JP2003100785A

JP2003100785A - 樹脂封止装置及び樹脂封止方法

Info

Publication number: JP2003100785A
Application number: JP2001295549A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Hirata; 滋平田
Original assignee: Towa Corp
Current assignee: Towa Corp
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】少ない金型数と簡素化された機構とにより、
寸法精度よく樹脂封止することができる樹脂封止装置及
び樹脂封止方法を提供する。【解決手段】上型１と、下型２と、上型１に設けられ
カル４及び上キャビティ５を有する上ブロック３と、上
型１に固定され斜面を有する固定側板７と、下型２に設
けられポット９、プランジャ１０，及び下キャビティ１
２を有する下ブロック８と、下型２に水平移動自在に設
けられ斜面を有する可動側板２０と、基板１８を吸着し
水平〜垂直に回動自在でかつ水平移動自在に下型２に設
けられた基板固定ブロック１５とを備える。基板固定ブ
ロック１５が回動して基板１８を垂直に保持し、上型１
が下降して固定側板７が可動側板２０を押圧し、可動側
板２０が基板固定ブロック１５を押圧し、上ブロック３
と下ブロック８とを型締めして、基板１８を圧接して形
成したキャビティに溶融樹脂２１を注入して硬化させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレームや
プリント基板等（以下、基板という。）にチップ状電子
部品（以下、チップという。）を載置して基板との間の
電気的接続を行った後に、溶融樹脂によってチップを封
止する樹脂封止装置及び樹脂封止方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板にチップを載置して基板との
間の電気的接続を行った後に、溶融樹脂によりチップを
封止する場合には、プレートモールドやポッティングモ
ールド等の方法が使用されている。図６は、従来のプレ
ートモールドによる樹脂封止装置の概略を示す断面図で
ある。プレートモールドでは、図６に示されているよう
に、上型１００と下型１０１との間に中間プレート１０
２を設けている。下型１０１上には基板１０３が保持さ
れ、更に基板１０３上にはチップ１０４が載置され、基
板１０３とチップ１０４との電極同士がワイヤ１０５に
よって接続されている。中間プレート１０２には、溶融
樹脂が充填される空間であるキャビティ１０６が設けら
れ、上型１００には、キャビティ１０６に溶融樹脂を注
入するためのゲート１０７が設けられている。樹脂封止
を行う際には、中間プレート１０２を基板１０３の上面
に圧接し、上型１００を中間プレート１０２に圧接して
型締めし、ゲート１０７からキャビティ１０６に溶融樹
脂を注入する。そして、注入された溶融樹脂を硬化した
後に上型１００と中間プレート１０２とを順次上昇させ
て型開きし、エジェクト機構（図示なし）により基板１
０３を上方から突き出して、搬出機構により、チップ１
０４が樹脂封止されたパッケージを下型１０１から取り
出す。また、ポッティングモールドでは、ノズルやディ
スペンサによってチップの上方から溶融樹脂を吐出した
後に、吐出された溶融樹脂を硬化させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法によれば、以下のような問題がある。プレート
モールドによれば、キャビティ１０６内で硬化した樹脂
とゲート１０７内で硬化した樹脂とを確実に分離する目
的で、基板１０３の上方に上型１００と中間プレート１
０２とを分割して設ける必要があるので、金型自体の構
造が複雑になる。また、ゲート１０７に溶融樹脂を供給
するためのランナ部（図示なし）が上型１００の上方
に、すなわち上型１００が移動する方向に位置するの
で、硬化後のランナを搬出する機構がパッケージの搬出
機構とは別に必要となる。更に、パッケージを突き出す
エジェクト機構が必要になる。したがって、装置全体の
構造が複雑になる。これらの問題から、プレートモール
ドを使用した封止装置は、自動化に対応することが困難
である。また、ポッティングモールドによれば、溶融樹
脂の広がりを制御することが困難なことから、硬化後の
樹脂の寸法精度が悪いという問題がある。

【０００４】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたものであり、少ない金型数と簡素化された機構と
により、寸法精度よく樹脂封止することができる樹脂封
止装置及び樹脂封止方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の技術的課題を解決
するために、本発明に係る樹脂封止装置は、相対向する
第１及び第２の金型を使用して該第１及び第２の金型間
において設けられたキャビティに溶融樹脂が注入される
ことにより、基板に装着されたチップ状電子部品を樹脂
封止する樹脂封止装置であって、第１の金型に固定され
斜面を有する固定側板と、第２の金型の型面においてキ
ャビティに向かって進退自在に設けられ固定側板の斜面
に対向する斜面を有する可動側板と、第２の金型の型面
において型面に対して垂直になるまで回動自在に設けら
れ、基板が載置されるとともに、型面に対して垂直な状
態で可動側板によって押圧される基板固定ブロックとを
備えるとともに、第１及び第２の金型が相対的に移動す
ることにより、固定側板及び可動側板の斜面同士が接触
して可動側板が移動し、該可動側板が基板固定ブロック
を押圧し、該基板固定ブロックはチップ状電子部品がキ
ャビティに収容されるようにして基板をキャビティに対
して圧接することを特徴とする。

【０００６】これによれば、キャビティに溶融樹脂が注
入されて硬化するので、封止後の樹脂の寸法精度が向上
する。また、中間プレートを必要とせず２つの金型のみ
によって構成されるので、金型及び樹脂封止装置の構造
が簡素化される。

【０００７】また、本発明に係る樹脂封止装置は、上述
の樹脂封止装置において、第１の金型から突出して設け
られ側面に設けられた第１の部分キャビティを有する第
１のブロックと、第２の金型から突出して設けられ側面
に設けられた第２の部分キャビティを有する第２のブロ
ックとを備えるとともに、第１及び第２の金型が相対的
に移動することにより、第１及び第２のブロックが型締
めするとともに、第１及び第２の部分キャビティがキャ
ビティを形成することを特徴とする。

【０００８】これによれば、第１及び第２のブロックが
型締めすることにより、第１及び第２の金型間にキャビ
ティを設けることができる。

【０００９】また、本発明に係る樹脂封止装置は、上述
の樹脂封止装置において、溶融樹脂が硬化して形成され
た硬化樹脂のうちキャビティにおける部分からなる封止
樹脂と基板とからなるパッケージと、硬化樹脂のうち封
止樹脂以外の部分からなる不要樹脂とを、同時に搬出す
る搬出機構を備えたことを特徴とする。

【００１０】これによれば、共通の搬出機構により不要
樹脂とパッケージとが同時に搬出されるとともに、パッ
ケージをエジェクトするための機構が不要になる。これ
により、樹脂封止装置の構造がいっそう簡素化されると
ともに、自動化に対応することが容易になる。

【００１１】また、本発明に係る樹脂封止方法は、相対
向する第１及び第２の金型を使用して該第１及び第２の
金型間において設けられたキャビティに溶融樹脂を注入
することにより、基板に装着されたチップ状電子部品を
樹脂封止する樹脂封止方法であって、第２の金型に回動
自在に設けられた基板固定ブロックに基板を水平に載置
する工程と、基板固定ブロックを回動させて基板を垂直
に保持する工程と、第１及び第２の金型を相対的に移動
させることにより、第１の金型に設けられた固定側板の
斜面が第２の金型に設けられた可動側板の斜面を押圧し
て該可動側板を移動させ、チップ状電子部品がキャビテ
ィに収容されるように可動側板が基板固定ブロックを押
圧して基板をキャビティに対して圧接する工程と、基板
をキャビティに対して圧接した状態でキャビティに溶融
樹脂を注入する工程と、キャビティに注入された溶融樹
脂を硬化させる工程とを備えたことを特徴とする。

【００１２】これによれば、キャビティに溶融樹脂を注
入して硬化させるので、封止後の樹脂の寸法精度が向上
する。また、中間プレートを必要とせず、金型として２
つの金型のみを使用するので、金型及び樹脂封止装置の
構造を簡素化することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係る樹脂封止装置を、図
１〜図５を参照して説明する。図１は、本発明に係る樹
脂封止装置において、搬送された基板が水平に保持され
た状態を示す断面図である。図１において、上型１と下
型２とが、相対向して設けられている。上型１の型面、
すなわち下型２に対向する面の側には、上ブロック３が
固定されている。上ブロック３の端面（下面）には、後
述する溶融樹脂が貯留される凹部であるカル４が設けら
れ、両側面には、溶融樹脂が注入される空間である上キ
ャビティ５が設けられている。カル４は、ゲート６を介
して上キャビティ５に連通している。また、上型１の型
面側には、上ブロック３をはさんで対向するように、１
対の固定側板７（左側は図示なし）が取り付けられてい
る。固定側板７は、上ブロック２に向いた面が斜面にな
っている。すなわち、図１に示されるように、固定側板
７の断面は、型面側が広く先端側（図１の下方側）が狭
い、テーパ面になっている。

【００１４】下型２には、下ブロック８が、型面から突
出するようにして固定されている。下ブロック８の端面
（上面）側には円筒形の空間が設けられ、その空間の上
部はポット９を形成している。ポット９には、プランジ
ャ１０が昇降自在に嵌装されている。また、ポット９に
おいては、プランジャ１０上に、例えば熱硬化性樹脂か
らなる樹脂タブレット１１が収容されている。そして、
下ブロック８の両側面には、溶融樹脂が注入される空間
である下キャビティ１２が設けられている。上キャビテ
ィ５と下キャビティ１２とは、上型１と下型２とが型締
めされた状態で併せてキャビティ１３を形成する。

【００１５】また、下型２の型面には、下ブロック８を
はさんで対向するように、１対の凹部１４（左側は図示
なし）が形成されている。凹部１４には、基板固定ブロ
ック１５が、回動軸１６を中心にして水平〜垂直に回動
自在になるようにして、次のように設けられている。す
なわち、回動軸１６は、モータなどの回動機構（図示な
し）に連結されている。そして、基板固定ブロック１５
と回動機構とは一体になって、引っ張りばね（図示な
し）により凹部１４の右側において下型２に固定されて
いる。これにより、基板固定ブロック１５は、図の左側
に向かって押圧されると左側に移動し、その押圧から開
放されると初期位置に復帰する。基板固定ブロック１５
には、真空ポンプ（図示なし）に連結された吸着用エア
流路１７が設けられている。この吸着用エア流路１７を
介して吸引されることにより、基板１８が基板固定ブロ
ック１５に吸着される。また、基板１８には、チップ１
９が装着されており、基板１８とチップ１９との電極同
士は、例えばワイヤや導電性バンプ（いずれも図示な
し）によって電気的に接続されている。

【００１６】また、下型２の型面には、下ブロック８を
はさんで対向するようにして、１対の可動側板２０（左
側は図示なし）が取り付けられている。可動側板２０
は、固定側板７の斜面に対向する面がその斜面に平行に
なっているとともに、下型２において図の左右方向に移
動自在に設けられている。また、可動側板２０は、引っ
張りばね（図示なし）によって、下型２の右端に近い側
で下型２に固定されている。これにより、可動側板２０
は、図の左側に向かって押圧されると移動し、その押圧
から開放されると初期位置に復帰する。図１では示され
ていない下型２の左側においても、基板固定ブロック及
び可動側板が、同様に動作するように設けられている。

【００１７】本発明に係る樹脂封止装置の動作につい
て、図１〜図５を参照して説明する。図２は、本発明に
係る樹脂封止装置において、基板固定ブロックが回動後
に基板を垂直に保持するとともに、型締めが行われてい
る状態を示す断面図である。図３は、本発明に係る樹脂
封止装置において、型締め完了後に溶融樹脂がキャビテ
ィに注入される状態を示す断面図である。図４は、本発
明に係る樹脂封止装置において、樹脂封止完了後に型開
きするとともに、ゲートブレークが行われた状態を示す
断面図である。図５は、本発明に係る樹脂封止装置にお
いて、ゲートブレーク後に、基板固定ブロックが回動し
てパッケージを水平に保持するとともに、パッケージと
不要樹脂とを搬出する状態を示す断面図である。

【００１８】まず、図１に示すように、基板１８が水平
に搭載された状態で、吸着用エア流路１７によって基板
１８を固定する。その後に、基板１８が載置された基板
固定ブロック１５が、回動軸１６を中心にして基板１８
が垂直になるまで回動するとともに、上型１が下降す
る。

【００１９】次に、図２に示すように、引き続いて上型
１が下降して、固定側板７と可動側板２０との斜面同士
が接する。この状態で更に上型１が下降することによっ
て、可動側板２０は、固定側板７に押圧されて図の左側
に移動する。また、図１の樹脂タブレット１１が溶融樹
脂２１になるまで、樹脂タブレット１１を加熱溶融す
る。

【００２０】次に、図３に示すように、固定側板７と可
動側板２０との斜面同士が接した状態で、更に上型１が
下降する。このことにより、第１に、上ブロック３と下
ブロック８とを型合わせ面Ｐ．Ｌで型締めする。これに
より、図２のカル４及びポット９からなる空間と、上キ
ャビティ５及び下キャビティ１２からなるキャビティ１
３とが形成される。第２に、可動側板２０が基板固定ブ
ロック１５を押圧することにより、チップ１９がキャビ
ティ１３に収容されるようにして、基板１８が上ブロッ
ク３と下ブロック８との側面に圧接される。

【００２１】次に、プランジャ１０が上昇し、溶融樹脂
２１を押圧する。これにより、カル４を経由して、キャ
ビティ１３が充填されるまで溶融樹脂２１を注入する。
引き続き溶融樹脂２１を加熱して、これを硬化させる。
これにより、カル４とキャビティ１３とにおいて、硬化
樹脂を形成する。

【００２２】次に、図４に示すように、図３のカル４と
キャビティ１３とにおいて、それぞれ硬化樹脂からなる
不要樹脂２２と封止樹脂２３とを形成した後に、上型１
が上昇して型開きする。これにより、第１に、固定側板
７が上昇するので、可動側板２０が、引っ張りばね（図
示なし）により斜面に沿って右側に移動する。したがっ
て、基板固定ブロック１５も、別の引っ張りばね（図示
なし）により、右側に移動して初期位置に復帰する。こ
の過程で、不要樹脂２２と封止樹脂２３との分離、すな
わちゲートブレークを行う。ここまでの工程で、基板１
８と封止樹脂２３とからなるパッケージ２４が形成され
る。

【００２３】次に、図５に示すように、上型１が更に上
昇する。これにより、可動側板２０は更に右側へと移動
して、初期位置に復帰する。また、基板固定ブロック１
５が回動して基板１８を水平に保持するとともに、吸着
用エア流路１７による吸着を解除する。また、プランジ
ャ１０が上昇することにより、不要樹脂２２を下ブロッ
ク８から引き離す。

【００２４】次に、上型１と下型２との間に、図５にお
ける手前側−奥側の方向に沿って、所定の位置まで搬出
機構２５が進入する。搬出機構２５には、吸着用エア流
路２６，２７が、それぞれ弁を介して真空ポンプ（いず
れも図示なし）に接続されて設けられている。吸着用エ
ア流路２６はパッケージ２４の吸着用、吸着用エア流路
２７は不要樹脂２２の吸着用である。そして、搬出機構
２５が下降し、吸着用エア流路２６，２７によりそれぞ
れパッケージ２４，不要樹脂２２を吸着する。その後
に、搬出機構２５は上昇して、上型１と下型２との間か
ら退出する。これにより、パッケージ２４と不要樹脂２
２とを同時に搬出することができる。

【００２５】以上説明したように、本発明によれば、ま
ず、型締めにより形成されたキャビティ１３に溶融樹脂
２１を注入して硬化させる。これにより、ポッティング
モールドによる場合に比較して、封止樹脂２３の寸法精
度が向上する。また、キャビティ１３の形成及び型締め
と、封止後におけるゲートブレーク及び型開きとが、上
型１の上下運動のみによって行われる。したがって、中
間プレートを必要とせず上型１と下型２とのみによって
金型が構成されるので、金型及び樹脂封止装置の構造が
簡素化される。加えて、共通の搬出機構２５を使用して
パッケージ２４と不要樹脂２２とを同時に搬出するとと
もに、パッケージ２４をエジェクトするための機構が不
要になる。これによって、樹脂封止装置の構造がいっそ
う簡素化されるとともに、自動化に対応することが容易
になる。

【００２６】なお、上述の説明では、パッケージ２４を
水平に保持した状態で搬出した。これに限らず、図４に
おいて基板固定ブロック１５が初期位置に復帰した状態
で、パッケージ２４と下ブロック８との間の空間に、搬
出機構を挿入してもよい。この場合にも、垂直に保持し
たパッケージ２４を吸着することによって搬出し、同時
に不要樹脂２２を搬出することができる。

【００２７】また、１つの搬出機構２５を使用して、パ
ッケージ２４と不要樹脂２２とを搬出した。これに代え
て、パッケージ２４と不要樹脂２２とを、別々の搬出機
構を使用して同時に、又は別々に搬出してもよい。

【００２８】また、吸着することにより、パッケージ２
４と不要樹脂２２とを搬出した。これに代えて、パッケ
ージ２４と不要樹脂２２とを、それぞれ挟持することに
よって搬出することもできる。

【００２９】また、上型１を昇降させたが、これに代え
て、下型２を昇降させてもよい。更に、上型１と下型２
とを、上下方向に相対的に移動させてもよい。

【００３０】また、上型１側にカル４を設けるととも
に、下ブロック８にポット９とプランジャ１０とを設け
た。これに変えて、下ブロック３にカルを設けるととも
に、上型１の側にポットとプランジャとを設けてもよ
い。

【００３１】また、下ブロック８の両側に一対の基板固
定ブロック１５を設けたが、これに限らず、片側だけに
設けてもよい。

【００３２】また、下ブロック８の片側に１個又は両側
に１個ずつ設けられた基板固定ブロック１５を１ユニッ
トとして、下ブロック８に沿って、図１における手前側
−奥側の方向に沿って複数ユニットだけ、基板固定ブロ
ック１５を並べてもよい。更に、１個の基板固定ブロッ
ク１５に複数個の基板１８を保持してもよい。これらの
場合には、基板１８の数に応じて、上ブロック３におい
ては上キャビティ５を、下ブロック８においては下キャ
ビティ１２を、それぞれ設ける。そして、溶融樹脂２１
が各キャビティ１３に均一に充填されるように、基板１
８の数に応じて、カル４とポット９とプランジャ１０と
を、適当な数だけ設けておくことが好ましい。

【００３３】また、上ブロック３と下ブロック８とを使
用して、キャビティ１３を垂直方向に分割した。これに
代えて、カル４，ゲート６，キャビティ１３を水平方向
に分割することもできる。この場合には、例えば、キャ
ビティを有するキャビティブロックを下型２に固定す
る。更に、カル及びゲートを有するゲートブロックを、
ゲートがキャビティの背面に対向するようにして、下型
２において水平方向に移動自在に設ける。そして、可動
側板の斜面がゲートブロックの斜面を押圧することによ
りゲートブロックとキャビティブロックとを型締めした
後に、カル及びゲートを順次経由して、キャビティに溶
融樹脂を注入すればよい。

【００３４】また、本発明は、上述の実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内
で、必要に応じて、任意にかつ適宜に変更し、選択し、
又は組み合わせて採用できるものである。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、キャビティに溶融樹脂
を注入して硬化させることにより、パッケージの寸法精
度が向上する。また、中間プレートを使用せずに、金型
が２つの金型のみによって構成される。また、パッケー
ジのエジェクト機構が不要になるとともに、パッケージ
と不要樹脂とが同時に搬出される。したがって、本発明
は、少ない金型数と簡素化された機構とにより、寸法精
度よく樹脂封止する樹脂封止装置及び樹脂封止方法を提
供できるという、優れた実用的な効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る樹脂封止装置において、搬送され
た基板が水平に保持された状態を示す断面図である。

【図２】本発明に係る樹脂封止装置において、基板固定
ブロックが回動後に基板を垂直に保持するとともに、型
締めが行われている状態を示す断面図である。

【図３】本発明に係る樹脂封止装置において、型締め完
了後に溶融樹脂がキャビティに注入される状態を示す断
面図である。

【図４】本発明に係る樹脂封止装置において、樹脂封止
完了後に型開きするとともに、ゲートブレークが行われ
た状態を示す断面図である。

【図５】本発明に係る樹脂封止装置において、ゲートブ
レーク後に、基板固定ブロックが回動してパッケージを
水平に保持するとともに、パッケージと不要樹脂とを搬
出する状態を示す断面図である。

【図６】従来のプレートモールドによる樹脂封止装置の
概略を示す断面図である。

【符号の説明】

１上型（第１の金型）２下型（第２の金型）３上ブロック（第１のブロック）４カル５上キャビティ（第１の部分キャビティ）６ゲート７固定側板８下ブロック（第２のブロック）９ポット１０プランジャ１１樹脂タブレット１２下キャビティ（第２の部分キャビティ）１３キャビティ１４凹部１５基板固定ブロック１６回動軸１７，２６，２７吸着用エア流路１８基板１９チップ（チップ状電子部品）２０可動側板２１溶融樹脂２２不要樹脂２３封止樹脂２４パッケージ２５搬出機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対向する第１及び第２の金型を使用し
て該第１及び第２の金型間において設けられたキャビテ
ィに溶融樹脂が注入されることにより、基板に装着され
たチップ状電子部品を樹脂封止する樹脂封止装置であっ
て、前記第１の金型に固定され斜面を有する固定側板と、前記第２の金型の型面において前記キャビティに向かっ
て進退自在に設けられ前記固定側板の斜面に対向する斜
面を有する可動側板と、前記第２の金型の型面において該型面に対して垂直にな
るまで回動自在に設けられ、前記基板が載置されるとと
もに、前記型面に対して垂直な状態で前記可動側板によ
って押圧される基板固定ブロックとを備えるとともに、前記第１及び第２の金型が相対的に移動することによ
り、前記固定側板及び可動側板の斜面同士が接触して前
記可動側板が移動し、該可動側板が前記基板固定ブロッ
クを押圧し、該基板固定ブロックは前記チップ状電子部
品が前記キャビティに収容されるようにして前記基板を
前記キャビティに対して圧接することを特徴とする樹脂
封止装置。
【請求項２】請求項１記載の樹脂封止装置において、前記第１の金型から突出して設けられ側面に設けられた
第１の部分キャビティを有する第１のブロックと、前記第２の金型から突出して設けられ側面に設けられた
第２の部分キャビティを有する第２のブロックとを備え
るとともに、前記第１及び第２の金型が相対的に移動することによ
り、前記第１及び第２のブロックが型締めするととも
に、前記第１及び第２の部分キャビティが前記キャビテ
ィを形成することを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の樹脂封止装置にお
いて、前記溶融樹脂が硬化して形成された硬化樹脂のうち前記
キャビティにおける部分からなる封止樹脂と前記基板と
からなるパッケージと、前記硬化樹脂のうち前記封止樹
脂以外の部分からなる不要樹脂とを、同時に搬出する搬
出機構を備えたことを特徴とする樹脂封止装置。
【請求項４】相対向する第１及び第２の金型を使用し
て該第１及び第２の金型間において設けられたキャビテ
ィに溶融樹脂を注入することにより、基板に装着された
チップ状電子部品を樹脂封止する樹脂封止方法であっ
て、前記第２の金型に回動自在に設けられた基板固定ブロッ
クに前記基板を水平に載置する工程と、前記基板固定ブロックを回動させて前記基板を垂直に保
持する工程と、前記第１及び第２の金型を相対的に移動させることによ
り、前記第１の金型に設けられた固定側板の斜面が前記
第２の金型に設けられた可動側板の斜面を押圧して該可
動側板を移動させ、前記チップ状電子部品が前記キャビ
ティに収容されるように前記可動側板が前記基板固定ブ
ロックを押圧して前記基板を前記キャビティに対して圧
接する工程と、前記基板を前記キャビティに対して圧接した状態で前記
キャビティに前記溶融樹脂を注入する工程と、前記キャビティに注入された溶融樹脂を硬化させる工程
とを備えたことを特徴とする樹脂封止方法。