JP2007268819A - インサート成型品および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インサート成形工程の後加工で行われる、リード切断や必要に応じて行われる曲げ加工を行っても、合成樹脂成形品がリードフレームから脱落させず、かつ合成樹脂成形品の薄型化が可能なインサート成形品とその製造方法を提供する。
【解決手段】インサート成形により合成樹脂成形品７に連接する合成樹脂成形支持部８、９を形成し、リードフレーム１が合成樹脂成形品７を合成樹脂成形支持部８、９を介して支持することで、インサート成形工程の後工程においてリード３を切断した場合でも、リードフレーム１は合成樹脂成形品７を脱落させることなく保持して移動させるキャリアとして使用でき、後工程の効率化を図ることが出来る。
【選択図】図１

Description

本発明はインサート成型品および製造方法に関し、リードフレームに合成樹脂成型品をインサート成型する技術に係るものである。

従来、合成樹脂成型品にリードフレームをインサート成型する場合には、リードフレームをインサートとして樹脂成型用金型に固定し、樹脂成型用金型の金型キャビティ内に合成樹脂を注入し、リードフレームの支持部の先端が合成樹脂成型品の側面に埋め込まれるように成型していた。製造したインサート成型品において、リードフレームはフレーム部から突出する支持部において合成樹脂成型品を支持しており、支持部は先端が合成樹脂成型品の支持に必要な最小の長さだけ合成樹脂成型品の側面に埋め込まれている。

従来のインサート成型品に係る先行技術としては、例えば特許文献１に記載するものがあり、これを図３に示す。図３（ａ）はリードフレームを合成樹脂成型品にインサート成型した状態を示す平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、図３（ｃ）は図３（ｂ）におけるＢ部拡大図である。

図３において、リードフレーム１０１は、フレーム部１０２、リード１０３、リードフレームを樹脂成型用金型に固定するための孔１０４、両側のフレーム部１０２を接続する補助フレーム１０５、補助フレーム１０５から突出する支持部１０６を備えており、補助フレーム１０５から突出した支持部１０６の先端が合成樹脂成型品１０７の側面から合成樹脂成型品１０７の内部に埋め込まれている。

インサート成型されたリードフレーム１０１と合成樹脂成型品１０７とからなるインサート成型品は、インサート成型工程の後工程において、リード１０３が所定の位置で切断され、必要に応じて曲げ加工を施される。しかし、その際においても合成樹脂成型品１０７は支持部１０６により所定の位置に保持される。このため、合成樹脂成型品１０７を保持して移動させるキャリアとしてリードフレーム１０１を使用することで、後工程の効率化を図ることが出来る。
特開平８−１９２４３０号公報

しかしながら、前記従来の構成において、合成樹脂成型品１０７を支持するリードフレーム１０１の支持部１０６の埋め込み量によっては不具合が発生する。
例えば、合成樹脂成型品１０７を支持する支持部１０６の埋め込み量が少なければ、インサート成型工程の後工程において、リードを切断し、必要に応じて曲げ加工を行う際に、加工ストレスや装置等の振動の影響を受けて支持部１０６から合成樹脂成型品１０７が脱落し、不具合を発生させる危険性が有る。

逆に、支持部１０６の埋め込み量が多ければ、支持部１０６から合成樹脂成型品１０７を取り外す際に、前記合成樹脂成型品１０７の側面を傷つける恐れが有った。
ところで、従来は樹脂成型用金型で合成樹脂成型品１０７を形成する際に、合成樹脂を金型キャビティの合成樹脂成型品１０７の背面側からピンゲート方式で注入している。この方式は、樹脂成型用金型における金型開き動作によって合成樹脂成型品１０７とピンゲート部先端の接合部とを引きちぎる様に切断する事ができるために、極めて高効率の生産性を実現する事ができるが、その反面において、合成樹脂成型品１０７の背面側に凹み形状を形成することや、ピンゲート直下における合成樹脂成型品の肉厚を十分に確保すること等を必要とする。

しかしながら、合成樹脂成型品の形状によっては、ピンゲート直下における合成樹脂成型品の肉厚を十分に確保することが困難な場合があり、この場合には合成樹脂成型品１０７とピンゲート部先端の接合部とを切断する際にピンゲート側に合成樹脂が取られることで、合成樹脂成型品１０７の背面側のピンゲート部跡に合成樹脂が存在しない空洞が発生し、半導体パッケージとしては極めて信頼性が劣る状態となる課題があり、この課題を回避するために、合成樹脂成型品の厚みを増加させると、薄型化が困難になるという課題があり、相反する課題を有していた。

また、半導体パッケージ１が薄型化するほどに合成樹脂成型品１０７が小型化し、合成樹脂成型品１０７の幅が狭くなると、樹脂成型用金型からインサート成型品を離型させる際に合成樹脂成型品１０７を押圧するエジェクタピンも小径化する必要がある。

しかし、樹脂成型用金型に出退自在に配置するエジェクタピンには、その小径化可能な口径に加工限界があり、さらにエジェクト作用を行うために必要な強度限界があり、エジェクタピンが小径化によって十分な強度が保てずに破損するといった課題も有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、合成樹脂成型品を工程内で脱落させることなく、かつエジェクタピンの小径化を伴うことなく薄型化された合成樹脂成型品を成型できるインサート成型品および製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のインサート成型品は、リードフレームのリードの一部を含む合成樹脂成型品と、前記リードフレームのフレーム部の一部を含む合成樹脂成型支持部とを備え、前記合成樹脂成型支持部が前記合成樹脂成型品に連接することを特徴とする。

また、一対の前記合成樹脂成型支持部が前記合成樹脂成型品を介して対向し、前記合成樹脂成型品の両側に各合成樹脂成型支持部がそれぞれ連接することを特徴とする。
また、前記合成樹脂成型支持部が前記フレーム部に形成した連結用孔を含んでインサート成型されたことを特徴とする。

また、前記合成樹脂成型品および前記合成樹脂成型支持部をインサート成型する樹脂成型用金型のエジェクタピンに対して、前記合成樹脂成型支持部が表裏の一方の面において対向することを特徴とする。

また、前記合成樹脂成型品が薄型化された狭幅な形状をなし、前記合成樹脂成型支持部が前記合成樹脂成型品よりも拡幅された形状をなすことを特徴とする。
本発明のインサート成型品の製造方法は、リードフレームのリードの一部を含む合成樹脂成型品と、前記リードフレームのフレーム部の一部を含む合成樹脂成型支持部とを有するとともに、一対の前記合成樹脂成型支持部が前記合成樹脂成型品を介して対向し、前記合成樹脂成型品の両側に各合成樹脂成型支持部がそれぞれ連接する形状をなすインサート成型品を樹脂成型用金型においてインサート成型するものであって、前記樹脂成型用金型の金型キャビティに合成樹脂を充填する樹脂成型工程において、ゲートから前記金型キャビティへ注入する合成樹脂が一方の合成樹脂成型支持部領域を充たし、前記一方の合成樹脂成型支持部領域を充たした合成樹脂が合成樹脂成型品領域を充たし、合成樹脂成型品領域を充たした合成樹脂が他方の合成樹脂成型支持部領域を充たすことを特徴とする。

また、インサート成型品を樹脂成型用金型から離型させる離型工程において、前記合成樹脂成型品の両側に連接する合成樹脂成型支持部をエジェクタピンにより押出すことを特徴とする。

以上のように、本発明のインサート成型品および製造方法によれば、合成樹脂成型品は合成樹脂成型支持部を介してリードフレームのフレーム部で支持する事が出来、合成樹脂成型品を工程内でリードフレームから脱落させることが無い。

樹脂成型用金型の金型キャビティに合成樹脂を充填する樹脂成型工程において、ゲートから金型キャビティの一方の合成樹脂成型支持部領域へ合成樹脂を注入することで、合成樹脂の注入口をなすピンゲートを合成樹脂成型品の背面側に配置することが不要となる。

このため、樹脂成型用金型における金型開き動作によって合成樹脂成型品とピンゲート部先端の接合部とを引きちぎる様に切断するための肉厚を合成樹脂成型品に確保することが不要となり、合成樹脂成型品の薄型化を実現することができる。

また、後工程において切断除去する合成樹脂成型支持部に、ピンゲート部先端の接合部との切断に際して合成樹脂が存在しない空洞が発生しても、半導体パッケージとしての信頼性が劣ることはない。

また、樹脂成型用金型からインサート成型品を離型させる際にエジェクタピンを当接させる領域を合成樹脂成型支持部において十分に確保することができ、合成樹脂成型品の薄型化に追従してエジェクタピンを小径化する必要がなくなり、エジェクタピンに十分な強度を確保してインサート成型品を樹脂成型用金型から安定して離型させる事ができる。

また、ゲートから金型キャビティへ注入する合成樹脂が一方の合成樹脂成型支持部領域から合成樹脂成型品領域へ、合成樹脂成型品領域から合成樹脂成型支持部領域へと順次に各領域を充たしながら流れることで、合成樹脂流入時にエアー溜まりや合成樹脂未充填不良が合成樹脂成型品に発生することを軽減できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１ ）
図１は本発明の実施の形態１におけるインサート成型品を示す図である。図１（ａ）〜（ｃ）において、エッチング及びプレス加工等により所定の形状に加工されたリードフレーム１は、フレーム部２、リード３、リードフレーム１を樹脂成型用金型に位置決めするための孔４、両側のフレーム部２を接続する補助フレーム５、連結用孔６を備えている。

インサート成型した合成樹脂成型品７はリードフレーム１のリード３の一部を含み、合成樹脂成型品７を介して対向する一対の合成樹脂成型支持部８、９はリードフレーム１のフレーム部２の一部を含んでおり、合成樹脂成型品７の両側に各合成樹脂成型支持部８、９がそれぞれ連接し、フレーム部２が合成樹脂成型支持部８、９を介して合成樹脂成型品７を支持している。図１（ｂ）において、１０は樹脂成型用金型からインサート成型品を離型させるためにエジェクタピンを当接させた位置を示すエジェクタピン跡である。

双方の合成樹脂成型支持部８、９は、フレーム部２に設けられた連結用孔６を含むことでフレーム部２と強固に連結されている。
図１（ｃ）に示すように、一方の合成樹脂成型支持部８の背面側には、樹脂成型用金型のピンゲートに対応するピンゲート跡１１が形成されている。ピンゲートから樹脂成型用金型の金型キャビティに充填する合成樹脂は、金型キャビティの一方の合成樹脂成型支持部８に対応する合成樹脂成型支持部領域に注入され、一方の合成樹脂成型支持部８を形成した後に、第一補助ゲート１２を通って合成樹脂成型支持部領域から合成樹脂成型品領域へ流入し、合成樹脂成型品７を形成した後に、第二補助ゲート１３を通って他方の合成樹脂成型支持部領域へ流入して合成樹脂成型支持部９を形成させる。このことにより、合成樹脂流入時にエアー溜まりや合成樹脂未充填不良が合成樹脂成型品７に発生することを軽減できる。

図１（ｄ）はインサート成型工程の後工程において、リード３を所定の位置で切断したインサート成型品を示しており、リードフレーム１は合成樹脂成型品７を両側の合成樹脂成型支持部８、９を介して支持することができる。

かかる構成によれば、インサート成型により合成樹脂成型品７に連接して合成樹脂成型支持部８、９を形成することにより、リードフレーム１のフレーム部２で合成樹脂成型支持部８、９を介して合成樹脂成型品７を確実に支持する事ができる。よって、合成樹脂成型品７を脱落させることなくリードフレーム１の所定の位置に保持することができ、合成樹脂成型品７を保持して移動させるキャリアとしてリードフレーム１を使用することができ、後工程の効率化を図ることができる。

また、一方の合成樹脂成型支持部８に合成樹脂の注入口で有るピンゲートを配置することにより、合成樹脂成型品７においてピンゲートを配置するための肉厚を確保する不要がなくなり、合成樹脂成型品の薄型化を実現することができる。

また、樹脂成型用金型からインサート成型品を離型させる際にエジェクタピンを当接させる領域を合成樹脂成型支持部８、９において十分に確保することができ、合成樹脂成型品７の薄型化に追従してエジェクタピンを小径化する必要がなくなり、エジェクタピンに十分な強度を確保してインサート成型品を樹脂成型用金型から安定して離型させることができる。

また、合成樹脂成型支持部８は任意の位置に設定することができ、リードフレームおよび半導体装置の設計における自由度が増す。
（実施の形態２ ）
図２は本発明の実施の形態２におけるインサート成型品の製造方法を示すものであり、インサート成型工程の樹脂成型用金型の動作状態を示す。図２において、図１および図３と同じ構成要素については同じ符号を用いてその説明を省略する。

図２において、１４は下金型、１５は上金型、１６はエジェクタピン、１７はピンゲート、１８は合成樹脂を示している。
図２（ａ）に示すように、型閉め状態において、下金型１４と上金型１５の間にリードフレーム１が配置される。

図２（ｂ）に示すように、型閉め後に合成樹脂を樹脂成型用金型の金型キャビティ内に注入する。つまり、一方の成樹脂成型支持部８の背面側に配置したピンゲート１７より合成樹脂１８を金型キャビティにおける一方の成樹脂成型支持部８に相応する成樹脂成型支持部領域に注入する。注入した合成樹脂１８は、一方の合成樹脂成型支持部８を形成する。さらに合成樹脂１８を注入することにより合成樹脂１８は、第一補助ゲート１２を通って合成樹脂成型支持部領域から合成樹脂成型品領域へ流入し、合成樹脂成型品７を形成する。さらに合成樹脂１８を注入することにより合成樹脂１８は、第二補助ゲート１３を通って他方の合成樹脂成型支持部領域へ流入して合成樹脂成型支持部９を形成する。

このことにより、合成樹脂流入時にエアー溜まりや合成樹脂未充填不良が合成樹脂成型品に発生することを軽減できる。尚、本実施の形態では一方の合成樹脂成型支持部８において樹脂注入を行ったが、ピンゲート１７の配置位置は任意に設定することができ、複数個所において注入することも可能である。

次に、図２（ｃ）に示すように、上金型１５が稼動して型開き状態となる。
そして、図２（ｄ）に示すように、リードフレーム１に一方の成樹脂成型支持部８、合成樹脂成型品７、他方の合成樹脂成型支持部９を形成したインサート成型品が、両側の合成樹脂成型支持部８、９をエジェクタピン１６で押出すことで下金型１４から離型される。

かかる構成によれば、インサート成型により合成樹脂成型品７に連接して合成樹脂成型支持部８、９を形成することにより、一方の合成樹脂成型支持部８に合成樹脂の注入口で有るピンゲートを配置することが可能となり、合成樹脂成型品７においてピンゲートを配置するための肉厚を確保する必要がなくなり、合成樹脂成型品の薄型化を実現することができる。

また、合成樹脂成型品７の小型化、薄型化が進んで合成樹脂成型品７に十分な強度を保てない場合でも、樹脂成型用金型からインサート成型品を離型させる際にエジェクタピン１６を当接させる領域を合成樹脂成型支持部８、９において十分に確保することができ、合成樹脂成型品７の薄型化に追従してエジェクタピン１６を小径化する必要がなくなり、エジェクタピン１６は十分な強度を確保するのに必要な口径とすることができ、十分な強度を有するエジェクタピン１６を確保してインサート成型品を樹脂成型用金型から安定して離型させることができる。

本発明は光半導体装置向けのリードフレームおよびその製造方法として有用であり、特に薄型化、小型化された側面発光タイプに適している。

本発明の実施の形態１を示す、（ａ）リードフレーム正面図、（ｂ）インサート成型品合成樹脂製品の正面図、（ｃ）側面図、（ｄ）リード切断後のインサート成型品合成樹脂製品の正面図 本発明の実施の形態２のインサート成型品製造工程を示す、（ａ）型閉め状態、（ｂ）樹脂充填状態、（ｃ）型開き状態、（ｄ）離型状態 従来のインサート成型品を示す、（ａ）正面図、（ｂ）断面図、（ｃ）部分拡大図

符号の説明

１ リードフレーム
２ フレーム部
３ リード
４ 孔
５ 補助フレーム
６ 支持部
７ 合成樹脂成型品
８ 第一合成樹脂成型支持部
９ 第二合成樹脂成型支持部
１０ エジェクタピン跡
１１ ピンゲート跡
１２ 第一補助ゲート
１３ 第二補助ゲート
１４ 下金型
１５ 上金型
１６ エジェクタピン
１７ ピンゲート
１８ 合成樹脂
１０１ リードフレーム
１０２ フレーム部
１０３ リード
１０４ 孔
１０５ 補助フレーム
１０６ 支持部
１０７ 合成樹脂成型品

Claims (7)

1. リードフレームのリードの一部を含む合成樹脂成型品と、前記リードフレームのフレーム部の一部を含む合成樹脂成型支持部とを備え、前記合成樹脂成型支持部が前記合成樹脂成型品に連接することを特徴とするインサート成型品。
2. 一対の前記合成樹脂成型支持部が前記合成樹脂成型品を介して対向し、前記合成樹脂成型品の両側に各合成樹脂成型支持部がそれぞれ連接することを特徴とする請求項１に記載のインサート成型品。
3. 前記合成樹脂成型支持部が前記フレーム部に形成した連結用孔を含んでインサート成型されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のインサート成型品。
4. 前記合成樹脂成型品および前記合成樹脂成型支持部をインサート成型する樹脂成型用金型のエジェクタピンに対して、前記合成樹脂成型支持部が表裏の一方の面において対向することを特徴とする請求項１又は２に記載のインサート成型品。
5. 前記合成樹脂成型品が薄型化された狭幅な形状をなし、前記合成樹脂成型支持部が前記合成樹脂成型品よりも拡幅された形状をなすことを特徴とする請求項４に記載のインサート成型品。
6. リードフレームのリードの一部を含む合成樹脂成型品と、前記リードフレームのフレーム部の一部を含む合成樹脂成型支持部とを有するとともに、一対の前記合成樹脂成型支持部が前記合成樹脂成型品を介して対向し、前記合成樹脂成型品の両側に各合成樹脂成型支持部がそれぞれ連接する形状をなすインサート成型品を樹脂成型用金型においてインサート成型するものであって、前記樹脂成型用金型の金型キャビティに合成樹脂を充填する樹脂成型工程において、ゲートから前記金型キャビティへ注入する合成樹脂が一方の合成樹脂成型支持部領域を充たし、前記一方の合成樹脂成型支持部領域を充たした合成樹脂が合成樹脂成型品領域を充たし、合成樹脂成型品領域を充たした合成樹脂が他方の合成樹脂成型支持部領域を充たすことを特徴とするインサート成型品の製造方法。
7. インサート成型品を樹脂成型用金型から離型させる離型工程において、前記合成樹脂成型品の両側に連接する合成樹脂成型支持部をエジェクタピンにより押出すことを特徴とするインサート成型品の製造方法。

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