JP2997010B2 - 半導体装置の製造方法及びそれに用いられるトランスファー金型 - Google Patents

半導体装置の製造方法及びそれに用いられるトランスファー金型

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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、半導体装置の製造方法と、半導体素子を樹
脂封止する為に用いるトランスファー成形金型の構造に
関する。
<従来の技術> 第3図は、この種のトランスファー成形金型の従来例
を説明する要部断面概略図である。図の様にこのトラン
スファー成形金型21(以下単に金型21と呼ぶ)は、リー
ドフレーム22に搭載された半導体素子23を樹脂封止する
様に、合金工具鋼から成る上型,下型の二つのキャビテ
ィブロック24,25で構成されている。そしてこの金型21
では、各キャビティブロック24,25に凹部24a,25aを設け
ることによりキャビティ26が形成されている。又各キャ
ビティブロック24,25には、ヒータ27,28が、キャビティ
26の上下に位置した状態で組込まれている。
上記金型21を用いて樹脂を成形し半導体素子23を封止
するには、先ずキャビティ26の中央に半導体素子23を収
納する様にして上下のキャビティブロック24,25でリー
ドフレーム22を挟み、次いでキャビティブロック24,25
をヒータ27,28により加熱して160〜180℃の温度とす
る。続いて図示せぬ注入孔からキャビティ26内へ加熱硬
化性の樹脂を注入する。
この状態で所定時間おき、キャビティ26内の樹脂を、
金型21を外せる程度に仮硬化させて成形し、半導体素子
23を封止する。そして上下のキャビティブロック24,25
を分離してリードフレーム22を取出し、続いてそのリー
ドフレーム22を、所定の温度にセットされた恒温槽に入
れ、半導体素子23を封止した樹脂を本硬化させる。
<発明が解決しようとする課題> しかし上記構成のトランスファー成形金型21では、キ
ャビティ26内へ注入した樹脂に対する加熱の効率が悪い
為、樹脂の成形に120〜160秒の時間がかかり、半導体装
置を製造する際に樹脂封止工程の能率を上げることがで
きなかった。
本発明は、この問題を解決すべく、キャビティ内樹脂
の加熱を効率よくし、成形時間を短縮させることのでき
る半導体装置の製造方法とそれに用いるトランスファー
成形金型を提供することを目的とする。
<課題を解決するための手段> 上記の目的を解決する為の手段として、半導体素子を
樹脂封止してなる半導体装置の製造方法においては、キ
ャビティを形成する部分が赤外線放出部材からなる金型
の該キャビティ内に前記半導体素子を配置する工程と、
前記赤外線放出部材を加熱して、前記キャビティ内に樹
脂を注入して前記半導体素子を樹脂封止する工程とを有
することを特徴とし、しかも前記赤外線放出部材はセラ
ミックあるいはカーボンからなることを特徴とする。
その上トランスファー成形金型として半導体素子を樹
脂封止することに用いられ、該半導体素子が配置可能
で、樹脂の注入が可能であるキャビティが形成されたも
のであって、前記キャビティを形成する部分は赤外線放
出部材からなることを特徴とし、その赤外線放出部材は
セラミックあるいはカーボンからなり、さらにこの金型
は前記赤外線放出部材と、該赤外線放出部材が着脱可能
に取り付けられたキャビティブロックとから構成された
ことを特徴とするものである。
<作用> 上記構成によれば、キャビティ内に注入された樹脂を
加熱する際に、赤外線放出部材からキャビティ内へ赤外
線が放出されるので、その赤外線、特に波長の長い遠赤
外線が樹脂の内部に進入することになりその樹脂を効率
よく加熱することが可能となる。
<実施例> 以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
第1図は、本発明に係るトランスファー成形金型の要
部断面概略図である。
図に示す様にこのトランスファー成形金型1(以下単
に金型1と呼ぶ)は、リードフレーム2に搭載された半
導体素子3を樹脂封止する様に、合金工具鋼から成る上
型,下型の二つのキャビティブロック4,5で構成されて
いる。そしてこの金型1の特徴として、各キャビティブ
ロック4,5に、赤外線放出部材6,7が対向した状態で埋込
まれ、それらの赤外線放出部材6,7に凹部6a,7aを設ける
ことによりキャビティ8が形成されている。上記赤外線
放出部材6,7は、加熱により赤外線を放出する物質、例
えばセラミック或いはカーボンから成るものである。
この様に本発明の金型1では、樹脂が注入されるキャ
ビティ8が赤外線放出部材6,7で形成されている。
又、上記各キャビティブロック4,5には、キャビティ
8内の樹脂を加熱する手段として、例えば棒状のヒータ
9,10が、上記赤外線放出部材6,7の上下に位置した状態
で組込まれている。
次に斯かる金型1を用いて樹脂を成形し半導体素子3
を封止する方法を説明する。先ずキャビティ8の中央に
半導体素子3を収納すなわち配置する。そして上下のキ
ャビティブロック4,5でリードフレーム2を挟み、次い
でヒータ9,10によりキャビティブロック4,5及び赤外線
放出部材6,7を加熱して160〜180℃の温度とする。続い
て図示せぬ注入孔からキャビティ8内へ加熱硬化性の樹
脂を注入する。
この金型1の場合、加熱された赤外線放出部材6,7か
らキャビティ8内へ赤外線が放出され、その赤外線、特
に波長の長い遠赤外線がキャビティ8内の樹脂の内部に
進入してその樹脂を効率よく加熱する。この赤外線の加
熱作用により、ヒータ9,10のパワーを従来通りとして
も、従来の二分の一から三分の一の時間で、キャビティ
8内の樹脂を、金型1を外せる程度に仮硬化させて成形
し、半導体素子3を封止することができる。
その後、上下のキャビティブロック4,5を分離してリ
ードフレーム2を取出し、続いてそのリードフレーム2
を、所定の温度にセットされた恒温槽の入れ、半導体素
子3を封止した樹脂を本硬化させる。
上述の様にこの金型1を用いれば、樹脂の成形時間が
大幅に短縮されることになる。
更に、キャビティ8を形成する赤外線放出部材6,7と
してセラミック或いはカーボンを使用すると、下記の様
な種々の利点がある。
即ち、セラミックでは、一つの型により同一形状のも
のを大量に作ることができ、又カーボンは研削が容易で
ある。従って硬い合金工具鋼を研削,表面処理するより
も容易にキャビティ8を形成することができる。しかも
赤外線放出部材6,7をキャビティブロック4,5に対して、
嵌合或いはネジ込みにより着脱可能に取付ければ、必要
に応じて別個に交換することができるとともに、大きさ
の異なるキャビティ8を形成した赤外線放出部材6,7と
交換することにより、同一のキャビティブロック4,5
を、大きさの異なる種々の半導体素子3に対応させるこ
ともできる。
キャビティ8の数、つまり赤外線放出部材6,7の数が
多い場合や、赤外線放出部材6,7が交換式である場合に
は、その部材6,7として、特に量産性に優れたセラミッ
クを使用すると経済的である。
更に、セラミックやカーボンは熱膨張率が低い為に、
設計におけるキャビティ8の寸法決定の計算が、熱膨張
率の高い合金工具鋼の場合に比べて簡略化される。
第2図は、本発明の他の実施例を示す要部断面概略図
である。このトランスファー成形金型1−1(以下単に
金型1−1と呼ぶ)の場合には、チップオンボードと称
される実装形態によりプリント基板11のアイランド12上
に配線13と電気的に接続された状態で実装された半導体
素子3−1を樹脂封止する様に、合金工具鋼から成る一
つのキャビティブロック4−1で構成されている。その
キャビティブロック4−1の構造は、先の実施例におけ
るキャビティブロック4或いは5と同様で、セラミッ
ク,カーボン等から成る赤外線放出部材6−1が埋込ま
れ、その赤外線放出部材6−1に凹部6a−1を設けるこ
とによりキャビティ8−1が形成されている。又キャビ
ティブロック4−1内の赤外線放出部材6−1の上方に
は、棒状のヒータ9−1が組込まれている。
そしてキャビティ8−1の中央に半導体素子3−1を
収納する様にしてキャビティブロック4−1をプリント
基板11に圧着させた後、先の実施例の場合と同様に樹脂
の注入,加熱を行えば、赤外線放出部材6−1からの赤
外線による効率の良い加熱作用により、キャビティ8−
1内の樹脂を素早く硬化させて成形し、半導体素子3−
1を樹脂封止することができる。従来は、この実装形態
の半導体素子3−1の樹脂封止には液状樹脂或いは半固
形樹脂を用いていたが、上記構成の金型1−1によるト
ランスファー成形を利用することによって、樹脂封止の
能率を向上させることができる。
尚、上記何れの実施例においても、赤外線放出部材6,
7,6−1は、キャビティブロック4,5,4−1を介してヒー
タ9,10,9−1により加熱されることになるが、赤外線放
出部材6,7,6−1を直接ヒータで加熱する様に構成して
もよく、或いは赤外線放出部材6,7,6−1そのものをヒ
ータの抵抗体として利用し、発熱させる様に構成しても
よい。
更に、合金工具鋼から成るキャビティブロック4,5,4
−1を用いずに、金型全体を赤外線放出部材で構成して
もよい。
<発明の効果> 以上述べた様に、本発明によれば、キャビティ内の樹
脂を赤外線により効率よく加熱し得ることから、樹脂の
成形時間を大幅に短縮して樹脂封止工程の能率を上げる
ことができ、その結果、半導体製造の量産性を向上させ
ることができる。
又、キャビティを形成する赤外線放出部材としてセラ
ミック或いはカーボンを使用することにより、加工性を
も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例を示す要部断面概略図、 第2図は、本発明の他の実施例を示す要部断面概略図、 第3図は、従来例を示す要部断面概略図である。 1,1−1……トランスファー成形金型, 6,6−1,7……赤外線放出部材, 8,8−1……キャビティ, 9,9−1,10……ヒータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 45/00 - 45/84 H01L 21/56

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体素子を樹脂封止してなる半導体装置
    の製造方法において、 キャビティを形成する部分が赤外線放出部材からなる金
    型の該キャビティ内に前記半導体素子を配置する工程
    と、 前記赤外線放出部材を加熱して、前記キャビティ内に樹
    脂を注入して前記半導体素子を樹脂封止する工程とを有
    することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の半導体装置の製造方法にお
    いて、前記赤外線放出部材はセラミックあるいはカーボ
    ンからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】半導体素子を樹脂封止することに用いら
    れ、該半導体素子が配置可能で、樹脂の注入が可能であ
    るキャビティが形成されたトランスファー成形金型にお
    いて、 前記キャビティを形成する部分は赤外線放出部材からな
    ることを特徴とするトランスファー成形金型。
  4. 【請求項4】請求項3記載のトランスファー成形金型に
    おいて、前記赤外線放出部材はセラミックあるいはカー
    ボンからなることを特徴とするトランスファー成形金
    型。
  5. 【請求項5】請求項3記載のトランスファー成形金型に
    おいて、前記赤外線放出部材と、該赤外線放出部材が着
    脱可能に取り付けられたキャビティブロックとから構成
    されたことを特徴とするトランスファー成形金型。
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