JP2013089607A - Molding apparatus and molding method - Google Patents

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Keiji Koyaizu
圭史 小柳津
Akihiro Shibuya
彰弘 渋谷
Daigo Ueno
大悟 上野
Shuji Adachi
修二 足立
Fumiyuki Komiyama
文行 小見山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a molding apparatus configured in consideration of avoiding damage to a semiconductor element and deformation of an electrode plate.SOLUTION: A molding apparatus is configured to: arrange an intermediate assembly W, which is composed of a semiconductor element 2, electrode plates 4 and 5 provided on front and rear surface sides of the semiconductor element 2 and a frame-shaped insulator 6, in a molding room R which is formed by an upper mold 8 and a lower mold 9 being abutted to the respective electrode plates 4 and 5 and being moved into a clamped state; and manufacture a semiconductor device 1 by filling the molding room R, which has the intermediate assembly W therein as an insert, with a resin material and molding the intermediate assembly W. Here, a mold-matching surface 10 between the upper and lower molds 8 and 9 directly clamps a direct clamping part 4a formed at a part of the upper electrode plate 4, whereas parts of the upper and lower molds 8 and 9 that abut to the electrode plates 4 and 5 other than the direct clamping part 4a are formed as rockable floating molds 8b and 9b.

Description

本発明は、半導体素子等を樹脂によってモールド成形するモールド装置とモールド方法に関し、さらに詳しくは、半導体素子の表裏両面に電極板を配置してある中間組立体をインサートとして樹脂材料を充填してモールド(封止)するモールド装置とモールド方法に関する。   The present invention relates to a molding apparatus and a molding method for molding a semiconductor element or the like with a resin. More specifically, the present invention relates to a mold in which an intermediate assembly in which electrode plates are arranged on both front and back surfaces of a semiconductor element is used as an insert and filled with a resin material. The present invention relates to a molding apparatus (molding) and a molding method.

この種のモールド成形技術が特許文献1にて提案されている。この特許文献1に記載された技術では、半導体素子の両面に放熱板が取り付けられた半導体装置をモールドするにあたり、その半導体装置を一対の金型で加圧拘束することでその半導体装置の周囲にモールド室を隔離形成するようになっているとともに、一方の金型にはスライド部材と移動部材とを付帯させ、もって上記半導体装置に及ぼす押圧力を調整可能としてある。   This type of molding technique is proposed in Patent Document 1. In the technique described in Patent Document 1, when molding a semiconductor device in which a heat sink is attached to both sides of a semiconductor element, the semiconductor device is pressed and restrained with a pair of molds to surround the semiconductor device. The mold chamber is formed so as to be isolated, and one die is provided with a slide member and a moving member so that the pressing force exerted on the semiconductor device can be adjusted.

特開2007−320102号公報JP 2007-320102 A

しかしながら、特許文献1に記載された技術では、半導体装置を一対の金型で加圧拘束しつつ、その半導体装置から突出する電極としてのリードフレームを一対の金型同士の型合わせ面にて直接的に挟持しているため、リードフレームを含む半導体装置の寸法ばらつきや放熱板の傾きによってはその半導体装置に過大押圧力が作用して、半導体素子の破損やリードフレームの変形を招くおそれがあり、なおも改善の余地を残している。   However, in the technique described in Patent Document 1, a semiconductor device is pressed and restrained by a pair of molds, and a lead frame as an electrode protruding from the semiconductor device is directly formed on a mold-matching surface between the pair of molds. Therefore, depending on the dimensional variation of the semiconductor device including the lead frame and the inclination of the heat sink, an excessive pressing force may act on the semiconductor device, resulting in damage to the semiconductor element and lead frame deformation. Still, there is room for improvement.

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけ半導体素子の破損や電極の変形を回避できるように考慮されたモールド装置およびモールド方法を提供しようとするものである。   The present invention has been made paying attention to such problems, and in particular, an object of the present invention is to provide a molding apparatus and a molding method that are considered so as to avoid breakage of semiconductor elements and deformation of electrodes.

本発明は、先に述べたような従来とほぼ同様のモールド方法を踏襲しながら、双方の型のうち一方の電極板の一部を型合わせ面で直接的に挟持する直接挟持部以外で電極板に当接する部分を揺動可能なフローティング型構造としたものである。   The present invention follows the molding method substantially similar to the conventional one as described above, and the electrodes other than the direct clamping portion that directly clamps a part of one of the electrode plates of both molds on the mold mating surface. This is a floating type structure that can swing the portion that contacts the plate.

本発明によれば、双方の型の一部をフローティング型構造とすることで、インサートとしてモールドされることになる中間組立体に寸法誤差や電極板の傾き等があってもそれらを吸収することができるから、過大入力による半導体素子の破損や電極板の変形を未然に防止することができるとともに、モールド室からの樹脂材料の漏洩も併せて防止することができる。   According to the present invention, a part of both molds has a floating structure, so that even if the intermediate assembly to be molded as an insert has a dimensional error or an inclination of the electrode plate, it is absorbed. Therefore, damage to the semiconductor element and deformation of the electrode plate due to excessive input can be prevented, and leakage of the resin material from the mold chamber can also be prevented.

本発明に係るモールド装置での製造対象となる半導体装置の断面説明図。Sectional explanatory drawing of the semiconductor device used as the manufacture object in the molding apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るモールド装置の第1の実施に形態を示す図で、(A)は同図(B)のB1−B2線に沿う断面説明図、(B)は同図(A)のA1−A2線に沿う断面説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows embodiment in 1st Embodiment of the molding apparatus which concerns on this invention, (A) is sectional explanatory drawing in alignment with the B1-B2 line | wire of the same figure (B), (B) is A1- of the same figure (A). Cross-sectional explanatory drawing which follows A2 line. 図2の(A)のA1−A3線に沿う断面説明図。Cross-sectional explanatory drawing which follows the A1-A3 line | wire of (A) of FIG. 図2,3に示したモールド装置での成形手順を示す工程説明図。Process explanatory drawing which shows the shaping | molding procedure in the molding apparatus shown to FIG. 本発明に係るモールド装置の第2の形態を示す断面説明図。Cross-sectional explanatory drawing which shows the 2nd form of the molding apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るモールド装置の第3の形態を示す断面説明図。Cross-sectional explanatory drawing which shows the 3rd form of the molding apparatus which concerns on this invention.

図1〜3は本発明に係るモールド装置のより具体的な第1の形態を示していて、特に図1は製造対象となる半導体装置1の断面図を示している。また、図2,3は製造対象となる半導体装置1を製造するためのモールド装置の構造を示している。   1 to 3 show a more specific first embodiment of a molding apparatus according to the present invention. In particular, FIG. 1 shows a sectional view of a semiconductor device 1 to be manufactured. 2 and 3 show the structure of a molding apparatus for manufacturing the semiconductor device 1 to be manufactured.

図1に示すように、半導体装置1は、例えば大電流用のいわゆるパワーIC等の複数の半導体素子2と、その半導体素子2の表裏両面にはんだ層3a,3bを介して互いに平行となるように接合されて放熱板としても機能する比較的板厚の大きな大小または上下二つの電極板4,5と、それら双方の電極板4,5同士の間にまたがるように配置されたPPS等の樹脂製で且つ矩形枠状の絶縁体6と、それら双方の電極板4,5と絶縁体6との間に隔離形成された空間に充填・封入された樹脂モールド層7とから構成される。なお、電極板4,5は半導体素子2と図示しない例えば電源装置や外部の電源負荷等の外部装置と電気的に接続するための、いわゆるバスバーとして機能する。   As shown in FIG. 1, a semiconductor device 1 includes a plurality of semiconductor elements 2 such as so-called power ICs for large currents, and the semiconductor elements 2 are parallel to each other via solder layers 3 a and 3 b on both front and back surfaces. A large and small or upper and lower electrode plates 4, 5 that also function as a heat sink, and a resin such as PPS arranged so as to straddle between both electrode plates 4, 5. The insulator 6 is made of a rectangular frame and is formed of a resin mold layer 7 filled and sealed in a space formed between the electrode plates 4 and 5 and the insulator 6. The electrode plates 4 and 5 function as so-called bus bars for electrically connecting the semiconductor element 2 to an external device (not shown) such as a power supply device or an external power supply load.

これにより、半導体素子2が樹脂モールド層7の中に埋設されるかたちで封止されて保護されている。絶縁体6は上側の電極板4に対してはその下面に、下側の電極板5に対しては外周面にそれぞれ密着していて、なお且つ絶縁体6の下面と下側の電極板5の下面とは同一平面上に位置している。上記電極板4,5としては導電性に優れたものとして例えば銅製のものが使用される。   Thereby, the semiconductor element 2 is sealed and protected in the form of being embedded in the resin mold layer 7. The insulator 6 is in close contact with the lower surface of the upper electrode plate 4 and the outer peripheral surface of the lower electrode plate 5, and the lower surface of the insulator 6 and the lower electrode plate 5 are in close contact with each other. Is located on the same plane. As the electrode plates 4 and 5, for example, those made of copper are used as those having excellent conductivity.

このような半導体装置1を製造する際には、半導体素子2の表裏両面にはんだ層3a,3bを介して双方の電極板4,5を予め接合した上でそれらの電極板4,5に対して絶縁体6を接合したものを中間組立体Wとする。例えば、上記のように矩形枠状の絶縁体6の下面と下側の電極板5の下面とが同一平面上に位置するように、下側の電極板5をインサートとしてその下側の電極板5と絶縁体6とを予め一体成形しておき、その下側の電極板5の上に半導体素子2とはんだ層3a,3bを積層した上で、さらにそれらの上から上側の電極板5を押し付けてはんだ付けを行い、上側の電極板4を絶縁体6に確実に密着させるようにして中間組立体Wとする。   When manufacturing such a semiconductor device 1, both electrode plates 4, 5 are previously bonded to the front and back surfaces of the semiconductor element 2 via solder layers 3 a, 3 b, and the electrode plates 4, 5 are then bonded to each other. An intermediate assembly W is obtained by joining the insulators 6 together. For example, as described above, the lower electrode plate 5 is used as an insert so that the lower surface of the rectangular frame-shaped insulator 6 and the lower surface of the lower electrode plate 5 are positioned on the same plane. 5 and the insulator 6 are integrally formed in advance, the semiconductor element 2 and the solder layers 3a and 3b are laminated on the lower electrode plate 5, and the upper electrode plate 5 is further formed from above them. The intermediate assembly W is formed by pressing and soldering so that the upper electrode plate 4 is in close contact with the insulator 6.

この中間組立体Wを後述するように所定の型内にインサートとしてセットし、双方の電極板4,5と絶縁体6とで隔離形成された空間をモールド室として、このモールド室に樹脂材料を充填・封入して樹脂モールド層7を形成することで製造される。この場合において、双方の電極板4,5が放熱板としての機能を併せ持っているため、双方の電極板4,5の表面が樹脂層にて被覆されてしまうことは許されないものとされる。特に、電極板4,5の上に図示しないヒートシンクを載置して半導体装置1を使用する場合には、電極板4,5の表面が樹脂層にて被覆されてしまうと、電極板4,5からヒートシンクへの熱伝達効率を低下させる要因となるため、電極板4,5の表面が樹脂層にて被覆されてしまうことは好ましくない。   As will be described later, this intermediate assembly W is set as an insert in a predetermined mold, and a space formed by separation of both electrode plates 4, 5 and insulator 6 is used as a mold chamber, and a resin material is placed in this mold chamber. The resin mold layer 7 is formed by filling and sealing. In this case, since both the electrode plates 4 and 5 have a function as a heat radiating plate, it is not allowed that the surfaces of both the electrode plates 4 and 5 are covered with the resin layer. In particular, when the semiconductor device 1 is used by placing a heat sink (not shown) on the electrode plates 4 and 5, if the surface of the electrode plates 4 and 5 is covered with the resin layer, Since it becomes a factor which reduces the heat transfer efficiency from 5 to a heat sink, it is not preferable that the surface of the electrode plates 4 and 5 is coat | covered with the resin layer.

図2の(A)はモールド装置の平面的な構造として同図(B)のB1−B2線に沿う断面図を、同図(B)は同図(A)のA1−A2線に沿う断面図をそれぞれ示している。さらに、図3のは図2ののA1−A3線に沿う断面図を示している。   2A is a sectional view taken along line B1-B2 of FIG. 2B as a planar structure of the molding apparatus, and FIG. 2B is a sectional view taken along line A1-A2 of FIG. Each figure is shown. Further, FIG. 3 shows a cross-sectional view taken along line A1-A3 of FIG.

これらの図2,3に示すように、モールド装置は、先に述べたように半導体素子2とはんだ層3a,3b、双方の電極板4,5および絶縁体6とからなる中間組立体Wをインサートとして樹脂モールドを施すことにより図1のような半導体装置1を製造するためのもので、上型8と下型9とからなる金型10をもって構成されている。そして、上型8と下型9との間に中間組立体Wを配置して型合わせ面11をもって型締めした時には、上型8が上側の電極板4に当接するとともに、下型9が下側の電極板5と絶縁体6とに当接し、同時に上側の電極板4が上型8と下型9とによりリジットに挟持されることになる。その上で、上下の電極板4,5と絶縁体6との間の空間が密閉されて、樹脂材料を充填するためのモールド室(キャビティ)Rとして隔離形成されることになる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the molding apparatus includes an intermediate assembly W composed of the semiconductor element 2 and the solder layers 3a and 3b, both electrode plates 4 and 5, and the insulator 6 as described above. A semiconductor device 1 as shown in FIG. 1 is manufactured by applying a resin mold as an insert. The semiconductor device 1 includes an upper die 8 and a lower die 9. When the intermediate assembly W is disposed between the upper mold 8 and the lower mold 9 and the mold-matching surface 11 is clamped, the upper mold 8 contacts the upper electrode plate 4 and the lower mold 9 The upper electrode plate 4 comes into contact with the upper electrode plate 8 and the lower die 9 at the same time. In addition, the space between the upper and lower electrode plates 4 and 5 and the insulator 6 is sealed, and is formed as a mold chamber (cavity) R for filling the resin material.

また、上型8と下型9とにまたがるかたちでポット部12が形成されているとともに、型合わせ面11にはそのポット部12とモールド室Rを接続するゲート部13が形成されている。上記モールド室Rへの樹脂材料の充填に先立って上型8および下型9は共に所定温度になるまで予備加熱されるようになっていて、ポット部12にエポキシ樹脂等の絶縁性の樹脂材料のペレットを投入した上でプランジャ14を押し込むと、トランスファー成形の手法によりポット部12にて軟化溶融した樹脂材料がゲート部13を経由してモールド室Rに充填されて、半導体素子2を封止するための図1の樹脂モールド層7と化することになる。   In addition, a pot portion 12 is formed across the upper die 8 and the lower die 9, and a gate portion 13 for connecting the pot portion 12 and the mold chamber R is formed on the die matching surface 11. Prior to filling the mold chamber R with the resin material, the upper mold 8 and the lower mold 9 are both preheated to a predetermined temperature, and the pot portion 12 has an insulating resin material such as an epoxy resin. When the plunger 14 is pushed in after the pellets are inserted, the resin material softened and melted in the pot portion 12 by the transfer molding method is filled into the mold chamber R via the gate portion 13 to seal the semiconductor element 2. Therefore, the resin mold layer 7 shown in FIG.

ここで、図2,3から明らかなように、上側の電極板4はモールド室Rの外側に突出しているとともに、さらに上下型8,9の外側にまで突出していて、上側の電極板4のうちこの突出部を直接挟持部4aとして型締め時に上型8と下型9とで堅固に加圧挟持される。他方、上型8のうち上側の電極板4に当接する部分が揺動可能なフローティング型8bとして型本体8aから分割されているとともに、下型9のうち下側の電極板5および絶縁体6に当接する部分が揺動可能なフローティング型9bとして型本体9aから分割されている。そして、上型8側のフローティング型8bは圧縮コイルばねその他の弾性体15により下方に向けて付勢されているとともに、下型9側のフローティング型9bは同様に圧縮コイルばねその他の弾性体16により上方に向けて付勢されている。これら双方のフローティング型8b,9bは弾性体15または16を介して型本体8aまたは9aに弾性的に支持されていることにより、上下型8,9の型締め,型開き方向に所定ストロークのもとで変位可能で且つ傾動変位可能な構造となっている。   Here, as apparent from FIGS. 2 and 3, the upper electrode plate 4 protrudes outside the mold chamber R and further protrudes outside the upper and lower molds 8 and 9. Of these, the protruding portion is directly clamped by the upper mold 8 and the lower mold 9 when the mold is clamped as the clamping section 4a. On the other hand, the portion of the upper die 8 that contacts the upper electrode plate 4 is divided from the die body 8a as a swingable floating die 8b, and the lower electrode plate 5 and the insulator 6 of the lower die 9 are separated. The part that abuts on is divided from the mold body 9a as a swingable mold 9b. The floating die 8b on the upper die 8 side is biased downward by a compression coil spring or other elastic body 15, and the floating die 9b on the lower die 9 side is similarly compressed coil spring or other elastic body 16. Is biased upward. Both of these floating molds 8b and 9b are elastically supported by the mold body 8a or 9a via the elastic body 15 or 16 so that the upper and lower molds 8 and 9 have a predetermined stroke in the mold clamping and mold opening directions. And can be displaced by tilting.

ここで、上側の電極板4のうちモールド室Rからの突出部を直接挟持部4aとして型締め時に上型8と下型9とで堅固に加圧挟持することは先に述べたとおりである。この場合に、上下型8,9の型本体8a,9aそのものは例えば銅製の上側の電極板4よりも硬質で且つ剛性の高い型鋼等で形成されているので、上型8側の型本体8aと下型9側の型本体9aとで上側の電極板4のうち突出部を直接挟持部4aとして加圧挟持する際には、型本体8a,9a側を上側の電極板4側に対してシールビード等をもって積極的に噛み込ませるか、あるいは食い込ませるようにするものとする。こうすることにより、上側の電極板4に対する型本体8a,9aの当接部において樹脂材料の漏洩を防止するためのいわゆるシール効果が発揮されるとともに、過大入力による金型破損を防止する上でも有利となる。   Here, as described above, the upper electrode plate 4 and the lower mold 9 are firmly pressure-clamped by clamping the projecting portion from the mold chamber R of the upper electrode plate 4 directly as the clamping portion 4a. . In this case, the mold bodies 8a and 9a themselves of the upper and lower molds 8 and 9 are made of, for example, a mold steel that is harder and more rigid than the upper electrode plate 4 made of copper, so that the mold body 8a on the upper mold 8 side. When the pressing portion of the upper electrode plate 4 is directly clamped as the clamping portion 4a with the die main body 9a on the lower die 9 side, the die main bodies 8a, 9a side is set to the upper electrode plate 4 side. A seal bead or the like is used to positively bite or bite. By so doing, a so-called sealing effect for preventing leakage of the resin material at the contact portion of the mold main body 8a, 9a with the upper electrode plate 4 is exhibited, and also in preventing mold damage due to excessive input. It will be advantageous.

図4は図2,3に示したモールド装置での成形時のより詳細な段階的な手順を示している。ただし、図2,3でのポット部12およびプランジャ14等は図示省略してある。   FIG. 4 shows a detailed step-by-step procedure at the time of molding by the molding apparatus shown in FIGS. However, the pot portion 12 and the plunger 14 in FIGS. 2 and 3 are not shown.

同図(a)に示すように、最初に金型10の上型8と下型9との型開き状態において、下型9側に先の中間組立体Wをセットする。より具体的には、下側の電極板5および絶縁体6を当接部として、中間組立体Wを下型9側のフローティング型9bの上に位置決め載置する。続いて、同図(b)に示すように型締め動作に移行し、最終的には同図(c)の型締め完了をもって上下型8,9にて中間組立体Wを加圧拘束する。図4の(c)の状態は先の図2の(B)の状態にほかならず、中間組立体Wのうち上側の電極板4の突出部が直接挟持部4aとして上下型8,9の型本体8a,9aにてリジッドに加圧挟持されるものの、それ以外の部分は上下のフローティング型8b,9bにて弾性的に加圧拘束されていることになる。   As shown in FIG. 4A, first, in the mold open state of the upper mold 8 and the lower mold 9 of the mold 10, the previous intermediate assembly W is set on the lower mold 9 side. More specifically, the intermediate assembly W is positioned and placed on the floating mold 9b on the lower mold 9 side with the lower electrode plate 5 and the insulator 6 as contact portions. Subsequently, the process proceeds to a mold clamping operation as shown in FIG. 4B, and finally, the intermediate assembly W is pressure-restrained by the upper and lower molds 8 and 9 upon completion of the mold clamping shown in FIG. The state of FIG. 4C is nothing but the state of FIG. 2B, and the protrusions of the upper electrode plate 4 in the intermediate assembly W are the molds of the upper and lower molds 8 and 9 as the direct clamping part 4a. Although the main body 8a and 9a are pressure-clamped by the rigid body, the other parts are elastically restrained by the upper and lower floating molds 8b and 9b.

こうして型締めが完了したならば、図4の(d)の樹脂材料の充填または注入に移行し、図2,3にも示したように、上下の電極板4,5と絶縁体6との間に隔離形成されているモールド室Rに樹脂材料をフルの充填または注入し、固化後の樹脂モールド層7をもって半導体素子2を封止する。この後、図4の(e)の型開き動作に移行し、最終的には同図(f)に示すように製品である半導体装置1を離型しながら金型10から取り出して一連の樹脂モールド作業を完了する。   When the mold clamping is completed in this way, the process shifts to filling or injection of the resin material in FIG. 4D, and as shown in FIGS. 2 and 3, the upper and lower electrode plates 4, 5 and the insulator 6 are connected. The resin material is fully filled or injected into the mold chamber R formed in isolation, and the semiconductor element 2 is sealed with the solidified resin mold layer 7. Thereafter, the process proceeds to the mold opening operation shown in FIG. 4 (e). Finally, as shown in FIG. 4 (f), the product semiconductor device 1 is removed from the mold 10 while being released, and a series of resins are removed. Complete the mold operation.

したがって、図2の(A)および図3に示すように、上下型8,9同士の型締め状態において、上側の電極板4のうち突出部を直接挟持部4aとしてリジットに加圧挟持されてはいても、中間組立体Wのそれ以外の部位では、上側の電極板4に対して上型8側のフローティング型8bが弾性的に当接し、且つ下側の電極板5および絶縁体6に対して下型9側のフローティング型9bが弾性的に当接して、双方のフローティング型8b,9bにより中間組立体Wを弾性的に加圧拘束しているかたちとなっている。   Therefore, as shown in FIG. 2A and FIG. 3, in the clamped state of the upper and lower molds 8 and 9, the protruding portion of the upper electrode plate 4 is directly pressed and clamped to the rigid as the clamping part 4a. Even if it is yes, in the other part of the intermediate assembly W, the floating die 8b on the upper die 8 side is in elastic contact with the upper electrode plate 4 and is in contact with the lower electrode plate 5 and the insulator 6. On the other hand, the floating mold 9b on the lower mold 9 side is elastically contacted, and the intermediate assembly W is elastically pressed and restrained by both the floating molds 8b and 9b.

そのため、中間組立体Wが例えば厚み誤差を有している場合や上下の電極板4,5が傾きを有している場合であっても、上下のフローティング型8b,9bがそれらの厚み誤差や電極板4,5の傾き等を吸収するべくそれらに追従して揺動変位することになるので、上下の電極板4,5に無理が力が加わって変形させてしまうこともなければ、過大入力によって半導体素子2を破損してしまうこともない。しかも、モールド室Rの密閉性も同時に確保されることになるので、樹脂材料の漏れ出しにより電極板4,5の表面までも樹脂で被覆してしまうような事態の発生も未然に防止することができる。   Therefore, even when the intermediate assembly W has a thickness error or when the upper and lower electrode plates 4 and 5 have an inclination, the upper and lower floating molds 8b and 9b Since the electrode plates 4 and 5 are swung and displaced to absorb the inclination of the electrode plates 4 and 5, the upper and lower electrode plates 4 and 5 are not excessively deformed by excessive force. The semiconductor element 2 is not damaged by the input. In addition, since the sealing property of the mold chamber R is ensured at the same time, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which the surfaces of the electrode plates 4 and 5 are covered with the resin due to the leakage of the resin material. Can do.

しかも、図2,3から明らかなように、絶縁体6は、上型8側では型本体8aと上側の電極板4とに直接当接しているとともに、下型9側ではフローティング型9bに直接当接していて、言い換えるならば、絶縁体6には上下型8,9による型締め力が直接的に負荷されていることになる。そのため、絶縁体6はあたかも上側の電極板4と下側の電極板5との相互離間距離を規制するスペーサとして機能し、結果として型締め,型開き方向からの過大入力により半導体素子2を保護することができ、その半導体素子2の破損や傾きの発生を未然に防止することが可能となる。なお、下型9側のフローティング型9bが絶縁体6に及ぼす荷重は、その絶縁体6の耐荷重以下に設定されていることは言うまでもなく、同様にフローティング型8bを含む上型8が最終的に半導体素子2に及ぼす荷重は、その半導体素子2の耐荷重以下に設定されていることは言うまでもない。   2 and 3, the insulator 6 is in direct contact with the mold body 8a and the upper electrode plate 4 on the upper mold 8 side, and directly on the floating mold 9b on the lower mold 9 side. In other words, the insulator 6 is directly loaded with the clamping force by the upper and lower molds 8 and 9. Therefore, the insulator 6 functions as a spacer that regulates the distance between the upper electrode plate 4 and the lower electrode plate 5, and as a result, the semiconductor element 2 is protected by excessive input from the mold clamping and mold opening directions. It is possible to prevent the semiconductor element 2 from being damaged or tilted. Needless to say, the load exerted on the insulator 6 by the floating mold 9b on the lower mold 9 side is set to be equal to or lower than the load resistance of the insulator 6. Similarly, the upper mold 8 including the floating mold 8b is finally applied. Needless to say, the load applied to the semiconductor element 2 is set to be equal to or lower than the load resistance of the semiconductor element 2.

ここで、図2,3に示した半導体装置1における枠状の絶縁体6は必ずしも必須ではなく、半導体装置1の仕様または要求される機能によっては省略することも可能である。例えば、図2,3の樹脂モールド層7が相応の絶縁性を有しているような場合には、図2,3の絶縁体6の領域まで樹脂モールド層7を拡大化することにより絶縁体6を省略または廃止することが可能である。   Here, the frame-like insulator 6 in the semiconductor device 1 shown in FIGS. 2 and 3 is not necessarily required, and may be omitted depending on the specifications or required functions of the semiconductor device 1. For example, when the resin mold layer 7 of FIGS. 2 and 3 has a corresponding insulating property, the resin mold layer 7 is enlarged to the region of the insulator 6 of FIGS. 6 can be omitted or abolished.

図5,6は本発明に係るモールド装置を実施するためのより具体的な第2,第3の形態を示していて、先の第1の形態と共通する部分には同一符号を付してある。   FIGS. 5 and 6 show more specific second and third embodiments for carrying out the molding apparatus according to the present invention, and the same reference numerals are given to parts common to the first embodiment. is there.

図5では、図2,3における圧縮コイルばね等の弾性体15,16に代えて、上下型8,9におけるそれぞれのフローティング型8b,9bの背面側の空間8c,9cに油等の液体を封入して、いわゆる流体ばねとしたものである。   In FIG. 5, instead of the elastic bodies 15 and 16 such as compression coil springs in FIGS. 2 and 3, a liquid such as oil is put in the space 8 c and 9 c on the back side of the floating molds 8 b and 9 b in the upper and lower molds 8 and 9. A so-called fluid spring is enclosed.

また、図6では、図2,3における圧縮コイルばね等の弾性体15,16に代えて、油等の液体または所定のガスを封入したクッションシリンダ25,26を用い、上記と同様にいわゆる流体ばねを採用したものである。   6, instead of the elastic bodies 15 and 16 such as the compression coil springs in FIGS. 2 and 3, cushion cylinders 25 and 26 filled with a liquid such as oil or a predetermined gas are used, and a so-called fluid is used similarly to the above. A spring is used.

これらの第2,第3の形態においても先の第1の実施の形態のものと同様の効果が得られることになる。   In these second and third embodiments, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

1…半導体装置
2…半導体素子
3a…はんだ層
3b…はんだ層
4…上側の電極板
4a…直接挟持部
5…下側の電極板
6…絶縁体
7…樹脂モールド層
8…上型
8a…型本体
8b…フローティング型
9…下型
9a…型本体
9b…フローティング型
10…金型
11…型合わせ面
15…弾性体
16…弾性体
R…モールド室
W…中間組立体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor device 2 ... Semiconductor element 3a ... Solder layer 3b ... Solder layer 4 ... Upper electrode plate 4a ... Direct clamping part 5 ... Lower electrode plate 6 ... Insulator 7 ... Resin mold layer 8 ... Upper type 8a ... Type Main body 8b ... Floating mold 9 ... Lower mold 9a ... Mold main body 9b ... Floating mold 10 ... Mold 11 ... Mold mating surface 15 ... Elastic body 16 ... Elastic body R ... Mold chamber W ... Intermediate assembly

Claims (13)

半導体素子の表裏両面に電極板を配置してある中間組立体を、それらの電極板を当接部とする一方の型と他方の型との型締め状態をもって形成されるモールド室内に配置し、
この中間組立体をインサートとしてモールド室に樹脂材料を充填して当該中間組立体をモールドすることにより半導体装置を製造するようにしたモールド装置であって、
上記一方の電極板の一部を双方の型同士の型合わせ面で直接的に挟持するとともに、
上記双方の型のうち、上記電極板の一部を直接的に挟持した直接挟持部以外で電極板に当接する部分を揺動可能なフローティング型構造としてあることを特徴とするモールド装置。
An intermediate assembly in which electrode plates are arranged on both the front and back sides of the semiconductor element is arranged in a mold chamber formed with a mold clamping state between one mold and the other mold with the electrode plates as contact portions,
A molding apparatus in which a semiconductor device is manufactured by filling a resin material into a mold chamber using the intermediate assembly as an insert and molding the intermediate assembly.
While sandwiching a part of the one electrode plate directly between the mold matching surfaces of both molds,
A mold apparatus characterized by having a floating type structure capable of swinging a part of both the molds that is in contact with the electrode plate other than the direct clamping part that directly clamps a part of the electrode plate.
上記双方の型のうち直接挟持部以外で電極に当接する部分を型本体から分割して揺動可能なフローティング型構造としてあることを特徴とする請求項1に記載のモールド装置。   2. The molding apparatus according to claim 1, wherein a part of the two molds that is in contact with the electrode other than the direct clamping part is divided from the mold main body to be swingable. 上記一方の電極板は双方の型よりも軟質の材料で形成されているとともに、その一部がモールド室の外部に突出していて、
この突出部が直接挟持部として双方の型で直接的に挟持されるようになっていることを特徴とする請求項2に記載のモールド装置。
The one electrode plate is made of a softer material than both types, and a part of the electrode plate protrudes outside the mold chamber,
3. The molding apparatus according to claim 2, wherein the projecting portion is directly clamped by both types as a direct clamping portion.
上記フローティング型は、双方の型同士による型締め,型開き方向に変位可能で且つ傾動変位可能となっていることを特徴とする請求項3に記載のモールド装置。   The mold apparatus according to claim 3, wherein the floating mold is capable of being clamped by both molds and displaceable in a mold opening direction and tiltingly displaceable. 上記フローティング型はそれぞれの型本体に弾性体を介して支持されていることを特徴とする請求項4に記載のモールド装置。   The mold apparatus according to claim 4, wherein the floating mold is supported on each mold body via an elastic body. 上記中間組立体における半導体の周囲に枠状の絶縁体を有していて、
この絶縁体に対して双方の型の一部が当接して、当該双方の型による型締め力が絶縁体に直接負荷されるようになっていることを特徴とする請求項5に記載のモールド装置。
A frame-like insulator around the semiconductor in the intermediate assembly;
6. The mold according to claim 5, wherein a part of both molds abuts against the insulator so that the clamping force of both molds is directly applied to the insulator. apparatus.
上記半導体とその表裏両面側に配置される電極板とが予め接合されていることを特徴とする請求項6に記載のモールド装置。   The molding apparatus according to claim 6, wherein the semiconductor and the electrode plates disposed on both front and back surfaces thereof are bonded in advance. 半導体素子の表裏両面に電極板を配置してある中間組立体を、それらの電極板を当接部とする一方の型と他方の型との型締め状態をもって形成されるモールド室内に配置し、
この中間組立体をインサートとしてモールド室に樹脂材料を充填して当該中間組立体をモールドすることにより半導体装置を製造するようにしたモールド方法であって、
上記一方の電極板の一部を双方の型同士の型合わせ面で直接的に挟持するとともに、
上記双方の型のうち、上記電極板の一部を直接的に挟持した直接挟持部以外で電極板に当接する部分を揺動可能なフローティング型構造とした状態でモールドを行うことを特徴とするモールド方法。
An intermediate assembly in which electrode plates are arranged on both the front and back sides of the semiconductor element is arranged in a mold chamber formed with a mold clamping state between one mold and the other mold with the electrode plates as contact portions,
A molding method in which a semiconductor device is manufactured by filling a resin material into a mold chamber using the intermediate assembly as an insert and molding the intermediate assembly,
While sandwiching a part of the one electrode plate directly between the mold matching surfaces of both molds,
Of the above two types, the mold is performed in a state in which a portion that contacts the electrode plate other than the direct clamping portion that directly clamps a part of the electrode plate has a floating type structure that can swing. Mold method.
上記一方の電極板は双方の型よりも軟質の材料で形成されているとともに、その一部がモールド室の外部に突出していて、
この突出部を直接挟持部として双方の型で直接的に挟持することを特徴とする請求項8に記載のモールド方法。
The one electrode plate is made of a softer material than both types, and a part of the electrode plate protrudes outside the mold chamber,
9. The molding method according to claim 8, wherein the projecting portion is directly clamped by both molds as a direct clamping portion.
上記フローティング型は、双方の型同士による型締め,型開き方向に変位可能で且つ傾動変位可能となっていることを特徴とする請求項9に記載のモールド方法。   10. The molding method according to claim 9, wherein the floating mold is capable of being clamped by both molds and displaceable in the mold opening direction and tiltingly displaceable. 上記フローティング型はそれぞれの型本体に弾性体を介して支持されていることを特徴とする請求項10に記載のモールド方法。   The mold method according to claim 10, wherein the floating mold is supported on each mold body via an elastic body. 上記中間組立体における半導体の周囲に枠状の絶縁体を有していて、
この絶縁体に対して双方の型の一部が当接して、当該双方の型による型締め力が絶縁体に直接負荷されていることを特徴とする請求項11に記載のモールド方法。
A frame-like insulator around the semiconductor in the intermediate assembly;
The mold method according to claim 11, wherein a part of both molds abuts against the insulator, and the clamping force of the both molds is directly applied to the insulator.
上記半導体とその表裏両面側に配置される電極板とが予め接合されていることを特徴とする請求項12に記載のモールド方法。   The molding method according to claim 12, wherein the semiconductor and the electrode plates disposed on both front and back surfaces are bonded in advance.
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