JP3955215B2 - Mold and resin molding method - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、基板の一方の面に複数の半導体チップがマトリクス状に搭載された被成形品を樹脂モールドするモールド金型及び該モールド金型を用いた樹脂モールド方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体パッケージの一例として、ＢＯＣ（Ｂｏａｒｄ・Ｏｎ・Ｃｈｉｐ）タイプやＱＦＮ（Ｑｕａｄ・Ｆｌａｔ・Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ）タイプのパッケージを樹脂モールドする場合、生産性を向上や成形品質を一定にするため、基板（樹脂基板、リードフレームなど）の一方の面に半導体チップがマトリクス状に搭載され、他方の面に端子接続部が形成される被成形品をモールド金型に搬入してクランプし、半導体チップが搭載された一方の面を一括して樹脂モールドしている。樹脂モールド後、ダイシング装置により、成形品を半導体チップ毎に個片になるようにダイシングされて半導体装置が製造されている。
【０００３】
図４（ａ）はＢＯＣタイプの半導体パッケージを例示したものである。被成形品である樹脂基板５１の一方の面には半導体チップ５２がマトリクス状に搭載されている。各半導体チップ５２の中央部に設けられたスリット孔５３より他方の面に向けてワイヤボンディングされて、半導体チップ５２の電極部と端子接続面とがボンディングワイヤ５４により電気的に接続されている。樹脂基板５１の他方の面には接続パッドが形成されており、樹脂モールド後にはんだボールなどの接続端子５５が接続される。
【０００４】
図４（ｂ）はＱＦＮタイプの半導体パッケージを例示したものである。被成形品であるリードフレーム５６の一方の面にはダイパッド部５７に半導体チップ５２がマトリクス状に搭載されている。各半導体チップ５２と周囲のリード部５８とがワイヤボンディングされて、半導体チップ５２の電極部と端子接続部となるリード部５８の一方の面とがボンディングワイヤ５４により電気的に接続されている。リード部５８の他方の面は露出して樹脂モールドされ、該露出面が実装基板側の接続端子と接続可能になっている。
【０００５】
樹脂基板５１やリードフレーム５６は下型５９に搭載された際に、キャビティ凹部６０にマトリクス状に搭載された半導体チップ５２が収容される。樹脂基板５１やリードフレーム５６は、上型６１と下型５９とで基板周縁部がクランプされ、モールド樹脂が下型ランナゲート６２を通じてキャビティ凹部６０に充填されて一方の面が一括して樹脂モールドされる。樹脂モールド後、成形品（樹脂基板５１やリードフレーム５６）は、半導体チップ毎にダイシングされて個片に切断されて半導体装置が製造される。図４（ａ）（ｂ）において、Ｃがダイサーカットラインを示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図４（ａ）（ｂ）に示すように、半導体チップ５２がマトリクス状に搭載された樹脂基板５１やリードフレーム５６を一括して樹脂モールドする場合、上型６１と下型５９とで基板周縁部がクランプされてはいるが基板中央部では押える手段がない。このため、下型５９に形成されたキャビティ凹部６０内では樹脂基板５１やリードフレーム５６の真中部分では撓みが生じ易く、ＢＯＣタイプの半導体パッケージにおいては、樹脂基板５１の端子接続面（はんだボール搭載面）側に樹脂バリが生じ易く、ＱＦＮタイプの半導体パッケージにおいては、リード部５８の端子接続面に樹脂バリが生じ易い。これは、上型６１のクランプ面にリリースフィルムを張設したとしても、樹脂バリが生ずるおそれがある。
また、上型６１にキャビティ凹部６０が形成されたモールド金型においては、基板（樹脂基板５１やリードフレーム５６）の中央部が自重で下方へ撓むことはないが、基板周縁部以外はモールド金型によりクランプできないので基板自体に反りが生じている場合には、基板の平坦度を確保することが難しく、端子接続面に樹脂バリが生ずるおそれがある。このように、端子接続面に樹脂バリが生ずるとはんだボール等の基板接続端子を接続することができず、成形品不良となってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、半導体チップがマトリクス状に搭載された被成形品を一括して樹脂モールドする際の樹脂バリを防止して成形品質を向上させることが可能なモールド金型及び樹脂モールド方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
即ち、基板の一方の面に複数の半導体チップがマトリクス状に搭載され他方の面に端子形成面が形成された被成形品を、金型パーティング面に吸着保持されたリリースフィルムに基板の端子形成面を押し当て半導体チップをインサートブロックに形成されたキャビティ凹部に収納してクランプすることにより一括して樹脂モールドされるモールド金型であって、前記キャビティ凹部が設けられたインサートブロックの底部に、基板を支持するサポートピンが樹脂モールド後に切断除去される基板の不要部分内で基板をサポート可能に固定されていることを特徴とする。
また、前記サポートピンの先端側外周面には、外径が先端側に向かって小径となるテーパー面が形成されていることを特徴とする。
或いは、基板の一方の面に複数の半導体チップがマトリクス状に搭載され他方の面に端子形成面が形成された被成形品を、金型パーティング面に吸着保持されたリリースフィルムに基板の端子形成面を押し当て半導体チップをインサートブロックに形成されたキャビティ凹部に収納してクランプすることにより一括して樹脂モールドされるモールド金型であって、前記インサートブロックを貫通してキャビティ凹部へ突設されたサポートピンが、当該キャビティ凹部にモールド樹脂の充填が完了するまでに基板の支持位置からキャビティ凹部と面一となる退避位置へ移動することを特徴とする。
また、サポートピンは、型開き動作に連繋してキャビティ凹部へ突出するエジェクタピンを支持するエジェクタピンプレートに支持され、エジェクタピンプレートを移動機構により金型クランプ位置から更に退避させることを特徴とする。
【０００９】
基板の一方の面に複数の半導体チップがマトリクス状に搭載され他方の面に端子形成面が形成された被成形品を、金型パーティング面に吸着保持されたリリースフィルムに基板の端子形成面を押し当て半導体チップをインサートブロックに形成されたキャビティ凹部に収納してモールド金型によりクランプすることにより一括して樹脂モールドする樹脂モールド方法であって、前記モールド金型へ搬入された基板の一方の面をキャビティ凹部に突設されたサポートピンにより樹脂モールド後に切断除去される基板の不要部分内で基板を支持したままモールド樹脂をキャビティ凹部へ充填して樹脂モールドすることを特徴とする。
或いは、前記被成形品がモールド金型にクランプされエジェクタピンがキャビティ凹部から退避した後、サポートピンがキャビティ凹部内で基板を支持した状態からモールド樹脂の充填が完了するまでに、前記サポートピンを基板の支持位置からキャビティ凹部と面一となる退避位置へ退避させることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るモールド金型及び樹脂モールド方法の好適な実施の形態について添付図面と共に詳述する。本実施の形態では、ＢＯＣタイプ及びＱＦＮタイプの半導体パッケージを樹脂モールドするモールド金型及び該モールド金型を用いた樹脂モールド方法について説明する。
図１（ａ）（ｂ）はＢＯＣタイプの樹脂基板をモールド金型でクランプした状態を示す上視図及び断面図、図２（ａ）（ｂ）は、ＱＦＮタイプのリードフレームをモールド金型でクランプした状態を示す上視図及び断面図、図３はモールド金型に固定ピン若しくは可動ピンを備えたモールド金型の断面説明図である。
【００１１】
先ず、モールド金型の全体構成について、図３を参照して説明する。
図３において、１は被成形品であり、マトリクス基板（樹脂基板、リードフレーム等）が用いられる。マトリクス基板は、一方の面に複数の半導体チップ２がマトリクス状に搭載されており、他方の面に端子接続面が形成されるようになっている。３はモールド金型であり、上型４と下型５とを有する。モールド金型３には、被成形品１及びモールド樹脂が搬入され、モールド金型３はこれらをクランプし、半導体チップ２が搭載された一方の面を一括して樹脂モールドする。モールド金型３には、半導体チップ２を収容するキャビティ凹部６に、マトリクス基板を支持するサポートピン７が設けられていることを特徴とする。以下、モールド金型３の構成について説明する。
【００１２】
図３において、左半図はサポートピン７を固定ピンとした場合のモールド金型３の構成を示すものであり、右半図はサポートピン７を可動ピンとした場合のモールド金型３の構成を示すものである。本実施例では下型５が可動型で上型４が固定型の場合について説明する。
先ず、上型４は、上型ベースブロック８の下側に上型チェイスブロック９が支持されており、該上型チェイスブロック９には上型インサートブロック１０が嵌め込まれている。下型５には、下型ベースブロック１１の上側に下型チェイスブロック１２が支持されており、該下型チェイスブロック１２には下型インサートブロック１３が嵌め込まれている。
【００１３】
また、下型５には、下型チェイスブロック１２及び下型インサートブロック１３を貫通してポット１４が設けられており、該ポット１４にはプランジャ１５が上下動可能に設けられている。ポット１４には、モールド樹脂（樹脂タブレットなど）が装填され、プランジャ１５によりモールド樹脂をキャビティ凹部６へ圧送りする。また、上型４には、ポット１４に対向して上型カル１６が形成されている。
【００１４】
図３の左半図においては、下型インサートブロック１３には、キャビティ凹部６と上型カル１６とを連通する樹脂路となる下型ランナゲート１７ａが形成されている。図３の右半図においては上型インサートブロック１０には、キャビティ凹部６と上型カル１６とを連通する樹脂路となる上型ランナゲート１７ｂが形成されている。
【００１５】
上型ベースブロック８と上型チェイスブロック９との間には、上型エジェクタピンプレート１８が設けられており、上型エジェクタピン１９が上型チェイスブロック９及び上型インサートブロック１０を貫通して突出可能に設けられている。上型エジェクタピンプレート１８はコイルバネ２０が弾装された支持ボルト２１により上型チェイスブロック９に支持されている。上型エジェクタピン１９は、上型４がクランプ前は上型面より突出しており、上型４と下型５とがクランプ状態になると上型エジェクタピンプレート１８に設けられた図示しない支えピンが下型５が上昇してくると下型面に当接して押し上げられる。これにより、コイルバネ２０がたわんで上型エジェクタピンプレート１８が上動して上型エジェクタピン１９が上型面より退避するようになっている。
【００１６】
下型ベースブロック１１と下型チェイスブロック１２との間には、下型エジェクタピンプレート２２が設けられており、下型エジェクタピン２３は下型チェイスブロック１２及び下型インサートブロック１３を貫通して突出可能に設けられている。下型エジェクタピンプレート２２はコイルバネ２４が弾装された支持ボルト２５により下型チェイスブロック１２に支持されている。下型エジェクタピン２３は、上型４と下型５とがクランプ状態では下型面より退避しており、下型５が下動すると、下型ベースブロック１１を貫通して設けられた突き当てピン２６に下型エジェクタピンプレート２２は突き上げられて、コイルバネ２４がたわんで下型エジェクタピンプレート２２が上動して、下型エジェクタピン２３が下型面より突出するようになっている。
【００１７】
図３の左半図では、下型インサートブロック１３の底部側には固定ピンであるサポートピン７が嵌め込まれており、サポートピン７の先端側はキャビティ凹部６に突設されている。また、図３の右半図では、上型エジェクタピンプレート１８に可動ピンであるサポートピン７が固定されており、サポートピン７の先端側は上型チェイスブロック９及び上型インサートブロック１０を貫通してキャビティ凹部６内へ突設されている。尚、上型エジェクタピンプレート１８に可動ピンであるサポートピン７を設けた場合には、例えば上型ベースブロック８内に可動ピン移動機構２７の駆動源（シリンダ等）を設けて、上型４がクランプ状態（上型エジェクタピン１９が上型面より退避した位置）から更に上型エジェクタピンプレート１８が上型ベースブロック８側に退避させてサポートピン７がキャビティ凹部６より退避できるように構成する必要がある。
【００１８】
サポートピン７は、下型５に被成形品１が搭載された状態で、基板面に突き当てて支持するようになっている。尚、サポートピン７が可動ピンである場合には、キャビティ凹部６にモールド樹脂の充填が完了するまでに基板に当接した支持位置からキャビティ凹部６と面一となる退避位置へ移動する必要がある。このため、上型４側に可動ピン移動機構２７を設けて上型エジェクタピンプレート１８をコイルバネ２０の付勢力に抗して積極的に上動させるようになっている。可動ピン移動機構２７は、モールド金型３がクランプ状態でサポートピン７が上動できるような構成であれば特に限定されるものではない。
【００１９】
次に、被成形品１がＢＯＣタイプの半導体パッケージである場合と、ＱＦＮタイプの半導体パッケージである場合とについて、サポートピン７の配置例について図１及び図２を参照して説明する。
図１（ａ）（ｂ）は、被成形品１がＢＯＣタイプの半導体パッケージ用の基板である場合を示す。樹脂基板３１の一方の面には半導体チップ２がマトリクス状に搭載されている。各半導体チップ２の中央部に設けられたスリット孔３２より他方の面に向けてワイヤボンディングされて、半導体チップ２の電極部と端子接続面とがボンディングワイヤ３３により電気的に接続されている。樹脂基板３１の他方の面には接続パッドが形成されており、樹脂モールド後に破線で示すはんだボールなどの接続端子３４が接続される。尚、半導体チップ２の中央部に設けられたボンディングワイヤ３３も樹脂モールドされるが、上型４側へのモールド樹脂は、半導体チップ２と樹脂基板３１との間に形成されたスリット孔３２及び樹脂基板３１の不要部分３５に設けられた貫通孔３１ａを通じてモールド樹脂が充填されるようになっている。
【００２０】
サポートピン７が固定ピン７ａである場合には、樹脂モールド後に切断除去される樹脂基板３１の不要部分３５（ダイサーカットラインＣに囲まれたエリア）をサポートするように設けられている。
また、サポートピン７が可動ピン７ｂである場合、上記制約にとらわれずに、半導体チップ２に干渉しない範囲で設けることが可能である。
【００２１】
図２（ａ）（ｂ）は、被成形品１がＱＦＮタイプの半導体パッケージ用の基板である場合を示す。リードフレーム３７の一方の面にはダイパッド部３８に半導体チップ２がマトリクス状に搭載されている。各半導体チップ２と周囲のリード部３９とがワイヤボンディングされて、半導体チップ２の電極部と端子接続部となるリード部３９の一方の面とがボンディングワイヤ３３により電気的に接続されている。リード部３９の他方の面は露出して樹脂モールドされ、該露出面が実装基板側の接続端子と接続可能になっている。
【００２２】
サポートピン７が固定ピン７ａである場合には、樹脂モールド後に切断除去されるセクションバー４０（ダイサーカットラインＣに囲まれたエリア）をサポートするように設けられている。
また、サポートピン７が可動ピン７ｂである場合、上記制約にとらわれずに、半導体チップ２に干渉しない範囲で、例えばリード部３９や吊りリード部４１などのリードフレーム３７を支持するように設けることが可能である。
【００２３】
また、図１及び図２において、固定ピンタイプのサポートピン７の先端側外周面には、外径が先端側に向かって小径となるテーパー面７ｃが形成されていてもよい。このテーパー面７ｃにより、樹脂モールド後に成形品の離型をスムーズに行うことができる。
【００２４】
尚、図１及び図２において、上型４のクランプ面には、端子接続面保護するためリリースフィルム３６を張設してあっても良い。リリースフィルム３６は、モールド金型３の加熱温度に耐えられる耐熱性を有するもので、金型面より容易に剥離するものであって、柔軟性、伸展性を有するフィルム材、例えば、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＥＴ、ＦＥＰ、フッ素含浸ガラスクロス、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリジン等が好適に用いられる。リリースフィルム３６は、上型４のパーティング面に形成された図示しない吸着穴よりエアーを吸引することで、吸着保持される。リリースフィルム３６は、リール間に巻回された長尺状のものをモールド金型３へ連続して供給し巻取りするようになっていても或いは予め短冊状に切断されたもののいずれを用いても良い。
【００２５】
ここで樹脂モールド方法について説明すると、一方の面に複数の半導体チップ２が搭載されたマトリクス基板（樹脂基板３１、リードフレーム３７など）である被成形品１及びモールド樹脂（樹脂タブレットなど）をモールド金型３へ搬入してクランプする。そして、モールド金型３へ搬入されたマトリクス基板の一方の面をキャビティ凹部６に突設されたサポートピン７により支持して基板の平坦度を保ちつつ、プランジャ１５を作動してモールド樹脂がランナゲートを通じてキャビティ凹部６へ充填されて半導体チップ２が搭載された一方の面が一括して樹脂モールドされる。樹脂モールドされた成形品は、モールド金型３より取出された後、ダイシング装置でダイサーカットラインＣに沿って半導体チップ２ごとに個片に切断される。
【００２６】
上記構成によれば、半導体チップ２を収容するキャビティ凹部６に、マトリクス基板を支持するサポートピン７が設けられているので、モールド金型３によりクランプできない基板中央部においても、マトリクス基板の平坦度を維持して樹脂モールドすることができる。よって、基板の一方の面に複数の半導体チップ２がマトリクス状に搭載された被成形品１をマトリクス基板の撓みや反りに起因する樹脂バリが生ずることがなく樹脂モールドでき、成形品質を向上できる。
また、サポートピンは固定ピンであり、樹脂モールド後に切断除去されるマトリクス基板の不要部分をサポート可能に設けられていたり、或いは可動ピンであり、キャビティ凹部にモールド樹脂の充填が完了するまでにマトリクス基板の支持位置からキャビティ凹部と面一となる退避位置へ移動可能に設けられている場合には、成形品質に影響を与えることなく樹脂モールドできる。
また、サポートピンの先端側外周面に外径が先端側に向かって小径となるテーパー面が形成されている場合には、樹脂モールド後に成形品を離型する際に離型がスムーズに行うことができる。
【００２７】
以上、本発明の好適な実施例について種々述べてきたが、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、例えば、被成形品はＢＯＣタイプＱＦＮタイプの半導体パッケージを例示したが、半導体チップ２がマトリクス状に搭載された他の半導体パッケージについても適用可能である等、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係るモールド金型及び樹脂モールド方法を用いれば、半導体チップを収容するキャビティ凹部に、基板を支持するサポートピンが設けられているので、モールド金型によりクランプできない基板中央部においても、基板の平坦度を維持して樹脂モールドすることができる。よって、基板の一方の面に複数の半導体チップがマトリクス状に搭載された被成形品を、基板の撓みや反りに起因する樹脂バリが生ずることがなく樹脂モールドでき、成形品質を向上できる。
また、モールド金型のキャビティ凹部に設けられたサポートピンが固定ピンであり、樹脂モールド後に切断除去される基板の不要部分をサポート可能に設けられていたり、或いはサポートピンが可動ピンであり、キャビティ凹部にモールド樹脂の充填が完了するまでに基板の支持位置からキャビティ凹部と面一となる退避位置へ移動可能に設けられている場合には、成形品質に影響を与えることなく樹脂モールドできる。
また、サポートピンの先端側外周面に外径が先端側に向かって小径となるテーパー面が形成されている場合には、樹脂モールド後に成形品の離型をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＢＯＣタイプの樹脂基板をモールド金型でクランプした状態を示す上視図及び断面図である。
【図２】ＱＦＮタイプのリードフレームをモールド金型でクランプした状態を示す上視図及び断面図である。
【図３】モールド金型に固定ピン若しくは可動ピンを備えたモールド金型の断面説明図である。
【図４】従来のＢＯＣタイプの樹脂基板及びＱＦＮタイプのリードフレームをモールド金型でクランプした状態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１ 被成形品
２ 半導体チップ
３ モールド金型
４ 上型
５ 下型
６ キャビティ凹部
７ サポートピン
７ａ 固定ピン
７ｂ 可動ピン
７ｃ テーパー面
８ 上型ベースブロック
９ 上型チェイスブロック
１０ 上型インサートブロック
１１ 下型ベースブロック
１２ 下型チェイスブロック
１３ 下型インサートブロック
１４ ポット
１５ プランジャ
１６ 上型カル
１７ａ 下型ランナゲート
１７ｂ 上型ランナゲート
１８ 上型エジェクタピンプレート
１９ 上型エジェクタピン
２０、２４ コイルバネ
２１、２５ 支持ボルト
２２ 下型エジェクタピンプレート
２３ 下型エジェクタピン
２６ 突き当てピン
２７ 可動ピン移動機構
３１ 樹脂基板
３２ スリット孔
３３ ボンディングワイヤ
３４ 接続端子
３５ 不要部分
３６ リリースフィルム
３７ リードフレーム
３８ ダイパッド部
３９ リード部
４０ セクションバー
４１ 吊りリード部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mold for resin-molding a molded article in which a plurality of semiconductor chips are mounted in a matrix on one surface of a substrate, and a resin molding method using the mold.
[0002]
[Prior art]
As an example of a semiconductor package, when a BOC (Board / On / Chip) type or QFN (Quad / Flat / Non-Leaded) type package is resin-molded, in order to improve productivity and to make the molding quality constant, a substrate ( A semiconductor chip is mounted in a matrix on one side of a resin substrate, a lead frame, etc., and the molded product on which the terminal connection part is formed on the other side is carried into a mold and clamped to mount the semiconductor chip One of the surfaces thus formed is collectively resin-molded. After the resin molding, the semiconductor device is manufactured by dicing the molded product into individual pieces for each semiconductor chip by a dicing apparatus.
[0003]
FIG. 4A illustrates a BOC type semiconductor package. Semiconductor chips 52 are mounted in a matrix on one surface of a resin substrate 51 that is a molded product. Wire bonding is performed from the slit hole 53 provided in the central portion of each semiconductor chip 52 toward the other surface, and the electrode portion of the semiconductor chip 52 and the terminal connection surface are electrically connected by the bonding wire 54. Connection pads are formed on the other surface of the resin substrate 51, and connection terminals 55 such as solder balls are connected after resin molding.
[0004]
FIG. 4B illustrates a QFN type semiconductor package. A semiconductor chip 52 is mounted in a matrix on a die pad portion 57 on one surface of a lead frame 56 that is a molded product. Each semiconductor chip 52 and the surrounding lead portion 58 are wire-bonded, and the electrode portion of the semiconductor chip 52 and one surface of the lead portion 58 serving as a terminal connection portion are electrically connected by a bonding wire 54. The other surface of the lead portion 58 is exposed and resin-molded, and the exposed surface can be connected to a connection terminal on the mounting board side.
[0005]
When the resin substrate 51 and the lead frame 56 are mounted on the lower mold 59, the semiconductor chips 52 mounted in a matrix in the cavity recesses 60 are accommodated. The resin substrate 51 and the lead frame 56 are clamped at the periphery of the substrate by the upper die 61 and the lower die 59, and the mold resin is filled into the cavity recess 60 through the lower die runner gate 62, so that one surface is collectively molded into the resin mold. Is done. After the resin molding, the molded product (the resin substrate 51 and the lead frame 56) is diced for each semiconductor chip and cut into individual pieces to manufacture a semiconductor device. 4A and 4B, C represents a dicer cut line.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIGS. 4A and 4B, when the resin substrate 51 and the lead frame 56 on which the semiconductor chips 52 are mounted in a matrix are collectively resin-molded, the upper die 61 and the lower die 59 are used to form the periphery of the substrate. Although the portion is clamped, there is no means for pressing at the center of the substrate. For this reason, in the cavity recess 60 formed in the lower mold 59, the resin substrate 51 and the middle portion of the lead frame 56 are likely to bend, and in the BOC type semiconductor package, the terminal connection surface of the resin substrate 51 (solder ball mounting) Resin burrs are likely to occur on the surface) side, and in a QFN type semiconductor package, resin burrs are likely to occur on the terminal connection surfaces of the lead portions 58. Even if a release film is stretched on the clamp surface of the upper die 61, there is a possibility that a resin burr will occur.
Further, in the mold mold in which the cavity recess 60 is formed in the upper mold 61, the central portion of the substrate (the resin substrate 51 and the lead frame 56) does not bend downward due to its own weight, but the mold other than the peripheral portion of the substrate is molded. If the substrate itself is warped because it cannot be clamped by the mold, it is difficult to ensure the flatness of the substrate, and there is a possibility that a resin burr will occur on the terminal connection surface. Thus, when a resin burr | flash generate | occur | produces on a terminal connection surface, board connection terminals, such as a solder ball, cannot be connected, but it will become a molded product defect.
[0007]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to improve molding quality by preventing resin burrs when molding molded products with semiconductor chips mounted in a matrix at once. Another object of the present invention is to provide a mold and a resin molding method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
That is, a molded product in which a plurality of semiconductor chips are mounted in a matrix on one surface of the substrate and a terminal forming surface is formed on the other surface is placed on the release film held by suction on the mold parting surface. a molding die which is a resin molded in a lump by clamping pressing the forming surface semiconductor chips are accommodated in cavities formed in the insert block, the bottom of the insert blocks the cavity recess is provided The support pins that support the substrate are fixed so as to be able to support the substrate in unnecessary portions of the substrate that are cut and removed after resin molding .
In addition, a taper surface whose outer diameter becomes smaller toward the distal end side is formed on the outer peripheral surface on the distal end side of the support pin .
Alternatively, the substrate terminal is placed on the release film held on the mold parting surface by adhering the molded product in which a plurality of semiconductor chips are mounted in a matrix on one surface of the substrate and the terminal forming surface is formed on the other surface. A molding die that presses the forming surface and encases the semiconductor chip in a cavity recess formed in the insert block and clamps it, and is resin-molded in a lump, and projects into the cavity recess through the insert block The supported pins are moved from the support position of the substrate to the retracted position flush with the cavity recess until the cavity recess is completely filled with the mold resin.
The support pin is supported by an ejector pin plate that supports an ejector pin that projects into the cavity recess in connection with the mold opening operation, and the ejector pin plate is further retracted from the mold clamp position by a moving mechanism. .
[0009]
The substrate terminal forming surface of the substrate is mounted on the release film held on the mold parting surface by a plurality of semiconductor chips mounted in a matrix on one surface of the substrate and the terminal forming surface formed on the other surface. A resin molding method in which a semiconductor chip is pressed into a cavity recess formed in an insert block and clamped with a mold to collectively mold the resin, and one of the substrates carried into the mold The resin is molded by filling the cavity recess with mold resin while supporting the substrate within an unnecessary portion of the substrate cut and removed after resin molding by the support pins protruding from the cavity recess.
Alternatively, after the product to be molded is clamped to the mold die and the ejector pin is retracted from the cavity recess, the support pin is inserted from the state in which the support pin supports the substrate in the cavity recess until the mold resin filling is completed. The substrate is retracted from the substrate support position to a retract position that is flush with the cavity recess.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a molding die and a resin molding method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, a molding die for resin-molding a BOC type and QFN type semiconductor package and a resin molding method using the molding die will be described.
FIGS. 1A and 1B are a top view and a cross-sectional view showing a state where a BOC type resin substrate is clamped by a mold, and FIGS. 2A and 2B are views showing a QFN type lead frame as a mold. FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view of a mold die provided with a fixed pin or a movable pin in the mold die.
[0011]
First, the overall configuration of the mold will be described with reference to FIG.
In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a product to be molded, and a matrix substrate (resin substrate, lead frame, etc.) is used. The matrix substrate has a plurality of semiconductor chips 2 mounted in a matrix on one side, and a terminal connection surface formed on the other side. Reference numeral 3 denotes a mold, which has an upper mold 4 and a lower mold 5. The product 1 and the mold resin are carried into the mold die 3, and the mold die 3 clamps them, and the one surface on which the semiconductor chip 2 is mounted is collectively resin-molded. The mold 3 is characterized in that a support pin 7 for supporting the matrix substrate is provided in a cavity recess 6 for accommodating the semiconductor chip 2. Hereinafter, the configuration of the mold 3 will be described.
[0012]
In FIG. 3, the left half view shows the configuration of the mold 3 when the support pin 7 is a fixed pin, and the right half shows the configuration of the mold 3 when the support pin 7 is a movable pin. Is. In this embodiment, the case where the lower mold 5 is a movable mold and the upper mold 4 is a fixed mold will be described.
First, in the upper die 4, an upper die chase block 9 is supported below the upper die base block 8, and an upper die insert block 10 is fitted into the upper die chase block 9. A lower die chase block 12 is supported on the lower die 5 on the upper side of the lower die base block 11, and a lower die insert block 13 is fitted into the lower die chase block 12.
[0013]
The lower mold 5 is provided with a pot 14 that penetrates the lower mold chase block 12 and the lower mold insert block 13, and a plunger 15 is provided in the pot 14 so as to be movable up and down. The pot 14 is filled with mold resin (resin tablet or the like), and the plunger 15 pressure-feeds the mold resin to the cavity recess 6. Further, the upper mold 4 is formed with an upper mold 16 facing the pot 14.
[0014]
In the left half view of FIG. 3, the lower mold insert block 13 is formed with a lower mold runner gate 17 a serving as a resin path for communicating the cavity recess 6 and the upper mold 16. In the right half view of FIG. 3, the upper mold insert block 10 is formed with an upper mold runner gate 17 b serving as a resin path for communicating the cavity recess 6 and the upper mold cull 16.
[0015]
An upper mold ejector pin plate 18 is provided between the upper mold base block 8 and the upper mold chase block 9, and the upper mold ejector pin 19 passes through the upper mold chase block 9 and the upper mold insert block 10. It is provided so that it can protrude. The upper die ejector pin plate 18 is supported on the upper die chase block 9 by a support bolt 21 on which a coil spring 20 is mounted. The upper die ejector pin 19 protrudes from the upper die surface before the upper die 4 is clamped. When the upper die 4 and the lower die 5 are clamped, a support pin (not shown) provided on the upper die ejector pin plate 18 is provided. When the lower die 5 rises, it is pushed up by coming into contact with the lower die surface. As a result, the coil spring 20 bends and the upper die ejector pin plate 18 moves upward so that the upper die ejector pin 19 is retracted from the upper die surface.
[0016]
A lower mold ejector pin plate 22 is provided between the lower mold base block 11 and the lower mold chase block 12, and the lower mold ejector pin 23 penetrates the lower mold chase block 12 and the lower mold insert block 13. It is provided so that it can protrude. The lower die ejector pin plate 22 is supported on the lower die chase block 12 by a support bolt 25 on which a coil spring 24 is elastically mounted. The lower die ejector pin 23 is retracted from the lower die surface when the upper die 4 and the lower die 5 are clamped. When the lower die 5 moves downward, the lower die ejector pin 23 is abutted through the lower die base block 11. The lower die ejector pin plate 22 is pushed up by the pin 26, the coil spring 24 bends and the lower die ejector pin plate 22 moves upward, and the lower die ejector pin 23 protrudes from the lower die surface.
[0017]
In the left half view of FIG. 3, a support pin 7, which is a fixing pin, is fitted on the bottom side of the lower mold insert block 13, and the distal end side of the support pin 7 projects from the cavity recess 6. In the right half of FIG. 3, the support pin 7 that is a movable pin is fixed to the upper die ejector pin plate 18, and the tip side of the support pin 7 penetrates the upper die chase block 9 and the upper die insert block 10. And projecting into the cavity recess 6. When the support pin 7 which is a movable pin is provided on the upper die ejector pin plate 18, for example, a drive source (cylinder or the like) of the movable pin moving mechanism 27 is provided in the upper die base block 8. The upper die ejector pin plate 18 is further retreated to the upper die base block 8 side from the clamped state (the position where the upper die ejector pin 19 is retreated from the upper die surface), and the support pin 7 can be retreated from the cavity recess 6. There is a need to.
[0018]
The support pin 7 is configured to abut against the substrate surface and support the molded product 1 mounted on the lower mold 5. When the support pin 7 is a movable pin, it is necessary to move from the support position in contact with the substrate to the retracted position flush with the cavity recess 6 until the cavity recess 6 is completely filled with the mold resin. is there. For this reason, the movable pin moving mechanism 27 is provided on the upper die 4 side to positively move the upper die ejector pin plate 18 against the urging force of the coil spring 20. The movable pin moving mechanism 27 is not particularly limited as long as the support pin 7 can be moved upward while the mold 3 is clamped.
[0019]
Next, an arrangement example of the support pins 7 will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 2 when the molded product 1 is a BOC type semiconductor package and when it is a QFN type semiconductor package.
FIGS. 1A and 1B show a case where the molded product 1 is a substrate for a BOC type semiconductor package. The semiconductor chips 2 are mounted in a matrix on one surface of the resin substrate 31. Wire bonding is performed from the slit hole 32 provided in the central portion of each semiconductor chip 2 toward the other surface, and the electrode portion of the semiconductor chip 2 and the terminal connection surface are electrically connected by the bonding wire 33. A connection pad is formed on the other surface of the resin substrate 31, and a connection terminal 34 such as a solder ball indicated by a broken line is connected after the resin molding. The bonding wire 33 provided in the central portion of the semiconductor chip 2 is also resin-molded. However, the mold resin to the upper mold 4 side is formed with a slit hole 32 formed between the semiconductor chip 2 and the resin substrate 31 and Mold resin is filled through a through hole 31 a provided in an unnecessary portion 35 of the resin substrate 31.
[0020]
When the support pin 7 is the fixed pin 7a, the support pin 7 is provided so as to support an unnecessary portion 35 (an area surrounded by the dicer cut line C) of the resin substrate 31 that is cut and removed after resin molding.
Further, when the support pin 7 is the movable pin 7b, the support pin 7 can be provided within a range that does not interfere with the semiconductor chip 2 without being restricted by the above-described restrictions.
[0021]
2A and 2B show the case where the molded product 1 is a substrate for a QFN type semiconductor package. On one surface of the lead frame 37, the semiconductor chips 2 are mounted on the die pad portion 38 in a matrix. Each semiconductor chip 2 and the surrounding lead part 39 are wire-bonded, and the electrode part of the semiconductor chip 2 and one surface of the lead part 39 serving as a terminal connection part are electrically connected by a bonding wire 33. The other surface of the lead portion 39 is exposed and resin-molded, and the exposed surface can be connected to a connection terminal on the mounting board side.
[0022]
When the support pin 7 is the fixed pin 7a, it is provided to support the section bar 40 (area surrounded by the dicer cut line C) that is cut and removed after resin molding.
Further, when the support pin 7 is the movable pin 7b, the support pin 7 is provided so as to support the lead frame 37 such as the lead portion 39 and the suspension lead portion 41 within a range not interfering with the semiconductor chip 2 without being restricted by the above-described restrictions. Is possible.
[0023]
1 and 2, a tapered surface 7c whose outer diameter becomes smaller toward the distal end may be formed on the outer peripheral surface on the distal end side of the support pin 7 of the fixed pin type. With this tapered surface 7c, it is possible to smoothly release the molded product after resin molding.
[0024]
1 and 2, a release film 36 may be stretched on the clamp surface of the upper mold 4 to protect the terminal connection surface. The release film 36 has heat resistance that can withstand the heating temperature of the mold 3 and is easily peeled off from the mold surface. The release film 36 is a film material having flexibility and extensibility, such as PTFE, ETFE. PET, FEP, fluorine-impregnated glass cloth, polypropylene, polyvinyl chloride, etc. are preferably used. The release film 36 is sucked and held by sucking air from a suction hole (not shown) formed on the parting surface of the upper mold 4. The release film 36 may be either a long film wound between reels that is continuously supplied to the mold 3 and wound, or a film that has been cut into strips in advance. Also good.
[0025]
Here, the resin molding method will be described. A molded product 1 which is a matrix substrate (resin substrate 31, lead frame 37, etc.) on which a plurality of semiconductor chips 2 are mounted and a molding resin (resin tablet, etc.) are molded. Carry into mold 3 and clamp. Then, one surface of the matrix substrate carried into the mold 3 is supported by the support pins 7 projecting from the cavity recess 6 to maintain the flatness of the substrate, and the plunger 15 is operated to move the mold resin to the runner. One surface on which the semiconductor chip 2 is mounted by being filled into the cavity recess 6 through the gate is collectively resin-molded. The resin-molded molded product is taken out from the mold die 3 and then cut into individual pieces for each semiconductor chip 2 along the dicer cut line C by a dicing apparatus.
[0026]
According to the above configuration, since the support pin 7 for supporting the matrix substrate is provided in the cavity recess 6 that accommodates the semiconductor chip 2, the flatness of the matrix substrate can be obtained even in the central portion of the substrate that cannot be clamped by the mold 3. The resin mold can be performed while maintaining the above. Therefore, the molded product 1 in which a plurality of semiconductor chips 2 are mounted in a matrix on one surface of the substrate can be resin-molded without causing resin burrs caused by bending or warping of the matrix substrate, and the molding quality can be improved. .
The support pins are fixed pins, and are provided so as to be able to support unnecessary portions of the matrix substrate that are cut and removed after resin molding, or are movable pins. When it is provided so as to be movable from the substrate support position to the retracted position that is flush with the cavity recess, resin molding can be performed without affecting the molding quality.
In addition, if the outer peripheral surface of the support pin has a tapered surface with an outer diameter that decreases toward the tip, the mold should be released smoothly when the molded product is released after resin molding. Can do.
[0027]
The preferred embodiments of the present invention have been described above in various ways. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the molded product is a BOC type QFN type semiconductor package. etc. Ru applicable der for other semiconductor package chip 2 is mounted in a matrix, the can subjected to many modifications without departing from the spirit of the invention as a matter of course.
[0028]
【The invention's effect】
If the mold and the resin molding method according to the present invention are used, since the support pin for supporting the substrate is provided in the cavity recess that accommodates the semiconductor chip, even in the central portion of the substrate that cannot be clamped by the mold, The flatness of the resin can be maintained and resin molding can be performed. Therefore, a molded product in which a plurality of semiconductor chips are mounted in a matrix on one surface of the substrate can be resin-molded without the occurrence of resin burrs caused by bending or warping of the substrate, and the molding quality can be improved.
In addition, the support pin provided in the cavity recess of the mold is a fixed pin, and is provided so as to be able to support an unnecessary part of the substrate that is cut and removed after resin molding, or the support pin is a movable pin, and the cavity If the recess is provided so as to be movable from the support position of the substrate to the retracted position that is flush with the cavity recess before filling of the mold resin is completed, the resin molding can be performed without affecting the molding quality.
Moreover, when the taper surface where an outer diameter becomes small toward the front end side is formed in the front end side outer peripheral surface of a support pin, mold release of a molded product can be performed smoothly after resin molding.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are a top view and a cross-sectional view showing a state in which a BOC type resin substrate is clamped by a mold.
FIGS. 2A and 2B are a top view and a cross-sectional view showing a state where a QFN type lead frame is clamped by a mold. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view of a mold die provided with a fixed pin or a movable pin in the mold die.
FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view showing a state where a conventional BOC type resin substrate and a QFN type lead frame are clamped by a mold.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Molded product 2 Semiconductor chip 3 Mold die 4 Upper die 5 Lower die 6 Cavity recessed part 7 Support pin 7a Fixed pin 7b Movable pin 7c Tapered surface 8 Upper die base block 9 Upper die chase block 10 Upper die insert block 11 Lower die Base block 12 Lower die chase block 13 Lower die insert block 14 Pot 15 Plunger 16 Upper die cull 17a Lower die runner gate 17b Upper die runner gate 18 Upper die ejector pin plate 19 Upper die ejector pins 20, 24 Coil springs 21, 25 Support bolts 22 Lower Ejector Pin Plate 23 Lower Ejector Pin 26 Abutting Pin 27 Movable Pin Moving Mechanism 31 Resin Substrate 32 Slit Hole 33 Bonding Wire 34 Connection Terminal 35 Unnecessary Portion 36 Release Film 37 Lead Frame 38 Die Pad Part 39 Lead part 40 Section bar 41 Hanging lead part

Claims (6)

基板の一方の面に複数の半導体チップがマトリクス状に搭載され他方の面に端子形成面が形成された被成形品を、金型パーティング面に吸着保持されたリリースフィルムに基板の端子形成面を押し当て半導体チップをインサートブロックに形成されたキャビティ凹部に収納してクランプすることにより一括して樹脂モールドされるモールド金型であって、
前記キャビティ凹部が設けられたインサートブロックの底部に、基板を支持するサポートピンが樹脂モールド後に切断除去される基板の不要部分内で基板をサポート可能に固定されていることを特徴とするモールド金型。The substrate terminal forming surface of the substrate is mounted on the release film held on the mold parting surface by a plurality of semiconductor chips mounted in a matrix on one surface of the substrate and the terminal forming surface formed on the other surface. the pressing accommodating the semiconductor chip to the cavities formed in the insert block a molding die which is a resin molded in a lump by clamping,
A mold mold characterized in that a support pin for supporting a substrate is fixed to a bottom portion of the insert block provided with the cavity recess so that the substrate can be supported in an unnecessary portion of the substrate cut and removed after resin molding. . 前記サポートピンの先端側外周面には、外径が先端側に向かって小径となるテーパー面が形成されていることを特徴とする請求項１記載のモールド金型。 2. The mold according to claim 1, wherein a taper surface having an outer diameter that decreases toward the tip end is formed on the outer peripheral surface of the tip end of the support pin . 基板の一方の面に複数の半導体チップがマトリクス状に搭載され他方の面に端子形成面が形成された被成形品を、金型パーティング面に吸着保持されたリリースフィルムに基板の端子形成面を押し当て半導体チップをインサートブロックに形成されたキャビティ凹部に収納してクランプすることにより一括して樹脂モールドされるモールド金型であって、The substrate terminal forming surface of the substrate is mounted on the release film held on the mold parting surface by a plurality of semiconductor chips mounted in a matrix on one surface of the substrate and the terminal forming surface formed on the other surface. Is a mold that is resin-molded collectively by holding and clamping the semiconductor chip in a cavity recess formed in the insert block,
前記インサートブロックを貫通してキャビティ凹部へ突設されたサポートピンが、当該キャビティ凹部にモールド樹脂の充填が完了するまでに基板の支持位置からキャビティ凹部と面一となる退避位置へ移動することを特徴とするモールド金型。The support pin that protrudes into the cavity recess through the insert block moves from the support position of the substrate to the retreat position that is flush with the cavity recess until the cavity recess is completely filled with the mold resin. Features a mold. サポートピンは、型開き動作に連繋してキャビティ凹部へ突出するエジェクタピンを支持するエジェクタピンプレートに支持され、エジェクタピンプレートを移動機構により金型クランプ位置から更に退避させることを特徴とする請求項３記載のモールド金型。The support pin is supported by an ejector pin plate that supports an ejector pin projecting into a cavity recess in connection with a mold opening operation, and the ejector pin plate is further retracted from a mold clamp position by a moving mechanism. 3. Mold according to 3. 基板の一方の面に複数の半導体チップがマトリクス状に搭載され他方の面に端子形成面が形成された被成形品を、金型パーティング面に吸着保持されたリリースフィルムに基板の端子形成面を押し当て半導体チップをインサートブロックに形成されたキャビティ凹部に収納してモールド金型によりクランプすることにより一括して樹脂モールドする樹脂モールド方法であって、前記モールド金型へ搬入された基板の一方の面をキャビティ凹部に突設されたサポートピンにより樹脂モールド後に切断除去される基板の不要部分内で基板を支持したままモールド樹脂をキャビティ凹部へ充填して樹脂モールドすることを特徴とする樹脂モールド方法。The substrate terminal forming surface of the substrate is mounted on the release film held on the mold parting surface by a plurality of semiconductor chips mounted in a matrix on one surface of the substrate and the terminal forming surface formed on the other surface. A resin molding method in which a semiconductor chip is pressed into a cavity recess formed in an insert block and clamped with a mold to collectively mold the resin, and one of the substrates carried into the mold The resin mold is characterized in that the mold resin is filled into the cavity recess while the substrate is supported in an unnecessary portion of the substrate cut and removed after the resin molding by the support pins protruding from the cavity recess. Method. 基板の一方の面に複数の半導体チップがマトリクス状に搭載され他方の面に端子形成面が形成された被成形品を金型パーティング面に吸着保持されたリリースフィルムに基板の端子形成面を押し当て半導体チップをインサートブロックに形成されたキャビティ凹部に収納してモールド金型でクランプすることにより一括して樹脂モールドする樹脂モールド方法であって、
前記被成形品がモールド金型にクランプされエジェクタピンがキャビティ凹部から退避した後、サポートピンがキャビティ凹部内で基板を支持した状態からモールド樹脂の充填が完了するまでに、前記サポートピンを基板の支持位置からキャビティ凹部と面一となる退避位置へ退避させることを特徴とする樹脂モールド方法。 The terminal forming surface of the substrate is placed on the release film that is held by the mold parting surface with the molding product in which a plurality of semiconductor chips are mounted in a matrix on one surface of the substrate and the terminal forming surface is formed on the other surface. It is a resin molding method in which a pressing semiconductor chip is housed in a cavity recess formed in an insert block and clamped with a mold to collectively mold the resin,
After the molded product is clamped to the mold die and the ejector pin is retracted from the cavity recess, the support pin is mounted on the substrate until the support pin supports the substrate in the cavity recess until the mold resin filling is completed. A resin molding method comprising retracting from a supporting position to a retracting position flush with a cavity recess.
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