JP4875927B2 - 樹脂モールド装置 - Google Patents
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Description
本発明は、モールド金型の樹脂モールド領域をリリースフィルムにより被覆し、封止樹脂とともに被成形品を圧縮成形して樹脂モールドする樹脂モールド装置に関する。
リードフレームや配線基板に半導体チップが搭載された被成形品を樹脂モールドする樹脂モールド方法としては、ポットに供給された封止樹脂を金型ランナゲートを通じてキャビティへ充填するトランスファーモールド方法やキャビティの所定量の封止樹脂を供給して圧縮成形する方法などがある。金型構造が簡易で、多数個取りが可能であり、しかもスクラップとなる不要樹脂を減らして成形できる圧縮成形用の樹脂モールド装置が好適に用いられている。
特開平２００２−３６２７０号公報
特開平２００３−１３３３５０号公報
近年、半導体装置の小型化、高密度実装化が進行し、ＰＯＰ（Ｐａｃｋａｇｅ・Ｏｎ・Ｐａｃｋａｇｅ）タイプの半導体装置が製造されている。この半導体装置は、半導体チップが搭載された基板どうしを積層して電気的導通をとるため、端子間の接続を考慮すると樹脂モールド部の厚さをできるだけ薄くなるように成形したいというニーズがある。
本発明は上記従来技術の課題を解決し、樹脂モールド部の厚さを基板の厚さ範囲内に収めて封止する樹脂モールド装置を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
即ち、第１の手段は、モールド金型に封止樹脂とともに被成形品を搬入して圧縮成形する樹脂モールド装置において、被成形品の基板周縁部を支持して前記モールド金型内に搬入されるキャリアと、金型クランプ面の樹脂モールド領域がリリースフィルムにより被覆され、半導体チップが搭載された基板凹部に所定量の封止樹脂が供給された被成形品をクランプする前記モールド金型を備え、前記モールド金型のクランプ動作により基板凹部に供給された所定量の封止樹脂を押圧して当該基板凹部に配置された半導体チップを基板板厚範囲で封止することを特徴とする。
尚、被成形品は、樹脂基板に基板凹部が形成されたものであってもよいし、リードフレームの裏面側に粘着フィルムが粘着されて半導体チップが搭載されるダイパッドからインナーリード部にわたって基板凹部が形成されているものでもいずれでもよい。
即ち、第１の手段は、モールド金型に封止樹脂とともに被成形品を搬入して圧縮成形する樹脂モールド装置において、被成形品の基板周縁部を支持して前記モールド金型内に搬入されるキャリアと、金型クランプ面の樹脂モールド領域がリリースフィルムにより被覆され、半導体チップが搭載された基板凹部に所定量の封止樹脂が供給された被成形品をクランプする前記モールド金型を備え、前記モールド金型のクランプ動作により基板凹部に供給された所定量の封止樹脂を押圧して当該基板凹部に配置された半導体チップを基板板厚範囲で封止することを特徴とする。
尚、被成形品は、樹脂基板に基板凹部が形成されたものであってもよいし、リードフレームの裏面側に粘着フィルムが粘着されて半導体チップが搭載されるダイパッドからインナーリード部にわたって基板凹部が形成されているものでもいずれでもよい。
また、第２の手段は、モールド金型に封止樹脂とともに被成形品を搬入して圧縮成形する樹脂モールド装置において、被成形品の基板周縁部を支持して前記モールド金型内に搬入されるキャリアと、金型クランプ面の樹脂モールド領域がリリースフィルムにより被覆され、対向する金型クランプ面にシール材が設けられ、半導体チップが搭載された基板凹部に所定量の封止樹脂が供給された被成形品をクランプする前記モールド金型と、前記モールド金型のクランプ動作に伴ってシール材に閉止された樹脂モールド領域を減圧する減圧機構を備え、前記モールド金型のクランプ動作によりシール材に閉止された樹脂モールド領域を減圧機構により減圧しながら基板凹部に供給された所定量の封止樹脂を押圧して当該基板凹部に配置された半導体チップを基板板厚範囲で封止することを特徴とする。
上述した樹脂モールド装置を用いれば、モールド金型は、クランプ動作により基板凹部に供給された所定量の封止樹脂を押圧して当該基板凹部に配置された半導体チップを基板板厚範囲で封止するので、半導体装置の樹脂モールド部の厚さを基板と略同等まで薄型化することができる。よって、ＰＯＰタイプの半導体装置の小型化に寄与することができる。
また、モールド金型は、被成形品をクランプする前にシール材に閉止された樹脂モールド領域を減圧機構により減圧しながら基板凹部に供給された所定量の封止樹脂を押圧して当該基板凹部に配置された半導体チップを基板板厚範囲で封止するので、封止樹脂にボイドが発生することなく成形品質を向上させることができる。
以上の樹脂モールド装置を用いれば、成形品質の高い成形品の多数個取りに適しているため生産性が向上し、封止樹脂に成形品ゲートランナなどの不要樹脂が発生しないので金型メンテナンスや離型後の後処理工程も簡略化できる。
また、モールド金型は、被成形品をクランプする前にシール材に閉止された樹脂モールド領域を減圧機構により減圧しながら基板凹部に供給された所定量の封止樹脂を押圧して当該基板凹部に配置された半導体チップを基板板厚範囲で封止するので、封止樹脂にボイドが発生することなく成形品質を向上させることができる。
以上の樹脂モールド装置を用いれば、成形品質の高い成形品の多数個取りに適しているため生産性が向上し、封止樹脂に成形品ゲートランナなどの不要樹脂が発生しないので金型メンテナンスや離型後の後処理工程も簡略化できる。
以下、本発明に係る樹脂モールド装置の好適な実施の形態について添付図面と共に詳述する。樹脂モールド装置は、モールド金型に封止樹脂とともに被成形品を搬入して圧縮成形する装置を例示して説明する。
[第１実施例]
図１において、キャリア１は被成形品（ワーク）Ｗの基板周縁部を支持してモールド金型内に搬入される。キャリア１は基板を支持する段付部２が設けられたセットプレート３と、基板周縁部及びセットプレート３に重ね合わせてワークＷを挟み込む押さえプレート４を有する。ワークＷは、例えばリードフレーム５の裏面側に粘着テープ（ポリイミドテープなど）６が粘着されたものや樹脂基板が用いられる。リードフレーム５の場合には、半導体チップ７が搭載されるダイパッドからインナーリード部５ａにわたって段付部がプレス加工或いはエッチング加工により形成されている。このリードフレーム５の形状と粘着テープ６により全体として基板凹部８が形成されている。半導体チップ７はインナーリード部５ａとワイヤボンディング接続されている。また、樹脂基板の場合にはエッチング加工或いは切削加工などにより基板凹部が形成されたものであってもよい。
図１において、キャリア１は被成形品（ワーク）Ｗの基板周縁部を支持してモールド金型内に搬入される。キャリア１は基板を支持する段付部２が設けられたセットプレート３と、基板周縁部及びセットプレート３に重ね合わせてワークＷを挟み込む押さえプレート４を有する。ワークＷは、例えばリードフレーム５の裏面側に粘着テープ（ポリイミドテープなど）６が粘着されたものや樹脂基板が用いられる。リードフレーム５の場合には、半導体チップ７が搭載されるダイパッドからインナーリード部５ａにわたって段付部がプレス加工或いはエッチング加工により形成されている。このリードフレーム５の形状と粘着テープ６により全体として基板凹部８が形成されている。半導体チップ７はインナーリード部５ａとワイヤボンディング接続されている。また、樹脂基板の場合にはエッチング加工或いは切削加工などにより基板凹部が形成されたものであってもよい。
ワークＷは、キャリア１と共にモールド金型に搬入される前に、基板凹部８に所定量の封止樹脂９が供給される。封止樹脂９は固形樹脂、粉状樹脂、顆粒状樹脂、液状樹脂のいずれでもよく、基板凹部８を封止する容量分が供給される。固形樹脂以外は、予め基板凹部８に応じて計量されて供給される。封止樹脂９のワークＷへの供給は、当該ワークＷをモールド金型へ搬入する前であっても、搬入した後のいずれであってもよい。
モールド金型は上型１０と下型１１を備えている。上型１０は、上型ベース１２に上型ブロック１３が設けられている。上型ブロック１３には押圧ブロック１４がスプリング１５によりフローティング支持されている。押圧ブロック１４と上型ブロック１３との間にはシール材１６が設けられている。スプリング１５は、押圧ブロック１４が上型ブロック１３と常時当接するように付勢している。
押圧ブロック１４のクランプ面にはキャリア１との干渉を回避するセット凹部１７が設けられている。また、押圧ブロック１４に設けられた摺動孔１４ａには、可動ブロック１８が設けられている。この可動ブロック１８はワークＷの基板凹部８に対向してフローティング支持されている。即ち、可動ブロック１８は、上型ブロック１３の型開閉方向に移動可能に支持されたガイドロッド１９の下端に固定されている。ガイドロッド１９の上端には可動ブロック１８の下降位置を規制するフランジ２０が一体に設けられている。フランジ２０と上型ブロック１３との間にはスプリング２１が挿入されており、ガイドロッド１９及び可動ブロック１８は常時下方に向けて付勢されている。可動ブロック１８は封止樹脂９が供給された基板凹部８へ進入して押圧し、樹脂量のばらつきをスプリング２１の撓みにより吸収するようになっている。
上型１０のクランプ面、即ち押圧ブロック１４、可動ブロック１８のクランプ面には樹脂モールド領域を覆うリリースフィルム２２が吸着支持されている。リリースフィルム２２は、所定の耐熱性及び封止樹脂９との剥離性、柔軟性を備えたフィルム材が用いられる。
上型ブロック１３にはシール材１６によって囲まれた領域内と金型外部とを連通する流路２３が形成されており、押圧ブロック１４のクランプ面と金型外部とを連通する流路２４が各々設けられている。各流路２３、２４は金型外に設けられる真空吸引装置２５、２６に接続されている。真空吸引装置２５、２６を作動させることで、可動ブロック１８と摺動孔１４ａの隙間や流路２４を通じてエア吸引され、リリースフィルム２２は、上型１０のクランプ面、即ち押圧ブロック１４、可動ブロック１８のクランプ面に吸着保持されるようになっている。
上型ブロック１３にはシール材１６によって囲まれた領域内と金型外部とを連通する流路２３が形成されており、押圧ブロック１４のクランプ面と金型外部とを連通する流路２４が各々設けられている。各流路２３、２４は金型外に設けられる真空吸引装置２５、２６に接続されている。真空吸引装置２５、２６を作動させることで、可動ブロック１８と摺動孔１４ａの隙間や流路２４を通じてエア吸引され、リリースフィルム２２は、上型１０のクランプ面、即ち押圧ブロック１４、可動ブロック１８のクランプ面に吸着保持されるようになっている。
下型１１は、下型ベース２７に下型支持ブロック２８が設けられている。下型支持ブロック２８は、キャリア１に挟み込まれたワークＷが図示しないガイドピンによって位置決めされて支持される。下型支持ブロック２８のクランプ面には、キャリア１との干渉を回避するセット凹部２９が設けられている。また、下型支持ブロック２８のクランプ面と金型外部とを連通する流路３０が設けられている。流路３０は金型外に設けられる真空吸引装置３１に接続されている。真空吸引装置３１を作動させることで、流路３０を通じてワークＷがエア吸引されて位置決めされる。
キャリア１の構成について、図３（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）はセットプレート３の平面図である。図３（ｂ）はその側面図、図３（ｃ）は押さえプレート４の平面図である。セットプレート３は矩形枠体状に形成されており、内周側縁部に基板厚さ分（リードフレーム５及びポリイミドテープ６の厚さ分）の段付部２が形成されている。図３（ａ）において、樹脂モールド領域が破線Ｍによって表示されている。押さえプレート４は平板状の枠体に形成されており、コーナー部にガイド孔３２が設けられている。セットプレート３のコーナー部にはガイド孔３２に挿入するガイドピン３３が突設されている。セットプレート３の段付部２にワークＷが支持された状態で押さえプレート４を重ね合わせ、ガイドピン３３がガイド孔３２に嵌め込まれてワークＷが保持される。
尚、ワークＷとしては、図４（ａ）（ｂ）のように、リードフレーム５に半導体チップ７が搭載され、インナーリード部５ａとワイヤボンディング接続された個片化された基板であってもよいし、図５（ａ）（ｂ）のようにリードフレーム５に半導体チップ７がマトリクス状に配置され、各半導体チップ７がインナーリード部５ａとワイヤボンディング接続された基板のいずれであってもよい。
次にワークＷを樹脂モールドするモールド動作の一例について説明する。
図１において、型開きしたモールド金型の上型クランプ面には、リリースフィルム２２が吸着保持されている。キャリア１に支持されたワークＷは、基板凹部８に例えば液状樹脂が計量されてポッティングにより供給されて、モールド金型へ搬入される。ワークＷは下型１１の下型支持ブロック２８に位置決めされて載置され、真空吸引装置３１を作動させて吸着保持される。このとき、キャリア１は、上型１０のセット凹部１７及び下型１１のセット凹部２９に収容されて、金型クランプ面と干渉することがない。
図１において、型開きしたモールド金型の上型クランプ面には、リリースフィルム２２が吸着保持されている。キャリア１に支持されたワークＷは、基板凹部８に例えば液状樹脂が計量されてポッティングにより供給されて、モールド金型へ搬入される。ワークＷは下型１１の下型支持ブロック２８に位置決めされて載置され、真空吸引装置３１を作動させて吸着保持される。このとき、キャリア１は、上型１０のセット凹部１７及び下型１１のセット凹部２９に収容されて、金型クランプ面と干渉することがない。
次に、図２において、上型１０が下降して押圧ブロック１４と支持ブロック２８とでワークＷをクランプする。このとき、可動ブロック１８は半導体チップ７に所定量の封止樹脂９が供給された基板凹部８を押圧して当該基板凹部８に配置された半導体チップ７を基板板厚範囲で封止する。このとき、封止樹脂９の樹脂量のばらつきはスプリング２１の撓みにより吸収される。封止樹脂９が熱硬化した後、型開きし、キャリア１と共にワークを取り出す。
このように、半導体装置の樹脂モールド部の厚さを基板と略同等まで薄型化することができる。よって、ＰＯＰタイプの半導体装置の小型化に寄与することができる。また、封止樹脂９に成形品ゲートランナなどの不要樹脂が発生しないので金型メンテナンスや離型後の後処理工程も簡略化できる。
このように、半導体装置の樹脂モールド部の厚さを基板と略同等まで薄型化することができる。よって、ＰＯＰタイプの半導体装置の小型化に寄与することができる。また、封止樹脂９に成形品ゲートランナなどの不要樹脂が発生しないので金型メンテナンスや離型後の後処理工程も簡略化できる。
[第２実施例]
次に樹脂モールド装置の他例について図６及び図７を参照して説明する。
図６において、モールド金型の概略構成は、第１実施例と同様であるので、以下では異なる構成を中心に説明する。本実施例は、モールド金型のクランプ動作に伴ってシール材に閉止された樹脂モールド領域を減圧する減圧機構を備えている。具体的には、ワークＷが位置決めされて支持される下型支持ブロック２８のクランプ面に、当該ワークＷの周囲を囲んでシール材３４が設けられている。また、下型支持ブロック２８のクランプ面と金型外部とを連通する流路３５が設けられている。流路３５は金型外に設けられる真空吸引装置３６に接続されている。押圧ブロック１４がシール材３４を押接して樹脂モールド領域が閉止された状態で真空吸引装置３６を作動させることで樹脂モールド空間を減圧するようになっている。
次に樹脂モールド装置の他例について図６及び図７を参照して説明する。
図６において、モールド金型の概略構成は、第１実施例と同様であるので、以下では異なる構成を中心に説明する。本実施例は、モールド金型のクランプ動作に伴ってシール材に閉止された樹脂モールド領域を減圧する減圧機構を備えている。具体的には、ワークＷが位置決めされて支持される下型支持ブロック２８のクランプ面に、当該ワークＷの周囲を囲んでシール材３４が設けられている。また、下型支持ブロック２８のクランプ面と金型外部とを連通する流路３５が設けられている。流路３５は金型外に設けられる真空吸引装置３６に接続されている。押圧ブロック１４がシール材３４を押接して樹脂モールド領域が閉止された状態で真空吸引装置３６を作動させることで樹脂モールド空間を減圧するようになっている。
図７（ａ）（ｂ）において、モールド金型の上型クランプ面には、リリースフィルム２２が吸着保持されている。キャリア１に支持されたワークＷは、基板凹部８に例えば液状樹脂が計量されてポッティングにより供給されて、モールド金型へ搬入される。ワークＷとしては、図７（ａ）のように、リードフレーム５に半導体チップ７が搭載され、インナーリード部５ａとワイヤボンディング接続された個片化された基板であってもよいし、マトリクス基板であってもよい。
図７（ｂ）において、押圧ブロック１４がシール材３４を押接して閉止された状態で真空吸引装置３６を作動させることで樹脂モールド空間を減圧しながら、可動ブロック１８が所定量の封止樹脂９が供給された基板凹部８を押圧して樹脂モールドされる。これによって、基板凹部８に配置された半導体チップ７を基板板厚範囲で封止することができるうえに、封止樹脂９にボイドが発生することなく成形品質を向上させることができる。
尚、上述した実施例では、ワークWは半導体チップ７が基板とワイヤボンディング接続された場合を例示したが、半導体チップ７が基板とフリップチップ接続したワークWについても適用できる。
Ｗ ワーク
１ キャリア
２ 段付部
３ セットプレート
４ 押さえプレート
５ リードフレーム
５ａ インナーリード部
６ 粘着テープ
７ 半導体チップ
８ 基板凹部
９ 封止樹脂
１０ 上型
１１ 下型
１２ 上型ベース
１３ 上型ブロック
１４ 押圧ブロック
１４ａ 摺動孔
１５、２１ スプリング
１６ シール材
１７、２９ セット凹部
１８ 可動ブロック
１９ ガイドロッド
２０ フランジ
２２ リリースフィルム
２３、２４、３０ 流路
２５、２６、３１ 真空吸引装置
２７ 下型ベース
２８ 下型支持ブロック
３２ ガイド孔
３３ ガイドピン
１ キャリア
２ 段付部
３ セットプレート
４ 押さえプレート
５ リードフレーム
５ａ インナーリード部
６ 粘着テープ
７ 半導体チップ
８ 基板凹部
９ 封止樹脂
１０ 上型
１１ 下型
１２ 上型ベース
１３ 上型ブロック
１４ 押圧ブロック
１４ａ 摺動孔
１５、２１ スプリング
１６ シール材
１７、２９ セット凹部
１８ 可動ブロック
１９ ガイドロッド
２０ フランジ
２２ リリースフィルム
２３、２４、３０ 流路
２５、２６、３１ 真空吸引装置
２７ 下型ベース
２８ 下型支持ブロック
３２ ガイド孔
３３ ガイドピン
Claims (4)
- モールド金型に封止樹脂とともに被成形品を搬入して圧縮成形する樹脂モールド装置において、
被成形品の基板周縁部を支持して前記モールド金型内に搬入されるキャリアと、
金型クランプ面の樹脂モールド領域がリリースフィルムにより被覆され、半導体チップが搭載された基板凹部に所定量の封止樹脂が供給された被成形品をクランプする前記モールド金型を備え、
前記モールド金型のクランプ動作により基板凹部に供給された所定量の封止樹脂を押圧して当該基板凹部に配置された半導体チップを基板板厚範囲で封止することを特徴とする樹脂モールド装置。 - 前記モールド金型は、金型ブロックにフローティング支持され前記キャリアと金型クランプ面との干渉を回避するセット凹部が形成された押圧ブロックと、該押圧ブロックの摺動孔に基板凹部に対向してフローティング支持された可動ブロックと、被成形品が位置決め支持される支持ブロックを備え、
前記モールド金型のクランプ動作により可動ブロックが所定量の封止樹脂が供給された基板凹部を押圧して封止することを特徴とする請求項１記載の樹脂モールド装置。 - モールド金型に封止樹脂とともに被成形品を搬入して圧縮成形する樹脂モールド装置において、
被成形品の基板周縁部を支持して前記モールド金型内に搬入されるキャリアと、
金型クランプ面の樹脂モールド領域がリリースフィルムにより被覆され、対向する金型クランプ面にシール材が設けられ、半導体チップが搭載された基板凹部に所定量の封止樹脂が供給された被成形品をクランプする前記モールド金型と、
前記モールド金型のクランプ動作に伴ってシール材に閉止された樹脂モールド領域を減圧する減圧機構を備え、
前記モールド金型のクランプ動作によりシール材に閉止された樹脂モールド領域を減圧機構により減圧しながら基板凹部に供給された所定量の封止樹脂を押圧して当該基板凹部に配置された半導体チップを基板板厚範囲で封止することを特徴とする樹脂モールド装置。 - 前記モールド金型は、金型ブロックにフローティング支持され前記キャリアと金型クランプ面との干渉を回避するセット凹部が形成された押圧ブロックと、該押圧ブロックの摺動孔に基板凹部に対向してフローティング支持された可動ブロックと、被成形品が位置決め支持され当該被成形品の周囲を囲むシール材が設けられた支持ブロックと、該支持ブロックのクランプ面と金型外部を連通する流路の該金型外部へ接続する真空吸引装置を備え、
前記モールド金型のクランプ動作により押圧ブロックがシール材に押接して樹脂モールド領域が閉止された状態で真空吸引装置を作動させ、樹脂モールド空間を減圧しながら可動ブロックが基板凹部に供給された封止樹脂を押圧して封止することを特徴とする請求項３記載の樹脂モールド装置。
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