JP2838981B2 - 半導体装置の樹脂封止装置および樹脂封止方法 - Google Patents

半導体装置の樹脂封止装置および樹脂封止方法

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JP2838981B2 JP7103758A JP10375895A JP2838981B2 JP 2838981 B2 JP2838981 B2 JP 2838981B2 JP 7103758 A JP7103758 A JP 7103758A JP 10375895 A JP10375895 A JP 10375895A JP 2838981 B2 JP2838981 B2 JP 2838981B2
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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樹脂封止方
法および樹脂封止装置に係わり、特にランナー部にシャ
ッターを配設してゲートブレイクを改善した樹脂封止装
置および樹脂封止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体装置は、微細加工技術の進
展に伴いその集積度も向上するとともに、利用分野も工
業用機器、民生用機器を含む幅広い分野の機器に使用さ
れるようになってきた。そのため、小型化、薄型化およ
び多ピン化等のそれぞれの機器に使用し易い形状のパッ
ケージを備えた半導体装置が製品化されている。
【０００３】これらの半導体装置に用いられるパッケー
ジ形態のなかに樹脂封止によるＤＩＰ（ｄｕａｌ ｉｎ
−ｌｉｎｅ ｐａｃｋａｇｅ）型、ＱＦＰ（ｑｕａｄ
ｆｌａｔ ｐａｃｋａｇｅ）型、およびＱＵＩＰ（ｑｕ
ａｄ ｉｎ−ｌｉｎｅ）型等がある。
【０００４】これらのパッケージを構成する場合には、
導電性の金属材料を用いたリードフレームが使用され、
このリードフレームのアイランドに半導体チップを搭載
し、その電極とアイランド周辺に配設されたインナリー
ドとを金属細線（ワイヤ）を用いてワイヤボンディング
することによって電気的接続を行ない、これらを樹脂で
封止する構造がとられている。
【０００５】上述した樹脂封止時においては、所定のパ
ッケージの形状に合せて形成された上金型および下金型
の間のキャビティ内に半導体装置が搭載されたリードフ
レームが挟まれて型締めされ、半導体装置を搭載するア
イランドの吊りピンの一方側から樹脂が封入される。そ
の場合、リードフレームの上下両面に均等に樹脂を封入
するために開発された方法の一つに樹脂流入孔と称する
穴部を吊りピン部とコーナー部とを含む領域に形成し、
吊りピンの下面側のランナー部と称する樹脂流経路から
注入した樹脂がこの樹脂流入孔を通って上面側にも流入
し、上下両面に万遍なく樹脂が注入されるように工夫さ
れている。
【０００６】このとき、下面側のランナー部と樹脂流入
孔を通った樹脂流動を均等にするために、上下金型のラ
ンナー部とキャビティ部との境界に所定の絞り角をもた
せて上ゲートおよび下ゲートと称する突起部と、この上
ゲート部の手前に上樹脂溜り部と称する樹脂流調整用の
スペースを設けている。さらに、下ゲートと下ランナー
部との間には２段目のゲートが設けられこれら両ゲート
間のスペースを下樹脂溜り部と称している。
【０００７】その一例として、半導体チップが搭載され
たリードフレームを樹脂封止する工程で金型およびリー
ドフレームを吊りピン上を対角線方向に切断した断面図
であって、封入前の金型およびリードフレームの断面図
を示した図４（ａ）、封入開始前で、上金型および下金
型による型締めした状態の断面図を示した図４（ｂ）、
樹脂封入開始状態を断面図で示した図４（ｃ）、樹脂封
入後の状態を断面図で示した図４（ｄ）、封入後のパッ
ケージをイジェクタピンにより金型からパッケージを分
離した状態を断面図で示した図４（ｅ）をそれぞれ併せ
て参照すると、あらかじめ所望する温度に熱せられた上
金型１ｂ、下金型２ｂ上に少なくとも銀ペースト３を用
いてアイランド４に半導体チップ５を固定し、ボンディ
ングワイヤ６を介して、半導体チップ５上に形成された
電極（不図示）とインナリードとをボンディングしたリ
ードフレーム７ａをセットする（図４（ａ））。
【０００８】次に、トランスファポット８内に樹脂タブ
レット９を投入し、下金型２ｂを押し上げ、リードフレ
ーム７ａを挾持した状態で型締めを行う（図４
（ｂ））。
【０００９】次に、下金型２ｂの熱により、樹脂タブレ
ット９が軟化した後に、タブレット加圧用のプランジャ
ー１０が上昇すると、樹脂はランナー部１１を流れ、下
２段目ゲート２０を通過して、まず下樹脂溜り部１２に
流入し、続いてリードフレーム７ａ内に設けられた樹脂
流入孔１３を通って上樹脂溜り部１４にそれぞれ流入す
る。
【００１０】これらの樹脂溜り部１２，１４に流入した
樹脂は、上ゲート１５および下ゲート１６ａに向って流
れる。上ゲート１５および下ゲート１６ａを通った樹脂
は、封止前にキャビティ１７内にあった空気をエアベン
ト１８から抜気しながら、キャビティ１７内を充填し、
封止が完了する（図４（ｃ））。
【００１１】その後、樹脂の硬化が終了するまで型締め
された状態で保持され（図４（ｄ））、樹脂の硬化後に
稼働側の下金型２ｂが開き、イジェクターピン１９が突
き出し、封止済のパッケージを金型から離型する（図４
（ｅ））。
【００１２】封止済のパッケージを金型から取り出し、
下２段目ゲート２０の個所でゲートブレイクを行ない、
カル２１とパッケージとを分離し、樹脂封止を完了す
る。
【００１３】なお、封止後の工程としては、タイバー切
断工程、メッキ工程、切断分離工程、選別工程、成形・
吊りピンカット工程の順に行なわれるが、リードフレー
ム７ａ上に残留した上、下樹脂溜り部１４，１２は、タ
イバ切断工程、吊りピンカット工程等で除去する。
【００１４】一方、ゲート部にシャッターを設けてゲー
トブレイクを省略する一例が特開平３−２８４９２１号
公報に記載されている。同公報記載の半導体装置の製造
工程の断面図を、説明を容易にするため本発明の製造工
程図に合せて書き改めた図５を参照すると、図４と同じ
構成要素には同一の符号を付してある。
【００１５】図４との相違点は、リードフレーム７ｂに
樹脂流入孔が無く、したがって、金型に絞り角が形成さ
れず平坦化されていることと、下金型２ｃにシャッター
２２ｃが配設されていることである。それ以外の構成要
素および工程断面図（ａ）〜（ｅ）は図４と同様である
から説明は省略する。
【００１６】この従来例では、シャッター２２ｃにより
ランナー部１１内の樹脂をリードフレーム７ｂの中央部
からパッケージの側面までの樹脂を除去している。
【００１７】さらに、シャッターの形状を斜にした工程
断面図の一例を示した図６を参照すると、この図でも図
５と同じ構成要素には同一の符号を付してある。
【００１８】図５との相違点は、絞り部の絞り角の形状
に合せかつシャッター２２ｃよりも幅の狭いシャッター
２２ｄを用いたことである。それ以外の構成要素および
工程断面図（ａ）〜（ｅ）は図４と同様であるから説明
は省略する。
【００１９】この従来例では、シャッター２２ｄにより
ゲート部１６ａ内の樹脂をパッケージの側面まで斜めに
除去している。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の半導体装置の樹脂封止装置においては、上樹脂溜り部
および下樹脂溜り部を確実にリードフレームに残留させ
るためには、ゲートブレイクを行なうときに、下２段目
ゲートからブレイクする。すなわち、従来のゲートブレ
イク後のパッケージの断面図を示した図７（ａ）および
ゲートブレイク不良の一例を示すパッケージの断面図を
示した図７（ｂ）を参照すると、下２段目ゲートからブ
レイクしたときには、上、下樹脂歩留り部を残して下２
段目ゲートからリードフレームの端部までの樹脂は打ち
落される。
【００２１】ゲートブレイク不良の一例を示すパッケー
ジの断面図を示した図７（ｂ）を参照すると、ゲートブ
レイクの仕方によっては上、下樹脂歩留り部が欠落して
しまうゲートブレイク不良が発生することがある。
【００２２】すなわち、仕上げ工程のうち特にタイバー
切断工程はタイバーを切断するために金型の構造は、歯
の厚さが約０．２ｍｍのくし歯のようになっている。こ
のくし歯に、上述したような不良形状により封止工程以
降の工程中に残った形状不良の樹脂が脱落して樹脂クズ
がはさまると、くし歯が折れて金型を破損する欠点があ
った。
【００２３】また、封止樹脂がキャビティに到達するま
でのランナー内部での経路には下２段目ゲートおよび下
１段目ゲートの２個所のゲートを通過するので、封入樹
脂の受ける熱量が増加し、樹脂の硬化が進行する。その
ため、接触するワイヤーと樹脂流との抵抗が増えてワイ
ヤー流れ、あるいは接触するアイランドとの樹脂流の抵
抗が増えてアイランドシフトが大きくなる欠点があっ
た。
【００２４】一方、ゲート部にシャッターを設けること
によってゲートブレイクを省略するようにした従来例の
場合は、不要な樹脂をリードフレーム裏面に残さないた
めにリードフレームと平行な面をもつシャッターにする
必要がある。
【００２５】すなわち、ゲート絞り部の形状を断面図で
示した図８を参照すると、樹脂をキャビティ部に導くた
めには絞り部（図中の矢印で挟まれた部分）を設ける必
要があるが、上述したシャッッター形状ではこのような
絞り部にすることが出来ず、ランナー部は平坦化されて
いる。したがって、樹脂を充填する際に、パッケージの
下面の樹脂流は途中の流動抵抗が減少して流れ易くなる
ので、リードフレームの上下面の樹脂充填差によるボイ
ドの多発、あるいはアイランドシフトが大きくなる欠点
がある。
【００２６】また、ゲート残りの樹脂の発生が無くなる
が、ランナー部の樹脂は残っているので、パッケージと
カルとの分離工程は省略出来ない。
【００２７】このゲートブレイク工程を省略するために
シャッターを用いてゲートからランナー部が配設された
リードフレーム端部までの全てのランナー部を除去しよ
うとすると、ゲート絞り角を平坦にしなければならずゲ
ートとランナー部との深さは同一となり、キャビティ下
側の樹脂流動が先行することになる。すなわち、ランナ
ー部の樹脂を全て除去するにはシャッターの上面をリー
ドフレームの下面に平行にする必要があり、ランナー部
に絞り角があるとシャッター上面にも絞り角を設けるこ
とになるが、シャッターを上方向に駆動させると当然シ
ャッターの絞り角の先端が先にリードフレームの底面に
到達することになり、それ以上シャッターを閉じること
が不可能になる。
【００２８】絞り角を無視してシャッター上面を全面平
坦にすると、シャッターを下方向に駆動して開いたと
き、下金型の絞り角の斜辺面には、シャッター上面の水
平面と下金型の斜面の角度の差分だけすき間が開口し、
そこから樹脂が漏れ出すことになるから、結局、絞り角
をもった状態のランナー部の樹脂を全部除去することは
出来ない。
【００２９】さらに、シャッターを斜にした従来例の場
合は、シャッター上面をゲート形状に合せて斜にしてあ
るので、シャッターを閉じることによりゲートの樹脂切
断をすることは可能であるが、ランナー部の樹脂を除去
することは出来ないので、ランナー部とリードフレーム
枠を除去するために、ゲートブレイク工程を省略するこ
とが出来ないという欠点がある。
【００３０】本発明の目的は、上述の欠点に鑑みなされ
たものであり、上下の樹脂溜り部の樹脂を確実に残留さ
せるとともに、パッケージとカルの分離工程およびゲー
トブレイク工程の両工程を省略することが出来る半導体
装置の樹脂封止金型および製造方法を提供することにあ
る。
【００３１】本発明の半導体装置の樹脂封止装置の特徴
は、あらかじめ所定の半導体パッケージ形状に合せたキ
ャビティ部と前記キャビティ内の圧力を抜気するエアベ
ント部と樹脂溜り部成型用の絞り角をもったゲート絞り
部とこのゲート絞り部の絞り角終点からリードフレーム
の先端部までの樹脂流径路であるゲート部と前記ゲート
絞り部を介して前記キャビティ内への樹脂流経路となる
ランナー部とがそれぞれに形成された上金型および下金
型を有し、これら金型の間に半導体チップを搭載したリ
ードフレームを挟んで型締め後、このリードフレームの
吊りピン側コーナー領域裏面に配設された前記ランナー
部を通って封入された前記ゲート部または前記ゲート絞
り部の樹脂を、前記下金型の前記ゲート部または前記ゲ
ート絞り部に配設されたシャッターを上下方向に駆動さ
せて除去する半導体装置の樹脂封止装置において、前記
シャッターが、前記下金型の前記ランナー部に設けら
れ、前記リードフレーム下面と接する面の幅は前記ラン
ナー部の溝幅と同じ幅であって、長さは前記リードフレ
ームの端部から前記ゲート絞り部の絞り角始点までとす
る第１のシャッター長を有することにある。
【００３２】また、前記シャッターは、前記ランナー部
の溝に沿って前記リードフレーム端部からの長さが前記
第１のシャッター長よりも短く、前記リードフレームの
端部近傍の樹脂が除去出来る位置に対応して前記下金型
に配設された第２のシャッター長を有する。
【００３３】さらに、前記ゲート絞り部が前記下金型に
のみ形成され、この下金型と前記ゲート絞り部が平坦化
された上金型との組み合せでもよい。
【００３４】本発明の半導体装置の樹脂封止方法の特徴
は、あらかじめ所定の半導体パッケージ形状に合せたキ
ャビティ部と前記キャビティ内の圧力を抜気するエアベ
ント部と樹脂溜り部成型用の絞り角をもったゲート絞り
部とこのゲート絞り部の絞り角終点からリードフレーム
の先端部までの樹脂流径路であるゲート部と前記ゲート
絞り部を介して前記キャビティ内への樹脂流経路となる
ランナー部とがそれぞれに形成された上金型および下金
型を用いて、これら金型の間に半導体チップを搭載した
リードフレームを挟んで型締め後、このリードフレーム
の吊りピン側コーナー領域裏面に配設された前記ランナ
ー部を通って封入された前記ゲート部または前記ゲート
絞り部の樹脂を、前記下金型の前記ゲート部または前記
ゲート絞り部に配設されたシャッターを上下方向に駆動
させて除去する半導体装置の樹脂封止方法において、前
記シャッターが、前記下金型の前記ランナー部に設けら
れ、前記リードフレーム下面と接する面の幅は前記ラン
ナー部の溝幅と同じ幅であって、長さは前記リードフレ
ームの端部から前記ゲート絞り部の絞り角始点までとす
る第１のシャッター長を用い、かつ前記キャビティ内に
充填された前記樹脂が硬化する前に前記第１のシャッタ
ーを上方向に駆動して前記リードフレームの端部から前
記ゲート絞り部の絞り角始点までの樹脂を除去すること
にある。
【００３５】また、前記第１のシャッター長を有するシ
ャッターに換えて、前記ランナー部の溝に沿って前記リ
ードフレーム端部からの長さが前記第１のシャッター長
よりも短く、前記リードフレームの端部近傍の樹脂が除
去出来る位置に対応して前記下金型に配設された第２の
シャッター長を有するシャッターを用いて、前記リード
フレームの端部からあらかじめ定める前記第２のシャッ
ター長に対応する樹脂を除去することができる。
【００３６】さらに、前記ゲート絞り部が前記下金型に
のみ形成され、この下金型と前記ゲート絞り部が平坦化
された上金型との組み合せで形成されるランナー部内に
おいて、前記第１のシャッター長を有するシャッターを
用いて前記リードフレームの端部から前記ゲート絞り部
の絞り角始点までの前記第１のシャッター長で前記ラン
ナー部の樹脂を除去こともできる。
【００３７】さらにまた、前記ゲート絞り部が前記下金
型にのみ形成され、この下金型と前記ゲート絞り部が平
坦化された上金型との組み合せで形成されるランナー部
内において、前記第２のシャッター長を有するシャッタ
ーを用いて前記リードフレームの端部からあらかじめ定
める前記第２のシャッター長だけ前記ランナー部の樹脂
を除去することもできる。
【００３８】
【実施例】先ず、本発明の第１の実施例を図面を参照し
ながら説明する。図１（ａ）は第１の実施例における半
導体チップが搭載されたリードフレームを樹脂封止する
工程で金型およびリードフレームを吊りピン上を対角線
方向に切断した断面図であって、封入前の金型およびリ
ードフレームの断面図、図１（ｂ）は封入開始前で、上
金型および下金型による型締めした状態の断面図、図１
（ｃ）は樹脂封入開始状態の断面図、図１（ｄ）は樹脂
封入後でシャッターを閉じた状態の断面図、図１（ｅ）
は封入後に閉じたシャッターを開きパッケージをイジェ
クタピンにより金型から分離した状態の断面図である。
なお、ここで、キャビティ部とゲート絞り部の接点、樹
脂溜まり部が存在するときはキャビティ部と樹脂溜まり
部との接点（絞り角終点）をゲートとし、リードフレー
ム先端部よりゲート間に形成されるランナー部とゲート
絞り部を含めゲート部と称す。
【００３９】これら図１（ａ）〜同図（ｅ）をそれぞれ
併せて参照すると、半導体パッケージ形状に合せたキャ
ビティ１７と、キャビティ内の圧力を抜気するエアベン
ト１８と、樹脂溜り部成型用の絞り角をもったゲート絞
り部１５および１６ａと、ゲート部の樹脂流経路となる
ランナー部１１と、樹脂流量調整するためのトランスフ
ァポット８とが形成された上金型１ａおよび下金型２ａ
を有し、下金型２ａには上下方向に移動してランナー部
内を開閉しランナー部内の樹脂を除去するシャッター２
２ａが配設されている。このシャッター２２ａの配設さ
れる位置は、シャッター２２ａがリードフレーム７ａの
端部からゲート絞り角の開始点までの間をカバーする長
さをもっているのでそれと対応させる。すなわち、下金
型２ａの樹脂溜り部１２が確実に残るようにシャッター
２２ａの配設位置を決めてあることが本実施例における
下金型の構造の特徴である。
【００４０】これら金型の間に従来同様に半導体チップ
を搭載したリードフレームを挟んで型締めし半導体パッ
ケージを成型する。
【００４１】上述した本発明の下金型を用いた半導体装
置の樹脂封止方法は、再び図１（ａ）〜（ｅ）をそれぞ
れ併せて参照すると、あらかじめ所望する温度に熱せら
れた上金型１ａおよび下金型２ａのうち下金型２ａ上に
少なくとも銀ペースト３を用いてアイランド４に半導体
チップ５を固定し、ボンディングワイヤ６を介して、半
導体チップ５上に形成された電極（不図示）とインナリ
ードとをボンディングしたリードフレーム７ａをセット
する（図１（ａ））。
【００４２】次に、トランスファポット８内に樹脂タブ
レット９を投入し、下金型２ａを押し上げ、リードフレ
ーム７ａを挾持した状態で型締めを行う（図１
（ｂ））。
【００４３】次に、下金型２ａの熱により、樹脂タブレ
ット９が軟化した後に、タブレット加圧用のプランジャ
ー１０が上昇すると、樹脂はランナー部１１を流れ、ま
ず下樹脂溜り部１２に流入し、続いてリードフレーム７
ａ内に設けられた樹脂流入孔１３を通って上樹脂溜り部
１４にそれぞれ流入する。
【００４４】これらの樹脂溜り部１２，１４に流入した
樹脂は、上ゲート１５および下ゲート１６ａに向って流
れる。上ゲート１５および下ゲート１６ａを通った樹脂
は、封止前にキャビティ１７内にあった空気をエアベン
ト１８から抜気しながら、キャビティ１７内を充填し
（図１（ｃ））、樹脂がキャビティ内に十分に行き渡っ
たところで封止が完了する。
【００４５】その後、樹脂が硬化する前にシャッター２
２ａを上昇させ、ゲート絞り部の開始点からリードフレ
ームの終端までの樹脂を除去するとともに、樹脂の硬化
が終了するまで型締めされた状態で保持される（図１
（ｄ））。
【００４６】このときの上面から見たシャッター２２ａ
の横幅は同様に上面から見たランナー部の溝幅と同じ幅
でなければならないが、もしランナー部１１の溝幅が狭
ければランナー部内を流れる樹脂が受ける熱量が増える
ので、ランナー部の溝幅は２ｍｍ以上必要である。した
がって、シャッター部の横幅も２ｍｍ以上あることが望
ましい。
【００４７】樹脂の硬化後に可動側の下金型２ａが開
き、イジェクターピン１９が突き出し、封止済のパッケ
ージを金型から離型する（図１（ｅ））。
【００４８】封止済のパッケージを金型から取り出す
と、カル２１とパッケージとは樹脂がシャッターにより
除去されているので、ゲートブレイクを行なわなくとも
半導体装置の樹脂封止を実現することが出来る。
【００４９】なお、リードフレーム７ａ上に残留した
上、下樹脂溜り部１４，１２はタイバ切断工程、吊りピ
ンカット工程等の封止工程以降の工程で除去する。
【００５０】第２の実施例における半導体チップが搭載
されたリードフレームを樹脂封止する工程であって、封
入前の金型およびリードフレームの断面図を示した図２
（ａ）、封入開始前で、上金型および下金型による型締
めした状態の断面図を示した図２（ｂ）、樹脂封入開始
状態の断面図を示した図２（ｃ）、樹脂封入後でシャッ
ターを閉じた状態の断面図を示した図２（ｄ）、封入後
に閉じたシャッターを開きパッケージをイジェクタピン
により金型から分離した状態の断面図を示した図２
（ｅ）を参照すると、第１の実施例との相違点は、リー
ドフレーム７ｂに樹脂流入孔が設けられていないこと
と、そのため上金型１ｂに上樹脂溜り部およびゲート部
の絞りが設けられていないことである。
【００５１】それ以外の金型の構成要素は第１の実施例
と同様であり、同一構成要素には同一の符号を付してあ
る。
【００５２】すなわち、図２（ａ）〜（ｅ）を参照する
と、この実施例は下金型２ａにのみゲート部を有する樹
脂封止用金型に関し、第１の実施例で説明したシャッタ
ー２２ａの構造を適用した例である。
【００５３】上述した構造の金型を用いた半導体装置の
樹脂封入方法は、あらかじめ所望する温度に熱せられた
上金型１ｂおよび下金型２ａのうち下金型２ａ上に少な
くとも銀ペースト３を用いてアイランド４に半導体チッ
プ５を固定し、ボンディングワイヤー６を介して、半導
体チップ５上に設けられた電極とインナーリードとをボ
ンディング接続したリードフレーム７ｂをセットする
（図２（ａ））。
【００５４】次に、トランスファポット８内に樹脂タブ
レット９を投入し、下金型２ａを押し上げ、リードフレ
ーム７ｂを挾持した状態で型締めを行う（図２
（ｂ））。
【００５５】次に、下金型２ａの熱により、樹脂タブレ
ット９が軟化した後に、タブレット加圧用のプランジャ
ー１０が上昇すると、樹脂はランナー部１１を流れ、下
樹脂溜り部１２に流入する。
【００５６】この樹脂溜り部１２に流入した樹脂は、下
ゲート１６ａに向って流れる。下ゲート１６ａを通った
樹脂は、封止前にキャビティ１７内にあった空気をエア
ベント１８から抜気しながら、キャビティ１７内を充填
し（図２（ｃ））、樹脂がキャビティ内に十分に行き渡
ったところで封止が完了する。
【００５７】その後、樹脂が硬化する前にシャッター２
２ａを上昇させ、ゲート絞り部の開始点からリードフレ
ーム７ｂの端部までの樹脂を除去するとともに、樹脂の
硬化が終了するまで型締めされた状態で保持される（図
２（ｄ））。
【００５８】このときのシャッター２２ａの横幅は第１
の実施例と同様にランナー部の溝幅と同じ幅で、ランナ
ー部の溝幅は２ｍｍ以上必要であり、したがって、シャ
ッター部の横幅も２ｍｍ以上あることが望ましい。
【００５９】樹脂の硬化後に可動側の下金型２ａが開
き、イジェクターピン１９が突き出し、封止済のパッケ
ージを金型から離型する（図２（ｅ））。
【００６０】封止済のパッケージを金型から取り出す
と、カル２１とパッケージとは樹脂がシャッターにより
除去されているので、ゲートブレイクを行なわなくとも
半導体装置の樹脂封止を実現することが出来る。
【００６１】なお、この場合もリードフレーム７ｂ上に
残留した上、下樹脂溜り部１４，１２はタイバ切断工
程、吊りピンカット工程等の封止工程以降の工程で除去
する。
【００６２】第３の実施例における半導体チップが搭載
されたリードフレームを樹脂封止する工程であって、封
入前の金型およびリードフレームの断面図を示した図３
（ａ）、封入開始前で、上金型および下金型による型締
めした状態の断面図を示した図３（ｂ）、樹脂封入開始
状態の断面図を示した図３（ｃ）、樹脂封入後でシャッ
ターを閉じた状態の断面図を示した図３（ｄ）、封入後
に閉じたシャッターを開きパッケージをイジェクタピン
により金型から分離した状態の断面図を示した図３
（ｅ）を参照すると、第２の実施例との相違点は、シャ
ッター２２ｂのランナー部の溝に沿った長さが第２の実
施例の場合よりも１／５程度に短くなっており、リード
フレーム７ｂの端部近傍の樹脂が除去出来る位置に対応
してシャッター２２ａが下金型２ａに配設された構造を
有することである。
【００６３】それ以外の金型の構成要素は第２の実施例
と同様であり、同一構成要素には同一の符号を付してあ
る。
【００６４】上述した構造の金型を用いた半導体装置の
樹脂封入方法は、図３（ａ）〜（ｅ）を参照すると、こ
の実施例は下金型２ａにのみゲート部を有する樹脂封止
用金型に関し、あらかじめ所望する温度に熱せられた上
金型１ｂおよび下金型２ａのうち下金型２ａ上に少なく
とも銀ペースト３を用いてアイランド４に半導体チップ
５を固定し、ボンディングワイヤー６を介して、半導体
チップ５上に設けられた電極とインナーリードとをボン
ディング接続したリードフレーム７ｂをセットする（図
３（ａ））。
【００６５】次に、トランスファポット９を投入し、下
金型２ａを押し上げ、リードフレーム７ｂを挾持した状
態で型締めを行う（図３（ｂ））。
【００６６】次に、下金型２ａの熱により、樹脂タブレ
ット９が軟化した後に、タブレット加圧用のプランジャ
ー１０が上昇すると、樹脂はランナー部１１を流れ、下
樹脂溜り部１２に流入する。
【００６７】この樹脂溜り部１２に流入した樹脂は、下
ゲート１６ａに向って流れる。下ゲート１６ａを通った
樹脂は、封止前にキャビティ１７内にあった空気をエア
ベント１８から抜気しながら、キャビティ１７内を充填
し（図３（ｃ））、樹脂がキャビティ内に十分に行き渡
ったところで封止が完了する。
【００６８】その後、樹脂が硬化する前にシャッター２
２ｂを上昇させ、リードフレーム７ｂの端部からランナ
ー部の溝に沿った所定の短い距離の樹脂だけを除去する
とともに、樹脂の硬化が終了するまで型締めされた状態
で保持される（図３（ｄ））。
【００６９】このときのシャッター長はリードフレーム
７ｂの端部近辺のみの一部を除去する程度の長さであり
シャッターの断面積が小さくなるので、シャッター２２
ｂを上昇させるときに必要な駆動力を小さくすることが
出来る。
【００７０】但し、リードフレームの端部ギリギリのと
ころで樹脂を除去すると、封入工程以降の工程でリード
フレームを搬送する際に、リードフレームに残ったラン
ナー部１１の樹脂が装置に引っかかることがあるので、
少なくともリードフレームの端部からランナー部の溝に
沿って３ｍｍ以上の樹脂を除去する必要があり、したが
って、シャッター２２ｂのシャッター長も３ｍｍ以上あ
ることが望ましい。
【００７１】次に、樹脂の硬化後に可動側の下金型２ａ
が開き、イジェクターピン１９が突き出し、封止済のパ
ッケージを金型から離型する（図３（ｅ））。
【００７２】封止済のパッケージを金型から取り出す
と、カル２１とパッケージとは樹脂がシャッター２２ｂ
により除去されているので、ゲートブレイクを行なわな
くとも半導体装置の樹脂封止を実現することが出来る。
【００７３】なお、この場合もリードフレーム７ｂ上に
残留した上および下樹脂溜り部１４および１２はタイバ
切断工程、吊りピンカット工程等の封止工程以降の工程
で除去する。
【００７４】上述した第１〜第３の実施例によれば、従
来ゲート部に設けられていたシャッターをランナー部に
設けることにより、絞り角を設けたゲート形状であって
もシャッターを閉じることによりゲートブレイク工程を
省略することが出来る。
【００７５】通常、シャッターはゲート残りを発生させ
ないためにゲート部に設けるが、本発明では封止工程で
確実に除去出来る部分のみシャッターで除去し、ゲート
絞り部は仕上げ工程で除去するように工夫したものであ
りゲートブレイクにおける破断の発生が解消される。
【００７６】また、従来例では樹脂封入時に、まずシャ
ッターを閉じておき、樹脂をランナー部に充填させた後
でシャッターを開きキャビティ内に樹脂を充填させ、し
かる後に再びシャッターを閉じているが、シャッターを
閉じているときにランナー部内の樹脂に圧力が加わり、
シャッターが開いた瞬間にゲートから勢いよく樹脂が飛
び出すことになり、樹脂流速度が速くなってワイヤーの
変形、アイランドシフトの原因になる。しかし、本実施
例によればシャッターはキャビティ内に樹脂が充填され
てから始めて閉じることになるので上述した樹脂流速度
が速くなることがなく、また従来は、封止樹脂を下２段
目ゲートおよび下ゲートの２回もゲートを通過させてい
たが、ゲート絞り角の始点からリードフレームの先端ま
での間にシャッターを設けることにより、樹脂封止がゲ
ートを通過する回数が１回で済み、樹脂の硬化が進むこ
とを防止することが出来るので、ワイヤー流れおよびア
イランドシフトを小さくすることが出来る。
【００７７】上述したゲートブレイクにおける破断の発
生の解消、および封入樹脂によるワイヤーの流れおよび
アイランドシフトの大幅低減は、下ゲートからの破断発
生率を従来例と比較した表１、ワイヤーの流れおよびア
イランドシフトを従来例と比較した表２をそれぞれ参照
すると、ゲート部のゲートブレイクによる破断発生率は
１．３％から０％になり、ワイヤーの流れが２１０μか
ら１３０μへ、およびアイランドシフトが８５μから５
３μへそれぞれ低減されている。
【００７８】
【表１】
【００７９】
【表２】
【００８０】
【発明の効果】上述したように本発明の半導体装置の樹
脂封止方法および樹脂封止装置は、ゲートブレイク時に
ゲート部の脱落を防止するために従来は樹脂溜り部成型
用の絞り角をもったゲート絞り部がそれぞれ２段形成さ
れていた上金型および下金型を改善し、封入樹脂が半硬
化の状態で、ゲート絞り角の始点からリードフレームの
端部までの間に設けたシャッターを閉じ、リードフレー
ムに確実に残すべき上下の樹脂溜り部以外のランナー部
を除去することにより、ゲートブレイク工程を省略する
ことが出来ようにしたので、ゲートブレイク工程で従来
問題となっていた上下のゲート部に発生する破断の発生
を防止することが可能となった。
【００８１】また、従来は、封止樹脂を下２段目ゲート
および下１段目ゲートの２回もゲートを通過させていた
が、下金型のゲート絞り角の始点からリードフレームの
端部までの間のランナー部にシャッターを設けて開閉す
ることにより、樹脂封止がゲートを通過する回数が１回
で済むので、樹脂の硬化が進むことを防止することが出
来、ワイヤー流れおよびアイランドシフトを小さくする
ことが出来るという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は第１の実施例における半導体チップが
搭載されたリードフレームを樹脂封止する工程であっ
て、封入前の金型およびリードフレームの断面図であ
る。（ｂ）は封入開始前で、上金型および下金型による
型締めした状態の断面図である。（ｃ）は樹脂封入開始
状態の断面図である。（ｄ）は樹脂封入後でシャッター
を閉じた状態の断面図である。（ｅ）は封入後に閉じた
シャッターを開きパッケージをイジェクタピンにより金
型から分離した状態の断面図である。
【図２】（ａ）は封入前の金型およびリードフレームの
断面図である。（ｂ）は封入開始前で、上金型および下
金型による型締めした状態の断面図である。（ｃ）は樹
脂封入開始状態の断面図である。（ｄ）は樹脂封入後で
シャッターを閉じた状態の断面図である。（ｅ）は封入
後に閉じたシャッターを開きパッケージをイジェクタピ
ンにより金型から分離した状態の断面図である。
【図３】（ａ）は封入前の金型およびリードフレームの
断面図である。（ｂ）は封入開始前で、上金型および下
金型による型締めした状態の断面図である。（ｃ）は樹
脂封入開始状態の断面図である。（ｄ）は樹脂封入後で
シャッターを閉じた状態の断面図である。（ｅ）は封入
後に閉じたシャッターを開きパッケージをイジェクタピ
ンにより金型から分離した状態の断面図である。
【図４】（ａ）は従来例における半導体チップが搭載さ
れたリードフレームを樹脂封止する工程であって、封入
前の金型およびリードフレームの断面図である。（ｂ）
は封入開始前で、上金型および下金型による型締めした
状態の断面図である。（ｃ）は樹脂封入開始状態を断面
図である。（ｄ）は樹脂封入後の状態のを断面図であ
る。（ｅ）は封入後のパッケージをイジェクタピンによ
り金型からパッケージを分離した状態を断面図である。
【図５】（ａ）は他の従来例における半導体チップが搭
載されたリードフレームを樹脂封止する工程であって、
封入前の金型およびリードフレームの断面図である。
（ｂ）は封入開始前で、上金型および下金型による型締
めした状態の断面図である。（ｃ）は樹脂封入開始状態
の断面図である。（ｄ）は樹脂封入後でシャッターを閉
じた状態の断面図である。（ｅ）は封入後に閉じたシャ
ッターを開きパッケージをイジェクタピンにより金型か
ら分離した状態の断面図である。
【図６】（ａ）はさらに他の従来例における半導体チッ
プが搭載されたリードフレームを樹脂封止する工程であ
って、封入前の金型およびリードフレームの断面図であ
る。（ｂ）は封入開始前で、上金型および下金型による
型締めした状態の断面図である。（ｃ）は樹脂封入開始
状態の断面図である。（ｄ）は樹脂封入後でシャッター
を閉じた状態の断面図である。（ｅ）は封入後に閉じた
シャッターを開きパッケージをイジェクタピンにより金
型から分離した状態の断面図である。
【図７】（ａ）は従来のゲートブレイク後のパッケージ
の断面図である。（ｂ）はゲートブレイク不良の一例を
示すパッケージの断面図である。
【図８】（ａ）従来のゲート絞り部の形状説明用の断面
図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ 上金型 ２ａ，２ｂ，２ｃ 下金型 ３ 銀ペースト ４ アイランド ５ 半導体チップ ６ ボンディングワイヤ ７ａ，７ｂ リードフレーム ８ トランスファポット ９ 樹脂タブレット １０ プランジャー １１ ライナー １２ 下樹脂溜り部 １３ 樹脂流入孔 １４ 上樹脂溜り部 １５ 上ゲート １６ 下ゲート（下１段目ゲート） １７ キャビティ １８ エアベント １９ イジェクターピン ２０ 下２段目ゲート ２１ カル ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ シャッター

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 あらかじめ所定の半導体パッケージ形状
    に合せたキャビティ部と前記キャビティ内の圧力を抜気
    するエアベント部と樹脂溜り部成型用の絞り角をもった
    ゲート絞り部とこのゲート絞り部の絞り角終点からリー
    ドフレームの先端部までの樹脂流径路であるゲート部と
    前記ゲート絞り部を介して前記キャビティ内への樹脂流
    経路となるランナー部とがそれぞれに形成された上金型
    および下金型を有し、これら金型の間に半導体チップを
    搭載したリードフレームを挟んで型締め後、このリード
    フレームの吊りピン側コーナー領域裏面に配設された前
    記ランナー部を通って封入された前記ゲート部または前
    記ゲート絞り部の樹脂を、前記下金型の前記ゲート部ま
    たは前記ゲート絞り部に配設されたシャッターを上下方
    向に駆動させて除去する半導体装置の樹脂封止装置にお
    いて、前記シャッターが、前記下金型の前記ランナー部
    に設けられ、前記リードフレーム下面と接する面の幅は
    前記ランナー部の溝幅と同じ幅であって、長さは前記リ
    ードフレームの端部から前記ゲート絞り部の絞り角始点
    までとする第１のシャッター長を有することを特徴とす
    る半導体装置の樹脂封止装置。
  2. 【請求項２】 前記シャッターは、前記ランナー部の溝
    に沿って前記リードフレーム端部からの長さが前記第１
    のシャッター長よりも短く、前記リードフレームの端部
    近傍の樹脂が除去出来る位置に対応して前記下金型に配
    設された第２のシャッター長を有する請求項１記載の半
    導体装置の樹脂封止装置。
  3. 【請求項３】 前記ゲート絞り部が前記下金型にのみ形
    成され、この下金型と前記ゲート絞り部が平坦化された
    上金型との組み合せからなる請求項１または２記載の半
    導体装置の樹脂封止装置。
  4. 【請求項４】 あらかじめ所定の半導体パッケージ形状
    に合せたキャビティ部と前記キャビティ内の圧力を抜気
    するエアベント部と樹脂溜り部成型用の絞り角をもった
    ゲート絞り部とこのゲート絞り部の絞り角終点からリー
    ドフレームの先端部までの樹脂流径路であるゲート部と
    前記ゲート絞り部を介して前記キャビティ内への樹脂流
    経路となるランナー部とがそれぞれに形成された上金型
    および下金型を用いて、これら金型の間に半導体チップ
    を搭載したリードフレームを挟んで型締め後、このリー
    ドフレームの吊りピン側コーナー領域裏面に配設された
    前記ランナー部を通って封入された前記ゲート部または
    前記ゲート絞り部の樹脂を、前記下金型の前記ゲート部
    または前記ゲート絞り部に配設されたシャッターを上下
    方向に駆動させて除去する半導体装置の樹脂封止方法に
    おいて、前記シャッターが、前記下金型の前記ランナー
    部に設けられ、前記リードフレーム下面と接する面の幅
    は前記ランナー部の溝幅と同じ幅であって、長さは前記
    リードフレームの端部から前記ゲート絞り部の絞り角始
    点までとする第１のシャッター長を用い、かつ前記キャ
    ビティ内に充填された前記樹脂が硬化する前に前記第１
    のシャッターを上方向に駆動して前記リードフレームの
    端部から前記ゲート絞り部の絞り角始点までの樹脂を除
    去することを特徴とする半導体装置の樹脂封止方法。
  5. 【請求項５】 前記第１のシャッター長を有するシャッ
    ターに換えて、前記ランナー部の溝に沿って前記リード
    フレーム端部からの長さが前記第１のシャッター長より
    も短く、前記リードフレームの端部近傍の樹脂が除去出
    来る位置に対応して前記下金型に配設された第２のシャ
    ッター長を有するシャッターを用いて、前記リードフレ
    ームの端部からあらかじめ定める前記第２のシャッター
    長に対応する樹脂を除去する請求項４記載の半導体装置
    の樹脂封止方法。
  6. 【請求項６】 前記ゲート絞り部が前記下金型にのみ形
    成され、この下金型と前記ゲート絞り部が平坦化された
    上金型との組み合せで形成されるランナー部内におい
    て、前記第１のシャッター長を有するシャッターを用い
    て前記リードフレームの端部から前記ゲート絞り部の絞
    り角始点までの前記第１のシャッター長で前記ランナー
    部の樹脂を除去する請求項４記載の半導体装置の樹脂封
    止方法。
  7. 【請求項７】 前記ゲート絞り部が前記下金型にのみ形
    成され、この下金型と前記ゲート絞り部が平坦化された
    上金型との組み合せで形成されるランナー部内におい
    て、前記第２のシャッター長を有するシャッターを用い
    て前記リードフレームの端部からあらかじめ定める前記
    第２のシャッター長だけ前記ランナー部の樹脂を除去す
    る請求項５記載の半導体装置の樹脂封止方法。
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