JPH0110182Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は樹脂封止型半導体装置等の樹脂モー
ルド装置に関するもので、上、下金型の衝合部分
に形成され、被樹脂モールド部品が収納される複
数のキヤビテイでの樹脂充填不良を防止すること
を目的とする。

一般に、樹脂封止型半導体装置は１枚のリード
フレームの複数箇所を同時に樹脂モールド成形し
て、複数個が一括して得られる。例えば、第１図
及び第２図に前記リードフレーム１の一例を示す
と、これは３本一組のリード部２の複数組をタイ
バー３で一連に一体化したもので、各リード部２
には放熱板４が一体化されている。このリードフ
レーム１には先ず各放熱板４上に半導体ペレツト
５がマウントされ、次に各半導体ペレツト５の表
面電極と各リード部２の対応するリードとが金属
細線６で電気的接続され、而して後リードフレー
ム１を後述金型にセツトして各放熱板４や各リー
ド部２の先端部分を封止する外装樹脂材７が一括
してモールド成形される。

このリードフレーム１を樹脂モールド成形する
金型の従来例を第３図乃至第５図に示し、以下こ
れを説明すると、８は下金型、９は上金型であ
る。上金型９の中央部には上下面を貫通するポツ
ト１０が形成され、また上下両金型８，９の衝合
部分にはポツト１０から四方に延びる複数本のラ
ンナ１１と、各１本のランナ１１から横に枝状に
延びる複数のゲート１２と、個々のゲート１２の
先端開口部に連通する複数のキヤビテイ１３とが
形成されている。キヤビテイ１３はリードフレー
ム１の被樹脂モールド部分が位置決めされるとこ
ろで、キヤビテイ１３への樹脂注入はポツト１０
からランナ１１及びゲート１２を通して行われ
る。複数のキヤビテイ１３の各々には同じ数（図
面では１個）のゲート１２が形成され、キヤビテ
イ１３へのゲート１２の開口部ｍの開口面積は例
えば0.3×1.2mmと一律に小さく設定してある。

第３図は計４本のランナ１１の各々１本ずつの
両側にリードフレーム１を１枚ずつ配置する例を
示し、これによる樹脂モールド成形は次の要領で
行われる。先ず上下両金型８，９で計８枚のリー
ドフレーム１を型締めし、これと前後して上下両
金型８，９を内蔵ヒータ（図示せず）で樹脂融点
（約150〜170℃）に近く加熱する。次に第６図に
示すようにポツト１０内に約80℃に予熱された複
数個、例えば３個の樹脂タブレツトａ，ｂ，ｃを
投入してからポツト１０内にプランジヤ１４を挿
入して樹脂タブレツトａ，ｂ，ｃを一定の圧力で
加圧していく。すると樹脂タブレツトａ，ｂ，ｃ
は下のものから溶融を始め、溶融した樹脂材はプ
ランジヤ１４の加圧力にてポツト１０からランナ
１１を流れ、ランナ１１からゲート１２に入つ
て、ゲート１２からキヤビテイ１３内に注入され
る。

このようなモールド成形に使用される樹脂材は
エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂材が使用され、そ
の特性は第７図に示すように加熱によつて溶融状
態になると粘度が低下して優れた流動性を示す
が、時間経過と共に硬化反応が始まつて粘度が上
昇していく。そのため、樹脂モールド成形は溶融
樹脂材の粘度が最小になる近くから硬化反応があ
まり進まない内に加圧して行うことが必要であ
る。

一方、ポツト１０で溶融して加圧された樹脂材
は１本のランナ１１内を次のように流れる性質が
ある。いま１本のランナ１１の両側にある複数の
ゲート１２及びキヤビテイ１３をポツト１０から
の遠近で３つの群に分け、ポツト１０に最も近い
群をG₁、ランナ１１の中央部にある群をG₂、ラ
ンナ１１の先端側にあつてポツト１０から最も遠
い群をG₃とすると、ポツト１０に投入されてプ
ランジヤ１４で加圧された樹脂タブレツトａ，
ｂ，ｃの内、まず最下段の樹脂タブレツトａが溶
融してランナ１１に入り、この溶融樹脂材はG₁
群のゲート１２からキヤビテイ１３にそのほとん
どが流入していく。プランジヤ１４の加圧を続け
ると中段にあつた樹脂タブレツトｂの溶融樹脂材
が続いてランナ１１に入り、これはG₁群のゲー
ト１２やキヤビテイ１３の樹脂未充填部分を充填
しながらランナ１１の全域に流れてランナ１１に
充填され、その後でG₃群のゲート１２とキヤビ
テイ１３に充填される。更にプランジヤ１４で最
後の樹脂タブレツトｃの溶融樹脂材をランナ１１
に送り込むと、これはランナ１１に充填された先
の溶融樹脂材を押し分ける如くして進み、残つた
中央のG₂群のゲート１２からキヤビテイ１３に
注入される。このようにキヤビテイ１３への樹脂
注入はランナ１１のポツト側が一番速く、次に先
端側が行われ、ランナ１１の中央部のものは最後
となる。以上のことは３つの樹脂タブレツトａ，
ｂ，ｃを色分けして実験することにより確認され
る。

ところで、ランナ１１に始めに流入する樹脂タ
ブレツトａによる溶融樹脂材は溶融直後で粘度が
最小に近く、而も近いG₁群のゲート１２からキ
ヤビテイ１３に入るので、このG₁群での樹脂未
充填の問題はない。また２番目の樹脂タブレツト
ｂによる溶融樹脂材は硬化反応が始まる前後でラ
ンナ１１を通り、G₃群のゲート１２からキヤビ
テイ１３に入るので、G₃群も樹脂未充填の問題
はほとんどない。しかし、最後の樹脂タブレツト
ｃは溶融してからランナ１１に入るまでに少し時
間がかかり、而もランナ１１に先に詰まつた硬化
しつつある溶融樹脂材を押し分けて進むので、
G₂群のゲート１２からキヤビテイ１３に注入さ
れる時は他よりも硬化反応が進んで粘度が高くな
つている時である。そのため、G₂群のキヤビテ
イ１３で樹脂充填不足が発生し易い問題があつ
た。

このような問題の解決策として、プランジヤ１
４による溶融樹脂材への圧力調整策が考えられ
る。つまり、ポツト１０からランナ１１に圧送す
る溶融樹脂材の加圧力を大きくして、ゲート１２
からキヤビテイ１３への樹脂注入圧を大きくする
ことである。このようにすればゲート１２の開口
部ｍが小さくても、また溶融樹脂材の粘度が多少
高くてもそれに見合つた高圧で樹脂注入すれば充
填不足の問題はなくなる。しかし、キヤビテイ１
３に溶融樹脂材を高圧で注入すると、キヤビテイ
１３内での溶融樹脂材の流れが高速となつて、キ
ヤビテイ１３内に配置されたリードフレーム１の
金属細線６が流入する高速の溶融樹脂材で大きな
ダメージを受けて変形し、悪くすると放熱板４に
シヨートしたり断線することがあつて、好ましい
解決策とはいえなかつた。

本考案はかかる問題点に鑑みてなされたもの
で、キヤビテイへのゲート開口面積がゲートから
キヤビテイに入る溶融樹脂材の注入性に大きく影
響する実証を基に、１本のランナに連なる複数の
ゲートのキヤビテイへの開口面積を部分的に相異
させて全てのキヤビテイ内での樹脂充填不良を防
止し得た樹脂モールド装置を提供する。

本考案は上記ゲート開口面積をランナの中央部
分にあるゲート群のものを他より選択的に大きく
することを特徴とする。つまり、ランナの中央部
分に連通するゲートやキヤビテイには前述したよ
うに溶融樹脂材の流入が最も遅くて硬化反応が進
んでいるので、ゲートには比較的容易に入るが、
ゲートからキヤビテイにはゲート開口面積が小さ
いと尚更に流入し難くてゲート先端部内に詰まる
傾向にある。またランナの中央部分にあるキヤビ
テイへの溶融樹脂材の流入性を改善するため、こ
のランナ中央部分におけるゲート開口面積を基準
にランナ全体のゲート開口面積を一律に大きくす
ると、ランナのポツト側や先端側にあるキヤビテ
イには粘度が最小に近い溶融樹脂材がランナ中央
部分での樹脂注入圧と同じ圧力で注入されるの
で、この部分のキヤビテイには溶融樹脂材が必要
以上に高速で注入されて、キヤビテイ内の被樹脂
モールド部品にダメージを与え兼ねない。しか
し、本考案のようにランナ中央部分でのゲート開
口面積を大きくして、他を従来程度にすれば上記
問題は無くなり、全てのキヤビテイに溶融樹脂材
が粘度の差があつても良好に注入される。

以下、本考案を第８図乃至第１０図の実施例で
もつて説明する。

第８図及び第９図は第１図のリードフレーム１
の樹脂モールド成形に使用する金型の一例であつ
て、１５は下金型、１６は上金型、１７は下金型
１５、上金型１６に形成されたポツト、１８，１
９，２０は上下両金型１５，１６の衝合部分に形
成されたランナ、ゲート、キヤビテイである。１
本のランナ１８の両側には例えば１枚ずつのリー
ドフレーム１が配置される。この上下両金型１
５，１６によるリードフレーム１の樹脂モールド
成形の動作順序は従来同様で、その詳細は省く。
尚、２はランナ１８の先端に形成した樹脂溜り
で、ランナ１８を流れてくる溶融樹脂材の流動性
を良くし、またこの溶融樹脂材の比較的粘度が高
くなる先端部分のものを溜めて、キヤビテイ２０
に粘度の低いものを流す作用をする。また各ゲー
ト１９はランナ１８側が幅広になるよう両側面に
テーパが付けられ、これによりランナ１８からゲ
ート１９への溶融樹脂材の流入性を高らしめてい
る。

上記実施例の従来との相異点は第９図に示すよ
うに、ランナ１８と連通するゲート１９及びキヤ
ビテイ２０を上記従来説明と同じようにポツト１
７からの遠近でG₁群、G₂群、G₃群の３群に分け
ると、G₁群とG₃群のゲート１９のキヤビテイ２
０への開口部ｎの開口面積は従来同様に例えば
0.3×1.2mmとし、ランナ中央部分のG₂群のゲート
１９のキヤビテイ２０への開口部n′の開口面積は
G₁群やG₃群の開口面積より大きく設定すること
である。G₁群とG₃群のゲート開口面積が0.3×1.2
mmとすると、G₂群のゲート開口面積は例えば0.5
×1.2mmと約２倍或はそれ以上に設定する。

このようにゲート開口面積を相異させると、始
めに樹脂注入されるG₁群のゲート１９とキヤビ
テイ２０、及び次に樹脂注入されるG₃群のゲー
ト１９とキヤビテイ２０には従来と同様に充填不
良なく良好に樹脂注入される。また最後に樹脂注
入されるG₂群のゲート１９とキヤビテイ２０に
はG₁群や、G₃群の場合より高粘度の溶融樹脂材
が流入するが、粘度が高くなつて流動性が悪くな
つた分に見合わせてG₂群のゲート開口面積を大
きくしてキヤビテイ２０への流入性を良くしてい
るので、G₂群のゲート１９からキヤビテイ２０
には他と同様に溶融樹脂材が注入され、樹脂充填
不良の心配が無くなる。

第１０図はG₂群のみキヤビテイ２０に２個の
ゲート１９′，１９′を連通させた実施例で、この
各々のゲート１９′，１９′のキヤビテイ２０への
開口面積はG₁群やG₃群と同じでよく２個にする
ことにより結果的に開口面積を大きくして上記実
施例と同じ効果を得んとするものである。

尚、キヤビテイ２０へのゲート開口面積を大き
くし過ぎると、樹脂モールド成形後に成形された
外装樹脂材７からゲート１９に残つて外装樹脂材
７と一体となつた不要樹脂材を折曲して除去する
ことが難しくなるので、このゲート開口面積には
自ずと上限があり、この上限は従来の約２〜３倍
程度までが良好である。

また本考案は上記実施例に限定されるものでは
なく、被樹脂モールド部品は半導体装置以外の電
子部品などであつてもよい。

以上説明したように、本考案によれば金型にお
ける複数のキヤビテイに注入される溶融樹脂材に
粘度の差があつても、この差はキヤビテイへのゲ
ート開口面積の差で吸収されるので、全てのキヤ
ビテイに溶融樹脂材を十分良好に充填することが
でき、高信頼度の樹脂モールド装置が提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は樹脂封止型半導体装置の一
例を示す平面図及びＡ−Ａ線断面図、第３図は従
来の樹脂モールド装置における金型の一部省略平
面図、第４図は第３図のＢ−Ｂ線拡大断面図、第
５図は第３図の部分拡大断面図、第６図は第３図
の樹脂モールド成形動作時でのＢ−Ｂ線拡大断面
図、第７図は溶融樹脂材の粘度特性図、第８図及
び第９図は本考案の一実施例を示す金型の一部省
略平面図及び部分拡大断面図、第１０図は本考案
の他の実施例を示す金型の部分断面図である。 １５…下金型、１６…上金型、１７…ポツト、
１８…ランナ、１９，１９′…ゲート、２０…キ
ヤビテイ、ｎ，n′…ゲート先端開口部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 上、下金型よりなり、且つ両金型の衝合部分
   に、ポツトから延びるランナと、ランナから枝状
   に延びる複数のゲートと、各々のゲートの先端開
   口部に連通するキヤビテイとを形成し、ポツトか
   らランナ、ゲート、キヤビテイへと溶融樹脂材を
   圧送するものにおいて、前記ランナの略中央部分
   に連通するキヤビテイへのゲート開口面積を他の
   部分のゲート開口面積より選択的に増大せしめた
   ことを特徴とする樹脂モールド装置。