树脂密封装置.pdf

提供树脂密封装置，该密封装置能够在充分冷却成形品的基础上进入浇口除去工序，从而能够缩短树脂密封装置的作业周期，并且能够正确地除去浇口。树脂密封装置具备：密封单元(300)，由树脂密封半导体芯片等被成形品；浇口除去单元(400)，除去通过密封单元(300)树脂密封的成形品的不需要的树脂；冷却单元(100)，用于在成形品被浇口除去之前冷却该成形品；搬运单元(600)，将冷却后的成形品从冷却单元(100)搬运至浇口除去单元(400)。

1.  一种树脂密封装置，其特征在于，具备：
密封单元，用树脂密封半导体芯片等被成形品；
浇口除去单元，除去通过上述密封单元树脂密封后的成形品的不需要的树脂；
冷却单元，用于在上述成形品被浇口除去之前冷却该成形品；以及
搬运单元，将冷却后的上述成形品从上述冷却单元搬运至上述浇口除去单元。

2.  根据权利要求1所述的树脂密封装置，其特征在于，
相对于特定的上述浇口除去单元并列设置多个上述密封单元。

3.  根据权利要求1或2所述的树脂密封装置，其特征在于，
上述冷却单元具有：
设置部，设置上述成形品；
冷却介质通路，被设置成相邻于设置在该设置部上的上述成形品；以及
冷却介质，供给至上述冷却介质通路。

4.  根据权利要求3所述的树脂密封装置，其特征在于，
上述冷却介质是空气，
在上述设置部上具备空气喷出孔，该空气喷出孔将该空气从上述冷却介质通路引导至被设置的上述成形品。

5.  根据权利要求4所述的树脂密封装置，其特征在于，
还具备夹持结构，该夹持结构能够在喷出空气时将设置在上述设置部上的上述成形品保持在上述设置部上。

6.  根据权利要求3～5中任一项所述的树脂密封装置，其特征在于，
还具备外罩，该外罩能够在将上述成形品设置在上述设置部的状态下覆盖上述成形品。

7.  根据权利要求6所述的树脂密封装置，其特征在于，
还具备设置部移动机构，该设置部移动机构能够在将上述成形品设置在上述设置部的状态下，使该设置部与上述外罩抵接或分离。

8.  根据权利要求6或7所述的树脂密封装置，其特征在于，
在上述外罩内设置有冷却介质通路。

9.  根据权利要求6～8中任一项所述的树脂密封装置，其特征在于，
上述外罩是分割为两部分的结构，能够在规定的定时进行开闭。

10.  根据权利要求1～9中任一项所述的树脂密封装置，其特征在于，
上述冷却单元能够同时冷却多个上述成形品。

树脂密封装置
技术领域
本发明涉及用树脂密封半导体制品的树脂密封装置的技术领域。
背景技术
以往，公开有图9记载的半导体模塑装置(树脂密封装置)1(参照日本特开平7-58137号公报)。
半导体模塑装置1是如下结构，即具备：成形装置11，对半导体芯片进行树脂模塑；取出单元25，从成形装置11取出由该成形装置11进行树脂模塑而成的工件19；支撑体27，接受从该取出单元25取出的工件(成形品)19；冷却单元31，冷却该支撑体27所接受的工件19；压紧单元(浇口除去单元(gate break))30，将工件19按入压紧单元30与上述支撑体27之间，与支撑体27协作从工件19折取浇口；红外线摄像机32，在上述冷却单元31冷却工件19时拍摄工件19；判定单元33，基于该红外线摄像机32所拍摄的图像判定工件19的好坏。
在树脂密封装置中，在模具内进行树脂密封后的成形品在完全冷却之前(在刚冷却到能够从模中取出的程度之后)被取出，从而准备进行下一次密封。这是为了缩短装置的作业周期等。此外，在刚进行密封之后的成形品上，除了在半导体芯片等的周围形成的原本的成形品(封装(package)部)之外，还一体具有浇口部树脂(不需要的树脂)，该浇口部树脂通过存在于成为密封工序中的树脂的通路等的残料(cull)部和浇道部等内的树脂发生冷却凝固而成。因此，设有用于除去该浇口部树脂的工序(浇口除去工序)。
另一方面，刚进行树脂密封之后的成形品(刚从模中取出的成形品)如上述那样还处于相当程度的高温，如果不慎进入浇口除去工序则产生原本应该被除去的浇口部的一部分被残留，或原本应该留下的部分与浇口部一起被除去等缺陷。其起因是树脂还未被充分地冷却，通过进行充分的冷却能够避免出现上述缺陷。
在这一点上，在半导体模塑装置1中，也在浇口除去工序之前，通过与压紧单元(进行浇口除去工序的部分)30一体地构成的冷却单元31事先进行冷却。
但是，在这样的结构中，在即将进入浇口除去工序之前才能够对成形品进行冷却，并且尽管成形品已经配置在能够进行浇口除去的位置，但是直到充分地冷却却需要待机相应的时间。该冷却时间(浇口除去单元的待机时间)直接影响装置的作业周期，因此成为阻碍缩短作业周期的主要原因。
发明内容
本发明是为了解决这样的问题而作出的，其目的在于提供一种树脂密封装置，通过在充分地冷却成形品的基础上进入浇口除去工序，消除浇口除去单元的待机时间从而缩短树脂密封装置的作业周期，并且能够正确地除去浇口。
本发明通过构成如下的树脂密封装置来解决上述课题，该树脂密封装置具备：密封单元，用树脂密封半导体芯片等被成形品；浇口除去单元，除去通过上述密封单元树脂密封后的成形品的不需要的树脂；冷却单元，用于在上述成形品被浇口除去之前冷却该成形品；搬运单元，将冷却后的上述成形品从上述冷却单元搬运至上述浇口除去单元。
这样，使冷却专用的(高冷却效果)冷却单元位于密封单元和浇口除去单元之间，并且通过经由搬运单元搬运至浇口除去单元，能够在成形品被搬运至浇口除去单元时已将成形品冷却至除去浇口所需的充分程度。结果在成形品被供给至浇口除去单元之后立即能够进入浇口除去工序，从而能够将浇口除去单元中的成形品的“冷却时间”排除在影响装置的作业周期的主要原因之外。此外，由于在充分冷却了的基础上除去浇口，所以能够防止浇口残留、浇口折断等。
另外，尤其，在对于特定的浇口除去单元并列地设置多个密封单元这样的密封装置(所谓多层压制型)的情况下，在其结构上，对于1个浇口除去单元连续搬运成形品。结果，除了冷却时间之外还存在“用于冷却的等待时间”。如果以这样的多层压制型的树脂密封装置实现本发明，则能够利用该“用于冷却的等待时间”进行冷却，即使设置独立的(即其间具有搬运单元)冷却单元，也不由此产生影响而使装置的作业周期变长。进一步，如果以能够同时冷却多个成形品(能够同时冷却从多个密封单元搬运来的成形品)的方式构成冷却单元，则能够更迅速地向浇口除去单元供给充分冷却了的成形品。
此外，作为上述冷却单元能够采用各种结构，例如可以考虑到如以下那样的结构。
例如，如果具有如下结构则能够以简单地结构实现冷却单元，即具有：设置部，用于设置上述成形品；冷却介质通路，被设置成相邻于设置在该设置部上的上述成形品；冷却介质，供给至上述冷却介质通路。
此外，如果以空气作为上述冷却介质，在上述设置部上，具备空气喷出孔，该空气喷出孔将该空气从上述冷却介质通路引导至被设置的上述成形品，则能够将冷却介质即空气直接喷射至成形品上，从而能够高效地冷却成形品。进一步，能够以希望的定时简单且自由地调整希望温度的空气(冷气)，从而能够动态地应对与成形品的大小和树脂的种类相对应的最佳条件。
进一步，如果具备能够在喷出空气时将设置在上述设置部上的上述成形品保持在上述设置部上这样的夹持结构，则能够喷射更强的空气，从而能够缩短冷却时间或者冷却至更低的温度。
此外，如果在上述设置部上具备能够以设置上述设置部的状态覆盖上述成形品的外罩，则能够进一步提高冷却介质的冷却效率。例如在喷出空气进行冷却的情况下，喷出的空气(冷气)不会分散到周围，能够高效地冷却成形品。
此外，如果还具备能够以将上述成形品设置在上述设置部的状态使该设置部与上述外罩抵接或分离这样的设置部移动机构，则能够将在冷却时成形品可能发生的翘曲限制为最小限度。
除此之外，如果在上述外罩内还设置冷却介质通路则能够从成形品的两面同时进行冷却，从而进一步提高冷却效率。
此外，如果上述外罩是分割为两部分的结构，并能够在规定的定时进行开闭，则能够通过搬运机构容易地交接成形品。
通过适用本发明，能够以短时间冷却成形品，能够防止因冷却不足而产生的浇口除去不良(浇口残留、浇口折断、粘着残存等)，并且容易采用冷却专用的结构，因此能够按必要将成形品的翘曲限制为最小限度。
附图说明
图1是本发明实施方式的一个例子即树脂密封装置的概略结构图。
图2是冷却单元100的俯视图。
图3是冷却单元100的右视图(从图2的箭头III的方向观察的图)。
图4是冷却单元100的主视图(从图2的箭头IV的方向观察的图)。
图5是冷却单元的其他结构例(冷却单元200)的俯视图。
图6是冷却单元的其他结构例的右视图(图5的箭头VI的方向)。
图7是冷却单元的其他结构例的右视图，并且是设置部外罩关闭后的状态图。
图8是冷却单元的其他结构例的主视图(从图7的箭头VIII的方向观察的图)。
图9是专利文献1记载的半导体模塑装置(树脂密封装置)。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明实施方式的一个例子进行详细说明。
本发明涉及的树脂密封装置JS如图1中其概略结构所示，为如下结构，即具备：密封单元300，用树脂密封半导体芯片等被成形品；冷却单元100，用于冷却由密封单元300进行树脂密封的成形品；浇口除去单元400，除去冷却单元100所冷却的成形品的不需要的树脂；搬运单元600，将冷却后的成形品从冷却单元100搬运至浇口除去单元400。此外，对于树脂密封装置JS而言，对于一个浇口除去单元400并列设置多个密封单元300，是所谓的多层压制型(multi press type)的树脂密封装置。此外，在树脂密封装置JS中，从各密封单元300至冷却单元100的成形品搬运通过第一搬运单元500进行，从冷却单元100至浇口除去单元400的搬运通过第二搬运单元600进行。另外，在本实施方式中第一搬运单元500和第二搬运单元600构成为独立的单元，但也可以采用如下结构，即，使用同一搬运单元，从密封单元300至冷却单元100进行搬运以及从冷却单元100至浇口除去单元400进行搬运。
接着，利用图2至图4对冷却单元100进行说明。图2是冷却单元100的俯视图，图3是冷却单元100的右视图，图4是冷却单元100的主视图。
冷却单元100由设置(set)部102和4根脚部130构成，该设置部102用于装载进行树脂密封后的成形品，该脚部130支撑该设置部102。设置部102通过设置部固定螺钉120一体地与脚部130连接固定。
设置部102由夹具部102A和基座部102B构成，在扁平的板状的基座部102B上，阶梯状地配置有与该基座部102B大小大致相同的夹具部102A。该夹具部102A在通过定位销103相对于基座部102B进行定位之后被固定。在基座部102B的右侧面上具备调整阀110，从该调整阀110延伸有冷却介质管111。通过该调整阀110，能够调整通过该调整阀110的冷却介质的量。冷却介质管111与未图示的冷却介质供给装置连接。此外，在基座部102B的内部形成有空气通路112，该空气通路112与调整阀110连通。
另一方面，夹具部102A的表面(图3的上表面)是与成形品180的形状相对应的形状(例如沿成形品180的形状形成的形状)，并设置有成形品180。在成形品180中具备多个封装部180A和不需要的树脂，该封装部180A是用树脂密封半导体芯片等而成的，该不需要的树脂是与在密封工序中成为树脂通路的浇道部分和残料部分相当的部分(以下，设不需要的树脂是浇道部180B和残料部180C)。此外，在夹具部102A上，在设置了上述成形品180时的恰好残料部180C的位置以及浇道部180B的位置上，设置有空气喷出孔114。该空气喷出孔114与上述空气通路112连通，能够将经由冷却介质管111以及调整阀110向空气通路112供给的冷却介质(空气)向成形品180喷出。该空气可以是预先冷却了的空气，也可以是室温程度的空气。此外，不仅是空气，还可以利用例如氮等非活性气体。
此外，在夹具部102A的大致四个角上，设置有夹持(clamp)爪160，该夹持爪160能够把持搬运至该冷却单元100的成形品180。该夹持爪160相对于夹具部102A被可旋转地支撑，通过弹簧162，能够将搬运至设置部102的成形品180保持在设置部102的表面上。另外，图上所示的附图标记170表示树脂密封装置JS中的第一搬运单元500的一部分(搬运单元的爪部前端)，不是构成该冷却单元100的部件。
此外，在设置部102上，设置4根导向销116，在成形品180的引导框架(lead frame)上具备的导孔(未图示)中贯通有该导向销116，从而能够相对于设置部102对成形品180进行定位。
接着，对冷却单元100的作用进行说明。
在树脂密封装置JS中，通过并列设置的多个密封单元300依次制作成形品180。该成形品180在被第一搬运单元(例如卸载机)500从密封单元300取出的同时被搬运向冷却单元100。如果成形品180被搬运至冷却单元100的上部，则接着被设置在设置部102上。此时，在规定的定时打开在设置部102上具备的夹持爪160，从而允许成形品180设置(装载)在设置部102上。进一步，在成形品180被设置在该设置部102上时，通过弹簧162的作用夹持爪160关闭，从而夹持(把持)成形品180。
另一方面，在规定的定时从冷却介质管111供给空气(冷却介质)。空气的温度按成形品180的种类和树脂的种类等适当地被调整为最佳。此外，对于向空气通路112供给的空气的量，能够由调整阀110适当地调整为最佳。向空气通路112中供给了的空气从空气喷出孔114向成形品180的残料部180C和浇道部180B喷出。由此，成形品180尤其是残料部180C和浇道部180B的温度迅速变冷。此时，在设置部102上设置的成形品180被夹持爪可靠地把持固定，从而不会因空气的喷射而使成形品180飞散或者发生错位。此外，因为能够强力喷射空气，所以能够缩短冷却时间和能够将温度降低为更低的温度。在进行浇口除去单元400中的浇口除去工序时，因树脂的冷却不足而产生的浇口残留、浇口折断及粘着残存等恰恰就在该残料部180C、浇道部180B的部分上发生，因此直接冷却该部分效果非常好。
在充分冷却成形品180时，成形品180被第二搬运单元600搬运至浇口除去单元400。在此成形品180的不需要的树脂部分(残料部180C、浇道部180B)被除去。
这样，通过经由第二搬运单元600在密封单元300和浇口除去单元400之间配置冷却单元100，从而成形品180被搬运至浇口除去单元400时已冷却至除去浇口所需的充分程度。结果能够在刚将成形品180供给至浇口除去单元400之后就进入浇口除去工序，能够从影响装置的作业周期的主要原因中排除用于对成形品进行冷却的“冷却时间”。此外，由于在充分地冷却之后进行浇口除去，所以能够防止出现浇口残留、浇口折断等。
另外，尤其，在相对于特定的浇口除去单元并列地设置有多个密封单元300的密封装置(所謂多层压制型)的情况下，其结构上，对于1个浇口除去单元连续搬运来成形品180。结果，除了冷却时间之外存在“用于冷却的等待时间”。利用该“用于冷却的等待时间”能够进行冷却，即使设置独立的(即使其间设置有搬运单元)冷却单元，也不会因此而产生影响以使装置的作业周期变长。进一步，虽未图示，但如果将冷却单元100构成为能够同时冷却多个成形品180(能够同时冷却从多个密封单元300搬运来的成形品180)，就能够更迅速地将充分地冷却了的成形品180供给至浇口除去单元400。
另外，例如没有设置空气喷出孔114，通过关闭的空气通路使空气在设置部内循环，由此还能够形成冷却设置部102的表面再进一步冷却成形品180那样的所谓“间接冷却”。如果这样构成，与向成形品直接喷射冷却介质相比能够缓慢地进行冷却，因此能够防止因树脂的种类而产生的“基于迅速冷却的翘曲或破裂”，并且能够防止树脂溢料等发生飞散。另外，在这种间接冷却的情况下，冷却介质需要一定是空气，还能够使用能够直接对成形品进行喷射的水等液体。此外，在间接冷却的情况下，不只极端冷却成形品的一部分而经由设置部表面缓慢冷却整个成形品，这一点也能够防止在成形品上因部分地产生的温度差而产生翘曲和破裂。
接着利用图5至图8对冷却单元的其他实施方式进行说明。
图5是冷却单元200的俯视图，图6是冷却单元200的右视图，图7是冷却单元200的右视图并且是表示关闭设置部外罩后的状态的图，图8是主视图(图7箭头VIII的方向)。
在冷却单元200中，由设置部外罩240在规定的定时覆盖设置部202的表面侧(即成形品)这一点上是相比于上述冷却单元100具有特征的部分。另外，该冷却单元200的设置部202的结构与上述冷却单元100中的设置部102的结构大致相同，因此对于相同或类似的部分，数字后两位标注相同的附图标记，而省略说明重复的结构以及作用。
如图6所示，冷却单元200中的设置部202，经由脚部230通过第一缸体(设置部移动机构)250能够在规定的定时在上下方向(图6中的上下方向)上下运动。此外，在脚部230的左右侧(图6中的左右侧)设置有设置部外罩240。
设置部外罩240经由联轴器256与旋转轴244连接。旋转轴244被具备轴承245的轴固定座254支撑在基台290上。即，设置部外罩240以旋转轴244的轴心为中心被可转动地支撑。此外，在旋转轴244上设置有开闭传感器258(参照图8)，从而能够检测设置部外罩240的开闭状态。设置部外罩240构成从侧面观察为大致“コ”字的形状(参照图6、图7)，在“コ”字的底面部分上与旋转轴244连接。在设置部外罩240中的与旋转轴244连接的连接部分的内侧(第一缸体250侧)，安装有缓冲部件249。该缓冲部件249与挡块246抵接，由此决定设置部外罩240的关闭位置。另一方面，设置部外罩240中的与旋转轴244连接的连接部分的外侧(第一缸体250侧的相反一侧)与第二缸体252连接(缸体连接部248)。该缸体连接部248通过第二缸体252被上下驱动，由此设置部外罩240进行开闭。此外，与“コ”字的上表面相当的部分是覆盖设置部202的外罩部241，该外罩部241经由臂部242与“コ”字的底面侧形成为一体。此外，外罩部241是与设置部202相近的结构，在大致板状的夹具部241A上重叠地配置构成有基座部241B。进一步，在基座部241B上设置有空气通路247，在夹具部241A上设置有空气喷出孔243。即，外罩部241与设置部202的上下方向相反的结构近似。此外，在外罩部241中具备的空气通路247也经由调整阀260连接有冷却介质管(未图示)，从而能够从未图示的冷却介质供给机构供给空气。
向该冷却单元200交接成形品280以图6所示的状态进行，即以设置部外罩240打开且通过第一缸体(设置部移动机构)250使设置部202上升的状态进行。在此状态下设置部202接受成形品280。在本实施方式中，设置部外罩240是分割为两部分的结构并能够在规定的定时进行开闭，从而能够容易地交接成形品280。
接着设置部202因第一缸体250的作用而下降(图6中的下侧)，并且设置部外罩240被关闭，从而成为图7所示的状态。此后设置部202再次上升，设置在设置部202上的成形品280向外罩部241(的夹具部241A)的方向上升。此时，对应于成形品280的形状、翘曲的允许量、材料等适当变更是否将成形品280与外罩部241(的夹具部241A)直接抵接地夹持。结果，设置部202以及成形品280被设置部外罩240(的外罩部241)覆盖。在该状态下，通过对成形品喷出空气而能够从成形品280的两面侧积极地进行冷却，此外，能够进一步提高冷却介质的冷却效率。即，喷出的空气(冷气)不向周围飞散而能够可靠地仅冷却成形品。
另外，设置部外罩240的开闭结构不限于上述的结构，只要能够有效地覆盖设置部，例如可以滑动式地进行开闭。
产业上的可利用性
本发明尤其在所谓的多层压制型的树脂密封装置上特别有效，但并不排除适用于一次压制型(single press type)的树脂密封装置。