JP3572772B2 - 半導体封止用金型装置及びこの金型装置を用いた半導体封止装置並びに半導体装置の封装樹脂成形方法 - Google Patents
半導体封止用金型装置及びこの金型装置を用いた半導体封止装置並びに半導体装置の封装樹脂成形方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3572772B2 JP3572772B2 JP35261195A JP35261195A JP3572772B2 JP 3572772 B2 JP3572772 B2 JP 3572772B2 JP 35261195 A JP35261195 A JP 35261195A JP 35261195 A JP35261195 A JP 35261195A JP 3572772 B2 JP3572772 B2 JP 3572772B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- mold member
- semiconductor
- lead frame
- resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップが実装配線された半導体装置用リードフレームに対して上記半導体チップを封装する封装樹脂をアウトサート成形する半導体封止用金型装置及びこの半導体封止用金型装置を用いた半導体封止装置並びに半導体装置の封装樹脂成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置１は、一般に、図１に示すように、所定の回路等が集積形成された半導体チップ２が導電性金属薄板上に実装されるとともに、この金属薄板に形成したリード端子群３と電気的に接続された状態でエポキシ樹脂等の熱硬化性合成樹脂を材料とした封装樹脂５によって封装されて構成されている。リード端子群３は、一端部が半導体チップ２の外周部に延在されるとともに、他端部が封装樹脂５から突出露呈されて接続端子片４を構成している。半導体装置１には、封装樹脂５の表面に実装位置等を表示する位置決め指標６や図示しない仕様表示等が設けられている。なお、これら位置決め指標６や仕様表示等は、例えば封装樹脂５のインサート成形時に、半導体封止用金型装置によって形成される。
【０００３】
上述した半導体装置１の製造には、図４２に示した導電性金属薄板を素材として帯状に形成されたリードフレーム２００が用いられる。このリードフレーム２００は、生産効率の向上を図るために、いわゆる多数個取りの構成が採用されており、それぞれ半導体チップ２が実装位置される複数のチップ実装部２０１が長手方向に所定の間隔を以って設けられる。チップ実装部２０１には、例えばその中央部に半導体チップ２を収納位置させる開口部が開設されるとともに、一端部がこの開口部の周辺部に延在する多数のリード端子部２０２がそれぞれの領域に形成されている。
【０００４】
また、リードフレーム２００には、幅方向の両側縁に沿って搬送ガイド部２０３が形成されている。この搬送ガイド部２０３は、一定の間隔を以って開設された多数個のパーホレーション２０４Ａ、２０４Ｂによって構成されている。したがって、リードフレーム２００は、この搬送ガイド部２０３により位置決めされた状態で図示しない搬送手段によって搬送され、半導体チップ２の実装工程と、半導体チップ２とリード端子群３とのワイヤボンディング法等による配線工程と、半導体封止用金型装置を用いて半導体チップ２を熱硬化性合成樹脂によって封装する樹脂封装工程或いは外周リード部の切断等の工程等が施されて半導体装置１を連続して製造する。
【０００５】
半導体装置１の製造は、一般に生産効率を図るために上述したリードフレーム２００の多数個取りの構成とともに、一対の第１のリードフレーム２００Ａと第２のリードフレーム２００Ｂとが互いに平行状態とされて搬送手段によって上述した工程を同時に搬送される。なお、図４２は、樹脂封装工程の概略構成図を示し、第１のリードフレーム２００Ａと第２のリードフレーム２００Ｂとに跨がって配設される半導体封止用金型装置については図示が省略されている。半導体封止用金型装置は、互いに接離動作される上下一対の金型部材から構成され、その対向面間に第１のリードフレーム２００Ａと第２のリードフレーム２００Ｂとを通過させるとともに材料樹脂が充填硬化して実装された半導体チップ２を封装する封装樹脂５をアウトサート成形するキャビティがそれぞれ構成されている。
【０００６】
また、半導体封止用金型装置は、第１のリードフレーム２００Ａと第２のリードフレーム２００Ｂとの間に位置して、下金型部材側に材料樹脂供給部が配設されている。材料樹脂供給部は、加熱手段が付設されるとともに底面部に押出し部材が移動自在に配設されている。この材料樹脂供給部には、例えばタブレット状とされたエポキシ樹脂等の材料樹脂が装填される。
【０００７】
半導体封止用金型装置は、加熱手段によって、材料樹脂供給部２０７やランナー部及びキャビティの各部位が材料樹脂２１１の溶融温度である１７５°Ｃ程度に温調されている。材料樹脂２１１は、材料樹脂供給部２０７内において加圧、加熱されることにより粘度の低い溶融状態とされる。
【０００８】
半導体封止用金型装置には、材料樹脂供給部２０７から第１のリードフレーム２００Ａと第２のリードフレーム２００Ｂに達するランナー部が設けられ、さらにこのランナー部とキャビテイとの間に位置してゲート部が設けられている。半導体封止用金型装置は、チップ実装部２０１にそれぞれ半導体チップ２が実装された第１のリードフレーム２００Ａと第２のリードフレーム２００Ｂとが搬送されると、下金型部材に対して上金型部材が移動動作して型締め動作が行われる。半導体封止用金型装置は、この型締め状態で押出し部材が動作されて、材料樹脂供給部２０７から溶融状態の材料樹脂２１１を各ランナー部へと押し出す。材料樹脂２１１は、このランナー部からゲート部を介してそれぞれキャビティ内へと充填される。
【０００９】
半導体封止用金型装置は、上金型部材と下金型部材とを型締め状態に保持して所定の時間加熱することによって材料樹脂２１１を硬化させた後、下金型部材に対して上金型部材が移動動作されて型開き動作が行われる。これによって、リードフレーム２００には、半導体チップ２の外周部を封装する封装樹脂５がアウトサート成形される。半導体封止用金型装置には、搬送手段によってリードフレーム２００の次の領域が搬送位置され、上述した封装樹脂５のアウトサート成形が行われる。
【００１０】
以下、この封装樹脂５のアウトサート成形が順次行われて、リードフレーム２００上に実装された複数個の半導体チップ２の封装樹脂５による封装工程が終了する。なお、封装樹脂５は、リードフレーム２００に形成されたリード端子部２０２の先端部近傍までを封装している。
【００１１】
リードフレーム２００は、実装された半導体チップ２に対する封装樹脂５による封装工程が終了すると、搬送手段によって外周リード部の切断工程へと搬送される。この外周リード部の切断は、例えば外形打抜き金型を用いて行われる。外形打抜き金型は、リード端子部の先端部を残してリードフレーム２００の他の外周部分を切断除去して図１に示した上述した半導体装置１を完成させる。
【００１２】
この切断工程においては、図４２に示した封装樹脂５とランナー樹脂部２０８との間に存在するゲート樹脂部２０９の切断も行われる。このゲート樹脂部２０９は、リードフレーム２００の下方部にリード端子部の領域中に位置して存在する。ゲート樹脂部２０９は、半導体装置１に大きく突出した状態で残されている場合、この半導体装置１を回路基板等に実装する際に大きな障害となるため、精密に切断されなければならない。したがって、従来の半導体製造方法によれば、専用のゲート切断機が用いて、このゲート樹脂部２０９をリードフレーム２００から切断していた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のリードフレーム２００に対する封装樹脂５のアウトサート成形法においては、種々の部位に材料樹脂２１１のバリが発生する。材料樹脂２１１のバリは、図４２に示すように、材料樹脂供給部２０７の開口端部の周囲に発生する装填部バリ２１２、材料樹脂供給部２０７から導かれるランナー部がリードフレーム２００を横断する部位に発生する横断部バリ２１３或いはリード端子部２０２の周辺に発生する端子部バリ２１４等に大別される。
【００１４】
装填部バリ２１２は、材料樹脂供給部２０７を構成する上金型部材と下金型部材との型合せ面において材料樹脂２１１がはみ出して硬化することにより発生する。この装填部バリ２１２は、インサート成形後のエアー処理やブラッシング処理によって除去することが可能である。
【００１５】
装填部バリ２１２は、上述したように次の切断工程においてリードフレーム２００のリード部分が切断除去されることから、半導体装置１への影響は無い。しかしながら、この装填部バリ２１２は、半導体装置１が自動機によって製造される場合に、次工程への搬送等に際してリードフレーム２００の引掛り、位置決め不良等の原因となり好ましくない。また、この装填部バリ２１２は、不安定な状態で付着することから、搬送途中で脱落し、可動機構部等の動作に支障を与えるといった問題を生じさせる。
【００１６】
横断部バリ２１３は、リードフレーム２００の外側に配置された材料樹脂供給部２０７からランナー部を介して半導体封止用金型装置のキャビティに導かれる材料樹脂２１１がリードフレーム２００の側端部においてはみ出して硬化することにより発生する。すなわち、リードフレーム２００は、そのパーホレーション２０４にガイドピンが相対係合されることによって、下金型金型のリードフレーム装着部に位置決めされた状態で装着される。
【００１７】
リードフレーム２００は、パーホレーション２０４の中心と側端部との間隔寸法及びパーホレーション２０４の内径寸法とが所定の公差を以って規定されている。例えば、この公差は、それぞれ±０．０５ｍｍとされている。また、リードフレーム２００は、パーホレーション２０４に対してガイドピンがスムーズに相対係合されるために、適当なクリアランスが設定されている。例えば、クリアランスは、０．０１ｍｍに設定されている。
【００１８】
リードフレーム２００と下金型部材とは、上述した条件とともに各部の加工誤差或いは組立誤差も考慮して、パーホレーション２０４とガイドピンとが係合可能とされて位置決めされるように構成される。また、リードフレーム２００と下金型部材とは、リードフレーム２００の熱膨張による寸法変化を考慮して、パーホレーション２０４とガイドピンとが係合可能とされて位置決めされるように構成される。
【００１９】
このため、リードフレーム２００と下金型部材には、側端部とリードフレーム装着壁との間に間隙２２１が構成されることになる。この間隙は、その寸法が最大で０．１２ｍｍにも達する。
【００２０】
下金型部材は、上述したようにリードフレーム２００の装着部に対して外方に位置して材料樹脂供給部１０７が配置された構成であることから、この材料樹脂供給部２０７からランナー部がリードフレーム２００を横切ってキャビティへと導かれている。したがって、材料樹脂供給部２０７から押し出された材料樹脂２１１は、ランナー部において、間隙からはみ出して硬化することにより横断部バリ２１３を発生させる。
【００２１】
この横断部バリ２１３は、上述した装填部バリ２１２と同様に、次の切断工程においてリードフレーム２００のリード部分が切断除去されることから、半導体装置１への影響は無い。しかしながら、この横断部バリ２１３は、半導体装置１が自動機によって製造される場合に、次工程への搬送に際してリードフレーム２００の引掛り、位置決め不良等の原因となり好ましくない。また、横断部バリ２１３は、リードフレーム２００に不安定な状態で付着することから、搬送途中で脱落し、可動機構部等の動作に支障を与えるといった問題を生じさせる。
【００２２】
端子部バリ２１４は、チップ実装部２０１に実装された半導体チップ２を封装する封装樹脂５のキャビティを構成する上金型部材と下金型部材との型合せ面から、チップ実装部２０１の周囲に打抜き形成されたリード端子部に沿ってはみ出した材料樹脂２１１が硬化することによって発生する。この端子部バリ２１４は、各リード端子間に跨がった薄膜状を呈するバリであり、リードフレーム２００内に発生するため、上述した装填部バリ２１２や横断部バリ２１３のように搬送時等に際しての影響は少ない。
【００２３】
すなわち、リードフレーム２００は、上述した金属薄板を材料として一般に精密プレスによって打抜き形成される。このリードフレーム２００には、プレス加工の特性から剪断端面にダレ部とカエリ部とが発生し、精密な均一面として構成することが困難である。また、リードフレーム２００は、いわゆるスプリングバック現象によって全体として湾曲した状態となる。
【００２４】
したがって、従来の半導体封止用金型装置においては、上述したダレ部とカエリ部とが発生するリードフレーム２００の両端部を上金型部材と下金型部材とによって強く押し付けることにより端子部バリ２１４の発生を防止するように構成されていた。この上金型部材と下金型部材との型締め力は、ランナー部が横切るリードフレーム２００の一端部からゲート部に対応する部位と、封装樹脂５が充填されるキャビティの外周部と、封装樹脂５の位置決め部に対応する部位及びリードフレーム２００の他端部において、型締め力が大となるように構成されていた。このように、従来の半導体封止用金型装置においては、各部において型締め力を異にすることから構造が複雑となるとともにその型締め力の調整が極めて面倒であった。
【００２５】
また、樹脂封止装置は、型締め状態でキャビティの外周部に隙間が形成されないように、下金型部材に設けた材料樹脂供給部２０７の開口部と上金型部材の主面との間に、微小な間隔が保持される。リードフレーム２００は、その厚み寸法の公差を±０．０１ｍｍで形成されている。したがって、この間隔は、０．０１ｍｍ〜０．０２ｍｍに設定されることになる。
【００２６】
このように半導体封止用金型装置は、材料樹脂供給部２０７における型締め力が実質的に小ならしめられることによってキャビティにおける十分な型締め力が確保され、このキャビティの外周部における端子部バリ２１４の発生が抑制されることになる。換言すれば、半導体封止用金型装置においては、端子部バリ２１４を抑制する構成を採用することによって、材料樹脂供給部２０７の開口部に上述した装填部バリ２１２が必然的に発生することになる。
【００２７】
このように、従来のリードフレーム２００に対する封装樹脂５のアウトサート成形法においては、このリードフレーム２００及び半導体封止用金型装置の構成上、種々の部位に材料樹脂２１１のバリ、すなわち、装填部バリ２１２、横断部バリ２１３或いは端子部バリ２１４等が必然的に発生し、これらのバリが搬送等に際してリードフレーム２００の引掛り現象や脱落による可動部等への障害といった問題を生じさせていた。
【００２８】
また、従来のリードフレーム２００に対する封装樹脂５のアウトサート成形法によれば、半導体封止用金型装置がその各部を高精度に仕上げることによって型締め力を部分的に調整するように構成されるため、この半導体封止用金型装置の製造コストが極めて大となるといった問題点があった。さらに、半導体封止装置は、半導体封止用金型装置に対して大きな型締め力を作用させることから、大型かつ高価となるといった問題があった。
【００２９】
さらにまた、従来のリードフレーム２００に対する封装樹脂５のアウトサート成形法においては、リード端子部２０２の先端部を残してリードフレーム２００の他の外周部分を切断除去するリード外形打抜き金型と、ゲート樹脂部２０９を切断する専用のゲート切断機とが必要とされ、設備全体が大型化するとともに工程も多いといった問題点があった。しかも、ゲート樹脂部２０９は、封装樹脂５の周面にゲート痕を突出させた状態で切断されることから、このゲート痕がリード外形打抜き金型を破損させるといった問題を生じさせる虞れもあった。
【００３０】
さらにまた、従来のリードフレーム２００に対する封装樹脂５のアウトサート成形法においては、リードフレーム２００の外方に位置して材料樹脂供給部２０７が設けられるとともにランナー部２２４を介して材料樹脂２１１をキャビティ２０５Ａ、２０６Ａへと引き込むことから、材料樹脂２１１の量も多く必要となりかつキャビティ２０５Ａ、２０６Ａ内への充填時間も長くなることから成形サイクルが長くなるといった問題点があった。
【００３１】
また、従来のリードフレーム２００に対する封装樹脂５のアウトサート成形法においては、半導体チップ２や半導体装置１自体の仕様に伴って外形形状等が異にされることから、その都度半導体封止用金型装置の交換、コンベア等の搬送手段の位置調整、或いはリードフレーム２００の供給機構の交換等の段取りに多くの時間が必要とされ生産性が悪くなるといった問題があった。さらに、半導体封止用金型装置は、高温であるとともに極めて重いため、交換等の取扱い作業が面倒であるばかりでなく危険でもあるといった問題があった。
【００３２】
したがって、本発明は、半導体チップを実装したリードフレームに封装樹脂をアウトサート成形してリードフレーム組立体を成形する半導体封止用成形金型装置において、材料樹脂のバリが各部に発生することを抑制して工程全体の合理化を図るとともに、小型化かつコスト低減、材料樹脂の少量化を達成した半導体封止用金型装置を提供することを目的に提案されたものである。
【００３３】
また、本発明は、合理化された工程と、小型化、コストダウン或いは材料樹脂の少量化が図られた半導体封止用金型装置を各工程に対応して巡回搬送させることによって、効率良く半導体装置を生産するようにした半導体封止装置を提供することを目的に提案されたものである。
【００３４】
さらに、本発明は、小型化、コストダウン或いは材料樹脂の少量化が図られた樹脂封止装置を用いて、合理化された工程によって半導体装置を生産性良く製造するようにした半導体装置の封装樹脂成形方法を提供することを目的に提案されたものである。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成した本発明に係る半導体封止用金型装置は、半導体チップを実装したリードフレームが装填されるとともにこのリードフレームに半導体チップを封装する封装樹脂がアウトサート成形されたリードフレーム組立体を成形する上記封装樹脂のキャビティを構成する第１のキャビティが形成された第１の金型部材と、この第１の金型部材に対して接離自在に対向配置され、上記第１のキャビティと協動して封装樹脂のキャビティを構成する第２のキャビティが形成された第２の金型部材と、上記第１の金型部材内に設けられ、熱硬化性合成樹脂からなる材料樹脂が装填される材料樹脂装填部と、この材料樹脂装填部に装填されるとともに溶融状態とされた上記材料樹脂を上記キャビティ内へと供給する押出手段とを備えた材料樹脂供給機構と、上記第１の金型部材内に設けられ、上記半導体チップが上記封装樹脂によって封装された上記リードフレーム組立体を上記キャビティから突き出して離型するイジェクトピンを有するイジェクト機構とを備え、上記第１の金型部材と第２の金型部材には、型締め状態に自己保持する型締保持機構が設けられるとともに、これら第１の金型部材と第２の金型部材とが設置される本体装置側の駆動機構によって上記材料樹脂供給機構及びイジェクト機構が駆動され、上記型締保持機構は、上記第１の金型部材又は第２の金型部材に一端部を回動自在に支持されるとともに第１の係合部が形成された一対の第１のリンクレバー及びこれら第１のリンクレバーの他端部にそれぞれ回動自在に支持されるとともに自由端部が互いに連結部材を介して連結された一対の第２のリンクレバーとからなるトグル型締め機構と、上記第１のリンクレバーの第１の係合部に対応して上記第２の金型部材又は第１の金型部材にそれぞれ設けられた一対の第２の係合部とから構成され、上記トグル型締め機構は、上記第１のリンクレバーと第２のリンクレバーとがすぼまった状態に動作されることによって、上記第１のリンクレバーに設けられた上記第１の係合部が対応する上記第２の係合部にそれぞれ相対係合されて、上記第１の金型部材と第２の金型部材とを型締めした状態に自己保持することを特徴とする。
【００３６】
以上のように構成された本発明に係る半導体封止用金型装置によれば、第１の金型部材と第２の金型部材とが型開き状態において、材料樹脂装填部に材料樹脂が装填されるとともにその内部で溶融状態とされ、かつ第１の金型部材に半導体チップを実装したリードフレームが位置決めされた状態で装着される。半導体封止用金型装置は、第１の金型部材と第２の金型部材とが型締め動作されるとともに型締保持機構によってその型締め状態が自己保持され、材料樹脂供給機構が動作されて押出手段により材料樹脂装填部から溶融状態の材料樹脂がキャビティ内へと押し出される。
【００３７】
半導体封止用金型装置は、キャビティ内に充填された材料樹脂が硬化するまで型締保持機構による型締め状態が自己保持されるとともに、型締保持機構の解除によって第１の金型部材と第２の金型部材とが型開き動作されるとイジェクト機構が駆動されてイジェクトピンにより半導体チップを封装する封装樹脂をアウトサート成形したリードフレーム組立体を第１の金型部材から突き出す。
【００３８】
半導体封止用金型装置は、材料樹脂が装填される材料樹脂供給部に対応してカル部が内部に設けられたリードフレームに、半導体チップを封装する封装樹脂をアウトサート成形してリードフレーム組立体を製造することから、材料樹脂供給部とキャビティ間を連結するランナー部にリードフレームの横断部位を構成せずかつその短縮化を図る。したがって、半導体封止用金型装置は、ランナー部のリードフレーム横断部に発生するバリを生じさずその処理のための後工程を不要とさせかつ外周部の切断とゲート切断とを同一工程によって行うことを可能として工程の合理化を達成し、さらに不要な材料樹脂を削減する。
【００３９】
半導体封止用金型装置は、半導体チップを実装した１個のリードフレームが供給されることによって、半導体チップを封装する封装樹脂がアウトサート成形された１個のリードフレーム組立体を成形する。したがって、半導体封止用金型装置は、小型化されて取り扱いが極めて簡便となり、また型締保持機構による型締め状態の自己保持を利用した搬送が可能となることから、搬送機構によって複数個を巡回搬送させてリードフレーム組立体の連続製造が実現される。
【００４０】
また、本発明に係る半導体封止用金型装置を用いた半導体封止装置は、半導体チップを実装したリードフレームが装填されるとともにこのリードフレームに半導体チップを封装する封装樹脂がアウトサート成形されてリードフレーム組立体を成形する上記封装樹脂のキャビティを構成する第１のキャビティが形成された第１の金型部材と、この第１の金型部材に対して接離自在に対向配置されるとともに第１のキャビティと協動して封装樹脂のキャビティを構成する第２のキャビティが形成された第２の金型部材とからなり、第１の金型部材内には熱硬化性合成樹脂からなる材料樹脂が装填される材料樹脂装填部及びこの材料樹脂装填部に装填されて溶融状態とされた材料樹脂を上記キャビティ内へと供給する押出手段とを備えた材料樹脂供給機構と、半導体チップが封装樹脂によって封装されたリードフレーム組立体をキャビティから突き出して離型するイジェクトピンを有するイジェクト機構とが備えられかつ上記第１の金型部材と第２の金型部材とに型締め状態を自己保持する型締保持機構が設けられた半導体封止用金型装置が用いられる。半導体封止装置は、半導体封止用金型装置を封装樹脂のアウトサート成形工程毎に間欠的に巡回搬送する搬送機構と、半導体封止用金型装置の材料樹脂供給機構の押出手段を駆動してキャビティ内へ材料樹脂を充填させる材料樹脂供給駆動機構と、リードフレーム組立体に対して封装樹脂のアウトサート成形が行われて第１の金型部材と第２の金型部材とが型開き動作した状態で、イジェクト機構を駆動してリードフレーム組立体を第１の金型部材からイジェクトさせるイジェクト駆動機構とを備えて構成される。
【００４１】
また、半導体封止装置は、上下方向に離間して互いに対向配設された第１の搬送ガイドフレームと第２の搬送ガイドフレームとを備え、これら第１の搬送ガイドフレームと第２の搬送ガイドフレームとの間に構成される第１の搬送空間部が第１の金型部材と第２の金型部材とが型締め状態で搬送機構によって搬送される型締め搬送空間部を構成し、第１の搬送ガイドフレームの下方部に構成される第２の搬送空間部が型開き状態の第１の金型部材を上記搬送機構によって搬送する第１の型開き搬送空間部を構成し、第２の搬送ガイドフレームの上方部に構成される第３の搬送空間部が型開き状態の上記第２の金型部材を上記搬送機構によって搬送する他方の型開き搬送空間部を構成する。型開きされた第１の金型部材と第２の金型部材とは、第２の搬送空間部と第３の搬送空間部を経由して初期位置へと巡回搬送される。第１の搬送ガイドフレームと第２の搬送ガイドフレームには、第１の金型部材と第２の金型部材とを加熱する加熱手段が備えられる。
【００４２】
以上のように構成された本発明に係る半導体封止用金型装置を用いた半導体封止装置によれば、半導体封止用金型装置の材料樹脂供給機構及びイジェクト機構とを駆動する材料樹脂供給駆動機構及びイジェクト駆動機構を備えることにより、上記半導体封止用金型装置の小型化を達成し、その交換等の取り扱いを簡便かつ安全に行うことを可能とする。
【００４３】
半導体封止装置は、型締保持機構によって型締め状態が自己保持される半導体封止用金型装置を各工程毎に間欠的に巡回搬送することから、リードフレーム組立体の連続生産を行い、生産性の向上を達成する。また、半導体封止装置は、半導体封止用金型装置を搬送する過程で、第１の搬送ガイドフレームと第２の搬送ガイドフレームに設けた加熱手段によって第１の金型部材と第２の金型部材とを加熱保持することから、加熱工程が不要とされ、リードフレーム組立体の製造時間を短縮する。
【００４４】
さらに、本発明に係る半導体封止用金型装置を用いた半導体装置の封装樹脂成形方法は、半導体チップを実装したリードフレームが装填されるとともにこのリードフレームに半導体チップを封装する封装樹脂がアウトサート成形されてリードフレーム組立体を成形する上記封装樹脂のキャビティを構成する第１のキャビティが形成された第１の金型部材と、この第１の金型部材に対して接離自在に対向配置されるとともに上記第１のキャビティと協動して封装樹脂のキャビティを構成する第２のキャビティが形成された第２の金型部材とからなり、第１の金型部材内には熱硬化性合成樹脂からなる材料樹脂が装填される材料樹脂装填部及びこの材料樹脂装填部に装填されて溶融状態とされた材料樹脂をキャビティ内へと供給する押出手段とを備えた材料樹脂供給機構と、半導体チップが封装樹脂によって封装されたリードフレーム組立体をキャビティから突き出して離型するイジェクトピンを有するイジェクト機構とが備えられかつ第１の金型部材と第２の金型部材とに型締め状態を自己保持する型締保持機構が設けられた半導体封止用金型装置が用いられる。半導体装置の封装樹脂成形方法は、少なくとも、半導体封止用金型装置が型開きされた状態において第１の金型部材の上記材料樹脂装填部に材料樹脂を装填する樹脂装填工程と、半導体封止用金型装置が型開きされた状態において半導体チップを実装したリードフレームを第１の金型部材に装着するリードフレーム装着工程と、半導体封止用金型装置を型締めしかつ型締保持機構によってその型締め状態を保持するとともに、材料樹脂供給機構によってキャビティ内に材料樹脂を充填する樹脂充填工程と、締保持機構による半導体封止用金型装置の型締め状態を保持する型締め保持工程と、半導体封止用金型装置を型開きしてリードフレームに対して封装樹脂のアウトサート成形が行われたリードフレーム組立体を第１の金型部材から突き出すイジェクト工程とからなる。
【００４５】
上記半導体封止用金型装置は、上記各工程毎に巡回駆動してリードフレームに対する封装樹脂のアウトサート成形を行うことから半導体装置を連続して効率良く製造する。
【００４７】
また、本発明に係る半導体封止用金型装置を用いた半導体装置の封装樹脂成形方法においては、上下方向に離間して互いに対向配設された第１の搬送ガイドフレームと第２の搬送ガイドフレームとによって、型締め状態の上記第１の金型部材と第２の金型部材とが搬送される中央部の型締め搬送空間部と、型開き状態の第１の金型部材が搬送される上方部の第１の型開き搬送空間部及び第２の金型部材が搬送される下方部の第２の搬送空間部とを構成し、型締め搬送空間部の搬送工程中にリードフレームに対して半導体チップを封装する封装樹脂のアウトサート成形を行い、型開きされた第１の金型部材と第２の金型部材とを、第１の型開き搬送空間部と第２の型開き搬送空間部を経由して型締め搬送空間部の初期位置へと巡回搬送することによって、連続成形を行う。
【００４８】
半導体封止用金型装置を用いた半導体装置の封装樹脂成形方法においては、半導体封止用金型装置を各工程にしたがって搬送機構によって搬送する過程で、第１の搬送ガイドフレームと第２の搬送ガイドフレームに設けた加熱手段によって第１の金型部材と第２の金型部材とを加熱保持することから、加熱工程が不要とされ、製造時間を短縮してリードフレーム組立体を製造する。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。半導体装置１は、ニッケルと鉄との合金からなる導電性の金属薄板を素材として形成されたリードフレーム１０を用いて図４に示した各製造工程を経て製造される。すなわち、第１のリードフレーム製造工程においては、金属薄板に精密プレス加工を施こすことにより詳細を後述するリードフレーム１０が形成される。勿論、リードフレーム１０は、精密プレス加工による他、エッチング加工等によっても形成される。第２の半導体チップ実装工程においては、第１の工程によって形成されたリードフレーム１０に対して、所定の回路等が集積形成された半導体チップ２が実装される。
【００５０】
第３のワイヤボンディング工程においては、自動配線装置等によって、リードフレーム１０に形成された多数個のリード端子片３と実装された半導体チップ２の接続端子とがそれぞれワイヤを介して電気的に接続される。第４の樹脂モールド工程においては、複数個の半導体封止金型装置２０を巡回搬送する半導体封止装置９が用いられる。
【００５１】
リードフレーム１０は、半導体封止装置９を巡回搬送される半導体封止金型装置２０にそれぞれ供給され、この半導体封止金型装置２０によって半導体チップ２の外周部を封装する封装樹脂５がアウトサート成形されて図３に示すリードフレーム組立体７が形成される。リードフレーム組立体７は、第５のリードフレーム切断工程において、レーザカッタ等の切断装置によって外周部分が切断除去されることにより、図１に示した半導体装置１を製造する。
【００５２】
以上の製造工程を経て製造された半導体装置１は、図１に示すように、全体がエポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂等の熱硬化性合成樹脂を材料とした封装樹脂５によって封装されるとともに、この封装樹脂５の外周部にリード端子片３の一端部によって構成される多数個の接続端子片４が突出露呈されている。なお、半導体装置１には、封装樹脂５の表面に回路基板等に対して実装する際の位置決め指標６や図示しない仕様表示等が設けられている。封装樹脂５は、後述するように半導体封止金型装置２０によって材料樹脂８がリードフレーム１０にアウトサート成形されることにより構成される。
【００５３】
第１のリードフレーム製造工程によって形成されるリードフレーム１０は、図２に示すように全体が略正方形を呈しており、後述するように半導体封止金型装置２０に各１枚が供給されることによって１個のリードフレーム組立体７を形成する。このリードフレーム１０は、略中央部に半導体チップ２の外形寸法よりもやや大とされた開口寸法を有するチップ実装開口部１１が開設されるとともに、その四方の領域にそれぞれ多数個のリード端子片３が放射状に打ち抜き形成されている。これらリード端子片３は、互いに微小な間隔が保持されており、それぞれその一端部がチップ実装開口部１１に臨まされるとともに他端部が外方へと延長されている。
【００５４】
また、これらリード端子片３は、チップ実装開口部１１に臨む一端部が半導体チップ２との接続部を構成するとともに、他端部が半導体装置１を実装する回路基板等との接続端子部４を構成する。これらリード端子片３は、他端部がブリッジ部１２を介して一体に連結されており、第５のリードフレーム切断工程においてブリッジ部１２から外周部分が切断除去される際に、互いに分離されて接続端子部４を形成する。
【００５５】
リードフレーム１０は、図２において鎖線で示すように、接続端子部４の先端部を残した内周領域が、後述するように半導体封止金型装置２０によって材料樹脂８が充填されて封装樹脂５をアウトサート成形するための樹脂充填領域部１３を構成している。また、リードフレーム１０には、各リード端子片３を精密に打ち抜き形成するために、図２に示すように、ブリッジ部１２の外方に位置して各リード端子片３にそれぞれ対応する多数の矩形開口からなる端子形成ガイド部１４が打抜き形成されている。
【００５６】
さらに、リードフレーム１０には、外周の一方コーナ部に位置決め用の切欠き１５が形成されるとともに、この切欠き１５を挟む２辺の最外周領域に位置して位置決め穴１６Ａ乃至１６Ｃがそれぞれ開設されている。これら位置決め用切欠き１５及び位置決め穴１６Ａ乃至１６Ｃは、このリードフレーム１０を後述する半導体封止金型装置２０に装着する際の位置決め作用をなす。第１の位置決め穴１６Ａは、丸穴として構成されている。また、第２の位置決め穴１６Ｂは、装着する際の調整作用を奏するように楕円形の長穴として構成されている。第３の位置決め穴１６Ｃは、他方の辺側に端子形成ガイド部１４と平行な矩形開口部の一端部に連設された長穴によって構成されている。これら位置決め穴１６Ａ乃至１６Ｃは、上述した半導体封止金型装置２０内に装着する際の位置決め作用ばかりでなく、リードフレーム１０を工程間で搬送する際に搬送機構のガイドピン等が相対係合する搬送ガイドとしても作用する。
【００５７】
リードフレーム１０には、位置決め用切欠き１５の内側に位置してカル部１７が開設されている。カル部１７は、後述するようにリードフレーム１０が半導体封止金型装置２０に装着された際に、この半導体封止金型装置２０側に設けられた材料樹脂装填部２８に対応位置する環状の開口部として構成されている。カル部１７には、その一部にチップ実装開口部１１へと連通する通路であるランナー部１８が開設されている。ランナー部１８は、チップ実装開口部１１に向かって次第にその先端部が細く絞られることによって、ゲート部１９が構成される。
【００５８】
以上のように構成されたリードフレーム１０には、第２の半導体チップ実装工程において、チップ実装開口部１１に半導体チップ２が実装位置される。リードフレーム１０は、第３のワイヤボンディング工程において、その各リード端子片３と半導体チップ２の各端子との間がワイヤ等によって電気的接続が行われる。しかる後、リードフレーム１０は、第４の封装樹脂アウトサート成形工程を行うために半導体封止金型装置２０へと供給される。
【００５９】
半導体封止金型装置２０は、図５に示すように、下金型部材２１と上金型部材２２とから構成される。これら下金型部材２１と上金型部材２２とは、互いに接離自在とされるとともに、突き合わされた状態において相対する主面に封装樹脂５が充填されるキャビティ２３を構成する。半導体封止金型装置２０は、詳細を後述する半導体封止装置９によって巡回搬送されてリードフレーム組立体７を１個ずつ連続して製造する。
【００６０】
下金型部材２１は、図６に示すように、上金型部材２２との対向主面２４が精密な平滑面とされ、この主面２４にリードフレーム１０の外径寸法とほぼ等しい外形を有するリードフレーム受け部２５が一体に突設されている。このリードフレーム受け部２５には、封装樹脂５が充填されるキャビティ２３の下側部分を構成するキャビティ凹部２６が凹設されている。また。リードフレーム受け部２５には、リードフレーム１０の位置決め穴１６にそれぞれ対応してキャビティ凹部２６の外周部に位置決めピン２７が突設されている。
【００６１】
また、下金型部材２１には、リードフレーム１０のカル部１７に対応して材料樹脂装填部２８（ポット）が設けられている。この材料樹脂装填部２８は、図７に示すように、全体が下金型部材２１を貫通しかつ上側部分２８Ａがやや太径とされるとともに中央部の細径部２８Ｂを介して下側部分２８Ｃが再び太径とされた段付きの円穴として構成されている。
【００６２】
また、材料樹脂装填部２８には、内部に材料樹脂押出部材３０からなる材料樹脂供給機構２９が配設されている。材料樹脂押出部材３０は、図７に示すように、通常シリンダ部３０Ａが上側太径部２８Ａの最下部に位置することにより、材料樹脂装填部２８に材料樹脂８の充填空間を構成している。材料樹脂装填部２８には、その上側太径部２８Ａにタブレット状の材料樹脂８が装填される。
【００６３】
材料樹脂８は、後述するこの半導体封止金型装置２０が備えられる半導体封止装置９の加熱機構８０、８７、９０によって下金型部材２１と上金型部材２２とがそれぞれ加熱されることにより、材料樹脂装填部２８の内部で溶融される。材料樹脂８は、この溶融状態で、材料樹脂充填工程に際して、半導体封止装置９の樹脂供給駆動機構８１によって材料樹脂押出部材３０が図８に示すように押し上げ動作されることにより、材料樹脂装填部２８からキャビティ２３内へと押し出される。
【００６４】
下金型部材２１には、図６に示すように、キャビティ凹部２６に位置して、一対のイジェクト穴３１が設けられている。これらイジェクト穴３１は、図７に示すように、全体が下金型部材２１を貫通しており、中央部と下方部とにそれぞれ太径部３１Ａ、３１Ｂが形成されている。イジェクト穴３１には、その内部にイジェクト機構３２が配設されている。イジェクト機構３２は、イジェクトピン３３と、イジェクトスプリング３４とから構成されている。
【００６５】
イジェクトピン３３は、一端部がイジェクト穴３１の細径部とほぼ等しい外径を有するとともに他端部に中央太径部３１Ａとほぼ同形のフランジ部３３Ａが一体に張り出し形成されている。イジェクトスプリング３４、イジェクト穴３１の中央太径部３１Ａとイジェクトピン３３のフランジ部３３Ａとの間にやや圧縮された状態で組み付けられている。したがって、イジェクトピン３３は、イジェクトスプリング３４の弾性力により、図７に示すように通常その先端面がキャビティ凹部２６と同一面を構成する位置に押し下げられている。
【００６６】
イジェクトピン３３は、後述するイジェクト工程に際して、半導体封止装置９のイジェクト駆動機構９８によって図９に示すように押し上げ動作されることにより、下金型部材２１に添着されたリードフレーム組立体７を外方へとイジェクトする。
【００６７】
また、下金型部材２１には、図６に示すように、主面２４の各辺の外周縁部に位置してそれぞれ位置決め用凹部３５が凹設されている。これら位置決め用凹部３５は、後述するように下金型部材２１と上金型部材２２とが型締めされる際に上金型部材２２に形成された位置決め用凸部４７が相対係合することにより、両部材が正確に型締めされるようにする。
【００６８】
さらに、下金型部材２１には、図６に示すように、上金型部材２２との型締め状態を自己保持する型締め保持機構を構成する左右一対のトグル型締め機構３６が相対する２側面に付設されている。これら型締め保持機構は、下金型部材２１側に設けられたトグル型締め機構３６と、上金型部材２２側に設けられた後述する係合ピン４８とによって構成される。トグル型締め機構３６は、下金型部材２１の相対する２側面にそれぞれ配設され、一端部を支軸３７Ａ、３７Ｂに回動自在に支持された第１リンクレバー３８Ａ、３８Ｂと、これら第１リンクレバー３８Ａ、３８Ｂの自由端に回動自在に支持された第２リンクレバー３９Ａ、３９Ｂと、これら第２リンクレバー３９Ａ、３９Ｂの自由端を連結する連結部材４０とから構成される。
【００６９】
第１リンクレバー３８Ａ、３８Ｂには、図６に示すように、その外側縁に円弧状のガイド凸部４１Ａ、４１Ｂを介して係合凹部４２Ａ、４２Ｂがそれぞれ形成されている。連結部材４０は、後述する半導体封止装置９の前部トグル型締め駆動機構９２によって高さ方向に押圧動作されるとともに後部トグル型締め駆動機構９４により引上げ動作される作動部を構成する。したがって、トグル型締め機構３６は、連結部材４０が押圧動作されると、第２リンクレバー３９Ａ、３９Ｂがそれぞれ外側へと揺動動作し、これら第２リンクレバー３９Ａ、３９Ｂと連動して第１リンクレバー３８Ａ、３８Ｂも支軸３７Ａ、３７Ｂを支点としてそれぞれ外側へと揺動動作する。
【００７０】
トグル型締め機構３６は、この状態において、図１３に示すように連結部材４０が中立点を越えて下側に位置して全体としてすぼまった状態を呈し、下金型部材２１に対して上金型部材２２を型締め状態に保持する。トグル型締め機構３６は、後述するように連結部材４０を復帰動作させるまでこの下金型部材２１と上金型部材２２との型締め状態を自己保持する。
【００７１】
なお、以上のように構成された下金型部材２１は、後述する半導体封止装置９によって、各工程毎に間欠的に巡回搬送される。下金型部材２１は、材料樹脂装填部２８及びイジェクト穴３１の一端部がそれぞれ開口されたその底面部４３が搬送面とされる。また、下金型部材２１は、詳細を後述するが、半導体封止装置９の第１加熱機構８０及び第２加熱機構８７によって底面部４３から約１７５°Ｃに加熱温調されるとともに、樹脂供給駆動機構８２及びイジェクト駆動機構９８の作用面を構成する。
【００７２】
下金型部材２１は、第１加熱機構８０及び第２加熱機構８７によって加熱されることにより、材料樹脂装填部２８に装填した材料樹脂８を加熱溶融するとともに、装着されたリードフレーム１０を加熱する。したがって、材料樹脂８は、後述するキャビティ２３内への充填工程に際して、安定した状態でこのキャビティ２３内へと供給される。
【００７３】
上金型部材２２は、図１０及び図１１に示すように、下金型部材２１との対向面４４が精密な平滑面とされて成形面として構成されるとともにその外形寸法がリードフレーム１０の外形寸法よりもやや大とされて形成されている。上金型部材２２には、図１１に示すように、その主面４４に封装樹脂５が充填されるキャビティ２３の上側部分を構成するキャビティ凹部４５が凹設されている。また、上金型部材２２には、リードフレーム１０の位置決め穴１６及び下金型部材２１の位置決めピン２７に対応して位置決め凹部４６がそれぞれ設けられている。
【００７４】
下金型部材２１には、図１０及び図１１に示すように、上述した下金型部材２１の各位置決め用凹部３５にそれぞれ対応する主面４４の各辺の外周縁部に高さ方向に突出する位置決め用凸部４７が突設されている。これら位置決め用凸部４７は、上金型部材２２が下金型部材２１と型締めされる際に、上金型部材２２の位置決め用凹部３５に相対係合することにより両部材が正確に型締めされるようにする。
【００７５】
さらに、上金型部材２２には、図１０及び図１１に示すように、上述した下金型部材２１のトグル型締め機構３６に対応した相対する両側面に、左右方向に離間して一対の係合ピン４８Ａ、４８Ｂがそれぞれ突設されている。これら係合ピン４８Ａ、４８Ｂは、トグル型締め機構３６とともに下金型部材２１と上金型部材２２との型締め状態を自己保持する型締め保持機構を構成する。
【００７６】
すなわち、下金型部材２１と上金型部材２２とは、上述した位置決め用凹部３５と位置決め用凸部４７とが相対係合して型締めされた状態において、トグル型締め機構３６の連結部材４０が押圧動作されて全体としてすぼまる方向に動作することにより、第１リンクレバー３８Ａ、３８Ｂのガイド凸部４１Ａ、４１Ｂが上金型部材２２側の係合ピン４８Ａ、４８Ｂに沿って移動する。下金型部材２１と上金型部材２２とは、係合ピン４８Ａ、４８Ｂがそれぞれ係合凹部４２Ａ、４２Ｂの底部に達することにより、型締め状態が自己保持される。
【００７７】
上金型部材２２には、図１０及び図１１に示すように、相対する両側面に左右方向の搬送用係合溝４９が凹設されている。上金型部材２２は、これら搬送用係合溝４９に後述する半導体封止装置９の上金型部材搬送機構９４が相対係合して各工程を巡回搬送される。また、上金型部材２２は、その上面部５０が搬送面とされるとともに、この上面部５０から半導体封止装置９の第２加熱機構８７及び第３加熱機構９０によって約１７５°Ｃに加熱温調される。
【００７８】
以上のように構成された半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１と上金型部材２２とが互いに離間した型開き状態において、材料樹脂装填部２８内にタブレット状の材料樹脂８が装填される。材料樹脂８は、詳細を後述するが、下金型部材２１が半導体封止装置９の第１加熱機構８０及び第２加熱機構８７によって約１７５°Ｃに温調されていることから、材料樹脂装填部２８内において加圧、加熱されることにより粘度の低い溶融状態となる。
【００７９】
下金型部材２１には、その主面２４上に、半導体チップ２を実装したリードフレーム１０が装着される。リードフレーム１０は、位置決めピン２７に対して位置決め穴１６を相対係合させることによって、その樹脂充填領域部１３がキャビティ凹部２６に対応位置されて位置決め装着される。リードフレーム１０は、そのカル部１７が下金型部材２１の材料樹脂装填部２８と対応位置される。
【００８０】
しかる後、半導体封止金型装置２０は、詳細を後述するように半導体封止装置９の下金型部材駆動機構８２及び前部上金型部材駆動機構９１によって下金型部材２１と上金型部材２２とが図１２に示すように互いに接合されて低圧状態で型締め動作される。下金型部材２１と上金型部材２２とは、相対する位置決め用凹部３５と位置決め用凸部４７とが係合されることによって互いに精密に組み合わされる。リードフレーム１０は、この下金型部材２１と上金型部材２２とが組み合わされた状態において、位置決め穴１６を貫通した位置決めピン２７が位置決め凹部４６と相対係合することにより、上金型部材２２に対しても位置決めされた状態となる。
【００８１】
したがって、リードフレーム１０は、その樹脂充填領域部１３が上金型部材２２のキャビティ凹部４５に対応位置され、全体として半導体封止金型装置２０のキャビティ２３に臨ませられる。また、リードフレーム１０は、下金型部材２１と上金型部材２２とが型締めされた状態において、カル部１７及びランナー部１８が下金型部材２１と上金型部材２２との間において、周囲を密閉された空間部を構成する。
【００８２】
半導体封止金型装置２０は、半導体封止装置９の後述する第１加熱機構８０、第２加熱機構８７及び第３加熱機構９０とによって全体が材料樹脂８の融点温度である約１７５°Ｃに温調されることによって、材料樹脂装填部２８に装填されたタブレット状の材料樹脂８がその内部で溶融される。半導体封止金型装置２０は、図１２に示した状態においては、半導体封止装置９の下金型部材駆動機構８２及び前部上金型駆動機構９１とによって下金型部材２１と上金型部材２２とが型締めされた状態にあるが、上述したようにキャビティ２３の内部圧力が低い、いわゆる低圧型締めの状態にある。
【００８３】
半導体封止金型装置２０は、半導体封止装置９の前部トグル型締め駆動機構９２によって連結部材４０が押圧駆動されることによって、トグル型締め機構３６が全体としてすぼまった状態に駆動される。トグル型締め機構３６は、これにより第１リンクレバー３８Ａ、３８Ｂのガイド凸部４１Ａ、４１Ｂが係合ピン４７Ａ、４７Ｂに沿って移動してこれら係合ピン４７Ａ、４７Ｂと係合凹部４２Ａ、４２Ｂとを相対係合させる。半導体封止金型装置２０は、これによって図１３に示すように、下金型部材２１と上金型部材２２とがしっかりと型締めされた状態となる。下金型部材２１と上金型部材２２とは、係合凹部４２Ａ、４２Ｂと係合ピン４８Ａ、４８Ｂとの係合状態が保持されることから、型締め状態に自己保持される。
【００８４】
半導体封止金型装置２０は、上述した型締め状態において、半導体封止装置９の樹脂供給駆動機構８１によって材料樹脂供給機構２９が動作されることにより、材料樹脂装填部２８の内部で溶融状態とされた材料樹脂８が材料樹脂押出部材３０により押し出される。材料樹脂８は、図８に示すように、後述する半導体封止装置９の材料樹脂供給駆動機構８１によって材料樹脂押出部材３０が駆動されることにより材料樹脂装填部２８からカル部１７を介してランナー部１８へと押し出される。材料樹脂８は、ランナー部１８からゲート部１９を介してキャビティ２３内へと供給充填される。
【００８５】
リードフレーム１０は、上述したように、同一面内に下金型部材２１の材料樹脂装填部２８と相対位置するカル部１７及びランナー部１８とが一体に形成されていることにより、後述する材料樹脂８の充填工程において途中で横断部を構成することなくゲート部１９を介して材料樹脂８をキャビティ２３内へと供給することを可能とする。半導体封止金型装置２０は、これによってリードフレーム１０に、半導体チップ２を封装する封装樹脂５をアウトサート成形してリードフレーム組立体７を成形する。
【００８６】
半導体封止金型装置２０は、トグル型締め機構３６と係合ピン４８とからなる型締め保持機構によって下金型部材２１と上金型部材２２とが型締め状態を自己保持された状態で半導体封止装置９を巡回搬送される。キャビティ２３内に充填された材料樹脂８は、この搬送過程で、下金型部材２１と上金型部材２２とが半導体封止装置９の各加熱機構８０、８７、９０によって加熱状態に保持されるとともに加圧状態に保持されることから次第に硬化してリードフレーム１０の樹脂充填領域部１３に対応する封装樹脂５をアウトサート成形する。
【００８７】
半導体封止金型装置２０は、このようにしてリードフレーム１０に封装樹脂５をアウトサート成形してリードフレーム組立体７を成形した後、半導体封止装置９側の後述する後部トグル型締め駆動機構９４によってトグル型締め機構３６の連結部材４０が引上げ動作されて初期状態へと復帰駆動される。半導体封止金型装置２０は、このトグル型締め機構３６が初期位置に復帰動作して係合凹部４２Ａ、４２Ｂと係合ピン４８Ａ、４８Ｂとの係合状態が解除されると、半導体封止装置９側の後述する後部上金型部材駆動機構９５により上金型部材２２が引上げ駆動されて、下金型部材２１に対して離間動作される型開き動作が行われる。
【００８８】
半導体封止金型装置２０によって形成されたリードフレーム組立体７は、この型開き動作に際して、図８に示すように、下金型部材２１側に添着される。半導体封止金型装置２０は、半導体封止装置９側の後述するイジェクト駆動機構９８によって、図９に示すように、イジェクトピン３３がイジェクトスプリング３４の弾性力に抗してキャビティ２３内へと突出動作される。したがって、リードフレーム組立体７は、イジェクトピン３３により下金型部材２１から突き出されて取出し手段により下金型部材２１から取り出される。
【００８９】
なお、リードフレーム組立体７には、樹脂充填領域部１３に封装樹脂５がアウトサート成形されるとともに、図３に示すようにリードフレーム１０のカル部１７からランナー部１８に充填された材料樹脂８がそのまま残留硬化している。このリードフレーム組立体７は、次のリードフレーム切断工程へと供給され、例えばレーザ切断機或いは打抜き金型によるプレス加工等によってリード端子片３の先端部を残して外周部が切断除去されて半導体装置１を完成させる。
【００９０】
上述したように、半導体封止金型装置２０は、リードフレーム１０に封装樹脂５をアウトサート成形してリードフレーム組立体７を成形することから、次のような作用効果を奏する。すなわち、半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１に対してその位置決めピン２７に位置決め穴１６を係合させてリードフレーム１０を位置決めして下金型部材２１と上金型部材２２との型合わせ面内で直接保持することから、リードフレーム１０に対して板厚、加工精度或いは熱膨張による寸法変化を考慮した公差の設定を不要とさせるとともに、下金型部材２１に対して正確に位置決めされた状態で装着させる。
【００９１】
また、半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１と上金型部材２２とによって、リードフレーム１０をその型合わせ面内で保持することから、このリードフレーム１０に対して均一な型締め力を作用させればよく、型締め力の調整等を不要としてその構造が簡易化されるばかりでなく型締め機構等が簡易化され、全体の小型化が図られる、
リードフレーム組立体７は、上述したリードフレーム１０の各部の寸法に対する大きな公差を不要とさせ、下金型部材２１と上金型部材２２とが均一な型締め力を以ってリードフレーム１０を保持するといった半導体封止金型装置２０の特徴により、カル部１７の開口部の装填部バリや、樹脂充填領域部１３の周辺部の端子部バリが発生すること無く成形される。
【００９２】
また、半導体封止金型装置２０は、封装樹脂５に対応するキャビティ２３と材料樹脂８が装填されるカル部１７とが近接配置されかつリードフレーム１０を横断するランナー部を有しない構成とされている。したがって、半導体封止金型装置２０は、ランナー部１８を短縮化してこのランナー部１８に残留する材料樹脂８を削減するとともに横断部バリの発生が無いリードフレーム組立体７を形成する。したがって、リードフレーム組立体７は、バリの発生が殆ど無いため、搬送途中でのバリの脱落による搬送機構の障害、バリ取り工程の簡易化が図られたものとなる。
【００９３】
さらに、半導体封止金型装置２０は、上述した特徴から、硬化時間の短い熱硬化型材料樹脂の使用を可能とし、充填から硬化までの時間を大幅に短縮して生産性の向上を達成させる。
【００９４】
上述した半導体封止金型装置２０は、後述するように半導体封止装置９に複数個が備えられ各工程毎に巡回搬送されることによって、リードフレーム組立体７を連続して製造するが、例えば独立した１組によって構成されることにより簡易の半導体封止装置を構成してもよいことは勿論である。また、リードフレーム１０については、１枚で１個の半導体装置１を形成するが、例えば中央部にカル部を形成するとともに、その周囲に複数の半導体製造領域を一体に形成したものであってもよい。
【００９５】
このリードフレームについては、詳細を省略するが、金属薄板を素材として矩形に形成され、その主面が例えば４つの半導体製造領域に区分されている。これら半導体製造領域は、それぞれ１個の半導体装置１を形成する個別の半導体製造領域を構成する。各半導体製造領域は、上述したリードフレーム１０と同様に、それぞれその中央部に半導体チップ２が実装位置されるチップ実装部が一体に形成されるとともに、これらチップ実装部の周囲に多数個のリード端子片が打抜き形成されている。
【００９６】
また、リードフレームは、各半導体製造領域が、その内周部にリード端子片の先端部を残して封装樹脂５をアウトサート成形する樹脂充填領域部が構成され、これら樹脂充填領域部の中心部に位置して１つの材料樹脂供給部が開設されて構成される。材料樹脂供給部には、各半導体製造領域と連通するランナー部がそれぞれ設けられる。なお、これらランナー部は、各半導体製造領域に向かって次第に幅寸法を小ならしめて先端部にゲート部がそれぞれ設けられる。
【００９７】
なお、半導体装置１については、上述した半導体チップ２が矩形の封装樹脂５によって封装されるとともに外周部に多数個の接続端子片４が突設されたフラットパッケージ型のものばかりでなく、接続端子片４がリード穴に挿入されて回路基板に実装される半導体装置であってもよい。
【００９８】
上述した半導体封止用金型装置２０を用いてリードフレーム組立体７を成形する半導体封止装置９は、図１４に示すように、半導体封止用金型装置２０に供給したリードフレーム１０からリードフレーム組立体７を成形する工程にしたがって、上述した半導体封止用金型装置２０をＳ−１ステーション乃至Ｓ−８ステーションの８つのステーションに分解し、半導体封止用金型装置２０を間欠的に巡回搬送する。半導体封止装置９は、Ｓ−１ステーション乃至Ｓ−８ステーションにおける各タクトタイムが１０秒に設定されている。半導体封止装置９は、これらＳ−１ステーション乃至Ｓ−８ステーションにおいて、後述するようにそれぞれ複数の成形工程を処理する。
【００９９】
半導体封止装置９には、Ｓ−１ステーション乃至Ｓ−８ステーションに各１組の半導体封止用金型装置２０を配置することから、全体で８個の半導体封止用金型装置２０が備えられている。上述したように、半導体封止用金型装置２０は、１個のリードフレーム１０が装着されて１個のリードフレーム組立体７が製造される。したがって、半導体封止装置９は、１０秒間に１個のリードフレーム組立体７が連続して成形される。
【０１００】
ところで、従来のリードフレーム１００を用いる半導体封止装置においては、例えば８４個取りの半導体封止用金型装置が用いられ、８０秒に１６個（１０秒で２個）のリードフレーム組立体７が成形される。したがって、半導体封止装置９は、従来の半導体封止装置と比較して時間当たりのリードフレーム組立体７の生産性がやや悪くなる。しかしながら、半導体封止装置９は、上述した小型で構造簡易かつ取扱いが簡便な半導体封止用金型装置２０を備えることにより、後述するように装置全体が大幅に小型されるとともに廉価に構成されることから、限られたスペースに複数台を設置することも可能となるとともに段取り作業も簡単であることから要員も多くを要しない。したがって、半導体封止装置９は、これによって従来の半導体封止装置と比較して実質的にリードフレーム組立体７の生産性を向上させることが可能である。
【０１０１】
半導体封止装置９は、図１４に示すように、第１ステーションＳ−１において、材料樹脂タブレット８を下金型部材２１の材料樹脂装填部２８に装填する材料樹脂装填工程Ｓ−１−１と、半導体チップ２を実装したリードフレーム１０を下金型部材２１に装着するリードフレーム装着工程Ｓ−１−２と、下金型部材２１と上金型部材２２とを互いに低圧状態で型締めする低圧型締め工程Ｓ−１−３とを行う。
【０１０２】
半導体封止金型装置２０は、材料樹脂装填工程Ｓ−１−１において、図１５に示すように下金型部材２１と上金型部材２２とが互いに離間した型開き状態にあり、タブレット状の材料樹脂８が下金型部材２１の材料樹脂装填部２８の内部に装填される。下金型部材２１は、この状態において半導体封止装置９側に設けた各加熱機構８０、８７、９０によって予熱された状態にある。
【０１０３】
また、半導体封止金型装置２０は、リードフレーム装着工程Ｓ−１−２において、図１６に示すように引き続き下金型部材２１と上金型装置２２とが互いに離間した状態にあり、リードフレーム１０が供給されて下金型部材２１に装填される。リードフレーム１０は、上述したようにその位置決め穴１６と位置決めピン２７とが相対係合することによって、位置決めされた状態で下金型部材２１に装着される。半導体封止金型装置２０は、詳細を後述する第１加熱機構８０及び第２加熱機構８７によって下金型部材２１が予熱された状態にあることから、リードフレーム１０を加熱する。
【０１０４】
さらに、半導体封止金型装置２０は、低圧型締め工程Ｓ−１−３において、図１７に示すように半導体封止装置９側の下金型部材駆動機構８２及び前部上金型部材駆動機構９１とによってそれぞれ底面部４３と上面部５０とが押圧されることにより、下金型部材２１と上金型部材２２とが接近駆動されて型締めされる。下金型部材２１と上金型部材２２とは、上述したように位置決め用凹部３５と位置決め用凸部４７とが相対係合することにより、互いに精密に組み合わされる。また、下金型部材２１と上金型部材２２とは、その相対する主面２４、４４間で装着されたリードフレーム１０を挟み込んで保持する。
【０１０５】
半導体封止装置９は、第２ステーションＳ−２において、下金型部材２１と上金型部材２２とを後述する各加熱機構８０、８７、９０によって予熱しながら搬送するプリ加熱工程Ｓ−２−１と、下金型部材２１と上金型部材２２とを型締め機構を介して所定の圧力によって型締め保持するとともにキャビティ２３内へと材料樹脂８を充填する型締め・樹脂充填工程Ｓ−２−２とを行う。また、半導体封止装置９は、この型締め・樹脂充填工程Ｓ−２−２において、材料樹脂駆動機構８１が動作して半導体封止金型装置２０の材料樹脂供給機構２９を駆動し、半導体封止用金型装置２０の材料樹脂装填部２８からそのキャビティ２３への材料樹脂８の充填を行う。
【０１０６】
半導体封止金型装置２０は、プリ加熱工程Ｓ−２−１において、図１８に示すように下金型部材２１と上金型部材２２とが上述した低圧型締め状態のまま搬送される。さらに、半導体封止金型装置２０は、型締め・樹脂充填工程Ｓ−２−２において、半導体封止装置９の前部トグル型締め駆動機構９２によってトグル型締め機構３６の連結部材４０が押圧駆動されることにより、図１９に示すように下金型部材２１と上金型部材２２とが型締め状態とされる。半導体封止金型装置２０は、上述したように、トグル型締め機構３６の第１リンクレバー３８に設けた係合凹部４２と上金型部材２２に設けた係合ピン４８とが相対係合することによって、下金型部材２１と上金型部材２２とが型締め状態を自己保持する。半導体封止金型装置２０は、この状態で材料供給駆動機構８１が駆動されて材料樹脂装填部２８に装填された材料樹脂８がキャビティ２３内へと充填される。
【０１０７】
半導体封止装置９は、第３ステーションＳ−３において、下金型部材２１と上金型部材２２とを後述する各加熱機構８０、８７、９０によって加熱しながら搬送することにより、充填された材料樹脂８をキャビティ２３内で硬化させる加熱搬送工程Ｓ−３−１を行う。
【０１０８】
半導体封止金型装置２０は、加熱搬送工程Ｓ−３−１において、図２０に示すように型締め保持機構を構成するトグル型締め機構３６の第１リンクレバー３８の係合凹部４２と係合ピン４８とが互いに係合状態を保持されることから、下金型部材２１と上金型部材２２との型締め状態が自己保持される。また、半導体封止金型装置２０は、半導体封止装置９の各加熱機構８０、８７、９０によって１７５°Ｃの温調状態が保持されて搬送される。
【０１０９】
半導体封止装置９は、第４ステーションＳ−４においても、引き続き下金型部材２１と上金型部材２２とを後述する各加熱機構８０、８７、９０によって後加熱しながら搬送する後加熱搬送工程Ｓ−４−１を行う。
【０１１０】
半導体封止金型装置２０は、後加熱搬送工程Ｓ−４−１において、図２１に示すように引き続き型締め保持機構によって下金型部材２１と上金型部材２２との型締め状態が自己保持されて、半導体封止装置９の各加熱機構８０、８７、９０による後加熱が行われる。
【０１１１】
半導体封止装置９は、第５ステーションＳ−５においても、引き続き下金型部材２１と上金型部材２２とを後述する各加熱機構８０、８７、９０によって後加熱しながら搬送する後加熱搬送工程Ｓ−５−１を行う。
【０１１２】
半導体封止金型装置２０は、後加熱搬送工程Ｓ−５−１において、図２２に示すように引き続き型締め保持機構によって下金型部材２１と上金型部材２２との型締め状態が自己保持されて、半導体封止装置９の各加熱機構８０、８７、９０による後加熱が行われる。キャビティ２３内に充填された材料樹脂８は、上述したＳ−３−１工程乃至Ｓ−５−１の工程において、半導体封止金型装置２０が加熱、加圧状態に保持されることから、充分に硬化してリードフレーム１０に封装樹脂５をアウトサート成形する。
【０１１３】
半導体封止装置９は、第６ステーションＳ−６において、半導体封止金型装置２０がその型締め保持機構によって型締め状態を自己保持しながら搬送する搬送工程Ｓ−６−１と、半導体封止金型装置２０をその型締め保持機構を駆動して型締め保持状態を解除する型締め解除工程Ｓ−６−２と、半導体封止金型装置２０を型開き動作させる型開き工程Ｓ−６−３とを行う。
【０１１４】
半導体封止金型装置２０は、搬送工程Ｓ−６−１において、図２３に示すように下金型部材２１と上金型部材２２とが引き続き型締め保持機構によって型締め状態が自己保持されて搬送される。半導体封止金型装置２０は、型締め解除工程Ｓ−６−２において、図２４に示すように半導体封止装置９の後部トグル型締め駆動機構９４によって型締め保持機構を構成するトグル型締め機構３６の連結部材４０が引上げ動作されることにより、第１リンクレバー３８の係合凹部４２と係合ピン４８との係合状態が解除される。
【０１１５】
半導体封止金型装置２０は、型開き工程Ｓ−６−３において、上述したように半導体封止装置９の後部上金型部材駆動機構９５が動作されることによって図２５に示すように下金型部材２１に対して上金型部材２２が離間駆動されることにより型開き動作が行われる。下金型部材２１には、この状態で、リードフレーム１０に封装樹脂５がアウトサート成形されたリードフレーム組立体７が添着される。
【０１１６】
半導体封止装置９は、第７ステーションＳ−７において、型開き動作された下金型部材２１と上金型部材２２とが独立して搬送される搬送工程Ｓ−７−１と、リードフレーム１０に封装樹脂５がアウトサート成形されたリードフレーム組立体７を下金型部材２１からイジェクトするイジェクト工程Ｓ−７−２と、イジェクトされたリードフレーム組立体７を下金型部材２１から取り出す取出工程Ｓ−７−３とを行う。
【０１１７】
半導体封止金型装置２０は、搬送工程Ｓ−７−１において、図２６に示すようにリードフレーム組立体７が添着された下金型部材２１と上金型部材２２とが、下金型部材搬送機構８３、上金型部材搬送機構９４とによってそれぞれ互いに独立して搬送される。半導体封止金型装置２０は、イジェクト工程Ｓ−７−２において、図２７に示すように半導体封止装置９のイジェクト駆動機構９８によってイジェクト機構３２が駆動される。リードフレーム組立体７は、これによりイジェクトピン３３によって下金型部材２１から突き出される。半導体封止金型装置２０は、取出工程Ｓ−７−３において、図２８に示すように下金型部材２１からイジェクトされたリードフレーム組立体７が取り出される。
【０１１８】
半導体封止装置９は、第８ステーションＳ−８において、下金型部材２１と上金型部材２２とを独立の経路によって初期位置へと回送する搬送工程Ｓ−８−１と、半導体封止金型装置２０の材料樹脂供給機構２９及びイジェクト機構３２を初期状態へと復帰させる復帰工程Ｓ−８−２とを行う。
【０１１９】
半導体封止金型装置２０は、搬送工程Ｓ−８−１において、図２９に示すように下金型部材２１からリードフレーム組立体７が取り出された状態で、この下金型部材２１と上金型部材２２とが独立の搬送系で初期位置へと復帰搬送される。また、半導体封止金型装置２０は、復帰工程Ｓ−８−２において、図３０に示すようにイジェクトスプリング３４の弾性力によってイジェクト機構３２のイジェクトピン３３が初期位置へと復帰し、また材料樹脂供給機構２９の材料樹脂押出部材３０も初期位置へと復帰する。
【０１２０】
なお、上述した半導体封止装置９の各工程については、後述する各機構部の配置位置やその動作仕様等によって適宜変更されることは勿論である。例えば、イ材料樹脂供給機構２９及びジェクト機構３２は、復帰工程Ｓ−８−２において初期位置へと復帰動作されるようにしたが、第１ステーションＳ−１の前段工程によって行うようにしてもよい。
【０１２１】
上述したリードフレーム組立体７の成形工程を行う半導体封止装置９は、図３１及び図３３に示すように、互いに平行に設置された第１搬送ガイドフレーム７０と、第２搬送ガイドフレーム７１及び第３搬送ガイドフレーム７２とを備えている。これら第１搬送ガイドフレーム７０乃至第３搬送ガイドフレーム７２は、詳細を省略するがサイドフレーム７３、８４とによってそれぞれの対向間隔が保持されており、半導体封止金型装置２０が巡回搬送される互いに平行な水平方向の上下３段の第１搬送空間部７４乃至第３搬送空間部７６を構成する。
【０１２２】
第１搬送空間部７４は、第１搬送ガイドフレーム７０上に構成される下側搬送空間部であり、具体的には図３２に示すように、下金型部材２１が単独で同図において右側から左側に向かって搬送される搬送空間部を構成する。第１搬送空間部７４には、後述するように前方部と後方部とにそれぞれ上述した第１ステーションＳ−１に対応する第１ステーション部７７と第７ステーションＳ−７に対応する第７ステーション部７８とが構成されている。半導体封止装置９は、これら第１ステーション部７７と第７ステーション部７８との間の第１搬送空間部７４において、第８ステーションＳ−８の下金型部材２１の搬送工程Ｓ−８−１を行う。
【０１２３】
第２搬送空間部７５は、第２搬送ガイドフレーム７１と第３の搬送ガイドフレーム７２との間に構成される中央搬送空間部であり、具体的には図３２に示すように、型締めされて一体化された下金型部材２１と上金型部材２２とが同図左側から右側に向かって搬送される搬送空間部を構成する。半導体封止装置９は、この第２搬送空間部７５において、上述した第２ステーションＳ−２乃至第６ステーションＳ−６の各工程を行う。
【０１２４】
第３搬送空間部７５は、第３の搬送ガイドフレーム７２の上側に構成される搬送空間部であり、具体的には図３２に示すように、上金型部材２２が単独で同図において右側から左側に向かって搬送される搬送空間部を構成する。半導体封止装置９は、この第３搬送空間部７５において、第８ステーションＳ−８の上金型部材２２の搬送工程Ｓ−８−１を行う。
【０１２５】
半導体封止装置９は、第１搬送空間部７４及び第２搬送空間部７５において、下金型部材２２を位置決めした状態で載置する搬送台によって搬送する。搬送台は、詳細を省略するが、後述する第１搬送ガイドフレーム７０に設けた搬送ガイド溝７９に相対係合されて移動する。また、搬送台には、下金型部材２２に進入する後述する各機構のガイド溝が設けられている。
【０１２６】
また、半導体封止装置９は、第２搬送空間部７５及び第３搬送空間部７６において、上金型部材２２をホルダー８８によって保持して搬送する。ホルダー８８は、上金型部材２２の両側面に設けた搬送用係合溝４９に相対係合する一対の係合部を有しており、これら係合部が側面方向に移動動作することによって上金型部材２２をチャッキング或いは開放する。
【０１２７】
半導体封止装置９には、図示しないが、側面方向から上述した第１搬送空間部７４乃至第３搬送空間部７６に沿って半導体封止金型装置２０を移動させる搬送機構が各ステーションに対応してそれぞれ付設されている。搬送機構は、例えば搬送台或いはホルダー８８と相対係合される送りレバー部材を備え、これら送りレバー部材によって下金型部材２１及び上金型部材２２とを保持して上述した各ステーション毎に１０秒毎のタクトタイムを以って間欠的に搬送する。
【０１２８】
第１搬送ガイドフレーム７０は、第２搬送ガイドフレーム７１及び第３搬送ガイドフレーム７２に対して前後方向に延長されている。半導体封止装置９には、第１搬送ガイドフレーム７０のこれら前後の延長領域の上方空間部に、上述した第１搬送空間部７４の前後に位置する第１ステーション部７７と第７ステーション部７８とが構成されている。第１ステーション部７７は、上述した第１ステーションＳ−１に対応し、第７ステーション部７８は、第７ステーションＳ−７に対応する。
【０１２９】
半導体封止装置９には、第１ステーション部７７に図示しない材料樹脂供給機構が配設されている。半導体封止装置９は、図３２に示すようにこの材料樹脂供給機構によって、下金型部材２１に材料樹脂８を供給してその樹脂装填部２８に装填する上述した材料樹脂装填工程Ｓ−１−１を行う。また、半導体封止装置９には、第１ステーション部７７に図示しないリードフレーム供給機構が配設されている。半導体封止装置９は、図３２に示すようにこのリードフレーム供給機構から下金型部材２１にリードフレーム１０を供給してそのリードフレーム受け部２５上に装着する上述したリードフレーム装着工程Ｓ−１−２を行う。
【０１３０】
第１搬送ガイドフレーム７０には、図３１及び図３３に示すように、その主面の幅方向の中央部に位置して長手方向の搬送ガイド溝７９が設けられている。第１搬送ガイドフレーム７０には、図３１に示すように第１ステーション部７７と第７ステーション部７８とにそれぞれ対応位置して第１加熱機構８０が配設されている。
【０１３１】
この第１加熱機構８０は、図３３に示すように、第１搬送ガイドフレーム７０の内部に配設された複数のヒータと、図示しない制御部とによって構成されている。第１加熱機構８０は、第１搬送ガイドフレーム７０を介して下金型部材２１を例えばエポキシ樹脂からなる材料樹脂８の溶融温度である１７５°Ｃに温度調節する。したがって、下金型部材２１は、予熱状態にあるため、その材料樹脂装填部２８に装填される材料樹脂８を効率的に溶融するとともに、装着されたリードフレーム１０を予熱する。半導体封止装置９は、これにより予熱工程の短縮が図られている。
【０１３２】
なお、第１加熱機構８０及び後述する第２加熱機構８７、第３加熱機構９０とは、それぞれ制御部を有しており、センサーの出力によってヒータを制御して下金型部材２１及び上金型部材２２の温度調節を行っている。センサーは、図示を省略するが、例えば下金型部材２１及び上金型部材２２の内蔵型ではなくこれらにそれぞれ差し込まれる着脱型の熱電対によって構成されている。勿論、これら加熱機構は、かかる構成に限定されるものでは無い。
【０１３３】
第１搬送ガイドフレーム７０には、第１ステーション部７７の下方部に対応位置して材料樹脂供給駆動機構８１及び下金型部材駆動機構８２とが配設されるとともに、第７ステーション部７８の下方部に対応位置して下金型部材搬送機構８３及びイジェクト駆動機構９８とが配設されている。
【０１３４】
下金型部材駆動機構８２は、詳細を省略するが例えば図示しない制御部によって駆動されるエアーシリンダ装置によって構成され、そのピストン部材が搬送ガイド溝７９の底部に設けたガイドスリットから第１ステーション部７７内に進退動作する。下金型部材駆動機構８２は、エアーシリンダ装置が動作されることによって、そのピストン部材によって下金型部材２１を第２搬送空間部７５の高さ位置まで押し上げる。半導体封止装置９は、このようにして押上げ動作された下金型部材２１に対して、後述するように前部上金型部材駆動機構９１によって上金型部材２２を接近動作させて互いに低圧状態で組み合わすことにより、上述した低圧型締工程Ｓ−１−３を行う。
【０１３５】
材料樹脂供給駆動機構８１は、詳細には、下金型部材駆動機構８２の後段側でかつ第７ステーション部７８に対してやや後段側に位置して下金型部材２１の材料樹脂装填部２８に対応して配設されている。材料樹脂供給駆動機構８１は、上述した下金型部材駆動機構８２と同様に、詳細を省略するが例えばエアーシリンダ装置によって構成される。材料樹脂供給駆動機構８１は、そのピストン部材が搬送ガイド溝７９の底部に設けた図示しないガイドスリットを介して第１ステーション部７７内に進退動作する。
【０１３６】
半導体封止装置９は、材料樹脂供給駆動機構８１が駆動されてエアーシリンダ装置が動作すると、そのピストン部材を材料樹脂装填部２８の底面開口２８Ｃから進入させて下金型部材２１の材料樹脂供給機構２９を構成する材料樹脂押出部材３０を押し上げ動作させる。半導体封止装置９は、これによって半導体封止金型装置２０のキャビティ２３へ材料樹脂８を充填供給する樹脂充填工程Ｓ−２−２を行う。
【０１３７】
なお、材料樹脂供給機構２９による半導体封止金型装置２０のキャビティ２３への材料樹脂８の充填は、上述したように下金型部材２１と上金型部材２２とが型締めされた状態で行われる。したがって、材料樹脂供給機構２９の動作は、後述する第３搬送ガイドフレーム７２の前段位置に配設された前部トグル型締め駆動機構９２が動作した後に行われる。また、材料樹脂供給機構２９は、材料樹脂８が硬化するにしたがってキャビティ２３内において収縮することから、材料樹脂供給駆動機構８１によって材料樹脂装填部２８から収縮量に見あった材料樹脂８を補填供給する。
【０１３８】
下金型部材搬送機構８３は、中央部をサイドフレーム７３に回動自在に支持された略十字状の回動フレームと、この回動フレームの各腕部にそれぞれ揺動自在に支持された４個搬送部材８６等から構成されている。回動フレームは、図示しない駆動機構によって１０秒のタクトタイム毎に９０°ずつ間欠的に回動動作される。搬送部材８６は、回動フレームにブランコ状に支持されることにより水平状態に保持され、その１個が第１搬送空間部７４の後端部、換言すれば第６ステーションＳ−６の後端部に対応位置されている。
【０１３９】
したがって、半導体封止装置９は、後述するように後部上金型部材駆動機構９５によって上金型部材２２が分離された下金型部材２１を、この下金型部材搬送機構８３の搬送部材８６に載置して第７ステーション部７８へと搬送する搬送工程Ｓ−７−１を行う。第７ステーション部７８には、図示しないがイジェクトされたリードフレーム組立体７を下金型部材２１から取り出すためのリードフレーム組立体取出機構が配設されている。
【０１４０】
イジェクト駆動機構９８も、上述した下金型部材駆動機構８２と同様に、詳細を省略するが例えばエアーシリンダ装置によって構成される。イジェクト駆動機構９８は、そのピストン部材が搬送ガイド溝７９の底部に設けた図示しないガイドスリットを介して第７ステーション部７８に対して進退動作する。
【０１４１】
半導体封止装置９は、イジェクト駆動機構９８が駆動されてエアーシリンダ装置が動作すると、そのピストン部材を第７ステーション部７８に位置された下金型部材２１の底面部４３からイジェクト穴３１へと進入させる。半導体封止装置９は、これによってイジェクト機構３２のイジェクトピン３３をイジェクトスプリング３４の弾性力に抗して押し上げ、下金型部材２１から添着されたリードフレーム組立体７をイジェクトするイジェクト工程Ｓ−７−２を行う。
【０１４２】
半導体封止装置９は、第７ステーション部７８において、リードフレーム組立体取出機構によってイジェクトされたリードフレーム組立体７を下金型部材２１から取り出すリードフレーム取出工程Ｓ−７−３を行う。半導体封止装置９は、さらに下金型部材２１を搬送部材８６によって第７ステーション部７８から第１ステーション部７７へと巡回搬送する搬送工程Ｓ−８−１を行う。また、半導体封止装置９は、この搬送工程Ｓ−８−１において、材料樹脂供給機構２９及びイジェクト機構３２とを復帰動作させる復帰工程Ｓ−８−２を行う。
【０１４３】
第２搬送ガイドフレーム７１は、図３１に示すように、その前端部７１Ａが第１ステーション部７７に対応位置されるとともに、後端部７１Ｂが後述する第６ステーション部８９に対応位置されている。また、第２搬送ガイドフレーム７１には、第１搬送ガイドフレーム７０の搬送ガイド溝７９に対応してその主面の幅方向の中央部に沿って長手方向の搬送ガイド溝８５が設けられている。この搬送ガイド溝８５には、下金型部材２１が位置決め載置される搬送台が走行される。第２搬送ガイドフレーム７１は、図３３に示すように、下金型部材２１と上金型部材２２とが型締めされて一体化された半導体封止金型装置２０を、下金型部材２１の底面部４３を搬送台で支えて搬送させる。
【０１４４】
第２搬送ガイドフレーム７１には、第２加熱機構８７が配設されている。この第２加熱機構８７は、図３１に示すように長手方向のほぼ全域に亘って搬送ガイド溝７９を挟んだ両側に位置してその内部に配設された複数のヒータと、図示しない制御部とによって構成されている。第２加熱機構８７は、第２搬送ガイドフレーム７１を介して下金型部材２１を例えばエポキシ樹脂からなる材料樹脂８の溶融温度である１７５°Ｃに温度調節する。
【０１４５】
第２加熱機構８７は、上述したように、下金型部材２１に差し込まれるセンサーの出力によって制御部が制御されて下金型部材２１の温度調節を行う。また、第２加熱機構８７は、後述するように第３加熱機構９０とによって、下金型部材２１と上金型部材２２とを第２搬送空間部７５の全域に亘って温度調節する。したがって、半導体封装装置９は、第２加熱機構８７と第３加熱機構９０とにより、第２ステーションＳ−２乃至第５ステーションＳ−５間における半導体封止金型装置２０に対する上述した各加熱工程を行う。
【０１４６】
第３搬送ガイドフレーム７２は、図３１に示すように、その前端部７２Ａが第２搬送ガイドフレーム７１の前端部７１Ａとほぼ同位置とされるとともに、後端部７２Ｂが第２搬送ガイドフレーム７１の後端部７１Ｂに対してほぼ半導体封止金型装置２０の外形寸法に対応してやや前方側に位置されている。したがって、第３搬送ガイドフレーム７２は、これによってその後端部において第２搬送空間部７５と第３搬送空間部７６とを連通する第６ステーションＳ−６に対応する第６ステーション部８９を構成している。
【０１４７】
第３搬送ガイドフレーム７２には、第３加熱機構９０が配設されている。この第３加熱機構９０は、図３３に示すように長手方向のほぼ全域に亘って搬送ガイド溝７９を挟んだ両側に位置してその内部に配設された複数個のヒータと、図示しない制御部とによって構成されている。第３加熱機構９０は、第３搬送ガイドフレーム７２を介して上金型部材２２を例えばエポキシ樹脂からなる材料樹脂８の溶融温度である１７５°Ｃに温度調節する。
【０１４８】
第３加熱機構９０は、上述したように、上金型部材２２に差し込まれるセンサーの出力によって制御部が制御されて上金型部材２２の温度調節を行う。第３加熱機構９０は、上述したように第２加熱機構８７とによって、下金型部材２１と上金型部材２２とを第２搬送空間部７５の全域に亘って温度調節するとともに第３搬送空間部７６を搬送される上金型部材２２を予熱する。
【０１４９】
第３搬送ガイドフレーム７２には、その上方部に位置して前段側に前部上金型部材駆動機構９１と前部トグル型締め駆動機構９２とが配設されるとともに、後段側に型締機構９３と後部トグル型締め駆動機構９４及び後部上金型部材駆動機構９５とが配設されている。
【０１５０】
前部上金型部材駆動機構９１は、第３搬送ガイドフレーム７２の前端部７２Ａの前方側、すなわち第１ステーション部７７に対応して配設されている。前部上金型部材駆動機構９１は、詳細を省略するが例えば図示しない制御部によって駆動されるエアーシリンダ装置によって構成され、上下方向に動作するとともにその先端部に吸着ヘッド９１Ａが取り付けられている。
【０１５１】
したがって、前部上金型部材駆動機構９１は、図３１に示すように、吸着ヘッド９１Ａによってホルダー８８を吸着保持することによって第１ステーション部７７に位置する上金型部材２２を保持する。前部上金型部材駆動機構９１は、この状態からエアーシリンダ装置が動作することによって上金型部材２２を第２搬送空間部７５の位置まで押し下げる。半導体封止装置９は、これによって上金型部材２２が下金型部材２１に対して低圧状態で型締めされる上述した低圧型締め工程Ｓ−１−３を行う。
【０１５２】
半導体封止装置９は、下金型部材２１と上金型部材２２とを低圧型締め状態で搬送機構を介して第２搬送空間部７５へと搬送する搬送工程及び第２搬送空間部７５において第２加熱機構８７と第３加熱機構９０とによってこれら下金型部材２１と上金型部材２２とを予熱する搬送予熱工程Ｓ−２−１を行う。
【０１５３】
前部トグル型締め駆動機構９２は、第２搬送空間部７５の第２ステーション部に対応して半導体封止金型装置２０の搬送路を挟んだ両側に配設されている。前部トグル型締め駆動機構９２は、詳細を省略するが例えば図示しない制御部によって駆動される一対のエアーシリンダ装置によって構成される。この前部トグル型締め駆動機構９２には、上下方向に動作されるピストン部材の先端部が第１ステーション部７７に位置する半導体封止金型装置２０のトグル型締め機構３６の連結部材４０に対応位置されている。
【０１５４】
したがって、前部トグル型締め駆動機構９２は、ピストン部材によって連結部材４０を押下げ駆動してトグル型締め機構３６を全体すぼまった状態とする。半導体封止金型装置２０は、これによって上述したように型締め保持機構が動作して下金型部材２１と上金型部材２２とを型締め状態に自己保持する。
【０１５５】
型締機構９３は、第２搬送空間部７５の第２ステーション部に対応して前部トグル型締め駆動機構９２の後段位置に配設されており、詳細を省略するが例えば図示しない制御部によって駆動されるエアーシリンダ装置によって構成される。型締機構９３は、エアーシリンダ装置が動作されることによってそのピストン部材が上金型部材２２の上面部５０を押圧する。
【０１５６】
半導体封止装置９は、これによって上金型部材２２が下金型部材２１に対して所定の型締め力を以って強く押し付けられて型締め状態とする型締め工程Ｓ−２−２を行う。半導体封止装置９は、この半導体封止金型装置２０の型締め動作とともに上述した材料樹脂供給駆動機構８１の動作による材料樹脂８のキャビティ２３への充填供給が行われる。
【０１５７】
後部トグル型締め駆動機構９４は、第３搬送ガイドフレーム７２の後端部７２Ｂの後方側、すなわち第６ステーション部８９の上方部に対応して配設されている。後部トグル型締め駆動機構９４は、詳細を省略するが例えば図示しない制御部によって駆動される一対のエアーシリンダ装置によって構成されている。これら後部トグル型締め駆動機構９４は、上下方向に動作されるピストン部材の先端部が第７ステーション部７７に位置する半導体封止金型装置２０のトグル型締め機構３６の連結部材４０に対応位置されている。また、ピストン部材は、詳細を省略するが、その先端部が鉤状とされてフックが一体に形成されている。
【０１５８】
以上のように構成された後部トグル型締め駆動機構９４は、上述したように前部トグル型締め駆動機構９２によって全体がすぼまった状態とされて半導体封止金型装置２０を自己保持するトグル型締め機構３６を駆動する。すなわち、後部トグル型締め駆動機構９４は、ピストン部材が降下してその先端部のフックがトグル型締め機構３６の連結部材４０と相対係合する。しかる後、後部トグル型締め駆動機構９４は、エアーシリンダ装置が動作してピストン部材を引き上げることにより、フックを介して連結部材４０を引上げ動作する。半導体封止装置９は、これによって半導体封止金型装置２０のトグル型締め機構３６による型締めの自己保持状態を解除する型締解除工程Ｓ−６−２を行う。
【０１５９】
後部上金型部材駆動機構９５は、後部トグル型締め駆動機構９４の中央部に位置して第３搬送ガイドフレーム７２の後端部７２Ｂの後方側、すなわち第６ステーション部８９の上方部に配設されている。後部上金型部材駆動機構９５は、詳細を省略するが例えば図示しない制御部によって駆動されるエアーシリンダ装置によって構成され、上下方向に動作するとともにその先端部に吸着ヘッド９５Ａが取り付けられている。
【０１６０】
したがって、後部上金型部材駆動機構９５は、図３１に示すように、吸着ヘッド９５Ａによってホルダー８８を吸着保持することにより、第６ステーション部８９に位置する上金型部材２２を保持する。後部上金型部材駆動機構９５は、この状態からエアーシリンダ装置が動作することによって上金型部材２２を第２搬送空間部７５から第３搬送空間部７６の位置まで引き上げる。半導体封止装置９は、これによって上金型部材２２を下金型部材２１から離間させて型開きする上述した型開き工程Ｓ−６−３を行う。半導体封止装置９は、下金型部材２１が第２搬送空間部７５中を第７ステーション部７８まで搬送するのに対して、上金型部材２２が第２搬送空間部７５中を第６ステーション部８９まで搬送される。下金型部材２１は、上述したように第７ステーション部７８においてリードフレーム組立体７のイジェクト動作、取出動作とが行われる。一方、上金型部材２１は、第６ステーション部８９から第３搬送空間部７６へと移動された後、搬送機構によって第１ステーション部７７へと巡回搬送される。
【０１６１】
以上のように半導体封止装置９は、８組の半導体封止金型装置２０を水平方向の上下３段の第１搬送空間部７４乃至第３搬送空間部７６に沿って、各工程毎に１０秒のタクトタイムを以って巡回搬送させる。したがって、半導体封止装置９は、供給されたリードフレーム１０からそのチップ実装開口部１１に実装された半導体チップ２の外周部を封装する封装樹脂５をアウトサート成形したリードフレーム組立体７を１０秒に１個ずつ製造する。
【０１６２】
半導体封止装置９は、第１搬送空間部７４乃至第３搬送空間部７６を構成する第１搬送ガイドフレーム７０乃至第３搬送ガイドフレーム７２の内部に第１加熱機構８０、第２加熱機構８７及び第３加熱機構９０を備えることによって、半導体封止金型装置２０を効率的に加熱することから、加熱時間の短縮が図られるとともに、安定した品質のリードフレーム組立体７を生産する。
【０１６３】
また、半導体封止装置９は、上述した各加熱機構８０、８７、９０とともに半導体封止金型装置２０の型締め機構、型締め解除機構或いはイジェクト機構等を駆動する各機構を第１搬送空間部７４乃至第３搬送空間部７６に設置したことにより、半導体封止金型装置２０を小型で簡易な構造とする。したがって、半導体封止装置９は、全体がより小型化されるとともに仕様変更等に際しての半導体封止金型装置２０の交換等が簡単に行われる。半導体封止装置９は、従来の半導体封止装置と比較して極めて廉価であるとともに省スペース化がはかられているため、同一領域に複数台設置が可能とされ、全体での生産性の向上を達成する。
【０１６４】
上述したように、半導体封止装置９は、第１搬送ガイドフレーム７０乃至第３ガイドフレーム７２によって互いに平行な上下３段の第１搬送空間部７４乃至第３搬送空間部７６が構成されている。第１搬送ガイドフレーム７０乃至第３ガイドフレーム７２には、その内部にそれぞれ第１加熱機構８０、第２加熱機構８７及び第３加熱機構９０を配設することによって半導体封止金型装置２０を加熱するように構成している。したがって、半導体封止装置９は、半導体封止金型装置２０の予熱を行わない場合には、少なくとも上下２段の搬送ガイドフレームによって第１搬送空間部７４乃至第３搬送空間部７６をそれぞれ構成すればよい。
【０１６５】
本発明は、上述した半導体封止金型装置２０及び半導体封止装置９に限定されるものでは無く、以下のように種々展開される。なお、以下の説明において、半導体封止装置９及び半導体封止金型装置２０と同等の構成部位については同一符号を付すことによってその詳細な説明を省略する。
【０１６６】
半導体封止金型装置２０は、図３４に示した他の実施例に展開される。この半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１と上金型部材２２のクリーニングレス化とイジェクト機構３２の小型化を図ったことを特徴としている。すなわち、下金型部材２１は、その主面２４に例えばＤＬＣ、ＴｉＮ、ＩＣｒ、プロトニクスシステムＴＡ等のコーティング材によるコーティング処理等を施してコーティング面５５が形成されている。コーティング面５５は、高硬度で表面磨耗抵抗が小さな主面２４を構成している。
【０１６７】
同様に、上金型部材２２にも、その主面４４に例えばＤＬＣ、ＴｉＮ、ＩＣｒ、プロトニクスシステムＴＡ等のコーティング材によるコーティング処理等を施こすことによりコーティング面５６が形成されている。コーティング面５６は、高硬度で表面磨耗抵抗が小さな主面４４を構成している。
【０１６８】
上述した各コーティング材によるコーティング処理の特性は以下の表１の通りである。ＤＬＣコーティング処理については、膜厚は薄いが、母材の硬度を高くすれば下金型部材２１と及び上金型部材２２のキャビティ２３を構成する主面２４、４４の変形を妨げることが可能であり、極めて好適である。
【０１６９】
【表１】
【０１７０】
下金型部材２１と上金型部材２２とは、上述したコーティング面５５、５６を形成するために、塗布されたＤＬＣコーテング材を焼き付けるために炉処理が必要である。半導体封止金型装置２０は、上述したように小型、軽量化に構成されることから、大型の処理炉を不要とし、主面のコーティング処理の実現を可能としている。一般に、従来の処理炉では、多数個取りを行うリードフレームを装着してリードフレーム組立体を成形する半導体封止金型装置を処理可能なものは提供されていない。
【０１７１】
半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１と上金型部材２２の主面２４、４４に上述したコーティング面５５、５６を形成したことにより、リードフレーム組立体７の離型特性が向上されることからイジェクト機構３２の簡易化が図られる。すなわち、金型装置においては、一方の金型部材に添着した成形体をイジェクトピンによってイジェクトするとともに、これらイジェクトピンを初期位置へと確実に復帰動作させる。したがって、金型装置は、成形体の離型特性が悪い場合には、イジェクトピンに対して大きなイジェクト力を作用させるとともに、イジェクトピンの大きな復帰力も必要となる。
【０１７２】
金型装置は、一般に金型部材の背面側に、イジェクトピンを設けたイジェクトプレートを移動自在に配設し、このイジェクトプレートをリターンピン或いはリターンスプリング等によって復帰動作させるように構成される。したがって、金型装置は、イジェクトプレート或いはそのリターン機構によって全体が大型化する。
【０１７３】
半導体封止金型装置２０は、上述した構成によってリードフレーム組立体７の離型特性の向上が図られたことにより、比較的軽微な弾性力によりイジェクトピン３３の復帰動作が可能となる。これによって、半導体封止金型装置２０は、上述したようにイジェクトピン３３が下金型部材２１の内部に収納され、全体として小型化が図られている。
【０１７４】
半導体封止金型装置２０は、図３５乃至図３９に示した他の実施例にも展開される。この半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１と上金型部材２２とがその型締め状態をより確実に自己保持されることによって装填部バリや端子部バリの発生が抑制されかつリードフレーム１０に封装樹脂５が精密にアウトサート成形されるように構成したことを特徴としている。
【０１７５】
すなわち、半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１の相対する２側面にそれぞれ配設され、この下金型部材２１と上金型部材２２との型締め状態を自己保持する一対のトグル型締め機構３６にそれぞれ型締めスプリング５９が付設されて構成されている。なお、トグル型締め機構３６は、上述した第１のトグル型締め機構と比較して、第１リンクレバー５７と、型締めスプリング５９と、下金型部材２１に形成されたスプリング掛止部６０との構成を異にするが、その他の基本構成を同様にしている。
【０１７６】
トグル型締め機構３６は、一端部を支軸３７Ａ、３７Ｂに回動自在に支持された第１リンクレバー５７Ａ、５７Ｂと、これら第１リンクレバー５７Ａ、５７Ｂの自由端に回動自在に支持された第２リンクレバー３８Ａ、３８Ｂと、これら第２リンクレバー３８Ａ、３８Ｂの自由端を連結する連結部材４０及び型締めスプリング５９とから構成される。第１リンクレバー５７は、図３６に示すように、その上方部が緩やかに外側へと折曲されることによって外側縁に係合凹部５８を構成した略７字状を呈している。
【０１７７】
これら第１リンクレバー５７Ａ、５７Ｂは、図３５及び図３６に示すように、互いに重なり合わないようにして下端部が支軸３７に抜止めされて回動自在に支持されている。第２リンクレバー３８Ａ、３８Ｂも、互いに重なり合わないようにして下端部が第１リンクレバー５７Ａ、５７Ｂの自由端にそれぞれ抜止めされて回動自在に支持されている。連結部材４０は、第２リンクレバー３８Ａ、３８Ｂの自由端を一体に連結するが、図３５に示すように、型締めスプリング５９の一端部を掛け合わすスプリング掛止部６１が形成されている。
【０１７８】
下金型部材２１には、支軸３７Ａと支軸３７Ｂとの中央部に位置してスプリング掛止部６０が設けられている。型締めスプリング５９は、一端部５９Ａがこのスプリング掛止部６０に掛け合わされるとともに、引張り状態で他端部５９Ｂが連結部材４０側のスプリング掛止部６１に掛け合わされる。
【０１７９】
以上のように構成されるトグル型締め機構３６は、型締めスプリング５９の必要弾性力Ｆｙが、図３９から、
−Ｆｙ×ａ＋１／２ ×Ｆｙ×ｔａｎ θ×ｂ−Ｑ×ｓｉｎ α×ｃ＋Ｑ×ｃｏｓ α×ｄ＝０
・・・式１
ａ：支軸３７とスプリング掛止部６０との間隔
ｂ：第１リンクレバー５７の長さ寸法
ｃ：支軸３７と上金型部材２２側の係合ピン４８との間隔
θ：初期位置の第２リンクレバー３９の角度
α：締結状態の第２リンクレバー３９の角度
Ｑ：係合凹部５８を介して係合ピン４８に作用する型締めスプリング５９の必要弾性力Ｆｙの分力
で求められる。
【０１８０】
型締めスプリング５９は、例えば各部の寸法値を次に設定した場合、上記式１より、初期荷重が３．１Ｋｇの引張りバネを採用すればよい。
ａ＝２６．２ｍｍ
ｂ＝５２．７７８ｍｍ
ｃ＝４３．７９８ｍｍ
ｄ＝０．３４５５８ｍｍ
θ＝８３°
α＝５°
式１＝−Ｆｙ×２６．２＋１／２×Ｆｙ×ｔａｎ ８３°×５２．７７８−Ｑ×ｓｉｎ ５ °×４３．７９８＋Ｑ×ｃｏｓ ５°×０．３４５５８＝４０３．６４Ｆｙ−３．４ ７３Ｑ＝０
これより、Ｆｙ＝３．４７３Ｑ／４０３．６４・・・式２
ここで、必要型締め力Ｐは、Ｐ＝Ｑｃｏｓ α＝０．９９６Ｑであることから、Ｑ＝１．００３８Ｐとなり、これを式（２）代入して型締めスプリング５９の必要弾性力Ｆｙを求めると、
Ｆｙ＝３．４７３×１．００３８Ｐ／４０３．６４・・・式３
となる。
【０１８１】
トグル型締め機構３６は、半導体封止金型装置２０の両側面に配設され、また材料樹脂５の押出圧力から、Ｐ≒３５０ｋｇとすると、型締めスプリング５９の必要弾性力Ｆｙは、
Ｆｙ＝３．４７３ ×１．００３８Ｐ／４０３．６４＝３．４７３ ×１．００３８×３５０ ／４０３．６４≒３．０２ｋｇ となる。したがって、型締めスプリング５９は、初期荷重で３．１Ｋｇ以上の引張りバネが採用される。
【０１８２】
以上のように構成された半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１と上金型部材２２とが型開きした状態において、図３６に示すようにトグル型締め機構３６の連結部材４０が中立点の上方に位置している。同図に示したトグル型締め機構３６においては、第１リンクレバー５７と第２リンクレバー３９の連結部が支軸３７とスプリング掛止め部６１とを結ぶ直線上から外側に位置していることにより、型締めスプリング５９の弾性力が左右の第１リンクレバー５７と第２リンクレバー３９とをすぼませる方向に作用する。したがって、上述した前部トグル型締め駆動機構９２は、この型締めスプリング５９の弾性力に抗して連結部材４０を押し上げた状態に係止して、下金型部材２１と上金型部材２２とを型開き状態に保持する機構として構成される。
【０１８３】
勿論、トグル型締め機構３６は、第１リンクレバー５７と第２リンクレバー３９の連結部を、支軸３７とスプリング掛止め部６１とを結ぶ直線上から内側に位置させて、型締めスプリング５９の弾性力が左右の第１リンクレバー５７と第２リンクレバー３９とを互いに中央側へと引き寄せる方向に作用させるように構成してもよい。この場合、上述した前部トグル型締め駆動機構９２は、第１リンクレバー５７と第２リンクレバー３９とが互いに突っ張り合った状態を呈し、下金型部材２１と上金型部材２２とが型開き状態に保持されることになる。
【０１８４】
半導体封止金型装置２０は、上述した型締め工程Ｓ−２−２において、トグル型締め機構３６の連結部材４０が前部トグル型締め駆動機構９２による係止状態を解除される。トグル型締め機構３６は、型締めスプリング５９の弾性力によって左右の第１リンクレバー５７と第２リンクレバー３９とが支軸３７及び連結部を支点としてそれぞれ外側へと回動動作し、下金型部材２１に対して上金型部材２２を引き付けながら全体としてすぼまった状態となる。
【０１８５】
ところで、半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１に対して材料樹脂８の装填及びリードフレーム１０の装着を行った後、上述したように前部上金型部材駆動機構９１によって上金型部材２２が押圧動作されて、図３７に示すように、下金型部材２１に対して位置決めされた状態で型締めが行われる。下金型部材２１と上金型部材２２とは、この場合、上述したように低圧で型締めされた状態にある。
【０１８６】
半導体封止金型装置２０は、半導体封止装置９側の型締め機構９３によって下金型部材２１に対して上金型部材２２が所定の型締め力を以って押圧されて型締めが行われ、この状態で材料料樹脂供給駆動機構８１の動作により材料樹脂供給機構２９が材料樹脂装填部２８から材料樹脂８をキャビティ２３へと押し出す樹脂充填工程が行われる。材料樹脂８は、キャビティ２３内において、加熱、加圧状態を保持されることによって硬化する。半導体封止金型装置２０は、トグル型締め機構３６によってこの型締め状態が確実に保持される。
【０１８７】
トグル型締め機構３６は、全体としてすぼめられた状態において、図３８に示すように、第１リンクレバー５７に設けた係合凹部５８が上金型部材２２側の係合ピン４８と相対係合する。この係合凹部５８と係合ピン４８との係合状態は、型締めスプリング５９による型締め力によって保持される。型締めスプリング５９は、上述したように必要型締め力に見合った弾性力を有している。
【０１８８】
したがって、半導体封止金型装置２０は、次工程へと搬送されて型締め機構９３による型締め力が開放された状態においても、必要型締め力を以って下金型部材２１と上金型部材２２との型締め状態が自己保持される。半導体封止金型装置２０は、これによってキャビティ２３内に充填された材料樹脂８の硬化工程を搬送工程によって行うことを可能とすることから、タクトタイムを大幅に短縮化させる。また、半導体封止金型装置２０は、この材料樹脂８の硬化工程に際して、下金型部材２１と上金型部材２２とを必要型締め力を以って型締め保持することから、バリの発生が防止されかつリードフレーム１０に対して封装樹脂５を安定した状態でアウトサート成形する。
【０１８９】
半導体封止金型装置２０は、第６ステーションＳ−６まで搬送されと、半導体封止装置９側の後部トグル型締め駆動機構９４によって上述したトグル型締め機構３６による下金型部材２１と上金型部材２２との型締め自己保持状態が解除される。すなわち、トグル型締め機構３６は、連結部材４０が相対係合された後部トグル型締め駆動機構９４のフックによって、型締めスプリング５９の弾性力に抗して引上げ駆動される。トグル型締め機構３６は、これによって第１リンクレバー５７が支軸３７を支点として回動動作し、その係合凹部５８と係合ピン４８との係合状態が解除される。
【０１９０】
半導体封止装置９は、図４０及び図４１に示した他の半導体封止装置１００にも展開される。この半導体封止装置１００は、４つのステーションによって構成し、これらステーション毎に上述した４組の半導体封止金型装置２０を間欠的に巡回搬送して供給されたリードフレーム１０に封装樹脂５をアウトサート成形したリードフレーム組立体７を成形する。なお、以下の説明において、半導体封止装置９と同等の構成部位については同一符号を付すことによってその詳細な説明を省略する。
【０１９１】
半導体封止装置１００は、各ステーションにおける個別の工程数が上述した半導体封止装置９に比較して多くなり、全体のタクトタイムをほぼ同等とするために半導体封止金型装置２０が各ステーション間を高速で搬送される。
【０１９２】
半導体封止装置１００は、中央搬送ガイドフレーム１０１と、この中央搬送ガイドフレーム１０１の上下に対向位置された図示しない搬送ガイドフレームとを備える。半導体封止装置１００には、これら搬送ガイドフレームによって互いに平行な上下３段の搬送空間部１０２乃至１０４が構成されている。中央の第１搬送空間部１０２は、下金型部材２１と上金型部材２２とが型締めされた状態で搬送される搬送空間部を構成する。下側の第２の搬送空間部１０３は、型開きされた下金型部材２１が単独で搬送される搬送空間部を構成する。上側の第３の搬送空間部１０４は、型開きされた上金型部材２２が単独で搬送される搬送空間部を構成する。
【０１９３】
中央搬送ガイドフレーム１０１は、図４０に示すように、断面凹字状に形成されて下金型部材２１の底面部を支持して搬送する長手方向の搬送ガイド溝が形成されている。半導体封止装置１００は、この搬送ガイド溝に沿って第１ステーションＳ−１乃至第４ステーションＳ−４が構成される。第１ステーションＳ−１及び第４ステーションＳ−４の部位は、詳細を省略するが底部が開放されることによってそれぞれ第２搬送空間部１０３と連通している。また、図示しない上部搬送ガイドフレームは、第２ステーションＳ−２及び第３ステーションＳ−３に対応する長さとされることによって、その両側にそれぞれ第３搬送空間部１０４との連通部が構成されている。
【０１９４】
半導体封止装置１００には、上述した第１搬送空間部１０２乃至第３搬送空間部１０４に沿って図示しないが下金型部材搬送機構及び上金型部材搬送機構とが配設されている。また、半導体封止装置１００には、第１搬送空間部１０２の下方部に位置して、第１ステーションＳ−１部位に対応して下金型部材駆動機構８２が、第２ステーションＳ−２部位に対応して材料樹脂供給駆動機構８１が、第３ステーションＳ−３部位に対応して下金型部材側の型締め機構１０５が、さらに第４ステーションＳ−４部位に対応してイジェクト駆動機構９８がそれぞれ配設されている。これら各機構は、上述した半導体封止装置９の各機構と同様に、エアーシリンダ装置によって構成されている。
【０１９５】
また、半導体封止装置１００には、第１搬送空間部１０１の左右側方部に位置して、第１ステーションＳ−１部位に対応してリードフレーム供給機構９６と材料樹脂供給機構１０９とがそれぞれ配設されるとともに、第４ステーションＳ−４部位に対応してリードフレーム組立体取出機構１１０が配設されている。これらリードフレーム供給機構９６及び材料樹脂供給機構１０９は、例えばロボット装置によって構成され、下金型装置２１に対してリードフレーム１００或いは材料樹脂８を供給する。なお、材料樹脂供給機構１０９は、ポットに保持されている。
【０１９６】
さらに、半導体封止装置１００には、第３搬送空間部１０４の上方部に位置して、第１ステーションＳ−１部位に対応して前部上金型部材駆動機構９１とトグル型締め駆動機構（図示せず）とが、第２ステーションＳ−２部位に対応して第１の上金型部材の型締め機構１０６が、第３ステーションＳ−３部位に対応して第２の上金型部材の型締め機構１０７が、さらに第４ステーションＳ−４部位に対応して後部上金型部材駆動機構９５及びトグル型締め解除機構（図示せず）とがそれぞれ配設されている。
【０１９７】
以上のように構成された半導体封止装置１００は、第１ステーションＳ−１部位及び第４ステーションＳ−４部位において、図４０に示すように、下金型部材２１と上金型部材２２とが上下に型開きした状態にある。また、半導体封止装置１００は、第２ステーションＳ−２部位及び第３ステーションＳ−３部位において、同図に示すように、下金型部材２１と上金型部材２２とが型締めされた状態にある。
【０１９８】
半導体封止装置１００は、図４１に示すように、第１ステーションＳ−１において、材料樹脂８のタブレットを材料樹脂供給機構１０９を介して下金型部材２１の材料樹脂装填部２８へと装填する材料樹脂装填工程Ｓ−１−１と、リードフレーム１０をリードフレーム供給機構９６を介して下金型部材２１に装着するリードフレーム装着工程Ｓ−１−２とを行う。半導体封止装置１００は、さらに第１ステーションＳ−１において、下金型部材２１と上金型部材２２とを下金型部材駆動機構８２及び前部上金型部材駆動機構９１とによって低圧状態で型締めするとともに図示しない加熱機構によって予熱する低圧型締め・予熱工程Ｓ−１−３と、トグル型締め駆動機構によってトグル型締め機構３６を動作して型締め状態を自己保持する型締め自己保持工程Ｓ−１−４とを行う。
【０１９９】
半導体封止装置１００は、半導体封止金型装置２０を上述した型締め自己保持状態で、搬送機構によって第２ステーションＳ−２へと搬送する。半導体封止装置１００は、この第２ステーションＳ−２において、下金型部材２１と上金型部材２２とが第１の上金型部材型締め機構１０６によってしっかりと型締めされた状態で、材料樹脂供給駆動機構８１が駆動されてキャビティ２３内へと材料樹脂８を供給する樹脂充填工程Ｓ−２−１を行う。
【０２００】
半導体封止装置１００は、材料樹脂８の充填が行われた半導体封止金型装置２０を搬送機構によって第３ステーションＳ−３へと搬送する。半導体封止装置１００は、この第３ステーションＳ−３において、下金型部材２１と上金型部材２２とを下金型部材型締め機構１０５と第２の上金型部材型締め機構１０７及びトグル型締め機構３６とによって型締め状態を保持しながら加熱する後加熱工程Ｓ−３−１を行う。キャビティ２３内に充填された材料樹脂８は、これによって次第に硬化する。
【０２０１】
半導体封止装置１００は、所定のタクトタイム後、半導体封止金型装置２０を搬送機構によって第４ステーションＳ−４へと搬送する。半導体封止装置１００は、この第４ステーションＳ−４において、引き続き半導体封止金型装置２０を加熱する後加熱工程Ｓ−４−１と、図示しないトグル型締め駆動機構によってトグル型締め機構３６を動作して型締め状態を解除するトグル型締め解除工程Ｓ−４−２とを行う。また、半導体封止装置１００は、この第４ステーションＳ−４において、後部上金型部材駆動機構９５によって下金型部材２１に対して上金型部材２２を離間動作させる型開き工程Ｓ−４−３を行う。
【０２０２】
さらに、半導体封止装置１００は、この第４ステーションＳ−４において、イジェクト駆動機構９８が動作して上金型部材２２が型開き動作された下金型部材２１からリードフレーム組立体７をイジェクトするリードフレーム組立体イジェクト工程Ｓ−４−４と、イジェクトされたリードフレーム組立体７をリードフレーム組立体取出機構１１０によって取り出すリードフレーム組立体取出工程Ｓ−４−５とを行う。
【０２０３】
さらにまた、半導体封止装置１００は、この第４ステーションＳ−４において、半導体封止金型装置２０の材料樹脂供給機構２９及びイジェクト機構３２とを初期状態へと復帰動作させる復帰工程Ｓ−４−６とを行う。しかる後、半導体封止装置１００は、搬送機構によって下金型部材２１を第２搬送空間部１０３を介して、また上金型部材２２を第３搬送空間部１０４を介してそれぞれ第１ステーション部位へと巡回搬送させる。
【０２０４】
以上のように構成された第２の実施例半導体封止装置１００によれば、半導体封止金型装置２０が４組とされるために、多種類の半導体装置１を製造する場合等において、仕様に適合した半導体封止金型装置２０の交換が極めて簡便に行うことができることから、段取り時間等の大幅な短縮が図られ、生産性を向上させる。また、半導体封止装置１００は、全体としてさらに小型化が図られる。
【０２０５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る半導体封止用金型装置によれば、材料樹脂供給部とランナー部とを同一面内に形成したリードフレームを位置決めした状態で装着し、このリードフレームに実装された半導体チップを封装する封装樹脂をアウトサート成形してリードフレーム組立体を成形するようにしたことから、型締め状態においてリードフレームに対して均一な型締め力を作用させることができ、型締め機構とともに全体構造も簡易で小型化されるばかりでなく、バリの発生が抑制されたリードフレーム組立体を製造することから後工程の合理化も達成させる。また、半導体封止用金型装置は、型締め状態の自己保持機構を備えることにより、材料樹脂を硬化させる後加熱工程を搬送工程において行うことを可能とすることから、製造工程の合理化と時間短縮を達成させる。さらに、半導体封止用金型装置は、全体が軽量、小型に構成されることから、取扱いが簡易となり、多種類の半導体装置を製造する場合等においても、その交換が容易に行われて段取り等の時間短縮を達成させる。
【０２０６】
また、本発明に係る半導体封止用金型装置を用いた半導体封止装置によれば、軽量、小型でかつ型締め状態の自己保持機構を備えた半導体封止用金型装置を成形工程に対応して巡回搬送するとともに、材料樹脂供給駆動機構及びイジェクト駆動機構とを備えて半導体封止用金型装置の材料樹脂供給機構及びイジェクト機構を外部から駆動するように構成したことにより、多種類の半導体装置を製造する場合等における半導体封止用金型装置の交換の段取り工程等或いはバリの発生が抑制されたリードフレーム組立体を製造することからバリ取りの後工程等の合理化が図られる。また、半導体封止装置は、全体が小型で廉価であることから同一スペース内で複数を設置することも可能となり、また少数の要員によって対応することができることからリードフレーム組立体を効率良くかつ低コストで生産する。
【０２０７】
さらに、本発明に係る半導体封止用金型装置を用いた半導体装置の封装樹脂成形方法によれば、軽量、小型でかつ型締め状態の自己保持機構を備えた半導体封止用金型装置を成形工程に対応して巡回搬送させてバリの発生が抑制されたリードフレーム組立体を製造することからバリ取りの後工程等の合理化が図られ、また半導体封装用金型装置の交換等も簡単に行われる。したがって、本発明に係る半導体封止用金型装置を用いた半導体の製造方法は、リードフレーム組立体を効率良く生産するとともに大幅なコストダウンを達成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体装置の斜視図である。
【図２】本発明に用いられるリードフレームの斜視図である。
【図３】同リードフレームに封装樹脂のアウトサート成形を行って成形した半導体装置の中間体であるリードフレーム組立体の斜視図である。
【図４】半導体装置の製造工程を説明する概略製造工程図である。
【図５】本発明に係る半導体封止用金型装置の型開き状態を示す斜視図である。
【図６】同半導体封止用金型装置を構成する下金型部材の斜視図である。
【図７】同下金型部材の一部切欠き側面図である。
【図８】同下金型部材に設けられた材料樹脂装填部から材料樹脂供給機構によって溶融状態の材料樹脂をキャビティ内に押し出す状態を説明する下金型部材の縦断面図である。
【図９】同下金型部材に設けられたイジェクト機構が動作して下金型部材から封装樹脂をアウトサート成形したリードフレーム組立体をイジェクト動作する状態を説明する下金型部材の縦断面図である。
【図１０】同半導体封止用金型装置を構成する上金型部材の上面からの斜視図である。
【図１１】同上金型部材の底面からの斜視図である。
【図１２】同半導体封止用金型装置において、下金型部材と上金型部材とが低圧型締めされた状態を示す斜視図である。
【図１３】同半導体封止用金型装置において、型締め保持機構によって下金型部材と上金型部材とが型締め状態を自己保持された状態を示す斜視図である。
【図１４】本発明に係る半導体封止装置における半導体封止用金型装置の搬送位置と成形工程との説明図である。
【図１５】同半導体封止装置の成形工程に基づく第１ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材の材料樹脂装填部に材料樹脂を装填する材料樹脂装填工程の状態を示す。
【図１６】同第１ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材にリードフレームを装着するリードフレーム装着工程の状態を示す。
【図１７】同第１ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材と上金型部材とが低圧で型締めされた状態を示す。
【図１８】同半導体封止装置の成形工程に基づく第２ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材と上金型部材とが低圧で型締めされて搬送される状態を示す。
【図１９】同第２ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材と上金型部材とを型締保持機構を動作させて本型締をおこなった状態を示す。
【図２０】同半導体封止装置の成形工程に基づく第３ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材と上金型部材とが型締保持機構によって型締め状態を自己保持されるとともに加熱手段によって加熱されながら搬送される状態を示す。
【図２１】同半導体封止装置の成形工程に基づく第４ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、型締め状態を自己保持された下金型部材と上金型部材とが加熱手段によって後加熱されながら搬送される状態を示す。
【図２２】同半導体封止装置の成形工程に基づく第５ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、型締め状態を自己保持された下金型部材と上金型部材とが加熱手段によって後加熱されながら搬送される状態を示す。
【図２３】同半導体封止装置の成形工程に基づく第６ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、型締め状態を自己保持された下金型部材と上金型部材に対する加熱が停止されて搬送される状態を示す。
【図２４】同第６ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、型締保持機構が駆動されて下金型部材と上金型部材との型締め状態が解除される状態を示す。
【図２５】同第６ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材と上金型部材とが型開き動作する状態を示す。
【図２６】同半導体封止装置の成形工程に基づく第７ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、搬送機構によって型開きされた下金型部材と上金型部材とがそれぞれ搬送される状態を示す。
【図２７】同第７ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、イジェクタ機構が動作されて下金型部材に添着されたリードフレーム組立体がイジェクトされる状態を示す。
【図２８】同第７ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、イジェクトされたリードフレーム組立体を取り出す状態を示す。
【図２９】同半導体封止装置の成形工程に基づく第８ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材と上金型部材とがそれぞれ搬送される状態を示す。
【図３０】同第８ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材に設けられた材料樹脂供給機構とイジェク機構とが復帰された状態を示す。
【図３１】同半導体封止装置の要部斜視図である。
【図３２】同半導体封止装置における半導体封止用金型装置の搬送動作を説明する要部斜視図である。
【図３３】同半導体封止装置において、半導体封止用金型装置の搬送空間部の構成を説明する要部正面図である。
【図３４】本発明に係る半導体封止用金型装置の他の実施例を示し、キャビティ面にコーティング処理を施した半導体封止用金型装置の分解斜視図である。
【図３５】本発明に係る半導体封止用金型装置の他の実施例を示し、型締保持機構に自己保持用のスプリングを設けた半導体封止用金型装置の斜視図である。
【図３６】同半導体封止用金型装置において、下金型部材と上金型部材とが型開きされた状態を示す側面図である。
【図３７】同半導体封止用金型装置において、下金型部材と上金型部材とが低圧で型締めされた状態を示す側面図である。
【図３８】同半導体封止用金型装置において、下金型部材と上金型部材とが型締めされかつ自己保持した状態を示す側面図である。
【図３９】同半導体封止用金型装置の型締保持機構に設けられた自己保持用のスプリングの弾性力の作用説明図である。
【図４０】本発明に係る半導体封止装置の他の実施例を示し、半導体封止用金型装置を搬送支持する搬送ガイドフレームを省略して示した要部斜視図である。
【図４１】同半導体封止装置において、各工程における半導体封止用金型装置の状態を示す説明図である。
【図４２】従来のリードフレームに対する封装樹脂のアウトサート成形工程を説明する一部切欠き要部斜視図である。
【符号の説明】
１ 半導体装置
２ 半導体チップ
３ リード端子片
５ 封止樹脂
７ リードフレーム組立体
８ 材料樹脂
９ 半導体封止装置
１０ リードフレーム
１１ チップ実装開口部（半導体チップ実装部）
１３ 樹脂充填領域部
１６ 位置決め穴
１７ カル部
１８ ランナー部
１９ ゲート部
２０ 半導体封止金型装置
２１ 下金型部材
２２ 上金型部材
２３ キャビティ
２８ 材料樹脂装填部
２９ 材料樹脂供給機構
３０ 材料樹脂押出部材
３２ イジェクト機構
３３ イジェクトピン
３６ 型締め機構を構成するトグル型締め機構
３８ 第１リンクレバー
３９ 第２リンクレバー
４０ 連結部材
４２ 係合凹部
４８ 係合ピン（係合凸部）
５５ 下金型部材のコーティング面
５６ 上金型部材のコーティング面
５９ 型締めスプリング
７０ 第１搬送ガイドフレーム
７１ 第２搬送ガイドフレーム
７２ 第３搬送ガイドフレーム
７４ 第１搬送空間部
７５ 第２搬送空間部
７６ 第３搬送空間部
８０ 第１加熱機構
８１ 材料樹脂供給駆動機構
８２ 下金型部材駆動機構
８３ 下金型部材搬送機構
８７ 第２加熱機構
９０ 第３加熱機構
９１ 前部上金型部材搬送機構
９２ トグル型締め駆動機構
９３ 型締め機構
９４ 後部上金型部材搬送機構
９６ リードフレーム供給機構
９７ 材料樹脂供給駆動機構
９８ イジェクト駆動機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップが実装配線された半導体装置用リードフレームに対して上記半導体チップを封装する封装樹脂をアウトサート成形する半導体封止用金型装置及びこの半導体封止用金型装置を用いた半導体封止装置並びに半導体装置の封装樹脂成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置１は、一般に、図１に示すように、所定の回路等が集積形成された半導体チップ２が導電性金属薄板上に実装されるとともに、この金属薄板に形成したリード端子群３と電気的に接続された状態でエポキシ樹脂等の熱硬化性合成樹脂を材料とした封装樹脂５によって封装されて構成されている。リード端子群３は、一端部が半導体チップ２の外周部に延在されるとともに、他端部が封装樹脂５から突出露呈されて接続端子片４を構成している。半導体装置１には、封装樹脂５の表面に実装位置等を表示する位置決め指標６や図示しない仕様表示等が設けられている。なお、これら位置決め指標６や仕様表示等は、例えば封装樹脂５のインサート成形時に、半導体封止用金型装置によって形成される。
【０００３】
上述した半導体装置１の製造には、図４２に示した導電性金属薄板を素材として帯状に形成されたリードフレーム２００が用いられる。このリードフレーム２００は、生産効率の向上を図るために、いわゆる多数個取りの構成が採用されており、それぞれ半導体チップ２が実装位置される複数のチップ実装部２０１が長手方向に所定の間隔を以って設けられる。チップ実装部２０１には、例えばその中央部に半導体チップ２を収納位置させる開口部が開設されるとともに、一端部がこの開口部の周辺部に延在する多数のリード端子部２０２がそれぞれの領域に形成されている。
【０００４】
また、リードフレーム２００には、幅方向の両側縁に沿って搬送ガイド部２０３が形成されている。この搬送ガイド部２０３は、一定の間隔を以って開設された多数個のパーホレーション２０４Ａ、２０４Ｂによって構成されている。したがって、リードフレーム２００は、この搬送ガイド部２０３により位置決めされた状態で図示しない搬送手段によって搬送され、半導体チップ２の実装工程と、半導体チップ２とリード端子群３とのワイヤボンディング法等による配線工程と、半導体封止用金型装置を用いて半導体チップ２を熱硬化性合成樹脂によって封装する樹脂封装工程或いは外周リード部の切断等の工程等が施されて半導体装置１を連続して製造する。
【０００５】
半導体装置１の製造は、一般に生産効率を図るために上述したリードフレーム２００の多数個取りの構成とともに、一対の第１のリードフレーム２００Ａと第２のリードフレーム２００Ｂとが互いに平行状態とされて搬送手段によって上述した工程を同時に搬送される。なお、図４２は、樹脂封装工程の概略構成図を示し、第１のリードフレーム２００Ａと第２のリードフレーム２００Ｂとに跨がって配設される半導体封止用金型装置については図示が省略されている。半導体封止用金型装置は、互いに接離動作される上下一対の金型部材から構成され、その対向面間に第１のリードフレーム２００Ａと第２のリードフレーム２００Ｂとを通過させるとともに材料樹脂が充填硬化して実装された半導体チップ２を封装する封装樹脂５をアウトサート成形するキャビティがそれぞれ構成されている。
【０００６】
また、半導体封止用金型装置は、第１のリードフレーム２００Ａと第２のリードフレーム２００Ｂとの間に位置して、下金型部材側に材料樹脂供給部が配設されている。材料樹脂供給部は、加熱手段が付設されるとともに底面部に押出し部材が移動自在に配設されている。この材料樹脂供給部には、例えばタブレット状とされたエポキシ樹脂等の材料樹脂が装填される。
【０００７】
半導体封止用金型装置は、加熱手段によって、材料樹脂供給部２０７やランナー部及びキャビティの各部位が材料樹脂２１１の溶融温度である１７５°Ｃ程度に温調されている。材料樹脂２１１は、材料樹脂供給部２０７内において加圧、加熱されることにより粘度の低い溶融状態とされる。
【０００８】
半導体封止用金型装置には、材料樹脂供給部２０７から第１のリードフレーム２００Ａと第２のリードフレーム２００Ｂに達するランナー部が設けられ、さらにこのランナー部とキャビテイとの間に位置してゲート部が設けられている。半導体封止用金型装置は、チップ実装部２０１にそれぞれ半導体チップ２が実装された第１のリードフレーム２００Ａと第２のリードフレーム２００Ｂとが搬送されると、下金型部材に対して上金型部材が移動動作して型締め動作が行われる。半導体封止用金型装置は、この型締め状態で押出し部材が動作されて、材料樹脂供給部２０７から溶融状態の材料樹脂２１１を各ランナー部へと押し出す。材料樹脂２１１は、このランナー部からゲート部を介してそれぞれキャビティ内へと充填される。
【０００９】
半導体封止用金型装置は、上金型部材と下金型部材とを型締め状態に保持して所定の時間加熱することによって材料樹脂２１１を硬化させた後、下金型部材に対して上金型部材が移動動作されて型開き動作が行われる。これによって、リードフレーム２００には、半導体チップ２の外周部を封装する封装樹脂５がアウトサート成形される。半導体封止用金型装置には、搬送手段によってリードフレーム２００の次の領域が搬送位置され、上述した封装樹脂５のアウトサート成形が行われる。
【００１０】
以下、この封装樹脂５のアウトサート成形が順次行われて、リードフレーム２００上に実装された複数個の半導体チップ２の封装樹脂５による封装工程が終了する。なお、封装樹脂５は、リードフレーム２００に形成されたリード端子部２０２の先端部近傍までを封装している。
【００１１】
リードフレーム２００は、実装された半導体チップ２に対する封装樹脂５による封装工程が終了すると、搬送手段によって外周リード部の切断工程へと搬送される。この外周リード部の切断は、例えば外形打抜き金型を用いて行われる。外形打抜き金型は、リード端子部の先端部を残してリードフレーム２００の他の外周部分を切断除去して図１に示した上述した半導体装置１を完成させる。
【００１２】
この切断工程においては、図４２に示した封装樹脂５とランナー樹脂部２０８との間に存在するゲート樹脂部２０９の切断も行われる。このゲート樹脂部２０９は、リードフレーム２００の下方部にリード端子部の領域中に位置して存在する。ゲート樹脂部２０９は、半導体装置１に大きく突出した状態で残されている場合、この半導体装置１を回路基板等に実装する際に大きな障害となるため、精密に切断されなければならない。したがって、従来の半導体製造方法によれば、専用のゲート切断機が用いて、このゲート樹脂部２０９をリードフレーム２００から切断していた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のリードフレーム２００に対する封装樹脂５のアウトサート成形法においては、種々の部位に材料樹脂２１１のバリが発生する。材料樹脂２１１のバリは、図４２に示すように、材料樹脂供給部２０７の開口端部の周囲に発生する装填部バリ２１２、材料樹脂供給部２０７から導かれるランナー部がリードフレーム２００を横断する部位に発生する横断部バリ２１３或いはリード端子部２０２の周辺に発生する端子部バリ２１４等に大別される。
【００１４】
装填部バリ２１２は、材料樹脂供給部２０７を構成する上金型部材と下金型部材との型合せ面において材料樹脂２１１がはみ出して硬化することにより発生する。この装填部バリ２１２は、インサート成形後のエアー処理やブラッシング処理によって除去することが可能である。
【００１５】
装填部バリ２１２は、上述したように次の切断工程においてリードフレーム２００のリード部分が切断除去されることから、半導体装置１への影響は無い。しかしながら、この装填部バリ２１２は、半導体装置１が自動機によって製造される場合に、次工程への搬送等に際してリードフレーム２００の引掛り、位置決め不良等の原因となり好ましくない。また、この装填部バリ２１２は、不安定な状態で付着することから、搬送途中で脱落し、可動機構部等の動作に支障を与えるといった問題を生じさせる。
【００１６】
横断部バリ２１３は、リードフレーム２００の外側に配置された材料樹脂供給部２０７からランナー部を介して半導体封止用金型装置のキャビティに導かれる材料樹脂２１１がリードフレーム２００の側端部においてはみ出して硬化することにより発生する。すなわち、リードフレーム２００は、そのパーホレーション２０４にガイドピンが相対係合されることによって、下金型金型のリードフレーム装着部に位置決めされた状態で装着される。
【００１７】
リードフレーム２００は、パーホレーション２０４の中心と側端部との間隔寸法及びパーホレーション２０４の内径寸法とが所定の公差を以って規定されている。例えば、この公差は、それぞれ±０．０５ｍｍとされている。また、リードフレーム２００は、パーホレーション２０４に対してガイドピンがスムーズに相対係合されるために、適当なクリアランスが設定されている。例えば、クリアランスは、０．０１ｍｍに設定されている。
【００１８】
リードフレーム２００と下金型部材とは、上述した条件とともに各部の加工誤差或いは組立誤差も考慮して、パーホレーション２０４とガイドピンとが係合可能とされて位置決めされるように構成される。また、リードフレーム２００と下金型部材とは、リードフレーム２００の熱膨張による寸法変化を考慮して、パーホレーション２０４とガイドピンとが係合可能とされて位置決めされるように構成される。
【００１９】
このため、リードフレーム２００と下金型部材には、側端部とリードフレーム装着壁との間に間隙２２１が構成されることになる。この間隙は、その寸法が最大で０．１２ｍｍにも達する。
【００２０】
下金型部材は、上述したようにリードフレーム２００の装着部に対して外方に位置して材料樹脂供給部１０７が配置された構成であることから、この材料樹脂供給部２０７からランナー部がリードフレーム２００を横切ってキャビティへと導かれている。したがって、材料樹脂供給部２０７から押し出された材料樹脂２１１は、ランナー部において、間隙からはみ出して硬化することにより横断部バリ２１３を発生させる。
【００２１】
この横断部バリ２１３は、上述した装填部バリ２１２と同様に、次の切断工程においてリードフレーム２００のリード部分が切断除去されることから、半導体装置１への影響は無い。しかしながら、この横断部バリ２１３は、半導体装置１が自動機によって製造される場合に、次工程への搬送に際してリードフレーム２００の引掛り、位置決め不良等の原因となり好ましくない。また、横断部バリ２１３は、リードフレーム２００に不安定な状態で付着することから、搬送途中で脱落し、可動機構部等の動作に支障を与えるといった問題を生じさせる。
【００２２】
端子部バリ２１４は、チップ実装部２０１に実装された半導体チップ２を封装する封装樹脂５のキャビティを構成する上金型部材と下金型部材との型合せ面から、チップ実装部２０１の周囲に打抜き形成されたリード端子部に沿ってはみ出した材料樹脂２１１が硬化することによって発生する。この端子部バリ２１４は、各リード端子間に跨がった薄膜状を呈するバリであり、リードフレーム２００内に発生するため、上述した装填部バリ２１２や横断部バリ２１３のように搬送時等に際しての影響は少ない。
【００２３】
すなわち、リードフレーム２００は、上述した金属薄板を材料として一般に精密プレスによって打抜き形成される。このリードフレーム２００には、プレス加工の特性から剪断端面にダレ部とカエリ部とが発生し、精密な均一面として構成することが困難である。また、リードフレーム２００は、いわゆるスプリングバック現象によって全体として湾曲した状態となる。
【００２４】
したがって、従来の半導体封止用金型装置においては、上述したダレ部とカエリ部とが発生するリードフレーム２００の両端部を上金型部材と下金型部材とによって強く押し付けることにより端子部バリ２１４の発生を防止するように構成されていた。この上金型部材と下金型部材との型締め力は、ランナー部が横切るリードフレーム２００の一端部からゲート部に対応する部位と、封装樹脂５が充填されるキャビティの外周部と、封装樹脂５の位置決め部に対応する部位及びリードフレーム２００の他端部において、型締め力が大となるように構成されていた。このように、従来の半導体封止用金型装置においては、各部において型締め力を異にすることから構造が複雑となるとともにその型締め力の調整が極めて面倒であった。
【００２５】
また、樹脂封止装置は、型締め状態でキャビティの外周部に隙間が形成されないように、下金型部材に設けた材料樹脂供給部２０７の開口部と上金型部材の主面との間に、微小な間隔が保持される。リードフレーム２００は、その厚み寸法の公差を±０．０１ｍｍで形成されている。したがって、この間隔は、０．０１ｍｍ〜０．０２ｍｍに設定されることになる。
【００２６】
このように半導体封止用金型装置は、材料樹脂供給部２０７における型締め力が実質的に小ならしめられることによってキャビティにおける十分な型締め力が確保され、このキャビティの外周部における端子部バリ２１４の発生が抑制されることになる。換言すれば、半導体封止用金型装置においては、端子部バリ２１４を抑制する構成を採用することによって、材料樹脂供給部２０７の開口部に上述した装填部バリ２１２が必然的に発生することになる。
【００２７】
このように、従来のリードフレーム２００に対する封装樹脂５のアウトサート成形法においては、このリードフレーム２００及び半導体封止用金型装置の構成上、種々の部位に材料樹脂２１１のバリ、すなわち、装填部バリ２１２、横断部バリ２１３或いは端子部バリ２１４等が必然的に発生し、これらのバリが搬送等に際してリードフレーム２００の引掛り現象や脱落による可動部等への障害といった問題を生じさせていた。
【００２８】
また、従来のリードフレーム２００に対する封装樹脂５のアウトサート成形法によれば、半導体封止用金型装置がその各部を高精度に仕上げることによって型締め力を部分的に調整するように構成されるため、この半導体封止用金型装置の製造コストが極めて大となるといった問題点があった。さらに、半導体封止装置は、半導体封止用金型装置に対して大きな型締め力を作用させることから、大型かつ高価となるといった問題があった。
【００２９】
さらにまた、従来のリードフレーム２００に対する封装樹脂５のアウトサート成形法においては、リード端子部２０２の先端部を残してリードフレーム２００の他の外周部分を切断除去するリード外形打抜き金型と、ゲート樹脂部２０９を切断する専用のゲート切断機とが必要とされ、設備全体が大型化するとともに工程も多いといった問題点があった。しかも、ゲート樹脂部２０９は、封装樹脂５の周面にゲート痕を突出させた状態で切断されることから、このゲート痕がリード外形打抜き金型を破損させるといった問題を生じさせる虞れもあった。
【００３０】
さらにまた、従来のリードフレーム２００に対する封装樹脂５のアウトサート成形法においては、リードフレーム２００の外方に位置して材料樹脂供給部２０７が設けられるとともにランナー部２２４を介して材料樹脂２１１をキャビティ２０５Ａ、２０６Ａへと引き込むことから、材料樹脂２１１の量も多く必要となりかつキャビティ２０５Ａ、２０６Ａ内への充填時間も長くなることから成形サイクルが長くなるといった問題点があった。
【００３１】
また、従来のリードフレーム２００に対する封装樹脂５のアウトサート成形法においては、半導体チップ２や半導体装置１自体の仕様に伴って外形形状等が異にされることから、その都度半導体封止用金型装置の交換、コンベア等の搬送手段の位置調整、或いはリードフレーム２００の供給機構の交換等の段取りに多くの時間が必要とされ生産性が悪くなるといった問題があった。さらに、半導体封止用金型装置は、高温であるとともに極めて重いため、交換等の取扱い作業が面倒であるばかりでなく危険でもあるといった問題があった。
【００３２】
したがって、本発明は、半導体チップを実装したリードフレームに封装樹脂をアウトサート成形してリードフレーム組立体を成形する半導体封止用成形金型装置において、材料樹脂のバリが各部に発生することを抑制して工程全体の合理化を図るとともに、小型化かつコスト低減、材料樹脂の少量化を達成した半導体封止用金型装置を提供することを目的に提案されたものである。
【００３３】
また、本発明は、合理化された工程と、小型化、コストダウン或いは材料樹脂の少量化が図られた半導体封止用金型装置を各工程に対応して巡回搬送させることによって、効率良く半導体装置を生産するようにした半導体封止装置を提供することを目的に提案されたものである。
【００３４】
さらに、本発明は、小型化、コストダウン或いは材料樹脂の少量化が図られた樹脂封止装置を用いて、合理化された工程によって半導体装置を生産性良く製造するようにした半導体装置の封装樹脂成形方法を提供することを目的に提案されたものである。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成した本発明に係る半導体封止用金型装置は、半導体チップを実装したリードフレームが装填されるとともにこのリードフレームに半導体チップを封装する封装樹脂がアウトサート成形されたリードフレーム組立体を成形する上記封装樹脂のキャビティを構成する第１のキャビティが形成された第１の金型部材と、この第１の金型部材に対して接離自在に対向配置され、上記第１のキャビティと協動して封装樹脂のキャビティを構成する第２のキャビティが形成された第２の金型部材と、上記第１の金型部材内に設けられ、熱硬化性合成樹脂からなる材料樹脂が装填される材料樹脂装填部と、この材料樹脂装填部に装填されるとともに溶融状態とされた上記材料樹脂を上記キャビティ内へと供給する押出手段とを備えた材料樹脂供給機構と、上記第１の金型部材内に設けられ、上記半導体チップが上記封装樹脂によって封装された上記リードフレーム組立体を上記キャビティから突き出して離型するイジェクトピンを有するイジェクト機構とを備え、上記第１の金型部材と第２の金型部材には、型締め状態に自己保持する型締保持機構が設けられるとともに、これら第１の金型部材と第２の金型部材とが設置される本体装置側の駆動機構によって上記材料樹脂供給機構及びイジェクト機構が駆動され、上記型締保持機構は、上記第１の金型部材又は第２の金型部材に一端部を回動自在に支持されるとともに第１の係合部が形成された一対の第１のリンクレバー及びこれら第１のリンクレバーの他端部にそれぞれ回動自在に支持されるとともに自由端部が互いに連結部材を介して連結された一対の第２のリンクレバーとからなるトグル型締め機構と、上記第１のリンクレバーの第１の係合部に対応して上記第２の金型部材又は第１の金型部材にそれぞれ設けられた一対の第２の係合部とから構成され、上記トグル型締め機構は、上記第１のリンクレバーと第２のリンクレバーとがすぼまった状態に動作されることによって、上記第１のリンクレバーに設けられた上記第１の係合部が対応する上記第２の係合部にそれぞれ相対係合されて、上記第１の金型部材と第２の金型部材とを型締めした状態に自己保持することを特徴とする。
【００３６】
以上のように構成された本発明に係る半導体封止用金型装置によれば、第１の金型部材と第２の金型部材とが型開き状態において、材料樹脂装填部に材料樹脂が装填されるとともにその内部で溶融状態とされ、かつ第１の金型部材に半導体チップを実装したリードフレームが位置決めされた状態で装着される。半導体封止用金型装置は、第１の金型部材と第２の金型部材とが型締め動作されるとともに型締保持機構によってその型締め状態が自己保持され、材料樹脂供給機構が動作されて押出手段により材料樹脂装填部から溶融状態の材料樹脂がキャビティ内へと押し出される。
【００３７】
半導体封止用金型装置は、キャビティ内に充填された材料樹脂が硬化するまで型締保持機構による型締め状態が自己保持されるとともに、型締保持機構の解除によって第１の金型部材と第２の金型部材とが型開き動作されるとイジェクト機構が駆動されてイジェクトピンにより半導体チップを封装する封装樹脂をアウトサート成形したリードフレーム組立体を第１の金型部材から突き出す。
【００３８】
半導体封止用金型装置は、材料樹脂が装填される材料樹脂供給部に対応してカル部が内部に設けられたリードフレームに、半導体チップを封装する封装樹脂をアウトサート成形してリードフレーム組立体を製造することから、材料樹脂供給部とキャビティ間を連結するランナー部にリードフレームの横断部位を構成せずかつその短縮化を図る。したがって、半導体封止用金型装置は、ランナー部のリードフレーム横断部に発生するバリを生じさずその処理のための後工程を不要とさせかつ外周部の切断とゲート切断とを同一工程によって行うことを可能として工程の合理化を達成し、さらに不要な材料樹脂を削減する。
【００３９】
半導体封止用金型装置は、半導体チップを実装した１個のリードフレームが供給されることによって、半導体チップを封装する封装樹脂がアウトサート成形された１個のリードフレーム組立体を成形する。したがって、半導体封止用金型装置は、小型化されて取り扱いが極めて簡便となり、また型締保持機構による型締め状態の自己保持を利用した搬送が可能となることから、搬送機構によって複数個を巡回搬送させてリードフレーム組立体の連続製造が実現される。
【００４０】
また、本発明に係る半導体封止用金型装置を用いた半導体封止装置は、半導体チップを実装したリードフレームが装填されるとともにこのリードフレームに半導体チップを封装する封装樹脂がアウトサート成形されてリードフレーム組立体を成形する上記封装樹脂のキャビティを構成する第１のキャビティが形成された第１の金型部材と、この第１の金型部材に対して接離自在に対向配置されるとともに第１のキャビティと協動して封装樹脂のキャビティを構成する第２のキャビティが形成された第２の金型部材とからなり、第１の金型部材内には熱硬化性合成樹脂からなる材料樹脂が装填される材料樹脂装填部及びこの材料樹脂装填部に装填されて溶融状態とされた材料樹脂を上記キャビティ内へと供給する押出手段とを備えた材料樹脂供給機構と、半導体チップが封装樹脂によって封装されたリードフレーム組立体をキャビティから突き出して離型するイジェクトピンを有するイジェクト機構とが備えられかつ上記第１の金型部材と第２の金型部材とに型締め状態を自己保持する型締保持機構が設けられた半導体封止用金型装置が用いられる。半導体封止装置は、半導体封止用金型装置を封装樹脂のアウトサート成形工程毎に間欠的に巡回搬送する搬送機構と、半導体封止用金型装置の材料樹脂供給機構の押出手段を駆動してキャビティ内へ材料樹脂を充填させる材料樹脂供給駆動機構と、リードフレーム組立体に対して封装樹脂のアウトサート成形が行われて第１の金型部材と第２の金型部材とが型開き動作した状態で、イジェクト機構を駆動してリードフレーム組立体を第１の金型部材からイジェクトさせるイジェクト駆動機構とを備えて構成される。
【００４１】
また、半導体封止装置は、上下方向に離間して互いに対向配設された第１の搬送ガイドフレームと第２の搬送ガイドフレームとを備え、これら第１の搬送ガイドフレームと第２の搬送ガイドフレームとの間に構成される第１の搬送空間部が第１の金型部材と第２の金型部材とが型締め状態で搬送機構によって搬送される型締め搬送空間部を構成し、第１の搬送ガイドフレームの下方部に構成される第２の搬送空間部が型開き状態の第１の金型部材を上記搬送機構によって搬送する第１の型開き搬送空間部を構成し、第２の搬送ガイドフレームの上方部に構成される第３の搬送空間部が型開き状態の上記第２の金型部材を上記搬送機構によって搬送する他方の型開き搬送空間部を構成する。型開きされた第１の金型部材と第２の金型部材とは、第２の搬送空間部と第３の搬送空間部を経由して初期位置へと巡回搬送される。第１の搬送ガイドフレームと第２の搬送ガイドフレームには、第１の金型部材と第２の金型部材とを加熱する加熱手段が備えられる。
【００４２】
以上のように構成された本発明に係る半導体封止用金型装置を用いた半導体封止装置によれば、半導体封止用金型装置の材料樹脂供給機構及びイジェクト機構とを駆動する材料樹脂供給駆動機構及びイジェクト駆動機構を備えることにより、上記半導体封止用金型装置の小型化を達成し、その交換等の取り扱いを簡便かつ安全に行うことを可能とする。
【００４３】
半導体封止装置は、型締保持機構によって型締め状態が自己保持される半導体封止用金型装置を各工程毎に間欠的に巡回搬送することから、リードフレーム組立体の連続生産を行い、生産性の向上を達成する。また、半導体封止装置は、半導体封止用金型装置を搬送する過程で、第１の搬送ガイドフレームと第２の搬送ガイドフレームに設けた加熱手段によって第１の金型部材と第２の金型部材とを加熱保持することから、加熱工程が不要とされ、リードフレーム組立体の製造時間を短縮する。
【００４４】
さらに、本発明に係る半導体封止用金型装置を用いた半導体装置の封装樹脂成形方法は、半導体チップを実装したリードフレームが装填されるとともにこのリードフレームに半導体チップを封装する封装樹脂がアウトサート成形されてリードフレーム組立体を成形する上記封装樹脂のキャビティを構成する第１のキャビティが形成された第１の金型部材と、この第１の金型部材に対して接離自在に対向配置されるとともに上記第１のキャビティと協動して封装樹脂のキャビティを構成する第２のキャビティが形成された第２の金型部材とからなり、第１の金型部材内には熱硬化性合成樹脂からなる材料樹脂が装填される材料樹脂装填部及びこの材料樹脂装填部に装填されて溶融状態とされた材料樹脂をキャビティ内へと供給する押出手段とを備えた材料樹脂供給機構と、半導体チップが封装樹脂によって封装されたリードフレーム組立体をキャビティから突き出して離型するイジェクトピンを有するイジェクト機構とが備えられかつ第１の金型部材と第２の金型部材とに型締め状態を自己保持する型締保持機構が設けられた半導体封止用金型装置が用いられる。半導体装置の封装樹脂成形方法は、少なくとも、半導体封止用金型装置が型開きされた状態において第１の金型部材の上記材料樹脂装填部に材料樹脂を装填する樹脂装填工程と、半導体封止用金型装置が型開きされた状態において半導体チップを実装したリードフレームを第１の金型部材に装着するリードフレーム装着工程と、半導体封止用金型装置を型締めしかつ型締保持機構によってその型締め状態を保持するとともに、材料樹脂供給機構によってキャビティ内に材料樹脂を充填する樹脂充填工程と、締保持機構による半導体封止用金型装置の型締め状態を保持する型締め保持工程と、半導体封止用金型装置を型開きしてリードフレームに対して封装樹脂のアウトサート成形が行われたリードフレーム組立体を第１の金型部材から突き出すイジェクト工程とからなる。
【００４５】
上記半導体封止用金型装置は、上記各工程毎に巡回駆動してリードフレームに対する封装樹脂のアウトサート成形を行うことから半導体装置を連続して効率良く製造する。
【００４７】
また、本発明に係る半導体封止用金型装置を用いた半導体装置の封装樹脂成形方法においては、上下方向に離間して互いに対向配設された第１の搬送ガイドフレームと第２の搬送ガイドフレームとによって、型締め状態の上記第１の金型部材と第２の金型部材とが搬送される中央部の型締め搬送空間部と、型開き状態の第１の金型部材が搬送される上方部の第１の型開き搬送空間部及び第２の金型部材が搬送される下方部の第２の搬送空間部とを構成し、型締め搬送空間部の搬送工程中にリードフレームに対して半導体チップを封装する封装樹脂のアウトサート成形を行い、型開きされた第１の金型部材と第２の金型部材とを、第１の型開き搬送空間部と第２の型開き搬送空間部を経由して型締め搬送空間部の初期位置へと巡回搬送することによって、連続成形を行う。
【００４８】
半導体封止用金型装置を用いた半導体装置の封装樹脂成形方法においては、半導体封止用金型装置を各工程にしたがって搬送機構によって搬送する過程で、第１の搬送ガイドフレームと第２の搬送ガイドフレームに設けた加熱手段によって第１の金型部材と第２の金型部材とを加熱保持することから、加熱工程が不要とされ、製造時間を短縮してリードフレーム組立体を製造する。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。半導体装置１は、ニッケルと鉄との合金からなる導電性の金属薄板を素材として形成されたリードフレーム１０を用いて図４に示した各製造工程を経て製造される。すなわち、第１のリードフレーム製造工程においては、金属薄板に精密プレス加工を施こすことにより詳細を後述するリードフレーム１０が形成される。勿論、リードフレーム１０は、精密プレス加工による他、エッチング加工等によっても形成される。第２の半導体チップ実装工程においては、第１の工程によって形成されたリードフレーム１０に対して、所定の回路等が集積形成された半導体チップ２が実装される。
【００５０】
第３のワイヤボンディング工程においては、自動配線装置等によって、リードフレーム１０に形成された多数個のリード端子片３と実装された半導体チップ２の接続端子とがそれぞれワイヤを介して電気的に接続される。第４の樹脂モールド工程においては、複数個の半導体封止金型装置２０を巡回搬送する半導体封止装置９が用いられる。
【００５１】
リードフレーム１０は、半導体封止装置９を巡回搬送される半導体封止金型装置２０にそれぞれ供給され、この半導体封止金型装置２０によって半導体チップ２の外周部を封装する封装樹脂５がアウトサート成形されて図３に示すリードフレーム組立体７が形成される。リードフレーム組立体７は、第５のリードフレーム切断工程において、レーザカッタ等の切断装置によって外周部分が切断除去されることにより、図１に示した半導体装置１を製造する。
【００５２】
以上の製造工程を経て製造された半導体装置１は、図１に示すように、全体がエポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂等の熱硬化性合成樹脂を材料とした封装樹脂５によって封装されるとともに、この封装樹脂５の外周部にリード端子片３の一端部によって構成される多数個の接続端子片４が突出露呈されている。なお、半導体装置１には、封装樹脂５の表面に回路基板等に対して実装する際の位置決め指標６や図示しない仕様表示等が設けられている。封装樹脂５は、後述するように半導体封止金型装置２０によって材料樹脂８がリードフレーム１０にアウトサート成形されることにより構成される。
【００５３】
第１のリードフレーム製造工程によって形成されるリードフレーム１０は、図２に示すように全体が略正方形を呈しており、後述するように半導体封止金型装置２０に各１枚が供給されることによって１個のリードフレーム組立体７を形成する。このリードフレーム１０は、略中央部に半導体チップ２の外形寸法よりもやや大とされた開口寸法を有するチップ実装開口部１１が開設されるとともに、その四方の領域にそれぞれ多数個のリード端子片３が放射状に打ち抜き形成されている。これらリード端子片３は、互いに微小な間隔が保持されており、それぞれその一端部がチップ実装開口部１１に臨まされるとともに他端部が外方へと延長されている。
【００５４】
また、これらリード端子片３は、チップ実装開口部１１に臨む一端部が半導体チップ２との接続部を構成するとともに、他端部が半導体装置１を実装する回路基板等との接続端子部４を構成する。これらリード端子片３は、他端部がブリッジ部１２を介して一体に連結されており、第５のリードフレーム切断工程においてブリッジ部１２から外周部分が切断除去される際に、互いに分離されて接続端子部４を形成する。
【００５５】
リードフレーム１０は、図２において鎖線で示すように、接続端子部４の先端部を残した内周領域が、後述するように半導体封止金型装置２０によって材料樹脂８が充填されて封装樹脂５をアウトサート成形するための樹脂充填領域部１３を構成している。また、リードフレーム１０には、各リード端子片３を精密に打ち抜き形成するために、図２に示すように、ブリッジ部１２の外方に位置して各リード端子片３にそれぞれ対応する多数の矩形開口からなる端子形成ガイド部１４が打抜き形成されている。
【００５６】
さらに、リードフレーム１０には、外周の一方コーナ部に位置決め用の切欠き１５が形成されるとともに、この切欠き１５を挟む２辺の最外周領域に位置して位置決め穴１６Ａ乃至１６Ｃがそれぞれ開設されている。これら位置決め用切欠き１５及び位置決め穴１６Ａ乃至１６Ｃは、このリードフレーム１０を後述する半導体封止金型装置２０に装着する際の位置決め作用をなす。第１の位置決め穴１６Ａは、丸穴として構成されている。また、第２の位置決め穴１６Ｂは、装着する際の調整作用を奏するように楕円形の長穴として構成されている。第３の位置決め穴１６Ｃは、他方の辺側に端子形成ガイド部１４と平行な矩形開口部の一端部に連設された長穴によって構成されている。これら位置決め穴１６Ａ乃至１６Ｃは、上述した半導体封止金型装置２０内に装着する際の位置決め作用ばかりでなく、リードフレーム１０を工程間で搬送する際に搬送機構のガイドピン等が相対係合する搬送ガイドとしても作用する。
【００５７】
リードフレーム１０には、位置決め用切欠き１５の内側に位置してカル部１７が開設されている。カル部１７は、後述するようにリードフレーム１０が半導体封止金型装置２０に装着された際に、この半導体封止金型装置２０側に設けられた材料樹脂装填部２８に対応位置する環状の開口部として構成されている。カル部１７には、その一部にチップ実装開口部１１へと連通する通路であるランナー部１８が開設されている。ランナー部１８は、チップ実装開口部１１に向かって次第にその先端部が細く絞られることによって、ゲート部１９が構成される。
【００５８】
以上のように構成されたリードフレーム１０には、第２の半導体チップ実装工程において、チップ実装開口部１１に半導体チップ２が実装位置される。リードフレーム１０は、第３のワイヤボンディング工程において、その各リード端子片３と半導体チップ２の各端子との間がワイヤ等によって電気的接続が行われる。しかる後、リードフレーム１０は、第４の封装樹脂アウトサート成形工程を行うために半導体封止金型装置２０へと供給される。
【００５９】
半導体封止金型装置２０は、図５に示すように、下金型部材２１と上金型部材２２とから構成される。これら下金型部材２１と上金型部材２２とは、互いに接離自在とされるとともに、突き合わされた状態において相対する主面に封装樹脂５が充填されるキャビティ２３を構成する。半導体封止金型装置２０は、詳細を後述する半導体封止装置９によって巡回搬送されてリードフレーム組立体７を１個ずつ連続して製造する。
【００６０】
下金型部材２１は、図６に示すように、上金型部材２２との対向主面２４が精密な平滑面とされ、この主面２４にリードフレーム１０の外径寸法とほぼ等しい外形を有するリードフレーム受け部２５が一体に突設されている。このリードフレーム受け部２５には、封装樹脂５が充填されるキャビティ２３の下側部分を構成するキャビティ凹部２６が凹設されている。また。リードフレーム受け部２５には、リードフレーム１０の位置決め穴１６にそれぞれ対応してキャビティ凹部２６の外周部に位置決めピン２７が突設されている。
【００６１】
また、下金型部材２１には、リードフレーム１０のカル部１７に対応して材料樹脂装填部２８（ポット）が設けられている。この材料樹脂装填部２８は、図７に示すように、全体が下金型部材２１を貫通しかつ上側部分２８Ａがやや太径とされるとともに中央部の細径部２８Ｂを介して下側部分２８Ｃが再び太径とされた段付きの円穴として構成されている。
【００６２】
また、材料樹脂装填部２８には、内部に材料樹脂押出部材３０からなる材料樹脂供給機構２９が配設されている。材料樹脂押出部材３０は、図７に示すように、通常シリンダ部３０Ａが上側太径部２８Ａの最下部に位置することにより、材料樹脂装填部２８に材料樹脂８の充填空間を構成している。材料樹脂装填部２８には、その上側太径部２８Ａにタブレット状の材料樹脂８が装填される。
【００６３】
材料樹脂８は、後述するこの半導体封止金型装置２０が備えられる半導体封止装置９の加熱機構８０、８７、９０によって下金型部材２１と上金型部材２２とがそれぞれ加熱されることにより、材料樹脂装填部２８の内部で溶融される。材料樹脂８は、この溶融状態で、材料樹脂充填工程に際して、半導体封止装置９の樹脂供給駆動機構８１によって材料樹脂押出部材３０が図８に示すように押し上げ動作されることにより、材料樹脂装填部２８からキャビティ２３内へと押し出される。
【００６４】
下金型部材２１には、図６に示すように、キャビティ凹部２６に位置して、一対のイジェクト穴３１が設けられている。これらイジェクト穴３１は、図７に示すように、全体が下金型部材２１を貫通しており、中央部と下方部とにそれぞれ太径部３１Ａ、３１Ｂが形成されている。イジェクト穴３１には、その内部にイジェクト機構３２が配設されている。イジェクト機構３２は、イジェクトピン３３と、イジェクトスプリング３４とから構成されている。
【００６５】
イジェクトピン３３は、一端部がイジェクト穴３１の細径部とほぼ等しい外径を有するとともに他端部に中央太径部３１Ａとほぼ同形のフランジ部３３Ａが一体に張り出し形成されている。イジェクトスプリング３４、イジェクト穴３１の中央太径部３１Ａとイジェクトピン３３のフランジ部３３Ａとの間にやや圧縮された状態で組み付けられている。したがって、イジェクトピン３３は、イジェクトスプリング３４の弾性力により、図７に示すように通常その先端面がキャビティ凹部２６と同一面を構成する位置に押し下げられている。
【００６６】
イジェクトピン３３は、後述するイジェクト工程に際して、半導体封止装置９のイジェクト駆動機構９８によって図９に示すように押し上げ動作されることにより、下金型部材２１に添着されたリードフレーム組立体７を外方へとイジェクトする。
【００６７】
また、下金型部材２１には、図６に示すように、主面２４の各辺の外周縁部に位置してそれぞれ位置決め用凹部３５が凹設されている。これら位置決め用凹部３５は、後述するように下金型部材２１と上金型部材２２とが型締めされる際に上金型部材２２に形成された位置決め用凸部４７が相対係合することにより、両部材が正確に型締めされるようにする。
【００６８】
さらに、下金型部材２１には、図６に示すように、上金型部材２２との型締め状態を自己保持する型締め保持機構を構成する左右一対のトグル型締め機構３６が相対する２側面に付設されている。これら型締め保持機構は、下金型部材２１側に設けられたトグル型締め機構３６と、上金型部材２２側に設けられた後述する係合ピン４８とによって構成される。トグル型締め機構３６は、下金型部材２１の相対する２側面にそれぞれ配設され、一端部を支軸３７Ａ、３７Ｂに回動自在に支持された第１リンクレバー３８Ａ、３８Ｂと、これら第１リンクレバー３８Ａ、３８Ｂの自由端に回動自在に支持された第２リンクレバー３９Ａ、３９Ｂと、これら第２リンクレバー３９Ａ、３９Ｂの自由端を連結する連結部材４０とから構成される。
【００６９】
第１リンクレバー３８Ａ、３８Ｂには、図６に示すように、その外側縁に円弧状のガイド凸部４１Ａ、４１Ｂを介して係合凹部４２Ａ、４２Ｂがそれぞれ形成されている。連結部材４０は、後述する半導体封止装置９の前部トグル型締め駆動機構９２によって高さ方向に押圧動作されるとともに後部トグル型締め駆動機構９４により引上げ動作される作動部を構成する。したがって、トグル型締め機構３６は、連結部材４０が押圧動作されると、第２リンクレバー３９Ａ、３９Ｂがそれぞれ外側へと揺動動作し、これら第２リンクレバー３９Ａ、３９Ｂと連動して第１リンクレバー３８Ａ、３８Ｂも支軸３７Ａ、３７Ｂを支点としてそれぞれ外側へと揺動動作する。
【００７０】
トグル型締め機構３６は、この状態において、図１３に示すように連結部材４０が中立点を越えて下側に位置して全体としてすぼまった状態を呈し、下金型部材２１に対して上金型部材２２を型締め状態に保持する。トグル型締め機構３６は、後述するように連結部材４０を復帰動作させるまでこの下金型部材２１と上金型部材２２との型締め状態を自己保持する。
【００７１】
なお、以上のように構成された下金型部材２１は、後述する半導体封止装置９によって、各工程毎に間欠的に巡回搬送される。下金型部材２１は、材料樹脂装填部２８及びイジェクト穴３１の一端部がそれぞれ開口されたその底面部４３が搬送面とされる。また、下金型部材２１は、詳細を後述するが、半導体封止装置９の第１加熱機構８０及び第２加熱機構８７によって底面部４３から約１７５°Ｃに加熱温調されるとともに、樹脂供給駆動機構８２及びイジェクト駆動機構９８の作用面を構成する。
【００７２】
下金型部材２１は、第１加熱機構８０及び第２加熱機構８７によって加熱されることにより、材料樹脂装填部２８に装填した材料樹脂８を加熱溶融するとともに、装着されたリードフレーム１０を加熱する。したがって、材料樹脂８は、後述するキャビティ２３内への充填工程に際して、安定した状態でこのキャビティ２３内へと供給される。
【００７３】
上金型部材２２は、図１０及び図１１に示すように、下金型部材２１との対向面４４が精密な平滑面とされて成形面として構成されるとともにその外形寸法がリードフレーム１０の外形寸法よりもやや大とされて形成されている。上金型部材２２には、図１１に示すように、その主面４４に封装樹脂５が充填されるキャビティ２３の上側部分を構成するキャビティ凹部４５が凹設されている。また、上金型部材２２には、リードフレーム１０の位置決め穴１６及び下金型部材２１の位置決めピン２７に対応して位置決め凹部４６がそれぞれ設けられている。
【００７４】
下金型部材２１には、図１０及び図１１に示すように、上述した下金型部材２１の各位置決め用凹部３５にそれぞれ対応する主面４４の各辺の外周縁部に高さ方向に突出する位置決め用凸部４７が突設されている。これら位置決め用凸部４７は、上金型部材２２が下金型部材２１と型締めされる際に、上金型部材２２の位置決め用凹部３５に相対係合することにより両部材が正確に型締めされるようにする。
【００７５】
さらに、上金型部材２２には、図１０及び図１１に示すように、上述した下金型部材２１のトグル型締め機構３６に対応した相対する両側面に、左右方向に離間して一対の係合ピン４８Ａ、４８Ｂがそれぞれ突設されている。これら係合ピン４８Ａ、４８Ｂは、トグル型締め機構３６とともに下金型部材２１と上金型部材２２との型締め状態を自己保持する型締め保持機構を構成する。
【００７６】
すなわち、下金型部材２１と上金型部材２２とは、上述した位置決め用凹部３５と位置決め用凸部４７とが相対係合して型締めされた状態において、トグル型締め機構３６の連結部材４０が押圧動作されて全体としてすぼまる方向に動作することにより、第１リンクレバー３８Ａ、３８Ｂのガイド凸部４１Ａ、４１Ｂが上金型部材２２側の係合ピン４８Ａ、４８Ｂに沿って移動する。下金型部材２１と上金型部材２２とは、係合ピン４８Ａ、４８Ｂがそれぞれ係合凹部４２Ａ、４２Ｂの底部に達することにより、型締め状態が自己保持される。
【００７７】
上金型部材２２には、図１０及び図１１に示すように、相対する両側面に左右方向の搬送用係合溝４９が凹設されている。上金型部材２２は、これら搬送用係合溝４９に後述する半導体封止装置９の上金型部材搬送機構９４が相対係合して各工程を巡回搬送される。また、上金型部材２２は、その上面部５０が搬送面とされるとともに、この上面部５０から半導体封止装置９の第２加熱機構８７及び第３加熱機構９０によって約１７５°Ｃに加熱温調される。
【００７８】
以上のように構成された半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１と上金型部材２２とが互いに離間した型開き状態において、材料樹脂装填部２８内にタブレット状の材料樹脂８が装填される。材料樹脂８は、詳細を後述するが、下金型部材２１が半導体封止装置９の第１加熱機構８０及び第２加熱機構８７によって約１７５°Ｃに温調されていることから、材料樹脂装填部２８内において加圧、加熱されることにより粘度の低い溶融状態となる。
【００７９】
下金型部材２１には、その主面２４上に、半導体チップ２を実装したリードフレーム１０が装着される。リードフレーム１０は、位置決めピン２７に対して位置決め穴１６を相対係合させることによって、その樹脂充填領域部１３がキャビティ凹部２６に対応位置されて位置決め装着される。リードフレーム１０は、そのカル部１７が下金型部材２１の材料樹脂装填部２８と対応位置される。
【００８０】
しかる後、半導体封止金型装置２０は、詳細を後述するように半導体封止装置９の下金型部材駆動機構８２及び前部上金型部材駆動機構９１によって下金型部材２１と上金型部材２２とが図１２に示すように互いに接合されて低圧状態で型締め動作される。下金型部材２１と上金型部材２２とは、相対する位置決め用凹部３５と位置決め用凸部４７とが係合されることによって互いに精密に組み合わされる。リードフレーム１０は、この下金型部材２１と上金型部材２２とが組み合わされた状態において、位置決め穴１６を貫通した位置決めピン２７が位置決め凹部４６と相対係合することにより、上金型部材２２に対しても位置決めされた状態となる。
【００８１】
したがって、リードフレーム１０は、その樹脂充填領域部１３が上金型部材２２のキャビティ凹部４５に対応位置され、全体として半導体封止金型装置２０のキャビティ２３に臨ませられる。また、リードフレーム１０は、下金型部材２１と上金型部材２２とが型締めされた状態において、カル部１７及びランナー部１８が下金型部材２１と上金型部材２２との間において、周囲を密閉された空間部を構成する。
【００８２】
半導体封止金型装置２０は、半導体封止装置９の後述する第１加熱機構８０、第２加熱機構８７及び第３加熱機構９０とによって全体が材料樹脂８の融点温度である約１７５°Ｃに温調されることによって、材料樹脂装填部２８に装填されたタブレット状の材料樹脂８がその内部で溶融される。半導体封止金型装置２０は、図１２に示した状態においては、半導体封止装置９の下金型部材駆動機構８２及び前部上金型駆動機構９１とによって下金型部材２１と上金型部材２２とが型締めされた状態にあるが、上述したようにキャビティ２３の内部圧力が低い、いわゆる低圧型締めの状態にある。
【００８３】
半導体封止金型装置２０は、半導体封止装置９の前部トグル型締め駆動機構９２によって連結部材４０が押圧駆動されることによって、トグル型締め機構３６が全体としてすぼまった状態に駆動される。トグル型締め機構３６は、これにより第１リンクレバー３８Ａ、３８Ｂのガイド凸部４１Ａ、４１Ｂが係合ピン４７Ａ、４７Ｂに沿って移動してこれら係合ピン４７Ａ、４７Ｂと係合凹部４２Ａ、４２Ｂとを相対係合させる。半導体封止金型装置２０は、これによって図１３に示すように、下金型部材２１と上金型部材２２とがしっかりと型締めされた状態となる。下金型部材２１と上金型部材２２とは、係合凹部４２Ａ、４２Ｂと係合ピン４８Ａ、４８Ｂとの係合状態が保持されることから、型締め状態に自己保持される。
【００８４】
半導体封止金型装置２０は、上述した型締め状態において、半導体封止装置９の樹脂供給駆動機構８１によって材料樹脂供給機構２９が動作されることにより、材料樹脂装填部２８の内部で溶融状態とされた材料樹脂８が材料樹脂押出部材３０により押し出される。材料樹脂８は、図８に示すように、後述する半導体封止装置９の材料樹脂供給駆動機構８１によって材料樹脂押出部材３０が駆動されることにより材料樹脂装填部２８からカル部１７を介してランナー部１８へと押し出される。材料樹脂８は、ランナー部１８からゲート部１９を介してキャビティ２３内へと供給充填される。
【００８５】
リードフレーム１０は、上述したように、同一面内に下金型部材２１の材料樹脂装填部２８と相対位置するカル部１７及びランナー部１８とが一体に形成されていることにより、後述する材料樹脂８の充填工程において途中で横断部を構成することなくゲート部１９を介して材料樹脂８をキャビティ２３内へと供給することを可能とする。半導体封止金型装置２０は、これによってリードフレーム１０に、半導体チップ２を封装する封装樹脂５をアウトサート成形してリードフレーム組立体７を成形する。
【００８６】
半導体封止金型装置２０は、トグル型締め機構３６と係合ピン４８とからなる型締め保持機構によって下金型部材２１と上金型部材２２とが型締め状態を自己保持された状態で半導体封止装置９を巡回搬送される。キャビティ２３内に充填された材料樹脂８は、この搬送過程で、下金型部材２１と上金型部材２２とが半導体封止装置９の各加熱機構８０、８７、９０によって加熱状態に保持されるとともに加圧状態に保持されることから次第に硬化してリードフレーム１０の樹脂充填領域部１３に対応する封装樹脂５をアウトサート成形する。
【００８７】
半導体封止金型装置２０は、このようにしてリードフレーム１０に封装樹脂５をアウトサート成形してリードフレーム組立体７を成形した後、半導体封止装置９側の後述する後部トグル型締め駆動機構９４によってトグル型締め機構３６の連結部材４０が引上げ動作されて初期状態へと復帰駆動される。半導体封止金型装置２０は、このトグル型締め機構３６が初期位置に復帰動作して係合凹部４２Ａ、４２Ｂと係合ピン４８Ａ、４８Ｂとの係合状態が解除されると、半導体封止装置９側の後述する後部上金型部材駆動機構９５により上金型部材２２が引上げ駆動されて、下金型部材２１に対して離間動作される型開き動作が行われる。
【００８８】
半導体封止金型装置２０によって形成されたリードフレーム組立体７は、この型開き動作に際して、図８に示すように、下金型部材２１側に添着される。半導体封止金型装置２０は、半導体封止装置９側の後述するイジェクト駆動機構９８によって、図９に示すように、イジェクトピン３３がイジェクトスプリング３４の弾性力に抗してキャビティ２３内へと突出動作される。したがって、リードフレーム組立体７は、イジェクトピン３３により下金型部材２１から突き出されて取出し手段により下金型部材２１から取り出される。
【００８９】
なお、リードフレーム組立体７には、樹脂充填領域部１３に封装樹脂５がアウトサート成形されるとともに、図３に示すようにリードフレーム１０のカル部１７からランナー部１８に充填された材料樹脂８がそのまま残留硬化している。このリードフレーム組立体７は、次のリードフレーム切断工程へと供給され、例えばレーザ切断機或いは打抜き金型によるプレス加工等によってリード端子片３の先端部を残して外周部が切断除去されて半導体装置１を完成させる。
【００９０】
上述したように、半導体封止金型装置２０は、リードフレーム１０に封装樹脂５をアウトサート成形してリードフレーム組立体７を成形することから、次のような作用効果を奏する。すなわち、半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１に対してその位置決めピン２７に位置決め穴１６を係合させてリードフレーム１０を位置決めして下金型部材２１と上金型部材２２との型合わせ面内で直接保持することから、リードフレーム１０に対して板厚、加工精度或いは熱膨張による寸法変化を考慮した公差の設定を不要とさせるとともに、下金型部材２１に対して正確に位置決めされた状態で装着させる。
【００９１】
また、半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１と上金型部材２２とによって、リードフレーム１０をその型合わせ面内で保持することから、このリードフレーム１０に対して均一な型締め力を作用させればよく、型締め力の調整等を不要としてその構造が簡易化されるばかりでなく型締め機構等が簡易化され、全体の小型化が図られる、
リードフレーム組立体７は、上述したリードフレーム１０の各部の寸法に対する大きな公差を不要とさせ、下金型部材２１と上金型部材２２とが均一な型締め力を以ってリードフレーム１０を保持するといった半導体封止金型装置２０の特徴により、カル部１７の開口部の装填部バリや、樹脂充填領域部１３の周辺部の端子部バリが発生すること無く成形される。
【００９２】
また、半導体封止金型装置２０は、封装樹脂５に対応するキャビティ２３と材料樹脂８が装填されるカル部１７とが近接配置されかつリードフレーム１０を横断するランナー部を有しない構成とされている。したがって、半導体封止金型装置２０は、ランナー部１８を短縮化してこのランナー部１８に残留する材料樹脂８を削減するとともに横断部バリの発生が無いリードフレーム組立体７を形成する。したがって、リードフレーム組立体７は、バリの発生が殆ど無いため、搬送途中でのバリの脱落による搬送機構の障害、バリ取り工程の簡易化が図られたものとなる。
【００９３】
さらに、半導体封止金型装置２０は、上述した特徴から、硬化時間の短い熱硬化型材料樹脂の使用を可能とし、充填から硬化までの時間を大幅に短縮して生産性の向上を達成させる。
【００９４】
上述した半導体封止金型装置２０は、後述するように半導体封止装置９に複数個が備えられ各工程毎に巡回搬送されることによって、リードフレーム組立体７を連続して製造するが、例えば独立した１組によって構成されることにより簡易の半導体封止装置を構成してもよいことは勿論である。また、リードフレーム１０については、１枚で１個の半導体装置１を形成するが、例えば中央部にカル部を形成するとともに、その周囲に複数の半導体製造領域を一体に形成したものであってもよい。
【００９５】
このリードフレームについては、詳細を省略するが、金属薄板を素材として矩形に形成され、その主面が例えば４つの半導体製造領域に区分されている。これら半導体製造領域は、それぞれ１個の半導体装置１を形成する個別の半導体製造領域を構成する。各半導体製造領域は、上述したリードフレーム１０と同様に、それぞれその中央部に半導体チップ２が実装位置されるチップ実装部が一体に形成されるとともに、これらチップ実装部の周囲に多数個のリード端子片が打抜き形成されている。
【００９６】
また、リードフレームは、各半導体製造領域が、その内周部にリード端子片の先端部を残して封装樹脂５をアウトサート成形する樹脂充填領域部が構成され、これら樹脂充填領域部の中心部に位置して１つの材料樹脂供給部が開設されて構成される。材料樹脂供給部には、各半導体製造領域と連通するランナー部がそれぞれ設けられる。なお、これらランナー部は、各半導体製造領域に向かって次第に幅寸法を小ならしめて先端部にゲート部がそれぞれ設けられる。
【００９７】
なお、半導体装置１については、上述した半導体チップ２が矩形の封装樹脂５によって封装されるとともに外周部に多数個の接続端子片４が突設されたフラットパッケージ型のものばかりでなく、接続端子片４がリード穴に挿入されて回路基板に実装される半導体装置であってもよい。
【００９８】
上述した半導体封止用金型装置２０を用いてリードフレーム組立体７を成形する半導体封止装置９は、図１４に示すように、半導体封止用金型装置２０に供給したリードフレーム１０からリードフレーム組立体７を成形する工程にしたがって、上述した半導体封止用金型装置２０をＳ−１ステーション乃至Ｓ−８ステーションの８つのステーションに分解し、半導体封止用金型装置２０を間欠的に巡回搬送する。半導体封止装置９は、Ｓ−１ステーション乃至Ｓ−８ステーションにおける各タクトタイムが１０秒に設定されている。半導体封止装置９は、これらＳ−１ステーション乃至Ｓ−８ステーションにおいて、後述するようにそれぞれ複数の成形工程を処理する。
【００９９】
半導体封止装置９には、Ｓ−１ステーション乃至Ｓ−８ステーションに各１組の半導体封止用金型装置２０を配置することから、全体で８個の半導体封止用金型装置２０が備えられている。上述したように、半導体封止用金型装置２０は、１個のリードフレーム１０が装着されて１個のリードフレーム組立体７が製造される。したがって、半導体封止装置９は、１０秒間に１個のリードフレーム組立体７が連続して成形される。
【０１００】
ところで、従来のリードフレーム１００を用いる半導体封止装置においては、例えば８４個取りの半導体封止用金型装置が用いられ、８０秒に１６個（１０秒で２個）のリードフレーム組立体７が成形される。したがって、半導体封止装置９は、従来の半導体封止装置と比較して時間当たりのリードフレーム組立体７の生産性がやや悪くなる。しかしながら、半導体封止装置９は、上述した小型で構造簡易かつ取扱いが簡便な半導体封止用金型装置２０を備えることにより、後述するように装置全体が大幅に小型されるとともに廉価に構成されることから、限られたスペースに複数台を設置することも可能となるとともに段取り作業も簡単であることから要員も多くを要しない。したがって、半導体封止装置９は、これによって従来の半導体封止装置と比較して実質的にリードフレーム組立体７の生産性を向上させることが可能である。
【０１０１】
半導体封止装置９は、図１４に示すように、第１ステーションＳ−１において、材料樹脂タブレット８を下金型部材２１の材料樹脂装填部２８に装填する材料樹脂装填工程Ｓ−１−１と、半導体チップ２を実装したリードフレーム１０を下金型部材２１に装着するリードフレーム装着工程Ｓ−１−２と、下金型部材２１と上金型部材２２とを互いに低圧状態で型締めする低圧型締め工程Ｓ−１−３とを行う。
【０１０２】
半導体封止金型装置２０は、材料樹脂装填工程Ｓ−１−１において、図１５に示すように下金型部材２１と上金型部材２２とが互いに離間した型開き状態にあり、タブレット状の材料樹脂８が下金型部材２１の材料樹脂装填部２８の内部に装填される。下金型部材２１は、この状態において半導体封止装置９側に設けた各加熱機構８０、８７、９０によって予熱された状態にある。
【０１０３】
また、半導体封止金型装置２０は、リードフレーム装着工程Ｓ−１−２において、図１６に示すように引き続き下金型部材２１と上金型装置２２とが互いに離間した状態にあり、リードフレーム１０が供給されて下金型部材２１に装填される。リードフレーム１０は、上述したようにその位置決め穴１６と位置決めピン２７とが相対係合することによって、位置決めされた状態で下金型部材２１に装着される。半導体封止金型装置２０は、詳細を後述する第１加熱機構８０及び第２加熱機構８７によって下金型部材２１が予熱された状態にあることから、リードフレーム１０を加熱する。
【０１０４】
さらに、半導体封止金型装置２０は、低圧型締め工程Ｓ−１−３において、図１７に示すように半導体封止装置９側の下金型部材駆動機構８２及び前部上金型部材駆動機構９１とによってそれぞれ底面部４３と上面部５０とが押圧されることにより、下金型部材２１と上金型部材２２とが接近駆動されて型締めされる。下金型部材２１と上金型部材２２とは、上述したように位置決め用凹部３５と位置決め用凸部４７とが相対係合することにより、互いに精密に組み合わされる。また、下金型部材２１と上金型部材２２とは、その相対する主面２４、４４間で装着されたリードフレーム１０を挟み込んで保持する。
【０１０５】
半導体封止装置９は、第２ステーションＳ−２において、下金型部材２１と上金型部材２２とを後述する各加熱機構８０、８７、９０によって予熱しながら搬送するプリ加熱工程Ｓ−２−１と、下金型部材２１と上金型部材２２とを型締め機構を介して所定の圧力によって型締め保持するとともにキャビティ２３内へと材料樹脂８を充填する型締め・樹脂充填工程Ｓ−２−２とを行う。また、半導体封止装置９は、この型締め・樹脂充填工程Ｓ−２−２において、材料樹脂駆動機構８１が動作して半導体封止金型装置２０の材料樹脂供給機構２９を駆動し、半導体封止用金型装置２０の材料樹脂装填部２８からそのキャビティ２３への材料樹脂８の充填を行う。
【０１０６】
半導体封止金型装置２０は、プリ加熱工程Ｓ−２−１において、図１８に示すように下金型部材２１と上金型部材２２とが上述した低圧型締め状態のまま搬送される。さらに、半導体封止金型装置２０は、型締め・樹脂充填工程Ｓ−２−２において、半導体封止装置９の前部トグル型締め駆動機構９２によってトグル型締め機構３６の連結部材４０が押圧駆動されることにより、図１９に示すように下金型部材２１と上金型部材２２とが型締め状態とされる。半導体封止金型装置２０は、上述したように、トグル型締め機構３６の第１リンクレバー３８に設けた係合凹部４２と上金型部材２２に設けた係合ピン４８とが相対係合することによって、下金型部材２１と上金型部材２２とが型締め状態を自己保持する。半導体封止金型装置２０は、この状態で材料供給駆動機構８１が駆動されて材料樹脂装填部２８に装填された材料樹脂８がキャビティ２３内へと充填される。
【０１０７】
半導体封止装置９は、第３ステーションＳ−３において、下金型部材２１と上金型部材２２とを後述する各加熱機構８０、８７、９０によって加熱しながら搬送することにより、充填された材料樹脂８をキャビティ２３内で硬化させる加熱搬送工程Ｓ−３−１を行う。
【０１０８】
半導体封止金型装置２０は、加熱搬送工程Ｓ−３−１において、図２０に示すように型締め保持機構を構成するトグル型締め機構３６の第１リンクレバー３８の係合凹部４２と係合ピン４８とが互いに係合状態を保持されることから、下金型部材２１と上金型部材２２との型締め状態が自己保持される。また、半導体封止金型装置２０は、半導体封止装置９の各加熱機構８０、８７、９０によって１７５°Ｃの温調状態が保持されて搬送される。
【０１０９】
半導体封止装置９は、第４ステーションＳ−４においても、引き続き下金型部材２１と上金型部材２２とを後述する各加熱機構８０、８７、９０によって後加熱しながら搬送する後加熱搬送工程Ｓ−４−１を行う。
【０１１０】
半導体封止金型装置２０は、後加熱搬送工程Ｓ−４−１において、図２１に示すように引き続き型締め保持機構によって下金型部材２１と上金型部材２２との型締め状態が自己保持されて、半導体封止装置９の各加熱機構８０、８７、９０による後加熱が行われる。
【０１１１】
半導体封止装置９は、第５ステーションＳ−５においても、引き続き下金型部材２１と上金型部材２２とを後述する各加熱機構８０、８７、９０によって後加熱しながら搬送する後加熱搬送工程Ｓ−５−１を行う。
【０１１２】
半導体封止金型装置２０は、後加熱搬送工程Ｓ−５−１において、図２２に示すように引き続き型締め保持機構によって下金型部材２１と上金型部材２２との型締め状態が自己保持されて、半導体封止装置９の各加熱機構８０、８７、９０による後加熱が行われる。キャビティ２３内に充填された材料樹脂８は、上述したＳ−３−１工程乃至Ｓ−５−１の工程において、半導体封止金型装置２０が加熱、加圧状態に保持されることから、充分に硬化してリードフレーム１０に封装樹脂５をアウトサート成形する。
【０１１３】
半導体封止装置９は、第６ステーションＳ−６において、半導体封止金型装置２０がその型締め保持機構によって型締め状態を自己保持しながら搬送する搬送工程Ｓ−６−１と、半導体封止金型装置２０をその型締め保持機構を駆動して型締め保持状態を解除する型締め解除工程Ｓ−６−２と、半導体封止金型装置２０を型開き動作させる型開き工程Ｓ−６−３とを行う。
【０１１４】
半導体封止金型装置２０は、搬送工程Ｓ−６−１において、図２３に示すように下金型部材２１と上金型部材２２とが引き続き型締め保持機構によって型締め状態が自己保持されて搬送される。半導体封止金型装置２０は、型締め解除工程Ｓ−６−２において、図２４に示すように半導体封止装置９の後部トグル型締め駆動機構９４によって型締め保持機構を構成するトグル型締め機構３６の連結部材４０が引上げ動作されることにより、第１リンクレバー３８の係合凹部４２と係合ピン４８との係合状態が解除される。
【０１１５】
半導体封止金型装置２０は、型開き工程Ｓ−６−３において、上述したように半導体封止装置９の後部上金型部材駆動機構９５が動作されることによって図２５に示すように下金型部材２１に対して上金型部材２２が離間駆動されることにより型開き動作が行われる。下金型部材２１には、この状態で、リードフレーム１０に封装樹脂５がアウトサート成形されたリードフレーム組立体７が添着される。
【０１１６】
半導体封止装置９は、第７ステーションＳ−７において、型開き動作された下金型部材２１と上金型部材２２とが独立して搬送される搬送工程Ｓ−７−１と、リードフレーム１０に封装樹脂５がアウトサート成形されたリードフレーム組立体７を下金型部材２１からイジェクトするイジェクト工程Ｓ−７−２と、イジェクトされたリードフレーム組立体７を下金型部材２１から取り出す取出工程Ｓ−７−３とを行う。
【０１１７】
半導体封止金型装置２０は、搬送工程Ｓ−７−１において、図２６に示すようにリードフレーム組立体７が添着された下金型部材２１と上金型部材２２とが、下金型部材搬送機構８３、上金型部材搬送機構９４とによってそれぞれ互いに独立して搬送される。半導体封止金型装置２０は、イジェクト工程Ｓ−７−２において、図２７に示すように半導体封止装置９のイジェクト駆動機構９８によってイジェクト機構３２が駆動される。リードフレーム組立体７は、これによりイジェクトピン３３によって下金型部材２１から突き出される。半導体封止金型装置２０は、取出工程Ｓ−７−３において、図２８に示すように下金型部材２１からイジェクトされたリードフレーム組立体７が取り出される。
【０１１８】
半導体封止装置９は、第８ステーションＳ−８において、下金型部材２１と上金型部材２２とを独立の経路によって初期位置へと回送する搬送工程Ｓ−８−１と、半導体封止金型装置２０の材料樹脂供給機構２９及びイジェクト機構３２を初期状態へと復帰させる復帰工程Ｓ−８−２とを行う。
【０１１９】
半導体封止金型装置２０は、搬送工程Ｓ−８−１において、図２９に示すように下金型部材２１からリードフレーム組立体７が取り出された状態で、この下金型部材２１と上金型部材２２とが独立の搬送系で初期位置へと復帰搬送される。また、半導体封止金型装置２０は、復帰工程Ｓ−８−２において、図３０に示すようにイジェクトスプリング３４の弾性力によってイジェクト機構３２のイジェクトピン３３が初期位置へと復帰し、また材料樹脂供給機構２９の材料樹脂押出部材３０も初期位置へと復帰する。
【０１２０】
なお、上述した半導体封止装置９の各工程については、後述する各機構部の配置位置やその動作仕様等によって適宜変更されることは勿論である。例えば、イ材料樹脂供給機構２９及びジェクト機構３２は、復帰工程Ｓ−８−２において初期位置へと復帰動作されるようにしたが、第１ステーションＳ−１の前段工程によって行うようにしてもよい。
【０１２１】
上述したリードフレーム組立体７の成形工程を行う半導体封止装置９は、図３１及び図３３に示すように、互いに平行に設置された第１搬送ガイドフレーム７０と、第２搬送ガイドフレーム７１及び第３搬送ガイドフレーム７２とを備えている。これら第１搬送ガイドフレーム７０乃至第３搬送ガイドフレーム７２は、詳細を省略するがサイドフレーム７３、８４とによってそれぞれの対向間隔が保持されており、半導体封止金型装置２０が巡回搬送される互いに平行な水平方向の上下３段の第１搬送空間部７４乃至第３搬送空間部７６を構成する。
【０１２２】
第１搬送空間部７４は、第１搬送ガイドフレーム７０上に構成される下側搬送空間部であり、具体的には図３２に示すように、下金型部材２１が単独で同図において右側から左側に向かって搬送される搬送空間部を構成する。第１搬送空間部７４には、後述するように前方部と後方部とにそれぞれ上述した第１ステーションＳ−１に対応する第１ステーション部７７と第７ステーションＳ−７に対応する第７ステーション部７８とが構成されている。半導体封止装置９は、これら第１ステーション部７７と第７ステーション部７８との間の第１搬送空間部７４において、第８ステーションＳ−８の下金型部材２１の搬送工程Ｓ−８−１を行う。
【０１２３】
第２搬送空間部７５は、第２搬送ガイドフレーム７１と第３の搬送ガイドフレーム７２との間に構成される中央搬送空間部であり、具体的には図３２に示すように、型締めされて一体化された下金型部材２１と上金型部材２２とが同図左側から右側に向かって搬送される搬送空間部を構成する。半導体封止装置９は、この第２搬送空間部７５において、上述した第２ステーションＳ−２乃至第６ステーションＳ−６の各工程を行う。
【０１２４】
第３搬送空間部７５は、第３の搬送ガイドフレーム７２の上側に構成される搬送空間部であり、具体的には図３２に示すように、上金型部材２２が単独で同図において右側から左側に向かって搬送される搬送空間部を構成する。半導体封止装置９は、この第３搬送空間部７５において、第８ステーションＳ−８の上金型部材２２の搬送工程Ｓ−８−１を行う。
【０１２５】
半導体封止装置９は、第１搬送空間部７４及び第２搬送空間部７５において、下金型部材２２を位置決めした状態で載置する搬送台によって搬送する。搬送台は、詳細を省略するが、後述する第１搬送ガイドフレーム７０に設けた搬送ガイド溝７９に相対係合されて移動する。また、搬送台には、下金型部材２２に進入する後述する各機構のガイド溝が設けられている。
【０１２６】
また、半導体封止装置９は、第２搬送空間部７５及び第３搬送空間部７６において、上金型部材２２をホルダー８８によって保持して搬送する。ホルダー８８は、上金型部材２２の両側面に設けた搬送用係合溝４９に相対係合する一対の係合部を有しており、これら係合部が側面方向に移動動作することによって上金型部材２２をチャッキング或いは開放する。
【０１２７】
半導体封止装置９には、図示しないが、側面方向から上述した第１搬送空間部７４乃至第３搬送空間部７６に沿って半導体封止金型装置２０を移動させる搬送機構が各ステーションに対応してそれぞれ付設されている。搬送機構は、例えば搬送台或いはホルダー８８と相対係合される送りレバー部材を備え、これら送りレバー部材によって下金型部材２１及び上金型部材２２とを保持して上述した各ステーション毎に１０秒毎のタクトタイムを以って間欠的に搬送する。
【０１２８】
第１搬送ガイドフレーム７０は、第２搬送ガイドフレーム７１及び第３搬送ガイドフレーム７２に対して前後方向に延長されている。半導体封止装置９には、第１搬送ガイドフレーム７０のこれら前後の延長領域の上方空間部に、上述した第１搬送空間部７４の前後に位置する第１ステーション部７７と第７ステーション部７８とが構成されている。第１ステーション部７７は、上述した第１ステーションＳ−１に対応し、第７ステーション部７８は、第７ステーションＳ−７に対応する。
【０１２９】
半導体封止装置９には、第１ステーション部７７に図示しない材料樹脂供給機構が配設されている。半導体封止装置９は、図３２に示すようにこの材料樹脂供給機構によって、下金型部材２１に材料樹脂８を供給してその樹脂装填部２８に装填する上述した材料樹脂装填工程Ｓ−１−１を行う。また、半導体封止装置９には、第１ステーション部７７に図示しないリードフレーム供給機構が配設されている。半導体封止装置９は、図３２に示すようにこのリードフレーム供給機構から下金型部材２１にリードフレーム１０を供給してそのリードフレーム受け部２５上に装着する上述したリードフレーム装着工程Ｓ−１−２を行う。
【０１３０】
第１搬送ガイドフレーム７０には、図３１及び図３３に示すように、その主面の幅方向の中央部に位置して長手方向の搬送ガイド溝７９が設けられている。第１搬送ガイドフレーム７０には、図３１に示すように第１ステーション部７７と第７ステーション部７８とにそれぞれ対応位置して第１加熱機構８０が配設されている。
【０１３１】
この第１加熱機構８０は、図３３に示すように、第１搬送ガイドフレーム７０の内部に配設された複数のヒータと、図示しない制御部とによって構成されている。第１加熱機構８０は、第１搬送ガイドフレーム７０を介して下金型部材２１を例えばエポキシ樹脂からなる材料樹脂８の溶融温度である１７５°Ｃに温度調節する。したがって、下金型部材２１は、予熱状態にあるため、その材料樹脂装填部２８に装填される材料樹脂８を効率的に溶融するとともに、装着されたリードフレーム１０を予熱する。半導体封止装置９は、これにより予熱工程の短縮が図られている。
【０１３２】
なお、第１加熱機構８０及び後述する第２加熱機構８７、第３加熱機構９０とは、それぞれ制御部を有しており、センサーの出力によってヒータを制御して下金型部材２１及び上金型部材２２の温度調節を行っている。センサーは、図示を省略するが、例えば下金型部材２１及び上金型部材２２の内蔵型ではなくこれらにそれぞれ差し込まれる着脱型の熱電対によって構成されている。勿論、これら加熱機構は、かかる構成に限定されるものでは無い。
【０１３３】
第１搬送ガイドフレーム７０には、第１ステーション部７７の下方部に対応位置して材料樹脂供給駆動機構８１及び下金型部材駆動機構８２とが配設されるとともに、第７ステーション部７８の下方部に対応位置して下金型部材搬送機構８３及びイジェクト駆動機構９８とが配設されている。
【０１３４】
下金型部材駆動機構８２は、詳細を省略するが例えば図示しない制御部によって駆動されるエアーシリンダ装置によって構成され、そのピストン部材が搬送ガイド溝７９の底部に設けたガイドスリットから第１ステーション部７７内に進退動作する。下金型部材駆動機構８２は、エアーシリンダ装置が動作されることによって、そのピストン部材によって下金型部材２１を第２搬送空間部７５の高さ位置まで押し上げる。半導体封止装置９は、このようにして押上げ動作された下金型部材２１に対して、後述するように前部上金型部材駆動機構９１によって上金型部材２２を接近動作させて互いに低圧状態で組み合わすことにより、上述した低圧型締工程Ｓ−１−３を行う。
【０１３５】
材料樹脂供給駆動機構８１は、詳細には、下金型部材駆動機構８２の後段側でかつ第７ステーション部７８に対してやや後段側に位置して下金型部材２１の材料樹脂装填部２８に対応して配設されている。材料樹脂供給駆動機構８１は、上述した下金型部材駆動機構８２と同様に、詳細を省略するが例えばエアーシリンダ装置によって構成される。材料樹脂供給駆動機構８１は、そのピストン部材が搬送ガイド溝７９の底部に設けた図示しないガイドスリットを介して第１ステーション部７７内に進退動作する。
【０１３６】
半導体封止装置９は、材料樹脂供給駆動機構８１が駆動されてエアーシリンダ装置が動作すると、そのピストン部材を材料樹脂装填部２８の底面開口２８Ｃから進入させて下金型部材２１の材料樹脂供給機構２９を構成する材料樹脂押出部材３０を押し上げ動作させる。半導体封止装置９は、これによって半導体封止金型装置２０のキャビティ２３へ材料樹脂８を充填供給する樹脂充填工程Ｓ−２−２を行う。
【０１３７】
なお、材料樹脂供給機構２９による半導体封止金型装置２０のキャビティ２３への材料樹脂８の充填は、上述したように下金型部材２１と上金型部材２２とが型締めされた状態で行われる。したがって、材料樹脂供給機構２９の動作は、後述する第３搬送ガイドフレーム７２の前段位置に配設された前部トグル型締め駆動機構９２が動作した後に行われる。また、材料樹脂供給機構２９は、材料樹脂８が硬化するにしたがってキャビティ２３内において収縮することから、材料樹脂供給駆動機構８１によって材料樹脂装填部２８から収縮量に見あった材料樹脂８を補填供給する。
【０１３８】
下金型部材搬送機構８３は、中央部をサイドフレーム７３に回動自在に支持された略十字状の回動フレームと、この回動フレームの各腕部にそれぞれ揺動自在に支持された４個搬送部材８６等から構成されている。回動フレームは、図示しない駆動機構によって１０秒のタクトタイム毎に９０°ずつ間欠的に回動動作される。搬送部材８６は、回動フレームにブランコ状に支持されることにより水平状態に保持され、その１個が第１搬送空間部７４の後端部、換言すれば第６ステーションＳ−６の後端部に対応位置されている。
【０１３９】
したがって、半導体封止装置９は、後述するように後部上金型部材駆動機構９５によって上金型部材２２が分離された下金型部材２１を、この下金型部材搬送機構８３の搬送部材８６に載置して第７ステーション部７８へと搬送する搬送工程Ｓ−７−１を行う。第７ステーション部７８には、図示しないがイジェクトされたリードフレーム組立体７を下金型部材２１から取り出すためのリードフレーム組立体取出機構が配設されている。
【０１４０】
イジェクト駆動機構９８も、上述した下金型部材駆動機構８２と同様に、詳細を省略するが例えばエアーシリンダ装置によって構成される。イジェクト駆動機構９８は、そのピストン部材が搬送ガイド溝７９の底部に設けた図示しないガイドスリットを介して第７ステーション部７８に対して進退動作する。
【０１４１】
半導体封止装置９は、イジェクト駆動機構９８が駆動されてエアーシリンダ装置が動作すると、そのピストン部材を第７ステーション部７８に位置された下金型部材２１の底面部４３からイジェクト穴３１へと進入させる。半導体封止装置９は、これによってイジェクト機構３２のイジェクトピン３３をイジェクトスプリング３４の弾性力に抗して押し上げ、下金型部材２１から添着されたリードフレーム組立体７をイジェクトするイジェクト工程Ｓ−７−２を行う。
【０１４２】
半導体封止装置９は、第７ステーション部７８において、リードフレーム組立体取出機構によってイジェクトされたリードフレーム組立体７を下金型部材２１から取り出すリードフレーム取出工程Ｓ−７−３を行う。半導体封止装置９は、さらに下金型部材２１を搬送部材８６によって第７ステーション部７８から第１ステーション部７７へと巡回搬送する搬送工程Ｓ−８−１を行う。また、半導体封止装置９は、この搬送工程Ｓ−８−１において、材料樹脂供給機構２９及びイジェクト機構３２とを復帰動作させる復帰工程Ｓ−８−２を行う。
【０１４３】
第２搬送ガイドフレーム７１は、図３１に示すように、その前端部７１Ａが第１ステーション部７７に対応位置されるとともに、後端部７１Ｂが後述する第６ステーション部８９に対応位置されている。また、第２搬送ガイドフレーム７１には、第１搬送ガイドフレーム７０の搬送ガイド溝７９に対応してその主面の幅方向の中央部に沿って長手方向の搬送ガイド溝８５が設けられている。この搬送ガイド溝８５には、下金型部材２１が位置決め載置される搬送台が走行される。第２搬送ガイドフレーム７１は、図３３に示すように、下金型部材２１と上金型部材２２とが型締めされて一体化された半導体封止金型装置２０を、下金型部材２１の底面部４３を搬送台で支えて搬送させる。
【０１４４】
第２搬送ガイドフレーム７１には、第２加熱機構８７が配設されている。この第２加熱機構８７は、図３１に示すように長手方向のほぼ全域に亘って搬送ガイド溝７９を挟んだ両側に位置してその内部に配設された複数のヒータと、図示しない制御部とによって構成されている。第２加熱機構８７は、第２搬送ガイドフレーム７１を介して下金型部材２１を例えばエポキシ樹脂からなる材料樹脂８の溶融温度である１７５°Ｃに温度調節する。
【０１４５】
第２加熱機構８７は、上述したように、下金型部材２１に差し込まれるセンサーの出力によって制御部が制御されて下金型部材２１の温度調節を行う。また、第２加熱機構８７は、後述するように第３加熱機構９０とによって、下金型部材２１と上金型部材２２とを第２搬送空間部７５の全域に亘って温度調節する。したがって、半導体封装装置９は、第２加熱機構８７と第３加熱機構９０とにより、第２ステーションＳ−２乃至第５ステーションＳ−５間における半導体封止金型装置２０に対する上述した各加熱工程を行う。
【０１４６】
第３搬送ガイドフレーム７２は、図３１に示すように、その前端部７２Ａが第２搬送ガイドフレーム７１の前端部７１Ａとほぼ同位置とされるとともに、後端部７２Ｂが第２搬送ガイドフレーム７１の後端部７１Ｂに対してほぼ半導体封止金型装置２０の外形寸法に対応してやや前方側に位置されている。したがって、第３搬送ガイドフレーム７２は、これによってその後端部において第２搬送空間部７５と第３搬送空間部７６とを連通する第６ステーションＳ−６に対応する第６ステーション部８９を構成している。
【０１４７】
第３搬送ガイドフレーム７２には、第３加熱機構９０が配設されている。この第３加熱機構９０は、図３３に示すように長手方向のほぼ全域に亘って搬送ガイド溝７９を挟んだ両側に位置してその内部に配設された複数個のヒータと、図示しない制御部とによって構成されている。第３加熱機構９０は、第３搬送ガイドフレーム７２を介して上金型部材２２を例えばエポキシ樹脂からなる材料樹脂８の溶融温度である１７５°Ｃに温度調節する。
【０１４８】
第３加熱機構９０は、上述したように、上金型部材２２に差し込まれるセンサーの出力によって制御部が制御されて上金型部材２２の温度調節を行う。第３加熱機構９０は、上述したように第２加熱機構８７とによって、下金型部材２１と上金型部材２２とを第２搬送空間部７５の全域に亘って温度調節するとともに第３搬送空間部７６を搬送される上金型部材２２を予熱する。
【０１４９】
第３搬送ガイドフレーム７２には、その上方部に位置して前段側に前部上金型部材駆動機構９１と前部トグル型締め駆動機構９２とが配設されるとともに、後段側に型締機構９３と後部トグル型締め駆動機構９４及び後部上金型部材駆動機構９５とが配設されている。
【０１５０】
前部上金型部材駆動機構９１は、第３搬送ガイドフレーム７２の前端部７２Ａの前方側、すなわち第１ステーション部７７に対応して配設されている。前部上金型部材駆動機構９１は、詳細を省略するが例えば図示しない制御部によって駆動されるエアーシリンダ装置によって構成され、上下方向に動作するとともにその先端部に吸着ヘッド９１Ａが取り付けられている。
【０１５１】
したがって、前部上金型部材駆動機構９１は、図３１に示すように、吸着ヘッド９１Ａによってホルダー８８を吸着保持することによって第１ステーション部７７に位置する上金型部材２２を保持する。前部上金型部材駆動機構９１は、この状態からエアーシリンダ装置が動作することによって上金型部材２２を第２搬送空間部７５の位置まで押し下げる。半導体封止装置９は、これによって上金型部材２２が下金型部材２１に対して低圧状態で型締めされる上述した低圧型締め工程Ｓ−１−３を行う。
【０１５２】
半導体封止装置９は、下金型部材２１と上金型部材２２とを低圧型締め状態で搬送機構を介して第２搬送空間部７５へと搬送する搬送工程及び第２搬送空間部７５において第２加熱機構８７と第３加熱機構９０とによってこれら下金型部材２１と上金型部材２２とを予熱する搬送予熱工程Ｓ−２−１を行う。
【０１５３】
前部トグル型締め駆動機構９２は、第２搬送空間部７５の第２ステーション部に対応して半導体封止金型装置２０の搬送路を挟んだ両側に配設されている。前部トグル型締め駆動機構９２は、詳細を省略するが例えば図示しない制御部によって駆動される一対のエアーシリンダ装置によって構成される。この前部トグル型締め駆動機構９２には、上下方向に動作されるピストン部材の先端部が第１ステーション部７７に位置する半導体封止金型装置２０のトグル型締め機構３６の連結部材４０に対応位置されている。
【０１５４】
したがって、前部トグル型締め駆動機構９２は、ピストン部材によって連結部材４０を押下げ駆動してトグル型締め機構３６を全体すぼまった状態とする。半導体封止金型装置２０は、これによって上述したように型締め保持機構が動作して下金型部材２１と上金型部材２２とを型締め状態に自己保持する。
【０１５５】
型締機構９３は、第２搬送空間部７５の第２ステーション部に対応して前部トグル型締め駆動機構９２の後段位置に配設されており、詳細を省略するが例えば図示しない制御部によって駆動されるエアーシリンダ装置によって構成される。型締機構９３は、エアーシリンダ装置が動作されることによってそのピストン部材が上金型部材２２の上面部５０を押圧する。
【０１５６】
半導体封止装置９は、これによって上金型部材２２が下金型部材２１に対して所定の型締め力を以って強く押し付けられて型締め状態とする型締め工程Ｓ−２−２を行う。半導体封止装置９は、この半導体封止金型装置２０の型締め動作とともに上述した材料樹脂供給駆動機構８１の動作による材料樹脂８のキャビティ２３への充填供給が行われる。
【０１５７】
後部トグル型締め駆動機構９４は、第３搬送ガイドフレーム７２の後端部７２Ｂの後方側、すなわち第６ステーション部８９の上方部に対応して配設されている。後部トグル型締め駆動機構９４は、詳細を省略するが例えば図示しない制御部によって駆動される一対のエアーシリンダ装置によって構成されている。これら後部トグル型締め駆動機構９４は、上下方向に動作されるピストン部材の先端部が第７ステーション部７７に位置する半導体封止金型装置２０のトグル型締め機構３６の連結部材４０に対応位置されている。また、ピストン部材は、詳細を省略するが、その先端部が鉤状とされてフックが一体に形成されている。
【０１５８】
以上のように構成された後部トグル型締め駆動機構９４は、上述したように前部トグル型締め駆動機構９２によって全体がすぼまった状態とされて半導体封止金型装置２０を自己保持するトグル型締め機構３６を駆動する。すなわち、後部トグル型締め駆動機構９４は、ピストン部材が降下してその先端部のフックがトグル型締め機構３６の連結部材４０と相対係合する。しかる後、後部トグル型締め駆動機構９４は、エアーシリンダ装置が動作してピストン部材を引き上げることにより、フックを介して連結部材４０を引上げ動作する。半導体封止装置９は、これによって半導体封止金型装置２０のトグル型締め機構３６による型締めの自己保持状態を解除する型締解除工程Ｓ−６−２を行う。
【０１５９】
後部上金型部材駆動機構９５は、後部トグル型締め駆動機構９４の中央部に位置して第３搬送ガイドフレーム７２の後端部７２Ｂの後方側、すなわち第６ステーション部８９の上方部に配設されている。後部上金型部材駆動機構９５は、詳細を省略するが例えば図示しない制御部によって駆動されるエアーシリンダ装置によって構成され、上下方向に動作するとともにその先端部に吸着ヘッド９５Ａが取り付けられている。
【０１６０】
したがって、後部上金型部材駆動機構９５は、図３１に示すように、吸着ヘッド９５Ａによってホルダー８８を吸着保持することにより、第６ステーション部８９に位置する上金型部材２２を保持する。後部上金型部材駆動機構９５は、この状態からエアーシリンダ装置が動作することによって上金型部材２２を第２搬送空間部７５から第３搬送空間部７６の位置まで引き上げる。半導体封止装置９は、これによって上金型部材２２を下金型部材２１から離間させて型開きする上述した型開き工程Ｓ−６−３を行う。半導体封止装置９は、下金型部材２１が第２搬送空間部７５中を第７ステーション部７８まで搬送するのに対して、上金型部材２２が第２搬送空間部７５中を第６ステーション部８９まで搬送される。下金型部材２１は、上述したように第７ステーション部７８においてリードフレーム組立体７のイジェクト動作、取出動作とが行われる。一方、上金型部材２１は、第６ステーション部８９から第３搬送空間部７６へと移動された後、搬送機構によって第１ステーション部７７へと巡回搬送される。
【０１６１】
以上のように半導体封止装置９は、８組の半導体封止金型装置２０を水平方向の上下３段の第１搬送空間部７４乃至第３搬送空間部７６に沿って、各工程毎に１０秒のタクトタイムを以って巡回搬送させる。したがって、半導体封止装置９は、供給されたリードフレーム１０からそのチップ実装開口部１１に実装された半導体チップ２の外周部を封装する封装樹脂５をアウトサート成形したリードフレーム組立体７を１０秒に１個ずつ製造する。
【０１６２】
半導体封止装置９は、第１搬送空間部７４乃至第３搬送空間部７６を構成する第１搬送ガイドフレーム７０乃至第３搬送ガイドフレーム７２の内部に第１加熱機構８０、第２加熱機構８７及び第３加熱機構９０を備えることによって、半導体封止金型装置２０を効率的に加熱することから、加熱時間の短縮が図られるとともに、安定した品質のリードフレーム組立体７を生産する。
【０１６３】
また、半導体封止装置９は、上述した各加熱機構８０、８７、９０とともに半導体封止金型装置２０の型締め機構、型締め解除機構或いはイジェクト機構等を駆動する各機構を第１搬送空間部７４乃至第３搬送空間部７６に設置したことにより、半導体封止金型装置２０を小型で簡易な構造とする。したがって、半導体封止装置９は、全体がより小型化されるとともに仕様変更等に際しての半導体封止金型装置２０の交換等が簡単に行われる。半導体封止装置９は、従来の半導体封止装置と比較して極めて廉価であるとともに省スペース化がはかられているため、同一領域に複数台設置が可能とされ、全体での生産性の向上を達成する。
【０１６４】
上述したように、半導体封止装置９は、第１搬送ガイドフレーム７０乃至第３ガイドフレーム７２によって互いに平行な上下３段の第１搬送空間部７４乃至第３搬送空間部７６が構成されている。第１搬送ガイドフレーム７０乃至第３ガイドフレーム７２には、その内部にそれぞれ第１加熱機構８０、第２加熱機構８７及び第３加熱機構９０を配設することによって半導体封止金型装置２０を加熱するように構成している。したがって、半導体封止装置９は、半導体封止金型装置２０の予熱を行わない場合には、少なくとも上下２段の搬送ガイドフレームによって第１搬送空間部７４乃至第３搬送空間部７６をそれぞれ構成すればよい。
【０１６５】
本発明は、上述した半導体封止金型装置２０及び半導体封止装置９に限定されるものでは無く、以下のように種々展開される。なお、以下の説明において、半導体封止装置９及び半導体封止金型装置２０と同等の構成部位については同一符号を付すことによってその詳細な説明を省略する。
【０１６６】
半導体封止金型装置２０は、図３４に示した他の実施例に展開される。この半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１と上金型部材２２のクリーニングレス化とイジェクト機構３２の小型化を図ったことを特徴としている。すなわち、下金型部材２１は、その主面２４に例えばＤＬＣ、ＴｉＮ、ＩＣｒ、プロトニクスシステムＴＡ等のコーティング材によるコーティング処理等を施してコーティング面５５が形成されている。コーティング面５５は、高硬度で表面磨耗抵抗が小さな主面２４を構成している。
【０１６７】
同様に、上金型部材２２にも、その主面４４に例えばＤＬＣ、ＴｉＮ、ＩＣｒ、プロトニクスシステムＴＡ等のコーティング材によるコーティング処理等を施こすことによりコーティング面５６が形成されている。コーティング面５６は、高硬度で表面磨耗抵抗が小さな主面４４を構成している。
【０１６８】
上述した各コーティング材によるコーティング処理の特性は以下の表１の通りである。ＤＬＣコーティング処理については、膜厚は薄いが、母材の硬度を高くすれば下金型部材２１と及び上金型部材２２のキャビティ２３を構成する主面２４、４４の変形を妨げることが可能であり、極めて好適である。
【０１６９】
【表１】
下金型部材２１と上金型部材２２とは、上述したコーティング面５５、５６を形成するために、塗布されたＤＬＣコーテング材を焼き付けるために炉処理が必要である。半導体封止金型装置２０は、上述したように小型、軽量化に構成されることから、大型の処理炉を不要とし、主面のコーティング処理の実現を可能としている。一般に、従来の処理炉では、多数個取りを行うリードフレームを装着してリードフレーム組立体を成形する半導体封止金型装置を処理可能なものは提供されていない。
【０１７１】
半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１と上金型部材２２の主面２４、４４に上述したコーティング面５５、５６を形成したことにより、リードフレーム組立体７の離型特性が向上されることからイジェクト機構３２の簡易化が図られる。すなわち、金型装置においては、一方の金型部材に添着した成形体をイジェクトピンによってイジェクトするとともに、これらイジェクトピンを初期位置へと確実に復帰動作させる。したがって、金型装置は、成形体の離型特性が悪い場合には、イジェクトピンに対して大きなイジェクト力を作用させるとともに、イジェクトピンの大きな復帰力も必要となる。
【０１７２】
金型装置は、一般に金型部材の背面側に、イジェクトピンを設けたイジェクトプレートを移動自在に配設し、このイジェクトプレートをリターンピン或いはリターンスプリング等によって復帰動作させるように構成される。したがって、金型装置は、イジェクトプレート或いはそのリターン機構によって全体が大型化する。
【０１７３】
半導体封止金型装置２０は、上述した構成によってリードフレーム組立体７の離型特性の向上が図られたことにより、比較的軽微な弾性力によりイジェクトピン３３の復帰動作が可能となる。これによって、半導体封止金型装置２０は、上述したようにイジェクトピン３３が下金型部材２１の内部に収納され、全体として小型化が図られている。
【０１７４】
半導体封止金型装置２０は、図３５乃至図３９に示した他の実施例にも展開される。この半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１と上金型部材２２とがその型締め状態をより確実に自己保持されることによって装填部バリや端子部バリの発生が抑制されかつリードフレーム１０に封装樹脂５が精密にアウトサート成形されるように構成したことを特徴としている。
【０１７５】
すなわち、半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１の相対する２側面にそれぞれ配設され、この下金型部材２１と上金型部材２２との型締め状態を自己保持する一対のトグル型締め機構３６にそれぞれ型締めスプリング５９が付設されて構成されている。なお、トグル型締め機構３６は、上述した第１のトグル型締め機構と比較して、第１リンクレバー５７と、型締めスプリング５９と、下金型部材２１に形成されたスプリング掛止部６０との構成を異にするが、その他の基本構成を同様にしている。
【０１７６】
トグル型締め機構３６は、一端部を支軸３７Ａ、３７Ｂに回動自在に支持された第１リンクレバー５７Ａ、５７Ｂと、これら第１リンクレバー５７Ａ、５７Ｂの自由端に回動自在に支持された第２リンクレバー３８Ａ、３８Ｂと、これら第２リンクレバー３８Ａ、３８Ｂの自由端を連結する連結部材４０及び型締めスプリング５９とから構成される。第１リンクレバー５７は、図３６に示すように、その上方部が緩やかに外側へと折曲されることによって外側縁に係合凹部５８を構成した略７字状を呈している。
【０１７７】
これら第１リンクレバー５７Ａ、５７Ｂは、図３５及び図３６に示すように、互いに重なり合わないようにして下端部が支軸３７に抜止めされて回動自在に支持されている。第２リンクレバー３８Ａ、３８Ｂも、互いに重なり合わないようにして下端部が第１リンクレバー５７Ａ、５７Ｂの自由端にそれぞれ抜止めされて回動自在に支持されている。連結部材４０は、第２リンクレバー３８Ａ、３８Ｂの自由端を一体に連結するが、図３５に示すように、型締めスプリング５９の一端部を掛け合わすスプリング掛止部６１が形成されている。
【０１７８】
下金型部材２１には、支軸３７Ａと支軸３７Ｂとの中央部に位置してスプリング掛止部６０が設けられている。型締めスプリング５９は、一端部５９Ａがこのスプリング掛止部６０に掛け合わされるとともに、引張り状態で他端部５９Ｂが連結部材４０側のスプリング掛止部６１に掛け合わされる。
【０１７９】
以上のように構成されるトグル型締め機構３６は、型締めスプリング５９の必要弾性力Ｆｙが、図３９から、
−Ｆｙ×ａ＋１／２ ×Ｆｙ×ｔａｎ θ×ｂ−Ｑ×ｓｉｎ α×ｃ＋Ｑ×ｃｏｓ α×ｄ＝０
・・・式１
ａ：支軸３７とスプリング掛止部６０との間隔
ｂ：第１リンクレバー５７の長さ寸法
ｃ：支軸３７と上金型部材２２側の係合ピン４８との間隔
θ：初期位置の第２リンクレバー３９の角度
α：締結状態の第２リンクレバー３９の角度
Ｑ：係合凹部５８を介して係合ピン４８に作用する型締めスプリング５９の必要弾性力Ｆｙの分力
で求められる。
【０１８０】
型締めスプリング５９は、例えば各部の寸法値を次に設定した場合、上記式１より、初期荷重が３．１Ｋｇの引張りバネを採用すればよい。
ａ＝２６．２ｍｍ
ｂ＝５２．７７８ｍｍ
ｃ＝４３．７９８ｍｍ
ｄ＝０．３４５５８ｍｍ
θ＝８３°
α＝５°
式１＝−Ｆｙ×２６．２＋１／２×Ｆｙ×ｔａｎ ８３°×５２．７７８−Ｑ×ｓｉｎ ５ °×４３．７９８＋Ｑ×ｃｏｓ ５°×０．３４５５８＝４０３．６４Ｆｙ−３．４ ７３Ｑ＝０
これより、Ｆｙ＝３．４７３Ｑ／４０３．６４・・・式２
ここで、必要型締め力Ｐは、Ｐ＝Ｑｃｏｓ α＝０．９９６Ｑであることから、Ｑ＝１．００３８Ｐとなり、これを式（２）代入して型締めスプリング５９の必要弾性力Ｆｙを求めると、
Ｆｙ＝３．４７３×１．００３８Ｐ／４０３．６４・・・式３
となる。
【０１８１】
トグル型締め機構３６は、半導体封止金型装置２０の両側面に配設され、また材料樹脂５の押出圧力から、Ｐ≒３５０ｋｇとすると、型締めスプリング５９の必要弾性力Ｆｙは、
Ｆｙ＝３．４７３ ×１．００３８Ｐ／４０３．６４＝３．４７３ ×１．００３８×３５０ ／４０３．６４≒３．０２ｋｇ となる。したがって、型締めスプリング５９は、初期荷重で３．１Ｋｇ以上の引張りバネが採用される。
【０１８２】
以上のように構成された半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１と上金型部材２２とが型開きした状態において、図３６に示すようにトグル型締め機構３６の連結部材４０が中立点の上方に位置している。同図に示したトグル型締め機構３６においては、第１リンクレバー５７と第２リンクレバー３９の連結部が支軸３７とスプリング掛止め部６１とを結ぶ直線上から外側に位置していることにより、型締めスプリング５９の弾性力が左右の第１リンクレバー５７と第２リンクレバー３９とをすぼませる方向に作用する。したがって、上述した前部トグル型締め駆動機構９２は、この型締めスプリング５９の弾性力に抗して連結部材４０を押し上げた状態に係止して、下金型部材２１と上金型部材２２とを型開き状態に保持する機構として構成される。
【０１８３】
勿論、トグル型締め機構３６は、第１リンクレバー５７と第２リンクレバー３９の連結部を、支軸３７とスプリング掛止め部６１とを結ぶ直線上から内側に位置させて、型締めスプリング５９の弾性力が左右の第１リンクレバー５７と第２リンクレバー３９とを互いに中央側へと引き寄せる方向に作用させるように構成してもよい。この場合、上述した前部トグル型締め駆動機構９２は、第１リンクレバー５７と第２リンクレバー３９とが互いに突っ張り合った状態を呈し、下金型部材２１と上金型部材２２とが型開き状態に保持されることになる。
【０１８４】
半導体封止金型装置２０は、上述した型締め工程Ｓ−２−２において、トグル型締め機構３６の連結部材４０が前部トグル型締め駆動機構９２による係止状態を解除される。トグル型締め機構３６は、型締めスプリング５９の弾性力によって左右の第１リンクレバー５７と第２リンクレバー３９とが支軸３７及び連結部を支点としてそれぞれ外側へと回動動作し、下金型部材２１に対して上金型部材２２を引き付けながら全体としてすぼまった状態となる。
【０１８５】
ところで、半導体封止金型装置２０は、下金型部材２１に対して材料樹脂８の装填及びリードフレーム１０の装着を行った後、上述したように前部上金型部材駆動機構９１によって上金型部材２２が押圧動作されて、図３７に示すように、下金型部材２１に対して位置決めされた状態で型締めが行われる。下金型部材２１と上金型部材２２とは、この場合、上述したように低圧で型締めされた状態にある。
【０１８６】
半導体封止金型装置２０は、半導体封止装置９側の型締め機構９３によって下金型部材２１に対して上金型部材２２が所定の型締め力を以って押圧されて型締めが行われ、この状態で材料料樹脂供給駆動機構８１の動作により材料樹脂供給機構２９が材料樹脂装填部２８から材料樹脂８をキャビティ２３へと押し出す樹脂充填工程が行われる。材料樹脂８は、キャビティ２３内において、加熱、加圧状態を保持されることによって硬化する。半導体封止金型装置２０は、トグル型締め機構３６によってこの型締め状態が確実に保持される。
【０１８７】
トグル型締め機構３６は、全体としてすぼめられた状態において、図３８に示すように、第１リンクレバー５７に設けた係合凹部５８が上金型部材２２側の係合ピン４８と相対係合する。この係合凹部５８と係合ピン４８との係合状態は、型締めスプリング５９による型締め力によって保持される。型締めスプリング５９は、上述したように必要型締め力に見合った弾性力を有している。
【０１８８】
したがって、半導体封止金型装置２０は、次工程へと搬送されて型締め機構９３による型締め力が開放された状態においても、必要型締め力を以って下金型部材２１と上金型部材２２との型締め状態が自己保持される。半導体封止金型装置２０は、これによってキャビティ２３内に充填された材料樹脂８の硬化工程を搬送工程によって行うことを可能とすることから、タクトタイムを大幅に短縮化させる。また、半導体封止金型装置２０は、この材料樹脂８の硬化工程に際して、下金型部材２１と上金型部材２２とを必要型締め力を以って型締め保持することから、バリの発生が防止されかつリードフレーム１０に対して封装樹脂５を安定した状態でアウトサート成形する。
【０１８９】
半導体封止金型装置２０は、第６ステーションＳ−６まで搬送されと、半導体封止装置９側の後部トグル型締め駆動機構９４によって上述したトグル型締め機構３６による下金型部材２１と上金型部材２２との型締め自己保持状態が解除される。すなわち、トグル型締め機構３６は、連結部材４０が相対係合された後部トグル型締め駆動機構９４のフックによって、型締めスプリング５９の弾性力に抗して引上げ駆動される。トグル型締め機構３６は、これによって第１リンクレバー５７が支軸３７を支点として回動動作し、その係合凹部５８と係合ピン４８との係合状態が解除される。
【０１９０】
半導体封止装置９は、図４０及び図４１に示した他の半導体封止装置１００にも展開される。この半導体封止装置１００は、４つのステーションによって構成し、これらステーション毎に上述した４組の半導体封止金型装置２０を間欠的に巡回搬送して供給されたリードフレーム１０に封装樹脂５をアウトサート成形したリードフレーム組立体７を成形する。なお、以下の説明において、半導体封止装置９と同等の構成部位については同一符号を付すことによってその詳細な説明を省略する。
【０１９１】
半導体封止装置１００は、各ステーションにおける個別の工程数が上述した半導体封止装置９に比較して多くなり、全体のタクトタイムをほぼ同等とするために半導体封止金型装置２０が各ステーション間を高速で搬送される。
【０１９２】
半導体封止装置１００は、中央搬送ガイドフレーム１０１と、この中央搬送ガイドフレーム１０１の上下に対向位置された図示しない搬送ガイドフレームとを備える。半導体封止装置１００には、これら搬送ガイドフレームによって互いに平行な上下３段の搬送空間部１０２乃至１０４が構成されている。中央の第１搬送空間部１０２は、下金型部材２１と上金型部材２２とが型締めされた状態で搬送される搬送空間部を構成する。下側の第２の搬送空間部１０３は、型開きされた下金型部材２１が単独で搬送される搬送空間部を構成する。上側の第３の搬送空間部１０４は、型開きされた上金型部材２２が単独で搬送される搬送空間部を構成する。
【０１９３】
中央搬送ガイドフレーム１０１は、図４０に示すように、断面凹字状に形成されて下金型部材２１の底面部を支持して搬送する長手方向の搬送ガイド溝が形成されている。半導体封止装置１００は、この搬送ガイド溝に沿って第１ステーションＳ−１乃至第４ステーションＳ−４が構成される。第１ステーションＳ−１及び第４ステーションＳ−４の部位は、詳細を省略するが底部が開放されることによってそれぞれ第２搬送空間部１０３と連通している。また、図示しない上部搬送ガイドフレームは、第２ステーションＳ−２及び第３ステーションＳ−３に対応する長さとされることによって、その両側にそれぞれ第３搬送空間部１０４との連通部が構成されている。
【０１９４】
半導体封止装置１００には、上述した第１搬送空間部１０２乃至第３搬送空間部１０４に沿って図示しないが下金型部材搬送機構及び上金型部材搬送機構とが配設されている。また、半導体封止装置１００には、第１搬送空間部１０２の下方部に位置して、第１ステーションＳ−１部位に対応して下金型部材駆動機構８２が、第２ステーションＳ−２部位に対応して材料樹脂供給駆動機構８１が、第３ステーションＳ−３部位に対応して下金型部材側の型締め機構１０５が、さらに第４ステーションＳ−４部位に対応してイジェクト駆動機構９８がそれぞれ配設されている。これら各機構は、上述した半導体封止装置９の各機構と同様に、エアーシリンダ装置によって構成されている。
【０１９５】
また、半導体封止装置１００には、第１搬送空間部１０１の左右側方部に位置して、第１ステーションＳ−１部位に対応してリードフレーム供給機構９６と材料樹脂供給機構１０９とがそれぞれ配設されるとともに、第４ステーションＳ−４部位に対応してリードフレーム組立体取出機構１１０が配設されている。これらリードフレーム供給機構９６及び材料樹脂供給機構１０９は、例えばロボット装置によって構成され、下金型装置２１に対してリードフレーム１００或いは材料樹脂８を供給する。なお、材料樹脂供給機構１０９は、ポットに保持されている。
【０１９６】
さらに、半導体封止装置１００には、第３搬送空間部１０４の上方部に位置して、第１ステーションＳ−１部位に対応して前部上金型部材駆動機構９１とトグル型締め駆動機構（図示せず）とが、第２ステーションＳ−２部位に対応して第１の上金型部材の型締め機構１０６が、第３ステーションＳ−３部位に対応して第２の上金型部材の型締め機構１０７が、さらに第４ステーションＳ−４部位に対応して後部上金型部材駆動機構９５及びトグル型締め解除機構（図示せず）とがそれぞれ配設されている。
【０１９７】
以上のように構成された半導体封止装置１００は、第１ステーションＳ−１部位及び第４ステーションＳ−４部位において、図４０に示すように、下金型部材２１と上金型部材２２とが上下に型開きした状態にある。また、半導体封止装置１００は、第２ステーションＳ−２部位及び第３ステーションＳ−３部位において、同図に示すように、下金型部材２１と上金型部材２２とが型締めされた状態にある。
【０１９８】
半導体封止装置１００は、図４１に示すように、第１ステーションＳ−１において、材料樹脂８のタブレットを材料樹脂供給機構１０９を介して下金型部材２１の材料樹脂装填部２８へと装填する材料樹脂装填工程Ｓ−１−１と、リードフレーム１０をリードフレーム供給機構９６を介して下金型部材２１に装着するリードフレーム装着工程Ｓ−１−２とを行う。半導体封止装置１００は、さらに第１ステーションＳ−１において、下金型部材２１と上金型部材２２とを下金型部材駆動機構８２及び前部上金型部材駆動機構９１とによって低圧状態で型締めするとともに図示しない加熱機構によって予熱する低圧型締め・予熱工程Ｓ−１−３と、トグル型締め駆動機構によってトグル型締め機構３６を動作して型締め状態を自己保持する型締め自己保持工程Ｓ−１−４とを行う。
【０１９９】
半導体封止装置１００は、半導体封止金型装置２０を上述した型締め自己保持状態で、搬送機構によって第２ステーションＳ−２へと搬送する。半導体封止装置１００は、この第２ステーションＳ−２において、下金型部材２１と上金型部材２２とが第１の上金型部材型締め機構１０６によってしっかりと型締めされた状態で、材料樹脂供給駆動機構８１が駆動されてキャビティ２３内へと材料樹脂８を供給する樹脂充填工程Ｓ−２−１を行う。
【０２００】
半導体封止装置１００は、材料樹脂８の充填が行われた半導体封止金型装置２０を搬送機構によって第３ステーションＳ−３へと搬送する。半導体封止装置１００は、この第３ステーションＳ−３において、下金型部材２１と上金型部材２２とを下金型部材型締め機構１０５と第２の上金型部材型締め機構１０７及びトグル型締め機構３６とによって型締め状態を保持しながら加熱する後加熱工程Ｓ−３−１を行う。キャビティ２３内に充填された材料樹脂８は、これによって次第に硬化する。
【０２０１】
半導体封止装置１００は、所定のタクトタイム後、半導体封止金型装置２０を搬送機構によって第４ステーションＳ−４へと搬送する。半導体封止装置１００は、この第４ステーションＳ−４において、引き続き半導体封止金型装置２０を加熱する後加熱工程Ｓ−４−１と、図示しないトグル型締め駆動機構によってトグル型締め機構３６を動作して型締め状態を解除するトグル型締め解除工程Ｓ−４−２とを行う。また、半導体封止装置１００は、この第４ステーションＳ−４において、後部上金型部材駆動機構９５によって下金型部材２１に対して上金型部材２２を離間動作させる型開き工程Ｓ−４−３を行う。
【０２０２】
さらに、半導体封止装置１００は、この第４ステーションＳ−４において、イジェクト駆動機構９８が動作して上金型部材２２が型開き動作された下金型部材２１からリードフレーム組立体７をイジェクトするリードフレーム組立体イジェクト工程Ｓ−４−４と、イジェクトされたリードフレーム組立体７をリードフレーム組立体取出機構１１０によって取り出すリードフレーム組立体取出工程Ｓ−４−５とを行う。
【０２０３】
さらにまた、半導体封止装置１００は、この第４ステーションＳ−４において、半導体封止金型装置２０の材料樹脂供給機構２９及びイジェクト機構３２とを初期状態へと復帰動作させる復帰工程Ｓ−４−６とを行う。しかる後、半導体封止装置１００は、搬送機構によって下金型部材２１を第２搬送空間部１０３を介して、また上金型部材２２を第３搬送空間部１０４を介してそれぞれ第１ステーション部位へと巡回搬送させる。
【０２０４】
以上のように構成された第２の実施例半導体封止装置１００によれば、半導体封止金型装置２０が４組とされるために、多種類の半導体装置１を製造する場合等において、仕様に適合した半導体封止金型装置２０の交換が極めて簡便に行うことができることから、段取り時間等の大幅な短縮が図られ、生産性を向上させる。また、半導体封止装置１００は、全体としてさらに小型化が図られる。
【０２０５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る半導体封止用金型装置によれば、材料樹脂供給部とランナー部とを同一面内に形成したリードフレームを位置決めした状態で装着し、このリードフレームに実装された半導体チップを封装する封装樹脂をアウトサート成形してリードフレーム組立体を成形するようにしたことから、型締め状態においてリードフレームに対して均一な型締め力を作用させることができ、型締め機構とともに全体構造も簡易で小型化されるばかりでなく、バリの発生が抑制されたリードフレーム組立体を製造することから後工程の合理化も達成させる。また、半導体封止用金型装置は、型締め状態の自己保持機構を備えることにより、材料樹脂を硬化させる後加熱工程を搬送工程において行うことを可能とすることから、製造工程の合理化と時間短縮を達成させる。さらに、半導体封止用金型装置は、全体が軽量、小型に構成されることから、取扱いが簡易となり、多種類の半導体装置を製造する場合等においても、その交換が容易に行われて段取り等の時間短縮を達成させる。
【０２０６】
また、本発明に係る半導体封止用金型装置を用いた半導体封止装置によれば、軽量、小型でかつ型締め状態の自己保持機構を備えた半導体封止用金型装置を成形工程に対応して巡回搬送するとともに、材料樹脂供給駆動機構及びイジェクト駆動機構とを備えて半導体封止用金型装置の材料樹脂供給機構及びイジェクト機構を外部から駆動するように構成したことにより、多種類の半導体装置を製造する場合等における半導体封止用金型装置の交換の段取り工程等或いはバリの発生が抑制されたリードフレーム組立体を製造することからバリ取りの後工程等の合理化が図られる。また、半導体封止装置は、全体が小型で廉価であることから同一スペース内で複数を設置することも可能となり、また少数の要員によって対応することができることからリードフレーム組立体を効率良くかつ低コストで生産する。
【０２０７】
さらに、本発明に係る半導体封止用金型装置を用いた半導体装置の封装樹脂成形方法によれば、軽量、小型でかつ型締め状態の自己保持機構を備えた半導体封止用金型装置を成形工程に対応して巡回搬送させてバリの発生が抑制されたリードフレーム組立体を製造することからバリ取りの後工程等の合理化が図られ、また半導体封装用金型装置の交換等も簡単に行われる。したがって、本発明に係る半導体封止用金型装置を用いた半導体の製造方法は、リードフレーム組立体を効率良く生産するとともに大幅なコストダウンを達成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体装置の斜視図である。
【図２】本発明に用いられるリードフレームの斜視図である。
【図３】同リードフレームに封装樹脂のアウトサート成形を行って成形した半導体装置の中間体であるリードフレーム組立体の斜視図である。
【図４】半導体装置の製造工程を説明する概略製造工程図である。
【図５】本発明に係る半導体封止用金型装置の型開き状態を示す斜視図である。
【図６】同半導体封止用金型装置を構成する下金型部材の斜視図である。
【図７】同下金型部材の一部切欠き側面図である。
【図８】同下金型部材に設けられた材料樹脂装填部から材料樹脂供給機構によって溶融状態の材料樹脂をキャビティ内に押し出す状態を説明する下金型部材の縦断面図である。
【図９】同下金型部材に設けられたイジェクト機構が動作して下金型部材から封装樹脂をアウトサート成形したリードフレーム組立体をイジェクト動作する状態を説明する下金型部材の縦断面図である。
【図１０】同半導体封止用金型装置を構成する上金型部材の上面からの斜視図である。
【図１１】同上金型部材の底面からの斜視図である。
【図１２】同半導体封止用金型装置において、下金型部材と上金型部材とが低圧型締めされた状態を示す斜視図である。
【図１３】同半導体封止用金型装置において、型締め保持機構によって下金型部材と上金型部材とが型締め状態を自己保持された状態を示す斜視図である。
【図１４】本発明に係る半導体封止装置における半導体封止用金型装置の搬送位置と成形工程との説明図である。
【図１５】同半導体封止装置の成形工程に基づく第１ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材の材料樹脂装填部に材料樹脂を装填する材料樹脂装填工程の状態を示す。
【図１６】同第１ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材にリードフレームを装着するリードフレーム装着工程の状態を示す。
【図１７】同第１ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材と上金型部材とが低圧で型締めされた状態を示す。
【図１８】同半導体封止装置の成形工程に基づく第２ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材と上金型部材とが低圧で型締めされて搬送される状態を示す。
【図１９】同第２ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材と上金型部材とを型締保持機構を動作させて本型締をおこなった状態を示す。
【図２０】同半導体封止装置の成形工程に基づく第３ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材と上金型部材とが型締保持機構によって型締め状態を自己保持されるとともに加熱手段によって加熱されながら搬送される状態を示す。
【図２１】同半導体封止装置の成形工程に基づく第４ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、型締め状態を自己保持された下金型部材と上金型部材とが加熱手段によって後加熱されながら搬送される状態を示す。
【図２２】同半導体封止装置の成形工程に基づく第５ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、型締め状態を自己保持された下金型部材と上金型部材とが加熱手段によって後加熱されながら搬送される状態を示す。
【図２３】同半導体封止装置の成形工程に基づく第６ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、型締め状態を自己保持された下金型部材と上金型部材に対する加熱が停止されて搬送される状態を示す。
【図２４】同第６ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、型締保持機構が駆動されて下金型部材と上金型部材との型締め状態が解除される状態を示す。
【図２５】同第６ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材と上金型部材とが型開き動作する状態を示す。
【図２６】同半導体封止装置の成形工程に基づく第７ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、搬送機構によって型開きされた下金型部材と上金型部材とがそれぞれ搬送される状態を示す。
【図２７】同第７ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、イジェクタ機構が動作されて下金型部材に添着されたリードフレーム組立体がイジェクトされる状態を示す。
【図２８】同第７ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、イジェクトされたリードフレーム組立体を取り出す状態を示す。
【図２９】同半導体封止装置の成形工程に基づく第８ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材と上金型部材とがそれぞれ搬送される状態を示す。
【図３０】同第８ステーションにおける半導体封止用金型装置の状態の説明図であり、下金型部材に設けられた材料樹脂供給機構とイジェク機構とが復帰された状態を示す。
【図３１】同半導体封止装置の要部斜視図である。
【図３２】同半導体封止装置における半導体封止用金型装置の搬送動作を説明する要部斜視図である。
【図３３】同半導体封止装置において、半導体封止用金型装置の搬送空間部の構成を説明する要部正面図である。
【図３４】本発明に係る半導体封止用金型装置の他の実施例を示し、キャビティ面にコーティング処理を施した半導体封止用金型装置の分解斜視図である。
【図３５】本発明に係る半導体封止用金型装置の他の実施例を示し、型締保持機構に自己保持用のスプリングを設けた半導体封止用金型装置の斜視図である。
【図３６】同半導体封止用金型装置において、下金型部材と上金型部材とが型開きされた状態を示す側面図である。
【図３７】同半導体封止用金型装置において、下金型部材と上金型部材とが低圧で型締めされた状態を示す側面図である。
【図３８】同半導体封止用金型装置において、下金型部材と上金型部材とが型締めされかつ自己保持した状態を示す側面図である。
【図３９】同半導体封止用金型装置の型締保持機構に設けられた自己保持用のスプリングの弾性力の作用説明図である。
【図４０】本発明に係る半導体封止装置の他の実施例を示し、半導体封止用金型装置を搬送支持する搬送ガイドフレームを省略して示した要部斜視図である。
【図４１】同半導体封止装置において、各工程における半導体封止用金型装置の状態を示す説明図である。
【図４２】従来のリードフレームに対する封装樹脂のアウトサート成形工程を説明する一部切欠き要部斜視図である。
【符号の説明】
１ 半導体装置
２ 半導体チップ
３ リード端子片
５ 封止樹脂
７ リードフレーム組立体
８ 材料樹脂
９ 半導体封止装置
１０ リードフレーム
１１ チップ実装開口部（半導体チップ実装部）
１３ 樹脂充填領域部
１６ 位置決め穴
１７ カル部
１８ ランナー部
１９ ゲート部
２０ 半導体封止金型装置
２１ 下金型部材
２２ 上金型部材
２３ キャビティ
２８ 材料樹脂装填部
２９ 材料樹脂供給機構
３０ 材料樹脂押出部材
３２ イジェクト機構
３３ イジェクトピン
３６ 型締め機構を構成するトグル型締め機構
３８ 第１リンクレバー
３９ 第２リンクレバー
４０ 連結部材
４２ 係合凹部
４８ 係合ピン（係合凸部）
５５ 下金型部材のコーティング面
５６ 上金型部材のコーティング面
５９ 型締めスプリング
７０ 第１搬送ガイドフレーム
７１ 第２搬送ガイドフレーム
７２ 第３搬送ガイドフレーム
７４ 第１搬送空間部
７５ 第２搬送空間部
７６ 第３搬送空間部
８０ 第１加熱機構
８１ 材料樹脂供給駆動機構
８２ 下金型部材駆動機構
８３ 下金型部材搬送機構
８７ 第２加熱機構
９０ 第３加熱機構
９１ 前部上金型部材搬送機構
９２ トグル型締め駆動機構
９３ 型締め機構
９４ 後部上金型部材搬送機構
９６ リードフレーム供給機構
９７ 材料樹脂供給駆動機構
９８ イジェクト駆動機構
Claims (7)
- 半導体チップを実装したリードフレームが装填されるとともにこのリードフレームに半導体チップを封装する封装樹脂がアウトサート成形されたリードフレーム組立体を成形する上記封装樹脂のキャビティを構成する第１のキャビティが形成された第１の金型部材と、
この第１の金型部材に対して接離自在に対向配置され、上記第１のキャビティと協動して封装樹脂のキャビティを構成する第２のキャビティが形成された第２の金型部材と、
上記第１の金型部材内に設けられ、熱硬化性合成樹脂からなる材料樹脂が装填される材料樹脂装填部と、この材料樹脂装填部に装填されるとともに溶融状態とされた上記材料樹脂を上記キャビティ内へと供給する押出手段とを備えた材料樹脂供給機構と、
上記第１の金型部材内に設けられ、上記半導体チップが上記封装樹脂によって封装された上記リードフレーム組立体を上記キャビティから突き出して離型するイジェクトピンを有するイジェクト機構とを備え、
上記第１の金型部材と第２の金型部材には、型締め状態に自己保持する型締保持機構が設けられるとともに、これら第１の金型部材と第２の金型部材とが設置される本体装置側の駆動機構によって上記材料樹脂供給機構及びイジェクト機構が駆動され、
上記型締保持機構は、上記第１の金型部材又は第２の金型部材に一端部を回動自在に支持されるとともに第１の係合部が形成された一対の第１のリンクレバー及びこれら第１のリンクレバーの他端部にそれぞれ回動自在に支持されるとともに自由端部が互いに連結部材を介して連結された一対の第２のリンクレバーとからなるトグル型締め機構と、上記第１のリンクレバーの第１の係合部に対応して上記第２の金型部材又は第１の金型部材にそれぞれ設けられた一対の第２の係合部とから構成され、
上記トグル型締め機構は、上記第１のリンクレバーと第２のリンクレバーとがすぼまった状態に動作されることによって、上記第１のリンクレバーに設けられた上記第１の係合部が対応する上記第２の係合部にそれぞれ相対係合されて、上記第１の金型部材と第２の金型部材とを型締めした状態に自己保持することを特徴とする半導体封止用金型装置。 - 上記第１の金型部材と第２の金型部材には、その上記トグル型締め機構の中心線上に位置する側面部に、それぞれ端部が固定される型締め用弾性手段が引張り状態で張架され、
この型締め用弾性手段の弾性力によって上記トグル型締め機構による上記第１の金型部材と第２の金型部材との型締め状態を保持することを特徴とする請求項１に記載の半導体封止用金型装置。 - 上記第１の金型部材には、上記第２の金型部材が型開きした状態で、
チップ実装部と、一端部がこのチップ実装部の周辺部にそれぞれ臨ませられるとともに他端部が外周部側へと引き出された多数個のリード端子と、ランナー部と、上記第１の金型部材の材料樹脂装填部に対応するカル部とが導電性金属薄板を素材として一体に形成され、上記チップ実装部に上記半導体チップが各リード端子と電気的に接続されて実装されたリードフレームが装着され、
これら第１の金型部材と第２の金型部材とが型締め動作されて上記トグル型締め機構による型締め状態が保持され、上記材料樹脂供給機構によって溶融状態の上記材料樹脂が上記キャビティ内へと押し出されて硬化することにより、上記チップ実装部に実装された上記半導体チップを封装する上記封装樹脂を上記リードフレームにアウトサート成形してリードフレーム組立体を成形することを特徴とする請求項１に記載の半導体封止用金型装置。 - 半導体チップを実装したリードフレームが装填されるとともにこのリードフレームに半導体チップを封装する封装樹脂がアウトサート成形されてリードフレーム組立体を成形する上記封装樹脂のキャビティを構成する第１のキャビティが形成された第１の金型部材と、この第１の金型部材に対して接離自在に対向配置されるとともに上記第１のキャビティと協動して上記封装樹脂のキャビティを構成する第２のキャビティが形成された第２の金型部材とからなり、上記第１の金型部材内には熱硬化性合成樹脂からなる材料樹脂が装填される材料樹脂装填部及びこの材料樹脂装填部に装填されて溶融状態とされた上記材料樹脂を上記キャビティ内へと供給する押出手段とを備えた材料樹脂供給機構と、上記半導体チップが上記封装樹脂によって封装されたリードフレーム組立体を上記キャビティから突き出して離型するイジェクトピンを有するイジェクト機構とが備えられかつ上記第１の金型部材と第２の金型部材とに型締め状態を自己保持する型締保持機構が設けられた半導体封止用金型装置が用いられ、
この半導体封止用金型装置を巡回搬送する搬送機構と、
上記半導体封止用金型装置の上記材料樹脂供給機構の押出手段を駆動して上記キャビティ内へ上記材料樹脂を充填させる材料樹脂供給駆動機構と、
上記リードフレーム組立体に対して上記封装樹脂のアウトサート成形が行われて上記第１の金型部材と第２の金型部材とが型開き動作した状態で、上記イジェクト機構を駆動して上記リードフレーム組立体を上記第１の金型部材からイジェクトさせるイジェクト駆動機構と、
上下方向に離間して互いに対向配設された第１の搬送ガイドフレーム及び第２の搬送ガイドフレームとを備え、
これら第１の搬送ガイドフレームと第２の搬送ガイドフレームとの間に構成される第１の搬送空間部は、上記第１の金型部材と第２の金型部材とが型締め状態で上記搬送機構によって搬送される型締め搬送空間部を構成し、
上記第１の搬送ガイドフレームの下方部に構成される第２の搬送空間部は、型開き状態の上記第１の金型部材が上記搬送機構によって搬送される一方の型開き搬送空間部を構成し、
上記第２の搬送ガイドフレームの上方部に構成される第３の搬送空間部は、型開き状態の上記第２の金型部材が上記搬送機構によって搬送される他方の型開き搬送空間部を構成し、
型開きされた上記第１の金型部材と第２の金型部材とが、上記第２の搬送空間部と第３の搬送空間部を経由して初期位置へと巡回搬送されることを特徴とする半導体封止用金型装置を用いた半導体封止装置。 - 少なくとも、上記第１の搬送ガイドフレームには、上記第１の金型部材を加熱する加熱手段が付設されたことを特徴とする請求項４に記載の半導体封止用金型装置を用いた半導体封止装置。
- 半導体チップを実装したリードフレームが装填されるとともにこのリードフレームに半導体チップを封装する封装樹脂がアウトサート成形されてリードフレーム組立体を成形する上記封装樹脂のキャビティを構成する第１のキャビティが形成された第１の金型部材と、この第１の金型部材に対して接離自在に対向配置されるとともに上記第１のキャビティと協動して上記封装樹脂のキャビティを構成する第２のキャビティが形成された第２の金型部材とからなり、上記第１の金型部材内には熱硬化性合成樹脂からなる材料樹脂が装填される材料樹脂装填部及びこの材料樹脂装填部に装填されて溶融状態とされた上記材料樹脂を上記キャビティ内へと供給する押出手段とを備えた材料樹脂供給機構と、上記半導体チップが上記封装樹脂によって封装された上記リードフレーム組立体を上記キャビティから突き出して離型するイジェクトピンを有するイジェクト機構とが備えられかつ上記第１の金型部材と第２の金型部材とに型締め状態を自己保持する型締保持機構が設けられた半導体封止用金型装置が用いられ、
上記半導体封止用金型装置が型開きされた状態において、上記第１の金型部材の上記材料樹脂装填部に上記材料樹脂を装填する樹脂装填工程と、
同様に、上記半導体封止用金型装置が型開きされた状態において、上記半導体チップを実装した上記リードフレームを上記第１の金型部材に装着するリードフレーム装着工程と、
上記半導体封止用金型装置を型締めしかつ上記型締保持機構によってその型締め状態を保持するとともに、上記材料樹脂供給機構によって上記キャビティ内に溶融状態の上記材料樹脂を充填する樹脂充填工程と、
上記型締保持機構による上記半導体封止用金型装置の型締め状態を保持する型締め保持工程と、
上記半導体封止用金型装置を型開きして上記リードフレームに対して上記封装樹脂のアウトサート成形が行われたリードフレーム組立体を上記第１の金型部材から突き出すイジェクト工程とからなり、
上記半導体封止用金型装置を上記各工程毎に巡回駆動し、リードフレームに対して上記封装樹脂のアウトサート成形を行うことによりリードフレーム組立体を成形する半導体封止用金型装置を用いた半導体装置の封装樹脂成形方法において、
上下方向に離間して互いに対向配設された第１の搬送ガイドフレームと第２の搬送ガイドフレームとによって、型締め状態の上記第１の金型部材と第２の金型部材とが搬送される中央部の型締め搬送空間部と、型開き状態の上記第１の金型部材が搬送される上方部の第１の型開き搬送空間部及び上記第２の金型部材が搬送される下方部の第２の搬送空間部とが構成され、上記型締め搬送空間部の搬送工程中に上記リードフレームに対して上記半導体チップを封装する上記封装樹脂のアウトサート成形を行い、型開きされた上記第１の金型部材と第２の金型部材とを、上記第１の型開き搬送空間部と第２の型開き搬送空間部を経由して上記型締め搬送空間部の初期位置へと巡回搬送することによって、リードフレーム組立体の連続成形を行うことを特徴とする半導体封止用金型装置を用いた半導体装置の封装樹脂成形方法。 - 上記第１の搬送ガイドフレームと第２の搬送ガイドフレームに設けられた加熱手段により、上記第１の金型部材と第２の金型部材との加熱工程を搬送工程によって行うことを特徴とする請求項６に記載の半導体封止用金型装置を用いた半導体装置の封装樹脂成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35261195A JP3572772B2 (ja) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | 半導体封止用金型装置及びこの金型装置を用いた半導体封止装置並びに半導体装置の封装樹脂成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35261195A JP3572772B2 (ja) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | 半導体封止用金型装置及びこの金型装置を用いた半導体封止装置並びに半導体装置の封装樹脂成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09186183A JPH09186183A (ja) | 1997-07-15 |
| JP3572772B2 true JP3572772B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=18425234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35261195A Expired - Fee Related JP3572772B2 (ja) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | 半導体封止用金型装置及びこの金型装置を用いた半導体封止装置並びに半導体装置の封装樹脂成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3572772B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102106200A (zh) * | 2008-07-24 | 2011-06-22 | 罗伯特.博世有限公司 | 密封框架以及用于覆盖构件的方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006055940A (ja) * | 2004-08-19 | 2006-03-02 | Amada Insatsu Kako Kk | 多面抜き金型 |
| FR2937272B1 (fr) * | 2008-10-17 | 2013-01-04 | Genprod | Ensemble de moulage et procede de verrouillage d'un ensemble de moulage |
| JP6341068B2 (ja) * | 2014-11-17 | 2018-06-13 | 株式会社デンソー | 成形用金型および成形装置 |
| JP7034702B2 (ja) * | 2017-12-21 | 2022-03-14 | Ｔｏｗａ株式会社 | 樹脂成形装置及び樹脂成形品の製造方法 |
| JP7444976B2 (ja) * | 2019-09-19 | 2024-03-06 | アデュールティムム アクチェンゲゼルシャフト | 複合材料のデバイスを形成する方法、パターン、デバイス |
| CN113707563B (zh) * | 2021-08-16 | 2022-12-13 | 宁波群芯微电子股份有限公司 | 一种高集成度的集成电路封装装置及其使用方法 |
| CN116387219B (zh) * | 2023-06-05 | 2023-08-11 | 四川明泰微电子科技股份有限公司 | 一种半导体引线框架封装转移架 |
| CN116936375B (zh) * | 2023-07-05 | 2024-01-12 | 苏州赛肯智能科技有限公司 | 改造型自动封装机 |
-
1995
- 1995-12-29 JP JP35261195A patent/JP3572772B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102106200A (zh) * | 2008-07-24 | 2011-06-22 | 罗伯特.博世有限公司 | 密封框架以及用于覆盖构件的方法 |
| CN102106200B (zh) * | 2008-07-24 | 2015-07-22 | 罗伯特.博世有限公司 | 密封框架以及用于覆盖构件的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09186183A (ja) | 1997-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN117242557A (zh) | 压缩成形装置及压缩成形方法 | |
| JP2019526164A (ja) | 撮像モジュールのモールド回路基板とその製造設備及び製造方法 | |
| JP3572772B2 (ja) | 半導体封止用金型装置及びこの金型装置を用いた半導体封止装置並びに半導体装置の封装樹脂成形方法 | |
| JP4417096B2 (ja) | 樹脂封止方法および樹脂封止装置 | |
| CN110576567B (zh) | 树脂成形装置及树脂成形品的制造方法 | |
| JP6423677B2 (ja) | 成形金型、成形装置および成形品の製造方法 | |
| EP1768167A2 (en) | Method of resin-seal molding electronic component and apparatus therefor. | |
| US20220060094A1 (en) | Core unit manufacturing apparatus and core unit manufacturing method | |
| EP1482537A2 (en) | Sectional molding system for encapsulating a substrate | |
| JP2022081454A (ja) | プラグを製造するための方法および射出成形金型 | |
| JP2007130976A (ja) | 樹脂成形装置 | |
| JP7121763B2 (ja) | 樹脂モールド装置及び樹脂モールド方法 | |
| JP3511768B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| TWI853237B (zh) | 壓縮成形裝置及壓縮成形方法 | |
| WO2024047916A1 (ja) | 樹脂封止装置及び樹脂封止方法 | |
| JP4226022B2 (ja) | 樹脂成形装置および樹脂成形方法 | |
| JP4150658B2 (ja) | 樹脂封止装置 | |
| JP2996427B2 (ja) | 電子部品モールド金型 | |
| TWI847304B (zh) | 樹脂密封裝置、密封模具以及樹脂密封方法 | |
| WO2023144856A1 (ja) | 樹脂封止装置、封止金型、及び樹脂封止方法 | |
| WO2023105841A1 (ja) | 樹脂封止装置及び封止金型 | |
| CN118201754A (zh) | 树脂密封装置及树脂密封方法 | |
| JPH0537474Y2 (ja) | ||
| WO2020105209A1 (ja) | トランスファ駆動機構、樹脂成形装置および樹脂成形品の製造方法 | |
| TW202426239A (zh) | 成形模、樹脂成形裝置及樹脂成形品之製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040608 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040621 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |