JP2000311909A - 樹脂封止半導体装置のモールド装置 - Google Patents

樹脂封止半導体装置のモールド装置

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JP2000311909A
JP2000311909A JP11254518A JP25451899A JP2000311909A JP 2000311909 A JP2000311909 A JP 2000311909A JP 11254518 A JP11254518 A JP 11254518A JP 25451899 A JP25451899 A JP 25451899A JP 2000311909 A JP2000311909 A JP 2000311909A
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resin
cavity
mold
molding
ejector pin
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Daisuke Takao
大輔 高尾
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Aoi Electronics Co Ltd
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Aoi Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体素子にモールドされた樹脂にボイドが
発生しない樹脂封止半導体装置のモールド装置を提案す
る。 【解決手段】 モールドすべき半導体素子2を収容する
キャビティ11、キャビティ11に樹脂3を注入する樹
脂注入ゲート11a、キャビティ11に連なる排気路1
1bを具備した下金型10aと、キャビティ11と対向
する位置に、下金型を分離するためのエジェクターピン
12を貫通するエジェクターピン貫通孔13を具備した
上金型10bとを備え、エジェクターピン貫通孔13と
エジェクターピン12との間に一定間隔の隙間を設け、
隙間を樹脂モールド時の排気路14とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂封止半導体装
置のモールド装置に関する。
【0002】
【従来の技術】樹脂封止半導体装置の樹脂モールド方法
として、トランスファモールド法が広く知られている。
このモールド法は予めリードフレームに半導体素子をワ
イヤボンディングにより組み込んでおき、これを金型に
入れて、粉末状またはタブレット状のエポキシ樹脂など
の樹脂を温度と圧力をかけて溶融させ、粘度の低い状態
にして前記金型内に注入し、硬化させてモールドするも
のである。従来、複数の半導体素子を同時にモールドす
るために、半導体素子を個別に収容できるキャビティ及
びキャビティ間を樹脂の通路として繋ぐランナーで構成
された金型を備えたトラスファーモールド装置にてモー
ルドされる。
【0003】図5の断面図にはリードフレーム1にダイ
ボンディングされ、半導体素子2がフラット型に樹脂3
でモールドされた半導体装置4を示している。リードフ
レーム1は、半導体素子2がダイボンディングされるダ
イステージ1a、インナーリード1b、アウターリード
1cを備え、インナーリード1bとアウターリード1c
の連結部1dは予め曲げ加工が施された形状となってい
る。
【0004】前記フラット型に樹脂モールドされた半導
体装置4を見ると、ダイステージ1aにダイボンディン
グされ、インナーリード1bにワイヤ5にてワイヤボン
デングされた半導体素子2は、樹脂3内で浮いた位置に
あり、アウターリード1cが樹脂3の下面に沿って直線
的に出ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記リードフレーム1
の断面形状及びモールドされた半導体装置4を見ると、
半導体素子2の上下の樹脂量が等量になっていない。以
下、前記半導体装置4の従来のモールド装置を図3及び
図4に示す要部断面図を参照しながら問題点を説明す
る。
【0006】図3はモールド装置6のキャビティ7内に
リードフレーム1のインナーリード1bにワイヤ5にて
ワイヤボンディングされた半導体素子2が収容された要
部断面を示し、図4はモールド装置6のキャビティ7内
に樹脂3が注入されて半導体素子2がモールドされてい
る状態の要部断面を示している。図3に示すように、モ
ールド装置6は、下金型6aと上金型6bを備え、下金
型6aには半導体素子2を収容するキャビティ7が複数
格子状に配列されて形成されている。
【0007】前記各キャビティ7は、注入される樹脂の
通路となるランナー(図示せず)に連結されている。キ
ャビティ7には樹脂を注入する樹脂注入ゲート7a、キ
ャビティ7内を排気する排気路7bを備えている。そし
て、リードフレーム1のアウターリード1cが上金型6
bと下金型6aに挟まれてダイステージ1aにダイボン
ディングされた半導体素子2がキャビティ7内で浮くよ
うに固定収容されている。
【0008】このようにキャビティ7内に収容された半
導体素子2は、図4に示すように樹脂3が樹脂注入ゲー
ト7aから矢印で示すようにキャビティ7内に注入され
てフラットにモールドされる。この時、半導体素子2及
びダイステージ1aがキャビティ7内で上下非対称に浮
いているため、半導体素子2側のキャビティ容積がダイ
ステージ1a側のキャビティ容積よりも大きくなってい
る。そのため、キャビティ7内に注入される樹脂量もキ
ャビティ7内の半導体素子2の上下で異なってくる。
【0009】このため、注入される樹脂の充填早さが半
導体素子2の上下で異なり、早く充填された半導体素子
2側(図4の下側)のキャビティ部内に充填された樹脂
3aが排気路7bを塞ぎ、充填早さが遅いダイステージ
1a側(図4の上側)のキャビティ部内の空気が排気路
7bから抜け切らない状態で残留し、該残留空気によっ
て、ダイステージ1a側に注入された樹脂3bにボイド
8が発生し、モールドの信頼性を損ねることになる。こ
のボイド8は、モールドが終了した半導体装置から外観
的に観察が可能である。
【0010】本発明は、前記問題点に鑑み、前記ボイド
8が発生しない樹脂封止半導体装置のモールド装置を提
案するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明樹脂封止半導体装
置のモールド装置は、モールドすべき半導体素子を収容
するキャビティ、前記キャビティに樹脂を注入する樹脂
注入ゲート、前記キャビティに連なる排気路を具備した
第1の金型(下金型)と、前記キャビティと対向する位
置に、前記第1の金型を分離するためのエジェクターピ
ンを貫通するエジェクターピン貫通孔を具備した第2の
金型(上金型)とを備え、前記エジェクターピン貫通孔
を樹脂モールド時の排気路とする。キャビティの上下で
の樹脂充填早さが異なって、前記キャビティに連なる排
気路が塞がっても、前記貫通孔から残留空気が排気され
る。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図1乃至
図2を参照しながら説明する。図1に示すように、モー
ルド装置10は下金型10a及び上金型10bを備え、
下金型10bにはモールドされる半導体素子2を収容す
るキャビティ11が形成されている。そして、前記キャ
ビティ11は、注入される樹脂の通路となるランナー
(図示せず)に連結されており、各キャビティには樹脂
を注入する樹脂注入ゲート11a、キャビティ11内を
排気する排気路11bを備えている。上金型10bが下
降するとアウターリード1cが上下金型に挟まれてダイ
ステージ1a及び半導体素子2がキャビティ11内で浮
くように収容される。
【0013】前記上金型10bには、モールド終了後、
上下金型を分離するために下金型11を押し付けるエジ
ェクターピン12が上金型10bを貫通するようにエジ
ェクターピン貫通孔13が設けられている。ここでエジ
ェクターピン12と上金型10bについて詳述すると、
エジェクターピン12は、その直径がほぼ1mmで、ピ
ンプレート(図示せず)により高さ制御されており、樹
脂モールド時に上金型10bの下面から僅かに、例えば
0.03mm突出させる。これによって半導体素子にモ
ールドされた樹脂に凸部が発生せず、実質的にフラット
に樹脂モールドされるので、半導体装置の基板実装時に
リード浮きをなくすることができる。
【0014】また、本発明の一実施の形態として、前記
エジェクターピン12とエジェクターピン貫通孔13の
内壁との間に、前記ボイド8(図4)の原因となる残留
空気をキャビティ11の上部から排気できる排気路14
を形成するように、前記エジェクターピン貫通孔13の
内壁とエジェクターピン12との間に10〜30μm程
度の隙間を設ける。
【0015】以下、前記モールド装置10により前記ボ
イド8(図4)の発生しない半導体装置4(図5)のよ
うに樹脂モールドする方法を図1及び図2を参照しなが
ら説明する。図1に示すように、下金型10aと上金型
10bが分離している状態でモールドすべき半導体素子
2を各キャビティ11内に収容し、上金型10bを下降
させてアウターリード1cを挟み、キャビティ11内で
半導体素子2が浮くように固定する。
【0016】次に、図2に示すように樹脂注入ゲート1
1aからキャビティ13内に樹脂3を注入する。この
時、注入される樹脂3の充填早さが半導体素子2の上下
で異なり、早く充填された半導体素子2側(図2の下
側)のキャビティ部内に充填された樹脂3aが排気路1
1bを塞ぎ、充填早さが遅いダイボンディング部側(図
2の上側)のキャビティ部内の空気が排気路11bから
抜け切らない状態で残留しようとするが、エジェクター
ピン貫通孔13とエジェクターピン12との間に形成さ
れた隙間が排気路14となって残留空気が排気され、注
入された樹脂にボイドが発生することがなくなる。
【0017】前記実施の形態では、モールドすべき半導
体素子を収容するキャビティ、キャビティに樹脂を注入
するゲート、キャビティに連なる排気路を具備した金型
を下金型とし、キャビティと対向する位置に、下金型を
分離するためのエジェクターピンを貫通するエジェクタ
ーピン貫通孔を具備した金型を上金型としたが、上下を
逆転して、モールドすべき半導体素子を収容するキャビ
ティ、キャビティに樹脂を注入するゲート、キャビティ
に連なる排気路を具備した金型を上金型とし、キャビテ
ィと対向する位置に、上金型を分離するためのエジェク
ターピンを貫通するエジェクターピン貫通孔を具備した
金型を下金型として実施することも可能である。
【0018】ところで、前記本発明の樹脂モールド装置
において、上金型10bの表面は、成型される樹脂の製
品寸法精度を高めるために鏡面加工が施されている。ま
た、通常リードフレームの表面も平坦である。この鏡面
加工を施した上金型10bを備えたモールド装置で半導
体素子を樹脂モールドすると、前記ボイドの発生を防止
できるが、前記排気路11bの位置が固定されて局所的
であるため、残留空気の排気が十分でないことがあり、
図6に示すように、モールド樹脂の表面、特にアウター
リード1c間に位置する樹脂3bの表面にしわ15が発
生することが分かった。このしわ15は、リードが高密
度化すると封止効果を低減させ、視覚的に見ても良い印
象を与えないことになる。
【0019】そこで、前記本発明の樹脂モールド装置の
第2の金型の内面、つまり上金型10bの内壁面に梨地
加工を施す。これによって、上金型10bの梨地表面と
該梨図表面と接するリードフレーム及び注入された樹脂
との間に微小な隙間ができて残留空気を拡散・排気する
ことが可能となり、実際に実施した結果、前記しわ15
の発生が見られなかった。
【0020】
【発明の効果】本発明は、前記のように残留空気を排気
できるから、キャビティ全体に樹脂を均一且つ高密度に
充填でき、ボイドによるモールドの不良が低減し、樹脂
封止半導体装置の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明モールド装置の実施の形態の要部断面図
である。
【図2】本発明モールド装置の実施の形態の樹脂注入時
の要部断面図である。
【図3】従来のモールド装置の要部断面図である。
【図4】従来のモールド装置の樹脂注入時の要部断面図
である。
【図5】樹脂封止半導体装置の断面図である。
【図6】樹脂封止半導体装置の樹脂の表面に発生するし
わの説明図である。
【符号の説明】
2・・半導体素子 10・・モールド装置 10a・・
下金型 10b・・上金型 11・・キャビティ 12
・・エジェクターピン 13・・エジェクターピン貫通
孔 14排気路 15・・モールド樹脂表面に発生した
しわ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年9月9日(1999.9.9)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】そこで、前記本発明の樹脂モールド装置の
第2の金型の内面、つまり上金型10bの内壁面に梨地
加工を施す。これによって、上金型10bの梨地表面と
該梨表面と接するリードフレーム及び注入された樹脂
との間に微小な隙間ができて残留空気を拡散・排気する
ことが可能となり、実際に実施した結果、前記しわ15
の発生が見られなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29C 45/40 B29C 45/40 // B29L 31:34

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モールドすべき半導体素子を収容するキ
    ャビティ、前記キャビティに樹脂を注入する樹脂注入ゲ
    ート、前記キャビティに連なる排気路を具備した第1の
    金型と、 前記キャビティと対向する位置に、前記第1の金型を分
    離するためのエジェクターピンを貫通するエジェクター
    ピン貫通孔を具備した第2の金型とを備えた樹脂封止半
    導体装置のモールド装置において、 前記エジェクターピン貫通孔を樹脂モールド時の排気路
    としたことを特徴とする樹脂封止半導体装置のモールド
    装置。
  2. 【請求項2】 モールドすべき半導体素子を収容するキ
    ャビティ、前記キャビティに樹脂を注入する樹脂注入ゲ
    ート、前記キャビティに連なる排気路を具備した第1の
    金型と、 前記キャビティと対向する位置に、前記第1の金型を分
    離するためのエジェクターピンを貫通するエジェクター
    ピン貫通孔を具備した第2の金型とを備えた樹脂封止半
    導体装置のモールド装置において、 前記エジェクターピン貫通孔と前記エジェクターピンと
    の間に一定間隔の隙間を設け、該隙間を樹脂モールド時
    の排気路としたことを特徴とする樹脂封止半導体装置の
    モールド装置。
  3. 【請求項3】 樹脂モールド時に、前記キャビティに収
    容された半導体素子の第2の金型側キャビティ部に充填
    される樹脂量が半導体素子の第1の金型側キャビティ部
    に充填される樹脂量よりも少ないことを特徴とする請求
    項1又は2の樹脂封止半導体装置のモールド装置。
  4. 【請求項4】 樹脂モールド時に、前記エジェクターピ
    ンが前記エジェクターピン貫通孔から僅かに突出してい
    ることを特徴とする請求項1、2又は3の樹脂封止半導
    体装置のモールド装置。
  5. 【請求項5】 前記第2の金型の表面に梨地加工を施し
    たことを特徴とする請求項1又は2の樹脂封止半導体装
    置のモールド装置。
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