JP6175592B1 - 樹脂封止装置及び樹脂封止方法 - Google Patents
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Abstract
約１００Ｐａ以下の高真空状態でワークを確実に粘着保持したまま樹脂封止する。半導体素子が搭載されたワークの保持面を有する第一成形型と、第一成形型の保持面に保持したワークの半導体素子が搭載される載置面と対向して未硬化樹脂が供給されるキャビティを有する第二成形型と、第一成形型及び第二成形型の間に形成される開閉自在な減圧室と、第一成形型又は第二成形型のいずれか一方か若しくは両方を第一成形型及び第二成形型の対向方向へ相対的に接近移動して減圧室を形成する駆動部と、減圧室及び外部空間に亘り排気又は給気して大気雰囲気から所定真空度の減圧雰囲気まで内圧調整する調圧部と、駆動部及び調圧部を作動制御する制御部と、を備え、第一成形型の保持面は、ワークの載置面と逆側の非載置面と着脱自在に接する粘着部を有し、制御部は、調圧部により減圧室が約１００Ｐａ以下の高真空になった状態で、駆動部によりワークの載置面がキャビティ内の未硬化樹脂に浸漬されるように制御する。
Description
本発明は、半導体パッケージなどのパッケージを製造する際に用いられる樹脂封止装置、及び、パッケージを製造するための樹脂封止方法に関する。
従来、この種の樹脂封止装置として、基板が載置される基板載置部、基板を吸着する気体流路を有する上型と、キャビティ、キャビティに連通する気体流路、ヒータを有する下型と、を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
基板の主面にはチップが装着され、基板とチップとの電極同士はワイヤにより接続される。
上型の基板載置部が設けられ、その基板載置部の底面には、吸着用凹部が設けられ、吸着用凹部には気体流路を介して減圧ポンプに接続されており、基板載置部には、基板が気体流路によって吸着される。すなわち、減圧ポンプの作動に伴う気体流路からの吸引で吸着用凹部を負圧にし、上型及び下型間の空間との圧力差を利用して基板が吸着され、上型の基板載置部に基板を落下不能に保持している。
キャビティに配設された樹脂材料をヒータにより加熱溶融させて溶融樹脂を生成し、気体流路により上型及び下型間の空間を減圧しながら上型と下型とを型締めする。これにより、チップとワイヤとを溶融樹脂に浸漬させ、その後、溶融樹脂を加熱硬化して成形品が形成される。
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キャビティに配設された樹脂材料をヒータにより加熱溶融させて溶融樹脂を生成し、気体流路により上型及び下型間の空間を減圧しながら上型と下型とを型締めする。これにより、チップとワイヤとを溶融樹脂に浸漬させ、その後、溶融樹脂を加熱硬化して成形品が形成される。
ところで、一般的に樹脂封止に用いられる樹脂材料（エポキシ系などの熱硬化性樹脂）は、減圧雰囲気において加熱溶融されると、樹脂の中に内在する揮発成分が気化して発泡するため、この発生したガスが樹脂封止の内部に気泡となって残留し、ボイドの発生原因となる。
しかし乍ら、このような従来の樹脂封止装置では、上型の基板載置部に対する基板の吸着を保持するため、上型及び下型間の空間と吸着用凹部とが数１，０００Ｐａ程度の圧力差を確保しなければならず、上型及び下型間の空間を約１００Ｐａ以下の高真空まで減圧することができなかった。
これにより、樹脂材料の加熱溶融で発生したガスは、上型及び下型間の空間から確実に排気されず、樹脂封止の内部に気泡となって残存し、ボイドが生じ易くなって品質が低下するという問題があった。
また、単にチップ及びワイヤを溶融樹脂に浸漬させただけでは、基板とチップの間においてワイヤを除く隙間に空気層が残存している。この空気層がボイドとなって溶融樹脂の侵入を邪魔するため、隙間全体に溶融樹脂が行き渡らない。このような樹脂未充填の成形品では、基板からチップが取れ易く且つ電気的特性が安定しないという問題があった。
そこで、このような問題点を解決するために、基板の確実な吸着保持を無視して上型及び下型間の空間を約１００Ｐａ以下の高真空近くにまで減圧した場合には、減圧の途中で基板が落下して、ボイドを内在したまま封止するばかりでなく、溶融樹脂に基板が落下することによって、基板は上型の基板載置部に対する当初の吸着保持位置から位置ズレを生ずることがある。この位置ズレによって基板の一部が樹脂封止されずに露出するなど、不良品を発生し易く歩留まりが低下するという問題があった。
また、上型の基板載置部に凹設される吸着用凹部の大きさは、基板の大部分を吸着する広範囲であるため、上型と下型との型締めで数１０トンの圧力を掛けてプレス成形が行われると、圧力が基板において比較的に大きな吸着用凹部に集中して掛かり、これにより基板が局部的に割れ易くなるという問題もあった。
しかし乍ら、このような従来の樹脂封止装置では、上型の基板載置部に対する基板の吸着を保持するため、上型及び下型間の空間と吸着用凹部とが数１，０００Ｐａ程度の圧力差を確保しなければならず、上型及び下型間の空間を約１００Ｐａ以下の高真空まで減圧することができなかった。
これにより、樹脂材料の加熱溶融で発生したガスは、上型及び下型間の空間から確実に排気されず、樹脂封止の内部に気泡となって残存し、ボイドが生じ易くなって品質が低下するという問題があった。
また、単にチップ及びワイヤを溶融樹脂に浸漬させただけでは、基板とチップの間においてワイヤを除く隙間に空気層が残存している。この空気層がボイドとなって溶融樹脂の侵入を邪魔するため、隙間全体に溶融樹脂が行き渡らない。このような樹脂未充填の成形品では、基板からチップが取れ易く且つ電気的特性が安定しないという問題があった。
そこで、このような問題点を解決するために、基板の確実な吸着保持を無視して上型及び下型間の空間を約１００Ｐａ以下の高真空近くにまで減圧した場合には、減圧の途中で基板が落下して、ボイドを内在したまま封止するばかりでなく、溶融樹脂に基板が落下することによって、基板は上型の基板載置部に対する当初の吸着保持位置から位置ズレを生ずることがある。この位置ズレによって基板の一部が樹脂封止されずに露出するなど、不良品を発生し易く歩留まりが低下するという問題があった。
また、上型の基板載置部に凹設される吸着用凹部の大きさは、基板の大部分を吸着する広範囲であるため、上型と下型との型締めで数１０トンの圧力を掛けてプレス成形が行われると、圧力が基板において比較的に大きな吸着用凹部に集中して掛かり、これにより基板が局部的に割れ易くなるという問題もあった。
このような課題を達成するために本発明に係る樹脂封止装置は、半導体素子が搭載されたワークの保持面を有する第一成形型と、前記第一成形型の前記保持面に保持した前記ワークの前記半導体素子が搭載される載置面と対向して未硬化樹脂が供給されるキャビティを有する第二成形型と、前記第一成形型及び前記第二成形型の間に形成される開閉自在な減圧室と、前記第一成形型又は前記第二成形型のいずれか一方か若しくは両方を前記第一成形型及び前記第二成形型の対向方向へ相対的に接近移動して前記減圧室を形成する駆動部と、前記減圧室及び外部空間に亘り排気又は給気して大気雰囲気から所定真空度の減圧雰囲気まで内圧調整する調圧部と、前記駆動部及び前記調圧部を作動制御する制御部と、を備え、前記第一成形型の前記保持面は、前記ワークの前記載置面と逆側の非載置面と着脱自在に接する粘着部を有し、前記制御部は、前記調圧部により前記減圧室が約１００Ｐａ以下の高真空になった状態で、前記駆動部により前記ワークの前記載置面が前記キャビティ内の前記未硬化樹脂に浸漬されるように制御することを特徴とする。
また本発明に係る樹脂封止方法は、大気雰囲気で第一成形型及び第二成形型の対向方向へ相対的に離隔移動した前記第一成形型の保持面に対して、半導体素子が搭載されたワークを、前記保持面に設けられた粘着部で粘着保持するとともに、前記第二成形型のキャビティ内に未硬化樹脂を供給する搬入工程と、前記第一成形型又は前記第二成形型のいずれか一方か若しくは両方を駆動部で前記第一成形型及び前記第二成形型の対向方向へ相対的に接近移動して、前記第一成形型と前記第二成形型の間に減圧室を形成するととともに、調圧部で前記減圧室から外部空間へ排気して大気雰囲気から減圧させる減圧工程と、前記減圧室が約１００Ｐａ以下の高真空になった状態で、前記駆動部により前記ワークの載置面及び前記半導体素子を前記キャビティ内の前記未硬化樹脂に浸漬させる浸漬工程と、前記未硬化樹脂を硬化させて前記ワークの前記載置面及び前記半導体素子を樹脂封止する硬化工程と、前記調圧部で前記外部空間から前記減圧室へ給気して大気雰囲気に戻すとともに、前記粘着部から前記ワークの前記載置面と逆側の非載置面を剥離して、前記第一成形型と前記第二成形型を前記駆動部により離隔移動させる搬出工程と、を含むことを特徴とする。
また本発明に係る樹脂封止方法は、大気雰囲気で第一成形型及び第二成形型の対向方向へ相対的に離隔移動した前記第一成形型の保持面に対して、半導体素子が搭載されたワークを、前記保持面に設けられた粘着部で粘着保持するとともに、前記第二成形型のキャビティ内に未硬化樹脂を供給する搬入工程と、前記第一成形型又は前記第二成形型のいずれか一方か若しくは両方を駆動部で前記第一成形型及び前記第二成形型の対向方向へ相対的に接近移動して、前記第一成形型と前記第二成形型の間に減圧室を形成するととともに、調圧部で前記減圧室から外部空間へ排気して大気雰囲気から減圧させる減圧工程と、前記減圧室が約１００Ｐａ以下の高真空になった状態で、前記駆動部により前記ワークの載置面及び前記半導体素子を前記キャビティ内の前記未硬化樹脂に浸漬させる浸漬工程と、前記未硬化樹脂を硬化させて前記ワークの前記載置面及び前記半導体素子を樹脂封止する硬化工程と、前記調圧部で前記外部空間から前記減圧室へ給気して大気雰囲気に戻すとともに、前記粘着部から前記ワークの前記載置面と逆側の非載置面を剥離して、前記第一成形型と前記第二成形型を前記駆動部により離隔移動させる搬出工程と、を含むことを特徴とする。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る樹脂封止装置Ａは、半導体組立プロセスにおいて、ワークＷに複数の半導体素子Ｃを搭載し、ワークＷの基板端子と半導体素子Ｃがワイヤーなどの接続部材Ｃ１で接続した製品を、衝撃、温度、湿度などの要因から守るために、接続部分Ｃ１の周囲を未硬化樹脂Ｒで封止して硬化させる「モールド成形（樹脂封止、樹脂成形）」用の製造装置である。
ワークＷとしては、シリコンウエハ、ガラス、金属シート、ガラスクロス、ＢＴレジンなどからなる基板やそれに類似するものが挙げられる。
半導体素子Ｃとしては、半導体チップなどのチップ状の電子部品が挙げられ、ワークＷとしてシリコンウエハやガラスなどからなる基板の載置面Ｗ１に複数の半導体素子Ｃを搭載する場合には、複数の半導体素子Ｃが列状又は格子状に搭載される。接続部分Ｃ１としては、バンプやワイヤなどが挙げられる。
未硬化樹脂Ｒとしては、シート状、粉末状、顆粒状、ゲル状などのものが用いられる。未硬化樹脂Ｒの材料としては、エポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂などが挙げられる。エポキシ系樹脂の場合は、加熱を開始して所定時間で熱分解し、溶融状態から時間経過に伴って粘度が高まり、比較的に短時間でゲル化して固化するため、モールド成形に適している。
このように樹脂封止装置Ａで製造された成形品Ｍは、一般的にダイシングなどの分割工程を経て、最終製品である半導体パッケージなどのパッケージを完成させる。
本発明の実施形態に係る樹脂封止装置Ａは、半導体組立プロセスにおいて、ワークＷに複数の半導体素子Ｃを搭載し、ワークＷの基板端子と半導体素子Ｃがワイヤーなどの接続部材Ｃ１で接続した製品を、衝撃、温度、湿度などの要因から守るために、接続部分Ｃ１の周囲を未硬化樹脂Ｒで封止して硬化させる「モールド成形（樹脂封止、樹脂成形）」用の製造装置である。
ワークＷとしては、シリコンウエハ、ガラス、金属シート、ガラスクロス、ＢＴレジンなどからなる基板やそれに類似するものが挙げられる。
半導体素子Ｃとしては、半導体チップなどのチップ状の電子部品が挙げられ、ワークＷとしてシリコンウエハやガラスなどからなる基板の載置面Ｗ１に複数の半導体素子Ｃを搭載する場合には、複数の半導体素子Ｃが列状又は格子状に搭載される。接続部分Ｃ１としては、バンプやワイヤなどが挙げられる。
未硬化樹脂Ｒとしては、シート状、粉末状、顆粒状、ゲル状などのものが用いられる。未硬化樹脂Ｒの材料としては、エポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂などが挙げられる。エポキシ系樹脂の場合は、加熱を開始して所定時間で熱分解し、溶融状態から時間経過に伴って粘度が高まり、比較的に短時間でゲル化して固化するため、モールド成形に適している。
このように樹脂封止装置Ａで製造された成形品Ｍは、一般的にダイシングなどの分割工程を経て、最終製品である半導体パッケージなどのパッケージを完成させる。
詳しく説明すると、本発明の実施形態に係る樹脂封止装置Ａは、図１〜図７に示すように、ワークＷの保持面１１を有する第一成形型１と、第一成形型１の保持面１１に保持されたワークＷの載置面Ｗ１と対向してキャビティ２１を有する第二成形型２と、第一成形型１及び第二成形型２の間に形成される開閉自在な減圧室３１と、第一成形型１又は第二成形型２のいずれか一方か若しくは両方を第一成形型１及び第二成形型２の対向方向へ相対的に接近移動して減圧室３１を形成する昇降用の駆動部４と、減圧室３１及び外部空間Ｏに亘り排気又は給気して減圧室３１の内圧を調整する調圧部５と、を主要な構成要素として備えている。
さらに必要に応じて、少なくとも未硬化樹脂Ｒ及びキャビティ２１の間には、離型シートＳを用いることが好ましく、キャビティ２１内の未硬化樹脂Ｒを加圧して圧縮成形することが好ましい。
このため、本発明の実施形態に係る樹脂封止装置Ａは、キャビティ２１に対する離型シートＳの位置決め部６と、未硬化樹脂Ｒを圧縮する加圧部７と、を備えることが好ましい。
駆動部４，調圧部５，位置決め部６及び加圧部７などは、制御部８と電気的に連通し、制御部８でそれぞれ作動制御される。
なお、第一成形型１及び第二成形型２は、図１〜図７に示されるように通常、上下方向へ対向するように配置され、上側の第一成形型１と下側の第二成形型２が接近又は隔離する方向を以下「Ｚ方向」という。Ｚ方向と交差するワークＷに沿った方向を以下「ＸＹ方向」という。
さらに必要に応じて、少なくとも未硬化樹脂Ｒ及びキャビティ２１の間には、離型シートＳを用いることが好ましく、キャビティ２１内の未硬化樹脂Ｒを加圧して圧縮成形することが好ましい。
このため、本発明の実施形態に係る樹脂封止装置Ａは、キャビティ２１に対する離型シートＳの位置決め部６と、未硬化樹脂Ｒを圧縮する加圧部７と、を備えることが好ましい。
駆動部４，調圧部５，位置決め部６及び加圧部７などは、制御部８と電気的に連通し、制御部８でそれぞれ作動制御される。
なお、第一成形型１及び第二成形型２は、図１〜図７に示されるように通常、上下方向へ対向するように配置され、上側の第一成形型１と下側の第二成形型２が接近又は隔離する方向を以下「Ｚ方向」という。Ｚ方向と交差するワークＷに沿った方向を以下「ＸＹ方向」という。
第一成形型１は、金属などの剛体で歪み（撓み）変形しない厚さの平板状に形成され、その表面には、ワークＷの載置面Ｗ１と逆側の非載置面Ｗ２とＺ方向へ対向する保持面１１を有している。
第一成形型１の具体例として図１〜図７に示される例の場合には、第一成形型１がモールド成形の基板側に配置される上型である。この上型の内側面の中央部又は全体には、平滑な保持面１１が、ワークＷの非載置面Ｗ２と接触するように形成される。
第一成形型１の保持面１１には、ワークＷの非載置面Ｗ２と着脱自在に接する保持チャックとして粘着部１２が設けられる。
図１〜図７に示される例では、ワークＷとして円板状のシリコンウエハが用いられ、第一成形型１の保持面１１に対しシリコンウエハを保持チャックの粘着部１２で吊持している。
また、その他の例として図示しないが、ワークＷとしてシリコンウエハに代え、ガラス、金属シート、ガラスクロス、ＢＴレジンなどからなる基板やそれに類似するものを保持（吊持）したり、ワークＷの外形状を矩形（長方形及び正方形を含む角が直角の四辺形）状などに変更したり可能である。
第一成形型１の具体例として図１〜図７に示される例の場合には、第一成形型１がモールド成形の基板側に配置される上型である。この上型の内側面の中央部又は全体には、平滑な保持面１１が、ワークＷの非載置面Ｗ２と接触するように形成される。
第一成形型１の保持面１１には、ワークＷの非載置面Ｗ２と着脱自在に接する保持チャックとして粘着部１２が設けられる。
図１〜図７に示される例では、ワークＷとして円板状のシリコンウエハが用いられ、第一成形型１の保持面１１に対しシリコンウエハを保持チャックの粘着部１２で吊持している。
また、その他の例として図示しないが、ワークＷとしてシリコンウエハに代え、ガラス、金属シート、ガラスクロス、ＢＴレジンなどからなる基板やそれに類似するものを保持（吊持）したり、ワークＷの外形状を矩形（長方形及び正方形を含む角が直角の四辺形）状などに変更したり可能である。
粘着部１２は、その全体又は一部が例えばフッ素ゴムやエラストマー、ブチルゴム、感光性樹脂、アクリル系やシリコン系などの粘着材料からなる。粘着部１２は、第一成形型１の保持面１１から後述する減圧室３１に向けて突出する弾性変形可能な粘着面１２ａを有することが好ましい。
これにより、減圧室３１が所定真空度の減圧雰囲気ＤＰになってもワークＷが落下不能になる。
粘着部１２の形状は、シート状に形成することが好ましい。
粘着部１２のサイズは、ワークＷの載置面Ｗ１よりも遥かに小さく設定し、複数の粘着部１２をそれぞれ第一成形型１の保持面１１に分散して配置することが好ましい。
粘着部１２の具体例として図１〜図７に示される例の場合には、第一成形型１の保持面１１に複数の凹溝部１１ａが分散して形成され、各凹溝部１１ａの直径を約１０ｍｍ以下に設定している。各凹溝部１１ａの内部には、粘着部１２となる粘着シートが嵌着され、その粘着面１２ａが第一成形型１の保持面１１から僅かに（約５０ｕｍ以下）に突出している。
また、その他の例として図示しないが、ワークＷの保持チャックとして粘着部１２に加え、吸着チャックや静電チャックを併用することも可能である。
これにより、減圧室３１が所定真空度の減圧雰囲気ＤＰになってもワークＷが落下不能になる。
粘着部１２の形状は、シート状に形成することが好ましい。
粘着部１２のサイズは、ワークＷの載置面Ｗ１よりも遥かに小さく設定し、複数の粘着部１２をそれぞれ第一成形型１の保持面１１に分散して配置することが好ましい。
粘着部１２の具体例として図１〜図７に示される例の場合には、第一成形型１の保持面１１に複数の凹溝部１１ａが分散して形成され、各凹溝部１１ａの直径を約１０ｍｍ以下に設定している。各凹溝部１１ａの内部には、粘着部１２となる粘着シートが嵌着され、その粘着面１２ａが第一成形型１の保持面１１から僅かに（約５０ｕｍ以下）に突出している。
また、その他の例として図示しないが、ワークＷの保持チャックとして粘着部１２に加え、吸着チャックや静電チャックを併用することも可能である。
さらに、第一成形型１の保持面１１は、ワークＷの非載置面Ｗ２を粘着部１２の粘着面１２ａに向け移動して押し付ける押圧部１３と、粘着部１２の粘着面１２ａからワークＷの非載置面Ｗ２を剥がす剥離部１４と、を有することが好ましい。
押圧部１３によるワークＷの押し付け力は、第一成形型１の保持面１１から僅かに突出する粘着部１２の粘着面１２ａをワークＷの非載置面Ｗ２で押し潰して、第一成形型１の保持面１１とワークＷの非載置面Ｗとが密接し、両者間に未硬化樹脂Ｒが入り込む間隙が生じないように設定される。
押圧部１３の具体例として図１〜図７に示される例の場合には、第一成形型１の保持面１１に吸着孔１３ａが開設され、吸着孔１３ａのサイズを凹溝部１１ａのサイズと略同等に設定して複数分散配置している。各吸着孔１３ａは、真空吸引又は気体噴射するコンプレッサなどのアクチュエータ（図示しない）と連通している。アクチュエータの作動で吸着孔１３ａから真空吸引することにより、ワークＷの非載置面Ｗ２が粘着部１２に向け引き寄せられて非載置面Ｗ２を粘着面１２ａに押し付ける。
剥離部１４としては、第一成形型１に対してＺ方向へ往復動自在に設けられる押しピン１４ａを用い、押しピン１４ａの先端でワークＷの非載置面Ｗ２を粘着面１２ａから押し剥がすことが好ましい。剥離部１４の他の例として、吸着孔１３ａから圧縮気体を噴射することにより、粘着面１２ａからワークＷの非載置面Ｗ２を押し剥がすことも可能である。
図１〜図７に示される例の場合には、各吸着孔１３ａの周囲に複数の粘着部１２が分散配置されている。図５（ａ）に示される例の場合には、剥離部１４として押しピン１４ａのみでワークＷを押し剥がしている。
また、その他の例として図示しないが、ワークＷの押圧部１３として吸着孔１３ａに代えて静電チャックを用い、静電チャックによる電磁的な引力でワークＷの非載置面Ｗ２を粘着部１２に向け引き寄せて押し付けたり、電気的な斥力で粘着面１２ａからワークＷの非載置面Ｗ２を押し剥がしたり変更可能である。剥離部１４として押しピン１４ａと、吸着孔１３ａからの圧縮気体の噴射を併用することも可能である。
押圧部１３によるワークＷの押し付け力は、第一成形型１の保持面１１から僅かに突出する粘着部１２の粘着面１２ａをワークＷの非載置面Ｗ２で押し潰して、第一成形型１の保持面１１とワークＷの非載置面Ｗとが密接し、両者間に未硬化樹脂Ｒが入り込む間隙が生じないように設定される。
押圧部１３の具体例として図１〜図７に示される例の場合には、第一成形型１の保持面１１に吸着孔１３ａが開設され、吸着孔１３ａのサイズを凹溝部１１ａのサイズと略同等に設定して複数分散配置している。各吸着孔１３ａは、真空吸引又は気体噴射するコンプレッサなどのアクチュエータ（図示しない）と連通している。アクチュエータの作動で吸着孔１３ａから真空吸引することにより、ワークＷの非載置面Ｗ２が粘着部１２に向け引き寄せられて非載置面Ｗ２を粘着面１２ａに押し付ける。
剥離部１４としては、第一成形型１に対してＺ方向へ往復動自在に設けられる押しピン１４ａを用い、押しピン１４ａの先端でワークＷの非載置面Ｗ２を粘着面１２ａから押し剥がすことが好ましい。剥離部１４の他の例として、吸着孔１３ａから圧縮気体を噴射することにより、粘着面１２ａからワークＷの非載置面Ｗ２を押し剥がすことも可能である。
図１〜図７に示される例の場合には、各吸着孔１３ａの周囲に複数の粘着部１２が分散配置されている。図５（ａ）に示される例の場合には、剥離部１４として押しピン１４ａのみでワークＷを押し剥がしている。
また、その他の例として図示しないが、ワークＷの押圧部１３として吸着孔１３ａに代えて静電チャックを用い、静電チャックによる電磁的な引力でワークＷの非載置面Ｗ２を粘着部１２に向け引き寄せて押し付けたり、電気的な斥力で粘着面１２ａからワークＷの非載置面Ｗ２を押し剥がしたり変更可能である。剥離部１４として押しピン１４ａと、吸着孔１３ａからの圧縮気体の噴射を併用することも可能である。
第二成形型２は、金属などの剛体で歪み（撓み）変形しない厚さの平板状に形成され、半導体素子Ｃを搭載したワークＷの載置面Ｗ１とＺ方向へ対向する第二成形型２の表面は、未硬化樹脂Ｒが供給されるキャビティ２１を有する。キャビティ２１は、少なくともワークＷの載置面Ｗ１と半導体素子Ｃの接続部材Ｃ１がすべて入る大きさ（容積）の凹状に形成される。
さらに、少なくとも第二成形型２には、キャビティ２１及びその周囲を加熱するためのヒータ（図示しない）が設けられる。なお、ヒータを第一成形型１に設けることも可能である。
第二成形型２の具体例として図１〜図７に示される例の場合には、モールド成形の樹脂側に配置される下型である。この下型の内側面の中央部には、未硬化樹脂Ｒとすべての半導体素子Ｃ及び接続部材Ｃ１が入る円形状のキャビティ２１と、ワークＷの全体が入る円形状の凹部と、を連続して一体的に形成している。
また、その他の例として図示しないが、キャビティ２１の形状は、ワークＷの外形状に対応して矩形状などに変更したり、ワークＷの全体が入る凹部を形成せずキャビティ２１のみを形成したり変更可能である。
さらに、少なくとも第二成形型２には、キャビティ２１及びその周囲を加熱するためのヒータ（図示しない）が設けられる。なお、ヒータを第一成形型１に設けることも可能である。
第二成形型２の具体例として図１〜図７に示される例の場合には、モールド成形の樹脂側に配置される下型である。この下型の内側面の中央部には、未硬化樹脂Ｒとすべての半導体素子Ｃ及び接続部材Ｃ１が入る円形状のキャビティ２１と、ワークＷの全体が入る円形状の凹部と、を連続して一体的に形成している。
また、その他の例として図示しないが、キャビティ２１の形状は、ワークＷの外形状に対応して矩形状などに変更したり、ワークＷの全体が入る凹部を形成せずキャビティ２１のみを形成したり変更可能である。
未硬化樹脂Ｒの具体例として図１〜図５に示される例の場合には、シート状の熱硬化性樹脂Ｒ１がキャビティ２１内に供給され、ヒータで加熱溶融している。
また、未硬化樹脂Ｒの他の例として、図６に示されるように粉末状又は顆粒状の熱硬化性樹脂Ｒ２がキャビティ２１内に供給されてヒータで加熱溶融したり、図７に示されるように未硬化樹脂層Ｒ３１が樹脂含浸繊維基材Ｒ３２に含浸された繊維含樹脂基板Ｒ３をキャビティ２１内に供給したり、図示しないがゲル状の未硬化樹脂をキャビティ２１内に供給するなど変更可能である。
図６に示されるように粉末状又は顆粒状の熱硬化性樹脂Ｒ２は、シート状の熱硬化性樹脂Ｒ１や繊維含樹脂基板Ｒ３に比べて、未硬化樹脂Ｒの微妙な容量調整を容易に行えて作業性に優れるという利点がある。
図７に示される繊維含樹脂基板Ｒ３は、特許第５９３４０７８号公報に記載されるように、ＸＹ方向の線膨張係数が３ｐｐｍより小さい炭素繊維、ガラス繊維、石英ガラス繊維などからなる樹脂含浸繊維基材Ｒ３２と、樹脂含浸繊維基材Ｒ３２の片面上に形成された未硬化のエポキシ系樹脂などからなる未硬化樹脂層Ｒ３１と、を有している。
図７に示される変形例では、未硬化樹脂層Ｒ３１を硬化させた時の収縮応力が抑制可能となるため、ワークＷとして大口径ウエハや金属等の大口径基板を封止した場合、特には薄いものを封止する場合であっても、ワークＷ（ウエハや基板）の反り、ワークＷ（ウエハや基板）からの半導体素子Ｃの剥離、ワークＷ（ウエハや基板）の破損を抑制でき、半導体素子Ｃを搭載したワークＷ（ウエハや基板）の載置面Ｗ１、又は半導体素子Ｃを形成したワークＷ（ウエハや基板）の載置面Ｗ１をワークＷ（ウエハや基板）のレベルで一括封止でき、かつ封止後には耐熱性や耐湿性等の封止性能に優れるという利点がある。
また、未硬化樹脂Ｒの他の例として、図６に示されるように粉末状又は顆粒状の熱硬化性樹脂Ｒ２がキャビティ２１内に供給されてヒータで加熱溶融したり、図７に示されるように未硬化樹脂層Ｒ３１が樹脂含浸繊維基材Ｒ３２に含浸された繊維含樹脂基板Ｒ３をキャビティ２１内に供給したり、図示しないがゲル状の未硬化樹脂をキャビティ２１内に供給するなど変更可能である。
図６に示されるように粉末状又は顆粒状の熱硬化性樹脂Ｒ２は、シート状の熱硬化性樹脂Ｒ１や繊維含樹脂基板Ｒ３に比べて、未硬化樹脂Ｒの微妙な容量調整を容易に行えて作業性に優れるという利点がある。
図７に示される繊維含樹脂基板Ｒ３は、特許第５９３４０７８号公報に記載されるように、ＸＹ方向の線膨張係数が３ｐｐｍより小さい炭素繊維、ガラス繊維、石英ガラス繊維などからなる樹脂含浸繊維基材Ｒ３２と、樹脂含浸繊維基材Ｒ３２の片面上に形成された未硬化のエポキシ系樹脂などからなる未硬化樹脂層Ｒ３１と、を有している。
図７に示される変形例では、未硬化樹脂層Ｒ３１を硬化させた時の収縮応力が抑制可能となるため、ワークＷとして大口径ウエハや金属等の大口径基板を封止した場合、特には薄いものを封止する場合であっても、ワークＷ（ウエハや基板）の反り、ワークＷ（ウエハや基板）からの半導体素子Ｃの剥離、ワークＷ（ウエハや基板）の破損を抑制でき、半導体素子Ｃを搭載したワークＷ（ウエハや基板）の載置面Ｗ１、又は半導体素子Ｃを形成したワークＷ（ウエハや基板）の載置面Ｗ１をワークＷ（ウエハや基板）のレベルで一括封止でき、かつ封止後には耐熱性や耐湿性等の封止性能に優れるという利点がある。
さらに、第二成形型２は、キャビティ２１の底面部を構成する中央部位２２と、キャビティ２１の側面部を構成する外側部位２３とに分割され、中央部位２２及び外側部位２３の間には、離型シートＳの位置決め部６として吸着用スリット６１を形成することが好ましい。
吸着用スリット６１は、真空ポンプなどの吸気装置６２と連通して、伸縮性に優れた離型シートＳがキャビティ２１の底面部及び側面部の形状に沿って屈曲変形するように位置決め保持する。
また、その他の例として図示しないが、第二成形型２を中央部位２２と外側部位２３に分割せずに一体形成することも可能である。
吸着用スリット６１は、真空ポンプなどの吸気装置６２と連通して、伸縮性に優れた離型シートＳがキャビティ２１の底面部及び側面部の形状に沿って屈曲変形するように位置決め保持する。
また、その他の例として図示しないが、第二成形型２を中央部位２２と外側部位２３に分割せずに一体形成することも可能である。
外側部位２３は、離型シートＳの有無と関係なく第一成形型１と接する従動部２３ａと、第一成形型１及び従動部２３ａのＺ方向への移動を規制するストッパ２３ｂと、従動部２３ａを第一成形型１に向けて常時付勢する弾性部材２３ｃと、を有している。
従動部２３ａは、Ｚ方向へ往復動自在に支持され、第一成形型１が従動部２３ａを介してストッパ２３ｂと当接した状態で、第一成形型１の保持面１１からキャビティ２１の底面部までの間隔が、ワークＷを含めた成形品Ｍの厚みと同じになるように設定されている。
さらに、外側部位２３には、未硬化樹脂Ｒの加圧部７を設けることが好ましい。
未硬化樹脂Ｒの加圧部７は、キャビティ２１の外側に連続して形成される越流路７１と、越流路７１へ向け突出自在に設けられるプランジャ７２と、を有している。
プランジャ７２は、越流路７１の容積を減少させるため従動部２３ａなどに対してＺ方向へ往復動自在に支持され、キャビティ２１内の未硬化樹脂Ｒに対する半導体素子Ｃなどの浸漬に伴ってキャビティ２１から越流路７１に溢れ出た未硬化樹脂Ｒを圧縮するように構成されている。
加圧部７の具体例として図１〜図７に示される例の場合には、キャビティ２１を中心として複数の越流路７１がＸＹ方向へ放射状に形成され、各越流路７１の底面先端にプランジャ７２を配置している。
また、その他の例として図示しないが、外側部位２３と加圧部７の形状及び構造を図示以外の形状及び構造に変更することも可能である。
従動部２３ａは、Ｚ方向へ往復動自在に支持され、第一成形型１が従動部２３ａを介してストッパ２３ｂと当接した状態で、第一成形型１の保持面１１からキャビティ２１の底面部までの間隔が、ワークＷを含めた成形品Ｍの厚みと同じになるように設定されている。
さらに、外側部位２３には、未硬化樹脂Ｒの加圧部７を設けることが好ましい。
未硬化樹脂Ｒの加圧部７は、キャビティ２１の外側に連続して形成される越流路７１と、越流路７１へ向け突出自在に設けられるプランジャ７２と、を有している。
プランジャ７２は、越流路７１の容積を減少させるため従動部２３ａなどに対してＺ方向へ往復動自在に支持され、キャビティ２１内の未硬化樹脂Ｒに対する半導体素子Ｃなどの浸漬に伴ってキャビティ２１から越流路７１に溢れ出た未硬化樹脂Ｒを圧縮するように構成されている。
加圧部７の具体例として図１〜図７に示される例の場合には、キャビティ２１を中心として複数の越流路７１がＸＹ方向へ放射状に形成され、各越流路７１の底面先端にプランジャ７２を配置している。
また、その他の例として図示しないが、外側部位２３と加圧部７の形状及び構造を図示以外の形状及び構造に変更することも可能である。
減圧室３１は、真空チャンバーなどからなる真空装置３の内部に形成され、真空ポンプなどの排気装置５の作動で減圧室３１から気体を排出（真空排気、真空引き）する。これにより、減圧室３１は、大気雰囲気ＡＰから所定真空度の減圧雰囲気ＤＰまで変圧調整可能に構成される。
真空装置３は、減圧室３１にワークＷ，未硬化樹脂Ｒ，離型シートＳ及び成形品Ｍなどを出し入れするためにその全体又は一部が開閉自在に構成される。真空装置３内の減圧室３１と真空装置３の外部空間Ｏに亘って、例えば搬送ロボットなどの搬送機構（図示しない）を設けることで自動化が図れる。
詳しく説明すると、減圧室３１が大気雰囲気ＡＰである時に、ワークＷ，未硬化樹脂Ｒ及び離型シートＳを搬送機構により減圧室３１へそれぞれ搬入する。減圧室３１が所定真空度の減圧雰囲気ＤＰになってから、モールド成形を行う。モールド成形が完了した後は、大気雰囲気ＡＰに戻して成形品Ｍを減圧室３１から外部空間Ｏへ搬出する。
真空装置３の具体例として図１〜図７に示される例の場合には、真空装置３の上側を構成する第一成形型１の外周に周壁部３２が、真空装置３の下側を構成する第二成形型２の外周部と着脱自在に密接するように設けられている。周壁部３２は、第二成形型２の外周部とＺ方向へ密着するシール部位３２ａと、Ｚ方向へ弾性変形可能な伸縮部位３２ｂと、を有している。
また、その他の例として図示しないが、第一成形型１の周壁部３２に代えて、第二成形型２の外周に周壁部を設けたり、第一成形型１及び第二成形型２の外周にＺ方向へ分離可能な周壁部を設けたり変更可能である。
真空装置３は、減圧室３１にワークＷ，未硬化樹脂Ｒ，離型シートＳ及び成形品Ｍなどを出し入れするためにその全体又は一部が開閉自在に構成される。真空装置３内の減圧室３１と真空装置３の外部空間Ｏに亘って、例えば搬送ロボットなどの搬送機構（図示しない）を設けることで自動化が図れる。
詳しく説明すると、減圧室３１が大気雰囲気ＡＰである時に、ワークＷ，未硬化樹脂Ｒ及び離型シートＳを搬送機構により減圧室３１へそれぞれ搬入する。減圧室３１が所定真空度の減圧雰囲気ＤＰになってから、モールド成形を行う。モールド成形が完了した後は、大気雰囲気ＡＰに戻して成形品Ｍを減圧室３１から外部空間Ｏへ搬出する。
真空装置３の具体例として図１〜図７に示される例の場合には、真空装置３の上側を構成する第一成形型１の外周に周壁部３２が、真空装置３の下側を構成する第二成形型２の外周部と着脱自在に密接するように設けられている。周壁部３２は、第二成形型２の外周部とＺ方向へ密着するシール部位３２ａと、Ｚ方向へ弾性変形可能な伸縮部位３２ｂと、を有している。
また、その他の例として図示しないが、第一成形型１の周壁部３２に代えて、第二成形型２の外周に周壁部を設けたり、第一成形型１及び第二成形型２の外周にＺ方向へ分離可能な周壁部を設けたり変更可能である。
昇降用の駆動部４は、第一成形型１又は第二成形型２のいずれか一方か若しくは第一成形型１及び第二成形型２の両方をＺ方向へ往復動させるアクチュエータなどで構成され、後述する制御部８により作動制御している。
制御部８による駆動部４の制御例としては、図１の実線に示されるような減圧室３１へのワークＷ，未硬化樹脂Ｒ及び離型シートＳの搬入時、図５（ａ）（ｂ）に示されるような減圧室３１からの成形品Ｍの搬出時には、昇降用の駆動部４で第一成形型１又は第二成形型２のいずれか一方を他方からＺ方向へ相対的に離隔移動させるか、若しくは第一成形型１及び第二成形型２の両方を互いにＺ方向へ相対的に離隔移動させている。それ以外は、図３（ａ）（ｂ）及び図４（ａ）（ｂ）に示されるように、昇降用の駆動部４で第一成形型１又は第二成形型２のいずれか一方を他方からＺ方向へ相対的に接近移動させるか、若しくは第一成形型１及び第二成形型２の両方を互いにＺ方向へ相対的に接近移動させる。特に必要がある場合には更に接近移動して加圧する。
昇降用の駆動部４の具体例として、図１に示される例の場合には、第一成形型１のみを昇降用の駆動部４と連係させて、第一成形型１側を第二成形型２側に向けてＺ方向へ接近移動させている。
また、その他の例として図示しないが、第二成形型２のみを昇降用の駆動部４と連係させて、第二成形型２側を第一成形型１側に向けＺ方向へ相対的に接近移動したり、第一成形型１及び第二成形型２をそれぞれ昇降用の駆動部４と連係させて、第一成形型１側と第二成形型２側を同時にＺ方向へ接近移動したり変更することも可能である。
制御部８による駆動部４の制御例としては、図１の実線に示されるような減圧室３１へのワークＷ，未硬化樹脂Ｒ及び離型シートＳの搬入時、図５（ａ）（ｂ）に示されるような減圧室３１からの成形品Ｍの搬出時には、昇降用の駆動部４で第一成形型１又は第二成形型２のいずれか一方を他方からＺ方向へ相対的に離隔移動させるか、若しくは第一成形型１及び第二成形型２の両方を互いにＺ方向へ相対的に離隔移動させている。それ以外は、図３（ａ）（ｂ）及び図４（ａ）（ｂ）に示されるように、昇降用の駆動部４で第一成形型１又は第二成形型２のいずれか一方を他方からＺ方向へ相対的に接近移動させるか、若しくは第一成形型１及び第二成形型２の両方を互いにＺ方向へ相対的に接近移動させる。特に必要がある場合には更に接近移動して加圧する。
昇降用の駆動部４の具体例として、図１に示される例の場合には、第一成形型１のみを昇降用の駆動部４と連係させて、第一成形型１側を第二成形型２側に向けてＺ方向へ接近移動させている。
また、その他の例として図示しないが、第二成形型２のみを昇降用の駆動部４と連係させて、第二成形型２側を第一成形型１側に向けＺ方向へ相対的に接近移動したり、第一成形型１及び第二成形型２をそれぞれ昇降用の駆動部４と連係させて、第一成形型１側と第二成形型２側を同時にＺ方向へ接近移動したり変更することも可能である。
制御部８は、昇降用の駆動部４、調圧部５だけでなく、吸着孔１３ａのアクチュエータ、離型シートＳの位置決め部６の吸気装置６２、未硬化樹脂Ｒの加圧部７のプランジャ７２、ワークＷ，未硬化樹脂Ｒ及び離型シートＳの搬送機構などにも電気的に接続するコントローラーである。
制御部８となるコントローラーは、その制御回路（図示しない）に予め設定されたプログラムに従って、予め設定されたタイミングで順次それぞれ作動制御している。
制御部８となるコントローラーは、その制御回路（図示しない）に予め設定されたプログラムに従って、予め設定されたタイミングで順次それぞれ作動制御している。
そして、制御部８の制御回路に設定されたプログラムを、成形品Ｍを生産するための樹脂封止方法として説明する。
本発明の実施形態に係る樹脂封止方法は、開口した減圧室３１へワークＷ，未硬化樹脂Ｒ及び離型シートＳを搬入してセットする搬入工程と、第一成形型１と第二成形型２の間に形成した減圧室３１を減圧させる減圧工程と、約１００Ｐａ以下の高真空状態でワークＷの載置面Ｗ１をキャビティ２１内の未硬化樹脂Ｒに浸漬させる浸漬工程と、未硬化樹脂Ｒを硬化させてワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃを樹脂封止する硬化工程と、減圧室３１を大気開放し開口させて成形品Ｍを取り出す搬出工程と、を主要な工程として含んでいる。
特に、浸漬工程と硬化工程の間には、第一成形型１又は第二成形型２のいずれか一方か若しくは両方を昇降用の駆動部４により第一成形型１及び第二成形型２の対向方向（Ｚ方向）へ更に接近移動させる加圧工程を含むことが好ましい。
本発明の実施形態に係る樹脂封止方法は、開口した減圧室３１へワークＷ，未硬化樹脂Ｒ及び離型シートＳを搬入してセットする搬入工程と、第一成形型１と第二成形型２の間に形成した減圧室３１を減圧させる減圧工程と、約１００Ｐａ以下の高真空状態でワークＷの載置面Ｗ１をキャビティ２１内の未硬化樹脂Ｒに浸漬させる浸漬工程と、未硬化樹脂Ｒを硬化させてワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃを樹脂封止する硬化工程と、減圧室３１を大気開放し開口させて成形品Ｍを取り出す搬出工程と、を主要な工程として含んでいる。
特に、浸漬工程と硬化工程の間には、第一成形型１又は第二成形型２のいずれか一方か若しくは両方を昇降用の駆動部４により第一成形型１及び第二成形型２の対向方向（Ｚ方向）へ更に接近移動させる加圧工程を含むことが好ましい。
搬入工程では、図１及び図２又は図６若しくは図７に示すように、大気雰囲気ＡＰでＺ方向へ相対的に離隔移動した第一成形型１の保持面１１に対し、ワークＷを搬送機構で搬入して粘着部１２により粘着保持するとともに、搬送機構で第二成形型２のキャビティ２１に対し、離型シートＳと未硬化樹脂Ｒを順次供給してそれぞれ所定位置にセットしている。
減圧工程では、図３（ａ）に示すように、第一成形型１又は第二成形型２のいずれか一方か若しくは両方を昇降用の駆動部４でＺ方向へ相対的に接近移動して、第一成形型１と第二成形型２の間に亘り減圧室３１を形成するととともに、調圧部５で減圧室３１から外部空間Ｏへ排気して大気雰囲気ＡＰから減圧させている。
浸漬工程では、図３（ｂ）に示すように、減圧室３１が約１００Ｐａ以下の高真空になった状態で、駆動部４によりワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃをキャビティ２１内の未硬化樹脂Ｒに浸漬させている。
この際、未硬化樹脂Ｒは、ヒータで熱溶融されている。このため、ワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃが浸漬されると、溶融状態の未硬化樹脂Ｒが越流路７１に溢れ出る。 加圧工程では、図４（ａ）に示すように、第一成形型１と接した外側部位２３の従動部２３ａが、ストッパ２３ｂに突き当たるまでＺ方向へ接近移動して型締めを行い、未硬化樹脂Ｒが圧縮される。これに続いて図４（ｂ）に示すように、プランジャ７２が越流路７１へ向け突出して、キャビティ２１から越流路７１に溢れ出た未硬化樹脂Ｒを更に圧縮させている。
その後の硬化工程では、キャビティ２１及び越流路７１内の未硬化樹脂Ｒが共に硬化して、ワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃと、両者間の接続部材Ｃ１を除く隙間Ｃ２と、が一体的に樹脂封止される。
未硬化樹脂Ｒの硬化後は、図５（ａ）に示すように、プランジャ７２が逆移動して搬出工程に移る。
搬出工程では、調圧部５で外部空間Ｏから減圧室３１へ給気して大気雰囲気ＡＰに戻すとともに、剥離部１４で第一成形型１の保持面１１の粘着部１２からワークＷの非載置面Ｗ２を剥離してから、第一成形型１と第二成形型２を昇降用の駆動部４により離隔移動させている。
その後も第一成形型１と第二成形型２が離隔移動して、図５（ｂ）に示すように真空装置３が開口したところで、樹脂封止が完了した成形品Ｍ及び離型シートＳを搬送機構により減圧室３１から外部空間Ｏへ搬出する。成形品Ｍと離型シートＳは、減圧室３１内又は外部空間Ｏにおいて分離される。
減圧工程では、図３（ａ）に示すように、第一成形型１又は第二成形型２のいずれか一方か若しくは両方を昇降用の駆動部４でＺ方向へ相対的に接近移動して、第一成形型１と第二成形型２の間に亘り減圧室３１を形成するととともに、調圧部５で減圧室３１から外部空間Ｏへ排気して大気雰囲気ＡＰから減圧させている。
浸漬工程では、図３（ｂ）に示すように、減圧室３１が約１００Ｐａ以下の高真空になった状態で、駆動部４によりワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃをキャビティ２１内の未硬化樹脂Ｒに浸漬させている。
この際、未硬化樹脂Ｒは、ヒータで熱溶融されている。このため、ワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃが浸漬されると、溶融状態の未硬化樹脂Ｒが越流路７１に溢れ出る。 加圧工程では、図４（ａ）に示すように、第一成形型１と接した外側部位２３の従動部２３ａが、ストッパ２３ｂに突き当たるまでＺ方向へ接近移動して型締めを行い、未硬化樹脂Ｒが圧縮される。これに続いて図４（ｂ）に示すように、プランジャ７２が越流路７１へ向け突出して、キャビティ２１から越流路７１に溢れ出た未硬化樹脂Ｒを更に圧縮させている。
その後の硬化工程では、キャビティ２１及び越流路７１内の未硬化樹脂Ｒが共に硬化して、ワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃと、両者間の接続部材Ｃ１を除く隙間Ｃ２と、が一体的に樹脂封止される。
未硬化樹脂Ｒの硬化後は、図５（ａ）に示すように、プランジャ７２が逆移動して搬出工程に移る。
搬出工程では、調圧部５で外部空間Ｏから減圧室３１へ給気して大気雰囲気ＡＰに戻すとともに、剥離部１４で第一成形型１の保持面１１の粘着部１２からワークＷの非載置面Ｗ２を剥離してから、第一成形型１と第二成形型２を昇降用の駆動部４により離隔移動させている。
その後も第一成形型１と第二成形型２が離隔移動して、図５（ｂ）に示すように真空装置３が開口したところで、樹脂封止が完了した成形品Ｍ及び離型シートＳを搬送機構により減圧室３１から外部空間Ｏへ搬出する。成形品Ｍと離型シートＳは、減圧室３１内又は外部空間Ｏにおいて分離される。
このような本発明の実施形態に係る樹脂封止装置Ａ及び樹脂封止方法によると、減圧室３１内が調圧部５により減圧雰囲気ＤＰとして約１００Ｐａ以下の高真空まで減圧されても、第一成形型１の保持面１１に粘着部１２でワークＷの非載置面Ｗ２が粘着保持される。
この高真空状態で駆動部４にてワークＷの載置面Ｗ１をキャビティ２１内の未硬化樹脂Ｒに浸漬させることにより、ワークＷの載置面Ｗ１と半導体素子Ｃの接続部材Ｃ１を除く隙間Ｃ２の全体に未硬化樹脂Ｒがスムーズに侵入し、数１０ｕｍ程度の狭い隙間Ｃ２であっても十分に未硬化樹脂Ｒが行き渡る。
したがって、約１００Ｐａ以下の高真空状態でワークＷを確実に粘着保持したまま樹脂封止することができる。
その結果、上型の基板載置部に対する基板の吸着を保持するために上型及び下型間の空間と吸着用凹部との間に数１，０００Ｐａ程度の圧力差を確保する必要がある従来のものに比べ、減圧室３１内で未硬化樹脂Ｒが発泡しても、調圧部５でガスを減圧室３１の外部に効率よく排気可能となると同時に、ワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃの隙間Ｃ２から確実に排気可能となる。このため、樹脂封止の内部に気泡となって残存せず、ボイドの発生を防止でき、高精度に樹脂封止されたパッケージを実現できて、品質の向上が図れる。
さらに、減圧室３１内の減圧に関係なく、粘着部１２で第一成形型１の保持面１１に対してワークＷの非載置面Ｗ２が位置ズレ不能に粘着保持されるため、第一成形型１の保持面１１に対するワークＷの位置ズレを防止できる。このため、より高精度に樹脂封止されたパッケージを実現できて、安定性及び歩留まりの向上が図れる。
この高真空状態で駆動部４にてワークＷの載置面Ｗ１をキャビティ２１内の未硬化樹脂Ｒに浸漬させることにより、ワークＷの載置面Ｗ１と半導体素子Ｃの接続部材Ｃ１を除く隙間Ｃ２の全体に未硬化樹脂Ｒがスムーズに侵入し、数１０ｕｍ程度の狭い隙間Ｃ２であっても十分に未硬化樹脂Ｒが行き渡る。
したがって、約１００Ｐａ以下の高真空状態でワークＷを確実に粘着保持したまま樹脂封止することができる。
その結果、上型の基板載置部に対する基板の吸着を保持するために上型及び下型間の空間と吸着用凹部との間に数１，０００Ｐａ程度の圧力差を確保する必要がある従来のものに比べ、減圧室３１内で未硬化樹脂Ｒが発泡しても、調圧部５でガスを減圧室３１の外部に効率よく排気可能となると同時に、ワークＷの載置面Ｗ１及び半導体素子Ｃの隙間Ｃ２から確実に排気可能となる。このため、樹脂封止の内部に気泡となって残存せず、ボイドの発生を防止でき、高精度に樹脂封止されたパッケージを実現できて、品質の向上が図れる。
さらに、減圧室３１内の減圧に関係なく、粘着部１２で第一成形型１の保持面１１に対してワークＷの非載置面Ｗ２が位置ズレ不能に粘着保持されるため、第一成形型１の保持面１１に対するワークＷの位置ズレを防止できる。このため、より高精度に樹脂封止されたパッケージを実現できて、安定性及び歩留まりの向上が図れる。
特に、粘着部１２を第一成形型１の保持面１１に複数それぞれ分散配置することが好ましい。
この場合には、粘着部１２や粘着部１２を取り付ける凹溝部１１ａのサイズがワークＷのサイズよりも遥かに小さくなる。このため、第一成形型１と第二成形型２の型締めでワークＷに対して数１０トンの圧力を掛けてプレス成形が行われても、ワークＷに大きな圧力が集中して掛かり難くなる。
この作用を実証するため、以下の実験を行った。
・実施例：第一成形型１の保持面１１に直径１０ｍｍ以下の凸部を設けたものと、直径１０ｍｍ以下の凹部が設けられものと、を用意した。
・比較例：第一成形型１の保持面１１に直径１０ｍｍより大きな凸部を設けたものと、直径１０ｍｍより大きな凹部が設けられものと、を用意した。
・実験装置：実施例又は比較例の第一成形型１と第二成形型２の型締めにより、ワークＷとしてシリコンウエハに対して数１０トンの圧力を掛ける。これにより、シリコンウエハに割れが発生するか否かを調べた。
・実験結果：直径１０ｍｍ以下の凸部及び凹部の実施例では、シリコンウエハに割れが発生しなかった。
これに対して、直径１０ｍｍより大きな凸部及び凹部の比較例では、シリコンウエハに割れが発生した。
したがって、第一成形型１及び第二成形型２による型締めでワークＷに対して局部的に大きな圧力が掛かることを防止することができる。
その結果、上型の基板載置部に凹設される吸着用凹部の大きさが基板の大部分を吸着する広範囲である従来のものに比べ、ワークＷの割れを確実に防止でき、更なる歩留まりの向上が図れる。
この場合には、粘着部１２や粘着部１２を取り付ける凹溝部１１ａのサイズがワークＷのサイズよりも遥かに小さくなる。このため、第一成形型１と第二成形型２の型締めでワークＷに対して数１０トンの圧力を掛けてプレス成形が行われても、ワークＷに大きな圧力が集中して掛かり難くなる。
この作用を実証するため、以下の実験を行った。
・実施例：第一成形型１の保持面１１に直径１０ｍｍ以下の凸部を設けたものと、直径１０ｍｍ以下の凹部が設けられものと、を用意した。
・比較例：第一成形型１の保持面１１に直径１０ｍｍより大きな凸部を設けたものと、直径１０ｍｍより大きな凹部が設けられものと、を用意した。
・実験装置：実施例又は比較例の第一成形型１と第二成形型２の型締めにより、ワークＷとしてシリコンウエハに対して数１０トンの圧力を掛ける。これにより、シリコンウエハに割れが発生するか否かを調べた。
・実験結果：直径１０ｍｍ以下の凸部及び凹部の実施例では、シリコンウエハに割れが発生しなかった。
これに対して、直径１０ｍｍより大きな凸部及び凹部の比較例では、シリコンウエハに割れが発生した。
したがって、第一成形型１及び第二成形型２による型締めでワークＷに対して局部的に大きな圧力が掛かることを防止することができる。
その結果、上型の基板載置部に凹設される吸着用凹部の大きさが基板の大部分を吸着する広範囲である従来のものに比べ、ワークＷの割れを確実に防止でき、更なる歩留まりの向上が図れる。
さらに、粘着部１２が、第一成形型１の保持面１１から減圧室３１に向けて突出する弾性変形可能な粘着面１２ａを有することが好ましい。
第一成形型１の保持面１１に形成された凹溝部１１ａに対し、粘着部１２を粘着面１２ａが保持面１１からの突出量（出しろ）が僅か（約５０ｕｍ以下）となるように取り付けた場合には、減圧室３１に搬入したワークＷの非載置面Ｗ２が、第一成形型１の保持面１１よりも先に粘着部１２の粘着面１２ａと接触して粘着保持される。第一成形型１及び第二成形型２の型締めによって粘着部１２の粘着面１２ａが圧縮変形し、第一成形型１の保持面１１と面一となってワークＷの非載置面Ｗ２を第一成形型１の保持面１１に密接する。
したがって、ワークＷの搬入時における第一成形型１の保持面１１へのワークＷの確実な粘着保持と、第一成形型１及び第二成形型２の型締め時における第一成形型１（保持面１１）及びワークＷ（非載置面Ｗ２）間への未硬化樹脂Ｒの浸入防止を同時に達成することができる。
その結果、ワークＷの安定した粘着保持を達成しながら粘着面１２ａの突出によるワークＷの割れも防止できる。
さらに、ワークＷ及び第一成形型１の間に未硬化樹脂Ｒが浸入することで生ずるパッケージの不良がなくなって、更なる歩留まりの向上が図れ、生産性に優れる。
第一成形型１の保持面１１に形成された凹溝部１１ａに対し、粘着部１２を粘着面１２ａが保持面１１からの突出量（出しろ）が僅か（約５０ｕｍ以下）となるように取り付けた場合には、減圧室３１に搬入したワークＷの非載置面Ｗ２が、第一成形型１の保持面１１よりも先に粘着部１２の粘着面１２ａと接触して粘着保持される。第一成形型１及び第二成形型２の型締めによって粘着部１２の粘着面１２ａが圧縮変形し、第一成形型１の保持面１１と面一となってワークＷの非載置面Ｗ２を第一成形型１の保持面１１に密接する。
したがって、ワークＷの搬入時における第一成形型１の保持面１１へのワークＷの確実な粘着保持と、第一成形型１及び第二成形型２の型締め時における第一成形型１（保持面１１）及びワークＷ（非載置面Ｗ２）間への未硬化樹脂Ｒの浸入防止を同時に達成することができる。
その結果、ワークＷの安定した粘着保持を達成しながら粘着面１２ａの突出によるワークＷの割れも防止できる。
さらに、ワークＷ及び第一成形型１の間に未硬化樹脂Ｒが浸入することで生ずるパッケージの不良がなくなって、更なる歩留まりの向上が図れ、生産性に優れる。
また、第一成形型１の保持面１１が、ワークＷを粘着部１２の粘着面１２ａに向け移動して押し付ける押圧部１３を有することが好ましい。
この場合には、押圧部１３によりワークＷの非載置面Ｗ２が粘着部１２の粘着面１２ａに接してから更に押し付けられるため、粘着面１２ａが圧縮変形しながら非載置面Ｗ２と圧着する。
したがって、粘着部１２の粘着面１２ａからのワークＷの脱落を確実に防止することができる。
その結果、ワークＷの粘着保持の安定性が向上して生産性に優れる。
この場合には、押圧部１３によりワークＷの非載置面Ｗ２が粘着部１２の粘着面１２ａに接してから更に押し付けられるため、粘着面１２ａが圧縮変形しながら非載置面Ｗ２と圧着する。
したがって、粘着部１２の粘着面１２ａからのワークＷの脱落を確実に防止することができる。
その結果、ワークＷの粘着保持の安定性が向上して生産性に優れる。
なお、前示の実施形態において図示例では、第一成形型１がモールド成形の基板側に配置される上型であり、第二成形型２がモールド成形の樹脂側に配置される下型であるが、これに限定されず、第一成形型１がモールド成形の樹脂側に配置される下型であり、第二成形型２がモールド成形の基板側に配置される上型であってもよい。
Ａ 樹脂封止装置 １ 第一成形型
１１ 保持面 １２ 粘着部
１２ａ 粘着面 １３ 押圧部
２ 第二成形型 ２１ キャビティ
３１ 減圧室 ４ 駆動部
５ 調圧部 ８ 制御部
ＡＰ 大気雰囲気 ＤＰ 減圧雰囲気
Ｃ 半導体素子 Ｏ 外部空間
Ｒ 未硬化樹脂 Ｗ ワーク
Ｗ１ 載置面 Ｗ２ 非載置面
１１ 保持面 １２ 粘着部
１２ａ 粘着面 １３ 押圧部
２ 第二成形型 ２１ キャビティ
３１ 減圧室 ４ 駆動部
５ 調圧部 ８ 制御部
ＡＰ 大気雰囲気 ＤＰ 減圧雰囲気
Ｃ 半導体素子 Ｏ 外部空間
Ｒ 未硬化樹脂 Ｗ ワーク
Ｗ１ 載置面 Ｗ２ 非載置面
Claims (5)
- 半導体素子が搭載されたワークの保持面を有する第一成形型と、
前記第一成形型の前記保持面に保持した前記ワークの前記半導体素子が搭載される載置面と対向して未硬化樹脂が供給されるキャビティを有する第二成形型と、
前記第一成形型及び前記第二成形型の間に形成される開閉自在な減圧室と、
前記第一成形型又は前記第二成形型のいずれか一方か若しくは両方を前記第一成形型及び前記第二成形型の対向方向へ相対的に接近移動して前記減圧室を形成する駆動部と、
前記減圧室及び外部空間に亘り排気又は給気して大気雰囲気から所定真空度の減圧雰囲気まで内圧調整する調圧部と、
前記駆動部及び前記調圧部を作動制御する制御部と、を備え、
前記第一成形型の前記保持面は、前記ワークの前記載置面と逆側の非載置面と着脱自在に接する粘着部を有し、
前記制御部は、前記調圧部により前記減圧室が約１００Ｐａ以下の高真空になった状態で、前記駆動部により前記ワークの前記載置面が前記キャビティ内の前記未硬化樹脂に浸漬されるように制御することを特徴とする樹脂封止装置。 - 前記粘着部が、前記第一成形型の前記保持面に複数それぞれ分散配置されることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止装置。
- 前記粘着部が、前記第一成形型の前記保持面から前記減圧室に向けて突出する弾性変形可能な粘着面を有することを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂封止装置。
- 前記第一成形型の前記保持面が、前記ワークを前記粘着部の前記粘着面に向け移動して押し付ける押圧部を有することを特徴とする請求項３記載の樹脂封止装置。
- 大気雰囲気で第一成形型及び第二成形型の対向方向へ相対的に離隔移動した前記第一成形型の保持面に対して、半導体素子が搭載されたワークを、前記保持面に設けられた粘着部で粘着保持するとともに、前記第二成形型のキャビティ内に未硬化樹脂を供給する搬入工程と、
前記第一成形型又は前記第二成形型のいずれか一方か若しくは両方を駆動部で前記第一成形型及び前記第二成形型の対向方向へ相対的に接近移動して、前記第一成形型と前記第二成形型の間に減圧室を形成するととともに、調圧部で前記減圧室から外部空間へ排気して大気雰囲気から減圧させる減圧工程と、
前記減圧室が約１００Ｐａ以下の高真空になった状態で、前記駆動部により前記ワークの載置面及び前記半導体素子を前記キャビティ内の前記未硬化樹脂に浸漬させる浸漬工程と、
前記未硬化樹脂を硬化させて前記ワークの前記載置面及び前記半導体素子を樹脂封止する硬化工程と、
前記調圧部で前記外部空間から前記減圧室へ給気して大気雰囲気に戻すとともに、前記粘着部から前記ワークの前記載置面と逆側の非載置面を剥離して、前記第一成形型と前記第二成形型を前記駆動部により離隔移動させる搬出工程と、を含むことを特徴とする樹脂封止方法。
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