专利名称：树脂封装用模具装置及树脂封装方法
技术领域：
本发明涉及树脂封装半导体元件等的电子零件的树脂封装用模具装置。特别是，涉及对配置于树脂制基板的至少一面上的电子零件进行树脂封装的树脂封装用模具装置及树脂封装方法。
背景技术：
已知作为半导体等的电子零件的树脂封装用模具装置，例如，如图29所示，由具有上模套(mold chase)2的上模铸模组1、与具有下模套4的下模铸模组3所构成。而且，通过上推下模铸模组3，使下模铸模组3压接夹紧于上模铸模组1，并由组装于上模套2下面的模腔棒(cavity bar)5、与组装于下模套4上面的模腔棒6来保持基板7。其次，通过未示出的驱动机构使柱塞3a突出，加热压缩开口3b内的固体片剂8使其流体化，以树脂来封装安装在前述基板7表面上的电子零件(未示出)。在前述模具装置，例如以弹性栓2a的轴心方向的弹性变形来补偿引线框等的金属性基板7的厚度尺寸的不均(最大0.02mm)。此外，标号9为构成前述下模铸模组3的支撑块。
但是，近年来用树脂封装所谓基体等的树脂制基板的需求提高了。一般而言，树脂制基板的厚度尺寸的不均(最大0.2mm)比金属制基板还大。为此，弹性变形量较少的前述弹性栓2a，很难完全吸收板厚的不均，无法防止间隙的发生，也就容易发生毛刺。另外，前述弹性栓2a的变位量增大后，容易疲劳破坏，也就需要提早交换，维修时需发费相当大功夫。更进一步，在前述的已知例中，由于弹性栓2a的弹性变形量较小，所以有必要配合树脂封装基板来更换弹性栓2a，模具装置的分解、装配则需发费相当大的功夫。为此，重叠使用弹性变形量比前述弹性栓2a大的例如多枚滑钵状盘簧(未示出)被提出。但是，前述多枚滑钵状盘簧的弹力(反弹力)不均，另外，借助加热压缩冲程具有所谓弹力(反弹力)变大的问题。
发明内容
本发明鉴于前述问题，主要以提供一种可以完全吸收树脂制基板的厚度尺寸的巨大不均，以防止毛刺发生，同时可以容易维修的树脂封装用模具装置为第1课题。
另一方面，由于以树脂制基板的树脂封装为前提的关模力，无法得到树脂封装金属制基板(标准框等)必要的关模力，所以无法树脂封装金属制基板。
此外，树脂制基板的关模力为1～5kg/mm2程度即已足够，若有此种程度则可以在模具装置内的小型油压的油压缸内处理。与此相对，关于金属制基板的关模力，对于铜标准框而言有必要为20～30kg/mm2，对于铁标准框而言有必要为25～40kg/mm2。为此装入油压机构后，油压发生机构大型化，油压缸等也大型化。从而，全体均形成大型化，那以装入模具装置内。反之，在树脂制基板承受了与加于金属制基板的关模力相同的关模力后，树脂制基板变形，最坏的场合为发生破损。
从而，无法由相同的铸模组封装树脂制基板及金属制基板两者，有必要具有各个专用的铸模组和模套。为此，成本增大，同时在更换此些时需发费更多的时间。
本发明鉴于前述问题，以提供一种不仅用于树脂制基板、亦可以对应于金属制基板的树脂封装用模具装置为第2课题。
另外，在夹紧树脂制基板之际，以巨大的夹紧力划一地夹紧后，树脂制基板容易变形，半导体装置等的安装零件、特别是电线等容易损伤。反之，以不使前述基板变形的较小的夹紧力划一地夹紧后，具有所谓在基板与模具之间发生间隙、与无法阻止发生毛刺的问题。
本发明是以提供一种可以同时解除对于所谓安装零件的损伤及毛刺发生这两个问题的树脂封装方法及树脂封装用模具装置为第3课题。
关于本发明的半导体装置的树脂封装用模具，为了达成上述第1课题，由配置于上模铸模组下面的上模模具、与配置于下模铸模组上面的下模模具来挟持基板，使设置于前述铸模组任何一方中的柱塞突出，使封装用固体树脂流体化，在用树脂封装安装于前述基板表面上的电子零件的树脂封装用模具装置中，是以多根并设活塞支撑前述模具中的任何一方，另一方面，将前述活塞可滑动地插入设置于前述铸模组的油压缸体内的构造。
若依据本发明，封装基板的厚度尺寸的不均变大后，活塞在油压缸体内的上下滑动移动吸收该厚度尺寸的不均。其结果，在模腔与基板之间不会发生间隙，由于可以以一定的压力推压，所以可以防止毛刺的发生，提升封装品的出品率。
作为本发明的实施方式，是以配置于上模铸模组下面的上模模具、与配置于下模铸模组上面的下模模具来挟持基板，使设置于前述铸模组任何一方中的柱塞突出，使封装用固体树脂流体化，在用树脂封装安装于前述基板表面上的电子零件的树脂封装用模具装置中，亦可以以多根并设活塞支撑前述下模模具，另一方面，将前述活塞的下端部可滑动地插入设置于前述下模铸模组的油压缸体内。
为此，若依据本发明，与前述构形类似，在基板的厚度尺寸的不均变大后，活塞的下端部往油压缸体内滑动并吸收此不均的变化。其结果，在上模模具及下模模具与基板之间不会发生间隙，由于可以以一定的压力推压，所以可以防止毛刺的发生。
作为本发明的实施方式，以构成下模铸模组的上下部的基板与模套用基板来挟持油压缸体亦可。
已知，在基板与模套用基板之间设置了支撑模套用基板中央部分的支撑块。但是，若依据本实施方式，前述油压缸体可以兼用作支撑块，如此也就不会使零件件数大幅增加，即可以得到前述机能。
作为其它的实施方式，也可以将被支撑于前述活塞的下模模具可装卸地装在前述下模铸模组的上表面。
若依据该实施方式，在洗净模具之时变得很容易取出，维修也变得简单。
作为最好的其它实施方式，以一根同步杆连接并设的多根前述活塞。借此在活塞的动作上不会发生时间滞延。应答性更一步地改善。为此，模具同时被上推，由于维持在水平状态进行动作，所以不会变倾斜或歪曲，可以提升封装品的出品率。
在并设的多根活塞、与支撑该活塞的中央部且构成下模铸模组的基板上分别设置有在同一直线上可以连通的动作确认用贯通孔。
若依据该实施方式，活塞的动作确认用贯通孔若不与基板的动作确认用贯通孔在同一直线上的话，则通过前述贯通孔的光被遮断，这意味着在活塞发生阻塞等异常事态。为此，通过前述贯通孔可以确认动作状态，变得安全且方便。
作为其它的实施方式，是由被推压下降至上模铸模组的下面的上下可动块、与被推压至该上下可动块的锥状面向前述下模模具的导引位置横向移动的导块所形成，在关模时以前述导块导引下模模具而在开模时将释放前述导块的导引机构部，被配置在组装前述下模铸模组的前述下模的外向面近旁，也就是，在其侧方或拔出方向。
若依据该实施方式，仅在关闭模具的场合，导块被定位于导引的位置，为此，在打开模具的场合，所谓裂痕不会发生于导块，具有所谓可以预先防止零件破损的效果。
关于本发明的树脂封装用模具装置，为了达成上述的第2课题，由配置于上模铸模组下面的上模模具、与配置于下模铸模组上面的下模模具来挟持基板，使位于前述铸模组的任何一方中的柱塞突出，使封装用固体树脂流体化，并在用树脂封装安装于前述基板表面上的电子零件的树脂封装用模具装置中，将油压缸体设置在前述上模铸模组及下铸模组的任何一个中以与标准基块(normal base block)交换，其中支撑前述任何一个模具的多根活塞的一端被可滑动地插入该油压缸体中。
此外，在本发明中，由配置于上模铸模组下面的上模模具、与配置于下模铸模组上面的下模模具来挟持基板，使位于前述铸模组的任何一方中的柱塞突出，使封装用固体树脂流体化，并在用树脂封装安装于前述基板表面上的电子零件的树脂封装用模具装置中，可滑动地插入有用以支撑所述下模模具的多根活塞的一端的油压缸体以可与具有脱模杆的标准基块交换的方式设置于所述下模铸模组中。
另外，作为本发明的实施方式，亦可以将油压缸体与具有脱模杆的标准基块交换，使其滑动嵌合于构成下模铸模组的模套用基板。
更进一步，亦可以将油压缸体与标准基块交换，使其滑动卡合于构成上模铸模组的基板上。
但是，前述标准基块可以分离成多个小块。
若依据本发明，基板的厚度尺寸的不均变大后，则前述活塞滑动移动于油压缸体内以吸收此不均。为此，在模具与基板之间不会产生间隙，可以以一定的压力推压，可以防止树脂毛刺的发生。
另外，仅交换油压缸体与标准基块或具有脱模杆的标准基块，树脂制基板及金属制基板都可以用树脂封装。为此，没有必要更换金属制基板专用的铸模组，就可以大幅地缩短零件的替换时间。显然也就没有必要购入金属制基板专用的树脂封装用模具装置。
作为本发明的其它实施方式，在构成下模铸模组的间隔块、侧块和端块、与下模模具之间的至少任何一个连接部中配置隔热板。另外，在下模套的间隔块、支撑块及活塞、与下模模具之间的至少任何一个的连接部中配置隔热板。
若依据本实施方式，在油压缸体中可以抑制油的温度上升，可以供给稳定的压力，同时可以防止因高温使油等发生劣化。
作为本发明的别的实施方式，是使下模模具的下模套可以装卸地滑动嵌合于下模铸模组的构造。
若依据本实施方式，则在洗净模具之时变得可以容易地取出，使维修变得简单。
若依据本发明的一实施方式，是以一根同步杆连接并设的多根活塞。
若依据本实施方式，模具同时被上推，维持水平状态不变进行动作。为此，在活塞的动作不会产生时间的滞延，应答性更一步地被改善。更进一步，模具不会产生倾斜或歪曲，提升树脂制封装品的出品率。
根据本发明的其它实施方式，具有在投入封装用固体树脂的槽口(pot)近旁配置加热器的构造。
若依据本实施方式，可以对固体树脂给予均一的热量，稳定树脂的封装条件。为此，可以供给品质稳定的树脂封装品，同时具有所谓提升出品率的效果。
本发明作为为了解决前述第3课题的手段，在固定侧模具与可动侧模具之间夹紧树脂制基板之后，将树脂充填于所形成的模腔内，用树脂封装前述基板表面上的安装零件，包含有以下步骤第1夹紧步骤，是以不会使安装零件由于前述基板的变形而产生不良情形的力量借助前述两模具进行前述基板的夹紧；第1树脂充填步骤，是对前述两模具所形成的模腔内充填树脂，充填到大体覆盖安装零件的程度；第2夹紧步骤，是借助前述两模具以通常的方式进行被封装构件的夹紧；第2树脂充填步骤，是完成对前述两模具所形成的模腔内的树脂的充填。
而且，在前述第1夹紧步骤，是以通常时的70％～80％的力量夹紧，而在前述第1树脂充填步骤，是充填到充填完树脂时的80％～90％的量为止。
另外，本发明作为为了解决前述课题的手段，其中在固定侧模具与可动侧模具之间夹紧树脂制基板之后，将树脂充填于所形成的模腔内，用树脂封装前述基板表面上的安装零件；而在夹紧方向以可以移动的夹紧构件构成前述可动侧模具的至少树脂制基板的夹紧区域；包含有驱动机构，用以移动前述夹紧构件，在两模具之间，以不会使安装零件由于前述基板的变形而发生不良情形的夹紧力与通常的夹紧力，来使树脂基板夹紧。
其中前述驱动机构，是由借助活塞的推出用液室与引进用液室之间的液压平衡使夹紧构件发生动作的液压发生油缸机构所构成；而在该液压发生油缸机构的油压缸中，设置有用以检出推出用液室的液压中的压力感应器；又依据该压力感应器的检出压力，通过驱动控制前述液压发生油缸机构，在两模具之间，以通常的夹紧力或不会使安装于基板上的电子零件由于变形而产生不良情形的夹紧力来夹紧树脂制基板。
最好将前述液压发生油缸的推出用液室与引进用液室，依据对应各液室所设置的压力感应器检出的压力，由各个独立的油压调整装置油压，以更一步适当地夹紧基板。
若依据关于本发明的树脂封装方法及树脂封装用模具装置，在使其抑制树脂制基板的变形的夹紧状态下，将树脂充填至大体覆盖所安装的电子零件及由其延伸的电线。为此，即使在第2夹紧步骤增大夹紧力，具有所谓不会发生电线伸长切断等不良情形发生的效果。
图1为表示关于本发明的树脂封装用模具装置的第一实施方式的分解透视图。
图2为图1所示的模具装置的正面截面图。
图3为图1所示的模具装置的侧面截面图。
图4为图1所示的模具装置的动作前的部分正面截面图。
图5为图1所示的模具装置的动作后的部分正面截面图。
图6(A)～(C)为图1所示的模具装置的动作说明图。
图7(A)～(C)为继续图6的模具装置的动作说明图。
图8(A)～(B)为继续图7的模具装置的动作说明书。
图9为表示关于本发明的树脂封装用模具装置的第2实施方式的分解透视图。
图10为图9所示的模具装置的动作前的部分正面截面图。
图11为图9所示的模具装置的动作后的部分正面截面图。
图12为表示关于本发明的树脂封装用模具装置的第3实施方式的分解透视图。
图13为图12所示的模具装置的动作前的部分正面截面图。
图14(A)、(B)为图12所示的模具装置的部分正面截面图、扩大截面图。
图15(A)、(B)为表示树脂封装用模具装置的活塞用油压缸体在安置状态下的下模铸模组的平面图、正面图。
图16(A)、(B)为表示树脂封装用模具装置的活塞用油压缸体在安置状态下的下模铸模组的平面图、正面图。
图17为表示关于树脂封装用模具装置的其它使用型态的正面截面图。
图18(A)、(B)为表示关于本发明的树脂封装用模具装置在安装具有脱模杆的标准基块状态下的下模铸模组的平面图、正面图。
图19(A)～(C)为图12所示的模具装置的动作说明图。
图20(A)～(C)为持续图19的模具装置的动作说明图。
图21(A)～(C)为持续图20的模具装置的动作说明图。
图22为关于第4实施方式的树脂封装用模具装置的正面截面图。
图23为图22所示的树脂封装用模具装置的在插入模套(chase)时的整体透视图。
图24为表示关于本实施方式的树脂封装方法的过程说明图；图24(A)为原位置；图24(B)为材料供给；图24(C)为模具关模；图24(D)为模腔棒关模的状态。
图25为表示关于本实施方式的树脂封装方法的过程说明图；图25(A)为第1树脂充填过程；图25(B)为第2说明图；图25(A)为第1树脂充填过程；图25(B)为第2夹紧过程；图25(C)为第2树脂充填过程；图25(D)为开模的状态。
图26为表示关于本实施方式的树脂封装方法的过程说明图；图26(A)为取出制品；图26(B)为维修的各状态。
图27(A)～(B)为转换位置与基板夹紧力的流程图。
图28为关于本实施方式的变形例的树脂封装用模具装置的正面截面图。
图29为关于已知例的模具的正面截面图。
具体实施例方式
依照图1乃至图28所添附的图面说明关于本发明的实施方式。
关于第1实施方式的树脂封装用模具装置，如图1乃至图8所示，大体由具有上模套(chase)20的上模铸模组10、与具有下模套50的下模铸模组30所构成。
上模铸模组10，如图2所示，在上模基板11的下表面两侧缘部配置侧块12、12。而且，在前述侧块12的对向内面侧分别设置导引用突条13、13，构成可以由侧方滑动嵌合后述的上模套20。
前述上模套20，如图1及图2所示，在支撑器基板1的上表面中央顺序重叠栓板22及脱模板23，同时在其两侧分别设置模套用间隔块24、24形成嵌合用导引沟25。另一方面，在配置于前述支撑器基板21的下表面中央的万向块26的两侧，分别配置上模模腔棒(cavatity bar)27、27。在图1，图示为将上模套20定位于后述下模套50的上模组块28。
下模铸模组30，如图1及图2所示，借由分别配置于下模基板的上表面两侧缘部的基块32、32，组装下模套用基板33。而且，在对向前述基块32、32间的中央，配置柱塞用等压油压缸体34。该柱塞用等压油压缸体34的柱塞35通过设置于前述下模套用基板33的贯通孔向轴心方向可以往复移动。
更进一步，如图1所示，在该柱塞用等压油压缸体34的两侧，分别配置活塞用油压缸体40、40。前述下模套用基板33，在该上表面两侧缘部配置侧块36、36，同时在其上表面的一端侧配置端块37。而且，在前述侧块36、36的对向内侧面，分别形成使后述下模纹纹50滑动嵌合的导引用突条36a、36a。
另一方面，前述活塞用油压缸体40，如图2所示，以油压缸盖41密封的空间40a，被活塞42的侧缘部42a及密封垫(未示出)分成为上液室43、下液室44。该上液室43、下液室44，通过分别连通的供给排出口32a、44a(图3)，分别连接于油压泵(未示出)。而且，由前述活塞42延伸于同一轴心方向的杆45的上端部45a，由设置于前述下模套用基板33的贯通孔33b突出(图2)。更进一步，前述杆45的上端部45a，形成使其滑动嵌合于后述的装卸块55。而且，前述杆45的上端部45a不通过装卸块55、而是直接可以嵌合于下模模腔棒56。
更进一步，如图3所示，在活塞42的杆45及基板33，分别设置有动作确认用贯通孔45b、33b以使其在同一线上连通。而且，在该动作确认用连通孔33d的一方侧，决定光纤的光源38a的位置，并在其它方侧配置光感应器38b。为此，万一活塞42因堆积堵塞等无法回复预定的位置而发生异常事态，形成光被遮断的状态，交感应器38测知这一情况，紧急停止驱动。
前述下模套50，如图1及图2所示，在下模支撑器基板51的下表面两侧缘部，配置间隔块52、52以形成导引沟53，另一方面，在其上表面中央配置中央块54。在该中央块54以一定的节矩形成有贯通孔54a，被插入该贯通孔54a的成形用树脂片剂变成可以以前述柱塞35推出。更进一步，在前述中央块54的两侧，且在可与前述活塞42的杆45滑动嵌合的位置配置装卸块55。该装卸块55可以在其下端部滑动嵌合于前述杆45的上端部45a，在其上端部滑动嵌合下模模腔棒56。另外，如前所述亦可以使杆45的上端部45a与下模模腔棒56直接滑动嵌合。
在图1，图示为将上模套20相对于下模套50定位的下模组块57。
在前述下模模腔棒56的外向面，邻接如图4及图5所示的导引机构部60。导引机构部60是由上下可动块61及导块62所构成。前述上下可动块61及导块62，通过分别的锥状面61a、62a相互连接。更进一步，上下可动块61通过弹簧柱塞63赋予向上的压力。但是，上下可动块61及导块62由于设有具有弹簧64的止脱栓65，所以不会脱落。
其次，借由前述的构成零件形成的树脂封装用模具装置，针对封装过程加以说明。
如图6(A)(B)所示，在下模模腔棒56上配置树脂制基板70，同时将固形平板71插入贯通孔54a。而且，将下模铸模组30通过未示出的驱动机构上推，将下模铸模组30夹紧于上模铸模组10(图6(C))。
此时，如图4及图5所示，下模铸模组30上升后，上支撑器基板21的下表面连接于上下可动块61，并将其推下。为此，上下可动块61通过锥状面61a、62a向侧方推压导块62，导块62被定位于为了导引下模模腔棒56的标准位置。在该夹紧状态中，下模模腔棒56与导块62的间隙，是保持下模模腔棒56可以滑动的间隙(0.001～0.015mm)。从而，可以确保下模模腔棒56的上下移动来吸收基板的厚度尺寸的不均。
其次，如图7(A)所示，将油供给至下液室44，上推活塞42，通过杆45及装卸块55，或直接使下模模腔棒56上升，以下模模腔棒56与上模模腔棒27夹紧基板70。更进一步，使等压油压缸体34的柱塞35上升，通过加热压缩固体片剂71使其流体化，注入树脂以封装基板70并成形(图7(B))。其次，使下模具装置30下降，打开模具(图7(C))。
此时，由于对上下可动块61的上支撑器基板21的负荷消失，所以借助弹簧柱塞53的弹簧力上推上下可动块61。为此，对于导块62的推压力被解除，导块62变成可以向横方向移动，由定位下模模腔棒56的一预定位置退避。其结果，在下模模腔棒56维修时，即使活塞42显著上升，由于导块62由决定下模模腔棒56位置的预定位置退避，所以该部分不发生滑动抵抗。从而，具有所谓裂痕、堆积等不发生于导块62的优点。
而且，通过使树脂封装等压油压缸体34的柱塞35上升到比树脂封装位置更高的位置，由下模模腔棒56拿起制品之后，以未示出的夹具夹持成形品并取出制品。
而且，在下模铸模组30的一部分中形成释放槽(未示出)，即使不使等压油缸体的柱塞上升，仅以夹具取出成形品亦可。另外，设置通常所使用的脱模机构使其突出亦可。
此外，在清洁下模模腔棒56的场合，使活塞42上升到最高位置后，使下模模腔棒向侧方滑动进行拔出。另外，依据此时的油压缸冲程(上升最高位置)的程度，借助沿滑动方向取出零件的一部分亦可以实现拔出。
第2实施方式是如图9乃至图11所示，除了由活塞42延伸的杆45的上端部45a以同步杆46连接之外，其它与前述第1实施方式相同，所以在相同部分给予相同号码并省略说明。
依据第2实施方式，由于以同步杆46连接活塞42，所以各活塞42的动作不发生时间延滞，活塞42的应答性更进一步地被改善。为此，被支撑于活塞42的下模模腔棒56由于同时被上推，所以下模模腔棒不会倾斜、亦不会歪斜。其结果，下模模腔棒56的滑动性变佳，并具有不发生毛刺与所谓可以改善出品率的优点。
在前述的实施方式，针对使用固体片剂作为封装用固体树脂的场合加以说明，但并不一定仅限于此，即使使用颗粒状、粉末状固体树脂等亦可。
另外，前述封装用固体树脂的流体化并不仅限于加热压缩，即使仅进行单单的压缩作业亦可。
依照图12乃至图21的
关于本发明的第3实施方式。
关于第3实施方式的树脂封装用模具装置，如图12所示，大体由具有上模套120的上模铸模组110，与具有块140及下模套150的下模铸模组130所构成。
上模铸模组110，如图12所示，在上模基板111的下表面两侧缘部配置侧块112、112。而且，如图13所示，在前述侧块112的对向内向面分别设置导引用突条113、113，形成可以由侧方滑动嵌合后述的上模套120的构造。
而且，在上模基板111的上表面，如图13所示，顺序重叠隔热板114、板115。更进一步，在上模基板111中埋入模具加热用加热器116。
前述上模套120，如图12及图13所示，在支撑器基板121的上表面中央顺序重叠栓板122及脱模板123。更进一步，在支撑器基板121的上表面两侧缘部分别配置模套用间隔块124，形成嵌合用导引沟125。另一方面，在配置于前述支撑器基板121的下表面中央的万向块126的两侧，分别配置由形成上模模具的上模模腔棒127、127。
此外，图12示出将上模套120相对于后述下模套150定位的上模组块128。
下模铸模组130，如图12乃至图14所示，在下模基板131的上表面两侧缘部，通过分别配置的间隔块123、132组装下模套用基板133。此外，间隔块132，如图14(A)所示，是由隔热板138及间隔块132a、132b所形成。
而且，如图13所示，在对向前述间隔块132、132间的中央，配置柱塞用等压油压缸体134。在该柱塞用等压油压缸体134中，借由块140的贯通孔，柱塞135可以向轴心方向往复移动。更进一步，在该柱塞用等压油压缸体134的两侧分别配置支撑块139、139。
前述下模套用基板133，如图12及图13所示，是由加热器164被埋入其中的下模套用基块133c与板133d，在其中央上面形成凹部133a。在该凹部133a，后述的块140可以滑动嵌合。而且，所述块140的先端面接触于凹部133a的段部并定位。更进一步，前述下模套用基板133，如图12所示，在其上表面的两侧缘部载置端块136，而在其上表面的一端部载置端块137。
所述端块137，如图15(B)所示，是由重叠隔热板147及端块137a、137b所形成。另一方面，前述侧块136，如图14(A)所示，由隔热板147及侧块部136b、136c，136d所形成。前述侧块136、136，如图13所示，在其对向内侧面分别形成使后述的下模套150滑动嵌合的导引用突条136a、136a，同时在其内部分别埋入加热器148。
块140的一个活塞用油压缸体块140a，如图14(B)所示，具有以油压缸盖密封的空间。该空间是以活塞142的侧缘部142a及密封垫(未示出)分割成上下的上液室143、下液室144。前述上液室143、下液室144，通过分别连通至供给排出口143a、144a而分别接续于油压泵(未示出)。而且，由前述活塞142延伸于同一轴心方向的杆145的上端部145a，是由安装于前述下模套用基板133的活塞用油压缸体块140a突出。
前述杆145的上端部145a被形成为使连接于隔热板158的装卸块155可松脱地滑动嵌合。此外，前述杆145的上端部145a，不通过装卸块155亦可以直接嵌合于下模模腔棒156。但是，在此种场合下，最好在连接部分附接上隔热板158。
另外，前述杆145是以同步杆146连接其上端部145a。为此，各活塞142的动作不会发生时间滞延，活塞142的应答性更一步地被改善。其结果，被由活塞142延伸至同一轴心方向的杆145支撑的下模模腔棒156同时被上推。从而，形成下模模具的下模模腔棒156不会倾斜或歪曲。借此，下模模腔棒156的滑动性变佳，因而具有不会发生树脂毛刺、可以改善出品率的优点。
前述下模套150，如图12乃至图14所示，在下模支撑器基板151的下表面两侧缘部配置间隔块152、152以形成导引沟153(图13)。更进一步，在前述下模支撑器基板151的上表面中央配置中央块(图14)。
此外，间隔块152，如图14(A)所示，是由隔热板159及间隔块部152a、152b所形成。另外，如图13所示，在前述中央块154以一定的节距形成贯通孔154a，槽口(pot)154b被安装。为此，被插入前述槽口154b的后述固体片剂171借由前述柱塞135被推出。
另外，如图16所示，在前述槽口154b、154b之间及其两端设置加热器149。为此可以由槽口154b近旁加热固体片剂171，可以有效率地溶融。
此种场合的下模套150的温度调整，是使用埋入侧块136b的加热器148，与被安装于槽口154b之间的加热器149来进行。但是，不使用埋入下模套用基块133c中的加热器164。
另外，为了支撑下模支撑器基板151不使其发生弹性变形，设置了模套用支撑块160。而且，该模套用支撑块160，如图14(A)所示，是由隔热板160c、有锷的模套用支撑块160a及无锷的模套用支撑块161所形成。前述有锷模套用支撑块160a的锷部是为了在与槽口154b之间形成空间。借助前述的空间，在槽口154b、154b之间设置的加热器149的加热线的导引及定位变得容易，且提升了装配性。
更进一步，在前述中央块154的两侧分别配置装卸块155。该装卸块155与隔热板158形成一体，在其下端面滑动嵌合有前述杆145的上端部145a。
在杆145的上端部145a直接滑动嵌合于下模模腔棒156。即使在此场合，最好在连接部配置隔热板158。
如此，借助在活塞用油压缸体140a的周围设置隔热板147、158、159、160c，可以抑制活塞用油压缸体140a的温度上升。更进一步，抑制油压缸等的油的温度上升，供给稳定的压力，同时也可以防止油的温度劣化。例如，模腔部分的温度若为180℃左右，活塞用油压缸体140a的温度则被控制在120℃左右。
图12示出将下模套150相对于上模套位置定位的下模组块157。
其次，针对具有作为块140的油压缸体块140a的树脂封装用模具装置的封装过程加以说明。本实施方式为不使用装卸块155的封装过程。
如图19(A)(B)所示，在下模模腔棒156上配置树脂制基板170，同时在槽口154b中插入固体片剂171。而且，下模铸模组130借由未示出的驱动机构上推，将下模铸模组130夹紧于上模铸模组110(图19(C))。
其次，如图20(A)所示，在下液室144供给油，以将活塞142上推，借由杆145使下模模腔棒156上升。借此，树脂制基板170被下模模腔棒156与上模模腔棒157夹紧。更进一步，使等压油压缸体134的柱塞135上升，加热压缩固体片剂171使其流体化，注入树脂，封装基板170并成形(图20(B))。而且，使下模具装置130下降以打开模具(图20(C))。
更进一步，通过使等压油压缸体134的柱塞135的位置上升到比树脂封装位置更高的位置，由下模模腔棒156举起成形品(图21(A))。其后，以未示出的夹具来夹持取出成形品。
在下模铸模组130的一部分中形成释放槽(未示出)，不需使等压油压缸体134的柱塞135上升，仅以夹具通过前述释放槽取出成形品亦可。
在清洁前述下模模腔棒156的场合，如图21(B)所示，使活塞142上升到最高位置后，使下模模腔棒156向侧方滑动并从杆145拔出。另外，此时借助油压缸冲程(上升最高位置)的程度，在取出固定在滑动方向上的取出块163(图12)后也可以拔出。
前述的实施方式，针对使用固体片剂作为封装用固体树脂的场合加以说明，但并不一定仅限于此，即使使用颗粒状、粉末状固体树脂等亦可。另外，前述封装用固体树脂的流体化并不仅限于加热压缩，即使仅进行单单的压缩作业亦可。
关于本实施方式的树脂封装用模具装置，配合需要亦可以封装金属制基板。
也就是，在封装金属制基板的场合，如图12所示，将油压缸体140a换成带有脱模杆的标准基块(normal base block)140b，同时将上模套、下模套120、150换成未示出的金属制基板用上模套、下模套。前述带有脱模杆的标准基块140b，是在拔出插入用把手的近旁配置两根脱模杆162b(图17、18)。
另一方面，在下模铸模组130的端块137近旁的段部，预先具有两根脱模杆162a(图12及图18)。从而，两根脱模杆162a及两根脱模杆162b上推前述金属制基板用下模套。
更进一步，为了防止下模套用基块133的弹性变形的支撑块139，被固定于下模铸模组130。为此，在下模铸模组130具有带有脱模杆的标准基块140b来代替活塞用汽缸体140a后，则已知金属制基板用下模铸模组的所有要素均备齐。其结果，与如图29所示已知例的实质变得相同，通过使用已知的金属制基板用下模套，可以树脂封装金属制基板。
金属制基板的封装过程，由于与树脂制基板的封装过程约略相同，所以省略说明。但是，金属制基板用下模套的温度调整，是由下模套用基块133c的加热器164，与带有脱模杆的标准基块140b的加热器165来进行，而不使用侧块136b的加热器148。
另外，关于本发明的树脂封装用模具装置，不仅可以树脂封装树脂制基板及金属制基板的单面，通过适当更换上模、下模模腔棒，亦可以树脂封装其两面。
更进一步，前述标准基块是不限于封装金属制基板的场合，配合需要亦可以适用于树脂制薄膜等的封装。
而且，前述标准基块140b并不必要为单体，可以分为几个小块，例如包含脱模杆的一个小块与其它的小块。
其次，依照图22乃至图28的所添附图面说明关于本发明的第4实施方式。
图22为表示关于第4实施方式的复合柱塞型树脂封装用模具装置。该树脂封装用模具装置，大体是由模具装置201与油压调整装置202所构成。
模具装置201，如图23所示，是由固定侧模具203与可动侧模具204所形成。固定侧模具203是在固定侧铸模组205中可拆卸地设置固定侧模套206。固定侧铸模组205是以固定侧基板207及一对侧块208形成固定侧空间209。固定侧空间209是向下方及一侧方开口。在侧块208的对向面形成向侧方开口延伸的导引突部210。
固定侧模套206，是在支撑器基板211上组装模腔棒212、万向块213及模套用间隔块214。固定侧模腔棒215形成于模腔棒212。另外，在固定侧模套206上设置栓板216、脱模板217、及支撑栓(未示出)。在固定侧模套206的侧面形成与前述侧块208的导引突部210卡合的导引沟219，在端面设置把手220。作业者握住该把手220，使固定侧模套206向固定侧空间209内滑动，可以简单地装卸。
可动侧模具204，是在可动侧铸模组221中可拆卸地设置可动侧模套222。可动侧铸模组221是在可动侧基板223上顺序配设间隔块224、及可动侧模套用基板225，在可动侧模套用基板225上设置侧块226。而且，以可动侧模套用基板225及侧块226形成向上方及一侧方开口的可动侧空间227。
如图22所示，在前述可动侧基板223的中央，设置等压油压缸体228。等压油压缸体228通过转换板229连接在后端部，并借助未示出的驱动机构进退。
在前述间隔块224之间，加压油压缸230分别配设于等压油压缸体228的两侧。各加压油压缸230，是在由油压缸体231与油压缸体232所形成的液室234、235内，配设独立驱动地活塞233。在利用活基233隔开的作为推出用液室的下方液室234中形成受压口234a，在作为拉进用液室的上方液室235中形成背压口235a，使来自后述油压调整装置202的油被供给或排出。由活塞233延伸的杆236，贯通油压缸盖232及可动侧模套用基板225，并露出于可动侧模套用基板225的上表面。杆236的先端露出部分形成约略长方体型状的卡止部237。而且，前述加压油压缸230形成内藏于可动侧模套用基板225的构造亦可。
可动侧模套222，是组合模腔棒238、中央块239、支撑器基板240、模套用间隔块241及支撑栓242形成一体的。模腔棒238通过装卸块244连接于前述杆236的先端的卡止部237。中央块239设有贯通孔，连接于前述等压油压缸体228a的先端部的柱塞切角228a在该贯通孔中滑动，构成槽口部243。用以充填模腔的树脂被供给至槽口部243。在侧块226的对向面形成导引突部245，在可动侧模套222的侧面形成与导引突部245卡合的导引沟246与把手247，与前述固定侧铸模组205相同。
油压调整装置202，借助伺服马达248使电动式的液压发生油缸249动作，进而驱动设置于前述可动侧模具204的加压油压缸230。
此外，使用具有马达的旋转式泵或往复式泵，来替代伺服马达248及液压发生油缸249亦可。旋转式泵包含有齿轮泵、叶片泵、及螺杆泵。另外，往复式泵可以包含有径向活塞泵、轴向泵、及往复活塞泵等。
伺服马达248，借由横跨于滑轮250a、250b的同步皮带251，传达驱动力至球形螺杆252。球形螺杆252螺纹连接在被保持于支架253的螺母部254。支架253通过轴承255由块256可旋转地支撑。块256被固定于本体支架202a上。在前述螺母部254的下端，通过旋转轴259连接至可动板260。前述可动板260，通过轴套257沿着贯通的四根导引旋转轴258可以向上下滑动。在可动板260的下表面中央部，连接液压发生油缸249的活塞杆261。液压发生油缸249，借助配设于汽缸内的活塞262形成上方液室263与下方液室264。上方液室263通过第1软管265a接续于背压口235a，并连通于前述加压油压缸230的上方液室235。下方液室264通过第2软管265b接续于受压口234a，并连通于加压油压缸230的下方液室234。单动油压缸266设置在第1软管265a的途中，作为夹紧基板时的缓冲件。另外，在第2软管265b的中途设置压力感应器267。通过该压力感应器267检出的液压被输入至控制装置268。控制装置268依据所检出的液压驱动控制前述伺服马达248。此外，在前述压力感应器267，通过检出减压状态可以控制等压油压缸体228的位置。
其次，说明前述树脂封装用模具装置的动作。
在如图24(A)所示初期状态(原位置)，借助未示出的驱动机构工作的可动侧模具204下降，并由固定侧模具203离开(封装准备过程)。此时，等压油压缸体228下降，在中央块239形成槽口部243。另外，借助如图22所示的伺服马达248的驱动，活塞262上动，液压发生油缸249的上方液室263及加压油压缸230的上方液室235的液压上升。借此，活塞233下降，模腔棒238后退到即使模具关闭也不与固定侧模具203的模腔棒212连接的位置。在此，如图24(B)所示，借助未示出的搬送装置，基板P被自动供给到可动侧模具204并被定位，同时将成形用的树脂R供给至前述槽口部243(材料供给过程)。
然后，如图24(C)所示，使可动侧模具204上升以关闭模具(模具关模过程)。另外，如图24(D)所示，通过供给油至加压油压缸230的下方液室234，使活塞233上升，借助模腔棒238夹紧基板P(第1夹紧过程)。此时的夹紧力为平常时的70～80％。借此，自动供给的树脂制基板P的变形量被控制，亦可以防止表面安装的电子零件的延伸线的伸长与切断。
接着，如图25(A)所示，通过使等压油压缸体288上升，将供给至槽口部243的树脂R溶融充填于模腔内(第1树脂充填过程)。等压油压缸体228，例如如图27(A)所示，其初期移动量变大，其后使其以一定速度减速移动即可。另外，此时的树脂充填量为充填完了时的80-90％，并控制在使其大体覆盖安装于基板P上的电子零件及电线。通过覆盖电子零件及电线，缓和因下一次第2夹紧过程的变形的影响，同时即使以极弱的夹紧力仍能避免树脂露出。
其次，如图25(B)所示，在加压油压缸230的下方液室234更进一步供给油，借助模腔棒238使基板P的夹紧力增大至100％(第2夹紧过程)。此种场合，安装于基板P的电子零件及电线，借助树脂成为覆盖状态(完全或部分的)。为此，由于增大的夹紧力使基板P产生的变形不会给予电子零件及电线变形等不良影响。
其后，如图25(C)所示，通过使等压油压缸体228更进一步上升，完成对模腔内的树脂的充填(第2树脂充填过程)。此种场合，在前述第2过程由于使夹紧力增大至100％，所以树脂不会从模具的接合面漏出形成毛刺。
最后，如图25(D)所示，使可动侧模具204下降，使模具打开(开模过程)。如图26(A)所示，使等压油压缸体228上升至比树脂封装位置更高的位置，由模具举起制品。而且，借助未示出的夹具夹持制品由模具取出(制品排出过程)。而且，通过在模具中设置夹具爪部的释放件，不需使等压油压缸体228上升，仅借助夹具亦可以从模具取出制品。
如此，若依据前述的树脂封装方法，在借助第1夹紧过程控制树脂制基板的变形的状态，将树脂填充至大体覆盖所安装的电子零件及由其延伸的电线的程度。为此，在第2夹紧过程，即使使夹紧力增大，亦不会发生所谓电线伸长切断的现象。
然而，在前述复合柱塞型树脂封装用模具装置中，当有必要维修的场合时，如图26(B)所示，使活塞233上升至上死点的位置，以推出模腔棒238，借助模具下降进行模腔棒238的维修。若依据本模具装置，可以拔出固定侧模套206和可动侧模套222。而且，在更换种类时，仅更换前述模套206、222及等压油压缸体228，可以进行模具种类的更换。从而，维修的作业效率非常高。而且，还可以仅更换模腔棒238来代替更换前述模套222。
此外，在前述实施方式，借助单一的油压调整装置202进行对加压油压缸230的油的供给，可将油压调整装置设置于各加压油压缸230中。
另外，各加压油压缸230的上方液室235与下方液室234，如图28所示，借助不同的油压调整装置300、301，使其个别独立调整油压。也就是，将加压油压缸230的上方液室235，通过软管302连通于油压调整装置300的下方液室303。在软管302的中途设置压力感应器304，检出加压压缸230的上方液室235侧的油压，输入控制装置305。控制装置305依据该检出压力驱动控制伺服马达306。另外，加压油压缸230的下方液室234也同样，通过软管307连通于油压调整装置301的下方液室308。而且，借助设置在软管307中途的压力感应器309，检出加压油压缸230的下方液室234侧的油压，控制装置310也同样的驱动控制控制伺服马达311。
若依据此等，在使加压油压缸230的活塞233进退之际，可以在各液室234、235获得所希望的油压，可以平顺地得到迅速的动作。
尽管在前述第1及第2夹紧过程中一下子使夹紧力上升至所定压力，但也可以分别地以多阶段来进行。
本发明可以利用树脂封装用模具装置及树脂封装方法来树脂封装半导体装置等的安装零件。
权利要求
1.一种树脂封装用模具装置，是由配置于上模铸模组下面的上模模具、与配置于下模铸模组上面的下模模具来挟持基板，且使设置于所述铸模组的任一方中的柱塞突出以使封装用固体树脂流体化，并且用树脂来封装安装在所述基板表面上的电子零件，其特征在于由多根并设的活塞支撑所述模具中的任一者，并且使所述活塞可以滑动地插入设置于所述铸模组中的油压缸体内。
2.一种树脂封装用模具装置，是由配置于上模铸模组下面的上模模具、与配置于下模铸模组上面的下模模具来挟持基板，且使设置于所述下铸模组中的柱塞突出而使封装用固体树脂流体化，并且用树脂来封装安装在所述基板表面上的电子零件，其特征在于由多根并设的活塞支撑所述下模模具，并且使所述活塞的下端部可以滑动地插入设置于所述下模铸模组中的油压缸体内。
3.如权利要求1或2所述的树脂封装用模具装置，其特征在于，所述油压缸体是由构成下模铸模组之上下部的基板与模套用基板来挟持的。
4.如权利要求1至3中任一项所述的树脂封装用模具装置，其特征在于，被支撑于活塞的下模模具可松脱地连接于所述下模铸模组的上表面。
5.如权利要求1至4中任一项所述的树脂封装用模具装置，其特征在于，并设的多根所述活塞是由一根同步杆连接。
6.如权利要求1至5中任一项所述的树脂封装用模具装置，其特征在于，并设的多根活塞以及支撑该活塞的中间部且构成下模铸模组的基板分别设置有在同一直线上可连通的动作确认用贯通孔。
7.如权利要求1至6中任一项所述的树脂封装用模具装置，其特征在于，在组装于所述下模铸模组的所述下模模具的外向面近旁配置导引机构，该导引机构是由被推压于上模铸模组的下表面而下降的上下可动块、及被推压于该上下可动块的锥状面并向所述下模模具的导引位置作横向移动的导块所形成，用以当关闭模具时以所述导块导引下模模具，而当打开模具时释放所述导块。
8.一种树脂封装用模具装置，是由配置于上模铸模组下面的上模模具、与配置于下模铸模组上面的下模模具来挟持基板，且使设置于所述铸模组的任一方中的柱塞突出以使封装用固体树脂流体化，并且由树脂来封装安装在所述基板表面上的电子零件，其特征在于可滑动地插入有用以支撑所述模具任一者的多根活塞的一端的油压缸体以可与标准基块交换的方式设置于所述上模铸模组及下模铸模组的任一者中。
9.一种树脂封装用模具装置，是由配置于上模铸模组下面的上模模具、与配置于下模铸模组上面的下模模具来挟持基板，且使设置于所述铸模组的任一方中的柱塞突出以使封装用固体树脂流体化，并且由树脂来封装安装在所述基板表面上的电子零件，其特征在于可滑动地插入有用以支撑所述下模模具的多根活塞的一端的油压缸体以可与具有脱模杆的标准基块交换的方式设置于所述下模铸模组中。
10.如权利要求8或9所述的树脂封装用模具装置，其特征在于，油压缸体是以可与具有脱模杆的标准基块交换的方式滑动嵌合于构成下模铸模组的模套用基板。
11.如权利要求8所述的树脂封装用模具装置，其特征在于，油压缸体以可与标准基块交换的方式滑动嵌合于构成上模铸模组的基板。
12.如权利要求8至10中任一项所述的树脂封装用模具装置，其特征在于，在构成下模铸模组的间隔块、侧面块及端块与下模模具之间的至少任一个连接部中配置隔热板。
13.如权利要求8至10中任一项所述的树脂封装用模具装置，其特征在于，在下模套的间隔块、支撑块及活塞与下模模具之间的至少任一个连接部中配置隔热板。
14.如权利要求8至10、12及13中任一项所述的树脂封装用模具装置，其特征在于，具有下模模具的下模套以可装卸的方式滑动嵌合于下模铸模组。
15.如权利要求8至14中任一项所述的树脂封装用模具装置，其特征在于，并设的多根所述活塞以一根同步杆连接。
16.如权利要求8至15中任一项所述的树脂封装用模具装置，其特征在于，在投入封装用固体树脂的槽口近旁配置加热器。
17.一种树脂封装方法，在固定侧模具与可动侧模具之间夹紧树脂制基板之后，将树脂充填于所形成的模腔内并以树脂封装所述基板表面上的安装零件，包含有以下步骤第1夹紧步骤，以不会使安装零件由于所述基板的变形而产生不良情形的力量借助所述两模具进行所述基板的夹紧；第1树脂充填步骤，对所述两模具所形成的模腔内充填树脂，充填到大体覆盖安装零件的程度；第2夹紧步骤，借助所述两模具以通常的方式进行被封装构件的夹紧；以及第2树脂充填步骤，完成对所述两模具所形成的模腔内的树脂的充填。
18.如权利要求17的树脂封装方法，其特征在于，所述第1夹紧步骤是以通常时的70％～80％的力量夹紧，而第1树脂充填步骤是充填到充填树脂完成时的80～90％的量为止。
19.一种树脂封装用模具装置，在固定侧模具与可动侧模具之间夹紧树脂制基板之后，将树脂充填于所形成的模腔内且树脂封装所述基板表面上的安装零件，其特征在于以在夹紧方向可移动的夹紧构件来构成用以夹紧所述可动侧模具的至少树脂制基板的区域，并且包含有一驱动机构，以使所述夹紧构件移动，且以不会使安装零件由于所述基板的变形而发生不良情形的夹紧力及通常的夹紧力来使树脂基板夹紧于两模具之间。
20.如权利要求19的树脂封装用模具装置，其特征在于，所述驱动机构，是由借助活塞的推出用液室与引进用液室之间的液压平衡、使夹紧构件发生动作的液压发生油压缸机构所构成；在该液压发生油缸机构的液压发生油压缸中，设置用以检出推出用液室的液压的压力感应器；依据该压力感应器的检出压力，通过驱动控制所述液压发生油缸机构，以通常的夹紧力，或以不会使由于安装于基板的电子零件的变形而发生不良情形的夹紧力，来将树脂制基板夹紧在两模具之间。
21.如权利要求20的树脂封装用模具装置，其特征在于，所述液压发生油缸的推出用液室与引进用液室，依据对应于各液室所设置的压力感应器所检出的压力，在各个独立的油压调整装置中进行油压调整。
全文摘要
本发明涉及一种容易维修的半导体装置的树脂封装用模具，可以完全吸收基板厚度尺寸的不均，同时可以防止毛刺的发生。为此，将在一端部支撑下模模腔(56)的多根活塞(42)的其它端部可滑动地插入至设置于下模铸模组(40)的油压缸体内。
文档编号B29C45/14GK1434760SQ00818927
公开日2003年8月6日 申请日期2000年12月14日 优先权日1999年12月16日
发明者绪方健治, 西口昌志, 三井克浩 申请人:第一精工株式会社