(57)【要約】【課題】樹脂を金型に投入するための樹脂投入機構が、誤って投入すべき樹脂を持ち帰っていないかを検知する。【解決手段】対向して配置された上金型１０２、下金型１０４と、該金型間に進入可能とされ保持する樹脂シート１５０を下金型１０４に対して投入する樹脂投入機構１２０を備えた樹脂封止装置１００であって、樹脂投入機構１２０が金型間から退避する途中または退避後に、樹脂投入機構１２０による樹脂シート１５０の保持／非保持を検知する検知機構１４４を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して配置された第１、第２の金型と、該第１、第２の金型間に進入可能とされ保持する樹脂を前記第１、第２の金型の少なくとも一方に対して投入する樹脂投入機構を備えた樹脂封止装置であって、
前記樹脂投入機構が前記金型間から退避する途中または退避後に、前記樹脂投入機構による前記樹脂の保持／非保持を検知する検知機構を備える
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、
前記検知機構が、前記第１、第２の金型の外部に配置されている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記樹脂が板状に成形された予備成形樹脂であり、
前記検知機構が、前記樹脂投入機構に対して前記対向方向から前記樹脂の保持／非保持を検知する
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記第１、第２の金型が、上下に対向して配置された上金型および下金型であり、
前記樹脂投入機構が、アーム部と、該アーム部から垂設され前記樹脂を吸着可能な吸着パッドを有し、
前記検知機構が、前記樹脂投入機構の前記金型への進入経路上方に配置されたセンサと、前記アーム部における所定の位置に上下に貫通して形成された検知孔から構成されている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記所定の位置が、前記吸着パッドに吸着された前記樹脂を前記センサから直視可能な位置である
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記樹脂投入機構が複数の前記樹脂を保持可能とされ、
該複数の樹脂のそれぞれに対して、前記センサと前記検知孔が設けられている
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項７】
請求項４または５において、
前記樹脂投入機構が複数の前記樹脂を保持可能とされ、
該複数の樹脂のそれぞれに対して前記検知孔が設けられ、１つのセンサで前記複数の樹脂の全てを検知する
ことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項８】
対向して配置された第１、第２の金型に対して所定の形状に予備成形された樹脂を搬送して投入する樹脂投入方法であって、
前記第１、第２の金型間に侵入可能な樹脂投入機構によって前記樹脂を保持する工程と、
該樹脂を保持したままで前記第１、第２の金型間に進入する工程と、
前記第１、第２の金型の少なくとも一方に対して保持する前記樹脂を投入する工程と、
投入後に、前記第１、第２の金型間から退避する工程と、
退避する途中または退避後に、前記樹脂投入機構が前記樹脂を保持したままか否かを検知する工程と、を含む
ことを特徴とする樹脂投入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップを樹脂にて封止する樹脂封止の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図３に示した樹脂封止装置が公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
この樹脂封止装置は、上下方向に対向して配置された２つの金型（上型、下型）によって、半導体チップ１４が搭載された基板１３を樹脂にて封止する装置である。この樹脂封止装置は、上型２と、貫通孔４が形成された枠状金型１および当該貫通孔４に貫通して上下方向に進退動可能な圧縮金型５を有した所謂「圧縮成形金型」を有した構成とされている。
【０００４】
この樹脂封止装置では、図示せぬ搬送機構によって搬送された基板１３を上型２にて吸着保持し、一方、シート状に形成された樹脂シート６をシート搬送手段１６によってキャビティ３に対して投入し、当該投入した樹脂シート６を用いて樹脂封止が行われている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４６５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献1においては、樹脂シート６をキャビティ３に対して搬送して投入するシート搬送手段１６には、樹脂シート６を保持するための機構（例えば開閉する爪機構、吸着パッド等）によって保持して金型間に搬送し、更に、所定のタイミングで当該保持を解くことによってキャビティ３へと投入し退避する。しかしながら、金型内には樹脂を溶融させるためのヒータが備わっており、そのため両金型は相当程度（例えば１８０℃）の温度に加熱されている。一方で樹脂封止に使用される樹脂は温度変化に非常に敏感である。そのため、シート搬送手段１６が樹脂シート６を保持した状態で金型間に侵入すると、この金型の熱（輻射熱）によって保持する樹脂が柔らかくなり粘着性を発揮する場合がある。その結果として、シート搬送手段１６がキャビティ３に対して保持するシート状樹脂６を投入しようとした場合でも意図した通りに投入することができず、持ち帰ってしまうことがあった。
【０００７】
特に、特許文献１に記載された所謂「圧縮成形金型」を用いた樹脂封止装置の場合は、キャビティ３内に投入すべき樹脂量の正確性が要求される。これは投入した樹脂に対して所定の圧力がかかる程度にまでキャビティを圧縮して成形が行われるため、投入される樹脂の「量」が直接封止品（完成品）の仕上がり精度を左右することとなるためである。仮に投入した樹脂が少ない場合には予め設定した厚みまで樹脂にて封止することができないため、基板１３に搭載された半導体チップ１４を十分に保護することができなくなってしまう。一方、樹脂量が多い場合には、予定した厚み以上の厚さで封止が完了することとなりコンパクト性を要求される半導体製品の要求を満たせないばかりか、樹脂のムダも発生する。更には、余分な樹脂がキャビティ３から溢れ出る等の不具合が生じ、金型の清掃が必要となるなどの面倒な作業も生じ得る。
【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、シート搬送手段（樹脂投入機構）が誤って投入すべき樹脂を持ち帰っていないかを検知することによって、投入されるべき樹脂が実際に投入されたか否かを間接的に確認し、その結果、封止不良が発生することを防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、対向して配置された第１、第２の金型と、該第１、第２の金型間に進入可能とされ保持する樹脂を前記第１、第２の金型の少なくとも一方に対して投入する樹脂投入機構を備えた樹脂封止装置であって、前記樹脂投入機構が前記金型間から退避する途中または退避後に、前記樹脂投入機構による前記樹脂の保持／非保持を検知する検知機構を備えることにより上記課題を解決するものである。
【００１０】
このように、樹脂投入作業が完了した（と想定される）後に、樹脂投入機構が樹脂を保持しているか否かを確認することによって、間接的に投入すべき樹脂が正確に投入されているか否かを検知している。当該検知の結果、正確に投入されていると判断できれば通常通りに封止工程を進めればよいし、一方、正確に樹脂が投入されていないと判断されれば、封止工程を停止する等の制御を行うことによって、封止不良（不良製品）の発生を防止することが可能となる。
【００１１】
また、前記検知機構を、前記第１、第２の金型の外部に配置すれば、検知機構自体にそれほどの耐熱性が要求されないため、低コストで実現することが可能となる。また、金型自体を設計変更等する必要がないため、かかる観点からも低コストにて実現することが可能である。
【００１２】
また、前記樹脂が板状に成形された予備成形樹脂であり、前記検知機構が、前記樹脂投入機構に対して前記対向方向から前記樹脂の保持／非保持を検知するように構成すれば、検知が容易であることから検知精度が向上する。即ち、板状の樹脂は金型への投入を考慮して平面的に（即ち、金型の対向方向と直交する方向に延在するように）保持されて搬送・投入が行われる。換言すると、対向方向から捉えた樹脂の面積が最大となるように保持されている。よってかかる方向から樹脂の存在を検知することで検知精度を向上させることが可能となっている。
【００１３】
また、前記第１、第２の金型が、上下に対向して配置された上金型および下金型であり、前記樹脂投入機構が、アーム部と、該アーム部から垂設され前記樹脂を吸着可能な吸着パッドを有し、前記検知機構が、前記樹脂投入機構の前記金型への進入経路上方に配置されたセンサと、前記アーム部における所定の位置に上下に貫通して形成された検知孔から構成すれば、保持する樹脂の下方向にサンサを配置する必要がないため、樹脂カス等の落下してセンサ上に堆積し、検知を阻害することを防止することが可能となっている。
【００１４】
また、前記所定の位置として、前記吸着パッドに吸着された前記樹脂を前記センサから直視可能な位置とすることで、サンサによる検知が可能となっている。
【００１５】
また、前記樹脂投入機構が複数の前記樹脂を保持可能とされ、該複数の樹脂のそれぞれに対して、前記センサと前記検知孔を設けるようにすれば、複数の樹脂の保持／非保持を一度に素早く検知することができる。
【００１６】
また、前記樹脂投入機構が複数の前記樹脂を保持可能とされ、該複数の樹脂のそれぞれに対して前記検知孔が設けられ、１つのセンサで前記複数の樹脂の全てを検知するような構成とすれば、サンサ自体が1つで足り、更なる低コスト化を図ることが可能となる。
【００１７】
なお本発明は、見方を変えると、対向して配置された第１、第２の金型に対して所定の形状に予備成形された樹脂を搬送して投入する樹脂投入方法であって、前記第１、第２の金型間に侵入可能な樹脂投入機構によって前記樹脂を保持する工程と、該樹脂を保持したままで前記第１、第２の金型間に進入する工程と、前記第１、第２の金型の少なくとも一方に対して保持する前記樹脂を投入する工程と、投入後に、前記第１、第２の金型間から退避する工程と、退避する途中または退避後に、前記樹脂投入機構が前記樹脂を保持したままか否かを検知する工程と、を含むことを特徴とする樹脂投入方法として捉えることも可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明を適用することにより、樹脂の投入不良（搬送不良）に起因する封止不良を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態の一例を適用した樹脂封止装置１００の概略構成側面図である。図２は、同斜視図である。
【００２１】
<樹脂封止装置の構成>
樹脂封止装置１００は、上下方向に対向して配置された上金型１０２と、下金型１０４とを有している。この上金型１０２と、下金型１０４とは所定のタイミングで当接・離間することが可能とされている。またそのためにプレス機構（図示していない）が付設されている。また、この樹脂封止装置１００には、下金型１０４に対して樹脂シート（板状樹脂：封止材料となる樹脂）１５０を搬送して投入するための樹脂投入機構１２０が備わっている。この樹脂投入機構１２０は、予め所定の形状に成形された樹脂シート１５０を保持した上で、上金型１０２と下金型１０４とが開いている時（離間している状態）に、当該上金型１０２と下金型１０４との間に侵入する。更に、当該保持する樹脂シート１５０を下金型１０４の表面上に投入した後、退避する機構である。
【００２２】
この樹脂投入機構１２０は、上金型１０２と下金型１０４との間に侵入するアーム部１２２と、当該アーム部１２２に垂設された複数の吸着パッド１２４とを有した構成とされている。この吸着パッド１２４は４つで１組とされ、１枚の樹脂シート１５０に対して当該４つの吸着パッド１２４が協同して作用する。また、アーム部１２２には合計４組の吸着パッド１２４（合計１６）が配置され、一度に４枚の樹脂シート１５０を吸着し金型へと搬送・投入することが可能となっている。また、アーム部１２２における１組の吸着パッド１２４の中心の位置、即ち４つの吸着パッド１２４が垂設されている位置の略中央の位置には、当該アーム部１２２を上下方向に貫通する態様で検知孔１２２Ａが設けられている。その結果、樹脂シート１５０が吸着された状態で当該樹脂シート１５０の中央部分の真上に検知孔１２２Ａが位置することとなる。
【００２３】
また、アーム部１２２の搬送経路（金型に対して侵入・退避する経路）の途中の位置には、上方に４つの光電センサ１４０が配置されている。この光電センサ１４０は、所謂反射型センサである。例えば、レーザ光を照射することが可能とされており、当該照射したレーザ光が何らかの物体に反射した反射光を受光することが可能とされている。また当該光電センサ１４０の真下の位置、即ち、アーム部１２２の搬送経路を挟んで下側の位置に、反射板１４２が設置されている。
【００２４】
本実施形態においては、この光電センサ１４０と、反射板１４２と、アーム部１２２に設けられた検知孔１２２Ａとによって検知機構１４４が構成されている。
【００２５】
<樹脂封止装置の作用>
上金型１０２と下金型１０４とが開いた（離間した）タイミングで、図示せぬ搬送機構によって被成形品となる基板（図示していない）が上金型１０２に搬送される。上金型１０２は自身に備わる吸着機構によって当該搬送された基板を吸着保持している。
【００２６】
一方、下金型１０４側には、樹脂投入機構１２０によって樹脂シート１５０が搬送されてくる。本実施形態では、封止に必要な樹脂量が予め計算された上で、当該必要量が４分割されて４枚の樹脂シート１５０として搬送・投入される。即ち、この４枚の樹脂シート１５０全てが正確に投入されてはじめて、封止に必要な量の樹脂が確保される。
【００２７】
樹脂投入機構１２０は、所定の形状に予備成形された樹脂シート１５０を吸着パッド１２４にてそれぞれ吸着した状態で、アーム部１２２を伸長させ、金型間へと侵入する。所定の位置まで進入すると、吸着パッド１２４の吸着を解き、保持していた樹脂シート１５０を下金型１０４へと順次（または一度に）投入する。投入作業が完了すると、アーム部１２２が金型間から退避する。
【００２８】
この退避の途中で、検知機構１４４による樹脂の検知が行われる。具体的には以下のように行われる。
【００２９】
アーム部１２２が退避することにより、アーム部１２２に形成された４つの検知孔１２２Ａが、各光電センサ１４０の真下の位置まで来ると、光電センサ１４０からレーザ光が照射される。このとき、アーム部１２２は退避する動きを一旦止めていても良いし（即ち停止していても良いし）、退避する動きを伴っていても良い。金型に対して全ての樹脂シート１５０が正確に投入されているのであれば、それぞれの光電センサ１４０から照射されたレーザ光は、検知孔１２２Ａを通過し、更に反射板１４２にて反射することによって、再度検知孔１２２Ａを通過して各光電センサ１４０の受光部にて受光される。
【００３０】
一方、金型に対して樹脂シート１５０を投入することができず、何らかの原因によって吸着パッド１２４に吸着したままの樹脂シート１５０が存在する場合には、光電センサから照射されたレーザ光は、反射板１４２ではなく保持されている樹脂シート１５０そのものに反射することによって再度光電センサ１４０の受光部に受光されることとなる。この反射状況の違いから、樹脂シート１５０の存在（保持／非保持）、即ち樹脂シート１５０を誤って持ち帰っているか否かを検知することが可能となる。仮に樹脂シート１５０の持ち帰りが検知された場合には、例えば、金型側に対して封止作業が進行しないような制御を行なうことによって、封止不良の発生を防止することが可能となっている。
【００３１】
なお、上記実施形態においては、いわゆる反射型の光電センサ１４０を利用しているが、その他にも例えば透過型のセンサを利用することも可能である。即ち、発光部と受光部からなる１組のセンサをアーム部１２２を挟んで上下に配置することによって樹脂シート１５０の保持／非保持を検知することも可能である。また、その他にも、例えばＣＭＯＳセンサやＣＣＤカメラのように画像処理として樹脂シート１５０の有無を判断することによって樹脂シート１５０の保持／非保持を検知可能な構成とすることも可能である。
【００３２】
また上記実施形態においては、アーム部１２２の上方、即ち樹脂投入機構１２０の上方向に光電センサ１４０を配置しているが、このような配置とすることによって搬送する樹脂シートの樹脂カス等がセンサ自体に付着し難いというメリットがある。即ち、例えば樹脂投入機構１２０の下方向にセンサを配置するような構成とすると、搬送する樹脂シート１５０から出る樹脂カスがセンサ上に堆積して、正確なセンシングができない可能性が高くなってしまう。
【００３３】
また上記実施形態では、金型（上金型１０２、下金型１０４）の外部に光電センサ１４０を配置している。このように高温となる金型を避けて光電センサ１４０を設けていることから、センサ自体の耐熱性がそれほど要求されず、安価なセンサを利用することが可能となっている。
【００３４】
また上記実施形態では、上金型１０２と下金型１０４の対向方向（本実施形態では上方向）から樹脂シート１５０の保持／非保持の検知を行なっている。このような方向から樹脂シートを検知することによって、確実な検知が可能となっている。仮に、当該対向方向と直交する方向、例えば水平方向から樹脂シート１５０の保持／非保持を検知することも物理的には可能であるものの、保持された状態での樹脂シート１５０は上下方向に薄いため検知が（対向方向から検知するのに比較して）困難である。また、例えば４つの吸着パッド１２４うちの１つについて吸着が解かれているような状況が発生した場合には、樹脂シート１５０が部分的に垂れ下がることもあり、水平方向からの検知では、当該垂れ下がりによって樹脂シート１５０の正確な保持／非保持の検知が不可能となる場合もある。
【００３５】
また上記実施形態においては、１つのアーム部１２２が複数（４枚）の樹脂シート１５０を保持可能とされており、それぞれの樹脂シートに対して１つの検知孔１２２Ａおよび光電センサ１４０が対応していた。これとは異なり、光電センサ１４０を１つで構成することも可能である。即ち、アーム部１２２が退避する経路上に１つの光電センサ１４０を配置しておき、当該光電センサ１４０の下を順次通過させながら検知するような構成を採用してもよい。このような構成とすれば、光電サンサ１４０が１つで足り、より低コストで検知機構を実現できる。
【００３６】
また上記実施形態においては、樹脂シート１５０をアーム部１２２に保持する機構として吸着パッド１２４が採用されていたが、これに限定されるものではない。その他にも、例えば、水平方向に開閉する爪機構によって樹脂シートを保持するような構成を採用していてもよい。
【００３７】
また上記実施形態においては、アーム部１２２が退避する途中の位置にて検知機構による検知を行っているが、これに限定されるものではない。例えば完全に退避が完了した時点で検知するような構成を採用しても同様の効果を得ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、半導体チップを搭載した被成形品（基板など）を樹脂にて封止する樹脂封止装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態の一例を適用した樹脂封止装置の概略構成側面図
【図２】同斜視図
【図３】特許文献１に記載されている樹脂封止装置の概略構成図
【符号の説明】
【００４０】
１００…樹脂封止装置
１０２…上金型
１０４…下金型
１２０…樹脂投入機構
１２２…アーム部
１２２Ａ…検知孔
１２４…吸着パッド
１４０…光電センサ
１４２…反射板
１４４…検知機構
１５０…樹脂シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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