JP2005294293A - 半導体装置樹脂封止用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】 樹脂封止のためのトランスファ成型時の不具合を確実に抑制することを可能にする。
【解決手段】 一対の型と、当該型の内部に、半導体素子が載置され、トランスファ成型が行われる空間を提供するキャビティ３およびキャビティ３に樹脂を供給するためのランナ７とを備える金型であって、キャビティ３に沿って前記型が対向する部分であってキャリア２３を直接クランプするクランプ領域９と、クランプ領域９でキャリア２３をクランプしたときに、キャビティ３の端部に沿って、前記両方の型のクランプ領域９にそれぞれ形成される凸部１１およびこれに対応する凹部からなる変形付与部と、を含むことを特徴とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、半導体装置樹脂封止用金型に関し、特にキャリアに半導体素子が搭載される半導体装置をトランスファ成型法により樹脂封止するに際して用いられる金型に関する。

従来より、半導体素子が搭載されるキャリアの半導体素子の部分を樹脂封止する際に、金型でキャリアをクランプするが、樹脂注入時に金型を加熱すると金型の内部においてキャリアが変形して弛みが生じることがある。この弛みが生じたままで樹脂を注入すると、弛み部分でバリが出るなどして成型時の不具合が生じてしまう。

特許文献１には、予め弛みが生じると予測される金型内の位置に突起やくぼみを設けることで、この弛みが引き起こす成型時の不具合を解消する技術が記載されている。
特開平５−１０２２１５号公報

ところで、近年、半導体装置の薄層化が求められており、これに伴って薄層化されたキャリアでは、樹脂封止時に金型でクランプしたときの変形が予測できなくなっており、特許文献１に記載の技術では不十分になっている。

一方で、このような予測できない変形に対処するために、一方の金型をバネ付勢して、樹脂封止時に金型でクランプしたときのキャリアの変形に追従しようとしているが、より高度に薄層化を進めたキャリアでは、その変形に追従できなくなってきている。

さらに、高度に薄層化されたキャリアにおいては、金型内の樹脂供給路１１０を挟んだクランプ位置１１４においてキャリア１１２にかかるクランプ圧力により、図１０に示したように樹脂供給路１１０の中でキャリアが変形して盛り上がってしまうことがあった。さらに、キャリア１１２が樹脂供給路１１０の中で変形したままで樹脂を注入すると、樹脂は紙面垂直な方向から導入されるため、樹脂封止しようとする面の裏側の空間１１５にも樹脂が回りこんでしまい、図１１に示したように、キャリア１１２の裏側のクランプ位置１１４の間に樹脂漏れ部分１１６が生じることが問題となっている。

そこで、本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであり、樹脂封止のためのトランスファ成型時の不具合を確実に抑制することを可能とする半導体装置樹脂封止用金型を提供することを目的としている。

本発明に係る半導体装置樹脂封止用金型は、上述した課題を解決するために、キャリアに半導体素子が搭載される半導体装置をトランスファ成型法により樹脂封止するに際して用いられ、一対の型と、当該型の内部に、前記半導体素子が載置され、トランスファ成型が行われる空間を提供するキャビティおよび当該キャビティに樹脂を供給するためのランナとを備える金型であって、前記キャビティに沿って前記型が対向する部分であって前記キャリアを直接クランプするクランプ領域と、前記クランプ領域で前記キャリアをクランプしたときに、前記キャビティの端部に沿って、前記両方の型のクランプ領域にそれぞれ形成される凸部およびこれに対応する凹部からなる変形付与部と、を含むことを特徴としている。

前記半導体装置樹脂封止用金型において、前記変形付与部が、前記キャビティへの樹脂の導入方向に対して略垂直に形成されていることが好ましい。

また、前記半導体装置樹脂封止用金型において、前記変形付与部が、前記キャビティの端部に沿って各型に線状に形成される凹部および凸部で構成されることが好ましい。

本発明によれば、キャリアに搭載された半導体素子は型の成型面に設けられたキャビティに載置され、当該キャリアがクランプ領域にてクランプされた後、ランナより供給される樹脂によりトランスファ成型されて封止される。

このとき、クランプ領域に設けられた変形付与部により、クランプ領域においてキャリアに凹凸が付与される。これに追従して、ランナ部分においてもキャリアは変形して、樹脂のキャビティへの導入方向に沿って折れ目、くぼみなどが生じることのないようにすることができる。これにより、樹脂封止のためのトランスファ成型時の不具合を確実に抑制することが可能になる。

本発明によれば、樹脂封止のためのトランスファ成型時の不具合を確実に抑制することが可能になる。

以下、本発明に係る半導体装置樹脂封止用金型の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、前記半導体装置樹脂封止用金型を用いて得られる成型品の一例の概略図である。
図１によれば、半導体素子を備える回路が形成された基板であるキャリア２３上に形成した回路を封止するように封止樹脂３３が成型され、成型時に樹脂を充填させるための後述するランナの成型部分３７およびカルの成型部分３５が、キャリア２３の端側に連続して形成されている。

また、図１には、カルの一方の端面にランナを設けた金型を用いて成型を行って得られる成型品が示されているが、他方の端面にもランナを設けて、この他端側でもキャリアの樹脂封止を行う、すなわちカルの両端でキャリアの樹脂封止を同時に行うようにすることもできる。

ここで、キャリアは、０．１ｍｍ程度の薄基板やテープ状の基板などであり、例えばエポキシ樹脂、ＢＴ（ビスマレイミド・トリアジン）レジンなどの樹脂材料から形成することができる。

図２は、この成型品の要部の拡大図である。
図２によれば、キャリア２３の上であって、ランナの成型部分３７が形成されている側の端部３９には、後述するクランプ時に前記半導体装置樹脂封止用金型により変形付与された変形部分３０が端面に沿って線状に生じている。

本発明の実施形態に係る半導体装置樹脂封止用金型は、このような成型品を得るためのものであって、以下に詳細に説明する。

図３は、樹脂封止時に上金型と下金型とで前記キャリア２３をクランプした所定の位置の一例、すなわち図２のＢ−Ｂ’に相当する部分を示し、図４はこの状態の要部を拡大した図である。

図３では、図２に示したように樹脂供給路を含まないＢ−Ｂ’での断面図が示されており、上金型２１と下金型１とでキャリア２３をクランプした状態が示される。前記ランナを含まない部分での断面であるため、上金型１の成型面には、半導体素子が載置され、トランスファ成型が行われる空間を提供し、図１の前記封止樹脂３３を成型するためのキャビティ３が現れているのみである。

また、図４によれば、下金型１には前記変形部分３０を付与するための凸部１１が設けられているとともに、上金型２３には凸部１１に対向するように凹部３１が設けられているため、キャリア２３は上金型２１および下金型１にクランプされると、この凸部１１に沿って確実に変形するようになっている。

図５は樹脂封止時に上金型と下金型とで前記キャリア２３をクランプした別の位置の一例、すなわち図２のＡ−Ａ’に相当する部分を示し、図６はランナ７にかかる位置でも凸部１１を設けたこの状態の要部を拡大した図である。

図５では、図２に示したように樹脂供給路を含むＡ−Ａ’での断面図が示されており、図３と同様に、上金型２１と下金型１とでキャリア２３をクランプした状態が示される。上金型１の成型面には、前記キャビティ３、当該キャビティ３に樹脂を供給するためのランナ７およびカル２５が現れている。

また、下金型１には、ポット２８が現れており、このポット２８内には樹脂２７をプランジャ２９が設けられるとともに、ポット２８内であってプランジャ２９の押し出し面には封止用樹脂２７が装入されている。また、カル２５、ポット２８およびプランジャ２９により樹脂供給部５が構成される。

ここで、プランジャ２９は、ポット２８から樹脂２７を射出する機能を有し、鋼などから構成することができる。また、ポット２８に装入される封止用樹脂２７としては、熱軟化性樹脂、例えばＢステージ化するエポキシ樹脂などを用いることができる。

また、図６によれば、下金型１のこの部分にも凸部１１が設けられているため、キャリア２３は上金型２１および下金型１にクランプされると、図４に示したような変形に追従して、この凸部１１に沿った変形がより確実になる。

なお、ランナ７が設けられている部分において、凸部が設けられている例を示したが、この部分に凸部が設けられていなくても、ランナ７が設けられている部分以外の前記クランプ領域９で凸部が設けられていれば、クランプ領域９で付与される変形に追従してキャリア２３のランナ７内部にかかる部分も同様の変形が生じるようになる。このため、凸部１１は、下金型１のランナ７にかかる位置では設けても設けなくても差し支えない。

ここで、変形付与部について説明する。
キャリア２３のクランプ時に、ランナ７内でキャリア２３が変形してキャリア２３の裏側に樹脂が回りこむことがないように、キャリア２３のクランプされた部分を凹凸に変形させて、この変形に追従してランナ７の中では樹脂の導入方向Ｘに沿った変形を妨げるようにキャリア２３を変形させることが重要である。

例えば、図４に示したような少なくとも下金型１にキャビティ３の端部に沿って線状に設けた凸部１１が挙げられる。このほかに、変形付与部を、図７に示したようにキャリア２３が波型に変形するように設けてもよいし、図８に示したように図６の凹凸を逆にした形状にキャリア２３が変形するように設けてもよいし、図９に示したようにキャリア２３が単に折れ込む形状に変形するように設けてもよい。また、凹凸は、一対であっても、それ以上の対であってもよい。

本実施形態によれば、半導体素子を実装したキャリアが所定の温度、例えば１７５℃に加熱された本実施形態の金型に搬送され、当該金型内に設けられたキャビティに載置されると、上金型２１および下金型１によりクランプされる。続いて、プランジャ２９が上昇し、樹脂２７がカル２５に押し出され、ランナ７を通ってキャビティ３に到達して、前記半導体素子は封止される。

このとき、クランプ領域９に設けられた凸部１１により、クランプ領域９においてキャリア３に凹凸が付与され、樹脂の導入方向Ｘに沿って折れ目、くぼみなどが生じることのないようにすることができる。これにより、樹脂封止のためのトランスファ成型時の不具合、例えばキャリア２３の裏側に樹脂が回ったり、樹脂が金型から漏れたりといった不具合を確実に抑制することが可能になる。

以上、半導体装置樹脂封止用金型の実施形態について説明したが、これに限定されることはなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更可能なことは言うまでもない。
例えば、下金型の成型面であって上金型側に、キャビティ、ランナ、カルなどを設けた例を説明したが、これら全部または一部を下金型側に設けてもよい。同様に、樹脂供給部を下金型に設けた例を示したが、上金型に設けても差し支えない。

前記半導体装置樹脂封止用金型を用いて得られる成型品の一例の概略図である。 前記成型品の要部の拡大図である。 樹脂封止時に上金型と下金型とでキャリアをクランプした別の位置での状態の一例を示す図である。 図３に示した状態の要部を拡大した図である。 樹脂封止時に上金型と下金型とでキャリアをクランプした所定の位置での状態の一例を示す図である。 図５に示した状態の要部を拡大した図である。 変形誘導部材により変形されるキャリア２３の形状の別の例を示す図である。 変形誘導部材により変形されるキャリア２３の形状の別の例を示す図である。 変形誘導部材により変形されるキャリア２３の形状の別の例を示す図である。 従来金型におけるクランプ時のランナ周囲のキャリア状態を示す図である。 図１０の状態で成型を行って樹脂漏れを起こした状態を示す図である。

符号の説明

１ 下金型
３ キャビティ
５ 樹脂供給部
７ ランナ
９ クランプ領域
１１ 凸部
２１ 上金型
２３ キャリア

Claims (3)

1. キャリアに半導体素子が搭載される半導体装置をトランスファ成型法により樹脂封止するに際して用いられ、一対の型と、当該型の内部に、前記半導体素子が載置され、トランスファ成型が行われる空間を提供するキャビティおよび当該キャビティに樹脂を供給するためのランナとを備える金型であって、
   前記キャビティに沿って前記型が対向する部分であって前記キャリアを直接クランプするクランプ領域と、
   前記クランプ領域で前記キャリアをクランプしたときに、前記キャビティの端部に沿って、前記両方の型のクランプ領域にそれぞれ形成される凸部およびこれに対応する凹部からなる変形付与部と、
   を含むことを特徴とする半導体装置樹脂封止用金型。
2. 請求項１に記載の半導体装置樹脂封止用金型において、
   前記変形付与部が、前記キャビティへの樹脂の導入方向に対して略垂直に形成されていることを特徴とする半導体装置樹脂封止用金型。
3. 請求項１に記載の半導体装置樹脂封止用金型において、
   前記変形付与部が、前記キャビティの端部に沿って各型に線状に形成される凹部および凸部で構成されることを特徴とする半導体装置樹脂封止用金型。

Images