.tif 000006