JP2016213239A - 半導体装置の製造方法、樹脂モールド金型、およびリードフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】異なる種類のパッケージを成形可能な半導体装置の製造方法、樹脂モールド金型、およびリードフレームを提供すること。【解決手段】第１のキャビティと第２のキャビティが形成されるとともに、第１および第２のキャビティに接続されたポットを有する樹脂モールド金型を用いたパッケージの製造方法であって、ワークを樹脂モールド金型でクランプするステップと、ポットから第１および第２のキャビティに樹脂を供給することで、第１および第２のキャビティにおいてワークに対して封止を行うステップと、を有し、第１のキャビティにおいて成形された第１のパッケージは、第２のキャビティにおいて成形された第２のパッケージと異なる。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の製造方法、樹脂モールド金型、およびリードフレームに関する。

従来から同一形状の複数のキャビティが形成された樹脂モールド金型を用いて、同一形状の複数の樹脂成形品を一度に成形する樹脂モールドが行われている（特許文献１参照）。

特開２００９−１０７１９７号公報

特許文献１の樹脂モールド装置は、同一種類の樹脂成形品を成形しているが、１個のモールド装置内において異なる種類の樹脂成形品を一度に成形することは行われていない。この場合例えば複数の異なる種類の樹脂成形品を組み合わせて使用するような用途を想定した場合には、特許文献１の樹脂モールド装置を用いて異なる種類の樹脂成形品を別途の工程において製造し、それらを組み合わせて半導体装置を製造する必要がある。すなわち、各樹脂成形品を異なる装置を用いて成形した後それらを組み合わせる必要がある。そのため、成形時間が長くなるとともに、コストも増加してしまう。

このような課題を鑑みて、本発明は、異なる種類の樹脂成形品を成形可能な半導体装置の製造方法、樹脂モールド金型、およびリードフレームを提供することを目的とする。

本発明の一側面としての半導体装置の製造方法は、第１のキャビティと第２のキャビティが形成されるとともに、前記第１および第２のキャビティに接続されたポットを有する樹脂モールド金型を用いたパッケージの製造方法であって、ワークを前記樹脂モールド金型でクランプするステップと、前記ポットから前記第１および第２のキャビティに樹脂を供給することで、前記第１および第２のキャビティにおいて前記ワークに対して封止を行うステップと、を有し、前記第１のキャビティにおいて成形された第１のパッケージは、前記第２のキャビティにおいて成形された第２のパッケージと異なることを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての樹脂モールド金型は、第１のキャビティおよび第２のキャビティが形成されるとともに、前記第１および第２のキャビティに樹脂を供給するポットを有し、前記第１のキャビティの形状は、第２のキャビティの形状と異なることを特徴とする。

また、本発明の他の側面としてのリードフレームは、第１のキャビティおよび第２のキャビティが形成されるとともに、前記第１および第２のキャビティに樹脂を供給するポットを有し、前記第１のキャビティの形状は、第２のキャビティの形状と異なる樹脂モールド金型にクランプされるリードフレームであって、前記樹脂モールド金型にクランプされた際に前記第１および第２のキャビティに対応する第１および第２の領域を有し、それぞれが前記第１および第２の領域を含む複数の領域グループを備えることを特徴とする。

本発明によれば、異なる種類の樹脂成形品を成形可能な半導体装置の製造方法、樹脂モールド金型、およびリードフレームを提供することができる。

本実施形態に係るリードフレームの平面図である。 半導体素子が実装されたリードフレームの平面図である。 実施例１の樹脂モールド金型がセットされたリードフレームの平面図である。 樹脂モールド金型がセットされた、図３のリードフレームとは異なるリードフレームの平面図である。 実施例２の樹脂モールド金型がセットされたリードフレームの平面図である。 実施例３の樹脂モールド金型がセットされたリードフレームの平面図である。 実施例４の樹脂モールド金型がセットされたリードフレームの平面図である。 実施例５の樹脂モールド金型がセットされたリードフレームの平面図である。 半導体装置の製造方法のフローチャートである。 半導体装置の製造方法の説明図である。 半導体装置の製造方法の説明図である。 半導体装置の製造方法の説明図である。 半導体装置の製造方法の説明図である。 半導体装置の製造方法の説明図である。 半導体装置の製造方法の説明図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態に係るリードフレーム１００の平面図である。本実施形態では、１個のリードフレーム１００において、複数種類の形状の樹脂成形品を一回の樹脂成形の工程で製造可能とするために、樹脂封止のための領域が異なる形状で複数設けられている点が主な特徴部分となる。なお、同様の構成のリードフレーム１００を用いて複数回の樹脂成形工程に分けて製造することも可能である。リードフレーム１００には、第一の樹脂成形がなされるダイパッド１０１ａ〜１０１ｄと、第二の樹脂成形がなされるダイパッド１０２ａ〜１０２ｄとをそれぞれ１個ずつ備える領域グループを有する。

このように、リードフレーム１００は、複数種類の形状の樹脂成形がされるリード部を複数有する。例えば、図１において、左端の領域グループは、第一の樹脂成形がなされるダイパッド１０１ａを含むリード部と、第二の樹脂成形がなされるダイパッド１０２ａを含むリード部とをそれぞれ１個ずつ備える。なお、各領域グループにおいて、それぞれの樹脂成形がなされるリード部の形状が異なることにより、異なる機能を有する樹脂成形品を１個のリードフレーム１００上に成形可能となる。

図２は、ダイパッド１０１ａ〜１０１ｄにそれぞれ半導体素子１ａ〜１ｄ、ダイパッド１０２ａ〜１０２ｄにそれぞれ半導体素子２ａ〜２ｄが実装されたリードフレーム１００の平面図である。図２に示されるように、各半導体素子の電極はワイヤ３で内部接続端子１０３に接続することができ、ダイボンドすることで接続されてもよい。なお、半導体素子の大きさ、形状、および数等は、図中に示したものに限定されず、用途に応じて変更可能である。

図３は、半導体素子が実装されたリードフレーム１００Ａ，１００Ｂに対して、樹脂モールド金型Ｍがセットされた状態における金型の各部との位置関係を示している。図３（ａ）はキャビティ内に樹脂が充填される前の状態、図３（ｂ）はキャビティ内に樹脂が充填された状態を示している。樹脂モールド金型Ｍは、例えば上金型と下金型によって構成される。また、樹脂モールド金型Ｍは、樹脂を供給可能に筒状に形成されたポット２０１と、ポット２０１内を摺動して樹脂に加圧するプランジャ２０２とを有する。また、樹脂モールド金型Ｍは、ポット２０１から供給された樹脂をランナ２０３へ分配するカル２００が形成されている。なお、以下において、ランナという用語の意味として、ポットからキャビティまでの樹脂の供給経路を指し、キャビティの直前で狭めて樹脂の流入状態を制御するゲートを含むものとして説明する場合がある。

樹脂モールド時、ポット２０１に収容された樹脂を溶融し、プランジャ２０２で押圧する。また、樹脂モールド金型Ｍには、ランナ２０３〜２０５、ゲート２０６，２０７およびキャビティ２０８ａ〜２０８ｄ，２０９ａ〜２０９ｄが形成される。キャビティ２０８ａ〜２０８ｄ，２０９ａ〜２０９ｄにはそれぞれ、樹脂路を介して溶融された樹脂が充填され、その樹脂によりリードフレーム１００に対して樹脂成形が可能となっている。ダムバー１０４は、例えば各キャビティの周囲を取り囲むように形成され、樹脂モールド金型Ｍでリードフレーム１００が型閉じされたときに樹脂が各キャビティから外部へ流出することを防止する。樹脂路は、上金型と下金型とを型閉じしたときに形成されるカル２００、ランナ２０３〜２０５、およびゲート２０６，２０７が連通されて構成される。各キャビティに樹脂が充填された後、樹脂を硬化させることで、図３（ｂ）に示されるように、半導体素子を封入するパッケージ１０ａ，２０ａが成形される。パッケージ１０ａ，２０ａは、半導体素子、ワイヤ、および内部接続端子を覆うことで、半導体素子を外部環境から保護する。なお、パッケージ１０ａ，２０ａとしては、半導体素子やワイヤのようなリードフレーム１００への実装品を設けない場合であってもよく、複数種類の形状の樹脂成形部分が構成されるような構成であってもよい。また、これらを組み合わせたような構成とする場合であってもよい。

本実施例では、キャビティグループごとに共通のランナを用いて樹脂路における途中まで樹脂が供給される。本実施形態において、キャビティグループとは、複数種類の成形を同時並行的に行うために設けられた異なる形状のキャビティをそれぞれ１個ずつ組み合わせて構成される単位をいう。すなわち、以下において共通する概念として、キャビティグループとは、複数種類のパッケージの成形を一括して実施可能にするために設けられた複数のキャビティを組み合わせて構成されるグループ（単位）をいう。また、製造された半導体装置が有する全てのパッケージ（パッケージグループ）を成形する際に使用するキャビティの集合ということもできる。図３において、対になるように設けられたキャビティ２０８ａ，２０９ａ、キャビティ２０８ｂ，２０９ｂ、キャビティ２０８ｃ，２０９ｃ、およびキャビティ２０８ｄ，２０９ｄが、それぞれキャビティグループを形成している。なお、キャビティ２０８ａ〜２０８ｄの形状は同一であり，キャビティ２０９ａ〜２０９ｄの形状は同一である。

キャビティ２０８ａ，２０９ａで構成される各キャビティグループにおける樹脂封止について説明する。ランナ２０３は、その中途において配置される分岐部２１０で分岐路２０４，２０５に分岐する。分岐路２０４，２０５はそれぞれ、ゲート２０６，２０７に連通している。そのため、ポット２０１から供給された樹脂は分岐部２１０までランナ２０３を通過し、分岐された樹脂のうち分岐路２０４を通過する樹脂はキャビティ２０８ａに充填され、分岐路２０５を通過する樹脂はキャビティ２０９ａに充填される。共通のポット２０１で形状の異なるキャビティ２０８ａ，２０９ａに一括して樹脂を供給するため、異なる装置を用いて成形する場合に比べて成形時間が短縮する。なお、分岐路２１０の位置は、図中に示した位置に限らないが、ゲートに近い領域に設けるほうがランナを共通化できる。このため、型全体として見たときにランナの距離を短縮できるため、破棄される樹脂部分を削減することができるため、コストを削減することができる。

また、キャビティ２０８ａはキャビティ２０９ａよりも充填量が多くなるように構成されているため、分岐路２０４を通る樹脂の流量が分岐路２０５を通る樹脂の流量よりも多くなるように各分岐路の断面積や距離などが設計されている。そうすることで、例えば各キャビティへの充填が同時に完了することも可能となる。すなわち、樹脂がキャビティに充填されるときに、各キャビティにおいて充填状態や樹脂圧を均一にするために、同時に充填が完了することが好ましい。このため、各分岐路の断面積などによる流量の調整を行うことが好ましいが、同一の設計としてもよい。このように、効率的かつ確実に充填されるため、キャビティに応じた分岐路を設計しない場合に比べて成形品質が向上する。

各パッケージに相当するキャビティへ充填された樹脂が硬化することで成形が完了した後、この成形品を金型から取り出し成形品から成形カルや成形ランナなどの不要樹脂が除去される。その後、成形品を任意の単位に切断することで、共通の装置を用いて異なるパッケージを成形する。この場合、リードフレーム１００の領域グループごとに分割してもよい。すなわち、成形品をパッケージグループごとに切断することができる。この場合、パッケージグループにおいて各パッケージを接続する連結部を残した状態で切断する。そうすることで、共通の装置を用いて、異なるパッケージを電気的又は／及び構造的に連結された状態で備えた半導体装置を製造することが可能となる。また、各領域グループ（パッケージグループ）により構成される複数のパッケージを個片化してもよい。すなわち、上述の成形品においては、１個のパッケージグループから２個のパッケージを製造することができる。このように、１個のリードフレーム１００から複数種類のパッケージをパッケージグループの数だけ製造することができる。これにより、１つの装置により任意の種類のパッケージを製造することができる。

なお、上述の工程において、切断や個片化をするときには、いわゆる、回転するブレードにより直線的に切断するダイシング装置により切断してもよい。また、レーザーや切断用媒体を射出して切断する切断装置や、切断金型を用いて抜き加工や折り曲げ加工などをするリード成形装置を用いて、任意の形状に加工（切断）してもよい。

図４は、上述の形態とは異なる領域グループ（パッケージグループ）として半導体素子が実装されたリードフレーム１００Ｃに対して、樹脂モールド金型Ｍがセットされ、封止された状態について一部を示している。上述の形態のように、各領域グループが１行複数列のキャビティを有する構成とは異なり複数行複数列に配置されたキャビティ２１１〜２１５がキャビティグループを形成している。図３のリードフレーム１００Ａ，１００Ｂとは異なる図４のリードフレーム１００Ｃに対しても本発明を適用可能となっている。この場合、より多くの種類のパッケージを一括して成形することができる。また、共通のポットで形状の異なるキャビティ２１１〜２１５を含むキャビティグループに対して一括で樹脂を供給するため、異なる装置を用いて成形する場合に比べて成形時間が短縮することもできる。

以上説明したように、本実施例では、各領域グループ及びキャビティグループに対して一括で樹脂を充填可能であるため、パッケージグループにおける異なるパッケージを一括して成形可能である。これによれば、複数の異なった製品を１個のワークに配置することができ、かつ、成形することができる。また、複数の成形を別途の部材や設備を用いることなく成形が可能となる。さらに、複数のパッケージを連結して一体的に成形する場合には、別に製造したパッケージを組み付ける必要がなく、生産性を向上させることもできる。

図５は、半導体素子が実装されたリードフレーム１００Ｄ，１００Ｅに対して、樹脂モールド金型３００がセットされ、キャビティ内に樹脂が充填された状態を示している。図５において、キャビティ３０８ａ，３０９ａ、およびキャビティ３０８ｂ，３０９ｂがキャビティグループを形成している。キャビティ３０８ａ，３０９ａの形状はそれぞれ、キャビティ３０８ｂ，３０９ｂの形状と同一である。

本実施例では、図５（ａ）に示されるように、樹脂モールド金型Ｍにはキャビティごとにランナが形成されている。具体的には、キャビティ３０８ａ，３０８ｂはゲートをそれぞれ含むランナ３０３ａ，３０３ｄを介して樹脂が充填され、キャビティ３０９ａ，３０９ｂはゲートをそれぞれ含むランナ３０３ｂ，３０３ｃを介して樹脂が充填される。キャビティ３０８ａ，３０８ｂはキャビティ３０９ａ，３０９ｂよりも充填量が多くなるように構成されているため、ランナ３０３ａ，３０３ｄはランナ３０３ｂ，３０３ｃよりも樹脂が流れ易くなるように構成することができる。ただし、必ずしもこのような差を設ける必要も無い。ランナを上述したように形成することでポットから樹脂が適切な状態に充填されるため、成形品質が向上できる。なお、本実施例では、１つのポットから複数のキャビティグループに対して樹脂を供給しているが、キャビティグループごとに用意された１つのポットから樹脂を供給してもよい。

また、図５（ｂ）に示されるように、ランナ３０３ａ〜３０３ｄの中途にそれぞれ開閉機構３１６ａ〜３１６ｄを設けてもよい。これによれば、選択的にパッケージを成形することが可能となる。例えば、キャビティ３０９ａ，３０９ｂにおいて成形されるパッケージの歩留まりが何らかの理由で悪化したり、必要数が相違したりして、キャビティ３０９ａ，３０９ｂにおいて成形されるパッケージの数が足りない場合について説明する。この場合、図５（ｂ）に示されるように、開閉機構３１６ａ，３１６ｄを閉状態とし、開閉機構３１６ｂ，３１６ｃを開状態にする。そうすることで、キャビティ３０９ａ，３０９ｂにのみ樹脂が供給され、キャビティ３０８ａ，３０８ｂへの樹脂の供給が止められる。したがって、キャビティ３０９ａ，３０９ｂではパッケージが成形され、キャビティ３０８ａ，３０８ｂではパッケージは成形されない。すなわち、必要なパッケージだけを成形し、不要なパッケージを成形しないようにすることが可能である。なお、開閉機構３１６ａ〜３１６ｄが設けられる位置は、キャビティへの樹脂の供給を制御可能な位置であればよく、図５（ｂ）に示されるような位置に限定されない。

以上説明したように、本実施例では、実施例１と同様の効果を奏するほか、キャビティグループにおける任意のキャビティに対して選択的かつ一括して樹脂を充填可能であるため、異なるパッケージを一括して成形可能な構成において、生産量の調整などを行うこともできる。

本実施例は、ポット毎に接続するキャビティの種類を相違させる構成について説明する。図６は、半導体素子が実装されたリードフレーム１００Ｆ，１００Ｇに対して、樹脂モールド金型Ｍがセットされ、キャビティ内に樹脂が充填された状態を示している。図６において、一対のキャビティ４０８ａ，４０９ａ、一対のキャビティ４０８ｂ，４０９ｂ、一対のキャビティ４０８ｃ，４０９ｃ、および一対のキャビティ４０８ｄ，４０９ｄのそれぞれがリードフレーム１００Ｆにおける４組のキャビティグループ（パッケージグループ）を形成している。また、リードフレーム１００Ｇにおいても、キャビティ４０８ｅ，４０９ｅ、キャビティ４０８ｆ，４０９ｆ、キャビティ４０８ｇ，４０９ｇ、およびキャビティ４０８ｈ，４０９ｈが４組のキャビティグループを形成している。キャビティ４０８ａ〜４０８ｈの形状は同一であり、キャビティ４０９ａ〜４０９ｈの形状は同一であり、１個のキャビティグループでは、２種類のキャビティを含んで構成される。

ポット４０１ａは、ランナ４０３ａを介してキャビティ４０８ａに樹脂を供給し、ランナ４０３ｂを介してキャビティ４０８ｅに樹脂を供給する。ポット４０１ｂは、ランナ４０３ｃを介してキャビティ４０９ａ，４０９ｂに樹脂を供給し、ランナ４０３ｄを介してキャビティ４０９ｅ，４０９ｆに樹脂を供給する。ポット４０１ｃは、ランナ４０３ｅを介してキャビティ４０８ｂ，４０８ｃに樹脂を供給し、ランナ４０３ｆを介してキャビティ４０８ｆ，４０８ｇに樹脂を供給する。ポット４０１ｄは、ランナ４０３ｇを介してキャビティ４０９ｃ，４０９ｄに樹脂を供給し、ランナ４０３ｈを介してキャビティ４０９ｇ，４０９ｈに樹脂を供給する。ポット４０１ｅは、ランナ４０３ｉを介してキャビティ４０８ｄに樹脂を供給し、ランナ４０３ｊを介してキャビティ４０８ｈに樹脂を供給する。すなわち、本実施例では、各ポットは形状の同じキャビティに対して樹脂を供給する。本実施例のような構成にすることで、実施例２で説明した開閉機構を設けることなく、選択的にパッケージを成形することが可能となる。この場合、例えば円柱（タブレット）状の樹脂において直径や長さが異なり分量が相違する樹脂をポット毎に供給したり、異なる種類の樹脂を供給したりすることで、別種の成形を行うことができる。また、例えば、特定のパッケージの数が足りない場合、該当するキャビティに対して樹脂を供給することで、必要なパッケージだけを成形可能である。また、ポットごとに供給する樹脂を異ならせることで、形状が同一であっても材質等が異なるパッケージを成形することが可能となる。

以上説明したように、本実施例では、実施例１と同様の効果を奏するほか、各ポットは同一形状のキャビティに樹脂を供給しているため、異なるパッケージを一括して成形可能であるとともに、選択的にパッケージを成形可能である。

本実施例は、１個のリードフレームにおいて設けられた複数のキャビティグループに対して、ランナを共用する構成について説明する。図７は、半導体素子が実装されたリードフレーム１００Ｈ，１００Ｉに対して、樹脂モールド金型Ｍがセットされ、キャビティ内に樹脂が充填された状態を示している。図７において、キャビティ５０８ａ，５０９ａ、キャビティ５０８ｂ，５０９ｂ、キャビティ５０８ｃ，５０９ｃ、およびキャビティ５０８ｄ，５０９ｄがキャビティグループを形成している。キャビティ５０８ａ〜５０８ｄの形状は同一であり、キャビティ５０９ａ〜５０９ｄの形状は同一である。

本実施例では、ポット５００に接続されたランナ５０３ａが各キャビティのゲートの近傍まで延在して分岐部５１０ａで分岐した分岐路のうち、一方の分岐路は分岐部５１０ｂで分岐し、他方の分岐路は分岐部５１０ｃで分岐する。これにより、リードフレーム１００Ｈ，１００Ｉにおいて隣接して設けられた各領域グループに相当する一対のキャビティグループに対して樹脂を供給することができる。この場合、分岐部５１０ｂで分岐した分岐路はキャビティ５０８ａ，５０９ａに接続され、分岐部５１０ｃで分岐した分岐路はキャビティ５０８ｂ，５０９ｂに接続される。このように、分岐路を複数設けて分岐させることも可能である。

リードフレーム１００Ｉでは、同様に、ランナ５０３ｂが分岐部５１０ｄで分岐した分岐路のうち、一方の分岐路は分岐部５１０ｅで分岐し、他方の分岐路は分岐部５１０ｆで分岐する。分岐部５１０ｅで分岐した分岐路はキャビティ５０８ｃ，５０９ｃに接続され、分岐部５１０ｆで分岐した分岐路はキャビティ５０８ｄ，５０９ｄに接続される。本実施例では、複数のキャビティグループのランナを共通化することで、実施例１に比べて不要なランナを削減している。そのため、樹脂モールド金型の製造コストを低減させることが可能となる。

以上説明したように、本実施例では、実施例１と同様の効果を奏するほか、キャビティグループに対して一括して樹脂を充填可能であるため、異なるパッケージを一括して成形可能であるとともに、ランナを共通化することで樹脂モールド金型の製造コストを低減させることが可能となる。

本実施例では、キャビティに連通するオーバーフローキャビティを形成した場合について説明する。樹脂をキャビティ内に充填する際に、オーバーフローキャビティに溢れさせることで、キャビティ内に未充填領域をなくすことを目的としている。すなわち、上述の各実施例に示すように、例えば形状の異なるキャビティに対して樹脂を供給するときには、ランナの形状などを調整してもキャビティへの樹脂の充填状態、樹脂圧を均一にすることが困難となることが想定される。例えば、１個のキャビティグループを構成する、一方のキャビティにおいて樹脂の充填が完了し、他方のキャビティにおいて樹脂の充填が途中である場合を想定した場合に、未充填となっているキャビティに樹脂を充填させて樹脂圧を加えるまで、充填完了したキャビティではオーバーフローキャビティに樹脂を流すことで樹脂圧が必要以上に加えられてしまうことを防止できる。また、一方のキャビティにおいて樹脂圧を適切に加えることができるため、ボイドが発生するのを防止することもできる。なお、オーバーフローキャビティは、図８に示すように、全てのキャビティに連通するように形成する必要はなく、例えば他のキャビティに比べて充填が早く完了するキャビティにだけ連通するように形成してもよい。そうすることで、充填が完了しているキャビティ内に高圧力が加わることを防止することが可能となる。

図８は、半導体素子が実装されたリードフレーム１００Ｊ，１００Ｋに対して、樹脂モールド金型Ｍがセットされ、キャビティ内に樹脂が充填された状態を示している。図８において、キャビティ６０８ａ，６０９ａ、およびキャビティ６０８ｂ，６０９ｂがキャビティグループを形成している。ポット６０１から供給された樹脂は、第１のゲート６０６，６０７を通って、それぞれキャビティ６０８ａ，６０９ａに充填される。オーバーフローキャビティ６１９，６２０はそれぞれ、第２のゲート６１７，６１８を介してキャビティ６０８ａ，６０９ａに連通している。そのため、キャビティ６０８ａ，６０９ａに充填された樹脂がキャビティ６０８ａ，６０９ａに溢れだす。オーバーフローキャビティ６１９，６２０を設けることで、キャビティ内に未充填領域をなくすことが可能となる。また、本実施例では、オーバーフローキャビティ６１９，６２０は、合流部６２１を介して連通している。合流部６２１により、各キャビティの圧力を平衡させることで、樹脂モールド金型６００内の圧力を均一にさせることも可能となる。

以上説明したように、実施例１と同様の効果を奏するほか、オーバーフローキャビティを設けることで、確実にキャビティを充填させることが可能となり、歩留まりを改善することが可能となる。また、キャビティ同士を連通させるようにオーバーフローキャビティを設けることでキャビティにおける樹脂の圧力を平衡させて、成形品質を均一化することもできる。

本実施例では、図９のフローチャートおよび図１０Ａ〜図１０Ｈを参照して、半導体装置の製造方法について説明する。本実施例では、本発明の一形態として、例えばインバータなどのパワー半導体を含むパッケージと、これを制御する制御素子を含むパッケージとを接続した構成とする例について説明する。

図１０Ａに示されるように、リードフレーム１００Ｌは、ダイパッド１０１ｌ，１０２ｌによって構成された領域グループを備えている。本実施例では、簡単のために、図中に１つの領域グループだけを示しているが、複数の領域グループを備えていてもよい。

半導体装置の製造の開始後、ステップＳ１０００では、ダイパッド１０１ｌを図１０Ｂに示されるように押し下げる。ダイパッド１０１ｌを押し下げることで、後述するように、ダイパッドをパッケージの側面に露出させ、放熱効果を高めることが可能となる。ステップＳ１００１では、ダイパッド１０１ｌにダイオード素子８０１及びＩＧＢＴ素子８０２，ダイパッド１０２ｌに制御用の半導体素子８０３が固定され、各半導体素子は内部接続端子１０３ｌにワイヤボンディング実装される（図１０Ｃ）。ステップＳ１００２では、リードフレーム１００Ｌが樹脂モールド金型にクランプされる。ステップＳ１００３では、樹脂モールド金型のポット（不図示）からキャビティ７０８，７０９に樹脂が供給される（図１０Ｄ）。このとき、型閉じした上下型のパーティング面で挟まれることで、キャビティを構成する凹部とダムバー１０４Ｉとで閉塞空間を構成する。これにより、図１０Ｃに示されるダムバー１０４ｌは、各キャビティから樹脂が外部へ流出することを防止する。また、リードフレーム１００Ｌでは、ランナの通過する位置に設けられた貫通孔１０５にも樹脂が充填される。キャビティ内に樹脂が充填され、樹脂が硬化した後、ステップＳ１００４で、貫通孔１０５においてディゲート装置（図示せず）においてピン等で突き上げることでランナを含む不要な樹脂を除去するディゲードが実施される（図１０Ｅ）。ステップＳ１００５でパッケージ１０ｌ，２０ｌで構成されるパッケージグループごとにトリミング／フォーミングが行われる（図１０Ｆ）。この場合、トリミング／フォーミングによるリードの加工により、連結部３０が個別の端子に加工される。また、パワー半導体を含むパッケージ（キャビティ７０８に相当）では、電源に接続される端子や図外の駆動部（モータ等）に接続される端子（図示せず）などが成形される。このように、キャビティ７０８，７０９によりそれぞれ成形されるパッケージを電気的にのみ接続された半導体装置が完成する。図１０Ｆ（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、半導体装置の平面図、側面図、および断面図である。本実施例の半導体装置では、パッケージ１０ｌ，２０ｌが連結部３０により接続されている。本実施例では、従来のように異なるパッケージを組み合わせることなく、共通のリードフレームから異なる形状のパッケージを備えた半導体装置を製造するため、別途のパッケージを組み合わせる構成を不要として、製造時間を削減し、製造コストを削減することが可能となる。なお、炭化珪素（ＳｉＣ）や窒化ガリウム（ＧａＮ）といったパワー半導体を用いるときには、このようなパワー半導体を含むパッケージには、半導体の発する高温に耐える耐熱温度の高い樹脂や、放熱性の高い樹脂を使用して封止し、制御素子を含むパッケージには電磁波シールド性の高い樹脂を用いるといった樹脂を異ならせる構成も考えられる。このような構成によれば、効率的にパワー半導体を含む高機能の半導体装置を効率的に製造することができる。

また、前述したようにダイパッド１０１ｌを押し下げているため、図１０Ｆ（ｃ）に示されるように半導体装置においてダイパッド１０１ｌが外部に露出する。そのため、半導体素子８０１ｌ，８０２ｌから発生する熱を効果的に放熱することが可能である。また、搭載される装置に応じて、図１０Ｆ（ｄ）に示されるように、連結部３０に曲げ加工を施してもよい。

なお、本実施例に示すような製造方法によれば、パワー半導体と制御素子との組み合わせ以外であってもよい。すなわち、センサー用の半導体素子等と制御素子との組み合わせであってもよい。また、透光性の樹脂で発光素子を封止したパッケージと、これを制御する制御素子を有色の樹脂で封止したパッケージとの組み合わせとすることもできる。

以上説明したように、共通のリードフレーム上で異なる形状のパッケージを備えた半導体装置を製造することが可能であるため、別に製造したパッケージを組み合わせるような工程が不要となり、製造コスト及び製造時間を削減することが可能となる。

本実施例では大きさの異なるパッケージを製造した場合について説明したが、本発明はリードフレーム、樹脂モジュール金型、および供給する樹脂等に応じて封止条件が異なったとしても各条件に対して適用可能である。すなわち、本発明は、パッケージの形状や材質、および実装される半導体素子の数、大きさ、形状等が異なる場合についても、他の実施例で説明したようなリードフレームや樹脂モジュール金型を組み合わせることで本実施例の効果を得ることが可能である。なお、他の実施例で説明した実施形態に限らず、条件に応じた装置を使用すればよい。例えば、条件に応じて、各キャビティに対応するランナを形成すればいい。

したがって、実施例１〜５で説明したように、キャビティグループに対して一括して樹脂を充填可能であるため、異なるパッケージを一括して成形可能である。さらに、実施例６で説明したように、共通のリードフレーム上で異なる形状のパッケージを備えた半導体装置を製造可能である。

なお、各実施例のワークとしてリードフレームを用いて説明したが、本発明における金型等や製造方法に用いるワークはリードフレームに限定されず、プリント基板、セラミック基板又は金属基板といった各種基板やウェハや、インターポーザとして機能しないテンポラリキャリア等の板状部材に対する封止においても適用可能である。

また、各実施例において使用される樹脂は、いかなる形状のタブレット型の樹脂でもよいし、樹脂を粉末化した粉末樹脂や液状の樹脂等であってもよい。また、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂といった各種の熱硬化性樹脂等を使用してもよい。また、通常の黒色の樹脂や、蛍光体などを有色透明や、無色透明といった透光性のある樹脂であってもよい。

また、各実施例の構成のように各キャビティグループにおける複数個のキャビティに対して一度の樹脂充填工程（１ショット）で成形を完了してもよいし、その個数に相当する回数（ショット数）だけ成形を行うことで、ワークにおける成形を完了するようにしてもよい。また、カル、ランナ、ゲート、ポットは、キャビティ（製品）ごとに適切となるように、１個の金型において相違するような構成とすることもできる。例えば、ポット（プランジャ）の径を異ならせることもできる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

７０８ キャビティ
７０９ キャビティ

Claims (9)

1. 第１のキャビティと第２のキャビティが形成されるとともに、前記第１および第２のキャビティに接続されたポットを有する樹脂モールド金型を用いたパッケージの製造方法であって、
   ワークを前記樹脂モールド金型でクランプするステップと、
   前記ポットから前記第１および第２のキャビティに樹脂を供給することで、前記第１および第２のキャビティにおいて前記ワークに対して封止を行うステップと、を有し、
   前記第１のキャビティにおいて成形された第１のパッケージは、前記第２のキャビティにおいて成形された第２のパッケージと異なることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記第１および第２のパッケージは、大きさ、形状、材質、前記第１および第２のパッケージに含まれる部材の数、大きさ、形状のうち少なくとも１つが異な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. 前記ワークに対して封止を行うステップでは、前記第１および第２のキャビティにおいて一括して封止を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記樹脂モールド金型には、複数のキャビティが形成され、
   前記複数のキャビティは、それぞれ前記第１および第２のキャビティを含む複数のキャビティグループに分けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記ワークに対して封止を行うステップの後、前記ワークを前記樹脂モールド金型から取り外すステップと、
   前記第１および第２のパッケージを連結する連結部を残した状態で、前記キャビティグループに対応するパッケージグループごとに、前記ワークを切断するステップと、を更に有することを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
6. 第１のキャビティおよび第２のキャビティが形成されるとともに、前記第１および第２のキャビティに樹脂を供給するポットを有し、
   前記第１のキャビティの形状は、第２のキャビティの形状と異なることを特徴とする樹脂モールド金型。
7. 前記ポットと前記第１のキャビティとの間に前記第１のキャビティに対応する第１の樹脂路、および前記ポットと前記第２のキャビティとの間に前記第２のキャビティに対応する第２の樹脂路が形成されることを特徴とする請求項６に記載の樹脂モールド金型。
8. 第１のキャビティおよび第２のキャビティが形成されるとともに、前記第１および第２のキャビティに樹脂を供給するポットを有し、前記第１のキャビティの形状は、第２のキャビティの形状と異なる樹脂モールド金型にクランプされるリードフレームであって、
   前記樹脂モールド金型にクランプされた際に前記第１および第２のキャビティに対応する第１および第２の領域を有し、
   それぞれが前記第１および第２の領域を含む複数の領域グループを備えることを特徴とするリードフレーム。
9. 前記複数の領域グループに含まれる領域の間を連結する連結部を更に有することを特徴とする請求項８に記載のリードフレーム。