JPH05206185A - 半導体装置の製造装置 - Google Patents

半導体装置の製造装置

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JPH05206185A
JPH05206185A JP8281391A JP8281391A JPH05206185A JP H05206185 A JPH05206185 A JP H05206185A JP 8281391 A JP8281391 A JP 8281391A JP 8281391 A JP8281391 A JP 8281391A JP H05206185 A JPH05206185 A JP H05206185A
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JP
Japan
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mold resin
cavity
semiconductor device
runner
gate
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Pending
Application number
JP8281391A
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English (en)
Inventor
Fumihito Takahashi
文仁 高橋
Kenji Kobayashi
賢司 小林
Yuichi Asano
祐一 浅野
Hitoshi Kobayashi
均 小林
Shigenori Okuyama
重徳 奥山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Miyagi Electronics Ltd
Original Assignee
Fujitsu Miyagi Electronics Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05206185A publication Critical patent/JPH05206185A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/27Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/2701Details not specific to hot or cold runner channels
    • B29C45/2703Means for controlling the runner flow, e.g. runner switches, adjustable runners or gates
    • B29C45/2704Controlling the filling rates or the filling times of two or more mould cavities by controlling the cross section or the length of the runners or the gates

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラスチックICのモールド樹脂封止を行う
半導体装置の製造装置に関し,モールド樹脂の注入時間
の短縮と各キャビティへの注入の均等化を図ることを目
的とする。 【構成】 モールド樹脂の導入口であるカル1より該モ
ールド樹脂の導入路であるランナー2を通じて内部に半
導体装置の配置されたキャビティ3に,キャビティ3の
入口であるゲート4よりモールド樹脂を注入し, 半導体
装置をモールド樹脂封止する半導体装置の製造装置にお
いて, キャビティ3入口のゲート4の大きさが, ランナ
ー2の長さに応じて段階的に大きく形成されているよう
に,また,キャビティ3入口のゲート4の数が, ランナ
ー2の長さに応じて段階的に増加してなるように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は,半導体装置の製造方
法,特に,プラスチックIC樹脂封止に用いるモールド
樹脂成形機に関する。近年の急激なLSIの多ピン化に
伴い,パッケージの大型化が進んでおり,プラスチック
パッケージの耐熱性,防湿性,気密性等,信頼性に対す
る顧客の要求は益々厳しくなっている。この要求に応え
るため,樹脂材料の改良とともに,樹脂封止の際に,如
何に均一に,かつ,速やかに,各パッケージの樹脂封止
を完全に行う製造装置を開発するかが焦点となりつつあ
る。
【従来の技術】図4はプラスチックICの外観図,図5
はリードフレームとモールド樹脂成形品,図6はキャビ
ティへのモールド樹脂注入断面図,図7はキャビティへ
のモールド樹脂注入のランナーレイアウト,図8は従来
のモールド樹脂注入例である。図において,11はカル,
12はランナー,13はキャビティ,14はゲート,15はモー
ルド樹脂注入口,16はモールド樹脂,17はリードフレー
ム,18はリード,19はチップ,20はダイステージ, 21は
ワイヤ, 22はボイドである。図4に外観図で示すよう
に,完成品のプラスチックICの外観はチップを封入し
たモールド樹脂16の成形品と多ピンのリード18より構成
されている。このモールド樹脂16の成形後のリードフレ
ーム17の状態は図5に示す通りで,モールド樹脂16の成
形部の角に1個のモールド樹脂注入口15があり, ここか
ら,モールド金型のゲートよりモールド樹脂がキャビテ
ィに注入されて, モールド樹脂16が成形される。この
後,リード18の折り曲げ成形,カッティングにより図4
の完成品となる。図5のモールド樹脂16の成形品を形成
するためにモールド金型のパッケージを成形するための
キャビティ13の断面図を図6に示す。モールド金型の上
型と下型よりなるキャビテイ13の内部にはリードフレー
ム17のダイフレーム20上にチップ19がダイス付けされ,
更に,リードフレーム17の多ピンのリード18の先端より
チップ19上に形成されたボンディングパッドにワイヤ21
がボンデイング接合されている。一方,キャビティ13へ
のモールド樹脂16の注入は,図7に示すように,エポキ
シ系等のモールド樹脂16の原料をポットに入れ, プレス
で圧入して,カル11からモールド樹脂16の導入路である
ランナー12を通って,キャビティ13入口のゲート14よ
り,キャビティ13内に注入される。従来から,生産効率
を上げるために,モールド樹脂16の封止に用いるモール
ド金型は1ショット当たりのICパッケージへの注入個
数を出来るだけ多くするようにモールド樹脂16をICパ
ッケージのモールド金型に送り込むランナー12のレイア
ウトを決定していた。また,ランナー12からモールド金
型のキャビティ13へ注入する注入口であるゲート14は各
ICパッケージのキャビティ13毎に1箇所である図8
(a)の様な方式が主流であった。図8は従来のモール
ド樹脂の注入例であり,各種問題点の説明のために, 左
側にキャビティ13内部の断面図, 右側にキャビティ13内
部の平面図を示す。
【発明が解決しようとする課題】そのため,モールド樹
脂16の注入時に,各々のICパッケージにおいて,カル
11からランナー12を経由してキャビティ13のゲート14ま
でのランナーの長さが,図7のレイアウト図に示すよう
に,各々異なり,その注入時間に差がでるため,流入す
るモールド樹脂16の流れが異なってきて,図8(b)に
示すように,モールド樹脂16の流れが硬くて,ダイステ
ージ20の浮き上がりによる傾き等の不具合を生じたり,
図8(c)に示すように,ワイヤ21を押し流して, ワイ
ヤ21相互を変形して短絡させたり, 図8(d)に示すよ
うに,モールド樹脂16の流れる方向に乱れが出来て, キ
ャビティ13の隅にボイド(空隙)が出来たりしていた。
このように,キャビティ13内に充填したモールド樹脂16
内でのボイド22の発生,ダイステージ20の浮き上がり等
の変形,ボンディングしたワイヤ21のフロー等の様々な
問題を生じるため,図8(e)に示すように,ゲート14
をキャビティ13の側壁の真ん中に設けて,モールド樹脂
16の流れが乱れないようにしたり,或いは, 図8(f)
に示すような, 斜め方向から注入して, 三方向から余分
なモールド樹脂16を整流して排除するような対策を採
り,上記の種々の問題点を解消すべく対策がなされてき
たが,未だ完全な解決には至っていない現状である。ま
た,ICパッケージを使用する機器に装着するためのハ
ンダ付けを確実に行うために,顧客よりICパッケージ
の耐熱性が要求されるようになり,耐熱性を加味したモ
ールド樹脂16の材料を使用するようになった。このた
め,石英粉等の耐熱性充填材の配合比率が上がり,その
ため,モールド樹脂16の最低溶融粘度も上がるため,従
来のモールド条件ではモールド成形が行えず,高温によ
るモールド成形処理が必要となってきた。本発明は, 以
上の点を鑑み, 高い粘度の樹脂を用いても,従来以上に
注入時間の短縮と各パッケージのキャビティへの注入時
間の均等化を図ることを目的として提供されるものであ
る。
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。図において,1はカル,2はランナー,3は
キャビティ,4はゲートである。上記の問題点は,モー
ルド樹脂注入時に,同一パッケージへ図1(a)にゲー
トの数を丸数字で示したように,モールド樹脂を圧入す
るカル1からキャビティ3迄のランナー2の長さに応じ
て段階的に増した複数のゲート4からモールド樹脂を注
入することにより,或いは,図1(b)にゲートの大き
さの順にA,B,Cで示したように,キャリア3へモー
ルド樹脂を注入するゲート4の大きさをカル1からキャ
ビティ3迄のランナー2の長さに応じて段階的に増すこ
とにより,注入時間の短縮と各パッケージへの注入時間
の均等化を図り,成形性を向上させることにより解決で
きる。即ち,本発明の目的は,モールド樹脂の導入口で
あるカル1より該モールド樹脂の導入路であるランナー
2を通じて内部に半導体装置の配置されたキャビティ3
に,該キャビティ3の入口であるゲート4よりモールド
樹脂を注入し, 該半導体装置をモールド樹脂封止する半
導体装置の製造装置において,該キャビティ3入口のゲ
ート4の大きさが, 該カル1より該キャビティ3までの
該ランナー2の長さに応じて段階的に大きく形成されて
いることにより,或いは,該キャビティ3入口のゲート
4の数が, 該カル1より該キャビティ3までの該ランナ
ー2の長さに応じて段階的に増加してなることにより達
成される。
【作用】本発明では,これまでの単一ゲートから,各パ
ッケージ毎に,カルからキャビティ迄のランナーの長さ
に応じた最適な複数のゲートから樹脂注入を行えば,こ
れまで単一流動でしかなかった樹脂の挙動がランダムな
乱流状態となり,ボイドやダイステージの変形,ワイヤ
フローといった問題に対して,大幅な改善が期待できる
【実施例】図2は本発明の一実施例の説明図,図3は本
発明の他の実施例の説明図である。図において,1はカ
ル,2はランナー,3はキャビティ,4はゲート,5は
モールド樹脂注入口,6はモールド樹脂,7はリードフ
レーム,8はリード,9はチップ,10はダイステージで
ある。256 ピンのQFPのICパッケージのモールド樹
脂封止に本発明の製造装置を適用した実施例について説
明する。図2(a)に示した 256ピン・リードフレーム
の6連のキャビティを16シート,同時にモールド樹脂封
止する。このリードフレームにはモールド樹脂注入口が
対角線上に2個設けたものを使用する。そして,モール
ド金型のキャビティ3入口のゲート4は図2(b)に示
すように,カル1からキャビティ3間でのランナー2の
長さに応じて,比較的短い場合にはゲートを1個,比較
的長い場合にはゲート4を2個設けてある。更に,本発
明の第2の適用例として,6連のキャビティの樹脂が注
入される手前の半分はゲード4の大きさを通常より絞っ
て小さくしたAのサイズとし,後の半分が通常の大きさ
Bのサイズのゲート4としてある。石英ガラスの微粒を
混入したエポキシ系のモールド樹脂を高さ3cm, 直径6
cmのポットに入れ,170 ℃に加温した後, 2屯の圧力で
樹脂を圧入して,カル1よりランナー2を通って,各ゲ
ート4から,キャビティ3にモールド樹脂6が注入され
る。そして, モールド金型を150 屯プレスでキャビティ
3に60〜100kg/cm2でモールド樹脂を220 ℃で5分間プ
レスし, プラスチックICに成形する。本発明のよう
に,ゲート4の数とゲート4のサイズを可変してあるた
め,各キャビティ3にはモールド樹脂が均等に,かつ20
秒という短時間で注入することができ,出来上がったパ
ッケージのモールド樹脂内にボイドは全然発生せず,
又,ダイフレームの浮き上がりやワイヤーフローも見ら
れず,良好なモールド樹脂注入が行われた。また,本発
明の他の実施例としては,図3(a)に示した上述の2
個のゲートの他に,図3(b)に示すような3方向ゲー
ト,更に,図3(c)〜(f)で示した1方向からの4
個の分割ゲートを用い,更に,ゲートの大きさを図3
(d)のAーA’方向から見たものを,図3(e),
(f)に示すように,ゲート4の大きさを可変としたも
のが用いられる。
【発明の効果】以上説明したように, 本発明によれば,
多重ゲート方式並びに各種ゲートサイズの採用はステー
ジ変形,ボイド,ワイヤーフロー対策として効果が大き
い。また,あらゆるデートの配置や大きさに種々の組合
せパターンを設定することによって,モールド樹脂の流
動性に対する微調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理説明図
【図2】 本発明の一実施例の説明図
【図3】 本発明の他の実施例の説明図
【図4】 プラスチックICの外観図
【図5】 リードフレームとモールド樹脂成形品
【図6】 キャビティへのモールド樹脂注入断面図
【図7】 キャビティへのモールド樹脂注入のランナー
レイアウト
【図8】 従来のモールド樹脂注入例
【符号の説明】
1 カル 2 ランナー 3 キャビティ 4 ゲート 5 モールド樹脂注入口 6 モールド樹脂 7 リードフレーム 8 リード 9 チップ 10 ダイステージ
フロントページの続き (72)発明者 浅野 祐一 宮城県柴田郡村田町大字村田字西ケ丘1番 地の1 株式会社富士通宮城エレクトロニ クス内 (72)発明者 小林 均 宮城県柴田郡村田町大字村田字西ケ丘1番 地の1 株式会社富士通宮城エレクトロニ クス内 (72)発明者 奥山 重徳 宮城県柴田郡村田町大字村田字西ケ丘1番 地の1 株式会社富士通宮城エレクトロニ クス内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モールド樹脂の導入口であるカル(1) よ
    り該モールド樹脂の導入路であるランナー(2) を通じて
    内部に半導体装置の配置されたキャビティ(3) に,該キ
    ャビティ(3) の入口であるゲート(4) よりモールド樹脂
    を注入し,該半導体装置をモールド樹脂封止する半導体
    装置の製造装置において,該キャビティ(3) 入口のゲー
    ト(4) の大きさが, 該カル(1) より該キャビティ(3) ま
    での該ランナー(2) の長さに応じて段階的に大きく形成
    されていることを特徴とする半導体装置の製造装置。
  2. 【請求項2】 モールド樹脂の導入口であるカル(1) よ
    り該モールド樹脂の導入路であるランナー(2) を通じて
    内部に半導体装置の配置されたキャビティ(3) に,該キ
    ャビティ(3) の入口であるゲート(4) よりモールド樹脂
    を注入し,該半導体装置をモールド樹脂封止する半導体
    装置の製造装置において,該キャビティ(3) 入口のゲー
    ト(4) の数が, 該カル(1) より該キャビティ(3)までの
    該ランナー(2) の長さに応じて段階的に増加してなるこ
    とを特徴とする半導体装置の製造装置。
JP8281391A 1991-04-16 1991-04-16 半導体装置の製造装置 Pending JPH05206185A (ja)

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