JPH0553611B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はレジンモールド型半導体装置の製造装
置に関し、特に製造の自動化、成形条件の均一
化、品質の向上を図つたレジンモールドに適用し
て有効なモールドシステムに関するものである。

〔背景技術〕

近年盛んに利用されてきているレジンモールド
型の半導体装置は、リードフレーム上に半導体素
子ペレツトを組み付けた上で、この半導体項構体
をモールド金型内にセツトし、この金型内のキヤ
ビテイにレジン材を圧送してモールド成形を行つ
ている（工業調査会発行「電子材料」1981年11月
号別冊、昭和56年11月10日発行、P170〜175）。

ところが、これまでのレジンモールド装置では
一度に大量のモールド処理を行うべく製造装置が
構成されているために、次のような問題が生じて
いる。すなわち、従来のレジンモールド装置は、
第７図のように上下の金型１（上金型の図示は省
略している）に12フレーム分に相当する60個のキ
ヤビテイ２（１フレームに５連）を形成した大型
のもので構成しかつこれらキヤビテイ２とカル３
とを多数本のランナ４にて連通させたもので、各
金型１のキヤビテイ上に半導体構体５をセツトし
た上で上下の金型を閉じカル３からランナ４を通
して各キヤビテイ２にレジンを圧送することによ
り、いわゆるトランスフアモールド法によつてモ
ールド成形を行つている。しかしながら、この従
来装置では次のような不具合が生じている。

(1) 各キヤビテイ２上に半導体構体５をセツトす
るに際し、同図右側に示すローデング治具６を
用いることが多い。このローデング治具６上に
12個のフレーム５を乗せローデング治具６を下
金型１上に移載した上でローデング治具６を操
作することにより各フレーム５を金型１の各キ
ヤビテイ２上にセツトできる。ところが、この
ローデング治具６が大きいために装置全体が大
型化しかつ治具の操作が難しくなる。

(2) 前述したローデング作業を効率よく行うため
には、２個のローデング治具６を用いて交互的
にこれを利用する方式を採用しているが、この
ローデング治具内およびローデング治具間での
寸法精度の維持が困難であり、各キヤビテイ２
上に正しくフレーム５をセツトすることは難し
い。

(3) 一度に12フレームを処理するために金型１の
平面面積が大となり、型面の平坦度が出にく
く、上下型内での平坦度の誤差によつてモール
ドバリが発生し易く製品の品質の低下を招く。

(4) 金型１の大型化に伴つてカル３と各キヤビテ
イ２を連通するランナ４の長さが大きくなり、
カル３から圧送されるレジンの温度（粘度）が
各キヤビテイ２に対して相違してこれを一定に
コントロールすることが難しく、それぞれの成
形条件が相違して均一な品質が得られ難い。

(5) 金型１の面積が大きいため全面にわたつて金
型清掃を良好に行うのに時間と手間がかかる。

(6) ローデング治具を利用しない場合には、フレ
ーム５を一つずつ人手によつてセツトしなけれ
ばならないため作業効率は極めて悪い。

(7) ローデング治具を用いる場合でも用いない場
合でもフレーム５のセツト、その取り外し等を
自動化することは困難であり、モールド工程全
体の自動化実現は困難である。

(8) 一度に多量のモールドが可能であるが、近年
のように多品種小量生産が要求される場合には
これに対処することが難しい。

(9) 一のキヤビテイに不良があると、モールド装
置全体を停止しなければならず、その間モール
ド製造が停止されて製造効率が低下される。

このようなことから、最近では金型を回転構体
上に形成してこれを回転出来るようにし、この回
転される金型に対してフレームのセツト、モール
ド、その取り出し、清掃を順序的に行うようにし
たロータリ方式のモールドシステムが考えられて
いる（特開昭61−10412号）が、回転移動される
金型を所定の温度に加熱しかつこれを維持するこ
とが難しく、製品の均一化や品質の向上を達成す
ることは困難である。

〔発明の目的〕

本発明の目的はモールドの全自動化を可能にす
ると共に成形条件の均一化を図りかつ品質の向上
を図り得るレジンモールドに用いて好適なモール
ドシステムを提供することにある。

また、本発明の他の目的はレジン等のモールド
の作業性の改善を図りかつモールド効率の向上を
図り得るモールドシステムを提供することにあ
る。

さらに、本発明の他の目的は多品種少量生産に
対処できると共に装置構造の簡易化を図つたモー
ルドシステムを提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な
特徴は、本明細書の記述および添付図面かあきら
かになるであろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なも
のの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。すなわち、少ない数のキヤビテイを形成した
複数個の小型の金型を直列に配置すると共に、こ
れら金型に沿つて移動されるロボツトを設け、こ
のロボツトは各金型に対する清掃、フレームのロ
ード、モールド成形品のアンロード、タブレツト
の投入等を自動的に行うことができるよう構成す
ることにより、モールドの全自動化を可能とし、
かつ成形条件の均一化を図り、さらに品質の向上
を達成できる。

前記ロボツトは少なくとも清掃、アンロードを
行う第１ステーシヨンと、フレームロード、タブ
レツト投入を行う第２ステーシヨンとを備え、こ
れらステーシヨンの間隔は前記金型の配列ピツチ
間隔と等しくすることにより、金型の清掃、モー
ルド成形品のアンロードと、フレームのロード、
タブレツトの投入とをそれぞれ異なる金型に対し
て同時に行うことができ作業効率の向上を達成で
きる。

さらに、第２ステーシヨンのフレームロードに
際してはローデング治具を用いることなくフレー
ムをキヤビテイ上にセツトできるので、位置決め
を確実なものとし、かつ金型の小型化により金型
平面の平坦性を向上しかつランナ寸法を低減でき
るのでモールドバリの発生を防止しかつレジン粘
度等を均一化し、これにより品質の向上を達成で
きる。

〔実施例〕

第１図および第２図は本発明をレジンモールド
システムに適用した実施例の全体平面図と正面断
面図を示す。図において、符号１１ないし１６は
それぞれ小型に構成されたモールド用の金型であ
り、各々上型１１Ａ〜１６Ａと下型１１Ｂ〜１１
６Ｂとで対をなしており、両型１１Ａ〜１６Ａ，
１１Ｂ〜１６Ｂをプレス機構２１によつて上下移
動することによりそれぞれの金型は単独でモール
ド成形を行い得るようになつている。各モールド
金型１１〜１６にはそれぞれ中央部下側のカル部
１７とその四周囲に４本のフレームをセツトでき
る20個のキヤビテイ（５連フレームの場合）１８
を形成し、ランナ１９にて連通している。カル部
１７にはカルプランジヤ２０を備え、後述するレ
ジンタブレツトを加熱圧縮することによりレジン
流をランナ１９を通して各キヤビテイ１８に圧送
することができる。そして、各金型１１〜１６は
同一もしくは異なる種類の金型を同一ピツチ間隔
で直列状に配置しているが、これらは任意に取替
えられるようになつている。なお、金型１１〜１
６にはそれぞれヒータ等の付属構体が設けられて
いることはいうまでもない。

一方、前記各金型１１〜１６の一側にはレール
２２を平行に敷設し、このレール２２上にロボツ
ト２３を乗せ図外のモータ等の駆動手段によつて
レール２２上を往復移動できる。また、前記レー
ル２２の一側には後述する部品供給部３０を配設
している。前記ロボツト２３は前側（図示右側）
の第１ステーシヨン２４と、後側の第２ステーシ
ヨン２５とを有しており、第１ステーシヨン２４
には金型清掃部２６と、モールド成形品のアンロ
ーダ部２７を構成し、第２ステーシヨン２５には
フレームのローダ部２８と、レジン等のタブレツ
ト投入部２９とを構成している。また、各ステー
シヨン２４，２５の間隔寸法は前記金型１１〜１
６の配列ピツチ法Ｐに等しくなつており、一方の
ステーシヨンが一の金型に対向位置されたときに
は他方のステーシヨンが他の金型に対向位置され
るようになつている。

なお、第２図には、図示の都合上、第１ステー
シヨンの金型清掃部２６とモールド製品のアンロ
ード部２７とが金型１２に対して同時それぞれの
機能を実行しているような図を記載しているが、
上記金型清掃部２６とアンロード部２７とは互い
に干渉せずかつ一方が動作しているときは他方は
休止するように構成されている。また、上記金型
清掃部２６とアンロード部２７およびフレームの
ロード部２８は、各々対向する金型の全部のキヤ
ビテイに対して同時にそれぞれの機能を実行でき
るように構成されている。

前記金型清掃部２６は、第３図Ａ，Ｂのよう
に、水平配置したプランジヤアーム３１の先端に
支持腕３２を上下等の自在方向に可動な連接子３
３によつて支持し、この支持腕３２にはブラシ毛
３４を植設している。このブラシ毛３４は先端よ
りも後端側の毛を長くしかつ支持腕３２の各ブラ
シ毛３４の間には図外の吸気源に連なる吸引口３
５を多数個開設している。この金型清掃部２６は
プランジヤアーム３１の伸長によつて上下の金型
１１Ａ〜１６Ａ，１１Ｂ〜１６Ｂ間に侵入され連
接子３３のフレキシビリテイによつて上下左右に
揺動されて金型表面に付着したレジンかす等の異
物をブラシ毛によつて払い落とし、かつ場合によ
つては吸引口３５から吸い取るようにしている。
このとき、ブラシ毛３４の先端が短くなつている
ことから、ブラシ毛３４の略全体を全金型面にフ
ラツトに接触でき、ブラシ毛３４が平均して金型
面を清掃できる。

前記成形品アンローダ部２７は、第４図のよう
にプランジヤアーム３６の先端にフレーム、つま
りモールド成形品Ｍを握持する一対の爪３７Ａを
有するレバー３７，３７を取着し、これらプラン
ジヤアーム３６とレバー３７および図示しないリ
ンク機構の作用によつて、まずプランジヤアーム
３６が金型上に伸長しかつ爪３７Ａがモールド成
形品Ｍの両端を挟んでこれを握持し、続いてプラ
ンジヤアーム３６の短縮によつて金型上のモール
ド成形品Ｍをロボツト２３上に取り込む（アンロ
ード）することができる。取り込まれたモールド
成形品Ｍは第２図のようにロボツト２３の下側中
間部内に収納できる。

他方、前記第２ステーシヨン２５における前記
フレームローダ部２８は、第５図のようにフレー
ムＦのピン穴FHに嵌合するピン３８Ａを有する
ピンレバー３８をプラジヤアーム３９の先端に固
着しており、ロボツト２３の上部に内臓されたフ
レームＦをそのピン穴FHにピン３８Ａを嵌合さ
せて金型１１Ｂ〜１６Ｂ上に搬送し、かつ図示し
ないリンク機構との協動によるプランジヤアーム
３９の上下動によつてフレームＦをそれぞれキヤ
ビテイ１８の所定位置上にセツトできる。

前記タブレツト投入部２９は第６図のように、
プランジヤアーム４０の先端にフインガ４１を有
する投入アーム４２を取着し、フインガ４１でレ
ジンタブレツトＲを握持しプランジヤアーム４０
の作用によつてロボツト２３の下部に収納してい
るレジンタブレツトＲを金型１１〜１６の各カル
プランジヤ２０内に供給できる。なお前記ロボツ
ト２３の下部にはプレヒータ４３を設け（第２図
参照）レジンタブレツトＲを予加熱することがで
きる。

さらに、前記ロボツト２３には前記部品供給部
３０とロボツト２３との間でフレームＦ、モール
ド成形品Ｍ、レジンタブレツトＲ等を相互に移載
できるようにしている。

以上の構成によれば、ロボツト２３が第１図の
ように金型１１，１２に対応する位置に移動され
たときには、金型１２に対向された第１ステーシ
ヨン２４においては、先に金型１２で成形された
ものがあればこれをアンローダ部２７によつてロ
ボツト２３内に取り込むと共に金型清掃部２６は
金型１２の表面を清掃して異物を取り除きこれを
清浄化する。一方、これと同時に金型１１に対向
された第２ステーシヨン２５においては、フレー
ムローダ部２８が各キヤビテイ１８上にフレーム
Ｆを一つずつ搬送しかつフレームＦの穴FHが金
型１１Ｂのガイドピン（図示せず）に嵌合するよ
うにセツトしてロードを完了し、さらにタブレツ
ト投入部２９はプレヒータ４３で加熱されている
レジンタブレツトＲをカルプランジヤ２０内に搬
入セツトする。

この動作が完了すれば、ロボツト２３は第１図
の右方へ１ピツチ分移動され今度は第１ステーシ
ヨン２４が金型１３に対向し第２ステーシヨン２
５が金型１２に対向する。そして、これら各ステ
ーシヨン２４，２５では前述と同様に金型１３で
はモールド成形品の取り込みと清掃が、金型１２
ではフレームのロードとタブレツトの投入がそれ
ぞれおこなわれる。この間、金型１１では上下の
金型が作動され、両者が接触されてキヤビテイ１
８内にフレームＦを挟み込み、かつこれと同時に
カルプランジヤ２０がレジタブレツトＲを圧縮
し、ランナ１９を通してカル部１７から各キヤビ
テイ１８へレジンを供給し、フレームＦに対する
レジンモールドを完了することになる。モールド
の完了した金型１１は再び両金型が開き、復動し
てきたロボツト２３によつてモールド成形品Ｍの
アンロードおよび清掃が行われることになる。

以下、ロボツト２３のレール２２上における往
復移動と各金型１１〜１６のモールド動作によ
り、各金型では順序的に成形を行いかつモールド
成形品の取り込みが行われる。このとき、各金型
１１〜１６は同一の半導体装置の金型でも異なる
半導体装置の金型でもよく、予めこのデータをロ
ボツト２３に与えておけば、ロボツト２３は各金
型１１〜１６に対応したフレームＦ、レジンタブ
レツトＲを予め搭載しておきかつそれぞれの金型
に好適な清掃、モールド成形品のアンロード、フ
レームのロード、タブレツトの投入を行うことが
できる。

このようなモールド作業によれば、各金型１１
〜１６上へのフレームＦのロードに際してはフレ
ームＦの１つまたは複数個をそれぞれ独立してキ
ヤビテイ１８上に自動的にロードできるので、ロ
ーデング治具は不要でありローデング治具が原因
とされるロード位置ずれ等の誤差をなくすことが
できモールドを高精度におこなうことができる。
また、各金型１１〜１６は20個程度のキヤビテイ
１８で小型に構成されているので、上下金型のそ
れぞれの表面の平坦性が良好であり両金型の密着
性を良くしてモールドバリ等の発生を防止しモー
ルド成形品の品質の向上を達成できる。さらに、
金型１１〜１６を小型に構成していることにより
カル部１７とキヤビテイ１８を結ぶランナ１９の
長さも短くて済み、レジンの温度、粘度等のバラ
ツキを少なくして各キヤビテイにおける成形条件
の均一化を高めることができる。なお、金型１１
〜１６が小型化されて１回に成形されるモールド
成形品の数が低減しても各金型１１〜１６はそれ
ぞれ独立してしかも順序的にモールド動作を行う
ので、最終的に得られるモールド成形品の製造効
率はこれまでと同程度或いはそれ以上のものがえ
られる。

一方、小型の金型を複数個配列しているので、
一つのキヤビテイないし金型が不良になつてもそ
の金型のみを交換すればよく、その間他の金型に
よるモールドを進行することができ、製造を停止
させる必要はない。また、このとき不良の金型の
交換のみでよいためかつ金型が小型であることか
ら、交換作業は極めて容易である。さらに、金型
１１〜１６はそれぞれ固定的に配列されているの
で、金型に付設されるプレス機構や加熱機構（図
示せず）の構成も小型にでき、全体構造の簡易化
と共に金型の温度管理等も容易に行うことができ
る。

〔効果〕

(1) 少ないキヤビテイ数の小型の金型を直列に配
置し、ロボツトをこれに沿つて往復移動して金
型の清掃、モールド成形品のアンロード、フレ
ームのロード、タブレツトの投入等を自動的に
行うようにしているので、半導体装置を初めと
する種々の製品のモールドを全自動的に行うこ
とができる。

(2) フレームのロードに際しては、ローデング治
具が不要であるため、ローデング治具が原因と
されるフレームの位置誤差を抑制でき、寸法精
度の良いモールド成形を行うことができる。

(3) 金型が小型であるので、ランナ長を短くで
き、レジンの温度、粘度を一定かつ均一にコン
トロールできかつ上下金型の表面の平坦性を向
上して密着性を向上し、モールドバリ等の発生
を防止してモールド成形品の品質を向上でき
る。

(4) 金型内のキヤビテイの数が少なくても、複数
個の金型によるモールド作業を順序的に行つて
いるので、モールド成形の効率が低減されるこ
とはない。

(5) 金型は小型に構成されかつ固定的に設置され
ているので、各金型におけるプレス機構や加熱
機構を小型かつ簡易に構成できる。

(6) それぞれの金型が独立してモールド成形を行
うので、各金型に異なる種類のものを用いれば
異なる半導体装置を同時に成形でき、特に多品
種少量生産の半導体装置の製造に有効である。

(7) 一のキヤビテイや金型に不良が生じても、他
の金型でのモールド成形をそのまま継続でき、
モールド成形を停止させることなく成形効率を
向上できる。

(8) 金型は、それぞれのキヤビテイの長手方向が
上記ロボツトの移動方向と直交するように配置
されているため、金型全体は第２図において横
幅が縦の長さより短くなる。そのため、逆であ
る場合に比べてレールの長さが短くなりロボツ
トの移動量も少なくて済むとともに、金型の間
口が狭くなり、金型不良により交換が必要にな
つた場合の金型の交換作業が容易になる。

以上本発明によつてなされた発明を実施例にも
とづき具体的に説明したが、本発明は上記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。たとえば、ロボツトは往復移動できるもので
あればレールはなくてもよい。また、清掃部、ロ
ーダ部、アンローダ部、投入部はそれぞれ個別の
ステーシヨンに配置し、それぞれ別個の金型にた
いして作用を行うように構成してもよい。もちろ
ん、金型におけるプレス機構やロボツトにおける
各部の具体的な構成は適宜変更できる。スペース
等に余裕が有れば、ロボツトの両側に金型を配置
することもできる。逆に金型の周囲でロボツトを
移動させるようにしてもよい。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によつてなさ
れた発明をその背景となつた利用分野である半導
体装置のレジンモールド成形に適用した場合につ
いて説明したが、それに限定されるものではな
く、半導体装置以外の小物部品のモールド成形技
術に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す平
面図、第２図はその正面方向の概略断面図、第３
図Ａ，Ｂは金型清掃部の平面図と正面図、第４図
はモールド成形品アンローダ部の側面図、第５図
はフレームローダ部の側面図、第６図はタブレツ
ト投入部の正面図、第７図はこれまで提案されて
いるモールド装置の概略平面図である。 １１〜１６……金型、１７……カル部、１８…
…キヤビテイ、１９……ランナ、２０……カルプ
ランジヤ、２１……プレス機構、２２……第１レ
ール、２３……ロボツト、２４……第１ステーシ
ヨン、２５……第２ステーシヨン、２６……金型
清掃部、２７……モールド成形品アンローダ部、
２８……フレームローダ部、２９……ダブレツト
投入部、３０……部品供給部、３１……プランジ
ヤアーム、３２……支持腕、３３……連接子、３
４……プランジヤアーム、３５……吸引口、３６
……プランジヤアーム、３７……レバー、３８…
…ピンレバー、３９，４０……プランジヤアー
ム、４１……フインガ、４２……投入アーム、４
３……プレヒータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個のキヤビテイをそれぞれ有する複数個
   の金型が、各々独立してモールド成形動作をし得
   るように一列に固定配置されているとともに、少
   なくともこれらの金型を１個宛清掃する機能と各
   金型へフレームを装着するロード機能と各金型か
   らモールド製品を取り出すアンロード機能と各金
   型へタブレツトを投入する機能とを備えたロボツ
   トが、上記金型の配列方向に沿つて往復移動可能
   に設けられ、かつ上記ロボツトは同時に２以上の
   金型に対して上記いずれかの互いに異なる機能を
   並行して実行するように構成されていることを特
   徴とするモールド装置。 ２ 上記ロボツトは、金型の清掃とモールド製品
   のアンロードを行なう第１ステーシヨンと、金型
   へのフレームのロードとタブレツトの投入を行な
   う第２ステーシヨンとが並設されてなることを特
   徴とする特許請求の範囲の範囲第１項記載のモー
   ルド装置。 ３ 上記第１ステーシヨンと第２ステーシヨン
   は、一の金型に第１ステーシヨンが対向位置され
   たときに隣接する金型に第２ステーシヨンが対向
   位置されるように、第１ステーシヨンと第２ステ
   ーシヨンの間隔が金型の配列ピツチと等しく設定
   されてなることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項記載のモールド装置。 ４ 上記ロボツトは、上記金型の配列方向に沿つ
   て敷設されたレール上を往復移動し得るように構
   成されてなることを特徴とする特許請求の範囲の
   範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のモー
   ルド装置。 ５ 上記複数個の金型は、異なるモールド型であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲の範囲第１項
   ないし第４項のいずれかに記載のモールド装置。 ６ 上記複数個の金型は、それぞれそのキヤビテ
   イの長手方向が上記ロボツトの移動方向と直交す
   るように配置されていることを特徴とする特許請
   求の範囲の範囲第１項ないし第５項のいずれかに
   記載のモールド装置。