JP2012080039A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、リードフレームを上下金型で噛み込むことを回避でき、かつモールド樹脂がリードフレームの端子へ付着することを防止する半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】下金型の窪み部分にリードフレームを乗せる工程と、前記下金型と上金型を重ね合わせ、前記リードフレームをスライドさせる手段によって、前記下金型の窪み部分及び前記上金型の窪み部分の側面であって樹脂注入が行われるゲートが形成された注入面の方向に前記リードフレームをスライドさせる工程と、前記下金型と前記上金型で型締めして、前記上金型に形成された突起によって前記リードフレームの端部を潰し、前記ゲートの左右に前記注入面と前記リードフレームの間を埋める張り出し部を形成する工程と、前記ゲートからモールド樹脂を注入する工程と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、モールド金型内のリードフレームを樹脂封止する半導体装置の製造方法に関する。

特許文献１には、モールド金型の窪み部分にリードフレームを収納し樹脂封止する技術が開示されている。この技術は、リードフレームの側縁部分を潰すことによって張り出し部を形成するものである。この張り出し部は、モールド金型の窪み部分の側面のうちゲートが進入する側面と、リードフレームとの間隙（以後、クリアランスと称する）を埋める。張り出し部を形成した後にモールド樹脂をゲートから注入すると、モールド樹脂は張り出し部によってせき止められる。これによりモールド樹脂がリードフレームの端子へ付着することを回避する。

特開平５−１８５４６７号公報 特開平８−３２３７９８号公報 特開２００８−１６６３９５号公報 特開平８−１５６００９号公報 特開平１１−１２１６５６号公報 特開平６−２４４２２８号公報 特開平７−１３０７８０号公報

ところで、クリアランスが大きいまま張り出し部を形成すると、張り出し部が窪み部分の側面に到達できずクリアランスを埋めることができない場合があった。そこで、窪み部分を狭く形成してあらかじめクリアランスを小さくしておくことが考えられる。しかしながら、窪み部分を狭くした場合、リードフレームのサイズのばらつき（製造誤差）に対応できなくなり、大きいリードフレームを上下金型で噛み込んでしまうことがあった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、リードフレームを上下金型で噛み込むことを回避でき、かつモールド樹脂がリードフレームの端子へ付着することを防止する半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本願の発明にかかる半導体装置の製造方法は、下金型の窪み部分にリードフレームを乗せる工程と、該下金型と上金型を重ね合わせ、該下金型の窪み部分又は該上金型の窪み部分に形成された該リードフレームをスライドさせる手段によって、該下金型の窪み部分及び該上金型の窪み部分の側面であってゲートが形成された注入面の方向に該リードフレームをスライドさせる工程と、該下金型と該上金型で型締めして、該上金型に形成された突起によって該リードフレームの端部を潰し、該ゲートの左右に該注入面と該リードフレームの間を埋める張り出し部を形成する工程と、該ゲートからモールド樹脂を注入する工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、リードフレームを上下金型で噛み込むことを回避でき、かつモールド樹脂がリードフレームの端子へ付着することを防止できる。

本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法で使用する上金型の平面図である。 本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法で使用する下金型の平面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ破線における断面図である。 本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。 下金型の窪み部分にリードフレームを乗せた状態を示す図である。 上金型と下金型を重ね合わせてリードフレームを注入面方向にスライドさせることを示す図である。 型締め完了時にクリアランスが埋められることを示す図である。 図７のリードフレームと下金型を示す平面図である。 張り出し部がモールド樹脂をせき止めることを示す図である。 突起の位置をずらした上金型を示す図である。 ４つの突起が形成された上金型を示す図である。 円筒形状の突起並びにスライド用突起が形成された上金型を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る半導体装置の製造方法で使用する上金型を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る半導体装置の製造方法で使用する上金型を示す図である。 本発明の実施の形態４に係る半導体装置の製造方法で使用する上金型と下金型を示す図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法で使用する上金型の平面図である。上金型１０には、その外周部分よりも一段低い窪み部分１２が形成されている。窪み部分１２には突起１４ａ及び１４ｂ、並びにスライド用突起１６ａ及び１６ｂが形成されている。スライド用突起１６ａ及び１６ｂは、突起１４ａ及び１４ｂよりも長い。窪み部分１２の中央部分には、窪み部分１２よりも一段低いキャビティ１８が形成されている。

図２は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法で使用する下金型の平面図である。下金型３０には、その外周部分よりも一段低い窪み部分３２が形成されている。窪み部分３２の中央部分には、窪み部分３２よりも一段低いキャビティ３４が形成されている。窪み部分３２の側面にはキャビティ１８及び３４へ樹脂注入を行うためのモールド樹脂の経路となるゲート３６が形成されている。窪み部分３２の側面のうち、ゲート３６が形成された側面を注入面３２ａと称する。

図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ破線における断面図である。窪み部分１２の側面のうち、突起１４ａが形成された側の側面は、クランプ時に下金型３０の注入面３２ａとともに一平面を形成するので注入面１２ａと称する。

図４は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。以後、このフローチャートに沿って本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説明する。まず、下金型３０の窪み部分３２にリードフレームを乗せる（ステップ４０）。ステップ４０は図５を参照して説明する。図５は下金型３０の窪み部分３２にリードフレーム５０を乗せた状態を示す図である。

一般にリードフレーム外形は一定の製造誤差を有しているので、窪み部分３２はリードフレーム５０の設計寸法よりも若干の余裕をもって形成される。そのため、注入面３２ａとリードフレーム５０の間には間隔（クリアランス）がある。

次いで、ステップ４２へと処理を進める。ステップ４２では、リードフレーム５０を注入面３２ａ方向にスライドさせる。ステップ４２は図６を参照して説明する。図６は上金型１０と下金型３０を重ね合わせてリードフレームを注入面３２ａ方向にスライドさせることを示す図である。ステップ４２では、スライド用突起１６ａの先端部分の一部のみが、リードフレーム５０の端部のうち注入面１２ａ及び３２ａと反対側の端部（一端部分と称する）とあたるように、上金型１０と下金型３０を重ね合わせる。

この状態で上金型１０と下金型３０を図６に示す白色の矢印方向にクランプしていくと、スライド用突起１６ａがリードフレーム５０の一端部分を押し潰す。さらに、リードフレーム５０は、一端部分が押し潰されることで注入面１２ａ及び３２ａの方向にスライドする。リードフレーム５０のスライド方向は図６において黒色の矢印で示す。ステップ４２を終えると、ステップ４２の処理前と比較してクリアランスを小さくできる。なお、スライド用突起１６ｂについてもスライド用突起１６ａと同様の機能を有する。

次いで、ステップ４４へと処理を進める。ステップ４４では、型締めを行い、かつ、クリアランスを埋める。なお、型締めとは上金型１０と下金型３０を接触させキャビティにモールド樹脂を注入できる状態にすることを言う。ステップ４４では、突起１４ａの先端部分の全体がリードフレーム５０の一端部分と反対の端部（他端部分と称する）とあたる。

この状態で上金型１０と下金型３０を図７に示す白色の矢印方向にクランプしていくと、他端部分が潰され、他端部分の一部が注入面１２ａ及び３２ａ側へ張り出してクリアランスを埋める。図７は型締め完了時にクリアランスが埋められることを示す図である。なお、突起１４ｂについても突起１４ａと同様の機能を有する。

図８は、図７のリードフレーム５０と下金型３０を示す平面図である。リードフレーム５０の一端部分にはスライド用突起１６ａ及び１６ｂによって押し潰された凹部６０ａ及び６０ｂが形成されている。また、リードフレームの他端部分には突起１４ａ及び１４ｂによって押し潰された凹部６２ａ及び６２ｂが形成されている。さらに、凹部６２ａ及び６２ｂの形成に伴って、ゲート３６の左右にクリアランスを埋める張り出し部６４ａ及び６４ｂが形成されている。

次いで、ステップ４６へと処理を進める。ステップ４６では、ゲート３６からモールド樹脂を注入する。ステップ４６は図９を参照して説明する。図９は張り出し部６４ａ及び６４ｂがモールド樹脂をせき止めることを示す図である。ステップ４６では、トランスファーモールド法によって、モールド樹脂７０をキャビティ１８及び３４に流し込み保圧工程などを経てパッケージを形成する。ここで、図９に示すように、リードフレーム５０の外周においては、張り出し部６４ａ及び６４ｂによってモールド樹脂７０の流れが止められる。

本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法では、モールド樹脂を注入する工程（ステップ４６）の前に、ゲート３６の左右のクリアランスを埋める張り出し部６４ａ及び６４ｂを形成する。そして、張り出し部６４ａ及び６４ｂがクリアランスを埋められている状態でモールド樹脂の注入を行うので、モールド樹脂７０がリードフレーム５０の端子に広範囲に付着することを防止できる。

ここで、本発明の実施の形態１ではリードフレーム５０をスライドさせる工程（ステップ４２）によって、十分にクリアランスを小さくした上で張り出し部６４ａ及び６４ｂを形成する。よって、張り出し部６４ａ及び６４ｂにより確実にクリアランスを埋めることができる。

本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法では、リードフレームをスライドさせることによりクリアランスを小さくできるので、スライドさせる工程（ステップ４２）の前にクリアランスを小さくする必要はない。従って窪み部分３２は、リードフレーム５０の製造誤差を考慮して十分広くすることができる。よって、リードフレームを上下金型で噛み込むことを回避できる。

本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法では、リードフレームの一端部分と他端部分を潰すが、本発明はこれに限定されない。本発明ではリードフレームをスライドさせる工程によってリードフレームの位置を定めることができるので、リードフレームの位置制御性が高い。つまり、所望の位置にリードフレームを配置することができる。

そして、リードフレームの位置制御性が高いため、例えば、リードフレームの一端部分や他端部分よりもはるかに小さいタイバー部分にも張り出し部を形成することができる。つまり、タイバーに突起を当ててタイバーを潰し、タイバーと上下金型との間を埋める張り出し部を形成してもよい。この場合、上金型にタイバーの一部を潰すためのタイバー用突起を形成しておき、張り出し部を形成する工程において、タイバー用突起がタイバーを潰すようにする。

図１０は突起の位置をずらした上金型８０を示す図である。突起８２ａ及び８２ｂは、ゲートの左右に張り出し部を形成できる位置であればどこに形成されてもよい。特に、タイバーの幅が狭い場合には適宜突起の位置をずらしてよい。

本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法では、突起を２箇所に形成したが本発明はこれに限定されず、突起を３箇所以上形成してもよい。例えば、上金型に突起を４つ形成した例について図１１を参照して説明する。図１１は４つの突起９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、及び９２ｄが形成された上金型９０を示す図である。この上金型９０を用いてゲートの左右に２箇所ずつ張り出し部を形成することで、モールド樹脂のリードフレーム外周への回りこみを確実に止めることができる。

本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法では、直方形の突起とスライド用突起を用いたが本発明はこれに限定されない。例えば、突起とスライド用突起を円筒形状とした例について図１２を参照して説明する。図１２は円筒形状の突起１０２ａ及び１０２ｂ並びにスライド用突起１０４ａ及び１０４ｂが形成された上金型１００を示す図である。突起及びスライド用突起を円筒形状（ピンということもある）とすると、その位置及び径の修正が容易である。よって金型加工に要する期間やコストを低減できる。

実施の形態２．
図１３は本発明の実施の形態２に係る半導体装置の製造方法で使用する上金型を示す図である。上金型１１０にはスライド用突起１１２が形成されている。スライド用突起１１２の先端部分には、ゲート側（注入面１２ａ側）に向いた傾斜面が形成されている。実施の形態２に係る半導体装置の製造方法では、この上金型１１０を用いて、実施の形態１と同様の方法で半導体装置を製造する。

リードフレームをスライドさせる工程では、スライド用突起１１２の傾斜面がリードフレームの一端部分を押し潰し、かつリードフレームを注入面１２ａ方向へスライドさせる。スライド用突起１１２の傾斜面によってリードフレームをスムーズにスライドさせることができる。その他の効果は実施の形態１と同様である。また実施の形態１と同程度の変形が可能である。

実施の形態３．
図１４は本発明の実施の形態３に係る半導体装置の製造方法で使用する上金型を示す図である。上金型１２０には傾斜面１２２が形成されている。この傾斜面１２２は実施の形態１における突起とスライド用突起の両方の機能を有するものである。実施の形態３に係る半導体装置の製造方法では、この上金型１２０を用いて、実施の形態１と同様の方法で半導体装置を製造する。

リードフレームをスライドさせる工程では、傾斜面１２２がリードフレームの一端部分を押し潰し、かつリードフレームを注入面方向へスライドさせる。さらに、張り出し部を形成する工程においては、傾斜面１２２がリードフレームの他端部分を押し潰して張り出し部を形成する。傾斜面１２２を形成することによって、上金型の構造を簡素にできる。よって上金型の加工コストを低減できる。その他の効果は実施の形態１と同様である。また実施の形態１と同程度の変形が可能である。

実施の形態４．
図１５は本発明の実施の形態４に係る半導体装置の製造方法で使用する上金型と下金型を示す図である。上金型１３０には突起１４ａが形成されている。下金型１４０にはゲート側（注入面１２ａ及び３２ａ側）に向いた傾斜面１４２が形成されている。実施の形態４に係る半導体装置の製造方法では、この上金型１３０及び下金型１４０を用いて、実施の形態１と同様の方法で半導体装置を製造する。

リードフレームをスライドさせる工程では、下金型１４０に乗せられたリードフレームを上金型１３０で押してリードフレームを注入面方向へスライドさせる。このように、実施の形態１におけるスライド用突起を下金型の傾斜面１４２で置き換えることによって、金型の構造を簡素にできる。よって金型の加工コストを低減できる。その他の効果は実施の形態１と同様である。また実施の形態１と同程度の変形が可能である。

その他、下金型の窪み部分又は上金型の窪み部分に、リードフレームを注入面方向へスライドさせる手段を有していれば当該手段の構成は特に限定されない。

１０ 上金型、 １２ 窪み部分、 １２ａ 注入面、 １４ａ，１４ｂ 突起、 １６ａ，１６ｂ スライド用突起、 １８ キャビティ、 ３０ 下金型、 ３２ 窪み部分、 ３４ キャビティ、 ３６ ゲート

Claims (8)

1. 下金型の窪み部分にリードフレームを乗せる工程と、
   前記下金型と上金型を重ね合わせ、前記下金型の窪み部分又は前記上金型の窪み部分に形成された前記リードフレームをスライドさせる手段により、前記下金型の窪み部分及び前記上金型の窪み部分の側面であってゲートが形成された注入面の方向に前記リードフレームをスライドさせる工程と、
   前記下金型と前記上金型で型締めして、前記上金型に形成された突起によって前記リードフレームの端部を潰し、前記ゲートの左右に前記注入面と前記リードフレームの間を埋める張り出し部を形成する工程と、
   前記ゲートからモールド樹脂を注入する工程と、を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記スライドさせる手段は、前記上金型の窪み部分に、前記突起よりも長く形成されたスライド用突起であり、
   前記スライドさせる工程では、前記スライド用突起の先端部分の一部のみが前記リードフレームの前記端部と反対の端部とあたることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記スライド用突起の先端部分には、前記ゲート側に向いた傾斜面が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記リードフレームはタイバーを有し、
   前記上金型は前記タイバーを潰すタイバー用突起を有し、
   前記張り出し部を形成する工程では、前記タイバー用突起が前記タイバーを潰し、前記タイバーと前記上金型及び前記下金型との間を埋める張り出し部を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記上金型に前記突起を３箇所以上形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記突起及び前記スライド用突起は円筒形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記突起及び前記スライドさせる手段は、前記上金型に形成された前記ゲート側に向くように形成された傾斜面であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記スライドさせる手段は、前記下金型に前記ゲート側に向くように形成された傾斜面であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

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