JP5947331B2 - 樹脂成形装置およびそれを用いたチップオンテープ型半導体装置の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形装置およびそれを用いたチップオンテープ型半導体装置の製造装置に関する。

基板上に搭載された半導体素子などの樹脂封止は、通常、トランスファー樹脂成形装置で行われる。従来のトランスファー樹脂成形装置は、ポットと、ポット内を移動可能に構成されたプランジャとを有する下金型と、上金型とを有する。下金型と上金型の少なくとも一方には、キャビティと、ポットとキャビティとを連結するランナとゲートが設けられる。ゲートのキャビティとの接続部分は先細り形状となっており、製品となる樹脂成形体と不要樹脂（バリ）とを破断（ゲートブレーク）できるようになっている。

そして、ポットに樹脂タブレットを配置し、かつ上金型と下金型とで構成されるキャビティ空間にインサート物を配置し、上金型と下金型とを所定の圧力でクランプ（型締め）する。下金型のポット内で樹脂タブレットを溶融し、プランジャで加圧移送する。それにより、溶融樹脂はポットとキャビティとを連結する空間であるランナとゲートを通過して、キャビティに進入する。キャビティに進入した樹脂は硬化されて樹脂成形部となる。このとき、キャビティ以外の空間（ポット、ランナ、ゲートを含む）にも樹脂が充填され、不要樹脂（バリ）となる。

ところで、図７Ｅに示されるような非接触ＩＣカード用デバイスは、半導体素子の外周にアンテナなどの微細配線層が配置された基板を、トランスファー樹脂成形装置を用いて樹脂封止して得られる。しかしながら、従来のトランスファー樹脂成形装置では、ランナは、微細配線層を有する基板と上金型または下金型との間に形成されるため、溶融樹脂が、当該基板の微細配線層上を流れてしまう。その結果、微細配線層に樹脂が付着し、成形後のゲートブレーク時に微細配線層が剥がれやすいという懸念があった。

これに対して、上金型と、下金型と、それらの間に配置される中間金型（中間プレート）とを有する３層構造を有し、キャビティに対して垂直方向（上下方向）から溶融樹脂を充填する中間プレートモールド方式の金型装置が提案されている（例えば特許文献１）。従来の中間プレートモールド方式のトランスファー樹脂成形装置は、例えば上金型１と、下金型２と、それらの間に配置される中間プレート３とを有する（図８参照）。中間プレート３は、ポット２Ａと連通する貫通孔４と、上面に設けられ、該貫通孔４と連通するランナ５と、下面に設けられたキャビティ６と、ランナ５とキャビティ６とを連結する垂直ゲート７とを有する。

そして、下金型２の所定位置に基板８を配置し、ポット２Ａ内で樹脂タブレット９を溶融させた後、溶融樹脂をプランジャ２Ｂで加圧移送する。それにより、溶融樹脂は、貫通孔４、ランナ５および垂直ゲート７を通過してキャビティ６に進入する。このように、溶融樹脂を、キャビティ６に垂直方向（上下方向）に充填できるので、基板８の微細配線層上に樹脂が付着するのを抑制できる。型開きした後、樹脂成形体と中間プレート３およびそれに残存する樹脂（バリ）との一体化物を、金型外に取り出す。そして、別工程において、樹脂成形体を突き上げピンなどで突き上げて、樹脂成形体を中間プレートから離型する。

特開２００３−１３３３４８号公報 特開２００２−３５３２６０号公報

このように、従来の中間プレートモールド方式では、金型外の別工程で樹脂成形体を離型する必要があり、金型内で樹脂成形体を中間プレートから離型できるものではなかった。そのため、製造効率が低下しやすい傾向があった。

また、バッチ的に供給される枚葉状のインサート物ではなく、例えば連続的に供給されるテープ状基板上に樹脂成形を行う場合は、型開き後、樹脂成形されたテープ状基板と中間プレートの一体化物を金型外に取り出すために、テープ状基板の取り出し機構と中間プレートの搬送機構とを同期させる必要があった。さらに、金型のテープ状基板の搬送方向の両端部には、通常、成形に関与しない非成形部（スペース）が設けられる。そのため、無駄の少ない樹脂成形を行うためには、金型の非成形部のピッチを極限まで小さくするなどして、テープ状基板の搬送方向の金型長を樹脂成形が完了した中間プレートと干渉しない長さにしたり；中間プレートのキャビティの搬送方向のピッチを、非成形部の搬送方向のピッチと同じ程度まで大きくしたりする必要があった。キャビティの搬送方向のピッチを大きくすると、テープ状基板の利用効率が低下するという問題があった。

これらの問題は、金型外の離型位置で中間プレートから樹脂成形体を離型した後、テープ状基板を金型内に戻して次回の樹脂成形を行うことで解決できる。しかしながら、金型外の離型位置でゲートブレークした後、樹脂成形体を離型し、テープ状基板を金型内に戻す動作を行う間は、次回の樹脂成形が開始できない。そのため、サイクルタイムが長くなり、製造効率が低下するという問題があった。

さらに、上下いずれかの金型に離型機構を一体的に設けて、金型内で中間プレートから樹脂成形体を離型する方法も提案されている（例えば特許文献２）。しかしながら、この方法では、樹脂成形体の離型を行う際に、上下いずれかの金型に設けられた離型機構の離型ピンを中間プレートのピン孔に差し込む必要があり、その際に離型ピンの破損を生じやすいなどの問題があり、現実的な方法ではなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、金型内で中間金型から樹脂成形体を離型でき、連続的に供給される長尺状のインサート物に対しても製造効率よく樹脂成形できる樹脂成形装置を提供することを目的とする。

［１］ 上金型と、下金型と、前記上金型と前記下金型との間に着脱自在に配置される中間金型とを有する金型を備えた樹脂成形装置であって、中間金型は、一方の面に設けられたキャビティと、他方の面に設けられ、前記キャビティに溶融樹脂を供給するためのランナと、前記キャビティと前記ランナとを上下方向に連通するゲートとを有する中間金型本体と、前記中間金型本体の前記他方の面に設けられ、前記キャビティで成形された樹脂成形体を前記中間金型本体から離型するための離型機構とを有し、前記離型機構は、離型ピンと、前記離型ピンを前記キャビティ内に進退させる進退ガイド機構とを有し、前記進退ガイド機構は、前記中間金型本体の前記他方の面の前記ランナが設けられない位置に設けられている、樹脂成形装置。
［２］ 前記キャビティは、前記ランナの延びる方向に一以上設けられてキャビティ列を形成し、かつ前記キャビティ列は複数設けられており、前記離型機構は、前記キャビティ列ごとに互いに独立して設けられている、［１］に記載の樹脂成形装置。
［３］ 前記進退ガイド機構は、前記離型ピンを保持し、かつ前記中間金型本体に対して昇降可能に設けられた保持基体を有し、前記保持基体が前記中間金型本体の上方から下降することによって、前記保持基体に保持された前記離型ピンが前記中間金型本体の前記キャビティ内に突き出すようになっている、［１］または［２］に記載の樹脂成形装置。
［４］ 前記中間金型の前記キャビティと前記下金型または前記上金型との間にテープ状基板を連続的に搬送しながら前記テープ状基板上に樹脂成形を行うものである、［１］〜［３］のいずれかに記載の樹脂成形装置。
［５］ 連続的に搬送される、導線を有するテープ状基板上に半導体素子を載置するダイボンディング装置と、前記半導体素子の電極と前記テープ状基板の導線とを電気的に接続するワイヤボンディング装置と、前記半導体素子を樹脂封止する［１］〜［３］のいずれかに記載の樹脂成形装置とを備えたチップオンテープ型半導体装置の製造装置。

本発明によれば、金型内で中間金型から樹脂成形体を離型でき、連続的に供給される長尺状のインサート物に対しても製造効率よく樹脂成形できる樹脂成形装置を提供することができる。

本発明の樹脂成形装置の一例を示す概要図である。 図１の樹脂成形装置の側面側から見た上下金型の断面図であり、樹脂成形装置の要部を示す図である。 中間金型の一例を示す斜視図である。 図３の中間金型の上面図である。 樹脂成形工程において、中間金型が中間金型搬送機構によって所定位置に待機し、樹脂タブレットも投入直前の待機状態を示す。 下金型を上昇させて、中間金型を受渡し位置、タブレットをポットに投入、テープ状基板を下型上の所定位置にそれぞれセットした状態を示す図である。 下金型をさらに上昇させた状態を示す図である。 下金型をさらに上昇させて、中間金型が上金型と下金型の間でクランプ完了し、型締めした状態を示す図である。 下金型のプランジャを上昇させて、溶融樹脂をキャビティに移送する状態を示す図である。 下金型を下降させて型開きするとともに、樹脂成形体を中間金型から離型した状態を示す図である。 下金型をさらに下降させて、中間金型を上金型から離型した状態を示す図である。 下金型をさらに下降させて、中間金型から不要樹脂を離型した状態を示す図である。 下金型を下端まで下降させて、中間金型と不要樹脂を中間金型搬送機構Ｙの搬送位置に待機している状態を示す図である。 チップオンテープ型半導体装置の製造装置の一例を示す概要図である。 チップオンテープ型半導体装置の製造工程における、ダイボンディング工程後のテープ状基板の状態を示す図である。 チップオンテープ型半導体装置の製造工程における、ワイヤボンディング工程後のテープ状基板の状態を示す図である。 チップオンテープ型半導体装置の製造工程における、樹脂成形工程後の金型内のテープ状基板の状態を示す図である。 チップオンテープ型半導体装置の製造工程における、樹脂成形工程後のテープ状基板の状態を示す図である。 製造されたチップオンテープ型半導体装置の一例を示す図である。 従来の中間プレートモールド方式の樹脂成形装置の例を示す図である。

１．樹脂成形装置
本発明の樹脂成形装置は、好ましくはトランスファー樹脂成形装置であり、上金型と、下金型と、それらの間に着脱自在に配置された中間金型とを有する金型を具備する。中間金型は、中間金型本体と、離型機構とを有する。

中間金型本体は、一方の面に設けられたキャビティと、他方の面に設けられ、キャビティに溶融樹脂を供給するためのランナ（溝）と、キャビティとランナとを上下方向に連通するゲート（孔）とを有する。

キャビティは、中間金型本体の上金型と接する面に設けられてもよいし、下金型と接する面に設けられてもよいが、下金型と接する面に設けられることが好ましい。キャビティは、ランナの延びる方向に一以上設けられてキャビティ列を形成し、かつ該キャビティ列は複数設けられうる。例えば、長尺状のテープ状基板などを連続的に搬送しながら樹脂成形する場合、キャビティ列は、通常、テープ状基板の搬送方向と略直交する方向に形成されうる。ランナは、中間金型本体のキャビティが設けられた面とは反対側の面に設けられる。

中間金型本体は、必要に応じてランナと下金型または上金型の樹脂流路（ポットを含む）とを連通するカル（孔または凹部）をさらに有しうる。

離型機構は、キャビティで成形された樹脂成形体を、中間金型本体から離型するものである。具体的には、離型機構は、離型ピンと、該離型ピンを中間金型本体のキャビティ内に進退させる進退ガイド機構とを有する。

離型ピンは、中間金型本体に設けられたキャビティと連通する孔内を上下方向に摺動可能に設けられている。進退ガイド機構は、離型ピンを保持し、かつ中間金型本体に対して昇降可能に設けられた保持基体を有する。進退ガイド機構は、中間金型本体のキャビティが設けられた面とは反対側の面上で、かつランナが設けられない位置に設けられる。そして、保持基体が中間金型本体の上方から下降することで、離型ピンが中間金型本体のキャビティ内に突き出し、キャビティ内の樹脂成形体を離型できるようになっている。

前述の通り、従来の離型機構は、上金型または下金型に一体的に設けられており、複数のキャビティを有する中間金型の全面を覆う一つの保持基体と、キャビティごとに設けられた離型ピンとを有しうる。そのような離型機構を、中間金型本体上に組み込むと、成形後の中間金型本体のランナなどから不要樹脂を取り出す際に、中間金型本体上の保持基体が邪魔となり、不要樹脂が取り出せない。そこで本発明では、成形後の中間金型本体から不要樹脂を容易に取り出せるようにするために、離型機構、特に離型機構の進退ガイド機構は、中間金型本体を平面視したときに、中間金型本体の少なくともランナを避ける位置、好ましくはランナとカルを避ける位置に設けられる。

本発明の樹脂成形装置は、半導体素子や電子部品などの樹脂成形工程；具体的には、図７Ｅに示されるような半導体素子の樹脂封止工程に好ましく用いられる。

図１は、本発明の樹脂成形装置の一例を示す概要図である。図１に示されるように、樹脂成形装置３０は、成型機構Ｘと、中間金型搬送機構Ｙと、樹脂タブレット搬送機構（不図示）とを有する。

成型機構Ｘは、上金型５０と、下金型７０と、中間金型９０とを有する金型と、上金型５０と下金型７０を移動させるプレス機構Ｘ５と、金型のキャビティ空間に樹脂を移送するトランスファー機構Ｘ６とを有する。

具体的には、成形機構Ｘは、上プラテンＸ１と、下プラテンＸ２と、移動プラテンＸ３とを有し、これらがダイバーＸ４によって連結されている。移動プラテンＸ３は、ダイバーＸ４に沿って移動可能に構成されている。上プラテンＸ１と移動プラテンＸ３との間に、上金型５０と下金型７０とを有する金型が配置されている。移動プラテンＸ３と下プラテンＸ２との間に、プレス機構Ｘ５が配置されている。プレス機構Ｘ５が移動プラテンＸ３を移動させることによって、下金型７０を移動させる。

図２は、図１の樹脂成形装置の側面側から見た金型の断面図であり、樹脂成形装置の要部を示す断面図である。図２に示されるように、樹脂成形装置は、上金型５０と、下金型７０と、それらの間に配置される中間金型９０とを有する金型を具備する。

上金型５０は、中間金型９０の離型機構１３０を収納するための凹部５１と、凹部５１に設けられたキャビティエジェクタストップピン５３と、上プレートエジェクタピン５５Ａとを有する。

凹部５１は、上金型５０の内面に設けられており、中間金型９０の離型機構１３０を収納できるようになっている。キャビティエジェクタストップピン５３は、中間金型９０を保持固定するためのものであり、その先端部が凹部５１の底面から若干突出し、かつ上金型５０に固定されている。上プレートエジェクタピン５５Ａは、中間金型９０の離型機構１３０と離型ピン１３１を下降させるためのものであり、その先端部が凹部５１の底面から上下方向に移動可能に設けられている。そして、上プレートエジェクタピン５５Ａは、型開きと同時に、中間金型９０の離型機構１３０を下方向に押し出し、離型ピン１３１を下降させる。

上金型５０は、上ランナリターンピン５７Ｂと、上プレートリターンピン５９Ａとをさらに有しうる。上ランナリターンピン５７Ｂは、上金型５０に上下方向に移動可能に設けられている。上プレートリターンピン５９Ａと上プレートエジェクタピン５５Ａは、上金型５０内部において図示しない連繋機構によって連繋され、上下に連動するように設けられている。

下金型７０は、ポット７１と、その内部を上下に移動可能に構成されたプランジャ７３と、浅溝７５とを有する。

ポット７１は、樹脂タブレットを配置するための領域である。プランジャ７３は、ポット７１の内面を摺動して、ポット７１の内部を上下に移動する。プランジャ７３は、トランスファー機構Ｘ６によって移動可能にされている。トランスファー機構Ｘ６とは、図示されない油圧機構、ネジ送り機構、カム送り機構などでありうる。また、プランジャ７３は加熱されうる。浅溝７５は、下金型７０の表面に設けられ、インサート物であるテープ状基板を配置するための溝である。

下金型７０は、中間金型エジェクタロッド７７Ｂをさらに有しうる。中間金型エジェクタロッド７７Ｂは、上金型５０の上ランナリターンピン５７Ｂと対向し、かつ上ランナリターンピン５７Ｂと同期して上下方向に移動可能に設けられている。そして、中間金型エジェクタロッド７７Ｂは、上金型５０の上ランナリターンピン５７Ｂとともに、中間金型９０の中間金型本体１１０を保持固定しうる。

図３は、中間金型９０の一例を示す斜視図であり；図４は、図３の中間金型９０の上面図である。図２の中間金型９０は、図４におけるＡ−Ａ’線断面図である。図２では、説明の便宜上、キャビティ、ゲートおよびピンの数を省略している。図４における矢印は、テープ状基板の搬送方向を示す。図２および図３に示されるように、中間金型９０は、中間金型本体１１０と、離型機構１３０とを有する。

中間金型本体１１０は、キャビティ１１１と、ランナ１１３と、キャビティ１１１とランナ１１３とを上下方向に連通するゲート１１５と、カル１１７とを有する（図２および図４参照）。

キャビティ１１１は、中間金型本体１１０の下金型７０と接する面（下面）に設けられ、下金型７０の上面との間に樹脂成形するための空間を形成する（図２参照）。キャビティ１１１は、ランナ１１３が延びる方向；即ち、テープ状基板１１の搬送方向と略直交する方向に一以上設けられ、キャビティ列を構成しうる（図４参照）。キャビティ列は、テープ状基板１１の搬送方向に複数設けられうる。

ランナ１１３は、中間金型本体１１０のキャビティ１１１が設けられた面とは反対側の面；即ち、上金型５０と接する面（上面）に設けられた溝であり、上金型５０の下面と中間金型本体１１０の上面との間に溶融樹脂が流通する流路を形成する（図２参照）。ランナ１１３は、キャビティ列ごとに設けられることが好ましい（図３および図４参照）。

ゲート１１５は、キャビティ１１１とランナ１１３とを上下方向（垂直方向）に連通し、ランナ１１３を流れる溶融樹脂を上下方向（垂直方向）にキャビティ１１１に流入させる流路を形成する（図２参照）。ゲート１１５は、キャビティ１１１ごとに所定の箇所に設けられる（図３および図４参照）。

カル１１７は、ランナ１１３と連通する貫通孔であり（図２参照）、下金型７０のポット７１と直接または他の流路を介して連通している（図２および図４参照）。

それにより、下金型７０のポット７１から移送された溶融樹脂は、カル１１７、ランナ１１３およびゲート１１５を通過してキャビティ１１１に進入する。それにより、キャビティ１１１内で樹脂成形できるようになっている（図２参照）。

離型機構１３０は、キャビティ１１１内で成形された樹脂成形体を中間金型本体１１０のキャビティ１１１から離型するものであり、中間金型本体１１０のキャビティ１１１が設けられた面とは反対側の面（ランナ１１３が設けられた面）に、キャビティ列ごとに設けられうる（図３参照）。

離型機構１３０は、離型ピン１３１と、中間金型本体リターンピン１３７と、それらを保持するエジェクタピンホルダ１３３（保持基体）および中間金型バッキングプレート１３５とを有する（図２参照）。中間金型本体リターンピン１３７、エジェクタピンホルダ１３３および中間金型バッキングプレート１３５は、離型ピン１３０の進退ガイド機構を構成しうる。

離型ピン１３０は、エジェクタピンホルダ１３３および中間金型バッキングプレート１３５によって保持されており、進退ガイド機構によって中間金型本体１１０のキャビティ１１１内に上下方向に進退可能に設けられている。

中間金型本体リターンピン１３７は、エジェクタピンホルダ１３３および中間金型バッキングプレート１３５によって保持されており、中間金型本体１１０内の孔内を上下方向に摺動可能に設けられている。中間金型本体リターンピン１３７は、エジェクタピンホルダ１３３の下面と中間金型本体１１０とが接した状態で、その先端部が中間金型本体１１０の下面から所定量突き出すように設けられている（図２参照）。それにより、中間金型本体リターンピン１３７は、例えば型締め時に、離型機構１３０（または離型ピン１３１）を中間金型本体１１０に対して上昇させ；型開き時に、離型機構１３０（または離型ピン１３１）を中間金型本体１１０に対して下降させうる。

エジェクタピンホルダ１３３は、中間金型本体１１０のランナ１１３が設けられた面と接するように配置されうる。中間金型バッキングプレート１３５は、エジェクタピンホルダ１３３上に配置されうる。そして、エジェクタピンホルダ１３３と中間金型バッキングプレート１３５は、中間金型本体リターンピン１３７の上下動作によって、中間金型本体１１０に対して上下方向に移動可能となっている。

離型機構１３０、特に中間金型本体リターンピン１３７、エジェクタピンホルダ１３３および中間金型バッキングプレート１３５で構成される進退ガイド機構は、樹脂成形後に、金型内でランナ１１３、カル１１７およびゲート１１５に充填された不要樹脂を上方向に取り出せるようにするために、中間金型本体１１０を平面視したときに、ランナ１１３とカル１１７が設けられた位置を避けるように設けられている（図３および図４参照）。図３および図４では、複数の離型機構１３０が互いに完全に独立して設けられた例を示したが、これに限定されない。要は、離型機構１３０が中間金型本体１１０から不要樹脂を上方向に取り出す際に邪魔にならないように設けられていればよく、複数の離型機構１３０の一部が連結していてもよい。

中間金型搬送機構Ｙは、成形後の中間金型９０から不要樹脂を除去するための不要樹脂排出機構Ｙ１と、中間金型を清掃するためのクリーナー機構Ｙ２と、中間金型を予熱（プリヒート）するためのプリヒート機構Ｙ３とを有する（図１参照）。

不要樹脂排出機構Ｙ１は、中間金型搬送機構Ｙにより金型外に搬出された中間金型９０から離型した不要樹脂（ランナ１１３、ゲート１１５、カル１１７等に充填されていた樹脂）を廃棄および排出する機構である。

クリーナー機構Ｙ２は、樹脂成形後の中間金型９０（特に中間金型本体１１０）の残滓を除去する機構であり、好ましくは真空掃除機で残滓を吸引除去する機構でありうる。必要に応じて、真空掃除機と回転ブラシ、スクレーパー等による機械的な残滓除去手段を併用してもよい。

プリヒート機構Ｙ３は、樹脂成形後に金型外に取り出されて冷えた中間金型９０を、再び金型にセットする前に金型温度に近い温度まで加熱する機構である。

このような樹脂成形装置は、半導体素子や電子部品などの樹脂成形工程に用いることができる。図５Ａ〜図５Ｉは、図１に示される樹脂成形装置を用いた樹脂成形工程の一例を示す図である。本発明の樹脂成形工程は、テープ状基板１１を金型に挿入する工程と；テープ状基板１１が挿入された金型に熱硬化性樹脂を充填し、硬化させる工程と；得られる樹脂成形体を、金型内の中間金型９０から離型する工程と；金型内で中間金型から不要樹脂を離型する工程とを含む（図５Ａ〜図５Ｉ参照）。

具体的には、以下のステップを含む。
１）下金型７０のポット７１の内部に、熱硬化樹脂を含む樹脂タブレット１５１を配置し；下金型７０の所定の位置にテープ状基板１１と中間金型９０を配置するステップ（図５Ａおよび図５Ｂ）。
２）下金型７０を上昇させて、中間金型９０を、上金型５０の上プレートリターンピン５７Ｂと下金型７０の中間金型エジェクタロッド７７Ｂで挟持固定するステップ（図５Ｃ）
３）上金型５０と下金型７０とを中間金型９０を介して密着させて、型閉めするステップ（図５Ｄ）。
４）プランジャ７３を移動させて、樹脂タブレット１５１の熱硬化樹脂を中間金型９０のキャビティ１１１内に移送し、熱硬化樹脂を硬化させるステップ（図５Ｅ）。
５）下金型７０を下降させて型開きし、中間金型９０から樹脂成形体１５３を離型するステップ（図５Ｆ）
６）下金型７０をさらに下降させて、上金型５０から中間金型９０を離型するステップ（図５Ｇ）
７）下金型７０をさらに下降させて、中間金型９０から不要樹脂１５５を取り出すステップ（図５Ｈ）。

ステップ１）では、樹脂タブレット１５１を、下金型７０のポット７１の内部にあるプランジャ７３の上面に配置し；テープ状基板１１を、下金型７０の所定位置（浅溝７５）に配置し；中間金型９０を、下金型７０の受け渡し位置に配置する（図５Ａおよび図５Ｂ）。

樹脂タブレット１５１の配置は、成形機構Ｘの樹脂タブレット搬送機構（不図示）によって行い；テープ状基板１１の配置は、搬送ローラ３１などによって行うことが好ましい（図１参照）。中間金型９０の配置は、成形機構Ｘの中間金型搬送機構Ｙによって行うことが好ましい。具体的には、中間金型搬送機構Ｙによって、中間金型９０とともに中間金型９０内に残存する不要樹脂を搬送・排出した後；クリーナー機構Ｙ２によって中間金型９０内に残存する不要樹脂をさらに除去し；プリヒート機構Ｙ３によって、金型温度に近い温度まで加熱することが好ましい。

ポット７１の内部に配置する樹脂タブレット１５１は、典型的には、熱硬化樹脂を含む打錠成形物である。熱硬化樹脂は、例えばエポキシ樹脂を含み、さらに、樹脂タブレットにはフェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、離型剤、着色剤などを含有してもよい。樹脂タブレットは、熱硬化樹脂とともに無機充填材を含有する。樹脂タブレットにおける無機充填材の含有量は、５０〜９０質量％であることが好ましい。

樹脂タブレット１５１は、熱硬化樹脂と無機充填材とをミキサーで混合した混合物を、ロールあるいは押出機でシートとし；シートをハンマーミルなどで粉砕して粉末顆粒とし；さらに、それを打錠成形して得られる。樹脂タブレット１５１は、例えば円柱状の打錠成形物でありうる。円柱状の樹脂タブレットの直径は１０ｍｍ〜４０ｍｍであり、高さは５ｍｍ〜４０ｍｍ程度でありうる。

テープ状基板１１は、例えばポリイミド樹脂基板またはガラスエポキシ樹脂基板であり、その表面には導線パターン（不図示）と、半導体素子の搭載位置の外周部に設けられたコイル１３とが設けられうる（後述の図７Ａ参照）。

ステップ２）では、プレス機構Ｘ５により下金型７０を上昇させて、中間金型９０の中間金型本体１１０を、上金型５０の上ランナリターンピン５７Ｂと、下金型７０の中間金型エジェクタロッド７７Ｂとで挟んで保持する（図５Ｃ）。

ステップ３）では、プレス機構Ｘ５により下金型７０をさらに上昇させて、型閉めする（図５Ｄ）。具体的には、上金型５０の上ランナリターンピン５７Ｂと下金型７０の中間金型エジェクタロッド７７Ｂとで挟んで保持された中間金型９０を介して、上金型５０と下金型７０とを密着させて、下金型７０の上昇を完了させる。それにより、中間金型９０が上金型５０と下金型７０との間でクランプ完了する。このとき、中間金型９０の中間金型本体リターンピン１３７の先端が下金型７０によって上方向に突き上げられる（上昇する）。この中間金型９０の中間金型本体リターンピン１３７の突き上げ動作により、中間金型９０のキャビティエジェクタピン１３１とそれを保持するエジェクタピンホルダ１３３および中間金型バッキングプレート１３５が、中間金型本体１１０に対して所定位置まで上昇する。それにより、樹脂成形の準備が完了した状態となる。

また、下金型７０の上昇に伴い、下金型７０の中間金型エジェクタロッド７７Ｂは下降し、上金型５０の上ランナリターンピン５７Ｂは上金型５０の上プレートエジェクタピン５５Ａと同期して上昇する。

ステップ４）では、トランスファー機構Ｘ６によりプランジャ７３を上昇させて、樹脂タブレット１５１の溶融樹脂を中間金型９０のキャビティ１１１内に移送する（図５Ｅ）。下金型７０とプランジャ７３、中間金型９０および上金型５０は、それぞれ加熱されていることが好ましい。具体的には、それぞれ約１６０℃〜１８０℃に加熱されていることが好ましい。ポット７１の内部に配置された樹脂タブレット１５１は、下金型７０とプランジャ７３によって加温されて溶融する。溶融した熱硬化性樹脂は、プランジャ７３によって、中間金型９０のカル１１７、ランナ１１３およびゲート１１５を通過し、キャビティ１１１内に押し出される。

そして、トランスファー機構Ｘ６により中間金型９０のキャビティ１１１に充填された熱硬化性樹脂を、加圧した状態で熱硬化させる。具体的には、所定の時間加熱を続けて、溶融した樹脂を熱硬化させる。熱硬化させる時間は、特に限定されないが、３０秒〜１２０秒の範囲、好ましくは６０秒程度でありうる。それにより、テープ状基板１１上の半導体素子１５が樹脂封止された樹脂成形体１５３が得られる。

ステップ５）では、下金型７０を少しだけ下降させて、型開きする（図５Ｆ）。具体的には、下金型７０の中間金型エジェクタロッド７７Ｂと上金型５０の上ランナリターンピン５７Ｂは固定したままで、下金型７０のみを少しだけ下降させる。それにより、上金型５０の上プレートリターンピン５９Ａが下金型７０と同期して下降し、それと同期する上プレートエジェクタピン５５Ａが下降することで、離型機構１３０の中間金型バッキングプレート１３５を下方向に押し出す。それにより、中間金型バッキングプレート１３５およびエジェクタピンホルダ１３３に保持された離型ピン１３１が下降し、その先端部がキャビティ１１１内に突き出て、樹脂成形体１５３を下方向に押し出す。それにより、ゲート１１５の先端部に充填された樹脂に破断が生じ（ゲートブレークし）、樹脂成形体１５３がキャビティ１１１から離型される。中間金型９０は、中間金型エジェクタロッド７７Ｂによって押し上げられたままであるため、離型された樹脂成形体１５３は、中間金型９０の下面と下金型７０の上面との間に形成された空間に分離される。

ステップ６）では、下金型７０をさらに下降させて、中間金型９０を上金型５０から離型する（図５Ｇ）。それにより、中間金型９０のランナ１１３、ゲート１１５およびカル１１７に充填された不要樹脂を上金型５０の下面から離型する。

ステップ７）では、下金型７０をさらに下降させて、下金型７０に設けられた不図示の離型手段により中間金型９０から不要樹脂１５５を離型する（図５Ｈ）。本発明では、中間金型９０の離型機構１３０；特にエジェクタピンホルダ１３３、中間金型バッキングプレート１３５および中間金型本体リターンピン１３７を含む進退ガイド機構が、中間金型本体１１０のランナ１１３が設けられていない位置に設けられている（図３参照）。そのため、中間金型本体１１０のランナ１１３、ゲート１１５およびカル１１７に充填された不要樹脂を上方向に離型する際に、離型機構１３０によって邪魔されない。それにより、金型内で中間金型９０から不要樹脂を離型することができ、容易に取り出すことができる。

次いで、下金型７０を下端まで下降させて、中間金型９０と不要樹脂を中間金型搬送機構Ｙの搬送位置に待機させる（図５Ｉ）。そして、離型された樹脂成形体１５３は、搬送ローラ３１によって金型外に搬送される。具体的には、次回ショットの樹脂成形分だけテープ状基板１１を送り出す。一方、中間金型９０は、離型された不要樹脂とともに中間金型搬送機構Ｙにより金型外に搬出される。金型外に搬送された中間金型９０からは、前述の通り、不要樹脂排出機構Ｙ１によって不要樹脂を取り除いた後；クリーナー機構Ｙ２によって中間金型９０内に残存する不要樹脂をさらに除去する。そして、次回の樹脂成形工程に備えて中間金型９０をプリヒート機構Ｙ３で予熱しておく。

このように、本発明の樹脂成形装置では、キャビティ１１１から樹脂成形体１５３を離型するための離型機構１３０を中間金型９０に設けることで樹脂成形直後の金型内で、中間金型９０のキャビティ１１１から樹脂成形体１５３を離型できる。それにより、金型外の離型位置で離型する工程を省略できるので、製造効率を高めうる。

さらに、離型機構１３０を、中間金型本体１１０上にキャビティ列ごとに設け、カル、ランナ、ゲートの不要樹脂の抜け方向（上方向）に障害となる構成要素を排除している。それにより、不要樹脂を中間金型本体１１０の上方に容易に型抜き（エジェクト）できる。さらに、不要樹脂を型抜きした後の中間金型本体１１０のカル１１７、ランナ１１３、ゲート１１５は、それらの上方が開放されているので、クリーナーの吸引口を当てるだけで容易に清掃できる。

さらに、樹脂成形後の型開き完了時点で、ゲートブレークと、樹脂成形後のテープ状基板１１と中間金型９０との分離が完了している。それにより、特に、連続的に供給されるテープ状基板１１を用いたＣＯＴ（チップオンテープ)型半導体装置の製造ラインでは、テープ状基板１１の送り出し機構（例えば搬送ローラ３１）の動作と中間金型搬送機構Ｙの動作を同期させる必要がない。それにより、中間金型９０を金型外に取り出した直後に、不要樹脂排出機構Ｙ１による中間金型９０のカル１１７、ランナ１１３、ゲート１１５等からの不要樹脂の排出および廃棄や、クリーナー機構Ｙ２による清掃などを行うことができる。

さらに、連続的に搬送されるテープ状基板１１を用いたチップオンテープ型半導体装置の製造ラインでは、金型が、直前回に樹脂成形が完了した中間金型本体と干渉することを考慮する必要がなく、金型構成（設計）の自由度を向上させることができる。さらに、テープ状基板１１の搬送方向の製品ピッチ（キャビティ１１１のピッチ）を過大に大きくする必要もないので、テープ状基板１１の利用効率を高めることができる。

さらに、連続的に供給されるテープ状基板１１を用いたチップオンテープ型半導体装置の製造ラインでは、樹脂成形完了後の中間金型９０と樹脂成形体１５３の一体化物を、金型外の次ステージ（離型位置）に送り、ゲートブレーク、離型、分離後にテープ状基板１１を金型内に戻して、次回の樹脂成形を行う必要がない。それにより、サイクルタイムを短縮でき、製造効率を高めることができる。

２．本発明の樹脂成形装置の用途
本発明の樹脂成形装置は、前述の通り、半導体素子が搭載されたテープ状基板を連続的に供給しながら当該半導体素子を樹脂封止して半導体装置を製造する工程（チップオンテープ型半導体装置の製造工程）に好ましく用いられる。そのような半導体装置は、例えば非接触ＩＣカード用デバイスなどでありうる。

図６は、チップオンテープ型半導体装置の製造装置の一例を示す概要図である。図７Ａ〜図７Ｄは、チップオンテープ型半導体装置の製造工程における、各工程を経た後のテープ状基板の状態を示す図である。図中の矢印は、テープ状基板１１の搬送方向を示す。図６に示されるように、半導体装置の製造装置１７０は、送り出し装置１７１と、ダイボンディング装置１７３と、キュア装置１７５と、ワイヤボンディング装置１７７と、本発明の樹脂成形装置３０と、巻き取り装置１７９とを有する。

即ち、送り出し装置１７１により、リール状に巻き取られたテープ状基板１１を送り出し、ダイボンディング装置１７３に搬送する。テープ状基板１１は、半導体素子の搭載箇所の外周部に設けられたコイル１３を有する（図７Ａ参照）。ダイボンディング装置１７３により、テープ状基板１１上に半導体素子１５を、ダイボンディングシートなどの接着剤を介して配置する（図７Ａ参照）。

キュア装置１７５により、半導体素子１５が配置されたテープ状基板１１を加熱または光照射して接着剤を硬化させて、半導体素子１５をテープ状基板１１に接着固定する。ワイヤボンディング装置１７７により、半導体素子１５とテープ状基板１１の導線とをワイヤ１７などで電気的に接続する（図７Ｂ参照）。そして、本発明の樹脂成形装置３０により、テープ状基板１１上の半導体素子１５を樹脂封止する（図７Ｃ参照）。樹脂成形後、樹脂成形装置の金型内で、不要樹脂１５５と樹脂成形体１５３が離型される。中間金型搬送機構Ｙによって、中間金型９０とともに中間金型９０内に残存する不要樹脂を金型外に搬送および排出した後、不要樹脂搬送機構Ｙ１によって中間金型９０内から不要樹脂１５５を排出および廃棄する。不要樹脂１５５が取り除かれた樹脂成形体１５３（半導体素子１５が樹脂封止部１９で覆われたテープ状基板１１）を、巻き取り装置１７９によりリール状に巻き取る（図７Ｄ参照）。そして、樹脂成形体１５３を切断・成形装置（不図示）により切断し、個片化する。それにより、半導体素子１５が樹脂封止部１９で覆われた半導体装置２０（図７Ｅ）を得ることができる。

前述の通り、本発明の樹脂成形装置では、溶融樹脂をキャビティに移送するための樹脂流路であるランナ１１３が、テープ状基板１１上に形成されない（図２参照）。従って、溶融樹脂が、テープ状基板１１のコイル１３上を流通することがなく、樹脂成形体１５３において、テープ状基板１１上のコイル１３に樹脂が付着するのを抑制できる。

送り出し装置１７１による送り出し工程と、本発明の樹脂成形装置３０による樹脂成形工程との間には、必要に応じて半導体素子１５の有無を判別したり、テープ状基板１１の外観を検査したりする工程をさらに設けてもよい。

また、半導体装置（製品）によっては、本発明の樹脂成形装置３０による樹脂成形工程と、巻き取り装置１７９による巻き取り工程との間に、成形樹脂を完全硬化させるための後キュア工程、半導体装置（製品）にマーキング（スタンプマークまたはレーザーマーク）する工程、スタンプマークを紫外線硬化させるための硬化工程、外観検査工程、電気特性検査工程、不良品選別マーキング工程などをさらに設けてもよい。なお、マーキング工程や電気特性検査工程は、基板実装メーカーが実装直前に行う場合もある。

例えば、樹脂成形装置３０での成形樹脂の硬化（キュア）に数時間を要する場合、樹脂成形装置３０における樹脂成形が完了した後、巻き取り装置１７９で一旦リール状に巻き取り；巻き取られた状態で成形樹脂を完全硬化させることがある。従って、樹脂成形装置３０による樹脂成形工程と、巻き取り装置１７９による巻き取り工程との間には、樹脂成形後の後キュア工程をさらに設けることがある。その場合、次工程以降は、再度、送り出し装置にて連続的に供給しながら行ってもよいし；各工程ごとに送り出し装置と巻き取り装置を設けてもよい。

本発明によれば、金型内で中間金型から樹脂成形体を離型でき、連続的に供給される長尺状のインサート物に対しても製造効率よく樹脂成形できる樹脂成形装置を提供することができる。

１１ テープ状基板
１３ コイル
１５ 半導体素子
１７ ワイヤ
１９ 樹脂封止部
２０ 半導体装置
３０ 樹脂成形装置
３１ 搬送ローラ
５０ 上金型
５１ 凹部
５３ キャビティエジェクタストップピン
５５Ａ 上プレートエジェクタピン
５７Ｂ 上ランナリターンピン
５９Ａ 上プレートリターンピン
７０ 下金型
７１ ポット
７３ プランジャ
７５ 浅溝
７７Ｂ 中間金型エジェクタロッド
９０ 中間金型
１１０ 中間金型本体
１１１ キャビティ
１１３ ランナ
１１５ ゲート
１１７ カル
１３０ 離型機構
１３１ 離型ピン
１３３ エジェクタピンホルダ
１３５ 中間金型バッキングプレート
１３７ 中間金型本体リターンピン
１５１ 樹脂タブレット
１５３ 樹脂成形体
１５５ 不要樹脂
Ｘ 金型成型機構
Ｘ１ 上プラテン
Ｘ２ 下プラテン
Ｘ３ 移動プラテン
Ｘ４ ダイバー
Ｘ５ プレス機構
Ｘ６ トランスファー機構
Ｙ 中間金型搬送機構
Ｙ１ 不要樹脂排出機構
Ｙ２ クリーナー機構
Ｙ３ プリヒート機構
１７０ チップオンテープ型半導体装置の製造装置
１７１ 送り出し装置
１７３ ダイボンディング装置
１７５ キュア装置
１７７ ワイヤボンディング装置
１７９ 巻き取り装置

Claims (3)

1. 上金型と、下金型と、前記上金型と前記下金型との間に着脱自在に配置される中間金型とを有する金型を備えた樹脂成形装置であって、
   中間金型は、
   一方の面に設けられた複数のキャビティと、他方の面に前記複数のキャビティが形成するキャビティ列に沿って設けられ、溶融樹脂を供給するためのランナと、前記複数のキャビティと前記ランナとを上下方向に連通する複数のゲートとを有する中間金型本体と、
   前記中間金型本体の前記他方の面上に設けられ、前記キャビティで成形された樹脂成形体を前記中間金型本体から離型するための離型機構とを有し、
   前記離型機構は、離型ピンと、前記離型ピンを保持し、且つ前記中間金型本体に対して昇降可能に設けられた保持基体とを有し、前記保持基体が前記中間金型本体の上方から下降することによって、前記保持基体に保持された前記離型ピンが前記中間金型本体の前記キャビティ内に突き出すように構成されており、
   前記離型機構は、前記中間金型本体の前記他方の面上に、前記キャビティ列ごとに互いに独立して且つ前記ランナが設けられない位置に設けられている、樹脂成形装置。
2. 前記中間金型の前記キャビティと前記下金型または前記上金型との間にテープ状基板を連続的に搬送しながら前記テープ状基板上に樹脂成形を行うものである、請求項１に記載の樹脂成形装置。
3. 連続的に搬送される、導線を有するテープ状基板上に半導体素子を載置するダイボンディング装置と、
   前記半導体素子の電極と前記テープ状基板の導線とを電気的に接続するワイヤボンディング装置と、
   前記半導体素子を樹脂封止する請求項１又は２に記載の樹脂成形装置と、
   を備えたチップオンテープ型半導体装置の製造装置。