成形装置および成形方法
【課題】樹脂組成物を加圧してシート状に成形する際に当該樹脂組成物に金属粉末が混入するのを確実に防止することができる成形装置および成形方法を提供すること。
【解決手段】成形装置１は、並べて設置された一対のローラ２ａ、２ｂを備えている。この成形装置１は、ローラ２ａとローラ２ｂとの間で樹脂組成物を加圧してシート状に成形する装置である。そして、成形装置１では、ローラ２ａ、２ｂは、それぞれ、その少なくとも外周面４１がセラミックスで構成されている。
【解決手段】成形装置１は、並べて設置された一対のローラ２ａ、２ｂを備えている。この成形装置１は、ローラ２ａとローラ２ｂとの間で樹脂組成物を加圧してシート状に成形する装置である。そして、成形装置１では、ローラ２ａ、２ｂは、それぞれ、その少なくとも外周面４１がセラミックスで構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形装置および成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製の封止材により半導体チップ（半導体素子）を被覆（封止）してなる半導体パッケージが知られている。半導体パッケージの封止材は、樹脂組成物を、例えば、トランスファー成形等により成形したものである。この樹脂組成物を製造する過程では、当該樹脂組成物を一対のローラ間で加圧してシート状にすることが行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の各ローラは、それぞれ、その外周面が金属材料で構成されているのが通常であると考えられる。このように各ローラの外周面が金属材料で構成されていると、ローラ間で樹脂組成物を加圧するときに、当該樹脂組成物と各ローラの外周面との間の摩擦によって、各外周面から金属粉が生じる。このため、金属粉が異物として混入した樹脂組成物が製造されてしまうという問題があった。そして、金属粉が混入した樹脂組成物を半導体パッケージの封止として用いた場合、半導体チップを確実に絶縁して封止することができず、混入した金属粉で半導体チップに短絡が生じることがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９７７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、樹脂組成物を加圧してシート状に成形する際に当該樹脂組成物に金属粉末が混入するのを確実に防止することができる成形装置および成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
（１） 並べて設置された一対のローラを備え、該一対のローラの間で樹脂組成物を加圧してシート状に成形する成形装置であって、
前記各ローラは、それぞれ、その少なくとも外周面がセラミックスで構成されていることを特徴とする成形装置。
【０００７】
（２） 前記各ローラは、それぞれ、円柱状または円筒状をなす芯部と、該芯部の外周部に設けられ、前記セラミックスで構成された外層とを有する上記（１）に記載の成形装置。
【０００８】
（３） 前記外層の厚さは、０．２〜１００ｍｍである上記（２）に記載の成形装置。
【０００９】
（４） 前記セラミックスは、酸化物系セラミックスを含むものである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の成形装置。
【００１０】
（５） 前記各ローラの外周面の表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定）は、０〜２μｍである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の成形装置。
【００１１】
（６） 前記一対のローラは、互いの軸間距離が可変に構成されている上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の成形装置。
【００１２】
（７） 前記一対のローラの間を通過する前記樹脂組成物を冷却する冷却手段を備える上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の成形装置。
【００１３】
（８） 前記冷却手段により、前記各ローラの外周面の表面温度が２０℃以下となっている上記（７）に記載の成形装置。
【００１４】
（９） 前記樹脂組成物は、混練装置で混練された混練物であり、
前記一対のローラは、前記混練装置の前記混練物を排出する排出口の下流側に設置される上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の成形装置。
【００１５】
（１０） 前記混練装置は、前記混練物を脱気する機能を有するものであり、
前記一対のローラにより、前記脱気された混練物がシート状に成形される上記（９）に記載の成形装置。
【００１６】
（１１） 前記樹脂組成物は、ＩＣパッケージの外装部を構成するモールド部となるものである上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の成形装置。
【００１７】
（１２） 並べて設置された一対のローラを用い、該一対のローラの間で樹脂組成物を加圧してシート状に成形する成形方法であって、
前記各ローラは、それぞれ、その少なくとも外周面がセラミックスで構成されていることを特徴とする成形方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、樹脂組成物を加圧してシート状に成形する際に、その樹脂組成物と各ローラの外周面との間で摩擦が生じ、外周面が摩耗して一部が削れたとしても、その削れたものは、当然にセラミックスである。これに対し、例えば各ローラの外周面が金属製である場合には、樹脂組成物を成形する際に、前述したような摩耗により、当該外周面から金属粉末が生じ、その金属粉末が混入した樹脂組成物となってしまう。しかしながら、本発明では、このような金属粉末が樹脂組成物に混入するのを確実に防止することができ、また、前記削れたセラミックスが樹脂組成物に混入しても、その樹脂組成物は、使用するのに十分耐え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】樹脂組成物の製造工程を示す図である。
【図２】本発明の成形装置およびその周辺の装置の部分断面側面図である。
【図３】図２に示す成形装置のローラの縦断面図である。
【図４】本発明の成形装置の第２実施形態を示す側面図である。
【図５】本発明の成形装置の第３実施形態を示す部分断面側面図である。
【図６】樹脂組成物を用いたＩＣパッケージの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の成形装置および成形方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１は、樹脂組成物の製造工程を示す図、図２は、本発明の成形装置およびその周辺の装置の部分断面側面図、図３は、図２に示す成形装置のローラの縦断面図、図６は、樹脂組成物を用いたＩＣパッケージの部分断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図２、図５、図６中の上側を「上」、「上方」または「上流」、下側を「下」、「下方」または「下流」と言う。
【００２２】
図２に示す本発明の成形装置１は、最終的に成形体となる樹脂組成物を製造する際のシート化工程で使用される装置である。この成形装置１の説明に先立って、まずは、原材料から樹脂組成物を製造するまでの製造工程の全体を説明する。
【００２３】
まず、樹脂組成物の原材料である各材料を用意する。
原材料は、樹脂と、硬化剤と、充填材（微粒子）とを有し、さらに必要に応じて、硬化促進剤、カップリング剤等を有している。樹脂としては、エポキシ樹脂が好ましい。
【００２４】
エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型、ビフェニール型、ジシクロペンタジエン型、トリフェノールメタン型、多芳香族環型等が挙げられる。
【００２５】
硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック型、フェノールアラルキル型、トリフェノールメタン型、多芳香族環型等が挙げられる。
【００２６】
充填材としては、例えば、溶融シリカ（破砕状、球状）、結晶シリカ、アルミナ等が挙げられる。
【００２７】
硬化促進剤としては、例えば、リン化合物、アミン化合物等が挙げられる。
カップリング剤としては、例えば、シラン化合物等が挙げられる。
【００２８】
なお、原材料は、前記材料のうち所定の材料が省略されていてもよく、また、前記以外の材料を含んでいてもよい。他の材料としては、例えば、着色剤、離型剤、難燃剤、低応力剤等が挙げられる。
【００２９】
（微粉砕）
図１に示すように、原材料のうちの所定の材料については、まず、粉砕装置により、所定の粒度分布となるように粉砕（微粉砕）する。この粉砕する原材料としては、例えば、樹脂、硬化剤、促進剤等の充填材以外の原材料であるが、充填材の一部を加えることもできる。また、粉砕装置としては、例えば、連続式回転ボールミル等を用いることができる。
【００３０】
（表面処理）
原材料のうちの所定の材料、例えば、充填材の全部または一部（残部）については、表面処理を施すことができる。この表面処理としては、例えば、充填材の表面にカップリング剤等を付着させる。なお、前記微粉砕と表面処理とは、同時に行ってもよく、また、いずれか一方を先に行ってもよい。
【００３１】
（混合）
次に、混合装置により、前記各材料を完全に混合する。この混合装置としては、例えば、回転羽根を有する高速混合機等を用いることができる。
【００３２】
（混練）
次に、混練装置１００により、前記混合された材料を混練する。この混練装置１００としては、例えば、１軸型混練押出機、２軸型混練押出機等の押出混練機やミキシングロール等のロール式混練機を用いることができる。
【００３３】
（脱気）
次に、前記混練された材料である混練物（樹脂組成物）に対し脱気を行う。この脱気は、例えば混練装置１００の前記混練された材料を排出する排出口１０１に接続された真空ポンプ（図示せず）によって行うことができる。
【００３４】
（シート化）
次に、前記脱気された混練物（以下「混練物Ｑ１」と言う）を、成形装置１でシート状に成形し、シート状の材料（以下「シート材Ｑ２」と言う）を得る。なお、成形装置１については、後に詳述する。
【００３５】
（冷却）
次に、冷却装置により、シート材Ｑ２を冷却する。これにより、次工程でシート材Ｑ２の粉砕を容易かつ確実に行うことができる。
【００３６】
（粉砕）
次に、粉砕装置により、シート材Ｑ２を所定の粒度分布となるように粉砕し、粉末状の材料を得る。この粉砕装置としては、例えば、ハンマー式粉砕機、ナイフ式粉砕機、ピンミル等を用いることができる。
【００３７】
（タブレット化）
次に、成形体製造装置（打錠装置）により、前記粉末状の材料を圧縮成形し、成形体である樹脂組成物を得ることができる。
【００３８】
図６に示すように、この樹脂組成物は、例えば、半導体チップ（ＩＣチップ）９０１の被覆（封止）に用いられ、半導体パッケージ（ＩＣパッケージ）９００の外装部を構成するモールド部９０２となるものである。このモールド部９０２により、半導体チップ９０１を保護することができる。なお、樹脂組成物で半導体チップ９０１を被覆するには、樹脂組成物を、例えばトランスファー成形等により成形し、封止材として半導体チップ９０１を被覆する方法が挙げられる。図６に示す構成の半導体パッケージ９００は、複数のリードフレーム９０３がモールド部９０２から突出しており、各リードフレーム９０３がそれぞれ、例えば金等のような導電性を有する金属材料で構成されたワイヤ９０４を介して、半導体チップ９０１と電気的に接続されたものとなっている。
【００３９】
なお、前記タブレット化の工程を省略し、粉末状の材料を樹脂組成物としてもよい。この場合は、例えば、圧縮成形や射出成形等により、封止材を成形することができる。
【００４０】
次に、成形装置１について説明する。
図２に示す成形装置１は、本発明の成形方法を実行するための装置である。この成形装置１は、混練装置１００の排出口１０１の下流側に設置される。そして、成形装置１で成形されたシート材Ｑ２は、ベルトコンベア２００で次工程へ搬送される。
【００４１】
成形装置１は、一対のローラ２ａ、２ｂを有している。ローラ２ａとローラ２ｂとは、水平に互いに平行に並べて設置されている。また、ローラ２ａとローラ２ｂとの間が、混練装置１００の排出口１０１の鉛直下方に位置している。これにより、混練装置１００の排出口１０１から排出された混練物Ｑ１が迅速にローラ２ａとローラ２ｂとの間を通過することができる。そして、混練物Ｑ１は、ローラ２ａとローラ２ｂとの間を通過する際に、当該ローラ間で加圧されて、シート材Ｑ２となる。
【００４２】
また、成形装置１は、ローラ２ａとローラ２ｂとの間を通過するシート材Ｑ２（混練物Ｑ１）を冷却する冷却手段６も有している。同時にローラ２ａ、２ｂを冷却することで混練物Ｑ１がローラ２ａ、２ｂへ付着するのを防止することができる。
【００４３】
ローラ２ａ、２ｂの回転数は、特に限定されず、例えば、１〜１００ｒｐｍであるのが好ましく、４〜４５ｒｐｍであるのがより好ましい。
【００４４】
また、ローラ２ａとローラ２ｂとの軸間距離Ｐは一定であり、この場合、ローラ２ａとローラ２ｂとの空隙ｇは、特に限定されず、例えば、０．５〜５ｍｍであることが好ましく、１〜３ｍｍであるのがより好ましい。
【００４５】
ローラ２ａとローラ２ｂとの構成は、ほぼ同一であるため、以下、ローラ２ａについて代表的に説明する。
【００４６】
図２、図３に示すように、ローラ２ａは、円筒状をなす、すなわち、中空の芯部３と、芯部３の外周面３１に設けられた外層４とを有している。
【００４７】
芯部３の両端部には、それぞれ、その外径が縮径した縮径部３２が形成されている。そして、各縮径部３２は、それぞれ、軸受け５に挿入されている。また、ローラ２ａの一方の端部側には、モータ（図示せず）が接続されている。これにより、ローラ２ａは、回転することができる。
【００４８】
なお、芯部３の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等のような各種金属材料が挙げられる。
【００４９】
芯部３の外周面３１の縮径部３２が形成された部分を除く領域には、外層４が設けられている。外層４は、その外周面４１が混練物Ｑ１を押し潰してシート材Ｑ２とするものである。
【００５０】
この外層４は、セラミックスで構成されている。セラミックスとしては、特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、イットリア、リン酸カルシウム等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン、窒化ボロン等の窒化物セラミックス、タングステンカーバイト等の炭化物系セラミックス、あるいは、これらのうちの２以上を任意に組合せた複合セラミックスが挙げられる。この中でも特に、酸化物系セラミックスを含むものであるのが好ましい。
【００５１】
外層４がこのようなセラミックスで構成されていることにより、シート材Ｑ２を成形する際に、シート材Ｑ２と外層４の外周面４１との間で摩擦が生じ、外周面４１が摩耗して一部が削れたとしても、その削れたものは、当然にセラミックスである。これに対し、例えばローラ２ａの外周面が金属製である場合には、シート材Ｑ２を成形する際に、前述したような摩耗により、当該外周面から金属粉末が生じ、その金属粉末が混入したシート材Ｑ２となってしまう。しかしながら、成形装置１では、このような金属粉末がシート材Ｑ２に混入するのを確実に防止することができ、また、前記削れたセラミックスがシート材Ｑ２に混入しても、そのシート材Ｑ２は、半導体パッケージ９００のモールド部９０２に使用するのに十分耐え得るものである。
【００５２】
また、外層４を構成するセラミックスとして酸化物系セラミックス、特に、耐摩耗性、絶縁性に優れたアルミナを用いることにより、ローラ２ａ、２ｂの外周面４１が摩耗して一部が削れたとしても半導体パッケージ９００のモールド部９０２に使用するのに十分耐え得る。
【００５３】
なお、外層４の厚さｔは、特に限定されず、例えば、０．２〜１００ｍｍであるのが好ましく、０．３〜４０ｍｍであるのがより好ましい。厚さｔがこのような数値範囲に設定されていることにより、シート材Ｑ２を過不足なく冷却することができる。例えば、冷却が不十分である場合、シート材Ｑ２が外層４の外周面４１に不本意に貼り付いてしまい、当該外周面４１から剥離し難くなるおそれがある。また、シート材Ｑ２を加圧している最中に、外層４にひび割れ等の破損が生じるのを確実に防止することができる。
【００５４】
また、外層４のローラ長手方向の長さＬは、特に限定されず、例えば、３００〜１５００ｍｍであるのが好ましく、５００〜１０００ｍｍであるのがより好ましい。
【００５５】
また、ローラ２ａの外層４が形成されている部分の直径φｄは、特に限定されず、例えば、３００ｍｍ以上であるのが好ましく、３５０〜６００ｍｍであるのがより好ましい。
【００５６】
また、外層４の外周面４１の表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定）は、特に限定されず、例えば、０〜２μｍであるのが好ましく、０〜１．５μｍであるのがより好ましい。
【００５７】
表面粗さＲａがこのような数値範囲に設定されていることにより、シート材Ｑ２が外層４の外周面４１に不本意に貼り付くのを確実に防止することができ、よって、シート材Ｑ２の外周面４１からの剥離が確実に行なわれる。
【００５８】
冷却手段６は、ローラ２ａ、２ｂの芯部３の中空部３３にそれぞれ冷媒６１を供給する供給源（図示せず）を有している。この供給源としては、例えば、冷媒６１を貯留するタンクと、タンクとローラ２ａ、２ｂの芯部３の中空部３３とを接続する接続管と、冷媒６１を送液するポンプとで構成することができる。
【００５９】
混練物Ｑ１は、前記各工程で所定の装置を経るため加熱されている。そして、シート材Ｑ２となったときに、その形状を維持するのに、当該シート材Ｑ２を冷却手段６で冷却するのが好ましい。また、シート材Ｑ２を冷却することにより、次の冷却工程への搬送設備への貼り付きを防止し、同時に次工程での冷却作業への負担が少なくなると言う利点もある。
【００６０】
図３に示すように、冷媒６１は、ローラ２ａの中空部３３をその一端側（図中の左側）から他端側（図中の右側）に向かって通過する（ローラ２ｂについても同様）。これにより、冷媒６１が循環することができ、よって、シート材Ｑ２を確実に冷却することができる。
【００６１】
なお、冷却手段６により、ローラ２ａ、２ｂの外周面４１の表面温度が２０℃以下となっているのが好ましく、−５〜１５℃となっているのがより好ましい。表面温度がこのような数値範囲に設定されていることにより、シート材Ｑ２を好適に、すなわち、過不足なく冷却することができる。
【００６２】
また、冷媒６１としては、特に限定されないが、例えば、水、油、無機系ブライン液、有機系ブライン液等が挙げられる。
【００６３】
図２に示すように、成形装置１は、ローラ２ａ側およびローラ２ｂ側にそれぞれ配置されたスクレーパ７を有している。各スクレーパ７の構成は、ほぼ同一であるため、以下、ローラ２ａ側のスクレーパ７について代表的に説明する。
【００６４】
スクレーパ７は、ローラ２ａの外周面４１に残留した混練物Ｑ１を削ぎ取るものである。このスクレーパ７は、その材質が例えばステンレス鋼等のような金属やセラミック、樹脂等である板部材で構成されるが、少なくともスクレーパ７の表面は非金属であることがより好ましい。また、スクレーパ７は、ローラ２ａの外周面４１に対し接近・離間可能に支持されている。スクレーパ７は、ローラ２ａの外周面４１に接近して当接した状態では、前述したように混練物Ｑ１を削ぎ取ることができ、その必要がない場合には、ローラ２ａの外周面４１から離間した状態となる。
【００６５】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の成形装置の第２実施形態を示す側面図である。
【００６６】
以下、この図を参照して本発明の成形装置および成形方法の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００６７】
本実施形態は、ローラ同士の軸間距離が可変に構成されていること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００６８】
図４に示す成形装置１では、ローラ２ａを支持するアーム８は、水平方向（図４中の左右方向）に移動することができる。これにより、ローラ２ａがローラ２ｂに対し接近・離間することができよって、ローラ２ａとローラ２ｂとの互いの軸間距離Ｐを変更することができる。このような構成により、本実施形態の成形装置１は、シート材Ｑ２を成形する際、当該シート材Ｑ２を所望の厚さにし易いものとなる。
【００６９】
＜第３実施形態＞
図５は、本発明の成形装置の第３実施形態を示す部分断面側面図である。
【００７０】
以下、この図を参照して本発明の成形装置および成形方法の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００７１】
混練装置１００には、排出口１０１の途中に脱気装置３００が設置されている。
脱気装置３００は、ハウジング３０２と、ハウジング３０２内に回転自在に設置されたロータ（封止手段）３０３と、ハウジング３０２の後述する脱気室３０２２を減圧する減圧機構（減圧手段）３０４とを有している。
【００７２】
ハウジング３０２は、混練装置１００の排出口１０１の途中に設けられ、混練装置１００により混練物Ｑ１に対して脱気を行う脱気室３０２２および円筒状（筒状）をなす筒状部３０２３とを有している。筒状部３０２３は、脱気室３０２２の下側に位置している。
【００７３】
脱気室３０２２は、図示の構成では、その横断面が四角形をなす筒状をなしている。また、脱気室３０２２内の横断面での面積は、管路３０２１内の横断面での面積よりも大きく設定されている。なお、脱気室３０２２内の横断面での面積と、管路３０２１内の横断面での面積とを等しく設定してもよいことは、言うまでもない。
【００７４】
筒状部３０２３は、図示の構成では、円筒状で、その両端部を塞いだ形状をなしている。この筒状部３０２３内には、ロータ３０３が図５中の時計回りに回転自在に設置されている。このロータ３０３により、脱気室３０２２と脱気室３０２２の下流側との間が封止される。これにより、脱気室３０２２を容易かつ確実に減圧することができる。なお、ハウジング３０２の上流側は、混練装置１００内の混練物Ｑ１で封止されている。
【００７５】
ロータ３０３は、筒状部３０２３内を複数の空間（図示の構成では４つの空間２３１、２３２、２３３および２３４）に仕切る複数（図示の構成では４つ）の仕切板３０３１を有している。また、各仕切板３０３１は、等間隔（等角度間隔）、すなわち図示の構成では、９０°間隔で配置されている。このロータ３０３は、図示しないモータ（駆動源）の作動により回転する。そして、このロータ３０３が回転することにより、仕切板３０３１により混練物Ｑ１が下流側へ搬送される。
【００７６】
また、筒状部３０２３の内周面と仕切板３０３１の先端との間には、隙間が形成されている。これにより、ロータ３０３が回転した際、仕切板３０３１の先端が筒状部３０２３の内周面を擦って仕切板３０３１や筒状部３０２３を構成している材料の紛体（異物）が混練物Ｑ１中に混入してしまうことを防止することができる。
【００７７】
前記隙間の大きさ、すなわち、筒状部３０２３の内周面と仕切板３０３１の先端との間の間隙距離は、０．２ｍｍ以下であることが好ましく、０．０１〜０．１ｍｍ程度であることがより好ましい。これにより、リークを防止しつつ、仕切板３０３１が筒状部３０２３を擦ってしまうことを防止することができる。
【００７８】
ハウジング３０２の構成材料は、特に限定されないが、筒状部３０２３の少なくとも内周面は、非金属で構成されていることが好ましく、ハウジング３０２の少なくとも内周面は、非金属で構成されていることがより好ましい。この場合、筒状部３０２３の全体を非金属で構成してもよい。また、ハウジング３０２の全体を非金属で構成してもよい。
【００７９】
また、ロータ３０３の構成材料は、特に限定されないが、ロータ３０３の少なくとも表面は、非金属で構成されていることが好ましい。この場合、ロータ３０３の全体を非金属で構成してもよい。
【００８０】
これにより、脱気の際、混練物Ｑ１中に金属製の異物（金属異物）が混入してしまうことを防止することができ、製造された樹脂組成物を用いて半導体チップ９０１を封止したとき、短絡等の発生を防止することができる。
【００８１】
前記非金属材料としては、特に限定されないが、例えば、前述したようなセラミックスを用いることができる。
【００８２】
減圧機構３０４は、脱気室３０２２に接続された（脱気室３０２２内に連通する）管路３０４３と、管路３０４３を介して脱気室３０２２内を減圧するポンプ３０４１と、脱気室３０２２とポンプ３０４１との間に設置されたバルブ３０４２とを有している。
【００８３】
混練物Ｑ１に対して脱気を行う際は、バルブ３０４２を開き、ポンプ３０４１作動させ、脱気室３０２２内を減圧する。
【００８４】
この脱気の際の減圧の程度（真空度）、すなわち、脱気室３０２２内の圧力（気圧）は、特に限定されないが、６０ｋＰａ以下に設定されることが好ましく、５０ｋＰａ以下に設定されることがより好ましく、５０〜３０ｋＰａ程度に設定されることがさらに好ましい。
これにより、より確実に脱気を行うことができる。
【００８５】
次に、図５に基づいて、脱気工程における脱気装置３００の作用を説明する。
前述したように、脱気装置３００のハウジング３０２は、筒状部３０２３においてロータ３０３の仕切板３０３１により、脱気室３０２２と脱気室３０２２の下流側との間が封止された封止状態となっている。
【００８６】
混練装置１００で混練された混練物Ｑ１に対して脱気を行う際は、脱気装置３００のバルブ３０４２を開き、ポンプ３０４１を作動させ、脱気室３０２２内を減圧して減圧状態とするとともに、図示しないモータを作動させてロータ３０３を回転させる。なお、脱気室３０２２内を減圧すると、その脱気室３０２２内のみならず、脱気室３０２２の上側も減圧されて減圧状態となり、また、脱気室３０２２の下側の管路３０２１内およびその管路３０２１に連通する筒状部３０２３内の仕切板３０３１で仕切られた空間２３１も減圧されて減圧状態となる。
【００８７】
混練物Ｑ１は、脱気装置３００に導入（供給）されると、自重（重力）により下方に向って移動し、脱気室３０２２および管路３０２１を通過し、その管路３０２１に連通する筒状部３０２３内の空間２３１に収納され、その空間２３１が管路３０２１に連通している間に脱気される。これにより、混練物Ｑ１から気体（例えば、空気等）や水分が除去される。これによって、製造された樹脂組成物を用いて半導体チップ９０１を封止したとき、ボイドの発生を防止することができ、半導体パッケージの信頼性を向上させることができる。
【００８８】
空間２３１内の混練物Ｑ１は、ロータ３０３の回転により、仕切板３０３１によって搬送され、その排出口１０１から排出される。
【００８９】
以上、本発明の成形装置および成形方法を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、成形装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【００９０】
また、本発明の成形装置および成形方法は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００９１】
また、本発明の成形装置の各ローラは、それぞれ、芯部と外層とを有し、当該外層がセラミックスで構成されたものとなっているが、これに限定されず、ローラ全体がセラミックスで構成されたものとなっていてもよい。
【００９２】
また、本発明の成形装置の各ローラは、それぞれ、芯部が円筒状をなすものであるが、これに限定されず、例えば、芯部が円柱状をなすもの、すなわち、芯部が中実体のものであってもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１ 成形装置
２ａ、２ｂ ローラ
３ 芯部
３１ 外周面
３２ 縮径部
３３ 中空部
４ 外層
４１ 外周面
５ 軸受け
６ 冷却手段
６１ 冷媒
７ スクレーパ
８ アーム
１００ 混練装置
１０１ 排出口
２００ ベルトコンベア
３００ 脱気装置
３０２ ハウジング
３０２１ 管路
３０２２ 脱気室
３０２３ 筒状部
２３１〜２３４ 空間
３０３ ロータ
３０３１ 仕切板
３０４ 減圧機構
３０４１ ポンプ
３０４２ バルブ
３０４３ 管路
９００ 半導体パッケージ（ＩＣパッケージ）
９０１ 半導体チップ（ＩＣチップ）
９０２ モールド部
９０３ リードフレーム
９０４ ワイヤ
φｄ 直径
ｇ 空隙
Ｌ 長さ
Ｐ 軸間距離
Ｑ１ 混練物
Ｑ２ シート材
ｔ 厚さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形装置および成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製の封止材により半導体チップ（半導体素子）を被覆（封止）してなる半導体パッケージが知られている。半導体パッケージの封止材は、樹脂組成物を、例えば、トランスファー成形等により成形したものである。この樹脂組成物を製造する過程では、当該樹脂組成物を一対のローラ間で加圧してシート状にすることが行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の各ローラは、それぞれ、その外周面が金属材料で構成されているのが通常であると考えられる。このように各ローラの外周面が金属材料で構成されていると、ローラ間で樹脂組成物を加圧するときに、当該樹脂組成物と各ローラの外周面との間の摩擦によって、各外周面から金属粉が生じる。このため、金属粉が異物として混入した樹脂組成物が製造されてしまうという問題があった。そして、金属粉が混入した樹脂組成物を半導体パッケージの封止として用いた場合、半導体チップを確実に絶縁して封止することができず、混入した金属粉で半導体チップに短絡が生じることがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９７７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、樹脂組成物を加圧してシート状に成形する際に当該樹脂組成物に金属粉末が混入するのを確実に防止することができる成形装置および成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
（１） 並べて設置された一対のローラを備え、該一対のローラの間で樹脂組成物を加圧してシート状に成形する成形装置であって、
前記各ローラは、それぞれ、その少なくとも外周面がセラミックスで構成されていることを特徴とする成形装置。
【０００７】
（２） 前記各ローラは、それぞれ、円柱状または円筒状をなす芯部と、該芯部の外周部に設けられ、前記セラミックスで構成された外層とを有する上記（１）に記載の成形装置。
【０００８】
（３） 前記外層の厚さは、０．２〜１００ｍｍである上記（２）に記載の成形装置。
【０００９】
（４） 前記セラミックスは、酸化物系セラミックスを含むものである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の成形装置。
【００１０】
（５） 前記各ローラの外周面の表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定）は、０〜２μｍである上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の成形装置。
【００１１】
（６） 前記一対のローラは、互いの軸間距離が可変に構成されている上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の成形装置。
【００１２】
（７） 前記一対のローラの間を通過する前記樹脂組成物を冷却する冷却手段を備える上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の成形装置。
【００１３】
（８） 前記冷却手段により、前記各ローラの外周面の表面温度が２０℃以下となっている上記（７）に記載の成形装置。
【００１４】
（９） 前記樹脂組成物は、混練装置で混練された混練物であり、
前記一対のローラは、前記混練装置の前記混練物を排出する排出口の下流側に設置される上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の成形装置。
【００１５】
（１０） 前記混練装置は、前記混練物を脱気する機能を有するものであり、
前記一対のローラにより、前記脱気された混練物がシート状に成形される上記（９）に記載の成形装置。
【００１６】
（１１） 前記樹脂組成物は、ＩＣパッケージの外装部を構成するモールド部となるものである上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の成形装置。
【００１７】
（１２） 並べて設置された一対のローラを用い、該一対のローラの間で樹脂組成物を加圧してシート状に成形する成形方法であって、
前記各ローラは、それぞれ、その少なくとも外周面がセラミックスで構成されていることを特徴とする成形方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、樹脂組成物を加圧してシート状に成形する際に、その樹脂組成物と各ローラの外周面との間で摩擦が生じ、外周面が摩耗して一部が削れたとしても、その削れたものは、当然にセラミックスである。これに対し、例えば各ローラの外周面が金属製である場合には、樹脂組成物を成形する際に、前述したような摩耗により、当該外周面から金属粉末が生じ、その金属粉末が混入した樹脂組成物となってしまう。しかしながら、本発明では、このような金属粉末が樹脂組成物に混入するのを確実に防止することができ、また、前記削れたセラミックスが樹脂組成物に混入しても、その樹脂組成物は、使用するのに十分耐え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】樹脂組成物の製造工程を示す図である。
【図２】本発明の成形装置およびその周辺の装置の部分断面側面図である。
【図３】図２に示す成形装置のローラの縦断面図である。
【図４】本発明の成形装置の第２実施形態を示す側面図である。
【図５】本発明の成形装置の第３実施形態を示す部分断面側面図である。
【図６】樹脂組成物を用いたＩＣパッケージの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の成形装置および成形方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１は、樹脂組成物の製造工程を示す図、図２は、本発明の成形装置およびその周辺の装置の部分断面側面図、図３は、図２に示す成形装置のローラの縦断面図、図６は、樹脂組成物を用いたＩＣパッケージの部分断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図２、図５、図６中の上側を「上」、「上方」または「上流」、下側を「下」、「下方」または「下流」と言う。
【００２２】
図２に示す本発明の成形装置１は、最終的に成形体となる樹脂組成物を製造する際のシート化工程で使用される装置である。この成形装置１の説明に先立って、まずは、原材料から樹脂組成物を製造するまでの製造工程の全体を説明する。
【００２３】
まず、樹脂組成物の原材料である各材料を用意する。
原材料は、樹脂と、硬化剤と、充填材（微粒子）とを有し、さらに必要に応じて、硬化促進剤、カップリング剤等を有している。樹脂としては、エポキシ樹脂が好ましい。
【００２４】
エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型、ビフェニール型、ジシクロペンタジエン型、トリフェノールメタン型、多芳香族環型等が挙げられる。
【００２５】
硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック型、フェノールアラルキル型、トリフェノールメタン型、多芳香族環型等が挙げられる。
【００２６】
充填材としては、例えば、溶融シリカ（破砕状、球状）、結晶シリカ、アルミナ等が挙げられる。
【００２７】
硬化促進剤としては、例えば、リン化合物、アミン化合物等が挙げられる。
カップリング剤としては、例えば、シラン化合物等が挙げられる。
【００２８】
なお、原材料は、前記材料のうち所定の材料が省略されていてもよく、また、前記以外の材料を含んでいてもよい。他の材料としては、例えば、着色剤、離型剤、難燃剤、低応力剤等が挙げられる。
【００２９】
（微粉砕）
図１に示すように、原材料のうちの所定の材料については、まず、粉砕装置により、所定の粒度分布となるように粉砕（微粉砕）する。この粉砕する原材料としては、例えば、樹脂、硬化剤、促進剤等の充填材以外の原材料であるが、充填材の一部を加えることもできる。また、粉砕装置としては、例えば、連続式回転ボールミル等を用いることができる。
【００３０】
（表面処理）
原材料のうちの所定の材料、例えば、充填材の全部または一部（残部）については、表面処理を施すことができる。この表面処理としては、例えば、充填材の表面にカップリング剤等を付着させる。なお、前記微粉砕と表面処理とは、同時に行ってもよく、また、いずれか一方を先に行ってもよい。
【００３１】
（混合）
次に、混合装置により、前記各材料を完全に混合する。この混合装置としては、例えば、回転羽根を有する高速混合機等を用いることができる。
【００３２】
（混練）
次に、混練装置１００により、前記混合された材料を混練する。この混練装置１００としては、例えば、１軸型混練押出機、２軸型混練押出機等の押出混練機やミキシングロール等のロール式混練機を用いることができる。
【００３３】
（脱気）
次に、前記混練された材料である混練物（樹脂組成物）に対し脱気を行う。この脱気は、例えば混練装置１００の前記混練された材料を排出する排出口１０１に接続された真空ポンプ（図示せず）によって行うことができる。
【００３４】
（シート化）
次に、前記脱気された混練物（以下「混練物Ｑ１」と言う）を、成形装置１でシート状に成形し、シート状の材料（以下「シート材Ｑ２」と言う）を得る。なお、成形装置１については、後に詳述する。
【００３５】
（冷却）
次に、冷却装置により、シート材Ｑ２を冷却する。これにより、次工程でシート材Ｑ２の粉砕を容易かつ確実に行うことができる。
【００３６】
（粉砕）
次に、粉砕装置により、シート材Ｑ２を所定の粒度分布となるように粉砕し、粉末状の材料を得る。この粉砕装置としては、例えば、ハンマー式粉砕機、ナイフ式粉砕機、ピンミル等を用いることができる。
【００３７】
（タブレット化）
次に、成形体製造装置（打錠装置）により、前記粉末状の材料を圧縮成形し、成形体である樹脂組成物を得ることができる。
【００３８】
図６に示すように、この樹脂組成物は、例えば、半導体チップ（ＩＣチップ）９０１の被覆（封止）に用いられ、半導体パッケージ（ＩＣパッケージ）９００の外装部を構成するモールド部９０２となるものである。このモールド部９０２により、半導体チップ９０１を保護することができる。なお、樹脂組成物で半導体チップ９０１を被覆するには、樹脂組成物を、例えばトランスファー成形等により成形し、封止材として半導体チップ９０１を被覆する方法が挙げられる。図６に示す構成の半導体パッケージ９００は、複数のリードフレーム９０３がモールド部９０２から突出しており、各リードフレーム９０３がそれぞれ、例えば金等のような導電性を有する金属材料で構成されたワイヤ９０４を介して、半導体チップ９０１と電気的に接続されたものとなっている。
【００３９】
なお、前記タブレット化の工程を省略し、粉末状の材料を樹脂組成物としてもよい。この場合は、例えば、圧縮成形や射出成形等により、封止材を成形することができる。
【００４０】
次に、成形装置１について説明する。
図２に示す成形装置１は、本発明の成形方法を実行するための装置である。この成形装置１は、混練装置１００の排出口１０１の下流側に設置される。そして、成形装置１で成形されたシート材Ｑ２は、ベルトコンベア２００で次工程へ搬送される。
【００４１】
成形装置１は、一対のローラ２ａ、２ｂを有している。ローラ２ａとローラ２ｂとは、水平に互いに平行に並べて設置されている。また、ローラ２ａとローラ２ｂとの間が、混練装置１００の排出口１０１の鉛直下方に位置している。これにより、混練装置１００の排出口１０１から排出された混練物Ｑ１が迅速にローラ２ａとローラ２ｂとの間を通過することができる。そして、混練物Ｑ１は、ローラ２ａとローラ２ｂとの間を通過する際に、当該ローラ間で加圧されて、シート材Ｑ２となる。
【００４２】
また、成形装置１は、ローラ２ａとローラ２ｂとの間を通過するシート材Ｑ２（混練物Ｑ１）を冷却する冷却手段６も有している。同時にローラ２ａ、２ｂを冷却することで混練物Ｑ１がローラ２ａ、２ｂへ付着するのを防止することができる。
【００４３】
ローラ２ａ、２ｂの回転数は、特に限定されず、例えば、１〜１００ｒｐｍであるのが好ましく、４〜４５ｒｐｍであるのがより好ましい。
【００４４】
また、ローラ２ａとローラ２ｂとの軸間距離Ｐは一定であり、この場合、ローラ２ａとローラ２ｂとの空隙ｇは、特に限定されず、例えば、０．５〜５ｍｍであることが好ましく、１〜３ｍｍであるのがより好ましい。
【００４５】
ローラ２ａとローラ２ｂとの構成は、ほぼ同一であるため、以下、ローラ２ａについて代表的に説明する。
【００４６】
図２、図３に示すように、ローラ２ａは、円筒状をなす、すなわち、中空の芯部３と、芯部３の外周面３１に設けられた外層４とを有している。
【００４７】
芯部３の両端部には、それぞれ、その外径が縮径した縮径部３２が形成されている。そして、各縮径部３２は、それぞれ、軸受け５に挿入されている。また、ローラ２ａの一方の端部側には、モータ（図示せず）が接続されている。これにより、ローラ２ａは、回転することができる。
【００４８】
なお、芯部３の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等のような各種金属材料が挙げられる。
【００４９】
芯部３の外周面３１の縮径部３２が形成された部分を除く領域には、外層４が設けられている。外層４は、その外周面４１が混練物Ｑ１を押し潰してシート材Ｑ２とするものである。
【００５０】
この外層４は、セラミックスで構成されている。セラミックスとしては、特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、イットリア、リン酸カルシウム等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン、窒化ボロン等の窒化物セラミックス、タングステンカーバイト等の炭化物系セラミックス、あるいは、これらのうちの２以上を任意に組合せた複合セラミックスが挙げられる。この中でも特に、酸化物系セラミックスを含むものであるのが好ましい。
【００５１】
外層４がこのようなセラミックスで構成されていることにより、シート材Ｑ２を成形する際に、シート材Ｑ２と外層４の外周面４１との間で摩擦が生じ、外周面４１が摩耗して一部が削れたとしても、その削れたものは、当然にセラミックスである。これに対し、例えばローラ２ａの外周面が金属製である場合には、シート材Ｑ２を成形する際に、前述したような摩耗により、当該外周面から金属粉末が生じ、その金属粉末が混入したシート材Ｑ２となってしまう。しかしながら、成形装置１では、このような金属粉末がシート材Ｑ２に混入するのを確実に防止することができ、また、前記削れたセラミックスがシート材Ｑ２に混入しても、そのシート材Ｑ２は、半導体パッケージ９００のモールド部９０２に使用するのに十分耐え得るものである。
【００５２】
また、外層４を構成するセラミックスとして酸化物系セラミックス、特に、耐摩耗性、絶縁性に優れたアルミナを用いることにより、ローラ２ａ、２ｂの外周面４１が摩耗して一部が削れたとしても半導体パッケージ９００のモールド部９０２に使用するのに十分耐え得る。
【００５３】
なお、外層４の厚さｔは、特に限定されず、例えば、０．２〜１００ｍｍであるのが好ましく、０．３〜４０ｍｍであるのがより好ましい。厚さｔがこのような数値範囲に設定されていることにより、シート材Ｑ２を過不足なく冷却することができる。例えば、冷却が不十分である場合、シート材Ｑ２が外層４の外周面４１に不本意に貼り付いてしまい、当該外周面４１から剥離し難くなるおそれがある。また、シート材Ｑ２を加圧している最中に、外層４にひび割れ等の破損が生じるのを確実に防止することができる。
【００５４】
また、外層４のローラ長手方向の長さＬは、特に限定されず、例えば、３００〜１５００ｍｍであるのが好ましく、５００〜１０００ｍｍであるのがより好ましい。
【００５５】
また、ローラ２ａの外層４が形成されている部分の直径φｄは、特に限定されず、例えば、３００ｍｍ以上であるのが好ましく、３５０〜６００ｍｍであるのがより好ましい。
【００５６】
また、外層４の外周面４１の表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定）は、特に限定されず、例えば、０〜２μｍであるのが好ましく、０〜１．５μｍであるのがより好ましい。
【００５７】
表面粗さＲａがこのような数値範囲に設定されていることにより、シート材Ｑ２が外層４の外周面４１に不本意に貼り付くのを確実に防止することができ、よって、シート材Ｑ２の外周面４１からの剥離が確実に行なわれる。
【００５８】
冷却手段６は、ローラ２ａ、２ｂの芯部３の中空部３３にそれぞれ冷媒６１を供給する供給源（図示せず）を有している。この供給源としては、例えば、冷媒６１を貯留するタンクと、タンクとローラ２ａ、２ｂの芯部３の中空部３３とを接続する接続管と、冷媒６１を送液するポンプとで構成することができる。
【００５９】
混練物Ｑ１は、前記各工程で所定の装置を経るため加熱されている。そして、シート材Ｑ２となったときに、その形状を維持するのに、当該シート材Ｑ２を冷却手段６で冷却するのが好ましい。また、シート材Ｑ２を冷却することにより、次の冷却工程への搬送設備への貼り付きを防止し、同時に次工程での冷却作業への負担が少なくなると言う利点もある。
【００６０】
図３に示すように、冷媒６１は、ローラ２ａの中空部３３をその一端側（図中の左側）から他端側（図中の右側）に向かって通過する（ローラ２ｂについても同様）。これにより、冷媒６１が循環することができ、よって、シート材Ｑ２を確実に冷却することができる。
【００６１】
なお、冷却手段６により、ローラ２ａ、２ｂの外周面４１の表面温度が２０℃以下となっているのが好ましく、−５〜１５℃となっているのがより好ましい。表面温度がこのような数値範囲に設定されていることにより、シート材Ｑ２を好適に、すなわち、過不足なく冷却することができる。
【００６２】
また、冷媒６１としては、特に限定されないが、例えば、水、油、無機系ブライン液、有機系ブライン液等が挙げられる。
【００６３】
図２に示すように、成形装置１は、ローラ２ａ側およびローラ２ｂ側にそれぞれ配置されたスクレーパ７を有している。各スクレーパ７の構成は、ほぼ同一であるため、以下、ローラ２ａ側のスクレーパ７について代表的に説明する。
【００６４】
スクレーパ７は、ローラ２ａの外周面４１に残留した混練物Ｑ１を削ぎ取るものである。このスクレーパ７は、その材質が例えばステンレス鋼等のような金属やセラミック、樹脂等である板部材で構成されるが、少なくともスクレーパ７の表面は非金属であることがより好ましい。また、スクレーパ７は、ローラ２ａの外周面４１に対し接近・離間可能に支持されている。スクレーパ７は、ローラ２ａの外周面４１に接近して当接した状態では、前述したように混練物Ｑ１を削ぎ取ることができ、その必要がない場合には、ローラ２ａの外周面４１から離間した状態となる。
【００６５】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の成形装置の第２実施形態を示す側面図である。
【００６６】
以下、この図を参照して本発明の成形装置および成形方法の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００６７】
本実施形態は、ローラ同士の軸間距離が可変に構成されていること以外は前記第１実施形態と同様である。
【００６８】
図４に示す成形装置１では、ローラ２ａを支持するアーム８は、水平方向（図４中の左右方向）に移動することができる。これにより、ローラ２ａがローラ２ｂに対し接近・離間することができよって、ローラ２ａとローラ２ｂとの互いの軸間距離Ｐを変更することができる。このような構成により、本実施形態の成形装置１は、シート材Ｑ２を成形する際、当該シート材Ｑ２を所望の厚さにし易いものとなる。
【００６９】
＜第３実施形態＞
図５は、本発明の成形装置の第３実施形態を示す部分断面側面図である。
【００７０】
以下、この図を参照して本発明の成形装置および成形方法の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００７１】
混練装置１００には、排出口１０１の途中に脱気装置３００が設置されている。
脱気装置３００は、ハウジング３０２と、ハウジング３０２内に回転自在に設置されたロータ（封止手段）３０３と、ハウジング３０２の後述する脱気室３０２２を減圧する減圧機構（減圧手段）３０４とを有している。
【００７２】
ハウジング３０２は、混練装置１００の排出口１０１の途中に設けられ、混練装置１００により混練物Ｑ１に対して脱気を行う脱気室３０２２および円筒状（筒状）をなす筒状部３０２３とを有している。筒状部３０２３は、脱気室３０２２の下側に位置している。
【００７３】
脱気室３０２２は、図示の構成では、その横断面が四角形をなす筒状をなしている。また、脱気室３０２２内の横断面での面積は、管路３０２１内の横断面での面積よりも大きく設定されている。なお、脱気室３０２２内の横断面での面積と、管路３０２１内の横断面での面積とを等しく設定してもよいことは、言うまでもない。
【００７４】
筒状部３０２３は、図示の構成では、円筒状で、その両端部を塞いだ形状をなしている。この筒状部３０２３内には、ロータ３０３が図５中の時計回りに回転自在に設置されている。このロータ３０３により、脱気室３０２２と脱気室３０２２の下流側との間が封止される。これにより、脱気室３０２２を容易かつ確実に減圧することができる。なお、ハウジング３０２の上流側は、混練装置１００内の混練物Ｑ１で封止されている。
【００７５】
ロータ３０３は、筒状部３０２３内を複数の空間（図示の構成では４つの空間２３１、２３２、２３３および２３４）に仕切る複数（図示の構成では４つ）の仕切板３０３１を有している。また、各仕切板３０３１は、等間隔（等角度間隔）、すなわち図示の構成では、９０°間隔で配置されている。このロータ３０３は、図示しないモータ（駆動源）の作動により回転する。そして、このロータ３０３が回転することにより、仕切板３０３１により混練物Ｑ１が下流側へ搬送される。
【００７６】
また、筒状部３０２３の内周面と仕切板３０３１の先端との間には、隙間が形成されている。これにより、ロータ３０３が回転した際、仕切板３０３１の先端が筒状部３０２３の内周面を擦って仕切板３０３１や筒状部３０２３を構成している材料の紛体（異物）が混練物Ｑ１中に混入してしまうことを防止することができる。
【００７７】
前記隙間の大きさ、すなわち、筒状部３０２３の内周面と仕切板３０３１の先端との間の間隙距離は、０．２ｍｍ以下であることが好ましく、０．０１〜０．１ｍｍ程度であることがより好ましい。これにより、リークを防止しつつ、仕切板３０３１が筒状部３０２３を擦ってしまうことを防止することができる。
【００７８】
ハウジング３０２の構成材料は、特に限定されないが、筒状部３０２３の少なくとも内周面は、非金属で構成されていることが好ましく、ハウジング３０２の少なくとも内周面は、非金属で構成されていることがより好ましい。この場合、筒状部３０２３の全体を非金属で構成してもよい。また、ハウジング３０２の全体を非金属で構成してもよい。
【００７９】
また、ロータ３０３の構成材料は、特に限定されないが、ロータ３０３の少なくとも表面は、非金属で構成されていることが好ましい。この場合、ロータ３０３の全体を非金属で構成してもよい。
【００８０】
これにより、脱気の際、混練物Ｑ１中に金属製の異物（金属異物）が混入してしまうことを防止することができ、製造された樹脂組成物を用いて半導体チップ９０１を封止したとき、短絡等の発生を防止することができる。
【００８１】
前記非金属材料としては、特に限定されないが、例えば、前述したようなセラミックスを用いることができる。
【００８２】
減圧機構３０４は、脱気室３０２２に接続された（脱気室３０２２内に連通する）管路３０４３と、管路３０４３を介して脱気室３０２２内を減圧するポンプ３０４１と、脱気室３０２２とポンプ３０４１との間に設置されたバルブ３０４２とを有している。
【００８３】
混練物Ｑ１に対して脱気を行う際は、バルブ３０４２を開き、ポンプ３０４１作動させ、脱気室３０２２内を減圧する。
【００８４】
この脱気の際の減圧の程度（真空度）、すなわち、脱気室３０２２内の圧力（気圧）は、特に限定されないが、６０ｋＰａ以下に設定されることが好ましく、５０ｋＰａ以下に設定されることがより好ましく、５０〜３０ｋＰａ程度に設定されることがさらに好ましい。
これにより、より確実に脱気を行うことができる。
【００８５】
次に、図５に基づいて、脱気工程における脱気装置３００の作用を説明する。
前述したように、脱気装置３００のハウジング３０２は、筒状部３０２３においてロータ３０３の仕切板３０３１により、脱気室３０２２と脱気室３０２２の下流側との間が封止された封止状態となっている。
【００８６】
混練装置１００で混練された混練物Ｑ１に対して脱気を行う際は、脱気装置３００のバルブ３０４２を開き、ポンプ３０４１を作動させ、脱気室３０２２内を減圧して減圧状態とするとともに、図示しないモータを作動させてロータ３０３を回転させる。なお、脱気室３０２２内を減圧すると、その脱気室３０２２内のみならず、脱気室３０２２の上側も減圧されて減圧状態となり、また、脱気室３０２２の下側の管路３０２１内およびその管路３０２１に連通する筒状部３０２３内の仕切板３０３１で仕切られた空間２３１も減圧されて減圧状態となる。
【００８７】
混練物Ｑ１は、脱気装置３００に導入（供給）されると、自重（重力）により下方に向って移動し、脱気室３０２２および管路３０２１を通過し、その管路３０２１に連通する筒状部３０２３内の空間２３１に収納され、その空間２３１が管路３０２１に連通している間に脱気される。これにより、混練物Ｑ１から気体（例えば、空気等）や水分が除去される。これによって、製造された樹脂組成物を用いて半導体チップ９０１を封止したとき、ボイドの発生を防止することができ、半導体パッケージの信頼性を向上させることができる。
【００８８】
空間２３１内の混練物Ｑ１は、ロータ３０３の回転により、仕切板３０３１によって搬送され、その排出口１０１から排出される。
【００８９】
以上、本発明の成形装置および成形方法を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、成形装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【００９０】
また、本発明の成形装置および成形方法は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００９１】
また、本発明の成形装置の各ローラは、それぞれ、芯部と外層とを有し、当該外層がセラミックスで構成されたものとなっているが、これに限定されず、ローラ全体がセラミックスで構成されたものとなっていてもよい。
【００９２】
また、本発明の成形装置の各ローラは、それぞれ、芯部が円筒状をなすものであるが、これに限定されず、例えば、芯部が円柱状をなすもの、すなわち、芯部が中実体のものであってもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１ 成形装置
２ａ、２ｂ ローラ
３ 芯部
３１ 外周面
３２ 縮径部
３３ 中空部
４ 外層
４１ 外周面
５ 軸受け
６ 冷却手段
６１ 冷媒
７ スクレーパ
８ アーム
１００ 混練装置
１０１ 排出口
２００ ベルトコンベア
３００ 脱気装置
３０２ ハウジング
３０２１ 管路
３０２２ 脱気室
３０２３ 筒状部
２３１〜２３４ 空間
３０３ ロータ
３０３１ 仕切板
３０４ 減圧機構
３０４１ ポンプ
３０４２ バルブ
３０４３ 管路
９００ 半導体パッケージ（ＩＣパッケージ）
９０１ 半導体チップ（ＩＣチップ）
９０２ モールド部
９０３ リードフレーム
９０４ ワイヤ
φｄ 直径
ｇ 空隙
Ｌ 長さ
Ｐ 軸間距離
Ｑ１ 混練物
Ｑ２ シート材
ｔ 厚さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並べて設置された一対のローラを備え、該一対のローラの間で樹脂組成物を加圧してシート状に成形する成形装置であって、
前記各ローラは、それぞれ、その少なくとも外周面がセラミックスで構成されていることを特徴とする成形装置。
【請求項２】
前記各ローラは、それぞれ、円柱状または円筒状をなす芯部と、該芯部の外周部に設けられ、前記セラミックスで構成された外層とを有する請求項１に記載の成形装置。
【請求項３】
前記外層の厚さは、０．２〜１００ｍｍである請求項２に記載の成形装置。
【請求項４】
前記セラミックスは、酸化物系セラミックスを含むものである請求項１ないし３のいずれかに記載の成形装置。
【請求項５】
前記各ローラの外周面の表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定）は、０〜２μｍである請求項１ないし４のいずれかに記載の成形装置。
【請求項６】
前記一対のローラは、互いの軸間距離が可変に構成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の成形装置。
【請求項７】
前記一対のローラの間を通過する前記樹脂組成物を冷却する冷却手段を備える請求項１ないし６のいずれかに記載の成形装置。
【請求項８】
前記冷却手段により、前記各ローラの外周面の表面温度が２０℃以下となっている請求項７に記載の成形装置。
【請求項９】
前記樹脂組成物は、混練装置で混練された混練物であり、
前記一対のローラは、前記混練装置の前記混練物を排出する排出口の下流側に設置される請求項１ないし８のいずれかに記載の成形装置。
【請求項１０】
前記混練装置は、前記混練物を脱気する機能を有するものであり、
前記一対のローラにより、前記脱気された混練物がシート状に成形される請求項９に記載の成形装置。
【請求項１１】
前記樹脂組成物は、ＩＣパッケージの外装部を構成するモールド部となるものである請求項１ないし９のいずれかに記載の成形装置。
【請求項１２】
並べて設置された一対のローラを用い、該一対のローラの間で樹脂組成物を加圧してシート状に成形する成形方法であって、
前記各ローラは、それぞれ、その少なくとも外周面がセラミックスで構成されていることを特徴とする成形方法。
【請求項１】
並べて設置された一対のローラを備え、該一対のローラの間で樹脂組成物を加圧してシート状に成形する成形装置であって、
前記各ローラは、それぞれ、その少なくとも外周面がセラミックスで構成されていることを特徴とする成形装置。
【請求項２】
前記各ローラは、それぞれ、円柱状または円筒状をなす芯部と、該芯部の外周部に設けられ、前記セラミックスで構成された外層とを有する請求項１に記載の成形装置。
【請求項３】
前記外層の厚さは、０．２〜１００ｍｍである請求項２に記載の成形装置。
【請求項４】
前記セラミックスは、酸化物系セラミックスを含むものである請求項１ないし３のいずれかに記載の成形装置。
【請求項５】
前記各ローラの外周面の表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定）は、０〜２μｍである請求項１ないし４のいずれかに記載の成形装置。
【請求項６】
前記一対のローラは、互いの軸間距離が可変に構成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の成形装置。
【請求項７】
前記一対のローラの間を通過する前記樹脂組成物を冷却する冷却手段を備える請求項１ないし６のいずれかに記載の成形装置。
【請求項８】
前記冷却手段により、前記各ローラの外周面の表面温度が２０℃以下となっている請求項７に記載の成形装置。
【請求項９】
前記樹脂組成物は、混練装置で混練された混練物であり、
前記一対のローラは、前記混練装置の前記混練物を排出する排出口の下流側に設置される請求項１ないし８のいずれかに記載の成形装置。
【請求項１０】
前記混練装置は、前記混練物を脱気する機能を有するものであり、
前記一対のローラにより、前記脱気された混練物がシート状に成形される請求項９に記載の成形装置。
【請求項１１】
前記樹脂組成物は、ＩＣパッケージの外装部を構成するモールド部となるものである請求項１ないし９のいずれかに記載の成形装置。
【請求項１２】
並べて設置された一対のローラを用い、該一対のローラの間で樹脂組成物を加圧してシート状に成形する成形方法であって、
前記各ローラは、それぞれ、その少なくとも外周面がセラミックスで構成されていることを特徴とする成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１７８１３５（Ｐ２０１１−１７８１３５Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４７１４５（Ｐ２０１０−４７１４５）
【出願日】平成２２年３月３日（２０１０．３．３）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３日（２０１０．３．３）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
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