(57)【要約】【課題】基板を安定して上型に吸着させながら、上型で吸着される基板の吸着側表面に樹脂が回り込むことを従来よりも低コストで防止できる。【解決手段】上型１１０と上型１１０に相対的に接近・離反可能な下型１３０とを有し、負圧により基板１０６を上型１１０に吸着して樹脂封止を行う樹脂封止装置１００において、上型１１０は上型離型フィルム１０２を吸着するフィルム吸着口１１６と基板１０６を吸着する基板吸着口１２０とを備え、上型１１０と基板１０６の間に上型離型フィルム１０２が配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金型と該第１金型に相対的に接近・離反可能な第２金型とを有し、負圧により被成形品を該第１金型に吸着して樹脂封止を行う樹脂封止装置において、
前記第１金型はフィルムを吸着するフィルム吸着口と前記被成形品を吸着する被成形品吸着口とを備え、
前記第１金型と前記被成形品の間に前記フィルムが配置される
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、
前記フィルムは前記被成形品吸着口に対応する位置に孔を有する
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項３】
請求項２において、更に、
前記孔を形成する孔開け機構を備える
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１金型に前記フィルムが吸着された状態で、前記孔開け機構により前記孔が形成される
ことを特徴とする樹脂封止装置
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記フィルムを前記第１金型に吸着した状態のままとして複数回の樹脂封止が行われる
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項６】
第１金型と該第１金型に相対的に接近・離反可能な第２金型とを用いて、負圧により被成形品を該第１金型に吸着して樹脂封止を行う樹脂封止方法において、
前記第１金型に設けられたフィルム吸着口でフィルムを吸着する工程と、
該第１金型に設けられた被成形品吸着口で前記被成形品を吸着して該フィルムを該被成形品と該第１金型とで挟む工程と、
を含むことを特徴とする樹脂封止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップの搭載された被成形品の樹脂封止を行う樹脂封止装置及び樹脂封止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体封止分野では、例えば特許文献１に示すような圧縮成形型の樹脂封止装置が用いられている。その樹脂封止装置１は、図３に示す如く、上型１０と上型１０に相対的に接近・離反可能な下型３０とを有し、負圧により基板６を上型１０に吸着して樹脂封止を行う。樹脂封止装置１においては、図示せぬ上型エア吸引機構でエアの負圧を発生させ、上型１０に設けられた図示せぬ吸着路を介して図示せぬ吸着口に負圧を伝達させ、基板６を吸着している。なお、符号４、８、３２、３２Ａ、３４、３６、３６Ａ、３８、５０はそれぞれ、下型離型フィルム、樹脂、圧縮型、加熱部材、ヒータ、枠型、貫通孔、ばね、キャビティを示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０５２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の樹脂封止装置１の構成で、例えばＳＯＮやＱＦＮに代表されるノンリードタイプの半導体パッケージを成形する場合には、露出側のリード面、即ち図３でいうと基板６の上型１０による吸着側表面６Ａに、樹脂封止の際に溶融した樹脂が回り込まないように予め耐熱テープを貼り付ける必要がある。しかしながら、耐熱テープは高価であり、更に耐熱テープを少なくとも吸着側表面６Ａのうちの特定の箇所（リードのある部分）に貼り付けるという工程を別に行う必要があることから、樹脂封止された基板６である成形品（半導体パッケージ）が高価になるおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、前記問題点を解決するべくなされたもので、基板などの被成形品を安定して金型に吸着させながら、金型で吸着される被成形品の吸着側表面に樹脂が回り込むことを従来よりも低コストで防止できる樹脂封止装置及び樹脂封止方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、第１金型と該第１金型に相対的に接近・離反可能な第２金型とを有し、負圧により被成形品を該第１金型に吸着して樹脂封止を行う樹脂封止装置において、前記第１金型がフィルムを吸着するフィルム吸着口と前記被成形品を吸着する被成形品吸着口とを備え、前記第１金型と前記被成形品の間に前記フィルムが配置されることにより、上記課題を解決したものである。
【０００７】
本発明では、第１金型と被成形品との間に離型フィルムを配置する構成としながら、フィルム吸着口と被成形品吸着口はそれぞれ、離型フィルムと被成形品を第１金型に吸着させる。このため、第１金型と離型フィルム、離型フィルムと被成形品との間に隙間が生じない。
【０００８】
なお、本発明は、第１金型と該第１金型に相対的に接近・離反可能な第２金型とを用いて、負圧により被成形品を該第１金型に吸着して樹脂封止を行う樹脂封止方法において、前記第１金型に設けられたフィルム吸着口でフィルムを吸着する工程と、該第１金型に設けられた被成形品吸着口で前記被成形品を吸着して該フィルムを該被成形品と該第１金型とで挟む工程と、を含むことを特徴とする樹脂封止方法とも捉えることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被成形品を安定して金型に吸着させながら、金型で吸着される被成形品の吸着側表面に樹脂が回り込むことを従来よりも低コストで防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の一例が適用された樹脂封止装置の模式図
【図２】樹脂封止の手順を示す模式図
【図３】従来の樹脂封止装置を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態の一例が適用された樹脂封止装置の模式図である。概略的な特徴について以下説明する。
【００１３】
樹脂封止装置１００は、図１に示す如く、上型１１０（第１金型）と上型１１０に相対的に接近・離反可能な下型１３０（第２金型）とを有し、負圧により基板１０６（被成形品）を上型１１０に吸着して樹脂封止を行う。ここで、上型１１０は、上型離型フィルム１０２（フィルム）を吸着するフィルム吸着口１１６と基板１０６を吸着する基板吸着口１２０（被成形品吸着口）とを備えている。そして、上型１１０と基板１０６の間に上型離型フィルム１０２が配置される。
【００１４】
なお、上型離型フィルム１０２は、下型離型フィルム１０４と同一の伸縮性のある材質で且つ同様に短冊状に形成されている。上型離型フィルム１０２は基板吸着口１２０の間の距離（ＸＹ方向いずれに対しても）を超える大きさとされており、上型離型フィルム１０２には基板吸着口１２０に対応する位置に孔１０２Ａが形成される。下型離型フィルム１０４は、樹脂封止した際の下型１３０と基板１０６との間に形成されるキャビティ１５０からの樹脂封止された基板１０６（成形品）の剥離性向上とキャビティ１５０の汚れの防止とをすることができる。基板１０６は例えばリードフレームであり、一方の表面には図示せぬ複数の半導体チップなどが搭載され、そこが樹脂封止のなされる領域とされている。なお、基板はガラスエポキシ基板であってもよい。そして、基板１０６の外周部分には、図示せぬ位置決め用の穴（ツーリングホール）等が設けられる。樹脂１０８は、所定の形状と重量で予備形成されている。
【００１５】
以下、詳細に構成を説明する。
【００１６】
樹脂封止装置１００は、図１に示す如く、図示せぬプレス装置の固定プラテンに固定された上型１１０と、固定プラテンに対して接近・離反可能な図示せぬプレス装置の可動プラテンに取付けられた下型１３０とを備える。また、樹脂封止装置１００は、図１に示す如く、孔開け機構１４０と、制御部１６０とを備える。更に、樹脂封止装置１００は、図示しないが、上型離型フィルム１０２を搬送し上型１１０に当接させる上型離型フィルム搬送機構と下型離型フィルム１０４を搬送し下型１３０に当接させる下型離型フィルム搬送機構（フィルム搬送機構と総称する）、フィルム吸着口１１６と基板吸着口１２０とに独立して負圧を生じさせる上型エア吸引機構、下型１３０に下型離型フィルム１０４を吸着するための負圧を生じさせる下型エア吸引機構、キャビティ１５０の内部を減圧する減圧機構、基板１０６を搬送して上型１１０に当接させる機構と樹脂封止された基板１０６を上型１１０から取り外して搬送する機構（基板搬送機構と総称する）、そして樹脂１０８をキャビティ１５０に配置させる機構（樹脂搬送機構）など、を備える。即ち、本実施形態の樹脂封止装置１００は、樹脂封止のための樹脂１０８が直接的にキャビティ１５０に供給される圧縮成形型とされている。
【００１７】
前記上型１１０の内部には、図１に示す如く、フィルム吸着路１１４と基板吸着路１１８とが別々に形成され、それぞれが上型１１０の外部の上型エア吸引機構に連通している。なお、必ずしもフィルム吸着路１１４と基板吸着路１１８とが別系統とされていなくてもよい。例えば上型エア吸引機構の吸引能力や上型離型フィルムと基板との重量比などから最適な流路の設計を行うことで、フィルム吸着路と基板吸着路とを相応に兼用させてもよい。フィルム吸着路１１４はフィルム吸着口１１６に接続されている。フィルム吸着口１１６は、ＸＹ方向で基板吸着口１２０の外側に設けられている。基板吸着路１１８は、基板吸着口１２０に接続されている。基板吸着口１２０は、基板１０６の外周部分であって、樹脂封止がなされる領域の外側に設けられている。また、上型１１０の内部には、図示せぬヒータが設けられており、所定の温度とするようにされている。
【００１８】
前記下型１３０は、図１に示す如く、圧縮型１３２と枠型１３６とを有する。圧縮型１３２は、ばね１３８を介して枠型１３６を支持している。圧縮型１３２には、ヒータ１３４が設けられており、所定の温度とするようにされている。枠型１３６には、貫通孔１３６Ａが形成されており、その内側に圧縮型１３２が嵌合されている。そのため、枠型１３６は、圧縮型１３２に対してＺ方向に移動可能とされている。なお、下型１３０にも図示せぬフィルム吸着路が形成されており、当該フィルム吸着路を介して図示せぬ下型エア吸引機構で発生する負圧により下型１３０の表面に下型離型フィルム１０４を吸着することができる。
【００１９】
前記孔開け機構１４０は、上型離型フィルム１０２に孔１０２Ａを形成する機構である。孔開け機構１４０は、ベース１４２とピン１４４とを備える。ベース１４２は、基板搬送機構や樹脂搬送機構と一体となっていても良いし、別とされていても良い。ピン１４４は、突起であり、基板吸着口１２０に対応するベース１４２上の位置に設けられている。このため、上型１１０に上型離型フィルム１０２が吸着された状態で、ベース１４２が上昇することで孔開け機構１４０により孔１０２Ａが形成される。なお、ピン１１４の先端を尖らせた形状とすると、孔１０２Ａはピン１４４により打ち抜かれるのではなく破られて形成される。このため、孔１０２Ａを形成する際に上型離型フィルム１０２からゴミが生じることを防止することができる。
【００２０】
前記制御部１６０は、プレス装置、孔開け機構１４０、フィルム搬送機構、上型エア吸引機構、下型エア吸引機構、減圧機構、基板搬送機構、及び樹脂搬送機構などの動作を全て自動で制御することができる。即ち、制御部１６０により、孔開け機構１４０の動作を含めて、基板１０６の樹脂封止が自動で行われる。なお、制御部１６０には図示せぬ入力部が接続されており、各種パラメータの設定と変更が可能とされている。このため、制御部１６０に設定されたパラメータにより、例えば上型離型フィルム１０２を上型１１０に吸着した状態のままとして複数回の樹脂封止を行うようにし、所定回数（その複数回）の樹脂封止後に上型離型フィルム１０２を交換することができる。
【００２１】
次に、樹脂封止装置１００による樹脂封止の手順について、図２を用いて説明する。
【００２２】
まず、上型離型フィルム１０２の使用回数を制御部１６０に設定する。
【００２３】
次に、上型１１０と下型１３０とが離反された型開き状態（図２（Ａ））において、上型離型フィルム１０２を上型離型フィルム搬送機構で、下型離型フィルム１０４を下型離型フィルム搬送機構でそれぞれ、上型１１０、下型１３０に配置する。そして、上型エア吸引機構を動作させ、フィルム吸着路１１４を介して上型１１０のフィルム吸着口１１６で上型離型フィルム１０２を吸着させる。また、下型エア吸引機構を動作させ、下型１３０に下型離型フィルム１０４を吸着させる。なお、この状態で、上型１１０と下型１３０は樹脂封止する際の一定の温度（例えば１７５度）とされている。
【００２４】
次に、孔開け機構１４０を動作させる。即ち、孔開け機構１４０を、上型１１０と下型１３０との間であって、ピン１４４が基板吸着口１２０に対峙するように移動させる（図２（Ｂ））。そして、孔開け機構１４０を上型１１０の方向（Ｚ方向）に、ピン１４４が基板吸着口１２０の内側に相応に挿入されるように移動させ、孔１０２Ａを形成する。孔１０２Ａの形成後にピン１４４を基板吸着口１２０から引き抜き、孔開け機構１４０を上型１１０と下型１３０との間から移動させる。
【００２５】
次に、基板搬送機構で基板１０６を基板吸着口１２０まで近づける。このとき、上型エア吸引機構により、基板吸着路１１８を介して上型１１０の基板吸着口１２０で基板１０６の吸着側表面１０６Ａを吸着して上型離型フィルム１０２を基板１０６と上型１１０とで挟む。結果として、上型１１０と基板１０６の間に上型離型フィルム１０２が配置される。また、下型離型フィルム１０４上のキャビティ１５０に樹脂搬送機構により樹脂１０８を配置する（図２（Ｃ））。
【００２６】
次に、下型１３０を上型１１０に接近させていく。すると、上型１１０と枠型１３６とが上型離型フィルム１０２と基板１０６と下型離型フィルム１０４を介して当接して、上型離型フィルム１０２と下型離型フィルム１０４と基板１０６とが固定される。そして、上型１１０と下型１３０とで密閉状態が構成される。
【００２７】
更に、上型１１０と下型１３０とを接近させていく。そして、キャビティ１５０の内部の樹脂が所定の圧力となった状態で、型締めを保持する（図２（Ｄ））。
【００２８】
次に、所定の時間経過後、上型１１０と下型１３０の型開きをする。そして、基板吸着路１１８の負圧を解除して、基板搬送機構で樹脂封止された基板１０６（成形品）を上型１１０から取り出す。
【００２９】
なお、上型離型フィルム１０２の使用回数が１回であれば、成形品の取り出し後にフィルム吸着路１１４の負圧も解除され上型離型フィルム１０２も上型１１０から取り外す。上型離型フィルム１０２の使用回数が複数回であれば、フィルム吸着路１１４の負圧は解除せずに、上型離型フィルム１０２を上型１１０に吸着したままとして次の樹脂封止を行う。その際には、上述した孔開け機構１４０の動作は行われずに、次の基板１０６が上型１１０に吸着される。そして、制御部１６０に設定された上型離型フィルム１０２の使用回数となった際には、フィルム吸着路１１４の負圧も解除され上型離型フィルム１０２も上型１１０から取り外すこととなる。これらの一連の動作は、制御部１６０により自動的に制御される。
【００３０】
このように、本実施形態においては、上型１１０と基板１０６の間に上型離型フィルム１０２を配置する構成としながら、フィルム吸着口１１６と基板吸着口１２０はそれぞれ、上型離型フィルム１０２と基板１０６を上型１１０に吸着させる。このため、上型１１０と上型離型フィルム１０２、上型離型フィルム１０２と基板１０６との間に隙間が生じないので、上型１１０から基板１０６の間に、樹脂封止の際に溶融した樹脂が基板１０６の吸着側表面１０６Ａに回り込むことが回避される。即ち、高価な耐熱テープを貼り付けるという工程を排除することができる。なお、上型離型フィルム１０２は、下型離型フィルム１０４と同一の材質でなくてもよい。また、上型離型フィルムの表面が、微粘着性を備えることもできる。その場合には、より確実に、樹脂の回り込みを回避する事ができる。なお、下型離型フィルムに、そのようなものを用いてもよい。
【００３１】
また、本実施形態においては、基板１０６は直接的に基板吸着口１２０に吸着されることから、基板１０６は安定して上型１１０に吸着される。更に、上型離型フィルム１０２の存在により、基板１０６の上型１１０からの取り外しが容易であり、且つ上型１１０の汚れを防止することもできる。例えば、上型離型フィルム１０２を基板１０６の表面に付着させたまま、基板１０６を金型外に取り出し、金型外で上型離型フィルム１０２を取外すこともできる。この場合には、上型離型フィルム１０２を金型から回収する手段を簡略化することができる。
【００３２】
また、本実施形態においては、上型離型フィルム１０２は基板吸着口１２０に対応する位置に孔１０２Ａを有する。このため、基板吸着口１２０の位置に特に留意することなく、上型離型フィルム１０２を上型１１０に吸着させやすい形態、例えば上型離型フィルム１０２が多少ずれてもフィルム吸着口１１６の全てを覆えるような広い幅で且つ一定の形状とすることができる。なお、本実施形態はこれに限定されず、例えば、孔が形成されずに、基板吸着口に対応する位置に上型離型フィルムが存在しない状態であればよい。具体的に説明すると、基板吸着口の間の幅に比べてフィルム吸着口の間の幅が狭くされフィルム吸着口の間の幅のみを覆うように上型離型フィルムの幅が一定に定められていても良い。或いは、上型離型フィルムの幅が長さ方向（Ｘ方向）で変化しており、基板吸着口に対応する位置に上型離型フィルムが存在しないような形態であってもよい。
【００３３】
また、本実施形態においては、更に、孔１０２Ａを形成する孔開け機構１４０を備え、上型１１０に上型離型フィルム１０２が吸着された状態で、孔開け機構１４０により孔１０２Ａが形成される。このため、孔１０２Ａの位置を正確に基板吸着口１２０に合わせることができる。このため、上型離型フィルム１０２を上型１１０に配設する際の位置精度を確保するための特別なフィルム搬送機構を必要としない。なお、本実施形態はこれに限定されず、例えば、上型に上型離型フィルムが吸着される前に孔開け機構によって孔が形成されても良いし、孔開け機構を備えずに予め孔が形成された上型離型フィルムを上型に吸着させても良い。
【００３４】
また、本実施形態においては、孔開け機構１４０の動作を含めて、基板１０６の樹脂封止が自動で行われるが、すべての工程が手動で行われても良いし、一部のみが自動で行われても良い。
【００３５】
また、本実施形態においては、樹脂封止装置１００は樹脂１０８が直接的にキャビティ１５０に供給される圧縮成形型であり、基板１０６は下型１３０の上方に配置される上型１１０に吸着される。このため、ＳＯＮやＱＦＮに代表されるノンリードタイプの小型薄型の半導体パッケージの成形に最適に適用することができる。
【００３６】
また、本実施形態においては、上型離型フィルム１０２を上型１１０に吸着した状態のままとして複数回の樹脂封止が行われる場合には、１枚の上型離型フィルム１０２を複数回の樹脂封止に使用でき、樹脂封止に関わるコストを低減することができる。
【００３７】
また、本実施形態においては、上型離型フィルム１０２は、基板吸着口１２０の間の距離（ＸＹ方向いずれに対しても）を超える大きさとされているので、上型離型フィルム１０２の長さ（Ｘ方向）と幅（Ｙ方向）の精度とその配置精度を気にすることなく、基板吸着口１２０の距離（ＸＹ方向いずれに対しても）よりも小さい樹脂封止のなされる領域の基板１０６の部分を確実に覆うことができる。
【００３８】
また、本実施形態においては、上型離型フィルム１０２および下型離型フィルム１０４が短冊状に形成されているので、樹脂搬送機構およびフィルム搬送機構の配置を自在とすることができる。また、上型離型フィルム１０２および下型離型フィルム１０４の余分な部分を極力低減できるので、上型離型フィルム１０２および下型離型フィルム１０４を有効活用することができる。なお、本実施形態はこれに限定されず、例えば、いずれの離型フィルムも、連続した離型フィルムでキャビティに配置される構成とされていてもよい。その場合には、使用した離型フィルムの回収が容易となる。或いは、下型に離型フィルムを用いなくてもよい。なお、下型離型フィルムを樹脂搬送機構として用いてもよい。
【００３９】
即ち、本実施形態によれば、基板１０６を安定して金型である上型１１０に吸着させながら、上型１１０で吸着される基板１０６の吸着側表面１０６Ａに樹脂が回り込むことを従来よりも低コストで防止できる。
【００４０】
本発明について本実施形態を挙げて説明したが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。
【００４１】
上記実施形態においては、樹脂封止装置１００は樹脂１０８が直接的にキャビティ１５０に供給される圧縮成形型であり、基板１０６は下型１３０の上方に配置される上型１１０に吸着されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、基板が下型に吸着されていてもよい。或いは、樹脂封止装置は、樹脂をポッドに投入し、溶融した樹脂をカル部やランナー部を介してキャビティに充填していくトランスファー型であってもよい。
【００４２】
また、上記実施形態においては、上型が固定プラテンに取付られ固定されていたが、本発明はこれに限定されず、下型が固定プラテンに取付られ固定されて、上型が接近・離反可能な方向において移動可能とされていてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態においては、キャビティに配置される樹脂は所定の形状と重量で予備形成されていたが、本発明はこれに限定されずに、粉状、粒状の樹脂でもよいし、液状の樹脂であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の樹脂封止装置は、例えば半導体チップが搭載された基板（リードフレーム、ガラスエポキシ基板を含む）等の被成形品を樹脂封止する用途に広く用いることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１、１００…樹脂封止装置
４、１０４…下型離型フィルム
６、１０６…基板
６Ａ、１０６Ａ…吸着側表面
８、１０８…樹脂
１０、１１０…上型
３０、１３０…下型
３２、１３２…圧縮型
３４、１３４…ヒータ
３６、１３６…枠型
３６Ａ、１３６Ａ…貫通孔
３８、１３８…ばね
５０、１５０…キャビティ
１０２…上型離型フィルム
１０２Ａ…孔
１１４…フィルム吸着路
１１６…フィルム吸着口
１１８…基板吸着路
１２０…基板吸着口
１４０…孔開け機構
１４２…ベース
１４４…ピン
１６０…制御部
【図１】
2013162041.tif 000003
【図２】
2013162041.tif 000004
【図３】
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