特許 5774538 樹脂封止装置及び樹脂封止方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5774538

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月9日

(54)【発明の名称】樹脂封止装置及び樹脂封止方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/56 20060101AFI20150820BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/56 T

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-90202(P2012-90202)

(22)【出願日】2012年4月11日

(65)【公開番号】特開2013-219275(P2013-219275A)

(43)【公開日】2013年10月24日

【審査請求日】2014年3月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】390002473

【氏名又は名称】ＴＯＷＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086737

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 和秀

(72)【発明者】

【氏名】浦谷 隆文

(72)【発明者】

【氏名】川口 恒男

(72)【発明者】

【氏名】白澤 賢典

(72)【発明者】

【氏名】竹内 慎

(72)【発明者】

【氏名】尾張 弘樹

(72)【発明者】

【氏名】高田 直毅

【審査官】 原田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１８６４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３１８２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２５１７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１６０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１６０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３３５８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被封止体を予熱する予熱機構を備え、該予熱機構によって予熱された被封止体を、
樹脂封止用の成形型によって樹脂封止する樹脂封止装置であって、
前記予熱機構は、前記被封止体が前記樹脂封止用の成形型へ搬送される搬送経路の途中に設けられ、
前記予熱機構は、前記被封止体を加熱する加熱面をそれぞれ有する二つの加熱手段を備え、
前記両加熱手段の前記両加熱面は、互いに対向し、前記両加熱面によって、前記被封止体を両側から加熱するものであり、
前記両加熱手段のうち一方の加熱手段は、前記被封止体の一部に臨む加熱面の一部が前記被封止体の前記一部に近接する方向に突出する第１凸状加熱部を有し、
他方の加熱手段は、前記被封止体の前記一部に臨む加熱面の一部が前記被封止体の前記一部に近接する方向に突出する第２凸状加熱部と、前記被封止体の他部に臨む加熱面の他部が前記被封止体の前記他部に近接する方向に突出する第３凸状加熱部とを有し、前記第３凸状加熱部は、先端部に窪んだ凹部を有する、
ことを特徴とする樹脂封止装置。

【請求項2】

前記両加熱手段の対向する両加熱面は、近接方向及び離間方向に相対移動可能であって、
前記両加熱手段は、両加熱面の間に搬送部材によって搬入される前記被封止体を加熱するものであり、
前記両加熱手段の少なくとも一方の加熱手段には、発熱体が設けられる、
請求項１に記載の樹脂封止装置。

【請求項3】

前記加熱手段は、前記被封止体を搬送する前記搬送部材を、前記加熱面と前記被封止体との間に介在させることなく、直接加熱する、
請求項２に記載の樹脂封止装置。

【請求項4】

被封止体を予熱する予熱機構を備え、該予熱機構によって予熱された被封止体を、樹脂封止用の成形型によって樹脂封止する樹脂封止装置であって、
前記予熱機構は、前記被封止体が前記樹脂封止用の成形型へ搬送される搬送経路の途中に設けられ、
前記予熱機構は、前記被封止体を加熱する加熱面をそれぞれ有する二つの加熱手段を備え、
前記両加熱手段の前記両加熱面は、互いに対向し、前記両加熱面によって、前記被封止体を両側から加熱するものであると共に、前記両加熱手段の少なくとも一方の加熱手段は、前記被封止体に臨む加熱面に前記被封止体に近接する方向に突出する複数の凸状加熱部を有するものであり、かつ、前記複数の凸状加熱部の少なくとも一つの凸状加熱部が、他の凸状加熱部とは異なる材質で構成される、
ことを特徴とする樹脂封止装置。

【請求項5】

前記加熱手段は、発熱体によって発熱する発熱ブロックと、該発熱ブロックに着脱可能に装着されると共に、前記加熱面を有する加熱体とを備える、
請求項１ないし４のいずれかに記載の樹脂封止装置。

【請求項6】

被封止体を予熱して樹脂封止する樹脂封止方法であって、
被封止体を樹脂封止用の成形型へ搬送する搬送経路の途中で、前記被封止体を予熱する工程と、
予熱した被封止体を、前記樹脂封止用の成形型で樹脂封止する工程とを含み、
前記予熱する工程は、前記被封止体を加熱する加熱面をそれぞれ有する二つの加熱手段の互いに対向する前記両加熱面によって、前記被封止体を両側から加熱するものであって、
前記両加熱手段のうち一方の加熱手段は、前記被封止体の一部に臨む加熱面の一部が、前記被封止体の前記一部に近接する方向に突出する第１凸状加熱部を有し、
他方の加熱手段は、前記被封止体の前記一部に臨む加熱面の一部が前記被封止体の前記一部に近接する方向に突出する第２凸状加熱部と、前記被封止体の他部に臨む加熱面の他部が前記被封止体の前記他部に近接する方向に突出する第３凸状加熱部とを有し、前記第３凸状加熱部は、先端部に窪んだ凹部を有する、
ことを特徴とする樹脂封止方法。

【請求項7】

前記両加熱手段の対向する両加熱面は、近接方向及び離間方向に相対移動可能であって、
前記両加熱手段の一方の加熱手段は、発熱体を有し、
前記予熱する工程に先立って、前記両加熱手段の前記両加熱面を近接方向へ移動させて前記一方の加熱手段によって他方の加熱手段を加熱する工程を含む、
請求項６に記載の樹脂封止方法。

【請求項8】

被封止体を予熱して樹脂封止する樹脂封止方法であって、
被封止体を樹脂封止用の成形型へ搬送する搬送経路の途中で、前記被封止体を予熱する工程と、
予熱した被封止体を、前記樹脂封止用の成形型で樹脂封止する工程とを含み、
前記予熱する工程は、前記被封止体を加熱する加熱面をそれぞれ有する二つの加熱手段の互いに対向する前記両加熱面によって、前記被封止体を両側から加熱するものであって、
前記両加熱手段の少なくとも一方の加熱手段の前記被封止体に臨む加熱面に、前記被封止体に近接する方向に突出する複数の凸状加熱部を有すると共に、前記複数の凸状加熱部の少なくとも一つの凸状加熱部が、他の凸状加熱部とは異なる材質で構成される、ことを特徴とする樹脂封止方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被封止体を樹脂で封止する樹脂封止装置及び樹脂封止方法に関し、更に詳しくは、特殊な形状部分や材質の異なる部分を有する被封止体を樹脂で封止するのに好適な樹脂封止装置及び樹脂封止方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば半導体チップが搭載されたリードフレームや回路基板等の被封止体を、樹脂封止用の成形型を使用して樹脂で封止することが行われている。この場合、成形型は、１８０℃程度に加熱されているのに対して、回路基板等の被封止体は、常温であるので、両者の温度差を少なくするために、例えば、被封止体を成形型の型面に配置し、その状態で一定時間経過させて予熱し、その後、成形型で構成されるキャビティに流動性樹脂を充填して硬化させ、樹脂封止するようにしている。

【0003】

このように成形型を使用して回路基板等の被封止体の予熱を行うと、全体的な成形時間（封止時間）に、予熱に要する時間を組み入れなければならず、サイクルタイムが長くなるという問題がある。

【0004】

このため、本願出願人は、成形型の近傍まで被封止体を搬送する搬送機構に、ヒータを設け、被封止体を成形型へ搬送する過程において、被封止体を一方側から面的に加熱し、これによって、成形型において被封止体を予熱する時間を短縮又は不要にし、成形型におけるサイクルタイムを短縮する技術を提案している（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−３３５８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１は、通常の半導体パッケージを製造する場合の被封止体、すなわち、矩形の平板状のプリント基板やリードフレーム等であって、その寸法も或る程度規格化されて、その厚さ自体も小さく大きな差がないような被封止体では、樹脂封止工程前の搬送時に、被封止体を一方側から面的に加熱することによって、予熱することができる。

【0007】

しかしながら、近年、被封止体として、特殊な形状や熱容量が異なる材質部分を有する被封止体を樹脂封止する必要が生じている。例えば、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）では、被封止体として、半導体素子等が搭載された回路基板に加えて、樹脂製の筒状のコネクタ部分及び金属製の放熱板を有するものがあり、かかる被封止体では、放熱板の一部及びコネクタ部分を除く回路基板の部分を樹脂で封止する必要がある。

【0008】

このように、金属と樹脂のように熱容量が異なる材質で構成された部分を有し、更に、平板状の回路基板等に対して、筒状といった特殊な形状のコネクタ部分を有するような被封止体では、搬送過程で一方側から面的に加熱する上記特許文献１では、被封止体の各部を所要の温度に予熱するのは困難である。

【0009】

すなわち、上記被封止体では、樹脂製のコネクタ部分と回路基板の部分を封止する封止樹脂との境界部で剥離が生じないように、樹脂製のコネクタ部分を所要の温度まで十分予熱する必要があるが、一方側から面的に加熱する特許文献１では、筒状のコネクタ部分を、その全周に亘って均一に加熱するのは困難であると共に、熱容量の大きな樹脂製のコネクタ部分を所要の温度まで短時間で加熱しようとすると、回路基板等が急激に加熱されて回路基板にクラックが生じ、このため、回路基板のクラックを防止するためには、予熱時間を長くせざるを得ない。

【0010】

このように特殊な形状部分や熱容量が異なる材質部分を有するような被封止体では、各部分を所要の温度に短時間で予熱するのは困難である。

【0011】

本発明は、上述のような点に鑑みてなされたものであって、特殊な形状部分や異なる材質部分を有するような被封止体であっても、各部分を適切な温度に効率的に予熱できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するために、本発明では次のように構成している。

【0013】

（１）本発明の樹脂封止装置は、被封止体を予熱する予熱機構を備え、該予熱機構によって予熱された被封止体を、樹脂封止用の成形型によって樹脂封止する樹脂封止装置であって、前記予熱機構は、前記被封止体が前記樹脂封止用の成形型へ搬送される搬送経路の途中に設けられ、前記予熱機構は、前記被封止体を加熱する加熱面をそれぞれ有する二つの加熱手段を備え、前記両加熱手段の前記両加熱面は、互いに対向し、前記両加熱面によって、前記被封止体を両側から加熱するものであり、前記両加熱手段のうち一方の加熱手段は、前記被封止体の一部に臨む加熱面の一部が前記被封止体の前記一部に近接する方向に突出する第１凸状加熱部を有し、他方の加熱手段は、前記被封止体の前記一部に臨む加熱面の一部が前記被封止体の前記一部に近接する方向に突出する第２凸状加熱部と、前記被封止体の他部に臨む加熱面の他部が前記被封止体の前記他部に近接する方向に突出する第３凸状加熱部とを有し、前記第３凸状加熱部は、先端部に窪んだ凹部を有する。

【0014】

予熱機構は、被封止体を樹脂封止用の成形型へ搬送する搬送経路の途中に、固定的に設けてもよいし、搬送経路に沿って移動可能に設けてもよい。予熱機構を、搬送経路に沿って移動可能に設ける場合には、当該予熱機構で予熱しながら、被封止体を搬送するのが好ましい。

【0015】

凸状加熱部は、加熱面が被封止体に近接する方向に突出していればよく、その形状に特に制限はないが、例えば、円柱状、直方体等の角柱状、あるいは、円錐台や角錐台等の切頭錐体状等を基本の形状とすることができ、これら形状の各面を所要の形状にすることができる。凸状加熱部は、その加熱面が、被封止体の少なくとも一部に臨んで被封止体を加熱するものであるから、被封止体の加熱すべき部分に対面するような形状とすればよい。

【0016】

また、凸状加熱部は、加熱面が、被封止体に近接する方向に突出するものであればよく、当該凸状加熱部の加熱面が被封止体に接触して加熱してもよいし、被封止体に接触することなく、近接して加熱してもよく、あるいは、加熱面の一部が被封止体に接触して加熱するものであってもよい。

【0017】

被封止体に近接する方向へ突出する凸状加熱部は、その突出高さや形状によって、凸状加熱部の加熱面と被封止体との距離を規定することができ、前記距離の大小によって、被封止体に対する加熱の度合いを設定することができる。凸状加熱部は、その加熱面が、被封止体の少なくとも一部に臨むので、該凸状加熱部の前記突出高さや形状によって、被封止体の前記少なくとも一部の加熱の度合いを設定することができる。すなわち、加熱手段の凸状加熱部の突出高さや形状等を選択することによって、予熱すべき被封止体の少なくとも一部の加熱の度合いを選択することができる。

【0018】

本発明の樹脂封止装置によると、互いに対向する加熱面を有する両加熱手段によって被封止体を両側から加熱するので、例えば、一方側のみから被封止体を加熱する場合のように、一方側から加熱しながら他方側からは放熱するといったことがなく、所望の温度まで加熱することができると共に、被封止体の前記一方側と前記他方側との温度差を抑制することができる。また、予熱に要する時間を短縮することができる。

【0019】

更に、本発明の樹脂封止装置によると、両加熱手段の少なくとも一方の加熱手段は、被封止体に臨む加熱面の少なくとも一部が封止体に近接する方向に突出する凸状加熱部を有するので、この凸状加熱部の突出高さや形状によって、被封止体の少なくとも一部と凸状加熱部の加熱面との距離を設定して加熱の度合いを設定することができる。したがって、例えば、被封止体の熱容量が大きい部分は、凸状加熱部の突出高さを高くして、凸状加熱部の加熱面を、被封止体に接触あるいは近接させて十分に加熱する一方、被封止体の急激な加熱や過度な加熱を抑制すべき部分は、凸状加熱部の突出高さを低くして、該凸状加熱部の加熱面を、被封止体から離間させて急激な加熱や過度の加熱を防ぐことが可能となる。

【0020】

このように被封止体の、例えば熱容量が大きい部分は、効率的に十分加熱することができる一方、被封止体の急激な加熱や過度な加熱を抑制すべき部分は、加熱を抑制することができ、被封止体の各部分を適切、かつ効率的に予熱することができる。
更に、本発明の樹脂封止装置によると、両加熱手段が、被封止体に近接する方向に加熱面が突出する凸状加熱部をそれぞれ有するので、被封止体の少なくとも一部を、両加熱手段の凸状加熱部によって両側から挟むようにして加熱するといったことが可能となり、例えば被封止体の加熱しにくい熱容量の大きな部分を、集中的に予熱することが可能となる。
更に、本発明の樹脂封止装置によると、複数の凸状加熱部を有するので、各凸状加熱部によって、被封止体を部分毎に加熱することができ、各凸状加熱部の突出高さや形状を異ならせて、被封止体に対する加熱の度合いを異ならせるといったことが可能となる。すなわち、被封止体を、複数の部分毎に加熱の度合いを異ならせて予熱することができる。
凹部の形状に特に限定はなく、例えば、被封止体の少なくとも一部の外形形状に応じた形状とし、凹部によって被封止体の前記少なくとも一部を囲む、あるいは、嵌め込むようにして加熱できるようにしてもよい。また、凹部の底面までの深さによって、被封止体との距離を確保し、例えば、凹部の深さを深くすることによって、被封止体との間の距離を大きくして、凹部に臨む被封止体の部分の加熱の度合いを弱めるようにしてもよい。
更に、本発明の樹脂封止装置によると、凸状加熱部は、突出端である先端部に窪んだ凹部を有するので、凹部を、被封止体の少なくとも一部の外形形状に応じた形状とし、該凹部によって被封止体の少なくとも一部を囲む、あるいは、嵌め込むようにして集中的に加熱したり、逆に、凹部の底面までの深さによって、被封止体との距離を確保し、凹部の深さを深くすることによって、被封止体との間の距離を大きくして、凹部に臨む被封止体の部分の加熱の度合いを弱めたりすることができる。

【0021】

（２）本発明の好ましい実施態様では、前記両加熱手段の対向する両加熱面は、近接方向及び離間方向に相対移動可能であって、前記両加熱手段は、両加熱面の間に搬送部材によって搬入される前記被封止体を加熱するものであり、前記両加熱手段の少なくとも一方の加熱手段には、発熱体が設けられる。

【0022】

両加熱手段は、その両方の加熱面が共に移動可能であってもよいし、一方の加熱面のみが、他方の加熱面に対して移動可能であってもよい。

【0023】

この実施態様によると、両加熱手段の両加熱面を離間移動させた状態で、両加熱面の間に被封止体を搬送部材によって搬入し、両加熱面を近接移動させて被封止体を予熱することができる。

【0024】

また、両加熱手段の内の一方の加熱手段のみにヒータ等の発熱体を設け、被封止体の予熱の前に、予め、他方の加熱手段を、発熱体を設けた前記一方の加熱手段に近接あるいは接触させて加熱しておくことによって、その後、一方の加熱手段の発熱体からの発熱と他方の加熱手段の余熱とによって被封止体を両側から加熱することができる。

【0025】

（３）上記（２）の実施態様では、前記加熱手段は、前記被封止体を搬送する前記搬送部材を、前記加熱面と前記被封止体との間に介在させることなく、直接加熱するようにしてもよい。

【0026】

この実施態様によると、被封止体を搬送するための搬送部材を、加熱面と被封止体との間に介在させることなく、被封止体を直接加熱するので、搬送部材を介して加熱する場合に比べて、被封止体の予熱時間を短縮することができる。

【0031】

（４）本発明の樹脂封止装置は、被封止体を予熱する予熱機構を備え、該予熱機構によって予熱された被封止体を、樹脂封止用の成形型によって樹脂封止する樹脂封止装置であって、前記予熱機構は、前記被封止体が前記樹脂封止用の成形型へ搬送される搬送経路の途中に設けられ、前記予熱機構は、前記被封止体を加熱する加熱面をそれぞれ有する二つの加熱手段を備え、前記両加熱手段の前記両加熱面は、互いに対向し、前記両加熱面によって、前記被封止体を両側から加熱するものであると共に、前記両加熱手段の少なくとも一方の加熱手段は、前記被封止体に臨む加熱面に前記被封止体に近接する方向に突出する複数の凸状加熱部を有するものであり、かつ、前記複数の凸状加熱部の少なくとも一つの凸状加熱部が、他の凸状加熱部とは異なる材質で構成される。

【0032】

異なる材質としては、熱伝導率が異なる材質であるのが好ましく、例えば、熱伝導率が小さい材質で凸状加熱部を構成することによって、当該凸状加熱部で加熱される被封止体の部分の加熱の度合いを弱めることができ、逆に、熱伝導率が大きい材質で凸状加熱部を構成することによって、当該凸状加熱部で加熱される被封止体の部分の加熱の度合いを強めることができる。

【0033】

この実施態様によると、複数の凸状加熱部の少なくとも一つの凸状加熱部の材質を、他の凸状加熱部に比べて、例えば熱伝導率が小さい材質で構成することによって、前記一つの凸状加熱部によって加熱される被封止体の部分は、他の凸状加熱部によって加熱される被封止体の部分よりも加熱を抑制することができ、逆に、熱伝導率が大きい材質で構成することによって、前記一つの凸状加熱部によって加熱される被封止体の部分は、他の凸状加熱部によって加熱される被封止体の部分よりも十分に加熱することができる。

【0036】

（５）本発明の更に他の実施態様では、前記加熱手段は、発熱体によって発熱する発熱ブロックと、該発熱ブロックに着脱可能に装着されると共に、前記加熱面を有する加熱体とを備える。

【0037】

発熱ブロックは、単一のブロックに限らず、複数のブロックを連結したものであってもよい。

【0038】

加熱体は、加熱面の少なくとも一部が被封止体に近接する方向に突出する凸状加熱部を有している。

【0039】

この実施態様によると、凸状加熱部を有する加熱体は、発熱ブロックに対して着脱可能であるので、予熱すべき被封止体の種類に応じて、突出高さや形状等の異なる凸状加熱部を有する加熱体を複数準備しておき、予熱する被封止体に応じて、発熱ブロックに装着する加熱体を交換することによって、各種の被封止体に容易に対応することができる。

【0040】

（６）本発明の樹脂封止方法は、被封止体を予熱して樹脂封止する樹脂封止方法であって、被封止体を樹脂封止用の成形型へ搬送する搬送経路の途中で、前記被封止体を予熱する工程と、予熱した被封止体を、前記樹脂封止用の成形型で樹脂封止する工程とを含み、前記予熱する工程は、前記被封止体を加熱する加熱面をそれぞれ有する二つの加熱手段の互いに対向する前記両加熱面によって、前記被封止体を両側から加熱するものであって、前記両加熱手段のうち一方の加熱手段は、前記被封止体の一部に臨む加熱面の一部が、前記被封止体の前記一部に近接する方向に突出する第１凸状加熱部を有し、他方の加熱手段は、前記被封止体の前記一部に臨む加熱面の一部が前記被封止体の前記一部に近接する方向に突出する第２凸状加熱部と、前記被封止体の他部に臨む加熱面の他部が前記被封止体の前記他部に近接する方向に突出する第３凸状加熱部とを有し、前記第３凸状加熱部は、先端部に窪んだ凹部を有する。

【0041】

本発明の樹脂封止方法によると、互いに対向する加熱面を有する両加熱手段によって被封止体を両側から予熱するので、効率的に予熱を行うことができる。

【0042】

更に、本発明の樹脂封止方法によると、両加熱手段の少なくとも一方の加熱手段は、被封止体に臨む加熱面の少なくとも一部が被封止体に近接する方向に突出する凸状加熱部を有するので、この凸状加熱部の突出高さや形状によって、被封止体の少なくとも一部と凸状加熱部の加熱面との距離を設定して加熱の度合いを設定することができ、これによって、被封止体を部分毎に適切に予熱にすることができる。

【0043】

（７）本発明の好ましい実施態様では、前記両加熱手段の対向する両加熱面は、近接方向及び離間方向に相対移動可能であって、前記両加熱手段の一方の加熱手段は、発熱体を有し、前記予熱する工程に先立って、前記両加熱手段の前記両加熱面を近接方向へ移動させて前記一方の加熱手段によって他方の加熱手段を加熱する工程を含む。

【0044】

この実施態様によると、予熱する工程に先立って、他方の加熱手段を、発熱体を有する一方の加熱手段によって加熱しておくことで、その後の予熱する工程では、被封止体を一方の加熱手段の発熱体からの発熱と他方の加熱手段の余熱とによって加熱することができる。

【0045】

（８）本発明の樹脂封止方法は、被封止体を予熱して樹脂封止する樹脂封止方法であって、被封止体を樹脂封止用の成形型へ搬送する搬送経路の途中で、前記被封止体を予熱する工程と、予熱した被封止体を、前記樹脂封止用の成形型で樹脂封止する工程とを含み、前記予熱する工程は、前記被封止体を加熱する加熱面をそれぞれ有する二つの加熱手段の互いに対向する前記両加熱面によって、前記被封止体を両側から加熱するものであって、前記両加熱手段の少なくとも一方の加熱手段の前記被封止体に臨む加熱面に、前記被封止体に近接する方向に突出する複数の凸状加熱部を有すると共に、前記複数の凸状加熱部の少なくとも一つの凸状加熱部が、他の凸状加熱部とは異なる材質で構成される。

【発明の効果】

【0047】

本発明によれば、互いに対向する加熱面を有する両加熱手段によって被封止体を両側から予熱するので、短時間で効率的に予熱することができる。また、両加熱手段の少なくとも一方の加熱手段は、被封止体に臨む加熱面の少なくとも一部が封止体に近接する方向に突出する凸状加熱部を有するので、この凸状加熱部によって、被封止体の少なくとも一部の加熱の度合いを設定することがで、これによって、被封止体を部分毎に適切に予熱にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1】図１は本発明の一実施形態に係る樹脂封止装置の概略構成を示す平面図である。

【図2】図２は被封止体を示す図である。

【図3】図３は完成品のパッケージを示す図である。

【図4】図４は被封止体を予熱する状態を示す断面図である。

【図5】図５は図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図6】図６は本発明の他の実施形態の図４に対応する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0049】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0050】

図１は、本発明の一実施形態の樹脂封止装置の概略平面図である。

【0051】

この実施形態の樹脂封止装置は、搬入ユニット１と、２つの成形ユニット２と、搬出ユニット３とを備える。搬入ユニット１は、前工程から樹脂封止すべき後述の被封止体（図示せず）を受け取る。成形ユニット２は、搬入ユニット１から受け取った被封止体を樹脂封止することによって樹脂封止体を形成する。搬出ユニット３は、成形ユニット２から受け取った樹脂封止体に所定の後処理を施して個別のパッケージを完成させ、それらのパッケージを払い出す。

【0052】

搬入ユニット１は、被封止体を受入れる受入部４と、被封止体を予熱する予熱部５と、被封止体が配置されるトレイ９を冷却するトレイ冷却部６と、トレイ貯留部７とを備える。受入部４は、前工程から受け取った被封止体をトレイ９の所定の位置に配置する。予熱部５は、受入部４からトレイ９を受け取り、トレイ９に配置された被封止体を予熱する。トレイ冷却部６は、予熱された被封止体が成形ユニット２に搬送された後に、空になったトレイ９を冷却する。トレイ貯留部７は、室温程度まで冷却されたトレイ９を積み重ねて貯留する。

【0053】

被封止体が配置されたトレイ９は、図示しない移送機構によって予熱部５に移送される。予熱部５で予熱された被封止体が成形ユニット２に搬送された後の空になったトレイ９は、図示しない移送機構によって、トレイ冷却部６を経由してトレイ貯留部７まで移送される。

【0054】

この実施形態では、予熱部５は、トレイ９に配置された被封止体を下面側から予熱する第１予熱機構１０と、トレイ９に配置された被封止体を、後述のようにして上下両面側から予熱する第２予熱機構１１とを備えており、第１予熱機構１０は、二つ備えられている。

【0055】

二つの第１予熱機構１０と、一つの第２予熱機構１１が、トレイ９の移送方向に沿って設けられている。被封止体が配置されたトレイ９を順次二つの第１予熱機構１０の上に移動させて、それぞれの予熱機構１０の上に順次配置して予熱する。これによって、トレイ９に配置された被封止体を徐々に加熱することができる。各予熱機構１０は、ヒータブロック等を使用して、トレイ９に配置された被封止体を、トレイ９を介することなく直接予熱する。第２予熱機構１１については、後述する。

【0056】

また、トレイ冷却部６には三つの冷却機構１２が空のトレイ９の移送方向に沿って設けられている。

【0057】

この実施形態の樹脂封止装置は、二つの成形ユニット２を備えており、各成形ユニット２には、相対向する上型と下型とからなる１対の成形型１３を有するプレス機構１４が設けられている。また、予熱された被封止体を、図示しないピックアップ手段によって、搬入搬出機構２９に移載し、成形型１３に移送して搬入する一方、成形型１３から樹脂封止後の樹脂封止体をそれぞれ搬出して搬出ユニット３に搬出する。

【0058】

成形型１３は、上型及び下型に加えて、更に中間型を有するように構成されてもよい。この成形型１３は、周知のトランスファ成形技術を使用して樹脂封止するための成形型である。成形型１３の構成要素について簡単に説明する。下型には、樹脂材料が貯留されるポットと、ポットにおいて昇降自在に嵌め込まれ流動性樹脂を押圧するプランジャとが設けられている。上型には、樹脂材料が溶融して形成された流動性樹脂が流動する空間であるカルと、流動性樹脂が移送される通路であるランナと、流動性樹脂が充填される空間であるキャビティとが設けられている。

【0059】

搬出ユニット３には、成形ユニット２から樹脂封止後の樹脂封止体を受け取って樹脂封止体から不要な部分を分離することによって、個別のパッケージを形成する分離部１５と、完成品である個別のパッケージを次工程に払い出す払出部１６とを備えている。

【0060】

次に、この実施形態の樹脂封止装置によって樹脂封止される被封止体及び樹脂封止後の樹脂封止体の不要部分を除去した完成品であるパッケージについて説明する。

【0061】

図２は、被封止体８を示す図であって、同図（ａ）はその正面図であり、同図（ｂ）は平面図である。

【0062】

被封止体８は、例えば、輸送機器用の電子制御ユニットであって、半導体素子等の図示しない部品が搭載された基板１８と銅板等からなる放熱板１９とを有する。更に、基板１８には、電源及び信号を授受するためのコネクタ２０が取り付けられている。コネクタ２０は、樹脂製のハウジングからなり、ピン１７を有し、このピン１７を介して基板１８に電気的に接続される。コネクタ２０のハウジングは、筒状部２０ａと矩形の鍔部２０ｂとを備えている。コネクタ２０における基板１８側の端部は、封止後の封止樹脂２３との間の境界部となる。放熱板１９は、封止後の樹脂封止体を取付けるための取付孔２１を有する。

【0063】

被封止体８の基板１８は、ガラスエポキシ基板等の基材に樹脂を含む基板であってもよいし、メタルベース基板等の金属を基材とする基板であってもよく、セラミック基板やシリコン等の半導体基板であってもよく、更に、リードフレーム等であってもよい。

【0064】

図３は、樹脂封止後の樹脂封止体から不要部分を分離した完成品であるパッケージを示す図であって、同図（ａ）はその正面図であり、同図（ｂ）は平面図である。

【0065】

パッケージ２２は、硬化樹脂からなる封止樹脂２３を有する。封止樹脂２３は、コネクタ２０のピン１７と、基板１８と、基板１８に搭載された部品とを完全に覆うようにして形成されている。

【0066】

パッケージ２２は、樹脂封止体から不要樹脂が分離されることによって完成する。封止樹脂２３は、例えば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂材料が用いられる。

【0067】

次に、この実施形態の第２予熱機構１１による被封止体８の予熱について説明する。

【0068】

図４は、第２予熱機構１１によって被封止体８を予熱する状態を示す断面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【0069】

搬送部材としてのトレイ９は、被封止体８の周縁部を支持して搬送するものであって、被封止体８のコネクタ２０及び基板１８等に対応した開口２４が形成されている。

【0070】

第２予熱機構１１は、上ヒータブロック２５と下ヒータブロック２６とを有しており、両ヒータブロック２５，２６は、上下方向に近接、離間移動可能である。各ヒータブロック２５，２６には、それぞれカートリッジヒータ等（図示せず）の発熱体が設けられており、発熱体を制御して各ヒータブロック２５，２６の温度を調節することができる。

【0071】

被封止体８は、上述のように、熱容量の大きな樹脂製のコネクタ２０を有すると共に、このコネクタ２０は、基板１８や放熱板１９のような平板状とは異なる筒状部２０ａや鍔部２０ｂを有するものであって、封止樹脂との境界部での剥離を防止するために、十分に予熱する必要がある。一方、半導体素子等が搭載された基板１８は、急激に加熱されないようにする必要がある。

【0072】

この実施形態では、特殊な形状部分や熱容量の異なる材質部分を有する被封止体８を、効率的に、かつ、部分毎に適切に予熱できるように次のように構成している。

【0073】

各ヒータブロック２５．２６には、被封止体８を加熱する加熱面を有する上下の加熱体としての予熱ブロック２７，２８が、着脱可能にそれぞれ装着されており、両予熱ブロック２７，２８の加熱面（表面）が、互いに対向している。

【0074】

上ヒータブロック２５及び上予熱ブロック２７によって、一方の加熱手段が構成され、下ヒータブロック２６及び下予熱ブロック２８によって、他方の加熱手段が構成される。

【0075】

図４及び図５は、互いに離間した状態の上下の予熱ブロック２７，２８間に、被封止体８が配置されたトレイ９が所定位置に搬送された後、上下の予熱ブロック２７，２８を近接方向に移動させて被封止体８を支持して上下両側から予熱する状態を示している。

【0076】

この実施形態の第２予熱機構１１は、被封止体８を、コネクタ２０の部分、基板１８部分といったように部分的に加熱の度合いを異ならせて予熱するものである。

【0077】

具体的には、上下の各予熱ブロック２７，２８は、被封止体８に臨む加熱面を部分的に被封止体８に近接する方向に突出させた凸状加熱部２７ａ，２８ａ，２８ｂをそれぞれ有している。

【0078】

すなわち、上予熱ブロック２７は、被封止体８の樹脂製のコネクタ２０の部分を、基板１８や放熱板１９に比べて集中的に加熱できるように、コネクタ２０に臨む部分が、コネクタ２０へ近接する方向（下方）へ突出した略直方体状の第１凸状加熱部２７ａを有している。

【0079】

また、下予熱ブロック２８は、被封止体８の樹脂製のコネクタ２０の部分を、基板１８や放熱板１９に比べて集中して加熱できるように、コネクタ２０に臨む部分が、コネクタ２０に近接する方向（上方）へ突出した略直方体状の第２凸状加熱部２８ａを有している。また、下予熱ブロック２８は、放熱板１９に臨む部分が、放熱板１９へ近接する方向へ突出した第３凸状加熱部２８ｂを有している。

【0080】

上予熱ブロック２７の第１凸状加熱部２７ａは、被封止体８のコネクタ２０の筒状部２０ａ及び鍔部２０ｂを、上方及び左右から囲むように、突出端である先端部が窪んだ凹部２７ａ₁を有している。

【0081】

下予熱ブロック２８の第２凸状加熱部２８ａは、突出端である先端部が被封止体８のコネクタ２０の下部を受けるように浅く窪んだ凹部２８ａ₁を有している。

【0082】

また、下予熱ブロック２８の第３凸状加熱部２８ｂは、放熱板１９上の基板１８を急激に加熱しないように、放熱板１９との間に隙間を保つように下方に窪んだ凹部２８ｂ₁を有する。この凹部２８ｂ₁は、放熱板１９上の基板１８に対応するように形成されている。更に、上予熱ブロック２７の基板１８に臨む加熱面には、基板１８へ近接する方向へ突出する凸状加熱部は設けられておらず、上予熱ブロック２７と基板１８との間には、十分な間隔が確保されており、基板１８が急激に加熱されないようにしている。

【0083】

かかる構成の第２予熱機構１１では、上下の予熱ブロック２７，２８が互いに離間した状態で、被封止体８がトレイ９によって両予熱ブロック２７，２８の間に搬入される。

【0084】

次に、両予熱ブロック２７，２８が互いに近接移動し、上下の予熱ブロック２７，２８の間に、被封止体８のコネクタ２０の部分を挟み込むと共に、被封止体８の放熱板１９の周縁部分を支持する。

【0085】

上下のヒータブロック２５，２６による発熱が、上下の予熱ブロック２７，２８の凹部２７ａ₁，２８ａ₁を有する第１，第２凸状加熱部２７ａ，２８ａを介して被封止体８のコネクタ２０の部分に直接伝導する。これによって、樹脂製のコネクタ２０の部分を集中的に予熱できる一方、放熱板１９は、下予熱ブロック２８の第２凸部２８ｂを介して加熱され、放熱板１９上の基板１８の部分は、第２凸部２８ｂの凹部２８ｂ₁によって空間が確保されているので、急激に加熱されるのを防止することができる。

【0086】

このように熱容量が大きく、筒状部２０ａ等を有する樹脂製のコネクタ２０の部分は、第１凸状加熱部２７ａと第２凸状加熱部２８ａとによって、その外形を挟み込むように加熱するので、短時間で十分に加熱することができる。これによって、成形ユニット２における樹脂封止の際に、コネクタ２０の部分と封止樹脂との境界部分の温度差を低減することが可能となり、コネクタ２０の樹脂と封止樹脂との密着性を向上させて境界部での剥離を防止することができる。

【0087】

また、放熱板９上の基板１８部分は、第３凸状加熱部２８ｂの凹部２８ｂ₁によって、空間が確保されているので、基板１８の部分が急激に加熱されるのを防止することができる。

【0088】

上下の予熱ブロック２７，２８は、上下のヒータブロック２５，２６に着脱可能に装着される。そこで、予め、予熱すべき被封止体８の種類に応じて、形状や材質（すなわち、熱伝導率）等が異なる複数種類の予熱ブロック２７，２８を準備しておく。樹脂封止する被封止体８を切換える場合には、ヒータブロック２５，２６に装着する予熱ブロック２７，２８を、被封止体８に対応したものに交換する。このことによって、種類の異なる被封止体８にも容易に対応することができる。

【0089】

この実施形態では、下予熱ブロック２８の第３凸状加熱部２８ｂは、放熱板１９上の基板１８を急激に加熱しないように、放熱板１９との間に隙間を保つように窪んだ凹部２８ｂ₁を有する構成としたけれども、本発明の他の実施形態として、例えば、図６に示すように、第３凸状加熱部２８ｃを他の部分よりも熱伝導率の小さな材質、例えば、フッ素樹脂やセラミック等で構成し、これによって、基板１８の部分が急激に加熱されないようにしてもよい。

【0090】

次に、この実施形態の樹脂封止方法を、図１〜図５を参照して説明する。まず、図１に示されるように、被封止体に合わせて製作されたトレイ９を複数個準備する。これらのトレイ９をトレイ貯留部７に積層して配置する。

【0091】

次に、図１に示されるように、トレイ貯留部７から受入部４に１個のトレイ９を移送する。この工程では、作業者がトレイ９を移送してもよく、適当な移送手段を使用してもよい。

【0092】

次に、トレイ９に複数個の被封止体を配置する。なお、予め複数個の被封止体がそれぞれ配置された複数個のトレイ９を、トレイ貯留部７に積層して配置しておいてもよい。この場合には、被封止体が配置された１個のトレイ９を、トレイ貯留部７から受入部４に移送する。また、被封止体が配置された１個のトレイ９を、前工程から受入部４に移送してもよい。

【0093】

次に、図示しない移送機構を使用して、三つの第１，第２予熱機構１０，１０，１１を有する予熱部５に、被封止体が配置されたトレイ９を移送する。予熱部５には第１予熱機構１０としてヒータブロックが設けられている。図示しない移送機構を使用して、第１予熱機構１０，１０のヒータブロックの上に、被封止体が配置されたトレイ９を順次移送する。これにより、トレイ９に配置された被封止体が徐々に加熱される。

【0094】

更に、第２の予熱機構１１によって、上述のように予熱される。

【0095】

すなわち、第２予熱機構１１では、図４及び図５に示される上下の予熱ブロック２７，２８が互いに離間した状態で、被封止体８がトレイ９によって両予熱ブロック２７，２８の間に搬入される。

【0096】

次に、両予熱ブロック２７，２８が互いに近接移動し、上下の予熱ブロック２７，２８の間に、被封止体８のコネクタ２０の部分を挟み込む共に、放熱板１９の周縁部を支持して加熱する。

【0097】

このとき、上下のヒータブロック２５，２６によって生成された熱が、上下の予熱ブロック２７，２８の第１，第２凸状加熱部２７ａ，２８ａを介して被封止体８のコネクタ２０の部分に直接伝導し、樹脂製のコネクタ２０の部分を集中的に予熱できる一方、放熱板１９は、下予熱ブロック２８の第２凸部２８ｂを介して予熱され、放熱板１９上の基板１８の部分は、第２凸部２８ｂの凹部２８ｂ₁によって空間が確保されて過度に予熱されることがない。

【0098】

次に、適当な移送機構を使用して、予熱された被封止体が配置されたトレイ９を、図１に示す予熱部５からトレイ冷却部６に移送する。

【0099】

次に、図示しないピックアップ手段によって、予熱された被封止体をトレイ９から搬入搬出機構２９によって移載し、それらの被封止体を、成形型１３の下型における所定の位置まで搬入して配置する。

【0100】

次に、配置された被封止体を、下型の型面に固定する。そして、成形型１３を型締めすることにより、被封止体の上面に装着された部品を、上型に設けられたキャビティに収容する。その後に、キャビティに流動性樹脂を充填する。

【0101】

次に、引き続き成形型１３を型締めした状態で、流動性樹脂を硬化させる。これにより、封止樹脂２３と不要樹脂とを含む硬化樹脂を形成する。

【0102】

次に、成形型１３を型開きする。そして、搬入搬出機構２９を使用して、成形ユニット２から搬出ユニット３の分離部１５に、樹脂封止体を搬出する。

【0103】

次に、分離部１５において、分離用治具を使用してそれぞれの樹脂封止体から不要樹脂を分離する。この分離は、ゲートカット、ディゲート等と呼ばれる周知の方式によって行う。この工程によって、樹脂封止体から図３に示すパッケージ２２を完成させる。

【0104】

次に、適当な移送機構を使用して、パッケージ２２を分離部１５から払出部１６に移送して、次工程に払い出す。

【0105】

以上のようにして、前工程から受け取った被封止体を予熱部５で予熱し、成形型１３を使用して被封止体を樹脂封止して樹脂封止体を形成し、樹脂封止体から不要樹脂を分離することによってパッケージ２２を完成させることができる。

【0106】

この実施形態では、被封止体８を、成形ユニット２の成形型１３に搬入するまでに、予熱部５の第１，第２予熱機構１０，１０，１１によって、被封止体８を、直接かつ徐々に加熱するので、被封止体８を、十分な温度まで効率よく、かつ、熱衝撃を与えることなく予熱することができる。更に、第２予熱機構１１では、樹脂製のコネクタ２０の部分を、集中的に予熱できるので、図３に示す封止樹脂２３と樹脂製のコネクタ２０との間の境界部において温度勾配を小さくすることができる。これによって、封止樹脂２３とコネクタ２０との間の密着性を向上させることができ、封止樹脂２３の剥離を抑制することができる。

【0107】

この実施形態では、上下の各ヒータブロック２５，２６には、ヒータ等の発熱体をそれぞれ内蔵させて上下の予熱ブロック２７，２８を加熱したけれども、本発明の他の実施形態として、一方のヒータブロック２５（２６）のみに発熱体を内蔵させてもよい。この場合は、他方のヒータブロック２６（２５）の予熱ブロック２８（２７）は、被封止体８を予熱する前に、各予熱ブロック２７，２８を近接移動させて接触させる。このことによって、発熱体を有する一方のヒータブロック２５（２６）によって他方のヒータブロック２６（２５）の予熱ブロック２８（２７）を加熱し、他方のヒータブロック２６（２５）の予熱ブロック２８（２７）は、その余熱によって被封止体８を加熱するようにしてもよい。この他の実施形態によれば、加熱に要する電力の節減を図ることができる。

【0108】

上述の実施形態では、第２予熱機構１１は、予熱部５の最終段に設けたけれども、成形ユニット２の樹脂封止用の成形型１３までの搬送経路のいずれの位置に設けてもよく、例えば、成形ユニット２の直前のトレイ冷却部６や成形ユニット２に設けてもよい。

【0109】

この実施形態の樹脂封止装置では、成形ユニット２が二つ設けられたけれども、二つに限らず、一つまたは三つ以上の成形ユニット２を設けるようにしてもよい。これによって、樹脂封止装置の製造能力を容易に調整することができる。

【0110】

また、上述の実施形態では、トランスファ成形を使用したが、これに限らず、射出成形又は圧縮成形を使用してもよい。

【0111】

圧縮成形を使用する場合には、成形型１３の下型にキャビティを設けて、次のようにして樹脂封止する。まず、キャビティに、粉状、粒状、フレーク状（薄片状）、塊状、シート状等の樹脂材料を供給する。次に、樹脂材料を加熱することによって溶融させて、流動性樹脂を生成する。これによって、キャビティを流動性樹脂によって充填された状態にする。次に、成形型１３を型締めすることによって、上型に固定された被封止体の下面に装着された部品を、キャビティに充填された流動性樹脂に浸漬する。次に、流動性樹脂を引き続き加熱して硬化させることにより、硬化樹脂を形成する。ここまでの工程によって、樹脂封止体が形成される。なお、常温で液状である樹脂（液状樹脂）をキャビティに供給してもよい。この方法によっても、キャビティを流動性樹脂によって充填された状態にすることができる。

【0112】

上述の実施形態では、被封止体として、輸送機器用の電子制御ユニットに適用して説明した。これに限らず、本発明を、内燃機関、電動機、制動機構等の各種用途に使用される電子制御ユニットに適用できる。また、本発明は、電子制御ユニットに限らず、特殊な形状部分や異なる材質部分等を有する被封止体に好適である。このような例として、電力制御用の電力制御ユニットに使用される被封止体が挙げられる。更に、本発明を、特殊な形状部分や熱容量の異なる材質部分等を有しない通常の被封止体に適用することもできる。

【符号の説明】

【0113】

１ 搬入ユニット
２ 成形ユニット
３ 搬出ユニット
５ 予熱部
８ 被封止体
１１ 第２予熱機構
１３ 成形型
１８ 基板
１９ 放熱板
２０ コネクタ
２５ 上ヒータブロック
２６ 下ヒータブロック
２７ 上予熱ブロック（加熱体）
２８ 下予熱ブロック（加熱体）
２７ａ 第１凸状加熱部
２８ａ 第２凸状加熱部
２８ｂ 第３凸状加熱部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】