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特開2024-107567圧縮成形に用いられる封止樹脂及びその形成方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024107567
(43)【公開日】2024-08-09
(54)【発明の名称】圧縮成形に用いられる封止樹脂及びその形成方法
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/56 20060101AFI20240802BHJP
【FI】
H01L21/56 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023011559
(22)【出願日】2023-01-30
(71)【出願人】
【識別番号】000144821
【氏名又は名称】アピックヤマダ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001726
【氏名又は名称】弁理士法人綿貫国際特許・商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】涌井 正明
(72)【発明者】
【氏名】斉藤 高志
(72)【発明者】
【氏名】川口 誠
(72)【発明者】
【氏名】野村 祐大
【テーマコード(参考)】
5F061
【Fターム(参考)】
5F061AA01
5F061BA03
5F061CA22
5F061CB03
5F061DA01
(57)【要約】
【課題】成形不良の発生を防止することが可能な圧縮成形装置及び圧縮成形方法を実現することができる封止樹脂及びその形成方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る封止樹脂Rは、基材Waに電子部品Wbが搭載された構成を有するワークWの圧縮成形に用いられる封止樹脂であって、板状もしくはブロック状の本体部Raと、本体部Raの一方の面に立設される脚部Rbと、を有し、基材Wa上に載置されたときに電子部品Wbに当接しない形状に形成されている。
【選択図】図8
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークの圧縮成形に用いられる封止樹脂であって、
板状もしくはブロック状の本体部と、
前記本体部の一方の面に立設される脚部と、を有すること
を特徴とする封止樹脂。
【請求項2】
基材に電子部品が搭載された構成を有するワークの圧縮成形に用いられる封止樹脂であって、
前記基材上に載置されたときに前記電子部品に当接しない形状に形成されていること
を特徴とする封止樹脂。
【請求項3】
板状もしくはブロック状の本体部と、
前記本体部の一方の面に立設されて前記基材と当接させる脚部と、を有し、
前記脚部は、前記基材上に載置されたときに前記電子部品に当接しない位置に立設されると共に前記本体部が前記電子部品に当接しない距離が確保できる高さに形成されていること
を特徴とする請求項2記載の封止樹脂。
【請求項4】
前記脚部は、全部もしくは一部が点状に配置される凸状体として形成されていること
を特徴とする請求項1又は請求項3記載の封止樹脂。
【請求項5】
前記脚部は、全部もしくは一部が線状に配置される凸状体として形成されていること
を特徴とする請求項1又は請求項3記載の封止樹脂。
【請求項6】
前記脚部は、外周全域にわたって連続的もしくは断続的に囲うように配置される凸状体として形成されていること
を特徴とする請求項1又は請求項3記載の封止樹脂。
【請求項7】
前記本体部の他方の面に穿設されてダイシング位置となる線状の溝部を有すること
を特徴とする請求項1又は請求項3記載の封止樹脂。
【請求項8】
基材に電子部品が搭載された構成を有するワークの圧縮成形に用いられる封止樹脂を形成する封止樹脂の形成方法であって、
板状もしくはブロック状の本体部と、前記本体部に立設される脚部と、を有する形状に形成する形成工程を備え、
前記形成工程は、前記封止樹脂が前記基材上に載置されたときに、前記脚部及び前記本体部がいずれも前記電子部品に当接しないように該脚部の位置及び高さを設定して形成する工程を有すること
を特徴とする封止樹脂の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧縮成形に用いられる封止樹脂及びその形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
基材に電子部品が搭載されたワークを封止樹脂により封止して成形品に加工する樹脂封止装置及び樹脂封止方法の例として、圧縮成形方式によるものが知られている。
【0003】
圧縮成形方式は、上型と下型とを備えて構成される封止金型に設けられる封止領域(キャビティ)に所定量の封止樹脂を供給すると共に当該封止領域にワークを配置して、上型と下型とでクランプする操作によって樹脂封止する技術である。一例として、上型にキャビティを設けた封止金型を用いる場合、ワーク上の中心位置に一括して封止樹脂を供給して成形する技術等が知られている。一方、下型にキャビティを設けた封止金型を用いる場合、当該キャビティを含む金型面を覆うリリースフィルム(以下、単に「フィルム」と称する場合がある)及び封止樹脂を供給して成形する技術等が知られている(特許文献1:特開2019-145550号公報参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2019-145550号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
例えば、ワークとして、ストリップタイプのワイヤー接続された電子部品(半導体チップ)を樹脂封止する場合に、上型にキャビティが設けられる圧縮成形方式では、下型に保持されるワークのワイヤー部分が予めキャビティに供給した封止樹脂又はワーク上に供給した封止樹脂と接触して変形してしまうため、樹脂封止が困難であるという課題があった。そのため、一般的には、上型にワークが保持され、下型にキャビティが設けられ、当該キャビティ内に封止樹脂(一例として、顆粒樹脂)が供給される圧縮成形方式が採用されていた。
【0006】
しかしながら、上型にワークが保持され、下型にキャビティが設けられる構成においては、ワークが薄い場合や大型の場合に、上型での保持が難しく落下が生じ易いという課題があった。また、通常、フィルムを介在させて下型のキャビティ内に封止樹脂が供給される構成となるが、厚み(ここでは、成形後の樹脂部分の厚み)が1mmを超える程度に厚い成形品を形成しようとすると、成形ストロークが大きくなり、フィルムが成形品に噛み込んでしまう成形不良が生じ易いという課題があった。さらに、封止樹脂として顆粒樹脂が用いられる場合、前記のフィルム噛み込みが発生し易くなり、また、粉塵が発生するという課題や、ハンドリングが難しいという課題に加えて、下型に設けられるキャビティ内の全領域に対して均等に封止樹脂を供給(散布)することが難しく巻きムラが生じ易いという課題があった。また、封止樹脂の散布時に粒同士の隙間に含まれる空気が抜けずに成形品に残ってしまう成形不良が生じ易いという課題があった。特に、電子部品がワイヤー接続により搭載されたワークの場合、樹脂封止時のキャビティ内における樹脂流動に起因するワイヤー流れ(ワイヤーの変形、切断)が生じるおそれもあった。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、ハンドリングが容易な封止樹脂であって、且つ、上型にキャビティが設けられる構成の採用によって下型にキャビティが設けられる構成における上記課題の解決と、樹脂流動、巻きムラ、残留空気、粉塵発生に起因する成形不良の発生防止と、厚さ寸法が大きい成形品の形成と、を可能とする圧縮成形装置及び圧縮成形方法を実現することができる封止樹脂及びその形成方法を提供することを目的とする。
【0008】
本発明は、一実施形態として以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
【0009】
一実施形態に係る封止樹脂は、基材に電子部品が搭載された構成を有するワークの圧縮成形に用いられる封止樹脂であって、前記基材上に載置されたときに前記電子部品に当接しない形状に形成されていることを要件とする。一例として、封止樹脂は、板状もしくはブロック状の本体部と、前記本体部の一方の面に立設される脚部と、を有している。したがって、例えば、ストリップタイプのワイヤー接続された電子部品(半導体チップ)を有するワーク等に対しても、上型にキャビティが設けられる圧縮成形方式によって樹脂封止することが可能となる。
【0010】
また、前記脚部は、前記基材上に載置されたときに前記電子部品に当接しない位置に立設されると共に前記本体部が前記電子部品に当接しない距離が確保できる高さに形成されている。具体的には、前記脚部は、全部もしくは一部が点状に配置される凸状体として形成されている。または、前記脚部は、全部もしくは一部が線状に配置される凸状体として形成されている。または、前記脚部は、外周全域にわたって連続的もしくは断続的に囲うように配置される凸状体として形成されている。
【0011】
また、前記本体部の他方の面に穿設されてダイシング位置となる線状の溝部を有している。
【0012】
また、一実施形態に係る封止樹脂の形成方法は、基材に電子部品が搭載された構成を有するワークの圧縮成形に用いられる封止樹脂を形成する封止樹脂の形成方法であって、板状もしくはブロック状の本体部と、前記本体部に立設される脚部と、を有する形状に形成する形成工程を備え、前記形成工程は、前記封止樹脂が前記基材上に載置されたときに、前記脚部及び前記本体部がいずれも前記電子部品に当接しないように該脚部の位置及び高さを設定して形成する工程を有することを要件とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明に係る封止樹脂によれば、上型にキャビティが設けられる構成の採用によって下型にキャビティが設けられる構成における上記課題の解決と、樹脂流動、巻きムラ、残留空気、粉塵発生に起因する成形不良の発生防止と、厚さ寸法が大きい成形品の形成と、を可能とする圧縮成形装置及び圧縮成形方法を実現することができる。また、顆粒樹脂等と比べて特に供給時やセット時におけるハンドリングが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】本発明の実施形態に係る封止樹脂が用いられる圧縮成形装置の例を示す平面図である。
図2図1の圧縮成形装置のプレス装置の例を示す側面図である。
図3図1の圧縮成形装置の封止金型の例を示す正面断面図である。
図4図1の圧縮成形装置を用いた圧縮成形方法の説明図である。
図5図5Aは、図4におけるV部拡大図である。図5Bは、図5Aに続く説明図である。
図6図5Bに続く説明図である。
図7図6に続く説明図である。
図8】本発明の実施形態に係る封止樹脂の例を示す斜視図である。
図9】本発明の実施形態に係る封止樹脂の他の例を示す斜視図である。
図10】本発明の実施形態に係る封止樹脂の他の例を示す斜視図である。
図11】本発明の実施形態に係る封止樹脂の他の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
(全体構成)
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図1は、本実施形態に係る封止樹脂Rが用いられる圧縮成形装置1の例を示す平面図(概略図)である。尚、説明の便宜上、図中において矢印により圧縮成形装置1における左右方向(X方向)、前後方向(Y方向)、上下方向(Z方向)を示す。また、各実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰返しの説明は省略する場合がある。
【0016】
圧縮成形装置1は、上型204及び下型206を備える封止金型202を用いて、ワーク(被成形品)Wの樹脂封止(圧縮成形)を行う装置である。下型206に、ワークWを保持する一または複数のワーク保持部205が設けられる。上型204に、ワークWの形状や個数に応じて一または複数のキャビティ208が設けられる。このキャビティ208内にフィルムFが吸着保持される。但し、この構成に限定されるものではない。
【0017】
先ず、成形対象であるワークWは、基材Waに電子部品Wbが搭載された構成を備えている。より具体的には、基材Waの例として、樹脂基板、セラミックス基板、金属基板、キャリアプレート、リードフレーム、ウェハ等の板状の部材が挙げられる。また、電子部品Wbの例として、半導体チップ、MEMSチップ、受動素子、放熱板、導電部材、スペーサ等が挙げられる。尚、基材Waの形状は、長方形状(短冊状)、正方形状、円形状等である。また、一つの基材Waに搭載される電子部品Wbの個数は、一つもしくは複数個(例えば、マトリクス状等)に設定される。
【0018】
基材Waに電子部品Wbを搭載する方法の例として、ワイヤボンディング実装、フリップチップ実装等による方法が挙げられる。あるいは、樹脂封止後に成形品Wpから基材(ガラス製や金属製のキャリアプレート)Waを剥離する構成の場合には、熱剥離性を有する粘着テープや紫外線照射により硬化する紫外線硬化性樹脂を用いて電子部品Wbを貼付ける方法もある。
【0019】
本実施形態においては、封止樹脂Rとして、熱硬化性樹脂(例えば、フィラー含有のエポキシ系樹脂等であるが、これに限定されない)であって、全体の形状がワークWの形状に対応させた所定形状(詳細は後述)を有する固形・半固形樹脂が用いられる。通常は、一個で封止必要量(ワークW一個当たりの一回分)の「全体」をなすが、数個(例えば二、三個程度)の分割状態で封止必要量の「全体」をなすように構成してもよい。また、上記「半固形」とは完全な固形状態ではなくいわゆるBステージまで溶融した状態をいう。
【0020】
また、フィルムFの例として、耐熱性、剥離容易性、柔軟性、伸展性に優れたフィルム材、例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、ETFE(ポリテトラフルオロエチレン重合体)、PET、FEP、フッ素含浸ガラスクロス、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリジン等が好適に用いられる。
【0021】
続いて、本実施形態に係る封止樹脂Rが用いられる圧縮成形装置1の概要について説明する。図1に示すように、圧縮成形装置1は、ワークWの供給等を行う供給ユニット100A、ワークWを樹脂封止して成形品Wpへの加工等を行うプレスユニット100B、成形品Wpの収納等を行う収納ユニット100Cを主要構成として備えている。一例として、図1中のX方向に沿って、供給ユニット100A、プレスユニット100B、収納ユニット100Cの順に配置されている。但し、上記の構成に限定されるものではなく、ユニット内の機器構成やユニット数(特に、プレスユニット数)、ユニットの配置順等を変更することができる。また、上記以外のユニットを備える構成とすることもできる(いずれも不図示)。
【0022】
また、圧縮成形装置1は、封止樹脂Rの供給を行う樹脂供給部120を備えている。当該樹脂供給部120は、一例として、供給ユニット100Aに配置されているが、収納ユニット100C、もしくはプレスユニット100Bに配置される構成としてもよい(不図示)。あるいは、他の例として、樹脂供給部120が圧縮成形装置1の装置外に配置され、ベルトコンベアもしくはロボットハンド等の搬送装置を用いて装置内へ搬送される構成としてもよい(不図示)。
【0023】
また、圧縮成形装置1は、各ユニット間を跨いでガイドレール300が直線状に設けられており、ワークW及び封止樹脂Rを搬送する搬送装置(第1ローダ)302、並びに、成形品Wpを搬送する搬送装置(第2ローダ)304が、ガイドレール300に沿って所定のユニット間を移動可能に設けられている。但し、上記の構成に限定されるものではなく、ワークW、封止樹脂R、及び成形品Wpを搬送する共通の(一つの)搬送装置(ローダ)を備える構成としてもよい(不図示)。また、搬送装置は、ローダに代えて、ロボットハンド等を備える構成としてもよい。
【0024】
また、圧縮成形装置1は、各ユニットにおける各機構の作動制御を行う制御部150が供給ユニット100Aに配置されている(他のユニットに配置される構成としてもよい)。
【0025】
(供給ユニット)
続いて、圧縮成形装置1が備える供給ユニット100Aについて詳しく説明する。
【0026】
供給ユニット100Aは、複数のワークWが収納される供給マガジン102を備えている。ここで、供給マガジン102には、公知のスタックマガジン、スリットマガジン等が用いられる。
【0027】
尚、供給ユニット100Aは、供給マガジン102から取出されたワークWが載置されるワークステージ等(不図示)を備える構成としてもよい。また、供給ユニット100Aは、樹脂供給部120から供給された封止樹脂Rが載置される樹脂ステージ等(不図示)を備える構成としてもよい。
【0028】
ワークW及び封止樹脂Rは、第1ローダ302に保持されてプレスユニット100Bへ搬送され、封止金型202の所定位置にセットされる。本実施形態においては、ワークWは、下型206のワーク保持部205に保持され、封止樹脂Rは、ワーク保持部205に保持されたワークWの上に載置される(工程の詳細については後述する)。尚、第1ローダ302におけるワークW及び封止樹脂Rの保持機構には、公知の保持機構(例えば、保持爪を有して挟持する構成、吸引装置に連通する吸引孔を有して吸着する構成、等)が用いられる(不図示)。
【0029】
上記搬送装置の変形例として、X及びY方向に移動する第1ローダ302に代えて、X方向に移動してユニット間の搬送を行う搬送装置(ローダ)と、Y方向に移動して封止金型202への搬入及びセットを行う搬送装置(ローダ)とを別個に備える構成としてもよい(不図示)。
【0030】
また、供給ユニット100Aは、ワークWや封止樹脂Rの予備加熱を行う予熱ヒータ(不図示)を備えている。一例として、予熱ヒータには、公知の加熱機構(例えば、電熱線ヒータ、赤外線ヒータ、等)が用いられる。これにより、ワークWや封止樹脂Rが封止金型202内に搬入される前に予備加熱をしておくことができる。尚、予熱ヒータを備えない構成としてもよい。また、予熱ヒータに代えて、もしくは予熱ヒータと共に、第1ローダ302に予備加熱用のヒータ(不図示)を備える構成としてもよい。
【0031】
(プレスユニット)
続いて、圧縮成形装置1が備えるプレスユニット100Bについて詳しく説明する。ここで、プレスユニット100Bに設けられるプレス装置250の側面図(概略図)を図2に示し、封止金型202の正面断面図(概略図)を図3に示す。
【0032】
プレスユニット100Bは、開閉される一対の金型(例えば、合金工具鋼からなる複数の金型ブロック、金型プレート、金型ピラー等やその他の部材が組み付けられたもの)を有する封止金型202を備えている。また、封止金型202を開閉駆動してワークWを樹脂封止するプレス装置250を備えている。一例として、プレス装置250を一台備える構成としているが、複数台備える構成としてもよい(不図示)。
【0033】
ここで、プレス装置250は、図2に示すように、一対のプラテン254、256と、一対のプラテン254、256が架設される複数のタイバー252と、プラテン256を可動(昇降)させる駆動装置等を備えて構成されている。具体的に、当該駆動装置は、駆動源(例えば、電動モータ)260及び駆動伝達機構(例えば、ボールねじやトグルリンク機構)262等を備えて構成されている(但し、これに限定されるものではない)。本実施形態では、鉛直方向において上方側のプラテン254を固定プラテン(タイバー252に固定されるプラテン)とし、下方側のプラテン256を可動プラテン(タイバー252に摺動可能に保持されて昇降するプラテン)として設定している。但し、これに限定されるものではなく、上下逆に、すなわち上方側を可動プラテン、下方側を固定プラテンに設定してもよく、あるいは、上方側、下方側共に可動プラテンとして設定してもよい(いずれも不図示)。
【0034】
一方、封止金型202は、図3に示すように、プレス装置250における上記一対のプラテン254、256間に配設される一対の金型として、鉛直方向における上方側の一方の金型(上型204)と、下方側の他方の金型(下型206)とを備えている。すなわち、上型204が上方側のプラテン(本実施形態では、固定プラテン254)に組み付けられ、下型206が下方側のプラテン(本実施形態では、可動プラテン256)に組み付けられている。この上型204と下型206とが相互に接近・離反することで型閉じ・型開きが行われる(鉛直方向(上下方向)が型開閉方向となる)。
【0035】
また、本実施形態においては、一例として、ロール状のフィルムFを封止金型202の内部へ搬送(供給)するフィルム供給機構(不図示)が設けられている。尚、フィルムFは、ワークWの構成に応じ、ロール状に代えて短冊状のものが用いられる場合がある。
【0036】
次に、封止金型202の上型204について詳しく説明する。図3に示すように、上型204は、上型チェイス210と、これに保持されるキャビティ駒226、クランパ228等を備えている。上型チェイス210は、サポートピラー212を介してサポートプレート214の下面に対して固定されている。上型204の下面(下型206側の面)にキャビティ208が設けられている。
【0037】
クランパ228は、キャビティ駒226を囲うように環状に構成されると共に、押動ピン222及びクランパバネ(例えば、コイルバネに例示される付勢部材)224を介して、サポートプレート214の下面に対して離間(フローティング)して上下動可能に組み付けられる(但し、この組み付け構造に限定されるものではない)。このキャビティ駒226がキャビティ208の奥部(底部)を構成し、クランパ228がキャビティ208の側部を構成する。尚、一つの上型204に設けられるキャビティ208の形状や個数は、ワークWの形状や個数に応じて適宜設定される(一つもしくは複数個)。
【0038】
また、クランパ228やキャビティ駒226との境界部等に、吸引装置に連通する吸引路(孔や溝等)が設けられている(不図示)。これにより、フィルム供給機構から供給されたフィルムFを、キャビティ208の内面を含む金型面204aに吸着させて保持することができる。また、型閉じをして樹脂封止を行う際にキャビティ208内の脱気を行うことができる。
【0039】
また、本実施形態においては、上型204を所定温度に加熱する上型加熱機構(不図示)が設けられている。この上型加熱機構は、ヒータ(例えば、電熱線ヒータ)、温度センサ、電源等を備えており、制御部150によって加熱の制御が行われる。一例として、ヒータは、上型チェイス210に内蔵され、上型204全体及びキャビティ208内に収容される封止樹脂Rに熱を加える構成となっている。当該ヒータによって、上型204が所定温度(例えば、100℃~300℃)となるように加熱される。
【0040】
次に、封止金型202の下型206について詳しく説明する。図3に示すように、下型206は、下型チェイス240と、これに保持される下プレート242等を備えている。
【0041】
また、本実施形態においては、ワークWを下プレート242の上面における所定位置に保持するワーク保持部205が設けられている。このワーク保持部205は、一例として、ワークガイドピン(不図示)、及び下プレート242を貫通して配設され、吸引装置に連通する吸引路(孔や溝等)を有している(不図示)。具体的には、吸引路の一端が下型206の金型面206aに通じ、他端が下型206外に配設される吸引装置と接続される。これにより、吸引装置を駆動させて吸引路からワークWを吸引し、金型面206a(ここでは、下プレート242の上面)にワークWを吸着させて保持することが可能となる。上記の吸着保持機構に代えて、もしくは吸着保持機構と共に、ワークWの外周を挟持する保持爪を備える構成としてもよい(不図示)。尚、一つの下型206に設けられるワーク保持部205の形状や個数は、ワークWの形状や個数に応じて適宜設定される(一つもしくは複数個)。
【0042】
また、本実施形態においては、下型206を所定温度に加熱する下型加熱機構(不図示)が設けられている。この下型加熱機構は、ヒータ(例えば、電熱線ヒータ)、温度センサ、電源等を備えており、制御部150によって加熱の制御が行われる。一例として、ヒータは、下型チェイス240に内蔵され、下型206全体及びワーク保持部205に保持されるワークWに熱を加える構成となっている。当該ヒータによって、下型206が所定温度(例えば、100℃~300℃)となるように加熱される。
【0043】
(収納ユニット)
続いて、圧縮成形装置1が備える収納ユニット100Cについて詳しく説明する。
【0044】
成形品Wpは、第2ローダ304に保持されて封止金型202から搬出され、収納ユニット100Cへ搬送される。尚、第2ローダ304における成形品Wpの保持機構には、公知の保持機構(例えば、保持爪を有して挟持する構成、吸引装置に連通する吸引孔を有して吸着する構成、等)が用いられる(不図示)。
【0045】
上記搬送装置の変形例として、X及びY方向に移動する第2ローダ304に代えて、X方向に移動してユニット間の搬送を行う搬送装置(ローダ)と、Y方向に移動して封止金型202からの搬出を行う搬送装置(ローダ)とを別個に備える構成としてもよい(不図示)。
【0046】
収納ユニット100Cは、複数の成形品Wpが収納される収納マガジン104を備えている。ここで、収納マガジン104には、公知のスタックマガジン、スリットマガジン等が用いられる。
【0047】
尚、収納ユニット100Cは、プレスユニット100Bから搬送された成形品Wpが載置される成形品ステージ等(不図示)を備える構成としてもよい。
【0048】
(樹脂封止動作)
続いて、上記の圧縮成形装置1を用いて樹脂封止(圧縮成形)を行う動作(すなわち、圧縮成形方法)について説明する。ここで、図4図7は、各工程の説明図であって、図3と同方向の正面断面図として図示する。
【0049】
先ず、準備工程として、上型加熱機構により上型204を所定温度(例えば、100℃~300℃)に調整して加熱する加熱工程(上型加熱工程)を実施する。また、下型加熱機構により下型206を所定温度(例えば、100℃~300℃)に調整して加熱する加熱工程(下型加熱工程)を実施する。また、フィルム供給機構を作動させて新しいフィルムFを封止金型202内にセットするフィルムセット工程を実施する。
【0050】
上記の準備工程と前後して、もしくは並行して、封止に用いる封止樹脂Rとして、全体の形状がワークWの形状に対応させた所定形状(後述)を有する固形・半固形樹脂を準備する樹脂準備工程を実施する。
【0051】
次いで、下型206のワーク保持部205にワークWを保持させるワーク保持工程を実施する。具体的には、供給マガジン102から供給されたワークWを、第1ローダ302によって保持して封止金型202内へ搬入し、ワーク保持部205に保持させる。
【0052】
ワーク保持工程の後に、樹脂準備工程において準備した封止樹脂Rを、ワーク保持部205に保持させたワークWの上に載置する樹脂載置工程を実施する(図4参照)。具体的には、樹脂供給部120から供給された封止樹脂Rを、第1ローダ302によって保持して封止金型202内へ搬入し、ワーク保持部205に保持されたワークWの上に載置する。
【0053】
または、樹脂載置工程の他の例として、上記のワーク保持工程の前に、樹脂準備工程において準備した封止樹脂RをワークWの上に載置する工程として実施してもよい。その場合、ワーク保持工程は、封止樹脂Rが載置された状態のワークWをワーク保持部205に保持させる工程となる。すなわち、第1ローダ302は、封止樹脂Rが載置された状態のワークWを保持して封止金型202内へ搬入し、ワーク保持部205に保持させる。封止金型202へのワークWと封止樹脂Rをそれぞれ別に行うのではなく、一回で行う利点がある。
【0054】
次いで、ワークWを封止樹脂Rにより封止して成形品Wpに加工する工程を実施する。先ず、封止金型202の型閉じを行い、キャビティ208内でキャビティ駒226を相対的に下降させて、ワークWに対して封止樹脂Rを加熱加圧する型閉じ工程を実施する。これにより、封止樹脂Rが熱硬化して樹脂封止(圧縮成形)が完了する(図6参照)。
【0055】
前述の通り、例えば、ストリップタイプのワイヤー接続された電子部品(半導体チップ)Wbが搭載されたワークW等に対して、上型にキャビティが設けられる従来の圧縮成形装置では、型閉じ工程の実施時に、下型に保持されるワークのワイヤー部分が予めキャビティに供給した封止樹脂又はワーク上に供給した封止樹脂と接触して変形してしまうため、樹脂封止が困難であるという課題があった。そのため、このようなワークWに対しては、下型にキャビティが設けられる圧縮成形装置が一般的に採用されていた。しかしながら、下型にキャビティが設けられる構成であるが故の課題(前述)もあった。
【0056】
上記の課題に対して、圧縮成形装置1は、上型204にキャビティ208が設けられる構成を採用しつつ、封止樹脂RとしてワークWの形状に対応させた所定形状に形成された固形・半固形樹脂を用いる構成を採用することにより、その解決を可能としている。
【0057】
封止樹脂Rの上記「所定形状」とは、ワークWの基材Wa上に載置されたときに電子部品Wb(ワイヤーを有する電子部品Wbは、ワイヤーを含む)に当接しない形状である。一例として、図4に示すように、板状もしくはブロック状の本体部Raと、本体部Raの一方の面(ワークWの電子部品Wbと対向する側の面)に断続的(もしくは連続的)に立設された脚部Rbと、が設けられた形状である(但し、この形状に限定されるものではない)。本体部Raは、平面視でキャビティ208内に入る大きさであり、樹脂流動を考慮すると、キャビティ208の形状(特に、キャビティ駒226)より少し小さい大きさが好適である。また、脚部Rbは、電子部品Wbに当接しない高さH(図5A参照)が必要ではあるが、ワイヤーが塑性変形しない程度の接触を除外するものではない。また、脚部Rbは、本体部Raの平面視で電子部品Wbに当接しない位置で、ワークW上に載置されたときに本体部Waが傾かない位置に配置されている。さらに、成形時にワークWaの配線(特に、ワイヤー)を少しでも損傷させないように電子部品Wa間又は電子部品Waの外周位置に配置される構成が好適である。尚、板状もしくはブロック状の本体部Raと、脚部Rbの合計樹脂量は、一回の圧縮成形に不足しない程度に、過不足の無い樹脂量であってもよいし、多くの樹脂量であってもよい。封止樹脂Rの具体的な構成例(図8図11)の詳細については後述する。
【0058】
上記の構成によれば、型閉じ工程の実施過程において、図5Aから図5Bに移行するように、封止樹脂Rの加熱による軟化及び溶融が進む(尚、図5A図5B図4におけるV部の拡大図として示す)。このとき、全てのワイヤーに均一に樹脂(具体的には、本体部Ra)が当接する状態となる(図5B参照)。その結果、ワイヤー流れが抑制される効果が得られる。
【0059】
実際に、本願発明者が、上記の圧縮成形装置1において、本実施形態に係る封止樹脂Rを用いて実験を行ったところ、上型にワークが保持され、下型にキャビティが設けられ、当該キャビティに封止樹脂(具体的には、顆粒樹脂)が供給される方式の従来の圧縮成形装置の場合と比較して、ワイヤー流れが抑制され、成形品質が向上する結果が確認できた。
【0060】
さらに、封止樹脂Rが固形・半固形樹脂であることによって、従来のように、顆粒樹脂に起因する巻きムラ、残留空気、粉塵が発生するという課題や、ハンドリングが難しいという課題の解決を図ることもできる。また、厚さ寸法が1mmを超えるような厚い成形品を形成する場合にも、成形品WpへのフィルムFの噛み込みを防止することができる。
【0061】
尚、上記の型閉じ工程に続く後の工程は、従来の圧縮成形方法と同様である。概略として、封止金型202の型開きを行い、成形品Wpと使用済みのフィルムFとを分離する型開き工程を実施する(図7参照)。次いで、第2ローダ304によって、成形品Wpを封止金型202内から搬出し、収納ユニット100Cへ搬出する成形品搬出工程を実施する。さらに、成形品搬出工程の後に、もしくは、並行して、フィルム供給機構を作動させて、使用済みのフィルムFを封止金型202内から送り出し、新しいフィルムFを封止金型202内へ送り込む、フィルムセット工程を実施する。
【0062】
以上が圧縮成形装置1を用いて行う圧縮成形方法の主要工程である。但し、上記の工程順は一例であって、支障がない限り先後順の変更や並行実施が可能である。
【0063】
続いて、上記の圧縮成形装置1による圧縮成形方法に用いられる封止樹脂Rの具体的な構成例を図8図11に示すと共に、それぞれの特徴について説明する。
【0064】
先ず、図8図11に示す各例に共通する構成として、本体部Raは、板状に形成されている(尚、板状以外の形状、例えば、凹部や凸部等を有するブロック状等としてもよい)。また、脚部Rbは、当該封止樹脂Rが、ワークWの基材Wa上の所定位置(設計上の設定位置)に載置されたときに、ワークWの電子部品Wbに当接しない位置となるように本体部Raに立設され、且つ、本体部Raが電子部品Wbに当接しない距離が確保できる高さH(図5A参照)に形成されている。
【0065】
図8に示す封止樹脂Rの例では、脚部Rbは、全部(もしくは一部としてもよい)が点状に配置される凸状体Rb1として形成されている。凸状体Rb1の例として、複数の位置に配設され、平面視で幅W1に対する長さL1の比tが、一例として0.5≦t≦2となる形状に形成されている。これによれば、脚部Rbが点状に配設される柱状である構成によって、ワークW上に載置される封止樹脂Rが圧縮成形時に流動することを抑制できる。したがって、ワイヤー流れ等を抑制でき、成形品質を向上させることができる。
【0066】
図9に示す封止樹脂Rの例では、脚部Rbは、一部(もしくは全部としてもよい)が線状に配置される凸状体Rb2として形成されている。凸状体Rb2の例として、一つの位置(もしくは複数の位置としてもよい)に配設され、平面視で幅W2に対する長さL2の比tが、一例としてt<0.5または2<tとなる形状に形成されている。これによれば、所定長さの堤状の構成を有する脚部Rb(この場合、凸状体Rb2)から樹脂流動を意図的に発生させて、ワークWにおける狭隘部(例えば、基材Waと電子部品Wbとの間等)への封止樹脂Rの充填を促進することができる。したがって、成形品Wpに空気が残留することを防止でき、成形品質を向上させることができる。
【0067】
図10に示す封止樹脂Rの例では、脚部Rbは、本体部Raの外周(外縁領域を指す)全域(全周)にわたって断続的(もしくは連続的としてもよい)に囲うように配置される凸状体Rb3として形成されている。凸状体Rb3の例として、上記Rb2と同様構成の凸状体が、所定間隔で隙間L3を設けつつ、周状をなすように連なって形成されている。一般的に、成形品Wpにおける封止樹脂Rの外周位置は、個片化される際にダイサー等によって切断される位置であり、電子部品Wbが存在しないため、中央位置と比較して封止するための樹脂量を多く必要とする。そのため、この構成のように、外周全域にわたって囲うように配置される脚部Rb(この場合、凸状体Rb3)を設けておくことによって、圧縮成形時の樹脂流動を抑制しつつ、外周位置に多くの樹脂を供給することが可能となる。さらに、隙間L3が設けられることによって、内部(中央部)から外部への空気の排出が促進される。
【0068】
一方、図11に示す封止樹脂Rの例は、本体部Raの他方の面(脚部Rbが設けられない側の面、すなわちワークWの電子部品Wbと対向しない側の面)に関する構成例である。具体的に、本体部Raは、他方の面において、個片化するためのダイシングが行われる位置に、線状の溝部Rgが形成されている。これによれば、ダイシング刃の摩耗の低減と、ダイシング時に発生する粉塵の低減とを図ることができる。尚、溝部Rgの例として、ダイシング位置に一致させて格子状に設けられているが、これに限定されるものではない。
【0069】
尚、上記の図8図11に例示される封止樹脂Rを形成する方法(すなわち、本実施形態に係る「封止樹脂Rの形成方法」)に関しては、以下の共通工程を備えて構成される。具体的に、板状もしくはブロック状の本体部Raと、当該本体部Raに立設される脚部Rbと、を有する形状に形成する形成工程を備え、当該形成工程おいて、当該封止樹脂RがワークWの基材Wa上の所定位置(設計上の設定位置)に載置されたときに、脚部Rb及び本体部RaがいずれもワークWの電子部品Wbに当接しないように当該脚部Rbの位置及び高さを設定して、当該封止樹脂Rを形成する。
【0070】
以上、説明した通り、本実施形態に係る封止樹脂Rを用いれば、上型にキャビティが設けられる構成の採用によって下型にキャビティが設けられる構成における上記課題の解決と、樹脂流動、巻きムラ、残留空気、粉塵発生に起因する成形不良の発生防止と、厚さ寸法が大きい成形品の形成と、を可能とする圧縮成形装置及び圧縮成形方法を実現することができる。また、顆粒樹脂等と比べて特に供給時やセット時におけるハンドリングが容易となる。
【0071】
尚、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【符号の説明】
【0072】
1 圧縮成形装置
R 封止樹脂
Ra 本体部
Rb 脚部
Rg 溝部
W ワーク
Wa 基材
Wb 電子部品
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
【手続補正書】
【提出日】2023-02-01
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0066
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0066】
図9に示す封止樹脂Rの例では、脚部Rbは、一部(もしくは全部としてもよい)が線状に配置される凸状体Rb2として形成されている。凸状体Rb2の例として、一つの位置(もしくは複数の位置としてもよい)に配設され、平面視で幅W2に対する長さL2の比tが、一例としてt<0.5または2<tとなる形状に形成されている。これによれば、所定長さの堤状の構成を有する脚部Rb(この場合、凸状体Rb2)から樹脂流動を意図的に発生させて、ワークWにおける狭隘部(例えば、フリップチップ接続された基材Waと電子部品Wbとの間等)への封止樹脂Rの充填を促進することができる。したがって、成形品Wpに空気が残留することを防止でき、成形品質を向上させることができる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0067
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0067】
図10に示す封止樹脂Rの例では、脚部Rbは、本体部Raの外周(外縁領域を指す)全域(全周)にわたって断続的(もしくは連続的としてもよい)に囲うように配置される凸状体Rb3として形成されている。凸状体Rb3の例として、上記Rb2と同様構成の凸状体が、所定間隔で隙間L3を設けつつ、周状をなすように連なって形成されている。一般的に、成形品Wpにおける封止樹脂Rの外周位置は、個片化される際にダイサー等によって切断される位置であり、電子部品Wbが存在しないため、中央位置と比較して封止するための樹脂量を多く必要とする。そのため、この構成のように、外周全域にわたって囲うように配置される脚部Rb(この場合、凸状体Rb3)を設けておくことによって、圧縮成形時の樹脂流動を抑制しつつ、外周位置に多くの樹脂を供給することが可能となる。さらに、隙間L3が設けられることによって、内部(中央部)から外部への空気ガス成分の排出が促進される。