JPS63205171A - 樹脂コ−テイング装置 - 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〕 本発明は、混成集積形半導体装置（ハイブリッド形半導
体装置）等における素子部分の保護用封止技術に適用し
て特に有効な技術に関するものである。

〔従来の技術〕

基板上に異種の複数の素子を搭載したハイブリッド形半
導体装置では、基板上に複数個の素子を取付けた後に、
これらの各素子を水分、油分、熱等から保護するために
、素子の取付けられた基板の全体を覆うようにして樹脂
でコーティングすることが知られている。このようなコ
ーティング技術としては、以下に説明するようなものが
一般的である。

すなわち、まずディップ槽と呼ばれる槽内に溶融状態の
樹脂液を満たしておき、この樹脂液中に素子の装着され
た基板を浸漬させるものである。

この基板は、浸漬機所定時間で引き上げられて、さらに
冷却されることにより、基板の表面に被着された樹脂が
硬化して樹脂コーティングが完了するものである。

ところで、上記樹脂コーティングの良否は、基板の表面
に被着された樹脂層の厚さが一定であるか否かによって
大きく左右される。すなわち、良好なコーティング状態
を得るためには槽内に満たされた樹脂液の粘度が常に一
定に維持されていることが望ましい。

しかし、上記樹脂液は複数回のディップ処理を繰り返す
うちに、処理槽の内部において次第に硬化を開始してし
まい、樹脂の粘度が不均一となるおそれがある。そこで
、ディップ槽内での樹脂液の均一化を図るために、槽内
にプロペラ等の撹拌部材を設けて、このような撹拌部材
によって樹脂液を撹拌することが考えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記のように槽内底部近傍に単にプロペラ等
の撹拌部材を設置して樹脂液を撹拌させるだけでは、槽
内の隅部付近に樹脂液の滞留領域が形成されてしまい、
ここに滞留された樹脂液の硬化が促進されて、槽内の樹
脂液の粘度を均一に保てないことが本発明者によって明
らかにされた。

本発明は、上記問題点に着目してなされたものであり、
その目的は槽内に樹脂の滞留領域が発生ずることを防止
し、ディップ槽内の樹脂液を均一化して、信頼性の高い
樹脂コーティングを実現することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、溶融樹脂液が満たされた上面開口形状の内槽
と外槽との二重構造で形成され、外槽と連通された内槽
の内底部に外部よりフレキシブルシャフトによって回転
力を伝えられるとともに底部近傍の樹脂液を内槽上方に
吹き上げる撹拌部材を備えたディレプ槽と、該ディップ
槽内より取り出された被コーティング部材の表面に被着
された樹脂を硬化させる樹脂硬化手段と、この樹脂硬化
手段とディップ槽との間の被コーティング部材の移送を
行う移送手段とを備えたものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、ディップ槽が内槽と外槽とによ
って縦長に形成され、撹拌部材によって生成される樹脂
液の流れが、外槽および内槽内を効率的に循環されるた
め、槽内において樹脂液の滞留領域が形成されることを
防止できる。このため、ディップ槽内部の樹脂の粘性が
均一化して信頼性の高い樹脂コーティングを実現できる
。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である樹脂コーティング装置
のディップ槽を示す説明図、第２図は該樹脂コーティン
グ装置の全体図、第３図はロボットアーム機構の先端近
傍の説明図、第４図は本実施例による半導体装置の樹脂
液中への浸ｔｔ’Ｊ方法を示す説明図、第５図は本実施
例の風乾機構を示す説明図である。

第２図に示すように、本実施例の樹脂コーティング装置
１は、ロボットアーム機構３（移送手段）および風乾機
構４　（樹脂硬化手段）とをそれぞれ有している。

ディップ槽２は、第１図に示すように縦方向に同軸状に
形成された外槽５と内槽６とからなる。

外１＝Ｗ５は断面漏斗形状に形成されている。すなわち
、この外槽５の形状をさらに詳しく説明すると、上端開
口部が大径に形成されてふり、該上端近傍よりその縦方
向の全長の略半分程度の部分までは下方にいくにしたが
って小径となる逆テーバ形状を有している。この外［５
のさらに下方は、略一定の径長を有する円筒状に形成さ
れており、その閉塞下端近傍ではさらに小径となる逆テ
ーバ形状を有している。

一方、上記外槽５の内側に設けられた内槽６も、上記外
槽５に対応した漏斗形状で形成されており、この外槽５
と内Ｗ！６とに＠Ｊまれだ部分は内槽６からオーバーフ
ローした樹脂液７の戻り流路を構成する外方流通路８ａ
として機能する。

また、上記内槽６の内部において、上方の逆テーバ形状
で囲まれた部分はディップ処理域１０として樹脂液７が
満たされた状態となっている。内槽６の下方の円筒形状
内部は、その中を樹脂液７が上昇する内方流通路８ｂと
して機能し、この内方流通路８ｂの最下端は開口されて
上記外方流通路８ａと連通されており、流通路８ａと８
ｂとで樹脂液７の循環流通路を形成している。

内方流通路８ｂの下部には樹脂液撹拌流動用のプロペラ
形の撹拌部材１２が設けられている。この撹拌部材１２
は、ディップ槽２内を配設されたフレキシブルシャフト
１１に連結されており、該フレキンプルシャフト１１を
介してディップ槽２の上方に取付けられたモータ１３に
よって回転可能な状態となっている。すなわち、この撹
拌部材１２の回転によって、ディップ槽２内の樹脂液７
が内方流通路８ｂよりディップ処理域１０の上方に吹き
上げられ、該ディップ処理域１０の上方に吹き上げられ
た樹脂液７は、内槽の上端周縁部よ−り外方流通路８ａ
側にオーバーフローして、再度ディップ槽２の内底部に
送られて循環流動されるようになっている。

このように、本実施例では縦長の外槽５と内槽６とによ
っ°Ｃ外方流通路８ａと内方流通路８ｂとが形成されて
、この内部を樹脂液７が順次流通される構造となってい
るため、ディップ槽２内において樹脂液７の滞留領域を
生じる余地がない。したがって、ディップ槽２内で樹脂
液７が部分的に硬化されることなく、樹脂液７の粘度は
均一に維持されている。

上記ディップ槽２の外槽５の上側部には粘度センサ１４
ａを備えた粘度計１４が設けられており、ディップ槽２
内の樹脂液７の粘度を検出可能となっている。

また、ディップ槽２の上方には二つの液タンクΔおよび
Ｂが設けられており、液タンク八にはコーティング処理
を行うための標準粘度を有する樹脂液が収容されている
。すなわち、ディップ槽２内の樹脂液７が不足した場合
には、この液タンク八より随時ディップ槽２内に樹脂液
を供給できるようになっている。一方の液タンクＢには
、シンナー等の溶剤が収容されており、上記粘度計１４
で検出されたディップ槽２内の樹脂液７の粘度が標準粘
度よりも硬化した場合に、ディップ槽２内の樹脂液７中
に溶剤を順次供給して粘度を標準粘度に調整することが
できるようになっている。

したがって、ディップ槽２内のディップ処理域１０に満
たされた樹脂液７が不足してきた場合には、まず粘度計
１４でディップ槽２内の樹脂液７の粘度を検出するとと
もに、必要により液タンクＢより溶剤をディップ槽２内
に供給して樹脂液７の粘度を調整する。その後に、不足
分だけ液タンクＢより樹脂液をディップ槽２内に供給す
ることが望ましい。このようにディップ槽２内の残存樹
脂液７の粘度調整をまず行うことにより、樹脂液７を注
ぎ足した後の粘度調整を省略することができる。

上記ディップ槽２の側方には移送手段としてのロボッ）
７一ム機構３が配置されている。この日ボットアーム機
１３は第３図に示すようなその先端が回動可能なアーム
１５を有しており、このアーム１５の先端にはクランプ
ユニット１６　（クランプ機構）が装着されている。こ
のクランプユニット１６は、例えばアーム１５の先端よ
り該アーム１５に対して垂直方向に突設されたシャフト
１７に取付けられている。このシャフト１７はアーム１
５に内設懸架されたチェーン機構１８によって回動可能
な構造となっており、アーム１５０角度の変化に対応し
てクランプユニット１６の水平方向の姿勢位置を制御で
きるようになっている。

上記クランプユニット１６の下端には互いに離反方向に
延設された一対のクランプ爪２０ａ、２０ｂが設けられ
ている。このクランプ爪２０ａ。

２０ｂは、クランプユニット１６の上部に取付けられた
爪開閉ロータ２１により開閉制御がなされるようになっ
ており、このクランプ爪２０ａ、２０ｂが開いた状態に
おいて、第３図に示すようにホルダ２３が保持される構
造となっている。

ここで、上記ホルダ２３についＣｍ明すると、このホル
ダ２３は、基板２２ａ上にＩＣ，）ランジスタ、ダイオ
ード等の能動素子および抵抗、コンデンサ等の受動素子
を混成搭載し、リードフレーム状態で一連となっている
半導体装置２２を、リード２２ｂ側を上方にして保持す
ることができる構造となっている。また、このホルダ２
３において、半導体装置２２を保持した面とは反対側の
面、すなわち第３図において上面側にはクランプ突起２
７が突設されている。上記クランプユニット１６のクラ
ンプ爪２０ａ、２０ｂは、爪開閉ロータ２１の作動によ
り一旦閉塞状態となってこのクランプ突起２７０間に入
り込み、再度爪開閉ロータ２１が作動してクランプ爪２
０ａ、２０ｂが開いた状態となることによってホルダ２
３をクランプする構造となっている。そしてホルダ２３
は、第３図の実線位置および二点鎖線位置で示す如く、
アーム１５の角度の傾斜に応じて基板２２を保持して移
載するようになっている。

上記構造のロボットアーム機１３の側方には風乾機構４
が配設されている。この風乾］１はコーティング後の半
導体装置２２に被着された樹脂を乾燥硬化させるととも
に、コーティング前の半導体装置２２を供給するアンロ
ーダ機構としても機能するものである。

この風乾機構４は、第５図に示すように鉛直面に沿って
立設状態で取付けられたドラム２４を有しており、この
ドラム２４はモータ等の駆動源によって回転可能な構造
となっている。ドラム２４のディップ槽２側の端面には
、円周端に沿って複数の風乾治具２５が該ドラム２４に
対して垂直方向に取付けられている。この風乾治具２５
は、第５図において上方に向かって立設された複数本の
支持ピン２Ｇを有しており、この支持ピン２Ｇの上部に
ホルダ２３が載置される構造となっている。

上記ドラム２４はアーム１５の作動に同期した一定の速
度で回転される構造となっており、これに伴って風乾治
具２５も回転されて、これに載置された半導体装置２２
にコーティングされた樹脂液７が硬化されるようになっ
ている。

次に、本実施例の作用について説明する。

まず、図示しない供給手段によって風乾治具２５上に半
導体装置２２が、ホルダ２３に装着された状態で供給さ
れると、ロボットアーム機構３が作動して、そのクラン
プユニット１６のクランプ爪２０ａ、２０ｂにより該ホ
ルダ２３が保持される。

次に、アーム１５が一定角度だけ回動してその先端がデ
ィップ槽２の側に降下し、半導体装置２２の基板２２ａ
の部分をディップ槽２内の樹脂液７中に浸漬させる。こ
のとき、アーム１５の降下にともない、アーム１５に内
設されたチェーン機構１８によってクランプユニット１
６が順次回動されて、最終的には第４図に示すようにク
ランプされた半導体装置２２が樹脂液面に対して傾斜し
た状態となる。このような傾斜状態でアーノ−１５の先
端はさらに降下して、半導体装置２２を樹脂液中に浸漬
させる。このように、樹脂液面に対して半導体装ｒｊ３
２２を傾斜させた状態で浸漬させることによって、半導
体装置２２の浸漬時に樹脂液７と基板２２ａの下側表面
との間に気泡が入り込んで生じる樹脂コーティングのむ
らや不良を防止できる。

このようにして半導体装置２２が上記樹脂液７中に浸漬
されることにより、半導体装置２２の基板２２ａの周囲
の樹脂液７が該基板２２ａの表面に被着されて樹脂コー
ティングが行われる。このとき本実施例によれば、ディ
ップ槽２は縦長構造を有しており、第１図に示すように
外方流通路８ａを降下してきた樹脂液７は撹拌部材１２
によって内方流通路８ｂを経てディップ処理域１０の上
方に吹き上げられるが、このような樹脂液７の流れによ
ってディップ槽２内には樹脂液７の滞留域を生じる余地
がない。そのため、ディップ槽２内において樹脂液７が
部分的に硬化することなく、全体にわたって均一の粘度
を維持できる。したがって、浸漬状態の半導体装置２２
の周囲の樹脂液７も均一な粘度を有しており、コーティ
ング後における樹脂コーティング膜厚のばらつきを防止
できる。

このようにして、一定時間の浸漬が完了すると、再度ア
ーム１５が作動して半導体装置２２が樹脂液７中から引
き上げられる。この時、半導体装置２２は上記の浸漬時
と同様に、樹脂液面に対して傾斜された状態で樹脂液７
中より取り出される。

このように、半導体装置２２を樹脂液面に対して傾斜さ
せた状態で樹脂液７中より取り出すことにより、基板２
２ａの表面に被着された樹脂液７の切れが良好となり、
基板２２ａ上での樹脂コーティング膜厚の不均一を防止
できる。

次に、アーム１５はそのクランプユニット１６によって
ホルダ２３、すなわち半導体装置２２を保持した状態の
まま回動じて、風乾機構４の風乾治具２５上に半導体装
置２２を載置する。ここで、風乾機構４は図示しない作
動制御部によってドラノ・２４０回転を制御されており
、アーム１５の作動に同期した回転数でドラム２４の回
転が行われるようになっている。したがって、たとえば
アーム１５のクランプユニット１６が半導体装置２２を
風乾治具２５側に移送してきた際には、ドラム２４は、
何も載置されていない状態、すなわち空の状態の風乾治
具２５が最上部となるようにされている。

このようにして、風乾治具２５の支持ビン２６上にホル
ダ２３が載置されると、クランプユニッ）１６のクラン
プ爪２０ａ、２０ｂはそれぞれ閉塞されて、ホルダ２３
がクランプユニ７）１６から解放される。

上記のように風乾治具２５上に載置された半導体装置２
２は、ドラム２４の回転に伴って、その外面にコーティ
ングされた樹脂液７が乾燥・硬化される。このように樹
脂が硬化されると、半導体装置２２は、再度図示されな
い移送手段によって風乾治具２５上から次工程へ移送さ
れて樹脂コーティング工程が完了する。

このように、本実施例によれば以下の効果を得ることが
できる。

（１）、ディップ槽２の下方内部が外方流通路８ａと内
方流通路８ｂとに仕切られ、フレキシブルシャフト１１
を連結された撹拌部材１２によって槽内底部の樹脂液７
が内方流通路８ｂを経て上方のディップ処理域１０に吹
き上げられる構造とすることによって、ディップ槽２内
において樹脂液７の滞留域を生じることを防止できるた
め、樹脂液７の粘度を均一に維持することが可能となる
。

（２）、上記（１）により、コーティングされる樹脂膜
厚を一定に維持でき、封止信頼性の高い樹脂コーティン
グ工程を実現できる。

（３）、内方流通路８ｂの底部に設けられた撹拌部材１
２に回転力を伝達するためにフレキシブルシャフト１１
を用いることにより、回転伝達手段がディップ処理の障
害となることを防止できる。

以上本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発
明は前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。

たとえば、粘度計１４による樹脂液７の粘度の検出およ
び粘度調整については、自動制御機構を用いてもよい。

以上の説明では本発明をその利用分野である、いわゆる
ハイブリッド形半導体装置の樹脂コーティング技術に適
用した場合について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、他の電子装置等における樹脂コーティング技
術にも適用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、溶融樹脂液が満たされた上面開口形状
の内槽と外槽との二重構造で形成され、外槽と連通され
た内槽の内底部に設けられ外部よりフレキシブルシャフ
トによって回転力を伝えられて底部近傍の樹脂液を内槽
上方に吹き上げる撹拌部材を備えたディップ槽と、該デ
ィップ槽内より取り出される被コーティング部材に被着
された樹脂を硬化させる樹脂硬化手段と、この樹脂硬化
手段とディップ槽との間の被コーティング部材の移送を
行う移送手段とを備えた構造とすることにより、ディッ
プ槽内における樹脂液の滞留領域の発生を防止して信頼
性の高い樹脂コーティング工程を実現することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である樹脂コーティング装置
のディップ槽を示す説明図、第２図は該樹脂コーティン
グ装置の全体図、第３図はこの樹脂コーティング装置の
ロボットアームの先端近傍を示す説明図、第４図は実施
例の被コーティング部材の樹脂液中への浸漬方法を示す
説明図、第５図は実施例の風乾機構を示す説明図である
。 １・・・樹脂コーティング装置、 ２・・・ディップ槽、 ３・・・ロボットアーム機構、 ４・・・風乾機構、 ５・・・外槽、 ６・・・内槽、 ７・・・樹脂液、 ８ａ・・外力流通路、 ８ｂ・・内方流通路、 １０・・・ディップ処理域、 １１・奉・フレキシブルシャフト、 １２・・・撹拌部材、 １３・・・モータ、 １４・・・粘度計、 １４ａ・・粘度センサ、 １５・・・アーム、 １６・・・クランプユニット、 １７・・・シャフト、 １８・・・チェーン機構、 ２０ａ、２０ｂ・・・クランプ爪、 ２１・・・爪開閉ロータ、 ２２・・・半導体装置、 ２２ａ・・基板、 ２２ｂ　　・　　・　　リ　−　ト′　、２３・・・ホ
ルダ、 ２４・・・ドラム、 ２５・・・風乾治具、 ２６・・・支持ビン、 ２７・・・クランプ突起、 Δ、Ｂ・・液タンク。 特許出願人　　株式会社　イ　デ　ャ 代理人　弁理士　　筒　井　大　相 同　　弁理士　　松　倉　秀　実 第１図　　、Ａ 第４図 一二二一 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、溶融樹脂液が満たされた上面開口形状の内槽と
   外槽との二重構造で形成され、外槽と連通された内槽の
   内底部に設けられ外部よりフレキシブルシャフトによっ
   て回転力を伝えられて底部近傍の樹脂液を内槽上方に吹
   き上げる撹拌部材を備えたディップ槽と、該ディップ槽
   内より取り出される被コーティング部材に被着された樹
   脂を硬化させる樹脂硬化手段と、この樹脂硬化手段とデ
   ィップ槽との間の被コーティング部材の移送を行う移送
   手段とを備えた樹脂コーティング装置。
2. （２）、上記樹脂硬化手段が、回転ドラムを有しており
   、この回転ドラムから突設された治具上に被コーティン
   グ部材を載置して該被コーティング部材に被着された樹
   脂を風乾させることにより硬化を促進するものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の樹脂コーテ
   ィング装置。
3. （３）、上記移送手段が、一端にクランプ機構を備えた
   ロボットアームであり、このロボットアームに対してク
   ランプ機構は、保持された被コーティング部材の樹脂液
   中への浸漬時において樹脂液面に対して傾斜されるよう
   角度制御が可能なものであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の樹脂コーティング装置。