JPH0342495B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 発明の技術分野 本発明は半導体の製造方法及びその製造装置に
関し、特に、半導体チツプとボンデイングワイヤ
が組付けられたリードフレームを、合せ金型を用
いて樹脂封止を行う半導体装置の樹脂封止方法及
び樹脂封止装置に関するものである。

(ロ) 技術の背景 一般に、半導体製造工程において、半導体チツ
プ（ICチツプ）を封入するパツケージ（容器）
としては、密閉空間内に封入するもの（金属パツ
ケージ、セラミツクパツケージ等）と、半導体チ
ツプを直接埋設して封入するもの（樹脂封止パツ
ケージ等）がある。後者の直接埋設方法として
は、金型を用い、この金型に樹脂を加圧注入して
封止樹脂を成形する方法と、液状の樹脂中にリー
ド付の半導体を直接浸漬して封止樹脂を形成する
方法がある。

この金型を用いて半導体チツプを直接埋設して
封入する樹脂封止パツケージは、通常、金属製の
リードフレーム上に半導体チツプをダイボンドし
てからワイヤボンデイングを施した後、このリー
ドフレームを所定の金型に収容配置して、金型内
に熱硬化性樹脂を加圧注入して成形される。そし
て、この金型には、通常、前述の如きリードフレ
ームを収容配置するためのキヤビテイと呼ばれる
空間部（成形物の形状をした空間）が複数個配列
して形成され、このキヤビテイに直接連通して注
入口としての役目を果すゲートと呼ばれる細い通
路が形成され、このゲートに連通するランナーと
呼ばれる通路が形成され、さらにこのランナーに
連通する穴部が形成されている場合が多い。この
穴部（以下、ポツトと呼ぶ）に予備加熱した封止
用の樹脂材料（熱硬化性樹脂）を供給し、この供
給樹脂をプランジヤーによつて前記ランナー及び
ゲートを介してキヤビテイ内に加圧注入すること
により、封止樹脂が成形される。しかし、この種
の封止樹脂成形においては、金型の各通路に残留
した樹脂が無駄になり、またキヤビテイ内に流入
した樹脂がリードフレームに組付けられた細いボ
ンデイングワイヤに直接接触するので、ワイヤを
変形して悪影響を及ぼす場合がある。従つて、こ
のような封止樹脂の成形工程における半導体装置
の樹脂封止方法及びその装置としては、樹脂材料
の歩留りが良好で、かつボンデイングワイヤに対
し悪影響を与えない方法及び装置が要望されてい
る。

(ハ) 従来技術と問題点 第１図から第４図は従来の半導体装置の樹脂封
止方法及び樹脂封止装置を説明するための図であ
る。第１図は第１の従来例における金型（下型）
の部分平面図、第２図は第１図のＡ−A′線断面
図（但し、上型を衝合配置した状態）、第３図は
第２の従来例における金型（下型）の部分平面
図、第４図は第３図のＢ−B′線断面図（但し、
上型を衝合配置した状態）である。

第１図と第２図において、符号１０は金型を示
し、１１は下型、１２は上型、１３は供給ポツト
（成形物のカル部に相当）、１４はランナー、１５
は注入ゲート、１６はキヤビテイ、１７はリード
フレーム、１７ａはリードフレーム１７と一体状
に形成されたダイスステージ、１８は半導体チツ
プ、１９はボンデイングワイヤをそれぞれ示す。
この従来例の場合は、第１図に示すように、ポツ
ト１３に連通する複数本のランナー１４（この場
合は４本構成）が設けられ、これら各ランナー１
４の両側に複数個（この場合、１本のランナーに
対して10個）のキヤビテイ１６が配置形成され、
かつランナー１４とキヤビテイ１６は注入ゲート
１５を介して連通されている。尚、下型１１に設
けられたポツト１３に対応して上型１２にもポツ
ト（図示なし）が形成されている。キヤビテイ１
６は下型１１と上型１２の型面にそれぞれ凹所を
設けることにより形成されている。リードフレー
ム１７は、そのダイスステージ１７ａ上に半導体
チツプ１８が予め組付けられかつワイヤ１９がボ
ンデイングされている。さて、この従来例におけ
る樹脂封止手順としては、先づ金型１０を型開き
して、下型１１の各キヤビテイ１６にそれぞれリ
ードフレーム１６を収容配置し、次いで下型１１
上に上型１２を衝合配置する。そして、その後、
予備加熱した樹脂材料（熱硬化性樹脂）を供給ポ
ツト１３内に供給し、プランジヤー（図示なし）
によつて前記樹脂材料を押圧してランナー１４及
びゲート１５を経由して各キヤビテイ１６内に加
圧注入する。このようにして、各キヤビテイ１６
において半導体チツプ１８及びボンデイングワイ
ヤ１９を直接埋設した封止樹脂が成形される。し
かしながらこの従来例には次のような問題点があ
る。

供給ポツト１３に近接して形成されたキヤビ
テイ１６と末端部のキヤビテイ１６との間にお
ける樹脂材料の充填時差が大きいため、充填樹
脂の粘度差が生じ、不完全充填のキヤビテイが
生ずる場合があり、不良製品が発生する場合が
多い。

供給ポツト１３（成形物のカルに相当）及び
ランナー１４に残留した樹脂が無駄になるの
で、樹脂材料（原料）の歩留りが非常に低い
（悪い）。

キヤビテイ１６内に流入する樹脂の流れが、
第２図に示すように、ワイヤ１９の横方向（矢
印Ｃ方向）からワイヤ１９に対して流入するた
め、ワイヤ１９が押し流されて、点線１９′で
示すように、変形され、この結果、ワイヤ１９
同士、又はワイヤ１９と半導体チツプ１８が接
触してシヨート（短絡）する場合がある（いわ
ゆるワイヤフローと呼ばれる現象が発生する場
合がある）。

次に、第３図と第４図に示す第２の従来例につ
いて説明する。この従来例はマルチプランジヤー
方式の樹脂封止方法である。尚、これら両図にお
いて、前出の第１及び第２図と同一部分には同一
符号が付されている。従つて、符号２０は金型を
示し、２１は下型、２２は上型、２３は供給ポツ
ト、２４はプランジヤーをそれぞれ示し、他の符
号は第１図及び第２図と同一部分を示す。この従
来例の場合は、ポツト２３を多数個設け、それぞ
れのポツト２３に対応してプランジヤー２４が配
設され、いわゆるマルチプランジヤー方式に形成
されている。そして、各供給ポツト２３に対し注
入ゲート１５を介して両側に１個づつ計２個のキ
ヤビテイ１６が設けられている（尚、１個のポツ
ト２３に対しキヤビテイ１６が４個取りの場合も
ある）。従つて、この従来例は前出の第１の従来
例（第１図、第２図）と比較して、ランナー１４
が省略され、かつ第１の従来例における一対の供
給ポツト１３とプランジヤーの代りに多数対の供
給ポツト２３とプランジヤー２４が設けられてい
る点が異なつている。尚、樹脂封止手順として
は、前出の従来例と略同様に行われる。しかしな
がら、この従来例は、第１の従来例（第１図、第
２図）の及び項の問題点を解消できるという
利点を有しているが、まだなお、項の問題点を
解消することができないという欠点がある。

(ニ) 発明の目的 本発明の目的は、前記従来技術の問題点に鑑
み、封止用樹脂を各キヤビテイすべてに完全充填
することができ、樹脂材料の歩留りをきわめて向
上することができ、かつボンデイングワイヤ同
士、又はボンデイングワイヤと半導体チツプが互
に接触させられて短絡することを防止でき、さら
にはキヤビテイの取り数をより増大化できる半導
体装置の樹脂封止方法及び樹脂封止装置を提供す
ることにある。

(ホ) 発明の構成 そして、この目的を達成するために、本発明に
依れば、半導体チツプが取付けられ、ワイヤボン
デイングが成されたリードフレームを樹脂封止す
るに際し、前記リードフレームを収容するための
複数個のキヤビテイが配列形成されると共にこれ
ら各キヤビテイそれぞれに注入ゲートを介して連
通する供給ポツトが個別に形成された合せ金型を
準備し、前記各キヤビテイ内にリードフレームを
収容配置し、次いで前記各供給ポツト内に封止用
樹脂を供給し、その後、該封止用樹脂を該キヤビ
テイ内に加圧注入して樹脂封止するようにしたこ
とを特徴とする半導体装置の樹脂封止方法が提供
される。

また、本発明に依れば、上下に衝合配置した金
型に多数個のキヤビテイが配設形成され、該各キ
ヤビテイ内に、半導体チツプが取付けられ、ワイ
ヤボンデイングが成されたリードフレームを収容
し、前記キヤビテイに連通するポツト内に供給し
た封止用樹脂をプランジヤーによりキヤビテイ内
に加圧注入して半導体装置の樹脂封止工程を行う
ように構成された半導体装置の樹脂封止装置にお
いて、前記各キヤビテイそれぞれに注入ゲートを
設けると共に該注入ゲートに直接連通する供給ポ
ツトを個々に配設形成し、該各ポツトに対応させ
てそれぞれプランジヤーを配設したことを特徴と
する半導体装置の樹脂封止装置が提供される。

(ヘ) 発明の実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第５図から第７図は本発明の実施例を説明する
ための図である。第５図は本発明による半導体装
置の樹脂封止装置における金型（下型）の概略的
平面図、第６図は第５図のＤ−D′線断面図（但
し上型を近接配置した状態）、第７図は第６図の
部分拡大詳細図（但し、上型を衝合配置した状
態）である。尚、これらの図において、前出の第
２図、第４図（共に従来例）と同一部分には同一
符号が付されている。従つて、符号１７はリード
フレーム、１７ａはダイスステージ、１８は半導
体チツプ、１９はボンデイングワイヤ、そして符
号３０は本発明の樹脂封止装置における金型、３
１は下型、３２は上型、３３は供給ポツト（成形
品のカルに相当する部分）、３４はプラジヤー、
３５は注入ゲート、３６はキヤビテイ、３７はベ
ント（空気抜き用隙間）をそれぞれ示す。尚、リ
ードフレーム１７は、この場合、第５図における
キヤビテイ３６の左半分10個分と、右半分10個分
（一点鎖線部分）とをそれぞれ１枚で同時に含む
ように形成されており、合計２枚構成になつてい
る。本実施例は、図示のように、下型３１の型面
にキヤビテイ３６の下側部が複数個（この場合、
合計20個）配列形成され、このキヤビテイ３６の
水平方向と直交する方向に注入ゲート３５がキヤ
ビテイ３６と連通して形成され、さらにこの注入
ゲート３６に連通すると共に同軸状に供給ポツト
３３が形成されている。すなわち、各キヤビテイ
３６にそれぞれ対応して個々に供給ポツト３３が
形成され、かつこれら各供給ポツト３３それぞれ
に対応して個々にプランジヤー３４（代表として
第６図には１個のみ図示）が配設されている。こ
のように、キヤビテイ３６に対し、実質的に直接
連通する供給ポツト３３を配設することにより、
同一面積における金型に対してキヤビテイ３６の
取り数を増大化することができる。尚、キヤビテ
イ３６は下型３１と上型３２の型面それぞれに凹
所を設けて形成されている。またプランジヤー３
４の先端部（押圧面）は、第７図に明示するよう
に、供給ポツト３３の底面形状に合致するように
形成されている。このためポツト３３内に供給さ
れた樹脂材料は略100％プランジヤー３４によつ
て押し出される。また、注入ゲート３５は、同じ
く第７図に明示するように、通路長さが非常に短
く形成されている。これは、このゲート３５部に
残留する樹脂材がきわめて少量になるように考慮
されているものである。さて、本実施例における
樹脂封止工程の手順は、前出の第３図に示す第２
の従来例の場合と略同様にして行われる。すなわ
ち、金型３０の下型３１と上型３２を型開きし
て、リードフレーム１７を第７図に示すように、
ワイヤ１９がゲート３５の反対側に位置するよう
に、下型３１に収容配置し、次いで下型３１と上
型を衝合配置する。その後、各供給ポツト３３そ
れぞれに予備加熱した所定量の樹脂材料を供給し
（この時プラジヤー３４はポツト３３から抜出さ
れ退避されている）、その後プランジヤー３４に
よつて供給された樹脂材料がキヤビテイ３６に加
圧注入され、封止樹脂が成形される。このように
本実施例は、キヤビテイ３６内に注入するゲート
３５を、第７図に示すように、リードフレーム１
７の下側、すなわち、ボンデイングワイヤ１９組
付側の反対側に設け、ワイヤ１９の下側から樹脂
材料を加圧注入するように構成したものである。
従つて、注入された樹脂材料がワイヤ１９を緊張
させる方向（矢印Ｅ方向）に流れるので、ワイヤ
１９が変形されてワイヤ１９同士又はワイヤ１９
と半導体チツプが接触して短絡（シヨート）する
危険性が完全に防止される。また、前述したよう
に、個々のキヤビテイ３６に対応させて供給ポツ
ト３３とプランジヤー３４を個別に配設し、かつ
プランジヤー３４の先端部とポツト３３の底面部
との形状が完全に合致するように考慮されている
ので、本実施例は、樹脂材料のポツト３３内にお
ける残留量を最少限にすることが可能であり、ま
た各キヤビテイ３６に対する樹脂材料の充填時差
を完全に除去することができる。尚、本発明は、
上記実施例に限定されるものではなく、例えば、
供給ポツト３３とプランジヤー３４の配置を上記
実施例と逆に上型３２に配設することも容易に可
能であり、また、発明の主旨を逸脱しない範囲内
で、さらに別の変形例にも適用することができ
る。

(ト) 発明の効果 以上、詳細に説明したように、本発明に依る半
導体装置の樹脂封止方法及び樹脂止装置は、個々
のキヤビテイに対応する供給ポツトとプランジヤ
ーを個々に配設し、かつキヤビテイ内に収容配置
された、半導体チツプとボンデイングワイヤが組
付けられたリードフレームに対して、ボンデイン
グワイヤ組付側の反対側方向から樹脂材料を流入
させるように注入ゲートを配置形成することによ
り、樹脂材料を各キヤビテイすべてに均一に完全
充填することができ、樹脂材料の歩留りをきわめ
て向上させることができ、樹脂材料充填時におけ
るボンデイングワイヤの変形（ワイヤフロー）を
完全に防止することができ、かつ同一面積におけ
る金型に対しキヤビテイの取り数を増大化させる
ことができるといつた効果大なるものがあり、さ
らには、製品の歩留りと信頼性の向上をもたらし
得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の従来例を説明するための金型
（下型）の部分平面図、第２図は第１図のＡ−
A′線断面図（但し、上型を衝合配置した状態）、
第３図は第２の従来例を説明するための金型（下
型）の部分平面図、第４図は第３図のＢ−B′線
断面図（但し、上型を衝合配置した状態）、第５
図は本発明による半導体装置の樹脂封止装置にお
ける金型（下型）の概略的平面図、第６図は第５
図のＤ−D′線断面図（但し、上型を近接配置し
た状態）、第７図は第６図の部分拡大詳細図（但
し、上型を衝合配置した状態）である。 １７……リードフレーム、１７ａ……リードフ
レーム１７と一体状に形成されたダイスステー
ジ、１８……半導体チツプ、１９……ボンデイン
グワイヤ、３０……金型、３１……下型、３２…
…上型、３３……樹脂材料の供給ポツト、３４…
…プランジヤー、３５……注入ゲート、３６……
キヤビテイ、３７……ベント（空気抜き用隙間）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体チツプが取付けられ、ワイヤボンデイ
   ングが成されたリードフレームを樹脂封止するに
   際し、前記リードフレームを収容するための複数
   個のキヤビテイが配列形成されると共にこれら各
   キヤビテイそれぞれに注入ゲートを介して連通す
   る供給ポツトが個別に形成された合せ金型を準備
   し、前記各キヤビテイ内にリードフレームを収容
   配置し、次いで前記各供給ポツト内に封止用樹脂
   を供給し、その後、該封止用樹脂を該キヤビテイ
   内に加圧注入して樹脂封止するようにしたことを
   特徴とする半導体装置の樹脂封止方法。 ２ 上下に衝合配置した金型に多数個のキヤビテ
   イが配設形成され、該各キヤビテイ内に、半導体
   チツプが取付けられ、ワイヤボンデイングが成さ
   れたリードフレームを収容し、前記キヤビテイに
   連通するポツト内に供給した封止用樹脂をプラン
   ジヤーによりキヤビテイ内に加圧注入して半導体
   装置の樹脂封止工程を行うように構成された半導
   体装置の樹脂封止装置において、前記各キヤビテ
   イそれぞれに注入ゲートを設けると共に該注入ゲ
   ートに直接連通する供給ポツトを個々に配設形成
   し、該各ポツトに対応させてそれぞれプランジヤ
   ーを配設したことを特徴とする半導体装置の樹脂
   封止装置。