JP5038783B2

JP5038783B2 - フィルム供給機構

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Publication number: JP5038783B2
Application number: JP2007150385A
Authority: JP
Inventors: 明宏浮田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2007-06-06
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2027-06-06
Also published as: JP2008302550A

Description

本発明は、半導体チップ等を搭載した基板を樹脂にて封止する樹脂封止装置の技術分野に関する。

半導体チップ等を搭載した基板は、そのままでは外部環境からの影響を受け易いため、熱硬化性樹脂等を用いた樹脂封止が行われる。かかる樹脂封止は、例えば、上型と下型とからなる樹脂封止金型で基板をクランプした上で、キャビティ部分に樹脂を注入したり、キャビティ部分を圧縮することにより行われる。

使用される樹脂が金型側に付着しないように樹脂自体及び金型表面にも種々の工夫が凝らされているが、完全に防ぐことは困難である。樹脂が金型に付着すれば、基板を取り外すことが困難となったり、以降の封止作業において封止異常をきたす原因ともなる。そこで、樹脂封止に際しては、特許文献１に記載されているように、金型表面にＰＴＦＥ等の材質で構成された離型フィルムを介在させる方法が好んで利用されている。ここでは、金型を挟んで対向する位置に離型フィルムをロール状に巻回した供給ロールと、使用済みの離型フィルムを回収する回収ロールが配置され、「ロールｔｏロール」による離型フィルムの供給が行われている。

しかしながら、このように金型を挟んで対向する位置にそれぞれロールを備える構成では、樹脂封止装置全体のコンパクト性に悪影響を与えたり、ロールの取替え作業が煩雑であったり、離型フィルムの無駄が多い等の不都合な点も存在する。そこで離型フィルムを一旦所定の長さの短冊状に切断し、この短冊状の離型フィルムを樹封止金型に対して供給するという提案が既になされている（特許文献２参照）。ここでは、ロール状の離型フィルムを短冊状の離型フィルムに切断するにあたって、ロール状に巻回された離型フィルム（以下単に「ロール体」という場合がある。）の一端が可動プレート（フィルムを保持しつつ当該フィルムを次段へと搬送可能なフレーム構造体）の吸着部に吸着固定された上で、当該ロール状の離型フィルム「全体」が可動プレートに対して移動することによりフィルムが引き出され、引き出された離型フィルムを切断するという構成が採用されている。

特開２００７−５４９６号公報特開２０００−１０８１５９号公報

上記した特許文献２のように、ロール状に巻回された離型フィルム「全体」が逐次移動することによりフィルムを引き出し切断するような構成は、可動プレート側に対してロール状の離型フィルム全体を相対的に移動させる必要があるため、可動部分が多くなり、構成及びその制御が煩雑となる。更に、ロール状の離型フィルム側を固定したとしても、フィルムを把持して引き出すような機構を設けたのでは構成及びその制御の煩雑さという観点では同様の問題が生じる。一方、ロール状の離型フィルム側を固定した上で、例えばロール体を回転させて送り出すようにすれば簡易な構成とすることが可能であるが、離型フィルムにはロール状の「くせ」が付いているため、単に送り出すのみではフィルムがロール状に丸まってしまい、送り先に意図した通りに展開することが困難である。

本発明はかかる問題点を解決するべくなされたものであって、簡易な構成でロール状の離型フィルムを意図した通りに送り出して展開し、切断することのできる離型フィルム供給機構を提供するものである。

本発明は、樹脂封止金型に対して離型フィルムを供給する離型フィルム供給機構であって、ロール状に巻回された前記離型フィルムを所定の長さの短冊状フィルムに切断する切断装置を有し、該切断装置が、ロール状に巻回された離型フィルムを送り出す送り出し部と、該送り出された離型フィルムが案内される案内プレートと、該案内プレート上に送り出された離型フィルムを前記ロール状に巻回された離型フィルムから切り離し可能なカッター部と、を備え、前記案内プレートの表面に、前記送り出し部によって送り出され、前記案内プレート上を案内されている離型フィルムに向けてエアを噴出可能なエア噴出機構を備えることで上記課題を解決しようとするものである。

即ち、ロール状に巻回された離型フィルム全体を案内プレートに対して移動させることはせずに、案内プレートから離型フィルムに向けてエアを噴出しつつ、離型フィルムを送り出すことで、簡易な構成で離型フィルムを案内プレートに意図するように展開しようとするものである。より具体的には、噴出されるエアによって、案内プレートの表面に引っ掛かること等が防止され、案内プレートの意図する位置に離型フィルムを容易に展開することが可能となる。

また、前記エア噴出機構を利用してエアを吸引可能であるように構成すれば、離型フィルムの展開（案内プレート上への展開）が終了した後は、当該噴出孔を吸引孔として作用させ、離型フィルムを案内プレート上に吸着固定することが可能となる。その結果、正確な切断を行うことが可能となると共に、別途離型フィルムの保持手段（案内プレートに対する保持手段）を設ける必要がない。

また、更に、前記切断装置によって切断された前記短冊状フィルムを前記樹脂封止金型に対し搬送する搬送装置を備え、該搬送装置が、前記樹脂封止金型に対して半導体チップが搭載された基板を搬送する基板搬送機構に備わるように構成すれば、離型フィルム供給機構全体のコストダウンを図ることが可能となり、更に、当該離型フィルム供給機構が搭載される樹脂封止装置全体としてスペースの有効利用を図ることも可能となる。

本発明を適用することにより、簡易な構成でロール状の離型フィルムを案内プレート上に展開することができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。

まず当該離型フィルム供給機構が搭載される樹脂封止装置全体を概略的に説明し、その後、当該離型フィルム供給機構について説明する。

<樹脂封止装置全体の概略構成>
図１は、樹脂封止装置１００の平面図であって、樹脂封止前の基板等の流れを中心に示した図である。図２は、樹脂封止装置１００の平面図であって、樹脂封止後の基板等の流れを中心に示した図である。図３は、樹脂封止装置１００の正面図である。

樹脂封止装置１００は、樹脂封止金型１１０（上型１１２及び下型１１４）を備える樹脂封止金型ユニット１０１と、この樹脂封止金型ユニット１０１に対して樹脂（図示しない）を供給可能な樹脂供給部１０２と、樹脂封止金型ユニット１０１に対して樹脂封止前の基板を供給したり、樹脂封止後の基板を収納したりする基板供給収納部１０３とから構成されている。

本実施形態における樹脂封止装置１００においては、樹脂封止金型ユニット１０１が２列配置された、所謂「マルチプレス」型の樹脂封止装置である。並列配置された樹脂封止金型ユニット１０１に対して、一方側に樹脂供給部１０２が配置され、他方側に基板供給収納部１０３が配置されている。これら樹脂封止金型ユニット１０１、樹脂供給部１０２、基板供給収納部１０３にはそれぞれが連結された状態で、連続する移動ガイド１３０が設けられ、当該移動ガイド１３０上を樹脂ローダ１２２や、基板用ローダ・アンローダ１４０（詳細は後述する）が移動可能とされている。また、樹脂封止金型ユニット１０１は、適宜増減可能であり、樹脂封止金型ユニット１０１一台で樹脂封止装置を構成することも可能である。また、３台以上の樹脂封止金型ユニット１０１を並列配置することも可能である。

樹脂供給部１０２は、樹脂封止金型１１０に投入される樹脂が供給される部分であり、
当該樹脂供給部１０２から供給される樹脂は、例えばペレット状、粉状、粒状、平板状等のさまざまな状態の樹脂を供給することが可能とされている。当該樹脂供給部１０２から供給される樹脂は、移動ガイド１３０上に配置される樹脂ローダ１２２によって所定のタイミングで樹脂封止金型ユニット１０１における樹脂封止金型１１０に対して供給可能とされている。

一方、基板供給収納部１０３は、半導体チップ等が搭載された基板であってこれから樹脂封止されようとする基板が複数収納された供給マガジン１７２と、樹脂封止金型１１０によって樹脂封止された封止後の基板が収納される収納マガジン１７４とが配置されている。両マガジン１７２、１７４は上下に位置を異ならせて配置されており(図３参照)、マガジンエレベータ１７０を介して基板（封止前基板、封止後基板）の出し入れが行われる。また、基板供給収納部１０３には、供給マガジン１７２から取り出された基板を樹脂封止金型１１０に対して搬送する前に事前に所定の温度に温めておくことが可能なプレヒーター部１８０と、ロール状の離型フィルムを所定の長さの短冊状フィルムに切断した上で、この短冊状フィルムを樹脂封止金型１１０に対して供給可能なフィルム供給機構１５０が備わっている。

また、移動ガイド１３０上には、基板用ローダ・アンローダ１４０が配置されており、封止前基板を樹脂封止金型１１０に対して搬入したり、封止後基板を樹脂封止金型１１０から搬出することが可能とされている。基板用ローダ・アンローダ１４０は、移動ガイド１３０上をＸ方向に自由に移動できると共に、自身の一部（フィルム搬送部１４２、基板搬送部１４３）をＹ方向に進退させることが可能とされている。

<樹脂封止装置全体の概略作用>
供給マガジン１７２からマガジンエレベータ１７０によって取り出された基板は、いったんプレヒーター部１８０によって所定の温度にまで加熱される。続いて基板用ローダ・アンローダ１４０に引き渡された後、短冊状フィルムと共に（または別のタイミングで）樹脂封止金型ユニット１０１における樹脂封止金型１１０に搬送され供給される。また、所定のタイミングで樹脂用ローダ１２２によって樹脂供給部１０２から供給された樹脂が樹脂封止金型１１０に対して供給される。全ての材料が樹脂封止金型１１０に投入された後、上型１１２と下型１１４とが型閉じされ、樹脂封止が行われる。

樹脂封止が完了した基板は、短冊状フィルムと共に基板用ローダ・アンローダ１４０によって回収され、基板供給収納部１０３側へと移動する。その後、フィルム剥し回収位置Ｅにて樹脂封止後の基板から短冊状フィルムが剥離された後、マガジンエレベータ１７０を介して収納マガジン１７４へと収納される。また、剥離された短冊状フィルムは適宜破棄される。その後は当該作用を繰り返し行なうことによって封止作業が繰り返されることとなる。

なお、ここでは圧縮成形方式による樹脂封止を前提に説明しているが、その他にもトランスファ成形方式の樹脂封止装置であっても差し支えない。

<離型フィルム供給機構の構成>
次に、図４を用いて本発明に係る離型フィルム供給機構１５０について詳細に説明する。図４は、本発明に係る離型フィルム供給機構の概略構成図であって、ロール状の離型フィルムが送り出される前の状態を示した図である。なおここでは、理解容易等のため、各部のサイズ等を誇張して表現している。

フィルム供給機構１５０は、ロール体１６２にロール状に巻回された離型フィルム１６０を所定の長さに切断可能な切断装置１５１と、当該切断装置１５１によって短冊状に切断された短冊状フィルムを樹脂封止金型（図４においては下型１１４）へと搬送可能な搬送装置を備えている。

切断装置１５１は、支持ベース１５２Ａに立設されたロール体保持部１５２Ｂによってロール体１６２が回転可能に保持されている。また、このロール体１６２には離型フィルム１６０が巻回されている。このロール状の離型フィルム１６０は、その一端が送りローラ（送り出し部）１５３に係合しており、当該送りローラ１５３が回転駆動することによって、ロール体１６２に巻回されている離型フィルム１６０が必要量送り出される構成とされている。また、当該送りローラ１５３に隣接して送り出された離型フィルム１６０を切断することが可能なフィルムカッター１５４が進退動可能に配置されている。また、フィルムカッター１５４の先方には、送りローラ１５３によって送り出された離型フィルム１６０が案内される案内プレート１５８が備わっている。この案内プレート１５８は、送りローラ１５３によって送り出される離型フィルム１６０の受け皿になると共に、自身が駆動されることで離型フィルム１６０をフィルム搬送部１４２（後述）へと受け渡すことが可能とされている。

この案内プレート１５８には、その底面側に支持ブロック１５７が連結されており、当該支持ブロック１５７に、第１アクチュエータ１５５が連結され、更に、当該第１アクチュエータ１５５の本体部分に第２アクチュエータ１５６が連結されている。その結果、これら第１、第２のアクチュエータ１５５、１５６の作用によって、案内プレート１５８は上下左右（図４における上下左右）に自由に移動することが可能とされている。

また、案内プレート１５８の表面には、案内プレートエア噴出機構１５８Ａが備わっており、当該噴出機構１５８Ａによって、案内プレート１５８表面からエアを噴出することが可能とされている。更に、当該案内プレートエア噴出機構１５８Ａは、エアを噴出するのみではなく、エアを吸引することも可能とされている。

一方、基板用ローダ・アンローダ１４０には、フィルム搬送部（搬送装置）１４２が備わっており、当該フィルム搬送部１４２には、エアを吸引可能なフィルム搬送部吸着機構１４２Ａが設けられ、離型フィルムを吸着保持することが可能とされている。また、当該フィルム搬送部１４２は、基板用ローダ・アンローダ１４０が移動ガイド１３０に沿って移動すると共に移動し、当該フィルム搬送部１４２に吸着保持した離型フィルムを下型１１４（樹脂封止金型１１０）へと搬送・供給することが可能とされている。このように、フィルム搬送部１４２は、樹脂封止金型に対して封止前の基板を搬入したり封止後の基板を搬出する基板用ローダ・アンローダ１４０を利用する構成とされている。即ち、フィルム供給機構１５０における搬送装置（フィルム搬送部１４２）を基板用ローダ・アンローダ１４０に備えることによって、フィルム供給機構１５０自体のコストの低減を図ると共に、当該フィルム供給機構１５０が搭載される樹脂封止装置１００全体としてのスペースを有効利用することが可能となっている。

<離型フィルム供給機構の作用>
続いて、図４乃至図１３を用いて当該離型フィルム供給機構１５０の作用について説明する。

ローラ体１６２に巻回された離型フィルム１６０を切断して短冊状フィルムとするにあたり、まず最初に案内プレート１５８が支持ベース１５２Ａへと接近し、送りローラ１５３によって送り出される離型フィルム１６０を待機する。この状態で、送りローラ１５３の駆動によって順次離型フィルム１６０が案内プレート１５８側へと案内される。この時、案内プレート１５８に備わる案内プレートエア噴出機構１５８Ａからエアが噴出される。その結果、送り出された離型フィルムは案内プレート１５８上にいわば「浮いた状態」で案内される。その結果、離型フィルム１６０が案内プレート表面に引っかかってしまうことなく意図するように展開することが容易となっている。なお、案内プレートエア噴出機構１５８Ａから噴出されるエアの量は、離型フィルム１６０の種類等によって適宜変更される。また、案内プレートエア噴出機構１５８Ａは複数の噴出孔を有しているが、それぞれの噴出孔から噴出されるエアの量も、案内プレート１５８上の位置によってそれぞれ適宜変更してもよい。

これら送りローラ１５３及び、案内プレートエア噴出機構１５８Ａの作用によって、離型フィルム１６０が案内プレート１５８上に意図するように展開した後、案内プレートエア噴出機構１５８Ａからのエアの噴出は停止され、代って、当該案内プレートエア噴出機構１５８Ａを利用してエアの吸引が行なわれる。即ち、案内プレート１５８表面上に展開する離型フィルム１６０の吸着が行なわれる。本実施形態においては、案内プレートエア噴出機構１５８Ａを利用してエアを吸引可能であるため、離型フィルム１６０の展開（案内プレート１５８上への展開）が終了した後は、当該噴出孔１５８Ａを吸引孔として作用させ、離型フィルム１５８を案内プレート１５８上に吸着固定することが可能となる。その結果、以下説明する切断作業を正確に行うことが可能となると共に、別途離型フィルム１６０の保持手段（案内プレート１５８に対する保持手段）を設ける必要がない。

当該吸着の後、フィルムカッター１５４が作動して離型フィルム１６０を短冊状に切断する（図６参照）。なお、本明細書では、このフィルムカッター１５４によって短冊状に切断された離型フィルム１６０を説明の便宜上、「短冊状フィルム」といい符号１６１を付して説明する。

続いて、図７に示すようにフィルムカッター１５４によって切断された短冊状フィルム１６１は案内プレート１５８に吸着保持されたまま第１アクチュエータ１５５及び第２アクチュエータ１５６の作用によってフィルム搬送部１４２側へと移動し始める。案内プレート１５８がフィルム搬送部１４２に当接すると、略同時に案内プレート１５８における短冊状フィルム１６１の吸着が解かれ、代って、フィルム搬送部１４２における吸着が開始される。この吸着は、フィルム搬送部吸着機構１４２Ａによって行なわれる。これにより、案内プレート１５８からフィルム搬送部１４２への短冊状フィルム１６１の受渡しが完了する。

フィルム搬送部１４２側へと受け渡された短冊状フィルム１６１は、基板用ローダ・アンローダ１４０によって、封止前基板と共に（または封止前基板とは別のタイミングで）樹脂封止金型である下型１１４側へと搬送される（図９、図１０）。同時に、案内プレート１５８は元の位置へと戻される。

フィルム搬送部１４２が下型１１４の真上の位置まで達すると、下型１１４に連結されたプレス機構（図示していない）の働きによって下型１１４全体がフィルム搬送部１４２側へと移動してくる。その後下型１１４がフィルム搬送部１４２に当接する位置まで上昇した後、フィルム搬送部１６２に吸着保持される短冊状フィルム１６１の受け渡しが行なわれる（図１１）。下型１１４がフィルム搬送部１４２へと当接すると、略同時にフィルム搬送部１４２における短冊状フィルムの吸着が解かれ、それに代って、下型１１４に備わる下型吸着機構１１４Ａによる吸着が開始される。下型１１４への短冊状フィルム１６１の受け渡しが完了すると、フィルム搬送部１４２は基板用ローダ・アンローダ１４０と共に樹脂封止金型間（上型１１２と下型１１４との間）から退避する。

その後、樹脂封止金型１１０によって樹脂封止が行なわれ、供給された短冊状フィルム１６１が樹脂封止後の基板と共に取り出され回収されることとなる。

短冊状の離型フィルムを使用する樹脂封止装置に対する離型フィルム供給機構として、樹脂封止方式（例えば圧縮成形方式、トランスファ成形方式など）に関らず広く採用可能である。

樹脂封止装置の平面図であって、樹脂封止前の基板等の流れを中心に示した図樹脂封止装置の平面図であって、樹脂封止後の基板等の流れを中心に示した図樹脂封止装置の正面図本発明にかかる離型フィルム供給機構の概略構成図であって、ロール状の離型フィルムが送り出される前の状態を示した図本発明にかかる離型フィルム供給機構の概略構成図であって、ロール状の離型フィルムが送り出された後の状態を示した図本発明にかかる離型フィルム供給機構の概略構成図であって、ロール状の離型フィルムが切断された状態を示した図本発明にかかる離型フィルム供給機構の概略構成図であって、切断された離型フィルム（短冊状フィルム）が案内プレートによって保持されている状態を示した図本発明にかかる離型フィルム供給機構の概略構成図であって、切断された離型フィルム（短冊状フィルム）が案内プレートによって搬送機構へと受け渡されている状態を示した図本発明にかかる離型フィルム供給機構の概略構成図であって、切断された離型フィルム（短冊状フィルム）が搬送機構へと受け渡された後の状態を示した図本発明にかかる離型フィルム供給機構の概略構成図であって、切断された離型フィルム（短冊状フィルム）が搬送機構によって樹脂封止金型へと搬送されている状態を示した図本発明にかかる離型フィルム供給機構の概略構成図であって、切断された離型フィルム（短冊状フィルム）が搬送機構によって樹脂封止金型へと受け渡されている状態を示した図本発明にかかる離型フィルム供給機構の概略構成図であって、切断された離型フィルム（短冊状フィルム）が搬送機構によって樹脂封止金型へと受け渡された後の状態を示した図本発明にかかる離型フィルム供給機構の概略構成図であって、切断された離型フィルム（短冊状フィルム）が搬送機構によって樹脂封止金型へと受け渡された後、搬送機構が元の位置に戻った状態を示した図

符号の説明

１００…樹脂封止装置
１０１…樹脂封止金型ユニット
１０２…樹脂供給部
１０３…基板供給収納部
１１０…樹脂封止金型
１１２…上型
１１４…下型
１１４Ａ…下型吸着機構
１２２…樹脂用ローダ
１３０…移動ガイド
１４０…基板用ローダ・アンローダ
１４２…フィルム搬送部
１４２Ａ…フィルム搬送部吸着機構
１４３…基板搬送部
１５０…フィルム供給機構
１５１…切断装置
１５２Ａ…支持ベース
１５２Ｂ…ロール体保持部
１５３…送りローラ
１５４…フィルムカッター
１５５…第１アクチュエータ
１５６…第２アクチュエータ
１５７…支持ブロック
１５８…案内プレート
１５８Ａ…案内プレートエア噴出機構
１６０…離型フィルム
１６１…短冊状フィルム
１７０…マガジンエレベータ
１７２…（基板）供給マガジン
１７４…（基板）収納マガジン
１８０…プレヒーター部

Claims

樹脂封止金型に対して離型フィルムを供給する離型フィルム供給機構であって、
ロール状に巻回された前記離型フィルムを所定の長さの短冊状フィルムに切断する切断装置を有し、
該切断装置が、ロール状に巻回された離型フィルムを送り出す送り出し部と、該送り出された離型フィルムが案内される案内プレートと、該案内プレート上に送り出された離型フィルムを前記ロール状に巻回された離型フィルムから切り離し可能なカッター部と、を備え、
前記案内プレートの表面には、前記送り出し部によって送り出され、前記案内プレート上を案内されている離型フィルムに向けてエアを噴出可能なエア噴出機構が備わっている
ことを特徴とする離型フィルム供給機構。
請求項１において、
前記エア噴出機構を利用してエアを吸引可能である
ことを特徴とする離型フィルム供給機構。
請求項１または２において、
更に、前記切断装置によって切断された前記短冊状フィルムを前記樹脂封止金型に対して搬送する搬送装置を備え、
該搬送装置が、前記樹脂封止金型に対して半導体チップが搭載された基板を搬送する基板搬送機構に備わっている
ことを特徴とする離型フィルム供給機構。