JP2004351808A - モールド金型及びそれを用いたウェルドの評価方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂モールド工程におけるウェルド評価を、高価なＩＣチップを使用しない低コストで簡便な評価方法を提供する。
【解決手段】樹脂モールドにより生じるウェルドを評価する方法であって、狭路及び該狭路より厚みが大きい広路を有し、前記狭路を形成する凸部を金型キャビティ内に２個以上有するモールド金型を用いて樹脂モールドを行った後、発生するウェルドの大きさ、発生モードを観測することを特徴とするウェルドの評価方法。
【選択図】 図１
【解決手段】樹脂モールドにより生じるウェルドを評価する方法であって、狭路及び該狭路より厚みが大きい広路を有し、前記狭路を形成する凸部を金型キャビティ内に２個以上有するモールド金型を用いて樹脂モールドを行った後、発生するウェルドの大きさ、発生モードを観測することを特徴とするウェルドの評価方法。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂モールドの際に生じるウェルドを評価するのに用いるモールド金型及びそれを用いたウェルドの評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣやトランジスタ等の半導体装置の製造工程において、半導体素子はリードフレームや有機配線基盤等と接着剤を介し搭載され、更にワイヤーボンディング工程を経て電気的な接合がされる。半導体素子やボンディングワイヤーを始め構成部材の位置関係により樹脂モールドする際の樹脂の流れ方は均一ではなくウェルドの発生の危険がある。ウェルドの発生は外観上の不良だけでなく、捺印不良や耐湿信頼性不良を誘発する要因として考えられる。
近年は、従来のリードフレームタイプの半導体装置だけでなく、ＢＧＡのような片面封止の半導体装置が増えてきている。ＢＧＡの中でも一括成形し後工程で個片に切断して半導体装置を製造する方法も主流化し始めている。一括成形の場合、特に金型内に複数の半導体素子が配置されるため、樹脂が流動する際に狭路と広路の差が著しくなる傾向がでている。
従って、ウェルドの発生状態を評価することは、モールド樹脂の開発時、樹脂モールドの各種条件設定時、適正な半導体素子の配置やボンディングワイヤの張り方や線材の選択時などにおいて極めて重要となる。
【０００３】
従来のウェルドの評価は、実際の半導体素子を用いて行われていた。即ち、リードフレームのアイランド部に実際の半導体素子であるＩＣチップをダイボンディングしたり、有機配線基板上にＩＣチップをダイボンディングしたり、その後ボンディングワイヤを張るというように実際の半導体装置を組み立てる際に実験を行うしか方法がなかった。
しかし、この従来の評価方法では、ＩＣチップは非常に高価であるためコストが高くなるうえ、ＩＣチップの搭載、ワイヤボンディングなどの必要があるため、非常に工数が掛かり評価の効率が低下するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来の事情に鑑み、樹脂モールド工程におけるウェルド評価を、高価なＩＣチップを使用しない低コストで簡便な評価方法を提供することを目的とする。本評価方法は一括成形でのウェルドだけでなく、ＴＳＯＰや薄型ＱＦＰでのウェルドの評価の代替手法として有効である。また、本評価方法は半導体の封止成形に限らず、モールド樹脂全般においてウェルドの発生し易さを判断する代用評価としても極めて有効である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記［１］〜［５］に記載の本発明により達成される。
［１］ 樹脂モールドにより生じるウェルドの評価に用いるモールド金型であって、狭路及び該狭路より厚みが大きい広路を有し、前記狭路を形成する凸部を金型キャビティ内に２個以上有することを特徴とするモールド金型。
［２］ 前記モールド金型の前記狭路の厚みａと前記広路の厚みｂの比率ａ／ｂが０．１〜０．４であり、前記広路の厚みｂが０．２〜１．０ｍｍであり、且つ１つの狭路の長さｃが５ｍｍ以上である第［１］項記載のモールド金型。
［３］ 前記狭路の幅ｄと前記広路の幅ｅの比率ｄ／ｅが５未満であり、且つ前記狭路の流路面積ａ×ｄと前記広路の流路面積ｂ×ｅの関係がａｄ≦ｂｅを満足する第［１］又は［２］項のいずれかに記載のモールド金型。
［４］ 前記モールド金型の前記狭路を形成する凸部と凸部の間隙距離ｆが、凸部の長さｃの１／２以下である第［１］、［２］又は［３］項のいずれかに記載のモールド金型。
［５］ 樹脂モールドにより生じるウェルドを評価する方法であって、第［１］乃至［４］項のいずれかに記載のモールド金型を用いて樹脂モールドを行った後、発生するウェルドの大きさ、発生モードを観測することを特徴とするウェルドの評価方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明方法においては、高価なＩＣチップを使用せず、ＩＣチップの搭載、ワイヤボンディングなどの必要がなく、非常に評価の効率が向上するという特徴がある。実素子を用いての評価とは異なりボンディングワイヤが無いことやモールド封止する体積などが異なる近似値としての評価になるが、結果の解析に支障はない。
以下、本発明のモールド金型及びそれを用いたウェルドの評価方法について詳細に説明する。
【０００７】
本発明のモールド金型は、樹脂モールドにより生じるウェルドの評価に用いるモールド金型であって、狭路及び該狭路より厚みが大きい広路を有することが必須である。また、本発明のモールド金型は、狭路を形成する凸部を金型キャビティ内に２個以上有することが必要である。凸部の数が１個であるとウェルドが発生し難く、充分な評価ができない恐れがある。また、凸部の数はより望ましくは３個以上必要である。また、本発明のモールド金型の狭路の厚みａと広路の厚みｂは、その比率ａ／ｂが０．１〜０．４であり、広路の厚みｂが０．２〜１．０ｍｍであり、且つ狭路長さ（＝凸部の長さ）ｃが５ｍｍ以上であることが望ましい。この範囲を超えると充填パターンが変化し正しい評価ができない恐れがある。
更に、本発明のモールド金型の狭路の幅ｄと広路の幅ｅの比率ｄ／ｅが５未満であることが望ましい。ｄ／ｅが５以上であると狭路と広路の流速が等しくなる傾向がでてきてウェルドの評価として適切でなくなる恐れがある。更に狭路の流路の面積ａ×ｄと広路の流路面積ｂ×ｅの関係がａｄ≦ｂｅを満足することが望ましい。ａｄ≦ｂｅを満足しないと広路の流路面積が小さすぎて狭路と広路の流速が等しくなる傾向がでてきてウェルドの評価として適切でなくなる恐れがある。また、本発明のモールド金型の狭路を形成する凸部と凸部の間隙距離ｆは凸部の長さｃの１／２以下であることが望ましい。１／２を越えると充填パターンが変化しウェルドの評価として適切でなくなる恐れがある。
【０００８】
本発明のウェルドの評価方法は、樹脂モールドにより生じるウェルドを評価する方法であって、上記記載のモールド金型を用いて樹脂モールドを行った後、発生するウェルドの大きさ、発生モードを観測することを特徴とするものである。実際の半導体装置の製造工程において樹脂モールドの際に発生するウェルドは、封止樹脂が流れる流路のサイズによって生じるものであり、ＩＣ構成材質（例えばリードフレームやＩＣ素子やボンディングワイヤなど）が存在することによって流路のサイズは変化する。封止樹脂はチキソ性を有するために流路の差によって流量や流速が大きく変化する。これによって樹脂の回り込み現象が生じ、結果としてウェルドが生じることになる。ウェルドのサイズとしては流路の差によって変化するが数１０μｍから数ｍｍのサイズが多い。ＢＧＡのように片面封止ではない半導体装置はウェルド現象による構成部材の上下シフト現象が発生するため更に大きなサイズとなる場合もある。
【０００９】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１〜１２、比較例１
表１に記載のエポキシ樹脂組成物をミキサーにて混合し、熱ロールを用いて、１００℃で２分間混練して冷却後粉砕し、エポキシ樹脂成形材料を得た。得られたエポキシ樹脂成形材料をタブレット化したものを、図１に示す形状、表２に示す寸法のモールド金型を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件でトランスファー成形した後、ウェルドの評価を行った。ウェルドの評価は金型から取り出した成形品の外観を目視によって確認した。ウェルドとは云えずほとんど充填しないモードは未充填とした。結果を表２に示。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、樹脂モールド工程におけるウェルドを、従来のごとく高価なＩＣチップを使用せずに、低コストで簡便な方法によって評価することができる。従って、本発明のウェルドの評価方法によれば、ＩＣパッケージのモールド樹脂の生産開発、樹脂モールディング工程、その他で、生産性の向上、開発時間の短縮、開発費用の圧縮、及び高品質製品の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】モールド金型の一例の下型の上面図
【図２】モールド金型の一例の断面図
【図３】図２の拡大図
【符号の説明】
１ モールド金型
２ 上型
３ 下型
４ スプルー
５ 樹脂溜り
６ ランナー・ゲート
７ キャビティ
８ 凸部
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂モールドの際に生じるウェルドを評価するのに用いるモールド金型及びそれを用いたウェルドの評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣやトランジスタ等の半導体装置の製造工程において、半導体素子はリードフレームや有機配線基盤等と接着剤を介し搭載され、更にワイヤーボンディング工程を経て電気的な接合がされる。半導体素子やボンディングワイヤーを始め構成部材の位置関係により樹脂モールドする際の樹脂の流れ方は均一ではなくウェルドの発生の危険がある。ウェルドの発生は外観上の不良だけでなく、捺印不良や耐湿信頼性不良を誘発する要因として考えられる。
近年は、従来のリードフレームタイプの半導体装置だけでなく、ＢＧＡのような片面封止の半導体装置が増えてきている。ＢＧＡの中でも一括成形し後工程で個片に切断して半導体装置を製造する方法も主流化し始めている。一括成形の場合、特に金型内に複数の半導体素子が配置されるため、樹脂が流動する際に狭路と広路の差が著しくなる傾向がでている。
従って、ウェルドの発生状態を評価することは、モールド樹脂の開発時、樹脂モールドの各種条件設定時、適正な半導体素子の配置やボンディングワイヤの張り方や線材の選択時などにおいて極めて重要となる。
【０００３】
従来のウェルドの評価は、実際の半導体素子を用いて行われていた。即ち、リードフレームのアイランド部に実際の半導体素子であるＩＣチップをダイボンディングしたり、有機配線基板上にＩＣチップをダイボンディングしたり、その後ボンディングワイヤを張るというように実際の半導体装置を組み立てる際に実験を行うしか方法がなかった。
しかし、この従来の評価方法では、ＩＣチップは非常に高価であるためコストが高くなるうえ、ＩＣチップの搭載、ワイヤボンディングなどの必要があるため、非常に工数が掛かり評価の効率が低下するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来の事情に鑑み、樹脂モールド工程におけるウェルド評価を、高価なＩＣチップを使用しない低コストで簡便な評価方法を提供することを目的とする。本評価方法は一括成形でのウェルドだけでなく、ＴＳＯＰや薄型ＱＦＰでのウェルドの評価の代替手法として有効である。また、本評価方法は半導体の封止成形に限らず、モールド樹脂全般においてウェルドの発生し易さを判断する代用評価としても極めて有効である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記［１］〜［５］に記載の本発明により達成される。
［１］ 樹脂モールドにより生じるウェルドの評価に用いるモールド金型であって、狭路及び該狭路より厚みが大きい広路を有し、前記狭路を形成する凸部を金型キャビティ内に２個以上有することを特徴とするモールド金型。
［２］ 前記モールド金型の前記狭路の厚みａと前記広路の厚みｂの比率ａ／ｂが０．１〜０．４であり、前記広路の厚みｂが０．２〜１．０ｍｍであり、且つ１つの狭路の長さｃが５ｍｍ以上である第［１］項記載のモールド金型。
［３］ 前記狭路の幅ｄと前記広路の幅ｅの比率ｄ／ｅが５未満であり、且つ前記狭路の流路面積ａ×ｄと前記広路の流路面積ｂ×ｅの関係がａｄ≦ｂｅを満足する第［１］又は［２］項のいずれかに記載のモールド金型。
［４］ 前記モールド金型の前記狭路を形成する凸部と凸部の間隙距離ｆが、凸部の長さｃの１／２以下である第［１］、［２］又は［３］項のいずれかに記載のモールド金型。
［５］ 樹脂モールドにより生じるウェルドを評価する方法であって、第［１］乃至［４］項のいずれかに記載のモールド金型を用いて樹脂モールドを行った後、発生するウェルドの大きさ、発生モードを観測することを特徴とするウェルドの評価方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明方法においては、高価なＩＣチップを使用せず、ＩＣチップの搭載、ワイヤボンディングなどの必要がなく、非常に評価の効率が向上するという特徴がある。実素子を用いての評価とは異なりボンディングワイヤが無いことやモールド封止する体積などが異なる近似値としての評価になるが、結果の解析に支障はない。
以下、本発明のモールド金型及びそれを用いたウェルドの評価方法について詳細に説明する。
【０００７】
本発明のモールド金型は、樹脂モールドにより生じるウェルドの評価に用いるモールド金型であって、狭路及び該狭路より厚みが大きい広路を有することが必須である。また、本発明のモールド金型は、狭路を形成する凸部を金型キャビティ内に２個以上有することが必要である。凸部の数が１個であるとウェルドが発生し難く、充分な評価ができない恐れがある。また、凸部の数はより望ましくは３個以上必要である。また、本発明のモールド金型の狭路の厚みａと広路の厚みｂは、その比率ａ／ｂが０．１〜０．４であり、広路の厚みｂが０．２〜１．０ｍｍであり、且つ狭路長さ（＝凸部の長さ）ｃが５ｍｍ以上であることが望ましい。この範囲を超えると充填パターンが変化し正しい評価ができない恐れがある。
更に、本発明のモールド金型の狭路の幅ｄと広路の幅ｅの比率ｄ／ｅが５未満であることが望ましい。ｄ／ｅが５以上であると狭路と広路の流速が等しくなる傾向がでてきてウェルドの評価として適切でなくなる恐れがある。更に狭路の流路の面積ａ×ｄと広路の流路面積ｂ×ｅの関係がａｄ≦ｂｅを満足することが望ましい。ａｄ≦ｂｅを満足しないと広路の流路面積が小さすぎて狭路と広路の流速が等しくなる傾向がでてきてウェルドの評価として適切でなくなる恐れがある。また、本発明のモールド金型の狭路を形成する凸部と凸部の間隙距離ｆは凸部の長さｃの１／２以下であることが望ましい。１／２を越えると充填パターンが変化しウェルドの評価として適切でなくなる恐れがある。
【０００８】
本発明のウェルドの評価方法は、樹脂モールドにより生じるウェルドを評価する方法であって、上記記載のモールド金型を用いて樹脂モールドを行った後、発生するウェルドの大きさ、発生モードを観測することを特徴とするものである。実際の半導体装置の製造工程において樹脂モールドの際に発生するウェルドは、封止樹脂が流れる流路のサイズによって生じるものであり、ＩＣ構成材質（例えばリードフレームやＩＣ素子やボンディングワイヤなど）が存在することによって流路のサイズは変化する。封止樹脂はチキソ性を有するために流路の差によって流量や流速が大きく変化する。これによって樹脂の回り込み現象が生じ、結果としてウェルドが生じることになる。ウェルドのサイズとしては流路の差によって変化するが数１０μｍから数ｍｍのサイズが多い。ＢＧＡのように片面封止ではない半導体装置はウェルド現象による構成部材の上下シフト現象が発生するため更に大きなサイズとなる場合もある。
【０００９】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１〜１２、比較例１
表１に記載のエポキシ樹脂組成物をミキサーにて混合し、熱ロールを用いて、１００℃で２分間混練して冷却後粉砕し、エポキシ樹脂成形材料を得た。得られたエポキシ樹脂成形材料をタブレット化したものを、図１に示す形状、表２に示す寸法のモールド金型を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件でトランスファー成形した後、ウェルドの評価を行った。ウェルドの評価は金型から取り出した成形品の外観を目視によって確認した。ウェルドとは云えずほとんど充填しないモードは未充填とした。結果を表２に示。
【００１０】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
本発明によれば、樹脂モールド工程におけるウェルドを、従来のごとく高価なＩＣチップを使用せずに、低コストで簡便な方法によって評価することができる。従って、本発明のウェルドの評価方法によれば、ＩＣパッケージのモールド樹脂の生産開発、樹脂モールディング工程、その他で、生産性の向上、開発時間の短縮、開発費用の圧縮、及び高品質製品の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】モールド金型の一例の下型の上面図
【図２】モールド金型の一例の断面図
【図３】図２の拡大図
【符号の説明】
１ モールド金型
２ 上型
３ 下型
４ スプルー
５ 樹脂溜り
６ ランナー・ゲート
７ キャビティ
８ 凸部
Claims (5)
- 樹脂モールドにより生じるウェルドの評価に用いるモールド金型であって、狭路及び該狭路より厚みが大きい広路を有し、前記狭路を形成する凸部を金型キャビティ内に２個以上有することを特徴とするモールド金型。
- 前記モールド金型の前記狭路の厚みａと前記広路の厚みｂの比率ａ／ｂが０．１〜０．４であり、前記広路の厚みｂが０．２〜１．０ｍｍであり、且つ１つの狭路の長さｃが５ｍｍ以上である請求項１に記載のモールド金型。
- 前記狭路の幅ｄと前記広路の幅ｅの比率ｄ／ｅが５未満であり、且つ前記狭路の流路面積ａ×ｄと前記広路の流路面積ｂ×ｅの関係がａｄ≦ｂｅを満足する請求項１又は２のいずれかに記載のモールド金型。
- 前記モールド金型の前記狭路を形成する凸部と凸部の間隙距離ｆが、凸部の長さｃの１／２以下である請求項１、２又は３のいずれかに記載のモールド金型。
- 樹脂モールドにより生じるウェルドを評価する方法であって、請求項１乃至４のいずれかに記載のモールド金型を用いて樹脂モールドを行った後、発生するウェルドの大きさ、発生モードを観測することを特徴とするウェルドの評価方法。
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|---|---|---|---|
| JP2003153464A JP4300878B2 (ja) | 2003-05-29 | 2003-05-29 | モールド金型及びそれを用いたウェルドの評価方法 |
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|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011064964A1 (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-03 | 住友ベークライト株式会社 | 流動特性測定用金型、流動特性測定方法、半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置の製造方法 |
| JP2019195914A (ja) * | 2018-05-08 | 2019-11-14 | 石川樹脂工業株式会社 | 繊維強化成形品の成形方法 |
| CN110747101A (zh) * | 2018-07-23 | 2020-02-04 | 浙江金仪盛世生物工程有限公司 | 一次性生物工艺袋及其制作方法、热熔式环形焊接机 |
| KR20200040077A (ko) * | 2018-10-08 | 2020-04-17 | 주식회사 서연이화 | 웰드라인 분석용 사출금형 |
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2003
- 2003-05-29 JP JP2003153464A patent/JP4300878B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| WO2011064964A1 (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-03 | 住友ベークライト株式会社 | 流動特性測定用金型、流動特性測定方法、半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置の製造方法 |
| JP5742723B2 (ja) * | 2009-11-24 | 2015-07-01 | 住友ベークライト株式会社 | 流動特性測定用金型、流動特性測定方法、半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置の製造方法 |
| KR101748897B1 (ko) | 2009-11-24 | 2017-06-19 | 스미토모 베이클리트 컴퍼니 리미티드 | 유동 특성 측정용 금형, 유동 특성 측정 방법, 반도체 봉지용 수지 조성물 및 반도체 장치의 제조 방법 |
| JP2019195914A (ja) * | 2018-05-08 | 2019-11-14 | 石川樹脂工業株式会社 | 繊維強化成形品の成形方法 |
| CN110747101A (zh) * | 2018-07-23 | 2020-02-04 | 浙江金仪盛世生物工程有限公司 | 一次性生物工艺袋及其制作方法、热熔式环形焊接机 |
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| KR102212595B1 (ko) | 2018-10-08 | 2021-02-05 | 주식회사 서연이화 | 웰드라인 분석용 사출금형 |
| KR20200046877A (ko) * | 2018-10-26 | 2020-05-07 | 주식회사 서연이화 | 접촉각도에 따른 웰드라인 분석용 사출금형 |
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