JP7417507B2

JP7417507B2 - 樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法

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Publication number: JP7417507B2
Application number: JP2020187021A
Authority: JP
Inventors: 哲郎池西
Original assignee: Towa Corp
Current assignee: Towa Corp
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2024-01-18
Anticipated expiration: 2040-11-10
Also published as: TW202218846A; WO2022102563A1; KR20230015449A; JP2022076587A; KR102744671B1; TWI811837B; CN115917717A

Description

本発明は、クリーニング機構、樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法に関する。

特許文献１には、吸引ホースとブラシとを用い、樹脂タブレットを保持する保持部の内側面に付着した樹脂粉を除去する技術が開示されている。

特開平８－２３８６４４号公報

上記特許文献１の構成では、搬送機構の保持部の内側面に付着した樹脂粉を除去するとき、樹脂紛が周囲に飛散してしまう可能性がある。このような樹脂粉（樹脂の粉塵）とは、樹脂材料を成形型に搬送する際に、成形型に移送されず搬送機構に付着する残りカス（残滓）のことである。搬送機構に付着する樹脂の粉塵を除去しないまま、その搬送機構によって樹脂材料を搬送して樹脂成形品を製造すると、樹脂粉により樹脂成形装置内が汚染され、不良品発生の原因となってしまうことがある。

上記の課題を解決するために、本発明のクリーニング機構は、固形樹脂を保持部で保持して樹脂成形部に搬入する搬入機構の前記保持部を吸引する吸引機構と、上下に駆動されるブラシと、前記保持部を覆うカバーとを備える。

本発明の樹脂成形装置は、前記クリーニング機構と、前記保持部が設けられた前記搬入機構と、前記搬入機構により搬入される固形樹脂を用いて樹脂成形する樹脂成形部とを備える。

本発明の樹脂成形品の製造方法は、前記樹脂成形装置を用いて樹脂成形品を製造する方法であって、前記搬入機構が搬入した固形樹脂を用いて樹脂成形する樹脂成形工程と、前記搬入機構の前記保持部を前記クリーニング機構でクリーニングするクリーニング工程と、前記クリーニング工程でクリーニングされた前記搬入機構が固形樹脂を保持して成形型に搬入する搬入工程とを含む。

本発明によれば、樹脂の粉塵が周囲に飛散することを低減し、樹脂を保持する保持部の内側に付着した樹脂の粉塵を除去する技術を提供することができる。

本実施形態の樹脂成形装置の構成を模式的に示す平面図である。本実施形態の搬入機構を模式的に示す側面図である。本実施形態の搬入機構を模式的に示す上面図である。本実施形態の搬入機構を模式的に示す上面図の切断線Ａ－Ａで切断した場合の断面図である。本実施形態の樹脂成形部を模式的に示す側面図である。本実施形態のクリーニング機構を模式的に示す側面図である。本実施形態のクリーニング機構を模式的に示す平面図である。本実施形態のクリーニング機構を模式的に示す平面図の切断線Ｂ－Ｂで切断した場合の断面図である。本実施形態のクリーニング機構によるクリーニング動作の様子を示す側面図である。実施形態のクリーニング機構によるクリーニング動作の様子を示す側面図の切断線Ｃ－Ｃで切断した場合の断面図である。実施形態のクリーニング機構によるクリーニング動作の様子を示す側面図の切断線Ｄ－Ｄで切断した場合の断面図である。

＜本発明の一実施形態＞
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜樹脂成形装置１００の全体構成＞
本実施形態の樹脂成形装置１００は、トランスファモールド法を使用した樹脂成形装置である。この樹脂成形装置は、例えば、半導体チップが接続された基板を樹脂成形するものであり、樹脂材料として円柱状をなすタブレット状の熱硬化性樹脂（以下、「樹脂タブレット」という。）を使用するものである。

なお、「基板」としては、シリコンウェーハ等の半導体基板、プリント配線基板、金属製基板、樹脂製基板、ガラス製基板、セラミック製基板などの一般的な基板及びリードフレームを挙げることができる。また、基板は、ＦＯＷＬＰ（ＦａｎＯｕｔＷａｆｅｒＬｅｖｅｌＰａｃｋａｇｉｎｇ）、ＦＯＰＬＰ（ＦａｎＯｕｔＰａｎｅｌＬｅｖｅｌＰａｃｋａｇｉｎｇ）に用いられるキャリアであってもよい。さらにいえば、配線がすでに施されているものでもよいし、未配線のものでもよい。

具体的に樹脂成形装置１００は、図１に示すように、樹脂封止前の基板Ｗおよび樹脂タブレットＴを供給する供給モジュールＡと、樹脂成形部に相当し樹脂成形する樹脂成形モジュールＢと、樹脂成形品を搬出するための搬出モジュールＣと、制御部ＣＯＭとを、それぞれ構成要素として備えている。なお、構成要素である供給モジュールＡと、樹脂成形モジュールＢと、搬出モジュールＣとは、それぞれ他の構成要素に対して互いに着脱されることができ、かつ、交換されることができる。また、樹脂成形モジュールＢを２つまたは３つに増やすなど、各モジュールを増減することもできる。

また、樹脂成形装置１００は、供給モジュールＡにより供給される基板Ｗ及び樹脂タブレットＴを樹脂成形モジュールＢに一括して搬入する搬入機構１（以下、「ローダ１」という。）と、樹脂成形モジュールＢにより樹脂成形された樹脂成形品を搬出モジュールＣに搬出する搬出機構２（以下、「アンローダ２」という。）とを備えている。

ローダ１は、図２に示すように、基板Ｗを保持する基板保持部１１と、樹脂タブレットＴを保持する樹脂保持部１２とを備えている。

ローダ１には、基板保持部１１が両端に、樹脂保持部１２が中央部にそれぞれ配置される。図３に示すように、ローダ１は、２枚の基板Ｗを保持する基板保持部１１と、３個の樹脂タブレットを保持する樹脂保持部１２とを備えている。なお、成形型６に供給する基板Ｗの枚数および樹脂タブレットの個数に応じて、基板保持部１１および樹脂保持部１２の個数を変更してもよい。

基板保持部１１は、基板Ｗを搬入中に、基板Ｗを予備加熱するためのヒータを設けてもよい。これにより、樹脂成形する際に基板Ｗの温度が均一化されて、不均一に熱膨張することで基板が反ることを抑制できる。

樹脂保持部１２は、図２～４に示すように、樹脂タブレットＴを支持するピン状の４本のガイド部材１２ａと開閉部材であるシャッタ１２ｂとを備えている。シャッタ１２ｂは駆動機構（不図示）によって開閉可能である。シャッタ１２ｂはＬ字状に形成され、４本のガイド部材１２ａによって支持された樹脂タブレットＴが閉状態で樹脂タブレットＴの底面を支持して保持する。なお、ガイド部材１２ａの数は４本でなくてもよく、３本以上であればよい。

本実施形態の供給モジュールＡは、基板供給機構３、樹脂供給機構４と、クリーニング機構５とを備えている。

基板供給機構３は、基板送出部３１と、基板供給部３２を有している。基板送出部３１は、基板供給部３２に基板Ｗを送り出すものである。基板供給部３２は、基板送出部３１から基板Ｗを受け取り、受け取った基板Ｗを所定方向に整列させて、ローダ１に受け渡すものである。

樹脂供給機構４は、樹脂送出部４１と、樹脂供給部４２とを有している。樹脂送出部４１は、樹脂供給部４２に樹脂タブレットＴを送り出すものである。樹脂供給部４２は、樹脂送出部４１から樹脂タブレットＴを受け取り、受け取った樹脂タブレットＴを所定方向に整列させて、ローダ１に受け渡すものである。

クリーニング機構５は、ローダ１が樹脂成形モジュールＢに基板Ｗ及び樹脂タブレットＴを搬入した後、ローダ１に設けられた樹脂タブレットＴを保持する保持部１１を後述するようにクリーニングするものである。

樹脂成形モジュールＢは、成形型６と型締め機構７とを有している。成形型６は、図５に示すように、昇降可能な下型６１と、下型６１の上方に対向して固定された上型６２と、下型６１及び上型６２を型締めするための型締め機構７とを有している。下型６１は、可動盤６３の上面に固定されており、上型６２は、上部固定盤６４の下面に固定されている。型締め機構７は、可動盤６３を上下移動させることによって、上型６２及び下型６１を型締め又は型開きするものである。

下型６１には、ローダ１により搬入された基板Ｗが配置される上面６１ａと、ローダ１により搬入された樹脂タブレットＴが供給される複数のポット６１ｂが形成されている。また、下型６１には、ポット６１ｂ内に樹脂タブレットＴを例えば上型６２に形成された樹脂通路６２ａ及びキャビティ６２ｂに注入するためのプランジャ６１ｃが設けられている。

その他、上型６２と下型６１とには、それぞれヒータ等の加熱部６５が埋め込まれている。この加熱部により上型６２及び下型６１は、通常は１８０℃程度に加熱される。

制御部ＣＯＭは、少なくともクリーニング機構５を制御するように構成されている。制御部ＣＯＭは、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒy）およびＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等を含み、情報処理に応じて各構成要素の制御を行うように構成されている。なお、制御部ＣＯＭは、樹脂成形装置全体を制御するように構成されてもよい。

＜樹脂成形装置１００の樹脂成形動作＞
以下、本実施形態の樹脂成形装置１００の樹脂成形の基本動作を説明する。

図１に示すように、基板送出部３１は、マガジン内の基板Ｗを基板供給部３２に送り出す。基板供給部３２は、受け取った基板Ｗを所定の方向へ整列させて、ローダ１に引き渡す。これと並行して、樹脂送出部４１は、樹脂タブレットＴを樹脂供給部４２に送り出す。樹脂供給部４２は、受け取った樹脂タブレットＴのうち必要な個数（図１では３個）をローダ１に引き渡す。

次に、ローダ１が、受け取った２枚の基板Ｗと３個の樹脂タブレットＴとを、成形型６へ同時に搬入する。ローダ１は、基板Ｗを下型６１の上面６１ａに、樹脂タブレットＴを下型６１に形成されたポット６１ｂの内部に、それぞれ供給する。このとき、ローダ１の樹脂保持部１２に設けられたシャッタ１２ｂを開状態にすることにより、樹脂タブレットＴを樹脂保持部１２から落下させて、成形型６のポット６１ｂに供給することができる。

その後、型締め機構７を用いて上型６２と下型６１とを型締めする。そして、各ポット６１ｂ内の樹脂タブレットＴを加熱して溶融させて溶融樹脂を生成し、プランジャ６１ｃによって溶融樹脂を押圧する。これにより、溶融樹脂は、樹脂通路６２ａを通して上型６２に形成されたキャビティ６２ｂの内部に注入される。引き続き、硬化に必要な所要時間だけ溶融樹脂を加熱することによって、溶融樹脂を硬化させて硬化樹脂を形成する。これにより、キャビティ６２ｂ内の半導体チップとその周辺の基板とは、キャビティ６２ｂの形状に対応して成形された硬化樹脂（封止樹脂）内に封止される。

次に、硬化に必要な時間の経過後において、上型６２と下型６１とを型開きして、樹脂成形品である封止済基板Ｐを離型する。その後、アンローダ２を使用して、樹脂成形モジュールＢにより樹脂封止された封止済基板（樹脂成形品）を、搬出モジュールＣの基板収容部８に収容する。

樹脂成形モジュールＢで樹脂成形している間に、基板Ｗおよび樹脂タブレットＴを成形型６に搬入し終えたローダ１は、次の樹脂成形に用いる基板Ｗおよび樹脂タブレットＴを成形型６に搬入するために、基板供給部３２および樹脂供給部４２の位置まで戻る。この所定の位置まで戻る前に、後述するように、クリーニング機構５でローダ１の樹脂保持部１２をクリーニングする。

＜クリーニング機構５の構成＞
以下、本実施形態のクリーニング機構５の基本構成を説明する。

図６に示すように、クリーニング機構５は、カバー５１と、吸引機構５２と、ブラシ５３とを有している。

カバー５１は、ローダ１の樹脂保持部１２に付着する樹脂の粉塵をクリーニングする際に、周囲に粉塵が飛散することを低減するものである。図６～図８で示すように、各カバー５１は、ローダ１の樹脂保持部１２の数に対応した数だけ設けられている。カバー５１は、樹脂保持部１２のガイド部材１２ａを覆い、シャッタ１２ｂをカバー５１に接触しないようにカバー５１の側面に切欠き部５１ａ（図９参照）を設けている。なお、カバー５１の形状は、円筒状でも角筒状でもよい。また、カバー５１の材質は、金属製でも樹脂等の非金属製でもよい。ここで、樹脂保持部１２は共通のローダ１に複数設けられているが、樹脂保持部１２のそれぞれは、カバー５１で覆うことができるように分離されていることになる。

吸引機構５２は、ローダ１の樹脂保持部１２に付着する樹脂の粉塵を吸引するものである。吸引機構５２は、図８に示すように、集塵機５２ａと、各カバー５１の底部に開口して接続する接続管５２ｂと、集塵機５２ａ及び接続管５２ｂを接続する吸引路５２ｃとを備えている。

各接続管５２ｂは、ローダ１の樹脂保持部１２の数に対応した数だけ設けられる。なお、各接続管５２ｂの開口位置は上記に限られず、各部における樹脂の粉塵を集塵できる位置であればよい。

集塵機５２ａの動作を開始する（電源を入れる）ことで、接続管５２ｂから樹脂の粉塵を吸引して、集塵機５２ａの動作を停止することで接続管５２ｂから樹脂の粉塵を吸引することを停止する。

ブラシ５３は、ローダ１の樹脂保持部１２内に挿入して、樹脂保持部１２の内側をクリーニングするものである。ブラシ５３は、支持部５４により支持されている。支持部５４は、ブラシ５３の下端で連結されており、ブラシ５３を同時に上下動させることができる。また、ブラシ５３は、たとえば支持部５４に接続されたエアシリンダで上下駆動する。

ブラシ５３は、樹脂保持部１２に設けられた４本のガイド部材１２ａに接触して上下動するように構成されている（図１０及び図１１参照）。ブラシ５３の一例として、ねじりブラシなどが挙げられる。

＜クリーニング機構５の動作＞
以下、本実施形態のクリーニング機構５の基本動作を説明する。ここで説明する動作は、制御部ＣＯＭで制御する。

基板Ｗおよび樹脂タブレットＴを成形型６に搬入し終えたローダ１を、クリーニング機構５上で停止させる。図９に示すように、クリーニング機構５全体が上昇することで、クリーニング機構５のカバー５１がローダ１の樹脂保持部１２を覆う。これにより、樹脂の粉塵が周囲に飛散することを低減する。また、カバー５１で覆うことで、吸引される空間の容積を小さくして、樹脂の粉塵の吸引効率を向上させることができる。

次に、カバー５１で覆われた樹脂保持部１２の内側にクリーニング機構５のブラシ５３を挿入する。ブラシ５３を数回ほど上下動するとともに、吸引機構５２によって樹脂の粉塵を吸引することで、樹脂保持部１２の内側に付着する樹脂の粉塵を除去する。なお、ここで、ブラシ５３を上下動の繰り返し動作に代えて回転動作させてもよいし、上下動の繰り返しおよび回転の両方の動作をさせてもよい。

具体的には、図１０および図１１で示すように、ブラシ５３が樹脂保持部１２に設けられた４本のガイド部材１２ａの内側に接触する。そして、ブラシによって除去された樹脂の粉塵を吸引機構５２の接続管５２ｂから吸引することで、効率的に樹脂の粉塵を除去することができる。また、ブラシ５３を上下動することで、カバー５１内に飛散した樹脂の粉塵も吸引機構５２により除去できる。

クリーニング機構５による樹脂保持部１２のクリーニングが終わると、クリーニング機構５全体を下降させる。クリーニングされたローダ１は、次の樹脂成形に用いる基板Ｗおよび樹脂タブレットＴを成形型６に搬入するために、基板供給部３２および樹脂供給部４２の位置まで戻る。

＜他の実施形態＞
上記実施形態の思想は、以上で説明された実施の形態に限定されない。以下、上記実施形態の思想を適用できる他の実施の形態の一例について説明する。

上記実施形態のクリーニング機構５において、カバー５１は、樹脂保持部１２のガイド部材１２ａを覆い、シャッタ１２ｂをカバー５１に接触しないようにカバー５１の側面に切欠き部５１ａを設けている。しかし、切欠き部５１ａを設けず、樹脂保持部１２のガイド部材１２ａ及びシャッタ１２ｂを覆うようにカバー５１を設けてもよい。この場合、ブラシ５３は、ガイド部材１２ａ及びシャッタ１２ｂに接触するように上下動する構成とする。

上記実施形態のクリーニング機構５において、吸引機構５２は、集塵機５２ａを１つ備えていたが、複数（２つ以上）備えてもよい。これにより、より強力に樹脂の粉塵を除去することができる。

上記実施形態のクリーニング機構５において、ブラシ５３を同時に上下動するように構成していたが、ブラシ５３を別々に上下動するように構成してもよい。

上記実施形態の樹脂成形装置１００において、搬入機構（ローダ１）と搬出機構（アンローダ２）とを別途設けていたが、搬入機構が搬出機構の機能を備えて、搬入機構により搬入と搬出との両方の動作を行われせるように構成してもよい。

＜実施形態の構成およびその効果＞
上記実施形態のクリーニング機構は、固形樹脂を保持部で保持して樹脂成形部に搬入する搬入機構の前記保持部を吸引する吸引機構と、上下に駆動されるブラシと、前記保持部を覆うカバーとを備える。このクリーニング機構によれば、樹脂の粉塵が周囲に飛散することを低減し、樹脂を保持する保持部の内側に付着した樹脂の粉塵を除去することができる。

また、上記実施形態の樹脂成形装置は、前記クリーニング機構と、前記保持部が設けられた前記搬入機構と、前記搬入機構により搬入される固形樹脂を用いて樹脂成形する樹脂成形部とを備える。この樹脂成形装置であれば、装置全体に樹脂の粉塵が飛散することを低減し、樹脂を保持する保持部の内側に付着した樹脂の粉塵を除去することができる。

具体的な樹脂成形装置の構成として、前記クリーニング機構は、前記搬入機構が前記樹脂成形部に固形樹脂を搬入した後であって、次の樹脂成形で用いる固形樹脂を保持する前にクリーニングする。この構成であれば、装置全体に樹脂の粉塵が飛散することを低減し、樹脂を保持する保持部の内側に付着した樹脂の粉塵を除去することができる。

また、具体的な樹脂成形装置の構成として、複数の前記保持部が共通の前記搬入機構に設けられるとともに、前記ブラシおよび前記カバーが前記保持部の数に対応して設けられ、それぞれの前記保持部は、前記カバーにより覆うことができるように分離されている。この構成であれば、保持部をカバーにより覆う構成を使用することが容易となり、効果的に樹脂の粉塵が飛散することを低減することができる。

さらに、具体的な樹脂成形装置の構成として、それぞれの前記保持部は、複数のピン状のガイド部材を含む。この構成であれば、保持部に対する固形樹脂の接触面積を低減して、効果的に樹脂の粉塵が飛散することを低減することができる。

また、上記実施形態の樹脂成形品の製造方法は、前記樹脂成形装置を用いて樹脂成形品を製造する方法であって、前記搬入機構が搬入した固形樹脂を用いて樹脂成形する樹脂成形工程と、前記搬入機構の前記保持部を前記クリーニング機構でクリーニングするクリーニング工程と、前記クリーニング工程でクリーニングされた前記搬入機構が固形樹脂を保持して成形型に搬入する搬入工程とを含む。この樹脂成形品の製造方法であれば、樹脂の粉塵が周囲に飛散することを低減し、不良品の発生を低減することができる。

以上、本発明の実施形態について例示的に説明した。すなわち、例示的な説明のために、詳細な説明および添付の図面が開示された。よって、詳細な説明および添付の図面に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須でない構成要素が含まれることがある。したがって、それらの必須でない構成要素が詳細な説明および添付の図面に記載されているからといって、それらの必須でない構成要素が必須であると直ちに認定されるべきではない。

また、上記実施形態は、あらゆる点において本発明の例示にすぎない。上記実施の形態は、本発明の範囲内において、種々の改良や変更が可能である。すなわち、本発明の実施にあたっては、実施形態に応じて具体的構成を適宜採用することができる。

１００・・・樹脂成形装置
１・・・搬入機構（ローダ）
２・・・搬出機構（アンローダ）
５・・・クリーニング機構
５１・・・カバー
５２・・・吸引機構
５３・・・ブラシ
６・・・成形型
Ａ・・・供給モジュール
Ｂ・・・樹脂成形モジュール（樹脂成形部）
Ｃ・・・搬出モジュール
Ｗ・・・基板
Ｔ・・・樹脂タブレット

Claims

複数の固形樹脂を用いて樹脂成形する樹脂成形部と、
複数の固形樹脂それぞれを保持する複数の保持部を有し、前記保持部が保持した複数の固形樹脂を樹脂成形部に搬入する搬入機構と、
前記複数の保持部をクリーニングするクリーニング機構とを備え、
前記クリーニング機構は、
前記複数の保持部それぞれを覆う筒状の複数のカバーと、
前記複数のカバー内の粉塵を吸引する吸引機構と、
前記複数のカバーそれぞれの内側に配置され、上下に駆動される複数のブラシと、
前記複数のブラシに連結している共通の支持部とを備える樹脂成形装置。
前記クリーニング機構は、前記搬入機構が前記樹脂成形部に固形樹脂を搬入した後であって、次の樹脂成形で用いる固形樹脂を保持する前にクリーニングする、請求項１に記載の樹脂成形装置。
前記複数の保持部それぞれは、複数のピン状のガイド部材を含む、請求項１又は請求項２に記載の樹脂成形装置。
請求項１～３のいずれか１項に記載の樹脂成形装置を用いて樹脂成形品を製造する方法であって、
前記搬入機構が搬入した固形樹脂を用いて樹脂成形する樹脂成形工程と、
前記搬入機構の前記保持部を前記クリーニング機構でクリーニングするクリーニング工程と、
前記クリーニング工程でクリーニングされた前記搬入機構が固形樹脂を保持して成形型に搬入する搬入工程とを含む、樹脂成形品の製造方法。