特許 7558598 型締装置

(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】

(24)【登録日】2024-09-20

(45)【発行日】2024-10-01

(54)【発明の名称】型締装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 33/20 20060101AFI20240924BHJP

   B29C 43/18 20060101ALI20240924BHJP

   B29C 43/58 20060101ALI20240924BHJP

   B29C 45/02 20060101ALI20240924BHJP

   B29C 45/76 20060101ALI20240924BHJP

【ＦＩ】

B29C33/20

B29C43/18

B29C43/58

B29C45/02

B29C45/76

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023563436

(86)(22)【出願日】2021-11-26

(86)【国際出願番号】 JP2021043339

(87)【国際公開番号】W WO2023095275

(87)【国際公開日】2023-06-01

【審査請求日】2024-04-04

(73)【特許権者】

【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】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135677

【弁理士】

【氏名又は名称】澤井 光一

(72)【発明者】

【氏名】藤沢 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】朝日 真一

【審査官】中田 善邦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－２５２３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３２４３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２０５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３１５１３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４３／５８

Ｂ２９Ｃ ４５／０２

Ｂ２９Ｃ ４５／７６

Ｂ２９Ｃ ４３／１８

Ｂ２９Ｃ ３３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の昇降機構と第２の昇降機構とを含む複数の昇降機構を備えた型締装置を用いて電子部品を樹脂封止する方法であって、
樹脂封止により得られた樹脂封止品を測定して厚みの最大値と最小値との差であるＴＴＶを測定すること、
前記ＴＴＶがより小さくなるように、前記第１の昇降機構に対応する可動プラテンの第１の部位と前記第２の昇降機構に対応する前記可動プラテンの第２の部位との高低差を決定すること、
前記第１の部位と前記第２の部位とが前記高低差となるように前記第１の昇降機構及び前記第２の昇降機構を駆動させること、並びに、
前記高低差を維持した状態で型締めすること、を含む、
樹脂封止方法。

【請求項2】

前記高低差を決定することは、
前記第１の部位に対応する位置で樹脂封止された樹脂封止品の第１の厚みと、前記第２の部位に対応する位置で樹脂封止された樹脂封止品の第２の厚みとを比較し、前記第１の厚みが前記第２の厚みよりも第１の差分だけ大きいとき、
前記第１の部位において前記第１の差分だけ型締めの移動量が大きくなるように前記高低差を決定する、
前記第２の部位において前記第１の差分だけ型締めの移動量が小さくなるように前記高低差を決定する、又は、
前記第１の部位において前記第１の差分の一部だけ型締めの移動量が大きくなり、かつ前記第２の部位において前記第１の差分の残余だけ型締めの移動量が小さくなるように前記高低差を決定する、
請求項１に記載の樹脂封止方法。

【請求項3】

前記ＴＴＶを測定すること、前記高低差を決定すること、前記駆動させること、及び、前記高低差を維持した状態で型締めすること、を所定の条件に合致するまで繰り返す、
請求項１又は２に記載の樹脂封止方法。

【請求項4】

前記型締装置に第１の金型を取り付けられた状態で前記所定の条件に合致する前記高低差を決定すること、
前記所定の条件に合致する前記高低差を記憶させること、及び
前記第１の金型を前記型締装置に再び取り付けるとき、記憶された前記高低差を読み出すこと、を更に含む、
請求項３に記載の樹脂封止方法。

【請求項5】

前記型締装置は、当該装置に固有の装置ＩＤを有し、前記第１の金型は、当該金型に固有の金型ＩＤを有し、
前記第１の金型を前記型締装置に再び取り付けるとき、前記装置ＩＤと前記金型ＩＤとの組合せを照合することにより、当該組合せに紐づけられた前記高低差を読み出す、
請求項４に記載の樹脂封止方法。

【請求項6】

前記型締装置は、前記第１の昇降機構と前記第２の昇降機構とを含む四つの昇降機構を備えている、
請求項１から５のいずれか一項に記載の樹脂封止方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の昇降機構を備えた型締装置に関する。

【背景技術】

【0002】

樹脂封止品の厚みの最大値と最小値との差であるＴＴＶ（ｔｏｔａｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）をできるだけ小さくしたい要望がある。ＴＴＶを小さくするには、型締め時に固定プラテンと可動プラテンとの間隔を高精度に調整して上型と下型とが平行になるように配置しなければならない。例えば、特許文献１及び２には、複数の昇降機構を備え、各々の昇降機構に対応する部位毎に可動プラテンの高さを任意に調整できる型締装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－３２４３７７号公報

【文献】特開２００８－０８７４０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１及び２に記載の装置はいずれも、圧力検知手段による検出値を常時監視し、検出値に基づいて、加圧力が均一になるように昇降機構のサーボモータを制御する。しかしながら、昇降機構を駆動させながら検知した検出値は、外乱による誤差を含んでいる。検出値をサーボモータの制御にリアルタイムでフィードバックする従来の方法は、装置の設置環境によっては外乱があるため高精度の樹脂封止品の製造に不向きなことがある。そこで、本発明は、高精度の樹脂封止品を製造可能な樹脂封止方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様は、第１の昇降機構と第２の昇降機構とを含む複数の昇降機構を備えた型締装置を用いて電子部品を樹脂封止する方法であって、樹脂封止により得られた樹脂封止品を測定して厚みの最大値と最小値との差であるＴＴＶを測定すること、ＴＴＶがより小さくなるように、第１の昇降機構に対応する可動プラテンの第１の部位と第２の昇降機構に対応する可動プラテンの第２の部位との高低差を決定すること、第１の部位と第２の部位とが決定した高低差となるように第１の昇降機構及び第２の昇降機構を駆動させること、並びに、高低差を維持した状態で型締めすること、を含む。

【0006】

この態様によれば、ＴＴＶが小さい高精度の樹脂封止品を製造可能な樹脂封止方法を提供できる。

【0007】

上記態様において、高低差を決定することは、第１の部位に対応する位置で樹脂封止された樹脂封止品の第１の厚みと、第２の部位に対応する位置で樹脂封止された樹脂封止品の第２の厚みとを比較する。第１の厚みが第２の厚みよりも第１の差分だけ大きいとき、第１の部位において第１の差分だけ型締めの移動量が大きくなるように高低差を決定してもよいし、第２の部位において第１の差分だけ型締めの移動量が小さくなるように高低差を決定してもよい。あるいは、第１の部位において第１の差分の一部だけ型締めの移動量が大きくなり、かつ第２の部位において第１の差分の残余だけ型締めの移動量が小さくなるように高低差を決定してもよい。

【0008】

この態様によれば、厚みの差分に基づいた簡易な手順でＴＴＶがより小さくなる高低差を決定できる。なお、第１の部位に対応する位置が第２の部位に対応する位置よりも厚いとき、第１の部位に対応する位置を薄くして差分を解消してもよいし、第２の部位に対応する位置を厚くして差分を解消してもよい。それらを組み合わせて差分を解消してもよい。

【0009】

上記態様において、ＴＴＶを測定すること、高低差を決定すること、駆動させること、及び、高低差を維持した状態で型締めすること、を所定の条件に合致するまで繰り返してもよい。

【0010】

この態様によれば、ＴＴＶが極めて小さい高精度の樹脂封止品を製造できる。所定の条件に合致することは、漸減するＴＴＶの変化量が閾値以下になることであってもよいし、ＴＴＶが閾値以下になることであってもよいし、ＴＴＶとは無関係に試し打ちの回数が規定回数に到達することであってもよい。

【0011】

上記態様において、型締装置に第１の金型を取り付けられた状態で所定の条件に合致する高低差を決定すること、所定の条件に合致する高低差を記憶させること、及び、第１の金型を型締装置に再び取り付けるとき、記憶された高低差を読み出すこと、を更に含んでいてもよい。

【0012】

この態様によれば、第１の昇降装置と第２の昇降装置とを含む複数の昇降装置が、金型交換時に所定の条件に合致した高低差を再現する。試し打ちを繰り返して金型交換毎にシムを挿入して金型を調整したり、試し打ちを繰り返して可動プラテンの高低差を決定したりする必要がないため、作業者の負担を軽減できる。

【0013】

上記態様において、型締装置は、当該装置に固有の装置ＩＤを有し、第１の金型は、当該金型に固有の金型ＩＤを有していてもよい。第１の金型を型締装置に再び取り付けるとき、装置ＩＤと金型ＩＤとの組合せを照合することにより、当該組合せに紐づけられた高低差を読み出してもよい。

【0014】

この態様によれば、装置ＩＤと金型ＩＤとの組合せに紐づけられた高低差を金型交換時に自動で読み出すため、操作パネル等を操作して手動で読み出す場合と比較して作業者の負担を軽減できる。作業者の操作に起因する人為的過誤を未然に防ぐことができる。

【0015】

上記態様において、型締装置は、第１の昇降機構と第２の昇降機構とを含む四つの昇降機構を備えていてもよい。

【0016】

この態様によれば、複数の昇降機構を組み合わせて可動プラテンを多様な向きに傾斜させることができる。例えば、正面から見て左前及び左後の昇降機構を他の昇降機構よりも大きく上昇させて可動プラテンを左上がりに傾斜させたり、左前及び右前の昇降機構を他の昇降機構よりも大きく上昇させて可動プラテンを前上がりに傾斜させたりすることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、高精度の樹脂封止品を製造可能な樹脂封止方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本発明の一実施形態の樹脂封止方法に用いられる樹脂封止装置の一例を示す断面図である。

【図2】図２は、図１に示された可動プラテンを概略的に示す平面図である。

【図3】図３は、本発明の一実施形態の樹脂封止方法の一例を説明するフローチャートである。

【図4】図４は、本発明の一実施形態の樹脂封止方法の他の一例を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の参照符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。本発明の一実施形態は、第１の昇降機構１０Ａと第２の昇降機構１０Ｂとを含む複数の昇降機構（１０Ａ，１０Ｂ，…）を備えた型締装置１を用いて半導体チップ等の電子部品を樹脂封止する方法である。樹脂封止は、圧縮成形であってもよいし、トランスファ成形であってもよい。以下、図面を参照して本発明について詳しく説明する。

【0020】

図１は、本発明の一実施形態の樹脂封止方法に用いられる樹脂封止装置１００の一例を示す断面図であり、後述する第１及び第２の昇降機構１０Ａ，１０Ｂの軸部１１の中心を通る平面で切断した断面図である。図１に示すように、樹脂封止装置１００は、型締装置１と、型締装置１に着脱可能に取り付けられた金型３０と、を備えている。

【0021】

型締装置１は、上下に延在する円柱状のタイバー４、タイバー４の端部に固定された固定プラテン（「固定盤」ともいう）２、タイバー４に沿って上下に移動する可動プラテン（「可動盤」ともいう）３、可動プラテン３を上下に移動させる駆動機構１０等を備えている。金型３０は、上型３２と下型３３とで構成されている。図示した例では、固定プラテン２に上型３２が取り付けられ、可動プラテン３に下型３３が取り付けられている。

【0022】

駆動機構１０は、第１及び第２の昇降機構１０Ａ，１０Ｂを含む複数の昇降機構（１０Ａ，１０Ｂ，…）で構成されている。図示した例では、固定プラテン２が上側に配置され、可動プラテン３が下側に配置されているが、固定プラテン２を下側に配置し、可動プラテン３を上側に配置してもよい。各々の昇降機構１０Ａ，１０Ｂ，…は、例えば、ボールねじ（１１，１２，１３，１４）、モータ１５、図示しない伝達機構等で構成されている。

【0023】

伝達機構は、図示しないが、例えば、減速機、ベルト、プーリ等で構成されている。ボールねじは、軸部１１、ナット１２、リング１３、締付けねじ１４等で構成されている。軸部１１は、タイバー４の延在方向に平行に延在し、伝達機構を介してサーボ制御のモータ１５に回転駆動される。軸部１１が回転すると、ナット１２が上下方向に直線運動する。リング１３の下端部は、複数の締付けねじ１４でナット１２に固定されている。リング１３の上端部は、複数の締付けねじ２１で可動プラテン３に固定されている。リング１３と可動プラテン３との間をフリーシャンク構造で連結してもよい。

【0024】

型締装置１は、第１の昇降機構１０Ａに対応する第１の部位３Ａ（図２に示す）が第２の昇降機構１０Ｂに対応する第２の部位３Ｂ（図２に示す）よりも高い位置又は低い位置になるように高低差βをつけて可動プラテン３を移動させることができる。可動プラテン３を上下に移動させるために協働するこれら複数の昇降機構（１０Ａ，１０Ｂ，…）を総称して、駆動機構１０と称する。

【0025】

図２は、図１に示された可動プラテン３を概略的に示す平面図である。図示した例では、型締装置１の駆動機構１０が四つの昇降機構１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを含んでいる。三つ以下の昇降機構で駆動機構１０を構成してもよいし、五つ以上の昇降機構で駆動機構１０を構成してもよい。各々の昇降機構１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄは、当該昇降機構の直上に位置した対応する部位３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄを押圧する。

【0026】

複数の昇降機構を組み合わせて可動プラテンを多様な向きに傾斜させることができる。例えば、作業者が操作する樹脂封止装置１００の正面から見て左前及び左後の昇降機構を他の昇降機構よりも大きく上昇させて可動プラテンを左上がりに傾斜させたり、左前及び右前の昇降機構を他の昇降機構よりも大きく上昇させて可動プラテンを前上がりに傾斜させたりすることができる。

【0027】

なお、図示した例では、第１乃至第４の昇降機構１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄのうちの第１及び第２の昇降機構１０Ａ，１０Ｂが正面から見て左右に並んでいたが、第１及び第２の昇降機構１０Ａ，１０Ｂが前後に並んでいてもよいし、第１及び第２の昇降機構１０Ａ，１０Ｂが斜め（すなわち、略矩形の可動プラテン３の対角線上）に並んでいてもよい。換言すると、本発明でいう可動プラテン３の第１の部位３Ａと第２の部位３Ｂとの高低差βとは、図示された可動プラテン３内の左右の高低差に限定されず、図示しない前後の高低差であってもよいし、図示しない対角の高低差であってもよい。

【0028】

図３は、本発明の一実施形態の樹脂封止方法の一例を説明するフローチャートである。この樹脂封止方法では、樹脂封止により得られた樹脂封止品を測定して厚みの最大値と最小値との差であるＴＴＶを測定する（手順Ｓ１１）。次いで、ＴＴＶがより小さくなるように、第１の部位３Ａと第２の部位３Ｂとの高低差βを決定する（手順Ｓ１２）。

【0029】

手順Ｓ１２について詳しく説明すると、第１の部位３Ａに対応する位置で樹脂封止された樹脂封止品の第１の厚みと、第２の部位３Ｂに対応する位置で樹脂封止された樹脂封止品の第２の厚みとを比較する。樹脂封止品において、可動プラテン３の第１の部位３Ａに対応する位置とは、例えば、第１の部位３Ａの直上の位置であり、第２の部位３Ｂに対応する樹脂封止品の位置とは、例えば、第２の部位３Ｂの直上の位置である。

【0030】

図１に示された例とは逆に、固定プラテン２が下側になり、可動プラテン３が上側になる場合、第１の部位３Ａに対応する位置が第１の部位３Ａの直下の位置になり、第２の部位３Ｂに対応する位置が第２の部位３Ｂの直下の位置になってもよい。

【0031】

例えば、第１の厚みｔ１が第２の厚みｔ２よりも第１の差分（ｔ１－ｔ２）だけ大きいとき、第１の厚みｔ１を薄くして第１の差分（ｔ１－ｔ２）を解消してもよいし、第２の厚みｔ２を厚くして第１の差分（ｔ１－ｔ２）を解消してもよい。第１の厚みｔ１を薄くし、かつ第２の厚みｔ２を厚くして第１の差分（ｔ１－ｔ２）を解消してもよい。

【0032】

第１の厚みｔ１を薄くするには、例えば、第１の部位３Ａにおいて第１の差分（ｔ１－ｔ２）だけ第１の昇降機構１０Ａによる型締めの移動量が大きくなるように型締装置１に入力して高低差βを決定する。型締装置１への入力方法は、作業者による操作パネル等の手動入力であってもよいし、測定装置等との通信による自動入力であってもよい。

【0033】

第２の厚みｔ２を厚くするには、例えば、第２の部位３Ｂにおいて第１の差分（ｔ１－ｔ２）だけ第２の昇降機構１０Ｂによる型締めの移動量が小さくなるように入力して高低差βを決定する。あるいは、第１の部位３Ａにおいて第１の差分（ｔ１－ｔ２）の一部であるｘだけ型締めの移動量が大きくなり、かつ第２の部位３Ｂにおいて第１の差分（ｔ１－ｔ２）の残余である（ｔ１－ｔ２－ｘ）だけ型締めの移動量が小さくなるように高低差βを決定してもよい。厚みｔ１，ｔ２の差分に基づいた簡易な手順でＴＴＶがより小さくなる高低差を決定できる。

【0034】

このようにして高低差βが決定されると、型締装置１は、第１の部位３Ａと第２の部位３Ｂとが決定した高低差βとなるように第１及び第２の昇降機構１０Ａ，１０Ｂを駆動させる（手順Ｓ１３）。さらに、高低差βを維持した状態で型締めする（手順Ｓ１４）。樹脂封止で得られた樹脂封止品を金型３０から取り出してＴＴＶを測定し（手順Ｓ１１）、樹脂封止品の平坦度を評価する。

【0035】

所定の条件に合致するまで（手順Ｓ１５：Ｎｏ）、手順Ｓ１１～Ｓ１４を繰り返してもよい。所定の条件に合致することは、漸減するＴＴＶの変化量が閾値以下になって安定することであってもよいし、ＴＴＶが品質的に許容できる閾値以下になることであってもよいし、ＴＴＶとは無関係に試し打ちの回数があらかじめ決めておいた規定回数に到達することであってもよい。所定の条件に合致すると（手順Ｓ１５：Ｙｅｓ）、図３に示された手順が終了する。

【0036】

図４は、本発明の一実施形態の樹脂封止方法の他の一例を説明するフローチャートである。図４に示された手順は、図３に示された手順に加えて、金型交換を省力化するための手順を更に含んでいる。図４に示された手順では、まず、型締装置１に金型３０（「第１の金型」の一例）を取り付けられた状態で図３に示された手順Ｓ１１～Ｓ１４を繰り返して所定の条件に合致する高低差βを決定する（手順Ｓ２１）。

【0037】

決定した所定の条件に合致する高低差βを記憶させる（手順Ｓ２２）。型締装置１に内蔵の記憶部に記憶させてもよいし、型締装置１と通信可能な外部装置に記憶させてもよいし、型締装置１から取り外して携行可能な記憶媒体に記憶させてもよい。型締装置１が当該装置に固有の装置ＩＤを有し、金型３０が当該金型に固有の金型ＩＤを有している場合、装置ＩＤと金型ＩＤとの組合せに紐づけて高低差βを記憶させてもよい。

【0038】

そして、金型３０を型締装置１に再び取り付けるとき、記憶されていた高低差βを読み出して所定の条件に合致した高低差を再現する（手順Ｓ２３）。このとき、装置ＩＤと金型ＩＤとの組合せを照合することにより、当該組合せに紐づけられた高低差βを読み出してもよい。金型交換が省力化され、図４に示された手順が終了する。

【0039】

図３に示された手順Ｓ１１～Ｓ１４の樹脂封止方法は、型締装置１の運転中に検知した検出値を複数の昇降機構１０Ａ，１０Ｂ，…の制御にリアルタイムでフィードバックするのではなく、型締装置１の運転後に樹脂封止品を測定した測定値をフィードバックして複数の昇降機構１０Ａ，１０Ｂ，…の設定に反映する。そのため、可動プラテン３内の高低差βの調整において、外乱による誤差が含まれにくい。図３に示された手順Ｓ１１～Ｓ１４の樹脂封止方法によれば、どのような設置場所でもＴＴＶが小さい高精度の樹脂封止品を製造できる。

【0040】

さらに、図４に示された手順Ｓ２１～Ｓ２３の手順の樹脂封止方法によれば、試し打ちを繰り返して金型交換毎にシムを挿入して金型を調整したり、試し打ちを繰り返して可動プラテンの高低差を決定したりする必要がない。装置ＩＤと金型ＩＤとの組合せに紐づけられた高低差を金型交換時に自動で読み出すため、操作パネル等を操作して手動で読み出す場合と比較して作業者の負担を軽減できる。作業者の操作に起因する人為的過誤を未然に防ぐことができる。

【0041】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を領域的に置換し又は組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0042】

１…型締装置、２…固定プラテン、３…可動プラテン、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ…第１乃至第４の部位、４…タイバー、１０…駆動機構、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ…第１乃至第４の昇降機構、１１…軸部、１２…ナット、１３…リング、１４…締付けねじ、１５…モータ、２０…連結構造、２１…締付けねじ、３０…金型、３２…上型、３３…下型、１００…樹脂封止装置、β…高低差。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】