特許 6845903 成形型、樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6845903

(24)【登録日】2021年3月2日

(45)【発行日】2021年3月24日

(54)【発明の名称】成形型、樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/26 20060101AFI20210315BHJP

   B29C 45/02 20060101ALI20210315BHJP

【ＦＩ】

   B29C45/26

   B29C45/02

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2019-169574(P2019-169574)

(22)【出願日】2019年9月18日

【審査請求日】2019年11月28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】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】築山 誠

(72)【発明者】

【氏名】森上 篤

(72)【発明者】

【氏名】荒木 宏祐

【審査官】 関口 貴夫

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／１５９７４３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特許第６６７８９７３（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１９−１８１８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１８４７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１５６７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１９２５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６６４３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４５／００−４５／８４

Ｂ２９Ｃ ３３／００−３３／７６

Ｈ０１Ｌ ２１／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の中央領域にチップが配置された成形対象物を保持し、樹脂材料が供給される平面視矩形状のキャビティを有する成形型本体を備え、
前記成形型本体は、前記樹脂材料が充填されるポットと、前記キャビティの一辺に設けられ、前記キャビティに向けて前記樹脂材料を供給するゲートと、前記一辺と交わる両側辺の側で前記キャビティの内部を流動する前記樹脂材料の流路のうち、前記チップが配置されていない側方流路のみを絞る流路制限機構と、を含んでいる成形型。

【請求項2】

基板上の中央領域で二次元アレイ状に配置された複数の突起状電極にチップが電気的に接続された成形対象物を保持し、樹脂材料が供給される平面視矩形状のキャビティを有する成形型本体を備え、
前記成形型本体は、前記樹脂材料が充填されるポットと、前記キャビティの一辺に設けられ、前記キャビティに向けて前記樹脂材料を供給するゲートと、前記一辺と交わる両側辺の側で前記キャビティの内部を流動する前記樹脂材料の流路のうち、前記チップが配置されていない側方流路を絞る流路制限機構と、を含んでおり、
前記流路制限機構は、前記側方流路に配置され、側面視で前記基板と前記チップとの間の前記突起状電極が存在する間隙領域に先端が重なることにより前記側方流路を絞った状態にする可動ブロックを有しており、
前記可動ブロックの幅は、前記側方流路の幅の５０％以上９０％以下である成形型。

【請求項3】

基板上の中央領域で二次元アレイ状に配置された複数の突起状電極にチップが電気的に接続された成形対象物を保持し、樹脂材料が供給される平面視矩形状のキャビティを有する成形型本体を備え、
前記成形型本体は、前記樹脂材料が充填されるポットと、前記キャビティの一辺に設けられ、前記キャビティに向けて前記樹脂材料を供給するゲートと、前記一辺と交わる両側辺の側で前記キャビティの内部を流動する前記樹脂材料の流路のうち、前記チップが配置されていない側方流路を絞る流路制限機構と、を含んでおり、
前記流路制限機構は、前記側方流路に配置され、側面視で前記基板と前記チップとの間の前記突起状電極が存在する間隙領域に先端が重なることにより前記側方流路を絞った状態にする可動ブロックを有しており、
前記可動ブロックの前記先端の端面と前記基板の表面との距離は、前記間隙領域と前記側方流路とを流動する前記樹脂材料の夫々の流動速度が近付くように設定されている成形型。

【請求項4】

基板の中央領域にチップが配置された成形対象物を保持し、樹脂材料が供給される平面視矩形状のキャビティを有する成形型本体を備え、
前記成形型本体は、前記樹脂材料が充填されるポットと、前記キャビティの一辺に設けられ、前記キャビティに向けて前記樹脂材料を供給するゲートと、前記一辺と交わる両側辺の側で前記キャビティの内部を流動する前記樹脂材料の流路のうち、前記チップが配置されていない側方流路を絞る流路制限機構と、を含んでおり、
前記流路制限機構は、前記側方流路の前記ゲート側に一対の可動ブロックを有しており、
一対の前記可動ブロックは、前記ゲートから前記チップに向かうにつれて互いの間隔が小さくなる傾斜面を有している成形型。

【請求項5】

前記流路制限機構は、前記側方流路を絞った状態から前記側方流路を全開にした状態に変化可能に構成されている請求項１から４の何れか一項に記載の成形型。

【請求項6】

請求項１から５の何れか一項に記載の成形型と、
前記成形型を型締めする型締め機構と、を備えた樹脂成形装置。

【請求項7】

基板上の中央領域で二次元アレイ状に配置された複数の突起状電極に１つのチップが電気的に接続された成形対象物を樹脂成形する樹脂成形装置を用いた樹脂成形品の製造方法であって、
前記樹脂成形装置は、
平面視矩形状のキャビティの一辺から樹脂材料を供給するゲートと、前記一辺と交わる両側辺の側で前記キャビティの内部を流動する前記樹脂材料の流路のうち、前記チップが配置されていない側方流路を絞る可動ブロックと、を有する成形型と、
前記成形型を型締めする型締め機構と、を備え、
前記成形型に前記成形対象物及び前記樹脂材料を供給する供給工程と、
前記樹脂材料を加熱した状態で前記成形型を型締めする型締工程と、
前記ゲートから前記キャビティに前記樹脂材料を流動させることにより、前記成形対象物の樹脂成形を行う成形工程と、を含み、
前記成形工程では、側面視で前記基板と前記チップとの間の前記突起状電極が存在する間隙領域に前記可動ブロックの先端が重なるように前記可動ブロックを移動させて前記側方流路を絞る樹脂成形品の製造方法。

【請求項8】

前記成形工程では、前記樹脂材料が前記基板の中央領域に供給された後、前記可動ブロックを移動させて前記側方流路を開放させる請求項７に記載の樹脂成形品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成形型、樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

リードフレームやチップが実装された基板等は、一般的に樹脂封止することにより電子部品として用いられる。従来、基板等を樹脂封止するための樹脂成形装置として、ＢＧＡ（ball grid array）等の基板を樹脂封止して半導体パッケージを製造するトランスファ成形用の金型を備えたものが知られている（例えば、特許文献１〜２参照）。

【0003】

特許文献１に記載の金型は、上型と下型とで構成されるモールド金型を備えており、上型にはキャビティが形成されており、下型には基板を載置する凹部が形成されている。また、下型にレジンタブレットが供給されるポットを設け、上型にポットからキャビティに向けて溶融樹脂を流動させるランナ及びゲートを含むカルブロックを設けている。特許文献１に記載の金型においては、このカルブロックに形成された複数のゲートの樹脂供給位置にチップが配置されるように構成されており、溶融樹脂の流動を分散させている。

【0004】

特許文献２に記載の金型は、上型と下型とで構成される成形用金型を備えており、上型にはキャビティが形成されており、下型にはＢＧＡ基板が載置される。また、下型に樹脂が充填されるポットを設け、上型にポットからキャビティに向けて溶融樹脂を流動させるカルブロック（上型キャビティブロック）と、カルブロックからの溶融樹脂を一時的に蓄えるゲートとを設けている。このゲートは、キャビティの長辺部分とほぼ等しい長さで長辺部分に沿う隙間として形成されており、ゲートの長辺部分の全体にから同時にキャビティに溶融樹脂を供給するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４−２０４０８２号公報

【特許文献2】特開２０００−１２５７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の金型のように、チップに溶融樹脂を衝突させて溶融樹脂を分流させたとしても、チップが存在しない基板の側方領域では、チップが存在するチップ存在領域に比べて溶融樹脂の流動速度が大きく、この速度差に起因して、側方領域からチップ存在領域に溶融樹脂が回り込んで空気（溶融樹脂から発生するガスを含む）を取り囲むため、ボイドが発生し易い。特許文献２に記載の金型も同様に、キャビティの長辺部分全域から溶融樹脂を供給したとしても、基板の側方領域からチップ存在領域に溶融樹脂が回り込んで空気（溶融樹脂から発生するガスを含む）を取り囲むため、ボイドが発生し易い。その結果、樹脂成形品の成形精度が低下するおそれがあった。特に、基板に突起状電極を介してチップを有するフリップチップ基板の場合、基板とチップとの間の幅狭領域において溶融樹脂の流動速度が小さく、側方領域から幅狭領域に溶融樹脂が回り込んでボイドが発生し易い。

【0007】

そこで、成形精度を向上させる成形型、樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る成形型の特徴構成は、基板の中央領域にチップが配置された成形対象物を保持し、樹脂材料が供給される平面視矩形状のキャビティを有する成形型本体を備え、前記成形型本体は、前記樹脂材料が充填されるポットと、前記キャビティの一辺に設けられ、前記キャビティに向けて前記樹脂材料を供給するゲートと、前記一辺と交わる両側辺の側で前記キャビティの内部を流動する前記樹脂材料の流路のうち、前記チップが配置されていない側方流路を絞る流路制限機構と、を含んでいる点にある。

【0009】

本発明に係る樹脂成形装置の特徴構成は、前記成形型と、前記成形型を型締めする型締め機構と、を備えた点にある。

【0010】

本発明に係る樹脂成形品の製造方法の特徴構成は、前記成形型に前記成形対象物及び前記樹脂材料を供給する供給工程と、前記樹脂材料を加熱した状態で前記成形型を型締めする型締工程と、前記ゲートから前記キャビティに前記樹脂材料を流動させることにより、前記成形対象物の樹脂成形を行う成形工程と、を含み、前記成形工程では、前記流路制限機構により前記側方流路を絞る点にある。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、成形精度を向上させる成形型、樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】樹脂成形装置を示す模式図である。

【図2】成形モジュールの概略図である。

【図3】成形型本体の概略平面図である。

【図4】図３のIV−IV線概略断面図である。

【図5】別実施形態１に係る成形モジュールの概略図である。

【図6】別実施形態１に係る成形型の概略断面図である。

【図7】別実施形態２に係る成形型の概略平面図である。

【図8】別実施形態３に係る成形型の概略平面図である。

【図9】別実施形態４に係る成形型の概略平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本発明に係る成形型、樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

【0014】

［装置構成］
リードフレームや半導体チップ（以下、単に「チップ」と称する場合がある。）が実装された基板等の成形対象物は樹脂封止することにより電子部品として用いられる。この電子部品は、例えば、携帯通信端末用の高周波モジュール基板、電力制御用モジュール基板、機器制御用基板等として用いられる。成形対象物を樹脂封止する技術の一つとして、ＢＧＡ（ball grid array）基板等を樹脂封止して半導体パッケージを製造するトランスファ方式がある。このトランスファ方式は、チップが実装された基板等を成形型のキャビティに収容し、成形型のポットに粉粒体状樹脂を固めた樹脂タブレットを供給して加熱，溶融した後、該成形型を型締めした状態で樹脂タブレットが溶融した溶融樹脂をキャビティに供給して硬化させ、型開きして樹脂成形品を製造する方式である。

【0015】

従来のトランスファ方式は、樹脂成形品にボイド（気泡）が発生すると成形不良の原因となることから、成形型にエアベントを設けて、ボイドを防止するために基板やチップの形状等に応じてエアベント等の位置を最適なものに設計する必要がある。また、最適なエアベントを設けたとしても、チップや抵抗、コンデンサなどが存在しない基板の領域の方が、チップ等が存在する領域に比べて溶融樹脂の流動速度が相対的に大きくなり、この速度差に起因して、側方領域からチップ存在領域に溶融樹脂が回り込んで空気（溶融樹脂から発生するガスを含む）を取り囲むため、ボイドが発生し易い。特に、基板に突起状電極を介してチップを有するフリップチップ基板をモールドアンダーフィルする場合、基板とチップとの間の幅狭領域において溶融樹脂の流動速度が小さくなるため、チップが存在しない側方領域から幅狭領域に溶融樹脂が回り込んでボイドが発生し易い。その結果、樹脂成形品の成形不良が発生するといった問題があった。

【0016】

そこで、本実施形態では、成形精度を向上させる成形型Ｃ、樹脂成形装置Ｄ及び樹脂成形品の製造方法を提供する。以下において、平面視矩形状のフリップチップ基板を成形対象物の一例として説明し、重力方向を下、重力方向とは反対方向を上として説明することがある。

【0017】

図１には、樹脂成形装置Ｄの模式図が示されている。本実施形態における樹脂成形装置Ｄは、成形モジュール３と供給モジュール４と制御部６と搬送機構とを備えている。成形モジュール３は、成形対象物を粉粒体状樹脂又は液状樹脂で樹脂封止するための成形型Ｃを含んでいる。制御部６は、樹脂成形装置Ｄの動作を制御するソフトウェアとして、ＨＤＤやメモリ等のハードウェアに記憶されたプログラムで構成されており、コンピュータのＣＰＵにより実行される。つまり、制御部６は、成形モジュール３、供給モジュール４及び搬送機構の動作を制御する。

【0018】

なお、粉粒体状樹脂は、粉粒体状の樹脂だけでなく、粉粒体状の樹脂を押し固めた固形樹脂で形成される樹脂タブレットを含んでおり、いずれも加熱により溶融して液状となる溶融樹脂となる。この粉粒体状樹脂は、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でも良い。熱硬化性樹脂は、加熱すると粘度が低下し、さらに加熱すると重合して硬化し、硬化樹脂となる。本実施形態における粉粒体状樹脂は、取扱いの容易性から固形樹脂で形成される樹脂タブレットが好ましく、さらに、チップと基板との間に溶融樹脂を確実に充填するために、微粒子化したフィラーを含む高流動性の熱硬化性樹脂であることが好ましい。

【0019】

成形モジュール３は、樹脂封止前基板Ｓａ（成形対象物の一例）を樹脂封止して樹脂封止済基板Ｓｂ（樹脂成形品の一例）を成形する。この成形モジュール３は、複数（本実施形態では３つ）設けられており、夫々の成形モジュール３を独立して装着又は取り外しできる。成形モジュール３の詳細は後述する。

【0020】

供給モジュール４は、基板供給機構４３と基板整列機構４４と樹脂供給機構４５と基板収容部４６とを含み、搬送機構に含まれるローダ４１とアンローダ４２の待機位置になる。基板供給機構４３は、ストックしている樹脂封止前基板Ｓａを基板整列機構４４に受け渡す。樹脂封止前基板Ｓａには、１つの半導体チップが、又は複数個の半導体チップが縦方向及び／又は横方向に整列して、実装されている。基板整列機構４４は、基板供給機構４３から受け渡された樹脂封止前基板Ｓａを搬送に適した状態にする。樹脂供給機構４５は、樹脂タブレットＴ（樹脂材料の一例）をストックしており、樹脂タブレットＴを搬送に適した状態に配置する。

【0021】

搬送機構は、樹脂封止前の半導体チップが実装された樹脂封止前基板Ｓａや樹脂タブレットＴを搬送するローダ４１と、樹脂封止後の樹脂封止済基板Ｓｂを搬送するアンローダ４２とを含んでいる。ローダ４１は、基板整列機構４４から複数（本実施形態では４個）の樹脂封止前基板Ｓａを受け取り、また、樹脂供給機構４５から複数（本実施形態では６個）の樹脂タブレットＴを受け取って、レール上を供給モジュール４から各成形モジュール３まで移動し、各成形モジュール３に樹脂封止前基板Ｓａと樹脂タブレットＴを受け渡すことが可能である。アンローダ４２は、樹脂封止済基板Ｓｂを成形モジュール３から取り出して、レール上を各成形モジュール３から基板収容部４６まで移動し、基板収容部４６に樹脂封止済基板Ｓｂを収容することができる。樹脂封止済基板Ｓｂでは、半導体チップが、溶融樹脂が固化した硬化樹脂により封止されている。

【0022】

以下、成形モジュール３について詳述する。

【0023】

図２に示すように、成形モジュール３は、平面視矩形状の下部固定盤３１の四隅にタイバー３２が立設されており、タイバー３２の上端付近には平面視矩形状の上部固定盤３３が設けられている。下部固定盤３１と上部固定盤３３の間には平面視矩形状の可動プラテン３４が設けられている。可動プラテン３４は、四隅にタイバー３２が貫通する孔が設けられており、タイバー３２に沿って上下に移動可能である。下部固定盤３１の上には、可動プラテン３４を上下に移動させる装置である型締め機構３５が設けられている。型締め機構３５は、可動プラテン３４を上方に移動させることにより成形型Ｃの型締めを行い、可動プラテン３４を下方に移動させることにより成形型Ｃの型開きを行うことができる。型締め機構３５の駆動源は、特に限定されないが、例えば、サーボモータ等の電動モータを用いることができる。

【0024】

成形型Ｃは、下型ＬＭと上型ＵＭとを有する成形型本体Ｍを含んでいる。下型ＬＭ及び上型ＵＭは、互いに対向して配置される金型等で構成されている。

【0025】

下型ＬＭには、樹脂封止前基板Ｓａを、半導体チップ等が実装されている面を上にして載置する基板セット部が形成されている。また、下型ＬＭには、樹脂封止前基板Ｓａ及び樹脂タブレットＴを加熱する下側ヒータ３６が内蔵されている。さらに、下型ＬＭには、樹脂タブレットＴ（加熱により溶融する樹脂）が充填される円筒状のポット２１が焼き嵌め等により固定されている。ポット２１の円柱状の空間の下方には、サーボモータ等の電動モータ（不図示）により駆動されるプランジャ２５が上下移動可能に内挿されている。

【0026】

上型ＵＭには、溶融樹脂が供給される平面視矩形状のキャビティＭＣが形成されており、このキャビティＭＣを加熱する上側ヒータ３７が内蔵されている。上型ＵＭは、キャビティＭＣが形成されたキャビティブロックと、ポット２１からキャビティＭＣに向けて溶融樹脂を流動させるランナ２２を有するカルブロックとを含み、キャビティブロックにはキャビティＭＣから空気を排出するエアベント２６が設けられている。キャビティブロックとカルブロックは別部材として上型ＵＭに固定されている。カルブロックには、溶融樹脂がランナ２２からキャビティＭＣへ流入する入り口であるゲート２３が設けられている。さらに、上型ＵＭには、後述する流路制限機構Ｒが備えられている。なお、キャビティブロックとカルブロックとを一体部材として構成しても良い。また、エアベント２６は、キャビティブロックとは別体のエアベントブロックとして構成しても良い。

【0027】

図３〜図４を用いて成形型本体Ｍを詳述する。図３には、上方から見たキャビティＭＣの概略平面図が示されている。図４は、図３の紙面に垂直な方向（上下方向）でのIV−IV線概略断面図である。なお、本実施形態では、チップ１３の表面を露出成形する場合について記載しているが（図４参照）、チップ１３の表面を樹脂封止する場合であっても良い。

【0028】

図３に示すように、ゲート２３は、キャビティＭＣの一辺Ｓの中央部分に設けられており、このゲート２３を介して、上述したポット２１からランナ２２へと流動する溶融樹脂がキャビティＭＣに供給される。キャビティＭＣの一辺Ｓに対向する他辺Ｅには、エアベント２６が設けられており、このエアベント２６を介してキャビティＭＣから空気を排出することができる。図３〜図４に示すように、本実施形態における樹脂封止前基板Ｓａは、基板１１上で二次元アレイ状に配置された複数の突起状電極１２にチップ１３が電気的に接続された基板（フリップチップ基板）で構成されている。突起状電極１２及びチップ１３は、平面視において、基板１１の中央領域に実装されており、基板１１の中央領域がチップ存在領域となっており、基板１１の中央領域を囲む周辺領域がチップ不存在領域となっている。チップ１３は、半導体上に多数の電子素子や配線を実装したＩＣチップ等で構成されている。

【0029】

このようなフリップチップ基板では、ゲート２３から供給された溶融樹脂は、キャビティＭＣの一辺Ｓ（流動始端）から他辺Ｅ（流動終端）に向けて流動する。このとき、チップ１３が配置されていない基板１１の側方領域（キャビティＭＣの一辺Ｓから他辺Ｅまでを接続する両側辺に沿った領域）では、チップ１３が存在するチップ存在領域（基板１１の中央領域）に比べて溶融樹脂の流動速度が相対的に大きくなり、この速度差に起因して、側方領域からチップ存在領域に溶融樹脂が回り込んで空気（溶融樹脂から発生するガスを含む）を取り囲むため、ボイドが発生し易い。特に、基板１１に突起状電極１２を介してチップ１３を有するフリップチップ基板の場合、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域（突起状電極１２が存在する領域）において、チップ１３が存在しない側方領域より溶融樹脂の流動速度が相対的に小さくなるため、側方領域から幅狭領域に溶融樹脂が回り込んでボイドが発生し易い。

【0030】

そこで、本実施形態の成形型本体Ｍは、キャビティＭＣの一辺Ｓ及び他辺Ｅと交わる両側辺の側にキャビティＭＣの内部を流動する溶融樹脂の側方流路１５を絞る流路制限機構Ｒを有している。この流路制限機構Ｒは、溶融樹脂の供給開始から所定時間、側方流路１５を絞る（側方流路１５の流路断面積を小さくする）ことにより、側方流路１５を流動する溶融樹脂の流量を低下させる。流路制限機構Ｒは、一対の可動ブロック１６（制限部材の一例）で構成されている。本実施形態における可動ブロック１６は直方体で、可動ブロック１６の幅Ｗ２は、側方流路１５の幅Ｗ１（すなわちチップ１３の側辺からキャビティＭＣの壁面までの最小幅）の約９０％である。側方流路１５の幅Ｗ１の幅に対する可動ブロック１６の幅Ｗ２の割合は、溶融樹脂の粘度やチップ１３と基板１１の隙間のサイズ、突起状電極１２の大きさと数などを考慮して適宜設定すれば良いが、約５０％以上であることが好ましい。側面視において、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域（基板１１とチップ１３との間の間隙領域）がある高さに夫々の可動ブロック１６の先端１６ａ（下側の端面）が位置することにより、側方流路１５を絞った状態にする。換言すると、可動ブロック１６は、側方流路１５を絞った状態において、側面視で基板１１とチップ１３との間の幅狭領域に先端１６ａが重なっている。この可動ブロック１６は、不図示のエアシリンダやサーボモータ等の駆動力により、キャビティＭＣ内に挿入する、又はキャビティＭＣ内から抜去することが可能となっており、キャビティＭＣの側方流路１５を絞った状態と、側方流路１５を全開にした状態とに変動させることができる。本実施形態における可動ブロック１６は、上型ＵＭに上下移動自在に備えられており、キャビティＭＣの側方流路１５のうち、チップ１３と対向するほぼ全領域に設けられている。

【0031】

なお、側面視において基板１１とチップ１３との間の幅狭領域に位置する可動ブロック１６の先端１６ａの基板１１からの高さは、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域と側方流路１５とにおいて、溶融樹脂の流動速度が近付くように設定されている。所定時間経過後に、可動ブロック１６を移動させて、側方流路１５を絞った状態から側方流路１５を全開にした状態に変化させる。そのタイミングは、チップ１３と基板１１の隙間のサイズや、突起状電極１２の大きさと数、溶融樹脂の粘度などの要素を考慮して、キャビティＭＣの外方側から内方側に溶融樹脂が回り込むことがないように調整すれば良い。例えば、溶融樹脂が流動終端（他辺Ｅ）に到達した時点で可動ブロック１６を全開にした状態にしても良いし、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域全体に溶融樹脂が注入された時であっても良い。あるいは、シミュレーションにより、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域と側方流路１５とにおいて、溶融樹脂の流動速度が近付くように設定しても良い。

【0032】

このように、キャビティＭＣの一辺Ｓ及び他辺Ｅと交わる両側辺の側でキャビティＭＣの内部に流動する溶融樹脂の側方流路１５を絞る流路制限機構Ｒにより、側方流路１５における溶融樹脂の流量を低下させる。その結果、溶融樹脂の流動抵抗となるチップ１３や突起状電極１２が樹脂封止前基板Ｓａに実装されている場合であっても、チップ１３が存在しないキャビティＭＣの外方側における溶融樹脂の流動速度と、チップ１３が存在するキャビティＭＣの内方側における溶融樹脂の流動速度とを近付けることができる。これにより、キャビティＭＣの内部を流動する溶融樹脂の流動終端（他辺Ｅ）において、キャビティＭＣの外方側とキャビティＭＣの内方側とにおける溶融樹脂の先頭部分が近付き、外方側から内方側に溶融樹脂が回り込んで空気を取り囲むことが防止される。よって、樹脂封止済基板Ｓｂ（樹脂成形品）にボイドが発生し難く、成形精度を向上させることができる。

【0033】

しかも、流路制限機構Ｒが、側方流路１５を絞った状態において、側面視で基板１１とチップ１３との間の幅狭領域に先端１６ａが位置する可動ブロック１６で構成されていれば、側方流路１５において溶融樹脂の流量を確実に低下させることができる。その結果、チップ１３が存在しないキャビティＭＣの外方側における溶融樹脂の流動速度と、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域における溶融樹脂の流動速度とを、近付けることができる。これにより、成形対象物がフリップチップ基板であっても、キャビティＭＣの内部を流動する溶融樹脂の流動終端（他辺Ｅ）において、キャビティＭＣの外方側とキャビティＭＣの内方側とにおける溶融樹脂の先頭部分が近付き、外方側から内方側に溶融樹脂が回り込んで空気を取り囲むことが防止される。

【0034】

［樹脂成形品の製造方法］
図１〜図４を用いて樹脂成形品の製造方法について説明する。

【0035】

図１に示すように、予め、ローダ４１を、樹脂タブレットＴの収容空間を断熱した状態で加熱しておく。また、予めヒータ３６，３７に通電して、成形型本体Ｍを加熱しておく。そして、基板供給機構４３から取り出した複数の樹脂封止前基板Ｓａをローダ４１に載置する。また、樹脂供給機構４５により整列された樹脂タブレットＴを、ローダ４１の樹脂タブレットＴの収容空間に収容する。そして、ローダ４１は、樹脂封止前基板Ｓａを成形モジュール３まで搬送し、樹脂封止前基板Ｓａを、半導体チップが実装された側を上方に向けて下型ＬＭの基板セット部に載置すると共に、樹脂タブレットＴをポット２１内に収容する（供給工程、図２参照）。

【0036】

次いで、図２に示すように、型締め機構３５により可動プラテン３４を上方に移動させて下型ＬＭを上型ＵＭの方向に相対的に移動させることにより、成形型Ｃの型締めを行う（型締工程）。このとき、可動ブロック１６により側方流路１５を絞った状態にしておくと共に、エアベント２６を介してキャビティＭＣから空気を排出する（図３参照）。次いで、下型ＬＭに内蔵された下側ヒータ３６により、ポット２１に収容された樹脂タブレットＴを加熱して溶融させると共に、下型ＬＭに固定された樹脂封止前基板Ｓａを加熱する（成形工程、図２参照）。

【0037】

次いで、樹脂タブレットＴが溶融して溶融樹脂となったとき、プランジャ２５を上方に移動させることにより、溶融樹脂を、ポット２１からランナ２２を介してゲート２３に流通させる（成形工程、図２参照）。溶融樹脂は、ゲート２３からキャビティＭＣに供給される。ヒータ３６，３７によりキャビティＭＣをさらに加熱することにより、キャビティＭＣ内の溶融樹脂が硬化し、樹脂封止前基板Ｓａは樹脂封止されて樹脂封止済基板Ｓｂ（樹脂成形品）が形成される（成形工程、図２参照）。この成形工程において、図３に示すように、ゲート２３から供給された溶融樹脂は、キャビティＭＣの一辺Ｓから他辺Ｅに向けて流動する。そして、チップ存在領域に到達した溶融樹脂は、基板１１の中央領域において基板１１とチップ１３との間の幅狭領域に入り込んで流量が低下する。チップ１３と基板１１との間の突起状電極１２も溶融樹脂の流れを塞ぐため、流量を低下させる。このとき、基板１１の側方領域において、所定時間、流路制限機構Ｒにより側方流路１５を絞ることにより溶融樹脂の流量を低下させる。その結果、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域と側方流路１５とにおいて、溶融樹脂の流動速度が近付いて、キャビティＭＣの内部を流動する溶融樹脂の流動終端側では溶融樹脂の先頭部分がキャビティＭＣの他辺Ｅに略平行になる。これにより、流動終端（他辺Ｅ）において外方側から内方側に溶融樹脂が回り込んで、空気を取り囲むことが防止される。よって、樹脂封止済基板Ｓｂにボイドが発生し難く、成形精度を向上させることができる。

【0038】

所定時間経過後に（例えば、キャビティＭＣの流動終端（他辺Ｅ）側にあるチップ１３の一辺まで溶融樹脂が到達した時点で）、可動ブロック１６を上昇させて（流路制限機構Ｒを解除して）、側方流路１５を開放する。そして、側方流路１５の開放空間（キャビティＭＣのうち可動ブロック１６が閉塞していた空間）への溶融樹脂の充填が開始される。このとき、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域に流動する溶融樹脂から発生するガスを開放された空間に逃がすこともできる。その場合は、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域にボイドが発生することを防止できる。なお、可動ブロック１６を上昇させるタイミングは、溶融樹脂が基板１１の中央領域のほぼ全体に供給された後であれば、任意に設定しても良い。

【0039】

溶融樹脂のキャビティＭＣ内への充填が完了した後、可動プラテン３４を下方に移動させることにより成形型Ｃの型開きを行い、樹脂封止済基板ＳｂをキャビティＭＣから離型させる。この樹脂封止済基板Ｓｂをアンローダ４２により基板収容部４６に収容する（収容工程、図１も参照）。収容工程の前に、ゲートブレイク機構（不図示）により、カルブロックにある不要な硬化樹脂を除去しても良い。

【0040】

［別実施形態］
以下、上述した実施形態と同様の部材については、理解を容易にするため、同一の用語、符号を用いて説明する。

【0041】

＜１＞図５に示すように、成形モジュール３は、離型フィルム供給機構３８を有していても良い。離型フィルム供給機構３８は、リールに巻かれた使用前の離型フィルムＦを上型ＵＭと下型ＬＭとの間に送り出す送り出し機構３８Ａと、樹脂成形に使用された使用済みの離型フィルムＦをリールに巻き取る巻き取り機構３８Ｂとを有している。送り出し機構３８Ａと下型ＬＭとの間にローラ３８Ａａが、下型ＬＭと巻き取り機構３８Ｂとの間にローラ３８Ｂａが設けられており、これらのローラ３８Ａａ、３８Ｂａにより離型フィルムＦを上型ＵＭに押し付ける。制御部６は、送り出し機構３８Ａに設けられたモータ（不図示）のトルク（回転速度）と巻き取り機構３８Ｂに設けられたモータ（不図示）のトルク（回転速度）とを制御する。これにより、離型フィルムＦの進行方向に対して適度な張力を加えながら離型フィルムＦを送り出し機構３８Ａから送り出すことができる。

【0042】

図６の成形型Ｃの概略断面図に示すように、本実施形態における成形型Ｃでは、上述したキャビティＭＣが形成されたキャビティブロック，可動ブロック１６及びエアベント２６に加えて、離型フィルムＦを上型ＵＭの型面に吸着させる吸着機構（不図示）と、減圧したキャビティＭＣの外に溶融樹脂の流出を防ぐベントシャッタ２６Ａと、を含んでいる。本実施形態では、吸着機構により離型フィルムＦを上型ＵＭの型面に吸着させることにより、上型ＵＭにおいて可動ブロック１６が移動するための隙間（可動ブロック１６とキャビティブロックとの間）に溶融樹脂が流入することを防止できる。

【0043】

本実施形態における樹脂成形品の製造方法では、成形工程においてベントシャッタ２６Ａを下降させることにより、キャビティＭＣを閉塞する。ベントシャッタ２６Ａを下降させてキャビティＭＣを閉塞するタイミングは、ボイドの発生を防止するように、基板１１のサイズや幅狭領域の幅、基板１１に対する幅狭領域の割合などによって適宜設定することができ、例えば、溶融樹脂が少なくとも基板１１の中央領域のほぼ全体に溶融樹脂が供給された直後でも良いし、ゲート２３を通過してから所定時間経過した後でも良い。これにより、キャビティＭＣの内部を流動する溶融樹脂が外部に漏れ出すことを防止できる。

【0044】

＜２＞図７に示すように、本実施形態における成形対象物は、基板１１の中央領域にチップ１３が実装されており、基板１１の側方領域にコンデンサ、コイル、抵抗等の複数の個別受動部品１４が実装されている。この場合、側方流路１５を絞る複数の可動ブロック１６Ａ（制限部材の一例）が、個別受動部品１４を回避する位置に設置されることとなる。この可動ブロック１６Ａは、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域における溶融樹脂の流動速度と、個別受動部品１４の流動抵抗や実装面積等を加味して、サイズや配置が決定される。つまり、シミュレーションにより、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域と側方流路１５とにおいて、溶融樹脂の流動速度が近付くように、可動ブロック１６Ａのサイズや配置を決定すれば良い。

【0045】

＜３＞図８に示すように、本実施形態における成形対象物は、基板１１の中央領域にチップ１３が実装されており、チップ１３の両側方全域にコンデンサ、コイル、抵抗等の複数の個別受動部品１４が密集して実装されている。この場合、チップ１３の側方領域に流路制限機構Ｒを配置できないため、側方流路１５を絞る一対の可動ブロック１６Ｂ（制限部材の一例）が、基板１１の側方領域のうちチップ１３よりもゲート２３側に配置されている。その結果、ゲート２３からチップ１３までの間で、基板１１の側方領域における溶融樹脂の流路が絞られ、チップ１３が存在しないキャビティＭＣの外方側における溶融樹脂の流動速度と、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域における溶融樹脂の流動速度とを、近付けることができる。本実施形態における可動ブロック１６Ｂにおいても、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域における溶融樹脂の流動速度と、個別受動部品１４の流動抵抗や実装面積等を加味して、サイズや配置が決定される。

【0046】

＜４＞図９では、図８と同様に、成形対象物が、基板１１の中央領域にチップ１３が実装されており、チップ１３の両側方全域に複数の個別受動部品１４が密集して実装されたものであり、側方流路１５を絞る一対の可動ブロック１６Ｃ（制限部材の一例）が、基板１１の側方領域のうちチップ１３よりもゲート２３側に配置されている。本実施形態における一対の可動ブロック１６Ｃには、ゲート２３からチップ１３に向かうにつれて互いの間隔が小さくなるような傾斜面１６Ｃａが形成されている。この傾斜面１６Ｃａにより、ゲート２３からチップ１３までの間で、基板１１の側方領域における溶融樹脂の一部が基板１１の中央領域に誘導され、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域における溶融樹脂の流量を増加させることができる。その結果、チップ１３が存在しないキャビティＭＣの外方側における溶融樹脂の流動速度と、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域における溶融樹脂の流動速度とを、近付けることができる。本実施形態における可動ブロック１６Ｃにおいても、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域における溶融樹脂の流動速度と、個別受動部品１４の流動抵抗とを加味して、サイズや配置が決定される。なお、傾斜面１６Ｃａは、上述した実施形態における可動ブロック１６，１６Ａに適用しても良い。

【0047】

＜５＞上述した成形工程において、流路制限機構Ｒの可動ブロック１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの先端１６ａを基板１１に密着させても良い。この場合でも、可動ブロック１６とキャビティＭＣとの間のクリアランス（側方流路１５の幅Ｗ１と可動ブロック１６の幅Ｗ２との差部分）に溶融樹脂が流れ、可動ブロック１６がない場合に比べて流路断面積が小さくなることから、側方流路１５が絞られることとなる。また、流路制限機構Ｒの可動ブロック１６の先端１６ａに凹凸部位を施しても良い。この場合、可動ブロック１６を基板１１に密着させたとき、凹凸部位により側方流路１５を絞ることができる。これらの場合、先端１６ａや凹凸部位が基板１１に当接するので、可動ブロック１６と基板１１との間の間隙を精緻に制御する必要がない。さらに、流路制限機構Ｒは、可動ブロック１６に代えて、常に側方流路１５を絞った状態で固定される固定ブロックで構成しても良い。このように、側方流路１５を絞ることにより、側方流路１５における溶融樹脂の流量を低下させる構成であれば、流路制限機構Ｒの構造は特に限定されない。

【0048】

＜６＞下型ＬＭにもキャビティＭＣを設けて、成形対象物の両面を樹脂封止しても良い。

【0049】

＜７＞ポット２１、キャビティブロック及びカルブロックは、上型ＵＭ又は下型ＬＭの何れに設けても良い。また、ゲート２３をキャビティＭＣの一辺Ｓ全域に亘って設けても良く、ゲート２３の配置や数量は特に限定されない。

【0050】

＜８＞樹脂封止される成形対象物はフリップチップ基板に限定されず、リードフレームや半導体チップが実装された基板であればどのようなものであっても良い。また、複数の半導体チップが実装された基板を一括して樹脂封止するＭＡＰ（molded array packaging）を製造するために、上述した成形型Ｃや樹脂成形装置Ｄを用いても良い。

【0051】

＜９＞上述した実施形態では、フェイスアップのトランスファ方式で説明したが、フェイスダウンのトランスファ方式として、樹脂封止前基板Ｓａ等の成形対象物を上型ＵＭに固定し、キャビティＭＣを下方ＬＭに設けても良い。

【0052】

＜１０＞上述した実施形態では、チップ１３の表面を露出成形する形態で説明したが、チップ１３の表面を樹脂封止する形態であっても良い。この場合、ゲート２３からエアベント２６に向けてチップ１３の上面を流れる溶融樹脂の流れを一時的に止める可動ブロック（流路制限機構Ｒ）が、チップ１３の上方に備えられていても良い。

【0053】

［上記実施形態の概要］
以下、上述の実施形態において説明した成形型Ｃ、樹脂成形装置Ｄ及び樹脂成形品の製造方法の概要について説明する。

【0054】

（１）成形型Ｃの特徴構成は、基板１１の中央領域にチップ１３が配置された樹脂封止前基板Ｓａ（成形対象物）を保持し、樹脂タブレットＴ（樹脂材料）が供給される平面視矩形状のキャビティＭＣを有する成形型本体Ｍを備え、成形型本体Ｍは、樹脂タブレットＴ（樹脂材料）が充填されるポット２１と、キャビティＭＣの一辺Ｓに設けられ、キャビティＭＣに向けて溶融樹脂（樹脂材料）を供給するゲート２３と、一辺Ｓと交わる両側辺の側でキャビティＭＣの内部を流動する溶融樹脂（樹脂材料）の流路のうち、チップ１３が配置されていない側方流路１５を絞る流路制限機構Ｒと、を含んでいる。

【0055】

本構成では、キャビティＭＣの一辺Ｓと交わる両側辺の側でキャビティＭＣの内部を流動する溶融樹脂の側方流路１５を絞る流路制限機構Ｒを設けている。この流路制限機構Ｒは、側方流路１５を絞ることにより、側方流路１５における溶融樹脂の流量を低下させる。その結果、溶融樹脂の流動抵抗となるチップ１３が基板１１の中央領域に実装されている場合、チップ１３が存在しないキャビティＭＣの外方側の溶融樹脂の流量を低下させることが可能となり、チップ１３が存在しないキャビティＭＣの外方側における溶融樹脂の流動速度と、チップ１３が存在するキャビティＭＣの内方側における溶融樹脂の流動速度とを近付けることができる。これにより、キャビティＭＣの内部を流動する溶融樹脂の流動終端（他辺Ｅ）において、キャビティＭＣの外方側とキャビティＭＣの内方側とにおける溶融樹脂の先頭部分が近付き、外方側から内方側に溶融樹脂が回り込んで空気を取り囲むことが防止される。よって、樹脂封止済基板Ｓｂ（樹脂成形品）にボイドが発生し難く、成形精度を向上させることができる。

【0056】

（２）流路制限機構Ｒは、側方流路１５を絞った状態から側方流路１５を全開にした状態に変化可能に構成されていても良い。

【0057】

本構成のように、流路制限機構Ｒが側方流路１５を絞った状態から側方流路１５を全開にした状態に変化可能に構成されていれば、流路制限機構Ｒが側方流路１５を絞った状態の後、側方流路１５を全開にした状態にすることが可能となり、溶融樹脂から発生するガスが開放された空間に出ていくこともあり得る。その場合、チップ存在領域にガスが混入してボイドが発生することを防止できる。

【0058】

（３）樹脂封止前基板Ｓａ（成形対象物）は、基板１１上で二次元アレイ状に配置された複数の突起状電極１２にチップ１３が電気的に接続されており、流路制限機構Ｒは、側方流路１５に配置され、側面視で、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域（間隙領域）がある高さに先端１６ａが位置することにより側方流路１５を絞った状態にする可動ブロック１６（制限部材）で構成されていれば良い。上記実施形態では、突起状電極１２は格子状に配置されている例を示したが、二次元アレイ状に配置されていればよく、例えば、２本のアレイが配置された形態でも良い。

【0059】

基板１１に突起状電極１２を介してチップ１３を有するフリップチップ基板の場合、基板１１とチップ１３との間の幅狭領域において溶融樹脂の流動速度が小さく、側方領域から幅狭領域に溶融樹脂が回り込んでボイドが発生し易い。本構成のように、流路制限機構Ｒが、側方流路１５を絞った状態において、側面視で基板１１とチップ１３との間の幅狭領域に先端１６ａが位置する可動ブロック１６で構成されていれば、側方流路１５において溶融樹脂の流量を確実に低下させることができる。その結果、チップ１３が存在しないキャビティＭＣの外方側における溶融樹脂の流動速度と、幅狭領域における溶融樹脂の流動速度とを、近付けることができる。これにより、フリップチップ基板であっても、キャビティＭＣの内部を流動する溶融樹脂の流動終端（他辺Ｅ）において、キャビティＭＣの外方側とキャビティＭＣの内方側とにおける溶融樹脂の先頭部分が近付き、外方側から内方側に溶融樹脂が回り込んで空気を取り囲むことが防止される。

【0060】

（４）樹脂成形装置Ｄの特徴構成は、上記（１）〜（３）の何れか一項に記載の成形型Ｃと、成形型Ｃを型締めする型締め機構３５と、を備えた点にある。

【0061】

本構成では、上述した成形型Ｃを用いて型締めするため、成形精度を向上させることができる。

【0062】

（５）樹脂成形品の製造方法の特徴は、上記（４）の樹脂成形装置Ｄを用いた樹脂封止済基板Ｓｂ（樹脂成形品）の製造方法であって、成形型Ｃに樹脂封止前基板Ｓａ（成形対象物）及び樹脂タブレットＴ（樹脂材料）を供給する供給工程と、樹脂タブレットＴ（樹脂材料）を加熱した状態で成形型Ｃを型締めする型締工程と、ゲート２３からキャビティＭＣの内部に溶融樹脂（樹脂材料）を流動させることにより、樹脂封止前基板Ｓａ（成形対象物）の樹脂成形を行う成形工程と、を含み、成形工程では、流路制限機構Ｒにより側方流路１５を絞る点にある。

【0063】

本方法では、成形工程において、流路制限機構Ｒにより、側方流路１５における溶融樹脂の流量を低下させるので、チップ１３が存在しないキャビティＭＣの外方側における溶融樹脂の流動速度と、チップ１３が存在するキャビティＭＣの内方側における溶融樹脂の流動速度とを近付けることができる。これにより、キャビティＭＣにおける溶融樹脂の流動終端において、キャビティＭＣの外方側とキャビティＭＣの内方側とにおける溶融樹脂の先頭部分が近付き、外方側から内方側に溶融樹脂が回り込んで空気を取り囲むことが防止される。よって、樹脂封止済基板Ｓｂ（樹脂成形品）にボイドが発生し難く、成形精度を向上させることができる。

【0064】

（６）成形工程では、溶融樹脂（樹脂材料）が基板１１の中央領域のほぼ全体に充填された後、流路制限機構Ｒを解除して側方流路１５を開放させても良い。

【0065】

なお、上述した実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。例えば、上述した実施形態（図４、図６など）では、チップ１３の上面を上型ＵＭの型面に接して樹脂封止してチップ１３の上面を露出させた樹脂封止済基板Ｓｂが得られるが、チップ１３の上面も樹脂封止するようにしても良い。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明は、成形型、樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法に利用可能である。特に、封止樹脂の厚さが１ｍｍ以上の厚物パッケージの場合や、車載用パッケージにおいて有効であり、基板とチップの間が１０μｍ〜１００μｍ程度のフリップチップ基板をモールドアンダーフィルする場合に有効である。

【符号の説明】

【0067】

１１ ：基板
１２ ：突起状電極
１３ ：チップ
１５ ：側方流路
１６ ：可動ブロック（制限部材）
２１ ：ポット
２３ ：ゲート
３５ ：型締め機構
Ｃ ：成形型
Ｄ ：樹脂成形装置
Ｍ ：成形型本体
ＭＣ ：キャビティ
Ｒ ：流路制限機構
Ｓ ：一辺
Ｓａ ：樹脂封止前基板（成形対象物）
Ｓｂ ：樹脂封止済基板（樹脂成形品）
Ｔ ：樹脂タブレット（樹脂材料）

【要約】

【課題】成形精度を向上させる成形型、樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】基板１１の中央領域にチップ１３が配置された成形対象物Ｓａを保持し、樹脂材料が供給される平面視矩形状のキャビティＭＣを有する成形型本体を備え、成形型本体は、樹脂材料が充填されるポットと、キャビティＭＣの一辺Ｓに設けられ、キャビティＭＣに向けて樹脂材料を供給するゲート２３と、一辺Ｓと交わる両側辺の側でキャビティＭＣの内部を流動する樹脂材料の流路のうち、チップ１３が配置されていない側方流路１５を絞る流路制限機構Ｒと、を含んでいる。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】