JPH06260518A - 半導体チップの樹脂封止方法及びトランスファーモールド用金型 - Google Patents

半導体チップの樹脂封止方法及びトランスファーモールド用金型

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JPH06260518A JP5044120A JP4412093A JPH06260518A JP H06260518 A JPH06260518 A JP H06260518A JP 5044120 A JP5044120 A JP 5044120A JP 4412093 A JP4412093 A JP 4412093A JP H06260518 A JPH06260518 A JP H06260518A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】ボイドや未充填部分がない薄型の樹脂封止型半
導体装置をうること。 【構成】半導体チップ20を封止樹脂40で所定の厚さ
のパッケージに封止するに当たり、先ず、第1段階とし
て、溶融した封止樹脂40を前記所定の厚さよりも厚め
にして半導体チップ40を仮封止し、次に、第2段階
で、前記第1段階の封止樹脂が硬化しない内に前記封止
樹脂40を圧縮して前記所定の厚さのパッケージに形成
するようにした。このためのトランスファーモールド用
金型にも言及されている。 【効果】金型の押圧により、これまでに薄型パッケージ
に生じがちであった未充填やボイド、ウエルドラインの
融着不足、或いはその融合部におけるピンホールを減
少、或いは皆無にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体チップを封止
樹脂で所定の厚さ、特に薄型のパッケージに封止する封
止方法及びその封止用のトランスファーモールド用金型
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4を用いて従来技術の半導体チップの
樹脂封止方法を説明する。この図4において、半導体チ
ップ20をダイパッド21に固定したリードフレーム2
2は、トランスファーモールド用金型(以下、単に「金
型」と記す)30を構成する上金型31及び下金型32
の間に装着、締結され、その状態で前記上金型31に設
けられた注入口33から、その上金型31のパッケージ
形成キャビティ31A及び下金型32のパッケージ形成
キャビティ32Aへ、例えば、エポキシ樹脂のような熱
硬化性の封止樹脂40を溶融した状態で注入し、その樹
脂を硬化させてパッケージとし、前記半導体チップ20
を封止する方法が採られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば、TS
OP型やTQFP型半導体装置のように、そのパッケー
ジの肉厚が薄くなる程、或いは前記半導体チップ20の
大きさが大きくなる程、封止樹脂40の成形が難しく、
封止樹脂40の充填不足やボイド41の発生等の問題が
多々あった。
【0004】これは封止樹脂40が注入口33から注入
される時に、リードフレーム22や半導体チップ20の
存在により、それらを境にして、溶融した封止樹脂40
の流れのバランスが崩れて、前記金型3の両パッケージ
形成キャビティ31A、22A内に存在した空気を抱き
込み、空気層がエアーベント34から抜け出ないために
発生する。
【0005】特に、パッケージの厚さを薄くするとなる
と、前記上下金型21、22の各内面との抵抗が増え、
ずり応力が増加して、益々流れ難くなり、半導体チップ
20の上方とダイパッド21の下方とを流れる封止樹脂
40の流れのバランスが崩れ易くなる。また、この時、
金型3の内面との壁面抵抗による圧力損失も加わって、
封止樹脂40の流れが乱されることがある。この発明は
これらの問題点を解決することを課題とするものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、この発明の半導体チップの樹脂封止方法は、半導体
チップを封止樹脂で所定の厚さのパッケージに封止する
に当たり、先ず、第1段階として、溶融した封止樹脂を
前記所定の厚さよりも厚めにして半導体チップを仮封止
し、次に、第2段階で、前記第1段階の封止樹脂が硬化
しない内に前記封止樹脂を圧縮して前記所定の厚さのパ
ッケージに形成するようにした。
【0007】そのためのトランスファーモールド用金型
は、上下金型から構成され、それらの金型で形成される
パッケージ形成キャビティの容積を可変できるようにし
た。
【0008】更に、前記上下金型のパッケージ形成キャ
ビティ面に、溶融樹脂を流し込むカルと、パッケージ形
成パッケージ形成キャビティと、余分な樹脂を収容する
捨てパッケージ形成キャビティと、前記カルと前記パッ
ケージ形成キャビティとに連通するランナーと、前記パ
ッケージ形成キャビティと前記捨てパッケージ形成キャ
ビティとに連通するランナーとを形成して、前記課題を
解決するようにした。
【0009】
【作用】前記の製造方法及び金型の構成を採れば、金型
の押圧により、これまでに薄型パッケージに生じがちで
あった未充填やボイド、ウエルドラインの融着不足、或
いはその融合部におけるピンホールを減少、或いは皆無
にすることができる。
【0010】
【実施例】以下、この発明の実施例を図1乃至図3を用
いて説明する。図1はこの発明の半導体チップの樹脂封
止方法を説明するための、半導体チップを固定したリー
ドフレームを、この発明の一つである金型に装着して、
封止樹脂で半導体チップを封止する状態を示し、同図A
はその封止樹脂で封止する第1段階の状態を示した断面
図であり、同図Bは同図Aの第1段階に続く第2段階の
状態を示した断面図であり、図2は図1に示した金型に
用いることができる金型のキャビティ面を示した平面図
であり、そして図3はやはり図1に示したトランスファ
ーモールド用金型に用いることができる金型の他のキャ
ビティ面を示した平面図である。なお、従来技術と同一
の部分には同一の符号を付して説明する。
【0011】先ず、この発明の一つである金型1の構成
を説明する。この金型1は上金型2と下金型3とから構
成されていることは従来技術と同一である。上金型2の
パッケージ形成キャビティ4はその底面を構成し、側壁
5の内面に沿って上下方向に可動できる可動板6と前記
側壁5とで構成されており、一方の下金型3のパッケー
ジ形成キャビティ7もその底面を構成し、側壁8の内面
に沿って上下方向に可動できる可動板9と前記側壁8と
で構成されていて、これらの可動板6、9は電動モー
タ、油圧、圧縮空気などの動力源により駆動される押圧
ピン10に連結されている。
【0012】前記上金型2及び又は下金型3のキャビテ
ィ面には、実際には図2にその一例を示したように、複
数のパッケージ形成用キャビティ4(7)と、それぞれ
に対応した外側に捨てキャビティ11とが形成されてい
いる。また、符号12で示した、溶融した封止樹脂40
の注入口であるカルも設けられており、図示の実施例で
は、このカル12は4個のパッケージ形成用キャビティ
4(7)に一つの割合で設けられている。
【0013】これら各カル12とその近傍に存在する4
個のパッケージ形成用キャビティ4(7)とは各ランナ
ー13で連結されており、また、各パッケージ形成用キ
ャビティ4(7)と前記各捨てキャビティ11とは1本
のランナー14で連結されている。
【0014】次に、このような構成の金型1を用いて半
導体チップ20を封止樹脂40で封止する方法を説明す
る。先ず、上下金型2、3を開き、下金型3の上に、図
1及び図2に示したように、ダイパッド21に半導体チ
ップ20を固定したリードフレーム22を載置する。こ
の際、リードフレーム22の側縁は前記捨てキャビティ
11に掛からないように配置する。
【0015】その後、上金型2を重ね、両上下金型2、
3を締結し、溶融した封止樹脂40を前記カル12から
前記各ランナー13を通じて前記各パッケージ形成用キ
ャビティ4、7に注入する。これらのパッケージ形成用
キャビティ4、7で形成されるキャビティの容積は、通
常のDIP型、SOP型、QFP型などの半導体装置用
パッケージと同様の厚さ(2〜5mm)のパッケージが
形成される程度とする。
【0016】前記半導体チップ20やダイパッド21の
周辺に充分に行き渡る封止樹脂40が注入されると、次
に、その注入された封止樹脂40が未だ硬化しない内
に、即ち、ゲルタイムの範囲の時間内に、前記動力源で
前記押圧ピン10を押圧し、上金型2の可動板6及び下
金型3の可動板9を押圧し、注入された封止樹脂40を
所定の厚さ(薄さ)のパッケージに成形されるように圧
縮する。図1Bの点線La、Lbは可動板6、9が図1
Aに示した状態に在る場合の位置を示している。
【0017】押圧された封止樹脂40の余分な樹脂は前
記ランナー14を通じて捨てキャビティ11で受け留め
られる。金型1のキャビティ内に存在した空気も注入さ
れた前記封止樹脂40で押されて、これらの捨てキャビ
ティ11から外部に排出される。
【0018】このような金型1のキャビティを可変させ
る手段は種々考えられる。例えば、図示していないが、
封止樹脂40の圧縮を成形品の剥型用イジェクターピン
で行ってもよく、またこれらの圧縮動作は上下金型の締
結動作と連動するように構成し、先ず、圧力スイッチな
どを利用して、リードフレーム22を締結し、その後ト
ランスファーのプランジャーの移動により成形して、所
定の圧力になると、更に圧力を加え、前記可動板6、9
またはイジェクターピンなどを可動させて薄型のパッケ
ージにすることができる。
【0019】図3に、多連のリードフレームの例として
3連のリードフレーム22Aに半導体チップ20を固定
し、このような構成の半導体チップ20(図示していな
い)を樹脂封止する場合に用いて有用な上下金型2A
(3A)の実施例を示した。図3に示した実施例では、
3連のリードフレーム22Aに対応して片側3列にパッ
ケージ形成用キャビティ4(7)が形成されており、各
パッケージ形成用キャビティ4(7)と一つのカル12
とがランナー13で連結され、その列の相隣るパッケー
ジ形成用キャビティ4(7)同士はスルーゲート15で
連結され、そして、またそれら最側端部に形成された各
パッケージ形成用キャビティ4(7)とその最側縁部
で、それらの捨てキャビティ11とを連結するランナー
14とが形成された構成になっている。
【0020】通常、このような上下金型2A(3A)を
用い、多連のリードフレームを用いて一挙に薄型パッケ
ージを成形する場合は、キャビティ内のスルーゲート1
5の存在で封止樹脂40が流れ難く、成形不良起こし易
かった。しかし、前記構成の上下金型2A(3A)を用
い、この発明の2段階方式の樹脂封止方法を採れば、こ
のような高密度リードフレーム22Aの薄型化したパッ
ケージの半導体装置を多数効率よく得ることができる。
【0021】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明の半導
体チップの樹脂封止方法及びトランスファーモールド用
金型によれば、リードフレームを上下金型で締結した第
1段階では、溶融した封止樹脂が金型のキャビティ内の
隅々まで注入することができ、その後、それらの金型の
押圧して、注入された封止樹脂を圧縮するので、これま
でに薄型パッケージに生じがちであった未充填やボイ
ド、ウエルドラインの融着不足、或いはその融合部にお
けるピンホールを減少、或いは皆無にすることができ
る。
【0022】従って、成形不良に起因する耐湿性の改善
ができ、しかも、従来通りの封止樹脂も使用することも
できるので、特別に封止樹脂の流れを改善した樹脂を使
用する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の半導体チップの樹脂封止方法を説明
するための、半導体チップを固定したリードフレーム
を、この発明の一つであるトランスファーモールド用金
型に装着して、封止樹脂で半導体チップを封止する状態
を示し、同図Aはその封止樹脂で封止する第1段階の状
態を示した断面図であり、同図Bは同図Aの第1段階に
続く第2段階の状態を示した断面図である。
【図2】図1に示したトランスファーモールド用金型に
用いることができる金型のキャビティ面を示した平面図
である。
【図3】図1に示したトランスファーモールド用金型に
用いることができる金型の他のキャビティ面を示した平
面図である。
【図4】従来技術の半導体チップの樹脂封止方法を説明
するための一部断面図である。
【符号の説明】 1 トランスファーモールド用(金型) 2 上金型 3 下金型 4 パッケージ形成用キャビティ 4A パッケージ形成用キャビティ 5 側壁 6 可動板 7 パッケージ形成用キャビティ 7A パッケージ形成用キャビティ 8 側壁 9 可動板 10 押圧ピン 11 捨てキャビティ 12 カル 13 ランナー 14 ランナー 15 スルーゲート 20 半導体チップ 21 ダイパッド 22 リードフレーム 22A リードフレーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B29L 31:34 4F

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体チップを封止樹脂で所定の厚さのパ
    ッケージに封止するに当たり、先ず、第1段階で溶融し
    た封止樹脂を前記所定の厚さよりも厚めにして半導体チ
    ップを仮封止し、次に、第2段階で前記第1段階の封止
    樹脂が硬化しない内に前記封止樹脂を圧縮して前記所定
    の厚さのパッケージに形成することを特徴とする半導体
    装置の樹脂封止方法。
  2. 【請求項2】上下金型から構成され、それらの金型で形
    成されるキャビティの容積を可変できるトランスファー
    モールド用金型。
  3. 【請求項3】前記上下金型の少なくとも一方が固定金型
    であることを特徴とする請求項2に記載のトランスファ
    ーモールド用金型。
  4. 【請求項4】前記上下金型のキャビティ面に、溶融樹脂
    を流し込むカルと、パッケージ形成キャビティと、余分
    な樹脂を収容する捨てキャビティと、前記カルと前記パ
    ッケージ形成キャビティとに連通するランナーと、前記
    パッケージ形成キャビティと前記捨てキャビティとに連
    通するランナーとが形成されていることを特徴とする請
    求項2に記載のトランスファーモールド用金型。
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