JPH05267374A

JPH05267374A - 半導体装置製造用トランスファモールド金型及び半導体装置製造方法

Info

Publication number: JPH05267374A
Application number: JP6351592A
Authority: JP
Inventors: Susumu Omi; 晋近江; Kazuya Fujita; 和弥藤田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1993-10-15

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】樹脂封止型半導体装置を製造する際に使用す
るトランスファモールド金型により、高品質で薄型の半
導体装置を製造できるようにする。【構成】トランスファモールド金型は、上金型本体１
２及び下金型本体１３、並びにキャビティの壁面を構成
する上金型可動部３及び下金型可動部４とを備え、キャ
ビティ９の内部に半導体素子５が配置され、可動部３、
４を夫々移動させて、半導体素子５と可動部３との間隔
及びダイ・パッド６と可動部４との間隔を共に３００μ
ｍとし、樹脂７をキャビティ９に注入し、可動部３、４
の間隔を０．４５ｍｍに狭め、超薄型の面実装型樹脂封
止型半導体装置の成型品を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スモール・アウトライ
ン・パッケージやデュアル・イン・ライン・パッケージ
などの樹脂封止型半導体装置を製造する方法及び該方法
に使用するトランスファモールド金型に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器システムの軽薄短小化を
背景にして、面実装型の樹脂封止型半導体装置の薄型化
への要求が強まってきている。この要求に応えるべく、
パッケージ厚が１．０ｍｍの超薄型の面実装型樹脂封止
型半導体装置が既に開発され、量産されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような面実装型の
樹脂封止型半導体装置においては、より一層の薄型化を
図ることが望まれている。

【０００４】しかしながら、従来のトランスファモール
ド金型を用いてこの種の半導体装置を製造した場合に
は、現状以上に薄く製造することは、下記のような２つ
の問題のため、非常に困難である。

【０００５】即ち第１の問題点として、半導体装置製造
時の樹脂封止工程において、トランスファモールド金型
内の半導体素子上とダイ・パッド下の流路の厚みのアン
バランスに起因してボイドや未充填が発生してしまうと
いう問題点がある。ここで先ずこの第１の問題点につい
て説明する。

【０００６】一般に金型内を流動する樹脂が、金型、お
よび半導体素子・リードフレームなどのインサート物よ
り受ける形状抵抗βは下記の式により表される。

【０００７】

【数１】β＝１２Ｌ／Ｗｈ³Ｆここで、Ｗ：流路の幅、ｈ：流路の厚み、Ｌ：流動距離Ｆ：形状係数であり、また、

【０００８】

【数２】Ｆ＝１−０．６３ｈ／Ｗ｛１−１／１２（ｈ／Ｗ）⁴｝である。

【０００９】この式数１及び数２より明かなように、流
路の厚みｈの減少に伴ってβは加速度的に増加する。従
って、従来の半導体装置の場合のように、半導体素子上
とダイ・パッド下の流路の厚みが大きいときは、それら
があまりバランスしていなくても、各流路を流れる樹脂
が受ける形状抵抗には大きい差は生じないが、現状以上
に薄い面実装型の樹脂封止型半導体装置を製造しようと
する場合には、流路の厚みは２３０μｍを下まわり、流
路のアンバランスにより各流路を流れるモールド樹脂が
受ける形状抵抗には大きな差が生じる。例えばリードフ
レームのダウンセット量のばらつきは通常±５０μｍ以
下であるが、このようなばらつきによっても形状抵抗に
大きな差が発生してしまう。

【００１０】その結果、例えば図５に示すように、上側
の金型５１と半導体素子５５との間隔が、下側の金型５
２とダイ・パッド５６との間隔よりわずかに広いだけで
も、注入された樹脂５７は、上と下とで流速が著しく異
なってしまう。そのため、上下の樹脂が等速で流れた場
合に合流する地点、すなわちエアベント部以外の場所で
上下の樹脂は合流し、ボイドや未充填が発生し易くな
る。

【００１１】次に第２の問題点として、半導体装置製造
時の樹脂封止工程において、トランスファモールド金型
のゲート部で噴流が生じ、ボイドが発生してしまうとい
う問題点がある。次にこの第２の問題点について説明す
る。

【００１２】一般に、モールド樹脂は、図６に示すよう
に流路の狭いゲート６０を通り、流路の比較的広いキャ
ビティ５９へ注入される。その際、例えば昨今、半田耐
熱性上の要求を満たすべく使われ始めているビフェニル
系のエポキシ樹脂のように、樹脂の粘度が低い場合に
は、流れは噴流となり、まわりの空気を樹脂内部に巻き
込みながらキャビティ５９内へ流れ込む。その結果、巻
き込まれた空気６１がボイドとなって成型品の内部に残
り易くなる。

【００１３】この第２の問題点は、ゲート部の流路の厚
みを、キャビティ部の厚み程度に拡大することにより一
応解決できる。しかし、この解決策は、ゲートブレーク
時の作業性が著しく低下するという大きな問題点を伴う
ため、実用的な解決策ではない。

【００１４】本発明は上述した従来の問題点に鑑み成さ
れたものであり、高品質で薄型の樹脂封止型半導体装置
を製造するのに適した半導体装置製造用トランスファモ
ールド金型を提供することを第１の課題とする。

【００１５】本発明はまた、本発明の半導体装置製造用
トランスファモールド金型を用いて、高品質で薄型の樹
脂封止型半導体装置を製造する半導体装置製造方法を提
供することを第２の課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願第１発明の半導体装
置製造用トランスファモールド金型は上述した第１の課
題を解決するために、キャビティを構成する壁面が半導
体装置の厚み方向に移動する構造を有することを特徴と
する。

【００１７】本願第２発明の半導体装置製造用トランス
ファモールド金型は上述した第１の課題を解決するため
に、ゲ−トを構成する壁面が該ゲ−トを広狭させる方向
に移動する構造を有することを特徴とする。

【００１８】本願第３発明の半導体装置製造用トランス
ファモールド金型は上述した第１の課題を解決するため
に、キャビティを構成する壁面が半導体装置の厚み方向
に移動すると共にゲ−トを構成する壁面が該ゲ−トを広
狭させる方向に移動する構造を有することを特徴とす
る。

【００１９】本願第４発明の半導体装置製造方法は上述
した第２の課題を解決するために、上述した本願第１、
第２又は第３発明の半導体装置製造用トランスファモー
ルド金型を用いた半導体装置製造方法であって、該半導
体装置製造用トランスファモールド金型に注入した樹脂
が流動性を保持している状態で、キャビティを構成する
壁面及びゲ−トを構成する壁面の少なくとも一方を移動
させる工程を含むことを特徴とする。

【００２０】

【作用】第１発明の半導体装置製造用トランスファモー
ルド金型を用いて半導体装置を製造する際には、キャビ
ティ内部の所定位置に半導体素子とダイ・パッドとを配
置し、最初はキャビティの間隔を広くするようにキャビ
ティを構成する壁面を移動させておく。ここで、半導体
素子上とダイ・パッド下の流路の厚みとして、例えば３
００μｍを確保するようにし、その状態で樹脂を注入す
る。その結果、流路の厚みのばらつきによって形状抵抗
が大きく変動することを防止でき、上下の樹脂の流速に
大きい差が生じることはない。従って、上下の樹脂がエ
アベント部以外の場所で合流することに起因するボイド
や未充填の発生を防止できる。

【００２１】そして、注入した樹脂の流動がほぼ終了
し、且つゲル化がまだ進んでいない段階で、即ち注入し
た樹脂が流動性を保持している状態で、キャビティを構
成する壁面をキャビティの間隔を狭くするように移動さ
せ、本来の厚みを持った設計寸法の成型品を得る。

【００２２】以上の結果、第１発明によれば、樹脂流路
の幅のばらつきに伴うボイドや未充填が発生しないの
で、高品質で薄型の樹脂封止型半導体装置を製造するこ
とができる。

【００２３】第２発明の半導体装置製造用トランスファ
モールド金型を用いて半導体装置を製造する際には、キ
ャビティ内部の所定位置に半導体素子とダイ・パッドと
を配置し、最初はゲートの広さがキャビティと同程度と
なるようにゲートを構成する壁面を移動させておき、そ
の状態で樹脂を注入する。その結果、粘度の低い樹脂を
用いた場合でも注入時に噴流は生じず、そのため噴流に
伴う樹脂中への空気の巻き込みも発生しない。従って、
巻き込まれた空気がボイドとなって成型品内に残ること
もない。

【００２４】そして、注入した樹脂の流動がほぼ終了
し、且つゲル化がまだ進んでいない段階で、即ち注入し
た樹脂が流動性を保持している状態で、ゲ−トを構成す
る壁面をゲートを狭くするように移動させて、成型品を
得る。

【００２５】以上の結果、第２発明によれば、ゲートブ
レーク時の作業性に問題は生ぜず、樹脂注入時の噴流の
発生に伴うボイドが生じないので、高品質で薄型の樹脂
封止型半導体装置を製造することができる。

【００２６】また、第３発明によれば、上述した第１及
び第２発明の効果を合せ持つので、より一層、高品質で
薄型の樹脂封止型半導体装置を製造することができる。

【００２７】他方、第４発明によれば、上述した第１、
第２又は第３発明の半導体装置製造用トランスファモー
ルド金型を使用して、該金型に注入した樹脂が流動性を
保持している状態で金型壁面を移動させることにより、
高品質で薄型の樹脂封止型半導体装置を製造することが
できる。

【００２８】次に示す本発明の実施例から、本発明のこ
のような作用がより明らかにされ、更に本発明の他の作
用が明らかにされよう。

【００２９】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。

【００３０】先ず本発明の第１実施例について、図１及
び図２を用いて説明する。

【００３１】図１において、トランスファモールド金型
は、上金型本体１２及び下金型本体１３、並びにキャビ
ティの壁面を構成する上金型可動部３及び下金型可動部
４を備えている。キャビティ９の内部における所定位置
にダイ・パッド６及びこの上にダイ・ボンドされており
所定配線が施された半導体素子５が配置されている。こ
こで、特に金型可動部３、４は、電動式、油圧式等の駆
動機構によって、図中の上下方向、即ち製造される半導
体装置の厚み方向に移動可能に構成されている。

【００３２】このように構成されたトランスファモール
ド金型を用い、パッケージ厚０．４５ｍｍの超薄型の面
実装型樹脂封止型半導体装置を製造する工程の一例を以
下に示す。

【００３３】最初は、図１に示すように、可動部３、４
を夫々上方向および下方向に移動させて、それらの間隔
を広げ、半導体素子５と可動部３との間隔及びダイ・パ
ッド６と可動部４との間隔を共に３００μｍとする。そ
して、その状態で、モールド樹脂７をキャビティ９に注
入する。その際、半導体素子５、ダイ・パッド６と可動
部３、４との間隔は上述のように充分確保されているの
で、樹脂７は半導体素子５及びダイ・パッド６の上下で
ほぼ等速に流入し、従ってボイドや未充填の問題は発生
しない。

【００３４】その後、樹脂７の流動がほぼ終了し、かつ
ゲル化がまだ進んでいない段階で、即ち、注入した樹脂
７が流動性を保持している状態で、図２に示すように、
可動部３、４を移動させて、それらの間隔を０．４５ｍ
ｍに狭め、パッケージ厚０．４５ｍｍの超薄型の面実装
型樹脂封止型半導体装置の成型品を得る。

【００３５】このように第１実施例によれば、ボイドや
未充填を防止しつつ、０．４５ｍｍと極めて薄い樹脂封
止型の半導体装置を製造することができる。

【００３６】次に本発明の第２実施例について、図３及
び図４を用いて説明する。

【００３７】図３において、トランスファモールド金型
は、キャビティの壁面を構成する上金型本体１４及び下
金型本体１５、並びに可動ゲ−ト８を備えている。キャ
ビティ９の内部における所定位置にダイ・パッド６及び
この上にダイ・ボンドされており所定配線が施された半
導体素子５が配置されている。ここで、特に可動ゲ−ト
８は、電動式、油圧式等の駆動機構によって、図中の上
下方向、即ち製造される半導体装置の厚み方向に移動可
能に構成されている。

【００３８】このように構成されたトランスファモール
ド金型を用い、パッケージ厚３．４５ｍｍの樹脂封止型
半導体装置を製造する工程の一例を以下に示す。

【００３９】最初は、モールド樹脂７をキャビティ９に
注入する際は、図３に示すように、ゲート８の間隔を、
キャビティ９の間隔と同程度に広げ、その状態で樹脂を
注入する。その結果、樹脂７の粘度が低い場合にも樹脂
の噴流は発生しない。従って、噴流に伴う樹脂中への空
気の巻き込みも生じず、そのため成型品中に，巻き込ま
れた空気がボイドとなって残ることもない。

【００４０】その後、樹脂７の流動がほぼ終了し、且つ
ゲル化がまだ進んでいない段階で、即ち、注入した樹脂
７が流動性を保持している状態で、図４に示すように、
可動ゲート８を閉じて間隔を狭める。その結果、成型後
のゲート部の厚みは充分に薄くなり、ゲートブレーク時
の作業性に問題は生じない。

【００４１】このように第２実施例によれば、ボイドや
未充填を防止しつつ樹脂封止型の半導体装置を製造する
ことができる。

【００４２】尚、第２実施例では、可動ゲ−トが製造さ
れる半導体装置の厚み方向に動くようにしたが、該半導
体装置の幅方向に動くようにして樹脂の流路を確保して
も樹脂注入の際のボイドの発生を防ぐことはできる。

【００４３】また、第１実施例の金型可動部３、４の構
成及び第２実施例の可動ゲ−ト８の構成を組み合わせる
ことにより、第１実施例及び第２実施例の長所を兼ね備
えたトランスファモールド金型を構成することもでき
る。

【００４４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように第１発明の半
導体装置製造用トランスファモールド金型によれば、樹
脂注入の際、流路の厚みのばらつきによって形状抵抗が
大きく変動することを防止でき、上下の樹脂の流速に大
きい差が生じなくなる。従って、上下の樹脂がエアベン
ト部以外の場所で合流することに起因するボイドや未充
填の発生を効果的に防止できる。そして、注入した樹脂
が流動性を保持している状態で、キャビティの間隔を狭
くできるので、高品質で薄型の樹脂封止型半導体装置を
製造することができる。

【００４５】第２発明の半導体装置製造用トランスファ
モールド金型によれば、樹脂注入の際、粘度の低い樹脂
を用いた場合でも注入時に噴流は生じず、そのため噴流
に伴う樹脂中への空気の巻き込みも発生しない。従っ
て、巻き込まれた空気がボイドとなって成型品内に残る
こともない。そして、注入した樹脂が流動性を保持して
いる状態で、ゲ−トを狭くできるので、その後のゲート
ブレーク時の作業性に問題は生ぜず、高品質で薄型の樹
脂封止型半導体装置を製造することができる。

【００４６】また、第３発明によれば、上述した第１及
び第２発明の効果を合せ持つので、より一層、高品質で
薄型の樹脂封止型半導体装置を製造することができる。

【００４７】他方、第４発明によれば、上述した第１、
第２又は第３発明の半導体装置製造用トランスファモー
ルド金型を使用して、該金型に注入した樹脂が流動性を
保持している状態で金型壁面を移動させることにより、
高品質で薄型の樹脂封止型半導体装置を製造することが
できる。

【００４８】以上の結果、本発明により、高品質で薄型
の面実装型樹脂封止型半導体装置を安定して製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である半導体装置製造用ト
ランスファモールド金型を用いた半導体装置の一製造工
程を示す断面図である。

【図２】図１の半導体装置製造用トランスファモールド
金型を用いた半導体装置の他の製造工程を示す断面図で
ある。

【図３】本発明の第２実施例である半導体装置製造用ト
ランスファモールド金型を用いた半導体装置の一製造工
程を示す断面図である。

【図４】図３の半導体装置製造用トランスファモールド
金型を用いた半導体装置の他の製造工程を示す断面図で
ある。

【図５】従来のトランスファモールド金型を用いた半導
体装置の一製造工程を示す断面図である。

【図６】従来のトランスファモールド金型を用いた半導
体装置の他の製造工程を示す断面図である。

【符号の説明】

３上金型可動部４下金型可動部５半導体素子６ダイ・パッド７モールド樹脂８可動ゲート９キャビティ１２、１４上金型本体１３、１５下金型本体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャビティを構成する壁面が前記半導体
装置の厚み方向に移動する構造を有することを特徴とす
る半導体装置製造用トランスファモールド金型。
【請求項２】ゲ−トを構成する壁面が該ゲ−トを広狭
させる方向に移動する構造を有することを特徴とする半
導体装置製造用トランスファモールド金型。
【請求項３】キャビティを構成する壁面が前記半導体
装置の厚み方向に移動すると共にゲ−トを構成する壁面
が該ゲ−トを広狭させる方向に移動する構造を有するこ
とを特徴とする半導体装置製造用トランスファモールド
金型。
【請求項４】請求項１から３のいずれか一項記載の半
導体装置製造用トランスファモールド金型を用いた半導
体装置製造方法であって、該半導体装置製造用トランス
ファモールド金型に注入した樹脂が流動性を保持してい
る状態で、前記壁面を移動させる工程を含むことを特徴
とする半導体装置製造方法。