JPH03281210A

JPH03281210A - 電子部品の樹脂封止成形方法

Info

Publication number: JPH03281210A
Application number: JP8456290A
Authority: JP
Inventors: Michio Osada; 道男長田; Makoto Matsuo; 真松尾
Original assignee: TOOWA KK
Current assignee: TOOWA KK
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1990-03-29
Publication date: 1991-12-11

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、例えは、ＩＣ，ＬＳＩ、ダイオ−１−、コ
ンデンサー等の電子部品を熱硬化性樹脂材料等を用いて
樹脂封止成形する方法の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

電子部品を樹脂材料によって封止成形する方法として、
従来より、１ヘランスフアー樹脂封正成形方法が知られ
ている。

この方法は、例えば、第５図及び第６図に示すような樹
脂成形用金型を用いて、通常、次のようにして行なわれ
る。

まず、所要のヒータ８により固定上型１及び゛可動下型
２を所定温度に加熱する。

次に、電子部品３を装着したリードフレーム９を可動下
型の型面に設けたセラ１〜用凹所２２の所定位置に供給
セットすると共に、ボッｌ−５内に樹脂材料４（樹脂タ
ブレット）を供給する。

次に、丁型２を上動して該両型（１・２）を型締めする
と、第６図に示すように、リードフレーム９は下型のセ
ット用四所２２に嵌装されて、その電子部品３及びその
周辺の所要範囲は上下両型面に対設された両キャビティ
（１１・２１）内に嵌装されることになり、また、」−
記ボット５内の樹脂材料４はヒータ８により加熱溶融化
されることになる。

次に、ポット５内で加熱溶融化されている樹脂材料４を
プランジャー６にて加圧すると、該溶融樹脂材料は、ポ
ット５に対向する上型面に形成されたカル部７１及び該
カル部７□と上型キャビティ１、とを連通させたゲート
部７２等から成る溶融樹脂材料の移送用通路７を通して
該両キャビティ内に注入充填されることになり、従って
、電子部品３及びその周辺所要範囲は、該両キャビティ
の形状に対応した樹脂封止成形体（モールドパッケージ
）内に封止成形されるものである。

なお、上記両キャビティ内へ溶融樹脂材料を加圧注入す
ると、該両キャビティ内に残溜するエアは型面（上型１
）に設けたエアベント１２を通して外部へ排出されるよ
うに構成されている。

また、上述した樹脂成形に使用される樹脂材料がエポキ
シレジン等の熱硬化性樹脂材料である場合は、キャビテ
イ面（金属面）に対する接着力が大きいと云うこの樹脂
の性質上、樹脂封止成形体の離型が困難となるので、樹
脂材料中に所要の離型剤を加えて上記した離型性の向上
を図るようにすることが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、樹脂材料は大気中の湿気を吸湿して水分を含
んでいるのが通例である。

従って、この水分を含んだ樹脂材料が高温の金型ポット
内に供給されて加熱溶融化されると、その溶融樹脂材料
中には気化した上記水分、即ち、多量のエアが混入する
ことになる。このため、該混入エアが樹脂封止成形体の
内部や表面にボイド或は欠損部を形成して、該製品の耐
湿性や外観を損なうと云った問題がある。

また、近時においては、樹脂封止成形体の内部における
腐食が製品の品質性及び信頼性を低下させると云った問
題が指摘されている。この内部腐食の要因としては、上
記した樹脂材料中の水分や樹脂封止されたＩＣチップや
ボンディングワイヤ等の電子部品表面に付着している酸
素及び湿気が大きく影響しているものと考えられる。

従って、このような弊害を除去するには、例えば、樹脂
封止成形の前工程において、これらのものを加熱乾燥手
段等により乾燥させればよい。

しかしながら、このような乾燥手段は、樹脂成形温度に
満たない温度での加熱による乾燥作用しか採用できない
ため、完全な乾燥状態を得ることができない。なお、熱
硬化性樹脂材料は室温ても徐々に硬化反応を開始するた
め、高温で一定時間の加熱作用を行なうとその反応が更
に促進されると云う樹脂成形上の重大な問題が生じる。

また、樹脂封止成形体の離型性を向上させる目的で、熱
硬化性樹脂材料中に多量の離型剤を加えるときは、上記
した樹脂封止成形時において、その離型剤がキャビティ
内面に堆積したり、その他の型面に残存付着して固化さ
れると云う型面汚れの問題が発生する。訣た、これらの
異物は型締率５良やその他の成形不良の一因となるため、これを型面か
ら完全に除去する必要があり、従って、その型面クリー
ニング工程に手数を要し、更に、製品の全体的な生産性
を低下させると云った別の弊害が生じることになる。

本発明は、金型面やポット内部、更に、樹脂材料やリー
ドフレーム表面等に残存する酸素や湿気（水分）を効率
良く除去することにより、若しくは、これらのものが酸
素や湿気を付着・吸収し難い状態となるように改善して
、上述したような従来の問題点を解消することができる
電子部品の樹脂封止成形方法を提供することを目的とす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る電子部品の樹脂封止成形方法は、樹脂材料
を成形用金型のポット内に供給して加熱溶融化すると共
に、該溶融樹脂材料を樹脂通路を通して成形用キャビテ
ィ内に注入することにより該キャビティ内に嵌装セット
した電子部品を封止する樹脂封止成形工程を有する電子
部品の樹脂材　− 正成形方法であって、上記樹脂封止成形工程を不活性カ
スの雰囲気中において行なうことを特徴とするものであ
る。

また、本発明に係る電子部品の樹脂封止成形方法は、上
記した樹脂封止成形工程中において、型締めした金型内
部の残溜エアを吸引除去する工程と、該金型内部に不活
性ガスを供給する工程とを有することを特徴とするもの
である。

まノご、本発明に係る電子部品の樹脂封止成形方法は、
高純度の不活性ガスを用いることを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

本発明の方法によれば、樹脂封止成形工程を不活性ガス
、例えば、アルゴン、ヘリウム、窒素等の雰囲気中にお
いて行なうことにより、金型面やボット内部、更に、樹
脂材料やり−１〜フレーム表面等に残存す−る酸素や湿
気を効率良く除去する作用、若しくは、これらのものが
酸素や湿気を付着・吸収し難い状態に改善される。

このため、溶融樹脂材料中にエアか混入ぜす、若しくは
、このエアの混入作用を効率良く抑制することかできる
。

従って、樹脂封止成形体の内部や表面にホイトや欠損部
が形成されるのを効率良く防止することができる。

また、酸化・腐食を防止する作用が得られると共に、型
面と溶融樹脂材料との間に無極性分子である不活性カス
を介在させることによって、型面と成形樹脂との接着作
用を抑制し樹脂封止成形体の離型性を向トさせることが
てきる。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例図に基づいて説明する。

第１図及び第２図には、本発明に係る電子部品の樹脂封
止成形装置の要部か夫々示されている。

この成形装置は、固定側の上型］と、該上型に対向配置
した可動側の下型２と、該下型側に配置した所要複数個
のポット５と、該各ボットに夫々嵌合させた樹脂材料４
（樹脂タブレット）加圧用のプランジャー６と、該上下
両型（１２）の型面に対設した所要複数個のキャビティ
（１，・２、）と、Ｌ記各ボッ）−５とその周辺所定位
置に配設した一個若しくは複数個のキャビデイ（１□）
とを短尺で同距離若しくは略等しい距離の樹脂通路７を
介して夫々連通させたマルチポット・プランジャ一方式
の構造を備えている。

なお、Ｌ記した各プランジャー６の下端部は、そのホル
ダー（図示なし）に対して所要の自由性を有するように
自在に嵌装されている。また、該プランジャーボルダ−
は、適宜な−Ｆ下往復駆動機構（図示なし）により、上
下方向に往復移動するように設けられている。更に、上
記下型２は、適宜な型締機構（図示なし）により、上下
方向に往復移動するように設けられている。上記上下往
復駆動機構や型締機構には、例えば、サーボモータによ
る正逆駆動回転軸と、該回転軸の正逆再回転により正逆
再回転する上下方向の回転ナラ１〜部材と、該ナツト部
材に螺装したスクリューシャフトと、該ナツト部材と該
スクリューシャフトとの係合螺子溝内に嵌装した多数の
回転ボールと、上記スクリューシャフトの口止手段等か
ら構成され、サーボモータを正逆両方向へ回転させるこ
とにより、該スクリューシャフト、即ち、プランジャー
６や下型２を上下方向へ往復移動させるように設ける、
所謂、電動ボールスクリュージヤツキ機構を採用すれは
よい。

また、上記した各プランジャー６の上端部は、ポット５
内に常時嵌合されると共に、それらの下端部は、上述し
たように、プランジャーホルダーに対して夫々自在に嵌
装支持されている。更に、該各プランジャー６には、プ
ランジャーボルタ−に内装したスプリング等の弾性部材
や、流体圧力等による等圧機構（図示なし）によって夫
々上方向（各プランジャーが押し出される方向）への弾
性圧力が加えられるように設けられている。

なお、図中の符号１２は上型面に設けられたエアベント
を示しており、また、同符号２２は下型面に形成された
リードフレームリのセット用凹所、同符号３は電子部品
、同符号７□及び同符号７□は樹脂通路７を構成する上
型のカル部及びゲート部、同符号８は金型加熱用ヒータ
を夫々示している。

　０また、図中の符号１０は両キャビティ（１１・２＋）内
で成形される樹脂封止成形体を両型間に取り出すための
エジェクター機構を示しており、第２図に示す型締時に
おいては、そのエジェクタービンの各先端面を該両キャ
ビティの内底面にまで後退させると共に、第１図に示す
型開時においては、逆に、それらの先端面を該両キャビ
ティ内に前進させて樹脂封止成形体を両型間に突き出す
ことができるように設けられている。

また、図中の符号Ｎは取扱容易性等の観点から窒素を採
用した不活性ガス雰囲気の範囲を例示している。即ち、
金型の構成上、その最少必要範囲となる上下両型（１・
２）付近のみを適宜なケース等の収容室１１内に収容す
ると共に、該収容室内に窒素ガスを供給して上記樹脂封
止成形工程を窒素雰囲気中にて行なうようにしたもので
ある。なお、上記したように、この窒素ガスに換えてそ
の他の不活性ガスを用いても差し支えない。

また、上記両キャビティ内へ溶融樹脂材料を加圧注入す
ると、該両キャビティ内に残溜するエアは型面（上型］
）に設けたエアベント１２を通して外部へ排出されるよ
うに構成されている。

以下、上記構成を備えた成形装置を用いて電子部品を樹
脂封止成形する場合について説明する。

まず、型締機構により下型２側を下動さ古て上下両型（
１・２）の型開きを行なうと共に、上下往復駆動機構に
よりプランジャー６を下動させた状態とするく第１図参
照）。

次に、この状態で下型面における凹所２２内の所定位置
に電子部品３を装着したリードフレーム９を供給セット
すると共に、各ボット５内に樹脂材料４を夫々供給する
。

次に、型締機構により下型２側を」１動させて上下両型
の型締めを行なう（第２図参照）。このとき、上記リー
ドフレーｌ＼上の電子部品３は該両型のキャビティ（１
１・２□）内に嵌装セットされる。

次に、上下往復駆動機構により各プランジャー６を上動
させて各ボット５内の樹脂材料４を加圧すると、該各欄
脂材ｆ４４はヒータ８により加熱溶融化されながら樹脂
通路７を通して両キャビティ（１□・２□）内に注入充
填され、該両キャビティ内に嵌装された電子部品３を該
溶融樹脂材料によって封止成形することができる。

次に、下型２を下動させて上下両型（１・２）の型開き
を行なうと共に、電子部品の樹脂封止成形体をエジェク
ター機構１０におけるエジェクタービンの突出作用によ
って両キャビティ（１＋・２１）の外部に突き出して離
型させればよい。

ところで、第３図に示すように、上述したような樹脂封
止成形工程（３）を本工程とすれば、その前工程として
は、例えば、ダイボンディング工程（１）やワイヤーボ
ンディング工程（２）等があり、また、その後工程とし
ては、例えば、リードフレームにおける不要なサイドフ
レームやタイバー等を切断し且つアウターリードを所要
形状に折曲加工するカット・ペンディング工程（４）等
があるが、高能率生産性を目的とする場合にはこれらの
各工程を自動的に且つ連続的に行なうことが好ましい。

本発明方法は、」１記したような樹脂封止成形工程（３
）を窒素等の不活性ガス雰囲気Ｎ中において行　３− なうことを特徴とするものであるが、これを更に第４図
に示す実施例に基づいて詳述する。

上記した樹脂封止成形工程（３）は、高純度（例えば、
９５〜１００％）の窒素ガスを供給して得られる窒素雰
囲気Ｎ中において行なわれ、該高純度の窒素ガスの供給
工程（３−１）は、該樹脂封止成形工程（３）中におい
て継続して行なわれている。この実施例においては、上
述したように、樹脂封止成形用金型装置の最少必要範囲
（上下両型付近のみ）を収容室１１内に収容し、且つ、
該収容室内に高純度の窒素ガスを供給することにより、
上記収容室１１内が窒素雰囲気となるように設定した。

なお、上記収容室１１内の窒素ガスを連続的に排出する
と共に、該収容室１１内に高純度の窒素ガスを連続的に
供給することにより、該収容室１１内の窒素ガスを常時
入れ換えながら窒素雰囲気を維持するようにしてもよい
。

上記した窒素雰囲気Ｎ中において、まず前工程を経たリ
ードフレームの供給工程（３−２）を、次に樹脂材料の
供給と型締工程（３−３＞を、次に金型内　４− 部ａ）残留エア除去工程（３４）を、次に樹脂材料の加
熱溶融化］［程（３−５）を、次に溶融樹脂材料の加圧
移送工程（３６）を、次に電子部品の樹脂材１１−成形
下程（３−７）を、次に成形品の離型工程（３−８）を
連続して行なう。

この実施例に基つく実験によると、成形された樹脂封止
成形体の内外にホイドが形成されるのを確実に防止する
ことができた。即ち、これは樹脂封止成形工程（３）を
窒素雰囲気Ｎ中において行なうことにより、型面やポッ
ト内部、更に、樹脂材料やリードフレーム及びその電子
部品の表面等に残存する酸素や湿気を効率良く除去する
作用、若しくは、これらのものが酸素や湿気を１４着・
吸収し難い状態に改善されたためであると考えられる。

また、酸素や湿気が除去され、若しくは、そのような状
態を得ることができることから、樹脂封止成形された電
子部品３の酸化・腐食作用を防止する効果が認められた
。即ち、これは電子部品を不活性カスである窒素ガスの
雰囲気Ｎ中においた状態゛ζ樹脂封止成形するため、電
子部品か、樹脂封止成形後において酸化・腐食される大
きな要因と当えられている大気中の酸素や湿気を効率良
く且つ確実に遮断してこれらに晒される割合をほとんど
なくすことができるからである。

更に、型面と溶融樹脂材料との間に無極性分子である窒
素を介在させることにより、型面と樹脂封止成形体との
接着作用が抑制されて該樹脂封止成形体の離型性を向上
させることが認められた。

本発明は、１述した実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任
意に且つ適宜に変更・選択して採用できるものである。

例えば、上述した金型内部の残留エア除去工程（３−４
）は必ずしも必要ではなく、従って、これを省略しても
よいが、該工程を加えるときは型締時にその各ポットと
樹脂通路及び各キャビティ内に残溜するエアを吸気（吸
引）作用等により外部へ確実に除去することができるた
め、該冬空間部位の残溜エアが溶融樹脂材料中に混入す
るのをより確実に防止することかてきる点で有利である
９なお、型締めした金型内部の残溜エアを吸引除去して
も、該工程は上述した窒素雰囲気Ｎ中において行なわれ
るので、該金型内部は高純度の窒素ガスが同時的に供給
されることになる。更に、金を内部に高純度の窒素カス
が供給された後、或は、そのような状態下にある場合に
は該残留エア除去工程（３−４＞を中断してもよく、こ
のような変更・選択は、必要に応じて適宜に且つ任意に
行ない得るものである。

また、実施例ては高純度の窒素カスを用いる場合につい
て説明したか、本発明方法は、通常の、或は、これより
も低純度の窒素カスを用いて窒素雰囲気を構成してもよ
い。要するに、高純度と云う設定条件は必ずしも必要で
はないか、高純度の窒素ガスにより窒素雰囲気を構成し
た場合には、上述した作用効果を更に向上させることか
てきるものである。

また、」ユ述した成形品の離型工程（３−８）は実質的
な樹脂封止成形工程が終了した後に行なわれるものであ
るからこれを省略してもよく、或は、該］　７工程を」−述した後工程中に組み入れてもよい。

また、樹脂封止成形工程を窒素雰囲気中において行なう
態様とし、では、樹脂封止成形用金型装置の全体を」二
連した収容室内に収容するような構成を採用しても差し
支えないものである。

以上、要するに、実質的な樹脂封止成形工程が窒素等の
不活性ガス雰囲気中において行なわれればよい。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれは、金型面やボッ１ル内部、更に、
樹脂材料やリードフレーム及び電子部品の表面等に残存
する酸素や湿気を効率良く除去することにより、若しく
は、これらのものが酸素や湿気を付着・吸収し難い状態
となるように改善することができる。

従って、溶融樹脂材料へのエア混入を防止、若しくは、
抑制して、該混入エアに起因するホイド或は欠損部の形
成が効率良く防止されて、高品質性及び高信頼性を備え
た樹脂封止成形品を成形することかできる電子部品の樹
脂封止成形方法を提　８供することができる効果がある。

また、酸素や湿気を除去した状態が得られるため、樹脂
封止成形体の内部における酸化・腐食作用を効率良く防
止して高品質性及び高信頼性を備えた樹脂封止成形品を
提供することができる効果がある。

また、型面と溶融樹脂材料との間に無極性分子である不
活性ガスが介在されることになるなめ、該型面と樹脂封
止成形体との接着作用が抑制されて樹脂封止成形体の離
型性を向上させることができると云った効果がある。更
に、このため、樹脂材料の残存異物によるキャビティ内
面やその他の型面にみられる従来の型面汚れを未然に防
止することができると共に、該残存異物に起因した型締
不良や成形不良を確実に防止することができるので、型
面クリーニング工程を省略化し得て高品質性及び高信頼
性を備えた樹脂封止成形品を高能率生産することができ
ると云った優れた実用的な効果を奏するものである。

更に、本発明方法は、加熱乾燥手段等を採用しないので
、樹脂材料に熱硬化性のものを用いることが可能である
と云った利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明方法の実施例を示すものであ
り、第１図は電子部品の樹脂封止成形用金型装置の要部
を示す一部切欠縦断正面図であって上下両型の型開き状
態を示しており、第２図は該装置の要部を示す一部切欠
縦断正面図であって上下両型の型締時と樹脂材料加圧時
の状態を示しており、第３図及び第４図はいずれも本発
明方法を説明するためのフローシートである。第５図及び第６図は電子部品の樹脂封止成形用金型装置
の構成例を示すものであり、第５図は電子部品の樹脂封
止成形用金型装置の要部を示す一部切欠ｆｉ！ＩＷｆｒ
正面図であって上下両型の型開き状態を示しており、第
６図は該装置の要部を示す一部切欠縦断正面図であって
上下両型の型締時と樹脂材料加圧時の状態を示している
。〔符号の説明〕１・・・固定側上型１１・・・キャビティ２・・・可動側下型２１・・・キャビティ３・・・電子部品４・・・樹脂材料５・・・ポット６・・・プランジャー７・・・樹脂通路８・・・ヒータ９・・・リードフレーム１０・・・エジェクター機構１１・・・収容室Ｎ・・・窒素雰囲気

Claims

【特許請求の範囲】

（１）樹脂材料を成形用金型のポット内に供給して加熱
溶融化すると共に、該溶融樹脂材料を樹脂通路を通して
成形用キャビティ内に注入することにより、該キャビテ
ィ内に嵌装セットした電子部品を封止する樹脂封止成形
工程を有する電子部品の樹脂封止成形方法であって、上
記樹脂封止成形工程を不活性ガスの雰囲気中において行
なうことを特徴とする電子部品の樹脂封止成形方法。
（２）樹脂封止成形工程中において、型締めした金型内
部の残溜エアを吸引除去する工程と、該金型内部に不活
性ガスを供給する工程とを有することを特徴とする請求
項（１）に記載の電子部品の樹脂封止成形方法。
（３）高純度の不活性ガスを用いることを特徴とする請
求項（１）又は請求項（２）に記載の電子部品の樹脂封
止成形方法。