JPH0437037A - 半導体装置およびその製造に使用される成形装置 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、成形技術、特に、成形製品のエジェクタ技術
に関し、例えば、半導体装置の樹脂封止パッケージを成
形するのに利用して有効なものに関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の樹脂封止パンケージを成形する成形装置と
して、成形型のキャビティー内に成形された樹脂封止パ
ッケージがエジェクタピンによって突き出されることに
より離型されるように構成されているもの、がある。

ところが、このような成形装置においては、成形型から
樹脂封止パッケージがエジェクタピンにより突き出され
る際の離型力によって、半導体ベレットが割れたり、ペ
レットおよびリードフレームと封止樹脂ｃ以下、レジン
という、）との界面が剥離したりするという不具合があ
る。

そこで、従来、レジンとキャビティーとの離型力を格段
に軽減させ、耐湿信幀性の高い半導体装置、および、そ
の製造方法を提供するものとして、特公平１−１７２６
０号公報に記載されている技術、がある。

すなわち、このレジンモールド半導体装置は、樹脂封止
パッケージの表層部に縦弾性係数１９０〜２００ＧＰａ
の高剛性薄板が装着されていることを特徴とする。

また、この製造方法は、半導体ペレットをレジンで封止
する樹脂封止パッケージ成形工程において、上下型のキ
ャビティーの壁面に縦弾性計数１９０〜２００ＧＰａの
高剛性薄板をセットした後、半導体ペレットを搭載した
リードフレームを前記上下型の間に介装し、そのキャビ
ティー内にレジンを注入・充填することを特徴とする。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記レジンモールド半導体装置およびその製造
方法においては、上下型のキャビティーの壁面に高剛性
薄板をセットする必要があるため、生産性が低下するば
かりでなく、薄形のスモール・アウトライン・パッケー
ジ（Ｔ−３ＯＰ）や、薄形のクワッド・フラット・パッ
ケージ（ＴｉＱＦＰ）等のような薄形の表面実装形パッ
ケージが成形される場合には、高剛性薄板を挿入するの
が困難になる。

本発明の目的は、高剛性薄板の挿入なしに、エジェクタ
時の機械的応力を緩和することができる成形技術を提供
することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである。

すなわち、成形型のキャビティーから成形製品がエジェ
クタピンによって突き出されることにより、則型される
ように構成されている成形装置において、前記エジェク
タピンにおける前記成形製品との接触面部が広く形成さ
れていることを特徴とする。

〔作用〕

前記した手段によれば、キャビティー内に成形された成
形製品が広い面積にわたってエジェクタされるため、エ
ジェクタ時の単位面積当たりの機械的応力が緩和される
ことになる。したがって、薄形の表面実装形パッケージ
であっても、半導体ペレットの割れや、レジンのクラッ
クの発生が未然に防止される。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるトランスファ成形装置
を示す縦断面図、第２図（ａ）、（ｂ）はその作用を説
明するための各拡大部分断面図、第３図はそのワークを
示す平面図、第４図は第３図の■−■線に沿う断面図、
である。

第５図は本発明の一実施例である半導体装置を示す斜視
図、第６図はその縦断面図、である。

本実施例において、本発明に係る半導体装ＫＬ薄い表面
実装形樹脂封止パッケージを有する半導体装置（以下、
ＩＣという。）として構成されており、このＩＣのパッ
ケージは、薄いスモール・アウトライン・パッケージ（
Ｔ・５ＯＰ）の形態に形成されている。すなわち、この
ＩＣＩの樹脂封止パッケージ２にはガルウィング形状に
成形されたアウタリード３が複数本、一対の側面に整列
されているとともに、そのアウタリード３の裏面が樹脂
封止パッケージ２の裏面よりも極僅かに突出するように
揃えられて突設されている。そして、このＩＣＩの表側
主面および裏側主面の双方にはエジェクタ族４．４が広
い面積にわたってそれぞれ形成されている。

このＩＣは半導体装置の製造工程において、第１図およ
び第２図（ａ）に示されているようなトランスファ成形
装置が用いられて樹脂封止形パッケージを成形されるが
、その成形時にパッケージの表裏側主面に広い面積のエ
ジェクタ族を同時成形される。次に、このパッケージの
成形について詳細に説明する。この説明により、本実施
例にかかるＩＣの構成の詳細が明らかにされる。

このパッケージ成形工程における成形対象物としてのワ
ーク１０は、第３図および第４図に示されているように
構成されており、多連リードフレーム１１を備えている
。

この多連リードフレーム１１は燐青銅や無酸素鋼等のよ
うな銅系（銅またはその合金）材料からなる薄板が用い
られて、打ち抜きプレス加工またはエツチング加工等の
ような適当な手段により一体成形されており、この多連
リードフレーム１１には複数の単位リードフレーム１２
が横方向に１列に並設されている。但し、１単位のみが
図示されている（以下、同じ。）。

単位リードフレーム１２は位置決め孔１３ａが開設され
ている外枠１３を一対備えており、両外枠は所定の間隔
で平行一連にそれぞれ延設されている。隣り合う単位リ
ードフレーム１２．１２間には一対のセクション枠１４
が両外枠１３．１３間に互いに平行に配されて一体的に
架設されており、これら外枠、セクション枠により形成
される略正方形の枠体内に単位リードフレーム１２が構
成されている。

各単位リードフレーム１２において、両方の外枠１３．
１３間には一対のダム部材１５が互いに平行で外枠と直
角になるように配されて、一体的に吊持されている。一
方の外枠１３にはタブ吊りリード１６が略中夫に配され
て、直角方向に一体的に突設されており、各タブ吊りリ
ード１６の先端には略正方形の平板形状に形成されたタ
ブ１７が略中夫に配されて一体的に吊持されている。タ
ブ１７は後記するペレットの厚さ分程度、裏面側（ペレ
ット搭載側と反対側）へ下げられている（所謂タブ下げ
。）。

ダム部材１５には複数本のり−ド１８が長手方向に等間
隔に配されて、互いに平行で、ダム部材１５と直交する
ように一体的に突設されており、各リード１８のタブ側
端部は先端をタブ１７に近接してこれを取り囲むように
配されることにより、インチ部１８ａをそれぞれ構成し
ている。他方、各リード１８の反タブ側延長部分は、そ
の先端がセクション枠１４に接続され、アウタ部１８ｂ
をそれぞれ構成している。そして、ダム部材１５におけ
る隣り合うリード１８．１８間の部分は後述するパッケ
ージ成形時にレジンの流れをせき止めるダム１．５　ａ
を実質的に構成している。

前記構成にかかる多連リードフレームには各単位リード
フレーム１２毎にペレット・ボンディング作業、続いて
、ワイヤ・ポンディング作業が実施されている。これら
ポンディング作業は多連リードフレームが横方向にピン
チ送りされることにより、各単位リードフレーム】２毎
に順次実施される。

そして、ペレットボンディング作業により、第３図およ
び第４図に示されているように、前工程においてバイポ
ーラ形の集積回路（図示せず）を作り込まれた半導体集
積回路素子としてのペレット１９が、各単位リードフレ
ーム１２におけるタブ１７上の略中央部に配されて、銀
ペースト等を用いる適当なベレットボンディング装置（
図示せず）により形成されるボンディング層２０を介し
て固着されている。

そして、タブ１７上に固定的に搭載されたペレット１９
の電極バンドと、各単位リードフレーム１２におけるリ
ード１８のインナ部１８ａとの間には、銅系材料からな
るワイヤ２１がネイル−・ラドポール方式のようなワイ
ヤボンディングｉｔ（図示せず）が使用されることによ
り、その両端部をそれぞれボンディングされて橋絡され
ている。

これにより、ペレット１９に作り込まれている集積回路
は、電極パッド、ワイヤ２１、リード１８のインナ部１
８ａおよびアウタ部１．８　ｂを介して電気的に外部に
引き出されることになる。

このようにしてペレットおよびワイヤボンディングされ
た多連リードフレームには、各単位リードフレーム毎に
樹脂封止するパッケージ群が、第１図および第２図（ａ
ｌに示されているようなトランスファ成形装置を使用さ
れて単位リードフレーム群について同時成形される。

第１図に示されている本発明の一実施例であるトランス
ファ成形装置３０は、一対の上型３１と下型３２とを備
えており、上型３１および下型３２はシリンダ装置等（
図示せず）によって互いに型締めされる上取付ユニット
および下取付ユニット（後記する。）にそれぞれ取り付
けられている。

上型３１と下型３２との合わせ面には上型キャビティー
凹部３３ａと下型キャビティー凹部３３ｂとが互いに協
働してキャビティー３３を形成するようにそれぞれ複数
組没設されている。前記構成にかかる多連リードフレー
ム１１を用いて樹脂封止形パッケージをトランスファ成
形する場合、上型３１および下型３２における各キャビ
ティ−３３は各単位リードフレーム１２における一対の
ダム１５ａ、１５ａ間の空間にそれぞれ対応される。

上型３１の合わせ面にはボット３４が開設されており、
ボット３４にはシリンダ装置（図示せず）により進退さ
れるプランジャ３５が成形材料としての樹脂（以下、レ
ジンという。）を送給し得るように挿入されている。下
型３２の合わせ面にはカル３６がボット３４との対向位
置に配されて没設されているとともに、複数条のランナ
３７がボット３４にそれぞれ接続するように放射状に配
されて没設されている。各ランナ３７の他端部は下側キ
ャビティー凹部３３ｂにそれぞれ接続されており、その
接続部にはゲート３８がレジンをキャビティー３３内に
注入し得るように形成されている。また、下型３２の合
わせ面には逃げ凹所３９がリードフレームの厚みを逃げ
得るように、多連リードフレーム１１の外形よりも若干
大きめの長方形で、その厚さと略等しい寸法の一定深さ
に没設されている。

さらに、本実施例においては、上型キャビティー凹部３
３ａおよび下型キャビティー凹部３３ｂの底面には、後
記するエジェクタブロックを収容するための穴部４０．
４０が、各凹部３３ａ、３３ｂと同心的にそれぞれ配さ
れて没設されており、この穴部４０．４０の平面形状は
、パッケージの平面形状よりも若干小さめの相憤形状に
それぞれ形成されている。そして、この穴部４０．４０
の底部には接触面部としてのエジェクタフロック４】、
４１が上下方向に摺動自在に嵌入されている。

エジェクタフロック４１はパッケージの平面形状よりも
若干小さめに相似する平面形状の平板に形成されている
とともに、そのキャビティー凹部内側の表面には樹脂封
止パッケージとの型離れをよくするための表面処理が施
されている。

このように構成されている上型３１および下型３２は前
記上および下取付ユニット４３．４４における型板４５
および４６の接合面にそれぞれ埋め込まれている。また
、上および下取付ユニット４３．４４にはエジェクタ機
構が取り付けられており、エジェクタ機構は樹脂成形後
に各キャビティー３３から成形品をエジェクタピン４７
．４８で突き出すように構成されている。エジェクタピ
ン４７．４８はその後端頭部を上および下取付ユニット
４３．４４内に配設されるエジェクタピンプレート４９
．５０およびリテーナプレート５】、５２によって挟持
されている。エジェクタピン４７．４Ｂは型板４５．４
６および上型３１、下型３２をそれぞれ貫通してその先
端をキャビティー凹部３３ａ、３３ｂおよびランナ３７
の底に臨ませでいる。上型のエジェクタピン４７、およ
び、下型のエジェクタピン４８のうちキャビティー凹部
３３ｂに望むものは、穴部４０．４０に摺動自在に嵌入
されたエジェクタフロック４１．４１にそれぞれ突き当
てられている。

上型のエジェクタピン４７はばねによって型締め時には
、エジェクタブロック４１をキャビティー凹部３３ａの
底面に位置させているが、型開き後はばねの復元力によ
ってキャビティー等の底面からエジェクタフロック４１
をキャビティー内に突入させて成形品を押し出すように
なっている。

同様に、下型のエジェクタピン４８はばねによって型締
め時にはエジェクタフロックやランナ等の底面に位置し
ているが、型開き後はリテーナプレート５２の他の機構
による押し上げてキャビティー等内に上端を突入させて
成形品の押し出しを行うようになっている。

トランスファ成形時において、前記構成にかかるワーク
１０としての多連リードフレーム１１は下型３２に没設
されている逃げ凹所３９内に、各単位リードフレーム１
２におけるペレット１９が各キャビティー３３内にそれ
ぞれ収容されるように配されてセットされる。続いて、
上型３１と下型３２とが型締めされ、ボット３４からプ
ランジャ３５によりレジン４９がランナ３７およびゲー
ト３８を通じて各キャビティー３３に送給されて圧入さ
れる。

注入後、レジンが熱硬化されて、樹脂封止パッケージ２
が成形されると、上型３１および下型３２は型開きされ
るとともに、エジェクタピン４７．４８によりパッケー
ジ２群が離型される。このようにして、パッケージ２群
を成形されたワーク１０としての多連リードフレーム１
１はトランスファ成形装置３０から脱装される。そして
、このように樹脂成形されたパッケージ２の内部には、
タブ１７、ペレット１９、リード１８のインナ部１８ａ
およびワイヤ２１が樹脂封止されていることになる。

ここで、本実施例においては、上型キャビティー凹部３
３ａおよびキャビティー凹部３３ｂの底面には穴部４０
．４０がそれぞれ没設されており、両穴部にはエジェク
タブロック４１．４１がそれぞれ収容されているため、
樹脂封止パッケージ２の表裏側主面にはエジェクタブロ
ック４１．４１によってエジェクタ族４．４がそれぞれ
形成されることになる。このエジェクタ族４の平面形状
はエジェクタブロック４１の平面形状にしたがって、樹
脂封止パッケージ２の平面形状よりも若干小さめに相位
する略長方形形状に形成されている。

そして、樹脂封止パッケージ２が上型キャビティー凹部
３３ａおよび下型キャビティー凹部３３ｂから離型され
る時、樹脂封止パッケージ２はエジェクタブロック４１
．４１をエジェクタピン４７．４８によってそれぞれ突
き上げられて離型される。この突き上げにより樹脂封止
パッケージ２の厚さは目減りするのが通常であるから、
パッケージ２の厚さを所望の値に形成するためには、こ
の突き上げによる目減り分を予め考慮において、エジェ
クタブロック４１の大きさを設定することが望ましい。

しかも、エジェクタ族４は太きいため、目障りになるの
で、可及的に平滑であることが望ましい。

本実施例においては、エジェクタピン４７．４８自体で
はなく、エジェクタブロック４１．４１を介してパッケ
ージ２が突き上げられるため、エジェクタブロック４１
．４１の製作精度によって、エジェクタ族４の厚さや、
大きさおよび面粗度等について充分満足し得る精度を確
保することができる。そして、エジェクタブロック４１
が樹脂封止パンケージ２に大きい面積において接触する
ことにより、エジェクタブロック４１自体が樹脂封止パ
ッケージ２０表面に接着し易くなるので、エジェクタブ
ロック４１自体の樹脂封止パッケージ２との接触面には
、鏡面仕上げ加工や、弗素樹脂等のような固体潤滑剤に
よる適当な表面処理加工を施し、エジェクタブロック４
１自体の樹脂封止パッケージ２からの型離れを確保する
ことが望ましい。

ところで、第２図（ｂｌに示されているように、樹脂封
止パッケージを離型するエジェクタピン４７４８′が樹
脂封止パッケージ２′に小さい面積において接触するよ
うに形成されている従来例の場合、離型力が小さい面積
において樹脂封止パッケージに作用するため、樹脂封止
パッケージに対する単位面積当たりの機械的応力が大き
くなり、その結果、離型時に樹脂封止パンケージが変形
され、ペレットの割れや樹脂封止パッケージのクランク
が発生したりする。

しかし、本実施例においては、樹脂封止パッケージ２を
離型するエジェクタピン４７．４８がエジェクタブロッ
ク４１．４１を介して樹脂封止パッケージ２に大きい面
積において接触するように形成されているため、離型力
が大きい面積に分散されることにより、樹脂封止パッケ
ージ２に対する単位面積当たりの機械的応力が小さくな
り、樹脂封止パッケージ２は変形されることなり、離型
されることになる。その結果、樹脂封止パッケージ２の
離型時に、ペレットの割れや、樹脂封止パッケージのク
ラックの発生が防止される。

このようにして、樹脂封止パッケージを成形されたワー
ク１０としての多連リードフレームはめっき処理工程を
経た後、リード切断成形工程において各単位リードフレ
ーム毎に順次、リード切断装置により、外枠１３および
ダム１５ａを切り落された後、リード成形装置により、
リード１８のアウタ部１８ｂを下向きに屈曲成形される
。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

（１）　　キャビティー内に成形された成形製品が広い
面積にわたってエジェクタされるように構成することに
より、エジェクタ時の単位面積当たりの機械的応力が緩
和されるため、薄い表面実装形樹脂封止パッケージであ
っても、半導体ペレットの割れや、樹脂封止パッケージ
のクランクの発生を未然に防止することができる。

（２）高剛性薄板を樹脂封止パンケージに挿入しなくて
済むため、樹脂封止パッケージの薄形化を促進すること
ができ、薄い表面実装形樹脂封止パッケージを実現しつ
つ、半導体ペレットの割れや、樹脂封止パッケージのク
ラックの発生を防止することができる。

（３）　　エジェクタピンの樹脂封止パッケージとの接
触面部の改造で済むため、生産性の低下を回避すること
ができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

例えば、エジェクタピンの接触面部は樹脂封止パッケー
ジの主面に全体的に接触するように構成するに限らず、
第７図および第８図に示されているように、構成しても
よい。

第７図において、エジェクタピンの樹脂封止パッケージ
との接触面部４１Ａは、一対の帯形状にそれぞれ形成さ
れ、ペレット１９との対向を避けて、キャビティー凹部
３３ｂの両側端辺付近にそれぞれ配設されている。

第８図において、エジェクタピンの樹脂封止パッケージ
との接触面部４１Ｂは、枠形状に形成され、ペレット１
９の対向を避けてキャビティー凹部３３ｂにその外側周
辺部に位置するように同心的に配設されている。

第７図および第８図のいずれの場合も、接触面部４１Ａ
、４１Ｂはペレット１９に対向する部分を避けるように
形成されているため、エジェクタピンの突き上げ力がペ
レット１９に直接的に作用することはない。したがって
、エジェクタピンの突き上げ力によってペレット１９に
割れが発生することは、樹脂封止パッケージとの接触面
部４１Ａおよび４１．　Ｂが大きい面積に形成されてい
ることとあいまって防止される。

さらに、エジェクタピンの接触面部は、第９図および第
１０図に示されているように構成してもよい。

第９図において、エジェクタピンの樹脂封止パッケージ
との接触面部４１Ｃは、複数本の帯形状に形成され、ペ
レット１９に全体的に略均等に対向するようにキャビテ
ィー凹部３３ｂの中央部にそれぞれ配設されている。

第１０図において、エジェクタピンの樹脂封止パッケー
ジとの接触面部４１Ｄは、多数本のエジェクタピンによ
って実質的に形成されており、キャビティー凹部３３ｂ
全体に略均等に配設されている。

第９図および第１０図のいずれの場合も、接触面部４１
．　Ｃ１４１Ｄの樹脂封止パッケージに対する接触面積
は大きいため、単位面積当たりの機械的応力は緩和され
、その結果、ペレットの割れや、樹脂封止パッケージの
クランクの発生は防止される。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるＴ・ＳＯＰを備えて
いる半導体装置の樹脂封止パッケージ成形技術に適用し
た場合について説明した力（それに限定されるものでは
なく、Ｔ−ＱＦＰ、その他の表面実装形パッケージを備
えている半導体装置の樹脂封止パッケージ成形技術全般
に適用することができる。特に、薄い表面実装形樹脂封
止パッケージを備えている半導体装置の当該樹脂封止パ
ッケージ成形技術に使用して優れた効果が得、、、４゜ 〔発明の効果〕 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。

キャビティー内に成形された成形製品が広い面積にわた
ってエジェクタされるように構成することにより、エジ
ェクタ時の単位面積当たりの機械的応力が緩和されるた
め、薄い表面実装形樹脂封止パッケージであっても、半
導体ペレットの割れや、樹脂封止パッケージのクランク
の発生を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるトランスファ成形装置
を示す縦断面図、 第２図（萄、０））はその作用を説明するための各拡大
部分断面図、 第３図はそのワークを示す平面図、 第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、である。 第５図は本発明の一実施例である半導体装置を示す斜視
図、 第６図はその縦断面図、である。 第７図、第８図、第９図および第１Ｏ図は本発明の他の
各実施例をそれぞれ示す各模式的部分平面図、である。 １・・・Ｔ−ＳＯＰＩＣ（半導体装置）、２・・・樹脂
封止パッケージ、３・・・アウタリード、４・・・エジ
ェクタ族、ｌＯ・・・ワーク、】１・・・多連リードフ
レーム、１２・・・単位リードフレーム、１３−・・外
枠、１４・・・セクション枠、１５・・・ダム部材、１
５ａ・・・ダム、１６・・・タブ吊りリード、１７・・
・タブ、１８・・・リード、１８ａ・・・インナ部、１
．８　ｂ・・・アウタ部、１９・・・ペレット、２０・
・・ポンディング層、２１・・・ワイヤ、３０・・・）
・ランスフプ成形装置、３１・・・上型、３２・・・下
型、３３・・・キャビティー、３３ａ・・・上型キャビ
ティー凹部、３３ｂ・・・下型キャビティー凹部、３４
・・・ボンド、３５・・・プランジャ、３６・・・カル
、３７・・・ランナ、３８・・・ゲート、３９・・・逃
げ凹、所、４０・・・穴部、４１．４１Ａ、４１Ｂ、４
１Ｃ１４１Ｄ・・・エジェクタブロック（接触面部）、
４３．４４・・・取付ユニット、４５．４６・・・型板
、４７．４日・・・エジェクタピン、４９．５０・・・
エジェクタピンプレート、５１．５２・・・リテーナプ
レート。 蓼２ｒｊｖＵ 第５図 第６図 ａ Ｕ 第７図 第９図 第８図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、樹脂封止パッケージを備えている半導体装置におい
   て、前記樹脂封止パッケージの少なくとも一面にエジェ
   クタ痕が広い面積に形成されていることを特徴とする半
   導体装置。 ２、成形型のキャビティーから成形製品がエジェクタピ
   ンによって突き出されることにより、離型されるように
   構成されている成形装置において、前記エジェクタピン
   における前記成形製品との接触面部が広く形成されてい
   ることを特徴とする成形装置。 ３、前記エジェクタピンの接触面部が、半導体装置にお
   ける樹脂封止パッケージ内部の半導体ペレットとの対向
   部分を避けて、帯形状または枠形状に形成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の成形装置。 ４、エジェクタピンが多数本設けられることにより、前
   記エジェクタピンの接触面部が広く形成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の成形装置。