JP6143711B2 - 半導体圧縮樹脂封止方法及び半導体圧縮樹脂封止装置 - Google Patents
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Description
そして、このような樹脂封止装置を用いて大形の半導体基板上の半導体素子を一括して樹脂封止するには、まず、上型に大形の半導体基板をその半導体素子の装着面が下向きとなる状態で供給セットすると共に、下型の樹脂成形部(下型キャビティ内)に樹脂材料を供給して加熱溶融化する。次に、型開閉機構を介して上下両型を型締めすることにより、上型にセットした大形の半導体基板上の半導体素子を下型キャビティ内の溶融樹脂材料中に浸漬する。
この上下両型の型締時に下型のキャビティ側面部材が大形の半導体基板の周縁部を押圧する。そして、この状態で、下型のキャビティ底面部材を上動させて下型キャビティ内の溶融樹脂材料を所定の樹脂圧にて押圧することにより、下型キャビティの形状に対応して成形される樹脂パッケージ内に半導体素子を一括して樹脂封止することができる(特許文献1参照)。
上記した嵌合摺動部に樹脂カスが浸入付着するとキャビティ底面部材の大きな摺動抵抗となるため、その摺動困難に起因して、例えば、該キャビティ底面部材による樹脂材料の加圧力が不足して所定の樹脂圧を得ることができず、適正な圧縮樹脂封止成形を行うことができないと云った樹脂成形上の重大な弊害がある。
また、上記嵌合摺動部においてこのような摺動不良が発生すると、その作業性を損なうのみならず、その耐久性を著しく低下させると云った問題がある。
このようなトランスファ成形方法に用いられるトランスファ成形型においても、上記したプランジャとポットとの嵌合摺動部に溶融樹脂材料の一部が浸入して該両者の表面に樹脂カスが付着するため、上記したと同様の問題がある。
しかしながら、この嵌合摺動部の形状及び大きさは比較的に小径のプランジャとポットの組み合わせから構成されている。
そして、ポット側に大径空隙部を形成してこれに空気整流部材を装着し、また、この空気整流部材に嵌合するプランジャの表面に嵌合摺動部から剥離した樹脂カス用の案内溝を形成し、プランジャ先端部と大径空隙部(空気整流部材)との嵌合時にエア供給口から圧縮エアを導入するように設定し、剥離した樹脂カスをプランジャ表面の案内溝を介して上記エア供給口とは軸方向へ離れた他のエア排出口側へ案内すると共に、これを該エア排出口から外部へ排出するように設定すると云った複雑な構成となっている。
また、特許文献2に記載されたこのようなトランスファ成形装置の構成を、大形の半導体基板を用いる樹脂封止装置、即ち、大形の半導体基板に装着した複数の半導体素子を樹脂により一括して封止成形する圧縮樹脂封止装置の構成として、そのまま応用することができないと云った問題がある。
前記キャビティ底面部材22における少なくとも上下位置の二個所に前記キャビティ側面部材23の内面に対して密接状に嵌合させる密接嵌合部22aを設けると共に、前記キャビティ底面部材22における上下の密接嵌合部22aが前記キャビティ側面部材23の内面を上下摺動する範囲内において前記キャビティ側面部材23の内面に常に密接状に嵌合させるように設定し、更に、前記キャビティ側面部材23の内面と前記キャビティ底面部材22における上下の密接嵌合部22a間との空隙部を樹脂カス収容部22bとして設定する工程と、
前記キャビティ底面部材22における上下の密接嵌合部22a間の部位(即ち、樹脂カス収容部22b)に、少なくとも一つのエア供給口27と少なくとも一つのエア排出口30を開設する工程と、
前記エア供給口27に圧縮エア28aの導入経路29を接続させると共に、前記エア排出口30に排気経路32を接続させる工程と、
前記樹脂カス収容部22b内に前記エア供給口27から圧縮エア28aを導入して前記樹脂カス収容部22b内の樹脂カスR3 を剥離及び/又は集合する工程と、
前記エア排出口30から前記樹脂カス収容部22b内のエアを吸引して前記樹脂カス収容部22b内の樹脂カスR3 を外部へ排出する工程とを含むことを特徴とする。
前記キャビティ底面部材22における少なくとも上下位置の二個所に前記キャビティ側面部材23の内面に対して密接状に嵌合させる密接嵌合部22aを設けると共に、前記キャビティ底面部材22における上下の密接嵌合部22aが前記キャビティ側面部材23の内面を上下摺動する範囲内において前記キャビティ側面部材23の内面に常に密接状に嵌合させるように設定し、
また、前記キャビティ側面部材23の内面と前記キャビティ底面部材22における上下の密接嵌合部22a間との空隙部を樹脂カス収容部22bとして構成し、
また、前記キャビティ底面部材22における上下の密接嵌合部22a間の部位(即ち、樹脂カス収容部22b)に、少なくとも一つのエア供給口27と少なくとも一つのエア排出口30を開設し、
更に、前記エア供給口27に圧縮エア28aの導入経路29を介して圧縮エア源28を連通接続させると共に、前記エア排出口30に排気経路32を介してエア吸引機構31を連通接続させて構成したことを特徴とする。
また、上型13の型面(下面)と下型18の型面(上面)とは対向配置して設けられると共に、この上下両型13・18は圧縮樹脂封止型を構成している。
また、このキャビティ底面部材22の上面部とキャビティ側面部材23の内周面部とによって樹脂材料Rの供給部を兼ねるキャビティ部25が構成されている。
更に、このキャビティ部25は、供給した樹脂材料Rを加熱溶融化して所定の形状に成形する樹脂成形部を構成している。
更に、この上下駆動機構15は、可動盤16及び下型ベース17を介してキャビティ底面部材22を上下移動させることができる。そして、上下両型13・18の型締時に、キャビティ底面部材22を上動させてキャビティ部25内の溶融樹脂材料R1 を加圧することができる。
従って、上下駆動機構15は樹脂圧縮機構を構成しており、また、キャビティ底面部材22は、この樹脂圧縮機構における樹脂加圧部材として機能することになる。
このシール機構21は、キャビティ側面部材23の外方周囲に固定した枠本体21bと、この枠本体21bの外周囲に嵌合させた摺動外枠21cと、この摺動外枠21cを上方へ弾性突出させるための弾性部材21dとを備えている。そして、上記摺動外枠21cの上面は上記した上下両型13・18の型締時において、上型13の下面に配置したシール部材21aと接合するように設定されている(図4等参照)。
更に、該シール機構21による上記シール範囲内の空気を、適宜な減圧手段を介して、外部へ積極的に排出するように構成したエアベント機構(図示なし)が配設されている。
更に、該供給機構26上の樹脂材料R(図では、シート状の固形樹脂を例示している)を下型18のキャビティ部25内に供給することができるように設けられている(図3参照)。
この空隙部は、所謂、摺動逃げの機能を備えている。
そして、この空隙部は、後述する圧縮樹脂成形時において、上記キャビティ底面部材22とキャビティ側面部材23との嵌合摺動部(間隙)に浸入した樹脂カスR3 の収容部22bとして構成されている。
また、上記した樹脂カス収容部22bには、少なくとも一つのエア排出口30が開設されている。更に、このエア排出口30と基台14上に設置したエア吸引機構31とは、排気経路32を介して連通接続されている。
これは、後述するように、エア供給口27から導入した圧縮エア28aが、上記樹脂カス収容部22b内を流動して最終時期に到達する位置に設けられたエア排出口30から外部へ排出されるようにするためである。
そして、図3に示すように、大形の半導体基板19を基板係止機構20を介して上型13の型面所定位置に、その半導体素子19aの装着面が下向きとなる状態で係着セットさせると共に、樹脂材料Rを下型18のキャビティ部25内に供給する。
なお、キャビティ部25内に供給された樹脂材料Rは上下両型13・18に設けたヒータ(図示なし)にて順次に加熱溶融化される。
そして、エアベント機構(図示なし)を介して、このシール範囲内の空気を外部へ積極的に排出して該シール範囲内を減圧する。
これにより、半導体基板19の半導体素子19aはキャビティ部25内の溶融樹脂材料R1 中に一括して浸漬されると共に、この状態で、該溶融樹脂材料R1 には所定の樹脂圧が加えられる。
そして、半導体基板19の半導体素子19aは、所要の保圧時間の経過後において固化形成される樹脂パッケージR2 に一括して封止される(図7参照)。
このとき、上型13の型面には樹脂パッケージR2 にて一括樹脂封止された半導体基板19が係着セットされた状態にあるため、この上下両型13・18間に成形品の取出機構(図示なし)を移動させると共に、該成形品取出機構を介して該半導体基板19(成形品)を該装置外へ搬出すればよい。
従って、キャビティ底面部材22とキャビティ側面部材23との嵌合摺動部に浸入した樹脂カスR3 は、キャビティ底面部材22の上下の密接嵌合部22aによって樹脂カス収容部22b内に捕捉され且つ収容されることになる(図9(1) 参照)。
即ち、圧縮エア源28による圧縮エア28aを圧縮エア導入経路29を通してエア供給口27から樹脂カス収容部22b内に導入する。
エア供給口27から導入された圧縮エア28aは樹脂カス収容部22b内を流動して最終時期に到達する位置のエア排出口30側へ移動するが、このとき、圧縮エア28aは樹脂カス収容部22b内の樹脂カスR3 を集合させると共に、該樹脂カス収容部22bの内面等に付着した状態にある樹脂カス(樹脂バリ)を強制的に剥離して集合させることができる。
即ち、エア吸引機構31を介して、樹脂カス収容部22b内のエアをエア排出口30から排気経路32を通して外部へ吸引することにより、樹脂カス収容部22b内で集合された樹脂カスR3 を排出エア31aと共に外部へ強制的に排出させることができる。
従って、上記各エア供給口27から樹脂カス収容部22b内に導入した圧縮エア28aによって、該樹脂カス収容部22b内に収容された樹脂カスR3 の集合作用と、該樹脂カス収容部22bの内面等に付着した樹脂カス(樹脂バリ)の剥離及び/又は集合作用を、より効果的に行うことができる。
そして、この樹脂カス収容部22b内の樹脂カスR3 を自動的に或は人為的に外部へ排出して除去することができる。
従って、キャビティ底面部材22とキャビティ側面部材23との嵌合摺動部に付着した樹脂カスR3 が該キャビティ底面部材22の摺動作用を阻害して適正な圧縮成形を行うことができないと云った樹脂成形上の問題や、樹脂封止装置の全体的な耐久性を低下させると云った問題を解消することができる。
また、この樹脂カスR3 が樹脂パッケージR2 中に混入して成形品の品質を低下させる等の弊害を解消することができる。
11 上型ベース
12 固定盤
13 上型
14 基台
15 上下駆動機構
16 可動盤
17 下型ベース
18 下型
19 大形の半導体基板
19a 半導体素子
20 基板係止機構
21 シール機構
21a シール部材
21b 枠本体
21c 摺動外枠
21d 弾性部材
22 キャビティ底面部材
22a 密接嵌合部
22b 樹脂カス収容部(空隙部)
23 キャビティ側面部材
24 弾性部材
25 キャビティ部
26 半導体基板及び樹脂材料の供給機構
27 エア供給口(気体供給口)
28 圧縮エア源(圧縮気体源)
28a 圧縮エア(圧縮気体)
29 圧縮エア導入経路(圧縮気体導入経路)
30 エア排出口(気体排出口)
31 エア吸引機構(気体吸引機構)
31a 排出エア(排出気体)
32 排気経路
R 樹脂材料
R1 溶融樹脂材料
R2 樹脂パッケージ
R3 樹脂カス
Claims (4)
- 複数の半導体素子を装着した大形の半導体基板をセットするための上型と、前記半導体基板上の半導体素子を樹脂にて封止するための下型とを備えると共に、前記下型には樹脂加圧部材を兼ねるキャビティ底面部材及び前記キャビティ底面部材の外周に嵌装させた前記キャビティ底面部材の上下案内部材を兼ねるキャビティ側面部材とを備えた圧縮樹脂封止型を用いて前記半導体基板上の半導体素子を一括樹脂封止する半導体圧縮樹脂封止方法であって、
前記キャビティ底面部材における少なくとも上下位置の二個所に前記キャビティ側面部材の内面に対して密接状に嵌合させる密接嵌合部を設けると共に、前記キャビティ底面部材における上下の密接嵌合部が前記キャビティ側面部材の内面を上下摺動する範囲内において前記キャビティ側面部材の内面に常に密接状に嵌合させるように設定し、更に、前記キャビティ側面部材の内面と前記キャビティ底面部材における上下の密接嵌合部間との空隙部を樹脂カス収容部として設定する工程と、
前記キャビティ底面部材における上下の密接嵌合部間の部位に、少なくとも一つの気体供給口と少なくとも一つの気体排出口を開設する工程と、
前記気体供給口に圧縮気体の導入経路を接続させると共に、前記気体排出口に排気経路を接続させる工程と、
前記樹脂カス収容部内に前記気体供給口から圧縮気体を導入して前記樹脂カス収容部内の樹脂カスを剥離及び/又は集合する工程と、
前記気体排出口から前記樹脂カス収容部内の気体を吸引して前記樹脂カス収容部内の樹脂カスを外部へ排出する工程とを含む、半導体圧縮樹脂封止方法。 - 前記キャビティ底面部材における上下の密接嵌合部間の部位に、複数個の気体供給口を所要の間隔を置いて配置することにより、前記樹脂カス収容部内に複数個の気体供給口から圧縮気体を導入して前記樹脂カス収容部内の樹脂カスを剥離及び/又は集合する工程を行うことを特徴とする請求項1に記載の半導体圧縮樹脂封止方法。
- 複数の半導体素子を装着した大形の半導体基板をセットするための上型と、前記半導体基板上の半導体素子を樹脂にて封止するための下型とを備えると共に、前記下型には樹脂加圧部材を兼ねるキャビティ底面部材及び前記キャビティ底面部材の外周に嵌装させた前記キャビティ底面部材の上下案内部材を兼ねるキャビティ側面部材とを備えた圧縮樹脂封止型を用いて前記半導体基板上の半導体素子を一括樹脂封止する半導体圧縮樹脂封止装置であって、
前記キャビティ底面部材における少なくとも上下位置の二個所に前記キャビティ側面部材の内面に対して密接状に嵌合させる密接嵌合部を設けると共に、前記キャビティ底面部材における上下の密接嵌合部が前記キャビティ側面部材の内面を上下摺動する範囲内において前記キャビティ側面部材の内面に常に密接状に嵌合させるように設定し、
また、前記キャビティ側面部材の内面と前記キャビティ底面部材における上下の密接嵌合部間との空隙部を樹脂カス収容部として構成し、
また、前記キャビティ底面部材における上下の密接嵌合部間の部位に、少なくとも一つの気体供給口と少なくとも一つの気体排出口を開設し、
更に、前記気体供給口に圧縮気体の導入経路を介して圧縮気体源を連通接続させると共に、前記気体排出口に排気経路を介して気体吸引機構を連通接続させて構成したことを特徴とする半導体圧縮樹脂封止装置。 - 前記キャビティ底面部材における上下の密接嵌合部間の部位に、複数個の気体供給口を所要の間隔を置いて配置して構成したことを特徴とする請求項3に記載の半導体圧縮樹脂封止装置。
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