(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成形品を挟持して上型に形成されたキャビティに樹脂を圧送することにより片面のみ樹脂封止する開閉可能な上下金型と、
樹脂封止後に型開きした前記上下金型の挟持面をクリーニングする進退移動可能なクリーニング手段と、
樹脂封止動作からクリーニング動作に至るまで前記下型の被成形品を挟持する挟持面をマスクする交換可能なマスキング手段と、
を備えたことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項２】
前記マスキング手段は、前記クリーニング手段による上下金型のクリーニング動作後次の樹脂封止動作前に、新たなマスク面に交換することを特徴とする請求項１記載の樹脂封止装置。
【請求項３】
前記マスキング手段として帯状体を用い、繰り出しリールより前記帯状体を繰り出して上下金型間を通過させて巻き取りリールへ巻き取る間に下型の挟持面をマスクするよう密着可能に配置され、クリーニング動作が終了すると、新たなマスク面と交換するため前記下型より離間させて所定量送り動作を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の樹脂封止装置。
【請求項４】
前記マスキング手段として複数のローラに巻き回された無端状のベルトを用い、該無端状ベルトの一部は下型の挟持面を常時マスクして周回移動可能に配設されており、クリーニング動作が終了すると、新たなマスク面と交換するため前記ベルトを所定量搬送すると共に該ベルト表面をクリーニングすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の樹脂封止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金型間に被成形品を挟持して樹脂封止を行う樹脂封止装置に係り、特に被形成品の片面のみを樹脂封止する樹脂封止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置を樹脂封止する樹脂封止装置においては、被成形品としての半導体素子が搭載されたリードフレーム、樹脂基板、ポリイミドテープ等を型開きしたモールド金型内に搬入して、型閉じして樹脂封止を行い、成形品を金型面より離型させた後、型開きしたモールド金型内より成形品を取り出した後、進退移動可能なクリーナーを金型間へ進入させて金型表面の塵埃や樹脂かす等を吸引除去していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記クリーナーは、一般に金型表面をブラッシングしたり、エアブローを行って金型に付着している塵埃を除去すると共に塵埃を含むエアーを吸引して集塵するように構成されている。しかしながら、金型表面が完全にクリーニングされるのが望ましいが、クリーナーで吸引除去しきれなかった微小な塵や樹脂かすが飛散して下型に落下して、次の成形品の成形品質を低下させるおそれがあった。
【０００４】
例えば、図１０（ａ）に示すように、リードフレーム、樹脂基板又はポリイミドテープ等の基板５１の上に半導体素子５２が搭載され、金線等のワイヤ５３がボンディングされた被成形品を片面モールドにより上下金型５４，５５間に挟持して樹脂封止する場合、上記リードフレーム、樹脂基板又はポリイミドテープ等の基板５１の裏面は下金型表面と密着するため、次に被成形品を樹脂封止するまでに金型表面がクリーンに保たれていることを要する。
【０００５】
仮に、図１０（ｂ）に示すように、樹脂かすや塵等の異物５６が下型上５５上に残存した場合には、上記基板５１に打痕として残るおそれがあるほか、特にポリイミドテープ等の薄い基板５１の場合には、上下金型５４，５５によりクランプすると基板５１の裏面側に異物５６が張りついて撓みが生じ、ワイヤ５３が上型５４のキャビティ面に接触して折れ曲がる可能性があった。
特にＢＧＡタイプの基板の場合には、基板裏面側の微粉を極力少なくすることを要する。なぜなら直径５０μｍ程度の塵が基板裏面に形成されたはんだボールのランド部に入り込んだままはんだ付けを行うと、はんだボールが落下してしまうおそれがあるからである。
これに対し、上記クリーナーのクリーニング性能を高性能に上げるとすれば、製造コストやランニングコストが高くなり、クリーナーのクリーニング時間を長く取ったりクリーニング回数を増やすとすれば、サイクルタイムが長びくため生産性が低下する。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、樹脂封止動作からクリーニング動作に至るまで下型挟持面をマスクすることによってクリーニング効果を高めた樹脂封止装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、被成形品を挟持して上型に形成されたキャビティに樹脂を圧送することにより片面のみ樹脂封止する開閉可能な上下金型と、樹脂封止後に型開きした前記上下金型の挟持面をクリーニングする進退移動可能なクリーニング手段と、樹脂封止動作からクリーニング動作に至るまで前記下型の被成形品を挟持する挟持面をマスクする交換可能なマスキング手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、前記マスキング手段は、前記クリーニング手段による上下金型のクリーニング動作後次の樹脂封止動作前に、新たなマスク面に交換するのが好ましい。また、前記マスキング手段として帯状体を用い、繰り出しリールより前記帯状体を繰り出して上下金型間を通過させて巻き取りリールへ巻き取る間に下型の挟持面をマスクするよう密着可能に配置され、クリーニング動作が終了すると、新たなマスク面と交換するため前記下型より離間させて所定量送り動作を行っても良いし、前記マスキング手段として複数のローラに巻き回された無端状のベルトを用い、該無端状ベルトの一部は下型の挟持面を常時マスクして周回移動可能に配設されており、クリーニング動作が終了すると、新たなマスク面と交換するため前記ベルトを所定量搬送すると共に該ベルト表面をクリーニングするようにしても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態につき添付図面に基づいて説明する。
〔第１実施例〕
本実施例は、被成形品として片面モールド用のリードフレーム或いはテープ基板等を用いた樹脂封止装置について説明するものとする。
図１（ａ）は樹脂封止装置の下型の構成を示す説明図、図１（ｂ）はモールド金型の説明図、図２は樹脂封止装置の全体構成を示す説明図、図３は樹脂封止装置にワークをセットする状態の説明図、図４は樹脂封止状態の説明図、図５は成形品の取り出し及びクリーニング動作を示す説明図、図６はマスクの交換動作を示す説明図である。
【００１０】
先ず、図１及び図２を参照して樹脂封止装置の概略構成について説明する。
１，２はモールド金型を構成する上型及び下型であり、被成形品を挟持して樹脂を圧送することにより片面のみ樹脂封止する。本実施例においては、油圧シリンダ或いは電動モータ等の駆動手段により上型１が下型２に対して開閉可能に構成されている。また、図１（ｂ）に示すように、上型１には金型カル３、金型ランナ４、金型ゲート５及びキャビティ６がそれぞれ形成されており、下型２にはポット７及び該ポット７内に収容されたプランジャ８がそれぞれ装備されている。上記下型２にはその中央部に複数のポット７が形成されたマルチポットタイプの金型が用いられている。また、上記下型２に装備されたプランジャ８は、各ポット７に樹脂タブレット９が装填されるとこれらを同時に押し上げて、樹脂を上型１側の金型カル３、金型ランナ４、金型ゲート５を経てキャビティ６へ圧送するマルチプランジャが用いられている。上記プランジャ８は、図示しない油圧シリンダ等のプランジャ駆動機構によってポット７内を上下動する。
【００１１】
１０は被成形品として用いられるリードフレーム、ポリイミドテープ、樹脂基板等の基板であり、半導体素子が搭載され、金線等のワイヤがボンディングされた状態で下型２上に搬入される。この基板１０は、図１（ａ）に示すように、下型１のポット７が形成されたブロックの両側に破線に示すように定寸状の基板１０が２枚１組で載置される。尚、基板１０は定寸状のものに限らず、後述するように帯状に連続するものを用いても良い。
【００１２】
１１は、クリーナーであり、型開きした上記上下金型１，２間に進退移動してこれらの挟持面を同時にクリーニングする。このクリーナー１１にはクリーニングブラシが装備されており、金型表面に付着した樹脂カスや塵埃を掻き落としながら吸引除去するもので、型開きした金型内に進退移動する間にクリーニングを行う。
【００１３】
１２はマスキング手段を構成するマスク材であり、図１（ａ）に示すように、下型２の基板１０を載置して挟持する下型キャビティインサートの挟持面をマスクする。このマスク材１２は、例えは銅板等の金属薄板やリリースフィルムとして用いられるＦＥＰシートフィルムやＰＥＴシートフィルム等のフィルム材等が用いられる。本実施例に示すマスク材１２は帯状体が用いられており、繰り出しリール１３よりマスク材１２を繰り出して上下金型１，２間を通過する際に下型２の挟持面をマスクするように密着可能に配置され、巻き取りリール１４へ巻き取られる。上記マスク材１１を下型２に密着或いは離間させるのは中間に設けた可動テンションローラ１５，１６の高さ位置を移動させることにより行う。上記マスク材１２の交換は、前記クリーナー１１による上下金型のクリーニング後次の樹脂封止動作前に、上記巻き取りリール１４側を駆動させて、１回分の樹脂封止に必要な分だけ巻き取り、新たなマスク面を下型２上にセットする。
本実施例では、リールに巻回された帯状のマスク材１２を使用したが、交換セット可能であれば、定寸状のマスク材１２を用いても良く、或いは後述するように無端ベルト状の帯状体を周回させるようにしても良い。
【００１４】
次に上述のように構成された樹脂封止装置の１回分の樹脂封止動作について図３〜図６を参照して説明する。
図３において、上下金型１，２を型開きしておき、マスク材１２を下型２に密着するようにセットする。上記マスク材１２は、可動テンションローラ１５，１６を下動させると、繰り出しリール１３と巻き取りリール１４間のテンションにより下型２の挟持面に密着するように構成されている。
上記下型２に挟持面に密着するマスク材１２上に、基板１０を搬送して複数のポット７の両側にセットする。また、複数のポット７に樹脂タブレット９を装填する。この基板１０及び樹脂タブレット９の搬入は、図示しないローダーにより行っても良い。
【００１５】
次に、図４に示すように、上型１を下動させて型閉じ、基板１０を上型１及び下型２により挟持して樹脂封止が行われる。即ち、プランジャ８を上動させて樹脂を上型１側の金型カル３、金型ランナ４、金型ゲート５を経てキャビティ６へ圧送する。
【００１６】
樹脂封止が終了すると、成形品を金型面より離型させると共に上型１を上動させて再度型開きを行う。そして、成形品１７は、図示しないアンローダにより金型より取り出される。取り出された成形品はゲートブレイクが行われ、不要樹脂が分離されて、成形品のみが収容部へ回収される。
そして、型開きした金型間に、クリーナー１１が進入して上下金型１，２の挟持面を同時にクリーニングする。このとき、下型２にはマスク材１２が密着して張設されているので、金型面及びマスク面も同時にクリーニングされる。
上記クリーナー１１は、１往復する間にクリーニング動作を終えて金型外へ退避する。
【００１７】
次に、図６に示すように、可動テンションローラ１５，１６を上動させて、マスク材１２を下型２の表面より離間させて、巻き取りリール１４を回転駆動させて、マスク材１２を１回の樹脂封止動作に必要な分だけ巻き取る。そして、新たなマスク材１２が下型２上に繰り出された所で停止させ、再び可動テンションローラ１５，１６を下動させて、マスク材１２を下型２の表面に密着させて、次の基板１０及び樹脂タブレット９を搬入して、同様の樹脂封止動作が繰り返し行われる。
【００１８】
上記構成によれば、樹脂封止動作からクリーニング動作に至るまで下型２の被成形品を挟持する挟持面をマスク材１２により覆い、上下金型１，２のクリーニング動作後次の樹脂封止動作前に、新たなマスク面に交換するようにしたので、既存の金型クリーニング効果を更に高めて清浄度を向上させることができる。これによって、特に板厚が薄いテープ基板等の片面モールドタイプの製品において、基板１０の撓みや打痕、ワイヤの損傷などは生ずることがなく、成形品質の向上が図れる。
【００１９】
〔第２実施例〕
次にマスキング手段の他例について図７〜図９を参照して説明する。
前記第１実施例では、マスキング手段としてリール間に巻き回された帯状のマスク材１２が用いられていたが、無端状のベルトマスク材１９を用いても良い。図７において、下型２を構成する下型チェイス部２０及び下型ベース部２１の一部には、コンベアーユニット２２が装備されている。このコンベアユニット２２は、下型２の下方に配置された送りローラ２３、テンションローラ２４と下型２の上方に配置されたガイドローラ２５，２６の周囲に巻き回された無端状のベルトマスク材１９を備えている。また、上記ガイドローラ２５，２６間に巻き付けられたベルトマスク材１９は下型２の挟持面を常時マスクして周回移動可能に配設されている。
即ち、図８に示すように、上記ガイドローラ２５，２６は、下型チェイス部２０を構成する下型チェイスブロック２０ａと下型ポットインサート２０ｂ間に回転可能に軸支されており、上記ガイドローラ２５，２６間に下型キャビティインサート２０ｃがそれぞれ配設されている。上記ベルトマスク材１９は、上記ガイドローラ２５，２６間に架設されて上記下型キャビティインサート２０ｃをマスク可能に配設されている。
【００２０】
また、図７において、上記ベルトマスク材１９は、図示しない駆動源より駆動伝達される送りローラ２３及びこれにベルトマスク材１９を介して押圧する従動ローラ２７ａ，２７ｂの協働により時計回り方向に搬送される。また、上記周回移動可能に配設されたベルトマスク材１９の周囲には、クリーニング動作後に搬送されてきたベルト面の樹脂かすや塵埃を吸引除去する集塵ダクト２８や、上記ベルト面に摺接して微粉などを拭き取り除去するクリーニングパッド２９が装備されている。上記クリーニングパッド２９としては、スポンジ状のものやゴムなどのブレード状のものでも良い。上記集塵ダクト２８やクリーニングパッド２９などのクリーニング機構により、下型２の挟持面を形成するベルトマスク材１９の表面をクリーンな状態に保っている。
尚、上記ベルトマスク材１９としては、ステンレススチール（ＳＵＳ）、銅のように比較的熱伝導性の良い金属薄板が好適に用いられる。
【００２１】
また、ガイドローラ２５，２６間に架設されているベルトマスク材１９上には、図７に示すように、チップが搭載されたテープ基板４０が搬入される。本実施例では、基板としては帯状に連続するテープ基板（ポリイミドテープ）４０に半導体素子がボンディングされたものを図示しない繰り出しリールより繰り出して可動テンションローラ１５，１６によりガイドされて金型内を搬送して図示しない巻き取りリールに巻き取られるように構成されている。上記可動テンションローラ１５，１６はテープ基板４０にテンションを加えながら搬送をガイドするため従動回転する他に、これらを上下動させることによりテープ基板４０を下型２の挟持面に設けられたベルトマスク材１９上に接離動可能になっている。
【００２２】
また、図９に示すように、上型１には、上型チェイス部３０及び上型ベース部３１が装備されている。上記上型チェイス部３０には、上型チェイスブロック３０ａ、金型カル３及び金型ランナ４が形成された上型カルインサート３０ｂ、及び金型ランナ４、金型ゲート５、キャビティ６がそれぞれ形成された上型キャビティインサート３０ｃを備えている。また、図７において、上記上型ベース部３１には、正逆回転駆動可能な駆動モータ（電動モータなど）３２の駆動軸３３に軸方向に移動可能に取り付けられたナット３４に２本のリンク３５のうち一方が連結されており、他方は固定ブロック３６に連結されている。上記駆動モータ３２を所定方向に回転駆動することにより、駆動軸３３の長手方向にナット３４が移動することでリンク３５の上下の開き角度が変化し、固定ブロック３６を基準にして上型１を開閉する。
【００２３】
次に上述のように構成された樹脂封止装置の１回分の樹脂封止動作について図７〜図９を参照して説明する。
図７において、上下金型１，２を型開きしておき、図示しない繰り出しリールに巻き回された未だ樹脂封止されていない半導体素子を搭載したテープ基板４０を、可動テンションローラ１５，１６によりガイドしながら下型キャビティインサート位置まで搬送する。そして、上記可動テンションローラ１５，１６を下動させることにより、テープ基板４０をベルトマスク材１９上に密着するようにセットする。また、図示しない樹脂タブレットがポット７に装填される。
尚、上記テープ基板４０は帯状の連続体を用いているが、図８に示すように、定寸状のものを用いても良いのは言うまでもない。
【００２４】
次に、駆動モータ３２を所定方向に回転駆動することにより、ナット３４及びリンク３５を介して上型１を下動させて型閉じ、テープ基板４０を上型１及び下型２により挟持して樹脂封止が行われる
樹脂封止が終了すると、上記駆動モータ３２を逆転駆動して上型１を上動させて再度型開きを行うと共に成形部分４０ａを上型より離型させる。そして、図７及び図９に示すように、可動テンションローラ１５，１６を上動させて、テープ基板４０は、ベルトマスク材１９より上方に離間させる。この後、金型のクリーニング動作に先立って、樹脂封止された成形部分４０ａを金型内に残して、未だ樹脂封止されていない未封止部分４０ｂを金型外となるように若干量逆方向に（図７の左側）に逆送りする。具体的には、テープ基板４０を図示しない繰り出しリール側に巻き取るように搬送する。
【００２５】
そして、型開きした金型間に、上記テープ基板４０を介して上下に上型用及び下型用のクリーニングブラシを有する図示しないクリーナーが進入して上下金型１，２の挟持面を同時にクリーニングする。上記クリーナーは、１往復する間にクリーニング動作を終えて金型外へ退避する。
尚、上記クリーニング動作により、テープ基板４０の成形部分４０ａには樹脂かすや微粉などが落下するおそれがあるが、装置外に搬送した際にエアブローを行うことで除去できる。
【００２６】
クリーニング動作が終了すると、上記テープ基板４０の成形部分４０ａを金型外へ搬送して未封止部分４０ｂを金型内に搬送する。そして、新たなマスク面と交換するため、図７に示すように、図示しない駆動源により送りローラ２３を回転駆動させてベルトマスク材１９を１回の樹脂封止動作に必要な分だけ周回送りする。このとき、上記ベルトマスク材１９に付着した樹脂かす、塵埃、微粉は、集塵ダクト２８やクリーニングパッド２９により除去される。そして、新たなベルトマスク材１９が下型２上に繰り出された所で停止させ、再び可動テンションローラ１５，１６を下動させて、上記テープ基板４０の未封止部分４０ｂを下型２のベルトマスク材１９上にに密着させて、かつポットに樹脂タブレットが充填された後、型閉じして同様の樹脂封止動作が繰り返し行われる。
なお、テープ基板４０のうち樹脂封止された成形部分４０ａは、樹脂封止装置より搬送方向下流側に配置される図示しないゲートブレイク装置によりゲートブレイクされて、不要樹脂が分離除去されて、成形品と共に巻き取りリールに巻き取られる。
【００２７】
上記構成によれば、無端状のベルトマスク材１９を用いても、クリーニング動作が終了する度にベルトマスク材１９自体を周回送りして交換するのみならず、コンベアーユニット２２自体に集塵ダクト２８やクリーニングパッド２９等のベルトに付着した塵埃を除去するクリーニング機構を備えたことにより、金型のクリーニング効果を更に高めて清浄度を維持することができる。
【００２８】
尚、上記第１，第２実施例に示す樹脂封止装置の構成としては、シングルポット及びシングルプランジャを備えた装置、或いはマルチポット及びマルチプランジャを備えた装置のいずれにも適用可能である等、発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変が可能であることはいうまでもない。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に係る樹脂封止装置は、前述したように、樹脂封止動作からクリーニング動作に至るまで下型の被成形品を挟持する挟持面をマスク手段により覆い、上下金型のクリーニング動作後次の樹脂封止動作前に、新たなマスク面に交換するようにしたので、既存の金型クリーニング効果を更に高めて清浄度を向上させることができる。これによって、特に板厚が薄いテープ基板等の片面モールドタイプの製品において、成形品を構成する基板の撓みや打痕、ワイヤの損傷などは生ずることがなく、成形品質の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】樹脂封止装置の下型の構成を示す説明図及びモールド金型の説明図である。
【図２】樹脂封止装置の全体構成を示す説明図である。
【図３】樹脂封止装置にワークをセットする状態の説明図である。
【図４】樹脂封止状態の説明図である。
【図５】成形品の取り出し及びクリーニング動作を示す説明図である。
【図６】マスクの交換動作を示す説明図である。
【図７】他例に係る樹脂封止装置の説明図である。
【図８】図７の下型部分の斜視説明図である。
【図９】図７の上下金型構造を示す説明図である。
【図１０】従来の樹脂封止動作における課題の説明図である。
【符号の説明】
１  上型
２  下型
３  金型カル
４  金型ランナ
５  金型ゲート
６  キャビティ
７  ポット
８  プランジャ
９  樹脂タブレット
１０  基板
１１  クリーナー
１２  マスク材
１３  繰り出しリール
１４  巻き取りリール
１５，１６  可動テンションローラ
１７  成形品
１９  ベルトマスク材
２０  下型チェイス部
２０ａ  下型チェイスブロック
２０ｂ  下型ポットインサート
２０ｃ  下型キャビティインサート
２１  下型ベース部
２２  コンベアーユニット
２３  送りローラ
２４  テンションローラ
２５，２６  ガイドローラ
２７ａ，２７ｂ  従動ローラ
２８  集塵ダクト
２９  クリーニングパッド
３０  上型チェイス部
３０ａ  上型チェイスブロック
３０ｂ  上型カルインサート
３０ｃ  上型キャビティインサート
３１  上型ベース部
３２  駆動モータ
３３  駆動軸
３４  ナット
３５  リンク
３６  固定ブロック
４０  テープ基板
４０ａ  成形部分
４０ｂ  未成形部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003919293.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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