(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック基板の一面中央部に半導体素子接続用ボンディングエリアを設け、他面中央部に外部接続用端子エリアを設けたプリント基板に接合した半導体素子を樹脂封止して、半導体パッケージを成形する樹脂封止装置の一部を構成し、その樹脂封止前に半導体素子を接合したプリント基板の縁部を支持台で接触支持し、そのプリント基板をヒーターの発生熱によって加熱する半導体パッケージ用プリント基板加熱装置において、上記プリント基板の少なくとも片面中央部を加熱するヒーターとして、遠赤外線放射率と耐熱衝撃性が高く、ヒーターの発生熱を受けて遠赤外線を放射する遠赤外線放射体を備えた遠赤外線ヒーターを用い、その遠赤外線ヒーターの周辺にプリント基板の片面中央部に向けて遠赤外線を反射する反射板を設置することを特徴とする半導体パッケージ用プリント基板加熱装置。
【請求項２】
プリント基板の片面中央部の近傍に加熱板を設置し、その加熱板に遠赤外線を照射することを特徴とする請求項１記載の半導体パッケージ用プリント基板加熱装置。
【請求項３】
プラスチック基板の一面中央部に半導体素子接続用ボンディングエリアを設け、他面中央部に外部接続用端子エリアを設けたプリント基板に接合した半導体素子を樹脂封止して、半導体パッケージを成形する樹脂封止装置の一部を構成し、その樹脂封止前に半導体素子を接合したプリント基板の縁部を支持台で接触支持し、そのプリント基板の下面中央部と相対する支持台の上面中央部との間に離隔用空間を形成し、そのプリント基板をヒーターの発生熱によって加熱する半導体パッケージ用プリント基板加熱装置において、上記支持台の上面中央部に、遠赤外線放射率と耐熱衝撃性が高く、ヒーターの発生熱を受けて遠赤外線を放射する遠赤外線放射体を被覆することを特徴とする半導体パッケージ用プリント基板加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＢＧＡ型半導体パッケージ等のプリント基板を加熱する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）型、それを小形化したＣＳＰ（チップサイズパッケージ）型等の半導体パッケージには、有機材料をベースとしたガラスエポキシ基板、ポリイミドテープ基板等の細長いプラスチック基板の一面中央部に半導体素子接続用ボンディングエリアを多数箇所設け、他面中央部に外部接続用端子エリアを多数箇所設けたプリント基板を用いている。そして、パッケージ部の成形には樹脂封止装置を用い、各ボンディングエリアに集積回路等の半導体素子を接合したプリント基板に対し、各半導体素子の樹脂封止をそれぞれ行っている。その際、樹脂封止装置としてトランスファ成形装置、或いはポッティング成形装置を使用する。
【０００３】
この樹脂封止用トランスファ成形装置はセット部、成形部、オフセット部を順に一列に並べて配置し、その一方の側のセット部付近にタブレット整列部を配置し、タブレット整列部付近にタブレットストック部を配置し、更に他方のセット部付近に半導体素子を接合したプリント基板供給部を配置し、オフセット部付近に樹脂封止したプリント基板収納部を配置して備え付けたものである。そして、セット部では成形部で行う樹脂封止に備え、基板供給部から送り込まれるプリント基板をテーブル上の所定箇所に配設したレール上に載せる。又、ストック部から整列部を経て送り込まれるタブレットをプリント基板のセクション毎に分配して位置付けする。
【０００４】
更に、セット部では常温のプリント基板をタブレットを溶融して樹脂封止する成形部の金型温度に適応できるように予熱する。その際、図６に示すようにレール１を載せるテーブル２に棒状の電熱線ヒーター３を内蔵し、そのレール１上に半導体素子４を各セクション毎に接合したプリント基板５を載せ、そのプリント基板５の長手方向に沿う両縁部を支持し、そのプリント基板５の下面中央部と相対するレール１の上面中央部との間に離隔用空間６を形成する。
【０００５】
すると、ヒータ３から矢印方向にテーブル２、レール１を経て、プリント基板５の両縁部に達する熱伝導経路ができる。そこで、成形部の金型温度が例えば１７０〜１８０℃であれば、プリント基板を熱伝導によって８０〜１００℃になるように加熱する。なお、離隔用空間６を形成するのはプリント基板５の下面中央部に設けた各外部接続用端子エリアにレール１の上面中央部が接触して、そこに塵埃が付着するのを防止するためである。
【０００６】
このようにしてプリント基板５を加熱した後、セット部に備えた投入ハンドを用いて、プリント基板５とタブレットを成形部に移動する。成形部ではタブレットを溶融して半導体素子接合箇所を樹脂封止してパッケージ部を形成する。その後、オフセット部に備えた取り出しハンドを用いて、樹脂封止したプリント基板５をオフセット部に移動し、更に収納部に移動して蓄える。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにプリント基板５の両縁部を支持台たるレール１に接触させて載せ、そのプリント基板５をテーブル２を経てレール１に達する熱伝導によって加熱しようとすると、熱効率が悪く、プリント基板５とレール１との接触面積も不充分であるため、プリント基板５の温度を上げ難い。しかも、プリント基板５に反りがあると、一層接触面積が小さくなる。その上、プリント基板５のベースはプラスチック基板であり、熱伝導性が悪い。従って、このような熱伝導を主とする加熱方法ではプリント基板５の全体を熱効率良く、短時間で均一な高温度に加熱し難いという問題がある。又、多くの箇所を加熱するため、断熱材を多く必要とし、装置の断熱構造も複雑になる。
【０００８】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、プラスチック基板の一面中央部に半導体素子接続用ボンディングエリアを設け、他面中央部に外部接続用端子エリアを設けて、半導体素子を接合した半導体パッケージ用プリント基板の全体を、樹脂封止前に熱効率良く、短時間で均一な高温度に加熱することのできる、装置の断熱も簡単な半導体パッケージ用プリント基板加熱装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による半導体パッケージ用プリント基板加熱装置は、プラスチック基板の一面中央部に半導体素子接続用ボンディングエリアを設け、他面中央部に外部接続用端子エリアを設けたプリント基板に接合した半導体素子を樹脂封止して、半導体パッケージを成形する樹脂封止装置の一部を構成し、その樹脂封止前に半導体素子を接合したプリント基板の縁部を支持台で接触支持する。そして、そのプリント基板の少なくとも片面中央部を加熱するヒーターとして、遠赤外線放射率と耐熱衝撃性が高く、ヒーターの発生熱を受けて遠赤外線を放射する遠赤外線放射体を備えた遠赤外線ヒーターを用い、その遠赤外線ヒーターの周辺にプリント基板の片面中央部に向けて遠赤外線を反射する反射板を設置する。
又、プリント基板の片面中央部の近傍に加熱板を設置し、その加熱板に遠赤外線を照射するとよい。
【００１０】
又、本発明による他の半導体パッケージ用プリント基板加熱装置は、プラスチック基板の一面中央部に半導体素子接続用ボンディングエリアを設け、他面中央部に外部接続用端子エリアを設けたプリント基板に接合した半導体素子を樹脂封止して、半導体パッケージを成形する樹脂封止装置の一部を構成し、その樹脂封止前に半導体素子を接合したプリント基板の縁部を支持台で接触支持し、そのプリント基板の下面中央部と相対する支持台の上面中央部との間に離隔用空間を形成し、そのプリント基板をヒーターの発生熱によって加熱する。そして、その支持台の上面中央部に、遠赤外線放射率と耐熱衝撃性が高く、ヒーターの発生熱を受けて遠赤外線を放射する遠赤外線放射体を被覆する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図１〜５を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明を適用した樹脂封止用トランスファ成形装置のセット部要部の概略構造を示す断面図、図２は同樹脂封止用トランスファ成形装置の概略構造を示す平面図である。この樹脂封止用トランスファ成形装置７も従来のものとほぼ同一の配置構造を備えている。そして、装置７の中央部にセット部８、成形部９、オフセット部１０を順に一列に並べて配設し、その一方の側のセット部８の付近にタブレット整列部１１を配設し、更にタブレット整列部１１の付近にタブレットストック部１２を配設する。又、他方の側のセット部８の付近に半導体素子を接合したプリント基板供給部１３を配設し、更にオフセット部１０の付近に樹脂封止したプリント基板収納部１４を配設する。
【００１２】
このセット部８は樹脂封止に備え、各セクション毎に半導体素子を接合したプリント基板１５（１５ａ、…１５ｄ）を複数枚、例えば４枚を２枚毎対にして、テーブル１６上の所定箇所に配設した各レール上に載せ、その対となる両プリント基板１５の間に両プリント基板１５の対応するセクション毎に共通のタブレットを１個ずつ分配して位置付けする部分である。図では各プリント基板１５に７個のセクションがあるため、テーブル１６に１４個のタブレット供給穴１７を配設した状態を示している。
【００１３】
このセット部８に対し、プリント基板１５を供給するのが基板供給部１３であり、ストックしてある多数の各マガジン１８から送りレール１９を経て、プリント基板１５がセット部８へと順次送り込まれる。なお、マガジン１８には多数のプリント基板１５が収納されており、その各プリント基板１５にはセクション毎に半導体素子が接合されている。又、セット部８に対し成形部９のポット列に合せてタブレットを並べるのがタブレット整列部１１である。なお、タブレットはタブレットストック部１２から渦巻き状通路２０を経て、矢印方向にタブレット整列部１１の各ホルダ２１（２１ａ、２１ｂ）へと順次送り込まれ、更に各ホルダ２１から突き上げロッドによってセット部８を貫通してその上部のローダーへと送り込まれる。
【００１４】
又、セット部８において常温のプリント基板１５を成形部９の金型温度に適応できるように予熱する。その際、プリント基板１５を従来と同様にテーブル１６上の所定箇所に配設した支持台たるレール２２に載せ、その上面中央部に設けた細長い支持用凹部２３に収納する。すると、やはりプリント基板１５の長手方向に沿う両縁部２４（２４ａ、２４ｂ）を支持用凹部２３の内部にできる両コーナ部付近にそれぞれ接触させて、レール２２の所定箇所にプリント基板１５を位置決めできる。
【００１５】
しかし、プリント基板１５の中央部下方には従来のようにレール２２の支持用凹部２３の底中央部に、単に長手方向に沿う凹部を細長く設けて離隔用空間を形成するのではなく、レール２２を下面まで貫く穴２５を設け、テーブル１６にもその貫通穴２５と連通し、テーブル１６の厚さの４分の３程の深さに達する連通穴２６を設ける。そして、連通穴２６の下寄り中央に棒状の遠赤外線ヒーター２７を設置し、更にその穴２６の内面全体に表面が鏡面となった断面Ｕ字状の細長い反射板２８を設置する。この遠赤外線ヒーター２７として棒状の電熱線ヒーター２９の周囲に遠赤外線放射体３０を被覆したものを用いるとよい。又、遠赤外線放射体３０にはセラミック材質、特にコージライト、βスポジューメン、チタン酸アルミニウム等の遠赤外線放射率と耐熱衝撃性の高いものが適している。
【００１６】
すると、プリント基板１５の下面中央部に対し、遠赤外線ヒーター２７から直接に、或いは周辺に設けた反射板２８からの反射により、高い加熱効果の得られる遠赤外線を矢印方向に照射できる。それ故、プリント基板１５の各外部接続用端子エリアを含む広い下面中央部で遠赤外線を受け、そこからの熱伝導も行われてプリント基板１５の全体を熱効率良く、短時間に均一な高温度例えば１００℃に加熱することができる。なお、３１がボンディングエリアに接合した半導体素子である。
【００１７】
このようにして４枚のプリント基板１５を一度に加熱した後、セット部８に備えた投入ハンド（点線でその外形を示す）３２を操作する。すると、各プリント基板１５をハンド３２の下面に設けた対応するチャックでそれぞれ保持し、各タブレットを投入ハンド３２の対応する箇所に収納して、投入ハンド３２を成形部９へ移動できる。そこで、成形部９のプレス装置に内蔵されている樹脂封止用金型の所定箇所にそれ等のプリント基板１５と各タブレットとを配置する。図ではプレス装置の下型に当る可動プラテン３３上に樹脂封止用金型を載せ、その金型の下型３４上の所定箇所に各プリント基板１５と各タブレット３５とを配置した状態を示している。その際、各タブレット３５は対応したポット内に収納する。なお、３６はプレス装置の４コーナ部にそれぞれ設けたガイドポストである。
【００１８】
この成形部９でクランプした樹脂封止用金型を従来通り例えば１８０℃に加熱し、各タブレット３５を溶融し、各半導体素子接合箇所を樹脂封止してパッケージ部をそれぞれ形成する。その後、オフセット部１０に備えた取り出しハンド（点線でその外形を示す）３７を用い、その下面に設けた各チャックで樹脂封止したプリント基板１５をそれぞれ保持し、オフセット部１０へ移動してテーブル３８上の所定箇所にそれぞれ配置する。なお、３９は取り出しハンド３６に備えた金型クリーニング用のクリーナである。
【００１９】
更に、基板収納部１４に備えたハンドを用いて、樹脂封止したプリント基板１５をオフセット部１０から基板収納部１４へと移動させ、所定箇所に一旦配置した後、そこに備えられているマガジン内へと収納する。なお、４０は２点鎖線で示したマガジン収納箇所である。
【００２０】
上記実施の形態ではセット部８に設置したプリント基板１５の下面中央部に遠赤外線を直接照射して加熱したが、図３に示すようにプリント基板１５の下面中央部の近傍下方に加熱板４１を介在させてもよい。すると、その加熱板４１の下面で遠赤外線ヒーター２７と反射板２８から矢印方向に進む遠赤外線を受け、その加熱板４１から発する放射熱をプリント基板１５の下面中央部に直接当てて加熱できる。更に、至近距離の加熱板４１から点線の矢印方向に伝わる対流とレール２２を通じる熱伝導とによってプリント基板１５の両縁部も加熱できるため、プリント基板１５に急激な温度変化を与えることなく、その全体を一層均一な高温度に加熱し易くなる。なお、加熱板４１は上下動させて、プリント基板１５に密着させてもよい。
【００２１】
又、上記実施の形態ではセット部８に設置したプリント基板１５の下面中央部に遠赤外線を照射するため、遠赤外線ヒーター２７と反射板２８とを設置したが、図４に示すような従来通りのプリント基板加熱装置において、プリント基板５の下面中央部と相対しているレール１の上面中央部の全域に遠赤外線放射体４２を被覆してもよい。すると、従来通り電熱線ヒータ３から点線で示す矢印方向にテーブル２、レール１を経て、プリント基板５の両縁部に達する熱伝導経路ができ、更に遠赤外線放射体４２から遠赤外線をプリント基板５の下面中央部へ離隔用空間６内を通じ矢印方向に照射できる。それ故、従来通りのプリント基板加熱装置に遠赤外線照射機能を簡単に付加し、プリント基板５の全体を熱効率良く、短時間で均一な高温度に加熱できる。
【００２２】
又、上記実施の形態ではセット部８に設置したプリント基板１５の下面中央部に遠赤外線を照射したが、投入ハンド３２の下面に穴を設け、その穴内に遠赤外線ヒーターと反射板とを同様に設置し、プリント基板１５の上面中央部に遠赤外線を照射してもよい。すると、プリント基板１５の上下面に遠赤外線を照射してプリント基板１５の全体を熱効率良く、一層短時間で均一な高温度に加熱できる。なお、プリント基板１５を従来通りの熱伝導により加熱し、更にその上面中央部を遠赤外線により加熱することもできる。又、投入ハンド３２のみに遠赤外線ヒーター等を設置してセット部８から成形部９への移動時に加熱させてもよい。
【００２３】
又、上記実施の形態では樹脂封止用トランスファ成形装置７のセット部８に設置したプリント基板１５に対する遠赤外線照射による予熱について説明したが、樹脂封止用ポッティング成形装置では、図５に示すように成形部においてプリント基板４３をその両縁部を支持台４４に接触させて載せて、プリント基板４３の中央部下方に遠赤外線ヒーター４５と反射板４６とを同様に設置すると、やはりプリント基板４３を熱効率良く、短時間で均一な高温度に加熱できる。それ故、ディスペンサー４７から放出された液状樹脂で半導体素子４８を良好に樹脂封止してパッケージ部４９の成形を行える。その際、プリント基板４３の近傍下方の２点鎖線で示す位置に加熱板５０を介在させてもよい。なお、従来は電熱線ヒーターを組み込んだブロックをプリント基板４３の近傍下方に配設して加熱を行っていた。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、請求項１記載の発明では、半導体パッケージ用プリント基板加熱装置を樹脂封止装置の一部として組み込み、その樹脂封止前に半導体素子を接合したプリント基板の縁部を支持台で接触支持し、そのプリント基板の少なくとも片面中央部に広く、遠赤外線放射率と耐熱衝撃性が高く、ヒーターの発生熱を受けて遠赤外線を放射する遠赤外線放射体を備えた遠赤外線ヒーターと反射板から、遠赤外線を照射して直接加熱できる。それ故、半導体素子を接合したプリント基板の全体を、樹脂封止前に熱効率良く、短時間で均一な高温度に加熱でき、装置の断熱も簡単に行える。
【００２５】
又、請求項２記載の発明ではプリント基板の片面中央部の近傍に設置した加熱板に遠赤外線を照射し、加熱板を介してプリント基板の加熱を行える。それ故、プリント基板に遠赤外線を直接照射することによる急激な温度変化を与えることなく、加熱板から発する放射熱と対流と熱伝導とによって、プリント基板の全体を一層均一な高温度に加熱できる。
【００２６】
又、請求項３記載の発明では、半導体パッケージ用プリント基板加熱装置を樹脂封止装置の一部として組み込み、その樹脂封止前に半導体素子を接合したプリント基板の縁部を支持台で接触支持し、そのプリント基板の下面中央部と相対する支持台の上面中央部との間に離隔用空間を形成し、その支持台の上面中央部に、遠赤外線放射率と耐熱衝撃性が高く、ヒーターの発生熱を受けて遠赤外線を放射する遠赤外線放射体を被覆することにより、従来のプリント基板加熱装置に遠赤外線照射機能を簡単に付加できる。それ故、半導体素子を接合したプリント基板に従来の熱伝導による加熱と遠赤外線照射による加熱を行い、プリント基板の全体を、樹脂封止前に熱効率良く、短時間で均一な高温度に加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した樹脂封止用トランスファ成形装置のセット部要部の概略構造を示す断面図である。
【図２】同樹脂封止用トランスファ成形装置の概略構造を示す平面図である。
【図３】同樹脂封止用トランスファ成形装置のセット部要部の他の実施形態による概略構造を示す断面図である。
【図４】同樹脂封止用トランスファ成形装置のセット部要部の他の実施形態による概略構造を示す断面図である。
【図５】本発明を適用した樹脂封止用ポッティング成形装置の成形部要部の概略構造を示す断面図である。
【図６】従来の樹脂封止用トランスファ成形装置のセット部要部の概略構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２２…レール  ２、１６、３８…テーブル  ３、２９…電熱線ヒーター  ４、３１、４８…半導体素子  ５、１５、４３…プリント基板  ６…離隔用空間７…樹脂封止用トランスファ成形装置  ８…セット部  ９…成形部  １０…オフセット部  １１…タブレット整列部  １２…タブレットストック部  １３…基板供給部  １４…基板収納部  １７…タブレット供給穴  １８…マガジン  ２３…支持用凹部  ２４…縁部  ２５…貫通穴  ２６…連通穴  ２７、４５…遠赤外線ヒーター  ２８、４６…反射板  ３０、４２…遠赤外線放射体  ３２…投入ハンド  ３５…タブレット  ３７…取り出しハンド  ４０…マガジン収納用箇所  ４１、５０…加熱板  ４４…支持台  ４７…ディスペンサー  ４９…パッケージ部
【図１】
0003930133.tif 000002
【図３】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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