KR20160021240A

KR20160021240A - 수지 몰드 금형 및 수지 몰드 장치

Info

Publication number: KR20160021240A
Application number: KR1020167001126A
Authority: KR
Inventors: 마코토 가와구치; 신야 다지마; 겐지 나카지마
Original assignee: 아피쿠 야마다 가부시키가이샤
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2016-02-24
Also published as: TW201446458A; WO2014199733A1; KR102301482B1; KR102208459B1; KR20210011070A; SG11201508701YA; CN105283289B; JP6062810B2; TWI593538B; JP2015000520A; CN105283289A

Abstract

워크의 두께의 불균일의 유무나 대소에 관계없이, 워크에 과대한 스트레스가 작용하지 않고 클램프하는 것이 가능한 수지 몰드 금형을 제공하는 것을 과제로 한다.
해결 수단으로서, 몰드 수지가 캐비티에 주입되기 전에, 기판(1)의 두께에 맞추어 판 두께 가변 기구에 의해 워크 지지부(37)의 높이를 조정함과 함께 반도체 칩(5)의 높이에 맞추어 캐비티 높이 가변 기구에 의해 캐비티 오목부(32)의 높이를 조정한다.

Description

수지 몰드 금형 및 수지 몰드 장치{RESIN-MOLDING DIE AND RESIN-MOLDING DEVICE}

본 발명은, 워크를 클램프하여 수지 몰드하는 수지 몰드 장치에 관한 것이다.

본건 출원인은, 박형의 반도체 장치를 수지 밀봉하는 경우, 패키지부의 두께 치수를 목적하는 대로의 두께로 성형하여 수지의 미충전 영역이 없는 박형 패키지를 양산할 수 있는 트랜스퍼 성형 장치를 이미 제안하였다.

구체적으로는, 몰드 금형에 반입된 워크를 캐비티 피스가 성형품의 두께 치수보다 소정 두께만큼 후퇴한 퇴피 위치를 유지한 채 클램퍼에 의해 클램프하고, 당해 클램퍼가 워크를 클램프한 채 플런저를 작동시켜 캐비티 오목부 내로 용융 수지를 충전하여 제 1 보압(保壓)을 유지한다. 수지 충전 후, 캐비티 피스를 성형품의 두께 치수에 대응하는 성형 위치까지 캐비티 오목부 내로 더 밀어내어 당해 캐비티 오목부 내의 잉여 수지를 게이트로부터 포트측으로 밀어 되돌림으로써, 목적하는 대로의 성형품의 두께 치수에 맞춘 수지량으로 조절한다. 또, 플런저를 다시 작동시켜 제 1 보압보다 높은 제 2 보압을 유지한 채 밀봉 수지를 가열 경화시킨다(특허문헌 1).

일본 공개특허 특개2009-190400호 공보

그러나, 상술한 특허문헌 1에서 이용되는 몰드 금형은, 상형(上型) 인서트가 가동(可動)으로 설치된 상형과 워크(기판 등)를 탑재하는 리지드 구조의 하형에 의해 워크를 클램프하게 되어 있기 때문에, 예를 들면 워크가 단층 기판과 같이 두께의 불균일이 작은 경우에는 문제는 없지만, 다층 기판과 같이 두께의 불균일이 큰 경우에는, 클램퍼와 기판의 클램프력에 불균일이 생겨, 몰드 수지의 플래시 버(burr)가 발생해 버려, 성형 품질이 저하될 우려가 있었다.

예를 들면, 워크를 몰드 수지로부터 노출시켜 성형하는 제품, 구체적으로는 방열부를 갖는 제품에 있어서는, 수지 플래시에 의해서 성형 품질이 저하될 우려가 있다.

또, 수지 플래시를 억제하려고 금형 클램프력을 강하게 하면, 워크에 과대한 클램프 스트레스가 작용하여 워크가 파손되거나 손상되거나 할 우려가 있었다. 또, 메모리 등의 박형화한 제품의 경우, 성형 두께가 워크의 두께의 영향을 받게 되어, 성형 두께를 균일하게 성형하기가 곤란하게 되는 경우가 있었다.

본 발명은 상기 종래 기술의 과제를 해결하고, 워크의 두께의 불균일의 유무나 대소에 관계없이, 워크에 과대한 스트레스가 작용하지 않고 클램프하는 것이 가능한 수지 몰드 금형 및 이것을 이용하여 형 체결 밸런스가 안정되어, 플래시 버가 생기지 않는 성형 품질을 높인 수지 몰드 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 다음의 구성을 구비한다.

즉, 제 1 부재에 제 2 부재가 탑재된 워크를 수지 몰드하는 수지 몰드 금형으로서, 캐비티 저부를 형성하는 캐비티 피스와, 당해 캐비티 피스를 둘러싸고 배치된 제 1 인서트에 의해, 상기 제 2 부재가 수용되는 캐비티를 구성하는 캐비티 오목부가 형성되는 일방(一方)의 금형과, 상기 워크를 지지하는 워크 지지부와, 상기 워크 지지부에 인접하는 제 2 인서트를 구비한 타방(他方)의 금형과, 상기 일방의 금형 또는 타방의 금형 중 어느 하나에 조립되어 몰드 수지를 공급하는 포트 및 플런저와, 상기 캐비티 피스를 형 개폐 방향으로 이동시킴으로써 상기 제 2 부재의 높이에 맞추어 상기 캐비티 오목부의 높이를 가변으로 하는 캐비티 높이 가변 기구와, 상기 워크 지지부를 상기 제 2 인서트에 대하여 형 개폐 방향으로 이동시킴으로써 상기 제 1 부재의 두께에 맞추어 상기 워크 지지부의 높이를 가변으로 하는 판 두께 가변 기구를 구비하며, 상기 몰드 수지가 상기 캐비티에 주입되기 전에, 상기 제 1 부재의 두께에 맞추어 상기 판 두께 가변 기구에 의해 상기 워크 지지부의 높이를 조정함과 함께 상기 2 부재의 높이에 맞추어 상기 캐비티 높이 가변 기구에 의해 상기 캐비티 오목부의 높이를 조정하는 것을 특징으로 한다.

상기 수지 몰드 금형을 이용하면, 모든 워크(제 1 부재, 제 2 부재)에 대하여 형 개폐 방향의 두께의 불균일의 유무나 불균일 양의 대소에 관계없이, 워크 지지부 및 캐비티 오목부의 높이를 조정하므로, 워크에 과대한 스트레스가 작용하지 않고 형 체결 밸런스를 안정시켜 수지 플래시 버의 발생을 방지하는 것이 가능하게 된다.

또, 상기 캐비티 높이 가변 기구는, 구동원에 의해 가동 테이퍼 블록을 이동시켜 상기 캐비티 피스의 형 개폐 방향의 위치를 조절하는 웨지 기구가 설치되어 있어도 된다.

이 경우에는, 캐비티 피스의 형 개폐 방향의 위치 제어를 고정밀도화할 수 있으므로, 금형 클램프시에 워크(제 2 부재)에 작용하는 스트레스를 가급적 저감할 수 있어, 고정밀도의 성형 품질을 유지할 수 있다.

또, 상기 캐비티 높이 가변 기구는, 상기 캐비티 피스 및 상기 제 1 인서트의 일방 또는 쌍방이 상기 일방의 금형 체이스에 플로팅 지지되어 있어도 된다.

이 경우에는, 형 개폐 동작에 따라서 캐비티 피스 및/또는 제 1 인서트의 플로트 양을 조정함으로써 캐비티의 깊이(기판으로부터 캐비티 피스까지의 높이)를 순간적으로 변경할 수 있다. 특히, 제 2 부재의 제 1 부재로부터의 높이 위치의 불균일이 있더라도, 캐비티 피스 및/또는 제 1 인서트의 플로트 구조에 의해 수지 용량의 차를 흡수하여 수지 몰드할 수 있다.

또, 상기 판 두께 가변 기구는, 구동원에 의해 가동 테이퍼 블록을 이동시켜 상기 워크 지지부의 형 개폐 방향의 위치를 조절하는 웨지 기구가 설치되어 있어도 된다.

이 경우에는, 워크 지지부의 형 개폐 방향의 위치 제어를 고정밀도화할 수 있으므로, 금형 클램프시에 워크(제 1 부재)에 작용하는 스트레스를 가급적 저감할 수 있어, 고정밀도의 성형 품질을 유지할 수 있다.

또, 상기 제 1 인서트의 클램프면에는 더미 캐비티가 설치되어 있고, 상기 캐비티 오목부로부터 상기 더미 캐비티로 상기 잉여 수지를 수용하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 캐비티 오목부에 충전되는 몰드 수지에 발생한 보이드를 더미 캐비티로 밀어 흐르게 하여 성형 품질을 향상시킬 수 있다. 특히, 언더필 몰드를 행할 때의 수지 충전성을 향상시킬 수 있다.

또, 상기 제 1 인서트의 상기 더미 캐비티로부터 외주측에 대향하는 클램프면을 가압함으로써 에어의 배출을 정지시키는 폐지(閉止) 수단을 구비하고 있어도 된다.

이 경우, 희망하는 타이밍에 폐지 수단에 의해 감압 공간으로부터의 에어의 배출을 정지시켜 더미 캐비티로부터의 수지 누설이나 캐비티 내의 수지의 미충전을 방지할 수 있다.

상기 일방의 금형과 타방의 금형이 형 폐쇄하기 전에 외부 공간과는 차단된 폐쇄 공간이 형성되고, 당해 폐쇄 공간 내를 감압함으로써 상기 캐비티를 포함하는 감압 공간이 형성되는 감압 기구를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

이에 의해, 캐비티 내에 잔존하는 에어를 배기하여 몰드 수지에 보이드가 발생하기 어려워진다.

또, 상기 제 2 부재를 수용하는 관통 구멍과 이것에 연통(連通)하는 수지로(路)가 형성되고, 상기 워크 지지부에 지지된 제 1 부재 외주 단부(外周端部)와 상기 제 2 인서트와의 간극에 걸쳐 상기 타방의 금형 클램프면에 맞겹쳐 이용되는 중간 플레이트를 구비하고 있어도 된다.

이 경우, 제 1 부재(예를 들면, 기판)에 런너(runner)용의 금 도금은 필요없게 되어, 필러가 미세하고 저점도의 유동성이 높은 몰드 수지를 이용하더라도 제 1 부재와 금형과의 간극에 몰드 수지가 누설되어 금형의 슬라이딩 불량을 일으킬 우려도 없어진다.

또, 상기 중간 플레이트의 상기 제 1 부재로부터 외주측에는 더미 캐비티가 형성되어 있고, 상기 관통 구멍으로부터 상기 더미 캐비티로 상기 잉여 수지를 수용하도록 해도 된다. 이 경우, 더미 캐비티가 제 1 부재로부터 외주측에 형성되어 있으면, 제 1 부재(예를 들면, 기판) 상의 성형품의 개수를 늘려 기판의 이용률을 향상시킬 수 있다.

또, 더미 캐비티가 중간 플레이트를 관통하는 관통 구멍에 형성되어 있으면, 불필요 수지의 이형이 용이해진다.

또, 상기 제 2 부재에 맞닿는 상기 캐비티 피스의 워크 맞닿음면과 반대면에 대향 배치된 가이드 피스의 가이드면부에 가이드되어 상기 캐비티 피스가 경동(傾動) 가능한 스위블 기구를 구비하고 있어도 된다.

이에 의해, 제 1 부재(예를 들면, 기판)에 탑재된 제 2 부재(예를 들면, 반도체 칩)에 경사가 생겨 있더라도, 캐비티 피스와 릴리스 필름을 개재하여 치우쳐서 닿지 않고 제 2 부재의 경사에 따라서 캐비티 피스가 경동하므로, 제 2 부재에 과도한 스트레스가 작용하는 일은 없어 제 2 부재가 손상되거나 파손되거나 할 우려가 없어진다.

또, 상기 캐비티 피스의 상기 제 2 부재 가압면은, 볼록면부에 형성되어 그 주위는 오목홈부가 형성된 요철면으로 형성되어 있어도 된다.

이 경우에는, 예를 들면 반도체 칩의 발광면을 캐비티 피스의 볼록면부에 의해 눌러 노출시킴과 함께 그 주위를 둘러싼 오목홈부에 점도가 낮은 실리콘 수지(백색 수지)를 충전하여 발광면을 둘러싼 리플렉터를 트랜스퍼 몰드에 의해 효율적으로 성형할 수 있다.

또, 상기 캐비티 오목부를 포함하는 상기 일방의 금형 클램프면을 덮어 흡착 유지되는 릴리스 필름을 구비하고 있으면, 캐비티 오목부에 몰드 수지가 직접 접촉하는 일이 없으므로, 금형 메인터넌스를 경감할 수 있고 또한 수지 누설을 방지할 수 있다. 또, 캐비티 저부를 형성하는 캐비티 피스가 릴리스 필름을 개재하여 워크에 맞닿음으로써, 워크면이 흠집나는 것을 방지할 수 있다.

또, 수지 몰드 장치에 있어서는, 전술한 어느 하나의 수지 몰드 금형을 구비함과 함께, 워크 공급부와, 상기 수지 몰드 금형에 의해 워크를 클램프하여 수지 몰드하는 프레스부와, 성형품의 수납부를 구비하며, 상기 제 1 부재의 두께 및 상기 제 2 부재의 높이에 따라서, 상기 몰드 수지를 상기 캐비티에 주입하기 전에, 상기 캐비티 높이 가변 기구의 동작량을 설정하여 상기 캐비티 피스의 형 개폐 방향의 높이 위치를 소정 위치로 설정하고 나서 상기 제 1 부재를 클램프하여 수지 몰드하는 것을 특징으로 한다.

상기 수지 몰드 장치를 이용하면, 수지 몰드 금형을 클램프할 때에 워크인 제 1 부재나 제 2 부재에 작용하는 스트레스를 가급적 줄일 수 있다.

상기 프레스부에 인접하여 액상 수지 공급부가 설치되어 있고, 상기 프레스부의 형 개방한 몰드 금형의 포트 내에 공급 노즐을 진퇴 이동시켜 액상 수지를 공급하도록 해도 된다. 이 경우에는, 저점도의 에폭시계의 액상 수지를 이용한 플립 칩 실장(實裝)된 반도체 칩의 언더필 몰드를 트랜스퍼 몰드에 의해 실현할 수 있고, 또는 점도가 낮은 실리콘 수지에 의한 LED나 리플렉터 등의 성형 품질을 높여서 장(長)수명화를 도모할 수 있다.

또한, 액상 수지에 한정하지 않고 태블릿 수지여도 된다.

상술한 본 발명을 이용하면, 워크의 두께의 불균일의 유무나 대소에 관계없이, 워크에 과대한 스트레스가 작용하지 않고 클램프하는 것이 가능한 수지 몰드 금형을 제공하고, 이것을 이용하여 형 체결 밸런스가 안정되어, 수지 플래시 버가 생기지 않는 성형 품질을 높인 수지 몰드 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 실시예 1에 관련된 수지 몰드 장치의 레이아웃 구성도이다.
도 2a 및 도 2b는 실시예 1에 관련된 몰드 금형의 성형 동작을 설명하는 금형 단면도이다.
도 3c 및 도 3d는 도 2a 및 도 2b에 이어지는 몰드 금형의 성형 동작을 설명하는 금형 단면도이다.
도 4e는 도 3c 및 도 3d에 이어지는 몰드 금형의 성형 동작을 설명하는 금형 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 실시예 2에 관련된 몰드 금형의 성형 동작을 설명하는 금형 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 실시예 3에 관련된 몰드 금형의 성형 동작을 설명하는 금형 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 실시예 4에 관련된 몰드 금형의 성형 동작을 설명하는 금형 단면도이다.
도 8a∼도 8c는 실시예 5에 관련된 몰드 금형의 성형 동작을 설명하는 금형 단면도이다.
도 9a∼도 9c는 실시예 6에 관련된 몰드 금형의 성형 동작을 설명하는 금형 단면도이다.
도 10은 실시예 7에 관련된 수지 몰드 장치의 레이아웃 구성도이다.
도 11a∼도 11c는 실시예 7에 관련된 몰드 금형의 액상 수지 공급 동작을 설명하는 금형 단면도이다.

이하에서, 본 발명에 관련된 수지 몰드 장치의 알맞은 실시 형태에 대하여 첨부 도면과 함께 상세하게 설명한다. 이하의 실시 형태에서는, 상형측에 캐비티 오목부가 형성되고 하형측에 포트가 형성되는 몰드 금형을 이용한 트랜스퍼 성형 장치를 예시하여 설명한다. 또, 트랜스퍼 성형 장치에서는, 하형을 가동형으로 하고 상형을 고정형으로 하여 설명한다.

[실시예 1]

본 실시 형태의 수지 몰드 장치는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 워크 공급부(A), 워크를 예열하는 예열부(B), 워크를 수지 몰드하는 프레스부(C), 수지 몰드 후의 성형품 수납부(D) 및 반송 기구(E)를 구비한다. 프레스부(C)는, 워크를 클램프하여 수지 몰드하는 몰드 금형이 장착된 프레스 장치를 구비한다. 반송 기구(E)는 프레스부(C)에 워크를 반입하고, 프레스부(C)로부터 성형품을 반출하는 반송 작용을 이룬다.

(워크 공급부(A))

도 1에 있어서, 워크 공급부(A)는, 예를 들면 긴 형상으로 형성된 기판(리드 프레임, 수지 기판 등)(1)을 수납한 매거진을 수납하는 스토커를 구비하고 있다. 각 매거진으로부터 푸셔에 의해 잘라 내어진 기판(1)이, 예를 들면 2매 1세트로 세트대(臺)(2)에 마주보게 나란히 놓는다. 또한, 기판(1)의 방향을 일 방향으로 가지런히 수납한 매거진으로부터 푸셔에 의해서 턴테이블에 마주보게 바꾸어 나란히 놓고, 당해 턴테이블로부터 세트대(2)에 기판(1)을 이송하도록 해도 된다.

세트대(2)의 측방(側方)에는 몰드 금형의 포트의 평면 배치에 맞추어 수지 태블릿(3)을 공급하기 위한 태블릿 공급부(4)가 설치되어 있다. 세트대(2)의 기판(1)은, 후술하는 반송 기구(E)(로더(16))에 의해서 유지되어 예열부(B)로 이송된다. 또, 태블릿 공급부(4)의 수지 태블릿(3)은, 로더(16)에 의해서 유지되어 프레스부(C)로 이송된다.

수지 몰드의 대상이 되는 워크(피성형품)는, 본 발명의 「제 1 부재」에 상당하고, 예를 들면 긴 형상으로 형성된 기판(1) 상에 본 발명의 「제 2 부재」에 상당하는 반도체 칩(5)이 실장(플립 칩 실장, 와이어 본딩 실장 등)된 제품이다(도 2b 참조). 또한, 기판(1)에 1단(段) 또는 복수 단으로 반도체 칩(5)이 탑재된 제품, 기판(1)에 반도체 장치가 탑재된 제품, 기판(1)에 촬상 소자가 탑재되어 촬상 소자의 수광면에 광 투과 유리를 접합한 제품 등도 대상이 된다. 또, 본 발명에 있어서의 「제 1 부재」로서는, 수지 기판, 세라믹스 기판, 금속 기판, 리드 프레임, 캐리어 및 웨이퍼와 같은 각종 판 형상의 부재를 이용할 수 있다. 본 발명에 있어서의 「제 2 부재」로서는, 반도체 칩 외에도, 방열판, 배선 및 방열을 위하여 이용되는 리드 프레임, 전기적 접속을 위한 범프와 같은 전자 부품과 같은 각종 부재를 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 있어서의 「워크」는, 이들 「제 1 부재」 상에 「제 2 부재」를 탑재하여 맞겹쳐진 상태의 것을 말한다. 수지 몰드하는 형태도, 개개의 탑재 부품마다 개별적으로 캐비티에 수용하여 수지 몰드하는 경우도 있으면, 기판 실장된 복수의 탑재 부품을 하나의 캐비티에 수용하여 일괄하여 수지 몰드하는 경우도 있다. 이들 구성에 의해, 후술하는 수지 몰드를 행함으로써 제 1 부재의 단면(端面)과 제 2 부재의 단면을 노출하도록 밀봉할 수도 있다.

(예열부(B))

워크 공급부(A)로부터 공급된 기판(1)은, 후술하는 반송 기구(E) 중 로더(16)에 의해서 측정대로부터 예열부(B)에 설치된 도시하지 않은 히터 블록에 옮겨 탑재된다. 히터 블록은, 기판(1)을 탑재한 채 소정 온도까지 프리히트한다. 히터 블록은, 그 주위를 개폐식의 커버에 덮이도록 하여 다른 유닛에의 영향을 억제하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 프리히트 후의 기판(1)은 로더(16)에 유지되어 프레스부(C)로 반송된다.

(프레스부(C))

프레스부(C)는, 몰드 금형(19)(도 2a 참조)을 개폐 구동하여 프리히트된 워크를 클램프하여 수지 몰드하는 프레스 장치(6)를 구비한다. 프레스 장치(6)는, 후술하는 몰드 금형(19)을 형 개폐 방향으로 압동(壓動)하는 프레스 기구, 몰드 금형(19)의 포트(35) 내에서 용융한 수지를 포트(35)로부터 캐비티 오목부(32)(도 2a 참조)에 충전하는 트랜스퍼 기구를 구비한다.

프레스 장치(6)는, 캐비티 피스(23)(도 2a 참조)를 형 개폐 방향으로 압동 하는 캐비티 높이 가변 기구 및 워크 지지부(37)(도 2a 참조)를 형 개폐 방향으로 압동하는 판 두께 가변 기구를 구비하고 있다. 캐비티 높이 가변 기구는, 예를 들면 상형의 인서트 부재(캐비티 피스(23))를 형 개폐 방향으로 압동함으로써 캐비티 오목부의 높이를 상대적으로 가변으로 하는 상형 구동부(7)를 구비한다. 이 상형 구동부(7)는, 1개의 기판에 대하여 설치되는 캐비티의 수(환언하면, 캐비티 피스(23)의 수)만큼 후술하는 서보 모터(31)를 갖고, 캐비티의 높이를 개별적으로 조정 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 장방형의 기판(1)에 있어서, 복수(예를 들면, 3개)의 수지 밀봉 영역을 형성할 때에는 동일한 수(이 경우, 3개)의 서보 모터(31)와 후술하는 구동 기구를 구비하고 있어도 된다.

또, 판 두께 가변 기구는, 하형의 인서트 부재(워크 지지부(37))를 형 개폐 방향으로 압동하는 하형 구동부(8)를 구비한다(도 2a 참조). 워크(1)에 따라서는 몰드 수지를 캐비티에 주입하기 전에, 캐비티 높이 가변 기구와 판 두께 가변 기구의 동작량을 조정하여 캐비티 오목부(32)의 형 개폐 방향의 높이 위치를 상대적으로 소정 위치가 되도록 설정한다. 즉, 몰드 수지를 캐비티에 주입하기 전에, 반도체 칩(5)의 높이에 맞추어 캐비티 높이 가변 기구를 설정함과 함께, 기판(1)의 두께에 맞추어 판 두께 가변 기구를 설정한다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 몰드 금형의 금형면(수지 몰드면)을 릴리스 필름(10)에 의해 피복하여 수지 몰드하는 방법을 이용하고 있다. 이 때문에, 프레스 장치(6)는, 몰드 금형의 금형면에 릴리스 필름(10)을 공급하는 필름 공급 기구(9)를 구비한다. 필름 공급 기구(9)는, 몰드 금형의 양측에 릴리스 필름(10)을 금형면(상형면)에 공급하는 공급 롤(9a)과, 릴리스 필름(10)을 권취하는 권취 롤(9b)을 구비한다. 단, 몰드 금형의 금형면을 릴리스 필름(10)에 의해 피복하지 않는 구성을 채용해도 된다. 또한, 릴리스 필름(10)을 구비하지 않는 구성을 채용해도 된다. 예를 들면, 캐비티 피스(23)의 외주에 수지나 금속제의 링 형상의 시일 부재를 배치하고, 당해 시일 부재의 열 팽창에 의해 후술하는 상형 인서트 블록(26)과의 간극을 없앰으로써 이 간극으로부터의 수지의 누출을 방지해도 된다.

(성형품 수납부(D))

성형품 수납부(D)는, 수지 몰드 후의 성형품(11)을 세트하는 세트부(12), 성형품(11)으로부터 게이트 등의 불필요 수지를 제거하는 게이트 브레이크부(13), 불필요 수지가 제거된 성형품(11)을 수납하는 수납부(14)를 구비한다. 성형품(11)은 수납용의 매거진(15)에 수납되고, 성형품이 수납된 매거진(15)은 스토커에 순차적으로 수용된다.

(반송 기구(E))

반송 기구(E)는, 워크를 프레스부(C)에 반입하는 로더(16) 및 성형품(11)을 프레스부로부터 반출하는 언로더(17)를 구비하고 있다. 워크 공급부(A), 예열부(B), 프레스부(C) 및 성형품 수납부(D)는, 유닛화된 가대(架臺)끼리가 연결되어 수지 몰드 장치가 조립되어 있다. 각 유닛의 장치 깊이측에는 가이드부(18)가 각각 설치되고, 가이드부(18)끼리를 직선적으로 연결하도록 조립함으로써 가이드 레일이 형성되어 있다. 로더(16) 및 언로더(17)는, 가이드 레일을 따라서 각각 왕복 운동 가능하게 설치되어 있다. 로더(16)와 언로더(17)는, 가이드부(18) 상의 소정 위치로부터 워크 공급부(A), 예열부(B), 프레스부(C), 성형품 수납부(D)를 향하여 직선적으로 진퇴 이동 가능하게 설치되어 있다.

따라서, 유닛의 구성을 바꿈으로써, 가이드부(18)끼리를 연결시킨 상태를 유지하면서, 수지 몰드 장치의 구성 태양(態樣)을 변경할 수 있다. 예를 들면, 도 1에 나타낸 예는, 프레스 장치(6)를 2대 설치한 예이지만, 프레스 장치(6)가 단수 또는 3대 이상의 복수 대 연결된 수지 몰드 장치를 구성하는 것도 가능하다. 마찬가지로 후술하는 액상 수지 공급부(F)를 복수 대 구비하는 구성으로 해도 된다.

수지 몰드 동작의 개요에 대하여 설명한다. 워크 공급부(A)에 있어서 세트대(2)에 세트되어 있는 워크(기판(1))는, 로더(16)에 의해서 집어 들어져 유지한 채 가이드부(18)를 따라서 예열부(B)로 이동하여, 수지 몰드되기 전에 예비 가열된다.

한편, 프레스 장치(6)로부터, 언로더(17)가 수지 몰드 후의 성형품(11)을 취출하는 동작과 병행하여, 로더(16)는 가이드 레일 상을 이동하여 태블릿 공급부(4)로부터 수지 태블릿(3)을 집어듦과 함께, 예열부(B)로부터 기판(1)을 집어든다. 계속해서, 로더(16)는, 프레스 장치(6)의 측방까지 이동하여, 당해 프레스 장치(6) 내에 진입하여 기판(1)과 수지 태블릿(3)을 형 개방한 몰드 금형에 공급한다. 기판(1) 및 수지 태블릿(3)은 몰드 금형에 설치된 히터(도시 생략)에 의해서 가열된다. 프레스 장치(6)로부터 로더(16)가 퇴출한 후, 몰드 금형(19)(도 3c 참조)에 의해 워크가 클램프되고, 반도체 칩(5)을 수용하여 캐비티를 형성하는 캐비티 오목부(32)(도 3d 참조)에 용융한 몰드 수지가 충전되어 반도체 칩(5)이 수지 몰드된다.

수지 몰드 후, 형 개방한 몰드 금형에 프레스 장치(6)의 측방으로부터 언로더(17)가 진입하여, 성형품을 집어들어 프레스 장치(6)로부터 성형품(11)을 반출한다. 반출된 성형품(11)은, 언로더(17)가 가이드 레일을 따라서 이동하여 성형품 수납부(D)의 세트부(12)에 옮겨 탑재되고, 이어서 세트부(12)로부터 게이트 브레이크부(13)로 이송되어 게이트 브레이크되어 불필요 수지가 제거되고, 수납부(14)에 성형품(11)이 수납된다. 또한, 몰드 수지로서 액상 수지를 이용하는 때에는, 성형품(11)의 두께 측정부를 설치하여 수지 몰드 부분의 두께를 측정하여 당해 수지 몰드 부분의 두께의 측정 결과에 기초하여, 공급량을 조정할 수도 있다.

이상과 같이, 워크 공급부(A)로부터 순차적으로 기판(1)을 공급함과 함께, 기판(10)은 프레스부(C)에 있어서 수지 몰드되고, 성형품 수납부(D)에 성형품(11)이 수납된다.

본 실시 형태의 수지 몰드 장치에 있어서는, 워크(기판(1) 및 반도체 칩(5))의 두께에 대응시켜 클램프하도록 몰드 금형을 구동하고 나서 수지 몰드함으로써, 금형 클램프에 의해 워크에 작용하는 스트레스를 가급적 줄여 수지 버를 생기게 하지 않고, 고정밀도로 수지 몰드할 수 있다.

다음으로, 수지 몰드 장치에 구비하는 몰드 금형의 구성에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다. 몰드 금형(19)은 상형(20)(일방의 금형)과 하형(21)(타방의 금형)을 구비하고 있다.

도 2a를 참조하여 상형(20)의 구성에 대하여 설명한다. 상형(20)은 상형 체이스 블록(22)에 캐비티 저부를 형성하는 캐비티 피스(23)가 스프링(24)을 개재하여 매달기 지지되어 있다. 캐비티 피스(23)의 워크 맞닿음면과 반대면에는 테이퍼면(23a)이 형성되어 있다. 캐비티 피스(23)는, 상형 체이스 블록(22)과의 사이에 설치된 제 1 가동 테이퍼 블록(25)의 테이퍼면(25a)에 테이퍼면(23a)을 맞겹치도록 지지되어 있다(웨지 기구).

또, 상형 체이스 블록(22)에는, 상형 인서트 블록(26)(제 1 인서트)이 강체(剛體) 상태로 지지되어 있다. 캐비티 피스(23)는, 상형 인서트 블록(26)에 형성되는 캐비티 오목부의 저부를 형성하도록 관통 구멍(26a)에 삽입되어 매달기 지지되어 있다. 또, 캐비티 피스(23)를, 스프링(24)이 자연 길이보다 신장된 상태(복원력이 작용한 상태)에서 제 1 가동 테이퍼 블록(25)에 지지시켜도 된다. 이 경우, 캐비티 피스(23)는, 제 1 가동 테이퍼 블록(25)과 테이퍼면끼리가 맞닿음으로써 리지드하게(강체적으로) 지지된다. 상형 인서트 블록(26)에는, 캐비티 오목부(32)를 형성하는 오목부(26b)나 상형 컬(cull)(26c), 상형 런너(26d) 등의 수지로나 상형 클램프면에 더미 캐비티(26e)가 각설(刻設)되어 있다. 또한, 더미 캐비티(26e)와 캐비티 오목부(32)를 접속하는 홈부(스루 게이트)의 깊이는, 플립 칩 실장된 반도체 칩(5)이라면 기판(1)과의 간극(환언하면, 언더필되는 부분)보다 좁게 형성할 수 있다. 이 경우, 더미 캐비티(26e)로의 수지의 충전보다 반도체 칩(5) 아래로의 언더필을 우선시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 또, 상형 인서트 블록(26)의 외주면과 대향하는 상형 체이스 블록(22)의 내벽면과의 간극을 폐지하는 상형 시일 링(27)이 설치되어 있다. 상형 시일 링(27)은, 후술하는 2 계통의 감압 장치(29, 58)에 의한 각각의 기능을 실현하기 위하여 설치된다. 즉, 상형 시일 링(27)에 의한 릴리스 필름(10)의 흡인과, 감압 장치(58)에 의한 캐비티를 감압하는 공간을 구분하기 위하여 설치되어 있다.

상형 체이스 블록(22)에는 상형 흡인로(28)가 설치되어 있다. 상형 흡인로(28)는 감압 장치(29)에 접속되어 있다. 상형 체이스 블록(22)과 상형 인서트 블록(26)과의 간극, 상형 인서트 블록(26)과 캐비티 피스(23)와의 간극 및 상형 인서트 블록(26)의 클램프면에 형성된 흡인 구멍(도시 생략)은 상형 흡인로(28)와 접속되어 감압 장치(29)에 접속된다. 릴리스 필름(10)은 상형 클램프면에 형성된 흡인 구멍(도시 생략), 캐비티 피스(23)와 상형 인서트 블록(26)과의 간극을 이용한 흡인 기구에 의해 캐비티 피스(23)를 포함하는 상형 클램프면에 흡착 유지된다. 릴리스 필름(10)으로서는, 몰드 금형(19)의 가열 온도에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 것으로, 금형면으로부터 용이하게 박리하는 것으로서, 유연성, 신전성(伸展性)을 갖는 필름재, 예를 들면, PTFE, ETFE, PET, FEP, 불소 함침 유리 크로스, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐리딘 등이 적절하게 이용된다.

제 1 가동 테이퍼 블록(25)은, 캐비티 피스(23)를 향하여 판 두께가 감소(또는 증가)하도록 소정의 경사 각도를 가진 테이퍼면(25a)이 형성되어 있다. 제 1 가동 테이퍼 블록(25)은, 나사 축(30)을 개재하여 서보 모터(31)에 연결되어 있다(상형 구동부(7)). 서보 모터(31)를 소정 방향으로 기동하면, 나사 축(30)을 통하여 나사 감합(嵌合)하는 제 1 가동 테이퍼 블록(25)이 상형 체이스 블록(22)의 저부를 따라서 진퇴 이동한다. 이에 의해, 캐비티 피스(23)가 릴리스 필름(10)을 개재하여 캐비티 오목부(32)의 형 개폐 방향의 높이 위치(상면부)를 조정할 수 있다. 또한, 서보 모터(31)는, 상형(20)에 있어서 가열되는 형의 벽면에 대하여 이간되게 배치할 수 있다. 또, 서보 모터(31)는, 형에 의한 가열의 방지나 메인터넌스성을 향상하기 위하여 필요에 따라서 나사 축(30)과의 연결을 해제 가능하게 구성되어 있어도 된다.

다음으로, 도 2a를 참조하여 하형(21)의 구성에 대하여 설명한다. 하형(21)은, 구동원(전동 모터)에 의해 구동하는 구동 전달 기구(토글 링크 등의 링크 기구또는 나사 축 등)를 개재하여 하형 체이스 블록(33)을 탑재하는 하형 가동 플래튼을 승강시키는 공지의 형 체결 기구에 의해서 형 개폐가 행해지게 되어 있다. 또, 3개 이상의 볼 나사 기구에 의해 하형 가동 플래튼의 각부(角部)를 지지하여 구동량을 미세 조정함으로써 상형을 지지하는 고정 플래튼에 대한 하형 가동 플래튼의 경사를 보정하는 구성으로 해도 된다. 이들의 경우, 하형(21)의 승강 동작은 이동 속도나 가압력 등을 임의로 설정할 수 있고, 몰드 수지를 캐비티 오목부(32)에 충전하는 동작 및 후술하는 잉여 수지를 캐비티 오목부(32)로부터 눌러 되돌리는 동작에 있어서 몰드 수지의 유동 속도나 수지 압력을 임의로 설정할 수 있다. 이 때문에, 형 체결 기구에 의해서 이들을 제어도 가능하게 되기 때문에, 장치 구성을 간소화할 수 있다.

하형 체이스 블록(33)에는, 하형 인서트 블록(34)(제 2 인서트)이 조립되어 있다. 하형 인서트 블록(34)의 중앙부에는 몰드 수지(수지 태블릿(3))가 장전되는 통 형상의 포트(35)가 조립되어 있다. 하형 인서트 블록(34)의 상단면은, 포트(35)의 상단면과 동일 면에 형성되어 있다. 포트(35) 내에는 공지의 트랜스퍼 구동 기구에 의해 상하 이동하는 플런저(36)가 설치되어 있다. 플런저(36)는, 복수의 포트(35)에 대응하여 복수 개가 지지 블록(도시하지 않음)에 설치되는 멀티 플런저가 이용된다. 각 플런저(36)의 지지부에는 도시하지 않은 탄성 부재가 설치되어 있고, 각 플런저(36)는 탄성 부재의 탄성에 의해 약간 변위하여 과잉의 가압력을 회피함과 함께 보압시에는 태블릿의 수지량의 불균일에 순응할 수 있게 되어 있다.

하형 체이스 블록(33)의 상면에는 하형 인서트 블록(34)의 양측에 인접하여 워크가 탑재되는 워크 지지부(37)가 각각 설치되어 있다. 워크는, 기판(1)의 한쪽 면에 반도체 칩(5)이 실장된 한쪽 면 몰드용의 제품이 이용된다. 워크 지지부(37)는, 하형 체이스 블록(33)의 상면과의 사이에 설치된 스프링(38)에 의해서 플로팅 지지되어 있다.

워크 지지부(37)와 하형 체이스 블록(33)의 사이에는, 고정 테이퍼 블록(57)과 제 2 가동 테이퍼 블록(39)이 맞겹쳐 설치되어 있다. 고정 테이퍼 블록(57)의 하면에 형성된 테이퍼면(57a)과 제 2 가동 테이퍼 블록(39)의 상면에 형성된 테이퍼면(39a)를 맞겹친 상태에서 하형 체이스 블록(33) 상에 지지되어 있다(웨지 기구). 워크 지지부(37)는, 스프링(38)이 자연 길이보다 줄어든 상태(탄발력이 작용한 상태)에서 지지된 구성으로 할 수 있다. 제 2 가동 테이퍼 블록(39)은, 나사 축(40)을 개재하여 서보 모터(41)에 연결되어 있다(하형 구동부(8)). 서보 모터(41)를 소정 방향으로 기동하면, 나사 축(40)을 통하여 나사 감합하는 제 2 가동 테이퍼 블록(39)이 하형 체이스 블록(33)의 저부를 따라서 진퇴 이동한다. 이에 의해, 워크(기판(1))의 판 두께에 따라서 워크 지지부(37)의 형 개폐 방향의 위치를 조정하여, 예를 들면 기판 상면이 하형 클램프면과 대략 동일면이 되도록 조정할 수 있다. 즉, 기판(1)의 두께에 관계없이 기판(1)의 상면이 하형 클램프면으로부터 동일량만큼 높아지도록 함으로써 기판(1)을 파손하지 않고 수지 누설을 방지할 수 있는 적절한 클램프 상태가 된다. 워크 지지부(37)는, 고정 테이퍼 블록(57)에 의해 리지드하게 지지되지만, 고정 테이퍼 블록(57)과의 사이에 간극이 형성되어 있어도 된다. 이 경우에는, 스프링(38)의 휨에 의해 기판(1)의 과도한 클램프력을 가하지 않고 클램프할 수 있다. 또한, 워크(기판(1))의 두께에 따라서, 두께가 다른 워크 지지부(37)를 교환하여 판 두께를 조정할 수도 있다. 또한, 워크 지지부(37)에 도시하지 않은 흡인 구조를 구비할 수도 있다. 이 경우, 예열됨으로써 왜곡이 발생하기 쉬운 기판(1)이더라도 워크 지지부(37)에 흡착함으로써 평탄하게 유지한 상태에서 클램프하도록 해도 된다. 이에 의해, 얇고 휨이 발생하기 쉬운 기판(1)이더라도 확실하게 유지하여 위치가 어긋나지 않고 확실하게 클램프할 수 있다.

또, 하형 체이스 블록(33)(하형(21))의 외주 위치에는, 하형 시일 링(42)이 설치되어 있다. 또, 하형 체이스 블록(33)에는 하형 흡인로(43)가 설치되어 있다. 하형 흡인로(43)는 감압 장치(58)에 접속되어 있다. 하형 흡인로(43)는 하형 시일 링(42)으로부터 내주측에 개구하고 있다. 몰드 금형(19)을 형 폐쇄하면, 상형 체이스 블록(22)과 하형 체이스 블록(33)이 하형 시일 링(42)을 사이에 두는 상태가 되어, 상형(20)과 하형(21) 사이에 외주가 폐쇄된 폐쇄 공간이 형성된다. 감압 장치(58)를 기동하면 하형 흡인로(43)를 통하여 감압 공간이 형성된다.

여기서, 상기 몰드 금형(19)의 수지 몰드 동작에 따른 개폐 동작에 대하여 도 2a 및 도 2b, 도 3c 및 도 3d, 도 4e를 참조하면서 설명한다. 도 2a는 몰드 금형(19)이 형 개방한 상태를 나타낸다. 상형 클램프면에는, 감압 장치(29)가 작동하여 릴리스 필름(10)이 흡착 유지되어 있다. 본 실시예에서는, 예를 들면 워크(기판(1) 및 반도체 칩(5))의 두께에 따라서 몰드 금형(19)을 형 폐쇄하기 전에 캐비티 높이 가변 기구 및 판 두께 가변 기구의 동작량을 미세 조정한다.

즉, 반도체 칩(5)의 높이에 맞추어 서보 모터(31)를 기동하여 나사 축(30)을 통하여 제 1 가동 테이퍼 블록(25)을 어느 일방으로 슬라이드(전진 이동 또는 후퇴 이동)시켜, 캐비티 피스(23)가 반도체 칩(5)에 과도한 스트레스를 주지 않고 가압할 수 있는 높이 위치로 조정해 둔다.

또, 기판(1)의 판 두께에 맞추어 서보 모터(41)를 기동하여 나사 축(40)을 통하여 제 2 가동 테이퍼 블록(39)을 어느 일방으로 슬라이드(전진 이동 또는 후퇴 이동)시켜, 워크 지지부(37)가 기판(1)에 과도한 스트레스를 주지 않고 클램프할 수 있는 높이 위치로 조정해 둔다.

다음으로, 도 2b에 있어서, 형 개방한 몰드 금형(19)의 하형(21)에 로더(16)(도 1 참조)에 의해 워크가 공급된다. 즉, 워크 지지부(37)에는 반도체 칩(5)이 실장된 기판(1)이 반입되며, 포트(35)에는 수지 태블릿(3)이 장전된다. 이 때, 워크 지지부(37)는, 하형 구동부(8)에 의해 미리 판 두께 조정되어 있기 때문에, 기판(1)이 하형 클램프면과 대략 동일면이 되도록 지지된다. 또한, 반도체 칩(5)은 와이어 본딩 실장되어 있어도 된다. 이 경우, 캐비티 피스(23)에서는 반도체 칩(5)에 있어서의 와이어가 본드된 내측의 평탄 부분에 대하여 클램프할 수 있는 돌기 형상으로 함으로써, 반도체 칩(5)이 와이어 본딩 실장된 워크이더라도 클램프하여 성형할 수 있다.

다음으로, 도 3c에 있어서, 하형(21)을 상승시켜 몰드 금형(19)을 형 폐쇄한다. 이 때, 금형 클램프 동작에 앞서 또는 클램프 동작 개시와 함께 감압 장치(58)가 작동하여 하형 흡인로(43)로부터 흡인 동작을 개시해도 된다. 상형 체이스 블록(22)이 하형 시일 링(42)에 맞닿으면, 상형(20)과 하형(21) 사이에 폐쇄 공간이 형성되어, 하형 흡인로(43)로부터의 흡인 동작에 의해 감압 공간이 형성된다.

클램프 동작이 더 진행되어 하형 인서트 블록(34) 및 기판(1)에 상형 인서트 블록(26)이 릴리스 필름(10)을 개재하여 맞닿고, 캐비티 피스(23)가 릴리스 필름(10)을 개재하여 반도체 칩(5)에 맞닿으면, 클램프 동작이 완료된다. 또한, 몰드 금형(19)을 형 폐쇄한 후에 캐비티 높이 가변 기구 및 판 두께 가변 기구의 동작량을 미세 조정해도 된다.

다음으로, 도 3d에 있어서, 트랜스퍼 기구를 작동시켜, 플런저(36)를 밀어 올려 용융한 몰드 수지를 상형 컬(26c), 상형 런너(26d)를 통하여 캐비티 오목부(32)에 압송한다. 이 때, 반도체 칩(5)의 상면은 캐비티 피스(23)에 가압되어 있으므로, 플립 칩 실장된 반도체 칩(5)이라면 기판(1)과의 사이에 용융 수지를 유도하여 언더필할 수 있다. 즉, 몰드 금형(19) 내에서 언더필을 행하는 몰드 언더필(MUF)을 행할 수 있다. 또한, 언더필하는 반도체 칩(5) 바로 아래의 영역에 충전되는 용융 수지에 보이드가 있더라도 캐비티 오목부(32)로부터 더미 캐비티(26e)로 몰드 수지를 오버플로우시킴으로써 보이드를 눌러 흐르게 하여 캐비티 내의 수지 충전성을 향상시킬 수 있다. 몰드 수지에 혼입된 기포는, 수지보다 우선하여 흐르게 됨으로써 오버플로우시킨 후에 도시하지 않은 에어 벤트를 개재하여 감압 공간으로 배출되어 하형 흡인로(43)로부터 흡인되어 배기시켜도 된다. 또, 판 두께 가변 기구의 동작에 의해 기판(1)의 두께에 관계없이 균일한 깊이의 홈부를 개재하여 더미 캐비티(26e)에 몰드 수지를 눌러 흐르게 할 수 있다. 즉, 기판(1)의 재질에 따라서는 클램프력으로 변형되어 홈부 내로 부풀어올라, 단면적을 좁게 해 버리는 것과 같은 사태를 방지할 수 있다. 따라서, 워크마다 두께에 불균일이 있더라도 더미 캐비티(26e)로 몰드 수지를 확실하게 오버플로우시키면서 수지 누설도 방지할 수 있기 때문에, 워크의 두께에 관계없이 확실하게 보이드를 배출할 수 있어, 성형 품질을 안정시키는 것이 가능하다.

도 4e는 기판(1)에 실장된 반도체 칩(5)의 몰드 언더필을 행할 뿐만 아니라, 당해 반도체 칩(5)을 노출시키지 않고 오버몰드하는 공정을 나타낸다. 이 공정은 워크의 제품 요건에 따라서 임의로 실시할 수 있다. 도 3d에 있어서, 플립 칩 실장된 반도체 칩(5)이라면 언더필 몰드가 행해진 후, 즉, 더미 캐비티(26e)로 몰드 수지를 오버플로우시킨 후, 상형 구동부(7)를 기동하여 캐비티 피스(23)를 상승시켜 캐비티 오목부(32)의 용적을 확대한다. 구체적으로는, 서보 모터(31)를 기동하여 나사 축(30)을 통하여 제 1 가동 테이퍼 블록(25)을 캐비티 피스(23)의 평면 위치로부터 퇴피하는 방향으로 슬라이드시킨다. 이에 의해, 캐비티 피스(23)가 테이퍼면(25a)의 경사를 따라서 상승하여, 반도체 칩(5)과의 사이에 간극(캐비티 용적)이 형성되어 몰드 수지가 충전된다. 이와 같이 미리 언더필 공정을 행한 후에 오버몰드 공정을 행함으로써, 동시에 이들 공정을 행하는 경우와 비교하여, 언더필에 있어서의 미충전을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 언더필에 있어서의 충전성을 더 높이기 위하여, 캐비티 피스(23)의 상하 운동을 반복해도 된다. 이 경우, 서보 모터(31)를 정·역 회전 구동하여 나사 축(30)을 통하여 제 1 가동 테이퍼 블록(25)을 진퇴 이동시킴으로써, 즉, 도 3d와 도 4e의 상태가 반복된다. 또, 동시에 플런저(36)의 상하 운동을 반복함으로써 수지를 캐비티 오목부(32)로부터 포트(35)측으로 밀어 되돌리도록 해도 된다. 이에 의해, 몰드 수지의 유동량을 많게 함으로써 간극인 공간부에 충전되기 쉬워진다. 또한, 후술의 실시예와 같이, 형 폐쇄 동작에 의해 캐비티 피스(23)의 높이를 가변으로 하는 구성을 이용할 때에는, 재빨리 반복을 행할 수 있어, 충전성이 높은 성형을 단시간에 행할 수 있다.

상기 몰드 금형(19)을 이용하면, 기판의 두께에 불균일이 있더라도, 판 두께 조정 기구에 의해 워크 지지부(37)의 높이 위치를 변경함으로써, 기판(1) 상면을 금형 클램프면과 일치하도록 조정할 수 있어, 기판(1)으로부터의 반도체 칩(5)의 높이(적층된 높이를 포함한다)에 워크마다의 불균일이 있더라도, 캐비티 피스 조정 기구에 의해 캐비티 피스(23)의 높이 위치를 변경함으로써, 성형 두께가 일정해지도록 조정할 수 있다.

따라서, 워크(기판(1), 반도체 칩)의 두께 방향의 불균일의 유무나 불균일 양의 대소에 관계없이, 워크에 과대한 스트레스가 작용하지 않고 형 체결 밸런스를 안정시켜 클램프할 수 있다. 캐비티 피스(23)와 워크 지지부(37)의 쌍방에 형 개폐 방향의 위치를 조절하는 웨지 기구가 설치되어 있으면, 캐비티 피스(23) 및 워크 지지부(37)의 형 개폐 방향의 위치 제어를 고정밀도화할 수 있으므로, 금형 클램프시에 워크에 작용하는 스트레스를 가급적 저감할 수 있어, 고정밀도의 성형 품질을 유지할 수 있다.

또, 캐비티 오목부(32)로 충전되는 몰드 수지에 발생한 보이드를 더미 캐비티로 눌러 흐르게 하여 성형 품질을 향상시킬 수 있다. 특히, 언더필 몰드를 행할 때의 수지 충전성을 향상시킬 수 있다.

따라서, 성형 두께가 균일하고 플래시 버가 생기지 않는, 성형 품질을 높인 수지 몰드 장치를 제공할 수 있다.

[실시예 2]

다음으로, 수지 몰드 장치의 다른 예에 대하여 설명한다. 장치 구성은 공통되어 있으므로, 주로 몰드 금형의 변경점을 중심으로 설명한다. 실시예 1과 동일한 부재에는 동일한 번호를 붙여 설명을 원용하는 것으로 한다.

도 5a 및 도 5b에 있어서, 상형(20)과 하형(21) 사이에 중간 플레이트(44)를 개재시켜 수지 몰드를 행하는 점이 상이하다. 중간 플레이트(44)에는, 포트(35)에 연통하는 제 1 관통 구멍(44a)과 상형 런너(26d)에 연통하는 게이트(44b)(수지로)와, 게이트(44b)가 연통하는 반도체 칩(5)을 수용하는 제 2 관통 구멍(44c)(캐비티에 상당)과, 제 2 관통 구멍(44c)과 더미 캐비티(26e)를 연통하는 스루 게이트(44d)(수지로)가 형성되어 있다. 중간 플레이트(44)는, 예를 들면 판 두께가 워크의 반도체 칩(5)의 높이에 합치하고, 수지 몰드 영역이 제 2 관통 구멍(44c)에 합치한 것이 이용된다.

도 5a에 있어서, 전제로서, 워크 측정부(B)에 있어서의 측정 결과에 따라서 반도체 칩(5)의 높이에 맞추어 서보 모터(31)를 기동하여 나사 축(30)을 통하여 제 1 가동 테이퍼 블록(25)을 어느 일방으로 슬라이드(전진 이동 또는 후퇴 이동)시켜, 캐비티 피스(23)가 반도체 칩(5)에 과도한 스트레스를 주지 않고 가압할 수 있는 높이 위치로 미리 조정해 둔다.

또, 기판(1)의 판 두께에 맞추어 서보 모터(41)를 기동하여 나사 축(40)을 통하여 제 2 가동 테이퍼 블록(39)을 어느 일방으로 슬라이드(전진 이동 또는 후퇴 이동)시켜, 워크 지지부(37)가 기판(1)에 과도한 스트레스를 주지 않고 클램프할 수 있는 높이 위치로 미리 조정해 둔다.

이어서, 로더(16)에 의해서, 기판(1)을 워크 지지부(37)에 탑재하여 수지 태블릿(3)을 포트(35)에 장전한 후, 중간 플레이트(44)를 기판(1)의 외주 단부와 하형 인서트 블록(34)과의 간극에 걸쳐 하형 클램프면에 맞겹친다. 이 때, 중간 플레이트(44)는, 제 1 관통 구멍(44a)은 포트(35)와 위치맞춤되어, 제 2 관통 구멍(44c) 내에 반도체 칩(5)이 수용되도록 위치맞춤되어 하형 클램프면에 탑재된다. 중간 플레이트(44)는, 공급 유닛을 설치하여 독자의 반송 기구에 의해서 몰드 금형(19)으로 공급해도 되지만, 로더(16)에 의해서 수지 태블릿(3)과 함께 공급하도록 해도 된다.

이어서, 하형(21)을 상승시켜 몰드 금형(19)을 형 폐쇄한다. 상형 체이스 블록(22)이 하형 시일 링(42)에 맞닿으면, 상형(20)과 하형(21) 사이에 폐쇄 공간이 형성되어, 하형 흡인로(43)로부터의 흡인 동작에 의해 감압 공간이 형성된다. 클램프 동작이 더 진행되어 중간 플레이트(44)에 상형 인서트 블록(26)이 릴리스 필름(10)을 개재하여 맞닿고, 캐비티 피스(23)가 릴리스 필름(10)을 개재하여 반도체 칩(5)에 맞닿으면, 클램프 동작이 완료된다.

다음으로, 도 5b에 있어서, 트랜스퍼 기구를 작동시켜, 플런저(36)를 밀어 올려 용융한 몰드 수지를 제 1 관통 구멍(44a), 상형 컬(26c), 상형 런너(26d), 게이트(44b)를 통하여 제 2 관통 구멍(44c)에 압송한다. 이 때, 용융된 몰드 수지는, 중간 플레이트(44)의 상면을 통과함으로써 기판(1)과 형의 간극에 걸쳐, 캐비티를 구성하는 제 2 관통 구멍(44c)에 직접 주입된다. 또, 플립 칩 실장된 반도체 칩(5)이라면 그 상면은 캐비티 피스(23)에 가압되어 있으므로, 반도체 칩(5)과 기판(1) 사이에 용융 수지를 유도하여 언더필 몰드를 행할 수 있다. 또, 제 2 관통 구멍(44c)으로부터 스루 게이트(44d)를 통하여 더미 캐비티(26e)로 몰드 수지를 오버플로우시킴으로써 보이드(미충전)를 눌러 흐르게 하여 캐비티 내의 수지 충전성을 향상시킬 수 있다.

이 경우, 기판(1)에 런너나 더미 캐비티 등과 같이 몰드 후에 박리할 필요가 있는 부위의 박리를 용이하게 하기 위한 금 도금은 불필요하게 되어, 기판(1)과 하형 인서트 블록(34)과의 간극에 몰드 수지가 누설되어 금형의 슬라이딩 불량을 일으킬 우려도 없어진다.

[실시예 3]

본 실시예는, 중간 플레이트(44)를 이용하고 있는 점은 실시예 2와 동일하지만, 상형(20)에 스위블 기구(45)가 부가되어 있는 점이 다르다. 구체적으로는, 제 1 가동 테이퍼 블록(25)과 반도체 칩(5)에 릴리스 필름(10)을 개재하여 맞닿는 캐비티 피스(23)와의 사이에 가이드 피스(46)가 설치되어 있다. 가이드 피스(46)는, 스프링(24)에 의해서 상형 체이스 블록(22)에 매달기 지지되어 있다. 캐비티 피스(23)와 가이드 피스(46) 사이, 즉, 워크 맞닿음과 반대면측에는, 스프링(24)보다 충분히 출력이 작은 가압 스프링(47)이 탄장(彈裝)되어 있어, 캐비티 피스(23)와 가이드 피스(46) 사이에 간극이 형성되어 있다. 또한, 이 간극은 반드시 설치할 필요는 없지만, 캐비티 피스(23)와 가이드 피스(46)와의 슬라이딩 저항을 낮게 하여, 캐비티 피스(23)의 경동을 원활하게 행하기 위하여 근소한 간극을 형성하는 편이 바람직하다.

캐비티 피스(23)의 가이드 피스(46)와 대향하는 대향면 중앙부에는 볼록면부(23d)(가이드면부)가 형성되어 있고, 캐비티 피스(23)와 대향하는 가이드 피스(46)의 대향면 중앙부에는 볼록면부(23d)와 감합하는 오목면부(가이드면부; 도시 생략)가 형성되어 있다. 캐비티 피스(23)는, 릴리스 필름(10)을 개재하여 복수(또는 단수)의 반도체 칩(5)에 맞닿으면, 당해 반도체 칩(5)의 높이의 불균일(경사)에 따라서 적당한 경사 상태가 되고, 볼록면부(23d)를 중심으로 하여 경동한 상태에서 가압한다. 상형(20)과 하형(21)의 클램프가 완료되면, 캐비티 피스(23)와 가이드 피스(46) 사이의 가압 스프링(47)은 압축되어 볼록면부(23d)와 오목면부(도시 생략)가 감합하여 간극이 해소된 리지드(강체적)인 상태에서 클램프된다. 이 경우, 볼록면부(23d)를 구면(球面)으로 구성하여, 이 구면의 중심을 캐비티 피스(23)에 있어서 반도체 칩(5)을 향하게 된 단면에 일치시킬 수도 있다. 이에 의하면, 캐비티 피스(23)가 경사지게 하면서 반도체 칩(5)을 클램프하더라도 당해 반도체 칩(5)에 전단 방향의 응력을 발생시키지 않고 클램프할 수 있기 때문에 보다 바람직하다. 단, 볼록면부(23d)를 가이드 피스(46)측에 형성해도 된다.

도 6a에 있어서, 전제로서, 워크 측정부(B)에 있어서의 측정 결과에 따라서 반도체 칩(5)의 높이에 맞추어 서보 모터(31)를 기동하여 캐비티 피스(23)가 반도체 칩(5)에 과도한 스트레스를 주지 않고 가압할 수 있는 높이 위치로 미리 조정해 둔다. 마찬가지로 기판(1)의 판 두께에 맞추어 서보 모터(41)를 기동하여 워크 지지부(37)가 기판(1)에 과도한 스트레스를 주지 않고 클램프할 수 있는 높이 위치로 미리 조정해 둔다.

이어서, 로더(16)에 의해서, 기판(1)을 워크 지지부(37)에 탑재하여 수지 태블릿(3)을 포트(35)에 장전한 후, 중간 플레이트(44)를 기판(1)의 외주 단부와 하형 인서트 블록(34)과의 간극에 걸쳐 하형 클램프면에 맞겹친다.

이어서, 하형(21)을 상승시켜 몰드 금형(19)을 형 폐쇄한다. 상형 체이스 블록(22)이 하형 시일 링(42)에 맞닿으면, 상형(20)과 하형(21) 사이에 폐쇄 공간이 형성되어, 하형 흡인로(43)로부터의 흡인 동작에 의해 감압 공간이 형성된다. 클램프 동작이 더 진행되어 중간 플레이트(44)에 상형 인서트 블록(26)이 릴리스 필름(10)을 개재하여 맞닿고, 캐비티 피스(23)가 릴리스 필름(10)을 개재하여 반도체 칩(5)에 맞닿으면, 스위블 기구(45)에 의해서 캐비티 피스(23)가 볼록면부(23d)를 중심으로 경동한 채, 클램프 동작이 완료된다.

다음으로, 도 6b에 있어서, 트랜스퍼 기구를 작동시켜, 플런저(36)를 밀어 올려 용융된 몰드 수지를 제 1 관통 구멍(44a), 상형 컬(26c), 상형 런너(26d), 게이트(44b)를 통하여 제 2 관통 구멍(44c)에 압송한다. 이 때, 반도체 칩(5)의 상면은 캐비티 피스(23)에 가압되어 있으므로, 플립 칩 실장된 반도체 칩(5)이라면 기판(1)과의 사이에 용융 수지를 유도하여 언더필 몰드를 행할 수 있다.

또, 제 2 관통 구멍(44c)으로부터 스루 게이트(44d)를 통하여 더미 캐비티(26e)로 몰드 수지를 오버플로우시킴으로써 보이드를 눌러 흐르게 하여 캐비티 내의 수지 충전성을 향상시킬 수 있다.

이상으로부터, 기판(1)에 실장된 반도체 칩(5)에 경사가 생겨 있더라도, 캐비티 피스(23)와 릴리스 필름(10)을 통하여 치우쳐서 닿지 않고 반도체 칩(5)의 경사에 따라서 캐비티 피스(23)가 경동하므로, 반도체 칩(5)에 스트레스가 생기는 일은 없고 칩이 손상되거나 파손되거나, 플래시 버가 발생하거나 할 우려가 없어진다. 따라서, 성형 품질이 향상한다. 또, 이와 같이 캐비티 피스(23)를 경동 가능하게 함으로써, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)와 FWD(Free Wheeling Diode)를 한 쌍의 리드 프레임 사이에 끼워넣어 인버터를 구성하는 패키지와 같이, 다른 소자를 끼워넣어 구성되기 때문에 한 쌍의 리드프레임이 기울어지기 쉬운 워크이더라도 플래시 버의 발생을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 이와 같은 성형례에 있어서는, 하측에 배치된 리드 프레임이 본 발명의 「제 1 부재」에 상당하고, IGBT, FWD 및 상측에 배치된 리드 프레임이 본 발명의 「제 2 부재」에 상당한다.

[실시예 4]

도 7a에 있어서, 상형 인서트 블록(26)의 클램프면에 있어서, 기판 대향면으로부터 외측에 더미 캐비티(26e)가 설치되어 있다. 또, 더미 캐비티(26e)로부터 외주측의 클램프면에는, 릴리스 필름(10)을 개재하여 대향하는 하형 인서트 블록(34)의 클램프면을 가압함으로써 감압 동작을 정지시키는 폐지 핀(48)(폐지 수단)이 진퇴 이동 가능하게 설치되어 있어도 된다. 폐지 핀(48)은, 솔레노이드나 실린더 등의 구동 기구에 의해 진퇴 이동시켜도 된다.

상기 구성에 의하면, 더미 캐비티(26e)를 기판(1) 상에 형성할 필요가 없어지기 때문에, 기판(1) 상의 성형품(11)의 개수를 늘려 기판(1)의 이용률을 향상시킬 수 있다. 또, 희망하는 타이밍, 예를 들면 더미 캐비티(26e)가 오버플로우한 몰드 수지에 의해 채워진 상태에서, 몰드 금형(19) 내로부터 에어가 배출되지 않도록 하여 수지의 누출도 방지할 수 있다. 또, 더미 캐비티(26e)로부터 외주로 연장되어 캐비티로부터의 에어를 배출하는 에어 벤트(도시 생략)를 깊게 형성함으로써 에어를 배출하기 쉽게 할 수 있기 때문에, 재빨리 확실하게 감압하여 미충전을 방지할 수 있다.

또, 도 7b는, 중간 플레이트(44)를 이용한 실시예이지만, 더미 캐비티(44e)가 기판 대향면으로부터 외주측에 설치되어 있다. 더미 캐비티(44e)는 관통 구멍에 의해 형성되어 있어 스루 게이트(44d)를 통하여 제 2 관통 구멍(44c)으로부터 오버플로우시켜 잉여 수지를 수용한다. 또, 상형 인서트 블록(26)에는, 더미 캐비티(44e)로부터 외주측의 클램프면에는, 릴리스 필름(10)을 개재하여 대향하는 중간 플레이트(44)의 클램프면을 가압하는 폐지 핀(48)이 설치되어 있다. 상기 구성에 의하면, 더미 캐비티(44e)가 기판(1) 외에 형성되어 있으면, 더미 캐비티(44e) 및 캐비티 오목부(32)와 접속하는 홈부를 기판(1) 상에 형성할 필요가 없어지기 때문에, 기판(1) 상의 성형품(11)의 개수를 늘려 기판(1)의 이용률을 향상시킬 수 있다. 또, 더미 캐비티(44e)가 중간 플레이트(44)를 관통하는 관통 구멍에 형성되어 있으면, 더미 캐비티(44e)에 충전된 불필요 수지를 핀 등(도시 생략)에 의해 밀어내는 것만으로 이형할 수 있어, 불필요 수지의 이형을 용이하게 할 수도 있다. 또한, 더미 캐비티(26e)와 더미 캐비티(44e)의 양방을 구비하는 구성으로 해도 된다.

[제 5 실시예]

다음으로, 수지 몰드 장치의 다른 예에 대하여 설명한다. 주로 몰드 금형의 변경점을 중심으로 설명한다. 실시예 1과 동일한 부재에는 동일한 번호를 붙여 설명을 원용하는 것으로 한다. 실시예 1 내지 실시예 4는, 캐비티 높이 가변 기구로서 캐비티 피스(23)가 웨지 기구를 개재하여 지지되어 있었지만, 도 8a에 나타낸 바와 같이 캐비티 피스(23)가 상형 체이스 블록(22)에 강체 상태로 지지되어 있다. 또한, 상형 인서트 블록(26)이 스프링(49)에 의해 매달기 지지되어 있어도 된다. 상형(20)에는, 웨지 기구는 설치되어 있지 않고, 하형(21)의 워크 지지부(37)와 제 2 가동 테이퍼 블록(39)에 의한 웨지 기구만이 설치되어 있다.

몰드 금형(19)의 클램프 동작에 대하여 설명하면, 도 8a에 있어서, 기판(1)의 판 두께에 맞추어 서보 모터(41)를 기동하여 나사 축(40)을 통하여 제 2 가동 테이퍼 블록(39)을 어느 일방으로 슬라이드(전진 이동 또는 후퇴 이동)시켜, 워크 지지부(37)가 기판(1)에 과도한 스트레스를 주지 않고 클램프할 수 있는 높이 위치로 조정해 둔다. 이 상태에서 형 개방한 몰드 금형(19)의 하형(21)에 로더(16)(도 1 참조)에 의해 워크가 공급된다. 이 때, 워크 지지부(37)는, 하형 구동부(8)에 의해 미리 판 두께 조정되어 있기 때문에, 기판(1)이 하형 클램프면과 동일면 또는 하형 클램프면보다 약간 높아지도록 지지된다.

다음으로, 도 8b에 있어서, 하형(21)을 상승시켜 몰드 금형(19)을 형 폐쇄한다. 이 때, 금형 클램프 동작에 앞서 또는 클램프 동작 개시와 함께 감압 장치(58)가 작동하여 하형 흡인로(43)로부터 흡인 동작을 개시해도 된다. 상형 체이스 블록(22)이 하형 시일 링(42)에 맞닿으면, 상형(20)과 하형(21) 사이에 폐쇄 공간이 형성되어, 하형 흡인로(43)로부터의 흡인 동작에 의해 감압 공간이 형성된다.

클램프 동작이 진행되어 하형 인서트 블록(34) 및 기판(1)에 상형 인서트 블록(26)이 릴리스 필름(10)을 개재하여 맞닿는다.

클램프 동작이 더 진행되면, 도 8c에 나타낸 바와 같이 상형 인서트 블록(26)이 하형 인서트 블록(34) 및 기판(1)에 맞닿은 채 스프링(49)이 압축되어, 캐비티 피스(23)가 릴리스 필름(10)을 개재하여 반도체 칩(5)에 맞닿는다. 이 경우, 스프링(49)이 압축됨으로써 하형 가동 플래튼에 대하여 반력으로서 발생하는 클램프력을 검출하여, 소정의 클램프력이 되었을 때에 클램프 동작이 완료가 된다.

이에 의해, 캐비티 피스(23)가 상형 인서트 블록(26)에 대하여 상대적으로 승강하여 형 개폐 방향으로 이동하기 때문에, 하형 가동 플래튼을 승강하게 하는 형 체결 기구가 캐비티 높이 가변 기구로서 기능한다. 계속해서, 트랜스퍼 기구를 작동시켜 플런저(36)를 밀어 올려, 용융된 몰드 수지를 압송하여 캐비티 오목부(32)에 주입한다. 이 경우, 몰드 수지를 캐비티 오목부(32)에 주입하기 전에 형 폐쇄 동작을 완료하는 것만으로 반도체 칩(5)의 높이에 맞추어 캐비티 높이가 설정된다.

또한, 기판(1)과 하형 인서트 블록(34)과의 간극을 해소하기 위하여, 필요에 따라서 기판(1)을 외측으로부터 포트(35)측의 하형 인서트(34)의 벽면에 누르는 누름 기구나, 기판(1)을 물리적으로 변형시켜 간극을 없애는 찌그러뜨림 기구 등을 설치해도 된다. 이에 의해, 유동성이 높은 몰드 수지의 누설을 가능한 한 방지할 수 있다.

또, 캐비티 피스(23)는, 상형 체이스 블록(22)에 강체 상태로 지지되어 있었지만, 스프링을 개재하여 매달기 지지되어 있어도 된다. 이 경우, 상형 인서트 블록(26)을 상형 체이스 블록(22)에 강체 상태로 지지함으로써, 클램프 완료 전에 캐비티 피스(23)에 의해 반도체 칩(5)을 클램프한 후에 형 폐쇄를 완료하도록 해도 된다.

상기 구성에 의하면, 몰드 금형(19)의 형 폐쇄 동작에 있어서 하형(21)을 반도체 칩(5)의 높이에 따른 소정량 상승시키는 것만으로 캐비티 피스(23) 및/또는 상형 인서트 블록(26)(클램퍼)의 플로트 양이 조정된다. 이에 의해, 캐비티의 깊이 위치(기판(1)로부터 캐비티 피스(23)까지의 높이)를 조정하는 별도의 동작을 행하지 않고 설정할 수 있다. 즉, 반도체 칩(5)의 높이에 맞추어 설정된 위치까지 하형(21)을 상승시키는 것만으로, 워크에 과대한 가압력을 걸지 않고 클램프할 수 있어, 간이한 구성에 의해 상술한 실시예와 동일한 효과를 나타낼 수 있다.

[실시예 6]

도 9a에 있어서, 캐비티 피스(23) 및 상형 인서트 블록(26)은, 상형 체이스 블록(22)에 스프링(24, 49)에 의해 각각 매달기 지지되어 있다. 또, 캐비티 피스(23)의 반도체 칩 맞닿음면은, 그 주위로부터 하방으로 돌출 설치된 돌출 형상으로 형성되어 있다. 즉, 볼록면부(23b)와 그 주위에 오목홈부(23c)가 형성되어 있다. 또, 실시예 5와 마찬가지로, 상형(20)에는, 웨지 기구는 설치되어 있지 않고, 하형(21)의 워크 지지부(37)와 제 2 가동 테이퍼 블록(39)에 의한 웨지 기구만이 설치되어 있다.

몰드 금형(19)의 클램프 동작에 대하여 설명하면, 도 9a에 있어서, 기판(1)의 판 두께에 맞추어 서보 모터(41)를 기동하여 나사 축(40)을 통하여 제 2 가동 테이퍼 블록(39)을 어느 일방으로 슬라이드(전진 이동 또는 후퇴 이동)시켜, 워크 지지부(37)가 기판(1)에 과도한 스트레스를 주지 않고 클램프할 수 있는 높이 위치로 조정해 둔다. 이 상태에서 형 개방한 몰드 금형(19)의 하형(21)에 로더(16)(도 1 참조)에 의해 워크가 공급된다. 이 때, 워크 지지부(37)는, 하형 구동부(8)에 의해 미리 판 두께 조정되어 있기 때문에, 기판(1)이 하형 클램프면과 동일면 또는 하형 클램프면보다 약간 높아지도록 지지된다.

다음으로, 도 9b에 있어서, 하형(21)을 상승시켜 몰드 금형(19)을 형 폐쇄한다. 이 때, 금형 클램프 동작에 앞서 또는 클램프 동작 개시와 함께 감압 장치(58)가 작동하여 하형 흡인로(43)로부터 흡인 동작을 개시해도 된다. 상형 체이스 블록(22)이 하형 시일 링(42)에 맞닿으면, 상형(20)과 하형(21) 사이에 폐쇄 공간이 형성되어, 하형 흡인로(43)로부터의 흡인 동작에 의해 감압 공간이 형성된다.

클램프 동작이 진행되어 하형 인서트 블록(34) 및 기판(1)에 상형 인서트 블록(26)이 릴리스 필름(10)을 개재하여 맞닿는다. 또, 캐비티 피스(23)에 형성된 볼록면부(23b)가 릴리스 필름(10)을 개재하여 각 반도체 칩(5)에 맞닿으면, 클램프 동작이 완료된다. 이 때, 캐비티 피스(23)가 반도체 칩(5)을, 상형 인서트 블록(26)이 기판(1)을 각각 가압하는 과대한 가압력은 스프링(24, 49)의 휨에 의해 회피할 수 있다. 따라서, 반도체 칩(5)으로서 상면 발광의 LED 소자를 이용하는 경우와 같이 반도체 칩(5)의 상면을 보다 확실하게 보호하면서 칩 상면으로의 플래시도 방지하면서 클램프할 필요가 있을 때에도 성형 품질을 향상시킬 수 있다.

도 9c에 있어서, 트랜스퍼 기구를 작동시켜, 플런저(36)를 밀어 올려 용융된 몰드 수지를 상형 컬(26c), 상형 런너(26d)를 통하여 캐비티 오목부(32)에 압송한다. 이 때, 각 반도체 칩(5)의 상면은 캐비티 피스(23)의 볼록면부(23b)에 의해 가압되어 있으므로, 플립 칩 실장된 반도체 칩(5)이라면 기판(1)과의 사이에 용융 수지를 유도하여 언더필 몰드를 행할 수 있는데다가, 오목홈부(23c)에도 몰드 수지가 충전되어 각 반도체 칩(5)의 상면부를 둘러싸도록 수지 몰드된다. 캐비티 오목부(32)에 충전된 몰드 수지는 스루 게이트(26f)를 통하여 더미 캐비티(26e)로 오버플로우시킴으로써 보이드를 눌러 흐르게 하여 캐비티 내의 수지 충전성을 향상시킬 수 있다.

상기 구성에 의하면, 반도체 소자(5)로서 LED 소자의 발광면을 캐비티 피스(23)의 볼록면부(23b)에 의해 눌러 노출시킴과 함께 그 주위를 둘러싼 오목홈부(23c)에 점도가 낮은 실리콘 수지(백색 수지)를 충전하여 발광면을 둘러싼 리플렉터를 트랜스퍼 몰드에 의해 효율적으로 성형할 수 있다. 또한, 리플렉터로서 발광면의 주위의 높이를 높게 한 구성이 아니어도 되고, 발광면과 동일면이 되는 높이의 리플렉터를 형성해도 된다. 이 경우, 캐비티 피스(23)의 반도체 칩 맞닿음면은, 평탄 형상으로 형성된다.

[실시예 7]

다음으로, 수지 몰드 장치의 다른 예에 대하여 설명한다. 실시예 1과 동일한 부재에는 동일한 번호를 붙여 설명을 원용하는 것으로 한다. 이하에서는 다른 구성을 중심으로 설명한다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 수지 몰드 장치에는, 기판 공급부(워크 공급부(A))와는 별도로, 액상 수지 공급부(F)가 프레스부(C)에 인접하여 설치되어 있다. 구체적으로는, 액상 수지 공급부(F)는 프레스부(C)끼리의 사이에 설치되어 있다. 도 1과 마찬가지로, 유닛화된 가대끼리를 가이드부(18)가 연속하도록 연결되어 수지 몰드 장치가 조립되어 있다.

몰드 금형(19)의 구성은 실시예 1과 동일하다고 하여 설명하지만, 다른 실시예의 몰드 금형(19)이어도 된다.

액상 수지 공급부(F)의 구성에 대하여 도 11a를 참조하여 설명한다. 디스펜서(액상 수지 공급 장치)(50)는, 도시하지 않은 기대(基臺)와, 당해 기대에 설치된 이동 기구(레일 등을 포함하여 구성된다)와, 이동 기구에 설치된 이동대 상에서 회전 가능한 회전 기구를 갖고 있다. 디스펜서(50)는, 연직 방향을 따라서 유지된 시린지(51)를 2대의 프레스 장치(6)의 각각에 대응하는 위치로 회전시킨 후에 몰드 금형(19) 내로 진퇴 이동시켜 액상 수지를 공급한다.

디스펜서(50)는, 액상 수지가 충전된 시린지(51)와, 시린지(51)로부터 밀어내어지는 액상 수지가 흐르는 튜브(52)와, 튜브(52)의 선단측에 배치되어, 액상 수지를 포트(35)에 적하하는 적하 기구(53)를 구비하고 있다. 도시하지 않은 디스펜서 본체에 연직 방향으로 유지된 시린지(51)에 접속된 튜브(52)는, 연직 방향으로부터 대략 90도 수평 방향으로 구부려져 연장 설치되어 있다.

또, 적하 기구(53)는, 수평 방향으로부터 연직 아래쪽 방향으로 구부려진 튜브(52)의 단부(공급구가 된다)에 설치되고, 튜브(52)를 끼워 눌러 폐지하는 핀치 밸브(54)와, 튜브 개구 하방으로 진퇴 이동 가능한 수지 받이부(55)와, 튜브(52)의 주위를 냉각하는 냉각 기구(56)를 갖고 있다. 핀치 밸브(54)는, 액상 수지를 적하할 때 이외에는 튜브(52)를 밀폐하여 액상 수지가 떨어지는 것을 방지하고, 액상 수지가 외기에 닿아 열화되는 것을 방지하거나, 튜브(52) 내로의 공기가 진입되거나 하는 것을 방지한다. 또, 수지 받이부(55)는 액상 수지를 적하할 때에는 튜브(52)의 개구 하방으로부터 퇴피하고, 그 이외에는 튜브(52)의 개구 하방에 위치하여 적하하는 액상 수지를 받는다. 수지 받이부(55)는 액상 수지의 적하를 방지하는 것 외에, 몰드 금형(19)으로 진입할 때에, 튜브(52)의 선단 개구의 가열을 방지할 수 있다.

냉각 기구(56)는, 액상 수지 공급시, 고온의 프레스 장치(6)의 내부에 적하 기구(53)가 위치하였을 때에, 튜브(52)의 주위를 냉각하여 액상 수지의 반응을 억제하기 위하여 이용되는 것이다. 냉각 기구(56)는, 예를 들면, 튜브(52)를 수납하도록 설치된 박스체 내를 공랭이나 수냉의 냉각 수단에 의해서 냉각하는 구성으로 해도 되고, 튜브(52)의 두께 내에 냉매를 통과시킴으로써 액상 수지를 직접 냉각하는 구성으로 해도 되고, 또한 이들을 병용해도 된다. 또, 박스체 내에 펠티에 소자와 같은 냉각 소자(냉각 수단)를 설치하여 튜브(52)를 냉각해도 된다.

다음으로, 디스펜서(50)의 액상 수지 공급 동작의 일례에 대하여 설명한다.

전제로서, 반도체 칩(5)의 높이에 맞추어, 서보 모터(31)를 기동하여 캐비티 피스(23)가 반도체 칩(5)에 과도한 스트레스를 주지 않고 가압할 수 있는 높이 위치로 미리 조정해 둔다. 마찬가지로 기판(1)의 판 두께에 맞추어, 서보 모터(41)를 기동하여 워크 지지부(37)가 기판(1)에 과도한 스트레스를 주지 않고 클램프할 수 있는 높이 위치로 미리 조정해 둔다.

이어서, 로더(16)에 의해서, 기판(1)을 워크 지지부(37)에 공급한다. 또, 도 11a에 나타낸 바와 같이, 도시하지 않은 회전 기구를 작동시켜 디스펜서(50)를 공급하는 프레스 장치(6)를 향하여 회전시키고, 적하 기구(53)가 핀치 밸브(54)측을 선두로 하여 형 개방한 몰드 금형(19) 사이에 진입할 수 있도록 자세를 변경한다. 이 때, 핀치 밸브(54)는 폐쇄한 채이고 수지 받이부(55)는 튜브(52)의 개구 바로 아래를 폐쇄한 상태에 있다. 또, 냉각 장치(56)를 기동하여 튜브(52) 내의 액상 수지의 반응을 억제한 상태로 해 둔다.

다음으로, 도 11b에 나타낸 바와 같이, 도시하지 않은 이동 기구를 작동시켜 디스펜서(50)를 공급하는 프레스 장치(6)를 향하여 근접하도록 이동시킨다. 이 때, 적하 기구(53)가, 프레스 장치(6)의 형 개방한 몰드 금형(19)에 진입하여, 튜브(52)의 선단부에 설치된 핀치 밸브(54)가 포트(35)의 바로 위가 되도록 배치한다. 그리고, 수지 받이부(55)를 튜브(52)의 개구 하방의 위치로부터 퇴피시킨 후에, 핀치 밸브(54)를 개방하고, 시린지(51)로부터 1회의 수지 몰드에 필요한 액상 수지를 포트(35) 내에 적하시킨다.

필요량의 액상 수지의 적하가 종료되면, 핀치 밸브(54)를 폐쇄하여 수지 받이부(55)를 튜브(52)의 개구 하방의 위치로 이동시킨다. 그리고, 도시하지 않은 이동 기구를 작동시켜 디스펜서(50)를 공급이 끝난 프레스 장치(6)로부터 멀어지도록 이동시킨다. 이에 의해, 적하 기구(53)가 몰드 금형(19)으로부터 퇴피시킨다.

다음으로, 실시예 1과 마찬가지로 도 3c에 있어서, 하형(21)을 상승시켜 몰드 금형(19)을 형 폐쇄한다. 클램프 동작이 더 진행되어 하형 인서트 블록(34) 및 기판(1)에 상형 인서트 블록(26)이 릴리스 필름(10)을 개재하여 맞닿고, 캐비티 피스(23)가 릴리스 필름(10)을 개재하여 반도체 칩(5)에 맞닿으면, 클램프 동작이 완료된다.

다음으로, 도 3d와 마찬가지로, 트랜스퍼 기구를 작동시켜, 플런저(36)를 밀어 올려 액상 수지를 상형 컬(26c), 상형 런너(26d)를 통하여 캐비티 오목부(32)에 압송하여 언더필 몰드를 행할 수 있다. 캐비티 오목부(32)에 충전된 액상 수지는 더미 캐비티(26e)로 오버플로우시킴으로써 보이드를 눌러 흐르게 하여 캐비티 내의 수지 충전성을 향상시킬 수 있다.

상기 구성에 의하면, 미세한 범프의 간극에 충전하기 위하여 필러가 미세해져 저점도의 에폭시계의 액상 수지를 이용한 몰드 언더필을 트랜스퍼 몰드에 의해 실현할 수 있다. 또는 필러의 충전율이 낮고 점도가 낮은 실리콘 수지에 의한 LED의 렌즈나 리플렉터 등이 형성 가능하게 되어, 성형 품질을 높여 장수명화를 도모할 수 있다.

상술한 수지 몰드 장치는, 상형 캐비티, 하형 포트 배치 타입의 몰드 금형을 이용하여 설명하였지만, 하형 캐비티여도 되고, 상형 포트, 하형 캐비티 배치의 몰드 금형이어도 된다.

또, 고정형을 상형(20), 가동형을 하형(21)으로 하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것이 아니라, 고정형을 하형(21), 가동형을 상형(20)으로 해도 된다.

또, 워크로서는 기판(1)에 플립 칩 실장뿐만 아니라 와이어 본딩 실장된 반도체 칩(5) 외에, 백색 LED 등의 발광 소자에 의해, 밀봉 수지에 형광체가 혼입되는 것 등에 대해서도 적용할 수 있다. 또한, 워크로서, 전원 회로에 이용되는 스위칭 소자(IGBT, MOS-FET 등), 고발열량을 따른 소자(CPU, MPU 등), 입출력부를 갖는 반도체 소자(LED 등), 신호의 입출력을 행하는 센서(CCD 센서, CMOS 센서, 지문 센서, MEMS 등) 등이 탑재된 기판 등을 이용할 수도 있다. 또한, 워크로서, 범프나 땜납 볼과 같은 전자 부품이 탑재된 웨이퍼를 이용하여, 웨이퍼 레벨 패키지 성형을 행할 수도 있다. 이 경우, 캐비티 피스(32)에 의해 범프나 땜납 볼을 클램프하여, 범프나 땜납 볼을 적절히 클램프하여 밀봉하는 웨이퍼 레벨 패키지 성형을 할 수 있다.

또, 몰드 수지로서, 예를 들면 고형의 수지 태블릿(3)이나 액상 수지를 이용하는 예에 대하여 설명하였지만, 과립상 수지, 분말상 수지와 같은 각종의 수지를 이용할 수도 있다. 또, 몰드 금형(19)은 복수의 반도체 소자를 개별적으로 또는 일괄하여 수지 밀봉하는 것, 맵 타입의 성형이나 매트릭스 타입의 성형에 이용해도 된다.

또, 포트(35)는 하형 인서트 블록(34)에 설치되어 있었지만, 상형(20)측에 설치되어 있어도 된다. 또, 이와 같은 구성에 있어서, 몰드 금형이 상하 반대로 배치되어 있어도 된다.

또, 캐비티 높이 가변 기구로서, 캐비티 피스(23)를 웨지 기구에 의해 구동하는 구성에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상형 인서트 블록(26)을 1개의 웨지 기구에 의해 구동할 수도 있다. 이 경우, 캐비티 피스(23)를 상형 체이스 블록(22)에 리지드하게(강체적으로) 지지하고, 상형 인서트 블록(26)을 승강함으로써, 캐비티 높이가 변경 가능하게 된다. 또, 캐비티 높이를 가변으로 하기 위하여 웨지 기구나 형 체결 기구를 이용하는 예에 대하여 설명하였지만, 유압이나 볼 나사 등의 다른 구동원에 의해 캐비티 피스(23)나 상형 인서트 블록(26)을 직접 구동해도 된다.

또, 판 두께 가변 기구로서, 플런저(36)를 사이에 둔 2매의 기판(1)의 각각에 워크 지지부(37)를 설치하고, 웨지 기구에 의해 개별적으로 구동하는 구성에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 플런저(36)를 사이에 둔 양측에 복수의 기판(1)을 배치할 때에, 이들과 동일한 수의 워크 지지부(37)를 별개로 승강하는 웨지 기구를 구비하는 구성으로 해도 된다. 구체적으로는, 하형 구동부(8)에 있어서의 서보 모터(41)나 웨지 기구를 상형 구동부(7)와 마찬가지로 배치한다. 환언하면, 하형 구동부(8)를 상형 구동부(7)와 상하 방향으로 반전시키도록 배치함으로써 기판(1)의 두께에 대해서도 두께를 보다 미세하게 조정할 수 있다. 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이 일렬로 늘어 세워진 3개의 플런저(36)의 좌우에 1매씩의 기판(1)을 배치하여, 합계 6매의 기판(1)의 각각의 판 두께에 맞추어 워크 지지부(37)의 높이를 별개로 조정한 후에, 몰드 금형(19)에 의해 일괄하여 몰드 성형할 수 있는 구성으로 해도 된다.

Claims

제 1 부재에 제 2 부재가 탑재된 워크를 수지 몰드하는 수지 몰드 금형으로서,
캐비티 저부를 형성하는 캐비티 피스와, 당해 캐비티 피스를 둘러싸고 배치된 제 1 인서트에 의해, 상기 제 2 부재가 수용되는 캐비티를 구성하는 캐비티 오목부가 형성되는 일방의 금형과,
상기 워크를 지지하는 워크 지지부와, 상기 워크 지지부에 인접하는 제 2 인서트를 구비한 타방의 금형과,
상기 일방의 금형 또는 타방의 금형 중 어느 하나에 조립되어 몰드 수지를 공급하는 포트 및 플런저와,
상기 캐비티 피스를 형 개폐 방향으로 이동시킴으로써 상기 제 2 부재의 높이에 맞추어 상기 캐비티 오목부의 높이를 가변으로 하는 캐비티 높이 가변 기구와,
상기 워크 지지부를 상기 제 2 인서트에 대하여 형 개폐 방향으로 이동시킴으로써 상기 제 1 부재의 두께에 맞추어 상기 워크 지지부의 높이를 가변으로 하는 판 두께 가변 기구를 구비하며,
상기 몰드 수지가 상기 캐비티에 주입되기 전에, 상기 제 1 부재의 두께에 맞추어 상기 판 두께 가변 기구에 의해 상기 워크 지지부의 높이를 조정함과 함께 상기 2 부재의 높이에 맞추어 상기 캐비티 높이 가변 기구에 의해 상기 캐비티 오목부의 높이를 조정하는 것을 특징으로 하는 수지 몰드 금형.
제 1 항에 있어서,
상기 캐비티 높이 가변 기구는, 구동원에 의해 가동 테이퍼 블록을 이동시켜 상기 캐비티 피스의 형 개폐 방향의 위치를 조절하는 웨지 기구가 설치되어 있는 수지 몰드 금형.
제 1 항에 있어서,
상기 캐비티 높이 가변 기구는, 상기 캐비티 피스 및 상기 제 1 인서트의 일방 또는 쌍방이 상기 일방의 금형 체이스에 플로팅 지지되어 있는 수지 몰드 금형.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 판 두께 가변 기구는, 구동원에 의해 가동 테이퍼 블록을 이동시켜 상기 워크 지지부의 형 개폐 방향의 위치를 조절하는 웨지 기구가 설치되어 있는 수지 몰드 금형.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 인서트의 클램프면에는 더미 캐비티가 설치되어 있고, 상기 캐비티 오목부로부터 상기 더미 캐비티로 상기 잉여 수지를 수용하는 수지 몰드 금형.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 인서트의 상기 더미 캐비티로부터 외주측에 대향하는 클램프면을 가압함으로써 에어의 배출을 정지시키는 폐지 수단을 구비하고 있는 수지 몰드 금형.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 일방의 금형과 타방의 금형이 형 폐쇄하기 전에 외부 공간과는 차단된 폐쇄 공간이 형성되고, 당해 폐쇄 공간 내를 감압함으로써 상기 캐비티를 포함하는 감압 공간이 형성되는 감압 기구를 구비하고 있는 수지 몰드 금형.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 부재를 수용하는 관통 구멍과 이것에 연통하는 수지로가 형성되고, 상기 워크 지지부에 지지된 제 1 부재 외주 단부와 상기 제 2 인서트와의 간극에 걸쳐 상기 타방의 금형 클램프면에 맞겹쳐 이용되는 중간 플레이트를 구비하는 수지 몰드 금형.
제 8 항에 있어서,
상기 중간 플레이트의 상기 제 1 부재로부터 외주측에는 더미 캐비티가 설치되어 있고, 상기 관통 구멍으로부터 상기 더미 캐비티로 상기 잉여 수지를 수용하는 수지 몰드 금형.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 부재에 맞닿는 상기 캐비티 피스의 워크 맞닿음면과 반대면에 대향 배치된 가이드 피스의 가이드면부에 가이드되어 상기 캐비티 피스가 경동 가능한 스위블 기구를 구비하고 있는 수지 몰드 금형.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캐비티 피스의 상기 제 2 부재 가압면은, 볼록면부에 형성되어 그 주위는 오목홈부가 형성된 요철면에 형성되어 있는 수지 몰드 금형.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캐비티 오목부를 포함하는 상기 일방의 금형 클램프면을 덮어 흡착 유지되는 릴리스 필름을 구비하고 있는 수지 몰드 금형.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 몰드 금형을 구비함과 함께, 워크 공급부와, 상기 수지 몰드 금형에 의해 워크를 클램프하여 수지 몰드하는 프레스부와, 성형품의 수납부를 구비한 수지 몰드 장치로서,
상기 제 1 부재의 두께 및 상기 제 2 부재의 높이에 따라서, 상기 몰드 수지를 캐비티에 주입하기 전에, 상기 캐비티 높이 가변 기구의 동작량을 설정하여 캐비티 피스의 형 개폐 방향의 높이 위치를 소정 위치로 설정한 후 상기 제 1 부재를 클램프하여 수지 몰드하는 것을 특징으로 하는 수지 몰드 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 프레스부에 인접하여 액상 수지 공급부가 설치되어 있고, 상기 프레스부의 형 개방한 몰드 금형의 포트 내에 공급 노즐을 진퇴 이동시켜 액상 수지를 공급하는 수지 몰드 장치.