(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のキャビティに臨む少なくとも一つの窓を有し、かつ、クリーニング後の固化したクリーニング材を金型から引き抜くための凸部又は凹部を有するとともに、シート状クリーニング材を保持する平板状の治具と、
当該治具を少なくともシートセット位置と待機位置とに移動させる治具搬送装置と、
シート状クリーニング材を保持するクリーニング材供給手段と、
当該クリーニング材供給手段からシート状クリーニング材を取り出して前記治具上にセットするクリーニング材セットヘッドと、
前記搬送装置上の治具を封止装置本体の所定位置にセットする一方、クリーニング後に前記封止装置本体の所定位置に使用済クリーニング材と共に戻された治具を前記搬送装置に再セットする治具ローダーと、
からなる半導体封止金型用クリーニング装置。
【請求項２】
金型又は治具の一方に治具ロック手段を設ける一方、他方に前記治具ロック手段が係合する係止部を設け、治具の金型へのセット時、前記治具ロック手段を係止部に係止させることにより治具を金型に固定する請求項１に記載の半導体封止金型用クリーニング装置。
【請求項３】
前記治具の窓がクランピングエリアを含む請求項１又は２に記載の半導体封止金型用クリーニング装置。
【請求項４】
前記治具が金型の隙間及びポット部をマスキングする形状である請求項１ないし３のいずれか一に記載の半導体封止金型用クリーニング装置。
【請求項５】
前記治具ローダーが使用済みクリーニングシートから発生するガスを吸引する吸引ヘッドとを備え、当該吸引ヘッドが装置本体に配設された脱臭装置に接続されている請求項１ないし４のいずれか一に記載の半導体封止金型用クリーニング装置。
【請求項６】
前記治具の上面にクリーニングする部分を囲む枠状に未加硫ゴムシートを配置する一方、その枠状の未加硫ゴムシートの内側にメラミンシートを配置し、当該治具をその下面を下金型に接触するように金型にセットしてクリーニングを行う請求項１ないし５のいずれか一に記載の半導体封止金型用クリーニング装置。
【請求項７】
金型のキャビティに臨む少なくとも一つの窓を有し、かつ、クリーニング後の固化したクリーニング材を金型から引き抜くための凸部又は凹部を有する平板状治具を用い、当該治具の上面にシート状クリーニング材を配置する一方、治具の下面を下金型と接触させた状態で型締めすることを特徴とする半導体封止金型のクリーニング方法。
【請求項８】
前記平板状治具の上面にクリーニングする部分を囲む枠状に未加硫ゴムシートを配置する一方、その枠状の未加硫ゴムシートの内側にメラミンシートを配置し、前記治具をその下面が下金型に接触した状態で金型にセットして型締めすることによりクリーニングを行なう請求項７に記載の半導体封止金型のクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体封止金型のクリーニング装置、特に、半導体装置を封止するトランスファー成形用金型を半導体封止過程で自動的に清浄化するクリーニング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体封止装置では、エポキシ樹脂を封止材として用いて半導体チップの封止作業をトランスファー成形等により連続的に封止することが行われている。しかしながら、トランスファーモールド成形装置でエポキシ樹脂を用いて封止作業を連続的に行うと、金型の汚れや離型不良等が発生するため、定期的に金型を清浄化するクリーニング作業が必要である。
【０００３】
従来、この種の半導体封止装置用金型のクリーニング方法としては、通常の封止工程と同様に、タブレット状のメラミン樹脂をポットに投入して型締めし、トランスファー成形を行うことによってメラミン樹脂を溶融、固化させ、メラミン樹脂に汚れを吸着させる方法、又は上下両金型間にゴム製クリーニングシートを挟んで型締めし、前記クリーニングシートに一定圧力と一定温度を加えることによってクリーニングシートの材料を加硫、固化させ、クリーニングシートに金型の汚れを吸着させる方法が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記クリーニング方法はいずれも手作業であり、メラミン樹脂を用いる方法では、メラミン樹脂がポット、エアベント等の微少隙間に入り込み型開きした際に完全に取り出せずに残留し、この残留したメラミン樹脂を一ヶ所づつ手作業で除去するのに多大な工数を要し、クリーニングの後処理のため半導体封止装置の停止時間が長くなるという問題がある。しかも、高温の金型内での手作業であるため非常に危険である他、作業者がメラミン樹脂等のクリーニング材から発生するガスを吸収したり、発生したガスが室内に拡散されるという問題もある。
【０００５】
他方、ゴム製クリーニングシートを用いる方法では、金型にへばりついたクリーニングシートを手作業で剥がす作業が必要であり、これは高温の金型内での作業であるため非常に危険である他、メラミン樹脂よりは少ないが、クリーニング材のポット部への入り込みが避けられず、クリーニング材の除去を手作業で行う必要があった。
【０００６】
従って、本発明は、トランスファー成形により半導体装置を封止する半導体封止装置における金型を自動的に、かつ、安全にクリーニングすることができるようにし、もってクリーニングによる生産性の低下を防止できるようにすることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、金型のキャビティに臨む少なくとも一つの窓を有し、かつ、クリーニング後の固化したクリーニング材を金型から引き抜くための凸部又は凹部を有するとともに、シート状クリーニング材を保持する平板状の治具と、当該治具を少なくともシートセット位置と待機位置とに移動させる治具搬送装置と、シート状クリーニング材を保持するクリーニング材供給手段と、当該クリーニング材供給手段からシート状クリーニング材を取り出して前記治具上にセットするクリーニング材セットヘッドと、前記搬送装置上の治具を封止装置本体の所定位置にセットする一方、クリーニング後に前記封止装置本体の所定位置に使用済クリーニング材と共に戻された治具を前記搬送装置に再セットする治具ローダーと、で構成されている。
【０００８】
好ましい態様として、前記凸部には、ピン状のものも含まれる。
【０００９】
本発明の一実施態様においては、シート状クリーニング材を保持する治具を用い、当該治具の片面にクリーニング材をセットした後、その反対面を上向き又は下向きにして封止装置本体上の所定位置に前記治具がセットされる。封止装置本体上の所定位置にセットされた前記治具は、ローダー等により金型にセットされ、型締めすることによりクリーニングが行なわれる。好ましい実施態様においては、治具の上面に未加硫ゴムシートを金型の被クリーニング部を囲む枠状に配置する一方、その枠状の未加硫ゴムシートの内側にメラミンシートが配置され、そのままの状態で金型にセットされ、従って、治具の底面が下金型に接触した状態で型締めすることによりクリーニングが行われる。
【００１０】
他の実施態様においては、治具の片面にクリーニング材をセットした後、治具を反転させて他方の面にクリーニング材をセットし、治具の両面にクリーニング材を配置した状態で封止装置本体上の所定位置にセットされ、型締めすることによりクリーニングが行われる。
【００１１】
治具の片面のみにクリーニング材をセットし治具の他方の面を上下金型の一方に直接接触させてクリーニングした場合、クリーニング終了後に型開きすると、治具のクリーニング材と接触した面（以下、クリーニング材接触面という。）側の密着力に比べて治具のクリーニング材接触面と反対側の金型に直接接触した面（以下、金型接触面という。）側の密着力が弱いため、治具が使用済クリーニング材と共に他方の金型側に移動し、必然的に他方の金型から治具を使用済クリーニング材と共に離脱させる工程が必要となる。これを防止するため、金型又は治具の一方に治具ロック手段を設ける一方、他方に前記治具ロック手段が係合する係止部を設け、治具の金型へのセット時、前記治具ロック手段を係止部に係止させることにより治具を前記金型に固定するのが好ましい。また、前記治具ロック手段が係合する係止部を治具に設けた場合、当該係止部を利用して治具を治具搬送装置に固定するようにしても良い。
【００１２】
また、前記治具の平板状本体に設けた窓は、クランピングエリアを含んでいるのが好ましい。前記治具は、金型の隙間及びポット部をマスキングする形状とするのが好ましい。
【００１３】
さらに、好ましい実施態様においては、前記治具ローダーは、使用済みクリーニングシートから発生するガスを吸引する吸引ヘッドとを備え、当該吸引ヘッドは装置本体に配設された脱臭装置に接続されている。
【００１４】
前記治具と組み合わせて使用するクリーニング材としては、クリーニング性、金型への付着がないこと等が要求されることから、特許第２５４９８２９号明細書に記載のクリーニングシートを使用するのが好適である。このクリーニングシートは、未加硫ゴムと除去助剤とからなる未加硫ゴム生地で形成されている。前記未加硫ゴムとして天然ゴム及び合成ゴム（例えば、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンンゴム、エチレンプロピレンンターポリマーゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ブチルゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなど）の少なくとも一種を主成分とし、加硫剤が配合され、必要に応じて加硫促進剤、補強剤等を添加したものである。なお、前記除去助剤としては、グリコールエーテル類、イミダゾール類及びイミダゾリン類からなる群から選ばれた少なくとも一種が使用される。また、前記クリーニング材としては、前記種類のクリーニングシートと共にメラミン樹脂シートを併用するようにしても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明に係るクリーニング装置は、図１〜図９に示すように、シート状クリーニング材を保持する治具１と、当該治具１を少なくともシートセット位置と待機位置とに移動させる治具搬送装置７と、シート状クリーニング材を保持するクリーニング材供給手段５７と、当該クリーニング材供給手段５７からシート状クリーニング材を取り出して前記治具１上にセットするクリーニング材セットヘッド４０と、前記搬送装置上の治具１を金型８３の所定位置にセットする一方、クリーニング後に前記封止装置本体の所定位置に使用済クリーニング材と共に戻された治具１を前記搬送装置７に再セットする治具ローダー１８とで構成されている。
【００１６】
前記治具１は、図６に示すように、平板状矩形部材であって、その相対する短辺側中央部に一対の切欠部２が形成され、中央部には金型８３のキャビティの配列状態に対応して二つの窓３が形成されている。前記治具１の二つの窓３の間には複数のカル引抜ピン４が立設され、各角部にセットピン５がそれぞれ立設され、治具１の長辺側に並ぶ二本のセットピン５間には複数のリードフレーム位置決めピン穴６ａと治具押出プレート用位置決めピン穴６ｂがそれぞれ形成されている。
【００１７】
前記治具搬送装置７は、図１及び図３に示すように、搬送コンベア８が採用され、当該搬送コンベア８は二本のコンベアチェーン９と、各コンベアチェーン９を支承するスプロケット１０と、前記各コンベアチェーン９に装着された治具固定装置１１と、コンベアチェーン９を駆動するコンベアモータ１２とからなり、各コンベアチェーン９はそれぞれ４個のスプロケット１０間に張着されている。前記スプロケット１０を支持する４本の支持軸１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのうち一本の支持軸１３ａは、前記コンベアモータ１２に連結されている。
【００１８】
本実施態様では、シートセット位置は治具搬送装置７の搬送面の中央部に設定され、当該シートセット位置の上方にはクリーニング材セットヘッド４０が配設され、それに相対してシートセット位置の下方にクリーニング材供給手段５７が配設されている。
【００１９】
前記治具固定装置１１は、図９に示すようにフック部材１１０とスプリング１１１で構成され、フック部材１１０はコンベアチェーン９に固定された金具１１２に摺動自在に装着されると共に、スプリング１１１により内側へ付勢されており、治具本体に設けた切欠部２に係合して治具１を固定するようにしてある。
【００２０】
また、治具１をコンベアに着脱する際に前記治具固定装置１１のロックを解除するため、本体フレーム１４には、ロック解除機構１５が配設されている。このロック解除機構１５は、治具解放シリンダ１６とプッシュピン１７とを含み、当該プッシュピン１７は治具解放シリンダ１６のロッド先端に装着されている。搬送コンベア８の治具固定装置１１がシートセット位置にある状態で治具解除シリンダを駆動すると、プッシュピン１７がフック部材１１０に当接して押動させ、フック部材１１０は先端側が外側へ開いた状態、即ち、ロック解除状態となる。この状態で治具１の切欠部２を搬送コンベア８の治具固定装置１１の外郭に合わせてセットする。次いで、治具１の治具解除シリンダを元の状態に復帰させると、フック部材１１０はプッシュピン１７から解放され、スプリング１１１の作用によって内側に押し戻され治具１が治具搬送装置７に固定される。なお、治具は最初に治具固定装置に装着する際のみ手作業となるが、以後の治具固定装置への着脱は自動的に行われる。
【００２１】
前記治具ローダー１８は、図１〜図３に示すように、第一シートホールド１９、第二シートホールド２０、それぞれプーリ１０８に張着された二本の可動ベルト２１とを含み、クリーナ本体２２に配設された支持アーム２３に装着され、第二シートホールド２０には治具セット機構２４及び吸引ヘッド２５が装着されている。前記第一シートホールド１９は、支持アーム２３に装着された第一直線運動ガイド２６により摺動可能に支持され、支持アーム２３にアームベルト固定部材２７を介して前記可動ベルト２１が固定されている。
【００２２】
第一シートホールド１９の駆動機構は、図２及び図３に示されるように、第一シートホールドモータ２８と、当該第一シートホールドモータ２８により駆動ベルト２９を介して駆動される駆動シャフト３０と、当該駆動シャフト３０に螺合するボールネジ３１と、当該ボールネジ３１に配設された連結プレート３２で構成されている。
【００２３】
前記第二シートホールド２０は、第二直線運動ガイド３３を介して第一シートホールド１９に摺動可能に保持され、そのホールドベルト固定部材３４に可動ベルト２１が固定されている。
【００２４】
従って、第一シートホールドモータ２８を正転させると、ボールネジ３１を介して第一シートホールド１９が駆動され、その動作に連動して可動ベルト２１が動かされ、それと同時に第二シートホールド２０も前進し、後述の治具セット機構２４が下金型８３ｂ上まで前進した後、停止し、第一シートホールドモータ２８を逆転させると、下金型８３ｂの上方の位置からシートセット位置の上方に後退した後、停止する。
【００２５】
前記吸引ヘッド２５は、その両端側に二ヶ所の吸引口３５を形成され、両吸引口３５間を連通させる貫通溝３６が形成され、第２シートホールド２０内の貫通穴（図示せず）に接続された吸引ホース３７を介して脱臭装置３８に接続されている。
【００２６】
前記治具セット機構２４は、図８に詳細に示すように、第二シートホールド２０の下部に配設され、複数対の治具セット爪３９を備え、各対の治具セット爪３９で治具１に設けたセットピン５を挟んで保持するようにしてある。
【００２７】
前記クリーニング材セットヘッド４０は、ヘッド本体４１と、当該ヘッド本体４１を水平方向に往復動させる水平駆動機構４２と、ヘッド本体４１を昇降させる垂直駆動機構４３とからなり、ヘッド本体４１はシート供給爪４４と、当該シート供給爪４４を回動させるロータリーアクチュエータ４５を備えている。前記水平駆動機構４２は、図１、図２及び図５に示すように、クリーニング装置の上部に軸受４６を介して配設された水平駆動用シャフト４７と、その両側に所定間隔を置いて配設された二本の水平駆動用リニアシャフト４８と、前記水平駆動用シャフト４７に動力を伝達する水平駆動用ベルト４９と、当該水平駆動用ベルト４９を駆動する水平駆動用モータ５０とを含み、前記水平駆動用シャフト４７と螺合し、水平駆動用リニアシャフト４８に摺動可能に装着された水平駆動用ボールネジ５１にヘッド本体４１が装着されている。
【００２８】
前記垂直駆動機構４３は、ヘッド本体４１に装着された垂直駆動用モータ５２と、当該垂直駆動用モータ５２の動力を伝達する垂直駆動用ベルト５３と、当該垂直駆動用ベルト５３を介して垂直駆動用モータ５２により駆動される垂直駆動用シャフト５４と、当該垂直駆動用シャフト５４に螺合する垂直駆動用ボールネジ５５と、当該垂直駆動用ボールネジ５５をガイドする垂直駆動用リニアシャフト５６とで構成されている（図５及び図７参照）。
【００２９】
前記シート供給爪４４は、エアで爪又はチャックを開閉させるロボットハンドで構成され、シートセット位置で垂直駆動用モータ５２により降下させられ、シートマガジン５８内のクリーニングシートの位置まで降下した時、エアによって閉じられ、クリーニングシートを捕捉する。クリーニングシートを掴んだシート供給爪４４は、その後、元の始動位置又は待機位置まで垂直駆動用モータ５２により上昇させられ、治具搬送コンベアがシートセット位置にきた後、クリーニングシートの降下位置を調整しながら再下降し、クリーニングシートを治具１上に配置した後、クリーニングシートを離して元の始動位置に戻る。この場合、クリーニングシートの降下位置の調整は、例えば、図５における左右方向の調整は搬送コンベア８で治具１を移動させて行なわれ、前後位置は水平駆動用モータ５０で水平駆動用ボールネジ５１を駆動し水平駆動用リニアシャフト４８に沿ってヘッド全体を移動させて行われる。また、クリーニングシートの治具１に対する角度調整は、シート供給爪４４の上部に備えられたエア式ロータリーアクチュエータ４５を回転させて行なわれる（図５及び図７参照）。クリーニングシートの治具１へのセット位置が左右方向の調整のみの場合は、水平駆動機構４２、エア式ロータリーアクチュエータ４５を省略することも可能である。
【００３０】
前記クリーニング材供給手段５７は、図５及び図７に示すように、多数積層されたクリーニングシートを内包するシートマガジン５８と、当該シートマガジン５８を搭載するマガジン搭載部５９と、前記シートマガジン５８内のシートを一枚づつマガジンから押し出すシートプッシュプレート６０とを備え、前記シートマガジン搭載部にはシートマガジン５８が２セット配置されている。前記シートプッシュプレート６０の駆動機構は、モータ６１と、当該モータ６１の駆動力を伝達するベルト６２と、当該ベルト６２を介してモータ６１により駆動されるボールネジ６３と、当該ボールネジ６３に螺合するシートプッシュプレート６０の回転を阻止すると同時にシートプッシュプレート６０の昇降をガイドする二本のリニアシャフト６４で構成されている。
【００３１】
なお、クリーニングシートの上昇端にはファイバーセンサー（図示せず）が配設され、ファイバーセンサーへの入射光の有無を検出してモータの制御を行うようにしてある（図５、７参照）。また、シートセット位置の下方には、図１及び図３に示すように、治具１を上方へ押し出す治具押出機構６５が配設されている。この治具押出機構６５は、複数の治具位置決めピン６６を立設させた治具押出プレート６７と、モータ６８、ボールネジ６９及び直線運動用ガイド７０で構成され、治具位置決めピン６６を治具１に入れて位置決めを行い、そのまま治具セット爪３９まで治具１を持ち上げることができるようにしてある。治具１の上昇端及び下降端の位置、上昇及び下降速度等はモータ６８を制御することにより行われる。
【００３２】
また、治具搬送コネベアの各部には、図１及び図３に示すように、使用済シートを治具１から取り出す使用済シート取出装置７１、使用済シートを取り出した治具１を清浄化する治具清掃装置７２、及び清浄化した治具１を予熱する治具予熱装置７３が配設されいる。使用済シート取出装置７１は、シート取り出し部に設けた取出用プレート７４を取出用モータ７５と取出用ラックピニオン７６により可動させるようにしてあり、この取出用プレート７４のガイドとして取出用直線運動ガイド７７を設けた構成となっている（図１、図３参照）。
【００３３】
治具清掃装置７２は、クリーニング装置のベースプレートに固定されたブラシで構成されている。前記治具予熱装置７３は一対の面ヒータ７３ａからなり、治具予熱位置にある治具１を両側から加熱するように治具搬送装置７の治具搬送面を挟んで相対して配設されている。
【００３４】
前記構成のクリーニング装置は、図１０に示すように半導体封止装置に隣接して配設される。この半導体封止装置は、装置本体７８とローダ装置７９とからなり、装置本体７８は上部固定プラテン８０、可動プラテン８１及び下部固定プラテン８２を含む。金型８３は上金型８３a及び下金型８３ｂで構成され、上金型８３aは上部固定プラテン８０に取り付けられ、下金型８３ｂは可動プラテン８１に取り付けられている。
【００３５】
前記下金型８３ｂには、図１６に示すように、治具ロック手段８４が装着されている。この治具ロック手段８４はフック部８５ａと段部８５ｂを備えたフック状のロック部材８５と、当該ロック部材８５を内側へ付勢するスプリング８６とを含み、ロック部材８５のロック部が治具１の上面に係合することによって治具１が下金型８３ｂに固定される。
【００３６】
前記治具ロック手段８４の解除は、治具セット機構２４のセット爪の近傍に突出したロックフリーピン８７により行われ、下金型８３ｂを上昇させることによりロックフリーピン８７の先端がロック部材８５の段部８５ｂを押圧してロック部材８５を開く。なお、ローダ装置７９は、リードフレーム及びタブレットをそれぞれの供給装置から受け取って金型８３に供給する一方、樹脂封止された半製品を金型８３から取り出して装置外へ搬出する公知構造のものである。
【００３７】
前記可動プラテン８１はトグル機構８８を介して下部固定プラテン８２に連結され、トグル機構８８及び動力伝達機構８９を介してサーボモータ９０により駆動される。このサーボモータ９０は、装置本体７８に隣接して設置されたローダ装置７９の下部空間内に配設されている。前記トグル機構８８は相互に回動可能に連結された２対の上部アーム９１及び下部アーム９２と、それらを連結する水平アーム９３を含み、上部アーム９１及び下部アーム９２は可動プラテン８１及び下部固定プラテン８２にそれぞれ連結されている。水平アーム９３はその中央に設けた雌ネジ部で前記動力伝達機構８９を構成するトグルボールネジ９４に螺合し、タイミングベルト９５を介してサーボモータ９０に連結されている。従って、サーボモータ９０を作動させると、その回転運動がタイミングベルト９５によりトグルボールネジ９４に伝達され、その回転運動がトグルボールネジ９４に螺合する水平アーム９３の上下方向の直線運動に変換され、これによりトグル機構８８が伸縮して可動プラテン８１を上下動させ、型開き及び型締めが行われる。
【００３８】
使用に際しては、まず、図５に示す様にクリーニングシートマガジンにクリーニングシート、例えば、未加硫ゴムシート１０６をセットし、このクリーニングシートマガジンを二つ並べてクリーニング材供給手段５７にセットする。なお、メラミンシート１０７を併用する場合は、片側（例えば、右側）のシートマガジン５８にメラミンシート１０７をセットし、他方（例えば、左側）のシートマガジン５９へ未加硫ゴムシート１０６をセットすれば良い。クリーニングシートマガジンのセット後、モータを駆動させ、ボールネジ６３及びリニアシャフトを介してシートプッシュプレート６０が遮光するまで上昇させてクリーニングシートの供給を行う。クリーニングシートが限定されている場合には、マガジンを一個にしても良い。
【００３９】
次に、搬送装置の治具固定装置１１がシートセット位置にある状態で治具解除シリンダを駆動すると、シリンダロッド先端部のプッシュピン１７が上昇してフック部材１１０を可動させるため、フック部材１１０が解除される（図１）。この状態で治具１の切欠部２が治具固定装置１１の外郭に合うように合わせて治具搬送コンベア８にセットし、治具解除シリンダを下降させると、シリンダロッドの降下とともにフック部材１１０がスプリング１１１の作用により内側に可動し、治具１が治具搬送装置７に固定される。
【００４０】
治具１を治具搬送装置７にセットした後、治具搬送装置７をコンベアモータ１２で駆動し、治具１を所定距離だけ、例えば、前記シートセット位置から図５に波線で示すように待機位置まで移動させ、これによりクリーニングシートマガジンの上部を開放させる。次いで、シート供給爪４４を開いた状態でセットヘッド４０をシートマガジン５８内のクリーニングシートの位置まで降下させ、シート供給爪４４でクリーニングシートを捕捉させる。
【００４１】
次に、モータを逆回転させてクリーニングシートを掴んだままシート供給爪４４を元の始動位置又は待機位置まで上昇させた後、治具搬送装置７を駆動して治具１を前記待機位置から元のシートセット位置に戻し、そこに前記クリーニングシートの降下位置を調整しながらシート供給爪４４を再下降させ、クリーニングシートを治具１上の所定位置に配置する。この時、治具１に対するクリーニングシートの前後左右の位置調整は、搬送装置による治具１の移動、上部モータによるユニット全体の移動及びロータリーアクチュエータ４５によるクリーニングシートの回転を組み合わせて行う。なお、この実施態様では、二つの窓３を有する治具１を用いた例について説明したが、下金型８３ｂのキャビティ列に対応してクリーニングシートが多数必要な場合は、必要に応じて上記動作を繰り返して治具１にクリーニングシートをセットすればよい。
【００４２】
治具１上にクリーニングシートをセットした後、治具解除シリンダを駆動することによりプッシュピン１７がフック部材１１０を押動させてフック部材１１０を解除させる。ロック解除後、治具押出用モータを駆動して治具押出プレート６７を上昇させ、治具押出プレート６７に立設された位置決めピンを治具１に入れて位置決めを行い、そのまま治具１を押し出して治具セット爪３９の位置まで持ち上げる。治具セット爪３９は開いた状態で待機しており、治具１上昇端でエアにより治具セット爪３９を閉じさせて治具１を保持させる（図１、３、４、８参照）。
【００４３】
次に、第一シートホールド１９をモータによりボールネジ３１を介して駆動すると、それに連動して可動用ベルトが動かされ、第二シートホールド２０が治具セット爪３９で保持された治具１と共に前進する（図１〜３参照）。治具１を封止装置本体上の所定位置、例えば、下金型８３ｂの真上にまで前進させた後、サーボモータ９０で可動プラテン８１を駆動して下金型８３ｂを治具１の近辺まで上昇させ、そこで治具セット爪３９を開いて治具１のセットピン５を解放し、治具１を下金型８３ｂにセットする。このとき、治具１と下金型８３ｂとの位置決めは、治具１のリードフレーム位置決めピン用穴６aと下金型８３ｂのリードフレーム位置決めピン（図示せず）とで行う。
【００４４】
下金型８３ｂが上昇する際、第二シートホールド２０の下部に設けられている治具セット機構２４のセット爪３９付近のロックフリーピン８７でロック部材８５の段部端面が押されるため、ロック部材８５は開放状態となり、そこに治具１がセットされる。その後、下金型８３ｂを降下させると、第二シートホールド２０に設けられているロックフリーピン８７がロック部材８５の段部端面から離れ、ロック部材８５がスプリング８６の内方への付勢力により治具１が下金型８３ｂに固定される（図８、９参照）。
【００４５】
下金型８３ｂが降下した後、シートホールドは原位置へ戻され（図３で治具１が無い状態）、その後、下金型８３ｂを再び上昇させると、クリーニングシートは上下両金型８３間に挟まれて加圧され、これにより金型８３のクリーニングが行われる。所定時間型締めした後、下金型８３ｂを下降させる。
【００４６】
型開きした後、シートホールドを下金型８３ｂの位置まで前進させる。この時、クリーニングシートから発生するガスは、シートホールドの前部に設けられた吸引口３５を介して吸引され、この吸引されたガスは、シートホールド内を通り、吸引ホース３７を経て脱臭装置３８へ送られ、脱臭後排気される。必要に応じて、シートホールドは下金型８３ｂの上を往復させても良い。
【００４７】
シートホールドを下金型８３ｂの真上に前進させた後、下金型８３ｂを上昇させると、シートホールドのロックフリーピン８７に当接するためロック部材８５が回動してロックが解除され、治具１が下金型８３ｂから解放されると共に、治具セット爪３９が閉じて、治具１のセットピン５が係止される。
【００４８】
下金型８３ｂが下降した後、治具１を保持したシートホールドが原位置に戻り、そこで治具押出プレート６７が上昇し、治具押出プレート６７が上昇端に達すると、治具セット爪３９が開かれ、治具１のセットピン５が解放される。このとき、治具１は治具押出プレート６７の位置決めピンにより位置決めされて治具押出プレート６７上にセットされる。次いで、治具押出プレート６７が治具１と共に降下する。この時、治具解除シリンダが上昇した状態にあり、治具固定装置１１は解放状態になっている。治具押出プレート６７が下降し終えた後、治具解除シリンダが下降して治具固定装置１１のフック部材１１０により治具１が搬送装置に固定される。
【００４９】
搬送装置は、クリーニングを終えた治具１を移動させ、使用済シート取出装置７１まできて停止し、そこで使用済みのクリーニングシートが取り出される。この使用済シート取出装置７１は、モータ、ラック＆ピニオン、直線運動ガイドにて図３の右方向に駆動してクリーニングシートを押し出す。この装置は、治具予熱装置７３の駆動も兼ねている。
【００５０】
使用済シートを除去された治具１は、コンベアで更に移動し、その過程で治具清掃装置７２を通過し、ブラシで清浄化される。なお、この実施例では、治具１を通過させてブラシ清掃を行っているが、治具１を清掃位置の前で停止させて任意の手段により治具清掃を行っても良い。ブラシ清掃後、治具１は更にコンベアで搬送され、治具予熱装置７３の前で停止させられ、そこで予熱される。なお、治具予熱装置７３の駆動は、使用済シート取出装置７１と兼用してある。
【００５１】
予熱終了後、治具１は更にコンベアで搬送されてセット位置へ戻り、以後は常の樹脂封止を再開させる。なお、一回のクリーニング動作で金型８３を十分に清浄化できない場合には、予めクリーニングする回数を設定しておき、前記クリーニング動作を設定回数だけ繰り返して金型８３を清浄化するようにしても良い。
【００５２】
前記実施態様では、搬送装置に一つの治具１を配設した場合を例に挙げて説明したが、複数の治具１を相互に所定間隔をおいて搬送装置に配設し、一つの治具１でクリーニングした後、使用済みの治具１を次の新たな治具１と交換してクリーニングを行うようにしても良い。この場合、クリーニング後に直ちに使用済シートを治具１から取り出し、治具１を清浄化した後、治具１を予熱して再使用する作業を行う必要がなく、設定回数だけクリーニングする場合に、クリーニング作業の時間短縮を行うことができる。また、シートホールドで使用済治具を持ってくる時、その治具１を仮置きする治具バッファ部９７を設けると、クリーニング中に治具１へのクリーニングシートのセットを行うことができ、より一層作業時間を短縮することができる。
【００５３】
図１２は本発明の他の実施例を示し、両面にシートクリーニング材を装着するようにした治具１を採用したもので、シートセット時に治具１を反転させる治具反転装置を前記クリーニング装置に付設することにより実施することができる。この治具１は、その表裏両面には複数の溝９８が形成されている。また、前記溝９８の底部には複数のシートホールドピン９９が立設されており、このシートホールドピン９９はクリーニングシートを治具１に装着した際、クリーニングシートをシートホールドピン９９に刺して固定することによって、治具１の反転時にクリーニングシートが治具１から落下するのを防止する。
【００５４】
治具１は、その四隅に方形切欠部１００を形成され、当該方形切欠部１００を形成する壁面のうち前記溝９８の長手方向と平行な壁面にフック１０１が枢軸１０２により回動自在に装着され、他方の壁面に隣接して治具１の上下両方向に伸長した突起１０３が形成されている。また、前記溝９８が開口する治具１の端面には、フック１０１の回動角を規制するストッパ１０４が装着されている。このフック１０１は、下金型８３ｂに設けた係止ピン１０５と共に治具ロック手段８４を構成し、図１３に示すように、金型８３へのセット時、ロックフリーピン８７に当接するためフック１０１が回動して開いた状態で金型８３上に配置され、下金型８３ｂが下降しロックフリーピン８７が離脱すると、フック１０１が回動して下金型８３ｂに設けた係止ピン１０５と係合し、これにより治具１が下金型８３ｂに固定される。
【００５５】
前記治具１の溝９８は、クリーニング後、型開き時にクリーニングシートを上下両金型８３ａ、８３ｂより剥ぎ取る作用をするもので、図示の例では開口側が狭く底部側が広いテーパー状に形成されているが、その形状、本数及び位置は、半導体製品形状及びキャビティの配置等により決定される。なお、この溝９８、シートホールドピン９９が無い場合、クリーニング終了後に型開きした際、治具１が下金型８３ｂに固定されている関係上、クリーニングシートが上金型８３ａに残る可能性があり、万一残った場合には、クリーニングシートを手作業で取り除く必要があり、自動化できなくなる。
【００５６】
図１４は未加硫ゴムシート１０６とメラミンシート１０７を併用する本発明の更に他の実施形態を示し、この実施態様では金型８３にセットした際に金型８３のキャビティに臨む二つの窓３が形成され、両窓３間に複数のカル引抜ピン４を立設された平板状治具を採用している。なお、この治具１は図６に示す平板状治具と同じ構成を有しているので、図では他の構成を省略してある。また、実施態様においては、治具１は二つの窓３を形成されているが、この窓３の数は金型８３に形成されたキャビティ列の数に応じて形成され、一つであってもよく、また、三つ以上であっても良い。
【００５７】
使用に際しては、治具１の上面に二つの窓３を包囲するように、即ち、金型８３の被クリーニング部を囲む枠状に未加硫ゴムシート１０６を配置する一方、その未加硫ゴムシート１０６で形成された枠内に、かつ、二つの窓３を跨ぐように所定間隔をおいて複数のメラミンシート１０７を配置する。この治具１をそのままの状態で下金型８３ｂの上へ移動させて治具１を下金型８３ｂにセットし、図１５（ａ）に示すように治具１の下面が下金型８３ｂに直接接触した状態で治具ロック手段８４によって治具１が下金型８３ｂに固定される。治具ロック手段８４としては、下金型に回動自在に装着されたロック部材８５と、ロック部材８５を内側へ付勢するスプリング８６とを含む図１６に示す構造のものが採用され、ロック部材８５のロック部を治具１の上面に係合させることによって治具１を下金型８３ｂに固定するようにしてある。
【００５８】
次いで、型締めすると、図１５（ｂ）に示すように、未加硫ゴムシート１０６が加硫、固化される一方、メラミンシート１０７のメラミン樹脂が上金型８３ａのキャビティ内に入り込むと同時に、治具１の窓３を通って下金型８３ｂのキャビティ内に入り込み、そこでメラミン樹脂が溶融、固化され、キャビティ内の汚れを吸着する。
【００５９】
その後、型開きすると、治具１が下金型８３ｂに治具ロック手段８４によって固定されると共にクリーニング材がカル引抜ピン４に固定されているため、使用済クリーニング材は治具１と共に下金型８３ｂに残り、上金型８３ａのみが上昇していく。以後は、前記実施形態の場合と同様、治具ロック手段８４を開放した後、使用済クリーニング材が治具１と共に、下金型８３ｂから取り出される。
【００６０】
なお、前記実施例では、クリーニング装置で治具を直接金型まで搬送する場合について説明したが、複数の金型を具備した封止装置の場合には、例えば、図１７に示すように封止装置本体上の所定位置、例えば、リードフレーム等をセットしたフレーム搬送治具１１３の停止位置Ａの上方にまで治具セット機構２４で治具を搬送し、そこで治具を降下させて前記停止位置Ａにセットし、治具セット機構２４を元の位置に後退させた後、キャリア１１４でリードフレーム等をセットしたフレーム搬送治具１１３の代わりに前記治具を把持して金型にセットさせ、型締めしてクリーニングを行った後、前記キャリア１１４で治具を金型から取り出して前記停止位置に移送し、当該停止位置Ａから前記治具セット機構２４で取り出して治具搬送装置に戻すようにすることも可能である。図中、１１５はリードフレーム供給機構、１１６は成形品排出機構である。
【００６１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、従来手作業で行っていた半導体封止装置用金型のクリーニングを自動的に行うことができ、しかも、クリーニング後の清浄化作業が不要となるのでクリーニング作業に要する工数及び半導体封止装置の停止時間を短縮でき、コストダウンを図ると共に、稼動率を向上させることができる。ちなみに、メラミン樹脂を用いた従来のクリーニング作業に比べて作業時間を約７割削減することができ、クリーニングシートによる従来のクリーニング作業に比べて作業時間を約3割削減することができる。また、高温の金型に対して作業を行う必要が無く、使用直後にクリーニング材から発生するガスも脱臭装置により吸引除去されるので、作業の安全性を高め、かつ、室内空気の汚染を防止することができる、など優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るクリーニング装置の正面図。
【図２】  図１のクリーニング装置のＡ矢視図。
【図３】  図１のクリーニング装置のＢ矢視図。
【図４】  図１のクリーニング装置のＣ矢視図。
【図５】  図１のクリーニング装置のＤＤ断面図。
【図６】  片面セットタイプの治具の斜視図。
【図７】  図３のＥＥ断面図。
【図８】  治具セット爪部拡大図。
【図９】  治具搬送装置の治具固定装置。
【図１０】  図１のクリーニング装置を備えた半導体封止装置の正面図。
【図１１】  図１０の半導体封止装置の側面図。
【図１２】  クリーニング装置の他の形態を示す両面セットタイプ治具の斜視図。
【図１３】  図１２のクリーニング装置に於ける治具ロック手段の動作を示す要部側面図。
【図１４】  他の実施形態を示すクリーニング装置の治具の斜視図。
【図１５】  図１４のクリーニング装置の使用状態を示す要部断面側面図。
【図１６】  金型の治具固定装置。
【図１７】  他の実施態様を示す封止装置本体の概略平面図。
【符号の説明】
１…治具                        ２…切欠部
３…窓                          ４…カル引抜ピン
５…セットピン                  ６…ピン穴
７…治具搬送装置                ８…搬送コンベア
９…コンベアチェーン          １０…スプロケット
１１…治具固定装置            １２…コンベアモータ
１３…支持軸                  １４…本体フレーム
１５…ロック解除機構          １６…治具解放シリンダ
１７…プッシュピン            １８…治具ローダー
１９…第一シートホールド      ２０…第二シートホールド
２１…可動ベルト              ２２…クリーナ本体
２３…支持アーム              ２４…治具セット機構
２５…吸引ヘッド              ２６…第一直線運動ガイド
２７…アームベルト固定部材    ２８…第一シートホールドモータ
２９…駆動ベルト              ３０…駆動シャフト
３１…ボールネジ              ３２…連結プレート
３３…第二直線運動ガイド      ３４…ホールドベルト固定部材
３５…吸引口                  ３６…貫通溝
３７…吸引ホース              ３８…脱臭装置
３９…治具セット爪            ４０…セットヘッド
４１…ヘッド本体              ４２…水平駆動機構
４３…垂直駆動機構            ４４…シート供給爪
４５…ロータリーアクチュエータ
４６…軸受                    ４７…水平駆動用シャフト
４８…水平駆動用リニアシャフト
４９…水平駆動用ベルト        ５０…水平駆動用モータ
５１…水平駆動用ボールネジ    ５２…垂直駆動用モータ
５３…垂直駆動用ベルト        ５４…垂直駆動用シャフト
５５…垂直駆動用ボールネジ    ５６…垂直駆動用リニアシャフト
５７…クリーニング材供給手段  ５８…シートマガジン
５９…マガジン搭載部          ６０…シートプッシュプレート
６１…モータ                  ６２…ベルト
６３…ボールネジ              ６４…リニアシャフト
６５…治具押出機構            ６６…ピン
６７…治具押出プレート        ６８…モータ
６９…ボールネジ              ７０…直線運動用ガイド
７１…使用済シート取出装置    ７２…治具清掃装置
７３…治具予熱装置            ７４…取出用プレート
７５…取出用モータ            ７６…取出用ラックピニオン
７７…取出用直線運動ガイド    ７８…装置本体
７９…ローダ装置              ８０…上部固定プラテン
８１…可動プラテン            ８２…下部固定プラテン
８３…金型                    ８４…治具ロック手段
８５…ロック部材              ８６…スプリング
８７…ロックフリーピン        ８８…トグル機構
８９…動力伝達機構            ９０…サーボモータ
９１…上部アーム              ９２…下部アーム
９３…水平アーム              ９４…トグルボールネジ
９５…タイミングベルト        ９７…治具バッファ部
９８…溝                      ９９…シートホールドピン
１００…方形切欠部          １０１…フック
１０２…枢軸                １０３…突起
１０４…ストッパ            １０５…係止ピン
１０６…未加硫ゴムシート     １０７…メラミンシート
１１０…フック部材          １１１…スプリング
【図１】
0004044692.tif 000002
【図２】
0004044692.tif 000003
【図３】
0004044692.tif 000004
【図４】
0004044692.tif 000005
【図５】
0004044692.tif 000006
【図６】
0004044692.tif 000007
【図７】
0004044692.tif 000008
【図８】
0004044692.tif 000009
【図９】
0004044692.tif 000010
【図１０】
0004044692.tif 000011
【図１１】
0004044692.tif 000012
【図１２】
0004044692.tif 000013
【図１３】
0004044692.tif 000014
【図１４】
0004044692.tif 000015
【図１５】
0004044692.tif 000016
【図１６】
0004044692.tif 000017
【図１７】
0004044692.tif 000018