JP3116906B2

JP3116906B2 - 樹脂封止用金型

Info

Publication number: JP3116906B2
Application number: JP14482498A
Authority: JP
Inventors: 正長高橋
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2000-12-11
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: JPH11340261A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の外装
体（パッケージ）を成形する場合に使用して好適な樹脂
封止用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の樹脂封止用金型には、
半導体素子封止用のパッケージを成形するためのキャビ
ティを有する上下二つの型板と、これら両型板のうち下
方型板のキャビティ内のパッケージを突き出すノックア
ウトピンとを備えたものが知られている。

【０００３】このような樹脂封止用金型において、半導
体素子封止用のパッケージを成形するには、予め半導体
素子が搭載されたリードフレームを両型板によって挟ん
で型閉めし、次いでキャビティ内に熱硬化性樹脂を注入
し、しかる後各型板を互いに離間させて型開きしてか
ら、ノックアウトピンによってキャビティ内のパッケー
ジを突き出すことにより行う。

【０００４】従来、この種の樹脂封止用金型は、例えば
特開平４−１４７６３３号公報に開示され、図５に示す
ように構成されている。この樹脂封止用金型につき、同
図を用いて説明すると、同図において、符号５１で示す
樹脂封止用金型は、上方型板（図示せず）と下方型板５
２とノックアウトピンプレート５３とノックアウトピン
５４とを備えている。

【０００５】上方型板（図示せず）は、キャビティブロ
ック（図示せず）等を有し、所定の高さ位置に固定され
ている。上方型板（図示せず）のキャビティブロック
（図示せず）には、下方に開口し、半導体封止用パッケ
ージを成形するための固定側キャビティ（図示せず）が
形成されている。下方型板５２は、キャビティブロック
５５とベースプレート５６と取付用プレート５７とを有
し、上方型板（図示せず）の下方に可動自在に配設され
ている。

【０００６】キャビティブロック５５は、ベースプレー
ト５６の上面に固定されている。キャビティブロック５
５には、上方に開口し、固定側キャビティ（図示せず）
に対応する可動側キャビティ５５ａが形成されている。
また、キャビティブロック５５には、キャビティ底面お
よびキャビティブロック下面に開口するピン挿通孔５５
ｂが設けられている。

【０００７】ベースプレート５６は、取付用プレート５
７上にサポートブロック５８を介して固定されている。
ベースプレート５６には、ピン挿通孔５５ｂの軸線方向
と同一の軸線方向に開口するピン挿通孔５６ａが設けら
れている。また、ベースプレート５６には、ピン挿通孔
５６ａの軸線方向と平行な軸線方向に開口し、取付ねじ
５９が螺合するねじ孔５６ｂが設けられている。

【０００８】ノックアウトピンプレート５３は、上下方
向に並列する主副二つのノックアウトピンプレート６
０，６１を有し、ベースプレート５６と取付用プレート
５７との間に配置され、かつ取付ねじ５９の周囲にスペ
ーサ６２を介して昇降自在に配設されている。ノックア
ウトピンプレート５３には、スプリング６３によって取
付用プレート５７側への復帰力が付与されている。な
お、ノックアウトピンプレート５３は、取付ねじ５９の
頭部５９ａによって下方移動が規制される。

【０００９】主ノックアウトピンプレート６０は、単一
のノックアウトピンプレートからなり、取付用プレート
５７の近傍に配置されている。副ノックアウトピンプレ
ート６１は、上下二つの副ノックアウトピンプレート６
１ａ，６１ｂからなり、主ノックアウトピンプレート６
０に取付ねじ６４によって一体化され、かつベースプレ
ート５６の近傍に配置されている。このうち上副ノック
アウトピンプレート６１ａには、両ピン挿通孔５５ｂ，
５６ａの軸線方向と同一の軸線方向に開口するピン挿通
孔６１Ａが設けられている。

【００１０】取付用プレート５７には、ピン挿通孔５５
ｂ，５６ａ，６１Ａの軸線方向と平行な方向に開口し、
プレート突き上げ棒６５が挿通するシャフト挿通孔５７
ａが設けられている。

【００１１】ノックアウトピン５４は、両副ノックアウ
トプレート６１ａ，６１ｂ間に介在するフランジ５４ａ
を有し、先端部が可動側キャビティ５５ａ内のパッケー
ジ（図示せず）を突き出すノックアウトピンによって形
成されている。そして、ノックアウトピン５４は、各ピ
ン挿通孔５５ｂ，５６ａ，６１Ａに挿通され、ノックア
ウトピンプレート５３に固定されている。

【００１２】このように構成された樹脂封止用金型にお
いて、半導体素子封止用のパッケージを成形して取り出
すには、次に示すようにして行う。先ず、予め半導体素
子（図示せず）が搭載されたリードフレーム（図示せ
ず）を下方型板５２上に載置し、この下方型板５２を上
方型板（図示せず）に対し上昇させて型閉めする。この
とき、固定側キャビティ（図示せず）および可動側キャ
ビティ５５ａ内に半導体素子（図示せず）が配置されて
いる。

【００１３】次いで、固定側キャビティ（図示せず）お
よび可動側キャビティ５５ａ内に熱硬化性樹脂を注入す
る。しかる後、下方型板５２を下降させて型開きする。
このとき、図６に示すパッケージＰが一部を外部に露呈
させて可動側キャビティ５５ａ内に配置されている。

【００１４】そして、プレート突き上げ棒６５によって
ノックアウトピンプレート５３を上昇させ、ノックアウ
トピン５４によって可動側キャビティ５５ａ内のパッケ
ージＰを突き上げてから、下方型板５２からパッケージ
Ｐ（パッケージＩＣ）を取り出す。このようにして、半
導体素子封止用のパッケージＰを成形して取り出すこと
ができる。なお、図６において、符号７０で示すパッケ
ージＩＣのパッケージＰにはノックアウトピン５４のピ
ン跡ｐが形成されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の樹
脂封止用金型においては、ノックアウトピン５４のピン
径が比較的小さい寸法に設定されているため、ノックア
ウトピン５４のピン径に対してパッケージサイズや半導
体素子（ペレット）サイズが大きくなると、ピン往動時
（ノックアウト動作時）に可動側キャビティ５５ａ内に
パッケージＰの一部を付着したままノックアウトピン５
４が突き上げられていた。

【００１６】この結果、ノックアウト動作時にパッケー
ジやペレットに曲げ応力が作用し、パッケージ厚が薄く
かつペレットサイズの大きいＴＱＦＰ等においてパッケ
ージ欠けやペレット欠けが発生して樹脂成形上の信頼性
が低下するという問題があった。

【００１７】そこで、ノックアウトピンのピン径を従来
のピン径より大きい寸法に設定することが考えられる
が、この場合はノックアウト動作後にノックアウトピン
の先端面に成形品の一部が付着し易くなり、成形品自動
取り出し上の簡素化が図れないばかりか、生産性が低下
するという問題もあった。

【００１８】なお、特開平４−１４７６３３号公報に
「樹脂封止用金型」として先行技術が開示されている
が、前述した課題は解決されてない。すなわち、同公報
に開示された樹脂封止用金型は、下型側キャビティの底
面となるノックアウトピンを備えたことを特徴とするも
のである。

【００１９】したがって、このような樹脂封止用金型で
は、ノックアウト動作時においてパッケージやペレット
に曲げ応力が作用するため、パッケージ欠けやペレット
欠けの発生を防止することができない。

【００２０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、樹脂成形上の信頼性および生産性を高めること
ができるとともに、成形品自動取り出し上の簡素化を図
ることができる樹脂封止用金型の提供を目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載の樹脂封止用金型は、半導体
素子封止用のパッケージを成形するためのキャビティを
有する上下二つの型板と、これら両型板のうち下方型板
の反キャビティ側に往復自在に配設され、前記キャビテ
ィ内のパッケージを突き出すノックアウトピンを有する
ノックアウトピンプレートとを備え、このノックアウト
ピンプレートのノックアウトピンを、同一の軸線上に位
置する内外二つのノックアウトピンによって形成すると
ともに、このうち内ノックアウトピンを、外ノックアウ
トピンに対し軸線に沿って往復可能とし、かつ、前記ノ
ックアウトピンプレートの往動によって前記内外二つの
ノックアウトピンを同時にキャビティから突出させ、さ
らに前記ノックアウトピンをキャビティへ当接させるこ
とによってレバー駆動軸を前記ノックアウトピンの復動
方向に移動させ、このレバー駆動軸の移動によって駆動
レバーを回動させ前記内ノックアウトピンのみをさらに
キャビティから突出させる構成としてある。

【００２２】したがって、ノックアウト動作時にノック
アウトピンプレートが往動すると、先ず内外二つのノッ
クアウトピンによってパッケージが突き上げられ、さら
に、内ノックアウトピンのみによってパッケージが突き
上げられる。

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
図面を参照して説明する。図１は本発明の第一実施形態
に係る樹脂封止用金型の要部を示す断面図、図２（ａ）
および（ｂ）は同じく本発明の第一実施形態に係る樹脂
封止用金型の内外ノックアウトピンと内ノックアウトピ
ンによるパッケージ突き上げ状態を示す断面図、図３は
本発明の第一実施形態に係る樹脂封止用金型によって成
形されたＩＣパッケージを示す平面図で、同図以下にお
いて図３と同一の部材（部分）については同一の符号を
付し、詳細な説明は省略する。同図において、符号１で
示す樹脂封止用金型は、上方型板（図示せず）と下方型
板２とノックアウトピンプレート３とノックアウトピン
４とリンク機構５とを備えている。

【００２８】下方型板２は、キャビティブロック６とベ
ースプレート７と取付用プレート５７とを有し、上方型
板（図示せず）の下方に可動自在に配設されている。キ
ャビティブロック６は、ベースプレート７の上面に固定
されている。キャビティブロック６には、キャビティ底
面およびキャビティブロック下面に開口するピン挿通孔
６ａが設けられている。このピン挿通孔６ａの孔径は、
前述した従来のピン挿通孔５５ｂ（図５に図示）の孔径
より大きい寸法に設定されている。

【００２９】ベースプレート７は、取付用プレート５７
上にサポートブロック５８を介して固定されている。ベ
ースプレート７には、ピン挿通孔６ａの軸線方向と同一
の軸線方向に開口するピン挿通孔７ａが設けられてい
る。このピン挿通孔７ａの孔径は、ピン挿通孔６ａの孔
径とほぼ同一の寸法に設定されている。

【００３０】ノックアウトピンプレート３は、主ノック
アウトピンプレート８および副ノックアウトピンプレー
ト９を有し、ベースプレート７と取付用プレート５７と
の間に配置され、かつ取付ねじ５９の周囲にスペーサ６
２を介して昇降自在に配設されている。ノックアウトピ
ンプレート３には、スプリング６３によって取付用プレ
ート５７側への復帰力が付与されている。なお、ノック
アウトピンプレート３は、取付ねじ５９の頭部５９ａに
よって下方移動が規制される。

【００３１】主ノックアウトピンプレート８は、単一の
ノックアウトピンプレートからなり、取付用プレート５
７の近傍に配置されている。主ノックアウトピンプレー
ト８には、プレート上下面に開口するレバー収納空間８
ａが形成されている。副ノックアウトピンプレート９
は、上下二つの副ノックアウトピンプレート９ａ，９ｂ
からなり、主ノックアウトピンプレート８に取付ねじ６
４によって一体化され、かつベースプレート７の近傍に
配置されている。

【００３２】このうち上方副ノックアウトピンプレート
９ａには、両ピン挿通孔６ａ，７ａの軸線方向と同一の
軸線方向に開口するピン挿通孔９Ａが設けられている。
このピン挿通孔９Ａの孔径は、両ピン挿通孔６ａ，７ａ
の孔径とほぼ同一の寸法に設定されている。下方副ノッ
クアウトピンプレート９ｂには、ピン挿通孔９Ａの軸線
方向と同一の軸線方向に開口し、かつレバー収納空間８
ａに連通する貫通孔９Ｂが設けられている。この貫通孔
９Ｂの孔径は、ピン挿通孔９Ａの孔径より大きい寸法に
設定されている。

【００３３】ノックアウトピン４は、それぞれが同一の
軸線上に位置し、可動側キャビティ５５ａ内をその先端
部が昇降可能な内外二つのノックアウトピン１０，１１
によって形成されている。内ノックアウトピン１０は、
外ノックアウトピン１１に対し軸線に沿って往復可能な
断面円形状のノックアウトピンからなり、主ノックアウ
トピンプレート８におけるレバー収納空間８ａの開口縁
部上に配設されている。そして、内ノックアウトピン１
０は、軸線方向長さが外ノックアウトピン１１の軸線方
向長さより大きい寸法に設定されており、スプリング１
２によって取付用プレート５７側への復帰習性が付与さ
れている。内ノックアウトピン１０の反キャビティ側端
部には、下方副ノックアウトピンプレート９ｂの貫通孔
９Ｂ内に位置するフランジ１０ａが設けられている。

【００３４】外ノックアウトピン１１は、両副ノックア
ウトピンプレート９ａ，９ｂ間に介在するフランジ１１
ａを有する円筒状のノックアウトピンからなり、各ピン
挿通孔６ａ，７ａ，９Ａに挿通され、かつノックアウト
ピンプレート３に固定されている。

【００３５】なお、各ノックアウトピン１０，１１の径
寸法は、パッケージサイズおよびペレットサイズに応じ
て決定される。例えば、パッケージサイズ１４×１４ｍ
ｍのＴＱＦＰの場合には、内ノックアウトピン１０のピ
ン径が２〜３ｍｍに設定され、外ノックアウトピン１１
のピン径が１０〜１２ｍｍに設定される。

【００３６】また、両ノックアウトピン１０，１１の径
方向間隙は、大きすぎると樹脂成形時に熱硬化性樹脂が
両ノックアウトピン１０，１１間に入り込んでしまい、
小さすぎると内ノックアウトピン１０の外ノックアウト
ピン１１に対する摺動抵抗が高くなることから、５〜２
０μｍに設定されている。

【００３７】さらに、型閉め状態において、可動側キャ
ビティ５５ａの底面からのノックアウトピン４の突出量
は、０〜５０μｍに設定されている。この他、両ノック
アウトピン１０，１１の先端面を同一の面上に位置付け
るか、あるいは内ノックアウトピン１０の先端面を外ノ
ックアウトピン１１の先端面より若干低い位置に位置付
ける。この場合、図３に示すピン跡ｐ２がパッケージＰ
の表面上に突出しないように内ノックアウトピン１０の
先端面位置を決定する。

【００３８】リンク機構５は、レバー駆動軸１３および
ピン駆動レバー１４を有し、ノックアウトピンプレート
３に配設されている。レバー駆動軸１３は、副ノックア
ウトピンプレート９ａ，９ｂに昇降自在に挿通されてい
る。レバー駆動軸１３の反キャビティ側（取付用プレー
ト側）には、主ノックアウトピンプレート８のレバー収
納空間８ａにおいてピン駆動レバー１４の一端部に当接
する半球状のレバー押圧部１３ａが形成されている。

【００３９】ピン駆動レバー１４は、全体がほぼＬ字状
のレバーからなり、レバー収納空間８ａに支軸１５を介
して図１に示す矢印ａ１，ａ２方向に回動自在に配設さ
れている。ピン駆動レバー１４の反レバー駆動軸側端部
には、内ノックアウトピン１０のフランジ１０ａに当接
する半球状のピン押圧部１４ａが形成されている。

【００４０】このように構成された樹脂封止用金型にお
いて、半導体封止用のパッケージＰを成形して取り出す
には、次に示すようにして行う。先ず、予め半導体素子
（図示せず）が搭載されたリードフレーム（図示せず）
を下方型板２上に載置し、この下方型板２を上方型板
（図示せず）に対し上昇させて型閉めする。このとき、
固定側キャビティ（図示せず）および可動側キャビティ
５５ａ内に半導体素子（図示せず）が配置されている。

【００４１】次いで、固定側キャビティ（図示せず）お
よび可動側キャビティ５５ａ内に熱硬化性樹脂を注入す
る。しかる後、下方型板２を下降させて型開きする。こ
のとき、図３に示すパッケージＰが一部をキャビティ外
に露呈させて可動側キャビティ５５ａ内に配置されてい
る。

【００４２】そして、プレート突き上げ棒６５によって
ノックアウトピンプレート３を上昇させ、ノックアウト
ピン４によって可動側キャビティ５５ａ内のパッケージ
Ｐを突き出す。

【００４３】このとき、ノックアウトピンプレート３が
ベースプレート側（上方）に往動すると、両ノックアウ
トピン１０，１１およびレバー駆動軸１３が同方向に往
動する。さらに、ノックアウトピンプレート３が同方向
に往動すると、レバー駆動軸１３がベースプレート７に
当接し、この当接による反力によってレバー駆動軸１３
が反ベースプレート側（下方）に復動する。そして、レ
バー駆動軸１３の押圧によってピン駆動レバー１４が図
１に示す矢印ａ１方向に回動し、この回動力が内ノック
アウトピン１０を上昇する方向に押圧する。

【００４４】このため、ノックアウト動作時に先ず図２
（ａ）に示すように両ノックアウトピン１０，１１によ
ってパッケージＰが突き上げられ、次に同図（ｂ）に示
すように内ノックアウトピン１０のみによってパッケー
ジＩＣ７０が突き上げられる。この後、下方型板２から
パッケージＰ（パッケージＩＣ）を取り出す。このよう
にして、半導体素子封止用のパッケージＰを成形して取
り出すことができる。

【００４５】したがって、本実施形態においては、ノッ
クアウト動作時に両ノックアウトピン１０，１１の先端
面がパッケージＰに当接することになるから、従来のよ
うにパッケージやペレットに曲げ応力が作用せず、パッ
ケージ欠けやペレット欠けの発生を防止することができ
る。また、本実施形態において、ノックアウト動作時に
両ノックアウトピン１０，１１の先端面がパッケージＰ
に当接した後、内ノックアウトピン１０のみがパッケー
ジＰに当接することは、ノックアウト動作後におけるノ
ックアウトピン４のパッケージＰに対する付着発生を防
止することができる。

【００４６】なお、本実施形態においては、外ノックア
ウトピン１１が円筒状のノックアウトピンからなる場合
について説明したが、本発明はこれに限定されず、第二
実施形態として角筒状であっても何等差し支えない。こ
の場合、図４に示すようにパッケージＰ上に平面四角形
状のピン跡ｐ３が形成される。したがって、ノックアウ
トピンの突き上げ面形状としてパッケージの平面形状に
近似する形状が得られるから、パッケージ欠けやペレッ
ト欠けの発生を一層効果的に防止することができる。

【００４７】また、本実施形態においては、上方型板お
よび下方型板をそれぞれ固定型板と可動型板とする場合
について説明したが、本発明はこれに限定されず、上方
型板および下方型板をそれぞれ可動型板と固定型板とす
るものでも勿論よい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ノ
ックアウトピンプレートのノックアウトピンを、同一の
軸線上に位置する内外二つのノックアウトピンによって
形成し、このうち内ノックアウトピンは、外ノックアウ
トピンに対し軸線に沿って往復可能なノックアウトピン
からなるので、ノックアウト動作時にノックアウトピン
プレートが往動すると、先ず内外二つのノックアウトピ
ンによってパッケージが突き上げられ、さらにノックア
ウトピンプレートが同方向に往動すると、内ノックアウ
トピンのみによってパッケージが突き上げられる。

【００４９】したがって、ノックアウト動作時に両ノッ
クアウトピンの先端面がパッケージに当接することにな
るから、従来のようにパッケージやペレットに曲げ応力
が作用せず、パッケージ欠けやペレット欠けの発生を防
止して樹脂成形上の信頼性を高めることができる。

【００５０】また、ノックアウト動作時に両ノックアウ
トピンの先端面がパッケージに当接した後、内ノックア
ウトピンのみがパッケージに当接することは、ノックア
ウト動作後におけるノックアウトピンのパッケージに対
する付着発生を防止することができるから、生産性を高
めることができるとともに、成形品自動取り出し上の簡
素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態に係る樹脂封止用金型の
要部を示す断面図である。

【図２】（ａ）および（ｂ）は本発明の第一実施形態に
係る樹脂封止用金型の内外ノックアウトピンと内ノック
アウトピンによるパッケージ突き上げ状態を示す断面図
である。

【図３】本発明の第一実施形態に係る樹脂封止用金型に
よって成形されたＩＣパッケージを示す平面図である。

【図４】本発明の第二実施形態に係る樹脂封止用金型に
よって成形されたＩＣパッケージを示す平面図である。

【図５】従来の樹脂封止用金型の下方金型を示す断面図
である。

【図６】従来の樹脂封止用金型によって成形されたＩＣ
パッケージを示す平面図である。

【符号の説明】

１樹脂封止用金型２下方型板３ノックアウトピンプレート４ノックアウトピン５リンク機構６キャビティブロック５５ａ可動側キャビティ７ベースプレート８主ノックアウトピンプレート９副ノックアウトピンプレート９ａ上方副ノックアウトピンプレート９ｂ下方副ノックアウトピンプレート１０内ノックアウトピン１１外ノックアウトピン１２，６３スプリング１３レバー駆動軸１４ピン駆動レバー１５支軸７０パッケージＩＣＰパッケージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/56 B29C 33/44 B29C 45/14 B29C 45/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子封止用のパッケージを成形す
るためのキャビティを有する上下二つの型板と、これら両型板のうち下方型板の反キャビティ側に往復自
在に配設され、前記キャビティ内のパッケージを突き出
すノックアウトピンを有するノックアウトピンプレート
とを備え、このノックアウトピンプレートのノックアウトピンを、
同一の軸線上に位置する内外二つのノックアウトピンに
よって形成するとともに、このうち内ノックアウトピン
を、外ノックアウトピンに対し軸線に沿って往復可能と
し、かつ、前記ノックアウトピンプレートの往動によって前
記内外二つのノックアウトピンを同時にキャビティから
突出させ、さらに前記ノックアウトピンをキャビティへ
当接させることによってレバー駆動軸を前記ノックアウ
トピンの復動方向に移動させ、このレバー駆動軸の移動
によって駆動レバーを回動させ前記内ノックアウトピン
のみをさらにキャビティから突出させることを特徴とす
る樹脂封止用金型。