JP3602422B2

JP3602422B2 - Resin sealing device

Info

Publication number: JP3602422B2
Application number: JP2000271468A
Authority: JP
Inventors: 一郎古田
Original assignee: Ｎｅｃセミコンダクターズ九州株式会社
Priority date: 2000-09-07
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2020-09-07
Also published as: JP2002079554A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の樹脂封止に用いる樹脂封止装置及び離型方法に関し、特に半導体装置のリードフレーム面内にて樹脂注入を行うトランスファーモールド方式の樹脂封止装置及び離型方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置は、図１４の成形品の構造の一例を示す断面図で示すように、リードフレーム３２のアイランド３３上に半導体素子３１が搭載され、半導体素子３１のボンディングパッド（図示せず）とリードフレーム３２のリード３４とがボンディングワイヤ３５にて接続されている。そして、半導体素子３１、ボンディングワイヤ３５、リードフレーム３２のアイランド３３及びリード３４が、外界から保護するため、樹脂封止装置を用い樹脂封止され、樹脂３６にて覆われている。
【０００３】
ここで、半導体装置の樹脂封止に用いる樹脂封止装置には、半導体装置のリードフレーム（３２）面内にて樹脂注入を行うトランスファーモールド方式と、リードフレーム（３２）面外から樹脂注入を行うトランスファーモールド方式の、２方式が有る。
【０００４】
そして、半導体装置のリードフレーム面内にて樹脂注入を行うトランスファーモールド方式の樹脂封止装置は、構造として、成形金型に樹脂の経路であるランナー部を有していない。これに対し、リードフレーム面外から樹脂注入を行うトランスファーモールド方式の樹脂封止装置は、成形金型にランナー部を有している。そのため、半導体装置のリードフレーム面内にて樹脂注入を行うトランスファーモールド方式の樹脂封止装置は、（リードフレーム面外から樹脂注入を行うトランスファーモールド方式の樹脂封止装置に対し）、樹脂効率が優れており、生産性が向上し、コストを低減できる。
【０００５】
従来の半導体装置のリードフレーム面内にて樹脂注入を行うトランスファーモールド方式の樹脂封止装置（以下樹脂封止装置という）及び離型方法は、図８の樹脂封止装置の上金型と下金型とから構成される成形金型の下金型を示す平面図、及び図９乃至図１３の離型工程を含むトランスファーモールド工程に於ける成形金型の上下金型の動作を示す断面図で説明される。
【０００６】
まず、図８に示すように、樹脂封止装置の成形金型の下金型１０には、下金型１０上に載置されるリードフレームの半導体素子が搭載された位置に対応した位置に、半導体装置の成形形状に対応した形状の成形用の複数のキャビティ１１が形成されている。そして各キャビティ１１には、成形品取り出し用のエジェクタピン１２が設けられている。
【０００７】
そして、各キャビティ１１に成形材料である樹脂を注入させるための供給口であるポット１３が設けられている。そしてポット１３とキャビティ１１とを連接し、キャビティ１１への樹脂の注入口であるゲート１４が設けられている。そして各ポット１３内には、供給された樹脂を各キャビティ１１に注入するためのプランジャ１５が設けられている。このプランジャ１５は、成形金型の下金型１０に設けられ、下側から動作するのでロアープランジャといわれる。
【０００８】
ここで、ポット１３及びプランジャ１５は複数組設けられていて、マルチプランジャ金型といわれる。そして、１組のポット１３及びプランジャ１５は、複数のキャビティ１１に樹脂を注入する（図８に示す例の場合は、４つのキャビティ１１に樹脂を注入する）。
【０００９】
そして、樹脂封止装置の成形金型の上下金型の型開き状態を示す図９に示すように、樹脂封止装置の成形金型の上金型２０には、下金型１０に対向して、下金型１０に形成された複数のキャビティ１１に対向して、半導体装置の成形形状に対応した形状の成形用の複数のキャビティ２１が形成されている。
【００１０】
そして各キャビティ２１には、下金型１０に設けられたエジェクタピン１２に対向して、成形品取り出し用のエジェクタピン２２が設けられている。また、下金型１０の各ポット１３（カル）に対応した位置にも、成形品取り出し用のエジェクタピン２２ａが設けられている。そして、成形金型の上下金型の型締め状態で、対向する下金型（１０）上面に当接するエジェクタポスト２９が設けられている。
【００１１】
そして、エジェクタピン２２の上端、エジェクタピン２２ａの上端及びエジェクタポスト２９の上端は、エジェクタピンプレート２６に固定されている。そして、エジェクタピン２２、エジェクタピン２２ａ及びエジェクタポスト２９は、エジェクタピンプレート２６ごと、ノックアウトスプリング２８により下方に付勢され押し下げられている。
【００１２】
そして、成形金型の上下金型が型開き状態では、エジェクタピン２２の下端部は、キャビティ２１の底面より突出している。また、エジェクタピン２２ａの下端部及びエジェクタポスト２９の下端部は、上金型２０の下面より突出している。
【００１３】
また、下金型１０に設けられたエジェクタピン１２は、その下端がエジェクタピンプレート１６に固定されている。そして、エジェクタピンプレート１６は、ノックアウトロッド１７に固定されている。
【００１４】
そして、成形金型の上下金型が型開き状態では、エジェクタピン１２は、ノックアウトロッド１７が下降した位置に位置することにより、下降した位置に位置する。そして、エジェクタピン１２の上端は、キャビティ１１の底面に位置している。
【００１５】
そして、図１０に示すように、型開き状態の成形金型の下金型１０に、成形材料である樹脂３６を供給し、樹脂封止されるリードフレーム３２を載置する。まず、下金型１０の各ポット１３内に、予備加熱され軟化したタブレット状の樹脂３６を夫々供給する。そして、下金型１０上の所定の位置に、半導体素子（図示せず）が搭載され、ボンディングワイヤ（図示せず）にて接続されたリードフレーム３２を載置する。
【００１６】
次に、図１１に示すように、成形金型の上下金型の型締めを行う。そうすると、成形金型の上金型２０と下金型１０とは衝合し、リードフレーム３２は上金型２０と下金型１０とで挟持される。
【００１７】
この時、上金型２０に設けられたエジェクタポスト２９の下端が、対向する下金型１０の上面に当接する。そして、エジェクタポスト２９が固定されているエジェクタピンプレート２６を付勢しているノックアウトスプリング２８が圧縮されて、エジェクタポスト２９はその下端が対向する下金型１０の上面に当接したまま押し上げられ、上金型２０と下金型１０との衝合面に位置する。
【００１８】
そしてこの事により、エジェクタピンプレート２６に固定されているエジェクタピン２２ａも押し上げられ、その下端は上金型２０の下面に位置する。そして、エジェクタピンプレート２６に固定されているエジェクタピン２２も押し上げられ、その下端はキャビティ２１の底面に位置する。
【００１９】
またこの時でも、下金型１０に設けられたエジェクタピン１２の上端は、キャビティ１１の底面に位置したままである。
【００２０】
そして、この（型締め）状態に於いて、下金型１０のポット１３内で加熱溶融した樹脂３６を、プランジャ１５により、ゲート１４を介して各キャビティ１１及びキャビティ２１に注入する。そして、注入した樹脂３６を上金型２０及び下金型１０により所定時間加熱保持（キュア）し硬化させる。こうして、リードフレーム３２に搭載された半導体素子を樹脂封止した、成形品が出来上がる。
【００２１】
その後、図１２に示すように、成形金型の上下金型の型開きを行う。そうすると、成形金型の上金型２０と下金型１０とは離隔する。
【００２２】
この時、上金型２０に設けられ対向する下金型１０の上面に当接していたエジェクタポスト２９は、固定されているエジェクタピンプレート２６ごと、圧縮されていたノックアウトスプリング２８により下方に付勢され、下金型１０の上面を押し付けながら下金型１０から離隔する。
【００２３】
そして同時に、エジェクタピン２２が、エジェクタポスト２９と共に固定されているエジェクタピンプレート２６ごと、ノックアウトスプリング２８により下方に付勢され、出来上がった成形品３７を押し付けながら下金型１０から離隔する。
【００２４】
そしてまた同時に、エジェクタピン２２ａが、エジェクタポスト２９及びエジェクタピン２２と共に固定されているエジェクタピンプレート２６ごと、ノックアウトスプリング２８により下方に付勢され、ポット１３内に残って硬化した樹脂（３６）であるカル３８を押し付けながら下金型１０から離隔する。このようにして、成形品３７及びカル３８が上金型２０より離型される。
【００２５】
そして、下金型１０に設けられたプランジャ１５が、一旦下降し、元の位置に戻る。
【００２６】
次に、図１３に示すように、下金型１０に設けられたエジェクタピン１２が、固定されているエジェクタピンプレート１６が固定されているノックアウトロッド１７が上昇することにより上昇し、成形品３７がエジェクタピン２２により押し上げられる。そして同時に、プランジャ１５が上昇し、カル３８がプランジャ１５により押し上げられる。このようにして、成形品３７及びカル３８が下金型１０より離型される。
【００２７】
そして、上金型２０及び下金型１０より離型された成形品３７及びカル３８は、上下金型内から搬送される。
【００２８】
そして、エジェクタピン１２は、固定されているエジェクタピンプレート１６が固定されているノックアウトロッド１７が下降することにより下降し、元の位置に戻る。そして、プランジャ１５は、下降し、元の位置に戻る。（図９に示す状態に戻る）。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
樹脂封止に使用する樹脂（３６）はある一定の工程能力にて製造される為に、出来上がりの重量はある一定のばらつきを有している。ここで、
重量＝密度＊体積＊比重であり、密度及び比重は一定である。その為、使用する樹脂（３６）のタブレットの大きさ（体積）は、その重量のばらつきに応じて一定のばらつきを有している。
【００３０】
そして、このような樹脂３６のタブレットを用いて、樹脂封止装置において樹脂封止を行う為、樹脂封止装置の成形金型の下金型１０のポット１３内で加熱溶融した樹脂３６は、成形金型の上金型２０のキャビティ２１及び下金型１０のキャビティ１１には隅々まで注入され、下金型１０のゲート１４にも十分に注入されているが、下金型１０のポット１３内に残った樹脂（３６）つまりカル３８の樹脂量（体積）はばらついている。その為、出来上がったカル３８の厚さは、その樹脂３６の重量のばらつきに応じて、ばらついていて、変化することは避けられない。
【００３１】
従って、従来の樹脂封止装置及び離型方法に於いては、厚さの変化しない成形品３７部と厚さが変化するカル３８部の離型動作に於いて、同時に行う離型タイミングにズレが発生してしまう。この、離型タイミングのズレは成形品３７に過大な応力を与える為に、成形品３７が機械的ダメージを受けてしまい樹脂クラックが発生する等品質の低下を招いてしまうという問題がある。
【００３２】
従って、本発明の目的は、成形品とカルの同時離型を可能とし、成形品の品質を向上させる半導体装置のリードフレーム面内にて樹脂封止を行うトランスファーモールド方式の樹脂封止装置を提供することにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明の樹脂封止装置は、少なくとも１つ以上のポットと前記ポットから樹脂を注入される切欠部とを有する成形金型と、前記切欠部に設けられ前記切欠部に注入され硬化した前記樹脂を押し出すエジェクタピンと、を有し、各々の前記ポットには少なくとも２つ以上の切欠部が接続して設けられ、各々の前記切欠部は、唯 1 つのポットに接続し、その他のポットから樹脂が注入されることが無いように独立しており、かつ前記唯１つのポットを間に介して対になって対向して配置されていることを特徴とする。
【００３４】
また、切欠部の深さは、成形金型に形成されたキャビティの深さと同程度である。
【００３５】
さらに、切欠部に設けられたエジェクタピンは、成形金型に形成されたキャビティに設けられたエジェクタピンが固定されているプレートと同一のプレートに固定されている。
【００３６】
本発明の離型方法は、樹脂突起部とカルとを一体的に形成し、前記樹脂突起部を成形金型から離型させることにより、前記カルを前記成形金型から離型させることを特徴とする。
【００３７】
本発明の離型方法は、樹脂突起部とカルとを一体的に形成し、前記樹脂突起部を成形品と同時に成形金型から離型させることにより、前記カルを前記成形品と同時に前記成形金型から離型させることを特徴とする。
【００３８】
また、形成した前記樹脂突起部の樹脂量は一定であり、形成した前記樹脂突起部の厚さは一定である。
【００３９】
この様な本発明によれば、厚さが一定で変化しない樹脂突起部を形成し、樹脂突起部を離型させることによりカルを離型させている。
【００４０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態の樹脂封止装置の上金型と下金型とから構成される成形金型の下金型を示す平面図、図２乃至図６は図１の第１の実施形態の離型工程を含むトランスファーモールド工程に於ける成形金型の上下金型の動作を示す断面図である。
【００４１】
まず、図１に示すように、本実施形態の樹脂封止装置の成形金型の下金型１０には、下金型１０上に載置されるリードフレームの半導体素子が搭載された位置に対応した位置に、半導体装置の成形形状に対応した形状の成形用の複数のキャビティ１１が形成されている。そして各キャビティ１１には、成形品取り出し用のエジェクタピン１２が設けられている。
【００４２】
そして、各キャビティ１１に成形材料である樹脂を注入させるための供給口であるポット１３が設けられている。そしてポット１３とキャビティ１１とを連接し、キャビティ１１への樹脂の注入口であるゲート１４が設けられている。そして各ポット１３内には、供給された樹脂を各キャビティ１１に注入するためのプランジャ１５が設けられている。
【００４３】
そして、ポット１３とゲート１４とに列接し、ポット１３から樹脂を注入させる切欠である切欠部１が設けられている。そして各切欠部１には、成形品取り出し用のエジェクタピン２が設けられている。
【００４４】
ここで、ポット１３及びプランジャ１５は複数組設けられていて、１組のポット１３及びプランジャ１５は、複数のキャビティ１１に樹脂を注入する。図１に示す例の場合は、４つのキャビティ１１に樹脂を注入する。
【００４５】
そして、１組のポット１３とゲート１４とに列接し、複数の切欠部１が設けられている。図１に示す例の場合は、ポット１３を間に介して、一対の切欠部１が対向して設けられている。
【００４６】
そして、樹脂封止装置の成形金型の上下金型の型開き状態を示す図２に示すように、本実施形態の樹脂封止装置の成形金型の上金型２０には、下金型１０に対向して、下金型１０に形成された複数のキャビティ１１に対向して、半導体装置の成形形状に対応した形状の成形用の複数のキャビティ２１が形成されている。
【００４７】
そして各キャビティ２１には、下金型１０に設けられたエジェクタピン１２に対向して、成形品取り出し用のエジェクタピン２２が設けられている。また、下金型１０の各ポット１３（カル）に対応した位置にも、成形品取り出し用のエジェクタピン２２ａが設けられている。そして、成形金型の上下金型の型締め状態で、対向する下金型（１０）上面に当接するエジェクタポスト２９が設けられている。
【００４８】
そして、エジェクタピン２２の上端、エジェクタピン２２ａの上端及びエジェクタポスト２９の上端は、エジェクタピンプレート２６に固定されている。そして、エジェクタピン２２、エジェクタピン２２ａ及びエジェクタポスト２９は、エジェクタピンプレート２６ごと、ノックアウトスプリング２８により下方に付勢され押し下げられている。
【００４９】
そして、成形金型の上下金型が型開き状態では、エジェクタピン２２の下端部は、キャビティ２１の底面より突出している。また、エジェクタピン２２ａの下端部及びエジェクタポスト２９の下端部は、上金型２０の下面より突出している。
【００５０】
また、下金型１０に設けられたエジェクタピン１２及びエジェクタピン２は、夫々その下端がエジェクタピンプレート１６に固定されている。そして、エジェクタピンプレート１６は、ノックアウトロッド１７に固定されている。
【００５１】
そして、成形金型の上下金型が型開き状態では、エジェクタピン１２及びエジェクタピン２は、ノックアウトロッド１７が下降した位置に位置することにより、夫々下降した位置に位置する。そして、エジェクタピン１２の上端は、キャビティ１１の底面に位置している。そしてエジェクタピン２の上端は、切欠部１の底面に位置している。
【００５２】
そして、図３に示すように、型開き状態の成形金型の下金型１０に、成形材料である樹脂３６を供給し、樹脂封止されるリードフレーム３２を載置する。まず、下金型１０の各ポット１３内に、予備加熱され軟化したタブレット状の樹脂３６を夫々供給する。そして、下金型１０上の所定の位置に、半導体素子（図示せず）が搭載され、ボンディングワイヤ（図示せず）にて接続されたリードフレーム３２を載置する。
【００５３】
次に、図４に示すように、成形金型の上下金型の型締めを行う。そうすると、成形金型の上金型２０と下金型１０とは衝合し、リードフレーム３２は上金型２０と下金型１０とで挟持される。
【００５４】
この時、上金型２０に設けられたエジェクタポスト２９の下端が、対向する下金型１０の上面に当接する。そして、エジェクタポスト２９が固定されているエジェクタピンプレート２６を付勢しているノックアウトスプリング２８が圧縮されて、エジェクタポスト２９はその下端が対向する下金型１０の上面に当接したまま押し上げられ、上金型２０と下金型１０との衝合面に位置する。
【００５５】
そしてこの事により、エジェクタピンプレート２６に固定されているエジェクタピン２２ａも押し上げられ、その下端は上金型２０の下面に位置する。そして、エジェクタピンプレート２６に固定されているエジェクタピン２２も押し上げられ、その下端はキャビティ２１の底面に位置する。
【００５６】
またこの時でも、下金型１０に設けられたエジェクタピン１２の上端は、キャビティ１１の底面に位置したままである。そして、エジェクタピン２の上端は、切欠部１の底面に位置したままである。
【００５７】
そして、この（型締め）状態に於いて、下金型１０のポット１３内で加熱溶融した樹脂３６を、プランジャ１５により、ゲート１４を介して各キャビティ１１及びキャビティ２１に注入する。そしてこの時同時に、ポット１３内で加熱溶融した樹脂３６を、プランジャ１５により、切欠部１にも注入する。なおこの時、切欠部１には、樹脂３６が隅々まで注入される。そして、注入した樹脂３６を上金型２０及び下金型１０により所定時間加熱保持（キュア）し硬化させる。こうして、リードフレーム３２に搭載された半導体素子を樹脂封止した、成形品が出来上がる。
【００５８】
その後、図５に示すように、成形金型の上下金型の型開きを行う。そうすると、成形金型の上金型２０と下金型１０とは離隔する。
【００５９】
この時、上金型２０に設けられ対向する下金型１０の上面に当接していたエジェクタポスト２９は、固定されているエジェクタピンプレート２６ごと、圧縮されていたノックアウトスプリング２８により下方に付勢され、下金型１０の上面を押し付けながら下金型１０から離隔する。
【００６０】
そして同時に、エジェクタピン２２が、エジェクタポスト２９と共に固定されているエジェクタピンプレート２６ごと、ノックアウトスプリング２８により下方に付勢され、出来上がった成形品３７を押し付けながら下金型１０から離隔する。
【００６１】
そしてまた同時に、エジェクタピン２２ａが、エジェクタポスト２９及びエジェクタピン２２と共に固定されているエジェクタピンプレート２６ごと、ノックアウトスプリング２８により下方に付勢され、ポット１３内に残って硬化した樹脂（３６）であるカル３８を押し付けながら下金型１０から離隔する。このようにして、成形品３７及びカル３８が上金型２０より離型される。
【００６２】
そして、下金型１０に設けられたプランジャ１５が、一旦下降し、元の位置に戻る。
【００６３】
次に、図６に示すように、下金型１０に設けられたエジェクタピン１２及びエジェクタピン２が、夫々固定されているエジェクタピンプレート１６が固定されているノックアウトロッド１７が上昇することにより上昇する。そして、成形品３７がエジェクタピン２２により押し上げられる。そして同時に、切欠部１に注入され硬化された樹脂３６（以下これを樹脂突起部３９という）がエジェクタピン２により押し上げられる事により、樹脂突起部３９に一体的に形成されているカル３８が押し上げられる。このようにして、成形品３７及びカル３８が下金型１０より離型される。
【００６４】
ここで、樹脂突起部３９の厚さは、エジェクタピン２により押し上げられる時に、機械的に十分な強度を有すれば良い。それゆえ、樹脂突起部３９の厚さつまり下金型１０に設けられた切欠部１の深さは、例えば、下金型１０に形成されたキャビティ１１の深さと同程度でも良い。
【００６５】
そして、上金型２０及び下金型１０より離型された成形品３７及びカル３８は、上下金型内から搬送される。
【００６６】
そして、エジェクタピン１２及びエジェクタピン２は、夫々固定されているエジェクタピンプレート１６が固定されているノックアウトロッド１７が下降することにより下降し、元の位置に戻る。（図２に示す状態に戻る）。
【００６７】
図７は本発明の第２の実施形態の樹脂封止装置の成形金型の下金型を示す平面図である。図７に示すように、本実施形態の樹脂封止装置は、図１に示す第１の実施形態では、ポット１３を間に介して、一対の切欠部１が対向して設けられているのに対し、ポット１３を間に介して、２対の切欠部１が夫々対向して設けられているものである。なお、切欠部１には、夫々エジェクタピン２が設けられている。
【００６８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、厚さの変化しない樹脂突起部を形成し、樹脂突起部を離型させることにより厚さが変化するカルを離型させるので、厚さの変化しない成形品とカルの同時離型が可能になり、離型動作時成形品に与えられる応力を低減することができ、成形品の品質を向上させるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の樹脂封止装置の成形金型の下金型を示す平面図である。
【図２】図２乃至図６は、図１の第１の実施形態の離型工程を含むトランスファーモールド工程に於ける成形金型の上下金型の動作を示す断面図である。そして、図２は成形金型の上下金型の型開き状態を示す断面図である。
【図３】型開き状態の成形金型の下金型に、樹脂を供給し、リードフレームを載置した状態を示す断面図である。
【図４】型締め状態の成形金型の上下金型に、樹脂を注入した状態を示す断面図である。
【図５】成形金型の上下金型の型開き状態を示し、成形品及びカルが上金型より離型された状態を示す断面図である。
【図６】型開き状態の成形金型の上下金型に於いて、成形品及びカルが下金型より離型された状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の樹脂封止装置の成形金型の下金型を示す平面図である。
【図８】従来の樹脂封止装置の成形金型の下金型を示す平面図である。
【図９】図９乃至図１３は、図８の従来の離型工程を含むトランスファーモールド工程に於ける成形金型の上下金型の動作を示す断面図である。そして、図９は成形金型の上下金型の型開き状態を示す断面図である。
【図１０】型開き状態の成形金型の下金型に、樹脂を供給し、リードフレームを載置した状態を示す断面図である。
【図１１】型締め状態の成形金型の上下金型に、樹脂を注入した状態を示す断面図である。
【図１２】成形金型の上下金型の型開き状態を示し、成形品及びカルが上金型より離型された状態を示す断面図である。
【図１３】型開き状態の成形金型の上下金型に於いて、成形品及びカルが下金型より離型された状態を示す断面図である。
【図１４】半導体装置の成形品の構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１切欠部
２，１２，２２，２２ａエジェクタピン
１０下金型
１１，２１キャビティ
１３ポット
１４ゲート
１５プランジャ
１６，２６エジェクタピンプレート
１７ノックアウトロッド
２０上金型
２８ノックアウトスプリング
２９エジェクタポスト
３１半導体素子
３２リードフレーム
３３アイランド
３４リード
３５ボンディングワイヤ
３６樹脂
３７成形品
３８カル
３９樹脂突起部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin sealing device and a mold releasing method used for resin sealing of a semiconductor device, and more particularly to a transfer molding type resin sealing device and a mold releasing method for injecting a resin in a lead frame surface of a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
In the semiconductor device, as shown in a cross-sectional view showing an example of the structure of a molded product in FIG. 14, a semiconductor element 31 is mounted on an island 33 of a lead frame 32, and a bonding pad (not shown) of the semiconductor element 31 is connected to a lead. The leads 34 of the frame 32 are connected by bonding wires 35. Then, the semiconductor element 31, the bonding wires 35, the islands 33 and the leads 34 of the lead frame 32 are sealed with a resin using a resin sealing device and protected with a resin 36 in order to protect them from the outside.
[0003]
Here, the resin sealing device used for resin sealing of the semiconductor device includes a transfer molding method in which the resin is injected within the surface of the lead frame (32) of the semiconductor device, and a resin injection from outside the surface of the lead frame (32). There are two transfer molding methods.
[0004]
In addition, a transfer molding type resin encapsulating device that injects resin within a lead frame surface of a semiconductor device does not have a runner portion, which is a resin path, in a molding die as a structure. On the other hand, a transfer-molding type resin encapsulation device that injects resin from outside the lead frame surface has a runner portion in a molding die. Therefore, the transfer molding type resin encapsulating device that injects resin within the lead frame surface of the semiconductor device has a higher resin efficiency (as compared to the transfer molding type resin encapsulating device that injects resin from outside the lead frame surface). Excellent, productivity can be reduced, and costs can be reduced.
[0005]
A conventional transfer molding type resin sealing device (hereinafter referred to as a resin sealing device) and a mold releasing method for injecting a resin in a lead frame surface of a semiconductor device are described in FIG. 9 is a plan view showing a lower mold of a molding die composed of a metal mold and a cross-sectional view showing an operation of upper and lower molds of the molding die in a transfer molding process including a releasing process of FIGS. 9 to 13. It is explained in.
[0006]
First, as shown in FIG. 8, the lower die 10 of the molding die of the resin sealing device is placed at a position corresponding to the position where the semiconductor element of the lead frame mounted on the lower die 10 is mounted. A plurality of molding cavities 11 having a shape corresponding to the molding shape of the semiconductor device are formed. Each cavity 11 is provided with an ejector pin 12 for removing a molded product.
[0007]
Each cavity 11 is provided with a pot 13 serving as a supply port for injecting a resin as a molding material. The pot 13 and the cavity 11 are connected to each other, and a gate 14 serving as an injection port of the resin into the cavity 11 is provided. In each pot 13, a plunger 15 for injecting the supplied resin into each cavity 11 is provided. The plunger 15 is provided in the lower die 10 of the molding die and operates from below, and is therefore called a lower plunger.
[0008]
Here, a plurality of sets of the pot 13 and the plunger 15 are provided, and are referred to as a multi-plunger mold. Then, one set of the pot 13 and the plunger 15 injects the resin into the plurality of cavities 11 (in the case of the example shown in FIG. 8, the resin is injected into the four cavities 11).
[0009]
Then, as shown in FIG. 9 showing the upper and lower molds of the molding die of the resin sealing device, the upper die 20 of the molding die of the resin sealing device is opposed to the lower die 10. A plurality of molding cavities 21 having a shape corresponding to the molding shape of the semiconductor device are formed facing the plurality of cavities 11 formed in the lower mold 10.
[0010]
Each of the cavities 21 is provided with an ejector pin 22 for taking out a molded product, facing the ejector pin 12 provided on the lower mold 10. An ejector pin 22a for removing a molded product is also provided at a position corresponding to each pot 13 (cull) of the lower die 10. An ejector post 29 is provided which contacts the upper surface of the opposing lower mold (10) when the upper and lower molds of the molding die are clamped.
[0011]
The upper end of the ejector pin 22, the upper end of the ejector pin 22a, and the upper end of the ejector post 29 are fixed to the ejector pin plate 26. The ejector pin 22, the ejector pin 22a, and the ejector post 29 are pushed down together with the ejector pin plate 26 by a knockout spring 28.
[0012]
When the upper and lower dies of the molding dies are open, the lower end of the ejector pin 22 protrudes from the bottom surface of the cavity 21. The lower end of the ejector pin 22 a and the lower end of the ejector post 29 project from the lower surface of the upper mold 20.
[0013]
The lower end of the ejector pin 12 provided on the lower mold 10 is fixed to an ejector pin plate 16. Then, the ejector pin plate 16 is fixed to the knockout rod 17.
[0014]
When the upper and lower dies of the molding dies are open, the ejector pin 12 is located at the lowered position by the knockout rod 17 being located at the lowered position. The upper end of the ejector pin 12 is located on the bottom surface of the cavity 11.
[0015]
Then, as shown in FIG. 10, a resin 36 as a molding material is supplied to the lower mold 10 of the molding die in an open state, and the lead frame 32 to be resin-sealed is placed. First, a preheated and softened tablet-like resin 36 is supplied into each pot 13 of the lower mold 10. Then, a semiconductor element (not shown) is mounted at a predetermined position on the lower mold 10, and a lead frame 32 connected by a bonding wire (not shown) is mounted.
[0016]
Next, as shown in FIG. 11, the upper and lower dies of the molding dies are clamped. Then, the upper die 20 and the lower die 10 of the forming die abut against each other, and the lead frame 32 is sandwiched between the upper die 20 and the lower die 10.
[0017]
At this time, the lower end of the ejector post 29 provided on the upper mold 20 contacts the upper surface of the lower mold 10 facing the upper mold 20. Then, the knockout spring 28 urging the ejector pin plate 26 to which the ejector post 29 is fixed is compressed, and the ejector post 29 is pushed up with its lower end in contact with the upper surface of the lower mold 10 facing the ejector post 29. , Are located on the abutment surface between the upper mold 20 and the lower mold 10.
[0018]
As a result, the ejector pins 22a fixed to the ejector pin plate 26 are also pushed up, and their lower ends are located on the lower surface of the upper mold 20. Then, the ejector pins 22 fixed to the ejector pin plate 26 are also pushed up, and the lower end thereof is located on the bottom surface of the cavity 21.
[0019]
Also at this time, the upper end of the ejector pin 12 provided on the lower mold 10 remains at the bottom of the cavity 11.
[0020]
Then, in this (mold-clamped) state, the resin 36 heated and melted in the pot 13 of the lower mold 10 is injected by the plunger 15 into each cavity 11 and cavity 21 through the gate 14. Then, the injected resin 36 is heated and held (cured) for a predetermined time by the upper mold 20 and the lower mold 10 to be cured. Thus, a molded product in which the semiconductor element mounted on the lead frame 32 is resin-sealed is completed.
[0021]
Thereafter, as shown in FIG. 12, the upper and lower dies of the molding dies are opened. Then, the upper die 20 and the lower die 10 of the molding die are separated from each other.
[0022]
At this time, the ejector post 29 provided on the upper mold 20 and in contact with the upper surface of the opposing lower mold 10 is urged downward by the compressed knockout spring 28 together with the fixed ejector pin plate 26. Then, the upper mold 10 is separated from the lower mold 10 while pressing the upper surface of the lower mold 10.
[0023]
At the same time, the ejector pin 22 is urged downward by the knockout spring 28 together with the ejector pin plate 26 fixed together with the ejector post 29, and separates from the lower mold 10 while pressing the formed molded product 37.
[0024]
At the same time, the ejector pin 22a, together with the ejector post 29 and the ejector pin plate 26 fixed together with the ejector pin 22, are urged downward by the knockout spring 28 and remain in the pot 13 with the cured resin (36). It is separated from the lower mold 10 while pressing a certain cull 38. Thus, the molded product 37 and the cull 38 are released from the upper mold 20.
[0025]
Then, the plunger 15 provided in the lower mold 10 once descends and returns to the original position.
[0026]
Next, as shown in FIG. 13, the ejector pins 12 provided on the lower mold 10 rise by the knockout rod 17 to which the fixed ejector pin plate 16 is fixed, and the molded product 37 is raised. Is pushed up by the ejector pin 22. At the same time, the plunger 15 is raised, and the cull 38 is pushed up by the plunger 15. Thus, the molded product 37 and the cull 38 are released from the lower mold 10.
[0027]
Then, the molded product 37 and the cull 38 released from the upper mold 20 and the lower mold 10 are conveyed from inside the upper and lower molds.
[0028]
Then, the ejector pin 12 is lowered by the knockout rod 17 to which the fixed ejector pin plate 16 is fixed being lowered, and returns to the original position. Then, the plunger 15 descends and returns to the original position. (Return to the state shown in FIG. 9).
[0029]
[Problems to be solved by the invention]
Since the resin (36) used for resin encapsulation is manufactured with a certain process capability, the finished weight has a certain variation. here,
Weight = density * volume * specific gravity, where density and specific gravity are constant. Therefore, the size (volume) of the tablet of the resin (36) to be used has a certain variation according to the variation of the weight.
[0030]
Then, in order to perform resin sealing in the resin sealing device using such a tablet of the resin 36, the resin 36 heated and melted in the pot 13 of the lower mold 10 of the molding die of the resin sealing device is The cavity 21 of the upper mold 20 and the cavity 11 of the lower mold 10 are fully injected into the molding die and the gate 14 of the lower mold 10 is sufficiently injected. The amount (volume) of the resin (36) remaining in the resin 13, that is, the resin of the cull 38 varies. Therefore, the thickness of the completed cull 38 varies depending on the variation in the weight of the resin 36, and it is inevitable that the thickness changes.
[0031]
Accordingly, in the conventional resin sealing apparatus and the mold release method, the mold release operation of the molded part 37 whose thickness does not change and the mold release operation of the cull part whose thickness changes 38 are shifted at the same time. Will occur. The deviation of the mold release timing gives an excessive stress to the molded product 37, so that there is a problem that the molded product 37 is mechanically damaged and the quality is deteriorated, such as generation of resin cracks.
[0032]
Accordingly, an object of the present invention enables the simultaneous release of the molded article and cull, resin sealing equipment transfer molding method in which resin sealing at the lead frame surface of the semiconductor device to improve the quality of molded products Is to provide.
[0033]
[Means for Solving the Problems]
The resin sealing device of the present invention includes a molding die having at least one or more pots and a cutout into which resin is injected from the pot, and the resin injected into the cutout provided in the cutout and cured. An ejector pin for extruding, and at least two or more notches are connected to each of the pots, and each of the notches is connected to only one of the pots, and resin from the other pots is provided. It is characterized in that it is independent so as not to be poured, and is arranged facing each other in a pair with only the one pot interposed therebetween.
[0034]
Further, the depth of the notch is substantially equal to the depth of the cavity formed in the molding die.
[0035]
Further, the ejector pins provided in the notch are fixed to the same plate as the plate to which the ejector pins provided in the cavity formed in the molding die are fixed.
[0036]
The mold release method of the present invention is characterized in that the resin projection and the cull are integrally formed, and the cull is released from the molding die by releasing the resin projection from the molding die. And
[0037]
The mold release method of the present invention is characterized in that the resin protrusion and the cull are integrally formed, and the resin protrusion is released from a molding die at the same time as a molded product, whereby the cull is molded simultaneously with the molded product. It is characterized in that it is released from the mold.
[0038]
Further, the resin amount of the formed resin protrusion is constant, and the thickness of the formed resin protrusion is constant.
[0039]
According to the present invention, a resin projection having a constant thickness and not changing is formed, and the cull is released by releasing the resin projection.
[0040]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a lower die of a molding die composed of an upper die and a lower die of a resin sealing device according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the operation of the upper and lower dies of the molding dies in the transfer molding process including the release process of the first embodiment.
[0041]
First, as shown in FIG. 1, the lower die 10 of the molding die of the resin sealing device of the present embodiment is placed at a position where the semiconductor element of the lead frame mounted on the lower die 10 is mounted. A plurality of molding cavities 11 having a shape corresponding to the molding shape of the semiconductor device are formed at corresponding positions. Each cavity 11 is provided with an ejector pin 12 for removing a molded product.
[0042]
Each cavity 11 is provided with a pot 13 serving as a supply port for injecting a resin as a molding material. The pot 13 and the cavity 11 are connected to each other, and a gate 14 serving as an injection port of the resin into the cavity 11 is provided. In each pot 13, a plunger 15 for injecting the supplied resin into each cavity 11 is provided.
[0043]
In addition, a cutout portion 1 which is in contact with the pot 13 and the gate 14 and which is a cutout for injecting resin from the pot 13 is provided. Each notch 1 is provided with an ejector pin 2 for removing a molded product.
[0044]
Here, a plurality of sets of the pots 13 and the plungers 15 are provided, and one set of the pots 13 and the plungers 15 inject resin into the plurality of cavities 11. In the case of the example shown in FIG. 1, resin is injected into the four cavities 11.
[0045]
A plurality of notches 1 are provided in line with a pair of the pot 13 and the gate 14. In the case of the example shown in FIG. 1, a pair of notches 1 are provided to face each other with a pot 13 interposed therebetween.
[0046]
As shown in FIG. 2 showing the upper and lower molds of the molding die of the resin sealing device, the upper die 20 of the molding die of the resin sealing device according to the present embodiment has a lower die. Opposite to the plurality of cavities 11 formed in the lower mold 10, a plurality of molding cavities 21 having a shape corresponding to the molding shape of the semiconductor device are formed.
[0047]
Each of the cavities 21 is provided with an ejector pin 22 for taking out a molded product, facing the ejector pin 12 provided on the lower mold 10. An ejector pin 22a for removing a molded product is also provided at a position corresponding to each pot 13 (cull) of the lower die 10. An ejector post 29 is provided which contacts the upper surface of the opposing lower mold (10) when the upper and lower molds of the molding die are clamped.
[0048]
The upper end of the ejector pin 22, the upper end of the ejector pin 22a, and the upper end of the ejector post 29 are fixed to the ejector pin plate 26. The ejector pin 22, the ejector pin 22a, and the ejector post 29 are pushed down together with the ejector pin plate 26 by a knockout spring 28.
[0049]
When the upper and lower dies of the molding dies are open, the lower end of the ejector pin 22 protrudes from the bottom surface of the cavity 21. The lower end of the ejector pin 22 a and the lower end of the ejector post 29 project from the lower surface of the upper mold 20.
[0050]
The lower ends of the ejector pins 12 and the ejector pins 2 provided on the lower mold 10 are fixed to the ejector pin plate 16, respectively. Then, the ejector pin plate 16 is fixed to the knockout rod 17.
[0051]
Then, when the upper and lower dies of the molding dies are open, the ejector pins 12 and the ejector pins 2 are respectively located at the positions where the knockout rods 17 have been moved down. The upper end of the ejector pin 12 is located on the bottom surface of the cavity 11. The upper end of the ejector pin 2 is located on the bottom of the notch 1.
[0052]
Then, as shown in FIG. 3, a resin 36 as a molding material is supplied to the lower mold 10 of the molding die in an open state, and the lead frame 32 to be resin-sealed is placed. First, a preheated and softened tablet-like resin 36 is supplied into each pot 13 of the lower mold 10. Then, a semiconductor element (not shown) is mounted at a predetermined position on the lower mold 10, and a lead frame 32 connected by a bonding wire (not shown) is mounted.
[0053]
Next, as shown in FIG. 4, the upper and lower molds of the molding die are clamped. Then, the upper die 20 and the lower die 10 of the forming die abut against each other, and the lead frame 32 is sandwiched between the upper die 20 and the lower die 10.
[0054]
At this time, the lower end of the ejector post 29 provided on the upper mold 20 contacts the upper surface of the lower mold 10 facing the upper mold 20. Then, the knockout spring 28 urging the ejector pin plate 26 to which the ejector post 29 is fixed is compressed, and the ejector post 29 is pushed up with its lower end in contact with the upper surface of the lower mold 10 facing the ejector post 29. , Are located on the abutment surface between the upper mold 20 and the lower mold 10.
[0055]
As a result, the ejector pins 22a fixed to the ejector pin plate 26 are also pushed up, and their lower ends are located on the lower surface of the upper mold 20. Then, the ejector pins 22 fixed to the ejector pin plate 26 are also pushed up, and the lower end thereof is located on the bottom surface of the cavity 21.
[0056]
Also at this time, the upper end of the ejector pin 12 provided on the lower mold 10 remains at the bottom of the cavity 11. Then, the upper end of the ejector pin 2 remains on the bottom surface of the notch 1.
[0057]
Then, in this (mold-clamped) state, the resin 36 heated and melted in the pot 13 of the lower mold 10 is injected by the plunger 15 into each cavity 11 and cavity 21 through the gate 14. At the same time, the resin 36 heated and melted in the pot 13 is also injected into the notch 1 by the plunger 15. At this time, the resin 36 is injected into the notch 1 to every corner. Then, the injected resin 36 is heated and held (cured) for a predetermined time by the upper mold 20 and the lower mold 10 to be cured. Thus, a molded product in which the semiconductor element mounted on the lead frame 32 is resin-sealed is completed.
[0058]
Thereafter, as shown in FIG. 5, the upper and lower dies of the molding dies are opened. Then, the upper die 20 and the lower die 10 of the molding die are separated from each other.
[0059]
At this time, the ejector post 29 provided on the upper mold 20 and in contact with the upper surface of the opposing lower mold 10 is urged downward by the compressed knockout spring 28 together with the fixed ejector pin plate 26. Then, the upper mold 10 is separated from the lower mold 10 while pressing the upper surface of the lower mold 10.
[0060]
At the same time, the ejector pin 22 is urged downward by the knockout spring 28 together with the ejector pin plate 26 fixed together with the ejector post 29, and separates from the lower mold 10 while pressing the formed molded product 37.
[0061]
At the same time, the ejector pin 22a, together with the ejector post 29 and the ejector pin plate 26 fixed together with the ejector pin 22, are urged downward by the knockout spring 28 and remain in the pot 13 with the cured resin (36). It is separated from the lower mold 10 while pressing a certain cull 38. Thus, the molded product 37 and the cull 38 are released from the upper mold 20.
[0062]
Then, the plunger 15 provided in the lower mold 10 once descends and returns to the original position.
[0063]
Next, as shown in FIG. 6, the ejector pins 12 and the ejector pins 2 provided on the lower mold 10 are raised by the knockout rod 17 to which the ejector pin plate 16 to which each is fixed is raised. I do. Then, the molded product 37 is pushed up by the ejector pin 22. At the same time, the resin 36 injected into the notch 1 and hardened (hereinafter referred to as a resin protrusion 39) is pushed up by the ejector pin 2, thereby pushing up the cull 38 formed integrally with the resin protrusion 39. Can be Thus, the molded product 37 and the cull 38 are released from the lower mold 10.
[0064]
Here, the thickness of the resin projecting portion 39 only needs to have sufficient mechanical strength when pushed up by the ejector pin 2. Therefore, the thickness of the resin protrusion 39, that is, the depth of the notch 1 provided in the lower mold 10 may be, for example, about the same as the depth of the cavity 11 formed in the lower mold 10.
[0065]
Then, the molded product 37 and the cull 38 released from the upper mold 20 and the lower mold 10 are conveyed from inside the upper and lower molds.
[0066]
Then, the ejector pin 12 and the ejector pin 2 are lowered by the knockout rod 17 to which the fixed ejector pin plate 16 is fixed, respectively, and return to their original positions. (Return to the state shown in FIG. 2).
[0067]
FIG. 7 is a plan view showing a lower mold of a molding die of the resin sealing device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, in the resin sealing device of the present embodiment, in the first embodiment shown in FIG. 1, a pair of notches 1 are provided to face each other with a pot 13 interposed therebetween. On the other hand, two pairs of notches 1 are provided to face each other with a pot 13 interposed therebetween. The notch 1 is provided with an ejector pin 2.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a resin projection having a thickness that does not change is formed, and since a cull whose thickness changes by releasing the resin projection is released, the thickness does not change. Simultaneous release of the molded product and the cull becomes possible, the stress applied to the molded product during the release operation can be reduced, and the effect of improving the quality of the molded product can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a lower mold of a molding die of a resin sealing device according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2 to 6 are cross-sectional views showing the operation of upper and lower dies of a molding die in a transfer molding process including a releasing process of the first embodiment of FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the open state of the upper and lower molds of the molding die.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a resin is supplied to a lower mold of a molding mold in an opened state and a lead frame is mounted.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a resin is injected into upper and lower dies of a molding die in a clamped state.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which upper and lower molds of a molding die are opened, and a state in which a molded product and a cull are released from an upper mold.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which a molded product and a cull are separated from a lower mold in upper and lower molds of the mold in an opened state.
FIG. 7 is a plan view showing a lower mold of a molding die of a resin sealing device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing a lower mold of a molding die of a conventional resin sealing device.
FIGS. 9 to 13 are cross-sectional views showing the operation of upper and lower dies of a molding die in a transfer molding process including a conventional release process of FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the open state of the upper and lower molds of the molding die.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which a resin is supplied to a lower die of a molding die in an open state, and a lead frame is placed thereon.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which a resin is injected into upper and lower dies of a molding die in a clamped state.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state in which the upper and lower molds of the molding die are opened, and showing a state in which the molded product and the cull are released from the upper mold.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state in which a molded product and a cull are separated from a lower mold in upper and lower molds of the mold in an opened state.
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating an example of the structure of a molded product of a semiconductor device.
[Explanation of symbols]
1 Notch 2, 12, 22, 22a Ejector pin 10 Lower mold 11, 21 Cavity 13 Pot 14 Gate 15 Plunger 16, 26 Ejector pin plate 17 Knockout rod 20 Upper mold 28 Knockout spring 29 Ejector post 31 Semiconductor element 32 Lead Frame 33 Island 34 Lead 35 Bonding wire 36 Resin 37 Molded product 38 Cull 39 Resin protrusion

Claims

A molding die having at least one or more pots and a cutout into which resin is injected from the pot,
An ejector pin that is provided in the notch and extrudes the cured resin injected into the notch;
Has,
Each of the pots is provided with at least two notches connected thereto,
Each of the notches is only One Connected to two pots, are independent so that resin is not injected from the other pots, and are arranged facing each other with the only one pot interposed therebetween.
A resin sealing device.

The resin sealing device according to claim 1, wherein a depth of the notch is substantially equal to a depth of a cavity formed in the molding die.

The ejector pin provided in the notch is fixed to the same plate as a plate to which an ejector pin provided in a cavity formed in the molding die is fixed. The resin sealing device as described in the above.