JP3293105B2 - 半導体中間構体及びその樹脂モールド装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体中間構体及びその
樹脂モールド装置に関し、詳しくは、パワー用ＩＣ等の
半導体装置の製造で使用される樹脂モールド装置と、そ
の樹脂モールド装置によりリードフレームを樹脂モール
ドして多数の半導体装置を得るための半導体中間構体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】パワー用ＩＣ等の半導体装置は、リード
フレームを使用することにより多数個一括して製造され
るのが一般的である。通常、この半導体装置は、リード
フレームに半導体ペレットをマウントするペレットマウ
ント工程、半導体ペレットとリードとを金属細線で電気
的に接続するワイヤボンディング工程、半導体ペレット
を含む主要部分を外装樹脂材でモールドする樹脂モール
ド工程などを経て、最終的に製品化される。

【０００３】半導体装置の製造における樹脂モールド工
程では、図８乃至図１０に示すような樹脂モールド装置
が使用される。

【０００４】樹脂モールド装置は、同図に示すようにリ
ードフレーム（1）をその上下から型締めする上下金型
（2）（3）からなり、その接合面を衝合させることによ
り、リードフレーム（1）の半導体ペレット（4）を搭載
した放熱板（5）を収容するキャビティ（6）が形成され
る。このキャビティ（6）は、上記リードフレーム（1）
の多数のモールド予定部分に対応させて定ピッチで多数
個凹設され、各キャビティ（6）は個々のモールド予定
部分ごとに独立して配置されている。

【０００５】キャビティ（6）の一側縁、即ち、リード
フレーム（1）のリード（7）が型締め状態で配置される
部位と反対側に、キャビティ（6）内に溶融樹脂を注入
するゲート（8）が形成される。一方、キャビティ（6）
の他側縁であるリード配置部位には、図示しないが樹脂
注入時、キャビティ（6）内の空気を抜くためのエアベ
ントを設けている。また、ゲート（8）を介して各キャ
ビティ（6）に対して共通するランナ（9）が設けられ、
更に、そのランナ（9）の基端部にカル（10）を介して
貫通形成されたポット（11）が配置されている。尚、図
９では、下金型（3）の上金型（2）との衝合面を斜線部
分で示す。

【０００６】この樹脂モールド装置では、まず、ワイヤ
ボンディングが完了したリードフレーム（1）を上下金
型（2）（3）により挟み込んで型締めする。これによ
り、キャビティ（6）内に半導体ペレット（4）を搭載し
た放熱板（5）が収容される。この状態で、ポット（1
1）に樹脂タブレット（12）を収納した上でプランジャ
（13）により加圧すると共に加熱して溶融させ、その溶
融樹脂をカル（10）、ランナ（9）及びゲート（8）を介
して各キャビティ（6）に注入する。

【０００７】キャビティ（6）内に注入された溶融樹脂
は、エアベントによりキャビティ（6）内の空気が抜か
れながらキャビティ（6）内に充填された上で硬化す
る。この樹脂の硬化後、上下金型（2）（3）からリード
フレーム（1）を離型させることにより、多数の半導体
装置の外装樹脂部（14）を一連に有するリードフレーム
（1）が得られ、このリードフレーム（1）からタイバー
の除去により個々の半導体装置が得られる。

【０００８】このようにして得られた半導体装置は、図
１１に示すように半導体ペレット（4）を搭載した放熱
板（5）及びリード（7）の一部が埋設された外装樹脂部
（14）を有し、その外装樹脂部（14）の一端面から複数
本のリード（7）が同一方向に導出された構造を具備す
る。

【０００９】一方、このような半導体装置の製造工程
中、樹脂モールドを完了した半導体中間構体としてのリ
ードフレーム（1）では、上述したように外装樹脂部（1
4）が完全に独立分離したタイプ以外に、例えば、図１
２に示すように樹脂モールドを完了したリードフレーム
（1）の外装樹脂部（14）がその側縁で残留樹脂部分（1
5）により相互に繋がった構造のものがある〔特開昭５
３−６８９７４号公報〕。このようなリードフレーム
（1）では、樹脂モールド後、タイバーの除去と共に上
記外装樹脂部（14）間にある残留樹脂部分（15）をパン
チ等で打ち抜き除去することにより、個々の半導体装置
を得るようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の樹脂モールド装置では、多数の半導体装置ごとに独
立したキャビティ（6）を多数配設した構造の上下金型
（2）（3）からなるため、各キャビティ（6）に溶融樹
脂が注入されるゲート（8）も極小となる。その結果、
樹脂モールド時、上記ゲート（8）からキャビティ（6）
内へ溶融樹脂をスムーズに注入することが困難となり、
キャビティ（6）内で未充填部分が生じたり、ボイド
〔気泡〕を巻き込んだりして良好な外装樹脂部（14）を
形成することが難しく、このような不具合を解消するた
め、溶融樹脂の良好な流動性を確保するための加熱温
度、圧力及び時間などのモールド条件を適正に設定する
ことも困難であった。

【００１１】また、この樹脂モールド装置では、ゲート
（8）からの溶融樹脂を良好に注入させるため、上下金
型（2）（3）のリード（7）が配置された部位にエアベ
ントを設け、そのエアベントから空気を抜くようにして
いるが、その空気と共に溶融樹脂がしみだし、樹脂硬化
後、リード（7）の表面に樹脂バリが付着する。このよ
うに樹脂バリがリード（7）に付着していると、後工程
でリード（7）に半田メッキしたり、半導体装置をプリ
ント基板に実装する場合に、リード（7）の表面に半田
が良好に被着しないという問題がある。この不具合を解
決するために、ウォータジェット等により樹脂バリを除
去する手段もあるが、その樹脂バリ除去による工数が増
加してコストアップを招来する問題があった。

【００１２】一方、図１２に示すように樹脂モールドを
完了したリードフレーム（1）の外装樹脂部（14）がそ
の側縁で残留樹脂部分（15）により相互に繋がった構造
のものでは、特に、半導体装置がパワー用ＩＣの場合、
半導体ペレット（4）をマウントした放熱板（5）が、図
示の如く残留樹脂部分（15）が位置する側に近接して配
置されることになる。このような場合、半導体装置ごと
に残留樹脂部分（15）をパンチ等で打ち抜き除去する
際、その破断部分から亀裂が生じた場合、放熱板（5）
及び半導体ペレット（4）が近いため、その亀裂が侵入
した水分などが半導体ペレット（4）に達して不良とな
る可能性が高くなる。

【００１３】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、キャビティ内
への溶融樹脂の充填状態を良好なものとする樹脂モール
ド装置、並びに半導体装置において良好な状態の外装樹
脂部を形成できる半導体中間構体を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明に係る半導体中間構体は、
半導体ペレットが搭載された放熱板を外装樹脂部に埋設
し、放熱板の厚み方向両側に位置する樹脂の一方を薄く
他方を厚くしたパワー用半導体装置が多数個連結された
半導体中間構体において、隣接する半導体装置の外装樹
脂部間を連結する残留樹脂部分が、放熱板の厚み方向で
樹脂を厚くした側にある側端縁に沿って形成されている
ことを特徴とする。

【００１５】本発明では、上記残留樹脂部分と外装樹脂
部との境界近傍部位に沿って凹溝を刻設することが望ま
しい。

【００１６】本発明に係る樹脂モールド装置はリードフ
レームを上下から型締めする上下金型の衝合面に、リー
ドフレーム上の複数のモールド予定部分を囲むキャビテ
ィを形成するとともに、このキャビティ内を各モールド
予定部毎に隔壁で区画し、隔壁の一部に溶融樹脂の通過
領域を形成したことを特徴とする。

【００１７】本発明では、上下金型の衝合により型締め
されたリードフレームのリード配置部位以外の部位にエ
アベントを形成することが望ましい。

【００１８】また、

【作用】本発明に係る樹脂モールド装置では、キャビテ
ィがリードフレームの複数のモールド予定部分を含むた
め、上記キャビティ内に溶融樹脂を注入するゲートの開
口面積を大きく設定することができ、そのゲートからの
キャビティ内への樹脂注入がスムーズに行なえる。ま
た、エアベントをリード配置部位以外の部位に形成すれ
ば、リード表面に樹脂バリが付着することもない。

【００１９】本発明に係る半導体中間構体では、各半導
体装置の外装樹脂部を繋ぐ残留樹脂部分が、外装樹脂部
に埋設された放熱板から離隔した位置に形成されている
ことから、各半導体装置への分割のための残留樹脂部分
の打ち抜き除去で亀裂が生じても、半導体ペレットに影
響を及ぼすことはない。また、上記残留樹脂部分と外装
樹脂部との境界部位に沿って凹溝を刻設すれば、その残
留樹脂部分の打ち抜き除去時、外装樹脂部を凹溝に沿っ
て分割できるので、上述した亀裂の発生を抑制できる。

【００２０】

【実施例】まず、本発明に係る樹脂モールド装置の実施
例を図１乃至図５に示して説明する。尚、図１は上下金
型を離隔させた状態、図２は上下金型を衝合させた状態
を示す断面図、図３は下金型の開口部〔図示斜線部分は
衝合面である〕を示す部分平面図、図４は図３のＩ−Ｉ
線に沿う断面図、図５は下金型の隔壁を示す斜視図であ
る。

【００２１】この実施例の樹脂モールド装置は、同図に
示すようにリードフレーム（21）をその上下から型締め
する上下金型（22）（23）からなり、その接合面を衝合
させることにより、リードフレーム（21）の半導体ペレ
ット（24）を搭載した放熱板（25）を収容するキャビテ
ィ（26）が形成される。本発明のキャビティ（26）は、
リードフレーム（21）の複数のモールド予定部分（27）
〔半導体装置の外装樹脂部〕を含んで共通し、そのキャ
ビティ（26）の各モールド予定部分（27）ごとに隔壁
（28）を配設する。尚、この実施例は、隔壁（28）を下
金型（23）に一体的に設けた場合であるが、上金型（2
2）に一体的に形成することも可能である。上記隔壁（2
8）は、半導体装置の外装樹脂部となる各モールド予定
部分（27）をその大部分で区画し一部で連通する。即
ち、隔壁（28）が延びる方向でその両端部分では上金型
（22）との間に微小な隙間（m）を形成し、中央部分で
は後述するように溶融樹脂がキャビティ（26）内で各モ
ールド予定部分（27）に速やかに行き渡るように大きな
通過領域（n）を形成する。

【００２２】また、キャビティ（26）の一側縁、即ち、
リードフレーム（21）のリード（29）が型締め状態で配
置される部位と反対側に、キャビティ（26）内に溶融樹
脂を注入するゲート（30）を形成する。本発明では、上
述したようにキャビティ（26）が複数のモールド予定部
分（27）で共通するために全体としての容積が大きく、
そのため、上記ゲート（30）の開口面積を大きく設定で
きる。これにより、後述するようにゲート（30）からキ
ャビティ（26）内への溶融樹脂の注入がスムーズに行な
える。一方、その溶融樹脂の注入時にキャビティ（26）
内の空気を抜くためのエアベントについても、従来のよ
うに、キャビティ（26）の他側縁であるリード配置部位
に設けざるを得ないということはなく、図示の如くリー
ド配置部位以外の部位にエアベント（31）を設けること
が可能である。

【００２３】更に、上金型（22）の衝合面には、キャビ
ティ（26）のモールド予定部分（27）と隔壁（28）との
境界部位と対応する部位に沿って突条部（32）を一体的
に形成する。これにより、後述するように樹脂モールド
後、外装樹脂部間に形成された残留樹脂部分とその外装
樹脂部との間に凹溝が形成され、この凹溝を起点として
パンチ等により外装樹脂部から残留樹脂部分を速やかに
分離させることができる。

【００２４】尚、図示しないが、ゲート（30）から延び
るランナ、カル及びポット〔図８参照〕については従来
と同様であるため説明は省略する。

【００２５】本発明の樹脂モールド装置では、樹脂モー
ルド時、従来と同様にゲート（30）からキャビティ（2
6）内に溶融樹脂が注入される。この時、キャビティ（2
6）は、リードフレーム（21）の複数のモールド予定部
分（27）を含んで共通するためにその容積が大きく、そ
れに伴ってゲート（30）の開口面積も大きくしているの
で、上記ゲート（30）からキャビティ（26）の各モール
ド予定部分（27）にスムーズに注入されて充填され、未
充填部分やボイドが発生することはない。

【００２６】この樹脂モールド後、上下金型（22）（2
3）を離隔させることにより、リードフレーム（21）を
上下金型（22）（23）から離型させ、多数の外装樹脂部
（33）が形成されたリードフレーム（21）を得る。この
場合、上下金型（22）（23）でエアベント（31）をリー
ド配置部位以外の部位に設けているので、樹脂モールド
を完了したリードフレーム（21）のリード（29）の表面
に樹脂バリが付着することはない。

【００２７】この半導体中間構体である樹脂モールド完
了後のリードフレーム（21）は、図６及び図７に示すよ
うに各外装樹脂部（33）が残留樹脂部分（34）により連
結された構造を有する。この残留樹脂部分（34）は、樹
脂モールド時、キャビティ（26）内に配置されてそのキ
ャビティ（26）を各モールド予定部分（27）に区画する
隔壁（28）により形成されたもので、前述した隔壁（2
8）の上端部分の形状と対応した形状を有する。

【００２８】この残留樹脂部分（34）は、上記リードフ
レーム（21）を各半導体装置ごとに分割する際に、リー
ド（29）を連結するタイバーと共にパンチ等により打ち
抜き除去される。この時、残留樹脂部分（34）が、外装
樹脂部（33）に埋設された放熱板（25）から離隔した位
置に形成されることから、打ち抜き加工などの衝撃で亀
裂が生じたとしても、半導体ペレット（24）に影響を及
ぼすことはない。また、上記残留樹脂部分（34）と外装
樹脂部（33）との境界部位に、樹脂モールド時にキャビ
ティ（26）内の突条部（32）により凹溝（35）が形成さ
れており、この凹溝（35）を起点として外装樹脂部（3
3）から残留樹脂部分（34）を速やかに分離させること
ができ、上述した亀裂が生じることも抑制される。この
ようにして個々の半導体装置〔図１１参照〕が得られ
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明の樹脂モールド装置では、ゲート
からのキャビティ内への樹脂注入がスムーズに行なえる
ので、未充填状態やボイドが発生することを未然に防止
できる。また、エアベントをリード配置部位以外の部位
に形成すれば、リード表面に樹脂バリが付着することも
ない。

【００３０】また、本発明の半導体中間構体では、各半
導体装置への分割のための残留樹脂部分の打ち抜き除去
で亀裂が生じても、半導体ペレットに影響を及ぼすこと
はない。また、残留樹脂部分と外装樹脂部との境界部位
に沿って凹溝を刻設すれば、その残留樹脂部分の打ち抜
き除去時、外装樹脂部を凹溝に沿って分割できるので、
上述した亀裂の発生を抑制できる。

【００３１】このように、上記樹脂モールド装置及び半
導体中間構体によれば、信頼性の高い良品質な半導体装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る樹脂モールド装置の上下金型を離
隔させた状態を示す断面図

【図２】樹脂モールド装置の上下金型を衝合させた状態
を示す断面図

【図３】樹脂モールド装置の下金型を示す部分平面図

【図４】図３のＩ−Ｉ線に沿う断面図

【図５】樹脂モールド装置のキャビティ内にある隔壁を
示す斜視図

【図６】本発明に係る半導体中間構体を離型させた姿勢
状態で示す部分斜視図

【図７】図６の半導体中間構体を上下逆にした状態で示
す部分斜視図

【図８】樹脂モールド装置の具体例を示す部分断面図

【図９】従来の樹脂モールド装置の一例を示す部分平面
図

【図１０】図９のII−II線に沿う断面図

【図１１】半導体装置の一例としてパワー用半導体装置
を示す斜視図

【図１２】半導体中間構体の従来例を示す部分斜視図

【符号の説明】

21 リードフレーム 22 上金型 23 下金型 24 半導体ペレット 25 放熱板 26 キャビティ 27 モールド予定部分 28 隔壁

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ペレットが搭載された放熱板を外
   装樹脂部に埋設し、放熱板の厚み方向両側に位置する樹
   脂の一方を薄く他方を厚くしたパワー用半導体装置が多
   数個連結された半導体中間構体において、隣接する半導
   体装置の外装樹脂部間を連結する残留樹脂部分が、放熱
   板の厚み方向で樹脂を厚くした側にある側端縁に沿って
   形成されていることを特徴とする半導体中間構体。
2. 【請求項２】 請求項１記載の残留樹脂部分と外装樹脂
   部との境界近傍部位に沿って凹溝を刻設したことを特徴
   とする半導体中間構体。
3. 【請求項３】 リードフレームを上下から型締めする上
   下金型の衝合面に、リードフレーム上の複数のモールド
   予定部分を囲むキャビティを形成するとともに、このキ
   ャビティ内を各モールド予定部毎に隔壁で区画し、隔壁
   の一部に溶融樹脂の通過領域を形成したことを特徴とす
   る樹脂モールド装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の上下金型の衝合により型
   締めされたリードフレームのリード配置部位以外の部位
   にエアベントを形成したことを特徴とする樹脂モールド
   装置。