JPH04208430A - 等温射出成形プ口セス - Google Patents
等温射出成形プ口セスInfo
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- JPH04208430A JPH04208430A JP2417942A JP41794290A JPH04208430A JP H04208430 A JPH04208430 A JP H04208430A JP 2417942 A JP2417942 A JP 2417942A JP 41794290 A JP41794290 A JP 41794290A JP H04208430 A JPH04208430 A JP H04208430A
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- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
[00013
【産業上の利用分野]本発明は、一般的に射出成形プロ
セスに関し、さらに詳しくは、半導体素子をカプセルに
収容するために熱可塑性樹脂を使用した等温射出成形プ
ロセスに関する。 [0002] 【従来技術および解決すべき課題】半導体素子をカプセ
ルに収容することに関する最近の傾向は、射出成形と組
み合わせて熱可塑性樹脂を採用することである。一般的
に、ポリ芳香族のようなエンジニアリング原材料を溶融
温度に保ち、高速度でモールド内に射出する。比較的大
型のパッケージの場合、樹脂材料を最高40.ooop
siの圧力でモールド内に射出することができる。小型
のパッケージの場合、圧力はいくらか低い。 [0003]一般的に射出成形機は、モールドに樹脂材
料を実際に射出するノズルのみが加熱されるので、この
溶融状態の樹脂材料が最初に「冷えた」モールドと接触
する場合に問題を生じる。例えば、溶融状態の樹脂材料
がモールドと接触する場合、一般的に微小繊維(fib
r i l s)が形成される。微小繊維は、基本的に
樹脂の弦であり、これは融合温度が低い樹脂中にマトリ
ックス材料が形成される場合の温度より高い温度で形成
される。半固体の微小繊維がモールド内に射出される場
合、通常これらの繊維は回路部品を接続している細線を
掃引四(sweep)L、ダイ・フラッグを曲げること
さえ知られている。これは特により小型のパッケージを
成形する場合によく生じる。 [0004] r冷えたJモールドを使用することに
よる他の固有の問題は、冷えたラップ(lap)を形成
することである。冷えたラップは、パッケージの部材が
モールドのキャビティ全体に充填される前に凝固した場
合に生じる。これらの冷えたラップは、構造的に不連続
であるこのパッケージの残りの部分よりもはるかに脆弱
であり、またこれは、幾つかの材料ではこれらのラップ
を横切って微小繊維が形成されないためでもある。これ
によって、固有の脆弱さを有し信頼性に乏しいパッケー
ジが作られ、これは構造上の要求と気密性の要求を満足
しない。上述の問題に鑑み、樹脂の容器全体が電子部品
を損傷することなく同時に硬化し、その結果、より優れ
た信頼できるパッケージを製造することのできる等温射
出成形プロセスを得ることは、非常に望ましい。 [0005]したがって、本発明の目的は、熱可塑性樹
脂と組み合わせて使用することのできる等温射出成形プ
ロセスを提供することである。 [00061本発明の他の目的は、成形材料が全て同時
に硬化する等温射出成形プロセスを提供することである
。 [00071本発明の他の目的は、カプセルに収容する
間に電子素子の部分を破損しない等温射出成形プロセス
を提供することである。 [0008]本発明のさらに他の目的は、成形した部品
の構造上の要求を満たす等温射出成形プロセスを提供す
ることである。 [00091本発明のさらに他の目的は、比較的小型の
成形キャピテイと組み合わせて使用することのできる等
温射出成形プロセスを提供することである。 [00101本発明のさらに他の目的は、射出圧が比較
的低い等温射出成形プロセスを提供することである。 [0011]
セスに関し、さらに詳しくは、半導体素子をカプセルに
収容するために熱可塑性樹脂を使用した等温射出成形プ
ロセスに関する。 [0002] 【従来技術および解決すべき課題】半導体素子をカプセ
ルに収容することに関する最近の傾向は、射出成形と組
み合わせて熱可塑性樹脂を採用することである。一般的
に、ポリ芳香族のようなエンジニアリング原材料を溶融
温度に保ち、高速度でモールド内に射出する。比較的大
型のパッケージの場合、樹脂材料を最高40.ooop
siの圧力でモールド内に射出することができる。小型
のパッケージの場合、圧力はいくらか低い。 [0003]一般的に射出成形機は、モールドに樹脂材
料を実際に射出するノズルのみが加熱されるので、この
溶融状態の樹脂材料が最初に「冷えた」モールドと接触
する場合に問題を生じる。例えば、溶融状態の樹脂材料
がモールドと接触する場合、一般的に微小繊維(fib
r i l s)が形成される。微小繊維は、基本的に
樹脂の弦であり、これは融合温度が低い樹脂中にマトリ
ックス材料が形成される場合の温度より高い温度で形成
される。半固体の微小繊維がモールド内に射出される場
合、通常これらの繊維は回路部品を接続している細線を
掃引四(sweep)L、ダイ・フラッグを曲げること
さえ知られている。これは特により小型のパッケージを
成形する場合によく生じる。 [0004] r冷えたJモールドを使用することに
よる他の固有の問題は、冷えたラップ(lap)を形成
することである。冷えたラップは、パッケージの部材が
モールドのキャビティ全体に充填される前に凝固した場
合に生じる。これらの冷えたラップは、構造的に不連続
であるこのパッケージの残りの部分よりもはるかに脆弱
であり、またこれは、幾つかの材料ではこれらのラップ
を横切って微小繊維が形成されないためでもある。これ
によって、固有の脆弱さを有し信頼性に乏しいパッケー
ジが作られ、これは構造上の要求と気密性の要求を満足
しない。上述の問題に鑑み、樹脂の容器全体が電子部品
を損傷することなく同時に硬化し、その結果、より優れ
た信頼できるパッケージを製造することのできる等温射
出成形プロセスを得ることは、非常に望ましい。 [0005]したがって、本発明の目的は、熱可塑性樹
脂と組み合わせて使用することのできる等温射出成形プ
ロセスを提供することである。 [00061本発明の他の目的は、成形材料が全て同時
に硬化する等温射出成形プロセスを提供することである
。 [00071本発明の他の目的は、カプセルに収容する
間に電子素子の部分を破損しない等温射出成形プロセス
を提供することである。 [0008]本発明のさらに他の目的は、成形した部品
の構造上の要求を満たす等温射出成形プロセスを提供す
ることである。 [00091本発明のさらに他の目的は、比較的小型の
成形キャピテイと組み合わせて使用することのできる等
温射出成形プロセスを提供することである。 [00101本発明のさらに他の目的は、射出圧が比較
的低い等温射出成形プロセスを提供することである。 [0011]
【課題を解決する手段】前述およびその他の目的並びに
利点は、本発明の1実施例によって実現され、この実施
例の一部として、少なくとも1つの成形キャビティを有
する射出成形機が提供される。この成形キャビティは、
使用される成形材料の熱偏向温度(heat def
lection temperture)より高い温
度に加熱され、次にこの中に溶融した成形材料が射出さ
れる。このキャピテイに成形材料が充填された後、この
キャビティはこの成形材料の熱偏向温度以下の温度に冷
却され、次に収容されている部品が取り除かれる。 [0012]
利点は、本発明の1実施例によって実現され、この実施
例の一部として、少なくとも1つの成形キャビティを有
する射出成形機が提供される。この成形キャビティは、
使用される成形材料の熱偏向温度(heat def
lection temperture)より高い温
度に加熱され、次にこの中に溶融した成形材料が射出さ
れる。このキャピテイに成形材料が充填された後、この
キャビティはこの成形材料の熱偏向温度以下の温度に冷
却され、次に収容されている部品が取り除かれる。 [0012]
【実施例】図面は、内部構造を示すために部分的に切断
した射出成形機10の一部の断面図である。この図に示
す通り、射出成形機10は一つの成形チャンバのみを示
すが、射出成形機は多数の連結されたまたは連結されな
い成形チャンバを有することも可能である。射出成形機
10は、開口部に示される対向する成形面14Aと14
Bを有する成形プレート12Aと12Bを有する。これ
らの面14は、本実施例に示す半導体素子16のような
精密に成形された部品を製造できるよう、正確な公差で
機械仕上げされる。 [00131対向する成形面14Aと14Bは、機械仕
上げ領域18を有する。成形プレート12Aと12Bが
実際の成形プロセスで閉じられた場合、機械仕上げ領域
18は空気ダクトを形成し、これを介して射出成形機を
加熱したり冷却したりできる。対向する成形面14Aと
14Bは、また機械仕上げされた成形領域2OAと20
Bを有する。再び、成形型12Aと12Bが成形のため
閉じられた場合、機械仕上げされた領域2OAと20B
は成形キャビティを形成する。 [0014]機械仕上げされた成形領域20Bは、成形
コンパウンド射出手段22に接続される。成形コンパウ
ンド射出手段22は、成形キャビティに成形コンパウン
ドを直接供給するゲート24とこのゲート24に成形コ
ンパウンドを供給する湯道26とを有する。本実施例で
は、ゲート24の幅は湯道26より狭い。これによって
、湯道26内の成形コンパウンドに加える必要のある圧
力よりも高い圧力で、成形コンパウンドを成形キャビテ
ィ内に射出することができる。湯道26はマニホールド
28に連続し、このマニホールド28は基本的に成形コ
ンパウンドの貯蔵および分配手段として機能する。射出
成形機が複数の成形キャビティを有する場合、1つのマ
ニホールド28は複数の湯道26によって接続されてい
る複数の成形キャビティにサービスを行うことができる
ことを当業者は理解しなければならない。 [0015]一般的に、マニホールド28は成形コンパ
ウンドを溶融状態で貯蔵できるように加熱される。従来
技術の射出成形プロセスは、次にマニホールドから「冷
えた」モールドに溶融した成形コンパウンドを射出する
段階を含む。成形コンパウンドが加熱されたマニホール
ド28から離れ湯道26に進入すると、この成形コンパ
ウンドは凝固し始めるので、適正な成形を妨げる多くの
問題が生じる。例えば、湯道とゲート内に形成された微
小繊維が阻害要因を形成し、成形キャビティを完全に充
填することを不可能にする。この問題を解消するために
、ある場合には最高40,000ps iのような過大
な圧力で成形コンパウンド射出することによって多くの
大型パッケージが成形され、その結果、この成形コンパ
ウンドは凝固する前に成形キャビティを正しく充填する
。しかし、高い圧力による成形によって、ワイヤの掃引
およびリード・フレーム・フラッグの変形のような電子
素子の多くの問題が生じる。これらの問題は、比較的小
型の素子で特に顕著である。 [0016]本発明の最も重要な点は、溶融成形コンパ
ウンドがマニホールド28から成形キャビティに凝固す
ることなく直接流れ込むことができるように、射出成形
機の少なくとも成形キャビティを加熱することである。 本実施例では、成形キャビティを加熱することは射出成
形機10の外側周辺部を取り囲んでヒータ30を配設す
ることによって実現される。技術上周知の多くの種類の
ヒータをこの目的のために使用することができる。図示
のように、ヒータ30は成形キャビティを加熱するだけ
でなく、湯道26とゲート24も加熱する。成形コンパ
ウンドが流れる経路全体を加熱することは、成形キャビ
ティに成形コンパウンドを良好に射出することさえも可
能にする。 [0017]成形コンパウンドが流れる経路全体を加熱
することによって、射出圧力を大幅に低減することがで
きる。低い射出圧力と加熱した成形コンパウンドの流路
を使用することによって、5OT23のような比較的小
型の半導体素子に対して特に射出成形が成功し、この場
合成形キャビティは厚さが約10分の1インチであり、
長さは約16分の3インチである。この種類の素子の場
合、1000ps iより低い射出圧力を使用すること
によって、成形をうまく行うことができる。 [0018]このプロセスでは、成形コンパウンドは、
少なくともこの成形コンパウンドの熱偏向温度(hea
t deflection temperatur
e)より高い温度で加熱しなければならない。この熱偏
向湿度とは、この成形コンパウンドは半溶融状態である
が低い応力で成形された形状を維持する温度のことであ
る。 この成形コンパウンドを溶融温度に加熱することが好ま
しい。多くの熱可塑性エンジニアリング材料を使用する
ことができるが、約326℃の溶融温度で、約260℃
の熱偏向温度を有するポリ芳香族材料が好ましい。この
同じポリ芳香族材料の分子構造配列の変化が実際に起こ
るガラス遷移温度は、約220℃である。 [00191部品が成形されてしまうと、部品をモール
ドから取り外すことができるように、射出成形機10を
成形材料の熱偏向温度以下の温度に冷却しなければなら
ない。冷却は、この射出成形機を室温に置くか、この射
出成形機に冷却手段を設けるかのいずれかによって行う
ことができる。冷却手段は、機械仕上げした領域18に
よって形成した空気ダクト等を介して空気またはいずれ
かの適当なガスを成形キャピテイ内またはその周囲に注
入することによって構成することができる。さらに、射
出成形機10を冷却するために液体を使用することも可
能である。種々の冷却手段を使用することができる。 [00201ここで図示するように容器に収容された半
J 導体素子16は成形キャビティ内で形成されている。射
出成形機10が冷却されてしまうと、素子16が取り財
かれる。この素子16はカプセル32を有し、ここから
複数のリード34が延びている。リード34は、カブナ
ル32の内部に配設された実際の半導体チップとの外部
接点として機能する。図面では、素子16はリード34
をストリップ状のトラック36に挿入することによって
所定の位置に保持されるが、素子16を保持する多くの
他の装置または方法を使用することができる。これらの
装置と方法は当業者にとって明らかである。
した射出成形機10の一部の断面図である。この図に示
す通り、射出成形機10は一つの成形チャンバのみを示
すが、射出成形機は多数の連結されたまたは連結されな
い成形チャンバを有することも可能である。射出成形機
10は、開口部に示される対向する成形面14Aと14
Bを有する成形プレート12Aと12Bを有する。これ
らの面14は、本実施例に示す半導体素子16のような
精密に成形された部品を製造できるよう、正確な公差で
機械仕上げされる。 [00131対向する成形面14Aと14Bは、機械仕
上げ領域18を有する。成形プレート12Aと12Bが
実際の成形プロセスで閉じられた場合、機械仕上げ領域
18は空気ダクトを形成し、これを介して射出成形機を
加熱したり冷却したりできる。対向する成形面14Aと
14Bは、また機械仕上げされた成形領域2OAと20
Bを有する。再び、成形型12Aと12Bが成形のため
閉じられた場合、機械仕上げされた領域2OAと20B
は成形キャビティを形成する。 [0014]機械仕上げされた成形領域20Bは、成形
コンパウンド射出手段22に接続される。成形コンパウ
ンド射出手段22は、成形キャビティに成形コンパウン
ドを直接供給するゲート24とこのゲート24に成形コ
ンパウンドを供給する湯道26とを有する。本実施例で
は、ゲート24の幅は湯道26より狭い。これによって
、湯道26内の成形コンパウンドに加える必要のある圧
力よりも高い圧力で、成形コンパウンドを成形キャビテ
ィ内に射出することができる。湯道26はマニホールド
28に連続し、このマニホールド28は基本的に成形コ
ンパウンドの貯蔵および分配手段として機能する。射出
成形機が複数の成形キャビティを有する場合、1つのマ
ニホールド28は複数の湯道26によって接続されてい
る複数の成形キャビティにサービスを行うことができる
ことを当業者は理解しなければならない。 [0015]一般的に、マニホールド28は成形コンパ
ウンドを溶融状態で貯蔵できるように加熱される。従来
技術の射出成形プロセスは、次にマニホールドから「冷
えた」モールドに溶融した成形コンパウンドを射出する
段階を含む。成形コンパウンドが加熱されたマニホール
ド28から離れ湯道26に進入すると、この成形コンパ
ウンドは凝固し始めるので、適正な成形を妨げる多くの
問題が生じる。例えば、湯道とゲート内に形成された微
小繊維が阻害要因を形成し、成形キャビティを完全に充
填することを不可能にする。この問題を解消するために
、ある場合には最高40,000ps iのような過大
な圧力で成形コンパウンド射出することによって多くの
大型パッケージが成形され、その結果、この成形コンパ
ウンドは凝固する前に成形キャビティを正しく充填する
。しかし、高い圧力による成形によって、ワイヤの掃引
およびリード・フレーム・フラッグの変形のような電子
素子の多くの問題が生じる。これらの問題は、比較的小
型の素子で特に顕著である。 [0016]本発明の最も重要な点は、溶融成形コンパ
ウンドがマニホールド28から成形キャビティに凝固す
ることなく直接流れ込むことができるように、射出成形
機の少なくとも成形キャビティを加熱することである。 本実施例では、成形キャビティを加熱することは射出成
形機10の外側周辺部を取り囲んでヒータ30を配設す
ることによって実現される。技術上周知の多くの種類の
ヒータをこの目的のために使用することができる。図示
のように、ヒータ30は成形キャビティを加熱するだけ
でなく、湯道26とゲート24も加熱する。成形コンパ
ウンドが流れる経路全体を加熱することは、成形キャビ
ティに成形コンパウンドを良好に射出することさえも可
能にする。 [0017]成形コンパウンドが流れる経路全体を加熱
することによって、射出圧力を大幅に低減することがで
きる。低い射出圧力と加熱した成形コンパウンドの流路
を使用することによって、5OT23のような比較的小
型の半導体素子に対して特に射出成形が成功し、この場
合成形キャビティは厚さが約10分の1インチであり、
長さは約16分の3インチである。この種類の素子の場
合、1000ps iより低い射出圧力を使用すること
によって、成形をうまく行うことができる。 [0018]このプロセスでは、成形コンパウンドは、
少なくともこの成形コンパウンドの熱偏向温度(hea
t deflection temperatur
e)より高い温度で加熱しなければならない。この熱偏
向湿度とは、この成形コンパウンドは半溶融状態である
が低い応力で成形された形状を維持する温度のことであ
る。 この成形コンパウンドを溶融温度に加熱することが好ま
しい。多くの熱可塑性エンジニアリング材料を使用する
ことができるが、約326℃の溶融温度で、約260℃
の熱偏向温度を有するポリ芳香族材料が好ましい。この
同じポリ芳香族材料の分子構造配列の変化が実際に起こ
るガラス遷移温度は、約220℃である。 [00191部品が成形されてしまうと、部品をモール
ドから取り外すことができるように、射出成形機10を
成形材料の熱偏向温度以下の温度に冷却しなければなら
ない。冷却は、この射出成形機を室温に置くか、この射
出成形機に冷却手段を設けるかのいずれかによって行う
ことができる。冷却手段は、機械仕上げした領域18に
よって形成した空気ダクト等を介して空気またはいずれ
かの適当なガスを成形キャピテイ内またはその周囲に注
入することによって構成することができる。さらに、射
出成形機10を冷却するために液体を使用することも可
能である。種々の冷却手段を使用することができる。 [00201ここで図示するように容器に収容された半
J 導体素子16は成形キャビティ内で形成されている。射
出成形機10が冷却されてしまうと、素子16が取り財
かれる。この素子16はカプセル32を有し、ここから
複数のリード34が延びている。リード34は、カブナ
ル32の内部に配設された実際の半導体チップとの外部
接点として機能する。図面では、素子16はリード34
をストリップ状のトラック36に挿入することによって
所定の位置に保持されるが、素子16を保持する多くの
他の装置または方法を使用することができる。これらの
装置と方法は当業者にとって明らかである。
【図1】本発明の実施に用いる射出成形機の内部構造を
示す部分的に切断した断面図。
示す部分的に切断した断面図。
Claims (3)
- 【請求項1】等温射出成形プロセスであって:少なくと
も1つの成形キャビティを有する射出成形機を設ける段
階;前記少なくとも1つの成形キャビティを使用すべき
成形材料の熱偏向温度より高い温度に加熱する段階;溶
融成形材料を前記少なくとも1つの成形キャビティ内に
射出する段階;および前記少なくとも1つの成形キャビ
ティを前記成形材料の熱偏向温度以下の温度に冷却する
段階;によって構成されることを特徴とするプロセス。 - 【請求項2】半導体素子を封止する等温射出成形プロセ
スであって:1つのマニホールドと複数の湯道によって
相互に接続されると共に前記マニホールドに接続された
複数の成形キャビティとを有する射出成形機を設ける段
階;前記射出成形機を使用すべき成形材料の熱偏向温度
より高い温度に加熱する段階;前記複数の成形キャビテ
ィ内に溶融熱可塑性成形材料を射出する段階;および前
記射出成形機を前記成形材料の熱輻向温度以下の温度に
冷却する段階;によって構成されることを特徴とするプ
ロセス。 - 【請求項3】半導体素子を封止するプロセスであって:
1つのマニホールドと複数の湯道によって相互に接続さ
れると共に前記マニホールドに接続された複数の成形キ
ャビティとを有する射出成形機を設ける段階;封止され
ていない半導体素子を前記複数の成形キャビテイ内に載
置する段階;前記射出成形機を使用すべき封止成形材料
のほぼ溶融温度に加熱する段階;前記複数の成形キャビ
ティ内に溶融熱可塑性封止成形材料を1000psiよ
り低い圧力で射出する段階;および前記射出成形機を前
記封止成形材料の熱偏向温度以下の温度に冷却する段階
;によって構成されることを特徴とするプロセス。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US45722389A | 1989-12-26 | 1989-12-26 | |
US457,223 | 1989-12-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04208430A true JPH04208430A (ja) | 1992-07-30 |
Family
ID=23815903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2417942A Pending JPH04208430A (ja) | 1989-12-26 | 1990-12-20 | 等温射出成形プ口セス |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0435091A3 (ja) |
JP (1) | JPH04208430A (ja) |
KR (1) | KR910011421A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05226396A (ja) * | 1992-02-10 | 1993-09-03 | Nec Corp | 樹脂モールド型半導体装置の製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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NL2000356C2 (nl) * | 2006-12-05 | 2008-06-06 | Fico Bv | Werkwijze en inrichting voor het omhullen van elektronische componenten waarbij het omhulmateriaal wordt gekoeld. |
CN116551951B (zh) * | 2023-05-12 | 2023-10-20 | 常州极束半导体材料有限公司 | 一种可快速成型的半导体模块用注塑封装装置 |
Family Cites Families (8)
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JPS5852831A (ja) * | 1981-09-24 | 1983-03-29 | Japan Steel Works Ltd:The | 半導体の樹脂封止方法 |
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-
1990
- 1990-10-26 KR KR1019900017214A patent/KR910011421A/ko not_active Application Discontinuation
- 1990-12-13 EP EP19900124103 patent/EP0435091A3/en not_active Ceased
- 1990-12-20 JP JP2417942A patent/JPH04208430A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05226396A (ja) * | 1992-02-10 | 1993-09-03 | Nec Corp | 樹脂モールド型半導体装置の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR910011421A (ko) | 1991-08-07 |
EP0435091A2 (en) | 1991-07-03 |
EP0435091A3 (en) | 1992-01-22 |
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