(57)【要約】【課題】型開き時における樹脂の変形等を防止する。【解決手段】上金型１と、上金型１に対向して配置される下金型２と、該下金型２側に配置され樹脂１１を収容可能な樹脂ポット１０と、樹脂ポット１０内の樹脂１１を押圧可能なプランジャ１４と、を備え、可動部３がバネ６に支持されることにより型締め時に上金型１側から基板４を介して付与される押圧力に応じて沈み込むことが可能な樹脂封止金型の型開き方法であって、プランジャ１４によって樹脂ポット１０内の樹脂１１を所定の圧力で押圧したままで、上金型１と下金型２とを型開きする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金型と、該第１の金型に対向して配置される第２の金型と、該第２の金型側に配置され樹脂を収容可能な樹脂ポットと、該樹脂ポット内の前記樹脂を押圧可能なプランジャと、を備え、前記第２の金型表面の一部であって被成形品の載置位置が弾性体に支持されることにより型締め時に前記第１の金型側から前記被成形品を介して付与される押圧力に応じて反第１の金型側に沈み込むことが可能な樹脂封止金型の型開き方法であって、
前記プランジャによって前記樹脂ポット内の前記樹脂を所定の圧力で押圧したままで、前記第１の金型と前記第２の金型とを型開きする
ことを特徴とする樹脂封止金型の型開き方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記型開きに先立って、
型締めした状態で、前記プランジャの先端を前記樹脂ポット内の前記樹脂から引き離す工程と、
再び、前記プランジャの先端を前記樹脂ポット内の前記樹脂に当接させる工程と、を含む
ことを特徴とする樹脂封止金型の型開き方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記所定の圧力と、前記弾性体が前記第２の金型表面の一部を介して前記被成形品に付与する圧力との単位面積当りの値が同じである
ことを特徴とする樹脂封止金型の型開き方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記所定の圧力が、前記弾性体が前記第２の金型表面の一部を介して前記被成形品に付与する圧力の変化に対応して変化する
ことを特徴とする樹脂封止金型の型開き方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
型開き時における前記樹脂ポット内に残存している樹脂の厚みが、前記ポット部の内径の１／６以上である
ことを特徴とする樹脂封止金型の型開き方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記第１の金型表面には、リリースフィルムが供給されている
ことを特徴とする樹脂封止金型の型開き方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップを搭載した被成形品を樹脂にて封止する樹脂封止装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載される樹脂封止金型が公知である。
【０００３】
図６に、特許文献１に記載される樹脂封止金型と同様の構成をした樹脂封止金型を示す。この樹脂封止金型は、上金型１と、この上金型１に対向して配置される下金型２と、下金型２側に配置され樹脂を収容可能な樹脂ポット１０と、当該樹脂ポット１０内に進退動可能に配置され、当該樹脂ポット１０内の樹脂１１を押圧可能なプランジャ１４と、を備えている。また、下金型２の表面の一部である可動部３は、バネ（弾性体）６によって支持されることにより、型締め時に上金型１側から基板（被成形品）４を介して付与される押圧力に応じて沈み込むことが可能な構成とされている。即ち、このような構成を採用することによって、被形成品である基板４の厚みの誤差を吸収し、精度の良い樹脂封止を行なうことが可能とされている。
【０００４】
なお、型締めがなされた後、プランジャ１４によりポット１０内の樹脂１１がカル８やキャビティ７側へと押し出され、更に所定の硬化時間（樹脂の硬化時間）を経て、型開きが行われる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３４３８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような樹脂封止金型においては、型開きの際に、樹脂の変形や破断、更には樹脂と基板の接合部の損傷、ゲートクラックが発生するといった問題があった。これらは以下の原因によるものであることを発明者は見出した。
【０００７】
樹脂封止が終了し型開きが行われると、可動部３の上に配置された基板４には、バネ６の作用によって上方向（図６において上方向・上金型１側）への付勢力、即ち、基板４を持ち上げようとする力が発生する。一方で、ポット１０に残留している樹脂１１はプランジャ１４の先端に密着し、また、カル８部分に残留している樹脂１１はポット１０の上面、更には当該ポット１０の周囲に配置されるセンタブロック９の上面と密着している。即ち、型開きによってキャビティ７部分の樹脂１１が上方向へ持ち上げられようとするのに対し、カル８部分の樹脂１１は、引張力（下方向へと引き下げられようとする力：プランジャ１４の先端、ポット１０の上面、センタブロック９の上面に張り付いていようとする力）が作用する。その結果、キャビティ７部分の樹脂１１と、カル部８の樹脂１１との境界部分ＳＰにおいて、強いストレスが発生してしまう。このストレスによって当該境界部分ＳＰ周辺の樹脂の変形や破断、樹脂と基板との接合部分の損傷、更には、ゲートクラックといった不具合が発生する。
【０００８】
本発明は、かかる問題点を解消するべくなされたものであって、型開き時においても樹脂に対して大きなストレスがかかることのない型開き方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、第１の金型と、該第１の金型に対向して配置される第２の金型と、該第２の金型側に配置され樹脂を収容可能な樹脂ポットと、該樹脂ポット内の前記樹脂を押圧可能なプランジャと、を備え、前記第２の金型表面の一部であって被成形品の載置位置が弾性体に支持されることにより型締め時に前記第１の金型側から前記被成形品を介して付与される押圧力に応じて反第１の金型側に沈み込むことが可能な樹脂封止金型の型開き方法であって、前記プランジャによって前記樹脂ポット内の前記樹脂を所定の圧力で押圧したままで、前記第１の金型と前記第２の金型とを型開きすることにより上記課題を解決するものである。
【００１０】
このような方法によって型開きを行うことによって、プランジャを利用してカル部分の樹脂を型開きに合わせて押出すことができるため、カル部分の樹脂とキャビティ部分の樹脂との境界部分に発生し得るストレスを低減することが可能となっている、即ち、プランジャの先端を利用してポット内の樹脂を所定の圧力で押圧し、当該押圧力を掛けた状態のままで型開きすることで、キャビティ部分の樹脂の動きに同調するようにカル部分の樹脂を持ち上げている。その結果、カル部分の樹脂とキャビティ部分の樹脂とが全体的に均一に（一様に）持ち上がり、境界部分に発生し得るストレスを排除・低減している。
【００１１】
また、前記型開きに先立って、型締めした状態で、前記プランジャの先端を前記樹脂ポット内の前記樹脂から引き離す工程と、再び、前記プランジャの先端を前記樹脂ポット内の前記樹脂に当接させる工程と、を経てもよい。
【００１２】
このような工程を経ることによって、「カル部分の樹脂」に対する引張力の一部（プランジャの先端に張り付いていようとする力）を排除することができる。即ち、型締めした状態で、プランジャの先端を一旦樹脂ポット内の樹脂から引き離すことで、プランジャ先端と樹脂との密着を解き、型開き時にプランジャ先端とポット内の樹脂との間に発生し得る引張力の発生を防止することが可能となる。
【００１３】
なお、この所定の圧力は、前記弾性体が前記第２の金型表面の一部を介して前記被成形品に付与する圧力との単位面積当りの値が同じとされている。これにより、キャビティ部分の樹脂が持ち上げられようとする力とカル部分の樹脂が持ち上げられようとする力の均衡化が可能となり、型開き時に樹脂に生じるストレスを排除・低減している。
【００１４】
更に、この所定の圧力を、前記弾性体が前記第２の金型表面の一部を介して前記被成形品に付与する圧力の変化に対応して変化させることで、型開きを開始した時点から型開きが完了する時点までの間に渡って常に、キャビティ部分の樹脂が持ち上げられようとする力とカル部分の樹脂が持ち上げられようとする力の均衡化が可能となり、型開き工程全体に渡って樹脂に生じるストレスを排除・低減することができる。
【００１５】
また、型開き時における前記樹脂ポット内に残存している樹脂の厚みを、前記ポット部の内径の１／６以上とすれば、ポット内の樹脂の残留効果（樹脂がポット内に残っていようとする効果）が発揮され、型開き後にカル部分の樹脂が上金型側に残ることを防止することができる。
【００１６】
また、前記第１の金型表面には、リリースフィルムを供給するような構成とすれば、第１の金型側からの離型性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明を適用することにより、型開き時における樹脂の変形や破断、樹脂と基板との接合部分の損傷、ゲートクラックを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明にかかる型開き方法を利用する樹脂封止金型の概略構成図（部分断面図）であって、型締め前の状態を示した図である。図２は、型締め後、プランジャによりポット内の樹脂を押圧している状態を示した図である。図３は、型締めしたままプランジャの先端をポット内の樹脂から引き離した状態を示した図である。図４は、再度プランジャの先端をポット内の樹脂に所定の圧力で当接させた状態を示した図である。図５は、型開き状態を示した図である。
【００２０】
<樹脂封止金型の構成>
樹脂封止金型Ｘは、上金型（第１の金型）１と下金型（第２の金型）２とで構成される。上金型１の表面（下型２側表面）にはキャビティ７やカル８が形成されている。キャビティ７は、封止材料としての樹脂が最終的に供給される部分であり、基板４における当該キャビティ７に対応する部分に半導体チップ等が搭載されている。また、カル８は、ポット（樹脂ポット）とキャビティ７とを繋ぐ樹脂の通路および樹脂のバッファとして機能する。
【００２１】
下金型２は、マスターダイセット５と、当該マスターダイセット５の内側に配置されるチェイスブロック１６と、可動部（下金型表面の一部）３とを有している。この可動部３は、弾性体としてのバネ（皿バネ）６によってチェイスブロック１６から支持されている。層状に複数重ねて配置されたバネ６は、チェイスブロック１６に螺合するボルト１７によって束ねられている。その結果可動部３は、上金型１側から基板４を介して付与される押圧力に応じて下方向（反上金型１側）に沈み込むことが可能とされている。一方、ボルト１７の頭部の存在によって可動部３の突出（上型１側への突出）が規制されている。
【００２２】
また、下金型２の略中心部にはポット（樹脂ポット）１０が配置され、更に、当該ポット１０を包囲するようにセンタブロック９が周設されている。基板搭載時において、このポット１０の上面とセンタブロック９の上面は、可動部３の表面よりも僅かに突出（上金型１側への突出）した構成とされている。このポット１０の上面とセンタブロック９の上面が、樹脂封止の基準面ＳＬとなる。即ち、型締め時における基板４の上面が当該基準面ＳＬに一致した状態で樹脂封止が行われる。
【００２３】
また、ポット１０の周囲には、ポット１０内の樹脂を溶融させるためのヒータ（図示しない）は配置されている。更に、ポット１０には、プランジャ１４が嵌合している。このプランジャ１４は、上下機構１２によってポット１０内を上下方向に進退動可能に構成されている。プランジャ１４は、バネ１５を有する等圧ユニット１３を介して上下機構１２と連結した構成とされており、上下機構１２から付勢される力を均等化した上でプランジャ１４へと伝達可能な構成とされている。
【００２４】
また、下金型２の表面の一部を構成する可動部３上に、樹脂封止が行われる基板（被成形品）４が配置されることとなる。
【００２５】
なお、符号１１は封止材料としての樹脂である。
【００２６】
<樹脂封止金型の作用>
最初に、上金型１と下金型２とが開いた状態（型開き状態）で、下金型２の表面、即ち、可動部３上に樹脂封止をしようとする基板４が載置される。この基板４は、図示せぬ搬送機構によって搬送される。ここでは、基板４の製品誤差（厚み誤差）によって、基板４を可動部３に載置した状態で基板３の上面（上金型１側の面）が基準面ＳＬよりも高さＨ分だけ突出していると仮定する。一方、ポット１０内には、図示せぬ供給機構によって封止材料としての樹脂１１が投入される。投入された時点の樹脂１１は、例えばタブレット状の樹脂である。このタブレット状の樹脂１１は、ポット１０の周囲に配置されたヒータ（図示しない）によって溶融され、流動可能とされる。
【００２７】
続いて図２に示すように、上金型１と下金型２とが当接し型締めが行なわれる。この型締めによって、可動部３が、上金型１側から基板４を介して押圧力を受ける。その結果基板４が載置されている可動部３が沈み込む。即ち、可動部３が高さＨだけ沈み込むことにより、基板４の上面が基準面ＳＬと一致する状態となる。本実施形態ではこのように、可動部３の存在によって、基板４の厚み誤差を吸収可能とされている。なお、可動部３の表面の高さは、基板４のマイナス誤差をも考慮して設定されている。よって、基板４が仮に本来の厚みよりも薄かった場合にも、可動部３が「沈み込むこと」によって調整がなされる。なおこの型締めは、図示せぬプレス機構によって行なわれている。  
【００２８】
型締め後、上下機構１２が動作することによって、等圧機構１３を介してプランジャ１４が上昇する。当該プランジャ１４の上昇によって、ポット１０内で溶融された樹脂１１が、カル８を介してキャビティ７内へと流動する。このプランジャ１４の押圧は、例えば当該プランジャ１４に対して樹脂１１側から所定の反力が生じるまで、即ち、キャビティ７内に樹脂１１が行き渡り、保圧力が発生するまで行われる。
【００２９】
その後、カル８やキャビティ７側に流動した樹脂が硬化するタイミングを見計らって、上金型１と下金型２とが型締めしたままの状態で、上下機構１２が下降し、プランジャ１４の先端をポット１０内に存在する樹脂１１から引き離す動作が行なわれる（図３参照）。溶融しその後硬化した樹脂１１は、プランジャ１４の先端にも密着しているため、当該工程を経ることにより、プランジャ１４の先端と樹脂１１との密着を解いている。
【００３０】
続いて、図４に示すように、再度上下機構１２を上昇させることによってプランジャ１４を上昇させ、再びプランジャ１４の先端をポット１０内の樹脂１１に「所定の圧力」にて当接させる。この所定の圧力は、バネ６が可動部３を介して成形品４を上金型１側へと付勢している圧力と同等に調整される。即ち、単位面積当たりの圧力が同じとなるように調整される。
【００３１】
この状態（プランジャ１４の先端をポット１０内の樹脂１１に「所定の圧力」にて当接させている状態）で、図５に示したように、上金型１と下金型２とを型開きする。本実施形態においても、カル８に位置する樹脂１１は、センタブロック９およびポット１０の上面に密着しているが、先程説明したように、プランジャ１４を一旦下降させ樹脂との密着を解いた後に再度上昇させ、更にバネ６が可動部３を介して基板４を持ち上げる圧力と同等な圧力でポット１０内に位置する樹脂１１を上金型１方向へと付勢している。その結果、キャビティ７部分に存在する樹脂１１、カル８部分に存在する樹脂１１、更にはポット１０内に存在する樹脂１１全体が均等に持ち上げられようとする。即ち、カル８部分に存在する樹脂１１と、キャビティ７部分に存在する樹脂１１との間に大きなストレスがかかること無く型開きが可能となる。
【００３２】
なお、基板４の上金型１側からの離型は、例えば上金型１内に内蔵されたエジェクタピンを作動させることによって離型する。更には、上金型１の表面に離型フィルムを介して型締めする構成を採用すれば、例えばこのようなエジェクタピンの存在も不要である。
【００３３】
更に、型開き時にプランジャ１４の先端がポット１０内の樹脂１１を押上げる圧力は、バネ６が可動部３を介して基板４に付与している圧力の変化に対応して変化する。即ち、型開きに伴って、バネ６が徐々に弛緩することで、バネ６が可動部３を介して基板４に付与している圧力は徐々に低減する。この圧力の低減に同調するように、プランジャ１４の先端がポット１０内の樹脂１１を押上げる圧力も低減するように制御される。これにより、型開きを開始した時点から型開きが完了する時点までの間、常に均等に樹脂１１全体が持ち上げられることとなり、樹脂にストレスを生じさせることなく型開きを行うことが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態においては、型開き時における樹脂ポット１０内に残存している樹脂の厚み（高さ方向の厚み）が、当該ポット１０内径の１／６以上に設定されている。このようにすることで、型開き時における当該ポット１０内に残存している樹脂１１の「残存効果（樹脂がポット内に残ろうとする効果）」が発揮され、プランジャ１４の先端でポット１０内の樹脂１１が押し上げられた後、上金型１に樹脂１１が残ることを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、半導体チップを樹脂にて封止する樹脂封止装置に適用することで、品質の高い樹脂封止を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明にかかる型開き方法を利用する樹脂封止金型の概略構成図（部分断面図）であって、型締め前の状態を示した図
【図２】本発明にかかる型開き方法を利用する樹脂封止金型の概略構成図（部分断面図）であって、型締め後、プランジャによりポット内の樹脂を押圧している状態を示した図
【図３】本発明にかかる型開き方法を利用する樹脂封止金型の概略構成図（部分断面図）であって、型締めしたままプランジャの先端をポット内の樹脂から引き離した状態を示した図
【図４】本発明にかかる型開き方法を利用する樹脂封止金型の概略構成図（部分断面図）であって、再度プランジャの先端をポット内の樹脂に所定の圧力で当接させた状態を示した図
【図５】本発明にかかる型開き方法を利用する樹脂封止金型の概略構成図（部分断面図）であって、型開き状態を示した図
【図６】特許文献１に記載される樹脂封止金型と同様の樹脂封止金型の概略構成図（部分断面図）
【符号の説明】
【００３７】
Ｘ…樹脂封止金型
１…上金型
２…下金型
３…可動部
４…基板（被成形品）
５…マスターダイセット
６…バネ
７…キャビティ
８…カル
９…センタブロック
１０…ポット
１１…樹脂
１２…上下機構
１３…等圧ユニット
１４…プランジャ
１５…バネ
１６…チェイスブロック
１７…ボルト
【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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