JP6408253B2 - 半導体装置の樹脂成形装置及び半導体装置の樹脂成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂パッケージ型の半導体装置を樹脂成形によって成形する場合に使用される半導体装置の樹脂成形装置及び該樹脂成形装置を使用することによって実行される半導体装置の樹脂成形方法に関する。

樹脂パッケージ型の半導体装置を樹脂成形によって成形する場合には、上型と下型とによって構成される金型のキャビティ内にリードフレームと、半導体装置と、ヒートシンク等の他部品を配置し、型締め後、キャビティ内に樹脂を充填して硬化させることによって樹脂パッケージ型の半導体装置を成形している。

この場合、上記リードフレームは金型をクランプすることによって固定されるが、このリードフレームとキャビティ内で溶接やカシメ、接着等によって接続されている部品やキャビティ内で単に載置されているだけの半導体装置やヒートシンク等の他部品については、キャビティ内で固定されていないため、設置不良や樹脂充填時の樹脂の流動等によって、部品の位置ずれが発生する場合があった。

従来は、このような場合、金型に固定された固定ピンを使用して、該固定ピンでキャビティ内のリードフレームの一部や半導体装置、あるいはヒートシンク等の他部品を押圧して、これらの部品の位置固定を図っていた。

また、下記の特許文献１、２に示すように、金型と別個に動作する可動ピンを備えた半導体装置の樹脂成形装置も一部では採用されている。

このうち、特許文献１では、二本の可動ピンを使用して半導体装置が搭載された、リードフレームの一部であるダイパッドを上下から挟んで固定する電力半導体装置の製造方法が開示されている。そして、特許文献１では、ダイパッド３の裏面にあてがわれる第２の可動ピンの可動方向を、ダイパッド３の裏面との間の角度が０°以上９０°未満になるように設定することで、ダイパッド３の真下に可動ピン１２の傷痕が残らないようにする。これにより、電力半導体素子２が搭載されたダイパッド３の下部においてモールド樹脂が薄くなることを防止し、ダイパッド３の真下のモールド樹脂表面に樹脂バリが発生することを防止している。

一方、特許文献２では、キャビティ内に配置されるヒートスプレッダの必要な絶縁性を確保すべく、ヒートスプレッダ下方の樹脂の厚さを一定にする目的で可動ピンを使用した樹脂パッケージ型半導体装置の製造方法が開示されている。そして、特許文献２では、キャビティ６内でヒートスプレッダを下方から可動ピン１４の先端１４ＰＰで支持し、この状態で、キャビティ内に樹脂を充填する。そして、充填した樹脂が未硬化の間に、可動ピン１４の先端１４ＰＰを所定の位置に後退させ、その後、完全に硬化させることで、ヒートスプレッダ６の下方に所定の樹脂厚を確保している。

特開２００３−３０９１３６号公報（第１−３図） 特開２００３−１２４２４２号公報（第１及び３図）

しかし、リードフレームの一部等を押圧する押圧部材が金型に固定された固定ピンであると、押圧力や押圧量の調整ができず、別途、柔軟性被膜等が必要になってしまう。また、樹脂の硬化後、金型を離型した時、樹脂の一部に固定ピンの跡が穴として残ってしまう。
また、上記特許文献１、２に記載されている可動ピンは、成形する半導体装置の構成に合わせて一律的に定まる一定ストロークを移動するものである。従って、上述した固定ピンの場合と同様、リードフレームの一部等を押圧する押圧力や押圧量を可変できる構成を有していない。また、高さにばら付きがある部品を使用する場合には、その高さのばら付きに対応できず、正確な部品の位置決めを行うことはできない。

そこで、本発明の目的は、樹脂パッケージ型の半導体装置を樹脂成形によって成形するに際して、樹脂パッケージ内に収容される部品の厚みや大きさの違い、部品の種類や配置構成、あるいは部品精度の違い等に対応して、正確な位置決めと適切な押圧力ないし押圧量で部品の位置固定を行うことができる半導体装置の樹脂成形装置及び半導体装置の樹脂成形方法を提供することにある。

本発明の一側面は、樹脂パッケージ型の半導体装置（２）を樹脂成形によって成形する際に使用される半導体装置の樹脂成形装置（１）に係る。この樹脂成形装置は、樹脂パッケージ（３）を成形するキャビティ（５）を有する上型（７）と下型（９）とを有する金型（１１）と、前記キャビティ（５）内に設置される部品（１３）の位置固定と位置決めのいずれか一方または両方を行う、前記金型（１１）とは別個に動作する少なくとも１つの可動ピン（１５）と、前記キャビティ（５）内に設置される部品（１３）に作用する、前記可動ピン（１５）の高さ位置（Ｈ）を変える高さ位置調整機構（１７）と、を備える。
この樹脂成形装置によれば、金型とは別個に動作する可動ピンが設けられており、該可動ピンによってキャビティ内に設置される部品の位置固定と位置決めのいずれか一方又は両方が実行される。従って、樹脂パッケージ内に収容される部品の厚みや大きさの違い、部品の種類や配置構成、あるいは部品精度の違い等に対応して、正確な位置決めと確実な位置固定を行うことが可能になる。また、可動ピンによって部品をキャビティ面に密着させて露出させる場合には、当該部品が密着する上型のキャビティの下面や下型のキャビティの上面との間に隙間が形成されることが防止される。従って、当該隙間への樹脂の回り込みに起因する樹脂パッケージ表面のバリ等の発生を防ぎ、当該部品の密着面を樹脂パッケージ表面に露出させることが可能になる。
また、高さ位置調整機構を設けることで、可動ピンの高さ位置を微調整することが可能になる。従って、可動ピンの高さ位置を微調整することで、可動ピンの押圧量を適切な値に設定することが可能になる。また、高さにばら付きがある部品を使用した場合でも、その高さのばら付きに対応した正確な部品の位置決めと確実な位置固定とを行うことが可能になる。
また、下型の可動ピンを使用して固定されていない部品の受取り動作や成形後の樹脂パッケージの押出し動作を行うことが可能になる。

本発明の一側面では、前記樹脂成形装置（１）において、前記少なくとも１つの可動ピン（１５）は、複数の可動ピンを含み、前記複数の可動ピンが当接する取付けプレート（２１）と、動力伝達機構（２７）とを更に備えている。動力伝達機構（２７）は、モータ（２３）と、モータ（２３）の出力軸の回転を高さ方向（Ｚ）の直線的な動きに変換する回転直動変換機構（２５）と、を有し、回転直動変換機構（２５）により得られた高さ方向（Ｚ）の変位量を、前記取付けプレート（２１）を介してすべての可動ピン（１５）に伝達する。
動力伝達機構を備えた場合には、すべての可動ピンの高さ位置を、単一のモータの回転角度や回転量を制御することによって、同時に適切な値に調整することが可能になる。
本発明の一側面では、前記樹脂成形装置（１）において、前記モータ（２３）を制御する制御部（３１）を有し、可動ピン（１５）の押圧力又は押圧量を前記モータ（２３）の負荷に対応するトルク情報として検出し、そのトルク情報に基づいて、前記制御部（３１）が前記可動ピン（１５）の押圧力を調整する、構成としてもよい。
この場合、モータ（２３）の負荷に対応するトルク情報の検出値に基づいて、可動ピン（１５）の押圧力を精度よく調整することが可能である。

本発明の一側面では、前記樹脂成形装置（１）において、前記高さ位置調整機構（１７）は、可動ピン（１５）の高さ位置（Ｈ）を検出する位置センサ（２９）と、該位置センサ（２９）によって得られた位置情報（５３）に基づいて可動ピン（１５）の高さ位置（Ｈ）を制御する制御部（３１）と、を有する。
高さ位置調整機構が位置センサと制御部とを備えている場合には、可動ピンの実際の高さ位置を位置センサによって検出し、検出した位置情報に基づいて最適な可動ピンの高さ位置の設定と補正とを行うことが可能になる。従って、より一層、正確な部品の位置決めと確実な位置固定とを図ることが可能になる。

本発明の一側面では、前記樹脂成形装置（１）において、前記キャビティ（５）内に設置される部品（１３）を押圧する前記少なくとも１つの可動ピン（１５）の押圧力（Ｆ）を変える押圧力調整機構（１９）を更に備える。
押圧力調整機構を設けた場合には、可動ピンの押圧力を微調整することができるから、可動ピンの押圧力を適切な値に設定することが可能になる。また、高さにばら付きがある部品を使用した場合でも、その高さのばら付きに対応して可動ピンの押圧力を調整することで正確な部品の位置決めと確実な位置固定とを行うことが可能になる。
固定ピンを使用した場合に、従来必要であった柔軟性被膜等が不要になるため成形が容易になる。また、セラミック等の破損し易いデリケートな材料によって形成されている部品に対しても、適切な押圧力で当該部品にダメージを与えることなく部品の位置決めと位置固定とを実行することが可能になる。
上記高さ位置調整機構と押圧力調整機構の両方を設けた場合には、更に多くの部品の厚みや大きさの違い、部品の種類や配置構成、あるいは部品精度の違い等の条件の違いに対応できるようになり、より一層の正確な位置決めと確実な位置固定を、可動ピンの高さ位置の調整と押圧力の調整とを組み合わせることによって実現できるようになる。

本発明の一側面では、前記樹脂成形装置（１）において、前記押圧力調整機構（１９）は、可動ピン（１５）の押圧力（Ｆ）又は押圧量を検出する圧力センサ（３３）と、該圧力センサ（３３）によって得られた圧力情報（５９）に基づいて可動ピン（１５）の押圧力（Ｆ）を制御する制御部（３１）と、を有する。
押圧力調整機構が圧力センサと制御部とを備えている場合には、可動ピンの実際の押圧力又は押圧量を圧力センサによって検出し、検出した圧力情報に基づいて最適な可動ピンの押圧力の設定と補正とを行うことが可能になる。従って、より一層、正確な部品の位置決めと確実な位置固定とを図ることが可能になる。

本発明の一側面では、前記樹脂成形装置（１）において、前記可動ピン（１５）は、超硬の軸状部材によって形成されており、前記金型（１１）には、前記可動ピン（１５）を受け入れて、可動ピン（１５）の摺動を案内するガイド孔を備える軸受部材（３５）が設けられていて、該軸受部材（３５）は、超硬のスリーブ状部材によって形成されている。
可動ピンを超硬の軸状部材によって形成し、軸受部材を超硬のスリーブ状部材によって形成した場合には、可動ピンと軸受部材の摺動部分の耐摩耗性が向上し、繰り返しての使用に耐えられるようになり、耐久性が向上する。

本発明の一側面では、前記樹脂成形装置（１）において、前記少なくとも１つの可動ピン（１５）は、複数の可動ピンを含み、一部の可動ピンが上型（７）に設けられ、他の可動ピンが下型（９）に設けられる。可動ピンを上型と下型の両方に設けた場合には、キャビティ内の部品を一定方向に押し付けたり、部品の位置決めに使用するだけでなく、キャビティ内の部品を挟持して当該部品をキャビティ内の適当な高さ位置に位置固定することが可能になる。

本発明の一側面は、樹脂パッケージ型の半導体装置（２）を樹脂成形によって成形する際に使用される半導体装置の樹脂成形装置（１）に関し、この樹脂成形装置（１）は、上型（７）と下型（９）とを有し樹脂パッケージ（３）を成形するキャビティ（５）を有する金型（１１）と、前記キャビティ（５）内に設置される部品（１３）の位置固定と位置決めのいずれか一方または両方を行う、前記金型（１１）とは別個に動作する可動ピン（１５）と、前記キャビティ（５）内に設置される部品（１３）を押圧する前記可動ピン（１５）の押圧力（Ｆ）を変える押圧力調整機構（１９）と、を備える。
この樹脂成形装置によれば、金型とは別個に動作する可動ピンが設けられており、該可動ピンによってキャビティ内に設置される部品の位置固定と位置決めのいずれか一方又は両方が実行される。従って、樹脂パッケージ内に収容される部品の厚みや大きさの違い、部品の種類や配置構成、あるいは部品精度の違い等に対応して、正確な位置決めと確実な位置固定を行うことが可能になる。
押圧力調整機構を設けた場合には、可動ピンの押圧力を微調整することができるから、可動ピンの押圧力を適切な値に設定することが可能になる。また、高さにばら付きがある部品を使用した場合でも、その高さのばら付きに対応して可動ピンの押圧力を調整することで正確な部品の位置決めと確実な位置固定とを行うことが可能になる。
固定ピンを使用した場合に、従来必要であった柔軟性被膜等が不要になるため成形が容易になる。また、セラミック等の破損し易いデリケートな材料によって形成されている部品に対しても、適切な押圧力で当該部品にダメージを与えることなく部品の位置決めと位置固定とを実行することが可能になる。
また、可動ピンによって部品をキャビティ面に密着させて露出させる場合には、当該部品が密着する上型のキャビティの下面や下型のキャビティの上面との間に隙間が形成されることが防止される。従って、当該隙間への樹脂の回り込みに起因する樹脂パッケージ表面のバリ等の発生を防ぎ、当該部品の密着面を樹脂パッケージ表面に露出させることが可能になる。

本発明の一側面は、樹脂パッケージ型の半導体装置（２）を樹脂成形によって成形する際に使用される半導体装置の樹脂成形方法に関し、この樹脂成形方法は、金型（１１）を離間させてキャビティ（５）を開放させた状態にし、キャビティ（５）内に設置する部品（１３）を準備する成形準備工程（Ｐ１）と、前記開放されたキャビティ（５）内に部品（１３）を供給して設置する部品設置工程（Ｐ２）と、前記キャビティ（５）内に部品（１３）が設置された金型（１１）を接近方向に移動させて型締めする型締め工程（Ｐ３）と、前記型締めされたキャビティ（５）内に少なくとも１つの可動ピン（１５）を進入させて、所定の高さ位置（Ｈ）に移動させ、所定の押圧力（Ｆ）でキャビティ（５）内の部品（１３）を位置固定する部品位置固定工程（Ｐ４）と、前記部品（１３）が位置固定されたキャビティ（５）内に樹脂（Ｇ）を供給し充填する樹脂充填工程（Ｐ５）と、前記樹脂（Ｇ）の充填中あるいは充填後の樹脂（Ｇ）が完全に硬化する前のタイミングで前記可動ピン（１５）を所定の高さ位置（Ｈ）まで引き抜く可動ピン引き抜き工程（Ｐ６）と、前記可動ピン（１５）を引き抜いたキャビティ（５）内の樹脂（Ｇ）を完全に硬化させる樹脂硬化工程（Ｐ７）と、樹脂（Ｇ）が完全に硬化した後、金型（１１）を離間させて、成形された樹脂パッケージ（３）を金型（１１）から取り出す離型工程（Ｐ８）と、を含む。
この樹脂成形方法によれば、既存の半導体装置の樹脂成形方法の構成に、部品位置固定工程と、可動ピン引抜き工程とを加えるだけの簡単な構成によって、樹脂パッケージ内に収容される部品の厚みや大きさの違い、部品の種類や配置構成、あるいは部品精度の違い等に対応した正確な部品の位置決めと確実な位置固定とを行うことが可能になる。
また、可動ピン引抜き工程で可動ピンを引き抜くタイミングを樹脂が完全に硬化する前のタイミングとすることによって、成形後の樹脂パッケージの表面に可動ピンの跡が残ったり、可動ピンが通過した穴が形成される不具合を防止することが可能になる。

本発明の一側面では、上記樹脂成形方法において、前記部品設置工程（Ｐ２）では、キャビティ（５）内に設置される部品（１３）が金型（１１）によってクランプされていない部品である場合に、前記少なくとも１つの可動ピン（１５）をキャビティ（５）内の所定の高さ位置（Ｈ）まで移動させて、該可動ピン（１５）をガイドピンとして使用することで、当該部品（１３）の位置決めを併せて行う。
部品設置工程において、可動ピンをキャビティ内の所定の高さ位置まで移動させてガイドピンとして使用するようにした場合には、キャビティ内に設置される部品が金型によってクランプされておらず、水平方向に移動可能であっても、当該部品の位置決めを、可動ピンを使用して行うことが可能になる。従って、ヒートシンク等のように金型でクランプされていない部品の正確な位置決めが可能になり、樹脂を充填している時の樹脂の流動によって生じる当該部品の位置ずれを防止することができる。

本発明の一側面では、上記樹脂成形方法において、前記部品位置固定工程（Ｐ４）では、キャビティ（５）内設置される部品（１３）が上下左右の位置が固定されていない部品である場合に、キャビティ（５）内に前記少なくとも１つの可動ピン（１５）を進入させて、当該部品（１３）を対向する前記少なくとも１つの可動ピン（１５）で挟み込んで位置固定する。
部品位置固定工程において、キャビティ内の部品を対向する可動ピンで挟み込んで位置固定するように構成されている場合には、キャビティ内に設置される部品が上下左右の位置が固定されていない部品であっても、当該部品の確実な位置固定を、可動ピンを使用して安定して実行することが可能になる。

本発明の一側面では、上記樹脂成形方法において、前記部品位置固定工程（Ｐ４）では、キャビティ（５）内に設置される部品（１３）が上型（７）のキャビティ（５）の上面（３７）又は下型（９）のキャビティ（５）の下面（３９）に密着させて位置させる部品である場合に、当該部品（１３）を密着させるキャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）と反対側に位置する可動ピン（１５）をキャビティ（５）内に進入させて、前記部品（１３）をキャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）に押し付けることによって位置固定する。
部品位置固定工程において、キャビティ内の部品を密着させるキャビティの上面又は下面と反対側に位置する可動ピンを使用して押し付けることで位置固定するように構成されている場合には、キャビティ内に設置される部品が上型のキャビティの上面又は下型のキャビティの下面に密着させて位置させる部品である場合に、可動ピンの押付け動作によって当該部品の確実な位置固定を行うことが可能になる。
そして、この場合には、成形時の当該部品の位置ずれが防止されるのに加えて、当該部品が密着する上型のキャビティの下面や下型のキャビティの上面との間に隙間が形成されることが防止される。従って、当該隙間への樹脂の回り込みに起因する樹脂パッケージ表面のバリ等の発生を防ぎ、当該部品の密着面を樹脂パッケージ表面に露出させることが可能になる。

本発明の一側面では、上記樹脂成形方法において、前記可動ピン引抜き工程（Ｐ６）では、成形後の樹脂パッケージ（３）の表面に可動ピン（１５）による跡を残さない表面位置に対応する１又は複数の可動ピン（１５）を、前記キャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）と可動ピン（１５）の先端面（１５ａ）が面一になる位置まで引き抜く。
可動ピン引抜き工程において、引き抜く可動ピンの高さ位置をキャビティの上面又は下面と面一にした場合には、成形した樹脂パッケージの表面に可動ピンの跡が残らない樹脂パッケージ型の半導体装置を成形することが可能になる。

本発明の一側面では、上記樹脂成形方法において、前記可動ピン引抜き工程（Ｐ６）では、成形後の樹脂パッケージ（３）の表面に可動ピン（１５）による所定深さの凹部（４１）を形成する表面位置に対応する１又は複数の可動ピン（１５）を、前記キャビティ（５）内に可動ピン（１５）の一部が前記所定深さ分、残る位置まで引き抜く。
可動ピン引抜き工程において、引き抜く可動ピンの高さ位置を前記面一になる位置よりもキャビティ内方に設定した場合には、成形した樹脂パッケージの表面に所定深さの凹部を形成することが可能になる。

本発明の一側面では、上記樹脂成形方法において、前記可動ピン引抜き工程（Ｐ６）では、成形後の樹脂パッケージ（３）の表面に可動ピン（１５）による所定高さの凸部（４３）を形成する表面位置に対応する１又は複数の可動ピン（１５）を、前記キャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）よりも前記所定高さ分、キャビティ（５）の外方に可動ピン（１５）の先端面（１５ａ）が位置するまで引き抜く。
可動ピン引抜き工程において、引き抜く可動ピンの高さ位置を前記面一になる位置よりもキャビティ外方に設定した場合には、成形した樹脂パッケージの表面に所定高さの凸部を形成することが可能になる。

また、各可動ピンの引き抜く高さを個別に調整することで、樹脂パッケージ表面で、（ａ）跡を残さない部分、（ｂ）凹部を形成する部分、（ｃ）凸部を形成する部分の１又は複数を適宜組み合わせることができる。

本発明の一側面では、上記樹脂成形方法において、
前記可動ピン引抜き工程（Ｐ６）では、成形後の樹脂パッケージ（３）の表面に可動ピン（１５）による所定深さの凹部（４１）を形成する表面位置に対応する１又は複数の可動ピン（１５）を、前記キャビティ（５）内に可動ピン（１５）の一部が前記所定深さ分、残る位置まで引き抜き、
成形後の樹脂パッケージ（３）の表面に可動ピン（１５）による所定高さの凸部（４３）を形成する表面位置に対応する１又は複数の可動ピン（１５）を、前記キャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）よりも前記所定高さ分、キャビティ（５）の外方に可動ピン（１５）の先端面（１５ａ）が位置するまで引き抜く。
この場合、樹脂パッケージ（３）の表面に凹部（４１）及び凸部（４３）を容易に形成することができる。

本発明の一側面では、上記樹脂成形方法において、前記可動ピン引抜き工程（Ｐ６）では、
成形後の樹脂パッケージ（３）の表面に可動ピン（１５）による跡を残さない表面位置に対応する１又は複数の可動ピン（１５）を、前記キャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）と可動ピン（１５）の先端面（１５ａ）が面一になる位置まで引き抜き、
成形後の樹脂パッケージ（３）の表面に可動ピン（１５）による所定深さの凹部（４１）を形成する表面位置に対応する１又は複数の可動ピン（１５）を、前記キャビティ（５）内に可動ピン（１５）の一部が前記所定深さ分、残る位置まで引き抜き、
成形後の樹脂パッケージ（３）の表面に可動ピン（１５）による所定高さの凸部（４３）を形成する表面位置に対応する１又は複数の可動ピン（１５）を、前記キャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）よりも前記所定高さ分、キャビティ（５）の外方に可動ピン（１５）の先端面（１５ａ）が位置するまで引き抜く。
この場合、樹脂パッケージ（３）の表面に、跡を残さない部分、凹部（４１）及び凸部（４３）を容易に形成することができる。

本発明の第１の実施形態を示す図で、半導体装置の樹脂成形装置の離型状態を示す側部断面図である。 本発明により成形される樹脂パッケージ型の半導体装置の一例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態を示す図で、半導体装置の樹脂成形方法の一例を示す工程図である。 本発明の第３の実施形態を示す図で、半導体装置の樹脂成形方法の他の一例を示す工程図である。 本発明の第４の実施形態を示す図で、可動ピンの引抜き位置と樹脂パッケージの表面形状の関係を示す説明図である。

以下、本発明に係る半導体装置の樹脂成形装置及び該樹脂成形装置を使用することによって実行される本発明の半導体装置の樹脂成形方法について、図示の実施形態を例にとって具体的に説明する。

尚、本明細書中で使用する「樹脂パッケージ」３には、内包される部品１３を含むパッケージ全体を意味する場合と、内包される部品１３を含まないパッケージの外郭部材を意味する場合の両方が含まれる。

［第１の実施形態］
（１）半導体装置の樹脂成形装置の構成（図１参照）
本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の樹脂成形装置１は、樹脂パッケージ型の半導体装置２を樹脂成形によって成形する際に使用される半導体装置の樹脂成形装置１であって、樹脂パッケージ３を成形するキャビティ５Ａ、５Ｂ（５）を有する上型７と下型９とによって構成される金型１１と、前記キャビティ５内に設置される部品１３の位置固定と位置決めの両方を行う、前記金型１１とは別個に動作する可動ピン１５Ａ、１５Ｂ（１５）と、前記キャビティ５内に設置される部品１３に作用する前記可動ピン１５の高さ位置Ｈを変える高さ位置調整機構１７Ａ、１７Ｂ（１７）と、前記キャビティ５内に設置される部品１３を押圧する前記可動ピン１５の押圧力Ｆを変える押圧力調整機構１９Ａ、１９Ｂ（１９）と、を備えることによって基本的に構成されている。本明細書では、例えば、可動ピン１５において、上型７に設けられている可動ピン１５と、下型９に設けられている可動ピン１５と、を区別する場合には、前者を可動ピン１５Ａ、後者を可動ピン１５Ｂとして、符号１５の後にＡ、Ｂを付けて両者を識別する。上型７と下型９のそれぞれに配置される他の部品、構成及び構造についても同様に言及する。

金型１１は、図示のような上型７と、下型９を組み合わせることによって構成されている。上型７には、樹脂パッケージ１３を成形するためのキャビティ５Ａが上型７の下面に形成されている。一方、下型９には、樹脂パッケージ１３を成形するためのキャビティ５Ｂが下型９の上面に形成されている。

また、上型７と下型９には、成形後の樹脂パッケージ３を金型１１から取り出すためのエジェクターピン４５Ａとエジェクターピン４５Ｂが複数本、単一の支持プレート４７Ａと支持プレート４７Ｂによって支持されている。

尚、図１では、複数本設けられるエジェクターピン４５Ａ、４５Ｂの１本を代表として、それぞれ図示している。また、上型７と下型９には、エジェクターピン４５Ａ、４５Ｂを受け入れるガイド孔４９Ａ、４９Ｂが、エジェクターピン４５Ａ、４５Ｂの数に対応して、同じく複数個設けられている。そして、当該ガイド孔４９Ａ、４９Ｂは、上記エジェクターピン４５Ａ、４５Ｂの摺動を案内する役割を有している。

尚、上型７と下型９は、図示しないプレス装置に設置されて高さ方向Ｚに沿って相対的に接近、離間できるように構成されている。

本実施形態では、可動ピン１５は、上型７と下型９の両方に設けられている。また、可動ピン１５Ａ、１５Ｂは、それぞれ単一の取付けプレート２１Ａ、２１Ｂに対して複数本設けられている。取付けプレート２１Ａ、２１Ｂは、取付けプレート２１Ａ、２１Ｂに動力を伝達する動力伝達機構２７Ａ、２７Ｂから動力を受けて、すべての可動ピン１５Ａ、１５Ｂを対応する取付けプレート２１Ａ、２１Ｂの動きに合わせて、それぞれ同時に同一ストローク、移動できるように構成されている。

尚、図１では、複数本設けられている可動ピン１５Ａ、１５Ｂの１本を代表として、それぞれ図示している。また、上型７と下型９には、可動ピン１５Ａ、１５Ｂを受け入れるガイド孔５１Ａ、５１Ｂを備える軸受部材３５Ａ、３５Ｂが、可動ピン１５Ａ、１５Ｂの数に対応して同じく複数個設けられている。

そして、当該ガイド孔５１Ａ、５１Ｂは、上記可動ピン１５Ａ、１５Ｂの摺動を案内する役割を有している。また、可動ピン１５と軸受部材３５は、摺動によって摩耗するため、可動ピン１５は超硬の軸状部材によって一例として形成されており、軸受部材３５は、超硬のスリーブ状部材によって一例として形成されている。

また、上記動力伝達機構２７は、動力源となるモータ２３Ａ、２３Ｂ（２３）と、該モータ２３の出力軸の回転を高さ方向Ｚの直線的な動きに変換する回転直動変換機構２５Ａ、２５Ｂ（２５）と、回転直動変換機構２５に得られた高さ方向Ｚの変位置を前記取付けプレート２１Ａ、２１Ｂ（２１）に伝達する可動ピンロッド２８Ａ、２８Ｂ（２８）と、を備えることによって一例として構成されている。

そして、前記モータ２３としては、エンコーダー等を備えた回転角度の制御が可能なサーボモータが一例として適用可能である。また、回転直動変換機構２５としては、回り止めされたネジ軸と雌ネジブロックとによる螺合構造や、ベベルギヤとラック・ピニオン機構を組み合わせた構造等、適宜の機構が採用可能である。

また、高さ位置調整機構１７Ａ、１７Ｂ（１７）は、可動ピン１５の高さ位置Ｈを検出する位置センサ２９Ａ、２９Ｂ（２９）と、該位置センサ２９によって得られた位置情報５３に基づいて可動ピン１５の高さ位置Ｈを制御する制御部３１と、を備えることによって基本的に構成されている。

位置センサ２９としては、計測シリンダ、リニアエンコーダ、レーザー測長センサ、リニアスケール等が適用できる。また、本実施形態では、上型７と下型９の両方に、軸受５５Ａ、５５Ｂによって摺動可能に支承された位置計測ロッド５７Ａ、５７Ｂを配設している。そして、該位置計測ロッド５７Ａ、５７Ｂを取付けプレート２１Ａ、２１Ｂ側に押し込んで、取付けプレート２１Ａ、２１Ｂに位置計測ロッド５７Ａ、５７Ｂの先端面が当接した位置を、位置計測ロッド５７Ａ、５７Ｂの移動したストロークにより位置センサ２９Ａ、２９Ｂで計測し、可動ピン１５Ａ、１５Ｂの現在の正確な高さ位置Ｈを検出している。

また、制御部３１では、上記位置センサ２９からの位置情報５３に基づいて、可動ピン１５Ａ、１５Ｂの高さ位置Ｈを設定したり、一旦設定した高さ位置Ｈを補正して、最適な可動ピン１５Ａ、１５Ｂの高さ位置Ｈを割り出し、モータ２３の回転角度を調整して可動ピン１５Ａ、１５Ｂが正確な高さ位置Ｈになるように制御している。

また、押圧力調整機構１９は、可動ピン１５の押圧力Ｆ又は押圧量を検出する圧力センサ３３Ａ、３３Ｂ（３３）と、該圧力センサ３３によって得られた圧力情報５９に基づいて可動ピン１５の押圧力Ｆを制御する制御部３１と、を備えている。つまり、可動ピン１５Ａ、１５Ｂ（１５）の押圧力又は押圧量を、圧力センサ３３（ロータリエンコーダ、ロードセル等）によって、モータ２３Ａ、２３Ｂ（２３）の負荷に対応するトルク情報として検出し、そのトルク情報に基づいて、制御部３１が可動ピン１５Ａ、１５Ｂ（１５）の押圧力を調整する。この場合、モータ（２３）の負荷に対応するトルク情報の検出値に基づいて、可動ピン（１５）の押圧力を精度よく調整することが可能である。

圧力センサ３３としては、モータ２３に取り付けられているロータリエンコーダ等や可動ピン１５の基部に設けられる支持ロッド１５ｂに配置されるロードセル等が適用できる。そして、圧力センサ３３としてロータリエンコーダ等を使用した場合には、ロータリエンコーダ等で計測した回転角度に基づいて制御部３１において、可動ピン１５の押圧力Ｆの設定と補正を行い、モータ２３にフィードバックして、モータ２３のトルク管理を行い、可動ピン１５の押圧力Ｆの制御を行っている。

尚、本実施形態では、単一の制御部３１によって、前述した位置センサ２９からの位置情報５３と、上記圧力センサ３３からの圧力情報５９と、に基づいた可動ピン１５の高さ位置Ｈと押圧力Ｆとの制御を併せて行っている。

（２）樹脂パッケージ型の半導体装置の構成（図２参照）
このようにして構成される本実施形態に係る半導体装置の樹脂成形装置１によって成形される樹脂パッケージ型の半導体装置２としては、一例として図２に示すような構造のものが成形可能である。即ち、図示の樹脂パッケージ型の半導体装置２は、成形時に金型１１によってクランプされて位置固定されるリードフレーム６１と、該リードフレーム６１の片持ち梁状に張り出した先端リード部６３と、該先端リード部６３に一端が接続されているワイヤー６５と、該ワイヤー６５の他端が接続されている半導体チップ６７と、該半導体チップ６７を取り付けるダイパッド６９と、該ダイパッド６９を囲むように配置され、成形された樹脂パッケージ４の表面に一部露出された状態で設けられるヒートシンク７１と、を備えることによって具体的に構成されている。

そして、上記先端リード部６３と、該先端リード部６３に接続される半導体装置である半導体チップ６７と、ダイパッド６９と、ヒートシンク７１に代表される他部品と、を部品１３として、これらを取り囲むように図２中、仮想線で示す樹脂パッケージ３が設けられている。

また、図２では、前記半導体装置の樹脂成形装置１の構成部材である下型９に配置されている可動ピン１５Ｂの先端部が併せて図示されている。図示のようにヒートシンク７１は、複数の可動ピン１５Ｂによって、一例としてコーナー部付近がガイドされた状態で位置決めされ、水平方向の位置ずれが防止された状態になっている。

尚、上記ヒートシンク７１と同様、樹脂パッケージ３の表面に一部露出するタイプの他部品としては、ガラス板や上述した半導体装置６７等が挙げられる。

また、上記リードフレーム６１と一部接続されている部品としては、上記先端リード部６３の他、別のリードフレーム６１や金属部品、ダイの載った他部品等を溶接やカシメ等で接続されている部材や、リードフレーム６１上に他部品を接着することによって接続されている部材が含まれる。

そして、このようにして構成される本実施形態に係る半導体装置の樹脂成形装置１によれば、樹脂パッケージ型の半導体装置２を樹脂成形によって成形するに際して、樹脂パッケージ３内に収容される部品１３の部品の厚さや大きさ、部品の種類や配置構成、あるいは部品精度の違い等に対応して、正確な位置決めと適切な押圧力ないし押圧量で部品１３の位置固定を行うことが可能になる。

［第２の実施形態］
本発明の半導体装置の樹脂成形方法は、樹脂パッケージ型の半導体装置２を樹脂成形によって成形する際に使用される半導体装置の樹脂成形方法であって、成形準備工程Ｐ１と、部品設置工程Ｐ２と、型締め工程Ｐ３と、部品位置固定工程Ｐ４と、樹脂充填工程Ｐ５と、可動ピン引抜き工程Ｐ６と、樹脂硬化工程Ｐ７と、離型工程Ｐ８と、を備えることによって基本的に構成されている。

そして、図３に示す本実施形態では、リードフレーム６１の先端リード部６３を可動ピン１５で固定する場合を例にとり、上型７と下型９にそれぞれ２本ずつ配置されるエジェクターピン４５と、１本ずつ配置される可動ピン１５と、を備えるシンプルなモデルを例にとって、上記各工程の流れを示している。以下、各工程の内容を具体的に説明する。なお、図３では、半導体チップ６７、ダイパッド６９、ワイヤー６５は、図示を省略している。また、図３の例では、半導体装置２は、ヒートシンク７１を備えていない。

（１）成形準備工程（図３（ａ）参照）
成形準備工程Ｐ１は、金型１１を離間させてキャビティ５を開放させた状態にし、キャビティ５内に設置する部品１３を準備する工程である。即ち、図示しないプレス装置を作動させて上型７と下型９を離間させてキャビティ５を開放状態にする。そして、キャビティ５内に収容する部品１３として半導体チップ６７、ダイパッド６９、ワイヤー６５を備えたリードフレーム６１を用意する。また、エジェクターピン４５と可動ピン１５は、共に金型１１内に引き込んだ退避位置に位置している。

（２）部品セット工程（図３（ｂ）参照）
部品設置工程Ｐ２は、開放されたキャビティ５内に部品１３を供給して設置する工程である。即ち、用意したリードフレーム６１を、上型７と下型９の開放されたキャビティ５内の空間に供給し、一例として下型９のキャビティ５Ｂ内に設置する。

（３）型締め工程（図３（ｃ）参照）
型締め工程Ｐ３は、キャビティ５内に部品１３が設置された金型１１を接近方向に移動させて型締めする工程である。即ち、図示しないプレス装置を作動させて一例として下型９を上昇させて金型１１を型締めする。この状態では、リードフレーム６１の左右両端部が金型１１によってクランプされることによって位置固定されており、キャビティ５は密閉されて閉塞状態になる。また、キャビティ５内の先端リード部６３は、位置固定されておらず、キャビティ５内への樹脂Ｇの充填によって位置ずれが生じるおそれのある状態になっている。

（４）部品位置固定工程（図３（ｄ）参照）
部品位置固定工程Ｐ４は、型締めされたキャビティ５内に可動ピン１５を進入させて、所定の高さ位置に移動させ、所定の押圧力Ｆでキャビティ５内の部品１３を位置固定する工程である。即ち、先端リード部６３のように、キャビティ５内に設置される部品１３が上下左右の位置が固定されていない部品である場合に、モータ２３を駆動してキャビティ５内に可動ピン１５を進入させる。そして、当該部品１３を対向する可動ピン１５Ａ、１５Ｂによって挟み込んで位置固定を行う。尚、この時の可動ピン１５Ａ、１５Ｂの高さ位置Ｈと押圧力Ｆの設定は、前述した制御部３１で行われている。

（５）樹脂充填工程（図３（ｅ）参照）
樹脂充填工程Ｐ５は、部品１３が位置固定されたキャビティ５内に樹脂Ｇを供給し充填する工程である。即ち、図示しないスプルー（キャビティ５内に樹脂Ｇを供給するための流路）から密閉状態のキャビティ５内に樹脂Ｇを供給してキャビティ５内に当該樹脂Ｇを充填して行く。尚、この時先端リード部６３は、前工程Ｐ４で可動ピン１５Ａ、１５Ｂによって位置固定されているから、キャビティ５内の樹脂Ｇの流動による位置ずれは防止されている。

（６）可動ピン引抜き工程（図３（ｆ）参照）
可動ピン引抜き工程Ｐ６は、樹脂Ｇの充填中あるいは充填後の樹脂Ｇが完全に硬化する前のタイミングで可動ピン１５を所定の高さ位置まで引き抜く工程である。即ち、樹脂Ｇが完全に硬化した後に可動ピン１５を引き抜くと、可動ピン１５が存在していた位置に穴ができ、樹脂パッケージ３の外観を損ねたり、絶縁性が保たれない等の不具合が発生する。従って、樹脂Ｇが硬化する前のタイミングでモータ２３を駆動して、可動ピン１５を所定の高さ位置Ｈまで引き抜く。

（７）樹脂硬化工程（図３（ｇ）参照）
樹脂硬化工程Ｐ７は、可動ピン１５を引き抜いたキャビティ５内の樹脂Ｇを完全に硬化させる工程である。即ち、当該樹脂Ｇが熱硬化性の樹脂であれば、金型１１を加熱して当該樹脂Ｇを完全に硬化させ、安定させる。

（８）離型工程（図３（ｈ）参照）
離型工程Ｐ８は、樹脂Ｇが完全に硬化した後、金型１１を離間させて、成形された樹脂パッケージ３を金型１１から取り出す工程である。即ち、金型１１を離間できる状態まで樹脂Ｇが硬化したタイミングをみて、図示しないプレス装置を作動させて、一例として下型９を下降させる。そして、上型７と下型９のそれぞれのエジェクターピン４５Ａ、４５Ｂを突出させて、キャビティ５内から成形された樹脂パッケージ３を取り出すことで樹脂パッケージ型の半導体装置２の成形が完了する。

そして、このようにして構成される本実施形態に係る半導体装置の樹脂成形方法によれば、既存の半導体装置の樹脂成形方法の構成に、部品位置固定工程Ｐ４と、可動ピン引抜き工程Ｐ６を加えるだけの簡単な構成によって、樹脂パッケージ３内に収容される部品１３の厚みや大きさの違い、部品の種類や配置構成、あるいは部品精度の違い等に対応した正確な部品１３の位置決めと確実な位置固定とを行うことが可能になる。

また、可動ピン引抜き工程Ｐ６で可動ピン１５を引き抜くタイミングを樹脂Ｇが完全に硬化する前のタイミングとすることによって、成形後の樹脂パッケージ３の表面に可動ピン１５の跡が残ったり、可動ピン１５が通過した穴が形成される不具合を回避することが可能になる。

［第３の実施形態］
本実施形態は、図４に示すように、先端リード部６３及びヒートシンク７１を可動ピン１５で固定する場合の例である。この例では、上型７と下型９に、エジェクターピン４５を前記第２の実施形態と同じ２本ずつ配置するとともに、可動ピン１５も同じく２本ずつ配置したモデルを採用した実施形態である。なお、図４では、半導体チップ６７、ダイパッド６９、ワイヤー６５は、図示を省略している。

そして、上型７側に配置される可動ピン１５Ａを部品１３の位置固定に、下型９側に配置される可動ピン１５Ｂを部品１３の位置決めに使用した実施形態になっている。

また、図４中に図示されているリードフレーム６１には、先端リード部６３が向かい合わせで２組設けられている点と、上型７側の可動ピン１５Ａについて軸受部材３５が取り付けられている点も前記第２の実施形態と相違している。これは、ヒートシンク７１の大きさ等に対応して採られた構成の差異である。

図４に示す本実施形態に係る半導体装置の樹脂成形方法は、前記図３に示す第２の実施形態と同じ８つの工程Ｐ１〜Ｐ８によって構成されており、このうち、部品設置工程Ｐ２と部品位置固定工程Ｐ４の内容が前記第２の実施形態と幾分、相違している。

従って、ここでは、第２の実施形態と同様の内容のＰ１、Ｐ３、Ｐ５〜Ｐ８の工程については説明を省略し、前記第２の実施形態と相違する部品設置工程Ｐ２と部品位置固定工程Ｐ４に絞って説明する。

（１）部品設置工程（図４（ｂ−１）、（ｂ−２）及び図２参照）
本実施の形態では、部品設置工程Ｐ２が、第１設置工程Ｐ２１と第２設置工程Ｐ２２の２工程によって構成されている。第１設置工程Ｐ２１では、キャビティ５内に設置されるヒートシンク７１が金型１１によってクランプされていない部品１３であることから、ヒートシンク７１の位置決めを行っている。
即ち、一例として下型９側の可動ピン１５Ｂをキャビティ５内の所定の高さ位置まで移動させて、該可動ピン１５Ｂをガイドピンとして使用することでヒートシンク７１の位置決めを行って、樹脂Ｇの充填中のヒートシンク７１の位置ずれを防止するようにしている。

一方、第２設置工程Ｐ２２では、上記ヒートシンク７１の上にリードフレーム６１を設置している。そして、この工程Ｐ２２では、ヒートシンク７１の下面が下型９のキャビティ５の下面に当接した状態になっており、更にこのヒートシンク７１の上面にリードフレーム６１から延びる２つの先端リード部６３、６３が当接した状態でリードフレーム６１が設置されている。

（２）部品位置固定工程（図４（ｄ）参照）
本実施形態では、キャビティ５内に設置されるヒートシンク７１が上述したように下型９のキャビティ５Ｂの下面３９に密着させて位置させる部品１３であるため、当該ヒートシンク７１を密着させるキャビティ５Ｂの下面３９と反対側に位置する上型７側の可動ピン１５Ａを、モータ２３の駆動によりキャビティ５内に進入させて、上記二組の先端リード部６３の上面に当接させている。
そして、この二組の先端リード部６３を介してヒートシンク７１を下型９のキャビティ５Ｂの下面３９に押し付けることによって、先端リード部６３及びヒートシンク７１の位置固定を行っている。また、上記可動ピン１５Ａの押し付けによって先端リード部６３及びヒートシンク７１の位置固定が行われればヒートシンク７１をもはやガイドする必要はないから、下型９側の可動ピン１５Ｂを下方に退去させてキャビティ５外の所定の位置に移動させる。

このようにして構成される本実施形態に係る半導体装置の樹脂成形方法によっても、前述した第２の実施形態と同様の作用、効果が発揮される。また、本実施形態によれば、ヒートシンク７１等のように金型１１でクランプされていない部品１３の正確な位置決めが可能になるとともに、樹脂Ｇを充填中の樹脂Ｇの流動に起因する当該部品１３の位置ずれが防止される。

また、上述したヒートシンク７１等のようにキャビティ５内に設置される部品１３が上型７のキャビティ５Ａの上面３７又は下型９のキャビティ５Ｂの下面３９に密着させて位置させる部品１３である場合の確実な位置固定と、上記密着が不完全な場合に発生する隙間に樹脂Ｇが回り込むことによって生ずるバリの発生等の防止と、が図られる。

［第４の実施形態］
本実施形態に係る半導体装置の樹脂成形方法は、前記図３に示す第２の実施形態において説明した可動ピン引抜き固定Ｐ６において、可動ピン１５を引き抜く時の可動ピン１５の引抜き量を可変することによって、成形される樹脂パッケージ３の表面形状に違いを持たせた実施形態である。従って、他の工程Ｐ１〜Ｐ５、Ｐ６〜Ｐ８については、前記第２の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略し、前記第２の実施形態と相違する可動ピン引抜き工程Ｐ６に絞って説明する。

（１）可動ピン引抜き工程（図５参照）
本実施形態では、成形後の樹脂パッケージ３の表面に可動ピン１５による跡を残さない場合には、図５（ａ）に示すように、可動ピン１５を、キャビティ５の上面３７又は下面３９と可動ピン１５の先端面１５ａが面一になる位置まで引き抜いた状態で可動ピン１５の引き抜きを停止して次工程の樹脂硬化工程Ｐ７に移行する。

また、成形後の樹脂パッケージ３の表面に可動ピン１５による所定深さの凹部４１を形成する場合には、図５（ｂ）に示すように、キャビティ５内に可動ピン１５の一部が前記所定深さ分、残る位置まで、前記可動ピン１５を引き抜いた状態で可動ピン１５の引き抜きを停止して次工程の樹脂硬化工程Ｐ７に移行する。

また、成形後の樹脂パッケージ３の表面に可動ピン１５による所定高さの凸部４３を形成する場合には、図５（ｃ）に示すように、キャビティ５の上面３７又は下面３９よりも前記所定高さ分、キャビティ５の外方のガイド孔５１内に可動ピン１５の先端面１５ａが位置するように前記可動ピン１５を引き抜いた状態で可動ピン１５の引き抜きを停止して次工程の樹脂硬化工程Ｐ７に移行する。

また、１つの樹脂パッケージ３に対して複数の可動ピンの引き抜く高さを個別に調整することで、１つの樹脂パッケージ３の表面で、跡を残さない部分（図５（ａ））、凹部を形成する部分（図５（ｂ））、凸部を形成する部分（図５（ｃ））の１又は複数を適宜組み合わせることができる。具体的には、跡を残さない部分（図５（ａ））に対応する可動ピン１５は、キャビティ５の上面３７又は下面３９と可動ピン１５の先端面１５ａが面一になる位置まで引き抜く。また、凹部を形成する部分（図５（ｂ））に対応する可動ピン１５は、可動ピン１５の一部が前記所定深さ分、キャビティ５内に残る位置まで、引き抜く。また、凸部を形成する部分（図５（ｃ））に対応する可動ピン１５は、キャビティ５の上面３７又は下面３９よりも前記所定高さ分、キャビティ５の外方のガイド孔５１内に可動ピン１５の先端面１５ａが位置するように引き抜く。可動ピン１５ごとに高さ位置を可変にする場合には、同一の高さ位置Ｈを設定する１又は複数の可動ピン１５ごとに、取付けプレート２１を備えて、別々に取付けプレート２１を駆動するようにする。これにより、１つの樹脂パッケージ３において、跡を残さない部分（図５（ａ））、凹部を形成する部分（図５（ｂ））、凸部を形成する部分（図５（ｃ））の１又は複数を形成することができる。

そして、このようにして構成される本実施形態に係る半導体装置の樹脂成形方法によっても、前述した第２の実施形態と同様の作用、効果が発揮される。また、本実施形態によれば、キャビティ５内の部品１３の位置決めと位置固定を行う可動ピン１５に対し、成形後の樹脂パッケージ３の表面を加飾するという、別個の機能を付与することが可能になる。

［他の実施形態］
以上が本発明の基本的な実施形態であるが、本発明の半導体装置の樹脂成形装置１及び該樹脂成形装置１を使用することによって実行される本発明の半導体装置の樹脂成形方法は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的構成の変更や省略、あるいは当業者において、周知、慣用の技術を追加することが可能である。

例えば、可動ピン１５の動力伝達機構２７を前記離型工程Ｐ８で使用して、成形後の樹脂パッケージ３をキャビティ５から取り出すエジェクターピン４５の補助として使用することも可能である。また、可動ピン１５が複数本あって、使用する部位ごとに高さ位置Ｈや押圧力Ｆを可変したい場合には、同一の高さ位置Ｈと押圧力Ｆを有する複数の組に可動ピン１５を分け、これらの組ごとに取付けプレート２１を備えて、別々に取付けプレート２１を駆動するようにすることも可能である。

また、前述した高さ位置調整機構１７と押圧力調整機構１９は、これらの両方を備える場合に限らず、これらの何れか一方のみを備える構成の半導体装置の樹脂成形装置１とすることも可能である。同じく、可動ピン１５も上型７と下型９の両方に設ける場合に限らず、これらの何れか一方のみに設けることが可能である。
また、位置センサ２９と圧力センサ３３は、同一種類のものを１つずつ設ける他、同一の種類のものを、場所を変えて複数設けたり、異なる種類のものを複数設けて、これらから得られた複数の位置情報５３と圧力情報５９とを比較して可動ピン１５の高さ位置Ｈと押圧力Ｆの制御に利用することが可能である。

１ 半導体装置の樹脂成形装置
２ 樹脂パッケージ型の半導体装置
３ 樹脂パッケージ
５ キャビティ
７ 上型
９ 下型
１１ 金型
１３ 部品
１５ 可動ピン
１５ａ 先端面
１５ｂ 支持ロッド
１７ 高さ位置調整機構
１９ 押圧力調整機構
２１ 取付けプレート
２３ モータ
２５ 回転直動変換機構
２７ 動力伝達機構
２８ 可動ピンロッド
２９ 位置センサ
３１ 制御部
３３ 圧力センサ
３５ 軸受部材
３７ 上面
３９ 下面
４１ 凹部
４３ 凸部
４５ エジェクターピン
４７ 支持プレート
４９ ガイド孔
５１ ガイド孔
５３ 位置情報
５５ 軸受
５７ 位置計測ロッド
５９ 圧力情報
６１ リードフレーム
６３ 先端リード部
６５ ワイヤー
６７ 半導体チップ（半導体装置）
６９ ダイパッド
７１ ヒートシンク
Ｐ１ 成形準備工程
Ｐ２ 部品設置工程
Ｐ３ 型締め工程
Ｐ４ 部品位置固定工程
Ｐ５ 樹脂充填工程
Ｐ６ 可動ピン引抜き工程
Ｐ７ 樹脂硬化工程
Ｐ８ 離型工程
Ｐ２１ 第１設置工程
Ｐ２２ 第２設置工程
Ｈ 高さ位置
Ｆ 押圧力
Ｚ 高さ方向
Ｇ 樹脂

Claims (15)

1. 樹脂パッケージ型の半導体装置（２）を樹脂成形によって成形する際に使用される半導体装置の樹脂成形装置（１）であって、
   上型（７）と下型（９）とを有し、樹脂パッケージ（３）を成形するキャビティ（５）を有する金型（１１）と、
   前記金型（１１）とは別個に動作する少なくとも１つの可動ピン（１５）であって、前記キャビティ（５）内に設置される部品（１３）の位置固定を行う可動ピン、及び前記キャビティ（５）内に設置される部品（１３）の位置決めを行う可動ピンを含む、前記少なくとも１つの可動ピンを含む前記少なくとも１つの可動ピン（１５）と、
   前記キャビティ（５）内に設置される部品（１３）に作用する、前記可動ピン（１５）の高さ位置（Ｈ）を変える高さ位置調整機構（１７）と、
   を備え、
   前記部品（１３）の位置決めを行う前記可動ピン（１５）は、ガイドピンとして使用されることで、当該部品（１３）の位置決めを行うように配置されており、
   少なくとも１つの可動ピン（１５）は、超硬の軸状部材によって形成されており、
   前記金型（１１）には、前記可動ピン（１５）を受け入れて、可動ピン（１５）の摺動を案内するガイド孔を備える軸受部材（３５）が設けられていて、該軸受部材（３５）は、超硬のスリーブ状部材によって形成されており、
   前記キャビティ（５）内に設置される部品（１３）が上型（７）のキャビティ（５）の上面（３７）又は下型（９）のキャビティ（５）の下面（３９）に密着させて露出させる部品である場合に、当該部品（１３）を密着させるキャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）と反対側に位置する可動ピン（１５）をキャビティ（５）内に進入させて、前記部品（１３）をキャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）に押し付けることによって位置固定する、
   半導体装置の樹脂成形装置。
2. 請求項１に記載の半導体装置の樹脂成形装置（１）において、
   前記少なくとも１つの可動ピン（１５）は、複数の可動ピンを含み、
   前記複数の可動ピンが当接する取付けプレート（２１）と、
   モータ（２３）と、モータ（２３）の出力軸の回転を高さ方向（Ｚ）の直線的な動きに変換する回転直動変換機構（２５）と、を有し、回転直動変換機構（２５）により得られた高さ方向（Ｚ）の変位量を、前記取付けプレート（２１）を介してすべての可動ピン（１５）に伝達する動力伝達機構（２７）とを更に備えている、半導体装置の樹脂成形装置。
3. 請求項２に記載の半導体装置の樹脂成形装置（１）において、
   前記モータ（２３）を制御する制御部（３１）を有し、
   可動ピン（１５）の押圧力又は押圧量を前記モータ（２３）の負荷に対応するトルク情報として検出し、そのトルク情報に基づいて、前記制御部（３１）が前記可動ピン（１５）の押圧力を調整する、半導体装置の樹脂成形装置。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形装置（１）において、
   前記高さ位置調整機構（１７）は、
   可動ピン（１５）の高さ位置（Ｈ）を検出する位置センサ（２９）と、
   該位置センサ（２９）によって得られた位置情報（５３）に基づいて可動ピン（１５）の高さ位置（Ｈ）を制御する制御部（３１）と、
   を有する半導体装置の樹脂成形装置。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形装置（１）において、
   前記キャビティ（５）内に設置される部品（１３）を押圧する前記少なくとも１つの可動ピン（１５）の押圧力（Ｆ）を変える押圧力調整機構（１９）を更に備える、半導体装置の樹脂成形装置。
6. 請求項５に記載の半導体装置の樹脂成形装置（１）において、
   前記押圧力調整機構（１９）は、
   可動ピン（１５）の押圧力（Ｆ）又は押圧量を検出する圧力センサ（３３）と、
   該圧力センサ（３３）によって得られた圧力情報（５９）に基づいて可動ピン（１５）の押圧力（Ｆ）を制御する制御部（３１）と、
   を有する半導体装置の樹脂成形装置。
7. 請求項１に記載の半導体装置の樹脂成形装置（１）において、
   前記少なくとも１つの可動ピン（１５）は、複数の可動ピンを含み、一部の可動ピンが上型（７）に設けられ、他の可動ピンが下型（９）に設けられる、半導体装置の樹脂成形装置。
8. 樹脂パッケージ型の半導体装置（２）を樹脂成形によって成形する際に使用される半導体装置の樹脂成形装置（１）であって、
   上型（７）と下型（９）とを有し、樹脂パッケージ（３）を成形するキャビティ（５）を有する金型（１１）と、
   前記金型（１１）とは別個に動作する少なくとも１つの可動ピン（１５）であって、前記キャビティ（５）内に設置される部品（１３）の位置固定を行う可動ピン、及び前記キャビティ（５）内に設置される部品（１３）の位置決めを行う可動ピンを含む、前記少なくとも１つの可動ピン（１５）と、
   前記キャビティ（５）内に設置される部品（１３）を押圧する前記可動ピン（１５）の押圧力（Ｆ）を変える押圧力調整機構（１９）と、
   を備え、
   前記部品（１３）の位置決めを行う前記可動ピン（１５）は、ガイドピンとして使用されることで、当該部品（１３）の位置決めを行うように配置されており、
   少なくとも１つの可動ピン（１５）は、超硬の軸状部材によって形成されており、
   前記金型（１１）には、前記可動ピン（１５）を受け入れて、可動ピン（１５）の摺動を案内するガイド孔を備える軸受部材（３５）が設けられていて、該軸受部材（３５）は、超硬のスリーブ状部材によって形成されており、
   前記キャビティ（５）内に設置される部品（１３）が上型（７）のキャビティ（５）の上面（３７）又は下型（９）のキャビティ（５）の下面（３９）に密着させて露出させる部品である場合に、当該部品（１３）を密着させるキャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）と反対側に位置する可動ピン（１５）をキャビティ（５）内に進入させて、前記部品（１３）をキャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）に押し付けることによって位置固定する、
   半導体装置の樹脂成形装置。
9. 樹脂パッケージ型の半導体装置（２）を樹脂成形によって成形する際に使用される半導体装置の樹脂成形方法であって、
   金型（１１）を離間させてキャビティ（５）を開放させた状態にし、キャビティ（５）内に設置する部品（１３）を準備する成形準備工程（Ｐ１）と、
   前記開放されたキャビティ（５）内に部品（１３）を供給して設置する部品設置工程（Ｐ２）と、
   前記キャビティ（５）内に部品（１３）が設置された金型（１１）を接近方向に移動させて型締めする型締め工程（Ｐ３）と、
   前記型締めされたキャビティ（５）内に少なくとも１つの可動ピン（１５）を進入させて、所定の高さ位置（Ｈ）に移動させ、所定の押圧力（Ｆ）でキャビティ（５）内の部品（１３）を位置固定する部品位置固定工程（Ｐ４）と、
   前記部品（１３）が位置固定されたキャビティ（５）内に樹脂（Ｇ）を供給し充填する樹脂充填工程（Ｐ５）と、
   前記樹脂（Ｇ）の充填中あるいは充填後の樹脂（Ｇ）が完全に硬化する前のタイミングで前記可動ピン（１５）を所定の高さ位置（Ｈ）まで引き抜く可動ピン引き抜き工程（Ｐ６）と、
   前記可動ピン（１５）を引き抜いたキャビティ（５）内の樹脂（Ｇ）を完全に硬化させる樹脂硬化工程（Ｐ７）と、
   樹脂（Ｇ）が完全に硬化した後、金型（１１）を離間させて、成形された樹脂パッケージ（３）を金型（１１）から取り出す離型工程（Ｐ８）と、
   を含み、
   前記部品設置工程（Ｐ２）では、キャビティ（５）内に設置される部品（１３）が金型（１１）によってクランプされていない部品である場合に、前記少なくとも１つの可動ピン（１５）をキャビティ（５）内の所定の高さ位置（Ｈ）まで移動させて、該可動ピン（１５）をガイドピンとして使用することで、当該部品（１３）の位置決めを併せて行い、
   前記部品位置固定工程（Ｐ４）では、キャビティ（５）内設置される部品（１３）が上型（７）のキャビティ（５）の上面（３７）又は下型（９）のキャビティ（５）の下面（３９）に密着させて露出させる部品である場合に、当該部品（１３）を密着させるキャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）と反対側に位置する可動ピン（１５）をキャビティ（５）内に進入させて、前記部品（１３）をキャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）に押し付けることによって位置固定し、
   前記可動ピン（１５）は、超硬の軸状部材によって形成されており、
   前記金型（１１）には、前記可動ピン（１５）を受け入れて、可動ピン（１５）の摺動を案内するガイド孔を備える軸受部材（３５）が設けられていて、該軸受部材（３５）は、超硬のスリーブ状部材によって形成されている、半導体装置の樹脂成形方法。
10. 請求項９に記載の半導体装置の樹脂成形方法において、
    前記部品位置固定工程（Ｐ４）では、キャビティ（５）内設置される部品（１３）が上下左右の位置が固定されていない部品である場合に、キャビティ（５）内に前記少なくとも１つの可動ピン（１５）を進入させて、当該部品（１３）を対向する前記少なくとも１つの可動ピン（１５）で挟み込んで位置固定する、半導体装置の樹脂成形方法。
11. 請求項９又は１０に記載の半導体装置の樹脂成形方法において、
    前記可動ピン引抜き工程（Ｐ６）では、成形後の樹脂パッケージ（３）の表面に可動ピン（１５）による跡を残さない表面位置に対応する１又は複数の可動ピン（１５）を、前記キャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）と可動ピン（１５）の先端面（１５ａ）が面一になる位置まで引き抜く、半導体装置の樹脂成形方法。
12. 請求項９乃至１１の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形方法において、
    前記可動ピン引抜き工程（Ｐ６）では、成形後の樹脂パッケージ（３）の表面に可動ピン（１５）による所定深さの凹部（４１）を形成する表面位置に対応する１又は複数の可動ピン（１５）を、前記キャビティ（５）内に可動ピン（１５）の一部が前記所定深さ分、残る位置まで引き抜く、半導体装置の樹脂成形方法。
13. 請求項９乃至１２の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形方法において、
    前記可動ピン引抜き工程（Ｐ６）では、成形後の樹脂パッケージ（３）の表面に可動ピン（１５）による所定高さの凸部（４３）を形成する表面位置に対応する１又は複数の可動ピン（１５）を、前記キャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）よりも前記所定高さ分、キャビティ（５）の外方に可動ピン（１５）の先端面（１５ａ）が位置するまで引き抜く、半導体装置の樹脂成形方法。
14. 請求項９乃至１３の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形方法において、
    前記可動ピン引抜き工程（Ｐ６）では、
    成形後の樹脂パッケージ（３）の表面に可動ピン（１５）による所定深さの凹部（４１）を形成する表面位置に対応する１又は複数の可動ピン（１５）を、前記キャビティ（５）内に可動ピン（１５）の一部が前記所定深さ分、残る位置まで引き抜き、
    成形後の樹脂パッケージ（３）の表面に可動ピン（１５）による所定高さの凸部（４３）を形成する表面位置に対応する１又は複数の可動ピン（１５）を、前記キャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）よりも前記所定高さ分、キャビティ（５）の外方に可動ピン（１５）の先端面（１５ａ）が位置するまで引き抜く、
    半導体装置の樹脂成形方法。
15. 請求項９乃至１４の何れかに記載の半導体装置の樹脂成形方法において、
    前記可動ピン引抜き工程（Ｐ６）では、
    成形後の樹脂パッケージ（３）の表面に可動ピン（１５）による跡を残さない表面位置に対応する１又は複数の可動ピン（１５）を、前記キャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）と可動ピン（１５）の先端面（１５ａ）が面一になる位置まで引き抜き、
    成形後の樹脂パッケージ（３）の表面に可動ピン（１５）による所定深さの凹部（４１）を形成する表面位置に対応する１又は複数の可動ピン（１５）を、前記キャビティ（５）内に可動ピン（１５）の一部が前記所定深さ分、残る位置まで引き抜き、
    成形後の樹脂パッケージ（３）の表面に可動ピン（１５）による所定高さの凸部（４３）を形成する表面位置に対応する１又は複数の可動ピン（１５）を、前記キャビティ（５）の上面（３７）又は下面（３９）よりも前記所定高さ分、キャビティ（５）の外方に可動ピン（１５）の先端面（１５ａ）が位置するまで引き抜く、
    半導体装置の樹脂成形方法。

Images