JP2828749B2 - リードフレーム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 リードフレームに関し、 それぞれのキャビティの樹脂が充てんされる時間差に
起因してパッケージに、樹脂の充てん不足や空洞が生ず
るのを防ぐことを目的とし、 樹脂封止するに際し、金型に配設された複数個のキャ
ビティに流入する樹脂の充てん時間が等しくなるよう
に、周辺部に該キャビティのそれぞれに対応して穿設さ
れた樹脂溜まりを有するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、リードフレームに係わり、特にリードフレ
ームに樹脂溜まりを設けて、それぞれの金型のキャビテ
ィに流入する樹脂の充てん時間をほゞ等しくし、カルに
近いキャビティで樹脂の充てん量不足や空洞が生じない
ようにしてなるリードフレームに関する。

近年、半導体集積回路（IC）によるIC化が目ざまし
く、ICの生産数量も飛躍的に拡大しており、それに伴っ
て、ICの製造技術、つまりウェーハの段階から半導体装
置として製品に仕上げるまでの一連の製造プロセスの製
造技術の重要性がますます増大している。

その中で組立工程は、ウェーハをチップに切断してか
らマウントしてボンディングし、封止してマーキングす
るまでの工程であり、素子の微細化・高密度化、大容量
化に伴って、ICの製造コストに最も響く重要な工程にな
っている。

特に封止工程は、素子を保護したり導出端子を取り出
したりするためのパッケージを行うもので、種々のパッ
ケージ形態と封止方法が採られているが、製造効率がよ
くコストも安いことから、モールド技術を応用した樹脂
封止によるプラスチックパッケージが多用されている。

しかし、パッケージから引き出されるリードの数が増
えるのに伴ってパッケージが大型化する傾向にあり、樹
脂封止技術がますます重要になっている。

〔従来の技術〕

半導体装置の樹脂封止は、例えば、ステージと呼ばれ
る載置部にチップが固着され、インナーリードと呼ばれ
る端子部に金線などでワイヤボンディングされたリード
フレームを、封止金型にセットして封止樹脂を流し込ん
で行われる。

第３図は樹脂封止用金型装置の一例の斜視図である。

図中、１はリードフレーム、11はクレードル部、12は
ステージ、13はサポートバー、14はダムバー、15はリー
ド、３はカル、４はランナ、５はゲート、６はキャビテ
ィ、10は下型、20は上型、30は金型装置である。

半導体装置の樹脂封止は、他の電子部品などと同様、
精密でしかも低い成形圧力で成形する必要があるため、
例えばエポキシ樹脂のような熱硬化性の樹脂を用いたト
ランスファ成形法の一種である低圧封入成形法によって
行われるのが一般的である。

従って、第３図に示した金型装置30は、トランスファ
成形用の金型の一例であり、衝合し合う上型20と下型10
とから構成されている。

そして、例えば半導体装置であればチップがマウント
されたリードフレーム１が、図示してないローディング
フレームと呼ばれる保持具によって運ばれ、２つの型1
0、20に挟持されて樹脂封止が行われる。

上型20には、樹脂を投入して加熱して溶融軟化させ可
塑化させて金型に押し込むためのポット2a（材料室）が
設けられている。

半導体装置などの樹脂封止の場合には、１回の成形に
よって複数個の成形品が得られるいわゆる多数個取りが
一般である。その場合には、ポット2aに連なってスプル
ー2bと呼ばれる注入孔を経由してカル３が設けられてい
る。

このカル３から先に穿設される凹部（広義のキャビテ
ィ）とか凸部（コア）などは、成形品の形状に応じて下
型10と上型20とに適宜設けられており、２つの型10、20
を衝合させたとき、所望の成形品が得られるように構成
されている。

そして、このカル３からは四方八方に放射状に広がっ
た複数個のランナ４（湯道）が設けられている。

ポット2aで加熱溶融されて軟化し可塑化された樹脂
は、まず、スプルー2bを介してカル３に押し出される。
次いで、樹脂はそのカル３からランナ４を通り、最後に
分岐したゲート５からそれぞれのキャビティ６に充てん
される。

ところで、熱硬化性樹脂の成形過程は、可塑化、賦
形、硬化の３つの段階を経て行われる。

すなわち、トランスファ成形法においては、まず、ポ
ット2aの中で加熱され可塑化されて粘度が低下し流動し
易くなった第一段階の樹脂は、ランナ４を通ってキャビ
ティ６の中に充てんされるまで可塑化の第一段階にあ
る。そして、第二段階において、樹脂はキャビティ６の
すみずみまで十分に充てんされて所定の成形圧力に達
し、所望の形状が賦与される。この後、熱硬化性の樹脂
の場合には、例えば縮合重合とか付加重合とかいった化
学反応によって、第三段階の硬化が行われる。

トランスファ成形においては、複数個の全部のキャビ
ティ６の隅々まで樹脂が行き渡り、成形圧力が全部のキ
ャビティ６に一様に掛かって第二段階が終了してから、
第三段階の硬化が始まることが望ましい。

ところが、ICの大量生産用として１回の成形によって
得られる成形品の数が増大したり、パッケージが大きく
なったりするにつれて、金型装置30の規模も大きくなっ
ており、ランナ４も長くなり、キャビティ６も数が増え
たり容積が大きくなったりしている。

そのため、カル３に近い中央部に寄ったキャビティ６
と、カル３から隔たって周辺部のキャビティ６とでは、
樹脂が隅々まで充てんされるまでに時間差が生じる。

そして、時間的に早く充てんされたカル３に近いキャ
ビティ６の中の樹脂は、所定の成形圧力が十分に掛から
ない状態で流れが停止する。そうすると、熱硬化性樹脂
の性質として、早々に硬化が始まる。

そのため、キャビティ６の中で樹脂の充てん不足が生
じたり、成形品の中に空洞（ボイド）が生じることが間
々起きる。

これに対しては、従来、例えばキャビティ６の数に見
合ってポット2aの数を増やしたマルチポット金型装置な
どがある。しかし、１回の成形によって得られる成形品
の数に制約があり、効率的な解決策になっていなかっ
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、金型の規模が大きくなり、それによって
キャビティの数が増えたり容積が大きくなると、カルに
近いキャビティとカルから隔たったキャビティとの間で
樹脂の充てんに要する時間が異なってくる。

それで、カルから隔たって周辺部のキャビティでは、
樹脂が充てん中なのでまだ十分に成形圧力が掛からない
にもかかわらず、カルに近い中央部のキャビティでは、
すでに樹脂の流れが停止し、硬化が始まるといった状態
が生じる。

そのため、カルに近い中央部のキャビティにおいて
は、成形圧力が不十分な状態で硬化が進行してしまい、
樹脂の充てん不足が生じたり、樹脂が硬化してしまうた
めに空気の逃げ場が無くなって成形品の中に空洞が生じ
る問題があった。

そこで、本発明においては、それぞれのキャビティに
対する樹脂の充てん時間がほゞ等しくなるように、それ
ぞれのキャビティにセットされるリードフレームに容量
勾配をもった樹脂溜まりを設けてなるリードフレームを
提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上で述べた課題は、樹脂封止するに際し、金型に配設
された複数個のキャビティに流入する樹脂の充てん時間
が等しくなるように、周辺部に該キャビティのそれぞれ
に対応して穿設された樹脂溜まりを有するリードフレー
ムによって解決される。

〔作 用〕

キャビティに充てんされる樹脂は、カルから連なるラ
ンナに列設されたゲートを介して順次流入するので、樹
脂の充てん時間がカルに近いキャビティほど短く、遠ざ
かるキャビティほど長くなる時間差を生じるのに対し
て、本発明においては、それぞれのキャビティの樹脂の
充てん時間がほゞ等しくなるようにしている。

すなわち、リードフレームに複数個の樹脂溜まりを設
け、その樹脂溜まりにキャビティに流入した樹脂が溜ま
るようにしている。

この樹脂溜まりの容積は、カルに近いキャビティでは
樹脂が流入し易くて充てん短時間で充てんが終わるの
で、充てん時間を引き延ばすために大きな容量になるよ
うにしている。そして、キャビティがカルから遠ざかる
に従って次第に樹脂が流入し難くくなって充てんに長い
時間を要するようになるので、樹脂溜まりの容積が順次
小さくなるようにしている。

こうして、樹脂溜まりに容積勾配を設け、それぞれの
キャビティに樹脂充てんされる時間がほゞ等しくなるよ
うにしてやれば、特にカルに近いキャビティで成形され
たパッケージで起こりがちな樹脂の充てん不足や空洞を
防ぐことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図は第１図の
要部の拡大斜視図である。

図中、１はリードフレーム、11はクレードル部、12は
ステージ、13はサポートバー、14はダムバー、15はリー
ド、２は樹脂溜まり、３はカル、４はランナ、５はゲー
ト、６はキャビティ、10は下型である。

リードフレーム１は、Fe系やCu系の合金製で、例えば
0.2mm程度の帯条を抜き打ち加工したりエッチングした
りして作られる。

リードフレーム１の構成は、クレードル部11に囲まれ
て、中央部に半導体素子のチップがマウントされるステ
ージ12がサポートバー13に支持されて一段と低く設けら
れている。

また、樹脂封止の際に樹脂の流出を防ぐダムバー14を
横切って、複数本のリード15がステージ12に向かって配
設されている。

そして、樹脂溜まり２がサポートバー13の近傍からク
レードル部11に向かって穿設されている。

一方、下型10には、カル３から放射状に連なったラン
ナ４に複数個のゲート５が設けられており、そのゲート
５のそれぞれを介して複数個のキャビティ６が設けられ
ている。

リードフレーム１は、下型10と上型20とによって、ダ
ムバー14の内側の近傍をキャビティ６の境界内壁が挟む
ようにして支持される。そのため、衝合された下型10と
上型20との間には、リードフレーム１の厚み分だけ間隙
が空いている。

従って、樹脂溜まり２には、サポートバー13の近傍か
らリードフレーム１の厚み分の隙間を通って樹脂が流入
される。

ところで、それぞれのキャビティ６に対する樹脂の充
てん時間は、カル３に最も近いキャビティ６から次第に
隔たっていくにつれてほゞ直線的に長くなっていく。

それで、それぞれの樹脂溜まり２の容積を決めるに
は、まず、カル３に最も近いキャビティ６が充てん完了
になった時点で、カル３から最も隔たったキャビティ６
で起こる樹脂の充てん不足分の容積を調べる。そして、
この容積を、カル３に最も近いキャビティ６に横架され
るリードフレーム１の樹脂溜まり２の容積とする。キャ
ビティ６の個数に対応して順次樹脂溜まり２の溶液を段
階的に小さくしていく。カル３から最も隔たったキャビ
ティ６に横架されるリードフレーム１には樹脂溜まり２
を設けなくてよい。

こうして、それぞれのキャビティ６に樹脂が充てんさ
れる時間をほゞ等しくすることができる。

こゝでは、リードフレーム１のクレードル部11に樹脂
溜まり２を設けたが、他に設ける領域があれば、クレー
ドル部11に限定されることはない。

また、リードフレーム１に対する樹脂溜まり２の加工
は、帯条を抜き打ちする場合ならば、その際に同時加工
することもできるし、シート単位の長さで加工してもよ
い。

また、エッチングによる場合には、例えばシート単位
で同時加工する法が効率的である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来から用いられている金型に何ら
手を加えずに、リードフレームに樹脂溜まりを設けるこ
とによって、それぞれのキャビティに流入する樹脂の充
てん時間をほゞ等しくなるように調整することができ
る。

その結果、特にカルに近い中央部のキャビティにおい
て起こりがちな樹脂の充てん不足や空洞の発生を防ぐこ
とができる。

従って、本発明は樹脂封止半導体装置などの封止工程
における歩留り向上に寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の斜視図、 第２図は第１図の要部の拡大斜視図、 第３図は樹脂封止用金型装置の一例の斜視図、 である。 図において、 １はリードフレーム、11はクレードル部、 ２は樹脂溜まり、３はカル、 ４はランナ、５はゲート、 ６はキャビティ、 である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼橋 文仁 宮城県柴田郡村田町大字村田字西ケ丘１ 番地の１ 株式会社富士通宮城エレクト ロニクス内 (56)参考文献 特開 昭62−108562（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 23/50,23/28 H01L 21/56

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】樹脂封止するに際し、金型に配設された複
   数個のキャビティに流入する樹脂の充てん時間が等しく
   なるように、周辺部に該キャビティのそれぞれに対応し
   て穿設された樹脂溜まりを有することを特徴とするリー
   ドフレーム。