JP2001079901A - 半導体封止装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モールド金型に設置するエジェクタピンを抹
消・削減することにより、高精度穴加工の減少等を実現
し得る半導体封止装置を得る。 【解決手段】 下型リテーナ１の上面内には下型キャビ
ティインサート４が組み込まれている。下型キャビティ
インサート４の底面内には下型キャビティ直下ブロック
５が配置されている。下型キャビティ直下ブロック５の
上面上には、弾性を有する下型薄板６が配置されてい
る。下型キャビティ２の底面は下型薄板６によって構成
されており、下型キャビティ２の側面は下型薄板６の上
方の下型キャビティインサート４の側壁によって構成さ
れている。バッキングプレート９内には通気管７が配置
されており、通気管７は下型リテーナ１内及び下型キャ
ビティ直下ブロック５内を通って、下型キャビティ２の
ほぼ中央下方において下型キャビティ直下ブロック５の
上面に到達している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体封止装置
及び半導体装置の製造方法に関するものであり、特に、
リードフレーム上に搭載された半導体素子をモールド樹
脂によって封止するために用いられるモールド金型の構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１５，１６は、従来の半導体樹脂封止
装置の構成を示す側面図である。特に図１５は封止動作
開始前の状態を表しており、図１６は離型動作完了後の
状態を表している。下型キャビティブロック１０１は、
下型キャビティ１０２と、チャンバ１０３と、下型エジ
ェクタピン１０４と、プランジャ１０５とを有してい
る。また、上型キャビティブロック１０７は、上型キャ
ビティ１０８と、ランナ１０９と、上型エジェクタピン
１１０とを有している。下型エジェクタピン１０４及び
上型エジェクタピン１１０は、図示しないエジェクタ機
構にそれぞれ接続されている。また、封止対象たる半導
体素子１１３は、リードフレーム１１１上に搭載され、
ボンディングワイヤ１１２が接続されている。

【０００３】以下、動作について説明する。まず、図１
５に示すように、リードフレーム１１１上に搭載された
半導体素子１１３を、下型キャビティ１０２及び上型キ
ャビティ１０８に位置合わせして配置するとともに、モ
ールド樹脂１０６をチャンバ１０３内に投入する。ま
た、図示しないヒータによって、下型キャビティブロッ
ク１０１及び上型キャビティブロック１０７を高温に保
持する。

【０００４】次に、クランプ動作により、下型キャビテ
ィブロック１０１と上型キャビティブロック１０７とに
よってリードフレーム１１１を上下から挟み込む。次
に、プランジャ１０５を上昇させることにより、チャン
バ１０３内で溶融したモールド樹脂１０６をランナ１０
９を介して下型キャビティ１０２及び上型キャビティ１
０８内に導入する。一定時間が経過してモールド樹脂１
０６が硬化すると、下型キャビティ１０２及び上型キャ
ビティ１０８内に導入されたモールド樹脂１０６によっ
て半導体素子１１３が封止され、半導体樹脂パッケージ
１１４が成形される。

【０００５】次に、下型キャビティ１０２及び上型キャ
ビティ１０８からの半導体樹脂パッケージ１１４の離型
動作に移行する。図１６に示すように、下型キャビティ
ブロック１０１及び上型キャビティブロック１０７を開
くとともに、図示しないエジェクタ機構によって、下型
エジェクタピン１０４及び上型エジェクタピン１１０を
それぞれ上方向及び下方向に駆動する。このように下型
エジェクタピン１０４及び上型エジェクタピン１１０の
駆動を併用するのは、モールド樹脂１０６の接着力によ
り、半導体樹脂パッケージ１１４と下型キャビティ１０
２及び上型キャビティ１０８とが固着して外れにくくな
っているためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
樹脂封止装置には以下のような問題がある。

【０００７】図１５に示すように、下型エジェクタピン
１０４及び上型エジェクタピン１１０やエジェクタ機構
の製作誤差の吸収等を目的として、下型エジェクタピン
１０４及び上型エジェクタピン１１０の先端は、それぞ
れ下型キャビティ１０２及び上型キャビティ１０８の底
面から突出している。そのため、図１６に示すように、
半導体樹脂パッケージ１１４の表面には、下型エジェク
タピン１０４及び上型エジェクタピン１１０の突出する
先端に対応する箇所に凹部１１５が形成されてしまう。
その結果、凹部１１５が形成されている部分において樹
脂の厚みが薄くなり、特に薄型のパッケージを成形する
場合に、パッケージ内の半導体素子１１３やボンディン
グワイヤ１１２等がパッケージ表面から露出するおそれ
があるという問題がある。

【０００８】また、近年における半導体装置のリードフ
レームのパッケージレイアウトは、より多くのパッケー
ジを効率良く製造するために多列化が進んでおり、その
ため、１フレーム当たりのエジェクタピンの本数も非常
に多くなっている。従来の半導体樹脂封止装置では、下
型エジェクタピン１０４及び上型エジェクタピン１１０
を貫通させるための穴を、その本数に応じて下型キャビ
ティブロック１０１内及び上型キャビティブロック１０
７内に高精度に形成しなければならず、製作時間の長期
化やコストの上昇を招くという問題もある。

【０００９】さらに、エジェクタピンの本数が増加する
と、それを戻すための圧縮バネの個数も増加するが、チ
ェイスブロック内には型締め時の型当たり補強のための
弾性ポストが設けられており、設置できる圧縮バネの個
数は限られている。しかも、型当たりの悪化やパッケー
ジのリード部分における薄バリの発生を考慮すると、エ
ジェクタピンや圧縮バネを増加するために弾性ポストの
レイアウトを変更することは望ましくない。従って、設
置する圧縮バネの個数の増加に伴って、モールド金型が
大型化するという問題もある。

【００１０】本発明は以上のような問題を解決するため
に成されたものであり、モールド金型に設置するエジェ
クタピンを抹消あるいは削減することにより、高精度穴
加工の減少やモールド金型の小型化を実現し得る半導体
封止装置を得ること、及び該半導体封止装置を用いた半
導体装置の製造方法を得ることを目的とするものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項１
に記載の半導体封止装置は、キャビティを有するモール
ド金型と、キャビティの底面を構成し、弾性を有する板
状体と、キャビティ内に成形された封止対象をキャビテ
ィから離型する方向に板状体を凸状に加圧変形させるた
めの加圧手段とを備えるものである。

【００１２】また、この発明のうち請求項２に記載の半
導体封止装置は、請求項１に記載の半導体封止装置であ
って、加圧手段は、キャビティとは反対側の板状体の裏
面の一部に流体を吹き付けることにより板状体を変形さ
せることを特徴とするものである。

【００１３】また、この発明のうち請求項３に記載の半
導体封止装置は、請求項２に記載の半導体封止装置であ
って、板状体は、キャビティの底面を構成する第１の薄
板と、キャビティとは反対側の第１の薄板の裏面に対向
して配置され、第１の薄板との間に密閉空間を形成し、
流体を密閉空間内に導入するための流体導入口を有する
第２の薄板とを有し、流体は、流体導入口及び密閉空間
をこの順に介して第１の薄板の裏面の一部に吹き付けら
れることを特徴とするものである。

【００１４】また、この発明のうち請求項４に記載の半
導体封止装置は、請求項２に記載の半導体封止装置であ
って、加圧手段は、通気性を有し、板状体の裏面側から
板状体を支持する支持ブロックを有し、流体は支持ブロ
ックを介して板状体の裏面の一部に吹き付けられること
を特徴とするものである。

【００１５】また、この発明のうち請求項５に記載の半
導体封止装置は、請求項２〜４のいずれか一つに記載の
半導体封止装置であって、キャビティ及び加圧手段は対
となって複数存在し、複数の加圧手段に流体を共通して
供給するための流体発生源をさらに備えることを特徴と
するものである。

【００１６】また、この発明のうち請求項６に記載の半
導体封止装置は、請求項５に記載の半導体封止装置であ
って、板状体の裏面側から板状体を支持するブロックを
さらに備え、板状体は、複数のキャビティに渡ってブロ
ック上に全面形成されていることを特徴とするものであ
る。

【００１７】また、この発明のうち請求項７に記載の半
導体封止装置は、請求項５又は６に記載の半導体封止装
置であって、板状体上に着脱自在に配置され、キャビテ
ィの側面を規定する部材をさらに備えることを特徴とす
るものである。

【００１８】また、この発明のうち請求項８に記載の半
導体封止装置は、請求項２〜７のいずれか一つに記載の
半導体封止装置であって、キャビティ及び加圧手段が配
置されているチェイスブロックの裏面上に着脱自在に配
置され、流体を加圧手段に供給するための配管が配置さ
れた分配プレートをさらに備えることを特徴とするもの
である。

【００１９】また、この発明のうち請求項９に記載の半
導体封止装置は、請求項１に記載の半導体封止装置であ
って、加圧手段は、キャビティとは反対側の板状体の裏
面の一部を押圧することにより板状体を変形させるエジ
ェクタ機構であることを特徴とするものである。

【００２０】また、この発明のうち請求項１０に記載の
半導体封止装置は、請求項１に記載の半導体封止装置で
あって、加圧手段は、キャビティとは反対側の板状体の
裏面の一部を振動的に押圧することにより板状体を繰り
返し変形させる振動発生機構であることを特徴とするも
のである。

【００２１】また、この発明のうち請求項１１に記載の
半導体封止装置は、請求項１０に記載の半導体封止装置
であって、振動発生機構は、キャビティ及び加圧手段が
配置されているチェイスブロック内に配置されることを
特徴とするものである。

【００２２】また、この発明のうち請求項１２に記載の
半導体封止装置は、請求項１〜１１のいずれか一つに記
載の半導体封止装置であって、板状体は、キャビティの
底面の一部のみを構成することを特徴とするものであ
る。

【００２３】また、この発明のうち請求項１３に記載の
半導体封止装置は、請求項１〜１２のいずれか一つに記
載の半導体封止装置であって、封止対象は、リードフレ
ーム上に搭載された半導体素子であり、キャビティから
の封止対象の離型時に、封止対象をキャビティから離型
する方向にリードフレームを押圧するための押圧機構を
さらに備えることを特徴とするものである。

【００２４】また、この発明のうち請求項１４に記載の
半導体封止装置は、請求項１３に記載の半導体封止装置
であって、押圧機構は、リードフレームに接触する押圧
ピンと、流体の圧力によって、リードフレームを押し上
げる方向に押圧ピンを駆動する押圧ピン駆動部とを有す
ることを特徴とするものである。

【００２５】また、この発明のうち請求項１５に記載の
半導体封止装置は、請求項１〜１４のいずれか一つに記
載の半導体封止装置であって、キャビティの側面を規定
する側壁部を有し、キャビティからの封止対象の離型時
において、型締めにより圧縮された弾性体の反発力によ
って、キャビティ内に成形された封止対象をキャビティ
から離型する方向に封止対象を押圧するキャビティイン
サートをさらに備えることを特徴とするものである。

【００２６】また、この発明のうち請求項１６に記載の
半導体装置の製造方法は、請求項１に記載の半導体封止
装置を用いた半導体装置の製造方法であって、（ａ）キ
ャビティ内に封止対象を成形する工程と、（ｂ）加圧手
段によって板状体を凸状に加圧変形することにより、キ
ャビティから封止対象を離型する工程とを備えるもので
ある。

【００２７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１，２は、本発
明の実施の形態１に係る半導体樹脂封止装置の構成を示
す側面図である。特に図１は封止動作開始前の状態を表
しており、図２は離型動作完了後の状態を表している。
下型リテーナ１の上面内には凹部が設けられており、そ
の凹部内には下型キャビティインサート４が組み込まれ
ている。下型キャビティインサート４の底面内には凹部
が設けられており、その凹部内には下型キャビティ直下
ブロック５が配置されている。下型キャビティ直下ブロ
ック５の上面上には、弾性を有する下型薄板６が載置あ
るいは周縁部のみ接着等により固定されている。下型薄
板６と下型キャビティ直下ブロック５との間の気密性を
確保するために、Ｏリング等のシール材を周縁部に設け
てもよい。下型キャビティ２の底面は下型薄板６によっ
て構成されており、下型キャビティ２の側面は下型薄板
６の上方の下型キャビティインサート４の側壁によって
構成されている。下型キャビティ直下ブロック５及び下
型薄板６の幅は、下型キャビティ２の底面の幅よりも若
干広くなっている。

【００２８】下型リテーナ１の底面上にはバッキングプ
レート９が配置されている。バッキングプレート９内に
は通気管７が配置されており、通気管７は下型リテーナ
１内及び下型キャビティ直下ブロック５内を通って、下
型キャビティ２のほぼ中央下方において下型キャビティ
直下ブロック５の上面に到達している。また、通気管７
は下型チェイスブロックの外部に配置されたエアバルブ
８に繋がっている。下型リテーナ１の上面内には、モー
ルド樹脂１１が投入されるチャンバ３が設けられてお
り、その下方にはプランジャ１０が配置されている。

【００２９】上型リテーナ１２も下型リテーナ１とほぼ
同様の構成を有している。即ち上型リテーナ１２は、下
型リテーナ１と同様の配置関係の、上型キャビティ１３
と、上型キャビティインサート１５と、上型キャビティ
直下ブロック１６と、上型薄板１７と、通気管１８と、
エアバルブ１９と、バッキングプレート２０とを有して
いる。また、上型リテーナ１２の上面内にはランナ１４
が設けられている。また、封止対象たる半導体素子２３
は、リードフレーム２１上に搭載され、ボンディングワ
イヤ２２が接続されている。

【００３０】以下、動作について説明する。まず、図１
に示すように、リードフレーム２１上に搭載された半導
体素子２３を、下型キャビティ２及び上型キャビティ１
３に位置合わせして配置するとともに、モールド樹脂１
１をチャンバ３内に投入する。また、図示しないヒータ
によって、下型チェイスブロック及び上型チェイスブロ
ックを高温に保持する。

【００３１】次に、クランプ動作により、下型チェイス
ブロックと上型チェイスブロックとによってリードフレ
ーム２１を上下から挟み込んで型締めする。次に、プラ
ンジャ１０を上昇させることにより、チャンバ３内で溶
融したモールド樹脂１１をランナ１４を介して下型キャ
ビティ２及び上型キャビティ１３内に導入する。ここ
で、下型キャビティ直下ブロック５及び上型キャビティ
直下ブロック１６は、下型キャビティ２及び上型キャビ
ティ１３内に導入されたモールド樹脂１１の圧力に対し
て、下型薄板６及び上型薄板１７を裏面側から支持する
機能を有している。一定時間が経過してモールド樹脂１
１が硬化すると、下型キャビティ２及び上型キャビティ
１３内に導入されたモールド樹脂１１によって半導体素
子２３が封止され、半導体樹脂パッケージ２４が成形さ
れる。

【００３２】次に、下型キャビティ２及び上型キャビテ
ィ１３からの半導体樹脂パッケージ２４の離型動作に移
行する。図２に示すように、下型チェイスブロックと上
型チェイスブロックとの型締めを解くとともに、エアバ
ルブ８，１９を開くことにより、圧縮空気や高圧ガス等
の流体を通気管７，１８を介して下型薄板６の裏面及び
上型薄板１７の裏面にそれぞれ吹き付ける。下型薄板６
及び上型薄板１７は吹き付けられた流体の圧力によって
押圧されてそれぞれ凸状に変形し、これにより、半導体
樹脂パッケージ２４は下型キャビティ２及び上型キャビ
ティ１３から離型される。

【００３３】このように本実施の形態１に係る半導体樹
脂封止装置によれば、従来のようなエジェクタピンの駆
動による離型ではなく、キャビティの底面を構成する板
状体への流体の吹き付けによって板状体を凸状に変形さ
せ、これによりキャビティから封止対象を離型する。従
って、エジェクタピンが不要となるため、エジェクタピ
ンを貫通させるための穴をチェイスブロック内に形成す
る必要がなく、製作コストの低減及び装置の小型化を図
ることができる。

【００３４】また、エジェクタピンの局所的押圧に起因
する製品の欠けや、部分的に樹脂厚が薄くなることに起
因する半導体素子やボンディングワイヤ等の内部実装物
の製品表面への露出の問題を回避することもできる。

【００３５】さらに、エジェクタピンによる局所的な押
圧ではなく、製品への接触面積の大きい板状体の変形に
よってキャビティからの離型を行うため、特に薄型の製
品等に生じやすい反りの発生を抑制することもできる。

【００３６】以下、本発明の実施の形態１に係る半導体
樹脂封止装置の変形例について述べる。以下の説明では
下型チェイスブロックの構成のみについて説明するが、
上型チェイスブロックについても同様の構成に変形する
ことは可能である。

【００３７】図３は、本発明の実施の形態１に係る半導
体樹脂封止装置の第１の変形例を示す側面図である。図
１，２に示した下型薄板６を、下型キャビティ２の底面
を構成する上側薄板２５と、上側薄板２５の裏面に対向
して配置された下側薄板２６とによって構成したもので
ある。上側薄板２５と下側薄板２６との間には、周囲を
気密にすることにより密閉空間が形成されている。ま
た、下側薄板２６には、通気管７から供給される流体を
上記密閉空間内に導入するための流体導入口が形成され
ている。流体は、流体導入口及び密閉空間をこの順に介
して上側薄板２５の裏面に吹き付けられる。上側薄板２
５及び下側薄板２６の材質としては、弾性を有し、樹脂
成形温度を満たす耐熱性と、モールド樹脂１１の流動に
よる耐摩耗性を備えた材質（例えば金属や樹脂等）を採
用することができる。また、上側薄板２５と下側薄板２
６とで異なる材質を採用してもよい。例えば、下型キャ
ビティ２の底面を構成する上側薄板２５には弾性及び耐
摩耗性に優れた材質を採用し、通気管７から流体が導入
される下側薄板２６には耐熱性及び流体の気密性に優れ
た材質を採用するのが望ましい。このように本実施の形
態１に係る半導体樹脂封止装置の第１の変形例によれ
ば、図１，２に示した半導体樹脂封止装置と比較して、
流体の気密性を高めることができる。

【００３８】図４は、本発明の実施の形態１に係る半導
体樹脂封止装置の第２の変形例を示す側面図である。図
１，２に示した下型キャビティ直下ブロック５の中央部
を、通気性金属等の下型キャビティ直下ブロック２７で
構成したものである。下型キャビティ直下ブロック２７
は、下型キャビティ直下ブロック５と同様に、下型キャ
ビティ２内に導入されたモールド樹脂１１の圧力に対し
て、下型薄板６を裏面側から支持する機能を有してい
る。通気管７は、下型キャビティ直下ブロック２７の底
面直下まで設けられており、通気管７から供給される流
体は、下型キャビティ直下ブロック２７を介して下型薄
板６の裏面に吹き付けられる。このように本実施の形態
１に係る半導体樹脂封止装置の第２の変形例によれば、
図１，２に示したように下型薄板６の裏面が通気管７の
開口部分に接触することはないため、モールド樹脂１１
の圧力によって製品表面の上記開口部分に対応する箇所
に凸部が形成されることを回避することができる。ま
た、下型キャビティ直下ブロック２７の内部には、通気
管７を通すための穴を形成する必要がないため、作製も
容易である。

【００３９】図５は、本発明の実施の形態１に係る半導
体樹脂封止装置の第３の変形例を示す側面図である。図
１，２に示した通気管７及びエアバルブ８の代わりに、
エジェクタピン２９、圧縮バネ３０、押え板３１、エジ
ェクタプレート３２、及びエジェクタロッド３３を有す
る周知のエジェクタ機構を下型チェイスブロック内に配
置した。そして、図１，２に示した下型キャビティ直下
ブロック５の中央部を、エジェクタピン２９に繋がる押
圧ピース２８によって構成したものである。下型薄板６
は、下型キャビティ２からの半導体樹脂パッケージ２４
の離型動作時において、エジェクタ機構によって下型薄
板６の裏面を押圧することにより凸状に変形される。こ
のように本実施の形態１に係る半導体樹脂封止装置の第
３の変形例によれば、上記第２の変形例により得られる
効果と同様の効果が得られることに加えて、下型チェイ
スブロック内への通気管７等の配管経路の配置を省略す
ることもできる。しかも、押圧ピース２８を組み込むた
めに下型キャビティ直下ブロック５に設ける穴は、従来
の半導体樹脂封止装置における下型エジェクタピン１０
４を配置するために設ける穴と比べて直径が大きく、そ
れ程精度も必要とされない。そのため、下型エジェクタ
ピン１０４用の穴よりも低コストで加工することができ
る。

【００４０】図６は、本発明の実施の形態１に係る半導
体樹脂封止装置の第４の変形例を示す側面図である。図
１，２に示した通気管７及びエアバルブ８の代わりに、
例えば圧電素子等の振動発生装置３５を下型チェイスブ
ロック内に配置した。そして、図１，２に示した下型キ
ャビティ直下ブロック５の中央部を、振動発生装置３５
に繋がる振動伝達ピース３４によって構成したものであ
る。下型キャビティ２からの半導体樹脂パッケージ２４
の離型動作時において、下型薄板６には、振動発生装置
３５から振動伝達ピース３４を介して上下方向の振動が
繰り返し与えられる。このように本実施の形態１に係る
半導体樹脂封止装置の第４の変形例によれば、上記第３
の変形例により得られる効果と同様の効果が得られる。

【００４１】図７は、本発明の実施の形態１に係る半導
体樹脂封止装置の第５の変形例を示す側面図である。下
型チェイスブロックが複数の下型キャビティ２を有する
場合に、複数の下型キャビティ２に渡って下型キャビテ
ィ直下ブロック５上に全面形成された下型薄板３６を設
けた。そして、複数の下型キャビティ２の各底面を構成
する下型薄板３６に対して流体を共通に供給するための
通気管３７を設けたものである。下型キャビティ２の側
面を規定する下型キャビティインサート４は、下型薄板
３６上に着脱自在に設けられている。また、図８に示す
下型薄板３８のように、半導体樹脂パッケージ２４の表
面をつや消し加工するための梨地面３９を、下型キャビ
ティ２の底面形状に合わせて複数配列してもよい。この
場合、複数の梨地面３９同士のピッチは、複数の下型キ
ャビティ２同士のピッチに等しくなる。但し、梨地面３
９の大きさは、キャビティ２の底面形状に対して小さく
ても大きくてもよい。また、複数のキャビティ２にまた
がるような大きさでもよい。さらに、下型薄板３６，３
８と下型キャビティ直下ブロック５との間の気密性を確
保するために、下型キャビティ２の下方以外の下型薄板
３６，３８の周縁部分を下型キャビティ直下ブロック５
の上面に接着等により固定してしてもよい。このように
本実施の形態１に係る半導体樹脂封止装置の第５の変形
例によれば、下型キャビティ２からの離型動作を複数の
半導体樹脂パッケージ２４に関して同時に実行すること
ができるため、生産性の向上を図ることができる。ま
た、下型キャビティインサート４は下型薄板３６から着
脱自在であるため、下型キャビティインサート４のみを
交換することで、サイズや形状の異なる複数種類の半導
体樹脂パッケージ２４の製造が可能となる。

【００４２】図９は、本発明の実施の形態１に係る半導
体樹脂封止装置の第６の変形例を示す側面図である。図
１，２に示した下型薄板６は下型キャビティ直下ブロッ
ク５の上面上に全面配置されており、下型キャビティ２
の底面は全面的に下型薄板６によって構成されていた。
これに対し第６の変形例では、図１，２に示した下型薄
板６の代わりに、下型キャビティ２の底面の一部（中央
部分が望ましい）のみを構成する下型薄板６０を設けた
ものである。図９は、第６の変形例を図６に示した第４
の変形例に対して適用した場合の例を示しているが、こ
の場合は、振動伝達ピース３４の上方以外の下型薄板６
０の周縁部分を、下型キャビティ直下ブロック５の上面
に接着剤等で固定してもよい。このように本実施の形態
１に係る半導体樹脂封止装置の第６の変形例によれば、
下型キャビティ２からの半導体樹脂パッケージ２４の離
型動作時において、押圧に伴う下型薄板６０の上下方向
への変位量を小さくすることができるため、制御性を向
上することができる。

【００４３】また、バッキングプレート９，２０を下型
リテーナ１及び上型リテーナ１２から着脱自在としても
よい。これにより、サイズ等が異なる複数種類のパッケ
ージの成形において、下型リテーナ１及び上型リテーナ
１２を取り替えることによりバッキングプレート９，２
０を共用することができ、段取り替え性の向上を図るこ
とができる。但し、バッキングプレート９，２０からの
通気管７，１８の取り出し位置を所定箇所に固定すると
ともに、下型リテーナ１及び上型リテーナ１２の底面に
おける通気管７，１８の取り入れ位置を上記所定箇所に
対応させて配置する必要がある。

【００４４】実施の形態２．図１０は、本発明の実施の
形態２に係る半導体樹脂封止装置の構成を示す側面図で
ある。上記実施の形態１に係る半導体樹脂封止装置を基
礎として、下型キャビティ２からの半導体樹脂パッケー
ジ２４の離型時にリードフレーム２１を押圧するための
押圧機構を、下型チェイスブロック内に備えたものであ
る。押圧機構としては、例えば図５に示した周知のエジ
ェクタ機構を採用することができる。

【００４５】下型キャビティ２からの半導体樹脂パッケ
ージ２４の離型時において、押圧機構によってフレーム
ノックアウトピン５０を上方向に駆動する。これによ
り、リードフレーム２１はフレームノックアウトピン５
０によって押し上げられ、下型薄板６による離型動作の
補助となる。また、離型した半導体樹脂パッケージ２４
を図示しない搬送装置によって搬送するために、フレー
ムノックアウトピン５０の駆動によりリードフレーム２
１を持ち上げて、搬送装置の爪をリードフレーム２１の
下にもぐり込ませることもできる。

【００４６】図１１は、本発明の実施の形態２に係る半
導体樹脂封止装置の変形例を示す側面図である。上記押
圧機構として、リードフレーム２１に接触するエア駆動
ピン４０と、下型キャビティインサート４の底面に固定
された一端を有する圧縮バネ４１と、気密性を確保する
ためのＯリング４２と、例えば圧縮空気等の流体を導く
ためのノズル４３及びエアバルブ４４とを有するエア駆
動機構を採用したものである。下型キャビティ２からの
半導体樹脂パッケージ２４の離型時において、エアバル
ブ４４を開くことにより、エア駆動ピン４０はノズル４
３から供給される流体の圧力によって上昇し、下型キャ
ビティインサート４の上面から先端が突出する。離型動
作完了後、エアバルブ４４を閉めることにより、圧縮バ
ネ４１の反発力によってエア駆動ピン４０は元の位置に
戻る。

【００４７】このように本実施の形態２に係る半導体樹
脂封止装置によれば、下型キャビティ２からの半導体樹
脂パッケージ２４の離型時において、下型薄板６によっ
て半導体樹脂パッケージ２４の底面を押し上げるととも
に、フレームノックアウトピン５０あるいはエア駆動ピ
ン４０によってリードフレーム２１を押し上げるため、
半導体樹脂パッケージ２４の離型が容易となる。

【００４８】実施の形態３．図１２〜１４は、本発明の
実施の形態３に係る半導体樹脂封止装置の構成を示す側
面図である。特に図１２は封止動作開始前の状態を表し
ており、図１３は型締め動作完了後の状態を表してお
り、図１４は離型動作完了後の状態を表している。下型
キャビティインサート４５の高さは、下型リテーナ１の
上面内に設けられた凹部の深さよりも低くなっている。
また、下型リテーナ１内には、下型キャビティインサー
ト４５の底面に固着された一端と、下型リテーナ１の底
面に固着された他端とを有する圧縮バネ４６が配置され
ている。そして、封止動作開始前の状態において、下型
キャビティインサート４５は圧縮バネ４６によってフロ
ーティングに保持されている。本実施の形態３に係る半
導体樹脂封止装置のその他の構成は、図１，２に示した
上記実施の形態１に係る半導体樹脂封止装置の構成と同
様である。

【００４９】以下、動作について説明する。まず、図１
２に示すように、リードフレーム２１上に搭載された半
導体素子２３を、下型キャビティ２及び上型キャビティ
１３に位置合わせして配置するとともに、モールド樹脂
１１をチャンバ３内に投入する。また、図示しないヒー
タによって、下型チェイスブロック及び上型チェイスブ
ロックを高温に保持する。

【００５０】次に、下型チェイスブロックと上型チェイ
スブロックとによってリードフレーム２１を上下から挟
み込んで型締めをする。このとき、図１３に示すよう
に、下型キャビティインサート４５はリードフレーム２
１を介して上型キャビティインサート１５によって押し
下げられる。ここで、下型キャビティインサート４５の
底面と下型リテーナ１との間に若干の隙間が残るように
下型キャビティインサート４５の高さを設計しておくこ
とにより、上型キャビティインサート１５からの型締め
力の全てを、下型キャビティインサート４５、下型薄板
６、及び下型キャビティ直下ブロック５に与えることが
でき、下型キャビティインサート４５と下型薄板６との
間の隙間を完全に無くすことができる。次に、プランジ
ャ１０を上昇させることにより、チャンバ３内で溶融し
たモールド樹脂１１をランナ１４を介して下型キャビテ
ィ２及び上型キャビティ１３内に導入する。一定時間が
経過してモールド樹脂１１が硬化すると、下型キャビテ
ィ２及び上型キャビティ１３内に導入されたモールド樹
脂１１によって半導体素子２３が封止され、半導体樹脂
パッケージ２４が成形される。

【００５１】次に、下型キャビティ２及び上型キャビテ
ィ１３からの半導体樹脂パッケージ２４の離型動作に移
行する。上型キャビティ１３からの半導体樹脂パッケー
ジ２４の離型は、上記実施の形態１と同様の方法により
行うことができる。即ち、下型チェイスブロックと上型
チェイスブロックとの型締めを解くとともに、エアバル
ブ１９を開くことにより、圧縮空気等の流体を通気管１
８を介して上型薄板１７の裏面に吹き付ける。上型薄板
１７は吹き付けられた流体の圧力によって押圧されて凸
状に変形し、これにより、上型キャビティ１３から半導
体樹脂パッケージ２４を離型することができる。

【００５２】図１４に示すように、下型チェイスブロッ
クと上型チェイスブロックとの型締めを解くと、型締め
時に圧縮された圧縮バネ４６の反発力によって、下型キ
ャビティインサート４５の上面がリードフレーム２１を
上方向に押し上げる。また、下型キャビティインサート
４５の側壁部が半導体樹脂パッケージ２４の側面部分を
押し上げる。これにより、半導体樹脂パッケージ２４の
底面部分が下型キャビティ２から離型される。次に、エ
アバルブ８を開くことにより、圧縮空気等の流体を通気
管７を介して下型薄板６の裏面に吹き付ける。下型薄板
６は吹き付けられた流体の圧力によって押圧されて凸状
に変形し、半導体樹脂パッケージ２４の底面が下型薄板
６によって押し上げられる。これにより、半導体樹脂パ
ッケージ２４の側面部分が下型キャビティ２から離型さ
れる。

【００５３】このように本実施の形態３に係る半導体樹
脂封止装置によれば、下型キャビティ２からの半導体樹
脂パッケージ２４の離型時において、半導体樹脂パッケ
ージ２４は、下型薄板６の変形によって底面部分を押し
上げられるとともに、下型キャビティインサート４５の
変位によってリードフレーム２１及び側面部分を押し上
げられる。従って、上記実施の形態１，２に係る半導体
樹脂封止装置と比較すると、下型キャビティ２からの半
導体樹脂パッケージ２４の離型が容易となる。

【００５４】

【発明の効果】この発明のうち請求項１に係るものによ
れば、加圧手段によって板状体を凸状に加圧変形するこ
とにより、キャビティから封止対象を離型することがで
きる。従って、エジェクタピンが不要となるため、製作
コストの低減及び装置の小型化を図ることができる。ま
た、エジェクタピンの局所的加圧に起因する封止対象の
欠けや、部分的に封止材の厚さが薄くなることに起因す
る内部実装物の封止対象表面への露出の問題を回避する
こともできる。さらに、エジェクタピンによる局所的な
加圧ではなく、封止対象への接触面積の大きい板状体の
変形によってキャビティからの離型を行うため、特に薄
型の封止対象等に生じやすい反りの発生を抑制すること
もできる。

【００５５】また、この発明のうち請求項２に係るもの
によれば、裏面の一部に吹き付けられた流体の圧力によ
って、板状体を凸状に加圧変形することができる。

【００５６】また、この発明のうち請求項３に係るもの
によれば、第１の薄板と第２の薄板との二層構造によ
り、流体の気密性を高めることができる。しかも、目的
・機能に応じて、第１の薄板と第２の薄板とで異なる材
質を選択することができる。

【００５７】また、この発明のうち請求項４に係るもの
によれば、板状体の裏面は支持ブロックの上面に均一に
接触するため、封止材の圧力によって封止対象の表面に
凹凸が形成されることを回避することができる。

【００５８】また、この発明のうち請求項５に係るもの
によれば、複数の封止対象を同時にキャビティから離型
することができる。

【００５９】また、この発明のうち請求項６に係るもの
によれば、ブロック上に板状体を全面形成するため、板
状体の表面に段差が生じることはない。従って、製造工
程を複雑化することなく、板状体上に他の構造物を形成
することができる。

【００６０】また、この発明のうち請求項７に係るもの
によれば、キャビティの底面を構成する板状体は共用
し、キャビティの側面を規定する部材のみを交換するこ
とで、サイズや形状の異なる複数種類の半導体素子の封
止が簡易となる。

【００６１】また、この発明のうち請求項８に係るもの
によれば、分配プレートは共用してチェイスブロックの
みを交換することで、サイズ等が異なる複数種類の半導
体素子の封止が簡易となる。

【００６２】また、この発明のうち請求項９に係るもの
によれば、キャビティや加圧手段が配置されているチェ
イスブロック内への配管経路の配置を省略することがで
きるため、請求項２に係る半導体封止装置と比較して構
造を簡略化することができる。

【００６３】また、この発明のうち請求項１０に係るも
のによれば、キャビティや加圧手段が配置されているチ
ェイスブロック内への配管経路の配置を省略することが
できるため、請求項２に係る半導体封止装置と比較して
構造を簡略化することができる。

【００６４】また、この発明のうち請求項１１に係るも
のによれば、振動発生機構はチェイスブロック内に配置
されているため、異なる種類の半導体素子の封止を実行
する際に、その都度振動発生機構のレイアウトを変更し
直すという煩雑な作業を省略することができる。

【００６５】また、この発明のうち請求項１２に係るも
のによれば、キャビティの底面の全面を板状体によって
構成する場合と比較すると、加圧に伴う板状体の変位量
を小さくすることができるため、制御性を向上すること
ができる。

【００６６】また、この発明のうち請求項１３に係るも
のによれば、キャビティからの封止対象の離型時におい
て、板状体によって封止対象を加圧するとともに、押圧
機構によってリードフレームを押圧できるため、キャビ
ティからの封止対象の離型が容易となる。

【００６７】また、この発明のうち請求項１４に係るも
のによれば、流体の圧力によって押圧ピンを駆動するこ
とによってリードフレームを押し上げることができ、封
止対象をキャビティから容易に離型することが可能とな
る。

【００６８】また、この発明のうち請求項１５に係るも
のによれば、キャビティからの封止対象の離型時におい
て、封止対象は、加圧手段によって加圧されるとともに
キャビティインサートによっても押圧される。従って、
キャビティからの封止対象の離型が容易となる。

【００６９】また、この発明のうち請求項１６に係るも
のによれば、エジェクタピンが不要となるため、製作コ
ストの低減及び装置の小型化を図ることができる。ま
た、エジェクタピンの局所的加圧に起因する封止対象の
欠けや、部分的に封止材の厚さが薄くなることに起因す
る内部実装物の封止対象表面への露出の問題を回避する
こともできる。さらに、エジェクタピンによる局所的な
加圧ではなく、封止対象への接触面積の大きい板状体の
変形によってキャビティからの離型を行うため、特に薄
型の封止対象等に生じやすい反りの発生を抑制すること
もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１に係る半導体樹脂封止
装置の構成を示す側面図である。

【図２】 本発明の実施の形態１に係る半導体樹脂封止
装置の構成を示す側面図である。

【図３】 本発明の実施の形態１に係る半導体樹脂封止
装置の第１の変形例を示す側面図である。

【図４】 本発明の実施の形態１に係る半導体樹脂封止
装置の第２の変形例を示す側面図である。

【図５】 本発明の実施の形態１に係る半導体樹脂封止
装置の第３の変形例を示す側面図である。

【図６】 本発明の実施の形態１に係る半導体樹脂封止
装置の第４の変形例を示す側面図である。

【図７】 本発明の実施の形態１に係る半導体樹脂封止
装置の第５の変形例を示す側面図である。

【図８】 下型薄板の構成を示す上面図である。

【図９】 本発明の実施の形態１に係る半導体樹脂封止
装置の第６の変形例を示す側面図である。

【図１０】 本発明の実施の形態２に係る半導体樹脂封
止装置の構成を示す側面図である。

【図１１】 本発明の実施の形態２に係る半導体樹脂封
止装置の変形例を示す側面図である。

【図１２】 本発明の実施の形態３に係る半導体樹脂封
止装置の構成を示す側面図である。

【図１３】 本発明の実施の形態３に係る半導体樹脂封
止装置の構成を示す側面図である。

【図１４】 本発明の実施の形態３に係る半導体樹脂封
止装置の構成を示す側面図である。

【図１５】 従来の半導体樹脂封止装置の構成を示す側
面図である。

【図１６】 従来の半導体樹脂封止装置の構成を示す側
面図である。

【符号の説明】

１ 下型リテーナ、２ 下型キャビティ、４，４５，６
１ 下型キャビティインサート、５，２７ 下型キャビ
ティ直下ブロック、６，３６，３８，６０ 下型薄板、
７，１８，３７ 通気管、９，２０ バッキングプレー
ト、１１ モールド樹脂、２１ リードフレーム、２２
ボンディングワイヤ、２３ 半導体素子、２４ 半導
体樹脂パッケージ、２５ 上側薄板、２６ 下側薄板、
２８ 押圧ピース、３４ 振動伝達ピース、３５ 振動
発生装置、５０ フレームノックアウトピン、４０ エ
ア駆動ピン、４６ 圧縮バネ。

フロントページの続き (72)発明者 山田 弘道 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 広瀬 哲也 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 上野 透 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 三枝 寛樹 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 4F202 AH37 AM35 CA12 CB01 CB17 CK13 CK89 CM02 CM16 CM90 CQ03 4F206 AH37 AM35 JA02 JB17 JM06 JN27 JN41 JP03 JQ81 5F061 AA01 BA01 CA21 DA01 DA06 DA15

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャビティを有するモールド金型と、 前記キャビティの底面を構成し、弾性を有する板状体
   と、 前記キャビティ内に成形された封止対象を前記キャビテ
   ィから離型する方向に前記板状体を凸状に加圧変形させ
   るための加圧手段とを備える半導体封止装置。
2. 【請求項２】 前記加圧手段は、前記キャビティとは反
   対側の前記板状体の裏面の一部に流体を吹き付けること
   により前記板状体を変形させる、請求項１に記載の半導
   体封止装置。
3. 【請求項３】 前記板状体は、 前記キャビティの前記底面を構成する第１の薄板と、 前記キャビティとは反対側の前記第１の薄板の裏面に対
   向して配置され、前記第１の薄板との間に密閉空間を形
   成し、前記流体を前記密閉空間内に導入するための流体
   導入口を有する第２の薄板とを有し、 前記流体は、前記流体導入口及び前記密閉空間をこの順
   に介して前記第１の薄板の前記裏面の前記一部に吹き付
   けられる、請求項２に記載の半導体封止装置。
4. 【請求項４】 前記加圧手段は、通気性を有し、前記板
   状体の前記裏面側から前記板状体を支持する支持ブロッ
   クを有し、 前記流体は前記支持ブロックを介して前記板状体の前記
   裏面の前記一部に吹き付けられる、請求項２に記載の半
   導体封止装置。
5. 【請求項５】 前記キャビティ及び前記加圧手段は対と
   なって複数存在し、 複数の前記加圧手段に前記流体を共通して供給するため
   の流体発生源をさらに備える、請求項２〜４のいずれか
   一つに記載の半導体封止装置。
6. 【請求項６】 前記板状体の前記裏面側から前記板状体
   を支持するブロックをさらに備え、 前記板状体は、複数の前記キャビティに渡って前記ブロ
   ック上に全面形成されていることを特徴とする、請求項
   ５に記載の半導体封止装置。
7. 【請求項７】 前記板状体上に着脱自在に配置され、前
   記キャビティの側面を規定する部材をさらに備える、請
   求項５又は６に記載の半導体封止装置。
8. 【請求項８】 前記キャビティ及び前記加圧手段が配置
   されているチェイスブロックの裏面上に着脱自在に配置
   され、前記流体を前記加圧手段に供給するための配管が
   配置された分配プレートをさらに備える、請求項２〜７
   のいずれか一つに記載の半導体封止装置。
9. 【請求項９】 前記加圧手段は、前記キャビティとは反
   対側の前記板状体の裏面の一部を押圧することにより前
   記板状体を変形させるエジェクタ機構である、請求項１
   に記載の半導体封止装置。
10. 【請求項１０】 前記加圧手段は、前記キャビティとは
    反対側の前記板状体の裏面の一部を振動的に押圧するこ
    とにより前記板状体を繰り返し変形させる振動発生機構
    である、請求項１に記載の半導体封止装置。
11. 【請求項１１】 前記振動発生機構は、前記キャビティ
    及び前記加圧手段が配置されているチェイスブロック内
    に配置される、請求項１０に記載の半導体封止装置。
12. 【請求項１２】 前記板状体は、前記キャビティの前記
    底面の一部のみを構成する、請求項１〜１１のいずれか
    一つに記載の半導体封止装置。
13. 【請求項１３】 前記封止対象は、リードフレーム上に
    搭載された半導体素子であり、 前記キャビティからの前記封止対象の離型時に、前記封
    止対象を前記キャビティから離型する方向に前記リード
    フレームを押圧するための押圧機構をさらに備える、請
    求項１〜１２のいずれか一つに記載の半導体封止装置。
14. 【請求項１４】 前記押圧機構は、 前記リードフレームに接触する押圧ピンと、 流体の圧力によって、前記リードフレームを押し上げる
    方向に前記押圧ピンを駆動する押圧ピン駆動部とを有す
    る、請求項１３に記載の半導体封止装置。
15. 【請求項１５】 前記キャビティの側面を規定する側壁
    部を有し、前記キャビティからの前記封止対象の離型時
    において、型締めにより圧縮された弾性体の反発力によ
    って、前記キャビティ内に成形された封止対象を前記キ
    ャビティから離型する方向に前記封止対象を押圧するキ
    ャビティインサートをさらに備える、請求項１〜１４の
    いずれか一つに記載の半導体封止装置。
16. 【請求項１６】 請求項１に記載の半導体封止装置を用
    いた半導体装置の製造方法であって、 （ａ）前記キャビティ内に前記封止対象を成形する工程
    と、 （ｂ）前記加圧手段によって前記板状体を凸状に加圧変
    形することにより、前記キャビティから封止対象を離型
    する工程とを備える、半導体装置の製造方法。