JP2013089908A - ヒートシンク付き半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体素子が集積された半導体チップが設置される上面を上向きにした状態で、ヒートシンク10を下側金型110のステージ111に載置する。ヒートシンク10の上面を上側金型120で押さえ付ける。その後、モールド樹脂止め用のスライド金型130をスライド移動させて、ステージ111上のヒートシンク10の側面に押し当てる。これにより、ヒートシンク10が樹脂モールドされる箇所と、ヒートシンク10が樹脂モールドされずに外部に露出する箇所との境界部分を、モールド金型100において確実に樹脂止めできる。
【選択図】図1
Description
具体的には、モールド樹脂40内に半導体チップ20と共に封入される(樹脂で覆われている)ヒートシンク10の一部分と、モールド樹脂40の外側に露出する(樹脂で覆われていない)ヒートシンク10の残る一部分との境界(図6における破線円の部分)で、確実に樹脂止め(樹脂の回り込み防止を)しなければならないということである。
図7は、従来のヒートシンク付き半導体装置の製造方法に用いられるモールド金型の下側金型510の一例を示した概略斜視図である。図8は、図7に示した下側金型510のステージ511に、半導体装置としてパッケージ化する各種部品、すなわちヒートシンク10、半導体チップ20、およびリード端子30を載置した状態を上面方向から見下ろした図である。
この連動は、第2の金型に形成されるヒートシンクの上面に向かって傾斜する傾斜ピンと、第3の金型に形成される傾斜ピンと嵌合可能な孔部とを用い、第2の金型に形成された傾斜ピンを第3の金型に形成された孔部に挿入した状態で、第2の金型をヒートシンクの上面に近付けることで、第3の金型が連動してヒートシンクの側面に近付く動作を実現できる。
かかる構造により、モールド処理工程の型締め処理において、ヒートシンクの上面を押さえ付けた後、ヒートシンクの側面を押さえ付けるといった一連の動作を簡単に実現することができる。
かかる形状により、第3の金型を従来のようにヒートシンクの側面へ摺り合わせることが可能となる。この場合、余肉の発生が懸念されるが、モールド処理工程の型締め処理においてヒートシンクの上面を押さえ付けた後にヒートシンクの側面を押さえ付けているため、ヒートシンクの側面を押さえ付けた際に生じた余肉から生まれる金属異物は、半導体チップがあるヒートシンクの上面に入り込むことがない。よって、金属異物が原因の短絡不良などを回避することができる。
本発明が提供するヒートシンク付き半導体装置の製造方法は、樹脂などのモールド部材の外側に一部分を露出させたヒートシンクを備える様々なパッケージの半導体装置に適用可能である。下記の一実施形態では、本発明のヒートシンク付き半導体装置の製造方法を、適用可能な半導パッケージの1つである図6に示したヒートシンク付きシングル・インライン・パッケージ(HSIP)に適用する場合を例に挙げて説明する。
図1に示した本実施形態のモールド金型100は、第1の金型である下側金型110と、第2の金型である上側金型120と、第3の金型である2つのスライド金型130とで構成される。2つのスライド金型130は、部品形状が同じであり、下側金型110内部の対称的な格納位置112に、それぞれ下側金型110のモールドされる各種部品が載置されるステージ111と平行な横方向にスライド可能な状態で、組み込まれる。このスライド金型130が組み込まれる格納位置112は、ヒートシンクが樹脂などでモールドされて封止される箇所と、ヒートシンクが樹脂などでモールドされずに露出する箇所との境界となる、ヒートシンクの側面(図6中の点線円部分)に該当する位置である。また、下側金型110には、モールド用の樹脂などを注入するための注入口200が形成されている。
上側金型120は、金型ベース121と、上面押さえ付け部122と、スプリング部123と、アンギュラピン124とを備えている。上面押さえ付け部122およびスプリング部123は、下側金型110のステージ111に載置されたヒートシンクの上面を押さえ付ける上面押さえ機構を構成する。
スライド金型130は、金型ベース131と、側面押さえ付け部132と、第1のスプリング部133と、第2のスプリング部134とを備えている。金型ベース131には、上側金型120のアンギュラピン124が嵌入される孔部135が設けられている。この孔部135は、アンギュラピン124と同じ角度α、方向、および形状の傾斜で形成されている。
図4A〜図4Eは、図3に示した各種部品をステージ111に載置した下側金型110に上側金型120を合わせて締め付ける段階的な過程を、図3のC−C線による断面箇所に注目して説明した図である。
この手順により、上面押さえ付け部122および側面押さえ付け部132によって樹脂止め(樹脂の回り込み防止)構造が形成され、モールド金型100の型締め処理が完了する。
これにより、従来の技術のように金属異物を発生させることもなく、ヒートシンク10が樹脂などでモールドされて封止される箇所と、ヒートシンク10が樹脂などでモールドされずに外部に露出する箇所との境界部分を、モールド金型100において確実に樹脂止めすることができる。
第1のスプリング部133を省略する場合は、スライド金型130がヒートシンク10を載置する下側金型110のステージ111から自動的に離れないため、モールド金型100の型締め処理を行う前に手動でスライド金型130を動かしておく必要がある。
第2のスプリング部134を省略する場合は、アンギュラピン124と孔部135とで生じる圧力が下側金型110のステージ111に載置されるヒートシンク10の側面にそのまま加わるため、ヒートシンク10の変形や金属異物の発生に注意する必要がある。
20 半導体チップ
30 リード端子
40 モールド樹脂
100 モールド金型
110、510 下側金型
111、511 ステージ
112 格納位置
120 上側金型
121、131 金型ベース
122 上面押さえ付け部
123、133、134 スプリング部
124 アンギュラピン
125 窪み部
130 スライド金型
132 側面押さえ付け部
135 孔部
136、512 突起部
200 注入口
600 樹脂
Claims (6)
- 半導体素子とヒートシンクとがパッケージ化された半導体装置の製造方法であって、
第1の金型に載置された前記ヒートシンクを、前記半導体素子を集積した半導体チップが設置された上面から第2の金型で押さえ付け、
前記上面が押さえ付けられた前記ヒートシンクの側面にモールド材料止め用の第3の金型を押し当てて、前記ヒートシンクをモールド金型に固定する、
型締め工程を含んだ、半導体装置の製造方法。 - 前記第2の金型による前記ヒートシンクの上面の押さえ付け動作に連動して、前記第3の金型による前記ヒートシンクの側面への押し当て動作が行われ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。
- 前記第2の金型には、前記ヒートシンクの上面に向かって傾斜する傾斜ピンが形成され、
前記第3の金型には、前記傾斜ピンと嵌合可能な孔部が形成されており、
前記第2の金型に形成された前記傾斜ピンを前記第3の金型に形成された前記孔部に挿入した状態で、前記第2の金型を前記ヒートシンクの上面に近付けることで、前記第3の金型が連動して前記ヒートシンクの側面に近付くことを特徴とする、請求項2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第3の金型は、前記ヒートシンクの側面へ押し当てられる箇所に突起部が設けられてい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。
- 前記第3の金型が押し当てられる前記ヒートシンクの側面は、前記ヒートシンクがモールド封止される箇所と、前記ヒートシンクがモールドされずに露出する箇所との境界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。
- 前記ヒートシンクが固定された前記モールド金型の内部にモールド材料を注入して、前記第3の金型が押し当てられた前記ヒートシンクの側面までを、モールド材料で封止するモールド処理工程をさらに含む、請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
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