モールディング装置

【課題】半導体装置を覆う樹脂の融解むらを低減するモールディング装置を提供する。
【解決手段】融解したモールディング材料が流し込まれる型と、型に設けられ、融解する前の固形のモールディング材料が設置されるセットポッドと、モールディング材料を融解させる温度に熱せられ、モールディング材料を型に押し込むプランジャと、プランジャの固体のモールディング材料に接する面から前記モールディング材料側に突出可能に設けられた持ち上げ部材と、を備えるモールディング装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置のモールディングを行うモールディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体を樹脂等によって覆うプロセスを行うモールディング装置は、上型と下型を備えている。モールディング装置では、下型のセットポッドに、固形化された熱硬化性の樹脂タブレットが投入される。続いて、モールドされる対象の半導体及びリードフレームが下型の樹脂タブレットの上にセットされる。この状態で、下型の上に、上型を合わせるようにして型を閉じる。上型の高さ方向の位置を固定したまま、下型に設けられたプランジャによって、下型を上方に移動させる。
【０００３】
ここで、上型、下型、及びプランジャは、直接又は間接的にヒーターによって加熱されている。これにより、樹脂は、上型、下型及びプランジャの熱により融解しながら、上下の型内に流し込まれていく。その後、型内に充填された樹脂は、ヒーターからの熱により硬化する。樹脂が硬化した後に、上下の型を取り外す。これにより、半導体素子がモールディングされる。
【０００４】
特許文献１には、半導体素子を樹脂で封止するためのキャビティを有した金型と、この金型の一部に取り付けられた合成樹脂を溶融するためのポットと、ポット内に摺動可能に配設されたプランジャと、プランジャの内部に設けられその頭部からその先端が突出及び後退可能に取り付けられた突出ピンとを有したことを特徴とする半導体装置の樹脂封止装置が開示されている。
【０００５】
この突出ピンは、上金型及び下金型に設けられたヒーターの伝熱により、上金型及び下金型とほぼ同じ温度に熱せられている。突出ピンは、樹脂タブレットに形成された中空部に挿入されることにより、樹脂タブレットを中空部の側面（内側）から融解させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１６４６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された装置では、樹脂タブレットをセットポッドに投入した時から、樹脂タブレットが熱せられたプランジャに接触する。樹脂タブレットは、プランジャに接する部分から融解がはじまる。その結果、プランジャに接することで最初に融解しはじめる箇所の融解開始時間と、最後に融解する箇所の融解開始時間に時間差が生じ、樹脂にムラができてしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点に対してなされたものであり、半導体装置を覆う樹脂の融解むらを低減するモールディング装置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】
【０００９】
本発明に係るモールディング装置は、融解したモールディング材料が流し込まれる型と、前記型に設けられ、融解する前の固形の前記モールディング材料が設置されるセットポッドと、前記モールディング材料を融解させる温度に熱せられ、前記モールディング材料を前記型に押し込むプランジャと、前記プランジャの固体のモールディング材料に接する面よりも前記モールディング材料側に突出可能に設けられた持ち上げ部材と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るモールディング装置は、プランジャのモールディング材料に接する面から、モールディング材料側に突出可能に設けられた持ち上げ部材を設けることを１つの特徴としている。一定の間、モールディング材料をプランジャから持ち上げ部材により持ち上げて離隔させることにより、モールディング材料の最初に融解しはじめる箇所の融解開始時間と、最後に融解する箇所の融解開始時間との時間差を低減させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様によれば、半導体装置を覆うモールディング樹脂の融解むらを低減するモールディング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るモールディング装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の一部の部品を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るモールディング装置の一部の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るモールディング装置の更に詳細な構成を示す縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るモールディング装置の動作を示す縦断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るモールディング装置の動作を示す縦断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るモールディング装置の動作を示す縦断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係るモールディング装置の動作を示す縦断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係るモールディング装置の動作を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係るモールディング装置の動作を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係るモールディング装置の一部の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照し、本発明の最良な実施の形態に係るモールディング装置及び半導体の製造方法について説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るモールディング装置の構成を示す斜視図である。また、図２は、図１の一部の部品を示す斜視図である。図１に示すように、モールディング装置１００は、上型１１Ａ及び下型１１Ｂを有する型１１と、この型１１を上下方向から加圧する加圧装置１３を備えている。型１１の外周は、型１１を閉めるリング状のブラケット１２によって囲まれている。加圧装置１３は、上型１１Ａの高さ方向の位置を固定する。また、加圧装置１３は、図２に示すように、下型１１Ｂを下方から押し上げるプランジャ１４を備えている。プランジャ１４は、プランジャ１４の底面に設けられたプランジャ駆動装置（図示せず）によって、上下方向に駆動される。なお、図３に示すように、上型１１Ａと下型１１Ｂとの間には、モールディング対象の半導体装置１６が設置される。
【００１５】
図４は、本発明の実施の形態１に係るモールディング装置の更に詳細な構成を示す縦断面図である。上型１１Ａの下型１１Ｂと対向する面には、融解した樹脂が流れ込む空間が形成されている。この上型１１Ａと下型１１Ｂの間の空間に、モールディング対象である半導体装置１６が収容される。
【００１６】
下型１１Ｂの中空部分は、固形の樹脂である樹脂タブレット４１が収容されるセットポッド４２として機能する。セットポッド４２には、円筒形状の樹脂タブレット４１が設置される。また、セットポッド４２の下方には、樹脂タブレット４１を支持するプランジャ１４が挿入されている。プランジャ１４は、円筒形状に形成されており、下型１１Ｂの中空部分を上下方向に移動する。プランジャ１４の底面には、シャフト４３が接続されている。シャフト４３は、底面に設けられたシャフト加圧プレート４４によって、上方向に押し上げられる。シャフト加圧プレート４４の加圧によりシャフト４３が上方に持ち上げられる。これによって、下型１１Ｂの中空部分を、プランジャ１４が上方向に移動する。
【００１７】
上型１１Ａ及び下型１１Ｂには、モールディング材料を加熱するためのヒーター４７が設けられている。プランジャ１４は、上型１１Ａ及び下型１１Ｂと接近して配置されるため、上型１１Ａ及び下型１１Ｂのヒーター４７によって、上型１１Ａ及び下型１１Ｂと同程度の温度まで加熱されている。上型１１Ａ、下型１１Ｂ及びプランジャ１４の熱によって、型１１内の樹脂タブレット４１を融解させ、融解した樹脂を型１１に流し込む。なお、図４には、図示していないが、プランジャ１４に接続されるシャフト加圧プレート４４に熱を与えることにより、プランジャ１４を更に加熱させるように構成してもよい。
【００１８】
プランジャ１４の樹脂タブレット４１と接触する面（上面）から、樹脂タブレット４１側に突出するように、押し上げピン４５が設けられている。シャフト４３の外周には、押し上げピン４５を加圧する、円筒状の押し上げピン加圧プレート４６が設けられている。換言すれば、円筒状の押し上げピン加圧プレート４６の中空部分に、シャフト４３が配置されている。そして、押し上げピン加圧プレート４６の上には、押し上げピン４５が接続されている。
【００１９】
押し上げピン４５は、セットポッド４２に樹脂タブレット４１が投入されてから所定の間、プランジャ１４の上面から突出することで、樹脂タブレット４１をプランジャ１４の表面から離隔させるよう構成されている。押し上げピン４５がプランジャ１４から突出している間は、樹脂タブレット４１の底面は、プランジャ１４に接触せず、押し上げピン４５によって支持される。なお、押し上げピン４５の数、配置及び形状は、任意に設計することができる。
【００２０】
押し上げピン４５には、押し上げピン４５がプランジャ１４から突出した状態でのび、押し上げピン４５がプランジャ１４から突出しない状態で縮んだ状態となるバネ５０が設けられている。
【００２１】
上述のように、上型１１Ａには、ヒーター４７が設けられている。なお、ヒーター４７は、上型１１Ａに設ける他、上型１１Ａの外部から上型１１Ａを熱するように構成してもよい。換言すれば、ヒーター４７は、上型１１Ａ全体を均一に熱することができれば、どのような形状・配置としてもよい。同様に、下型１１Ｂには、ヒーター４７が設けられている。ヒーター４７は、下型１１Ｂに設ける他、下型１１Ｂの外部から下型１１Ｂを熱するように構成してもよい。
【００２２】
プランジャ１４及びシャフト４３は円筒状に形成されており、この円筒の中空部分に、中央加熱ピン４８が設けられている。中央加熱ピン４８の底面には、中央加熱ピン用固定プレート４９が接続されている。中央加熱ピン４８の先端は、下型１１Ｂの樹脂が流し込まれる下端Ｘ−Ｘと同程度の高さに位置している。
【００２３】
本実施の形態１では、樹脂タブレット４１が円筒状に形成され、この中空部分に、中央加熱ピン４８が挿入される。これにより、樹脂タブレット４１が円筒の内側から中央加熱ピン４８により加熱される。中央加熱ピン４８は、上型１１Ａ及び下型１１Ｂのヒーター４７によって、上型１１Ａ及び下型１１Ｂと同程度の温度に加熱されている。なお、中央加熱ピン４８に接続された中央加熱ピン用固定プレート４９を加熱して、中央加熱ピン４８を加熱するよう構成してもよい。
【００２４】
次に、図５乃至１０を用いて、本発明の実施の形態１に係るモールディング装置の動作を説明する。図５乃至１０は、本発明の実施の形態１に係るモールディング装置の一部を示す縦断面である。図５に示すように、はじめに、プランジャ１４は、下型１１Ｂの下方に位置している。プランジャ１４が下方に位置している場合のプランジャ１４の下端の高さ方向の位置を、Ｙ−Ｙによって示す。押し上げピン４５は、プランジャ１４から上方に突出した状態となっている。また、このときの押し上げピン４５の先端の高さ方向の位置を、Ｚ−Ｚとして示す。
【００２５】
プランジャ１４から突出した複数の押し上げピン４５の先端によって、セットポッド４２に投入された樹脂タブレット４１が保持されている。換言すれば、セットポッド４２の樹脂タブレット４１は、プランジャ１４に接触していない。また、中央加熱ピン４８は、円筒状の樹脂タブレット４１の中空部分に配置されている。
【００２６】
続いて、図６に示すように、プランジャ１４が上方に移動する。これにより、プランジャ１４の下端は、Ｙ−Ｙから上方に移動する。また、プランジャ１４の上端は、押し上げピン４５の先端の高さ方向の位置Ｚ−Ｚとなる。一方、押し上げピン４５の高さ方向の位置は、バネ４５の復元力により位置Ｚ−Ｚを保持する。換言すれば、押し上げピン４５に対して、プランジャ１４が相対的に上方に移動する。これにより、押し上げピン４５は、プランジャ１４から突出しない状態となる。
【００２７】
図５において押し上げピン４５に支持されていた樹脂タブレット４１の底面は、図６においてプランジャ１４に接する。プランジャ１４は、上型１１Ａ及び下型１１Ｂのヒーター４７によって、樹脂を融解させる温度に熱せられている。これにより、プランジャ１４に接触した面から、樹脂タブレット４１が融解し始める。また、樹脂タブレット４１は、図示しないヒーター４７によって加熱された下型１１Ｂの側面によって、外周から融解する。さらに、樹脂タブレット４１の中空部分には、中央加熱ピン４８が配されているため、中央加熱ピン４８からの熱により、樹脂タブレット４１は、円筒の内部からも融解しはじめる。なお、樹脂タブレット４１の融解部分は、斜線部分として表示する。
【００２８】
続いて、図７に示すように、プランジャ１４及び押し上げピン４５は、位置Ｚ−Ｚよりさらに上方に移動する。そして、図８に示すように、樹脂タブレット４１は、融解しながら、モールディング対象である半導体装置１６に接触する。
【００２９】
図９に示すように、さらにプランジャ１４及び押し上げピン４５が上方に移動する。これにより、樹脂タブレット４１が融解して液状の樹脂になる。融解した樹脂は、上型１１Ａ及び下型１１Ｂの中空部分に沿って流れ込む。
【００３０】
そして、図１０に示すように、プランジャ１４及び押し上げピン４５の上端が下型１１Ｂの中空部分の下端の位置Ｘ−Ｘまで上昇する。これにより、融解した樹脂４１'は、上型１１Ａと下型１１Ｂの間の中空部分に流れ込む。そして、プランジャ１４及び押し上げピン４５の上端が位置Ｘ−Ｘの状態で保持される間に、熱により樹脂が硬化される。これにより、型１１の形状にモールディング形成された半導体装置が完成する。
【００３１】
このように、本実施形態に係るモールディング装置は、プランジャ１４から上方に突出する押し上げピン４５を設けたことを１つの特徴としている。セットポッド４２に樹脂タブレット４１が投入されてから一定の間、押し上げピン４５をプランジャ１４から突出させて樹脂タブレット４１を保持する。これにより、樹脂タブレット４１がモールディング装置に投入されてから所定の間、樹脂タブレット４１を加熱されたプランジャ１４から隔離して保持する。そして、樹脂タブレット４１の融解時間を考慮したタイミングで、押し上げピン４５とプランジャ１４の位置を一致させて、樹脂タブレット４１全体を一気に過熱する。これにより型１１及びプランジャ１４からの加熱による樹脂タブレット４１の融解が均一化される。この結果、モールディング後の半導体製品に、融解の不均一に起因するボイド、クラック、ワイヤ流れ等の故障を低減し、製品の信頼性及び生産性を向上させることができる。
【００３２】
さらに、本実施の形態に係るモールディング装置は、樹脂タブレット４１の中空部分に中央加熱ピン４８を配することにより、中空部分の側面から樹脂タブレット４１を融解でき、より均一に樹脂を融解させることができる。
【００３３】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係るモールディング装置の構成について説明する。図１１は、本発明の実施の形態２に係るモールディング装置の一部の構成を示す斜視図である。なお、実施の形態１に係るモールディング装置と略同一構成については、同一符号を付すことによりその説明を省略する。図４に示す実施の形態１に係るモールディング装置１００では、ライナーの無いタイプを示しているが、図１１に示すように、ライナー５１があるタイプのモールディング装置でも、同様に本発明を適用することができる。図１１では、樹脂タブレット４１が持ち上げられて融解し始めるのに加えて、樹脂タブレット４１の上部が加熱されて、上型１１Ａの底部に接触することで、樹脂タブレット４１の上部からも融解が加速され、より均一に樹脂タブレット４１を融解させることができる。
【００３４】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、図４の例では、押し上げピン４５は、複数のピンの先端で樹脂タブレットを支持する構成となっているが、複数の押し上げピン４５の先端に接続された円板を設け、この円板によって樹脂タブレット４１を支持するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１１型
１１Ａ上型
１１Ｂ下型
１２ブラケット
１３加圧装置
１４プランジャ
１６半導体装置
４１樹脂タブレット
４２セットポッド
４４シャフト加圧プレート
４５押し上げピン
４６ピン加圧プレート
４７ヒーター
４８中央加熱ピン
４９中央加熱ピン用固定プレート
５０バネ
５１ライナー
１００モールディング装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
融解したモールディング材料が流し込まれる型と、
前記型に設けられ、融解する前の固形の前記モールディング材料が設置されるセットポッドと、
前記モールディング材料を融解させる温度に熱せられ、前記モールディング材料を前記型に押し込むプランジャと、
前記プランジャの固体のモールディング材料に接する面よりも前記モールディング材料側に突出可能に設けられた持ち上げ部材と、を備えるモールディング装置。

【図１】