JP2528842Y2 - 半導体素子の樹脂封止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、半導体素子を樹脂材料によって封止成形
するための樹脂封止装置の改良に係るものであり、特
に、成形用金型を取付けるための金型プレートの弯曲変
形防止を図るものに関する。

（従来の技術） リードフレーム上の半導体素子を樹脂封止する装置と
しては、従来より、トランスファーモールディング装置
が用いられている。

この装置（第１図及び第３図参照）は、固定盤（１）
にスペーサーブロックを介して固着させた固定側の金型
プレート（２）と、該固定盤（１）に対設した可動盤
（４）にスペーサーブロックを介して固着させた可動側
の金型プレート（５）とを備えており、また、上記両金
型プレート（２・５）に半導体素子を樹脂封止成形させ
る固定金型（３）及び可動金型（６）が対向配置されて
いる。

更に、上記両スペーサーブロックにより構成されるス
ペース（S₁・S₂）内には、樹脂成形品（９）突出用のエ
ジェクタープレート（10・11）が夫々嵌装配置されてい
る。

このような従来装置を用いて樹脂封止成形を行うに
は、まず、半導体素子を取り付けたリードフレームを両
型の所定セット部にセットして型締めを行い、次に、ポ
ット内に樹脂材料を供給すると共に、該樹脂材料をヒー
タ及びプランジャにより加熱且つ加圧して溶融化し、こ
の溶融樹脂材料をカル・ランナ・ゲート等から成る樹脂
通路を通して両型のP.L（パーティングライン）面に対
設した成形用キャビティ内に加圧注入すればよい。

このとき、上記リードフレーム上の半導体素子はキャ
ビティ内に注入された樹脂材料によって封止成形される
ことになる。また、樹脂封止成形後のリードフレーム及
び製品は、両型の型開きと同時的に、上記したエジェク
タープレートに設けたエジェクターピンによる突出作用
を受けて該両型間に取り出される。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、上記した樹脂封止成形において、両型のP.
L面に溶融樹脂材料の一部が浸入すると、該P.L面及びリ
ードフレームの表面に樹脂バリが付着する。この樹脂バ
リが固化形成されると、例えば、次の型締時において両
型の型締が不良となり、このため、成形不良品の発生或
は両型自体の破損等の重大な弊害を来すと云った問題が
ある。

このような弊害に対処するために、従来は、両型面の
密着性を高める目的で該両型を所要の圧力によって強く
型締めしていた。

ところが、上記金型プレートはその周辺部がスペーサ
ーブロックによって支持されていること、及び、金型は
該金型プレートの中央部に取り付けられるのが通例であ
ること等から、両型の型締圧力は対設した両金型プレー
トの中央部を夫々反対方向（スペース内部方向）へ弯曲
変形させる外力として作用することとなる。両金型プレ
ートに対してこのような外力が加えられても両型の型締
めが確実に且つ適正に行われている場合は問題は少ない
が、実際の樹脂成形作業時においては、上記した外力の
ため、両型が偏心したり、或は、両型のP.L面に間隙が
生じて多量の樹脂バリが付着される等の弊害が多い。

また、上記したエジェクタープレートは、所要複数本
のサポートピンに対して摺動自在に嵌合支持されてお
り、また、上記各サポートピンは、上記した構成スペー
ス内に配置されている関係で、上述した金型プレートに
対する弯曲変形力を吸収する作用効果がある。従って、
該各サポートピンを両型におけるリードフレームのセッ
ト部と対応する金型プレートの各位置に配置することに
よって、該金型プレート部分の弯曲変形防止、即ち、両
型の完全且つ適正な型締めを図るための弯曲変形防止用
ピンとして兼用することも考えられる。

しかしながら、上記各サポートピンは、上記した構成
スペース内の取付部品点数等の関係で、それらの軸径
は、通常、可及的に細くなるように形成されるので、実
際には、上記各サポートピンを金型プレートの弯曲変形
防止用ピンとして兼用することには強度的な問題があ
る。このため、上記各サポートピンに、有効な且つ充分
な弯曲変形防止の作用効果を期待することができない。

なお、樹脂バリを防止する金型構造として、例えば、
型板をオイル圧によって支持すると共に、型締時におけ
る金型の弯曲変形に対応して金型の型合わせ面を調整す
ることにより、該型合わせ面を密着させて樹脂バリの発
生を防止するように構成したもの（特開昭62−56111号
公報参照）が提案されている。

また、複数に分割したキャビティブロック片を圧縮ば
ねにて各別に支持させると共に、型締圧力に対応して分
割キャビティブロック片の夫々を個々に移動調整するこ
とにより、各型合わせ面を密着させて樹脂バリの発生を
防止するように構成したもの（実開昭61−25121号公報
参照）が提案されている。

上記各構成例の金型においては、樹脂バリの発生を防
止できると云う効果が期待できるが、型板や分割キャビ
ティブロック片をオイル圧や圧縮ばねにて支持すること
により、型締圧力に対応して型板や分割キャビティブロ
ック片を弯曲変形させ或は個々に移動調整させてその型
合わせ面を密着させる構造であるため、金型構成が複雑
化されるのみならず、樹脂バリの発生を確実に防止する
と云う作用効果を得るための圧縮ばねやオイル圧の条件
設定が面倒であると云った問題がある。

また、特開昭62−79632号公報には、前述した金型プ
レートの弯曲変形防止用部材（サポートピン）に相当す
る複数本のポストをスペーサブロックの内側に配設する
構造の樹脂封止装置が開示されているが、これらのポス
トは断面形状が円形であると共に、スペーサブロックに
より構成されたスペース内に配置されるため、該構成ス
ペース内の取付部品点数等の関係で、その軸径は可及的
に細くなるように形成されており、従って、該ポスト自
体の、延いては金型全体の強度・耐久性に問題がある。
また、これは金型プレートの弯曲変形を防止するため
に、上記構成スペース内においてポストの数を順次に増
加していく方式であるため、該ポストの取付位置の選定
や金型の構成及び設計・製作が非常に面倒である等の問
題がある。更に、樹脂バリの発生を防止するには上記し
た構成スペース内の空き部分に多数本のポストを配設す
る必要があるが、上記構成スペース内における狭い空き
部分に配設されるポストは通常のものよりもさらに細い
ものが用いられることになるため、このような場合は、
金型プレートの全体的な支受バランスが悪くなり、その
結果、金型の型締時において金型プレート（パーティン
グライン）面を一定の平面に維持することができず、従
って、樹脂バリの発生を確実に防止することができない
と云った重大な弊害がある。このため、この提案におい
ても、構成スペース内に複数本のサポートピンを配設す
る場合における前述したと同様の弊害がある。

本考案は、簡易な金型構成を採用して上述したような
型締圧力による金型プレートの弯曲変形を確実に防止す
ることにより、樹脂バリの発生を確実に防止して高品質
性・高信頼性を有する半導体素子の樹脂封止成形品を成
形することができる半導体素子の樹脂封止装置を提供す
ることを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本考案に係る半導体素子の樹脂封止装置は、対向配置
した固定盤及び可動盤と、該両盤に所要のスペースを保
って固着した両金型プレートと、上記両スペース内に嵌
装した樹脂成形品突出用のエジェクタープレートと、上
記両金型プレートに固着して対向配置した固定型及び可
動型とを備えると共に、該両型のパーティングライン面
に半導体リードフレームのセット部を設けた半導体素子
の樹脂封止装置であって、上記両スペース内に、金型プ
レートの弯曲変形を防止する弯曲変形防止用部材を嵌装
すると共に、該弯曲変形防止用部材をリードフレームに
おける外部リードの各位置と対応する形状として形成
し、且つ、更に、上記両金型プレートが上記両型の型締
圧力によって弯曲変形しないように設定して構成したこ
とを特徴とするものである。

（作用） 本考案の上記構成によれば、固定及び可動の両盤と、
これらに装着される両金型プレートとの構成スペース間
に、リードフレームにおける外部リードの各位置と対応
する形状として形成した金型プレートの弯曲変形防止用
部材を夫々嵌装した構成であるから、両型の型締時に該
両金型プレートに加えられる弯曲変形力を該弯曲変形防
止用部材を介して効率良く且つ確実に吸収することがで
きるので、該両金型プレート自体の弯曲変形を効率良く
且つ確実に防止することができる。

また、上記した金型プレート自体の弯曲変形を防止す
ることにより、両型の型締圧力を該両型の密着作用力と
して効率良く且つ有効に利用することができるので、両
型のP.L面に溶融樹脂材料が浸入して樹脂バリが発生す
るのを確実に防止することができる。

更に、上記弯曲変形防止用部材は金型プレート及び両
盤を広い面積において支持させることができるので、該
金型プレートの弯曲変形を防止することができるのみな
らず、該両盤の弯曲変形をも同時的に防止することがで
きる。

（実施例） 次に、本考案を実施例に基づいて説明する。

第１図は、半導体素子をエポキシレジン等の樹脂材料
によって封止成形するための樹脂封止装置を示してい
る。

該装置は、基盤上に立設した複数本のタイバーの上端
に固着された固定盤１と、該固定盤１の下部に、断熱板
とスペーサーブロック（図示なし）及び金型プレート２
を介して固着された固定上型（固定型）３と、上記各タ
イバーに嵌合されると共に上記基盤側に設けた油・空圧
等を利用した上下動機構（図示なし）によって上下動自
在に嵌装された可動盤４と、該可動盤４の上部に、断熱
板とスペーサーブロック（図示なし）及び金型プレート
５を介して固着された可動下型（可動型）６とから構成
されている。

また、上記両型（３・６）のいずれか一方側には樹脂
材料供給用のポットと該ポット内の樹脂材料加圧用のプ
ランジャが設けられると共に、該両型部には樹脂材料加
熱用のヒータ（図示なし）が夫々設けられている。ま
た、該両型（３・６）のP.L面には多数の樹脂成形用キ
ャビティ（3₁・6₁）が対設されると共に、下型キャビテ
ィ6₁と上記ポットとの間にはランナ7₁及びゲート7₂から
成る溶融樹脂材料移送用の樹脂通路７が配設されてい
る。

また、上記下型キャビティ6₁の上面部には、半導体素
子を取り付けたリードフレーム８の嵌装セット用溝部6₂
が設けられている。

また、上記固定盤１とその金型プレート２との間及び
可動盤４とその金型プレート５との間に構成されるスペ
ース（S₁・S₂）内には、樹脂成形後のリードフレーム及
び製品９（第３図参照）を両型（３・６）間へ突き出す
ためのエジェクタープレート（10・11）が、例えば、該
スペース（S₁・S₂）内の四隅部等に配設したサポートピ
ン（図示なし）を介して夫々嵌装されている。

この上部エジェクタープレート10と固定盤１との間に
は、上記両型（３・６）の型開時において、該上部エジ
ェクタープレート10を押し下げるための弾性材10₁が設
けられると共に、該上部エジェクタープレート10の下面
には、樹脂成形体12の内、上型キャビティ3₁内にて成形
される上樹脂成形体12₁を下方へ突き出すためのエジェ
クターピン10₂と、上記両型の型締時において、後述す
る下部リターンピンの押上力を受けて該上部エジェクタ
ープレート10を第１図に示す所定の高さ位置にまで上動
させる上部リターンピン（図示なし）が夫々配設されて
いる。

また、第３図に示すように、下部エジェクタープレー
ト11の下方位置にはエジェクターバー11₁が配置されて
おり、該エジェクターバーは、上記両型（３・６）の型
開時において、該下部エジェクタープレート11を所定の
高さ位置にまで上動させるように設けられている。ま
た、該下部エジェクタープレート11の上面には、樹脂成
形体12の内、下型キャビティ6₁内にて成形される下樹脂
成形体12₂と樹脂通路７内の硬化樹脂13とを上方へ突き
出すためのエジェクターピン11₂・11₃が夫々配設されて
いる。

なお、上記下部エジェクタープレート11の上面には、
上記両型（３・６）の型締時において、上記した上部リ
ターンピンを介して上部エジェクタープレート10を所定
の高さ位置にまで上動させる下部リターンピンと、該両
型（３・６）間の所定位置に対して多数枚のリードフレ
ーム（８）を同時に着脱させるローディングフレームの
押上用ピン（図示なし）等が夫々配設されている。

また、上記固定盤１とその金型プレート２との間及び
可動盤４とその金型プレート５との間に構成されるスペ
ース（S₁・S₂）内には、金型プレート（２・５）の弯曲
変形防止用部材（14・15）がボルト等の固着具16を介し
て夫々嵌装されている。

上記した各弯曲変形防止部材（14・15）は、上記両型
（３・６）のP.L面におけるセット溝部6₂に供給セット
したリードフレーム８における外部リード8₁の位置と対
応する形状に形成されている（第２図参照）。

なお、上記した弯曲変形防止用部材（14・15）の形状
はリードフレームの外部リード8₁の各位置と対応する個
所にのみ設ける形状として形成すればよい。即ち、通常
の場合、該弯曲変形防止用部材は、上記スペース（S₁・
S₂）内において、上記外部リード8₁と対応する位置に夫
々嵌装されておればよい。これは、仮に、樹脂バリが発
生したとしても、その樹脂バリが各外部リード8₁の表面
に付着しなければ該各外部リードの表面処理と云った後
処理工程に悪影響を及ぼすことがないので、最小限の目
的を達成することができるからである。

しかしながら、第２図及び第４図に示したように、上
記弯曲変形防止用部材（14・15）を、リードフレームに
おける外部リード8₁の各位置と対応する個所のみでな
く、上下キャビティ（3₁・6₁）部を含むような形状とし
て形成してもよい。特に、この場合は、該弯曲変形防止
用部材（14・15）によって、金型プレート（２・５）及
び両盤（１・２）を広い面積において支持させることが
できるので、該金型プレート（２・５）の弯曲変形を効
率良く且つ確実に防止することができると共に、該両盤
（１・２）の弯曲変形をも確実に防止することができる
と云った利点がある。

また、上記した弯曲変形防止用部材（14・15）とエジ
ェクタープレート（10・11）とを嵌合させる場合におい
て、該弯曲変形防止用部材（14・15）に該エジェクター
プレート（10・11）の摺動及びガイド機能を持たせるこ
とにより、これをエジェクタープレート（10・11）の補
助サポート部材として利用することができる。

上記実施例の構成によれば、固定及び可動の両盤（１
・２）と、これらに装着される両金型プレート（２・
５）との両構成スペース（S₁・S₂）間に、リードフレー
ム８における外部リード8₁の各位置と対応する形状とし
て形成した両金型プレート（２・５）の弯曲変形防止用
部材（14・15）を夫々嵌装しているので、両型（３・
６）の型締時に該両金型プレート（２・５）に加えられ
る弯曲変形力を該弯曲変形防止用部材を介して効率良く
且つ確実に吸収することができ、従って、該両金型プレ
ート（２・５）自体の弯曲変形を効率良く且つ確実に防
止することができる。

また、上記した金型プレート（２・５）自体の弯曲変
形を防止することにより、両型（３・６）の型締圧力を
該両型（３・６）の密着作用力として効率良く且つ有効
に利用することができるので、両型（３・６）のP.L面
に溶融樹脂材料が浸入して樹脂バリが発生するのを確実
に防止することができる。

更に、上記弯曲変形防止用部材（14・15）は金型プレ
ート（２・５）及び両盤（１・２）を広い面積において
支持させることができるので、該金型プレートの弯曲変
形を防止することができるのみならず、該両盤（１・
２）の弯曲変形をも同時的に防止することができる。

（考案の効果） 本考案によれば、樹脂封止成形時において、型締圧力
による金型プレート自体の弯曲変形を効率良く且つ確実
に防止することができるため、樹脂バリの発生を確実に
防止して高品質性・高信頼性を有する半導体素子の樹脂
封止成形品を成形できる半導体素子の樹脂封止装置を提
供することができると云った優れた実用的な効果を奏す
る。

また、本考案の構成によれば、前述したような従来の
金型構造と較べて、簡易な金型構造を採用することがで
きるので、装置の全体的な設計・製作・保守点検及び取
り扱いが容易であると共に、装置の全体的な耐久性を向
上させることができ、更には、装置のコストダウンを図
ることができる等の優れた実用的な効果を奏する。

また、本考案の構成によれば、両型を確実に型締めす
ることができるので、両型面への樹脂バリ付着を効率良
く防止して該両型面のクリーニング作業を簡略化し得て
全体的な作業能率を著しく向上させることができると云
った優れた実用的な効果を奏する。

更に、本考案の構成によれば、弯曲変形防止用部材
を、リードフレームにおける外部リードの各位置と対応
する形状として形成したことにより、金型プレート及び
両盤を広い面積において支持させることができるので、
該金型プレート及び両盤の弯曲変形を効率良く且つ確実
に防止することができると云った優れた実用的な効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る半導体素子の樹脂封止装置の要
部を示す一部切欠縦断正面図である。 第２図は、該樹脂封止装置の下型側における腰部の一部
切欠平面図である。 第３図は、第１図に対応した一部分解縦断正面図であ
る。 第４図は、金型プレートの弯曲変形防止用部材とエジェ
クタープレートとの嵌合状態を示す一部切欠平面図であ
る。 （符号の説明） １…固定盤 ２…金型プレート ３…固定上型（固定型） 3₁…上型キャビティ ４…可動盤 ５…金型プレート ６…可動下型（可動型） 6₁…下型キャビティ 6₂…セット用溝部（セット部） ７…樹脂通路 7₁…ランナ 7₂…ゲート ８…リードフレーム 8₁…外部リード ９…製品 10…上部エジェクタープレート 10₁…弾性材 10₂…エジェクターピン 11…下部エジェクタープレート 11₁…エジェクターバー 11₂…エジェクターピン 11₃…エジェクターピン 12…樹脂成形体 12₁…上樹脂成形体 12₂…下樹脂成形体 13…硬化樹脂 14…弯曲変形防止用部材 15…弯曲変形防止用部材 16…固着具 S₁…スペース S₂…スペース

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】対向配置した固定盤及び可動盤と、該両盤
   に所要のスペースを保って固着した両金型プレートと、
   上記両スペース内に嵌装した樹脂成形品突出用のエジェ
   クタープレートと、上記両金型プレートに固着して対向
   配置した固定型及び可動型とを備えると共に、該両型の
   パーティングライン面に半導体リードフレームのセット
   部を設けた半導体素子の樹脂封止装置であって、上記両
   スペース内に、金型プレートの弯曲変形を防止する弯曲
   変形防止用部材を嵌装すると共に、該弯曲変形防止用部
   材をリードフレームにおける外部リードの各位置と対応
   する形状として形成し、且つ、上記両金型プレートが上
   記両型の型締圧力によって弯曲変形しないように設定し
   て構成したことを特徴とする半導体素子の樹脂封止装
   置。