JP2600411B2 - 半導体樹脂封止用金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路素子（以下ICと称す）を樹脂
封止する為の封止用金型に関し、特に光学素子を透明樹
脂にて封止成形する半導体樹脂封止用金型に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の半導体樹脂封止用金型は、第４図の分
解斜視図および第５図の断面図に示すように、上型およ
び下型キャビティ2b,2aのエアー排出用通気孔（以下エ
アーベント７と称す）が樹脂注入口（以下ゲートと称
す）のある側面に対する反対側の側面の任意の位置で、
リードフレーム４の上面と底面とに接する上下それぞれ
の金型1b,1aの表面のみに形成されていた。また、封止
する半導体素子５が光素子の場合には、用いられる透明
樹脂の溶融粘度は、約300poiseと通常のIC封止用樹脂の
約200poiseに比べ高いため、樹脂注入時のボンディング
ワイヤー流れを防止する為に注入速度を通常のものの半
分程度で行なっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の半導体樹脂封止用金型は、リードフレ
ームに接する面にしかエアーベントが形成されていな
い。また、樹脂注入時のワイヤー変形を防止する為に樹
脂注入速度を遅くする必要があり、通常、１個のキャビ
ティ部に樹脂が流入し始めてから完全に充填されるまで
10秒以上かかっていた。

そうした場合、樹脂注入用の射出シリンダーによって
強制的にキャビティ部へ押し入れられた樹脂は、ゲート
口からキャビティ部を通過し反対側の側面へ到達する時
に第５図に示す樹脂11の如く流動し、上型キャビティ2b
に閉ざされた空気層10は排気孔を失い、最終的にはICの
外観にボイド或いはひけとなって現れ、不良となる要因
の一つとなっていた。

特に光半導体としては、こう言ったボイド、ひけによ
る光の乱反射、屈折等が光学特性に直接悪影響を及ぼす
為問題となっていた。

上述した従来の半導体樹脂封止用金型は、リードフレ
ームと接触する上金型と下金型の表面のみにエアーベン
トを有しているのに対し、本発明は上金型のキャビティ
部側面の一部を成す部分を分割構造とし、その分割ブロ
ックの上型キャビティ部の上面高さに相当する部分にも
エアーベントを設ける。そうすることにより、本封止用
金型は、リードフレームの下面，リードフレームの上
面、及びパッケージの上面の３層のエアーベントを有す
るという相違点がある。

また、エアーベントは、樹脂注入ゲートのゲート幅中
心点とリードフレームに搭載された半導体素子の中点と
を結ぶ延長線上に位置するという相違点を有する。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体樹脂封止用金型は、下金型と、上金型
と、その中間に挟持される分割ブロックとからなる。下
金型には樹脂の流動経路になるランナー，サブランナー
及びゲートと、パッケージを形成するキャビティと、そ
れら凹部空間のエアー排出を行うためのエアーベントが
形成され、上金型には、下金型キャビティと相対する部
分にキャビティが形成されている。そして、分割ブロッ
クは、上面及び底面に下金型と同等のエアーベントを有
し、下金型のガイドピンにより位置が固定される様にな
っている。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の実施例１の分解斜視図である。1aは
下金型,1bは上金型で３が分割ブロックである。下金型1
aには、図示しないランナーとサブランナー6,下パッケ
ージとなる下型キャビティ2a,及び深さ５μｍ程度のエ
アーベント７が形成され、また、リードフレーム４を固
定するためのリードフレームガイドピン8aと、分割ブロ
ック３を固定するためのガイドピン9aがそれぞれ植設さ
れている。上金型1bには、ICの上パッケージとなる部分
の上型キャビティ2bと、ガイドピン逃げ穴9cが形成され
ている。そして、分割ブロック３には、上面と底面とに
深さ５μｍ程度のエアーベント７が形成されており、ま
た、ガイド穴9b及びリードフレームガイドピン逃げ穴8c
がそれぞれ貫通されている。

本金型1a,1b、分割ブロック3,及びリードフレーム４
は、樹脂注入時は第２図の実施例１の機能部断面図に示
す如く挟持，加圧され、サブランナー６より溶融した樹
脂11が下型および上型キャビティ2a,2bへ注入されてい
く。その時、前述した通り強制的に注入された樹脂11
は、キャビティ内にて先端が崩れた様な形状となり、上
型キャビティ2bに空気層10が残留するが、分割ブロック
３の上面に形成された前記エアーベント７より排出さ
れ、樹脂11は下型および上型キャビティ2a,2b全てに充
填され、樹脂注入を終了する。

次に本発明の実施例２について説明する。本実施例で
はエアーベントの位置をある条件に基づき設定するもの
であり、第３図のパッケージ平面図を用いて説明する。
まず、パッケージ15の一辺に形成されたゲートのゲート
幅に対する中心点12を点Ａとする。またリードフレーム
に搭載された半導体素子５の中点13を点Ｂとし、点Ａと
点Ｂとを結ぶ延長線を仮想する。そうした場合、その延
長線とパッケージ15の他の一辺との交点を点Ｃとし、Ｃ
点を中心とした所定幅のエアーベントを形成するもので
ある。

通常、この種の半導体素子の樹脂封入は、樹脂流入過
程においてゲートより注入された溶融樹脂がキャビティ
を進行して充填されるわけであるが、厚さ約500μｍ程
度の半導体素子の上面及び下面においては、樹脂の流動
抵抗が他の部分に比べて大きいため進行速度が遅くな
り、溶融樹脂は、第３図に示す樹脂境界線16の様な流動
形態を示す。この場合、半導体素子中点13の点Ｂを中心
としたゲートと対称な位置が最も樹脂到達が遅くなり、
その部分にエアーベントを設けることがボイド等の不良
削減に効果的である。

但し本実施例は、もちろん実施例１と同様の３層エア
ーベントと併用して用いることによって、より多大な効
果が得られるのは言うまでもなく、また、本実施例に示
す位置以外にもエアーベントを追加で設けることは何ら
さしつかえない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、エアーベントを３層構
造にしたり、或いは半導体素子を中心にゲートと対称な
位置に設けることにより、樹脂注入時に金型のキャビテ
ィ内に残留する空気を極力少なくすることができる。し
たがって、成形後の製品において、パッケージ表面のひ
け、及びパッケージ内部のボイド等の発生を大幅に軽減
することが可能である。

特に光学素子においては、ごく微小な気泡やごみ等に
よっても感度劣化等が見られることからみても大幅な品
質向上となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１の分解斜視図、第２図は実施
例１の機能部断面図、第３図は本発明の実施例２のパッ
ケージ平面図、第４図は従来の金型の分解斜視図、第５
図は従来の金型の機能部断面図である。 1a……下金型、1b……上金型、2a……下型キャビティ、
2b……上型キャビティ、３……分割ブロック、４……リ
ードフレーム、５……半導体素子、６……サブランナ
ー、７……エアーベント、8a……リードフレームガイト
ピン、8b……リードフレームガイド穴、8c……リードフ
レームガイドピン逃げ穴、9a……ガイドピン、9b……ガ
イド穴、9c…ガイドピン逃げ穴、10……空気層、11……
樹脂、12……ゲート中心点、13……半導体素子中点、14
……エアーベント中心点、15……パッケージ、16……樹
脂境界線。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リードフレームに搭載された半導体素子を
   金属細線にてボンディング後樹脂封止する為の上下一対
   の半導体樹脂封止用金型において、前記上金型をブロッ
   クに分割し、この分割ブロックの一つは少なくとも上型
   キャビティの一側面を形成する面と前記リードフレーム
   に接触する面とを有するとともに厚さが前記上型キャビ
   ティの高さと略同一に形成され、この厚さ上面にエアー
   排出用通気口を設けたことを特徴とする半導体樹脂封止
   用金型。
2. 【請求項２】前記エアー排出用通気口を、上型キャビテ
   ィの少なくとも樹脂注入口の中心と半導体素子の中心と
   を結ぶ延長線上に位置する箇所に設けた請求項１記載の
   半導体樹脂封止用金型。