JP2005340353A - Manufacturing method of electronic component - Google Patents

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Shinji Takei
信二 武井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the occurrence of the non-filled part of resin which influences electric performance such as defective withstand voltage without raising a manufacturing cost of a mold by reducing the occurrence of defective appearance in a resin sealing process. <P>SOLUTION: When molten resin flows into a cavity from a runner via a gate, the molten resin is injected so as to collide the side wall of the cavity just after the resin flows into the cavity. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体素子などの電子素子を樹脂封止してなる電子部品の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing an electronic component formed by resin-sealing an electronic element such as a semiconductor element.

樹脂封止される電子部品の一例として、リードフレームに半導体素子を搭載してなる樹脂封止型の半導体装置を例にあげて説明する。
樹脂封止型の半導体装置は、同一のパターンに打ち抜かれ隣接して連続配置されたリードフレーム上に半導体素子を搭載し、半導体素子の電極パッドとリードフレームのインナーリードとの間などをワイヤーボンディングし、その保護のために樹脂封止を行い、リードフレームのタイバー部分を切断して個々の半導体装置として形成している。リードフレーム上に搭載する半導体素子は複数であってもよいし、抵抗素子などの他の電子素子を混載してもよい。
図4は、従来の製造方法による樹脂封止工程の途中の様子を示す図である。封止樹脂の流入状況を把握するために、樹脂の注入を途中で中止するショートショットをおこなったもので、樹脂の注入を中止した後、上型を取り外した状態を示している。
As an example of an electronic component to be resin-sealed, a resin-sealed semiconductor device in which a semiconductor element is mounted on a lead frame will be described as an example.
A resin-encapsulated semiconductor device has a semiconductor element mounted on a lead frame that is punched into the same pattern and continuously arranged adjacent to it, and wire bonding is performed between the electrode pad of the semiconductor element and the inner lead of the lead frame. Then, resin sealing is performed for the protection, and the tie bar portion of the lead frame is cut to form individual semiconductor devices. There may be a plurality of semiconductor elements mounted on the lead frame, or other electronic elements such as resistance elements may be mounted together.
FIG. 4 is a diagram showing a state in the middle of a resin sealing process by a conventional manufacturing method. In order to grasp the inflow state of the sealing resin, a short shot is performed in which the resin injection is stopped halfway, and the upper mold is removed after the resin injection is stopped.

図4において、カル1の部分で溶融された樹脂2は、図示しない油圧制御プレスにて加圧されて、ランナー3に流出する。ランナー3に接続されたキャビティ5のゲート10を通過して、リードフレーム4が装着された金型のキャビティ5に流れ込む。溶融樹脂2がキャビティ5内を充填し樹脂封止が完了する。ゲート10はキャビティ5のランナー3側の辺のほぼ中央に配置され、溶融樹脂はランナー3側の辺に直交するようのキャビティ5内に流入する。
加熱溶融された樹脂2はランナー3を流れ、ゲート10を通過してキャビティ5内に流れ込むのであるが、従来の方法においては、ランナー3内が溶融樹脂で完全に充満される前に、カル1に近い上流部では、ゲート10を介してキャビティ5内に溶融樹脂が流入する。一方、ランナー3の上流部のキャビティ5に溶融樹脂が充填され終えた時点においても、ランナー3の末端付近のキャビティ5では依然未充填の状態であり、ランナー3の上流部と末端部とでは、キャビティ5内への樹脂2の充填に時差が生じる。このような充填の時差により、特に上流部のキャビティでは、溶融樹脂がキャビティ内に行き渡らぬうちに充填が完了してしまい、未充填部分が生じ樹脂部外観不良を引き起こしていた。
In FIG. 4, the resin 2 melted at the portion of the cal 1 is pressurized by a hydraulic control press (not shown) and flows out to the runner 3. It passes through the gate 10 of the cavity 5 connected to the runner 3 and flows into the cavity 5 of the mold on which the lead frame 4 is mounted. The molten resin 2 fills the cavity 5 and the resin sealing is completed. The gate 10 is disposed substantially at the center of the side of the cavity 5 on the runner 3 side, and the molten resin flows into the cavity 5 so as to be orthogonal to the side of the runner 3 side.
The heated and melted resin 2 flows through the runner 3, passes through the gate 10, and flows into the cavity 5. However, in the conventional method, before the interior of the runner 3 is completely filled with the molten resin, the cal 1 In the upstream portion close to, the molten resin flows into the cavity 5 through the gate 10. On the other hand, even when the molten resin is completely filled in the cavity 5 in the upstream portion of the runner 3, the cavity 5 in the vicinity of the end of the runner 3 is still unfilled, and in the upstream portion and the end portion of the runner 3, A time difference occurs in the filling of the resin 2 into the cavity 5. Due to such a filling time difference, particularly in the upstream cavity, the filling is completed before the molten resin has spread into the cavity, and an unfilled portion is generated, causing a defective appearance of the resin portion.

従来、樹脂封止半導体素子の樹脂部外観不良を低減させる方法としては、ゲートインサート同士の境界部分に隙間を発生することのないモールド金型を用いたり(例えば特許文献1)や樹脂封止装置における累積誤差を低減ないしは排除するモールド金型を用いたり(例えば特許文献2)することが知られている。
特開平6-238672号公報 特開2003−17519号公報
Conventionally, as a method for reducing a resin portion appearance defect of a resin-encapsulated semiconductor element, a mold mold that does not generate a gap at a boundary portion between gate inserts is used (for example, Patent Document 1), or a resin-encapsulating apparatus It is known to use a mold that reduces or eliminates the accumulated error in (for example, Patent Document 2).
JP-A-6-238672 JP 2003-17519 A

パワー半導体素子を搭載した樹脂封止型半導体装置においては、放熱対策のために、リードフレームの電子素子が搭載されていない部分において、封止樹脂の一部をリードフレーム近傍まで薄肉にする放熱孔20や他の基板等への取り付けのためのビス穴21を設けている。
図5は、樹脂封止型半導体装置の放熱孔20およびビス穴21近傍の拡大図であって、放熱孔20やビス穴21の側壁部分に樹脂未充填部分22が発生した状態(図中○内)を示している。樹脂未充填部分22は主に放熱孔20やビス穴21の型となるキャビティ内の突起の近傍であって、樹脂流路の下流側に発生する。
樹脂封止半導体素子において、このような樹脂の未充填部分は、外観上の不良となる。さらに、その大きさ,深さによっては、未充填部分が起点となって、耐電圧不良を引き起こす原因となることがある。
In a resin-encapsulated semiconductor device equipped with a power semiconductor element, a heat-dissipating hole that thins a part of the encapsulating resin to the vicinity of the lead frame in a part where the electronic element of the lead frame is not mounted for heat dissipation measures Screw holes 21 are provided for attachment to 20 and other substrates.
FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the heat dissipation hole 20 and the screw hole 21 of the resin-encapsulated semiconductor device, in which a resin unfilled portion 22 is generated on the side wall portions of the heat dissipation hole 20 and the screw hole 21 (O in the figure). Inside). The resin-unfilled portion 22 is mainly generated in the vicinity of the protrusion in the cavity serving as the mold of the heat radiation hole 20 and the screw hole 21 and downstream of the resin flow path.
In the resin-encapsulated semiconductor element, such an unfilled portion of the resin is defective in appearance. Furthermore, depending on the size and depth, an unfilled portion may be the starting point and cause a withstand voltage failure.

しかしながら、上記の各特許文献では上下の金型のずれに起因する外観不良を改善する事が述べられているものの、上記の如く、キャビティ内の突起のいわば影となる部分の未充填不良については対策がされていない。
また、ゲート部の断面形状をランナー側とキャビティ側で変えることによって外観不良を改善することが記載されているが、このような複雑な形状の金型はその製造にコストが増してしまうという問題がある。
この発明は、上記のような従来の製造方法における樹脂封止工程での外観不良の発生を減らし、金型の製造コストを上昇させることなく、耐電圧不良など電気的性能に影響を与える樹脂の未充填部分発生を抑制することを課題とするものである。
However, although each of the above-mentioned patent documents describes improving the appearance defect due to the deviation of the upper and lower molds, as described above, the unfilled defect in the shadowed portion of the projection in the cavity is as described above. No measures are taken.
In addition, it is described that the appearance defect can be improved by changing the cross-sectional shape of the gate part between the runner side and the cavity side, but such a complicated shape mold increases the cost for its manufacture. There is.
The present invention reduces the occurrence of defective appearance in the resin sealing step in the conventional manufacturing method as described above, and does not increase the manufacturing cost of the mold, and without affecting the electrical performance such as defective withstand voltage. The object is to suppress the occurrence of unfilled portions.

樹脂封止半導体素子の従来の製造方法において、図5に示すような、樹脂未充填不良の発生は、カルに近い上流部のキャビティに多く発生し、ランナー末端附近になるほど減少している。
発明者は、次の方法で樹脂未充填部分が発生する原因を調査した。
片側のキャビティ数が14個のトランスファーモールドマシンを使って、樹脂注入時間と樹脂未充填発生率との関係を調査した結果を図6に示す。ゲートとキャビティのランナー側の辺とのなす角は90°,ゲートの幅は4mmである。この結果は、樹脂注入時間が深く関わっていることを示しており、注入時間が長くなるほど樹脂未充填発生率が大きく減少していることを示している。
さらにこの結果について、樹脂未充填部分が発生したキャビティの位置について検討すると、カルに近い上流部のキャビティにおいては注入時間に関係なくほぼ100%発生してしまうのに対し、ランナー末端附近のキャビティでは、注入時間が遅くなるにつれて減少していることが判明した。
In the conventional method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor element, the occurrence of unfilled resin as shown in FIG. 5 occurs more frequently in the upstream cavity near the cull, and decreases as the runner end comes closer.
The inventor investigated the cause of the unfilled resin portion by the following method.
FIG. 6 shows the result of investigating the relationship between the resin injection time and the unfilled resin occurrence rate using a transfer mold machine having 14 cavities on one side. The angle between the gate and the side of the cavity on the runner side is 90 °, and the width of the gate is 4 mm. This result indicates that the resin injection time is deeply involved, and that the resin unfilling occurrence rate is greatly reduced as the injection time becomes longer.
Furthermore, considering this result, the position of the cavity where the resin unfilled part was generated was almost 100% in the upstream cavity near the cull regardless of the injection time, whereas in the cavity near the runner end, It was found that the injection time decreased as the injection time became slower.

上記のような封止樹脂の未充填部分が発生原因としては、カルで加熱溶融された樹脂がランナーを流れ、ゲート通過後にキャビティに流れ込むとき、カルに近い上流部のキャビティとランナー末端付近のキャビティとの間に樹脂充填の時差があることが考えられる。
これらのことから、すべてのキャビティに同時に溶融樹脂が充填される状態に近づけ、かつキャビティ内への溶融樹脂の流入速度を遅くすることが必要となる。
次に、トランスファーマシンのモールドプレスの油圧制御機構を調査した結果を以下に示す。
図7に、成型圧力を4.5トン、注入時間を20秒に設定したときのプランジャー注入圧力の時間変化を示す。溶融樹脂を移送するためのプランジャーは油圧制御で、圧力をかけ始めた初期の段階では流動抵抗負荷が少ないため、プランジャーの速度は、定圧成型に達するまで高速度で変化する(期間1))。この領域では、溶融樹脂が高速度でランナーに流出し、それに付随してカルに近い上流部キャビティに高速度で樹脂が流れ込み始める。
The cause of the unfilled portion of the sealing resin as described above is that when the resin heated and melted by the cal flows into the cavity after passing through the gate and into the cavity after passing through the gate, the upstream cavity near the cal and the cavity near the end of the runner It is considered that there is a time difference in resin filling between
For these reasons, it is necessary to approach the state in which all the cavities are filled with the molten resin at the same time, and to reduce the flow rate of the molten resin into the cavities.
Next, the result of investigating the hydraulic control mechanism of the mold press of the transfer machine is shown below.
FIG. 7 shows the change over time in the plunger injection pressure when the molding pressure is set to 4.5 tons and the injection time is set to 20 seconds. The plunger for transferring the molten resin is hydraulically controlled, and since the flow resistance load is small at the initial stage when pressure is applied, the plunger speed changes at a high speed until constant pressure molding is reached (Period 1) ). In this region, the molten resin flows out into the runner at a high speed, and the resin begins to flow into the upstream cavity near the cull at a high speed.

図8はキャビティ内の溶融樹脂の流れを示す図であって、同図(a)に示すように、ゲートがキャビティの中央に設けられると、溶融樹脂の流動抵抗が小さく、ランナー末端まで溶融樹脂で満たされる前に、キャビティ内への溶融樹脂の流入が始まる。
やがて、ランナーとキャビティに平行して樹脂が充填されるようになり、しだいにプランジャー負荷が増加する(期間2))。
ランナーやキャビティが充填されるにつれて、次第にプランジャーの負荷が高まり、油圧が上昇して速度制御が可能となり、一定の速度まで減速され定圧注入領域になる(期間3))。そして、さらに樹脂が充填され樹脂流動停止設定圧力まで注入圧力が上昇する(期間4))と充填を完了する。
FIG. 8 is a view showing the flow of the molten resin in the cavity. As shown in FIG. 8A, when the gate is provided at the center of the cavity, the flow resistance of the molten resin is small and the molten resin reaches the end of the runner. Before filling with, the flow of molten resin into the cavity begins.
Eventually, the resin is filled in parallel to the runner and cavity, and the plunger load gradually increases (period 2)).
As the runner and cavity are filled, the load on the plunger gradually increases, the hydraulic pressure rises and the speed can be controlled, and the speed is controlled to a constant speed to become a constant pressure injection region (period 3)). When the resin is further filled and the injection pressure rises to the resin flow stop set pressure (period 4)), the filling is completed.

ところで、モールドプレスの油圧制御機構の性能上、注入時間を変更しても期間1)は、短時間の動作で、同様の動作をするため、溶融樹脂の速度は変化しない。
このことから、期間2)の間(定圧注入領域に達するまでの間)、キャビティに溶融樹脂が流れ込みにくくして、この領域に達した時点(ランナー末端まで充填された時点)で、キャビティ内に流入させれば、流速の速度制御が可能となり、樹脂未充填不良を低減することが可能となることがわかる。
そこで、上記課題を解決するために、請求項1にかかる発明は、上型と下型によってキャビティを形成し、ランナーよりゲートを介して前記キャビティ内に溶融樹脂を流入して電子部品を樹脂封止する方法において、前記溶融樹脂を、前記キャビティ内へ流入直後に前記キャビティの側壁に衝突するように注入するものとする。
By the way, due to the performance of the hydraulic control mechanism of the mold press, even if the injection time is changed, the period 1) is a short-time operation and the same operation is performed, so the speed of the molten resin does not change.
From this, during the period 2) (until the constant pressure injection area is reached), it is difficult for the molten resin to flow into the cavity, and when this area is reached (when the runner end is filled), the cavity enters the cavity. If it is made to flow, it will be understood that the flow rate can be controlled and defective resin filling can be reduced.
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is to form a cavity by an upper mold and a lower mold, and flow a molten resin into the cavity from a runner through a gate to encapsulate an electronic component. In the method of stopping, the molten resin is injected so as to collide with the side wall of the cavity immediately after flowing into the cavity.

請求項2にかかる発明は、前記キャビティの前記ゲートとの接続開口部を、該キャビティの側壁近傍に設け、前記ゲートを介して前記キャビティ内に流入する樹脂が前記キャビティの側壁に衝突するように、前記接続開口部において、前記ゲートと前記キャビティとのなす角を90°より浅くして溶融樹脂の流入方向に角度を持たせるものとする。
上記のいずれにおいても、ゲートの幅を2mm以下とするとよい。
ここで、上記のゲート幅は、ゲートの深さは0.4mmの場合である。流動抵抗rは、ゲート幅w,ゲート高さh,樹脂溶融粘度η,樹脂流量Qから(1)式、
According to a second aspect of the present invention, a connection opening with the gate of the cavity is provided in the vicinity of the side wall of the cavity so that the resin flowing into the cavity through the gate collides with the side wall of the cavity. In the connection opening, the angle formed by the gate and the cavity is shallower than 90 ° so that the molten resin flows in an inflow direction.
In any of the above, the gate width is preferably 2 mm or less.
Here, the gate width is the case where the gate depth is 0.4 mm. The flow resistance r is expressed by the equation (1) from the gate width w, the gate height h, the resin melt viscosity η, and the resin flow rate Q.

(数1)
で表される。よって、ゲートの幅が2mmのときゲートの断面積は0.8mm2であるので、ゲートの断面積が0.8mm以下とすればよい。ゲートの断面積を規定しても同様に流動抵抗を大きくすることができる。
(Equation 1)
It is represented by Therefore, since the cross-sectional area of the gate is 0.8 mm 2 when the width of the gate is 2 mm, the cross-sectional area of the gate may be 0.8 mm or less. Even if the cross-sectional area of the gate is defined, the flow resistance can be increased similarly.

半導体素子などの電子素子リードフレームに搭載し樹脂封止してなる電子部品の製造方法において、上型と下型によって形成されるキャビティ内へ溶融樹脂が流入した直後に前記キャビティの側壁に衝突するように注入することにより、溶融樹脂をモールド型へ注入するプランジャーの圧力が定圧注入領域に達するまでキャビティに溶融樹脂が流れ込みにくくなり、キャビティ内への溶融樹脂の流入タイミングを近づけること、即ち、上流部のキャビティと下流部のキャビティとの充填時差を小さくすることができる。金型のコストが増加することもない。
キャビティ内への溶融樹脂の充填時差が縮小することにより、樹脂部外観不良のうち、特に電気的性能に影響を与え、良品率を低下させる樹脂未充填部分発生率を低減させることができる。
In a method of manufacturing an electronic component mounted on an electronic element lead frame such as a semiconductor element and sealed with resin, the molten resin collides with a side wall of the cavity immediately after the molten resin flows into the cavity formed by the upper mold and the lower mold. By injecting the molten resin into the mold, it becomes difficult for the molten resin to flow into the cavity until the pressure of the plunger for injecting the molten resin into the mold reaches the constant pressure injection region, and the inflow timing of the molten resin into the cavity is made closer, The filling time difference between the upstream cavity and the downstream cavity can be reduced. Mold costs will not increase.
By reducing the difference in filling time of the molten resin into the cavity, it is possible to reduce the occurrence rate of unfilled resin portions that particularly affect the electrical performance among the resin portion appearance defects and reduce the yield rate.

カルで過熱溶融された樹脂がランナーを流れ、ゲート通過後に、キャビティに流れ込むとき、キャビティへの流動抵抗を大きくすることによって流入速度を遅くする。このようにすることで、カルに近い上流部のキャビティとランナー末端附近のキャビティとの樹脂の充填時差を少なくし、同時充填の状態に近づける。
(実施例)
図1は、本発明の実施例による樹脂封止工程の途中の様子を示す図である。封止樹脂の流入状況を把握するために、樹脂の注入を途中で中止するショートショットをおこなったもので、上型を取り外した状態を示している。
図1において、ゲート6はキャビティ5のランナー3側の辺の端部(コーナー部)近傍に設けられている。溶融樹脂2がゲート6を通過してキャビティ5内に流入した直後にキャビティの側壁(ランナー側の辺と直交する辺)に衝突するよう、ゲート6をキャビティのコーナー部に配置し、ゲートとキャビティのランナー側の辺とのなす角を90°より小さくしている。図1の例では、ゲート6は、キャビティ5のランナー3側の辺とは45°の角度をなし、幅は4mmである。
When the superheated and melted resin flows through the runner and flows into the cavity after passing through the gate, the flow rate into the cavity is increased to reduce the inflow speed. By doing so, the resin filling time difference between the upstream cavity near the cull and the cavity near the runner end is reduced, and the state of simultaneous filling is approached.
(Example)
FIG. 1 is a diagram illustrating a state in the middle of a resin sealing process according to an embodiment of the present invention. In order to grasp the inflow state of the sealing resin, a short shot is performed in which the resin injection is stopped halfway, and the upper mold is removed.
In FIG. 1, the gate 6 is provided in the vicinity of the end portion (corner portion) of the side of the cavity 5 on the runner 3 side. Immediately after the molten resin 2 passes through the gate 6 and flows into the cavity 5, the gate 6 is disposed at the corner of the cavity so as to collide with the side wall of the cavity (side perpendicular to the side on the runner side). The angle made with the side of the runner side is smaller than 90 °. In the example of FIG. 1, the gate 6 forms an angle of 45 ° with the side of the cavity 5 on the runner 3 side, and the width is 4 mm.

溶融樹脂のキャビティ内への流入速度を、各キャビティへ流入した樹脂の先端を結ぶ線(図1の点線)とランナーとのなす角θで表すと、図1の例ではθ=12°である。
図4の従来例の如く、ゲート10がキャビティのランナー側の辺の中央に設けられ、かつランナーと直角になっている場合、各キャビティへ流入した樹脂の先端を結ぶ線(図4の点線)とランナーとのなす角θは17°である。
図1の例と図4の従来例とを比較すると、(2)式に示すように、
When the flow rate of the molten resin into the cavities is represented by an angle θ formed by a line (dotted line in FIG. 1) connecting the tip of the resin flowing into each cavity and the runner, θ = 12 ° in the example of FIG. .
When the gate 10 is provided at the center of the side on the runner side of the cavity and is at right angles to the runner as in the conventional example of FIG. 4, a line connecting the tips of the resin flowing into each cavity (dotted line in FIG. 4) The angle θ formed by the runner and the runner is 17 °.
Comparing the example of FIG. 1 with the conventional example of FIG. 4, as shown in equation (2):

(数2)
tan12°/tan17°=0.695 ・・・(2)
となり、従来例に対して、約30%程度、カルに近い上流部のキャビティに流れ込む流入速度が遅くなっている。これは、各キャビティへ樹脂の同時注入の状態に近づいたことを示すものである。
さらにゲート6のキャビティ5のランナー3側の辺とのなす角度を40°、30°の場合について、同様にθを調べた結果を表1に示す。
(Equation 2)
tan12 ° / tan17 ° = 0.695 (2)
Thus, in comparison with the conventional example, the inflow velocity flowing into the upstream cavity near the cull is about 30% slower. This indicates that the state of simultaneous injection of resin into each cavity has been approached.
Further, in the case where the angle between the side of the cavity 5 of the gate 6 and the side of the runner 3 is 40 ° and 30 °, the results of examining θ in the same manner are shown in Table 1.

この結果、キャビティ壁面に対する衝突角度が大きくなるにつれ、カルに近い上流部のキャビティ内へ流れ込む速度が減速されていることがわかる。
図2は、ゲートの幅1mm、ゲートとキャビティとのなす角が30°のときの樹脂封止工程の途中の様子を示す図である。
図1と同様に、各キャビティへ流入した樹脂の先端を結ぶ線(図2の点線)とランナーとのなす角θは4.7°である。図1の例と比べて、各キャビティへ同時注入の状態により近づいている。
このように、キャビティ内へ流れ込む樹脂の流動抵抗を高くすることで、溶融樹脂は、まず比較的流れやすいランナー側を流れ、ランナー末端まで樹脂が到達してからプランジャー圧力が高まりキャビティ内に樹脂が流れ込むことになる。この時点で、カルに近い上流部では、充填されているキャビティもあるが、図4に示すように、ゲートがセンターにあり、ランナーと直角になっている場合に比べ、カルに近い上流部とランナー末端附近のキャビティ内への充填差が縮まる。
As a result, it can be seen that as the collision angle with the cavity wall surface increases, the velocity of flowing into the upstream cavity near the cull is reduced.
FIG. 2 is a diagram showing a state in the middle of the resin sealing step when the gate width is 1 mm and the angle between the gate and the cavity is 30 °.
Similar to FIG. 1, the angle θ formed by the line (dotted line in FIG. 2) connecting the tip of the resin flowing into each cavity and the runner is 4.7 °. Compared to the example of FIG. 1, the state of simultaneous injection into each cavity is closer.
In this way, by increasing the flow resistance of the resin flowing into the cavity, the molten resin first flows on the runner side, which is relatively easy to flow, and after the resin reaches the end of the runner, the plunger pressure increases and the resin enters the cavity. Will flow in. At this point, some cavities are filled in the upstream portion near the cull, but as shown in FIG. 4, the upstream portion near the cull is compared to the case where the gate is at the center and is perpendicular to the runner. The filling difference into the cavity near the end of the runner is reduced.

図2の例と図4の従来例とを比較すると、(3)式に示すように、   Comparing the example of FIG. 2 with the conventional example of FIG. 4, as shown in equation (3):

(数3)
tan4.7°/tan17°=0.27 ・・・(3)
となり、樹脂流入速度は従来例に対して73%改善され、同時注入にさらに近い状態になっている。
キャビティに対するゲートの角度とゲート幅の条件を変化させて、キャビティ内の流速を従来例と比較した結果を表2に示す。
(Equation 3)
tan 4.7 ° / tan 17 ° = 0.27 (3)
Thus, the resin inflow rate is improved by 73% compared to the conventional example, which is closer to the simultaneous injection.
Table 2 shows the result of comparing the flow rate in the cavity with the conventional example by changing the conditions of the gate angle and the gate width with respect to the cavity.

表1,表2から、樹脂の流入速度を落とし、各キャビティへ同時注入に近づけるためには、キャビティに対するゲートの角度を小さくすること、ゲートの幅を狭めることが有効である。
図3は、本実施例のゲートに変更した場合のプランジャー圧力の経時変化の状態を示す図である。図7に示した従来例に比べて定圧制御領域(期間3))が広がっている。これは、キャビティ内への樹脂注入速度が遅くなり、複数のキャビティに同時に樹脂が注入されている時間が長いこと示している。
本実施例では、図8(b)に示すように、溶融樹脂はゲートからキャビティ内に流入した直後に、一旦キャビティの側壁に衝突し、流速を落としてキャビティ内に広がっていく。ランナーからキャビティへの溶融樹脂の流動抵抗は大きく、より流動抵抗の小さなランナーを溶融樹脂は流れていき、ランナーが溶融樹脂で充填されるまでは、キャビティ内に溶融樹脂が流れ込みにくくなる。
From Tables 1 and 2, it is effective to reduce the angle of the gate with respect to the cavity and to narrow the width of the gate in order to reduce the inflow rate of the resin and approach the simultaneous injection into each cavity.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state of change in the plunger pressure with time when the gate is changed to the gate of this embodiment. Compared to the conventional example shown in FIG. 7, the constant pressure control region (period 3)) is expanded. This indicates that the resin injection speed into the cavity is slow, and the time during which the resin is simultaneously injected into a plurality of cavities is long.
In this embodiment, as shown in FIG. 8B, immediately after the molten resin flows into the cavity from the gate, the molten resin once collides with the side wall of the cavity, and spreads in the cavity at a reduced flow velocity. The molten resin has a large flow resistance from the runner to the cavity, and the molten resin flows through the runner having a smaller flow resistance. The molten resin does not easily flow into the cavity until the runner is filled with the molten resin.

表3は樹脂の注入時間と未充填発生率との関係を示したものであって、ゲートの幅を変化させている。   Table 3 shows the relationship between the resin injection time and the unfilled occurrence rate, and the width of the gate is changed.

表3から明らかなように、注入時間が長い方が未充填発生率が低いことがわかる。
樹脂の注入時間の制御は、プランジャーの圧力を制御することで行う。図3に示したように、定圧制御領域(期間3))を長くすることが、各キャビティへの同時注入状態に近づけることになる。
プランジャーの圧力を下げれば、注入時間は長くなるものの、単に注入時間を長くするだけでは、やはりカルに近い上流部のキャビティが先に充填されることにかわりはなく、各キャビティへの同時注入に近づけることはできない。
キャビティに対するゲートの角度,ゲートの幅を規定することにより、樹脂がランナーを先行して流れ圧力が高速度で変化する期間1)と、キャビティ内にも樹脂が流入しはじめてプランジャー負荷が増加する期間2)の長さを縮めた上で、定圧制御領域(期間3))を長くすることが有効である。
As is clear from Table 3, it can be seen that the unfilling rate is lower as the injection time is longer.
The injection time of the resin is controlled by controlling the plunger pressure. As shown in FIG. 3, increasing the constant pressure control region (period 3)) approaches the simultaneous injection state to each cavity.
Lowering the plunger pressure increases the injection time, but simply increasing the injection time does not replace the fact that the upstream cavity close to the cull is filled first, and simultaneous injection into each cavity. It cannot be close to.
By defining the angle of the gate with respect to the cavity and the width of the gate, the resin begins to flow through the runner and the flow pressure changes at high speed1), and the plunger load increases as the resin begins to flow into the cavity. It is effective to lengthen the constant pressure control region (period 3)) after shortening the length of period 2).

例えば、定圧制御領域(期間3))において、プランジャー圧力を3〜3.5トン程度に抑え、定圧制御領域(期間3))を15秒程度に延ばすことで、注入時間を26秒程度とすることで、図9に示すように、未充填不良を抑制することができる。
ゲート幅を狭めれば、未充填不良が抑制されるのは上述のとおりであり、ゲート幅を狭めた場合は、注入時間の設定に応じて、プランジャーの圧力を上昇させればよい。
なお、未充填部分が発生しても、基準によっては外観検査で良品と判定される場合がある。図10はその一例であって、図中○内に僅かな未充填部分が残るものの、半導体装置の特性に影響を与えるものではなく、良品と判定されるものである。このように、ある程度の未充填部分が許容され、かつ量産性を重視する場合は、樹脂の注入時間を短く(プランジャー圧力を大きく)すればよいし、量産性よりも未充填部分の発生を極力抑えたい場合などは、樹脂の注入時間を長くすればよい。
For example, in the constant pressure control region (period 3)), the plunger pressure is suppressed to about 3 to 3.5 tons and the constant pressure control region (period 3)) is extended to about 15 seconds, so that the injection time is about 26 seconds. By doing so, unfilled defects can be suppressed as shown in FIG.
If the gate width is narrowed, unfilled defects are suppressed as described above. If the gate width is narrowed, the plunger pressure may be increased according to the setting of the injection time.
Even if an unfilled portion occurs, depending on the criteria, it may be determined to be a non-defective product by appearance inspection. FIG. 10 shows an example of this, and although a slight unfilled portion remains in the circle in the figure, it does not affect the characteristics of the semiconductor device and is determined as a non-defective product. In this way, when a certain amount of unfilled parts are allowed and mass productivity is important, the resin injection time can be shortened (plunger pressure increased), and unfilled parts can be generated more than mass production. When it is desired to suppress as much as possible, the resin injection time may be increased.

また、ランナーに対するキャビティの配置は、図1,図2に示したようにランナーの片側でもよいが、図11に示すように、ランナーの両側に千鳥状に配置してもよい。
このとき、ゲート6aに示すように、樹脂の流動方向と同方向(図11,ランナー3の上側に示す)であっても、キャビティに対して90°より浅い角度でキャビティへ接続すれば、樹脂はキャビティ内で側壁に衝突して流速を落としてから内部に広がるため、未充填部分の発生を抑制することができる。図11において、すべてのゲートの方向をゲート6aの方向としてもよい。
また、ゲート6bのように、樹脂の流動方向とは逆方向(図11,ランナー3の下側に示す)にキャビティへ導くことによって流動抵抗をより高めることができる。図11において、すべてのゲートをゲート6bの方向としてもよい。
Moreover, although the arrangement | positioning of the cavity with respect to a runner may be sufficient as one side of a runner as shown in FIG. 1, FIG. 2, you may arrange | position in a zigzag form on both sides of a runner as shown in FIG.
At this time, as shown in the gate 6a, even if it is in the same direction as the flow direction of the resin (shown above the runner 3 in FIG. 11), if it is connected to the cavity at an angle shallower than 90 °, the resin Since it spreads inside after colliding with a side wall in a cavity and reducing a flow velocity, generation | occurrence | production of an unfilled part can be suppressed. In FIG. 11, the direction of all the gates may be the direction of the gate 6a.
Further, as in the gate 6b, the flow resistance can be further increased by guiding the resin in the direction opposite to the resin flow direction (shown below the runner 3 in FIG. 11). In FIG. 11, all the gates may be in the direction of the gate 6b.

本発明の実施例を示す図。The figure which shows the Example of this invention. 本発明の他の実施例示す図。The figure which shows the other Example of this invention. 本発明によるプランジャー圧力の経時変化の状態を示す図。The figure which shows the state of the time-dependent change of the plunger pressure by this invention. 従来例を示す図。The figure which shows a prior art example. 樹脂未充填部分の拡大図。The enlarged view of the resin unfilled part. 樹脂未充填の発生率と注入時間との関係を示す図Diagram showing the relationship between the incidence of unfilled resin and injection time 従来のプランジャー圧力の経時変化の状態を示す図。The figure which shows the state of the time-dependent change of the conventional plunger pressure. キャビティ内の樹脂の流れを示す図Diagram showing resin flow in cavity 未充填不良のゲート幅・注入時間依存性を示す図。The figure which shows the gate width and injection time dependence of the unfilling defect. 改善された樹脂未充填部分の拡大図。The enlarged view of the improved resin unfilled part. ゲートの方向とキャビティの配置の他の例を示す図。The figure which shows the other example of arrangement | positioning of the direction of a gate, and a cavity.

符号の説明Explanation of symbols

1 カル
2 樹脂
3 ランナー
4 リードフレーム
5 キャビティ
6,10 ゲート
20 放熱孔
21 ネジ穴
22 未充填部分
1 Cal 2 Resin 3 Runner 4 Lead frame 5 Cavity 6, 10 Gate 20 Heat dissipation hole 21 Screw hole 22 Unfilled part

Claims (3)

上型と下型によってキャビティを形成し、ランナーよりゲートを介して前記キャビティ内に溶融樹脂を流入して電子部品を樹脂封止する方法において、
前記溶融樹脂を、前記キャビティ内へ流入直後に前記キャビティの側壁に衝突するように注入することを特徴とする電子部品の製造方法。
In a method of forming a cavity with an upper mold and a lower mold, and injecting a molten resin into the cavity through a gate from a runner and resin-sealing an electronic component,
The method of manufacturing an electronic component, wherein the molten resin is injected so as to collide with a side wall of the cavity immediately after flowing into the cavity.
上型と下型によってキャビティを形成し、ランナーよりゲートを介して前記キャビティ内に溶融樹脂を流入して電子部品を樹脂封止する方法において、
前記キャビティの前記ゲートとの接続開口部を、該キャビティの側壁近傍に設け、前記ゲートを介して前記キャビティ内に流入する樹脂が前記キャビティの側壁に衝突するように、前記接続開口部において、前記ゲートと前記キャビティとのなす角を90°より浅くして溶融樹脂の流入方向に角度を持たせたことを特徴とする電子部品の製造方法。
In a method of forming a cavity with an upper mold and a lower mold, and injecting a molten resin into the cavity through a gate from a runner and resin-sealing an electronic component,
In the connection opening, the connection opening with the gate of the cavity is provided in the vicinity of the side wall of the cavity, and the resin flowing into the cavity through the gate collides with the side wall of the cavity. An electronic component manufacturing method, characterized in that an angle formed by a gate and the cavity is shallower than 90 ° so as to have an angle in a flowing direction of a molten resin.
請求項1または請求項2に記載の電子部品の製造方法において、
前記ゲートの幅を2mm以下とすることを特徴とする電子部品の製造方法。
In the manufacturing method of the electronic component of Claim 1 or Claim 2,
A method for manufacturing an electronic component, wherein a width of the gate is 2 mm or less.
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