JP2004090371A - モールド金型およびそれを用いた混成集積回路装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】モールド金型２０を用いて安定した成形を行う。
【解決手段】モールド金型２０の周辺部に並列してキャビティ２５を設ける。１つのキャビティ２５に対して、２つのポット２７を設ける。ポット２７とキャビティ２５とはランナー２６を介して連続している。各ポット２７に２つずつタブレット２９を投入する。プランジャーを用いて２つのポット２７に投入されたタブレット２９を同時に加圧する。各キャビティ２５から、ポット２７までの距離は等しいので、安定した樹脂成形を行うことができる。
【選択図】 図１
【解決手段】モールド金型２０の周辺部に並列してキャビティ２５を設ける。１つのキャビティ２５に対して、２つのポット２７を設ける。ポット２７とキャビティ２５とはランナー２６を介して連続している。各ポット２７に２つずつタブレット２９を投入する。プランジャーを用いて２つのポット２７に投入されたタブレット２９を同時に加圧する。各キャビティ２５から、ポット２７までの距離は等しいので、安定した樹脂成形を行うことができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモールド金型およびそれを用いた混成集積回路装置の製造方法に関し、特に、使用する絶縁性樹脂の量が多い大型の混成集積回路装置に使用するモールド金型およびそれを用いた混成集積回路装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０を参照して、従来の混成集積回路装置の構成を説明する。図１０（Ａ）は混成集積回路装置３０の斜視図であり、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＸ−Ｘ‘線に於ける断面図である。
【０００３】
図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）を参照して、従来の混成集積回路装置３０は次のような構成を有する。矩形の基板３６と、基板３６の表面に設けられた絶縁層３７上に形成された導電パターン３８と、導電パターン３８上に固着された回路素子３４と、回路素子３４と導電パターン３８とを電気的に接続する金属細線３５と、導電パターン３８と電気的に接続されたリード３１とで、混成集積回路装置３０は構成されている。
【０００４】
以上のように、混成集積回路装置３０は基板３６の裏面を除いて、全体が絶縁性樹脂３２で封止されている。絶縁性樹脂３２で封止する方法としては、熱可塑性樹脂を用いたインジェクションモールドと、熱硬化性樹脂を用いたトランスファーモールドとがある。
【０００５】
図１１を参照して、トランスファーモールドにより樹脂封止を行う工程を説明する。同図は金型４０を用いて樹脂封止を行う状態を示す断面図である。ここでは、基板３６は、リード３１が導出する辺を紙面方向にして載置されている。そしてリード３１が上下金型により狭持されることにより、基板３６の位置は固定されている。
【０００６】
基板３６の表面には、回路素子３４等から成る電気回路が表面に形成されている。この基板３６は下金型４０Ｂに載置される。上金型４０Ａを下金型４０Ｂに接合させることにより、樹脂が封入される空間であるキャビティが形成される。ゲート４１から熱硬化性樹脂である絶縁性樹脂３２を注入することにより、基板３６は、裏面を除いて封止される。ここでは、ゲート４１に対向する部分には、エアベント４２が設けられており、この箇所以外の部分にもエアベント４２が設けられる場合もある。そして、エアベント４２からキャビティ内部の空気を外部に放出させることにより、樹脂の注入は確実に行われる。
【０００７】
以上の工程で封止された混成集積回路装置３０は、熱硬化性樹脂を硬化させるアフターキュアの工程等を経て、製品として完成する。
【０００８】
図１２を参照して、上記したモールドの工程に使用するモールド金型４０に関して説明する。同図は、複数のキャビティ４５が形成されるモールド金型４０の平面図であり、対向する周辺部付近に複数個のキャビティ４５が並列して設けられている。そして、各々のキャビティ４５からは、絶縁性樹脂の経路であるランナー４６が連続している。
【０００９】
ポット４７は、モールド金型４０の中央部付近に設けられており、各々のキャビティ４５に連続したランナー４６がポットにも接続している。このポット４７は、固形状の絶縁性樹脂が固められたタブレットが投入される。同図に示しような金型４０では、複数個の基板を封止する絶縁性樹脂の量に対応する大型のタブレットが投入される。そして、タブレットを加熱しつつプランジャーで加圧することにより、融解した絶縁性樹脂は、ランナー４６を介して各々のキャビティ４５に圧送される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなモールド金型４０は以下に示すような問題を有していた。
【００１１】
第１に、ポット４７は、複数個のキャビティ４５に圧送される絶縁性樹脂の量に応じた大きさのタブレットを収納しなければ成らないので、大型のものになってしまう。このことから、モールド金型４０に於いて、ポット４７の占める領域が大きくなり、１つのモールド金型４０に形成できるキャビティ４５の数が限られてしまい、生産性が低下してしまう問題があった。
【００１２】
第２に、ポット４７から各々のキャビティ４５までの距離が異なるので、安定した樹脂の圧送を行うのが難しく、このことにより安定した樹脂成形を行うのが難しかった。
【００１３】
本発明は、上記した問題を鑑みて成されたものである。従って、本発明の主な目的は１つの金型に多数個のキャビティを形成するモールド金型およびそれを用いた混成集積回路装置の製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１に、並列して設けられた複数個のキャビティと、前記キャビティの各々に連続するランナーと、前記ランナーの各々に接続されたポットとを備え、前記ポット内の樹脂を前記各ランナーを通じて前記各キャビティに供給することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、第２に、前記キャビティには、前記ランナーを介して複数個のポットが接続することを特徴とする。
【００１６】
本発明は、第３に、前記ポットは、樹脂から成るタブレットが複数個投入されるように形成されることを特徴とする。
【００１７】
本発明は、第４に、前記キャビティの整列方向と、前記ポットの整列方向を平行にすることを特徴とする。
【００１８】
本発明は、第５に、並列して設けられた複数個のキャビティと、前記キャビティの各々に連続するランナーと、複数個の前記ランナーに接続された複数のポットとを備え、前記ポット内の樹脂を前記各ランナーを通じて複数個の前記キャビティに供給することを特徴とする。
【００１９】
本発明は、第６に、複数個の前記ポット内の樹脂を、対向する２つのキャビティに供給することを特徴とする。
【００２０】
本発明は、第７に、表面に部品が組み込まれた基板を下金型に載置する工程と、上金型と下金型とを噛み合わせることにより前記基板が収納されるキャビティを密閉する工程と、前記キャビティに連続するランナーに接続された複数個のポットに、絶縁性樹脂から成るタブレットを投入する工程と、複数個の前記ポットに投入された前記タブレットをプランジャーで同時に加圧することにより、前記ランナーを介して、融解した絶縁性樹脂を前記キャビティに圧送する工程とを有することを特徴とする。
【００２１】
本発明は、第８に、複数個のタブレットを１つの前記ポットに投入することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（モールド金型の構成を説明する第１の実施の形態）
図１を参照して、本発明のモールド金型２０の構成を説明する。図１（Ａ）はモールド金型２０の平面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ−Ｘ’線での断面図である。
【００２３】
本発明のモールド金型２０は、並列して設けられた複数個のキャビティと、前記キャビティの各々に連続するランナーと、前記ランナーの各々に接続されたポットとを備え、前記ポット内の樹脂を前記各ランナーを通じて前記各キャビティに供給する構成と成っている。以下にてこの各構成要素を説明する。
【００２４】
キャビティ２５は、絶縁性樹脂による基板の封止が行われる領域であり、モールド金型２０の対向する周辺部に並列して設けられている。キャビティ２５を形成する空洞部は、上金型２０Ａおよび下金型２０Ｂの両方に設けられており、両金型を噛み合わせることにより、キャビティ２５は形成されている。
【００２５】
ランナー２６は、ポット２７で融解された絶縁性樹脂をキャビティ２５まで輸送するための経路であり、各々のキャビティ２５に１つのランナーが連続するように設けられている。従来例に於いては、１つのポットに複数個のランナーが連続していたが、本発明では、ランナー２６はそれぞれ独立した構成となっている。即ち、本発明では、各々のキャビティ２５に対して複数のポット２７が用意され、両者をランナーが接続している。
【００２６】
ポット２７は、絶縁性樹脂が固化された円筒形のタブレットが投入される箇所である。本発明では、１つのキャビティ２５に対して２つのポット２７が形成されている。ここでは、２つのタブレットがポット２７に投入されるので、ポット２７の高さは、２つのタブレットに対応する高さ以上に形成される。そして、２つのポット２７は、例えば直列に接続され、ランナー２６を介してキャビティ２５に連続している。このポットの個数は、樹脂封止される装置の大きさにより変化する。即ち、樹脂封止される装置が大型である場合は、より多数個（例えば４個）のポット２７が形成され、ランナー２６を介してキャビティ２５に接続する。また、ポット２７は、ここでは下金型２０Ｂに形成されている。
【００２７】
図１（Ｂ）を参照して、各々のキャビティ２５に対応する箇所の下金型には、モールド時に絶縁性樹脂が基板の裏面に回り込むのを防止するために、空洞部２１と凸部２２が設けられている。
【００２８】
空洞部２１は、下金型２０Ｂのキャビティ２５に対応する箇所に於いて、金属基板が載置される領域に設けられている。空洞部２１の平面的な大きさは、金属基板１６の平面的な大きさよりも小さく形成されている。従って、モールドの工程に於いては、空洞部２１を覆うようにして、金属基板１６は載置される。
【００２９】
凸部２２は、空洞部２１内部に設けられている。そして、凸部２２の頂部の高さは、下金型２０Ｂと金属基板１６が接する面と同一の高さである。
【００３０】
更に、キャビティ２５に圧送される絶縁性樹脂の量に応じた内部の空気をその外部に放出するために、各々のキャビティ２５には、エアベント２４が設けられている。
【００３１】
本発明の特徴は、各々のキャビティ２５に対して、個別にポット２７を設けることにある。具体的には、ここでは、並列して設けたキャビティ２５に、個別にポット２７が設けられ、キャビティ２５とポット２７とはランナー２６で接続されている。このことにより、ポット２７からキャビティ２５までの距離を均一にすることが可能となり、圧送する樹脂の量や圧力を適正にすることができるので、安定した樹脂成形を行うことができる。
【００３２】
更に、本発明の特徴は、従来例よりも径の小さいポット２７を複数個形成することにある。具体的には、個々のキャビティ２５に対して２つのポット２７が形成され、このポット２７はランナー２６を介してキャビティ２５に接続されている。このことにより、モールド金型２０に於いてキャビティ２５が占める面積を小さくすることができるので、より多数個のキャビティ２５を１つのモールド金型２０に形成することができる。
【００３３】
図２（Ａ）を参照して、他の形態のモールド金型２０Ａに関して説明する。本発明のモールド金型２０Ａは、並列して設けられた複数個のキャビティ２５と、キャビティ２５の各々に連続するランナー２６と、ランナー２６の各々に接続されたポット２７とを備え、前記ポット内の樹脂を前記各ランナーを通じて前記各キャビティに供給する構成と成っており、キャビティ２５の整列方向と、ポット２７の整列方向は平行に成っている。このように、同図に示すモールド金型２０Ａの構成は、図１に示したモールド金型２０と同様であるが、キャビティ２５の整列方向と、ポット２７の整列方向とが平行であることに特徴を有する。
ポット２７Ａおよびポット２７Ｂは、ランナー２６を介して１つのキャビティ２５に連続しており、これら２つのポットに投入されたタブレットは、ランナー２６を介して１つのキャビティ２５に供給される。キャビティ２５はモールド金型２０Ａの対向する２辺の周辺部に、８個が形成されている。そして、キャビティ２５から成る列に挟まれた領域に、一列に複数個のポット２７が形成されている。ここでは、１つのキャビティ２５に付いて２つのポット２７が形成されているので、合計１６個のポット２７が一列に形成されている。このように複数個のポット２７を一列に形成することにより、ポット２７が占有する面積を低減させることができるので、より多くのキャビティ２５を１つのモールド金型２０Ａに形成することができる。
【００３４】
図２（Ｂ）を参照して、他の形態のモールド金型２０Ｂに関して説明する。本発明のモールド金型２０Ｂは、並列して設けられた複数個のキャビティ２５と、キャビティ２５の各々に連続するランナー２６と、複数個のランナー２６に接続された複数のポットとを備え、ポット２７内の樹脂を各ランナー２６を通じて複数個のキャビティ２５に供給する構成と成っている。このように、同図に示すモールド金型２０Ａの構成は、図１に示したモールド金型２０と同様であるが、複数個のポット２７が複数個のキャビティ２５に連続することに特徴を有する。
【００３５】
ここでは、複数個のポット２７Ａ、２７Ｂおよび２７Ｃがランナー２６を介して連続している。そして、これら３つのポット２７から、対向する２つのキャビティ２５に樹脂が同時に供給されている。ここで、形成されるキャビティ２５の大きさは、図２（Ａ）で示したものと比較すると小型のものであるので、３つのポット２７から供給される樹脂で、対向する２つのキャビティ２５を樹脂で封止することができる。このことにより、ポット２７の個数を低減することができるので、ポット２７が占有する面積を低減することができる。
【００３６】
（混成集積回路装置１０の製造方法を説明する第２の実施の形態）
図３から図７を参照して、混成集積回路装置１０の製造方法を説明する。混成集積回路装置１０は、表面に部品が組み込まれた基板を下金型に載置する工程と、上金型と下金型とを噛み合わせることにより前記基板が収納されるキャビティを密閉する工程と、前記キャビティに連続するランナーに接続された複数個のポットに、絶縁性樹脂から成るタブレットを投入する工程と、複数個の前記ポットに投入された前記タブレットをプランジャーで同時に加圧することにより、前記ランナーを介して、融解した絶縁性樹脂を前記キャビティに圧送する工程とを有している。このモールドの工程を以下にて説明する。
【００３７】
図３を参照して、表面に部品が組み込まれた基板を下金型に載置する工程を説明する。ここでは、金属基板１６は、リード１１が導出する辺を紙面方向にして下金型２０Ｂに載置されている。ここで、金属基板１６は、下金型２０Ｂに設けた空洞部２１を覆うように載置される。
【００３８】
更に、同図を参照して、ポット２７に固形化した絶縁性樹脂から成るタブレット２９を投入する。ここでは、キャビティ２５に連続するランナー２６には、２個のポット２７が接続されており、各ポット２７に２個ずつタブレット２９を投入する。ここで、各ポット２７に投入するタブレット２９の個数は、製造される混成集積回路装置の大きさにより変化する。例えば、製造する混成集積回路装置が比較的小型のものであれば、各ポットに１つずつのタブレット２９が投入されても良い。
【００３９】
図４を参照して、上金型２０Ａと下金型２０Ｂとを噛み合わせることにより金属基板１６が収納されるキャビティ２５を密閉する工程を説明する。上金型２０Ａと下金型２０Ｂを噛み合わせることにより、キャビティ２５は密閉される。更に、このことにより、上金型２０Ａに設けたランナー２６も経路として形成される。また、金属基板１６の少なくとも１辺からは、リードが導出されており、このリードが上下金型により狭持されることにより、金属基板１６の位置は固定されている。
【００４０】
図５を参照して、複数個のポット２７に投入されたタブレット２９を、プランジャー２８で同時に加圧する工程を説明する。具体的には、２つのポット２７に投入されたタブレット２９を、プランジャー２８で同時に加圧する。このことにより、流動樹脂がランナー２６を介してキャビティ２５に圧送され、金属基板１６は絶縁性樹脂で封止される。本実施例では、絶縁性樹脂として熱硬化性樹脂を採用している。熱硬化性樹脂を用いるトランスファーモールドでは、絶縁性樹脂を注入する際の圧力が非常に大きい。このことから、従来例では、金属基板１６の裏面と下金型２０Ｂとのわずかな隙間に、絶縁性樹脂が侵入してしまう問題があった。本発明では、上述したように下金型２０Ｂに空洞部２１が設けられている。従って、金属基板１６の裏面と下金型２０Ｂとのわずかな隙間に、絶縁性樹脂が侵入しても、絶縁性樹脂は空洞部２１に貯留される。即ち、金属基板１６の裏面に侵入した絶縁性樹脂が、金属基板１６の裏面に付着しない。
【００４１】
また、上述したように、金属基板１６は空洞部２１を覆うように下金型２０Ｂに載置されている。従って、金属基板１６の周辺部のみが下金型２０Ｂに当接しているので、金属基板１６の裏面が下金型２０Ｂに接する面積が小さい。このことから、キャビティ２５に絶縁性樹脂を高圧力で注入すると、金属基板１６が下金型２０Ｂに当接する圧力が非常に大きくなる。また、金属基板１６と下金型２０Ｂが当接する面積が小さいので、金型に熱が伝導することにより、絶縁性樹脂の温度が低下することを防止できる。
【００４２】
金属基板１６が比較的大型のものである場合、絶縁性樹脂をキャビティ内に高圧で注入されると、注入圧力による大きな曲げ応力が金属基板１６に作用する。従って、本発明では、空洞部２１の内部に凸部２２を設けている。上述したように凸部２２の高さは、下金型２０Ｂと金属基板１６の裏面が当接する面と同じ高さをである。従って、下金型２０Ｂに金属基板１６を載置すると、凸部２２の上面も金属基板１６の裏面に接触する。このことから、注入圧力により作用する金属基板１６の曲げ応力は半分以下になる。
【００４３】
モールド工程を経た混成集積回路装置１０は、炉を用いて加熱するアフターキュアの工程により、熱硬化性樹脂が硬化される。
【００４４】
図６を参照して、アフターキュアの工程が終了した後に、上金型２０Ａと下金型２０Ｂを離すことにより、絶縁性樹脂で封止された混成集積回路装置を取り出すことができる。
【００４５】
図７に、上記したような工程を経てモールドされた混成集積回路装置１０を示す。この混成集積回路装置は、リードカットの工程等を経て、製品として完成する。
【００４６】
（混成集積回路装置１０を説明する第３の実施の形態）
図８を参照して、本発明に斯かる混成集積回路装置１０の構成を説明する。混成集積回路装置１０は次のような構成を有している。即ち、矩形の金属基板１６と、金属基板１６の表面に設けられた絶縁層１７上に形成された導電パターン１８と、導電パターン１８上に固着された回路素子１４と、回路素子１４と導電パターン１８とを電気的に接続する金属細線１５と、導電パターン１８と電気的に接続されたリード１１とで、混成集積回路装置１０は構成されている。このような各構成要素を以下にて説明する。
【００４７】
金属基板１６は、アルミや同等の金属から成る基板である。１例として金属基板１６としてアルミより成る基板を採用した場合、金属基板１６とその表面に形成される導電パターン１８とを絶縁させる方法は２つの方法がある。１つは、アルミ基板の表面を酸化させてアルマイト処理する方法である。もう１つの方法は、アルミ基板の表面に絶縁層１７を形成して、絶縁層１７の表面に導電パターン１８を形成する方法である。また、金属基板は、プレス機による「打ち抜き」により形成される。このことから、金属基板の片面の周辺部には「バリ」が形成される。本発明では、金属基板に於いて、「バリ」が周端部に形成される面を「バリ面」と呼び、「バリ」が形成されない面を「ダレ面」と呼ぶ。更に、金属基板１６の側面とダレ面１６Ｂとが連続する部分の断面は、直角には形成されない。具体的には、金属基板１６の側面とダレ面１６Ｂとが連続する部分の断面は、丸みを帯びた断面である。従って、ダレ面１６Ｂの周端部にはバリは全く形成されない。
【００４８】
導電パターン１８は銅等の金属から成り、絶縁層１７上に形成される。また、リード１１が導出する辺に、導電パターン１８からなるパッドが形成される。
【００４９】
回路素子１４は、半田等のロウ材を介して導電パターン１８上の所定の位置に実装される。回路素子１４としては、受動素子や能動素子を全般的に採用することができる。更に、樹脂封止型の回路装置等も回路素子１４として使用することも可能である。ここで、フェイスアップで実装される能動素子等は、金属細線１５を介して、導電パターン１８と電気的に接続される。
【００５０】
リード１１は、金属基板１６の周辺部に設けられたパッドに固着され、外部との入力・出力を行う働きを有する。ここでは、対向する２辺に多数個のリード１１が設けられている。リード１１は金属基板１６の４辺から導出させることも可能であり、１辺のみから導出させることも可能である。
【００５１】
絶縁性樹脂１２は、熱硬化性樹脂を用いるトランスファーモールドにより形成される。そして、絶縁性樹脂１２は、金属基板１６のダレ面１６Ｂを下部に露出させて装置全体を封止している。上述したように、金属基板１６の側面とダレ面１６Ｂとが連続する部分の断面は、丸みを帯びた断面である。従って、トランスファーモールドを行うことにより、金属基板１６の側面とダレ面１６Ｂとが連続する部分に、熱硬化性樹脂が回り込む構造となる。具体的には、金属基板１６のダレ面１６Ｂが有する４辺の周端部に、熱硬化性樹脂が回り込む構造となる。
【００５２】
溝１３は、絶縁性樹脂１２の上面に設けられる。具体的には、溝１３は、絶縁性樹脂１２の周辺部付近に於いて、金属基板１６の長手方向に設けられている。溝１３をこのように形成することにより金属基板１６の反り上がりを防止することが可能になる。具体的にいうと、第１に、金属基板１６の反り上がりに対して金属基板１６の上面部では薄く形成された部分が早く硬化し基板と一体になることで対抗することができる。第２に、溝１３を設けることにより、金属基板１６上の絶縁性樹脂１２の上面には、金属基板１６の実装面に対して様々な角度を有する面を有している。そのため、それらの面の組み合わせることにより金属基板１６の反り上がらせる応力に対して、その応力を低減させる辺が形成され、金属基板１６の反り上がらせる応力に対抗することができる。従って、装置全体の長手方向の剛性が向上し、応力が作用しても変形しにくい構造となる。また、溝１３は絶縁性樹脂１２の上面に於いて、周辺部以外の箇所に形成することも可能である。更に、絶縁性樹脂１２の上面に於いて、四方の周辺部に溝１３を設けることも可能である。
【００５３】
ここでは、金属基板１６の長手方向の対向する周辺部に於いて、リード１１が導電パターン１８に固着されている。そして、溝１３は、リード１１が導電パターン１８に接続する箇所の上方に対応する絶縁性樹脂１２の上面に設けられている。リード１１は水平に延在しているので、リード１１の高さは、回路素子１４と比較すると低くなっている。このことから、リード１１が導電パターン１８に接続する箇所の上方は、絶縁性樹脂１２より成るマージンと成っている。従って、このマージンの箇所に溝１３を設けることによって、絶縁性樹脂１２の厚みを増すことなく、溝１３を形成させることができる。
【００５４】
図９を参照して、絶縁性樹脂１２の熱膨張係数と、アフターキュア時に於ける基板の反りとの関係を説明する。本発明では、絶縁性樹脂１２として熱硬化性樹脂を採用することができる。そして熱硬化性樹脂を採用する場合は、モールドの工程の後に、炉を用いて装置全体を熱硬化性樹脂のガラス転移温度付近まで加熱することにより、熱硬化性樹脂を硬化させている。このように、加熱することにより、熱硬化性樹脂を硬化させる工程をアフターキュアの工程と言う。従来に於いては、アフターキュアの工程に於いて、混成集積回路装置全体に反りが発生していた。このため、重ね合わされた複数個の混成集積回路装置に圧力を加える圧着の工程により、アフターキュアの工程において混成集積回路装置に反りが発生するのを防止していた。
【００５５】
このことから、熱硬化性樹脂の熱膨張係数と、アフターキュアの工程における混成集積回路装置の反りとの関係を明らかにするために実験を行った。具体的には、金属基板１６としてアルミ基板を採用した。そして、熱膨張係数の異なる熱硬化性樹脂にて封止した複数の混成集積回路装置を用意し、それぞれに付いて発生する反りの量を計測した。具体的には、使用する熱硬化性樹脂の熱膨張係数を１０×１０−６／℃から１７×１０−６／℃の間で異ならせた８個の混成集積回路装置を用いて実験を行った。なお、金属基板１６の材料であるアルミの熱膨張係数は、２３×１０−６／℃である。
【００５６】
ここで、上述したように、金属基板１６の材料であるアルミの熱膨張係数は２３×１０−６／℃である。従って、単純な考え方を行うと、金属基板１６を封止する樹脂として、アルミと同等の熱膨張係数（２３×１０−６／℃）を有する熱硬化性樹脂を用いると、アフターキュアの工程に於いて基板の反りが発生しないように思える。しかしながら、混成集積回路装置１０の構成要素としては、金属基板１６と絶縁性樹脂１２以外にも、金属基板１６の表面には回路素子や絶縁層１７等が設けられている。従って、金属基板と同等の熱膨張係数（２３×１０−６／℃）を有する熱硬化性樹脂を使用しても、回路素子や絶縁層等が相互に影響を及ぼすので、結果的に装置全体に反りが生じてしまう事が判明した。
【００５７】
図９のグラフは、上記の条件で実験を行った結果を示している。同グラフに於いて、横軸は熱硬化性樹脂の熱膨張係数を示しており、縦軸はアフターキュアの工程において混成集積回路装置に発生する反りの量を示している。このグラフから明らかなように、熱膨張係数が１３×１０−６／℃の熱硬化性樹脂を用いた混成集積回路装置の反りの量が、最も小さく成っている。このことから、熱膨張係数が１３×１０−６／℃の熱硬化性樹脂を用いてトランスファーモールドを行うと、アフターキュアの工程に於いて、金属基板１６に反りが発生するのを防止することができる。従って、基板を形成する材料の半分程度の熱膨張係数を有する熱硬化性樹脂を使用すると、アフターキュアの工程に於ける装置全体の反りを極力防止できる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明では、以下に示すような効果を奏することができる。
【００５９】
第１に、モールド金型２０に並列して設けたキャビティ２５の各々に対して、ランナー２６を介して接続されたポット２７を備えたので、キャビティ２５からポット２７までの距離を均一にすることができる。従って、樹脂成形を安定して行うことができる。
【００６０】
第２に、１つのキャビティ２５に対して、断面積の小さいポット２７が２つ形成されるので、モールド金型２０におけるポット２７が占める面積を小さくすることができる。従って、１つのモールド金型２０に多数個のキャビティ２５を形成することができ、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモールド金型を説明する平面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図２】本発明のモールド金型を説明する平面図（Ａ）、平面図（Ｂ）である。
【図３】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する断面図である。
【図４】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する断面図である。
【図５】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する断面図である。
【図６】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する断面図である。
【図７】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する斜視図である。
【図８】本発明の混成集積回路装置の斜視図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図９】樹脂の熱膨張係数と基板の反りとの関係を示す特性図である。
【図１０】従来の混成集積回路装置の斜視図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図１１】従来の混成集積回路装置の製造方法を説明する断面図である。
【図１２】従来のモールド金型を説明する平面図である。
【発明の属する技術分野】
本発明はモールド金型およびそれを用いた混成集積回路装置の製造方法に関し、特に、使用する絶縁性樹脂の量が多い大型の混成集積回路装置に使用するモールド金型およびそれを用いた混成集積回路装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０を参照して、従来の混成集積回路装置の構成を説明する。図１０（Ａ）は混成集積回路装置３０の斜視図であり、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＸ−Ｘ‘線に於ける断面図である。
【０００３】
図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）を参照して、従来の混成集積回路装置３０は次のような構成を有する。矩形の基板３６と、基板３６の表面に設けられた絶縁層３７上に形成された導電パターン３８と、導電パターン３８上に固着された回路素子３４と、回路素子３４と導電パターン３８とを電気的に接続する金属細線３５と、導電パターン３８と電気的に接続されたリード３１とで、混成集積回路装置３０は構成されている。
【０００４】
以上のように、混成集積回路装置３０は基板３６の裏面を除いて、全体が絶縁性樹脂３２で封止されている。絶縁性樹脂３２で封止する方法としては、熱可塑性樹脂を用いたインジェクションモールドと、熱硬化性樹脂を用いたトランスファーモールドとがある。
【０００５】
図１１を参照して、トランスファーモールドにより樹脂封止を行う工程を説明する。同図は金型４０を用いて樹脂封止を行う状態を示す断面図である。ここでは、基板３６は、リード３１が導出する辺を紙面方向にして載置されている。そしてリード３１が上下金型により狭持されることにより、基板３６の位置は固定されている。
【０００６】
基板３６の表面には、回路素子３４等から成る電気回路が表面に形成されている。この基板３６は下金型４０Ｂに載置される。上金型４０Ａを下金型４０Ｂに接合させることにより、樹脂が封入される空間であるキャビティが形成される。ゲート４１から熱硬化性樹脂である絶縁性樹脂３２を注入することにより、基板３６は、裏面を除いて封止される。ここでは、ゲート４１に対向する部分には、エアベント４２が設けられており、この箇所以外の部分にもエアベント４２が設けられる場合もある。そして、エアベント４２からキャビティ内部の空気を外部に放出させることにより、樹脂の注入は確実に行われる。
【０００７】
以上の工程で封止された混成集積回路装置３０は、熱硬化性樹脂を硬化させるアフターキュアの工程等を経て、製品として完成する。
【０００８】
図１２を参照して、上記したモールドの工程に使用するモールド金型４０に関して説明する。同図は、複数のキャビティ４５が形成されるモールド金型４０の平面図であり、対向する周辺部付近に複数個のキャビティ４５が並列して設けられている。そして、各々のキャビティ４５からは、絶縁性樹脂の経路であるランナー４６が連続している。
【０００９】
ポット４７は、モールド金型４０の中央部付近に設けられており、各々のキャビティ４５に連続したランナー４６がポットにも接続している。このポット４７は、固形状の絶縁性樹脂が固められたタブレットが投入される。同図に示しような金型４０では、複数個の基板を封止する絶縁性樹脂の量に対応する大型のタブレットが投入される。そして、タブレットを加熱しつつプランジャーで加圧することにより、融解した絶縁性樹脂は、ランナー４６を介して各々のキャビティ４５に圧送される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなモールド金型４０は以下に示すような問題を有していた。
【００１１】
第１に、ポット４７は、複数個のキャビティ４５に圧送される絶縁性樹脂の量に応じた大きさのタブレットを収納しなければ成らないので、大型のものになってしまう。このことから、モールド金型４０に於いて、ポット４７の占める領域が大きくなり、１つのモールド金型４０に形成できるキャビティ４５の数が限られてしまい、生産性が低下してしまう問題があった。
【００１２】
第２に、ポット４７から各々のキャビティ４５までの距離が異なるので、安定した樹脂の圧送を行うのが難しく、このことにより安定した樹脂成形を行うのが難しかった。
【００１３】
本発明は、上記した問題を鑑みて成されたものである。従って、本発明の主な目的は１つの金型に多数個のキャビティを形成するモールド金型およびそれを用いた混成集積回路装置の製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１に、並列して設けられた複数個のキャビティと、前記キャビティの各々に連続するランナーと、前記ランナーの各々に接続されたポットとを備え、前記ポット内の樹脂を前記各ランナーを通じて前記各キャビティに供給することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、第２に、前記キャビティには、前記ランナーを介して複数個のポットが接続することを特徴とする。
【００１６】
本発明は、第３に、前記ポットは、樹脂から成るタブレットが複数個投入されるように形成されることを特徴とする。
【００１７】
本発明は、第４に、前記キャビティの整列方向と、前記ポットの整列方向を平行にすることを特徴とする。
【００１８】
本発明は、第５に、並列して設けられた複数個のキャビティと、前記キャビティの各々に連続するランナーと、複数個の前記ランナーに接続された複数のポットとを備え、前記ポット内の樹脂を前記各ランナーを通じて複数個の前記キャビティに供給することを特徴とする。
【００１９】
本発明は、第６に、複数個の前記ポット内の樹脂を、対向する２つのキャビティに供給することを特徴とする。
【００２０】
本発明は、第７に、表面に部品が組み込まれた基板を下金型に載置する工程と、上金型と下金型とを噛み合わせることにより前記基板が収納されるキャビティを密閉する工程と、前記キャビティに連続するランナーに接続された複数個のポットに、絶縁性樹脂から成るタブレットを投入する工程と、複数個の前記ポットに投入された前記タブレットをプランジャーで同時に加圧することにより、前記ランナーを介して、融解した絶縁性樹脂を前記キャビティに圧送する工程とを有することを特徴とする。
【００２１】
本発明は、第８に、複数個のタブレットを１つの前記ポットに投入することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（モールド金型の構成を説明する第１の実施の形態）
図１を参照して、本発明のモールド金型２０の構成を説明する。図１（Ａ）はモールド金型２０の平面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ−Ｘ’線での断面図である。
【００２３】
本発明のモールド金型２０は、並列して設けられた複数個のキャビティと、前記キャビティの各々に連続するランナーと、前記ランナーの各々に接続されたポットとを備え、前記ポット内の樹脂を前記各ランナーを通じて前記各キャビティに供給する構成と成っている。以下にてこの各構成要素を説明する。
【００２４】
キャビティ２５は、絶縁性樹脂による基板の封止が行われる領域であり、モールド金型２０の対向する周辺部に並列して設けられている。キャビティ２５を形成する空洞部は、上金型２０Ａおよび下金型２０Ｂの両方に設けられており、両金型を噛み合わせることにより、キャビティ２５は形成されている。
【００２５】
ランナー２６は、ポット２７で融解された絶縁性樹脂をキャビティ２５まで輸送するための経路であり、各々のキャビティ２５に１つのランナーが連続するように設けられている。従来例に於いては、１つのポットに複数個のランナーが連続していたが、本発明では、ランナー２６はそれぞれ独立した構成となっている。即ち、本発明では、各々のキャビティ２５に対して複数のポット２７が用意され、両者をランナーが接続している。
【００２６】
ポット２７は、絶縁性樹脂が固化された円筒形のタブレットが投入される箇所である。本発明では、１つのキャビティ２５に対して２つのポット２７が形成されている。ここでは、２つのタブレットがポット２７に投入されるので、ポット２７の高さは、２つのタブレットに対応する高さ以上に形成される。そして、２つのポット２７は、例えば直列に接続され、ランナー２６を介してキャビティ２５に連続している。このポットの個数は、樹脂封止される装置の大きさにより変化する。即ち、樹脂封止される装置が大型である場合は、より多数個（例えば４個）のポット２７が形成され、ランナー２６を介してキャビティ２５に接続する。また、ポット２７は、ここでは下金型２０Ｂに形成されている。
【００２７】
図１（Ｂ）を参照して、各々のキャビティ２５に対応する箇所の下金型には、モールド時に絶縁性樹脂が基板の裏面に回り込むのを防止するために、空洞部２１と凸部２２が設けられている。
【００２８】
空洞部２１は、下金型２０Ｂのキャビティ２５に対応する箇所に於いて、金属基板が載置される領域に設けられている。空洞部２１の平面的な大きさは、金属基板１６の平面的な大きさよりも小さく形成されている。従って、モールドの工程に於いては、空洞部２１を覆うようにして、金属基板１６は載置される。
【００２９】
凸部２２は、空洞部２１内部に設けられている。そして、凸部２２の頂部の高さは、下金型２０Ｂと金属基板１６が接する面と同一の高さである。
【００３０】
更に、キャビティ２５に圧送される絶縁性樹脂の量に応じた内部の空気をその外部に放出するために、各々のキャビティ２５には、エアベント２４が設けられている。
【００３１】
本発明の特徴は、各々のキャビティ２５に対して、個別にポット２７を設けることにある。具体的には、ここでは、並列して設けたキャビティ２５に、個別にポット２７が設けられ、キャビティ２５とポット２７とはランナー２６で接続されている。このことにより、ポット２７からキャビティ２５までの距離を均一にすることが可能となり、圧送する樹脂の量や圧力を適正にすることができるので、安定した樹脂成形を行うことができる。
【００３２】
更に、本発明の特徴は、従来例よりも径の小さいポット２７を複数個形成することにある。具体的には、個々のキャビティ２５に対して２つのポット２７が形成され、このポット２７はランナー２６を介してキャビティ２５に接続されている。このことにより、モールド金型２０に於いてキャビティ２５が占める面積を小さくすることができるので、より多数個のキャビティ２５を１つのモールド金型２０に形成することができる。
【００３３】
図２（Ａ）を参照して、他の形態のモールド金型２０Ａに関して説明する。本発明のモールド金型２０Ａは、並列して設けられた複数個のキャビティ２５と、キャビティ２５の各々に連続するランナー２６と、ランナー２６の各々に接続されたポット２７とを備え、前記ポット内の樹脂を前記各ランナーを通じて前記各キャビティに供給する構成と成っており、キャビティ２５の整列方向と、ポット２７の整列方向は平行に成っている。このように、同図に示すモールド金型２０Ａの構成は、図１に示したモールド金型２０と同様であるが、キャビティ２５の整列方向と、ポット２７の整列方向とが平行であることに特徴を有する。
ポット２７Ａおよびポット２７Ｂは、ランナー２６を介して１つのキャビティ２５に連続しており、これら２つのポットに投入されたタブレットは、ランナー２６を介して１つのキャビティ２５に供給される。キャビティ２５はモールド金型２０Ａの対向する２辺の周辺部に、８個が形成されている。そして、キャビティ２５から成る列に挟まれた領域に、一列に複数個のポット２７が形成されている。ここでは、１つのキャビティ２５に付いて２つのポット２７が形成されているので、合計１６個のポット２７が一列に形成されている。このように複数個のポット２７を一列に形成することにより、ポット２７が占有する面積を低減させることができるので、より多くのキャビティ２５を１つのモールド金型２０Ａに形成することができる。
【００３４】
図２（Ｂ）を参照して、他の形態のモールド金型２０Ｂに関して説明する。本発明のモールド金型２０Ｂは、並列して設けられた複数個のキャビティ２５と、キャビティ２５の各々に連続するランナー２６と、複数個のランナー２６に接続された複数のポットとを備え、ポット２７内の樹脂を各ランナー２６を通じて複数個のキャビティ２５に供給する構成と成っている。このように、同図に示すモールド金型２０Ａの構成は、図１に示したモールド金型２０と同様であるが、複数個のポット２７が複数個のキャビティ２５に連続することに特徴を有する。
【００３５】
ここでは、複数個のポット２７Ａ、２７Ｂおよび２７Ｃがランナー２６を介して連続している。そして、これら３つのポット２７から、対向する２つのキャビティ２５に樹脂が同時に供給されている。ここで、形成されるキャビティ２５の大きさは、図２（Ａ）で示したものと比較すると小型のものであるので、３つのポット２７から供給される樹脂で、対向する２つのキャビティ２５を樹脂で封止することができる。このことにより、ポット２７の個数を低減することができるので、ポット２７が占有する面積を低減することができる。
【００３６】
（混成集積回路装置１０の製造方法を説明する第２の実施の形態）
図３から図７を参照して、混成集積回路装置１０の製造方法を説明する。混成集積回路装置１０は、表面に部品が組み込まれた基板を下金型に載置する工程と、上金型と下金型とを噛み合わせることにより前記基板が収納されるキャビティを密閉する工程と、前記キャビティに連続するランナーに接続された複数個のポットに、絶縁性樹脂から成るタブレットを投入する工程と、複数個の前記ポットに投入された前記タブレットをプランジャーで同時に加圧することにより、前記ランナーを介して、融解した絶縁性樹脂を前記キャビティに圧送する工程とを有している。このモールドの工程を以下にて説明する。
【００３７】
図３を参照して、表面に部品が組み込まれた基板を下金型に載置する工程を説明する。ここでは、金属基板１６は、リード１１が導出する辺を紙面方向にして下金型２０Ｂに載置されている。ここで、金属基板１６は、下金型２０Ｂに設けた空洞部２１を覆うように載置される。
【００３８】
更に、同図を参照して、ポット２７に固形化した絶縁性樹脂から成るタブレット２９を投入する。ここでは、キャビティ２５に連続するランナー２６には、２個のポット２７が接続されており、各ポット２７に２個ずつタブレット２９を投入する。ここで、各ポット２７に投入するタブレット２９の個数は、製造される混成集積回路装置の大きさにより変化する。例えば、製造する混成集積回路装置が比較的小型のものであれば、各ポットに１つずつのタブレット２９が投入されても良い。
【００３９】
図４を参照して、上金型２０Ａと下金型２０Ｂとを噛み合わせることにより金属基板１６が収納されるキャビティ２５を密閉する工程を説明する。上金型２０Ａと下金型２０Ｂを噛み合わせることにより、キャビティ２５は密閉される。更に、このことにより、上金型２０Ａに設けたランナー２６も経路として形成される。また、金属基板１６の少なくとも１辺からは、リードが導出されており、このリードが上下金型により狭持されることにより、金属基板１６の位置は固定されている。
【００４０】
図５を参照して、複数個のポット２７に投入されたタブレット２９を、プランジャー２８で同時に加圧する工程を説明する。具体的には、２つのポット２７に投入されたタブレット２９を、プランジャー２８で同時に加圧する。このことにより、流動樹脂がランナー２６を介してキャビティ２５に圧送され、金属基板１６は絶縁性樹脂で封止される。本実施例では、絶縁性樹脂として熱硬化性樹脂を採用している。熱硬化性樹脂を用いるトランスファーモールドでは、絶縁性樹脂を注入する際の圧力が非常に大きい。このことから、従来例では、金属基板１６の裏面と下金型２０Ｂとのわずかな隙間に、絶縁性樹脂が侵入してしまう問題があった。本発明では、上述したように下金型２０Ｂに空洞部２１が設けられている。従って、金属基板１６の裏面と下金型２０Ｂとのわずかな隙間に、絶縁性樹脂が侵入しても、絶縁性樹脂は空洞部２１に貯留される。即ち、金属基板１６の裏面に侵入した絶縁性樹脂が、金属基板１６の裏面に付着しない。
【００４１】
また、上述したように、金属基板１６は空洞部２１を覆うように下金型２０Ｂに載置されている。従って、金属基板１６の周辺部のみが下金型２０Ｂに当接しているので、金属基板１６の裏面が下金型２０Ｂに接する面積が小さい。このことから、キャビティ２５に絶縁性樹脂を高圧力で注入すると、金属基板１６が下金型２０Ｂに当接する圧力が非常に大きくなる。また、金属基板１６と下金型２０Ｂが当接する面積が小さいので、金型に熱が伝導することにより、絶縁性樹脂の温度が低下することを防止できる。
【００４２】
金属基板１６が比較的大型のものである場合、絶縁性樹脂をキャビティ内に高圧で注入されると、注入圧力による大きな曲げ応力が金属基板１６に作用する。従って、本発明では、空洞部２１の内部に凸部２２を設けている。上述したように凸部２２の高さは、下金型２０Ｂと金属基板１６の裏面が当接する面と同じ高さをである。従って、下金型２０Ｂに金属基板１６を載置すると、凸部２２の上面も金属基板１６の裏面に接触する。このことから、注入圧力により作用する金属基板１６の曲げ応力は半分以下になる。
【００４３】
モールド工程を経た混成集積回路装置１０は、炉を用いて加熱するアフターキュアの工程により、熱硬化性樹脂が硬化される。
【００４４】
図６を参照して、アフターキュアの工程が終了した後に、上金型２０Ａと下金型２０Ｂを離すことにより、絶縁性樹脂で封止された混成集積回路装置を取り出すことができる。
【００４５】
図７に、上記したような工程を経てモールドされた混成集積回路装置１０を示す。この混成集積回路装置は、リードカットの工程等を経て、製品として完成する。
【００４６】
（混成集積回路装置１０を説明する第３の実施の形態）
図８を参照して、本発明に斯かる混成集積回路装置１０の構成を説明する。混成集積回路装置１０は次のような構成を有している。即ち、矩形の金属基板１６と、金属基板１６の表面に設けられた絶縁層１７上に形成された導電パターン１８と、導電パターン１８上に固着された回路素子１４と、回路素子１４と導電パターン１８とを電気的に接続する金属細線１５と、導電パターン１８と電気的に接続されたリード１１とで、混成集積回路装置１０は構成されている。このような各構成要素を以下にて説明する。
【００４７】
金属基板１６は、アルミや同等の金属から成る基板である。１例として金属基板１６としてアルミより成る基板を採用した場合、金属基板１６とその表面に形成される導電パターン１８とを絶縁させる方法は２つの方法がある。１つは、アルミ基板の表面を酸化させてアルマイト処理する方法である。もう１つの方法は、アルミ基板の表面に絶縁層１７を形成して、絶縁層１７の表面に導電パターン１８を形成する方法である。また、金属基板は、プレス機による「打ち抜き」により形成される。このことから、金属基板の片面の周辺部には「バリ」が形成される。本発明では、金属基板に於いて、「バリ」が周端部に形成される面を「バリ面」と呼び、「バリ」が形成されない面を「ダレ面」と呼ぶ。更に、金属基板１６の側面とダレ面１６Ｂとが連続する部分の断面は、直角には形成されない。具体的には、金属基板１６の側面とダレ面１６Ｂとが連続する部分の断面は、丸みを帯びた断面である。従って、ダレ面１６Ｂの周端部にはバリは全く形成されない。
【００４８】
導電パターン１８は銅等の金属から成り、絶縁層１７上に形成される。また、リード１１が導出する辺に、導電パターン１８からなるパッドが形成される。
【００４９】
回路素子１４は、半田等のロウ材を介して導電パターン１８上の所定の位置に実装される。回路素子１４としては、受動素子や能動素子を全般的に採用することができる。更に、樹脂封止型の回路装置等も回路素子１４として使用することも可能である。ここで、フェイスアップで実装される能動素子等は、金属細線１５を介して、導電パターン１８と電気的に接続される。
【００５０】
リード１１は、金属基板１６の周辺部に設けられたパッドに固着され、外部との入力・出力を行う働きを有する。ここでは、対向する２辺に多数個のリード１１が設けられている。リード１１は金属基板１６の４辺から導出させることも可能であり、１辺のみから導出させることも可能である。
【００５１】
絶縁性樹脂１２は、熱硬化性樹脂を用いるトランスファーモールドにより形成される。そして、絶縁性樹脂１２は、金属基板１６のダレ面１６Ｂを下部に露出させて装置全体を封止している。上述したように、金属基板１６の側面とダレ面１６Ｂとが連続する部分の断面は、丸みを帯びた断面である。従って、トランスファーモールドを行うことにより、金属基板１６の側面とダレ面１６Ｂとが連続する部分に、熱硬化性樹脂が回り込む構造となる。具体的には、金属基板１６のダレ面１６Ｂが有する４辺の周端部に、熱硬化性樹脂が回り込む構造となる。
【００５２】
溝１３は、絶縁性樹脂１２の上面に設けられる。具体的には、溝１３は、絶縁性樹脂１２の周辺部付近に於いて、金属基板１６の長手方向に設けられている。溝１３をこのように形成することにより金属基板１６の反り上がりを防止することが可能になる。具体的にいうと、第１に、金属基板１６の反り上がりに対して金属基板１６の上面部では薄く形成された部分が早く硬化し基板と一体になることで対抗することができる。第２に、溝１３を設けることにより、金属基板１６上の絶縁性樹脂１２の上面には、金属基板１６の実装面に対して様々な角度を有する面を有している。そのため、それらの面の組み合わせることにより金属基板１６の反り上がらせる応力に対して、その応力を低減させる辺が形成され、金属基板１６の反り上がらせる応力に対抗することができる。従って、装置全体の長手方向の剛性が向上し、応力が作用しても変形しにくい構造となる。また、溝１３は絶縁性樹脂１２の上面に於いて、周辺部以外の箇所に形成することも可能である。更に、絶縁性樹脂１２の上面に於いて、四方の周辺部に溝１３を設けることも可能である。
【００５３】
ここでは、金属基板１６の長手方向の対向する周辺部に於いて、リード１１が導電パターン１８に固着されている。そして、溝１３は、リード１１が導電パターン１８に接続する箇所の上方に対応する絶縁性樹脂１２の上面に設けられている。リード１１は水平に延在しているので、リード１１の高さは、回路素子１４と比較すると低くなっている。このことから、リード１１が導電パターン１８に接続する箇所の上方は、絶縁性樹脂１２より成るマージンと成っている。従って、このマージンの箇所に溝１３を設けることによって、絶縁性樹脂１２の厚みを増すことなく、溝１３を形成させることができる。
【００５４】
図９を参照して、絶縁性樹脂１２の熱膨張係数と、アフターキュア時に於ける基板の反りとの関係を説明する。本発明では、絶縁性樹脂１２として熱硬化性樹脂を採用することができる。そして熱硬化性樹脂を採用する場合は、モールドの工程の後に、炉を用いて装置全体を熱硬化性樹脂のガラス転移温度付近まで加熱することにより、熱硬化性樹脂を硬化させている。このように、加熱することにより、熱硬化性樹脂を硬化させる工程をアフターキュアの工程と言う。従来に於いては、アフターキュアの工程に於いて、混成集積回路装置全体に反りが発生していた。このため、重ね合わされた複数個の混成集積回路装置に圧力を加える圧着の工程により、アフターキュアの工程において混成集積回路装置に反りが発生するのを防止していた。
【００５５】
このことから、熱硬化性樹脂の熱膨張係数と、アフターキュアの工程における混成集積回路装置の反りとの関係を明らかにするために実験を行った。具体的には、金属基板１６としてアルミ基板を採用した。そして、熱膨張係数の異なる熱硬化性樹脂にて封止した複数の混成集積回路装置を用意し、それぞれに付いて発生する反りの量を計測した。具体的には、使用する熱硬化性樹脂の熱膨張係数を１０×１０−６／℃から１７×１０−６／℃の間で異ならせた８個の混成集積回路装置を用いて実験を行った。なお、金属基板１６の材料であるアルミの熱膨張係数は、２３×１０−６／℃である。
【００５６】
ここで、上述したように、金属基板１６の材料であるアルミの熱膨張係数は２３×１０−６／℃である。従って、単純な考え方を行うと、金属基板１６を封止する樹脂として、アルミと同等の熱膨張係数（２３×１０−６／℃）を有する熱硬化性樹脂を用いると、アフターキュアの工程に於いて基板の反りが発生しないように思える。しかしながら、混成集積回路装置１０の構成要素としては、金属基板１６と絶縁性樹脂１２以外にも、金属基板１６の表面には回路素子や絶縁層１７等が設けられている。従って、金属基板と同等の熱膨張係数（２３×１０−６／℃）を有する熱硬化性樹脂を使用しても、回路素子や絶縁層等が相互に影響を及ぼすので、結果的に装置全体に反りが生じてしまう事が判明した。
【００５７】
図９のグラフは、上記の条件で実験を行った結果を示している。同グラフに於いて、横軸は熱硬化性樹脂の熱膨張係数を示しており、縦軸はアフターキュアの工程において混成集積回路装置に発生する反りの量を示している。このグラフから明らかなように、熱膨張係数が１３×１０−６／℃の熱硬化性樹脂を用いた混成集積回路装置の反りの量が、最も小さく成っている。このことから、熱膨張係数が１３×１０−６／℃の熱硬化性樹脂を用いてトランスファーモールドを行うと、アフターキュアの工程に於いて、金属基板１６に反りが発生するのを防止することができる。従って、基板を形成する材料の半分程度の熱膨張係数を有する熱硬化性樹脂を使用すると、アフターキュアの工程に於ける装置全体の反りを極力防止できる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明では、以下に示すような効果を奏することができる。
【００５９】
第１に、モールド金型２０に並列して設けたキャビティ２５の各々に対して、ランナー２６を介して接続されたポット２７を備えたので、キャビティ２５からポット２７までの距離を均一にすることができる。従って、樹脂成形を安定して行うことができる。
【００６０】
第２に、１つのキャビティ２５に対して、断面積の小さいポット２７が２つ形成されるので、モールド金型２０におけるポット２７が占める面積を小さくすることができる。従って、１つのモールド金型２０に多数個のキャビティ２５を形成することができ、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモールド金型を説明する平面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図２】本発明のモールド金型を説明する平面図（Ａ）、平面図（Ｂ）である。
【図３】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する断面図である。
【図４】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する断面図である。
【図５】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する断面図である。
【図６】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する断面図である。
【図７】本発明の混成集積回路装置の製造方法を説明する斜視図である。
【図８】本発明の混成集積回路装置の斜視図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図９】樹脂の熱膨張係数と基板の反りとの関係を示す特性図である。
【図１０】従来の混成集積回路装置の斜視図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。
【図１１】従来の混成集積回路装置の製造方法を説明する断面図である。
【図１２】従来のモールド金型を説明する平面図である。
Claims (8)
- 並列して設けられた複数個のキャビティと、前記キャビティの各々に連続するランナーと、前記ランナーの各々に接続されたポットとを備え、
前記ポット内の樹脂を前記各ランナーを通じて前記各キャビティに供給することを特徴とするモールド金型。 - 前記キャビティには、前記ランナーを介して複数個のポットが接続することを特徴とする請求項１記載のモールド金型。
- 前記ポットは、樹脂から成るタブレットが複数個投入されるように形成されることを特徴とする請求項１記載のモールド金型。
- 前記キャビティの整列方向と、前記ポットの整列方向を平行にすることを特徴とする請求項１記載のモールド金型。
- 並列して設けられた複数個のキャビティと、前記キャビティの各々に連続するランナーと、複数個の前記ランナーに接続された複数のポットとを備え、
前記ポット内の樹脂を前記各ランナーを通じて複数個の前記キャビティに供給することを特徴とするモールド金型。 - 複数個の前記ポット内の樹脂を、対向する２つのキャビティに供給することを特徴とする請求項５記載のモールド金型。
- 表面に部品が組み込まれた基板を下金型に載置する工程と、上金型と下金型とを噛み合わせることにより前記基板が収納されるキャビティを密閉する工程と、
前記キャビティに連続するランナーに接続された複数個のポットに、絶縁性樹脂から成るタブレットを投入する工程と、
複数個の前記ポットに投入された前記タブレットをプランジャーで同時に加圧することにより、前記ランナーを介して、融解した絶縁性樹脂を前記キャビティに圧送する工程とを有することを特徴とする混成集積回路装置の製造方法。 - 複数個のタブレットを１つの前記ポットに投入することを特徴とする請求項７記載の混成集積回路装置の製造方法。
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|---|---|---|---|---|
| JP2012131142A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Apic Yamada Corp | モールド金型及び樹脂モールド装置 |
| KR20160084975A (ko) * | 2015-01-07 | 2016-07-15 | 세메스 주식회사 | 반도체 소자 몰딩 장치 |
-
2002
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| KR101869136B1 (ko) * | 2015-01-07 | 2018-06-19 | 세메스 주식회사 | 반도체 소자 몰딩 장치 |
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