JP2757706B2 - 半導体装置用樹脂封入金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造設備に
関し、特に樹脂の封入金型の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子は、これを外気や外部の物理
的圧力から保護するために封止される。一般に半導体素
子の封止には、物品および材料費が安く形状を自由に設
計できることなどから、半導体素子を金型内に保持して
樹脂材料を射出充填し、冷却後に成形品として取出す樹
脂封止が採用されている。

【０００３】従来の半導体装置の樹脂封入金型の機能部
の一段面を図４に示す。本図は半導体素子５をリードフ
レーム４の半導体素子搭載部６に搭載し、ボンディング
した後、リードフレーム４を上型１と下型２で型締めし
た状態を示している。樹脂１４はポット１２に装填され
プランジャーヘッド１３によりランナー８へ押出され
る。樹脂１４の反応を高めるためランナー８はキャビテ
ィー３へ接続する部分で流路面積を小さくしており、ゲ
ート７と呼ばれている。

【０００４】ゲート７を通過した樹脂はキャビティー３
に充填される。キャビティー３内の空気は、ベント９と
呼ばれる微小な隙間から外部へ排出される。樹脂は硬化
反応を進めるため１５０秒程度充填時のまま保持され、
その後、上型１と下型２が分離し、樹脂封止された半導
体装置が取り出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体装置
用樹脂封入金型では、特に最近所要が急増しているＴＳ
ＯＰ（Ｔｈｉｎ Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃ
ｋａｇｅ）などの半導体装置の本体厚さが１ｍｍ以下の
場合、半導体装置に半導体素子搭載部まで達する貫通ボ
イドが発生し、装置の外観が損なわれるのは勿論のこ
と、信頼性上も品質が低下するという問題点があった。

【０００６】図５（ａ）〜（ｅ）は従来の封入金型内の
樹脂流動を１秒毎に示した断面図と平面図である。この
ような半導体装置の場合、半導体素子および半導体素子
搭載部と封入金型の上，下型の壁面で構成される樹脂流
路は０．２５ｍｍ程度で非常に狭い。また、半導体素子
表面は半導体素子搭載部裏面よりも流動抵抗が小さい。

【０００７】したがって、図５（ａ）〜（ｃ）で示すよ
うに流動抵抗差により、半導体素子側部＞半導体素子上
部＞半導体素子搭載部下部の順で樹脂流入長に差がで
る。この結果、図５（ｄ），（ｅ）に示すように半導体
素子上面および半導体素子下面が樹脂で充填される前に
側面を進んだ樹脂によりベントが塞がれてしまい、特に
半導体素子搭載部の樹脂未充填部分に残存する空気の排
出がなされず、ボイドとして外観ならび信頼性が著しく
損なわれる。

【０００８】本発明の目的は、流動抵抗差によるボイド
発生を低減した半導体装置用樹脂封入金型を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体装置用樹脂封入金型は、キャビ
ティーと、ベントと、ランナーと、ゲートと、可動部と
を有する半導体装置用樹脂封入金型であって、キャビテ
ィーは、リードフレームに搭載された半導体素子を受け
入れ、該半導体素子を注入された樹脂で被覆するもので
あり、ベントは、樹脂注入時におけるキャビティー内の
空気を外部へ排出するものであり、ランナーは、樹脂を
キャビティー内に誘導するものであり、ゲートは、ラン
ナーとキャビティーとの接続部分に設けられ、樹脂の硬
化反応を促進するものであり、可動部は、キャビティー
内のベント側に進退動可能に設けられ、キャビティー内
に突出して樹脂未充填状態におけるベントを確保し、充
填完了直前にキャビティー外に後退してキャビティーの
型面一部を構成するものである。

【００１０】

【作用】半導体装置の裏面を構成する下型の一部分が半
導体素子搭載部を支持するように突起しており、該突起
部によりキャビティー内での樹脂の流動抵抗差を小さく
抑える。このため、ボイド発生が低減される。

【００１１】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１２】（実施例１）図１（ａ）は、本発明の実施
例１に係る半導体装置用樹脂封入金型を示す断面図であ
る。

【００１３】図において、半導体素子５は、ロー材で半
導体素子搭載部６に固着され、素子電極部とリードフレ
ーム４のリードを金属細線で結線したのち、下型２に加
工されているキャビティー３内に半導体素子搭載部６が
位置するように設置され、その後、下型２が上昇し上型
１と型締めされる。樹脂はランナー８を通過しゲート７
を通ったのち、キャビティー３に充填される。

【００１４】本実施例では、可動部１０が下型２のベン
ト９側に位置して下型２に上下動可能に設けられてい
る。可動部１０の上面は下型２の型面の一部をなしてい
る。可動部１０は、下型２のキャビティー３に位置し半
導体素子搭載部６に接触する程度まで押し上げられてい
る。

【００１５】可動部１０を除くキャビティ３内に樹脂が
充填した後、半導体装置の所定外形寸法位置まで降下す
る。

【００１６】図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ′線断
面図である。リードフレームのインナーリード等は省略
してある。可動部１０の長さは、半導体素子搭載部６の
長辺の長さのベント９側２０％以下の位置からベント９
までの長さ、幅は、キャビティー３の幅の１／３程度が
望ましい。

【００１７】図３（ａ）〜（ｅ）は本発明の封入金型内
の樹脂流動を１秒毎に示した断面図と平面図である。

【００１８】図３（ａ）〜（ｃ）に示すように可動部１
０はキャビティー３内に突出し、その上端がリードフレ
ーム４の半導体素子搭載部６の裏面に突き当たる。樹脂
は流動抵抗差により半導体素子側部を速く進み、可動部
１０で覆われている部分を除いてベント９は樹脂で塞が
れる。

【００１９】その後、図３（ｄ）に示すように半導体素
子搭載部６の裏面が樹脂で充填された後で可動部１０が
所定位置まで降下する。したがって図３（ｅ）に示すよ
うに可動部１０が存在した部分の残存空気はベント９か
ら排出される。

【００２０】以上説明したように本発明の封入金型によ
れば、半導体装置の本体厚が１ｍｍ以下となっても、ボ
イドの発生は２０％から２〜３％へ低減でき、品質が向
上する。

【００２１】（実施例２）図２（ａ），（ｂ）は、本発
明の実施例２に係る半導体装置用樹脂封入金型を示す断
面図である。

【００２２】本実施例では、可動部１０の断面形状が半
導体素子搭載部６方向に細くなる台形を有し、さらに可
動部１０の上端部は、リードフレームのディプレス形状
に沿う形状をもつことを特徴とする。

【００２３】したがって、可動部１０による樹脂のベン
ト塞ぎをより確実にし、さらに可動部１０が降下したあ
とに進入する樹脂は台形の短辺部分から充填していくた
め、ベント９は最終充填直前まで樹脂で塞がれることが
なく、残存空気の排出が行われる。すなわち、ボイド発
生がより低減され０％となった。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体装
置用樹脂封入金型でキャビティー内に可動部を設け、樹
脂のキャビティー内への充填中に降下させることによ
り、半導体素子搭載部裏面に残る未充填部残存空気をベ
ントに排出させることができ、ボイド発生率を大幅に低
減できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施例１に係る封入金型を示
す断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。

【図２】（ａ）は本発明の実施例２に係る封入金型を示
す断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。

【図３】（ａ）〜（ｅ）は本発明の封入金型内の樹脂流
動を時間毎に示した断面図と平面図である。

【図４】従来の封入金型断面図である。

【図５】（ａ）〜（ｅ）は従来の封入金型内の樹脂流動
を時間毎に示した断面図と平面図である。

【符号の説明】

１ 上型 ２ 下型 ３ キャビティー ４ リードフレーム ５ 半導体素子 ６ 半導体素子搭載部 ７ ゲート ８ ランナー ９ ベント １０ 可動部 １１ 吊りリード １２ ポット １３ プランジャーヘッド １４ 樹脂

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャビティーと、ベントと、ランナー
   と、ゲートと、可動部とを有する半導体装置用樹脂封入
   金型であって、 キャビティーは、リードフレームに搭載された半導体素
   子を受け入れ、該半導体素子を注入された樹脂で被覆す
   るものであり、 ベントは、樹脂注入時におけるキャビティー内の空気を
   外部へ排出するものであり、 ランナーは、樹脂をキャビティー内に誘導するものであ
   り、 ゲートは、ランナーとキャビティーとの接続部分に設け
   られ、樹脂の硬化反応を促進するものであり、 可動部は、キャビティー内のベント側に進退動可能に設
   けられ、キャビティー内に突出して樹脂未充填状態にお
   けるベントを確保し、充填完了直前にキャビティー外に
   後退してキャビティーの型面一部を構成するものである
   ことを特徴とする半導体装置用樹脂封入金型。