JPH02246349A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体装置の製造方法に関し、 樹脂封止時の溶融樹脂の流れを一様にし、半導体装置の
品質安定・信鯨性の向上を目的とし、集積回路チップを
搭載したリードフレームが装填される複数のキャビティ
が、ゲートを介して直列に連結され、かつ、先頭のキャ
ビティのゲートがランナーに接続され、前記ランナーを
通って送られてくる溶融樹脂を前記各キャビティに順次
送出するように配設された前記各ゲートの断面積が、前
記ランナーから遠いものほど大きくなるように形成した
樹脂封止用金型を設け、前記直列に連なった各ゲートか
ら、順次注入される溶融樹脂が、前記各キャビティの内
部に装填された前記集積回路チップの周囲に一様に行き
渡るようにして半導体装置を製造する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は樹脂封止型半導体装置、と（にフラットパッケ
ージ型半導体装置の製造方法に関する。

近年、ＩＣなど半導体装置はますます大規模化すると共
に高密度化してきた。

一方、プリント回路基板へのＩＣその他の電子部品の実
装方法の進歩も著しく、高密度の表面実装方式が急速に
普及してきた。

このような状況に応じて、半導体集積回路や混成集積回
路は、チップサイズが大きくなる方向にあるにもかかわ
らず、パッケージは反対に薄くなるという傾向が生じて
きている。

こうした実装方法に適合したＩＣとして、いわゆる、フ
ラットパッケージＩＣが採用されるようになった。とく
に、樹脂封止パッケージは量産に適しており価格も安い
ので、現在量も多（使用されている。今後、高密度化の
要請から、ますます、パッケージの薄型化が求められの
で、品質の安定した信幀性の高いフラットプラスチック
パッケージング方法が求められている。

〔従来の技術〕

第３図は集積回路チップを搭載するリードフレームの代
表的な例を示したもので、図中、５はリード、６は集積
回路チップをグイボンディングするステージである。集
積回路チップとリードの内端とはボンディングワイヤに
よって接続される。

なお、従来はこのように集積回路チップがｌＯ個程度繋
がった帯び状のもの１列で構成される場合が多かったが
、最近になって高密度実装の比較的小形のパッケージで
は、図示したように２列に配列した、いわゆる、ダブル
ストランド型リードフレームが使用されることが多くな
ってきた。これによって、−括生産性がよくなり増産効
果と低価格化に大きく貢献するようになった。

このリードフレームのステージ６に集積回路チップを搭
載し、リード５とチップのリード引出し端子とをワイヤ
ボンディングしたのち、トランスファーモールド成形に
よって樹脂封止し、フラットプラスチックパッケージ型
の半導体装置を作製する。

第４図はリードフレームを載置した下金型の状態を示す
図で、上金型を取り外した状態を示したものである。図
中、４はリードフレーム８のステージ６にダイボンディ
ング搭載された集積回路チップである。

１０２は下金型で、３はランナー、すなわち、トランス
ファーモールド成形時に溶融樹脂が流れる湯道である。

２はゲートで、そのうちの２８はランナー３から分岐し
て第１のキャビティ１ａへ溶融樹脂を射出する第１のゲ
ートである。ｌは集積回路チップ４のパッケージを形成
するモールド成形空間をなすキャビティで、そのうちの
１ａはランナー３に最も近い第１のキャビティである。

　２ｂは第１のキャビティ１ａと第２のキャビティ１ｂ
とを連結し、かつ、第２のキャビティ１ｂへ溶融樹脂を
射出する第２のゲートである。すなわち、溶融樹脂はラ
ンナー３から第１のゲー）２ａ−第１のキャビティｌａ
−第２のゲート２ｂ−第２のキャビティｌｂへと直列に
送出されていく。　同様に、次の行はランナー３から第
２行の第１ゲー）２ａ−第２行の第１キャビティ１ａ−
第２行の第２ゲート２ｂ−第２行の第２キヤビテイ１ｂ
と直列に連結されて、前記第１行と同じように溶融樹脂
の送出が行われる。

第５図は従来の樹脂封止方法を説明する断面図である。

図中、１００は樹脂封止用金型、１０１はその上金型、
１０２は下金型である。

ｈｌは第１のゲート２ａの高さ、ｈ！は第２のゲー）２
ｂの高さでや一誇張して大きく図示しである。

前記の如く、溶融樹脂は左端の、たとえば、半円形をな
したランナー３を通って、先ず、第１ゲー）　２　ａか
ら第１キヤビテイ１ａへ射出され、次いで第１キヤビテ
イ１ａを通過した樹脂が第２ゲー）２ｂから第２キヤビ
テイ１ｂへ射出されて、集積回路チップ４を樹脂で覆い
樹脂硬化ののちに、金型１００から取り出されてフラッ
トパッケージ型の半導体装置が作製される。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、上記に説明した従来の樹脂封止方法においては
、ゲートの厚さり、＝ｈｚ、すなわち、もっと−船釣に
言えば、ゲートの断面積は全てのゲートで等しく形成さ
れていた。したがって、ランナー３から送出された溶融
樹脂が直列に連結されているキャビティ１に順次送られ
て行くうちに時間が経過して、この種のトランスファー
モールド成形に使用する熱硬化性樹脂の溶湯は粘度が高
くなってしまう。その結果、後列のキャビティの集積回
路チップはど、その周囲への溶融樹脂の均一な回り込み
が不十分となり、集積回路チップ４の上下の樹脂厚が不
均一になったり、孔が生じたりするといった問題があり
、その解決が必要であった。

（課題を解決するための手段〕 上記の課題は、集積回路チップを搭載したリードフレー
ムが装填される複数のキャビティ１が、ゲート２を介し
て直列に連結され、かつ、先頭のキャビティ１ａのゲー
ト２ａがランナー３に接続され、前記ランナー３を通っ
て送られて（る溶融樹脂を前記各キャビティ１に順次送
出するように配設された前記各ゲート２の断面積が、前
記ランナー３から遠いものほど大きくなるように形成し
た樹脂封止用金型１００を設け、前記直列に連なった各
ゲート２から、順次注入される溶融樹脂が、前記各キャ
ビティｌの内部に装填された前記集積回路チップの周囲
に一様に行き渡るようにしたことを特徴とする半導体装
置の製造方法により解決することができる。

〔作用〕

本発明によれば、溶融樹脂が送られてくるランナー３か
ら遠（に位置するキャビティのゲートはど、ゲートの断
面積を大きくしであるので、溶融樹脂の粘度上昇が起こ
らないうちに溶融樹脂が最後列のキャビティに到達する
か、あるいは、若干の粘度上昇があっても、断面積の大
きいゲートから小さい流速で溶融樹脂が注入されるので
、集積回路チップ４を搭載したステージ６に衝撃を与え
るようなことはなく、したがって、全キャビティで均一
な溶融樹脂の回り込みが可能となり、品質の安定したト
ランスファーモールド成形による樹脂封止を行うことが
できるのである。

〔実施例〕

第１図は本発明の詳細な説明する断面図である。

図中、５はリード、６はステージで、いずれも厚さ０．
１５ｍｍのダブルストランド型のリードフレーム（２列
×ＩＯ行の２０チツプ搭載用）の一部として形成されて
いる。

４は上記ステージ６の上にダイボンディングによって搭
載された集積回路チップである。７は前記集積回路チッ
プ４の端子部と前記リード・５の内端とを結んだボンデ
ィングワイヤである。

１０２は下金型で、半径３ｍｍの半円形のランナー３を
設け、前記ランナー３からは第１のゲート２ａを経由し
て第１のキャビティ１ａの下半分、さらに、第１のキャ
ビティ１ａの下半分から第２ゲート２ｂを経由して第２
のキャビティ１ｂの下半分へと直列に繋がる凹部が穿た
れている。なお、ｈ、およびｈ２は第１ゲート２ａ、第
２ゲート２ｂのそれぞれの高さで、この実施例ではｈｚ
／ｈ＋＝２とした。図ではゲートの高さを誇張して示し
であるが、ゲートの巾は上面視で１ｍｍ、ゲートの高さ
り、は０．２５ｍｍであり、したがって、ゲートの断面
は長方形をなしており、キャビティの中央に位置するよ
うに配置した。

１０１は上金型で、下金型１０２と対になってキャビテ
ィｌａ、キャビティ１ｂを構成するように　凹部が穿た
れている。キャビティの形状は、いわゆる、フラットパ
ッケージ型集積回路の標準形状に従って形成した。

上金型１０１と下金型１０２の間に、集積回路チップ４
がそれぞれ対応するキャビティに内に装填収容されるよ
うに、リードフレーム８を挟んで固定し、ランナー３を
エポキシ樹脂を充填した加熱加圧フランシャーのノズル
に接続する。次いで、加熱溶融されたエポキシ樹脂を加
圧注入してモールド成形を行った。なお、この間下金型
１０２を載置したベース台は約１７０°Ｃに加熱してお
いた。

樹脂硬化ののち、製品を取り出して検査したところ、何
れのキャビティのパッケージも均一で良好な樹脂外装が
行われていることを確認した。

第２図は溶融モールド樹脂の粘度とキャビティ位置番号
との関係図で、縦軸は注入時樹脂粘度。

横軸はキャビティ位置番号である。実線は上記実施例の
（第２ゲー１−２ｂの断面積）／（第１ゲート２ａの断
面積）、すなわち、Ｓ＝２の場合で、第１のキャビティ
１ａと第２のキャビティ１ｂとで、粘度の差は極めて僅
かであることがわかった。

したがって、前記作用の項で述べたように、後列のキャ
ビティにおいても溶融樹脂の流入アンバランスが生じる
ことなく、均一で−様な樹脂封止を行うことができるこ
とが裏付けられた。これは、前記の実際の樹脂外装状態
の検査結果とよく対応している。

なお、参考のために、従来例の場合（ｓ−１）を同図の
破線に示した。この場合は、第１キヤビテイ１ａのｐ、
から第２キヤビテイ１ｂの２２へと大巾な粘度上昇を来
した。

以上のデータは何れもリードフレームを装填しないで行
ったシミュレーション実験によって測定したものである
。

上記の実施例はダブルストランド型リードフレームの場
合であったが、３列以上連なったリードフレームにも同
様に適用できる。また、ランナー３の両側にリードフレ
ームを配置してモールド成形できるように、樹脂封止用
金型１００を作製することによって、より量産性を高め
るようにしてもよい。

さらに、ゲートの断面形状は本実施例のような長方形で
なく、円形や楕円形その他適宜好ましい形状を用いるこ
ともできるし、ゲートの位置、射出方向への傾斜も適宜
に好ましい状態に選んでよいことは言うまでもない。

また、本実施例では両サイドにリードが出ているＤｕａ
ｌ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅであったが、４方からり
一ドが出たＱｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅにも本
発明が適用できることは勿論である。たりし、この場合
には、ゲートの位置をキャビティの隅に設けるなどの配
慮をすればよい。

なお、集積回路チップは半導体集積回路チップでもよい
し、あるいは、混成集積回路チップでもよいことは勿論
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、複数のキャビテ
ィをゲートで直列に連結した樹脂封止用金型を用いて、
集積回路チップの量産的なモールド成形を行っても、ラ
ンナーから遠いゲートはどその断面積を大きくしである
ので、各キャビティで溶融樹脂の粘度の差が小さく、し
たがって、何れのキャビティのチップの周辺にも−様な
溶融樹脂の流れを作ることができる。その結果、均一で
欠陥の無い樹脂パッケージングが可能となるので、半導
体装置の品質安定・信鎖性の向上に寄与するところが極
めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する断面図、第２図は溶融
モールド樹脂の粘度とキャビティ位置番号との関係図、 第３図は半導体チップを搭載するリードフレームの例、 第４図はリードフレームを載置した下金型の状態を示す
図、 第５図は従来の樹脂封止方法を説明する断面図である。 図において、 １　（ｌａ、ｌｂ）はキャビティ、２（２ａ、２ｂ）は
ゲート、３はランナー、４は集積回路チップ、５はリー
ド、６はステージ、７はボンディングワイヤ、８はダブ
ルストランド型リードフレーム、１００は樹脂封止用金
型、１０１は上金型、１０２は下金型である。 木発日Ｈの曵方←伊ＩＬ引色明Ｔ６書を仮口石亭１図 穿２日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 集積回路チップを搭載したリードフレームが装填される
   複数のキャビティ（１）が、ゲート（２）を介して直列
   に連結され、かつ、先頭のキャビティ（１ａ）のゲート
   （２ａ）がランナー（３）に接続され、前記ランナー（
   ３）を通って送られてくる溶融樹脂を前記各キャビティ
   （１）に順次送出するように配設された前記各ゲート（
   ２）の断面積が、前記ランナー（３）から遠いものほど
   大きくなるように形成した樹脂封止用金型（１００）を
   設け、 前記直列に連なった各ゲート（２）から、順次注入され
   る溶融樹脂が、前記各キャビティ（１）の内部に装填さ
   れた前記集積回路チップの周囲に一様に行き渡るように
   したことを特徴とする半導体装置の製造方法。