JP4153862B2 - Mold for semiconductor resin sealing - Google Patents
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Description
本発明は、集積回路や大規模集積回路などの半導体装置であるICチップ(以下、「半導体チップ」という。)を、これを搭載した基板と共に樹脂で封止成形する半導体樹脂封止用金型に関する。特に、樹脂封止用金型と基板との隙間に樹脂バリが発生するのを防止できる半導体樹脂封止用金型に関する。なお、本発明における基板には、特に明示しない限り、リードフレーム、サブストレート等の樹脂製基板、TABテープ、セラミック製基板等を含む。 The present invention relates to a semiconductor resin sealing mold for sealing and molding an IC chip (hereinafter referred to as “semiconductor chip”), which is a semiconductor device such as an integrated circuit or a large-scale integrated circuit, with a substrate on which the IC chip is mounted. About. In particular, the present invention relates to a semiconductor resin sealing mold that can prevent the occurrence of resin burrs in the gap between the resin sealing mold and the substrate. The substrates in the present invention include resin substrates such as lead frames and substrates, TAB tapes, ceramic substrates and the like unless otherwise specified.
従来、半導体樹脂封止用金型としては、例えば、特許文献1の従来例を示す図5および図6において、半導体用リードフレーム14のピン穴8を下金型21に植設したゲージピン7に合せ入れて位置決めを行うものがある。しかし、半導体用リードフレーム14のピン穴8を前記下金型21のゲージピン7に合せ入れて位置決めを行うためには、前記ピン穴8と前記ゲージピン7との間にクリアランスを設ける必要があり、位置決め精度が低い。このため、図示しない上金型と半導体用リードフレーム14との間に隙間が発生し、その隙間から樹脂が侵入して樹脂バリが生じるという不具合があった。さらに、特許文献1では、第1図ないし第4図において、下金型11につきあてブロック5あるいはつきあてピン6のいずれか一方を設け、そのいずれか一方に前記半導体用リードフレーム4をつきあてることにより、位置決めする半導体装置用モールド成形機の金型を開示している。
Conventionally, as a semiconductor resin sealing mold, for example, in FIG. 5 and FIG. 6 showing the conventional example of
しかしながら、前記金型では、突き当てて位置決めしているにすぎず、位置決め後の微振動等で位置ずれが生じやすく、位置決め精度の低下のおそれがあった。また、特許文献1では、つきあてブロック5あるいはつきあてピン6のいずれか一方に半導体用リードフレーム4をつきあてるための駆動手段を設ける必要があり、自動的に半導体用リードフレーム4を位置決めできなかった。さらに、前記金型11では、つきあてブロック5あるいはつきあてピン6の反対側に配置したゲート2から溶融した樹脂をキャビティ内に充填して成形する。このため、樹脂圧でリードフレームが樹脂注入方向に圧縮されて反りやすく、ワイヤスイープ等によってボンディングワイヤが損傷するという問題点があった。
However, the mold is merely abutted and positioned, and positional deviation is likely to occur due to fine vibration after positioning, which may cause a decrease in positioning accuracy. Further, in
前述の不具合を解消すべく、自動的に突き当てることによる位置決め手段としては、例えば、特許文献2の第1図(a)、(b)に示すように、ピン6にリードフレーム21の位置決め孔22を挿通して粗い位置決めを行った後、フレーム押え具25を回動して前記リードフレーム21を押圧することにより、所定の位置にスライド移動させて位置決めしていた。
For example, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) of
しかしながら、特許文献2にかかる成形装置では、剛性の大きいリードフレームに適用できるだけであり、撓みやすい樹脂製基板に適用することは困難であり、汎用性に乏しかった。さらに、リードフレーム21を移動させるために特別なフレーム押え具25を設ける必要があるので、構造が複雑になり、コストアップするという問題点があった。
本発明は、前記問題点に鑑み、金型と基板との間の隙間を原因とする樹脂バリを無くすことにより、バリ処理工程を不要とし、樹脂バリによって発生していた基板接点部の傷、樹脂バリの付着による接続不良を解消するものである。さらに、本発明は、樹脂の充填方向に生じていた基板の反りを原因とするボンディングワイヤの損傷を防止するとともに、構造が簡単で、汎用性の高い安価な半導体樹脂封止用金型を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention eliminates the resin burr caused by the gap between the mold and the substrate, thereby eliminating the burr processing step and scratching the substrate contact portion that has occurred due to the resin burr, This eliminates poor connection due to the adhesion of resin burrs. Furthermore, the present invention provides a semiconductor resin sealing mold that has a simple structure and high versatility while preventing damage to the bonding wire caused by the warping of the substrate that has occurred in the resin filling direction. The purpose is to do.
本発明にかかる半導体樹脂封止用金型は、前記目的に鑑み、半導体素子を搭載した基板を一対の金型で挾持して形成されるキャビティ内に、前記金型のいずれかに隣接するカルブロックのカルからランナーを介して樹脂を充填して前記半導体素子を封止する半導体樹脂封止用金型において、前記カルブロックに隣接する金型の対向面のうち、前記カルブロック側の縁部に位置し、かつ、前記基板の位置決め用孔に対応する位置に、自由端部に傾斜面を有する寄せピンを突設し、一対の前記金型で前記基板をクランプする際に、前記寄せピンの自由端部に設けた傾斜面を前記基板の位置決め用孔の開口縁部に圧接させ、前記基板を押し付けつつスライド移動させることにより、前記キャビティに連通するゲートを設けた内側面に、前記基板の側端面を圧接させる構成としてある。なお、本願発明において、キャビティとは、樹脂で封止する空間に限らず、基板等を収納する空間をも含む内部空間をいう。 In view of the above-mentioned object, a mold for semiconductor resin sealing according to the present invention includes a cavity adjacent to one of the molds in a cavity formed by holding a substrate on which a semiconductor element is mounted with a pair of molds. In a mold for semiconductor resin sealing, in which a semiconductor element is sealed by filling a resin through a runner from a cull of a block, an edge portion on a side of the cull block among opposed surfaces of the mold adjacent to the cull block At the position corresponding to the positioning hole of the substrate, and a protruding pin having an inclined surface at a free end, and when the substrate is clamped by a pair of the molds, of an inclined surface provided at the free end is pressed against the opening edge of the positioning hole of the substrate, by sliding while pressed against the substrate, the inner surface having a gate communicating with the cavity, the substrate Side of It is constituted to press the surface. In the present invention, the cavity is not limited to a space sealed with resin, but refers to an internal space including a space for storing a substrate or the like.
または、本発明にかかる半導体樹脂封止用金型は、半導体素子を搭載した基板を下金型および上金型で挾持して形成されるキャビティ内に、前記上金型に隣接するカルブロックのカルからランナーを介して樹脂を充填して前記半導体素子を封止する半導体樹脂封止用金型において、前記カルブロックに隣接する上金型の対向面のうち、前記カルブロック側の縁部に位置し、かつ、前記基板の位置決め用孔に対応する位置に、下端部に傾斜面を有する寄せピンを突設し、前記上,下金型で前記基板をクランプする際に、前記寄せピンの下端部に設けた傾斜面を前記基板の位置決め用孔の開口縁部に圧接させ、前記基板を押し付けつつスライド移動させることにより、前記キャビティに連通するゲートを設けた内側面に、前記基板の側端面を圧接させる構成であってもよい。 Alternatively, the semiconductor resin sealing mold according to the present invention is a cavity block formed by holding a substrate on which a semiconductor element is mounted with a lower mold and an upper mold, and is adjacent to the upper mold. In a semiconductor resin sealing mold for sealing the semiconductor element by filling a resin through a runner from a cull, on the edge of the upper block adjacent to the cull block on the edge on the calblock side When a clamping pin having an inclined surface is projected at a lower end at a position corresponding to the positioning hole of the substrate and the substrate is clamped by the upper and lower molds, An inclined surface provided at the lower end is brought into pressure contact with an opening edge of the positioning hole of the substrate, and the substrate is slid while being pressed , so that an inner surface provided with a gate communicating with the cavity is provided on the side of the substrate. pressed against the end face It may be configured to.
本発明によれば、基板の側端面とキャビティの内側面との間に隙間が生ぜず、樹脂の侵入による樹脂バリが生じない。このため、樹脂バリの除去処理作業が不要になるとともに、樹脂バリによって発生していた基板接点部の傷、樹脂バリの付着による接続不良を防止できる。
また、本発明によれば、カルブロック近傍に配置した寄せピンで基板の一端側を位置決めするので、基板に従来例のような反りが生じず、ワイヤースイープ等によるボンディングワイヤの損傷を防止できる。
さらに、一方の金型の所定位置に寄せピンを突設するだけで、基板を高い位置決め精度で位置決めでき、構造が簡単で、汎用性の高い安価な半導体樹脂封止用金型が得られるという効果がある。
According to the present invention, no gap is formed between the side end surface of the substrate and the inner side surface of the cavity, and no resin burr is generated due to the intrusion of the resin. This eliminates the need for a resin burr removal process and prevents connection defects due to scratches on the substrate contact portion and resin burr caused by the resin burr.
In addition, according to the present invention, since one end side of the substrate is positioned by the approach pin arranged in the vicinity of the cull block, the substrate is not warped as in the conventional example, and damage to the bonding wire due to wire sweep or the like can be prevented.
Furthermore, it is possible to position the substrate with high positioning accuracy simply by projecting a pin toward a predetermined position of one mold, and to obtain a semiconductor resin sealing mold with a simple structure and high versatility. effective.
本発明の実施形態としては、寄せピンを、筒状弾性部材を介して金型に植設しておいてもよい。
本実施形態によれば、寄せピンが軸心と直交する方向に弾性変形しやすくなり、調整の自由度が大きくなるとともに、過度な負荷による寄せピンの破損を防止できる。
As an embodiment of the present invention, a close pin may be implanted in a mold via a cylindrical elastic member.
According to the present embodiment, the contact pin is easily elastically deformed in a direction orthogonal to the axis, and the degree of freedom of adjustment is increased, and breakage of the contact pin due to an excessive load can be prevented.
他の実施形態としては、寄せピンの下端部を2分割するスリットを形成しておいてもよい。
本実施形態によれば、寄せピンの2分割した下端部の一方がより一層弾性変形しやすくなり、基板を所定の位置にスライド移動させるので、調整の自由度が大きくなるとともに、過度な負荷による寄せピンの破損を防止できる。
As other embodiment, you may form the slit which divides the lower end part of a close-up pin into two.
According to this embodiment, one of the two divided lower ends of the contact pin is more easily elastically deformed, and the substrate is slid to a predetermined position, so that the degree of freedom of adjustment is increased and an excessive load is applied. Breakage of the contact pin can be prevented.
別の実施形態としては、スリット内に弾性材を充填しておいてもよい。
本実施形態によれば、前記スリット内に樹脂等が侵入するおそれがなくなり、寄せピンの破損や成形不良等を未然に防止できるという効果がある。
In another embodiment, the slit may be filled with an elastic material.
According to the present embodiment, there is no possibility that a resin or the like enters the slit, and there is an effect that breakage of the contact pin or defective molding can be prevented in advance.
本発明にかかる半導体樹脂封止用金型の実施形態を図1ないし図10の添付図面にしたがって説明する。
第1実施形態にかかる半導体樹脂封止用金型は、図1ないし図6に示すように、大略、上型チェス20を組み込んだ上型モールドセット10と、下型チェス50を組み込んだ下型モールドセット30とで構成されている。
Embodiments of a semiconductor resin sealing mold according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings of FIGS.
As shown in FIGS. 1 to 6, the mold for semiconductor resin sealing according to the first embodiment is roughly an upper mold set 10 incorporating an
上型モールドセット10は、上型ベースプレート11の下面両側縁部にサイドブロック12,12を配置したものである。そして、前記サイドブロック12の対向する内向面にガイド用突条13,13をそれぞれ設け、後述する上型チェス20を側方からスライド嵌合できる構造となっている。
In the upper mold set 10,
前記上型チェス20は、ホルダーベースプレート21の上面中央にピンプレート(図示せず)およびエジェクタプレート26を順次積み重ねてあるとともに、その両側にチェス用スペースブロック27,27をそれぞれ配置し、嵌合用ガイド溝28を形成してある。一方、前記ホルダーベースプレート21は、図3に示すように、その下面中央にカル24を備えたカルブロック25を配置してあるとともに、その両側にキャビティ22を備えた上型キャビティブロック23,23をそれぞれ配置してある。そして、図3および図5に示すように、前記上型キャビティブロック23の下面のうち、カルブロック25に隣接する縁部に寄せピン1が所定のピッチで植設されている。前記寄せピン1は、その下端部1aの外周面が略円錐台形であり、かつ、横断面を略台形にカットした形状となっている(図4)。そして、前記下端部1aの巾狭部分がカルブロック25に対向している(図5)。なお、前記キャビティ22と前記カル24とはランナー26,ゲート27(図2)を介して連通する。また、通常、金型のメンテナンス等を考慮し、カルブロックとキャビティとは分割できる部品で構成されているが、これらを一体化しておいても特に問題はない。
The
下型モールドセット30は、図1に示すように、下型ベースプレート31の上面両側縁部にそれぞれ配置したスペースブロック32,32を介して下型チェス用ベースプレート33を組み付けたものである。前記下型チェス用ベースプレート33は、その上面両側縁部にサイドブロック36,36を配置するとともに、その上面の一端部にエンドブロック37を配置してある。そして、前記サイドブロック36,36の対向する内側面には、後述する下型チェス50をスライド嵌合させるガイド用突条36a,36aがそれぞれ形成されている。さらに、前記チェス用ベースプレート32,32間の中央にプランジャー用等圧シリンダーブロック34が配置されている。このプランジャー用等圧シリンダーブロック34は、図3に示すように、そのプランジャ35が後述する下型チェス50のセンターブロック56に設けた貫通孔56aを介して軸心方向に往復移動可能である。
As shown in FIG. 1, the
前記下型チェス50は、対向する両側面にガイド溝51,51(奥側のガイド溝51は図示せず)をそれぞれ形成する一方、その中央にセンターブロック56を配置してある。このセンターブロック56には所定のピッチで貫通孔56aが形成され、この貫通孔56aに挿入された成形用樹脂タブレット60を前記プランジャ35が押出可能となっている(図3)。さらに、前記センターブロック56の両側には、基板搭載面52を形成する下型キャビティブロック53がそれぞれ配置されている。そして、前記下型キャビティブロック53の上面のうち、前記センターブロック56に隣接する縁部に粗い位置決めを行うための位置決め用ピン54を突出している(図3)。
なお、図1には、上型チェス20の上型セットブロック20aを下型チェス50に位置決めするための下型セットブロック50aが図示されている。
The
In FIG. 1, a lower mold set
次に、前述の構成部品からなる樹脂封止用金型装置による封止工程について説明する。
図3に示すように、下型キャビテブロック53から突出する位置決め用ピン54に、半導体チップを搭載した樹脂製基板70(図2)の位置決め孔71を遊嵌して搭載面52に配置するとともに、貫通孔56aに固形タブレット60を挿入する。そして、下型モールドセット30を図示しない駆動機構を介して押し上げることにより、下型チェス50を押し上げる。これにより、上型チェス20の上型キャビティブロック23と下型チェス50の下型キャビティブロック53とが基板70をクランプする。
Next, the sealing process by the resin sealing mold apparatus comprising the above-described components will be described.
As shown in FIG. 3, a
特に、下型モールドセット30に組み込んだ下型チェス50が上昇すると、図5Aないし図5Cに示すように、クランプする直前、寄せピン1の傾斜面である巾狭の下端部1aが基板70の位置決め用孔71aの開口縁部に圧接し、調心しつつ、その分力で基板70を押し付けながら前記センターブロック56側にスライド移動させる。このため、基板70の側端面72を前記センターブロック56の外側面に圧接させながら、下端部1aがピン孔57まで下降する。ついで、下型キャビテイブロック53と上型キャビテイブロック23とが基板70をクランプし、貫通孔56a、カル24、ランナー26、ゲート27およびキャビテイ22が連通する。
In particular, when the
そして、等圧シリンダーブロック34のプランジャ35を上昇させることにより、固形タブレット60を加熱圧縮して流動体化し、溶融した樹脂をキャビテイ22に注入して基板70を封止,成形する。ついで、下モールドセット30全体を下降させ、金型を開く。さらに、等圧シリンダーブロック34のプランジャ35を再度、上昇させることにより、成形品を下型キャビティブロック53から持ち上げた後、図示しないキャリアで成形品を把持し、製品を取り出す。
なお、下型モールドセット30の一部に逃げ(図示せず)を形成し、プランジャ35を上昇させずにキャリアだけで成形品を取り出すようにしてもよい。また、通常使用されるエジェクタ機構を設けてエジェクタしてもよい。
Then, by raising the
Note that a relief (not shown) may be formed in a part of the lower mold set 30, and the molded product may be taken out only by the carrier without raising the
本実施形態によれば、基板70とセンターブロック56,下型キャビテイブロック53との間に隙間が発生せず、樹脂バリが発生しない。このため、樹脂バリの除去作業が不要となり、樹脂バリに基因する基板接点部の傷、樹脂バリ付着による接続不良等の不具合を防止できる。また、カルブロック25の近傍に配置した寄せピン1で基板70を位置決めし、寄せピン1の反対側に位置する基板70の縁部を拘束しない。このため、溶融した樹脂がキャビティ22内に流入しても、基板70に板厚方向の単純な圧縮力が負荷されるだけであり、半導体チップのボンディングワイヤにワイヤースイ―プ等が生ぜず、ボンディングワイヤが損傷しないという利点がある。
According to the present embodiment, no gap is generated between the
第2実施形態は、図7に示すように、前記上型チェス用スペースブロック23の下面のうち、カルブロック25に隣接する縁部に筒状弾性部材3を介して寄せピン2を所定のピッチで植設した場合である。前記寄せピン2は、その下端部2aの外周面が略円錐台形である。このため、図8に示すように、基板70が所定の位置から距離βだけズレている場合であっても、前記寄せピン2の下端部2aが基板70の位置決め用孔71aの開口縁部に圧接し、その分力で基板70を押し付けつつ、スライド移動させる。このため、基板70の側端面72が前記センターブロック56の内側面に圧接する。他は前述の第1実施形態と同様であるので、同一部分には同一番号を附して説明を省略する。
As shown in FIG. 7, in the second embodiment, the lower end of the upper
なお、本実施形態にかかる筒状弾性部材としては、例えば、シリコン、ウレタン、ポリフッ化エチレン(商品名 テフロン(登録商標))からなるものが考えられる。
また、前記下端部2aの形状は前述の第1実施形態の下端部1aと同一形状としてもよいことは勿論である。
In addition, as a cylindrical elastic member concerning this embodiment, what consists of a silicon | silicone, urethane, a polyfluorinated ethylene (brand name Teflon (trademark) ) can be considered, for example.
Of course, the shape of the
第3実施形態は、図9ないし図11に示すように、前記寄せピン4の下端側にスリット5を設けて2分割することにより、下端部4a,4bを形成してより一層、弾性変形しやすくした場合である。このため、図11に示すように、基板70が所定の位置から距離Γだけズレている場合であっても、前述の第1実施形態と同様にスライド移動する。
すなわち、図10Aないし図10Cに示すように、クランプする直前、寄せピン4の一方の下端部4aが基板70の位置決め用孔70aの開口縁部に圧接し、その分力で基板70を押し付けながら前記センターブロック56側に距離Γだけスライド移動させる。そして、基板70の側端面72を前記センターブロック56の内側面に圧接させつつ、下端部4a,4bがピン孔57に嵌合する。他は前述の第1実施形態と同様であるので、同一部分には同一番号を附して説明を省略する。
In the third embodiment, as shown in FIGS. 9 to 11, the
That is, as shown in FIGS. 10A to 10C, immediately before clamping, one
なお、本実施形態では、スリット5中に樹脂等が侵入することによる不具合を防止すべく、シリコンゴム等の弾性材を充填しておいてもよい。また、下端部4bは必ずしも必要ではなく、切取っておいてもよい。
In the present embodiment, an elastic material such as silicon rubber may be filled in order to prevent a problem caused by resin or the like entering the
本発明にかかる半導体樹脂封止用金型は、半導体を搭載した基板に限らず、通常の基板にも適用できる。 The mold for semiconductor resin sealing according to the present invention can be applied not only to a substrate on which a semiconductor is mounted but also to a normal substrate.
1,2,4:寄せピン
1a,2a,4a,4b:下端部
3:筒状弾性部材
5:スリット
10:上型モールドセット
20:上型チェス
22:キャビティ
23:上型キャビティブロック
24:カル
25:カルブロック
30:上型モールドセット
50:下型チェス
52:搭載面
53:下型キャビテイブロック
54:位置決め用ピン
56:センターブロック
56a:貫通孔
57:ピン孔
60:タブレット
70:基板
71:位置決め用孔
71a:位置決め用孔
72:側端面
1, 2, 4: Leading
Claims (5)
前記カルブロックに隣接する金型の対向面のうち、前記カルブロック側の縁部に位置し、かつ、前記基板の位置決め用孔に対応する位置に、自由端部に傾斜面を有する寄せピンを突設し、一対の前記金型で前記基板をクランプする際に、前記寄せピンの自由端部に設けた傾斜面を前記基板の位置決め用孔の開口縁部に圧接させ、前記基板を押し付けつつスライド移動させることにより、前記キャビティに連通するゲートを設けた内側面に、前記基板の側端面を圧接させることを特徴とする半導体樹脂封止用金型。 A cavity formed by holding a substrate on which a semiconductor element is mounted with a pair of molds is filled with resin from a cull of a cull block adjacent to one of the molds via a runner to seal the semiconductor element. In the mold for semiconductor resin sealing to stop,
Of the opposing surfaces of the mold adjacent to the cull block, a close-up pin having an inclined surface at a free end is located at the edge on the cull block side and at a position corresponding to the positioning hole of the substrate. When projecting and clamping the substrate with the pair of molds, the inclined surface provided at the free end of the leading pin is brought into pressure contact with the opening edge of the positioning hole of the substrate while pressing the substrate A mold for semiconductor resin sealing , wherein a side end face of the substrate is pressed against an inner side face provided with a gate communicating with the cavity by sliding.
前記カルブロックに隣接する上金型の対向面のうち、前記カルブロック側の縁部に位置し、かつ、前記基板の位置決め用孔に対応する位置に、下端部に傾斜面を有する寄せピンを突設し、前記上,下金型で前記基板をクランプする際に、前記寄せピンの下端部に設けた傾斜面を前記基板の位置決め用孔の開口縁部に圧接させ、前記基板を押し付けつつスライド移動させることにより、前記キャビティに連通するゲートを設けた内側面に、前記基板の側端面を圧接させることを特徴とする半導体樹脂封止用金型。 Filling a cavity formed by holding a substrate on which a semiconductor element is mounted with a lower mold and an upper mold from a cull block adjacent to the upper mold through a runner, the resin is filled. In the semiconductor resin sealing mold to be sealed,
Among the opposing surfaces of the upper mold adjacent to the cull block, a close pin having an inclined surface at the lower end is located at the edge on the cull block side and at a position corresponding to the positioning hole of the substrate. When projecting and clamping the substrate with the upper and lower molds, the inclined surface provided at the lower end portion of the leading pin is pressed against the opening edge of the positioning hole of the substrate while pressing the substrate A mold for semiconductor resin sealing, wherein a side end face of the substrate is pressed against an inner side face provided with a gate communicating with the cavity by sliding.
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