JP2011233730A - 中空モールドパッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＣＤ製品の中空モールドパッケージにおいて、モールド成形時のパッケージ中空部内の内部リードずれ発生による連続成形性を防止し、下型の金型離型の際の引っ張り力が、モールド樹脂と内部リードの接合部に集中することなく、表面のモールド樹脂膜によって拡散軽減され、内部リード３がずれて浮き上がる現象が改善される。
【解決手段】本発明にかかる中空モールドパッケージは、リードフレーム８と、リードフレーム８の先端部を上下方向から挟み込むように形成した樹脂部１３とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、中空モールドパッケージに関する。

画像読み取り素子等の半導体素子は、通常、モールド樹脂で形成された中空構造のパッケージに収納されて使用され、この中空モールドパッケージは、例えば、関連する技術（特許文献１）に記載されているように、樹脂よりなるパッケージ上部と、同じく樹脂よりなるパッケージ下部と、その間に挿入され素子の入出力端子を外部に引き出すためのリードフレームを一体成形することにより製造される。

図４に、特許文献１の中空パッケージの断面図を示す。
特許文献１には、ボンディング時のヒータープレートの温度を低く設定し、パッケージへの熱ストレスを軽減し、パッケージ反りを防止し、裏面の樹脂コントロール（樹脂量削減）にて上下モールド樹脂量を均一化することを目的とし、ＣＣＤ（固体撮像装置）用中空モールドパッケージの構造および製造方法について記載されている。

かかる特許文献１に記載の装置は、図４に示すように、パッケージ下部が複雑な凹凸形状となっている。その理由としては、ワイヤーボンディング時、ダイの加熱・温度調整を行うヒータープレートの温度を低く設定し、パッケージへの熱ストレスを軽減するためであり、また、バイメタル構造であるパッケージ反り対策のため、リードフレームを中心として上下のモールド樹脂量のバランスを取ることにある。樹脂量のバランスは、裏面の形状を凹凸にすることにより、樹脂量コントロール（樹脂量削減）し、上下モールド樹脂量を均一化している。

図４に示すように、中空パッケージは、リードフレーム８、モールド樹脂７、ダイボンディング材４、ダイ１、ワイヤーボンディング線２、キャップ５およびキャップ接着材６から構成される。すなわち、中空パッケージは、リードフレーム８にモールド樹脂７を形成し、ダイボンディング材４を介してダイ１を搭載し、ダイ１とリードフレーム８とをワイヤーボンディング線２にて電気的接続を行い、パッケージ最上面のモールド樹脂７に対しキャップ接着材６を介してキャップ５を搭載することで形成される。

図４に示されるキャビティ内のリードフレーム（内部リード３）は、ワイヤーボンディング線２による配線を行うため、その表面を露出させている。

図５に、特許文献１の中空モールドパッケージのモールド樹脂成形時の断面図を示す。
図５に示すように、モールド成形を行う際、表面の露出部分にモールドの樹脂の薄膜バリが発生しないように、内部リード３部分の表裏面に対し、上下方向から金型９、１１を押し当てる。そして、モールド樹脂成形の樹脂硬化後の金型離型の際、上下型の離型性改善のために縦方向に接する面に対し、数度程度のテーパ角１２を設けている。

例えば、特許文献２に、中空型樹脂パッケージの内部に存在する湿気が外部温度変化により、ガラス内部に結露するのを防止するとともに、半導体素子に生じる機械的歪みを防止する半導体装置とその製造方法が記載されている。特許文献２中に記載の図２に示されるように、内部リードの内側の端面が樹脂に密着している。

このように関連する従来においては、内部リード３は樹脂との接面が側面・下面のみであったため、下方向への樹脂変形の際に内部リード３がモールド樹脂７と剥離し、結果として上方向にずれていた。

特開平７−０８６５４２号公報 特開２００６−１９６９２９号公報

しかしながら、発明者は、上記の中空モールドパッケージには、改善すべき点があると考えた。図４に示すように、特許文献１に係る装置は、成形ショット数の増加等に伴い、金型表面が汚れ離型性が悪化してくると、凹凸形状の複雑な下型１１の抜けが悪くなる。

図６に、特許文献１の中空モールパッケージの説明図を示す。
図５および図６に示す下型１１に接するモールド樹脂７が下方向へ引っ張られパッケージが一時的に変形し、金型の変形の際に内部リード３とモールド樹脂７の接界面に剥離が生じ、内部リード３がずれて浮き上がる現象が起こるという問題が生じる。

また、特許文献２に係る装置における端面の面積はごく小さいため、樹脂硬化後に下金型を外す際の引っ張り応力に耐えうる力は殆ど期待できず、下金型を外した直後における内部リードの浮き上がりは防止することができないという問題もある。

このように、関連する技術においては、内部リードが浮き上がっていると、ワイヤボンディングする際に、超音波がきちんと伝わらないという問題や、内部リードの高さが一定でないため、ボンディングの機機械的精度が悪くなり、ボンディングの強度や品質が弱くなるという問題を有していた。

上述のように、背景技術にかかる、中空モールドパッケージにおいては、内部リードが浮き上がったままであるため、樹脂にクラックが入るおそれがあるという問題があった。

本発明に係る中空モールドパッケージは、リードフレームと、前記リードフレームの先端部を上下方向から挟み込むように形成した樹脂部とを有する。
このような構成により、モールド樹脂成形金型（下部）を外すときに、内部リードが浮き上がることがない。

本発明によれば、ＣＣＤ製品の中空モールドパッケージにおいて、モールド成形時のパッケージ中空部内の内部リードずれ発生による連続成形性を防止し、下型の金型離型の際の引っ張り力が、モールド樹脂と内部リードの接合部に集中することなく、表面のモールド樹脂膜によって拡散軽減され、内部リード３がずれて浮き上がる現象が改善される。

本発明の実施の形態１に係る中空モールドパッケージの断面図である。 本発明の実施の形態１に係る中空モールドパッケージの説明図である。 本発明の実施の形態２に係る中空モールドパッケージの説明図である。 関連する技術（特許文献１）の中空パッケージの断面図である。 関連する技術（特許文献１）の中空モールドパッケージのモールド樹脂成形時の断面図である。 関連する技術（特許文献１）の中空モールパッケージの説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。以下の記載及び図面は、明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされている。
（実施の形態１）

図１に、本発明の実施の形態１に係る中空モールドパッケージの断面図を示す。
図１に示すように、本実施の形態の中空モールドパッケージは、リードフレーム８と、リードフレーム８の先端部の表面に形成されたモールド樹脂膜１３と、リードフレーム８の上下方向に形成されたモールド樹脂７とから構成される。ここで、リードフレーム８の先端部は、モールド樹脂膜１３によって、コの字型に嵌め込まれている。なお、樹脂ランナー部１０は形成後除去される。

また、モールド樹脂成形の樹脂硬化後の金型離型の際、上下型の離型性を確保するため、縦方向に接する面に対し、数度程度のテーパ角を設けている。テーパ角は、好ましくは５°〜１２°である。この範囲であると、離型性確保のため好適である。

続いて、モールド成形について図１〜図２を参照しつつ説明する。
特定温度まで余熱のかかったモールド樹脂成形金型（下型）１１へ成形埋め込み対象となるリードフレーム８を装填する。リードフレーム８を装填後、モールド樹脂成形金型（上型）９を上からはめ込み上下金型を特定の圧力で締めこむ。この時点では金型内は金型形状によって空洞が生じている。次にモールド樹脂７は圧縮過熱され溶融しモールド樹脂ランナー部１０を通って上下金型内部へ流れ込む。これによりリードフレーム８とモールド樹脂７が一体化した中空パッケージ構造を持つ形状が成形される。

図２に示すように、本実施の形態においては、キャビティ内の内部リード３の表面に、モールド樹脂膜１３を形成しているため、モールド成形時の金型離型の際に生じる、一時的なモールド樹脂の変形による内部リードとモールド樹脂との接面剥離・ずれを防止することができる。

すなわち、関連する技術においては、内部リード３は樹脂との接面が側面・下面のみであったため、下方向への樹脂変形の際に内部リード３がモールド樹脂７と剥離し、その結果上方向にずれるという問題が発生していた。本実地の形態により、このような問題を解消することが可能となる。
（実施の形態２）

本実施の形態においては、実施の形態１と異なる構成についてのみ説明し、実施の形態１と同一の部分については説明を省略する。
図３に、本発明の実施の形態２に係る中空モールドパッケージの説明図を示す。

本実施の形態においては、キャビティ内のリードフレーム８先端の形状を加工し、リードフレーム８先端部の上部にモールド樹脂膜１３を流し込んで形成している。リードフレーム８先端部は、例えば、金型による押し当て圧延、また研磨等により、部分的に薄く加工する。モールド樹脂膜１３の厚さは、リードフレーム８の厚さにより制限される。具体的には、モールド樹脂膜１３の厚さは、樹脂側のクラックの観点から、リードフレーム８の厚さの２／３以上が好ましい。

本実施の形態により、実施の形態１と同様に、モールド成形時の金型離型の際に生じる、一時的なモールド樹脂の変形による内部リードとモールド樹脂との接面剥離・ずれを防止することができる。

また、本実施の形態では、形成されたモールド樹脂膜が、内部リード３の表面に迫り出すことがなく、ワイヤーボンディング時に、キャピラリとの干渉が発生することもない。
さらに、ボンディングエリアが狭まることがないだけでなく、ワイヤーボンディングの際のツール接触がないため、ボンディングエリアをより広めに確保することができる。
また、モールド成形金型上型の変更を要することなく、金型の新規製作による費用発生を抑えることが可能である。

以上説明したように、本発明に係る中空モールドパッケージは、モールド成形時の金型離型の際に生じる、一時的なモールド樹脂の変形による内部リードとモールド樹脂との接面剥離及びずれを防止することができる。

１ ダイ
２ ワイヤーボンディング線
３ 内部リード（リードフレームの一部）
４ ダイボンディング材
５ キャップ
６ キャップ接着材
７ モールド樹脂
８ リードフレーム
９ モールド樹脂成形金型（上型）
１０ モールド樹脂ランナー部
１１ モールド樹脂成形金型（下型）
１２ テーパ角
１３ モールド樹脂膜

Claims (4)

1. リードフレームと、前記リードフレームの先端部を上下方向から挟み込むように形成した樹脂部とを有する中空モールドパッケージ。
2. 前記リードフレームの先端部を前記樹脂部によりコの字型に挟み込むことを特徴とする請求項１に記載の中空モールドパッケージ。
3. 前記樹脂部がモールド樹脂膜であることを特徴とする請求項１または２に記載の中空モールドパッケージ。
4. 前記リードフレームの先端部を部分的に厚さを薄くする形状に形成し、その厚さの薄いリードフレーム先端部の上部にモールド樹脂を流し込んで形成した樹脂部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の中空モールドパッケージ。

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