JP2013207083A - 電子デバイスの製造方法、及び樹脂成形型 - Google Patents

Abstract

【課題】容積の大きく異なる２つのキャビティーを用いた樹脂パッケージの成形におけるボイドの発生を抑制する。
【解決手段】第１面６２から凹陥状に形成された第１キャビティー５６、及び第１キャビティー５６に接続された第１溝５７を有する第１成形型としての下金型５２と、第１キャビティー５６より容積の大きな第２キャビティー５３が第２面５４から凹陥状に形成され、第１キャビティー５６に対向して配置された第２成形型としての上金型５１と、の間に、電子部品が搭載されたリードフレーム５０を挟み込み、第１溝５７から第１キャビティー５６及び第２キャビティー５３に樹脂を注入した後、樹脂を硬化させる電子デバイスの製造方法。
【選択図】図７

Description

本発明は、電子デバイスの製造方法、及び電子デバイスの製造に用いる樹脂成形型に関する。

電子デバイスのパッケージングにおいては、圧接面から凹陥状に形成されたキャビティーと、当該キャビティーに接続された樹脂注入用の溝（樹脂ゲートともいう）と、を有する２つの成形型（第１成形型及び第２成形型）を用い、樹脂成形を行う方法が知られている（例えば、トランスファーモールド）。詳述すると、第１面から凹陥状に形成された第１キャビティーを有する第１成形型、及び第２面から凹陥状に形成された第２キャビティーを有する第２成形型を用いる。そして、電子部品が搭載されたリードフレームの表裏面を、所定の温度に加熱された第１成形型の第１面と、第２成形型の第２面と、で押圧しながら挟み込む。このとき、電子部品は対向して配置されている第１キャビティー、あるいは第２キャビティーのいずれかのキャビティー内に収納されており、それぞれのキャビティー内に注入された樹脂によってパッケージが形成される。

近年、電子部品の高密度パッケージング化が進み、例えば、特許文献１の図６から図８に示すように、リードフレームの一面に複数の電子部品が搭載された電子デバイスが提案されている。このような電子デバイスの製造においては、複数の電子部品が搭載されている側に配置される成形型のキャビティーは大きな容積が必要となるが、他方の成形型のキャビティーは従来と同程度の容積で良い。したがって、それぞれのキャビティーの容積が大きく異なる２つの成形型（第１成形型、及び第２成形型）を用いることになる。

特開２０１０−２７８１８６号公報

しかしながら、前述のような、キャビティーの容積が大きく異なる２つの成形型（第１成形型、及び第２成形型）を用いて樹脂を注入する方法では、以下のような課題を有していた。
この課題について図１５を用いて説明する。この方法では、容積の大きなキャビティー２０１の方が容積の小さなキャビティー２０２より樹脂の流れ抵抗が小さいため、容積の大きなキャビティー２０１の樹脂２０５の流速が容積の小さなキャビティー２０２の樹脂２０６の流速より速くなる。したがって、両方の成形型に設けられた樹脂注入用の溝２０３，２０４から樹脂が同時に注入されると、容積の大きなキャビティー２０１が先に充填される。そして、容積の小さなキャビティー２０２は、流速の遅い樹脂２０６と、先に充填された容積の大きなキャビティー２０１から流れ込んだ樹脂２０７と、によって遅れて充填される。
これにより、後から充填される容積の小さなキャビティー２０２内の、流速の遅い樹脂２０６と、先に充填された容積の大きなキャビティー２０１から流れ込んだ樹脂２０７と、の交わる部分に、樹脂に巻き込まれた空気泡２０８が残留してしまう、所謂樹脂パッケージのボイドが形成されてしまう。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る電子デバイスの製造方法は、第１面から凹陥状に形成された第１キャビティー、及び前記第１キャビティーに接続された第１溝を有する第１成形型と、前記第１成形型に対向して配置され、第２面から凹陥状に形成された前記第１キャビティーより容積の大きな第２キャビティーを有する第２成形型と、を用意する工程と、電子部品が搭載されたリードフレームを用意する工程と、前記第１成形型と前記第２成形型との間に前記リードフレームを載置する工程と、前記リードフレームを、前記第１面、及び前記第２面が対向し、かつ、前記第２面が前記第１溝に対向するように前記第１成形型と前記第２成形型とで挟み込み、前記第１溝から前記第１キャビティー、及び前記第２キャビティーに樹脂を注入する工程と、注入された前記樹脂を硬化する工程と、を含むことを特徴とする。

本適用例に係る電子デバイスの製造方法によれば、容積の小さな第１キャビティーに接続された第１溝から樹脂が注入される。第１溝は、第２キャビティーを有する第２成形型の第２面に対向しているため、第１溝から注入される樹脂が第２キャビティーには流れずに第１キャビティーに注入されることになる。このように容積の小さな第１キャビティーに直接樹脂を注入することにより、第１キャビティー内の樹脂の流速が速くなる。これにより、第１キャビティー内の樹脂の流速と第２キャビティー内の樹脂の流速との釣り合いが取れ、一方のキャビティー内（樹脂パッケージ内）に気泡（ボイド）が発生することを抑制することが可能となる。

［適用例２］上記適用例に記載の電子デバイスの製造方法において、前記第１成形型は、前記第１キャビティーに接続された第２溝を有し、前記第１キャビティーが、前記第１溝と前記第２溝との間に位置しており、前記樹脂を注入する工程では、前記第２溝まで達するように前記樹脂を注入し、前記樹脂を硬化する工程の後に、前記第２溝の内で硬化されている前記樹脂を切断する工程を有していることを特徴とする。

本適用例によれば、樹脂の注入口である第１溝と第１キャビティーを介して第２溝が設けられている。このような構成であるため、樹脂に巻き込まれた気泡があっても、第１キャビティー内、及び第２キャビティー内に樹脂が充填された後、即ち最後に第２溝に気泡を含む樹脂が流入することになる。したがって、第２溝の内の樹脂に気泡（ボイド）が残り、第１キャビティー内、及び第２キャビティー内の樹脂の気泡（ボイド）の発生を防止することができる。

［適用例３］上記適用例に記載の電子デバイスの製造方法において、前記樹脂を注入する工程では、前記第２の溝を有する前記第１成形型が、前記第２成形型よりも重力方向下側となるように配置されていることを特徴とする。

本適用例によれば、第２溝が重力方向下側となるように配置されていることから、注入された樹脂内の気泡が第２溝に溜まり易くなり、第１キャビティー内、及び第２キャビティー内の樹脂の気泡（ボイド）の発生を抑制することができる。

［適用例４］上記適用例に記載の電子デバイスの製造方法において、前記リードフレームには、複数の前記電子部品が搭載されており、前記樹脂を注入する工程では、複数の前記電子部品は、前記第２キャビティーの内に配置されていることを特徴とする。

本適用例によれば、複数の電子部品が搭載されているため第２キャビティーの容積を第１キャビティーの容積より大きくすることが必要となる。このため、容積の小さな第１キャビティーに接続された第１溝から樹脂を注入することによって、気泡（ボイド）の発生抑制効果を有する。

［適用例５］本適用例に係る樹脂成形型は、第１面から凹陥状に形成された第１キャビティー、及び前記第１キャビティーに接続された第１溝を有する第１成形型と、前記第１成形型に対向して配置され、第２面から凹陥状に形成された前記第１キャビティーより容積の大きな第２キャビティーを有する第２成形型と、を有し、前記第１キャビティーと前記第２キャビティーとが対向するように前記第１成形型と前記第２成形型とを重ね合わせたとき、前記第２面が前記第１溝に対向していることを特徴とする。

本適用例に記載の樹脂成形型によれば、容積の小さな第１キャビティーに接続された第１溝から樹脂が注入される。このように容積の小さな第１キャビティーに直接樹脂を注入することにより、第１キャビティー内の樹脂の流速が速くなる。これにより、第１キャビティー内の樹脂の流速と、第２キャビティー内の樹脂の流速と、の釣り合いが取れ、一方のキャビティー内（樹脂パッケージ内）に気泡（ボイド）が発生することを抑制可能な樹脂成形型を提供することができる。

［適用例６］上記適用例に記載の樹脂成形型において、前記第１成形型は、前記第１キャビティーに接続された第２溝を有し、前記第１キャビティーが、前記第１溝と前記第２溝との間に位置していることを特徴とする。

本適用例によれば、樹脂の注入口である第１溝と第１キャビティーを介して第２溝が設けられているため、樹脂に巻き込まれた気泡があっても、第１キャビティー内、及び第２キャビティー内に樹脂が充填された後、即ち最後に第２溝に気泡を含む樹脂が流入することになる。したがって、第２溝の内の樹脂に気泡（ボイド）が残り、第１キャビティー内、及び第２キャビティー内の樹脂の気泡（ボイド）の発生を防止することが可能な樹脂成形型を提供することができる。

（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１実施形態に係る電子デバイスの製造方法を示す図。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１実施形態に係る電子デバイスの製造方法を示す図。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１実施形態に係る電子デバイスの製造方法を示す図。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１実施形態に係る電子デバイスの製造方法を示す図。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る電子デバイスの製造方法を示す図。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る電子デバイスの製造方法を示す図。 本発明の第１実施形態に係る電子デバイスの製造に用いる樹脂成形型を説明する概略図であり、（ａ）は正断面図、（ｂ）は（ａ）のＰ１視の部分平面図。 本発明の第１実施形態に係る電子デバイスの製造に用いる樹脂成形型を説明する概略図であり、図７（ａ）のＱ１視の部分平面図。 本発明の第１実施形態に係る電子デバイスの製造に用いる樹脂成形型内の樹脂の流れを説明する概略断面図。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る電子デバイスの製造方法を示す図。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る電子部品とリードとの電気的接続の一例を示す概略断面図。 本発明の第２実施形態に係る電子デバイスの製造に用いる樹脂成形型を説明する概略図であり、（ａ）は正断面図、（ｂ）は（ａ）のＰ２視の部分平面図。 本発明の第２実施形態に係る電子デバイスの製造に用いる樹脂成形型を説明する概略図であり、図１２（ａ）のＱ２視の部分平面図。 本発明の第２実施形態に係る電子デバイスの製造方法に用いる樹脂成形型内の樹脂の流れを説明する概略断面図。 従来の成型方法の課題を説明する樹脂成形型の概略断面図。

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。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その重複する説明は省略する。

（１）第１実施形態
図１（ａ）〜図１１は、本発明の第１実施形態に係る電子デバイスの製造方法を示す図である。詳細には、図１（ａ）〜図５（ｃ）は、リードフレーム上に電子部品を搭載する工程を説明する図であり、図６（ａ）〜図９は、樹脂パッケージの形成工程を説明する図であり、図１０（ａ）、（ｂ）は、電子デバイスの外形形成工程を説明する図である。なお、図１１（ａ）〜（ｃ）は、電子部品とリードとの電気的接続の一例を示す断面図である。また、図６（ａ）では、図面の複雑化を回避するために、第２成形型としての上金型の図示を省略している。

この第１実施形態では、一例として２つの分割リードフレームを用いる、電子デバイスの製造方法について説明する。概略すると、２つの分割リードフレームを用意し、これら分割リードフレームの各リードを部分的に屈曲させてから重ねることにより、１つのリードフレームを構成する。その後、このリードフレームの各リードに搭載された複数個の電子部品を一括して樹脂封止することにより、１つの樹脂パッケージ内に複数個の電子部品を配置した電子デバイスを完成させる。

（リードフレーム上に電子部品を搭載する工程）
図１〜４は２つの分割リードフレーム１０，２０の図であり、（ａ）、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ａ）の断面図、（ｄ）は（ｂ）の断面図を示す。なお、同図を用いる説明においては、特に指定の無い場合、分割リードフレーム１０，２０の表裏面（平板面）を結ぶ方向を上下方向としている。
図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、先ず、２つの分割リードフレーム１０，２０を用意する。２つの分割リードフレーム１０，２０は、例えば、厚さ０．１２ｍｍ程度の銅（Ｃｕ）或いは銅合金の板材を用いて形成される。

図１（ａ）及び（ｃ）に示すように、分割リードフレーム１０は、例えば、複数本のリード１１ａ〜１１ｅ，１２ａ〜１２ｄと、ダムバー１３，１４と、支持枠１５と、を有する。
これらの中で、リード１１ａ〜１１ｅ，１２ａ〜１２ｄは、電子部品が搭載されるステージとして使用されると共に、外部接続端子（即ち、外部と接続して、信号や電源の送受に使用される端子）として使用される部分である。ダムバー１３，１４は、リード１１ａ〜１１ｅ，１２ａ〜１２ｄに搭載された各電子部品を樹脂（例えば、モールド樹脂）で封止する際に、モールド樹脂の流れを止めて、モールド樹脂がダムバー１３，１４の外側へ広がらないようにするための部分である。ダムバー１３はリード１１ａ〜１１ｅ同士を連結し、ダムバー１４はリード１２ａ〜１２ｄ同士を連結している。支持枠１５は、分割リードフレーム１０の外枠であり、リード１１ａ〜１１ｅ，１２ａ〜１２ｄと、ダムバー１３，１４とを支持するための部分である。この支持枠１５には、後の工程で分割リードフレーム１０，２０を重ね合わせる際に、それらの位置合わせに使用することができる貫通穴１６ａ〜１６ｃが設けられている。
このような分割リードフレーム１０は、例えば１枚の銅板をエッチング、又は、金型を用いて打ち抜くことにより、リード１１ａ〜１１ｅ，１２ａ〜１２ｄと、ダムバー１３，１４と、支持枠１５とが一体となって形成される。

また、図１（ｂ）及び（ｄ）に示すように、分割リードフレーム１０と同様、分割リードフレーム２０も、例えば、複数本のリード２１ａ〜２１ｅ，２２ａ〜２２ｅと、ダムバー２３，２４と、支持枠２５と、を有する。これらの中で、ダムバー２３はリード２１ａ〜２１ｅ同士を連結し、ダムバー２４はリード２２ａ〜２２ｅ同士を連結している。また、支持枠２５には、後の工程で分割リードフレーム１０，２０を重ね合わせる際に、それらの位置合わせに使用することができる貫通穴２６ａ〜２６ｃが設けられている。
この分割リードフレーム２０も、例えば１枚の銅板をエッチング、又は、金型を用いて打ち抜くことにより、リード２１ａ〜２１ｅ，２２ａ〜２２ｄと、ダムバー２３，２４と、支持枠２５とが一体となって形成される。

なお、図１（ａ）及び（ｃ）と、図１（ｂ）及び（ｄ）とを比較して分かるように、分割リードフレーム１０の支持枠１５と、分割リードフレーム２０の支持枠２５は互いに同一形状で、且つ同一の大きさを有する。また、貫通穴１６ａ〜１６ｃ，２６ａ〜２６ｃも、支持枠１５，２５の同じ位置に、同一形状で、且つ同一の大きさに形成されている。即ち、分割リードフレーム１０に分割リードフレーム２０を重ねると、貫通穴１６ａ〜１６ｃの位置と、貫通穴２６ａ〜２６ｃの位置がそれぞれ一致するようになっている。

次に、図２（ａ）及び（ｃ）に示すように、分割リードフレーム１０のリード１１ａ〜１１ｅ上に電子部品１７を取り付けて、この電子部品１７が有する各端子とリード１１ａ〜１１ｅとをそれぞれ電気的に接続する。この電子部品１７は、例えば半導体素子の一種であるジャイロセンサー（即ち、水晶結晶を素子として使用し、角速度を検出するデバイス）であり、パッケージ１７ａと、金属キャップ１７ｂと、を有する。電子部品１７がジャイロセンサーの場合は、例えば、そのパッケージ１７ａ内に空洞部が設けられ、この空洞部に水晶結晶などの素子が配置されている。また、パッケージ１７ａの上面には金属キャップ１７ｂが密着した状態で取り付けられており、この金属キャップ１７ｂによりパッケージ１７ａ内の空洞部が真空状態に保持されている。

同様に、図２（ｂ）及び（ｄ）に示すように、分割リードフレーム２０のリード２１ａ〜２１ｅ上に電子部品２７を取り付けて、電子部品２７が有する各端子とリード２１ａ〜２１ｅとをそれぞれ電気的に接続する。この電子部品２７も、例えばジャイロセンサーであり、パッケージ２７ａと金属キャップ２７ｂとを有する。

なお、以下では説明の都合から、「第１の領域」及び「第２の領域」という言葉を使用する。ここで、第１の領域とは、電子部品１７が初めにリード１１ａ〜１１ｅの上に配置された領域（即ち、当初の配置領域）の少なくとも一部のことである。言い換えると、第１の領域とは、後述する、リード１１ａ〜１１ｅの電子部品１７が取り付けられた部分を屈曲させる工程の前に、電子部品１７がリード１１ａ〜１１ｅ上に配置されていた領域の少なくとも一部のことである。

第２の領域とは、電子部品２７が初めにリード２１ａ〜２１ｅの上に配置された領域（当初の配置領域）の少なくとも一部のことである。言い換えると、第２の領域は、後述する、リード２１ａ〜２１ｅの電子部品２７が取り付けられた部分を屈曲させる工程の前に、電子部品２７がリード２１ａ〜２１ｅに配置されていた領域の少なくとも一部のことである。

次に、図３（ａ）及び（ｃ）に示すように、電子部品１７、及びリード１１ａ〜１１ｅの電子部品１７が取り付けられた部分（即ち、被取付部）が、第１の領域の外側に位置するように、リード１１ａ〜１１ｅを屈曲させる。即ち、リード１１ａ〜１１ｅを各々の先端に至るまでの途中の点Ｐで屈曲させて、電子部品１７とリード１１ａ〜１１ｅの被取付部とを第１の領域の外側へ移動させる。点Ｐにおけるリード１１ａ〜１１ｅの屈曲方向とその角度は、例えば断面視で上方向に９０°である。このとき、例えば金型などを用いて、リード１１ａ〜１１ｅの被取付部に、下から上に向かって力を加えることでリード１１ａ〜１１ｅを屈曲させてもよい。
また、屈曲させる際、リード１１ａ〜１１ｅの点Ｐの上に第１の金型などを配置しつつ、第２の金型などを用いて、リード１１ａ〜１１ｅの被取付部に、下から上に向かって力を加えることでリード１１ａ〜１１ｅを屈曲させてもよい。

同様に、図３（ｂ）及び（ｄ）に示すように、電子部品２７、及びリード２１ａ〜２１ｅの電子部品２７が取り付けられた部分（被取付部）が、第２の領域の外側に位置するように、リード２１ａ〜２１ｅを屈曲させる。リード２１ａ〜２１ｅの屈曲方向とその角度は、例えば断面視で上方向に９０°である。このとき、例えば金型などを用いて、リード２１ａ〜２１ｅの被取付部に、下から上に向かって力を加えることでリード１１ａ〜１１ｅを屈曲させてもよい。リード２１ａ〜２１ｅは、リード１１ａ〜１１ｅと同様に第１の金型および第２の金型などを用いる方法で屈曲させてもよい。

次に、図４（ａ）及び（ｃ）に示すように、分割リードフレーム１０のリード１２ａ〜１２ｄ上に電子部品１８を取り付ける。この電子部品１８も、例えばジャイロセンサーであり、パッケージ１８ａと金属キャップ１８ｂとを有する。
この第１実施形態では、上記のようにリード１１ａ〜１１ｅを屈曲させた後で、リード１２ａ〜１２ｄ上に電子部品１８を取り付ける。このとき、電子部品１８とリード１２ａ〜１２ｄの被取付部は、それらの少なくとも一部が第１の領域に位置することになるが、リード１１ａ〜１１ｅは既に屈曲されており、電子部品１７とリード１１ａ〜１１ｅの被取付部は、第１の領域の外側に位置しているので、電子部品１７，１８や、リード１１ａ〜１１ｅ，１２ａ〜１２ｄが互いに接触（即ち、干渉）することを回避することができる。

同様に、図４（ｂ）及び（ｄ）に示すように、分割リードフレーム２０のリード２２ａ〜２２ｅ上に電子部品２８を取り付ける。この電子部品２８は、例えば半導体素子の一種である加速度センサー（即ち、前後左右、或いは高さ方向などのうち、少なくとも一方向への加速度を検出するデバイス）である。リード２２ａ〜２２ｅ上に電子部品２８を取り付けることにより、電子部品２８とリード２２ａ〜２２ｅの被取付部は、それらの少なくとも一部が第２の領域に位置することになるが、リード２１ａ〜２１ｅは既に屈曲されており、電子部品２７とリード２１ａ〜２１ｅの被取付部は第２の領域の外側に位置しているので、電子部品２７，２８や、リード２１ａ〜２１ｅ，２２ａ〜２２ｅが互いに接触することを回避することができる。

図５は１つのリードフレーム５０の図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）の断面図を示す。図（ｂ）、（ｃ）においてリードフレーム５０は、板状の平面方向が水平方向となるように示されている。
次に、図５に示すように、分割リードフレーム１０に分割リードフレーム２０を重ねて、１つのリードフレーム５０を構成する。ここでは、分割リードフレーム２０が分割リードフレーム１０の上側に位置するようにこれらを重ね合わせてあるが、分割リードフレーム２０が分割リードフレーム１０の下側に位置するようにこれらを重ね合わせても良い。

また、分割リードフレーム１０，２０の位置合わせには、貫通穴１６ａ〜１６ｃ，２６ａ〜２６ｃを用いても良い。例えば、図５（ｃ）に示すように、貫通穴１６ａに貫通穴２６ａを重ねると共に、貫通穴１６ｂに貫通穴２６ｂを重ねる。若しくは、これらのうちの一方に代えて（又は、これらに加えて）、貫通穴１６ｃに貫通穴２６ｃを重ねる。例えば、３箇所うちの２箇所以上で、貫通穴の位置を合わせることにより、分割リードフレーム１０，２０を精度良く、且つ、再現性高く位置合わせすることができる。
なお、図５（ｃ）に示すように、位置合わせ後は、例えば貫通穴１６ａ，２６ａにピン２９ａを嵌挿すると共に、貫通穴１６ｂ，２６ｂにピン２９ｂを嵌挿しても良い。これにより、分割リードフレーム１０，２０の位置合わせの状態を後の工程（例えば、樹脂封止の工程）まで保持することができる。

図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、１つのリードフレーム５０内では、電子部品１７，１８，２７，２８は互いに間を離した状態で立体的に配置されている。ここで、電子部品１７の金属キャップ１７ｂは平面視で左右の方向（以下、Ｘ軸方向という。）を向き、電子部品２７の金属キャップ２７ｂは平面視で上下の方向（以下、Ｙ軸方向という。）を向き、電子部品１８の金属キャップ１８ｂは断面視で上下の方向、即ち、高さの方向（以下、Ｚ軸方向という。）を向いている。
このため、電子部品１７をＸ軸方向のジャイロセンサーに使用し、電子部品２７をＹ軸方向のジャイロセンサーに使用し、電子部品１８をＺ軸方向のジャイロセンサーに使用することができる。そして、一つのパッケージ内に各ジャイロセンサーのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる直交座標を構成することができる。

（樹脂パッケージの形成工程）
次に、図６〜図１０に沿って樹脂パッケージの形成工程について説明する。
図６は、リードフレームに樹脂パッケージを形成する概略図であり、（ａ）は上金型を省略した上面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。図７は、樹脂成形型を説明する概略図であり、（ａ）は正断面図、（ｂ）は（ａ）のＰ１方向から見た下金型の部分平面図である。図８は、樹脂成形型を説明する概略図であり、図７（ａ）のＱ１方向から見た上金型の部分平面図である。図９は、樹脂成形型内の樹脂の流れを説明する図である。図１０は、上金型、及び下金型から取り出した樹脂パッケージを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の断面図を示す。なお、本例で説明する樹脂パッケージ５５の形成工程は、例えば熱硬化性のエポキシ系樹脂などを用いるトランスファーモールド法を用いた例である。

＜樹脂成形型＞
先ず、樹脂パッケージの形成に用いる樹脂成形型について、図７（ａ）、（ｂ）、及び図８を用いて説明する。なお、図７（ｂ）、図８では、リードフレーム５０を省略して示している。
図７（ａ）、（ｂ）、及び図８に示すように、樹脂成形型６０は、第２成形型としての上金型５１、及び第１成形型としての下金型５２を有している。
上金型５１は、リードフレーム５０を圧接するための第２面５４から凹陥状に掘り込まれて形成された少なくとも一つの第２キャビティー５３を有している。図８では、第２キャビティー５３を二つ表示しているが、第２キャビティー５３の個数は問わない。
下金型５２は、上金型５１、および下金型５２（上下金型５１，５２）を型締めした際に第２キャビティー５３と対向するように、リードフレーム５０を圧接するための第１面６２から凹陥状に掘り込まれて形成された第１キャビティー５６を有している。第１キャビティー５６は、第２キャビティー５３のような収納部品が無いため、本例では０．２ｍｍ程度の深さで掘り込まれている。
さらに、下金型５２は、第１キャビティー５６と、樹脂の流入路である樹脂ランナー５８と接続され第１面６２に掘り込まれた第１溝（樹脂ゲート）５７と、第１溝５７と第１キャビティー５６を挟んで反対側の第１面６２に極浅く掘り込まれたエアーベント溝５９とを有している。

なお、図７（ｂ）では、第１キャビティー５６、第１溝（樹脂ゲート）５７、及びエアーベント溝５９を一つのセットとして、二つのセットで記載しているが、そのセットの数は一つ以上であればよく、その数は問わない。また、第１キャビティー５６に接続される、第１溝（樹脂ゲート）５７、及びエアーベント溝５９の数はいくつであってもよい。

また、第２キャビティー５３は、リードフレーム５０上に複数搭載された電子部品１７，１８，２７，２８を収納するため、第２面５４から深く（本例では、３．５ｍｍ程度）掘り込まれており、何も収納しない第１キャビティー５６の容積と比較して、第２キャビティー５３の容積が大きく形成されている。本例では、第２キャビティー５３の容積が第１キャビティー５６の容積の約１５倍となっている。また、上下金型５１，５２を型締めした際に、第１溝（樹脂ゲート）５７と対向する部分の上金型５１の第２面５４は、平板であり何も形成されていない。
樹脂ランナー５８は、樹脂投入口である図示しないポット部に接続されており、ポット部に投入された樹脂タブレット（樹脂原料）が、プランジャーによって押圧（３０〜４５ｋｇ／ｍ²）されて流れる樹脂の流路である。
また、エアーベント溝５９は、注入される樹脂に混在する空気などのガスを第１キャビティー５６と第２キャビティー５３とによって形成された樹脂の形成領域から放出するなどの機能を有した溝であり、深さ０．０３ｍｍ程度の極浅い溝である。なお、樹脂の押圧を高くするすると、エアーベント溝５９からの空気などのガス放出を高めることが可能であるが、内包される電子部品１７，１８，２７，２８などへのダメージ（変形など）を防止するため、樹脂の押圧を低くすることが必要となり、ガス放出がされ難くい。

＜樹脂パッケージの形成＞
図６（ａ）、（ｂ）及び図７（ａ）に示すように、電子部品１７，１８，２７，２８が立体的に配置されたリードフレーム５０を、電子部品１７，１８，２７，２８が第２キャビティー５３に収納されるように上金型５１、及び下金型５２の間に配置し、ダムバー１３，１４，２３，２４を上下から挟み込むように上下金型５１，５２を型締めする。このとき、樹脂成形型６０は、１５０℃〜１８０℃程度に加熱されており、上下金型５１，５２の第１面６２と第２面５４とでリードフレーム５０を挟み込む。
型締めを行った後、ポット部（図示せず）に投入された樹脂タブレット（樹脂原料）が、加熱されながらプランジャーによって押圧され、液体状となった樹脂が下金型５２に設けられた第１溝（樹脂ゲート）５７から第１キャビティー５６、及び第２キャビティー５３に注入される。なお、樹脂の注入口である第１溝５７が、第１キャビティー５６だけに形成されている（言い換えると、第１溝５７と対向する位置の第２面５４には溝が形成されておらず、第１溝５７と第２面５４が対向している）ため、注入された樹脂は第１キャビティー５６に流れ込み、その後第２キャビティー５３に流れ、第１キャビティー５６内、及び第２キャビティー５３内に充填される。その後、第１キャビティー５６内、及び第２キャビティー５３内に充填された樹脂は、加熱されている樹脂成形型６０の熱によって硬化される。

この樹脂の流動について図９を用いて説明する。
図９に示すように、第１溝５７から注入される樹脂１０４は、先ず第１キャビティー５６内に流れ込み、その後第２キャビティー５３内を流動する。キャビティー内を流動する樹脂は、容積の大きなキャビティーの方が容積の小さなキャビティーより樹脂の流動抵抗が小さいため、容積の大きなキャビティーの樹脂の流速が容積の小さなキャビティーの樹脂の流速より速くなる。
したがって、流速の遅い第１キャビティー５６内を流動し、第１キャビティー５６内に充填された樹脂１０６と、流速の速い第２キャビティー５３内に遅れて流入し、第２キャビティー５３内に充填された樹脂１０５と、がバランスよくエアーベント溝５９付近に到達する。換言すれば、第１キャビティー５６、および第２キャビティー５３（両キャビティー５６，５３）内を流動する樹脂の流速が釣り合って、両キャビティー５６，５３内を充填した樹脂がエアーベント溝５９付近で交わることになり、巻き込まれていた空気泡もエアーベント溝５９付近に集結する。この集結された空気泡は、樹脂の注入圧力によってエアーベント溝５９から両キャビティー５６，５３外に排出されるため空気泡（ガス）が樹脂内に残留してしまう、所謂ボイドの発生を防止することができる。

そして、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、硬化された樹脂により、樹脂パッケージ５５が形成され、電子部品１７，１８，２７，２８は樹脂パッケージ５５内に封止される。即ち、電子部品１７，１８，２７，２８は樹脂封止される。その後、上金型５１、及び下金型５２を開放して樹脂パッケージ５５を取り出し、樹脂パッケージ５５の外側にあるダムバー１３，１４，２３，２４を切断して各リード１１ａ〜１１ｅ，１２ａ〜１２ｄ，２１ａ〜２１ｅ，２２ａ〜２２ｅの間をそれぞれ分離させる。また、各リード１１ａ〜１１ｅ，１２ａ〜１２ｄ，２１ａ〜２１ｅ，２２ａ〜２２ｅをそれぞれ支持枠１５，２５から切断して、支持枠１５，２５から樹脂パッケージ５５を分離させる。これにより、各リード１１ａ〜１１ｅ，１２ａ〜１２ｄ，２１ａ〜２１ｅ，２２ａ〜２２ｅはそれぞれ独立した外部接続端子となり、電子デバイスが完成する。

図１１（ａ）〜（ｃ）は、電子部品とリードとの電気的接続の一例を示す断面図である。図１１（ａ）に示すように、例えば、電子部品１７が有する端子とリード１１ａとの電気的接続は、金線１を用いたワイヤーボンディングで行っても良い。又は、フェースダウンで行っても良い。フェースダウンの場合は、図１１（ｂ）に示すように、電子部品１７が有する端子とリード１１ａとの接続を、例えばボール形状のバンプ２を用いて行っても良いし、図１１（ｃ）に示すように、例えばハンダ３を用いて行っても良い。また、電子部品１７とリード１１ａとの接合は例えば接着剤４を用いて行っても良い。電子部品１７と他のリード１１ｂ〜１１ｅとの電気的接続や、他の電子部品と他のリードとの電気的接続、及び接合の方法についても、図１１（ａ）〜（ｃ）に示した例が適用可能である。

本発明の第１実施形態によれば、前述したように、１つのリードフレーム５０内に電子部品１７，１８，２７，２８が立体的に配置された電子部品であっても、ボイドを発生させることなく樹脂パッケージ５５を形成することができる。換言すれば、リードフレーム５０を挟んだ両側のパッケージの容積が大きく異なる電子部品であっても、ボイドを発生させることなく樹脂パッケージ５５を形成することができる。

（２）第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態に係る電子デバイスの製造方法、及びそれに用いる樹脂成形型について説明する。本第２実施形態も、前述の第１実施形態と同様に、２つの分割リードフレームを用意し、これら分割リードフレームの各リードを部分的に屈曲させてから重ねることにより、１つのリードフレームを構成する。その後、このリードフレームの各リードに搭載された複数個の電子部品を一括して樹脂封止することにより、１つの樹脂パッケージ内に複数個の電子部品を配置した電子デバイスを完成させる。
なお、前述の第１実施形態と同様な形態については、同一符号を付けるなどして説明を省略する。本第２実施形態は、第１実施形態と樹脂パッケージを形成する工程、及び樹脂形成型の構成とが異なっているものであるため、「リードフレーム上に電子部品を搭載する工程」については、説明を省略する。

先ず、第１実施形態と同様な「リードフレーム上に電子部品を搭載する工程」を経ることによって、１つのリードフレーム上に電子部品１７，１８，２７，２８が立体的に配置されたリードフレーム５０を用意する（図５参照）。

次に、図１２（ａ）〜図１４に沿って樹脂パッケージの形成工程について説明するが、それに先立って樹脂パッケージの形成に用いる樹脂成形型について、図１２（ａ）、（ｂ）、及び図１３を用いて説明する。図１２は、樹脂成形型を説明する概略図であり、（ａ）は正断面図、（ｂ）は（ａ）のＰ２方向から見た下金型の部分平面図である。図１３は、樹脂成形型を説明する概略図であり、図１２（ａ）のＱ２方向から見た上金型の部分平面図である。図１４は、樹脂成形型内の樹脂の流れを説明する図である。なお、本例で説明する樹脂パッケージの形成工程は、例えば熱硬化性のエポキシ系樹脂などを用いるトランスファーモールド法を用いた例である。

＜樹脂成形型＞
図１２（ａ）、（ｂ）、及び図１３に示すように、樹脂成形型１７０は、第２成形型としての上金型１５１、及び第１成形型としての下金型１５２を有している。
上金型１５１は、リードフレーム５０を圧接するための第２面１５４から凹陥状に掘り込まれて形成された少なくとも一つの第２キャビティー１５３を有している。図１３では、第２キャビティー１５３を二つ表示しているが、第２キャビティー１５３の個数は問わない。
下金型１５２は、上金型１５１、および下金型１５２（上下金型１５１，１５２）を型締めした際に第２キャビティー１５３と対向するように、リードフレーム５０を圧接するための第１面１６２から凹陥状に掘り込まれて形成された第１キャビティー１５６を有している。
さらに、下金型１５２は、第１キャビティー１５６と、樹脂の流入路である樹脂ランナー１５８と接続され第１面１６２に掘り込まれた第１溝（樹脂ゲート）１５７と、第１キャビティー１５６を挟んで反対側の第１面１６２に掘り込まれた連結溝１６０と、連結溝１６０を介して接続された第２溝としての樹脂溜１６１と、を有している。即ち、下金型１５２は、第１キャビティー１５６が第１溝（樹脂ゲート）１５７と第２溝としての樹脂溜１６１との間に位置しており、上金型１５１よりも重力方向の下側となるように配置されている。また、下金型１５２は、樹脂溜１６１から下金型１５２の外面に達するように、第１面１６２に極浅く掘り込まれたエアーベント溝１５９を有している。

なお、図１２（ｂ）では、第１キャビティー１５６、第１溝（樹脂ゲート）１５７、連結溝１６０、及び樹脂溜１６１を一つのセットとして、二つのセットで記載しているが、そのセットの数は一つ以上であればよく、その数は問わない。また、第２キャビティー１５３に接続される、第１溝（樹脂ゲート）１５７、連結溝１６０、樹脂溜１６１、及びエアーベント溝１５９の数はいくつであってもよい。
また、樹脂溜１６１は、第１キャビティー１５６に対応して個別に設けられている例で説明したが、複数の樹脂溜１６１が連結された一つの溝であってもよい。

なお、第２キャビティー１５３は、リードフレーム５０上に複数搭載された電子部品１７，１８，２７，２８を収納するため、第２面１５４から深く掘り込まれており、何も収納しない第１キャビティー１５６の容積と比較して、第２キャビティー１５３の容積が大きく形成されている。また、上下金型１５１，１５２を型締めした際に、第１溝（樹脂ゲート）１５７と対向する部分の上金型１５１の第２面１５４は、平板であり何も形成されていない。
樹脂ランナー１５８は、樹脂投入口である図示しないポット部に接続されており、ポット部に投入された樹脂タブレット（樹脂原料）が、プランジャーによって押圧されて流れる樹脂の流路である。また、エアーベント溝１５９は、注入される樹脂に混在する空気などのガスを樹脂溜１６１から放出するなどの機能を有した溝であり、深さ０．０３ｍｍ程度の極浅い溝である。

＜樹脂パッケージの形成＞
図１２（ａ）、（ｂ）、及び図１３に示すように、電子部品１７，１８，２７，２８が立体的に配置されたリードフレーム５０を、電子部品１７，１８，２７，２８が第２キャビティー１５３に収納されるように上金型１５１、及び下金型１５２の間に配置し、ダムバー１３，１４，２３，２４（図５参照）を上下から挟み込むように上下金型１５１，１５２を型締めする。このとき、樹脂成形型１７０は、１５０℃〜１８０℃程度に加熱されており、上下金型１５１，１５２の第１面１６２と第２面１５４とでリードフレーム５０を挟み込む。
型締めを行った後、ポット部（図示せず）に投入された樹脂タブレット（樹脂原料）が、加熱されながらプランジャーによって押圧され、液体状となった樹脂が下金型１５２に設けられた第１溝（樹脂ゲート）１５７から第１キャビティー１５６、及び第２キャビティー１５３に注入される。なお、樹脂の注入口である第１溝１５７が、第１キャビティー１５６だけに形成されているため、注入された樹脂は第１キャビティー１５６に流れ込み、その後第２キャビティー１５３に流れ、第１キャビティー１５６内、及び第２キャビティー１５３内に充填される。さらに、第１キャビティー１５６内、及び第２キャビティー１５３内に充填された樹脂は、連結溝１６０を通り樹脂溜１６１に流入され、樹脂溜１６１内も樹脂で充填される。その後、第１キャビティー１５６内、第２キャビティー１５３内、及び樹脂溜１６１内に充填された樹脂は、加熱されている樹脂成形型１７０の熱によって硬化される。

この樹脂の流れ状態について図１４を用いて説明する。
図１４に示すように、第１溝５７から注入される樹脂１０４は、先ず第１キャビティー１５６内に流れ込み、その後第２キャビティー１５３内を流動する。キャビティー内を流動する樹脂は、容積の大きなキャビティーの方が容積の小さなキャビティーより樹脂の流動抵抗が小さいため、容積の大きなキャビティーの樹脂の流速が容積の小さなキャビティーの樹脂の流速より速くなる。
したがって、流速の遅い第１キャビティー１５６内を流動し、第１キャビティー１５６内に充填された樹脂１０６と、流速の速い第２キャビティー１５３内に遅れて流入し、第２キャビティー１５３内に充填された樹脂１０５と、がバランスよく連結溝１６０付近に到達する。そして、樹脂１０７は、さらに連結溝１６０を通り樹脂溜１６１に流入する。したがって、流入する樹脂に巻き込まれていた空気などのガスは、樹脂溜１６１に集結し、空気泡１０８となる。なお、ここで集結された空気泡１０８は、樹脂の注入圧力によってエアーベント溝１５９から第１キャビティー１５６、および第２キャビティー１５３（両キャビティー１５６，１５３）外に排出されるか、或いは樹脂溜１６１に残留するが、両キャビティー１５６，１５３内の樹脂には、空気泡（ガス）は残留しない。したがって、樹脂パッケージ内に空気泡（ガス）が残留してしまう、所謂ボイドの発生を防止することができる。

そして、硬化された樹脂により、樹脂パッケージ５５が形成され、電子部品１７，１８，２７，２８は樹脂パッケージ内に封止される。即ち、電子部品１７，１８，２７，２８は樹脂封止される。その後、上金型５１、及び下金型５２を開放して樹脂パッケージ５５を取り出し、樹脂パッケージの外側にある第１溝１５７、連結溝１６０、或いは第２溝としての樹脂溜１６１の内で硬化された樹脂を切断し除去する。また、樹脂パッケージ５５の外側にあるダムバー１３，１４，２３，２４を切断して各リード１１ａ〜１１ｅ，１２ａ〜１２ｄ，２１ａ〜２１ｅ，２２ａ〜２２ｅの間をそれぞれ分離させる（図１０参照）。さらに、各リード１１ａ〜１１ｅ，１２ａ〜１２ｄ，２１ａ〜２１ｅ，２２ａ〜２２ｅをそれぞれ支持枠１５，２５から切断して、支持枠１５，２５から樹脂パッケージ５５を分離させる（図１０参照）。これにより、各リード１１ａ〜１１ｅ，１２ａ〜１２ｄ，２１ａ〜２１ｅ，２２ａ〜２２ｅはそれぞれ独立した外部接続端子となり、電子デバイスが完成する（図１０参照）。

本発明の第２実施形態によれば、前述したように、１つのリードフレーム５０内に電子部品１７，１８，２７，２８が立体的に配置された電子部品であっても、ボイドを発生させることなく樹脂パッケージ５５を形成することができる。換言すれば、リードフレーム５０を挟んだ両側のパッケージの容積が大きく異なる電子部品であっても、樹脂溜１６１が存在することでより確実にボイドを発生させることなく樹脂パッケージ５５を形成することができる。
また、第１キャビティー１５６が第１溝１５７と樹脂溜１６１との間に位置しており、上金型１５１よりも重力方向の下側となるように下金型１５２が配置されていることから、注入された樹脂内の気泡が樹脂溜１６１に溜まり易くなり、第１キャビティー１５６内及び第２キャビティー１５３内の樹脂の気泡（ボイド）の発生をさらに抑制することができる。

なお、前述の第２実施形態では、樹脂溜１６１が、第１キャビティー１５６と連結溝１６０を介して接続されている例で説明したが、第１キャビティー１５６から樹脂溜１６１に樹脂が流れれば、連結溝１６０が設けられていない構成でもよい。例えば、第１キャビティー１５６と樹脂溜１６１との間は、リードフレーム５０の各リード間の隙間を用い、その隙間とリードフレーム５０の板厚（０．１２ｍｍ）とで形成される空隙を連結溝として用いることも可能である。

１７，１８，２７，２８…電子部品、５０…リードフレーム、５１…第２成形型としての上金型、５２…第１成形型としての下金型、５３…第２キャビティー、５４…第２面、５５…樹脂パッケージ、５６…第１キャビティー、５７…第１溝（樹脂ゲート）、５８…ランナー、５９…エアーベント溝、６０…樹脂成形型、６２…第１面、１６０…連結溝、１６１…第２溝としての樹脂溜。

Claims (6)

1. 第１面から凹陥状に形成された第１キャビティー、及び前記第１キャビティーに接続された第１溝を有する第１成形型と、前記第１成形型に対向して配置され、第２面から凹陥状に形成された前記第１キャビティーより容積の大きな第２キャビティーを有する第２成形型と、を用意する工程と、
   電子部品が搭載されたリードフレームを用意する工程と、
   前記第１成形型と前記第２成形型との間に前記リードフレームを載置する工程と、
   前記リードフレームを、前記第１面、及び前記第２面が対向し、かつ、前記第２面が前記第１溝に対向するように前記第１成形型と前記第２成形型とで挟み込み、前記第１溝から前記第１キャビティー、及び前記第２キャビティーに樹脂を注入する工程と、
   注入された前記樹脂を硬化する工程と、
   を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
2. 請求項１に記載の電子デバイスの製造方法において、
   前記第１成形型は、前記第１キャビティーに接続された第２溝を有し、前記第１キャビティーが、前記第１溝と前記第２溝との間に位置しており、
   前記樹脂を注入する工程では、前記第２溝まで達するように前記樹脂を注入し、
   前記樹脂を硬化する工程の後に、前記第２溝の内で硬化されている前記樹脂を切断する工程を有していることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
3. 請求項２に記載の電子デバイスの製造方法において、
   前記樹脂を注入する工程では、前記第２溝を有する前記第１成形型が、前記第２成形型よりも重力方向下側となるように配置されていることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法において、
   前記リードフレームには、複数の前記電子部品が搭載されており、
   前記樹脂を注入する工程では、複数の前記電子部品は、前記第２キャビティーの内に配置されていることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
5. 第１面から凹陥状に形成された第１キャビティー、及び前記第１キャビティーに接続された第１溝を有する第１成形型と、
   前記第１成形型に対向して配置され、第２面から凹陥状に形成された前記第１キャビティーより容積の大きな第２キャビティーを有する第２成形型と、
   を有し、
   前記第１キャビティーと前記第２キャビティーとが対向するように前記第１成形型と前記第２成形型とを重ね合わせたとき、前記第２面が前記第１溝に対向していることを特徴とする樹脂成形型。
6. 請求項５に記載の樹脂成形型において、
   前記第１成形型は、前記第１キャビティーに接続された第２溝を有し、前記第１キャビティーが、前記第１溝と前記第２溝との間に位置していることを特徴とする樹脂成形型。

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