JP3162522B2 - Resin molding method and resin molding device for semiconductor device - Google Patents
Resin molding method and resin molding device for semiconductor deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の樹脂モール
ド方法および樹脂モールド装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin molding method and a resin molding apparatus for a semiconductor device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】樹脂モールドタイプの半導体装置の製造
にはトランスファモールド機が使用されるが、このトラ
ンスファモールド機はリードフレーム等の被成形物をモ
ールド金型でクランプし、溶融樹脂をプランジャーでキ
ャビティ内に圧送して樹脂モールドする。封止樹脂は樹
脂タブレットとしてモールド金型のポットに投入して供
給され、モールド金型の熱で溶融される。このように、
トランスファモールド機ではモールド金型と樹脂タブレ
ットが投入されるポット、プランジャーは樹脂タブレッ
トを溶融できる温度まで加熱されている。2. Description of the Related Art A transfer molding machine is used for manufacturing a resin mold type semiconductor device. This transfer molding machine clamps a molding object such as a lead frame with a molding die, and a molten resin with a plunger. It is fed into the cavity and resin molded. The sealing resin is supplied to the pot of the mold as a resin tablet and supplied, and is melted by the heat of the mold. in this way,
In a transfer molding machine, a pot and a plunger into which a mold and a resin tablet are put are heated to a temperature at which the resin tablet can be melted.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の樹脂
モールドタイプのパッケージでは樹脂部の厚さが0.5mm
といったようなきわめて薄型の製品が製造されるように
なってきたことから、従来のトランスファモールド機で
は的確に樹脂モールドすることができない製品があらわ
れてきた。これらの製品では狭いキャビティ内に樹脂を
確実に充填することが難しいこと、成形後に樹脂部が反
りやすいことが大きな問題になっている。薄型でかつ大
型の製品では樹脂部の反りが大きくなりやすく、その結
果製品不良になるといった問題がある。本発明はこのよ
うに薄型で樹脂成形が困難な製品であっても、確実に樹
脂充填することができ、また樹脂部の反りを効果的に抑
えて良品を製造することができるトランスファモールド
方法及びトランスファモールド機を提供することを目的
としている。However, in recent resin mold type packages, the thickness of the resin portion is 0.5 mm.
As such, very thin products have been manufactured, and there have been products that cannot be accurately molded with a conventional transfer molding machine. In these products, it is difficult to reliably fill the narrow cavity with the resin, and the resin portion is likely to be warped after molding. In a thin and large product, there is a problem that the warpage of the resin portion is likely to increase, resulting in a product failure. The present invention relates to a transfer molding method and a transfer molding method which can reliably fill a resin even with such a thin product which is difficult to mold with resin, and which can produce a good product by effectively suppressing warpage of a resin portion. It aims to provide a transfer molding machine.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、ポットおよびプ
ランジャーを設けたカル部側の金型と被成形品をセット
して樹脂成形するキャビティを設けたキャビティ側の金
型に各別に当該金型の加熱機構および冷却機構を設け、
被成形品を金型にセットして樹脂成形品を取り出す１サ
イクル内で、前記カル部側の金型については、前記プラ
ンジャーによってポットから前記キャビティに樹脂を充
填するまでは型温を樹脂のガラス転移温度以上の高温に
設定するとともに、樹脂充填した後は前記ガラス転移温
度以上でガラス転移温度近傍温度に降温させ、前記キャ
ビティ側の金型については、キャビティに樹脂充填する
間は前記ガラス転移温度以上でガラス転移温度近傍温度
に設定し、樹脂充填後は前記ガラス転移温度以上の高温
に昇温させることにより、カル部側の型温とキャビティ
側の型温を各別に制御して樹脂モールドすることを特徴
とする。また、カル部側の金型とキャビティ側の金型
で、各々上型と下型の温度制御を各別に行い、上型側の
樹脂部と下型側の樹脂部をバランスさせて硬化させるこ
とを特徴とする。また、樹脂充填が終了して樹脂硬化の
後半過程で、カル部側の型温を前記ガラス転移温度以上
の高温まで徐々に上昇させ、キャビティ側の型温を前記
ガラス転移温度以下でガラス転移温度近傍温度まで徐々
に降温させ、パッケージが硬化を完了した後、金型を型
開きして成形品を取り出すことを特徴とする。また、樹
脂充填が終了してパッケージが硬化するまでの間、被成
形品を金型でクランプして樹脂モールドすることを特徴
とする。また、樹脂充填が終了して樹脂硬化が終了する
時点付近で、キャビティ側の型温を前記ガラス転移温度
以下に降温させ、硬化完了時点で金型と樹脂との線膨張
係数の相対差によってエジェクタピンを使用せずにパッ
ケージを剥離することを特徴とする。また、ポットに投
入された樹脂タブレットを溶融し、プランジャーによっ
て溶融樹脂を金型のキャビティ内に圧送して樹脂モール
ドする樹脂モールド装置において、前記ポットおよびプ
ランジャーを設けたカル部側の金型と前記キャビティを
設けたキャビティ側の金型とを別個に設けると共に、こ
れらの金型の境界部にスリット部を設け、前記カル部側
の金型と前記キャビティ側の金型とに各々加熱機構と、
前記金型の裏面側に設けた流路に冷却媒体を通流させる
冷却機構とを設け、前記カル部側の金型と前記キャビテ
ィ側の金型に設けた加熱機構および冷却機構を、樹脂モ
ールドの１サイクル内で各別に温度制御する制御機構を
設けたことを特徴とする。The present invention has the following arrangement to achieve the above object. That is, a heating mechanism and a cooling mechanism for the mold are separately provided in the mold on the cavity side in which the mold for setting the molded product and the mold on the cull side provided with the pot and the plunger are provided, respectively.
In one cycle in which the molded article is set in the mold and the resin molded article is taken out, the mold temperature of the mold on the side of the cull portion is set until the resin is filled from the pot into the cavity by the plunger. The temperature is set to a high temperature equal to or higher than the glass transition temperature, and after the resin is filled, the temperature is lowered to a temperature close to the glass transition temperature above the glass transition temperature. For the mold on the cavity side, the glass transition is performed while the cavity is filled with the resin. The temperature is set to a temperature close to the glass transition temperature above the temperature, and after filling the resin, the temperature is raised to a temperature higher than the glass transition temperature. It is characterized by doing. In addition, the temperature of the upper mold and the lower mold are controlled separately by the mold on the cull side and the mold on the cavity side, and the upper and lower resin parts are balanced and cured. It is characterized by. In the latter half of the resin curing after the resin filling is completed, the mold temperature on the cull side is gradually increased to a temperature higher than the glass transition temperature, and the mold temperature on the cavity side is reduced to the glass transition temperature below the glass transition temperature. The method is characterized in that the temperature is gradually lowered to a nearby temperature, and after the package is completely cured, the mold is opened and the molded product is taken out. In addition, the molded article is clamped by a mold and resin-molded until the package is cured after resin filling is completed. Further, around the time when the resin filling is completed and the resin curing is completed, the mold temperature on the cavity side is lowered to the glass transition temperature or lower, and at the time when the curing is completed, the ejector is determined by a relative difference of a linear expansion coefficient between the mold and the resin. The package is peeled off without using pins. Further, in a resin molding apparatus for melting a resin tablet put into a pot and forcing the molten resin into a mold cavity by a plunger to perform resin molding, a mold on a cull side provided with the pot and the plunger is provided. and separately provided and the cavity side of the mold provided with the cavity Rutotomoni, this
A slit portion is provided at a boundary between these molds, and a heating mechanism is provided for each of the mold on the cull side and the mold on the cavity side ,
A cooling mechanism that allows a cooling medium to flow through a flow path provided on the back side of the mold; a heating mechanism and a cooling mechanism provided in the mold on the cull side and the mold on the cavity side And a control mechanism for individually controlling the temperature within one cycle of the resin mold.
【０００５】[0005]
【作用】カル部側の金型とキャビティ側の金型に各別に
加熱機構および冷却機構を設けて別個に温度制御するこ
とにより、溶融樹脂の流動性、硬化性を制御して、キャ
ビティに確実に樹脂充填できるようにして品質のよい樹
脂成形を行う。カル部側とキャビティ側の型温を各別に
制御することによってバランスのとれた樹脂成形を行
う。被成形品を金型でクランプしてガラス転移温度まで
降温させることによって被成形品の曲がり、反りを効果
的に防止することができる。また、樹脂の容積シュリン
クを利用することによってパッケージを金型から剥離し
やすくし、エジェクタピン等の外力を利用せずに製品を
取り出すことが可能になる。[Function] By providing a heating mechanism and a cooling mechanism separately for the mold on the cull side and the mold on the cavity side and controlling the temperature separately, the fluidity and curability of the molten resin are controlled, so that the cavity is reliably formed. And high-quality resin molding is performed. By controlling the mold temperature on the cull side and the cavity side separately, a well-balanced resin molding is performed. Bending and warping of the molded article can be effectively prevented by clamping the molded article with a mold and lowering the temperature to the glass transition temperature. Further, by using the volume shrink of the resin, the package can be easily separated from the mold, and the product can be taken out without using an external force such as an ejector pin.
【０００６】[0006]
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るトランスフ
ァモールド機の一実施例を示す断面図で、モールド金型
のポット部とキャビティ部付近の構造を示す。実施例の
トランスファモールド機はモールド金型の温度を１回の
樹脂成形のサイクル内で変化させるよう温度制御できる
よう構成したことを特徴とする。図１で１０は上型ベー
ス、１２は下型ベースで、それぞれに被成形品をモール
ドするキャビティ１４を形成する上型チェイス１６と下
型チェイス１８を対向して設置し、上型チェイス１６と
下型チェイス１８に隣接して上カルチェイス２０と下カ
ルチェイス２２を設置する。下カルチェイス２２にはポ
ット２４を設置するとともにポット２４内で摺動自在に
プランジャー２６を設置する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a transfer molding machine according to the present invention, showing a structure near a pot portion and a cavity portion of a mold. The transfer molding machine of the embodiment is characterized in that the temperature of the mold can be controlled so as to be changed within one resin molding cycle. In FIG. 1, 10 is an upper die base, 12 is a lower die base, and an upper die chase 16 and a lower die chase 18 forming a cavity 14 for molding a molded article are respectively installed facing each other. An upper car chase 20 and a lower car chase 22 are set adjacent to the lower die chase 18. A pot 24 is set on the lower chase 22 and a plunger 26 is set slidably in the pot 24.
【０００７】上型チェイス１６と下型チェイス１８の内
部にはそれぞれ加熱用のヒータ２８ａ、２８ｂと、温度
センサ３０ａ、３０ｂを設置し、上カルチェイス２０と
下カルチェイス２２にも同様にヒータ３２ａ、３２ｂ
と、温度センサ３４を設置する。図２は下型チェイス１
８と下カルチェイス２２の平面図を示す。下型チェイス
１８には図のようにヒータ２８ｂを複数個並置し、下カ
ルチェイス２２にはポット２４の両側にヒータ３２ｂを
設置する。なお、上型チェイス１６にも同様にヒータ２
８ａを複数個並置する。２９は下型ベース１２内でポッ
ト２４の底部側に設けたバンドヒータである。Heaters 28a and 28b for heating and temperature sensors 30a and 30b are provided inside the upper chase 16 and the lower chase 18, respectively. , 32b
Then, the temperature sensor 34 is installed. Figure 2 shows the lower chase 1
8 and a plan view of the lower chase 22 are shown. As shown in the drawing, a plurality of heaters 28 b are juxtaposed in the lower die chase 18, and heaters 32 b are installed on both sides of the pot 24 in the lower chase 22. Note that the upper die chase 16 is similarly provided with the heater 2.
8a are juxtaposed. Reference numeral 29 denotes a band heater provided on the bottom side of the pot 24 in the lower mold base 12.
【０００８】図２に示すように下型チェイス１８と下カ
ルチェイス２２は隣接して設置し、下カルチェイス２２
のポット２４と下型チェイス１８のキャビティ１４とは
ランナー３６によって連絡する。なお、下型チェイス１
８と下カルチェイス２２との境界部にスリット部３８を
設けて、下型チェイス１８と下カルチェイス２２が全面
で接触しないようにしている。これは下型チェイス１８
と下カルチェイス２２を別々に温度制御するため、下型
チェイス１８と下カルチェイス２２を断熱させるように
するためである。前記ランナー３６は下型チェイス１８
と下カルチェイス２２が当接する部分で連絡している。
なお、キャビティ１４の外側部分にも断熱用にスリット
部３９を設けている。また、上型チェイス１６と上カル
チェイス２０との当接面についても同様でスリット部を
設けて断熱性を付与している。As shown in FIG. 2, the lower chase 18 and the lower chase 22 are installed adjacent to each other,
The pot 24 and the cavity 14 of the lower die chase 18 are connected by a runner 36. In addition, lower type chase 1
8 and the slit portion 3 8 is provided at the boundary between the lower local chase 22, the lower mold chase 18 and a lower Cal chase 22 is prevented from contact with the entire surface. This is the lower chase 18
In order to separately control the temperature of the lower chase 22 and the lower chase 22, the lower die chase 18 and the lower chase 22 are insulated. The runner 36 is the lower chase 18
And the lower chase 22 is in contact.
Note that a slit portion 39 is also provided on the outer portion of the cavity 14 for heat insulation. Similarly, the abutment surface between the upper chase 16 and the upper chase 20 is provided with a slit to provide heat insulation.
【０００９】図３はモールド金型の冷却機構の構成を示
す。実施例では上型チェイス１６および下型チェイス１
８の裏面にそれぞれ冷却媒体を通流させる流路４０ａ、
４０ｂを設け、これらの流路４０ａ、４０ｂに連通させ
て上型ベース１０と下型ベース１２の外側面に接続パイ
プ４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂを設けている。４２
ａ、４２ｂは冷却媒体の流入側の接続パイプ、４４ａ、
４４ｂは冷却媒体の排出側の接続パイプである。接続パ
イプ４２ａ、４２ｂから流入した冷却媒体は上型ベース
１０および下型ベース１２のそれぞれから上型チェイス
１６の背面および下型チェイス１８の背面に流入し、上
型チェイス１６、下型チェイス１８の背面部分を通流し
た後、上型ベース１０、下型ベース１２の接続パイプ４
４ａ、４４ｂからそれぞれ流出する。FIG. 3 shows the structure of a cooling mechanism for a mold. In the embodiment, the upper chase 16 and the lower chase 1 are used.
8, flow paths 40a through which the cooling medium flows,
40b is provided, and connection pipes 42a, 42b, 44a, 44b are provided on the outer surfaces of the upper die base 10 and the lower die base 12 so as to communicate with these flow paths 40a, 40b. 42
a, 42b are connection pipes on the cooling medium inflow side, 44a,
44b is a connection pipe on the cooling medium discharge side. The cooling medium flowing from the connection pipes 42a and 42b flows from the upper die base 10 and the lower die base 12 to the rear surface of the upper die chase 16 and the rear surface of the lower die chase 18, respectively. After flowing through the rear part, the connection pipes 4 of the upper die base 10 and the lower die base 12
It flows out from 4a and 44b, respectively.
【００１０】なお、カル側についてもキャビティ側と同
様に上カルチェイス２０と下カルチェイス２２の裏面に
冷却媒体を通流させる流路を設け、キャビティ側とは別
個に冷却できるよう構成する。キャビティ側のチェイス
およびポット、プランジャーを配設したカル側は上記加
熱機構および冷却機構によって温度制御するから、チェ
イスおよびカル部は外部とある程度断熱させておく。こ
のため、実施例では上型ベース１０および下型ベース１
２はそれぞれモールドベースへの取り付け面に溝を設
け、上型ベース１０および下型ベース１２の全面がモー
ルドベースに当接しないようにして断熱性をもたせてい
る。[0010] On the cull side, similarly to the cavity side, a flow path through which a cooling medium flows is provided on the back surface of the upper culchase 20 and the lower culchase 22, so that cooling can be performed separately from the cavity side. Since the temperature on the cull side on which the chase, pot, and plunger on the cavity side are disposed is controlled by the heating mechanism and the cooling mechanism, the chase and the cull part are insulated from the outside to some extent. For this reason, in the embodiment, the upper die base 10 and the lower die base 1
Reference numeral 2 denotes a groove provided on the mounting surface to the mold base so that the entire surface of the upper mold base 10 and the lower mold base 12 does not come into contact with the mold base to provide heat insulation.
【００１１】本実施例のトランスファモールド機は上記
のように上型チェイス１６、下型チェイス１８にじかに
ヒータ２８ａ、２８ｂを設置してチェイスを直接的に加
熱するよう構成したこと、および冷却機構を設置したこ
とによってモールド金型の温度制御を的確に行うことが
可能になる。また、キャビティ側とカル側を分離して構
成したことによって各別に温度制御することが可能にな
る。このようにキャビティ側とカル側を別個に温度制御
できるようにし、かつモールド部分の温度追従性を向上
させるよう構成することによって、樹脂モールドが困難
であったきわめて薄型の製品に対しても好適な樹脂モー
ルドが可能になる。The transfer molding machine of the present embodiment is constructed such that the heaters 28a and 28b are directly installed on the upper die chase 16 and the lower die chase 18 as described above to directly heat the chase, and the cooling mechanism is provided. The installation enables accurate temperature control of the mold. Further, since the cavity side and the cull side are separated from each other, it is possible to individually control the temperature. In this way, the temperature can be controlled separately on the cavity side and the cull side, and the configuration to improve the temperature tracking property of the mold portion is suitable for an extremely thin product for which resin molding is difficult. Resin molding becomes possible.
【００１２】図５は上記実施例のトランスファモールド
機を使用して樹脂モールドする場合にモールド部分を温
度制御する様子を示す。モールド金型は常温から所定の
モールド状態の温度まで加熱した後、被成形品を樹脂モ
ールドする１サイクルごとカル側とキャビティ側を別々
に温度制御して樹脂モールドする。図でＡ〜Ｂの範囲が
樹脂モールドの１サイクルで、折れ線Ｐがカル側の金型
温度、折れ線Ｑがキャビティ側の金型温度を示す。図の
ようにカル側の温度とキャビティ側の温度とは別々に昇
温、降温を繰り返すようにして樹脂モールドする。FIG. 5 shows how the temperature of the molded part is controlled when resin molding is performed using the transfer molding machine of the above embodiment. After the mold is heated from room temperature to a predetermined molding temperature, the temperature of the cull side and the cavity side are separately controlled for each cycle of resin molding of the molded article, and the resin molding is performed. In the drawing, the range of AB is one cycle of the resin molding, and the broken line P indicates the mold temperature on the cull side, and the broken line Q indicates the mold temperature on the cavity side. As shown in the figure, resin molding is performed by repeatedly raising and lowering the temperature on the cull side and the temperature on the cavity side separately.
【００１３】図５で破線は樹脂のガラス転移温度ＴG を
示す。樹脂はガラス転移温度ＴG 以下では固体であり、
樹脂モールドはＴG 温度以上で行う。一般には、ＴG 温
度よりもかなり高温の状態で樹脂モールドする。これ
は、溶融樹脂とモールド金型との熱交換を促進させ樹脂
を早く硬化させるためである。図６はガラス転移点をも
つ樹脂で、温度とともに樹脂の体積が変化する様子を示
す。ガラス転移点ＴG の前後で樹脂の線膨張係数が数倍
以上変化し、図のように折れ線のグラフになる。The broken line in FIG. 5 indicates the glass transition temperature TG of the resin. The resin is solid below the glass transition temperature TG ,
The resin molding is performed at a temperature of TG or higher. In general, resin molding is performed at a temperature considerably higher than the TG temperature. This is to promote heat exchange between the molten resin and the mold and to cure the resin quickly. FIG. 6 shows how a resin having a glass transition point changes in volume with temperature. Before and after the glass transition point TG, the coefficient of linear expansion of the resin changes by several times or more, and a line graph is obtained as shown in the figure.
【００１４】従来のトランスファモールド機ではポット
やプランジャー、金型は樹脂が溶融する温度以上の一定
温度に設定して樹脂モールドする。図７は従来のトラン
スファモールド機での金型温度を示す。樹脂モールドす
る際に金型は常温から樹脂モールド温度まであらかじめ
昇温させておき、樹脂モールドの際にはこの昇温した状
態を保持したまま成形している。これに対し、本願発明
のトランスファモールド機では樹脂モールドの１サイク
ル内でカル側とキャビティ側の温度を別々に制御するこ
とによって樹脂モールドすることを特徴とする。In a conventional transfer molding machine, a pot, a plunger, and a mold are set at a certain temperature equal to or higher than a temperature at which the resin is melted, and the resin is molded. FIG. 7 shows the mold temperature in a conventional transfer molding machine. The temperature of the mold is previously raised from room temperature to the temperature of the resin mold when performing resin molding, and the resin mold is molded while maintaining this elevated temperature. On the other hand, the transfer molding machine of the present invention is characterized in that the resin molding is performed by separately controlling the temperatures on the cull side and the cavity side within one cycle of the resin molding.
【００１５】図５でＡ〜Ｃの間は前工程で樹脂モールド
した製品を取り出して、新たに樹脂モールドする製品を
セットする段階を示す。Ｃ点は樹脂圧送を開始する時点
であるが、Ｃ点の直前で被成形品をクランプする段階で
はキャビティ側もカル側も高温に加熱しておく。このと
きのポットおよびプランジャー（カル側）の温度Ｐは従
来の樹脂モールドにおけると同様にＴG よりもかなり高
い温度である。たとえばＴG が150 〜160 ℃の樹脂の場
合、180 ℃程度である。なお、キャビティ側の温度Ｑは
これよりも若干低め、175 ℃程度である。FIG. 5 shows a stage between A and C in which a product molded in the previous process is taken out and a product to be newly molded is set. The point C is a point at which the resin feeding starts, but at the stage of clamping the molded article immediately before the point C, both the cavity side and the cull side are heated to a high temperature. At this time, the temperature P of the pot and the plunger (on the cull side) is much higher than TG as in the conventional resin mold. For example, in the case of a resin having a TG of 150 to 160 ° C, the temperature is about 180 ° C. The temperature Q on the cavity side is slightly lower than this, and is about 175 ° C.
【００１６】図でＣ〜Ｄの間はキャビティに樹脂を充填
している段階である。この間、カル側は樹脂を溶融する
ため高温に維持するのに対し、キャビティ側はＴG より
も高い温度でできるだけＴG に近い温度にする。このよ
うにキャビティ側をＴG に近い温度に下げておくのは樹
脂と金型との熱交換を遅くして樹脂が低粘度である時間
をのばすためである。これによって樹脂の流動性を良好
にしキャビティへの樹脂充填を確実に行うことができ
る。In the figure, the period between C and D is a stage in which the cavity is filled with resin. During this time, Cal side to maintain a high temperature for melting the resin, the cavity side to a temperature as close to T G can be at a temperature greater than T G. The reason for keeping the cavity side at a temperature close to TG in this way is to delay the heat exchange between the resin and the mold so as to extend the time during which the resin has a low viscosity. This makes it possible to improve the fluidity of the resin and reliably fill the cavity with the resin.
【００１７】図でＤ〜Ｅの間は樹脂充填が終了して樹脂
部を硬化させているところである。キャビティに樹脂を
充填した後は、図のようにキャビティ側の温度を上げ、
逆にカル側の温度を下げる。キャビティ側の温度を上げ
るのはキャビティ内の樹脂の硬化を促進させるためであ
り、カル側の温度を下げるのはカル部からキャビティに
至る樹脂路での樹脂の流動性を高めてできるだけプラン
ジャーの圧力をキャビティへ作用させ、キャビティ内で
の樹脂シュリンクに対して樹脂の補充ができるように
し、また、巻き込んだエアを圧縮して欠陥をできるだけ
小さくしてパッケージの品質を高めるようにするためで
ある。なお、カル側の温度を下げる場合もＴG よりも高
い温度でできるだけＴG に近い温度にする。In the figure, between D and E, the resin filling is completed and the resin portion is being cured. After filling the cavity with resin, raise the temperature on the cavity side as shown in the figure,
Conversely, lower the temperature on the cull side. Raising the temperature on the cavity side is to promote the hardening of the resin in the cavity, and lowering the temperature on the cull side is to increase the fluidity of the resin in the resin path from the cull to the cavity, and to minimize the plunger Pressure is applied to the cavity so that the resin can be replenished to the resin shrink in the cavity, and the quality of the package can be improved by compressing the entrapped air to reduce defects as much as possible. . Note that the temperature near the only T G can be at a temperature higher than the even T G when lowering the temperature of the local side.
【００１８】キャビティ内の樹脂を硬化しはじめて一定
時間経過したところでパッケージの取り出し準備をはじ
める。図５でＥ〜Ｂは成形品の取り出し準備期間で、キ
ャビティ側の温度を徐々に下げ、カル側の温度を徐々に
上げている。カル側の温度を上げるのはカル部の樹脂を
硬化させてカルを取り出しするためと次回の樹脂充填に
備えるためである。一方、キャビティ側の温度を徐々に
下げるのはキャビティ部分での樹脂の反りをなくして成
形品を取り出すためである。すなわち、キャビティ側の
温度をガラス転移温度ＴG よりも低い温度まで下げるこ
とにより、ＴG 温度以下で樹脂の線膨張係数が非常に小
さくなることを利用してパッケージが偏冷却されること
をなくし、パッケージの曲がりや反りを非常に小さくす
ることができる。When a predetermined time has elapsed after the resin in the cavity has been cured, preparation for taking out the package is started. In FIG. 5, EB are preparation periods for removing the molded product, in which the temperature on the cavity side is gradually lowered and the temperature on the cull side is gradually raised. The temperature on the cull side is increased in order to cure the resin in the cull portion to take out the cull and to prepare for the next resin filling. On the other hand, the reason for gradually lowering the temperature on the cavity side is to take out the molded product without warping the resin in the cavity portion. That is, by lowering the temperature on the cavity side to a temperature lower than the glass transition temperature TG, it is possible to prevent the package from being partially cooled by utilizing the fact that the coefficient of linear expansion of the resin becomes very small below the TG temperature. In addition, the bending and warpage of the package can be extremely reduced.
【００１９】なお、Ｅ〜Ｂの段階はパッケージを金型で
クランプして行うもので、従来のように樹脂充填後にす
ぐに型開きして製品を取り出すことはしないようにす
る。このように、パッケージを拘束したままＴG 温度以
下に降温することによって、従来のように樹脂部が冷却
される際に曲がり、反りが生じることを強制的に防止
し、金型温度を線膨張係数が臨界的に小さくなるＴG 温
度以下にまで下げることによって、パッケージ部の反り
を従来のα1 ／α2 程度以下に小さくできる。ここで、
α1 はＴG 温度以下での樹脂の線膨張係数、α2 はＴG
温度以上での樹脂の線膨張係数で、α1 ／α2 は通常の
樹脂で1/3 以下である。The steps E to B are performed by clamping the package with a mold, so that the mold is not opened immediately after the resin is filled and the product is not taken out. In this way, by lowering the temperature below the TG temperature while the package is restrained, the resin portion is prevented from being bent and warped when the resin portion is cooled, and the mold temperature is linearly expanded. By lowering the coefficient below the TG temperature at which the coefficient becomes critically small, the warpage of the package portion can be reduced to about α 1 / α 2 or less. here,
α 1 is the coefficient of linear expansion of the resin below the TG temperature, and α 2 is the TG
The coefficient of linear expansion of the resin at or above the temperature, α 1 / α 2, is 1/3 or less for a normal resin.
【００２０】また、このようにＴG 温度以下で樹脂の線
膨張係数が小さくなるということはパッケージ部分で容
積シュリンクが生じることを意味する。したがって、樹
脂と金型の線膨張係数の相対差を利用すれば、エジェク
トピン等を使用せずに自動的に金型からパッケージを剥
離させることが可能である。この剥離法を利用すればエ
ジェクタピンを使わずに成形品を取り出すことができ
る。薄型のパッケージでは樹脂部を突くことによって変
形が生じやすいが、この方法によれば薄型のパッケージ
でも変形をおこさずに取り出しすることができる。In addition, the fact that the coefficient of linear expansion of the resin decreases below the TG temperature means that volume shrinkage occurs in the package portion. Therefore, by utilizing the relative difference between the linear expansion coefficients of the resin and the mold, it is possible to automatically peel the package from the mold without using an eject pin or the like. If this peeling method is used, a molded article can be taken out without using an ejector pin. In a thin package, deformation is likely to occur when the resin portion is pierced, but according to this method, a thin package can be taken out without deformation.
【００２１】なお、上記実施例の金型の温度制御方法は
上型と下型を同じように温度制御した例であるが、製品
によっては上型と下型を各別に温度制御する方が適当な
場合がある。たとえば、上型と下型のキャビティの樹脂
量に偏りがある場合などでは樹脂量の相違によってパッ
ケージのシュリンクに時差が生じ、これによって曲が
り、反りが出る場合には上型と下型に温度差を設けて硬
化速度のバランスをとり、これによって上型と下型でバ
ランスさせて成形させることも可能である。The temperature control method of the mold in the above embodiment is an example in which the upper mold and the lower mold are controlled in the same manner. However, depending on the product, it is more appropriate to control the temperature of the upper mold and the lower mold separately. It may be. For example, when the amount of resin in the cavity of the upper mold and that of the lower mold are uneven, the difference in the amount of resin causes a time difference in the shrinkage of the package. If this causes bending or warping, the temperature difference between the upper and lower molds It is also possible to balance the curing speed by providing a mold and thereby balance and mold the upper mold and the lower mold.
【００２２】図８は樹脂モールドのサイクル内でキャビ
ティ側の金型温度Ｑをできるだけ低温に維持して樹脂モ
ールドする場合である。たとえば、ＴＡＢテープのよう
に有機材料のフィルムを使用しているような被成形品で
できるだけ高温にしないで樹脂モールドするような場合
である。図９は上型のキャビティ温度Ｑ1 と下型のキャ
ビティ温度Ｑ2 を各別に温度制御した様子で、上型のキ
ャビティの方を下型よりも若干高温に設定した例であ
る。FIG. 8 shows a case in which the resin molding is performed while maintaining the mold temperature Q on the cavity side as low as possible in the resin molding cycle. For example, there is a case where a molded article using an organic material film such as a TAB tape is resin-molded at a temperature as low as possible. Figure 9 is a cavity temperature Q 1, the lower mold cavity temperature Q 2 of the upper mold in state in which the temperature control to each other, is an example of setting slightly higher temperature than the lower mold toward the upper mold cavity.
【００２３】上記実施例ではカル側、キャビティ側を各
別に温度制御することによって樹脂モールドしている
が、実施例のトランスファモールド機では上型チェイス
１６、下型チェイス１８、上カルチェイス２０、下カル
チェイス２２にそれぞれヒータ２８ａ、２８ｂ、３２
ａ、３２ｂを設け、かつそれぞれ冷却機構を設け、温度
センサ３０ａ、３０ｂ、３４を設けることによって的確
に温度制御することができる。実施例では複数本のヒー
タ２８ａ、２８ｂをキャビティに接近させて配置するこ
とによってキャビティの温度制御性を向上させ、樹脂に
対する熱交換を効率的に制御することが可能である。ま
た、金型全体の熱容量を小さくすることができ、プレス
装置に金型を取り付けた後、成形作業を開始するまでの
時間を短縮することができるといった効果もある。In the above embodiment, the resin molding is performed by separately controlling the temperature of the cull side and the cavity side. However, in the transfer molding machine of the embodiment, the upper mold chase 16, the lower mold chase 18, the upper calce 20, and the lower mold chase 20 are formed. The heaters 28a, 28b, 32
a, 32b, and a cooling mechanism, respectively, and the temperature sensors 30a, 30b, 34 provide accurate temperature control. In the embodiment, by arranging a plurality of heaters 28a and 28b close to the cavity, it is possible to improve the temperature controllability of the cavity and efficiently control the heat exchange with the resin. In addition, the heat capacity of the entire mold can be reduced, and there is also an effect that the time from when the mold is attached to the press device to when the molding operation is started can be shortened.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明に係る半導体装置の樹脂モールド
方法及び樹脂モールド装置によれば、上述したように、
カル部側の金型とキャビティ側の金型の温度を別個に制
御することによって溶融樹脂の流動性等を適当に制御で
き、薄型で従来は樹脂モールドが困難であったような製
品の場合でも確実に樹脂モールドすることが可能にな
る。また、樹脂硬化後に樹脂のガラス転移温度以下まで
降温させることによってパッケージの曲がり、反り等を
抑えることができ、確実に良品を製造することができ
る。また、エジェクタピンを用いずにパッケージを金型
から剥離させることが可能になり、エジェクタピンによ
る製品の変形等を防止して、とくに薄型の製品の製造に
有効に利用することができる等の著効を奏する。According to the resin molding method and the resin molding apparatus for a semiconductor device according to the present invention, as described above,
By separately controlling the temperature of the mold on the cull side and the mold on the cavity side, it is possible to appropriately control the flowability of the molten resin, even in the case of products that are thin and difficult to mold resin in the past. It is possible to reliably perform resin molding. In addition, by lowering the temperature of the resin to a temperature equal to or lower than the glass transition temperature of the resin after the resin is cured, bending and warpage of the package can be suppressed, and a good product can be reliably manufactured. In addition, the package can be peeled from the mold without using the ejector pins, which prevents the product from being deformed by the ejector pins and can be effectively used particularly for manufacturing thin products. It works.
【図１】トランスファモールド機のカル部およびキャビ
ティ部の構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a cull portion and a cavity portion of a transfer molding machine.
【図２】カル部およびキャビティ部の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a cull portion and a cavity portion.
【図３】カル部およびキャビティ部に設ける冷却機構の
説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a cooling mechanism provided in a cull portion and a cavity portion.
【図４】カル部およびキャビティ部に設ける冷却機構の
平面構成を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a plan configuration of a cooling mechanism provided in a cull portion and a cavity portion.
【図５】カル部およびキャビティ部の温度制御方法を示
す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a temperature control method of the cull portion and the cavity portion.
【図６】樹脂の温度に対する体積変化の様子を示すグラ
フである。FIG. 6 is a graph showing a change in volume with respect to a temperature of a resin.
【図７】従来の金型の温度制御の様子を示すグラフであ
る。FIG. 7 is a graph showing a state of temperature control of a conventional mold.
【図８】カル部およびキャビティ部の温度制御方法の他
の例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory view showing another example of the temperature control method of the cull portion and the cavity portion.
【図９】カル部およびキャビティ部の温度制御方法のさ
らに他の例を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory view showing still another example of the temperature control method of the cull portion and the cavity portion.
１０ 上型ベース １２ 下型ベース １４ キャビティ １６ 上型チェイス １８ 下型チェイス ２０ 上カルチェイス ２２ 下カルチェイス ２４ ポット ２８ａ、２８ｂ、３２ａ、３２ｂ ヒータ ３０ａ、３０ｂ、３４ 温度センサ ３８ スリット部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Upper mold base 12 Lower mold base 14 Cavity 16 Upper mold chase 18 Lower mold chase 20 Upper car chase 22 Lower car chase 24 Pot 28a, 28b, 32a, 32b Heater 30a, 30b, 34 Temperature sensor 38 Slit part
Claims (6)
部側の金型と被成形品をセットして樹脂成形するキャビ
ティを設けたキャビティ側の金型に各別に当該金型の加
熱機構および冷却機構を設け、 被成形品を金型にセットして樹脂成形品を取り出す１サ
イクル内で、 前記カル部側の金型については、前記プランジャーによ
ってポットから前記キャビティに樹脂を充填するまでは
型温を樹脂のガラス転移温度以上の高温に設定するとと
もに、樹脂充填した後は前記ガラス転移温度以上でガラ
ス転移温度近傍温度に降温させ、 前記キャビティ側の金型については、キャビティに樹脂
充填する間は前記ガラス転移温度以上でガラス転移温度
近傍温度に設定し、樹脂充填後は前記ガラス転移温度以
上の高温に昇温させることにより、 カル部側の型温とキャビティ側の型温を各別に制御して
樹脂モールドすることを特徴とする半導体装置の樹脂モ
ールド方法。1. A heating mechanism and a cooling mechanism for a mold on a cavity side provided with a cavity in which a mold for setting a molded article and a pot on which a pot and a plunger are provided and a mold for resin molding are separately provided. In one cycle in which the molded article is set in the mold and the resin molded article is taken out, the mold temperature on the cull side mold is maintained until the resin is filled from the pot into the cavity by the plunger. Is set to a high temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the resin, and after filling the resin, the temperature is lowered to a temperature close to the glass transition temperature above the glass transition temperature.For the mold on the cavity side, while filling the cavity with the resin, A temperature near the glass transition temperature is set above the glass transition temperature, and after filling with the resin, the temperature is raised to a temperature higher than the glass transition temperature, so that the mold on the cull side is formed. A resin molding method of a semiconductor device, wherein a mold temperature of the cavity-side is controlled separately to each resin molding.
で、各々上型と下型の温度制御を各別に行い、上型側の
樹脂部と下型側の樹脂部をバランスさせて硬化させるこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体装置の樹脂モール
ド方法。2. The upper mold and the lower mold are individually temperature-controlled by the cull-side mold and the cavity-side mold to balance the upper mold-side resin part and the lower mold-side resin part. 2. The resin molding method for a semiconductor device according to claim 1, wherein the resin molding is performed.
で、カル部側の型温を前記ガラス転移温度以上の高温ま
で徐々に上昇させ、キャビティ側の型温を前記ガラス転
移温度以下でガラス転移温度近傍温度まで徐々に降温さ
せ、パッケージが硬化を完了した後、金型を型開きして
成形品を取り出すことを特徴とする請求項１または２記
載の半導体装置の樹脂モールド方法。3. The mold temperature on the cull side is gradually increased to a temperature higher than the glass transition temperature in the latter half of the resin curing after the resin filling is completed, and the mold temperature on the cavity side is lowered below the glass transition temperature. 3. The resin molding method for a semiconductor device according to claim 1, wherein the temperature is gradually lowered to a temperature close to the glass transition temperature, and after the package is completely cured, the mold is opened to take out a molded product.
るまでの間、被成形品を金型でクランプして樹脂モール
ドすることを特徴とする請求項１または２記載の半導体
装置の樹脂モールド方法。4. The resin molding method for a semiconductor device according to claim 1, wherein the molded article is clamped by a mold and resin molded until the resin is filled and the package is hardened. .
時点付近で、キャビティ側の型温を前記ガラス転移温度
以下に降温させ、硬化完了時点で金型と樹脂との線膨張
係数の相対差によってエジェクタピンを使用せずにパッ
ケージを剥離することを特徴とする請求項４記載の半導
体装置の樹脂モールド方法。5. The temperature of the mold on the cavity side is lowered to the glass transition temperature or lower around the time when the resin filling is completed and the resin curing is completed, and when the curing is completed, the relative expansion coefficient of the mold and the resin is reduced. 5. The resin molding method for a semiconductor device according to claim 4, wherein the package is peeled off without using the ejector pins due to the difference.
融し、プランジャーによって溶融樹脂を金型のキャビテ
ィ内に圧送して樹脂モールドする樹脂モールド装置にお
いて、 前記ポットおよびプランジャーを設けたカル部側の金型
と前記キャビティを設けたキャビティ側の金型とを別個
に設けると共に、これらの金型の境界部にスリット部を
設け、 前記カル部側の金型と前記キャビティ側の金型とに各々
加熱機構と、前記金型の裏面側に設けた流路に冷却媒体
を通流させる冷却機構とを設け、 前記カル部側の金型と前記キャビティ側の金型に設けた
加熱機構および冷却機構を、樹脂モールドの１サイクル
内で各別に温度制御する制御機構を設けたことを特徴と
する樹脂モールド装置。6. A resin molding apparatus for melting a resin tablet put into a pot, and for pressure-feeding the molten resin into a cavity of a mold by a plunger to perform resin molding, wherein a cull side provided with the pot and the plunger. mold and the cavity to separate the cavity side of the mold provided provided Rutotomoni, the slit portions at the boundary portions of the mold
A heating mechanism for each of the mold on the cull side and a mold on the cavity side, and a cooling medium in a flow path provided on the back side of the mold.
And a control mechanism for separately controlling the temperature of the heating mechanism and the cooling mechanism provided in the mold on the cull side and the mold on the cavity side in one cycle of the resin mold. A resin molding apparatus.
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