JP3984824B2

JP3984824B2 - 液材吐出装置及び樹脂封止装置

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Publication number: JP3984824B2
Application number: JP2001366427A
Authority: JP
Inventors: 一彦小林; 勉宮川; 智一朝倉; 秀作田上; 英明中沢; 直也後藤
Original assignee: Apic Yamada Corp
Current assignee: Apic Yamada Corp
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: JP2003165133A

Description

【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、ワークに圧縮成形用の液材を所定量吐出する液材吐出装置及び該液材吐出装置用いて被成形品に液状樹脂を供給し、圧縮成形を行う樹脂封止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体パッケージを樹脂封止する樹脂封止装置には様々な種類のものが開発され実用化されている。例えば、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ・Ｆｌａｔ・Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ）やＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ・Ｏｕｔｌｉｎｅ・Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ）などのように、片面モールドタイプの半導体パッケージを樹脂封止する場合には、半導体チップを搭載した基板や、半導体チップがシリコンウエハにマトリクス状に搭載された半導体ウエハに規定量の液状樹脂を塗布していた。具体的には、ポッティングにより液状樹脂を塗布したり、液状樹脂を流下させてスピンコートすることにより樹脂封止が行われていた。半導体パッケージが小型で薄型化した製品の場合、成形品質を均一にするためには、加熱により硬化し易く、できるだけ封止樹脂の移動を伴わずしかも樹脂量を正確に計量して封止することが望まれる。
【０００３】
そこで、固体樹脂（樹脂タブレット）、粉末樹脂或いは液状樹脂などが、基板やウエハなどの被成形品上に供給されて上型と下型とでクランプして圧縮成形する方法がある。この圧縮成形によれば、被成形品に必要な樹脂量を計量して封止できるので、封止樹脂に無駄がなく、しかも樹脂の流動する範囲は限られているので薄型のパッケージを封止する場合にも均一な成形が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、固体樹脂（樹脂タブレット）は固形であるがゆえに基板やウエハ上に設けられたワイヤのワイヤ流れ（ワイヤスイープ）を引き起こし易く、また、樹脂量の追加が困難であるという課題があった。
また、実際の製造工程では、被成形品である基板やシリコンウエハに規定数の半導体チップが搭載されていない場合がある。この状態で、被成形品に規定量の液状樹脂を塗布すると、不足している半導体チップの容積分の封止樹脂が足りなくなり、パッケージ全体の厚みが薄くなって成形不良となってしまうおそれがあった。また、半導体チップの欠損部が増えた場合には、完全に樹脂封止されない半導体チップ部分が発生するおそれもあった。
また、圧縮成形では、トランスファー成形のように金型カルのような樹脂量の遊びとなる部分（不要樹脂部分）を持たないため、高度な液状樹脂の塗布精度（樹脂量精度）が求められる。特に、液状樹脂を吐出するディスペンサ（吐出装置）のノズルまたはシール部の摩耗や、樹脂封止を行う雰囲気温度、液状樹脂に混入しているエアー、液材の粘度自体のばらつきなどの要因により液状樹脂の吐出量がばらつき易い。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、ワーク毎に最適量の圧縮成型用の液材を高精度で塗布可能な液材吐出装置及び該液材吐出装置を用いて成形品質を向上させた樹脂封止装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。
即ち、ワークに圧縮成形用の液材を所定量吐出する液材吐出装置において、ワーク供給部から送り出されたワークを支持レール上の吐出位置まで搬送するチャックと、吐出位置へ搬送されたワークへＸ−Ｙ−Ｚ方向に走査させながら液材を吐出する吐出手段と、液材が吐出されたワーク重量を計量する計量手段と、前記計量手段の計量結果に基づいて吐出手段からの液材吐出量を制御する制御部を備え、前記計量手段は、測定用載置板が設けられた測定装置本体が支持レールの吐出位置の下方に昇降可能に支持されており、支持レールの隙間に配置された測定用載置板が昇降する際にワークを支持レールから受け取って計量を行い、前記制御部は計量されたワーク重量から実際に吐出された液材の吐出重量と目標吐出重量の差が許容範囲に入るように補正吐出量を算出して前記吐出手段による次のワークへの補正吐出量の吐出指令を指示することを特徴とする。
また、ワークの半導体チップ欠損数を、ワークの重量測定、ワークを撮像して行われる画像処理、チップ高さ測定、ワークに光照射して得られる光の反射率変化の何れかにより計測され、半導体チップ欠損部に相当する液材量を増量補正して前記吐出手段より液材が吐出されることを特徴とする。
また、前記計量手段は、液材吐出前後のワークの重量を計量することにより、前記吐出手段による１ワーク当たりの液材吐出量のばらつきを許容公差範囲内に微調整可能になっていることを特徴とする。
また、モールド金型の型締め移動情報及び予め測定されたワークの板厚情報に基づいて、前記吐出手段による１ワーク当たりの液材吐出量のばらつきを許容公差範囲内に微調整可能になっていることを特徴とする。
また、前記ワークの板厚を樹脂封止前に測定し、該ワークの板厚のばらつきを加味した液材量を吐出することを特徴とする
また、前記吐出手段は、ワークの中央部が周辺部より液材の塗布高さが高く又は塗付量が多くなるように塗布することを特徴とする。
また、前記吐出手段によりワークへ液材を塗布する際に、チャックを通じてワークを振動させながら塗布することを特徴とする。
また、前記吐出手段によりワークへ液材を塗布する際に、液材に加温しながら塗布することを特徴とする。
また、前記吐出手段は、単ノズル若しくはマルチノズルを備えたディスペンサーであることを特徴とする。
また、前記吐出手段は、液材吐出口が幅広の平ノズルを備えたディスペンサーであることを特徴とする。
【０００７】
また、樹脂封止装置においては、前述したいずれかの液材吐出装置を用いて被成形品に液状樹脂を供給し、圧縮成形を行うことを特徴とする。
また、モールド金型を開閉させる駆動源としてサーボモータを備え、型締めする際のサーボモータの回転量を計測することにより得られた型締め移動情報及び予め測定されたワークの板厚情報に基づいて、前記液材吐出装置の液材吐出量を微調整して圧縮成形を行うことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液材吐出装置及び樹脂封止装置の好適な実施の形態について添付図面と共に詳述する。本実施例は、圧縮成形法に用いられる液状樹脂をワークに吐出する液材吐出装置及び該液材吐出装置を備えた樹脂封止装置について説明する。
図１は液材吐出装置の平面図、図２は図１の液材吐出装置の正面図、図３〜図５は液材吐出装置の液材吐出動作の説明図、図６は液材吐出量の調整動作を示すフローチャート、図７はワークに対する液材の塗布パターンを例示する説明図、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）はディスペンサのノズル形状及び液材塗布方法を例示する説明図、図９は他例にかかる液材吐出量の調整機構を示すブロック説明図、図１０は樹脂封止装置の平面図、図１１は図１０の樹脂封止装置の正面図、図１２（ａ）（ｂ）はワークの説明図、図１３（ａ）（ｂ）は他例に係る液材の塗布パターンを示す説明図である。
【０００９】
先ず、樹脂封止装置の概略構成について図１０〜図１２を参照して説明する。
図１０及び図１１において、１はワーク供給部であり、片面モールドされる複数のワークが収容されている。本実施例では、ワークの一例として半導体チップがマトリクス状に搭載された基板（フィルム基板、リードフレーム、樹脂基板など）２（図１２（ｂ）参照）がマガジン３に収容されている。マガジン３の切り出し側側面には、スリットが形成されており、アクチュエータ４により作動する切出し板（プッシャー）５により最下層側の基板２から１枚ずつ送り出される。図１１に示すようにマガジン３はエレベータ機構６に支持されて複数積み重なって収容されており、基板２が１枚切り出される毎に１ピッチずつ下降して、次の基板２の切り出しに備えるようになっている。尚、片面モールドされるワークとしては基板２のほかに、図１２（ａ）に示す半導体チップがマトリクス状に作り込まれたシリコンウエハ７であっても良い。図１２（ａ）（ｂ）において基板２及びシリコンウエハ７に形成された格子状のラインは、パッケージの１個分の区画を示すものである。
【００１０】
８は樹脂供給部の一例としての液材吐出装置であり、ワーク供給部１より供給されたワーク（基板２、シリコンウエハ７）に液材（液状樹脂）を定量的に吐出供給する。切出し板５によりマガジン３より送り出された基板２の先端側が、支持レール９に受け渡される。基板２の先端はチャック１０にチャックされたまま該チャック１０が支持レール９に平行に設けられたガイドレール１１にガイドされながら移動することにより、基板２は支持レール９上の吐出位置Ｐまで搬送される。１２はワーク撮像用のカメラであり、樹脂供給前に基板２を撮像して半導体チップの欠損部を確認できるように設けられている。
【００１１】
１３は吐出手段の一例としてのディスペンサであり、ディスペンサ１３は基板２上をＸ−Ｙ−Ｚ方向に走査しながら液状樹脂を吐出可能に設けられている。液状樹脂は、図示しない貯蔵タンクよりチューブなどを介してディスペンサ１３に送り込まれ、該ディスペンサ１３は基板２上をＸ−Ｙ−Ｚ方向に走査しながらノズル１３ａより規定量の液状樹脂を任意のパターンで吐出する。
【００１２】
１４は計量手段の一例としての重量測定装置であり、ワーク（基板２、シリコンウエハ７）重量及び／又はワークへ吐出された液状樹脂量を計量可能に設けられている。この重量測定装置１４は、測定装置本体１４ａの上に測定用載置板１４ｂが設けられており、該測定用載置板１４ｂに基板２を載置することで測定装置本体１４ａが重量を計測するようになっている。重量測定装置１４は、支持レール９の吐出位置Ｐの下方に設けられている。測定用載置板１４ｂは、支持レール９に沿った細長板により構成されており、支持レール９の隙間に配置されている。測定装置本体１４ａは測定装置支持台１５に載置されており、該測定装置支持台１５は昇降用シリンダ１６に連結されて昇降可能になっている。
【００１３】
１７は樹脂封止部としての圧縮成形装置であり、液状樹脂が供給された基板２を下型１８と上型１９とでクランプして圧縮成形する。液材吐出装置８により液状樹脂が吐出された基板２は、ローダー２０により把持して取出し位置Ｑに待機する下型１８に移送される。下型１８は上型１９と対向するクランプ位置Ｒとローダー２０より基板２を受け渡される取出し位置Ｑとの間を移動可能になっている。上型１９には、図示しないキャビティが形成されており、そのパーティング面にはリリースフィルム２１が張設されている。
【００１４】
このリリースフィルム２１は長尺状のフィルムが用いられ、フィルム搬送機構２２により供給リール２２ａから送り出されて上型１９を経て巻取りリール２２ｂへ巻き取られるようになっている。リリースフィルム２１は、モールド金型の加熱温度に耐えられる耐熱性を有するもので、上型面より容易に剥離するものであって、柔軟性、伸展性を有するフィルム材、例えば、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＥＴ、ＦＥＰ、フッ素含浸ガラスクロス、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリジン等が好適に用いられる。リリースフィルム２１は、上型１９のパーティング面に形成された図示しない吸着穴よりエアーを吸引することで、上型面に密着して張設される。
【００１５】
モールド金型のうち上型１９は上可動プラテン２３ａに支持されており、フィルム搬送機構２２と共に上下動可能になっている。下型１８は、固定プラテン２４に支持されている。下可動プラテン２３ｂはねじ軸２５にナット２６を介して連繋しており、ねじ軸２５にはプーリ２７が取付けられている。上下可動プラテン２３ａ、２３ｂは可動タイバー５０により一体に連結されている。。２８は駆動源であるサーボモータであり、モータ軸にはプーリ２９が設けられている。プーリ２７とプーリ２９との間には無端状のタイミングベルト３０が掛け渡されている。サーボモータ２８を駆動すると、プーリ２７、２９間に掛け渡されたタイミングベルト３０を介してねじ軸２５が回転して上下可動プラテン２３ａ、２３ｂが上動若しくは下動するようになっている。
【００１６】
圧縮成形後、型開きを行うと、リリースフィルム２１は樹脂と容易に剥離するため、該リリースフィルム２１は上型１９に吸着されたまま基板２より離間し、該基板２は下型１８側に残る。基板２は下型１８に載置されたまま該下型１８がクランプ位置Ｒから取出し位置Ｑへ移動することにより取出される。そして、取出し位置Ｑに待機するアンローダー３１により把持されて成形品収納部へ移送される。
【００１７】
３２は成形品収納部の一例としての成形品収納装置である。成形品収納装置３２は、圧縮成形後の基板２を受け渡される移動テーブル３３、該移動テーブル３３より基板２を吸着保持して回転して向きを揃えるピックアップ装置３４、該ピックアップ装置３４に吸着保持された基板２を収納する収納マガジン３５を備えている。
【００１８】
下型１８に載置された基板２は、アンローダー３１により把持されて受取り位置Ｕに待機している移動テーブル３３に移送される。移動テーブル３３は、基板２を載置したまま、受取り位置Ｕから収納位置Ｖへ移動し、ピックアップ装置３４に吸着保持される。移動テーブル３３は、基板２を受け渡すと再び収納位置Ｖから受取位置Ｕへ移動する。ピックアップ装置３４は基板２を吸着保持したまま、例えば９０度回転して向きを揃えて基板２を収納マガジン３５に収納する。
【００１９】
次に、液材吐出装置８の具体的な構成について図１及び図２を参照して説明する。ディスペンサ１３は、基板２上をＸ−Ｙ−Ｚ方向に走査させながら液状樹脂を吐出可能に設けられている。図１において、ディスペンサ１３はＺ軸移動アーム３６に沿ってＺ軸方向に移動可能に取り付けられている。また、Ｚ軸移動アーム３６は、Ｘ軸移動アーム３７に沿ってＸ軸方向に移動可能に取り付けられている。また、Ｘ軸移動アーム３７はＹ軸移動アーム３８に沿ってＹ軸方向に移動可能に取り付けられている。
【００２０】
ワーク供給部１より送り出された基板２は、支持レール９へ送り出され、チャック１０により基板先端側がチャックされる。チャック１０は、アーム部１０ａの先端部にＬ字状の爪部１０ｂが開閉可能に設けられている。爪部１０ｂの開閉は電磁ソレノイドなどにより行われる。また、爪部１０ｂには、後述するように液状樹脂を吐出する際に基板２を振動させるための振動子が設けられていても良い。アーム部１０ａは、支持レール９と平行に設けられたガイドレール１１に支持されており、その一部には無端状のタイミングベルト３９に固定されている。タイミングベルト３９は、ガイドレール１１の両端側に設けられたプーリ４０、４１間に掛け渡されており、サーボモータ４２により正逆回転駆動される。サーボモータ４２を起動すると、タイミングベルト３９に連繋するアーム部１０ａがガイドレール１１に沿って移動し、爪部１０ｂにチャックされた基板２が支持レール９上を吐出位置Ｐまで搬送される。
【００２１】
重量測定装置１４は、支持レール９の吐出位置Ｐの真下に配置されている。重量測定装置１４は、測定装置支持台１５に載置されている。測定装置支持台１５はシリンダベース４３に支持された昇降用シリンダ（エアシリンダ）１６のシリンダロッドに連結されている。昇降用シリンダ１６を作動させると、シリンダロッドが伸長して測定装置支持台１５をガイドポスト４４に沿って上動させ、測定装置本体１４ａに設けられた測定用載置板１４ｂが支持レール９の上方へ移動する際に基板２を載置することで測定装置本体１４ａが基板重量を計測するようになっている。
【００２２】
重量測定装置１４は、液状樹脂吐出前後の基板２の重量を計量しても良く、或いは基板２への液状樹脂吐出中の重量を計量するようにしても良い。この計量値に基づいて、ディスペンサ１３による１ワーク当たりの液材吐出量のばらつきを許容公差範囲内に抑えるようになっている。ちなみに、パッケージの厚さは例えば０．８ｍｍ程度と薄いため、液状樹脂の計量は正確さが要求される。製品によっても異なるが、パッケージの厚さのばらつきを公差±５％以下に抑えることが要求される。特に、半導体チップがマトリクス配置されたワーク（基板２、シリコンウエハ７）には、半導体チップの欠損部２ａ、７ａ（図１２（ａ）（ｂ）参照）が存在する場合がある。このワークに搭載された半導体チップの数量を計測し、半導体チップの欠損部がないと仮定された半導体チップ数量と比較することにより、ワークに吐出する液状樹脂の吐出量を補正する必要がある。即ち、チップ欠損部の空間を液状樹脂の吐出量を増やして埋める必要がある。
【００２３】
一例として、基板２の重量測定による半導体チップの欠損数の検出例について説明する。基板２がチャック１０により支持レール９上を吐出位置Ｐへ搬送されると、爪部１０ｂが基板２を開放して昇降用シリンダ１６を作動させて測定装置支持台１５が上昇し、重量測定装置１４の測定用載置板１４ｂが支持レール９間の隙間から上昇する際に基板２を受け取って基板２の重量を測定する。このとき、半導体チップが全数ある場合の重量と欠損がある場合の重量差により樹脂吐出量を補正する。これによって、基板２ごとによって異なる半導体チップの欠損数に応じて、不足している半導体チップの容積分の液状樹脂を増量補正できるので、基板２ごとに最適な液状樹脂量を供給できる。また、圧縮成形後のパッケージ全体の厚みが薄くなったり、封止樹脂にむらが生じたりして成形不良となるのを防止して、均一な成形を行うことが可能となる。
【００２４】
次に、昇降用シリンダ１６により重量測定装置１４を下動させて基板２を再度支持レール９へ載置後、ディスペンサ１３により液状樹脂の吐出が行われる。ディスペンサ１３により、基板２に液状樹脂が吐出され、チャック１０が基板２を開放すると、昇降用シリンダ１６が作動して測定装置支持台１５が上昇し、測定用載置板１４ｂが支持レール９間の隙間から上昇する際に基板２を受け取って、基板２の重量を計測する。そして、液状樹脂の塗布前後の基板重量より液状樹脂の樹脂量を算出し、目標吐出量及び目標吐出量を基準とした許容値と比較して樹脂量を微調整できるようになっている。
【００２５】
以下にワーク重量計測に基づく半導体チップの欠損部の検出方法について具体的に説明する。基板２に搭載可能な正規のチップ数をＡ、実際に基板２に搭載されているチップの数をＡ´、正規のチップ数の基板に塗布する樹脂量Ｍ、１チップ欠損したときに補充する樹脂量をｍ、１チップ当たりの重量をｗ、基板単体の重量をＴとする。
チップ抜けがないとした場合の正規のワーク重量ＷはＷ＝（Ｔ＋Ａｗ）で与えられるから、重量測定装置１４で計測されたチップ抜けを加味したワーク重量をＷ´とすると、Ｗ´＝（Ｔ＋Ａ´ｗ）で表される。
この式からワークに搭載されているチップ数Ａ´を求めると、
Ａ´＝（Ｗ´−Ｔ）÷ｗ
次に、基板２で欠損しているチップ数Ｃを求める。Ｃ＝Ａ−Ａ´
最後に補正樹脂量Ｍ´を求めると、Ｍ´＝Ｍ＋Ｃｍとなり、この補正後の樹脂量Ｍ´の液状樹脂を計量してディスペンサ１３により基板２に吐出する。
【００２６】
上述したワークに搭載された半導体チップの欠損数を検出する手段は、ワーク重量測定の他にも様々な手段が採用可能である。例えば、基板２をカメラ１２により撮像して行われる画像処理、半導体チップの高さ測定、基板２に光照射して得られる光の反射率変化等のうち何れかの手段を用いた計測結果に基づいて補正しても良い。
【００２７】
また、ワークの板厚を樹脂封止前に測定し、該ワークの板厚のばらつきを加味した液材量を吐出するようにしても良い。例えば、基板２の板厚を樹脂封止前に測定しておき、ディスペンサー１３により測定された基板２の板厚のばらつきを加味した液状樹脂量を吐出するようにしても良い。これにより、樹脂封止後のワークの厚み（トータルワークの厚み）の公差を狭めることができ、ワークの板厚のばらつき量が最大ばらつき量以下であれば、液材吐出量の許容公差を広げることも可能になる。
【００２８】
また、ディスペンサ１３は、基板２の中央部が周辺部より液材の塗布高さが高く又は液材量が多くなるように塗布することが望ましい。即ち、モールド金型で基板２をクランプする際に、基板２の中央部に塗布された液状樹脂が周辺部に広がることでエアーを外部に追い出して、エアーの巻き込みやボイドの発生を有効に防止できるからである（図７参照）。
【００２９】
また、半導体チップが基板２にワイヤボンディング接続されている場合、隙間の狭いワイヤ間に液状樹脂が充填し難く、ボイドが生じ易い。このため、基板２を把持するチャック１０に設けた振動子により基板２を振動させながら、ディスペンサ１３により液状樹脂を塗布するようにするのが好ましい。
また、ディスペンサ１３により基板２へ液状樹脂を吐出する際に、液状樹脂に硬化するに至らない温度に加温しながら塗布するようにしても良い。これにより、塗布する際の樹脂の流れ性を良くして、半導体チップのワイヤ間の狭い隙間へ樹脂を進入させることができる。
【００３０】
また、ディスペンサ１３のノズル１３ａは、単ノズルであっても、或いはマルチノズルであっても良い。但し、液状樹脂４５は比較的粘度の高い樹脂を使用するので、液気切れ形状が不安定になり易く計量にばらつきが生じ易いことなどを考慮すれば、基板２上に一筆書き状に液状樹脂４５を吐出するのが好ましい。具体的には、単ノズルを用いた塗布パターンを図７（ａ）〜（ｅ）に例示し、マルチノズルを用いた塗布パターンを図７（ｆ）〜（ｊ）に例示する。このように、液状樹脂４５を任意のパターンで塗布することにより、圧縮成形する際の樹脂移動量を少なくして、ワイヤボンディングされた半導体チップのワイヤ流れや断線、半導体チップ欠損部２ａ、７ａにより樹脂移動が妨げられて成形不良となるのを防止できる。また、液状樹脂塗布時間を短くでき、樹脂と樹脂との間からエアを逃げ易くできる。
また、ディスペンサー１３より基板２に塗布された液状樹脂４５は、基板中央部が周辺部より樹脂の塗布高さが高く又は塗付量が多くなるように塗布されているのがエアーを巻き込むことなく樹脂を圧延するうえで望ましい。例えば、図７（ｋ）、（ｌ）や図７（ｈ）〜（ｊ）に示すように中央部の樹脂の塗付高さが高く又は塗付量が多くなるように任意の形状で塗布することが可能である。
また、マルチノズルを用いた場合には、ノズルより吐出された液状樹脂４５どうしの界面でエアを巻き込まないようにノズル間ピッチ及びノズル径を調整するのが望ましい。
【００３１】
また、図８（ａ）に示すように、ディスペンサー１３は、液材吐出口１３ｃが幅広の平ノズル１３ｂを具備していても良い。一例を挙げれば、液材吐出口１３ｃがパッケージ樹脂部断面と略同等の断面を有する幅広の平ノズル１３ｂを備えていても良い。幅広の平ノズル１３ｂを用いた場合には、エアーの巻き込みも少なく、塗布時間も短くて済む（１回の走査で塗布可能である）という利点がある。
また、図８（ｂ）（ｃ）に示すように、ディスペンサー１３はパッケージ部２ｂの面積と同等な範囲及びパッケージ部２ｂと同等な高さ２ｃの液状樹脂４５を吐出するようにしても良い。
この場合、圧縮成形時の液状樹脂４５の高さが低いから流動量が少なくなる。また、液状樹脂４５の高さが低いから液状樹脂を圧縮するのに要する時間を増加させることなく（樹脂硬化時間を超えることなく）、型締め速度を遅くすることができる。即ち、液状樹脂の流速を遅くすることができるので、半導体チップのワイヤ流れ（ワイヤスイープ）が起こり難い。また、基板２を下型１８に置いてから液状樹脂４５が受ける熱量が均一であるため、液状樹脂４５の粘度変化が均一になり、ワイヤスイープを引き起こし難くすることが可能である。
【００３２】
次に、液材吐出装置８の液材吐出動作の一例について図３〜図５を参照して説明する。
図３において、マガジン３から送り出された基板２の先端を支持レール９の端部で待機していたチャック１０の爪部１０ｂでチャックし、支持レール９上を吐出位置へ搬送する。このとき、カメラ１２で基板２を撮像して半導体チップの欠損部２ａを検出する。この基板面を撮像した結果を画像処理してチップの欠損数を検出してディスペンサ１３の液状樹脂の吐出量補正を行う。尚、カメラ１２による基板２の撮像を行わない場合には、重量測定装置１４により液状樹脂塗布前の基板２の重量を計測することによりチップ欠損部２ａの数を検出しても良い。
【００３３】
そして、図４において、チャック１０が基板２を吐出位置で把持したまま、ディスペンサ１３をＸ−Ｙ−Ｚ方向に走査しながら、半導体チップの欠損部に応じて補正された量の液状樹脂４５を基板２上に任意のパターンで吐出する。このとき、爪部１０ｂに設けた振動子を振動させて基板２に振動を加えながら液状樹脂４５を塗布しても良い。
【００３４】
次に、図５において、チャック１０による基板２のチャックを開放して、昇降用シリンダ１６を作動させる。測定装置支持台１５が上昇し、支持レール９間より測定用載置板１４ｂが上昇して基板２を受け取って、測定装置本体１４ａにより基板重量が計測される。この結果、液状樹脂４５の吐出量のばらつきが許容範囲にあるか否か判定して、許容範囲内であれば圧縮成形工程へ移行する。基板重量の計測を終了すると、測定用載置板１４ｂは下降し、基板２を支持レール９に載置する。次に、圧縮成形装置１７のローダー２０が、吐出位置へ移動して支持レール９上に載置された基板２を受け取って、下型１８へ搬送する。
【００３５】
ここで、ディスペンサ１３による液状樹脂の吐出動作及び吐出量の調整動作について図６に示すフローチャートを参照して説明する。尚、ワーク（基板２）のチップ欠損部２ａは予めカメラ１２に撮像されて判明しているものとし、ワーク個別に液状樹脂４５の目標吐出量が設定されるものとする。
先ず、液状樹脂を吐出する前に基板２の重量を計測する。支持レール９の吐出位置Ｐに基板２が搬送されると、昇降用シリンダ１６を作動させて測定用載置板１４ｂが上昇して基板２を受け取って、測定装置本体１４ａにより基板重量を計測する（ステップＳ１）。基板重量を計測すると、昇降用シリンダ１６を作動させて測定用載置板１４ｂが下降して基板２を支持レール９へ再度受け渡す。
【００３６】
次に、液材吐出装置８の制御部により、半導体チップの欠損部２ａを考慮して液状樹脂４５の目標吐出量が算出される（ステップＳ２）。また、液状樹脂４５の目標吐出重量をねらった吐出指令をディスペンサ１３へ送り、該ディスペンサ１３はＸ−Ｙ−Ｚ方向に走査しながら吐出指令に基づいて液状樹脂４５を任意の塗布パターン（図７（ａ）〜（ｌ）、図８（ｂ）参照）で基板２上に吐出する（ステップＳ３、Ｓ４）。
次に、液状樹脂４５を吐出後の基板２の重量を計測する。即ち、昇降用シリンダ１６を作動させて測定用載置板１４ｂが上昇して支持レール９より基板２を受け取って、測定装置本体１４ａにより基板重量を計測する（ステップＳ５）。ここで、液状樹脂４５の吐出前後の基板重量より現在の吐出樹脂重量を算出する（ステップＳ６）。
ここで、ディスペンサ１３より実際に吐出された液状樹脂の吐出重量が目標吐出重量になるように、ディスペンサ１３の吐出係数を更新する（ステップＳ７）。吐出係数は、目標吐出重量と目標吐出重量をねらった吐出指令量との比で表される。
【００３７】
次に、基板２上に実際に吐出された吐出重量と目標吐出重量とを比較して許容値範囲内か否か判定する。許容値範囲の一例としては、目標吐出重量に対して実際に吐出された吐出重量のばらつきが、公差±５％以下であるか否かを判定する（ステップＳ８）。吐出重量が許容値範囲を外れた場合には、ステップＳ９に進行して、補正吐出量（＝目標吐出重量−吐出重量）を算出してディスペンサ１３に補正吐出量の樹脂吐出を指示し、ステップＳ３〜ステップＳ８の動作を繰り返し行う。
ステップＳ８において吐出樹脂重量が許容値範囲内であれば、液状樹脂４５が吐出された基板２はローダー２０により圧縮成形装置１７へ搬送され、次の基板２が支持レール９の吐出位置Ｐへ搬送されて同様の液状樹脂の吐出動作及び吐出量の調整動作が行われる。
【００３８】
以上の樹脂吐出量の調整動作によって、高度な液状樹脂の塗布精度（樹脂量精度）を維持することができる。特に、液状樹脂を吐出するディスペンサ（吐出装置）のノズル又はシール部の摩耗や、樹脂封止を行う雰囲気温度、液状樹脂に混入しているエアー、液材の粘度自体のばらつきなどによる吐出量の変化などの要因があっても液状樹脂の吐出量のばらつきを許容公差範囲内に抑えて成形品質を維持することができる。
【００３９】
次に、ディスペンサ１３による液状樹脂の吐出量のばらつきを微調整させる他の手段について図９を参照して説明する。
本実施例は、モールド金型の型締め移動情報及び基板２の板厚情報に基づいて、ディスペンサ１３による１ワーク当たりの樹脂吐出量のばらつきを許容公差内に調整可能にしている。基板２の板厚は予め測定されて、制御部４９に入力されているものとする。圧縮成形装置１７はモールド金型を開閉させるサーボモータ２８を備えている。このサーボモータ２８の型締めする際の回転量をモータパルス計測部４６により計測する。モールド金型のクランプ完了の認識は、型締め圧力検出部４７により型締め圧力を検出することによって行われる。具体的には、型締め圧力を可動タイバー５０内に組み込まれた圧力センサ（ロードセル）により検出する。この型締め圧力検出部４７による検出値が規定値を超えると、モータドライバ４８がサーボモータ２８の駆動を停止するようになっている。この結果、サーボモータ２８の回転量より吐出樹脂量を演算により換算して、液材吐出装置８の制御部４９に入力する。該制御部４９は、ディスペンサ１３の樹脂吐出量の増減命令を出力して、液状樹脂の吐出量の微調整を行う。
【００４０】
例えば、基板２の厚み（基板厚＋樹脂厚）が薄い場合、サーボモータ２８の回転量が多くなるため、予め算定しておいた回転量と比較して液状樹脂を増量するよう微調整する。また、基板２の厚み（基板厚＋樹脂厚）が厚い場合、サーボモータ２８の回転量が少なくなるため、予め算定しておいた回転量と比較して液状樹脂を減量するよう微調整する。
また、液材吐出装置８は、重量測定装置１４より調整後の液状樹脂の重量を計量して制御部４９へ入力することにより、樹脂吐出量調整後の樹脂量を適正に維持することもできる。
尚、圧縮成形動作と次の基板２への樹脂供給動作は並行して行われるため、型締め移動情報及び基板２の板厚情報に基づいて、次の基板２へ調整後の吐出量で液状樹脂を塗布することができる。
【００４１】
このように、モールド金型の型締め位置を計測することにより、最終的なパッケージ部の厚みに基づいた調整を行えるので、吐出量のばらつきが許容公差範囲内になるように塗布精度を向上させることができる。
【００４２】
以上、本発明の好適な実施例について種々述べてきたが、上述した実施例に限定されるのではなく、例えばディスペンサ１３により吐出する樹脂量を補正する手段は、重量測定や画像処理に限らず他の様々な手段が採用でき、ワークに対する液状樹脂の塗布パターンも任意であり、更には液材としては液状樹脂の他にも粉末樹脂、顆粒樹脂などが使用可能であり、これらの液材の種類（材質、粘度、硬化温度など）は適宜変更可能である。
また、ワークとしてリードフレームを用いた場合には、低粘度化した液状樹脂４５がリードフレームに穿設された孔から流れ落ちるのを防止するため、リードフレームの底部にテープが貼着されていても良い。
また、矩形状のワーク（基板２）は、図１３（ａ）に示すように、パッケージ部２ｂが１箇所に形成される場合（モールド金型にキャビティが１箇所形成された場合）について例示したが、図１３（ｂ）に示すように、ワーク（基板２）の反りを低減させるため、パッケージ部２ｂが長手方向で複数箇所（モールド金型にキャビティが複数箇所）に設けられていても良い等、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係る液材吐出装置によれば、計量手段により計量されたワーク重量及び／又は圧縮成形用の液材量に基づいてワーク毎に個別に規定された液材量で、吐出手段によりワーク上に液材を吐出可能であり、ワーク毎に個別に規定された量の圧縮成形用の液材を任意のパターンで精度良く塗布することができる。
特に、ワークに搭載された半導体チップの数量を計測し、欠損がないと仮定された半導体チップ数量と比較することにより、ワークごとによって異なる半導体チップの欠損部に応じて、不足している半導体チップの容積分の液材を増量補正できるので、ワークに対して個別に最適な液材量を供給することができる。
また、計量手段は、液材吐出前後のワークの重量を計量すること等により、吐出手段による１ワーク当たりの液材吐出量のばらつきを許容公差範囲内に微調整可能になっているので、ワーク毎に高精細な液材吐出量の微調整が行え、液材の塗布精度を高精度に維持することができ、パッケージの厚さの変動を減らして公差を小さくすることができる。特に、液材を吐出する吐出手段のノズルまたはシール部の摩耗や、封止を行う雰囲気温度、液材に混入しているエアー、液材の粘度自体のばらつきなどによる吐出量の変化などの要因があっても液材吐出量のばらつきを許容公差範囲内に抑えることができる。
また、モールド金型の型締め位置情報及びワークの板厚情報に基づいて、吐出手段による１ワーク当たりの液材吐出量のばらつきを許容公差範囲内に調整する場合には、最終的な成形品の厚みに基づいた吐出量の調整を行えるので、吐出量のばらつきが許容公差範囲内になるように液材の吐出精度を向上させることができる。
また、ワークの板厚を樹脂封止前に測定し、該ワークの板厚のばらつきを加味した液材量を吐出する場合には、トータルワークの厚みの公差を狭めることができ、ワークの板厚のばらつき量が最大ばらつき量以下であれば、液材吐出量の許容公差を広げることも可能になる。
また、本発明の液材吐出装置は、液状樹脂の吐出装置の他にも粉末樹脂や顆粒樹脂の吐出装置として置き換えても同等の効果が得られる。
また、液材吐出装置を用いた樹脂封止装置においては、圧縮成形後のパッケージ全体の厚みが薄くなったり、封止樹脂にむらが生じたりして成形不良となるのを防止して、高品質な成形を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液材吐出装置の平面図である。
【図２】図１の液材吐出装置の正面図である。
【図３】液材吐出装置の液材吐出動作の説明図である。
【図４】液材吐出装置の液材吐出動作の説明図である。
【図５】液材吐出装置の液材吐出動作の説明図である。
【図６】液材吐出量の調整動作を示すフローチャートである。
【図７】ワークに対する液材の塗布パターンを例示する説明図である。
【図８】ディスペンサのノズル形状及び液材塗布方法を例示する説明図である。
【図９】他例にかかる液材吐出量の調整機構を示すブロック説明図である。
【図１０】樹脂封止装置の平面図である。
【図１１】図１０の樹脂封止装置の正面図である。
【図１２】ワークの説明図である。
【図１３】他例に係る液材の塗布パターンを示す説明図である。
【符号の説明】
１ワーク供給部
２基板
３マガジン
４アクチュエータ
５切出し板
６エレベータ機構
７シリコンウエハ
８液材吐出装置
９支持レール
１０チャック
１１ガイドレール
１２カメラ
１３ディスペンサ
１３ａノズル
１４重量測定装置
１４ａ測定装置本体
１４ｂ測定用載置板
１５測定装置支持台
１６昇降用シリンダ
１７圧縮成形装置
１８下型
１９上型
２０ローダー
２１リリースフィルム
２２フィルム搬送機構
２２ａ供給リール
２２ｂ巻取りリール
２３ａ上可動プラテン
２３ｂ下可動プラテン
２４固定プラテン
２５ねじ軸
２６ナット
２７、２９、４０、４１プーリ
４２サーボモータ
３０、３９タイミングベルト
３１アンローダー
３２成形品収納装置
３３移動テーブル
３４ピックアップ装置
３５収納マガジン
３６Ｚ軸移動アーム
３７Ｘ軸移動アーム
３８Ｙ軸移動アーム
４３シリンダベース
４４ガイドポスト
４５液状樹脂
４６モータパルス計測部
４７型締め圧力検出部
４８モータドライバ
４９制御部
５０可動タイバー

Claims

ワークに圧縮成形用の液材を所定量吐出する液材吐出装置において、
ワーク供給部から送り出されたワークを支持レール上の吐出位置まで搬送するチャックと、
吐出位置へ搬送されたワークへＸ−Ｙ−Ｚ方向に走査させながら液材を吐出する吐出手段と、
液材が吐出されたワーク重量を計量する計量手段と、
前記ワークごとに個別に規定された液材量で前記吐出手段の液材吐出動作を制御する制御部を備え、
前記計量手段は、測定用載置板が設けられた測定装置本体が支持レールの吐出位置の下方に昇降可能に支持されており、支持レールの隙間に配置された測定用載置板が昇降する際にワークを支持レールから受け取って計量を行い、前記制御部は計量されたワーク重量から実際に吐出された液材の吐出重量と目標吐出重量の差が許容範囲に入るように補正吐出量を算出して前記吐出手段による次のワークへの補正吐出量の吐出指令を指示することを特徴とする液材吐出装置。
ワークの半導体チップ欠損数が、ワークの重量測定、ワークを撮像して行われる画像処理、チップ高さ測定、ワークに光照射して得られる光の反射率変化の何れかにより計測され、半導体チップ欠損部に相当する液材量を増量補正して前記吐出手段より液材が吐出されることを特徴とする請求項１記載の液材吐出装置。
前記計量手段は、液材吐出前後のワークの重量を計量することにより、前記吐出手段による１ワーク当たりの液材吐出量のばらつきを許容公差範囲内に微調整可能になっていることを特徴とする請求項１記載の液材吐出装置。
モールド金型の型締め移動情報及び予め測定されたワークの板厚情報に基づいて、前記吐出手段による１ワーク当たりの液材吐出量のばらつきを許容公差範囲内に微調整可能になっていることを特徴とする請求項１記載の液材吐出装置。
前記ワークの板厚を樹脂封止前に測定し、該ワークの板厚のばらつきを加味した液材量を吐出することを特徴とする請求項１記載の液材吐出装置。
前記吐出手段は、ワークの中央部が周辺部より液材の塗布高さが高く又は塗付量が多くなるように塗布することを特徴とする請求項１記載の液材吐出装置。
前記吐出手段によりワークへ液材を塗布する際に、チャックを通じてワークを振動させながら塗布することを特徴とする請求項１記載の液材吐出装置。
前記吐出手段によりワークへ液材を塗布する際に、液材に加温しながら塗布することを特徴とする請求項１記載の液材吐出装置。
前記吐出手段は、単ノズル若しくはマルチノズルを備えたディスペンサーであることを特徴とする請求項１記載の液材吐出装置。
前記吐出手段は、液材吐出口が幅広の平ノズルを備えたディスペンサーであることを特徴とする請求項１記載の液材吐出装置。
請求項１乃至１０記載のうち何れか１項に記載された液材吐出装置を用いて被成形品に液状樹脂を供給し、圧縮成形を行うことを特徴とする樹脂封止装置。
モールド金型を開閉させる駆動源としてサーボモータを備え、型締めする際のサーボモータの回転量を計測することにより得られた型締め移動情報及び予め測定されたワークの板厚情報に基づいて、前記液材吐出装置の液材吐出量を微調整して圧縮成形を行うことを特徴とする請求項１１記載の樹脂封止装置。