JPS6184212A - 高分子物質融液の定量注入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、半導体素子の内部全保護するために半導体
素子の内部５こ充填されるエポキシ樹脂などの高分子物
質融液の定ｌ注入装置に関する。

従来の技術とその問題点 一般Ｉど、半導体素子は、その内部の保護や端子、その
他の保護のためにエポキシ樹脂などの高分子物質融液全
注入充填し、同化させている。

この半導体素子内部に充填される高分子物質融液は通常
できるだけ正確な一定のｉｆｆこの半導体素子内部に注
入充填してやらないと、製品ｒｃむらが生じて構造上の
欠陥音生じ、この半導体素子が破損する恐れもある。

ところで、従来の高分子物質融液の定量注入装置は、た
とえば第８図に示すようなものがある。

第８図に於て１は所要内容積７有する高分子物質融液溜
め容器で、この容器１内に高分子物質融液２を充填され
ると共に容器】の底部には高分子物質融液導入管８全接
続し、この導入管８の下端番どは融液定量注入装置本体
４が接続さ　　′れる。この本体礁はその製造上、いく
つかのブロック４λ＋４ｂ０．、ｉｎに別れているが、
ボルト等（図示しない）によって一体に固定されて構成
される。また５はエヤシリンダで、この実施例では片ロ
ッド型複動シリンダ全示し。

５哀はエヤシリンダ６のシリンダロッド、Ｉ５ｂはその
弁ｍ５ｂｃはストッパ、６ｄはスペーサである。

６は本体底部に設けた融液注゛入口、６ａは注入口融液
流出部全示し、また７は融液の漏洩全防止するために各
接続部等に用いるＯ　ＩＩソングある。ｓａ　、ｓｂは
電磁弁で、該実施例では常時閉型三ポート弁とし、エヤ
シリンダ５には空気圧力源１０より電磁弁ｇｉ、ｓｂに
接続される速度制御弁ｅａ、ｅｂが設けられる。

次ｉｒ、第８図に示す従来例−ご於ける作動１こっ゛い
て説明する。

まず、この種の高分子物質融液は、ａ常、−ｇ温度全加
えたり温度７加えて保持しながら、二つの異なる液例え
ば主剤と硬化剤など企混合させる装置など音用いて作る
が、一旦混合された高分子物質融液は、周囲温度の変化
や時間の経過とともにその粘度が変化し１通常は粘度が
大きく、ついには硬化する。

従来の高分子物質融液の定量注入装置を第８図に示すが
、その動作全以下に示す。

前記高分子物質融液全常温中において、高分子物質融液
溜め容器１内に入れ、この高分子物質融液溜め容器１内
の高分子物質融液２全高分子物質融液導入管８にて融液
定着注入装置本体４に導き入れる。初めは融液定限注入
装置本体４下部に設けられた注入口６の上部の注入口融
液流出部６＠が電磁弁ｓａ、ｓｂによって動作するエア
シリンダ５のシリンダロッド５＠の最下部の弁部５ｂに
よって塞がれており、ここで高分子物質融液２は停止さ
せられる。

次に、エアシリンダ６が電磁弁８λあるいは８ｂによっ
て動作してそのシリンダロッド６ｍが上昇されるが、こ
の上昇速度は速度制御弁９ａあるいは９ｂによって調整
される。そうすると高分子物質融液２は注入口融液流出
部６友から流出し、注入口６から図示しないが、注入口
６直下嘉こ位置する半導体素子の内部に注入充填ざ′れ
る。一定量の高分子物質融液２が半導体素子内部に注入
され終ったところで、電磁弁８ａまたはｓｂＨ動作させ
、再度シリンダロッド５ａをＦ降させて注入口融液流出
部６ａ全塞げば。

一定着の高分子物質融液２の半導体素子内部の注入充填
が完了する。シリンダローラド６ａの降下速度も速度制
御弁９ａまたは９ｂｌとて調整される。従って半導体素
子の内部に注入充填される高分子物質融液２の蝋は、空
気圧力源１０のエアー圧力と、電磁弁Ｈａと８ｂの開閉
時間の差、速度制御弁９ａと９ｂの調整具合で変化させ
ることＩＣなる。なお６ｃ、ｓｄはシリンダロッド６＠
の行程′ｆｔａ整するためのストッパとスペーサである
。

しかし、高分子物′ａ融液２は一般に粘度が大であるが
、従来の高分子物質融液の定量注入装置は高分子物質融
液溜め容器ｌから高分子物質融液導入管８全経て融液注
入口６からの高分子物質融液２の流出全重力にのみ頼っ
ているので、流出の具合が悪かったり、不安定であった
りし。

また、高分子物質融液２は１時間の経過や周囲温度の変
化により、その粘１ヶが変化するため半導体素子の内部
に充填される最初に設定しておいた高分子物質融液の一
定量が、設定当初は比較的正確な一定着全保つことがで
きたものが、時間の経過や周囲温度の変化ととも１ｍ変
化するという欠点があった５本発明者らの実験によると
、エポキシ樹脂を高分子物質融液として用いた場合、エ
ポキシ樹脂の温度４５゛ｃにおいて、高分子物質融液の
一定着の設定当初とおよそ６０分経過後とでは、半導体
素子へのエポキシ樹脂の注入量がおよそ２０嘴も減少す
るという結果であった。

問題点の解決手段 本発明はこれに鑑みてなしたもので、２個の弁開閉手段
全並置して設けた本体と、前記本体内部に設けられ、か
つ前記一方の弁開閉手段に設けられ弁によって摺動およ
び閉塞、開放される融液計量部と、＠記他方の弁開閉手
段に設けられた弁によって開閉され、かつ前記融液計盪
部より下方に位置するとともに前記融液計量部に通ずる
注入口とを有する高分子物質融液の定量注入装置全提供
する。

実施例 以Ｆ本発明′ｆｔ第１図及び第２図に示す実施例Ｉ（も
とづいて説明する。

図に於てｌは所要の内容積及び形状全有する高分子物質
の融液溜容器で、この容器］の底部Ｒ７は高分子物質融
液の導入管８全接続するととも＋ｒ　Ｌ記容器内≦こは
高分子物質融液２が充填供給される。また導入管８の下
端１ｍは融液定量注入装置の本体１１が接続されると共
にこの本体１１はその構造的ｉｒ製作を容易番こするた
めいくつかのブロック１１ａ、ｔｔｂ、ｉｔｃ、、。

１ｔｎｊこ分割して製作され、その後ボルト等にて一体
に固定され、所要の本体形状とする。この各ブロックの
接続部や導入管との接続部分には漏液防１ＦのためＯＩ
Ｉング７が適用される。

また本体１１内≦こは導入管と導通され、融液全導入す
る空間部１９と融液が導入されない空間部２０とを夫々
独立して形成し、この雨空間部１９と２０はその底部に
於て接続され、一方の空間部２０ｉｒは注入口６が形成
され、この注入口も空間部に接続されるようＩＣなって
いると共感ここの雨空間部１９．２０の−Ｌ部の本体１
１１こはエヤーシリンダ１８と１２が夫々配設される。

このエヤーシリンダ１２，１１１はいずれも片ロツド型
複動シリンダで、上部盛こストッパ１２Ｃ。

ｔｉｃが設けられると共にこのシリンダのロッド１２＄
１．１８３は夫々空間部２０．１９内へ挿入されている
。そしてこのシリンダロッド１Ｂａ。

ｔ２＠の下端には弁部ｔａｂ及びｔｇｂが固定され、こ
の各弁部は空間部１９１ｍ接続される融液計量部１８の
段部（上端部）ＩＳａ及び注入口６の段部６ｂと対向し
、之等の段部全閉塞可能となっている。

またピストンロッド１ｌｌａ、１２ａの外周にはテフロ
ンパツキン１４ｆ適用し、空間部１９あるいは注入口上
部より上方へｍ夜しないようにピストンロッド全摺動全
可能ＩＣ上ている。

′１５はこのテフロンパツキンの抑圧ボルトである。ま
た本体１１のブロックＩＩＣにはヒータ１ｇと熱電対１
丁が夫々異なる位置１ｒ設けられる。

作用 上述の如く構成される本発明高分子物質融液の定量注入
装置に於ける動作について第２図を参照しつつ説明する
。

最初第１図に示す状態、すなわちエアシリンダ１２．１
８とも電磁弁（図示せず）の動作によってシリンダロッ
ド１２ｍ、１ｌａｉ上昇させ、注入ロ融液流出部６＠融
液計量部上端部１８ａの閉塞を解除し、高分子物質融液
導入管８内の高分子物質融液２全融液計量部１８から注
入口６へ流出させ、高分子物質融液２を少量、外部へ排
出することにより、装置本体空間部１９全全て高分子物
質融液２で満たす。また、このようにすること≦こより
、注入口６直下に位置する半導体素子（図示せず）内部
への高分子物質融液の注入作業開始時、ヒータ１６によ
って加熱状態にある装置本体空間部１９１こ（ヒータ１
６については後で説明あり）比較的固まり始めた高分子
物質融液があった場合はそれ全排出し捨てることができ
る。欠番こ、第１図１ｍ示す状態からエアシリンダ１２
のみ動作させ、シリンダロッド１２２Ｌのみ下降させて
注入口融液流出部ＩＩａ全第２図ｔａｌに示すように塞
ぐ。次に第２図鴎）の状態からエアシリンダ１Ｂのみ動
作させ、シリンダロッド１８ａのみ下降させてシリンダ
ロッド１８λの弁部１８ｂが融液計量部上端部１８１６
ど達した時、第２図ｔｂｌに示すように、エアシリンダ
１２を動作させてシリンダロッド１２＠ｉ上昇させる。

シリンダロッド１２１が丘昇しきった状態で第２図ｔｅ
ｌに示すようにシリンダロッド１８λが融液計量部１８
全下降しきった時。

同図に示すように融液計量部１Ｂの融液計量部上端部１
８１ｋから下方へ長さｌに相当する体積の高分子物質融
液２が注入口６から強制的鑑ど流出させられて、注入口
６の直下に位置する半導体素子の内部に注入充填される
。この融液計量部１８の融液計量部上端部１８ｍからの
長さｊに相当する体！＊（以下「定量外」と言う）は、
高分子物質融液２の粘度が時間の経過や周囲温度の変化
とともに変化しても、関係がないので全く変化しない。

つまり高分子物質融液２の粘度が変化しても、正確な定
量外め高分子物質融液２を注入口６の下方に位置する半
導体素子内部に注入充填が可能な訳であり、また粘度が
大きい高分子物質融液であっても１強制的に注入口６か
ら流出させられる。そして高分子物質融液２が注入【」
６から定擾分が流出して半導体素子の内部に注入された
後、第２図（ｑに示す状態から第２図（ｄ）６ご示すよ
うにニアシリンダ１２全動作させてシリンダロッド１２
ａｉ下降させ、注入ロ融液流出部６３全シリンダロッド
１２ａ最下部の弁部ｘｚｂによって塞ぎ、高分子物質融
液２の半導体素子への注入充填作業が完了する。なお最
初の高分子物質融液２全少置、外部へ排出し捨てる作業
は、この−行程により行なってもよい。また第２図（ｑ
に示す高分子物質融液２全注入口６から強制的に流出さ
せて、半導体素子内部に注入充填させる動作を行なう場
合シリンダロッド１Ｒ＆を融液針１部１８内？一度に最
下端まで下降させずに段階的に下降させることにより、
注入口６からの高分子物質融液２の半導体素子内部への
充填作業音より確実なものにすることができる。次に、
連続して再度高分子物質融液２の半導体素子への注入充
填作業全行なうには、第２図ｔｄ）に示す状態からシリ
ンダ１８を動作させ、そのシリンダロッド１１１ｍを上
昇させることにより第２図＋ａｌに示すように高分子物
質融液溜め容器ｌの高分子物質融液２を装置本体空間部
１９の融液計量部１８へ導き入れ、以下第２図ｔａｌ〜
ｔｄ）の行程を繰り返す。

なお、実施例では弁部ｌｚｂ、ｌｓｂの開閉にエアシリ
ンダを用いているが、エアシリンダでなくても、電動機
、ラック６ビニオン等全使用した往復運動全行なう開閉
手段音用いることも可能である。

本発明者らの実験によると、エポキシ樹脂の場合４６′
Ｃにセいて、高分子物質融液の定量外の設定当初と６０
分経過後とでも半導体素子内部へのエポキシ樹脂注入量
は５嘴以内の減少に留まった。

なお、シリンダロッド１１１１最下部の弁部■ｂの形状
は、例えば第４図Ｊａｉｌと示すような構造のもの、す
なわちシリンダロッドｔａａに融液逃げ穴１８２を設け
た弁本体１８１’ｉねじ込むとともＩｒ、弁本体１８１
の他端に逆止弁１８８をはさみ込んで弁頭１８４をねじ
込んだような形状のもの′ｆｒ使用すれば、第２図ｆｄ
ｌの状態から。

シリンダロッド１８ａが上昇して第２図ｔａｌの状態に
なる場合、高分子物質融液２が融液逃げ穴ｔｉｔ内を通
って弁頭１１１４側に移動できるため、シリンダロッド
１８ｍがスムーズに上昇できる。しかし、本発明者らの
実験では第４図ｔａ＋のような複雑な構造の弁部１！ｌ
ｂｉ用いなく・て・も、エアシリンダ１２．１８内に圧
入するエア圧力がおよそ６Ｋｑｆ／、Ｊ（ゲージ圧）で
あるので、第４図（ｂｌの形状のものでも十分使用でき
るものであった。

なお、ヒータ１６は融液定量注入装置本体１１を一定温
度５こ加熱保持し、高分子物質融液２を流動し易くする
とともに、注入口６より半導体素子内部に注入充填後で
きるだけ早く硬化する温度に加熱保持するためのもので
、熱電対ｘｑによる温度測定によりヒータ１６ｉ出力制
御し。

融液定ｌ注入装置本体ｘｌＴｔ一定温度に保っている。

本実施例では装置本体空間部１ｇに存するエポキシ樹脂
全豹ｇｏ”ｃに保つが、その場合エポキシ樹脂は半導体
素子内部に注入された後電気炉内に入れて８０″Ｃのま
ま保持すれば８時間で、また１ｌｉｏ’ｃで保持すれば
１時間で硬化する。

また、高分子物質はエポキシ樹脂のみならず比較的粘度
の低い液状のシリコンゴム等でもよい。

発明の効果 以上のようｌと、この発明によると時間の経過あるいは
周囲温度の変化によって粘度が変化しても、かつまた粘
度の大きな流出させＩＣ＜い高分子物質融液であっても
、正確な一定の体積の高分子物質融液全、半導体素子に
注入充填することが可能となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は断面図、第２図は第１図の動作順序を示す説明
図、第８図は従来例の断面図、第４図は弁部の説明図で
ある。 １１は本体、　　ｔｚ、１ｇはエヤーシリンダ、１ｚｂ
、１８ｂは弁部％　１８は融液針１Ｌ１９　、ｆｉＯは
空間部、　６は注入口、特許出願人　　　株式会社　三
社電機製作所外　　１名 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　２個の弁開閉手段を並置して設けた本体と、前記本体
   内部に設けられ、かつ前記一方の弁開閉手段に設けられ
   た弁によつて摺動および閉塞、開放される融液計量部と
   、前記他方の弁開閉手段に設けられた弁によつて開閉さ
   れ、かつ前記融液計量部より下方に位置するとともに前
   記融液計量部に通ずる注入口とを有する高分子物質融液
   の定量注入装置。